(57)【要約】【課題】異常放電の検出が容易であり、装置改良が少ないことから比較的安価に実現することが可能なプラズマ処理装置及び装置を提供すること。【解決手段】真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板が載置される電極と、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置であって、前記真空容器の外壁面に３箇所以上の音波検出装置を設け、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検出することで解決できる。【選択図】　図１
2004071812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板が載置される電極と、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置であって、
前記真空容器の外壁面に３箇所以上の音波検出装置を設け、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検出すること
を特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記音波検出装置は、ケーブルを介してアンプに接続され、更に、フィルタ，データ収集システムの順に接続され、前記ケーブルは接地或いは金属容器でシールドされること
を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記複数の音波検出装置で検出された信号を分析し、各々の音波検出装置で検出された信号の遅れ時間から、前記異常放電が発生した箇所を特定すること
を特徴とする請求項１または２記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記真空容器の外壁面に設置された音波検出装置が、均等に配置されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
真空容器内にガスを供給しつつ排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、基板が配置された基板電極に高周波電力を印加することで、真空容器内にプラズマさせ、前記基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記真空容器内の音波を測定することで、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検知すること
を特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項６】
前記複数の音波検出装置で検出された信号を分析し、各々の音波検出装置で検出された信号の遅れ時間から、前記異常放電が発生した箇所を特定すること
を特徴とする請求項５記載のプラズマ処理方法。
【請求項７】
前記真空容器内に伝播する音波を３箇所以上で検知することを特徴とする請求項５または６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】
本発明は、半導体部品や液晶部品、光ディスク部品や電子部品デバイスなどの製造に利用されるプラズマ処理装置及び方法に関し、特に、プラズマ処理中に発生し得る異常放電を検出することが可能なプラズマ処理装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体などの電子デバイスは、急速に細密化が進んでおり、高精度の加工処理が求められている。このような微細加工技術では、プラズマ処理方法を利用した加工処理が一般的となっており、例えば、ドライエッチング法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが用いられる。
【０００３】
以下、前述したプラズマ処理方法のうち、特にドライエッチング法を取り上げ説明する。図４は従来のドライエッチング装置の概略図である。以下、具体的な動作手順を説明する。
【０００４】
まず、真空容器１内にガス供給装置４２からガスを導入し、同時にガス排気装置４３であるポンプで真空容器１内の排気を行う。続けて、真空容器１内を所定の圧力に制御しながら、高周波電源４４により、高周波電力を供給することによって、真空容器１内にプラズマを発生させる。このように発生させたプラズマの作用によって、電極４５上に配置された基板４６をエッチングすることができる。
【０００５】
このとき、真空容器１内で発生する異常放電の検出には、図５で示すような、フォトセンサー１２など光学的な方法が用いられる場合が多く、真空容器１内の全領域で短時間に局所的に、しかもランダムに発生する異常放電を検出している場合が多い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のようなフォトセンサー１２を利用して、真空容器１内で発生し得る異常放電を検出する方法では、真空容器１内の全体の異常放電を検知できるように、真空容器１の側面に大きな窓１３を備え、この窓１３にフォトセンサー１２を配置する構造が必要となる。
【０００７】
しかしながら、現在、大多数のプラズマ処理装置には、小さな窓しか形成されておらず、このような状況で、フォトセンサー１２を装備したとしても、プラズマ処理装置の内部で発生し得る異常放電のすべてを検知することは難しい恐れがある。また、従来のプラズマ処理装置を設計変更して、小さな窓から大きな窓にすることは現実的には非常に難しいものと考える。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、異常放電の検出が容易であり、装置改良が少ないことから比較的安価に実現可能なプラズマ処理装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載されたプラズマ処理装置は、真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板が載置される電極と、前記電極に高周波電力を印加する高周波電源と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気装置からなるプラズマ処理装置であって、前記真空容器の外壁面に３箇所以上の音波検出装置を設け、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載されたプラズマ処理装置は、請求項１に記載されたプラズマ処理装置に加え、音波検出装置は、ケーブルを介してアンプに接続され、更に、フィルタ，データ収集システムの順に接続され、前記ケーブルは接地或いは金属容器でシールドされることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載されたプラズマ処理装置は、請求項１または２に記載されたプラズマ処理装置に加え、複数の音波検出装置で検出された信号を分析し、各々の音波検出装置で検出された信号の遅れ時間から、前記異常放電が発生した箇所を特定することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載されたプラズマ処理装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載されたプラズマ処理装置に加え、真空容器の外壁面に設置された音波検出装置が、均等に配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載されたプラズマ処理方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、真空容器内を所定の圧力に制御しながら、基板が配置された基板電極に高周波電力を印加することで、真空容器内にプラズマさせ、前記基板を処理するプラズマ処理方法であって、前記真空容器内の音波を測定することで、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検知することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載されたプラズマ処理方法は、請求項５に記載されたプラズマ処理方法に加え、複数の音波検出装置で検出された信号を分析し、各々の音波検出装置で検出された信号の遅れ時間から、前記異常放電が発生した箇所を特定することを特徴とする。
【００１５】
更に、請求項７に記載されたプラズマ処理方法は、請求項５または６に記載されたプラズマ処理方法に加え、真空容器内に伝播する音波を３箇所以上で検知することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図１乃至３を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の模式図である。同図において、１は接地された真空容器、２ａ〜２ｃは音波検出装置、７はケーブル、８はアンプ、９はフィルタ、１０はデータ収集システム、１１は金属容器である。
【００１８】
以下、プラズマ処理の具体的な動作手順を説明する。
【００１９】
まず、真空容器１内にガス供給装置（図示せず）からガスを導入し、同時にガス排気装置（図示せず）であるポンプで真空容器１内の排気を行う。続けて、真空容器１内を所定の圧力に制御しながら、高周波電源（図示せず）により、高周波電力を供給することによって、真空容器１内にプラズマを発生させる。このように発生させたプラズマの作用によって、電極（図示せず）上に配置された基板をプラズマ処理することができる。
【００２０】
このとき、真空容器１の外壁面に３つ以上ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）センサ（以下「音波検出装置」と称す）２が固定されている。この音波検出装置２の固定方法としては、図２（ａ）に示すような、簡易的には、両面テープなどの接着剤３で接着しても良いが、図２（ｂ）に示すような、固定用ブラケット４とバネ５などを使用して、音波検出装置２の受波面６が真空容器１の外壁面に密着するように確実に固定する方が望ましい。また、音波検出装置２は、ケーブル７によってアンプ８，フィルタ９，データ収集システム１０に接続されている。なお、図１では、音波検出装置２，アンプ８，フィルタ９，データ収集システム１０の順に接続されているが、アンプ８とフィルタ９の順序は逆でも特に問題はない。
【００２１】
また、音波検出装置２，アンプ８，フィルタ９，データ収集システム１０を接続するケーブル７は、接地或いは金属容器１１などでシールドされており、フィルタ９としては、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて使用している。また、プラズマ処理装置で使用する真空ポンプなどによる機械的なノイズは、比較的周波数の低いものが多いため、ハイパスフィルタのみを用いることで除去できる場合が多い。
【００２２】
例えば、ＲＩＥ方式のドライエッチング装置においては、１００ｋＨｚ以下をカットするハイパスフィルタを使用することで、６０％以上のノイズを除去することが可能であり、５００ｋＨｚ以下をカットするハイパスフィルタを使用すると、９５％以上のノイズを除去できることが確認されている。
【００２３】
また、放電時にプラズマ処理装置外に漏れる電気的なノイズについても、正常な放電時に漏れる電気的なノイズの周波数帯をカットするフィルタ９をローパスフィルタとハイパスフィルタの組み合わせで構成することにより、除去することが可能となる。例えば、ＲＩＥ方式のドライエッチング装置においては、５００ｋＨｚ以下をカットするハイパスフィルタを使用することで、電気的ノイズを９７％以上削減できることを確認した。
【００２４】
次に、真空容器１内に発生し得る異常放電を特定する方法を説明する。図３は、音波検出装置２ａ〜２ｃで検出した異常放電の波形であり、横軸に時間ｔ，縦軸に距離ｓを示している。
【００２５】
同図において、異常放電の始点に見られる時間差から、各音波検出装置の位置から異常放電発生位置までの距離の差分が判ることから、この距離の差分と真空容器１の寸法，音波検出装置の取りつけ位置から異常放電の発生場所の特定が可能となる。
【００２６】
以上のことから、真空容器の外壁面に３箇所以上の音波検出装置を設け、真空容器内で発生した異常放電の音波を検出・分析することで、異常放電の検出が容易となり、プラズマ処理装置の改良を少なく抑えることができ、その結果、安価にプラズマ処理装置を提供できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置及び方法によれば、真空容器の外壁面に３箇所以上の音波検出装置を設け、前記真空容器内で発生した異常放電の音波を検出することで、異常放電の検出が容易となり、装置改良が少なく安価なプラズマ処理装置及び方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置の模式図
【図２】本発明の実施形態に係る音波検出装置を示す図
【図３】本発明の実施形態に係る異常放電の発生場所を特定する実験データを示す図
【図４】従来技術におけるプラズマ処理装置の概略図
【図５】従来技術における異常放電検出方法を示す図
【符号の説明】
１　真空容器
２　音波検出装置
７　ケーブル
８　アンプ
９　フィルタ
１０　データ収集システム
１１　金属容器
【図１】
2004071812.tif 000003
【図２】
2004071812.tif 000004
【図３】
2004071812.tif 000005
【図４】
2004071812.tif 000006
【図５】
2004071812.tif 000007