WO2013069510A1 - 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents

温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013069510A1
WO2013069510A1 PCT/JP2012/078077 JP2012078077W WO2013069510A1 WO 2013069510 A1 WO2013069510 A1 WO 2013069510A1 JP 2012078077 W JP2012078077 W JP 2012078077W WO 2013069510 A1 WO2013069510 A1 WO 2013069510A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
temperature control
plasma
carry
wafer
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/078077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
達也 三浦
亘 小澤
公博 深澤
和典 風間
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Priority to US14/354,649 priority Critical patent/US10254774B2/en
Priority to KR1020147012222A priority patent/KR102015679B1/ko
Publication of WO2013069510A1 publication Critical patent/WO2013069510A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1902—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value
    • G05D23/1904—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the use of a variable reference value variable in time
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32458—Vessel
    • H01J37/32522—Temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks

Definitions

  • Patent Document 1 discloses a temperature control technique in which a heater is incorporated in an electrostatic chuck (ESC: Electrostatic Chuck) and the surface temperature of the electrostatic chuck can be rapidly changed by heat generated from the heater.
  • ESC Electrostatic Chuck
  • the setting temperature of the final step of the first process and the setting of the first step of the second process when processing the product wafer are performed.
  • the difference from temperature may be large.
  • a large temperature stabilization wait time occurs until the set temperature is reached, and the operating rate of the plasma processing apparatus decreases.
  • the temperature stabilization waiting time can be shortened by optimizing the control of the temperature setting in the plasma process for processing the object to be processed in a plurality of steps.
  • a control method, a control apparatus, and a plasma processing apparatus are provided.
  • a temperature control method for a plasma processing apparatus capable of changing a set temperature for each step in a plasma process for processing an object to be processed by a plurality of steps.
  • a process of performing a plasma process comprising a plurality of steps, and a transfer step for carrying out at least one of a carry-in step for carrying in a workpiece into a processing container of the plasma processing apparatus or a carry-out step for carrying out the workpiece.
  • a first temperature control for controlling to the set temperature of the next process according to the execution process and the timing of completion of the executed plasma process, or the setting of the next process in parallel with the carry-in process or the carry-out process
  • a temperature control step for performing at least one of a second temperature control for controlling the temperature.
  • a control apparatus for a plasma processing apparatus capable of changing a set temperature for each step
  • a transfer control unit that performs at least one of a carry-in process for carrying in an object to be processed into a processing container of the plasma processing apparatus or an unloading process for carrying out the object to be processed; and a plasma process including the plurality of steps.
  • a temperature control unit that performs at least one of second temperature control that controls the set temperature of the process. Location is provided.
  • a processing container a gas supply source that supplies gas into the processing container, power for generating plasma, and gas are supplied.
  • a plasma source that generates plasma from the substrate, a temperature control unit that controls the temperature of at least one of a mounting table, an upper electrode, a deposition shield, and the processing container provided in the processing container, and a processing container of the plasma processing apparatus
  • a transfer control unit that performs at least one of a carry-in process for carrying in the object to be processed or a carry-out process for carrying out the object to be processed, and a process execution part that executes the plasma process including the plurality of steps by the generated plasma
  • the temperature control unit controls to a set temperature of the next process according to a timing of completion of the executed plasma process. Degrees control, or the loading step or the unloading step in parallel to a second temperature control for controlling the set temperature of the next process, a plasma processing apparatus which is characterized in that at least one is provided.
  • the temperature stabilization waiting time can be shortened by optimizing the temperature setting control in a plasma process in which an object to be processed is processed in a plurality of steps.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an embodiment.
  • the function block diagram of the control apparatus which concerns on one Embodiment. The figure for demonstrating general temperature control.
  • the flowchart which showed the temperature control which concerns on one Embodiment.
  • the figure for demonstrating the temperature control which concerns on one Embodiment.
  • a product generated by etching a multilayer resist film and a metal-containing mask formed on the wafer during the plasma processing step of plasma etching adheres to the surface of the electrostatic chuck.
  • the state of the surface of the electrostatic chuck changes and the electrostatic attraction force of the wafer decreases. Therefore, a cleaning process for cleaning the surface of the electrostatic chuck is performed while plasma processing is sequentially performed on a plurality of product wafers, and the product wafer is continuously processed while removing products on the surface of the electrostatic chuck. ing.
  • the product attached to the surface of the electrostatic chuck can be efficiently removed when the temperature of the electrostatic chuck is controlled to a high temperature using the high-speed temperature control mechanism using the heater.
  • FIG. 3 shows a general example of the set temperature of each step of the plasma processing apparatus in which the set temperature can be changed for each step in the plasma etching process in which the wafer is processed in two steps.
  • the set temperature at the time of loading and unloading of the product wafer and the set temperatures of Step 1 and Step 2 during the etching process are set in advance.
  • a wafer-less cleaning recipe (WLDC: Wafer-Less Dry Etching) shows a set temperature during loading and unloading and a set temperature during the cleaning process.
  • Waferless cleaning is a process in which the surface of the ESC is cleaned by executing a plasma process without a wafer in the processing chamber.
  • the wafer is not carried in and out, but has a set value as a recipe for convenience.
  • the execution procedure of the corresponding process is set, and the set temperature of each process is also set.
  • the set temperature at the time of carrying in and carrying out is the same in any recipe.
  • the temperature is controlled to reach the set temperature of 20 ° C. in step 1 before the etching process of the first wafer, and a temperature stabilization waiting time occurs.
  • the etching process of step 1 is executed, and then the temperature is controlled so as to reach the set temperature of 60 ° C. of step 2.
  • a temperature stabilization waiting time is generated again. The etching process is executed.
  • the wafer is unloaded.
  • the temperature is controlled so that the set temperature at the time of unloading set in the WLDC recipe indicating the execution procedure of the next process is 50 ° C.
  • a temperature stabilization waiting time also occurs.
  • the cleaning process is executed.
  • the set temperature 50 ° C. of the cleaning process is higher than the set temperature 20 ° C. of step 1 of the etching process.
  • the set temperature is changed from 60 ° C. to 50 ° C.
  • the set temperature changes from 50 ° C. to 20 ° C. when the process is changed from the cleaning process to the etching process.
  • a temperature stabilization waiting time is generated each time the set temperature changes.
  • the larger the temperature difference the longer the temperature stabilization wait time.
  • the temperature stabilization waiting time is the time of the slanted portion in FIG. 3, and the process processing is performed when the set temperature differs between the preceding and subsequent processes due to reasons such as increasing the set temperature during the cleaning process. Temperature stabilization waiting time frequently occurs before, the throughput deteriorates and the productivity decreases.
  • the temperature stabilization indicated by A and B in the temperature stabilization waiting time which is slanted in FIG. Optimize temperature setting control to reduce waiting time.
  • the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 1 is an example of a plasma processing apparatus that can change a set temperature for each step in a plasma process that processes an object to be processed by a plurality of steps.
  • the plasma processing apparatus 1 is configured as an RIE type plasma processing apparatus, and has a cylindrical chamber (processing vessel 10) made of metal such as aluminum or stainless steel.
  • the processing container 10 is grounded. In the processing container 10, a plasma process such as an etching process is performed on the object to be processed.
  • a mounting table 12 for mounting a semiconductor wafer W (hereinafter referred to as a wafer W) as an object to be processed is provided.
  • the wafer W is subjected to fine processing such as etching by the action of plasma.
  • the mounting table 12 is made of, for example, aluminum, and is supported by a cylindrical support portion 16 that extends vertically upward from the bottom of the processing container 10 via an insulating cylindrical holding portion 14.
  • a focus ring 18 made of quartz, for example, surrounding the upper surface of the mounting table 12 in an annular shape is disposed.
  • An exhaust path 20 is formed between the side wall of the processing vessel 10 and the cylindrical support portion 16.
  • An annular baffle plate 22 is attached to the exhaust path 20.
  • An exhaust port 24 is provided at the bottom of the exhaust path 20 and is connected to an exhaust device 28 via an exhaust pipe 26.
  • the exhaust device 28 has a vacuum pump (not shown) and depressurizes the processing space in the processing container 10 to a predetermined degree of vacuum.
  • a transfer gate valve 30 for opening and closing the loading / unloading port for the wafer W is attached to the side wall of the processing container 10.
  • a high-frequency power source 32 for generating plasma is electrically connected to the mounting table 12 via a matching unit 34 and a power feed rod 36.
  • the high frequency power supply 32 applies, for example, high frequency power of 60 MHz to the mounting table 12.
  • the mounting table 12 also functions as a lower electrode.
  • a shower head 38 which will be described later, is provided on the ceiling portion of the processing container 10 as an upper electrode having a ground potential.
  • the high-frequency power source 32 is an example of a plasma source that supplies power for generating plasma and generates plasma from gas in the processing vessel 10.
  • An electrostatic chuck 40 is provided on the top surface of the mounting table 12 for holding the wafer W with electrostatic attraction.
  • the electrostatic chuck 40 is obtained by sandwiching an electrode 40a made of a conductive film between a pair of insulating films 40b and 40c.
  • a DC power source 42 is electrically connected to the electrode 40 a via a switch 43.
  • the electrostatic chuck 40 attracts and holds the wafer W on the chuck with a Coulomb force by a DC voltage from the DC power supply 42.
  • the heat transfer gas supply source 52 supplies a heat transfer gas such as He gas between the upper surface of the electrostatic chuck 40 and the back surface of the wafer W through the gas supply line 54.
  • the shower head 38 at the ceiling includes an electrode plate 56 having a large number of gas vent holes 56a, and an electrode support 58 that detachably supports the electrode plate 56.
  • a buffer chamber 60 is provided inside the electrode support 58, and a gas supply pipe 64 connected to a gas supply source 62 is connected to a gas inlet 60 a of the buffer chamber 60. Thereby, a desired gas is supplied from the gas supply source 62 into the processing container 10.
  • a magnet 66 extending annularly or concentrically is disposed around the processing vessel 10.
  • a vertical RF field is formed by the high frequency power supply 32 in the plasma generation space between the shower head 38 and the mounting table 12. Due to the high frequency discharge, high density plasma is generated near the surface of the mounting table 12.
  • a refrigerant pipe 70 is provided inside the mounting table 12.
  • a refrigerant having a predetermined temperature is circulated and supplied to the refrigerant pipe 70 from the chiller unit 71 through the pipes 72 and 73.
  • a heater 75 is embedded in the mounting table 12.
  • a desired AC voltage is applied to the heater 75 from an AC power source (not shown).
  • the processing temperature of the wafer W on the electrostatic chuck 40 is adjusted to a desired temperature by cooling by the chiller unit 71 and heating by the heater 75.
  • These temperature controls are executed in accordance with instructions from the control device 80.
  • the heater 75 may be divided into two zones, ie, the central portion and the peripheral portion of the electrostatic chuck 40, and the temperature may be controlled for each zone. According to this, temperature control with higher accuracy is possible.
  • the control device 80 includes various parts attached to the plasma processing apparatus 1, such as an exhaust device 28, a high frequency power supply 32, an electrostatic chuck switch 43, a matching unit 34, a heat transfer gas supply source 52, a gas supply source 62, and a chiller unit. 71 and the heater in the electrostatic chuck 40 are controlled.
  • the control device 80 is also connected to a host computer (not shown).
  • the control device 80 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) (not shown).
  • the CPU processes, for example, according to various recipes stored in the storage unit 85 shown in FIG. Execute.
  • the recipe includes process time, process chamber temperature (upper electrode temperature, process chamber sidewall temperature, ESC temperature, etc.), pressure, applied high-frequency power, various process gas flow rates, etc., which are control information of the apparatus for a multi-step process condition.
  • process control related to temperature control will be mainly described as a recipe and described below.
  • the storage unit 85 in which the recipe is stored can be realized as a RAM or a ROM using, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or an optical disk.
  • the recipe may be provided by being stored in a storage medium and read into the storage unit 85 via a driver (not shown), or may be downloaded from a network (not shown) and stored in the storage unit 85. May be. Further, a DSP (Digital Signal Processor) may be used instead of the CPU in order to realize the functions of the above-described units.
  • the function of the control device 80 may be realized by operating using software, or may be realized by operating using hardware.
  • the gate valve 30 is first opened and the wafer W held on the transfer arm is loaded into the processing container 10.
  • the wafer W is lifted from the transfer arm by pusher pins (not shown) protruding from the surface of the electrostatic chuck 40, and the wafer W is held on the pusher pins.
  • the pusher pin is lowered into the electrostatic chuck 40, so that the wafer W is placed on the electrostatic chuck 40.
  • the gate valve 30 is closed, an etching gas is introduced from the gas supply source 62 into the processing container 10 at a predetermined flow rate and flow rate ratio, and the pressure in the processing container 10 is reduced to a set value by the exhaust device 28. To do. Further, high frequency power having a predetermined power is supplied from the high frequency power supply 32 to the mounting table 12. Further, a DC voltage is applied from the DC power source 42 to the electrode 40 a of the electrostatic chuck 40 to fix the wafer W on the electrostatic chuck 40.
  • the etching gas introduced in a shower form from the shower head 38 is turned into plasma by the high-frequency power from the high-frequency power source 32, thereby generating plasma between the upper electrode (shower head 38) and the lower electrode (mounting table 12). Plasma is generated in the space.
  • the main surface of the wafer W is etched by radicals and ions in the generated plasma.
  • the wafer W is lifted and held by the pusher pin, the gate valve 30 is opened and the transfer arm is loaded into the processing chamber 10, and then the pusher pin is lowered and the wafer W is held on the transfer arm. The Next, the transfer arm goes out of the processing container 10, and the next wafer W is loaded into the processing chamber 10 by the transfer arm. By repeating this process, the wafer W is continuously processed.
  • FIG. 2 is a functional configuration diagram of the control device 80.
  • the control device 80 includes a transfer control unit 81, a process execution unit 82, a storage unit 85, and a temperature control unit 86.
  • the transfer control unit 81 performs a loading process for loading the wafer W into the processing container 10 of the plasma processing apparatus 1 and a unloading process for unloading the wafer W from the processing container 10.
  • the carrying-in process refers to the loading of the wafer W from the gate valve 30 in a state where the wafer W is held by the transfer arm after the gate valve 30 provided in the processing container 10 is opened, and protrudes from the surface of the electrostatic chuck 40.
  • the wafer W is lifted from the transfer arm by the pushed pusher pin, and the wafer W is held on the pusher pin.
  • the pusher pin is lowered into the electrostatic chuck, whereby the wafer W Until it is placed on the electrostatic chuck 40.
  • the wafer W is lifted and held by the pusher pin, the gate valve 30 is opened and the transfer arm is loaded into the processing chamber 10, and then the pusher pin is lowered and the wafer W is moved. The process is held until the transfer arm is held out of the processing container 10.
  • the storage unit 85 stores in advance a plurality of recipes for executing an etching process and a WLDC recipe for executing a wafer rescreening process.
  • the process execution unit 82 includes an etching execution unit 83 and a cleaning execution unit 84.
  • the etching execution unit 83 executes a plasma etching process including a plurality of steps.
  • the etching execution unit 83 selects a desired process recipe from among a plurality of process recipes stored in the storage unit 85, and executes an etching process according to the recipe.
  • the cleaning execution unit 84 executes a cleaning process according to the WLDC recipe stored in the storage unit 85.
  • the temperature controller 86 controls the temperature of the electrostatic chuck 40 provided in the processing container 10.
  • the temperature control unit 86 performs first temperature control for controlling the set temperature of the next process in accordance with the end timing of the executed etching process, or the next process in parallel with the carry-in process or the carry-out process. At least one of the second temperature control to control to the set temperature is performed.
  • FIG. 4 is a flowchart showing temperature control processing of the electrostatic chuck 40 (wafer W) using the control device 80 according to the present embodiment.
  • the variable n indicating the number of steps is initially set to “1” in advance before this processing is started. Further, before the start of this process, the processing chamber is set to a set temperature of 20 ° C. when the etching process recipe is loaded as shown in the upper table of FIG.
  • the transfer control unit 81 starts a wafer W transfer process (step S500).
  • the transfer control unit 81 determines whether the wafer W has been transferred from the gate valve 30 (step S505).
  • the etching execution unit 83 executes the etching process of Step 1 (Step S510). Thereby, as shown in the lower graph of FIG. 5, the etching process of step 1 of the first wafer is executed.
  • the etching execution unit 83 determines whether or not this step or the entire process including this step is completed (step S515).
  • the temperature control unit 86 determines whether there is a change in the set temperature of the next step of the etching process recipe (step S520).
  • the temperature control unit 86 controls to the set temperature of the next step (step S525) and waits without starting the next process until the temperature becomes stable (step S530).
  • the etching execution unit 83 increases the number of steps n by 1 (step S535), returns to step S510, and executes the etching process of step 2.
  • the temperature rises after the processing of step 1 of the first wafer and waits for temperature stabilization until it reaches 60 ° C. After the temperature reaches 60 ° C. and stabilizes, An etching process is being performed.
  • step S515 the temperature control unit 86 immediately moves to step S535 and increments the number of steps by one, and then proceeds to step S510.
  • step 2 the etching process of step 2 is executed. In this way, the etching process (steps S510 to S535) is repeated until the final step.
  • the temperature control unit 86 controls the temperature to the set temperature of the next recipe indicating the execution procedure of the next process, and the conveyance control.
  • the unit 81 performs a wafer unloading process (step S540).
  • the next process is waferless dry cleaning (WLDC)
  • the wafer loading process is not performed after the wafer unloading process.
  • the temperature is changed to the set temperature of the next recipe in parallel with the wafer carry-out process.
  • the temperature control unit 86 pre-reads the set temperature of the next recipe and immediately after the end of the immediately preceding process, the set temperature of the next recipe is displayed in parallel with the wafer unloading process. In the graph of FIG. The temperature is controlled to a set temperature of 50 ° C. when the recipe is carried out. Thereby, the temperature stabilization waiting time can be shortened.
  • the process execution unit 82 executes the process according to the type of the next process (step S550). To do.
  • the next process is waferless dry cleaning WLDC. Therefore, the cleaning execution unit 84 of the process execution unit 82 executes waferless dry cleaning (step S555).
  • step S565 the temperature control unit 86 sets the temperature at the time of carrying out the cleaning recipe, that is, the set temperature of the first step of the next recipe (20 ° C. in the graph of FIG. 5). Is pre-read and temperature control is performed (temperature pre-read control; an example of first temperature control).
  • the transfer control unit 81 performs a wafer carry-in process in parallel (parallel processing of temperature control and transfer control; an example of second temperature control).
  • the previous process is waferless dry cleaning, the wafer unloading process is not performed, and only the second wafer W loading process is performed. Therefore, since the temperature control of the next recipe and the wafer carry-in process are performed in parallel, the temperature stabilization waiting time can be shortened.
  • step S570 When the temperature of the electrostatic chuck reaches 20 ° C. which is the set temperature of the next process and is stabilized and the unloading of the wafer is finished (step S570), the etching execution unit 83 of the process execution unit 82 sets the step number to 1. (Step S575), the process returns to step S510, and the etching process of step 1 of the second wafer W is executed.
  • step S550 Even when it is determined in step S550 that the type of the next process is an etching process, the etching execution unit 83 sets the step number to 1 (step S580), and returns to step S510 to return to the second wafer. The etching process of W is executed.
  • the temperature stabilization waiting time of the electrostatic chuck of the plasma processing apparatus 1 is shortened, so that the temperature of the wafer W can be adjusted to a desired temperature at high speed.
  • the set temperature at the time of loading and unloading can be set to different temperatures, and the temperature at the time of the cleaning process is controlled to be higher than the temperature at the time of the etching process.
  • the reactant deposited on the electric chuck 40 can be effectively removed.
  • the temperature stabilization waiting time of the cleaning process can be shortened by pre-reading and controlling the set temperature of the next recipe at the end of one process. Furthermore, the temperature stabilization waiting time before carrying out or carrying in the wafer can also be shortened by performing the carry-in process and the carry-out process of the wafer W in parallel with the temperature stabilization wait by the pre-reading control of the set temperature.
  • the temperature control method according to the present embodiment can greatly reduce the temperature stabilization waiting time as compared with a general temperature control method. As a result, throughput during wafer processing can be increased and productivity can be increased.
  • Temperature control variations Here, variations of the temperature control timing will be described.
  • the temperature setting for the cleaning process and the unloading of the wafer are started almost simultaneously at the end of one process.
  • the temperature setting for the etching process of the second wafer W and the wafer loading are started almost simultaneously.
  • the temperature control of the present embodiment in which the set temperature of the next recipe is prefetched at the end of one process is the first temperature control that controls the set temperature of the next process according to the timing of the end of the executed plasma process. It is an example, and the timing of the first temperature control for prefetching the set temperature of the next recipe is not limited to the time when one process is completed.
  • the timing of the first temperature control may be within a predetermined time in conjunction with the end of one process, or may be during a wafer unloading process performed after the end of one process, It may be during the wafer carry-in process performed after the end of one process.
  • the longer the elapsed time from the end of one process to the start of the first temperature control the longer the temperature stabilization wait time, and the effect of this embodiment is reduced.
  • the temperature control of this embodiment in which the temperature control (waiting for temperature stabilization) and the wafer unloading process are performed in parallel is the second temperature control for controlling to the set temperature of the next process in parallel with the loading process or the unloading process.
  • the start timing of the parallel processing of the wafer carry-in or carry-out process and the second temperature control is not limited to the end of one process.
  • the timing of the second temperature control may be during either the wafer loading or unloading process. If the two processes are partially parallel, the one of the processes may be performed in parallel. It does not have to be included in any one of the other processes.
  • the set temperature of the next process controlled by the temperature controller 86 in the first and second temperature control is the same as the set temperature of the next process in advance as the set temperature at the time of carrying out the wafer of the recipe being executed.
  • the temperature control unit 86 can perform the first and second temperature control using the set temperature at the time of carrying out the wafer of the recipe being executed as the set temperature of the next process.
  • the temperature control unit 86 sets the set temperature at the time of next wafer transfer to the next process.
  • the first and second temperature control can be performed using the temperature.
  • the temperature control unit 86 may pre-control the temperature of the set temperature of the next process set by the operator or the like. it can.
  • the solid line temperature transition in the upper part of FIG. 6 indicates the result of executing the temperature control according to the present embodiment
  • the solid line temperature transition in the lower part of FIG. 6 indicates the result of executing the above-described general temperature control.
  • the temperature transition of the broken line in the lower part of FIG. 6 shows the temperature transition of the present embodiment in the upper part of FIG. 6 by a broken line for comparison of the temperature stabilization waiting time.
  • the temperature of the electrostatic chuck is controlled to a set temperature at the time of wafer loading before the wafer is loaded, and the temperature is stable. In this state, the wafer carry-in process is started (lower stage in FIG. 6, time t1). After completion of the wafer carry-in process (time t2), the temperature is controlled to the set temperature of the second wafer process, and after the temperature is stabilized, the next process is started (time t3).
  • the wafer carry-in process cannot be started until the temperature of the electrostatic chuck is controlled to the set temperature at the time of carrying the wafer. Therefore, in the temperature control according to the present embodiment, as shown in the upper part of FIG. 6, temperature monitoring during wafer loading is not performed. In this embodiment, temperature monitoring is started after the wafer carry-in process is completed. Thereby, the wafer carry-in process and the temperature control (temperature stabilization wait) can be processed in parallel. Comparing the upper and lower time charts of FIG. 6, in the temperature system according to the present embodiment, the temperature stabilization waiting time is shortened compared to general temperature control, and the start time of the second wafer processing is shortened. It can be visually understood that the throughput is improved.
  • the temperature control according to the present embodiment has been described above by taking as an example the case where the etching process of the first wafer ⁇ the cleaning process ⁇ the etching process of the second wafer is performed.
  • the temperature control according to the present embodiment will be described below by taking as an example a case where the etching process of the first wafer ⁇ the etching process of the second wafer is performed.
  • a plasma processing apparatus that can change the set temperature for each step in a plasma process that processes a wafer by a plurality of steps is premised on a process that requires high-speed temperature control.
  • the upper table in FIG. 7 shows the first etching process recipe 1 and the second etching process recipe 1 when the second wafer etching process is performed immediately after the first wafer etching process. Has been.
  • the graph in the lower part of FIG. 7 shows the temperature control result of this embodiment when the second wafer is etched immediately after the first wafer is etched.
  • the temperature in the processing container 10 is controlled to a set temperature of 20 ° C. when the process recipe is loaded as shown in the upper table of FIG.
  • the transfer control unit 81 starts control of the wafer W loading process.
  • the etching execution unit 83 performs the etching process of Step 1 on the first wafer W.
  • the temperature is maintained at 20 ° C.
  • the temperature control unit 86 controls the temperature to the set temperature of 60 ° C. in step 2 according to the recipe 1, and waits until the inside of the processing container 10 is stabilized at the set temperature.
  • the etching execution unit 83 executes the etching process of Step 2. During the etching process of step 2 of the first wafer, the temperature is maintained at 60 ° C.
  • the temperature control unit 86 changes the set temperature to execute the next process, and the transfer control unit 81 performs the wafer unloading process in parallel. Specifically, the temperature control unit 86 controls the temperature by changing the temperature setting to the set temperature of 40 ° C. when the recipe 1 is carried out.
  • the set temperature is changed to the set temperature of 40 ° C. of step 1 of recipe 2 as the first wafer is carried out, and the temperature is stabilized. Until then, the temperature is controlled in parallel with the wafer unloading and loading steps.
  • the temperature stabilization waiting time can be shortened by pre-reading the set temperature of the next recipe and controlling to the set temperature of the next process immediately after the end of one process.
  • the temperature stabilization waiting time can also be shortened by performing the temperature control and the wafer unloading and loading processes in parallel. As a result, the throughput at the time of wafer manufacture can be increased and the productivity can be increased.
  • the set temperature of the final step of the process at the end timing of the executed plasma process may be different from the set temperature of the first step of the next process. Also in this case, the temperature stabilization waiting time can be shortened and the throughput at the time of wafer manufacture can be increased.
  • the temperature control For example, according to the temperature control according to the present invention, at least one of the first temperature control (preset read control of the set temperature) or the second temperature control (parallel processing of wafer loading or unloading and temperature control) is executed. Just do it. However, when both the first temperature control and the second temperature control are executed, there is a high possibility that the temperature stabilization waiting time can be shortened compared with the case where either one is executed, which can further contribute to an improvement in throughput. . In particular, when the set temperatures of the wafer carry-in process and the carry-out process are different, it is preferable to execute both the first temperature control and the second temperature control.
  • the temperature control according to the present invention can be used not only for waferless dry cleaning and plasma processing of product wafers, but also for dry cleaning using wafers and plasma processes using dummy wafers.
  • the temperature control according to the present invention has been described in the case where the set temperature is different between the process of the wafer after the process processing and the next wafer process, it is not limited thereto.
  • the first temperature control or the first temperature control of the processing chamber is performed in parallel with the wafer loading process in order to process the first wafer from the idle state. 2 temperature control may be performed.
  • the first temperature control or the second temperature control may be performed at the timing of lot switching.
  • the plasma process capable of controlling the temperature according to the present invention is not limited to the etching process, and any process such as film formation, ashing, and sputtering may be used.
  • the temperature control method according to the present invention can be used not only for electrostatic chucks in plasma processing apparatuses but also for temperature control of upper electrodes, deposition shields, processing containers, and the like.
  • the temperature control method according to the present invention is not limited to a parallel plate type etching processing apparatus, but also a cylindrical RLSA (Radial Line Slot Antenna) plasma processing apparatus, an ICP (Inductively Coupled Plasma) plasma processing apparatus, and a microwave plasma processing. It can be used for any plasma processing apparatus such as an apparatus.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

　複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置１の温度制御方法であって、プラズマ処理装置１の処理容器１０内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送工程と、前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行工程と、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御工程と、を含むことを特徴とする温度制御方法が提供される。

Description

温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置
　温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置に関する
　近年、ウエハや基板等の被処理体を複数のステップにより処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能な温度制御技術が提案されている。例えば、特許文献１には、静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）内にヒータを組み込んで、そのヒータからの発熱により静電チャックの表面温度を急速に変更することが可能な温度制御技術が開示されている。
特開２０１０－５０６３８１号公報
　しかしながら、製品ウエハの連続処理において、複数のステップにより一つの製品ウエハを処理するプラズマプロセスでは、製品ウエハ処理時の第１のプロセスの最終ステップの設定温度と第２のプロセスの最初のステップの設定温度との差が大きくなる場合がある。そのような場合、第１のプロセス終了後であって第２のプロセス前の温度設定後、その設定温度に到達するまでに大きな温度安定待ち時間が発生し、プラズマ処理装置の稼働率が低下する場合があった。
　上記課題に対して、本発明の一実施形態では、複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいて温度設定の制御を適正化することにより温度安定待ち時間を短縮することが可能な、温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置を提供する。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の温度制御方法であって、前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送工程と、前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行工程と、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御工程と、を含むことを特徴とする温度制御方法が提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の制御装置であって、前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送制御部と、前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御部と、を備えることを特徴とする制御装置が提供される。
　また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、処理容器と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、プラズマを生成するためのパワーを供給し、ガスからプラズマを生成するプラズマ源と、前記処理容器内に設けられた載置台、上部電極、デポシールド又は前記処理容器の少なくともいずれかの温度を制御する温度制御部と、前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送制御部と、前記生成されたプラズマにより前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、を備え、前記温度制御部は、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行うことを特徴とするプラズマ処理装置が提供される。
　本発明の一実施形態によれば、複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいて、温度設定の制御を適正化することにより温度安定待ち時間を短縮することができる。
一実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成図。 一実施形態に係る制御装置の機能構成図。 一般的な温度制御を説明するための図。 一実施形態に係る温度制御を示したフローチャート。 一実施形態に係る温度制御を説明するための図。 一実施形態に係る温度監視と温度安定待ち時間との関係を説明するための図。 一実施形態に係る温度制御を説明するための図。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　＜はじめに＞
　近年、複数のステップによりウエハを処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能な機構を備えたプラズマ処理装置が提案されている。このような機構には、例えば静電チャック（ＥＳＣ：Electrostatic Chuck）の温度をプロセス毎又はステップ毎に高速に制御可能な高速温度制御技術として、静電チャックの表面温度をヒータにて高速に温度調整する機構が利用されている。
　ところで、静電チャックの表面には、プラズマエッチングのプラズマ処理工程中にウエハ上に形成されている多層レジスト膜、金属含有マスクのエッチングにより生じる生成物が付着する。生成物が静電チャックの表面に堆積すると、静電チャックの表面の状態が変化し、ウエハの静電吸着力が低下する。そこで、複数枚の製品ウエハを順次プラズマ処理する途中に静電チャックの表面を洗浄するクリーニング処理を行い、静電チャックの表面の生成物を除去しながら、製品ウエハを連続処理することが行われている。
　クリーニング処理時に、上記ヒータを使用した高速温度制御機構を用いて静電チャックの温度を高温に制御した場合のほうが静電チャックの表面に付着した生成物を効率的に除去することができる。
　しかしながら、このようにクリーニング処理時の設定温度を高温にした場合、製品ウエハ処理時の各ステップの設定温度とクリーニング処理時の設定温度が異なってしまう。そこで、各設定温度まで温度を上昇又は下降させる際に温度安定待ち時間が発生する。これにより、プラズマ処理装置の稼働率が低下し、スループットが悪化する。
　例えば、図３には２つのステップによりウエハを処理するプラズマエッチングプロセスにおいて、ステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の各ステップの設定温度の一般的な例が示されている。図３の上段の表に示したように、エッチングプロセス用レシピには、製品ウエハの搬入及び搬出時の設定温度、エッチングプロセス中のステップ１及びステップ２の設定温度が予め設定されている。また、ウエハレスのクリーニング用レシピ（ＷＬＤＣ：Ｗａｆｅｒ－Ｌｅｓｓ　Ｄｒｙ　Ｅｔｃｈｉｎｇ）には、搬入及び搬出時の設定温度、及びクリーニングプロセス中の設定温度が示されている。ウエハレスのクリーニングとは実際に処理室内にウエハの無い状態でプラズマプロセスを実行することでＥＳＣ表面のクリーニングを行なう処理である。従って、実際にはウエハの搬入及び搬出は行なわれないが便宜上レシピとして設定値を持っている。各レシピは、対応するプロセスの実行手順が設定されていて、各プロセスの設定温度も設定されている。ここでは、いずれのレシピにおいても搬入及び搬出時の設定温度は同じである。
　この場合、図３の下段のグラフに示したように、１枚目のウエハのエッチング処理前にステップ１の設定温度２０℃になるように温度制御され、その際温度安定待ち時間が生じる。温度安定化後、ステップ１のエッチング処理が実行され、その後、ステップ２の設定温度６０℃になるように温度制御され、その際再び温度安定待ち時間が生じ、温度安定待ち時間経過後、ステップ２のエッチング処理が実行される。
　ステップ２の処理が終了した後、ウエハを搬出する。搬出後、次のプロセスの実行手順を示したＷＬＤＣレシピに設定された搬出時の設定温度５０℃になるように温度制御される。その際にも温度安定待ち時間が発生する。温度が安定したらクリーニング処理が実行される。クリーニング処理時の温度が高いと、エッチング処理時に生成された堆積物を効果的に除去できる。このため、クリーニング処理の設定温度５０℃は、エッチング処理のステップ１の設定温度２０℃より高くなっている。
　ここでは、一例として、プロセスがエッチング処理からクリーニング処理に変更する際、設定温度が６０℃から５０℃に変わる。同様に、プロセスがクリーニング処理からエッチング処理に変更する際に設定温度が５０℃から２０℃に変わる。そして、設定温度が変わるたびに温度安定待ち時間が発生する。また、温度差が大きければ大きいほど温度安定待ち時間が長くなる。
　このように、温度安定待ち時間とは図３中の斜めになっている部分の時間であり、クリーニング処理時の設定温度を高温したい等の理由により前後のプロセスで設定温度が異なる場合、プロセス処理前に温度安定待ち時間が頻繁に生じ、スループットが悪化して生産性が下がる。
　そこで、以下に説明する本発明の一実施形態では、複数のステップによりウエハを処理するプラズマプロセスにおいて、図３中の斜めになっている温度安定待ち時間の内、Ａ及びＢで示した温度安定待ち時間を短縮するために温度設定の制御を適正化する。
　［プラズマ処理装置の全体構成］
　まず、本発明の一実施形態に係る温度制御方法を実行するプラズマ処理装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。
　図１に示したプラズマ処理装置１は、複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、ＲＩＥ型のプラズマ処理装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製の円筒型チャンバ（処理容器１０）を有している。処理容器１０は接地されている。処理容器１０内では、被処理体にエッチング処理等のプラズマ処理が施される。
　処理容器１０内には、被処理体としての半導体ウエハＷ(以下、ウエハＷと称呼する)を載置する載置台１２が設けられている。この状態で、ウエハＷにはプラズマの作用によりエッチング等の微細加工が施される。載置台１２は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部１４を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１６に支持されている。筒状保持部１４の上面には、載置台１２の上面を環状に囲むたとえば石英からなるフォーカスリング１８が配置されている。
　処理容器１０の側壁と筒状支持部１６との間には排気路２０が形成されている。排気路２０には環状のバッフル板２２が取り付けられている。排気路２０の底部には排気口２４が設けられ、排気管２６を介して排気装置２８に接続されている。排気装置２８は図示しない真空ポンプを有しており、処理容器１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧する。処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入出口を開閉する搬送用のゲートバルブ３０が取り付けられている。
　載置台１２には、整合器３４および給電棒３６を介してプラズマ生成用の高周波電源３２が電気的に接続されている。高周波電源３２は、たとえば６０ＭＨｚの高周波電力を載置台１２に印加する。このようにして載置台１２は下部電極としても機能する。なお、処理容器１０の天井部には、後述するシャワーヘッド３８が接地電位の上部電極として設けられている。これにより、高周波電源３２からの高周波電圧は載置台１２とシャワーヘッド３８との間に容量的に印加される。高周波電源３２は、プラズマを生成するためのパワーを供給し、処理容器１０内にてガスからプラズマを生成するプラズマ源の一例である。
　載置台１２の上面にはウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック４０が設けられている。静電チャック４０は導電膜からなる電極４０ａを一対の絶縁膜４０ｂ，４０ｃの間に挟み込んだものである。電極４０ａには直流電源４２がスイッチ４３を介して電気的に接続されている。静電チャック４０は、直流電源４２からの直流電圧により、クーロン力でウエハＷをチャック上に吸着保持する。
　伝熱ガス供給源５２は、Ｈｅガス等の伝熱ガスをガス供給ライン５４に通して静電チャック４０の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する電極板５６と、この電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部にはバッファ室６０が設けられ、バッファ室６０のガス導入口６０ａにはガス供給源６２に連結されるガス供給配管６４が接続されている。これにより、ガス供給源６２から処理容器１０内に所望のガスが供給される。
　処理容器１０の周囲には、環状または同心状に延在する磁石６６が配置されている。処理容器１０内において、シャワーヘッド３８と載置台１２との間のプラズマ生成空間には、高周波電源３２により鉛直方向のＲＦ電界が形成される。高周波の放電により、載置台１２の表面近傍に高密度のプラズマが生成される。
　載置台１２の内部には冷媒管７０が設けられている。この冷媒管７０には、チラーユニット７１より配管７２，７３を介して所定温度の冷媒が循環供給される。また、載置台１２の内部にはヒータ７５が埋設されている。ヒータ７５には図示しない交流電源から所望の交流電圧が印加される。かかる構成により、チラーユニット７１による冷却とヒータ７５による加熱によって静電チャック４０上のウエハＷの処理温度は所望の温度に調整される。また、これらの温度制御は、制御装置８０の指示に従い実行される。なお、ヒータ７５を静電チャック４０の中心部と周辺部の２系統のゾーンに分けて配置し、これによりゾーン毎に温度制御してもよい。これによれば、より精度の高い温度制御が可能となる。
　制御装置８０は、プラズマ処理装置１に取り付けられた各部、たとえば排気装置２８、高周波電源３２、静電チャック用のスイッチ４３、整合器３４、伝熱ガス供給源５２、ガス供給源６２、チラーユニット７１および静電チャック４０内のヒータを制御する。制御装置８０は、ホストコンピュータ（図示せず）等とも接続されている。
　制御装置８０は、図示しないＣＰＵ（Central　Processing　Unit），ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）を有し、ＣＰＵはたとえば図２に示した記憶部８５に格納された各種レシピに従ってプロセスを実行する。レシピには複数ステップのプロセス条件に対する装置の制御情報であるプロセス時間、処理室内温度（上部電極温度、処理室の側壁温度、ＥＳＣ温度など）、圧力、印加する高周波電力、各種プロセスガス流量などが記載されている。本願ではレシピとして主に温度制御に関する温度制御を取り上げて以下説明する。レシピが格納される記憶部８５は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどを用いてＲＡＭ、ＲＯＭとして実現されうる。レシピは、記憶媒体に格納して提供され、図示しないドライバを介して記憶部８５に読み込まれるものであってもよく、また、図示しないネットワークからダウンロードされて記憶部８５に格納されるものであってもよい。また、上記各部の機能を実現するために、ＣＰＵに代えてＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）が用いられてもよい。なお、制御装置８０の機能は、ソフトウエアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウエアを用いて動作することにより実現されてもよい。
　かかる構成のプラズマ処理装置１において、エッチングを行なうには、先ずゲートバルブ３０を開口して搬送アーム上に保持されたウエハＷを処理容器１０内に搬入する。次に、静電チャック４０の表面から突出したプッシャーピン(図示しない)により搬送アームからウエハＷが持ち上げられ、プッシャーピン上にウエハＷが保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出た後に、プッシャーピンが静電チャック４０内に下ろされることでウエハＷが静電チャック４０上に載置される。
　ウエハＷ搬入後、ゲートバルブ３０が閉じられ、ガス供給源６２からエッチングガスを所定の流量および流量比で処理容器１０内に導入し、排気装置２８により処理容器１０内の圧力を設定値に減圧する。さらに、高周波電源３２から所定のパワーの高周波電力を載置台１２に供給する。また、直流電源４２から直流電圧を静電チャック４０の電極４０ａに印加して、ウエハＷを静電チャック４０上に固定する。シャワーヘッド３８からシャワー状に導入されたエッチングガスは、高周波電源３２からの高周波電力によりプラズマ化され、これにより、上部電極（シャワーヘッド３８）と下部電極（載置台１２）との間のプラズマ生成空間にてプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のラジカルやイオンによってウエハＷの主面がエッチングされる。
　プラズマエッチング終了後、ウエハＷがプッシャーピンにより持ち上げられ保持され、ゲートバルブ３０を開口して搬送アームが処理室内１０内に搬入された後に、プッシャーピンが下げられウエハＷが搬送アーム上に保持される。次いで、その搬送アームが処理容器１０外へ出て、次のウエハＷが搬送アームにより処理室内１０へ搬入される。この処理を繰り返すことで連続してウエハＷが処理される。
　以上、本実施形態に係る温度制御方法を利用可能なプラズマ処理装置の一例について説明した。次に、本実施形態に係る温度制御方法を実行する制御装置８０の機能構成について、図２を参照しながら説明する。
　[制御装置の構成]
　図２は、制御装置８０の機能構成図である。制御装置８０は、搬送制御部８１、プロセス実行部８２、記憶部８５及び温度制御部８６を有する。
　搬送制御部８１は、プラズマ処理装置１の処理容器１０内へウエハＷを搬入する搬入工程および処理容器１０からウエハＷを搬出する搬出工程を行う。ここで、搬入工程とは、処理容器１０に設けられたゲートバルブ３０が開口してから、ウエハＷが搬送アームにより把持された状態でゲートバルブ３０から搬入され、静電チャック４０の表面から突出したプッシャーピンにより搬送アームからウエハＷが持ち上げられ、プッシャーピン上にウエハＷが保持され、その搬送アームが処理容器１０外へ出た後に、プッシャーピンが静電チャック内に下ろされることでウエハＷが静電チャック４０上に載置されるまでをいう。また、搬出工程とは、プラズマエッチング終了後、ウエハＷがプッシャーピンにより持ち上げられ保持され、ゲートバルブ３０を開口して搬送アームが処理室内１０内に搬入した後に、プッシャーピンが下げられウエハＷが搬送アーム上に保持され、その搬送アームが処理容器１０外へ出されるまでをいう。
　記憶部８５には、エッチング処理を実行するための複数のレシピと、ウエハレスクリーニング処理を実行するためＷＬＤＣレシピとが予め記憶されている。
　プロセス実行部８２は、エッチング実行部８３及びクリーニング実行部８４を有する。エッチング実行部８３は、複数のステップからなるプラズマエッチング処理を実行する。エッチング実行部８３は、記憶部８５に記憶された複数のプロセスレシピのうち、所望のプロセスレシピを選択してそのレシピに従いエッチング処理を実行する。クリーニング実行部８４は、記憶部８５に記憶されたＷＬＤＣレシピに従いクリーニング処理を実行する。
　温度制御部８６は、処理容器１０内に設けられた静電チャック４０の温度を制御する。温度制御部８６は、実行されたエッチング処理の終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は、前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う。
　次に、以上に説明した制御装置８０の各部の機能を用いて、制御装置８０により制御される第１の温度制御及び第２の温度制御の動作について説明する。
　[制御装置の動作]
　図４は、本実施形態に係る制御装置８０を用いた静電チャック４０（ウエハＷ）の温度制御処理を示したフローチャートである。なお、本処理が開始される前に、ステップ数を示す変数ｎは予め「１」に初期設定されている。また、本処理が開始される前に処理室内は、図５の上段の表に示したエッチングプロセスレシピ搬入時の設定温度２０℃に設定されている。
　本処理が開始されると、まず、搬送制御部８１は、ウエハＷの搬入工程を開始する（ステップＳ５００）。次に、搬送制御部８１は、ウエハＷがゲートバルブ３０から搬入されたかを判定する（ステップＳ５０５）。ウエハＷがゲートバルブ３０から搬入された場合、エッチング実行部８３は、ステップ１のエッチング処理を実行する（ステップＳ５１０）。これにより、図５の下段のグラフに示したように、１枚目のウエハのステップ１のエッチング処理が実行される。
　次に、エッチング実行部８３は、本ステップ又は本ステップを含むプロセス全体が終了したかを判定する（ステップＳ５１５）。ステップが終了した場合、温度制御部８６は、エッチングプロセスレシピの次ステップの設定温度に変更があるかを判定する（ステップＳ５２０）。変更がある場合、温度制御部８６は、次ステップの設定温度に制御し（ステップＳ５２５）、温度が安定するまで次処理を開始せずに待つ（ステップＳ５３０）。温度が安定したら、エッチング実行部８３は、ステップ数ｎを１増やし（ステップＳ５３５）、ステップＳ５１０に戻ってステップ２のエッチング処理を実行する。図５の下段のグラフでは、１枚目のウエハのステップ１の処理後に温度が上昇して６０℃に到達するまで温度安定待ちとなり、温度が６０℃に到達して安定した後、ステップ２のエッチング処理が実行されている。
　一方、ステップＳ５１５にてステップが終了し、かつステップＳ５２０にてレシピの次ステップの設定温度に変更がない場合、温度制御部８６は、直ちにステップＳ５３５に移ってステップ数を１増やし、ステップＳ５１０に戻ってステップ２のエッチング処理を実行する。このようにして最終ステップまでエッチング処理（ステップＳ５１０～Ｓ５３５）を繰り返す。
　一プロセスの全てのステップが終了したと判断した場合、プロセスが終了したと判断し、温度制御部８６は、次のプロセスの実行手順を示した次レシピの設定温度に温度を制御し、搬送制御部８１はウエハの搬出処理を行う（ステップＳ５４０）。なお、ここでは、次のプロセスがウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）であるため、ウエハの搬出処理後にウエハの搬入処理は行われない。これによれば、図５の下段のグラフに示したように、ステップ２のエッチング処理終了時、ウエハの搬出処理と並行して次レシピの設定温度に温度が変更される。
　ウエハの搬出後に次プロセスの温度設定を行うと温度安定待ち時間が長くなる。しかしながら、本実施形態では、温度制御部８６は、次レシピの設定温度を先読みして直前のプロセスの終了後直ちにウエハの搬出処理と並行して次レシピの設定温度、図５のグラフではクリーニング用レシピの搬出時の設定温度５０℃に温度を制御する。これにより、温度安定待ち時間を短縮することができる。
　静電チャック４０の温度が次レシピの設定温度に安定し、かつウエハの搬出が終了したとき（ステップＳ５４５）、プロセス実行部８２は、次プロセスの種類に応じて（ステップＳ５５０）、プロセスを実行する。ここでは、次プロセスは、ウエハレスドライクリーニングＷＬＤＣである。よって、プロセス実行部８２のクリーニング実行部８４は、ウエハレスドライクリーニングを実行する（ステップＳ５５５）。
　クリーニング処理が終了した場合（ステップＳ５６０）、ステップＳ５６５にて、温度制御部８６は、クリーニング用レシピの搬出時の温度、つまり次レシピの最初のステップの設定温度（図５のグラフでは２０℃）を先読みして温度制御する（温度先読み制御；第１の温度制御の一例）。また、搬送制御部８１は、それに並行してウエハの搬入処理を行う（温度制御と搬送制御の並行処理；第２の温度制御の一例）。なお、ここでは、前のプロセスがウエハレスドライクリーニングであるため、ウエハの搬出処理は行われず、２枚目のウエハＷの搬入処理のみ行われる。よって、次レシピの温度制御とウエハの搬入処理が並行して処理されるので温度安定待ち時間を短縮することができる。
　静電チャックの温度が次プロセスの設定温度である２０℃に到達して安定し、かつウエハの搬出が終了した場合（ステップＳ５７０）、プロセス実行部８２のエッチング実行部８３は、ステップ番号を１に設定し（ステップＳ５７５）、ステップＳ５１０に戻って２枚目のウエハＷのステップ１のエッチング処理を実行する。
　なお、ステップＳ５５０にて、次プロセスの種類がエッチング処理と判定された場合にも、エッチング実行部８３は、ステップ番号を１に設定し（ステップＳ５８０）、ステップＳ５１０に戻って２枚目のウエハＷのエッチング処理を実行する。
　［効果の例］
　以上に説明した制御部８０の動作により、プラズマ処理装置１の静電チャックの温度安定待ち時間が短縮されるのでウエハＷの温度を高速に所望の温度に調整できる。その際、複数のステップによりウエハＷを処理するプラズマプロセスにおいて搬入時と搬出時の設定温度を異なる温度に設定可能とし、エッチング処理時の温度よりクリーニング処理時の温度を高く制御することにより、静電チャック４０上に堆積した反応物を効果的に除去することができる。
　また、その際、一のプロセス終了時に次レシピの設定温度を先読みして制御することによりクリーニング処理の温度安定待ち時間を短縮することができる。さらに、設定温度の先読み制御による温度安定待ちと並行してウエハＷの搬入処理や搬出処理を行うことによっても、ウエハ搬出又は搬入前の温度安定待ち時間を短縮することができる。
　図３に示した一般的な温度制御と図５に示した本実施形態に係る温度制御の温度変化を比較するとわかるように、特に、本実施形態のようにエッチングプロセス用レシピ（メインレシピ）とクリーニング用レシピ（ＷＬＤＣレシピ）との設定温度が異なる場合に、本実施形態に係る温度制御方法では一般的な温度制御方法と比べて温度安定待ち時間を大きく短縮することができる。この結果、ウエハ加工時のスループットを上げ、生産性を高めることができる。
　（温度制御のバリエーション）
　ここで、上記温度制御のタイミングについて、そのバリエーションを説明する。本実施形態では、クリーニング処理のための温度設定とウエハの搬出とは一のプロセスの終了時にほぼ同時に開始した。また、本実施形態では、２枚目のウエハＷのエッチング処理のための温度設定とウエハの搬入とはほぼ同時に開始した。
　しかしながら、一のプロセス終了時に次レシピの設定温度を先読みする本実施形態の温度制御は、実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御の一例であり、次レシピの設定温度を先読みする第１の温度制御のタイミングは一のプロセス終了時に限られない。例えば、第１の温度制御のタイミングは、一のプロセス終了に連動して予め定められた時間内であってもよいし、一のプロセス終了後に行われるウエハ搬出工程中であってもよいし、一のプロセス終了後に行われるウエハ搬入工程中であってもよい。ただし、一のプロセス終了から第１の温度制御開始までの経過時間が長いほど温度安定待ち時間が長くなり、本実施形態の効果が軽減される。
　また、温度制御（温度安定待ち）とウエハ搬出工程とを並行処理した本実施形態の温度制御は、搬入工程或いは搬出工程に並行して次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御の一例であり、ウエハ搬入又は搬出工程と第２の温度制御との並行処理の開始タイミングは一のプロセス終了時に限られない。例えば、第２の温度制御のタイミングは、ウエハ搬入又は搬出のいずれかの工程中であってもよく、上記並行処理は２つの上記処理が一部並行していれば、いずれか一方の処理がいずれか他方の処理にすべて包含されていなくてもよい。ただし、ウエハ搬入又は搬出から第２の温度制御開始までの経過時間、又は第２の温度制御開始からウエハ搬入又は搬出までの経過時間が長いほど、並行処理時間が短くなって温度安定待ち時間が長くなり、本実施形態の効果が軽減される。
　また、上記第１及び第２の温度制御にて温度制御部８６により制御される次プロセスの設定温度は、実行中のレシピのウエハ搬出時の設定温度を予め次のプロセスの設定温度と同じ温度に設定しておくことにより、温度制御部８６は、実行中のレシピのウエハ搬出時の設定温度を次プロセスの設定温度として用いて第１及び第２の温度制御を行うことができる。
　また、次レシピのウエハ搬入時の設定温度を予め次のプロセスの設定温度と同じ温度に設定しておくことにより、温度制御部８６は、次レシピのウエハ搬入時の設定温度を次プロセスの設定温度として用いて第１及び第２の温度制御を行うことができる。
　さらに、温度制御部８６は、レシピに設定された次プロセスの設定温度を先読みして温度制御する替わりに、オペレータ等により設定された次プロセスの設定温度のパラメータを先読みして温度制御することもできる。
　（温度制御の監視機能）
　次に、本実施形態における温度制御の監視機能について、図６を参照しながら説明する。図６上段の実線の温度推移は、本実施形態に係る温度制御を実行した結果を示し、図６下段の実線の温度推移は、上述した一般的な温度制御を実行した結果を示す。図６下段の破線の温度推移は、温度安定待ち時間の比較のために図６上段の本実施形態の温度推移を破線で示したものである。
　一般的な温度制御では、ウエハ搬入前に静電チャックの温度がウエハ搬入時の設定温度に制御され、安定した温度状態となっている。その状態で、ウエハの搬入処理が開始される（図６下段、時間ｔ１）。ウエハ搬入処理完了後（時間ｔ２）、２枚目のウエハ処理の設定温度に温度制御され、温度安定後、次プロセスが開始される（時間ｔ３）。
　しかし、ウエハ搬入前に温度監視が行われると、静電チャックの温度がウエハ搬入時の設定温度に制御されるまでウエハの搬入処理を開始できない。そこで、本実施形態に係る温度制御では、図６の上段に示したように、ウエハ搬入中の温度監視は行わない。そして、本実施形態では、ウエハ搬入処理完了後、温度監視を開始する。これにより、ウエハ搬入工程と温度制御（温度安定待ち）とを並行して処理することができる。図６の上下段のタイムチャートを比較すると、本実施形態に係る温度制度では、一般的な温度制御に比べて温度安定待ち時間が短縮され、２枚目のウエハ処理の開始時間が早くなり、スループットが向上していることが視覚的に理解できる。
　以上では、１枚目のウエハのエッチング処理→クリーニング処理→２枚目のウエハのエッチング処理とプロセスが実行される場合を例に挙げて、本実施形態に係る温度制御について説明した。
　（温度制御の他の例）
　これに対して、以下では、１枚目のウエハのエッチング処理→２枚目のウエハのエッチング処理とプロセスが実行される場合を例に挙げて、本実施形態に係る温度制御について説明する。ただし、この場合であっても、複数のステップによりウエハを処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置において、高速な温度制御が要求されるプロセスが前提となる。
　図７上段の表には、１枚目のウエハのエッチング処理後、直ちに２枚目のウエハのエッチング処理を行う場合の１枚目のエッチングプロセスレシピ１及び２枚目のエッチングプロセスレシピ１が示されている。図７下段のグラフには、１枚目のウエハのエッチング処理後、直ちに２枚目のウエハのエッチング処理を行う場合の本実施形態の温度制御の結果が示されている。処理が開始される前に処理容器１０内は、図７の上段の表に示したプロセスレシピ搬入時の設定温度２０℃に温度制御されている。
　まず、搬送制御部８１は、ウエハＷの搬入処理の制御を開始する。次に、エッチング実行部８３は、１枚目のウエハＷに対してステップ１のエッチング処理を実行する。１枚目のウエハのステップ１のエッチング処理中、温度は２０℃に保持される。
　ステップ１のエッチング処理が終了すると、温度制御部８６は、レシピ１に従いステップ２の設定温度６０℃に温度制御し、処理容器１０内が設定温度に安定するまで待つ。温度が安定したら、エッチング実行部８３は、ステップ２のエッチング処理を実行する。１枚目のウエハのステップ２のエッチング処理中、温度は６０℃に保持される。
　プロセスが終了すると、温度制御部８６は、次のプロセスを実行するために設定温度を変更し、搬送制御部８１は、ウエハの搬出処理を並行して行う。具体的には、温度制御部８６は、レシピ１の搬出時の設定温度４０℃に温度設定を変更することにより温度制御する。
　これによれば、図７のグラフに示したように、ステップ２の処理終了後、１枚目のウエハの搬出とともに設定温度がレシピ２のステップ１の設定温度４０℃に変更され、温度が安定するまでウエハの搬出及び搬入工程と並行して温度制御される。このように、次レシピの設定温度を先読みして、一のプロセスが終了後直ちに次のプロセスの設定温度に制御することにより、温度安定待ち時間を短縮することができる。また、前記温度制御とウエハの搬出及び搬入工程とを並列して行うことによっても、温度安定待ち時間を短縮することができる。この結果、ウエハ製造時のスループットを上げ、生産性を高めることができる。
　以上に説明したように、本温度制御では、実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングにおけるプロセスの最終ステップの設定温度と、次のプロセスの最初のステップの設定温度と、が異なっていてもよい。この場合にも、温度安定待ち時間を短縮し、ウエハ製造時のスループットを上げることができる。
　＜おわりに＞
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、本発明に係る温度制御によれば、第１の温度制御（設定温度の先読み制御）又は第２の温度制御（ウエハ搬入又は搬出と温度制御との並行処理）の少なくともいずれかが実行されればよい。ただし、第１の温度制御と第２の温度制御の両方を実行する場合は、いずれか一方を実行する場合より温度安定待ち時間を短縮できる可能性が高く、よりスループットの向上に資することができる。特に、ウエハ搬入工程及び搬出工程の設定温度が異なる場合には、第１の温度制御及び第２の温度制御の両方を実行することが好ましい。各設定温度に安定するまでそれぞれの温度制御にて待ち時間が生じ、全体の温度安定待ち時間が長くなる傾向があるためである。特に、クリーニングプロセスの設定温度が、プラズマプロセスのいずれかのステップの設定温度と異なる場合に第１の温度制御及び第２の温度制御の両方の制御を実行することは有効である。
　また、本発明に係る温度制御は、ウエハレスドライクリーニングや製品ウエハのプラズマプロセスだけでなく、ウエハを使用したドライクリーニングやダミーウエハを使用したプラズマプロセス等にも利用できる。
　また、本発明に係る温度制御は、プロセス処理実行後のウエハと次のウエハのプロセスの間において設定温度が異なる場合において説明したがこれに限らない。例えば、処理室がウエハ処理を行なっていないアイドル状態になっている場合であって、アイドル状態から最初のウエハを処理するためウエハの搬入工程と並行して処理室の第１の温度制御又は第２の温度制御を行なってもよい。さらに、ロット単位で処理室の設定温度が変更されるような場合はロットの切り替わりのタイミングで第１の温度制御又は第２の温度制御を行なってもよい。
　また、本発明に係る温度制御が可能なプラズマプロセスはエッチングプロセスに限られず、成膜、アッシング、スパッタリング等、いかなるプロセスでもよい。
　また、本発明に係る温度制御方法は、プラズマ処理装置内の静電チャックだけでなく、上部電極、デポシールド又は処理容器等の温度制御に使用することができる。
　また、本発明に係る温度制御方法は、平行平板型のエッチング処理装置だけでなく、円筒状のＲＬＳＡ（Ｒａｄｉａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｓｌｏｔ　Ａｎｔｅｎｎａ）プラズマ処理装置、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置、マイクロ波プラズマ処理装置等いかなるプラズマ処理装置にも利用することができる。
　本国際出願は、２０１１年１１月８日に出願された日本国特許出願２０１１－２４４５３９号に基づく優先権及び２０１１年１１月１７日に出願された米国仮出願６１／５６０９５２号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。
　１　　　　　プラズマ処理装置
　１０　　　　処理容器
　１２　　　　載置台（下部電極）
　３２　　　　高周波電源
　３８　　　　シャワーヘッド(上部電極)
　４０　　　　静電チャック
　６２　　　　ガス供給源
　７１　　　　チラーユニット
　７５　　　　ヒ－タ
　８０　　　　制御装置
　８１　　　　搬送制御部
　８２　　　　プロセス実行部
　８３　　　　エッチング実行部
　８４　　　　クリーニング実行部
　８５　　　　記憶部
　８６　　　　温度制御部

Claims (11)

  1. 　複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の温度制御方法であって、
    　前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送工程と、
    　前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行工程と、
    　前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御工程と、
    　を含むことを特徴とする温度制御方法。
  2. 　前記温度制御工程では、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングにおけるプロセスの最終ステップの設定温度と、次のプロセスの最初のステップの設定温度とが異なっていることを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  3. 　前記搬入工程は、前記処理容器内に設けられた搬送用のゲートバルブが開口してから、搬送アーム上に保持された被処理体が前記処理容器内に搬入され、プッシャーピンにより保持されてから該処理容器内の載置台上に載置されるまでであることを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  4. 　前記搬出工程は、前記プラズマプロセス実行後に被処理体がプッシャーピンにより保持されてから、搬送アーム上に保持され、前記搬送用のゲートバルブから搬出されるまでであることを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  5. 　前記搬入工程と前記搬出工程の設定温度が異なる場合、前記第１の温度制御及び前記第２の温度制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  6. 　前記温度制御工程は、前記第１の温度制御を行う場合、一のプラズマプロセスの終了とともに前記次のプロセスの設定温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  7. 　前記温度制御工程は、前記第２の温度制御を行う場合、前記被処理体の搬出又は搬入とともに前記次のプロセスの設定温度に制御することを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  8. 　前記温度制御工程では、前記次のプロセスの設定温度は、複数のステップからなる前記一のプラズマプロセスのいずれかのステップの設定温度より高いことを特徴とする請求項６に記載の温度制御方法。
  9. 　前記温度制御工程は、前記搬送工程前及び前記搬送工程中に温度監視は行わず、前記搬送工程後に温度監視を開始することを特徴とする請求項１に記載の温度制御方法。
  10. 　複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の制御装置であって、
    　前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送制御部と、
    　前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、
    　前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御部と、
    　を備えることを特徴とする制御装置。
  11. 　処理容器と、
    　前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、
    　プラズマを生成するためのパワーを供給し、ガスからプラズマを生成するプラズマ源と、
    　前記処理容器内に設けられた載置台、上部電極、デポシールド又は前記処理容器の少なくともいずれかの温度を制御する温度制御部と、
    　前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程又は被処理体を搬出する搬出工程の少なくともいずれかを行う搬送制御部と、
    　前記生成されたプラズマにより前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、を備え、
    　前記温度制御部は、
    　前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のプロセスの設定温度に制御する第１の温度制御、又は前記搬入工程或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第２の温度制御、の少なくともいずれかを行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
PCT/JP2012/078077 2011-11-08 2012-10-30 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置 WO2013069510A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/354,649 US10254774B2 (en) 2011-11-08 2012-10-30 Temperature control method, control apparatus, and plasma processing apparatus
KR1020147012222A KR102015679B1 (ko) 2011-11-08 2012-10-30 온도 제어 방법, 제어 장치 및 플라즈마 처리 장치

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-244539 2011-11-08
JP2011244539A JP5933222B2 (ja) 2011-11-08 2011-11-08 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置
US201161560952P 2011-11-17 2011-11-17
US61/560,952 2011-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013069510A1 true WO2013069510A1 (ja) 2013-05-16

Family

ID=48289888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/078077 WO2013069510A1 (ja) 2011-11-08 2012-10-30 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10254774B2 (ja)
JP (1) JP5933222B2 (ja)
KR (1) KR102015679B1 (ja)
TW (1) TWI557797B (ja)
WO (1) WO2013069510A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6159172B2 (ja) * 2013-06-26 2017-07-05 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法及びプラズマ処理装置
JP6287018B2 (ja) * 2013-10-04 2018-03-07 富士通株式会社 可視化方法、表示方法、情報処理装置、可視化プログラム及び表示プログラム
WO2020031224A1 (ja) * 2018-08-06 2020-02-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法およびプラズマアッシング装置
JP2021042409A (ja) * 2019-09-09 2021-03-18 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及び温度制御方法
JP7394668B2 (ja) 2020-03-13 2023-12-08 東京エレクトロン株式会社 温度制御方法およびプラズマ処理装置
CN114080662A (zh) 2020-06-16 2022-02-22 株式会社日立高新技术 等离子处理装置以及等离子处理方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158071A (ja) * 1994-12-05 1996-06-18 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマプロセス装置
JPH09260474A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Sony Corp 静電チャックおよびウエハステージ
JPH11345771A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Hitachi Ltd 枚葉式真空処理方法及び装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089441A (en) * 1990-04-16 1992-02-18 Texas Instruments Incorporated Low-temperature in-situ dry cleaning process for semiconductor wafers
JPH08288230A (ja) * 1995-04-18 1996-11-01 Kokusai Electric Co Ltd 電気炉の加熱制御装置
US5589041A (en) * 1995-06-07 1996-12-31 Sony Corporation Plasma sputter etching system with reduced particle contamination
JP3245369B2 (ja) * 1996-11-20 2002-01-15 東京エレクトロン株式会社 被処理体を静電チャックから離脱する方法及びプラズマ処理装置
JP2000021964A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Ngk Insulators Ltd 静電チャックのパーティクル発生低減方法および半導体製造装置
EP1319244A1 (en) * 2000-09-20 2003-06-18 Kla-Tencor Inc. Methods and systems for semiconductor fabrication processes
US6921724B2 (en) * 2002-04-02 2005-07-26 Lam Research Corporation Variable temperature processes for tunable electrostatic chuck
KR100770128B1 (ko) * 2005-07-26 2007-10-24 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 장치
US7723648B2 (en) 2006-09-25 2010-05-25 Tokyo Electron Limited Temperature controlled substrate holder with non-uniform insulation layer for a substrate processing system
US7960297B1 (en) * 2006-12-07 2011-06-14 Novellus Systems, Inc. Load lock design for rapid wafer heating
US20080237184A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-02 Mamoru Yakushiji Method and apparatus for plasma processing
US8194384B2 (en) * 2008-07-23 2012-06-05 Tokyo Electron Limited High temperature electrostatic chuck and method of using
JP4611409B2 (ja) * 2008-09-03 2011-01-12 晃俊 沖野 プラズマ温度制御装置
JP6219251B2 (ja) * 2014-09-17 2017-10-25 東芝メモリ株式会社 半導体製造装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158071A (ja) * 1994-12-05 1996-06-18 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマプロセス装置
JPH09260474A (ja) * 1996-03-22 1997-10-03 Sony Corp 静電チャックおよびウエハステージ
JPH11345771A (ja) * 1998-05-29 1999-12-14 Hitachi Ltd 枚葉式真空処理方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR102015679B1 (ko) 2019-08-28
US10254774B2 (en) 2019-04-09
TWI557797B (zh) 2016-11-11
TW201334061A (zh) 2013-08-16
JP5933222B2 (ja) 2016-06-08
JP2013102041A (ja) 2013-05-23
US20140288726A1 (en) 2014-09-25
KR20140090180A (ko) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6100672B2 (ja) 温度制御機構、温度制御方法及び基板処理装置
WO2013069510A1 (ja) 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置
JP2019192734A (ja) プラズマエッチング方法及びプラズマ処理装置
KR102143272B1 (ko) 기판 처리 장치, 기판 적재 기구, 및 기판 처리 방법
TW201543571A (zh) 蝕刻方法
JP2015154047A (ja) エッチング方法、及びプラズマ処理装置
TWI619164B (zh) 用於電漿蝕刻操作的基材支撐件
US10546723B2 (en) Plasma processing method
KR20210029100A (ko) 플라즈마 처리 장치, 처리 방법 및 상부 전극 구조
JP6159172B2 (ja) 温度制御方法及びプラズマ処理装置
US9818582B2 (en) Plasma processing method
TWI719958B (zh) 電漿蝕刻方法
JP7154105B2 (ja) クリーニング方法及びプラズマ処理装置
TWI831956B (zh) 清潔處理方法及電漿處理裝置
CN110021524B (zh) 蚀刻方法
JP2006351814A (ja) クリーニング方法、コンピュータプログラム及び成膜装置
JP2020205361A (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
JP7382848B2 (ja) 基板処理方法および基板処理装置
KR20210032904A (ko) 실리콘 산화막을 에칭하는 방법 및 플라즈마 처리 장치
KR20210035073A (ko) 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP2020167279A (ja) プラズマ処理装置
JP7160291B2 (ja) エッチング方法、及びエッチング装置
US20230298860A1 (en) Apparatus And Method Of Treating Substrate
JP2021114551A (ja) エッチング方法及びプラズマ処理装置
JP2022027040A (ja) プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12848016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14354649

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147012222

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12848016

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1