等离子体测定方法、等离子体测定装置和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供等离子体测定方法、等离子体测定装置和存储介质，其能够确定电正性等离子体区域与电负性等离子体区域的边界的处理条件。在真空容器内，阶段性地改变从包括电负性气体和电正性气体的流量比、上述真空容器内的压力、以及使上述电负性气体和电正性气体等离子体化时的能量的大小的处理条件的参数中选择的参数，基于至少三种以上的处理条件生成等离子体。接着，对位于该等离子体中的朗缪尔探针施加电压，按各个处理条件取得表示该施加的电压与流过该探针的电流的关系的电流电压曲线。然后，基于所取得的上述电流电压曲线组求取电正性等离子体区域和电负性等离子体区域的边界的处理条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对向包含电负性气体和电正性气体的等离子体生成用气体供给能量而得到的真空容器内的等离子体的电特性进行测定的等离子体测定方法，特别是基于 以规定的处理条件生成的等离子体的电流电压曲线把握上述等离子体的电特性的技术。
技术介绍
在半导体器件的制造工序中，通常进行向被导入处理室内的处理气体供给能量例 如高频电力使该处理气体等离子体化，从而利用该等离子体进行蚀刻处理、成膜处理等使 用等离子体技术的半导体工艺(process)。在进行这种处理的等离子体处理装置中，一般 要求提高处理的面内均勻性。然而，在上述处理室内形成的等离子体的状态依存于处理室 内的压力、高频电力、处理气体的组成等处理条件。而且，已知通过改变上述工艺条件的参 数，所形成的等离子体的电子密度分布、使用上述等离子体的蚀刻处理的蚀刻率分布会产 生变化。从而，操作者需要根据其要进行的等离子体处理，制作改变工艺条件的参数的多 个处理方案，按照每个处理方案实际地测定等离子体的电子密度分布、蚀刻率分布，选择最 佳的参数。然而，即使仅改变处理气体的流量比，上述电子密度分布、蚀刻率分布也会发生 变化，因此为了实现参数的最佳化，在每次改变1个参数时必须进行上述电子密度分布等 的测定，使得作业极其烦杂。进而，上述电子密度分布的测定例如通过以下方式进行将等 离子体吸收探针(PAP :PlasmaAbsorption Probe)插入处理室内，使其位于处理室内的相 同高度的多个测定位置，在各测定位置求取电子密度。在此情况下，难以使上述等离子体吸 收探针在确保处理室内的气密性的状态下高度一致地位于多个测定位置，多次进行该作业 变得非常烦杂。然而，在使用上述等离子体的处理中，多使用CF4气体、SF6气体、Cl2气体、O2气等 电负性气体作为处理气体。在使这些气体等离子体化而得到的等离子体中生成负离子，生 成的等离子体与使Ar气体、N2气等电正性气体等离子体化而得到的等离子体相比性质大幅 不同。即，使电负性气体等离子体化而得到的等离子体是电负性等离子体，使电正性气体等 离子体化而得到的等离子体是电正性等离子体，这些电负性等离子体与电正性等离子体相 比，其电特性不同，彼此性质不同。这里，电负性等离子体是指构成上述电负性气体的分子在等离子体中与电子附着 而生成大量的负离子且该负离子比电子多的等离子体。但是，由于等离子体是中性(准中 性)的，因此能够推测正离子在等离子体中以追随负离子和电子的分布的方式进行分布的 情况。另一方面，电正性等离子体是指等离子体中的负离子比电子少的等离子体。然而，作为处理气体，多将电负性气体和电正性气体组合来使用，通过调整这些气 体的流量比而生成的等离子体会变化为电负性等离子体或电正性等离子体。从而，如果能 够判断在某个工艺(处理)条件下生成的等离子体是电负性等离子体或电正性等离子体， 则具有以下优点为了提高该工艺条件下的蚀刻率分布的面内均勻性，易采用进一步添加电负性气体等方案，易进行用于提高蚀刻率分布的面内均勻性的参数的最佳化作业。此外，即使电负性气体与电正性气体的流量比相同，通过调整处理室内的压力、用于使处理气体等离子体化的高频电力的大小等工艺条件，等离子体也会在电负性等离子体 和电正性等离子体之间变化。这样，在现阶段，在某个工艺条件下生成的等离子体是否为电 负性等离子体还无法得知，对此进行判定的方法还没有确立。然而，在专利文献1中记载有提高等离子体的电子密度分布的面内均勻性的方 法，在专利文献2中记载有提高蚀刻率分布的面内均勻性的方法。但是，在该文献1、文献 2中，均没有记载判定所生成的等离子体是电正性等离子体还是电负性等离子体的方法、以 及容易地确定能够确保电子密度分布、蚀刻率分布的面内均勻性高的工艺条件的方法，因 此不能够解决本专利技术的问题。专利文献1 日本特开平11-31686号公报专利文献2 日本特开2005-33062号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而完成的。本专利技术的目的在于提供一种能够求取电正性等 离子体区域与电负性等离子体区域的边界的处理条件的技术，或能够判定在某个处理条件 下生成的等离子体是电负性等离子体还是电正性等离子体的技术。本专利技术提供一种等离子体测定方法，其将包含电负性气体和电正性气体的等离子 体生成用气体供向真空容器内，向该等离子体生成用气体供给能量而在真空容器内生成等 离子体，利用位于等离子体气体中的朗缪尔探针(Langmuir Probe)对所获得的真空容器内 的等离子体的电特性进行测定，该等离子体测定方法的特征在于，包括阶段性地改变从由 流量比、上述真空容器内的压力和上述能量的大小组成的处理条件的参数中选择的参数， 基于至少三个以上的处理条件生成等离子体的工序，其中，该流量比是被供向上述真空容 器内的等离子体生成气体中的电负性气体与电正性气体的流量比；对位于等离子体中的朗 缪尔探针施加电压，按各处理条件取得表示该施加的电压与流过该探针的电流的关系的电 流电压曲线，从而得到电流电压曲线组的工序；和根据在该工序取得的电流电压曲线组求 取电正性等离子体区域与电负性等离子体区域的边界的处理条件的工序。本专利技术提供一种等离子体测定方法，其将包含电负性气体和电正性气体的等离子 体生成用气体供向真空容器内，向该等离子体生成用气体供给能量而在真空容器内生成等 离子体，利用位于等离子体中的朗缪尔探针对所获得的真空容器内的等离子体的电特性进 行测定，该等离子体测定方法的特征在于，包括向上述真空容器供给电正性气体，将由上 述真空容器内的压力和上述能量的大小组成的处理条件的参数设定为基准值，生成基准等 离子体的工序；对位于基准等离子体中的朗缪尔探针施加电压，取得表示该施加的电压与 流过该探针的电流的关系的参照用的电流电压曲线的工序；向上述真空容器供给上述等离 子体生成用气体，生成被测定对象的等离子体的工序；对位于通过该工序生成的等离子体 中的朗缪尔探针施加电压，取得表示该施加的电压与流过该探针的电流的关系的与被测定 对象的等离子体对应的电流电压曲线的工序；和将与该被测定对象的等离子体对应的电流 电压曲线与上述参照用的电流电压曲线进行比较，判定该被测定对象的等离子体是电正性 等离子体还是电负性等离子体的工序。本专利技术提供一种等离子体测定装置，其将包含电负性气体和电正性气体的等离子 体生成用气体供向真空容器内，向该等离子体生成用气体供给能量而在真空容器内生成等 离子体，并对所获得的真空容器内的等离子体的电特性进行测定，该等离子体测定装置的 特征在于，包括朗缪尔探针，其配置于在上述真空容器内生成的等离子体中；电源部，其 对上述朗缪尔探针施加电压；电流计，其测定流过上述朗缪尔探针的电流值；控制部，其包 括电流电压曲线制作部，该电流电压曲线制作部根据上述电压值和电流值制作该等离子体 的电流电压曲线；和显示部，其显示由上述电流电压曲线制作部制作的电流电压曲线，上述 控制部阶段性地改变从由流量比、上述真空容器内的压力和上述能量的大小组成的处理条 件的参数中选择的参数，基于至少三个以上的处理条件生成等离子体，在上述显示部的相 同画面上显示各等离子体的电流电压曲线，其中，该流量比是被供向真空容器内的电负性 气体与电正性气体的流量比。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体测定方法，其将包含电负性气体和电正性气体的等离子体生成用气体供给到真空容器内，向该等离子体生成用气体供给能量从而在真空容器内生成等离子体，利用位于等离子体气体中的朗缪尔探针对所获得的真空容器内的等离子体的电特性进行测定，该等离子体测定方法的特征在于，包括：阶段性地改变从包括流量比、所述真空容器内的压力和所述能量的大小的处理条件的参数中选择的参数，基于至少三种以上的处理条件生成等离子体的工序，其中，所述流量比是被供给到所述真空容器内的等离子体生成气体中的电负性气体与电正性气体的流量比；对位于等离子体中的朗缪尔探针施加电压，按各处理条件取得表示该施加的电压与流过该探针的电流的关系的电流电压曲线，从而得到电流电压曲线组的工序；和根据在该工序取得的电流电压曲线组求取电正性等离子体区域与电负性等离子体区域的边界的处理条件的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤融，川上雅人，永关澄江，传宝一树，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]