(57)【要約】【課題】真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材の経時的な変化につれて真空チャンバ内に導入したガスにより発生する腐食等をチェックし，プラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知する。【解決手段】被処理物をプラズマ処理する際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し，発光データとして抽出し，抽出した発光データを蓄積し，蓄積した過去の発光データと現在抽出した発光データとを常時比較し，被処理物のプラズマ処理により発せられる発光波長以外の波長の発光強度の増加を検知し，検知した発光強度の増加があらかじめ設定された許容値を超えた場合，異常を警告する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物をプラズマ処理する際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、発光データとして抽出する第１の工程と、抽出した発光データを蓄積する第２の工程と、蓄積した過去の発光データと現在抽出した発光データとを常時比較し、被処理物のプラズマ処理により発せられる発光波長以外の波長の発光強度の増加を検知する第３の工程と、第３の工程で検知した発光強度の増加があらかじめ設定された許容値を超えた場合、異常を警告する第４の工程とを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
第１の工程において、被処理物のプラズマ処理後に被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスのプラズマを発生させ、その際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、それをも発光データとして抽出する請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項３】
被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスが、Ｈｅ，Ｎ２，０２又はＡｒの少なくともいずれか一種である請求項２記載のプラズマ処理方法。
【請求項４】
第１の工程において抽出する発光データが、Ａｌ又はＦｅのプラズマ種の少なくともいずれか一種の発光波長及び発光強度である請求項１、２又は３いずれかに記載のプラズマ処理方法。
【請求項５】
第４の工程において、異常を警告するとともにプラズマ処理を自動停止させる請求項１、２、３又は４いずれかに記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、プラズマ処理方法に関するものである。さらに詳しくは、この出願の発明は、半導体、液晶等の製造工程における基板等の被処理物のプラズマ処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体、液晶等の製造工程における微細加工方法として、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、ドライエッチング・プロセス等のプラズマ処理が重要になってきている。プラズマ処理は、プラズマ処理装置が備える真空チャンバ内に各種のガスを導入し、プラズマを発生させ、発生したプラズマを利用して基板等の被処理物を処理するものである。このようなプラズマ処理においては、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材に、経時的な変化にともない真空チャンバ内に導入したガスにより腐食等が発生することがしばしばある。腐食等において生成した物質はプラズマ処理中に真空チャンバ内に飛散して汚染するため、基板等の被処理物の品質に多大な影響を及ぼす。
【０００３】
従来、以上の問題に対しては、定期的なメンテナンス時に若しくは基板等の被処理物に品質劣化が生じた際に、真空チャンバを大気に開放し、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材を目視により点検して対処するのが精々であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのような従来の対処方法では、プラズマ処理装置のメンテナンスを頻繁に行わない限り基板等の被処理物の品質劣化は起こり得る。しかしながら、メンテナンスを頻繁に行うことはプラズマ処理装置の稼働率を低下させること他ならないため実際的でない。したがって、被処理物の品質劣化を事前に発見することは不可能である。そして、当然、従来の対処方法には、基板等の被処理物の品質劣化を事前に発見し、これを防止する術がなく、そのための指標もない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項１に係る発明は、被処理物をプラズマ処理する際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、発光データとして抽出する第１の工程と、抽出した発光データを蓄積する第２の工程と、蓄積した過去の発光データと現在抽出した発光データとを常時比較し、被処理物のプラズマ処理により発せられる発光波長以外の波長の発光強度の増加を検知する第３の工程と、第３の工程で検知した発光強度の増加があらかじめ設定された許容値を超えた場合、異常を警告する第４の工程とを含むため、プラズマ処理中の発光データを正常時の発光データと常時比較することにより、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材の経時的な変化につれて真空チャンバ内に導入したガスにより発生する腐食等をチェックすることができ、プラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知することができる。
【０００６】
この出願の請求項２に係る発明は、第１の工程において、被処理物のプラズマ処理後に被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスのプラズマを発生させ、その際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、それをも発光データとして抽出する。
【０００７】
プラズマ処理により被処理物から発生する反応生成物が、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材の腐食等に起因して発生する汚染物質と同種である場合、発光データ中に真空チャンバの汚染を示す発光波長が埋没してしまい、上記汚染物質の検出が難しくなる。
【０００８】
そこでこの出願の請求項２に係る発明では、前記のとおり、被処理物のプラズマ処理後に被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスのプラズマを発生させ、その際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、それをも発光データとして抽出し、抽出した発光データを蓄積した被処理物のプラズマ処理時に得られた過去の発光データと比較することにより、前述の汚染物質を確実に検出することができ、真空チャンバにおける腐食等をチェックすることができる。
【０００９】
この出願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明における被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスをＨｅ，Ｎ２，０２又はＡｒの少なくともいずれか一種とする。これらのガスは、特にドライエッチング・プロセスに関与しないものであるため、この出願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明が可能とする真空チャンバにおける腐食等のチェックをドライエッチング・プロセスにも適用可能とする。
【００１０】
この出願の請求項４に係る発明は、第１の工程において抽出する発光データが、Ａｌ又はＦｅのプラズマ種の少なくともいずれか一種の発光波長であるため、特にドライエッチング・プロセスにおけるプラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知するのに有効となる。
【００１１】
この出願の請求項５に係る発明は、異常を警告するとともにプラズマ処理を自動停止させるため、基板等の被処理物の品質劣化を防止することができる。
【００１２】
以下、実施例を示しつつ、この出願の発明のプラズマ処理方法についてさらに詳しく説明する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この出願の請求項１に係る発明のプラズマ処理方法では、前述のとおり、基板等の被処理物をプラズマ処理する際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、発光データとして抽出する。抽出した発光データは蓄積され、過去の発光データとして現在抽出した発光データと常時比較される。
【００１４】
また、この出願の請求項１に係る発明のプラズマ処理方法では、基板等の被処理物のプラズマ処理により発せられる発光波長以外の波長の発光強度の増加を検知し、その増加があらかじめ設定された許容値を超えた場合、異常を警告する。
【００１５】
このため、この出願の請求項１に係る発明のプラズマ処理方法では、プラズマ処理中の発光データを正常時の発光データと常時比較することにより、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材の経時的な変化につれて真空チャンバ内に導入したガスにより発生した腐食等をチェックすることができる。そして、プラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を、基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知することができる。
【００１６】
したがって、プラズマ処理装置のメンテナンスを頻繁に行わなくとも、基板等の被処理物の品質劣化を未然に防止することができる。また、プラズマ処理の歩留まりが大幅に向上し、プラズマ処理装置の稼働率の向上が期待される。
【００１７】
この出願の請求項２に係る発明では、第１の工程において、被処理物のプラズマ処理後に被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスのプラズマを発生させ、その際のプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、それをも発光データとして抽出する。このように、抽出する発光データに、被処理物のプラズマ処理後に被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスのプラズマを発生させ、その際にリアルタイムに検知するプラズマの発光波長及び発光強度をも含め、このようにして抽出した発光データを第２の工程において蓄積し、第３の工程において蓄積した被処理物のプラズマ処理時に得られた過去の発光データと比較することにより、プラズマ処理時に被処理物から発生する反応性生物が真空チャンバの腐食等に起因して発生する汚染物質と同種であっても、汚染物質を確実に検出することができ、真空チャンバにおける腐食等がチェック可能になる。
【００１８】
この出願の請求項３に係る発明では、そのような被処理物のプラズマ処理に寄与しないガスとしてＨｅ，Ｎ２，０２又はＡｒの少なくともいずれか一種としている。これらのガスは特にドライエッチング・プロセスに関与しないものであり、したがって、請求項２に係る発明が可能とする真空チャンバにおける腐食等の異常のチェックをドライエッチング・プロセスにも適用することが可能となる。
【００１９】
この出願の請求項４に係る発明では、プラズマ処理時に検知し、抽出する発光データをＡｌ又はＦｅのプラズマ種の少なくともいずれか一種の発光波長としている。このため、後述する実施例に示すように、特にドライエッチング・プロセスにおけるプラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知するのに有効となる。
【００２０】
この出願の請求項５に係る発明では、プラズマ処理時における真空チャンバ内の異常警告とともに、プラズマ処理を自動停止させる。このため、真空チャンバ内の異常検知だけでなく、基板等の被処理物の品質劣化が防止可能となる。
【００２１】
【実施例】
発光検出器を備えたドライエッチング装置を用い、その真空チャンバ内で、ガラス基板上に形成されたアルミニウム（Ａｌ）のドライエッチングを塩素ガスのプラズマにより行った。その際に、発光検出器によりプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、発光データとして抽出し、モニタリングした。次いで、エッチングに寄与しないＮ２ガスを真空チャンバ内に導入し、同じくプラズマを発生させた。この時も発光検出器により同様にしてプラズマの発光波長及び発光強度をリアルタイムに検知し、発光データとして抽出し、モニタリングした。
【００２２】
図１＜ａ＞は真空チャンバ内が汚染される前のプラズマ処理中のモニタリング結果の一例であり、図１＜ｂ＞は汚染後のプラズマ処理中のモニタリング結果の一例である。この図１＜ａ＞＜ｂ＞の比較から、真空チャンバ内の汚染後、発光波長２６１ｎｍ、３９６ｎｍに顕著な発光強度のピークが見られる。このピークから、真空チャンバ若しくは真空チャンバ内に配設された部材の内、Ａｌ系のものに腐食が発生したと理解される。
【００２３】
したがって、この出願の発明のプラズマ処理方法の有効性が実施例により実証された。
【００２４】
もちろん、この出願の発明は、以上の実施形態及び実施例により限定されるものではない。被処理物の種類や材質、あらかじめ設定する発光強度の増加に関する許容値等の細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳しく説明した通り、この出願の請求項１に係る発明によって、プラズマ処理中の発光データを正常時の発光データと常時比較することにより、真空チャンバそれ自体や真空チャンバ内に配設された各種部材の経時的な変化につれて真空チャンバ内に導入したガスにより発生した腐食等をチェックすることができる。そして、プラズマ処理中の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知することができる。
【００２６】
したがって、プラズマ処理装置のメンテナンスを頻繁に行わなくとも、基板等の被処理物の品質劣化を未然に防止することができる。また、プラズマ処理の歩留まりが大幅に向上し、プラズマ処理装置の稼働率の向上が期待される。
【００２７】
また、この出願の請求項２に係る発明によって、プラズマ処理の際に被処理物から発生する反応性生物が真空チャンバの腐食等に起因して発生する汚染物質と同種であっても、汚染物質を確実に検出することができ、真空チャンバにおける腐食等がチェック可能となる。
【００２８】
さらに、この出願の請求項３に係る発明によって、真空チャンバにおける腐食等の異常のチェックをドライエッチング・プロセスにも適用することが可能となる。
【００２９】
さらにまた、この出願の請求項４に係る発明によって、特にドライエッチング・プロセスにおけるプラズマ処理時の真空チャンバ内の異常を基板等の被処理物に品質劣化が現れる以前に検知することが可能となる。
【００３０】
そして、この出願の請求項５に係る発明によって、真空チャンバ内の異常検知だけでなく、基板等の被処理物の品質劣化が防止可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】＜ａ＞＜ｂ＞は、各々、真空チャンバ内が汚染される前のプラズマ処理中のモニタリング結果の一例であり、汚染後のプラズマ処理中のモニタリング結果の一例である。
【図１】
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