JPH0192384A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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- JPH0192384A JPH0192384A JP24792687A JP24792687A JPH0192384A JP H0192384 A JPH0192384 A JP H0192384A JP 24792687 A JP24792687 A JP 24792687A JP 24792687 A JP24792687 A JP 24792687A JP H0192384 A JPH0192384 A JP H0192384A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、高周波組手により真空容器内に発生させたプ
ラズマを用いて電極上に載置した試料の表面処理を行な
うプラズマ処理装置に係り、特に、試料の温度の測定、
制御を高精度に行なうのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
ラズマを用いて電極上に載置した試料の表面処理を行な
うプラズマ処理装置に係り、特に、試料の温度の測定、
制御を高精度に行なうのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
従来の高周波放電機器、例えばスパッタ装置やドライエ
ツチング装置では、処理すべき試料もしくは該試料が載
置されたカソード電極等の高周波電圧印加部分の温度を
電気的に測定し、制御することは、温度測定回路もしく
は温度制御回路へ高周波電圧が重畳してしまい、その結
果、該回路が誤動作したり、放電が不安定になる等の問
題があるため、極めて困難であった。この問題を解決す
るため、従来は１例えば、ジャーナル・オブ・ヴアキュ
ウム・ソサエティ・テクノロジーエイ４（５）９月／１
０月 １９８６年２３９２〜２３９４頁（Ｊ。
ツチング装置では、処理すべき試料もしくは該試料が載
置されたカソード電極等の高周波電圧印加部分の温度を
電気的に測定し、制御することは、温度測定回路もしく
は温度制御回路へ高周波電圧が重畳してしまい、その結
果、該回路が誤動作したり、放電が不安定になる等の問
題があるため、極めて困難であった。この問題を解決す
るため、従来は１例えば、ジャーナル・オブ・ヴアキュ
ウム・ソサエティ・テクノロジーエイ４（５）９月／１
０月 １９８６年２３９２〜２３９４頁（Ｊ。
Ｖａｃ、 Ｓｃｉ、 Ｔｅｃｈｎｏｌ、 Ａ４ （５）
５ｅｐ１０ａｔ１９８６ ｐ、２３９２〜２３９４）
に記載しであるように、温度によって色の変わるサーモ
ラベルを試料に張り付けて目視により温度を制御する方
法、あるいは光ファイバを用いた温度センサや非接触の
放射温度計（赤外線温度計）を用いる方法が提案されて
いる。
５ｅｐ１０ａｔ１９８６ ｐ、２３９２〜２３９４）
に記載しであるように、温度によって色の変わるサーモ
ラベルを試料に張り付けて目視により温度を制御する方
法、あるいは光ファイバを用いた温度センサや非接触の
放射温度計（赤外線温度計）を用いる方法が提案されて
いる。
しかし、上記のサーモラベルを用いる方法では、目視に
より温度を検知するため、−々サーモラベルの張られた
試料を処理装置から取り出さなければならない問題があ
る。
より温度を検知するため、−々サーモラベルの張られた
試料を処理装置から取り出さなければならない問題があ
る。
また、放射温度計では、特に０℃以下で測定精度が低下
し、測定限界が一５０℃である問題がある。
し、測定限界が一５０℃である問題がある。
さらに、光ファイバを用いた温度センサは、非常に高価
である。
である。
熱電対や測温抵抗体等の安価な接触型温度センサを用い
る場合でも、高周波電圧印加部分との間に充分厚い絶縁
材を設置すれば、高周波電圧の重畳を避けることができ
るが、この場合には応答速度が著しく低下する問題があ
る。従って、−２００℃以下までを含む広範囲において
、高周波電圧の影響を受けることなく、速い応答速度で
温度を測定することは困難である。
る場合でも、高周波電圧印加部分との間に充分厚い絶縁
材を設置すれば、高周波電圧の重畳を避けることができ
るが、この場合には応答速度が著しく低下する問題があ
る。従って、−２００℃以下までを含む広範囲において
、高周波電圧の影響を受けることなく、速い応答速度で
温度を測定することは困難である。
一方、試料の温度を制御するために、試料が載置される
高周波電圧印加電極内にヒータを設置する場合にも、温
度センサと同様に、該ヒータに結線された温度制御回路
に高周波電圧が重畳し、該回路が誤動作し、放電が不安
定化になる問題がある。上記温度センサの場合と同様、
高周波電圧の重畳を避けるため、ヒータと電極との間に
絶縁材を用いると、温度制御の応答速度が遅い問題があ
る。
高周波電圧印加電極内にヒータを設置する場合にも、温
度センサと同様に、該ヒータに結線された温度制御回路
に高周波電圧が重畳し、該回路が誤動作し、放電が不安
定化になる問題がある。上記温度センサの場合と同様、
高周波電圧の重畳を避けるため、ヒータと電極との間に
絶縁材を用いると、温度制御の応答速度が遅い問題があ
る。
ランプヒータを用いれば電気的絶縁は取れるが。
ランプヒータは加熱効率が低く、やはり加熱の応答速度
が遅い問題がある。
が遅い問題がある。
このように従来技術では、高周波電圧印加部分の温度を
温度センサ、あるいはヒータを用いて測定、制御する場
合に、温度測定もしくは制御用の電気配線に重畳される
高周波電圧の減衰について充分な配慮がされておらず、
放電しながらの試料もしくは電極の温度測定、制御が困
難であるという問題がある。特に、応答速度の速い温度
制御が必要な場合にこの問題は大きい。
温度センサ、あるいはヒータを用いて測定、制御する場
合に、温度測定もしくは制御用の電気配線に重畳される
高周波電圧の減衰について充分な配慮がされておらず、
放電しながらの試料もしくは電極の温度測定、制御が困
難であるという問題がある。特に、応答速度の速い温度
制御が必要な場合にこの問題は大きい。
本発明の目的は、温度測定、制御の応答速度を速くし、
しかも、温度測定回路もしくは温度制御回路に重畳され
る高周波電圧による問題を解決し。
しかも、温度測定回路もしくは温度制御回路に重畳され
る高周波電圧による問題を解決し。
放電中に安定に温度測定、制御を行なうことにある。
上記目的を達成するために、本発明のプラズマ処理装置
は、温度センサあるいは温度制御用のヒータを絶縁材を
介することなく、高周波電圧印加電極もしくは該電極上
に載置された試料に接触させ、かつ、温度センサあるい
はヒータと温度測定もしくは制御回路との間に、高周波
電圧を減衰させる回路を設置することを特徴とする。
は、温度センサあるいは温度制御用のヒータを絶縁材を
介することなく、高周波電圧印加電極もしくは該電極上
に載置された試料に接触させ、かつ、温度センサあるい
はヒータと温度測定もしくは制御回路との間に、高周波
電圧を減衰させる回路を設置することを特徴とする。
本発明のプラズマ処理装置の構成をさらに詳細に述べる
。試料の温度を直接検知、測定するため、温度センサを
高周波電圧印加電極もしくは該電極上に載置される試料
に直接接触させる。上記温度センサは、例えば採熱電対
、あるいはセンサが薄い絶縁材を介して金属シース管内
に埋め込まれたいわゆるシース型温度センサでもよい。
。試料の温度を直接検知、測定するため、温度センサを
高周波電圧印加電極もしくは該電極上に載置される試料
に直接接触させる。上記温度センサは、例えば採熱電対
、あるいはセンサが薄い絶縁材を介して金属シース管内
に埋め込まれたいわゆるシース型温度センサでもよい。
シース型温度センサの応答速度（タイムコンスタント）
は数秒以内であり、実用上全く問題がない。
は数秒以内であり、実用上全く問題がない。
また、試料の温度制御のために１例えば抵抗加熱型シー
スヒータを電極内に埋め込み設置した。
スヒータを電極内に埋め込み設置した。
シースヒータと電極との間には絶縁材を設置していない
。もちろん、温度制御の応答速度がある程度遅くても良
い場合には、ヒータと電極との間に絶縁材を設置した方
がヒータの配線への高周波電圧の重畳が少ないことは自
明である。
。もちろん、温度制御の応答速度がある程度遅くても良
い場合には、ヒータと電極との間に絶縁材を設置した方
がヒータの配線への高周波電圧の重畳が少ないことは自
明である。
高周波電圧印加部分に接触させて設置した温度センサ、
あるいはヒータの配線には、電圧振幅で数百ボルトの高
周波電圧が重畳される。従って、配線をそのまま、温度
計、自動温度調節器、ヒータ電源等から構成される温度
制御回路や温度測定回路に結線すると、該回路が高周波
電圧のために誤動作する。そこで、本発明では、上記配
線の途中に高周波電圧減衰回路を設置する。この高周波
電圧減衰回路としては、少なくともコイルとコンデンサ
を含む非能動素子から成るフィルタ回路や、フォトカプ
ラ回路を用いる。この回路は、５００ｋＨｚ以上の高周
波電圧（代表的には８００ｋＨｚ、 １３．５６ＭＨｚ
、２．４５ＧＨｚ等）を減衰させることができる。
あるいはヒータの配線には、電圧振幅で数百ボルトの高
周波電圧が重畳される。従って、配線をそのまま、温度
計、自動温度調節器、ヒータ電源等から構成される温度
制御回路や温度測定回路に結線すると、該回路が高周波
電圧のために誤動作する。そこで、本発明では、上記配
線の途中に高周波電圧減衰回路を設置する。この高周波
電圧減衰回路としては、少なくともコイルとコンデンサ
を含む非能動素子から成るフィルタ回路や、フォトカプ
ラ回路を用いる。この回路は、５００ｋＨｚ以上の高周
波電圧（代表的には８００ｋＨｚ、 １３．５６ＭＨｚ
、２．４５ＧＨｚ等）を減衰させることができる。
この回路により、上記配線に重畳される高周波電圧は約
１０００分の１以下に減少できる。その結果、高周波電
圧減衰回路を通して接続した温度制御回路もしくは温度
測定回路の誤動作は防止され、プラズマ放電の状態、お
よび放電時のインピーダンスマツチング状態を安定化で
きる。
１０００分の１以下に減少できる。その結果、高周波電
圧減衰回路を通して接続した温度制御回路もしくは温度
測定回路の誤動作は防止され、プラズマ放電の状態、お
よび放電時のインピーダンスマツチング状態を安定化で
きる。
上記のように、温度センサを直接試料に接触させること
によって、温度センサの応答速度が絶縁材として例えば
厚さ２１ｍのサファイア基板を介して接触した場合より
も約１１５０以下に減少できる。
によって、温度センサの応答速度が絶縁材として例えば
厚さ２１ｍのサファイア基板を介して接触した場合より
も約１１５０以下に減少できる。
すなわち、サファイアを介した場合には応答速度が約５
分径度であったものが、直接接触させることによって、
数秒以内に減少できる。サファイアよりも炭化シリコン
（ＳｉＣ）の方が熱伝導率は大きいが、ＳｉＣはＩＭＨ
ｚ以上の高周波電圧に対しては絶縁性の悪い点が問題で
ある。
分径度であったものが、直接接触させることによって、
数秒以内に減少できる。サファイアよりも炭化シリコン
（ＳｉＣ）の方が熱伝導率は大きいが、ＳｉＣはＩＭＨ
ｚ以上の高周波電圧に対しては絶縁性の悪い点が問題で
ある。
本発明のプラズマ処理装置を、例えばドライエツチング
装置に用いる場合、−船釣に処理時間は数分程度である
ことが多く、上記サファイアを介して温度センサを接触
させた場合、約５分の応答速度を要するので、実用不可
能であり、絶縁材を介さない温度センサの接触が不可欠
であった。
装置に用いる場合、−船釣に処理時間は数分程度である
ことが多く、上記サファイアを介して温度センサを接触
させた場合、約５分の応答速度を要するので、実用不可
能であり、絶縁材を介さない温度センサの接触が不可欠
であった。
本発明では、絶縁材を介さないで、温度センサとして、
例えば採熱電対、あるいはシース型センサを用いても、
センサおよびその配線に重畳する電圧振幅数百ボルトの
高周波電圧を上記高周波電圧減衰回路により約１０００
分の１以下に減衰できる。
例えば採熱電対、あるいはシース型センサを用いても、
センサおよびその配線に重畳する電圧振幅数百ボルトの
高周波電圧を上記高周波電圧減衰回路により約１０００
分の１以下に減衰できる。
試料温度制御用のヒータの場合にも、高周波電圧の重畳
を避けるために、サファイア等の絶縁材を介すると、□
加熱の応答速度が遅く、数分以内の処理時間内における
高精度の温度制御は不可能でり、ランプヒータでも同様
である。シースヒータを電極に直接接触きせることによ
り、充分実用可能な応答速度になり、該ヒータに高周波
電圧減衰回路を接続することにより、温度制御回路の誤
動作が防止できる。
を避けるために、サファイア等の絶縁材を介すると、□
加熱の応答速度が遅く、数分以内の処理時間内における
高精度の温度制御は不可能でり、ランプヒータでも同様
である。シースヒータを電極に直接接触きせることによ
り、充分実用可能な応答速度になり、該ヒータに高周波
電圧減衰回路を接続することにより、温度制御回路の誤
動作が防止できる。
高周波電圧減衰回路は、ノイズによる回路誤動作防止の
他に、放電を安定化させる働きも有する。
他に、放電を安定化させる働きも有する。
この回路を設置しない場合には、放電時のインピーダン
スマツチングがとれない、放電しない等の問題が生じる
が、本回路によりこれを防止できる。
スマツチングがとれない、放電しない等の問題が生じる
が、本回路によりこれを防止できる。
実施例 １
第１図に、本発明のプラズマ処理装置の第１の実施例の
構成を示す。図において、１は真空処理室（真空容器）
、２はアース電極、３は高周波電圧印加電極、５は温度
センサ、６はヒータ、７は高周波電圧減衰回路、４は温
度計、８は自動温度調節器、９はヒータ電源、１０は高
周波電源、１１は試料である。
構成を示す。図において、１は真空処理室（真空容器）
、２はアース電極、３は高周波電圧印加電極、５は温度
センサ、６はヒータ、７は高周波電圧減衰回路、４は温
度計、８は自動温度調節器、９はヒータ電源、１０は高
周波電源、１１は試料である。
真空容器１内にアース電極２と高周波電圧印加電極３が
設けられ、両電極間のグロー放電によりプラズマが発生
する。高周波電源１０の出力周波数としては１３．５６
ＭＨｚを用いた。高周波電圧印加電極３上には試料１１
が設置され、該試料１１に温度センサ５が接触している
。高周波電圧印加電極３の内部にはヒータ６が内蔵され
、水冷機構（図示せず）も有している。温度計４、自動
温度調節器８およびヒータ電源９により温度制御回路が
構成され、温度センサ５からの信号が温度計４を通して
自動温度調節器８に送られ、ここからヒータ電源９の電
圧を変える信号を送り出すようになっている。ヒータ電
源９としては直流電源を用いた。温度センサ５およびヒ
ータ６と該温度制御回路との間には高周波電圧減衰回路
７が接続されている。
設けられ、両電極間のグロー放電によりプラズマが発生
する。高周波電源１０の出力周波数としては１３．５６
ＭＨｚを用いた。高周波電圧印加電極３上には試料１１
が設置され、該試料１１に温度センサ５が接触している
。高周波電圧印加電極３の内部にはヒータ６が内蔵され
、水冷機構（図示せず）も有している。温度計４、自動
温度調節器８およびヒータ電源９により温度制御回路が
構成され、温度センサ５からの信号が温度計４を通して
自動温度調節器８に送られ、ここからヒータ電源９の電
圧を変える信号を送り出すようになっている。ヒータ電
源９としては直流電源を用いた。温度センサ５およびヒ
ータ６と該温度制御回路との間には高周波電圧減衰回路
７が接続されている。
また、該温度制御回路の電源ラインには、シールド付絶
縁トランス（図示せず）を設置した。温度制御回路はア
ース電位を有する。
縁トランス（図示せず）を設置した。温度制御回路はア
ース電位を有する。
温度センサ５としては、シース型熱電対を用い、ヒータ
６としては、抵抗加熱型シースヒータを用い、高周波電
圧減衰回路７としては、コンデンサとコイルから構成さ
れたフィルタ回路を用いた。
６としては、抵抗加熱型シースヒータを用い、高周波電
圧減衰回路７としては、コンデンサとコイルから構成さ
れたフィルタ回路を用いた。
フィルタ回路の構成は１例えば、第２図に示す構成とし
た。１２はコンデンサ、１３はコイル、１４はアースで
ある。なお、該フィルタ回路は、全てマツチングボック
ス内に設置した。
た。１２はコンデンサ、１３はコイル、１４はアースで
ある。なお、該フィルタ回路は、全てマツチングボック
ス内に設置した。
第２図に示した構成のフィルタ回路は、第３図に示すよ
うな減衰特性を得た。特に、コンデンサ１３を通してア
ース１４に接地することが、高周波電圧の減衰に顕著な
効果をもたらした。
うな減衰特性を得た。特に、コンデンサ１３を通してア
ース１４に接地することが、高周波電圧の減衰に顕著な
効果をもたらした。
以上の構成から成る装置を用いて、以下のようなドライ
エツチングを行なった。
エツチングを行なった。
エツチングガスとしては、ＢＣＩ＆、とＣ１１２の混合
ガスを用い、試料としてはＳｉ基板上に堆積した層膜を
用い、ガス圧力は１００ｍＴｏｒｒ （１３，３Ｐａ）
、入射電力は４００Ｗとした。温度センサとしては、銅
−コンスタンタン熱電対を用いて試料の温度を５０℃に
温度制御し、エツチングを行なった。温度制御回路の動
作は、非常に安定であり、温度精度は±２℃以内であっ
た。また、放電状態も安定であり、良好なエツチング特
性を得た。このとき、Ｍのエツチング速度は１１００ｎ
／ ｍｉｎであった。試料の温度を室温から１５０℃ま
で変化させたところ、エツチング速度の温度依存性が認
められ、１００±５０ｎｍ／ｍｉｎの間で変化した。
ガスを用い、試料としてはＳｉ基板上に堆積した層膜を
用い、ガス圧力は１００ｍＴｏｒｒ （１３，３Ｐａ）
、入射電力は４００Ｗとした。温度センサとしては、銅
−コンスタンタン熱電対を用いて試料の温度を５０℃に
温度制御し、エツチングを行なった。温度制御回路の動
作は、非常に安定であり、温度精度は±２℃以内であっ
た。また、放電状態も安定であり、良好なエツチング特
性を得た。このとき、Ｍのエツチング速度は１１００ｎ
／ ｍｉｎであった。試料の温度を室温から１５０℃ま
で変化させたところ、エツチング速度の温度依存性が認
められ、１００±５０ｎｍ／ｍｉｎの間で変化した。
温度センサとしては、測温抵抗体でも良く、高周波電圧
減衰回路としては、フォトカプラ回路でも効果は同様で
あった。このとき、フォトカプラ回路の駆動電源として
は電池を用いた。ただし、ヒータ側にフォトカプラ回路
を設置すると、大電力を送電することが困難であるので
、温度センサｌ側のみに設置した。
減衰回路としては、フォトカプラ回路でも効果は同様で
あった。このとき、フォトカプラ回路の駆動電源として
は電池を用いた。ただし、ヒータ側にフォトカプラ回路
を設置すると、大電力を送電することが困難であるので
、温度センサｌ側のみに設置した。
実施例 ２
第１図と同様の構成の装置を用いて、試料の温度を制御
しながら、プラズマデポジションを行なった。放電中の
試料の温度を１００〜４００℃の範囲で高精度に制御す
ることによって、デポジション膜の膜質を変化させるこ
とができた。このときの温度制御精度は、実施例１と同
じく±２℃であった。
しながら、プラズマデポジションを行なった。放電中の
試料の温度を１００〜４００℃の範囲で高精度に制御す
ることによって、デポジション膜の膜質を変化させるこ
とができた。このときの温度制御精度は、実施例１と同
じく±２℃であった。
この他、本装置をスパッタ装置として用いることも可能
であった。
であった。
実施例 ３
第４図に示すような低温ドライエツチング装置を用いて
、エツチングを行なった。１７は真空処理室、１８は試
料交換室、２９は試料台、３２は石英台、３０は冷却ガ
ス供給口、３１は加熱用ランプ、１９はゲートバルブ、
４１はガス供給制御系、４０は放電機構。
、エツチングを行なった。１７は真空処理室、１８は試
料交換室、２９は試料台、３２は石英台、３０は冷却ガ
ス供給口、３１は加熱用ランプ、１９はゲートバルブ、
４１はガス供給制御系、４０は放電機構。
２０は処理ガス供給口、２３は冷却試料台を兼ねた高周
波電圧印加電極、２７は高周波電圧電源、２６は液体窒
素、３７は液体窒素容器、２４は試料（ウェーハ）、３
３はテフロン台、３６は絶縁物、２２は石英カバー、２
１はメタル０リング、２５は電極２３の中に設置された
抵抗加熱型シースヒータ、３４は電極２３の中に設置さ
れた温度センサ、４２．４３はそれぞれ温度センサ３４
、ヒータ２５に接続された高周波電圧減衰回路、３５は
温度計、３８はフィードバック回路、３９はガス供給制
御系、２８はヒータ用電源である。
波電圧印加電極、２７は高周波電圧電源、２６は液体窒
素、３７は液体窒素容器、２４は試料（ウェーハ）、３
３はテフロン台、３６は絶縁物、２２は石英カバー、２
１はメタル０リング、２５は電極２３の中に設置された
抵抗加熱型シースヒータ、３４は電極２３の中に設置さ
れた温度センサ、４２．４３はそれぞれ温度センサ３４
、ヒータ２５に接続された高周波電圧減衰回路、３５は
温度計、３８はフィードバック回路、３９はガス供給制
御系、２８はヒータ用電源である。
このような構成の装置を用いて、高周波電圧印加電極２
３に接触する温度センサ３４、ヒータ２５、並びに電極
２３と一体化した冷却容器内の液体窒素２６を用いて電
極温度を室温から一１９０℃の範囲内に制御した。温度
制御系には第２図に示した構成の高周波電圧減衰回路４
２．４３が設置され、高周波電圧重畳の影響を防止して
いる。
３に接触する温度センサ３４、ヒータ２５、並びに電極
２３と一体化した冷却容器内の液体窒素２６を用いて電
極温度を室温から一１９０℃の範囲内に制御した。温度
制御系には第２図に示した構成の高周波電圧減衰回路４
２．４３が設置され、高周波電圧重畳の影響を防止して
いる。
本装置により、Ｓｉの低温ドライエツチングを行なった
。まず、試料２４を冷却試料台２３上に設置し、試料２
４と冷却試料台２３のすき間にはＨｅガスを流し、また
、試料２４の上から、穴の開いた石英カバー２２で押え
、熱接触をとった。本装置により、Ｓｉウェーハを一１
２０±２℃に温度制御しながら。
。まず、試料２４を冷却試料台２３上に設置し、試料２
４と冷却試料台２３のすき間にはＨｅガスを流し、また
、試料２４の上から、穴の開いた石英カバー２２で押え
、熱接触をとった。本装置により、Ｓｉウェーハを一１
２０±２℃に温度制御しながら。
ＳＦ、プラズマで５分間エツチングした。マスクとして
はホトレジストを用いた。このエツチングで、１ｏ、ｓ
、ａｔ以下、深さ３Ｉ！ｍ、精度０．０５４以下でＳｉ
パターンの形成ができた。このとき、Ｓｉ／ホトレジス
トのエツチング選択性は約５０．５１７Ｓｉｎ、のエツ
チング選択性は約４０であった。また、−７０〜−１４
０℃の温度範囲でエツチング形状、すなわち、サイドエ
ツチング量の変化が認められ。
はホトレジストを用いた。このエツチングで、１ｏ、ｓ
、ａｔ以下、深さ３Ｉ！ｍ、精度０．０５４以下でＳｉ
パターンの形成ができた。このとき、Ｓｉ／ホトレジス
トのエツチング選択性は約５０．５１７Ｓｉｎ、のエツ
チング選択性は約４０であった。また、−７０〜−１４
０℃の温度範囲でエツチング形状、すなわち、サイドエ
ツチング量の変化が認められ。
この温度範囲で高精度な形状制御を達成できた。
このような低温の温度範囲では非接触の放射温度計を用
いることが不可能であるため、本発明が特に有効であっ
た。
いることが不可能であるため、本発明が特に有効であっ
た。
実施例 ４
実施例３と同様の低温ドライエツチング装置を用いて、
タングステンのエツチングを行なった。
タングステンのエツチングを行なった。
タングステンのエツチング形状は、Ｏ〜−３０℃の温度
の間で顕著に変化し、この温度範囲で高精度形状制御を
達成できた。この温度範囲における放射温度計の精度は
悪く±５〜１０℃程度であった。
の間で顕著に変化し、この温度範囲で高精度形状制御を
達成できた。この温度範囲における放射温度計の精度は
悪く±５〜１０℃程度であった。
温度センサとしてシース型熱電対を試料に直接接触させ
ることにより精度は±２℃に向上した。特に、熱電対の
接触位置は、試料の裏面で、かつ。
ることにより精度は±２℃に向上した。特に、熱電対の
接触位置は、試料の裏面で、かつ。
プラズマにさらされない部分が良く、温度の精度が最も
高かった。
高かった。
上記の実施例では、高周波電圧印加部分に温度センサと
、ヒータを設け、それぞれと温度制御回路との間に高周
波電圧減衰回路を接続した構成のみ示したが、温度セン
サのみ設け、該温度センサと温度測定回路との間に高周
波電圧減衰回路を設置しても有効であることは勿論であ
る。
、ヒータを設け、それぞれと温度制御回路との間に高周
波電圧減衰回路を接続した構成のみ示したが、温度セン
サのみ設け、該温度センサと温度測定回路との間に高周
波電圧減衰回路を設置しても有効であることは勿論であ
る。
以上説明したように、プラズマ処理装置において、従来
は温度測定もしくは制御回路に高周波電圧が重畳するた
めに、放電中の温度測定、制御が困難であったが、本発
明では、高周波電圧減衰回路を設置することにより、高
周波電圧を約１０００分の１以下に低減でき、高周波電
圧の重畳による障害を除去できるので、放電中に一５０
℃以下の低温域においても高精度温度測定、制御が可能
となり、また、温度センサ、あるいはヒータと電極との
間に絶縁材を介さなくて済むので、温度制御の応答速度
が絶縁材を介した場合の数１０分の１に減少でき、試料
の処理精度を飛語的に向上することができる。
は温度測定もしくは制御回路に高周波電圧が重畳するた
めに、放電中の温度測定、制御が困難であったが、本発
明では、高周波電圧減衰回路を設置することにより、高
周波電圧を約１０００分の１以下に低減でき、高周波電
圧の重畳による障害を除去できるので、放電中に一５０
℃以下の低温域においても高精度温度測定、制御が可能
となり、また、温度センサ、あるいはヒータと電極との
間に絶縁材を介さなくて済むので、温度制御の応答速度
が絶縁材を介した場合の数１０分の１に減少でき、試料
の処理精度を飛語的に向上することができる。
第１図は、本発明のプラズマ処理装置の第１の実施例の
概略図、第２図は、高周波電圧減衰回路の一例として作
成したフィルタの回路図、第３図は、第２図に示したフ
ィルタ回路の高周波電圧減衰特性を示す図、第４図は、
本発明を適用した低温ドライエツチング装置の概略図で
ある。 １・・・真空処理室 ２・・・アース電極３・・・
高周波電圧印加電極 ４・・・温度計 ５・・・温度センサ６・・・
ヒータ ７・・・高周波電圧減衰回路８・・・
自動温度調節器 ９・・パヒータ電源１０・・・高周波
電圧電源 １１・・・試料１２・・・コンデンサ
１３・・・コイル１４・・・アース １７・・
・真空処理室１８・・・試料交換室 １９・・・ゲ
ートバルブ２０・・・処理ガス供給口 ２１・・・メタ
ル○リング２２・・・石英カバー ２３・・・冷却試料台（高周波電圧印加電極）２４・・
・試料（ウェーハ） ｚ５・・・シースヒータ ２６・・・液体窒素２７・
・・高周波電圧電源 ２８・・・ヒータ用電源２９・・
・試料台 ３０・・・冷却ガス供給口３１・・
・加熱用ランプ ３２・・・石英台３３・・・テフロ
ン台 ３４・・・温度センサ３５・・・温度計
３６・・・絶縁物３７・・・液体窒素容器 ３
８・・・フィードバック回路３９・・・ガス供給制御系
４０・・・放電機構４１・・・ガス供給制御系 ４２．４３・・・高周波電圧減衰回路
概略図、第２図は、高周波電圧減衰回路の一例として作
成したフィルタの回路図、第３図は、第２図に示したフ
ィルタ回路の高周波電圧減衰特性を示す図、第４図は、
本発明を適用した低温ドライエツチング装置の概略図で
ある。 １・・・真空処理室 ２・・・アース電極３・・・
高周波電圧印加電極 ４・・・温度計 ５・・・温度センサ６・・・
ヒータ ７・・・高周波電圧減衰回路８・・・
自動温度調節器 ９・・パヒータ電源１０・・・高周波
電圧電源 １１・・・試料１２・・・コンデンサ
１３・・・コイル１４・・・アース １７・・
・真空処理室１８・・・試料交換室 １９・・・ゲ
ートバルブ２０・・・処理ガス供給口 ２１・・・メタ
ル○リング２２・・・石英カバー ２３・・・冷却試料台（高周波電圧印加電極）２４・・
・試料（ウェーハ） ｚ５・・・シースヒータ ２６・・・液体窒素２７・
・・高周波電圧電源 ２８・・・ヒータ用電源２９・・
・試料台 ３０・・・冷却ガス供給口３１・・
・加熱用ランプ ３２・・・石英台３３・・・テフロ
ン台 ３４・・・温度センサ３５・・・温度計
３６・・・絶縁物３７・・・液体窒素容器 ３
８・・・フィードバック回路３９・・・ガス供給制御系
４０・・・放電機構４１・・・ガス供給制御系 ４２．４３・・・高周波電圧減衰回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、真空容器と、該真空容器内に設けられた高周波電圧
印加電極と、該高周波電圧印加電極上に載置された試料
と、該試料もしくは上記高周波電圧印加電極に接触して
設けられた温度センサと、上記高周波電圧印加電極内に
設けられた上記試料加熱用のヒータと、上記試料の冷却
機構と、上記温度センサおよび上記ヒータに結線された
温度制御回路と、上記温度センサおよび上記ヒータと上
記温度制御回路との間に結線された高周波電圧減衰回路
とを具備することを特徴とするプラズマ処理装置。 ２、上記温度制御回路が、少なくとも温度計、自動温度
調節器、ヒータ電源から成り、上記温度センサからの信
号が上記温度計を通して上記自動温度調節器に送られ、
上記自動温度調節器から上記ヒータ電源の電圧を変える
信号を出すように構成してあることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ３、上記高周波電圧減衰回路が、少なくともコイルとコ
ンデンサを含む非能動素子から成るフィルタ回路である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマ
処理装置。４、上記フィルタ回路が、少なくとも１か所
以上上記コンデンサを通してアースに接続されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のプラズマ処
理装置。 ５、上記高周波電圧減衰回路が、フォトカプラ回路であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズ
マ処理装置。 ６、上記温度センサが、熱電対もしくは抵抗測温体であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズ
マ処理装置。 ７、上記ヒータが抵抗加熱型ヒータであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理装置。 ８、上記冷却機構が液体窒素を用いる冷却機構であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処
理装置。 ９、真空容器と、該真空容器内に設けられた高周波電圧
印加電極と、該高周波電圧印加電極上に載置された試料
と、該試料もしくは上記高周波電圧印加電極に接触して
設けられた試料温度検知用温度センサと、上記温度セン
サに結線された温度測定回路と、上記温度センサと上記
温度測定回路との間に結線された高周波電圧減衰回路と
を具備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 |
|---|---|---|---|
| JP24792687A JPH0192384A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24792687A JPH0192384A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | プラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0192384A true JPH0192384A (ja) | 1989-04-11 |
Family
ID=17170601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24792687A Pending JPH0192384A (ja) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0192384A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232509A (en) * | 1991-07-09 | 1993-08-03 | Korea Institute Of Science And Technology | Apparatus for producing low resistivity tungsten thin film comprising reaction temperature measuring thermocouples |
| EP0685571A1 (fr) * | 1994-06-02 | 1995-12-06 | RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT DU GROUPE COCKERILL SAMBRE, en abrégé: RD-CS | Procédé et dispositif pour la formation d'un revêtement sur un substrat par pulvérisation cathodique |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57116774A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-20 | Hitachi Ltd | Etching method |
| JPS5827739B2 (ja) * | 1978-03-27 | 1983-06-11 | 松下電工株式会社 | 多機能保護継電器 |
-
1987
- 1987-10-02 JP JP24792687A patent/JPH0192384A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827739B2 (ja) * | 1978-03-27 | 1983-06-11 | 松下電工株式会社 | 多機能保護継電器 |
| JPS57116774A (en) * | 1981-01-14 | 1982-07-20 | Hitachi Ltd | Etching method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5232509A (en) * | 1991-07-09 | 1993-08-03 | Korea Institute Of Science And Technology | Apparatus for producing low resistivity tungsten thin film comprising reaction temperature measuring thermocouples |
| EP0685571A1 (fr) * | 1994-06-02 | 1995-12-06 | RECHERCHE ET DEVELOPPEMENT DU GROUPE COCKERILL SAMBRE, en abrégé: RD-CS | Procédé et dispositif pour la formation d'un revêtement sur un substrat par pulvérisation cathodique |
| BE1008303A3 (fr) * | 1994-06-02 | 1996-04-02 | Cockerill Rech & Dev | Procede et dispositif pour la formation d'un revetement sur un substrat par pulverisation cathodique. |
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