JPS58200529A - プラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理装置

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JPS58200529A
JPS58200529A JP8308982A JP8308982A JPS58200529A JP S58200529 A JPS58200529 A JP S58200529A JP 8308982 A JP8308982 A JP 8308982A JP 8308982 A JP8308982 A JP 8308982A JP S58200529 A JPS58200529 A JP S58200529A
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JP
Japan
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plasma
control
probe
controller
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP8308982A
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English (en)
Inventor
Koichi Kubonai
久保内 講一
Isao Kawada
川田 勲
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Hitachi Ltd
Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Original Assignee
Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Ome Electronic Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd, Hitachi Ltd, Hitachi Ome Electronic Co Ltd filed Critical Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd
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Publication of JPS58200529A publication Critical patent/JPS58200529A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に、半導体装置
の製造工程において、OVD装置、エツチング装置1.
スパッタリング装置等に使用するのに好適なプラズマ処
理装置に関する。
一般に、半導体装置の製造工程において、プラズマ処理
装置、  プラズマエツチング装置、プラズマスパッタ
リング装置等が使用されているが、従来、゛いずれの場
合も、プラズマ状態の十分なモニタリングが行なわれて
いないため、プラズマの発生が不安定になり、′膜生成
やエツチングに悪影響を及ぼすという欠点があった。
本発明の゛目的は、前記従来技術の欠点を解消こ、安定
したプラズマ状態を創出することができるプラズマ処f
fi装置を提供することにある。
本発明は、この目的を達成するため、プラズマ処理装置
にプラズマ電位を測定するプローブを設け、このプロー
ブの測定値と設定値と誉比較して制御信号を得、安定し
たプラズマ状態を創出するようにフィードバック制御す
るようにしたものである。
以下、本発明を図面に示す実施例にしたがつ又さらに説
明する。          ′第1図は本発明の一実
施例を示すものであり1、プラズマ0VDf、置に適用
した場合を示している。
第1図において、反応室1内には一対の電極2゜3が互
に対向して設けられ、−万の電極2は反応!i1に軸受
シール部4を介し1摺動自在K、かつシール状態に挿通
されたシャツ)5に支持されて上下動可能になっ℃いる
。両電極2.3間には高周波発生器6により高周波出力
が印加されプラズマが創出されるようになっ又いる。シ
ャフト5はモータ7によつ又上下動されるように構成さ
れており、この上下動により両電極2.3の間隔が変更
調整される、電極3の対極面はウェハ8を保持可能に構
成されている。反応室l内には両電極2゜3間に発生し
たプラズマ電位を測定するプローブ9が設けられており
、このプローブ9は可及的にウェハ8゛付近のプラズマ
電位を測定するように構成するとよい。プローブ9には
制御器10が接続されており、この制御器10はその出
力端を前記モータ7の駆動制御回路に接続されている。
この制御器10は、プローブ9から入力され℃くる現実
のプラズマ電位の測定値とあらかじめ設定され?、:R
ffi[h□1.1λtよ3.い□4、両値を求め、こ
れを指令信号とじ工モータ7に人力するように構成され
、モータ7はシャフト5を介して可動電極2を所定量変
位させ1両電極2゜3の間隔を変更調整し、これにより
プラズマ電位が一定になるように調整される。前記設定
値は、経験や実験または理論によりあらかじめ求められ
、例えばプラズマ0VDli)置において理想的なCV
D膜が生成されるプラズマ状態をプラズマ電位値に換算
して求め工おくとよい。
なお、反応室1には反応ガス導入口11と空気吸引口1
2とがそれぞれ設けられている。また、反rEh室1内
にはトリガ電極13がt&けられ、このトリガ電極13
はトリガ電圧発生回路14に接続されている。トリガ電
圧発生回路14はトリガ電圧発生用コイA/15とタイ
ミングスイッチ16と可変電源17とを備えている。
次に作用効果を説明する。
前記プラズマCVD装置が運転し始めると、両電極2.
3がグロー放電して反応室1内の反応ガスを分解し、ウ
ェハ8にCVD膜を生成せしめる。
このとき、プラズマの発生状態が不安定であると、良好
なCVD膜が生成されない。従来は、グラス1の発生状
態は何らモニタリングされておらず、高周波発生器6の
出力を一足に維持することにより、一定のプラズマ発生
状態を可及的に維持するようにすること等が一般的に行
なわれていた。
ところが、プラズマ雰囲気、例えばプラズマ電位は反応
室4の内部圧力9反応ガス量0両電@2゜3の汚れ等々
により常に微妙に変動するため、単に高周波発生器6の
出力を一定に維持すること等では、プラズマ電位を一足
に維持することはできない。したがって、良好なプラズ
マ雰囲気が形成されない場合が発生し、良好なCVD膜
が生成されない場合がある。
そこで、本実施例では、現在のプラズマ電位をプローブ
9で111足し、この現実の測定値とあらかじめ設定さ
れた理想的なプラズマ状態を創出するために必要な設定
値とを制御器lOにて比較判定して所足の制御信号を得
、この信号でモータ7を制御して電極2.3の間隔を調
整し、プラズマ電位を一定に維持するように制御し又良
好なプラズマ雰囲気を維持するようにしている。例えば
、電極2,3が汚れてプラズマ電位が低下し又くると、
プロー゛プ9がこれを検出して制御器lOに入力させる
。制御器10ではこの検出値と設定値とを比較してその
差値に基づ鎗所足の制御器を求め、制御指令信号として
モータ7の駆動制御回路に入力させる。モータ7はこの
指令信号に基づきシャフト5を指令量だけ上昇させ、可
動電極2を固定電極3の方向に接近移動させる。両電極
2.3が接近すると、11%周波発揚器′6の、出力が
一足でもプラズマ電位は上昇する。プラズマ電位が上昇
すると、グローブ9がこれを検出して制御器10に入力
させ、制御器10はこの上昇後の検出値と設定値とが一
致したところで、モータ7に電極間隔変更停止信号を印
加させる。このようにして、プラズマ電位は一足に維持
するように制御され、したがって、常に良好なCVD膜
が生成されることになる。
なお、前記実施例では、制御器10がモ°−夕7を制御
して電極2. 3.0’間隔を′変更調整することによ
り、プラズマ電位を一′定・に維持するように制御する
場合につき説明したが、第1図に破線で示すように、制
#器10を高周波発振器6に妥絖し、制御器10で高周
波発振器6の°出力を制御することによりプラズマ運転
を一定に維持するように構成してもよい。勿論、電極間
隔の制御と高周波発振器の出力制御とを併用してもよい
また、プラズマOVD装置の場合につき説明したが、こ
れに限らず、プラズマエツチング装置。
プラズマスパッタリング装置等プラズマ反応を利用する
装置であって良好なプラズマ状態を維持する必要がある
プラズマ処理装置全般に適用することができ、産業分野
も半導体装置の製造に限定されない。
ところで、プラズマ0VDfe置等におい℃、プラズマ
を励起させる始動時には、従来、第2図に破線で示すよ
うに、プラズマが発生する電圧にはヒステリシスがある
ため、最初に電圧を高(してプラズマを発生させた後、
電圧を下げて安定なプラズマ運転に入る制御を行なうこ
とがある。
しかしながら、従来のこのような制御方法にあっ℃は、
例えば、プラズマOVD装置を複数並設して各高周波発
振器が電源を共用した場合において、同一に始動させる
際に、ある装置のプラズマ始動が伽の装置に影響して他
の装置が始動しないという欠点があり、また、始動時に
おける高電圧域がOVD膜生成に悪影響を与えるという
欠点があった。
そこで、第1図に示すプラズマ0VDfe置では、この
ような欠点を解消するため、反応室l内にトリガ電極1
3を設けて確実にプラズマが発生するようにし1いる。
本実施例において、プラズマを励起させる始動時には、
纂2図に実線で示すように、高周波発振器6の出力を上
昇させて行き、始動すれば安定なプラズマ状態を形成維
持する電圧となったところで、トリガ発生回路14のタ
イミングスイッチ16を作動させてトリガ電圧を発生さ
せる。トリガ電圧が加わると、電極2,3間にプラズマ
が発’:l”:・ 生し、その後トリガ電圧が消去し又も一度発生したプラ
ズマは高周波発振器6の前記電圧により安定に維持され
る。
このようKL”C、トリガ電極にプラズマの始動が依存
するので、例えば並設した他のグッズマOVD装置に影
響されてプラズマが不発生になるという現象は防止され
、プラズマの発生が確実となり安定化する。また、トリ
ガ電圧であるから、始動時にシける高電圧がOVD膜生
成に与える悪影響を最小限度に抑制することができる。
そして、プラズマが発生し工いない状態はグローブ9で
検出されるから、前記制御器lOをプラズマ発生回路1
4のタイミングスイッチ16Kil絖しておけば、プラ
ズマの始動を自動的に行なうことができ、さらビ一度の
トリガ電圧印Wでプラズマが発生しな(・場合に次のト
リガ電圧を自動的に印加させる制御も行なうことができ
、グツズi発生の始動が一層確寮化する。
なお、トリガ電極は反応室の内部に設ける場合に限らず
、外部に設けてもよい。
以上説明するように、本発明によれば、安定したプラズ
マ発生状態を常に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す説明図、第2図はプラ
スiの発生初期の電圧波形図である。 l・・・反応室、2,3・・・電極、5・・・軸受シー
ル部、6・・・高周波発振器、7・・・モータ、9・・
・グローブ、10・・・制御器、11・・・ガス導入口
、12・・・空気吸引口、13・・・トリガ電極、14
・・・トリガ発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、プラズマ電位を測定するプローブと、このプローブ
    の測定値と設定値とを比較して安定したプラズマ状態を
    創出するように制御を行なう制御器とを備えてなるプラ
    ズマ処理装置。 2、前記制御器が、電極間隔を制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のプラズマ処理装置。 3、前記制御器が、高周波発振器の出力を制御すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のプラズマ処理
    装置。
JP8308982A 1982-05-19 1982-05-19 プラズマ処理装置 Pending JPS58200529A (ja)

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