JPH07310187A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH07310187A JPH07310187A JP6100934A JP10093494A JPH07310187A JP H07310187 A JPH07310187 A JP H07310187A JP 6100934 A JP6100934 A JP 6100934A JP 10093494 A JP10093494 A JP 10093494A JP H07310187 A JPH07310187 A JP H07310187A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラズマ処理される試料２の周囲に配設され
た保護プレート６の温度を調整する保護プレート温度調
整手段を設けることにより，保護プレート６の温度を所
要の一定温度に調整することができるプラズマ処理装置
を提供する。 【構成】 保護プレート温度調整手段は，保護プレート
６を載置台８上に固定して保護プレート６の熱を載置台
８に伝導させると共に，その伝導状態を調整することに
よって保護プレートの温度を一定に保つ。従って，保護
プレート６の温度上昇及び温度変動が及ぼすプラズマ処
理への影響が解消され，プラズマ処理の精密な制御及び
再現性が向上する。又，保護プレート６の温度を制御す
ることによって，プラズマと試料との反応状態を変化さ
せることができるので，プラズマ処理を制御するパラメ
ータとして用いることができ，プラズマ処理の制御幅を
広げることができる。
た保護プレート６の温度を調整する保護プレート温度調
整手段を設けることにより，保護プレート６の温度を所
要の一定温度に調整することができるプラズマ処理装置
を提供する。 【構成】 保護プレート温度調整手段は，保護プレート
６を載置台８上に固定して保護プレート６の熱を載置台
８に伝導させると共に，その伝導状態を調整することに
よって保護プレートの温度を一定に保つ。従って，保護
プレート６の温度上昇及び温度変動が及ぼすプラズマ処
理への影響が解消され，プラズマ処理の精密な制御及び
再現性が向上する。又，保護プレート６の温度を制御す
ることによって，プラズマと試料との反応状態を変化さ
せることができるので，プラズマ処理を制御するパラメ
ータとして用いることができ，プラズマ処理の制御幅を
広げることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，半導体集積回路等の製
造プロセスに用いられるプラズマ処理装置に係り，ＣＶ
Ｄ，エッチング等のプラズマ処理が安定して実施できる
ように試料周囲に配設される保護プレートの温度を一定
に保つことができるプラズマ処理装置に関する。
造プロセスに用いられるプラズマ処理装置に係り，ＣＶ
Ｄ，エッチング等のプラズマ処理が安定して実施できる
ように試料周囲に配設される保護プレートの温度を一定
に保つことができるプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６はプラズマ処理装置の概要を示す模
式図である。真空容器３０内に導入された処理ガスを図
示しない然るべきプラズマ発生手段を用いてプラズマ化
し，上記真空容器３０内に配置した試料３１に対してプ
ラズマによって生成されたイオンやラジカルを照射する
ことによって所要のプラズマ処理を行うことができる。
上記試料３１は真空容器３０内に配設された載置台３２
上に載置されるが，試料３１に対するプラズマ処理が均
一になされるように，通常は載置台３２の径を試料３１
の径より大きくして，その中心付近に試料３１が載置さ
れる。そのため，試料３１の周囲には載置台３２の表面
が露出することになる。上記載置台３２はアルミニウム
やステンレス鋼等の金属素材により形成されるので，プ
ラズマ照射に曝される載置台３２の露出表面を保護する
ため，この位置にセラミック，石英等により形成される
保護プレート３３が載置される。
式図である。真空容器３０内に導入された処理ガスを図
示しない然るべきプラズマ発生手段を用いてプラズマ化
し，上記真空容器３０内に配置した試料３１に対してプ
ラズマによって生成されたイオンやラジカルを照射する
ことによって所要のプラズマ処理を行うことができる。
上記試料３１は真空容器３０内に配設された載置台３２
上に載置されるが，試料３１に対するプラズマ処理が均
一になされるように，通常は載置台３２の径を試料３１
の径より大きくして，その中心付近に試料３１が載置さ
れる。そのため，試料３１の周囲には載置台３２の表面
が露出することになる。上記載置台３２はアルミニウム
やステンレス鋼等の金属素材により形成されるので，プ
ラズマ照射に曝される載置台３２の露出表面を保護する
ため，この位置にセラミック，石英等により形成される
保護プレート３３が載置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記保
護プレートはプラズマ処理中にイオン衝撃を受けるた
め，加熱されて大幅に温度上昇する。この保護プレート
の温度上昇は，複数の試料を連続してプラズマ処理する
場合に，最初の試料に対するプラズマ処理時に温度が上
昇し始め，ある処理枚数を経た後，温度上昇がある一定
温度付近に落ち着く定常状態となる。この保護プレート
の温度上昇変化は，プラズマ中のイオンやラジカルが保
護プレートと反応あるいは付着する状況に変化を与える
ため，プラズマと試料との反応に影響を及ぼすことにな
り，プラズマ処理の状態が保護プレートの温度によって
変化する問題があった。これを回避するため，プラズマ
処理を開始する前にダミーの試料を処理して，温度上昇
が定常状態になってからプラズマ処理を始める必要があ
り，そのため，単位時間当たりに処理できる試料の数が
少なくなる問題点があった。又，上記保護プレートの温
度はプラズマの密度や処理ガスの圧力によっても変化す
るため，処理反応を制御するためプラズマの状態を変化
させたときにも，保護プレートとプラズマとの反応の影
響を受け，処理反応の制御が困難になる問題点があっ
た。更に，上記温度上昇が定常状態に落ち着いた後も，
１枚の試料に対するプラズマ処理の開始により温度上昇
し，終了と共に温度降下する温度変動がある。そのた
め，処理時間内でのプラズマ処理にも変動が生じて，精
度が要求されるプラズマ処理が困難となる問題点があっ
た。そこで，本発明が目的とするところは，上記保護プ
レートの温度を強制的に調整して所要の一定温度に制御
することができるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
護プレートはプラズマ処理中にイオン衝撃を受けるた
め，加熱されて大幅に温度上昇する。この保護プレート
の温度上昇は，複数の試料を連続してプラズマ処理する
場合に，最初の試料に対するプラズマ処理時に温度が上
昇し始め，ある処理枚数を経た後，温度上昇がある一定
温度付近に落ち着く定常状態となる。この保護プレート
の温度上昇変化は，プラズマ中のイオンやラジカルが保
護プレートと反応あるいは付着する状況に変化を与える
ため，プラズマと試料との反応に影響を及ぼすことにな
り，プラズマ処理の状態が保護プレートの温度によって
変化する問題があった。これを回避するため，プラズマ
処理を開始する前にダミーの試料を処理して，温度上昇
が定常状態になってからプラズマ処理を始める必要があ
り，そのため，単位時間当たりに処理できる試料の数が
少なくなる問題点があった。又，上記保護プレートの温
度はプラズマの密度や処理ガスの圧力によっても変化す
るため，処理反応を制御するためプラズマの状態を変化
させたときにも，保護プレートとプラズマとの反応の影
響を受け，処理反応の制御が困難になる問題点があっ
た。更に，上記温度上昇が定常状態に落ち着いた後も，
１枚の試料に対するプラズマ処理の開始により温度上昇
し，終了と共に温度降下する温度変動がある。そのた
め，処理時間内でのプラズマ処理にも変動が生じて，精
度が要求されるプラズマ処理が困難となる問題点があっ
た。そこで，本発明が目的とするところは，上記保護プ
レートの温度を強制的に調整して所要の一定温度に制御
することができるプラズマ処理装置を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明が採用する手段は，真空容器内に導入された処
理ガスをプラズマ化し，該プラズマにより上記真空容器
内に配置された載置台上に載置された試料をプラズマ処
理するプラズマ処理装置において，上記載置台上の上記
試料載置位置の周囲に配設される保護プレートの温度を
調整する保護プレート温度調整手段を設けたことを特徴
とするプラズマ処理装置として構成される。上記保護プ
レート温度調整手段は，保護プレートと載置台との間に
充填されたガスの圧力を調整するように構成することが
できる。又，上記載置台に静電チャックを設けると共
に，上記保護プレートに導電体膜を形成し，静電チャッ
クにより上記保護プレートを載置台上の所定位置に固定
するように構成することができる。更に，上記保護プレ
ート温度調整手段が，保護プレートにヒータと温度セン
サとを設け，検出温度に基づいて保護プレートの温度調
整を行うように構成することができる。
に本発明が採用する手段は，真空容器内に導入された処
理ガスをプラズマ化し，該プラズマにより上記真空容器
内に配置された載置台上に載置された試料をプラズマ処
理するプラズマ処理装置において，上記載置台上の上記
試料載置位置の周囲に配設される保護プレートの温度を
調整する保護プレート温度調整手段を設けたことを特徴
とするプラズマ処理装置として構成される。上記保護プ
レート温度調整手段は，保護プレートと載置台との間に
充填されたガスの圧力を調整するように構成することが
できる。又，上記載置台に静電チャックを設けると共
に，上記保護プレートに導電体膜を形成し，静電チャッ
クにより上記保護プレートを載置台上の所定位置に固定
するように構成することができる。更に，上記保護プレ
ート温度調整手段が，保護プレートにヒータと温度セン
サとを設け，検出温度に基づいて保護プレートの温度調
整を行うように構成することができる。
【０００５】
【作用】保護プレートはプラズマにより生成されるイオ
ンの衝撃により温度上昇するが，従来，保護プレートは
載置台上に載置されただけなので，載置台との間は真空
容器内の真空状態の間隙があって熱の逃げ場がない状態
にあった。そこで，本発明に係る保護プレート温度調整
手段は，保護プレートを載置台上に固定して保護プレー
トの熱を載置台に伝導させると共に，その伝導状態を調
整することによって保護プレートの温度を一定に保つ。
従って，保護プレートの温度上昇及び温度変動が及ぼす
プラズマ処理への影響が解消され，プラズマ処理の精密
な制御及び再現性が向上する。又，保護プレートの温度
を制御することによって，プラズマと試料との反応状態
を変化させることができるので，プラズマ処理を制御す
るパラメータとして用いることができ，プラズマ処理の
制御幅を広げることができる。保護プレートの温度は低
温方向に調整することによって，イオン衝撃によるイオ
ンと保護プレートとの反応確率を低減させることがで
き，保護プレートの消耗を抑制することができる。上記
保護プレートの温度調整手段は，保護プレートと載置台
との間に充填したガスの圧力を調整することによって熱
の伝導度を調整することができ，保護プレートの温度制
御を図ることができる。又，保護プレートの載置台上へ
の固定を静電チャックにより実施することもでき，熱伝
導に必要な保護プレートと載置台との密着性が向上す
る。このときには，セラミック等で形成される保護プレ
ートに導電体膜を形成して，静電チャックによる保護プ
レートの吸着を可能にする。更に，保護プレートの温度
を高く保ってプラズマ処理を実施したいような場合に
は，保護プレートに加熱用のヒータと温度センサとを設
け，イオン衝撃により温度上昇する保護プレートの温度
に対応させてヒータによる加熱を調整し，保護プレート
を高い温度で一定に保つ温度制御ができる。
ンの衝撃により温度上昇するが，従来，保護プレートは
載置台上に載置されただけなので，載置台との間は真空
容器内の真空状態の間隙があって熱の逃げ場がない状態
にあった。そこで，本発明に係る保護プレート温度調整
手段は，保護プレートを載置台上に固定して保護プレー
トの熱を載置台に伝導させると共に，その伝導状態を調
整することによって保護プレートの温度を一定に保つ。
従って，保護プレートの温度上昇及び温度変動が及ぼす
プラズマ処理への影響が解消され，プラズマ処理の精密
な制御及び再現性が向上する。又，保護プレートの温度
を制御することによって，プラズマと試料との反応状態
を変化させることができるので，プラズマ処理を制御す
るパラメータとして用いることができ，プラズマ処理の
制御幅を広げることができる。保護プレートの温度は低
温方向に調整することによって，イオン衝撃によるイオ
ンと保護プレートとの反応確率を低減させることがで
き，保護プレートの消耗を抑制することができる。上記
保護プレートの温度調整手段は，保護プレートと載置台
との間に充填したガスの圧力を調整することによって熱
の伝導度を調整することができ，保護プレートの温度制
御を図ることができる。又，保護プレートの載置台上へ
の固定を静電チャックにより実施することもでき，熱伝
導に必要な保護プレートと載置台との密着性が向上す
る。このときには，セラミック等で形成される保護プレ
ートに導電体膜を形成して，静電チャックによる保護プ
レートの吸着を可能にする。更に，保護プレートの温度
を高く保ってプラズマ処理を実施したいような場合に
は，保護プレートに加熱用のヒータと温度センサとを設
け，イオン衝撃により温度上昇する保護プレートの温度
に対応させてヒータによる加熱を調整し，保護プレート
を高い温度で一定に保つ温度制御ができる。
【０００６】
【実施例】以下，添付図面を参照して，本発明を具体化
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明の第１実施例に係るプラズマ処理装置の構成を
断面状態で示す模式図，図２は実施例に係る載置台の構
成を示す断面図，図３は実施例に係る保護プレートと電
極ブロックとの間に充填されるガス圧力と温度低下との
関係を示すグラフ，図４は保護プレート温度調整を実施
しない場合の温度上昇の状態を示すグラフ，図５は図４
に示す状態に温度調整を実施したときの状態を示すグラ
フである。図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置１
は，プラズマ発生手段としてＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance）を用いたＥＣＲプラズマ処理装置として
構成されている。ＥＣＲは周知の通り，マイクロ波と磁
場と処理ガス中の電子とがＥＣＲ条件のもとで電子サイ
クロトロン共鳴を生じて処理ガスがプラズマ化されるプ
ラズマ発生の一手段である。プラズマ処理を実施するた
めのプラズマ生成は，この手段に限られたものではな
い。図１において，プラズマ処理装置１は，マイクロ波
発振器１０で発生させた２．４５ＧＨｚのマイクロ波が
マイクロ波導入窓５から真空容器３内に導入されると共
に，電磁コイル１１からＥＣＲ条件を満たす磁場を真空
容器３内に発生させることにより，処理ガス導入配管９
から真空容器３内に導入される処理ガスがマイクロ波と
磁場とによるＥＣＲによりプラズマ化するように構成さ
れている。このプラズマにより生成されるイオンやラジ
カルを真空容器３内に配設された載置台８上に載置され
た試料２に照射することにより，所定のプラズマ処理が
なされる。
した実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，
以下の実施例は本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定するものではない。ここに，図１
は本発明の第１実施例に係るプラズマ処理装置の構成を
断面状態で示す模式図，図２は実施例に係る載置台の構
成を示す断面図，図３は実施例に係る保護プレートと電
極ブロックとの間に充填されるガス圧力と温度低下との
関係を示すグラフ，図４は保護プレート温度調整を実施
しない場合の温度上昇の状態を示すグラフ，図５は図４
に示す状態に温度調整を実施したときの状態を示すグラ
フである。図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置１
は，プラズマ発生手段としてＥＣＲ（Electron Cyclotr
on Resonance）を用いたＥＣＲプラズマ処理装置として
構成されている。ＥＣＲは周知の通り，マイクロ波と磁
場と処理ガス中の電子とがＥＣＲ条件のもとで電子サイ
クロトロン共鳴を生じて処理ガスがプラズマ化されるプ
ラズマ発生の一手段である。プラズマ処理を実施するた
めのプラズマ生成は，この手段に限られたものではな
い。図１において，プラズマ処理装置１は，マイクロ波
発振器１０で発生させた２．４５ＧＨｚのマイクロ波が
マイクロ波導入窓５から真空容器３内に導入されると共
に，電磁コイル１１からＥＣＲ条件を満たす磁場を真空
容器３内に発生させることにより，処理ガス導入配管９
から真空容器３内に導入される処理ガスがマイクロ波と
磁場とによるＥＣＲによりプラズマ化するように構成さ
れている。このプラズマにより生成されるイオンやラジ
カルを真空容器３内に配設された載置台８上に載置され
た試料２に照射することにより，所定のプラズマ処理が
なされる。
【０００７】上記試料２はロードロック室４内のアーム
１３上にセットされ，アーム１３の回動により真空容器
３内に搬入されて載置台８上の所定位置に載置される。
プラズマ処理が終了した試料２はアーム１３によりロー
ドロック室４に搬出される。この動作を真空容器３内の
真空状態を保持して行うため，各ゲート１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ及び真空ポンプ７ａ，７ｂが設けられてい
る。上記載置台８は，図２に拡大図として示すように構
成されている。真空容器３に絶縁体２１を介して支持さ
れた電極ブロック１４上に静電チャック１２と保護プレ
ート６が設けられ，上記静電チャック１２上に試料２が
載置される。上記電極ブロック１４はアルミニウムで形
成され，内部に形成された冷媒通路に冷媒配管１５から
冷媒が供給され冷却される。この電極ブロック１４上に
は静電チャック１２が接着され，直流電源１８から印加
される電圧により載置される試料２を静電吸着すること
ができる。この静電チャック１２は，プラズマ処理中の
試料２の温度を調整するためのもので，処理中は試料２
は静電チャック１２に吸着されると共に，試料２と静電
チャック１２との間に冷却ガス配管１６から供給される
ガスが導入され，試料２と静電チャック１２との間の熱
伝導が促進され，冷却されている電極ブロック１４の温
度に対して一定の温度に保つことができる。又，電極ブ
ロック１４には高周波電源１７から高周波バイアス電圧
が印加され，均一なプラズマ処理がなされるよう図られ
ている。上記試料２の周囲には保護プレート６が配設さ
れ，電極ブロック１４の露出表面が保護されている。本
実施例においては，保護プレート６はボルト２３によっ
て電極ブロック１４に固定されると共に，Ｏリング２
２，２２…を配して密封された保護プレート６と電極ブ
ロック１４との間の間隙に，圧力調整器１９を通じて保
護プレート冷却ガス配管２０からヘリウムガスを供給し
て，保護プレート６の保護プレート温度調整手段が構成
されている。
１３上にセットされ，アーム１３の回動により真空容器
３内に搬入されて載置台８上の所定位置に載置される。
プラズマ処理が終了した試料２はアーム１３によりロー
ドロック室４に搬出される。この動作を真空容器３内の
真空状態を保持して行うため，各ゲート１２ａ，１２
ｂ，１２ｃ及び真空ポンプ７ａ，７ｂが設けられてい
る。上記載置台８は，図２に拡大図として示すように構
成されている。真空容器３に絶縁体２１を介して支持さ
れた電極ブロック１４上に静電チャック１２と保護プレ
ート６が設けられ，上記静電チャック１２上に試料２が
載置される。上記電極ブロック１４はアルミニウムで形
成され，内部に形成された冷媒通路に冷媒配管１５から
冷媒が供給され冷却される。この電極ブロック１４上に
は静電チャック１２が接着され，直流電源１８から印加
される電圧により載置される試料２を静電吸着すること
ができる。この静電チャック１２は，プラズマ処理中の
試料２の温度を調整するためのもので，処理中は試料２
は静電チャック１２に吸着されると共に，試料２と静電
チャック１２との間に冷却ガス配管１６から供給される
ガスが導入され，試料２と静電チャック１２との間の熱
伝導が促進され，冷却されている電極ブロック１４の温
度に対して一定の温度に保つことができる。又，電極ブ
ロック１４には高周波電源１７から高周波バイアス電圧
が印加され，均一なプラズマ処理がなされるよう図られ
ている。上記試料２の周囲には保護プレート６が配設さ
れ，電極ブロック１４の露出表面が保護されている。本
実施例においては，保護プレート６はボルト２３によっ
て電極ブロック１４に固定されると共に，Ｏリング２
２，２２…を配して密封された保護プレート６と電極ブ
ロック１４との間の間隙に，圧力調整器１９を通じて保
護プレート冷却ガス配管２０からヘリウムガスを供給し
て，保護プレート６の保護プレート温度調整手段が構成
されている。
【０００８】プラズマ処理は試料２をプラズマによって
生成されるイオンやラジカルによって物理的，化学的に
処理するものであるが，プラズマは試料２のみならずプ
ラズマが発生する場所に接する部位にもイオンやラジカ
ルは到来して反応あるいは付着する。そのため，試料２
以外の部位で消費されるイオンやラジカルは，プラズマ
中のイオンやラジカルの状態を変化させる。イオンやラ
ジカルが反応あるいは付着する状況は，その対象部位の
温度によって変化する。従って，試料２に対する反応を
一定の状態に保つためには，プラズマと接する場所の温
度を一定に保つことが重要となる。特に，試料２の近接
位置に在る保護プレート６の温度が，一定の状態に保た
れていることは重要で，そのために，上記保護プレート
温度調整手段が構成されている。従来構成では，保護プ
レート６は試料２の周囲に載置されるだけであったの
で，イオン衝撃により温度上昇した熱は真空断熱されて
逃げ場がなく，大幅な温度上昇によりプラズマ処理に悪
影響を及ぼしていた。本実施例構成では，上記のように
保護プレート６の温度を電極ブロック１４に伝導させる
ことができ，しかも，その間に介在させるガスの圧力を
調整することにより熱伝導が制御できるので，保護プレ
ート６の温度を一定に保つことができる。図３は保護プ
レート６と電極ブロック１４との間の温度差と，この間
に充填されるヘリウムガスの圧力との関係を示してお
り，ガス充填により温度差の急激な低下がみられるが，
圧力を１００Torr以上に上げても温度差はほとんど縮ま
らない。尚，このときの保護プレート６及び電極ブロッ
ク１４の表面粗さは約３μｍである。
生成されるイオンやラジカルによって物理的，化学的に
処理するものであるが，プラズマは試料２のみならずプ
ラズマが発生する場所に接する部位にもイオンやラジカ
ルは到来して反応あるいは付着する。そのため，試料２
以外の部位で消費されるイオンやラジカルは，プラズマ
中のイオンやラジカルの状態を変化させる。イオンやラ
ジカルが反応あるいは付着する状況は，その対象部位の
温度によって変化する。従って，試料２に対する反応を
一定の状態に保つためには，プラズマと接する場所の温
度を一定に保つことが重要となる。特に，試料２の近接
位置に在る保護プレート６の温度が，一定の状態に保た
れていることは重要で，そのために，上記保護プレート
温度調整手段が構成されている。従来構成では，保護プ
レート６は試料２の周囲に載置されるだけであったの
で，イオン衝撃により温度上昇した熱は真空断熱されて
逃げ場がなく，大幅な温度上昇によりプラズマ処理に悪
影響を及ぼしていた。本実施例構成では，上記のように
保護プレート６の温度を電極ブロック１４に伝導させる
ことができ，しかも，その間に介在させるガスの圧力を
調整することにより熱伝導が制御できるので，保護プレ
ート６の温度を一定に保つことができる。図３は保護プ
レート６と電極ブロック１４との間の温度差と，この間
に充填されるヘリウムガスの圧力との関係を示してお
り，ガス充填により温度差の急激な低下がみられるが，
圧力を１００Torr以上に上げても温度差はほとんど縮ま
らない。尚，このときの保護プレート６及び電極ブロッ
ク１４の表面粗さは約３μｍである。
【０００９】このガスを熱伝導媒体として保護プレート
６の温度制御を行うには，プラズマ処理開始時点におい
てはガス充填を行わず，真空状態にしておくと保護プレ
ート６の温度は処理開始と共に急激に上昇する。この温
度上昇の様子は，図４に示すように時間経過と共に上昇
し続け，数分後に定常状態に落ち着くが，この定常状態
に落ち着くまでの間に処理される試料２は，安定した処
理がなされない。しかも定常状態後も試料２の処理開
始，終了毎に温度上昇そして低下の変動が繰り返され
る。これが従来構成での温度変化の状態で，このままで
は精度の高いプラズマ処理はなされない。そこで，図５
に示すように処理開始の約１５秒後に１００Torrのガス
充填を行うと，保護プレート６の温度は一定の温度に落
ち着く。ガス圧力は１００Torr以上でも温度調整の効果
には大差がないことは，先に示した図３のグラフで明ら
かであるので，ガス圧力は１００Torr以下でよい。これ
によって表面が真空容器３内の真空状態に在り，反対面
にガス圧力が加わる圧力差は小さくでき，プラズマ処理
の状況により保護プレート６を薄く形成したい場合にも
有効となる。具体的なデータで上記の温度制御による成
果を以下に示す。電極ブロック１４を２０℃に冷却し，
処理ガスにＣ4 Ｆ8 を用いて，マイクロ波出力７００
Ｗ，高周波バイアス８００Ｖにて，ＳｉＯ2 のエッチン
グを行った場合のデータである。セラミックを用いた保
護プレート６を１００℃に制御してエッチングを実施し
たところ，ＳｉＯ2 のエッチング速度５０００Å／分，
Ｓｉに対する選択比４０，エッチング形状角度８９度，
試料面内のエッチング速度の均一性は±５％（６インチ
・ウェハー）という結果が得られた。又，２５枚の連続
処理を行った場合の１枚目から２５枚目までの処理のば
らつきを±５％以内に抑えることができた。この成果
は，エッチング処理の例であるが，ＣＶＤ，スパッタリ
ングにおいても同様の効果が発揮される。
６の温度制御を行うには，プラズマ処理開始時点におい
てはガス充填を行わず，真空状態にしておくと保護プレ
ート６の温度は処理開始と共に急激に上昇する。この温
度上昇の様子は，図４に示すように時間経過と共に上昇
し続け，数分後に定常状態に落ち着くが，この定常状態
に落ち着くまでの間に処理される試料２は，安定した処
理がなされない。しかも定常状態後も試料２の処理開
始，終了毎に温度上昇そして低下の変動が繰り返され
る。これが従来構成での温度変化の状態で，このままで
は精度の高いプラズマ処理はなされない。そこで，図５
に示すように処理開始の約１５秒後に１００Torrのガス
充填を行うと，保護プレート６の温度は一定の温度に落
ち着く。ガス圧力は１００Torr以上でも温度調整の効果
には大差がないことは，先に示した図３のグラフで明ら
かであるので，ガス圧力は１００Torr以下でよい。これ
によって表面が真空容器３内の真空状態に在り，反対面
にガス圧力が加わる圧力差は小さくでき，プラズマ処理
の状況により保護プレート６を薄く形成したい場合にも
有効となる。具体的なデータで上記の温度制御による成
果を以下に示す。電極ブロック１４を２０℃に冷却し，
処理ガスにＣ4 Ｆ8 を用いて，マイクロ波出力７００
Ｗ，高周波バイアス８００Ｖにて，ＳｉＯ2 のエッチン
グを行った場合のデータである。セラミックを用いた保
護プレート６を１００℃に制御してエッチングを実施し
たところ，ＳｉＯ2 のエッチング速度５０００Å／分，
Ｓｉに対する選択比４０，エッチング形状角度８９度，
試料面内のエッチング速度の均一性は±５％（６インチ
・ウェハー）という結果が得られた。又，２５枚の連続
処理を行った場合の１枚目から２５枚目までの処理のば
らつきを±５％以内に抑えることができた。この成果
は，エッチング処理の例であるが，ＣＶＤ，スパッタリ
ングにおいても同様の効果が発揮される。
【００１０】上記実施例構成では，保護プレート６の温
度調整にヘリウムガスを用いた例を示したが，腐食性で
ないガスであれば，他の種類のガスを使用してもよい。
又，ガスに代わる流体，あるいはグリースを保護プレー
ト６と電極ブロック１４との間に充填することもでき
る。この場合の熱伝導性はガスに比して非常に大きくな
るので，保護プレート６の温度を電極ブロック１４の温
度に近づけるのに効果的である。更に，上記実施例構成
では，保護プレート６を電極ブロック１４上に固定する
手段としてボルト２３を用いた例を示したが，試料２と
同様に静電チャックを用いて位置固定することもでき
る。保護プレート６の真空容器３内側は真空状態，反対
面はガス充填圧力が加わる圧力差のある状態でも，固定
面全体に均一な定着性が得られる。この静電チャックを
用いる場合には，保護プレート６の静電チャックに接す
る面に耐腐食性の導電体膜をコーティング等の手段によ
り形成する。更に，保護プレート６の温度を高く保って
プラズマ処理を実施したいような場合に対応させるとき
には，保護プレート６に発熱体（ヒータ）をコーティン
グすると共に，温度センサを取り付けて，保護プレート
６のイオン衝撃による温度上昇に対応させて上記発熱体
による加熱を調整し，保護プレート６を所要の温度に保
つ温度調整方法を採用することもできる。
度調整にヘリウムガスを用いた例を示したが，腐食性で
ないガスであれば，他の種類のガスを使用してもよい。
又，ガスに代わる流体，あるいはグリースを保護プレー
ト６と電極ブロック１４との間に充填することもでき
る。この場合の熱伝導性はガスに比して非常に大きくな
るので，保護プレート６の温度を電極ブロック１４の温
度に近づけるのに効果的である。更に，上記実施例構成
では，保護プレート６を電極ブロック１４上に固定する
手段としてボルト２３を用いた例を示したが，試料２と
同様に静電チャックを用いて位置固定することもでき
る。保護プレート６の真空容器３内側は真空状態，反対
面はガス充填圧力が加わる圧力差のある状態でも，固定
面全体に均一な定着性が得られる。この静電チャックを
用いる場合には，保護プレート６の静電チャックに接す
る面に耐腐食性の導電体膜をコーティング等の手段によ
り形成する。更に，保護プレート６の温度を高く保って
プラズマ処理を実施したいような場合に対応させるとき
には，保護プレート６に発熱体（ヒータ）をコーティン
グすると共に，温度センサを取り付けて，保護プレート
６のイオン衝撃による温度上昇に対応させて上記発熱体
による加熱を調整し，保護プレート６を所要の温度に保
つ温度調整方法を採用することもできる。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば，試料
周囲に配設される保護プレートに温度調整手段が設けら
れる。温度調整手段は，保護プレートを載置台上に固定
して保護プレートの熱を載置台に伝導させると共に，そ
の伝導状態を調整することによって保護プレートの温度
を一定に保つ。従って，保護プレートの温度上昇及び温
度変動が及ぼすプラズマ処理への影響が解消され，プラ
ズマ処理の精密な制御及び再現性が向上する。上記保護
プレートの温度調整手段は，保護プレートと載置台との
間に充填したガスの圧力を調整することによって熱の伝
導度を調整することができ，保護プレートの温度制御を
図ることができる。保護プレートの温度を制御すること
によって，プラズマと試料との反応状態を変化させるこ
とができるので，プラズマ処理を制御するパラメータと
して用いることができ，プラズマ処理の制御幅を広げる
ことができる。又，保護プレートの載置台上への固定を
静電チャックにより実施することもでき，熱伝導に必要
な保護プレートと載置台との密着性が向上する。更に，
保護プレートの温度を高く保ってプラズマ処理を実施し
たいような場合には，保護プレートに加熱用のヒータと
温度センサとを設け，イオン衝撃により温度上昇する保
護プレートの温度に対応させてヒータによる加熱を調整
し，保護プレートを高い温度で一定に保つ温度制御がで
きる。
周囲に配設される保護プレートに温度調整手段が設けら
れる。温度調整手段は，保護プレートを載置台上に固定
して保護プレートの熱を載置台に伝導させると共に，そ
の伝導状態を調整することによって保護プレートの温度
を一定に保つ。従って，保護プレートの温度上昇及び温
度変動が及ぼすプラズマ処理への影響が解消され，プラ
ズマ処理の精密な制御及び再現性が向上する。上記保護
プレートの温度調整手段は，保護プレートと載置台との
間に充填したガスの圧力を調整することによって熱の伝
導度を調整することができ，保護プレートの温度制御を
図ることができる。保護プレートの温度を制御すること
によって，プラズマと試料との反応状態を変化させるこ
とができるので，プラズマ処理を制御するパラメータと
して用いることができ，プラズマ処理の制御幅を広げる
ことができる。又，保護プレートの載置台上への固定を
静電チャックにより実施することもでき，熱伝導に必要
な保護プレートと載置台との密着性が向上する。更に，
保護プレートの温度を高く保ってプラズマ処理を実施し
たいような場合には，保護プレートに加熱用のヒータと
温度センサとを設け，イオン衝撃により温度上昇する保
護プレートの温度に対応させてヒータによる加熱を調整
し，保護プレートを高い温度で一定に保つ温度制御がで
きる。
【図１】 本発明の一実施例に係るプラズマ処理装置の
構成を示す模式図。
構成を示す模式図。
【図２】 実施例に係る載置台の構成を示す断面図。
【図３】 実施例に係る保護プレートと電極ブロックと
の間に充填されるガス圧力と温度差との関係を示すグラ
フ。
の間に充填されるガス圧力と温度差との関係を示すグラ
フ。
【図４】 実施例に係る温度調整を行わない場合の保護
プレートの温度上昇の状態を示すグラフ。
プレートの温度上昇の状態を示すグラフ。
【図５】 図４に示す状態から実施例に係る温度調整を
実施した場合の状態を示すグラフ。
実施した場合の状態を示すグラフ。
【図６】 従来例に係るプラズマ処理装置の概略構成を
示す模式図。
示す模式図。
【符号の説明】 １…プラズマ処理装置 ２…試料 ３…真空容器 ６…保護プレート ８…載置台 １４…電極ブロック １５…冷媒配管 １９…圧力調整器（保護プレート温度調整手段） ２０…保護プレート用冷却ガス配管（保護プレート温度
調整手段） ２２…Ｏリング（保護プレート温度調整手段） ２３…ボルト（保護プレート温度調整手段）
調整手段） ２２…Ｏリング（保護プレート温度調整手段） ２３…ボルト（保護プレート温度調整手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 21/31 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ 9014−2Ｇ
Claims (4)
- 【請求項１】 真空容器内に導入された処理ガスをプラ
ズマ化し，該プラズマにより上記真空容器内に配置され
た載置台上に載置された試料をプラズマ処理するプラズ
マ処理装置において，上記載置台上の上記試料載置位置
の周囲に配設される保護プレートの温度を調整する保護
プレート温度調整手段を設けたことを特徴とするプラズ
マ処理装置。 - 【請求項２】 上記保護プレート温度調整手段が，保護
プレートと載置台との間に充填されるガスの圧力を調整
するようにした請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 上記載置台に静電チャックを設けると共
に，上記保護プレートに導電体膜を形成し，静電チャッ
クにより上記保護プレートを載置台上の所定位置に固定
するようにした請求項１記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 上記保護プレート温度調整手段が，保護
プレートにヒータと温度センサとを設け，検出温度に基
づいて保護プレートの温度調整を行うようにした請求項
１記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100934A JPH07310187A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6100934A JPH07310187A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07310187A true JPH07310187A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14287188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6100934A Pending JPH07310187A (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07310187A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000004576A1 (fr) * | 1998-07-16 | 2000-01-27 | Tokyo Electron Yamanashi Limited | Procede et appareil de traitement du plasma |
| WO2002007212A1 (fr) * | 2000-07-17 | 2002-01-24 | Tokyo Electron Limited | Dispositif de maintien pour corps traite |
| US6723202B2 (en) * | 2000-04-25 | 2004-04-20 | Tokyo Electron Limited | Worktable device and plasma processing apparatus for semiconductor process |
| US6828243B2 (en) | 2000-02-14 | 2004-12-07 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for plasma treatment |
| JP2006032592A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Mitsubishi Electric Corp | 表示装置の製造方法および表示装置の製造装置 |
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| JP2008288611A (ja) * | 2008-07-28 | 2008-11-27 | Canon Anelva Corp | プラズマ処理装置用基板ホルダーにおける特性補正リングの温度制御方法 |
| DE102009027476A1 (de) | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Tokyo Electron Limited | Innenkammerelement-Temperatursteuerverfahren, kammerinternes Element, Substratanbringtisch und Plasmabearbeitungsvorrichtungsvorrichtung, die selbigen enthält |
| US7713431B2 (en) | 2004-06-10 | 2010-05-11 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method |
| JP2010225775A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Panasonic Corp | プラズマ処理装置 |
| WO2011071073A1 (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 静電チャック装置 |
| JP2014222786A (ja) * | 2008-08-15 | 2014-11-27 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 温度制御式ホットエッジリング組立体 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP6100934A patent/JPH07310187A/ja active Pending
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