JPH04150937A - 試料温度制御方法及び真空処理装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料温度制御方法及び真空処理装置に係り、
特に半導体素子基板等の試料を真空下でｍ皮部」御して
処理するのに好適な試料温度制御方法及び真空処理装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

試料を真空下で処理する場合、該処理を良好に実施する
ためには、試料の処理温度を所定温度に制御することが
重要である。

試料の真空下での処理温度を所定湿度に制御する技術と
しては、例えば、特開昭５６−４８１３２号公報や特開
昭６０−１１５２２６号告ＩＮまた特公昭５７−４４７
４７号公報等に記載の技術が知られている。

二の内、特開昭５６−４８１３２号公報には、被処理物
を真空室内の処理ステージ、ンの支持板上に位置させ、
被処理物と支持板との間にガスな送給して両者間の熱伝
導を行う技術が記載されている。ここで、被処理物は、
クランプにより支持板盛こ係止され、被処理物を望まし
い温度に維持するに足る適量のガス、つまり、高度の熱
伝導率を有するガス、例えば、童素、ネオン、ヘリウム
または水素がスリブトを介して被処理物と支持板との間
に送給される。また、被処理物から熱を除去するのに適
当な熱伝導率を付与するために、０５〜２．ＱＴｏｒｒ
の圧力範囲のガスが使用される。

次に、特開昭６０−１１５２２６号公報には、冷却され
る基板台に載置保持されて真空処理される基板の裏面の
少なくとも外周辺を基板台に吸着させ、基板の裏面と基
板台との隙間に冷却ガスを満たすようにした技術が記載
されている。また、基板台に吸着された基板の裏面と基
板台との隙間に冷却ガスを供給するマスフローコントロ
ーラをプロセス制御コンピュータと結合することであら
かしめ求めた基板の温度と冷却ガスの供給量との間の関
係から冷却ガスの供給量を制御することにより基板の温
度を一定の温度に保持できることや、基板の温度を赤外
線温度計で計測しながら冷却ガスの供給量を１＃整して
基板の温度を制御することができることが記載されてい
る。

一方、特公昭５７−４４７４７号公報には、プラズマ、
スパッタもしくは反応性スパ雫タエッチング装置を用い
てドライエツチングするに当り、一定温度に保持された
支持板上に一対の平面電極を有する吸ＩＩ装厘をＷＩｔ
き、級吸着装置の電極間に電圧を印加して被エツチング
物を支持体に静電的に吸着せしめることによって熱的コ
ンタクトを強化し、被エツチング物の温度１御を効果的
にしてエツチングする技術が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

例えば、特開昭５６−４８１３２号公報に記載された技
術は、被処理物と支持板との闇の熱伝導率を罠め、二〇
により、被処理物をｇＩ！ましい温度１こ維持しようと
するものであり、真空処理される被処理物の温度を所定
温度に制御しようとする認識を有していない。このため
、被処理物と支持板との間の組輪の変化等の何等かの原
因により被処理物のａ度が変化した場合、これを所定温
度に制御することができず、結果として、被処理物の真
空処理を良好に案施し得ないといった問題を生じる。

また、例えば、特開昭６０−１１５２２６号公報に記載
された技術では、あらかじめ求めた基板の湿度と冷却ガ
スの供給量との間の関係から冷却ガスの供給量を制御す
ることにより基板の温度を計算上、一定の温度に保持で
きるが、これにより、基板の実際の温度を一定の温度に
保持し得るかどうかは不明である。また、基板の裏面と
基板台との間の距離の変化等の何等かの原因により被処
理物の温度が変化した場合、最早、これには対応できな
い。

更に、例えば、特公昭５７−４４７４７号公報に記載さ
れた技術でも同様の間Ｉｍを有している。

本発明の目的は、冷却もしくは加温される試料台の試料
役１面に真空下で設値された試料の濃度を常に精度良く
制御できる試料温度制御方法を提供することにあり、ま
た、これによと真空処理を良好に実施し得る真空処理装
置を提供することにある。

Ｃａａを解決するための手段〕 上記目的な達成するために、試料温度制御方法を、冷却
もしくは加温される試料台の試料設置面と該試料設置面
に真空下で投置された試料のｌ！Ｕ記試料設置面と対向
する裏面との間に伝熱用ガスを導入する工程と、前記試
料設置面と前記試料の裏面との間のガス圧力を検出する
工程と、前記検出ガス圧力値と制御目標ガス圧力値とを
比較しｉ記検出ガス圧力値を！ＩＵ記制御目標ガス圧力
値に１８節する工程とを有する方法とし、真空処理装置
を、処理室と、該処理室内を減圧排気する手段と、前記
処理室内に試料設置面を有する試料台と、該試料台を冷
却もし４は加温する手段と、ＩＩＵ記試料台の試料設置
面に試料を投置する手段と、ｌｉＵ記試料設置面と該試
料８Ｗ１薗に設置された前記試料の罰記試料設置面と対
向する裏面との間に伝熱用ガスを導入する手段と、前記
試料設置面と前記試料の裏面との間のガス圧力を検出す
る手段と、該ガス圧力検出手段での検出ガス圧力値と制
御目標ガス圧力値とを比較しｌＩＵ記検出ガス圧力蝿を
前記制御目標圧力値に調節する手段とを具備したものと
することにより、達成される。

〔作　　用〕

試料台は、その試料設置面を減圧排気される処理室内に
有している。試料台は、冷却もしくは加温される。試料
が、このような試料台の試料設置面に設置される。伝熱
用ガスが、試料台の試料設置面と該試料設置面−二設置
された試料の試料設置面と対向する裏面との間に導入さ
れる。試料台の試料設置面と試料の裏面との間のガス圧
力が検出される。該検出ガス圧力値は、制御目標ガス圧
力値と比較され該制御目標カス圧力にａ＋節される。

例えは、試料の裏面と試料台の試料膜！１面との間の距
離の変化等の何等かの原因により試料の温度が変化しよ
うとした場合、該変化は、試料台の試料設置面と試料の
裏面との間のガス圧力の変化として現われる。該ガス圧
力の変化は検知され、そして、制御目標ガス圧力に調節
される。これにより、試料の温度は、所定温度に制御さ
れて維持される。また、このようなことで、処理室で真
空処理される試料の温度は、所定処理温度に制御されて
維持される。従って、試料の温度の変化により生じる真
空処理の不都合が排除されて試料の真空処理が良好に実
施される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図４こより説明
する。

第１図は、本発明を過ルした有磁場型のマイクロ波プラ
ズマエブチング装置の装置構成図であり、第２図〜第７
図は、第１図の装置での試料裏面と試料台試料設置面と
の間の伝熱ガスの圧力（以下、裏面圧力と略）の制御例
の模式図である。

第１図で、真空容器１０の頂壁１１には、開口辻が形成
されている。族１１Ｅ管加は、この場合、その形状が略
半球形状である。放ｔＷ加の開放端の形状。

寸法は、開口しに略一致している。放電管Ｉは、その開
放端を開口りに略一致させて真空容器１００頂壁１１に
気密を保持し設けられている。放電管領の外側には、そ
の内部に放電管加を含み導波管（資）が設けられている
。マイクロ波発振手段であるマグネトロン切と導波管Ｉ
とは、導波管社で連結されている。導波管園の外周には
、磁場発生手段であるソレノイドコイル（資）が、この
場合、上下方向に２段環装されている。ソレノイドコイ
ル父は、通電量関節子Ｍ（図示省略）を介して電源（図
示省略）Ｉこ接続されている。試料台軸間は、その下部
を真空容器１０外に突出して真空容器１０のｔａＵに気
密を程持し、かつ、底壁１３と絶縁されて設けられてい
る。試料台軸間の軸心は、この場合、関口臆の中心な略
通り放電管Ｉの軸心と略一致させられている。試料合軸
口の形状は、この場合、円柱である。試料台６１の形状
は、二の場合、略平板であり、その寸法は、試料７０よ
り大きく、また、開口νよりも小さ鳴なっている。試料
台６１は、その中心をｉＫ相台軸印の軸心に略一致させ
試料台軸間の上端部に略水平に設けられている。試料台
６１の上面は、試料設置面となっている。この場合、試
料台６１の試料設置面は、開口［の下方に位置させられ
ている。試料台６１の試料設置面には、この場合、絶縁
膜間がコーティングされている。真空容器１０の頂Ｉｉ
ｎ内には、ガス導入路％が形成されている。ガス導入絡
圓のガス導出端は、真空容器ｌＯ内と放電管回内とで形
成された空間１００に関口させられている。ガス導入＃
１１９０のガス導入端には、カス導管（図示省略）の一
端が連結されている。

カス導管の他ｊｆｉｉｌ！、エシチングガス源（図示省
略）に連結されている。ガス導管には、カス流量制御器
（図示省略）、開閉弁（図示省略）等が設けられている
。排気管１１０の一端は、真空容器ｌＯ内Ｉこ連通して
真空容器ｌＯの底壁１３に連結されてＬする。

υＦ気管１１０の他端は、真空ポツプ１１１の吸気口１
こ連結されている。排気管１１０には、排気抵抗可変５
Ｆ（図示省略）、開閉弁（図示省略）等が設けられてい
る。バイアス用電源である高周波亀＃１２０がｙ、料台
軸印に接続されている。試料台軸間と試斜台６１とは電
気的に導通状態にある。

第１図で、試料台６１内には、試料設置面と対応した位
置で、この場合、冷媒流路（図示省略）が形成されてい
る。試料台軸６０．　ＩＫ料斜台１内には、冷媒供給路
（図示省略）、冷媒排出路（図示省略）が形成されてい
る。冷媒供給路の一端は、冷媒流路の冷媒入口に連通さ
せられている。冷媒排出路の一端は、冷媒流路の冷媒出
口に連通させられている。冷媒供給循環手段であるサー
キュレータ１３０の冷媒出口と冷媒供給路の他端とは、
冷媒供給管１３１で連結されている。サーキュレータ１
３０の冷媒入口と冷媒排出器の他端とは、冷ａ排比管１
３２で連結されている。

第１図で、試料台６１の試料設置面に試料７０を設置す
る手段は、この場合、絶縁ｐｓｏ、直流劃１１側有し、
静電吸着力により試料７０を吸着固定して設置する手段
である。直流側１１の、この場合、正極は試料台軸ωに
接続され、そのｊＬ極は接地されている。

第１図で、試料台軸ω、臥料斜台１内には、伝熱ガス供
給路１４０が形成されている。伝熱ガス供給路１４０の
一端は、試料台６１に試料旬がない状態では絶縁膜（資
）を挿通し空間１００に開口させられている。伝熱ガス
導管１４１の一端は、伝熱ガス供Ｍ路１４０の他端に連
通して試料台軸間に連結され、その他端は、伝熱ガスｊ
ｌ１４２に連結されている。伝熱ガス導管１４１には、
流量制御器１４３が設けられ、また、その後流側には、
開閉弁１４４が設けられている。流量ＩＦＩＩＪＩＩ器
１４３の流量制御部は、制御装置１４５に接続されてい
る。裏面圧力を検出する手段としては、この場合、バラ
トロン型の圧力計１４６が使用される。圧力計１４６は
、この場合、開閉弁１４４の後ｆＬ＠で伝熱ガス導管１
４１に取り付けられている。圧力計１４６は、制動兼［
１４５に接続されている。排気管１４７の一端が伝熱ガ
ス供給路１４０に連通して試料台軸間に連結されている
。排気管１４７の他端は、真空ポンプ１１１の吸気口に
連結されている。排気管１４７には、開閉弁１４８が設
けられている。

第１図で、真空ポンプ！１１が作ｓｂ始され、これによ
り空間１００は、所定圧力に減圧排気される。

また、これと共に、開閉弁１４４が閉止、開閉弁１４８
が開放され、伝熱ガス流路１４０．伝熱ガス導管１４１
゜圧力計１４６も排気管１４７を介して排気される。そ
の後、開閉弁１４８は閉止される。また、空間１００に
は、公知の搬送手段（図示省略）で半導体素子基板等の
エツチング処理される試料７０が搬入される。該搬入さ
れた試料７０は、搬送手段から試料台６１の絶縁＃！（
資）面に渡され級面に被エツチング面上向き姿勢で載置
される。その後、搬送手段は、試料７０のエツチング処
理を阻害しない場所に退避させられる。また、直流側１
１の作動により試料７０は、絶縁展間を介して試料台６
１に静電吸着、固定される。一方、サーキュレータ１３
０が作動させられ、所定温度を有する冷媒が冷媒供給管
１３１．冷媒供給路、冷媒２回路、冷ｍ排出路、冷媒排
出管１３２を順次流通して循環させられる。これにより
試料台６１は、所定温度に冷却される。また、開閉弁１
４４が開放され、伝熱ガス源１４２にあるヘリウムガス
等の熱伝導性の良好な伝熱カスが伝熱カス導管１４１゜
伝熱ガス流路１４０を流通して試料冗の裏面と絶縁膜別
面との間の隙間に供給される。該隙間に供給される伝熱
ガスの流量は、流量制御器１４３により所定流量に制御
される。このような伝熱ガスの隙間への供給により試料
台６１と試料７０との間での絶縁展間を介しての熱の移
動が高効率に実施され、試料７０は、所定温度に冷却さ
れる。また、一方、エツチングガス鯨にある所定のエツ
チングガスが、所定流量でカス導管、ガス導入路９０を
通って空間１００に導入される。該導入されたエツチン
グガスの一部は、真空ポンプｘｔｔ、排気抵抗ｏｒｇｃ
弁の作動により排気され、空間１００は、所定のエツチ
ング処理圧力にｍ節されて維持される。この状態で、マ
グネトロン荀が作動させられマイクロ波が発振される。

該発振されたマイクロ波は、導波管３１゜箕を伝播して
放電管加に吸収されマイクロ波電界が生成される。これ
と共に、ソレノイドコイル父の作動により磁場が形成さ
れる。空間１００の放電管２Ｏｓ分にあるエツチングカ
スは、マイクロ波電界と４ａ場との相乗作用によりプラ
ズマ化さｎる。

所定温度に冷却されている試料７０の被エツチング面は
、該プラズマを利用してエツチングされる。

このようなエツチング処理中に、試料７０の裏面と試料
台６１の試料設置面、この場合、絶縁展園面との間の距
離の変化等の何等かの原因により試料７０の温度が変化
しようとした場合、該変化は、試料７０の裏面と絶縁膜
艶面との間のガス圧力の変化として現われる。該ガス圧
力の変化は、制御装置１４５、圧力計１４６により検知
され、そして、試料７０の裏面と絶縁ｇＳＯ面との間の
ガス圧力は、試料７０の所定処理温度制御における制御
目標圧力に調節される。これにより、試料７０の温度は
、エツチング処理中に所定温度に制御されて維持される
。

例えば、試料７０の裏面と絶縁ｇＳＯ面との間のガス圧
力が、制御目標圧力以下に低下しようとした場合、該圧
力変化は、圧力計１４６で裏面圧力を検出し該検出圧力
を制御装置１４５に入力し制御装置１４５で制御目標圧
力と検出′圧力とを比較することで検知される。該圧力
変化の検知は、試料７０の少なくともエツチング処理中
に連続的に実施される。

裏面圧力が制御目標圧力以下に低下しようとすることは
、試料７０の温度が所定処理温度以上に上昇しようとす
ることである。そこで、制御装置１４５から流量制御器
１４３に制御信号が出力される。これにより、流量制御
器１４３での流量は、裏面圧力を制御目標圧力とするた
めに必要な流量に制御される。

また、例えば、裏面圧力が、制御目標圧力以上に上昇し
ようとした場合、上記操作と逆操作にて裏面圧力を制御
目標圧力にｍ節することができるが、その他に、開閉弁
１４Ｂを開弁し真空ポンプ１１１で伝熱ガスを排気する
ようにすることでも対処できる。この場合、流量制御Ｉ
ｌ器１４３での流量は一定流量で排気量が調節される。

従って、試料の温度は、エツチング処理中に所定温度に
制御されて維持されるので、エツチング処理精度（選択
性、形状制御性）を高精度に保持でき歩留り低下を防止
できる。

また、次のような条件における試料７０の温度制御につ
いて更に説明する。

（１）試料７０の被エツチング面は、２Ｊ９エブチング
処理される。

（２）１段目のエツチング処理時の試料ｌＯの温度と２
段目のエツチング処理時の試料７０の温度とは興なり、
２１９目のエツチング処理時の試料７０の温度が低い温
度である。

なお、試料７０の温度は、上記したように裏面圧力と相
関関係にあり、試料７０の温度が低くなれば、裏面圧力
は高くなる。つまり、試料７０の温度を低くするには、
裏面圧力を高（する必要がある。この場合、１段目のエ
ツチング処理時の試料７０の温度に対応する裏面圧力を
Ｊｓ２１９目のエツチング処理時の試料７０の温度に対
応する裏面圧力なＰ２とすれば、試料７０の温度制御に
おける制御目標圧力は、１段目のエツチング処理時にお
いてはＰ１＋２段目のエツチング処理時においてはＰ２
となる。

第１図〜第３図で、制御装置ｉ　１４５からの信号によ
り流量制御器１４３の流量設定値は、まず、流量制御器
１４３における最大流量Ｑｌに設定される。

開閉弁１４４を関数することで、試料７０の裏面と絶縁
膜（資）面との間の隙間には、流量Ｑｔで伝熱ガスが供
給される。これにより、裏面圧力は０から目標値Ｐｌに
向って上昇する。該裏面圧力は、圧力計１４６により検
出され、該検出値は信号化されて制御器ｆ　１４５に入
力される。制御装置１４５では、予め入力された目４ｆ
ｉｉＰｔ　と圧力計１４６での検出値との比較演算が実
施される。これにより、圧力計１４６での検出値が目標
値Ｐ１に達する（第２図でＡ点）と制御装置１４５から
流量制御ｇ　１４３に信号が出力される。流量制御［ｐ
！ｔ１４３の流量設定値は第３図に示すように制御装置
１４５からの信号１こより流量Ｑ２に変更される。該流
量Ｑ２は、裏面圧力の定常値が目標値Ｐ１　と一致する
値であり、予め制御器［１４５に入力されている。これ
により、裏面圧力は第２図に示すように目標値Ｐ１ｔで
上昇した後に、行き過ぎを生じることなしに目標値Ｐｌ
で定常に達して維持される。なお、初期導入する伝熱ガ
スの流量を流量制御器１４３における最大流量Ｑ１に設
定したのは、工雫チング処理開始時の試料７０の急激な
温度上昇を抑制しようとじたものであり、該目的が達成
できる流量であれば流量制御器１４３における最大流量
とする必要性は特にない。試料７０の１段目のエツチン
グ処理が終了する時間（第２図ではＢ点）に達すると、
マグネトロン４０．　　ソレノイドコイル父の作動が一
旦停止されプラズマの生成が停止される。また、流量制
御器１４３の流量設定値は、第３図に示すように制御Ｐ
ｌ装［１４５からの信号により流量Ｑ１に変更される。

つまり、例えば、試料７０の１段目のエツチング処理の
終了信号が制御装置　１４５に入力されることで、流量
設定値を上記のように変更させるための信号が制御装置
Ｉ　１４５から流量制御器１４３に入力される。これに
より、裏面圧力は、ｔＪ２ｆ１ｇｓこ示すようにＰｌか
ら次の目ｌ１ｌｌ値Ｐ２に向って上昇する。

該裏明圧力は、上記と同様に圧力計１４６により検出さ
れ、該検出値は信号化されて！ＩＪ御装Ｒ１４５に入力
される。制御装置　１４５では、予め入力された次の目
標（ｆｉｚ２と圧力計１４６での検出値との比較演算が
実施される。これにより、圧力計１４６での検出値が目
Ｓ愉Ｐ２に達する（第２図で０点）と制御装置Ｉ　１４
５から流量制御器１４３に信号が出力される。流量制御
器１４３の流量設定値は、第３図に示すように制御器［
１４５からの信号により流量Ｑ３に変更される。該流量
Ｑ３は、裏面圧力の定常値が目標値Ｐ２　と一致する値
であり、予め制御装置１４５に入力される。これにより
、裏面圧力は、第２図に示すように目標値Ｐ２まで上昇
した後に、行き過ぎを生じることなしに目ｌｊｌ値Ｐ２
で定常に達して維持される。なお、試料７０の２Ｊ９．
目のエツチング処理は、裏面圧力が目ａｍ　ｐ２に達し
た時点（第２図で０点）で開始される。

一方、２段目のエツチング処理時の試料の温度が、上記
とは逆に高い場合には、次のような制御が実施される。

この場合、ｌｉ目のエツチング処理時の試料の温度に対
応する裏面圧力なＰｌ、２段目のエツチング処理時の試
料の温度に対応する裏面圧力をＰｌ　とすれば、試料の
温度制御における制御目標圧力は、１段目のエツチング
処理時においてはＰｌ＋２Ｍ目のエツチング処理時にお
いてはＰ２　となる。

第１図、第４図、第５図で、１段目のエツチング処理に
対応する裏面圧力の制御は上記と同様であり、説明を省
略する。

第１図、第４図、第５図で、試料７０の１ｊｉｌ目のエ
ツチング処理が終Ｔする時間（第４図ではＢ点）に達す
ると、マグネトロン仙、ソレノイドコイル箕の作動が一
旦停止されプラズマの生成が停止される。また、これと
共に、開閉％　１４４が閉止、開閉弁１４８が開放され
、伝熱ガス流路１４０、伝熱ガス導管１４１、圧力計１
４６は！１１気管１４７を介して排気される。これらの
操作信号は、例えば、試料７０の１段目のエツチング処
理の終了信号が！ＩＪ御装錠装置１４５力されることで
、それぞれの部品等に出力される。これにより、裏面圧
力は、第４図に示すように目標ｔｌＰ１から初期値（０
）家で低下する。

裏面圧力が初期値に達した時点（第４図ではＤ点）で、
制御器ａ！　１４５からの信号により開閉弁１４４が開
放、開閉弁１４Ｂが閉止される。これと共に、制御装置
Ｉ　１４５から流量制御器１４３に信号が出力される。

流量制御器１４３の流量設定値は、第５図に示すように
制御装置１１４５からの信号により流量制御器１４３に
おける最大流量Ｑ、に変更される。これにより、裏面圧
力は初期値から目標値Ｐ３に向って上昇する。該裏面圧
力は、圧力計１４６により検出され、該検出値は信号化
されて制御装置　１４５に人力される。ＩＩＪ御装置１
４５では、予め入力された目標値Ｐ３　と圧力計１４６
での検出値との比較演算が実施される。これにより、圧
力計１４６での検出値が目標値Ｐ、に達する（第４図で
はＥ点）と制御装置　１４５から流量ｆｆｒ制御器１４
３に信号が出力される。流量制御器１４３の流量設定値
は、第５図番こ示すように制御装置１４５からの信号に
より流量Ｑ４は、裏面圧力の定常値が目標値Ｐ３　と−
散する値であり、予め制御器［１４５に入力されている
。これにより、裏面圧力は、第４図に示すように目標値
Ｐ３まで上昇した後に、行き過ぎを生しることなしに目
標値Ｐ３で定常に達して維持される。なお、試料７０の
２ｊ！ｉ目のエツチング処理は、裏面圧力が目＊＊Ｐｓ
に達した時点（第４図でＥ点）で開始される。

更に、試料が３！９以上のエツチング処理され、しかも
、それぞれでの試料の温度が興なる場合は、上記の温度
制御操作が組合されて実施される。例えば、１ｊ９目の
エツチング処理時の試料の温度よりも２段目のエツチン
グ処理時の試料の温度が高く、また、２段目のエツチン
グ処理時の試料の温度よりも３段目のエツチング処理時
の試料の温度が低く設定される場合、次のような温度制
御操作が実施される。この場合、１段目のエツチング処
理時の試料の温度に対応する裏面圧力なＰｌ　ｓ　２段
目のそれをＰ２また３段目のそれをＰ４　とすれば、試
料の温度制御における制御目標圧力は、１段目のエツチ
ング処理時においてはＰｌｓ　２　ｍ目のエツチング処
理時においてはＰ２．３段目のエツチング処理８ｖ１こ
おいてはＰ４　となる。

第１図、耶６図、第７図で、１段目および２段目のエツ
チング処理に対応する裏面圧力の制御は上記と同様であ
り、説明を省略する。

第１図、第６因、第７図で、試料７００２１９目のエツ
チング処理が終Ｔする時１１５（第６区ではＨ点）に達
スると、マグネトロン荀、ソレノイドコイル父の作動が
一旦停止されプラズマの生成が停止される。また、これ
も共に、制ａ装置Ｉ　１４５からの操作信号により開閉
弁１４４が閉止、開閉弁１４８が関数され、伝熱ガス流
路１４０．伝熱ガス導管１４１゜圧力計１４６は排気管
１４７を介して排気される。これにより、裏面圧力は、
第６図に示すように目標値Ｐ２から初期値（０）まで低
下する。裏面圧力が初期値に達した時点（！６図ではＧ
点）で、制御装置　１４５からの信号により開閉弁１４
４が回数、開閉弁１４８が閉止される。これと共に、制
御器Ｊｉ１４５から流量制御器１４３に信号が出力され
る。流量制御器１４３の流量設定値は、第７図に示すよ
うに制御装置Ｉ　１４５からの信号により流量制御器１
４３における最大流量Ｑ１に変更される。これにより、
裏面圧力は初期値から目標値Ｐ４に向って上昇する。

該裏面圧力は、圧力計１４６により検出され、該検出値
は信号化されて制御器ｆ１４５に入力される。

制御器［１４５では、予め入力された目標値Ｐ４　と圧
力計１４６での検出値との比較演算が実施される。

これにより、圧力計１４６での検出値が目標値Ｐ４に達
する（第６図ではＨ）と制御装置　１４５から流量制御
器１４３に信号が出力される。流量制御器１４３の流量
設定値は、第７図に示すように制御！装置ｌｌ仙からの
信号により流量Ｑ、に変更される。該流量Ｑ５は、裏面
圧力の定常値が目標値Ｐ４　と一致する値であり、予め
制御器［１４５に入力されている。

これにより、裏面圧力は、第６図に示すように目標値Ｐ
４まで上昇した後に、行き過ｙを生じることなしに目標
ｆｉｒｓで定常に遅して維持される。

なお、試料７０の３段目のエツチング処理は、裏面圧力
が目標値Ｐ４に達した時点（第６図ではＨ点）で開始さ
れる。

従って、２！９エツチング処理される試料の温度をそれ
ぞれの段のエツチング処理中にそれぞれ所定温度に制御
、維持できるので、２に９工プチング処理精度を高精度
に保持でき歩留り低下を防止できる。

本発明の第２の冥ｍ例を第８図〜第１０図により説明す
る。

第８図で、上記一実施例を説明する第１図と興なる点は
、排気管１４７に流量制御器１４９が設けられ、該流量
制御器１４９が制御器［１４５に電気的に接続された点
である。なお、第８図で、その信実１因と同一装置２部
品等は同一符号で示し説明を省略する。

第８図〜ｍｌ！１０図で、この場合の試料７０の温度制
御について説明する。なお、この場合、試料７０の被エ
ッチ／グ面は、２段エツチング処理され、１段目のエツ
チング処理時の試料７０の温度と２１９目のエツチング
処理時の試料７０の温度とは異なり、２段目のエツチン
グ処理時の試料７０の温度が低い温度である。この場合
、１！９目のエツチング処理時の試料７０の温度に対応
する裏面圧力なＰｌ、２段目のエツチング処理時の試料
７０の温度に対応する裏面圧力をＰ２　とすれば、試株
７０の温度制御における制御目標圧力は、１段目のエツ
チング処理時においてはＰｉ、２Ｊ！５１目のエツチン
グ処理時においてはＰ２となる。制御装置　１４５には
、目標値Ｐｌ＋”２が入力されると共に、それらの上＠
値。

下限値がそれぞれ入力される。

第８図〜第１０図で、制御装置　１４５からの信号によ
り流量制御器１４３の流量設定値は、まず、流量制御器
１４３における最大流量Ｑｌに設定される。

開閉弁１４４を開放することで、試料７０の裏面と絶縁
展園面との間の隙間には、流量Ｑ、で伝熱ガスが供給さ
れる。これにより、裏面圧力は０から、この場合、目標
値Ｐ１の上限値に向って上昇する。

該裏面圧力は、圧力計１４６により検出され、該検出値
は信号化されて制御１ｋｌ１４５に入力される。

制御装置　１４５では、予め入力された目標値Ｐ１の上
限値と圧力計１４６での検出値との比較との比較演算が
実施される。これにより、圧力計１４６での検出値が目
標値Ｐ１の上限値に達する（第９図ではａ点）と制御装
置１４５から流量制御器１４３．１４９にそれぞれ信号
が出力される。流量制御器１４３の流量設定値は、第１
０図に示すように制御装置１１４５からの信号により、
この場合、流量０に変更される。また、これと共に、流
量制御器１４９の流量設定値は、第１０図に示すように
制御装置　１４５からの信号により、この場合、流量０
から流量Ｑ２に変更される。これにより、試料７０の裏
面と絶Ｉｊ＆展（資）との間の隙間への伝熱ガスの供給
は停止され、逆に該隙間の伝熱ガスは、流量Ｑ６で排気
される。

これにより、裏面圧力は目標ｆｉｓｔの上限値からその
下限値に向って降下する。該裏面圧力は、圧力計１４６
により横比されて制御器［１４５に入力される。圧力計
１４６での検出値が目標値Ｐ１の下限値に達する（第９
図ではｂ点）と制＠装［１４５から流量制御器１４３　
、１４９にそれぞれ信号が出力される。流量制御器１４
３の流量設定値は、ｊ８１０図に示すように制御装置　
１４５からの信号により、流量０から、この場合、流量
Ｑ７に変更される。また、これと共に、流量制御器１４
９の流量設定値は、第１０図に示すように制御装置］４
５からの信号により流量Ｑ６から再び流量Ｏに変更され
る。これにより、試料７０の裏面と絶縁＠ＫＪとの間の
隙間には、伝熱ガスが流量Ｑ７で供給されるようになり
、また、該隙間の伝熱ガスの排気は停止される。このよ
うにして１段目のエッチノブ処理時の試料７０の温度は
、所定処理温度に制御されて維持される。

その後、２段目のエッチノブ処理時の試料７０の温度も
上記操作と同様に！！９図、第１０図に示すようにして
所定処理温度に制御されて維持される。

なお、第９図で、０点に達した時点でプラズマは一旦消
滅させられる。

本実施例では、上記一実施例での効果と同様の効果が得
られる。

本Ｊ！Ａ明は、以上のエツチング処理のみならず、また
、冷却して処理するものにも限定されず、その他の真空
下で試料を温度制御して処理する技術にも開−な（広く
過用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、裏面圧力を制御目標圧力に常に維持で
きるので、真空処理される試料の温度を常に精度良く制
御できる効果がある。

また、本発明によれば、温度を常に精度良畷制御した状
態で試料を真空処理できるので、試料の真空処理を良好
に実施し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の有磁場型のマイクロ波プ
ラズマエツチング装置の装置構成図、第２図ないし第７
図は、第１図の装置での裏面圧力の制御例の模式図、第
８図は、本発明のＩ８２の実施例の有磁場型のマイクロ
波プラズマエツチング装置の装置構成図、第９図、第１
０図は、第８図の装置での裏面圧力の制御例の模式図で
ある。 ｌＯ・・・・・・真空容器、加・・・・・・放電管、（
資）、３１・・・・・・導波管、切・・・・・・マグネ
トロン、父・・・・・・ソレノイドコイル、６１・・・
・・・試料台、７０・・・・・・試料、礼・・・・・・
絶縁膜、顕・・・・・・ガス導入路、１１１・・・・・
・真空ポンプ、１３０・・・・・・サーキュレータ、１
３１・・・・・・冷媒供給管、１３２・・・・・・冷ｍ
排出管、１４０・・・・・・伝熱ガス供給路、１４１・
・・・・・伝熱ガス導管、１４２・・・・・・伝熱ガス
源、１４３　、１４９・・・・・・流量制御器、１４４
　、１４８・・・・・・開閉弁、１４５　　・・・・・
・制御装置、１４６・・・・・・圧力計、１４７・・・
・・・排気管代理人　弁理士　　小　川　勝　男 第 図 第３ 図 第 図 オ 図 オ 聞 叶 問 オ８ 図 １４ゾーー−５八量牲叩昏 オ Ｏ 図 時

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、冷却もしくは加温される試料台の試料設置面と該試
   料設置面に真空下づ設置された試料の前記試料設置面と
   対向する裏面との間に伝熱用ガスを導入する工程と、前
   記試料設置面と前記試料の裏面との間のガス圧力を検出
   する工程と、前記検出ガス圧力値と制御目標ガス圧力値
   とを比較し前記検出ガス圧力値を前記制御目標ガス圧力
   値に調節する工程とを有することを特徴とする試料温度
   制御方法。 ２、処理室と、該処理室内を減圧排気する手段と、前記
   処理室内に試料設置面を有する試料台と、該試料台を冷
   却もしくは加温する手段と、前記試料台の試料設置面に
   試料を設置する手段と、前記試料設置面と該試料設置面
   に設置された前記試料の前記試料設置面と対向する裏面
   との間に伝熱用ガスを導入する手段と、前記試料設置面
   と前記試料の裏面との間のガス圧力を検出する手段と、
   該ガス圧力検式手段での検出ガス圧力値と制御目標ガス
   圧力値とを比較し前記検圧ガス圧力値を前記制御目標圧
   力値に調節する手段とを具備したことを特徴とする真空
   処理装置。