JP2000236015A - ホットプレートおよび半導体装置の製造方法 - Google Patents
ホットプレートおよび半導体装置の製造方法Info
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- JP2000236015A JP2000236015A JP11037729A JP3772999A JP2000236015A JP 2000236015 A JP2000236015 A JP 2000236015A JP 11037729 A JP11037729 A JP 11037729A JP 3772999 A JP3772999 A JP 3772999A JP 2000236015 A JP2000236015 A JP 2000236015A
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P72/06—Apparatus for monitoring, sorting, marking, testing or measuring
- H10P72/0602—Temperature monitoring
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- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
- H10P72/04—Apparatus for manufacture or treatment
- H10P72/0431—Apparatus for thermal treatment
- H10P72/0432—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体基板の温度を再現性良く測定できる静電
チャック型ホットプレートを実現すること。 【解決手段】半導体基板１を載置するアルミナ基板２内
に、静電チャック電極２および加熱用ヒータ線４に加え
て、温度測定用プローブ５ａ，５ｂを設ける。
チャック型ホットプレートを実現すること。 【解決手段】半導体基板１を載置するアルミナ基板２内
に、静電チャック電極２および加熱用ヒータ線４に加え
て、温度測定用プローブ５ａ，５ｂを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板を加熱
するホットプレートおよびそれを備えた半導体製造装置
を用いた製造工程を有する半導体装置の製造方法に関す
る。
するホットプレートおよびそれを備えた半導体製造装置
を用いた製造工程を有する半導体装置の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から半導体プロセスにおいては、半
導体基板上に絶縁膜や導電膜を形成する工程と、これら
の膜をエッチングしてパターニングする工程とを繰り返
すことによって半導体回路を形成している。
導体基板上に絶縁膜や導電膜を形成する工程と、これら
の膜をエッチングしてパターニングする工程とを繰り返
すことによって半導体回路を形成している。
【０００３】膜の堆積やエッチングは化学反応を利用し
ているため、堆積速度やエッチング速度は半導体基板の
温度（基板温度）により影響される。また、堆積した膜
の膜質も基板温度により変化する。したがって、膜の堆
積やエッチングを安定に再現性良く行うためには、堆積
やエッチング中の基板温度を制御することが重要であ
る。
ているため、堆積速度やエッチング速度は半導体基板の
温度（基板温度）により影響される。また、堆積した膜
の膜質も基板温度により変化する。したがって、膜の堆
積やエッチングを安定に再現性良く行うためには、堆積
やエッチング中の基板温度を制御することが重要であ
る。
【０００４】従来、半導体基板の加熱は、赤外線ランプ
を用いて半導体基板の表面または裏面から赤外線を照射
することにより行うことが多かった。しかし、赤外線ラ
ンプを用いた場合、半導体基板上の膜種により赤外線の
吸収効率が違うために正確な温度コントロールができな
かったり、あるいは赤外線の照射中に半導体基板を冷却
することがないために、赤外線の照射中に基板温度が大
きく上昇してしまうなどの問題があった。
を用いて半導体基板の表面または裏面から赤外線を照射
することにより行うことが多かった。しかし、赤外線ラ
ンプを用いた場合、半導体基板上の膜種により赤外線の
吸収効率が違うために正確な温度コントロールができな
かったり、あるいは赤外線の照射中に半導体基板を冷却
することがないために、赤外線の照射中に基板温度が大
きく上昇してしまうなどの問題があった。
【０００５】そこで、最近では、抵抗加熱ヒーターを内
蔵したホットプレートを冷却機構を持ったステージに固
定し、ホットプレート上に載置した半導体基板を抵抗加
熱ヒーターにより加熱し、半導体基板を冷却機構により
冷却する方式のものが多く用いられるようになってい
る。
蔵したホットプレートを冷却機構を持ったステージに固
定し、ホットプレート上に載置した半導体基板を抵抗加
熱ヒーターにより加熱し、半導体基板を冷却機構により
冷却する方式のものが多く用いられるようになってい
る。
【０００６】ここで、半導体基板をホットプレートに固
定する方法にはいくつかあり、例えばホットプレートの
裏面から排気を施して半導体基板をホットプレートに固
定する方法や、静電吸着を用いて半導体基板を電気的に
ホットプレートに固定する方法や、クランプなどの押し
付け部材を用いて半導体基板をホットプレートに機械的
押し付けるなどの方法がある。
定する方法にはいくつかあり、例えばホットプレートの
裏面から排気を施して半導体基板をホットプレートに固
定する方法や、静電吸着を用いて半導体基板を電気的に
ホットプレートに固定する方法や、クランプなどの押し
付け部材を用いて半導体基板をホットプレートに機械的
押し付けるなどの方法がある。
【０００７】しかし、裏面排気の方法は、真空中では利
用できないとう問題がある。また、機械的押し付けの方
法は、押し付け部材に膜が付着したり、押し付け部材が
半導体基板に機械的に接触して半導体基板に力が加わる
ことによって擦れが起こるなどダストの発生源を招くと
いう問題がある。
用できないとう問題がある。また、機械的押し付けの方
法は、押し付け部材に膜が付着したり、押し付け部材が
半導体基板に機械的に接触して半導体基板に力が加わる
ことによって擦れが起こるなどダストの発生源を招くと
いう問題がある。
【０００８】これに対して静電吸着力の方法は、デバイ
ス製造面に非接触で固定でき、また真空中においても適
用することができるため、近年多く用いられるようにな
ってきている。
ス製造面に非接触で固定でき、また真空中においても適
用することができるため、近年多く用いられるようにな
ってきている。
【０００９】このような静電チャックを用いたホットプ
レートの場合、図７に示すように、ホットプレート８０
に開けられた穴に裏面から熱電対８１を挿入し、その熱
電対８１の起電力を測定することによって、基板温度を
測定していた。なお、図中、８２は静電チャック電極、
８３は加熱用ヒータ線をそれぞれ示している。
レートの場合、図７に示すように、ホットプレート８０
に開けられた穴に裏面から熱電対８１を挿入し、その熱
電対８１の起電力を測定することによって、基板温度を
測定していた。なお、図中、８２は静電チャック電極、
８３は加熱用ヒータ線をそれぞれ示している。
【００１０】他の方法としては、ホットプレートをステ
ージに固定する際に、ホットプレートとステージとの間
に熱電対を挟み込み、その熱電対の起電力を測定するこ
とによって、基板温度を測定していた。
ージに固定する際に、ホットプレートとステージとの間
に熱電対を挟み込み、その熱電対の起電力を測定するこ
とによって、基板温度を測定していた。
【００１１】しかしながら、これらの基板温度の測定方
法は、ホットプレートに設ける熱電対用の穴の深さ制
御、熱電対を挿入する位置や、ホットプレート自体との
接触強度などがホットプレート取り付けの毎に異なり、
測定温度の再現性が得られないという問題があった。
法は、ホットプレートに設ける熱電対用の穴の深さ制
御、熱電対を挿入する位置や、ホットプレート自体との
接触強度などがホットプレート取り付けの毎に異なり、
測定温度の再現性が得られないという問題があった。
【００１２】さらにこのようなホットプレート上に半導
体基板を載置して成膜やエッチングを行うと、半導体基
板の測定温度の再現性が得られなことこから、成膜やエ
ッチングなどの半導体基板の処理にばらつきが生じると
いう問題があった。
体基板を載置して成膜やエッチングを行うと、半導体基
板の測定温度の再現性が得られなことこから、成膜やエ
ッチングなどの半導体基板の処理にばらつきが生じると
いう問題があった。
【００１３】また、ホットプレートの取り付けには熟練
を要するため、ホットプレート交換の際のダウンタイム
が長くなり、その結果として装置の利用効率が著しく低
くなるという問題もあった。
を要するため、ホットプレート交換の際のダウンタイム
が長くなり、その結果として装置の利用効率が著しく低
くなるという問題もあった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、ホットプ
レートに設ける熱電対用の穴の深さ制御、熱電対を挿入
する位置や、ホットプレート自体との接触強度などがホ
ットプレート取り付けの毎に異なることから、ホットプ
レートの測定温度の再現性が得られなかったり、成膜な
どの半導体基板の処理にばらつきが生じるという問題が
あった。
レートに設ける熱電対用の穴の深さ制御、熱電対を挿入
する位置や、ホットプレート自体との接触強度などがホ
ットプレート取り付けの毎に異なることから、ホットプ
レートの測定温度の再現性が得られなかったり、成膜な
どの半導体基板の処理にばらつきが生じるという問題が
あった。
【００１５】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、温度を再現性良く測定
できるホットプレート、およびホットプレートの測定温
度のばらつきに起因する半導体基板の処理のばらつきを
防止できる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
ので、その目的とするところは、温度を再現性良く測定
できるホットプレート、およびホットプレートの測定温
度のばらつきに起因する半導体基板の処理のばらつきを
防止できる半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】［構成］上記目的を達成
するために、本発明に係るホットプレートは、半導体基
板を載置するプレート本体と、このプレート本体内に形
成された発熱電極と、前記プレート本体内に形成された
温度測定用プローブとを備えていることを特徴とする。
するために、本発明に係るホットプレートは、半導体基
板を載置するプレート本体と、このプレート本体内に形
成された発熱電極と、前記プレート本体内に形成された
温度測定用プローブとを備えていることを特徴とする。
【００１７】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体基板を載置するプレート本体と、このプレー
ト本体内に形成された発熱電極と、前記プレート本体内
に形成された温度測定用プローブとからなるホットプレ
ート上に半導体基板を載置し（このとき、静電チャック
等により固定することが好ましい）、前記温度測定用プ
ローブを用いて得られた温度に基づいて、前記発熱電極
に電圧を印加する電圧印加手段および前記ホットプレー
トを冷却する冷却手段を制御することによって、前記半
導体基板の温度を所望の温度に保持しながら、前記半導
体基板を処理することを特徴とする。
は、半導体基板を載置するプレート本体と、このプレー
ト本体内に形成された発熱電極と、前記プレート本体内
に形成された温度測定用プローブとからなるホットプレ
ート上に半導体基板を載置し（このとき、静電チャック
等により固定することが好ましい）、前記温度測定用プ
ローブを用いて得られた温度に基づいて、前記発熱電極
に電圧を印加する電圧印加手段および前記ホットプレー
トを冷却する冷却手段を制御することによって、前記半
導体基板の温度を所望の温度に保持しながら、前記半導
体基板を処理することを特徴とする。
【００１８】［作用］本発明においては、プレート本体
内に温度測定用プローブを形成している。この種の温度
測定用プローブは再現性良く形成できるので、温度測定
用プローブの温度を測定することによって、ホットプレ
ートの温度を再現性良く測定できるようになる。
内に温度測定用プローブを形成している。この種の温度
測定用プローブは再現性良く形成できるので、温度測定
用プローブの温度を測定することによって、ホットプレ
ートの温度を再現性良く測定できるようになる。
【００１９】また、ホットプレートとして本発明のもの
を使用すれば、半導体基板の温度を再現性良く測定でき
るので、成膜などの半導体基板の処理のばらつきを防止
できるようになる。
を使用すれば、半導体基板の温度を再現性良く測定でき
るので、成膜などの半導体基板の処理のばらつきを防止
できるようになる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
の実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。
【００２１】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
模式図である。
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
模式図である。
【００２２】この静電チャック型ホットプレートは、大
きく分けて、半導体基板１を載置するプレート本体とし
てのアルミナ基板２と、このアルミナ基板２中に埋設さ
れ、静電吸着を用いて半導体基板１を電気的にアルミナ
基板２に固定するための静電チャック電極３と、アルミ
ナ基板２中に埋設され、静電チャック電極２の下方に位
置する発熱電極としての加熱用ヒータ線４と、アルミナ
基板２中に設けられ、半導体基板１の中央部と周辺部の
温度を測定するための加熱用ヒータ線４と同じ材料で形
成された２つの温度測定用プローブ５ａ，５ｂとから構
成されている。
きく分けて、半導体基板１を載置するプレート本体とし
てのアルミナ基板２と、このアルミナ基板２中に埋設さ
れ、静電吸着を用いて半導体基板１を電気的にアルミナ
基板２に固定するための静電チャック電極３と、アルミ
ナ基板２中に埋設され、静電チャック電極２の下方に位
置する発熱電極としての加熱用ヒータ線４と、アルミナ
基板２中に設けられ、半導体基板１の中央部と周辺部の
温度を測定するための加熱用ヒータ線４と同じ材料で形
成された２つの温度測定用プローブ５ａ，５ｂとから構
成されている。
【００２３】アルミナ基板２の裏面においては温度測定
用プローブ５ａ，５ｂの端子が露出しており、この露出
した端子に熱電対６ａ，６ｂがそれぞれ接続されてい
る。また、静電チャック電極３および加熱用ヒータ線４
はそれぞれ電源７，８に接続している。
用プローブ５ａ，５ｂの端子が露出しており、この露出
した端子に熱電対６ａ，６ｂがそれぞれ接続されてい
る。また、静電チャック電極３および加熱用ヒータ線４
はそれぞれ電源７，８に接続している。
【００２４】電源８は温度制御器９に接続しており、こ
の温度制御器９は熱電対６ａ，６ｂによって測定された
温度に基づいて、半導体基板１の温度（基板温度）が所
定の温度になるように、加熱ヒータ線４に印加する電圧
をフィードバック制御するようになっている。熱電対６
ａ，６ｂは温度制御器９に繋がっている。
の温度制御器９は熱電対６ａ，６ｂによって測定された
温度に基づいて、半導体基板１の温度（基板温度）が所
定の温度になるように、加熱ヒータ線４に印加する電圧
をフィードバック制御するようになっている。熱電対６
ａ，６ｂは温度制御器９に繋がっている。
【００２５】図２および図３は、図１の静電チャック型
ホットプレートの製造方法を示す工程断面図である。こ
こでは、アルミナ基板２を複数のアルミナ製グリーンシ
ート２1 〜２7 を積層して形成する場合について説明す
る。
ホットプレートの製造方法を示す工程断面図である。こ
こでは、アルミナ基板２を複数のアルミナ製グリーンシ
ート２1 〜２7 を積層して形成する場合について説明す
る。
【００２６】まず、図２（ａ）に示すように、第１アル
ミナ製グリーンシート２1 に温度測定用プローブ５ａ，
５b用のスルーホール１０ａ，１０ｂを開孔する。
ミナ製グリーンシート２1 に温度測定用プローブ５ａ，
５b用のスルーホール１０ａ，１０ｂを開孔する。
【００２７】次に図２（ｂ）に示すように、温度測定用
プローブ５ａ，５bの一部を構成する第１Ｗ膜５1 でス
ルーホール１０a ，１０b の内部を充填した後、温度測
定用プローブ５ａ，５ｂの一部を構成する第２Ｗ膜５2
をスルーホール１０ａ，１０ｂ内の第１Ｗ膜５1 をそれ
ぞれ接続するようにスクリーン印刷により第１アルミナ
製グリーンシート２1 上に形成する。
プローブ５ａ，５bの一部を構成する第１Ｗ膜５1 でス
ルーホール１０a ，１０b の内部を充填した後、温度測
定用プローブ５ａ，５ｂの一部を構成する第２Ｗ膜５2
をスルーホール１０ａ，１０ｂ内の第１Ｗ膜５1 をそれ
ぞれ接続するようにスクリーン印刷により第１アルミナ
製グリーンシート２1 上に形成する。
【００２８】次に図２（ｃ）に示すように、表面が平坦
になるように、第２アルミナ製グリーンシート２2 を第
１アルミナ製グリーンシート２1 上に形成した後、全面
に第３アルミナ製グリーンシート２3 を形成する。
になるように、第２アルミナ製グリーンシート２2 を第
１アルミナ製グリーンシート２1 上に形成した後、全面
に第３アルミナ製グリーンシート２3 を形成する。
【００２９】次に図２（ｄ）に示すように、第３アルミ
ナ製グリーンシート２3 に第２Ｗ膜５2 に達するスルー
ホール１０ａ，１０ｂを開孔した後、これらのスルーホ
ール１０ａ，１０ｂを温度測定用プローブ５ａ，５ｂの
一部を構成する第３Ｗ膜５3で充填する。
ナ製グリーンシート２3 に第２Ｗ膜５2 に達するスルー
ホール１０ａ，１０ｂを開孔した後、これらのスルーホ
ール１０ａ，１０ｂを温度測定用プローブ５ａ，５ｂの
一部を構成する第３Ｗ膜５3で充填する。
【００３０】次に図３（ｅ）に示すように、温度測定用
プローブ５ａ，５ｂの一部を構成する第４Ｗ膜５4 およ
び加熱用ヒータ線としてのＷ膜４をスクリーン印刷によ
り第３アルミナ製グリーンシート２3 上に形成する。
プローブ５ａ，５ｂの一部を構成する第４Ｗ膜５4 およ
び加熱用ヒータ線としてのＷ膜４をスクリーン印刷によ
り第３アルミナ製グリーンシート２3 上に形成する。
【００３１】次に図３（ｆ）に示すように、表面が平坦
になるように、第４アルミナ製グリーンシート２4 を第
３アルミナ製グリーンシート２3 上を形成する。
になるように、第４アルミナ製グリーンシート２4 を第
３アルミナ製グリーンシート２3 上を形成する。
【００３２】次に同図（ｆ）に示すように、スルーホー
ルを有し、その内部が温度測定用プローブ５ａ，５bの
一部を構成する第５Ｗ膜５5 で充填された第５アルミナ
製グリーンシート２5 を形成した後、第４Ｗ膜５4 と第
５Ｗ膜５5 が接続するように、第４アルミナ製グリーン
シート２5 上に第５アルミナ製グリーンシート５5 を重
ねる。
ルを有し、その内部が温度測定用プローブ５ａ，５bの
一部を構成する第５Ｗ膜５5 で充填された第５アルミナ
製グリーンシート２5 を形成した後、第４Ｗ膜５4 と第
５Ｗ膜５5 が接続するように、第４アルミナ製グリーン
シート２5 上に第５アルミナ製グリーンシート５5 を重
ねる。
【００３３】次に図３（ｇ）に示すように、温度測定用
プローブ５ａの一部を構成する第６Ｗ膜５6 および静電
チャック電極としてのＷ膜３をスクリーン印刷により第
５アルミナ製グリーンシート２3 および第５Ｗ膜２5 上
にそれぞれ形成する。
プローブ５ａの一部を構成する第６Ｗ膜５6 および静電
チャック電極としてのＷ膜３をスクリーン印刷により第
５アルミナ製グリーンシート２3 および第５Ｗ膜２5 上
にそれぞれ形成する。
【００３４】次に図３（ｈ）に示すように、表面が平坦
になるように、第６アルミナ製グリーンシート２6 を第
５アルミナ製グリーンシート２5 上を形成し、続いて全
面に第７アルミナ製グリーンシート２7 を形成した後、
第１〜第７アルミナ製グリーンシート２1 〜２7 を焼結
する。その後、表面を仕上げ研磨して平坦にする。
になるように、第６アルミナ製グリーンシート２6 を第
５アルミナ製グリーンシート２5 上を形成し、続いて全
面に第７アルミナ製グリーンシート２7 を形成した後、
第１〜第７アルミナ製グリーンシート２1 〜２7 を焼結
する。その後、表面を仕上げ研磨して平坦にする。
【００３５】最後に、静電チャック電極３および加熱用
ヒータ線４を電源７，８にそれぞれ接続し、温度測定用
プローブ５ａ，５ｂの端子に熱電対６ａ，６ｂをそれぞ
れ接続して、静電チャック型ホットプレートが完成す
る。
ヒータ線４を電源７，８にそれぞれ接続し、温度測定用
プローブ５ａ，５ｂの端子に熱電対６ａ，６ｂをそれぞ
れ接続して、静電チャック型ホットプレートが完成す
る。
【００３６】このような製造方法によれば、温度測定用
プローブ５ａ，５ｂを構成する第１〜第６Ｗ膜は、静電
チャック電極３および加熱用ヒータ線４と同様にスクリ
ーン印刷によって形成するので、再現性良く形成でき
る。そのため、温度測定用プローブ５ａ，５ｂの温度を
測定することによって、ホットプレートの温度を再現性
良く測定できるようになる。さらに温度測定用プローブ
５ａ，５ｂの端子と熱電対６ａ，６ｂとの接続も再現性
良く行えることも、測定温度の再現性の向上に寄与して
いる。
プローブ５ａ，５ｂを構成する第１〜第６Ｗ膜は、静電
チャック電極３および加熱用ヒータ線４と同様にスクリ
ーン印刷によって形成するので、再現性良く形成でき
る。そのため、温度測定用プローブ５ａ，５ｂの温度を
測定することによって、ホットプレートの温度を再現性
良く測定できるようになる。さらに温度測定用プローブ
５ａ，５ｂの端子と熱電対６ａ，６ｂとの接続も再現性
良く行えることも、測定温度の再現性の向上に寄与して
いる。
【００３７】そして、このようにホットプレートの温度
を再現性良く測定できることから、温度制御器９による
フィードバック制御によって、基板温度を所望の温度に
高精度に保つことができるようになる。
を再現性良く測定できることから、温度制御器９による
フィードバック制御によって、基板温度を所望の温度に
高精度に保つことができるようになる。
【００３８】また、温度測定用プローブ５ａ，５ｂの端
子は露出しているので、温度測定用プローブ５ａ，５ｂ
の端子と熱電対６ａ，６ｂとの接続不良が生じても、容
易にその修復（熱電対６ａ，６ｂの取り替え）を行うこ
とができる。
子は露出しているので、温度測定用プローブ５ａ，５ｂ
の端子と熱電対６ａ，６ｂとの接続不良が生じても、容
易にその修復（熱電対６ａ，６ｂの取り替え）を行うこ
とができる。
【００３９】また、温度測定用プローブ５ａ，５ｂは静
電チャック電極３および加熱用ヒータ線４と同じＷ膜で
形成しているので、異なる導電膜で形成する場合に比べ
て、工程数が少なく済み、プロセスの簡略化を図れるよ
うになる。
電チャック電極３および加熱用ヒータ線４と同じＷ膜で
形成しているので、異なる導電膜で形成する場合に比べ
て、工程数が少なく済み、プロセスの簡略化を図れるよ
うになる。
【００４０】（第２の実施形態）図４は、本発明の第２
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
断面図である。なお、図１と対応する部分には図１と同
一符号を付してあり、詳細な説明は省略する（第２の実
施形態以降の他の実施形態についても同様）。
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
断面図である。なお、図１と対応する部分には図１と同
一符号を付してあり、詳細な説明は省略する（第２の実
施形態以降の他の実施形態についても同様）。
【００４１】本実施形態が第１の実施形態と異なる点
は、温度測定用プローブ５ａ，５ｂの形状が直線になっ
ていることにある。このような単純な形状にすることに
より、第１の実施形態に比べて、静電チャック型ホット
プレートの製造が容易になる。なお、温度測定用プロー
ブ５ａ，５ｂの形状変化に伴って、熱電対６ａ，６ｂは
温度測定用プローブ５ａ，５ｂに同一点でそれぞれ接続
されている。
は、温度測定用プローブ５ａ，５ｂの形状が直線になっ
ていることにある。このような単純な形状にすることに
より、第１の実施形態に比べて、静電チャック型ホット
プレートの製造が容易になる。なお、温度測定用プロー
ブ５ａ，５ｂの形状変化に伴って、熱電対６ａ，６ｂは
温度測定用プローブ５ａ，５ｂに同一点でそれぞれ接続
されている。
【００４２】（第３の実施形態）図５は、本発明の第３
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
平面図である。なお、加熱用ヒータ線４は簡単のために
線で示してある。
の実施形態に係る静電チャック型ホットプレートを示す
平面図である。なお、加熱用ヒータ線４は簡単のために
線で示してある。
【００４３】本実施形態が第１の実施形態と異なる点
は、加熱用ヒータ線４が内周部４inと外周部４outの２
つ分割され、それぞれ独立に印加電圧を制御できること
にある。また、温度測定用プローブは三つに増え、また
その形状は第２の実施形態のそれと同様に直線状のもの
である。
は、加熱用ヒータ線４が内周部４inと外周部４outの２
つ分割され、それぞれ独立に印加電圧を制御できること
にある。また、温度測定用プローブは三つに増え、また
その形状は第２の実施形態のそれと同様に直線状のもの
である。
【００４４】なお、図中、１１inおよび１１ouはそれぞ
れ内側ヒータ端子および外側ヒータ端子、１２ａ〜１２
ｃはそれぞれ３つの温度測定用プローブの温度測定端子
位置を示している。
れ内側ヒータ端子および外側ヒータ端子、１２ａ〜１２
ｃはそれぞれ３つの温度測定用プローブの温度測定端子
位置を示している。
【００４５】このような構成であれば、中心から外側に
向かって３つの場所での温度が熱電対により測定され、
これらの各場所の測定温度に基づいて、加熱用ヒータ線
４の内周部４inおよび外周部４outに印加される電圧が
温度制御器によってそれぞれ独立に制御されることによ
って、面内の温度均一性は改善される。また、加熱用ヒ
ータ線の分割数および温度測定用プローブの個数をさら
に増やすることにより、面内の温度均一性をさらに改善
できるようになる。
向かって３つの場所での温度が熱電対により測定され、
これらの各場所の測定温度に基づいて、加熱用ヒータ線
４の内周部４inおよび外周部４outに印加される電圧が
温度制御器によってそれぞれ独立に制御されることによ
って、面内の温度均一性は改善される。また、加熱用ヒ
ータ線の分割数および温度測定用プローブの個数をさら
に増やすることにより、面内の温度均一性をさらに改善
できるようになる。
【００４６】（第４の実施形態）図６は、本発明の第４
の実施形態に係るスパッタ装置を示す模式図である。
の実施形態に係るスパッタ装置を示す模式図である。
【００４７】本実施形態のスパッタ装置が従来のそれと
異なる点は、本発明の静電チャック型ホットプレート２
７が採用されていることにある。図には第１の実施形態
の静電チャック型ホットプレート２７が示されている
が、他の実施形態のそれでも良い。
異なる点は、本発明の静電チャック型ホットプレート２
７が採用されていることにある。図には第１の実施形態
の静電チャック型ホットプレート２７が示されている
が、他の実施形態のそれでも良い。
【００４８】図中、２１はスパッタ室を示しており、こ
のスパッタ室２１にはＡｒ等のスパッタガス２２を導入
するためのスパッタガス導入口２３および図示しない真
空ポンプに接続された真空排気口２４が設けられてお
り、スパッタ室２１内を真空排気できるようになってい
る。
のスパッタ室２１にはＡｒ等のスパッタガス２２を導入
するためのスパッタガス導入口２３および図示しない真
空ポンプに接続された真空排気口２４が設けられてお
り、スパッタ室２１内を真空排気できるようになってい
る。
【００４９】スパッタ室２１の上方にはスパッタターゲ
ット２５を保持したカソード２６が設けられており、一
方、スパッタ室２１の下方にはカソード２６と対向する
ように、静電チャック型ホットプレート２７が設置され
たステージ２８が設けられている。このステージ２８内
には静電チャック型ホットプレート２７を冷却するため
の水冷パイプ２９が埋設されている。
ット２５を保持したカソード２６が設けられており、一
方、スパッタ室２１の下方にはカソード２６と対向する
ように、静電チャック型ホットプレート２７が設置され
たステージ２８が設けられている。このステージ２８内
には静電チャック型ホットプレート２７を冷却するため
の水冷パイプ２９が埋設されている。
【００５０】次に上記の如く構成されたスパッタ装置を
用いたスパッタ方法について説明する。
用いたスパッタ方法について説明する。
【００５１】まず、半導体基板１をスパッタ室２１内に
搬送し、静電チャック型ホットプレート２７上に載置す
る。次に静電チャック電極３に電源７により電圧を印加
し、半導体基板１を静電チャック型ホットプレート２７
に固定する。次に加熱用ヒータ線４に電源８により電圧
を印加し、３０秒後に半導体基板１を４５０℃まで昇温
する。次にスパッタターゲット２５にＤＣ電力を投入
し、成膜を開始する。なお、加熱用ヒータ線４に供給す
る電力は、半導体基板１の載置後でも載置前でも良く、
プロセスに応じて変えることができる。
搬送し、静電チャック型ホットプレート２７上に載置す
る。次に静電チャック電極３に電源７により電圧を印加
し、半導体基板１を静電チャック型ホットプレート２７
に固定する。次に加熱用ヒータ線４に電源８により電圧
を印加し、３０秒後に半導体基板１を４５０℃まで昇温
する。次にスパッタターゲット２５にＤＣ電力を投入
し、成膜を開始する。なお、加熱用ヒータ線４に供給す
る電力は、半導体基板１の載置後でも載置前でも良く、
プロセスに応じて変えることができる。
【００５２】成膜中は半導体基板１にプラズマよりエネ
ルギーが与えられるため、半導体基板１の温度は上昇す
るが、熱電対６ａ，６ｂで測定した温度に基づいて温度
制御器９が加熱用ヒータ線４の電源８を制御することに
よって、半導体基板１の温度は４５０℃に保たれる。
ルギーが与えられるため、半導体基板１の温度は上昇す
るが、熱電対６ａ，６ｂで測定した温度に基づいて温度
制御器９が加熱用ヒータ線４の電源８を制御することに
よって、半導体基板１の温度は４５０℃に保たれる。
【００５３】本実施形態において、成膜する膜種は限定
されないが、特に正確な温度制御が要求されるプロセ
ス、例えばデュアルダマシン配線としてのＡｌ膜の成膜
に有効である。
されないが、特に正確な温度制御が要求されるプロセ
ス、例えばデュアルダマシン配線としてのＡｌ膜の成膜
に有効である。
【００５４】また、本実施形態では、スパッタ装置の場
合について説明したが、ＣＶＤ装置やＲＩＥ装置やＣＤ
Ｅ装置やレジストのベーキング装置などの他の半導体製
造装置にも適用できる。要は静電チャック型ホットプレ
ートを用いる装置であれば装置の種類は問わない。
合について説明したが、ＣＶＤ装置やＲＩＥ装置やＣＤ
Ｅ装置やレジストのベーキング装置などの他の半導体製
造装置にも適用できる。要は静電チャック型ホットプレ
ートを用いる装置であれば装置の種類は問わない。
【００５５】
【発明の効果】以上詳説したように本発明（請求項１〜
６）によれば、温度測定用プローブの温度を測定するこ
とによって、半導体基板の温度を再現性良く測定できる
ホットプレートを実現できるようになる。
６）によれば、温度測定用プローブの温度を測定するこ
とによって、半導体基板の温度を再現性良く測定できる
ホットプレートを実現できるようになる。
【００５６】また、本発明（請求項７，８）によれば、
このようなホットプレートを使用することによって、半
導体基板の温度を再現性良く測定できるようになるの
で、成膜などの半導体基板の処理のばらつきを防止でき
る半導体装置の製造方法を実現できるようになる。
このようなホットプレートを使用することによって、半
導体基板の温度を再現性良く測定できるようになるの
で、成膜などの半導体基板の処理のばらつきを防止でき
る半導体装置の製造方法を実現できるようになる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る静電チャック型
ホットプレートを示す模式図
ホットプレートを示す模式図
【図２】図１の静電チャック型ホットプレートの製造方
法の前半を示す工程断面図
法の前半を示す工程断面図
【図３】図１の静電チャック型ホットプレートの製造方
法の後半を示す工程断面図
法の後半を示す工程断面図
【図４】本発明の第２の実施形態に係る静電チャック型
ホットプレートを示す断面図
ホットプレートを示す断面図
【図５】本発明の第３の実施形態に係る静電チャック型
ホットプレートを示す平面図
ホットプレートを示す平面図
【図６】本発明の第４の実施形態に係るスパッタ装置を
示す模式図
示す模式図
【図７】従来のホットプレートの温度測定方法を示す断
面図
面図
１…半導体基板 ２…アルミナ基板 ２1 〜２7 …第１〜第７アルミナ製グリーンシート ３…静電チャック電極 ４…加熱用ヒータ線（発熱電極） ５ａ，５ｂ，５ｃ…温度測定用プローブ ５1 〜５6 …第１〜第６Ｗ膜 ６ａ，６ｂ…熱電対 ７，８…電源 ９…温度制御器 １０ａ，１０ｂ…スルーホール １１in…内側ヒータ端子 １１out…外側ヒータ端子 １２ａ〜１２ｃ…温度測定端子 ２１…スパッタ室 ２２…スパッタガス ２３…スパッタガス導入口 ２４…真空排気口 ２５…スパッタターゲット ２６…カソード ２７…静電チャック型ホットプレート ２８…ステージ ２９…水冷パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5F004 AA01 BB22 BB26 CA04 CB12 EB01 5F031 CA02 HA18 HA37 JA46 MA24 MA25 PA30 5F045 BB01 EH13 EK21 EK27 EM05 GB05
Claims (8)
- 【請求項１】半導体基板を載置するプレート本体と、 このプレート本体内に形成された発熱電極と、 前記プレート本体内に形成された温度測定用プローブと
を具備してなることを特徴とするホットプレート。 - 【請求項２】前記温度測定用プローブに熱電対が接続さ
れていることを特徴とする請求項１に記載のホットプレ
ート。 - 【請求項３】前記発熱電極および温度測定用プローブ
は、同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項
１に記載のホットプレート。 - 【請求項４】前記温度測定用プローブの個数は、複数で
あることを特徴とする請求項１に記載のホットプレー
ト。 - 【請求項５】前記発熱電極に印加される電圧は、前記温
度測定用プローブを用いて得られた温度に基づいて制御
されることを特徴とする請求項１に記載のホットプレー
ト。 - 【請求項６】前記プレート本体内に静電チャック電極が
形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホッ
トプレート。 - 【請求項７】半導体基板を載置するプレート本体と、こ
のプレート本体内に形成された発熱電極と、前記プレー
ト本体内に形成された温度測定用プローブとからなるホ
ットプレート上に半導体基板を載置し、 前記温度測定用プローブを用いて得られた温度に基づい
て、前記発熱電極に電圧を印加する電圧印加手段および
前記ホットプレートを冷却する冷却手段を制御すること
によって、前記半導体基板の温度を所望の温度に保持し
ながら、前記半導体基板を処理することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項８】前記処理は、成膜またはエッチングである
ことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方
法。
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|---|---|---|---|
| JP03772999A JP3892609B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | ホットプレートおよび半導体装置の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03772999A JP3892609B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | ホットプレートおよび半導体装置の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000236015A true JP2000236015A (ja) | 2000-08-29 |
| JP2000236015A5 JP2000236015A5 (ja) | 2004-09-09 |
| JP3892609B2 JP3892609B2 (ja) | 2007-03-14 |
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ID=12505592
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