JPS63128717A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPS63128717A JPS63128717A JP27570286A JP27570286A JPS63128717A JP S63128717 A JPS63128717 A JP S63128717A JP 27570286 A JP27570286 A JP 27570286A JP 27570286 A JP27570286 A JP 27570286A JP S63128717 A JPS63128717 A JP S63128717A
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Landscapes
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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〕
プラズマ処理装置において、被加工物にその端面を近接
設置した赤外ファイバーで、被加工物の温度を測定し、
制御するもので、被加工物の真の温度に近い値を測定出
来るので、被加工物の温度制御が正確となり、プラズマ
処理が安定する。
設置した赤外ファイバーで、被加工物の温度を測定し、
制御するもので、被加工物の真の温度に近い値を測定出
来るので、被加工物の温度制御が正確となり、プラズマ
処理が安定する。
本発明はプラズマ処理装置に係り、詳しくは、プラズマ
処理の被加工物の温度測定方法を改善したプラズマ処理
装置に関する。
処理の被加工物の温度測定方法を改善したプラズマ処理
装置に関する。
プラズマ処理は半導体基板の加工において、プラズマエ
ツチング、プラズマ酸化、プラズマＣ■Ｄと広く使用さ
れている。これらプラズマ処理においては、被加工物の
半導体基板の温度を一定に ′制御することが、
処理条件を一定にする上で重要である。特に微細化加工
においては、より安定な処理条件を得る必要がある。
ツチング、プラズマ酸化、プラズマＣ■Ｄと広く使用さ
れている。これらプラズマ処理においては、被加工物の
半導体基板の温度を一定に ′制御することが、
処理条件を一定にする上で重要である。特に微細化加工
においては、より安定な処理条件を得る必要がある。
しかし、従来のプラズマ処理装置にあっては、被加工物
の温度制御は、被加工物を載置するステージの温度を測
定し、これに基づいてステージ温度を制御し、これによ
りその上に載置された被加工物の温度を間接的に制御す
ると云う方法であった。
の温度制御は、被加工物を載置するステージの温度を測
定し、これに基づいてステージ温度を制御し、これによ
りその上に載置された被加工物の温度を間接的に制御す
ると云う方法であった。
この方法による場合、ステージの温度と被加工物の温度
差が常に一定と見做し得るときは問題ない。
差が常に一定と見做し得るときは問題ない。
しかし、被加工物が半導体基板のときは、基板の“そり
”、表面状況、ステージとの間の異物の介在等により、
温度差を生じており、これがプラズマ処理の精度向上を
妨げる一つの要因となっており、これの対策が望まれて
いる。
”、表面状況、ステージとの間の異物の介在等により、
温度差を生じており、これがプラズマ処理の精度向上を
妨げる一つの要因となっており、これの対策が望まれて
いる。
第３図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度
制御機構の模式図である。
制御機構の模式図である。
この図において、１は被加工物で、例えば半導体基板の
シリコン（Ｓｉ）基板で、これをステージ２の上に載置
する。このステージ２は一方の電極をなし、この上方に
は対向配設した他方の電極３があり、これらは反応室９
の内部に収容されている。
シリコン（Ｓｉ）基板で、これをステージ２の上に載置
する。このステージ２は一方の電極をなし、この上方に
は対向配設した他方の電極３があり、これらは反応室９
の内部に収容されている。
また、ステージ２、電極３の両電極は１３．５６ＭＨｚ
、 の高周波電源４に接続されている。
、 の高周波電源４に接続されている。
エツチング用のガスを導入し、高周波電力を印加すると
、プラズマガスが発生し、これによりＳｉ基板１をエツ
チングする。
、プラズマガスが発生し、これによりＳｉ基板１をエツ
チングする。
また、ステージ２には冷却するための空洞が設けてあり
、これに冷却水を流し得るようになっている。更に、こ
のステージ２の内部には温度制御センサーとしての熱電
対５が埋め込まれている。
、これに冷却水を流し得るようになっている。更に、こ
のステージ２の内部には温度制御センサーとしての熱電
対５が埋め込まれている。
この熱電対５で得られた熱起電力なる温度情報は温度計
６を経て温度制御装置７に送られ、冷却水の温度を調整
しステージ２の温度を制御するようになっている。
６を経て温度制御装置７に送られ、冷却水の温度を調整
しステージ２の温度を制御するようになっている。
第４図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度
制御状況である。
制御状況である。
この図において、縦軸は温度、横軸は時間を表し、Ｔｓ
はステージ温度、Ｔ−はＳｔ基板温度を表している。最
初ステージ温度Ｔｓを室温に近い一定温度に設定してお
くと、プラズマ放電が開始されると同時にＳｉ基板温度
Ｔｗは漸次上昇し１００℃程度になって一定に落ち着く
。このときステージ温度Ｔｓも僅かな上昇があるが、殆
ど最初の設定値で推移する。
はステージ温度、Ｔ−はＳｔ基板温度を表している。最
初ステージ温度Ｔｓを室温に近い一定温度に設定してお
くと、プラズマ放電が開始されると同時にＳｉ基板温度
Ｔｗは漸次上昇し１００℃程度になって一定に落ち着く
。このときステージ温度Ｔｓも僅かな上昇があるが、殆
ど最初の設定値で推移する。
然し、Ｓｉ基板１は、基板の“そり”、表面凹凸状況、
Ｓｉ基板１とステージ２との間に異物が介在する等でス
テージ２とＳｉ基基板色の間に隙間が発生するため、密
着したものとでは、大きい場合は約５０℃の温度差が生
ずる。
Ｓｉ基板１とステージ２との間に異物が介在する等でス
テージ２とＳｉ基基板色の間に隙間が発生するため、密
着したものとでは、大きい場合は約５０℃の温度差が生
ずる。
即ち、温度制御したいＳｉ基板１と、温度制御センサー
の熱電対５の間に、制御不能の隙間が介在するため、ス
テージ２の温度を正確に制御してもＳｉ基板１には温度
のバラツキを生じ、これがプラズマエツチング速度のバ
ラツキの原因となる。
の熱電対５の間に、制御不能の隙間が介在するため、ス
テージ２の温度を正確に制御してもＳｉ基板１には温度
のバラツキを生じ、これがプラズマエツチング速度のバ
ラツキの原因となる。
上記はプラズマエツチング装置についてのべたが、プラ
ズマ酸化もプラズマＣＶＤも、その反応速度は基板温度
により影響されることは、プラズマエツチングと同様で
あるので、これらの装置においても、同じような問題を
有している。
ズマ酸化もプラズマＣＶＤも、その反応速度は基板温度
により影響されることは、プラズマエツチングと同様で
あるので、これらの装置においても、同じような問題を
有している。
被加工物とステージの間に隙間があると、熱伝導に差を
生じるので、ステージにおける温度を測定して温度制御
したのでは、被加工物温度を正確に制御することが出来
ず、従って、プラズマ処理速度も正確に制御することが
できない。
生じるので、ステージにおける温度を測定して温度制御
したのでは、被加工物温度を正確に制御することが出来
ず、従って、プラズマ処理速度も正確に制御することが
できない。
上記問題点の解決は、減圧した容器内に導入したガスに
、高周波電力を印加しプラズマ放電を生起させ、これに
より被加工物を加工するプラズマ処理装置において、ス
テージの上に載置した前記被加工物に、その端面を近接
して設置した赤外ファイバーを通して、前記被加工物の
温度を測定し、制御する本発明によるプラズマ処理装置
により達成される。
、高周波電力を印加しプラズマ放電を生起させ、これに
より被加工物を加工するプラズマ処理装置において、ス
テージの上に載置した前記被加工物に、その端面を近接
して設置した赤外ファイバーを通して、前記被加工物の
温度を測定し、制御する本発明によるプラズマ処理装置
により達成される。
プラズマ処理装置において、被加工物の表面に、その端
面を近接設置した赤外ファイバーにより、被加工物から
の赤外線による温度情報を温度計で計測し、これに基づ
いて温度を制御するもので、被加工物の表面温度を直接
測定しているので、ステージと被加工物の間に隙間があ
っても、被加工物温度をより正確に制御することが可能
である。
面を近接設置した赤外ファイバーにより、被加工物から
の赤外線による温度情報を温度計で計測し、これに基づ
いて温度を制御するもので、被加工物の表面温度を直接
測定しているので、ステージと被加工物の間に隙間があ
っても、被加工物温度をより正確に制御することが可能
である。
第１図は本発明におけるプラズマエツチング装置の温度
制御機構の模式図である。
制御機構の模式図である。
この図において、第３図と同一対象物は同じ符号で示す
。
。
この装置は、温度制御センサーとこれに伴う温度計が異
なる点が、構造的には従来のものと異なり、プラズマ発
生用の電極の配置、高周波電力の印加法、ガスの導入法
およびステージの冷却水による温度制御の方法は従来の
方法と同一である。
なる点が、構造的には従来のものと異なり、プラズマ発
生用の電極の配置、高周波電力の印加法、ガスの導入法
およびステージの冷却水による温度制御の方法は従来の
方法と同一である。
ステージ２の中央に縦にこれを貫通する孔を設け、これ
に赤外ファイバー８を通し、この赤外ファイバー８の端
面がステージ２の上表面より、約０．５ ｎｏ＋＋程度
凹む用に設置する。
に赤外ファイバー８を通し、この赤外ファイバー８の端
面がステージ２の上表面より、約０．５ ｎｏ＋＋程度
凹む用に設置する。
赤外ファイバー８の端面にかかるように、ステージ２の
上にＳｉ基板ｌは載置する。
上にＳｉ基板ｌは載置する。
また、赤外ファイバー８の他の端には赤外温度計９が接
続され、ここで得られたデータが温度制御装置７に送ら
れ、この温度制御装置７では、ステージ２に送る冷却水
の温度を調節して、Ｓｉ基板１の温度を制御する。
続され、ここで得られたデータが温度制御装置７に送ら
れ、この温度制御装置７では、ステージ２に送る冷却水
の温度を調節して、Ｓｉ基板１の温度を制御する。
より具体的な例としては、赤外温度計９として赤外輻射
温度計を、赤外ファイバー８としてＫＨ２−５（ＴＩＢ
ｒ−ＴＩＩの混晶）系等の１０μｍ透過型の光ファイバ
ーを使用して、Ｓｉ基板１の輻射熱より、これの温度を
測定し、温度制御する方法がある。
温度計を、赤外ファイバー８としてＫＨ２−５（ＴＩＢ
ｒ−ＴＩＩの混晶）系等の１０μｍ透過型の光ファイバ
ーを使用して、Ｓｉ基板１の輻射熱より、これの温度を
測定し、温度制御する方法がある。
Ｓｉ基板１からの温度輻射を直接測定し温度制御を行う
もので、従来に比べ、格段にＳｉ基板の温度は一定化す
る。
もので、従来に比べ、格段にＳｉ基板の温度は一定化す
る。
しかしながら、この方法では、Ｓｉ基板１の裏面がＳｔ
が露出しているか、ＳｉＯ２膜、ＰＳＧ等で被覆されて
いる等の表面材料の違い、或いは表面の粗さ状況等の表
面状態によって、Ｓｉ基板１の発射能が変わり、これが
温度の測定誤差の原因となり、温度制御のバラツキとし
て残る。
が露出しているか、ＳｉＯ２膜、ＰＳＧ等で被覆されて
いる等の表面材料の違い、或いは表面の粗さ状況等の表
面状態によって、Ｓｉ基板１の発射能が変わり、これが
温度の測定誤差の原因となり、温度制御のバラツキとし
て残る。
又別の例としては、赤外温度計９として赤外吸収温度計
を、赤外ファイバー８として、Ｇｅ０ｚ／ＧｅＯ□−５
ｂ２０３系等の２〜３μｍ透過型の光ファイバーを使用
する方法がある。これは、赤外吸収温度計９から発射し
た赤外線をＳｉ基板１に当て、これからの反射光を再び
赤外ファイバー８を通して赤外吸収温度計９に送り、反
射光の吸収端波長の変化より、Ｓｉ基板１の温度を測定
するものである。
を、赤外ファイバー８として、Ｇｅ０ｚ／ＧｅＯ□−５
ｂ２０３系等の２〜３μｍ透過型の光ファイバーを使用
する方法がある。これは、赤外吸収温度計９から発射し
た赤外線をＳｉ基板１に当て、これからの反射光を再び
赤外ファイバー８を通して赤外吸収温度計９に送り、反
射光の吸収端波長の変化より、Ｓｉ基板１の温度を測定
するものである。
吸収端波長の変化より温度を測定する原理をつぎの第２
図を用いて説明する。
図を用いて説明する。
第２図はＳｉに対しての光の波長と透過率関係図である
。
。
この図において、縦軸は光の透過率を、横軸は波長を示
す。この図の曲線の左端が吸収端波長λ、である。吸収
端波長λ、はＳｉ基板の温度により変化し、温度が上が
ると短波長側に移動する。
す。この図の曲線の左端が吸収端波長λ、である。吸収
端波長λ、はＳｉ基板の温度により変化し、温度が上が
ると短波長側に移動する。
再び、第１図において、この吸収端波長λ５より短波長
の光がＳｉ基板１より反射して戻り、この吸収端波長λ
３の変化によりＳｉ基板１の温度を測定する。
の光がＳｉ基板１より反射して戻り、この吸収端波長λ
３の変化によりＳｉ基板１の温度を測定する。
この方法であると吸収端波長λ、はＳｉ基板の表面状態
で変わることがないので、真のＳｉ基板の温度が測定さ
れ、これに基づいてステージ２の温度が制御され、プラ
ズマ処理も正確となし得る。
で変わることがないので、真のＳｉ基板の温度が測定さ
れ、これに基づいてステージ２の温度が制御され、プラ
ズマ処理も正確となし得る。
但し、この後者の方法は吸収端波長変化によるため、半
導体基板しか適用出来ない制約はある。
導体基板しか適用出来ない制約はある。
前者の方法は熱輻射である故、被加工物は絶縁物基板で
あっても適用出来る。
あっても適用出来る。
被加工物の真の温度に、より近い値を測定出来るので、
被加工物の温度制御もより正確となる。これにより、プ
ラズマ処理も、より正確となるので微細化に対応可能と
なる。
被加工物の温度制御もより正確となる。これにより、プ
ラズマ処理も、より正確となるので微細化に対応可能と
なる。
第１図は本発明におけるプラズマエツチング装置の温度
制御機構の模式図、 第２図はＳｉに対しての光の波長と透過率関係図、第３
図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度制御
機構の模式図、 第４図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度
制御状況である。 これら図において、 １は被加工物（Ｓｉ基板）、 ２はステージ、 ３は電極、 ４は高周波電源、 ７は温度制御装置、 ８は赤外ファイバー、 ９は赤外温度計 ＄ １ 図 従来迂１１（ｚ釦するフヲズ々エヅチング・痩償の温度
制ｔＶＲ講■漠式口 ＄３ 図
制御機構の模式図、 第２図はＳｉに対しての光の波長と透過率関係図、第３
図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度制御
機構の模式図、 第４図は従来例におけるプラズマエツチング装置の温度
制御状況である。 これら図において、 １は被加工物（Ｓｉ基板）、 ２はステージ、 ３は電極、 ４は高周波電源、 ７は温度制御装置、 ８は赤外ファイバー、 ９は赤外温度計 ＄ １ 図 従来迂１１（ｚ釦するフヲズ々エヅチング・痩償の温度
制ｔＶＲ講■漠式口 ＄３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 減圧した容器内に導入したガスに、高周波電力を印加
しプラズマ放電を生起させ、これにより被加工物（１）
を加工するプラズマ処理装置において、 ステージ（２）の上に載置した前記被加工物（１）に、
その端面を近接して設置した赤外ファイバー（８）を通
して、前記被加工物（１）の温度を測定し、制御する ことを特徴とするプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27570286A JPS63128717A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27570286A JPS63128717A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128717A true JPS63128717A (ja) | 1988-06-01 |
Family
ID=17559170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27570286A Pending JPS63128717A (ja) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63128717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334251A (en) * | 1990-04-09 | 1994-08-02 | Anelva Corporation | Method of and apparatus for controlling temperature in the processing of a substrate |
| US5565038A (en) * | 1991-05-16 | 1996-10-15 | Intel Corporation | Interhalogen cleaning of process equipment |
| CN103337453A (zh) * | 2008-10-07 | 2013-10-02 | 应用材料公司 | 用于从蚀刻基板有效地移除卤素残余物的设备 |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP27570286A patent/JPS63128717A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334251A (en) * | 1990-04-09 | 1994-08-02 | Anelva Corporation | Method of and apparatus for controlling temperature in the processing of a substrate |
| US5565038A (en) * | 1991-05-16 | 1996-10-15 | Intel Corporation | Interhalogen cleaning of process equipment |
| CN103337453A (zh) * | 2008-10-07 | 2013-10-02 | 应用材料公司 | 用于从蚀刻基板有效地移除卤素残余物的设备 |
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