(57)【要約】  本発明は、基板を処理するためのプロセスチャンバ内のプラズマを検出する方法および装置に関するものである。方法においては、プロセスチャンバの圧力は、所定時間に亘って圧力センサによって測定され、急激な圧力変化が検出され、プラズマの点火またはプラズマの消失が少なくとも圧力変化に基づいて特定される。装置は、少なくとも１つの基板を収容するとともに少なくとも１つのプラズマ発生器を有したプロセスチャンバと、プロセスチャンバ内の圧力を検出することができるとともに圧力に対応する出力信号を出力することができるように配置されている少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つの評価ユニットとを備えている。評価ユニットは、所定時間に亘って圧力センサの出力信号を監視することができ、かつ圧力センサの出力信号における少なくとも１つの急激な変化に基づいてプラズマの点火またはプラズマの消失を特定することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理用のプロセスチャンバ内のプラズマの検出方法であって、
所定時間にわたって圧力センサによってプロセスチャンバ内の圧力を測定し、
急激な圧力変化を検出し、
少なくとも圧力変化に基づいてプラズマの点火またはプラズマの消失を判定することを特徴とするプラズマの検出方法。
【請求項２】
プラズマは内部導電体と外部導電体とを有した複数のロッド形状のマイクロ波電極によって生成され、すべてのマイクロ波電極の領域または分離されたマイクロ波電極のみの領域においてプラズマが点火されたか、あるいはプラズマが消失されたかどうかを少なくとも圧力変化の大きさによって判定することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
プラズマの点火および／またはプラズマの消失を判定する際、以下のパラメータの少なくとも１つを考慮に入れ、上記パラメータは、プロセスガス組成、真空ユニットおよび／またはガス供給部の制御パラメータ、プロセスチャンバ内の温度、少なくとも１つのマイクロ波電極に供給されるマイクロ波電力および／またはそれによる反射、およびマイクロ波電極の数であることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
基板処理用のプロセスチャンバ内のプラズマの検出装置であって、
少なくとも１つのプラズマ発生器を有し、少なくとも１つの基板を受け入れるプロセスチャンバと、
プロセスチャンバ内で圧力を検出し、かつ圧力に相当する出力信号を出力することができるように配置されている少なくとも１つの圧力センサと、
圧力センサからの出力信号を所定の期間にわたって監視することでき、圧力センサの出力信号の少なくとも１つの急激な変化の結果として、プラズマの点火またはプラズマの消失を判定することができる少なくとも１つの評価ユニットとを備えたことを特徴とするプラズマの検出装置。
【請求項５】
プラズマ発生器は、マイクロ波の放射をプロセスチャンバに供給するように位置している少なくとも１つのマイクロ波電極を備えていることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
装置は、以下のパラメータの少なくとも１つの値を求めるための手段を備え、上記パラメータは、プロセスガス組成、真空ユニットおよび／またはガス供給部の制御パラメータ、プロセスチャンバ内の温度、少なくとも１つのマイクロ波電極に供給されるマイクロ波電力および／またはそれによる反射、およびマイクロ波電極の数であり、少なくとも１つの評価ユニットは、さらに上記パラメータの値の少なくとも１つに対応する信号を所定の時間にわたって監視することができ、かつプラズマの点火および／またはプラズマの消失を判定する際に前記信号を考慮に入れることができることを特徴とする請求項４または５記載の装置。
【請求項７】
プラズマは、内側導電体と外側導電体とを有したロッド形状のマイクロ波電極によって発生され、マイクロ波電極には一側にマイクロ波が供給され、外側導電体は、電極の自由端に向かって広がっている開口であってマイクロ波のカップリングアウトのための開口を形成することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
圧力センサは、少なくとも１つのマイクロ波電極の予定されるプラズマ領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
コンピュータによって実行されうる命令が保存されるデータ媒体であって、
命令がコンピュータによって実行されると、コンピュータは請求項１乃至３のいずれか一項による方法の実行を開始することを特徴とするデータ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、特に半導体基板の処理用のプロセスチャンバにおけるプラズマ、特にプラズマ点火および／またはプラズマの消失を検出する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メモリチップやマイクロプロセッサなどの電子部品の製造において、および太陽光発電においてまたはフラットスクリーンの分野において、最終製品の製造のためには異なった製造工程が必要である。これら製品を製造するプロセスにおいて、異なった層が電子部品の構造に形成される。そのような層のうち重要なものは、異なった層間を絶縁する誘電体層である。他のすべての層構造の場合におけるように、部品の機能を保証するために誘電体層を正確にかつ確実に形成することが必要である。
【０００３】
基板上に誘電体層または他の層を形成するため、またはそのような層の処理のために、異なった方法が知られている。特に多くの熱処理工程が知られている。ごく最近の開発では、基板上への層形成におけるまたは基板の処理におけるプラズマの使用が有利であるということを示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
国際公開第ＷＯ２０１０／０１５３８５号明細書には、第１部分領域における内側の導電体が完全に外側の導電体によって囲まれているロッド形状のマイクロ波−プラズマ電極が記載されている。この部分領域に隣接して、外側の導電体が自由端に向かって広がっている開口を提供する別の部分領域がある。広がった開口の領域において、マイクロ波電力はプラズマの生成のために切り離される。例えば、米国特許出願公開第ＵＳ２００５０１６４５２３Ａ１号明細書による装置における場合のような旧来の処理装置におけるように、そのようなロッド形状のプラズマ電極は処理を必要とする基板に対向して位置することができ、基板はプラズマを生成する電極間には位置していない。そのようなプラズマ電極によって向上した処理結果を達成することが可能である。
【０００５】
プラズマ電極を適用する一例は、例えばドイツ特許出願公開第ＤＥ１０２０１１１０００２４Ａ１号明細書で記載されているような半導体基板上への誘電体層の形成を伴っている。ここで、プロセスガスが供給されて半導体基板と接触し、プラズマが半導体基板の少なくとも一面のすぐ近傍にあるプロセスガスから生成される。
【０００６】
プラズマを利用するすべての処理プロセスにおいて、プラズマが燃焼しているとき（すなわちプラズマが点火されたとき）およびプラズマが燃焼していないとき（すなわち必要に応じてプラズマが消失したとき）を知ることが重要である。このことは、弱いマイクロ波電力のみがマイクロ波電極に供給され、プラズマ点火が必ずしも起こるわけではなくまたは時間遅れをもって起こるようなプロセスにおいて特に重要である。これまで、これを測定する確実な方法は知られてはいなかった。
【０００７】
光学センサがプラズマによって放射された光源をただちに検出することは、プロセスチャンバ内の加熱用ランプのようなプラズマ光源に重なる別の光源が存在しないときにのみ可能である。
【０００８】
したがって、本発明は、プラズマを確実に検出することが可能なプラズマの検出方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、プラズマを検出することが可能である方法が請求項１によって提供され、装置が請求項４によって提供される。本発明のさらなる実施形態は従属項で規定されている。
【００１０】
特に基板処理用のプロセスチャンバにおけるプラズマの検出方法において、プロセスチャンバ内の圧力を所定の時間にわたって圧力センサで測定し、圧力の急激な変化を検出し、プラズマの点火またはプラズマの消失を少なくとも圧力変化に基づいて判定する。これによって、この方法が、プロセスチャンバ内でプラズマを確実に検出する単純な方法であることを可能とし、プラズマの検出は、チャンバ内に通常存在する圧力センサによってなされる。
【００１１】
好ましくは、プラズマは内部導電体と外部導電体とを有した複数のロッド形状のマイクロ波電極によって生成され、すべてのマイクロ波電極の領域または個々のマイクロ波電極のみの領域においてプラズマが点火されたかあるいはプラズマが消失されたかどうかを圧力変化の大きさによって判定する。圧力変化の大きさの認識によって、プラズマの点火および／またはプラズマの消失に関してより正確な提示がなされうる。この方法は、高いガス解離のために、特に、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦプラズマ発生などの他のプラズマプロセスにおけるよりもほぼ１０の４乗だけより高い約２．４５ＧＨｚのマイクロ波での使用に適している。
【００１２】
本発明の実施形態において、付加的なプロセスパラメータの少なくとも１つがプラズマの点火および／またはプラズマの消失を判定する際に考慮に入れられる。上記パラメータは、プロセスガス組成、真空ユニットおよび／またはガス供給部の制御パラメータ、プロセスチャンバ内の温度、少なくとも１つのマイクロ波電極に供給されるマイクロ波電力および／またはそれによる反射、およびマイクロ波電極の数である。これらのパラメータは、プラズマの点火および／またはプラズマの消失の単純な検出に加えて、点火および／または消失および／または（予期されるにもかかわらず）点火が起こらないことについての考えられる理由に関する付加的な分析を可能とする。これらは、必要な場合には、現在の工程または将来の工程において考慮に入れることができる。これらは、プラズマの点火またはプラズマの消失を報告する際における妥当性確認をも容易にする。
【００１３】
基板処理用のプロセスチャンバ内のプラズマの検出装置は、少なくとも１つのプラズマ発生器を有するとともに少なくとも１つの基板を取り付けるプロセスチャンバと、プロセスチャンバ内で圧力を検出して圧力に対応する出力信号を出力するように配置されている少なくとも１つの圧力センサと、少なくとも１つの評価ユニットとを備えている。評価ユニットは、圧力センサからの出力信号を所定の期間にわたって監視することでき、圧力センサの出力信号の少なくとも１つの急激な変化の結果として、プラズマの点火またはプラズマの消失を判定することができる。
そのような装置は、プロセスチャンバに通常存在する手段を用いて、プロセスチャンバ内のプラズマの確実で単純な検出を容易とする。
【００１４】
好ましくは、少なくとも１つのプラズマ発生器は、マイクロ波の放射をプロセスチャンバに供給するように位置している少なくとも１つのマイクロ波電極を備えている。装置は、以下のプロセスパラメータの少なくとも１つの値を求めるための手段を備え、前記パラメータは、プロセスガス組成、真空ユニットおよび／またはガス供給部の制御パラメータ、プロセスチャンバ内の温度、少なくとも１つのマイクロ波電極に供給されるマイクロ波電力および／またはそれによる反射、およびマイクロ波電極の数であり、少なくとも１つの評価ユニットは、さらに上記パラメータの値の少なくとも１つに対応する信号を所定の時間にわたって監視することができ、かつプラズマの点火および／またはプラズマの消失を判定する際に前記信号を考慮に入れることができる。それによって、プラズマのより正確な検出が容易になり、かつ必要な場合には、プラズマの欠陥がある点火、プラズマの非点火またはプラズマの消失の分析が容易になる。
【００１５】
好ましくは、装置は、内側導電体と外側導電体とを有した少なくとも１つのマイクロ波電極を備え、マイクロ波電極には一側にマイクロ波が供給され、外側導電体はカップリングアウト（Ａｕｓｋｏｐｐｌｕｎｇ）用の広がっていく開口を形成し、この開口は電極の自由端で終端する。
【００１６】
確実な検出のため、および圧力センサの保護のため、圧力センサは、好ましくは、少なくとも１つのマイクロ波電極の予定されるプラズマ領域の外側に配置される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明を図面を使用してより詳細に説明する。
【図１】図１は、プラズマを使用することによって基板を処理する装置を示す模式的断面図である。
【図２】図２は、プラズマ処理の第１の例の間における圧力センサの出力信号の一例を示すグラフである。
【図３】図３は、プラズマ処理の第２の例の間における圧力センサの出力信号の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明で使用される「左」、「右」、「上」および「下」等の相対的な用語は、図面を参照してのものであり、たとえ好ましい配置を説明している場合であっても本出願を限定するものではない。
【００１９】
図１は、プラズマの補助によって基板２を処理する装置１の模式的断面図である。装置１は真空ケーシングの形状をしたケーシング３を備えている。ケーシング３内にはプロセスチャンバ４が形成されている。ケーシング３は、ドア機構６によって通常の方法で開閉されうるローディング用およびアンローディング用の開口５を備えている。プロセスチャンバ４は真空ユニット（図示せず）によって負圧に減圧することができ、かつ適切なガス供給部（図示せず）によってプロセスガスを供給されうる。ガス供給部を介して、必要に応じ異なったプロセスガスをプロセスチャンバ内に通常の方法で所望の組合せでかつ制御された量で供給することができる。
【００２０】
また、装置１は基板キャリアユニット７、プラズマユニット８、加熱ユニット１０および検出ユニット１２を備えている。キャリアユニット７は、矢印Ａで示されるように、プロセスチャンバ４内で回転可能なシャフト２０を介して移動される基板支持台１８を備えている。このため、シャフト２０は図示されてはいない回転ユニットに接続されている。加えて、シャフト２０と支持台１８は、両方向矢印Ｂによって示されるように、上下に移動可能である。これによって、後により詳細に説明するように、支持台１８の受け入れ面はプロセスチャンバ内で上下に移動可能である。
【００２１】
繰り返しを避けるためにマイクロ波電極の構造に関して引用されている国際公開第ＷＯ２０１０／０１５３８５Ａ号明細書で記載されているように、プラズマユニット８はマイクロ波の種類である複数のロッド形状のプラズマ電極２４から構成されている。特に、プラズマ電極２４は、内側導電体と外側導電体とを備え、一側にマイクロ波が供給されるマイクロ波電極である。外側導電体は、外側導電体がマイクロ波電極の自由端に向かって広がる開口であってマイクロ波のカップリングアウトのための開口を形成するような方法で形成されている。これによって、マイクロ波の均一なカップリングアウトと均一なプラズマをマイクロ波電極の全長にわたって達成することが可能である。マイクロ波をマイクロ波電極にカップリングイン（Ｅｉｎｋｏｐｐｌｕｎｇ）させるために、マイクロ波発振器（図示せず）が設けられている。加えて、各マイクロ波電極用のカップリングインされたマイクロ波電力および／または反射マイクロ波電力を求めることができる手段を設けることができる。
【００２２】
プラズマ電極２４は、石英などの絶縁材料からなる被覆管２６内に収容されており、プロセスチャンバ４内の処理雰囲気から隔離されている。例えばドイツ特許出願公開第ＤＥ２０２０１００５０２５８Ａ号明細書に記載されているように、これら被覆管２６は、プロセスチャンバ４の全体に延びることができ、ハウジング３の適当な開口を通して外側につながっている（適切なシールがされている）。繰り返しを避けるために、この点に関しておよび多部分チャンバ構造のために、ドイツ特許出願公開第ＤＥ２０２０１００５０２５８Ａ号明細書を参考文献とする。しかしながら、被覆管２６は、プラズマ電極２４を収容するために異なった方法で配置することができ、またプラズマ電極２４は単一のプレート要素によってプロセスチャンバ４からひとまとめで隔離することもできる。図示の配置では、プラズマ電極２４にカップリングインされたマイクロ波電力がプラズマを点火するのに十分である限り、プラズマ２８は各プラズマ電極２４のまわりの利用されたプロセスガスから形成されうる。これは、当業者には認識されるように、プロセスガスの圧力および組成などの（とりわけ）付加的なプロセス条件にも依存する。個々のプラズマ２８は、本質的に、プロセスの経過中にまとまって１つのプラズマになる。
【００２３】
加熱ユニット１０は、プラズマ電極２４に平行又は直交しうる複数の放射源３０から構成される。各放射源は例えば石英からなる被覆管３２に収容されているアーク燈またはハロゲンランプなどのランプから構成される。また、この場合、放射源３０は共通の石英板によってプロセスチャンバから隔離されうる。支持台１８が放射源３０からの放射の主たる部分のために透明である場合、放射源３０からの放射は基板２を直接に温めることができる。そのため、支持台１８は、例えば石英からなりうる。しかしながら、基板２を間接加熱することも可能であり、そのため、支持台１８は放射源３０からの放射の主たる部分を吸収する材料からなりうる。これにより、放射によって支持台１８を温め、次に基板２を温める。
【００２４】
装置１は、基板２の温度を測定するために好ましくは少なくとも１つの温度測定ユニットを備えている。この技術分野において通常行われるように、基板の所定の温度を維持するために、測定した温度測定値は、温度測定値に基づいて加熱ユニット１０を制御することができる制御ユニット（図示せず）に伝達することができる。
【００２５】
検出ユニット１２は、プロセスチャンバ４内の圧力を測定することができ、かつ測定した圧力に対応する信号を出力することができる半導体技術においてよく知られている圧力ゲージを備えている。検出ユニット１２はハウジング３のベース部を通って延びており、プロセスチャンバ４に接続されている。真空ユニットおよび／またはガス供給部の対応する動作を介して圧力の調整を容易にするために、この種の圧力センサは、通常、プロセスチャンバの圧力測定のために使用される。そのため、検出ユニットの測定結果は、対応する調整アルゴリズムを実行することができるプロセッサーユニットなどを備えた対応する調整ユニットに伝達される。本実施形態では、検出ユニット１２は、プラズマ２８の点火または消失を検出することによってプラズマ２８の存在を検出する（付加的な）目的を有している。そこで、プラズマの点火または消失を確認するため、圧力センサの出力信号の急激な変化があった場合に所定時間にわたって検出ユニット１２によって検出されたプロセスチャンバ４内の圧力に相関する出力信号を監視することができる評価ユニットを備えている。この確認において、以下により詳細に説明するように、妥当性確認を主として容易にする別のパラメータを利用することができる。
【００２６】
装置１の動作を図面を参照してより詳細に説明する。基板２はシリコン半導体ウェハであり、このシリコン半導体ウェハ上に誘電体層として酸化ケイ素層が形成されるとする。しかしながら、動作中、さらなる層を形成することもでき、または層形成をすることなく層処理またはエッチング処理を行うことができる。
【００２７】
そのため、純酸素、または酸素と水素の混合物、またはＮ２またはＮＨ３との混合物などの適当なプロセスガスが負圧であるプロセスチャンバ４に供給される。続いて、プラズマ電極２４にはマイクロ波が供給され、プラズマ電極２４はマイクロ波（反射される一部とは別に）をプロセスチャンバ４に供給する。適切な処理が行われた時、マイクロ波はプロセスガスのプラズマ２８点火をもたらす。基板は、加熱ユニット１０によって所望のプロセス温度まで任意的に高めることが可能である。
【００２８】
プロセスガスはプラズマの影響によって基板の表面上への層の成長を引き起こす。プラズマ２８が燃焼している間、プラズマ電極２４（したがってプラズマ２８）と基板２の表面との間の距離を変更することができる。こうして、層の成長のための異なった成長メカニズムを作り出すことができる。これらは、プラズマと基板間の異なった相互作用によって影響される。特に、距離がより小さい時には、基板の表面付近のイオンおよびラジカルに関して明らかに過剰な電子を作り出すことができる。このことは、プロセスガスによって基板表面の陽極酸化をもたらす。電界が大きくなればなるほど形成される層の厚さが薄くなるため、そのような陽極酸化は自己調整的である。このことは、局部的に層の成長を加速することになる。ここで、用語「陽極の」は、酸化、窒化などの反応が電子／イオンによって、またはその結果生ずる電界によって主として進行することを示すために使用される。基板の表面までの距離が大きくなる時、基板の表面の近くにはラジカルのみが一般的に存在する。このため、プロセスガスによって基板の表面のラジカル酸化が起こる。ここで、「ラジカル」はプラズマで生成されるラジカルよって主として起こる反応を説明するために用いられている。
【００２９】
適切なガス投入によって、異なったガスの組合せおよび／または異なったガス圧力がプラズマ電極２４の下の各プラズマ２８の領域内に形成されうる。一般に、各プラズマ２８は互いに重なり合いかつ混じり合い全体で１つのプラズマを形成する。処理中、プラズマはパルス状に動作されうる。
【００３０】
上述したプロセスシーケンスにとって、特に供給されるマイクロ波エネルギーが低いときに問題となりうるが、プラズマを確実に点火するということが重要である。このため、本発明によれば、プラズマの存在を確実にかつ間違いなく検出すべきである。これは、プロセスチャンバ４内の圧力を検出して上述した評価ユニットと共同して対応する信号（例えば電圧の形で）を発する検出ユニット１２によって実行される。
【００３１】
図２を参照して以下より詳細に説明されるように、プロセスチャンバ内の急激な圧力変化は、プラズマの点火およびプラズマの消失の両方に由来する。図２は、上述したタイプのシステムにおけるシリコンウェハの低温酸化の間、プラズマ電極２４に加えられる電力の一例となるグラフ（グラフＡ）およびプロセスチャンバ内の圧力の一例となるグラフ（グラフＢ）を示す。Ｘ軸は秒単位の時間を示し、右側のＹ軸は加えられるマイクロ波電力を示し、左側のＹ軸は測定された圧力を示す。
【００３２】
上記例において、純酸素がプロセスガスとして使用され、２４０ｍＴｏｒｒの圧力がプロセス圧力として選択された。通常実施されるように、これは、真空ユニットおよび／またはガス供給部の適切な動作によって最初に予め調整され、圧力ユニット１２はコントローラーのために圧力に相当する信号を供給した。時間ｔ１で、プラズマ電極２４にはマイクロ波電力が供給され、マイクロ波電力は時間ｔ２までほぼ一定に保たれた。その後、マイクロ波電力は、ほぼ連続して時間ｔ３まで減少され、時間ｔ３で停止された。
【００３３】
時間ｔ１以前の圧力は、ほぼ一定で、時間ｔ１または時間ｔ１の直後に、急激な増加が見られた。この急激な増加は、上述した調整によってプロセス圧力に早急に戻される。この圧力の急激な増加は、プラズマの点火および点火に関係するガスの解離によって起こる。上述の調整によって、この圧力増加は早急にプロセス圧力に戻される。時間ｔ３で、圧力は急激に減少し、この圧力減少はプラズマの消失およびプラズマ粒子の再結合に関係する。ここでは、プロセスはマイクロ波電力のスイッチを切ること（およびプラズマの消失）によって終了するけれども、調整器はまず圧力をプロセス圧力に戻す。しかしながら、このことは通常の動作のためには必要ではない。プラズマの意図しない消失の場合には、このことは勿論起こり、負の値ではあるが、ピークは点火の場合におけるように示される。マイクロ波電力の連続的な減少によって、およびそれに対応するプラズマ膨張の減少によって、プラズマの消失時の対応するピークは、プラズマの点火時に示されるものよりも小さい。マイクロ波電力が突然に切断されてしまった場合には、機能不全で起こるように、対応するピークはより大きくなる。
【００３４】
プラズマの点火時の圧力変化（検出ユニット１２の出力信号）は評価ユニット（図示せず）に記録することができる。これにより所定期間にわたる信号を評価し、急激な変化に基づいてプラズマの存在（急激な上昇と急激な減少との間の期間）を認識する。予定外のプラズマの消失がおこった場合（プラズマ電極２４にマイクロ波を供給しているにもかかわらず）、このことは急激な減少によって示されて検出される。
【００３５】
図３は別のプロセスシーケンス用の対応するグラフを示す。ここで、グラフＡはプラズマ電極の４つのみに印加される電力（プラズマの部分的な点火に相当）、グラフＢはプロセスチャンバ内の圧力を示し、グラフＣは付加的な５番目のプラズマ電極に印加される電力（このプラズマ電極の領域におけるプラズマの遅延した部分的な点火に相当）を示す。
【００３６】
また、純酸素がプロセスガスとして用いられ、２４０ｍＴｏｒｒの圧力がプロセス圧力として選択された。時間ｔ１で、４つのプラズマ電極２４（この例では、４つの外側の電極）にマイクロ波電力が供給され、このマイクロ波電力は時間ｔ２になるまでほぼ一定に保持され、その後マイクロ波電力が完全に切られる時間ｔ３までほぼ連続的に減少された。時間ｔ４で、中間のプラズマ電極２４にはマイクロ波電力が供給され、このマイクロ波電力は時間ｔ５までほぼ一定に保持され、その後マイクロ波電力が完全に切られる時間ｔ６までほぼ連続的に減少した。
【００３７】
また、時間ｔ１以前の圧力はほぼ一定であり、時間ｔ１またはその直後では、急激な増加を示し、この急激な増加は上述した調整器によって速やかにプロセス圧力に戻される。時間ｔ４またはその直後に、圧力の更なる急激な増加が起こり、この更なる急激な圧力の増加もプロセス圧力に速やかに戻される。２番目の圧力の急激な増加は、１番目のものより大きさが小さい。この理由は、第１の（外側の）プラズマに対比して、小さな（中間の）プラズマのみが点火されたからである。両方の圧力のピークはプラズマの点火および点火に関係するガスの解離によって起こる。時間ｔ６で、チャンバ内の急激な圧力低下があり、この急激な圧力低下は中間のプラズマの消失およびこの領域におけるプラズマ粒子の対応する再結合と関係する。時間ｔ３で、圧力がまた急激に低下し、この圧力低下はプラズマの残りの部分の消失に関連する。この第２の例示的なプロセスシーケンスは、プラズマの部分的な点火および／またはプラズマの部分的な消失でも圧力変化に基づいて検出できるということを示している。
【００３８】
当業者が認識するように、変化の大きさは、変化前の出力圧力（プロセス圧力）、プロセスガス組成（より複雑な気体分子はより大きな解離を引き起こす）、および必要に応じて温度などの異なったパラメータに依存する。マイクロ波電力はプラズマの膨張に影響を与えることができるため、供給されたマイクロ波電力も圧力変化の大きさに影響を与える。これらパラメータの少なくとも１つの大きさを考慮することによって、全てのプラズマ電極２４の領域においてプラズマが点火されているか、あるいは消失されているかどうかを確かめることができる。というのは、プラズマが点火されているか、またはプラズマが消失されている領域におけるプラズマ電極２４の数も大きさに影響を与えるからである。これは、プラズマの検出において、圧力データに加えて、以下のパラメータを考慮に入れることができるからである。すなわち、上記パラメータはプロセスガス組成、プロセスチャンバ内の温度、少なくとも１つのマイクロ波電極に供給されるマイクロ波電力および／または、それによる反射、および供給されるマイクロ波電極の数である。
【００３９】
すべてのパラメータは、一緒に改良された提示を容易とするけれども、これらパラメータの１つだけを使用することも可能である。真空ユニットおよび／またはガス供給部の制御パラメータを、プラズマの検出における付加的なパラメータとしても使用することができる。というのは、これら制御パラメータも、プラズマの点火または消失から生じる変化とは区別すべき急激な変化を引き起こすことが可能であるからである。上述のパラメータの１またはそれ以上によって、妥当性確認を行うことが可能である。例えば、マイクロ波電力がプラズマ電極２４に供給されない場合には、圧力の急激な変化はプラズマ点火の結果によるものではない。プラズマ電極２４のスイッチを切るときまでに、遅くとも、急激な圧力損失が検出されないとしてもプラズマが消失するということが想定される。そのような「誤検知」の場合、自動的なまたは手動の誤りの調査を開始することができ、および／または警報をオペレータに送ることができる。必要な場合には、現在のプロセスが中断されるか、または別のプロセスの実行が停止されうる。
【００４０】
さらなるパラメータが検出されるとき、これらパラメータは、現在のプロセスまたは後のプロセスにおいて考慮に入れることができる予定外のプラズマ点火（または非点火）および／または予定外のプラズマの消失の理由について手がかりを提供することができる。
【００４１】
上述のプロセスは誘電体層としての酸化層の形成とともに説明されたが、上述したように、このプロセスは他のプロセスガスを用いた他のプロセスのためにも使用することができる。特に、他の層を形成することが可能である。プロセスは、層の処理のためおよび／または層の除去のためおよび／または汚染物質の除去のためにも使用することができる。いずれの場合でも、プロセス中にプラズマを検出することは重要である。というのは、プラズマの検出はプロセスに著しく影響を与えることができるからである。
【００４２】
本発明は、本発明の好ましい実施形態によって説明したが、本発明は具体的な実施形態に限定されることはない。特に、検出ユニットがプロセスチャンバ４内の圧力を検出することができ、かつ圧力に関係した信号を出力することができる限りにおいて、異なった構造が検出ユニット１２のために提供されうる。プロセスはマイクロ波プラズマと組合せて使用することが好ましいが、プロセスは、ＲＦプラズマと組み合わせるなど他のプラズマ発生方法と組み合わせて使用してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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