JPS62165922A - 高周波エツチング装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえば半導体ウェハプロセスに用いられる
スフ４ツタ装置に用いられる高周波エツチング装置に係
り、高周波電力供給時の整合誤り（ミスマツチング）等
による設定値に対する電力不足を自動的に検出してエラ
ー出力を発生すると共に電力供給を停止させるためのイ
ンターロック制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

半導体ウェハにおける多層配線化に伴ない、層間絶縁膜
の形成を高周波エツチング法により行なうことが多くな
ってきた。また、ウェー・に対して配線の形成とその前
処理としての絶縁膜の形成とを同一の真空容器（スパツ
タ室）内で行ない得るように高周波エツチング装置を備
えたス・４ツタ装置がよく使用されている。

上記高周波エツチング法の原理を簡単に述べると、容器
内を高真空に排気した後、所定のガ電極対間に外部から
所定周波数、電力の高周波信号を印加して電極間の放電
によりプラズマを発生させて一方の電極上に保持された
ウニ・−の表面のエツチングを行なうものである。

〔背景技術の問題点〕

ところで、上記高周波信号を供給する高周波電源とプラ
ズマとのインピーダンス整合をとるためマツチング回路
が設けられているが、整合ミス等が生じた場合には、印
加電力が設定値より低くなることによってエツチング量
が不足し、エツチングが良好に行なわれなくなる。そし
て、このトキのエツチングプロセスの対象となったウェ
ハ製品層間導通抵抗が犬きくて不良ウェハとなることが
多いので、これによってウェハの歩留りが大きく低下す
るという問題がある。

然るに、前記したスパッタ装置にあっては、高周波這力
印加後一定時間内にプラズマが発生すると陰極付近に負
の直流電圧（バイアス電圧）が発生するので、このバイ
アス電圧をマツチング回路制御装置が検出することによ
って、ウェハプロセス制御装置から電力印加中金表わす
・９ワ一オン信号を発生していた。この場合、従来は上
記バイアス電圧の検出値が一定値以上である限シ、正常
放電が行なわれているものとしてエラー表示を行なわな
いようになっており、しかも上記一定値は設定した値の
電力印加により生じるバイアス電圧の１０チ程度に相当
するものでありた。したがって、従来は整合ミス等によ
り印加電力不足が生じた場合を適確に検出していないの
で、前述したようなエツチング不良による不良ウェハが
発生し、歩留シ低下の要因になっていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高周波信
号の印加電力不足時を適確に検出してエラー出力の発生
および高周波電力の供給を停止することができ、エツチ
ング対象製品の品質の信頼性の向上、歩留シの向上およ
び装置の稼動効率の向上を図り得る高周波エツチング装
設を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明の高周波エツチング装置は、高周波電力印加によ
る放電開始から一定時間の経過を計時し、この計時終了
までに上記放電によりプラズマが発生することにより生
じる・ぐイアスミ圧が設定値を越えていない場合、およ
び上記計時終了後のエツチング中に上記バイアス電圧が
設定値より低くなった場合をそれぞれ検出して高周波電
力の供給を停止すると共にエラー出力を発生するように
制御する（インターロックをかける）インターロック制
御手段を具備したことを特徴とするものである。

これによって、高周波電力の不足時にインターロックが
かかり、エツチング不良の発生を防止でき、エツチング
対象１２品の品質の信頼性の向上および歩留りの向上が
可能になる。また、上記インターロック時にエラー出力
が発生するので、オペレータの装荷に対する管理が容易
になり、装置の稼動効率の向上が可能になる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。図において、１はたとえばスパッタ装置における高
周波エツチングを行なうためのエツチング室（スパッタ
室）、２はマツチング回路、３はマツチング回路制御装
置、４は高周波電源であって、たとえば１３．５６　Ｍ
Ｈｚの高周波信号を発生するものであり、５はエツチン
グプロセスを制御するためのプロセス制御装置であシ、
上記高周波電源４からマツチング回路２を介してエツチ
ング室１の電極間に高周波電力が印加されることにより
放電が開始したときに放電開始信号を出力する機能、お
よび上記放電開始後にプラズマが発生したときを検出し
て・やワーオン信号を出力する機能を有する。また、前
記マツチング回路制御装置３は、上記プラズマ発生によ
り陰極付近に生じるバイアス電圧を検出する機能を備え
ておシ、６は上記バイアス電圧検出出力を表示するため
の・ぐイアスメータ−’Ｆ　　ム　２゜ そして、１０は本発明において設けられたインターロッ
ク制御回路であ夛、前記プロセス制御装置５の放電開始
信号出力の有無に応じてオン、オフ制御されるフォトカ
プラ１ノと、このフォトカプラ１ノのオン出力を受けて
作動を開始し、予め設定された一定時間を経過したとき
に内蔵のタイマーリレー１２がオン状態になるタイマ回
路１３と、前記バイアスメータ６内忙設けられてバイア
ス電圧入力が外部から設定可能な設定値を越えているか
否かを判定した結果に応じてオン、オフ状態になるバイ
アスリレー１４の常閉接点１４′と上記タイマーリレー
１２の常開接点１２′とが共にオン状態のときに論理条
件を満足して駆動電流が供給されるインターロック制御
リレーＩ５と、このインターロック制御リレー１５の常
閉接点１５′のオン、オフ状態に応じて高周波電源４の
出力のオン、オフ状態を制御するだめのインターロック
リレー（図示せず）への駆動電流の供給をオン、オフ制
御するインターロックリレー制御回路１６と、上記イン
ターロックリレーがオン状態からオフ状態になったとき
にエラー出力（警報音出力とか警報表示出力などの異常
発生出力）を発生するためのエラー出力回路１７と、イ
ンターロック機能の作動の可否を選択設定するために前
記フォトカプラ１１に直列に挿入されたインターロック
機能リセットスイッチ１８とからなる。

次に、上記構成のインターロック制御回路ｌＯの動作を
説明する。初期状態において、タイマーリレー１２の常
開接点１２′はオフ状態、バイアスリレー１４の常閉接
点１４′はオン状態、インターロック制御リレー１５は
オフ状態であって、その常閉接点１５′はオン状態であ
る。高周波電源からの電力供給によりエツチング室ｌ内
で放電が開始すると、プロセス制御装置５から放電開始
信号が出力する。このとき、インターロック機能リセッ
トスイッチ１８がオン状態（機能選択状態）に設定され
ているものとすれば、このスイッチ１８を介して上記放
電開始信号がブオトカプラ１ノを駆動してフォトカプラ
１１がオン状態になる。これＫよりタイマ回路１３の作
動が開始し、一定時間後にタイマーリレー１２がオン状
態になってその常開接点１２′がオン状態になる。この
ときまでにエツチング室１でプラズマが発生してバイア
ス電圧が設定値（たとえば正規状態のときに得られるバ
イアス電圧ｘ０．８）を越えていれば、バイアスリレー
１４がオン状態になってその常閉接点１４’がオフ状態
になっているので、インターロック制御リレー１５はオ
フ状態のま１であり、インターロック動作は行なわれな
い。そして、バイアスメータ１４にはバイアス電圧の大
きさが指示されている。

しかし、この後、何らかの原因でエツチング室１の印加
電力不足が生じてバイアス電圧が設定値より低くなると
、バイアスリレー１４がオフ状態に戻ってその常閉接点
１４′がオン状態に戻るので、インターロック制御リレ
ー１５がオン状態になってその常閉接点１５′がオフ状
態に−ｘｈ　　メソミー口、、、　７　ＩＩリレーエナ
７５た能ｒ寿うてインターロックがかかる。即ち、高周
波電源４による電力供給を遮断するようになると共にエ
ラー回路１７がエラー出力を発生するようになる。同様
に、前記タイマーリレー１２１ｆｉオン状態になったと
きに未だバイアス電圧が設定値を越えていない場合（た
とえばマツチング回路２によるマツチングがとれていな
い場合など）にも、バイアスリレー１４の常閉接点１４
′がオン状態のままであるのでインターロック；ム制御
リレー１５がオン状態になり、上記したようにインター
ロックがかかるようになる。

なお、インターロック機能リセットスイッチ１８をオフ
状態（リセット状態）に設定しておけば、放電開始信号
がフォトカプラ１ノに入力しないので、インターロック
制御回路１０は前記初期状態のままであり、インターロ
ックはかからない（リセット）状態になる。

また、上記インターロック制御回路の具体的構成は上記
例に限らず、電子スイッチ回路とかマイクロコンピュー
タ等を用いて構成することも可能である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の高周波エツチング装置によれば
、高周波電力印加時から一定時間内にプラズマ発生に伴
なう・ぐイアスミ圧が設定値を超えない場合および上記
設定値を越えたときでもエツチング中に設定値より低く
なった場合にインターロックがかかるようにしたので、
印加電力不足によるエツチング量不足に伴なう不良ウェ
ーの発生の防止に大きく寄与できる。また、インターロ
ックががかったときにエラー出力を発生するようにした
ので、オイレータによる装置の管理が容易になり、その
稼動効率を向上することができる。しだがって、特に多
層配線を有するウニ・−のプロセスにＪ用してウニ・へ
製品の品質の信頼性および歩留りの向上に大きく貢献す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の高周波エツチング装置の一実施例の要部
を示す構成説明図である。 Ｉ・・・エツチング室、２・・・マツチング回路、３・
・・マツチング回路制御装置、４・・・高周波電源、５
・・・プロセス制御袋ｆｎ、ｌｏ・・・インターロック
制御回路、１２・・・タイマーリレー、１３・・・タイ
ーｒ回路、ｚ４・・・バイアスリレー、１５・・・イン
ターロック制御リレー、１６・・・インターロックリレ
ー匍ｌＩｖ回路、１７・・・エラー出力回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のガスが所定の圧力で導入されたエッチング
   室内で電極に高周波電力を印加して電極間の放電により
   プラズマを発生させて電極上の被エッチング材をエッチ
   ングする高周波エッチング装置において、前記放電開始
   から一定時間の経過を計時するタイマ手段と、前記プラ
   ズマ発生に伴なうバイアス電圧が設定値を越えているか
   否かを検出する手段と、上記タイマ手段による一定時間
   計時終了までに上記バイアス電圧が設定値を超えない場
   合、および上記一定時間計時終了後のエッチング中に上
   記バイアス電圧が設定値より低くなった場合をそれぞれ
   検出して高周波電力の供給を停止すると共にエラー出力
   を発生するように制御する手段とを有するインターロッ
   ク制御回路を具備してなることを特徴とする高周波エッ
   チング装置。