JP2002141287A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】載置台の温度分布を短時間にかつ高精度に制御
することのできるプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】真空処理室内にプラズマを生成するプラズ
マ生成手段と、半導体ウエハ等の被処理物１０を載置す
るとともに内部に複数の冷媒流路２，３，４を備えた載
置台１と、前記複数の冷媒流路を順次接続して形成した
循環流路に冷媒を供給する第１の熱交換器５と、前記載
置台の温度を制御する制御手段とを有するプラズマ処理
装置において、前記制御手段は、前記載置台に形成した
冷媒流路の出入り口間で熱授受を行う第２の熱交換器
Ａ，Ｂ，Ｃの熱交換量を制御して裁置台１の温度分布を
制御する。
することのできるプラズマ処理装置を提供する。 【解決手段】真空処理室内にプラズマを生成するプラズ
マ生成手段と、半導体ウエハ等の被処理物１０を載置す
るとともに内部に複数の冷媒流路２，３，４を備えた載
置台１と、前記複数の冷媒流路を順次接続して形成した
循環流路に冷媒を供給する第１の熱交換器５と、前記載
置台の温度を制御する制御手段とを有するプラズマ処理
装置において、前記制御手段は、前記載置台に形成した
冷媒流路の出入り口間で熱授受を行う第２の熱交換器
Ａ，Ｂ，Ｃの熱交換量を制御して裁置台１の温度分布を
制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ処理装置に
かかり、特に被処理物の面内温度分布を制御することの
できるプラズマ制御装置に関する。
かかり、特に被処理物の面内温度分布を制御することの
できるプラズマ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平７−８６３８２号公報には、真空
槽の中でプラズマを用いてウエハ等の被処理物を処理す
るプラズマ処理装置が示されている。この装置において
は、載置台上の被処理物を静電的に載置台に吸着し、前
記載置台には外部から冷媒を供給するとともに載置台と
被処理物の間にヘリウム等の冷却ガスを供給して、ウエ
ハと載置台間の熱伝達率を向上することが示されてい
る。
槽の中でプラズマを用いてウエハ等の被処理物を処理す
るプラズマ処理装置が示されている。この装置において
は、載置台上の被処理物を静電的に載置台に吸着し、前
記載置台には外部から冷媒を供給するとともに載置台と
被処理物の間にヘリウム等の冷却ガスを供給して、ウエ
ハと載置台間の熱伝達率を向上することが示されてい
る。
【０００３】ところで、前記被処理物である半導体ウエ
ハの外径寸法は大きくなり、その最小加工寸法は微細化
されつつある。これに伴いウエハの中心部と外周部にお
けるプラズマ処理の不均一が顕在化する。この対策とし
ては、ウエハの中心部と外周部でウエハに対する冷却能
力を相違させることによりプラズマ処理を均一化する方
法が知られている。
ハの外径寸法は大きくなり、その最小加工寸法は微細化
されつつある。これに伴いウエハの中心部と外周部にお
けるプラズマ処理の不均一が顕在化する。この対策とし
ては、ウエハの中心部と外周部でウエハに対する冷却能
力を相違させることによりプラズマ処理を均一化する方
法が知られている。
【０００４】例えば、特開平７−２４９５８６号公報に
は、ウエハと載置台間に供給する冷却ガスの圧力をウエ
ハの中心部と外周部で相違させることが示されている。
この方式は、冷却ガスの圧力を高めるとウエハと載置台
間の熱伝達率が大きくなることを利用して、冷却ガス圧
力の高い領域のウエハを冷却ガス圧力の低い領域のウエ
ハよりも有効に冷却することができる。
は、ウエハと載置台間に供給する冷却ガスの圧力をウエ
ハの中心部と外周部で相違させることが示されている。
この方式は、冷却ガスの圧力を高めるとウエハと載置台
間の熱伝達率が大きくなることを利用して、冷却ガス圧
力の高い領域のウエハを冷却ガス圧力の低い領域のウエ
ハよりも有効に冷却することができる。
【０００５】特開平８−４５９０９号公報には、載置台
を複数のブロックに分割し、分割した各ブロック毎に複
数の熱交換器からそれぞれ温度の異なる冷媒を供給する
ことにより、載置台上に配置したウエハの面内温度をそ
れぞれ相違させることが示されている。この方法では、
ウエハと載置台間に供給する冷却ガスの圧力はウエハの
前面にわたってほぼ同一であるため、ウエハの面内温度
分布は載置台に供給する冷媒の温度と載置台に形成した
冷媒通路の配置により決定される。
を複数のブロックに分割し、分割した各ブロック毎に複
数の熱交換器からそれぞれ温度の異なる冷媒を供給する
ことにより、載置台上に配置したウエハの面内温度をそ
れぞれ相違させることが示されている。この方法では、
ウエハと載置台間に供給する冷却ガスの圧力はウエハの
前面にわたってほぼ同一であるため、ウエハの面内温度
分布は載置台に供給する冷媒の温度と載置台に形成した
冷媒通路の配置により決定される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平７−２４９５８
６号公報に示されるようなウエハと載置台間に供給する
冷却ガスの圧力をウエハの中心部と外周部で相違させる
方式のプラズマ処理装置では、ウエハと載置台が直接接
触する部分とウエハと載置台間に冷却ガスが侵入する部
分はそれぞれ予め定められたパターンで構成されてい
る。また、冷却ガスの圧力は数百〜数千パスカルであ
り、このガスが侵入する部分の熱伝導率はガス圧力の上
昇とともに飽和する傾向にある。
６号公報に示されるようなウエハと載置台間に供給する
冷却ガスの圧力をウエハの中心部と外周部で相違させる
方式のプラズマ処理装置では、ウエハと載置台が直接接
触する部分とウエハと載置台間に冷却ガスが侵入する部
分はそれぞれ予め定められたパターンで構成されてい
る。また、冷却ガスの圧力は数百〜数千パスカルであ
り、このガスが侵入する部分の熱伝導率はガス圧力の上
昇とともに飽和する傾向にある。
【０００７】したがって、冷却ガスの圧力を変化した場
合、マクロ的には冷却ガス圧力の高い領域のウエハを、
冷却ガス圧力の低い領域のウエハよりも有効に冷却する
ことができる。しかし、ウエハと載置台が直接接触する
部分とウエハと載置台間に冷却ガスが侵入する部分の熱
伝導率の変化率はそれぞれ相違するため、前記パターン
に基づくミクロ的な温度ばらつきが増大する。さらに中
心部と外周部の境界付近に段階的圧力差に基づくウエハ
の温度が急変部分が生じる場合がある。
合、マクロ的には冷却ガス圧力の高い領域のウエハを、
冷却ガス圧力の低い領域のウエハよりも有効に冷却する
ことができる。しかし、ウエハと載置台が直接接触する
部分とウエハと載置台間に冷却ガスが侵入する部分の熱
伝導率の変化率はそれぞれ相違するため、前記パターン
に基づくミクロ的な温度ばらつきが増大する。さらに中
心部と外周部の境界付近に段階的圧力差に基づくウエハ
の温度が急変部分が生じる場合がある。
【０００８】また、特開平８−４５９０９号公報に示さ
れる、載置台を複数のブロックに分割し、分割した各ブ
ロックに複数の熱交換器からそれぞれ温度の異なる冷媒
を供給する方式のプラズマ処理装置では、複数の外部冷
却器を必要とすることになる。この場合、各冷却器の交
換熱量は小さくできるが、冷媒の出入り口温度を一定に
保持するためには流量を低減することはできない。この
ため外部冷却器を含むシステム全体の熱容量が増大し
て、応答性の悪いシステムとなる。また、載置台と外部
冷却器を接続する配管が増大するため熱損失が増大す
る。
れる、載置台を複数のブロックに分割し、分割した各ブ
ロックに複数の熱交換器からそれぞれ温度の異なる冷媒
を供給する方式のプラズマ処理装置では、複数の外部冷
却器を必要とすることになる。この場合、各冷却器の交
換熱量は小さくできるが、冷媒の出入り口温度を一定に
保持するためには流量を低減することはできない。この
ため外部冷却器を含むシステム全体の熱容量が増大し
て、応答性の悪いシステムとなる。また、載置台と外部
冷却器を接続する配管が増大するため熱損失が増大す
る。
【０００９】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、載置台の温度分布を短時間にかつ高精度に制御する
ことのできるプラズマ処理装置を提供する。
で、載置台の温度分布を短時間にかつ高精度に制御する
ことのできるプラズマ処理装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を採用した。
解決するために次のような手段を採用した。
【００１１】真空処理室内にプラズマを生成するプラズ
マ生成手段と、半導体ウエハ等の被処理物を載置すると
ともに内部に複数の冷媒流路を備えた載置台と、前記複
数の冷媒流路を順次接続して形成した循環流路に冷媒を
供給する第１の熱交換器と、前記載置台の温度を制御す
る制御手段とを有するプラズマ処理装置において、前記
制御手段は、前記載置台に形成した冷媒流路の出入り口
間で熱授受を行う第２の熱交換器の熱交換量を制御して
裁置台の温度分布を制御する。
マ生成手段と、半導体ウエハ等の被処理物を載置すると
ともに内部に複数の冷媒流路を備えた載置台と、前記複
数の冷媒流路を順次接続して形成した循環流路に冷媒を
供給する第１の熱交換器と、前記載置台の温度を制御す
る制御手段とを有するプラズマ処理装置において、前記
制御手段は、前記載置台に形成した冷媒流路の出入り口
間で熱授受を行う第２の熱交換器の熱交換量を制御して
裁置台の温度分布を制御する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図１な
いし図４を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に
かかるプラズマ処理装置を示す図である。図において、
１は一体式の載置台、２ないし４はそれぞれ同心状に設
けた冷媒通路、２１および２２はそれぞれ冷媒通路２の
入り口および出口、３１および３２はそれぞれ冷媒通路
３の入り口および出口、４１および４２はそれぞれ冷媒
通路４の入り口および出口、５は外部に設置した第１の
熱交換器、６は第１の交換器５と入り口２１を接続する
配管、７は出口２２と入り口３１を接続する配管、８は
出口３２と入り口４１を接続する配管、９は出口４２と
熱交換器５を接続する配管である。
いし図４を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に
かかるプラズマ処理装置を示す図である。図において、
１は一体式の載置台、２ないし４はそれぞれ同心状に設
けた冷媒通路、２１および２２はそれぞれ冷媒通路２の
入り口および出口、３１および３２はそれぞれ冷媒通路
３の入り口および出口、４１および４２はそれぞれ冷媒
通路４の入り口および出口、５は外部に設置した第１の
熱交換器、６は第１の交換器５と入り口２１を接続する
配管、７は出口２２と入り口３１を接続する配管、８は
出口３２と入り口４１を接続する配管、９は出口４２と
熱交換器５を接続する配管である。
【００１３】Ａは冷媒流路の入り口２１と出口２２間に
設けた第２の熱交換器、Ｂは冷媒流路の入り口３１と出
口３２間に設けた第２の熱交換器、Ｃは冷媒流路の入り
口４１と出口４２間に設けた第２の熱交換器であり、第
２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃは各冷媒流路の出入り口間で熱
の授受を行う。１０は載置台上に載置した半導体ウエハ
等の被処理物、１１は載置台１と被処理物１１間に供給
する冷却ガスである。なお、第１の熱交換器５および第
２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃの熱交換量は図示しない制御装
置により制御する。
設けた第２の熱交換器、Ｂは冷媒流路の入り口３１と出
口３２間に設けた第２の熱交換器、Ｃは冷媒流路の入り
口４１と出口４２間に設けた第２の熱交換器であり、第
２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃは各冷媒流路の出入り口間で熱
の授受を行う。１０は載置台上に載置した半導体ウエハ
等の被処理物、１１は載置台１と被処理物１１間に供給
する冷却ガスである。なお、第１の熱交換器５および第
２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃの熱交換量は図示しない制御装
置により制御する。
【００１４】図２はプラズマ処理装置の温度特性を説明
する図である。図において、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３はそれぞ
れ冷媒流路２，３，４に入熱する熱量、ＱＡ，ＱＢ，Ｑ
Ｃはそれぞれ第２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃの１次側から２
次側への熱交換量である。ｔ ０は第１の熱交換器の出口
温度（ｄｅｇ）、Ｇは冷媒流量（Ｗａｔｔ／ｄｅｇ）で
ある。
する図である。図において、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３はそれぞ
れ冷媒流路２，３，４に入熱する熱量、ＱＡ，ＱＢ，Ｑ
Ｃはそれぞれ第２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃの１次側から２
次側への熱交換量である。ｔ ０は第１の熱交換器の出口
温度（ｄｅｇ）、Ｇは冷媒流量（Ｗａｔｔ／ｄｅｇ）で
ある。
【００１５】
【表１】 表１は、第２の熱交換器Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれの出入り口
温度を示す表である。また、第２の熱交換器は、その１
次側から２次側への熱交換に際して損失はないものとす
ると次式が成立する。
温度を示す表である。また、第２の熱交換器は、その１
次側から２次側への熱交換に際して損失はないものとす
ると次式が成立する。
【００１６】 （１）ＱＡ＝ＱＢ＝ＱＣ＝０の場合 ｔｌ＝ｔ０＋Ｑｌ／Ｇ （１） ｔ２＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２）／Ｇ ＝ｔｌ＋Ｑ２／Ｇ （２） ｔ３＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２＋Ｑ３）／Ｇ＝ｔ２＋Ｑ３／Ｇ （３） （２）ＱＡ≠０、ＱＢ≠０、ＱＣ≠０の場合 ｔｌｉ＝ｔ０−ＱＡ／Ｇ （４） ｔｌＯ＝ｔｌｉ＋Ｑｌ／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ−ＱＡ）／Ｇ （５） ｔｌ＝ｔｌＯ＋ＱＡ／Ｇ＝ｔ０＋Ｑｌ／Ｇ （６） ｔ２ｉ＝ｔｌ−ＱＢ／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ−ＱＢ）／Ｇ （７） ｔ２Ｏ＝ｔ２ｉ＋Ｑ２／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２−ＱＢ）／Ｇ （８） ｔ２＝ｔ２Ｏ＋ＱＢ／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２）／Ｇ （９） ｔ３ｉ＝ｔ２−ＱＣ／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２−ＱＣ）／Ｇ （１０） ｔ３Ｏ＝ｔ３ｉ＋Ｑ３／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２＋Ｑ３−ＱＣ）／Ｇ （１１） ｔ３＝ｔ３Ｏ＋ＱＣ／Ｇ＝ｔ０＋（Ｑｌ＋Ｑ２＋Ｑ３）／Ｇ （１２） 上記（１）〜（１２）式において、（１）式＝（６）
式、（２）式＝（９）式、（３）式＝（１２）式とな
る。
式、（２）式＝（９）式、（３）式＝（１２）式とな
る。
【００１７】すなわち、前記配管６ないし配管９内の冷
媒温度は第２の熱交換器の作動の有無に係わらず変化し
ない。このため、第２の熱交換器を作動して前記流路
２、流路３および流路４の入口温度と出口温度のみを他
の流路と無関係に変えることができる。すなわち、第２
の熱交換器を作動させることにより、前記各流路への入
口温度を独立に変えることが可能であり、これにより被
処理物１０の温度分布を任意に制御することができる。
媒温度は第２の熱交換器の作動の有無に係わらず変化し
ない。このため、第２の熱交換器を作動して前記流路
２、流路３および流路４の入口温度と出口温度のみを他
の流路と無関係に変えることができる。すなわち、第２
の熱交換器を作動させることにより、前記各流路への入
口温度を独立に変えることが可能であり、これにより被
処理物１０の温度分布を任意に制御することができる。
【００１８】図３は、温度制御例を示す図である。図の
細線に示すように、第２の熱交換器を使用しない場合
は、冷媒流路２ないし冷媒流路４を通過するごとに冷媒
の温度が上昇する。一方、第２の熱交換器を使用して、
図の太線で示すように第２の熱交換器Ａで冷媒流路２の
入口温度を上昇させ、第２の熱交換器Ｃで冷媒流路４の
入口温度を下降させる制御を行うことにより、各冷媒流
路に流入するの冷媒の入口温度を、図の破線で示すよう
にそれぞれ等しくなるように制御することができる。こ
れにより各冷媒流路における温度の均一化を図ることが
できる。
細線に示すように、第２の熱交換器を使用しない場合
は、冷媒流路２ないし冷媒流路４を通過するごとに冷媒
の温度が上昇する。一方、第２の熱交換器を使用して、
図の太線で示すように第２の熱交換器Ａで冷媒流路２の
入口温度を上昇させ、第２の熱交換器Ｃで冷媒流路４の
入口温度を下降させる制御を行うことにより、各冷媒流
路に流入するの冷媒の入口温度を、図の破線で示すよう
にそれぞれ等しくなるように制御することができる。こ
れにより各冷媒流路における温度の均一化を図ることが
できる。
【００１９】図４は、第２の熱交換器の詳細を示す図で
ある。図において、５０は熱交換ブロック、５１は熱交
換ブロック５０の冷媒入り口、５２は冷媒出口、６０は
熱交換ブロック、６１は熱交換ブロック６０の冷媒入り
口、６２は冷媒出口、７０はペルチェ素子等で形成した
熱交換素子であり、印加電圧の極性に応じて、例えば正
電圧の時は熱交換ブロック５０から熱交換ブロック６０
へ熱を移動し、負電圧の時は熱交換ブロック６０から熱
交換ブロック５０へ熱を移動する。８０は断熱材であ
り、熱交換ブロック５０，６０および熱交換素子７０を
外部から断熱する。
ある。図において、５０は熱交換ブロック、５１は熱交
換ブロック５０の冷媒入り口、５２は冷媒出口、６０は
熱交換ブロック、６１は熱交換ブロック６０の冷媒入り
口、６２は冷媒出口、７０はペルチェ素子等で形成した
熱交換素子であり、印加電圧の極性に応じて、例えば正
電圧の時は熱交換ブロック５０から熱交換ブロック６０
へ熱を移動し、負電圧の時は熱交換ブロック６０から熱
交換ブロック５０へ熱を移動する。８０は断熱材であ
り、熱交換ブロック５０，６０および熱交換素子７０を
外部から断熱する。
【００２０】前記熱交換ブロック５０および６０は、例
えばアルミニウム等の良熱伝導材料で形成し、内部に図
示しない媒体通路を形成してある。
えばアルミニウム等の良熱伝導材料で形成し、内部に図
示しない媒体通路を形成してある。
【００２１】次に、本実施形態にかかるプラズマ処理装
置の作用について説明する。まず、第２の熱交換器を使
用しない場合は、従来と同様な温度制御を行う。すなわ
ち、第１の熱交換器５から排出された冷媒は冷媒流路
２，３，４を環流する。これにより被処理物への入熱は
載置台および被処理物と載置台との隙間へ供給される冷
却ガスを介して冷媒に吸収されることになる。
置の作用について説明する。まず、第２の熱交換器を使
用しない場合は、従来と同様な温度制御を行う。すなわ
ち、第１の熱交換器５から排出された冷媒は冷媒流路
２，３，４を環流する。これにより被処理物への入熱は
載置台および被処理物と載置台との隙間へ供給される冷
却ガスを介して冷媒に吸収されることになる。
【００２２】載置台に設けられた冷媒通路２，３，４は
同心円状に複数ゾーン設けられており各ゾーンの冷媒流
路は直列に接続されているため、例えば、外周側から内
周側へ冷媒を流す場合は、入熱分布が均一であっても被
処理物の温度は冷媒入り口側よりも出口側、すなわち載
置台内周側の方が高くなる。載置台の材料は通常アルミ
ニウム等の熱伝導率が高い材料が使用されるため、載置
台が一体構造であれば、載置台自身の内周と外周の温度
差は極端に大きくはならず、各ゾーンの境界でもなだら
かな温度分布となり、被処理物は内周側が高く、外周側
が低い温度分布となる。
同心円状に複数ゾーン設けられており各ゾーンの冷媒流
路は直列に接続されているため、例えば、外周側から内
周側へ冷媒を流す場合は、入熱分布が均一であっても被
処理物の温度は冷媒入り口側よりも出口側、すなわち載
置台内周側の方が高くなる。載置台の材料は通常アルミ
ニウム等の熱伝導率が高い材料が使用されるため、載置
台が一体構造であれば、載置台自身の内周と外周の温度
差は極端に大きくはならず、各ゾーンの境界でもなだら
かな温度分布となり、被処理物は内周側が高く、外周側
が低い温度分布となる。
【００２３】次に、第２の熱交換器を使用して被処理物
温度を均一に制御する方法について述べる。各ゾーンの
伝熱面積が等しく設定されている場合は、各ゾーンへの
冷媒の入口温度が等しくなるように、各ゾーンの出入り
口間に設けた第２の熱交換器を制御すればよい。なお、
各ゾーンの伝熱面積が異なる場合には、伝熱面積分の補
正を施すことにより、被処理物温度を均一にすることが
できる。
温度を均一に制御する方法について述べる。各ゾーンの
伝熱面積が等しく設定されている場合は、各ゾーンへの
冷媒の入口温度が等しくなるように、各ゾーンの出入り
口間に設けた第２の熱交換器を制御すればよい。なお、
各ゾーンの伝熱面積が異なる場合には、伝熱面積分の補
正を施すことにより、被処理物温度を均一にすることが
できる。
【００２４】また、第２の熱交換器を使用して被処理物
の温度分布を不均一にしたい場合には、第１の熱交換器
で決まる各ゾーンへの冷媒の入口温度を、第２の熱交換
器を用いて希望温度分布になるように補正すればよい。
の温度分布を不均一にしたい場合には、第１の熱交換器
で決まる各ゾーンへの冷媒の入口温度を、第２の熱交換
器を用いて希望温度分布になるように補正すればよい。
【００２５】以上説明したように、本実施形態によれば
各ゾーン境界での被処理物温度の急変がなく、また、外
部設置する第１の熱交換器の数を増やすことなく被処理
物の温度分布を制御できる。また、以上の説明では載置
台１内部の冷媒流路を３分割し、第２の熱交換器を３個
使用しているが、必要に応じて第２の熱交換器の数は減
少することができる。また、冷媒流路が２分割の場合に
は第２の熱交換器はいずれかの冷媒流路の出入口間に設
けるだけでもよい。また、第１の熱交換器の冷媒の循環
方向、載置台内部の冷媒流路の接続順は載置台への入熱
条件などに応じて任意に選択すれば良い。
各ゾーン境界での被処理物温度の急変がなく、また、外
部設置する第１の熱交換器の数を増やすことなく被処理
物の温度分布を制御できる。また、以上の説明では載置
台１内部の冷媒流路を３分割し、第２の熱交換器を３個
使用しているが、必要に応じて第２の熱交換器の数は減
少することができる。また、冷媒流路が２分割の場合に
は第２の熱交換器はいずれかの冷媒流路の出入口間に設
けるだけでもよい。また、第１の熱交換器の冷媒の循環
方向、載置台内部の冷媒流路の接続順は載置台への入熱
条件などに応じて任意に選択すれば良い。
【００２６】プラズマ処理装置の載置台は、通常真空処
理室に配置する。このため、前記第２の熱交換器は外部
との熱遮蔽も容易である真空処理室内に配置することが
望ましいが、大気中に設置することもできる。また、第
２の熱交換器の交換熱量が少ない場合には、載置台の中
に組み込むことも可能である。
理室に配置する。このため、前記第２の熱交換器は外部
との熱遮蔽も容易である真空処理室内に配置することが
望ましいが、大気中に設置することもできる。また、第
２の熱交換器の交換熱量が少ない場合には、載置台の中
に組み込むことも可能である。
【００２７】また、以上の実施形態では、被処理物の温
度分布制御について説明したが、第２の熱交換器を急速
加熱または急速冷却可能な熱交換器として使用すること
により、第２の熱交換器を第１の熱交換器とは単独にも
しくは連動して使用して、載置台を急速加熱または急速
冷却することが可能である。この場合には、第２の熱交
換器の熱容量をを第１の熱交換器全体の熱容量よりも大
幅に小さくし、載置台の温度変化の時定数も大幅に小さ
くする。これにより載置台温度を急速に変えることが可
能となる。エッチング時あるいは成膜時において、多層
膜を処理する場合には処理温度を急速に変えて処理する
方が処理特性上が好ましい場合が存在し、この処理方法
はこのような場合の載置台温度制御に有効である。
度分布制御について説明したが、第２の熱交換器を急速
加熱または急速冷却可能な熱交換器として使用すること
により、第２の熱交換器を第１の熱交換器とは単独にも
しくは連動して使用して、載置台を急速加熱または急速
冷却することが可能である。この場合には、第２の熱交
換器の熱容量をを第１の熱交換器全体の熱容量よりも大
幅に小さくし、載置台の温度変化の時定数も大幅に小さ
くする。これにより載置台温度を急速に変えることが可
能となる。エッチング時あるいは成膜時において、多層
膜を処理する場合には処理温度を急速に変えて処理する
方が処理特性上が好ましい場合が存在し、この処理方法
はこのような場合の載置台温度制御に有効である。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、載
置台の温度分布を短時間にかつ高精度に制御することの
できるプラズマ処理装置を提供することができる。
置台の温度分布を短時間にかつ高精度に制御することの
できるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を
示す図である。
示す図である。
【図２】プラズマ処理装置の温度特性を説明する図であ
る。
る。
【図３】温度制御例を説明する図である。
【図４】第２の熱交換器の詳細を示す図である。
１ 裁置台 ２、３，４， 冷媒通路 ５ 第１の熱交換器 ６，７，８，９ 配管 １０ 被処理物 １１ 冷却ガス １２ 冷却ガス ２１，３１，４１ 冷媒流路の入り口 ２２，３２，４２ 冷媒流路の出口 ５０，６０ 熱交換ブロック ５１，６１ 冷媒入り口 ５２，６２ 冷媒出口 Ａ，Ｂ，Ｃ 第２の熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅野 誠一郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA45 AA63 BC01 BC06 CA03 CA47 CA65 DA02 4K030 FA01 HA11 KA23 KA26 KA41 5F045 AA08 EJ03 EJ08 EJ09 EJ10 EK21 EM05 GB05
Claims (4)
- 【請求項１】 真空処理室内にプラズマを生成するプラ
ズマ生成手段と、 半導体ウエハ等の被処理物を載置するとともに内部に複
数の冷媒流路を備えた載置台と、 前記複数の冷媒流路を順次接続して形成した循環流路に
冷媒を供給する第１の熱交換器と、 前記載置台の温度を制御する制御手段とを有するプラズ
マ処理装置において、 前記制御手段は、前記載置台に形成した冷媒流路の出入
り口間で熱授受を行う第２の熱交換器を備えたことを特
徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１の記載において、前記載置台は
前記被処理物を静電吸着する静電吸着チャックおよび載
置台と被処理物間に冷却ガスを供給するガス供給路を備
えたことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項３】 請求項１ないし請求項２の何れか１の記
載において、前記第２の熱交換器はペルチェ素子である
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れか１の記
載において、前記第２の熱交換器は真空処理室内に設け
たことを特徴とするプラズマ処理装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2014141734A (ja) * | 2012-12-26 | 2014-08-07 | Ulvac Kuraio Kk | 冷却装置 |
-
2000
- 2000-10-30 JP JP2000331085A patent/JP3485538B2/ja not_active Expired - Fee Related
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