JP2003068710A - 部材冷却システムおよびプラズマ処理装置 - Google Patents
部材冷却システムおよびプラズマ処理装置Info
- Publication number
- JP2003068710A JP2003068710A JP2001251836A JP2001251836A JP2003068710A JP 2003068710 A JP2003068710 A JP 2003068710A JP 2001251836 A JP2001251836 A JP 2001251836A JP 2001251836 A JP2001251836 A JP 2001251836A JP 2003068710 A JP2003068710 A JP 2003068710A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- flow path
- cooled
- upper electrode
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被冷却部材周辺の気流を乱したり、パーティ
クルを散乱させることなく空冷することができる部材冷
却システムを提供すること、また、周辺の気流を乱した
り、パーティクルを散乱させることなく上部電極を空冷
することができるプラズマ処理装置を提供すること。 【解決手段】 ベース部材１９を冷却する部材冷却シス
テムであって、前記ベース部材１９の表面に前記ベース
部材１９を冷却する気体流路２３が形成されるように前
記ベース部材１９の一部を覆うカバー部材２２と、前記
カバー部材２２に設けられた気体取り入れ口２５および
気体排出口２６と、前記気体排出口２６に接続された排
気管２７と、前記気体流路２３内を前記排気管２７を介
して排出するファン２８とを具備する。
クルを散乱させることなく空冷することができる部材冷
却システムを提供すること、また、周辺の気流を乱した
り、パーティクルを散乱させることなく上部電極を空冷
することができるプラズマ処理装置を提供すること。 【解決手段】 ベース部材１９を冷却する部材冷却シス
テムであって、前記ベース部材１９の表面に前記ベース
部材１９を冷却する気体流路２３が形成されるように前
記ベース部材１９の一部を覆うカバー部材２２と、前記
カバー部材２２に設けられた気体取り入れ口２５および
気体排出口２６と、前記気体排出口２６に接続された排
気管２７と、前記気体流路２３内を前記排気管２７を介
して排出するファン２８とを具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム内
に配置された部材を冷却するのに適した部材冷却システ
ムおよびそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
に配置された部材を冷却するのに適した部材冷却システ
ムおよびそれを用いたプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体や液晶表示装置の製造工程におい
ては、クリーンルーム内に配置された種々の処理装置に
より、半導体ウエハやガラス基板といった被処理基板に
所定の処理が施される。
ては、クリーンルーム内に配置された種々の処理装置に
より、半導体ウエハやガラス基板といった被処理基板に
所定の処理が施される。
【０００３】このような処理装置のうち、下部電極に高
周波電力を供給して上部電極との間に高周波電界を形成
することによりプラズマを発生させるプラズマ処理装置
においては、高周波電力が供給される下部電極は発熱量
が大きいため冷却水により冷却される水冷構造となって
いるが、上部電極は下部電極と較べると発熱量が小さい
ため水冷構造とはなっていない。しかし、このようなプ
ラズマ処理装置でプラズマを発生させた際には、上部電
極も発熱して温度上昇し、その温度がインターロック温
度（例えば８０℃）以上となってアラームが作動し、処
理を中断せざるを得ない状態となる場合がある。
周波電力を供給して上部電極との間に高周波電界を形成
することによりプラズマを発生させるプラズマ処理装置
においては、高周波電力が供給される下部電極は発熱量
が大きいため冷却水により冷却される水冷構造となって
いるが、上部電極は下部電極と較べると発熱量が小さい
ため水冷構造とはなっていない。しかし、このようなプ
ラズマ処理装置でプラズマを発生させた際には、上部電
極も発熱して温度上昇し、その温度がインターロック温
度（例えば８０℃）以上となってアラームが作動し、処
理を中断せざるを得ない状態となる場合がある。
【０００４】このような温度上昇を防止するためには、
上部電極を水冷または空冷により冷却することが有効で
あると考えられる。しかしながら、上部電極を水冷する
場合には、冷却水を温調するチラーを設けたり、冷却水
の水漏れ対策を行ったりする必要が生じ、装置のコスト
アップを招くため好ましくない。
上部電極を水冷または空冷により冷却することが有効で
あると考えられる。しかしながら、上部電極を水冷する
場合には、冷却水を温調するチラーを設けたり、冷却水
の水漏れ対策を行ったりする必要が生じ、装置のコスト
アップを招くため好ましくない。
【０００５】これに対して空冷する場合には、例えば上
部電極の上面に放熱フィンを設け、この放熱フィンにク
リーンルーム内の空気をファン等により送風して冷却す
ることが考えられ、このようにすることで簡易に低コス
トで上部電極の温度上昇を防止することができる。しか
し、このような方法では、放熱フィンに送風した空気が
クリーンルーム内に形成されているダウンフローの気流
を乱したり、クリーンルーム内にパーティクルを散乱さ
せたりするという問題がある。
部電極の上面に放熱フィンを設け、この放熱フィンにク
リーンルーム内の空気をファン等により送風して冷却す
ることが考えられ、このようにすることで簡易に低コス
トで上部電極の温度上昇を防止することができる。しか
し、このような方法では、放熱フィンに送風した空気が
クリーンルーム内に形成されているダウンフローの気流
を乱したり、クリーンルーム内にパーティクルを散乱さ
せたりするという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたものであって、被冷却部材周辺の
気流を乱したり、パーティクルを散乱させることなく空
冷することができる部材冷却システムを提供することを
目的とする。また、周辺の気流を乱したり、パーティク
ルを散乱させることなく上部電極を空冷することができ
るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
事情に鑑みてなされたものであって、被冷却部材周辺の
気流を乱したり、パーティクルを散乱させることなく空
冷することができる部材冷却システムを提供することを
目的とする。また、周辺の気流を乱したり、パーティク
ルを散乱させることなく上部電極を空冷することができ
るプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１の観点によれば、被冷却部材に気体を
供給して前記被冷却部材を冷却する部材冷却システムで
あって、前記被冷却部材の表面に前記被冷却部材を冷却
する気体の流路が形成されるように前記被冷却部材の一
部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前
記流路に前記被冷却部材を冷却する気体を取り入れる気
体取り入れ口と、前記カバー部材に設けられ、前記流路
内の気体を排出する気体排出口と、前記気体排出口に接
続された排気管と、前記流路内を前記排気管を介して排
気する排気機構とを具備することを特徴とする部材冷却
システムが提供される。
め、本発明の第１の観点によれば、被冷却部材に気体を
供給して前記被冷却部材を冷却する部材冷却システムで
あって、前記被冷却部材の表面に前記被冷却部材を冷却
する気体の流路が形成されるように前記被冷却部材の一
部を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前
記流路に前記被冷却部材を冷却する気体を取り入れる気
体取り入れ口と、前記カバー部材に設けられ、前記流路
内の気体を排出する気体排出口と、前記気体排出口に接
続された排気管と、前記流路内を前記排気管を介して排
気する排気機構とを具備することを特徴とする部材冷却
システムが提供される。
【０００８】以上のような構成によれば、被冷却部材の
一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設けられたカバ
ー部材で覆って前記被冷却部材を冷却する気体の流路を
形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を介し
て接続された排気機構によって排出することにより前記
流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流を乱した
りパーティクルを散乱させることなく被冷却部材の空冷
を行うことができる。
一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設けられたカバ
ー部材で覆って前記被冷却部材を冷却する気体の流路を
形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を介し
て接続された排気機構によって排出することにより前記
流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流を乱した
りパーティクルを散乱させることなく被冷却部材の空冷
を行うことができる。
【０００９】また、本発明の第２の観点によれば、被処
理基板を収容可能なチャンバーと、前記チャンバー内に
設けられ、被処理基板が載置される下部電極と、前記下
部電極と対向して設けられた上部電極と、前記チャンバ
ー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記チ
ャンバー内を排気するチャンバー排気機構と、前記下部
電極に高周波電力を供給して前記上部電極との間に高周
波電界を形成し、前記処理ガスのプラズマを形成する高
周波電源と、前記上部電極の上面に前記上部電極を冷却
する気体の流路が形成されるように前記上部電極の上部
を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前記
流路に前記上部電極を冷却する気体を取り入れる気体取
り入れ口と、前記カバー部材に設けられ、前記流路内の
気体を排出する気体排出口と、前記気体排出口に接続さ
れた排気管と、前記流路内の気体を前記排気管を介して
排気する流路排気機構とを具備することを特徴とするプ
ラズマ処理装置が提供される。
理基板を収容可能なチャンバーと、前記チャンバー内に
設けられ、被処理基板が載置される下部電極と、前記下
部電極と対向して設けられた上部電極と、前記チャンバ
ー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記チ
ャンバー内を排気するチャンバー排気機構と、前記下部
電極に高周波電力を供給して前記上部電極との間に高周
波電界を形成し、前記処理ガスのプラズマを形成する高
周波電源と、前記上部電極の上面に前記上部電極を冷却
する気体の流路が形成されるように前記上部電極の上部
を覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前記
流路に前記上部電極を冷却する気体を取り入れる気体取
り入れ口と、前記カバー部材に設けられ、前記流路内の
気体を排出する気体排出口と、前記気体排出口に接続さ
れた排気管と、前記流路内の気体を前記排気管を介して
排気する流路排気機構とを具備することを特徴とするプ
ラズマ処理装置が提供される。
【００１０】以上のような構成によれば、上部電極と対
向して設けられた下部電極に高周波電力を印加すること
によりプラズマを形成するプラズマ処理装置において、
上部電極の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設け
られたカバー部材で覆って上部電極を冷却する気体の流
路を形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を
介して接続された流路排気機構によって排出することに
より前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流
を乱したりパーティクルを散乱させることなく上部電極
の空冷を行うことができる。
向して設けられた下部電極に高周波電力を印加すること
によりプラズマを形成するプラズマ処理装置において、
上部電極の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設け
られたカバー部材で覆って上部電極を冷却する気体の流
路を形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を
介して接続された流路排気機構によって排出することに
より前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流
を乱したりパーティクルを散乱させることなく上部電極
の空冷を行うことができる。
【００１１】上記の部材冷却システムおよびプラズマ処
理装置のいずれににおいても、前記被冷却部材または前
記上部電極の表面の前記流路が形成された部分には、前
記流路に沿って冷却フィンが設けられていることが好ま
しい。このようにして表面積を増大させることにより、
一層効率よくこれらの部材を空冷することが可能とな
る。また、前記流路は環状とすることができ、この場合
に、前記気体取り入れ口と前記気体排出口とは、前記環
状の流路の互いに対向する位置にそれぞれ設けることが
できる。さらに、前記気体取り入れ口はクリーンルーム
内に形成されたダウンフローを取り込み、前記排気機構
は前記流路からの空気をクリーンルームの外へ排気する
構成とすれば、被冷却部材やプラズマ処理装置がクリー
ンルーム内に配置されている場合にも、ダウンフローを
乱したり、クリーンルーム内にパーティクルを散乱させ
ることなく空冷を行うことができる。
理装置のいずれににおいても、前記被冷却部材または前
記上部電極の表面の前記流路が形成された部分には、前
記流路に沿って冷却フィンが設けられていることが好ま
しい。このようにして表面積を増大させることにより、
一層効率よくこれらの部材を空冷することが可能とな
る。また、前記流路は環状とすることができ、この場合
に、前記気体取り入れ口と前記気体排出口とは、前記環
状の流路の互いに対向する位置にそれぞれ設けることが
できる。さらに、前記気体取り入れ口はクリーンルーム
内に形成されたダウンフローを取り込み、前記排気機構
は前記流路からの空気をクリーンルームの外へ排気する
構成とすれば、被冷却部材やプラズマ処理装置がクリー
ンルーム内に配置されている場合にも、ダウンフローを
乱したり、クリーンルーム内にパーティクルを散乱させ
ることなく空冷を行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施形
態に係るマグネトロンプラズマエッチング装置を示す断
面図、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３は図１のＢ
−Ｂ断面矢視図である。このマグネトロンプラズマエッ
チング装置は、気密に構成され、小径の上部１ａと大径
の下部１ｂとからなる段つき円筒状をなし、壁部が例え
ばアルミニウム製のチャンバー１を有している。このチ
ャンバー１内には、被処理体である半導体ウエハ３０を
水平に支持する下部電極２が設けられている。下部電極
２は例えばアルミニウムで構成されており、絶縁板３を
介して導体の支持台４に支持されている。また、下部電
極２の上方の外周側には導電性材料、例えば単結晶シリ
コンで形成されたフォーカスリング５が設けられ、この
フォーカスリング５の外周を囲むようにカバーリング７
が設けられている。上記下部電極２と支持台４は、ボー
ルねじ８を含むボールねじ機構により昇降可能となって
おり、支持台４の下方の駆動部分は、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ）製のベローズ９で覆われている。チャンバー１は
接地されている。また、ベローズ９の外側にはベローズ
カバー９ａが設けられている。
の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施形
態に係るマグネトロンプラズマエッチング装置を示す断
面図、図２は図１のＡ−Ａ断面矢視図、図３は図１のＢ
−Ｂ断面矢視図である。このマグネトロンプラズマエッ
チング装置は、気密に構成され、小径の上部１ａと大径
の下部１ｂとからなる段つき円筒状をなし、壁部が例え
ばアルミニウム製のチャンバー１を有している。このチ
ャンバー１内には、被処理体である半導体ウエハ３０を
水平に支持する下部電極２が設けられている。下部電極
２は例えばアルミニウムで構成されており、絶縁板３を
介して導体の支持台４に支持されている。また、下部電
極２の上方の外周側には導電性材料、例えば単結晶シリ
コンで形成されたフォーカスリング５が設けられ、この
フォーカスリング５の外周を囲むようにカバーリング７
が設けられている。上記下部電極２と支持台４は、ボー
ルねじ８を含むボールねじ機構により昇降可能となって
おり、支持台４の下方の駆動部分は、ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ）製のベローズ９で覆われている。チャンバー１は
接地されている。また、ベローズ９の外側にはベローズ
カバー９ａが設けられている。
【００１３】下部電極２には、マッチングボックス１１
を介してＲＦ電源１０が接続されている。ＲＦ電源１０
からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が下部電極
２に供給されるようになっている。一方、下部電極２に
対向してその上方には後述する上部電極ユニット１６の
シャワーヘッド１７が互いに平行に設けられており、こ
れらは一対の電極として機能する。
を介してＲＦ電源１０が接続されている。ＲＦ電源１０
からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が下部電極
２に供給されるようになっている。一方、下部電極２に
対向してその上方には後述する上部電極ユニット１６の
シャワーヘッド１７が互いに平行に設けられており、こ
れらは一対の電極として機能する。
【００１４】下部電極２の表面上には半導体ウエハ３０
を静電吸着するための静電チャック６が設けられてい
る。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが
介在されて構成されており、電極６ａには直流電源１２
が接続されている。そして電極６ａに直流電源１２から
電圧が印加されることにより、クーロン力によって半導
体ウエハ３０が吸着される。
を静電吸着するための静電チャック６が設けられてい
る。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが
介在されて構成されており、電極６ａには直流電源１２
が接続されている。そして電極６ａに直流電源１２から
電圧が印加されることにより、クーロン力によって半導
体ウエハ３０が吸着される。
【００１５】下部電極２の内部には、図示しない冷媒流
路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環させる
ことによって、半導体ウエハ３０を所定の温度に制御可
能となっている。また、フォーカスリング５の外側には
バッフル板１３が設けられている。バッフル板１３は支
持台４、ベローズ９を通してチャンバー１と導通してい
る。
路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環させる
ことによって、半導体ウエハ３０を所定の温度に制御可
能となっている。また、フォーカスリング５の外側には
バッフル板１３が設けられている。バッフル板１３は支
持台４、ベローズ９を通してチャンバー１と導通してい
る。
【００１６】チャンバー１の天壁部分には、下部電極２
に対向するように上部電極ユニット１６が設けられてい
る。上部電極ユニット１６は、その下面に多数のガス吐
出孔１８が設けられ、接地されたシャワーヘッド１７
と、このシャワーヘッド１７の上部に設けられたベース
部材１９とを有している。また、上部電極ユニット１６
の中央上部にはガス導入部２０が形成されており、この
ガス導入部２０はシャワーヘッド１７内に形成された空
間２１を介して前記ガス吐出孔１８と連通している。
に対向するように上部電極ユニット１６が設けられてい
る。上部電極ユニット１６は、その下面に多数のガス吐
出孔１８が設けられ、接地されたシャワーヘッド１７
と、このシャワーヘッド１７の上部に設けられたベース
部材１９とを有している。また、上部電極ユニット１６
の中央上部にはガス導入部２０が形成されており、この
ガス導入部２０はシャワーヘッド１７内に形成された空
間２１を介して前記ガス吐出孔１８と連通している。
【００１７】ベース部材１９の上部には、カバー部材２
２が配置されている。カバー部材２２は、図１に示すよ
うにその断面が逆Ｕ字型であり、図２および図３に示す
ようにベース部材１９上に円環状の気体流路２３を規定
するように円環状に設けられている。ベース部材１９上
面の気体流路２３と面する部分には図２に示すように同
心円状の溝２４ａが形成されており、これら溝２４ａの
間の突出部２４ｂが冷却フィンとして機能する。また、
図３に示すように、カバー部材２２の一方側の２箇所に
気体取り入れ口２５が開口しており、この気体取り入れ
口２５と対向する位置には気体排出口２６が設けられて
いる。気体排出口２６には排気管２７が接続されてお
り、この排気管２７に設けられたファン２８によって、
気体流路２３内の空気はクリーンルームの外へ排出され
るようになっている。したがって、ファン２７を作動さ
せることにより、気体流路２３内の空気はクリーンルー
ム外に排出され、これと対応して２箇所に設けられた気
体取り入れ口２５からクリーンルーム内に形成されたダ
ウンフローが取り込まれて気体流路２３内に流入し、気
体流路２３内に図２に矢印で示すような気体取り入れ口
２５から気体排出口２６に向かう空気の流れが形成さ
れ、この空気の流れによってベース部材１９が空冷され
る。
２が配置されている。カバー部材２２は、図１に示すよ
うにその断面が逆Ｕ字型であり、図２および図３に示す
ようにベース部材１９上に円環状の気体流路２３を規定
するように円環状に設けられている。ベース部材１９上
面の気体流路２３と面する部分には図２に示すように同
心円状の溝２４ａが形成されており、これら溝２４ａの
間の突出部２４ｂが冷却フィンとして機能する。また、
図３に示すように、カバー部材２２の一方側の２箇所に
気体取り入れ口２５が開口しており、この気体取り入れ
口２５と対向する位置には気体排出口２６が設けられて
いる。気体排出口２６には排気管２７が接続されてお
り、この排気管２７に設けられたファン２８によって、
気体流路２３内の空気はクリーンルームの外へ排出され
るようになっている。したがって、ファン２７を作動さ
せることにより、気体流路２３内の空気はクリーンルー
ム外に排出され、これと対応して２箇所に設けられた気
体取り入れ口２５からクリーンルーム内に形成されたダ
ウンフローが取り込まれて気体流路２３内に流入し、気
体流路２３内に図２に矢印で示すような気体取り入れ口
２５から気体排出口２６に向かう空気の流れが形成さ
れ、この空気の流れによってベース部材１９が空冷され
る。
【００１８】上述したガス導入部２０にはガス供給配管
３１ａが接続されており、このガス供給配管３１ａの他
端には、エッチング用の反応ガスおよび希釈ガスからな
る処理ガスを供給する処理ガス供給系３１が接続されて
いる。反応ガスとしては、ハロゲン系のガス、希釈ガス
としては、Ａｒガス、Ｈｅガス等、通常この分野で用い
られるガスを用いることができる。
３１ａが接続されており、このガス供給配管３１ａの他
端には、エッチング用の反応ガスおよび希釈ガスからな
る処理ガスを供給する処理ガス供給系３１が接続されて
いる。反応ガスとしては、ハロゲン系のガス、希釈ガス
としては、Ａｒガス、Ｈｅガス等、通常この分野で用い
られるガスを用いることができる。
【００１９】このような処理ガスが、処理ガス供給系３
１からガス供給配管３１ａ、ガス導入部２０を介してシ
ャワーヘッド１７の空間２１に至り、ガス吐出孔１８か
ら吐出され、半導体ウエハ３０に形成された膜がエッチ
ングされる。
１からガス供給配管３１ａ、ガス導入部２０を介してシ
ャワーヘッド１７の空間２１に至り、ガス吐出孔１８か
ら吐出され、半導体ウエハ３０に形成された膜がエッチ
ングされる。
【００２０】チャンバー１の下部１ｂの側壁には、排気
ポート３５が形成されており、この排気ポート３５には
排気系３６が接続されている。そして排気系３６に設け
られた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１
内を所定の真空度まで減圧することができるようになっ
ている。一方、チャンバー１の下部１ｂの側壁上部に
は、半導体ウエハ３０の搬入出口を開閉するゲートバル
ブ３４が設けられている。
ポート３５が形成されており、この排気ポート３５には
排気系３６が接続されている。そして排気系３６に設け
られた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１
内を所定の真空度まで減圧することができるようになっ
ている。一方、チャンバー１の下部１ｂの側壁上部に
は、半導体ウエハ３０の搬入出口を開閉するゲートバル
ブ３４が設けられている。
【００２１】一方、チャンバー１の上部１ａの周囲に
は、同心状に、磁場発生機構であるダイポールリング磁
石３７が配置されており、下部電極２とシャワーヘッド
１７との間の空間に磁界を及ぼすようになっている。こ
のダイポールリング磁石３７は、図示しないモータ等の
回転手段により回転可能となっている。
は、同心状に、磁場発生機構であるダイポールリング磁
石３７が配置されており、下部電極２とシャワーヘッド
１７との間の空間に磁界を及ぼすようになっている。こ
のダイポールリング磁石３７は、図示しないモータ等の
回転手段により回転可能となっている。
【００２２】このように構成されるマグネトロンプラズ
マエッチング装置は、温度、湿度および空気清浄度が高
度に管理されたクリーンルーム内に設置され、以下に示
すプロセスで半導体ウエハ３０のエッチング処理を行
う。まず、ゲートバルブ３４を開にして半導体ウエハ３
０をチャンバー１内に搬入し、下部電極２に載置した
後、排気系３６の真空ポンプにより排気ポート３５を介
してチャンバー１内を排気しつつ、チャンバー１内に処
理ガス供給系３１から所定の処理ガスを導入し、チャン
バー１内を所定の圧力、例えば５０ｍＴｏｒｒに保持し
つつ、ＲＦ電源１０から下部電極２に、周波数が例えば
１３．５６ＭＨｚ、パワーが例えば１０００〜２０００
Ｗの高周波電力を供給する。このとき、半導体ウエハ３
０は静電チャック６にクーロン力により吸着される。
マエッチング装置は、温度、湿度および空気清浄度が高
度に管理されたクリーンルーム内に設置され、以下に示
すプロセスで半導体ウエハ３０のエッチング処理を行
う。まず、ゲートバルブ３４を開にして半導体ウエハ３
０をチャンバー１内に搬入し、下部電極２に載置した
後、排気系３６の真空ポンプにより排気ポート３５を介
してチャンバー１内を排気しつつ、チャンバー１内に処
理ガス供給系３１から所定の処理ガスを導入し、チャン
バー１内を所定の圧力、例えば５０ｍＴｏｒｒに保持し
つつ、ＲＦ電源１０から下部電極２に、周波数が例えば
１３．５６ＭＨｚ、パワーが例えば１０００〜２０００
Ｗの高周波電力を供給する。このとき、半導体ウエハ３
０は静電チャック６にクーロン力により吸着される。
【００２３】このようにして下部電極２に高周波電力を
印加することにより、図４に示すように上部電極ユニッ
ト１６のシャワーヘッド１７と下部電極２との間には電
界Ｅｌが形成され、チャンバー１の上部１ａにはダイポ
ールリング磁石３７により水平磁界Ｂが形成されている
から、半導体ウエハ３０付近に電子のドリフトによりマ
グネトロン放電が生じ、それによって形成された処理ガ
スのプラズマにより、半導体ウエハ３０上に形成された
所定の膜がエッチング処理される。エッチング処理を終
了後、ＲＦ電源１０からの高周波電力の供給を停止し、
半導体ウエハ３０をチャンバー１内から搬出する。
印加することにより、図４に示すように上部電極ユニッ
ト１６のシャワーヘッド１７と下部電極２との間には電
界Ｅｌが形成され、チャンバー１の上部１ａにはダイポ
ールリング磁石３７により水平磁界Ｂが形成されている
から、半導体ウエハ３０付近に電子のドリフトによりマ
グネトロン放電が生じ、それによって形成された処理ガ
スのプラズマにより、半導体ウエハ３０上に形成された
所定の膜がエッチング処理される。エッチング処理を終
了後、ＲＦ電源１０からの高周波電力の供給を停止し、
半導体ウエハ３０をチャンバー１内から搬出する。
【００２４】以上のようなプロセスで半導体ウエハ３０
のエッチング処理を行う際に、ファン２８を作動させて
気体流路２３内の空気を排気管２７を介してクリーンル
ーム外へ排出し、これと対応して気体取り入れ口２５か
らクリーンルーム内に形成されたダウンフローを取り込
み、気体流路２３内に気体取り入れ口２５から気体排出
口２６に向かう空気の流れを形成し、この空気の流れに
よってベース部材１９を空冷してシャワーヘッド１７の
温度上昇を防止する。本実施形態では、ベース部材１９
上面の気体流路２３と面する部分に溝２４ａおよび突出
部２４ｂを形成し、この突出部２４ｂを冷却フィンとし
て機能させるので、ベース部材１９がより効率よく空冷
され、シャワーヘッド１７の温度上昇を確実に防止する
ことができる。
のエッチング処理を行う際に、ファン２８を作動させて
気体流路２３内の空気を排気管２７を介してクリーンル
ーム外へ排出し、これと対応して気体取り入れ口２５か
らクリーンルーム内に形成されたダウンフローを取り込
み、気体流路２３内に気体取り入れ口２５から気体排出
口２６に向かう空気の流れを形成し、この空気の流れに
よってベース部材１９を空冷してシャワーヘッド１７の
温度上昇を防止する。本実施形態では、ベース部材１９
上面の気体流路２３と面する部分に溝２４ａおよび突出
部２４ｂを形成し、この突出部２４ｂを冷却フィンとし
て機能させるので、ベース部材１９がより効率よく空冷
され、シャワーヘッド１７の温度上昇を確実に防止する
ことができる。
【００２５】従来のマグネトロンプラズマエッチング装
置を用いてエッチング処理を行う場合、下部電極２に供
給する高周波電力のパワーを例えば１７００Ｗとする
と、シャワーヘッド１７の温度は６０℃からインターロ
ック温度に近い７６℃程度まで上昇していた。これに対
して、本実施形態によれば、気体流路２３内に空気の流
れを形成してベース部材１９を空冷するので、同じパワ
ーの高周波電力を下部電極２に供給した場合に、シャワ
ーヘッド１７の温度上昇を６０℃から６４℃程度にまで
抑制することができた。この際、気体流路２３はカバー
部材２２で覆われており、また、気体流路２３内の空気
をファン２８により排気管２７を介してクリーンルーム
外へ排出するので、気体流路２３内の空気の流れがクリ
ーンルーム内の気流に影響を及ぼしたり、クリーンルー
ム内にパーティクル等を散乱させたりすることがない。
したがって、チラーや防水対策等の必要がなく水冷方式
と比較してコストが低い空冷方式の冷却により、クリー
ンルーム内の環境を劣化させることなくシャワーヘッド
１７の温度上昇を適切に抑制することができる。
置を用いてエッチング処理を行う場合、下部電極２に供
給する高周波電力のパワーを例えば１７００Ｗとする
と、シャワーヘッド１７の温度は６０℃からインターロ
ック温度に近い７６℃程度まで上昇していた。これに対
して、本実施形態によれば、気体流路２３内に空気の流
れを形成してベース部材１９を空冷するので、同じパワ
ーの高周波電力を下部電極２に供給した場合に、シャワ
ーヘッド１７の温度上昇を６０℃から６４℃程度にまで
抑制することができた。この際、気体流路２３はカバー
部材２２で覆われており、また、気体流路２３内の空気
をファン２８により排気管２７を介してクリーンルーム
外へ排出するので、気体流路２３内の空気の流れがクリ
ーンルーム内の気流に影響を及ぼしたり、クリーンルー
ム内にパーティクル等を散乱させたりすることがない。
したがって、チラーや防水対策等の必要がなく水冷方式
と比較してコストが低い空冷方式の冷却により、クリー
ンルーム内の環境を劣化させることなくシャワーヘッド
１７の温度上昇を適切に抑制することができる。
【００２６】なお、本発明は上記実施の形態に限られ
ず、種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では
本発明をマグネトロンプラズマエッチング装置に適用し
た場合を示したが、これに限らず通常のプラズマエッチ
ング装置、プラズマＣＶＤ装置、プラズマアッシング装
置、プラズマスパッタリング装置等に適用してもよく、
クリーンルーム内に設置される装置であれば、プラズマ
処理装置以外の装置にも適用することが可能である。ま
た、上記実施の形態では本発明を上部電極に適用した場
合を示したが、その他の部材に適用してもよい。さら
に、被処理基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ用
のガラス基板であってもよい。
ず、種々変更が可能である。例えば、上記実施形態では
本発明をマグネトロンプラズマエッチング装置に適用し
た場合を示したが、これに限らず通常のプラズマエッチ
ング装置、プラズマＣＶＤ装置、プラズマアッシング装
置、プラズマスパッタリング装置等に適用してもよく、
クリーンルーム内に設置される装置であれば、プラズマ
処理装置以外の装置にも適用することが可能である。ま
た、上記実施の形態では本発明を上部電極に適用した場
合を示したが、その他の部材に適用してもよい。さら
に、被処理基板はウエハＷに限られず、例えばＬＣＤ用
のガラス基板であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被冷却部材の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設
けられたカバー部材で覆って前記被冷却部材を冷却する
気体の流路を形成し、この流路内の気体を気体排出口に
排気管を介して接続された排気機構によって排出するこ
とにより前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の
気流を乱したりパーティクルを散乱させることなく被冷
却部材の空冷を行うことができる。したがって、クリー
ンルーム内に配置された被冷却部材を、クリーンルーム
内に形成されたダウンフローやクリーンルーム内の清浄
度に悪影響を及ぼすことなく空冷することができる。
被冷却部材の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設
けられたカバー部材で覆って前記被冷却部材を冷却する
気体の流路を形成し、この流路内の気体を気体排出口に
排気管を介して接続された排気機構によって排出するこ
とにより前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の
気流を乱したりパーティクルを散乱させることなく被冷
却部材の空冷を行うことができる。したがって、クリー
ンルーム内に配置された被冷却部材を、クリーンルーム
内に形成されたダウンフローやクリーンルーム内の清浄
度に悪影響を及ぼすことなく空冷することができる。
【００２８】また、本発明によれば、上部電極と対向し
て設けられた下部電極に高周波電力を印加することによ
りプラズマを形成するプラズマ処理装置において、上部
電極の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設けられ
たカバー部材で覆って上部電極を冷却する気体の流路を
形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を介し
て接続された流路排気機構によって排出することにより
前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流を乱
したりパーティクルを散乱させることなく上部電極の空
冷を行うことができる。したがって、クリーンルーム内
に配置された被プラズマ処理装置の上部電極を、クリー
ンルーム内に形成されたダウンフローやクリーンルーム
内の清浄度に悪影響を及ぼすことなく空冷することがで
きる。
て設けられた下部電極に高周波電力を印加することによ
りプラズマを形成するプラズマ処理装置において、上部
電極の一部を気体取り入れ口と気体排出口とが設けられ
たカバー部材で覆って上部電極を冷却する気体の流路を
形成し、この流路内の気体を気体排出口に排気管を介し
て接続された流路排気機構によって排出することにより
前記流路に気体の流れを形成するので、周辺の気流を乱
したりパーティクルを散乱させることなく上部電極の空
冷を行うことができる。したがって、クリーンルーム内
に配置された被プラズマ処理装置の上部電極を、クリー
ンルーム内に形成されたダウンフローやクリーンルーム
内の清浄度に悪影響を及ぼすことなく空冷することがで
きる。
【図１】本発明の実施形態に係るマグネトロンプラズマ
エッチング装置の断面図。
エッチング装置の断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面矢視図。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面矢視図。
【図４】ダイポールリング磁石およびチャンバーの模式
的な縦断面図。
的な縦断面図。
１；チャンバー
２；下部電極
１０；ＲＦ電源
１３；バッフル板
１６；上部電極ユニット
１７；シャワーヘッド
１８；ガス吐出孔
１９；ベース部材
２０；ガス導入部
２１；空間
２２；カバー部材
２３；気体流路
２４；溝
２５；気体取り入れ口
２６；気体排出口
２７；排気管
２８；ファン
３０；半導体ウエハ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ
Ｆターム(参考） 3L044 AA03 CA12 DA01 DD07 FA03
KA04
4G075 AA30 BC02 BC04 BC06 BC10
CA03 CA25 CA47 DA02 EC10
5F004 AA16 BA08 BB07 BB13 BB32
BD01 BD04 BD05
Claims (8)
- 【請求項１】 被冷却部材に気体を供給して前記被冷却
部材を冷却する部材冷却システムであって、 前記被冷却部材の表面に前記被冷却部材を冷却する気体
の流路が形成されるように前記被冷却部材の一部を覆う
カバー部材と、 前記カバー部材に設けられ、前記流路に前記被冷却部材
を冷却する気体を取り入れる気体取り入れ口と、 前記カバー部材に設けられ、前記流路内の気体を排出す
る気体排出口と、 前記気体排出口に接続された排気管と、 前記流路内を前記排気管を介して排気する排気機構とを
具備することを特徴とする部材冷却システム。 - 【請求項２】 前記被冷却部材の表面の前記流路が形成
された部分には、前記流路に沿って冷却フィンが設けら
れていることを特徴とする請求項１に記載の部材冷却シ
ステム。 - 【請求項３】 前記流路は環状をなし、前記気体取り入
れ口と前記気体排出口とは環状の前記流路の互いに対向
する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の部材冷却システム。 - 【請求項４】 前記気体取り入れ口はクリーンルーム内
に形成されたダウンフローを取り込み、前記排気機構は
前記流路からの空気を前記排気管を介してクリーンルー
ムの外へ排出することを特徴とする請求項１から請求項
３のいずれか１項に記載の部材冷却システム。 - 【請求項５】 被処理基板を収容可能なチャンバーと、 前記チャンバー内に設けられ、被処理基板が載置される
下部電極と、 前記下部電極と対向して設けられた上部電極と、 前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手
段と、 前記チャンバー内を排気するチャンバー排気機構と、 前記下部電極に高周波電力を供給して前記上部電極との
間に高周波電界を形成し、前記処理ガスのプラズマを形
成する高周波電源と、 前記上部電極の上面に前記上部電極を冷却する気体の流
路が形成されるように前記上部電極の上部を覆うカバー
部材と、 前記カバー部材に設けられ、前記流路に前記上部電極を
冷却する気体を取り入れる気体取り入れ口と、 前記カバー部材に設けられ、前記流路内の気体を排出す
る気体排出口と、 前記気体排出口に接続された排気管と、 前記流路内の気体を前記排気管を介して排気する流路排
気機構とを具備することを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項６】 前記上部電極の上面の前記流路が形成さ
れた部分には、前記流路に沿って冷却フィンが設けられ
ていることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理
装置。 - 【請求項７】 前記流路は環状であり、前記気体取り入
れ口と前記気体排出口とは、環状の前記流路の互いに対
向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする
請求項５または請求項６に記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項８】 前記気体取り入れ口はクリーンルーム内
に形成されたダウンフローを取り込み、前記流路排気機
構は前記流路からの空気を前記排気管を介してクリーン
ルームの外へ排出することを特徴とする請求項５から請
求項７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251836A JP2003068710A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 部材冷却システムおよびプラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001251836A JP2003068710A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 部材冷却システムおよびプラズマ処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003068710A true JP2003068710A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19080416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001251836A Pending JP2003068710A (ja) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | 部材冷却システムおよびプラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003068710A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007193997A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Tateyama Machine Kk | プラズマ処理装置 |
| US8282769B2 (en) | 2009-03-10 | 2012-10-09 | Tokyo Electron Limited | Shower head and plasma processing apparatus having same |
| KR101408643B1 (ko) * | 2012-03-26 | 2014-06-17 | 주식회사 테스 | 플라즈마 처리장치 |
| JP2019033054A (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-28 | 日新イオン機器株式会社 | 大気圧プラズマ装置 |
| US10373794B2 (en) | 2015-10-29 | 2019-08-06 | Lam Research Corporation | Systems and methods for filtering radio frequencies from a signal of a thermocouple and controlling a temperature of an electrode in a plasma chamber |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370130A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Tokyo Electron Ltd | エッチング方法 |
| JP2000353665A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Kokusai Electric Co Ltd | 基板処理装置 |
| JP2001176762A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Tokyo Electron Ltd | 半導体製造機器の換気方法及び換気設備 |
-
2001
- 2001-08-22 JP JP2001251836A patent/JP2003068710A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370130A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Tokyo Electron Ltd | エッチング方法 |
| JP2000353665A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Kokusai Electric Co Ltd | 基板処理装置 |
| JP2001176762A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Tokyo Electron Ltd | 半導体製造機器の換気方法及び換気設備 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007193997A (ja) * | 2006-01-17 | 2007-08-02 | Tateyama Machine Kk | プラズマ処理装置 |
| US8282769B2 (en) | 2009-03-10 | 2012-10-09 | Tokyo Electron Limited | Shower head and plasma processing apparatus having same |
| KR101408643B1 (ko) * | 2012-03-26 | 2014-06-17 | 주식회사 테스 | 플라즈마 처리장치 |
| US10373794B2 (en) | 2015-10-29 | 2019-08-06 | Lam Research Corporation | Systems and methods for filtering radio frequencies from a signal of a thermocouple and controlling a temperature of an electrode in a plasma chamber |
| US11189452B2 (en) | 2015-10-29 | 2021-11-30 | Lam Research Corporation | Systems and methods for filtering radio frequencies from a signal of a thermocouple and controlling a temperature of an electrode in a plasma chamber |
| JP2019033054A (ja) * | 2017-08-10 | 2019-02-28 | 日新イオン機器株式会社 | 大気圧プラズマ装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210027980A1 (en) | Plasma processing apparatus | |
| US6024827A (en) | Plasma processing apparatus | |
| US20090000743A1 (en) | Substrate processing apparatus and shower head | |
| US7686918B2 (en) | Magnetron plasma processing apparatus | |
| US7056831B2 (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
| US7767055B2 (en) | Capacitive coupling plasma processing apparatus | |
| US7897009B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| KR20120074210A (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| US20190304814A1 (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP6974088B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US8104428B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| US20100144157A1 (en) | Plasma etching apparatus and method | |
| KR20090096334A (ko) | 덮개부품, 처리 가스 확산 공급 장치 및 기판 처리 장치 | |
| US8342121B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| US20180122620A1 (en) | Plasma processing apparatus | |
| US8858712B2 (en) | Electrode for use in plasma processing apparatus and plasma processing apparatus | |
| JPH07106095A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP4885586B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2003068710A (ja) | 部材冷却システムおよびプラズマ処理装置 | |
| KR100889433B1 (ko) | 플라즈마 처리 장치 | |
| JP2023053335A (ja) | 載置台及び基板処理装置 | |
| JP7361588B2 (ja) | エッジリング及び基板処理装置 | |
| KR101079224B1 (ko) | 상부전극 어셈블리 및 플라즈마 처리 장치 | |
| JPH1167494A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP7365912B2 (ja) | エッジリング及び基板処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080723 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100914 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101019 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101217 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110308 |