(57)【要約】【課題】ウェハを押さえるクランプによるエッチング特性への影響を抑制する。【解決手段】ウェハクランプ９には、ウェハクランプ９を加熱するヒータ８を内蔵するとともに、爪部材９ａの先端には、ウェハクランプ９またはウェハＷの温度を検出するサーミスタ１１を取り付け、温度制御装置１５は、ＲＦ電源制御装置１４によるＲＦ電源１３のオン／オフ制御に基づいて、ヒータ１０の温度を制御するとともに、サーミスタ１１によるウェハＷの表面温度の検出結果に基づいて、ヒータ８の温度を制御する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを押さえる押さえ手段と、
前記押さえ手段に内蔵された加熱手段と、
前記押さえ手段に設けられた温度検出手段とを備えることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
ウェハを押さえる爪部材と、
前記爪部材を前記ウェハの周囲で支えるリング状部材と、
前記リング状部材に内蔵された加熱手段と、
前記爪部材の先端に設けられた温度検出手段とを備えることを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
ウェハを隔離するチャンバと、
前記チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記チャンバ内に入れられたウェハを押さえるクランプ手段と、
前記クランプ手段に内蔵された加熱手段と、
前記チャンバ内で発生するプラズマの発生状態に基づいて、前記加熱手段の温度制御を行う温度制御手段とを備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項４】
ウェハを隔離するチャンバと、
前記チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、
前記チャンバ内に入れられたウェハを押さえるクランプ手段と、
前記クランプ手段に内蔵された加熱手段と、
前記クランプ手段に設けられた温度検出手段と、
前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて、前記加熱手段の温度制御を行う温度制御手段とを備えることを特徴とするエッチング装置。
【請求項５】
ドライエッチング装置内でドライエッチング処理を行うことにより、ウェハを押さえるクランプに付着した反応生成物を除去することを特徴とするクランプのクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクランプ装置、エッチング装置およびクランプのクリーニング方法に関し、特に、クランプに付着した反応性生物の剥離を抑制する場合に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のドライエッチング装置では、クランプでウェハを押さえることにより、ドライエッチング装置内でウェハを固定する方法があった。
ここで、クランプの温度は、エッチングスタンバイ時には常温に保たれ、エッチング処理中には、プラズマの影響などにより、１００〜３００℃程度に上昇するという温度サイクルが繰り返されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライエッチング装置内でエッチング処理が行われると、クランプに反応生成物が付着する。
そして、クランプが温度サイクルを繰り返すと、クランプに付着した反応生成物が膨張・収縮を繰り返して、反応生成物にひび割れが発生し、この反応生成物がクランプから剥離する。
【０００４】
そして、エッチング処理中に反応生成物がクランプから剥離すると、反応生成物がウェハ上に落下し、エッチング不良によるパターンショート、Ａｌエッチングによるコロージョンの発生などを引き起こし、半導体製品の品質が劣化するという問題があった。
また、エッチング処理中には、クランプはウェハの近傍に配置され、クランプの温度サイクルは、エッチング特性に大きな影響を及ぼしていた。
【０００５】
すなわち、クランプの温度が高いと、反応生成物はクランプに付着しにくく、クランプの温度が低いと、反応生成物はクランプに付着しやすい。
このため、クランプの温度サイクルによって、エッチング処理中のウェハ近傍の反応ガスの量が変動し、エッチング特性が不安定になるという問題があった。そこで、本発明の目的は、クランプによるエッチング特性への影響を抑制することが可能なクランプ装置、エッチング装置およびクランプのクリーニング方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１記載のクランプ装置によれば、ウェハを押さえる押さえ手段と、前記押さえ手段に内蔵された加熱手段と、前記押さえ手段に設けられた温度検出手段とを備えることを特徴とする。
これにより、クランプ装置の温度を監視しつつ、クランプ装置の温度を制御することが可能となり、プラズマの発生状況や、上下電極、チャンバウォールなどの温度に左右されることなく、クランプ装置の温度を安定化させることが可能となる。
【０００７】
このため、クランプ装置の温度変動を低減させて、反応生成物の剥離を抑制することが可能となるとともに、反応生成物の付着量を安定化させることが可能となり、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
また、請求項２記載のクランプ装置によれば、ウェハを押さえる爪部材と、前記爪部材を前記ウェハの周囲で支えるリング状部材と、前記リング状部材に内蔵された加熱手段と、前記爪部材の先端に設けられた温度検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、加熱手段がプラズマに直接晒されることを抑制しつつ、クランプ装置の温度を制御することが可能となるとともに、ウェハ表面の温度を監視しながら、エッチング処理を行うことが可能となる。
このため、温度変動を低減させて、反応生成物の剥離を抑制することが可能となるとともに、反応生成物の付着量を安定化させることが可能となり、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
【０００９】
また、請求項３記載のエッチング装置によれば、ウェハを隔離するチャンバと、前記チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記チャンバ内に入れられたウェハを押さえるクランプ手段と、前記クランプ手段に内蔵された加熱手段と、前記チャンバ内で発生するプラズマの発生状態に基づいて、前記加熱手段の温度制御を行う温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、プラズマがオフしている時は、加熱手段によりクランプ手段を加熱して、クランプ手段の温度を上昇させることが可能となるとともに、プラズマがオンしている時は、加熱手段をオフして、クランプ手段の温度を一定に維持することが可能となる。
このため、プラズマの発生状態に左右されることなく、クランプ手段の温度を安定化させることが可能となり、クランプ手段の温度サイクルがエッチング特性に与える影響を低減させて、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
【００１１】
また、請求項４記載のエッチング装置によれば、ウェハを隔離するチャンバと、前記チャンバ内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、前記チャンバ内に入れられたウェハを押さえるクランプ手段と、前記クランプ手段に内蔵された加熱手段と、前記クランプ手段に設けられた温度検出手段と、前記温度検出手段による温度検出結果に基づいて、前記加熱手段の温度制御を行う温度制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
これにより、クランプ装置の温度を監視しつつ、クランプ装置の温度を制御することが可能となり、処理状況に依存することなく、クランプ装置の温度を安定化させて、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
また、請求項５記載のクランプのクリーニング方法によれば、ドライエッチング装置内でドライエッチング処理を行うことにより、ウェハを押さえるクランプに付着した反応生成物を除去することを特徴とする。
【００１３】
これにより、ドライエッチング装置内にクランプを取り付けたまま、クランプに付着した反応生成物を除去することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、クランプからのパーティクルの発生を低減させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るクランプ装置およびエッチング装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
図１において、チャンバ１には、エッチングガスを導入するガス導入管２および反応ガスを排出するガス排気管３が設けられている。
また、チャンバ１には、チャンバ１内でプラズマＰ１を発生させる上部電極４および下部電極７が設けられ、上部電極４はＲＦ電源１３に接続されるとともに、下部電極７は絶縁層６を介してウェハ載置台５上に設置され、下部電極７内には、ウェハＷを加熱するヒータ８が内蔵されている。
【００１６】
さらに、下部電極７上には、ウェハクランプ９を昇降させるクランプリフタ１２を介してリング状のウェハクランプ９が設けられ、ウェハクランプ９には、ウェハを点接触で上から押さえる爪部材９ａが設けられている。
また、ウェハクランプ９には、ウェハクランプ９を加熱するヒータ８が内蔵されるとともに、爪部材９ａの先端には、ウェハクランプ９またはウェハＷの温度を検出するサーミスタ１１が取り付けられている。
【００１７】
図２（ａ）は、図１のウェハクランプの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
図２において、ウェハクランプ９は、ウェハＷの外周に対応してリング状に構成され、ウェハクランプ９の内周には、ウェハＷの外周部分を点接触で押さえる爪部材９ａが設けられている。
【００１８】
なお、ウェハクランプ９および爪部材９ａは、例えば、セラミックなどの絶縁体で構成することができる。
また、ウェハクランプ９には、ウェハクランプ９を加熱するヒータ８が内蔵され、例えば、ヒータ８がウェハクランプ９で挟み込まれたサンドイッチ構造とすることができる。
【００１９】
また、爪部材９ａの先端には、ウェハクランプ９またはウェハＷの温度を検出する温度検出手段が設けられ、温度検出手段としては、例えば、サーミスタ１１などを用いることができる。
また、図１において、ＲＦ電源１３は、ＲＦ電源１３のオン／オフ制御を行うＲＦ電源制御装置１４に接続されるとともに、温度制御装置１５は、ヒータ８、１０、サーミスタ１１およびＲＦ電源制御装置１４に接続されている。
【００２０】
そして、温度制御装置１５は、ＲＦ電源制御装置１４によるＲＦ電源１３のオン／オフ制御に基づいて、ヒータ１０の温度を制御するとともに、サーミスタ１１によるウェハＷの表面温度の検出結果に基づいて、ヒータ８の温度を制御する。
図３は、図１のエッチング装置におけるヒータ１０のオン／オフ動作を示すタイミングチャートである。
【００２１】
図３において、ＲＦ電源１３がオフしている場合、温度制御装置１５は、ヒータ１０をオンして、ウェハクランプ９を加熱させ、ウェハクランプ９の温度を上昇させる。
そして、ＲＦ電源１３がオンして、チャンバ１内にプラズマＰ１が発生すると、温度制御装置１５はヒータ１０をオフして、ヒータ１０によるウェハクランプ９の加熱を停止させ、プラズマＰ１によりウェハクランプ９の温度を維持させる（ｔ１）。
【００２２】
さらに、ウェハＷのエッチング処理が終了し、ＲＦ電源１３が再びオフすると、温度制御装置１５は、ヒータ１０をオンして、ウェハクランプ９を加熱させ、ウェハクランプ９の温度を維持させる（ｔ２）。
これにより、プラズマＰ１の発生状態に左右されることなく、ウェハクランプ９の温度を安定化させることが可能となる。
【００２３】
このため、ウェハクランプ９に付着した反応生成物の膨張・収縮を抑制して、ウェハクランプ９に付着した反応生成物の剥離を抑制することが可能となるとともに、ウェハクランプ９への反応生成物の付着量を安定化させることが可能となり、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
なお、ヒータ１０の温度は、ウェハＷのエッチング特性に影響を及ぼすことなく、ウェハＷ上に形成されたレジストの焼け焦げを起こさない範囲で随時設定することができ、例えば、ウェハクランプ９の温度が常時１００〜２００℃になるように設定することができる。
【００２４】
図４は、本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
図４において、チャンバ２１には、エッチングガスを導入するガス導入管２２および反応ガスを排出するガス排気管２３が設けられている。
また、チャンバ２１には、チャンバ２１内でプラズマＰ２を発生させる上部電極２４および下部電極２７が設けられ、上部電極２４はＲＦ電源３１に接続されるとともに、下部電極２７は絶縁層２６を介してウェハ載置台２５上に設置され、下部電極２７内には、ウェハＷを加熱するヒータ２８が内蔵されている。
【００２５】
さらに、下部電極２７上には、ウェハクランプ２９を昇降させるクランプリフタ３０を介してリング状のウェハクランプ２９が設けられ、ウェハクランプ２９には、ウェハを点接触で上から押さえる爪部材２９ａが設けられている。
そして、チャンバ２１内でのエッチング処理により、ウェハクランプ２９に反応性生物が付着すると、ウェハＷを取り除いた状態で、ウェハクランプ２９に付着した反応性生物を除去するためのエッチングガスをチャンバ２１内に導入する。
【００２６】
そして、ＲＦ電源３１をオンすることにより、チャンバ２１内にプラズマＰ２を発生させ、ウェハクランプ２９に付着した反応性生物をエッチング除去する。これにより、ドライエッチング装置内にウェハクランプ２９を取り付けたまま、ウェハクランプ２９に付着した反応生成物を除去することが可能となり、スループットの低下を抑制しつつ、ウェハクランプ２９からのパーティクルの発生を低減させることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ランプ装置の温度を監視しつつ、クランプ装置の温度を制御することにより、クランプ装置の温度を安定化させて、反応生成物の剥離を抑制することが可能となるとともに、反応生成物の付着量を安定化させることが可能となり、半導体製品の品質を安定化させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のウェハクランプの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図３】図１のエッチング装置におけるヒータのオン／オフ動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１　チャンバ、２、２２　ガス導入管、３、２３　ガス排気管、４、２４　上部電極、５、２５　ウェハ載置台、６、２６　絶縁層、７、２７　下部電極、８、１０、２８　ヒータ、９、２９　ウェハクランプ、１１　サーミスタ、１２、３０　クランプリフタ、１３　ＲＦ電源、１４、３１　ＲＦ電源制御装置、１５　温度制御装置、９ａ、２９ａ　爪部材、Ｐ１、Ｐ２　プラズマ
【図１】
2004111468.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004111468.tif 000005
【図４】
2004111468.tif 000006