JPH01309328A - Method and apparatus for plasma treatment - Google Patents

Method and apparatus for plasma treatment

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JPH01309328A
JPH01309328A JP1004513A JP451389A JPH01309328A JP H01309328 A JPH01309328 A JP H01309328A JP 1004513 A JP1004513 A JP 1004513A JP 451389 A JP451389 A JP 451389A JP H01309328 A JPH01309328 A JP H01309328A
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JP
Japan
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cooling
electrode
gas
plasma
processing
Prior art date
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JP1004513A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Horiuchi
堀内 隆夫
Izumi Arai
泉 新井
Yoshifumi Tawara
田原 好文
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent cracking of electrodes due to thermal expansion and to improve the durability of an apparatus by supplying a cooling gas to at least one of the electrodes. CONSTITUTION:A semiconductor wafer 13 is brought into contact with the surface of a lower electrode 14 in a treating container 1. Thereafter, the peripheral part of the wafer 13 is compressed with a clamping ring 15. The wafer 13 is supported along the curvature R of the electrode 14. Then, an electrode body 4 is lowered with a lifting mechanism 2. The interval between an upper electrode 7 and the lower electrode 14 is set at the desired interval for generating plasma. The electrode body 4 is formed with a conductive material. A cooling material circulating path 5 is formed in the electrode body 4. The upper electrode 7 is attached to the lower part in an electrically connected state with the electrode body 4. When the plasma is to be generated, etching gas is supplied into a space 8 under the state wherein cooling water is made to flow through the cooling path 5. High frequency power is applied across the electrodes 7 and 14, and the treating gas is turned into plasma.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、プラズマ処理方法及びその装置に関する。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a plasma processing method and an apparatus thereof.

(従来の技術) 近年、各種薄膜のエツチング装置として、ガスプラズマ
中の反応成分を利用したプラズマエツチング装置が注目
されている。このようなエツチング装置は、半導体素子
の複雑な製造工程を簡略にできると共に、自動化するこ
とができる。しかも、このようなエツチング装置は、半
導体素子を構成する微細パターンを高精度に形成するこ
とができる。
(Prior Art) In recent years, plasma etching apparatuses that utilize reactive components in gas plasma have attracted attention as etching apparatuses for various thin films. Such an etching apparatus can simplify and automate the complicated manufacturing process of semiconductor devices. Moreover, such an etching apparatus can form fine patterns constituting a semiconductor element with high precision.

このようなプラズマエツチング装置は、真空装置に連設
した気密な処理容器内の下方に、アルミニウム製の電極
を設けている。アルミニウム製の電極に対向する上方に
は、アモルファスカーボン製の電極を備えたアルミニウ
ム製の電極体が設けられている。アモルファスカーボン
製の電極とアルミニウム製の電極間には、RF電極が接
続されている。アルミニウム製の電極上には、被処理体
として例えば半導体ウェハが設定される。そして、RF
電源と各電極間に電力を印加する。これと同時に、各電
極間に所望の処理ガスを供給する。これによって処理ガ
スが上記電力によりプラズマ化される。このプラズマ化
した処理ガスにより半導体ウェハの表面にエツチングを
施すものである。
In such a plasma etching apparatus, an aluminum electrode is provided at the bottom of an airtight processing chamber connected to a vacuum apparatus. An aluminum electrode body including an amorphous carbon electrode is provided above the aluminum electrode. An RF electrode is connected between the amorphous carbon electrode and the aluminum electrode. For example, a semiconductor wafer is set on the aluminum electrode as the object to be processed. And R.F.
Apply power between the power source and each electrode. At the same time, a desired processing gas is supplied between each electrode. As a result, the processing gas is turned into plasma by the above electric power. The surface of the semiconductor wafer is etched using this plasma processing gas.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述のプラズマエツチング装置は、電極
間に電力を印加して処理ガスをプラズマ化する。このプ
ラズマ化の際に発生するエネルギーにより半導体ウェハ
が加熱される。この加熱によって半導体ウェハ上のレジ
スト層が破壊されてしまう。そこで、半導体ウェハをエ
ツチングの際に冷却しておく必要がある。例えば特開昭
61−206225号公報には、半導体ウェハ等を冷却
する技術が開示されている。この技術では、半導体ウェ
ハの周囲を押圧して半導体ウェハを電極に設定する。そ
して、半導体ウェハと電極の間の中心部から冷却ガスを
供給して、半導体ウェハを冷却する。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-described plasma etching apparatus converts the processing gas into plasma by applying electric power between the electrodes. The semiconductor wafer is heated by the energy generated during this plasma formation. This heating destroys the resist layer on the semiconductor wafer. Therefore, it is necessary to cool the semiconductor wafer during etching. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-206225 discloses a technique for cooling semiconductor wafers and the like. In this technique, the semiconductor wafer is set as an electrode by pressing around the semiconductor wafer. Then, cooling gas is supplied from the center between the semiconductor wafer and the electrode to cool the semiconductor wafer.

この場合、単に冷却ガスを半導体ウェハの裏面にその中
心部から供給している。従って、半導体ウェハの裏面の
位置によって冷却ガスの圧力や流量が異なる。その結果
、半導体ウェハが電極から浮き上がり、電極との接触面
積が小さくなる。そして、半導体ウェハの表面全体に均
一なエツチング処理を施すことができない問題があった
In this case, cooling gas is simply supplied to the back surface of the semiconductor wafer from the center thereof. Therefore, the pressure and flow rate of the cooling gas differ depending on the position on the back surface of the semiconductor wafer. As a result, the semiconductor wafer rises from the electrode, and the contact area with the electrode becomes smaller. Furthermore, there is a problem in that it is not possible to perform uniform etching over the entire surface of the semiconductor wafer.

また、従来のプラズマエツチング装置は、面電極に電力
を印加する。すると、上方の電極は、150〜180℃
に加熱されてしまうため、上部のアモルファス・カーボ
ン製電極及びこの電極を備えたアルミニウム製電極体が
熱膨張する。この場合、アモルファス・カーボンとアル
ミニウムは熱膨張係数が異なっているため、アモルファ
ス・カーボン製電極にひび割れが発生する問題があった
Additionally, conventional plasma etching apparatuses apply power to a surface electrode. Then, the upper electrode has a temperature of 150 to 180°C.
As a result, the upper amorphous carbon electrode and the aluminum electrode body equipped with this electrode expand thermally. In this case, since amorphous carbon and aluminum have different coefficients of thermal expansion, there was a problem in that the amorphous carbon electrode would crack.

かかる問題を解決するために、電極を冷却する技術が特
公昭62−48758号に開示されている。この技術で
は、アモルファス・カーボン製電極が冷却されている状
態で、両電極間に電力が印加される。このため、電極に
ひび割れが発生することを防止している。しかし、冷却
動作が行われていない状態で電極間に電力が印加される
と、依然、熱膨張によって電極にひび割れが発生する問
題があった。
In order to solve this problem, a technique for cooling the electrode is disclosed in Japanese Patent Publication No. 48758/1982. In this technique, electric power is applied between the amorphous carbon electrodes while the electrodes are cooled. This prevents cracks from forming in the electrode. However, if electric power is applied between the electrodes without the cooling operation being performed, there is still the problem that cracks occur in the electrodes due to thermal expansion.

本発明は上記点に対処してなされたもので、熱膨張によ
る電極のひび割れを防止することにより耐久性の向上を
図り、且つ、高温による被処理体への悪影響を抑止する
ことを可能としたプラズマ処理方法及びその装置を提供
しようとするものである。
The present invention has been made in response to the above-mentioned problems, and has made it possible to improve durability by preventing cracks in the electrode due to thermal expansion, and to prevent the adverse effects of high temperatures on the object to be processed. The present invention aims to provide a plasma processing method and apparatus.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) 本発明は、処理容器内に設けた電極の少なくとも一方に
冷却ガスを所定の流量及び圧力で供給する工程と、上記
処理容器内に処理ガスを供給する工程と、上記電極間に
所定の電力を印加して上記処理ガスをプラズマ化する工
程と、プラズマ化した上記処理ガスにより上記処理容器
内に設けられた被処理体に処理を施す工程とを具備した
ことを特徴とするプラズマ処理方法を得るものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention comprises a step of supplying a cooling gas at a predetermined flow rate and pressure to at least one of electrodes provided in a processing container, and a step of supplying a processing gas into the processing container. , comprising a step of applying a predetermined power between the electrodes to turn the processing gas into plasma, and a step of processing an object to be processed provided in the processing container with the processing gas turned into plasma. The present invention provides a plasma processing method characterized by:

また、本発明は、処理容器内に設けられた電極間に印加
した電力により上記処理容器内の処理ガスをプラズマ化
し、このプラズマ化した処理ガスによって上記処理容器
内に設けた被処理体を処理するプラズマ処理装置におい
て、上記電極の少なくとも一方を冷却する電極冷却手段
と、この電極の冷却不良を検出する冷却不良検出手段と
、この冷却不良検出手段の冷却不良検出信号に同期して
上記プラズマの発生手段の駆動を停止させるプラズマ発
生停止手段とを具備したことを特徴とするプラズマ処理
装置を得るものである。
Further, the present invention converts the processing gas in the processing container into plasma using electric power applied between electrodes provided in the processing container, and processes the object to be processed provided in the processing container with the plasma-turned processing gas. In the plasma processing apparatus, there is provided an electrode cooling means for cooling at least one of the electrodes, a cooling failure detection means for detecting cooling failure of the electrode, and a cooling failure detection signal of the cooling failure detection means. The present invention provides a plasma processing apparatus characterized in that it is equipped with plasma generation stop means for stopping the driving of the generation means.

更にまた、本発明は、電極冷却手段は、被処理体及びこ
の被処理体を設けている電極間の隙間に冷却ガスを供給
する冷却ガス供給手段と、上記冷却ガスの流量及び圧力
を所望値に制御する流量圧力制御手段とで構成されてい
ることを特徴とするプラズマ処理装置を得るものである
Furthermore, in the present invention, the electrode cooling means includes a cooling gas supply means for supplying cooling gas to the object to be processed and a gap between the electrodes on which the object to be processed is provided, and a flow rate and pressure of the cooling gas to a desired value. The present invention provides a plasma processing apparatus characterized in that the plasma processing apparatus is comprised of a flow rate and pressure control means for controlling the flow rate and pressure.

(作用効果) 即ち、本発明によれば、電極の冷却不良を検出すると、
冷却不良検出信号に同期してプラズマの発生を停止する
。そして、プラズマを発生させるために電極に印加する
電力によって生じる電極の異常加熱を防止する。この結
果、例えば熱膨張係数の極端に異なる材質の結合により
構成した電極の熱膨張によるひび割れを抑止し、装置の
耐久性を向上させることができると共に電極交換作業を
減少することが可能となる。この電極のひび割れを抑止
することにより、処理容器内の汚染を防止することがで
きる。
(Operation and Effect) That is, according to the present invention, when poor cooling of the electrode is detected,
Plasma generation is stopped in synchronization with the cooling failure detection signal. This prevents abnormal heating of the electrodes caused by the power applied to the electrodes to generate plasma. As a result, for example, it is possible to suppress cracking due to thermal expansion of an electrode constructed by combining materials with extremely different coefficients of thermal expansion, improve the durability of the device, and reduce the work required to replace the electrodes. By suppressing cracks in the electrode, contamination within the processing container can be prevented.

また、被処理体及びこれを載置している電極間の隙間に
供給する冷却ガスの流量及び圧力を制御して、上記被処
理体を冷却することにより、被処理体の各点における温
度を均一にする。この状態で被処理体にプラズマ処理を
施すので、この被処理体の処理均一性を向上させ、被処
理体への悪影響を抑止することが可能となる。
In addition, by controlling the flow rate and pressure of the cooling gas supplied to the gap between the object to be processed and the electrodes on which it is placed, and cooling the object to be processed, the temperature at each point of the object to be processed can be adjusted. Make it uniform. Since the object to be processed is subjected to plasma processing in this state, it is possible to improve the processing uniformity of the object to be processed and to suppress any adverse effects on the object to be processed.

(実施例) 以下、本発明を半導体ウェハのエツチング処理に適用し
た一実施例につき、図面を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to etching processing of a semiconductor wafer will be described with reference to the drawings.

まず、エツチング装置の構成を説明する。First, the configuration of the etching apparatus will be explained.

第1図に示すように、導電性材質例えばアルミニウム製
で表面をアルマイト処理し、内部を気密に保持する如く
構成された処理容器ω内の上部には、昇降機構■例えば
エアーシリンダーやボールネジ等と連結棒■を介して昇
降可能な電極体■が設けられている。この電極体(イ)
は導電性材質例えばアルミニウム製で表面にアルマイト
処理を施している。この電極体(へ)には電極冷却手段
が備えられている。この冷却手段は、例えば電極体(イ
)内部に循環する流路■を形成している。この流路■に
接続した配管0を介して上記処理容器(1)外部に設け
られた冷却装置(図示せず)に連設し、液体例えば水を
所定温度に制御して循環する構造となっている。この冷
却手段は、液体を冷却制御する液冷とせずに気体を冷却
循環させる強制空冷、上記電極体(イ)に接して設けた
放熱フィン(図示せず)による自然空冷、上記電極体■
内部にペルチェ効果素子を設けた電気的冷却機構でも同
様に行なうことができる。このような電極体(イ)の下
面には例えばアモルファス・カーボン製上部電極■が、
上記電極体0)と電気的接続状態で設けられている。
As shown in Fig. 1, the upper part of the processing vessel ω is made of a conductive material such as aluminum, the surface of which is anodized, and the interior is kept airtight. An electrode body (2) that can be raised and lowered via a connecting rod (2) is provided. This electrode body (a)
is made of a conductive material such as aluminum, and the surface is anodized. This electrode body is equipped with an electrode cooling means. This cooling means forms, for example, a circulating flow path (2) inside the electrode body (a). It has a structure in which it is connected to a cooling device (not shown) provided outside the processing container (1) through a pipe 0 connected to this flow path (1), and a liquid such as water is controlled at a predetermined temperature and circulated. ing. This cooling means includes forced air cooling that cools and circulates gas without controlling liquid cooling, natural air cooling using radiation fins (not shown) provided in contact with the electrode body (A), and electrode body (A).
The same effect can be achieved using an electric cooling mechanism provided with a Peltier effect element inside. For example, an upper electrode made of amorphous carbon ■ is placed on the bottom surface of such an electrode body (A).
It is provided in electrical connection with the electrode body 0).

この上記電極■と電極体(イ)との間には多少の空間(
8)が形成され、この空間0にはガス供給管(9)が接
続しているにのガス供給管(9)は、処理容器■外部の
ガス供給源(図示せず)からの処理ガス例えばアルゴン
やフレオン等を、空間(8)に供給自在としている。こ
の空間0に供給された処理ガスを上部電極■を介して処
理容器■内部へ流出する如く、上部電極■には複数の孔
(10)が形成されている。
There is some space (
8) is formed, and a gas supply pipe (9) is connected to this space 0. The gas supply pipe (9) supplies processing gas, for example, from a gas supply source (not shown) outside the processing container. Argon, freon, etc. can be freely supplied to the space (8). A plurality of holes (10) are formed in the upper electrode (2) so that the processing gas supplied to the space (0) flows into the processing container (2) through the upper electrode (2).

この上部電極■及び電極体(イ)の周囲には絶縁リング
(11)が設けられている。この絶縁リング(11)の
下面から上部電極■下面周縁部に伸びたシールドリング
(12)が配設されている。このシールドリング(12
)は、エツチング処理される被処理体例えば半導体ウェ
ハ(13)とほぼ同じ口径にプラズマを発生可能な如く
、絶縁体例えば四弗化エチレン樹脂製で形成されている
。また、半導体ウェハ(13)は上記上部電極■と対向
する位置に設けられた下部電極(14)表面に設定自在
となっている。この下部電極(14)は例えばアルミニ
ウム製で表面にアルマイト処理を施しである平板状のも
のである。この下部電極(14)の上表面は曲面Rに形
成されており、これは、中心部から周縁部にかけて傾斜
している。
An insulating ring (11) is provided around the upper electrode (2) and the electrode body (A). A shield ring (12) is provided extending from the lower surface of the insulating ring (11) to the peripheral edge of the lower surface of the upper electrode. This shield ring (12
) is made of an insulator, such as tetrafluoroethylene resin, so as to be able to generate plasma with approximately the same diameter as the object to be etched, such as a semiconductor wafer (13). Further, the semiconductor wafer (13) can be freely set on the surface of the lower electrode (14) provided at a position facing the upper electrode (2). This lower electrode (14) is made of, for example, aluminum and has a flat plate shape whose surface is subjected to alumite treatment. The upper surface of this lower electrode (14) is formed into a curved surface R, which is inclined from the center to the peripheral edge.

この曲面Rの理想的実施例は等分布曲面である。An ideal embodiment of this curved surface R is a uniform distribution surface.

この曲面は均一エツチングを可能にする。即ち、ウェハ
裏面の全面を電極への接触を可能とするためである。こ
の下部電極(14)の周縁部にはクランプリング(15
)が配設される。半導体ウェハ(13)の周縁部を下部
’RjMCI4>の曲面に形成した表面に当接される如
く半導体ウェハ(13)の口径に適応させている。この
クランプリング(15)は例えばアルミニウム製で表面
にアルマイ1ト処理を施して絶縁性のアルミナの被覆を
設けたものである。このクランプリング(15)は図示
しない昇降機構で所定圧力で上記半導体ウェハ(13)
を押圧自在としている。
This curved surface allows uniform etching. That is, this is to enable the entire back surface of the wafer to be brought into contact with the electrode. A clamp ring (15) is attached to the peripheral edge of this lower electrode (14).
) will be placed. The peripheral edge of the semiconductor wafer (13) is adapted to the diameter of the semiconductor wafer (13) so that it comes into contact with the curved surface of the lower part 'RjMCI4>. This clamp ring (15) is made of, for example, aluminum, and its surface is anodized to provide an insulating alumina coating. This clamp ring (15) is attached to the semiconductor wafer (13) under a predetermined pressure using a lifting mechanism (not shown).
can be pressed freely.

また、下部電極(14)には鉛直方向に貫通した例えば
4箇所の貫通口(16)が形成されている。この貫通口
(16)内には昇降自在なりフタ−ピン(17)が設け
られている。このリフタービン(17)は、例えば5t
lS(ステンレス・スチール)で形成され、4本のりフ
タ−ピン(17)が接続した板(18)を昇降機構(1
9)の駆動により昇降自在となっている。この場合、板
(18)は昇降機構(19)が駆動していないと、コイ
ルスプリング(20)により下方へ付勢されている。リ
フタービン(17)は先端は下部電極(14)表面より
下降している。貫通口(16)には冷却ガス流導管(2
1)が接続している。この冷却ガス流導管(21)は、
半導体ウェハ(13)周縁部に位置する下部電極(14
)表面に設けられた複数個例えば16個の開口(22)
に連通している。この開口(22)及び貫通口(16)
から半導体ウェハ(13)裏面に冷却ガス例えば冷却さ
れたヘリウムガスを供給自在な如く、処理容器0)下部
に冷却ガス導入管(23)が設けられ、図示しない冷却
ガス供給源に連設している。
Further, the lower electrode (14) is formed with, for example, four through holes (16) that penetrate in the vertical direction. A lid pin (17) is provided in the through hole (16) so as to be able to rise and fall freely. This lift turbine (17) is, for example, 5t
The lifting mechanism (1
9), it can be raised and lowered freely. In this case, the plate (18) is urged downward by the coil spring (20) when the elevating mechanism (19) is not driven. The tip of the lift turbine (17) is lowered from the surface of the lower electrode (14). The through hole (16) has a cooling gas flow conduit (2
1) is connected. This cooling gas flow conduit (21) is
A lower electrode (14) located at the peripheral edge of the semiconductor wafer (13)
) A plurality of openings (22), for example 16, provided on the surface.
is connected to. This opening (22) and the through hole (16)
A cooling gas introduction pipe (23) is provided at the bottom of the processing container 0) and is connected to a cooling gas supply source (not shown) so that a cooling gas, such as cooled helium gas, can be freely supplied to the back surface of the semiconductor wafer (13). There is.

また、下部電極(14)に電力を印加する場合、上記上
部電極■と同様に高温となる。このため、この下部電極
(14)にも電極冷却手段例えば下部電極(14)下面
に接して流路(24)が設けられている。この流路(2
4)に接続した配管(25)に連設している例えば液冷
装置(図示せず)によ、り冷却液例えば冷却水の循環に
よる冷却手段が設けられている。この下部電極(14)
の冷却も上部電極■の冷却と同様に強制空冷、自然空冷
、電気的冷却等でも同様に行なうことができる。このよ
うな下部電極(14)と上部電極■はRF主電源26)
に電気的接続状態となっている。また、下部電極(14
)の側部から処理容器α)の内面までの隙間に排気孔(
27)を備えた排気リング(28)が嵌合している。こ
の排気リング(28)下方の処理容器■側壁に接続した
排気管(29)を介して図示しない排気装置等により処
理容器の内部の排気ガスを排気自在としている。このよ
うにしてエツチング装置(30)が構成されている。
Furthermore, when power is applied to the lower electrode (14), the temperature becomes high as in the case of the upper electrode (2). For this reason, this lower electrode (14) is also provided with an electrode cooling means, for example, a flow path (24) in contact with the lower surface of the lower electrode (14). This flow path (2
For example, a liquid cooling device (not shown) connected to the pipe (25) connected to the pipe (25) is provided with a cooling means by circulating a cooling liquid, for example, cooling water. This lower electrode (14)
Similarly to the cooling of the upper electrode (2), the cooling can also be performed by forced air cooling, natural air cooling, electrical cooling, etc. These lower electrodes (14) and upper electrodes are connected to the RF main power source 26).
is electrically connected to. In addition, the lower electrode (14
) and the inner surface of the processing vessel α).
An exhaust ring (28) with 27) is fitted. The exhaust gas inside the processing container can be freely exhausted by an exhaust device (not shown) or the like through an exhaust pipe (29) connected to the side wall of the processing container (2) below the exhaust ring (28). In this way, the etching device (30) is constructed.

次に、上述したエツチング装置の動作作用及びエツチン
グ方法を説明する。
Next, the operation and etching method of the above-mentioned etching apparatus will be explained.

まず、処理容器■の図示しない搬入部に設けられたウェ
ハカセットから被処理体例えば半導体ウェハ(13)を
予め定められたプログラムで取り出し、図示しないロー
ドロック室を介して処理容器■内に搬入する。そして、
下部電極(14)に形成された貫通口(16)から昇降
自在なりフタ−ピン(17)を昇降機構(19)により
上昇させた状態で処理容器の内の電極(14)上方に半
導体ウェハ(13)を受は取る。
First, an object to be processed, such as a semiconductor wafer (13), is taken out according to a predetermined program from a wafer cassette provided in a loading section (not shown) of processing container (2), and is carried into processing container (2) via a load lock chamber (not shown). . and,
The semiconductor wafer (14) is placed above the electrode (14) inside the processing container while the lid pin (17) is raised and lowered by the lifting mechanism (19). 13) Uke takes.

そして、リフタービン(17)を下降(電極(14)が
上昇してもよい)させて下部電極(14)の表面に当接
させる。そして、上記半導体ウェハ(13)の周縁部を
クランプリング(15)により下部電極(14)方向へ
押圧して上記電極(14)の曲面Rに沿って保持する。
Then, the lift turbine (17) is lowered (the electrode (14) may be raised) and brought into contact with the surface of the lower electrode (14). Then, the peripheral edge of the semiconductor wafer (13) is pressed toward the lower electrode (14) by the clamp ring (15) and held along the curved surface R of the electrode (14).

この時、この下部電極(14)の表面は上記曲面Rに形
成されている。このため、半導体ウェハ(13)の前処
理により発生した半導体ウェハ(13)のそり即ちたわ
みを有しているものであっても下部電極(14)表面へ
半導体ウェハ(13)の当接裏面のほぼ全面が均一に接
することができる。そして、処理容器(ト)内部を気密
に保持し、内部を所望の真空状態に設定する。この真空
動作は、周知である予備室(ロードロック室)の使用に
より半導体ウェハ(13)搬送時に予め実行しておいて
もよい。
At this time, the surface of this lower electrode (14) is formed into the above-mentioned curved surface R. For this reason, even if the semiconductor wafer (13) has warp or flexure caused by the pretreatment of the semiconductor wafer (13), the back surface of the semiconductor wafer (13) that is in contact with the surface of the lower electrode (14) is Almost the entire surface can be evenly contacted. Then, the inside of the processing container (G) is kept airtight, and the inside is set to a desired vacuum state. This vacuum operation may be performed in advance when the semiconductor wafer (13) is transferred by using a well-known preliminary chamber (load lock chamber).

次に、昇降機構■により連結棒(3)を介して電極体0
〕を下降させ、上部電極(17)と下部電極(14)の
間隔をプラズマ発生の所望の間隔例えば数m程度に設定
する。そして、図示しないガス供給源よりエツチング処
理ガス例えばフレオンガス、アルゴンガス等をガス供給
管(9)を介して空間(8)へ供給する。この空間(8
)へ供給された処理ガスは上部電極■に設けられた複数
の孔(10)から半導体ウェハ(13)表面へ流出する
。同時に、RF主電源26)により上部電極■と下部電
極(14)との間に高周波電力を印加して上記処理ガス
をプラズマ化する。このプラズマ化した処理ガスにより
半導体ウェハ(13)のエツチングを行なう。この時、
高周波電力の印加により上部電極■及び下部電極(14
)が高温となる。
Next, the electrode body 0 is moved through the connecting rod (3) by the lifting mechanism (■).
) is lowered, and the interval between the upper electrode (17) and the lower electrode (14) is set to a desired interval for plasma generation, for example, on the order of several meters. Then, an etching processing gas such as Freon gas or argon gas is supplied from a gas supply source (not shown) to the space (8) through the gas supply pipe (9). This space (8
) flows out to the surface of the semiconductor wafer (13) through a plurality of holes (10) provided in the upper electrode (2). At the same time, high frequency power is applied between the upper electrode (1) and the lower electrode (14) by the RF main power source 26) to turn the processing gas into plasma. The semiconductor wafer (13) is etched using this plasma processing gas. At this time,
By applying high frequency power, the upper electrode ■ and the lower electrode (14
) becomes high temperature.

上部電極■が高温となると当然熱膨張が発生する。Naturally, when the upper electrode (2) reaches a high temperature, thermal expansion occurs.

この場合、この上部電極■の材質はアモルファス・カー
ボン製でありこれと当接している電極体■はアルミニウ
ム製であるため、熱膨張係数が異なりひび割れが発生す
る。このひび割れの発生を防止するために、予め電極体
■内部に形成された流路0に配管0を介して連設してい
る冷却装置(図示せず)から冷却水を流し、間接的に上
部電極■を冷却している。また、下部電極(14)が高
温となっていくと、半導体ウェハ(13)の温度も高温
となる。
In this case, the upper electrode (2) is made of amorphous carbon, and the electrode body (2) in contact with it is made of aluminum, so the coefficients of thermal expansion are different and cracks occur. In order to prevent the occurrence of cracks, cooling water is flowed from a cooling device (not shown) connected via piping 0 into the flow path 0 previously formed inside the electrode body, and indirectly The electrode ■ is being cooled. Further, as the temperature of the lower electrode (14) increases, the temperature of the semiconductor wafer (13) also increases.

このため、この半導体ウェハ(13)表面に形成されて
いるレジストパターンを破壊し、不良を発生させる等の
悪影響を与える恐れがある。そのため下部電極(14)
も上部電極■と同様に、下部に形成された流路(24)
に配管(25)を介して連設している冷却装置(図示せ
ず)から冷却水等を流すことにより冷却している。この
冷却水は、半導体ウェハ(13)を一定温度で処理する
ために20〜80℃程度に制御している。また、半導体
ウェハ(13)もプラズマの熱エネルギーにより加熱さ
れるため、下部電極(14)に形成されている複数例え
ば周辺16箇所の開口(22)及び中心付近4箇所の貫
通口(16)から、冷却ガス流導管(21)、冷却ガス
導入管(23)を介して冷却ガス供給源(図示せず)か
ら冷却ガス例えばヘリウムガスを半導体ウェハ(13)
W面へ供給して冷却している。この時、開口(22)及
び貫通口(16)は半導体ウェハ(13)の設定により
封止されている。しかし、実際には半導体ウェハ(13
)と下部電極(14)表面との間には微小な隙間が生ず
る。この隙間に冷却されたヘリウムガスを供給して半導
体ウェハ(13)を冷却している。このヘリウムガスの
圧力及び流量の最適値を求めるための特性例を第2図A
、第2図B、第2図Cに示す。これは処理容器(ト)内
の真空度を2.4Torr、 RF電極(26)の出力
を500W 、反応ガスであるフレオンガス流量を80
cc/min・アルゴンガス流量を500cc / m
inと設定する。冷却ガスであるヘリウムガス流量を3
 cc / min (第2図A) 、 5cc/mi
、n (第2図B)。
Therefore, there is a risk that the resist pattern formed on the surface of the semiconductor wafer (13) will be destroyed, causing adverse effects such as causing defects. Therefore, the lower electrode (14)
Similarly to the upper electrode ■, there is also a flow path (24) formed at the bottom.
Cooling is performed by flowing cooling water or the like from a cooling device (not shown) that is connected via piping (25). This cooling water is controlled at about 20 to 80°C in order to process the semiconductor wafer (13) at a constant temperature. In addition, since the semiconductor wafer (13) is also heated by the thermal energy of the plasma, a plurality of openings (22) formed in the lower electrode (14), for example, 16 places around the periphery and 4 through holes (16) near the center, A cooling gas such as helium gas is supplied to the semiconductor wafer (13) from a cooling gas supply source (not shown) through a cooling gas flow conduit (21) and a cooling gas introduction pipe (23).
It is supplied to the W surface and cooled. At this time, the opening (22) and the through hole (16) are sealed by setting the semiconductor wafer (13). However, in reality, semiconductor wafers (13
) and the surface of the lower electrode (14). Cooled helium gas is supplied to this gap to cool the semiconductor wafer (13). Figure 2A shows an example of the characteristics for determining the optimal values for the pressure and flow rate of helium gas.
, shown in FIG. 2B and FIG. 2C. This means that the degree of vacuum in the processing container (G) is 2.4 Torr, the output of the RF electrode (26) is 500 W, and the flow rate of Freon gas, which is the reaction gas, is 80 Torr.
cc/min・Argon gas flow rate 500cc/m
Set in. The flow rate of helium gas, which is a cooling gas, is 3.
cc/min (Figure 2 A), 5cc/min
, n (Fig. 2B).

8 cc / min (第2図C)と変化させ、上記
半導体ウェハ(13)表面の中心部(C)2周縁部2箇
所(E□)(E2)の温度を測定したものである。この
特性例から第2図Bに示すヘリウムガス流量が5 cc
 / minの時のヘリウムガスの圧力が7.5Tor
rにおいて半導体ウェハ(13)の各点C,E工l E
2の温度が一定となり、エツチング均一となる流量及び
圧力であることが判かる。
8 cc/min (FIG. 2C), and measured the temperature at the center (C) and two peripheral areas (E□) (E2) of the surface of the semiconductor wafer (13). From this characteristic example, the helium gas flow rate shown in Figure 2B is 5 cc.
/min The pressure of helium gas is 7.5 Tor
At each point C and E of the semiconductor wafer (13) at r
It can be seen that the flow rate and pressure are such that the temperature of No. 2 is constant and etching is uniform.

このような冷却ガス即ちヘリウムガスの制御機構例を第
3図に示す。まず、流量調節器コントローラ(31)で
所望するヘリウムガスの流量に調整し。
An example of a control mechanism for such a cooling gas, that is, helium gas, is shown in FIG. First, adjust the flow rate of helium gas to a desired level using the flow rate regulator controller (31).

これに連動して流量調節器(32)がガス供給源(33
)から流導されるヘリウムガスを上記調節した流量に自
動設定する。この流量調節されたヘリウムガスは、ソレ
ノイド(34a)により開閉自在であるバルブ(35)
を介してエツチング装置(30)内部の冷却ガス導入管
(23)に配管(36)を介して連設し、半導体ウェハ
(13)裏面へ供給している。この配管(36)には、
上記流導されるヘリウムガスの圧力を検出するための圧
力モニター(37)例えばマノメーターが配設している
。検出した圧力情報を圧力コンl−ローラ(38)へ入
力している。この圧力コントローラ(38)は、入力さ
れた圧力情報を基にコントa−ルバルブ(39)を開閉
制御自在とし、これは真空装置(40)に連設している
配管(41)の途中に介在し、ソレノイド(34a)に
よりバルブ(35)と共に一体駆動されるバルブ(42
)を介して配管(36)に接続している。このようなコ
ントロールバルブ(39)を駆動することにより所望圧
力に設定する。また、半導体ウェハ(13)の処理後に
この半導体ウェハ(13)11面と、処理容器ω内との
圧力を同圧にするための配管(43)が処理容器■と配
管(36)の間に接続している。 この配管(43)の
途中にはソレノイド(34b)により連動されるバルブ
(44)が介在しており、圧力を同圧とする時にバルブ
(44)が開く。この時、ソレノイド(34a)とソレ
ノイド(34b)は反転動作するように構成し、ヘリウ
ムガスの供給を停止すると同時に、半導体ウェハ(13
)i面と処理容器(1)内部を同圧とする。
In conjunction with this, the flow rate regulator (32) operates the gas supply source (33).
) is automatically set to the adjusted flow rate as described above. This helium gas whose flow rate is adjusted is supplied to a valve (35) which can be opened and closed by a solenoid (34a).
The gas is connected via a pipe (36) to a cooling gas introduction pipe (23) inside the etching apparatus (30), and is supplied to the back surface of the semiconductor wafer (13). This piping (36) has
A pressure monitor (37), such as a manometer, is provided to detect the pressure of the helium gas flowing. The detected pressure information is input to the pressure controller l-roller (38). This pressure controller (38) can freely open and close a control valve (39) based on the input pressure information, and this is installed in the middle of a pipe (41) connected to a vacuum device (40). The valve (42) is driven together with the valve (35) by the solenoid (34a).
) is connected to the piping (36). A desired pressure is set by driving such a control valve (39). In addition, after processing the semiconductor wafer (13), a pipe (43) is installed between the processing container ■ and the pipe (36) in order to equalize the pressure between the 11 side of the semiconductor wafer (13) and the inside of the processing container ω. Connected. A valve (44) interlocked with a solenoid (34b) is interposed in the middle of this pipe (43), and the valve (44) opens when the pressures are equalized. At this time, the solenoid (34a) and the solenoid (34b) are configured to operate in reverse, and at the same time the supply of helium gas is stopped and the semiconductor wafer (13
) The i-plane and the inside of the processing container (1) are made to have the same pressure.

このように、半導体ウェハ(13)裏面に供給する冷却
ガスの圧力及び流量を制御することによりエツチングの
均一性を向上させることができる。しかし、この均一性
は半導体ウェハ周縁部を押圧するクランプリングの押圧
力及び下部電極(14)表面に設けられた開口(22)
の位置にも影響される。これは、第4図Aに示すように
下部電極(14)表面の中心付近の4箇所に開口(22
)を設けた場合の特性例を第4図Bに示し、また、第5
図Aに示すように下部電極(14)の中心付近の4箇所
及び周縁部の16箇所に開口(22)を設けた場合の特
性例を第5図Bに示す。この第4図B及び第5図B共に
処理容器ω内の圧力即ち真空度を2.4Torr、 R
F電源(26)の出力をsoow 、処理ガスであるフ
レオンガス流量を80cc/In1n・アルゴンガス流
量を500cc / min 。
In this way, the uniformity of etching can be improved by controlling the pressure and flow rate of the cooling gas supplied to the back surface of the semiconductor wafer (13). However, this uniformity depends on the pressing force of the clamp ring that presses the peripheral edge of the semiconductor wafer and the opening (22) provided on the surface of the lower electrode (14).
It is also affected by the position of As shown in FIG. 4A, there are four openings (22) near the center of the surface of the lower electrode (14).
) is shown in Fig. 4B, and Fig. 5
FIG. 5B shows an example of the characteristics when openings (22) are provided at four locations near the center of the lower electrode (14) and at 16 locations at the periphery as shown in FIG. A. In both FIG. 4B and FIG. 5B, the pressure inside the processing container ω, that is, the degree of vacuum, is 2.4 Torr, R
The output of the F power supply (26) was set to 500 cc/min, and the Freon gas flow rate was 80 cc/In1n/Argon gas flow rate was 500 cc/min.

上部電極■の温度を20℃、下部電極(I4)の温度を
8°C以下に設定し、第4図Aの下部電極(14)の冷
却ガス流量を 2 cc / min 、圧力を10T
orr+第5図Aの下部電極(14)の冷却ガス流量を
 5 cc / min 。
The temperature of the upper electrode (■) was set to 20°C, the temperature of the lower electrode (I4) was set to 8°C or less, the cooling gas flow rate of the lower electrode (14) in Fig. 4A was set to 2 cc/min, and the pressure was set to 10T.
orr+cooling gas flow rate of the lower electrode (14) in FIG. 5A is 5 cc/min.

圧力を7.5Torrとして上記クランプリング(15
)の駆動圧を変化させた時の半導体ウェハ(13)表面
の中心(C)1箇所及び周縁部(E工)(E2)2箇所
の温度分布を測定したものである。この第4図B及び第
5図Bの靭性例から判かるように下部電極(14)周縁
部にも開口(22)を設けた構成の下部電極(14)が
、より半導体ウェハ(13)の温度分布が均一となって
いる。更にクランプリング(15)設定圧が6.0kg
/dの時、半導体ウェハ(13)の各点C,E1.E、
において温度が一定となっていることが判かる。
The pressure was set to 7.5 Torr and the clamp ring (15
) The temperature distribution at one location at the center (C) and two locations at the periphery (E) of the surface of the semiconductor wafer (13) was measured when the driving pressure of the semiconductor wafer (13) was varied. As can be seen from the toughness examples shown in FIGS. 4B and 5B, the lower electrode (14) having an opening (22) also provided at the periphery of the lower electrode (14) is more durable than the semiconductor wafer (13). Temperature distribution is uniform. Furthermore, the clamp ring (15) set pressure is 6.0 kg.
/d, each point C, E1 . E,
It can be seen that the temperature is constant at .

このようにプラズマの発生等により半導体ウェハ(13
)が加熱されてエツチングの均一性が低下することを冷
却ガスの供給により一定の温度分布としてエツチングの
均一性を向上させている。
In this way, the semiconductor wafer (13
) is heated and the etching uniformity deteriorates, but by supplying a cooling gas, a constant temperature distribution is created to improve the etching uniformity.

尚、エツチング後の排ガス及び半導体ウェハ(13)搬
送時の処理容器ω内の排気は、排気リング(28)に設
けられた排気孔(27)及び排気管(29)を介して処
理容器■外部に設けられた排気装置(図示せず)により
適宜排気される。
The exhaust gas after etching and the exhaust inside the processing container ω during the transportation of the semiconductor wafer (13) are discharged from the outside of the processing container ω via the exhaust hole (27) provided in the exhaust ring (28) and the exhaust pipe (29). The air is appropriately evacuated by an exhaust device (not shown) provided in the .

上記実施例では冷却ガスを半導体ウェハ裏面に供給する
開口を中心部4箇所及び周縁部16箇所に設けた下部電
極を例に上げて説明したが、上記開口数に限定するもの
ではない。また、中心部の4箇所からの冷却ガスの供給
は、リフターピンが昇降する貫通口を使用したが、別系
統に分割しても同様な効果を得ることができる。
In the above-mentioned embodiment, the lower electrode is provided with four openings in the center and 16 openings on the periphery for supplying cooling gas to the back surface of the semiconductor wafer, but the number of openings is not limited to the above. Further, although the cooling gas is supplied from the four central locations through the through holes through which the lifter pins move up and down, the same effect can be obtained even if the system is divided into separate systems.

以上述べたようにこの実施例によれば、被処理体とこれ
を設定している電極との隙間に供給する冷却ガスの流量
及び圧力を制御して供給し、被処理体を冷却することに
より、被処理体の各点における温度を均一化し、エツチ
ングの均一性を向上させることができる。また、冷却ガ
スの圧力及び流層をモニターすることにより所望値に一
定制御することができ、また、冷却ガスが故障等により
供給が停止した場合でも検出することができ、何れかの
対処をすることが可能なため上記半導体ウェハの歩留ま
りの低下を防止することができる。
As described above, according to this embodiment, the flow rate and pressure of the cooling gas to be supplied to the gap between the object to be processed and the electrode on which it is set are controlled and supplied to cool the object to be processed. , it is possible to equalize the temperature at each point of the object to be processed and improve the uniformity of etching. In addition, by monitoring the pressure and flow layer of the cooling gas, it is possible to control it to a desired value, and even if the supply of cooling gas has stopped due to a failure, it can be detected and any countermeasures can be taken. This makes it possible to prevent the yield of semiconductor wafers from decreasing.

なお、実施例では、冷却手段(45)により上部電極の
冷却を実行している。この場合、第6図に示す如く、こ
の上部電極の冷却不良を検出する手段例えば、配管(0
の途中にフロースイッチ(46)を設け、このフロース
イッチ(46)で配管0中を流れる冷却水の流量から設
定範囲内の流量であるかの検出、若しくは冷却水の流れ
の有無を検出し、設定値から外れた場合にプラズマの発
生を停止する手段を設けても良い。このプラズマの発生
を停止する手段としては、例えばフロースイッチ(46
)で上記検出を行ない、設定値或いは設定範囲から外れ
た場合にフロースイッチ(46)のスイッチ部を開いて
、RF電源からの電力を切断してエツチング処理に必要
なプラズマ放電を停止させる構成とする。この時、液体
を冷却制御する液冷とせずに、気体を冷却循環させる強
制空冷、上記電極体(イ)に接して設けた放熱フィン(
図示せず)による自然空冷、上記電極体(イ)内部にペ
ルチェ効果素子を設けた電気的冷却等を行ない1強制空
冷の場合は気体流量のモニターによる冷却不良の検出、
自然空冷の場合は電極体(4)温度のモニターによる冷
却不良の検出、電気的冷却の場合は冷却素子の温度モニ
ターや供給電力のモニターによる冷却不良の検出等、何
れの構成でも同様に実行することができる。
In the embodiment, the upper electrode is cooled by the cooling means (45). In this case, as shown in FIG.
A flow switch (46) is provided in the middle of the pipe 0, and the flow switch (46) detects whether the flow rate of the cooling water flowing in the pipe 0 is within a set range, or detects whether the cooling water is flowing. A means for stopping plasma generation when the value deviates from the set value may be provided. For example, a flow switch (46
) performs the above detection, and if it deviates from the set value or set range, the switch section of the flow switch (46) is opened to cut off the power from the RF power source and stop the plasma discharge necessary for the etching process. do. At this time, instead of using liquid cooling to control the cooling of the liquid, forced air cooling to cool and circulate the gas, and heat radiation fins (
1) In the case of forced air cooling, detection of cooling failure by monitoring the gas flow rate;
In the case of natural air cooling, detecting a cooling failure by monitoring the temperature of the electrode body (4), and in the case of electrical cooling, detecting a cooling failure by monitoring the temperature of the cooling element or the supplied power, etc., is carried out in the same way regardless of the configuration. be able to.

この場合、下部電極(]4)と、上部電極■はRF電源
(26)に電気的接続状態で、上部電極■はRF主電源
26)との間に上記フロースイッチ(46)を介してい
る。このフロースイッチ(46)が上部電極■の冷却不
良を検出した場合にRF主電源26)の電力の供給を切
断する構成となっている。
In this case, the lower electrode (4) and the upper electrode (2) are electrically connected to the RF power source (26), and the upper electrode (4) is connected to the RF main power source (26) via the flow switch (46). . This flow switch (46) is configured to cut off the power supply from the RF main power source 26) when it detects a cooling failure of the upper electrode (2).

このように、上部電極■及び下部電極(14)は夫々冷
却制御され、安定したエツチング処理を行なうことがで
きる。しかし、上部電極■の冷却が不良であると、ひび
割れの発生や、放射熱による半導体ウェハ(13)の温
度変動等の悪影響が発生する。
In this way, the cooling of the upper electrode (1) and the lower electrode (14) is controlled, respectively, and stable etching processing can be performed. However, if the cooling of the upper electrode (2) is insufficient, adverse effects such as the occurrence of cracks and temperature fluctuations of the semiconductor wafer (13) due to radiant heat will occur.

そして、歩留まりの低下を招く恐れがある。そこで、電
極体(4)の冷却不良を検出する手段例えば配管0の途
中にフロースイッチ(46)を設け、このフロースイッ
チ(46)で上記配管(へ)中を流れる冷却水の流量か
ら設定範囲内の流量であるかの検出、若しくは、冷却水
の流れの有無を検出し、設定値から外れた場合にプラズ
マの発生を停止する手段を備えている。このプラズマの
発生を停止する手段は例えばフロースイッチ(46)で
上述の検出を行ない、設定値或いは設定範囲から外れた
場合にフロースイッチ(46)のスイッチ部を開いてR
F主電源26)からの電力の供給を停止して、エツチン
グ処理に必要なプラズマ放電を停止させてしまう。この
電力供給の停止により上記ひび割れやエツチング時の悪
影響を抑止する。このエツチング処理を停止した場合、
アラーム音及びアラーム表示等でオペレーターへ報告す
る構成としてもよい。
This may lead to a decrease in yield. Therefore, a means for detecting poor cooling of the electrode body (4), for example, a flow switch (46) is provided in the middle of the pipe 0, and this flow switch (46) is used to control the flow rate of the cooling water flowing through the pipe (to) to a set range. The device is equipped with means for detecting whether the flow rate is within the set value or whether there is a flow of cooling water, and stopping plasma generation if the flow rate deviates from the set value. The means for stopping the generation of plasma is, for example, by using the flow switch (46) to perform the above-mentioned detection, and when the value deviates from the set value or setting range, open the switch section of the flow switch (46) to
In this case, the supply of power from the F main power source 26) is stopped, and the plasma discharge necessary for the etching process is stopped. By stopping the power supply, the adverse effects of cracking and etching can be suppressed. If this etching process is stopped,
It may also be configured to report to the operator using an alarm sound, an alarm display, etc.

また、ここでは、冷却不良を検出する手段としてフロー
スイッチで配管中を流れる冷却水の流量から設定範囲内
の流量であるかの検出、若しくは冷却水の流れの有無を
検出することにより冷却不良を検出するものについて説
明した。しかし、これに限定するものではなく、例えば
電極体或いは上部電極にサーミスタ熱電対・サーモグラ
フィー等の温度検出機構を設け、この機構で温度をモニ
ターして所定範囲から外れた場合にプラズマの発生を停
止する構成としても同様な効果を得ることができる。
In addition, as a means of detecting a cooling failure, a flow switch is used to detect whether the flow rate of cooling water flowing through the piping is within a set range, or by detecting the presence or absence of a flow of cooling water. We have explained what to detect. However, the invention is not limited to this, and for example, a temperature detection mechanism such as a thermistor thermocouple or thermography is provided on the electrode body or the upper electrode, and this mechanism monitors the temperature and stops the generation of plasma when the temperature falls outside of a predetermined range. A similar effect can be obtained with a configuration in which:

また、本発明のプラズマ処理装置は、CVD装置。Moreover, the plasma processing apparatus of the present invention is a CVD apparatus.

イオン注入装置、スパッタリング装置、アッシング装置
等に適用しても同様な効果を得ることができるのは勿論
である。
Of course, the same effect can be obtained even when applied to an ion implantation device, a sputtering device, an ashing device, etc.

以上のように第6図に示したエツチング装置では、被処
理体を設定可能な電極と対向配置する電極を備えた電極
体を冷却手段により冷却し、この電極体の冷却不良を検
出する手段で上記電極体の冷却不良を検出した場合、こ
れに連動してプラズマの発生を停止即ち電力の供給を停
止し、電力印加による上記電極の異常加熱を防止する。
As described above, in the etching apparatus shown in FIG. 6, an electrode body having an electrode arranged opposite to an electrode on which an object to be processed can be set is cooled by a cooling means, and a means for detecting a cooling failure of this electrode body is provided. If insufficient cooling of the electrode body is detected, generation of plasma is stopped, that is, power supply is stopped in conjunction with this, to prevent abnormal heating of the electrode due to the application of power.

この異常加熱の防止により、例えば熱膨張係数の極端に
異なる材質の結合により構成した電極体の熱膨張による
電極のひび割れを抑止し、装置の耐久性の向上を可能と
する。また、異常加熱の防止及び冷却手段による上部電
極の温度制御により被処理体温度を一定に保つことがで
き、エツチング処理に悪影響を与えることはない。
By preventing this abnormal heating, it is possible to suppress cracking of the electrode due to thermal expansion of an electrode body formed by bonding materials having extremely different coefficients of thermal expansion, and to improve the durability of the device. Further, by preventing abnormal heating and controlling the temperature of the upper electrode by the cooling means, the temperature of the object to be processed can be kept constant, and the etching process will not be adversely affected.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法及びその装置の一実施例を説明する
ためのエツチング装置の構成図、第2図は第1図の冷却
ガスの流量及び圧力を変化させた時の半導体ウェハ表面
温度を示す曲線図、第3図は第1図の冷却ガスの流量及
び圧力の制御系説明図、第4図及び第5図は第1図の冷
却ガスを供給する開口位置説明図、第6図は第1図の冷
却手段説明図である。 4・・・電極体      5・・・流路7・・上部電
極     13・・・半導体ウェハ14・・・下部電
極     24・・・流路31・・・流量調節器コン
トローラ 32・・・流量調節器    37・・・圧力モニター
38・・・圧力コントローラ 45・・・冷却手段46
・・・フロースイッチ 特許出願人 東京エレクトロン株式会社第1図 第21八 圧力(TORR) 第2図8 圧力(70RR) 第2 図C 圧力 (TORR) 第3図
Fig. 1 is a block diagram of an etching apparatus for explaining an embodiment of the method and apparatus of the present invention, and Fig. 2 shows the semiconductor wafer surface temperature when the flow rate and pressure of the cooling gas shown in Fig. 1 are varied. Figure 3 is an explanatory diagram of the control system for the flow rate and pressure of the cooling gas in Figure 1, Figures 4 and 5 are diagrams of the opening position for supplying the cooling gas in Figure 1, and Figure 6 is FIG. 2 is an explanatory diagram of the cooling means in FIG. 1; 4... Electrode body 5... Channel 7... Upper electrode 13... Semiconductor wafer 14... Lower electrode 24... Channel 31... Flow rate regulator controller 32... Flow rate regulator 37...Pressure monitor 38...Pressure controller 45...Cooling means 46
...Flow switch patent applicant Tokyo Electron Ltd. Figure 1 Figure 218 Pressure (TORR) Figure 2 8 Pressure (70RR) Figure 2 C Pressure (TORR) Figure 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)処理容器内に設けた電極の少なくとも一方に冷却
ガスを所定の流量及び圧力で供給する工程と、上記処理
容器内に処理ガスを供給する工程と、上記電極間に所定
の電力を印加して上記処理ガスをプラズマ化する工程と
、プラズマ化した上記処理ガスにより上記処理容器内に
設けられた被処理体に処理を施す工程とを具備したこと
を特徴とするプラズマ処理方法。
(1) A step of supplying cooling gas at a predetermined flow rate and pressure to at least one of the electrodes provided in the processing container, a step of supplying the processing gas into the processing container, and applying a predetermined electric power between the electrodes. A plasma processing method comprising the steps of: converting the processing gas into plasma; and processing an object provided in the processing container with the processing gas that has been turned into plasma.
(2)処理容器内に設けられた電極間に印加した電力に
より上記処理容器内の処理ガスをプラズマ化し、このプ
ラズマ化した処理ガスによって上記処理容器内に設けた
被処理体を処理するプラズマ処理装置において、上記電
極の少なくとも一方を冷却する電極冷却手段と、この電
極の冷却不良を検出する冷却不良検出手段と、この冷却
不良検出手段の冷却不良検出信号に同期して上記プラズ
マの発生手段の駆動を停止させるプラズマ発生停止手段
とを具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
(2) Plasma processing in which the processing gas in the processing container is turned into plasma by electric power applied between electrodes provided in the processing container, and the object to be processed provided in the processing container is processed with the processing gas turned into plasma. In the apparatus, an electrode cooling means for cooling at least one of the electrodes, a cooling failure detection means for detecting cooling failure of the electrode, and a cooling failure detection signal of the cooling failure detection means, and a cooling failure detection signal of the plasma generation means. 1. A plasma processing apparatus comprising: plasma generation stopping means for stopping driving.
(3)電極冷却手段は、被処理体及びこの被処理体を設
けている電極間の隙間に冷却ガスを供給する冷却ガス供
給手段と、上記冷却ガスの流量及び圧力を所望値に制御
する流量圧力制御手段とで構成されていることを特徴と
する請求項2記載のプラズマ処理装置。
(3) The electrode cooling means includes a cooling gas supply means for supplying cooling gas to the object to be processed and the gap between the electrodes on which the object to be processed is provided, and a flow rate for controlling the flow rate and pressure of the cooling gas to desired values. 3. The plasma processing apparatus according to claim 2, further comprising pressure control means.
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