JPH04142742A - 温度分布制御方法 - Google Patents
温度分布制御方法Info
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- JPH04142742A JPH04142742A JP26550290A JP26550290A JPH04142742A JP H04142742 A JPH04142742 A JP H04142742A JP 26550290 A JP26550290 A JP 26550290A JP 26550290 A JP26550290 A JP 26550290A JP H04142742 A JPH04142742 A JP H04142742A
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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】
〔概要〕
ウェハチャックに保持されるウェハの温度分布制御方法
に関し。
に関し。
ガス吹き付けと、ウェハと静電チャックの接触による放
熱を兼ねた冷却方法等において、ウェハの温度分布を制
御することを目的とし。
熱を兼ねた冷却方法等において、ウェハの温度分布を制
御することを目的とし。
ウェハチャック内の複数の領域にヒータを設け。
該領域に熱電対を挿入して該領域間に発生する温度差に
対応する熱起電力を測定し、この測定値を各ヒータに供
給するエネルギー量に帰還してウェハの温度制御を行う
ように構成する。
対応する熱起電力を測定し、この測定値を各ヒータに供
給するエネルギー量に帰還してウェハの温度制御を行う
ように構成する。
〔産業上の利用分野］
本発明はプラズマ気相成長（ＣＶＤ）装置等において
ウェハチャックに保持されるウェハの温度分布制御方法
に関する。
ウェハチャックに保持されるウェハの温度分布制御方法
に関する。
近年、半導体装置の高集積化にともない、半導体装置の
製造プロセスにおいては多層配線技術が重要になってき
ている。
製造プロセスにおいては多層配線技術が重要になってき
ている。
多層化のため、基板表面の平坦化が要求されている。一
方、眉間絶縁膜の成膜にあたって、プラズマ状態、ウェ
ハ内の温度分布状態がウェハ内の膜厚分布に影響を与え
ていた。この影響を除去することが多層配線プロセスを
確立する上で必要である。
方、眉間絶縁膜の成膜にあたって、プラズマ状態、ウェ
ハ内の温度分布状態がウェハ内の膜厚分布に影響を与え
ていた。この影響を除去することが多層配線プロセスを
確立する上で必要である。
本発明はこの要求に対処したウェハの温度分布制御方法
として利用できる。
として利用できる。
〔従来の技術］
従来のウェハの温度分布制御Ｂ方法は、ウェハにガスを
吹き付けることによる冷却効果を利用するものであり、
この場合、ガスの吹き付は方によっては新たにウェハ内
に温度ムラを生ずるという問題があった。
吹き付けることによる冷却効果を利用するものであり、
この場合、ガスの吹き付は方によっては新たにウェハ内
に温度ムラを生ずるという問題があった。
また、ウェハチャックには通常静電チャックが用いられ
ている。この場合、静電チャックとウェハとの接触面積
によりウェハの保持力を決めているが、この接触部の大
きさや位置によりガス吹き付けによる放熱効果が変わっ
ていた。
ている。この場合、静電チャックとウェハとの接触面積
によりウェハの保持力を決めているが、この接触部の大
きさや位置によりガス吹き付けによる放熱効果が変わっ
ていた。
〔発明が解決しようとする課題］
従って、静電チャックとウェハの接触面積が大きいとウ
ェハの保持力が強くなって静電チャックからウェハが離
れなくなり、接触面積が小さいとガス吹き付けによる放
熱効果は大きくなるが、ウェハが静電チャックから落下
するという問題があった。
ェハの保持力が強くなって静電チャックからウェハが離
れなくなり、接触面積が小さいとガス吹き付けによる放
熱効果は大きくなるが、ウェハが静電チャックから落下
するという問題があった。
本発明は、ガス吹き付けと、ウェハと静電チャックの接
触による放熱を兼ねた冷却方法等において、ウェハの温
変分布を制御することを目的とする。
触による放熱を兼ねた冷却方法等において、ウェハの温
変分布を制御することを目的とする。
（課題を解決するための手段〕
上記課題の解決は、ウェハチャック内の複数の領域にヒ
ータを設け、該領域に熱電対を挿入して該領域間に発生
する温度差に対応する熱起電力を測定し、この測定値を
各ヒータに供給するエネルギー量に帰還してウェハの温
度制御を行う温度分布制御方法により達成される。
ータを設け、該領域に熱電対を挿入して該領域間に発生
する温度差に対応する熱起電力を測定し、この測定値を
各ヒータに供給するエネルギー量に帰還してウェハの温
度制御を行う温度分布制御方法により達成される。
（作用〕
プラズマＣＶＤ法においては、成膜条件によりプラズマ
の状態が変化するため、ウェハの温度ムラが発生する。
の状態が変化するため、ウェハの温度ムラが発生する。
ウェハの熱は吸着板を通して静電チャックにも伝わり静
電チャックにも温度ムラが発生する。
電チャックにも温度ムラが発生する。
これ以外にも前記のようにガスをウェハに吹き付けるこ
とによる冷却効果からもウェハの温度ムラが発生する。
とによる冷却効果からもウェハの温度ムラが発生する。
本発明はこれらの要因により静電チャック内に発生する
温度差に対応する熱起電力を示差熱分析用の熱電対で測
定して、測定値を静電チャック内の複数の領域に設けら
れたヒータの印加電力に帰還して温度制御を行うように
したものである。
温度差に対応する熱起電力を示差熱分析用の熱電対で測
定して、測定値を静電チャック内の複数の領域に設けら
れたヒータの印加電力に帰還して温度制御を行うように
したものである。
第１図（ａ）、 （ｂ）は本発明の一実施例を説明する
静電チャックの平面図と断面図である。
静電チャックの平面図と断面図である。
この例の静電チャック内の複数の領域は１周辺部と中心
部の２箇所である。
部の２箇所である。
図において、１は静電チャックの本体、 ＬＡは吸着板
、２は示差熱分析用熱電対（ＤＴＡ）、３は周辺部ヒー
タ、４は中心部ヒータである。
、２は示差熱分析用熱電対（ＤＴＡ）、３は周辺部ヒー
タ、４は中心部ヒータである。
静電チャック内に差熱分析用熱電対２とヒータ３．４を
埋め込み、静電チャックの中心部と周辺部との温度差に
よって発生する熱起電力を求め。
埋め込み、静電チャックの中心部と周辺部との温度差に
よって発生する熱起電力を求め。
この値を各ヒータの供給電力に帰還する。
第２図（ａ）、 （ｂ）は実施例を説明する温度分布を
示す図である。
示す図である。
第２図（ａ）は静電チャック１とウェハ５の温度分布が
似ている場合で、この場合は周辺図の温度を上げること
により温度制御を行う。
似ている場合で、この場合は周辺図の温度を上げること
により温度制御を行う。
第２図（ｂ）はおいて、静電チャック１とウェハ５の温
度分布が似ていない場合で２図のようにウェハ内の温度
分布が−様なときは、静電チャック１内の温度分布が図
のように中心部が低くなるように温度制御を行う。
度分布が似ていない場合で２図のようにウェハ内の温度
分布が−様なときは、静電チャック１内の温度分布が図
のように中心部が低くなるように温度制御を行う。
通常、プラズマ中のウェハの温度分布は正確に測定でき
ないため、上記のように温度制御を行いながら成膜を実
施し、一番適切な成膜条件を見つけることができる。
ないため、上記のように温度制御を行いながら成膜を実
施し、一番適切な成膜条件を見つけることができる。
また、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法では
室温で成膜でき、ウェハの加熱が不要であることが特徴
であるが、プラズマの条件によってはウェハに温度ムラ
が発生するため、同じウェハでも場所によって膜厚分布
の幅が大きくなる。
室温で成膜でき、ウェハの加熱が不要であることが特徴
であるが、プラズマの条件によってはウェハに温度ムラ
が発生するため、同じウェハでも場所によって膜厚分布
の幅が大きくなる。
この膜厚のばらつきを実施例の温度制御により抑えるこ
とにより、均一な膜厚の成膜が可能となる。
とにより、均一な膜厚の成膜が可能となる。
つぎに、従来例と対比して実施例の効果を示すデータを
以下に説明する。
以下に説明する。
例えば、 ＥＣＩ？−ＣＶＤ法で二酸化シリコン（Ｓｉ
Ｏ□）膜を厚さ３８００人成長した場合に、膜厚のばら
つきは。
Ｏ□）膜を厚さ３８００人成長した場合に、膜厚のばら
つきは。
実施例では±１．７％。
従来例では±７．３％。
である。
第２図（ａ）の場合、 ＤＴＡで測定された温度差は５
５゛Ｃで、これに対応する熱起電力が０になるようにヒ
ータ電力を調節した。
５゛Ｃで、これに対応する熱起電力が０になるようにヒ
ータ電力を調節した。
ここで、第２図（ａ）、 （ｂ）のウェハ内の温度分布
はつぎのようにして求めた。
はつぎのようにして求めた。
最初、熱感応型シールをウェハ上に貼付しておおよその
温度分布を調べ、この結果を参照してコンピュータによ
りシミュレーションを行う。
温度分布を調べ、この結果を参照してコンピュータによ
りシミュレーションを行う。
この場合１入射するエネルギーはウェハ上で一様とし、
静電チャックのウェハとの接触面積の大きさと接触部の
配置や数（熱伝導度に関係）をパラメータとして算出し
た例を第３図Ｇこ示す。
静電チャックのウェハとの接触面積の大きさと接触部の
配置や数（熱伝導度に関係）をパラメータとして算出し
た例を第３図Ｇこ示す。
第３図はウェハの温度分布の計算結果を示す図である。
図において、フラット面４０ ｍ１１１径または６０
ｍｍ径は１チヤツクの吸着面が中心部の４０ ＋ｕ＋径
または６０ ｍｍ径の円内がフラット面で、この円の外
側はメツシュ（表面に凹凸が形成された領域）であるこ
とを示す。
ｍｍ径は１チヤツクの吸着面が中心部の４０ ＋ｕ＋径
または６０ ｍｍ径の円内がフラット面で、この円の外
側はメツシュ（表面に凹凸が形成された領域）であるこ
とを示す。
また、フラット面なしはチャック全面がメツシュである
ことを示す。
ことを示す。
このように、静電チャンクのウェハとの接触面積の大き
さや接触部の配置等によってチャックの熱伝導率が部分
的に異なり、これに伴ってウェハ内の温度分布は異なっ
てくる。
さや接触部の配置等によってチャックの熱伝導率が部分
的に異なり、これに伴ってウェハ内の温度分布は異なっ
てくる。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば１例えばガス吹き付
けと、ウェハと静電チャックの接触による放熱を兼ねた
冷却方法等において、ウェハの温度分布を制御すること
ができるようになった。
けと、ウェハと静電チャックの接触による放熱を兼ねた
冷却方法等において、ウェハの温度分布を制御すること
ができるようになった。
この結果、特にプラズマ処理において均一な膜厚の成膜
やエツチングができるようになった。
やエツチングができるようになった。
第１図（ａＬ （ｂ）は本発明の一実施例を説明する静
電チャックの平面図と断面図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は実施例を説明する温度分布を
示す図 第３図はウェハの温度分布の計算結果を示す図である。 図において ■は静電チャンクの本体。 ■Ａは静電チャックの吸着板。 ２は示差熱分析用熱電対（ＤＴＡ） 。 ３は周辺部ヒータ。 ４は中心部ヒータ （α） 芙脣伜１の平面図１餠百図 第１図 芙殉９・１ど説ｑ−ｔづ１度分布Σ示Ｔ図第２図
電チャックの平面図と断面図。 第２図（ａ）、 （ｂ）は実施例を説明する温度分布を
示す図 第３図はウェハの温度分布の計算結果を示す図である。 図において ■は静電チャンクの本体。 ■Ａは静電チャックの吸着板。 ２は示差熱分析用熱電対（ＤＴＡ） 。 ３は周辺部ヒータ。 ４は中心部ヒータ （α） 芙脣伜１の平面図１餠百図 第１図 芙殉９・１ど説ｑ−ｔづ１度分布Σ示Ｔ図第２図
Claims (1)
- ウェハチャック内の複数の領域にヒータを設け、該領
域に熱電対を挿入して該領域間に発生する温度差に対応
する熱起電力を測定し、この測定値を各ヒータに供給す
るエネルギー量に帰還してウェハの温度制御を行うこと
を特徴とする温度分布制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26550290A JPH04142742A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 温度分布制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26550290A JPH04142742A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 温度分布制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04142742A true JPH04142742A (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=17418063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26550290A Pending JPH04142742A (ja) | 1990-10-03 | 1990-10-03 | 温度分布制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04142742A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6374980B1 (en) | 1999-02-24 | 2002-04-23 | Kabushiki Kaisha Nippon Conclux | Coin sorting method and device |
| JP2004513510A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-30 | エムコア・コーポレイション | 基板の温度均一性を制御するための方法及び装置 |
| JP2011139068A (ja) * | 2001-08-23 | 2011-07-14 | Applied Materials Inc | 薄膜均一性を制御する方法およびそれにより生産された製品 |
-
1990
- 1990-10-03 JP JP26550290A patent/JPH04142742A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6374980B1 (en) | 1999-02-24 | 2002-04-23 | Kabushiki Kaisha Nippon Conclux | Coin sorting method and device |
| JP2004513510A (ja) * | 2000-09-27 | 2004-04-30 | エムコア・コーポレイション | 基板の温度均一性を制御するための方法及び装置 |
| JP2011139068A (ja) * | 2001-08-23 | 2011-07-14 | Applied Materials Inc | 薄膜均一性を制御する方法およびそれにより生産された製品 |
| JP2014209641A (ja) * | 2001-08-23 | 2014-11-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 薄膜均一性を制御する方法およびそれにより生産された製品 |
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