(57)【要約】
`【目的】 ドライエッチングにおける半導体基板の温度
`制御の応答性を向上する。
`【構成】 半導体基板２９を設置する電極２５への冷媒
`供給を行う複数の冷媒槽７，８，９の温度制御を個別に
`行なう。
`
`Page 1 of 4
`
`(cid:55)(cid:82)(cid:78)(cid:92)(cid:82)(cid:3)(cid:40)(cid:79)(cid:72)(cid:70)(cid:87)(cid:85)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:47)(cid:76)(cid:80)(cid:76)(cid:87)(cid:72)(cid:71)
`(cid:40)(cid:59)(cid:43)(cid:44)(cid:37)(cid:44)(cid:55)(cid:3)(cid:20)(cid:19)(cid:19)(cid:22)
`(cid:44)(cid:51)(cid:53)(cid:3)(cid:51)(cid:72)(cid:87)(cid:76)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)
`(cid:56)(cid:17)(cid:54)(cid:17)(cid:3)(cid:51)(cid:68)(cid:87)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:3)(cid:49)(cid:82)(cid:17)(cid:3)(cid:53)(cid:40)(cid:23)(cid:19)(cid:15)(cid:21)(cid:25)(cid:23)
`
`

`

`1
`
`【特許請求の範囲】
`CheetaROREA)
`【請求項１】 真空処理室内に導入したプロセスガスを
`CHRO 1) ZEWRACHA LE PUL ARKAE
`高周波電力の印加によりプラズマ化し、該プラズマを用
`BARBAOMMCKEDSIRVMEL. BSIRVEH
`いて半導体基板上の被エッチング物をエッチングするド
`WCEAEELORI FY PRL VFYAPTSR
`ライエッチング装置であって、
`FALVFYFTRECHE OT.
`半導体基板を設置する電極への冷媒供給を行う複数の冷
`PRUERES 5 BRORBTY EBON
`媒槽と、
`BRE LY
`前記各冷媒槽を個別に温度制御する温度制御装置とを有
`aCSoe eAICS Saae LRA
`することを特徴とするドライエッチング装置。
`TAC UERRMA LTS ROT Ly FY TRE,
`【発明の詳細な説明】
`CFEHAO FEA AA)
`【０００１】
`{o001)
`【産業上の利用分野】本発明は、半導体制御装置に関
`CHS4LORIAAEP) ASE, ARATE
`し、特にドライエッチング装置において、半導体基板を
`L. le FSA Lv FY TRC BUT, PEA
`設置する電極の温度制御を行う温度制御システムに関す
`RES 4 BROOMSMAT 5AAT LICR
`る。
`Bo
`【０００２】
`(0002)
`【従来の技術】図３は、従来のドライエッチング装置の
`HERO) BIStk, HERO RST Lv FY THRBO
`温度制御システムを示す図である。図３に示すように、
`WehMMLY AT LER MCHS. M3lemg kG le,
`一次冷却装置１は、一次冷却装置１内の冷媒により配管
`RRA1k, ORR 1 WOR KOS
`４を介して冷媒槽７内の冷媒の温度を信号ケーブル２２
`AST L Ca7 AO MROME 2ES7—TIV 2 2
`を介してコントローラ２８から送られる設定に従い制御
`BSPUTIAY hu FS 2 BPS}KS5NSA MECH hal
`する。
`FH,
`【０００３】冷媒槽７は温度モニター２４を有し、信号
`(0003) HR7 BEA 2-2428L, BS
`ケーブル２３を介してコントローラ２８にモニタリング
`TFTMV2 38%UTAYhAU-32 8ICEARZVUYT
`温度を出力する。冷媒槽７内の冷媒はポンプ１３により
`WELHAT 4, MR 7 AOMRIKY TS 1 3ickd
`配管２６、バルブ１６を介して電極２５内に送りこま
`ALA 2 6. NT 1 CRI UCB? SAICKO TE
`れ、温度モニター２４から信号ケーブル２３を介してコ
`nH, WEEAR—2 4D 5S7—-T2 3#TUTA
`ントローラ２８へ出力されたモニタリング温度とコント
`Yhua-5 2 8AHASCNKREASZUY TBE IY
`ローラ２８の設定温度が一致するように温度を変化さ
`O—5 2 SORTER SK DICHBRAILE
`せ、配管２７、バルブ１９を介して冷媒槽７に戻る。
`4, WOR 27. RMT 1 ORS U CHR 7 ICS.
`【０００４】このように従来のこの種のドライエッチン
`[0004] COEDICHROT OBO FIT Ly FY
`グ装置の温度制御システムは、冷媒槽７が一つしかな
`TREOWREHMY AT Lili, Mee7 DO Lb
`く、半導体基板２９を設置する電極２５の温度制御は、
`<. 4SHAHIN 2 ORES SBM 2 5 OVSMS,
`一次冷却装置１の温度制御に依存していた。
`REE 1 OVICKL TW
`【０００５】
`(0005)
`【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、一次
`CRADHRRLKEG ES SRR) FOROBBCI. —R
`冷却装置１の温度制御システムでは、一定温度に保つこ
`PALE 1 OFSRMLY AF LCs. SERB IC ROT
`とについては問題にされてないが、温度変化時の応答性
`LCOW THC ENTEWOD, BSERO SHE
`は悪く、通常常温から０℃まで１０分前後、０℃から−
`WEE < . HEHSO CEC 1 ODRB. OCTHSH—
`２０℃までは２０〜３０分程度かかる。
`20CECE20~3 OFEEBDDS.
`【０００６】一枚処理型のドライエッチング装置では、
`(0006) —QWHHO RS IvyFY TRB CI
`各半導体基板の処理時間は１〜５分程度で、同一半導体
`EEATLAOWLS 1 ~ 5 BEC, RI
`基板において異なるプロセス条件によるエッチングを連
`FERIC BW CRESTUARC KSA LVF UPR
`続で行うステップエッチングでは、各ステップエッチン
`BECTID ATF vy SLVFYICE BAF VSLvFyY
`グ時間はさらに短くなる。このため、各ステップエッチ
`TNS XE SICH SS, TORM,. BAT YSLVF
`ングごとに電極２５の温度を変えたい場合、一次冷却装
`VAT UCB 2 5 OWBREZAZARUGAL —RGHEE
`置１の温度変化時の応答性が悪く、実用化されていな
`ia 1 OUBEEROSES. AES ANCOR
`い。
`We
`【０００７】本発明の目的は、電極の温度制御の十分な
`(0007) AXAORM, BMORSMOA
`応答性が得られるようにしたドライエッチング装置を提
`DAEDB SNS KAICLER IT IVF VY TREE
`
`(2)
`(2)
`
`10
`
`20
`20
`
`30
`30
`
`40
`40
`
`50
`
`特開平５−１３６０９５
`RPE 5 —136095
`
`2
`
`供することにある。
`HET HST LICHS,
`【０００８】
`{o008]
`【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
`(RB MRT 4 EOOFER) MAN RERT Se
`め、本発明に係るドライエッチング装置においては、真
`, ASAICHHRS FOP DY FY PRBICBV TK, B
`空処理室内に導入したプロセスガスを高周波電力の印加
`Zeytas AICA Lig POA ASRARBA OFM
`によりプラズマ化し、該プラズマを用いて半導体基板上
`MKOFFRMEL, BIIRV EADCE
`の被エッチング物をエッチングするドライエッチング装
`DELY FY PTMRILVFYITF SERIA LVF YI
`置であって、半導体基板を設置する電極への冷媒供給を
`HCH. TT. HHARMERES 4BORK
`行う複数の冷媒槽と、前記各冷媒槽を個別に温度制御す
`17 5 BRORE CATERCAS
`る温度制御装置とを有するものである。
`SASHCeeSTSEOCHS.
`【０００９】
`{oo00g)
`【作用】電極への冷媒供給を行う複数の冷媒槽を設け、
`(VER) BOBETT 5 ERORe RU
`各冷媒槽を個別に温度制御することにより、電極の温度
`SHEBICSC eICKhO, BROWS
`制御の速応性を向上し、かつ、効率良く基板温度を変化
`HUI OTENSPE EL. tO. 3B < SAEAE
`させる。
`eS,
`【００１０】
`0010)
`【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
`CSeReB] LAF. AHOSRI Bole KO RAAT
`る。図１は、本発明の一実施例を示す構成図である。
`4, M1ld, ARORA RTHRRE CHAS,
`【００１１】図１において、本実施例では、半導体基板
`(0011) Bil icc. BRAT CIE, SH
`２９を設置する電極２５に冷媒供給を行う複数の冷媒槽
`29 RRS 4 BiB 2 5 ICRIATT 5 EROA
`７，８，９を有し、複数の一次冷却装置１，２，３を用
`7, 8, DORAL, BRO-RPAHE 1, 2, 3%
`いて各冷媒槽７，８，９を個別に温度制御するようにし
`UCR7, 8, ORMRNCHBRIT SEDICL
`たものである。
`ZEDCHS.
`【００１２】一次冷却装置１は、一次冷却装置１内の冷
`(001 2) RHEE 1 lk, REE 1 AOM
`媒により配管４を介して冷媒槽７内の冷媒の温度を信号
`RICK OME AE UCR7 AOMROME 2S
`ケーブル２２を介してコントローラ２８から送られる設
`FTV 2 2S UTAY FU 5 2 8BYSKSNSR
`定に従い制御する。冷媒槽７は温度モニター１０を有
`FEIT HEVRS 3 Pe7 BEAK — 1 ORB
`し、信号ケーブル２２を介してコントローラ２８にモニ
`L. HS7—-—TFv2 2a UTAY KU—-F 2 8icE=
`タリング温度を出力する。冷媒槽７内の冷媒はポンプ１
`RU YVFABEMATS. SHE 7 ADMD RY 7 1
`３により配管２６、バルブ１６を介して電極２５内に送
`SICKO M2 6. AUT 1 OAS LC HR 5 AIC
`りこまれ、温度モニター２４から信号ケーブル２３を介
`OCEN, WEA A 2 4D5S7—TV2 32S
`してコントローラ２８へ出力されたモニタリング温度と
`LTAY FO-5 2 BNHACNKEEARU YTREL
`コントローラ２８の設定温度が一致するように温度を変
`AY bU—S 2 8ORERED—-BS SES ICHBEE
`化させ、配管２７、バルブ１９を介して冷媒槽７に戻
`(ERE, M27. NUT 1 OBST UC RES 7 Ic
`る。
`Bo
`【００１３】他の冷媒槽８，９についても、一次冷却装
`(0013) HOR s, GicDW Ch, RHE
`置２，３を用いて同様に温度制御が行なわれる。ここで
`22, 322A CHARICEHMATZoONS. TOC
`配管５，６、温度モニター１１，１２、ポンプ１４，１
`WAS, 6. WBEo 2-11, 12, KRY714,
`1
`５、バルブ１７，１８，２０，２１は、冷媒槽７のもの
`5. WVI17, 18, 20, 211k, WRT OLD
`と同様の働きをする。
`LAROMETS,
`【００１４】冷媒槽７，８，９内の冷媒は、予めコント
`(0014) 47, 8, QAOM, Poaoyh
`ローラ２８に設定された温度Ａ，Ｂ，Ｃになるように一
`O—5 2 8icCRHECNERIBBA,
`BL, CleRSEIIC—
`次冷却装置１，２，３によって温度制御されている。
`RHEE 1, 2, 3c ko CHBHMENTWHS,
`【００１５】電極２５が温度Ａを必要とした場合、バル
`(0015) Bii2 SDB Ae MBL LEGAL INI
`ブ１６，１９が開き、温度Ａに保たれた冷媒槽７内の冷
`F716,
`1ODPRME, WBACRENK ARH] AO
`媒がポンプ１３により電極２５内部に送りこまれる。こ
`BORYT 1 31CKOBM2 SAMICKOTENS,
`ZT
`のとき、バルブ１７，１８，２０，２１は閉じられ、冷
`MLE, NVI17, 18, 20, 21URCoK. w
`媒槽８，９内の冷媒は電極２５内部には送りこまれな
`BMS, DAOMRISBM2 5AMICdIKOTENE
`い。
`We
`【００１６】電極２５が温度Ｂを必要とした場合、バル
`(0016) Bii2 SDE B EMBL LEGAL INV
`
`Page 2 of 4
`Page 2 of 4
`
`

`

`3
`3
`
`ブ１６，１９が瞬時にとじる。同時にバルブ１７，２０
`F716,
`1 ODBRRHCE UA, IR HCNIVT 17, 20
`が開き、温度Ｂに保たれた冷媒槽８内の冷媒がポンプ１
`DRS. WEB ICREN EARN 8 ADMD KY 7 1
`４により電極２５内部に送りこまれる。このとき、バル
`AlcK)O Shee 5 AMIcKOTENS. TOLLE, WW
`ブ１８，２１は閉じられ、冷媒槽９内の冷媒は電極２５
`F718, 21d ConN, to AOMS ihe 5
`内部には送りこまれない。電極２５が温度ＡからＢへ変
`ARCs O TENE, Bhh2 SDBBADS BE
`化する時間は２〜１０秒である。
`{EF SHRMIS 2~ 1 OM CHS,
`【００１７】図２は、本発明の温度制御システムを用い
`(0017) M2, RRAOWSHY AT LEAW
`てエッチングした半導体基板上の酸化膜を示す断面図で
`TLYF YT LEHRLOMILR EATEC
`ある。
`Ho
`【００１８】図１において、冷媒槽７，８，９の冷媒を
`(0018) MilicBuC.HET, 8, IDM
`例えば、−５０℃，−３０℃，０℃に設定する。第１ス
`BAI. —50CT, —30%C, OCIRETS, B1A
`テップエッチングにて冷媒槽７の冷媒を電極２５に送り
`FVPLYVFYTAI IC CRRA 7 OeBi 2 5 cKO
`こみ、電極２５を−５０℃に保ちエッチングを行う。
`TA, BM25#-5OCCRE LVF VIR.
`【００１９】同様に、第２ステップエッチングにて−３
`(0019) IRIC, B22ZF vy PrvFVYAIET-3
`０℃、第３ステップエッチングにて０℃でエッチングを
`OC. H3AFYALVFVACTOCCLYVF VAR
`行う。
`{T 9.
`【００２０】その結果、Ｓｉ酸化膜３０の半導体基板３
`(0020) Ose. S i BIER 0 OMAR3
`１の表面に対するエッチング角度を図２のように制御で
`LORMCNT SZLVFYAABER 20K icc
`きる。第１，第２，第３ステップエッチングによるエッ
`&4, 1, B82, B3AF vAtvFVAckSLTY
`チング角度は、それぞれおよそ６０°，８０°，９０°
`FUT, ENENBEEEO°?, 80°, 90°
`となる。
`Lima,
`【００２１】
`fo021]
`【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
`C38HA OR) LLERA LK CASEEAIS, ERE
`板を設置する電極への冷媒供給を行う複数の冷媒槽を有
`MERE SSBOEIT ERORIA
`し、かつ、それぞれの冷媒槽を個別に温度制御する温度
`L. DO. ENNOEEMACHR Sie
`制御装置を有することにより、電極の温度制御の速応性
`HPBEReAT SLICK, BROWSHAORIE
`がよく、効率よく半導体基板温度を変化させることが可
`DES. MBE < BSAA EST EDM
`
`(3)
`(3)
`
`10
`
`20
`20
`
`特開平５−１３６０９５
`RPE 5 —136095
`
`4
`4
`
`能となるため、同一半導体基板における異なるプロセス
`REL HRSA ROD, FASARMICBUSZRRSZTUUA
`条件によるエッチングを連続で行うステップエッチング
`RIC KALVYF YARARCT IAT vy PL FUT
`において半導体基板上の被エッチング物の半導体基板面
`WSU CARALORE y FYTOOT
`に対するエッチング角度を任意に制御できるという効果
`CMTS LVF Y PHBE HMACES EW 5 IR
`がある。
`RHS.
`【００２２】特に超ＬＳＩのコンタクトホール形成時に
`(0022) IcHMLS 1lOIAY AY RVR
`マージンの少ない部位のコンタクトホール形成で大きな
`VV YODRWMMOAY AF hERCA
`効果を見いだせるものである。
`MPREAVELZELDCHS,
`【図面の簡単な説明】
`Sati fH 2 SAA]
`【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
`(Bd1)] ARORA ERTERM CHS.
`【図２】本発明の温度制御システムを用いてエッチング
`(2) ASBAOWSHY AT LRA CL FUT
`した半導体基板上の被エッチング物の断面図である。
`LiAARRLORI vy FY PHOMMM CHS.
`【図３】従来の温度制御システムを示す構成図である。
`(3) ROWSMALY AF LERTRRA CHS.
`【符号の説明】
`(ASO RA)
`１，２，３ 一次冷却装置
`1, 2,
`3 —kHHE
`４，５ ６ 配管
`4,5 6 KE
`７，８，９ 冷媒槽
`7, 8, 9 vente
`１０，１１，１２ 温度モニター
`10, 11, 12
`WEA a
`１３，１４，１５ ポンプ
`13, 14, 15
`RYT
`１６，１７，１８ バルブ
`16, 17, 18 "WHT
`１９，２０，２１ バルブ
`19, 20, 21 VT
`２２，２３ 信号ケーブル
`22, 23 887-7
`２４ 温度センサー
`24 fev o—
`２５ 電極
`25 ik
`２６，２７ 配管
`26, 27
`ace
`２８ コントローラ
`28
`ayhu-s
`２９ 半導体基板
`29
`AMAFEAY
`
`【図１】
`
`
`
`Page 3 of 4
`Page 3 of 4
`
`

`

`(4)
`(4)
`
`特開平５−１３６０９５
`RPE 5 —136095
`
`【図２】
`(2)
`
`【図３】
`(23)
`
`OOS OA SAX
`
`3a
`
`36
`
`
`‘,
`‘
`x
`x
`
`BN ‘,
`SOAS
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`SONOS
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`ON MS KOO A
`s,
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`%
`KO SN MON
`*
`SOON
`
`af
`
`
`
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`Page 4 of 4
`
`