JPS6320484A - プラズマモニタ付プラズマ付着装置 - 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】 【産業上の利用分！？］ 本発明は、主として半導体製造分野において、層間絶縁
膜ヤ保ａｍ　（Ｓ　ｉ３０＊　、　Ｓ　ｉ　０２）ｅト
（７）薄膜形成に利用されるプラズマ付着装置に関する
ものである。

【従来の技術］ 薄膜形成に使用されるプラズマ応用の付着装置の一つに
、近年、ＥＣＲ（’−Ｉｔ子サイクサイクロトロン共鳴
；ｅｃｔｒｏｎ　Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ　Ｒ＠５ｏｎａｎ
ｃｅ）　−ＣＶ　Ｄ装置が開発され実用化されつつある
。

このＥＣＲ−ＣＶＤの具体的な技術内容については、先
行技術として示される特開昭５７−１３３６３６号公報
等に詳細が開示されている。このＥＣＲ−ＣＶＤ装置は
、第２図に示されるように、プラズマ室１０で電子サイ
クロトロン共鳴によるマイクロ波放電によってプラズマ
を生成するようにしたプラズマ発生装２１１１を、基板
３を配置する試料室１に付設して構成されている。そし
て、前記発生装置１１のプラズマ室ｌＯの適宜の場所に
設けられるガ°ス導大系路１１ａより所望のガスを導入
する一方、図外のマグネトロン等のマイクロ波発生装置
から輸送してきたマイクロ波を、導波管１２から石英窓
１３を介し該プラズマ室１０に適りなＥＣＲ条件（例え
ば２．４５ＧＨｚ、８７５０ａｕｓｓ　）の下で導き入
れ、ここにおいてプラズマを生成するとともに、このプ
ラズマ室１０で発生したプラズマイオンを周囲のコイル
１４がつくる発散磁界の作用で前記試料室ｌに引出し、
シャッタ５の開閉とともにこの試料室１にガス導入系路
ｌａから導入される反応ガスと反応させて１．！Ａ試料
室ｌに配置した基板３の表面にその反応による生成物の
薄膜を形成するようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点］ ところで、前記試料室ｌの反応領域りに臨む位ｌにはフ
ァラデーカップ１５が装備されており、前記プラズマ室
ｌＯより引き出されてくるイオン流をこのファラデーカ
ップ１５を用いたイオン電流モニタ１６で測定して、反
応性ガスのＭＬ値やマイクロ波電源のパワー等にフィー
ドバックし、これにより反応速度を調整して、生成物の
基板３への膜付けを一定速度に維持することが行われて
いる。

即ち、このＥＣＲ−ＣＶＤ装置を始めとする一般のプラ
ズマ付着装置で行われるこのようなモニタ制御方法は、
イオン流祉と基板への生成物の付ｊ７　星：とが一定の
斉一的関係にあるという′ｆ−側の丁に１行われるもの
である。

しかしながら、生成物が反応に供されるイオン流値に即
応して生成されるとは限らず、また、このような反応は
試料室内の温度や圧力等、他の条件によっても変わって
来るため、に＆膜速度を正確に制御しようと思えば、か
かる間接的なモニタによる方法では不十分であると言え
る。

本発明は、かかる問題点に着目してなされたものであっ
て、適切なモニタにより反応速度を正確に制御して、高
い信頼性の下に所望の速度で股付けをすることが口「能
なプラズマモニタ付プラズマ付着装置を実現することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、基板を配置す
る試料室に、を子サイクロトロン共鳴によるマイクロ波
放電によってプラズマ室に生成されるプラズマをそのプ
ラズマ引出窓から発散磁界の作用で該試料室に引き出す
ようにしたプラズマ発生装置を付設してなるプラズマ付
着！装置において、前記試料室に反応領域で発光される
光を分光する分光モニタを設けるとともに、この分光モ
ニタに接続され光の強度によって反応速度を調整するフ
ィードバック糸を備えたことを特徴としている。

［作用］ 本発明によると、発光する光の礒と反応により生ずる生
成物の礒とが即応関係にあることを利用したため、正確
な生成績のモニタ、徒って正確な反応速度の制御を行う
ことが可老となる。

［実施例Ｊ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図に、本発明のプラズマモニタ付プラズマ付着装置
がＥＣＲ−ＣＶＤ装置にて実現されたものの概略全体を
示す、尚、同図ＥＣＲ−ＣＶＤ装ａの基本的な構成は従
来技術に挙げたものと同じであり、共通する部分は同一
符合をもって示される。尚、試料室ｌには、室内を真空
排気するための過ちな排気手段１７が設けられている。

しかして、この試料室１中夫には基板ホルダ２が配置さ
れており、そのとに、膜付けを要する基板３が装置され
る。そして、プラズマ引出！！４から引き出されるイオ
ン流とガス導入系路１ａから導入される反応性ガスとか
、シャッタ５を開とした後に接触して反応を起こす反応
領域りに臨む前記試料室１の一側には、光を透過させる
窓１ｂが設けられ、この窓１ｂを介し前記反応領域りに
対向する場所に１反応蒔に発光される光を受けてこれを
分光するための分光モニタとして１発光分光分析装２１
６が配置されている。この発光分光分析装置６は、被測
定光を選択的に取り出して、発光強度に応じた大きさの
電流信号（発光強度信号！＋）に変換する装置である。

この発光分光分析装置６は、誤差増幅器７へ接続されお
り、前記発光強度信号ＳＩが入力される。この誤差増幅
器７は、予め入力されている設定信号Ｓｏに、新たに入
力されて来る発光強度信号Ｓ１を比較させ、その誤差を
増幅して動作信号Ｓ２に変換するためのものである。し
かしてこの動作信号Ｓ２は、反応性ガスの流品−制御系
８及び／又はマイクロ波電源のパワー制御系９へ送られ
て、それぞれがその誤差を打ち消す方向へ、即ち設定さ
れた反応速度を維持する方向へ、流ｉｔやパワーの変更
がなされるようになっている。

しかして、このように分光モニタ６及びフィードバック
系Ｆを用いて構成したものであれば、所定の作動によっ
て成膜が進行されている途中で生成物の濃度が設定イ＾
を上回れば、前記誤差増幅器７が所要の動作信号ｓ２を
発し、かかる信号ｓ２が反応性ガスの流樋制御系８及び
／又はマイクロ波電源のパワー制御系９へ送られて、反
応性ガスの流延が減らされ、或はマイクロ波電源のパワ
ーが落とされて反応が抑制されることになる。また、逆
に生成物の濃度が設定値をγ回れば、同様にして、反応
性ガスの？Ｉｔμが増やされ、或はマイクロ波電源のパ
ワーがとげられて反応が促進される。

このようなプロセス制御によって、かかるプラズマ付着
装置は、試料室ｌ内のイオン流と反応性ガスとの反応速
度を直凄モニタして正確にこれを制御することができる
ので、基板３上に到達する生成物を一定ψに保持して、
膜付けを、所要の速度に正確に維持して進行させること
が可能となる。

尚、フィードバック系は本実施例のものに限定されない
のは勿論であって、モニタされた光の強度に応じて、反
応速度を適切に修正する帰還をなすものであれば、具体
的構成は問わない。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、適切なモニタ
により、反応速度を正確に制御して、−定速度で膜付け
を進行させることを可能にするプラズマモニタを憐えた
プラズマ付着装とを提供できたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略を示す全体図であり
、第２図は、従来のＥＣＲ−ＣＶＤ装置の概略を示す全
体図である。 ｌ・・・試料室 ３・・・基板 ４・Φ・プラズマ引出窓 ６−１１・分光モニタ（発光分光分析装置）１１−−＠
プラグ１発生装置 Ｆ争拳争フィードバック系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板を配置する試料室に、電子サイクロトロン共鳴によ
   るマイクロ波放電によってプラズマ室に生成されるプラ
   ズマをそのプラズマ引出窓から発散磁界の作用で該試料
   室に引き出すようにしたプラズマ発生装置を付設してな
   るプラズマ付着装置において、前記試料室に反応領域で
   発光される光を分光する分光モニタを設けるとともに、
   この分光モニタに接続され光の強度によって反応速度を
   調整するフィードバック系を備えたことを特徴とするプ
   ラズマモニタ付プラズマ付着装置。