JPH06204176A - プラズマ処理装置の制御方法 - Google Patents
プラズマ処理装置の制御方法Info
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- JPH06204176A JPH06204176A JP4360773A JP36077392A JPH06204176A JP H06204176 A JPH06204176 A JP H06204176A JP 4360773 A JP4360773 A JP 4360773A JP 36077392 A JP36077392 A JP 36077392A JP H06204176 A JPH06204176 A JP H06204176A
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Abstract
起動させた後、自動整合動作を開始させるプラズマ処理
装置の制御方法を提供する。 【構成】 マイクロ波発生源と、プラズマ生成室と、
マイクロ波自動整合器とを具備し、マイクロ波自動整合
器を構成するインピーダンス変換器のスタブを所望のス
タブ挿入量に移動させて、マイクロ波発生源とプラズマ
生成室とのインピーダンス整合を自動的に行うプラズマ
処理装置を対象とし、スタブをマイクロ波自動整合器よ
りプラズマ生成室側で共振状態となるスタブ挿入量に移
動させてプラズマを起動し、プラズマが起動した後に自
動整合動作を開始させることを特徴としている。
Description
を有するプラズマ処理装置の制御方法に関するものであ
る。
のプラズマ処理を行う場合、マイクロ波発生源から所定
のマイクロ波電力がプラズマ生成室(以下、負荷ともい
う。)のプラズマ発生空間に供給され、この空間でプラ
ズマが発生する。
ラズマ生成室内における汚れ等の経時変化やガス流量や
圧力等の処理条件またはガスの種類等の処理雰囲気の変
動により、負荷のインピーダンスが変動する場合には、
負荷へマイクロ波電力を有効に送り込み、かつプラズマ
の安定性を良好にするために、マイクロ波自動整合器を
用いてマイクロ波発生源と負荷とのインピーダンス整合
が自動的に行われる。
生空間に供給されるガスの種類や圧力等の処理条件によ
り、プラズマ発生空間内のガスがプラズマ化され難く、
プラズマの起動が困難になることがあった。またプラズ
マが一旦発生しても、プラズマがプラズマ発生空間内で
偏ったり、不安定になったりして、プラズマの起動に失
敗することがあった。
めに、圧力を高くしたり、また紫外線、電子銃などによ
りガスを電離したり、さらにマイクロ波発生源の容量を
アップすることが行われているが、作業が繁雑になり、
また製品コストがアップするという問題があった。
解決するために、請求項1に記載のプラズマ処理装置の
制御方法においては、マイクロ波発生源と、プラズマ生
成室と、マイクロ波自動整合器とを具備し、マイクロ波
自動整合器を構成するインピーダンス変換器のスタブを
所望のスタブ挿入量に移動させて、マイクロ波発生源と
プラズマ生成室とのインピーダンス整合を自動的に行う
プラズマ処理装置を対象とし、スタブをマイクロ波自動
整合器よりプラズマ生成室側で共振状態となるスタブ挿
入量に移動させてプラズマを起動し、プラズマが起動し
た後に自動整合動作を開始させることを特徴とする。
の制御方法においては、マイクロ波発生源と、プラズマ
生成室と、マイクロ波が通過する導波管内の定在波を検
出する電圧定在波検出器,インピーダンス変換器及び制
御装置からなるマイクロ波自動整合器とを具備し、イン
ピーダンス変換器を構成するスタブを所望のスタブ挿入
量に移動させて、マイクロ波発生源とプラズマ生成室と
のインピーダンス整合を自動的に行うプラズマ処理装置
を対象とし、電圧定在波検出器の出力を用いてマイクロ
波の有無を制御装置により判断させ、マイクロ波が無い
ときに、スタブを制御装置に予め記憶させたマイクロ波
自動整合器よりプラズマ生成室側で共振状態となるスタ
ブ挿入量に移動させておき、マイクロ波が出力されたと
きに、プラズマを起動させ、プラズマが起動した後に自
動整合動作を開始させることを特徴とする。
置の制御方法においては、マイクロ波発生源と、プラズ
マ生成室と、マイクロ波が通過する導波管内の定在波を
検出する電圧定在波検出器,インピーダンス変換器及び
制御装置からなるマイクロ波自動整合器とを具備し、イ
ンピーダンス変換器を構成するスタブを所望のスタブ挿
入量に移動させて、マイクロ波発生源とプラズマ生成室
とのインピーダンス整合を自動的に行うプラズマ処理装
置を対象とし、電圧定在波検出器の出力を用いてマイク
ロ波の有無を制御装置により判断させ、マイクロ波が無
いときに、スタブを制御装置に予め記憶させたマイクロ
波自動整合器よりプラズマ生成室側で共振状態となるス
タブ挿入量に移動させておき、マイクロ波が出力された
ときに、プラズマを起動させ、プラズマの起動に伴う反
射係数の変化により自動整合動作を開始させることを特
徴とする。
自動整合器を用いてプラズマを起動させることを見い出
したことにより、他のプラズマ起動手段を用いることな
く、容易にプラズマを起動させることができ、かつ、プ
ラズマ起動後は通常の自動整合動作に移行させることが
できる。
波自動整合器よりプラズマ生成室側で共振状態となるよ
うに、整合器のスタブを所定位置に予め移動させている
ので、マイクロ波発生源からマイクロ波が出力される
と、即座にプラズマを起動させることができ、かつ、プ
ラズマ起動後は通常の自動整合動作に移行させることが
できる。
ロ波電力が徐々に増加するなど、マイクロ波の入射に対
しプラズマの起動が時間的に遅れる場合、プラズマが起
動したことを確認してから、通常の自動整合動作に移行
させることができる。
の要部構成図、図2はこのプラズマ処理装置に用いたマ
イクロ波自動整合器を構成するインピーダンス変換器を
示す説明図であり、図1に示すプラズマ処理装置として
は、例えばECRプラズマ・ドライエッチング装置であ
る。
クロ波発生源2と、アイソレータ3と、方向性結合器4
と、導波管5と、マイクロ波自動整合器6と、プラズマ
生成室7と、石英等からなるベルジャ8と、電磁コイル
9と、下部ステージ10とを有しており、下部ステージ
10上には、例えばサブミクロンの設計ルールの半導体
集積回路が形成されるシリコン(Si)からなる半導体
ウエハ(被処理物)11が載置されている。なお、マイ
クロ波自動整合器6は、電圧定在波検出器61,インピ
ーダンス変換器62及びコンピュータ(制御装置)63
から構成されている。
ネトロンが設置されている。マグネトロンは、高圧電源
1から高電圧が印加されると、例えば2.45GHzのマ
イクロ波を発生するようになっている。マイクロ波発生
源2から発生したマイクロ波は、導波管5を通じてプラ
ズマ生成室7内へ伝搬されるようになっている。
えば電圧定在波の振幅等の定在波を検出するための検出
部であり、マイクロ波の導波管内波長をλgとすると、
例えばλg/4,λg/6,λg/8おきに配置された
少なくとも3本の探針(図示せず)によって構成されて
いる。また、コンピュータ63と電気的に接続されてお
り、検出された定在波信号等をコンピュータ63に伝送
するようになっている。
クロ波発生源2からマイクロ波を出力させた状態で、イ
ンピーダンス変換器62のスタブ挿入量を種々変化させ
ると、プラズマ生成室(負荷)7で反射して戻ってきた
マイクロ波がスタブの所で再び反射して負荷側に進行す
るために、あるスタブ挿入量にすれば、マイクロ波自動
整合器6と負荷7との間が共振状態またはそれに近い状
態、すなわちプラズマ生成室7内の電界が強大になるこ
とが見い出された。したがって、本実施例のプラズマ処
理装置におけるマイクロ波自動整合器6においては、マ
イクロ波発生源2と負荷7とのインピーダンスを整合す
る機能を備えるとともに、プラズマ処理装置の立ち上げ
時に、プラズマを容易に起動させることができる機能も
備えている。
ように、例えば3本のスタブ62a1〜62a3と各スタブ
62a1〜62a3毎に配置されたパルスモータ62b1〜6
2b3とから構成され、電圧定在波検出器61より負荷7
側に設けられており、電圧定在波検出器61を構成する
探針から、例えば電圧定在波検出器61へスタブによる
乱れが生じない程度に離れた位置に配置されている。ま
た、各スタブ62a1〜62a3は、導波管5内に例えばλ
g/4,λg/6,λg/8おきに配置されている。そ
して、各スタブ62a1〜62a3の挿入、抜き出し動作
は、各パルスモータ62b1〜62b3によって独立して制
御されるようになっており、このパルスモータ62b1〜
62b3はコンピュータ63と電気的に接続されており、
コンピュータ63によって、その動作が制御されるよう
になっている。
プラズマを生成する際には、プラズマ生成室7内に、例
えばO2 ガスを150ml/min 程度導入し、ロータリー
ポンプ(図示せず)によりプラズマ生成室7内の圧力
を、例えば1.6×10-3Torr程度とする。この際、半導
体ウエハ11と下部ステージ10との間に、例えばウエ
ハ冷却用のヘリウム(He)を7ml/min 程度導入す
る。
源2のマグネトロンに、例えば850W程度の電力を供
給して、例えば2.45GHzのマイクロ波を発生させ、
インピーダンス変換器62の各スタブ62a1〜62a3
を、コンピュータ63の記憶部63mに前述した共振状
態を生じさせる予め設定されたスタブ挿入量に移動させ
ると、プラズマがプラズマ生成室7のプラズマ発生空間
で容易に起動させることができる。
時または起動して直ぐに、電圧定在波検出器61は、定
在波信号等を検出し、その信号をコンピュータ63に伝
送する。コンピュータ63は、伝送された定在波信号に
基づいて、例えば電圧定在波の振幅と位相とを算出し、
さらにその値に基づいて負荷のインピーダンス値を算出
するとともに、例えば本実施例においては、その算出値
に基づいて反射波が零(0)となるように、インピーダ
ンス変換器62に制御信号を伝送し、通常の自動整合動
作に移行する。
2からマイクロ波を出力させた状態で、各スタブを予め
設定された挿入量に移動させて、プラズマを起動させた
が、マイクロ波発生源からマイクロ波を出力させる前
に、インピーダンス変換器62の各スタブ62a1〜62
a3を予め設定されたスタブ挿入量に移動させておく。す
なわち、本実施例2においては、マイクロ波発生源2の
電源投入と同時に、プラズマを即座に起動させることが
でき、その後は、前述したように、通常の自動整合動作
に移行させることができる。
予め設定された挿入量に移動させることにより、プラズ
マが起動したと同時または起動して直ぐに、自動整合動
作を開始させていたが、プラズマが起動したことを確認
してから、整合動作に移行させる。すなわち、本実施例
3においては、マイクロ波電力が徐々に増加するなど、
マイクロ波の入射に対しプラズマの起動が時間的に遅れ
る場合、プラズマの起動に伴って電圧定在波検出器61
によって検出された定在波量等に基づいて、例えば電圧
定在波の振幅と位相とを算出し、その値に基づいて算出
した反射係数の変化を捕えた後に、前述したように、通
常の自動整合動作に移行させることができる。
処理装置を例示したが、他の方式のプラズマ処理装置に
本発明の方法が適用できるのは言うまでもない。
プラズマ起動手段を用いることなく、また処理条件を変
えることなく、容易かつ確実にプラズマを起動させるこ
とができる。さらに、プラズマに効率的にマイクロ波電
力が供給でき、プラズマ起動も最小のマイクロ波電力で
行えるので、必要なマイクロ波発生源の容量を最小限に
抑えることができる。
せる時間が短縮される。
ず、マイクロ波の供給によりインピーダンスが別の値に
遷移するような負荷に対して有効である。
置の要部構成図である。
動整合器を構成するインピーダンス変換器を示す説明図
である。
Claims (3)
- 【請求項1】マイクロ波発生源と、プラズマ生成室と、
マイクロ波自動整合器とを具備し、前記マイクロ波自動
整合器を構成するインピーダンス変換器のスタブを所望
のスタブ挿入量に移動させて、前記マイクロ波発生源と
プラズマ生成室とのインピーダンス整合を自動的に行う
プラズマ処理装置において、 前記スタブを前記マイクロ波自動整合器よりプラズマ生
成室側で共振状態となるスタブ挿入量に移動させてプラ
ズマを起動し、前記プラズマが起動した後に自動整合動
作を開始させるプラズマ処理装置の制御方法。 - 【請求項2】マイクロ波発生源と、プラズマ生成室と、
マイクロ波が通過する導波管内の定在波を検出する電圧
定在波検出器,インピーダンス変換器及び制御装置から
なるマイクロ波自動整合器とを具備し、前記インピーダ
ンス変換器を構成するスタブを所望のスタブ挿入量に移
動させて、前記マイクロ波発生源とプラズマ生成室との
インピーダンス整合を自動的に行うプラズマ処理装置に
おいて、 前記電圧定在波検出器の出力を用いてマイクロ波の有無
を前記制御装置により判断させ、マイクロ波が無いとき
に、前記スタブを前記制御装置に予め記憶させた前記マ
イクロ波自動整合器よりプラズマ生成室側で共振状態と
なるスタブ挿入量に移動させておき、マイクロ波が出力
されたときに、プラズマを起動させ、前記プラズマが起
動した後に自動整合動作を開始させるプラズマ処理装置
の制御方法。 - 【請求項3】マイクロ波発生源と、プラズマ生成室と、
マイクロ波が通過する導波管内の定在波を検出する電圧
定在波検出器,インピーダンス変換器及び制御装置から
なるマイクロ波自動整合器とを具備し、前記インピーダ
ンス変換器を構成するスタブを所望のスタブ挿入量に移
動させて、前記マイクロ波発生源とプラズマ生成室との
インピーダンス整合を自動的に行うプラズマ処理装置に
おいて、 前記電圧定在波検出器の出力を用いてマイクロ波の有無
を前記制御装置により判断させ、マイクロ波が無いとき
に、前記スタブを前記制御装置に予め記憶させた前記マ
イクロ波自動整合器よりプラズマ生成室側で共振状態と
なるスタブ挿入量に移動させておき、マイクロ波が出力
されたときに、プラズマを起動させ、前記プラズマの起
動に伴う反射係数の変化により自動整合動作を開始させ
るプラズマ処理装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36077392A JP3287041B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | プラズマ処理装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36077392A JP3287041B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | プラズマ処理装置の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06204176A true JPH06204176A (ja) | 1994-07-22 |
JP3287041B2 JP3287041B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=18470860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36077392A Expired - Lifetime JP3287041B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | プラズマ処理装置の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3287041B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100775881B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2007-11-13 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법 |
KR100789796B1 (ko) * | 2000-03-30 | 2007-12-31 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 플라즈마 처리 장치 |
JP2013098054A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Ulvac Japan Ltd | マイクロ波導入装置 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP36077392A patent/JP3287041B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100789796B1 (ko) * | 2000-03-30 | 2007-12-31 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 플라즈마 처리 장치 |
KR100775881B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2007-11-13 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 플라즈마 처리 장치 및 그 제어 방법 |
JP2013098054A (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-20 | Ulvac Japan Ltd | マイクロ波導入装置 |
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---|---|
JP3287041B2 (ja) | 2002-05-27 |
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