JPH11233293A - プラズマ処理方法及びプラズマcvd装置 - Google Patents
プラズマ処理方法及びプラズマcvd装置Info
- Publication number
- JPH11233293A JPH11233293A JP10048649A JP4864998A JPH11233293A JP H11233293 A JPH11233293 A JP H11233293A JP 10048649 A JP10048649 A JP 10048649A JP 4864998 A JP4864998 A JP 4864998A JP H11233293 A JPH11233293 A JP H11233293A
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- Japan
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- plasma processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プラズマ処理に於いて、プラズマ処理時の異常
放電を事前に予測し、プラズマ処理条件を適正化するこ
とで異常放電を防止し、製品のプラズマ処理信頼性を向
上し、製品品質、歩留りの向上を図る。 【解決手段】処理室内の圧力P、電極間距離D、印加高
周波電力Wにより異常放電領域と放電安定領域との境界
条件を求め、設定したプラズマ処理条件、或は処理中の
プラズマ処理条件が前記異常放電領域である場合に、警
報信号を発するものである。
放電を事前に予測し、プラズマ処理条件を適正化するこ
とで異常放電を防止し、製品のプラズマ処理信頼性を向
上し、製品品質、歩留りの向上を図る。 【解決手段】処理室内の圧力P、電極間距離D、印加高
周波電力Wにより異常放電領域と放電安定領域との境界
条件を求め、設定したプラズマ処理条件、或は処理中の
プラズマ処理条件が前記異常放電領域である場合に、警
報信号を発するものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理方法及
びプラズマCVD装置、特に平行平板型電極によりプラ
ズマを発生させるプラズマ処理方法及びプラズマCVD
装置の異常放電に関するものである。
びプラズマCVD装置、特に平行平板型電極によりプラ
ズマを発生させるプラズマ処理方法及びプラズマCVD
装置の異常放電に関するものである。
【0002】
【従来の技術】平行平板型プラズマCVD装置は平板の
上部電極、該上部電極に対向させた下部電極を有し、前
記上部電極と下部電極間に反応ガスを供給しつつ高周波
電力を印加して両電極間にプラズマを発生させ、該プラ
ズマを利用して前記下部電極に載置したシリコンウェー
ハの被処理基板にプラズマ処理を行うものである。
上部電極、該上部電極に対向させた下部電極を有し、前
記上部電極と下部電極間に反応ガスを供給しつつ高周波
電力を印加して両電極間にプラズマを発生させ、該プラ
ズマを利用して前記下部電極に載置したシリコンウェー
ハの被処理基板にプラズマ処理を行うものである。
【0003】図4、図5に於いて、従来のプラズマCV
D装置について説明する。
D装置について説明する。
【0004】真空処理室1内の下部に下部電極2を配設
し、該下部電極2上にはウェーハ3を載置可能とする。
前記下部電極2と対向して上部電極4が配設されてい
る。該上部電極4は中空構造であり、下面には多数のガ
ス分散孔が穿設されたシャワー板5が設けられ、前記上
部電極4の中空部には反応ガス供給源(図示せず)が連
通している。
し、該下部電極2上にはウェーハ3を載置可能とする。
前記下部電極2と対向して上部電極4が配設されてい
る。該上部電極4は中空構造であり、下面には多数のガ
ス分散孔が穿設されたシャワー板5が設けられ、前記上
部電極4の中空部には反応ガス供給源(図示せず)が連
通している。
【0005】前記下部電極2はアースされており、又前
記上部電極4は整合回路7を介して高周波電源6に接続
されている。前記整合回路7は電気回路定数を調整し、
プラズマ発生時状態を安定させる機能を有している。
記上部電極4は整合回路7を介して高周波電源6に接続
されている。前記整合回路7は電気回路定数を調整し、
プラズマ発生時状態を安定させる機能を有している。
【0006】前記上部電極4より反応ガスを供給しつつ
前記高周波電源6により前記下部電極2、上部電極4間
に高周波電力を印加することで、前記下部電極2、上部
電極4間にプラズマ12を発生させる。発生したプラズ
マを利用して前記ウェーハ3の表面に気相蒸着により薄
膜を生成し、或はウェーハ3表面の被膜をエッチングす
る。
前記高周波電源6により前記下部電極2、上部電極4間
に高周波電力を印加することで、前記下部電極2、上部
電極4間にプラズマ12を発生させる。発生したプラズ
マを利用して前記ウェーハ3の表面に気相蒸着により薄
膜を生成し、或はウェーハ3表面の被膜をエッチングす
る。
【0007】プラズマ発生条件によっては、シャワー板
5よりトーチ13と呼ばれる異常放電が発生する。異常
放電が発生すると、異常放電部分にエネルギが集中して
ウェーハの対応部分の膜厚が厚くなる等、成膜斑等が生
じ製品品質が低下し、或は歩留りが低下する。従って、
異常放電は極力避けなければならない。
5よりトーチ13と呼ばれる異常放電が発生する。異常
放電が発生すると、異常放電部分にエネルギが集中して
ウェーハの対応部分の膜厚が厚くなる等、成膜斑等が生
じ製品品質が低下し、或は歩留りが低下する。従って、
異常放電は極力避けなければならない。
【0008】従来より異常放電を検出し、可及的速やか
に消去、或は発生を未然に防止する等の手段が講じられ
ていた。
に消去、或は発生を未然に防止する等の手段が講じられ
ていた。
【0009】従来の異常放電検出について説明する。
【0010】図5に示される様に、前記整合回路7は可
変コンデンサ8,9を有し、該可変コンデンサ8,9は
プラズマの発生状態に応じて電気回路定数を調整する
様、容量が可変される。従って、前記可変コンデンサ
8,9の調整状態を監視することで電気回路定数の変化
が分り、該電気回路定数の変化により異常放電が検知で
きる。又、高周波電力ライン10にインピーダンスモニ
タ11を設け、該インピーダンスモニタ11によりプラ
ズマ発生時のインピーダンスを監視し、インピーダンス
に変化があった場合に、異常放電があったと判断してい
る。
変コンデンサ8,9を有し、該可変コンデンサ8,9は
プラズマの発生状態に応じて電気回路定数を調整する
様、容量が可変される。従って、前記可変コンデンサ
8,9の調整状態を監視することで電気回路定数の変化
が分り、該電気回路定数の変化により異常放電が検知で
きる。又、高周波電力ライン10にインピーダンスモニ
タ11を設け、該インピーダンスモニタ11によりプラ
ズマ発生時のインピーダンスを監視し、インピーダンス
に変化があった場合に、異常放電があったと判断してい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記した様に従来で
は、プラズマ発生時の電気回路上の定数の変化から異常
放電を検出している。即ち、実際に異常放電が発生した
後にプラズマ異常を検出する為、異常放電による製品へ
の影響は避けられなかった。
は、プラズマ発生時の電気回路上の定数の変化から異常
放電を検出している。即ち、実際に異常放電が発生した
後にプラズマ異常を検出する為、異常放電による製品へ
の影響は避けられなかった。
【0012】本発明は斯かる実情に鑑み、プラズマ処理
時の異常放電を事前に予測し、プラズマ処理条件を適正
化することで異常放電を防止し、製品のプラズマ処理信
頼性を向上させ、製品品質、歩留りの向上を図るもので
ある。
時の異常放電を事前に予測し、プラズマ処理条件を適正
化することで異常放電を防止し、製品のプラズマ処理信
頼性を向上させ、製品品質、歩留りの向上を図るもので
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、処理室内の圧
力P、電極間距離D、印加高周波電力Wにより異常放電
領域と放電安定領域との境界条件を求め、放電安定領域
内に含まれる様、前記圧力P、電極間距離D、印加高周
波電力Wを設定してプラズマ処理を行うプラズマ処理方
法に係り、更に処理室内の圧力P、電極間距離D、印加
高周波電力Wにより異常放電領域と放電安定領域の境界
条件を求め、プラズマ処理中に異常放電領域となった場
合に警報信号を発するプラズマ処理方法に係り、更に前
記警報信号をトリガーとしてプラズマ処理に関する情報
を記録する様にしたプラズマ処理方法、更に印加高周波
電力W/(圧力P×電極間距離D)=C(機器によって
定る常数)により前記境界条件が与えられるプラズマ処
理方法に係り、更に異常放電領域と放電安定領域との境
界条件及びプラズマ処理条件を設定入力する入力設定器
と、前記境界条件と設定されたプラズマ処理条件又はプ
ラズマ処理中の処理条件との比較を行い、プラズマ処理
条件が異常放電領域にある場合に警報信号を発する演算
器とを具備するプラズマCVD装置に係るものである。
力P、電極間距離D、印加高周波電力Wにより異常放電
領域と放電安定領域との境界条件を求め、放電安定領域
内に含まれる様、前記圧力P、電極間距離D、印加高周
波電力Wを設定してプラズマ処理を行うプラズマ処理方
法に係り、更に処理室内の圧力P、電極間距離D、印加
高周波電力Wにより異常放電領域と放電安定領域の境界
条件を求め、プラズマ処理中に異常放電領域となった場
合に警報信号を発するプラズマ処理方法に係り、更に前
記警報信号をトリガーとしてプラズマ処理に関する情報
を記録する様にしたプラズマ処理方法、更に印加高周波
電力W/(圧力P×電極間距離D)=C(機器によって
定る常数)により前記境界条件が与えられるプラズマ処
理方法に係り、更に異常放電領域と放電安定領域との境
界条件及びプラズマ処理条件を設定入力する入力設定器
と、前記境界条件と設定されたプラズマ処理条件又はプ
ラズマ処理中の処理条件との比較を行い、プラズマ処理
条件が異常放電領域にある場合に警報信号を発する演算
器とを具備するプラズマCVD装置に係るものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【0015】本発明者はCVD装置のプラズマ発生条件
を種々検討して、前記下部電極2と上部電極4との電極
間距離Dと真空処理室1内の圧力Pとの積、P・Dと印
加高周波電力Wと異常放電との間に相関関係があること
を見出した。而して、本発明は異常放電が発生する異常
放電領域と放電安定領域との境界条件を前記電極間距離
Dと、圧力Pと、印加高周波電力Wとの関係に於いて求
め、プラズマ処理条件を設定する場合に前記電極間距離
D、圧力P、印加高周波電力Wが前記安定放電領域にあ
る様に設定し、又プラズマ処理中に前記電極間距離D、
圧力P、印加高周波電力Wで得られるプラズマ処理条件
が前記異常放電領域にある場合は、異常放電の発生の虞
れがあると判断するものである。
を種々検討して、前記下部電極2と上部電極4との電極
間距離Dと真空処理室1内の圧力Pとの積、P・Dと印
加高周波電力Wと異常放電との間に相関関係があること
を見出した。而して、本発明は異常放電が発生する異常
放電領域と放電安定領域との境界条件を前記電極間距離
Dと、圧力Pと、印加高周波電力Wとの関係に於いて求
め、プラズマ処理条件を設定する場合に前記電極間距離
D、圧力P、印加高周波電力Wが前記安定放電領域にあ
る様に設定し、又プラズマ処理中に前記電極間距離D、
圧力P、印加高周波電力Wで得られるプラズマ処理条件
が前記異常放電領域にある場合は、異常放電の発生の虞
れがあると判断するものである。
【0016】図1、図2に於いて前記境界条件について
説明する。
説明する。
【0017】境界条件を求めるに当り、CVD装置の形
式、電極構造、真空処理室1の大きさによって境界条件
は変ってくると考えられ、対象となるCVD装置につい
て前記電極間距離Dと、圧力Pと、印加高周波電力Wと
異常放電との関連を実験等により求める。
式、電極構造、真空処理室1の大きさによって境界条件
は変ってくると考えられ、対象となるCVD装置につい
て前記電極間距離Dと、圧力Pと、印加高周波電力Wと
異常放電との関連を実験等により求める。
【0018】図1は図4で示した平板対向電極を有する
CVD装置についてのデータである。
CVD装置についてのデータである。
【0019】図1は電極間距離Dをパラメータとして電
極間距離Dが7mm,10mm,15mm,20mmとした場合
に、それぞれの真空処理室1内の圧力Pを変化させた場
合に異常放電が始る時の印加高周波電力の値をプロット
したものである。
極間距離Dが7mm,10mm,15mm,20mmとした場合
に、それぞれの真空処理室1内の圧力Pを変化させた場
合に異常放電が始る時の印加高周波電力の値をプロット
したものである。
【0020】前述した様に、図1のデータを種々検討し
てP・DとWが異常放電と放電安定領域との境界条件を
与えることを見出した。
てP・DとWが異常放電と放電安定領域との境界条件を
与えることを見出した。
【0021】図2は前記圧力P×電極間距離Dと印加高
周波電力Wとの関係を示している。
周波電力Wとの関係を示している。
【0022】図中黒点は異常放電を開始した値をプロッ
トしているが、異常放電を開始した点の傾向を検討する
と、図2中破線で示す境界線Xが得られ、この境界線X
で得られる前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力
Wの値が異常放電発生の境界条件となる。
トしているが、異常放電を開始した点の傾向を検討する
と、図2中破線で示す境界線Xが得られ、この境界線X
で得られる前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力
Wの値が異常放電発生の境界条件となる。
【0023】而して、プラズマ処理条件を前記電極間距
離D、圧力P、印加高周波電力Wの値が図2の境界線X
より下方領域に含まれる様に設定すれば、プラズマ処理
中の異常放電の発生が未然に防止でき、更にプラズマ処
理中に前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力Wの
値が図2の境界線Xより上方領域に含まれる様になれ
ば、異常放電の虞れがあるとして前記電極間距離D、圧
力P、印加高周波電力Wを変更して図2の境界線Xより
下方領域に含まれる様にすることでやはり異常放電の発
生が未然に防止できる。
離D、圧力P、印加高周波電力Wの値が図2の境界線X
より下方領域に含まれる様に設定すれば、プラズマ処理
中の異常放電の発生が未然に防止でき、更にプラズマ処
理中に前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力Wの
値が図2の境界線Xより上方領域に含まれる様になれ
ば、異常放電の虞れがあるとして前記電極間距離D、圧
力P、印加高周波電力Wを変更して図2の境界線Xより
下方領域に含まれる様にすることでやはり異常放電の発
生が未然に防止できる。
【0024】本実施の形態に於いて、図2より放電安定
領域となる前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力
Wの境界条件は、W/P・D≒6 [cm/torr・mm] であ
る。
領域となる前記電極間距離D、圧力P、印加高周波電力
Wの境界条件は、W/P・D≒6 [cm/torr・mm] であ
る。
【0025】前記異常放電発生境界条件を考慮したCV
D装置について図3により説明する。
D装置について図3により説明する。
【0026】図3中、15は入力設定器、16は演算
器、17は記憶器、18は表示器、19は警報器、20
は真空処理室1内の様子を撮像する撮像装置、21は圧
力検出器、22は温度検出器、23は電力検出器であ
る。
器、17は記憶器、18は表示器、19は警報器、20
は真空処理室1内の様子を撮像する撮像装置、21は圧
力検出器、22は温度検出器、23は電力検出器であ
る。
【0027】対象となるCVD装置について予め異常放
電が始るときの圧力P、電極間距離D、印加高周波電力
Wのデータを取り、境界条件W/P・D=C(機種によ
り特定される定数) [cm/torr・mm] を求めておく。この
境界条件W/P・D=C [cm/torr・mm] を、前記入力設
定器15より設定入力する。境界条件は前記演算器16
を経て前記記憶器17に記憶される。
電が始るときの圧力P、電極間距離D、印加高周波電力
Wのデータを取り、境界条件W/P・D=C(機種によ
り特定される定数) [cm/torr・mm] を求めておく。この
境界条件W/P・D=C [cm/torr・mm] を、前記入力設
定器15より設定入力する。境界条件は前記演算器16
を経て前記記憶器17に記憶される。
【0028】実際にプラズマ処理を行う場合に、処理条
件である圧力P、電極間距離D、印加高周波電力Wを前
記入力設定器15より設定する。前記演算器16は入力
された値をW/P・Dにより演算し、演算結果が前記C
より大きいか、小さいかを判断する。演算結果が前記C
より小さい場合は安定放電領域となる条件設定であるの
で、前記表示器18に正常である旨の表示をする。
件である圧力P、電極間距離D、印加高周波電力Wを前
記入力設定器15より設定する。前記演算器16は入力
された値をW/P・Dにより演算し、演算結果が前記C
より大きいか、小さいかを判断する。演算結果が前記C
より小さい場合は安定放電領域となる条件設定であるの
で、前記表示器18に正常である旨の表示をする。
【0029】又、演算結果が大きい場合は、異常放電領
域の設定であるので前記演算器16より前記表示器1
8、前記警報器19に警報信号を出力して前記表示器1
8に条件が不適当である旨表示すると共に前記警報器1
9のブザーを鳴らし、或は警報ランプを点滅する。
域の設定であるので前記演算器16より前記表示器1
8、前記警報器19に警報信号を出力して前記表示器1
8に条件が不適当である旨表示すると共に前記警報器1
9のブザーを鳴らし、或は警報ランプを点滅する。
【0030】更に、プラズマ処理中に演算結果が境界条
件より大きいと判断した場合は、更に前記撮像装置20
にトリガー信号を発し、撮像装置20により真空処理室
1内の映像を撮像し、撮像装置20が具備するビデオテ
ープ等の記録媒体に映像を記録する。更に、前記撮像装
置20からの映像信号は前記表示器18のモニタテレビ
等に送出され、真空処理室1内の処理状況が映される。
件より大きいと判断した場合は、更に前記撮像装置20
にトリガー信号を発し、撮像装置20により真空処理室
1内の映像を撮像し、撮像装置20が具備するビデオテ
ープ等の記録媒体に映像を記録する。更に、前記撮像装
置20からの映像信号は前記表示器18のモニタテレビ
等に送出され、真空処理室1内の処理状況が映される。
【0031】又、前記トリガー信号により、前記圧力検
出器21、温度検出器22、電力検出器23、電極間距
離検出器(図示せず)等の各種検出器から、真空処理室
1内の温度、圧力、高周波電力ラインのインピーダンス
等種々ハードウエアの情報が取込まれる。
出器21、温度検出器22、電力検出器23、電極間距
離検出器(図示せず)等の各種検出器から、真空処理室
1内の温度、圧力、高周波電力ラインのインピーダンス
等種々ハードウエアの情報が取込まれる。
【0032】而して、前記撮像装置20は異常放電が予
想される状況、或は異常放電が発生した状況のみ真空処
理室1内を撮像する、或は種々ハードウエアの情報を取
込むこととなるので、最小限の記録媒体の使用で済む。
想される状況、或は異常放電が発生した状況のみ真空処
理室1内を撮像する、或は種々ハードウエアの情報を取
込むこととなるので、最小限の記録媒体の使用で済む。
【0033】尚、上記実施の形態では平行平板型電極に
よりプラズマを発生させるプラズマ処理について説明し
たが、他の形式のプラズマ処理方法或はプラズマ処理装
置に於いても同様に実施可能であることは言う迄もな
い。
よりプラズマを発生させるプラズマ処理について説明し
たが、他の形式のプラズマ処理方法或はプラズマ処理装
置に於いても同様に実施可能であることは言う迄もな
い。
【0034】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、プラズ
マ処理に於いて異常放電が発生する処理条件を予測でき
るので、プラズマ処理条件設定時に異常放電が生じない
様な条件設定が可能であり、処理途中での異常放電の発
生が防止でき、プラズマ処理の品質、信頼性が向上し
得、製品品質の安定、歩留りの向上が図れる。
マ処理に於いて異常放電が発生する処理条件を予測でき
るので、プラズマ処理条件設定時に異常放電が生じない
様な条件設定が可能であり、処理途中での異常放電の発
生が防止でき、プラズマ処理の品質、信頼性が向上し
得、製品品質の安定、歩留りの向上が図れる。
【0035】又、異常放電が予測できるので必要時だけ
データを取ればよいので記録媒体の節約ができ経済的で
あり、更に異常放電時の記録が確実に行えるので異常放
電時に処理された被処理基板を区別することができ、品
質の信頼性を向上することができる。
データを取ればよいので記録媒体の節約ができ経済的で
あり、更に異常放電時の記録が確実に行えるので異常放
電時に処理された被処理基板を区別することができ、品
質の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】異常放電が発生する時の圧力P、電極間距離
D、印加高周波電力Wの関係を示す線図である。
D、印加高周波電力Wの関係を示す線図である。
【図2】異常放電領域、放電安定領域と、圧力P×電極
間距離Dと印加高周波電力Wとの関係を示す線図であ
る。
間距離Dと印加高周波電力Wとの関係を示す線図であ
る。
【図3】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図4】CVD装置の概略を示す説明図である。
【図5】従来例を示す説明図である。
1 真空処理室 2 下部電極 3 ウェーハ 4 上部電極 15 入力設定器 16 演算器 17 記憶器 18 表示器
Claims (4)
- 【請求項1】 処理室内の圧力P、電極間距離D、印加
高周波電力Wにより異常放電領域と放電安定領域の境界
条件を求め、プラズマ処理中に異常放電領域となった場
合に警報信号を発することを特徴とするプラズマ処理方
法。 - 【請求項2】 前記警報信号をトリガーとしてプラズマ
処理に関する情報を記録するようにした請求項1のプラ
ズマ処理方法。 - 【請求項3】 印加高周波電力W/(圧力P×電極間距
離D)=C(機器によって定る常数)により前記境界条
件が与えられる請求項1のプラズマ処理方法。 - 【請求項4】 異常放電領域と放電安定領域との境界条
件及びプラズマ処理条件を設定入力する入力設定器と、
前記境界条件と設定されたプラズマ処理条件又はプラズ
マ処理中の処理条件との比較を行い、プラズマ処理条件
が異常放電領域にある場合に警報信号を発する演算器と
を具備することを特徴とするプラズマCVD装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10048649A JPH11233293A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | プラズマ処理方法及びプラズマcvd装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10048649A JPH11233293A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | プラズマ処理方法及びプラズマcvd装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11233293A true JPH11233293A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12809220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10048649A Pending JPH11233293A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | プラズマ処理方法及びプラズマcvd装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11233293A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006070689A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Tokyo Electron Limited | 半導体製造装置、当該半導体製造装置における異常の検出、異常の原因の特定或いは異常の予測を行う方法、並びに当該方法を実施するためのコンピュータプログラムを記録した記憶媒体 |
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