JP3966735B2

JP3966735B2 - ガス導入機構およびガス導入方法、ならびにプラズマ処理装置

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Publication number: JP3966735B2
Application number: JP2002029667A
Authority: JP
Inventors: 貴北澤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003234326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板等の被処理体にプラズマ処理を施す際に、被処理体を載置する載置台と、載置された被処理体との間に伝熱用ガスを導入するガス導入機構およびガス導入方法、ならびにそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理体である半導体ウエハに対して、プラズマエッチング処理、アッシング処理、スパッタ処理等の真空雰囲気で処理を行う真空処理が多用されている。
【０００３】
例えば、プラズマエッチング処理においては、チャンバー内に半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）を支持するウエハ支持テーブルを設け、このウエハ支持テーブルの上に設けられた静電チャックによりウエハを静電吸着して保持し、支持テーブルの上方にエッチングガスをチャンバー内に導入するシャワーヘッドを設けて、エッチングガスをチャンバー内に導入するとともに、支持テーブルおよびシャワーヘッドの少なくとも一方に高周波を印加してこれらの間に高周波電界を形成し、この高周波電界により処理ガスのプラズマを形成してウエハに対してプラズマエッチング処理を施す。
【０００４】
このような処理の際には、プラズマによりウエハ温度が上昇すると、素子の破壊や処理の不均一等の不具合が生じる。したがって、このような不具合を防止するために、支持テーブルに冷媒を通流させることによりウエハを冷却しながら処理を行っている。
【０００５】
ところで、一般に静電チャックのようなウエハが載置される載置台とウエハ裏面との間には、これらの表面粗さに起因して微視的な空間が存在する。この状態でチャンバー内を減圧してプラズマ処理を行う場合には、上記微視的な空間も真空状態とされるため、上述のように支持テーブルを冷却し、その冷熱を静電チャックを介してウエハに伝達しようとしても、微視的な空間には伝熱媒体がほとんど存在せず、有効にウエハを冷却することができない。
【０００６】
そこで従来より、載置台とその表面に保持されたウエハとの間にＨｅガス等の熱伝導性が比較的良好な伝熱用ガスを導入してウエハを効率良く冷却することが行われている。
【０００７】
この場合に、Ｈｅガスを載置台とウエハとの間に一定量封入したり、Ｈｅの供給流量のみを制御した場合には、処理中に導入されたＨｅの漏れが発生すると熱伝達効率が低下してウエハの温度上昇を防止することができなくなるため、載置台とその表面に保持されたウエハとの間にＨｅガスを供給するガス供給ラインにマスフローコントローラを設け、一定の流量でＨｅガスを供給するとともに、ガス供給ラインの圧力を測定してその圧力が一定になるように流量制御バルブにより載置台とその表面に載置保持されたウエハとの間に導入するＨｅガスの量を制御している。そして、ガス供給ラインの載置台側の部分には、Ｈｅガスの供給を停止した際にチャンバー内のプロセスガスが逆流すること等を防止するために、保護用の開閉バルブが設けられており、実際のプロセス時にはこの開閉バルブが開かれてＨｅガスがウエハ裏面に供給される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、開閉バルブの開動作が行われても、実際にはバルブ内の弁体が閉じたままとなっている場合がある。この場合においても、システムとしてはガス供給ラインの圧力制御が可能であるためそのまま処理が続行されるが、その場合には実際にはウエハ裏面に伝熱用のＨｅガスが充填されないため、ウエハが十分に冷却されず製品不良が発生してしまう。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、伝熱用ガスが被処理体裏面側に供給されていないことを検知することができ、被処理体の不良が発生し難いガス導入機構およびガス導入方法、ならびにそれを用いたプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記載置台とその上の被処理体との間にガスを導入するガス導入機構であって、前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインと、前記ガス供給ラインの圧力を測定する圧力測定器と、前記ガス供給ラインの前記圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブと、前記圧力測定器の圧力をモニタするモニタ手段と、前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させる制御手段と、前記ガス供給ラインに接続された排出ラインと、前記排出ラインに設けられ、前記圧力測定器が所定の圧力になるように前記伝熱用ガスの排気量を制御する圧力制御バルブとを具備することを特徴とするガス導入機構を提供する。
【００１１】
また本発明は、真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記載置台とその上の被処理体との間にガスを導入するガス導入方法であって、前記載置台と載置台に保持された被処理体との間にガス供給ラインを介して伝熱用ガスを供給し、前記ガス供給ラインに接続された排気ラインの圧力を圧力調整バルブで調整することにより、伝熱用ガスの圧力を調整し、前記ガス供給ラインの圧力を圧力測定器により測定しつつ前記ガス供給ラインの圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブの開動作が行われた際に、前記ガス供給ラインの圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させることを特徴とするガス導入方法を提供する。
【００１２】
さらに本発明は、真空に保持可能なチャンバーと、前記チャンバー内に設けられかつその表面に被処理体が載置保持される載置台と、前記チャンバー内を排気する排気手段と、前記チャンバー内で被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理手段と、前記載置台の温度を調節する温度調節機構と、前記載置台から被処理体に伝熱用ガスを前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に導入するガス導入機構とを具備するプラズマ処理装置であって、前記ガス導入機構は、前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインと、前記ガス供給ラインの圧力を測定する圧力測定器と、前記ガス供給ラインの前記圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブと、前記圧力測定器の圧力をモニタするモニタ手段と、前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生する制御手段と、前記ガス供給ラインに接続された排出ラインと、前記排出ラインに設けられ、前記圧力制御器が所定の圧力になるように前記伝熱用ガスの排気量を制御する圧力制御バルブとを備えることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。
【００１３】
本発明によれば、真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインの圧力を測定し、ガス供給ラインに設けられた開閉バルブの開動作が行われた際に、ガス供給ラインの圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させるので、開閉バルブの開動作を行った際に実際には開閉バルブが開かれていないことを検出することができ、被処理体裏面に伝熱用ガスが供給されずに被処理体の不良が発生することを防止することができる。
【００１４】
本発明において、開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、プラズマ処理装置の処理を停止させるようにすることが好ましい。また、前記ガス供給ラインの前記開閉バルブの上流側に設けられ、前記伝熱用ガスを一時貯留するアキュームレータをさらに具備してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るガス導入機構が用いられたプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。このプラズマエッチング装置１は、電極板が上下平行に対向し、一方にプラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００１６】
このプラズマエッチング装置１は、例えば表面がセラミック溶射処理されたアルミニウムからなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有しており、このチャンバー２は保安接地されている。前記チャンバー２内には例えばシリコンからなり、その上に所定の膜が形成された半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」と記す）Ｗを水平に載置し、下部電極として機能する載置台３が支持部材４に支持された状態で設けられている。この支持部材４はセラミックなどの絶縁板５を介して、図示しない昇降装置の支持台６により支持されており、この昇降機構によって載置台３が昇降可能となっている。支持台６の下方中央の大気部分は、ベローズ７で覆われており、チャンバー２内と大気部分とが分離されている。
【００１７】
前記載置台３は、その上中央部が凸状の円板状に成形され、その上に絶縁材の間に電極１２が介在されてなる静電チャック１１が設けられており、電極１２に接続された直流電源１３から直流電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によってウエハＷを静電吸着する。前記載置台３の上端周縁部には、静電チャック１１上に載置されたウエハＷを囲むように、エッチングの均一性を向上させるための環状のフォーカスリング１５が配置されている。
【００１８】
前記支持部材４の内部には、冷媒室８が設けられており、この冷媒室８には、例えばガルデンなどの冷媒が冷媒導入管８ａを介して導入されて循環し、その冷熱が前記載置台３を介して前記ウエハＷに対して伝熱され、これによりウエハＷの処理面が所望の温度に制御される。
【００１９】
また、チャンバー２が排気されて真空に保持されていても、冷媒室８に循環される冷媒によりウエハＷを有効に冷却可能なように、伝熱用ガス、例えばＨｅガスが、後述するガス導入機構６０によりそのガス供給ライン６１ａおよび６１ｂを介してそれぞれ静電チャック１１の表面とウエハＷの裏面との間の中央部およびエッジ部に導入される。この伝熱用のＨｅガスを導入することにより、冷媒の冷熱がウエハＷに有効に伝達され、ウエハＷの冷却効率を高くすることができる。
【００２０】
前記載置台３の上方には、この載置台３と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド２１が設けられている。このシャワーヘッド２１は、絶縁材２２を介して、チャンバー２の上部に支持されており、載置台３との対向面２４には多数の吐出孔２３を有している。なお、載置台３とシャワーヘッド２１とは、例えば２５〜５５ｍｍ程度離間され、この距離は前記昇降機構により調節可能である。
【００２１】
前記シャワーヘッド２１の中央にはガス導入口２６が設けられ、さらにこのガス導入口２６には、ガス供給管２７が接続されており、さらにこのガス供給管２７には、バルブ２８を介して、エッチングガス供給源３０が接続されている。そして、エッチングガス供給源３０から、所定のエッチングガスが供給される。エッチングガスとしては、ハロゲン元素含有ガス等、通常この分野で用いられるガスが使用される。
【００２２】
前記チャンバー２の側壁底部近傍には排気管３１が接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられており、このゲートバルブ３２を開にした状態でウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。
【００２３】
上部電極として機能するシャワーヘッド２１には、プラズマ形成用の高周波電源４０が接続されており、その給電線には整合器４１が介在されている。この高周波電源４０は、例えば６０ＭＨｚの周波数の高周波を供給する。また、シャワーヘッド２１にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４２が接続されている。
【００２４】
下部電極として機能する載置台３には、イオン引き込み用の高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合器５１が介在されている。この高周波電源５０は、例えば２ＭＨｚの周波数の高周波を供給する。また、この載置台３にはハイパスフィルター（ＨＰＦ）１６が接続されている。
【００２５】
したがって、高周波電源４０からシャワーヘッド２１に印加される高周波電源により載置台３とシャワーヘッド２１との間の空間にエッチングガスのプラズマが形成されるとともに、高周波電源５０から載置台３に印加される高周波電源によりイオンがウエハＷに引き込まれ、ウエハＷを効率良くプラズマエッチングすることが可能となっている。
【００２６】
次に、上記ガス導入機構６０について詳細に説明する。
図２はガス導入機構６０を模式的に示す図である。このガス導入機構６０は、Ｈｅガスを供給する２本のガス供給ライン６１ａ，６１ｂを有している。これらガス供給ライン６１ａ，６１ｂは、それぞれ静電チャック１１の表面とウエハＷの裏面との間の中央部およびエッジ部に接続されており、それぞれＨｅガス供給源６２ａ，６２ｂからのＨｅガスをこれら部分に供給する。
【００２７】
ガス供給ライン６１ａには、Ｈｅガス供給源６２ａ側から順に、開閉バルブ６３ａ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａ、圧力測定器であるキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ、アキュームレータ６６ａ、開閉バルブ６７ａが設けられている。また、ガス供給ライン６１ａのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａとキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａとの間の部分には、チャンバー２の排気ラインに接続される排出ライン６８ａが接続されており、この排出ライン６８ａには上流側から開閉バルブ６９ａ、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）７０ａが順に設けられている。
【００２８】
ガス供給ライン６１ｂには、Ｈｅガス供給源６２ｂ側から順に、開閉バルブ６３ｂ、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ｂ、圧力測定器であるキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ｂ、アキュームレータ６６ｂ、開閉バルブ６７ｂが設けられている。また、ガス供給ライン６１ｂのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ｂとキャパシタンスマノメータ６５ｂとの間の部分には、排出ライン６８ａを介してチャンバー２の排気ラインに接続される排出ライン６８ｂが接続されており、この排出ライン６８ｂには上流側から開閉バルブ６９ｂ、圧力制御バルブ（ＰＣＶ）７０ｂが順に設けられている。
【００２９】
そして、ガス供給ライン６１ａ，６１ｂを通流するＨｅガスは、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａ，６４ｂにより一定流量で流れ、キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力値が設定値になるように、排出ライン６８ａ，６８ｂに設けられた圧力制御バルブ（ＰＣＶ）７０ａ，７０ｂにより排出ライン６８ａ，６８ｂを介して排出するＨｅガス量を制御する。これにより、ウエハＷ裏面のＨｅガス圧力が一定値に制御される。ここで、最終の開閉バルブ６７ａ，６７ｂは、Ｈｅガスの供給を停止した際にチャンバー２内のプロセスガスが逆流すること等を防止するために設けられる保護用のバルブであり、アキュームレータ６６ａ，６６ｂは、Ｈｅガスを貯留しておき、開閉バルブ６３ａ，６７ａ，６３ｂ，６７ｂを開にした際に、ウエハＷ裏面に速やかに圧力が及ぼされるようにするためのものである。なお、ガス供給ライン６１ａ，６１ｂの開閉バルブ６７ａ，６７ｂの下流側には、それぞれチャンバー２の排気ラインに接続されたバイパスライン７１ａ，７１ｂが接続されており、これらバイパスライン７１ａ，７１ｂには開閉バルブ７２ａ，７２ｂが設けられており、これら開閉バルブ７２ａ，７２ｂを開放することにより、ガス供給ライン６１ａ，６１ｂのＨｅガスを排気ラインにバイパスすることが可能となっている。
【００３０】
図２に示すように、静電チャック１１の表面には、中央部にガス吐出孔７３ａ、周辺部にガス吐出孔７３ｂが多数形成されており、ガス供給ライン６１ａ，６１ｂを通って所定の圧力で通流されてきたＨｅガスは、これらガス吐出孔７３ａ，７３ｂを介して静電チャック１１の表面とその上に吸着載置されたウエハＷとの間の微小空間に導入される。この際のガス圧は、静電チャック１１の表面とその上に吸着載置されたウエハＷとの間に均一な厚さの空間が形成される値とされる。
【００３１】
キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力値は圧力モニタ７５によりモニタされる。この圧力モニタ７５のモニタ値はコントローラ７６に出力され、そのコントローラ７６において、装置全体のプロセスを制御するプロセスコントローラ８０から開閉バルブ６７ａ，６７ｂへ開信号が送られてから所定時間モニタされた圧力の低下量と所定のしきい値とが比較され、その低下量がそのしきい値より小さい場合に、アラーム７７に指令を発し、アラームを発生させるとともに、プロセスコントローラ８０にプロセス停止の指令を発し、プロセスを停止させるようになっている。また、圧力の低下量が上記しきい値以上の場合には、プロセスコントローラ８０へＨｅガスの供給指令が発せられるようになっている。
【００３２】
次に、このように構成されるプラズマエッチング装置における処理動作について説明する。
まず、ゲートバルブ３２を開にしてウエハＷをチャンバー２内に搬入し、載置台３に載置された後、載置台３が図示の位置まで上昇され、排気装置３５により排気管３１を介してチャンバー２内が排気される。
【００３３】
チャンバー２内が所定の真空度になった後、チャンバー２内にエッチングガス供給源３０から所定のエッチングガスを所定の流量で導入するとともに、直流電源１３から電極１２に直流電圧を印加してウエハＷを静電チャック１１によって静電吸着させる。
【００３４】
そして、この状態で高周波電源４０からシャワーヘッド２１に所定の周波数の高周波電力を印加し、これにより、上部電極としてのシャワーヘッド２１と下部電極としての載置台３との間に高周波電界を生じさせ、エッチングガスをプラズマ化し、このプラズマによりウエハＷの所定の膜をエッチングする。このとき、高周波電源５０から下部電極である載置台３に所定の周波数の高周波電力を印加してプラズマ中のイオンを載置台３側へ引き込むようにし、エッチング効率を高める。
【００３５】
このように形成されたプラズマによりウエハＷの温度が上昇することを防止するために、エッチング処理中に支持部材４の冷媒室８に冷媒を導入するとともに、その冷熱が有効にウエハＷに伝達されるようにガス導入機構６０により、伝熱用ガスとしてＨｅガスを静電チャック１１の表面とウエハＷの裏面との間に導入する。
【００３６】
この際に、ガス導入機構６０は、所定の手順によりウエハＷ裏面の一定のＨｅガス圧力を印加するように制御されるが、開閉バルブ６７ａ，６７ｂが開信号を受け取ったにもの関わらず実際にはこれらの弁体が開かない事故が生じる場合がある。ガス導入機構６０のハード的な構成上、その場合でも圧力制御が続行されるが、実際にはＨｅガスはウエハＷの裏面には到達せず、ウエハＷが十分に冷却されずに製品不良が発生してしまう。
【００３７】
本実施形態では、図３のフローチャートに示すシーケンスを用いてソフト的にインターロックをかけ、このような製品不良が発生することを防止する。まず、静電チャック１１の電極１２に直流電圧を印加してウエハを静電チャック１１に吸着させ（ステップ１）、次いでマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａ，６４ｂの設定を０とするとともに、開閉バルブ６９ａ，６９ｂを閉じる（ステップ２）。その後、開閉バルブ６７ａ，６７ｂの開動作（開信号送信）を行う（ステップ３）。この際に、圧力モニタ７５によりモニタされるキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力値は、開閉バルブ６７ａ，６７ｂが実際に開かれた場合には、図４に示すように低下するため、開閉バルブ６７ａ，６７ｂの開動作からＸ_１ｓｅｃ経過後に、圧力低下量Δｐが所定のしきい値以上か否かを判断する（ステップ４）。キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力低下量がいずれも所定のしきい値以上の場合には、コントローラ７６が開閉バルブ６７ａ，６７ｂが正常に開いたと判断し、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａ，６４ｂの設定をプロセスにおける通常の流量とし、かつ開閉バルブ６９ａ，６９ｂを開放してＨｅガス供給源６２ａ，６２ｂからのガスの供給を開始する（ステップ５）。そして、Ｈｅガスの流量がプロセスにおける値に安定するのを待つ（ステップ６）。一方、上記ステップ４において、キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの一方または両方の圧力低下量が所定のしきい値より低い場合には、その該当する開閉バルブが正常に開いていないと判断して、コントローラ７６がアラーム７７に指令を送り、アラームを発生させる（ステップ７）とともに、プロセスコントローラ８０へ指令を送ってプロセスを停止させる（ステップ８）。
【００３８】
このようにして、開閉バルブ６７ａ，６７ｂが正常に開かずに伝熱用のＨｅガスが被処理体裏面側に供給されていないことによる製品不良等の不都合を未然に防止することができる。このときのしきい値およびモニター時間Ｘ_１ｓｅｃはインターロック条件として設定されるものであり、プロセス圧力に応じて適宜設定される。
【００３９】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図５は、本発明の他の実施形態に係るガス導入機構を模式的に示す図である。このガス導入機構６０′は、アキュームレータ６６ａ，６６ｂを削除した以外は図２のガス導入機構６０と同じ構成を有しているので、同じものには同じ符号を付して説明を省略する。
【００４０】
このガス導入機構６０′においては、図６のフローチャートに示すシーケンスを用いる。まず、静電チャック１１の電極１２に直流電圧を印加してウエハを静電チャック１１に吸着させ（ステップ１１）、次いで圧力制御バルブ（ＰＣＶ）７０ａ，７０ｂを閉じる（ステップ１２）。その後、開閉バルブ６３ａ，６３ｂを開き（ステップ１３）、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）６４ａ，６４ｂの設定をプロセスにおける通常の流量とする（ステップ１４）。これにより、図７に示すようにキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力値が上昇する。そして、その圧力値が所定のインターロック圧力に達した時点で、開閉バルブ６９ａ，６９ｂ，７２ａ，７２ｂ，６７ａ，６７ｂの開動作（開信号送信）を行う（ステップ１５）。これらの開閉バルブの開動作からＸ_２ｓｅｃ経過後に、圧力低下量Δｐが所定のしきい値以上か否かを判断する（ステップ１６）。キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの圧力低下量がいずれも所定のしきい値以上の場合には、コントローラ７６が開閉バルブ６７ａ，６７ｂが正常に開いたと判断し、開閉バルブ７２ａ，７２ｂを閉じ（ステップ１７）、Ｈｅガスの供給が安定するのを待つ（ステップ１８）。一方、上記ステップ１６において、キャパシタンスマノメータ（ＣＭ）６５ａ，６５ｂの一方または両方の圧力低下量が所定のしきい値よりも低い場合には、その該当する開閉バルブが正常に開いていないと判断して、コントローラ７６がアラーム７７に指令を送り、アラームを発生させる（ステップ１９）とともに、プロセスコントローラ８０へ指令を送ってプロセスを停止させる（ステップ２０）。
【００４１】
このようにして、この実施形態においても開閉バルブ６７ａ，６７ｂが正常に開かずに伝熱用のＨｅガスが被処理体裏面側に供給されていないことによる製品不良等の不都合を未然に防止することができる。このときのインターロック圧力、しきい値およびモニター時間Ｘ_２ｓｅｃはインターロック条件として設定されるものであり、プロセス圧力に応じて適宜設定される。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、中央部とエッジ部の両方に伝熱用ガスを供給したが、ガスの供給ラインは１本でもよい。また、上記実施形態では圧力測定器としてキャパシタンスマノメータを用いたが、これに限らず種々のマノメータを用いることができる。
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、ガスとしてＨｅガスを用いた場合について示したが、これに限定されることなくＡｒガスやＮ_２ガス等の他のガスを用いることができる。ただし、Ｈｅは熱伝達性が高いためより好ましい。さらに、上記実施形態では、本発明を上下電極に高周波電力を印加するプラズマエッチング装置に適用した場合について示したが、これに限らず、いずれか一方の電極に高周波電力を印加する装置であってもよく、マグネトロンプラズマエッチング装置であってもよい。また、例えばプラズマＣＶＤ処理やスパッタリング処理等、他のプラズマ処理にも適用可能である。
【００４４】
さらにまた、上記実施形態では載置台３に静電チャック１１を設け、静電チャック１１により被処理体を保持する場合について示したが、これに限らず、機械的なクランプ機構を用いて保持するものであってもよい。さらにまた、被処理体として半導体ウエハを用いた場合について示したが、これに限らず液晶表示装置（ＬＣＤ）基板等の他の被処理体であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインの圧力を測定し、ガス供給ラインに設けられた開閉バルブの開動作が行われた際に、ガス供給ラインの圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させるので、開閉バルブの開動作を行った際に実際には開閉バルブが開かれていないことを検出することができ、被処理体裏面に伝熱用ガスが供給されずに被処理体の不良が発生することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス導入機構が用いられたプラズマエッチング装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るガス導入機構を模式的に示す図。
【図３】図２のガス導入機構の処理シーケンスを示すフローチャート。
【図４】図２のガス導入機構のキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）の検出圧力の経時変化を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態に係るガス導入機構を模式的に示す図。
【図６】図５のガス導入機構の処理シーケンスを示すフローチャート。
【図７】図５のガス導入機構のキャパシタンスマノメータ（ＣＭ）の検出圧力の経時変化を示す図。
【符号の説明】
１；プラズマエッチング装置
２；チャンバー
３；載置台
８；冷媒室
２１；シャワーヘッド
３０；エッチングガス供給源
３５；排気装置
４０，５０；高周波電源
６０，６０′；ガス導入機構
６１ａ，６１ｂ；ガス供給ライン
６２ａ，６２ｂ；Ｈｅガス供給源
６４ａ，６４ｂ；マスフローコントローラ
６５ａ，６５ｂ；キャパシタンスマノメータ（圧力測定器）
６６ａ，６６ｂ；アキュームレータ
６７ａ，６７ｂ；開閉バルブ
７０ａ，７０ｂ；圧力制御バルブ
７５；圧力モニタ
７６；コントローラ
７７；アラーム
８０；プロセスコントローラ
Ｗ；半導体ウエハ

Claims

真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記載置台とその上の被処理体との間にガスを導入するガス導入機構であって、
前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインと、
前記ガス供給ラインの圧力を測定する圧力測定器と、
前記ガス供給ラインの前記圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブと、
前記圧力測定器の圧力をモニタするモニタ手段と、
前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させる制御手段と、
前記ガス供給ラインに接続された排出ラインと、
前記排出ラインに設けられ、前記圧力測定器が所定の圧力になるように前記伝熱用ガスの排気量を制御する圧力制御バルブと
を具備することを特徴とするガス導入機構。
前記開閉バルブの開動作が行われた際は、前記開閉バルブの開動作から所定時間後であることを特徴とする請求項１に記載のガス導入機構。
前記制御手段は、前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、前記プラズマ処理装置の処理を停止させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガス導入機構。
前記ガス供給ラインの前記開閉バルブの上流側に設けられ、前記伝熱用ガスを一時貯留するアキュームレータをさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のガス導入機構。
真空に保持可能なチャンバー内で載置台に載置された被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、前記載置台とその上の被処理体との間にガスを導入するガス導入方法であって、
前記載置台と載置台に保持された被処理体との間にガス供給ラインを介して伝熱用ガスを供給し、前記ガス供給ラインに接続された排気ラインの圧力を圧力調整バルブで調整することにより、伝熱用ガスの圧力を調整し、前記ガス供給ラインの圧力を圧力測定器により測定しつつ前記ガス供給ラインの圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブの開動作が行われた際に、前記ガス供給ラインの圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生させることを特徴とするガス導入方法。
前記開閉バルブの開動作が行われた際は、前記開閉バルブの開動作から所定時間後であることを特徴とする請求項５に記載のガス導入方法。
前記ガス供給ラインの圧力の低下量がしきい値より低い場合に、前記プラズマ処理装置の処理を停止させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のガス導入方法。
真空に保持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられかつその表面に被処理体が載置保持される載置台と、
前記チャンバー内を排気する排気手段と、
前記チャンバー内で被処理体に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理手段と、
前記載置台の温度を調節する温度調節機構と、
前記載置台から被処理体に伝熱用ガスを前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に導入するガス導入機構と
を具備するプラズマ処理装置であって、
前記ガス導入機構は、
前記載置台と載置台に保持された被処理体との間に伝熱用ガスを供給するガス供給ラインと、
前記ガス供給ラインの圧力を測定する圧力測定器と、
前記ガス供給ラインの前記圧力測定器の下流側に設けられた開閉バルブと、
前記圧力測定器の圧力をモニタするモニタ手段と、
前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、アラームを発生する制御手段と、
前記ガス供給ラインに接続された排出ラインと、
前記排出ラインに設けられ、前記圧力制御器が所定の圧力になるように前記伝熱用ガスの排気量を制御する圧力制御バルブと
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
前記制御手段は、前記開閉バルブの開動作が行われた際の前記モニタ手段がモニタしている圧力の低下量がしきい値より低い場合に、前記プラズマ処理装置の処理を停止させることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
前記ガス供給ラインの前記開閉バルブの上流側に設けられ、前記伝熱用ガスを一時貯留するアキュームレータをさらに備えることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置。