JP5933222B2 - 温度制御方法、制御装置及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
近年、複数のステップによりウエハを処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能な機構を備えたプラズマ処理装置が提案されている。このような機構には、例えば静電チャック(ESC:Electrostatic Chuck)の温度をプロセス毎又はステップ毎に高速に制御可能な高速温度制御技術として、静電チャックの表面温度をヒータにて高速に温度調整する機構が利用されている。
まず、本発明の一実施形態に係る温度制御方法を実行するプラズマ処理装置の全体構成について、図1を参照しながら説明する。
図2は、制御装置80の機能構成図である。制御装置80は、搬送制御部81、プロセス実行部82、記憶部85及び温度制御部86を有する。
図4は、本実施形態に係る制御装置80を用いた静電チャック40(ウエハW)の温度制御処理を示したフローチャートである。なお、本処理が開始される前に、ステップ数を示す変数nは予め「1」に初期設定されている。また、本処理が開始される前に処理室内は、図5の上段の表に示したエッチングプロセスレシピ搬入時の設定温度20℃に設定されている。
以上に説明した制御部80の動作により、プラズマ処理装置1の静電チャックの温度安定待ち時間が短縮されるのでウエハWの温度を高速に所望の温度に調整できる。その際、複数のステップによりウエハWを処理するプラズマプロセスにおいて搬入時と搬出時の設定温度を異なる温度に設定可能とし、エッチング処理時の温度よりクリーニング処理時の温度を高く制御することにより、静電チャック40上に堆積した反応物を効果的に除去することができる。
ここで、上記温度制御のタイミングについて、そのバリエーションを説明する。本実施形態では、クリーニング処理のための温度設定とウエハの搬出とは一のプロセスの終了時にほぼ同時に開始した。また、本実施形態では、2枚目のウエハWのエッチング処理のための温度設定とウエハの搬入とはほぼ同時に開始した。
次に、本実施形態における温度制御の監視機能について、図6を参照しながら説明する。図6上段の実線の温度推移は、本実施形態に係る温度制御を実行した結果を示し、図6下段の実線の温度推移は、上述した一般的な温度制御を実行した結果を示す。図6下段の破線の温度推移は、温度安定待ち時間の比較のために図6上段の本実施形態の温度推移を破線で示したものである。
これに対して、以下では、1枚目のウエハのエッチング処理→2枚目のウエハのエッチング処理とプロセスが実行される場合を例に挙げて、本実施形態に係る温度制御について説明する。ただし、この場合であっても、複数のステップによりウエハを処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置において、高速な温度制御が要求されるプロセスが前提となる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
10 処理容器
12 載置台(下部電極)
32 高周波電源
38 シャワーヘッド(上部電極)
40 静電チャック
62 ガス供給源
71 チラーユニット
75 ヒ−タ
80 制御装置
81 搬送制御部
82 プロセス実行部
83 エッチング実行部
84 クリーニング実行部
85 記憶部
86 温度制御部
Claims (10)
- 複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の温度制御方法であって、
前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体を搬入する搬入工程と、
前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行工程と、
前記プラズマ処理装置の処理容器から被処理体を搬出する搬出工程と、
前記プラズマプロセスを実行した後にウエハレスクリーニングを実行するウエハレスクーニング実行工程と、
前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第1の温度制御、又は前記搬出工程に並行して前記次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行う温度制御工程と、を含み、
前記温度制御工程は、
前記実行されたウエハレスクリーニングの終了のタイミングに応じて次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第1の温度制御、又は、前記搬入工程に並行して前記次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行い、
前記ウエハレスクリーニングの設定温度は、前記プラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度よりも高いことを特徴とする温度制御方法。 - 前記温度制御工程では、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングにおけるプロセスの最終ステップの設定温度と、次のプロセスの最初のステップの設定温度とが異なっていることを特徴とする請求項1に記載の温度制御方法。
- 前記搬入工程では、前記処理容器内に設けられた搬送用のゲートバルブが開口してから、搬送アーム上に保持された被処理体が前記処理容器内に搬入され、プッシャーピンにより保持されてから該処理容器内の載置台上に載置され、
前記温度制御工程は、
前記第1の温度制御、又は、前記搬入工程、或いは前記搬出工程に並行して前記次のプロセスの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行う、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の温度制御方法。 - 前記搬出工程は、前記プラズマプロセスを実行した後に被処理体がプッシャーピンにより保持されてから、搬送アーム上に保持され、前記搬送用のゲートバルブから搬出されるまでであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度制御方法。
- 前記搬入工程と前記搬出工程との設定温度が異なる場合、前記第1の温度制御及び前記第2の温度制御を行うことを特徴とする請求項3又は4のいずれか一項に記載の温度制御方法。
- 前記温度制御工程は、前記第1の温度制御を行う場合、一のプラズマプロセスの終了とともに前記次のプロセスの設定温度に制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度制御方法。
- 前記温度制御工程は、前記第2の温度制御を行う場合、被処理体の前記搬出工程とともに前記次のプロセスの設定温度に制御することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の温度制御方法。
- 前記温度制御工程は、前記搬出工程の前及び前記搬出工程中に温度監視は行わず、前記搬出工程の後に温度監視を開始することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の温度制御方法。
- 複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置の制御装置であって、
前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体の搬入を行い、前記プラズマ処理装置の処理容器内から被処理体の搬出を行う搬送制御部と、
前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、
前記処理容器内に設けられた載置台、上部電極、デポシールド又は前記処理容器の少なくともいずれかの温度を制御する温度制御部と、を備え、
前記温度制御部は、
前記プラズマプロセスが実行された後にウエハレスクリーニングが実行される場合、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第1の温度制御、又は前記被処理体の搬出に並行して前記次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行い、
前記実行されたウエハレスクリーニングの終了のタイミングに応じて次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第1の温度制御、又は前記被処理体の搬入に並行して前記次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行い、
前記ウエハレスクリーニングの設定温度を、前記プラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度よりも高く制御することを特徴とする制御装置。 - 複数のステップにより被処理体を処理するプラズマプロセスにおいてステップ毎に設定温度を変えることが可能なプラズマ処理装置であって、
処理容器と、
前記処理容器内にガスを供給するガス供給源と、
プラズマを生成するためのパワーを供給し、ガスからプラズマを生成するプラズマ源と、
前記処理容器内に設けられた載置台、上部電極、デポシールド又は前記処理容器の少なくともいずれかの温度を制御する温度制御部と、
前記プラズマ処理装置の処理容器内へ被処理体の搬入を行い、前記プラズマ処理装置の処理容器から被処理体の搬出を行う搬送制御部と、
前記生成されたプラズマにより前記複数のステップからなるプラズマプロセスを実行するプロセス実行部と、を備え、
前記温度制御部は、
前記プラズマプロセスが実行された後にウエハレスクリーニングが実行される場合、前記実行されたプラズマプロセスの終了のタイミングに応じて次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第1の温度制御、又は前記被処理体の搬出に並行して前記次のウエハレスクリーニングの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行い、
前記実行されたウエハレスクリーニングの終了のタイミングに応じて次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第1の温度制御、又は前記被処理体の搬入に並行して前記次のプラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度に制御する第2の温度制御、の少なくともいずれかを行い、
前記ウエハレスクリーニングの設定温度を、前記プラズマプロセスの最初のプロセスの設定温度よりも高く制御することを特徴とするプラズマ処理装置。
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