JPH1154482A - Semiconductor device manufacturing method and apparatus, and work processing method - Google Patents
Semiconductor device manufacturing method and apparatus, and work processing methodInfo
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- JPH1154482A JPH1154482A JP21027997A JP21027997A JPH1154482A JP H1154482 A JPH1154482 A JP H1154482A JP 21027997 A JP21027997 A JP 21027997A JP 21027997 A JP21027997 A JP 21027997A JP H1154482 A JPH1154482 A JP H1154482A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度条件に影響を受ける大口径のワークであ
っても、一定かつ均一の所定の処理を行い得るようにす
る。
【解決手段】 処理容器2内には下部電極3とこれに対
向する上部電極4とが設けられ、下部電極3の上にウエ
ハWが載置された状態のもとで、エッチング処理ガスを
ガス供給装置7から処理室1内に供給し、電極3,4に
高周波発振器5から電力を印加することにより、処理室
1内にはプラズマが生成される。処理容器2には赤外線
温度センサ20が設けられ、エッチング処理がなされて
いるときにおけるウエハWの表面温度の分布が検出され
る。下部電極3は複数の電極形成部に分割されており、
それぞれの電極形成部の温度は、赤外線温度センサ20
からの信号に基づいて独立して制御される。
(57) [Problem] To perform a constant and uniform predetermined process even for a large-diameter work affected by temperature conditions. SOLUTION: A lower electrode 3 and an upper electrode 4 opposed to the lower electrode 3 are provided in a processing vessel 2, and an etching processing gas is supplied while a wafer W is mounted on the lower electrode 3. Plasma is generated in the processing chamber 1 by supplying power from the supply device 7 into the processing chamber 1 and applying power from the high-frequency oscillator 5 to the electrodes 3 and 4. The processing container 2 is provided with an infrared temperature sensor 20 for detecting the distribution of the surface temperature of the wafer W during the etching process. The lower electrode 3 is divided into a plurality of electrode forming portions,
The temperature of each electrode forming portion is determined by the infrared temperature sensor 20.
Is independently controlled based on signals from
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はワークを処理する技
術に関し、たとえば半導体ウエハをワークとしてこれの
ドライエッチング処理に適用して有用な技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for processing a work, for example, a technique useful for applying a semiconductor wafer as a work to dry etching of the work.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、半導体装置を製造する際にお
ける半導体ウエハ(以下、単にウエハという)の処理に
は、ウエハの表面に所望の物質の薄膜を形成するための
CVD処理、ウエハ上に微細な回路パターンを形成する
ためのエッチング処理およびエッチング処理後のウエハ
上に残ったレジストを除去するためのアッシング処理な
どがある。前記エッチング処理には、たとえば、ドライ
プラズマ処理技術を利用したドライエッチング処理技術
が適用されており、この技術は反応性ガスの減圧下にお
いてプラズマ放電することにより、常圧下では安定に得
られないイオンやラジカルなどの反応種を発生させ、所
定の化学反応を促進させてウエハに処理を施す技術であ
る。2. Description of the Related Art For example, when a semiconductor device is manufactured, a semiconductor wafer (hereinafter, simply referred to as a wafer) is processed by a CVD process for forming a thin film of a desired substance on a surface of the wafer, or a fine process on the wafer. There are an etching process for forming a circuit pattern and an ashing process for removing a resist remaining on a wafer after the etching process. For the etching process, for example, a dry etching process technology using a dry plasma processing technology is applied. This technology is a technology in which plasma discharge is performed under reduced pressure of a reactive gas, so that ions that cannot be stably obtained at normal pressure are removed. This is a technique for generating a reactive species such as a radical and a radical to promote a predetermined chemical reaction to process the wafer.
【0003】ドライエッチング処理技術としては、たと
えば、平成5年6月20日、株式会社プレスジャーナル発
行 1993年6月号「月刊 Semiconductor World 」P146
〜P152に記載されているように、バレル型プラズマエッ
チング装置、反応性イオンエッチング装置、マイクロ波
プラズマエッチング装置など種々のタイプのものがあ
る。[0003] As a dry etching technique, for example, June 20, 1993, Press Journal, Inc., June 1993, "Monthly Semiconductor World" P146
To P152, there are various types such as a barrel type plasma etching apparatus, a reactive ion etching apparatus, and a microwave plasma etching apparatus.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ドライエッチング装置
としては、処理室が形成された真空容器を有し、この真
空容器内に下部電極と上部電極とが組み込まれたものが
あり、下部電極には被処理物であるワークとしてのウエ
ハが保持されるようになっている。このようなドライエ
ッチング装置にあっては、ウエハの温度条件によってエ
ッチレートおよびその均一性、下地やホトレジスト(マ
スク材料)との選択比、エッチプロファイルなどの特性
が変化する。そのため、ウエハの大口径化、パターンの
微細化が進むにつれ、エッチング処理におけるウエハ温
度制御の重要性が増している。As a dry etching apparatus, there is a dry etching apparatus having a vacuum chamber in which a processing chamber is formed, in which a lower electrode and an upper electrode are incorporated in the vacuum chamber. A wafer as a workpiece as a workpiece is held. In such a dry etching apparatus, characteristics such as an etch rate and its uniformity, a selectivity with an underlayer or a photoresist (mask material), an etch profile, and the like change depending on a temperature condition of a wafer. Therefore, as the diameter of a wafer increases and the pattern becomes finer, the importance of controlling the wafer temperature in the etching process is increasing.
【0005】ところで、本発明者はプラズマ処理技術に
ついて検討した。以下は本発明者によって検討された技
術であり、その概要は次のとおりである。[0005] The present inventors have studied the plasma processing technology. The following is a technique studied by the present inventors, and the outline is as follows.
【0006】すなわち、プラズマ処理技術を利用したド
ライエッチング装置においては、下部電極またはワーク
支持台には冷却水などの冷媒を循環させたり、ワーク支
持台上のウエハに冷却用ガスとして不活性ガスを吹き付
けたり、これらの両方を組み合わせることにより、エッ
チング処理中のウエハの温度を制御することが試みられ
た。そこで、ウエハの中央部と周辺部のエッチ特性の差
を予め考慮して、下部電極を複数の領域に分割し、それ
ぞれの箇所を異なる温度に設定するタイプのドライエッ
チング装置を検討した。That is, in a dry etching apparatus utilizing a plasma processing technique, a coolant such as cooling water is circulated through a lower electrode or a work support, or an inert gas is used as a cooling gas for a wafer on the work support. Attempts have been made to control the temperature of the wafer during the etching process by spraying or a combination of both. Therefore, in consideration of the difference between the etch characteristics of the central portion and the peripheral portion of the wafer in advance, a dry etching apparatus that divides the lower electrode into a plurality of regions and sets each portion to a different temperature was studied.
【0007】しかしながら、このタイプにあっては、両
電極に加えられる高周波電力、処理時間や冷却ガスの圧
力などの種々のエッチング条件に対しても常に一定で均
一なエッチ特性が得られるように温度制御することが困
難であり、特に大口径のウエハに対するエッチングなど
の処理にあっては好適な温度制御が困難であるというこ
とが判明した。However, in this type, the temperature is controlled so as to always obtain a constant and uniform etch characteristic even under various etching conditions such as high-frequency power applied to both electrodes, processing time and pressure of cooling gas. It has been found that it is difficult to control the temperature, and it is particularly difficult to suitably control the temperature in processing such as etching of a large-diameter wafer.
【0008】本発明の目的は、大口径のワークであって
も一定かつ均一な処理を行い得るようにすることにあ
る。An object of the present invention is to make it possible to perform a uniform and uniform processing even on a large-diameter work.
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0011】すなわち、本発明の半導体装置の製造方法
は、半導体ウエハを支持するワーク支持台が設けられた
処理室内で前記半導体ウエハを処理し、前記処理の際に
前記半導体ウエハの表面温度の分布を検出し、前記半導
体ウエハの表面温度の分布に基づいて、前記処理の際に
前記ワーク支持台を複数の領域毎に温度を制御し、前記
半導体ウエハの処理時にその表面温度を複数の領域毎に
制御し得るようにしたことを特徴とする。That is, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor wafer is processed in a processing chamber provided with a work support for supporting the semiconductor wafer, and a distribution of a surface temperature of the semiconductor wafer during the processing. And controlling the temperature of the work support table for each of a plurality of regions during the processing based on the distribution of the surface temperature of the semiconductor wafer, and controlling the surface temperature for each of the plurality of regions during the processing of the semiconductor wafer. Characterized in that it can be controlled to
【0012】また、本発明の半導体装置の製造装置は、
処理室が形成され、かつ半導体ウエハを支持するワーク
支持台が設けられた処理容器と、前記半導体ウエハを処
理する際にこれの表面温度の分布を検出する温度検出手
段と、前記ワーク支持台の温度を複数の領域毎に別々に
制御する複数の温度制御手段と、前記温度検出手段から
の信号に基づいて、半導体ウエハの処理に際して、それ
ぞれの前記温度制御手段の作動を制御する制御手段とを
有し、前記半導体ウエハの処理時にその表面温度を複数
の領域毎に制御し得るようにしたことを特徴とする。処
理室内にプラズマを生成させれば、半導体ウエハに対し
てドライエッチング処理を行うことができる。Further, the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention comprises:
A processing chamber in which a processing chamber is formed and a work supporting table for supporting the semiconductor wafer is provided, a temperature detecting means for detecting a surface temperature distribution of the semiconductor wafer when processing the semiconductor wafer, A plurality of temperature control means for separately controlling the temperature for each of a plurality of regions, and a control means for controlling the operation of each of the temperature control means when processing a semiconductor wafer based on a signal from the temperature detection means. And wherein the surface temperature of the semiconductor wafer can be controlled for each of a plurality of regions during processing. By generating plasma in the processing chamber, dry etching can be performed on the semiconductor wafer.
【0013】本発明にあっては、半導体ウエハの表面全
体の温度分布を温度センサにより検出し、その検出結果
に基づいてワーク支持台を複数の領域のそれぞれについ
て独立して温度制御を行うようにしたので、半導体ウエ
ハの全体に対する処理を均一化することができ、膜厚、
エッチレートなどの処理特性を半導体ウエハの全体につ
いて最適な特性に処理することができる。In the present invention, the temperature distribution over the entire surface of the semiconductor wafer is detected by the temperature sensor, and the temperature of the work support is controlled independently for each of the plurality of regions based on the detection result. Therefore, the processing of the entire semiconductor wafer can be made uniform, and the film thickness,
Processing characteristics such as an etch rate can be processed to optimal characteristics for the entire semiconductor wafer.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0015】図1は本発明の一実施の形態であるドライ
エッチング装置を示す図であり、この装置は内部に反応
室つまり処理室1が形成された真空容器つまり処理容器
2を有し、この処理容器2内にはワーク支持台としての
下部電極3が設けられ、このワーク支持台3に対向して
上部電極4が設けられている。ワークであるウエハWは
ワーク支持台3の上に載置されるようになっている。FIG. 1 is a view showing a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus has a vacuum vessel or processing vessel 2 in which a reaction chamber or processing chamber 1 is formed. A lower electrode 3 as a work support is provided in the processing vessel 2, and an upper electrode 4 is provided to face the work support 3. The wafer W, which is a work, is mounted on the work support 3.
【0016】下部電極3と上部電極4にはこれらに所定
の周波数の電力を供給するために、高周波発振器5が接
続されており、この高周波発振器5は電力制御部6によ
り、それぞれの電極3,4に対して印加される電力が任
意の値に制御されるようになっている。A high frequency oscillator 5 is connected to the lower electrode 3 and the upper electrode 4 to supply power of a predetermined frequency to the lower electrode 3 and the upper electrode 4. 4 is controlled to an arbitrary value.
【0017】処理容器2には処理室1とガス供給装置7
とを結ぶガス供給路8が接続されており、ガス供給装置
7からはエッチング処理用の所定の処理ガスが処理室1
内に供給される。このガス供給路7には、処理ガスの流
量を制御するためにマスフローコントローラつまり流量
制御装置9が設けられている。The processing chamber 2 includes a processing chamber 1 and a gas supply device 7.
A gas supply path 8 is connected between the processing chamber 1 and a predetermined processing gas for etching processing from the gas supply device 7.
Supplied within. The gas supply path 7 is provided with a mass flow controller, that is, a flow rate control device 9 for controlling the flow rate of the processing gas.
【0018】処理容器2には処理室1と真空ポンプ11
とを結ぶ真空排気路12が接続されており、この真空ポ
ンプ11の作動により処理室1内は所定の真空度に保持
される。真空排気路12には、処理室1内の圧力を制御
するための圧力制御装置13が設けられている。The processing chamber 2 includes a processing chamber 1 and a vacuum pump 11.
The vacuum pump 11 is connected to the processing chamber 1. The vacuum pump 11 operates to keep the inside of the processing chamber 1 at a predetermined degree of vacuum. The evacuation path 12 is provided with a pressure control device 13 for controlling the pressure in the processing chamber 1.
【0019】図2は図1に示された下部電極3を拡大し
て示す一部切り欠き斜視図であり、下部電極3は円柱形
状の中心側の電極形成部3aと、その外側に位置する環
状の電極形成部3bと、その外側に位置しその電極形成
部3bよりも大径の環状の電極形成部3cとの3つの領
域を有している。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the lower electrode 3 shown in FIG. 1 in an enlarged scale. The lower electrode 3 is located at the center of the columnar electrode forming portion 3a and outside thereof. It has three regions: a ring-shaped electrode forming portion 3b and a ring-shaped electrode forming portion 3c located outside and having a larger diameter than the electrode forming portion 3b.
【0020】電極形成部3a内にはその表面側に位置さ
せてループ状の案内流路14aが形成されており、その
案内流路14aの一端部には冷却水などの冷媒を案内流
路14aに供給するための供給流路15aが接続され、
他端部には案内流路14a内の冷媒を外部に排出するた
めの排出流路16aが接続されている。同様に、他の2
つの電極形成部3b,3c内には案内流路14b,14
cがそれぞれ形成され、それぞれの案内流路の一端部に
は供給流路15b,15cが接続され、他端部には排出
流路16b,16cがそれぞれ接続されている。A loop-shaped guide passage 14a is formed in the electrode forming portion 3a on the surface side thereof, and a coolant such as cooling water is provided at one end of the guide passage 14a. Is connected to a supply channel 15a for supplying
The other end is connected to a discharge channel 16a for discharging the refrigerant in the guide channel 14a to the outside. Similarly, the other two
Guide passages 14b, 14 are provided in the two electrode forming portions 3b, 3c.
c are respectively formed, supply flow paths 15b and 15c are connected to one end of each guide flow path, and discharge flow paths 16b and 16c are connected to the other end.
【0021】下部電極3の表面には、ウエハWが静電チ
ャックあるいは機械的チャックにより固定されるように
なっており、下部電極3の表面にはウエハWに対向した
開口部17を有するガス流路18が形成されており、こ
のガス流路18によりヘリウムガスなどの不活性ガスが
冷却ガスとしてウエハWの裏面に供給されるようになっ
ている。A wafer W is fixed on the surface of the lower electrode 3 by an electrostatic chuck or a mechanical chuck, and a gas flow having an opening 17 facing the wafer W is formed on the surface of the lower electrode 3. A passage 18 is formed, and an inert gas such as helium gas is supplied to the back surface of the wafer W as a cooling gas through the gas passage 18.
【0022】図2に示すガス流路18は、図3に示され
るように、3つの電極形成部3a〜3cの領域の各々に
設けられており、それぞれのガス流路18に対応させて
3つの電極形成部3a〜3cにはそれぞれ開口部17が
形成されている。それぞれの電極形成部3a〜3cに形
成される開口部17の位置は処理条件などに応じて所望
の位置に形成される。また、それぞれの開口部17に連
通させて環状ないし放射状のガス案内溝を下部電極3に
形成するようにしても良い。As shown in FIG. 3, the gas flow paths 18 shown in FIG. 2 are provided in each of the three electrode forming portions 3a to 3c, and correspond to the respective gas flow paths 18. An opening 17 is formed in each of the three electrode forming portions 3a to 3c. The positions of the openings 17 formed in the respective electrode forming portions 3a to 3c are formed at desired positions according to processing conditions and the like. Further, an annular or radial gas guide groove may be formed in the lower electrode 3 so as to communicate with the respective openings 17.
【0023】ウエハWの表面温度を検出するために、処
理容器2には赤外線温度センサ20が設けられており、
この赤外線温度センサ20によりウエハWの全表面の温
度分布を検出し、ウエハWの表面温度を複数の領域毎に
検出することができる。この赤外線温度センサ20は制
御部21に接続されており、赤外線温度センサ20から
の検出信号は、図1に示すように、制御部21に送ら
れ、この制御部21からの信号は温度制御装置22に送
られるようになっている。この温度制御装置22によ
り、冷媒の流量や温度が制御されるとともに、冷却ガス
の流量や圧力がそれぞれのガス流路18について独立し
て制御されることになる。In order to detect the surface temperature of the wafer W, the processing container 2 is provided with an infrared temperature sensor 20.
The infrared temperature sensor 20 detects the temperature distribution on the entire surface of the wafer W, and can detect the surface temperature of the wafer W for each of a plurality of regions. The infrared temperature sensor 20 is connected to a control unit 21, and a detection signal from the infrared temperature sensor 20 is sent to the control unit 21 as shown in FIG. 22. The temperature control device 22 controls the flow rate and temperature of the refrigerant, and independently controls the flow rate and pressure of the cooling gas for each gas flow path 18.
【0024】なお、ガス流路18の本数は図示するよう
にそれぞれの電極形成部について1つのガス流路とする
ことなく、複数のガス流路18を1つの電極形成部に設
けるようにしても良い。It should be noted that the number of gas passages 18 is not one gas passage for each electrode forming portion as shown in the figure, but a plurality of gas passages 18 may be provided in one electrode forming portion. good.
【0025】図3に示すように、3つのガス流路18の
それぞれにはガス供給源23が接続されるとともに、そ
れぞれのガス流路18の内部を流れる冷却ガスの流量を
制御する流量制御装置22aと冷却ガスの圧力を制御す
る圧力制御装置22bとが設けられている。それぞれの
ガス流路18にはこの内の冷却ガスの圧力を検出するた
めに圧力センサ24が設けられており、この圧力センサ
24からの検出信号は制御部21に送られるようになっ
ている。As shown in FIG. 3, a gas supply source 23 is connected to each of the three gas channels 18 and a flow control device for controlling the flow rate of the cooling gas flowing inside each of the gas channels 18. A pressure control device 22b for controlling the pressure of the cooling gas is provided. Each gas flow path 18 is provided with a pressure sensor 24 for detecting the pressure of the cooling gas therein, and a detection signal from the pressure sensor 24 is sent to the control unit 21.
【0026】それぞれのガス流路18内の冷却ガスの圧
力は、ウエハWの下部電極3の表面に対する密着度に応
じて変化することになり、密着度が低ければその圧力も
低くなるので、圧力センサ24からの検出信号に基づい
て圧力制御装置22bがフィードバック制御されて冷却
ガスの圧力は最適な圧力値に設定される。The pressure of the cooling gas in each gas flow path 18 changes in accordance with the degree of adhesion of the wafer W to the surface of the lower electrode 3, and the lower the degree of adhesion, the lower the pressure. The pressure control device 22b is feedback-controlled based on the detection signal from the sensor 24, and the pressure of the cooling gas is set to an optimum pressure value.
【0027】それぞれの供給流路15a〜15cは冷媒
供給装置22cに接続されており、それぞれの供給流路
から案内流路14a〜14cに供給される冷媒の流量と
温度が独立して制御されるようになっている。この冷媒
供給装置22cは、下部電極3を介してウエハWを冷却
するためのチラー制御装置を構成している。それぞれの
排出流路16a〜16cから排出された冷媒は、冷媒供
給装置22cに戻されて案内流路に循環して供給される
ようになっている。前記した流量制御装置22aと圧力
制御装置22bと冷媒供給装置22cとにより図1に示
す温度制御装置22が構成されている。Each of the supply channels 15a to 15c is connected to a refrigerant supply device 22c, and the flow rate and the temperature of the refrigerant supplied from each supply channel to the guide channels 14a to 14c are independently controlled. It has become. The coolant supply device 22c constitutes a chiller control device for cooling the wafer W via the lower electrode 3. The refrigerant discharged from each of the discharge channels 16a to 16c is returned to the refrigerant supply device 22c and circulated to the guide channel to be supplied. The temperature control device 22 shown in FIG. 1 is constituted by the flow control device 22a, the pressure control device 22b, and the refrigerant supply device 22c.
【0028】このようなドライエッチング装置を用いて
ウエハWをエッチング処理する手順について説明する
と、処理容器2内に搬入されたウエハWは下部電極3の
表面に載置され、静電チャックなどにより下部電極3に
固定される。この状態のもとで、図1に示すガス供給装
置7から所望のエッチング処理ガスを流量制御装置9を
介して所望の流量で処理容器2の処理室1に供給する。
これと同時に、真空ポンプ11によって処理室1内を真
空排気するとともに、圧力制御装置13により処理室1
内を所望の圧力に制御する。さらに、高周波発振器5か
ら高周波電力を上部電極4と下部電極3とに印加してプ
ラズマを生成することによって、ウエハWのエッチング
処理を行う。The procedure for etching the wafer W by using such a dry etching apparatus will be described. The wafer W carried into the processing vessel 2 is placed on the surface of the lower electrode 3 and is lowered by an electrostatic chuck or the like. It is fixed to the electrode 3. In this state, a desired etching gas is supplied from the gas supply device 7 shown in FIG. 1 to the processing chamber 1 of the processing container 2 at a desired flow rate via the flow rate control device 9.
At the same time, the inside of the processing chamber 1 is evacuated by the vacuum pump 11 and the processing chamber 1 is
Is controlled to a desired pressure. Furthermore, the wafer W is etched by applying high frequency power from the high frequency oscillator 5 to the upper electrode 4 and the lower electrode 3 to generate plasma.
【0029】ウエハWの表面温度はプラズマの熱により
変化することになるが、ウエハWの全表面温度の分布は
赤外線温度センサ20により検出されて検出値が制御部
21に送られる。この検出信号に基づいて、ウエハWの
表面全体についての処理特性が均一となるように、冷却
ガスの圧力と流量が制御されるとともに、冷媒の温度や
流量が3つの電極形成部3a〜3cについて別々に制御
される。Although the surface temperature of the wafer W changes due to the heat of the plasma, the distribution of the entire surface temperature of the wafer W is detected by the infrared temperature sensor 20 and the detected value is sent to the control unit 21. Based on this detection signal, the pressure and flow rate of the cooling gas are controlled so that the processing characteristics over the entire surface of the wafer W are uniform, and the temperature and flow rate of the coolant are adjusted for the three electrode forming portions 3a to 3c. Controlled separately.
【0030】このように、同心円状に3つに分割された
電極形成部3a〜3c毎にそれぞれの温度を制御するこ
とができるので、ウエハWの処理特性が所望の値とな
り、ウエハWのエッチ特性が一定かつ均一に保たれるこ
とになる。これにより、大口径のウエハWであっても、
エッチング処理精度が飛躍的に向上する。なお、3つの
電極形成部3a〜3cからなる下部電極3は、図示する
場合には、全ての電極形成部を含めて物理的に一体とな
っているが、それぞれの電極形成部については温度を独
立して制御することができるということから、3つに分
割されていることになる。As described above, since the respective temperatures can be controlled for each of the three electrode forming portions 3a to 3c concentrically divided, the processing characteristics of the wafer W become a desired value, and the etching of the wafer W is performed. The characteristics will be kept constant and uniform. Thereby, even if the wafer W has a large diameter,
The precision of the etching process is dramatically improved. Although the lower electrode 3 including the three electrode forming portions 3a to 3c is physically integrated with all the electrode forming portions in the illustrated case, the temperature of each of the electrode forming portions is reduced. Since it can be controlled independently, it is divided into three.
【0031】図示する実施の形態にあっては、3つの電
極形成部3a〜3cのそれぞれに形成された案内流路1
4a〜14cは、円周方向に一筋となってループ状に形
成されているが、渦巻き状に複数巻きの案内流路として
も良く、電極形成部の位置に応じて巻き数を相違させる
ようにしても良い。また、格子状に案内流路を形成する
ようにしても良い。In the illustrated embodiment, the guide flow paths 1 formed in each of the three electrode forming portions 3a to 3c are provided.
4a to 14c are formed in a loop shape in a line in the circumferential direction, but may be formed in a spiral shape as a guide flow path having a plurality of turns, and the number of turns is made different depending on the position of the electrode forming portion. May be. Further, the guide flow path may be formed in a lattice shape.
【0032】また、図示する場合には、下部電極3を3
つの電極形成部によって形成するようにしたが、3つ以
上の電極形成部により形成するようにしても良い。Also, in the case shown in FIG.
Although it is formed by one electrode forming portion, it may be formed by three or more electrode forming portions.
【0033】図4(A),(B)はそれぞれ本発明の他
の実施の形態である下部電極3を示す図であり、前記実
施の形態の下部電極3が同心円状に3つの電極形成部3
a〜3cを有しているのに対して、図4(A)に示す場
合には、放射状に8つの電極形成部3dを有しており、
それぞれの電極形成部3dは表面から見て扇形状となっ
た領域により形成されている。ただし、放射状の電極形
成部3dは図示する領域数に限定されることなく、任意
の数とすることができる。FIGS. 4A and 4B are views showing a lower electrode 3 according to another embodiment of the present invention, wherein the lower electrode 3 of the above embodiment is formed in a concentric three electrode forming portion. 3
a to 3c, in the case shown in FIG. 4A, eight electrode forming portions 3d are provided radially,
Each of the electrode forming portions 3d is formed by a fan-shaped region when viewed from the surface. However, the number of the radial electrode forming portions 3d is not limited to the number of the illustrated regions, but may be any number.
【0034】図4(B)に示す場合には、下部電極3は
格子状の部分で1つの領域となる多数の電極形成部3e
を有しており、この場合にも電極形成部3eの領域数は
任意とすることができる。In the case shown in FIG. 4 (B), the lower electrode 3 is composed of a large number of electrode forming portions 3e which form one area in a grid-like portion.
In this case as well, the number of regions of the electrode forming portion 3e can be arbitrarily set.
【0035】図4(A)に示すように、それぞれの電極
形成部3eには熱電対式の温度センサ21aが組み込ま
れており、図1に示す場合には、赤外線温度センサ21
によりウエハWの表面の温度を非接触式に検出している
のに対して、電極形成部3eの温度を測定することによ
って、ウエハWの表面温度を推測するようにしている。
各々の電極形成部3eに組み込まれる熱電対温度センサ
21aの数は任意の数とすることができる。ただし、図
2および図3に示すタイプの下部電極3に熱電対を温度
センサとして組み込むようにしても良い。As shown in FIG. 4A, a thermocouple type temperature sensor 21a is incorporated in each electrode forming portion 3e, and in the case shown in FIG.
, The temperature of the surface of the wafer W is detected in a non-contact manner, while the temperature of the electrode forming portion 3e is measured to estimate the surface temperature of the wafer W.
The number of thermocouple temperature sensors 21a incorporated in each electrode forming portion 3e can be any number. However, a thermocouple may be incorporated into the lower electrode 3 of the type shown in FIGS. 2 and 3 as a temperature sensor.
【0036】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist of the invention. Needless to say,
【0037】たとえば、複数の電極形成部3a〜3eは
図示する場合には物理的に一体となっており、温度を相
互に独立して制御することができるので、3つの領域に
分割されていると観念されるが、それぞれの電極形成部
を物理的に分離された部材として、これを組み合わせる
ことにより、それぞれの下部電極3を形成するようにし
ても良い。つまり所定の領域毎に独立して温度を制御す
ることができようにしてあれば、下部電極3の全体を一
体的となった構造としても、分離された構造としても良
い。For example, in the case shown, the plurality of electrode forming portions 3a to 3e are physically integrated, and can be controlled independently of each other, so that they are divided into three regions. However, it is also possible to form each lower electrode 3 by combining the respective electrode forming portions as physically separated members and combining them. That is, as long as the temperature can be controlled independently for each predetermined region, the entire lower electrode 3 may be configured as an integrated structure or a separated structure.
【0038】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野であるドライエッチング処
理技術に適用した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、たとえば、CVD処理やアッシン
グ処理等のようにプラズマによって処理室内でワークを
処理する場合であれは、何れにも適用できる。In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the dry etching processing technique, which is the field of application, has been described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to any case where the workpiece is processed in the processing chamber by the plasma as in the above.
【0039】[0039]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described.
It is as follows.
【0040】(1).ワーク表面全体の温度分布を温度セン
サにより検出し、その検出結果に基づいてワーク支持台
を複数の領域のそれぞれについて独立して温度制御を行
うようにしたので、ワークの全体を最適の処理条件で処
理して高品質のワークを得ることができる。(1) The temperature distribution on the entire surface of the work is detected by the temperature sensor, and the temperature of the work support is independently controlled for each of the plurality of regions based on the detection result. The whole can be processed under optimal processing conditions to obtain a high quality work.
【0041】(2).ワークを半導体ウエハとしてこれにド
ライエッチング処理を行う場合には、温度以外の要因に
基づいてエッチ特性が半導体ウエハの位置によって相違
しても、温度を下部電極の複数の領域についてそれぞれ
独立して制御することによりエッチ特性を向上させるこ
とができる。(2) When a dry etching process is performed on a workpiece as a semiconductor wafer, even if the etch characteristics differ depending on the position of the semiconductor wafer based on factors other than the temperature, the temperature is set to a plurality of lower electrodes. By independently controlling the regions, the etch characteristics can be improved.
【0042】(3).ドライエッチング処理を行う場合に、
ウエハ全体の温度分布のばらつきを抑制して、常に一定
かつ均一なエッチ特性でエッチング処理することができ
る。(3) When dry etching is performed,
The etching process can be performed with a constant and uniform etch characteristic at all times while suppressing the variation in the temperature distribution of the entire wafer.
【0043】(4).これにより、半導体ウエハのドライエ
ッチング処理の歩留りを向上させるとともに安定させる
ことができる。(4) As a result, the yield of the dry etching of the semiconductor wafer can be improved and stabilized.
【図1】本発明の一実施の形態であるドライエッチング
処理装置の概略構造を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic structure of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示された下部電極を拡大して示す一部切
り欠き斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a lower electrode shown in FIG. 1 in an enlarged manner.
【図3】図1に示された下部電極とこれを冷却するため
の温度制御手段を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a lower electrode shown in FIG. 1 and temperature control means for cooling the lower electrode.
【図4】(A),(B)はそれぞれ下部電極の変形例を
示す斜視図である。FIGS. 4A and 4B are perspective views each showing a modification of the lower electrode.
1 処理室 2 処理容器 3 下部電極(ワーク支持台) 4 上部電極 5 高周波発振器 6 電力制御部 7 ガス供給装置 8 ガス供給路 9 流量制御装置 11 真空ポンプ 12 真空排気路 13 圧力制御装置 14a〜14c 案内流路 15a〜15c 供給流路 16a〜16c 排出流路 17 開口部 18 ガス流路 20 赤外線温度センサ 21a 熱電対温度センサ 22 温度制御装置 22a 流量制御装置 22b 圧力制御装置 22c 冷媒供給装置 23 ガス供給源 24 圧力センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing chamber 2 Processing container 3 Lower electrode (work support base) 4 Upper electrode 5 High frequency oscillator 6 Power control unit 7 Gas supply device 8 Gas supply path 9 Flow control apparatus 11 Vacuum pump 12 Vacuum exhaust path 13 Pressure control apparatuses 14a to 14c Guide flow path 15a to 15c Supply flow path 16a to 16c Discharge flow path 17 Opening 18 Gas flow path 20 Infrared temperature sensor 21a Thermocouple temperature sensor 22 Temperature control device 22a Flow control device 22b Pressure control device 22c Refrigerant supply device 23 Gas supply Source 24 pressure sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 直憲 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 小林 志津夫 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 千川原 正 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 日和 洋一 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 藤原 隆雄 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 佐藤 芳雄 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立マイコンシステム内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naonori Wada 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shizuo Kobayashi Gojosomi, Kosumi-shi, Tokyo 20-1 Chome, Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tadashi Chikawahara 5-2-1, Kamimizu Honcho, Kodaira City, Tokyo Corporation, Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoichi Hiwa Hitachi, Ltd. Semiconductor Division, 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira City, Tokyo (72) Inventor Takao Fujiwara, Semiconductors Division, 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira, Tokyo ( 72) Inventor Yoshio Sato 5-22-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Microcomputer System Co., Ltd.
Claims (7)
設けられた処理室内で前記半導体ウエハを処理する処理
工程と、 前記処理工程の際に前記半導体ウエハの表面温度の分布
を検出する温度検出工程と、 前記半導体ウエハの表面温度の分布に基づいて、前記処
理工程の際に前記ワーク支持台を複数の領域毎に温度を
制御する工程とを有し、 前記半導体ウエハの処理時にその表面温度を複数の領域
毎に制御し得るようにしたことを特徴とする半導体装置
の製造方法。A processing step of processing the semiconductor wafer in a processing chamber provided with a work support supporting the semiconductor wafer; and a temperature detecting step of detecting a distribution of a surface temperature of the semiconductor wafer during the processing step. And a step of controlling the temperature of the work support table for each of a plurality of regions in the processing step based on the distribution of the surface temperature of the semiconductor wafer. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that control can be performed for each of a plurality of regions.
あって、前記処理室内にエッチング処理ガスを供給し、
前記ワーク支持台を下部電極とし、これに対向する上部
電極と前記下部電極とに高周波電力を印加して前記処理
室内にプラズマを生成することにより、前記半導体ウエ
ハをドライエッチング処理するようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an etching gas is supplied into the processing chamber,
The work support is a lower electrode, and the semiconductor wafer is dry-etched by applying high-frequency power to the upper electrode and the lower electrode opposed thereto to generate plasma in the processing chamber. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
造方法であって、前記半導体ウエハの表面温度の分布を
赤外線温度センサなどの温度検出手段により非接触式に
検出するようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
方法。3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the distribution of the surface temperature of the semiconductor wafer is detected in a non-contact manner by temperature detecting means such as an infrared temperature sensor. A method for manufacturing a semiconductor device.
支持するワーク支持台が設けられた処理容器と、 前記半導体ウエハを処理する際にこれの表面温度の分布
を検出する温度検出手段と、 前記ワーク支持台の温度を複数の領域毎に別々に制御す
る複数の温度制御手段と、 前記温度検出手段からの信号に基づいて、半導体ウエハ
の処理に際して、それぞれの前記温度制御手段の作動を
制御する制御手段とを有し、 前記半導体ウエハの処理時にその表面温度を複数の領域
毎に制御し得るようにしたことを特徴とする半導体装置
の製造装置。4. A processing container in which a processing chamber is formed and a work support table for supporting a semiconductor wafer is provided; a temperature detecting means for detecting a distribution of a surface temperature of the semiconductor wafer when processing the semiconductor wafer; A plurality of temperature control means for separately controlling the temperature of the work support table for each of a plurality of regions; and, based on a signal from the temperature detection means, controlling operation of each of the temperature control means when processing a semiconductor wafer. And a control means for controlling a surface temperature of each of the plurality of regions during processing of the semiconductor wafer.
あって、前記処理室内にエッチング処理ガスを供給する
処理ガス供給手段と、前記ワーク支持台により形成され
る下部電極と上部電極とにより前記処理室内にプラズマ
を生成するプラズマ生成手段とを有し、前記半導体ウエ
ハをドライエッチング処理するようにしたことを特徴と
する半導体装置の製造装置。5. An apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein: a processing gas supply means for supplying an etching processing gas into the processing chamber; and a lower electrode and an upper electrode formed by the work support. And a plasma generating means for generating plasma in the processing chamber, wherein the semiconductor wafer is subjected to a dry etching process.
造装置であって、前記温度検出手段は赤外線温度センサ
であることを特徴とする半導体装置の製造装置。6. An apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein said temperature detecting means is an infrared temperature sensor.
処理室において前記ワークを処理する処理工程と、 前記処理工程の際に前記ワークの表面温度の分布を検出
する温度検出工程と、 前記ワークの表面温度の分布に基づいて、前記処理工程
の際に前記ワーク支持台を複数の領域毎に温度を制御す
る工程とを有し、 前記ワークの処理時における表面温度を複数の領域毎に
制御するようにしたことを特徴とするワークの処理方
法。7. A processing step of processing the work in a processing chamber having a work support table for supporting the work, a temperature detecting step of detecting a distribution of a surface temperature of the work at the time of the processing step, Controlling the temperature of the work support base for each of a plurality of regions at the time of the processing based on the distribution of surface temperatures, and controlling the surface temperature at the time of processing the work for each of the plurality of regions. A method for processing a workpiece, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21027997A JPH1154482A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Semiconductor device manufacturing method and apparatus, and work processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21027997A JPH1154482A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Semiconductor device manufacturing method and apparatus, and work processing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154482A true JPH1154482A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16586770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21027997A Withdrawn JPH1154482A (en) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | Semiconductor device manufacturing method and apparatus, and work processing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1154482A (en) |
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-
1997
- 1997-08-05 JP JP21027997A patent/JPH1154482A/en not_active Withdrawn
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