JPH10189560A - 堆積膜厚測定方法及び成膜装置 - Google Patents

堆積膜厚測定方法及び成膜装置

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JPH10189560A
JPH10189560A JP34472296A JP34472296A JPH10189560A JP H10189560 A JPH10189560 A JP H10189560A JP 34472296 A JP34472296 A JP 34472296A JP 34472296 A JP34472296 A JP 34472296A JP H10189560 A JPH10189560 A JP H10189560A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】成膜装置において、チャンバ内壁7に堆積する
堆積膜の厚さを随時に測定することができる堆積膜厚測
定方法および再生可能な堆積膜測定モニタを具備する成
膜装置を提供する。 【解決手段】チャンバ内壁7に成膜される堆積膜Bと同
じように先端面に被着される堆積膜Aが形成される一対
の測定端子1をチャンバ内に設け、ウェハに成膜を施し
た後に、導電プレート2を測定端子1の先端面と接触さ
せ、堆積膜の容量あるいは抵抗値を容量及び抵抗測定器
5で測定し、測定される容量または抵抗値からチャンバ
内壁7の堆積膜Bの厚さを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成膜装置における
チャンバ内壁に堆積される膜の厚さを求める堆積膜厚測
定測定方法および成膜装置に関する。
【0002】
【従来の技術】CVDあるいはスパッタリングなどの成
膜装置は、半導体基板であるウェハに成膜する毎にチャ
ンバ内壁に堆積膜が形成され、装置を使う毎にこの堆積
膜が厚くなる。そして、この膜がある程度厚くなると、
この堆積膜が剥離し半導体基板に付着したりして品質に
重大な欠陥をもたらす。そこで、従来は、ある程度装置
を稼働した後にチャンバ内を定期的にクリーニングを行
ないこれらの堆積膜を除去していた。
【0003】この堆積膜の剥れを起すときの膜厚は経験
的に知ることができるものの、従来は、この膜厚になる
時期をウェハの累積処理枚数のカウントや成膜処理時間
などで推定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、累積処
理枚数で推定する方法は、成膜処理条件が一定のとき有
効であるものの、実際には成膜条件は一定でなく精度良
く求めることは困難である。一方、成膜処理時間で推定
する方法は、ウェハに成膜される膜厚から試算し計算し
ているものの、チャンバ内壁に堆積される膜厚とは一致
せず正確に推定することができない。
【0005】また、チャンバ内に試験片など入れ、試験
片に膜を堆積し、成膜した後毎に測定する方法が考えら
れるが、試験片を別途膜厚測定することは煩わしい作業
であるばがりではなく、装置を一時停止しなければなら
ないという欠点がある。
【0006】一方、特開昭59一52702号公報に開
示されているような誘電膜厚を測定する膜厚センサーを
使用する方法も考えられるが、この方法なら随時膜厚が
測定ができるものの、数ミクロン以下の薄膜なら適用で
きるが数100ミクロンに達するチャンバ内壁の堆積膜
を測定するには適用できない。何となれば、櫛状の電極
間が完全埋まり電極間の堆積膜が連結し測定できなくな
る。仮に、埋まらないように電極の高さを高くしても櫛
状の電極の間の膜層が除去することができず、一度使っ
たら廃棄しなければならず運用コストが高くなり必ずし
も得策な方法ではない。
【0007】従って、本発明の目的は、チャンバ内壁に
堆積される膜の厚さを随時に測定することができる堆積
膜厚測定方法および再生可能な堆積膜測定モニタを具備
する成膜装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の特徴は、
成膜装置における成膜すべき半導体基板を収納するチャ
ンバの内壁に所定の間隔に離間させ取付けられるととも
に互いに一平面内にある平坦な先端面をもつ一対の測定
端子の該先端面に導電部材を電気的に接触させ、前記先
端面に堆積された誘電膜あるいは導電膜が堆積された前
記一対の測定端子間の静電容量または抵抗値を測定し前
記チャンバ内壁に堆積する誘電膜または導電膜の堆積膜
厚を求める堆積膜厚測定方法である。また、堆積される
膜が誘電膜の場合は、前記一対の測定端子を並列に接続
し前記静電容量を測定することが望ましい。さらに、堆
積される膜が導電膜の場合は、前記一対の測定端子を直
列に接続し前記抵抗値を測定することが望ましい。一
方、前記測定端子は丸棒状であることが望ましい。
【0009】本発明の第2の特徴は、前記チャンバ内壁
に取付けられる少くなくとも一対の前記測定端子と、前
記静電容量または抵抗測定時に前記一対の測定端子のそ
れぞれの該先端面をともに覆うように前記導電部材をば
ね圧で接触させるとともに前記静電容量または前記抵抗
測定時以外は前記一対の測定端子の該先端面から前記導
電部材を退避させ前記先端面を露呈させる導電部材移動
機構と、前記静電容量または抵抗値を測定する容量及び
抵抗測定器と、この測定器に読み取られる前記静電容量
または抵抗値が基準値に達したら警報を発するコントロ
ーラとをを備える成膜装置である。
【0010】本発明の第3の特徴は、前記チャンバの底
壁に取り付けられる少なくとも一対の前記測定端子と、
前記静電容量または抵抗測定時に前記導電部材を所定の
位置から搬送し前記測定端子の前記先端面に乗せて自重
で接触するとともに前記静電容量または前記抵抗測定時
以外は前記一対の測定端子の該先端面から前記導電部材
を取外し搬送し前記所定の位置に戻す導電部材搬送機構
と、前記容量及び抵抗測定器と、前記コントローラとを
備える成膜装置である。また、この第3の特徴の成膜装
置では、前記導電部材が成膜すべき半導体基板であって
も良い。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0012】図1は本発明の一実施の形態における堆積
膜厚測定方法および成膜装置を説明するための堆積膜厚
測定機構を示す断面図である。この堆積膜厚測定機構
は、図1に示すように、チャンバ内壁7から突出し先端
面が同一平面内にあるとともに所定の間隔に配置される
一対の測定端子1と、導電プレート2を測定端子1の先
端面と接触させたりありいは先端面から退避させたりす
る導電部材接触・離間機構と、一対の測定端子1の先端
面に堆積された堆積膜Aの静電容量あるいは抵抗値を測
定する容量及び抵抗測定器5を備えている。
【0013】また、導電部材接触・離間機構は、導電プ
レート2を取付けるシャフト8と、シャフトを90度回
転させるロータリーソレノイド3と、導電プレート2に
測定端子1の先端面に押圧力を与えるスプリング6と、
スプリング6の反発力に抗して導電プレート2を上昇さ
せるソレノイド4とで構成されている。一方、測定端子
1は、チャンバ内壁7から突出する電極10の周囲に絶
縁被覆11が施されチャンバとは電気的に絶縁され気密
にチャンバに取り付けられ交換し得る構造になってい
る。
【0014】ここで、二つの測定端子1の先端面の堆積
膜Aの静電容量の接続は、図1の点線で示すように、測
定端子1を並列接続にする。この並列接続にすれば、チ
ャンバ内壁7の堆積膜Bと同じように堆積される堆積膜
Aの膜厚の変化に対する容量の変化の割合が加算するだ
けで求められる。従って、この一対の測定端子1を複数
対を設け並列に接続すれば、より測定感度を高めること
ができる。また、具体的な接続構造は、点線で示すよう
に導電プレート1のシャフト8の絶縁リング9の上の部
分を共通線にし測定端子1の線と並列に接続し容量及び
抵抗測定器5の容量測定器に接続している。
【0015】一方、スパッタ装置のように金属膜を形成
する場合、測定端子1の先端面に付着した導電膜である
堆積膜Aを抵抗として測定するならば、実線で示すよう
に測定端子1を直列接続し容量及び抵抗測定器5の抵抗
測定器に切替えて測定する。なお、容量および抵抗の切
替えは接続配線経路途中に設けられた切換えスイッチ
(図示せず)で行なわれている。
【0016】コントローラ12は、誘電膜の静電容量を
加算するカウンタ部と導電膜の抵抗値を加算するカウン
タ部と、基準静電容量と加算された容量を比較する比較
部と基準抵抗値と加算された抵抗値と比較する比較部
と、加算された容量あるいは抵抗値が基準容量あるいは
基準抵抗値に達したら警報を発する判定部とで構成され
ている。
【0017】次に、この一対の測定端子をもつ導電部材
接触・離間機構の4個が誘電膜を形成するCVD装置の
チャンバ内壁7に取り付けられたものとして堆積膜厚測
定方法を説明する。まず、測定端子1の先端面に誘電膜
が堆積していない状態からスタートする。導電プレート
2が二点鎖線の位置により測定端子1の先端面が露呈し
た状態で1回目の半導体基板への成膜を行なった後、導
電プレート2をソレノイド4で上に上昇させロータリー
ソレノイド3で回転させる。そして、ソレノイドの動作
をオフすることにより導電プレート2をスプリング6の
反発力で降し測定端子1と導電プレート2とをばね圧で
接触させる。
【0018】次に、容量及び抵抗測定器5で8本の測定
端子1の堆積膜Aの静電容量を測定する。そして、計測
された容量Cをコントローラ12のシフトレジスタに記
憶する。記憶された容量Cが基準静電容量C0 より大き
ければ、導電プレート2をソレノイドを働かせ浮せロー
タリーソレノド3で回転させ、測定端子1の先端面を露
呈する。
【0019】そして、再び半導体基板を成膜処理し、前
述のように堆積膜Aの容量を測定する。何回かの成膜処
理を行なう内に、チャンバ内壁7に堆積される堆積膜B
と同じように厚みのある堆積膜Aが測定端子1に積り、
膜厚の増大につれて堆積膜Aの容量が減少し、基準静電
容量C0 に達し、コントローラ12の判定部は警報を発
し、チャンバ内壁7に堆積された堆積膜Bが剥れる寸前
の厚みに達したことを報せる。
【0020】このように成膜処理する毎に測定端子1に
堆積される堆積膜Aの容量を随時モニタすることで、チ
ャンバ内壁7に堆積された堆積膜Bの厚みを推定するこ
とができるので、チャンバ内壁7の堆積膜Bが剥れる時
期を確実に求めることができる。なお、スパッタ装置で
導電膜を形成する場合は、測定が測定端子1の堆積膜A
の抵抗値を測定する以外は、前述の誘電膜の測定手順と
全く同じであるので説明を割愛する。
【0021】図2は図1の堆積膜厚測定機構の変形例を
示す断面図である。この堆積膜厚測定機構は、図2に示
すように、チャンバ底壁7aに取り付けられ一対の測定
端子1と、静電容量または抵抗測定時に導電プレート2
を所定の位置から搬送し測定端子1の先端面に乗せて自
重で接触するとともに静電容量または抵抗測定時以外は
一対の測定端子1の先端面から導電プレート2を取外し
搬送し前記所定の位置に戻す搬送アーム15とを備えて
いる。
【0022】また、この堆積膜厚測定機構は、導電プレ
ートを取り外した場合に載置台13の先端面が露呈する
ので、誘電膜および導電膜が先端面に堆積しないように
可動軸17で上昇し旋回し先端面を覆うシャッタ16を
設けることが望ましい。この可動軸17を上昇および旋
回あるいは下降および旋回させる可動ユニット18は前
述のソレノイドとロータリーソレノイドを組合わせた機
構でも良い。
【0023】この堆積膜厚測定機構の動作は、容量およ
び抵抗測定時には、シャッタ16を実線のように退避さ
せてから、導電プレート2を退避位置から搬送アーム1
5で搬送し、矢印のように導電プレート2を測定端子1
の上に乗せ容量あるいは抵抗の測定を行なう。それ以外
は、導電プレート2を搬送アーム15で掴み搬送し退避
位置に置いてから、成膜処理することである。また、チ
ャンバ内壁に堆積する堆積膜Bの厚さを求めるには、前
述した手順と同じであるので割愛する。
【0024】図3は図2の堆積膜厚測定機構を成膜装置
に適用したときの成膜装置の部分破断断面図である。半
導体基板であるウェハの裏面が導電膜あるいは不純物が
高濃度に拡散された拡散膜が施されている場合は、ウェ
ハを導電プレートとして使用できる。この場合は、図3
に示すように、図2の一対の測定端子1をもつ堆積膜厚
測定機構の二つを側壁とサセプタ19との間のチャンバ
底壁7aに設け、ウェハ21を成膜後に搬送アーム15
によりウェハ21をサセプタ19より測定端子1の上に
移載する。
【0025】ウェハ21を測定端子1の上に乗せたら、
上述したように、堆積膜の容量あるいは抵抗値を測定す
る。そして、ロードロック室20からロボットアームを
伸ばし測定端子1上のウェハ21を取出しロードロック
室に収納する。このようにすれば、成膜装置の自動化が
容易になされる。
【0026】成膜を繰返して行なう内に、図1の測定端
子1に堆積された堆積膜Aは、厚くなり剥れを起すまで
の厚みになる。このときチャンバ内壁7の堆積膜Bを除
去すると同時に測定端子1の堆積膜Aも除去しなければ
ならない。
【0027】この測定端子1の堆積膜Aの除去は、チャ
ンバから全ての測定端子1を取外し、測定端子1の後端
を基準にし全ての測定端子を平面研削盤の静電チャック
に並べて保持し、この状態で測定端子1の先端面を研磨
すれば、測定端子1の高さが同一の高さに再生できる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、成膜装置
のチャンバ内壁に一対の測定端子を設け、チャンバ内壁
に堆積されるのと同様に測定端子の先端面に堆積される
堆積膜の厚みを静電容量あるいは抵抗値として測定する
ことによって、チャンバ内壁に堆積された堆積膜の厚み
が求められるので、チャンバ内壁の堆積膜の剥れる厚さ
を推定でき、チャンバ内壁の清掃時期を正確に把握し清
掃し、チャンバから剥げ落ちる膜のパーティクルが皆無
となり、パーティクルによるウェハの品質の欠陥の発生
を防止できるという効果がある。
【0029】また、成膜中は測定端子の先端面を露呈さ
せ先端面に成膜されるようにするとともに容量および抵
抗測定時には測定端子を覆うように接触させる導電部材
の移動機構を設けることによって、測定端子を取外すこ
となく随時測定できるので、装置を停止し測定するため
の取出し作業が無くなり、装置の稼働率が向上し不要な
作業が必要がなくコストを低減できるという効果があ
る。
【0030】さらに、この測定端子は容易にチャンバか
ら取外しができ、先端面を同一高さに揃えて研磨できる
ので、極めて安価なコストで再生でき運用コストを大幅
に低減できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における堆積膜厚測定方
法および成膜装置を説明するための堆積膜厚測定機構を
示す断面図である。
【図2】図1の堆積膜厚測定機構の変形例を示す断面図
である。
【図3】図2の堆積膜厚測定機構を成膜装置に適用した
ときの成膜装置の部分破断断面図である。
【符号の説明】
1 測定端子 2 導電プレート 3 ロータリーソレノイド 4 ソレノイド 5 容量及び抵抗測定器 6,6a スプリング 7 チャンバ内壁 7a チャンバ底壁 8 シャフト 9 絶縁リング 10 電極 11 絶縁被覆 12 コントローラ 13 載置台 14 受け台 15 搬送アーム 16 シャッタ 17 可動軸 18 可動ユニット 19 サセプタ 20 ロードロック室 21 ウェハ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成膜装置における成膜すべき半導体基板
    を収納するチャンバの内壁に所定の間隔に離間させ取付
    けられるとともに互いに一平面内にある平坦な先端面を
    もつ一対の測定端子の該先端面に導電部材を電気的に接
    触させ、前記先端面に堆積された誘電膜あるいは導電膜
    が堆積された前記一対の測定端子間の静電容量または抵
    抗値を測定し前記チャンバ内壁に堆積する誘電膜または
    導電膜の堆積膜厚を求めることを特徴とする堆積膜厚測
    定方法。
  2. 【請求項2】 堆積される膜が誘電膜の場合は、前記一
    対の測定端子を並列に接続し前記静電容量を測定するこ
    とを特徴とする請求項1記載の堆積膜厚測定方法。
  3. 【請求項3】 堆積される膜が導電膜の場合は、前記一
    対の測定端子を直列に接続し前記抵抗値を測定すること
    を特徴とする請求項1記載の堆積膜厚測定方法。
  4. 【請求項4】 前記測定端子は丸棒状であることを特徴
    とする請求項1および2ならびに3記載の堆積膜厚測定
    方法。
  5. 【請求項5】 前記チャンバ内壁に取付けられる少くな
    くとも一対の前記測定端子と、前記静電容量または抵抗
    測定時に前記一対の測定端子のそれぞれの該先端面をと
    もに覆うように前記導電部材をばね圧で接触させるとと
    もに前記静電容量または前記抵抗測定時以外は前記一対
    の測定端子の該先端面から前記導電部材を退避させ前記
    先端面を露呈させる導電部材移動機構と、前記静電容量
    または抵抗値を測定する容量及び抵抗測定器と、この測
    定器に読み取られる前記静電容量または抵抗値が基準値
    に達したら警報を発するコントローラとを備えることを
    特徴とする成膜装置。
  6. 【請求項6】 前記チャンバの底壁に取り付けられる少
    なくとも一対の前記測定端子と、前記静電容量または抵
    抗測定時に前記導電部材を所定の位置から搬送し前記測
    定端子の前記先端面に乗せて自重で接触するとともに前
    記静電容量または前記抵抗測定時以外は前記一対の測定
    端子の該先端面から前記導電部材を取外し搬送し前記所
    定の位置に戻す導電部材搬送機構と、請求項5記載の前
    記容量及び抵抗測定器と、請求項5記載の前記コントロ
    ーラとをを備えることを特徴とする成膜装置。
  7. 【請求項7】 誘電膜を成膜する成膜装置において、前
    記導電部材が成膜すべき半導体基板であることを特徴と
    する請求項6記載の成膜装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010169482A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Shin Etsu Handotai Co Ltd 堆積物の検知方法及び堆積物検知器
CN111254419A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 北京北方华创真空技术有限公司 用于沉积法镀膜的设备及控制镀膜厚度的系统和方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010169482A (ja) * 2009-01-21 2010-08-05 Shin Etsu Handotai Co Ltd 堆積物の検知方法及び堆積物検知器
CN111254419A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 北京北方华创真空技术有限公司 用于沉积法镀膜的设备及控制镀膜厚度的系统和方法
CN111254419B (zh) * 2020-01-17 2021-12-28 北京北方华创真空技术有限公司 用于沉积法镀膜的设备及控制镀膜厚度的系统和方法

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