(57)【要約】【課題】反応生成物などによってインピーダンス整合の位置が変化しても、効率良く整合のとれたプラズマを発生させる。【解決手段】プロセス処理条件ごとに過去のインピーダンス整合値を記憶しておき、その変化に応じてプロセス処理のスタート時のインピーダンス整合のプリセット値を自動的に設定するようにし、チャンバ内部の変化により整合範囲が変化してもそれに追随して効率良く整合をとることができるようにした。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内でプラズマ処理を行なった際に、インピーダンス整合機の整合値を各プロセス処理条件毎に記憶しておき、各プロセス処理のスタート時にそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて整合値のプリセット値を設定することを特徴とする高周波プラズマ発生方法。
【請求項２】
前回のプロセス処理時の整合値をプリセット値とすることを特徴とする請求項１記載の高周波プラズマ発生方法。
【請求項３】
前回以前からの整合値の変化のトレンドを計算しておき、前回の整合値にトレンドによる補正を加えてプリセット値とすることを特徴とする請求項１記載の高周波プラズマ発生方法。
【請求項４】
プラズマを発生させるチャンバと、高周波電源と、チャンバ内のプラズマと高周波電源との間のインピーダンスの整合をとるインピーダンス整合機とを備えた高周波プラズマ発生装置であって、プロセス処理条件毎にインピーダンス整合機の整合値を記憶しておく記憶部を設け、インピーダンス整合機の整合制御部を、各プロセス処理のスタート時の整合値のプリセット値をそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて設定するように構成したことを特徴とする高周波プラズマ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波プラズマ発生装置に関し、特にプロセス処理条件が変化しても効率的にプラズマを発生させることができる高周波プラズマ発生方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置などにおいては、装置内にチャンバを設け、そのチャンバ内に反応性のガスを流し、高周波電力を与えてプラズマを発生させ、処理を行なうことが多い。その際、与えた高周波電力を効率良くプラズマ発生に利用するためには、高周波プラズマとのインピーダンス整合をとる必要がある。
【０００３】
また、高周波プラズマはプラズマ内の状態によって時々刻々変化するため、チャンバと高周波電源との間にインピーダンス整合機を介装し、インピーダンスの整合をとるようにしている。このインピーダンス整合機は、ある一定範囲であれば、自動的にプラズマとのインピーダンス整合をとることができるが、プロセス処理の条件によって整合のとれる範囲が異なる。
【０００４】
そのため、プロセス処理をスタートする際には、上記のようにインピーダンス整合のとれる位置からスタートしなければ整合がとれない。そこで、通常は、あるプラズマを利用したプロセス処理に対してインピーダンス整合がとれるように、プロセス技術者がプロセス処理条件の中にそのプロセス処理条件に対応してインピーダンス整合の開始位置を設定している。
【０００５】
ところが、チャンバでプロセス処理を繰り返し行なう場合、二回目以降のプロセス処理でインピーダンス整合がとれなくなる場合がある。例えば、一回のプロセス処理中に２種類の放電条件で処理するような場合に、図３に示すように、二回目のプロセス処理時に整合がとれなくなることがある。すなわち、図３において、各プロセス処理において放電条件Ａ、Ｂで処理する際には、インピーダンス整合機によるそれぞれの整合範囲は決まっており、そのため一回目のプロセス処理終了後の整合位置が、２回目のプロセス処理における放電条件Ａでの整合範囲から外れてしまい、２回目のプロセス処理のスタート時に整合がとれなくなることがある。
【０００６】
このような状況を防ぐため、現状では、図４に示すように、各プロセス処理を開始する前に、インピーダンス整合の開始位置をプリセットすることで、二回目以降のプロセス処理時にも整合がとれるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、同じプロセス処理条件であっても、処理を続けていると整合のとれる位置が徐々に変化して行き、そのうち当初のプリセット値では整合がとれなくなってしまうことがある。すなわち、図４の右端に示すように、プロセス処理を繰り返していると、チャンバ内部の状態が変化するため、放電条件を変化させなくても整合する位置が変化し、当初の固定されたプリセット値では整合範囲から外れてしまい、整合がとれなくなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、整合がとれなくならないまでも、整合点とプリセット値がずれて行くに従って、放電が安定するまでに時間がかかるようになり、プロセス処理に対して悪影響が発生するという問題があった。
【０００９】
特に、最近の貴金属のドライエッチングなどでは、プラズマ発生部への反応生成物の付着が多く、直ぐにプリセット値が整合のとれる範囲から外れてしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、反応生成物などによって整合位置が変化しても効率良く整合をとることができる高周波プラズマ発生方法と装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の高周波プラズマ発生方法は、チャンバ内でプラズマ処理を行なった際に、インピーダンス整合機の整合値を各プロセス処理条件毎に記憶しておき、各プロセス処理のスタート時にそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて整合値のプリセット値を設定するものである。
【００１２】
また、本発明の高周波プラズマ発生装置は、プラズマを発生させるチャンバと、高周波電源と、チャンバ内のプラズマと高周波電源との間のインピーダンスの整合をとるインピーダンス整合機とを備えた高周波プラズマ発生装置であって、プロセス処理条件毎にインピーダンス整合機の整合値を記憶しておく記憶部を設け、インピーダンス整合機の整合制御部を、各プロセス処理のスタート時の整合値のプリセット値をそのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて設定するように構成したものである。
【００１３】
このような構成にて、プロセス処理条件ごとに過去のインピーダンス整合機の整合値を記憶しておき、その整合値の変化に応じて次にプリセットする値を自動的に決定することで、チャンバ内部の変化によって整合範囲が変化しても、それに追随して効率良く整合をとることができる。
【００１４】
また、前回のプロセス処理時の整合値をプリセット値とすると、簡単にプリセット値を設定でき、前回以前からの整合値の変化のトレンドを計算しておき、前回の整合値にトレンドによる補正を加えてプリセット値とすると、高精度にプリセット値を設定できて、素早く正確に接合をとることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の高周波プラズマ発生装置の一実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１６】
図１において、１は、プラズマ２を発生させるチャンバ、３は高周波電源であり、チャンバ１と高周波電源３の間にインピーダンス整合機４が介装されている。インピーダンス整合機４は、コイル５とコンデンサ６、７を備えている。インピーダンスの整合に当たってはコイルとコンデンサの何れかまたは両方を可変にして調整するが、図１の例ではコンデンサ６、７を可変のものとしている。
【００１７】
コンデンサ６、７はそれぞれモータ８、９によって駆動され、これらコンデンサ６、７の電気容量を調整してインピーダンスの整合をとるように構成されている。１０はセンサで、その検出情報に基づいて整合制御部１１がモータ８、９を駆動し、チャンバ１におけるプラズマの状態の変化に伴うインピーダンスの変化に自動的に追随してインピーダンスの整合をとるように構成されている。
【００１８】
また、整合制御部１１には、プラズマ処理を行なった時のインピーダンス整合値をプロセス処理条件に応じて記憶しておく記憶部１２を備えており、プロセス処理のスタート時に、そのプロセス処理条件の以前の整合値の記憶に基づいて整合値のプリセット値を設定するように構成されている。１３は、高周波プラズマ発生装置の全体の動作制御を行なう装置側コントローラであり、記憶部１２はこの装置側コントローラ１３に配設してもよい。
【００１９】
以上の構成において、図２に示すように、各プロセス処理（ｎ＋１回目）のスタート時に、放電条件の類似の過去の整合値に基づいてインピーダンスの整合値のプリセット値を決定する。整合値としては、整合を開始して始めて反射波が無くなった時点をとる。また、過去の整合値としては、簡単には、図２に示すように、１つ前（ｎ回目）のプロセス処理の整合値をそのまま使うことが考えられる。
【００２０】
また、より高精度にプリセット値を求めるには、整合値の変化のトレンドを計算しておき、前回の整合値にトレンド補正を行なって次の処理のプリセット値とすることもできる。
【００２１】
以上のようにインピーダンス整合機４のプリセット値を制御することで、プロセス処理を重ねても、迅速にインピーダンス整合のとれる高周波プラズマ発生装置を実現することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の高周波プラズマ発生方法と装置によれば、プラズマを発生するたびにインピーダンス整合機の整合値を記憶しておき、プロセス処理のスタート時に、以前に記憶された整合値に基づいてプロセス処理条件に対応したプリセット値を設定することで、素早く正確にインピーダンス整合をとることができ、効率的な高周波プラズマを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の高周波プラズマ発生装置におけるインピーダンス整合機の概略構成図である。
【図２】同実施形態においてインピーダンス整合をとっている状態の説明図である。
【図３】従来例のプリセットを行なわずに整合をとった場合の説明図である。
【図４】従来例のプリセットを固定的に設定して整合をとった場合の説明図である。
【符号の説明】
１　チャンバ
２　プラズマ
３　高周波電源
４　インピーダンス整合機
１１　整合制御部
１２　記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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