JPH10163308A - プラズマ処理方法および装置 - Google Patents
プラズマ処理方法および装置Info
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- JPH10163308A JPH10163308A JP9301589A JP30158997A JPH10163308A JP H10163308 A JPH10163308 A JP H10163308A JP 9301589 A JP9301589 A JP 9301589A JP 30158997 A JP30158997 A JP 30158997A JP H10163308 A JPH10163308 A JP H10163308A
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- Japan
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- wafer
- attraction force
- electrostatic attraction
- plasma processing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来技術は処理後に残留する吸着力について考
慮されておらず、ウェハの電極からの取りはずしに時間
がかかるという課題があった。本発明の目的は残留吸着
力を低減してウェハの取りはずしを容易にし、ウェハ搬
送の信頼性を向上させることにある。 【解決手段】上記目的を達成するために静電吸着とガス
冷却を併用してウェハの冷却を行ない、さらに、処理中
のウェハに作用する荷重、裏面圧力、あるいは電圧印加
時間等を検出して処理中の静電吸着力を変化させるよう
にしたものである。
慮されておらず、ウェハの電極からの取りはずしに時間
がかかるという課題があった。本発明の目的は残留吸着
力を低減してウェハの取りはずしを容易にし、ウェハ搬
送の信頼性を向上させることにある。 【解決手段】上記目的を達成するために静電吸着とガス
冷却を併用してウェハの冷却を行ない、さらに、処理中
のウェハに作用する荷重、裏面圧力、あるいは電圧印加
時間等を検出して処理中の静電吸着力を変化させるよう
にしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電吸着を利用し
たプラズマ処理における残留吸着力を低減するためのプ
ラズマ処理方法および装置に関するものである。
たプラズマ処理における残留吸着力を低減するためのプ
ラズマ処理方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、特公昭５７−４４７４７
記載のように、静電吸着力によりウェハと電極間の接触
熱抵抗を変化させてウェハ温度を制御していた。
記載のように、静電吸着力によりウェハと電極間の接触
熱抵抗を変化させてウェハ温度を制御していた。
【０００３】しかし、本方法は同一印加電圧においても
ウェハ毎に接触熱抵抗がばらつきウェハ温度を精度よく
制御できず、しかも制御範囲が狭かった。
ウェハ毎に接触熱抵抗がばらつきウェハ温度を精度よく
制御できず、しかも制御範囲が狭かった。
【０００４】また、静電吸着力の立ち上りはゆるやかで
あり、スループットを考慮して目標の吸着力を短時間で
得るためには、印加電圧を高くして処理する必要があっ
た。
あり、スループットを考慮して目標の吸着力を短時間で
得るためには、印加電圧を高くして処理する必要があっ
た。
【０００５】さらに、処理中のウェハ温度の上昇を抑え
ようとすると、もっと高い印加電圧で処理する必要があ
った。
ようとすると、もっと高い印加電圧で処理する必要があ
った。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は処理後
に残留する吸着力について考慮されておらず、ウェハの
電極からの取りはずしに時間がかかるという問題があっ
た。
に残留する吸着力について考慮されておらず、ウェハの
電極からの取りはずしに時間がかかるという問題があっ
た。
【０００７】本発明の目的は残留吸着力を低減してウェ
ハの取りはずしを容易にし、ウェハ搬送の信頼性を向上
させることのできるプラズマ処理方法および装置を提供
することにある。
ハの取りはずしを容易にし、ウェハ搬送の信頼性を向上
させることのできるプラズマ処理方法および装置を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に静電吸着とガス冷却を併用してウェハの冷却を行な
い、さらに、処理中のウェハに作用する荷重、裏面圧
力、あるいは電圧印加時間等を検出して処理中の静電吸
着力を変化させるようにしたものである。第１の方法と
して、ウェハに作用する荷重を検出して静電吸着力を変
化させる方法について説明する。電極上に検出手段とし
て、例えば、ロードセルを設けることにより、静電吸着
力と裏面圧力による反力との差を常時検出可能であり、
これが一定値になるように静電吸着力を変化させて処理
中のウェハの浮き上りを防止する。
に静電吸着とガス冷却を併用してウェハの冷却を行な
い、さらに、処理中のウェハに作用する荷重、裏面圧
力、あるいは電圧印加時間等を検出して処理中の静電吸
着力を変化させるようにしたものである。第１の方法と
して、ウェハに作用する荷重を検出して静電吸着力を変
化させる方法について説明する。電極上に検出手段とし
て、例えば、ロードセルを設けることにより、静電吸着
力と裏面圧力による反力との差を常時検出可能であり、
これが一定値になるように静電吸着力を変化させて処理
中のウェハの浮き上りを防止する。
【０００９】第２の方法として、裏面圧力を検出して静
電吸着力を変化させる方法について説明する。冷却ガス
ラインにウェハの裏面圧力を検出する手段、例えば、バ
ラトロン圧力計を設ける。初期に印加する電圧は裏面圧
力の目標値までの到達時間を考慮して、裏面圧力の上昇
中にウェハの浮き上りを生じない静電吸着力の目標値ま
での到達時間の得られる値とする。その後、バラトロン
圧力計により裏面圧力が目標値に達したことを検出する
と、目標値においてウェハの浮き上りを生じない静電吸
着力の得られる電圧に目標値までの到達時間も考慮して
変化させる。
電吸着力を変化させる方法について説明する。冷却ガス
ラインにウェハの裏面圧力を検出する手段、例えば、バ
ラトロン圧力計を設ける。初期に印加する電圧は裏面圧
力の目標値までの到達時間を考慮して、裏面圧力の上昇
中にウェハの浮き上りを生じない静電吸着力の目標値ま
での到達時間の得られる値とする。その後、バラトロン
圧力計により裏面圧力が目標値に達したことを検出する
と、目標値においてウェハの浮き上りを生じない静電吸
着力の得られる電圧に目標値までの到達時間も考慮して
変化させる。
【００１０】第３の方法として、電圧印加時間を検出し
て静電吸着力を変化させる方法について説明する。あら
かじめ設定された処理中の裏面圧力からウェハの浮き上
りを生じない静電吸着力の得られる印加電圧パターンを
求め、このパターン通りに電圧が印可されるように電圧
印加時間をタイマーにより制御する。
て静電吸着力を変化させる方法について説明する。あら
かじめ設定された処理中の裏面圧力からウェハの浮き上
りを生じない静電吸着力の得られる印加電圧パターンを
求め、このパターン通りに電圧が印可されるように電圧
印加時間をタイマーにより制御する。
【００１１】処理中のウェハに作用する荷重、裏面圧
力、電圧印加時間等を検出して静電吸着力を変化させる
ので、ウェハの浮き上りを防止するのに必要な最低の静
電吸着力のみを発生させるだけで済み、処理終了時の残
留吸着力を低減することができる。
力、電圧印加時間等を検出して静電吸着力を変化させる
ので、ウェハの浮き上りを防止するのに必要な最低の静
電吸着力のみを発生させるだけで済み、処理終了時の残
留吸着力を低減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を第１図
ないし第３図により説明する。第１図および第２図は本
発明を適用したプラズマ処理装置の構成を示す。
ないし第３図により説明する。第１図および第２図は本
発明を適用したプラズマ処理装置の構成を示す。
【００１３】マグネトロン１により発生させたマイクロ
波とソレノイド２による磁場の相互作用により、石英放
電管３内にガス供給孔４より導入したプロセスガスをプ
ラズマ化するとともに、電極５に高周波電源６により高
周波を印加して、ウェハ７に入射するイオンのエネルギ
を制御しながらエッチングする。
波とソレノイド２による磁場の相互作用により、石英放
電管３内にガス供給孔４より導入したプロセスガスをプ
ラズマ化するとともに、電極５に高周波電源６により高
周波を印加して、ウェハ７に入射するイオンのエネルギ
を制御しながらエッチングする。
【００１４】電極５のウェハ７載置面には凹部８が形成
してあり、その表面には絶縁膜９がコーティングしてあ
る。また、凹部８の絶縁膜９上にロードセル１０が固定
してある。
してあり、その表面には絶縁膜９がコーティングしてあ
る。また、凹部８の絶縁膜９上にロードセル１０が固定
してある。
【００１５】ロードセル１０の出力信号線１１は絶縁膜
９、電極５を貫通する孔１２、アース電位より絶縁され
たフィードスルー１３、Ｏリング１４付きフィードスル
ー１５を介して大気中に取り出される。なお、孔１２に
はウェハ７裏面に供給されたＨｅガスがシール材１６と
して導入される。
９、電極５を貫通する孔１２、アース電位より絶縁され
たフィードスルー１３、Ｏリング１４付きフィードスル
ー１５を介して大気中に取り出される。なお、孔１２に
はウェハ７裏面に供給されたＨｅガスがシール材１６と
して導入される。
【００１６】ロードセル１０は、直接ウェハ７に接触す
るので、出力信号には電極５に印加される高周波成分が
含まれる。これを除去するために出力信号線１１はロー
パスフィルタ１７を介して制御装置１８に接続してあ
る。
るので、出力信号には電極５に印加される高周波成分が
含まれる。これを除去するために出力信号線１１はロー
パスフィルタ１７を介して制御装置１８に接続してあ
る。
【００１７】さらに、電極５には制御装置１８からの信
号により出力電圧が制御可能な直流電源１９が接続され
ている。電極５に直流電圧を印加した状態でプラズマを
発生させることにより、ウェハ７は電極５上に静電吸着
され、マスフローコントローラ２０を開いてＨｅガスを
ウェハ７裏面に供給することにより、処理中のウェハ７
の冷却を行なう。
号により出力電圧が制御可能な直流電源１９が接続され
ている。電極５に直流電圧を印加した状態でプラズマを
発生させることにより、ウェハ７は電極５上に静電吸着
され、マスフローコントローラ２０を開いてＨｅガスを
ウェハ７裏面に供給することにより、処理中のウェハ７
の冷却を行なう。
【００１８】また、電極５はサーキュレータ２１により
冷媒を循環して温調されている。
冷媒を循環して温調されている。
【００１９】次に、静電吸着力の調整方法を第３図によ
り説明する。処理中にウェハ７の浮き上りを生じないた
めに必要な静電吸着力と裏面圧力とによる反力の差が設
定値２２として制御装置１８に記憶され、エッチングが
開始される。そして、処理中はロードセル１０によりウ
ェハ７に作用する荷重（静電吸着力と裏面圧力による反
力の差）が常時検出され、この信号は制御装置１８に送
られる。そして、制御装置１８により設定値２２との偏
差を求め、この偏差が０になるように直流電源１９の出
力を操作する。こうすることにより処理中の静電吸着力
を制御する。
り説明する。処理中にウェハ７の浮き上りを生じないた
めに必要な静電吸着力と裏面圧力とによる反力の差が設
定値２２として制御装置１８に記憶され、エッチングが
開始される。そして、処理中はロードセル１０によりウ
ェハ７に作用する荷重（静電吸着力と裏面圧力による反
力の差）が常時検出され、この信号は制御装置１８に送
られる。そして、制御装置１８により設定値２２との偏
差を求め、この偏差が０になるように直流電源１９の出
力を操作する。こうすることにより処理中の静電吸着力
を制御する。
【００２０】次に、本発明の第二の実施例を第４図ない
し第６図により説明する。第４図は本発明を適用したプ
ラズマ処理装置の構成を示す。
し第６図により説明する。第４図は本発明を適用したプ
ラズマ処理装置の構成を示す。
【００２１】第一の実施例と異なる点は、電極５上に設
置したロードセル１０のかわりに冷却ガス配管２４に裏
面圧力を検出するバラトロン圧力計２５を設けた点であ
る。
置したロードセル１０のかわりに冷却ガス配管２４に裏
面圧力を検出するバラトロン圧力計２５を設けた点であ
る。
【００２２】次に静電吸着力の調整方法を第５図および
第６図により説明する。
第６図により説明する。
【００２３】プラズマが発生、すなわち、エッチング処
理が開始されると同時に、ウェハ７は静電吸着力により
電極５上に支持され、マスフローコントローラ２０を開
いてＨｅガスをウェハ７裏面に供給する。すると、裏面
圧力（第５図（ａ））は、時間ｔ、後に目標値Ｐ1まで
到達し、その値を維持するようにＨｅガス流量を操作し
て制御される。
理が開始されると同時に、ウェハ７は静電吸着力により
電極５上に支持され、マスフローコントローラ２０を開
いてＨｅガスをウェハ７裏面に供給する。すると、裏面
圧力（第５図（ａ））は、時間ｔ、後に目標値Ｐ1まで
到達し、その値を維持するようにＨｅガス流量を操作し
て制御される。
【００２４】最初に電極５に印加する電圧は、裏面圧力
の目標値Ｐ1までの到達時間ｔ1より短い、静電吸着力の
目標値ｆ1に到達する時間ｔ2となる電圧値を静電吸着力
の立ち上り特性（第５図（ｂ））より選び、この場合、
−Ｖ1とする。これにより、ウェハ７は裏面圧力の上昇
中に浮き上ることはない。
の目標値Ｐ1までの到達時間ｔ1より短い、静電吸着力の
目標値ｆ1に到達する時間ｔ2となる電圧値を静電吸着力
の立ち上り特性（第５図（ｂ））より選び、この場合、
−Ｖ1とする。これにより、ウェハ７は裏面圧力の上昇
中に浮き上ることはない。
【００２５】その後、バラトロン圧力計２５により裏面
圧力が目標値Ｐ1に達したことが検出されると、静電吸
着力の立ち上り特性（第５図（ｂ））に示す裏面圧力の
目標値Ｐ1におけるウェハ７の浮き上りを生じない静電
吸着力の得られる電圧値、この場合、−Ｖ2という目標
値ｆ1まで到達し得る時間ｔ3を考慮して、第５図（ｃ）
に示すように時間ｔ4後に直流電源１９の出力を制御装
置１８からの信号により−Ｖ1から−Ｖ2に変化させる。
圧力が目標値Ｐ1に達したことが検出されると、静電吸
着力の立ち上り特性（第５図（ｂ））に示す裏面圧力の
目標値Ｐ1におけるウェハ７の浮き上りを生じない静電
吸着力の得られる電圧値、この場合、−Ｖ2という目標
値ｆ1まで到達し得る時間ｔ3を考慮して、第５図（ｃ）
に示すように時間ｔ4後に直流電源１９の出力を制御装
置１８からの信号により−Ｖ1から−Ｖ2に変化させる。
【００２６】こうすることにより、静電吸着力は第５図
（ｂ）の実線で示すように変化し、ウェハ７の浮き上り
を生じることはない。
（ｂ）の実線で示すように変化し、ウェハ７の浮き上り
を生じることはない。
【００２７】次に本発明の第３の実施例を第７図ないし
第９図により説明する。第７図は本発明を適用したプラ
ズマ処理装置の構成を示す。
第９図により説明する。第７図は本発明を適用したプラ
ズマ処理装置の構成を示す。
【００２８】第３の実施例はロードセル１０、バラトロ
ン圧力計２５のかわりに制御装置１８に電圧印加時間を
検出するタイマー２６を設けたものである。
ン圧力計２５のかわりに制御装置１８に電圧印加時間を
検出するタイマー２６を設けたものである。
【００２９】次に、本発明の静電吸着力の調整方法を、
この場合、２段階に変化させて調整する例で、第８図、
第９図により説明する。
この場合、２段階に変化させて調整する例で、第８図、
第９図により説明する。
【００３０】あらかじめ設定された処理中の裏面圧力
（第８図（ａ））において、ウェハ７の浮き上りを生じ
ない静電吸着力のパターン（第８図（ｂ）の実線）を、
印加電圧−Ｖ1、−Ｖ2の静電吸着力の立ち上り特性（第
８図（ｂ）の点線）より求め、これから印加電圧のパタ
ーン（第８図（ｃ））を求める。
（第８図（ａ））において、ウェハ７の浮き上りを生じ
ない静電吸着力のパターン（第８図（ｂ）の実線）を、
印加電圧−Ｖ1、−Ｖ2の静電吸着力の立ち上り特性（第
８図（ｂ）の点線）より求め、これから印加電圧のパタ
ーン（第８図（ｃ））を求める。
【００３１】そして、エッチング処理が開始されると、
あらかじめ制御装置１８に記憶された印加電圧のパター
ン通りになるように、タイマー２６によって電圧印加時
間を検出して直流電源１９の出力を変化させる。
あらかじめ制御装置１８に記憶された印加電圧のパター
ン通りになるように、タイマー２６によって電圧印加時
間を検出して直流電源１９の出力を変化させる。
【００３２】本発明では静電吸着力を２段階に変化した
がこれ以上に分けて実施しても良い。
がこれ以上に分けて実施しても良い。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば残留吸着力を低減できる
のでウェハ搬送の信頼性を向上できる効果がある。
のでウェハ搬送の信頼性を向上できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例であるプラズマ処理装置を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】図１の装置のロードセル部分の詳細を示す図で
ある。
ある。
【図３】図１の装置における静電吸着力の制御を行なう
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施例であるプラズマ処理装置
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図５】図５（ａ）ないし（ｃ）は本発明の第二の実施
例での静電吸着力の変化方法を説明する図である。
例での静電吸着力の変化方法を説明する図である。
【図６】図４の装置における静電吸着力の制御を行なう
ブロック図である。
ブロック図である。
【図７】本発明の第三の実施例であるプラズマ処理装置
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図８】図８（ａ）ないし（ｃ）は本発明の第三の実施
例での静電吸着力の変化方法を説明する図である。
例での静電吸着力の変化方法を説明する図である。
【図９】図７の装置における静電吸着力の制御を行なう
ブロック図である。
ブロック図である。
５・・・電極、１０・・・ロードセル、１７・・・ローパスフィ
ルタ、１８・・・制御装置、１９・・・直流電源、２５・・・バ
ラトロン圧力計、２６・・・タイマー。
ルタ、１８・・・制御装置、１９・・・直流電源、２５・・・バ
ラトロン圧力計、２６・・・タイマー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｎ 13/00 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｂ Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】ウェハを静電吸着力により電極上に支持し
た状態で裏面に冷却ガスを導入し、プラズマ処理する際
に、該プラズマ処理中に前記静電吸着力を変化させるこ
とを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項２】プラズマ処理中のウェハに作用する荷重を
検出する検出手段と、絶縁膜を介して前記ウェハを支持
する試料台に直流電圧を印加する電源と、前記検出手段
の出力と目標値との偏差に応じて該偏差が０となるよう
に前記試料台への印加電圧を制御する制御装置とを具備
した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 |
|---|---|---|---|
| JP9301589A JPH10163308A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | プラズマ処理方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9301589A JPH10163308A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | プラズマ処理方法および装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2329370A Division JPH04206546A (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | プラズマ処理方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10163308A true JPH10163308A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=17898780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9301589A Pending JPH10163308A (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | プラズマ処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10163308A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000200825A (ja) * | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 真空処理装置の基板取り外し制御方法および真空処理装置 |
| GB2374728A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-23 | Trikon Holdings Ltd | A method of etching a substrate on an electrostatic chuck cooled by channels at the substrate/chuck interface |
| US6922325B2 (en) | 2000-07-06 | 2005-07-26 | Anelva Corporation | Electrostatic attraction mechanism, surface processing method and surface processing device |
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| JP2010050464A (ja) * | 1998-09-30 | 2010-03-04 | Lam Res Corp | 真空プロセッサ中の誘電体工作物のための静電デチャッキング方法および装置 |
| WO2011115299A1 (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板脱着方法 |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP9301589A patent/JPH10163308A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8982529B2 (en) | 2010-03-17 | 2015-03-17 | Tokyo Electron Limited | Substrate mounting and demounting method |
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