JP6014513B2 - プラズマエッチング装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
第1の実施形態に係る制御方法は、実施形態の一例において、基台を第1の温度で制御し、基台の載置面に配置されて被処理体が載置されるヒーターが内蔵された静電チャックの温度を第2の温度で制御し、被処理体に対して第1の処理を行う第1の処理工程を含む。また、第1の実施形態に係る制御方法は、実施形態の一例において、基台を第3の温度で制御し、ヒーターにより静電チャックの温度を第4の温度で制御し、被処理体に対して第2の処理を行う第2の処理工程を含む。また、第1の実施形態に係る制御方法は、実施形態の一例において、第1の温度と第2の温度との温度差、及び、第3の温度と第4の温度との温度差が、基台と静電チャックとを接合する接合層の許容温度となる。
図1は、第1の実施形態に係るプラズマエッチング装置の全体像を示す断面図である。図2は、第1の実施形態における半導体ウエハ、静電チャック、サセプタ、フォーカスリング及びシール部材の位置関係を示す断面図である。
図3は、第1の実施形態におけるチラーの構造の一例を示す図である。チラー70について説明する。チラー70は、低温温調ユニット74及び高温温調ユニット75から形成される2つの蓄熱する循環回路が設けられている。これらの2つの循環回路は、冷却媒体を貯蔵可能な大型のタンクと循環ポンプを保有し、各タンクへ貯蔵される冷却媒体の量は、常に温度の安定性を担保できる所定量を満たすことができる。このため、チラー70の温度制御能力を維持し、安定した温度制御が可能である。
プラズマエッチング装置100の各構成部は、CPUを備えたプロセスコントローラ90に接続されて制御される。プロセスコントローラ90には、工程管理者がプラズマエッチング装置100を管理するためのコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマエッチング装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザインタフェース91が接続される。
プロセスコントローラ90によるフィードバック制御の一例について簡単に説明する。プロセスコントローラ90は、温度センサT及び圧力センサP1、P2,P3をモニターしながら、可変バルブ79a、79b、79cの開閉をフィードバック制御する。プロセスコントローラ90は、温度センサTにより検出された温度が基台10に設定される温度に近づくように可変バルブ79a、79b、79cをフィードバック制御する。
図6は、第1の実施形態におけるプロセスコントローラによる温度制御処理の流れの一例を示すためのフローチャートである。図6に示す一連の処理は、例えば、エッチングを実行する指示を利用者から受け付けた場合にプロセスコントローラ90によって行われる。
以上、第1の実施形態に係るプラズマエッチング装置及び制御方法について説明したが、これに限定されるものではない。以下では、他の実施形態について説明する。
プロセスコントローラ90は、基台10から出てきた冷却媒体の温度を測定する工程を行う。また、プロセスコントローラ90は、変更工程において、流路の出口から出てきた冷却媒体の温度に基づいて、流路の入口に送る冷却媒体の温度を制御する。
また、プロセスコントローラ90は、ヒーター9aにより静電チャック9の温度を上げる場合に、変更工程において、第2の温度を第4の温度に上げられ始める前に、第1の温度から第3の温度への変更を開始する。
また、例えば、基台10の温度を制御するチラーは、低温温調ユニット及び高温温調ユニットからなり、基台10の温度の制御時において、低温温調ユニット若しくは高温温調ユニットのいずれか一方からの冷媒のみを流路に流しても良い。すなわち、低温温調ユニットから供給される液体と高温温調ユニットから供給される液体とを混合することで任意の温度の液体を供給するのではなく、低温温調ユニットに貯蔵されている液体と、高温温調ユニットに貯蔵されている液体とのうち、いずれか一方をそのまま供給しても良い。
また、例えば、上述の実施形態では、チラーから提供する液体の温度を変える場合を例に示したが、これに限定されるものではない。例えば、チラーにより提供される液体の温度とヒーターの温度との温度差が接合層20の許容範囲外となる場合に、チラーから提供される液体が基台10を循環しないようにしても良い。この場合、チラーによる冷却は行われず、基台10の温度や基台10内に設けられる配管内に残った液体の温度は、ヒーターの熱により上がることになる。この結果、接合層20における温度差が許容範囲外となることを防止可能となる。
2 半導体ウエハ
5 基台支持台
6 冷媒ジャケット
9 静電チャック
9a ヒーター
10 基台
20 接合層
70 チラー
71 流路
72 流路
90 プロセスコントローラ
100 プラズマエッチング装置
T1 温度センサ
Claims (16)
- 基台を第1の温度で制御し、前記基台に配置されて被処理体が載置されるヒーターが内蔵された静電チャックの温度を前記第1の温度との温度差が前記基台と前記静電チャックとを接合する接合層の許容温度範囲内である第2の温度で制御し、前記被処理体に対して第1の処理を行う第1の処理工程と、
前記基台を前記第1の温度とは異なる第3の温度で制御し、前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を前記第3の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内である第4の温度で制御し、前記被処理体に対して第2の処理を行う第2の処理工程とを含むことを特徴とする制御方法。 - 前記第1の温度と前記第4の温度との差が前記接合層の許容温度を超える場合、前記第1の処理の後、前記第1の温度を、前記第4の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内となるように前記第3の温度に変更する変更工程と
を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。 - 前記基台は、前記基台内に設けられた流路をチラーによって冷却媒体が循環させられ、
前記基台の温度は、前記冷却媒体の温度を制御することで制御されることを特徴とする請求項2に記載の制御方法。 - 前記基台は、前記基台内に設けられた流路をチラーによって冷却媒体が循環させられ、
前記チラーは、前記基台内に設けられた前記流路の入口に前記冷却媒体を送り、前記流路の出口から出てきた前記冷却媒体を受け付け、前記冷却媒体の温度を制御した上で前記流路に再度送ることで、前記流路に前記冷却媒体を循環させるものであって、
前記変更工程は、前記流路の出口から出てきた前記冷却媒体の温度を測定し、当該測定した温度に基づいて、前記流路の入口に送る前記冷却媒体の温度を制御することを特徴とする請求項2又は3に記載の制御方法。 - 前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を上げる場合に、前記変更工程は、前記第2の温度を前記第4の温度に上げられ始める前に、前記第1の温度から前記第3の温度への変更を開始することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を下げる場合に、前記変更工程は、前記第2の温度を前記第4の温度に下げられ始められた後に、前記第1の温度から前記第3の温度への変更を開始することを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の制御方法。
- 前記基台の温度を制御するチラーは、低温温調ユニット及び高温温調ユニットからなり、前記基台の温度の制御時において低温温調ユニット若しくは高温温調ユニットのいずれか一方からの冷媒を前記流路に流すことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。
- 前記第1の温度と前記第4の温度との差が前記接合層の許容温度を超える場合、前記第1の処理の後、前記第1の温度を、前記第4の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内となるように前記第3の温度に変更する変更工程において、基台内の冷媒の循環を停止する工程を更に含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の制御方法。
- 基台と、
前記基台に配置されて被処理体が載置される静電チャックと、
前記基台と前記静電チャックとを接合する接合層と、
前記静電チャック内に設けられたヒーターと、
前記基台の温度を制御するチラーと、
前記被処理体に対して第1の処理を行う際に、前記基台を第1の温度で制御しつつ前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を前記第1の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内である第2の温度で制御し、前記被処理体に対して第2の処理を行う際に、前記基台を前記第1の温度とは異なる第3の温度で制御しつつ前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を前記第3の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内である第4の温度で制御する制御部とを具備することを特徴とするプラズマエッチング装置。 - 前記制御部は、前記第1の温度と前記第4の温度との差が前記接合層の許容温度を超える場合、前記第1の処理の後、前記第1の温度を、前記第4の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内となるように前記第3の温度に変更することを特徴とする請求項9に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記基台は、前記基台内に設けられた流路を前記チラーによって冷却媒体が循環させられ、
前記基台の温度は、前記冷却媒体の温度を制御することで制御されることを特徴とする請求項9又は10に記載のプラズマエッチング装置。 - 前記基台は、前記基台内に設けられた流路をチラーによって冷却媒体が循環させられ、
前記チラーは、前記基台内に設けられた前記流路の入口に前記冷却媒体を送り、前記流路の出口から出てきた前記冷却媒体を受け付け、前記冷却媒体の温度を制御した上で前記流路に再度送ることで、前記流路に前記冷却媒体を循環させるものであって、
前記プラズマエッチング装置は、前記流路の出口から出てきた前記冷却媒体の温度を測定する測定部を更に有し、
前記制御部は、前記測定部により測定された前記冷却媒体の温度に基づいて、前記流路の入口に送る前記冷却媒体の温度を制御することを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。 - 前記制御部は、前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を上げる場合に、前記第2の温度を前記第4の温度に上げ始める前に、前記第1の温度から前記第3の温度への変更を開始することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記制御部は、前記ヒーターにより前記静電チャックの温度を下げる場合に、前記第2の温度を前記第4の温度に下げ始めた後に、前記第1の温度から前記第3の温度への変更を開始することを特徴とする請求項9〜12のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記基台の温度を制御するチラーは、低温温調ユニット及び高温温調ユニットからなり、前記基台の温度の制御時において低温温調ユニット若しくは高温温調ユニットのいずれか一方からの冷媒を前記流路に流すことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。
- 前記制御部は、前記第1の温度と前記第4の温度との差が前記接合層の許容温度を超える場合、前記第1の処理の後、前記第1の温度を、前記第4の温度との温度差が前記接合層の許容温度範囲内となるように前記第3の温度に変更する場合に、基台内の冷媒の循環を停止することを特徴とする請求項9〜15のいずれか1項に記載のプラズマエッチング装置。
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