JPH0563054A - ウエハ温度測定方法及び装置 - Google Patents
ウエハ温度測定方法及び装置Info
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- JPH0563054A JPH0563054A JP24463691A JP24463691A JPH0563054A JP H0563054 A JPH0563054 A JP H0563054A JP 24463691 A JP24463691 A JP 24463691A JP 24463691 A JP24463691 A JP 24463691A JP H0563054 A JPH0563054 A JP H0563054A
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- Japan
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- piece
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Abstract
(57)【要約】
［目的］反応容器内で所定の処理を受けるウエハの温度
を正確に測定し、最適・高精度な温度制御を可能とす
る。 ［構成］ウエハ押さえ部３２Ａより外周側で、かつ上部
電極１２と下部電極２０との間の所定位置に、上部開口
３４Ａおよび下部開口３４Ｂを有するウエハ小片保持部
３４がウエハ保持部材３２に一体に設けられ、このウエ
ハ小片保持部３４にウエハ３０と同じ材質のウエハ小片
３６が配設される。このウエハ小片３６には、両電極１
２，２０からの熱が加わり、下部開口３４Ｂを介して冷
却ガスもあたる。このように、ウエハ小片３６は、ウエ
ハ３０と同一の環境下に置かれるため、ウエハ３０の温
度とほぼ同一の温度を有する。このウエハ小片３６に
は、ウエハ小片保持部３４の上部開口３４Ａを介して熱
電対３８が取り付けられ、この熱電対３８の出力線４０
は、反応容器１０の外に配置されているウエハ温度モニ
タ装置４２の入力端子に接続される。
を正確に測定し、最適・高精度な温度制御を可能とす
る。 ［構成］ウエハ押さえ部３２Ａより外周側で、かつ上部
電極１２と下部電極２０との間の所定位置に、上部開口
３４Ａおよび下部開口３４Ｂを有するウエハ小片保持部
３４がウエハ保持部材３２に一体に設けられ、このウエ
ハ小片保持部３４にウエハ３０と同じ材質のウエハ小片
３６が配設される。このウエハ小片３６には、両電極１
２，２０からの熱が加わり、下部開口３４Ｂを介して冷
却ガスもあたる。このように、ウエハ小片３６は、ウエ
ハ３０と同一の環境下に置かれるため、ウエハ３０の温
度とほぼ同一の温度を有する。このウエハ小片３６に
は、ウエハ小片保持部３４の上部開口３４Ａを介して熱
電対３８が取り付けられ、この熱電対３８の出力線４０
は、反応容器１０の外に配置されているウエハ温度モニ
タ装置４２の入力端子に接続される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応容器内で所定の処
理を受ける半導体ウエハの温度を測定するための方法お
よび装置に関する。
理を受ける半導体ウエハの温度を測定するための方法お
よび装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程において、半導体ウエハ
は真空チャンバ等の反応容器内で所定の処理を受ける
が、その処理の出来具合はウエハ温度に左右されること
が多い。たとえば、最近のエッチング加工の主流である
プラズマエッチングにおいては、ウエハ温度を低くする
ほどサイドカットの少ない良好な異方性エッチングが得
られる。しかし、ウエハ温度が低いほどエッチング速度
は遅くなるので、ウエハ温度をいたずらに下げればよい
というわけでもなく、最適な温度を設定し、かつその設
定温度に制御しなければならない。最適な温度制御を行
うには、反応容器内のウエハの温度を正確に測定する必
要がある。
は真空チャンバ等の反応容器内で所定の処理を受ける
が、その処理の出来具合はウエハ温度に左右されること
が多い。たとえば、最近のエッチング加工の主流である
プラズマエッチングにおいては、ウエハ温度を低くする
ほどサイドカットの少ない良好な異方性エッチングが得
られる。しかし、ウエハ温度が低いほどエッチング速度
は遅くなるので、ウエハ温度をいたずらに下げればよい
というわけでもなく、最適な温度を設定し、かつその設
定温度に制御しなければならない。最適な温度制御を行
うには、反応容器内のウエハの温度を正確に測定する必
要がある。
【０００３】従来のウエハ温度測定方式は、試料台また
は冷却水の温度を検出し、その検出温度をウエハの温度
としていた。すなわち、ウエハは一時的な処理のため反
応容器に出し入れされる被加工物であることから、熱電
対を直接ウエハに取り付けるわけにはいかないので、試
料台または冷却水の間接的な温度測定を行っていた。
は冷却水の温度を検出し、その検出温度をウエハの温度
としていた。すなわち、ウエハは一時的な処理のため反
応容器に出し入れされる被加工物であることから、熱電
対を直接ウエハに取り付けるわけにはいかないので、試
料台または冷却水の間接的な温度測定を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試料
台、冷却水は、ウエハに接触ないし近接しても、ウエハ
とは全く異なる温度特性を有する材質・物質であるか
ら、試料台や冷却水の温度とウエハ温度との近似性はよ
くない。このために、試料台または冷却水の温度を検出
してウエハの温度を推定する上記従来方式は、測定誤差
が多く、精度の高いウエハ温度測定値が得られなかっ
た。
台、冷却水は、ウエハに接触ないし近接しても、ウエハ
とは全く異なる温度特性を有する材質・物質であるか
ら、試料台や冷却水の温度とウエハ温度との近似性はよ
くない。このために、試料台または冷却水の温度を検出
してウエハの温度を推定する上記従来方式は、測定誤差
が多く、精度の高いウエハ温度測定値が得られなかっ
た。
【０００５】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、反応容器内のウエハの温度を正確に測定し、最
適・高精度な温度制御を可能とするウエハ温度測定方法
および装置を提供することを目的とする。
もので、反応容器内のウエハの温度を正確に測定し、最
適・高精度な温度制御を可能とするウエハ温度測定方法
および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のウエハ温度測定方法は、反応容器内の所定
位置に配置された半導体ウエハに近接した位置にウエハ
小片を配設し、前記ウエハ小片の温度を直接検出し、そ
の検出温度に基づいて前記半導体ウエハの温度の測定値
を得る方法とした。
め、本発明のウエハ温度測定方法は、反応容器内の所定
位置に配置された半導体ウエハに近接した位置にウエハ
小片を配設し、前記ウエハ小片の温度を直接検出し、そ
の検出温度に基づいて前記半導体ウエハの温度の測定値
を得る方法とした。
【０００７】また、本発明のウエハ温度測定装置は、反
応容器内の所定位置に配置された半導体ウエハに近接し
た位置でウエハ小片を支持する手段と、前記ウエハ支持
手段に支持されたウエハ小片の温度を直接検出する手段
と、前記温度検出手段より得られた検出温度に基づいて
前記ウエハの温度の測定値を与える手段とを具備する構
成とした。
応容器内の所定位置に配置された半導体ウエハに近接し
た位置でウエハ小片を支持する手段と、前記ウエハ支持
手段に支持されたウエハ小片の温度を直接検出する手段
と、前記温度検出手段より得られた検出温度に基づいて
前記ウエハの温度の測定値を与える手段とを具備する構
成とした。
【０００８】
【作用】本発明では、反応容器内の所定位置に配置され
たウエハの近くに、ウエハ小片が配設される。このウエ
ハ小片は、好ましくはウエハと同一の材質からなるもの
でよく、ウエハの近くに配置されることから、ウエハと
ほぼ同一の環境下に置かれ、ウエハとほぼ同一の温度を
有する。したがって、このウエハ小片の温度を直接検出
することによって、ウエハを直接検出した場合とほぼ同
じ検出温度を得ることが可能であり、特別な補正を行わ
なくとも、正確なウエハ温度測定値を得ることができ
る。
たウエハの近くに、ウエハ小片が配設される。このウエ
ハ小片は、好ましくはウエハと同一の材質からなるもの
でよく、ウエハの近くに配置されることから、ウエハと
ほぼ同一の環境下に置かれ、ウエハとほぼ同一の温度を
有する。したがって、このウエハ小片の温度を直接検出
することによって、ウエハを直接検出した場合とほぼ同
じ検出温度を得ることが可能であり、特別な補正を行わ
なくとも、正確なウエハ温度測定値を得ることができ
る。
【０００９】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例による枚葉式プラズ
マエッチング装置の要部の構成を示す断面図である。こ
のエッチング装置において、反応容器１０内の中央部に
上部電極１２と下部電極２０とが一定の間隔をおいて互
いに平行に配設され、下部電極２０上に１枚のウエハ３
０が配置される。反応容器１０の側面には、ウエハ３０
を出し入れするためのバルブ１１が設けられている。
明する。図１は、本発明の一実施例による枚葉式プラズ
マエッチング装置の要部の構成を示す断面図である。こ
のエッチング装置において、反応容器１０内の中央部に
上部電極１２と下部電極２０とが一定の間隔をおいて互
いに平行に配設され、下部電極２０上に１枚のウエハ３
０が配置される。反応容器１０の側面には、ウエハ３０
を出し入れするためのバルブ１１が設けられている。
【００１０】上部電極１２は、その上方に中心部にエッ
チングガス導入用の貫通孔１４Ａを有する上部電極ブロ
ック１４が取付られており、また下方にはフロロカーボ
ン系のエッチングガスをウエハ３０の上面（加工面）に
向けて均一に送るための多数の開口１６Ａを有する上部
電極板１６を取付してなるものである。上部電極ブロッ
ク１４には冷却水を通すための水路１４Ｂが内設され、
この水路１４Ｂには上部冷却水供給装置１８より冷却水
が供給される。この上部冷却水供給装置１８は冷却水の
温度を検出する温度計、冷却水を冷却する冷却器、冷却
水を循環させるためのポンプ等を有している。
チングガス導入用の貫通孔１４Ａを有する上部電極ブロ
ック１４が取付られており、また下方にはフロロカーボ
ン系のエッチングガスをウエハ３０の上面（加工面）に
向けて均一に送るための多数の開口１６Ａを有する上部
電極板１６を取付してなるものである。上部電極ブロッ
ク１４には冷却水を通すための水路１４Ｂが内設され、
この水路１４Ｂには上部冷却水供給装置１８より冷却水
が供給される。この上部冷却水供給装置１８は冷却水の
温度を検出する温度計、冷却水を冷却する冷却器、冷却
水を循環させるためのポンプ等を有している。
【００１１】下部電極２０は、その下方に中心部に冷却
ガス導入用の貫通孔２２Ａを有する下部電極ブロック２
２が取付られており、この下部電極プロック２２の上面
に下部電極板２４が被せられている。そして、この下部
電極２０は、ウエハ３０に対する試料台または設置台と
しての役割（機能）をも有している。下部電極ブロック
２２には冷却水を通すための水路２２Ｂが内設され、こ
の水路２２Ｂには下部冷却水供給装置２６より冷却水が
供給されるようになっている。この下部冷却水供給装置
２６は、上部冷却水供給装置１８と同様な構成・機能を
有するものでよい。
ガス導入用の貫通孔２２Ａを有する下部電極ブロック２
２が取付られており、この下部電極プロック２２の上面
に下部電極板２４が被せられている。そして、この下部
電極２０は、ウエハ３０に対する試料台または設置台と
しての役割（機能）をも有している。下部電極ブロック
２２には冷却水を通すための水路２２Ｂが内設され、こ
の水路２２Ｂには下部冷却水供給装置２６より冷却水が
供給されるようになっている。この下部冷却水供給装置
２６は、上部冷却水供給装置１８と同様な構成・機能を
有するものでよい。
【００１２】上部電極１２、下部電極２０はそれぞれア
ース、高周波電源（図示せず）に接続され、両電極間に
高周波電源電圧が印加される。これにより、両電極間の
空間にプラズマが発生し、このプラズマ中の反応性イオ
ンがウエハ３０に対して垂直に入射することにより、異
方性のエッチングが行われるようになっている。
ース、高周波電源（図示せず）に接続され、両電極間に
高周波電源電圧が印加される。これにより、両電極間の
空間にプラズマが発生し、このプラズマ中の反応性イオ
ンがウエハ３０に対して垂直に入射することにより、異
方性のエッチングが行われるようになっている。
【００１３】下部電極２０の外側には絶縁材からなるウ
エハ保持部材３２が設けられる。このウエハ保持部材３
２は環状のウエハ押さえ部３２Ａを有しており、下部電
極ブロック２２の貫通孔２２Ａから吹き付ける熱媒体と
なるガスの圧力によってウエハ３０が垂直上方にいくら
か浮き上がると、ウエハ３０の外周縁部がウエハ押さえ
部３２Ａによって押さえ付けられるようになっている。
ウエハ保持部材３２には冷却ガス排出用の複数の開口３
２Ｂも設けられ、ウエハ３０の下面に吹き付けられた冷
却ガスは、これらの開口３２Ｂを通って反応室内に入
り、そこからガス排出口１０Ａを通って反応容器１０の
外へ排出されるようになっている。
エハ保持部材３２が設けられる。このウエハ保持部材３
２は環状のウエハ押さえ部３２Ａを有しており、下部電
極ブロック２２の貫通孔２２Ａから吹き付ける熱媒体と
なるガスの圧力によってウエハ３０が垂直上方にいくら
か浮き上がると、ウエハ３０の外周縁部がウエハ押さえ
部３２Ａによって押さえ付けられるようになっている。
ウエハ保持部材３２には冷却ガス排出用の複数の開口３
２Ｂも設けられ、ウエハ３０の下面に吹き付けられた冷
却ガスは、これらの開口３２Ｂを通って反応室内に入
り、そこからガス排出口１０Ａを通って反応容器１０の
外へ排出されるようになっている。
【００１４】本実施例では、ウエハ押さえ部３２Ａより
外周側で、かつ上部電極１２と下部電極２０との間の所
定位置に、上部開口３４Ａおよび下部開口３４Ｂを有す
るウエハ小片保持部３４がウエハ保持部材３２に一体に
設けられ、このウエハ小片保持部３４にウエハ３０と同
じ材質のウエハ小片３６が配設される。したがって、こ
のウエハ小片３６には、両電極１２，２０からの熱が加
わり、下部開口３４Ｂを介して冷却ガスもあたる。この
ように、ウエハ小片３６は、ウエハ３０と同一の環境下
に置かれるため、ウエハ３０の温度とほぼ同一の温度を
有する。 このウエハ小片３６には、ウエハ小片保持部
３４の上部開口３４Ａを介して熱電対３８が取り付けら
れる。この熱電対３８の出力線４０は、反応容器１０の
外に配置されているウエハ温度モニタ装置４２の入力端
子に接続される。したがって、熱電対３８の出力線４０
にはウエハ小片３６の温度を表す温度検出信号が得ら
れ、ウエハ温度モニタ装置４２はその温度検出信号を必
要に応じて校正した上でウエハ３０の測定温度を割り出
し、その割り出した測定温度をディスプレイに表示す
る。
外周側で、かつ上部電極１２と下部電極２０との間の所
定位置に、上部開口３４Ａおよび下部開口３４Ｂを有す
るウエハ小片保持部３４がウエハ保持部材３２に一体に
設けられ、このウエハ小片保持部３４にウエハ３０と同
じ材質のウエハ小片３６が配設される。したがって、こ
のウエハ小片３６には、両電極１２，２０からの熱が加
わり、下部開口３４Ｂを介して冷却ガスもあたる。この
ように、ウエハ小片３６は、ウエハ３０と同一の環境下
に置かれるため、ウエハ３０の温度とほぼ同一の温度を
有する。 このウエハ小片３６には、ウエハ小片保持部
３４の上部開口３４Ａを介して熱電対３８が取り付けら
れる。この熱電対３８の出力線４０は、反応容器１０の
外に配置されているウエハ温度モニタ装置４２の入力端
子に接続される。したがって、熱電対３８の出力線４０
にはウエハ小片３６の温度を表す温度検出信号が得ら
れ、ウエハ温度モニタ装置４２はその温度検出信号を必
要に応じて校正した上でウエハ３０の測定温度を割り出
し、その割り出した測定温度をディスプレイに表示す
る。
【００１５】さらに、ウエハ温度の最適化制御を行うた
めに、ウエハ温度モニタ装置４２で得られたウエハ温度
測定値は、冷却水供給装置１８，２６等の温度制御部へ
与えられてよい。
めに、ウエハ温度モニタ装置４２で得られたウエハ温度
測定値は、冷却水供給装置１８，２６等の温度制御部へ
与えられてよい。
【００１６】本実施例では、上記のように、ウエハ小片
３６はウエハ３０と同じ材質で同一の環境下に置かれる
ためほぼ同一の温度を有する。したがって、ウエハ小片
３６の温度測定値をそのままウエハ３０の温度測定値と
して用いることができ、精度の高いウエハ温度測定値が
得られる。また、ウエハ３０を入れ替えても、ウエハ小
片３６はそのままなので（入れ替えないので）、熱電対
３８の取り外し・付け直しを行う必要はなく、随時温度
測定を行うことができる。
３６はウエハ３０と同じ材質で同一の環境下に置かれる
ためほぼ同一の温度を有する。したがって、ウエハ小片
３６の温度測定値をそのままウエハ３０の温度測定値と
して用いることができ、精度の高いウエハ温度測定値が
得られる。また、ウエハ３０を入れ替えても、ウエハ小
片３６はそのままなので（入れ替えないので）、熱電対
３８の取り外し・付け直しを行う必要はなく、随時温度
測定を行うことができる。
【００１７】なお、本実施例では、ウエハ小片３６の温
度を直接検出するために、熱電対３８を使用したが、白
金測温抵抗体等の他の形式の接触温度センサを用いるこ
とも可能であり、あるいは赤外線温度センサ等の非接触
温度センサも可能である。また、本実施例は枚葉式プラ
ズマエッチング装置に係るものであったが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の方式のブラズマエッ
チング装置、ドライエッチング装置、さらには成膜等の
他の処理を行う装置にも適用可能である。
度を直接検出するために、熱電対３８を使用したが、白
金測温抵抗体等の他の形式の接触温度センサを用いるこ
とも可能であり、あるいは赤外線温度センサ等の非接触
温度センサも可能である。また、本実施例は枚葉式プラ
ズマエッチング装置に係るものであったが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、他の方式のブラズマエッ
チング装置、ドライエッチング装置、さらには成膜等の
他の処理を行う装置にも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反応容器内の所定位置に配置されたウエハに近接した位
置にウエハ小片を配設して、このウエハ小片の温度を直
接検出し、その検出温度に基づいてウエハの温度測定値
を求めるようにしたので、ウエハを直接検出した場合に
匹敵するほどの高精度なウエハ温度測定が可能である。
したがって、ウエハ温度の最適化制御または精密制御が
可能となり、良好な処理結果を得ることができる。
反応容器内の所定位置に配置されたウエハに近接した位
置にウエハ小片を配設して、このウエハ小片の温度を直
接検出し、その検出温度に基づいてウエハの温度測定値
を求めるようにしたので、ウエハを直接検出した場合に
匹敵するほどの高精度なウエハ温度測定が可能である。
したがって、ウエハ温度の最適化制御または精密制御が
可能となり、良好な処理結果を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例による枚葉式プラズマエッチ
ング装置の要部の構成を示す略断面図である。 １０ 反応容器 １２ 上部電極 １８ 冷却水供給装置 ２０ 下部電極 ２６ 冷却水供給装置 ３０ ウエハ ３２ ウエハ保持部材 ３４ ウエハ小片保持部 ３６ ウエハ小片 ３８ 熱電対 ４２ ウエハ温度モニタ装置
ング装置の要部の構成を示す略断面図である。 １０ 反応容器 １２ 上部電極 １８ 冷却水供給装置 ２０ 下部電極 ２６ 冷却水供給装置 ３０ ウエハ ３２ ウエハ保持部材 ３４ ウエハ小片保持部 ３６ ウエハ小片 ３８ 熱電対 ４２ ウエハ温度モニタ装置
Claims (2)
- 【請求項１】 反応容器内の所定位置に配置されたウエ
ハの温度測定方法において、 前記ウエハに近接した位置にウエハ小片を配設し、前記
ウエハ小片の温度を直接検出し、その検出温度に基づい
て前記ウエハの温度の測定値を得ることを特徴とするウ
エハ温度測定方法。 - 【請求項２】 反応容器内の所定位置に配置されたウエ
ハの温度測定装置において、 前記ウエハに近接した位置でウエハ小片を支持する手段
と、前記ウエハ支持手段に支持されたウエハ小片の温度
を直接検出する手段と、前記温度検出手段より得られた
検出温度に基づいて前記ウエハの温度の測定値を与える
手段とを具備したことを特徴とするウエハ温度測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24463691A JPH0563054A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ウエハ温度測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24463691A JPH0563054A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ウエハ温度測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563054A true JPH0563054A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=17121704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24463691A Withdrawn JPH0563054A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ウエハ温度測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563054A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001208616A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Ohkura Electric Co Ltd | 温度検出素子 |
| JP2012193753A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Kubota-Ci Co | 管更生部材の加熱軟化温度測定装置およびそれを備える加熱装置 |
| JP2015059833A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 株式会社アンベエスエムティ | 表面温度測定用熱電対及び表面温度測定装置 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP24463691A patent/JPH0563054A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001208616A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Ohkura Electric Co Ltd | 温度検出素子 |
| JP2012193753A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Kubota-Ci Co | 管更生部材の加熱軟化温度測定装置およびそれを備える加熱装置 |
| JP2015059833A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 株式会社アンベエスエムティ | 表面温度測定用熱電対及び表面温度測定装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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