JP3600143B2 - プラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法に係り、特に、複数のプラズマ処理室を有し、より高周波の電力供給に対応して、電力消費効率の向上と被成膜特性の向上とに用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうプラズマ処理装置の一例としては、従来から、図２１に示すような、いわゆる２周波励起タイプのものが知られている。
図２１に示すプラズマ処理装置は、高周波電源１とプラズマ励起電極４との間に整合回路２Ａが介在されている。整合回路２Ａはこれら高周波電源１とプラズマ励起電極４との間のインピーダンスの整合を得るための回路として設けられている。
【０００３】
高周波電源１からの高周波電力は整合回路２Ａを通して給電板３によりプラズマ励起電極４へ供給される。この整合回路２Ａは導電体からなるハウジングにより形成されるマッチングボックス２内に収納されており、プラズマ励起電極４および給電板３は、導体からなるシャーシ２１によって覆われている。
プラズマ励起電極（カソード電極）４の下側には環状の凸部４ａが設けられるとともに、このプラズマ励起電極（カソード電極）４の下には、多数の孔７が形成されているシャワープレート５が凸部４ａに接して設けられている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレート５との間には空間６が形成されている。この空間６にはガス導入管１７が接続されており、導体からなるガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａが挿入されてプラズマ励起電極１４側とガス供給源側とが絶縁されている。
【０００４】
ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の孔７を介してチャンバ壁１０により形成されたチャンバ室６０内に供給される。なお、符号９はチャンバ壁１０とプラズマ励起電極（カソード電極）４とを絶縁する絶縁体である。また、排気系の図示は省略してある。
一方、チャンバ室６０内には基板１６を載置しプラズマ励起電極ともなるウエハサセプタ（サセプタ電極）８が設けられておりその周囲にはサセプタシールド１２が設けられている。
【０００５】
サセプタシールド１２はサセプタ電極８を受けるシールド支持板１２Ａと、このシールド支持板１２Ａの中央部に垂下形成された筒型の支持筒１２Ｂとからなり、支持筒１２Ｂはチャンバ底部１０Ａを貫通して設けられるとともに、この支持筒１２Ｂの下端部とチャンバ底部１０Ａとがベローズ１１により密閉接続されている。
ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、これらの隙間がシャフト１３の周囲の設けられた電気絶縁物からなる絶縁手段１２Ｃによって真空絶縁されるとともに電気的にも絶縁されている。また、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、ベローズ１１により上下動可能となっており、プラズマ励起電極４，８間の距離の調整ができる。
ウエハサセプタ８には、シャフト１３およびマッチングボックス１４内に収納された整合回路を介して第２の高周波電源１５が接続されている。なお、チャンバ壁１０とサセプタシールド１２とは直流的に同電位となっている。
【０００６】
図２２に従来のプラズマ処理装置の他の例を示す。図２１に示すプラズマ処理装置とは異なり、図２２に示すプラズマ処理装置は１周波励起タイプのプラズマ処理装置である。すなわち、カソード電極４にのみ高周波電力を供給しており、サセプタ電極８は接地されている。図２１で示される高周波電源１５とマッチングボックス１４が省略されている。また、サセプタ電極８とチャンバ壁１０とは直流的に同電位となっている。
【０００７】
上記のプラズマ処理装置においては、一般的に１３．５６ＭＨｚ程度の周波数の電力を投入して、両電極４，８の間でプラズマを生成し、このプラズマにより、ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうものである。
【０００８】
そして、このようなプラズマ処理装置の動作確認および、動作の評価方法としては、例えば、以下のように実際に成膜等の処理をおこない、この被成膜特性を評価するというような方法でおこなっていた。
（１）堆積速度と膜面内均一性
▲１▼基板上にプラズマＣＶＤにより所望の膜を成膜する。
▲２▼レジストのパターニングをおこなう。
▲３▼膜をドライエッチングする。
▲４▼アッシングによりレジストを剥離する。
▲５▼膜の膜厚段差を触針式段差計により計測する。
▲６▼成膜時間と膜厚から堆積速度を算出する。
▲７▼膜面内均一性は、６インチ基板面内において１６ポイントで測定する。
（２）ＢＨＦエッチングレート
上記（１）▲１▼〜▲２▼と同様にレジストマスクをパターニングする。
▲３▼ＢＨＦ液に１分間基板を浸漬する。
▲４▼純水洗浄後乾燥し、レジストを硫酸過水（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２）で剥離する。▲５▼上記（１）▲５▼と同様段差を計測する。
▲６▼浸漬時間と段差からエッチング速度を算出する。
（３）絶縁耐圧
▲１▼ガラス基板上にスパッタリングにより導電性膜を成膜し、下部電極としてパターニングする。
▲２▼プラズマＣＶＤにより絶縁膜を成膜する。
▲３▼▲１▼と同様の方法で上部電極を形成する。
▲４▼下部電極用にコンタクト孔を形成する。
▲５▼上下電極にプロービングし、Ｉ−Ｖ特性（電流電圧特性）を測定する。このとき最大電圧として２００Ｖ程度まで印加する。
▲６▼電極面積を１００μｍ角とし、１００ｐＡをよぎるところが、１μＡ／ｃｍ２ に相当するので、この時のＶを絶縁耐圧として定義する。
【０００９】
さらに、上記のようなプラズマ処理装置に対しては、従来から、半導体および液晶製造に用いられる場合において、プラズマ処理速度（成膜時の堆積速度や、加工速度）が早く生産性が高いこと、そして、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布、加工処理ばらつきの膜面内方向分布）に優れていることが、近年、被処理基板の大型化に伴って、一段と強まっている。また、被処理基板の大型化に伴い、投入電力量もｋＷオーダーが投入されるまで増大し、電力消費量が増す傾向にある。このため、電源の高容量化に伴い、電源の開発コストが増大するとともに、装置稼働時には電力使用が増すことからランニングコストを削減することが望まれている。
また、電力消費量が増大することは、環境負荷となる二酸化炭素の排出量が増大する。これは、被処理基板の大型化に伴ってさらに放出量が増大するとともに電力消費効率をさらに下げてしまうため電力消費量が増大するので、この二酸化炭素の放出量削減への要求も高くなっている。
一方、プラズマ励起周波数として、従来一般的であった１３．５６ＭＨｚに対して、これを越える３０ＭＨｚ以上のＶＨＦ帯の周波数を用いるなど、高周波数化を図ることで、生成するプラズマ密度を向上させることができる。その結果として、プラズマＣＶＤなどの堆積装置においては、成膜時の堆積速度を向上させることができる可能性が示されていた。
【００１０】
さらに、上記のようなプラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置に対しては、個々のプラズマチャンバに対して、プラズマ処理の機差をなくし、異なるプラズマチャンバにおいて処理をおこなった被処理基板においても、プラズマ処理速度（成膜時の堆積速度や、加工速度）や生産性、そして、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布等の、処理のばらつきをなくしたいという要求がある。
同時に、プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置に対しては、個々のプラズマチャンバに対して、供給するガス流量や圧力、供給電力、処理時間等の外部パラメータが等しい同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果が得られることが望まれている。
そして、プラズマ処理装置の新規設置時や調整・保守点検時において、複数のプラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間の短縮が求められるとともに、このような調整に必要なコストの削減が要求されていた。
【００１１】
さらに、上記のようなプラズマ処理装置を複数有するプラズマ処理システムに対しても、同様に、各プラズマ処理装置における個々のプラズマチャンバに対して、プラズマ処理の機差をなくしたいという要求が存在していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のプラズマ処理装置においては、１３．５６ＭＨｚ程度の周波数の電力を投入するように設計されており、これ以上の周波数の電力を投入することに対応していない。より具体的には、高周波電力を投入する部分、つまり、プラズマ処理をおこなうプラズマチャンバ全体としては、インピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性が考慮されておらず、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力を投入した場合、電力消費効率があがらず、成膜時に堆積速度を向上することができないばかりか、むしろ、堆積速度が遅くなる場合があったという不具合が生じていた。さらに投入する電力をより高周波数化すると、周波数の上昇に伴って、生成されるプラズマ密度は上昇してピークを迎え、その後、減少に転じて、ついにはグロー放電できなくなってしまい高周波数化の意味がなくなってしまうという不具合が生じていた。
【００１３】
プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性は、それぞれの機械的な寸法等、その形状によって規定されている。しかし、それぞれのプラズマチャンバを構成する各部品は、製造時における加工上、必ず機械的公差により寸法等のばらつきを有している。そして、これらの各部品を組み立ててプラズマチャンバを製造する段階で、各プラズマチャンバにおける機械的寸法等の形状に、組み立て公差によるばらつきが加わる。さらに、各部品の組み立て後には採寸をすることができない箇所も存在し、プラズマチャンバ全体として当初の設計どおりの電気的高周波的な特性を有するように組み立てが終了したか否か定量的に知りうる手段がなく、各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性の機差を知りうる手段がないという問題があった。
このため、次のような不具合が生じていた。
プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムに対しては、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすという設計がなされていないため、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力や、発生するプラズマ密度等がそれぞれ均一になっていない可能性がある。
このため、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用しているにも関わらず、同一のプラズマ処理結果が得られない可能性がある。
したがって、同じプラズマ処理結果を得るためには、個々のプラズマチャンバごとに、それぞれ供給するガス流量や圧力、供給電力、処理時間等の外部パラメータと上記の（１）〜（３）のような評価方法による処理結果とを比較して、これらの相関関係を把握する必要があるが、そのデータ量は膨大なものになり、すべてをおこなうことが困難である。
【００１４】
そして、このようなプラズマ処理装置の動作確認および、動作の評価方法として、上記の（１）〜（３）のような検査方法を採用した場合には、適正な動作をしているかどうかの確認をするためにはプラズマ処理装置を作動させることが必要である上に、プラズマ処理装置の設置場所とは別の検査場所などにおいて被処理基板を複数のステップにより処理測定する必要がある。
このため、評価結果がでるまでには数日、あるいは数週間がかかり、その期間製造ラインを停止しなかった場合、プラズマ処理をおこなった被処理基板の特性は未知であり、仮に、プラズマ処理装置の状態がよくなかった際には、製品としての基準に達しないものを生産してしまうおそれがあるため、より簡便な方法でプラズマ処理装置の動作を適正な状態に維持したいという要求があった。
【００１５】
さらに、複数のプラズマチャンバを有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムに対して上記の（１）〜（３）のような検査方法を採用した場合には、新規設置時や調整・保守点検時において、複数のプラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし、同一のプロセスレシピにより同一処理結果を得るために必要な調整時間が、月単位で必要となってしまう。このため、調整期間の短縮が求められるとともに、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストが膨大なものになるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
▲１▼ 複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の均一化を図ること。
▲２▼ 複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用した際に、プラズマ処理結果の均一化を図ること。
▲３▼ 複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと上記（１）〜（３）のような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすること。
▲４▼ 同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間を短縮すること。
▲５▼ プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度（成膜装置においては堆積速度、加工装置においては加工速度）の向上を図ること。
▲６▼ 被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布、加工処理ばらつきの膜面内方向分布）の向上、および、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの堆積装置においては、堆積した膜における絶縁耐圧等の膜特性の向上を図ること。
▲７▼ 電力の消費効率を向上し、同等の処理速度もしくは膜特性を得るために、従来より少ない投入電力ですむよう、電力損失の低減を図ること。
▲８▼ ランニングコストおよび調整にかかる費用の削減を図るとともに、生産性の向上を図ること。
▲９▼ 適正な動作状態に簡便に維持可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理システムを提供すること。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記整合回路を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記高周波電源を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記高周波電力給電体を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明においては、前記ばらつきの値が０．０３より小さい範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する前記測定位置に、前記プラズマ処理室の高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられることができる。
本発明においては、前記測定位置近傍に、
プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマ処理室の周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることができる。
本発明においては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができる。
本発明のプラズマ処理システムは、上記のプラズマ処理装置が複数設けられることにより上記課題を解決した。
本発明においては、各プラズマ処理室の前記測定用端子に、高周波特性測定器が切り替え自在に接続されてなることができる。
本発明においては、各プラズマ処理室における、前記測定位置と前記測定用端子に接続された高周波特性測定器との間の高周波特性Ａがそれぞれ等しく設定されてなることができる。
本発明においては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができる。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力供給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明においては、前記ばらつきの値を０．０３より小さい範囲であるか確認することができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値であるか確認することができる。
本発明のプラズマ処理システムの検査方法においては、上記のプラズマ処理装置が複数設けられたことができる。
【００１８】
本発明においては、それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）において、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ａ）
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が所定の範囲の値に設定することで、複数のプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。
【００１９】
ここで、本発明においては、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体（給電線）の前記高周波電源側端部とされる測定位置で、前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００２０】
また、本発明においては、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体（給電線）に接続される前記入力端子とされる測定位置で前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路，高周波電力給電体も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００２１】
また、本発明において、具体的には、上記の所定の値を０．１より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめる等、プラズマ処理の均一性を維持することが可能になる。
【００２２】
さらに、上記の所定の値を０．０３より小さい範囲に設定することで、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
【００２３】
また、本発明において、前記高周波数特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかである手段を採用することにより、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺは、プラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに対して、プラズマチャンバの高周波数特性の周波数依存性を見る必要がなく、共振周波数ｆに比べて把握が容易である。また、プラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性をより直接的に捉えることができるパラメータである。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺを見ることに比べて、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波的特性を捉えることができる。
【００２４】
または、前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ である手段を採用することができる。
この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機（プラズマチャンバ）ごとに異なっていると考えられる。上記の範囲に、この第１直列共振周波数ｆ０ を設定することにより、各実機に対しても、従来考慮されていなかったその全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバで均一な動作が期待できるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを提供することが可能となる。これにより、複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。したがって、新規設置時や調整・保守点検時に、各プラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間が、基板への実際の成膜等による従来の検査方法を採用した場合に比べて、大幅に短縮することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の検査処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【００２５】
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ の定義について説明する。
まず、プラズマチャンバのインピーダンスの周波数依存性を計測する。このとき、後述するようにプラズマチャンバのインピーダンス測定範囲を規定し、このインピーダンス測定範囲に対して、供給する電力周波数ｆｅ を含む範囲で測定周波数を変化させてインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定することにより、プラズマチャンバのインピーダンスの周波数依存性を計測する。ここで、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の値に設定される電力周波数ｆｅ に対応して、測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の範囲に設定する。
図６は第１直列共振周波数ｆ０ を説明するためのインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
ついで、図６に示すように、測定周波数に対してインピーダンスＺと位相θをプロットしてインピーダンス特性曲線および位相曲線を描画し、インピーダンスＺの極小値のうち周波数の最小のもの、つまり、測定周波数の低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００２６】
次に、前述のプラズマチャンバのインピーダンス測定範囲（高周波数特性測定範囲）について説明する。
プラズマチャンバには整合回路を介して高周波電源が接続されているが、この整合回路の出力端子よりも出力側をインピーダンス測定範囲とする。
ここで、整合回路は、プラズマチャンバ内のプラズマ状態等の変化に対応してインピーダンスを調整するために、その多くは複数の受動素子を具備する構成とされている。
図３は整合回路２Ａを示す模式図である。
例えば、整合回路２Ａとしては、図３に示すように、高周波電源１とプラズマ放電用の電極４との間に、コイル２３とチューニングコンデンサ２４とが直列に設けられ、さらに、高周波電源１には他のロードコンデンサ２２が並列に接続され一端がアースされている構成の整合回路２Ａが挙げられる。このような整合回路の受動素子のうち、出力最終段の受動素子の出力端子位置で切り離す、つまり、直接電極４側に接続される素子、上記例の場合は、チューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲで、整合回路２Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義する。
【００２７】
また、上記の測定位置に変えて、図３に示すように、高周波電源１と整合回路２Ａを接続する給電線（高周波電力給電体）１Ａを、高周波電源１側端部から切り離し、この高周波電源１側端部とされる測定位置ＰＲ２で、高周波電源１Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義することができる。
さらに、上記の測定位置に変えて、図３に示すように、高周波電源１と整合回路２Ａを接続する給電線（高周波電力給電体）１Ａを、整合回路２Ａ側端部からから切り離し、この整合回路２Ａの給電線１Ａに接続される入力端子とされる測定位置ＰＲ３で、高周波電源１Ａおよび給電線１Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義することができる。
【００２８】
本発明においては、前記プラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ の３倍を、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定することにより、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、電力を効率よくプラズマ発生空間に導入することが可能となり、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理装置と比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の増加を図ることができる。その結果、膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることを可能とすることができる。
【００２９】
また、本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記測定位置に、プラズマチャンバの高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられ、前記測定位置近傍に、プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともにプラズマ励起用の電極側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、プラズマチャンバの周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることにより、測定時に測定用端子と、高周波電源、高周波電力給電体、整合回路、高周波電力配電体、プラズマ励起用の電極に至る導通とを切り離すために、電力供給部分とそれぞれの測定位置に対応した高周波電源側の部分とを着脱する必要がなく、各プラズマチャンバのインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことができる。また、このスイッチによって、測定位置から高周波電源、高周波電力給電体、整合回路、高周波電力配電体等のうち、前記測定範囲外とされるプラズマチャンバの構成をプラズマチャンバの測定範囲に対して機械的に着脱することが不要になるため、それぞれの測定位置に対応したプラズマチャンバの、より正確な高周波特性Ａを測定することが可能となる。したがって、複数のプラズマチャンバに対する高周波特性Ａを簡便に測定することが可能となり、高周波特性Ａの測定時における作業効率を向上し、従来の方法では月単位でかかっていた新規設置時や調整・保守点検時の調整作業を簡便におこなうことができ、より容易に複数のプラズマチャンバごとの機差をなくすことができる。
【００３０】
ここで、具体的には、前記それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記高周波電力配電体端部近傍に、プラズマチャンバの高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられ、前記高周波電力配電体端部と前記測定用端子との間に、プラズマを励起する際には前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマチャンバの周波数特性Ａを測定する際には前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることにより、測定時に電力供給用の導体と整合回路とを切り離すために、電力供給線部分と整合回路とを着脱することなく、各プラズマチャンバのインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなえるとともに、整合回路をスイッチによって切断することができるため、スイッチを介してプラズマチャンバ単独の、より正確なインピーダンス特性を測定することが可能となる。したがって、複数のプラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ を簡便に測定することが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上し、従来の方法では月単位でかかっていた新規設置時や調整・保守点検時の調整作業を簡便におこなうことができ、より容易に複数のプラズマチャンバごとの機差をなくすことができる。
【００３１】
また、本発明において、各プラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記測定用端子に、高周波特性測定器が切り替え自在に接続されてなることにより、非測定時において、測定用端子と高周波特性測定器との接続をプラズマチャンバから切り離すか、スイッチを切り替えることにより、プラズマ発生時に高周波測定器に対して作用する電気的影響を防止することができる。また、複数のプラズマチャンバが並設されている際に、単一のインピーダンス測定器を兼用してこれらのプラズマチャンバの測定をおこなうことができる。これにより、プラズマチャンバと高周波特性測定器との接続を着脱することなく、かつ、インピーダンス等の高周波特性の測定用プローブを着脱することなく、スイッチ切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
さらに、複数のプラズマチャンバの測定用端子に対して、順に高周波特性測定用端子の接続を切り替えてそれぞれの高周波特性を計測することにより、１台の高周波特性測定器によって複数のプラズマチャンバの高周波特性を測定することができる。
【００３２】
また、本発明において、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体側と前記高周波電源側との測定範囲の電気的接続を確保した場合における高周波電源側に接続される測定範囲で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなること、具体例としては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなること、さらなる具体例としては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端子位置で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができ、これらにより、複数のプラズマチャンバに対して、測定用端子に接続された高周波特性測定器からのインピーダンス等の測定値を、いずれも、設定された測定位置に対して、それぞれの測定位置から測定した値に対して同等の補正をおこなった値と見なすことができるため、第１直列共振周波数等の高周波特性Ａの算出の補正が事実上不要となり、実測値の換算が不要となるので、作業効率を向上することができる。
【００３３】
上記を実現する手段としては、各プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）における、前記測定位置と前記測定用端子に接続された高周波特性測定器との間の高周波特性Ａがそれぞれ等しく設定されてなることが挙げられ、具体的には、各プラズマチャンバの整合回路出力側最終段の出力位置からインピーダンス等の高周波特性測定器までの同軸ケーブルの長さを等しくする等の手段を適応することができる。
【００３４】
なお、本発明において、個々のプラズマ処理装置に設けられたプラズマチャンバの数、および、プラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の数およびプラズマチャンバの数は任意に設定することができる。
そして、プラズマ処理装置ごとに、用途が異なりプロセスレシピを一致させる必要がない場合などには上述した第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａの設定条件を、例えばプラズマ処理システム中のプラズマ処理装置ごとに異なった設定とすることも可能である。
【００３５】
さらに、本発明では、第１の高周波電源と、該第１の高周波電源と接続される高周波電極と、前記第１の高周波電源と前記高周波電極との間のインピーダンスの整合を得る整合回路を備えた高周波電極側マッチングボックスと、第２の高周波電源と、前記高周波電極と対向配置され前記第２の高周波電源と接続されるとともに被処理基板を支持するサセプタ電極と、前記第２の高周波電源と前記サセプタ電極との間のインピーダンスの整合を得る整合回路を備えたサセプタ電極側マッチングボックスとを有する、いわゆる２周波数励起型プラズマＣＶＤ処理ユニットにおいても、サセプタ側の電源周波数および整合回路出力端子から測定した第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａに対しても、前述のカソード電極側と同様にして各設定を適用することができる。
【００３６】
本発明のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムにおいて、販売保守者がアップロードした各プラズマ処理室ユニットの動作性能状況を示す性能状況情報に対して、購入発注者が情報端末から公衆回線を介して閲覧を可能とすることにより、購入発注者に対して、購入時に判断基準となる情報を伝達することが可能となり、かつ、使用時における、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの動作性能・保守情報を容易に提供することが可能となる。また、前記性能状況情報が、上述したようにプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能パラメータとしての前記第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａを含むことにより、購入発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能判断材料を提供できるとともに、購入時における適切な判断をすることが可能となる。さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができる。
【００３７】
本発明におけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査方法としては、それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）において、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ａ）
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が所定の範囲の値に設定されているかどうかを検査することで、複数のプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差がなくなる状態に設定されているかどうかを確認することが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にすることができる。その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることができる状態にプラズマチャンバを設定することが可能となる。
各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性は、それぞれの機械的な寸法等、その形状によって規定されている。しかし、それぞれのプラズマチャンバを構成する各部品は、製造時における加工上、必ず機械的公差により寸法等のばらつきを有していた。そして、これらの各部品を組み立ててプラズマチャンバを製造する段階で、各プラズマチャンバにおける機械的寸法等の形状に、組み立て公差によるばらつきが加わっていた。さらに、各部品の組み立て後には採寸することができない箇所も存在していたが、本検査方法を適用することで採寸することなく容易に、かつ、採寸できないものに対しても、定量的にプラズマチャンバの性能を把握でき、電気的高周波的な特性の機差を知ることができる。
【００３８】
ここで、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体（給電線）の前記高周波電源側端部とされる測定位置で、前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００３９】
また、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体（給電線）に接続される前記入力端子とされる測定位置で前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路，高周波電力給電体も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００４０】
さらに、上記の所定の値が０．１より小さい範囲に設定されているか検査することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめる等、プラズマ処理の均一性を維持する状態になっていることを確認することが可能になる。
また、上記の所定の値を０．０３より小さい範囲に設定されているか検査することで、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくした状態に設定することが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバが設定されていることの確認が可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にする状態に設定することができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能な状態にプラズマチャンバを設定することが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができるようになる。
【００４１】
本発明におけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査方法としては、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかである手段を採用することにより、電気的高周波的な特性の機差をなくすようにインピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能とし、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一になるよう設定することができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺはプラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに比べて、プラズマチャンバの高周波数特性の周波数依存性を見る必要がないため、共振周波数ｆにをパラメータに採用した場合に比べてプラズマチャンバの状態を検査する際に容易におこなうことができる。同時に、プラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を、より直接的に捉えることができる。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺをパラメータとして採用することに比べて、さらに容易に検査をおこなうことができるとともに、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を捉えることができる。
【００４２】
または、前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ である手段を採用することにより、機械的構造的な差異を有する各実機（プラズマチャンバ）に対しても、その全般的な電気的高周波的特性をそれぞれ設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバで均一な動作が期待できるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを提供することが可能となる。
これにより、複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。したがって、新規設置時や調整・保守点検時に、各プラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間が、基板への実際の成膜等による従来の検査方法を採用した場合に比べて、検査時間を大幅に短縮することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の検査処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
さらに、複数のプラズマチャンバの測定用端子に対して、順に高周波特性測定用端子の接続を切り替えてそれぞれの高周波特性を計測することにより、１台の高周波特性測定器によって複数のプラズマチャンバの高周波特性を測定することができる。
【００４３】
また、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体側と前記高周波電源側との測定範囲の電気的接続を確保した場合における高周波電源側に接続される測定範囲で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることにより、これにより、複数のプラズマチャンバに対して、測定用端子に接続された高周波特性測定器からのインピーダンス等の測定値を、いずれも、設定された測定位置に対して、それぞれの測定位置から測定した値に対して同等の補正をおこなった値と見なすことができるため、第１直列共振周波数等の高周波特性Ａの算出の補正が事実上不要となり、実測値の換算が不要となるので、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査時における作業効率を向上することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置およびこの性能確認システム，検査方法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は本実施の形態のプラズマ処理装置７１の概略構成を示す図である。本実施の形態のプラズマ処理装置７１は、例えば、トップゲート型ＴＦＴの半導体能動膜をなす多結晶シリコンの成膜からゲート絶縁膜の成膜までの一貫処理が可能なものとされ、複数の処理室ユニットを有する装置とされる。
【００４５】
本実施の形態のプラズマ処理装置７１は、図１に示すように、略七角形状の搬送室７２の周囲に、５つの処理室ユニットと１つのローダ室７３と１つのアンローダ室７４とが連設されている。また、５つの処理室ユニットの内訳としては、アモルファスシリコン膜を成膜する第１成膜室、シリコン酸化膜を成膜する第２成膜室、およびシリコン窒化膜を成膜する第３成膜室からなるプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６，７７、成膜後の被処理基板のアニーリング処理を行うレーザアニール室７８、成膜後の被処理基板の熱処理を行う熱処理室７９、である。
【００４６】
プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）である、第１成膜室７５、第２成膜室７６、第３成膜室７７はそれぞれ異なる種類の膜を成膜するような異なる処理をおこなうことも可能であり、また、同一のプロセスレシピにより同一の処理をおこなうこともできるのものであるが、略同一の構成とされている。そして、これらの複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７においては、後述するように高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ を採用し、そのうち最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを以下の式（１０Ａ）、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が０．１より小さい範囲の値に設定されている。
ここでは第１成膜室７５を例に挙げてその構成を説明する。
【００４７】
図２は本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図、図３は図２におけるプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の整合回路を示す模式図である。
【００４８】
プラズマチャンバ（第１成膜室）７５は、ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理が可能な１周波数励起タイプのプラズマ処理室ユニットとされ、図２に示すように、プラズマを励起するための平行平板型電極４，８が設けられ、この電極４に接続された高周波電源１と、前記プラズマチャンバ７５と前記高周波電源１とのインピーダンス整合を得るための整合回路２Ａとを具備する構成とされる。
同時に、プラズマチャンバ７５は、後述するように、前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲから測定した第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電源１からプラズマチャンバ７５に供給される電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されている。
【００４９】
さらに詳細に説明すると、プラズマチャンバ７５は、図２，図３に示すように、チャンバ室（プラズマ処理室）６０の上部位置に高周波電源１に接続されたプラズマ励起電極（電極）４およびシャワープレート５が設けられ、チャンバ室６０の下部にはシャワープレート５に対向して被処理基板１６を載置するサセプタ電極（対向電極）８が設けられている。プラズマ励起電極４は、給電板３および整合回路２Ａを介して第１の高周波電源１と接続されている。これらプラズマ励起電極４および給電板３は、シャーシ２１に覆われるとともに、整合回路２Ａは導電体からなるマッチングボックス２の内部に収納されている。
給電板３としては、例えば、幅５０〜１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、長さ１００〜３００ｍｍの形状を有する銅の表面に銀めっきを施したものが用いられており、この給電板３は、後述する整合回路２Ａのチューニングコンデンサ２４の出力端子およびプラズマ励起電極４にそれぞれネジ止めなどの結合手段により着脱可能に取り付けられている。
【００５０】
また、プラズマ励起電極（カソード電極）４の下側には環状の凸部４ａが設けられるとともに、このプラズマ励起電極（カソード電極）４の下には、多数の孔７が形成されているシャワープレート５が凸部４ａに接して設けられている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレート５との間には空間６が形成されている。この空間６にはシャーシ２１の側壁を貫通するとともにプラズマ励起電極（カソード電極）４を貫通してガス導入管１７が接続されている。
【００５１】
このガス導入管１７は、導体からなるとともに、ガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａがシャーシ２１内側位置に介挿されてプラズマ励起電極１４側とガス供給源側とが絶縁される。
ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の多数の孔７，７からチャンバ壁１０により形成されたチャンバ室６０内に供給される。チャンバ壁１０とプラズマ励起電極（カソード電極）４とは絶縁体９により互いに絶縁されている。また、図２において、チャンバ室６０に接続されるべき排気系の図示は省略してある。
一方、チャンバ室６０内には基板１６を載置しプラズマ励起電極ともなる盤状のウエハサセプタ（サセプタ電極）８が設けられている。
【００５２】
サセプタ電極（対向電極）８の下部中央には、シャフト１３が接続され、このシャフト１３がチャンバ底部１０Ａを貫通して設けられるとともに、シャフト１３の下端部とチャンバ底部１０Ａ中心部とがベローズ１１により密閉接続されている。これら、ウエハサセプタ８およびシャフト１３はベローズ１１により上下動可能となっており、プラズマ励起電極４，８間の距離の調整ができる。
これらサセプタ電極８とシャフト１３と支持筒１２Ｂとが接続されているため、サセプタ電極８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０は直流的に同電位となっている。さらに、チャンバ壁１０とシャーシ２１は接続されているため、チャンバ壁１０，シャーシ２１，マッチングボックス２はいずれも直流的に同電位となっている。
【００５３】
ここで、整合回路２Ａは、チャンバ室６０内のプラズマ状態等の変化に対応してインピーダンスを調整するために、その多くは複数の受動素子を具備する構成とされている。
整合回路２Ａは、図２，図３に示すように、複数の受動素子として、高周波電源１と給電板３との間に、コイル２３とチューニングコンデンサ２４とが直列に設けられ、これらコイル２３とチューニングコンデンサ２４とには、並列にロードコンデンサ２２が接続され、このロードコンデンサ２２の一端はマッチングボックス２１に接続されている。ここで、チューニングコンデンサ２４は給電板３を介してプラズマ励起電極４に接続されている。
マッチングボックス２は、同軸ケーブルとされる給電線（高周波電力給電体）１Ａのシールド線に接続されており、このシールド線が直流的にアースされている。これにより、サセプタ電極８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０，シャーシ２１，マッチングボックス２は接地電位に設定されることになり、同時に、ロードコンデンサ２２の一端も直流的にアースされた状態となる。
【００５４】
本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の周波数の電力を投入して、両電極４，８の間でプラズマを生成し、このプラズマにより、サセプタ電極８に載置した基板１６にＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうことができる。
このとき、高周波電力は、高周波電源１から給電線１Ａの同軸ケーブル，整合回路２Ａ，給電板３，プラズマ励起電極（カソード電極）４に供給される。一方、高周波電流の経路を考えた場合、電流はこれらを介してプラズマ空間（チャンバ室６０）を経由した後、さらにもう一方の電極（サセプタ電極）８，シャフト１３，サセプタシールド１２，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０を通る。その後、シャーシ２１，マッチングボックス２，給電線１Ａのシールド線を通り、高周波電源１のアースに戻る。
【００５５】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバ７５における高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ について説明する。
【００５６】
第１直列共振周波数ｆ０ は、プラズマチャンバ７５のインピーダンスの周波数依存性を計測し、インピーダンスＺの極小値のうち最小の周波数の値であり、この値が、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値になるよう設定される。
この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、具体的には図４，図５に示すように測定される。図４はプラズマチャンバ７５のインピーダンス特性を説明するための模式図であり、図５は、図３の等価回路を示す回路図である。
【００５７】
プラズマ処理室７５における測定範囲としては、整合回路２Ａの受動素子のうち出力最終段の受動素子の出力端子位置で切り離した状態をその対象とする。つまり、図４に示すように、給電板３に接続されるチューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲで、給電板３と整合回路２Ａの端子との接合部つまりネジ止めを外して整合回路２Ａを切り離した状態のプラズマチャンバ７５を測定範囲とする。
【００５８】
そして図４に破線で示すように、インピーダンス測定器（高周波特性測定器）ＡＮのプローブ１０５を、切り離した出力端子位置ＰＲおよびプラズマチャンバ７５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に接続する。この状態で、インピーダンス測定器ＡＮの発振する測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に変化させて、プラズマチャンバ７５の上記測定範囲に対するインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定する。
このプローブ１０５は、図４に示すように、導線１１０上に絶縁被覆１１２を設け、この絶縁被覆１１２上に外周導体１１１を被覆してなるものである。このプローブ１０５は同軸ケーブルを通してインピーダンス測定器ＡＮに接続されている。ここで、プローブ１０５は、導線１１０を出力端子位置ＰＲに、また、外周導体１１１をシャーシ２１の上面中央とされるアース位置に接続される。
【００５９】
ついで、図６に示すように、測定周波数ｆ（ＭＨｚ）を横軸とし、縦軸としてインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）とを同一のグラフ上にプロットし、インピーダンス特性曲線と位相曲線を描画してゆく。ここで、図においては、左側の縦軸がインピーダンスＺ（Ω）に対応するものであり、右側の縦軸が位相θ（ｄｅｇ）に対応しているとともに、グラフにおいては、実線がインピーダンス特性曲線を示し、破線が位相曲線を表すものである。
そして、図６に実線で描画されたインピーダンス特性曲線の極小値に対応している周波数の値のうち、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ の周波数、つまり、図６に破線で描画された位相曲線において、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００６０】
このとき、測定される第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図４に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
シャフト１３のインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んでガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【００６１】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様にして、図５に示すように、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、シャフト１３のインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に、容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ の一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、プラズマチャンバ７５における第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【００６２】
本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、高周波電源１から供給される電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値になるように設定する。
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ を設定する方法としては、例えば、
▲１▼給電板３の形状（長さ）を調整する。
▲２▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０とのオーバーラップ面積を調整する。
▲３▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の絶縁材料を調節する。
▲４▼サセプタ電極８とチャンバ壁１０とを導体で接続する。
等の手法を適用することができる。
【００６３】
例えば、本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、０〜１００ＭＨｚの範囲の測定周波数ｆ（ＭＨｚ）に対してインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）を測定し、図７に示すように、インピーダンス特性曲線および位相曲線を描画する。そして、
３ｆ０ ＞ ｆｅ （２）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１６．５ＭＨｚとして設定する。
【００６４】
そして、本実施形態のプラズマ処理装置７１においては、プラズマチャンバ（第２成膜室）７６およびプラズマチャンバ（第３成膜室）７７は、プラズマチャンバ７５と略同等の構造とされている。そして、このプラズマチャンバ７６およびプラズマチャンバ７７に対しても、高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ をプラズマチャンバ７５と同様にして設定する。
具体的には、これらプラズマチャンバ７５，７６，７７において、いずれも、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、第１直列共振周波数ｆ０ を測定する。
ところが、この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機ごとに異なっていると考えられる。
【００６５】
そこで、計測したプラズマチャンバ（第１成膜室）７５に対する第１直列共振周波数ｆ０７５ 、プラズマチャンバ（第２成膜室）７６に対する第１直列共振周波数ｆ０７６ 、プラズマチャンバ（第３成膜室）７７に対する第１直列共振周波数ｆ０７７ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この（１０）式で表されるばらつきの値を０．１より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、上述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができる。
【００６６】
上記構成の処理室７５，７６，７７のいずれかにおいてアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の成膜をおこなう際には、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、高周波電源１から高周波電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６上にアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を成膜する。
【００６７】
レーザアニール室７８は、図８に示すように、チャンバ８０の上部にレーザ光源８１が設けられる一方、チャンバ８０内の下部には被処理基板１６を載置するためのステージ８２が直交するＸ方向、Ｙ方向の２方向に水平移動可能に設けられている。そして、レーザ光源８１の出射部８１ａからスポット状のレーザ光８３（１点鎖線で示す）が出射されると同時に、被処理基板１６を支持したステージ８２がＸ方向、Ｙ方向に水平移動することにより、レーザ光８３が被処理基板１６の全面を走査できるようになっている。レーザ光源８１には例えばＸｅＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌ、ＸｅＦ等のハロゲンガスを用いたガスレーザを用いることができる。
また、レーザアニール室７８の構成は、レーザ光を出射するレーザ光源を備え、レーザ光源から出射されるスポット状のレーザ光が被処理基板の表面をくまなく走査できる構成のものであれば、種々の構成の装置を用いることができる。この場合、レーザ光源は例えばＸｅＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌ、ＸｅＦ等のハロゲンガスを用いたガスレーザを用いることができる。膜の種類によってはＹＡＧレーザ等の他のレーザ光源を用いることもでき、レーザ光の照射の形態としては、パルスレーザアニール、連続発振レーザアニールを用いることができる。また、熱処理室の構成は、例えば多段式電気炉型の装置を用いることができる。
【００６８】
熱処理室７９は、図９に示すように、多段式電気炉型のものであり、チャンバー８４内に多段に設けられたヒータ８５の各々に被処理基板１８が載置される構成になっている。そして、ヒータ８５の通電により複数枚の被処理基板１６が加熱されるようになっている。なお、熱処理室８９と搬送室７２との間にはゲートバルブ８６が設けられている。
【００６９】
図１に示すローダ室７３、アンローダ室７４には、ローダカセット、アンローダカセットが着脱可能に設けられている。これら２つのカセットは、複数枚の被処理基板１６が収容可能なものであり、ローダカセットに成膜前の被処理基板１６が収容され、アンローダカセットには成膜済の被処理基板１６が収容される。そして、これら処理室ユニットとローダ室７３、アンローダ室７４の中央に位置する搬送室７２に基板搬送ロボット（搬送手段）８７が設置されている。基板搬送ロボット８７はその上部に伸縮自在なリンク機構を有するアーム８８を有し、アーム８８は回転可能かつ昇降可能となっており、アーム８８の先端部で被処理基板１６を支持、搬送するようになっている。
【００７０】
上記構成のプラズマ処理装置７１は、例えば各処理室ユニットにおける成膜条件、アニール条件、熱処理条件等、種々の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。したがって、このプラズマ処理装置７１を使用する際には、処理前の被処理基板１６をローダカセットにセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボット８７によりローダカセットから各処理室内に被処理基板１６が搬送され、各処理室で一連の処理が順次自動的に行われた後、基板搬送ロボット８７によりアンローダカセットに収容される。
【００７１】
本実施形態のプラズマ処理装置７１およびその検査方法においては、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７のそれぞれにおいて各前記整合回路２Ａの出力端子ＰＲから測定したそれぞれのプラズマチャンバ７５，７６，７７の高周波特性Ａとして第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、上記（１０）式に示すように定義し、この値を０．１より小さい範囲の値に設定することで、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対して電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７の状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７において、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
【００７２】
その結果、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７において例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．１より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバ７５，７６，７７において、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめることができる。
したがって、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７において、機差により被処理基体１６に対する膜面内方向におけるプラズマ処理の均一性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することができ、成膜処理においては、機差により膜厚の膜面内方向分布の均一性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することが可能となる。
【００７３】
同時に、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態の向上、すなわち、堆積した膜における絶縁耐圧や、エッチング液に対する耐エッチング性、そして、いわゆる膜の「固さ」つまり膜の緻密さ等の膜特性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することが可能となる。
ここで、膜の緻密さは例えば、ＢＨＦ液によるエッチングに対する浸食されにくさ、耐エッチング性によって表現可能である。
そのため、従来考慮されていなかったプラズマ処理装置７１の全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバ７５，７６，７７で均一な動作が期待できるプラズマ処理装置７１を提供することが可能となる。
これにより、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。
【００７４】
したがって、新規設置時や調整・保守点検時において、各プラズマチャンバ７５，７６，７７ごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間を、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合に比べて、第１直列共振周波数ｆ０ を測定することにより、大幅に短縮することができる。しかも、本実施形態の検査方法によれば、処理をおこなった基板の評価によりプラズマ処理装置７１の動作確認および、動作の評価をおこなうという２段階の検査方法でなく、ダイレクトにプラズマ処理装置７１の評価をおこなうことが可能で、しかも、プラズマ処理装置７１の実機が設置してある場所で短時間におこなうことが可能である。その上、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合、別々におこなうしかなかった複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対する結果をほぼ同時に実現することができる。
このため、本実施形態の検査方法によれば、製造ラインを数日あるいは数週間停止してプラズマ処理装置７１の動作確認および、動作の評価をする必要がなくなり、製造ラインとしての生産性を向上することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【００７５】
さらに、本実施形態の各プラズマチャンバ７５，７６，７７においては、その第１直列共振周波数ｆ０ の３倍を、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定することにより、従来は、考慮されていなかったププラズマチャンバ７５，７６，７７の全体的な電気的高周波的な特性をそれぞれ適正な範囲に収めることができる。これにより、各プラズマチャンバ７５，７６，７７において動作安定性を向上して、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、高周波電源１からの電力を、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ発生空間に効率よく導入することが可能となる。同時に、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理装置７１と比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の上昇を図ることができる。
その結果、プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度の向上を図ること、つまり、プラズマＣＶＤ等により膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることができる。
【００７６】
なお、各プラズマチャンバ７５，７６，７７において、図１９に示すように、それぞれのインピーダンスが一致する複数本の導線１０１ａ〜１０１ｈの一端をプローブ取付具１０４に接続してなる測定具（フィクスチャ）を使用してプラズマチャンバ７５，７６，７７のインピーダンス特性を測定することも可能である。
プローブ取付具１０４は、例えば５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの銅板を、締め付け部１０６とリング部とができるように成形されている。リング部はプローブ１０５の外側にはめ込み可能な径とされる。このプローブ取付部１０４に導線１０１ａ〜１０１ｈの一端をハンダ付けなどにより電気的に接続する。
導線１０１ａ〜１０１ｈの他端には、測定対象（プラズマチャンバ７５，７６，７７）との着脱用の端子（圧着端子）１０２ａ〜１０２ｈが取り付けられている。
このフィクスチャを使用するに際してはプローブ取付具１０４のリング状部１０４をプローブ１０５にはめ込み、締め付け部１０６で締め付けを行う。一方各導線１０１ａ〜１０１ｈは略点対称となるように圧着端子１０２ａ〜１０２ｈにおいて測定対象に、図２０に示すように、ねじ１１４により着脱自在にねじ止めする
導体１０１ａ〜１０１ｈは、例えばアルミニウム、銅、銀、金により構成すればよく、または、銀、金を５０μｍ以上メッキして構成してもよい。
【００７７】
このような測定具（フィクスチャ）を使用してインピーダンスを測定する方法を図２０を用いて説明する。
まず測定するプラズマチャンバ７５，７６，７７において、高周波電源１とマッチングボックス２をプラズマチャンバ７５，７６，７７から取り外す。インピーダンス測定具のプローブ１０５の導線１１０を給給電板３に接続する。次いでインピーダンス測定具（フィクスチャ）の導線１０１ａ〜１０１ｈに接続する圧着端子１０２ａ〜１０２ｈをプラズマチャンバ７５，７６，７７のハウジング２１に給電板３を中心とする略点対称となるようにネジ１１４によってネジ止めする。インピーダンス測定具をこのように配置した後、測定信号をインピーダンス測定具の導線１１０に供給し、プラズマチャンバ７５，７６，７７の給電板３からプラズマ空間６０を経てハウジング２１に至る経路のインピーダンスを測定する。
これにより、測定対象の大きさ、あるいは、測定する２点間の距離に制約を与えることなく、かつ、測定対象に均一に電流を流すことができ、測定対象のインピーダンスを測定するのに影響を及ぼさない残留インピーダンス値を設定し、より正確にインピーダンス測定をおこなうことができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、プラズマチャンバ７５，７６，７７において、サセプタ電極側８に基板１６を載置してプラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、カソード電極４側に基板１６を取り付けるよう対応することも可能である。
【００７９】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第２実施形態］
図１０は本実施形態のプラズマ処理装置９１の概略構成を示す断面図である。本実施形態のプラズマ処理装置９１は、図１０に示すように、略四角形の搬送室９２の周囲にロードロック室９３と熱処理室９９と処理室９４，９５とが設けられた構成とされている。この装置は基板移載用の搬送ロボットが設置されている搬送室９２を中央にして、各室の間が、ゲートｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４で区切られている。搬送室（待機室）９２と加熱室９９とその他の処理室ユニット９４，９５はそれぞれ個別の高真空ポンプによって高真空度に排気されている。ロードロック室９１は低真空ポンプによって低真空度に排気されている。
【００８０】
本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、その構成要素が図１〜図９に示した第１実施形態のプラズマ処理装置７１に対応しており、それぞれ、搬送室７２に搬送室９２が、熱処理室７９に熱処理室９９が、ロードロック室９３がローダ室７３およびアンローダ室７４に対応しており、略同一の構成の部分に関しては説明を省略する。
【００８１】
プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６は、図１〜図４に示した第１実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６に対応して、それぞれ異なる種類の膜を成膜するような異なる処理をおこなうことも可能であり、また、同一のプロセスレシピにより同一の処理をおこなうこともできるのものであるが、略同一の構成とされている。
そして、これらの複数のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６は、図１０に示すように、後述するスイッチＳＷ２等を介してインピーダンス測定器（高周波特性測定器）ＡＮに接続されている。同時に、複数のプラズマチャンバ９５，９６においては、後述するように第１直列共振周波数ｆ０ のうち、最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
として定義し、この値が０．０３より小さい範囲の値に設定されている。
ここではプラズマ処理室ユニット９５を例に挙げてその構成を説明する。
【００８２】
図１１は本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
【００８３】
本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５は、２周波数励起タイプのプラズマ処理室とされ、図２〜図４に示した第１実施形態のプラズマ処理室７５と異なるのはサセプタ電極８側に電力を供給する点と、測定用端子６１およびその付近の構成に関する点と、第１直列共振周波数ｆ０ の設定に関する点である。それ以外の対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のプラズマチャンバ９５，９６は、その第１直列共振周波数ｆ０ が、前記高周波電源１からプラズマチャンバ９５に供給される電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定される。
【００８４】
本実施形態のプラズマチャンバ９５は、図１１に示すように、サセプタ電極８の周囲にサセプタシールド１２が設けられ、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、これらの隙間がシャフト１３の周囲の設けられた電気絶縁物からなる絶縁手段１２Ｃによって真空絶縁されるとともに電気的にも絶縁されている。また、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、ベローズ１１により上下動可能に構成されている。この構成により、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間の距離が調整可能となっている。また、サセプタ電極８は、シャフト１３下端に接続された給電板２８、および、導電体からなるサセプタ電極側マッチングボックス２６内部に収納された整合回路２５を介して第２の高周波電源２７と接続されている。
これら給電板２８は、サセプタシールド１２の支持筒１２Ｂ下端に接続されたシャーシ２９に覆われるとともに、シャーシ２９は、同軸ケーブルとされる給電線２７Ａのシールド線によって接続されマッチングボックス２６とともにアースされている。これにより、サセプタシールド１２，シャーシ２９，マッチングボックス２９は直流的に同電位となっている。
【００８５】
ここで、整合回路２５は、第２の高周波電源２７とサセプタ電極８との間のインピーダンスの整合を図るものとされ、この整合回路２５としては、図１１に示すように、複数の受動素子として、第２の高周波電源２７と給電板２８との間に、チューニングコイル３０とチューニングコンデンサ３１とが直列に設けられ、これらと並列にロードコンデンサ３２が接続され、このロードコンデンサ３２の一端はマッチングボックス２６に接続されており、整合回路２Ａと略同様の構成とされている。マッチングボックス２６は給電線２７Ａのシールド線を介して接地電位に設定されており、同時に、ロードコンデンサ３２の一端がアースされている。なお、チューニングコイル３０と直列にチューニングコイルを接続することや、ロードコンデンサ３２と並列にロードコンデンサを設けることも可能である。
給電板２８としては給電板３と同様なものが適用され、この給電板２８は整合回路２５からの端子およびシャフト１３にそれぞれネジ止めされている。
【００８６】
本実施形態のプラズマチャンバ９５の測定範囲である、整合回路２Ａの受動素子のうち出力最終段の受動素子の出力端子位置のチューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲには、図１１に示すように、前記プラズマチャンバ９５のインピーダンス測定用端子（測定用端子）６１が設けられている。このインピーダンス測定用端子６１は、第１実施形態で測定範囲を規定した出力端子位置ＰＲから、導体によってシャーシ２１の外部までのびている。
そして、整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ付近に、前記整合回路２Ａと前記インピーダンス測定用端子６１とを切り替えるスイッチとして、整合回路２Ａと給電板３との間に設けられるスイッチＳＷ１と、インピーダンス測定用端子６１と給電板との間に設けられるスイッチＳＷ２とが設けられている。
【００８７】
ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を整合回路２Ａ側に接続した場合における整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ側からのインピーダンス特性と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続した場合におけるインピーダンス測定用端子６１側からのインピーダンス特性とが等しく設定される、つまり、図１１に示すように、スイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ とスイッチＳＷ２付近のインピーダンスＺ２ とが等しく設定される。
これは、スイッチＳＷ１を整合回路２Ａ側に接続してスイッチＳＷ２を開いた場合における整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ側つまり出力端子位置ＰＲからスイッチＳＷ２への分岐点ＢまでのインピーダンスＺ１ と、前記スイッチＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続してスイッチＳＷ１を開いた場合におけるインピーダンス測定用端子６１側つまりインピーダンス測定用端子６１からスイッチＳＷ１への分岐点ＢまでのインピーダンスＺ２ とが等しく設定されるということを意味している。
【００８８】
インピーダンス測定用端子６１には、インピーダンス測定器ＡＮのプローブが着脱自在に接続されている。このプローブには、同時に、図１１に破線で示すように、プラズマチャンバ９５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に着脱自在に接続されている。
そして、図１１に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続した場合におけるインピーダンス測定用端子６１から、インピーダンス測定器ＡＮまでのインピーダンスが、プラズマチャンバ９５とプラズマチャンバ９６とで、等しくなるように設定されている。具体的には、インピーダンス測定用端子６１から、インピーダンス測定器ＡＮまでの測定用の同軸ケーブルの長さが等しく設定されている。
【００８９】
本実施形態のプラズマチャンバ９５においては、スイッチＳＷ１を閉じるとともに、スイッチＳＷ２を開いた状態において、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、第１、第２の高周波電源１，２７からプラズマ励起電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６に対して成膜等のプラズマ処理をおこなう。このとき、第１の高周波電源１から１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の周波数の電力を投入する。そして、第２の高周波電源２７からも第１の高周波電源１からと同等か、異なる周波数の電力、例えば１．６ＭＨｚ程度の電力を投入することもできる。
【００９０】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバ９５における高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ は、第１実施形態と同様にして測定・定義する。本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ は、具体的には図１１，図１２に示すように測定・定義される。
図１２は図１１の本実施形態のプラズマ処理装置のインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【００９１】
本実施形態のプラズマチャンバ９５の測定範囲としては、インピーダンス測定用端子６１からみたプラズマチャンバ９５の状態をその対象とする。これは、図１１に示すように、スイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ とスイッチＳＷ２付近のインピーダンスＺ２ とが等しく設定されたことで、出力端子位置ＰＲからみた状態のプラズマチャンバ９５を測定範囲した際のインピーダンス特性に等しいものとなっている。
これは、インピーダンス測定時において整合回路２Ａを電気的に切り離すためには機械的に回路を着脱する必要のあった第１実施形態における測定範囲に対して、本実施形態では、図１１に示すように、スイッチＳＷ１によって切断されている整合回路２Ａは測定範囲に含まれず、測定範囲外とすることができるためで、これにより、プラズマチャンバＣＮのインピーダンス特性を測定することが容易になる。そして、第１実施形態における測定範囲に対して、チューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲと直列に接続されたインピーダンス測定用端子６１、および、サセプタ電極８に接続された整合回路２５をも含んで測定範囲とする。
ここで、図には高周波電源２７が記載してあるが、これは電力供給状態を示すものではなく、整合回路２５の接地状態を示すことを主眼とするものである。というのも、電力供給状態においては、インピーダンス特性を計測することはできないからである。
【００９２】
ここで、第１実施形態における測定範囲と比べるとスイッチＳＷ２が加わっているが、これは、プラズマ発光時にはスイッチＳＷ１は閉じた状態となっている、つまり、インピーダンス特性に対するスイッチＳＷ１の寄与が存在していることに対応している。すなわち、このスイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ と等しいインピーダンスＺ２ を有するスイッチＳＷ２付近を含んで上記測定範囲とすることにより、インピーダンス測定用端子６１からみたプラズマチャンバ９５の測定範囲を、実際にプラズマ発光時に高周波電流の流れる回路状態に近づけてインピーダンス測定の正確性をより向上することが可能となる。
【００９３】
そして、インピーダンス測定器ＡＮのプローブ１０５をインピーダンス測定用端子６１およびプラズマチャンバ９５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に接続する。この状態で、スイッチＳＷ２を閉じるとともに、スイッチＳＷ１を開いた状態に設定して、インピーダンス測定器ＡＮの発振する測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に変化させて、プラズマチャンバ９５の上記測定範囲に対するインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定する。
【００９４】
ついで、図１３に示すように、測定周波数ｆ（ＭＨｚ）を横軸とし、縦軸としてインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）とを同一のグラフ上にプロットしていく。ここで、図において、左側の縦軸はインピーダンスＺ（Ω）であり、右側の縦軸は位相θ（ｄｅｇ）に対応している。描画されたインピーダンス特性曲線（実線）および位相曲線（破線）のうち、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ の周波数、つまり、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００９５】
このとき、測定される第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図１２に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
整合回路２５からの寄与
サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ
サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んでガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【００９６】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様と見なせる状態として、図１２に示すように、スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ 、サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ が、等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【００９７】
このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ を、高周波電源１から供給される電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ を設定する方法としては、例えば、
▲１▼給電板３の形状長さを変化する。
▲２▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０とのオーバーラップ面積を減少する。
▲３▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の絶縁材料を厚くする。
▲４▼サセプタ電極８とチャンバ壁１０とを導体で接続する等調整する。
等の手法を適用することができる。
【００９８】
例えば、本実施形態のプラズマ処理装置においては、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、０〜１５０ＭＨｚの範囲の測定周波数ｆ（ＭＨｚ）に対してインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）を測定し、図１３に示すように、インピーダンス特性曲線および位相曲線を描画する。そして、
ｆ０ ＞ ３ｆｅ （４）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１２３．７８ＭＨｚとして設定する。
【００９９】
そして、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ｆ０’ ＞ ３ｆｅ （５）
ここで、直列共振周波数ｆ０’は、上記の第１直列共振周波数ｆ０’における、インピーダンス特性の測定と同様にして、プラズマ励起電極４，サセプタ電極８間のインピーダンス特性として定義されるものである。
つまりサセプタ電極８の一端をアースして、プラズマ励起電極８の一端からインピーダンス特性を測定し、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、直列共振周波数ｆ０’として定義している。
直列共振周波数ｆ０’は、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との機械的な形状によって規定される電気的高周波的な特性であり、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ の平方根の逆数に比例する値となる。これにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性を規定できるため、プラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、さらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１００】
さらに、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ に対して、上記（１）式なる関係を満たすように設定する。
【０１０１】
図１４は、プラズマ発光状態における電極間の状態を示す模式図である。
図１４に示すように、この対向する平行平板型とされるプラズマ励起電極４，サセプタ電極８間の距離をｄとし、この電極４，８間の距離方向においてそれぞれの電極４，８と発光時のプラズマとの距離の和をδとする。つまり、プラズマ発光時に目視できるプラズマ発光領域Ｐとプラズマ励起電極４との間のプラズマ発光していない部分の距離をδａ 、プラズマ発光領域Ｐとサセプタ電極８との間のプラズマ発光していない部分の距離をδｂ としたときに、式（６）に示すようにこれらの和をδとする。
δａ ＋δｂ ＝ δ （６）
ここで、電極４，８間の距離ｄと、電極４，８間においてプラズマの発光していない部分の距離の和δとから、実際にプラズマ発光状態における電極４，８間のモデル的な容量Ｃ０”が求められる。
【０１０２】
プラズマ発光時における平行平板電極４，８は、その間にあるプラズマ発光領域Ｐが導体として見なせるため、あたかも、電極４，８間の距離がδになったようにみなすことができる。その結果、プラズマ発光時の平行平板電極４，８間の容量Ｃ０”は、電極４，８間の距離に反比例するため、非プラズマ発光時に容量Ｃ０ だったものが、プラズマ発光時には見かけ上ｄ／δ倍になる。
Ｃ０ ∝ １／ｄ
Ｃ０” ∝ １／δ （７）
∴Ｃ０” ∝ ｄ／δ・Ｃ０
【０１０３】
そして、前記直列共振周波数ｆ０’は容量Ｃ０ の平方根の逆数に比例するため、プラズマ発光時における電極４，８間の直列共振周波数ｆ０”は容量Ｃ０”の平方根の逆数に比例する、つまり、ｄ／δの平方根の逆数に比例する。
ｆ０’ ∝ １／√Ｃ０
ｆ０” ∝ １／√Ｃ０” （８）
∴ｆ０” ∝ （ｄ／δ）−１／２・ｆ０’
【０１０４】
このプラズマ発光時における電極４，８間の直列共振周波数ｆ０”と前記電力周波数ｆｅ との関係を第１直列共振周波数ｆ０ と電力周波数ｆｅ との関係のように設定する。
ｆ０” ＞ ｆｅ （９）
この式（９）を式（８）によって書き直すと、式（１）となる。
【数１】
前記直列共振周波数ｆ０’と前記電力周波数ｆｅ とが、式（１）なる関係を満たしてなることにより、上記のプラズマ発光時におけるモデル的な容量Ｃ０”から規定される直列共振周波数ｆ０”の値と、非プラズマ発光時における電極４，８間の容量から規定される直列共振周波数ｆ０’の値との関係を設定することができる。したがって、直列共振周波数ｆ０’のｄ／δの平方根の逆数倍の値が、電力周波数ｆｅ よりも大きく設定されることにより、プラズマ発光時における電極４，８の直列共振周波数ｆ０’を電力周波数ｆｅ に対して設定し、プラズマ発光時の電力消費効率の向上を図ることが可能となる。
【０１０５】
そして、本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、プラズマチャンバ９６は、プラズマチャンバ９５と略同等の構造とされている。そして、このプラズマチャンバ９６に対しても、上記第１直列共振周波数ｆ０ をプラズマチャンバ９５と同様にして設定する。
具体的には、これらプラズマチャンバ９５，９６において、いずれも、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、第１直列共振周波数ｆ０ を測定する。ところが、この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機ごとに異なっていると考えられる。
【０１０６】
そこで、計測したプラズマチャンバ９５に対する第１直列共振周波数ｆ０９５ 、プラズマ処理室９６に対する第１直列共振周波数ｆ０９６ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ９５，９６の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を０．０３より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、上述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができる。
【０１０７】
また、本実施形態においては、プラズマチャンバ９５，９６の前記測定用端子６１に、それぞれ高周波特性測定器ＡＮが切り替え自在に接続されている。これは、非測定時つまりプラズマ発生時等において、測定用端子６１，６１と高周波特性測定器ＡＮとの接続をプラズマチャンバ９５，９６から切り離すようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えることにより、プラズマ発生時に高周波測定器ＡＮに対して作用する電気的影響を防止することができる。これにより、単一のインピーダンス測定器ＡＮを兼用してこれら複数のプラズマチャンバ９５，９６の高周波特性測定をおこなうことができる。これにより、プラズマチャンバ９５，９６と高周波特性測定器ＡＮとの接続を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態においては、プラズマチャンバ９５，９６における、前記測定位置近辺の分岐点Ｂと前記測定用端子６１，スイッチＳＷ２を介して高周波特性測定器ＡＮとの間の高周波特性Ａ（インピーダンスＺ）がそれぞれ等しく設定されている。これは、具体的に各プラズマチャンバ９５，９６の整合回路２Ａ出力側最終段近辺の分岐点ＢからスイッチＳＷ２付近を含んで前記測定範囲のインピーダンスＺ２ と、スイッチＳＷ２から高周波特性測定器ＡＮまでの同軸ケーブルの長さとが、それぞれ等しく設定されている手段を適応することができる。
【０１０９】
上記構成のプラズマ処理装置９１は、ゲートｇ０を開放して被処理基板１６をロードロック室９３に搬入し、ゲートｇ０を閉塞してロードロック室９３を低真空ポンプによって排気する。ゲートｇ１，ｇ２を開放してロードロック室９３に搬入された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによって熱処理室９９に移動し、ゲートｇ１，ｇ２を閉塞して搬送室９２と熱処理室９９を高真空ポンプによって排気する。ついで基板１６を加熱処理し、終了後、ゲートｇ２，ｇ４を開放して熱処理された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってプラズマチャンバ９５に移動する。プラズマチャンバ９５の基板１６を反応処理し、終了後ゲートｇ４，ｇ３を開放して処理された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってプラズマチャンバ９６に移動する。プラズマチャンバ９６の基板１６を反応処理し、終了後ゲートｇ３，ｇ１を開放して基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってロードロック室９３に移動する。
【０１１０】
このとき、例えば各処理室における成膜条件等の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。したがって、このプラズマ処理装置９１を使用する際には、処理前の被処理基板１６をロードロック室９３のローダカセットにセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボットによりローダカセットから各処理室内に被処理基板１６が搬送され、各処理室で一連の処理が順次自動的に行われた後、基板搬送ロボットによりアンローダカセット（ローダカセット）に収容される。
【０１１１】
上記構成のプラズマチャンバ９５，９６においては、第１実施形態と同様に、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、高周波電源１から高周波電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６上にアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を成膜する。
【０１１２】
本実施形態のプラズマ処理装置９１およびその検査方法においては、第１実施形態と同等の効果を奏するとともに、各プラズマチャンバ９５，９６における前記第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきが０．０３より小さい範囲の値に設定されてなることで、複数のプラズマチャンバ９５，９６に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標として一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバの状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ９５，９６において、プラズマ空間で消費される実効的な電力等をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバ９５，９６に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
【０１１３】
さらに、本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、複数のプラズマチャンバ９５，９６の前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲにインピーダンス測定用端子（測定用端子）６１を設け、この測定用端子６１にインピーダンス測定器ＡＮを着脱自在に接続するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、複数のプラズマチャンバ９５，９６のインピーダンス特性測定時において、第１実施形態のようにプラズマチャンバ９５，９６と整合回路２Ａとを切り離すために、電力供給線と整合回路２Ａとを着脱する必要がない。このため、前記プラズマチャンバ９５，９６のインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。
【０１１４】
さらに、これら複数のプラズマチャンバ９５，９６においてインピーダンスＺ１ とインピーダンスＺ２ とを等しく設定することにより、個々のプラズマチャンバ９５，９６において、プラズマチャンバ９５，９６と整合回路２Ａとを着脱することなく、かつ、インピーダンス測定用プローブ１０５を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみによりインピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定と、プラズマ処理装置の動作状態つまりプラズマ発生状態と、の切り替えを容易におこなうことが可能となる。
ここで、インピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定時において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみにより複数のプラズマチャンバ９５，９６を順に切り替えることができ、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。
【０１１５】
同時に、本実施形態のプラズマ処理装置９１およびその検査方法においては、プラズマチャンバ９５，９６における、前記測定位置近辺の分岐点Ｂと前記測定用端子６１，スイッチＳＷ２を介して高周波特性測定器ＡＮとの間の高周波特性Ａ（インピーダンスＺ）がそれぞれ等しく設定されているため、個々のインピーダンス測定端子６１に接続されたインピーダンス測定器ＡＮからのインピーダンス測定値を、複数のプラズマチャンバ９５，９６において整合回路２Ａ出力側最終段の出力位置ＰＲから測定した値と同等と見なすことができるため、第１直列共振周波数ｆ０ の算出の補正が個々のプラズマチャンバ９５，９６において不要となり、実測値の換算が不要となり、作業効率を向上し、第１直列共振周波数ｆ０ の測定をより正確におこなうことができる。
さらに、複数のプラズマチャンバ９５，９６において直列共振周波数ｆ０’と電力周波数ｆｅ との値を設定することにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性をそれぞれのプラズマチャンバ９５，９６において規定できるため、プラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、本実施形態のプラズマ処理装置９１全体でさらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１１６】
なお、本実施形態において、２つのスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２を設ける構成としたが、分岐点Ｂから出力端子位置ＰＲまでと分岐点Ｂからプローブまでのインピーダンスが等しく設定されていればよく、例えば１つのスイッチによりこれらの接続を切り替え可能とすることもできる。
また、、図１６に示すように、それぞれのプラズマチャンバ９５，９６のスイッチＳＷ２を共通として、測定時に被測定プラズマチャンバを切り替える単一のスイッチＳＷ４を有する構成としてもよい。
【０１１７】
さらに、本実施形態においては、プラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、サセプタ電極側８に対する周波数を設定するよう対応することも可能である。この場合、図１１にＰＲ’で示すように、インピーダンス測定範囲を規定する整合回路２５の出力端子位置を設定することができる。
さらに、平行平板型の電極４，８を有するタイプに変えて、ＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）誘導結合プラズマ励起型、ＲＬＳＡ（ｒａｄｉａｌ ｌｉｎｅ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ）ラジアルラインスロットアンテナ型などのプラズマ処理装置や、ＲＩＥ（Ｒｉａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）反応性スパッタエッチング用の処理装置に適用することもできる。
なお、電極４，８に替えて、ターゲット材を取り付けることにより、プラズマ処理としてスパッタリングをおこなうことも可能である。
【０１１８】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第３実施形態］
図１５は本実施形態のプラズマ処理システムの概略構成を示す模式図である。
【０１１９】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１に示した第１実施形態と略同等のプラズマ処理装置７１，７１’と、図１０に示した第２本実施形態と略同等のプラズマ処理装置９１と、を組み合わせて概略構成されている。先に説明した第１，第２実施形態の構成要素に対応するものには同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１５に示すように、３つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７を有するプラズマ処理装置７１、２つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６を有するプラズマ処理装置９１、および、３つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７を有するプラズマ処理装置７１’が製造ラインの一部を構成するものとされている。
ここで、図１に示した第１実施形態のプラズマ処理装置７１，７１’の部分において、プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６，７７に替えて、図１０に示した第２実施形態における２周波数励起タイプのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５と略同等のプラズマ処理室ユニットを３つ有する構成とされており、これらプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７は略同一の構造とされている。
【０１２１】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１５に示すように、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス測定用端子６１がスイッチＳＷ３を介してインピーダンス測定器ＡＮに接続されている。スイッチＳＷ３は各プラズマチャンバ９５，９６，９７の測定時に測定対象のプラズマチャンバ９５，９６，９７とインピーダンス測定器ＡＮとのみを接続して、それ以外のプラズマチャンバ９５，９６，９７を切断するよう切り替えるスイッチとして設けられている。そして、この測定用端子６１から、スイッチＳＷ３までのインピーダンスが、各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対して等しくなるように、測定用の同軸ケーブルの長さが等しく設定されている。インピーダンス測定用端子６１には、図１１に示す第２実施形態と同様にして、インピーダンス測定器ＡＮのプローブが着脱自在に接続されている。
【０１２２】
ここで、本実施形態の各プラズマチャンバ９５，９６，９７における第１直列共振周波数ｆ０ は、スイッチＳＷ３を切り替えることにより、第２実施形態と同様にして測定し、例えば、４０．６８ＭＨｚとされる電力周波数ｆｅ に対して、
ｆ０ ＞ ３ｆｅ （４）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１２３．７８ＭＨｚとして設定する。
【０１２３】
そして、計測したプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を第２実施形態と同様に０．０３より小さい範囲の値に設定する。
さらに、本実施形態においては、第２実施形態と同様にプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ｆ０’ ＞ ３ｆｅ （５）
同時に、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ に対して、第２実施形態と同様に上記式（１）なる関係を満たすように、直列共振周波数ｆ０’が、電力周波数ｆｅ の（電極間の距離ｄ／プラズマ非発光部の距離δ）の平方根倍よりも大きく設定することができる。
【０１２４】
本実施形態のプラズマ処理システムにおいては、例えば、プラズマ処理前処理をおこなった被処理基板１６に、プラズマ処理装置７１のプラズマチャンバ９５，９６，９７において成膜処理をおこない、ついで、熱処理室７９において加熱処理をおこない、その後、レーザーアニール室７８においてアニール処理をおこなう。次いで、この被処理基板１６をプラズマ処理装置７１から搬出し、図示しないプラズマ処理装置７１と同等の装置におけるプラズマ処理室において、被処理基板１６に順次第２，第３の成膜処理をおこなう。
次いで、このプラズマ処理装置から搬出した被処理基板１６に、図示しない別の処理装置において、フォトリソグラフィー工程によりフォトレジストの形成をおこなう。
そして、被処理基板１６をプラズマ処理装置９１に搬入し、プラズマチャンバ９５，９６においてプラズマエッチングをおこない、次いで、この被処理基板１６をプラズマ処理装置９１から搬出し、図示しないプラズマ処理装置９１と同等の装置におけるプラズマチャンバにおいて、被処理基板１６に成膜処理をおこなう。
次いで、図示しないプラズマ処理装置から搬出された被処理基板１６に、図示しない他の処理装置において、レジストを剥離し、新たにフォトリソグラフィー工程によりパターニングする。
最後に、プラズマ処理装置７１’のプラズマチャンバ９５、９６，９７において被処理基板１６に順次第１，第２，第３の成膜処理がおこなわれ、被処理基板１６をプラズマ処理後処理へと送り、製造ラインにおける本実施形態のプラズマ処理システムにおける工程は終了する。
【０１２５】
本実施形態のプラズマ処理システムおよびその検査方法においては、第１，第２実施形態と同等の効果を奏するとともに、プラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、０．０３より小さい範囲の値に設定することで、複数のプラズマ処理装置７１，９１，７１’において、それぞれ、各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対する電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、プラズマ処理システム全体においてインピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にすることができる。
【０１２６】
その結果、プラズマ処理システム全体において複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバ９５，９６，９７において、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
そのため、従来考慮されていなかったプラズマ処理システムの全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７におけるプラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバ９５，９６，９７で均一な動作が期待できるプラズマ処理システムを提供することが可能となる。
これにより、単一のプラズマ処理装置よりも多数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。
【０１２７】
したがって、本実施形態のプラズマ処理システムおよびその検査方法によれば、新規設置時や調整・保守点検時において、各プラズマチャンバ９５，９６，９７ごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし、各プラズマチャンバ９５，９６，９７において同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間を、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合に比べて、第１直列共振周波数ｆ０ を測定することにより、大幅に短縮することができる。しかも、処理をおこなった基板の評価によりプラズマ処理システムの動作確認および、動作の評価をおこなうという２段階の方法でなく、ダイレクトにプラズマ処理システムの評価を、しかも、プラズマ処理システムの実機が設置してある場所で短時間におこなうことが可能である。その上、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合、別々におこなうしかなかった複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する結果をほぼ同時に実現することができる。
このため、製造ラインを数日あるいは数週間停止してプラズマ処理システムの動作確認および、動作の評価をする必要がなくなり、製造ラインとしての生産性を向上することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【０１２８】
さらに、本実施形態におけるプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定することにより、従来は、考慮されていなかった複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の電気的高周波的な特性を一括して適正な範囲に収めることができる。これにより、動作安定性を向上して、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、高周波電源１からの電力をプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ発生空間に効率よく導入することが可能となる。同時に、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理システムと比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の向上をすべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において図ることができる。その結果、プラズマ処理システム全体としてのプラズマ励起周波数の高周波化による処理速度の向上を図ること、つまり、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマＣＶＤ等により膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることができる。同時に、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ発生の安定性を期待することができる結果、個々のプラズマ処理装置７１，９１，７１’としての動作安定性が高く、同時に全体として動作安定性の高いプラズマ処理システムを提供することが可能となる。しかも、これらを、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において同時に実現することができる。
【０１２９】
したがって、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ密度の上昇によりそれぞれ被処理基体１６における膜面内方向におけるプラズマ処理の均一性の向上を図ることができ、成膜処理においては膜厚の膜面内方向分布の均一性の向上を図ることが可能となる。同時に、プラズマ密度の上昇により、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態の向上、すなわち、堆積した膜における絶縁耐圧や、エッチングに対する耐エッチング性、そして、いわゆる膜の「固さ」つまり膜の緻密さ等の膜特性の向上を図ることが可能となる。
【０１３０】
また、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理システムと比べて生成するプラズマ密度の上昇を図ることができるため、プラズマ処理システム全体として電力の消費効率を向上し、同等の処理速度もしくは膜特性を得るために、従来より少ない投入電力ですむようにできる。しかも、これらを、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において実現することができる。したがって、プラズマ処理システム全体の電力損失の低減を図ること、ランニングコストの削減を図ること、生産性の向上を図ることがより一層可能になる。同時に、処理時間をより短縮することが可能となるため、プラズマ処理に要する電力消費を減らせることから環境負荷となる二酸化炭素の総量をより削減することが可能となる。
【０１３１】
本実施形態におけるプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の直列共振周波数ｆ０’と前記電力周波数ｆｅ との値を設定することにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性を規定できるため、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、プラズマ処理システム全体に対してさらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１３２】
本実施形態のプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲにインピーダンス測定用端子６１を設け、このインピーダンス測定用端子６１に単一のインピーダンス測定器ＡＮをスイッチＳＷ３によって切り替え自在に接続するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、プラズマ処理システムの個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性測定時において、第１実施形態のようにプラズマチャンバ９５と整合回路２Ａとを切り離すために、電力供給線と整合回路２Ａとを着脱する必要がない。また、単一のインピーダンス測定器ＡＮによって複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性および共振周波数特性測定をおこなうことができる。
【０１３３】
このため、前記プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。また、プラズマチャンバ９５，９６，９７と整合回路２Ａとを着脱することなく、かつ、インピーダンス測定用プローブ１０５を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみによりインピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１３４】
さらに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けてこれらのインピーダンスＺ１ とインピーダンスＺ２ とを等しく設定し、同時に、測定用端子６１からスイッチＳＷ３までのインピーダンスを複数のプラズマ処理装置７１，７１’、９１における各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対して等しくなるように設定することで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を切り替えるだけで、インピーダンス測定端子６１に接続されたインピーダンス測定器ＡＮからのインピーダンス測定値を、整合回路２Ａ出力側最終段の出力位置ＰＲから測定した値と同等と見なすことができる。
同時に、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性に対する測定用端子６１からスイッチＳＷ３までのインピーダンス特性の差異を考慮する必要がなくなるため、複数のプラズマ処理装置７１，７１’、９１におけるプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する第１直列共振周波数ｆ０ の算出の補正が不要となり、実測値の換算が不要となり、プラズマ処理システムの電気的高周波的特性の設定における作業効率を向上し、第１直列共振周波数ｆ０ の測定をより正確におこなうことができる。
【０１３５】
なお、本実施形態において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を測定しようとする各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対する切り替え動作を連動させることが可能であり、また、２つのスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の構成を、分岐点から出力端子位置ＰＲまでと分岐点からプローブまでのインピーダンスが等しく設定される１つのスイッチとすることもできる。
【０１３６】
さらに、本発明における上記の各実施形態においては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、サセプタ電極側８に対する周波数を設定するよう対応することも可能である。この場合、図１１にＰＲ’で示すように、インピーダンス測定範囲を規定する整合回路２５の出力端子位置を設定することができる。
さらに、平行平板型の電極４，８を有するタイプに変えて、ＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）誘導結合プラズマ励起型、ＲＬＳＡ（ｒａｄｉａｌ ｌｉｎｅ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ）ラジアルラインスロットアンテナ型などのプラズマ処理装置や、ＲＩＥ（Ｒｉａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）反応性スパッタエッチング用の処理装置に適用することもできる。
【０１３７】
なお、上記の各実施形態においては、図１６に示すように、プラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）９５，９６，９７に対応して、整合回路２Ａと、高周波電源１とが、それぞれ設けられて、プラズマチャンバ９５，９６，９７における整合回路２Ａの接続位置に、ＳＷ４を介してインピーダンス測定器ＡＮを接続したが、図１７に示すように、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する整合回路２Ａ，２Ａ，２Ａが、スイッチ切り替えによって同一の高周波電源１に接続される構成や、図１８に示すように、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７が、スイッチ切り替えによって同一の整合回路２Ａに接続される構成も可能である。この場合、図１７に示すように、プラズマチャンバ９５，９６，９７と整合回路２Ａとの接続位置に、ＳＷ４を介してインピーダンス測定器ＡＮが接続される。
【０１３８】
また、上記の各実施形態においては、高周波特性Ａとして第１直列共振周波数ｆ０ に対する設定を上記式（１０）の様におこなったが、これ以外にも、高周波特性Ａとして、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかを採用し、前記式（１０Ａ）のように設定することができる。これにより、それぞれの特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７設定することが可能となるので、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺは、プラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに対して、プラズマチャンバ９５，９６，９７の高周波数特性の周波数依存性を見る必要がなく、共振周波数ｆに比べて把握が容易である。また、プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性をより直接的に捉えることができる。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺを見ることに比べて、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を捉えることができる。
【０１３９】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの検査方法の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第４実施形態］
図２３は本実施形態のプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
なお、本実施形態において第１ないし第３実施形態と異なるのは、周波数特性の測定範囲に関する点および、測定用端子、スイッチに関する点、および、プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の部分のみであり、プラズマ処理装置としての構成、または、プラズマ処理システムとしての構成に関しては第１ないし第３実施形態に準ずるものとされる。また、これ以外の第１ないし第３実施形態と略同等の構成要素に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４０】
本実施形態においては、プラズマチャンバの構成として第２実施形態と同様の２周波数励起タイプとされるとともに、図２３にＰＲ３で示すように、高周波数特性Ａを測定する測定範囲を規定する測定位置が、各プラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７において、高周波電力を供給する際に高周波電力供給電体（給電線）１Ａを介して高周波電源１に接続される整合回路２Ａの入力端子位置に設定される。この入力端位置ＰＲ３には、プラズマチャンバの高周波数特性Ａを測定するための測定用端子６１と、この測定用端子６１と高周波数特性測定器とを接続する同軸ケーブルとされる接続線６１Ａと、高周波数特性測定時および、プラズマ発生時に、プラズマチャンバに対する接続を給電線１Ａと高周波特性測定器（インピーダンス測定器）ＡＮとの間で切り替えるスイッチＳＷ５とが接続される。
ここで、スイッチＳＷ５で切り替えられる測定位置ＰＲ３から給電線１Ａを介して高周波電源１４までのインピーダンスと、測定位置ＰＲ３から給電線１Ａを介して高周波電源１４までのインピーダンスとがそれぞれ等しく設定されている。具体的には、給電線１Ａと接続線６１Ａとの長さが等しく設定されている。これにより、第２実施形態と同様に、プラズマチャンバと高周波特性測定器ＡＮとの接続を着脱することなく、スイッチＳＷ５切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１４１】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバにおける高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ は、第１ないし第３実施形態と同様にして測定・定義する。本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ は、具体的には図２４，図２５に示すように測定・定義される。
図２４は図２３における本実施形態のプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。図２５は図２４の本実施形態のプラズマチャンバのインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【０１４２】
本実施形態においては、測定される高周波数特性Ａのうち第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図２４に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
接続線６１Ａからの寄与
スイッチＳＷ５のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ
整合回路２Ａからの寄与
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ
サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んだガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【０１４３】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様と見なせる状態として、図２５に示すように、接続線６１Ａからの寄与、スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ、整合回路２Ａからの寄与、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ 、サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ が、等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【０１４４】
このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ を、前述した第１ないし第３実施形態と同様に設定する。そしで、各プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０５，ｆ０６のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、前述の式（１０）のように複数のプラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を０．０３より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、前述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができるとともに、これに加え、例えば
▲５▼特性のそろったロードコンデンサ２２を選択する
▲６▼特性のそろったチューニングコンデンサ２４を選択する
▲７▼チューニングコイル２３の形状（太さ、まき数、長さ）を調整する
等の手法を適用することができる。
【０１４５】
本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその検査方法においては、第１ないし第３実施形態と同等の効果を奏するとともに、測定範囲に整合回路２Ａを含めない場合に比べて、プラズマ処理室６０だけでなく、整合回路２Ａも含めて複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７に対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７においてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路２Ａを含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【０１４６】
さらに、本実施形態においては、給電線１Ａの長さと接続線６１Ａの長さとが等しく設定されているため、スイッチＳＷ５により、測定位置ＰＲ３と高周波測定器ＡＮとの電気的接続を切るとともに整合回路２Ａ側と高周波電源１側との電気的接続を確保した場合における高周波電源１出力端子位置ＰＲ２からプラズマチャンバ側を測定範囲とした際の高周波特性Ａと、スイッチＳＷ５により、測定位置ＰＲ３と高周波測定器ＡＮとの電気的接続を確保するとともに高周波電源１側と整合回路２Ａとの電気的接続を切断した場合における高周波測定器ＡＮの出力端子位置で測定したプラズマチャンバの高周波特性Ａと、が等しく設定されている。
従って、本実施形態においては、図２３、図２４，図２５に示すように、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源１に接続される高周波電力給電体（給電線）１Ａの高周波電源１側端部とされる測定位置ＰＲ２で、プラズマチャンバのそれぞれの高周波特性Ａを測定した場合と同等の高周波特性を測定することが可能である。このように測定範囲を設定することにより、測定範囲に整合回路２Ａ，高周波電力給電体１Ａを含めない場合に比べて、プラズマ処理室６０だけでなく、整合回路２Ａ，高周波電力給電体（給電線）１Ａも含めて複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７に対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７においてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路２Ａ，高周波電力給電体（給電線）１Ａを含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【０１４７】
なお、図２、図１１に示すように、上記の第１ないし第３実施形態においても、本実施形態のように測定範囲を測定位置ＰＲ３よりチャンバ室６０側、および、測定位置ＰＲ２よりチャンバ室６０側として設定することが可能である。
【０１４８】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムの他の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、購入発注者を単に発注者、また販売保守者を単に保守者という。
図２６は本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムのシステム構成図である。
【０１４９】
この図において、参照符号Ｃ１ ，Ｃ２ ，……はクライアント・コンピュータ（以下、単にクライアントという）、Ｓはサーバ・コンピュータ（性能状況情報提供手段，以下単にサーバという）、Ｄはデータベース・コンピュータ（基準情報記憶手段，以下単にデータベースという）、またＮは公衆回線である。クライアントＣ１ ，Ｃ２ ，……とサーバＳとデータベースＤとは、この図に示すように公衆回線Ｎを介して相互に接続されている。
【０１５０】
クライアントＣ１ ，Ｃ２ ，……は、一般に広く普及しているインターネットの通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ等）を用いてサーバＳと通信する機能（通信機能）を備えたものである。このうち、クライアントＣ１ （発注者側情報端末）は、発注者が保守者に発注したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムのプラズマチャンバの性能状況を公衆回線Ｎを介して確認するためのコンピュータであり、サーバＳが保持する「プラズマチャンバの性能情報提供ページ」を情報提供ページ（Ｗｅｂページ）として閲覧する機能（プラズマチャンバの性能状況情報閲覧機能）を備えたものである。また、クライアントＣ２ （保守者側情報端末）は、保守者が上記「性能状況情報」の一部である「第１直列共振周波数ｆ０ 情報」をサーバＳにアップロードするとともに、クライアントＣ１ を介して発注者から発せられた電子メールを受信するためのものである。
ここで、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムは、上記の第１〜第４実施形態に準じる構成とされ、これらと同様のプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）を有する構成とされるとともに、チャンバ数等の構成条件は、任意に設定可能なものとされる。
【０１５１】
上記サーバＳの通信機能は、公衆回線Ｎがアナログ回線の場合にはモデムによって実現され、公衆回線ＮがＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のデジタル回線の場合には専用ターミナルアダプタ等によって実現される。サーバＳは、性能状況情報提供用のコンピュータであり、上記クライアントＣ１ から受信される閲覧要求に応じて、性能状況情報をインターネットの通信プロトコルを用いてクライアントＣ１ に送信する。ここで、上述した発注者が保守者からプラズマ処理装置を納入された時点では、性能状況情報を閲覧するための個別の「閲覧専用パスワード」が保守者から個々の発注者に提供されるようになっている。このサーバＳは、正規な閲覧専用パスワードが提供された場合のみ、性能状況情報のうち動作保守状況情報をクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１５２】
ここで、具体的詳細については後述するが、上記「性能状況情報」は、保守者の販売するプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの機種に関する情報、各機種における仕様書としての品質性能情報、納入された各実機における品質性能を示すパラメータの情報、および、このパラメータ、メンテナンスの履歴情報等から構成されている。
このうち、各実機における品質性能、パラメータ、メンテナンスの履歴情報については、「閲覧専用パスワード」が提供された発注者のみに閲覧可能となっている。
【０１５３】
また、これら「性能状況情報」は、保守者または発注者からサーバＳに提供されるとともに実際の動作・保守状況を示す「動作保守状況情報」と、データベースＤに蓄積されると共にカタログとして未購入のクライアントが閲覧可能な「性能基準情報」とから構成されるものである。「性能基準情報」は、保守者が各プラズマチャンバによっておこなうプラズマ処理に対して客観的に性能を記述するためのものであり、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態を予測可能とするものである。
【０１５４】
本実施形態では、これら「性能基準情報」は、データベースＤに蓄積されるようになっている。
サーバＳは、クライアントＣ１ から受信される「性能状況情報」の閲覧要求に対して、データベースＤを検索することにより必要な「性能基準情報」を取得して、「性能状況情報提供ページ」として発注者のクライアントＣ１ に送信するように構成されている。また、サーバＳは、「閲覧専用パスワード」が提供された発注者から受信される「性能状況情報」の閲覧要求に対しては、同様に、データベースＤを検索することにより必要な「性能基準情報」を取得するとともに、当該「性能基準情報」にクライアントＣ２ を介して保守者から提供された「動作保守状況情報」を組み合わせて「性能状況情報」を構成し、「性能状況情報提供ページ」として発注者のクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１５５】
データベースＤは、このような「性能状況情報」を構成する「性能基準情報」をプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムのプラズマチャンバの機種毎に記憶蓄積するものであり、サーバＳから受信される検索要求に応じてこれら「性能基準情報」を読み出してサーバＳに転送する。図２６では１つのサーバＳのみを示しているが、本実施形態では、汎用性のある「性能基準情報」を保守者が複数箇所から管理する複数のサーバ間で共通利用することが可能なように、これらサーバとは個別のデータベースＤに「性能基準情報」を蓄積するようにしている。
【０１５６】
次に、このように構成されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムの動作について、図２７に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、このフローチャートは、上記サーバＳにおける「性能状況情報」の提供処理を示すものである。
【０１５７】
通常、保守者は、不特定の発注者に対して販売するプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバの「性能状況情報」、特に「性能基準情報」を購入時の指標として提示することになる。一方、発注者は、この「性能基準情報」によってプラズマチャンバＣＮにどのような性能、つまりどのようなプラズマ処理が可能なのかを把握することができる。
【０１５８】
また、保守者は、特定の発注者に対して納入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの「性能状況情報」のうち、「性能基準情報」を使用時の指標として提示するとともに、「動作保守状況情報」を動作状態のパラメータとして提示することになる。一方、ユーザーとしての発注者は、「性能基準情報」と「動作保守状況情報」とを比較することによってプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバの動作確認をおこなうとともにメンテナンスの必要性を認識し、かつ、プラズマ処理状態の状態を把握することができる。
【０１５９】
例えば、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から購入しようとする発注者は、サーバＳにアクセスすることにより、以下のようにして自らが購入しようとするプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの「性能状況情報」の実体を容易に確認することができる。
【０１６０】
まず、発注者がアクセスしようとした場合には、予め設定されたサーバＳのＩＰアドレスに基づいてクライアントＣ１ からサーバＳに表示要求が送信される。一方、サーバＳは、上記表示要求の受信を受信すると（ステップＳ１）、カタログページＣＰをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ２）。
図２８は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信されたメインページＣＰの一例である。このカタログページＣＰには、保守者が販売する多数の機種毎にその「性能状況情報」のうち「性能基準情報」を表示するための機種選択ボタンＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４…、と、後述するように、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から納入された発注者の使用するカスタマーユーザ画面の表示要求をするためのカスタマーユーザボタンＫ４から構成されている。
【０１６１】
例えば、発注者がクライアントＣ１ に備えられたポインティングデバイス（例えばマウス）等を用いることによって上記プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの機種を選択指定した後、機種選択ボタンＫ１〜Ｋ４…のいずれかを選択指定すると、この指示は、「性能状況情報」のうち「性能基準情報」の表示要求としてサーバＳに送信される。
【０１６２】
この表示要求を受信すると（ステップＳ３）、サーバＳは、選択された機種のうち、表示要求された情報に該当するサブページをクライアントＣ１ に送信する。すなわち、サーバＳは、「性能基準情報」の表示が要求された場合（Ａ）、図２９に示すような選択された機種を指定することによってデータベースＤから「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータ、およびこれらのデータにおけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システム毎の、各パラメータのばらつきの値のデータを取得し、これらの掲載された仕様書ページＣＰ１をクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ４）。
【０１６３】
仕様書ページＣＰ１には、図２９に示すように、選択された機種を示す機種種別Ｋ６、真空性能表示欄Ｋ７、給排気性能表示欄Ｋ８、温度性能表示欄Ｋ９、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０から構成されている。これらは、選択された機種のプラズマチャンバにおける「性能基準情報」に対応するものであり、それぞれ、
真空性能表示欄Ｋ７には、
到達真空度 １×１０−４Ｐａ以下
操作圧力 ３０〜３００Ｐａ
給排気性能表示欄Ｋ８には、
温度性能表示欄Ｋ９には、
ヒータ設定温度 ２００〜３５０±１０℃
チャンバ設定温度 ６０〜８０±２．０℃
の項目が記載されている。
ここで、ＳＣＣＭ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ） は、標準状態（０℃、１０１３ｈＰａ）に換算した際におけるガス流量を表しており、ｃｍ３／ｍｉｎ に等しい単位を表している。
【０１６４】
そしてこれらのパラメータＰに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきを、それぞれのパラメータＰのうちその最大値Ｐｍａｘ と最小値Ｐｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ｂ）
（Ｐｍａｘ −Ｐｍｉｎ ）／（Ｐｍａｘ ＋Ｐｍｉｎ ） （１０Ｂ）
として定義し、これらのばらつきの値の各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける設定範囲をそれぞれのパラメータの項目に対して表示する。
【０１６５】
また、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０には、前述した第１〜第４実施形態で説明した第１直列共振周波数ｆ０ の値、および、この設定範囲と電力周波数ｆｅ との関係が記載される。また、これ以外にも、電力周波数ｆｅ におけるプラズマチャンバのレジスタンスＲおよびリアクタンスＸ、そして、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８間のプラズマ容量Ｃ０ プラズマ励起電極４と、プラズマチャンバの接地電位とされる各部との間のロス容量ＣＸ 等の値が記載される。また、仕様書ページＣＰ１には、「プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの納入時においては各パラメータ値がこのページに記載された設定範囲内にあることを保証します」という性能保証の文言が記載される。
【０１６６】
これにより、従来は、考慮されていなかったプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの全体的な電気的高周波的な特性およびプラズマチャンバの電気的特性のばらつきを購入時の新たなる指標として提示することができる。また、クライアントＣ１ またはクライアントＣ２ において、これら性能状況情報をプリンタ等に出力しハードコピーを作ることにより、上記の性能状況情報内容の記載されたカタログまたは仕様書として出力することが可能である。さらに、第１直列共振周波数ｆ０ 、レジスタンスＲ、アクタンスＸ、容量Ｃ０ ，ＣＸ 等の値および上記性能保証の文言をクライアントＣ１ …の端末、カタログまたは仕様書等に提示することにより、発注者が、電機部品を吟味するようにプラズマチャンバＣＮの性能を判断して保守者から購入することが可能となる。
【０１６７】
なお、サーバＳは、このようなサブページのクライアントＣ１ への送信が完了した後に、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信されない場合は（ステップＳ５）、次のサブページの表示要求を待って待機し（ステップＳ３）、一方、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信された場合には（ステップＳ５）、当該クライアントＣ１ との交信を終了する。
【０１６８】
また、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から納入した発注者は、サーバＳにアクセスすることにより、以下のようにして自らが購入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの「性能状況情報」の実体を容易に確認することができる。
この発注者は保守者と売買契約を締結した時点で、発注者個別に対応するとともに、購入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの機種番号、およびそれぞれのプラズマチャンバの機種番号にも対応可能なカスタマーユーザＩＤと、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの「動作保守状況情報」を閲覧するための個別の「ユーザー専用パスワード（閲覧専用パスワード）」が保守者から個々の発注者に提供されるようになっている。このサーバＳは、正規な閲覧専用パスワードが提供された場合のみ、「動作保守状況情報」をクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１６９】
まず、発注者がアクセスしようとした場合には、前述のカタログページＣＰにおいて、カスタマーユーザボタンＫ５を指定操作することにより、発注者はカスタマーユーザ画面の表示要求をサーバＳに送信する。
一方、サーバＳは、上記表示要求の受信を受信すると（ステップＳ３−Ｂ）、当該発注者に対して、「閲覧専用パスワード」の入力を促す入力要求としてのサブページをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ６）。図３０はカスタマーユーザページＣＰ２を示すものであり、このカスタマーユーザページＣＰ２はカスタマーユーザＩＤ入力欄Ｋ１１、およびパスワード入力欄Ｋ１２から構成される。
【０１７０】
この入力要求としてのカスタマーユーザページＣＰ２はクライアントＣ１ に表示されるので、発注者は、当該入力要求に応答してプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの識別を可能とするために、保守者から供与された「閲覧専用パスワード」を「カスタマーユーザＩＤ」とともにクライアントＣ１ に入力することになる。
ここで、発注者は、図３０に示すカスタマーユーザＩＤ入力欄Ｋ１１およびパスワード入力欄Ｋ１２に、それぞれ、カスタマーコードＩＤとパスワードを入力する。サーバＳは、クライアントＣ１から正規の「カスタマーユーザＩＤ」および「閲覧専用パスワード」が受信された場合のみ（ステップＳ７）、当該「閲覧専用パスワード」に予め関連付けられた「動作保守状況情報」のサブページをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ９）。
【０１７１】
すなわち、「動作保守状況情報」の閲覧は、上記プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの購入契約を締結した特定の発注者のみ、つまり正規の「閲覧専用パスワード」を知り得るもののみに許可されるようになっており、当該発注者以外の第３者がサーバＳにアクセスしても「動作保守状況情報」を閲覧することができない。通常、保守者は同時に多数の発注者との間で納入契約を締結するとともに、各々の発注者へ複数のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの納入を同時に並行して行う場合があるが、上記「閲覧専用パスワード」は、個々の発注者毎および各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバ毎に相違するものが提供されるので、個々の発注者は、各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバに対して、それぞれ自らに提供された「閲覧専用パスワード」に関連付けられた「動作保守状況情報」を個別に閲覧することができる。
【０１７２】
したがって、納入に係わる秘密情報が発注者相互間で漏洩することを確実に防止することができるとともに、複数のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムが納入された場合にでもそれぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバを個別に識別可能とすることができる。なお、サーバＳは、正規の「閲覧専用パスワード」が受信されない場合には（ステップＳ７）、接続不許可メッセージをクライアントＣ１ に送信して（ステップＳ８）、発注者に「閲覧専用パスワード」を再度入力するように促す。発注者が「閲覧専用パスワード」を誤入力した場合には、この機会に正規の入力を行うことにより「動作保守状況情報」を閲覧することができる。
【０１７３】
このＩＤ、パスワードが確認されると（ステップＳ７）、サーバＳは、表示要求された情報に該当するサブページをデータベースＤから読み出してクライアントＣ１ に送信する。すなわち、サーバＳは、ユーザＩＤによって識別された個別のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバに対する「性能基準情報」「動作保守状況情報」の表示が要求された場合、機種を指定することによってデータベースＤから「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータを取得し、これらの掲載された仕様書ページＣＰ３をクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ９）。
【０１７４】
図３１は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信された「動作保守状況情報」のサブページＣＰ３である。このメンテナンス履歴ページＣＰ３には、図３１に示すように、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの機械番号を示すロット番号表示Ｋ１３、真空性能表示欄Ｋ７、給排気性能表示欄Ｋ８、温度性能表示欄Ｋ９、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０、そして、真空性能メンテナンス欄Ｋ１４、給排気性能メンテナンス欄Ｋ１５、温度性能メンテナンス欄Ｋ１６、プラズマ処理室電気性能メンテナンス欄Ｋ１７から構成されている。これらは、納入された実機の「動性能基準情報」および「動作保守状況情報」に対応するものであり、それぞれ、
真空性能表示欄Ｋ７、真空性能メンテナンス欄Ｋ１４には、
到達真空度 １．３×１０−５Ｐａ以下
操作圧力 ２００Ｐａ
給排気性能表示欄Ｋ８、給排気性能メンテナンス欄Ｋ１５には、
温度性能表示欄Ｋ９、温度性能メンテナンス欄Ｋ１６には、
ヒータ設定温度 ３０２．３±４．９℃
チャンバ設定温度 ８０．１±２．１℃
の項目が記載されている。
【０１７５】
そしてこれらのパラメータＰに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきを、それぞれのパラメータＰのうちその最大値Ｐｍａｘ と最小値Ｐｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ｂ）
（Ｐｍａｘ −Ｐｍｉｎ ）／（Ｐｍａｘ ＋Ｐｍｉｎ ） （１０Ｂ）
として定義し、これらのばらつきの値の各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける設定範囲をそれぞれのパラメータの項目に対して表示する。
【０１７６】
さらに、このサブページＣＰ３には、各プラズマチャンバ毎のメンテナンス欄を表示するための「詳細」ボタンＫ１８が各メンテナンス履歴欄Ｋ１４，Ｋ１５，Ｋ１６，Ｋ１７ごとに設けられ、発注者が、当該情報を閲覧可能となっている。
【０１７７】
発注者が、当該詳細欄により表示要求をおこなった場合には、メンテナンス履歴の詳細情報の記載されたメンテナンス詳細ページＣＰ４がデータベースＤからクライアントＣ１ に送信する。
【０１７８】
図３２は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信された「詳細メンテナンス情報」のサブページＣＰ４である。
図には電気性能メンテナンスのページを示している。
このメンテナンス履歴ページＣＰ３には、図３２に示すように、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの機械番号を示すロット番号表示Ｋ１３、選択された各メンテナンス欄が表示される。ここで、各メンテナンス欄としては、各プラズマチャンバに対応するパラメータＰのメンテナンス時の値と、これらのパラメータＰのばらつきの値とが、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システム、および、各プラズマチャンバ毎のロット番号毎に表示される。
【０１７９】
また、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０およびプラズマ処理室電気性能メンテナンス欄Ｋ１７には、前述した第１〜第４実施形態で説明したように、第１直列共振周波数ｆ０ の値、および、この設定範囲と電力周波数ｆｅ との関係が記載される。また、これ以外にも、電力周波数ｆｅ におけるプラズマチャンバのレジスタンスＲおよびアクタンスＸ、そして、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８間のプラズマ容量Ｃ０ 、プラズマ励起電極４と、プラズマチャンバの接地電位とされる各部との間のロス容量ＣＸ 等の値が記載される。
【０１８０】
同時に、データベースＤから「性能基準情報」としての「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータを取得し、これらを図３１，図３２に示すように、「動作保守状況情報」とセットでメンテナンス履歴ページＣＰ３、メンテナンス詳細ページＣＰ４に表示することにより、「性能基準情報」を参照して「動作保守状況情報」を閲覧することができ、これにより、発注者は、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびプラズマチャンバの「性能状況情報」のうち、「性能基準情報」を使用時の指標として確認するとともに、「動作保守状況情報」を動作状態を示すパラメータとして検討することができる。同時に、「性能基準情報」と「動作保守状況情報」とを比較することによってプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびプラズマチャンバの動作確認をおこなうとともにメンテナンスの必要性を認識し、かつ、プラズマ処理状態の状態を把握することができる。
【０１８１】
なお、サーバＳは、このようなサブページＣＰ３、ＣＰ４のクライアントＣ１ への送信が完了した後に、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信されない場合は（ステップＳ５）、接続不許可メッセージをクライアントＣ１ に送信して（ステップＳ８）、発注者に「閲覧専用パスワード」を再度入力するか、次のサブページの表示要求を待って待機し（ステップＳ３）、一方、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信された場合には（ステップＳ５）、当該クライアントＣ１ との交信を終了する。
【０１８２】
本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムにおいて、購入発注者が販売保守者に発注したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの動作性能状況を示す性能状況情報の閲覧を公衆回線を介して要求する購入発注者側情報端末と、販売保守者が前記性能状況情報をアップロードする販売保守者側情報端末と、前記購入発注者側情報端末の要求に応答して、販売保守者側情報端末からアップロードされた性能状況情報を購入発注者側情報端末に提供する性能状況情報提供手段と、を具備することができ、さらに、前記性能状況情報が、前記第１直列共振周波数ｆ０ およびこのパラメータに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきの値を含むとともに、前記性能状況情報が、カタログまたは仕様書として出力されることにより、販売保守者がアップロードしたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびそのプラズマチャンバの性能基準情報および動作保守状況情報からなる性能状況情報に対して、購入発注者が情報端末から公衆回線を介して閲覧を可能とすることにより、発注者に対して、購入時に判断基準となる情報を伝達することが可能となり、かつ、使用時における、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびそのプラズマチャンバごとの動作性能・保守情報を容易に提供することが可能となる。
また、前記性能状況情報が、上述したようにプラズマチャンバに対する性能パラメータとしての前記第１直列共振周波数ｆ０ およびそのばらつきの値を含むことにより、発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムその各プラズマチャンバに対する性能判断材料を提供できるとともに、購入時における適切な判断をすることが可能となる。さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができる。
【０１８３】
［実施例］
本発明では、複数のプラズマチャンバにおいて、第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきの値を一定以内の値に設定することにより成膜時における膜特性の変化を測定した。
【０１８４】
ここで、実際に使用したプラズマ処理装置は、第２実施形態に示すように２つのプラズマチャンバを有し、これらのプラズマ処理室が２周波数励起タイプのものとされる。
使用したプラズマ処理装置としては、平行平板型の電極４，８のサイズが２５ｃｍ角とされ、これらの電極間隔が１５ｍｍに設定され、その電力が８００Ｗ、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定した。
【０１８５】
（実施例１）
上記のプラズマ処理装置において、実施例１として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．０９に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
（実施例２）
上記のプラズマ処理装置において、実施例２として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．０２に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
（比較例）
上記のプラズマ処理装置において、比較例１として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．１１に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
【０１８６】
上記の実施例１，２および比較例において、実施例および比較例に対する評価として同一のプロセスレシピを適用し、窒化珪素膜を堆積し、以下のように各プラズマ処理室に対する膜厚ばらつきを計測した。
▲１▼ガラス基板上にプラズマＣＶＤによりＳｉＮｘ 膜を成膜する。
▲２▼フォトリソによりレジストのパターニングをおこなう。
▲３▼ＳＦ６ とＯ２ を用いてＳｉＮｘ 膜をドライエッチングする。
▲４▼Ｏ２ アッシングによりレジストを剥離する。
▲５▼ＳｉＮｘ 膜の膜厚段差を触針式段差計により計測する。
▲６▼成膜時間と膜厚から堆積速度を算出する。
▲７▼膜面内均一性は、６インチガラス基板面内において１６ポイントで測定する。
【０１８７】
ここで、成膜時における条件は、
基板温度 ３５０℃
ＳｉＨ４ ４０ｓｃｃｍ
ＮＨ３ ２００ｓｃｃｍ
Ｎ２ ６００ｓｃｃｍ
堆積速度 ほぼ２００ｎｍ／ｍｉｎ程度
である。
これらの結果を表１に示す。
【０１８８】
【表１】
【０１８９】
これらの結果から、第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきの値を設定した場合には、プラズマチャンバごとの機差による膜厚のばらつきが改善されていることがわかる。
つまり、第１直列共振周波数ｆ０ の値を設定することにより、プラズマ処理装置の動作特性が向上している。
【０１９０】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法によれば、複数のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において高周波数特性として第１直列共振周波数ｆ０ 等のばらつきの値を設定することにより、プラズマ処理室毎の機差をなくて同一のプロセスレシピによる略同一のプラズマ処理を得ることが可能になるとともに、プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性、被成膜における膜特性、電力の消費効率、生産性の向上を図ることができ、適正な動作状態に簡便に維持可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理システムを提供することができるという効果、および、購入時における発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能判断材料を提供することが可能となり、さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、 図１におけるプラズマチャンバを示す断面図である。
【図３】図３は、 図２におけるプラズマチャンバの整合回路を示す模式図である。
【図４】図４は、 図１におけるプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。
【図５】図５は、 図４におけるプラズマチャンバの等価回路を示す回路図である。
【図６】図６は、 第１直列共振周波数ｆ０ を説明するためのインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図７】図７は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるプラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ およびインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図８】図８は、 図１におけるレーザアニール室を示す縦断面図である。
【図９】図９は、 図１における熱処理室を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図１１】図１１は、 図１０におけるプラズマチャンバを示す断面図である。
【図１２】図１２は、 図１１におけるプラズマチャンバの等価回路を示す回路図である。
【図１３】図１３は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態における第１直列共振周波数ｆ０ およびインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図１４】図１４は、 プラズマ発光状態における電極間の状態を示す模式図である。
【図１５】図１５は、 本発明に係るプラズマ処理システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
【図１６】図１６は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】図１７は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１８】図１８は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１９】図１９は、 インピーダンス測定器のプローブを示す斜視図である。
【図２０】図２０は、 図１９のインピーダンス測定器のプローブの接続状態を示す模式図である。
【図２１】図２１は、 従来のプラズマ処理装置の一例を示す模式図である。
【図２２】図２２は、 従来のプラズマ処理装置の他の例を示す模式図である。
【図２３】図２３は、 本発明に係るプラズマ処理システムの第４実施形態におけるプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
【図２４】図２４は、 図２３におけるプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。
【図２５】図２５は、 図２４のプラズマチャンバのインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【図２６】図２６は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムを示すシステム構成図である。
【図２７】図２７は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサーバＳの性能状況情報の提供処理を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるメインページＣＰの構成を示す平面図である。
【図２９】図２９は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ１の構成を示す平面図である。
【図３０】図３０は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるメインページＣＰ２の構成を示す平面図である。
【図３１】図３１は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ３の構成を示す平面図である。
【図３２】図３２は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ４の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１…高周波電源
１Ａ，２７Ａ…給電線
２，２６…マッチングボックス
２Ａ，２５…整合回路
３，２８…給電板
４…プラズマ励起電極（カソード電極）
５…シャワープレート
６…空間
７…孔
８…ウエハサセプタ（サセプタ電極）
９…絶縁体
１０…チャンバ壁
１０Ａ…チャンバ底部
１１…ベローズ
１２…サセプタシールド
１２Ａ…シールド支持板
１２Ｂ…支持筒
１３…シャフト
１６…基板（被処理基板）
１７…ガス導入管
１７ａ，１７ｂ…絶縁体
２１，２９…シャーシ
２２，３２…ロードコンデンサ
２３，３０…コイル
２４，３１…チューニングコンデンサ
２７…第２の高周波電源
６０…チャンバ室（プラズマ処理室）
６１…インピーダンス測定用端子（測定用端子）
７１，９１…プラズマ処理装置
７２，９２…搬送室
７３…ローダ室
７４…アンローダ室
７５、７６，７７，９５，９６，９７…プラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）
７８…レーザアニール室
７９，９９…熱処理室
８０，８４…チャンバ
８１…レーザ光源
８２…ステージ
８３…レーザ光
８５…ヒータ
８６…ゲートバルブ
８７…基板搬送ロボット（搬送手段）
８８…アーム
９３…ロードロック室
１０５…プローブ
ＡＮ…インピーダンス測定器（高周波特性測定器）
Ｂ…分岐点
Ｐ…プラズマ発光領域
ＰＲ，ＰＲ’、ＰＲ２，ＰＲ３…出力端子位置
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４、ＳＷ５…スイッチ
ｇ０，ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４…ゲート
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法に係り、特に、複数のプラズマ処理室を有し、より高周波の電力供給に対応して、電力消費効率の向上と被成膜特性の向上とに用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうプラズマ処理装置の一例としては、従来から、図２１に示すような、いわゆる２周波励起タイプのものが知られている。
図２１に示すプラズマ処理装置は、高周波電源１とプラズマ励起電極４との間に整合回路２Ａが介在されている。整合回路２Ａはこれら高周波電源１とプラズマ励起電極４との間のインピーダンスの整合を得るための回路として設けられている。
【０００３】
高周波電源１からの高周波電力は整合回路２Ａを通して給電板３によりプラズマ励起電極４へ供給される。この整合回路２Ａは導電体からなるハウジングにより形成されるマッチングボックス２内に収納されており、プラズマ励起電極４および給電板３は、導体からなるシャーシ２１によって覆われている。
プラズマ励起電極（カソード電極）４の下側には環状の凸部４ａが設けられるとともに、このプラズマ励起電極（カソード電極）４の下には、多数の孔７が形成されているシャワープレート５が凸部４ａに接して設けられている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレート５との間には空間６が形成されている。この空間６にはガス導入管１７が接続されており、導体からなるガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａが挿入されてプラズマ励起電極１４側とガス供給源側とが絶縁されている。
【０００４】
ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の孔７を介してチャンバ壁１０により形成されたチャンバ室６０内に供給される。なお、符号９はチャンバ壁１０とプラズマ励起電極（カソード電極）４とを絶縁する絶縁体である。また、排気系の図示は省略してある。
一方、チャンバ室６０内には基板１６を載置しプラズマ励起電極ともなるウエハサセプタ（サセプタ電極）８が設けられておりその周囲にはサセプタシールド１２が設けられている。
【０００５】
サセプタシールド１２はサセプタ電極８を受けるシールド支持板１２Ａと、このシールド支持板１２Ａの中央部に垂下形成された筒型の支持筒１２Ｂとからなり、支持筒１２Ｂはチャンバ底部１０Ａを貫通して設けられるとともに、この支持筒１２Ｂの下端部とチャンバ底部１０Ａとがベローズ１１により密閉接続されている。
ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、これらの隙間がシャフト１３の周囲の設けられた電気絶縁物からなる絶縁手段１２Ｃによって真空絶縁されるとともに電気的にも絶縁されている。また、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、ベローズ１１により上下動可能となっており、プラズマ励起電極４，８間の距離の調整ができる。
ウエハサセプタ８には、シャフト１３およびマッチングボックス１４内に収納された整合回路を介して第２の高周波電源１５が接続されている。なお、チャンバ壁１０とサセプタシールド１２とは直流的に同電位となっている。
【０００６】
図２２に従来のプラズマ処理装置の他の例を示す。図２１に示すプラズマ処理装置とは異なり、図２２に示すプラズマ処理装置は１周波励起タイプのプラズマ処理装置である。すなわち、カソード電極４にのみ高周波電力を供給しており、サセプタ電極８は接地されている。図２１で示される高周波電源１５とマッチングボックス１４が省略されている。また、サセプタ電極８とチャンバ壁１０とは直流的に同電位となっている。
【０００７】
上記のプラズマ処理装置においては、一般的に１３．５６ＭＨｚ程度の周波数の電力を投入して、両電極４，８の間でプラズマを生成し、このプラズマにより、ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうものである。
【０００８】
そして、このようなプラズマ処理装置の動作確認および、動作の評価方法としては、例えば、以下のように実際に成膜等の処理をおこない、この被成膜特性を評価するというような方法でおこなっていた。
（１）堆積速度と膜面内均一性
▲１▼基板上にプラズマＣＶＤにより所望の膜を成膜する。
▲２▼レジストのパターニングをおこなう。
▲３▼膜をドライエッチングする。
▲４▼アッシングによりレジストを剥離する。
▲５▼膜の膜厚段差を触針式段差計により計測する。
▲６▼成膜時間と膜厚から堆積速度を算出する。
▲７▼膜面内均一性は、６インチ基板面内において１６ポイントで測定する。
（２）ＢＨＦエッチングレート
上記（１）▲１▼〜▲２▼と同様にレジストマスクをパターニングする。
▲３▼ＢＨＦ液に１分間基板を浸漬する。
▲４▼純水洗浄後乾燥し、レジストを硫酸過水（Ｈ２ＳＯ４＋Ｈ２Ｏ２）で剥離する。▲５▼上記（１）▲５▼と同様段差を計測する。
▲６▼浸漬時間と段差からエッチング速度を算出する。
（３）絶縁耐圧
▲１▼ガラス基板上にスパッタリングにより導電性膜を成膜し、下部電極としてパターニングする。
▲２▼プラズマＣＶＤにより絶縁膜を成膜する。
▲３▼▲１▼と同様の方法で上部電極を形成する。
▲４▼下部電極用にコンタクト孔を形成する。
▲５▼上下電極にプロービングし、Ｉ−Ｖ特性（電流電圧特性）を測定する。このとき最大電圧として２００Ｖ程度まで印加する。
▲６▼電極面積を１００μｍ角とし、１００ｐＡをよぎるところが、１μＡ／ｃｍ２ に相当するので、この時のＶを絶縁耐圧として定義する。
【０００９】
さらに、上記のようなプラズマ処理装置に対しては、従来から、半導体および液晶製造に用いられる場合において、プラズマ処理速度（成膜時の堆積速度や、加工速度）が早く生産性が高いこと、そして、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布、加工処理ばらつきの膜面内方向分布）に優れていることが、近年、被処理基板の大型化に伴って、一段と強まっている。また、被処理基板の大型化に伴い、投入電力量もｋＷオーダーが投入されるまで増大し、電力消費量が増す傾向にある。このため、電源の高容量化に伴い、電源の開発コストが増大するとともに、装置稼働時には電力使用が増すことからランニングコストを削減することが望まれている。
また、電力消費量が増大することは、環境負荷となる二酸化炭素の排出量が増大する。これは、被処理基板の大型化に伴ってさらに放出量が増大するとともに電力消費効率をさらに下げてしまうため電力消費量が増大するので、この二酸化炭素の放出量削減への要求も高くなっている。
一方、プラズマ励起周波数として、従来一般的であった１３．５６ＭＨｚに対して、これを越える３０ＭＨｚ以上のＶＨＦ帯の周波数を用いるなど、高周波数化を図ることで、生成するプラズマ密度を向上させることができる。その結果として、プラズマＣＶＤなどの堆積装置においては、成膜時の堆積速度を向上させることができる可能性が示されていた。
【００１０】
さらに、上記のようなプラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置に対しては、個々のプラズマチャンバに対して、プラズマ処理の機差をなくし、異なるプラズマチャンバにおいて処理をおこなった被処理基板においても、プラズマ処理速度（成膜時の堆積速度や、加工速度）や生産性、そして、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布等の、処理のばらつきをなくしたいという要求がある。
同時に、プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置に対しては、個々のプラズマチャンバに対して、供給するガス流量や圧力、供給電力、処理時間等の外部パラメータが等しい同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果が得られることが望まれている。
そして、プラズマ処理装置の新規設置時や調整・保守点検時において、複数のプラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間の短縮が求められるとともに、このような調整に必要なコストの削減が要求されていた。
【００１１】
さらに、上記のようなプラズマ処理装置を複数有するプラズマ処理システムに対しても、同様に、各プラズマ処理装置における個々のプラズマチャンバに対して、プラズマ処理の機差をなくしたいという要求が存在していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のプラズマ処理装置においては、１３．５６ＭＨｚ程度の周波数の電力を投入するように設計されており、これ以上の周波数の電力を投入することに対応していない。より具体的には、高周波電力を投入する部分、つまり、プラズマ処理をおこなうプラズマチャンバ全体としては、インピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性が考慮されておらず、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力を投入した場合、電力消費効率があがらず、成膜時に堆積速度を向上することができないばかりか、むしろ、堆積速度が遅くなる場合があったという不具合が生じていた。さらに投入する電力をより高周波数化すると、周波数の上昇に伴って、生成されるプラズマ密度は上昇してピークを迎え、その後、減少に転じて、ついにはグロー放電できなくなってしまい高周波数化の意味がなくなってしまうという不具合が生じていた。
【００１３】
プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性は、それぞれの機械的な寸法等、その形状によって規定されている。しかし、それぞれのプラズマチャンバを構成する各部品は、製造時における加工上、必ず機械的公差により寸法等のばらつきを有している。そして、これらの各部品を組み立ててプラズマチャンバを製造する段階で、各プラズマチャンバにおける機械的寸法等の形状に、組み立て公差によるばらつきが加わる。さらに、各部品の組み立て後には採寸をすることができない箇所も存在し、プラズマチャンバ全体として当初の設計どおりの電気的高周波的な特性を有するように組み立てが終了したか否か定量的に知りうる手段がなく、各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性の機差を知りうる手段がないという問題があった。
このため、次のような不具合が生じていた。
プラズマチャンバを複数有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムに対しては、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすという設計がなされていないため、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力や、発生するプラズマ密度等がそれぞれ均一になっていない可能性がある。
このため、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用しているにも関わらず、同一のプラズマ処理結果が得られない可能性がある。
したがって、同じプラズマ処理結果を得るためには、個々のプラズマチャンバごとに、それぞれ供給するガス流量や圧力、供給電力、処理時間等の外部パラメータと上記の（１）〜（３）のような評価方法による処理結果とを比較して、これらの相関関係を把握する必要があるが、そのデータ量は膨大なものになり、すべてをおこなうことが困難である。
【００１４】
そして、このようなプラズマ処理装置の動作確認および、動作の評価方法として、上記の（１）〜（３）のような検査方法を採用した場合には、適正な動作をしているかどうかの確認をするためにはプラズマ処理装置を作動させることが必要である上に、プラズマ処理装置の設置場所とは別の検査場所などにおいて被処理基板を複数のステップにより処理測定する必要がある。
このため、評価結果がでるまでには数日、あるいは数週間がかかり、その期間製造ラインを停止しなかった場合、プラズマ処理をおこなった被処理基板の特性は未知であり、仮に、プラズマ処理装置の状態がよくなかった際には、製品としての基準に達しないものを生産してしまうおそれがあるため、より簡便な方法でプラズマ処理装置の動作を適正な状態に維持したいという要求があった。
【００１５】
さらに、複数のプラズマチャンバを有するプラズマ処理装置やプラズマ処理システムに対して上記の（１）〜（３）のような検査方法を採用した場合には、新規設置時や調整・保守点検時において、複数のプラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし、同一のプロセスレシピにより同一処理結果を得るために必要な調整時間が、月単位で必要となってしまう。このため、調整期間の短縮が求められるとともに、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストが膨大なものになるという問題があった。
【００１６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
▲１▼ 複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の均一化を図ること。
▲２▼ 複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用した際に、プラズマ処理結果の均一化を図ること。
▲３▼ 複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと上記（１）〜（３）のような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすること。
▲４▼ 同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間を短縮すること。
▲５▼ プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度（成膜装置においては堆積速度、加工装置においては加工速度）の向上を図ること。
▲６▼ 被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性（膜厚の膜面内方向分布、加工処理ばらつきの膜面内方向分布）の向上、および、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの堆積装置においては、堆積した膜における絶縁耐圧等の膜特性の向上を図ること。
▲７▼ 電力の消費効率を向上し、同等の処理速度もしくは膜特性を得るために、従来より少ない投入電力ですむよう、電力損失の低減を図ること。
▲８▼ ランニングコストおよび調整にかかる費用の削減を図るとともに、生産性の向上を図ること。
▲９▼ 適正な動作状態に簡便に維持可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理システムを提供すること。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記整合回路を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記高周波電源を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記測定位置から前記高周波電力給電体を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することが好ましい。
本発明においては、前記ばらつきの値が０．０３より小さい範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されてなることができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する前記測定位置に、前記プラズマ処理室の高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられることができる。
本発明においては、前記測定位置近傍に、
プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマ処理室の周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることができる。
本発明においては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができる。
本発明のプラズマ処理システムは、上記のプラズマ処理装置が複数設けられることにより上記課題を解決した。
本発明においては、各プラズマ処理室の前記測定用端子に、高周波特性測定器が切り替え自在に接続されてなることができる。
本発明においては、各プラズマ処理室における、前記測定位置と前記測定用端子に接続された高周波特性測定器との間の高周波特性Ａがそれぞれ等しく設定されてなることができる。
本発明においては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができる。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明におけるプラズマ処理装置の検査方法は、プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力供給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することにより上記課題を解決した。
本発明においては、前記ばらつきの値を０．０３より小さい範囲であるか確認することができる。
本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値であるか確認することができる。
本発明のプラズマ処理システムの検査方法においては、上記のプラズマ処理装置が複数設けられたことができる。
【００１８】
本発明においては、それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）において、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ａ）
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が所定の範囲の値に設定することで、複数のプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。
【００１９】
ここで、本発明においては、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体（給電線）の前記高周波電源側端部とされる測定位置で、前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００２０】
また、本発明においては、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体（給電線）に接続される前記入力端子とされる測定位置で前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路，高周波電力給電体も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００２１】
また、本発明において、具体的には、上記の所定の値を０．１より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめる等、プラズマ処理の均一性を維持することが可能になる。
【００２２】
さらに、上記の所定の値を０．０３より小さい範囲に設定することで、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
【００２３】
また、本発明において、前記高周波数特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかである手段を採用することにより、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺは、プラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに対して、プラズマチャンバの高周波数特性の周波数依存性を見る必要がなく、共振周波数ｆに比べて把握が容易である。また、プラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性をより直接的に捉えることができるパラメータである。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺを見ることに比べて、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波的特性を捉えることができる。
【００２４】
または、前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ である手段を採用することができる。
この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機（プラズマチャンバ）ごとに異なっていると考えられる。上記の範囲に、この第１直列共振周波数ｆ０ を設定することにより、各実機に対しても、従来考慮されていなかったその全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバで均一な動作が期待できるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを提供することが可能となる。これにより、複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。したがって、新規設置時や調整・保守点検時に、各プラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間が、基板への実際の成膜等による従来の検査方法を採用した場合に比べて、大幅に短縮することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の検査処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【００２５】
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ の定義について説明する。
まず、プラズマチャンバのインピーダンスの周波数依存性を計測する。このとき、後述するようにプラズマチャンバのインピーダンス測定範囲を規定し、このインピーダンス測定範囲に対して、供給する電力周波数ｆｅ を含む範囲で測定周波数を変化させてインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定することにより、プラズマチャンバのインピーダンスの周波数依存性を計測する。ここで、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の値に設定される電力周波数ｆｅ に対応して、測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ程度の範囲に設定する。
図６は第１直列共振周波数ｆ０ を説明するためのインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
ついで、図６に示すように、測定周波数に対してインピーダンスＺと位相θをプロットしてインピーダンス特性曲線および位相曲線を描画し、インピーダンスＺの極小値のうち周波数の最小のもの、つまり、測定周波数の低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００２６】
次に、前述のプラズマチャンバのインピーダンス測定範囲（高周波数特性測定範囲）について説明する。
プラズマチャンバには整合回路を介して高周波電源が接続されているが、この整合回路の出力端子よりも出力側をインピーダンス測定範囲とする。
ここで、整合回路は、プラズマチャンバ内のプラズマ状態等の変化に対応してインピーダンスを調整するために、その多くは複数の受動素子を具備する構成とされている。
図３は整合回路２Ａを示す模式図である。
例えば、整合回路２Ａとしては、図３に示すように、高周波電源１とプラズマ放電用の電極４との間に、コイル２３とチューニングコンデンサ２４とが直列に設けられ、さらに、高周波電源１には他のロードコンデンサ２２が並列に接続され一端がアースされている構成の整合回路２Ａが挙げられる。このような整合回路の受動素子のうち、出力最終段の受動素子の出力端子位置で切り離す、つまり、直接電極４側に接続される素子、上記例の場合は、チューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲで、整合回路２Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義する。
【００２７】
また、上記の測定位置に変えて、図３に示すように、高周波電源１と整合回路２Ａを接続する給電線（高周波電力給電体）１Ａを、高周波電源１側端部から切り離し、この高周波電源１側端部とされる測定位置ＰＲ２で、高周波電源１Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義することができる。
さらに、上記の測定位置に変えて、図３に示すように、高周波電源１と整合回路２Ａを接続する給電線（高周波電力給電体）１Ａを、整合回路２Ａ側端部からから切り離し、この整合回路２Ａの給電線１Ａに接続される入力端子とされる測定位置ＰＲ３で、高周波電源１Ａおよび給電線１Ａを切り離した状態で、これよりも先のプラズマチャンバ部分を前記測定範囲と定義することができる。
【００２８】
本発明においては、前記プラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ の３倍を、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定することにより、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、電力を効率よくプラズマ発生空間に導入することが可能となり、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理装置と比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の増加を図ることができる。その結果、膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることを可能とすることができる。
【００２９】
また、本発明においては、前記それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記測定位置に、プラズマチャンバの高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられ、前記測定位置近傍に、プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともにプラズマ励起用の電極側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、プラズマチャンバの周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることにより、測定時に測定用端子と、高周波電源、高周波電力給電体、整合回路、高周波電力配電体、プラズマ励起用の電極に至る導通とを切り離すために、電力供給部分とそれぞれの測定位置に対応した高周波電源側の部分とを着脱する必要がなく、各プラズマチャンバのインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことができる。また、このスイッチによって、測定位置から高周波電源、高周波電力給電体、整合回路、高周波電力配電体等のうち、前記測定範囲外とされるプラズマチャンバの構成をプラズマチャンバの測定範囲に対して機械的に着脱することが不要になるため、それぞれの測定位置に対応したプラズマチャンバの、より正確な高周波特性Ａを測定することが可能となる。したがって、複数のプラズマチャンバに対する高周波特性Ａを簡便に測定することが可能となり、高周波特性Ａの測定時における作業効率を向上し、従来の方法では月単位でかかっていた新規設置時や調整・保守点検時の調整作業を簡便におこなうことができ、より容易に複数のプラズマチャンバごとの機差をなくすことができる。
【００３０】
ここで、具体的には、前記それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記高周波電力配電体端部近傍に、プラズマチャンバの高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられ、前記高周波電力配電体端部と前記測定用端子との間に、プラズマを励起する際には前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマチャンバの周波数特性Ａを測定する際には前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることにより、測定時に電力供給用の導体と整合回路とを切り離すために、電力供給線部分と整合回路とを着脱することなく、各プラズマチャンバのインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなえるとともに、整合回路をスイッチによって切断することができるため、スイッチを介してプラズマチャンバ単独の、より正確なインピーダンス特性を測定することが可能となる。したがって、複数のプラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ を簡便に測定することが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上し、従来の方法では月単位でかかっていた新規設置時や調整・保守点検時の調整作業を簡便におこなうことができ、より容易に複数のプラズマチャンバごとの機差をなくすことができる。
【００３１】
また、本発明において、各プラズマ処理室に対応するプラズマチャンバの前記測定用端子に、高周波特性測定器が切り替え自在に接続されてなることにより、非測定時において、測定用端子と高周波特性測定器との接続をプラズマチャンバから切り離すか、スイッチを切り替えることにより、プラズマ発生時に高周波測定器に対して作用する電気的影響を防止することができる。また、複数のプラズマチャンバが並設されている際に、単一のインピーダンス測定器を兼用してこれらのプラズマチャンバの測定をおこなうことができる。これにより、プラズマチャンバと高周波特性測定器との接続を着脱することなく、かつ、インピーダンス等の高周波特性の測定用プローブを着脱することなく、スイッチ切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
さらに、複数のプラズマチャンバの測定用端子に対して、順に高周波特性測定用端子の接続を切り替えてそれぞれの高周波特性を計測することにより、１台の高周波特性測定器によって複数のプラズマチャンバの高周波特性を測定することができる。
【００３２】
また、本発明において、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体側と前記高周波電源側との測定範囲の電気的接続を確保した場合における高周波電源側に接続される測定範囲で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなること、具体例としては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなること、さらなる具体例としては、前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端子位置で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端子との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることができ、これらにより、複数のプラズマチャンバに対して、測定用端子に接続された高周波特性測定器からのインピーダンス等の測定値を、いずれも、設定された測定位置に対して、それぞれの測定位置から測定した値に対して同等の補正をおこなった値と見なすことができるため、第１直列共振周波数等の高周波特性Ａの算出の補正が事実上不要となり、実測値の換算が不要となるので、作業効率を向上することができる。
【００３３】
上記を実現する手段としては、各プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）における、前記測定位置と前記測定用端子に接続された高周波特性測定器との間の高周波特性Ａがそれぞれ等しく設定されてなることが挙げられ、具体的には、各プラズマチャンバの整合回路出力側最終段の出力位置からインピーダンス等の高周波特性測定器までの同軸ケーブルの長さを等しくする等の手段を適応することができる。
【００３４】
なお、本発明において、個々のプラズマ処理装置に設けられたプラズマチャンバの数、および、プラズマ処理システムにおけるプラズマ処理装置の数およびプラズマチャンバの数は任意に設定することができる。
そして、プラズマ処理装置ごとに、用途が異なりプロセスレシピを一致させる必要がない場合などには上述した第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａの設定条件を、例えばプラズマ処理システム中のプラズマ処理装置ごとに異なった設定とすることも可能である。
【００３５】
さらに、本発明では、第１の高周波電源と、該第１の高周波電源と接続される高周波電極と、前記第１の高周波電源と前記高周波電極との間のインピーダンスの整合を得る整合回路を備えた高周波電極側マッチングボックスと、第２の高周波電源と、前記高周波電極と対向配置され前記第２の高周波電源と接続されるとともに被処理基板を支持するサセプタ電極と、前記第２の高周波電源と前記サセプタ電極との間のインピーダンスの整合を得る整合回路を備えたサセプタ電極側マッチングボックスとを有する、いわゆる２周波数励起型プラズマＣＶＤ処理ユニットにおいても、サセプタ側の電源周波数および整合回路出力端子から測定した第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａに対しても、前述のカソード電極側と同様にして各設定を適用することができる。
【００３６】
本発明のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムにおいて、販売保守者がアップロードした各プラズマ処理室ユニットの動作性能状況を示す性能状況情報に対して、購入発注者が情報端末から公衆回線を介して閲覧を可能とすることにより、購入発注者に対して、購入時に判断基準となる情報を伝達することが可能となり、かつ、使用時における、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの動作性能・保守情報を容易に提供することが可能となる。また、前記性能状況情報が、上述したようにプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能パラメータとしての前記第１直列共振周波数ｆ０ 等の高周波特性Ａを含むことにより、購入発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能判断材料を提供できるとともに、購入時における適切な判断をすることが可能となる。さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができる。
【００３７】
本発明におけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査方法としては、それぞれのプラズマ処理室に対応するプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）において、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ａ）
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が所定の範囲の値に設定されているかどうかを検査することで、複数のプラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差がなくなる状態に設定されているかどうかを確認することが可能となり、これにより、インピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にすることができる。その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることができる状態にプラズマチャンバを設定することが可能となる。
各プラズマチャンバの電気的高周波的な特性は、それぞれの機械的な寸法等、その形状によって規定されている。しかし、それぞれのプラズマチャンバを構成する各部品は、製造時における加工上、必ず機械的公差により寸法等のばらつきを有していた。そして、これらの各部品を組み立ててプラズマチャンバを製造する段階で、各プラズマチャンバにおける機械的寸法等の形状に、組み立て公差によるばらつきが加わっていた。さらに、各部品の組み立て後には採寸することができない箇所も存在していたが、本検査方法を適用することで採寸することなく容易に、かつ、採寸できないものに対しても、定量的にプラズマチャンバの性能を把握でき、電気的高周波的な特性の機差を知ることができる。
【００３８】
ここで、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体（給電線）の前記高周波電源側端部とされる測定位置で、前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路を含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００３９】
また、上記の測定位置に変えて、前記それぞれのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体（給電線）に接続される前記入力端子とされる測定位置で前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することにより、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、プラズマ処理室だけでなく、整合回路，高周波電力給電体も含めて複数のプラズマチャンバに対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバにおいてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路，高周波電力給電体を含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【００４０】
さらに、上記の所定の値が０．１より小さい範囲に設定されているか検査することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめる等、プラズマ処理の均一性を維持する状態になっていることを確認することが可能になる。
また、上記の所定の値を０．０３より小さい範囲に設定されているか検査することで、複数のプラズマチャンバに対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくした状態に設定することが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバが設定されていることの確認が可能となるので、個々のプラズマチャンバにおいて、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にする状態に設定することができる。
その結果、複数のプラズマチャンバに対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能な状態にプラズマチャンバを設定することが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができるようになる。
【００４１】
本発明におけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査方法としては、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかである手段を採用することにより、電気的高周波的な特性の機差をなくすようにインピーダンス特性などを指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバを設定することが可能とし、個々のプラズマチャンバにおいて、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一になるよう設定することができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺはプラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに比べて、プラズマチャンバの高周波数特性の周波数依存性を見る必要がないため、共振周波数ｆにをパラメータに採用した場合に比べてプラズマチャンバの状態を検査する際に容易におこなうことができる。同時に、プラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を、より直接的に捉えることができる。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺをパラメータとして採用することに比べて、さらに容易に検査をおこなうことができるとともに、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を捉えることができる。
【００４２】
または、前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ である手段を採用することにより、機械的構造的な差異を有する各実機（プラズマチャンバ）に対しても、その全般的な電気的高周波的特性をそれぞれ設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバで均一な動作が期待できるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを提供することが可能となる。
これにより、複数のプラズマチャンバに対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。したがって、新規設置時や調整・保守点検時に、各プラズマチャンバごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一処理結果を得るために必要な調整時間が、基板への実際の成膜等による従来の検査方法を採用した場合に比べて、検査時間を大幅に短縮することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の検査処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
さらに、複数のプラズマチャンバの測定用端子に対して、順に高周波特性測定用端子の接続を切り替えてそれぞれの高周波特性を計測することにより、１台の高周波特性測定器によって複数のプラズマチャンバの高周波特性を測定することができる。
【００４３】
また、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体側と前記高周波電源側との測定範囲の電気的接続を確保した場合における高周波電源側に接続される測定範囲で測定する高周波特性Ａと、前記スイッチにより、前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることにより、これにより、複数のプラズマチャンバに対して、測定用端子に接続された高周波特性測定器からのインピーダンス等の測定値を、いずれも、設定された測定位置に対して、それぞれの測定位置から測定した値に対して同等の補正をおこなった値と見なすことができるため、第１直列共振周波数等の高周波特性Ａの算出の補正が事実上不要となり、実測値の換算が不要となるので、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの検査時における作業効率を向上することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置およびこの性能確認システム，検査方法の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は本実施の形態のプラズマ処理装置７１の概略構成を示す図である。本実施の形態のプラズマ処理装置７１は、例えば、トップゲート型ＴＦＴの半導体能動膜をなす多結晶シリコンの成膜からゲート絶縁膜の成膜までの一貫処理が可能なものとされ、複数の処理室ユニットを有する装置とされる。
【００４５】
本実施の形態のプラズマ処理装置７１は、図１に示すように、略七角形状の搬送室７２の周囲に、５つの処理室ユニットと１つのローダ室７３と１つのアンローダ室７４とが連設されている。また、５つの処理室ユニットの内訳としては、アモルファスシリコン膜を成膜する第１成膜室、シリコン酸化膜を成膜する第２成膜室、およびシリコン窒化膜を成膜する第３成膜室からなるプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６，７７、成膜後の被処理基板のアニーリング処理を行うレーザアニール室７８、成膜後の被処理基板の熱処理を行う熱処理室７９、である。
【００４６】
プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）である、第１成膜室７５、第２成膜室７６、第３成膜室７７はそれぞれ異なる種類の膜を成膜するような異なる処理をおこなうことも可能であり、また、同一のプロセスレシピにより同一の処理をおこなうこともできるのものであるが、略同一の構成とされている。そして、これらの複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７においては、後述するように高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ を採用し、そのうち最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ のばらつきを以下の式（１０Ａ）、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ） （１０Ａ）
として定義し、この値が０．１より小さい範囲の値に設定されている。
ここでは第１成膜室７５を例に挙げてその構成を説明する。
【００４７】
図２は本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図、図３は図２におけるプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の整合回路を示す模式図である。
【００４８】
プラズマチャンバ（第１成膜室）７５は、ＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理が可能な１周波数励起タイプのプラズマ処理室ユニットとされ、図２に示すように、プラズマを励起するための平行平板型電極４，８が設けられ、この電極４に接続された高周波電源１と、前記プラズマチャンバ７５と前記高周波電源１とのインピーダンス整合を得るための整合回路２Ａとを具備する構成とされる。
同時に、プラズマチャンバ７５は、後述するように、前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲから測定した第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電源１からプラズマチャンバ７５に供給される電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されている。
【００４９】
さらに詳細に説明すると、プラズマチャンバ７５は、図２，図３に示すように、チャンバ室（プラズマ処理室）６０の上部位置に高周波電源１に接続されたプラズマ励起電極（電極）４およびシャワープレート５が設けられ、チャンバ室６０の下部にはシャワープレート５に対向して被処理基板１６を載置するサセプタ電極（対向電極）８が設けられている。プラズマ励起電極４は、給電板３および整合回路２Ａを介して第１の高周波電源１と接続されている。これらプラズマ励起電極４および給電板３は、シャーシ２１に覆われるとともに、整合回路２Ａは導電体からなるマッチングボックス２の内部に収納されている。
給電板３としては、例えば、幅５０〜１００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、長さ１００〜３００ｍｍの形状を有する銅の表面に銀めっきを施したものが用いられており、この給電板３は、後述する整合回路２Ａのチューニングコンデンサ２４の出力端子およびプラズマ励起電極４にそれぞれネジ止めなどの結合手段により着脱可能に取り付けられている。
【００５０】
また、プラズマ励起電極（カソード電極）４の下側には環状の凸部４ａが設けられるとともに、このプラズマ励起電極（カソード電極）４の下には、多数の孔７が形成されているシャワープレート５が凸部４ａに接して設けられている。これらプラズマ励起電極４とシャワープレート５との間には空間６が形成されている。この空間６にはシャーシ２１の側壁を貫通するとともにプラズマ励起電極（カソード電極）４を貫通してガス導入管１７が接続されている。
【００５１】
このガス導入管１７は、導体からなるとともに、ガス導入管１７の途中には絶縁体１７ａがシャーシ２１内側位置に介挿されてプラズマ励起電極１４側とガス供給源側とが絶縁される。
ガス導入管１７から導入されたガスは、シャワープレート５の多数の孔７，７からチャンバ壁１０により形成されたチャンバ室６０内に供給される。チャンバ壁１０とプラズマ励起電極（カソード電極）４とは絶縁体９により互いに絶縁されている。また、図２において、チャンバ室６０に接続されるべき排気系の図示は省略してある。
一方、チャンバ室６０内には基板１６を載置しプラズマ励起電極ともなる盤状のウエハサセプタ（サセプタ電極）８が設けられている。
【００５２】
サセプタ電極（対向電極）８の下部中央には、シャフト１３が接続され、このシャフト１３がチャンバ底部１０Ａを貫通して設けられるとともに、シャフト１３の下端部とチャンバ底部１０Ａ中心部とがベローズ１１により密閉接続されている。これら、ウエハサセプタ８およびシャフト１３はベローズ１１により上下動可能となっており、プラズマ励起電極４，８間の距離の調整ができる。
これらサセプタ電極８とシャフト１３と支持筒１２Ｂとが接続されているため、サセプタ電極８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０は直流的に同電位となっている。さらに、チャンバ壁１０とシャーシ２１は接続されているため、チャンバ壁１０，シャーシ２１，マッチングボックス２はいずれも直流的に同電位となっている。
【００５３】
ここで、整合回路２Ａは、チャンバ室６０内のプラズマ状態等の変化に対応してインピーダンスを調整するために、その多くは複数の受動素子を具備する構成とされている。
整合回路２Ａは、図２，図３に示すように、複数の受動素子として、高周波電源１と給電板３との間に、コイル２３とチューニングコンデンサ２４とが直列に設けられ、これらコイル２３とチューニングコンデンサ２４とには、並列にロードコンデンサ２２が接続され、このロードコンデンサ２２の一端はマッチングボックス２１に接続されている。ここで、チューニングコンデンサ２４は給電板３を介してプラズマ励起電極４に接続されている。
マッチングボックス２は、同軸ケーブルとされる給電線（高周波電力給電体）１Ａのシールド線に接続されており、このシールド線が直流的にアースされている。これにより、サセプタ電極８，シャフト１３，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０，シャーシ２１，マッチングボックス２は接地電位に設定されることになり、同時に、ロードコンデンサ２２の一端も直流的にアースされた状態となる。
【００５４】
本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の周波数の電力を投入して、両電極４，８の間でプラズマを生成し、このプラズマにより、サセプタ電極８に載置した基板１６にＣＶＤ（ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ドライエッチング、アッシング等のプラズマ処理をおこなうことができる。
このとき、高周波電力は、高周波電源１から給電線１Ａの同軸ケーブル，整合回路２Ａ，給電板３，プラズマ励起電極（カソード電極）４に供給される。一方、高周波電流の経路を考えた場合、電流はこれらを介してプラズマ空間（チャンバ室６０）を経由した後、さらにもう一方の電極（サセプタ電極）８，シャフト１３，サセプタシールド１２，ベローズ１１，チャンバ底部１０Ａ，チャンバ壁１０を通る。その後、シャーシ２１，マッチングボックス２，給電線１Ａのシールド線を通り、高周波電源１のアースに戻る。
【００５５】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバ７５における高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ について説明する。
【００５６】
第１直列共振周波数ｆ０ は、プラズマチャンバ７５のインピーダンスの周波数依存性を計測し、インピーダンスＺの極小値のうち最小の周波数の値であり、この値が、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値になるよう設定される。
この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、具体的には図４，図５に示すように測定される。図４はプラズマチャンバ７５のインピーダンス特性を説明するための模式図であり、図５は、図３の等価回路を示す回路図である。
【００５７】
プラズマ処理室７５における測定範囲としては、整合回路２Ａの受動素子のうち出力最終段の受動素子の出力端子位置で切り離した状態をその対象とする。つまり、図４に示すように、給電板３に接続されるチューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲで、給電板３と整合回路２Ａの端子との接合部つまりネジ止めを外して整合回路２Ａを切り離した状態のプラズマチャンバ７５を測定範囲とする。
【００５８】
そして図４に破線で示すように、インピーダンス測定器（高周波特性測定器）ＡＮのプローブ１０５を、切り離した出力端子位置ＰＲおよびプラズマチャンバ７５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に接続する。この状態で、インピーダンス測定器ＡＮの発振する測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に変化させて、プラズマチャンバ７５の上記測定範囲に対するインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定する。
このプローブ１０５は、図４に示すように、導線１１０上に絶縁被覆１１２を設け、この絶縁被覆１１２上に外周導体１１１を被覆してなるものである。このプローブ１０５は同軸ケーブルを通してインピーダンス測定器ＡＮに接続されている。ここで、プローブ１０５は、導線１１０を出力端子位置ＰＲに、また、外周導体１１１をシャーシ２１の上面中央とされるアース位置に接続される。
【００５９】
ついで、図６に示すように、測定周波数ｆ（ＭＨｚ）を横軸とし、縦軸としてインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）とを同一のグラフ上にプロットし、インピーダンス特性曲線と位相曲線を描画してゆく。ここで、図においては、左側の縦軸がインピーダンスＺ（Ω）に対応するものであり、右側の縦軸が位相θ（ｄｅｇ）に対応しているとともに、グラフにおいては、実線がインピーダンス特性曲線を示し、破線が位相曲線を表すものである。
そして、図６に実線で描画されたインピーダンス特性曲線の極小値に対応している周波数の値のうち、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ の周波数、つまり、図６に破線で描画された位相曲線において、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００６０】
このとき、測定される第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図４に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
シャフト１３のインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んでガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【００６１】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様にして、図５に示すように、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、シャフト１３のインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に、容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ の一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、プラズマチャンバ７５における第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【００６２】
本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、高周波電源１から供給される電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値になるように設定する。
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ を設定する方法としては、例えば、
▲１▼給電板３の形状（長さ）を調整する。
▲２▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０とのオーバーラップ面積を調整する。
▲３▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の絶縁材料を調節する。
▲４▼サセプタ電極８とチャンバ壁１０とを導体で接続する。
等の手法を適用することができる。
【００６３】
例えば、本実施形態のプラズマチャンバ７５においては、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、０〜１００ＭＨｚの範囲の測定周波数ｆ（ＭＨｚ）に対してインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）を測定し、図７に示すように、インピーダンス特性曲線および位相曲線を描画する。そして、
３ｆ０ ＞ ｆｅ （２）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１６．５ＭＨｚとして設定する。
【００６４】
そして、本実施形態のプラズマ処理装置７１においては、プラズマチャンバ（第２成膜室）７６およびプラズマチャンバ（第３成膜室）７７は、プラズマチャンバ７５と略同等の構造とされている。そして、このプラズマチャンバ７６およびプラズマチャンバ７７に対しても、高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ をプラズマチャンバ７５と同様にして設定する。
具体的には、これらプラズマチャンバ７５，７６，７７において、いずれも、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、第１直列共振周波数ｆ０ を測定する。
ところが、この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機ごとに異なっていると考えられる。
【００６５】
そこで、計測したプラズマチャンバ（第１成膜室）７５に対する第１直列共振周波数ｆ０７５ 、プラズマチャンバ（第２成膜室）７６に対する第１直列共振周波数ｆ０７６ 、プラズマチャンバ（第３成膜室）７７に対する第１直列共振周波数ｆ０７７ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この（１０）式で表されるばらつきの値を０．１より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、上述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができる。
【００６６】
上記構成の処理室７５，７６，７７のいずれかにおいてアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等の成膜をおこなう際には、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、高周波電源１から高周波電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６上にアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を成膜する。
【００６７】
レーザアニール室７８は、図８に示すように、チャンバ８０の上部にレーザ光源８１が設けられる一方、チャンバ８０内の下部には被処理基板１６を載置するためのステージ８２が直交するＸ方向、Ｙ方向の２方向に水平移動可能に設けられている。そして、レーザ光源８１の出射部８１ａからスポット状のレーザ光８３（１点鎖線で示す）が出射されると同時に、被処理基板１６を支持したステージ８２がＸ方向、Ｙ方向に水平移動することにより、レーザ光８３が被処理基板１６の全面を走査できるようになっている。レーザ光源８１には例えばＸｅＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌ、ＸｅＦ等のハロゲンガスを用いたガスレーザを用いることができる。
また、レーザアニール室７８の構成は、レーザ光を出射するレーザ光源を備え、レーザ光源から出射されるスポット状のレーザ光が被処理基板の表面をくまなく走査できる構成のものであれば、種々の構成の装置を用いることができる。この場合、レーザ光源は例えばＸｅＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌ、ＸｅＦ等のハロゲンガスを用いたガスレーザを用いることができる。膜の種類によってはＹＡＧレーザ等の他のレーザ光源を用いることもでき、レーザ光の照射の形態としては、パルスレーザアニール、連続発振レーザアニールを用いることができる。また、熱処理室の構成は、例えば多段式電気炉型の装置を用いることができる。
【００６８】
熱処理室７９は、図９に示すように、多段式電気炉型のものであり、チャンバー８４内に多段に設けられたヒータ８５の各々に被処理基板１８が載置される構成になっている。そして、ヒータ８５の通電により複数枚の被処理基板１６が加熱されるようになっている。なお、熱処理室８９と搬送室７２との間にはゲートバルブ８６が設けられている。
【００６９】
図１に示すローダ室７３、アンローダ室７４には、ローダカセット、アンローダカセットが着脱可能に設けられている。これら２つのカセットは、複数枚の被処理基板１６が収容可能なものであり、ローダカセットに成膜前の被処理基板１６が収容され、アンローダカセットには成膜済の被処理基板１６が収容される。そして、これら処理室ユニットとローダ室７３、アンローダ室７４の中央に位置する搬送室７２に基板搬送ロボット（搬送手段）８７が設置されている。基板搬送ロボット８７はその上部に伸縮自在なリンク機構を有するアーム８８を有し、アーム８８は回転可能かつ昇降可能となっており、アーム８８の先端部で被処理基板１６を支持、搬送するようになっている。
【００７０】
上記構成のプラズマ処理装置７１は、例えば各処理室ユニットにおける成膜条件、アニール条件、熱処理条件等、種々の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。したがって、このプラズマ処理装置７１を使用する際には、処理前の被処理基板１６をローダカセットにセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボット８７によりローダカセットから各処理室内に被処理基板１６が搬送され、各処理室で一連の処理が順次自動的に行われた後、基板搬送ロボット８７によりアンローダカセットに収容される。
【００７１】
本実施形態のプラズマ処理装置７１およびその検査方法においては、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７のそれぞれにおいて各前記整合回路２Ａの出力端子ＰＲから測定したそれぞれのプラズマチャンバ７５，７６，７７の高周波特性Ａとして第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、上記（１０）式に示すように定義し、この値を０．１より小さい範囲の値に設定することで、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対して電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７の状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７において、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
【００７２】
その結果、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７において例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．１より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバ７５，７６，７７において、膜厚のばらつきの値を±５％の範囲におさめることができる。
したがって、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７において、機差により被処理基体１６に対する膜面内方向におけるプラズマ処理の均一性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することができ、成膜処理においては、機差により膜厚の膜面内方向分布の均一性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することが可能となる。
【００７３】
同時に、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態の向上、すなわち、堆積した膜における絶縁耐圧や、エッチング液に対する耐エッチング性、そして、いわゆる膜の「固さ」つまり膜の緻密さ等の膜特性がプラズマチャンバ７５，７６，７７ごとにばらつきを生じてしまうことを低減することが可能となる。
ここで、膜の緻密さは例えば、ＢＨＦ液によるエッチングに対する浸食されにくさ、耐エッチング性によって表現可能である。
そのため、従来考慮されていなかったプラズマ処理装置７１の全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、プラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバ７５，７６，７７で均一な動作が期待できるプラズマ処理装置７１を提供することが可能となる。
これにより、複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。
【００７４】
したがって、新規設置時や調整・保守点検時において、各プラズマチャンバ７５，７６，７７ごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間を、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合に比べて、第１直列共振周波数ｆ０ を測定することにより、大幅に短縮することができる。しかも、本実施形態の検査方法によれば、処理をおこなった基板の評価によりプラズマ処理装置７１の動作確認および、動作の評価をおこなうという２段階の検査方法でなく、ダイレクトにプラズマ処理装置７１の評価をおこなうことが可能で、しかも、プラズマ処理装置７１の実機が設置してある場所で短時間におこなうことが可能である。その上、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合、別々におこなうしかなかった複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７に対する結果をほぼ同時に実現することができる。
このため、本実施形態の検査方法によれば、製造ラインを数日あるいは数週間停止してプラズマ処理装置７１の動作確認および、動作の評価をする必要がなくなり、製造ラインとしての生産性を向上することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【００７５】
さらに、本実施形態の各プラズマチャンバ７５，７６，７７においては、その第１直列共振周波数ｆ０ の３倍を、前記電力周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定することにより、従来は、考慮されていなかったププラズマチャンバ７５，７６，７７の全体的な電気的高周波的な特性をそれぞれ適正な範囲に収めることができる。これにより、各プラズマチャンバ７５，７６，７７において動作安定性を向上して、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、高周波電源１からの電力を、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ発生空間に効率よく導入することが可能となる。同時に、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理装置７１と比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の上昇を図ることができる。
その結果、プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度の向上を図ること、つまり、プラズマＣＶＤ等により膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることができる。
【００７６】
なお、各プラズマチャンバ７５，７６，７７において、図１９に示すように、それぞれのインピーダンスが一致する複数本の導線１０１ａ〜１０１ｈの一端をプローブ取付具１０４に接続してなる測定具（フィクスチャ）を使用してプラズマチャンバ７５，７６，７７のインピーダンス特性を測定することも可能である。
プローブ取付具１０４は、例えば５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５ｍｍの銅板を、締め付け部１０６とリング部とができるように成形されている。リング部はプローブ１０５の外側にはめ込み可能な径とされる。このプローブ取付部１０４に導線１０１ａ〜１０１ｈの一端をハンダ付けなどにより電気的に接続する。
導線１０１ａ〜１０１ｈの他端には、測定対象（プラズマチャンバ７５，７６，７７）との着脱用の端子（圧着端子）１０２ａ〜１０２ｈが取り付けられている。
このフィクスチャを使用するに際してはプローブ取付具１０４のリング状部１０４をプローブ１０５にはめ込み、締め付け部１０６で締め付けを行う。一方各導線１０１ａ〜１０１ｈは略点対称となるように圧着端子１０２ａ〜１０２ｈにおいて測定対象に、図２０に示すように、ねじ１１４により着脱自在にねじ止めする
導体１０１ａ〜１０１ｈは、例えばアルミニウム、銅、銀、金により構成すればよく、または、銀、金を５０μｍ以上メッキして構成してもよい。
【００７７】
このような測定具（フィクスチャ）を使用してインピーダンスを測定する方法を図２０を用いて説明する。
まず測定するプラズマチャンバ７５，７６，７７において、高周波電源１とマッチングボックス２をプラズマチャンバ７５，７６，７７から取り外す。インピーダンス測定具のプローブ１０５の導線１１０を給給電板３に接続する。次いでインピーダンス測定具（フィクスチャ）の導線１０１ａ〜１０１ｈに接続する圧着端子１０２ａ〜１０２ｈをプラズマチャンバ７５，７６，７７のハウジング２１に給電板３を中心とする略点対称となるようにネジ１１４によってネジ止めする。インピーダンス測定具をこのように配置した後、測定信号をインピーダンス測定具の導線１１０に供給し、プラズマチャンバ７５，７６，７７の給電板３からプラズマ空間６０を経てハウジング２１に至る経路のインピーダンスを測定する。
これにより、測定対象の大きさ、あるいは、測定する２点間の距離に制約を与えることなく、かつ、測定対象に均一に電流を流すことができ、測定対象のインピーダンスを測定するのに影響を及ぼさない残留インピーダンス値を設定し、より正確にインピーダンス測定をおこなうことができる。
【００７８】
なお、本実施形態においては、プラズマチャンバ７５，７６，７７において、サセプタ電極側８に基板１６を載置してプラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、カソード電極４側に基板１６を取り付けるよう対応することも可能である。
【００７９】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第２実施形態］
図１０は本実施形態のプラズマ処理装置９１の概略構成を示す断面図である。本実施形態のプラズマ処理装置９１は、図１０に示すように、略四角形の搬送室９２の周囲にロードロック室９３と熱処理室９９と処理室９４，９５とが設けられた構成とされている。この装置は基板移載用の搬送ロボットが設置されている搬送室９２を中央にして、各室の間が、ゲートｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４で区切られている。搬送室（待機室）９２と加熱室９９とその他の処理室ユニット９４，９５はそれぞれ個別の高真空ポンプによって高真空度に排気されている。ロードロック室９１は低真空ポンプによって低真空度に排気されている。
【００８０】
本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、その構成要素が図１〜図９に示した第１実施形態のプラズマ処理装置７１に対応しており、それぞれ、搬送室７２に搬送室９２が、熱処理室７９に熱処理室９９が、ロードロック室９３がローダ室７３およびアンローダ室７４に対応しており、略同一の構成の部分に関しては説明を省略する。
【００８１】
プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６は、図１〜図４に示した第１実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６に対応して、それぞれ異なる種類の膜を成膜するような異なる処理をおこなうことも可能であり、また、同一のプロセスレシピにより同一の処理をおこなうこともできるのものであるが、略同一の構成とされている。
そして、これらの複数のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６は、図１０に示すように、後述するスイッチＳＷ２等を介してインピーダンス測定器（高周波特性測定器）ＡＮに接続されている。同時に、複数のプラズマチャンバ９５，９６においては、後述するように第１直列共振周波数ｆ０ のうち、最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
として定義し、この値が０．０３より小さい範囲の値に設定されている。
ここではプラズマ処理室ユニット９５を例に挙げてその構成を説明する。
【００８２】
図１１は本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
【００８３】
本実施形態のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５は、２周波数励起タイプのプラズマ処理室とされ、図２〜図４に示した第１実施形態のプラズマ処理室７５と異なるのはサセプタ電極８側に電力を供給する点と、測定用端子６１およびその付近の構成に関する点と、第１直列共振周波数ｆ０ の設定に関する点である。それ以外の対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態のプラズマチャンバ９５，９６は、その第１直列共振周波数ｆ０ が、前記高周波電源１からプラズマチャンバ９５に供給される電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定される。
【００８４】
本実施形態のプラズマチャンバ９５は、図１１に示すように、サセプタ電極８の周囲にサセプタシールド１２が設けられ、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、これらの隙間がシャフト１３の周囲の設けられた電気絶縁物からなる絶縁手段１２Ｃによって真空絶縁されるとともに電気的にも絶縁されている。また、ウエハサセプタ８およびサセプタシールド１２は、ベローズ１１により上下動可能に構成されている。この構成により、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間の距離が調整可能となっている。また、サセプタ電極８は、シャフト１３下端に接続された給電板２８、および、導電体からなるサセプタ電極側マッチングボックス２６内部に収納された整合回路２５を介して第２の高周波電源２７と接続されている。
これら給電板２８は、サセプタシールド１２の支持筒１２Ｂ下端に接続されたシャーシ２９に覆われるとともに、シャーシ２９は、同軸ケーブルとされる給電線２７Ａのシールド線によって接続されマッチングボックス２６とともにアースされている。これにより、サセプタシールド１２，シャーシ２９，マッチングボックス２９は直流的に同電位となっている。
【００８５】
ここで、整合回路２５は、第２の高周波電源２７とサセプタ電極８との間のインピーダンスの整合を図るものとされ、この整合回路２５としては、図１１に示すように、複数の受動素子として、第２の高周波電源２７と給電板２８との間に、チューニングコイル３０とチューニングコンデンサ３１とが直列に設けられ、これらと並列にロードコンデンサ３２が接続され、このロードコンデンサ３２の一端はマッチングボックス２６に接続されており、整合回路２Ａと略同様の構成とされている。マッチングボックス２６は給電線２７Ａのシールド線を介して接地電位に設定されており、同時に、ロードコンデンサ３２の一端がアースされている。なお、チューニングコイル３０と直列にチューニングコイルを接続することや、ロードコンデンサ３２と並列にロードコンデンサを設けることも可能である。
給電板２８としては給電板３と同様なものが適用され、この給電板２８は整合回路２５からの端子およびシャフト１３にそれぞれネジ止めされている。
【００８６】
本実施形態のプラズマチャンバ９５の測定範囲である、整合回路２Ａの受動素子のうち出力最終段の受動素子の出力端子位置のチューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲには、図１１に示すように、前記プラズマチャンバ９５のインピーダンス測定用端子（測定用端子）６１が設けられている。このインピーダンス測定用端子６１は、第１実施形態で測定範囲を規定した出力端子位置ＰＲから、導体によってシャーシ２１の外部までのびている。
そして、整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ付近に、前記整合回路２Ａと前記インピーダンス測定用端子６１とを切り替えるスイッチとして、整合回路２Ａと給電板３との間に設けられるスイッチＳＷ１と、インピーダンス測定用端子６１と給電板との間に設けられるスイッチＳＷ２とが設けられている。
【００８７】
ここで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を整合回路２Ａ側に接続した場合における整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ側からのインピーダンス特性と、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続した場合におけるインピーダンス測定用端子６１側からのインピーダンス特性とが等しく設定される、つまり、図１１に示すように、スイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ とスイッチＳＷ２付近のインピーダンスＺ２ とが等しく設定される。
これは、スイッチＳＷ１を整合回路２Ａ側に接続してスイッチＳＷ２を開いた場合における整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲ側つまり出力端子位置ＰＲからスイッチＳＷ２への分岐点ＢまでのインピーダンスＺ１ と、前記スイッチＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続してスイッチＳＷ１を開いた場合におけるインピーダンス測定用端子６１側つまりインピーダンス測定用端子６１からスイッチＳＷ１への分岐点ＢまでのインピーダンスＺ２ とが等しく設定されるということを意味している。
【００８８】
インピーダンス測定用端子６１には、インピーダンス測定器ＡＮのプローブが着脱自在に接続されている。このプローブには、同時に、図１１に破線で示すように、プラズマチャンバ９５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に着脱自在に接続されている。
そして、図１１に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を前記インピーダンス測定用端子６１側に接続した場合におけるインピーダンス測定用端子６１から、インピーダンス測定器ＡＮまでのインピーダンスが、プラズマチャンバ９５とプラズマチャンバ９６とで、等しくなるように設定されている。具体的には、インピーダンス測定用端子６１から、インピーダンス測定器ＡＮまでの測定用の同軸ケーブルの長さが等しく設定されている。
【００８９】
本実施形態のプラズマチャンバ９５においては、スイッチＳＷ１を閉じるとともに、スイッチＳＷ２を開いた状態において、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、第１、第２の高周波電源１，２７からプラズマ励起電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６に対して成膜等のプラズマ処理をおこなう。このとき、第１の高周波電源１から１３．５６ＭＨｚ程度以上の周波数の電力、具体的には、例えば１３．５６ＭＨｚ，２７．１２ＭＨｚ，４０．６８ＭＨｚ等の周波数の電力を投入する。そして、第２の高周波電源２７からも第１の高周波電源１からと同等か、異なる周波数の電力、例えば１．６ＭＨｚ程度の電力を投入することもできる。
【００９０】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバ９５における高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ は、第１実施形態と同様にして測定・定義する。本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ は、具体的には図１１，図１２に示すように測定・定義される。
図１２は図１１の本実施形態のプラズマ処理装置のインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【００９１】
本実施形態のプラズマチャンバ９５の測定範囲としては、インピーダンス測定用端子６１からみたプラズマチャンバ９５の状態をその対象とする。これは、図１１に示すように、スイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ とスイッチＳＷ２付近のインピーダンスＺ２ とが等しく設定されたことで、出力端子位置ＰＲからみた状態のプラズマチャンバ９５を測定範囲した際のインピーダンス特性に等しいものとなっている。
これは、インピーダンス測定時において整合回路２Ａを電気的に切り離すためには機械的に回路を着脱する必要のあった第１実施形態における測定範囲に対して、本実施形態では、図１１に示すように、スイッチＳＷ１によって切断されている整合回路２Ａは測定範囲に含まれず、測定範囲外とすることができるためで、これにより、プラズマチャンバＣＮのインピーダンス特性を測定することが容易になる。そして、第１実施形態における測定範囲に対して、チューニングコンデンサ２４の出力端子位置ＰＲと直列に接続されたインピーダンス測定用端子６１、および、サセプタ電極８に接続された整合回路２５をも含んで測定範囲とする。
ここで、図には高周波電源２７が記載してあるが、これは電力供給状態を示すものではなく、整合回路２５の接地状態を示すことを主眼とするものである。というのも、電力供給状態においては、インピーダンス特性を計測することはできないからである。
【００９２】
ここで、第１実施形態における測定範囲と比べるとスイッチＳＷ２が加わっているが、これは、プラズマ発光時にはスイッチＳＷ１は閉じた状態となっている、つまり、インピーダンス特性に対するスイッチＳＷ１の寄与が存在していることに対応している。すなわち、このスイッチＳＷ１付近のインピーダンスＺ１ と等しいインピーダンスＺ２ を有するスイッチＳＷ２付近を含んで上記測定範囲とすることにより、インピーダンス測定用端子６１からみたプラズマチャンバ９５の測定範囲を、実際にプラズマ発光時に高周波電流の流れる回路状態に近づけてインピーダンス測定の正確性をより向上することが可能となる。
【００９３】
そして、インピーダンス測定器ＡＮのプローブ１０５をインピーダンス測定用端子６１およびプラズマチャンバ９５の例えばシャーシ２１とされるアース位置に接続する。この状態で、スイッチＳＷ２を閉じるとともに、スイッチＳＷ１を開いた状態に設定して、インピーダンス測定器ＡＮの発振する測定周波数を例えば１ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲に変化させて、プラズマチャンバ９５の上記測定範囲に対するインピーダンスのベクトル量（Ｚ，θ）を測定する。
【００９４】
ついで、図１３に示すように、測定周波数ｆ（ＭＨｚ）を横軸とし、縦軸としてインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）とを同一のグラフ上にプロットしていく。ここで、図において、左側の縦軸はインピーダンスＺ（Ω）であり、右側の縦軸は位相θ（ｄｅｇ）に対応している。描画されたインピーダンス特性曲線（実線）および位相曲線（破線）のうち、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ の周波数、つまり、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、第１直列共振周波数ｆ０ として定義する。
【００９５】
このとき、測定される第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図１２に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
整合回路２５からの寄与
サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ
サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んでガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【００９６】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様と見なせる状態として、図１２に示すように、スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ 、サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ が、等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【００９７】
このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ を、高周波電源１から供給される電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ここで、第１直列共振周波数ｆ０ を設定する方法としては、例えば、
▲１▼給電板３の形状長さを変化する。
▲２▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０とのオーバーラップ面積を減少する。
▲３▼プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の絶縁材料を厚くする。
▲４▼サセプタ電極８とチャンバ壁１０とを導体で接続する等調整する。
等の手法を適用することができる。
【００９８】
例えば、本実施形態のプラズマ処理装置においては、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、０〜１５０ＭＨｚの範囲の測定周波数ｆ（ＭＨｚ）に対してインピーダンスＺ（Ω）と位相θ（ｄｅｇ）を測定し、図１３に示すように、インピーダンス特性曲線および位相曲線を描画する。そして、
ｆ０ ＞ ３ｆｅ （４）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１２３．７８ＭＨｚとして設定する。
【００９９】
そして、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ｆ０’ ＞ ３ｆｅ （５）
ここで、直列共振周波数ｆ０’は、上記の第１直列共振周波数ｆ０’における、インピーダンス特性の測定と同様にして、プラズマ励起電極４，サセプタ電極８間のインピーダンス特性として定義されるものである。
つまりサセプタ電極８の一端をアースして、プラズマ励起電極８の一端からインピーダンス特性を測定し、測定周波数ｆの低い側から数えて一番最初に位相θがマイナスからプラスに変化したときに、位相θがゼロとなる周波数を、直列共振周波数ｆ０’として定義している。
直列共振周波数ｆ０’は、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との機械的な形状によって規定される電気的高周波的な特性であり、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ の平方根の逆数に比例する値となる。これにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性を規定できるため、プラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、さらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１００】
さらに、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ に対して、上記（１）式なる関係を満たすように設定する。
【０１０１】
図１４は、プラズマ発光状態における電極間の状態を示す模式図である。
図１４に示すように、この対向する平行平板型とされるプラズマ励起電極４，サセプタ電極８間の距離をｄとし、この電極４，８間の距離方向においてそれぞれの電極４，８と発光時のプラズマとの距離の和をδとする。つまり、プラズマ発光時に目視できるプラズマ発光領域Ｐとプラズマ励起電極４との間のプラズマ発光していない部分の距離をδａ 、プラズマ発光領域Ｐとサセプタ電極８との間のプラズマ発光していない部分の距離をδｂ としたときに、式（６）に示すようにこれらの和をδとする。
δａ ＋δｂ ＝ δ （６）
ここで、電極４，８間の距離ｄと、電極４，８間においてプラズマの発光していない部分の距離の和δとから、実際にプラズマ発光状態における電極４，８間のモデル的な容量Ｃ０”が求められる。
【０１０２】
プラズマ発光時における平行平板電極４，８は、その間にあるプラズマ発光領域Ｐが導体として見なせるため、あたかも、電極４，８間の距離がδになったようにみなすことができる。その結果、プラズマ発光時の平行平板電極４，８間の容量Ｃ０”は、電極４，８間の距離に反比例するため、非プラズマ発光時に容量Ｃ０ だったものが、プラズマ発光時には見かけ上ｄ／δ倍になる。
Ｃ０ ∝ １／ｄ
Ｃ０” ∝ １／δ （７）
∴Ｃ０” ∝ ｄ／δ・Ｃ０
【０１０３】
そして、前記直列共振周波数ｆ０’は容量Ｃ０ の平方根の逆数に比例するため、プラズマ発光時における電極４，８間の直列共振周波数ｆ０”は容量Ｃ０”の平方根の逆数に比例する、つまり、ｄ／δの平方根の逆数に比例する。
ｆ０’ ∝ １／√Ｃ０
ｆ０” ∝ １／√Ｃ０” （８）
∴ｆ０” ∝ （ｄ／δ）−１／２・ｆ０’
【０１０４】
このプラズマ発光時における電極４，８間の直列共振周波数ｆ０”と前記電力周波数ｆｅ との関係を第１直列共振周波数ｆ０ と電力周波数ｆｅ との関係のように設定する。
ｆ０” ＞ ｆｅ （９）
この式（９）を式（８）によって書き直すと、式（１）となる。
【数１】
【０１０５】
そして、本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、プラズマチャンバ９６は、プラズマチャンバ９５と略同等の構造とされている。そして、このプラズマチャンバ９６に対しても、上記第１直列共振周波数ｆ０ をプラズマチャンバ９５と同様にして設定する。
具体的には、これらプラズマチャンバ９５，９６において、いずれも、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定して、第１直列共振周波数ｆ０ を測定する。ところが、この第１直列共振周波数ｆ０ は、機械的な構造をその多くの要因としてきまる電気的高周波的な特性であり、各実機ごとに異なっていると考えられる。
【０１０６】
そこで、計測したプラズマチャンバ９５に対する第１直列共振周波数ｆ０９５ 、プラズマ処理室９６に対する第１直列共振周波数ｆ０９６ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ９５，９６の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を０．０３より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、上述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができる。
【０１０７】
また、本実施形態においては、プラズマチャンバ９５，９６の前記測定用端子６１に、それぞれ高周波特性測定器ＡＮが切り替え自在に接続されている。これは、非測定時つまりプラズマ発生時等において、測定用端子６１，６１と高周波特性測定器ＡＮとの接続をプラズマチャンバ９５，９６から切り離すようにスイッチＳＷ１，ＳＷ２を切り替えることにより、プラズマ発生時に高周波測定器ＡＮに対して作用する電気的影響を防止することができる。これにより、単一のインピーダンス測定器ＡＮを兼用してこれら複数のプラズマチャンバ９５，９６の高周波特性測定をおこなうことができる。これにより、プラズマチャンバ９５，９６と高周波特性測定器ＡＮとの接続を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態においては、プラズマチャンバ９５，９６における、前記測定位置近辺の分岐点Ｂと前記測定用端子６１，スイッチＳＷ２を介して高周波特性測定器ＡＮとの間の高周波特性Ａ（インピーダンスＺ）がそれぞれ等しく設定されている。これは、具体的に各プラズマチャンバ９５，９６の整合回路２Ａ出力側最終段近辺の分岐点ＢからスイッチＳＷ２付近を含んで前記測定範囲のインピーダンスＺ２ と、スイッチＳＷ２から高周波特性測定器ＡＮまでの同軸ケーブルの長さとが、それぞれ等しく設定されている手段を適応することができる。
【０１０９】
上記構成のプラズマ処理装置９１は、ゲートｇ０を開放して被処理基板１６をロードロック室９３に搬入し、ゲートｇ０を閉塞してロードロック室９３を低真空ポンプによって排気する。ゲートｇ１，ｇ２を開放してロードロック室９３に搬入された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによって熱処理室９９に移動し、ゲートｇ１，ｇ２を閉塞して搬送室９２と熱処理室９９を高真空ポンプによって排気する。ついで基板１６を加熱処理し、終了後、ゲートｇ２，ｇ４を開放して熱処理された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってプラズマチャンバ９５に移動する。プラズマチャンバ９５の基板１６を反応処理し、終了後ゲートｇ４，ｇ３を開放して処理された基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってプラズマチャンバ９６に移動する。プラズマチャンバ９６の基板１６を反応処理し、終了後ゲートｇ３，ｇ１を開放して基板１６を、搬送室９２の搬送ロボットの移載アームによってロードロック室９３に移動する。
【０１１０】
このとき、例えば各処理室における成膜条件等の処理条件や処理シーケンスをオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。したがって、このプラズマ処理装置９１を使用する際には、処理前の被処理基板１６をロードロック室９３のローダカセットにセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボットによりローダカセットから各処理室内に被処理基板１６が搬送され、各処理室で一連の処理が順次自動的に行われた後、基板搬送ロボットによりアンローダカセット（ローダカセット）に収容される。
【０１１１】
上記構成のプラズマチャンバ９５，９６においては、第１実施形態と同様に、サセプタ電極８上に被処理基板１６を載置し、高周波電源１から高周波電極４とサセプタ電極８の双方にそれぞれ高周波電力を印加するとともにガス導入管１７からシャワープレート６を介して反応ガスをチャンバ室６０内に供給してプラズマを発生させ、被処理基板１６上にアモルファスシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等を成膜する。
【０１１２】
本実施形態のプラズマ処理装置９１およびその検査方法においては、第１実施形態と同等の効果を奏するとともに、各プラズマチャンバ９５，９６における前記第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきが０．０３より小さい範囲の値に設定されてなることで、複数のプラズマチャンバ９５，９６に対してインピーダンス、共振周波数特性等の電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、インピーダンス特性を指標として一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバの状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ９５，９６において、プラズマ空間で消費される実効的な電力等をそれぞれ略均一にすることができる。
その結果、複数のプラズマチャンバ９５，９６に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバにおいて例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバにおいて、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
【０１１３】
さらに、本実施形態のプラズマ処理装置９１においては、複数のプラズマチャンバ９５，９６の前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲにインピーダンス測定用端子（測定用端子）６１を設け、この測定用端子６１にインピーダンス測定器ＡＮを着脱自在に接続するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、複数のプラズマチャンバ９５，９６のインピーダンス特性測定時において、第１実施形態のようにプラズマチャンバ９５，９６と整合回路２Ａとを切り離すために、電力供給線と整合回路２Ａとを着脱する必要がない。このため、前記プラズマチャンバ９５，９６のインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。
【０１１４】
さらに、これら複数のプラズマチャンバ９５，９６においてインピーダンスＺ１ とインピーダンスＺ２ とを等しく設定することにより、個々のプラズマチャンバ９５，９６において、プラズマチャンバ９５，９６と整合回路２Ａとを着脱することなく、かつ、インピーダンス測定用プローブ１０５を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみによりインピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定と、プラズマ処理装置の動作状態つまりプラズマ発生状態と、の切り替えを容易におこなうことが可能となる。
ここで、インピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定時において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみにより複数のプラズマチャンバ９５，９６を順に切り替えることができ、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。
【０１１５】
同時に、本実施形態のプラズマ処理装置９１およびその検査方法においては、プラズマチャンバ９５，９６における、前記測定位置近辺の分岐点Ｂと前記測定用端子６１，スイッチＳＷ２を介して高周波特性測定器ＡＮとの間の高周波特性Ａ（インピーダンスＺ）がそれぞれ等しく設定されているため、個々のインピーダンス測定端子６１に接続されたインピーダンス測定器ＡＮからのインピーダンス測定値を、複数のプラズマチャンバ９５，９６において整合回路２Ａ出力側最終段の出力位置ＰＲから測定した値と同等と見なすことができるため、第１直列共振周波数ｆ０ の算出の補正が個々のプラズマチャンバ９５，９６において不要となり、実測値の換算が不要となり、作業効率を向上し、第１直列共振周波数ｆ０ の測定をより正確におこなうことができる。
さらに、複数のプラズマチャンバ９５，９６において直列共振周波数ｆ０’と電力周波数ｆｅ との値を設定することにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性をそれぞれのプラズマチャンバ９５，９６において規定できるため、プラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、本実施形態のプラズマ処理装置９１全体でさらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１１６】
なお、本実施形態において、２つのスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２を設ける構成としたが、分岐点Ｂから出力端子位置ＰＲまでと分岐点Ｂからプローブまでのインピーダンスが等しく設定されていればよく、例えば１つのスイッチによりこれらの接続を切り替え可能とすることもできる。
また、、図１６に示すように、それぞれのプラズマチャンバ９５，９６のスイッチＳＷ２を共通として、測定時に被測定プラズマチャンバを切り替える単一のスイッチＳＷ４を有する構成としてもよい。
【０１１７】
さらに、本実施形態においては、プラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、サセプタ電極側８に対する周波数を設定するよう対応することも可能である。この場合、図１１にＰＲ’で示すように、インピーダンス測定範囲を規定する整合回路２５の出力端子位置を設定することができる。
さらに、平行平板型の電極４，８を有するタイプに変えて、ＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）誘導結合プラズマ励起型、ＲＬＳＡ（ｒａｄｉａｌ ｌｉｎｅ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ）ラジアルラインスロットアンテナ型などのプラズマ処理装置や、ＲＩＥ（Ｒｉａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）反応性スパッタエッチング用の処理装置に適用することもできる。
なお、電極４，８に替えて、ターゲット材を取り付けることにより、プラズマ処理としてスパッタリングをおこなうことも可能である。
【０１１８】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第３実施形態］
図１５は本実施形態のプラズマ処理システムの概略構成を示す模式図である。
【０１１９】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１に示した第１実施形態と略同等のプラズマ処理装置７１，７１’と、図１０に示した第２本実施形態と略同等のプラズマ処理装置９１と、を組み合わせて概略構成されている。先に説明した第１，第２実施形態の構成要素に対応するものには同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２０】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１５に示すように、３つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７を有するプラズマ処理装置７１、２つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６を有するプラズマ処理装置９１、および、３つのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７を有するプラズマ処理装置７１’が製造ラインの一部を構成するものとされている。
ここで、図１に示した第１実施形態のプラズマ処理装置７１，７１’の部分において、プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）７５，７６，７７に替えて、図１０に示した第２実施形態における２周波数励起タイプのプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５と略同等のプラズマ処理室ユニットを３つ有する構成とされており、これらプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）９５，９６，９７は略同一の構造とされている。
【０１２１】
本実施形態のプラズマ処理システムは、図１５に示すように、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス測定用端子６１がスイッチＳＷ３を介してインピーダンス測定器ＡＮに接続されている。スイッチＳＷ３は各プラズマチャンバ９５，９６，９７の測定時に測定対象のプラズマチャンバ９５，９６，９７とインピーダンス測定器ＡＮとのみを接続して、それ以外のプラズマチャンバ９５，９６，９７を切断するよう切り替えるスイッチとして設けられている。そして、この測定用端子６１から、スイッチＳＷ３までのインピーダンスが、各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対して等しくなるように、測定用の同軸ケーブルの長さが等しく設定されている。インピーダンス測定用端子６１には、図１１に示す第２実施形態と同様にして、インピーダンス測定器ＡＮのプローブが着脱自在に接続されている。
【０１２２】
ここで、本実施形態の各プラズマチャンバ９５，９６，９７における第１直列共振周波数ｆ０ は、スイッチＳＷ３を切り替えることにより、第２実施形態と同様にして測定し、例えば、４０．６８ＭＨｚとされる電力周波数ｆｅ に対して、
ｆ０ ＞ ３ｆｅ （４）
を満たすように、第１直列共振周波数ｆ０ を１２３．７８ＭＨｚとして設定する。
【０１２３】
そして、計測したプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、
（ｆ０ｍａｘ−ｆ０ｍｉｎ）／（ｆ０ｍａｘ＋ｆ０ｍｉｎ） （１０）
のように複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を第２実施形態と同様に０．０３より小さい範囲の値に設定する。
さらに、本実施形態においては、第２実施形態と同様にプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定する。
ｆ０’ ＞ ３ｆｅ （５）
同時に、本実施形態においては、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ によって規定される直列共振周波数ｆ０’を、前記電力周波数ｆｅ に対して、第２実施形態と同様に上記式（１）なる関係を満たすように、直列共振周波数ｆ０’が、電力周波数ｆｅ の（電極間の距離ｄ／プラズマ非発光部の距離δ）の平方根倍よりも大きく設定することができる。
【０１２４】
本実施形態のプラズマ処理システムにおいては、例えば、プラズマ処理前処理をおこなった被処理基板１６に、プラズマ処理装置７１のプラズマチャンバ９５，９６，９７において成膜処理をおこない、ついで、熱処理室７９において加熱処理をおこない、その後、レーザーアニール室７８においてアニール処理をおこなう。次いで、この被処理基板１６をプラズマ処理装置７１から搬出し、図示しないプラズマ処理装置７１と同等の装置におけるプラズマ処理室において、被処理基板１６に順次第２，第３の成膜処理をおこなう。
次いで、このプラズマ処理装置から搬出した被処理基板１６に、図示しない別の処理装置において、フォトリソグラフィー工程によりフォトレジストの形成をおこなう。
そして、被処理基板１６をプラズマ処理装置９１に搬入し、プラズマチャンバ９５，９６においてプラズマエッチングをおこない、次いで、この被処理基板１６をプラズマ処理装置９１から搬出し、図示しないプラズマ処理装置９１と同等の装置におけるプラズマチャンバにおいて、被処理基板１６に成膜処理をおこなう。
次いで、図示しないプラズマ処理装置から搬出された被処理基板１６に、図示しない他の処理装置において、レジストを剥離し、新たにフォトリソグラフィー工程によりパターニングする。
最後に、プラズマ処理装置７１’のプラズマチャンバ９５、９６，９７において被処理基板１６に順次第１，第２，第３の成膜処理がおこなわれ、被処理基板１６をプラズマ処理後処理へと送り、製造ラインにおける本実施形態のプラズマ処理システムにおける工程は終了する。
【０１２５】
本実施形態のプラズマ処理システムおよびその検査方法においては、第１，第２実施形態と同等の効果を奏するとともに、プラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎのばらつきを、０．０３より小さい範囲の値に設定することで、複数のプラズマ処理装置７１，９１，７１’において、それぞれ、各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対する電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、これにより、プラズマ処理システム全体においてインピーダンス特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の状態を設定することが可能となるので、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、発生するプラズマ密度等をそれぞれ略均一にすることができる。
【０１２６】
その結果、プラズマ処理システム全体において複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対して同一のプロセスレシピを適用して、略同一のプラズマ処理結果を得ること、つまり、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において例えば成膜をおこなった際に、膜厚、絶縁耐圧、エッチングレート等、略均一な膜特性の膜を得ることが可能となる。具体的には、上記のばらつきの値を０．０３より小さい範囲に設定することにより、略同一の条件で積層をおこなったプラズマチャンバ９５，９６，９７において、膜厚のばらつきの値を±２％の範囲におさめることができる。
そのため、従来考慮されていなかったプラズマ処理システムの全般的な電気的高周波的特性を設定することが可能となり、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７におけるプラズマ発生の安定性を期待することができる。その結果、動作安定性が高く、各プラズマチャンバ９５，９６，９７で均一な動作が期待できるプラズマ処理システムを提供することが可能となる。
これにより、単一のプラズマ処理装置よりも多数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する膨大なデータから外部パラメータと実際の基板を処理するような評価方法による処理結果との相関関係によるプロセス条件の把握を不必要とすることができる。
【０１２７】
したがって、本実施形態のプラズマ処理システムおよびその検査方法によれば、新規設置時や調整・保守点検時において、各プラズマチャンバ９５，９６，９７ごとの機差をなくして処理のばらつきをなくし、各プラズマチャンバ９５，９６，９７において同一のプロセスレシピにより略同一の処理結果を得るために必要な調整時間を、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合に比べて、第１直列共振周波数ｆ０ を測定することにより、大幅に短縮することができる。しかも、処理をおこなった基板の評価によりプラズマ処理システムの動作確認および、動作の評価をおこなうという２段階の方法でなく、ダイレクトにプラズマ処理システムの評価を、しかも、プラズマ処理システムの実機が設置してある場所で短時間におこなうことが可能である。その上、被処理基板１６への実際の成膜等による検査方法を採用した場合、別々におこなうしかなかった複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する結果をほぼ同時に実現することができる。
このため、製造ラインを数日あるいは数週間停止してプラズマ処理システムの動作確認および、動作の評価をする必要がなくなり、製造ラインとしての生産性を向上することができる。また、このような調整に必要な検査用基板等の費用、この検査用基板の処理費用、および、調整作業に従事する作業員の人件費等、コストを削減することが可能となる。
【０１２８】
さらに、本実施形態におけるプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の第１直列共振周波数ｆ０ を、前記電力周波数ｆｅ の３倍より大きな範囲の値に設定することにより、従来は、考慮されていなかった複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７の電気的高周波的な特性を一括して適正な範囲に収めることができる。これにより、動作安定性を向上して、従来一般的に使用されていた１３．５６ＭＨｚ程度以上の高い周波数の電力を投入した場合であっても、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、高周波電源１からの電力をプラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ発生空間に効率よく導入することが可能となる。同時に、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理システムと比べてプラズマ空間で消費される実効的な電力の向上をすべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において図ることができる。その結果、プラズマ処理システム全体としてのプラズマ励起周波数の高周波化による処理速度の向上を図ること、つまり、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマＣＶＤ等により膜の積層をおこなう際には、堆積速度の向上を図ることができる。同時に、すべてのプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ発生の安定性を期待することができる結果、個々のプラズマ処理装置７１，９１，７１’としての動作安定性が高く、同時に全体として動作安定性の高いプラズマ処理システムを提供することが可能となる。しかも、これらを、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において同時に実現することができる。
【０１２９】
したがって、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ密度の上昇によりそれぞれ被処理基体１６における膜面内方向におけるプラズマ処理の均一性の向上を図ることができ、成膜処理においては膜厚の膜面内方向分布の均一性の向上を図ることが可能となる。同時に、プラズマ密度の上昇により、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態の向上、すなわち、堆積した膜における絶縁耐圧や、エッチングに対する耐エッチング性、そして、いわゆる膜の「固さ」つまり膜の緻密さ等の膜特性の向上を図ることが可能となる。
【０１３０】
また、同一周波数を供給した場合に、従来のプラズマ処理システムと比べて生成するプラズマ密度の上昇を図ることができるため、プラズマ処理システム全体として電力の消費効率を向上し、同等の処理速度もしくは膜特性を得るために、従来より少ない投入電力ですむようにできる。しかも、これらを、複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７において実現することができる。したがって、プラズマ処理システム全体の電力損失の低減を図ること、ランニングコストの削減を図ること、生産性の向上を図ることがより一層可能になる。同時に、処理時間をより短縮することが可能となるため、プラズマ処理に要する電力消費を減らせることから環境負荷となる二酸化炭素の総量をより削減することが可能となる。
【０１３１】
本実施形態におけるプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の直列共振周波数ｆ０’と前記電力周波数ｆｅ との値を設定することにより、直接プラズマを発光させる前記電極４，８の周波数特性を規定できるため、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ発光空間に対して電力をより効果的に投入することができ、プラズマ処理システム全体に対してさらなる電力消費効率の向上か、または、処理効率の向上を図ることが可能となる。
【０１３２】
本実施形態のプラズマ処理システムにおいては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７の前記整合回路２Ａの出力端子位置ＰＲにインピーダンス測定用端子６１を設け、このインピーダンス測定用端子６１に単一のインピーダンス測定器ＡＮをスイッチＳＷ３によって切り替え自在に接続するとともに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けることで、プラズマ処理システムの個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性測定時において、第１実施形態のようにプラズマチャンバ９５と整合回路２Ａとを切り離すために、電力供給線と整合回路２Ａとを着脱する必要がない。また、単一のインピーダンス測定器ＡＮによって複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性および共振周波数特性測定をおこなうことができる。
【０１３３】
このため、前記プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性を測定する際のプロービングを容易におこなうことが可能となり、第１直列共振周波数ｆ０ の測定時における作業効率を向上することができる。また、プラズマチャンバ９５，９６，９７と整合回路２Ａとを着脱することなく、かつ、インピーダンス測定用プローブ１０５を着脱することなく、スイッチＳＷ１，ＳＷ２切り替えのみによりインピーダンス特性の測定および第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１３４】
さらに、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を設けてこれらのインピーダンスＺ１ とインピーダンスＺ２ とを等しく設定し、同時に、測定用端子６１からスイッチＳＷ３までのインピーダンスを複数のプラズマ処理装置７１，７１’、９１における各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対して等しくなるように設定することで、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を切り替えるだけで、インピーダンス測定端子６１に接続されたインピーダンス測定器ＡＮからのインピーダンス測定値を、整合回路２Ａ出力側最終段の出力位置ＰＲから測定した値と同等と見なすことができる。
同時に、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のインピーダンス特性に対する測定用端子６１からスイッチＳＷ３までのインピーダンス特性の差異を考慮する必要がなくなるため、複数のプラズマ処理装置７１，７１’、９１におけるプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する第１直列共振周波数ｆ０ の算出の補正が不要となり、実測値の換算が不要となり、プラズマ処理システムの電気的高周波的特性の設定における作業効率を向上し、第１直列共振周波数ｆ０ の測定をより正確におこなうことができる。
【０１３５】
なお、本実施形態において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を測定しようとする各プラズマチャンバ９５，９６，９７に対する切り替え動作を連動させることが可能であり、また、２つのスイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２の構成を、分岐点から出力端子位置ＰＲまでと分岐点からプローブまでのインピーダンスが等しく設定される１つのスイッチとすることもできる。
【０１３６】
さらに、本発明における上記の各実施形態においては、各プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ励起電極４に対する電力周波数ｆｅ と第１直列共振周波数ｆ０ とを設定したが、サセプタ電極側８に対する周波数を設定するよう対応することも可能である。この場合、図１１にＰＲ’で示すように、インピーダンス測定範囲を規定する整合回路２５の出力端子位置を設定することができる。
さらに、平行平板型の電極４，８を有するタイプに変えて、ＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）誘導結合プラズマ励起型、ＲＬＳＡ（ｒａｄｉａｌ ｌｉｎｅ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ）ラジアルラインスロットアンテナ型などのプラズマ処理装置や、ＲＩＥ（Ｒｉａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）反応性スパッタエッチング用の処理装置に適用することもできる。
【０１３７】
なお、上記の各実施形態においては、図１６に示すように、プラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）９５，９６，９７に対応して、整合回路２Ａと、高周波電源１とが、それぞれ設けられて、プラズマチャンバ９５，９６，９７における整合回路２Ａの接続位置に、ＳＷ４を介してインピーダンス測定器ＡＮを接続したが、図１７に示すように、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７に対する整合回路２Ａ，２Ａ，２Ａが、スイッチ切り替えによって同一の高周波電源１に接続される構成や、図１８に示すように、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７が、スイッチ切り替えによって同一の整合回路２Ａに接続される構成も可能である。この場合、図１７に示すように、プラズマチャンバ９５，９６，９７と整合回路２Ａとの接続位置に、ＳＷ４を介してインピーダンス測定器ＡＮが接続される。
【０１３８】
また、上記の各実施形態においては、高周波特性Ａとして第１直列共振周波数ｆ０ に対する設定を上記式（１０）の様におこなったが、これ以外にも、高周波特性Ａとして、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかを採用し、前記式（１０Ａ）のように設定することができる。これにより、それぞれの特性を指標とする一定の管理幅内に複数のプラズマチャンバ９５，９６，９７設定することが可能となるので、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ９５，９６，９７において、プラズマ空間で消費される実効的な電力をそれぞれ略均一にすることができる。
ここで、前記高周波特性Ａとして、インピーダンスＺを採用した場合には、このインピーダンスＺは、プラズマ励起する周波数における値であるから、Ｚとθとの周波数依存性を測定してはじめて把握可能なパラメータである共振周波数ｆに対して、プラズマチャンバ９５，９６，９７の高周波数特性の周波数依存性を見る必要がなく、共振周波数ｆに比べて把握が容易である。また、プラズマチャンバ９５，９６，９７のプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性をより直接的に捉えることができる。
また、レジスタンスＲ、および、リアクタンスＸ、を採用した場合には、これらレジスタンスＲとリアクタンスＸとのベクトル量であるインピーダンスＺを見ることに比べて、さらに直接的にプラズマチャンバのプラズマ励起する周波数における電気的高周波数的特性を捉えることができる。
【０１３９】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの検査方法の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第４実施形態］
図２３は本実施形態のプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
なお、本実施形態において第１ないし第３実施形態と異なるのは、周波数特性の測定範囲に関する点および、測定用端子、スイッチに関する点、および、プラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）の部分のみであり、プラズマ処理装置としての構成、または、プラズマ処理システムとしての構成に関しては第１ないし第３実施形態に準ずるものとされる。また、これ以外の第１ないし第３実施形態と略同等の構成要素に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４０】
本実施形態においては、プラズマチャンバの構成として第２実施形態と同様の２周波数励起タイプとされるとともに、図２３にＰＲ３で示すように、高周波数特性Ａを測定する測定範囲を規定する測定位置が、各プラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７において、高周波電力を供給する際に高周波電力供給電体（給電線）１Ａを介して高周波電源１に接続される整合回路２Ａの入力端子位置に設定される。この入力端位置ＰＲ３には、プラズマチャンバの高周波数特性Ａを測定するための測定用端子６１と、この測定用端子６１と高周波数特性測定器とを接続する同軸ケーブルとされる接続線６１Ａと、高周波数特性測定時および、プラズマ発生時に、プラズマチャンバに対する接続を給電線１Ａと高周波特性測定器（インピーダンス測定器）ＡＮとの間で切り替えるスイッチＳＷ５とが接続される。
ここで、スイッチＳＷ５で切り替えられる測定位置ＰＲ３から給電線１Ａを介して高周波電源１４までのインピーダンスと、測定位置ＰＲ３から給電線１Ａを介して高周波電源１４までのインピーダンスとがそれぞれ等しく設定されている。具体的には、給電線１Ａと接続線６１Ａとの長さが等しく設定されている。これにより、第２実施形態と同様に、プラズマチャンバと高周波特性測定器ＡＮとの接続を着脱することなく、スイッチＳＷ５切り替えのみにより、インピーダンスなどの測定による高周波特性Ａ、特に第１直列共振周波数ｆ０ の測定を容易におこなうことが可能となる。
【０１４１】
ここで、本実施形態のプラズマチャンバにおける高周波特性Ａとしての第１直列共振周波数ｆ０ は、第１ないし第３実施形態と同様にして測定・定義する。本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ は、具体的には図２４，図２５に示すように測定・定義される。
図２４は図２３における本実施形態のプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。図２５は図２４の本実施形態のプラズマチャンバのインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【０１４２】
本実施形態においては、測定される高周波数特性Ａのうち第１直列共振周波数ｆ０ に対して、考慮されている電気的高周波的要因は、図２４に示すように、上記測定範囲のうち、以下のものが考えられる。
接続線６１Ａからの寄与
スイッチＳＷ５のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ
整合回路２Ａからの寄与
給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ
プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ
サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ
サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ
ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ
チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ
絶縁体１７ａを挟んだガス導入管１７とプラズマ励起電極４との間の容量ＣＡ
プラズマ励起電極４とシャーシ２１との間の容量ＣＢ
プラズマ励起電極４とチャンバ壁１０との間の容量ＣＣ
【０１４３】
これらの電気的高周波的要因が、プラズマ発光時に供給される高周波電流が流れる回路と同様と見なせる状態として、図２５に示すように、接続線６１Ａからの寄与、スイッチＳＷ２のインダクタンスＬＳＷおよび抵抗ＲＳＷ、整合回路２Ａからの寄与、給電板（フィーダ）３のインダクタンスＬｆ および抵抗Ｒｆ 、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８との間のプラズマ電極容量Ｃｅ 、サセプタ電極８とサセプタシールド１２との間の容量ＣＳ 、サセプタシールド１２の支持筒１２ＢのインダクタンスＬＣ および抵抗ＲＣ 、ベローズ１１のインダクタンスＬＢ および抵抗ＲＢ 、チャンバ壁１０のインダクタンスＬＡ および抵抗ＲＡ 、が順に直列に接続されてその終端の抵抗ＲＡ がアースされるとともに、抵抗Ｒｆ とプラズマ電極容量Ｃｅ との間に一端がアースされた状態でそれぞれ並列に接続された容量ＣＡ ，容量ＣＢ ，容量ＣＣ が、等価回路を形成しており、この等価回路のインピーダンス特性を計測することで、本実施形態の第１直列共振周波数ｆ０ を定義することができる。
【０１４４】
このように定義された第１直列共振周波数ｆ０ を、前述した第１ないし第３実施形態と同様に設定する。そしで、各プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０５，ｆ０６のうち、その最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対して、前述の式（１０）のように複数のプラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきとして定義し、この値を０．０３より小さい範囲の値に設定する。この際、１直列共振周波数ｆ０ のばらつきを設定する方法としては、前述の▲１▼〜▲４▼等のような手法を適用することができるとともに、これに加え、例えば
▲５▼特性のそろったロードコンデンサ２２を選択する
▲６▼特性のそろったチューニングコンデンサ２４を選択する
▲７▼チューニングコイル２３の形状（太さ、まき数、長さ）を調整する
等の手法を適用することができる。
【０１４５】
本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその検査方法においては、第１ないし第３実施形態と同等の効果を奏するとともに、測定範囲に整合回路２Ａを含めない場合に比べて、プラズマ処理室６０だけでなく、整合回路２Ａも含めて複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７に対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７においてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性を高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路２Ａを含めない場合に比べて、略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【０１４６】
さらに、本実施形態においては、給電線１Ａの長さと接続線６１Ａの長さとが等しく設定されているため、スイッチＳＷ５により、測定位置ＰＲ３と高周波測定器ＡＮとの電気的接続を切るとともに整合回路２Ａ側と高周波電源１側との電気的接続を確保した場合における高周波電源１出力端子位置ＰＲ２からプラズマチャンバ側を測定範囲とした際の高周波特性Ａと、スイッチＳＷ５により、測定位置ＰＲ３と高周波測定器ＡＮとの電気的接続を確保するとともに高周波電源１側と整合回路２Ａとの電気的接続を切断した場合における高周波測定器ＡＮの出力端子位置で測定したプラズマチャンバの高周波特性Ａと、が等しく設定されている。
従って、本実施形態においては、図２３、図２４，図２５に示すように、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源１に接続される高周波電力給電体（給電線）１Ａの高周波電源１側端部とされる測定位置ＰＲ２で、プラズマチャンバのそれぞれの高周波特性Ａを測定した場合と同等の高周波特性を測定することが可能である。このように測定範囲を設定することにより、測定範囲に整合回路２Ａ，高周波電力給電体１Ａを含めない場合に比べて、プラズマ処理室６０だけでなく、整合回路２Ａ，高周波電力給電体（給電線）１Ａも含めて複数のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７に対し、電気的高周波的な特性の機差をなくすことが可能となり、個々のプラズマチャンバ７５，７６，７７，９５，９６，９７においてプラズマ空間で消費される実効的な電力の略均一性をさらに高めることができ、これに同一のプロセスレシピを適用して、測定範囲に整合回路２Ａ，高周波電力給電体（給電線）１Ａを含めない場合に比べて、さらに略同一性の高いプラズマ処理結果を得ることができる。
【０１４７】
なお、図２、図１１に示すように、上記の第１ないし第３実施形態においても、本実施形態のように測定範囲を測定位置ＰＲ３よりチャンバ室６０側、および、測定位置ＰＲ２よりチャンバ室６０側として設定することが可能である。
【０１４８】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムの他の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、購入発注者を単に発注者、また販売保守者を単に保守者という。
図２６は本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムのシステム構成図である。
【０１４９】
この図において、参照符号Ｃ１ ，Ｃ２ ，……はクライアント・コンピュータ（以下、単にクライアントという）、Ｓはサーバ・コンピュータ（性能状況情報提供手段，以下単にサーバという）、Ｄはデータベース・コンピュータ（基準情報記憶手段，以下単にデータベースという）、またＮは公衆回線である。クライアントＣ１ ，Ｃ２ ，……とサーバＳとデータベースＤとは、この図に示すように公衆回線Ｎを介して相互に接続されている。
【０１５０】
クライアントＣ１ ，Ｃ２ ，……は、一般に広く普及しているインターネットの通信プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ等）を用いてサーバＳと通信する機能（通信機能）を備えたものである。このうち、クライアントＣ１ （発注者側情報端末）は、発注者が保守者に発注したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムのプラズマチャンバの性能状況を公衆回線Ｎを介して確認するためのコンピュータであり、サーバＳが保持する「プラズマチャンバの性能情報提供ページ」を情報提供ページ（Ｗｅｂページ）として閲覧する機能（プラズマチャンバの性能状況情報閲覧機能）を備えたものである。また、クライアントＣ２ （保守者側情報端末）は、保守者が上記「性能状況情報」の一部である「第１直列共振周波数ｆ０ 情報」をサーバＳにアップロードするとともに、クライアントＣ１ を介して発注者から発せられた電子メールを受信するためのものである。
ここで、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムは、上記の第１〜第４実施形態に準じる構成とされ、これらと同様のプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）を有する構成とされるとともに、チャンバ数等の構成条件は、任意に設定可能なものとされる。
【０１５１】
上記サーバＳの通信機能は、公衆回線Ｎがアナログ回線の場合にはモデムによって実現され、公衆回線ＮがＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のデジタル回線の場合には専用ターミナルアダプタ等によって実現される。サーバＳは、性能状況情報提供用のコンピュータであり、上記クライアントＣ１ から受信される閲覧要求に応じて、性能状況情報をインターネットの通信プロトコルを用いてクライアントＣ１ に送信する。ここで、上述した発注者が保守者からプラズマ処理装置を納入された時点では、性能状況情報を閲覧するための個別の「閲覧専用パスワード」が保守者から個々の発注者に提供されるようになっている。このサーバＳは、正規な閲覧専用パスワードが提供された場合のみ、性能状況情報のうち動作保守状況情報をクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１５２】
ここで、具体的詳細については後述するが、上記「性能状況情報」は、保守者の販売するプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの機種に関する情報、各機種における仕様書としての品質性能情報、納入された各実機における品質性能を示すパラメータの情報、および、このパラメータ、メンテナンスの履歴情報等から構成されている。
このうち、各実機における品質性能、パラメータ、メンテナンスの履歴情報については、「閲覧専用パスワード」が提供された発注者のみに閲覧可能となっている。
【０１５３】
また、これら「性能状況情報」は、保守者または発注者からサーバＳに提供されるとともに実際の動作・保守状況を示す「動作保守状況情報」と、データベースＤに蓄積されると共にカタログとして未購入のクライアントが閲覧可能な「性能基準情報」とから構成されるものである。「性能基準情報」は、保守者が各プラズマチャンバによっておこなうプラズマ処理に対して客観的に性能を記述するためのものであり、プラズマＣＶＤ、スパッタリングなどの成膜処理においては、成膜状態を予測可能とするものである。
【０１５４】
本実施形態では、これら「性能基準情報」は、データベースＤに蓄積されるようになっている。
サーバＳは、クライアントＣ１ から受信される「性能状況情報」の閲覧要求に対して、データベースＤを検索することにより必要な「性能基準情報」を取得して、「性能状況情報提供ページ」として発注者のクライアントＣ１ に送信するように構成されている。また、サーバＳは、「閲覧専用パスワード」が提供された発注者から受信される「性能状況情報」の閲覧要求に対しては、同様に、データベースＤを検索することにより必要な「性能基準情報」を取得するとともに、当該「性能基準情報」にクライアントＣ２ を介して保守者から提供された「動作保守状況情報」を組み合わせて「性能状況情報」を構成し、「性能状況情報提供ページ」として発注者のクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１５５】
データベースＤは、このような「性能状況情報」を構成する「性能基準情報」をプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムのプラズマチャンバの機種毎に記憶蓄積するものであり、サーバＳから受信される検索要求に応じてこれら「性能基準情報」を読み出してサーバＳに転送する。図２６では１つのサーバＳのみを示しているが、本実施形態では、汎用性のある「性能基準情報」を保守者が複数箇所から管理する複数のサーバ間で共通利用することが可能なように、これらサーバとは個別のデータベースＤに「性能基準情報」を蓄積するようにしている。
【０１５６】
次に、このように構成されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムの動作について、図２７に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。なお、このフローチャートは、上記サーバＳにおける「性能状況情報」の提供処理を示すものである。
【０１５７】
通常、保守者は、不特定の発注者に対して販売するプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバの「性能状況情報」、特に「性能基準情報」を購入時の指標として提示することになる。一方、発注者は、この「性能基準情報」によってプラズマチャンバＣＮにどのような性能、つまりどのようなプラズマ処理が可能なのかを把握することができる。
【０１５８】
また、保守者は、特定の発注者に対して納入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの「性能状況情報」のうち、「性能基準情報」を使用時の指標として提示するとともに、「動作保守状況情報」を動作状態のパラメータとして提示することになる。一方、ユーザーとしての発注者は、「性能基準情報」と「動作保守状況情報」とを比較することによってプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバの動作確認をおこなうとともにメンテナンスの必要性を認識し、かつ、プラズマ処理状態の状態を把握することができる。
【０１５９】
例えば、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から購入しようとする発注者は、サーバＳにアクセスすることにより、以下のようにして自らが購入しようとするプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの「性能状況情報」の実体を容易に確認することができる。
【０１６０】
まず、発注者がアクセスしようとした場合には、予め設定されたサーバＳのＩＰアドレスに基づいてクライアントＣ１ からサーバＳに表示要求が送信される。一方、サーバＳは、上記表示要求の受信を受信すると（ステップＳ１）、カタログページＣＰをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ２）。
図２８は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信されたメインページＣＰの一例である。このカタログページＣＰには、保守者が販売する多数の機種毎にその「性能状況情報」のうち「性能基準情報」を表示するための機種選択ボタンＫ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４…、と、後述するように、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から納入された発注者の使用するカスタマーユーザ画面の表示要求をするためのカスタマーユーザボタンＫ４から構成されている。
【０１６１】
例えば、発注者がクライアントＣ１ に備えられたポインティングデバイス（例えばマウス）等を用いることによって上記プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの機種を選択指定した後、機種選択ボタンＫ１〜Ｋ４…のいずれかを選択指定すると、この指示は、「性能状況情報」のうち「性能基準情報」の表示要求としてサーバＳに送信される。
【０１６２】
この表示要求を受信すると（ステップＳ３）、サーバＳは、選択された機種のうち、表示要求された情報に該当するサブページをクライアントＣ１ に送信する。すなわち、サーバＳは、「性能基準情報」の表示が要求された場合（Ａ）、図２９に示すような選択された機種を指定することによってデータベースＤから「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータ、およびこれらのデータにおけるプラズマ処理装置またはプラズマ処理システム毎の、各パラメータのばらつきの値のデータを取得し、これらの掲載された仕様書ページＣＰ１をクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ４）。
【０１６３】
仕様書ページＣＰ１には、図２９に示すように、選択された機種を示す機種種別Ｋ６、真空性能表示欄Ｋ７、給排気性能表示欄Ｋ８、温度性能表示欄Ｋ９、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０から構成されている。これらは、選択された機種のプラズマチャンバにおける「性能基準情報」に対応するものであり、それぞれ、
真空性能表示欄Ｋ７には、
到達真空度 １×１０−４Ｐａ以下
操作圧力 ３０〜３００Ｐａ
給排気性能表示欄Ｋ８には、
ヒータ設定温度 ２００〜３５０±１０℃
チャンバ設定温度 ６０〜８０±２．０℃
の項目が記載されている。
ここで、ＳＣＣＭ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ） は、標準状態（０℃、１０１３ｈＰａ）に換算した際におけるガス流量を表しており、ｃｍ３／ｍｉｎ に等しい単位を表している。
【０１６４】
そしてこれらのパラメータＰに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきを、それぞれのパラメータＰのうちその最大値Ｐｍａｘ と最小値Ｐｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ｂ）
（Ｐｍａｘ −Ｐｍｉｎ ）／（Ｐｍａｘ ＋Ｐｍｉｎ ） （１０Ｂ）
として定義し、これらのばらつきの値の各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける設定範囲をそれぞれのパラメータの項目に対して表示する。
【０１６５】
また、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０には、前述した第１〜第４実施形態で説明した第１直列共振周波数ｆ０ の値、および、この設定範囲と電力周波数ｆｅ との関係が記載される。また、これ以外にも、電力周波数ｆｅ におけるプラズマチャンバのレジスタンスＲおよびリアクタンスＸ、そして、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８間のプラズマ容量Ｃ０ プラズマ励起電極４と、プラズマチャンバの接地電位とされる各部との間のロス容量ＣＸ 等の値が記載される。また、仕様書ページＣＰ１には、「プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの納入時においては各パラメータ値がこのページに記載された設定範囲内にあることを保証します」という性能保証の文言が記載される。
【０１６６】
これにより、従来は、考慮されていなかったプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの全体的な電気的高周波的な特性およびプラズマチャンバの電気的特性のばらつきを購入時の新たなる指標として提示することができる。また、クライアントＣ１ またはクライアントＣ２ において、これら性能状況情報をプリンタ等に出力しハードコピーを作ることにより、上記の性能状況情報内容の記載されたカタログまたは仕様書として出力することが可能である。さらに、第１直列共振周波数ｆ０ 、レジスタンスＲ、アクタンスＸ、容量Ｃ０ ，ＣＸ 等の値および上記性能保証の文言をクライアントＣ１ …の端末、カタログまたは仕様書等に提示することにより、発注者が、電機部品を吟味するようにプラズマチャンバＣＮの性能を判断して保守者から購入することが可能となる。
【０１６７】
なお、サーバＳは、このようなサブページのクライアントＣ１ への送信が完了した後に、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信されない場合は（ステップＳ５）、次のサブページの表示要求を待って待機し（ステップＳ３）、一方、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信された場合には（ステップＳ５）、当該クライアントＣ１ との交信を終了する。
【０１６８】
また、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムを保守者から納入した発注者は、サーバＳにアクセスすることにより、以下のようにして自らが購入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおけるプラズマチャンバの「性能状況情報」の実体を容易に確認することができる。
この発注者は保守者と売買契約を締結した時点で、発注者個別に対応するとともに、購入したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの機種番号、およびそれぞれのプラズマチャンバの機種番号にも対応可能なカスタマーユーザＩＤと、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの「動作保守状況情報」を閲覧するための個別の「ユーザー専用パスワード（閲覧専用パスワード）」が保守者から個々の発注者に提供されるようになっている。このサーバＳは、正規な閲覧専用パスワードが提供された場合のみ、「動作保守状況情報」をクライアントＣ１ に送信するように構成されている。
【０１６９】
まず、発注者がアクセスしようとした場合には、前述のカタログページＣＰにおいて、カスタマーユーザボタンＫ５を指定操作することにより、発注者はカスタマーユーザ画面の表示要求をサーバＳに送信する。
一方、サーバＳは、上記表示要求の受信を受信すると（ステップＳ３−Ｂ）、当該発注者に対して、「閲覧専用パスワード」の入力を促す入力要求としてのサブページをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ６）。図３０はカスタマーユーザページＣＰ２を示すものであり、このカスタマーユーザページＣＰ２はカスタマーユーザＩＤ入力欄Ｋ１１、およびパスワード入力欄Ｋ１２から構成される。
【０１７０】
この入力要求としてのカスタマーユーザページＣＰ２はクライアントＣ１ に表示されるので、発注者は、当該入力要求に応答してプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの識別を可能とするために、保守者から供与された「閲覧専用パスワード」を「カスタマーユーザＩＤ」とともにクライアントＣ１ に入力することになる。
ここで、発注者は、図３０に示すカスタマーユーザＩＤ入力欄Ｋ１１およびパスワード入力欄Ｋ１２に、それぞれ、カスタマーコードＩＤとパスワードを入力する。サーバＳは、クライアントＣ１から正規の「カスタマーユーザＩＤ」および「閲覧専用パスワード」が受信された場合のみ（ステップＳ７）、当該「閲覧専用パスワード」に予め関連付けられた「動作保守状況情報」のサブページをクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ９）。
【０１７１】
すなわち、「動作保守状況情報」の閲覧は、上記プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの購入契約を締結した特定の発注者のみ、つまり正規の「閲覧専用パスワード」を知り得るもののみに許可されるようになっており、当該発注者以外の第３者がサーバＳにアクセスしても「動作保守状況情報」を閲覧することができない。通常、保守者は同時に多数の発注者との間で納入契約を締結するとともに、各々の発注者へ複数のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの納入を同時に並行して行う場合があるが、上記「閲覧専用パスワード」は、個々の発注者毎および各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバ毎に相違するものが提供されるので、個々の発注者は、各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバに対して、それぞれ自らに提供された「閲覧専用パスワード」に関連付けられた「動作保守状況情報」を個別に閲覧することができる。
【０１７２】
したがって、納入に係わる秘密情報が発注者相互間で漏洩することを確実に防止することができるとともに、複数のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムが納入された場合にでもそれぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバを個別に識別可能とすることができる。なお、サーバＳは、正規の「閲覧専用パスワード」が受信されない場合には（ステップＳ７）、接続不許可メッセージをクライアントＣ１ に送信して（ステップＳ８）、発注者に「閲覧専用パスワード」を再度入力するように促す。発注者が「閲覧専用パスワード」を誤入力した場合には、この機会に正規の入力を行うことにより「動作保守状況情報」を閲覧することができる。
【０１７３】
このＩＤ、パスワードが確認されると（ステップＳ７）、サーバＳは、表示要求された情報に該当するサブページをデータベースＤから読み出してクライアントＣ１ に送信する。すなわち、サーバＳは、ユーザＩＤによって識別された個別のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバに対する「性能基準情報」「動作保守状況情報」の表示が要求された場合、機種を指定することによってデータベースＤから「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータを取得し、これらの掲載された仕様書ページＣＰ３をクライアントＣ１ に送信する（ステップＳ９）。
【０１７４】
図３１は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信された「動作保守状況情報」のサブページＣＰ３である。このメンテナンス履歴ページＣＰ３には、図３１に示すように、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの機械番号を示すロット番号表示Ｋ１３、真空性能表示欄Ｋ７、給排気性能表示欄Ｋ８、温度性能表示欄Ｋ９、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０、そして、真空性能メンテナンス欄Ｋ１４、給排気性能メンテナンス欄Ｋ１５、温度性能メンテナンス欄Ｋ１６、プラズマ処理室電気性能メンテナンス欄Ｋ１７から構成されている。これらは、納入された実機の「動性能基準情報」および「動作保守状況情報」に対応するものであり、それぞれ、
真空性能表示欄Ｋ７、真空性能メンテナンス欄Ｋ１４には、
到達真空度 １．３×１０−５Ｐａ以下
操作圧力 ２００Ｐａ
給排気性能表示欄Ｋ８、給排気性能メンテナンス欄Ｋ１５には、
ヒータ設定温度 ３０２．３±４．９℃
チャンバ設定温度 ８０．１±２．１℃
の項目が記載されている。
【０１７５】
そしてこれらのパラメータＰに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきを、それぞれのパラメータＰのうちその最大値Ｐｍａｘ と最小値Ｐｍｉｎ のばらつきを、以下の式（１０Ｂ）
（Ｐｍａｘ −Ｐｍｉｎ ）／（Ｐｍａｘ ＋Ｐｍｉｎ ） （１０Ｂ）
として定義し、これらのばらつきの値の各プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける設定範囲をそれぞれのパラメータの項目に対して表示する。
【０１７６】
さらに、このサブページＣＰ３には、各プラズマチャンバ毎のメンテナンス欄を表示するための「詳細」ボタンＫ１８が各メンテナンス履歴欄Ｋ１４，Ｋ１５，Ｋ１６，Ｋ１７ごとに設けられ、発注者が、当該情報を閲覧可能となっている。
【０１７７】
発注者が、当該詳細欄により表示要求をおこなった場合には、メンテナンス履歴の詳細情報の記載されたメンテナンス詳細ページＣＰ４がデータベースＤからクライアントＣ１ に送信する。
【０１７８】
図３２は、このようにしてサーバＳからクライアントＣ１ に送信された「詳細メンテナンス情報」のサブページＣＰ４である。
図には電気性能メンテナンスのページを示している。
このメンテナンス履歴ページＣＰ３には、図３２に示すように、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびその各プラズマチャンバの機械番号を示すロット番号表示Ｋ１３、選択された各メンテナンス欄が表示される。ここで、各メンテナンス欄としては、各プラズマチャンバに対応するパラメータＰのメンテナンス時の値と、これらのパラメータＰのばらつきの値とが、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システム、および、各プラズマチャンバ毎のロット番号毎に表示される。
【０１７９】
また、プラズマ処理室電気性能表示欄Ｋ１０およびプラズマ処理室電気性能メンテナンス欄Ｋ１７には、前述した第１〜第４実施形態で説明したように、第１直列共振周波数ｆ０ の値、および、この設定範囲と電力周波数ｆｅ との関係が記載される。また、これ以外にも、電力周波数ｆｅ におけるプラズマチャンバのレジスタンスＲおよびアクタンスＸ、そして、プラズマ励起電極４とサセプタ電極８間のプラズマ容量Ｃ０ 、プラズマ励起電極４と、プラズマチャンバの接地電位とされる各部との間のロス容量ＣＸ 等の値が記載される。
【０１８０】
同時に、データベースＤから「性能基準情報」としての「真空性能」「給排気性能」「温度性能」「プラズマ処理室電気性能」等のデータを取得し、これらを図３１，図３２に示すように、「動作保守状況情報」とセットでメンテナンス履歴ページＣＰ３、メンテナンス詳細ページＣＰ４に表示することにより、「性能基準情報」を参照して「動作保守状況情報」を閲覧することができ、これにより、発注者は、納入されたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびプラズマチャンバの「性能状況情報」のうち、「性能基準情報」を使用時の指標として確認するとともに、「動作保守状況情報」を動作状態を示すパラメータとして検討することができる。同時に、「性能基準情報」と「動作保守状況情報」とを比較することによってプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびプラズマチャンバの動作確認をおこなうとともにメンテナンスの必要性を認識し、かつ、プラズマ処理状態の状態を把握することができる。
【０１８１】
なお、サーバＳは、このようなサブページＣＰ３、ＣＰ４のクライアントＣ１ への送信が完了した後に、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信されない場合は（ステップＳ５）、接続不許可メッセージをクライアントＣ１ に送信して（ステップＳ８）、発注者に「閲覧専用パスワード」を再度入力するか、次のサブページの表示要求を待って待機し（ステップＳ３）、一方、クライアントＣ１ から接続解除要求が受信された場合には（ステップＳ５）、当該クライアントＣ１ との交信を終了する。
【０１８２】
本実施形態のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの性能確認システムにおいて、購入発注者が販売保守者に発注したプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムの動作性能状況を示す性能状況情報の閲覧を公衆回線を介して要求する購入発注者側情報端末と、販売保守者が前記性能状況情報をアップロードする販売保守者側情報端末と、前記購入発注者側情報端末の要求に応答して、販売保守者側情報端末からアップロードされた性能状況情報を購入発注者側情報端末に提供する性能状況情報提供手段と、を具備することができ、さらに、前記性能状況情報が、前記第１直列共振周波数ｆ０ およびこのパラメータに対して、それぞれのプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムにおける各プラズマチャンバ毎のばらつきの値を含むとともに、前記性能状況情報が、カタログまたは仕様書として出力されることにより、販売保守者がアップロードしたプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびそのプラズマチャンバの性能基準情報および動作保守状況情報からなる性能状況情報に対して、購入発注者が情報端末から公衆回線を介して閲覧を可能とすることにより、発注者に対して、購入時に判断基準となる情報を伝達することが可能となり、かつ、使用時における、プラズマ処理装置またはプラズマ処理システムおよびそのプラズマチャンバごとの動作性能・保守情報を容易に提供することが可能となる。
また、前記性能状況情報が、上述したようにプラズマチャンバに対する性能パラメータとしての前記第１直列共振周波数ｆ０ およびそのばらつきの値を含むことにより、発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムその各プラズマチャンバに対する性能判断材料を提供できるとともに、購入時における適切な判断をすることが可能となる。さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができる。
【０１８３】
［実施例］
本発明では、複数のプラズマチャンバにおいて、第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきの値を一定以内の値に設定することにより成膜時における膜特性の変化を測定した。
【０１８４】
ここで、実際に使用したプラズマ処理装置は、第２実施形態に示すように２つのプラズマチャンバを有し、これらのプラズマ処理室が２周波数励起タイプのものとされる。
使用したプラズマ処理装置としては、平行平板型の電極４，８のサイズが２５ｃｍ角とされ、これらの電極間隔が１５ｍｍに設定され、その電力が８００Ｗ、電力周波数ｆｅ を４０．６８ＭＨｚに設定した。
【０１８５】
（実施例１）
上記のプラズマ処理装置において、実施例１として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．０９に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
（実施例２）
上記のプラズマ処理装置において、実施例２として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．０２に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
（比較例）
上記のプラズマ処理装置において、比較例１として、プラズマチャンバに対する第１直列共振周波数ｆ０ の最大値ｆ０ｍａｘと最小値ｆ０ｍｉｎに対するばらつきを、式（１０）に従って０．１１に設定する。同時に、これら第１直列共振周波数ｆ０ の平均値を４３ＭＨｚに設定する。
【０１８６】
上記の実施例１，２および比較例において、実施例および比較例に対する評価として同一のプロセスレシピを適用し、窒化珪素膜を堆積し、以下のように各プラズマ処理室に対する膜厚ばらつきを計測した。
▲１▼ガラス基板上にプラズマＣＶＤによりＳｉＮｘ 膜を成膜する。
▲２▼フォトリソによりレジストのパターニングをおこなう。
▲３▼ＳＦ６ とＯ２ を用いてＳｉＮｘ 膜をドライエッチングする。
▲４▼Ｏ２ アッシングによりレジストを剥離する。
▲５▼ＳｉＮｘ 膜の膜厚段差を触針式段差計により計測する。
▲６▼成膜時間と膜厚から堆積速度を算出する。
▲７▼膜面内均一性は、６インチガラス基板面内において１６ポイントで測定する。
【０１８７】
ここで、成膜時における条件は、
基板温度 ３５０℃
ＳｉＨ４ ４０ｓｃｃｍ
ＮＨ３ ２００ｓｃｃｍ
Ｎ２ ６００ｓｃｃｍ
堆積速度 ほぼ２００ｎｍ／ｍｉｎ程度
である。
これらの結果を表１に示す。
【０１８８】
【表１】
これらの結果から、第１直列共振周波数ｆ０ のばらつきの値を設定した場合には、プラズマチャンバごとの機差による膜厚のばらつきが改善されていることがわかる。
つまり、第１直列共振周波数ｆ０ の値を設定することにより、プラズマ処理装置の動作特性が向上している。
【０１９０】
【発明の効果】
本発明のプラズマ処理装置，プラズマ処理システムおよびこれらの性能確認システム，検査方法によれば、複数のプラズマ処理室ユニット（プラズマチャンバ）において高周波数特性として第１直列共振周波数ｆ０ 等のばらつきの値を設定することにより、プラズマ処理室毎の機差をなくて同一のプロセスレシピによる略同一のプラズマ処理を得ることが可能になるとともに、プラズマ励起周波数の高周波化による処理速度、被処理基体面内方向におけるプラズマ処理の均一性、被成膜における膜特性、電力の消費効率、生産性の向上を図ることができ、適正な動作状態に簡便に維持可能なプラズマ処理装置およびプラズマ処理システムを提供することができるという効果、および、購入時における発注者のプラズマ処理装置またはプラズマ処理システムに対する性能判断材料を提供することが可能となり、さらに、前記性能状況情報を、カタログまたは仕様書として出力することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図２は、 図１におけるプラズマチャンバを示す断面図である。
【図３】図３は、 図２におけるプラズマチャンバの整合回路を示す模式図である。
【図４】図４は、 図１におけるプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。
【図５】図５は、 図４におけるプラズマチャンバの等価回路を示す回路図である。
【図６】図６は、 第１直列共振周波数ｆ０ を説明するためのインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図７】図７は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第１実施形態におけるプラズマチャンバの第１直列共振周波数ｆ０ およびインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図８】図８は、 図１におけるレーザアニール室を示す縦断面図である。
【図９】図９は、 図１における熱処理室を示す縦断面図である。
【図１０】図１０は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態を示す概略構成図である。
【図１１】図１１は、 図１０におけるプラズマチャンバを示す断面図である。
【図１２】図１２は、 図１１におけるプラズマチャンバの等価回路を示す回路図である。
【図１３】図１３は、 本発明に係るプラズマ処理装置の第２実施形態における第１直列共振周波数ｆ０ およびインピーダンスＺと位相θとの周波数依存特性を示すグラフである。
【図１４】図１４は、 プラズマ発光状態における電極間の状態を示す模式図である。
【図１５】図１５は、 本発明に係るプラズマ処理システムの第３実施形態を示す概略構成図である。
【図１６】図１６は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】図１７は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１８】図１８は、 本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図１９】図１９は、 インピーダンス測定器のプローブを示す斜視図である。
【図２０】図２０は、 図１９のインピーダンス測定器のプローブの接続状態を示す模式図である。
【図２１】図２１は、 従来のプラズマ処理装置の一例を示す模式図である。
【図２２】図２２は、 従来のプラズマ処理装置の他の例を示す模式図である。
【図２３】図２３は、 本発明に係るプラズマ処理システムの第４実施形態におけるプラズマ処理ユニット（プラズマチャンバ）の概略構成を示す断面図である。
【図２４】図２４は、 図２３におけるプラズマチャンバのインピーダンス特性を説明するための模式図である。
【図２５】図２５は、 図２４のプラズマチャンバのインピーダンス特性測定用の等価回路を示す回路図である。
【図２６】図２６は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムを示すシステム構成図である。
【図２７】図２７は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサーバＳの性能状況情報の提供処理を示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるメインページＣＰの構成を示す平面図である。
【図２９】図２９は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ１の構成を示す平面図である。
【図３０】図３０は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるメインページＣＰ２の構成を示す平面図である。
【図３１】図３１は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ３の構成を示す平面図である。
【図３２】図３２は、 本発明のプラズマ処理装置の性能確認システムに係わるサブページＣＰ４の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１…高周波電源
１Ａ，２７Ａ…給電線
２，２６…マッチングボックス
２Ａ，２５…整合回路
３，２８…給電板
４…プラズマ励起電極（カソード電極）
５…シャワープレート
６…空間
７…孔
８…ウエハサセプタ（サセプタ電極）
９…絶縁体
１０…チャンバ壁
１０Ａ…チャンバ底部
１１…ベローズ
１２…サセプタシールド
１２Ａ…シールド支持板
１２Ｂ…支持筒
１３…シャフト
１６…基板（被処理基板）
１７…ガス導入管
１７ａ，１７ｂ…絶縁体
２１，２９…シャーシ
２２，３２…ロードコンデンサ
２３，３０…コイル
２４，３１…チューニングコンデンサ
２７…第２の高周波電源
６０…チャンバ室（プラズマ処理室）
６１…インピーダンス測定用端子（測定用端子）
７１，９１…プラズマ処理装置
７２，９２…搬送室
７３…ローダ室
７４…アンローダ室
７５、７６，７７，９５，９６，９７…プラズマチャンバ（プラズマ処理室ユニット）
７８…レーザアニール室
７９，９９…熱処理室
８０，８４…チャンバ
８１…レーザ光源
８２…ステージ
８３…レーザ光
８５…ヒータ
８６…ゲートバルブ
８７…基板搬送ロボット（搬送手段）
８８…アーム
９３…ロードロック室
１０５…プローブ
ＡＮ…インピーダンス測定器（高周波特性測定器）
Ｂ…分岐点
Ｐ…プラズマ発光領域
ＰＲ，ＰＲ’、ＰＲ２，ＰＲ３…出力端子位置
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４、ＳＷ５…スイッチ
ｇ０，ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４…ゲート
Claims (27)
- プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記測定位置から前記整合回路を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
- プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記測定位置から前記高周波電源を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
- プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数における インピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲の値に設定されてなることを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記測定位置から前記高周波電力給電体を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
- 前記ばらつきの値が０．０３より小さい範囲の値に設定されてなることを特徴とする請求項１から６のいずれか記載のプラズマ処理装置。
- 前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ であることを特徴とする請求項１から７のいずれか記載のプラズマ処理装置。
- 前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値に設定されてなることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のプラズマ処理装置。
- 前記それぞれのプラズマ処理室に対応する前記測定位置に、前記プラズマ処理室の高周波特性Ａを測定する測定用端子がそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１から９のいずれか記載のプラズマ処理装置。
- 前記測定位置近傍に、
プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマ処理室の周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることを特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置。 - 前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることを特徴とする請求項１１載のプラズマ処理装置。 - 請求項１から１２のいずれかに記載のプラズマ処理装置が複数設けられることを特徴とするプラズマ処理システム。
- 前記測定位置近傍に、
プラズマを励起する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を切断するとともに前記配電体側と前記高周波電源側との電気的接続を確保し、かつ、前記プラズマ処理室の周波数特性Ａを測定する際には前記測定位置と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記高周波電源側と前記測定位置との電気的接続を切断する切り替えスイッチが設けられることを特徴とする請求項１２記載のプラズマ処理システム。 - 各プラズマ処理室の前記測定用端子に、高周波特性測定器が切り替え自在に接続されてなることを特徴とする請求項１４記載のプラズマ処理システム。
- 各プラズマ処理室における、前記測定位置と前記測定用端子に接続された高周波特性測定器との間の高周波特性Ａがそれぞれ等しく設定されてなることを特徴とする請求項１５記載のプラズマ処理システム。
- 前記スイッチにより、前記高周波配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を切るとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を確保した場合における前記整合回路の出力端位置で測定する高周波特性Ａと、
前記スイッチにより、前記配電体端部と前記測定用端子との電気的接続を確保するとともに前記配電体端部と前記整合回路の出力端との電気的接続を切断した場合における前記測定用端子で測定した高周波特性Ａと、が等しく設定されてなることを特徴とする請求項１６記載のプラズマ処理システム。 - プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し該入力端子に前記高周波電源を接続するとともに前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に整合回路の出力端子に接続される前記高周波電力配電体の端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することを特徴とするプラズマ処理装置の検査方法。 - 前記測定位置から前記整合回路を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項１８記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電源に接続される前記高周波電力給電体の前記高周波電源側端部である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することを特徴とするプラズマ処理装置の検査方法。 - 前記測定位置から前記高周波電源を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項２０記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- プラズマを励起するための電極を有するプラズマ処理室と、前記電極に高周波電力を供給するための高周波電源と、入力端子と出力端子とを有し前記電極に接続した高周波電力配電体を前記出力端子に接続するとともに該入力端子に前記高周波電源を高周波電力給電体を介して接続することにより前記プラズマ処理室と前記高周波電源とのインピーダンス整合を得る整合回路と、を具備するプラズマ処理室ユニットを複数具備するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記それぞれのプラズマ処理室ユニットにおいて、非プラズマ発光時に、前記高周波電力を供給する際に前記高周波電力供給電体に接続される前記入力端子である測定位置で測定した前記複数のプラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａのうち、その最大値Ａｍａｘ と最小値Ａｍｉｎ とのばらつきが、
（Ａｍａｘ −Ａｍｉｎ ）／（Ａｍａｘ ＋Ａｍｉｎ ）
とされ、前記高周波特性Ａが、共振周波数ｆ、前記高周波電力の周波数におけるインピーダンスＺ、前記高周波電力の周波数におけるレジスタンスＲ、または、前記高周波電力の周波数におけるリアクタンスＸのいずれかで、
この値が０．１より小さい範囲であるか確認することを特徴とするプラズマ処理装置の検査方法。 - 前記測定位置から前記高周波電力給電体を切り離した状態で、前記プラズマ処理室のそれぞれの高周波特性Ａを測定することを特徴とする請求項２２記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 前記ばらつきの値を０．０３より小さい範囲であるか確認することを特徴とする請求項１８から２３のいずれか記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 前記高周波特性Ａが、第１直列共振周波数ｆ０ であることを特徴とする請求項１８から２４のいずれか記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 前記それぞれのプラズマ処理室に対応する第１直列共振周波数ｆ０ の３倍が、前記高周波電力の周波数ｆｅ より大きな範囲の値であるか確認することを特徴とする請求項１８から２５のいずれか記載のプラズマ処理装置の検査方法。
- 請求項１８から２６のいずれかに記載のプラズマ処理装置が複数設けられたことを特徴とするプラズマ処理システムの検査方法。
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