プラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法
【課題】本発明は、輸送管内部の金属付着物の状況を知ることができるプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、前記放電管内に検査ガスを導入し、前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法が提供される。
【解決手段】放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、前記放電管内に検査ガスを導入し、前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法に関し、特に、プラズマ発生室とプラズマ処理室とが分離されている「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置、「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッチング、アッシング、表面改質あるいは薄膜堆積などのプラズマ処理は、半導体装置や液晶ディスプレイをはじめとする各種製品の製造に利用されている。この場合、例えば、半導体製造用シリコンウェーハや液晶ディスプレイ用ガラス基板上に形成した導電体膜や絶縁膜などをプラズマ処理するのに際して、プラズマ発生室とプラズマ処理室とが分離された「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置が用いられる場合がある。
【０００３】
このような「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置（以下、単に「プラズマ処理装置」と称する）においては、プラズマ処理室とプラズマ発生室とが輸送管により連結されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
そして、プラズマ発生室において発生させたプラズマによりプロセスガスを分解、活性化し、生成されたラジカルなどのガス種（以下、「活性種」と称する）を輸送管を介してプラズマ処理室に送るようにしている。
【０００５】
このようなプラズマ処理装置においてプラズマ処理を繰り返すと、プラズマ発生室（放電管）の内部に反応生成物が付着して処理速度（例えば、エッチングレート）の変動や歩留まりの低下が生ずることがある。
そのため、プラズマからの光を検出してプラズマ発生室の内部に付着する反応生成物の状況を監視する技術が提案されている（特許文献２を参照）。
【０００６】
ここで、プラズマ処理装置の製造時、あるいはプラズマ処理を繰り返すうちに、輸送管の内部に金属やその化合物など（以下、「金属付着物」と称する）が付着する場合がある。このような場合、特許文献２に開示がされた技術では、プラズマ発生室内部の状況は監視できてもプラズマ発生室の下流に位置する輸送管の内部の状況までは監視することができない。
そのため、輸送管の内部に金属付着物が付着することで処理速度（例えば、エッチングレート）が変動し、歩留まりの低下が生ずるおそれがある。
【特許文献１】特開２０００−２９９３０５号公報
【特許文献２】特開平５−２５９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、輸送管内部の金属付着物の状況を知ることができるプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、前記放電管内に検査ガスを導入し、前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置を検査する検査装置であって、前記放電管内に検査ガスを導入するガス供給手段と、前記プラズマ処理室における光の強度を測定する測定手段と、を備えたことを特徴とする検査装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、上記の検査装置と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置のクリーニング方法であって、上記のプラズマ処理装置の検査方法により前記輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断すること、を特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、前記クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、輸送管内部の金属付着物の状況を知ることができるプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式図である。 図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理室２とプラズマ発生室３とを備えている。また、プラズマ処理室２とプラズマ発生室３とが輸送管４により連結されている。
プラズマ発生室３は、放電管７とマイクロ波導入手段８とを有している。放電管７は、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料からなる。例えば、放電管７をアルミナや石英などからなるものとすることができる。
【００１６】
放電管７の外側にはマイクロ波導入手段８が放電管７と略直交するようにして設けられている。マイクロ波導入手段８の終端には終端整合器８ａが設けられている。また、マイクロ波導入手段８の入口側（マイクロ波Ｍの導入側）にはスタブチューナ８ｂが設けられている。また、放電管７へ向けてマイクロ波Ｍを放射する部分にはスリット９が設けられている。
放電管７の一端には、ガス供給手段１５が接続され、図示しない切換手段によりガスの種類を切り換えられるようになっている。そのため、放電管７の内部にプロセスガス、後述する検査ガス、クリーニングガスなどのガスＧを必要に応じて切り換えて導入することができる。また、放電管７の他端には輸送管４の一端が接続され、輸送管４の他端はプラズマ処理室２に接続されている。すなわち、プラズマ発生室３とプラズマ処理室２とが輸送管４により接続されている。
【００１７】
プラズマ発生室３で生成された活性種がプラズマ処理室２に輸送される途中に金属があると、活性種と金属とが反応して活性種が失活してしまう。そのため、少なくとも輸送管４の内壁面は、活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で形成されている。
【００１８】
プラズマ処理室２には、排気手段５が接続され減圧雰囲気を維持できるようになっている。また、その内部には、載置台６が設けられている。すなわち、プラズマ処理室２は、半導体ウェーハやガラス基板などの被処理物Ｗを収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持できるようになっている。載置台６には図示しない静電チャックが内蔵されている。そのため、載置台６の上面（載置面）に被処理物Ｗを載置し、これを保持できるようになっている。
【００１９】
輸送管４との接続部分よりは下方であって載置台６の上方には、載置台６の上面を覆うように整流板１０が設けられている。整流板１０には多数の孔が設けられている。また、整流板１０は、載置台６の上面（載置面）から離して設けられている。整流板１０は、被処理物Ｗの表面に導かれる活性種を含むガスの流動を整流し、ガスが被処理物Ｗの表面に均一に導かれるようにするためのものである。
【００２０】
載置台６の上面（載置面）よりは下方であって載置台６の外周には、制御板１１が設けられている。制御板１１には多数の孔が設けられている。制御板１１は、被処理物Ｗの表面から排気されるガスの流動を制御し、被処理物Ｗの表面のガスの流れを制御するためのものである。
【００２１】
そして、整流板１０、載置台６の上面（載置面）、制御板１１で画される領域が、プラズマ処理が行われる処理空間２ａとなる。また、プラズマ処理室２の内壁面、整流板１０の表面、制御板１１の表面は、活性種と反応しにくい材料１４（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で覆われている。
【００２２】
プラズマ処理室２の側壁面の処理空間２ａに面する部分には、検査窓１２が設けられている。検査窓１２は、ガラスやサファイアなどの透明材料からなる。
【００２３】
プラズマ処理室２の外側には、検査窓１２と対峙するようにして測定手段１３が設けられている。測定手段１３は、例えばフォトダイオードのような受光素子を備えている。そのため、検査窓１２を介してプラズマ処理室２（処理空間２ａ）における光の強度を測定できるようになっている。
【００２４】
ここで、本実施の形態においては、後述する検査ガスを導入するガス供給手段１５と、測定手段１３と、が検査装置となる。なお、検査ガスを導入するガス供給手段と、測定手段と、がプラズマ処理装置１に一体に設けられた場合を例示したがこれに限定されるわけではない。検査ガスを導入するガス供給手段と、測定手段と、がプラズマ処理装置１とは別に設けられ、必要に応じてプラズマ処理装置１に接続されるものであってもよい。
【００２５】
このようなプラズマ処理装置１において被処理物Ｗを処理する際には、図示しないマイクロ波発生手段から導波されてきたマイクロ波Ｍが、マイクロ波導入手段８のスリット９を介して放電管７の内部に導入される。一方、ガス供給手段１５から放電管７の内部にプロセスガスが導入される。そして、導入されたプロセスガスにマイクロ波Ｍが作用することでプロセスガスのプラズマＰが励起される。
【００２６】
プラズマＰにより生成された活性種を含むガスは、輸送管４を通ってプラズマ処理室２の内部に導入される。そして、導入された活性種を含むガスは整流板１０で整流されて、載置台６の上面（載置面）に載置された被処理物Ｗの表面に到達する。
【００２７】
そして、被処理物Ｗの表面に到達した活性種により、エッチングやアッシングなどのプラズマ処理が行われる。例えば、被処理物Ｗとしてシリコン（Ｓｉ）をエッチングする場合には、プロセスガスとして、ＣＦ４を含むガスを用いることができる。この場合、プラズマ発生室３（放電管７の内部）において形成されたプラズマＰの中には、ＣＦ３＊、ＣＦ２＊、ＣＦ＊、Ｆ＊などの遊離基（ラジカル）やＣ２Ｆ６などの中間分解生成物が形成される。これらの活性種がシリコンの表面に到達すると、ＣＦ３＊、ＣＦ２＊は解離して活性なＦ＊を生成し、このＦ＊がシリコンと反応してＳｉＦ４を形成する。このＳｉＦ４は蒸気圧が高いため、減圧下でシリコン表面から急速に脱離する。このようにしてシリコンのエッチングが進行することになる。
プラズマ処理に用いられたガスは、排気手段５により制御板１１を介してプラズマ処理室２の外に排気される。
【００２８】
このようなプラズマ処理において、放電管７や輸送管４の内部に金属付着物（鉄、アルミニウムなどの金属を含む異物）があると、活性種と金属とが反応して活性種が失活してしまう。その結果、処理速度（例えば、エッチングレート）が変動することになり、歩留まりの低下が生ずるおそれがある。
【００２９】
そのため、プラズマ処理装置１の製造の際には、放電管７や輸送管４の酸洗浄などを行い金属付着物を除去するようにしている。しかしながら、洗浄が不完全である場合には金属付着物が残留するおそれがある。
【００３０】
また、ガス供給手段１５から放電管７の内部にプロセスガスを導入した際に、金属が導入されてしまうおそれがある。例えば、ガス供給手段１５にはステンレス製の配管部材が使用される場合があるが、このような金属製の配管部材からでた金属がプロセスガスとともに放電管７や輸送管４の内部に導入されてしまうおそれがある。
【００３１】
また、プラズマ処理装置１が停止した際に、排気手段５からガスが逆流し、排気手段５や配管部材などからでた金属が逆流したガスとともに放電管７や輸送管４の内部に導入されてしまうおそれがある。
【００３２】
このような金属付着物は、微細であるため肉眼で確認することができない。そのため、金属付着物の影響により処理特性が変化するまではその存在が分からず、不良品の発生を未然に防止することができない。また、ガス供給手段１５や排気手段５から金属が導入される場合には、プラズマ処理作業において徐々に、あるいは突然発生するおそれがある。
【００３３】
ここで、特許文献２に開示された技術のように、プラズマ発生室内部の状況を監視する技術が知られている。しかしながら、このような技術では、放電管７の内部の状況を監視することができても、その下流側に位置しプラズマの発生のない輸送管４の内部の状況までは監視することができない。
【００３４】
本発明者は検討の結果、プラズマの発生のない領域にある金属付着物をも検知することができる方法を見出した。以下、本発明者が得た知見について説明をする。
本発明者の得た知見によれば、プラズマ発生室３（放電管７）に所定のガスを導入してプラズマＰを発生させるとプラズマ処理室２においても光が観測される。そして、放電管７や輸送管４の内部に金属付着物があると、この光の強度が変動することが判明した。また、プラズマ発生室３（放電管７）に導入するガスの種類によって光の強度が変わることも判明した。
【００３５】
この場合、プラズマ処理室２において観測される光の強度が高いほどその測定が容易となる。また、その測定精度を向上させることもできる。このことを考慮すると、プラズマ発生室３（放電管７）に導入するガス（検査ガス）は、酸素を含んだガスとすることが好ましい。酸素を含んだガスとしては、例えば、酸素ガスと窒素ガスの混合ガス、酸素ガスとヘリウムガスなどの不活性ガスの混合ガス、酸素ガスの単体ガスなどを例示することができる。その中でも、酸素ガスの単体ガスとすればプラズマ処理室２において観測される光の強度を最も高めることができる。なお、この場合、酸素ガスの単体ガスには、窒素や、ヘリウムガスなどの不活性ガスなどが微量添加されたものをも含ませることができる。
【００３６】
次に、本発明者が行った実験について例示をする。
図２は、実験の概要を例示するための模式図である。
本実験においては、図２に示すように、図１に例示をしたプラズマ処理装置１の放電管７の出口部分（輸送管４との接続部分）に、金属付着物として金属（ステンレス、または、アルミニウム）を入れた。
【００３７】
また、プロセスガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いてシリコンウェーハをエッチング処理し、エッチング処理の合間に本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置を用いて金属付着物の検査を行った。
また、金属付着物の検査の際にプラズマ発生室３（放電管７）に導入するガス（検査ガス）は、酸素ガスの単体ガスとした。なお、被処理物Ｗがプラズマ処理室２内にない状態の時に金属付着物の検査を行うようにしている。
【００３８】
図３は、放電管の出口部分に金属を入れなかった場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。なお、縦軸はプラズマ処理室２において観測される光の強度（測定手段１３の出力値）を表し、横軸は放電時間（プラズマ発生時間）を表している。また、図中のＡに示す線は、エッチング処理前に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＢに示す線は、１０４枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。
【００３９】
図４は、放電管の出口部分に金属を入れた場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。なお、縦軸はプラズマ処理室２において観測される光の強度（測定手段１３の出力値）を表し、横軸は放電時間（プラズマ発生時間）を表している。また、図中のＣに示す線は、エッチング処理前に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＤに示す線は、１３枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＥに示す線は、５２枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＦに示す線は、１０４枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。
【００４０】
図３に示すように金属がない場合には、エッチング処理の前後であってもプラズマ処理室２において観測される光の強度に差は見られない。
一方、図４に示すように金属がある場合には、図３に示す金属がない場合よりも光の強度が低い。また、エッチング処理の枚数が多くなるにつれて、光の強度がさらに低下するようになる。なお、図３、図４は、ステンレスを放電管７の出口部分に入れた場合であるが、アルミニウムなどにおいても同様の結果が得られる。
【００４１】
そのため、例えば、清浄な場合（金属付着物がない場合）における光の強度を予め測定しておき、その値を基準として光の強度の測定値が変動する様子を検知すれば、輸送管４の内部の状況を判定することができる。すなわち、被処理物Ｗがプラズマ処理室２内にない状態の時に、排気手段５を作動させて放電管７や輸送管４などの内部を減圧雰囲気とし、放電管７内に検査ガスを導入し、放電管７内にマイクロ波Ｍを導入して検査ガスのプラズマを生成し、このプラズマ生成時におけるプラズマ処理室２内の光の強度を測定すれば、輸送管４の内部の状況を判定することができる。この場合、輸送管４の内部の金属付着物の付着状況を判定することができる。そして、これをプラズマ処理装置の検査方法とすることができる。
【００４２】
このようにすれば、プラズマの発生のない輸送管４の内部の状況までをも知ることができる。そのため、処理特性（例えば、エッチング特性やアッシング特性など）が変化する前に、金属付着物の有無を知ることができるので、不良品の発生を大幅に抑制することができる。
【００４３】
また、プラズマ発生室３（放電管７）に検査ガスを導入してプラズマを発生させればよいので、比較的短時間に検査を終了させることができる。そのため、プラズマ処理装置１の製造やプラズマ処理などにおける生産性に与える影響を抑制することができる。
また、検査後に特別な処理や手順を必要とせずに、すぐにプラズマ処理作業を再開することができる。
【００４４】
また、光の強度と不良品の発生との関係を予め調べて閾値を設け、これを超えた場合に警報を出したり、クリーニング作業を行ったりすることができる。そのようにすれば、熟練した作業者でなくとも容易に判断を行うことができる。また、作業者の恣意的判断を排除することもできる。そのため、製品品質と生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
次に、本実施の形態に係るクリーニング方法について例示をする。
前述した検査により輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断することができる。そして、クリーニングが必要と判断された場合には、放電管７や輸送管４のクリーニングを行う。
この場合、放電管７、輸送管４を大気開放して取り外し、その内部を研磨したり、薬液などにより洗浄したりすることができる。薬液による洗浄（ウェット洗浄）としては、例えば、ＨＦ溶液などのクリーニング溶液による洗浄を例示することができる。
【００４６】
また、クリーニングガスを用いたドライ洗浄とすることもできる。この場合、排気手段５を作動させて放電管７や輸送管４などの内部を減圧雰囲気とし、放電管７内にクリーニングガスを導入し、放電管７内にマイクロ波Ｍを導入してクリーニングガスのプラズマを生成し、プラズマの生成により分解、活性化されたクリーニングガスにより金属付着物を除去するようにすることができる。
【００４７】
また、放電管７内にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスを加熱することにより放電管７内の金属付着物を除去するようにすることができる。また、放電管７を介して輸送管４内にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスを加熱することにより輸送管４内の金属付着物を除去するようにすることができる。この場合、放電管７、輸送管４の外部に図示しない加熱手段を設けてクリーニングガスを加熱するようにすることができる。また、クリーニングガスとしては、例えば、ＮＦ３ガスやＣｌＦ３ガスなどを例示することができる。
薬液による洗浄（ウェット洗浄）などを行うものとすれば、放電管７や輸送管４の分解と組立作業を伴うので処理コストが高く、また、プラズマ処理装置１の稼働率が低下するおそれがある。ただし、金属付着物の確実な除去を行うことができる。一方、クリーニングガスを用いたドライ洗浄とすれば、除去性能は落ちるものの比較的容易にクリーニングを行うことができる。
【００４８】
ここで、前述した本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置を用いるものとすれば、適切な時期に適切なクリーニングを行うことができる。そのため、例えば、所定の期間の経過後にクリーニングを行う場合に生じ得る無駄なクリーニング作業を省くことができる。そのため、薬液による洗浄（ウェット洗浄）などを行う場合であっても、総合的な処理コストを低下させることができ、また、プラズマ処理装置１の稼働率を向上させることもできる。
【００４９】
また、測定される光の強度に基づいてウェット洗浄などとドライ洗浄とを使い分けることもできる。例えば、光の強度が予め定められた所定の値未満の場合にはドライ洗浄を行い、予め定められた所定の値以上となった場合にはウェット洗浄などを行うようにすることもできる。そのようにすれば、ウェット洗浄などとドライ洗浄との利点を組み合わせることができる。そのため、クリーニングの効果を最大限発揮させることができるとともに、総合的な処理コストを低下させることができる。また、プラズマ処理装置１の稼働率を向上させることもできる。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について例示をする。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前述した本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法を用いるものである。
半導体装置の製造方法は、成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などにより基板（ウェーハ）表面にパターンを形成する工程、検査工程、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、拡散工程、平坦化工程などの複数の工程を繰り返すことにより実施される。
【００５１】
そして、例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を用いて基板表面にパターンを形成することで、半導体装置を製造することができる。
また、例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成することで、半導体装置を製造することができる。
【００５２】
このようにして、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法を用いるものとすれば、製品品質の向上と生産性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法以外は、既知の各工程の技術を適用することができるのでそれらの説明は省略する。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００５４】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
【図２】実験の概要を例示するための模式図である。
【図３】放電管の出口部分に金属を入れなかった場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【図４】放電管の出口部分に金属を入れた場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ プラズマ処理装置、２ プラズマ処理室、２ａ 処理空間、３ プラズマ発生室、４ 輸送管、７ 放電管、８ マイクロ波導入手段、１２ 検査窓、１３ 測定手段、１５ ガス供給手段、Ｇ ガス、Ｍ マイクロ波、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法に関し、特に、プラズマ発生室とプラズマ処理室とが分離されている「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置、「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エッチング、アッシング、表面改質あるいは薄膜堆積などのプラズマ処理は、半導体装置や液晶ディスプレイをはじめとする各種製品の製造に利用されている。この場合、例えば、半導体製造用シリコンウェーハや液晶ディスプレイ用ガラス基板上に形成した導電体膜や絶縁膜などをプラズマ処理するのに際して、プラズマ発生室とプラズマ処理室とが分離された「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置が用いられる場合がある。
【０００３】
このような「プラズマ分離型」のプラズマ処理装置（以下、単に「プラズマ処理装置」と称する）においては、プラズマ処理室とプラズマ発生室とが輸送管により連結されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
そして、プラズマ発生室において発生させたプラズマによりプロセスガスを分解、活性化し、生成されたラジカルなどのガス種（以下、「活性種」と称する）を輸送管を介してプラズマ処理室に送るようにしている。
【０００５】
このようなプラズマ処理装置においてプラズマ処理を繰り返すと、プラズマ発生室（放電管）の内部に反応生成物が付着して処理速度（例えば、エッチングレート）の変動や歩留まりの低下が生ずることがある。
そのため、プラズマからの光を検出してプラズマ発生室の内部に付着する反応生成物の状況を監視する技術が提案されている（特許文献２を参照）。
【０００６】
ここで、プラズマ処理装置の製造時、あるいはプラズマ処理を繰り返すうちに、輸送管の内部に金属やその化合物など（以下、「金属付着物」と称する）が付着する場合がある。このような場合、特許文献２に開示がされた技術では、プラズマ発生室内部の状況は監視できてもプラズマ発生室の下流に位置する輸送管の内部の状況までは監視することができない。
そのため、輸送管の内部に金属付着物が付着することで処理速度（例えば、エッチングレート）が変動し、歩留まりの低下が生ずるおそれがある。
【特許文献１】特開２０００−２９９３０５号公報
【特許文献２】特開平５−２５９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、輸送管内部の金属付着物の状況を知ることができるプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、前記放電管内に検査ガスを導入し、前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置を検査する検査装置であって、前記放電管内に検査ガスを導入するガス供給手段と、前記プラズマ処理室における光の強度を測定する測定手段と、を備えたことを特徴とする検査装置が提供される。
【００１０】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、上記の検査装置と、を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、を有するプラズマ処理装置のクリーニング方法であって、上記のプラズマ処理装置の検査方法により前記輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断すること、を特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法が提供される。
【００１２】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明の他の一態様によれば、上記のプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、前記クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、輸送管内部の金属付着物の状況を知ることができるプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法、および半導体装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。尚、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式図である。 図１に示すように、プラズマ処理装置１は、プラズマ処理室２とプラズマ発生室３とを備えている。また、プラズマ処理室２とプラズマ発生室３とが輸送管４により連結されている。
プラズマ発生室３は、放電管７とマイクロ波導入手段８とを有している。放電管７は、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料からなる。例えば、放電管７をアルミナや石英などからなるものとすることができる。
【００１６】
放電管７の外側にはマイクロ波導入手段８が放電管７と略直交するようにして設けられている。マイクロ波導入手段８の終端には終端整合器８ａが設けられている。また、マイクロ波導入手段８の入口側（マイクロ波Ｍの導入側）にはスタブチューナ８ｂが設けられている。また、放電管７へ向けてマイクロ波Ｍを放射する部分にはスリット９が設けられている。
放電管７の一端には、ガス供給手段１５が接続され、図示しない切換手段によりガスの種類を切り換えられるようになっている。そのため、放電管７の内部にプロセスガス、後述する検査ガス、クリーニングガスなどのガスＧを必要に応じて切り換えて導入することができる。また、放電管７の他端には輸送管４の一端が接続され、輸送管４の他端はプラズマ処理室２に接続されている。すなわち、プラズマ発生室３とプラズマ処理室２とが輸送管４により接続されている。
【００１７】
プラズマ発生室３で生成された活性種がプラズマ処理室２に輸送される途中に金属があると、活性種と金属とが反応して活性種が失活してしまう。そのため、少なくとも輸送管４の内壁面は、活性種と反応しにくい材料（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で形成されている。
【００１８】
プラズマ処理室２には、排気手段５が接続され減圧雰囲気を維持できるようになっている。また、その内部には、載置台６が設けられている。すなわち、プラズマ処理室２は、半導体ウェーハやガラス基板などの被処理物Ｗを収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持できるようになっている。載置台６には図示しない静電チャックが内蔵されている。そのため、載置台６の上面（載置面）に被処理物Ｗを載置し、これを保持できるようになっている。
【００１９】
輸送管４との接続部分よりは下方であって載置台６の上方には、載置台６の上面を覆うように整流板１０が設けられている。整流板１０には多数の孔が設けられている。また、整流板１０は、載置台６の上面（載置面）から離して設けられている。整流板１０は、被処理物Ｗの表面に導かれる活性種を含むガスの流動を整流し、ガスが被処理物Ｗの表面に均一に導かれるようにするためのものである。
【００２０】
載置台６の上面（載置面）よりは下方であって載置台６の外周には、制御板１１が設けられている。制御板１１には多数の孔が設けられている。制御板１１は、被処理物Ｗの表面から排気されるガスの流動を制御し、被処理物Ｗの表面のガスの流れを制御するためのものである。
【００２１】
そして、整流板１０、載置台６の上面（載置面）、制御板１１で画される領域が、プラズマ処理が行われる処理空間２ａとなる。また、プラズマ処理室２の内壁面、整流板１０の表面、制御板１１の表面は、活性種と反応しにくい材料１４（例えば、四弗化樹脂（ＰＴＦＥ）またはアルミナ等のセラミック材料など）で覆われている。
【００２２】
プラズマ処理室２の側壁面の処理空間２ａに面する部分には、検査窓１２が設けられている。検査窓１２は、ガラスやサファイアなどの透明材料からなる。
【００２３】
プラズマ処理室２の外側には、検査窓１２と対峙するようにして測定手段１３が設けられている。測定手段１３は、例えばフォトダイオードのような受光素子を備えている。そのため、検査窓１２を介してプラズマ処理室２（処理空間２ａ）における光の強度を測定できるようになっている。
【００２４】
ここで、本実施の形態においては、後述する検査ガスを導入するガス供給手段１５と、測定手段１３と、が検査装置となる。なお、検査ガスを導入するガス供給手段と、測定手段と、がプラズマ処理装置１に一体に設けられた場合を例示したがこれに限定されるわけではない。検査ガスを導入するガス供給手段と、測定手段と、がプラズマ処理装置１とは別に設けられ、必要に応じてプラズマ処理装置１に接続されるものであってもよい。
【００２５】
このようなプラズマ処理装置１において被処理物Ｗを処理する際には、図示しないマイクロ波発生手段から導波されてきたマイクロ波Ｍが、マイクロ波導入手段８のスリット９を介して放電管７の内部に導入される。一方、ガス供給手段１５から放電管７の内部にプロセスガスが導入される。そして、導入されたプロセスガスにマイクロ波Ｍが作用することでプロセスガスのプラズマＰが励起される。
【００２６】
プラズマＰにより生成された活性種を含むガスは、輸送管４を通ってプラズマ処理室２の内部に導入される。そして、導入された活性種を含むガスは整流板１０で整流されて、載置台６の上面（載置面）に載置された被処理物Ｗの表面に到達する。
【００２７】
そして、被処理物Ｗの表面に到達した活性種により、エッチングやアッシングなどのプラズマ処理が行われる。例えば、被処理物Ｗとしてシリコン（Ｓｉ）をエッチングする場合には、プロセスガスとして、ＣＦ４を含むガスを用いることができる。この場合、プラズマ発生室３（放電管７の内部）において形成されたプラズマＰの中には、ＣＦ３＊、ＣＦ２＊、ＣＦ＊、Ｆ＊などの遊離基（ラジカル）やＣ２Ｆ６などの中間分解生成物が形成される。これらの活性種がシリコンの表面に到達すると、ＣＦ３＊、ＣＦ２＊は解離して活性なＦ＊を生成し、このＦ＊がシリコンと反応してＳｉＦ４を形成する。このＳｉＦ４は蒸気圧が高いため、減圧下でシリコン表面から急速に脱離する。このようにしてシリコンのエッチングが進行することになる。
プラズマ処理に用いられたガスは、排気手段５により制御板１１を介してプラズマ処理室２の外に排気される。
【００２８】
このようなプラズマ処理において、放電管７や輸送管４の内部に金属付着物（鉄、アルミニウムなどの金属を含む異物）があると、活性種と金属とが反応して活性種が失活してしまう。その結果、処理速度（例えば、エッチングレート）が変動することになり、歩留まりの低下が生ずるおそれがある。
【００２９】
そのため、プラズマ処理装置１の製造の際には、放電管７や輸送管４の酸洗浄などを行い金属付着物を除去するようにしている。しかしながら、洗浄が不完全である場合には金属付着物が残留するおそれがある。
【００３０】
また、ガス供給手段１５から放電管７の内部にプロセスガスを導入した際に、金属が導入されてしまうおそれがある。例えば、ガス供給手段１５にはステンレス製の配管部材が使用される場合があるが、このような金属製の配管部材からでた金属がプロセスガスとともに放電管７や輸送管４の内部に導入されてしまうおそれがある。
【００３１】
また、プラズマ処理装置１が停止した際に、排気手段５からガスが逆流し、排気手段５や配管部材などからでた金属が逆流したガスとともに放電管７や輸送管４の内部に導入されてしまうおそれがある。
【００３２】
このような金属付着物は、微細であるため肉眼で確認することができない。そのため、金属付着物の影響により処理特性が変化するまではその存在が分からず、不良品の発生を未然に防止することができない。また、ガス供給手段１５や排気手段５から金属が導入される場合には、プラズマ処理作業において徐々に、あるいは突然発生するおそれがある。
【００３３】
ここで、特許文献２に開示された技術のように、プラズマ発生室内部の状況を監視する技術が知られている。しかしながら、このような技術では、放電管７の内部の状況を監視することができても、その下流側に位置しプラズマの発生のない輸送管４の内部の状況までは監視することができない。
【００３４】
本発明者は検討の結果、プラズマの発生のない領域にある金属付着物をも検知することができる方法を見出した。以下、本発明者が得た知見について説明をする。
本発明者の得た知見によれば、プラズマ発生室３（放電管７）に所定のガスを導入してプラズマＰを発生させるとプラズマ処理室２においても光が観測される。そして、放電管７や輸送管４の内部に金属付着物があると、この光の強度が変動することが判明した。また、プラズマ発生室３（放電管７）に導入するガスの種類によって光の強度が変わることも判明した。
【００３５】
この場合、プラズマ処理室２において観測される光の強度が高いほどその測定が容易となる。また、その測定精度を向上させることもできる。このことを考慮すると、プラズマ発生室３（放電管７）に導入するガス（検査ガス）は、酸素を含んだガスとすることが好ましい。酸素を含んだガスとしては、例えば、酸素ガスと窒素ガスの混合ガス、酸素ガスとヘリウムガスなどの不活性ガスの混合ガス、酸素ガスの単体ガスなどを例示することができる。その中でも、酸素ガスの単体ガスとすればプラズマ処理室２において観測される光の強度を最も高めることができる。なお、この場合、酸素ガスの単体ガスには、窒素や、ヘリウムガスなどの不活性ガスなどが微量添加されたものをも含ませることができる。
【００３６】
次に、本発明者が行った実験について例示をする。
図２は、実験の概要を例示するための模式図である。
本実験においては、図２に示すように、図１に例示をしたプラズマ処理装置１の放電管７の出口部分（輸送管４との接続部分）に、金属付着物として金属（ステンレス、または、アルミニウム）を入れた。
【００３７】
また、プロセスガスとしてＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いてシリコンウェーハをエッチング処理し、エッチング処理の合間に本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置を用いて金属付着物の検査を行った。
また、金属付着物の検査の際にプラズマ発生室３（放電管７）に導入するガス（検査ガス）は、酸素ガスの単体ガスとした。なお、被処理物Ｗがプラズマ処理室２内にない状態の時に金属付着物の検査を行うようにしている。
【００３８】
図３は、放電管の出口部分に金属を入れなかった場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。なお、縦軸はプラズマ処理室２において観測される光の強度（測定手段１３の出力値）を表し、横軸は放電時間（プラズマ発生時間）を表している。また、図中のＡに示す線は、エッチング処理前に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＢに示す線は、１０４枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。
【００３９】
図４は、放電管の出口部分に金属を入れた場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。なお、縦軸はプラズマ処理室２において観測される光の強度（測定手段１３の出力値）を表し、横軸は放電時間（プラズマ発生時間）を表している。また、図中のＣに示す線は、エッチング処理前に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＤに示す線は、１３枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＥに示す線は、５２枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。また、図中のＦに示す線は、１０４枚のシリコンウェーハをエッチング処理した後に金属付着物の検査を行った場合である。
【００４０】
図３に示すように金属がない場合には、エッチング処理の前後であってもプラズマ処理室２において観測される光の強度に差は見られない。
一方、図４に示すように金属がある場合には、図３に示す金属がない場合よりも光の強度が低い。また、エッチング処理の枚数が多くなるにつれて、光の強度がさらに低下するようになる。なお、図３、図４は、ステンレスを放電管７の出口部分に入れた場合であるが、アルミニウムなどにおいても同様の結果が得られる。
【００４１】
そのため、例えば、清浄な場合（金属付着物がない場合）における光の強度を予め測定しておき、その値を基準として光の強度の測定値が変動する様子を検知すれば、輸送管４の内部の状況を判定することができる。すなわち、被処理物Ｗがプラズマ処理室２内にない状態の時に、排気手段５を作動させて放電管７や輸送管４などの内部を減圧雰囲気とし、放電管７内に検査ガスを導入し、放電管７内にマイクロ波Ｍを導入して検査ガスのプラズマを生成し、このプラズマ生成時におけるプラズマ処理室２内の光の強度を測定すれば、輸送管４の内部の状況を判定することができる。この場合、輸送管４の内部の金属付着物の付着状況を判定することができる。そして、これをプラズマ処理装置の検査方法とすることができる。
【００４２】
このようにすれば、プラズマの発生のない輸送管４の内部の状況までをも知ることができる。そのため、処理特性（例えば、エッチング特性やアッシング特性など）が変化する前に、金属付着物の有無を知ることができるので、不良品の発生を大幅に抑制することができる。
【００４３】
また、プラズマ発生室３（放電管７）に検査ガスを導入してプラズマを発生させればよいので、比較的短時間に検査を終了させることができる。そのため、プラズマ処理装置１の製造やプラズマ処理などにおける生産性に与える影響を抑制することができる。
また、検査後に特別な処理や手順を必要とせずに、すぐにプラズマ処理作業を再開することができる。
【００４４】
また、光の強度と不良品の発生との関係を予め調べて閾値を設け、これを超えた場合に警報を出したり、クリーニング作業を行ったりすることができる。そのようにすれば、熟練した作業者でなくとも容易に判断を行うことができる。また、作業者の恣意的判断を排除することもできる。そのため、製品品質と生産性の向上を図ることができる。
【００４５】
次に、本実施の形態に係るクリーニング方法について例示をする。
前述した検査により輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断することができる。そして、クリーニングが必要と判断された場合には、放電管７や輸送管４のクリーニングを行う。
この場合、放電管７、輸送管４を大気開放して取り外し、その内部を研磨したり、薬液などにより洗浄したりすることができる。薬液による洗浄（ウェット洗浄）としては、例えば、ＨＦ溶液などのクリーニング溶液による洗浄を例示することができる。
【００４６】
また、クリーニングガスを用いたドライ洗浄とすることもできる。この場合、排気手段５を作動させて放電管７や輸送管４などの内部を減圧雰囲気とし、放電管７内にクリーニングガスを導入し、放電管７内にマイクロ波Ｍを導入してクリーニングガスのプラズマを生成し、プラズマの生成により分解、活性化されたクリーニングガスにより金属付着物を除去するようにすることができる。
【００４７】
また、放電管７内にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスを加熱することにより放電管７内の金属付着物を除去するようにすることができる。また、放電管７を介して輸送管４内にクリーニングガスを導入し、クリーニングガスを加熱することにより輸送管４内の金属付着物を除去するようにすることができる。この場合、放電管７、輸送管４の外部に図示しない加熱手段を設けてクリーニングガスを加熱するようにすることができる。また、クリーニングガスとしては、例えば、ＮＦ３ガスやＣｌＦ３ガスなどを例示することができる。
薬液による洗浄（ウェット洗浄）などを行うものとすれば、放電管７や輸送管４の分解と組立作業を伴うので処理コストが高く、また、プラズマ処理装置１の稼働率が低下するおそれがある。ただし、金属付着物の確実な除去を行うことができる。一方、クリーニングガスを用いたドライ洗浄とすれば、除去性能は落ちるものの比較的容易にクリーニングを行うことができる。
【００４８】
ここで、前述した本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置を用いるものとすれば、適切な時期に適切なクリーニングを行うことができる。そのため、例えば、所定の期間の経過後にクリーニングを行う場合に生じ得る無駄なクリーニング作業を省くことができる。そのため、薬液による洗浄（ウェット洗浄）などを行う場合であっても、総合的な処理コストを低下させることができ、また、プラズマ処理装置１の稼働率を向上させることもできる。
【００４９】
また、測定される光の強度に基づいてウェット洗浄などとドライ洗浄とを使い分けることもできる。例えば、光の強度が予め定められた所定の値未満の場合にはドライ洗浄を行い、予め定められた所定の値以上となった場合にはウェット洗浄などを行うようにすることもできる。そのようにすれば、ウェット洗浄などとドライ洗浄との利点を組み合わせることができる。そのため、クリーニングの効果を最大限発揮させることができるとともに、総合的な処理コストを低下させることができる。また、プラズマ処理装置１の稼働率を向上させることもできる。
【００５０】
次に、本実施の形態に係る半導体装置の製造方法について例示をする。
本実施の形態に係る半導体装置の製造方法は、前述した本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法を用いるものである。
半導体装置の製造方法は、成膜・レジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト除去などにより基板（ウェーハ）表面にパターンを形成する工程、検査工程、洗浄工程、熱処理工程、不純物導入工程、拡散工程、平坦化工程などの複数の工程を繰り返すことにより実施される。
【００５１】
そして、例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理装置１を用いて基板表面にパターンを形成することで、半導体装置を製造することができる。
また、例えば、本実施の形態に係るプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成することで、半導体装置を製造することができる。
【００５２】
このようにして、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法を用いるものとすれば、製品品質の向上と生産性の向上を図ることができる。
なお、本実施の形態に係るプラズマ処理装置の検査方法、検査装置、プラズマ処理装置、プラズマ処理装置のクリーニング方法以外は、既知の各工程の技術を適用することができるのでそれらの説明は省略する。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、プラズマ処理装置１が備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
【００５４】
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態に係るプラズマ処理装置を例示するための模式図である。
【図２】実験の概要を例示するための模式図である。
【図３】放電管の出口部分に金属を入れなかった場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【図４】放電管の出口部分に金属を入れた場合の光の強度を例示するためのグラフ図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ プラズマ処理装置、２ プラズマ処理室、２ａ 処理空間、３ プラズマ発生室、４ 輸送管、７ 放電管、８ マイクロ波導入手段、１２ 検査窓、１３ 測定手段、１５ ガス供給手段、Ｇ ガス、Ｍ マイクロ波、Ｐ プラズマ、Ｗ 被処理物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記放電管内に検査ガスを導入し、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、
前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項２】
前記光の強度を測定することで、前記輸送管の内部の状況を判定すること、を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項３】
前記光の強度を測定することで、前記輸送管の内部の金属付着物の付着状況を判定すること、を特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項４】
前記検査ガスは、酸素を含んだガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項５】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置を検査する検査装置であって、
前記放電管内に検査ガスを導入するガス供給手段と、
前記プラズマ処理室における光の強度を測定する測定手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
前記測定手段は、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成した際の前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とする請求項５記載の検査装置。
【請求項７】
前記測定手段は、前記プラズマ処理室の外側に設けられ、
前記プラズマ処理室の壁面に設けられた検査窓を介して前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とする請求項５または６記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査ガスは、酸素を含んだガスであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査装置。
【請求項９】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
請求項５〜８のいずれか１つに記載の検査装置と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査方法により前記輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断すること、を特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管内にクリーニングガスを導入し、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記クリーニングガスのプラズマを生成し、
前記プラズマの生成により分解された前記クリーニングガスにより金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管内にクリーニングガスを導入し、
前記クリーニングガスを加熱することにより前記放電管内の金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管を介して前記輸送管内にクリーニングガスを導入し、
前記クリーニングガスを加熱することにより前記輸送管内の金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１１または１２に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記プラズマ処理室における光の強度に基づいて、ウェット洗浄と、ドライ洗浄と、の使い分けを行うこと、を特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
請求項９記載のプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、前記クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置の検査方法であって、
前記放電管内に検査ガスを導入し、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成し、
前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とするプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項２】
前記光の強度を測定することで、前記輸送管の内部の状況を判定すること、を特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項３】
前記光の強度を測定することで、前記輸送管の内部の金属付着物の付着状況を判定すること、を特徴とする請求項１または２に記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項４】
前記検査ガスは、酸素を含んだガスであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査方法。
【請求項５】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置を検査する検査装置であって、
前記放電管内に検査ガスを導入するガス供給手段と、
前記プラズマ処理室における光の強度を測定する測定手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
前記測定手段は、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記検査ガスのプラズマを生成した際の前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とする請求項５記載の検査装置。
【請求項７】
前記測定手段は、前記プラズマ処理室の外側に設けられ、
前記プラズマ処理室の壁面に設けられた検査窓を介して前記プラズマ処理室における光の強度を測定すること、を特徴とする請求項５または６記載の検査装置。
【請求項８】
前記検査ガスは、酸素を含んだガスであることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査装置。
【請求項９】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
請求項５〜８のいずれか１つに記載の検査装置と、
を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
放電管とマイクロ波導入手段とを有し、前記放電管内に導入されたガスにマイクロ波を作用させてプラズマを生成するプラズマ発生室と、
被処理物を収容し大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能なプラズマ処理室と、
前記プラズマ発生室と前記プラズマ処理室とを接続する輸送管と、
を有するプラズマ処理装置のクリーニング方法であって、
請求項１〜４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置の検査方法により前記輸送管の内部の状況を判定することでクリーニングの要否を判断すること、を特徴とするプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１１】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管内にクリーニングガスを導入し、
前記放電管内にマイクロ波を導入して前記クリーニングガスのプラズマを生成し、
前記プラズマの生成により分解された前記クリーニングガスにより金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１２】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管内にクリーニングガスを導入し、
前記クリーニングガスを加熱することにより前記放電管内の金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１０記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１３】
前記判断において、クリーニングが必要と判断された場合には、
前記放電管を介して前記輸送管内にクリーニングガスを導入し、
前記クリーニングガスを加熱することにより前記輸送管内の金属付着物を除去すること、を特徴とする請求項１１または１２に記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１４】
前記プラズマ処理室における光の強度に基づいて、ウェット洗浄と、ドライ洗浄と、の使い分けを行うこと、を特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法。
【請求項１５】
請求項９記載のプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１０〜１４のいずれか１つに記載のプラズマ処理装置のクリーニング方法を用いて、プラズマ処理装置のクリーニングをし、前記クリーニングをしたプラズマ処理装置を用いて、基板表面にパターンを形成すること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４６０８８（Ｐ２００９−２４６０８８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８９８２１（Ｐ２００８−８９８２１）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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