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JP2014022695A - Plasma processing apparatus and calibration method therefor - Google Patents

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JP2014022695A JP2012163169A JP2012163169A JP2014022695A JP 2014022695 A JP2014022695 A JP 2014022695A JP 2012163169 A JP2012163169 A JP 2012163169A JP 2012163169 A JP2012163169 A JP 2012163169A JP 2014022695 A JP2014022695 A JP 2014022695A
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靖 園田
Masahiro Sumiya
誠浩 角屋
Motohiro Tanaka
基裕 田中
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Hitachi High Tech Corp
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Abstract

【課題】部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数の装置間において、複数の処理条件に対して校正可能な装置及びその校正方法を提供する。
【解決手段】プラズマ発生条件の1つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させ、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握し(S12〜S15)、装置センサのデータを別の装置と比較してオフセット値を把握し(S16)、オフセット値に基づきプラズマ生成条件を調整する(S17)校正方法。又それを実現する装置。
【選択図】図1
Disclosed is a plasma processing apparatus that changes parts or changes over time, or an apparatus that can calibrate a plurality of processing conditions between a plurality of apparatuses and a calibration method thereof.
Data of an apparatus sensor capable of grasping a plasma state is obtained by sequentially changing one apparatus parameter of plasma generation conditions as a reference, and sequentially changing a plurality of apparatus parameters of other plasma generation conditions. (S12 to S15), the apparatus sensor data is compared with another apparatus to grasp the offset value (S16), and the plasma generation condition is adjusted based on the offset value (S17). A device that realizes it.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、大口径基板表面の微細加工に好適なプラズマ処理装置及びその校正方法に関する。   The present invention relates to a plasma processing apparatus suitable for fine processing of a large-diameter substrate surface and a calibration method thereof.

近年の半導体装置の製造装置、特にドライエッチング装置等のプラズマ処理装置は、高周波またはマイクロ波によって発生させたプラズマを用いて半導体基板の処理を行っている。半導体装置に形成されるパターンの微細化に伴い、これまで許容されていたような処理時のプラズマのわずかなずれであっても、半導体装置の性能に無視できないばらつきが発生する恐れがある。そのため性能のばらつきの少ない半導体装置を安定に製造するために、このプラズマを更に安定的に制御することが要求されている。   2. Description of the Related Art Recent semiconductor device manufacturing apparatuses, particularly plasma processing apparatuses such as dry etching apparatuses, process semiconductor substrates using high frequency or microwave generated plasma. With the miniaturization of the pattern formed in the semiconductor device, there is a risk that non-negligible variations in the performance of the semiconductor device may occur even with a slight shift in plasma during processing that has been allowed. Therefore, in order to stably manufacture a semiconductor device with little variation in performance, it is required to control the plasma more stably.

ドライエッチング処理による半導体装置の性能の変動要因には、エッチングによる加工線幅のばらつきなどに起因するチップ内のばらつき、プラズマ中のラジカルやイオンの分布のばらつきなどに起因する半導体基板内のばらつき、基板処理を重ねる事によるドライエッチング処理装置内部の壁面状態の変化などに起因する経時変化、さらにプラズマ処理装置個々の部品のばらつきに起因する装置間機差などがある。   The fluctuation factors of the performance of the semiconductor device due to the dry etching process include variations in the chip due to variations in the processing line width due to etching, variations in the semiconductor substrate due to variations in the distribution of radicals and ions in the plasma, There are changes over time due to changes in the wall surface state inside the dry etching processing apparatus due to repeated substrate processing, and machine-to-apparatus differences due to variations in individual parts of the plasma processing apparatus.

チップ内のばらつきや半導体基板内のばらつきを抑えるために、一般的なプラズマ処理装置においては、プラズマを発生させるための高周波またはマイクロ波のパワー、処理室内の圧力、処理室へ導入するガス流量、半導体基板を載せる試料台へ印加する高周波バイアスパワー等の装置パラメータを変化させ、所望のエッチング形状がチップ内や半導体基板内で均一に得られるよう処理条件の最適化が行われる。   In order to suppress variations in the chip and in the semiconductor substrate, in a general plasma processing apparatus, high-frequency or microwave power for generating plasma, pressure in the processing chamber, gas flow rate introduced into the processing chamber, By changing apparatus parameters such as high-frequency bias power applied to the sample stage on which the semiconductor substrate is placed, the processing conditions are optimized so that a desired etching shape can be obtained uniformly in the chip or in the semiconductor substrate.

しかしプラズマ処理装置では、半導体基板の処理枚数を重ねるにつれ、装置内壁面の状態がエッチングによる表面荒れや内壁の厚さの変化、または反応生成物の内壁表面への付着により経時変化してしまう。経時変化により、最適化された処理条件であってもエッチング形状に変化が生じてくる。そのため、処理枚数や処理時間を管理し、消耗品の交換や装置内壁部品の洗浄がおこなわれる。しかし、消耗品の交換や洗浄は内壁状態をわずかにでも変えてしまうため、半導体装置の性能に許しがたいばらつきが発生する場合がある。そのため、経時変化や消耗品の交換、洗浄などによる内壁状態の変化に対して処理条件の校正を行う必要がある。   However, in the plasma processing apparatus, as the number of processed semiconductor substrates is increased, the state of the inner wall surface of the apparatus changes over time due to surface roughness due to etching, changes in the inner wall thickness, or adhesion of reaction products to the inner wall surface. Due to changes over time, the etching shape changes even under optimized processing conditions. Therefore, the number of processed sheets and the processing time are managed, replacement of consumables and cleaning of the inner wall parts of the apparatus are performed. However, replacement or cleaning of the consumables may change the inner wall state even slightly, which may cause unacceptable variations in the performance of the semiconductor device. For this reason, it is necessary to calibrate the processing conditions against changes in the inner wall state due to changes over time, replacement of consumables, cleaning, and the like.

また半導体装置の生産においては、1つの生産ラインを最小限の規模で構築し、所望の製品の出来栄えとなるよう製造プロセスの最適化が行われる。その後、量産状況に応じて各工程の製造装置を複数台導入する事が行われる。しかし、量産拡大時に導入される他のエッチング装置に最適化された処理条件をそのまま移管したとしても、装置間機差によりエッチング形状にばらつきが発生し、半導体装置性能にばらつきが発生してしまうことがあり不十分である。そのため、エッチング形状にばらつきが発生しないよう、プラズマ処理装置特性の装置間のばらつきを校正する必要がある。   Further, in the production of semiconductor devices, one production line is constructed on a minimum scale, and the manufacturing process is optimized so as to achieve the desired product quality. Thereafter, a plurality of manufacturing apparatuses for each process are introduced in accordance with the mass production situation. However, even if the processing conditions optimized for other etching equipment to be introduced at the time of mass production expansion are transferred as they are, the etching shape will vary due to the machine difference between the equipment, and the semiconductor device performance will vary. There is not enough. Therefore, it is necessary to calibrate the variation between the plasma processing apparatus characteristics so that the etching shape does not vary.

プラズマ処理装置間の校正技術の背景技術として、特開2009−295658号公報(特許文献1)がある。この公報には、「半導体装置を製造する半導体製造装置の校正方法において、基準となる半導体製造装置を用いて、中心条件から複数のパラメータを振り、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを取得し、この取得したデータを用いて校正すべきパラメータを特定して、基準となる半導体製造装置の特定したパラメータを自動的に校正したり、又は基準となる半導体製造装置とは異なる半導体製造装置の特定したパラメータを自動的に校正する。これにより、複数の半導体製造装置の校正に要する時間を短縮でき、また半導体製造装置内のプラズマの管理を行うために安定した半導体装置を製造することができる。」と記載されている。   As a background art of a calibration technique between plasma processing apparatuses, there is JP 2009-295658 A (Patent Document 1). This gazette states that in the calibration method of a semiconductor manufacturing apparatus for manufacturing a semiconductor device, using a semiconductor manufacturing apparatus as a reference, a plurality of parameters are assigned from a central condition, and data of a device sensor capable of grasping a plasma state is acquired. The parameter to be calibrated is specified using the acquired data, and the specified parameter of the reference semiconductor manufacturing apparatus is automatically calibrated or the semiconductor manufacturing apparatus different from the reference semiconductor manufacturing apparatus is specified. Thus, the time required for calibration of a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses can be shortened, and a stable semiconductor device can be manufactured for managing plasma in the semiconductor manufacturing apparatus. Is described.

また背景技術として、特開2005−11858号公報(特許文献2)がある。この公報には、「μ波パワーを変化させたときのプラズマにかかるバイアス用の高周波信号のピーク間電圧Vppを測定するVpp測定回路を有し、μ波パワー依存性におけるVpp特性を予め把握しておき、このVpp特性に基づき、半導体装置の処理枚数を重ねてもVppが安定した領域にあるようにμ波電源制御回路にμ波パワー値を設定し、このμ波電源制御回路により、μ波電源を制御して、μ波パワー設定値を出力し、ウエハ処理枚数を重ねてもプロセス変動が起きにくくする。」と記載されている。   As background art, there is JP-A-2005-11858 (Patent Document 2). In this publication, “having a Vpp measurement circuit for measuring a peak-to-peak voltage Vpp of a high-frequency signal for bias applied to plasma when the μ-wave power is changed, the Vpp characteristic in μ-wave power dependency is grasped in advance. Based on this Vpp characteristic, a μ-wave power value is set in the μ-wave power supply control circuit so that Vpp is in a stable region even if the number of processed semiconductor devices is increased. It is described that the fluctuation of the process is less likely to occur even if the number of wafers processed is overlapped by controlling the wave power source and outputting the μ wave power set value.

特開2009−295658号公報JP 2009-295658 A 特開2005−11858号公報JP 2005-11858 A

しかしながら、特許文献1では複数のプロセスに対しての機差の低減について十分に配慮されていなかった。すなわち、複数のパラメータを変化させある特定の中心条件に対して機差を抑えるよう校正パラメータを決定する。しかしながら中心条件とは異なるプロセスに対しては校正パラメータが必ずしも適切ではない可能性があるため、機差抑制が困難である。   However, in Patent Document 1, sufficient consideration has not been given to reducing machine differences for a plurality of processes. That is, the calibration parameters are determined so as to suppress a machine difference with respect to a specific central condition by changing a plurality of parameters. However, it is difficult to suppress the machine difference because the calibration parameter may not always be appropriate for a process different from the central condition.

また、特許文献2ではマイクロ波パワー以外を原因とする経時変化や機差の低減について十分に配慮されていなかった。すなわち、Vpp特性はマイクロ波パワー以外のパラメータによっても変化するため、Vpp特性をマイクロ波パワーのみによって校正したとしても、十分に機差を抑制することは困難である。   In Patent Document 2, sufficient consideration has not been given to changes with time and machine differences caused by factors other than microwave power. That is, since the Vpp characteristic changes depending on parameters other than the microwave power, even if the Vpp characteristic is calibrated only by the microwave power, it is difficult to sufficiently suppress the machine difference.

本発明の目的は、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus that can be calibrated with respect to processing conditions of a plurality of processes between a plurality of plasma processing apparatuses or a plasma processing apparatus that changes parts or changes over time, and a calibration method thereof. .

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置される被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置において、
前記制御装置は、
プラズマ発生条件の1つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを把握する第1の把握手段と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第2の把握手段と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. For example, a vacuum vessel, a gas introduction means for introducing a plasma gas into the vacuum vessel, and a vacuum vessel introduced into the vacuum vessel. A pressure control means for controlling the pressure of the gas; a plasma generating means for generating plasma in the gas introduced into the vacuum container; and a mounting for placing an object to be plasma-treated in the vacuum container. In a plasma processing apparatus comprising: a placement unit; a high frequency power source that supplies power for applying a high frequency bias to a workpiece placed on the placement unit; and a control device that controls each of the units.
The control device includes:
First, the device sensor data that can grasp the plasma state is obtained by sequentially changing one device parameter of the plasma generation condition as a reference and sequentially changing a plurality of device parameters of the other plasma generation conditions. Grasping means,
A plasma processing apparatus comprising: a second grasping means for grasping how much the data of the apparatus sensor is compared with another plasma processing apparatus having the same structure.

また、真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置された被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置の校正方法において、
プラズマ発生条件の1つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握する第1の工程と、
前記装置センサのデータを初期または定期的に測定しデータベースとして保持する第2の工程と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第3の工程と、
その把握されたシフト分に基づきプラズマ生成条件を調整する第4の工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法とする。
A vacuum container; gas introducing means for introducing a plasma gas into the vacuum container; pressure control means for controlling the pressure of the gas introduced into the vacuum container; A plasma generating means for generating plasma in the gas, a placing means for placing the workpiece to be plasma-treated in the vacuum vessel, and a high-frequency bias applied to the workpiece placed on the placing means. In a plasma processing apparatus calibration method comprising a high-frequency power source for supplying power for application and a control device for controlling these means,
First, the device sensor data that can grasp the plasma state is obtained by sequentially changing one device parameter of the plasma generation condition as a reference, and sequentially changing a plurality of device parameters of the other plasma generation conditions. And the process of
A second step of initially or periodically measuring the data of the device sensor and holding it as a database;
A third step of grasping how much the data of the device sensor is shifted compared with another plasma processing device of the same structure;
And a fourth step of adjusting a plasma generation condition based on the grasped shift. A calibration method for a plasma processing apparatus, comprising:

本発明によれば、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plasma processing apparatus which can be calibrated with respect to the process conditions of a some process between the plasma processing apparatus which changed parts or changed with time, or several plasma processing apparatuses can be provided. .

本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の校正方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calibration method of the plasma processing apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の全体構成概略縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole structure schematic longitudinal cross-sectional view of the plasma processing apparatus based on the Example of this invention. 図2に示すプラズマ処理装置において、マイクロ波パワーを順次変化させていった場合の高周波電力のピーク間電圧Vppの変化、Vpp特性を測定した例である。In the plasma processing apparatus shown in FIG. 2, the change of the peak-to-peak voltage Vpp of the high-frequency power and the Vpp characteristic when the microwave power is sequentially changed are measured. 図3に示すVpp特性の1次微分を求め、変曲点を求める処理を説明した図である。It is the figure explaining the process which calculates | requires the 1st derivative of the Vpp characteristic shown in FIG. 3, and calculates | requires an inflection point. 基準となる、或いは校正対象のプラズマ処理装置において、コイル電流およびマイクロ波パワーを順次変化させ、変曲点が現れる点を求めて作成したフィンガープリントを表す図である。It is a figure showing the fingerprint produced by calculating | requiring the point where an inflection point appears by changing coil current and microwave power sequentially in the plasma processing apparatus used as a reference | standard or calibration object. 基準装置および校正対象の2台の装置のフィンガープリントの比較を表す図である。It is a figure showing the comparison of the fingerprint of two apparatuses of a reference | standard apparatus and calibration object. 校正対象の装置に校正を行った、基準装置および校正対象の2台の装置のフィンガープリントを表す図である。It is a figure showing the fingerprint of the reference | standard apparatus and two apparatuses of calibration object which calibrated the apparatus of calibration object.

発明者等は、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能とするための手段について検討した結果、数値制御可能な高周波電源のピーク間電圧Vppや電流、プラズマからの発光量、処理室内の圧力、処理室へ導入するガス供給流量、プラズマ生成用の高周波電源のパワー(マイクロ波パワー)、試料の温度を制御する温調器設定温度等をプロセスの処理条件に応じて1つずつ比較し校正し、制御すれば良いことが分かった。本発明はこの新たな知見に基づく。   As a result of studying means for enabling calibration with respect to processing conditions of a plurality of processes between a plurality of plasma processing apparatuses or plasma processing apparatuses that have changed parts or have changed over time, the inventors have performed numerical control. The peak-to-peak voltage Vpp and current of the power source, the amount of light emitted from the plasma, the pressure in the processing chamber, the gas supply flow rate introduced into the processing chamber, the power of the high-frequency power source for generating plasma (microwave power), and the temperature that controls the temperature of the sample It has been found that the controller set temperature and the like may be compared, calibrated and controlled one by one according to the processing conditions of the process. The present invention is based on this new finding.

各装置構成部品のパラメータを装置校正部品固有のプラズマ状態に与える影響をもとに比較し校正するため、装置構成部品のばらつきによるプラズマ性能差を低減することから、複数のプロセス条件に対してエッチング処理形状の経時変化や装置間差を低減でき、半導体装置のばらつきを抑制することが可能となる。
上に記した以外の課題、校正及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
Since the parameters of each device component are compared and calibrated based on the effect on the plasma state unique to the device calibration component, plasma performance differences due to variations in device components are reduced, and etching is performed for multiple process conditions. Changes in the processing shape with time and differences between devices can be reduced, and variations in semiconductor devices can be suppressed.
Problems, calibration, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

本発明の第1の実施例について図面を用いて説明する。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施では、複数の半導体装置を製造する複数のプラズマ処理装置およびそのプラズマ処理装置の校正方法について説明する。プラズマ処理装置が複数台(例えば2台)あったとし、ここで、そのうち1台を基準装置A、もう1台を機差の校正を行う対象の装置Bとする。装置A,B間には各装置構成部品の性能ばらつきによる機差又は、長期使用による経時変化が存在するものとする。基準装置Aには量産開始前に、所望のエッチング結果となるように、装置パラメータの最適化を行うのに使用した装置が考えられる。
図1は本実施例において、半導体装置を製造するプラズマ処理装置の校正方法を示すフローチャートである。図1のフローチャートは、プラズマ処理装置の校正方法に関わるが、本実施例を説明するのに十分なプラズマ処理装置の校正方法に関わるもののみを示している。
In this embodiment, a plurality of plasma processing apparatuses for manufacturing a plurality of semiconductor devices and a calibration method for the plasma processing apparatuses will be described. Assume that there are a plurality of plasma processing apparatuses (for example, two). Here, one of them is a reference apparatus A, and the other is an apparatus B to be subjected to machine difference calibration. It is assumed that there is a machine difference between the apparatuses A and B due to performance variation of each apparatus component or a change with time due to long-term use. The reference apparatus A may be an apparatus used for optimizing apparatus parameters so that a desired etching result is obtained before mass production is started.
FIG. 1 is a flowchart showing a calibration method of a plasma processing apparatus for manufacturing a semiconductor device in this embodiment. The flowchart of FIG. 1 relates to a plasma processing apparatus calibration method, but only shows a plasma processing apparatus calibration method sufficient to explain the present embodiment.

はじめに基準となる装置Aおよび校正対象の装置Bの装置パラメータのうち、測定器により校正可能な装置パラメータの校正を各装置において行う(ステップS11)。この校正した装置パラメータを用いて、以下のステップにおいてプラズマ状態を把握するためのデータを取得する。校正可能な装置パラメータには、プラズマを発生させるための高周波やマイクロ波のパワー、処理する試料基板にバイアスを印加するための高周波電源の出力が上げられる。これらのパラメータはパワーメータと呼ばれる測定器および疑似抵抗負荷を用いて出力を測定することができ、校正が可能である。なお、ステップS11は必須ではないが、このステップを実行することにより、プラズマ処理装置の、より高精度の校正が可能となる。   First, among the apparatus parameters of the reference apparatus A and the apparatus B to be calibrated, apparatus parameters that can be calibrated by the measuring instrument are calibrated in each apparatus (step S11). Using the calibrated apparatus parameters, data for grasping the plasma state is acquired in the following steps. The apparatus parameters that can be calibrated include the high frequency for generating plasma and the power of the microwave, and the output of the high frequency power source for applying a bias to the sample substrate to be processed. These parameters can be calibrated by measuring the output using a measuring instrument called a power meter and a pseudo resistance load. In addition, although step S11 is not essential, by performing this step, the plasma processing apparatus can be calibrated with higher accuracy.

次に基準装置Aにおいて、装置パラメータの内の一つ以外の条件はすべて固定し、その固定していないパラメータ(以下、対象パラメータ)を順次変化させていった場合の各設定値に対して、測定器によって校正したパラメータを基準となるパラメータ(以下、基準パラメータ)として順次変化させ、プラズマを発生させた際の装置センサのデータを取得する(ステップS12)。装置センサのデータとしては、高周波バイアスを印加するための高周波電源のピーク間電圧Vppや高周波電流値、またはプラズマからの発光を分光器で計測した値などである。これを基準パラメータ以外のすべての装置パラメータを対象パラメータとして行う。   Next, in the reference apparatus A, all the conditions except for one of the apparatus parameters are fixed, and for each set value when the non-fixed parameters (hereinafter, target parameters) are sequentially changed, The parameters calibrated by the measuring instrument are sequentially changed as reference parameters (hereinafter referred to as reference parameters), and apparatus sensor data when plasma is generated is acquired (step S12). The device sensor data includes a peak-to-peak voltage Vpp of a high-frequency power source for applying a high-frequency bias, a high-frequency current value, or a value obtained by measuring light emission from plasma with a spectrometer. This is performed using all device parameters other than the reference parameters as target parameters.

次に、基準装置Aで得られた装置センサのデータを用いて、各対象パラメータのプラズマへの影響を数値化する(ステップS13)。対象パラメータの各設定値に対して、基準となる装置パラメータを順次変化させることにより、対象パラメータの設定値ごとに装置センサのデータの曲線を得ることができる。その曲線の1次微分または2次微分を数値微分により計算することで、曲線の極大・極小・変曲点やセンサの出力が飽和する点といった、対象パラメータの各設定値におけるプラズマが特徴的な変化をしめす点を基準パラメータの値により数値化することができる。基準パラメータの値を対象パラメータの各設定値と一対一で対応させることで、対象パラメータと基準パラメータとを軸とする2次元の散布図を作成する事が出来る。この2次元の散布図は各装置パラメータのプラズマに対する固有の影響を表しており、各装置パラメータのフィンガープリントと定義する。装置センサのデータの曲線に極大となる点等の特徴的な点が現れない装置パラメータの場合には、装置センサのデータにしきい値を設定し、そのしきい値を超える、またはしきい値よりも下がる基準パラメータの値を対象パラメータの各設定値と対応させればよい。   Next, using the data of the device sensor obtained by the reference device A, the influence of each target parameter on the plasma is digitized (step S13). By sequentially changing the reference device parameter for each set value of the target parameter, it is possible to obtain a data curve of the device sensor data for each set value of the target parameter. By calculating the first or second derivative of the curve by numerical differentiation, the plasma at each set value of the target parameter, such as the maximum / minimum / inflection point of the curve and the point where the sensor output is saturated, is characteristic. The change point can be quantified by the value of the reference parameter. By associating the value of the reference parameter with each set value of the target parameter on a one-to-one basis, a two-dimensional scatter diagram with the target parameter and the reference parameter as axes can be created. This two-dimensional scatter diagram represents the unique effect of each device parameter on the plasma and is defined as the fingerprint of each device parameter. In the case of a device parameter that does not show a characteristic point such as a maximum point in the device sensor data curve, a threshold value is set in the device sensor data and the threshold value is exceeded or exceeded. The value of the reference parameter that falls can be associated with each set value of the target parameter.

また多くの場合、装置センサのデータには雑音が含まれる。そのため、元の曲線をローパスフィルタに通してから数値微分を行うか、平滑化微分法を用いて数値微分を行う事で、雑音の影響を低減し極大となる点等の特徴的な点を得ることが出来る。   In many cases, the device sensor data includes noise. Therefore, by performing numerical differentiation after passing the original curve through a low-pass filter, or by performing numerical differentiation using the smoothed differentiation method, characteristic points such as a point where the influence of noise is reduced and maximized are obtained. I can do it.

次に装置Bにおいても、装置パラメータの内の一つ以外の条件はすべて固定し、その固定していないパラメータを対象パラメータとして順次変化させていった場合の各設定値に対して、基準パラメータを順次変化させ、プラズマを発生させた際の装置センサのデータを取得する。これを、基準パラメータ以外のすべての装置パラメータを対象パラメータとして行う(ステップS14)。そして、基準装置Aで用いたのと同様の方法により各装置パラメータのフィンガープリントを算出する(ステップS15)。   Next, in apparatus B, all the conditions except for one of the apparatus parameters are fixed, and the reference parameter is set for each set value when the unfixed parameter is sequentially changed as the target parameter. Data of the device sensor when the plasma is generated by sequentially changing is acquired. This is performed using all device parameters other than the reference parameters as target parameters (step S14). Then, the fingerprint of each device parameter is calculated by the same method as that used in the reference device A (step S15).

次に基準装置Aと装置Bの各装置パラメータのフィンガープリントを比較する。(ステップS16)。比較には各装置パラメータの基準装置Aと装置Bの2つのフィンガープリントの相互相関関数を用いる。相互相関関数を用いて、2つのフィンガープリントの曲線間の距離を、相互相関化数が最大となるときの装置パラメータの差に対応させて算出する。距離の絶対値がしきい値以下ならばフィンガープリントが同等であるとみなし校正を終了し、装置Bにおいても量産を開始する。   Next, the fingerprints of the device parameters of the reference device A and the device B are compared. (Step S16). For comparison, the cross-correlation function of the two fingerprints of the reference device A and device B for each device parameter is used. Using the cross-correlation function, the distance between the two fingerprint curves is calculated corresponding to the difference in device parameters when the cross-correlation number is maximized. If the absolute value of the distance is less than or equal to the threshold value, it is considered that the fingerprints are equivalent, the calibration is terminated, and the apparatus B also starts mass production.

フィンガープリントに相違がある装置パラメータがあれば、フィンガープリント間の距離を装置パラメータのオフセット値Eと定義し機差の校正を行う(ステップS17)。校正はこのオフセット値Eを用いて、基準装置Aで最適化されたパラメータSを装置Bに設定した際に、自動的に装置Bにおいて、装置Bでの実際のパラメータS
=S−E
と変換することで行う。この校正を行う事により、基準装置Aおよび装置Bのプラズマの変化の特性を合わせることができ、エッチング処理形状の経時変化や装置間差を低減することできる。その後、再度ステップS14に戻り、オフセット値による校正を行った状態で、装置Bのフィンガープリント作成のためのデータを取得する。なお、オフセット値は公知の方法で求めることができる。例えば、それぞれ基点を有するデータシートを左右に移動・回転して目視により重ね合わせ、基点位置の差をオフセット値として用いることができる。また、公知の画像認識により自動でオフセット値を算出することもできる。
If device parameters in the fingerprint has differences, to calibrate the offset value E B and defined machine difference of the distance device parameters between fingerprint (step S17). Calibration using this offset value E B, when the optimized parameters S A at datum A is set to device B, the automatic device B, and the actual parameter S B of the apparatus B S B = S A -E B
And convert it. By performing this calibration, it is possible to match the plasma change characteristics of the reference device A and the device B, and to reduce the time-dependent change in the etching process shape and the difference between the devices. Thereafter, the process returns to step S14 again, and the data for creating the fingerprint of the apparatus B is acquired in a state where calibration by the offset value is performed. The offset value can be obtained by a known method. For example, a data sheet having a base point can be moved and rotated left and right and superimposed by visual observation, and the difference between the base points can be used as an offset value. Also, the offset value can be automatically calculated by known image recognition.

複数の装置パラメータについて同時にオフセット値を計算し校正を行い、再度装置Bのフィンガープリントの作成を行う事ができる。しかし校正は、フィンガープリント間の距離がしきい値以上となる全装置パラメータに対して同時に行う必要は無く、オフセット値が相対的に多きいなどの基準により1つ又は2つ以上を選んで校正を行い、ステップS14に戻ってもよい。   The offset value can be simultaneously calculated and calibrated for a plurality of apparatus parameters, and the fingerprint of apparatus B can be created again. However, calibration does not need to be performed simultaneously for all device parameters where the distance between fingerprints is greater than or equal to a threshold value, and one or more calibrations are selected according to criteria such as a relatively large offset value. May be returned to step S14.

また、装置Bの機差が大きくなりプラズマの特性が変化し、フィンガープリントの曲線の形状が大きく異なる場合がありうる。曲線の形状が大きく異なる場合はオフセット値を用いた機差の校正を行うことは出来ず、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査が必要となる。フィンガープリントの形状が異なる場合、相互相関関数の値が小さくなるため、相互相関関数の最大値が設定したしきい値以下ならば、曲線の形状が相違していると判定し、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査を行う。   In addition, the machine difference of the apparatus B is increased, the plasma characteristics are changed, and the shape of the fingerprint curve may be greatly different. If the shapes of the curves differ greatly, it is not possible to calibrate the machine difference using the offset value, and maintenance by the engineer and investigation of the cause of the machine difference are required. If the fingerprint shapes are different, the value of the cross-correlation function will be small, so if the maximum value of the cross-correlation function is less than or equal to the set threshold, it will be determined that the shape of the curve is different, Investigate the cause of the machine difference.

さらに、オフセット値による校正を行い、フィンガープリントを再度取得するという繰り返しを何度も行っても、全装置パラメータのフィンガープリント間の距離がしきい値以下にならない場合もありうる。その場合は、オフセット値で校正できる部分以外に機差の要因があると考えられる。そのためステップS16の比較の繰り返し回数に規定回数を設定し、比較回数が規定回数以上となる場合も、エンジニアによるメンテナンスや機差の要因調査を行う。   Furthermore, even if calibration with an offset value is performed and fingerprints are acquired again and again, the distance between fingerprints of all device parameters may not fall below a threshold value. In that case, it is considered that there is a machine difference factor other than the portion that can be calibrated by the offset value. For this reason, a prescribed number is set as the number of comparison repetitions in step S16, and even when the number of comparisons exceeds the prescribed number, maintenance by the engineer and a factor difference investigation are performed.

また、各対象パラメータの設定値を最大設定値で割るにことより無次元化した上で、装置の複数のフィンガープリントを合わせて一つのフィンガープリントとすることが出来る。それにより、一つにしたフィンガープリントの曲線間の距離を計算し、その距離を元の各対象パラメータの次元に戻すことでオフセット値を求めることが出来る。複数の装置パラメータにより作成されたフィンガープリントを比較し、装置オフセットを決定することにより、複数の装置パラメータに依存する経時変化、装置間差をより高精度に補正することが可能となり、処理の再現性を向上させることが可能となる。   Moreover, after making the dimensionless by dividing the set value of each target parameter by the maximum set value, a plurality of fingerprints of the apparatus can be combined into one fingerprint. Thereby, the distance between the curves of the fingerprints made into one can be calculated, and the offset value can be obtained by returning the distance to the original dimension of each target parameter. By comparing fingerprints created with multiple device parameters and determining device offsets, it is possible to more accurately correct changes over time and differences between devices depending on multiple device parameters, and reproduce the process. It becomes possible to improve the property.

図2は本実施例に係るプラズマ処理装置の全体構成の概略を示す縦断面図である。真空容器101の上部に、真空容器101内にエッチングガスを導入するためのシャワープレート102、誘電体窓103を設置し、密封することにより処理室104を形成する。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an outline of the entire configuration of the plasma processing apparatus according to this embodiment. A processing chamber 104 is formed by installing a shower plate 102 and a dielectric window 103 for introducing an etching gas into the vacuum vessel 101 and sealing the upper portion of the vacuum vessel 101.

シャワープレート102にはエッチングガスを流すためのガス供給装置105が接続される。また、真空容器101には真空排気口106を介し真空排気装置(図示省略)が接続されている。   A gas supply device 105 for flowing an etching gas is connected to the shower plate 102. In addition, a vacuum exhaust device (not shown) is connected to the vacuum vessel 101 via a vacuum exhaust port 106.

プラズマを生成するための電力(マイクロ波パワー)を処理室104に伝送するため、誘電体窓103の上方には電磁波を放射する導波管107(またはアンテナ)が設けられる。導波管107(またはアンテナ)へ伝送される電磁波は電磁波発生用電源109から2.45GHzのマイクロ波を発振させる。処理室104の外周部には、磁場を形成する磁場発生コイル110が設けてあり、電磁波発生用電源109より発振された電力は、形成された磁場との電子サイクロトロン共鳴により、処理室104内にプラズマを生成する。なお、符号108は空洞共振器である。   In order to transmit electric power (microwave power) for generating plasma to the processing chamber 104, a waveguide 107 (or an antenna) that radiates electromagnetic waves is provided above the dielectric window 103. The electromagnetic wave transmitted to the waveguide 107 (or antenna) oscillates a 2.45 GHz microwave from the electromagnetic wave generating power supply 109. A magnetic field generating coil 110 that forms a magnetic field is provided on the outer periphery of the processing chamber 104, and the electric power oscillated from the electromagnetic wave generation power source 109 is generated in the processing chamber 104 by electron cyclotron resonance with the formed magnetic field. Generate plasma. Reference numeral 108 denotes a cavity resonator.

真空容器101にはプラズマの発光状態を観測するための観測窓124、この観測窓より光を導くための光ファイバ125、プラズマの発光スペクトルを観測するため分光器126が備えられている。   The vacuum vessel 101 is provided with an observation window 124 for observing the emission state of plasma, an optical fiber 125 for guiding light from the observation window, and a spectrometer 126 for observing the emission spectrum of plasma.

また、シャワープレート102に対向して真空容器101の下部にはウエハ載置用電極111が設けられる。ウエハ載置用電極111は電極表面が溶射膜(図示省略)で被覆されており、高周波フィルター115を介して静電吸着用直流電源116が接続されている。さらに、ウエハ載置用電極111には、マッチング回路113を介して高周波電源(高周波バイアス電源)114が接続される。またウエハ載置用電極111には、印加される高周波電力のピーク間電圧Vppを測定するピーク間電圧測定回路117および高周波電流を測定する高周波電流測定回路118が接続されている。冷媒用流路119を有し、温調器120に接続されているとともに、ヒーター121を有し、ヒーター制御器122に接続されている。またウエハ載置用電極111には温度センサ123が設置され、その信号はヒーター制御器122に伝送され、ウエハ(被処理物)112の温度を所望の温度になるように、ヒーター121の出力および冷媒の温度を制御する温調器120の設定温度を制御する。   In addition, a wafer mounting electrode 111 is provided below the vacuum vessel 101 so as to face the shower plate 102. The wafer mounting electrode 111 has an electrode surface covered with a sprayed film (not shown), and is connected to a DC power source 116 for electrostatic adsorption through a high frequency filter 115. Further, a high frequency power source (high frequency bias power source) 114 is connected to the wafer mounting electrode 111 via a matching circuit 113. The wafer mounting electrode 111 is connected to a peak-to-peak voltage measurement circuit 117 that measures a peak-to-peak voltage Vpp of the applied high-frequency power and a high-frequency current measurement circuit 118 that measures a high-frequency current. The refrigerant channel 119 is connected to the temperature controller 120, the heater 121 is included, and the heater controller 122 is connected. Further, a temperature sensor 123 is installed on the wafer mounting electrode 111, and its signal is transmitted to the heater controller 122, so that the output of the heater 121 and the temperature of the wafer (processed object) 112 become a desired temperature. The set temperature of the temperature controller 120 that controls the temperature of the refrigerant is controlled.

処理室104内に搬送されたウエハ112は、静電吸着用直流電源116から印加される直流電圧の静電気力でウエハ載置用電極111上に吸着、温度調節され、ガス供給装置105よって所望のエッチングガスを供給した後、処理室104内を所定の圧力とし、処理室104内にプラズマを発生させる。   The wafer 112 transferred into the processing chamber 104 is adsorbed and temperature-adjusted on the wafer mounting electrode 111 by the electrostatic force of the DC voltage applied from the electrostatic attraction DC power source 116, and the gas supply device 105 performs a desired operation. After supplying the etching gas, the inside of the processing chamber 104 is set to a predetermined pressure, and plasma is generated in the processing chamber 104.

ウエハ載置用電極111に接続された高周波電源(高周波バイアス電源)114から高周波電力を印加することにより、一般的に自己バイアスとよばれる負の電圧がウエハ載置用電極111上に発生し、その自己バイアスによってイオンが加速され、プラズマからウエハへイオンを引き込み、ウエハ112がエッチング処理される。   By applying high frequency power from a high frequency power source (high frequency bias power source) 114 connected to the wafer mounting electrode 111, a negative voltage generally called a self-bias is generated on the wafer mounting electrode 111, Ions are accelerated by the self-bias, ions are drawn from the plasma into the wafer, and the wafer 112 is etched.

制御装置127はこれら装置を各処理条件にあわせ制御し、かつ制御装置127が各種装置センサよりデータを受け取りフィンガープリントの算出およびオフセット値を用いた校正を行う。警告器128はステップS16において、フィンガープリントの曲線形状が異なる、またはフィンガープリントの比較回数が規定回数以上となった場合に、制御装置127より信号を受け取り、フィンガープリントを用いた校正が行えないことをエンジニアや装置使用者に対し警告する。   The control device 127 controls these devices in accordance with each processing condition, and the control device 127 receives data from various device sensors, calculates a fingerprint, and performs calibration using the offset value. In step S16, the warning device 128 receives a signal from the control device 127 when the fingerprint curve shape is different or the fingerprint comparison count exceeds the specified count, and calibration using the fingerprint cannot be performed. Is warned to engineers and equipment users.

フィンガープリントの例として、基準パラメータをプラズマを生成するための電磁波発生用電源109のパワー(マイクロ波パワー)、フィンガープリント作成対象の装置パラメータを磁場発生コイル110の電流(以下、コイル電流)、取得する装置センサのデータをピーク間電圧測定回路117で測定されたピーク間電圧Vppとした場合を考える。その他、図2の装置において対象パラメータとなる装置パラメータとしては、処理室104内の圧力、ガス供給装置105のガス供給流量、高周波電源114のパワー、温調器120の設定温度などがある。   As an example of the fingerprint, the reference parameter is the power of the electromagnetic wave generation power source 109 for generating plasma (microwave power), and the device parameter for fingerprint creation is the current of the magnetic field generating coil 110 (hereinafter referred to as the coil current) and acquisition. Consider a case where the data of the device sensor to be used is the peak-to-peak voltage Vpp measured by the peak-to-peak voltage measurement circuit 117. In addition, the apparatus parameters that are the target parameters in the apparatus of FIG. 2 include the pressure in the processing chamber 104, the gas supply flow rate of the gas supply apparatus 105, the power of the high-frequency power supply 114, the set temperature of the temperature controller 120, and the like.

図3は基準パラメータであるマイクロ波パワーを順に変化させVppを測定した例である。図3の場合、極大となる点があることがわかる。   FIG. 3 shows an example in which the Vpp is measured by sequentially changing the microwave power as the reference parameter. In the case of FIG. 3, it can be seen that there is a local maximum point.

図4は図3の曲線の平滑化微分法により1次微分を計算したものである。図4で0となる点41は、図3の極大となる点であり、1次微分を求める事で極大となる点を求めることができる。この様な測定および計算を各コイル電流に対して行う。図5はそのようにして求めたフィンガープリントである。   FIG. 4 shows the first derivative calculated by the smoothing differential method of the curve of FIG. A point 41 that is 0 in FIG. 4 is a maximum point in FIG. 3, and a maximum point can be obtained by obtaining a first derivative. Such measurement and calculation are performed for each coil current. FIG. 5 shows the fingerprint thus obtained.

図6は、コイル電流に機差がある場合の基準装置Aと校正対象の装置Bのフィンガープリントを比較したものである。2つの曲線の距離61を計算し、その距離をオフセット値とする。   FIG. 6 compares the fingerprints of the reference device A and the device B to be calibrated when there is a difference in coil current. A distance 61 between the two curves is calculated, and the distance is set as an offset value.

図7は、装置Bに図6で求めたオフセット値を用いて装置Bを校正した場合のフィンガープリントを比較した例である。オフセット値を用いて校正を行う事により、機差を低減する事ができる。上記手法を複数のプロセスに適用することにより、複数のプロセスの処理条件に対してプロセス処理装置の校正が可能となる。なお、装置Aとして部品交換前の装置、装置Bとして部品交換後の装置とすることにより、部品交換後の装置を部品交換前の装置に対して校正することができる。また、装置Aとして装置導入時、装置Bとして経時変化した装置とすることにより、経時変化した装置を導入時の装置に対して校正することができる。   FIG. 7 is an example in which fingerprints are compared when apparatus B is calibrated to apparatus B using the offset value obtained in FIG. By calibrating using the offset value, machine differences can be reduced. By applying the above technique to a plurality of processes, the process processing apparatus can be calibrated with respect to the processing conditions of the plurality of processes. By using the device A as the device before the component replacement and the device B as the device after the component replacement, the device after the component replacement can be calibrated with respect to the device before the component replacement. Further, by setting the device A as a device that has changed over time as the device B and as the device B as a device that has changed over time, the device that has changed over time can be calibrated with respect to the device at the time of introduction.

装置を構成する各装置パラメータを対象パラメータとし、その各設定値に対し基準パラメータを順次変化させて、各装置センサのデータの曲線の極大・極小・変曲点などを求める計算を手動で行ったとすれば膨大な手間がかかる。そのため装置にフィンガープリントを自動で測定・計算する機能を具備させ、自動的にパラメータを順次変化させ、Vppやプラズマの発光スペクトルなど測定することによりを収集しデータベースとして保持しておく。   Each device parameter that constitutes the device is a target parameter, and the reference parameter is sequentially changed with respect to each set value, and the calculation for obtaining the maximum, minimum, inflection point, etc. of the data curve of each device sensor is performed manually. If you do this, it takes a lot of work. For this purpose, the apparatus is provided with a function for automatically measuring and calculating the fingerprint, and the parameters are automatically changed sequentially, and the Vpp and the emission spectrum of the plasma are collected and stored as a database.

本実施例に係るプラズマ処理装置の制御装置127は、測定器(例えばピーク間電圧測定器117や分光器126)から信号を受け取り、上記フィンガープリントを自動に取得するためのプログラムが具備されており、取得したフィンガープリントを格納する記憶媒体を有する。更に得られたフィンガープリントを基準となるフィンガープリントと比較し自動的にその差を極小とするようにオフセット値を算出する公知のアルゴリズムを有する。更に算出されたオフセット値は各装置構成機器のパラメータに格納され、装置間での各装置構成機器の差を狭小となるように制御する。これらフィンガープリントを基準としてオフセット値を求め校正を行うことにより装置間でのプラズマの基本的な特性値の差、およびガス、ラジカル密度等のばらつきが低減されるため、エッチング処理性能に関する装置間差を低減し、半導体装置の性能ばらつきを抑制することが可能となる。   The control device 127 of the plasma processing apparatus according to the present embodiment is provided with a program for receiving a signal from a measuring instrument (for example, a peak-to-peak voltage measuring instrument 117 or a spectroscope 126) and automatically acquiring the fingerprint. And a storage medium for storing the obtained fingerprint. Furthermore, a known algorithm for comparing the obtained fingerprint with a reference fingerprint and automatically calculating an offset value so as to minimize the difference is provided. Further, the calculated offset value is stored in a parameter of each device constituent device, and control is performed so that the difference of each device constituent device between the devices becomes narrow. Differences in basic characteristics of plasma between devices and variations in gas, radical density, etc. are reduced by obtaining and calibrating offset values based on these fingerprints. It is possible to reduce the variation in performance of the semiconductor device.

本実施例によれば、部品交換や経時変化したプラズマ処理装置、或いは複数のプラズマ処理装置間において、複数のプロセスの処理条件に対して校正可能なプラズマ処理装置及びその校正方法を提供することができる。   According to the present embodiment, it is possible to provide a plasma processing apparatus that can be calibrated with respect to processing conditions of a plurality of processes between a plurality of plasma processing apparatuses or a plasma processing apparatus that has changed parts or has changed over time. it can.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。 例えば、誘導結合型プラズマ処理装置(ICP)、容量結合型プラズマ処理装置(CCP)などの他のプラズマ処理装置に対しても適用可能である。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細にしたものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the present invention can be applied to other plasma processing apparatuses such as an inductively coupled plasma processing apparatus (ICP) and a capacitively coupled plasma processing apparatus (CCP). The above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those provided with all the configurations described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It is.

41…極大となる点が現れるマイクロ波パワー、61…2曲線間の距離、101…真空容器、102…シャワープレート、103…誘電体窓、104…処理室、105…ガス供給装置、106…真空排気口、107…導波管、108…空洞共振器、109…電磁波発生用電源、110…磁場発生コイル、111…ウエハ載置用電極、112…ウエハ(被処理物)、113…マッチング回路、114…高周波電源(高周波バイアス電源)、115…高周波フィルター、116…静電吸着用直流電源、117…ピーク間電圧測定回路、118…高周波電流測定回路、119…冷媒用流路、120…温調器、121…ヒーター、122…ヒーター制御器、123…温度センサ、124…観測窓、125…光ファイバ、126…分光器、127…制御装置、128…警告器。 41: Microwave power at which a maximum point appears 61: Distance between two curves 101: Vacuum container 102: Shower plate 103: Dielectric window 104: Processing chamber 105: Gas supply device 106: Vacuum Exhaust port, 107 ... waveguide, 108 ... cavity resonator, 109 ... power supply for electromagnetic wave generation, 110 ... magnetic field generating coil, 111 ... wafer mounting electrode, 112 ... wafer (object to be processed), 113 ... matching circuit, DESCRIPTION OF SYMBOLS 114 ... High frequency power supply (High frequency bias power supply), 115 ... High frequency filter, 116 ... Electrostatic adsorption DC power supply, 117 ... Peak-to-peak voltage measurement circuit, 118 ... High frequency current measurement circuit, 119 ... Refrigerant flow path, 120 ... Temperature control 121: heater, 122 ... heater controller, 123 ... temperature sensor, 124 ... observation window, 125 ... optical fiber, 126 ... spectroscope, 127 ... control Location, 128 ... warning device.

Claims (14)

真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置される被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置において、
前記制御装置は、
プラズマ発生条件の1つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマ状態を把握できる装置センサのデータを把握する第1の把握手段と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第2の把握手段と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
A vacuum vessel, gas introduction means for introducing a gas for plasma into the vacuum vessel, pressure control means for controlling the pressure of the gas introduced into the vacuum vessel, and the gas introduced into the vacuum vessel Plasma generating means for generating plasma in the gas, placing means for placing the object to be plasma-treated in the vacuum vessel, and applying a high frequency bias to the object to be treated placed on the placing means In a plasma processing apparatus comprising a high-frequency power source for supplying power for power and a control device for controlling these means,
The control device includes:
First, the device sensor data that can grasp the plasma state is obtained by sequentially changing one device parameter of the plasma generation condition as a reference and sequentially changing a plurality of device parameters of the other plasma generation conditions. Grasping means,
And a second grasping means for grasping how much the data of the device sensor is shifted as compared with another plasma processing device having the same structure.
請求項1において、
前記第1の把握手段が把握する前記プラズマ状態を把握できる装置センサのデータは、前記装置センサのデータの極大値、極小値、変曲点または装置センサのデータが飽和する点を把握したものであり、
前記第2の把握手段は、その把握した点を用い基準として変化させた装置パラメータとそれに対して変化させた装置パラメータの2つを軸とする散布図を装置パラメータごとに作成し、装置パラメータごとの散布図を別の同一構造のプラズマ処理装置と比較し、各装置パラメータがどれだけシフトしているか把握したものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The device sensor data capable of grasping the plasma state grasped by the first grasping means grasps the maximum value, the minimum value, the inflection point of the device sensor data, or the point at which the device sensor data is saturated. Yes,
The second grasping means creates, for each device parameter, a scatter diagram having two axes, the device parameter changed using the grasped point as a reference and the device parameter changed with respect to the device parameter. The plasma processing apparatus is characterized in that the scatter diagram is compared with another plasma processing apparatus having the same structure to grasp how much each apparatus parameter is shifted.
請求項2において、
比較する前記装置パラメータが2種類以上であることを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 2,
A plasma processing apparatus, wherein the apparatus parameters to be compared are two or more types.
請求項1において、
基準として変化させる前記1つの装置パラメータは、基準となる測定器を用いて予め校正されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the one apparatus parameter to be changed as a reference is calibrated in advance using a measuring instrument as a reference.
請求項1において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源のピーク間電圧Vppを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The plasma processing apparatus characterized in that the data of the apparatus sensor capable of grasping the plasma state includes a peak-to-peak voltage Vpp of the high-frequency power source.
請求項1において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源の高周波電流を含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The plasma processing apparatus characterized in that the data of the apparatus sensor capable of grasping the plasma state includes a high-frequency current of the high-frequency power source.
請求項1において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、プラズマからの発光量を含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
In claim 1,
The plasma processing apparatus, wherein the data of the apparatus sensor capable of grasping the plasma state includes a light emission amount from the plasma.
真空容器と、前記真空容器内にプラズマ用のガスを導入するガス導入手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスの圧力を制御する圧力制御手段と、前記真空容器内に導入された前記ガスにプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、プラズマ処理される被処理物を前記真空容器内に載置する載置手段と、前記載置手段に載置された被処理物に高周波バイアスを印加するための電力を供給する高周波電源と、これら各手段を制御する制御装置とを具備するプラズマ処理装置の校正方法において、
プラズマ発生条件の1つの装置パラメータを基準として順次変化させ、それに対しその他のプラズマ発生条件の複数の装置パラメータを各々順次変化させていき、プラズマの状態を把握できる装置センサのデータを把握する第1の工程と、
前記装置センサのデータを初期または定期的に測定しデータベースとして保持する第2の工程と、
前記装置センサのデータを別の同一構造のプラズマ処理装置と比較しどれだけシフトしているか把握する第3の工程と、
その把握されたシフト分に基づきプラズマ生成条件を調整する第4の工程と、を有することを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
A vacuum vessel, gas introduction means for introducing a gas for plasma into the vacuum vessel, pressure control means for controlling the pressure of the gas introduced into the vacuum vessel, and the gas introduced into the vacuum vessel Plasma generating means for generating plasma in the gas, placing means for placing the object to be plasma-treated in the vacuum vessel, and applying a high-frequency bias to the object placed on the placing means In a plasma processing apparatus calibration method comprising a high-frequency power supply for supplying power for power and a control device for controlling these means,
First, the device sensor data that can grasp the plasma state is obtained by sequentially changing one device parameter of the plasma generation condition as a reference, and sequentially changing a plurality of device parameters of the other plasma generation conditions. And the process of
A second step of initially or periodically measuring the data of the device sensor and holding it as a database;
A third step of grasping how much the data of the device sensor is shifted compared with another plasma processing device of the same structure;
And a fourth step of adjusting a plasma generation condition based on the grasped shift. A calibration method for a plasma processing apparatus, comprising:
請求項8において、
前記第1の工程で把握する、前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記装置センサのデータの極大値、極小値、変曲点または装置センサのデータが飽和する点を把握したものであり、
前記第3の工程は、その把握した点を用い基準として変化させた装置パラメータとそれに対して変化させた装置パラメータの2つを軸とする散布図を装置パラメータごとに作成し、装置パラメータごとの散布図を別の同一構造のプラズマ処理装置と比較し、各装置パラメータがどれだけシフトしているか把握する工程であることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 8,
The device sensor data which can be grasped in the first step and which can grasp the plasma state is obtained by grasping the maximum value, the minimum value, the inflection point of the device sensor data or the point at which the device sensor data is saturated. And
The third step creates, for each device parameter, a scatter diagram with two axes, the device parameter changed using the grasped point as a reference and the device parameter changed in response thereto, for each device parameter. A method for calibrating a plasma processing apparatus, comprising: comparing a scatter diagram with another plasma processing apparatus having the same structure to determine how much each apparatus parameter has shifted.
請求項9において、
比較する前記装置パラメータが2種類以上であることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 9,
A method for calibrating a plasma processing apparatus, wherein the apparatus parameters to be compared are two or more.
請求項8において、
基準として変化させる前記1つの装置パラメータは、基準となる測定器を用いて予め校正されたものであることを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 8,
The method for calibrating a plasma processing apparatus, wherein the one apparatus parameter to be changed as a reference is calibrated in advance using a reference measuring instrument.
請求項8において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源のピーク間電圧Vppを含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 8,
The apparatus sensor data capable of grasping the plasma state includes a peak-to-peak voltage Vpp of the high-frequency power source.
請求項8において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、前記高周波電源の高周波電流を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 8,
The method of calibrating a plasma processing apparatus, wherein the apparatus sensor data capable of grasping the plasma state includes a high-frequency current of the high-frequency power source.
請求項8において、
前記プラズマ状態を把握できる前記装置センサのデータは、プラズマからの発光量を含むことを特徴とするプラズマ処理装置の校正方法。
In claim 8,
The method of calibrating a plasma processing apparatus, wherein data of the apparatus sensor capable of grasping the plasma state includes a light emission amount from plasma.
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