(57)【要約】【課題】  ウエハ面内の加工精度の均一性を向上させる。【解決手段】  静電吸着機能を有するウエハステージ１０のステージ本体１０ａを、仕切部材１１により複数の吸着領域２０に区画する。各吸着領域２０には、印加電圧を可変にできる電極１３ａ、１３ｂ、ヘリウムの供給配管１５ａ、蛍光温度計２２ａをそれぞれ設ける。複数の吸着領域２０に対応したウエハＷの温度を測定してウエハ温度の温度分布をリアルタイムに把握する。必要な温度補正部分に対応した吸着領域２０の静電吸着力を調整することで、ウエハＷの部分的な温度補正を行う。このようにしてウエハ面内の温度制御を図ることで、ウエハ温度に影響されるウエハ処理の均一性を確保し、結果としてウエハ処理の加工精度等のウエハ面内不均一性を解消する。【選択図】  図２ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハステージに静電吸着によりウエハを保持させる半導体製造装置であって、
前記ウエハステージは吸着力の独立制御可能な複数の吸着領域を有し、
各々の前記吸着領域には、前記ウエハに静電吸着力を及ぼす静電吸着手段と、前記ウエハの温度を測定する温度測定手段と、前記ウエハと前記吸着領域との間に熱媒体を流す熱媒体供給手段とを有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記温度測定手段は、蛍光温度計であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記ウエハステージは、前記複数の吸着領域に対応して、複数の区画に仕切られていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記ウエハステージは、前記複数の吸着領域に対応して、複数の区画に仕切られ、
区画された各々の前記吸着領域は、さらに複数の小吸着領域を有し、前記静電吸着手段は前記小吸着領域に設けられていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体製造装置において、
前記ウエハステージは、前記複数の吸着領域に対応した区画を設けずに一体に形成されていることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項６】
ウエハステージに静電吸着によりウエハを保持させた状態でウエハ処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ウエハステージ側から測定した前記ウエハの温度分布に基づいて、前記ウエハの前記ウエハステージへの静電吸着力を、前記ウエハステージに設定した複数の吸着領域単位で調整し、前記ウエハ処理のウエハ面内の前記温度分布に基づく不均一を抑制することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハの温度分布に基づいて、前記ウエハの前記ウエハステージへの静電吸着力を調整するとは、前記ウエハ処理の適正温度から外れた前記ウエハの不適性温度部分の前記ウエハステージへの吸着度を、前記ウエハの適正温度部分の前記ウエハステージに対する吸着度に比較して増減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハ処理のウエハ面内の前記温度分布に基づく不均一の抑制には、前記ウエハと前記ウエハステージとの間に流す熱媒体の供給調整を、前記静電吸着力の調整と併用することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
ウエハステージに静電吸着によりウエハを保持させた状態でウエハ処理を行う工程を有する半導体装置の製造方法であって、
ウエハ処理終了後のウエハの不良結果をウエハ温度に対応させて把握するステップと、
前記ウエハの不良部分に対応する前記ウエハステージの静電吸着力を調整して、前記ウエハの不良部分に対応するウエハ温度を変更するステップとを有し、
前記ウエハ処理のウエハ面内の温度分布に基づく不均一を抑制することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハ処理は、ドライエッチング処理であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハの不良結果とは、加工寸法不良であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項９記載の半導体装置の製造方法において、
前記ウエハの不良結果とは、膜厚不良であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
半導体装置の製造においてウエハを静電吸着により保持するウエハステージであって、
前記ウエハステージは、複数の吸着領域を有し、
各々の前記吸着領域には、前記ウエハに静電吸着力を及ぼす静電吸着手段と、前記ウエハの温度を測定する温度測定手段と、前記ウエハと前記吸着領域との間に熱媒体を流す熱媒体供給手段とを有することを特徴とするウエハステージ。
【請求項１４】
請求項１３記載のウエハステージにおいて、
前記ウエハステージは、前記複数の吸着領域に対応して、複数の区画に仕切られていることを特徴とするウエハステージ。
【請求項１５】
請求項１３記載のウエハステージにおいて、
前記ウエハステージは、前記複数の吸着領域に対応する仕切られた区画を設けずに一体に形成されていることを特徴とするウエハステージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造に際してのウエハ面内の均一性の改善技術に関し、特に、真空系にてウエハを静電吸着した状態でウエハ処理を行う場合に適用して有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
以下に説明する技術は、本発明を完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。
【０００３】
半導体装置の製造に際しては、ウエハ上に微細パターンを描画する等各種の処理が行われる。かかる処理に際しては、ウエハ位置がずれないようにウエハステージ上にウエハが確実に保持されている。
【０００４】
かかるウエハの保持手段としては、真空系においてもウエハ保持が確実に行える方式として、静電吸着方式が知られている。かかる静電吸着方式によるウエハ保持は、ＣＶＤ装置等の薄膜形成装置や、プラズマエッチング装置等のドライエッチング装置等において極く一般的に採用されている技術である。
【０００５】
近年、半導体装置の製造分野においては、その基板となるウエハ径の大口径化（φ３００ｍｍ）、加工の高精度化（±１０ｎｍ）、微細化（０．１３μｍ以下）が求められ、それに伴い、ウエハ面内における加工精度の不均一化が大きな問題としてクローズアップされてきた。例えば、ウエハ面内の中央側と外周側とでは、エッチング精度が異なる等の問題が指摘されている。
【０００６】
ウエハ面内の中央側と外周側との加工精度の不均一性の解決策としては、例えば、ウエハとウエハを静電吸着により吸着保持するウエハステージとの間にＨｅガスを流し、熱伝導度を上げ、ウエハステージ上の温度をウエハに反映させるに際して、ウエハステージ中央側と外周側とに別々の系統からＨｅガスを流すことで、ウエハ中央側と外周側との温度制御を独立して行う方法が市販装置で採用されている。
【０００７】
また、静電吸着力を利用してウエハをウエハステージ上に吸着保持するに際して、ウエハステージ中央と外周とに別々の系統から電力を供給し、ウエハステージとウエハとの吸着力を面内中央側と外周側とで変化させることで熱伝導を制御し、その温度勾配をウエハに反映させる方式も市販装置では実施されている。
【０００８】
ウエハの吸着力を制御する方式としては、ウエハの面内温度の制御を目的としたものではないが、反ったウエハの吸着を確実に行う方法として、電極を矩形、同心円状に幾つかのエリアに分割し、電位を制御する方式が提案されている（特許文献１参照）。例えば、反りが大きくウエハステージから離れがちなウエハの外周側には、ウエハ面内中央側より静電吸着力を強く作用させて、ウエハ外周側のウエハステージ上への吸着度を高めることにより、より平坦な状態でウエハをウエハステージ上に保持しようとする構成である。
【特許文献１】特開平６−２０４３２５号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記技術においては、以下の課題があることを本発明者は見出した。すなわち、Ｈｅガスをウエハステージの中央側と外周側との２系統から別々に供給する方法では、ウエハ面内の加工精度の不均一性が同心円状に発生する場合には比較的好ましい対応が期待できるが、しかし、実際の面内加工精度の不均一性は、ウエハ面内の一部に偏って発生する場合も珍しくなく、かかる非同心円状に発生する面内不均一性に対しては、これまでの方式では適切に対応することができない。
【００１０】
同様に、静電吸着力を面内中央側と外周側とで独立可変とする構成でも、想定する面内不均一性は、同心円状に発生する場合には有効であるものの、非同心円状に発生する面内不均一性に対しては十分な対応ができない。
【００１１】
また、これまでの方式を用いて行うウエハの温度管理では、ウエハ処理時におけるウエハ温度の測定は行われていなかった。ウエハの温度管理は、あくまでウエハ処理後の加工精度等の不良結果を直接の指標として行っていた。すなわち、ウエハ処理後の不良結果から必要な温度制御となるように静電吸着力、Ｈｅガス供給等の制御を行い、その条件で再度ウエハ処理を行い、その結果をさらに確認して静電吸着力、Ｈｅガス供給制御の妥当性をチエックしていた。
【００１２】
そのため、適正な制御条件を見つけるまでには、かなりの時間がかかることとなり、迅速な対応は難しかった。さらには、突発的な変動に対しては、殆ど対応ができなかった。
【００１３】
本発明者は、ウエハの温度管理は、やはりウエハ処理時におけるウエハ温度の実態をリアルタイムで確認して初めて成し得るものと考え、かかる点の技術開発が必要と考えた。
【００１４】
また、面内の加工精度の不均一性に関しては、使用する装置固有のクセ等が原因となる場合もある。かかる場合には、装置毎に、発生する面内不均一性は異なり、これまでのように面内中央側と外周側等のように予め対応手段を画一的に固定化した対策では、対応することができない。
【００１５】
本発明の目的は、ウエハステージに静電吸着させた状態でウエハの温度管理を行うことによりウエハ面内の加工精度の均一性を向上させることにある。
【００１６】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、次のとおりである。
【００１８】
ウエハステージに静電吸着させた状態で測定したウエハの温度分布に応じて、ウエハステージに設けた複数の吸着エリアの静電吸着力を変化させることで、ウエハ処理における面内不均一性を解消する。
【発明の効果】
【００１９】
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。
【００２０】
すなわち、ウエハ処理におけるウエハ面内の均一性向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係るウエハステージについて説明する。図１は、ウエハステージにおける複数の吸着領域の様子を模式的に示す平面説明図である。図２は、ウエハステージの構成を模式的に示す断面説明図である。
【００２３】
本実施の形態では、ドライエッチング等のようにプラズマを発生させる真空チャンバ内で使用する静電吸着力を用いたウエハステージを例に挙げて説明する。
【００２４】
ウエハステージ１０は、図１、２に示すように、上面にウエハＷを保持することができるように、セラミック等の絶縁性部材で略平板な円盤状に形成されたステージ本体１０ａを有している。
【００２５】
ステージ本体１０ａは、図２に示すように、絶縁材で形成された仕切部材１１により複数に区画されている。仕切部材１１は、例えば、図１では、ウエハステージ１０の中心に対して同心円状に、且つ放射状に設けられている。このようにして、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ内は、仕切部材１１により、複数の区画、すなわち吸着領域２０に仕切られている。
【００２６】
図１に示す場合には、ウエハステージ１０の中央に円形の吸着領域２０ａ（２０）が、その周囲に半リング状の吸着領域２０ｂ（２０）がそれぞれ設けられ、合計２５区画に分けられている。しかし、ウエハステージ１０の区画分けは、かかる図１に示す場合に限定されるものではなく、任意に設定して構わない。例えば、複数の仕切部材１１を互いに格子状に直交させることにより賽の目状に形成しても構わない。さらには、個々の区画を一律に同形、同大に形成することなく、区画毎に大きさ、形状が異なるように構成しても構わない。
【００２７】
細かに区画する程、すなわち吸着領域２０を小さく多数設ける程、本発明が目的とするウエハ温度の管理を精緻に行うことができる。
【００２８】
このように区画された吸着領域２０の各々には、図２に示すように、電圧が可変に調節できる電源１２に接続された一対の電極１３ａ、１３ｂが、静電吸着手段１３として設けられている。
【００２９】
電極１３ａ、１３ｂは、ステージ本体１０ａの中に埋設されている。個々の電源１２は、図２に示すように、電圧制御ユニット１４にそれぞれ接続され、電圧制御ユニット１４からの指令により電圧を独立に変えることができるように構成されている。複数の吸着領域２０毎に、独立に電圧を変えることで、吸着領域２０単位で、ウエハＷの吸着度を変化させることができる。
【００３０】
また、吸着領域２０の各々には、静電吸着されるウエハＷの温度調整用に熱媒体供給手段１５が設けられ、熱媒体としての不活性気体をウエハステージ１０とその上面に静電吸着させるウエハＷの裏面との間に流すことができるようになっている。例えば、図２に示す場合には、不活性気体のヘリウム（Ｈｅ）を冷媒として用いる場合を示すが、吸着領域２０の各々では、ステージ本体１０ａの上面に供給孔を開口させたヘリウムの供給配管１５ａ（１５）が設けられている。
【００３１】
供給配管１５ａを通して各々の吸着領域２０に供給されるヘリウムは、供給孔からウエハＷの裏面に向けて吹き出され、ウエハＷと吸着領域２０との間に沿って周囲に気散する。ウエハＷの裏面に沿ってヘリウムが流れる際に、ウエハＷの熱を奪ってウエハＷを冷却することができるようになっている。
【００３２】
個々の吸着領域２０の上面、すなわちステージ本体１０ａの上面に、供給孔に通じる溝を設けておき、供給孔から吹き出したヘリウムをウエハＷの裏面側に一様に接触することができるようにして、吸着領域２０毎の冷却の均一性を確保できるようにしてもよい。
【００３３】
供給配管１５ａは、図２に示すように、圧力計１６、流量計１７、バルブ１８を介して、ヘリウムのガスボンベ等のガス供給源１９に接続されている。流量計１７は、流量制御ユニット２１に接続され、流量制御ユニット２１からの指令により、独立して個々に流量制御が行えるように構成されている。複数の吸着領域２０毎に、独立に流量を変えることで、ウエハＷの吸着領域２０毎の温度を変化させることができる。
【００３４】
さらに、吸着領域２０の各々には、温度測定手段２２が設けられ、各々の吸着領域２０に対面したウエハＷ部分の温度測定が行えるようになっている。このように複数の吸着領域２０毎に対面した部分のウエハＷの温度を測定することで、ウエハ温度を、数箇所の温度測定に基づくウエハＷの平均温度として捉えるのではなく、複数の吸着領域２０に対応したウエハＷ部分の温度分布として把握することができる。
【００３５】
このように温度測定手段２２をウエハステージ１０に設けることで、これまでの技術とは異なり、ウエハ処理中のウエハＷの温度をリアルタイムに把握することができる。
【００３６】
さらに、温度測定手段２２は複数の吸着領域２０毎に設けられているため、ウエハ処理中のウエハＷの温度を、ウエハの平均温度として把握するのではなく、個々の吸着領域に対応した部分毎の温度分布として把握することができ、これまでの技術とは異なり、精緻なウエハ温度の管理を行うことができる。
【００３７】
すなわち、図２に示すように、各々の吸着領域２０内には、温度測定手段２２として温度計が設けられている。かかる温度計は、ウエハステージ１０上に静電吸着したウエハＷの裏面温度を測定することができるもので、ステージ本体１０ａ上面にウエハＷが接触した状態でも、多少浮いた状態でも温度測定が行える温度計が採用されている。
【００３８】
かかる温度計としては、図２に示す場合には、蛍光温度計２２ａ（２２）が採用されている。さらに、蛍光温度計２２ａに構成した温度測定手段２２は、図２に示すように、温度測定ユニット２３に接続され、ウエハＷの温度分布の情況把握がなされるようになっている。尚、温度測定手段としては、離間状態でもウエハＷの温度が測定できればよく、蛍光温度計２２ａ以外にも、赤外線センサーを用いた温度測定手法を採用しても一向に構わない。
【００３９】
上記構成では、温度測定手段２２は、ステージ本体１０ａに設けられているが、ウエハＷの温度を測定するためのもので、ステージ本体１０ａの温度を測定するためのものではない。また、上記構成では、温度測定手段２２をウエハＷの裏面に相対して設けているので、ウエハ処理に際してプラズマを用いても、プラズマによる温度測定への大きな影響を回避することができる。
【００４０】
かかる構成のステージ本体１０ａは、図２に示すように、上下の電極間に高周波をかけることによりプラズマを発生させる平行平板型構成の下部電極２４上に設けられている。下部電極２４は、バイアスさせた高周波電源２５に接続されている。
【００４１】
一方、電圧制御ユニット１４、流量制御ユニット２１及び温度測定ユニット２３は、図２に示すように、制御ユニット２６に接続され、制御管理用のホストとして用いるコンピュータ２７に接続されている。
【００４２】
以上、本発明者によってなされたウエハステージを実施の形態に基づき具体的に説明したが、かかる説明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。
【００４３】
例えば、上記説明では、ウエハステージに設ける複数の吸着領域２０を、吸着領域２０毎に仕切部材１１で区画する場合を説明したが、かかる仕切部材１１を設けない構成であっても構わない。例えば、図１、２に示す構成で、仕切部材１１のみを省いた構成でも構わない。
【００４４】
また、仕切部材１１により区画された各吸着領域２０に設ける静電吸着手段は、複数であっても構わない。さらには、仕切部材１１により区画された吸着領域２０を、さらに複数の小吸着領域に分け、かかる小吸着領域に静電吸着手段を設ける構成でも構わない。
【００４５】
かかる構成のウエハステージ１０を用いることにより、静電吸着させたウエハＷの温度分布に基づき、精緻なウエハ温度管理を行うことができる。かかるウエハ温度管理としては、例えば、ウエハステージ１０に静電吸着させた状態のウエハＷの処理中に、ウエハ温度を変更することができる。
【００４６】
かかるウエハ温度管理は、温度測定手段２２により把握されたウエハＷの温度分布に基づき、異常温度部分の温度を補正して行うこととなる。次に、かかる温度補正の仕方について、図３（ａ）に示す温度補正の手順を示すフロー図に従って説明する。
【００４７】
ウエハステージ１０には、図２に示すように、ウエハＷが静電吸着されている。図２では、説明の便宜上、ウエハＷをステージ本体１０ａから少し間をあけて浮かせた状態に示している。
【００４８】
ウエハステージ１０は前記説明のように複数の吸着領域２０に分けられ、図３（ａ）に示すように、ステップＳ１０で、その各々の吸着領域２０に設けた蛍光温度計２２ａにより、ウエハＷの温度がリアルタイムで測定される。測定情報は、温度測定ユニット２３に送られ、ウエハ温度がウエハＷの温度分布として把握される。すなわち、ウエハステージ１０の複数の吸着領域２０に基づく温度分布として把握されることとなる。
【００４９】
温度分布測定結果は、コンピュータ２７に送られ、コンピュータ２７に接続されたモニター等で、その情況がオペレータに把握できるようになっている。例えば、図３（ｂ）に示すように、温度Ｔ１の領域Ａ１と、温度Ｔ２の領域Ａ２とが、色分け表示等で確認できるように表示されている。併せて、図３（ｃ）に示すように、領域Ａ１、Ａ２に対応する吸着領域２０も示される。
【００５０】
図３（ｂ）、（ｃ）で示されるようなウエハＷの温度分布に対して、コンピュータ２７により、ステップＳ２０に示すように、温度Ｔ１と温度Ｔ２との比較が行われ、温度補正が必要か否か判断される。
【００５１】
例えば、比較の結果、温度Ｔ２が温度Ｔ１より高い（Ｔ１＜Ｔ２）場合には、温度補正が必要と判断され、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側の温度Ｔ２を下げるような補正措置を自動的に行う。
【００５２】
補正措置としては、ステップＳ３０に示すように、領域Ａ２に対応する複数の吸着領域２０（薄墨表示部分）部分の静電吸着力を上げて吸着度を増し、ウエハＷをステージ本体１０ａ側に近づけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果を強く受けるようにすればよい。
【００５３】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ３０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を上げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。尚、かかる電圧は、静電吸着力制御のための電圧であることを明確にするためＥＳＣ（Electrostatic Chuck）電圧と図３（ａ）では表現した。以降の図においても同様である。
【００５４】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側により静電吸着され、温度Ｔ２が下げられる。どの程度温度が下がったかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０における温度測定手段２２による温度測定に基づきリアルタイムに把握され、ステップＳ３０で行った温度補正の評価がステップＳ３１で行われる。
【００５５】
すなわち、ステップＳ３１では、ステップＳ３０で行った補正が十分か否か判断され、さらなる温度補正が必要か否か判断される。判断は、温度Ｔ１、Ｔ２の比較結果に基づき行う。
【００５６】
ステップＳ３１では、補正後の領域Ａ２の温度Ｔ２がまだ温度Ｔ１より高い場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ３２に進んで次の温度補正措置を講ずることとなる。
【００５７】
かかる温度補正措置としては、ステップＳ３０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量を増加させて、ヘリウムによる冷却効果を増強させる措置を講ずる。
コンピュータ２７からは、ステップＳ３２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量を増加させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量は維持する指令を出し、領域Ａ２の温度Ｔ２を温度Ｔ１と実質的に等しくなるまで冷却できるようにする。
【００５８】
一方、ステップＳ３１の判断で、ステップＳ３０で行った静電吸着力の変更による温度補正措置で十分に温度Ｔ２が下がった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、温度補正は終了する。
【００５９】
また、ステップＳ２０の温度比較の結果、温度Ｔ１と温度Ｔ２が等しい場合には、領域Ａ１、Ａ２ともに正常温度であるため、ステップＳ４０で補正なしとの判断が行われる。  
【００６０】
ステップＳ２０での温度比較の結果が、温度Ｔ２が温度Ｔ１より低い（Ｔ１＞Ｔ２）と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側の温度Ｔ２を上げるような補正措置を自動的に行う。
【００６１】
補正措置としては、ステップＳ５０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０の静電吸着力を下げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側から遠ざけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果の影響を少なくするようにすればよい。
【００６２】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ５０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を下げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【００６３】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側から離され、温度Ｔ２が上がる。どの程度温度が上がったかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０での温度測定に基づきリアルタイムに把握され、併せて、ステップＳ５０で行った補正が十分か否か判断される。すなわち、さらなる温度補正が必要か否か、ステップＳ５１で判断される。
【００６４】
ステップＳ５１では、補正後の領域Ａ２の温度Ｔ２がまだ温度Ｔ１より低い場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ５２に進んで次の温度補正措置を講ずることとなる。
【００６５】
かかる温度補正措置としては、ステップＳ５０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量を減少させてヘリウムによる冷却効果を弱める措置を講ずる。かかるステップＳ５２の判断に沿うように、コンピュータ２７から、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量を減少させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量は維持する指令を出し、領域Ａ２の温度Ｔ２を温度Ｔ１と実質的に等しくなるように上げればよい。
【００６６】
一方、ステップＳ５１の判断で、ステップＳ５０で行った静電吸着力の変更による温度補正措置で十分に温度Ｔ２が上がった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、温度補正は終了する。
【００６７】
尚、上記説明では、ステップＳ３２、Ｓ５２で行った温度補正措置としてヘリウムの流量制御を行う場合を示したが、圧力制御を行うようにしても構わない。すなわち、流量を指標として制御する代わりに、圧力を調整指標として行っても構わない。流量の上下は、圧力の上下として判断指標を交換することができる。
【００６８】
このようにして前記説明の構成のウエハステージ１０を用いることにより、ウエハステージ１０に静電吸着により吸着保持されたウエハの温度制御を、リアルタイムに把握されるウエハ温度分布に基づき、静電吸着力の調節、さらには、ヘリウムの冷却効果を併用することで、細分化された吸着領域毎に、迅速に対応してウエハ面内の温度制御をより精緻に行うことができる。
【００６９】
これまではリアルタイムに把握したウエハ温度の分布に基づくこのような補正によるウエハ温度の精緻な制御を行うことができなかったが、本発明により初めて行えるようになった意義は極めて大きい。
【００７０】
かかる面内温度の精緻な補正は、ウエハステージ１０の吸着領域２０をどの程度細かく設定することができるかに大きく影響を受ける。そのため、補正可能な吸着領域２０の設定が細かく行い難い小面積のウエハに比べ、φ３００ｍｍウエハ等のように、大口径のウエハの面内温度制御により有効であると言える。
【００７１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、前記実施の形態１で説明したウエハステージ１０を有するドライエッチング装置を用いて、半導体装置を製造する場合について説明する。
【００７２】
ドライエッチング装置としては、例えば、平行平板型のプラズマエッチング装置を想定することができる。かかる装置構成としては、図示はしないが、プラズマを発生させる真空チャンバ内に、ウエハを静電吸着する前記説明の構成のウエハステージ１０が設けられている。
【００７３】
ウエハステージ１０のステージ本体１０ａを設ける下部電極２４に対向して、上方に平行に上部電極が設けられている。上部電極側からは、エッチングガスが上部電極と下部分極との間に供給され、供給されたエッチングガスは上下の電極間でプラズマに形成され、ウエハステージ１０上に静電吸着された状態のウエハのドライエッチングを行う。
【００７４】
かかるドライエッチングでは、ウエハ面内でのエッチングによる加工精度の不均一性が問題となっている。かかる加工精度の不均一性は、エッチング速度の違いに基づくもので、エッチング速度の面内制御が行えればかかる不均一性の解消が図れる。
【００７５】
上記構成のウエハステージ１０では、前記説明の如く、ウエハステージ１０は複数の吸着領域２０を有し、ウエハの温度分布をリアルタイムに測定して、測定結果に基づいた部分毎のウエハＷの温度制御が行えるため、エッチング速度の違いをウエハＷの面内温度の制御で均一化することにより、エッチング精度の面内不均一を解消することができる。
【００７６】
すなわち、エッチング精度の面内不均一をエッチング速度の面内不均一として捉え、さらにかかるエッチング速度の面内不均一をウエハＷの面内温度の温度の違いとして把握し、かかるウエハＷの面内温度の違いを前記実施の形態１で説明したウエハＷの温度補正の要領でエッチング速度の面内不均一が解消するように調整すればよい。
【００７７】
先ず、上記説明構成のドライエッチング装置でウエハの処理を行う。その処理結果から、エッチング速度の面内不均一性を確認し、エッチング速度の補正手順を示す図４（ａ）のフロー図に示すステップＳ１１０で、その結果をエッチング速度の面内分布として把握する。
【００７８】
エッチング速度の面内分布の結果は、例えば、図４（ｂ）に示すように、モニターで確認することができるようになっている。エッチング速度Ｒ１の領域Ａ１と、エッチング速度Ｒ２の領域Ａ２とが、色分け表示等で確認できるようにしておけばよい。併せて、図４（ｃ）に示すように、領域Ａ１、Ａ２に対応する吸着領域２０も把握される。
【００７９】
次に、ステップＳ１２０で、領域Ａ１、Ａ２のエッチング速度の比較を行う。例えば、エッチング速度Ｒ１を正常として、すなわち領域Ａ１のエッチング精度は正常であり、領域Ａ２のエッチング精度が悪いと想定する。
【００８０】
比較の結果、エッチング速度Ｒ２がエッチング速度Ｒ１より高い（Ｒ２＜Ｒ１）と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側のエッチング速度Ｒ２を下げるような補正措置を自動的に行う。
【００８１】
補正措置としては、ステップＳ１３０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０（薄墨表示部分）の静電吸着力を上げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側に近づけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムガスによる冷却効果を強く受けるようにして、領域Ａ２のウエハ温度を下げる。
【００８２】
領域Ａ２のウエハ温度が下がれば、結果としてエッチング速度Ｒ２が遅くなる。すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ１３０の上記判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を上げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧を維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【００８３】
かかる静電吸着力の制御により吸着度が増して、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側により静電吸着され、ウエハ温度が下げられてエッチング速度Ｒ２が遅くなる。どの程度遅くなったかは、かかる条件でウエハ処理を行い、領域Ａ２に対応する吸着領域２０でのエッチング精度の測定結果に基づき把握される。ステップＳ１３０で行ったエッチング速度の補正評価は、ステップＳ１３１で行われる。
【００８４】
すなわち、ステップＳ１３１では、ステップＳ１３０で行った補正が十分か否か評価され、さらなるエッチング速度の補正が必要か否か判断される。すなわち、温度補正がさらに必要か否か判断されることとなる。
【００８５】
ステップＳ１３１では、補正後の領域Ａ２のエッチング速度Ｒ２がエッチング速度Ｒ１より大きい場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ１３２に進んでさらなるエッチング速度の補正措置を講ずることとなる。
【００８６】
かかるエッチング速度の補正措置としては、ステップＳ１３０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させて、ヘリウムによる冷却効果を増強させる措置を講じて、領域Ａ２のウエハ温度をさらに下げて、結果としてエッチング速度Ｒ２を遅くすればよい。
【００８７】
コンピュータ２７からは、ステップＳ１３２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量（あるいは圧力）は維持する指令を出し、領域Ａ２の温度Ｔ２をエッチング速度Ｒ２がエッチング速度Ｒ１に実質的に等しくなるように下げればよい。
【００８８】
一方、ステップＳ１３１の判断で、ステップＳ１３０で行った静電吸着力の変更による温度補正措置で十分に温度Ｔ２を下げることができ、エッチング速度Ｒ２が正常なエッチング速度Ｒ１になった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ１３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、エッチング速度補正は終了する。
【００８９】
また、ステップＳ１２０のエッチング速度の比較結果が、エッチング速度Ｒ１とエッチング速度Ｒ２とが等しい場合（Ｒ１＝Ｒ２）には、領域Ａ１、Ａ２ともに正常エッチング速度であるため、ステップＳ１４０で補正なしとの判断を行えばよい。
【００９０】
ステップＳ１２０での比較の結果が、エッチング速度Ｒ２がエッチング速度Ｒ１より低い（Ｒ１＞Ｒ２）と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側のエッチング速度Ｒ２を上げるような補正措置を自動的に行う。
【００９１】
補正措置としては、ステップＳ１５０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０の静電吸着力を下げて吸着度を減らし、ウエハＷをステージ本体１０ａ側から遠ざけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果の影響を少なくするようにして、エッチング速度Ｒ２を上げるようにすればよい。
【００９２】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ１５０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を下げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【００９３】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側から離され、温度Ｔ２が上がり、エッチング速度Ｒ２が速くなる。どの程度速くなったかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０でのエッチング精度の測定結果に基づき把握され、併せて、ステップＳ１５０で行った補正が十分か否か判断される。すなわち、さらなるエッチング速度補正が必要か否か、ステップＳ１５１で判断される。
【００９４】
ステップＳ１５１では、補正後の領域Ａ２のエッチング速度Ｒ２がまだエッチング速度Ｒ１より遅い場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ１５１に進んで次のエッチング速度補正措置を講ずることとなる。
【００９５】
かかる速度補正措置としては、ステップＳ１５０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を減少させて、ヘリウムによる冷却効果を弱める措置を講ずる。コンピュータ２７からのステップＳ１５２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を減少させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量（あるいは圧力）は維持する指令を出し、より領域Ａ２の温度Ｔ２を、エッチング速度Ｒ２がエッチング速度Ｒ１と実質的に等しくなるようにすればよい。
【００９６】
一方、ステップＳ１５１の判断で、ステップＳ１５０で行った静電吸着力の変更によるエッチング速度補正措置で十分にエッチング速度Ｒ２が上がった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ１３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、エッチング速度補正は終了する。
【００９７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、かかるドライエッチングを用いた加工寸法の面内不均一性を前記説明のウエハステージ１０を用いたウエハの面内温度制御により解消する方法について説明する。かかるウエハ面内の加工精度の不均一性は、エッチング速度の違い(側壁保護膜のためのデポジション量の違い)として把握することができ、かかるエッチング速度の違いは前記実施の形態で説明したようにウエハ面内の温度制御により補正することができる。
【００９８】
前記説明構成のドライエッチング装置でウエハの処理を行う。その処理結果から、図５（ａ）に示すように、ステップＳ２１０で加工寸法の面内分布を測定する。その結果は、図５（ｂ）に示すように、領域Ａ１、Ａ２の２領域に分かれることが確認されたとする。かかる加工寸法の面内分布は、例えば、モニターで確認することができるようになっている。併せて、図５（ｃ）に示すように、領域Ａ１、Ａ２に対応する吸着領域２０も示される。
【００９９】
次に、ステップＳ２２０で、領域Ａ１、Ａ２の加工寸法Ｃ１、Ｃ２の比較を行う。例えば、加工寸法Ｃ１を正常として、すなわち領域Ａ１の加工精度は良好であるが、領域Ａ２の加工精度が悪いと想定する。
【０１００】
比較の結果、領域Ａ２は領域Ａ１より過剰加工がなされていると判断された。すなわち、加工寸法Ｃ２が加工寸法Ｃ１より大きい（Ｃ１＜Ｃ２）と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側の加工寸法Ｃ２を小さくするような補正措置を自動的に行う。
【０１０１】
補正措置としては、ステップＳ２３０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０（薄墨表示部分）の静電吸着力を上げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側に近づけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果を強く受けるようにし、領域Ａ２のウエハ温度を下げてエッチング速度が遅くなるようにすればよい。
【０１０２】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ２３０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を上げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【０１０３】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側により静電吸着され、ウエハ温度が下げられ、結果としてエッチング速度が遅くなり、加工寸法Ｃ２が小さくなる。どの程度加工寸法の改善が行われたかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０での加工寸法の測定結果に基づき把握され、ステップＳ２３０で行った加工寸法の補正評価がステップＳ２３１で行われる。
【０１０４】
すなわち、ステップＳ２３１では、ステップＳ２３０で行った補正が十分か否か評価され、さらなる加工寸法の補正が必要か否か判断される。すなわち、温度補正がさらに必要か否か判断される。
【０１０５】
ステップＳ２３１では、補正後の領域Ａ２の加工寸法Ｃ２が加工寸法Ｃ１より大きい場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ２３２に進んでさらなる加工寸法の補正措置を講ずることとなる。
【０１０６】
かかる加工寸法の補正措置としては、ステップＳ２３０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させて、ヘリウムによる冷却効果を増強させる措置を講じて、領域Ａ２のウエハ温度をさらに下げ、結果としてエッチング速度を遅くすることにより加工寸法が小さくなるようにすればよい。
【０１０７】
コンピュータ２７からは、ステップＳ２３２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量は維持する指令を出し、より領域Ａ２の温度Ｔ２を、加工寸法Ｃ２が加工寸法Ｃ１と実質的に等しくなるように下げればよい。  
【０１０８】
一方、ステップＳ２３１の判断で、ステップＳ２３０で行った静電吸着力の変更による加工寸法補正措置で十分に加工寸法Ｃ２を小さくすることができ、正常加工寸法Ｃ１になった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ２３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、加工寸法の補正は終了する。
【０１０９】
また、ステップＳ２２０の加工寸法の比較結果が、加工寸法Ｃ１、Ｃ２とが等しい場合には、領域Ａ１、Ａ２ともに正常であるため、ステップＳ２４０で補正なしとの判断を行えばよい。
【０１１０】
ステップＳ２２０での比較の結果が、加工寸法Ｃ２が加工寸法Ｃ１より小さ過ぎると判断された場合には、すなわちＣ１＞Ｃ２と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側の加工寸法Ｃ２を大きくするような補正措置を自動的に行う。
【０１１１】
補正措置としては、ステップＳ２５０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０の静電吸着力を下げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側から遠ざけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムガスによる冷却効果の影響を少なくする。その結果、エッチング速度が上がり、結果として加工寸法Ｃ２を小さくする。
【０１１２】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ２５０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を下げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【０１１３】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側から離され、温度が上がり、エッチング速度が速くなって加工寸法Ｃ２が大きくなる。どの程度是正されたかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０での加工寸法精度の測定結果に基づき把握され、併せて、ステップＳ２５０で行った補正が十分か否か判断される。すなわち、さらなる加工寸法の補正が必要か否か、ステップＳ２５１で判断される。
【０１１４】
ステップＳ２５１では、補正後の領域Ａ２の加工寸法Ｃ２がまだ加工寸法Ｃ１より小さい場合には、補正が十分でない（ＮＯ）と判断され、ステップＳ２５２に進んで次の加工寸法補正措置を講ずることとなる。
【０１１５】
かかる加工寸法補正措置としては、ステップＳ２５０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を減少させて、ヘリウムによる冷却効果を弱める措置を講ずる。コンピュータ２７から、ステップＳ２５２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を減少させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量（圧力）は維持する指令を出し、より領域Ａ２の温度Ｔ２を、加工寸法Ｃ２が加工寸法Ｃ１と実質的に等しくなるように上げればよい。
【０１１６】
一方、ステップＳ２５１の判断で、ステップＳ２５０で行った静電吸着力の変更による補正措置で十分に加工寸法Ｃ２が大きくなった場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ２３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、温度補正は終了する。
【０１１７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、先の工程で形成された膜厚不均一の被加工膜をドライエッチングする際に、ウエハ面内の温度制御を行うことにより、膜厚の薄い箇所のオーバーエッチングを行うことなくエッチング処理する工程を有する半導体装置の製造方法について説明する。
【０１１８】
先ず、上流のプロセス工程でウエハ上に形成された薄膜の膜厚をチエックする。膜厚測定手段を用いて、ウエハ上に形成されたドライエッチング処理で除く被加工膜の膜厚分布を確認する。
【０１１９】
すなわち、図６（ａ）のフロー図に示すように、ステップＳ３１０で、被加工膜の膜厚分布を測定する。その結果は、例えば、図６（ｂ）に示すように、領域Ａ１、Ａ２で示されるとする。ウエハ面内の一部が、図６（ｂ）に示すように、膜厚が周囲と異なっているとする。
【０１２０】
ステップＳ３２０で領域Ａ１、Ａ２の膜厚の比較を行う。比較した結果が、領域Ａ１の膜厚ｔ１より領域Ａ２の膜厚ｔ２の方が厚い場合には、ドライエッチング時に領域Ａ２のエッチング速度を領域Ａ１のエッチング速度より大きくすることで、ドライエッチング処理の結果を領域Ａ１、Ａ２で均一にすることができる。
【０１２１】
膜厚ｔ１＜ｔ２の場合には、補正措置としては、ステップＳ３３０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０の静電吸着力を下げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側から遠ざけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果を受け難くし、領域Ａ２のウエハ温度を上げてエッチング速度を大きくすることでＡ２領域におけるエッチング量を大きくすればよい。
【０１２２】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ３３０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を下げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【０１２３】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、吸着度が減らされ、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側から離されてウエハ温度が上がり、結果としてエッチング速度が速くなった分エッチング量が増加して、領域Ａ２の方が領域Ａ１よりエッチングが進むこととなる。
【０１２４】
どの程度エッチング量が大きくなったかは、領域Ａ２に対応する膜厚測定結果に基づき把握され、ステップＳ３３０で行った補正評価がステップＳ３３１で行われる。
【０１２５】
すなわち、ステップＳ３３１では、ステップＳ３３０で行った補正が十分か否か判断される。領域Ａ２の膜厚寸法、下地酸化膜の残膜が領域Ａ１におけるそれと同程度かどうか判断され、さらなる補正が必要か否か判断される。すなわち、温度補正がさらに必要か否か判断される。
【０１２６】
ステップＳ３３１では、補正後の領域Ａ２におけるエッチング量が十分に確保されず補正が十分でない（ＮＯ）と判断されると、ステップＳ３３２に進んでさらなる補正措置を講ずることとなる。
【０１２７】
かかる補正措置としては、ステップＳ３３０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を下げて、ヘリウムによる冷却効果を抑制させる措置を講じ、領域Ａ２のウエハ温度をさらに上げて、結果として領域Ａ２のエッチング量を大きくすればよい。
【０１２８】
コンピュータ２７からは、ステップＳ３３２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を減少させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）は維持する指令を出し、ドライエッチング処理の結果が領域Ａ２と領域Ａ１とが実質的に等しくなるようにすればよい。
【０１２９】
一方、ステップＳ３３１の判断で、ステップＳ３３０で行った静電吸着力の変更による温度補正措置で十分に温度を上げることができ、補正が十分と判断された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３３３に示すように追加補正なしとの判断を行い、エッチング速度の補正は終了する。
【０１３０】
また、ステップＳ３２０の膜厚の比較結果が、膜厚ｔ１、ｔ２とが等しい場合には、領域Ａ１、Ａ２でエッチング量に差異を設ける必要がないため、ステップＳ３４０で補正なしとの判断を行えばよい。
【０１３１】
ステップＳ３２０での膜厚比較の結果が、ｔ２がｔ１より薄い（ｔ１＞ｔ２）と判断された場合には、予めコンピュータ２７のソフトウェアに設定したレシピに基づいて、領域Ａ２側のエッチング量を小さくするような補正措置を自動的に行う。
【０１３２】
補正措置としては、ステップＳ３５０に示すように、領域Ａ２に対応する吸着領域２０の静電吸着力を上げて、ウエハＷをステージ本体１０ａ側に近づけ、ウエハＷとウエハステージ１０との間に流しているヘリウムによる冷却効果の影響を強く受けるようにして、エッチング速度を下げるようにすればよい。
【０１３３】
すなわち、コンピュータ２７からの指令に基づき、ステップＳ３５０の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応した吸着領域２０の電圧を上げ、領域Ａ１に対応した吸着領域２０の電圧は維持するように電圧制御ユニット１４に指令する。
【０１３４】
その結果、ウエハＷの領域Ａ２は、ウエハステージ１０のステージ本体１０ａ側に近づけられ、温度が下がり、エッチング速度が遅くなりエッチング量が小さくなる。どの程度エッチング量が抑制されたかは、領域Ａ２に対応する吸着領域２０での膜厚の測定結果に基づき把握され、併せて、ステップＳ３５０で行った補正が十分か否か判断される。すなわち、さらなる補正が必要か否か、ステップＳ３５１で判断される。
【０１３５】
ステップＳ３５１では、補正が十分でない（ＮＯ）と判断された場合には、ステップＳ３５２に進んで次の補正措置を講ずることとなる。
【０１３６】
かかる補正措置としては、ステップＳ３５０で行った静電吸着状態を維持させた状態で、ヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させて、ヘリウムによる冷却効果を強める措置を講ずる。コンピュータ２７からのステップＳ３５２の判断に沿うように、制御ユニット２６を介して、領域Ａ２に対応する吸着領域２０のヘリウムの流量（あるいは圧力）を増加させ、領域Ａ１に対応する吸着領域２０のヘリウム流量（あるいは圧力）は維持する指令を出す。このようにして、ドライエッチング処理の結果が領域Ａ１、Ａ２とで実質的に等しくなるようにする。
【０１３７】
一方、ステップＳ３５１の判断で、ステップＳ３５０で行った静電吸着力の変更による補正措置で十分にエッチング量が抑制された場合には、補正が十分と判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ３３３に示すように追加補正なしとの判断を行い温度補正は終了する。
【０１３８】
本実施の形態で述べたような先の工程で形成された被加工膜に膜厚の厚い、薄いの膜厚不均一がある場合には、これまでは、膜厚の薄い部分のオーバーエッチングが進行しない条件でのエッチング条件、すなわち選択比を大きくとれるエッチング条件を設定することが求められるが、かかるエッチング条件の設定は容易には行えなかった。
【０１３９】
しかし、本実施の形態で説明したように、ウエハステージ１０に静電吸着させた状態でウエハの温度を部分的に調整することで、極めて容易に、先の工程の膜厚不均一にかかわりなくその後のドライエッチング処理による被加工膜の除去程度を均一にすることができる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
上記実施の形態では、ドライエッチング装置に本発明に関わるウエハステージを用いることで、ウエハ温度の精緻な管理を行いつつ、ウエハ面内におけるウエハ処理の不均一を解消する場合について説明したが、ＣＶＤ装置等の薄膜形成装置に使用しても構わない。ウエハステージの静電吸着量を変えることにより、ウエハ温度を制御して、例えば、ウエハ温度を上げることにより堆積薄膜の膜厚を部分的に厚くすることができ、ウエハ面内の成膜不均一性を解決することができる。
【０１４２】
また、複数種の異種膜が積層している場合には、かかる積層している異種膜を同様にエッチング処理する際、膜毎にエッチングプロセスを変えることを行ってきたが、本発明に係るウエハ温度の管理手法を適用して膜毎にウエハ温度を変えることで、その他のエッチング条件を同様にしつつエッチング処理を行うこともできる。
【０１４３】
さらには、ポリシリコンに対するドープ量は、ポリシリコンの表面側から深くなるに従って、厳密には漸次少なくなる。そのためポリシリコンの深度に応じてエッチング量は変化するが、本発明のウエハステージを用いることにより、エッチング処理を行いながら、ウエハの温度を連続的に変化させることで、エッチング量に対するポリシリコンの深度影響を解消することもできる。
【０１４４】
例えば、ポリシリコンの深度が深くなるに従って、エッチング量が大きく先細りのエッチング処理になりがちな場合でも、漸次静電吸着量を大きくして、連続的にウエハ温度を下げることで、先細りのないエッチング処理を行うことができる。
【０１４５】
本発明に係るウエハステージでは、静電吸着させるウエハの任意の箇所の部分的な温度制御が行えるので、ドライエッチング装置、ＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置における装置毎の癖によりウエハ処理の均一性が確保できない場合でも、癖の発生する箇所の部分的なウエハ温度制御でかかる不均一性の解消を図ることができる。
【０１４６】
本発明で採用する静電吸着手段としては、モノポール方式でもバイポール方式でも、いずれの方式でも採用し得ることは言うまでもない。
【０１４７】
また、ウエハステージの吸着領域毎に、ヒータ、赤外線照射等の加熱手段を設けて、ウエハの温度上昇をより強く行うことができるようにしても構わない。かかる加熱手段は、吸着領域毎に、電流、あるいは電圧制御により、独立に加熱温度の調整が行えるように構成しておけばよい。
【０１４８】
熱媒体手段としては、上記説明ではヘリウムを用いる場合を示したが、ウエハ処理に影響を与えない範囲で、その他の不活性気体を使用しても一向に構わない。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明は、ウエハ面内の面内均一性を確保する必要のある半導体装置の製造分野に有効に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明の一実施の形態のウエハステージの複数の吸着領域を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態のウエハステージの断面の様子を模式的に示す説明図である。
【図３】ウエハ面内の温度分布補正の手順を示すフロー図である。
【図４】ウエハ面内のエッチング速度分布の補正手順を示すフロー図である。
【図５】ウエハ面内の加工寸法の分布補正手順を示すフロー図である。
【図６】ウエハ面内の膜厚分布補正の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１０      ウエハステージ
１０ａ    ステージ本体
１１      仕切部材
１２      電源
１３      静電吸着手段
１３ａ    電極
１３ｂ    電極
１４      電圧制御ユニット
１５      熱媒体供給手段
１５ａ    供給配管
１６      圧力計
１７      流量計
１８      バルブ
１９      ガス供給源
２０      吸着領域
２０ａ    吸着領域
２０ｂ    吸着領域
２１      流量制御ユニット
２２      温度測定手段
２２ａ    蛍光温度計
２３      温度測定ユニット
２４      下部電極
２５      高周波電源
２６      制御ユニット
２７      コンピュータ
Ａ１      領域
Ａ２      領域
Ｃ１      加工寸法
Ｃ２      加工寸法
Ｔ１      温度
Ｔ２      温度
ｔ１      膜厚
ｔ２      膜厚
Ｒ１      エッチング速度
Ｒ２      エッチング速度
Ｗ        ウエハ
【図１】
2005136025.tif 000003
【図２】
2005136025.tif 000004
【図３】
2005136025.tif 000005
【図４】
2005136025.tif 000006
【図５】
2005136025.tif 000007
【図６】
2005136025.tif 000008