JP2000091239A - Method of wafer temperature control in plasma processing apparatus - Google Patents
Method of wafer temperature control in plasma processing apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも最初の
数枚のウェハの温度安定性を図ったプラズマ処理装置内
のウェハ温度制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus in which the temperature of at least the first few wafers is stabilized.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、プラズマ処理装置としては、図１
に示すものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a plasma processing apparatus, FIG.
The following are known.
【０００３】図中の付番１は、ウェハ２を処理するリア
クションチャンバー（真空処理室）である。この真空処
理室１には、ウェハ２と対向する面に複数の貫通孔３ａ
が形成された上部電極３と、この上部電極３と対向して
配置され上面に前記ウェハ２が載置される下部電極４が
配置されている。前記上部電極３の上部には、該上部電
極３に上部電極液を流す温度制御装置５が設けられてい
る。前記下部電極４の下部には、該下部電極４に下部電
極液を流す温度制御装置６が設けられている。前記上部
電極３には、該上部電極３の貫通孔３ａからウェハ２主
面に反応ガスを流す反応ガス導入管７が設けられてい
る。前記上部電極３，下部電極にはプラズマ電源８が接
続されている。前記真空処理室１の側部には貫通孔９
ａ，９ｂを夫々有した絶縁物９が設けられ、一方の絶縁
物９の貫通孔９ｂは排気口となっている。[0003] Reference numeral 1 in the figure denotes a reaction chamber (vacuum processing chamber) for processing the wafer 2. The vacuum processing chamber 1 has a plurality of through holes 3a in a surface facing the wafer 2.
Is formed, and a lower electrode 4 on which the wafer 2 is mounted is disposed on the upper surface of the upper electrode 3 so as to face the upper electrode 3. Above the upper electrode 3, a temperature controller 5 for flowing an upper electrode solution to the upper electrode 3 is provided. Below the lower electrode 4, a temperature controller 6 for flowing a lower electrode solution through the lower electrode 4 is provided. The upper electrode 3 is provided with a reaction gas introduction pipe 7 for flowing a reaction gas from the through hole 3 a of the upper electrode 3 to the main surface of the wafer 2. A plasma power source 8 is connected to the upper electrode 3 and the lower electrode. A through hole 9 is provided in the side of the vacuum processing chamber 1.
An insulator 9 having both a and 9b is provided, and a through hole 9b of one insulator 9 is an exhaust port.
【０００４】前記真空処理室１には、ゲートバルブ10を
介してロードロックチャンバー11が隣接して設けられて
いる。前記ロードロックチャンバー11内には、ウェハ２
を真空処理室１へ搬送するための搬送アーム12が配置さ
れている。前記ロードロックチャンバー11の上部には大
気圧復帰ガスを該チャンバー11内に導入するための大気
圧復帰ガス導入管13が設けられ、チャンバー11の下部に
は排気口14が設けられている。更に、前記チャンバー11
の側壁にはウェハ２を外部からチャンバー11へ搬送する
ための開口部11ａが設けられ、この開口部11ａに開閉自
在のゲートバルブ15が設けられている。[0004] A load lock chamber 11 is provided adjacent to the vacuum processing chamber 1 via a gate valve 10. In the load lock chamber 11, the wafer 2
A transfer arm 12 is provided for transferring the wafer to the vacuum processing chamber 1. At the upper part of the load lock chamber 11, an atmospheric pressure return gas introduction pipe 13 for introducing an atmospheric pressure return gas into the chamber 11 is provided, and at the lower part of the chamber 11, an exhaust port 14 is provided. Further, the chamber 11
An opening 11a for transferring the wafer 2 from the outside to the chamber 11 is provided on a side wall of the device, and a gate valve 15 which can be opened and closed is provided in the opening 11a.
【０００５】こうした構成のプラズマ処理装置の操作手
順は、次の通りである。[0005] The operation procedure of the plasma processing apparatus having such a configuration is as follows.
【０００６】(1) まず、ロードロックチャンバー11内を
大気圧に復帰した後、ゲートバルブ15を開け、ウェハ２
をロードロックチャンバー11内に搬送し、ゲートバルブ
15を閉じる。この後、ロードロックチャンバー11内を真
空排気する。つづいて、真空処理室１とロードロックチ
ャンバー11間のゲートバルブ10を開け、ウェハ２を真空
処理室１へ搬送する。更に、ゲートバルブ10を閉じる。(1) First, after the inside of the load lock chamber 11 is returned to the atmospheric pressure, the gate valve 15 is opened and the wafer 2
Into the load lock chamber 11 and the gate valve
Close 15. Thereafter, the load lock chamber 11 is evacuated. Subsequently, the gate valve 10 between the vacuum processing chamber 1 and the load lock chamber 11 is opened, and the wafer 2 is transferred to the vacuum processing chamber 1. Further, the gate valve 10 is closed.
【０００７】(2) 次に、真空処理室１内の反応ガス流
量，圧力等を安定化させる。この後、プラズマ電源８を
ＯＮにして放電を開始する。つづいて、ウェハ２の処理
が完了したら、放電を終了させ未放電状態にする。(2) Next, the flow rate and pressure of the reaction gas in the vacuum processing chamber 1 are stabilized. Thereafter, the plasma power supply 8 is turned on to start discharging. Subsequently, when the processing of the wafer 2 is completed, the discharge is terminated and a non-discharged state is set.
【０００８】(3) 次に、ゲートバルブ10を開け、処理し
たウェハ２をロードロックチャンバー11側へ搬送した
後、ゲートバルブ10を閉じる。つづいて、ロードロック
チャンバー11内を大気圧に復帰した後、ゲートバルブ15
を開け、ウェハ２を大気側へ搬送する。この後、ゲート
バルブ15を閉じる。(3) Next, the gate valve 10 is opened, the processed wafer 2 is transferred to the load lock chamber 11, and then the gate valve 10 is closed. Subsequently, after the inside of the load lock chamber 11 is returned to the atmospheric pressure, the gate valve 15 is restored.
Is opened, and the wafer 2 is transferred to the atmosphere side. Thereafter, the gate valve 15 is closed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したプ
ラズマ処理装置のウェハ温度は、放電中と未放電状態で
は大きく異なる。一般的なプラズマ処理装置は、処理す
るウェハ２を真空処理室１に搬送し、熱伝導，熱伝達，
輻射等により安定して温度に制御された後、指定レシピ
の反応ガス流量，圧力等が安定した後、放電を開始す
る。Incidentally, the wafer temperature of the above-described plasma processing apparatus is greatly different between during discharge and during non-discharge. In a general plasma processing apparatus, a wafer 2 to be processed is transferred to a vacuum processing chamber 1 and heat conduction, heat transfer,
After the temperature is stably controlled by radiation or the like, the discharge is started after the reaction gas flow rate, pressure, etc. of the specified recipe are stabilized.
【００１０】処理するウェハはカセットケースに約２５
枚（以下、これを１ロットとする）が装填されるが、処
理しない状態（未放電状態）から１ロット処理を開始す
ると、プラズマによる発熱を液体温度制御装置が指定さ
れた値に戻すまでの間、最初の数枚（１枚目〜５枚目
位）プロセス性能が安定しない現象が発生している。具
体的には、エッチングを例にとれば、エッチングレート
の上昇や面内均一性の低下が挙げられる。The wafer to be processed is about 25 in a cassette case.
When a lot (hereinafter referred to as one lot) is loaded but one lot process is started from a non-processed state (non-discharged state), the heat generated by the plasma is returned until the liquid temperature control device returns to the specified value. During this time, a phenomenon occurs in which the process performance of the first few sheets (the first to fifth sheets) is not stable. Specifically, when etching is taken as an example, an increase in etching rate and a decrease in in-plane uniformity can be cited.
【００１１】図２は、ウェハの処理枚数とウェハ設定温
度，プラズマ発生開始，プラズマ発生終了との関係を示
す特性図である。図２より、ウェハ処理枚数が４枚目ま
でウェハの温度上昇が大きく、６枚目位から安定した温
度特性をもつことが分かる。FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship among the number of processed wafers, the wafer set temperature, the start of plasma generation, and the end of plasma generation. From FIG. 2, it can be seen that the temperature rise of the wafer is large up to the fourth wafer processing number, and the temperature characteristic is stable from the sixth wafer position.
【００１２】また、図３は、ＣＦ4 ガスを用いたウェハ
上のレジスト膜のエッチング速度と面内均一性との関係
を示す特性図である。なお、図中の直線（イ）はエッチ
ング速度を、直線（ロ）は面内均一性を示す。同図よ
り、ウェハの処理枚数が３枚目までは、エッチング速
度，面内均一性（数値が小さい程良い）共に安定しない
ことがわかる。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an etching rate of a resist film on a wafer using CF 4 gas and in-plane uniformity. The straight line (a) in the figure indicates the etching rate, and the straight line (b) indicates the in-plane uniformity. From the figure, it is understood that the etching rate and the in-plane uniformity (the smaller the numerical value, the better) are not stable up to the third number of processed wafers.
【００１３】このため、通常、この現象を含め半導体工
場では、エッチング用ダミーを１枚目〜５枚目位流して
から、本ロットの処理を開始している。Therefore, in a semiconductor factory including this phenomenon, processing of this lot is usually started after the first to fifth etching dummy flows.
【００１４】本発明はこうした事情を考慮してなされた
もので、ウェハを真空処理室で処理中の平衡温度になる
プラズマ熱と同等の熱エネルギーを、少なくともウェハ
を真空処理室に投入する前に真空処理室に与えることに
より、１ロットのウェハの内最初の数枚の安定性を少な
くとも確保しえるプラズマ処理装置内のウェハ温度制御
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and requires at least a thermal energy equivalent to plasma heat that reaches an equilibrium temperature during processing of a wafer in a vacuum processing chamber before the wafer is charged into the vacuum processing chamber. An object of the present invention is to provide a method of controlling a wafer temperature in a plasma processing apparatus, which can secure the stability of at least the first several wafers of one lot by supplying the wafer to a vacuum processing chamber.
【００１５】また、本発明は、ウェハを真空処理室に投
入する前に平衡温度になるプラズマ熱を、少なくともウ
ェハを真空処理室に投入前に前記真空処理室に放電によ
り与えることにより、上記と同様、１ロットのウェハの
内最初の数枚の安定性を少なくとも確保しえるプラズマ
処理装置内のウェハ温度制御方法を提供することを目的
とする。Further, according to the present invention, the above-described method is provided in which plasma heat, which is at an equilibrium temperature before a wafer is charged into a vacuum processing chamber, is given to the vacuum processing chamber by discharging at least before the wafer is charged into the vacuum processing chamber. Similarly, another object of the present invention is to provide a method of controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, which can secure at least the stability of the first few wafers of one lot.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本願第１の発明は、ウェ
ハを処理する真空処理室と、前記真空処理室とゲートバ
ルブを介して隣接して設けられたロードロックチャンバ
ーと、前記ウェハをロードロックチャンバーから真空処
理室へ搬送するウェハ搬送手段と、前記真空処理室内に
プラズマを発生させるプラズマ発生手段とを具備するプ
ラズマ処理装置内のウェハの温度を制御する方法におい
て、ウェハを真空処理室で処理中の平衡温度になるプラ
ズマ熱と同等の熱エネルギーを、少なくともウェハを真
空処理室に投入する前に真空処理室に与えることを特徴
とするプラズマ処理装置内のウェハ温度制御方法であ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a vacuum processing chamber for processing a wafer, a load lock chamber provided adjacent to the vacuum processing chamber via a gate valve, and a method for loading the wafer. A method for controlling a temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, comprising: a wafer transfer unit that transfers a wafer from a lock chamber to a vacuum processing chamber; and a plasma generation unit that generates plasma in the vacuum processing chamber. A method for controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, characterized in that heat energy equivalent to plasma heat that reaches an equilibrium temperature during processing is given to at least a vacuum processing chamber before a wafer is put into the vacuum processing chamber.
【００１７】本願第２の発明は、ウェハを処理する真空
処理室と、前記真空処理室とゲートバルブを介して隣接
して設けられたロードロックチャンバーと、前記ウェハ
をロードロックチャンバーから真空処理室へ搬送するウ
ェハ搬送手段と、前記真空処理室内にプラズマを発生さ
せるプラズマ発生手段とを具備するプラズマ処理装置内
のウェハの温度を制御する方法において、ウェハを真空
処理室に投入する前に平衡温度になるプラズマ熱を、少
なくともウェハを真空処理室に投入前に前記真空処理室
に放電により与えることを特徴とするプラズマ処理装置
内のウェハ温度制御方法である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a vacuum processing chamber for processing a wafer, a load lock chamber provided adjacent to the vacuum processing chamber via a gate valve, and a step of transferring the wafer from the load lock chamber to the vacuum processing chamber. A wafer transfer means for transferring the wafer to the vacuum processing chamber, and a plasma generation means for generating plasma in the vacuum processing chamber, wherein the temperature of the wafer in the plasma processing apparatus is controlled. A plasma temperature control method in a plasma processing apparatus, characterized in that plasma heat is applied to at least the vacuum processing chamber by discharging before the wafer is charged into the vacuum processing chamber.
【００１８】本発明において、前記プラズマ熱とは、例
えば真空処理室内に互いに対向して上部電極及び下部電
極が設けられた場合の、上部電極，下部電極間でプラズ
マが発生した時のウェハの表面温度を示し、具体的には
上部電極の温度に下部電極の温度を加えた値である。In the present invention, the plasma heat refers to the surface of a wafer when plasma is generated between the upper electrode and the lower electrode when, for example, an upper electrode and a lower electrode are provided to face each other in a vacuum processing chamber. Indicates the temperature, specifically, a value obtained by adding the temperature of the lower electrode to the temperature of the upper electrode.
【００１９】本発明において、前記熱エネルギーをウェ
ハ処理中の全ての未放電時にも与えることが好ましい。
これにより、１ロットの内全てのウェハの安定性を得る
ことができる。In the present invention, it is preferable that the thermal energy be applied even during all non-discharges during wafer processing.
Thereby, the stability of all wafers in one lot can be obtained.
【００２０】本発明において、「ウェハを真空処理室に
投入する前に平衡温度になるプラズマ熱を、少なくとも
ウェハを真空処理室に投入前に前記真空処理室に放電に
より与える」とは、具体的にはウェハを真空処理室に投
入する前に放電を行うことを意味する。ここで、放電を
１ロット内の全ての未放電時にも適用することにより、
１ロットの内全てのウェハの安定性を得ることができ
る。In the present invention, it is specifically stated that "plasma heat that reaches an equilibrium temperature before a wafer is put into a vacuum processing chamber is given to the vacuum processing chamber by discharge at least before the wafer is put into the vacuum processing chamber." Means that a discharge is performed before the wafer is put into the vacuum processing chamber. Here, by applying the discharge even when all the discharges in one lot have not been discharged,
The stability of all wafers in one lot can be obtained.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。まず、本発明に係るプラズマ処理装置について
図４を参照して説明する。なお、ウェハの操作は図１の
装置と同様である。Embodiments of the present invention will be described below. First, a plasma processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. The operation of the wafer is the same as that of the apparatus shown in FIG.
【００２２】図中の付番21は、ウェハ22を処理するリア
クションチャンバー（真空処理室）である。この真空処
理室21には、ウェハ22と対向する面に複数の貫通孔23ａ
が形成された上部電極23と、この上部電極23と対向して
配置され上面に前記ウェハ22が載置される下部電極24が
配置されている。前記上部電極24の上部には、該上部電
極24近くに上部電極液を流す温度制御装置25が設けられ
ている。Reference numeral 21 in the figure denotes a reaction chamber (vacuum processing chamber) for processing the wafer 22. The vacuum processing chamber 21 has a plurality of through holes 23a in a surface facing the wafer 22.
Are formed, and a lower electrode 24 disposed opposite to the upper electrode 23 and on which the wafer 22 is placed is disposed. Above the upper electrode 24, a temperature controller 25 for flowing an upper electrode solution near the upper electrode 24 is provided.
【００２３】この温度制御装置25からは前記真空処理室
21の上部側を貫通するように配管26が設けられ、この配
管26中を例えば４０℃の上部電極液が流れるようになっ
ている。前記上部電極23には、該上部電極23の貫通孔23
ａからウェハ22主面に反応ガスを流す反応ガス導入管30
が設けられている。From the temperature control device 25, the vacuum processing chamber
A pipe 26 is provided so as to penetrate the upper side of 21, and an upper electrode solution at, for example, 40 ° C. flows through the pipe 26. The upper electrode 23 has a through hole 23 formed in the upper electrode 23.
a reaction gas inlet pipe 30 for flowing a reaction gas from a to the main surface of the wafer 22
Is provided.
【００２４】前記温度制御装置25の近くには、前記配管
26の下部側にヒータ27を配置した上部電極プラズマ熱等
価温度制御装置（以下、第１の等価温度制御装置と呼
ぶ）28が配置されている。また、この第１の等価温度制
御装置28は、前記ヒータ27の温度を測定する温度センサ
ー29を備えている。In the vicinity of the temperature control device 25, the piping
An upper electrode plasma thermal equivalent temperature control device (hereinafter, referred to as a first equivalent temperature control device) 28 having a heater 27 disposed below the heater 26 is disposed. Further, the first equivalent temperature control device 28 includes a temperature sensor 29 for measuring the temperature of the heater 27.
【００２５】前記下部電極24の下部には、該下部電極24
側に下部電極液を流す温度制御装置31が設けられてい
る。この温度制御装置31からは前記下部電極24を貫通す
るように配管32が設けられ、この配管32中を例えば１０
℃の下部電極液が流れるようになっている。Below the lower electrode 24, the lower electrode 24
A temperature controller 31 for flowing the lower electrode solution is provided on the side. A pipe 32 is provided from the temperature control device 31 so as to penetrate the lower electrode 24.
The lower electrode solution at a temperature of ° C flows.
【００２６】前記温度制御装置31の近くには、前記配管
32の上部側にヒータ33を配置した下部電極プラズマ熱等
価温度制御装置（以下、第２の等価温度制御装置と呼
ぶ）34が配置されている。また、この第２の等価温度制
御装置34は、前記ヒータ33の温度を測定する温度センサ
ー35を備えている。In the vicinity of the temperature control device 31, the piping
A lower electrode plasma heat equivalent temperature control device (hereinafter, referred to as a second equivalent temperature control device) 34 having a heater 33 disposed on the upper side of 32 is disposed. Further, the second equivalent temperature control device 34 includes a temperature sensor 35 for measuring the temperature of the heater 33.
【００２７】前記上部電極23，下部電極24には、プラズ
マ電源36が接続されている。前記真空処理室21の側部に
は貫通孔37ａ，37ｂを夫々有した絶縁物37が設けられ、
一方の絶縁物37の貫通孔37ｂは排気口となっている。前
記真空処理室21には、開閉自在なゲートバルブ38を介し
てロードロックチャンバー39が隣接して設けられてい
る。A plasma power source 36 is connected to the upper electrode 23 and the lower electrode 24. An insulator 37 having through holes 37a and 37b is provided on the side of the vacuum processing chamber 21, respectively.
The through hole 37b of one insulator 37 is an exhaust port. A load lock chamber 39 is provided adjacent to the vacuum processing chamber 21 via a gate valve 38 that can be opened and closed.
【００２８】前記ロードロックチャンバー39内には、ウ
ェハ22を真空処理室21へ搬送するための搬送アーム（搬
送手段）40が配置されている。前記ロードロックチャン
バー39の上部には大気圧復帰ガスを該チャンバー39内に
導入するための大気圧復帰ガス導入管41が設けられ、チ
ャンバー39の下部には排気口42が設けられている。更
に、前記チャンバー39の側壁にはウェハ22を外部からチ
ャンバー39へ搬送するための開口部39ａが設けられ、こ
の開口部39ａに開閉自在のゲートバルブ43が設けられて
いる。なお、図中の付番44は真空処理室21内のプラズマ
発生部を示す。A transfer arm (transfer means) 40 for transferring the wafer 22 to the vacuum processing chamber 21 is disposed in the load lock chamber 39. An atmospheric pressure return gas introducing pipe 41 for introducing an atmospheric pressure return gas into the chamber 39 is provided above the load lock chamber 39, and an exhaust port 42 is provided below the chamber 39. Further, an opening 39a for transferring the wafer 22 from the outside to the chamber 39 is provided on a side wall of the chamber 39, and a gate valve 43 which can be opened and closed is provided in the opening 39a. Reference numeral 44 in the drawing indicates a plasma generation unit in the vacuum processing chamber 21.
【００２９】（実施例１）図５を参照する。ここで、図
５は、ウェハの処理枚数と、ウェハ設定温度、プラズマ
熱等価温度制御（Ｑp ＝Ｑt ＋Ｑb ）の開始，終了、プ
ラズマの発生開始，発生終了との関係を示す特性図であ
る。但し、Ｑp ：真空処理室でプラズマが発生したとき
のウェハの表面温度、Ｑt ：上部電極の温度、Ｑb ：下
部電極の温度とする。(Embodiment 1) Referring to FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers, the set temperature of the wafer, the start and end of the plasma heat equivalent temperature control (Qp = Qt + Qb), the start and end of plasma generation. Here, Qp is the surface temperature of the wafer when plasma is generated in the vacuum processing chamber, Qt is the temperature of the upper electrode, and Qb is the temperature of the lower electrode.
【００３０】本実施例１では、ロット処理中の平衡温度
になるプラズマ熱Ｑp と同等の熱エネルギー即ちＱp ＝
Ｑt ＋Ｑb となる条件を、ウェハを真空処理室21に投入
前の未放電時に第１の等価温度制御装置28，第２の等価
温度制御装置34により真空処理室21に与えた。実施例１
によれば、図５から明らかのように、ロットの最初の数
枚のウェハ22の安定性が得られることが確認できた。In the first embodiment, the thermal energy equivalent to the plasma heat Qp which becomes the equilibrium temperature during the lot processing, that is, Qp =
The condition of Qt + Qb was given to the vacuum processing chamber 21 by the first equivalent temperature controller 28 and the second equivalent temperature controller 34 when the wafer was not discharged before the wafer was put into the vacuum processing chamber 21. Example 1
According to FIG. 5, it was confirmed that the stability of the first few wafers 22 of the lot was obtained as is clear from FIG.
【００３１】（実施例２）図６を参照する。ここで、図
６は、ウェハの処理枚数と、ウェハ設定温度、プラズマ
熱等価温度制御（Ｑp ＝Ｑt ＋Ｑb ）の開始，終了、プ
ラズマの発生開始，発生終了との関係を示す特性図であ
る。本実施例２では、ロット内の全ての未放電時にも、
Ｑp ＝Ｑt ＋Ｑb となる条件を、第１の等価温度制御装
置28，第２の等価温度制御装置34により真空処理室21に
与えた。これにより、ロット内全ての安定性が得られる
事が確認できた。(Embodiment 2) Referring to FIG. Here, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers, the wafer set temperature, the start and end of plasma heat equivalent temperature control (Qp = Qt + Qb), the start and end of plasma generation. In the second embodiment, even when all of the lots have not been discharged,
The condition that Qp = Qt + Qb was given to the vacuum processing chamber 21 by the first equivalent temperature controller 28 and the second equivalent temperature controller 34. As a result, it was confirmed that stability in all lots was obtained.
【００３２】（実施例３）図７を参照する。ここで、図
７は、ウェハの処理枚数と、ウェハ設定温度、温度安定
用プラズマの発生開始，発生終了、プロセス用プラズマ
の発生開始，発生終了との関係を示す特性図である。本
実施例３では、ウェハを真空処理室21に投入前に平衡温
度になるプラズマ熱Ｑp を最初に放電により与え、ロッ
トの最初数枚の安定性を得るものである。即ち、真空処
理室21に実際に処理する活性ガスを流して放電を行う
と、真空処理室21内の部品が消耗（プラズマエッチング
装置の場合）したり、同部品に成膜する膜が堆積（プラ
ズマＣＶＤ装置の場合）するため、Ｈｅ等の不活性ガス
により同等のプラズマ熱Ｑp を与える。(Embodiment 3) Referring to FIG. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers, the set temperature of the wafer, the start and end of generation of the temperature stabilizing plasma, and the start and end of generation of the process plasma. In the third embodiment, plasma heat Qp, which has an equilibrium temperature before the wafer is put into the vacuum processing chamber 21, is first given by discharge to obtain the stability of the first few lots of the lot. That is, when an active gas to be actually processed flows into the vacuum processing chamber 21 and discharge is performed, parts in the vacuum processing chamber 21 are consumed (in the case of a plasma etching apparatus) or a film to be formed on the same part is deposited ( In the case of a plasma CVD apparatus), an equivalent plasma heat Qp is given by an inert gas such as He.
【００３３】（実施例４）図８を参照する。ここで、図
８は、ウェハの処理枚数と、ウェハ設定温度、温度安定
用プラズマの開始，終了、プロセス用プラズマの発生開
始，発生終了との関係を示す特性図である。本実施例４
では、実施例３を更に発展して、ロット内の全ての未放
電時にも適用し、平衡温度になるプラズマ熱Ｑp を与
え、ロット内全ての安定性を得た。(Embodiment 4) Referring to FIG. Here, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of processed wafers, the wafer set temperature, the start and end of the temperature stabilizing plasma, and the start and end of the process plasma generation. Example 4
Then, the third embodiment was further developed to apply even when all the electric discharges in the lot were not yet discharged, and to provide the plasma heat Qp at the equilibrium temperature, thereby obtaining the stability in all the electric lots.
【００３４】なお、上記各実施例では、図４に示すプラ
ズマ処理装置を用いた場合について述べたが、これに限
らず、例えば図９に示すように、上部電極の代わり螺旋
状コイル51を有し、これと下部電極24とによりプラズマ
を発生させる装置、あるいは図示しないがマイクロ波を
使用した装置でも、図４の装置と同様に使用可能であ
る。但し、図９中の付番52は、ウェハ22に対してイオン
を離したり近づけたりするためのウェハバイアス電源を
示す。In each of the above embodiments, the case where the plasma processing apparatus shown in FIG. 4 is used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. However, a device that generates plasma by using this and the lower electrode 24, or a device that uses microwaves (not shown) can be used similarly to the device of FIG. However, reference numeral 52 in FIG. 9 indicates a wafer bias power supply for moving ions closer to or away from the wafer 22.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ウ
ェハを真空処理室で処理中の平衡温度になるプラズマ熱
と同等の熱エネルギーを、少なくともウェハを真空処理
室に投入する前に真空処理室に与えることにより、１ロ
ットのウェハの内最初の数枚の安定性を少なくとも確保
しえるプラズマ処理装置内のウェハ温度制御方法を提供
できる。また、本発明によれば、ウェハを真空処理室に
投入する前に平衡温度になるプラズマ熱を、少なくとも
ウェハを真空処理室に投入前に前記真空処理室に放電に
より与えることにより、上記と同様、１ロットのウェハ
の内最初の数枚の安定性を少なくとも確保しえるプラズ
マ処理装置内のウェハ温度制御方法を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, a thermal energy equivalent to plasma heat which becomes an equilibrium temperature while a wafer is being processed in a vacuum processing chamber is supplied at least before the wafer is introduced into the vacuum processing chamber. By applying the method to the vacuum processing chamber, it is possible to provide a method of controlling the temperature of the wafer in the plasma processing apparatus, which can secure at least the stability of the first few wafers of one lot. Further, according to the present invention, as described above, by applying plasma heat to an equilibrium temperature before charging a wafer into a vacuum processing chamber by discharging at least the wafer to the vacuum processing chamber before charging the wafer into the vacuum processing chamber. It is possible to provide a method of controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, which can secure at least the stability of the first few wafers of one lot.
【図１】従来のプラズマＣＶＤ装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of a conventional plasma CVD apparatus.
【図２】図１の装置によるウェハの処理枚数とウェハ設
定温度，プラズマ発生開始，プラズマ発生終了との関係
を示す特性図FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between the number of processed wafers by the apparatus of FIG.
【図３】図１の装置によるＣＦ4 ガスを用いたウェハ上
のレジスト膜のエッチング速度と面内均一性との関係を
示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an etching rate of a resist film on a wafer using CF 4 gas by the apparatus of FIG. 1 and in-plane uniformity.
【図４】本発明に係るプラズマＣＶＤ装置の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a plasma CVD apparatus according to the present invention.
【図５】本発明の実施例１に係るプラズマ処理装置内の
ウェハ温度制御方法の例を示す特性図。FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating an example of a wafer temperature control method in the plasma processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例２に係るプラズマ処理装置内の
ウェハ温度制御方法の例を示す特性図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing an example of a wafer temperature control method in the plasma processing apparatus according to the second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例３に係るプラズマ処理装置内の
ウェハ温度制御方法の例を示す特性図。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of a wafer temperature control method in the plasma processing apparatus according to the third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の実施例４に係るプラズマ処理装置内の
ウェハ温度制御方法の例を示す特性図。FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of a wafer temperature control method in a plasma processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
【図９】図４とは異なるプラズマＣＶＤ装置の説明図。FIG. 9 is an explanatory view of a plasma CVD apparatus different from FIG. 4;
21…リアクションチャンバー（真空処理室）、 22…シリコンウェハ、 23…上部電極、 24…下部電極、 25，31…温度制御装置、 27，33…ヒーター、 29，35…温度センサー、 30…反応ガス導入管、 36…プラズマ電源、 37…絶縁物、 38，43…ゲートバルブ、 39…ロードロックチャンバー、 40…搬送アーム、 51…螺旋状コイル。 21: Reaction chamber (vacuum processing chamber), 22: Silicon wafer, 23: Upper electrode, 24: Lower electrode, 25, 31: Temperature controller, 27, 33: Heater, 29, 35: Temperature sensor, 30: Reaction gas Inlet tube, 36: Plasma power supply, 37: Insulator, 38, 43: Gate valve, 39: Load lock chamber, 40: Transfer arm, 51: Spiral coil.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K030 CA12 FA03 GA12 JA10 KA08 KA23 KA30 KA41 4K057 DA16 DA20 DD01 DE08 DG02 DM02 DM06 DM40 5F004 AA16 BA04 BB18 BD04 CA04 CA09 CB12 DA01 5F045 AA08 DP03 DQ10 EF05 EH05 EH13 EK07 EK28 GB17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4K030 CA12 FA03 GA12 JA10 KA08 KA23 KA30 KA41 4K057 DA16 DA20 DD01 DE08 DG02 DM02 DM06 DM40 5F004 AA16 BA04 BB18 BD04 CA04 CA09 CB12 DA01 5F045 AA08 DP03 DQ10 EF05 EH05 EK05 EF05 EH05E
Claims (5)
空処理室とゲートバルブを介して隣接して設けられたロ
ードロックチャンバーと、前記ウェハをロードロックチ
ャンバーから真空処理室へ搬送するウェハ搬送手段と、
前記真空処理室内にプラズマを発生させるプラズマ発生
手段とを具備するプラズマ処理装置内のウェハの温度を
制御する方法において、 ウェハを真空処理室で処理中の平衡温度になるプラズマ
熱と同等の熱エネルギーを、少なくともウェハを真空処
理室に投入する前に真空処理室に与えることを特徴とす
るプラズマ処理装置内のウェハ温度制御方法。1. A vacuum processing chamber for processing a wafer, a load lock chamber provided adjacent to the vacuum processing chamber via a gate valve, and a wafer transfer for transferring the wafer from the load lock chamber to the vacuum processing chamber. Means,
A method for controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, comprising: a plasma generating means for generating plasma in the vacuum processing chamber, wherein a thermal energy equivalent to plasma heat that reaches an equilibrium temperature during processing the wafer in the vacuum processing chamber Is supplied to the vacuum processing chamber at least before the wafer is put into the vacuum processing chamber.
極が互いに対向して設けられ、前記プラズマ熱は前記上
部電極の温度に前記下部電極の温度を加えた値であるこ
とを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置内のウ
ェハ温度制御方法。2. An upper electrode and a lower electrode are provided in the vacuum processing chamber so as to face each other, and the plasma heat has a value obtained by adding a temperature of the lower electrode to a temperature of the upper electrode. Item 2. A method for controlling a wafer temperature in a plasma processing apparatus according to Item 1.
の未放電時にも与えることを特徴とする請求項１もしく
は請求項２記載のプラズマ処理装置内のウェハ温度制御
方法。3. The method according to claim 1, wherein the thermal energy is applied even during all non-discharges during wafer processing.
空処理室とゲートバルブを介して隣接して設けられたロ
ードロックチャンバーと、前記ウェハをロードロックチ
ャンバーから真空処理室へ搬送するウェハ搬送手段と、
前記真空処理室内にプラズマを発生させるプラズマ発生
手段とを具備するプラズマ処理装置内のウェハの温度を
制御する方法において、 ウェハを真空処理室に投入する前に平衡温度になるプラ
ズマ熱を、少なくともウェハを真空処理室に投入前に前
記真空処理室に放電により与えることを特徴とするプラ
ズマ処理装置内のウェハ温度制御方法。4. A vacuum processing chamber for processing a wafer, a load lock chamber provided adjacent to the vacuum processing chamber via a gate valve, and a wafer transfer for transferring the wafer from the load lock chamber to the vacuum processing chamber. Means,
A method for controlling the temperature of a wafer in a plasma processing apparatus, comprising: a plasma generating means for generating plasma in the vacuum processing chamber. And applying a voltage to the vacuum processing chamber by discharging before the wafer is charged into the vacuum processing chamber.
未放電時にも与えることを特徴とする請求項４記載のプ
ラズマ処理装置内のウェハ温度制御方法。5. The method according to claim 4, wherein said plasma heat is applied even during all non-discharges during wafer processing.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10259648A JP2000091239A (en) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | Method of wafer temperature control in plasma processing apparatus |
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| JP10259648A JP2000091239A (en) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | Method of wafer temperature control in plasma processing apparatus |
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| JP10259648A Pending JP2000091239A (en) | 1998-09-14 | 1998-09-14 | Method of wafer temperature control in plasma processing apparatus |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000091239A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002100577A (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Toshiba Corp | Method and system for processing wafer |
| JP2006269944A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Tokyo Electron Ltd | Method and apparatus for temperature regulation, and plasma treating device |
| JP2016152359A (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社東芝 | Combined processing unit |
-
1998
- 1998-09-14 JP JP10259648A patent/JP2000091239A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002100577A (en) * | 2000-09-26 | 2002-04-05 | Toshiba Corp | Method and system for processing wafer |
| JP2006269944A (en) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Tokyo Electron Ltd | Method and apparatus for temperature regulation, and plasma treating device |
| JP4579025B2 (en) * | 2005-03-25 | 2010-11-10 | 東京エレクトロン株式会社 | Temperature adjusting method, temperature adjusting device, plasma processing device |
| JP2016152359A (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-22 | 株式会社東芝 | Combined processing unit |
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