JPH06151373A - 半導体デバイス製造装置 - Google Patents
半導体デバイス製造装置Info
- Publication number
- JPH06151373A JPH06151373A JP4302225A JP30222592A JPH06151373A JP H06151373 A JPH06151373 A JP H06151373A JP 4302225 A JP4302225 A JP 4302225A JP 30222592 A JP30222592 A JP 30222592A JP H06151373 A JPH06151373 A JP H06151373A
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- JP
- Japan
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- high frequency
- semiconductor device
- device manufacturing
- electrode
- transmission line
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 反応性イオンエッチング装置等の半導体デバ
イス製造装置において、高周波電界中の直流信号のみを
正確にリアルタイムで検出できるようにして、基板（ウ
エハ）の温度や電位等の正確な測定を可能にすること。 【構成】 この装置では、ウエハ（基板）５の温度等を
測定するための熱電対または電極７と電圧計１０との間
に、高周波電源１の波長λの１／４波長の奇数倍（（２
ｎ＋１）／４・λ）の電気長を有する伝送線路フィルタ
（同軸ケーブル）８を接続し、この伝送線路フィルタに
より高周波信号を分離して、高周波インピーダンスをキ
ャパシタンス９で短絡することにより、高周波成分をカ
ットし、電圧計１０に直流信号のみ送る。
イス製造装置において、高周波電界中の直流信号のみを
正確にリアルタイムで検出できるようにして、基板（ウ
エハ）の温度や電位等の正確な測定を可能にすること。 【構成】 この装置では、ウエハ（基板）５の温度等を
測定するための熱電対または電極７と電圧計１０との間
に、高周波電源１の波長λの１／４波長の奇数倍（（２
ｎ＋１）／４・λ）の電気長を有する伝送線路フィルタ
（同軸ケーブル）８を接続し、この伝送線路フィルタに
より高周波信号を分離して、高周波インピーダンスをキ
ャパシタンス９で短絡することにより、高周波成分をカ
ットし、電圧計１０に直流信号のみ送る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波（マイクロ波も
含む）電力により加熱、あるいはプラズマを生成する半
導体デバイス製造装置（半導体装置の製造装置）に関す
る。
含む）電力により加熱、あるいはプラズマを生成する半
導体デバイス製造装置（半導体装置の製造装置）に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）装置に代表される高周波放電を用いた半導体デバイ
ス製造装置は、例えば半導体研究１７巻（西沢編、工業
調査会発行、Ｐ２２７）等に記載されているように、通
常高周波電力により発生させたプラズマ中に半導体デバ
イス用ウエハ（基板）がさらされるように構成されてい
る。また、このような製造装置では半導体プロセスの重
要なパラメータである基板温度および基板電位は単純な
熱電対、および電線によりモニタ（監視）されている。
Ｅ）装置に代表される高周波放電を用いた半導体デバイ
ス製造装置は、例えば半導体研究１７巻（西沢編、工業
調査会発行、Ｐ２２７）等に記載されているように、通
常高周波電力により発生させたプラズマ中に半導体デバ
イス用ウエハ（基板）がさらされるように構成されてい
る。また、このような製造装置では半導体プロセスの重
要なパラメータである基板温度および基板電位は単純な
熱電対、および電線によりモニタ（監視）されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例では、ウエハと同時に熱電対、およびサセ
プタも高周波電界中にさらされるため、精密な測定が難
しいという欠点があった。つまり、基板温度、および基
板電位は通常大きな入力インピーダンスをもつ電圧計に
より測定される。すなわち、この電圧計の入力側の熱電
対、あるいは基板電位測定電極は高インピーダンスを示
す。このように、高周波電界中に高インピーダンスの部
分が存在すると、わずかな高周波電流が流れただけで大
きな電位変かが起こることはよく知られている。そこ
で、高周波インピーダンスを下げるために、例えば図１
に示すようなインダクタンス（コイル），キャパシタン
スといった素子からなる集中定数回路によるローパスフ
ィルタの使用も従来試みられているが、必ずしも十分な
効果が得られていなかった。すなわち、従来の集中定数
回路（インダクタンス，キャパシタンス）によるＬＣフ
ィルタでは、高周波電源の周波数ｆにおいて、最も減衰
が大きくなる、あるいは高いアイソレーションを示すフ
ィルタを作成することは非常に難しい。特に、周波数ｆ
が１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚにかけては、回路自体が集中定
数回路から分布定数回路へと変化する領域であり、両方
の影響を考慮する必要があるためである。
ような従来例では、ウエハと同時に熱電対、およびサセ
プタも高周波電界中にさらされるため、精密な測定が難
しいという欠点があった。つまり、基板温度、および基
板電位は通常大きな入力インピーダンスをもつ電圧計に
より測定される。すなわち、この電圧計の入力側の熱電
対、あるいは基板電位測定電極は高インピーダンスを示
す。このように、高周波電界中に高インピーダンスの部
分が存在すると、わずかな高周波電流が流れただけで大
きな電位変かが起こることはよく知られている。そこ
で、高周波インピーダンスを下げるために、例えば図１
に示すようなインダクタンス（コイル），キャパシタン
スといった素子からなる集中定数回路によるローパスフ
ィルタの使用も従来試みられているが、必ずしも十分な
効果が得られていなかった。すなわち、従来の集中定数
回路（インダクタンス，キャパシタンス）によるＬＣフ
ィルタでは、高周波電源の周波数ｆにおいて、最も減衰
が大きくなる、あるいは高いアイソレーションを示すフ
ィルタを作成することは非常に難しい。特に、周波数ｆ
が１０ＭＨｚ〜１ＧＨｚにかけては、回路自体が集中定
数回路から分布定数回路へと変化する領域であり、両方
の影響を考慮する必要があるためである。
【０００４】本発明の目的は、上述のような問題点を解
消し、基板温度，基板電位等の正確な測定を可能にした
半導体デバイス製造装置を提供することにある。
消し、基板温度，基板電位等の正確な測定を可能にした
半導体デバイス製造装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、波長λの高周波を発生する高周波電源
と、前記高周波の電界中に置かれた半導体デバイス用の
ウエハの温度，電位等を検出する熱電対または電極と、
該熱電対または電極を介して前記温度，電位等を測定す
る測定系と、前記熱電対または電極と前記測定系との間
に接続され、前記波長λの１／４波長の奇数倍の電気長
を有する伝送線路フィルタとを具備したことを特徴とす
る。
め、本発明は、波長λの高周波を発生する高周波電源
と、前記高周波の電界中に置かれた半導体デバイス用の
ウエハの温度，電位等を検出する熱電対または電極と、
該熱電対または電極を介して前記温度，電位等を測定す
る測定系と、前記熱電対または電極と前記測定系との間
に接続され、前記波長λの１／４波長の奇数倍の電気長
を有する伝送線路フィルタとを具備したことを特徴とす
る。
【０００６】また、本発明は、好ましくは、前記伝送線
路フィルタには高周波インピーダンスを除去するキャパ
シタンスが接続されていることを特徴とすることができ
る。
路フィルタには高周波インピーダンスを除去するキャパ
シタンスが接続されていることを特徴とすることができ
る。
【０００７】
【作用】本発明では、分布定数線路を用いて形成した１
／４波長の奇数倍の伝送線路を熱電対（または電極）と
測定器の間に接続することにより、高周波信号と直流信
号の分離を行うようにしたので、基板電位，基板温度，
その他物理量の正確な測定を行うことができる。
／４波長の奇数倍の伝送線路を熱電対（または電極）と
測定器の間に接続することにより、高周波信号と直流信
号の分離を行うようにしたので、基板電位，基板温度，
その他物理量の正確な測定を行うことができる。
【０００８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【０００９】図２は本発明の第１の実施例の半導体デバ
イス製造装置（ＲＦスパッタ装置）の概略構成を示す。
同図において、１は周波数ｆ，波長λの高周波電源、２
は高周波電源１の出力を整合する整合回路、３は真空チ
ャンバである。４は整合回路２を通じて高周波電源１か
ら高周波電力が印加される電極（カソード）、５は電極
４と対向して配置される半導体デバイス用のウエハ（基
板）、６は電極４の対向電極（アノード）、７は対向電
極４の裏側に設置されたシース形熱電対であり、これら
の構成部品４〜７は真空チャンバ３内に設けられてい
る。８は５０Ωの特性インピーダンスをもつ同軸ケーブ
ルであり、その電気長は高周波電源１の波長λの１／４
の奇数倍（すなわち、（２ｎ＋１）／４・λ）である。
９は同軸ケーブル８の後端部と大地電位間に接続するキ
ャパシタンスであり、高周波電源１の周波数ｆにおいて
低インピーダンス（例えば、０．１Ω以下）を示すよう
に、同軸ケーブル８の芯線に対して放射状に複数個対称
に設置される。１０は同軸ケーブル８を通じて熱電対７
と接続する電圧計である。１１は真空チャンバ３内に所
定のガスを供給するガス供給系であり、１２は真空チャ
ンバ３のガスの排出を行う排気系である。
イス製造装置（ＲＦスパッタ装置）の概略構成を示す。
同図において、１は周波数ｆ，波長λの高周波電源、２
は高周波電源１の出力を整合する整合回路、３は真空チ
ャンバである。４は整合回路２を通じて高周波電源１か
ら高周波電力が印加される電極（カソード）、５は電極
４と対向して配置される半導体デバイス用のウエハ（基
板）、６は電極４の対向電極（アノード）、７は対向電
極４の裏側に設置されたシース形熱電対であり、これら
の構成部品４〜７は真空チャンバ３内に設けられてい
る。８は５０Ωの特性インピーダンスをもつ同軸ケーブ
ルであり、その電気長は高周波電源１の波長λの１／４
の奇数倍（すなわち、（２ｎ＋１）／４・λ）である。
９は同軸ケーブル８の後端部と大地電位間に接続するキ
ャパシタンスであり、高周波電源１の周波数ｆにおいて
低インピーダンス（例えば、０．１Ω以下）を示すよう
に、同軸ケーブル８の芯線に対して放射状に複数個対称
に設置される。１０は同軸ケーブル８を通じて熱電対７
と接続する電圧計である。１１は真空チャンバ３内に所
定のガスを供給するガス供給系であり、１２は真空チャ
ンバ３のガスの排出を行う排気系である。
【００１０】図１の構成において、ガス供給系１１から
導入されたガスは排気系１２により１０-2〜１０-4Ｔｏ
ｏｒに排気される。この状態で高周波電源１から高周波
電力を供給すると、真空チャンバ３内にプラズマが発生
する。このときのウエハ５の温度および電位はこのプラ
ズマプロセスの重要なパラメータであり、リアルタイム
でモニタすることが望まれる。そのためには、プラズマ
が発生している状態で、安定に直流電圧を測定すること
が重要となる。
導入されたガスは排気系１２により１０-2〜１０-4Ｔｏ
ｏｒに排気される。この状態で高周波電源１から高周波
電力を供給すると、真空チャンバ３内にプラズマが発生
する。このときのウエハ５の温度および電位はこのプラ
ズマプロセスの重要なパラメータであり、リアルタイム
でモニタすることが望まれる。そのためには、プラズマ
が発生している状態で、安定に直流電圧を測定すること
が重要となる。
【００１１】図３は本発明の測定の原理を示したもので
あり、１／４波長伝送線路としての同軸ケーブル８の等
価回路を表す。図３におけるＡ1 とＡ2 およびＢ1 とＢ
2 はそれぞれ図２の同軸ケーブル８の両端Ａ，Ｂに相当
する。Ｚ0 は伝送線路の特性インピーダンス、Ｚはその
負荷インピーダンスである。仮に、周波数ｆでＢ1 −Ｂ
2 から負荷を見込んだときのインピーダンスが０Ωとな
る負荷の場合（Ｚ＝０）、Ａ1 −Ａ2 から負荷を見込ん
だときのインピーダンスは∞となる。この現象は、高周
波伝送回路において周知の事実である。
あり、１／４波長伝送線路としての同軸ケーブル８の等
価回路を表す。図３におけるＡ1 とＡ2 およびＢ1 とＢ
2 はそれぞれ図２の同軸ケーブル８の両端Ａ，Ｂに相当
する。Ｚ0 は伝送線路の特性インピーダンス、Ｚはその
負荷インピーダンスである。仮に、周波数ｆでＢ1 −Ｂ
2 から負荷を見込んだときのインピーダンスが０Ωとな
る負荷の場合（Ｚ＝０）、Ａ1 −Ａ2 から負荷を見込ん
だときのインピーダンスは∞となる。この現象は、高周
波伝送回路において周知の事実である。
【００１２】本実施例では、図２のキャパシタンス９に
より、端部Ｂにおける高周波インピーダンスを下げる
（短絡する）ことにより高周波成分をカットし、これに
より電圧計１０には直流信号のみが送られる。
より、端部Ｂにおける高周波インピーダンスを下げる
（短絡する）ことにより高周波成分をカットし、これに
より電圧計１０には直流信号のみが送られる。
【００１３】（他の実施例）図４は本発明の第２の実施
例の半導体デバイス製造装置（ＲＩＥ装置）の概略構成
を示す。符号１〜１２は図２の本発明の第１実施例と同
様である。
例の半導体デバイス製造装置（ＲＩＥ装置）の概略構成
を示す。符号１〜１２は図２の本発明の第１実施例と同
様である。
【００１４】第１実施例と第２実施例の構成上の違い
は、ウエハ５の位置であり、ウエハ５は第１実施例では
アノード６に置かれているのに対し、第２実施例ではカ
ソード４に置かれている。ただし、第２実施例の測定上
の作用・効果は第１実施例の場合とほぼ同様である。
は、ウエハ５の位置であり、ウエハ５は第１実施例では
アノード６に置かれているのに対し、第２実施例ではカ
ソード４に置かれている。ただし、第２実施例の測定上
の作用・効果は第１実施例の場合とほぼ同様である。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１／４波長伝送線路を用いて高周波インピーダンスを下
げるようにしたので、高周波電界中の直流信号のみを正
確にリアルタイムで検出できるという顕著な効果が得ら
れる。
１／４波長伝送線路を用いて高周波インピーダンスを下
げるようにしたので、高周波電界中の直流信号のみを正
確にリアルタイムで検出できるという顕著な効果が得ら
れる。
【００１６】また、本発明の１／４波長伝送線路では、
最大のアイソレーションを与える周波数は伝送線路の電
気長だけで決まるため、その作成が非常に容易であり、
また、そのスペースも小さくて済むという、例えば図１
の集中定数回路によるＬＣフィルタのような従来技術で
は得られなかった格別の利点がある。
最大のアイソレーションを与える周波数は伝送線路の電
気長だけで決まるため、その作成が非常に容易であり、
また、そのスペースも小さくて済むという、例えば図１
の集中定数回路によるＬＣフィルタのような従来技術で
は得られなかった格別の利点がある。
【図１】従来の集中定数回路によるローパスフィルタを
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例の半導体デバイス製造装
置の概略構成を示す構成図である。
置の概略構成を示す構成図である。
【図３】本発明による１／４波長伝送回路の等価回路を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例の半導体デバイス製造装
置の概略構成を示す構成図である。
置の概略構成を示す構成図である。
１ 高周波電源 ２ 整合回路 ３ 真空チャンバ ４ カソード電極 ５ ウエハ ６ アノード電極 ７ シース形熱電対 ８ ５０Ω同軸ケーブル ９ キャパシタンス １０ 電圧計 １１ ガス供給系 １２ 排気系
Claims (2)
- 【請求項１】 波長λの高周波を発生する高周波電源
と、 前記高周波の電界中に置かれた半導体デバイス用のウエ
ハの温度，電位等を検出する熱電対または電極と、 該熱電対または電極を介して前記温度，電位等を測定す
る測定系と、 前記熱電対または電極と前記測定系との間に接続され、
前記波長λの１／４波長の奇数倍の電気長を有する伝送
線路フィルタとを具備したことを特徴とする半導体デバ
イス製造装置。 - 【請求項２】 前記伝送線路フィルタには高周波インピ
ーダンスを除去するキャパシタンスが接続されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の半導体デバイス製造装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302225A JPH06151373A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体デバイス製造装置 |
| US08/145,150 US5433813A (en) | 1992-11-12 | 1993-11-03 | Semiconductor device manufacturing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302225A JPH06151373A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体デバイス製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06151373A true JPH06151373A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17906457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302225A Pending JPH06151373A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体デバイス製造装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5433813A (ja) |
| JP (1) | JPH06151373A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000068253A (ja) * | 1998-08-21 | 2000-03-03 | Toyo Commun Equip Co Ltd | ドライエッチング槽 |
| JP2002043402A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-02-08 | Tokyo Electron Ltd | 被処理体の載置機構 |
| JP2006502529A (ja) * | 2001-12-19 | 2006-01-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 半導体ワークピースを処理するためのプラズマリアクタ |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100290748B1 (ko) * | 1993-01-29 | 2001-06-01 | 히가시 데쓰로 | 플라즈마 처리장치 |
| US5746835A (en) * | 1994-06-02 | 1998-05-05 | Texas Instruments Incorporated | Retractable probe system with in situ fabrication environment process parameter sensing |
| AU2003195A (en) * | 1994-06-21 | 1996-01-04 | Boc Group, Inc., The | Improved power distribution for multiple electrode plasma systems using quarter wavelength transmission lines |
| US5587045A (en) * | 1995-04-27 | 1996-12-24 | International Business Machines Corporation | Gettering of particles from an electro-negative plasma with insulating chuck |
| JP3295310B2 (ja) * | 1995-08-08 | 2002-06-24 | 三洋電機株式会社 | 回転電極を用いた高速成膜方法及びその装置 |
| US5573595A (en) * | 1995-09-29 | 1996-11-12 | Lam Research Corporation | Methods and apparatus for generating plasma |
| US5824606A (en) * | 1996-03-29 | 1998-10-20 | Lam Research Corporation | Methods and apparatuses for controlling phase difference in plasma processing systems |
| JP3565311B2 (ja) | 1997-12-17 | 2004-09-15 | アルプス電気株式会社 | プラズマ処理装置 |
| US6326794B1 (en) | 1999-01-14 | 2001-12-04 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for in-situ monitoring of ion energy distribution for endpoint detection via capacitance measurement |
| US6352870B1 (en) * | 2000-06-12 | 2002-03-05 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of endpointing plasma strip process by measuring wafer temperature |
| WO2002097855A1 (en) * | 2001-05-29 | 2002-12-05 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus and method |
| US7471784B2 (en) * | 2004-07-29 | 2008-12-30 | International Business Machines Corporation | Dialed number service routing in a telephone network by reference to a database |
| GB201806783D0 (en) * | 2018-04-25 | 2018-06-06 | Spts Technologies Ltd | A plasma generating arrangement |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69111493T2 (de) * | 1990-03-12 | 1996-03-21 | Ngk Insulators Ltd | Wafer-Heizgeräte für Apparate, zur Halbleiterherstellung Heizanlage mit diesen Heizgeräten und Herstellung von Heizgeräten. |
| KR930006305B1 (ko) * | 1991-07-09 | 1993-07-12 | 한국과학기술연구원 | 텅스텐 박막 제조용 플라즈마 화학증착 온도 측정장치 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP4302225A patent/JPH06151373A/ja active Pending
-
1993
- 1993-11-03 US US08/145,150 patent/US5433813A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5433813A (en) | 1995-07-18 |
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