JPH1131599A - プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JPH1131599A JPH1131599A JP9182815A JP18281597A JPH1131599A JP H1131599 A JPH1131599 A JP H1131599A JP 9182815 A JP9182815 A JP 9182815A JP 18281597 A JP18281597 A JP 18281597A JP H1131599 A JPH1131599 A JP H1131599A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- sealing plate
- plasma
- reactor
- processing apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Waveguides (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 封止板の初期温度の変動に拘らず、封止板を
所定温度まで昇温して、処理室内の温度を所定の温度範
囲に制御することができるプラズマ処理装置の予熱方
法、及びその実施に使用するプラズマ処理装置を提供す
る。 【解決手段】 制御装置40は、温度測定器33から与えら
れる封止板７の温度を取り込み、取り込んだ温度と予め
設定された閾値温度とを比較し、前者が後者より低い場
合、ガス導入管６から予熱用のガスを供給しつつ、マイ
クロ波発振器23で発振させたマイクロ波を誘電体線路21
を経て封止板７から反応器１内へ導入することによっ
て、反応器１内にプラズマを生成し、生成したプラズマ
によって反応器１，載置台４と共に封止板７を加熱し
て、処理室２内の温度を上昇させる。制御装置40は、取
り込んだ温度が閾値温度以上であると判断すると、予熱
用のガスの供給及びマイクロ波の発振を停止する。
所定温度まで昇温して、処理室内の温度を所定の温度範
囲に制御することができるプラズマ処理装置の予熱方
法、及びその実施に使用するプラズマ処理装置を提供す
る。 【解決手段】 制御装置40は、温度測定器33から与えら
れる封止板７の温度を取り込み、取り込んだ温度と予め
設定された閾値温度とを比較し、前者が後者より低い場
合、ガス導入管６から予熱用のガスを供給しつつ、マイ
クロ波発振器23で発振させたマイクロ波を誘電体線路21
を経て封止板７から反応器１内へ導入することによっ
て、反応器１内にプラズマを生成し、生成したプラズマ
によって反応器１，載置台４と共に封止板７を加熱し
て、処理室２内の温度を上昇させる。制御装置40は、取
り込んだ温度が閾値温度以上であると判断すると、予熱
用のガスの供給及びマイクロ波の発振を停止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を利用
して反応器内にプラズマを生成し、生成したプラズマに
よって半導体素子基板，液晶ディスプレイ用ガラス基板
等の被処理物に、エッチング，アッシング又はＣＶＤ
（Ｃhemical Ｖapor Ｄeposition ）等の処理を施すプ
ラズマ処理装置において前記反応器を予熱する方法、及
びその実施に使用する装置に関する。
して反応器内にプラズマを生成し、生成したプラズマに
よって半導体素子基板，液晶ディスプレイ用ガラス基板
等の被処理物に、エッチング，アッシング又はＣＶＤ
（Ｃhemical Ｖapor Ｄeposition ）等の処理を施すプ
ラズマ処理装置において前記反応器を予熱する方法、及
びその実施に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ製造プロセスでは、反応ガスに外
部からエネルギを与えてプラズマを生成し、生成したプ
ラズマを用いて被処理物にエッチング，アッシング又は
ＣＶＤ等の処理を施している。プラズマを生成するに
は、１３．５６ＭＨＺのＲＦ（高周波）を用いていた
が、装置構成及びプラズマ処理操作が複雑であり、また
比較的低い温度で高い密度のプラズマが得難いため、マ
イクロ波を利用する装置が提案されている。
部からエネルギを与えてプラズマを生成し、生成したプ
ラズマを用いて被処理物にエッチング，アッシング又は
ＣＶＤ等の処理を施している。プラズマを生成するに
は、１３．５６ＭＨＺのＲＦ（高周波）を用いていた
が、装置構成及びプラズマ処理操作が複雑であり、また
比較的低い温度で高い密度のプラズマが得難いため、マ
イクロ波を利用する装置が提案されている。
【０００３】図５は、マイクロ波を利用する従来のＳＷ
Ｐ（Ｓurface Ｗave coupled Ｐlasma ）処理装置を示
す模式的側断面図であり、図中１は中空直方体の反応器
である。反応器１はその全体がアルミニウムで形成され
ており、電熱式のヒータによって所要の温度に加熱し得
るようになっている。反応器１の上部には、マイクロ波
導入窓が開設してあり、マイクロ波導入窓は封止板７で
気密状態に封止されている。なお、封止板７は、耐熱性
及びマイクロ波透過性を有すると共に誘電損失が小さ
い、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）等の誘電体で形成されている。
Ｐ（Ｓurface Ｗave coupled Ｐlasma ）処理装置を示
す模式的側断面図であり、図中１は中空直方体の反応器
である。反応器１はその全体がアルミニウムで形成され
ており、電熱式のヒータによって所要の温度に加熱し得
るようになっている。反応器１の上部には、マイクロ波
導入窓が開設してあり、マイクロ波導入窓は封止板７で
気密状態に封止されている。なお、封止板７は、耐熱性
及びマイクロ波透過性を有すると共に誘電損失が小さ
い、石英ガラス（ＳｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ
2 Ｏ3 ）等の誘電体で形成されている。
【０００４】反応器１には、該反応器１の上部を覆う転
倒四角箱状の容器20が連結してあり、この容器20内の天
井部分には誘電体線路21が設けてある。この誘電体線路
21には誘電体として、テフロン（登録商標）といったフ
ッ素樹脂，ポリエチレン樹脂又はポリスチレン樹脂等が
用いられている。容器20の周面には導波管22の一端が連
結してあり、導波管22の他端にはマイクロ波発振器23が
連結してある。マイクロ波発振器23が発振したマイクロ
波は、導波管22を経て誘電体線路21に導入され、そこに
定在波を生成する。この定在波によって、封止板７の表
面に表面波が生成されると共に、該表面波にカップリン
グして封止板７の裏面にも表面波が生成される。これに
よって、反応器１内にプラズマ発生に必要な電界が形成
される。
倒四角箱状の容器20が連結してあり、この容器20内の天
井部分には誘電体線路21が設けてある。この誘電体線路
21には誘電体として、テフロン（登録商標）といったフ
ッ素樹脂，ポリエチレン樹脂又はポリスチレン樹脂等が
用いられている。容器20の周面には導波管22の一端が連
結してあり、導波管22の他端にはマイクロ波発振器23が
連結してある。マイクロ波発振器23が発振したマイクロ
波は、導波管22を経て誘電体線路21に導入され、そこに
定在波を生成する。この定在波によって、封止板７の表
面に表面波が生成されると共に、該表面波にカップリン
グして封止板７の裏面にも表面波が生成される。これに
よって、反応器１内にプラズマ発生に必要な電界が形成
される。
【０００５】反応器１の内部は処理室２になっており、
処理室２の周囲壁を貫通する貫通穴に嵌合させたガス導
入管６から処理室２内に所要のガスが導入される。処理
室２の底部壁中央を貫通する昇降棒10の上端には、試料
Ｓを載置する載置台４が封止板７と平行に設けてあり、
載置台４には熱媒又は冷媒を循環させる循環路が埋設し
てある。また、処理室２の底部壁には排気口５が開設し
てあり、排気口５は図示しない排気装置に連結してあ
る。
処理室２の周囲壁を貫通する貫通穴に嵌合させたガス導
入管６から処理室２内に所要のガスが導入される。処理
室２の底部壁中央を貫通する昇降棒10の上端には、試料
Ｓを載置する載置台４が封止板７と平行に設けてあり、
載置台４には熱媒又は冷媒を循環させる循環路が埋設し
てある。また、処理室２の底部壁には排気口５が開設し
てあり、排気口５は図示しない排気装置に連結してあ
る。
【０００６】このような装置では、反応器１に設けたヒ
ータに給電し、また載置台４の循環路に熱媒を循環させ
て、反応器１及び載置台４を加熱しつつ、処理室２内に
発生させたプラズマによって処理室２内を所定温度範囲
まで昇温させるシーズニングを次のように行った後、載
置台４上に試料Ｓを載置し、該試料Ｓの表面にプラズマ
処理を施す。
ータに給電し、また載置台４の循環路に熱媒を循環させ
て、反応器１及び載置台４を加熱しつつ、処理室２内に
発生させたプラズマによって処理室２内を所定温度範囲
まで昇温させるシーズニングを次のように行った後、載
置台４上に試料Ｓを載置し、該試料Ｓの表面にプラズマ
処理を施す。
【０００７】排気口５から排気を行って処理室２内を所
要の真空度にすると共に、ガス導入管６からシーズニン
グガスを導入する。マイクロ波発振器23でマイクロ波
を、予備試験に基づいて定めた所定時間だけ発振させ、
これを導波管22を介して誘電体線路21に導入する。誘電
体線路21を伝播したマイクロ波によって封止板７の表面
に表面波を発生させると共に、封止板７の裏面にも前記
表面波にカップリングした表面波を発生させ、この表面
波で処理室２内に形成される電界にてプラズマを生成
し、生成したプラズマによって反応器１，載置台４と共
に前述した如きヒータを配設することができない封止板
７を加熱して、処理室２内の温度を上昇させる。
要の真空度にすると共に、ガス導入管６からシーズニン
グガスを導入する。マイクロ波発振器23でマイクロ波
を、予備試験に基づいて定めた所定時間だけ発振させ、
これを導波管22を介して誘電体線路21に導入する。誘電
体線路21を伝播したマイクロ波によって封止板７の表面
に表面波を発生させると共に、封止板７の裏面にも前記
表面波にカップリングした表面波を発生させ、この表面
波で処理室２内に形成される電界にてプラズマを生成
し、生成したプラズマによって反応器１，載置台４と共
に前述した如きヒータを配設することができない封止板
７を加熱して、処理室２内の温度を上昇させる。
【０００８】シーズニングが終了すると、載置台４上に
試料Ｓを載置した後、シーズニングガスに代えて反応ガ
スをガス導入管６から処理室２内へ導入する以外は前同
様の操作を行って、試料Ｓの表面にエッチング等のプラ
ズマ処理を施す。
試料Ｓを載置した後、シーズニングガスに代えて反応ガ
スをガス導入管６から処理室２内へ導入する以外は前同
様の操作を行って、試料Ｓの表面にエッチング等のプラ
ズマ処理を施す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このようにシーズニン
グによって封止板をも加熱して、処理室内の温度を上昇
させるが、封止板にはヒータ及び循環路を設けることが
できないため、封止板の初期温度は直近のプラズマ生成
が終了してからシーズニングを開始するまでの時間，直
近のプラズマ生成条件，環境温度等によって変動する。
しかし、従来の方法では、封止板の初期温度に拘らず、
一定時間だけマイクロ波を発振してシーズニングを行う
ため、シーズニング後の封止板の温度は一定ではない。
そのため、処理室内の温度が所定の温度範囲から外れ、
所要の品質の製品が得られない場合があった。
グによって封止板をも加熱して、処理室内の温度を上昇
させるが、封止板にはヒータ及び循環路を設けることが
できないため、封止板の初期温度は直近のプラズマ生成
が終了してからシーズニングを開始するまでの時間，直
近のプラズマ生成条件，環境温度等によって変動する。
しかし、従来の方法では、封止板の初期温度に拘らず、
一定時間だけマイクロ波を発振してシーズニングを行う
ため、シーズニング後の封止板の温度は一定ではない。
そのため、処理室内の温度が所定の温度範囲から外れ、
所要の品質の製品が得られない場合があった。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは反応器の開口を封止
する封止板の温度を測定し、測定した温度と予め設定し
た閾値温度とを比較し、閾値温度に達した場合、プラズ
マの生成を停止することによって、封止板の初期温度の
変動に拘らず、封止板を所定温度まで昇温して、処理室
内の温度を所定の温度範囲に制御することができるプラ
ズマ処理装置の予熱方法、及びその実施に使用するプラ
ズマ処理装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは反応器の開口を封止
する封止板の温度を測定し、測定した温度と予め設定し
た閾値温度とを比較し、閾値温度に達した場合、プラズ
マの生成を停止することによって、封止板の初期温度の
変動に拘らず、封止板を所定温度まで昇温して、処理室
内の温度を所定の温度範囲に制御することができるプラ
ズマ処理装置の予熱方法、及びその実施に使用するプラ
ズマ処理装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１発明に係るプラズマ
処理装置における予熱方法は、マイクロ波を透過する封
止板で開口を封止してある反応器内へ、前記封止板から
マイクロ波を導入してプラズマを生成するプラズマ処理
装置で、生成したプラズマによって前記反応器及び封止
板を予熱する方法において、前記封止板の温度を測定
し、測定した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、
閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停止すること
を特徴とする。
処理装置における予熱方法は、マイクロ波を透過する封
止板で開口を封止してある反応器内へ、前記封止板から
マイクロ波を導入してプラズマを生成するプラズマ処理
装置で、生成したプラズマによって前記反応器及び封止
板を予熱する方法において、前記封止板の温度を測定
し、測定した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、
閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停止すること
を特徴とする。
【００１２】第２発明に係るプラズマ処理装置における
予熱方法は、第１発明において、前記封止板の温度を光
学的に測定することを特徴とする。
予熱方法は、第１発明において、前記封止板の温度を光
学的に測定することを特徴とする。
【００１３】第３発明に係るプラズマ処理装置における
予熱方法は、マイクロ波を透過する封止板で開口を封止
してある反応器に、前記封止板を覆い、内部に誘電体線
路が設けてある容器を連結してなるプラズマ処理装置
で、前記誘電体線路を伝播させたマイクロ波を封止板か
ら反応器内へ導入してプラズマを生成し、そのプラズマ
によって前記反応器及び封止板を予熱する方法におい
て、封止板の表面に、照射された励起光によって、温度
に応じた減衰時間でその強度が減衰する固有スペクトル
を発光するセンサが設けてあり、前記容器の誘電体線路
を設けていない部分に前記センサに臨む窓が開設してあ
るプラズマ処理装置を用い、前記窓からセンサへ励起光
を照射し、前記窓を通過したセンサの固有スペクトルの
強度を検出し、その検出結果に基づいて、前記強度の減
衰時間を求め、求めた減衰時間から封止板の温度を算出
し、算出した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、
閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停止すること
を特徴とする。
予熱方法は、マイクロ波を透過する封止板で開口を封止
してある反応器に、前記封止板を覆い、内部に誘電体線
路が設けてある容器を連結してなるプラズマ処理装置
で、前記誘電体線路を伝播させたマイクロ波を封止板か
ら反応器内へ導入してプラズマを生成し、そのプラズマ
によって前記反応器及び封止板を予熱する方法におい
て、封止板の表面に、照射された励起光によって、温度
に応じた減衰時間でその強度が減衰する固有スペクトル
を発光するセンサが設けてあり、前記容器の誘電体線路
を設けていない部分に前記センサに臨む窓が開設してあ
るプラズマ処理装置を用い、前記窓からセンサへ励起光
を照射し、前記窓を通過したセンサの固有スペクトルの
強度を検出し、その検出結果に基づいて、前記強度の減
衰時間を求め、求めた減衰時間から封止板の温度を算出
し、算出した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、
閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停止すること
を特徴とする。
【００１４】第４発明に係るプラズマ処理装置は、マイ
クロ波を透過する封止板で開口を封止してある反応器
に、前記封止板を覆い、内部に誘電体線路が設けてある
容器を連結してなり、前記誘電体線路を伝播させたマイ
クロ波を封止板から反応器内へ導入してプラズマを生成
し、そのプラズマによって前記反応器及び封止板を予熱
するようになしてあるプラズマ処理装置において、前記
封止板の温度を測定する温度測定手段と、測定した温度
と予め設定した閾値温度とを比較する手段と、閾値温度
に達した場合、プラズマの生成を停止する手段とを備え
ることを特徴とする。
クロ波を透過する封止板で開口を封止してある反応器
に、前記封止板を覆い、内部に誘電体線路が設けてある
容器を連結してなり、前記誘電体線路を伝播させたマイ
クロ波を封止板から反応器内へ導入してプラズマを生成
し、そのプラズマによって前記反応器及び封止板を予熱
するようになしてあるプラズマ処理装置において、前記
封止板の温度を測定する温度測定手段と、測定した温度
と予め設定した閾値温度とを比較する手段と、閾値温度
に達した場合、プラズマの生成を停止する手段とを備え
ることを特徴とする。
【００１５】第５発明に係るプラズマ処理装置は、第４
発明において、前記封止板の温度を光学的に測定すべ
く、前記容器に封止板に臨む窓が開設してあることを特
徴とする。
発明において、前記封止板の温度を光学的に測定すべ
く、前記容器に封止板に臨む窓が開設してあることを特
徴とする。
【００１６】第６発明に係るプラズマ処理装置は、第５
発明において、前記温度測定手段は、封止板の表面に設
けてあり、照射された励起光によって、温度に応じた減
衰時間でその強度が減衰する固有スペクトルを発光する
センサと、前記窓からセンサへ励起光を照射する手段
と、前記窓を通過したセンサの固有スペクトルの強度を
検出する手段と、その検出結果に基づいて、前記強度の
減衰時間を求める手段とを具備することを特徴とする。
発明において、前記温度測定手段は、封止板の表面に設
けてあり、照射された励起光によって、温度に応じた減
衰時間でその強度が減衰する固有スペクトルを発光する
センサと、前記窓からセンサへ励起光を照射する手段
と、前記窓を通過したセンサの固有スペクトルの強度を
検出する手段と、その検出結果に基づいて、前記強度の
減衰時間を求める手段とを具備することを特徴とする。
【００１７】第１及び第４発明にあっては、開口を封止
板で封止してある反応器内へ、誘電体線路を伝播させた
マイクロ波を封止板から導入してプラズマを生成し、そ
のプラズマによって反応器及び封止板を予熱する場合、
前記封止板の温度を、非接触式又は接触式で測定し、測
定した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、閾値温
度に達した場合、プラズマの生成を停止する。このよう
に、封止板の初期温度の変動に拘らず、封止板を閾値温
度まで昇温させるため、処理室内の温度を所定の温度範
囲に制御することができる。
板で封止してある反応器内へ、誘電体線路を伝播させた
マイクロ波を封止板から導入してプラズマを生成し、そ
のプラズマによって反応器及び封止板を予熱する場合、
前記封止板の温度を、非接触式又は接触式で測定し、測
定した温度と予め設定した閾値温度とを比較し、閾値温
度に達した場合、プラズマの生成を停止する。このよう
に、封止板の初期温度の変動に拘らず、封止板を閾値温
度まで昇温させるため、処理室内の温度を所定の温度範
囲に制御することができる。
【００１８】第２，第３，第５及び第６発明にあって
は、封止板の温度を光学的に測定する。即ち、封止板の
表面に、励起光の照射によって蛍光の波長領域の固有ス
ペクトルを発光する蛍光物質といったセンサを設けてお
く。一方、封止板を覆う箱状のカバー部材の側面に、前
記センサに臨む窓を開設しておく。この窓の外側からセ
ンサへ励起光を照射してセンサを励起する。センサが発
光する固有スペクトルは、センサの温度，即ち該センサ
を設けた封止板の温度に応じて、その減衰時間が変化す
る。この減衰時間と温度との特性曲線を予め設定してお
く。
は、封止板の温度を光学的に測定する。即ち、封止板の
表面に、励起光の照射によって蛍光の波長領域の固有ス
ペクトルを発光する蛍光物質といったセンサを設けてお
く。一方、封止板を覆う箱状のカバー部材の側面に、前
記センサに臨む窓を開設しておく。この窓の外側からセ
ンサへ励起光を照射してセンサを励起する。センサが発
光する固有スペクトルは、センサの温度，即ち該センサ
を設けた封止板の温度に応じて、その減衰時間が変化す
る。この減衰時間と温度との特性曲線を予め設定してお
く。
【００１９】そして、励起光の照射によってセンサから
発光され、前記窓を通過した固有スペクトルの強度を検
出し、その減衰時間を求める。求めた減衰時間が閾値温
度に対応する減衰時間に達したか否か、即ち封止板の温
度が閾値温度に達したか否かを判定する。そして、封止
板の温度が閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停
止する。このように、誘電体線路と封止板との間に、マ
イクロ波の導入を妨げる障害物が介在しないため、反応
器内におけるプラズマの生成になんら影響を与えること
なく、封止板の温度を測定することができる。一方、前
述した励起光及びスペクトルはマイクロ波によっては影
響されないため、封止板の温度を高精度に測定すること
ができる。
発光され、前記窓を通過した固有スペクトルの強度を検
出し、その減衰時間を求める。求めた減衰時間が閾値温
度に対応する減衰時間に達したか否か、即ち封止板の温
度が閾値温度に達したか否かを判定する。そして、封止
板の温度が閾値温度に達した場合、プラズマの生成を停
止する。このように、誘電体線路と封止板との間に、マ
イクロ波の導入を妨げる障害物が介在しないため、反応
器内におけるプラズマの生成になんら影響を与えること
なく、封止板の温度を測定することができる。一方、前
述した励起光及びスペクトルはマイクロ波によっては影
響されないため、封止板の温度を高精度に測定すること
ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係るプラ
ズマ処理装置を示す模式的側断面図及びその制御系を示
すブロック図であり、図２は図１に示したプラズマ処理
装置の上部部分破断図である。中空直方体の反応器１は
その全体がアルミニウムで形成されており、電熱式のヒ
ータによって所要の温度に加熱し得るようになってい
る。反応器１の上部には、マイクロ波導入窓が開設して
あり、マイクロ波導入窓は封止板７で気密状態に封止さ
れている。なお、封止板７は、耐熱性及びマイクロ波透
過性を有すると共に誘電損失が小さい、石英ガラス（Ｓ
ｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）等の誘電体で形成
されている。
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係るプラ
ズマ処理装置を示す模式的側断面図及びその制御系を示
すブロック図であり、図２は図１に示したプラズマ処理
装置の上部部分破断図である。中空直方体の反応器１は
その全体がアルミニウムで形成されており、電熱式のヒ
ータによって所要の温度に加熱し得るようになってい
る。反応器１の上部には、マイクロ波導入窓が開設して
あり、マイクロ波導入窓は封止板７で気密状態に封止さ
れている。なお、封止板７は、耐熱性及びマイクロ波透
過性を有すると共に誘電損失が小さい、石英ガラス（Ｓ
ｉＯ2 ）又はアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3）等の誘電体で形成
されている。
【００２１】反応器１には、該反応器１の上部を覆う箱
状の容器20が連結してあり、この容器20内の天井部分に
は誘電体線路21が設けてある。この誘電体線路21には誘
電体として、テフロン（登録商標）といったフッ素樹
脂，ポリエチレン樹脂又はポリスチレン樹脂等が用いら
れている。容器20の周面には導波管22の一端が連結して
あり、導波管22の他端にはマイクロ波発振器23が連結し
てある。マイクロ波発振器23が発振したマイクロ波は、
導波管22を経て誘電体線路21に導入され、そこに定在波
を生成する。この定在波によって、封止板７の表面に表
面波が生成されると共に、該表面波にカップリングして
封止板７の裏面にも表面波が生成される。これによっ
て、反応器１内にプラズマ発生に必要な電界が形成され
る。
状の容器20が連結してあり、この容器20内の天井部分に
は誘電体線路21が設けてある。この誘電体線路21には誘
電体として、テフロン（登録商標）といったフッ素樹
脂，ポリエチレン樹脂又はポリスチレン樹脂等が用いら
れている。容器20の周面には導波管22の一端が連結して
あり、導波管22の他端にはマイクロ波発振器23が連結し
てある。マイクロ波発振器23が発振したマイクロ波は、
導波管22を経て誘電体線路21に導入され、そこに定在波
を生成する。この定在波によって、封止板７の表面に表
面波が生成されると共に、該表面波にカップリングして
封止板７の裏面にも表面波が生成される。これによっ
て、反応器１内にプラズマ発生に必要な電界が形成され
る。
【００２２】反応器１の内部は処理室２になっており、
処理室２の周囲壁を貫通する貫通穴に嵌合させたガス導
入管６から処理室２内に所要のガスが導入される。処理
室２の底部壁中央を貫通する昇降棒10の上端には、試料
Ｓを載置する載置台４が封止板７と平行に設けてあり、
載置台４には熱媒又は冷媒を循環させる循環路が埋設し
てある。また、処理室２の底部壁には排気口５が開設し
てあり、排気口５は図示しない排気装置に連結してあ
る。
処理室２の周囲壁を貫通する貫通穴に嵌合させたガス導
入管６から処理室２内に所要のガスが導入される。処理
室２の底部壁中央を貫通する昇降棒10の上端には、試料
Ｓを載置する載置台４が封止板７と平行に設けてあり、
載置台４には熱媒又は冷媒を循環させる循環路が埋設し
てある。また、処理室２の底部壁には排気口５が開設し
てあり、排気口５は図示しない排気装置に連結してあ
る。
【００２３】ところで、前述した封止板７の表面の略中
央には、該封止板７の温度を光学的に測定すべく、蛍光
物質を封止板７の表面に塗布してなるセンサ30が設けて
ある。また、容器20の周面には前記センサ30を臨む測定
用窓11が開設してあり、測定用窓11は透明板12で封止さ
れている。透明板12は測定用窓11の周囲に固定したホル
ダ13内に嵌合されており、ホルダ13には非接触式のプロ
ーブ31が、センサ30の中央と透明板12の中央とを結ぶ直
線上に位置するように固定してある。プローブ31は光フ
ァイバ32によって温度測定器33に連結してある。
央には、該封止板７の温度を光学的に測定すべく、蛍光
物質を封止板７の表面に塗布してなるセンサ30が設けて
ある。また、容器20の周面には前記センサ30を臨む測定
用窓11が開設してあり、測定用窓11は透明板12で封止さ
れている。透明板12は測定用窓11の周囲に固定したホル
ダ13内に嵌合されており、ホルダ13には非接触式のプロ
ーブ31が、センサ30の中央と透明板12の中央とを結ぶ直
線上に位置するように固定してある。プローブ31は光フ
ァイバ32によって温度測定器33に連結してある。
【００２４】温度測定器33は３４０〜５１０ｎｍのスペ
クトルの光を発光する発光器34を内蔵しており、発光器
34の発光はビームスプリッタ35で反射されて光ファイバ
32へ入射され、プローブ31からセンサ30上へ照射され
る。センサ30は、このスペクトルの光が照射されると６
００〜７００ｎｍの固有スペクトルを発光する。この固
有スペクトルはプローブ31に入射され、光ファイバ32を
経て温度測定器33に与えられ、前記ビームスプリッタ35
を透過して光検出器36に与えられ、そこで固有スペクト
ルの強度が検出され、その検出値が温度算定器37に与え
られる。固有スペクトルの減衰時間はセンサ30の温度、
即ち該センサ30を設けた封止板７の温度に比例して短く
なる。温度算定器37には、減衰時間−温度特性曲線が予
め設定してあり、温度算定器37は、光検出器36の検出値
に基づいて減衰時間を求め、減衰時間−温度特性曲線を
用いて、減衰時間に対応する温度を算定することによっ
て封止板７の温度を得、それをプラズマ処理装置の運転
を制御する制御装置40に与える。
クトルの光を発光する発光器34を内蔵しており、発光器
34の発光はビームスプリッタ35で反射されて光ファイバ
32へ入射され、プローブ31からセンサ30上へ照射され
る。センサ30は、このスペクトルの光が照射されると６
００〜７００ｎｍの固有スペクトルを発光する。この固
有スペクトルはプローブ31に入射され、光ファイバ32を
経て温度測定器33に与えられ、前記ビームスプリッタ35
を透過して光検出器36に与えられ、そこで固有スペクト
ルの強度が検出され、その検出値が温度算定器37に与え
られる。固有スペクトルの減衰時間はセンサ30の温度、
即ち該センサ30を設けた封止板７の温度に比例して短く
なる。温度算定器37には、減衰時間−温度特性曲線が予
め設定してあり、温度算定器37は、光検出器36の検出値
に基づいて減衰時間を求め、減衰時間−温度特性曲線を
用いて、減衰時間に対応する温度を算定することによっ
て封止板７の温度を得、それをプラズマ処理装置の運転
を制御する制御装置40に与える。
【００２５】図３及び図４は、図１に示した制御装置40
による制御手順を示すフローチャートである。制御装置
40は、運転開始の指令が与えられるまで待機し（ステッ
プＳ１）、それが与えられた場合、反応器１に設けたヒ
ータに給電すると共に載置台４の循環路に熱媒を循環さ
せて、反応器１及び載置台４を加熱する（ステップＳ
２）。制御装置40は、排気口５から排気を行って（ステ
ップＳ３）、処理室２内を所要の真空度にする。
による制御手順を示すフローチャートである。制御装置
40は、運転開始の指令が与えられるまで待機し（ステッ
プＳ１）、それが与えられた場合、反応器１に設けたヒ
ータに給電すると共に載置台４の循環路に熱媒を循環さ
せて、反応器１及び載置台４を加熱する（ステップＳ
２）。制御装置40は、排気口５から排気を行って（ステ
ップＳ３）、処理室２内を所要の真空度にする。
【００２６】制御装置40は、温度測定器33から与えられ
る封止板７の温度を取り込み（ステップＳ４）、取り込
んだ温度と予め設定された閾値温度とを比較し（ステッ
プＳ５）、前者が後者より低い場合、ガス導入管６から
予熱用のガスを供給しつつ、マイクロ波発振器23で発振
させたマイクロ波を誘電体線路21を経て封止板７から反
応器１内へ導入することによって、反応器１内にプラズ
マを生成し（ステップＳ６）、生成したプラズマによっ
て反応器１，載置台４と共に封止板７を加熱して、処理
室２内の温度を上昇させる。
る封止板７の温度を取り込み（ステップＳ４）、取り込
んだ温度と予め設定された閾値温度とを比較し（ステッ
プＳ５）、前者が後者より低い場合、ガス導入管６から
予熱用のガスを供給しつつ、マイクロ波発振器23で発振
させたマイクロ波を誘電体線路21を経て封止板７から反
応器１内へ導入することによって、反応器１内にプラズ
マを生成し（ステップＳ６）、生成したプラズマによっ
て反応器１，載置台４と共に封止板７を加熱して、処理
室２内の温度を上昇させる。
【００２７】制御装置40は、ステップＳ５で、取り込ん
だ温度が閾値温度以上であると判断するまで、プラズマ
を生成して予熱を行い、取り込んだ温度が閾値温度以上
であると判断すると、予熱用のガスの供給及びマイクロ
波の発振を停止し（ステップＳ７）て、予熱終了の合図
を出力する（ステップＳ８）。
だ温度が閾値温度以上であると判断するまで、プラズマ
を生成して予熱を行い、取り込んだ温度が閾値温度以上
であると判断すると、予熱用のガスの供給及びマイクロ
波の発振を停止し（ステップＳ７）て、予熱終了の合図
を出力する（ステップＳ８）。
【００２８】制御装置40は、載置台４に試料Ｓが載置さ
れ、試料Ｓへのプラズマ処理開始の指令が与えられるま
で待機し（ステップＳ９）、それが与えられると、反応
器１内へ、反応ガス及びマイクロ波を予め設定された時
間だけ導入して、試料Ｓの表面に、エッチング又はアッ
シング等、所要のプラズマ処理を施す（ステップＳ1
0）。制御装置40は、運転停止指令が与えられたか否か
を判断し（ステップＳ11）、それが与えられるまで、ス
テップＳ５〜ステップＳ10の動作を繰り返す。
れ、試料Ｓへのプラズマ処理開始の指令が与えられるま
で待機し（ステップＳ９）、それが与えられると、反応
器１内へ、反応ガス及びマイクロ波を予め設定された時
間だけ導入して、試料Ｓの表面に、エッチング又はアッ
シング等、所要のプラズマ処理を施す（ステップＳ1
0）。制御装置40は、運転停止指令が与えられたか否か
を判断し（ステップＳ11）、それが与えられるまで、ス
テップＳ５〜ステップＳ10の動作を繰り返す。
【００２９】なお、本実施の形態ではＳＷＰ処理装置に
適用した場合を示しているが、本発明はこれに限らず、
電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマ処理装置に
も適用し得ることはいうまでもない。
適用した場合を示しているが、本発明はこれに限らず、
電子サイクロトロン共鳴を利用したプラズマ処理装置に
も適用し得ることはいうまでもない。
【００３０】
【実施例】次に比較試験を行った結果について説明す
る。図６は比較試験の結果を示すグラフであり、縦軸は
エッチングレートを横軸は試料を処理した枚数をそれぞ
れ示している。また、○印は本発明方法によって複数枚
の試料を処理した場合を、●印は従来の方法によって複
数枚の試料を処理した場合を示している。従来の方法で
は、２５枚の試料を所定時間ずつ連続的にエッチング
し、試料の入れ替えを行い、次の２５枚の試料を所定時
間ずつ連続的にエッチングした。
る。図６は比較試験の結果を示すグラフであり、縦軸は
エッチングレートを横軸は試料を処理した枚数をそれぞ
れ示している。また、○印は本発明方法によって複数枚
の試料を処理した場合を、●印は従来の方法によって複
数枚の試料を処理した場合を示している。従来の方法で
は、２５枚の試料を所定時間ずつ連続的にエッチング
し、試料の入れ替えを行い、次の２５枚の試料を所定時
間ずつ連続的にエッチングした。
【００３１】一方、本発明方法では、マイクロ波導入窓
を封止する封止板の温度が所定の温度になるまで、シー
ズニングを行った後、２５枚の試料を所定時間ずつ連続
的にエッチングした。そして、再び、封止板の温度が所
定の温度になるまで、シーズニングを行った後、２５枚
の試料を前同様、エッチングした。
を封止する封止板の温度が所定の温度になるまで、シー
ズニングを行った後、２５枚の試料を所定時間ずつ連続
的にエッチングした。そして、再び、封止板の温度が所
定の温度になるまで、シーズニングを行った後、２５枚
の試料を前同様、エッチングした。
【００３２】図６から明らかな如く、従来の方法では、
連続的なプラズマ処理の処理枚数が増加するに従ってエ
ッチングレートが低下し、試料の入れ替えに伴ってエッ
チングレートが上昇した。前述した如く、エッチングは
所定時間ずつ行っているため、エッチングレートが変動
した場合、試料の表面に施されるエッチングの程度が変
動し、試料間で品質にバラツキが生じる。
連続的なプラズマ処理の処理枚数が増加するに従ってエ
ッチングレートが低下し、試料の入れ替えに伴ってエッ
チングレートが上昇した。前述した如く、エッチングは
所定時間ずつ行っているため、エッチングレートが変動
した場合、試料の表面に施されるエッチングの程度が変
動し、試料間で品質にバラツキが生じる。
【００３３】一方、本発明方法にあっては、２５枚の試
料の連続的なエッチングを２回繰り返しても、エッチン
グレートは略一定であった。
料の連続的なエッチングを２回繰り返しても、エッチン
グレートは略一定であった。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した如く、第１及び第４発明に
あっては、封止板の初期温度の変動に拘らず、封止板を
所定温度まで昇温させるため、処理室内の温度を所定の
温度範囲に制御することができ、試料を略一定の品質に
処理することができる。
あっては、封止板の初期温度の変動に拘らず、封止板を
所定温度まで昇温させるため、処理室内の温度を所定の
温度範囲に制御することができ、試料を略一定の品質に
処理することができる。
【００３５】第２，第３，第５及び第６発明にあって
は、封止板の温度を光学的に測定するため、誘電体線路
と封止板との間に、マイクロ波の導入を妨げる障害物が
介在せず、従って、反応器内におけるプラズマの生成に
なんら影響を与えることなく、封止板の温度を測定する
ことができる。一方、温度を測定するための励起光及び
固有スペクトルはマイクロ波によっては影響されないた
め、封止板の温度を高精度に測定することができる等、
本発明は優れた効果を奏する。
は、封止板の温度を光学的に測定するため、誘電体線路
と封止板との間に、マイクロ波の導入を妨げる障害物が
介在せず、従って、反応器内におけるプラズマの生成に
なんら影響を与えることなく、封止板の温度を測定する
ことができる。一方、温度を測定するための励起光及び
固有スペクトルはマイクロ波によっては影響されないた
め、封止板の温度を高精度に測定することができる等、
本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係るプラズマ処理装置を示す模式的側
断面図及びその制御系を示すブロック図である。
断面図及びその制御系を示すブロック図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置の上部部分破断
図である。
図である。
【図３】図１に示した制御装置による制御手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図４】図１に示した制御装置による制御手順を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図５】マイクロ波を利用する従来のＳＷＰ処理装置を
示す模式的側断面図である。
示す模式的側断面図である。
【図６】比較試験の結果を示すグラフである。
１ 反応器 ４ 載置台 ７ 封止板 ２０ 容器 ２１ 誘電体線路 ２２ 導波管 ２３ マイクロ波発振器 １１ 測定用窓 ３０ センサ ３１ プローブ ３２ 光ファイバ ３３ 温度測定器 ４０ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｐ 1/08 Ｈ０１Ｐ 5/08 Ｋ 3/16 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７２Ａ 5/08 21/302 Ａ (72)発明者 馬渕 博嗣 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 マイクロ波を透過する封止板で開口を封
止してある反応器内へ、前記封止板からマイクロ波を導
入してプラズマを生成するプラズマ処理装置で、生成し
たプラズマによって前記反応器及び封止板を予熱する方
法において、 前記封止板の温度を測定し、測定した温度と予め設定し
た閾値温度とを比較し、閾値温度に達した場合、プラズ
マの生成を停止することを特徴とするプラズマ処理装置
における予熱方法。 - 【請求項２】 前記封止板の温度を光学的に測定する請
求項１記載のプラズマ処理装置における予熱方法。 - 【請求項３】 マイクロ波を透過する封止板で開口を封
止してある反応器に、前記封止板を覆い、内部に誘電体
線路が設けてある容器を連結してなるプラズマ処理装置
で、前記誘電体線路を伝播させたマイクロ波を封止板か
ら反応器内へ導入してプラズマを生成し、そのプラズマ
によって前記反応器及び封止板を予熱する方法におい
て、 封止板の表面に、照射された励起光によって、温度に応
じた減衰時間でその強度が減衰する固有スペクトルを発
光するセンサが設けてあり、前記容器の誘電体線路を設
けていない部分に前記センサに臨む窓が開設してあるプ
ラズマ処理装置を用い、 前記窓からセンサへ励起光を照射し、前記窓を通過した
センサの固有スペクトルの強度を検出し、その検出結果
に基づいて、前記強度の減衰時間を求め、求めた減衰時
間から封止板の温度を算出し、算出した温度と予め設定
した閾値温度とを比較し、閾値温度に達した場合、プラ
ズマの生成を停止することを特徴とするプラズマ処理装
置における予熱方法。 - 【請求項４】 マイクロ波を透過する封止板で開口を封
止してある反応器に、前記封止板を覆い、内部に誘電体
線路が設けてある容器を連結してなり、前記誘電体線路
を伝播させたマイクロ波を封止板から反応器内へ導入し
てプラズマを生成し、そのプラズマによって前記反応器
及び封止板を予熱するようになしてあるプラズマ処理装
置において、 前記封止板の温度を測定する温度測定手段と、測定した
温度と予め設定した閾値温度とを比較する手段と、閾値
温度に達した場合、プラズマの生成を停止する手段とを
備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項５】 前記封止板の温度を光学的に測定すべ
く、前記容器に封止板に臨む窓が開設してある請求項４
記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項６】 前記温度測定手段は、封止板の表面に設
けてあり、照射された励起光によって、温度に応じた減
衰時間でその強度が減衰する固有スペクトルを発光する
センサと、前記窓からセンサへ励起光を照射する手段
と、前記窓を通過したセンサの固有スペクトルの強度を
検出する手段と、その検出結果に基づいて、前記強度の
減衰時間を求める手段とを具備する請求項５記載のプラ
ズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9182815A JPH1131599A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9182815A JPH1131599A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131599A true JPH1131599A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16124936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9182815A Pending JPH1131599A (ja) | 1997-07-08 | 1997-07-08 | プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131599A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000345348A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-12 | Ulvac Japan Ltd | 成膜方法 |
| EP1201784A1 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Applied Materials, Inc. | Silicon-rich oxide deposition using HDP-CVD |
| WO2003077303A1 (fr) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement par plasma, methode de detection de fin de stabilisation et dispositif de traitement par plasma |
| US7313451B2 (en) | 2002-03-12 | 2007-12-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method, detecting method of completion of seasoning, plasma processing apparatus and storage medium |
| WO2011013702A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2016225050A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
-
1997
- 1997-07-08 JP JP9182815A patent/JPH1131599A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000345348A (ja) * | 1999-06-03 | 2000-12-12 | Ulvac Japan Ltd | 成膜方法 |
| EP1201784A1 (en) * | 2000-10-25 | 2002-05-02 | Applied Materials, Inc. | Silicon-rich oxide deposition using HDP-CVD |
| US6458722B1 (en) | 2000-10-25 | 2002-10-01 | Applied Materials, Inc. | Controlled method of silicon-rich oxide deposition using HDP-CVD |
| WO2003077303A1 (fr) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Tokyo Electron Limited | Procede de traitement par plasma, methode de detection de fin de stabilisation et dispositif de traitement par plasma |
| CN100355040C (zh) * | 2002-03-12 | 2007-12-12 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体处理方法和老化结束检测方法以及等离子体处理装置 |
| US7313451B2 (en) | 2002-03-12 | 2007-12-25 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method, detecting method of completion of seasoning, plasma processing apparatus and storage medium |
| WO2011013702A1 (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-03 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| JP2011029475A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Shibaura Mechatronics Corp | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
| US20120192953A1 (en) * | 2009-07-28 | 2012-08-02 | Shibaura Mechatronics Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| KR101308852B1 (ko) * | 2009-07-28 | 2013-09-13 | 시바우라 메카트로닉스 가부시끼가이샤 | 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법 |
| JP2016225050A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100539845B1 (ko) | 처리장치와 처리방법 | |
| TWI604494B (zh) | Plasma processing apparatus, plasma processing method, and high frequency generator | |
| US5727017A (en) | Method and apparatus for determining emissivity of semiconductor material | |
| JP2011135097A (ja) | 原位置ウェーハ温度光プローブを用いた連続ウェーハ温度計測に基づくプラズマ・リアクタにおけるウェーハ温度ドリフトの修正 | |
| KR101217898B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치, 플라즈마 처리 방법, 종점 검출 방법 및 컴퓨터 판독가능한 기억 매체 | |
| WO2011013702A1 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US5958258A (en) | Plasma processing method in semiconductor processing system | |
| JP3951003B2 (ja) | プラズマ処理装置および方法 | |
| KR20190109239A (ko) | 플라스마 처리 방법 및 플라스마 처리 장치 | |
| JPH1131599A (ja) | プラズマ処理装置における予熱方法及びプラズマ処理装置 | |
| KR101134326B1 (ko) | 인 시츄 기판 온도 모니터링을 위한 방법 및 장치 | |
| JPH10214823A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPH11329993A (ja) | 基板処理装置および基板処理方法 | |
| KR101937335B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
| US20210142991A1 (en) | Apparatus with optical cavity for determining process rate | |
| JPH08250293A (ja) | プラズマ処理装置及びその制御方法 | |
| JPH09199485A (ja) | プラズマ処理装置および方法 | |
| JP2923879B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP4294775B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP4121612B2 (ja) | 基板処理装置、基板処理方法および記録媒体 | |
| JP2007227069A (ja) | プラズマ発生方法および装置ならびにそれを用いるワーク処理装置 | |
| JP3517400B2 (ja) | エッチング処理装置の温度測定装置 | |
| JP3092383B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| KR20220069532A (ko) | 실시간 분광 장치 및 이를 포함한 플라즈마 처리 시스템 | |
| US20050186680A1 (en) | Method and system for detection of solid materials in a plasma using an electromagnetic circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |