JP2656658B2

JP2656658B2 - 試料温度制御方法及び真空処理装置

Info

Publication number: JP2656658B2
Application number: JP2270405A
Authority: JP
Inventors: 陽一伊藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-10-11
Filing date: 1990-10-11
Publication date: 1997-09-24
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: JPH04150937A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、試料温度制御方法及び真空処理装置に係
り、特に半導体素子基板等の試料を真空下で温度制御し
て処理するのに好適な試料温度制御方法及び真空処理装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

試料を真空下で処理する場合、該処理を良好に実施す
るためには、試料の処理温度を所定温度に制御すること
が重要である。

試料の真空下での処理温度を所定温度に制御する技術
としては、例えば、特開昭56−48132号公報や特開昭60
−115226号告報また特公昭57−44747号公報等に記載の
技術が知られている。

この内、特開昭56−48132号公報には、被処理物を真
空室内の処理ステーションの支持板上に位置させ、被処
理物と支持板との間にガスを送給して両者間の熱伝導を
行う技術が記載されている。ここで、被処理物は、クラ
ンプにより支持板に係止され、被処理物を望ましい温度
に維持するに足る適量のガス、つまり、高度の熱伝導率
を有するガス、例えば、窒素，ネオン，ヘリウムまたは
水素がスリットを介して被処理物と支持板との間に送給
される。また、被処理物から熱を除去するのに適当な熱
伝導率を付与するために、0.5〜2.0Torrの圧力範囲のガ
スが使用される。

次に、特開昭60−115226号公程には、冷却される基板
台に載置保持されて真空処理される基板の裏面の少なく
とも外周辺を基板台に吸着させ、基板の裏面と基板台と
の隙間に冷却ガスを満たすようにした技術が記載されて
いる。また、基板台に吸着された基板の裏面と基板台と
の隙間に冷却ガスを供給するマスフローコントローラを
プロセス制御コンピュータと結合することであらかじめ
求めた求板の温度と冷却ガスの供給量との間の関係から
冷却ガスの供給量を制御することにより基板の温度を一
定の温度に保持できることや、基板の温度を赤外線温度
計で計測しながら冷却ガスの供給量を調整して基板の温
度を制御することができることが記載されている。

一方、特公昭57−44747号公報には、プラズマ，スパ
ッタもしくは反応性スパッタエッチング装置を用いてド
ライエッチングするに当り、一定温度に保持された支持
板上に一対の平面電極を有する吸着装置を置き、該吸着
装置の電極間に電圧を印加して被エッチング物を支持体
に静電的に吸着せしめることによって熱的コンタクトを
強化し、被エッチング物の温度制御を効果的にしてエッ
チングする技術が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、特開昭56−48132号公報に記載された技術
は、被処理物と支持板との間の熱伝導率を高め、これに
より、被処理物を望ましい温度に維持しようとするもの
であり、真空処理される被処理物の温度を所定温度に制
御しようとする認識を有していない。このため、被処理
物と支持板との間の距離の変化等の何等かの原因により
被処理物の温度が変化した場合、これを所定温度に制御
することができず、結果として、被処理物の真空処理を
良好に実施し得ないといった問題を生じる。

また、例えば、特開昭60−115226号公報に記載された
技術では、あらかじめ求めた基板の温度と冷却ガスの供
給量との間の関係から冷却ガスの供給量を制御すること
により基板の温度を計算上、一定の温度に保持できる
が、これにより、基板の実際の温度を一定の温度に保持
し得るかどうかは不明である。また、基板の裏面と基板
台との間の距離の変化等の何等かの原因により被処理物
の温度が変化した場合、最早、これには対応できない。

更に、例えば、特公昭57−44747号公報に記載された
技術でも同様の問題を有している。

本発明の目的は、試料の処理開始時の試料の急激な温
度変化を抑制することのできる試料温度制御方法および
真空処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、減圧排気される真空容器と、真空容器に
設けられ真空容器内で試料が配置・固定される試料配置
面を有し試料設置面が冷却もしくは加温される試料台と
試料の裏面と試料台の試料設置面との間に伝熱用ガスを
供給するガス供給手段とを具備する真空処理装置におい
て、ガス供給手段による伝熱用ガスの初期供給用の流量
を定常時の目標値より大きく設定・制御する制御手段を
設けた装置とし、減圧下に設置され冷却もしくは加温さ
れる試料台の試料設置面に試料を配置・固定し、固定さ
れた試料の裏面と前記試料台の試料設置面との間に伝熱
用ガスを導入して試料の温度を制御する方法において、
伝熱用ガスの初期導入時の流量を定常時の目標値より大
きく設定する方法とすることにより、達成される。

〔作用〕

真空容器内の減圧下では、冷却もしくは加温された試
料台の熱が充分に試料に伝達されていない初期は試料の
処理によって試料の温度が急激に変化することがある
が、試料台の試料設置面に固定された試料の裏面と前記
試料台の試料設置面との間に導入する伝熱用ガスの初期
導入時に、伝熱用ガスの流量を定常時の目標値より大き
く設定して導入することにより、伝熱用ガスを多量に導
入して試料の試料台との間の熱伝達効率を素早く向上さ
せることができるので、急激な温度変化を抑制すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図により説明
する。

第１図は、本発明を適用した有磁場型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置の装置構成図であり、第２図〜第
７図は、第１図の装置での試料裏面と試料台試料設置面
との間の伝熱ガスの圧力（以下、裏面圧力と略）の制御
例の模式図である。

第１図で、真空容器10の頂壁11には、開口12が形成さ
れている。放電管20は、この場合、その形状が略半球形
状である。放電管20の開放端の形状，寸法は、開口12に
略一致している。放電管20は、その開放端を開口12に略
一致させて真空容器10の頂壁11に気密に保持し設けられ
ている。放電管20の外側には、その内部に放電管20を含
み導波管30が設けられている。マイクロ波発振手段であ
るマグネトロン40と導波管30とは、導波管31で連結され
ている。導波管30の外周には、磁場発生手段であるソレ
ノイドコイル50が、この場合、上下方向に２段環装され
ている。ソレノイドコイル50は、通電量調節手段（図示
省略）を介して電源（図示省略）に接続されている。試
料台軸60は、その下部を真空容器10外に突出して真空容
器10の底壁13に気密を程持し、かつ、底壁13と絶縁され
て設けられている。試料台軸60の軸心は、この場合、開
口12の中心を略通り放電管20の軸心と略一致させられて
いる。試料台軸60の形状は、この場合、円柱である。試
料台61の形状は、この場合、略平板であり、その寸法
は、試料70より大きく、また、開口12よりも小さくなっ
ている。試料台61は、その中心を試料台軸60の軸心に略
一致させ試料台軸60の上端部に略水平に設けられてい
る。試料台61の上面は、試料設置面となっている。この
場合、試料台61の試料設置面は、開口12の下方に位置さ
せられている。試料台61の試料設置面には、この場合、
絶縁膜80がコーティングされている。真空容器10の頂壁
11内には、ガス導入路90が形成されている。ガス導入路
90のガス導出端は、真空容器10内と放電管20内とで形成
された空間100に開口させられている。ガス導入路90の
ガス導入端には、ガス導管（図示省略）の一端が連結さ
れている。ガス導管の他端は、エッチングガス源（図示
省略）に連結されている。ガス導管には、ガス流量制御
器（図示省略），開閉弁（図示省略）等が設けられてい
る。排気管110の一端は、真空容器10内に連通して真空
容器10の底壁13に連結されている。排気管110の他端
は、真空ポンプ111の吸気口に連結されている。排気管1
10には、排気抵抗可変弁（図示省略），開閉弁（図示省
略）等が設けられている。バイアス用電源である高周波
電源120が試料台軸60に接続されている。試料台軸60と
試料台61とは電気的に導通状態にある。

第１図で、試料台61内には、試料設置面と対応した位
置で、この場合、冷媒流路（図示省略）が形成されてい
る。試料台軸60,試料台61内には、冷媒供給路（図示省
略），冷媒排出路（図示省略）が形成されている。冷却
供給路の一端は、冷媒流路の冷媒入口に連通させられて
いる。冷媒排出路の一端は、冷媒流路の冷媒出口に連通
させられている。冷媒供給循環手段であるサーキュレー
タ130の冷媒出口と冷媒供給路の他端とは、冷媒供給管1
31で連結されている。サーキュレータ130の冷媒入口と
冷媒排出器の他端とは、冷媒排出管132で連結されてい
る。

第１図で、試料台61の試料設置面に試料70を設置する
手段は、この場合、絶縁膜80,直流電源81を有し、静電
吸着力により試料70を吸着固定して設置する手段であ
る。直流電源81の、この場合、正極は試料台軸60に接続
され、その負極は接地されている。

第１図で、試料台軸60,試料台61内には、伝熱ガス供
給路140が形成されている。伝熱ガス供給路140の一端
は、試料台61に試料70がない状態では絶縁膜80を挿通し
空間100に開口させられている。伝熱ガス導管141の一端
は、伝熱ガス供給路140の他端に連通して試料台軸60に
連結され、その他端は、伝熱ガス源142に連結されてい
る。伝熱ガス導管141には、流量制御器143が設けられ、
また、その後流側には、開閉弁144が設けられている。
流量制御器143の流量制御部は、制御装置145に接続され
ている。裏面圧力を検出する手段としては、この場合、
パラトロン型の圧力計146が使用される。圧力計146は、
この場合、開閉弁144の後流側で伝熱ガス導管141に取り
付けられている。圧力計146は、制御装置145に接続され
ている。排気管147の一端が伝熱ガス供給路140に連通し
て試料台軸60に連結されている。排気管147の他端は、
真空ポンプ111の吸気口に連結されている。排気管147に
は、開閉弁148が設けられている。

第１図で、真空ポンプ111が作動開始され、これによ
り空間100は、所定圧力に減圧排気される。また、これ
と共に、開閉弁144が閉止、開閉弁148が開放され、伝熱
ガス流路140,伝熱ガス導管141,圧力計146も排気管147を
介して排気される。その後、開閉弁148は閉止される。
また、空間100には、公知の搬送手段（図示省略）で半
導体素子基板等のエッチング処理される試料70が搬入さ
れる。該搬入された試料70は、搬送手段から試料台61の
絶縁膜80面に渡され該面に被エッチング面上向き姿勢で
載置される。その後、搬送手段は、試料70のエッチング
処理を阻害しない場所に退避させられる。また、直流電
源81の作動により試料70は、絶縁膜80を介して試料台61
に静電吸着，固定される。一方、サーキュレータ130が
作動させられ、所定温度を有する冷媒が冷媒供給管131,
冷媒供給路，冷媒流路，冷媒排出路，冷媒排出管132を
順次流通して循環させられる。これにより試料台61は、
所定温度に冷却される。また、開閉弁144が開放され、
伝熱ガス源142にあるヘリウムガス等の熱伝導性の良好
な伝熱ガスが伝熱ガス導管141,伝熱ガス流路140を流通
して試料70の裏面と絶縁膜80面との間に隙間に供給され
る。該隙間に供給される伝熱ガスの流量は、流量制御器
143により所定流量に制御される。このような伝熱ガス
の隙間への供給により試料台61と試料70との間での絶縁
膜80を介しての熱の移動が高効率に実施され、試料70
は、所定温度に冷却される。また、一方、エッチングガ
ス源にある所定のエッチングガスが、所定流量でガス導
管，ガス導入路90を通って空間100に導入される。該導
入されたエッチングガスの一部で、真空ポンプ111,排気
抵抗可変弁の作動により排気され、空間100は、所定の
エッチング処理圧力に調節されて維持される。この状態
で、マグネトロン40が作動させられマイクロ波が発振さ
れる。該発振されたマイクロ波は、導波管31,30を伝播
して放電管20に吸収されマイクロ波電界が生成される。
これと共に、ソレノイドコイル50の作動により磁場が形
成される。空間100の放電管20部分にあるエッチングガ
スは、マイクロ波電界と磁場との相乗作用によりプラズ
マ化される。所定温度に冷却されている試料70の被エッ
チング面は、該プラズマを利用してエッチングされる。

このようなエッチング処理中に、試料70の裏面と試料
台61の試料設置面、この場合、絶縁膜80面との間の距離
の変化等の何等かの原因により試料70の温度が変化しよ
うとした場合、該変化は、試料70の裏面と絶縁膜80面と
の間のガス圧力の変化として現われる。該ガス圧力の変
化は、制御装置145,圧力計146により検知され、そし
て、試料70の裏面と絶縁膜80面との間のガス圧力は、試
料70の所定処理温度制御における制御目標圧力に調節さ
れる。これにより、試料70の温度は、エッチング処理中
に所定温度に制御されて維持される。

例えば、試料70の裏面と絶縁膜80面との間のガス圧力
が、制御目標圧力以下に低下しようとした場合、該圧力
変化は、圧力計146で裏面圧力を検出し該検出圧力を制
御装置145に入力し制御装置145で制御目標圧力と検出圧
力と比較することで検知される。該圧力変化の検知は、
試料70の少なくともエッチング処理中に連続的に実施さ
れる。裏面圧力が制御目標圧力以下に低下しようとする
ことは、試料70の温度が所定処理温度以上に上昇しよう
とすることである。そこで、制御装置145から流量制御
器143に制御信号が出力される。これにより、流量制御
器143での流量は、裏面圧力を制御目標圧力とするため
に必要な流量に制御される。

また、例えば、裏面圧力が、制御目標圧力以上に上昇
しようとした場合、上記操作と逆操作にて裏面圧力を制
御目標圧力に調節することができるが、その他に、開閉
弁148を開弁し真空ポンプ111で伝熱ガスを排気するよう
にすることでも対処できる。この場合、流量制御器143
での流量は一定流量で排気量が調節される。

従って、試料の温度は、エッチング処理中に所定温度
に制御されて維持されるので、エッチング処理精度（選
択性，形状制御性）を高精度に保持でき歩留り低下を防
止できる。

また、次のような条件における試料70の温度制御につ
いて更に説明する。

（１）試料70の被エッチング面は、２段エッチング処
理される。

（２）１段目のエッチング処理時の試料10の温度と２
段目のエッチング処理時の試料70の温度とは異なり、２
段目のエッチング処理時の試料70の温度が低い温度であ
る。

なお、試料70の温度は、上記したように裏面圧力と相
関関係にあり、試料70の温度が低くなれば、裏面圧力は
高くなる。つまり、試料70の温度を低くするには、裏面
圧力を高くする必要がある。この場合、１段目のエッチ
ング処理時の試料70の温度に対応する裏面圧力をP₁、２
段目のエッチング処理時の試料70の温度に対応する裏面
圧力をP₂とすれば、試料70の温度制御における制御目標
圧力は、１段目のエッチング処理時においてはP₁,2段目
のエッチング処理時においてはP₂となる。

第１図〜第３図で、制御装置145からの信号により流
量制御器143の流量設定値は、まず、流量制御器143にお
ける最大流量Q₁に設定される。開閉弁144を開放するこ
とで、試料70の裏面と絶縁膜80面との間の隙間には、流
量Q₁で伝熱ガスが供給される。これにより、裏面圧力は
０から目標値P₁に向って上昇する。該裏面圧力は、圧力
計146により検出され、該検出値は信号化されて制御装
置145に入力される。制御装置145では、予め入力された
目標値P₁と圧力計146での検出値との比較演算が実施さ
れる。これにより、圧力計146での検出値が目標値P₁に
達する（第２図でＡ点）と制御装置145から流量制御器1
43に信号が出力される。流量制御器143の流量設定値は
第３図に示すように制御装置145からの信号により流量Q
₂に変更される。該流量Q₂は、裏面圧力の定常値が目標
値P₁と一致する値であり、予め制御装置145に入力され
ている。これにより、裏面圧力は第２図に示すように目
標値P₁まで上昇した後に、行き過ぎを生じることなしに
目標値P₁で定常に達して維持される。なお、初期導入す
る伝熱ガスの流量を流量制御器143における最大流量Q₁
に設定したのは、エッチング処理開始時の試料70の急激
な温度上昇を抑制しようとしたものであり、該目的が達
成できる流量であれば流量制御器143における最大流量
とする必要性は特にない。試料70の１段目のエッチング
処理が終了する時間（第２図ではＢ点）に達すると、マ
グネトロン40,ソレノイドコイル50の作動が一旦停止さ
れプラズマの生成が停止される。また、流量制御器143
の流量設定値は、第３図に示すように制御装置145から
の信号により流量Q₁に変更される。つまり、例えば、試
料70の１段目のエッチング処理の終了信号が制御装置14
5に入力されることで、流量設定値を上記のように変更
させるための信号が制御装置145から流量制御器143に入
力される。これにより、裏面圧力は、第２図に示すよう
にP₁から次の目標値P₂に向って上昇する。該裏面圧力
は、上記と同様に圧力計146により検出され、該検出値
は信号化されて制御装置145に入力される。制御装置145
では、予め入力された次の目標値P₂と圧力計146での検
出値との比較演算が実施される。これにより、圧力計14
6での検出値が目標値P₂に達する（第２図でＣ点）と制
御装置145から流量制御器143に信号が出力される。流量
制御器143の流量設定値は、第３図に示すように制御装
置145からの信号により流量Q₃に変更される。該流量Q₃
は、裏面圧力の定常値が目標値P₂と一致する値であり、
予め制御装置145に入力される。これにより、裏面圧力
は、第２図に示すように目標値P₂まで上昇した後に、行
き過ぎを生じることなしに目標値P₂で定常に達して維持
される。なお、試料70の２段目のエッチング処理は、裏
面圧力が目標値P₂に達した時点（第２図でＣ点）で開始
される。

一方、２段目のエッチング処理時の試料の温度が、上
記とは逆に高い場合には、次のような制御が実施され
る。この場合、１段目のエッチング処理時の試料の温度
に対応する裏面圧力をP₁,2段目のエッチング処理時の試
料の温度に対応する裏面圧力をP₃とすれば、試料の温度
制御における制御目標圧力は、１段目のエッチング処理
時においてはP₁,2段目のエッチング処理時においてはP₂
となる。

第１図，第４図，第５図で、１段目のエッチング処理
に対応する裏面圧力の制御は上記と同様であり、説明を
省略する。

第１図，第４図，第５図で、試料70の１段目のエッチ
ング処理が終了する時間（第４図ではＢ点）に達する
と、マグネトロン40,ソレノイドコイル50の作動が一旦
停止されプラズマの生成が停止される。また、これと共
に、開閉弁144が閉止、開閉弁148が開放され、伝熱ガス
流路140、伝熱ガス導管141、圧力計146は排気管147を介
して排気される。これらの操作信号は、例えば、試料70
の１段目のエッチング処理の終了信号が制御装置145に
入力されることで、それぞれの部品等に出力される。こ
れにより、裏面圧力は、第４図に示すように目標値P₁か
ら初期値（０）まで低下する。裏面圧力が初期値に達し
た時点（第４図でＤ点）で、制御装置145からの信号に
より開閉弁144が開放、開閉弁148が閉止される。これと
共に、制御装置145から流量制御器143に信号が出力され
る。流量制御器143の流量設定値は、第５図に示すよう
に制御装置145からの信号により流量制御器143における
最大流量Q₁に変更される。これにより、裏面圧力は初期
値から目標値P₃に向って上昇する。該裏面圧力は、圧力
計146により検出され、該検出値は信号化されて制御装
置145に入力される。制御装置145では、予め入力された
目標値P₃と圧力計146での検出値との比較演算が実施さ
れる。これにより、圧力計146での検出値が目標値P₃に
達する（第４図ではＥ点）と制御装置145から流量制御
器143に信号出力される。流量制御器143の流量設定値
は、第５図に示すように制御装置145からの信号により
流量Q₄は、裏面圧力の定常値が目標値P₃と一致する値で
あり、予め制御装置145に入力されている。これによ
り、裏面圧力は、第４図に示すように目標値P₃まで上昇
した後に、行き過ぎを生じることなしに目標値P₃で定常
に達して維持される。なお、試料70の２段目のエッチン
グ処理は、裏面圧力が目標値P₃に達した時点（第４図で
Ｅ点）で開始される。

更に、試料が３段以上のエッチング処理され、しか
も、それぞれでの試料の温度が異なる場合は、上記の温
度制御操作が組合されて実施される。例えば、１段目の
エッチング処理時の試料の温度よりも２段目のエッチン
グ処理時の試料の温度が高く、また、２段目のエッチン
グ処理時の試料の温度よりも３枚目のエッチング処理時
の試料の温度が低く設定される場合、次のような温度制
御操作が実施される。この場合、１段目のエッチング処
理時の試料の温度に対応する裏面圧力をP₁、２段目のそ
れをP₂また３段目のそれをP₄とすれば、試料の温度制御
における制御目標圧力は、１段目のエッチング処理時に
おいてはP₁、２段目のエッチング処理時においてはP₂、
３段目のエッチング処理時においてはP₄となる。

第１図，第６図，第７図で、１段目および２段目のエ
ッチング処理に対応する裏面圧力の制御は上記と同様で
あり、説明を省略する。

第１図，第６図，第７図で、試料70の２枚目のエッチ
ング処理が終了する時間（第６図ではＦ点）に達する
と、マグネトロン40,ソレノイドコイル50の作動が一旦
停止されプラズマの生成が停止される。また、これち共
に、制御装置145からの操作信号により開閉弁144が閉
止，開閉弁148が開放され、伝熱ガス流路140,伝熱ガス
導管141,圧力計146は排気管147を介して排気される。こ
れにより、裏面圧力は、第６図に示すように目標値P₂か
ら初期値（０）まで低下する。裏面圧力が初期値に達し
た時点（第６図ではＧ点）で、制御装置145からの信号
により開閉弁144が開放、開閉弁148が閉止される。これ
と共に、制御装置145から流量制御器143に信号が出力さ
れる。流量制御器143の流量設定値は、第７図に示すよ
うに制御装置145からの信号により流量制御器143におけ
る最大流量Q₁に変更される。これにより、裏面圧力は初
期値から目標値P₄に向って上昇する。該裏面圧力は、圧
力計146により検出され、該検出値は信号化されて制御
装置145に入力される。制御装置145では、予め入力され
た目標値P₄と圧力計146での検出値との比較演算が実施
される。これにより、圧力計146での検出値が目標値P₄
に達する（第６図ではＨ）と制御装置145から流量制御
器143に信号が出力される。流量制御器143の流量設定値
は、第７図に示すように制御装置145からの信号により
流量Q₅に変更される。該流量Q₅は、裏面圧力の定常値が
目標値P₄と一致する値であり、予め制御装置145に入力
されている。これにより、裏面圧力は、第６図に示すよ
うに目標値P₄まで上昇した後に、行き過ぎを生じること
なしに目標値P₅で定常に達して維持される。なお、試料
70の３段目のエッチング処理は、裏面圧力が目標値P₄に
達して時点（第６図ではＨ点）で開始される。

従って、２段エッチング処理される試料の温度をそれ
ぞれの段のエッチング処理中にそれぞれ所定温度に制
御，維持できるので、２段エッチング処理精度を高精度
に保持でき歩留り低下を防止できる。

本発明の第２の実施例を第８図〜第10図により説明す
る。

第８図で、上記一実施例を説明する第１図と異なる点
は、排気管147に流量制御器149が設けられ、該流量制御
器149が制御装置145に電気的に接続された点である。な
お、第８図で、その他第１図と同一装置，部品等は同一
符号で示し説明を省略する。

第８図〜第10図で、この場合の試料70の温度制御につ
いて説明する。なお、この場合、試料70の被エッチング
面は、２段エッチング処理され、１段目のエッチング処
理時の試料70の温度と２段目のエッチング処理時の試料
70の温度とは異なり、２段目のエッチング処理時の試料
70の温度が低い温度である。この場合、１段目のエッチ
ング処理時の試料70の温度に対応する裏面圧力をP₁、２
段目のエッチング処理時の試料70の温度に対応する裏面
圧力をP₂とすれば、試株70の温度制御における制御目標
圧力は、１段目のエッチング処理時においてはP₁、２段
目のエッチング処理時においてはP₂となる。制御装置14
5には、目標値P₁,P₂が入力されると共に、それらの上限
値，下限値がそれぞれ入力される。

第８図〜第10図で、制御装置145からの信号により流
量制御器143の流量設定値は、まず、流量制御器143にお
ける最大流量Q₁に設定される。開閉弁144を開放するこ
とで、試料70の裏面と絶縁膜80面との間の隙間には、流
量Q₁で伝熱ガスが供給される。これにより、裏面圧力は
０から、この場合、目標値P₁の上限値に向って上昇す
る。該裏面圧力は、圧力計146により検出され、該検出
値は信号化されて制御装置145に入力される。制御装置1
45では、予め入力された目標値P₁の上限値と圧力計146
での検出値との比較との比較演算が実施される。これに
より、圧力計146での検出値が目標値p₁の上限値に達す
る（第９図ではａ点）と制御装置145から流量制御器14
3,149にそれぞれ信号が出力される。流量制御器143の流
量設定値は、第10図に示すように制御装置145からの信
号により、この場合、流量０に変更される。また、これ
と共に、流量制御器149の流量設定値は、第10図に示す
ように制御装置145からの信号により、この場合、流量
０から流量Q₂に変更される。これにより、試料70の裏面
と絶縁膜80との間の隙間への伝熱ガスの供給は停止さ
れ、逆に該隙間の伝熱ガスは、流量Q₆で排気される。こ
れにより、裏面圧力は目標値P₁の上限値からその下限値
に向って降下する。該裏面圧力は、圧力計146により検
出されて制御装置145に入力される。圧力計146での検出
値が目標値P₁の下限値に達する（第９図ではｂ点）と制
御装置145から流量制御器143,149にそれぞれ信号が出力
される。流量制御器143の流量設定値は、第10図に示す
ように制御装置145からの信号により、流量０から、こ
の場合、流量Q₇に変更される。また、これと共に、流量
制御器149の流量設定値は、第10図に示すように制御装
置145からの信号により流量Q₆から再び流量０に変更さ
れる、これにより、試料70の裏面との絶縁膜80との間の
隙間には、伝熱ガスが流量Q₇で供給されるようになり、
また、該隙間の伝熱ガスの排気は停止される。このよう
にして１段目のエッチング処理時の試料70の温度は、所
定処理温度に制御されて維持される。その後、２段目の
エッチング処理時の試料70の温度も上記操作と同様に第
９図，第10図に示すようにして所定処理温度に制御され
て維持される。なお、第９図で、Ｃ点に達した時点でプ
ラズマは一旦消滅させられる。

本実施例では、上記一実施例での効果と同様の効果が
得られる。

本発明は、以上のエッチング処理のみならず、また、
冷却して処理するものにも限定されず、その他の真空下
で試料を温度制御して処理する技術にも問題なく広く適
用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料台の試料設置面に固定された試
料の裏面と試料台の試料設置面との間に導入する伝熱用
ガスの初期導入時に、伝熱用ガスの流量を定常時の目標
値より大きく設定して導入することにより、伝熱用ガス
が多量に導入され試料と試料台との間の熱伝達効率が素
早く向上するので、処理開始時の試料の温度の急激な温
度変化を抑制することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の有磁場型のマイクロ波プ
ラズマエッチング装置の装置構成図、第２図ないし第７
図は、第１図の装置での裏面圧力の制御例の模式図、第
８図は、本発明の第２の実施例の有磁場型のマイクロ波
プラズマエッチング装置の装置構成図、第９図，第10図
は、第８図の装置での裏面圧力の制御例の模式図であ
る。 10……真空容器、20……放電管、30,31……導波管、40
……マグネトロン、50……ソレノイドコイル、61……試
料台、70……試料、80……絶縁膜、90……ガス導入路、
111……真空ポンプ、130……サーキュレータ、131……
冷媒供給管、132……冷媒排出管、140……伝熱ガス供給
路、141……伝熱ガス導管、142……伝熱ガス源、143,14
9……流量制御器、144,148……開閉弁、145……制御装
置、146……圧力計、147……排気管

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧下に設置され冷却もしくは加温される
試料台の試料設置面に試料を配置・固定し、該固定され
た試料の裏面と前記試料台の試料設置面との間に伝熱用
ガスを導入して前記試料の温度を制御する方法におい
て、前記伝熱用ガスの初期導入時の流量を定常時の目標
値より大きく設定することを特徴とする試料温度制御方
法。
【請求項２】減圧排気される真空容器と、該真空容器に
設けられ該真空容器内で試料が配置・固定される試料設
置面を有し該試料設置面が冷却もしくは加温される試料
台と、前記試料の裏面と前記試料台の試料設置面との間
に伝熱用ガスを供給するガス供給手段とを具備する真空
処理装置において、前記ガス供給手段による前記伝熱用
ガスの初期供給時の流量を定常時の目標値より大きく設
定・制御する制御手段を設けたことを特徴とする真空処
理装置。