JPH05144777A - Low temperature dry etching apparatus - Google Patents

Low temperature dry etching apparatus

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JPH05144777A
JPH05144777A JP33157491A JP33157491A JPH05144777A JP H05144777 A JPH05144777 A JP H05144777A JP 33157491 A JP33157491 A JP 33157491A JP 33157491 A JP33157491 A JP 33157491A JP H05144777 A JPH05144777 A JP H05144777A
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JP
Japan
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temperature
heat transfer
transfer control
substrate
etched
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JP33157491A
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Japanese (ja)
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Tomohide Shirosaki
友秀 城崎
Hiromi Sano
博実 佐野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a parallel plate dry etching apparatus with a good cooling efficiency, a high safety and reliability, and a low running cost capable of controlling a substrate accurately at any an arbitrary temperature from cryogenic temperature to room temperature. CONSTITUTION:A parallel plate dry etching apparatus for low temperature dry etching apparatus comprises an etching chamber 10, reaction gas supply means 14, etching chamber exhaust means 20, cooling means 18, a thermometer 22, an RF power line 16, heat transfer control means 40 which consists of a gas supply line for heat transfer control and the cooling means 18 for cooling an electrode plate 12 on which an etched substrate 100 is placed to a crogenic temperature and controls heat transfer between the electrode plate 12 and the etched substrate 100 by the flow rate of gas for heat transfer control, and temperature control means 52 for controlling the heat transfer control means 40 by measuring the temperature of the etched substrate 100 with the thermometer 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置、液晶表示
装置等の製造に使用される平行平板型の低温ドライエッ
チング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel plate type low temperature dry etching apparatus used for manufacturing semiconductor devices, liquid crystal display devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ドライエッチングは、微細加工技術の1
つの鍵を握る主要なプロセス技術である。ドライエッチ
ング技術で問題となる事項には、高寸法精度の加工性、
エッチング選択性、スループット、処理の均一性、ダメ
ージ、汚染等が挙げられる。
2. Description of the Related Art Dry etching is one of the fine processing techniques.
It is a key process technology that holds two keys. High dimensional accuracy machinability is important for dry etching technology.
Examples include etching selectivity, throughput, processing uniformity, damage, and contamination.

【0003】ドライエッチング技術の一分野である低温
ドライエッチング技術が注目されている。この低温ドラ
イエッチング技術は、ウエハ温度を低温に保持すること
で、新たにプラズマによる表面反応を制御する機能を加
えた技術である。即ち、リアクティブ・イオン・エッチ
ングにおける化学反応及び物理的スパッタリングに関
し、ウエハ表面を低温化することにより化学反応を凍結
させ、高寸法精度の加工性、エッチング選択性、高エッ
チング速度、レジストや下地に対する選択性等を制御し
ようとするものである。
A low temperature dry etching technique, which is one field of the dry etching technique, is drawing attention. This low-temperature dry etching technique is a technique that newly adds a function of controlling the surface reaction by plasma by keeping the wafer temperature low. That is, regarding the chemical reaction and physical sputtering in the reactive ion etching, the chemical reaction is frozen by lowering the temperature of the wafer surface, and the processability with high dimensional accuracy, the etching selectivity, the high etching rate, the resist and the substrate It is intended to control the selectivity and the like.

【0004】ウエハを例えば0゜C以下に冷却してエッ
チングするためには、エッチング中のウエハの温度制御
と、ウエハの冷却技術とが必要とされる。「サブミクロ
ンプロセスのための低温エッチング技術」,Semicon NE
WS1989,11 (日立製作所中央研究所)pp 148-154 に
は、低温マイクロウエーブエッチング装置及び低温リア
クティブ・イオン・エッチング装置が開示されている。
これらの装置においては、被エッチング基板の温度を熱
電対にてモニタリングする。冷媒として液体窒素を使用
し、かかる液体窒素をウエハを載置する電極の下方に配
設された容器中に溜めることによって被エッチング基板
を冷却する。
In order to etch a wafer by cooling it to, for example, 0 ° C. or lower, it is necessary to control the temperature of the wafer during etching and to cool the wafer. "Low temperature etching technology for submicron process", Semicon NE
WS1989, 11 (Hitachi Central Research Laboratory) pp 148-154 discloses a low temperature microwave etching apparatus and a low temperature reactive ion etching apparatus.
In these devices, the temperature of the substrate to be etched is monitored with a thermocouple. Liquid nitrogen is used as a coolant, and the substrate to be etched is cooled by accumulating the liquid nitrogen in a container arranged below the electrode on which the wafer is mounted.

【0005】ウエハを100〜120゜Cに保持する手
段を備えたイオン打込装置あるいはイオンミーリング装
置等の半導体製造装置が、例えば特開昭63−1336
31号公報から公知である。これらの半導体製造装置に
おいては、回転円板と、該回転円板頂面に取付けられた
複数のウエハとの間に低圧空気を介在させて、かかる空
気の分子熱伝導によってウエハの温度を制御する。ウエ
ハを一定温度に保持する手段は、低圧空気の圧力を自動
的に調整する圧力自動調整手段、具体的には空気だめ容
器から成る。
A semiconductor manufacturing apparatus such as an ion implantation apparatus or an ion milling apparatus equipped with a means for holding a wafer at 100 to 120 ° C. is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-1336.
It is known from Japanese Patent No. 31. In these semiconductor manufacturing apparatuses, low-pressure air is interposed between a rotating disk and a plurality of wafers mounted on the top surface of the rotating disk, and the temperature of the wafer is controlled by the molecular heat conduction of the air. .. The means for holding the wafer at a constant temperature comprises an automatic pressure adjusting means for automatically adjusting the pressure of the low pressure air, specifically, an air reservoir.

【0006】プラズマエッチングあるいはリアクティブ
・イオン・エッチング前にウエハを所定の温度に制御す
るエッチング装置が、例えば特開昭63−141317
号公報から公知である。このエッチング装置において
は、ウエハの温度は、不活性ガスの加熱、冷却によって
制御される。
An etching apparatus for controlling a wafer at a predetermined temperature before plasma etching or reactive ion etching is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-141317.
It is known from the publication. In this etching apparatus, the temperature of the wafer is controlled by heating and cooling an inert gas.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の低温マイクロウ
エーブエッチング装置あるいは低温リアクティブ・イオ
ン・エッチング装置においては、以下の点が問題である
と考えられる。 (1) 液体窒素とヒーターとを併用してウエハの温度
を制御しているため、冷却効率が悪く、大量の液体窒素
及び電力を消費し、装置の運転コストが膨大となる。ま
た、装置が結露、凍結する虞れがある。 (2) 液体窒素の代替としてフロンを使用することが
可能であるが、極低温(−140゜C)から常温(+2
0゜C)まで可変に温度制御することができるフロン循
環冷凍機が存在しない。また、フロン循環冷凍機とヒー
ターとを併用した場合、フロンガス循環系が閉ループで
あるため断熱膨張が発生する。その結果、フロンガス循
環系が破損しあるいは循環系が高圧となり危険性が高
い。 (3) 液体窒素あるいはフロン循環冷凍機とヒーター
とを併用した場合、機器構成要素に急激な熱サイクルが
連続的に加わる。その結果、機器のシール部分やコーテ
ィング材料には、各材料の熱膨張率の相違によって、破
損あるいはリークが生じ易い。
In the above low temperature microwave etching apparatus or low temperature reactive ion etching apparatus, the following points are considered to be problems. (1) Since the temperature of the wafer is controlled by using liquid nitrogen and a heater together, the cooling efficiency is poor, a large amount of liquid nitrogen and electric power are consumed, and the operating cost of the apparatus becomes enormous. In addition, the device may be condensed and frozen. (2) It is possible to use CFC as an alternative to liquid nitrogen, but from cryogenic temperature (-140 ° C) to room temperature (+2
There is no Freon circulation refrigerator that can variably control the temperature up to 0 ° C. Further, when the Freon circulation refrigerator and the heater are used together, adiabatic expansion occurs because the Freon gas circulation system is a closed loop. As a result, the CFC gas circulation system is damaged or the circulation system becomes a high pressure, and there is a high risk. (3) When liquid nitrogen or CFC circulation refrigerator and a heater are used together, a rapid thermal cycle is continuously applied to the components of the equipment. As a result, the seal portion of the device and the coating material are likely to be damaged or leak due to the difference in the coefficient of thermal expansion of each material.

【0008】特開昭63−133631号公報に記載さ
れた半導体製造装置においては、空気から成る低圧ガス
は単に冷却面とウエハとの間の伝熱を改善するために用
いられ、ウエハの温度は冷却流路を流れる冷却流体の流
量によって専ら制御される。即ち、低圧ガスの量を適宜
調節することによってウエハを任意の温度に制御するこ
とができない。また、ウエハの温度を測定することによ
って低圧ガスの量を制御する制御手段を何ら有していな
い。
In the semiconductor manufacturing apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-136331, the low pressure gas consisting of air is used merely to improve heat transfer between the cooling surface and the wafer, and the temperature of the wafer is It is controlled exclusively by the flow rate of the cooling fluid flowing through the cooling channel. That is, the wafer cannot be controlled to an arbitrary temperature by appropriately adjusting the amount of low pressure gas. Further, it has no control means for controlling the amount of low-pressure gas by measuring the temperature of the wafer.

【0009】特開昭63−141317号公報に記載さ
れたエッチング装置においては、ウエハの温度は、不活
性ガスの加熱、冷却によって制御され、ウエハは不活性
ガスと直接接触する。かかる公報に開示された技術では
ウエハを低温に保持することができない。
In the etching apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-141317, the temperature of the wafer is controlled by heating and cooling the inert gas, and the wafer is in direct contact with the inert gas. The technique disclosed in this publication cannot keep the wafer at a low temperature.

【0010】従って、本発明の目的は、冷却効率に優
れ、安全性、信頼性が高く、運転コストが低く、極低温
から常温まで基板を正確に任意の温度に制御することが
できる平行平板型ドライエッチング装置を提供すること
にある。
Therefore, an object of the present invention is a parallel plate type which is excellent in cooling efficiency, high in safety and reliability, low in operating cost, and capable of accurately controlling a substrate to any temperature from extremely low temperature to normal temperature. It is to provide a dry etching apparatus.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下のよ
うに構成された平行平板型の低温ドライエッチング装置
によって達成される。即ち、本発明の装置は、エッチン
グチャンバ、反応ガス供給手段、エッチングチャンバ排
気手段、冷却手段、温度計、及びRF電源系から成る。
そして、(A)被エッチング基板が載置される電極板を
極低温に冷却する冷却手段と、(B)伝熱制御用ガス供
給系から成り、前記電極板と被エッチング基板との間の
伝熱を伝熱制御用ガスの流量によって制御する伝熱制御
手段と、(C)被エッチング基板の温度を前記温度計に
て測定することによって前記伝熱制御手段を制御する温
度制御手段、とを具備することを特徴とする。
The above object can be achieved by a parallel plate type low temperature dry etching apparatus constructed as follows. That is, the apparatus of the present invention comprises an etching chamber, a reaction gas supply unit, an etching chamber exhaust unit, a cooling unit, a thermometer, and an RF power supply system.
Further, (A) a cooling means for cooling the electrode plate on which the substrate to be etched is placed to an extremely low temperature, and (B) a gas supply system for heat transfer control, which are used for the transfer between the electrode plate and the substrate to be etched. Heat transfer control means for controlling heat by the flow rate of the heat transfer control gas; and (C) temperature control means for controlling the heat transfer control means by measuring the temperature of the substrate to be etched by the thermometer. It is characterized by having.

【0012】伝熱制御用ガスは窒素、ヘリウムガス等の
不活性ガスであることが望ましい。
The heat transfer control gas is preferably an inert gas such as nitrogen or helium gas.

【0013】本発明の低温ドライエッチング装置には、
エッチングチャンバへの被エッチング基板の出し入れを
行うためのロードロックチャンバ、及びロードロックチ
ャンバ排気手段が設けられていてもよい。
The low temperature dry etching apparatus of the present invention comprises:
A load lock chamber for loading / unloading the substrate to be etched into / from the etching chamber, and a load lock chamber evacuation unit may be provided.

【0014】本発明の低温ドライエッチング装置は、例
えば低温リアクティブ・イオン・エッチング装置、低温
プラズマCVD装置、低温ECRエッチング装置、その
他真空装置内でウエハの温度コントロールを必要とする
装置とすることができる。
The low temperature dry etching apparatus of the present invention may be, for example, a low temperature reactive ion etching apparatus, a low temperature plasma CVD apparatus, a low temperature ECR etching apparatus, or any other apparatus that requires wafer temperature control within a vacuum apparatus. it can.

【0015】[0015]

【作用】本発明によれば、冷却手段により、例えば−1
40゜C程度の極低温に電極板を冷却する。そして、電
極板から被エッチング基板への伝熱は伝熱制御用ガスの
流量によって制御される。伝熱制御用ガスの流量は、被
エッチング基板の温度を温度計で測定することによって
正確に制御される。これによって、被エッチング基板の
温度を、例えば−140゜Cのような極低温から+20
゜C程度の常温までの間の所望の温度に、高精度にて任
意に保持しあるいは変化させることができる。
According to the present invention, by the cooling means, for example, -1
The electrode plate is cooled to an extremely low temperature of about 40 ° C. The heat transfer from the electrode plate to the substrate to be etched is controlled by the flow rate of the heat transfer control gas. The flow rate of the heat transfer control gas is accurately controlled by measuring the temperature of the substrate to be etched with a thermometer. As a result, the temperature of the substrate to be etched is changed from an extremely low temperature of −140 ° C. to + 20 ° C.
It can be arbitrarily maintained or changed to a desired temperature up to room temperature of about ° C with high precision.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の低温ドライエッチング装置を
図1を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A low temperature dry etching apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0017】本発明の装置は、ドライエッチング処理を
行うエッチングチャンバ10、電極板(カソード電極)
12、反応ガス供給手段14、RF電源系16、冷却手
段18、エッチングチャンバ排気手段20、温度計2
2、エッチングチャンバ10への基板の出し入れを行う
ためのロードロックチャンバ24、及びロードロックチ
ャンバ排気手段26から構成されている。更に、本発明
の装置は、伝熱制御手段40及び温度制御手段52を具
備する。
The apparatus of the present invention includes an etching chamber 10 for performing a dry etching process, an electrode plate (cathode electrode).
12, reaction gas supply means 14, RF power supply system 16, cooling means 18, etching chamber exhaust means 20, thermometer 2
2. A load lock chamber 24 for loading / unloading the substrate into / from the etching chamber 10 and a load lock chamber exhausting means 26. Further, the apparatus of the present invention comprises heat transfer control means 40 and temperature control means 52.

【0018】電極板12はエッチングチャンバ10内に
配置されている。被エッチング基板100は電極板12
上に載置される。この電極板12は、例えば、ステンレ
ススチール鋼とアルミニウムとを爆発力によって貼り合
わせたクラッド鋼板と呼ばれる材料から作製することが
できる。被エッチング基板100を電極板12に把持す
るために、メカニカルチャックあるいは静電チャックを
使用することができる。尚、被エッチング基板の上方に
は対向電極が設けられている(図示せず)。
The electrode plate 12 is arranged in the etching chamber 10. The substrate to be etched 100 is the electrode plate 12
Placed on top. The electrode plate 12 can be made of, for example, a material called a clad steel plate in which stainless steel and aluminum are bonded together by an explosive force. A mechanical chuck or an electrostatic chuck can be used to grip the substrate to be etched 100 on the electrode plate 12. A counter electrode is provided above the substrate to be etched (not shown).

【0019】冷却手段18は、冷凍機18A、冷媒循環
系18B、及び電極板12内に設けられた冷却ジャケッ
ト(図示せず)から成る。冷媒として例えばフロンガス
を使用し、冷媒を冷却手段内で循環させることによっ
て、電極板12を極低温に冷却することができる。
The cooling means 18 comprises a refrigerator 18A, a refrigerant circulation system 18B, and a cooling jacket (not shown) provided in the electrode plate 12. By using, for example, Freon gas as the coolant and circulating the coolant in the cooling means, the electrode plate 12 can be cooled to an extremely low temperature.

【0020】伝熱制御手段40は伝熱制御用ガス供給系
から成る。伝熱制御用ガス供給系は、伝熱制御用ガス供
給源42、例えばマスフローコントローラから成り伝熱
制御用ガスの流量を制御するための流量制御手段44、
及び伝熱制御用ガス流路46から成る。伝熱制御用ガス
供給系は、伝熱制御用ガス流路46内の圧力を測定する
ための真空計48、及び伝熱制御用ガスを伝熱制御用ガ
ス流路から排気するためのポンプ50を備えていること
が好ましい。真空計48を例えばピラニー真空計とし、
ポンプ50を例えばロータリーポンプとすることができ
る。伝熱制御用ガスは窒素ガスから成る。
The heat transfer control means 40 comprises a heat transfer control gas supply system. The heat transfer control gas supply system includes a heat transfer control gas supply source 42, for example, a mass flow controller, and a flow rate control unit 44 for controlling the flow rate of the heat transfer control gas.
And a heat transfer control gas passage 46. The heat transfer control gas supply system includes a vacuum gauge 48 for measuring the pressure in the heat transfer control gas passage 46, and a pump 50 for exhausting the heat transfer control gas from the heat transfer control gas passage. Is preferably provided. The vacuum gauge 48 is, for example, a Pirani vacuum gauge,
The pump 50 can be, for example, a rotary pump. The heat transfer control gas is composed of nitrogen gas.

【0021】電極板12の被エッチング基板100と接
触する面には、例えば溝状の空隙12Aが設けられてい
る。電極板12と被エッチング基板100との伝熱を良
好なものとするために、かかる空隙12Aに、伝熱制御
用ガス流路46から伝熱制御用ガスが供給される。
On the surface of the electrode plate 12 which comes into contact with the substrate 100 to be etched, for example, a groove-shaped void 12A is provided. In order to improve the heat transfer between the electrode plate 12 and the substrate 100 to be etched, the heat transfer control gas is supplied from the heat transfer control gas passage 46 to the void 12A.

【0022】温度制御手段52は、例えば、中央演算処
理装置から構成することができる。温度制御手段52
は、温度計22の出力部及び流量制御手段44の入力部
に接続されている。そして、温度制御手段52は、温度
計22で測定された被エッチング基板100の温度に基
づき、流量制御手段44を制御する。これによって、伝
熱制御用ガス流路46を流れる伝熱制御用ガスの流量が
制御される。
The temperature control means 52 can be composed of, for example, a central processing unit. Temperature control means 52
Is connected to the output of the thermometer 22 and the input of the flow control means 44. Then, the temperature control means 52 controls the flow rate control means 44 based on the temperature of the substrate to be etched 100 measured by the thermometer 22. As a result, the flow rate of the heat transfer control gas flowing through the heat transfer control gas passage 46 is controlled.

【0023】尚、伝熱制御用ガス供給系に真空計48及
びポンプ50を設け、真空計48の出力部を温度制御手
段52に接続する。そして、真空計48で伝熱制御用ガ
ス流路46を流れる伝熱制御用ガスの流量をモニターす
ることによって、高精度にて伝熱制御用ガス流路46を
流れる伝熱制御用ガスの流量を制御することができる。
A vacuum gauge 48 and a pump 50 are provided in the heat transfer control gas supply system, and the output part of the vacuum gauge 48 is connected to the temperature control means 52. Then, the flow rate of the heat transfer control gas flowing through the heat transfer control gas flow path 46 is monitored with high accuracy by monitoring the flow rate of the heat transfer control gas flowing through the heat transfer control gas flow path 46 with the vacuum gauge 48. Can be controlled.

【0024】反応ガス供給手段14はマスフローメータ
14Aを含み、CHF3、CH4、HBr等の各種ガスが
反応ガス供給系14を通してエッチングチャンバ10に
供給される。
The reaction gas supply means 14 includes a mass flow meter 14A, and various gases such as CHF 3 , CH 4 and HBr are supplied to the etching chamber 10 through the reaction gas supply system 14.

【0025】RF電源系16は、エッチングチャンバの
外部に配置されたDC高圧電源並びに周波数13.56
MHzのRF電源、マッチングボックス、マッチングボ
ックスと電極板12とに接続されたRF導波管から成る
(これらは図示せず)。電極板12には、マッチングボ
ックスからRF導波管を介してRFパワーが送られる。
The RF power supply system 16 includes a DC high voltage power supply arranged outside the etching chamber and a frequency of 13.56.
It consists of an RF power source of MHz, a matching box, and an RF waveguide connected to the matching box and the electrode plate 12 (these are not shown). RF power is sent to the electrode plate 12 from the matching box through the RF waveguide.

【0026】エッチングチャンバ排気手段20は、エッ
チングチャンバ10内の反応ガス及び反応生成物の排気
を行う。エッチングチャンバ排気手段20は、エッチン
グチャンバ10に設けられたエッチングチャンバ排気ポ
ート20Aと、エッチングチャンバ排気ポート20Aに
接続されたターボ分子ポンプと、ドライポンプと、排ガ
ス処理装置(これらは図示せず)から成る。
The etching chamber exhaust means 20 exhausts the reaction gas and reaction products in the etching chamber 10. The etching chamber exhaust means 20 includes an etching chamber exhaust port 20A provided in the etching chamber 10, a turbo molecular pump connected to the etching chamber exhaust port 20A, a dry pump, and an exhaust gas treatment device (these are not shown). Become.

【0027】ロードロックチャンバ排気手段26は、メ
カニカルブースタポンプ及びドライポンプ(図示せず)
から成る。
The load lock chamber exhaust means 26 is a mechanical booster pump and a dry pump (not shown).
Consists of.

【0028】温度計22は蛍光式のファイバー温度計か
ら成ることが好ましい。この温度計は、蛍光物質の蛍光
緩和特性(特定波長の光を受けて蛍光物質の蛍光減衰に
要する時間が、周辺の温度に依存して変化する性質)を
利用して温度の測定を行うものである。例えばマグネシ
ウム蛍光体を先端に接着させた光ファイバープローブを
被エッチング基板に接触させて、光源から励起用パルス
光を発して、戻ってくる蛍光を受光し演算処理して温度
表示をする。グラスファイバ製の蛍光式のファイバー温
度計の温度検出部が被エッチング基板に接触しており
(図1には図示せず)、これによって、冷却された被エ
ッチング基板100の温度を正確に測定することができ
る。
The thermometer 22 preferably comprises a fluorescent fiber thermometer. This thermometer measures the temperature by utilizing the fluorescence relaxation characteristic of the fluorescent substance (the property that the time required for the fluorescent substance to decay the fluorescence upon receiving light of a specific wavelength changes depending on the ambient temperature). Is. For example, an optical fiber probe having a magnesium phosphor adhered to the tip thereof is brought into contact with the substrate to be etched, pulsed light for excitation is emitted from the light source, the returning fluorescence is received, arithmetic processing is performed, and temperature is displayed. The temperature detection part of the glass fiber fluorescent fiber thermometer is in contact with the substrate to be etched (not shown in FIG. 1), and thereby the temperature of the cooled substrate to be etched 100 is accurately measured. be able to.

【0029】図2に本発明の装置を使用したときの被エ
ッチング基板100の温度と電極板12の温度変化を示
す。窒素から成る伝熱制御用ガスの供給を開始してから
数分後には、被エッチング基板100の温度と電極板1
2の温度とはほぼ等しくなる。
FIG. 2 shows changes in the temperature of the substrate 100 to be etched and the temperature of the electrode plate 12 when the apparatus of the present invention is used. A few minutes after starting the supply of the heat transfer control gas composed of nitrogen, the temperature of the substrate to be etched 100 and the electrode plate 1
It becomes almost equal to the temperature of 2.

【0030】図3に真空計48における真空度を10P
aから1000Paまで変化させたときの被エッチング
基板100の温度変化を示す。尚、真空計48の真空度
は、伝熱制御用ガスの流量の変化によって変化する。図
2及び図3から明らかなように、伝熱制御用ガスの流量
を変えることによって、被エッチング基板の温度を極低
温から常温まで容易に且つ正確に制御することができ
る。
FIG. 3 shows the degree of vacuum in the vacuum gauge 48 as 10P.
The temperature change of the to-be-etched substrate 100 when changing from a to 1000 Pa is shown. The degree of vacuum of the vacuum gauge 48 changes according to changes in the flow rate of the heat transfer control gas. As is clear from FIGS. 2 and 3, the temperature of the substrate to be etched can be easily and accurately controlled from extremely low temperature to normal temperature by changing the flow rate of the heat transfer control gas.

【0031】以上、本発明の低温ドライエッチング装置
を好適なる実施例に基づいて説明したが、本発明の装置
はかかる実施例に限定されるものではない。伝熱制御用
ガスとして、例えばヘリウムガスのような不活性ガスを
使用することができる。また、例えば、ターボ分子ポン
プを、拡散ポンプやクライオポンプに置き換えることが
可能である。温度計は被エッチング基板の温度を正確に
安定して測定できるものならば如何なるものをも使用す
ることができる。フロンガス以外にも、不凍液やシリコ
ン系の冷媒、アルコール系の冷媒を使用することもでき
る。
Although the low temperature dry etching apparatus of the present invention has been described above based on the preferred embodiments, the apparatus of the present invention is not limited to such embodiments. An inert gas such as helium gas can be used as the heat transfer control gas. Further, for example, the turbo molecular pump can be replaced with a diffusion pump or a cryopump. Any thermometer may be used as long as it can measure the temperature of the substrate to be etched accurately and stably. In addition to CFC gas, an antifreeze liquid, a silicon-based refrigerant, or an alcohol-based refrigerant may be used.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の装置によれば、被エッチング基
板の温度を、例えば−140゜Cのような極低温から+
20゜C程度の常温までの間の所望の温度に、高精度に
て任意に保持しあるいは変化させることができる。
According to the apparatus of the present invention, the temperature of the substrate to be etched is controlled from an extremely low temperature such as −140 ° C. to +
It can be arbitrarily maintained or changed to a desired temperature up to room temperature of about 20 ° C. with high precision.

【0033】また、本発明の装置においては、液体窒素
を使用せずに被エッチング基板を極低温にすることがで
き、しかも、ヒーターを使用することなく被エッチング
基板の温度制御をすることができる。それ故、冷却手段
における断熱膨張を防止することができ、装置の安全性
に優れるばかりか、装置の運転コストの削減が可能とな
る。更に、電極板を極低温に保持したまま、被エッチン
グ基板の温度調節を行うことができるため、冷却手段を
構成する異種材料間の熱膨張係数の相違による材料の破
損やリーク等を防止することができる。
Further, in the apparatus of the present invention, the substrate to be etched can be made to have an extremely low temperature without using liquid nitrogen, and the temperature of the substrate to be etched can be controlled without using a heater. .. Therefore, it is possible to prevent adiabatic expansion in the cooling means, which not only excels in the safety of the device but also makes it possible to reduce the operating cost of the device. Further, since the temperature of the substrate to be etched can be adjusted while the electrode plate is kept at an extremely low temperature, it is possible to prevent material damage or leak due to the difference in thermal expansion coefficient between different materials forming the cooling means. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の低温ドライエッチング装置の模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram of a low temperature dry etching apparatus of the present invention.

【図2】被エッチング基板の温度と電極板の温度変化を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a temperature change of a substrate to be etched and a temperature of an electrode plate.

【図3】真空計における真空度を10Paから1000
Paまで変化させたときの被エッチング基板の温度変化
を示す図である。
FIG. 3 shows the degree of vacuum in a vacuum gauge from 10 Pa to 1000.
It is a figure which shows the temperature change of the to-be-etched substrate when changing to Pa.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 エッチングチャンバ 12 電極板 12A 空隙 14 反応ガス供給手段 14A マスフローメータ 16 RF電源系 18 冷却手段 18A 冷凍機 18B 冷媒循環系 20 エッチングチャンバ排気手段 20A エッチングチャンバ排気ポート 22 温度計 24 ロードロックチャンバ 26 ロードロックチャンバ排気手段 40 伝熱制御手段 42 伝熱制御用ガス供給源 44 流量制御手段 46 伝熱制御用ガス流路 48 真空計 50 ポンプ 52 温度制御手段 100 被エッチング基板 10 Etching Chamber 12 Electrode Plate 12A Gap 14 Reactive Gas Supply Means 14A Mass Flow Meter 16 RF Power Supply System 18 Cooling Means 18A Refrigerator 18B Refrigerant Circulation System 20 Etching Chamber Exhaust Means 20A Etching Chamber Exhaust Port 22 Thermometer 24 Load Lock Chamber 26 Load Lock Chamber evacuation means 40 Heat transfer control means 42 Heat transfer control gas supply source 44 Flow rate control means 46 Heat transfer control gas passage 48 Vacuum gauge 50 Pump 52 Temperature control means 100 Substrate to be etched

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エッチングチャンバ、反応ガス供給手段、
エッチングチャンバ排気手段、温度計、及びRF電源系
から成る平行平板型の低温ドライエッチング装置であっ
て、 (A)被エッチング基板が載置される電極板を極低温に
冷却する冷却手段と、 (B)伝熱制御用ガス供給系から成り、前記電極板と被
エッチング基板との間の伝熱を伝熱制御用ガスの流量に
よって制御する伝熱制御手段と、 (C)被エッチング基板の温度を前記温度計にて測定す
ることによって前記伝熱制御手段を制御する温度制御手
段、 とを具備することを特徴とするドライエッチング装置。
1. An etching chamber, a reaction gas supply means,
A parallel plate type low temperature dry etching apparatus comprising an etching chamber exhausting means, a thermometer, and an RF power supply system, wherein (A) a cooling means for cooling the electrode plate on which the substrate to be etched is placed to an extremely low temperature; B) a heat transfer control means for controlling heat transfer between the electrode plate and the substrate to be etched according to the flow rate of the heat transfer control gas, and (C) a temperature of the substrate to be etched. And a temperature control unit that controls the heat transfer control unit by measuring the temperature with the thermometer.
【請求項2】前記伝熱制御用ガスは不活性ガスから成る
ことを特徴とする請求項1に記載の低温ドライエッチン
グ装置。
2. The low temperature dry etching apparatus according to claim 1, wherein the heat transfer control gas is made of an inert gas.
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