JPH09321028A - 処理装置および被処理体の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 減圧雰囲気中で被処理体を処理する際の、被
処理体面内温度を均一な所定温度にできる処理装置およ
び被処理体の処理方法を提供する。 【解決手段】 熱伝導性ガスを第１および第２の２個の
熱伝導性ガス供給部６ａ、６ｂより下層電極３表面の中
央部と周辺部４個所の、半導体ウェハ４と下層電極３間
に送り込み、上記下層電極３表面の周辺部の４個所に送
り込むガス配管８２ａ、８２ｃ等には各々微小質量流量
計８１ａ、８１ｃ等を設け、これら微小質量流量計から
の信号を基にして、制御装置９０、４個の駆動装置５１
ａ、５１ｃ等およびウェハ押さえ部５を作動させ、４個
のガス配管８２ａ、８２ｃ等の配置された下層電極３上
の半導体ウェハ４への押さえ力を調整し、半導体ウェハ
４と下層電極３との密着性の均一化を図る。 【効果】 半導体ウェハ面内で処理速度がほぼ一定とな
り、均一で、再現性の良い半導体ウェハの処理が可能と
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は処理装置および被処
理体の処理方法に関し、さらに詳しくは、プラズマエッ
チング装置等の減圧雰囲気中で半導体ウェハを処理する
半導体製造装置および半導体ウェハの処理方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程においては、半導
体ウェハの表面に薄膜を形成したり、半導体ウェハの薄
膜を除去したりすることが行われ、この成膜工程には減
圧雰囲気中で使用される減圧ＣＶＤ装置、プラズマＣＶ
Ｄ装置、スパッタリング装置等があり、又エッチング工
程では減圧雰囲気中で使用されるプラズマエッチング装
置やＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎ
ｇ）装置等が広く用いられている。

【０００３】これら減圧雰囲気中で半導体ウェハを処理
する時に問題となるのは、半導体ウェハと基板ステージ
との密着性に起因する、基板設定温度に対する半導体ウ
ェハ温度の不追随性と、半導体ウェハ面内温度分布発生
である。減圧雰囲気中で半導体ウェハと基板ステージの
密着性の悪い個所ではこれらの熱の伝達が輻射又は半導
体ウェハ処理中の圧力の低い処理ガスを介して行われる
ので、熱の伝達が不十分になり、上記のような問題がお
こる。このために、上記の問題は低圧の処理ガスを使用
する処理装置で特に顕著となり、近年の高集積化半導体
装置対応の処理装置は低圧力ガス中での使用となってい
るので上記問題への考慮がなされた処理装置となってい
る。

【０００４】上記問題への考慮がなされた処理装置とし
て、例えばＲＩＥ装置の従来例を図５および図６を参照
して説明する。まず、ＲＩＥ装置は、図５に示すよう
に、気密構造になっている円筒状の処理室１内にプラズ
マを発生させる上部電極２と下部電極３および処理室１
を真空にする真空ポンプ（図示省略）に接続する排気管
１１が設けられている。上部電極２は円筒状の平板で、
上部にはエッチングガス等のガス供給管２１が接続され
ており、下部にはガスを噴出する多数の小孔２２が設け
られている。なお、上部電極２は接地された状態となっ
ている。

【０００５】下部電極３は半導体ウェハ４を載置する基
板ステージともなっていて、この下部電極３に半導体ウ
ェハ４が載置されると、駆動装置５１が駆動リング５２
を移動させ、この駆動リング５２に連動する半導体ウェ
ハ４の周辺を下部電極３におさえつけるウェハ押さえ部
５が、下方に移動して下部電極３と半導体ウェハ４とを
密着させる。また、基板ステージとなる下部電極３温度
は、図面は省略するが、下部電極３内に設けられたヒー
タ又は冷却配管等と熱電対との組み合わせによる温度コ
ントロールシステムにより、温度設定がなされる。

【０００６】また、ＲＩＥ装置には、半導体ウェハ４と
下部電極３の間には熱伝導性ガスを送り込む熱伝導性ガ
ス供給部６が設けられており、ヘリウム又はアルゴン等
の熱伝導性ガスをマスフローコントローラ６１、ガス配
管６２を通して下部電極３表面に導く構成をとなってい
る。このガス配管５２には圧力計６３および可変圧力調
整バルブ６４が接続されており、マスフローコントロー
ラを通った熱伝導性ガスが設定された圧力以上になる
と、熱伝導性ガスは可変圧力調整バルブ６４を通して外
部に排出されるようになっている。なお、下部電極３に
はブロッキングコンデンサ７１を介してプラズマ発生用
の高周波電源７が接続されている。

【０００７】次に、半導体ウェハ４の基板ステージでも
ある下部電極３表面部とウェハ押さえ部５の詳細を図６
を参照して説明する。図６（ａ）は半導体ウェハ４が下
部電極３に押さえつけられた状態での下部電極３部の概
略平面図で、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ部におけ
る概略断面図である。ウェハ押さえ部５は多数の押さえ
爪５４と４個所に配置された支持部材５５を持つ押さえ
リング５３と、板バネ５６と、支持部材５７とで構成さ
れており、図５に示す如く、駆動装置５１による移動す
る駆動リング５２に連結している。

【０００８】板バネ５６は、図６（ｂ）の板バネ５６の
Ｂ−Ｂ部における概略断面図である図５（ｃ）に示すよ
うに、リング形状の板バネ５６に支持部材５５と支持部
材５７が接合された構造となっている。支持部材５７が
駆動リング５２の移動により矢印Ｃの移動をすると、支
持部材５５を持つ押さえリング５３が板バネ５６を介し
て矢印Ｄの移動をする。今、支持部材５７が下方に所定
距離移動すると、押さえリング５３の押さえ爪５４が半
導体ウェハ４に接触するまで移動し、支持部材５７の所
定距離と押さえリング５３の移動距離との差が板バネ５
６の伸びとなり、この板バネの伸びが半導体ウェハ４を
下層電極３に押さえ付ける力として働く。

【０００９】上記のような押さえリング５３により、半
導体ウェハ４を下層電極３に密着させようとしても、半
導体ウェハ４や下層電極３表面の平坦性が完全ではない
ために、半導体ウェハ４と下層電極３との密着性が場所
により異なることによる温度分布を発生する虞があり、
この温度分布発生を抑止するために、下層電極３の中央
の設けたガス配管より熱伝導性ガスを半導体ウェハ４と
下層電極３間の送り込んでいる。

【００１０】上述構造のＲＩＥ装置により、半導体ウェ
ハ４上に形成された薄膜等をエッチングすると、エッチ
ング時のプラズマにより半導体ウェハ４が加熱される
が、この熱は半導体ウェハ４と基板ステージである下部
電極３との密着性の良い部分では熱伝導により下部電極
３へ逃げ、平坦性の不完全による密着性の悪い部分でも
熱伝導性ガスを介して下部電極３へ逃げるため、温度上
昇はほとんどなく、また半導体ウェハ４内での温度分布
を発生させる虞がない。

【００１１】しかし、上述したＲＩＥ装置においては、
半導体ウェハ４の僅かな反りや下部電極３上の僅かなご
み等で半導体ウェハ４が傾いてしまう状態の時には、半
導体ウェハ４の周辺４個所の押さえ部５の押さえ力が同
じであるため、半導体ウェハ４と下層電極３との密着性
に分布ができる。また、４個の板バネ５６のバネ力が不
均一に脆化したりすると、支持部材５５と支持部材５７
の移動距離の差で与えられる押さえ力に差がでてきて、
半導体ウェハ４と下層電極３との密着性に分布ができ
る。この様な状態で、半導体ウェハ４上に形成された薄
膜等をエッチングすると、密着性の悪い部分では半導体
ウェハ４の温度が上がって、エッチング速度が増加する
ことによる薄膜エッチング量の半導体ウェハ４面内均一
性の悪化や、極端な時は密着性の悪い部分の半導体ウェ
ハ４の温度上昇により、薄膜をパターニングするための
薄膜上のフォトレジストが焦げる等の問題が発生する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した処
理装置および被処理体の処理方法における問題点を解決
することをその目的とする。即ち本発明の課題は、減圧
雰囲気中で被処理体を処理する際の、被処理体面内温度
を均一な所定温度にできる処理装置および被処理体の処
理方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の処理装置および
被処理体の処理方法は、上述の課題を解決するために提
案するものであり、本発明の処理装置は、減圧雰囲気中
で被処理体を処理する処理装置において、被処理体を載
置する基板ステージと被処理体間に熱伝導性ガスを供給
する熱伝導性ガス供給手段と、熱伝導性ガスの基板ステ
ージ周辺部でのガス流量およびガス圧力の内、いずれか
一方を用いて被処理体の周辺部と基板ステージとの密着
性を検知する複数個の密着性検知手段と、被処理体の周
辺部を前記基板ステージに押さえつけるための複数個の
付勢手段を持つ被処理体押さえ部と、被処理体押さえ部
を駆動する複数個の駆動装置と、密着性検知手段からの
信号を基に駆動装置を制御する制御装置とを有すること
を特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の被処理体の処理方法は、減
圧雰囲気中で被処理体を処理する、被処理体の処理方法
において、被処理体を基板ステージに載置する工程と、
被処理体押さえ部により前記被処理体を基板ステージに
押さえつける工程と、被処理体と基板ステージ間に熱伝
導性ガスを送り込む工程と、被処理体の周辺部と前記基
板ステージとの密着性を検知する複数個の密着性検知手
段からの信号を基にして、略均一な密着性を得るための
被処理体押さえ部に押さえ力を与える、被処理体押さえ
部を駆動する複数個の駆動装置に、制御装置より駆動信
号を送る工程と、処理ガスを処理室に送り込み、被処理
体を処理する工程とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１５】本発明によれば、被処理体と基板ステージ
間に熱伝導性ガスを供給し、被処理体の周辺を基板ステ
ージに押さえつける、複数個の付勢手段を持つ被処理体
押さえ部を複数の駆動装置にて駆動し、この複数の駆動
装置に対応する被処理体周辺に、被処理体と基板ステー
ジとの密着性を検知する密着性検知手段を設け、この密
着性検知手段からの信号を基に、複数の駆動装置が駆動
し、被処理体周辺の密着性に応じた押さえ力を複数の付
勢手段をにて与える機構となっているので、被処理体と
基板ステージとの密着性の均一化が可能となる。従っ
て、被処理体の面内温度が均一化されて被処理体面内の
均一な処理が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
例につき、添付図面を参照して説明する。なお従来技術
の説明で参照した図５および図６中の構成部分と同様の
構成部分には、同一の参照符号を付すものとする。

【００１７】実施の形態例１ 本実施の形態例は、一例としてＲＩＥ装置に本発明を適
応した例であり、これを図１および図２を参照して説明
する。まず、図１に示すように、ＲＩＥ装置の基本構造
は従来例と同様であり、従来例と同様な部分の説明は省
略する。このＲＩＥ装置には、基板ステージでもある下
部電極３に載置された被処理体、例えば半導体ウェハ４
を下部電極３に密着させるための４個の付勢手段を持つ
ウェハ押さえ部５と、このウェハ押さえ部５を駆動する
４個の駆動装置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５１ｃ、
５１ｄ（図示省略）が設けられている。

【００１８】また、ＲＩＥ装置には、半導体ウェハ４と
下部電極３間にヘリウム又はアルゴン等の熱伝導性ガス
を送り込む第１の熱伝導性ガス供給部６ａと第２の熱伝
導性ガス供給部６ｂが設けられている。第１の熱伝導性
ガス供給部６ａは、マスフローコントローラ６１ａ、ガ
ス配管６２ａ、圧力計６３ａおよび可変圧力調整バルブ
６４ａで構成され、熱伝導性ガスを下部電極３表面の中
央部に送り込むようになっている。第２の熱伝導性ガス
供給部６ｂは、マスフローコントローラ６１ｂ、ガス配
管６２ｂ、圧力計６３ｂおよび可変圧力調整バルブ６４
ｂで構成されている。ガス配管６２ｂは４個の駆動装置
の数に対応し、例えば４本に分岐され、４個の流量計、
例えば 微小質量流量計８１ａ、８１ｂ（図示省略）、
８１ｃ、８１ｄ（図示省略）に接続している。４個の微
小質量流量計８１ａ、８１ｂ（図示省略）、８１ｃ、８
１ｄ（図示省略）からのガス配管８２ａ、８２ｂ、８２
ｃ、８２ｄ（図２参照）は、４個の駆動装置５１ａ、５
１ｂ（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示省略）により
ウェハ押さえ部に押さえ力を与える下部電極３表面の周
辺部位置に熱伝導性ガスを送り込むようになっている。
なお、可変圧力調整バルブ６４ａ、６４ｂはマスフロー
コントローラ６１ａ、６１ｂを通った熱伝導性ガスの圧
力が各々設定された圧力以上になると、熱伝導性ガスを
可変圧力調整バルブ６４を通して外部に排出されせるよ
うに働く。

【００１９】４個の微小質量流量計８１ａ、８１ｂ、８
１ｃ、８１ｄからの電気信号は駆動装置５１ａ、５１ｂ
（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示省略）の駆動を制
御する制御装置９０に送られ、制御装置９０では基準と
する流量と上記各流量計の流量とを比較し、各駆動装置
に駆動信号を送る。各駆動装置の駆動でウェハ押さえ部
が移動し、微小質量流量計８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８
１ｄの流量が基準とする流量以下になった時点で、制御
装置９０から駆動装置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５
１ｃ、５１ｄ（図示省略）に駆動停止信号が送られる。
ここで、駆動装置の機構は、例えばスッテピングモータ
とウォームギアによりウェハ押さえ部を上下動させるよ
うなものである。なお、上記の基準とする流量Ｑとは、
マスフローコントローラの流量をＱ₀ とすると、Ｑ＝１
／４（Ｑ₀ ＋ΔＱ₀ ）で、例えばΔＱ₀ ＝１／５Ｑ₀ と
する。

【００２０】次に、半導体ウェハ４の基板ステージでも
ある下部電極３表面部とウェハ押え部５の詳細を図２を
参照して説明する。図２（ａ）は下部電極３表面部とウ
ェハ押さえ部５の概略平面図で、図２（ｂ）は図２
（ａ）のＥ−Ｅ部における概略断面図である。ウェハ押
さえ部５は、従来同様に、多数の押さえ爪５４と４個所
に配置された支持部材５５を持つ、テフロン樹脂等の有
機絶縁物製の押さえリング５３と、４個の付勢手段、例
えば板バネ５６と、４個の支持部材５７で構成されてい
る。４個の支持部材５７は各々独立した駆動装置駆動装
置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示
省略）に接続され、矢印Ｂに示すような上下移動を行
い、４個の板バネ５６を介して４個の支持部材５５で支
持された押さえリング５３を、矢印Ｃに示すような、上
下移動される。

【００２１】下部電極３には、下部電極３中央部に配置
された熱伝導性ガス用のガス配管６２と、４個の支持部
材５５に対応した下部電極３周辺部に配置された熱伝導
性ガス用の４本のガス配管８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８
２ｄがある 下部電極３表面には，熱伝導性ガスを噴き出しす多数の
小孔１０１が下部電極３表面にほぼ等間隔になるように
配置で設けられ、下部電極３表面の外周部以外に設けら
れた小孔１０１は、下部電極３表面の下方に設けられた
溝１０２を通してガス配管６２に接続され、下部電極３
表面の外周部に設けられた小孔１０１は、４個の支持部
材５５に対応して下部電極３表面下方の外周部に等間隔
に設けられた４個の溝１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、
１０３ｄを通して各々ガス配管８２ａ、８２ｂ、８２
ｃ、８２ｄに接続している。

【００２２】このＲＩＥ装置による半導体ウェハ４の処
理は、まず真空引きされた処理室１内の下層電極３上に
半導体ウェハ４を載置し、その後制御装置９０を作動さ
せて駆動装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを駆動し
てウェハ押さえ部５を下方に所定距離移動させて半導体
ウェハ４を下層電極３に押さえつける。次に第１の熱伝
導性ガス供給部６ａおよび第２の熱伝導性ガス供給部６
ａより熱伝導性ガスを半導体ウェハ４と下層電極３との
間に送り込む。この時の流量は各々約２０ｓｃｃｍと
し、ガス配管６２ａ、６２ｂにおける各々の圧力は約１
ｋＰａとする。なおこのガス配管６２ａ、６２ｂにおけ
る各々の圧力は、処理作業以前の可変圧力調整バルブ６
４ａ、６４ｂの調整により約１ｋＰａ以上にならないよ
うになっている。

【００２３】その後、制御装置９０おいて、４本のガス
配管８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄの流量を測定する
微小質量流量計８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄからの
電気信号を基に、基準とする流量と上記各流量計の流量
とを比較し、その流量が基準とする流量より多いガス配
管のガス噴出部に対応する駆動装置には再度駆動信号を
送り、その流量が基準とする流量以下になるまで駆動装
置が駆動して、板バネ５７を介して、ウェハ押さえ部５
の押さえ力を増加させることでその流量を減少させ、基
準とする流量以下に成った時点で駆動を停止する。

【００２４】この様にして、４個の微小質量流量計８１
ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄの流量を基準とする流量以
下にすることで、半導体ウェハ４と下層電極３の密着性
を半導体ウェハ４面内においてほぼ均一化する。その
後、エッチングガスを導入し、このエッチングのガス圧
力を、例えば２Ｐａ以下に設定し、高周波電源７から下
層電極３に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加してプ
ラズマを発生させエッチングを行う。高周波電源をＯＦ
Ｆしてエッチングを終了させた後に、エッチングガスや
熱伝導性ガスを遮断し、制御装置９０を作動させて駆動
装置５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを駆動し、ウェハ
押さえ部５を上方に移動させて、ウェハ押さえ部５を半
導体ウェハ４から離し、その後半導体ウェハ４を下層電
極３より取り出す。

【００２５】上記のようなＲＩＥ装置を用いると、半導
体ウェハ４と基板ステージでもある下層電極３との均一
な密着性が確保でき、しかも熱伝導性ガス供給により、
プラズマエッチングによって加熱される半導体ウェハ４
の熱は基板ステージでもある下層電極３に流れて、半導
体ウェハ４の面内温度が均一な所定温度となる。従っ
て、半導体ウェハ４の面内エッチング速度がほぼ一定と
なって、面内均一なエッチングが可能となる。

【００２６】なお、上記のＲＩＥ装置では、１個の押さ
えリング５３と４組の支持部材５５、板バネ５６、支持
部材５７とでウェハ押さえ部５を構成しているが、押さ
えリング５３を４分割した形の押さえ部材を作り、４組
の押さえ部材、支持部材５５、板バネ５６、支持部材５
７でウェハ押さえ部５を形成してもよい。

【００２７】実施の形態例２ 本実施の形態例は、一例としてＲＩＥ装置に本発明を適
応した例であり、これを図３および図４を参照して説明
する。まず、図３に示すように、ＲＩＥ装置の基本構造
は従来例と同様なので、従来例と同様な部分の説明は省
略する。このＲＩＥ装置には、実施の形態例１と同様
に、基板ステージでもある下部電極３に載置された被処
理体、例えば半導体ウェハ４を下部電極３に密着させる
ための４個の付勢手段を持つウェハ押さえ部５と、この
ウェハ押さえ部５を駆動する４個の駆動装置５１ａ、５
１ｂ（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示省略）が設け
られている。

【００２８】また、ＲＩＥ装置には、従来例と同様に、
半導体ウェハ４と下部電極３間にヘリウム又はアルゴン
等の熱伝導性ガスを送り込む熱伝導性ガス供給部６が設
けられて、ガス配管６２を通して下層電極３表面の中央
部に熱伝導性ガスを送り込むようになっている。下層電
極３周辺部には、半導体ウェハ４と下層電極３間に送り
込まれた熱伝導性ガスの圧力を測定する圧力計用の複数
のガス配管、例えば４本のガス配管１１２ａ、１１２
ｂ、１１２ｃ、１１２ｄが設けられていて、これらガス
配管には４個のピラニー真空計等の圧力計１１１ａ、１
１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄが接続している。なお、こ
のガス配管１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄの
下層電極３表面での位置は、下層電極３周辺部で４個の
駆動装置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ
（図示省略）に対応した下層電極３周辺部である。

【００２９】４個の圧力計１１２ａ、１１２ｂ、１１２
ｃ、１１２ｄからの電気信号は駆動装置５１ａ、５１ｂ
（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示省略）の駆動を制
御する制御装置９０に送られ、制御装置９０では基準と
する圧力と上記各圧力計の圧力とを比較し、各駆動装置
に駆動信号を送る。各駆動装置の駆動でウェハ押さえ部
が移動し、圧力計１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１
２ｄの圧力が基準とする圧力以上になった時点で、制御
装置９０から駆動装置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５
１ｃ、５１ｄ（図示省略）に駆動停止信号が送られる。
ここで、駆動装置の機構は、例えばスッテピングモータ
とウォームギアによりウェハ押さえ部を上下動させるよ
うなものである。なお、上記の基準とする圧力Ｐとは、
熱伝導性ガス供給部６の圧力計６３の圧力をＰ₀ とする
と、Ｐ＝Ｐ₀ −ΔＰ₀ ）で、例えばΔＰ₀ ＝１／５Ｐ₀
程度とする。

【００３０】次に、半導体ウェハ４の基板ステージでも
ある下部電極３表面部とウェハ押さえ部５の詳細を図４
を参照して説明する。図４（ａ）は下部電極３表面部と
ウェハ押さえ部５の概略平面図で、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＦ−Ｆ部における概略断面図である。ウェハ押
さえ部５は、従来同様に、多数の押さえ爪５４と４個所
に配置された支持部材５５を持つ、テフロン樹脂等の有
機絶縁物製の押さえリング５３と、４個の付勢手段、例
えば板バネ５６と、４個の支持部材５７で構成されてい
る。４個の支持部材５７は各々独立した駆動装置駆動装
置５１ａ、５１ｂ（図示省略）、５１ｃ、５１ｄ（図示
省略）に接続され、矢印Ｂに示すような上下移動を行
い、４個の板バネ５６を介して４個の支持部材５５で支
持された押さえリング５３を、矢印Ｃに示すような、上
下移動させる。

【００３１】下部電極３には、下部電極３中央部に配置
された熱伝導性ガス用のガス配管６２と、４個の支持部
材５５に対応した下部電極３周辺部の位置に４本の圧力
測定用のガス配管１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１
２ｄが設けられている。

【００３２】このＲＩＥ装置による半導体ウェハ４の処
理は、実施の形態例１と同様に、まず真空引きされた処
理室１内の下層電極３上に半導体ウェハ４を載置し、そ
の後制御装置９０を作動させて駆動装置５１ａ、５１
ｂ、５１ｃ、５１ｄを駆動してウェハ押さえ部５を下方
に所定距離移動させて半導体ウェハ４を下層電極３に押
さえつける。

【００３３】次に熱伝導性ガス供給部６より熱伝導性ガ
スを半導体ウェハ４と下層電極３との間に送り込む。こ
の時の流量は約２０ｓｃｃｍとし、ガス配管６２おける
各々の圧力は約１ｋＰａとする。なおこのガス配管６２
の圧力は、処理作業以前の可変圧力調整バルブ６４の調
整により、約１ｋＰａ以上にならないようになってい
る。

【００３４】その後、制御装置９０おいて、４個のガス
配管１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄの各圧力
計１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄからの電気
信号を基に、基準とする圧力と上記各圧力計の圧力とを
比較し、その圧力が基準とする圧力より多いガス配管の
ガス噴出部に対応する駆動装置には再度駆動信号を送
り、その圧力が基準とする圧力以上になるまで駆動装置
が駆動して、板バネ５７を介して、ウェハ押さえ部５の
押さえ力を増加させることでその圧力を増加させ、基準
とする圧力以上になった時点で駆動を停止する。

【００３５】この様にして、４個の圧力計１１１ａ、１
１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの圧力を基準とする圧力以
上にすることで、半導体ウェハ４と下層電極３の密着性
を半導体ウェハ４面内においてほぼ均一化する。その
後、実施の形態例１と同様に、エッチングガスを導入
し、このエッチングのガス圧力を、例えば２Ｐａ以下に
設定し、高周波電源７から下層電極３に１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電圧を印加してプラズマを発生させエッチン
グを行う。高周波電源をＯＦＦしてエッチングを終了さ
せた後に、エッチングガスや熱伝導性ガスを遮断し、制
御装置９０を作動させて駆動装置５１ａ、５１ｂ、５１
ｃ、５１ｄを駆動し、ウェハ押さえ部５を上方に移動さ
せて、ウェハ押さえ部５を半導体ウェハ４から離し、そ
の後半導体ウェハ４を下層電極３より取り出す。

【００３６】上記のようなＲＩＥ装置を用いると、半導
体ウェハ４と基板ステージでもある下層電極３との均一
な密着性が確保でき、しかも熱伝導性ガス供給により、
プラズマエッチングによって加熱される半導体ウェハ４
の熱は基板ステージでもある下層電極３に流れて、半導
体ウェハ４の面内温度が均一な所定温度となる。従っ
て、半導体ウェハ４の面内エッチング速度がほぼ一定と
なって、面内均一なエッチングが可能となる。

【００３７】なお、上記のＲＩＥ装置では、１個の押さ
えリング５３と４組の支持部材５５、板バネ５６、支持
部材５７とでウェハ押さえ部５を構成しているが、押さ
えリング５３を４分割した形の押さえ部材を作り、４組
の押さえ部材、支持部材５５、板バネ５６、支持部材５
７でウェハ押さえ部５を形成してもよい。

【００３８】以上、本発明の２例を実施の形態例により
説明したが、本発明はこれら実施の形態例に何ら限定さ
れるものではない。例えば、本発明の実施の形態例で
は、処理装置として平行平板型のＲＩＥを用いて説明し
たが、マグネトロン型やＥＣＲ型等の他のＲＩＥ装置
や、スパッタリング装置や減圧ＣＶＤ装置等の成膜装置
等の本発明を適応してもよい。その他、本発明の技術的
思想の範囲内で、処理装置の動作条件は適宜変更が可能
である。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の処理装置および被処理体の処理方法は、被処理体とし
ての半導体ウェハと基板ステージでもある下層電極との
間に熱伝導性ガスを送り込み、しかも半導体ウェハと下
層電極との密着性を下層電極周辺に設けた複数のガス配
管の流量又は圧力で検知し、この検知情報を基に、制御
装置と複数の駆動装置および付勢手段とにより、検知場
所に対応したウェハ押さえ部の押さえ力を調整し、半導
体ウェハと下層電極との密着性を半導体ウェハ面内で均
一化することで、半導体ウェハ面内温度を均一化な所定
温度とすることができる。従って、半導体ウェハ面内で
処理速度がほぼ一定となり、均一で、再現性の良い半導
体ウェハの処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施の形態例１を説明するた
めの、ＲＩＥ装置の概略図である。

【図２】本発明を適用した実施の形態例１のＲＩＥ装置
における下層電極とウェハ押さえ部を説明する図で、
（ａ）は概略平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＥ−Ｅ部に
おける概略断面図である。

【図３】本発明を適用した実施の形態例２を説明するた
めの、ＲＩＥ装置の概略図である。

【図４】本発明を適用した実施の形態例２のＲＩＥ装置
における下層電極とウェハ押さえ部を説明する図で、
（ａ）は概略平面図、（ｂ）は図４（ａ）のＦ−Ｆ部に
おける概略断面図である。

【図５】従来例のＲＩＥ装置を説明するための、ＲＩＥ
装置の概略図である。

【図６】従来例のＲＩＥ装置の下層電極とウェハ押さえ
部を説明する図で、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は図６
（ａ）のＡ−Ａ部における概略断面図、（ｃ）は図６
（ｂ）の板バネのＢ−Ｂ部における概略断面図である。

【符号の説明】

１…処理室、２…上部電極、３…下層電極、４…半導体
ウェハ、５…ウェハ押さえ部、６…熱伝導性ガス供給
部、７…高周波電源、１１…排気管、２１…ガス配管、
５１…駆動装置、５２…駆動リング、５３…押さえリン
グ、５４…押さえ爪、５５，５７…支持部材、５６…板
バネ、６１，６１ａ，６１ｂ…マスフローコントロー
ラ、６２，６２ａ，６２ｂ…ガス配管、６３，６３ａ，
６３ｂ…圧力計、６４，６４ａ，６４ｂ…可変圧力調整
バルブ、７１…ブロッキングコンデンサ、８１ａ，８１
ｃ…微小質量流量計、８２ａ〜８２ｄ…ガス配管、制御
装置、１０１…小孔、１０２，１０３ａ〜１０３ｄ…
溝、１１１ａ，１１１ｃ…圧力計、１１２ａ〜１１２ｄ
…ガス配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 減圧雰囲気中で被処理体を処理する処理
   装置において、 前記被処理体を載置する基板ステージと前記被処理体間
   に熱伝導性ガスを供給する熱伝導性ガス供給手段と、 前記熱伝導性ガスの前記基板ステージ周辺部でのガス流
   量およびガス圧力の内、いずれか一方を用いて前記被処
   理体の周辺部と前記基板ステージとの密着性を検知する
   複数個の密着性検知手段と、 前記被処理体の周辺部を前記基板ステージに押さえつけ
   るための複数個の付勢手段を持つ被処理体押さえ部と、 前記被処理体押さえ部を駆動する複数個の駆動装置と、 前記密着性検知手段からの信号を基に前記駆動装置を制
   御する制御装置とを有することを特徴とする処理装置。
2. 【請求項２】 前記複数個の密着性検知手段の前記基板
   ステージ周辺部における密着性検知位置と、前記複数個
   の付勢手段を持つ被処理体押さえ部と前記複数個の駆動
   装置により被処理体に押さえ力を与える位置とが対向す
   る位置関係にあることを特徴とする、請求項１に記載の
   処理装置。
3. 【請求項３】 減圧雰囲気中で被処理体を処理する、被
   処理体の処理方法において、 前記被処理体を基板ステージに載置する工程と、 被処理体押さえ部により前記被処理体を基板ステージに
   押さえつける工程と、 前記被処理体と前記基板ステージ間に熱伝導性ガスを送
   り込む工程と、 前記被処理体の周辺部と前記基板ステージとの密着性を
   検知する複数個の密着性検知手段からの信号を基にし
   て、略均一な密着性を得るための前記被処理体押さえ部
   に押さえ力を与える、前記被処理体押さえ部の複数個の
   駆動装置に、制御装置より駆動信号を送る工程と、 処理ガスを処理室に送り込み、被処理体を処理する工程
   とを有することを特徴とする被処理体の処理方法。