(57)【要約】プラズマ装備のシーズニング方法及びそのための装備を提供する。本発明によるシーズニング方法は、プラズマ装備を稼動し、プラズマ工程を行う前に、プラズマ装備の工程室の内部に存在するシリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種とフッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さ比を測定し、測定された強さ比の値が、予め実験的に設定された正常状態の範囲内であるか、或いは正常状態の範囲を外れるかを判断した後、判断の結果によって測定された強さ比の値が、正常状態の範囲内に切り換えられるように、工程室の内部にプラズマ工程に用いられる反応ガスを供給し、反応ガスの成分比を変化させ、強さ比が変化するようにし、工程室の内部を適宜シーズニングする。
2007515804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ装備を稼動してプラズマ工程を行う前に、前記プラズマ装備の工程室の内部に存在するシリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種とフッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さ比を測定するステップと、
前記測定された強さ比の値が、設定された正常状態の範囲内であるか、或いは正常状態の範囲を外れるかを判断するステップと、
前記判断の結果によって、前記測定された強さ比の値が、前記正常状態の範囲内に切り換えられるように、前記工程室の内部に前記プラズマ工程に用いられる反応ガスを供給し、前記反応ガスの成分比を変化させ、前記強さ比が変化するようにし、前記工程室の内部をシーズニングするステップと、を含むことを特徴とするプラズマ装備のシーズニング方法。
【請求項２】
前記光学放射の強さ比を測定するステップが、前記工程室の内部に前記プラズマ工程に用いられる前記反応ガスを供給し、前記反応ガスをプラズマ化した状態で、光学放射測定による分光分析を行うステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ装備のシーズニング方法。
【請求項３】
前記シーズニングステップが、
前記測定された強さ比の値が、前記正常範囲の設定上限値よりも大きい値である場合、前記反応ガスの成分中、前記フッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分の比を相対的に増加させた第１の反応ガスを前記工程室に供給する第１のシーズニングステップと、
前記測定された強さ比の値が、前記正常状態の範囲の設定下限値よりも小さい値である場合、前記反応ガスの成分中、前記シリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分の比を相対的に増加させた第２の反応ガスを前記工程室に供給する第２のシーズニングステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ装備のシーズニング方法。
【請求項４】
前記プラズマ工程において用いられる前記反応ガスは、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）と酸素ガス（Ｏ２）からなり、
前記第１のシーズニングステップにおける前記フッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分は、前記四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）であり、前記第２のシーズニングステップにおける前記シリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分は、酸素ガス（Ｏ２）であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ装備のシーズニング方法。
【請求項５】
プラズマ工程を行うための空間を提供する工程室と、
前記工程室の上方にプラズマ発生のために導入されるプラズマ発生コイルと、
前記工程室壁面に設けられ、前記工程室の内部に存在する化学種を分光分析する光学放射分光分析器と、
前記光学放射分光分析器により収集分光分析された結果からシリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種とフッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さ比を計算し、計算された強さ比の値を設定された正常状態の範囲と比較し、前記工程室のシーズニングの有無及びシーズニングの種類を判断する強さ比の値の計算部と、
前記強さ比の値の計算部の判断によって、前記シーズニングに要求される反応ガスが前記工程室に提供されるように、前記反応ガスの供給を制御する主制御部と、を備えることを特徴とするプラズマ装備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造に用いられるプラズマ装備に関し、特に、プラズマ装備をシーズニングする方法及びそのための装備に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体素子の製造工程には、プラズマを用いる装備の使用が頻繁となっている。このようなプラズマ装備は、半導体ウエハ上に物質層を蒸着する、または、エッチングするのに用いられている。
【０００３】
ところが、このようなプラズマ装備を稼動して、半導体製造工程、例えば、蒸着またはエッチングを行うとき、工程室が一定の期間以上の遊休時間が過ぎてから工程を進行する場合、いわゆる一番目のウエハ効果（first wafer effect）といった工程不良が生じることがある。特に、エッチング工程を行うとき、上記一番目のウエハ効果は深刻に現れている。
【０００４】
このような一番目のウエハ効果は、一般に、エッチング速度を基準に考えるとき、正常状態に比べて高い、または、低い形態に現れている。したがって、このような一番目のウエハ効果を正常化する方法、例えば、シーズニングする方法も、それに応じて異ならざるを得ない。それにも関わらず、このようなシーズニング方法を具体的に定量化または標準化した方法は、今まで報告されておらず、単に、このような一番目のウエハ効果が生じたウエハを不良処理する方法が、実際の量産過程で適用されている。このため、生産効率の低下などか必然的に生じてきている。
【０００５】
特に、プラズマ装備のチェンバの初期製品不良とは別に、持続的な生産中にも遊休時間はあるがために、持続的な生産中にも、チェンバの状態を継続して診断し、小量または大量の製品生産の際に、上記一番目のウエハ効果のような稼動初期不良発生を未然に防止することが、製品不良に効果的に対処するのにおいて有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、プラズマ装備を稼動するとき、初期稼動時または遊休時間の後に再度稼動するときに初期不良が発生するのを未然に防止することができるプラズマ装備のシーズニング方法及びそのための装備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、本発明の一局面に係るプラズマ装備のシーズニング方法は、プラズマ装備を稼動してプラズマ工程を行う前に、前記プラズマ装備の工程室の内部に存在するシリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種とフッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さ比を測定するステップと、前記測定された強さ比の値が、設定された正常状態の範囲内であるか、或いは正常状態の範囲を外れるかを判断するステップと、前記判断の結果によって、前記測定された強さ比の値が、前記正常状態の範囲内に切り換えられるように、前記工程室の内部に前記プラズマ工程に用いられる反応ガスを供給し、前記反応ガスの成分比を変化させ、前記強さ比が変化するようにし、前記工程室の内部をシーズニングするステップと、を含む。
【０００８】
前記光学放射の強さ比を測定するステップが、前記工程室の内部に前記プラズマ工程に
用いられる前記反応ガスを供給し、前記反応ガスをプラズマ化した状態で、光学放射測定による分光分析を行うステップを含むことが好ましい。
【０００９】
前記シーズニングステップが、前記測定された強さ比の値が、前記正常範囲の設定上限値よりも大きい値である場合、前記反応ガスの成分中、前記フッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分の比を相対的に増加させた第１の反応ガスを前記工程室に供給する第１のシーズニングステップと、前記測定された強さ比の値が、前記正常状態の範囲の設定下限値よりも小さい値である場合、前記反応ガスの成分中、前記シリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分の比を相対的に増加させた第２の反応ガスを前記工程室に供給する第２のシーズニングステップと、を含むことが好ましい。
【００１０】
前記プラズマ工程において用いられる前記反応ガスは、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）と酸素ガス（Ｏ２）からなり、前記第１のシーズニングステップにおける前記フッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分は、前記四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）であり、前記第２のシーズニングステップにおける前記シリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種の光学放射の強さを増加させるのに寄与する成分は、酸素ガス（Ｏ２）であることが好ましい。
【００１１】
前記プラズマ装備をシーズニングする方法を行うためのプラズマ装備は、プラズマ工程を行うための空間を提供する工程室と、前記工程室の上方にプラズマ発生のために導入されるプラズマ発生コイルと、前記工程室壁面に設けられ、前記工程室の内部に存在する化学種を分光分析する光学放射分光分析器と、前記光学放射分光分析器により収集分光分析された結果からシリコン酸化物系（ＳｉＯＸ）化学種とフッ化炭素系化合物（ＣＦＹ）化学種の光学放射の強さ比を計算し、計算された強さ比の値を設定された正常状態の範囲と比較し、前記工程室のシーズニングの有無及びシーズニングの種類を判断する強さ比の値の計算部と、前記強さ比の値の計算部の判断によって、前記シーズニングに要求される反応ガスが前記工程室に提供されるように、前記反応ガスの供給を制御する主制御部と、を備えることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づき詳細に説明する。
本発明の実施の形態では、半導体素子の製造のために、プラズマ工程、例えば、蒸着またはエッチング工程を行うプラズマ装備が、所定時間の間、遊休時間を過ぎてから再稼動するとき、再稼動のためにウエハを工程室内に搬入する前に、工程室に反応ガスを供給してプラズマを発生させた状態で、工程室内の状態を診断することにより、１番目のウエハ効果のような稼動初期不良発生を未然に防止することを提示する。
【００１３】
工程室内の状態を効果的に診断するために、本発明の実施の形態では、診断のための測定変数として、工程室内のプラズマ等の環境を分光分析した結果において、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）に対する放射の強さ（intensity of emission ）と、フッ化炭素化合物（ＣＦｙ）の放射の強さとの比を用いることを提示する。このような強さ比（すなわち、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）に対する放射の強さ／フッ化炭素化合物（ＣＦｙ）の放射の強さ）を測定変数Ｋに設定することを提示する。
【００１４】
また、このような測定変数Ｋが予め設定された正常状態の範囲、例えば、設定上限値ＫＵと設定下限値ＫＬとの間の範囲に該当するか否かを比較し、このような正常状態の範囲内であれば、実際、ウエハを工程室に搬入して工程を行い、この範囲に該当しない場合は、工程室内の環境をシーズニングするステップを行うことを提示する。シーズニングは、測定変数値Ｋが設定上限値ＫＵよりも大きい場合に行う第１のシーズニングと、測定変数
値Ｋが設定下限値ＫＬよりも小さい場合に行う第２のシーズニングとに大別される。このようなシーズニングで、測定変数値Ｋが正常範囲内に変更されることを確認した後、工程室にウエハを搬入し、実際、プラズマ工程を行うことを、本発明の実施の形態では主として提示する。
【００１５】
また、本発明の実施の形態では、このような測定変数Ｋをプラズマ装備の稼動中に効果的に測定し、また、それにより要求されるシーズニングを各状況に応じて行うように構成されたプラズマ装備を提示する。このようなプラズマ装備の構成は、工程室の状態を持続的に診断し、小量または大量の製品不良を予防するのに有効である。
【００１６】
また、遊休時間以降のプラズマ装備を稼動するとき、１番目のウエハ効果のような稼動初期の不良は、実質的にプラズマを用いたエッチング工程において、さらに深刻かつ致命的であるので、本発明の実施の形態は、これを挙げて説明する。また、本発明の実施の形態は、装備が正常に稼動されてから、一定時間の間、遊休時間を経た後に再稼動されるときに発生する稼動初期不良の場合を挙げて説明するが、実際、プラズマ装備が稼動されるとき、持続的に工程室の状態を点検し診断する、または、プラズマ装備を最初に稼動するに際して工程室の状態を点検し診断するときも、有効に用いられる。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法を説明するための概略的なフローチャートである。図２は、本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法を説明するための、プラズマエッチング工程の対象物の例を示す図である。図３乃至図５は、本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法において、シーズニングの有無を選択する方法を説明するための概略的なグラフである。図６は、本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法に用いられる装備構成を説明するための概略図である。
【００１８】
図１を参照すると、本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法は、プラズマ装備を稼動してから、その稼動の所定時間の間、遊休時間の間中断した後に再稼動するときに実質的に有効である。それにも関わらず、プラズマ装備の初期稼動や稼動中に工程室内の環境状態を点検または診断するのにも有効であるが、説明の明確性のために、所定の有効時間の後にプラズマ装備でプラズマ工程、例えば、プラズマを用いたエッチング工程を行う場合を挙げて説明する。
【００１９】
この際、このような遊休時間は、実際、プラズマ工程が行われる工程室内の真空度を維持したまま、単に、反応ガスの提供、及びプラズマ化のためのＲＦ（Radio Frequency ）の印加等を行わない状態にプラズマ装備を維持させる時間を意味する。また、プラズマ工程は、蒸着やエッチング工程を意味できるが、説明の明確性を図るために、実質的に、遊休時間以降の稼動において、１番目のウエハ効果のような不良が深刻なプラズマを用いるエッチング工程を挙げて、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
本発明の実施の形態に係るプラズマ装備の工程室の内部環境をシーズニングする方法は、先ず、図１に示すように、工程室非稼動時間である遊休時間ｔが予め設定された基準時間ｔＤ以上であるか否かを判断する（図１の１００）。
【００２１】
遊休時間ｔは、プラズマ装備の工程室のウエハに対するプラズマ工程が行われない非稼動時間で容易に測定される。基準時間ｔＤは、実験的に測定されるが、結局として、１番目のウエハ効果のような稼動初期不良が発生しない最大時間を意味する。したがって、基準時間ｔＤは、プラズマ工程によって、且つ、プラズマ装備によって異なってくることがあるので、このような基準時間ｔＤは、プラズマ装備またはプラズマ工程別に実験的に設定される。
【００２２】
このように、遊休時間ｔが、基準時間ｔＤと比較して、基準時間ｔＤ以内であれば、プラズマ装備の工程室シーズニング過程は省略され得る。これは、生産効率側面において有利な点を提供する。したがって、遊休時間ｔが、基準時間ｔＤと比較して、基準時間ｔＤよりも大きければ、本発明の実施の形態に係るシーズニング過程を行う。
【００２３】
遊休時間ｔが、基準時間ｔＤと比較して基準時間ｔＤよりも大きい、長い時間であることから工程室のシーズニングが要求されると、プラズマ装備の工程室内の現状の測定変数値Ｋを測定する（図１の２００）。
【００２４】
測定変数値Ｋを得ることは、現在の工程室の状態を点検または診断するためのものである。したがって、現在、プラズマ装備の工程室内の環境状態を測定し、このような測定結果から値Ｋを測定する。このような測定変数値Ｋは、プラズマ工程に重大な影響を及ぼす工程室内の化学種の成分分析を通じて測定される。
【００２５】
例えば、プラズマ装備で行われるプラズマ工程が物質層のパターニングのためのエッチング過程である場合、このようなエッチング過程において重要な影響を及ぼす化学種成分として、典型的な半導体素子の製造過程では、エッチング反応に直接的に参与する、または、エッチング反応による副産物を構成する主要成分であり得るフッ化炭素化学物（ＣＦｘ）とシリコン酸化物（ＳｉＯｙ）を選別することができる。
【００２６】
すなわち、図２に示すように、プラズマ工程が、ウエハ上のシリコン酸化物層である下部物質層５１０、約６０Å／２００Å厚さのチタン／チタン窒化物（Ｔｉ／ＴｉＮ）層５２０、その上のバリア層としての約２００Å厚さのチタン窒化物層５３０、約９００Å厚さのタングステン（Ｗ）層５４０、約２３００Å厚さのハードマスクとしてのシリコン窒化物（ＳｉＮ）層５５０、反射防止層ＡＲＣとしての約１０００Å厚さのシリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）層５６０、約６００Å厚さの有機底面反射防止層（ＯＢＡＲＣ）層５７０、及びその上のフォトレジストパターン５８０との対象物をパターニングするエッチング工程である場合、このようなエッチング工程に影響を及ぼすことができる工程室の化学種等は、フッ化炭素化合物（ＣＦＸ）とシリコン酸化物（ＳｉＯＹ）で選別することができる。
【００２７】
フッ化炭素化合物（ＣＦＸ）とシリコン酸化物（ＳｉＯＹ）を選別することは、実際、工程室内で分析される化学種の成分は極めて多様であるため、全ての成分を考慮するのは極めて困難であり、しかも非効率的であり、さらに、実際、プラズマ工程に影響を及ぼす程度が異なるからである。したがって、プラズマ工程に直接参与し、または副産物として工程室の内壁に吸着されたポリマー等をなす主要成分として、前記したフッ化炭素化合物（ＣＦＸ）とシリコン酸化物（ＳｉＯＹ）を測定変数値Ｋを得る対象に選定する。
【００２８】
本発明の実施の形態では、測定変数値Ｋを、工程室内のプラズマ等の環境を分光分析した結果において、シリコン酸化物（ＳｉＯＸ）に対する放射の強さとフッ化炭素化合物（ＣＦＹ）に対する放射の強さとの比であり、すなわち、シリコン酸化物（ＳｉＯＸ）に対する放射の強さ／フッ化炭素化合物（ＣＦＹ）に対する放射の強さに設定する。このような測定変数値Ｋの設定は、実験的にプラズマ工程に対する工程室の内部環境を評価するのに極めて適切なものとして判断される。
【００２９】
このような測定変数値Ｋを測定するためには、優先的に、工程室の内部環境を分光分析した結果を先に得なければならない。このため、図６に示すように、プラズマ装備の構成を工程室の内部に存在する化学種等の成分を分析可能に構成する。したがって、優先的に工程室の内部に存在する化学種等の成分を実時間で分析することができる構成について、
先ず説明する。
【００３０】
図６を参照すると、本発明の実施の形態に用いられるプラズマ装備は、ウエハが、プラズマ工程、例えば、プラズマエッチング過程が行われる外部と遮断された空間を提供する工程室６１０を基本的に含んで構成される。工程室６１０内の空間の下方には、ウエハが装着されるウエハ支持部６５０が設けられ、図示していないが、このようなウエハ支持部６５０には、ウエハにバイアスパワーを印加するバイアスパワー部が電気的に連結され得る。このようなウエハ支持部６５０は、半導体製造装備に一般に静電チャック（ＥＳＣ）で構成され得る。
【００３１】
工程室６１０の上方には、ドーム６４０が設けられ、工程室６１０を密閉し、このようなドーム６００の上方には、プラズマ発生のための電磁気場を提供するプラズマ発生コイル６２０が設けられる。このようなプラズマ発生コイル６２０は、様々な形態に作製されるが、このようなプラズマ発生コイル６２０にソースパワーとしてＲＦパワーを印加するためのソースパワー部６３０が電気的に連結される。
【００３２】
工程室６１０の壁面には、工程室６１０の内部空間に存在する化学種を光学的な分析道具で分析するためののぞき窓６６０が設けられる。このようなのぞき窓６６０は、工程室６１０の内部で発生する光を収集する通路として用いられる。のぞき窓６６０により収集された光学的情報は、のぞき窓６６０に連結された光学的成分分析部６７０に伝達される。光学的成分分析部６７０は、工程室６１０の内部で発生した光を収集して分析することにより、工程室６１０の内部に存在する化学種の成分を分析するようになる。
【００３３】
このような光学的成分分析部６７０は、光学放射分光分析器（ＯＥＳ）で構成され得る。ＯＥＳ方式は、化学的反応において新たに生成する副産物を計測し、または外部光源を照射し、その反射される強度を計測するのに用いられるが、本発明の実施の形態には、工程室６１０の内部に存在する副産物または化学種等の成分を分析する役割をする。ＯＥＳは、多重チャネルの電荷結合素子（ＣＣＤ）と、これから得られた光信号情報を分析する分析部と、で構成され、実施間で分光分析を行うという長所を有する。
【００３４】
このようなＯＥＳで構成される光学的成分分析部６７０は、本発明の実施の形態では、測定変数値Ｋを得るための成分分析結果を提供するのに用いられるばかりでなく、また、ウエハ上にプラズマ工程を行うとき、終点検出（ＥＰＤ：Ｅｎｄ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ）にも用いられ得る。
【００３５】
ＯＥＳで構成される光学的成分分析部６７０で得られた成分分析結果は、化学種による放射の強さとして得られるが、このような結果は、Ｋ値計算部６８０に伝達される。Ｋ値計算部６８０は、成分分析結果からシリコン酸化物（ＳｉＯＸ）に対する放射の強さと、フッ化炭素化合物（ＣＦＹ）の放射の強さとのデータをサンプリングし、これから測定変数であるＫ値を計算する。
【００３６】
Ｋ値計算部６８０は、後述するが、このような測定計算されたＫ値を、設定上限値であるＫＵと設定下限値であるＫＬとを比較し、その結果を主制御部６９０に伝達するようになる。主制御部６９０は、このような比較例による結果に、適切なシーズニングステップを選択し、ガス供給部７００を制御し、工程室６１０への反応ガス供給を適切なシーズニング過程に応じて行うようになる。ガス供給部は、反応ガスソースと供給される反応ガスの流れを制御するための制御弁、例えば、質量流量制御機器（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含んで構成される。
【００３７】
プラズマ装備の工程室内に、プラズマ工程を行うときに要求される反応ガスを供給し、
また、プラズマ発生コイル６２０にソースパワーを提供し、プラズマ６０１を発生させた状態で、測定変数値Ｋを測定するために分光分析を行う。この場合、反応ガスから励起されるプラズマ内の化学種と、このようなプラズマと工程室６１０の内壁に吸着されて存在するポリマーのような以前のプラズマ工程の副産物が反応して発生する化学種等が、全て分光分析結果に反映される。実際、プラズマ工程において、プラズマとポリマーの反応が伴われるので、このような実際プラズマ工程に最大限類似した条件で分光分析結果を収集する。この際、工程室６１０内にウエハを導入しなくてもよい。これは、不要なウエハの消耗を防止するためのものである。
【００３８】
図１をさらに参照すると、このように測定及び計算された測定変数値Ｋを、設定上限値であるＫＵと設定下限値であるＫＬを比較し、シーズニングが必要であるか否か、及び必要であれば、どのようなシーズニングが必要であるかを決定する（３００、４００）。
【００３９】
具体的に、測定変数値Ｋを、予め設定した設定上限値ＫＵ及び設定下限値ＫＬと比較する。この際、設定上限値ＫＵ及び設定下限値ＫＬは、実験的に決定される。すなわち、プラズマ固定を行ったとき、１番目のウエハ効果のような稼動初期不良が発生しないＫ値の範囲を実験的に測定し、その上限値を設定上限値ＫＵに設定し、その下限値を設定下限値ＫＬに設定する。このような稼動初期不良が発生しないＫ値の範囲は、結局として、プラズマ工程が正常状態で行われるとき、測定可能なＫ値の範囲を意味する。
【００４０】
したがって、先に測定されたＫ値が、図３に示すように、このような正常状態のＫ値の範囲内にあると判断されると、シーズニング過程を行う必要がない。しかし、測定されたＫ値が、図４及び図５に示すように、正常状態のＫ値の範囲を外れると、これにより、適切なシーズニング過程を行い、Ｋ値が正常状態のＫｒ値の範囲内に切り換えられるように誘導しなければならない。
【００４１】
すなわち、測定されたＫ値が設定上限値ＫＵよりも大きいと、図４に示すように、正常状態のＫ値の範囲の上限を超えるため、これを正常状態のＫの範囲内に戻すように、第１のシーズニングを行う（図１の３１０）。測定された測定変数
Ｋ値が設定上限値ＫＵ以上であることは、結局として、工程室（図６の６１０）内の環境が要求される比率水準以上にシリコン酸化物（ＳｉＯＸ）の成分が多いのを意味する。したがって、第１のシーズニング３１０は、このようなシリコン酸化物（ＳｉＯＸ）の成分の比を低くする、結局として、Ｋ値を決定する他の要素であるフッ化炭素化合物（ＣＦＹ）の成分の比を高くするように構成される。
【００４２】
例えば、第１のシーズニング３１０は、分光分析の結果において、フッ化炭素化合物（ＣＦＹ）の放射の強さが高くなるように、このようなフッ化炭素化合物（ＣＦＹ）を提供することができる成分の反応ガスを工程室（図６の６１０）内にさらに供給する。例えば、プラズマ工程に用いられる反応ガス、例えば、エッチングガスが、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）のようなフッ化炭素系ガス（ＣＦＹ）と酸素ガス（Ｏ２）を含んで構成されると、第１のシーズニング３１０過程は、工程室６２０内に四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）／酸素ガス（Ｏ２）の比を正常状態よりも、すなわち、エッチングガスとしての正常状態の比率よりも相対的に高めて供給することにより行われる。
【００４３】
このように第１のシーズニング３１０を行った後、さらに、測定変数値Ｋを分光分析等で測定及び計算し、正常状態のＫ値の範囲内であるかを判断する。若し、依然として、測定されたＫ値が設定上限値ＫＵよりも高いと、第１のシーズニング３１０過程を、図１に示すように、測定されるＫ値が正常状態のＫ値の範囲内に変換されるまで繰り返す。若し、さらに測定されるＫ値が設定上限値ＫＵよりも低いと、次のステップに移行する。
【００４４】
第１のシーズニング３１０を行った後に測定され、または当初測定されたＫ値が設定上限値ＫＵよりも低いと、このような測定されたＫ値を設定下限値ＫＬと比較する（図１の４００）。若し、測定されたＫ値が設定下限値ＫＬよりも低いと、図５に示すように、正常状態のＫ値の範囲の下限を超えるものであるため、これを正常状態のＫ範囲内に戻すように、第２のシーズニングを行う（図１の４１０）。測定された測定変数値Ｋが設定下限値ＫＬ以下であるというのは、結局として、工程室（図６の６１０）内の環境が、要求される比率水準以下にフッ化炭素化合物（ＣＦＹ）の成分が多いことを意味する。したがって、第２のシーズニング４１０は、このようなフッ化炭素化合物（ＣＦＹ）の成分の比を低くする、結局として、Ｋ値を決定する他の要素であるシリコン酸化物（ＳｉＯＸ）の成分の比を高くするように構成される。
【００４５】
例えば、第２のシーズニング４１０は、分光分析の結果において、シリコン酸化物（ＳｉＯＸ）の成分の放射の強さが相対的に高くなるように、このようなシリコン酸化物（ＳｉＯＸ）の成分の放射の強さを増加させる成分の反応ガスを工程室（図６の６００）内にさらに供給する。例えば、プラズマ工程に用いられる反応ガス、例えば、エッチングガスが四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）のようなフッ化炭素系ガス（ＣＦＹ）と酸素ガス（Ｏ２）を含んで構成されると、第１のシーズニング３１０過程は、工程室６１０内に四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）／酸素ガス（Ｏ２）の比を正常状態よりも相対的に低くして供給することにより行われる。
【００４６】
このように第２のシーズニング４１０を行った後、さらに測定変数であるＫ値を分光分析等で測定及び計算し、正常状態のＫ値の範囲内であるかを判断する。若し、依然として、測定されたＫ値が設定下限値ＫＬよりも低いと、第２のシーズニング４１０過程を、図１に示すように、測定されるＫ値が正常状態のＫ値の範囲内に変換されるまで繰り返す。この際、先の再測定されたＫ値が、設定上限値ＫＵよりも大きいと、先の第１のシーズニング３１０の過程が先ずさらに行われる。
【００４７】
したがって、結果として、最終測定されたＫ値が、設定範囲である設定上限値ＫＵと設定上限値ＫＬとの間にあると、シーズニング過程を終了する。
以上、本発明を具体的な実施の形態により詳述したが、本発明はこれに限定されず、本発明の技術的思想内において、当分野の通常の知識を有する者によって、その変形や改良が可能なものと理解されるべきである。
【００４８】
本発明によれば、既存のプラズマ装備において、最小限の投資で、１番目のウエハ効果のような稼動初期不良発生を効果的に防止することができ、半導体素子の製造原価の節減が得られる。また、このようなプラズマ装備の遊休時間以降の再稼動前に、シーズニングが必要か否かを判断し、また、適切なシーズニングを行うことができる。このようなシーズニングの実行、及びシーズニングの必要性を判断するシステムの構成が簡単であり、このようなシーズニングシステムをプラズマ装備に容易に設置することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、プラズマ装備を用いて半導体素子を製造する半導体製造設備分野、及びこの半導体製造設備を用いて半導体素子を製造する応用分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法を説明するためのフローチャート。
【図２】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法を説明するための、プラズマエッチング工程の対象物の例を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法において、シーズニングの有無を選択する方法の概略を説明するためのグラフ。
【図４】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法において、シーズニングの有無を選択する方法の概略を説明するためのグラフ。
【図５】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法において、シーズニングの有無を選択する方法の概略を説明するためのグラフ。
【図６】本発明の実施の形態に係るプラズマ装備をシーズニングする方法に用いられる装備構成を説明するための概略図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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