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JP6313983B2 - Plasma processing apparatus and plasma processing method - Google Patents

Plasma processing apparatus and plasma processing method Download PDF

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JP6313983B2 JP2014014730A JP2014014730A JP6313983B2 JP 6313983 B2 JP6313983 B2 JP 6313983B2 JP 2014014730 A JP2014014730 A JP 2014014730A JP 2014014730 A JP2014014730 A JP 2014014730A JP 6313983 B2 JP6313983 B2 JP 6313983B2
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Description

本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関するものであり、特に、試料台の温度を、試料の処理に適した温度に調整できるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に関するものである。   The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing method, and more particularly to a plasma processing apparatus and a plasma processing method that can adjust the temperature of a sample stage to a temperature suitable for processing a sample.

プラズマ処理装置の一例として、プラズマエッチング装置がある。このプラズマエッチング装置においては、ウエハを試料台に搭載し、ウエハ上に形成された膜をフォトレジスト膜をマスクとしてエッチングすることにより、膜を所望の形状に加工することが行われている。   As an example of the plasma processing apparatus, there is a plasma etching apparatus. In this plasma etching apparatus, a wafer is mounted on a sample stage, and a film formed on the wafer is etched using a photoresist film as a mask to process the film into a desired shape.

例えば、特許文献1(特開2002−231421号公報)には、発熱量の制御を容易に行うことが可能であるセラミックヒータを用いて、半導体ウエハ上の樹脂硬化物の硬化度を均一にする技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-231421), the degree of curing of the cured resin on the semiconductor wafer is made uniform using a ceramic heater that can easily control the amount of heat generation. Technology is disclosed.

特開2002−231421号公報JP 2002-231421 A

本発明者は、プラズマエッチング装置などのプラズマ処理装置の開発に従事している。その過程において、エッチング処理時に、ウエハの温度が不均一になることにより、膜の加工形状にばらつきが生じ、さらに、ウエハ径の大型化に伴い、ばらつきが増大していることが分かった。   The present inventor is engaged in the development of a plasma processing apparatus such as a plasma etching apparatus. In the process, it was found that, during the etching process, the temperature of the wafer became non-uniform, resulting in variations in the processed shape of the film, and further, the variation increased as the wafer diameter increased.

その他の課題と新規な特徴は、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。   Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本願において開示される代表的な実施の形態に示される構成の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   The outline of the configuration shown in the typical embodiment disclosed in the present application will be briefly described as follows.

本願において開示される代表的な実施の形態に示されるプラズマ処理装置は、処理室内に配置された試料台上に基板を載置して、処理室内に形成したプラズマを用いて基板を処理する。このプラズマ処理装置は、試料台の内部に設けられ、直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体を有する第1ヒータと、直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体の両端部に接続された電源と、2以上のバイパス回路であって、2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路と、を有する。   A plasma processing apparatus shown in a typical embodiment disclosed in the present application places a substrate on a sample stage arranged in a processing chamber and processes the substrate using plasma formed in the processing chamber. This plasma processing apparatus is provided inside a sample stage, and is connected to a first heater having two or more heater resistors connected in series, and to both ends of two or more heater resistors connected in series. And two or more bypass circuits, each of the two or more heater resistors being connected in parallel.

代表的な実施の形態によれば、プラズマ処理装置の処理精度を向上させることができる。また、処理精度の良好なプラズマ処理方法を提供することができる。   According to the typical embodiment, the processing accuracy of the plasma processing apparatus can be improved. In addition, it is possible to provide a plasma processing method with high processing accuracy.

実施の形態1のプラズマ処理装置の構成の概略を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an outline of a configuration of a plasma processing apparatus according to a first embodiment. 実施の形態1の試料台の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing a configuration of a sample stage according to Embodiment 1. FIG. ヒータを構成するヒータ用抵抗体を示す平面図である。It is a top view which shows the resistor for heaters which comprises a heater. ヒータ205cの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heater 205c typically. ヒータ205cの構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the heater 205c. ヒータ205bの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heater 205b typically. ヒータ205bの構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the heater 205b. ヒータ205aの構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the heater 205a typically. ヒータ205aの構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the heater 205a. ウエハの平面図である。It is a top view of a wafer. 第1のウエハの配線幅とウエハの領域との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wiring width of a 1st wafer, and the area | region of a wafer. 第2のウエハの配線幅とウエハの領域との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wiring width of a 2nd wafer, and the area | region of a wafer. 実施の形態2のヒータ205cの構成を模式的に示す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing a configuration of a heater 205c in a second embodiment.

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、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態のプラズマ処理装置の構成の概略を示す断面図である。このプラズマ処理装置は、マイクロ波によるECR(Electron Cyclotron Resonance)を用いてプラズマ(マイクロ波ECRプラズマ)を形成するエッチング処理装置である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the plasma processing apparatus of the present embodiment. This plasma processing apparatus is an etching processing apparatus that forms plasma (microwave ECR plasma) using ECR (Electron Cyclotron Resonance) using microwaves.

図1に示すプラズマ処理装置100は、真空容器101、この真空容器101の外周に配置されて真空容器101内部に電界および磁界を供給する電磁場供給手段、真空容器101の下方に配置されて真空容器101内部を排気する排気手段を備えている。   A plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a vacuum vessel 101, an electromagnetic field supply unit that is arranged on the outer periphery of the vacuum vessel 101 and supplies an electric field and a magnetic field to the inside of the vacuum vessel 101, and is arranged below the vacuum vessel 101. 101 is provided with exhaust means for exhausting the inside.

電磁波供給手段は、電波を発生させる電波源(マグネトロン)104、発生した電波を処理室103に導く導波管105、導波管105に接続された共振器(拡大導波管部)106、共振器106と真空容器101上部を取り囲むように配置されたソレノイドコイル(磁場発生コイル)113を有する。   The electromagnetic wave supply means includes a radio wave source (magnetron) 104 that generates radio waves, a waveguide 105 that guides the generated radio waves to the processing chamber 103, a resonator (enlarged waveguide portion) 106 that is connected to the waveguide 105, resonance And a solenoid coil (magnetic field generating coil) 113 disposed so as to surround the upper portion of the vacuum vessel 101.

電波源104はマイクロ波やUHF波等の所定の周波数の電波を発生する。周波数に制限はないが、本実施の形態においては、周波数2.45GHzのマイクロ波が使用される。導波管105は、電波源104と共振器106に接続され、電波源104によって発生した電波を伝搬し共振器106内へ導く。   The radio wave source 104 generates radio waves having a predetermined frequency such as microwaves and UHF waves. Although there is no limitation on the frequency, in this embodiment, a microwave with a frequency of 2.45 GHz is used. The waveguide 105 is connected to the radio wave source 104 and the resonator 106, and propagates the radio wave generated by the radio wave source 104 and guides it into the resonator 106.

共振器106は円筒状であり、共振器106中央の上部で導波管105と接続される。共振器106の共振用の空間である共振室106aは、窓部材114を介して処理室103の直上に配置される。前述したように、真空容器101の上部と共振器106の外周を取り囲むように、リング状のソレノイドコイル113が複数段配置される。   The resonator 106 has a cylindrical shape, and is connected to the waveguide 105 at the upper center of the resonator 106. A resonance chamber 106 a that is a resonance space of the resonator 106 is disposed directly above the processing chamber 103 through the window member 114. As described above, a plurality of ring-shaped solenoid coils 113 are arranged so as to surround the upper portion of the vacuum vessel 101 and the outer periphery of the resonator 106.

真空容器101は、窓部材114と、シャワープレート115と、処理室103と、この処理室103下部に配置されて試料がその上面に載せられて保持される試料台(試料載置台、ステージともいう)107とを有する。処理室103は、真空容器101の外壁と、窓部材114およびシャワープレート115で区画される空間であり、プラズマが形成される空間である。真空容器101の外壁と窓部材114の外周縁部との間には、シール部材(図示せず)が挟まれ、処理室103内と外部の大気圧の雰囲気との間が気密に封止されている。処理室103は、共振室106aの直下に位置し、処理室103と試料台107とは、中心軸が合致するように配置されている。   The vacuum container 101 includes a window member 114, a shower plate 115, a processing chamber 103, and a sample table (also referred to as a sample mounting table or a stage) that is disposed below the processing chamber 103 and on which a sample is placed and held. 107). The processing chamber 103 is a space defined by the outer wall of the vacuum vessel 101, the window member 114, and the shower plate 115, and is a space where plasma is formed. A seal member (not shown) is sandwiched between the outer wall of the vacuum vessel 101 and the outer peripheral edge of the window member 114, and the space between the inside of the processing chamber 103 and the external atmospheric pressure is hermetically sealed. ing. The processing chamber 103 is located immediately below the resonance chamber 106a, and the processing chamber 103 and the sample stage 107 are arranged so that the central axes thereof coincide.

窓部材114は、誘電体材料よりなり、例えば、円板状の石英等よりなる。窓部材114は、共振室106aの底面を構成し、共振室106aと処理室103の間を気密に区画している。シャワープレート115は、誘電体材料よりなり、例えば、石英等よりなる円板状であり、中央部に複数個の貫通孔が設けられている。窓部材114の下方に、窓部材114と所定の間隔(図示せず)を空けてシャワープレート115が重なるように配置される。シャワープレート115は処理室103の天井面を構成する。シャワープレート115は試料台107上面と対向して配置される。窓部材114とシャワープレート115との間には、図示しないガス源から供給される処理用ガスを供給するための通路が設けられている。   The window member 114 is made of a dielectric material, for example, disc-shaped quartz or the like. The window member 114 constitutes the bottom surface of the resonance chamber 106 a and airtightly partitions between the resonance chamber 106 a and the processing chamber 103. The shower plate 115 is made of a dielectric material, for example, has a disk shape made of quartz or the like, and is provided with a plurality of through holes in the center. The shower plate 115 is arranged below the window member 114 so as to overlap the window member 114 with a predetermined interval (not shown). The shower plate 115 constitutes the ceiling surface of the processing chamber 103. The shower plate 115 is disposed to face the upper surface of the sample stage 107. Between the window member 114 and the shower plate 115, a passage for supplying a processing gas supplied from a gas source (not shown) is provided.

試料台107は、水平方向に伸びる複数の梁(図示せず)によって、真空容器101の内部に支持される。梁は試料台107の中心軸の周囲に軸対象となるように配置されている。   The sample stage 107 is supported inside the vacuum vessel 101 by a plurality of beams (not shown) extending in the horizontal direction. The beam is arranged around the central axis of the sample stage 107 so as to be an axis object.

試料台107は、後述するように、金属等で構成される基材部(200)と基材部(200)の上面に接合された誘電体膜部(被膜ともいう、202)とを有する。   As will be described later, the sample stage 107 includes a base material part (200) made of metal or the like and a dielectric film part (also referred to as a coating film, 202) joined to the upper surface of the base material part (200).

試料台107(基材部200)は、マッチング回路MCを介してバイアス電源108と接続されている。バイアス電源108は、試料台107に高周波電力を供給してウエハ(基板)Wの上方にバイアス電位を形成するためのものである。マッチング回路MCは、試料台107内部に配置されバイアス電源(209)と電気的に接続されて電極として動作する基材部(200)に供給される高周波電力について、その残留反射波の制御や、高周波の回路を構成する供給の経路のインピーダンス、位相、あるいはピークツーピーク電圧(Vp−p)の制御を行うための回路である。   The sample stage 107 (base material part 200) is connected to the bias power source 108 via the matching circuit MC. The bias power source 108 supplies high-frequency power to the sample stage 107 to form a bias potential above the wafer (substrate) W. The matching circuit MC is disposed inside the sample stage 107 and is electrically connected to the bias power source (209) to control the residual reflected wave with respect to the high frequency power supplied to the base part (200) that operates as an electrode, This is a circuit for controlling the impedance, phase, or peak-to-peak voltage (Vp-p) of the supply path constituting the high-frequency circuit.

また、試料台107は、フィルターFを介してヒータ電源109と接続されている。ヒータ電源109は、直流電源であり、後述するヒータ(205a、205b、205c)と接続されている。フィルター(高周波フィルター回路)Fを介して接続することにより、バイアス電源108からの高周波電力がヒータに供給され、発熱量が所定の範囲からずれてしまうことを防止することができる。   The sample stage 107 is connected to a heater power source 109 via a filter F. The heater power supply 109 is a DC power supply and is connected to heaters (205a, 205b, 205c) described later. By connecting via the filter (high frequency filter circuit) F, it is possible to prevent the high frequency power from the bias power source 108 from being supplied to the heater and the amount of heat generated from deviating from a predetermined range.

また、試料台107は、温調器(冷媒温調器)111と接続されている。この温調器111により、試料台107中の冷媒通路(203)内の冷媒の温度を制御することができる。上記ヒータや冷媒により、ウエハWの温度が制御されている。また、試料台107は、貫通孔(213)を介してガス供給部116と連結されている。   The sample stage 107 is connected to a temperature controller (refrigerant temperature controller) 111. The temperature controller 111 can control the temperature of the refrigerant in the refrigerant passage (203) in the sample stage 107. The temperature of the wafer W is controlled by the heater and the refrigerant. Moreover, the sample stage 107 is connected with the gas supply part 116 through the through-hole (213).

また、試料台107は、静電吸着用電源110と接続されている。静電吸着用電源110は、直流電源である。静電吸着用電源110から試料台107中の静電吸着用電極(201)に電力が供給される(電位が印加される)ことにより、試料台107の誘電体膜部(202)およびその上のウエハW内に形成された電荷の分極が生じ、静電気力が生じる。この静電気力により、ウエハWが試料台107の誘電体膜部(202)に吸着されて保持される。   Further, the sample stage 107 is connected to the electrostatic adsorption power source 110. The electrostatic attraction power source 110 is a DC power source. When electric power is supplied from the electrostatic attraction power source 110 to the electrostatic attraction electrode (201) in the sample stage 107 (potential is applied), the dielectric film portion (202) of the sample stage 107 and above The electric charge formed in the wafer W is polarized and an electrostatic force is generated. By this electrostatic force, the wafer W is attracted and held by the dielectric film portion (202) of the sample stage 107.

真空容器101の下方には、排気手段であるターボ分子ポンプ等の真空ポンプ(真空排気装置)102が配置され、開口部(排気口)117と連通している。開口部117は円形で、真空容器101の内部の処理室103の下部の試料台107の直下に配置されている。なお、処理室103、試料台107、開口部117は、その中心軸が合致するよう上下に並べて配置されている。なお、図示していないが、真空ポンプ102と開口部117との間には、複数枚の板形状を有し、開口部117を横切る方向に延在する軸の周りに回転するフラップを有する。このフラップの回転によって開口部117の開口の度合、例えば、開口の面積を調整することができる。この調整により、開口部117から流出する処理室103内部のガスや粒子の流量や流出速度を調整することができる。本実施の形態においては、制御装置112からの指令信号に応じて上記開口の度合を調整し、さらに、シャワープレート115の通路および貫通孔を通じて供給される処理用ガスの流量や流入速度を調整することで、処理室103の内部の圧力が所望の範囲内に調整される。   Below the vacuum vessel 101, a vacuum pump (vacuum exhaust device) 102 such as a turbo molecular pump as exhaust means is disposed and communicated with an opening (exhaust port) 117. The opening 117 is circular, and is disposed immediately below the sample stage 107 below the processing chamber 103 inside the vacuum vessel 101. Note that the processing chamber 103, the sample stage 107, and the opening 117 are arranged side by side so that their central axes coincide. Although not shown, between the vacuum pump 102 and the opening 117, there are a plurality of plate shapes and a flap that rotates around an axis that extends in a direction crossing the opening 117. The degree of opening of the opening 117, for example, the area of the opening, can be adjusted by the rotation of the flap. By this adjustment, the flow rate and outflow speed of the gas and particles inside the processing chamber 103 flowing out from the opening 117 can be adjusted. In the present embodiment, the degree of the opening is adjusted in accordance with a command signal from the control device 112, and the flow rate and inflow speed of the processing gas supplied through the passage and the through hole of the shower plate 115 are further adjusted. As a result, the pressure inside the processing chamber 103 is adjusted within a desired range.

また、上記バイアス電源108、ヒータ電源109、静電吸着用電源110および温調器111は、制御装置(コントローラ、制御部ともいう)112と接続されている。   The bias power source 108, the heater power source 109, the electrostatic adsorption power source 110, and the temperature controller 111 are connected to a control device (also referred to as a controller or a control unit) 112.

図2を参照しながら、ウエハWが搭載される試料台107の構成をさらに詳細に説明する。図2は、本実施の形態の試料台の構成を示す断面図である。試料台107は、基材部200と、基材部200の上面に接合されて配置された誘電体膜部202とを有する。基材部200は、例えば、2段以上の肩部を持った円筒形状または円板形状であり、Ti、セラミクス含有のアルミニウム、モリブデン、タングステン等の金属で構成される。ここでは、金属部の外周は絶縁膜(誘電体膜)200aで覆われている。また、誘電体膜部202は、例えば、2段以上の肩部を持った円筒形状または円板形状であり、ここでは、下層誘電体膜202aと、上層誘電体膜202bとの積層膜よりなる。誘電体材料としては、AlやY等を用いることができる。 The configuration of the sample stage 107 on which the wafer W is mounted will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the sample stage of the present embodiment. The sample stage 107 includes a base material part 200 and a dielectric film part 202 arranged to be bonded to the upper surface of the base material part 200. The base material portion 200 has, for example, a cylindrical shape or a disk shape having two or more shoulder portions, and is made of a metal such as Ti, ceramic-containing aluminum, molybdenum, or tungsten. Here, the outer periphery of the metal part is covered with an insulating film (dielectric film) 200a. The dielectric film portion 202 has, for example, a cylindrical shape or a disk shape having two or more shoulder portions, and here is formed of a laminated film of a lower dielectric film 202a and an upper dielectric film 202b. . As the dielectric material, Al 2 O 3 , Y 2 O 3, or the like can be used.

試料台107の基材部200は、マッチング回路(MC)を介してバイアス電源108と接続されている。バイアス電源108は、試料台107に高周波電力を供給してウエハWの上方にバイアス電位を形成するためのものである。バイアス電源108から供給される高周波バイアス電力は、数百Hz〜50MHz程度の範囲、より好ましくは400Hz〜40MHzの範囲の周波数を有している。また、このバイアス電源108はアースと電気的に接続されて接地されている(図1参照)。バイアス電源108およびマッチング回路(MC)は、制御装置112と通信手段を解して通信可能に接続され、制御装置112により制御される。即ち、バイアス電源108およびマッチング回路(MC)は、制御装置112からの指令信号を受信し、指令信号に応じた動作を行い、その動作の状態を送信信号として制御装置112に送信する。   The base part 200 of the sample stage 107 is connected to the bias power source 108 via a matching circuit (MC). The bias power source 108 is for supplying high-frequency power to the sample stage 107 to form a bias potential above the wafer W. The high-frequency bias power supplied from the bias power source 108 has a frequency in the range of several hundred Hz to 50 MHz, and more preferably in the range of 400 Hz to 40 MHz. The bias power source 108 is electrically connected to the ground and grounded (see FIG. 1). The bias power supply 108 and the matching circuit (MC) are communicably connected to the control device 112 through communication means, and are controlled by the control device 112. That is, the bias power supply 108 and the matching circuit (MC) receive a command signal from the control device 112, perform an operation according to the command signal, and transmit the operation state to the control device 112 as a transmission signal.

また、試料台107の基材部200中には、冷媒通路(冷却孔)203が設けられている。冷媒通路203は、基材部200の中心の周りに、ら旋状、または同心の多重の円弧状に配置されている。冷媒通路203は、その入口および出口が、冷媒管(図示せず)と接続されている。この冷媒管は、基材部200の下面に配置され、温調器111と連結される。この温調器111は、制御装置112に接続され制御される。この温調器111により、冷媒管を介して冷媒通路203内の冷媒の温度が制御される。また、試料台107の誘電体膜部202には、温度センサ210が設けられている。この温度センサ210は、制御装置112に接続される。   Further, a coolant passage (cooling hole) 203 is provided in the base material portion 200 of the sample stage 107. The refrigerant passage 203 is arranged in a spiral shape or a concentric multiple arc shape around the center of the base material portion 200. The refrigerant passage 203 has an inlet and an outlet connected to a refrigerant pipe (not shown). The refrigerant pipe is disposed on the lower surface of the base material part 200 and connected to the temperature controller 111. This temperature controller 111 is connected to and controlled by the control device 112. The temperature controller 111 controls the temperature of the refrigerant in the refrigerant passage 203 via the refrigerant pipe. A temperature sensor 210 is provided on the dielectric film portion 202 of the sample stage 107. This temperature sensor 210 is connected to the control device 112.

また、試料台107の誘電体膜部202の内部には、静電吸着用電極201が設けられている。静電吸着用電極201は、フィルター(高周波フィルター回路、図示せず)を介して静電吸着用電源110と接続されている。この静電吸着用電源110は、制御装置112に接続され制御される。ウエハWが試料台107上に載せられた状態で、静電吸着用電源110からの電力が静電吸着用電極201に供給されて、試料台107の表面の誘電体膜部202およびウエハW内に形成された電荷の分極により静電気力が生じる。この静電気力により、ウエハWが、誘電体膜部202の上面に吸着されて試料台107上に保持される。   An electrostatic adsorption electrode 201 is provided inside the dielectric film portion 202 of the sample stage 107. The electrostatic chucking electrode 201 is connected to the electrostatic chucking power source 110 via a filter (high-frequency filter circuit, not shown). The electrostatic attraction power source 110 is connected to and controlled by the control device 112. In a state where the wafer W is placed on the sample stage 107, power from the electrostatic attraction power source 110 is supplied to the electrostatic adsorption electrode 201, and the dielectric film portion 202 on the surface of the sample stage 107 and the inside of the wafer W are supplied. An electrostatic force is generated by the polarization of charges formed on the substrate. With this electrostatic force, the wafer W is attracted to the upper surface of the dielectric film portion 202 and held on the sample stage 107.

また、試料台107(基材部200および誘電体膜部202)には、貫通孔213が設けられている。この貫通孔213は、ガス供給部116と連結されている。例えば、ヘリウムガスなどを、ガス供給部116から貫通孔213を介して、試料台107(誘電体膜部202)の上部に設けられた凹部内に導入することができる。   In addition, a through hole 213 is provided in the sample stage 107 (base material part 200 and dielectric film part 202). The through hole 213 is connected to the gas supply unit 116. For example, helium gas or the like can be introduced from the gas supply unit 116 through the through hole 213 into a recess provided in the upper part of the sample stage 107 (dielectric film unit 202).

また、試料台107(基材部200および誘電体膜部202)には、貫通孔214が設けられている。この貫通孔214の内部には、ピン215が配置されている。ピン215を、試料台107に対して相対的に昇降させることにより、ウエハWの受け渡しを行うことができる。   In addition, a through hole 214 is provided in the sample stage 107 (base material part 200 and dielectric film part 202). A pin 215 is disposed inside the through hole 214. By moving the pins 215 up and down relative to the sample stage 107, the wafer W can be transferred.

次いで、図1および図2に示すプラズマ処理装置を用いた処理工程(エッチング工程)について説明する。   Next, a processing step (etching step) using the plasma processing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

本実施の形態のプラズマ処理装置では、図示しない搬送部によりウエハWが、処理室103内部へ搬送され、処理室103内に処理用ガスを導入した後、処理室103内にプラズマを生成し、生成されたプラズマによりウエハを処理する。   In the plasma processing apparatus of the present embodiment, the wafer W is transferred into the processing chamber 103 by a transfer unit (not shown), and after introducing a processing gas into the processing chamber 103, plasma is generated in the processing chamber 103, The wafer is processed by the generated plasma.

例えば、処理室103内部は真空ポンプ102によって排気され、減圧された状態にある。このとき、ウエハWは、図示しないロボットアーム等の搬送手段により、図示しないゲートを通り試料台107上に搬送され、試料台107の載置面を構成する誘電体膜部202上に載せられる。ウエハWが試料台107上に受け渡された後、ロボットアーム等の搬送手段は処理室103から搬送容器内に退出し、ゲートバルブ(図示せず)によりゲートが気密に閉塞される。次いで、静電吸着用電源110から誘電体膜部202内の静電吸着用電極201に電力が供給されて静電気力が形成され、ウエハWは、静電気力が形成された試料台107(誘電体膜部202)上に吸着されて保持される。   For example, the inside of the processing chamber 103 is evacuated and decompressed by the vacuum pump 102. At this time, the wafer W is transferred onto the sample stage 107 through a gate (not shown) by a transfer means such as a robot arm (not shown), and is placed on the dielectric film part 202 constituting the mounting surface of the sample stage 107. After the wafer W is transferred onto the sample stage 107, a transfer means such as a robot arm moves out of the processing chamber 103 into the transfer container, and the gate is hermetically closed by a gate valve (not shown). Next, electric power is supplied from the electrostatic attraction power source 110 to the electrostatic attraction electrode 201 in the dielectric film portion 202 to form an electrostatic force, and the wafer W is placed on the sample stage 107 (dielectric material) on which the electrostatic force is formed. Adsorbed and held on the film part 202).

ウエハWが試料台107に保持された後、処理用ガスが図示しないガス源からシャワープレート115の貫通孔を通り処理室103内に導入される。処理用ガスの流量と真空ポンプ102の動作による排気とのバランスにより、処理室103内部の圧力は所定の範囲に調節される。   After the wafer W is held on the sample stage 107, processing gas is introduced into the processing chamber 103 from a gas source (not shown) through the through hole of the shower plate 115. The pressure inside the processing chamber 103 is adjusted to a predetermined range by the balance between the flow rate of the processing gas and the exhaust due to the operation of the vacuum pump 102.

処理用ガスの供給後に、電波源104は電波を発生させる。発生した電波は導波管105を伝播し、共振器106に導かれる。伝播した電波は共振室106aで共振し、所定の強度の電界を形成する。この電界は、窓部材114、シャワープレート115を透過して処理室103に到達する。   After supplying the processing gas, the radio wave source 104 generates radio waves. The generated radio wave propagates through the waveguide 105 and is guided to the resonator 106. The propagated radio wave resonates in the resonance chamber 106a and forms an electric field having a predetermined intensity. This electric field passes through the window member 114 and the shower plate 115 and reaches the processing chamber 103.

ソレノイドコイル113には電流が供給され、処理室103内に磁界が形成される。この磁界は、処理室103の内側に、上から下方向で、かつ、下方において広がるように形成される。また、この磁界は、円筒状に配置されたソレノイドコイル113の中心軸の周りに軸対象に形状される。ソレノイドコイル113の磁場強度は、電波源104で発振された2.45GHzの電界に合わせて処理室103内に効率的にプラズマを形成できるように調節されている。   A current is supplied to the solenoid coil 113, and a magnetic field is formed in the processing chamber 103. This magnetic field is formed inside the processing chamber 103 so as to spread from top to bottom and downward. In addition, this magnetic field is shaped as an object around the central axis of the solenoid coil 113 arranged in a cylindrical shape. The magnetic field intensity of the solenoid coil 113 is adjusted so that plasma can be efficiently formed in the processing chamber 103 in accordance with the 2.45 GHz electric field oscillated by the radio wave source 104.

導波管105を伝播して共振器106内に進入した電界はその内部で所定の電界モードで共振される。このモードの電界が窓部材114およびシャワープレート115を透過して、処理室103内部の試料台107上部の空間内に導入される。処理室103に導入されたマイクロ波の電界は、ソレノイドコイル113による磁場との相互作用よって、処理室103に供給された処理用ガス(エッチング用ガス)を励起して処理室103にプラズマを生成させる。このようにして形成された電界と磁場の相互作用により、処理用ガスを励起して、処理室103内のウエハWを保持した試料台107の上方の空間にプラズマを形成する。このプラズマを利用して処理(本実施の形態においては、エッチング)が行われる。   The electric field propagating through the waveguide 105 and entering the resonator 106 is resonated in a predetermined electric field mode. The electric field in this mode passes through the window member 114 and the shower plate 115 and is introduced into the space above the sample stage 107 inside the processing chamber 103. The microwave electric field introduced into the processing chamber 103 generates plasma in the processing chamber 103 by exciting the processing gas (etching gas) supplied to the processing chamber 103 by interaction with the magnetic field generated by the solenoid coil 113. Let The processing gas is excited by the interaction between the electric field and the magnetic field thus formed, and plasma is formed in the space above the sample stage 107 holding the wafer W in the processing chamber 103. Processing (in this embodiment, etching) is performed using this plasma.

即ち、試料台107に高周波電力がバイアス電源108から供給される。その結果、試料台107とウエハWの上方のプラズマとの間に所定の電位差が形成される。そして、プラズマ中の荷電粒子がバイアス電位とプラズマの電位との間の電位差に応じてウエハWの表面に誘引され衝突することで、ウエハW上の処理対象の膜の異方的なエッチング処理が促進される。このように、プラズマを利用して、ウエハの表面の処理対象の膜に物理的、化学的反応を生起させて処理を行うことができる。   That is, high frequency power is supplied from the bias power source 108 to the sample stage 107. As a result, a predetermined potential difference is formed between the sample stage 107 and the plasma above the wafer W. Then, the charged particles in the plasma are attracted to and collide with the surface of the wafer W according to the potential difference between the bias potential and the plasma potential, so that an anisotropic etching process of the film to be processed on the wafer W is performed. Promoted. In this way, processing can be performed by causing a physical and chemical reaction to occur in the film to be processed on the surface of the wafer using plasma.

処理(ここでは、エッチング)の終点が、制御装置112により検出されると、バイアス電源108からのバイアス用の高周波電力が停止され、プラズマが消失することにより処理が終了する。次いで、静電吸着用電源110から給電を停止し、または極性を逆にした電力の供給によりウエハWの電荷を中和させる(除電工程)。その後、ウエハリフト用のピン(プッシャピン、持ち上げ手段)215を上昇させ、ウエハWを試料台107の上方に持ち上げる。   When the end point of the process (here, etching) is detected by the control device 112, the high frequency power for bias from the bias power supply 108 is stopped, and the process ends when the plasma disappears. Next, the power supply from the electrostatic attraction power supply 110 is stopped, or the electric charge of the wafer W is neutralized by supplying power with the polarity reversed (static elimination step). Thereafter, the wafer lift pins (pusher pins, lifting means) 215 are raised, and the wafer W is lifted above the sample stage 107.

次いで、ゲートバルブが開放されてゲートを通してロボットアーム等の搬送手段が処理室103内に進入し、アームを伸張させてウエハWをその先端部(ハンド、保持部ともいう)に受け取った後、アームを収縮させてウエハWを処理室103の外に搬出する。処理室103内でのウエハWの処理が終了したと制御装置112が判定すると、次のウエハWが搬入されるまで、制御装置112の指令により、ゲートバルブはゲートを気密に閉塞した状態を維持する。なお、ウエハWの搬出後、ゲートを開放した状態で、次のウエハWをロボットアームにより処理室103内に搬入してもよい。   Next, the gate valve is opened, and a transfer means such as a robot arm enters the processing chamber 103 through the gate, and the arm is extended to receive the wafer W at its tip (also referred to as a hand or holding unit). And the wafer W is carried out of the processing chamber 103. When the control device 112 determines that the processing of the wafer W in the processing chamber 103 is completed, the gate valve keeps the gate hermetically closed in accordance with a command from the control device 112 until the next wafer W is loaded. To do. After the wafer W is unloaded, the next wafer W may be loaded into the processing chamber 103 by the robot arm with the gate open.

本実施の形態においては、プラズマの生成は、マイクロ波による電界と磁界との相互作用によるECRを用いたが、ECRに限定されるものではなく、高周波を用いた静電結合手段または誘導結合手段を用いたプラズマ生成手段を用いることもできる。   In the present embodiment, plasma generation uses ECR based on the interaction between an electric field and a magnetic field generated by a microwave. However, the plasma generation is not limited to ECR, and electrostatic coupling means or inductive coupling means using high frequencies. Plasma generating means using can also be used.

上記処理工程(エッチング工程)において、試料台107に保持されたウエハWの温度を、ヒータや温調器を作動させることにより調節することができる。特に、本実施の形態においては、ヒータを構成するヒータ用抵抗体(ヒータ電極)に並列にバイパス回路を設けることにより、ウエハの温度を高精度に調節することができる。   In the processing step (etching step), the temperature of the wafer W held on the sample stage 107 can be adjusted by operating a heater or a temperature controller. In particular, in the present embodiment, by providing a bypass circuit in parallel with the heater resistor (heater electrode) constituting the heater, the wafer temperature can be adjusted with high accuracy.

以下、ヒータの構成について詳細に説明する。図2に示すように、試料台107の誘電体膜部202(上層誘電体膜202b)の内部には、3つのヒータ(205a、205b、205c)が設けられている。各ヒータは、複数のヒータ用抵抗体を有する。図3は、ヒータを構成するヒータ用抵抗体を示す平面図である。   Hereinafter, the configuration of the heater will be described in detail. As shown in FIG. 2, three heaters (205a, 205b, 205c) are provided inside the dielectric film portion 202 (upper dielectric film 202b) of the sample stage 107. Each heater has a plurality of heater resistors. FIG. 3 is a plan view showing a heater resistor constituting the heater.

ヒータ205cは、ヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4を有する。ヒータ205bは、ヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3を有する。ヒータ205aは、ヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3を有する。ヒータ用抵抗体は、後述するように、円弧状(アーク状)である。また、ヒータ用抵抗体は、導電材料よりなる。導電材料としては、タングステン、ニッケル−クロム合金、ニッケル−アルミ合金などを用いることができる。また、これらの材料に適当な添加金属を混ぜたものを用いてもよい。特に、合金を構成する金属の比や、添加金属の割合などを調整することにより、低効率を制御しやすい材料を用いることが好ましい。ヒータ用抵抗体は、例えば、誘電体膜部202を構成する誘電体層の上部に溶射により形成することができる。そして、このヒータ用抵抗体上には、さらに、誘電体層が形成される。この誘電体層も、溶射により形成することができる。具体的には、基材部200の上面に誘電体層を溶射し、誘電体層において所定の平面度が出るように研磨する。次いで、ヒータ用抵抗体を誘電体層の上面に、上記形状になるように、マスクを用いて溶射により形成する。次いで、ヒータ用抵抗体を削ることにより、その膜厚を単位面積当たりの発熱量が等しくなるように調整する。次いで、ヒータ用抵抗体の表面を覆うように、さらに、誘電体層を溶射により形成し、平面度を調整する。なお、静電吸着用電極(201)とその上部の誘電体層も同様にして形成することができる。   The heater 205c includes heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4. The heater 205b includes heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3. The heater 205a includes heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3. As will be described later, the heater resistor has an arc shape. The heater resistor is made of a conductive material. As the conductive material, tungsten, nickel-chromium alloy, nickel-aluminum alloy, or the like can be used. Moreover, you may use what mixed the suitable additional metal with these materials. In particular, it is preferable to use a material that can easily control the low efficiency by adjusting the ratio of the metal constituting the alloy, the ratio of the added metal, and the like. The heater resistor can be formed, for example, by thermal spraying on the upper part of the dielectric layer constituting the dielectric film portion 202. A dielectric layer is further formed on the heater resistor. This dielectric layer can also be formed by thermal spraying. Specifically, a dielectric layer is sprayed on the upper surface of the base material portion 200 and polished so that a predetermined flatness is obtained in the dielectric layer. Next, a heater resistor is formed on the upper surface of the dielectric layer by thermal spraying using a mask so as to have the above shape. Next, by removing the heater resistor, the film thickness is adjusted so that the heat generation amount per unit area becomes equal. Next, a dielectric layer is further formed by thermal spraying so as to cover the surface of the heater resistor, and the flatness is adjusted. The electrostatic chucking electrode (201) and the upper dielectric layer can be formed in the same manner.

ヒータ205a(ヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3)は、平面形状が円形である誘電体膜部202の中央部である領域(内側領域)Aaに設けられ、ヒータ205bは、その外側にある領域(中間領域)Abに設けられ、ヒータ205cは、領域Abの外側にある領域(外側領域)Acに設けられる。ここでは、領域Acが、最外周である。別の言い方をすれば、3つのヒータ(205a、205b、205c)は、それぞれ、誘電体膜部202の円形の平面領域の中心(以下、単に誘電体膜部202の中心という)を中心とした半径の異なる同心円で区画される複数の領域(Aa、Ab、Ac)に、内側から順に配置されている。   The heater 205a (heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3) is provided in a region (inner region) Aa that is a central portion of the dielectric film portion 202 having a circular planar shape, and the heater 205b is a region that is located outside thereof. (Intermediate region) provided in Ab, and heater 205c is provided in a region (outer region) Ac located outside region Ab. Here, the region Ac is the outermost periphery. In other words, each of the three heaters (205a, 205b, 205c) is centered on the center of the circular plane region of the dielectric film portion 202 (hereinafter simply referred to as the center of the dielectric film portion 202). It arrange | positions in order from the inner side in the some area | region (Aa, Ab, Ac) divided by the concentric circle from which a radius differs.

前述したように、ヒータ205cは、誘電体膜部202の円形の平面領域の最外周に配置され、4つのヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4を有する。このヒータ用抵抗体(205c1、205c2、205c3および205c4)は、誘電体膜部202の中心から半径Rc、中心角θcの弧に沿って設けられ、所定の幅を有する。中心角θcは、約90°である。ヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4のそれぞれの間は直列に、導電部Cにより電気的に接続されている。導電部Cとしては、その抵抗が低く、例えば、ヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4より抵抗の低い材料を用いる。   As described above, the heater 205c is disposed on the outermost periphery of the circular planar region of the dielectric film portion 202, and includes the four heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4. The heater resistors (205c1, 205c2, 205c3 and 205c4) are provided along an arc having a radius Rc and a central angle θc from the center of the dielectric film portion 202, and have a predetermined width. The central angle θc is about 90 °. Each of the heater resistors 205c1, 205c2, 205c3 and 205c4 is electrically connected in series by a conductive portion C. As the conductive portion C, a material having a low resistance, for example, a material having a resistance lower than that of the heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4 is used.

ヒータ205bは、誘電体膜部202の円形の平面領域の最外周の領域Acの内側であって中央部の領域Aaの外側、即ち、領域Acと領域Aaの間の領域Abに配置され、3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3を有する。このヒータ用抵抗体(205b1、205b2および205b3)は、誘電体膜部202の中心から半径Rb、中心角θbの弧に沿って設けられ、所定の幅を有する。中心角θcは、約120°である。半径Rb<半径Rcであり、中心角θb>中心角θcである。ヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3のそれぞれの間は直列に、導電部Cにより電気的に接続されている。導電部Cとしては、その抵抗が低く、例えば、ヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3より抵抗の低い材料を用いる。   The heater 205b is disposed inside the outermost region Ac of the circular plane region of the dielectric film portion 202 and outside the central region Aa, that is, in the region Ab between the region Ac and the region Aa. Two heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 are provided. The heater resistors (205b1, 205b2, and 205b3) are provided along an arc having a radius Rb and a central angle θb from the center of the dielectric film portion 202, and have a predetermined width. The central angle θc is about 120 °. Radius Rb <radius Rc, and center angle θb> center angle θc. The heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 are electrically connected in series by the conductive portion C. As the conductive portion C, a material having a low resistance, for example, a material having a lower resistance than the heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 is used.

ヒータ205aは、誘電体膜部202の円形の平面領域の中央部の領域Aaに配置され、3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3を有する。このうち、ヒータ用抵抗体205a1は、誘電体膜部202の中心から半径Ra1の円形状に設けられ、ヒータ用抵抗体205a2および205a3は、誘電体膜部202の中心から半径Ra2、中心角θaの弧に沿って設けられ、所定の幅を有する。中心角θaは、約180°である。半径Ra1<半径Ra2<半径Rbであり、中心角θa>中心角θbである。ヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3のそれぞれの間は直列に、導電部Cにより電気的に接続されている。導電部Cとしては、その抵抗が低く、例えば、ヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3より抵抗の低い材料を用いる。   The heater 205a is disposed in the central area Aa of the circular planar area of the dielectric film portion 202, and includes three heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3. Among them, the heater resistor 205 a 1 is provided in a circular shape with a radius Ra 1 from the center of the dielectric film portion 202, and the heater resistors 205 a 2 and 205 a 3 have a radius Ra 2 and a center angle θa from the center of the dielectric film portion 202. And having a predetermined width. The central angle θa is about 180 °. Radius Ra1 <radius Ra2 <radius Rb, and center angle θa> center angle θb. Each of the heater resistors 205a1, 205a2 and 205a3 is electrically connected in series by a conductive portion C. As the conductive portion C, a material having a low resistance, for example, a material having a resistance lower than that of the heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3 is used.

このように、本実施の形態においては、3つのヒータ(205a、205b、205c)が同心状に配置され、それぞれのヒータは、直列に接続された複数の円弧状のヒータ用抵抗体を有する。ここで、半径がより大きい領域に配置される弧状のヒータ用抵抗体の中心角を小さくすることで、半径がより大きい領域の温度制御を精細に行うことができる。   Thus, in the present embodiment, three heaters (205a, 205b, 205c) are arranged concentrically, and each heater has a plurality of arc-shaped heater resistors connected in series. Here, by reducing the central angle of the arc-shaped heater resistor arranged in the region with the larger radius, the temperature control in the region with the larger radius can be performed finely.

そして、直列に接続された複数のヒータ用抵抗体の両端には、ヒータ電源109が接続されている。また、直列に接続された複数のヒータ用抵抗体のそれぞれには、並列にバイパス回路が設けられている(図4〜図9参照)。バイパス回路は、電流制御素子を有する。バイパス回路は、単一の電流制御素子(例えば、可変抵抗など)で構成されてもよいし、また、複数の素子を組み合わせて構成してもよい。また、ヒータ毎に、バイパス回路の構成を異なるものとしてもよい。バイパス回路に用いられる電流制御素子は、電流量の調節が可能な素子であれば特に制限はないが、例えば、ダイオードとコイルあるいは可変抵抗素子が直列または並列に電気的に接続された回路と電気的に等価な一つの素子あるいは複数の素子を用いることができる。   A heater power supply 109 is connected to both ends of the plurality of heater resistors connected in series. Each of the plurality of heater resistors connected in series is provided with a bypass circuit in parallel (see FIGS. 4 to 9). The bypass circuit has a current control element. The bypass circuit may be configured by a single current control element (for example, a variable resistor) or may be configured by combining a plurality of elements. Further, the configuration of the bypass circuit may be different for each heater. The current control element used in the bypass circuit is not particularly limited as long as it is an element capable of adjusting the amount of current. For example, a current control element and a circuit in which a diode and a coil or a variable resistance element are electrically connected in series or in parallel are electrically connected. One element or a plurality of elements equivalent to each other can be used.

なお、ヒータ用抵抗体とヒータ電源109との間は、コネクタおよびケーブルを介して電気的に接続されている。即ち、試料台107の裏面側には、ヒータ用抵抗体の両端部とそれぞれ接続されるヒータ電源用のコネクタ(図示せず)が設けられ、このコネクタとケーブルの一端が接続され、ケーブルの他端がヒータ電源109と接続される。また、同様に、試料台107の裏面側には、ヒータ用抵抗体の両端(第1端、第2端)とそれぞれ接続されるバイパス回路用のコネクタ(図示せず)が設けられ、このコネクタとケーブルを介して、ヒータ用抵抗体とバイパス回路とが接続される。   Note that the heater resistor and the heater power source 109 are electrically connected via a connector and a cable. That is, a heater power connector (not shown) connected to both ends of the heater resistor is provided on the back side of the sample stage 107, and this connector is connected to one end of the cable. The end is connected to the heater power supply 109. Similarly, on the back side of the sample stage 107, connectors for bypass circuits (not shown) connected to both ends (first end and second end) of the heater resistor are provided. The heater resistor and the bypass circuit are connected to each other through a cable.

また、直列に接続された複数のヒータ用抵抗体のそれぞれには、温度センサ210が設けられている。以下、図4〜図9を参照しながら詳細に説明する。図4は、ヒータ205cの構成を模式的に示す断面図であり、図5は、ヒータ205cの構成を模式的に示す平面図である。   A temperature sensor 210 is provided for each of the plurality of heater resistors connected in series. Hereinafter, it will be described in detail with reference to FIGS. 4 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heater 205c, and FIG. 5 is a plan view schematically showing the configuration of the heater 205c.

図4および図5に示すように、ヒータ(外側ヒータ)205cは、4つのヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4を有する。ヒータ用抵抗体205c1と205c2とは、導電部Cにより接続され、ヒータ用抵抗体205c2と205c3とは、導電部Cにより接続され、ヒータ用抵抗体205c3と205c4とは、導電部Cにより接続される。そして、ヒータ用抵抗体205c1は、ヒータ電源109cの第1端と接続され、ヒータ用抵抗体205c4は、ヒータ電源109cの第2端と接続される。ヒータ用抵抗体205c1の両端には、バイパス回路300c1が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c2の両端には、バイパス回路300c2が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c3の両端には、バイパス回路300c3が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c4の両端には、バイパス回路300c4が並列に接続される。また、各バイパス回路300c1、300c2、300c3および300c4は、バイパス制御装置301cに接続されている。このバイパス制御装置301cは、制御装置112の一部を構成する。また、ヒータ用抵抗体205c1の中央部の裏面側には、温度センサ210c1が配置され、ヒータ用抵抗体205c2の中央部の裏面側には、温度センサ210c2が配置され、ヒータ用抵抗体205c3の中央部の裏面側には、温度センサ210c3が配置され、ヒータ用抵抗体205c4の中央部の裏面側には、温度センサ210c4が配置される。また、各温度センサ210c1、210c2、210c3および210c4は、制御装置112に接続される。   As shown in FIGS. 4 and 5, the heater (outer heater) 205c includes four heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4. The heater resistors 205c1 and 205c2 are connected by the conductive portion C, the heater resistors 205c2 and 205c3 are connected by the conductive portion C, and the heater resistors 205c3 and 205c4 are connected by the conductive portion C. The The heater resistor 205c1 is connected to the first end of the heater power supply 109c, and the heater resistor 205c4 is connected to the second end of the heater power supply 109c. A bypass circuit 300c1 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205c1, a bypass circuit 300c2 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205c2, and a bypass circuit is connected to both ends of the heater resistor 205c3. 300c3 is connected in parallel, and a bypass circuit 300c4 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205c4. Each bypass circuit 300c1, 300c2, 300c3 and 300c4 is connected to a bypass control device 301c. The bypass control device 301c constitutes a part of the control device 112. Further, a temperature sensor 210c1 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205c1, and a temperature sensor 210c2 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205c2, and the heater resistor 205c3 A temperature sensor 210c3 is disposed on the back surface side of the central portion, and a temperature sensor 210c4 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205c4. Each temperature sensor 210c1, 210c2, 210c3, and 210c4 is connected to the control device 112.

図6は、ヒータ(中間ヒータ)205bの構成を模式的に示す断面図であり、図7は、ヒータ205bの構成を模式的に示す平面図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heater (intermediate heater) 205b, and FIG. 7 is a plan view schematically showing the configuration of the heater 205b.

図6および図7に示すように、ヒータ205bは、3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3を有する。ヒータ用抵抗体205b1と205b2とは、導電部Cにより接続され、ヒータ用抵抗体205b2と205b3とは、導電部Cにより接続される。そして、ヒータ用抵抗体205b1は、ヒータ電源109bの第1端と接続され、ヒータ用抵抗体205b3は、ヒータ電源109bの第2端と接続される。ヒータ用抵抗体205b1の両端には、バイパス回路300b1が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205b2の両端には、バイパス回路300b2が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205b3の両端には、バイパス回路300b3が並列に接続される。また、各バイパス回路300b1、300b2および300b3は、バイパス制御装置301bに接続されている。このバイパス制御装置301bは、制御装置112の一部を構成する。また、ヒータ用抵抗体205b1の中央部の裏面側には、温度センサ210b1が配置され、ヒータ用抵抗体205b2の中央部の裏面側には、温度センサ210b2が配置され、ヒータ用抵抗体205b3の中央部の裏面側には、温度センサ210b3が配置される。また、各温度センサ210b1、210b2および210b3は、制御装置112に接続される。   As shown in FIGS. 6 and 7, the heater 205b has three heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3. The heater resistors 205b1 and 205b2 are connected by the conductive portion C, and the heater resistors 205b2 and 205b3 are connected by the conductive portion C. The heater resistor 205b1 is connected to the first end of the heater power supply 109b, and the heater resistor 205b3 is connected to the second end of the heater power supply 109b. A bypass circuit 300b1 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205b1, a bypass circuit 300b2 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205b2, and a bypass circuit is connected to both ends of the heater resistor 205b3. 300b3 are connected in parallel. Each bypass circuit 300b1, 300b2, and 300b3 is connected to a bypass control device 301b. The bypass control device 301b constitutes a part of the control device 112. Further, the temperature sensor 210b1 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205b1, and the temperature sensor 210b2 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205b2, and the heater resistor 205b3 A temperature sensor 210b3 is disposed on the back side of the central portion. Each temperature sensor 210b1, 210b2, and 210b3 is connected to the control device 112.

図8は、ヒータ(内側ヒータ)205aの構成を模式的に示す断面図であり、図9は、ヒータ205aの構成を模式的に示す平面図である。   FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the heater (inner heater) 205a, and FIG. 9 is a plan view schematically showing the configuration of the heater 205a.

図8および図9に示すように、ヒータ205aは、3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2および205a3を有する。ヒータ用抵抗体205a1と205a2とは、導電部Cにより接続され、ヒータ用抵抗体205a2と205a3とは、導電部Cにより接続される。そして、ヒータ用抵抗体205a1は、ヒータ電源109aの第1端と接続され、ヒータ用抵抗体205a3は、ヒータ電源109aの第2端と接続される。ヒータ用抵抗体205a1の両端には、バイパス回路300a1が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205a2の両端には、バイパス回路300a2が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205a3の両端には、バイパス回路300a3が並列に接続される。また、各バイパス回路300a1、300a2および300a3は、バイパス制御装置301aに接続されている。このバイパス制御回路は、制御装置112の一部を構成する。また、ヒータ用抵抗体205a1の中央部の裏面側には、温度センサ210a1が配置され、ヒータ用抵抗体205a2の中央部の裏面側には、温度センサ210a2が配置され、ヒータ用抵抗体205a3の中央部の裏面側には、温度センサ210a3が配置される。また、各温度センサ210a1、210a2および210a3は、制御装置112に接続される。   As shown in FIGS. 8 and 9, the heater 205a has three heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3. The heater resistors 205a1 and 205a2 are connected by a conductive portion C, and the heater resistors 205a2 and 205a3 are connected by a conductive portion C. The heater resistor 205a1 is connected to the first end of the heater power supply 109a, and the heater resistor 205a3 is connected to the second end of the heater power supply 109a. A bypass circuit 300a1 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205a1, a bypass circuit 300a2 is connected in parallel to both ends of the heater resistor 205a2, and a bypass circuit is connected to both ends of the heater resistor 205a3. 300a3 are connected in parallel. Each bypass circuit 300a1, 300a2, and 300a3 is connected to a bypass control device 301a. This bypass control circuit forms part of the control device 112. Further, a temperature sensor 210a1 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205a1, and a temperature sensor 210a2 is disposed on the back surface side of the central portion of the heater resistor 205a2, and the heater resistor 205a3 A temperature sensor 210a3 is disposed on the back side of the central portion. The temperature sensors 210a1, 210a2, and 210a3 are connected to the control device 112.

次いで、ヒータを用いたウエハW(誘電体膜部202)の温度制御方法について説明する。   Next, a method for controlling the temperature of the wafer W (dielectric film unit 202) using a heater will be described.

まず、ヒータ205cの温度制御について説明する(図4、図5参照)。1つのコネクタに供給された電流は、並列に接続されたヒータ用抵抗体205cとバイパス回路(電流制御素子)300cとに流れる。ヒータ205cは、4つのヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3、205c4を有し、各ヒータ用抵抗体に流れる電流の値がバイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4の動作に応じて調節される。すなわち、バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4は、これに流れる電流量を可変に増減することにより、これと並列に接続されているヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3、205c4に通流する電流の量を可変に増減させる。バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4の動作は、バイパス制御装置301cの演算装置が算出したバイパス回路(電流制御素子)内の抵抗値またはインピーダンス値に基づいて調整される。例えば、制御装置112は、4つのヒータ用抵抗体205c1〜205c4の中央部(中間の角度位置)の下方の誘電体膜部202内に配置された温度センサ(210c1〜210c4)からの出力に基づいて、ヒータ電源109cからヒータ205c(直列に接続された4つのヒータ用抵抗体205c1〜205c4)へ供給する電力の設定を行う。この際、バイパス制御装置301cは、ヒータ205cのヒータ用抵抗体(205c1、205c2、205c3、205c4)毎に、その上方に載せられるウエハWの当該ヒータ用抵抗体に対応する箇所を所望の温度にできる電力量を算出する。そして、ヒータ用抵抗体(205c1、205c2、205c3、205c4)の各々に供給される電力量を、これらのヒータ用抵抗体のうち単位面積あたりの電力量が最大となるヒータ用抵抗体を基準として算出する。制御装置112からの指令により、ヒータ電源109cは、算出された電力量を、直列に接続された4つのヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3、205c4へ供給する。   First, temperature control of the heater 205c will be described (see FIGS. 4 and 5). The current supplied to one connector flows through the heater resistor 205c and the bypass circuit (current control element) 300c connected in parallel. The heater 205c has four heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4, and the value of the current flowing through each heater resistor depends on the operation of the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4. Adjusted. That is, the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 variably increase / decrease the amount of current flowing therethrough, so that the heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, 205c4 connected in parallel therewith are bypassed. Increase or decrease the amount of current flowing through The operations of the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 are adjusted based on the resistance value or impedance value in the bypass circuit (current control element) calculated by the arithmetic unit of the bypass control device 301c. For example, the control device 112 is based on the output from the temperature sensors (210c1 to 210c4) disposed in the dielectric film part 202 below the central part (intermediate angular position) of the four heater resistors 205c1 to 205c4. Thus, the power to be supplied from the heater power supply 109c to the heater 205c (four heater resistors 205c1 to 205c4 connected in series) is set. At this time, for each heater resistor (205c1, 205c2, 205c3, 205c4) of the heater 205c, the bypass control device 301c sets a position corresponding to the heater resistor on the wafer W placed thereon to a desired temperature. Calculate the amount of power that can be generated. Then, the amount of power supplied to each of the heater resistors (205c1, 205c2, 205c3, 205c4) is determined based on the heater resistor having the maximum amount of power per unit area among these heater resistors. calculate. In response to a command from the control device 112, the heater power supply 109c supplies the calculated electric energy to the four heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4 connected in series.

基準となるヒータ用抵抗体に対して、ヒータ電源109cが供給する電力量は、バイパス制御装置301cからの指令に基づいて、一定または所定の範囲内の値となるように調節される。具体的には、バイパス制御装置301cにおいて、処理前に予め諸条件を考慮して算出された設定温度となるように、ヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3、205c4の各々に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4へ流す電流が設定される。ただし、基準となったヒータ用抵抗体に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)には電流が流れないように設定される。バイパス制御装置301cは、設定された電流が流れる抵抗値を実現するように、基準となったヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体のバイパス回路(電流制御素子)に指令を発信する。   The amount of power supplied by the heater power supply 109c to the reference heater resistor is adjusted to be a constant value or a value within a predetermined range based on a command from the bypass control device 301c. Specifically, the bypass control device 301c is connected in parallel to each of the heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4 so that the set temperature is calculated in consideration of various conditions before processing. A current that flows to bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 is set. However, it is set so that no current flows in the bypass circuit (current control element) connected in parallel to the reference heater resistor. The bypass control device 301c sends a command to a bypass circuit (current control element) of a heater resistor other than the reference heater resistor so as to realize a resistance value through which the set current flows.

制御の一例として、例えば、温度センサ210c1、210c2、210c3および210c4の検出温度が、Tc1<Tc2<Tc3<Tc4であった場合、一番温度の低い、Tc1を基準に、ヒータ用抵抗体205c1が設定温度になるように、ヒータ電源109cが供給する電力量を設定する。この際、温度の高いヒータ用抵抗体205c2、205c3、205c4には、設定温度に到達するより過剰な電力量が供給される。そこで、バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4の抵抗値(Rc1、Rc2、Rc3、Rc4)を、Rc1>Rc2>Rc3>Rc4と調整する。これにより、バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4に流れる電流値(Ic1、Ic2、Ic3、Ic4)を、Ic1=0、Ic2<Ic3<Ic4とすることで、ヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3、205c4の温度を均一に調整することができる。   As an example of the control, for example, when the detected temperatures of the temperature sensors 210c1, 210c2, 210c3 and 210c4 are Tc1 <Tc2 <Tc3 <Tc4, the heater resistor 205c1 is based on the lowest temperature, Tc1. The amount of power supplied by the heater power supply 109c is set so that the set temperature is reached. At this time, the heater resistors 205c2, 205c3, and 205c4 having a high temperature are supplied with an excessive amount of power that reaches the set temperature. Therefore, the resistance values (Rc1, Rc2, Rc3, Rc4) of the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 are adjusted as Rc1> Rc2> Rc3> Rc4. As a result, the current values (Ic1, Ic2, Ic3, Ic4) flowing through the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 are set to Ic1 = 0, Ic2 <Ic3 <Ic4. The temperatures of 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4 can be adjusted uniformly.

次いで、ヒータ205bの温度制御について説明する(図6、図7参照)。1つのコネクタに供給された電流は、並列に接続されたヒータ用抵抗体205bとバイパス回路(電流制御素子)300bとに流れる。ヒータ205bは、3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3を有し、各ヒータ用抵抗体に流れる電流の値がバイパス回路(電流制御素子)300b1、300b2、300b3の動作に応じて調節される。すなわち、バイパス回路(電流制御素子)300b1、300b2、300b3は、これに流れる電流量を可変に増減することにより、これと並列に接続されているヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3に通流する電流の量を可変に増減させる。バイパス回路(電流制御素子)300b1、300b2、300b3の動作は、バイパス制御装置301bの演算装置が算出したバイパス回路(電流制御素子)内の抵抗値またはインピーダンス値に基づいて調整される。例えば、制御装置112は、3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3の中央部(中間の角度位置)の下方の誘電体膜部202内に配置された温度センサ(210b1、210b2、210b3)からの出力に基づいて、ヒータ電源109bからヒータ205b(直列に接続された3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3)へ供給する電力の設定を行う。この際、バイパス制御装置301bは、ヒータ205bのヒータ用抵抗体(205b1、205b2、205b3)毎に、その上方に載せられるウエハWの当該ヒータ用抵抗体に対応する箇所を所望の温度にできる電力量を算出する。そして、ヒータ用抵抗体(205b1、205b2、205b3)の各々に供給される電力量を、これらのヒータ用抵抗体のうち単位面積あたりの電力量が最大となるヒータ用抵抗体を基準として算出する。制御装置112からの指令により、ヒータ電源109bは、算出された電力量を、直列に接続された3つのヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3へ供給する。   Next, temperature control of the heater 205b will be described (see FIGS. 6 and 7). The current supplied to one connector flows through the heater resistor 205b and the bypass circuit (current control element) 300b connected in parallel. The heater 205b has three heater resistors 205b1, 205b2, 205b3, and the value of the current flowing through each heater resistor is adjusted according to the operation of the bypass circuits (current control elements) 300b1, 300b2, 300b3. . That is, the bypass circuits (current control elements) 300b1, 300b2, and 300b3 variably increase / decrease the amount of current flowing therethrough, and flow to the heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 connected in parallel therewith. Increase or decrease the amount of current variably. The operations of the bypass circuits (current control elements) 300b1, 300b2, and 300b3 are adjusted based on the resistance value or impedance value in the bypass circuit (current control element) calculated by the arithmetic unit of the bypass control device 301b. For example, the control device 112 includes temperature sensors (210b1, 210b2, 210b3) disposed in the dielectric film portion 202 below the central portion (intermediate angular position) of the three heater resistors 205b1, 205b2, 205b3. Is set from the heater power source 109b to the heater 205b (three heater resistors 205b1, 205b2, 205b3 connected in series). At this time, for each heater resistor (205b1, 205b2, 205b3) of the heater 205b, the bypass control device 301b has a power that can bring a portion corresponding to the heater resistor of the wafer W placed thereon to a desired temperature. Calculate the amount. Then, the amount of power supplied to each of the heater resistors (205b1, 205b2, 205b3) is calculated based on the heater resistor having the maximum power amount per unit area among these heater resistors. . In response to a command from the control device 112, the heater power supply 109b supplies the calculated amount of power to the three heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 connected in series.

基準となるヒータ用抵抗体に対して、ヒータ電源109bが供給する電力量は、バイパス制御装置301bからの指令に基づいて、一定となるように所定の範囲内の値となるように調節される。具体的には、バイパス制御装置301bにおいて、処理前に予め諸条件を考慮して算出された設定温度となるように、ヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3の各々に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)300b1、300b2、300b3へ流す電流が設定される。ただし、基準となったヒータ用抵抗体に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)には電流が流れないように設定される。バイパス制御装置301bは、設定された電流が流れる抵抗値を実現するように、基準となったヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体のバイパス回路(電流制御素子)に指令を発信する。   The amount of electric power supplied by the heater power supply 109b to the reference heater resistor is adjusted to be a constant value within a predetermined range based on a command from the bypass control device 301b. . Specifically, in the bypass control device 301b, a bypass circuit connected in parallel to each of the heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 so that the set temperature is calculated in consideration of various conditions before processing. (Current control element) Currents to be supplied to 300b1, 300b2, and 300b3 are set. However, it is set so that no current flows in the bypass circuit (current control element) connected in parallel to the reference heater resistor. The bypass control device 301b transmits a command to a bypass circuit (current control element) of a heater resistor other than the reference heater resistor so as to realize a resistance value through which the set current flows.

制御の一例として、例えば、温度センサ210b1、210b2および210b3の検出温度が、Tb1<Tb2<Tb3であった場合、一番温度の低い、Tb1を基準に、ヒータ用抵抗体205b1が設定温度になるように、ヒータ電源109bが供給する電力量を設定する。この際、温度の高いヒータ用抵抗体205b2、205b3には、設定温度に到達するより過剰な電力量が供給される。そこで、バイパス回路(電流制御素子)300b1、300b2および300b3の抵抗値(Rb1、Rb2、Rb3)を、Rb1>Rb2>Rb3と調整し、バイパス回路300b1、300b2および300b3に流れる電流値(Ib1、Ib2、Ib3)を、Ib1=0、Ib2<Ib3とする。これにより、ヒータ用抵抗体205b1、205b2、205b3の温度を均一に調整することができる。   As an example of the control, for example, when the detected temperatures of the temperature sensors 210b1, 210b2, and 210b3 are Tb1 <Tb2 <Tb3, the heater temperature 205b1 becomes the set temperature with reference to Tb1, which is the lowest temperature. As described above, the amount of power supplied by the heater power supply 109b is set. At this time, the heater resistors 205b2 and 205b3 having higher temperatures are supplied with an excessive amount of electric power that reaches the set temperature. Therefore, the resistance values (Rb1, Rb2, Rb3) of the bypass circuits (current control elements) 300b1, 300b2, and 300b3 are adjusted as Rb1> Rb2> Rb3, and the current values (Ib1, Ib2) flowing through the bypass circuits 300b1, 300b2, and 300b3 are adjusted. , Ib3) is set so that Ib1 = 0 and Ib2 <Ib3. Thereby, the temperature of the heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 can be adjusted uniformly.

次いで、ヒータ205aの温度制御について説明する(図8、図9参照)。1つのコネクタに供給された電流は、並列に接続されたヒータ用抵抗体205aとバイパス回路(電流制御素子)300aとに流れる。ヒータ205aは、3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3を有し、各ヒータ用抵抗体に流れる電流の値がバイパス回路(電流制御素子)300a1、300a2、300a3の動作に応じて調節される。すなわち、バイパス回路(電流制御素子)300a1、300a2、300a3は、これに流れる電流量を可変に増減することにより、これと並列に接続されているヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3に通流する電流の量を可変に増減させる。バイパス回路(電流制御素子)300a1、300a2、300a3の動作は、バイパス制御装置301aの演算装置が算出したバイパス回路(電流制御素子)内の抵抗値またはインピーダンス値に基づいて調整される。例えば、制御装置112は、3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3の中央部(中間の角度位置)の下方の誘電体膜部202内に配置された温度センサ(210a1、210a2、210a3)からの出力に基づいて、ヒータ電源109aからヒータ205a(直列に接続された3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3)へ供給する電力の設定を行う。この際、バイパス制御装置301aは、ヒータ205aのヒータ用抵抗体(205a1、205a2、205a3)毎に、その上方に載せられるウエハWの当該ヒータ用抵抗体に対応する箇所を所望の温度にできる電力量を算出する。そして、ヒータ用抵抗体(205a1、205a2、205a3)の各々に供給される電力量を、これらのヒータ用抵抗体のうち単位面積あたりの電力量が最大となるヒータ用抵抗体を基準として算出する。制御装置112からの指令により、ヒータ電源109aは、算出された電力量を、直列に接続された3つのヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3へ供給する。   Next, temperature control of the heater 205a will be described (see FIGS. 8 and 9). The current supplied to one connector flows through the heater resistor 205a and the bypass circuit (current control element) 300a connected in parallel. The heater 205a has three heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3, and the value of the current that flows through each heater resistor is adjusted according to the operation of the bypass circuits (current control elements) 300a1, 300a2, and 300a3. . That is, the bypass circuits (current control elements) 300a1, 300a2, and 300a3 variably increase / decrease the amount of current flowing through the bypass circuits (current control elements) 300a1, 300a2, and 300a3 to flow through the heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3 connected in parallel thereto. Increase or decrease the amount of current variably. The operations of the bypass circuits (current control elements) 300a1, 300a2, and 300a3 are adjusted based on the resistance value or impedance value in the bypass circuit (current control element) calculated by the arithmetic unit of the bypass control device 301a. For example, the control device 112 includes temperature sensors (210a1, 210a2, 210a3) disposed in the dielectric film portion 202 below the central portions (intermediate angular positions) of the three heater resistors 205a1, 205a2, 205a3. Is set from the heater power supply 109a to the heater 205a (three heater resistors 205a1, 205a2, 205a3 connected in series). At this time, for each heater resistor (205a1, 205a2, 205a3) of the heater 205a, the bypass control device 301a has a power that can bring a portion corresponding to the heater resistor of the wafer W placed thereon to a desired temperature. Calculate the amount. Then, the amount of electric power supplied to each of the heater resistors (205a1, 205a2, 205a3) is calculated based on the heater resistor having the maximum electric energy per unit area among these heater resistors. . In response to a command from the control device 112, the heater power supply 109a supplies the calculated electric energy to the three heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3 connected in series.

基準となるヒータ用抵抗体に対して、ヒータ電源109aが供給する電力量は、バイパス制御装置301aからの指令に基づいて、一定または所定の範囲内の値となるように調節される。具体的には、バイパス制御装置301aにおいて、処理前に予め諸条件を考慮して算出された設定温度となるように、ヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3の各々に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)300a1、300a2、300a3へ流す電流が設定される。ただし、基準となったヒータ用抵抗体に並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)には電流が流れないように設定される。バイパス制御装置301aは、設定された電流が流れる抵抗値を実現するように、基準となったヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体のバイパス回路(電流制御素子)に指令を発信する。   The amount of power supplied from the heater power supply 109a to the reference heater resistor is adjusted to be a constant value or a value within a predetermined range based on a command from the bypass control device 301a. Specifically, in the bypass control device 301a, a bypass circuit connected in parallel to each of the heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3 so as to have a preset temperature calculated in consideration of various conditions before processing. (Current control element) Currents to be supplied to 300a1, 300a2, and 300a3 are set. However, it is set so that no current flows in the bypass circuit (current control element) connected in parallel to the reference heater resistor. The bypass control device 301a transmits a command to a bypass circuit (current control element) of a heater resistor other than the reference heater resistor so as to realize a resistance value through which the set current flows.

制御の一例として、例えば、温度センサ210a1、210a2および210a3の検出温度が、Ta1<Ta2<Ta3であった場合、一番温度の低い(最低値である)Ta1を基準に、ヒータ用抵抗体205a1が設定温度になるように、ヒータ電源109aが供給する電力量を設定する。この際、温度の高いヒータ用抵抗体205a2、205a3には、設定温度に到達するより過剰な電力量が供給される。そこで、バイパス回路(電流制御素子)300a1、300a2および300a3の抵抗値(Ra1、Ra2、Ra3)を、Ra1>Ra2>Ra3と調整し、バイパス回路300a1、300a2および300a3に流れる電流値(Ia1、Ia2、Ia3)を、Ia1=0、Ia2<Ia3とする。これにより、ヒータ用抵抗体205a1、205a2、205a3の温度を均一に調整することができる。   As an example of control, for example, when the detected temperatures of the temperature sensors 210a1, 210a2, and 210a3 are Ta1 <Ta2 <Ta3, the heater resistor 205a1 is based on the lowest temperature (the lowest value) Ta1. Is set to the set temperature so that the amount of power supplied by the heater power supply 109a is set. At this time, the heater resistors 205a2 and 205a3 having higher temperatures are supplied with an excessive amount of electric power that reaches the set temperature. Therefore, the resistance values (Ra1, Ra2, Ra3) of the bypass circuits (current control elements) 300a1, 300a2, and 300a3 are adjusted as Ra1> Ra2> Ra3, and the current values (Ia1, Ia2) flowing through the bypass circuits 300a1, 300a2, and 300a3 are adjusted. , Ia3), let Ia1 = 0 and Ia2 <Ia3. Thereby, the temperature of the heater resistors 205a1, 205a2, and 205a3 can be adjusted uniformly.

このように、ヒータ用抵抗体の温度を調整することで、ウエハの面方向(径方向、周方向)について加工膜の均一性を高くすることができる。   Thus, by adjusting the temperature of the heater resistor, the uniformity of the processed film can be increased in the wafer surface direction (radial direction, circumferential direction).

特に、ウエハの外周部においては、ウエハの反りなどにより、試料台と接し難く、試料台による温度調節が不十分となり、温度のばらつきが生じやすい。例えば、ウエハ周方向についてその冷却(熱伝達)のばらつきや、プラズマからの入熱量のばらつきにより、ウエハの外周部における温度のばらつきが大きくなる。このような温度ばらつきに起因して、処理対象の膜の加工精度が低下する。例えば、プラズマエッチング処理などにおいて、加工寸法(例えば、配線幅)のばらつきが生じる。また、このような温度のばらつきは、ウエハ径の大型化に伴って、ウエハの外周長が長くなることにより顕著となり、素子の微細化とも関わって、加工精度の低下は大きな問題となる。   In particular, at the outer peripheral portion of the wafer, it is difficult to come into contact with the sample stage due to warpage of the wafer, etc., and temperature adjustment by the sample stage becomes insufficient, and temperature variations tend to occur. For example, due to variations in cooling (heat transfer) in the circumferential direction of the wafer and variations in the amount of heat input from the plasma, variations in temperature at the outer peripheral portion of the wafer increase. Due to such temperature variations, the processing accuracy of the film to be processed decreases. For example, in a plasma etching process or the like, variations in processing dimensions (for example, wiring width) occur. In addition, such temperature variations become conspicuous when the outer peripheral length of the wafer becomes longer as the diameter of the wafer increases, and a reduction in processing accuracy becomes a serious problem in connection with miniaturization of elements.

これに対して、本実施の形態によれば、ウエハの外周部において、温度のばらつきが生じても、試料台の各ヒータ用抵抗体の温度を個別に調整することができ、処理対象の膜の加工精度を向上させることができる。また、試料台のヒータ用抵抗体の配置を調整するだけで、ウエハ径の大型化にも容易に対応することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, the temperature of each heater resistor on the sample stage can be individually adjusted even if temperature variation occurs in the outer peripheral portion of the wafer, and the film to be processed The machining accuracy can be improved. Further, it is possible to easily cope with an increase in the wafer diameter simply by adjusting the arrangement of the heater resistors on the sample stage.

また、上記のような温度のばらつきを是正するために、試料台の各ヒータ用抵抗体に供給される電力量を個別に制御することも考えられる。例えば、各ヒータ用抵抗体の両端にそれぞれヒータ電源を個別に設けることも考えられる。しかしながら、このような構成においては、処理室内にプラズマを生成させるため試料台にバイアス電力を供給する際に、給電線の静電容量の増加によって高周波電力の漏洩量が増加してしまう。このため、ウエハの処理速度(例えば、エッチングレート)が不均一となり、または、ウエハ上の膜に静電ダメージが発生する恐れがある。   In order to correct the temperature variation as described above, it is conceivable to individually control the amount of electric power supplied to each heater resistor on the sample stage. For example, it is conceivable to provide a heater power source at each end of each heater resistor. However, in such a configuration, when bias power is supplied to the sample stage in order to generate plasma in the processing chamber, the amount of leakage of high-frequency power increases due to an increase in the capacitance of the feeder line. For this reason, there is a possibility that the processing speed (for example, etching rate) of the wafer becomes non-uniform or electrostatic damage occurs on the film on the wafer.

これに対して、本実施の形態によれば、上記不具合を回避しつつ、処理対象の膜の加工精度を向上させることができる。   On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to improve the processing accuracy of the film to be processed while avoiding the above problems.

なお、ここでは、3つのヒータを同心状に配置する例を示したが、4つ以上のヒータを同心状に設けてもよい。また、本実施の形態においては、すべてのヒータにバイパス回路(電流制御素子)を形成したが、必ずしもすべてのヒータにバイパス回路(電流制御素子)を形成する必要はない。例えば、ウエハWの外周においては、ウエハWの反りなどに応じて温度変化が生じやすく、ウエハWの外周部に設けられるヒータには、バイパス回路(電流制御素子)を設けることが好ましい。また、本実施の形態においては、すべてのヒータ用抵抗体に対応して温度センサを設けたが、必ずしもすべてのヒータ用抵抗体に対応して温度センサを形成する必要はない。ウエハWの温度分布は、単一または2〜3個の温度センサのデータおよび温度分布のシミュレーション解析などにより求めてもよい。また、試料台の外部に温度センサを設けてもよい。   In addition, although the example which arrange | positions three heaters concentrically was shown here, you may provide four or more heaters concentrically. In the present embodiment, bypass circuits (current control elements) are formed in all heaters. However, bypass circuits (current control elements) are not necessarily formed in all heaters. For example, on the outer periphery of the wafer W, a temperature change is likely to occur according to the warp of the wafer W and the like, and it is preferable to provide a bypass circuit (current control element) in the heater provided on the outer peripheral portion of the wafer W. In the present embodiment, the temperature sensors are provided corresponding to all the heater resistors, but it is not always necessary to form the temperature sensors corresponding to all the heater resistors. The temperature distribution of the wafer W may be obtained by data of a single or two or three temperature sensors and simulation analysis of the temperature distribution. A temperature sensor may be provided outside the sample stage.

<実施例>
次いで、具体的な実施例について説明する。図4および図5に示すバイパス制御装置301cは、温度センサ210c1、210c2、210c3および210c4からの出力に基づいてバイパス制御装置301cの内部の演算器により、予め当該内部の記憶装置に格納されたソフトウエアまたはアルゴリズムを用いて算出された温度の値を用いて、ヒータ用抵抗体205c1〜205c4に対応する単位面積当たりの電力量を算出する。例えば、算出された値が、ヒータ用抵抗体205c1は、1.5W/cm、ヒータ用抵抗体205c2は、1.4W/cm、ヒータ用抵抗体205c3は、1.3W/cm、ヒータ用抵抗体205c4は、1.6W/cmであったとする。
<Example>
Next, specific examples will be described. The bypass control device 301c shown in FIGS. 4 and 5 is a software program stored in advance in the internal storage device by an arithmetic unit inside the bypass control device 301c based on outputs from the temperature sensors 210c1, 210c2, 210c3 and 210c4. The amount of electric power per unit area corresponding to the heater resistors 205c1 to 205c4 is calculated using the temperature value calculated using the wear or algorithm. For example, the calculated values are 1.5 W / cm 2 for the heater resistor 205 c 1, 1.4 W / cm 2 for the heater resistor 205 c 2 , 1.3 W / cm 2 for the heater resistor 205 c 3 , The heater resistor 205c4 is assumed to be 1.6 W / cm 2 .

この場合、基準ヒータ用抵抗体は、最も単位面積当たりの電力量が大きいヒータ用抵抗体205c4に対応するものとなる。この実施例での、ヒータ用抵抗体の面積は、何れも50cmであるが、各ヒータ用抵抗体の面積は等しくなくてもよい。 In this case, the reference heater resistor corresponds to the heater resistor 205c4 having the largest amount of power per unit area. In this embodiment, the area of each heater resistor is 50 cm 2 , but the area of each heater resistor may not be equal.

上記ヒータ205cにおいて、ヒータ電源により供給されるヒータの電力量が304Wになる場合、バイパス制御装置301cからの指令に基づいて、基準のヒータ用抵抗体205c4に対応するバイパス回路(電流制御素子)300c1に流れる電流量(Ic1)は、0Aに設定される。そして、他のバイパス回路(電流制御素子)300c2、300c3、300c4に流れる電流量(Ic2、Ic3、Ic4)は、それぞれ、0.13A、0.26A、0.39Aに設定される。   In the heater 205c, when the power amount of the heater supplied by the heater power supply is 304 W, a bypass circuit (current control element) 300c1 corresponding to the reference heater resistor 205c4 is based on a command from the bypass control device 301c. The amount of current flowing through (Ic1) is set to 0A. The amounts of current (Ic2, Ic3, Ic4) flowing through the other bypass circuits (current control elements) 300c2, 300c3, 300c4 are set to 0.13A, 0.26A, and 0.39A, respectively.

このように、上記実施例においては、基準となるヒータ用抵抗体に対応するバイパス回路(電流制御素子)に流れる電流値を0Aとし、温度センサの検出温度に応じて、バイパス制御装置301cが、ヒータ用抵抗体毎に、所定の温度またはこれに近い値を実現する発熱量となるようなヒータ用抵抗体の消費電力量を計算する。そして、バイパス制御回路は、基準以外のヒータ用抵抗体と並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)に流す電流値を設定し、これを実現するように指令することで、ウエハWの温度を調整する。処理が進むに伴って、ウエハWの温度分布がさらに変化した場合においては、再度、基準となるヒータ用抵抗体を設定し、温度センサの検出温度に応じて、バイパス制御装置301cが、ヒータ用抵抗体毎に、所定の温度またはこれに近い値を実現する発熱量となるようなヒータ用抵抗体の消費電力量を計算する。そして、バイパス制御回路は、基準以外のヒータ用抵抗体と並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)に流す電流値を設定し、これを実現するように指令することで、ウエハWの温度を調整する。   Thus, in the above embodiment, the value of the current flowing through the bypass circuit (current control element) corresponding to the reference heater resistor is set to 0 A, and the bypass control device 301c corresponds to the detected temperature of the temperature sensor. For each heater resistor, the amount of power consumed by the heater resistor is calculated so as to obtain a heat generation amount that achieves a predetermined temperature or a value close thereto. Then, the bypass control circuit sets a current value to be passed through a bypass circuit (current control element) connected in parallel with a heater resistor other than the reference, and instructs to realize this, whereby the temperature of the wafer W is set. Adjust. When the temperature distribution of the wafer W further changes with the progress of the process, a heater resistor serving as a reference is set again, and the bypass control device 301c is used for the heater according to the temperature detected by the temperature sensor. For each resistor, the amount of power consumed by the heater resistor is calculated so that the amount of heat generated achieves a predetermined temperature or a value close thereto. Then, the bypass control circuit sets a current value to be passed through a bypass circuit (current control element) connected in parallel with a heater resistor other than the reference, and instructs to realize this, whereby the temperature of the wafer W is set. Adjust.

このように、ウエハWの温度調整を行うことで、ウエハWを処理する枚数あるいは処理時間が増大するに伴って、ウエハW上方の処理室103内に形成されるプラズマの密度に変化が生じウエハWの温度の分布に変化が生じても、それを是正することができる。その結果、ウエハWの加工精度を向上させ、安定した処理を行うことができる。例えば、プラズマエッチング処理においては、加工寸法(例えば、配線幅)のばらつきを低減することができる。   As described above, by adjusting the temperature of the wafer W, the density of plasma formed in the processing chamber 103 above the wafer W changes as the number of wafers W processed or the processing time increases. Even if a change occurs in the W temperature distribution, it can be corrected. As a result, the processing accuracy of the wafer W can be improved and stable processing can be performed. For example, in the plasma etching process, variations in processing dimensions (for example, wiring width) can be reduced.

なお、本実施例においては、ヒータ205cを例に説明したが、ヒータ205b、205aについても同様に調整することにより、ウエハWの温度制御をおこなうことができる。   In this embodiment, the heater 205c has been described as an example, but the temperature of the wafer W can be controlled by adjusting the heaters 205b and 205a in the same manner.

(実施の形態2)
実施の形態1の実施例においては、温度の値を用いて、単位面積当たりの電力量が一番大きいヒータ用抵抗体を基準として、他のヒータ用抵抗体と並列に接続されたバイパス回路(電流制御素子)に流す電流値を設定したが、実際に処理を施したウエハW上の処理対象の膜の加工寸法(例えば、配線幅)を、次の処理に先立ってフィードバックしてもよい。
(Embodiment 2)
In the example of the first embodiment, by using the temperature value, a bypass circuit (in parallel with other heater resistors) based on the heater resistor having the largest amount of power per unit area (reference) Although the value of the current passed through the current control element is set, the processing dimension (for example, the wiring width) of the film to be processed on the wafer W actually processed may be fed back prior to the next process.

図10は、ウエハWの平面図である。領域A1は、ウエハWの外周部であって、中心角が0°〜90°の範囲の領域であり、領域A2は、ウエハWの外周部であって、中心角が90°〜180°の範囲の領域である。また、領域A3は、ウエハWの外周部であって、中心角が180°〜270°の範囲の領域であり、領域A4は、ウエハWの外周部であって、中心角が270°〜360°の範囲の領域である。図11は、第1のウエハの配線幅とウエハの領域との関係を示すグラフである。即ち、プラズマエッチングを行った配線幅とウエハの領域との関係を示す。縦軸は、配線幅を示し、横軸は、各領域の中心角(角度)を示す。図11に示すように、本実施の形態の温度制御を行う前の段階においては、処理を施した第1のウエハWの領域A1(角度0°〜90°)のうち、角度45°の方向において、許容させる線幅の範囲Waより細い配線が確認された。   FIG. 10 is a plan view of the wafer W. FIG. Region A1 is the outer peripheral portion of wafer W and has a central angle in the range of 0 ° to 90 °, and region A2 is the outer peripheral portion of wafer W and has the central angle of 90 ° to 180 °. It is a range area. The region A3 is an outer peripheral portion of the wafer W and has a central angle in a range of 180 ° to 270 °. The region A4 is an outer peripheral portion of the wafer W and has a central angle of 270 ° to 360. It is an area in the range of °. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the wiring width of the first wafer and the area of the wafer. That is, the relationship between the width of the wiring subjected to plasma etching and the region of the wafer is shown. The vertical axis represents the wiring width, and the horizontal axis represents the central angle (angle) of each region. As shown in FIG. 11, in the stage before performing the temperature control of the present embodiment, the direction of the angle 45 ° in the region A1 (angle 0 ° to 90 °) of the processed first wafer W. In FIG. 5, a wiring thinner than the allowable line width range Wa was confirmed.

例えば、図5に示すバイパス制御装置301c(制御装置112)は、上記ウエハWの領域(A1〜A4)毎の加工形状を検出し、配線の線幅と、ヒータ用抵抗体の形成領域とを対応させた情報(データ)を、記憶装置(記憶部)内に格納し取得する。   For example, the bypass control device 301c (control device 112) shown in FIG. 5 detects the processing shape for each region (A1 to A4) of the wafer W, and determines the line width of the wiring and the formation region of the heater resistor. Corresponding information (data) is stored and acquired in a storage device (storage unit).

例えば、各領域(A1〜A4)の配線幅(WA1〜WA4)において、配線幅WA1は、線幅の範囲Waより細く、配線幅WA2〜WA4は、許容させる範囲Wa内の線幅であり、WA1<WA2<WA3<WA4と判定した場合に、図4および図5に示すヒータ用抵抗体205c1〜205c4のうち最も太い線幅(線幅の最高値)と対応するヒータ用抵抗体205c4を基準のヒータ用抵抗体として設定する。そして、他のヒータ用抵抗体に対応するバイパス回路(電流制御素子)300c2、300c3、300c4に流れる電流量(Ic2、Ic3、Ic4)を予め記憶されたアルゴリズムに基づいて算出する。具体的には、基準のヒータ用抵抗体205c4に対応するバイパス回路(電流制御素子)300c4に流れる電流量(Ic4)は、0Aに設定され、他のバイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3に流れる電流量(Ic1、Ic2、Ic3)は、配線幅と温度の関数に基づいて設定する。例えば、配線幅(WA1、WA2、WA3)と対応して、ウエハWの温度が1℃、0.5℃、0℃だけ下がるように、バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3に流す電流を調節する。   For example, in the wiring width (WA1 to WA4) of each region (A1 to A4), the wiring width WA1 is narrower than the line width range Wa, and the wiring widths WA2 to WA4 are the line widths within the range Wa to be allowed, When it is determined that WA1 <WA2 <WA3 <WA4, the heater resistor 205c4 corresponding to the thickest line width (maximum line width) among the heater resistors 205c1 to 205c4 shown in FIGS. 4 and 5 is used as a reference. Set as a heater resistor. Then, the amount of current (Ic2, Ic3, Ic4) flowing in the bypass circuits (current control elements) 300c2, 300c3, 300c4 corresponding to the other heater resistors is calculated based on a previously stored algorithm. Specifically, the amount of current (Ic4) flowing through the bypass circuit (current control element) 300c4 corresponding to the reference heater resistor 205c4 is set to 0A, and the other bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, The amount of current (Ic1, Ic2, Ic3) flowing through 300c3 is set based on a function of the wiring width and temperature. For example, in correspondence with the wiring width (WA1, WA2, WA3), the wafer W is caused to flow through the bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3 so that the temperature of the wafer W is lowered by 1 ° C., 0.5 ° C., and 0 ° C. Adjust the current.

このように、上記実施例においては、基準となるヒータ用抵抗体に対応するバイパス回路(電流制御素子)に流れる電流値を0Aとし、他のバイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3に流れる電流量(Ic1、Ic2、Ic3)は、配線幅の関数に基づいて、算出した発熱量となるようなヒータ用抵抗体の消費電力量を計算する。このように、各ヒータ用抵抗体の発熱量を調整することで、ウエハWの各領域(A1〜A4)に形成される配線の配線幅を所望の範囲Wa内とすることができる。図12は、上記制御により形成された第2のウエハの配線幅とウエハの領域との関係を示すグラフである。縦軸は、配線幅を示し、横軸は、各領域の中心角(角度)を示す。図12に示すように、ウエハWの各領域(A1〜A4)に形成される配線の配線幅が、いずれも所望の範囲Wa内となっている。   Thus, in the above embodiment, the value of the current flowing through the bypass circuit (current control element) corresponding to the reference heater resistor is set to 0A, and the other bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3 Based on the function of the wiring width, the amount of current consumed (Ic1, Ic2, Ic3) is calculated based on the function of the wiring width. Thus, by adjusting the amount of heat generated by each heater resistor, the wiring width of the wiring formed in each region (A1 to A4) of the wafer W can be set within the desired range Wa. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the wiring width of the second wafer formed by the above control and the region of the wafer. The vertical axis represents the wiring width, and the horizontal axis represents the central angle (angle) of each region. As shown in FIG. 12, the wiring widths of the wirings formed in the regions (A1 to A4) of the wafer W are all within the desired range Wa.

このように、先の処理におけるウエハWのデータ(処理情報)を、後の処理にフィードバックすることにより、後に処理工程におけるウエハWの加工精度を向上させ、安定した処理を行うことができる。例えば、プラズマエッチング処理においては、加工寸法(例えば、配線幅)のばらつきを低減することができる。   In this way, by feeding back the data (processing information) of the wafer W in the previous process to the subsequent process, it is possible to improve the processing accuracy of the wafer W in the subsequent process and perform stable processing. For example, in the plasma etching process, variations in processing dimensions (for example, wiring width) can be reduced.

(実施の形態3)
実施の形態1においては、ヒータ205cにおいて、4つのヒータ用抵抗体205c1、205c2、205c3および205c4を、直列に、導電部Cにより電気的に接続した構成としたが、導電部Cが配置される箇所を接続した形状としてもよい。即ち、ヒータ用抵抗体を、一箇所が切断されたリング状(C字状)としてもよい。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, in the heater 205c, the four heater resistors 205c1, 205c2, 205c3, and 205c4 are electrically connected in series by the conductive portion C. However, the conductive portion C is disposed. It is good also as the shape which connected the location. That is, the heater resistor may have a ring shape (C shape) with one portion cut.

図13は、本実施の形態のヒータ205cの構成を模式的に示す平面図である。図13に示すように、ヒータ205cは、誘電体膜部202の円形の平面領域の最外周に配置され、ヒータ用抵抗体205c5を有する。ヒータ用抵抗体は、導電材料よりなる。導電材料としては、タングステン、ニッケル−クロム合金、ニッケル−アルミ合金などを用いることができる。また、これらの材料に適当な添加金属を混ぜたものを用いてもよい。このヒータ用抵抗体205c5は、図10を参照しながら説明した領域A1〜A4に対応する部分を有する。   FIG. 13 is a plan view schematically showing the configuration of the heater 205c of the present embodiment. As shown in FIG. 13, the heater 205c is disposed on the outermost periphery of the circular planar region of the dielectric film portion 202, and has a heater resistor 205c5. The heater resistor is made of a conductive material. As the conductive material, tungsten, nickel-chromium alloy, nickel-aluminum alloy, or the like can be used. Moreover, you may use what mixed the suitable additional metal with these materials. The heater resistor 205c5 has portions corresponding to the regions A1 to A4 described with reference to FIG.

ヒータ用抵抗体205c5の領域A1部には、バイパス回路300c1が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c5の領域A2部には、バイパス回路300c2が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c5の領域A3部には、バイパス回路300c3が並列に接続され、ヒータ用抵抗体205c5の領域A4部には、バイパス回路300c4が並列に接続される。また、各バイパス回路300c1、300c2、300c3および300c4は、バイパス制御装置301cに接続されている。このバイパス制御回路は、制御装置112の一部を構成する。また、ヒータ用抵抗体205c5の領域A1部の中央部の裏面側には、温度センサ210c1が配置され、ヒータ用抵抗体205c5の領域A2部の中央部の裏面側には、温度センサ210c2が配置される。また、ヒータ用抵抗体205c5の領域A3部の中央部の裏面側には、温度センサ210c3が配置され、ヒータ用抵抗体205c5の領域A4部の中央部の裏面側には、温度センサ210c4が配置される。また、各温度センサ210c1、210c2、210c3および210c4は、制御装置112に接続される。   The bypass circuit 300c1 is connected in parallel to the area A1 portion of the heater resistor 205c5, and the bypass circuit 300c2 is connected in parallel to the area A2 portion of the heater resistor 205c5, and the area A3 of the heater resistor 205c5. The bypass circuit 300c3 is connected in parallel to the part, and the bypass circuit 300c4 is connected in parallel to the area A4 part of the heater resistor 205c5. Each bypass circuit 300c1, 300c2, 300c3 and 300c4 is connected to a bypass control device 301c. This bypass control circuit forms part of the control device 112. Further, the temperature sensor 210c1 is disposed on the back surface side of the central portion of the region A1 portion of the heater resistor 205c5, and the temperature sensor 210c2 is disposed on the back surface side of the central portion of the region A2 portion of the heater resistor 205c5. Is done. Further, a temperature sensor 210c3 is disposed on the back surface side of the central portion of the region A3 of the heater resistor 205c5, and a temperature sensor 210c4 is disposed on the back surface side of the central portion of the region A4 of the heater resistor 205c5. Is done. Each temperature sensor 210c1, 210c2, 210c3, and 210c4 is connected to the control device 112.

このようなヒータ205cにおいても、実施の形態1の場合と同様にして、ヒータ205cの温度制御することで、ウエハWの加工精度を向上させることができる。即ち、ヒータ用抵抗体205c5の部分的箇所(例えば、各領域A1〜A4)に、バイパス回路(電流制御素子)300c1、300c2、300c3および300c4を並列に接続し、これらのバイパス回路へ流す電流を調整することによりウエハWの温度を高精度に調整することができる。これにより、ウエハWの加工精度を向上させることができる。   Also in such a heater 205c, the processing accuracy of the wafer W can be improved by controlling the temperature of the heater 205c in the same manner as in the first embodiment. That is, bypass circuits (current control elements) 300c1, 300c2, 300c3, and 300c4 are connected in parallel to partial locations (for example, the respective regions A1 to A4) of the heater resistor 205c5, and currents flowing to these bypass circuits are supplied. By adjusting, the temperature of the wafer W can be adjusted with high accuracy. Thereby, the processing accuracy of the wafer W can be improved.

また、上記においては、ヒータ205cを例に説明したが、ヒータ205bについても同様に、ヒータ用抵抗体205b1、205b2および205b3を接続した形状としてもよい。また、ヒータ205aについても同様に、ヒータ用抵抗体205a2および205a3を接続した形状としてもよい。   In the above description, the heater 205c has been described as an example. Similarly, the heater 205b may have a shape in which the heater resistors 205b1, 205b2, and 205b3 are connected. Similarly, the heater 205a may have a shape in which heater resistors 205a2 and 205a3 are connected.

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 mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

本発明は、プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法に適用して有効である。   The present invention is effective when applied to a plasma processing apparatus and a plasma processing method.

100 プラズマ処理装置
101 真空容器
102 真空ポンプ
103 処理室
104 電波源
105 導波管
106 共振器
106a 共振室
107 試料台
108 バイアス電源
109 ヒータ電源
109a ヒータ電源
109b ヒータ電源
109c ヒータ電源
110 静電吸着用電源
111 温調器
112 制御装置
113 ソレノイドコイル
114 窓部材
115 シャワープレート
116 ガス供給部
117 開口部
200 基材部
200a 絶縁膜
201 静電吸着用電極
202 誘電体膜部
202a 下層誘電体膜
202b 上層誘電体膜
203 冷媒通路
205a ヒータ
205a1、205a2、205a3 ヒータ用抵抗体
205b ヒータ
205b1、205b2、205b3 ヒータ用抵抗体
205c ヒータ
205c1、205c2、205c3、205c4、205c5 ヒータ用抵抗体
210 温度センサ
210a1、210a2、210a3 温度センサ
210b1、210b2、210b3 温度センサ
210c1、210c2、210c3、210c4 温度センサ
213 貫通孔
214 貫通孔
215 ピン
300a1、300a2、300a3 バイパス回路(電流制御素子)
300b1、300b2、300b3 バイパス回路(電流制御素子)
300c1、300c2、300c3、300c4 バイパス回路(電流制御素子)
301a バイパス制御装置
301b バイパス制御装置
301c バイパス制御装置
A1〜A4 領域
Aa、Ab、Ac 領域
C 導電部
F フィルター
MC マッチング回路
Ra1 半径
Ra2 半径
Rb 半径
Rc 半径
W ウエハ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Plasma processing apparatus 101 Vacuum vessel 102 Vacuum pump 103 Processing chamber 104 Radio wave source 105 Waveguide 106 Resonator 106a Resonance chamber 107 Sample stand 108 Bias power supply 109 Heater power supply 109a Heater power supply 109b Heater power supply 109c Heater power supply 110 Power supply for electrostatic adsorption 111 Temperature Controller 112 Controller 113 Solenoid Coil 114 Window Member 115 Shower Plate 116 Gas Supply Part 117 Opening Part 200 Base Part 200a Insulating Film 201 Electrostatic Adsorption Electrode 202 Dielectric Film Part 202a Lower Dielectric Film 202b Upper Dielectric Membrane 203 Refrigerant passage 205a Heater 205a1, 205a2, 205a3 Heater resistor 205b Heater 205b1, 205b2, 205b3 Heater resistor 205c Heater 205c1, 205c2, 205c3, 205c4 , 205c5 Heater resistor 210 Temperature sensor 210a1, 210a2, 210a3 Temperature sensor 210b1, 210b2, 210b3 Temperature sensor 210c1, 210c2, 210c3, 210c4 Temperature sensor 213 Through hole 214 Through hole 215 Pin 300a1, 300a2, 300a3 Bypass circuit (current control) element)
300b1, 300b2, 300b3 Bypass circuit (current control element)
300c1, 300c2, 300c3, 300c4 Bypass circuit (current control element)
301a Bypass control device 301b Bypass control device 301c Bypass control devices A1 to A4 Regions Aa, Ab, Ac Region C Conductive part F Filter MC Matching circuit Ra1 Radius Ra2 Radius Rb Radius Rc Radius W Wafer

Claims (11)

処理室内に配置された試料台上に基板を載置して、前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料台の内部に設けられ、直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体を有する第1ヒータと、
前記直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体の両端部に接続された電源と、
2以上のバイパス回路であって、前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路と、
を有し、
前記試料台の内部には、前記第1ヒータおよび第2ヒータが設けられ、
前記第1ヒータは、前記試料台の外周部である第1領域に設けられ、
前記第2ヒータは、前記第1領域より内側の第2領域に設けられ、
前記第2ヒータは、2以上のヒータ用抵抗体を有し、
前記第1ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記試料台内の点から第1角度の円弧に沿った形状であり、
前記第2ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記点から前記第1角度より大きい第2角度の円弧に沿った形状である、プラズマ処理装置。
A plasma processing apparatus that places a substrate on a sample stage disposed in a processing chamber and processes the substrate using plasma formed in the processing chamber,
A first heater provided in the sample stage and having two or more heater resistors connected in series;
A power source connected to both ends of the two or more heater resistors connected in series;
Two or more bypass circuits, wherein each of the two or more heater resistors is connected in parallel;
I have a,
The first heater and the second heater are provided inside the sample stage,
The first heater is provided in a first region that is an outer peripheral portion of the sample stage,
The second heater is provided in a second region inside the first region,
The second heater has two or more heater resistors,
The heater resistor of the first heater has a shape along an arc of a first angle from a point in the sample stage,
The plasma processing apparatus , wherein the heater resistor of the second heater has a shape along an arc of a second angle larger than the first angle from the point .
請求項記載のプラズマ処理装置において、
前記第2ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路を有する、プラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 1 ,
A plasma processing apparatus, comprising a bypass circuit connected in parallel to each of the two or more heater resistors of the second heater.
請求項記載のプラズマ処理装置において、
前記バイパス回路に接続された制御部を有し、
前記制御部は、前記バイパス回路により、前記第1ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに流れる電流量を調整する、プラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 1 ,
A control unit connected to the bypass circuit;
The said control part is a plasma processing apparatus which adjusts the electric current amount which flows into each of the said 2 or more heater resistor which the said 1st heater has with the said bypass circuit.
請求項記載のプラズマ処理装置において、
前記第1ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体の温度を検出する温度センサを有し、
前記制御部は、
前記第1ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体の温度のうち、最低値を基準として、前記電源から前記第1ヒータへ供給される電力量を調整し、
前記バイパス回路に流れる電流量を調整することにより、前記最低値のヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体に流れる電流量を調整する、プラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 3 , wherein
A temperature sensor for detecting the temperature of the two or more heater resistors of the first heater;
The controller is
Of the temperatures of the two or more heater resistors of the first heater, the amount of power supplied from the power source to the first heater is adjusted based on the lowest value,
A plasma processing apparatus for adjusting an amount of current flowing through a heater resistor other than the lowest heater resistor by adjusting an amount of current flowing through the bypass circuit.
請求項記載のプラズマ処理装置において、
前記試料台の前記第領域に対応する前記基板の領域に形成された加工膜の加工寸法に関するデータである第1処理情報を記憶する記憶部を有し、
前記制御部は、
前記データのうち、最高値を基準として、前記電源から前記第1ヒータへ供給される電力量を調整し、
前記バイパス回路に流れる電流量を調整することにより、前記最高値の加工膜が形成された領域に対応するヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体に流れる電流量を調整する、プラズマ処理装置。
The plasma processing apparatus according to claim 3 , wherein
A storage unit that stores first processing information that is data relating to a processing dimension of a processing film formed in a region of the substrate corresponding to the first region of the sample stage;
The controller is
Among the data, the amount of power supplied from the power source to the first heater is adjusted based on the maximum value,
A plasma processing apparatus that adjusts the amount of current flowing through the bypass circuit to adjust the amount of current flowing through a heater resistor other than the heater resistor corresponding to the region where the highest-value processed film is formed.
処理室内に配置された試料台上に基板を載置して、前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記試料台の内部に設けられ、直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体を有する第1ヒータと、
前記直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体の両端部に接続された電源と、
2以上のバイパス回路であって、前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路と、
前記電源および前記バイパス回路に接続された制御部と、を有する、プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記制御部により、
前記第1ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体の温度のうち、最低値を基準として、前記電源から前記第1ヒータへ供給される電力量を調整し、
前記バイパス回路に流れる電流量を調整することにより、前記最低値のヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体に流れる電流量を調整する、プラズマ処理方法。
A plasma processing method in which a substrate is placed on a sample stage disposed in a processing chamber, and the substrate is processed using plasma formed in the processing chamber,
A first heater provided in the sample stage and having two or more heater resistors connected in series;
A power source connected to both ends of the two or more heater resistors connected in series;
Two or more bypass circuits, wherein each of the two or more heater resistors is connected in parallel;
A plasma processing method using a plasma processing apparatus, comprising: a control unit connected to the power source and the bypass circuit;
By the control unit,
Of the temperatures of the two or more heater resistors of the first heater, the amount of power supplied from the power source to the first heater is adjusted based on the lowest value,
A plasma processing method of adjusting an amount of current flowing through a heater resistor other than the lowest heater resistor by adjusting an amount of current flowing through the bypass circuit.
請求項記載のプラズマ処理方法において、
前記試料台の内部には、前記第1ヒータおよび第2ヒータが設けられ、
前記第1ヒータは、前記試料台の外周部である第1領域に設けられ、
前記第2ヒータは、前記第1領域より内側の第2領域に設けられ、
前記第2ヒータは、2以上のヒータ用抵抗体を有し、
前記第1ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記試料台内の点から第1角度の円弧に沿った形状であり、
前記第2ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記点から前記第1角度より大きい第2角度の円弧に沿った形状である、プラズマ処理方法。
The plasma processing method according to claim 6 .
The first heater and the second heater are provided inside the sample stage,
The first heater is provided in a first region that is an outer peripheral portion of the sample stage,
The second heater is provided in a second region inside the first region,
The second heater has two or more heater resistors,
The heater resistor of the first heater has a shape along an arc of a first angle from a point in the sample stage,
The plasma processing method, wherein the heater resistor of the second heater has a shape along an arc of a second angle larger than the first angle from the point.
請求項記載のプラズマ処理方法において、
前記第2ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路を有する、プラズマ処理方法。
The plasma processing method according to claim 7 , wherein
A plasma processing method, comprising: a bypass circuit connected in parallel to each of the two or more heater resistors of the second heater.
処理室内に配置された試料台上に基板を載置して、前記処理室内に形成したプラズマを用いて前記基板を処理するプラズマ処理方法であって、
前記試料台の内部に設けられ、直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体を有する第1ヒータと、
前記直列に接続された2以上のヒータ用抵抗体の両端部に接続された電源と、
2以上のバイパス回路であって、前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路と、
前記電源および前記バイパス回路に接続された制御部と、
前記基板に形成された加工膜の加工寸法に関するデータである第1処理情報を記憶する記憶部と、を有する、プラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記制御部により、
前記データのうち、前記第1ヒータに対応する領域のデータの最高値を基準として、前記電源から前記第1ヒータへ供給される電力量を調整し、
前記バイパス回路に流れる電流量を調整することにより、前記最高値の加工膜が形成された領域に対応するヒータ用抵抗体以外のヒータ用抵抗体に流れる電流量を調整する、プラズマ処理方法。
A plasma processing method in which a substrate is placed on a sample stage disposed in a processing chamber, and the substrate is processed using plasma formed in the processing chamber,
A first heater provided in the sample stage and having two or more heater resistors connected in series;
A power source connected to both ends of the two or more heater resistors connected in series;
Two or more bypass circuits, wherein each of the two or more heater resistors is connected in parallel;
A control unit connected to the power source and the bypass circuit;
A plasma processing method using a plasma processing apparatus, comprising: a storage unit that stores first processing information that is data relating to a processing dimension of a processing film formed on the substrate;
By the control unit,
Among the data, the amount of power supplied from the power source to the first heater is adjusted based on the highest value of the data in the region corresponding to the first heater,
A plasma processing method for adjusting an amount of current flowing in a heater resistor other than a heater resistor corresponding to a region where the processed film having the highest value is formed by adjusting an amount of current flowing in the bypass circuit.
請求項記載のプラズマ処理方法において、
前記試料台の内部には、前記第1ヒータおよび第2ヒータが設けられ、
前記第1ヒータは、前記試料台の外周部である第1領域に設けられ、
前記第2ヒータは、前記第1領域より内側の第2領域に設けられ、
前記第2ヒータは、2以上のヒータ用抵抗体を有し、
前記第1ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記試料台内の点から第1角度の円弧に沿った形状であり、
前記第2ヒータの前記ヒータ用抵抗体は、前記点から前記第1角度より大きい第2角度の円弧に沿った形状である、プラズマ処理方法。
The plasma processing method according to claim 9 , wherein
The first heater and the second heater are provided inside the sample stage,
The first heater is provided in a first region that is an outer peripheral portion of the sample stage,
The second heater is provided in a second region inside the first region,
The second heater has two or more heater resistors,
The heater resistor of the first heater has a shape along an arc of a first angle from a point in the sample stage,
The plasma processing method, wherein the heater resistor of the second heater has a shape along an arc of a second angle larger than the first angle from the point.
請求項10記載のプラズマ処理方法において、
前記第2ヒータが有する前記2以上のヒータ用抵抗体のそれぞれに、並列に接続されたバイパス回路を有する、プラズマ処理方法。
The plasma processing method according to claim 10 .
A plasma processing method, comprising: a bypass circuit connected in parallel to each of the two or more heater resistors of the second heater.
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