JPH01274427A - 試料裏面ガス圧力制御装置 - Google Patents
試料裏面ガス圧力制御装置Info
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- JPH01274427A JPH01274427A JP10257388A JP10257388A JPH01274427A JP H01274427 A JPH01274427 A JP H01274427A JP 10257388 A JP10257388 A JP 10257388A JP 10257388 A JP10257388 A JP 10257388A JP H01274427 A JPH01274427 A JP H01274427A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、試料裏面ガス圧力制御！Ｉｉに係り、特にプ
ラズマ処理される試料の温度制御に効果的な試料裏面ガ
ス圧力制御装置に関するものである。
ラズマ処理される試料の温度制御に効果的な試料裏面ガ
ス圧力制御装置に関するものである。
従来の装置は１例えば、特開昭６０−１１５２２６号公
報に記載のように、試料の裏面の少なくとも外周辺を試
料台に吸着させろと共に、試料の裏面と試料台との間の
隙間にガスを満すようになっていた。
報に記載のように、試料の裏面の少なくとも外周辺を試
料台に吸着させろと共に、試料の裏面と試料台との間の
隙間にガスを満すようになっていた。
また、 Ｈｅガスのようなガスの供給マスフローコント
ローラは、プロセス制御コンピュータと結合され、予め
求めた試料の温度とＨｅガスの供給量との関係から、所
定流量を流すようになっていた。
ローラは、プロセス制御コンピュータと結合され、予め
求めた試料の温度とＨｅガスの供給量との関係から、所
定流量を流すようになっていた。
上記従来技術は、試料毎によって異なるソリ具合、試料
押えのツメと試料のオリフラの相対位置等により、一定
流量のガスを流しただけでは、試料裏面の圧力が変化す
るという二とに対して考慮がなされていない。このため
に、試料毎に裏面圧力が一定とはならず、試料の冷却又
は加熱効果が変化してしまい１例えば、処理速度が温度
に太き（依存する膜種をエヅチング処理する場合、形状
や選択比等の再現性が悪化するという問題があった。
押えのツメと試料のオリフラの相対位置等により、一定
流量のガスを流しただけでは、試料裏面の圧力が変化す
るという二とに対して考慮がなされていない。このため
に、試料毎に裏面圧力が一定とはならず、試料の冷却又
は加熱効果が変化してしまい１例えば、処理速度が温度
に太き（依存する膜種をエヅチング処理する場合、形状
や選択比等の再現性が悪化するという問題があった。
本発明の目的は、プラズマ処理の再現性を向上させるこ
とができる試料裏面力゛ス圧力制ｍｇｔｔを提供するこ
とにある。
とができる試料裏面力゛ス圧力制ｍｇｔｔを提供するこ
とにある。
上記目的は、ガス導入ラインに２点検出できる圧力スイ
ッチを設け、該スイッチの０Ｎ／ＯＦＦ接点入力を制御
装置にとり込み、該制御装置は、Ｄ／Ａｇ換器を介して
、ｊｆスのマスフローコントローラを制御できるように
し、ガス流量の関数である圧力が、設定圧力となる時の
ガス流量を、上記制御装置に予めプログラミングされた
到達圧力の予測と、該到達圧力値を利用し１次のガス流
量を微分法の応用である二、−トンの近似法により決定
することを繰返すことで達成される。
ッチを設け、該スイッチの０Ｎ／ＯＦＦ接点入力を制御
装置にとり込み、該制御装置は、Ｄ／Ａｇ換器を介して
、ｊｆスのマスフローコントローラを制御できるように
し、ガス流量の関数である圧力が、設定圧力となる時の
ガス流量を、上記制御装置に予めプログラミングされた
到達圧力の予測と、該到達圧力値を利用し１次のガス流
量を微分法の応用である二、−トンの近似法により決定
することを繰返すことで達成される。
〔作 用〕
試料裏面の冷却ガス圧力Ｐと、冷却ガス流量Ｑとの関係
は、試料押えのツメと試料のオリフラの相対位置等によ
り、第３図に示すような曲線群となり、ガス流量の増加
に伴って裏面圧力も増加する。
は、試料押えのツメと試料のオリフラの相対位置等によ
り、第３図に示すような曲線群となり、ガス流量の増加
に伴って裏面圧力も増加する。
この関係はＰｅ＝ｆ（Ｑ）と表わされるが、 ７（Ｑ）
は、前述の如く試料毎に異なったものとなる。
は、前述の如く試料毎に異なったものとなる。
今、試料の載る電極が、一定温度に制御されているとし
て、プラズマにさらされる試料の温度を再現性良（制御
するためには、電極と試料裏面間のガスの圧力を、常に
定められた圧力に保つ必要がある。
て、プラズマにさらされる試料の温度を再現性良（制御
するためには、電極と試料裏面間のガスの圧力を、常に
定められた圧力に保つ必要がある。
２点の接点の圧力スイッチの信号の制御＊ｉへのとり込
みは、ガス流量を一定にし、試料裏面への導入後の圧力
上昇値に対する時間を計測できるので制御装置内の計算
により到達圧力を予測できる。
みは、ガス流量を一定にし、試料裏面への導入後の圧力
上昇値に対する時間を計測できるので制御装置内の計算
により到達圧力を予測できる。
即ち、第２図に示すようにある流量Ｑｏに対して圧力上
昇値△ｐ ｘ ｐＨ−ｐＬ ＝一定の時の時間△ｔと１
升＝十（Ｑ−ＰＳ）の関係式より、Ｓｅが計算でｈｌそ
れによフて、Ｐｅ ＝ Ｑ６ ／ ８６ より到達圧
力を予測できる。
昇値△ｐ ｘ ｐＨ−ｐＬ ＝一定の時の時間△ｔと１
升＝十（Ｑ−ＰＳ）の関係式より、Ｓｅが計算でｈｌそ
れによフて、Ｐｅ ＝ Ｑ６ ／ ８６ より到達圧
力を予測できる。
また、微分法の応用であるニュートンの近似法によると
、Ｐｅ ＝ ｆ （Ｑ）の連続の関数で微分値７’（Ｑ
）が存在すると、ｆ （Ｑｓｅｔ ） ” Ｐｓｅｔで
、Ｑｓｅｔの近似値としてＱｌ＝Ｑｏ−（ｆ（Ｑｏ）−
Ｐｓｅｔ）／ｆ’（Ｑｏ）近似値は Ｑ＋ ＝Ｑｏ −（ｒｅ Ｐｓｅｔ）／ （Ｐｅ／Ｑ
ｏ ）前述により求められたＱｌをＱｏとし、同様に求
めてさらに精密な近似値を求める。この場合、ｐｃ＝ｆ
（Ｑ）の曲線の曲率が小さいので１回又は２回繰り返せ
ば実用上、十分な精度となるので短時間にガス流量を決
定できる。
、Ｐｅ ＝ ｆ （Ｑ）の連続の関数で微分値７’（Ｑ
）が存在すると、ｆ （Ｑｓｅｔ ） ” Ｐｓｅｔで
、Ｑｓｅｔの近似値としてＱｌ＝Ｑｏ−（ｆ（Ｑｏ）−
Ｐｓｅｔ）／ｆ’（Ｑｏ）近似値は Ｑ＋ ＝Ｑｏ −（ｒｅ Ｐｓｅｔ）／ （Ｐｅ／Ｑ
ｏ ）前述により求められたＱｌをＱｏとし、同様に求
めてさらに精密な近似値を求める。この場合、ｐｃ＝ｆ
（Ｑ）の曲線の曲率が小さいので１回又は２回繰り返せ
ば実用上、十分な精度となるので短時間にガス流量を決
定できる。
以下１本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
ｇＪ１図で、真空Ｓ器ｌおよび放電管２にて構成される
プラズマ処理室３内に、電ａＦ＋４が設置されている。
プラズマ処理室３内に、電ａＦ＋４が設置されている。
電極４は真空容器ｌと電気的に絶縁するため、絶縁体５
で囲まれており、電極４には高周波型［７が接続されて
おり、バイアス印加を可能としている。また電極４の上
部には、試料１例えば、半導体素子基板（以下、ウェハ
と略）８が載置され、その周辺は幾点かウェハ押え９に
て押え付けられている。電極４のウェハ載置部には熱媒
体の通過する溝１０が設けられており、ここに、ａ調器
１１により温度制御された熱媒体が流される。
で囲まれており、電極４には高周波型［７が接続されて
おり、バイアス印加を可能としている。また電極４の上
部には、試料１例えば、半導体素子基板（以下、ウェハ
と略）８が載置され、その周辺は幾点かウェハ押え９に
て押え付けられている。電極４のウェハ載置部には熱媒
体の通過する溝１０が設けられており、ここに、ａ調器
１１により温度制御された熱媒体が流される。
セは熱媒体の吐出側配管であり、１３は戻り側配管であ
る。また、電極４には、ウェハ８の裏面と電極４の載置
部表面との間にガスを充満させるためのガス穴１４が設
けられており、ここにガスＭ１５から供給されるガスを
マスフローコントローラ１６テｒＩＬ量制御し、パルプ
１７．配管１８を介して導入する。
る。また、電極４には、ウェハ８の裏面と電極４の載置
部表面との間にガスを充満させるためのガス穴１４が設
けられており、ここにガスＭ１５から供給されるガスを
マスフローコントローラ１６テｒＩＬ量制御し、パルプ
１７．配管１８を介して導入する。
配管用の一部暢こは数Ｔｏｒｒ付近の真空度が検出可能
な真空検出器、例えば、ビラジゲージ１９を取り付け、
これにはメータリレーＩが接続されている。
な真空検出器、例えば、ビラジゲージ１９を取り付け、
これにはメータリレーＩが接続されている。
メータリレー囚は、設定した真空度に達するとすレー接
点がＯＮする接点が２個あれば何んでも良い。該接点信
号はマイクロコンピュータ乙に取り込まれる。また、マ
イクロコンピュータｎは、Ｄ／Ａｆｆｉ換器ｚを介して
、マスフローコントローラ１６を制御できるようになっ
ている。
点がＯＮする接点が２個あれば何んでも良い。該接点信
号はマイクロコンピュータ乙に取り込まれる。また、マ
イクロコンピュータｎは、Ｄ／Ａｆｆｉ換器ｚを介して
、マスフローコントローラ１６を制御できるようになっ
ている。
また、真空容器ｌの排気孔ｎに接続された真空排気装置
２により、処理室３を１ （１−５Ｔｏｒｒ 台に真空
排気した後、ガスを導入、制御した後、処理ガス源四か
ら、制御された処理ガスが処理ガス導入０羽より導入さ
れ、制御パルプ夙により所定圧力に保たれる。その後マ
イクロ波６が印加されると共に先のバイアス印加もされ
ることによりプラズマの発生およびエツチング又は成膜
の性能を制御する。
２により、処理室３を１ （１−５Ｔｏｒｒ 台に真空
排気した後、ガスを導入、制御した後、処理ガス源四か
ら、制御された処理ガスが処理ガス導入０羽より導入さ
れ、制御パルプ夙により所定圧力に保たれる。その後マ
イクロ波６が印加されると共に先のバイアス印加もされ
ることによりプラズマの発生およびエツチング又は成膜
の性能を制御する。
また、ガス導入部の配管１８と真空排気装ａ［２５の間
には、排気パルプｎが接続され、ガス導入ライン排気が
可能である。
には、排気パルプｎが接続され、ガス導入ライン排気が
可能である。
以上のようなシステム構成において、第４図に示すよう
に、処理ガスを処理室３に導入すると同時期に、パルプ
１７を排気パルプηを開き、最大流量１０ ｓｃｃＭの
マスフローコントローラ１６によりガスとしてＨｅガス
を初期流量ＱＯ＝６１０００Ｍ に安定させる。流量
安定時の真空度はこの場合０．４Ｔａｒｒ訂後で１時定
数も０．２ｓｅ（Ｈ程度なので、メータリレー囚の低圧
側の接点ＰＬをｌ Ｔｏｒｒ （絶対圧動正値は０．９
７ Ｔｏｒｒ ）とすれば、十分早く、その接点値以下
となる。また、初期流量Ｑｏを最大流量ｌ１０８ＣＣと
しても、十分低圧側接点以下となる。
に、処理ガスを処理室３に導入すると同時期に、パルプ
１７を排気パルプηを開き、最大流量１０ ｓｃｃＭの
マスフローコントローラ１６によりガスとしてＨｅガス
を初期流量ＱＯ＝６１０００Ｍ に安定させる。流量
安定時の真空度はこの場合０．４Ｔａｒｒ訂後で１時定
数も０．２ｓｅ（Ｈ程度なので、メータリレー囚の低圧
側の接点ＰＬをｌ Ｔｏｒｒ （絶対圧動正値は０．９
７ Ｔｏｒｒ ）とすれば、十分早く、その接点値以下
となる。また、初期流量Ｑｏを最大流量ｌ１０８ＣＣと
しても、十分低圧側接点以下となる。
次に排気パルプｎを閉じ、ウェハ８裏面圧力を昇圧させ
る。その昇圧状況を配管１８のピラニゲージ１９で計測
し、マイクロコンピュータｎに取り込まれたメータリレ
ーの低圧側接点ＰＬと高圧側の接点ＰＨｐ 二の場合ｐ
Ｈは３ Ｔｏｒｒ （絶対圧動正値は２Ｔｏｒｒ）の経
過する時間を計測する。この計測時間△ｔＯが１．６
Ｓｅｃの場合、ΔＰ／△ｔ＝（ｑ−ｐｓ）／ｖの基本式
ヨリ、５ｅ＝（Ｑ＝−へＰ ｖ ） ／Ｐ ｃ７） ’
ＩＴ△を 気速度Ｓｃを本める。 但し、このシステムの場合、Ｑ
＝Ｑｏ＝６／７８．９ Ｔｏｒｒ−１／Ｓ、Δｐ＝ｐＨ
−ｐＬ＝２−０．９７ ＝１．０３Ｔｏｒｒ、 △ｔ
＝Δｔｏ＝１．３８４ｃ。
る。その昇圧状況を配管１８のピラニゲージ１９で計測
し、マイクロコンピュータｎに取り込まれたメータリレ
ーの低圧側接点ＰＬと高圧側の接点ＰＨｐ 二の場合ｐ
Ｈは３ Ｔｏｒｒ （絶対圧動正値は２Ｔｏｒｒ）の経
過する時間を計測する。この計測時間△ｔＯが１．６
Ｓｅｃの場合、ΔＰ／△ｔ＝（ｑ−ｐｓ）／ｖの基本式
ヨリ、５ｅ＝（Ｑ＝−へＰ ｖ ） ／Ｐ ｃ７） ’
ＩＴ△を 気速度Ｓｃを本める。 但し、このシステムの場合、Ｑ
＝Ｑｏ＝６／７８．９ Ｔｏｒｒ−１／Ｓ、Δｐ＝ｐＨ
−ｐＬ＝２−０．９７ ＝１．０３Ｔｏｒｒ、 △ｔ
＝Δｔｏ＝１．３８４ｃ。
Ｖ＝０．０４５！！およびＰ＝ＰＨ＝２Ｔｏｒｒとなる
・以上によりＳ、中０．０２０Ｉ！／Ｓとなり、到達圧
力はＰｅ ” Ｑｏ ／ ８６ ＝ ３．８ Ｔｏｒｒ
と予測テキル。
・以上によりＳ、中０．０２０Ｉ！／Ｓとなり、到達圧
力はＰｅ ” Ｑｏ ／ ８６ ＝ ３．８ Ｔｏｒｒ
と予測テキル。
今、ガスの裏面圧力の設定圧力Ｐ ｓｅｔ≠３．３ Ｔ
ｏｒｒとした場合、到達圧力に差があるので、Ｑｏを補
正する必要がある。その補正値をＱｌとすると、微分法
によるニュートンの近似法により、Ｑ、＝ｘＱ、＋Ｐ
ｓｅｔ ／ Ｐ６ ＝ ５．２ ｓｅｃＭとなる。
ｏｒｒとした場合、到達圧力に差があるので、Ｑｏを補
正する必要がある。その補正値をＱｌとすると、微分法
によるニュートンの近似法により、Ｑ、＝ｘＱ、＋Ｐ
ｓｅｔ ／ Ｐ６ ＝ ５．２ ｓｅｃＭとなる。
Ｑｌと新しいＱｏとして上記動作を再度実施し、２回目
のＱｌが求まれば、マスフローコントローラ１６の値を
Ｑｌに１．ガスの裏面圧力制御を終了する。
のＱｌが求まれば、マスフローコントローラ１６の値を
Ｑｌに１．ガスの裏面圧力制御を終了する。
ここで２回目のＱｌで終了するのは第３図に示すように
、Ｐｃｍ ｆ（Ｑ）の曲線の曲率が小さいので実用上、
十分な精度となり、時短間でガス流量が決定できる。
、Ｐｃｍ ｆ（Ｑ）の曲線の曲率が小さいので実用上、
十分な精度となり、時短間でガス流量が決定できる。
本発明によれば、試料裏面圧の特性要因の如何にかかわ
らずガス流量を短時間に精度よく、所定の圧力量こ近づ
けることができるので、プラズマ処理中の試料の温度＃
１歴の再現性が向上し、以って。
らずガス流量を短時間に精度よく、所定の圧力量こ近づ
けることができるので、プラズマ処理中の試料の温度＃
１歴の再現性が向上し、以って。
プラズマ処理の再現性を向上できるという効果がある。
ｇＪ１図は、本発明の一実施例の試料裏面ガス圧力制御
装譚の構成図、第２図は、ガスを導入した時のピラニゲ
ージの真空度の経時変化を示す模式図、第３図は、ガス
にＨｅガスを使用した時のウメハ裏面圧の特性要因によ
る到達圧力のバラツキを示した模式図、第４図は、試料
裏面ガス圧力制御のフローチャート図である。 ３・・・・・・処理室、４・・・・・・電極、８・・・
・・・ウェハ、Ｕ・・・・・・温調９％、１６・・・・
・・マスフロートローラ、１９・・・・・・ピラニゲー
ジ、２０・・・・・・メータリレー、２２・・・・・・
マイクロコンピュータ、ｎ・・・・・・排気パルプ１２
図 第３図
装譚の構成図、第２図は、ガスを導入した時のピラニゲ
ージの真空度の経時変化を示す模式図、第３図は、ガス
にＨｅガスを使用した時のウメハ裏面圧の特性要因によ
る到達圧力のバラツキを示した模式図、第４図は、試料
裏面ガス圧力制御のフローチャート図である。 ３・・・・・・処理室、４・・・・・・電極、８・・・
・・・ウェハ、Ｕ・・・・・・温調９％、１６・・・・
・・マスフロートローラ、１９・・・・・・ピラニゲー
ジ、２０・・・・・・メータリレー、２２・・・・・・
マイクロコンピュータ、ｎ・・・・・・排気パルプ１２
図 第３図
Claims (1)
- １、減圧下でプラズマを発生させ、試料にプラズマ処理
を施こす装置であって、所定の温度に制御された試料台
と、該試料台上に前配試料を押える機構と、前配試料台
表面と前記試料裏面との間にガスを導入するようにした
装置において、前記ガスの２点の所要圧力を検出する圧
力スイッチと、前記ガスの流量を制御する流量制御装置
と、前記試料裏面に導入されたガスの排気パルプと、前
記２点の圧力スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて前
配流量制御装置と排気パルプを制御する制御装置とを備
え、前記試料裏面のガス圧力が所定圧力となる時のガス
流量を前記圧力スイッチ間の上昇時間により予測し決定
することを特徴とする試料裏面ガス圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257388A JPH01274427A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 試料裏面ガス圧力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10257388A JPH01274427A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 試料裏面ガス圧力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01274427A true JPH01274427A (ja) | 1989-11-02 |
Family
ID=14330970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10257388A Pending JPH01274427A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | 試料裏面ガス圧力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01274427A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03174720A (ja) * | 1989-12-04 | 1991-07-29 | Tokyo Electron Sagami Ltd | 処理装置 |
| JP2001115282A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-24 | Casio Comput Co Ltd | 貫通孔加工方法 |
| JP2005032934A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP10257388A patent/JPH01274427A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03174720A (ja) * | 1989-12-04 | 1991-07-29 | Tokyo Electron Sagami Ltd | 処理装置 |
| JP2001115282A (ja) * | 1999-10-15 | 2001-04-24 | Casio Comput Co Ltd | 貫通孔加工方法 |
| JP2005032934A (ja) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
| JP4546049B2 (ja) * | 2003-07-10 | 2010-09-15 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理方法 |
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