JP2018050039A - Wafer mounting device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To improve protection performance of a resin layer between an electrostatic chuck and a cooling plate.SOLUTION: In a wafer mounting device 20, an electrostatic chuck 22 and a cooling plate 30 are bonded via a resin layer 36. The wafer mounting device 20 has a clamp member 40 provided along the lateral face of the resin layer 36 so as to cover the lateral face, a first O-ring 46 held between the clamp member 40 and the electrostatic chuck 22 while being crushed, and a second O-ring 48 held between the clamp member 40 and the cooling plate 30 while being crushed. The lateral face of the resin layer 36 is arranged in a closed space surrounded by the first O-ring 46, the second O-ring 48 and the clamp member 40.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、ウエハ載置装置に関する。   The present invention relates to a wafer mounting apparatus.

プラズマ処理装置としては、例えばプラズマCVD装置、プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置などが知られている。こうしたプラズマ処理装置では、通常、真空チャンバ内にウエハを載置するためのウエハ載置装置が設置される。ウエハ載置装置は、プラズマ処理を施すウエハを吸着固定するための静電チャックと、この静電チャックを冷却する冷却板とを備えている。静電チャックとしては、絶縁体又は誘電体(多くはセラミックス)に内部電極が埋設されたものが用いられる。このようなウエハ載置装置では、ウエハを静電チャックのウエハ載置面に載置した状態で内部電極に直流電圧を印加して静電力(クーロン力又はジョンソン・ラベック力)を発生させることにより、ウエハをウエハ載置面に吸着固定する。そして、この状態で、ウエハに接するようにプラズマを発生させる。プラズマは、通常、真空チャンバ内に設置される上部電極と静電チャックに埋設された内部電極との間又は上部電極と冷却板との間に印加される高周波電圧によって発生させる。このようにして発生したプラズマは、プラズマ載置装置の一部を腐食させることがある。例えば、静電チャックと冷却板とは樹脂層を介して接着されているが、この樹脂層の側面が腐食することがあるため、樹脂層の側面に沿ってフッ素樹脂製のOリングを設置することが提案されている(特許文献1参照)。Oリングは、静電チャックと冷却板とによって挟み込まれて押し潰された状態で維持されることによりOリングの内側をシールする。そのため、樹脂層は腐食ガスから保護される。   As a plasma processing apparatus, for example, a plasma CVD apparatus, a plasma etching apparatus, a plasma ashing apparatus, and the like are known. In such a plasma processing apparatus, a wafer mounting apparatus for mounting a wafer in a vacuum chamber is usually installed. The wafer mounting apparatus includes an electrostatic chuck for attracting and fixing a wafer to be subjected to plasma processing, and a cooling plate for cooling the electrostatic chuck. As the electrostatic chuck, an insulator or a dielectric (mostly ceramic) in which an internal electrode is embedded is used. In such a wafer mounting apparatus, by applying a DC voltage to the internal electrode in a state where the wafer is mounted on the wafer mounting surface of the electrostatic chuck, an electrostatic force (Coulomb force or Johnson / Labeck force) is generated. Then, the wafer is sucked and fixed to the wafer mounting surface. In this state, plasma is generated so as to contact the wafer. The plasma is usually generated by a high frequency voltage applied between the upper electrode installed in the vacuum chamber and the internal electrode embedded in the electrostatic chuck or between the upper electrode and the cooling plate. The plasma generated in this way may corrode a part of the plasma mounting device. For example, although the electrostatic chuck and the cooling plate are bonded via a resin layer, the side surface of the resin layer may corrode, so a fluororesin O-ring is installed along the side surface of the resin layer. Has been proposed (see Patent Document 1). The O-ring seals the inside of the O-ring by being held between the electrostatic chuck and the cooling plate and being crushed. Therefore, the resin layer is protected from corrosive gas.

特開平9−45757号公報JP 9-45757 A

しかしながら、樹脂層の側面に沿ってOリングを設置する構造では、Oリングの押し潰し量を大きくすると、押し潰されたOリングの復元力が大きくなるため、その復元力によって静電チャックと冷却板とが離間するおそれがあった。そのため、Oリングの押し潰し量を十分大きくすることができなかった。その結果、Oリングのシール性が低くなり、樹脂層の保護性能が十分得られないという問題があった。   However, in the structure in which the O-ring is installed along the side surface of the resin layer, if the amount of crushing of the O-ring is increased, the restoring force of the crushed O-ring increases. There was a risk of separation from the plate. For this reason, the crushing amount of the O-ring cannot be increased sufficiently. As a result, there is a problem that the sealing performance of the O-ring is lowered and the protective performance of the resin layer cannot be obtained sufficiently.

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、静電チャックと冷却板との間の樹脂層の保護性能を高めることを主目的とする。   This invention is made | formed in view of such a subject, and makes it the main objective to improve the protection performance of the resin layer between an electrostatic chuck and a cooling plate.

本発明のウエハ載置装置は、
静電チャックと冷却板とが樹脂層を介して接着されたウエハ載置装置であって、
前記樹脂層の側面に沿って該側面を覆うように設けられたクランプ部材と、
前記クランプ部材と前記静電チャックとの間に配置された弾性変形可能な第1リング部材と、
前記クランプ部材と前記冷却板との間に配置された弾性変形可能な第2リング部材と、
を備え、
前記第1リング部材は、前記クランプ部材と前記静電チャックとによって押し潰された状態で保持され、
前記第2リング部材は、前記クランプ部材と前記冷却板とによって押し潰された状態で保持され、
前記樹脂層の側面は、前記第1リング部材と前記第2リング部材と前記クランプ部材とによって囲まれた閉空間内に配置されている、
ものである。
The wafer mounting apparatus of the present invention is
A wafer mounting device in which an electrostatic chuck and a cooling plate are bonded via a resin layer,
A clamp member provided so as to cover the side surface along the side surface of the resin layer;
An elastically deformable first ring member disposed between the clamp member and the electrostatic chuck;
An elastically deformable second ring member disposed between the clamp member and the cooling plate;
With
The first ring member is held in a state of being crushed by the clamp member and the electrostatic chuck,
The second ring member is held in a state of being crushed by the clamp member and the cooling plate,
The side surface of the resin layer is disposed in a closed space surrounded by the first ring member, the second ring member, and the clamp member.
Is.

このウエハ載置装置では、樹脂層の側面は、第1リング部材と第2リング部材とクランプ部材とによって囲まれた閉空間内に配置されているため、周囲の雰囲気から遮断されている。また、押し潰された第1及び第2リング部材が元の形状に戻ろうとする復元力は、静電チャックと冷却板とを離間する方向には働かないため、第1及び第2リング部材の押し潰し量が十分大きくなるようにクランプ部材を締めることができる。その結果、第1及び第2リング部材のシール性が十分高くなり、周囲の雰囲気から樹脂層を保護する性能を高めることができる。   In this wafer mounting apparatus, since the side surface of the resin layer is disposed in a closed space surrounded by the first ring member, the second ring member, and the clamp member, it is shielded from the surrounding atmosphere. Further, the restoring force that the crushed first and second ring members return to their original shapes does not work in the direction of separating the electrostatic chuck and the cooling plate, so that the first and second ring members The clamp member can be tightened so that the amount of crushing becomes sufficiently large. As a result, the sealing performance of the first and second ring members is sufficiently high, and the performance of protecting the resin layer from the surrounding atmosphere can be enhanced.

本発明のウエハ載置装置において、前記樹脂層の材質は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂又はエポキシ樹脂、前記第1及び第2リング部材の材質は、フッ素樹脂としてもよい。こうすれば、樹脂層によって静電チャック及び冷却板がしっかりと接着される。また、周囲の雰囲気が腐食ガス雰囲気だとしても、第1及び第2リング部材は耐食性に優れているため樹脂層を長期にわたって保護することができる。   In the wafer mounting apparatus of the present invention, the resin layer may be made of silicone resin, acrylic resin or epoxy resin, and the first and second ring members may be made of fluororesin. By doing so, the electrostatic chuck and the cooling plate are firmly bonded by the resin layer. Even if the surrounding atmosphere is a corrosive gas atmosphere, the first and second ring members are excellent in corrosion resistance, so that the resin layer can be protected over a long period of time.

本発明のウエハ載置装置において、前記クランプ部材は、前記クランプ部材の締め付け量を調節する調節部材を有していてもよい。この場合、クランプ部材が強く締まるように調節部材を調節すれば、第1及び第2リング部材の押し潰し量が増え、樹脂層の保護性能が高まる。また、クランプ部材の締め付けを解除するように調節部材を調節すれば、第1リング部材や第2リング部材を容易に交換することができる。   In the wafer mounting apparatus of the present invention, the clamp member may include an adjustment member that adjusts the tightening amount of the clamp member. In this case, if the adjustment member is adjusted so that the clamp member is strongly tightened, the crushing amounts of the first and second ring members are increased, and the protection performance of the resin layer is improved. Moreover, if the adjustment member is adjusted so as to release the clamping of the clamp member, the first ring member and the second ring member can be easily replaced.

本発明のウエハ載置装置において、前記クランプ部材は、分断箇所を少なくとも1つ有し、前記調節部材は、前記分断箇所の間隔を調節することによって前記クランプ部材の締め付け量を調節するものとしてもよい。こうすれば、クランプ部材の締め付け量を簡単な構造で調節することができる。この場合、前記クランプ部材が前記調節部材によって最も締め付けられた状態では、前記分断箇所の間隔がゼロになるようにしてもよい。こうすれば、クランプ部材を最も締め付けた状態では、第1リング部材と第2リング部材とクランプ部材とによって囲まれた空間は閉空間になる。また、前記クランプ部材が前記調節部材によって所定の締め付け状態から最も締め付けられた状態に至る過程では、前記分断箇所の分断された端部同士は当接した状態を維持して前記クランプ部材の内外の連通を遮断するようにしてもよい。こうすれば、クランプ部材が所定の締め付け状態から最も締め付けられた状態に至る過程では、第1リング部材と第2リング部材とクランプ部材とによって囲まれた空間は絶えず閉空間になる。   In the wafer mounting apparatus according to the present invention, the clamp member may include at least one part to be divided, and the adjustment member may adjust a tightening amount of the clamp member by adjusting an interval between the parts to be divided. Good. In this way, the tightening amount of the clamp member can be adjusted with a simple structure. In this case, in the state where the clamp member is most tightened by the adjusting member, the interval between the divided portions may be zero. If it carries out like this, in the state which clamped the clamp member most, the space enclosed by the 1st ring member, the 2nd ring member, and the clamp member turns into a closed space. Further, in the process from the predetermined tightening state to the most tightened state by the adjustment member, the divided ends of the divided portions are kept in contact with each other, and the inside and outside of the clamping member are maintained. You may make it cut off communication. If it carries out like this, in the process from which a clamp member will be in the most tightened state from a predetermined | prescribed tightening state, the space enclosed by the 1st ring member, the 2nd ring member, and the clamp member will become always a closed space.

本発明のウエハ載置装置において、前記クランプ部材は、分断箇所を少なくとも1つ有し、前記調節部材は、前記分断箇所の間隔を調節することによって前記クランプ部材の締め付け量を調節するものである場合、前記分断箇所には、弾性変形可能なパッキンが配置されていてもよい。こうすれば、クランプ部材を締め付けたときに分断箇所に配置されたパッキンが押し潰された状態になるため、分断箇所の密閉性がより高くなる。   In the wafer mounting apparatus of the present invention, the clamp member has at least one part to be divided, and the adjustment member adjusts the tightening amount of the clamp member by adjusting an interval between the parts to be divided. In this case, an elastically deformable packing may be disposed at the dividing portion. If it carries out like this, since it will be in the state where the packing arrange | positioned at a parting part was crushed when a clamp member was clamp | tightened, the sealing property of a parting part will become higher.

プラズマ処理装置10の構成の概略を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of the plasma processing apparatus 10. ウエハ載置装置20の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the wafer mounting device 20. ウエハ載置装置20の平面図。The top view of the wafer mounting apparatus 20. FIG. 図3の分断箇所にパッキン43を配置した形態の部分拡大図。The elements on larger scale of the form which has arrange | positioned the packing 43 in the parting part of FIG. 別の実施形態の平面図。The top view of another embodiment. 図5の分断箇所にパッキン143を配置した形態の部分拡大図。The elements on larger scale of the form which has arrange | positioned packing 143 in the parting part of FIG. 別の実施形態の分断箇所の平面図。The top view of the division location of another embodiment. 図7の分断箇所にパッキン147を配置した形態の部分拡大図。The elements on larger scale of the form which has arrange | positioned the packing 147 in the parting part of FIG. 別の実施形態の平面図。The top view of another embodiment. 別の実施形態の縦断面図の部分拡大図。The elements on larger scale of the longitudinal cross-sectional view of another embodiment. 別の実施形態の縦断面図の部分拡大図。The elements on larger scale of the longitudinal cross-sectional view of another embodiment.

次に、本発明のウエハ載置装置の好適な実施形態について以下に説明する。図1は本実施形態のウエハ載置装置20を含むプラズマ処理装置10の構成の概略を示す説明図、図2はウエハ載置装置20の縦断面図、図3はウエハ載置装置20の平面図である。   Next, a preferred embodiment of the wafer mounting apparatus of the present invention will be described below. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of a plasma processing apparatus 10 including a wafer mounting apparatus 20 of the present embodiment, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the wafer mounting apparatus 20, and FIG. 3 is a plan view of the wafer mounting apparatus 20. FIG.

プラズマ処理装置10は、図1に示すように、内圧を調整可能な金属製(例えばアルミニウム合金製)の真空チャンバー12の内部に、ウエハ載置装置20とプラズマを発生させるときに用いる上部電極70とが設置されている。上部電極70のうちウエハ載置装置20と対向する面には、反応ガスをウエハー面に供給するための多数の小穴が開いている。真空チャンバー12は、反応ガス導入路14から反応ガスを上部電極70に導入可能であると共に、排気通路16に接続された真空ポンプによって真空チャンバー12の内圧を所定の真空度まで減圧可能である。   As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus 10 includes an upper electrode 70 used when generating plasma with the wafer mounting apparatus 20 inside a vacuum chamber 12 made of metal (for example, made of aluminum alloy) whose internal pressure can be adjusted. And are installed. A large number of small holes for supplying a reaction gas to the wafer surface are opened on the surface of the upper electrode 70 facing the wafer mounting device 20. The vacuum chamber 12 can introduce the reaction gas into the upper electrode 70 from the reaction gas introduction path 14 and can reduce the internal pressure of the vacuum chamber 12 to a predetermined degree of vacuum by a vacuum pump connected to the exhaust passage 16.

ウエハ載置装置20は、図2に示すように、静電チャック22と冷却板30とが樹脂層36を介して接着され、樹脂層36の外周に沿ってクランプ部材40を有するものである。   As shown in FIG. 2, the wafer mounting device 20 has an electrostatic chuck 22 and a cooling plate 30 bonded together via a resin layer 36, and has a clamp member 40 along the outer periphery of the resin layer 36.

静電チャック22は、セラミック製(例えばアルミナ製とか窒化アルミニウム製)の円形プレートであり、静電チャック22の上部が小径部22a、下部が大径部22bとなっている。そのため、静電チャック22の外周部には、段差22cが形成されている。小径部22aは、上面がウエハ載置面22dとなっており、静電電極24とヒータ電極26とを内蔵している。静電電極24は、平面状の電極であり、図示しない給電棒を介して直流電圧が印加される。この静電電極24に直流電圧が印加されるとウエハWはクーロン力又はジョンソン・ラーベック力によりウエハ載置面22dに吸着固定され、直流電圧の印加を解除するとウエハWのウエハ載置面22dへの吸着固定が解除される。ヒータ電極26は、一端から他端まで一筆書きの要領でウエハ載置面22dの全面にわたって配線されている。このヒータ電極26は、図示しない給電棒を介して電力が供給される。静電電極24及びヒータ電極26の材質としては、例えばMo,W,Mo系合金、W系合金などが挙げられる。   The electrostatic chuck 22 is a circular plate made of ceramic (for example, alumina or aluminum nitride), and the upper portion of the electrostatic chuck 22 is a small diameter portion 22a and the lower portion is a large diameter portion 22b. Therefore, a step 22 c is formed on the outer periphery of the electrostatic chuck 22. The small-diameter portion 22a has a wafer mounting surface 22d on the upper surface and incorporates an electrostatic electrode 24 and a heater electrode 26. The electrostatic electrode 24 is a planar electrode, and a DC voltage is applied through a power supply rod (not shown). When a DC voltage is applied to the electrostatic electrode 24, the wafer W is attracted and fixed to the wafer mounting surface 22d by Coulomb force or Johnson-Rahbek force. When the application of the DC voltage is canceled, the wafer W is moved to the wafer mounting surface 22d. The suction fixation of is released. The heater electrode 26 is wired over the entire surface of the wafer mounting surface 22d from one end to the other end in the manner of a single stroke. Electric power is supplied to the heater electrode 26 via a power supply rod (not shown). Examples of the material of the electrostatic electrode 24 and the heater electrode 26 include Mo, W, Mo-based alloy, and W-based alloy.

冷却板30は、金属アルミニウムやアルミニウム合金などの金属からなる円形プレートである。冷却板30の直径は、静電チャック22の大径部22bの直径と一致している。冷却板30の内部には、冷媒が循環する冷媒通路32が形成されている。静電電極24の図示しない給電棒やヒータ電極26の図示しない給電棒は、冷却板30の上下を貫通する図示しない穴に、穴の内壁と電気的に絶縁された状態で挿通されている。   The cooling plate 30 is a circular plate made of a metal such as metallic aluminum or an aluminum alloy. The diameter of the cooling plate 30 matches the diameter of the large diameter portion 22 b of the electrostatic chuck 22. Inside the cooling plate 30, a refrigerant passage 32 through which the refrigerant circulates is formed. A power supply rod (not shown) of the electrostatic electrode 24 and a power supply rod (not shown) of the heater electrode 26 are inserted into holes (not shown) penetrating the top and bottom of the cooling plate 30 in a state of being electrically insulated from the inner walls of the holes.

樹脂層36は、静電チャック22と冷却板30とを接着する層であり、シリコーン樹脂接着剤、アクリル樹脂接着剤又はエポキシ樹脂接着剤が固化したものである。樹脂層36の外周面(側面)は、静電チャック22の大径部22bの外周面や冷却板30の外周面と一致している。   The resin layer 36 is a layer that bonds the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30, and is obtained by solidifying a silicone resin adhesive, an acrylic resin adhesive, or an epoxy resin adhesive. The outer peripheral surface (side surface) of the resin layer 36 coincides with the outer peripheral surface of the large diameter portion 22 b of the electrostatic chuck 22 and the outer peripheral surface of the cooling plate 30.

クランプ部材40は、樹脂層36の外周面に沿ってその外周面を覆うように設けられている。クランプ部材40の断面は、図2の円内の部分拡大図に示すように、静電チャック22から樹脂層36の外周面を経て冷却板30に至る形状となっている。クランプ部材40は、アルミニウム製であり、表面にアルマイト加工又は溶射によりアルミナ膜が形成されたものであるが、材質は特にこれに限定されない。クランプ部材40は、図3に示すように、上方からみたときに略円形の部材であるが、2箇所で分断されていて、略半円状の2つの分割体42から構成されている。各分割体42の両端には、図3の円内の部分拡大図に示すように、段差42aが形成されている。一方の分割体42の端部の段差42aは半径方向内側の段Pが延び出した形状であり、これに対向する他方の分割体42の端部の段差42aは半径方向外側の段Qが延び出した形状である。クランプ部材40が所定の締め付け状態(図3の円内の実線参照)から最も締め付けられた状態(図3の円内の点線参照)までの間にクランプ部材40の径が変化したとしても、一方の段Pと他方の段Qとは当接した状態が維持される。そのため、クランプ部材40の内外に連通する隙間がこの分断箇所に生じることはない。各分割体42は、2箇所でボルト44により冷却板30の外周面のボルト穴34に締結されている。ボルト44の締結を強くするにしたがって、分割体42は静電チャック22及び冷却板30に接近するため、クランプ部材40は強く締まる。ボルト44の材質としては、表面を絶縁膜でコートした金属やセラミックなどが挙げられる。   The clamp member 40 is provided along the outer peripheral surface of the resin layer 36 so as to cover the outer peripheral surface. The cross section of the clamp member 40 has a shape extending from the electrostatic chuck 22 through the outer peripheral surface of the resin layer 36 to the cooling plate 30 as shown in the partially enlarged view in the circle of FIG. The clamp member 40 is made of aluminum and has an alumina film formed on the surface by anodizing or thermal spraying, but the material is not particularly limited to this. As shown in FIG. 3, the clamp member 40 is a substantially circular member when viewed from above, but is divided into two portions and is composed of two substantially semicircular divided bodies 42. Steps 42a are formed at both ends of each divided body 42 as shown in the partially enlarged view in the circle of FIG. The step 42a at the end of one divided body 42 has a shape in which a step P on the inner side in the radial direction extends, and the step 42a at the end of the other divided body 42 opposite thereto extends a step Q on the outer side in the radial direction. It is the shape that was put out. Even if the diameter of the clamp member 40 changes from the predetermined tightening state (see the solid line in the circle in FIG. 3) to the most tightened state (see the dotted line in the circle in FIG. 3), The stage P and the other stage Q are maintained in contact with each other. For this reason, a gap communicating with the inside and outside of the clamp member 40 does not occur at this divided portion. Each divided body 42 is fastened to the bolt holes 34 on the outer peripheral surface of the cooling plate 30 by bolts 44 at two locations. As the fastening of the bolt 44 is strengthened, the divided body 42 approaches the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30, so that the clamp member 40 is tightened strongly. Examples of the material of the bolt 44 include metal or ceramic whose surface is coated with an insulating film.

クランプ部材40と静電チャック22との間には、弾性変形可能なフッ素樹脂製の第1Oリング46が配置され、クランプ部材40と冷却板30との間には、弾性変形可能なフッ素樹脂製の第2リング48が配置されている。第1Oリング46は、クランプ部材40と静電チャック22とによって押し潰された状態で保持され、第2Oリング48は、クランプ部材40と冷却板30とによって押し潰された状態で保持されている。クランプ部材40を固定するボルト44は、第1Oリング46と第2Oリング48との間を通ってボルト穴34に螺合されている。4つのボルト44の締結を強くするにしたがってクランプ部材40の各分割体42が静電チャック22及び冷却板30に近づくため、第1及び第2Oリング46,48の押し潰し量が増加する。   A first O-ring 46 made of an elastically deformable fluororesin is disposed between the clamp member 40 and the electrostatic chuck 22, and an elastically deformable fluororesin is formed between the clamp member 40 and the cooling plate 30. The second ring 48 is arranged. The first O-ring 46 is held in a state of being crushed by the clamp member 40 and the electrostatic chuck 22, and the second O-ring 48 is held in a state of being crushed by the clamp member 40 and the cooling plate 30. . The bolt 44 that fixes the clamp member 40 passes between the first O-ring 46 and the second O-ring 48 and is screwed into the bolt hole 34. As the fastening of the four bolts 44 is strengthened, each divided body 42 of the clamp member 40 approaches the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30, so that the amount of crushing of the first and second O-rings 46 and 48 increases.

次に、こうして構成されたウエハ載置装置20の使用例について説明する。まず、真空チャンバー12内にウエハ載置装置20を設置した状態で、ウエハWを静電チャック22のウエハ載置面22dに載置する。そして、真空チャンバー12内を真空ポンプにより減圧して所定の真空度になるように調整し、静電チャック22の静電電極24に直流電圧をかけてクーロン力又はジョンソン・ラーベック力を発生させ、ウエハWを静電チャック22のウエハ載置面22dに吸着固定する。次に、真空チャンバー12内を所定圧力(例えば数10〜数100Pa)の反応ガス雰囲気とし、この状態で、真空チャンバー12内の上部電極70と静電チャック22の静電電極24との間に高周波電圧を印加し、プラズマを発生させる。なお、静電電極24には静電気力を発生させるための直流電圧と高周波電圧の両方が印加されるものとしたが、高周波電圧は静電電極24の代わりに冷却板30に印加されるものとしてもよい。そして、発生したプラズマによってウエハWの表面がエッチングされる。Si膜や種々の絶縁膜等をエッチングする場合、反応ガスとしてNF3、Cl2、CF4、CCl4、HF、ClF3、HCl等のハロゲンガスが使用される。ヒータ電極26には、ウエハWの温度が予め設定された目標温度となるように電力が供給される。 Next, a usage example of the wafer mounting apparatus 20 configured as described above will be described. First, the wafer W is placed on the wafer placement surface 22 d of the electrostatic chuck 22 with the wafer placement device 20 installed in the vacuum chamber 12. Then, the inside of the vacuum chamber 12 is depressurized by a vacuum pump so as to have a predetermined degree of vacuum, and a DC voltage is applied to the electrostatic electrode 24 of the electrostatic chuck 22 to generate a Coulomb force or a Johnson-Rahbek force. The wafer W is attracted and fixed to the wafer mounting surface 22 d of the electrostatic chuck 22. Next, the inside of the vacuum chamber 12 is set to a reactive gas atmosphere of a predetermined pressure (for example, several tens to several hundreds Pa), and in this state, between the upper electrode 70 in the vacuum chamber 12 and the electrostatic electrode 24 of the electrostatic chuck 22. A high frequency voltage is applied to generate plasma. It is assumed that both the direct current voltage and the high frequency voltage for generating the electrostatic force are applied to the electrostatic electrode 24, but the high frequency voltage is applied to the cooling plate 30 instead of the electrostatic electrode 24. Also good. Then, the surface of the wafer W is etched by the generated plasma. When etching a Si film or various insulating films, a halogen gas such as NF 3 , Cl 2 , CF 4 , CCl 4 , HF, ClF 3 , or HCl is used as a reactive gas. Electric power is supplied to the heater electrode 26 so that the temperature of the wafer W becomes a preset target temperature.

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態のウエハ載置装置20が本発明のウエハ載置装置に相当し、本実施形態の静電チャック22、冷却板30、樹脂層36がそれぞれ本発明の静電チャック、冷却板、樹脂層に相当する。また、クランプ部材40がクランプ部材に相当し、第1Oリング46が第1リング部材に相当し、第2Oリング48が第2リング部材に相当し、ボルト44が調節部材に相当する。   Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. The wafer mounting apparatus 20 of the present embodiment corresponds to the wafer mounting apparatus of the present invention, and the electrostatic chuck 22, the cooling plate 30, and the resin layer 36 of the present embodiment are respectively the electrostatic chuck, the cooling plate, and the resin of the present invention. Corresponds to the layer. The clamp member 40 corresponds to a clamp member, the first O ring 46 corresponds to a first ring member, the second O ring 48 corresponds to a second ring member, and the bolt 44 corresponds to an adjustment member.

以上詳述したウエハ載置装置20では、樹脂層36の外周面は、第1Oリング46と第2リング48とクランプ部材40とによって囲まれた閉空間Sの内部に配置されているため、周囲の雰囲気(例えばハロゲンガスなどの腐食ガス雰囲気)から遮断されている。また、押し潰された第1及び第2Oリング46,48が元の形状に戻ろうとする復元力は、静電チャック22と冷却板30とを離間する方向には働かないため、第1及び第2Oリング46,48の押し潰し量が十分大きくなるようにクランプ部材40をボルト44で締め付けることができる。その結果、第1及び第2Oリング46,48のシール性が十分高くなり、周囲の雰囲気から樹脂層36を保護する性能を高めることができる。   In the wafer mounting apparatus 20 described in detail above, since the outer peripheral surface of the resin layer 36 is disposed inside the closed space S surrounded by the first O-ring 46, the second ring 48, and the clamp member 40, (For example, a corrosive gas atmosphere such as a halogen gas). Further, the restoring force that the crushed first and second O-rings 46 and 48 return to their original shapes does not work in the direction in which the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30 are separated from each other. The clamp member 40 can be tightened with the bolts 44 so that the crushing amount of the 2O rings 46 and 48 becomes sufficiently large. As a result, the sealing performance of the first and second O-rings 46 and 48 is sufficiently high, and the performance of protecting the resin layer 36 from the surrounding atmosphere can be enhanced.

また、樹脂層36の材質は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂又はエポキシ樹脂であるため、静電チャック22と冷却板30とはしっかりと接着される。第1及び第2Oリング46,48の材質は、耐食性に優れるフッ素樹脂であるため、周囲の雰囲気が腐食ガス雰囲気だとしても、樹脂層36を長期にわたって保護することができる。   Moreover, since the material of the resin layer 36 is silicone resin, acrylic resin, or epoxy resin, the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30 are firmly bonded. Since the material of the first and second O-rings 46 and 48 is a fluororesin having excellent corrosion resistance, the resin layer 36 can be protected over a long period even if the surrounding atmosphere is a corrosive gas atmosphere.

更に、クランプ部材40は、クランプ部材40締め付け量を調節するボルト44を有している。そのため、クランプ部材40が強く締まるようにボルト44を調節すれば、第1及び第2Oリング46,48の押し潰し量が増え、樹脂層36を保護する性能が高まる。また、クランプ部材40の締め付けを解除するようにボルト44を調節すれば、第1及び第2Oリング46,48を容易に交換することができる。   Further, the clamp member 40 has a bolt 44 that adjusts the tightening amount of the clamp member 40. Therefore, if the bolt 44 is adjusted so that the clamp member 40 is strongly tightened, the amount of crushing of the first and second O-rings 46 and 48 increases, and the performance of protecting the resin layer 36 is enhanced. Further, if the bolt 44 is adjusted so as to release the tightening of the clamp member 40, the first and second O-rings 46 and 48 can be easily replaced.

更にまた、クランプ部材40は2つの分断箇所を有していて略半円状の2つの分割体42から構成されており、ボルト44は静電チャック22及び冷却板30に対する分割体42の接近・離間を調節することで2つの分断箇所の間隔を調節してクランプ部材40の締め付け量を調節する。そのため、クランプ部材40の締め付け量を比較的簡単な構造で調節することができる。   Furthermore, the clamp member 40 has two divided portions and is composed of two substantially semicircular divided bodies 42, and the bolt 44 is connected to the electrostatic chuck 22 and the cooling plate 30. By adjusting the separation, the distance between the two divided portions is adjusted to adjust the tightening amount of the clamp member 40. Therefore, the clamping amount of the clamp member 40 can be adjusted with a relatively simple structure.

そしてまた、クランプ部材40が所定の締め付け状態から最も締め付けられた状態に至る過程でクランプ部材40の径が変化したとしても、一方の分割体42の段Pと他方の分割体42の段Qとは当接した状態が維持されるため、クランプ部材40の内外を連通する隙間が分断箇所に生じることはない。したがって、この過程では、第1Oリング46と第2Oリング48とクランプ部材40とによって囲まれた空間Sは絶えず閉空間になる。   In addition, even if the diameter of the clamp member 40 changes in the process from the predetermined tightening state to the most tightened state, the stage P of one divided body 42 and the stage Q of the other divided body 42 Since the contacted state is maintained, a gap communicating between the inside and the outside of the clamp member 40 does not occur at the divided portion. Accordingly, in this process, the space S surrounded by the first O-ring 46, the second O-ring 48, and the clamp member 40 is constantly closed.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した実施形態では、クランプ部材40を構成する2つの分割体42をボルト44で冷却板30に締結したが、冷却板30ではなく静電チャック22に締結してもよい。   For example, in the embodiment described above, the two divided bodies 42 constituting the clamp member 40 are fastened to the cooling plate 30 with the bolts 44, but may be fastened to the electrostatic chuck 22 instead of the cooling plate 30.

上述した実施形態において、図4に示すように、クランプ部材40の分断箇所のうち、半径方向内側の段Pの先端に生じる隙間に、弾性変形可能なパッキン43を配置してもよい。パッキン43としては、第1及び第2Oリング46,48と同じ材料製(例えばフッ素樹脂製)の板材を用いることができる。こうすれば、2つの分割体42,42からなるクランプ部材40を締め付けたときにパッキン43が押し潰された状態になるため、分断箇所の密閉性がより高くなる。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4, the elastically deformable packing 43 may be disposed in a gap generated at the tip of the step P on the radially inner side in the divided portion of the clamp member 40. As the packing 43, a plate material made of the same material as the first and second O-rings 46 and 48 (for example, made of fluororesin) can be used. If it carries out like this, since the packing 43 will be in the state crushed when the clamp member 40 which consists of the two division bodies 42 and 42 is clamped, the sealing property of a parting part will become higher.

上述した実施形態のクランプ部材40の代わりに、図5に示すように、分断箇所を1箇所有するC字状のクランプ部材140を用いてもよい。クランプ部材140は、樹脂層36の側面に沿って樹脂層36を覆うように設けられている。このクランプ部材140は、分断された端部に半径外方向に延びる爪142,142を備えており、両方の爪142,142の間隔つまり分断箇所の間隔をボルト144及びナット146の締結具合によって調節できるようにする。この場合、ボルト144及びナット146が本発明の調節部材に相当する。また、クランプ部材140がボルト144及びナット146によって最も締め付けられた状態では、分断箇所の間隔がゼロになるようにする。こうすれば、クランプ部材140を最も締め付けた状態にすると、第1Oリング46と第2リング部材48とクランプ部材140とによって囲まれた空間は閉空間になる。こうしたクランプ部材140を上述した実施形態のクランプ部材40の代わりに採用したとしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。また、図6に示すように、クランプ部材140の分断箇所つまり両方の爪142,142の隙間に、弾性変形可能なパッキン143を配置してもよい。パッキン143としては、パッキン43と同様の部材を用いることができる。こうすれば、ボルト144及びナット146を締結して両方の爪142,142の間隔が狭めるとパッキン143が押し潰された状態になるため、分断箇所の密閉性がより高くなる。   Instead of the clamp member 40 of the above-described embodiment, as shown in FIG. 5, a C-shaped clamp member 140 having one split location may be used. The clamp member 140 is provided so as to cover the resin layer 36 along the side surface of the resin layer 36. The clamp member 140 has claws 142 and 142 extending radially outward at the divided ends, and the distance between the claws 142 and 142, that is, the distance between the divided portions is adjusted by the fastening degree of the bolt 144 and the nut 146. It can be so. In this case, the bolt 144 and the nut 146 correspond to the adjusting member of the present invention. Further, in the state where the clamp member 140 is most tightened by the bolt 144 and the nut 146, the interval between the divided portions is set to be zero. In this way, when the clamp member 140 is in the most tightened state, the space surrounded by the first O-ring 46, the second ring member 48, and the clamp member 140 becomes a closed space. Even when such a clamp member 140 is employed instead of the clamp member 40 of the above-described embodiment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained. In addition, as shown in FIG. 6, an elastically deformable packing 143 may be disposed in the part where the clamp member 140 is divided, that is, in the gap between the claws 142 and 142. As the packing 143, the same member as the packing 43 can be used. In this case, when the bolt 144 and the nut 146 are fastened and the gap between the claws 142 and 142 is narrowed, the packing 143 is crushed, so that the sealing performance of the divided portion is further increased.

なお、クランプ部材140の分断箇所において、図7に示すように、互いに対向する端部に段差140aを設け、一方の段差140aは半径方向内側の段Pが延び出した形状であり、これに対向する他方の端部の段差140aは半径方向外側の段Qが延び出した形状としてもよい。こうすれば、クランプ部材140が所定の締め付け状態から最も締め付けられた状態までの間にクランプ部材140の径が変化したとしても、一方の段Pと他方の段Qとは当接した状態が維持されるため、クランプ部材140の内外を通じる隙間が分断箇所に生じることはない。また、図8に示すように、クランプ部材140の分断箇所のうち、半径方向内側の段Pの先端に生じる隙間に、弾性変形可能なパッキン147を配置してもよい。パッキン147としては、パッキン43と同様の部材を用いることができる。こうすれば、クランプ部材140を締め付けたときにパッキン147が押し潰された状態になるため、分断箇所の密閉性がより高くなる。   As shown in FIG. 7, a step 140 a is provided at the end portions facing each other at the parting portion of the clamp member 140, and one step 140 a has a shape in which a step P on the inner side in the radial direction extends. The step 140a at the other end may have a shape in which a step Q on the outer side in the radial direction extends. In this way, even if the diameter of the clamp member 140 changes from the predetermined tightening state to the most tightened state, the one stage P and the other stage Q remain in contact with each other. Therefore, a gap passing through the inside and outside of the clamp member 140 does not occur at the part where it is divided. Further, as shown in FIG. 8, an elastically deformable packing 147 may be disposed in a gap generated at the tip of the step P on the radially inner side in the divided portion of the clamp member 140. As the packing 147, the same member as the packing 43 can be used. If it carries out like this, since it will be in the state by which packing 147 was crushed when the clamp member 140 was fastened, the sealing performance of a parting part will become higher.

あるいは、上述した実施形態のクランプ部材40の代わりに、図9に示すように、分断箇所を2箇所有するクランプ部材240を採用してもよい。このクランプ部材240は、半円状の2つの分割リング242,242で構成され、各分断箇所は図5に示したクランプ部材140の分断箇所と同様の構成になっている。このクランプ部材240を採用した場合も、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、各分断箇所に図6に示したパッキン143を配置してもよく、その場合には分断箇所の密閉性がより高くなる。   Or instead of the clamp member 40 of embodiment mentioned above, as shown in FIG. 9, you may employ | adopt the clamp member 240 which has two parting parts. The clamp member 240 is composed of two semicircular split rings 242 and 242, and each divided portion has the same configuration as the divided portion of the clamp member 140 shown in FIG. 5. Even when this clamp member 240 is employed, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. In addition, you may arrange | position the packing 143 shown in FIG. 6 in each division | segmentation location, and in that case, the sealing property of a division | segmentation location becomes higher.

上述した実施形態では、クランプ部材40として、静電チャック22の大径部22bの外周面と樹脂層36の外周面と冷却板30の外周面の上部とを覆う形状のものを採用したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、図10に示すように、冷却板30の直径が静電チャック22の大径部22bの直径や樹脂層36の直径よりも大きい場合、冷却板30の外側には静電チャック22の載っていないツバ部30aが現れる。その場合、クランプ部材340を採用してもよい。クランプ部材340は、静電チャック22の大径部22bの側面と対向する静電チャック対向面340aと、その静電チャック対向面340aと直交しツバ部30aと対向するツバ部対向面340bとを有している。ボルト344は、静電チャック対向面340aとツバ部対向面340bの両方に対して角度(例えば30〜60°)を持つようにして冷却板30のボルト穴にねじ込まれている。そのボルト344の締め具合をきつくするにしたがって、静電チャック対向面340aが静電チャック22の大径部22bの側面に近づくと同時にツバ部対向面340bがツバ部30aに近づくため、第1及び第2Oリング46,48の押し潰し量が増える。図10の構成を採用した場合でも、上述した実施形態と同様の効果が得られる。   In the embodiment described above, the clamp member 40 has a shape that covers the outer peripheral surface of the large-diameter portion 22b of the electrostatic chuck 22, the outer peripheral surface of the resin layer 36, and the upper portion of the outer peripheral surface of the cooling plate 30, The invention is not particularly limited to this. For example, as shown in FIG. 10, when the diameter of the cooling plate 30 is larger than the diameter of the large diameter portion 22 b of the electrostatic chuck 22 or the diameter of the resin layer 36, the electrostatic chuck 22 is placed outside the cooling plate 30. An unsupported brim portion 30a appears. In that case, the clamp member 340 may be employed. The clamp member 340 includes an electrostatic chuck facing surface 340a that faces the side surface of the large diameter portion 22b of the electrostatic chuck 22, and a flange portion facing surface 340b that is orthogonal to the electrostatic chuck facing surface 340a and faces the flange portion 30a. Have. The bolt 344 is screwed into the bolt hole of the cooling plate 30 so as to have an angle (for example, 30 to 60 °) with respect to both the electrostatic chuck facing surface 340a and the flange portion facing surface 340b. As the tightening degree of the bolt 344 is tightened, the electrostatic chuck facing surface 340a approaches the side surface of the large diameter portion 22b of the electrostatic chuck 22 and the flange portion facing surface 340b approaches the flange portion 30a. The crushing amount of the second O-rings 46 and 48 increases. Even when the configuration of FIG. 10 is adopted, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

あるいは、クランプ部材340の代わりに、図11に示すクランプ部材440を採用してもよい。クランプ部材440は、静電チャック22の段差22cと対向する静電チャック対向面440aと、その静電チャック対向面440aに平行でツバ部30aと対向するツバ部対向面440bとを有している。ボルト444は、ボルト足が静電チャック対向面440aやツバ部対向面440bと直交するようにボルト穴にねじ込まれている。そのボルト444の締め具合をきつくするにしたがって、静電チャック対向面440aが静電チャック22の段差22cに近づくと同時にツバ部対向面440bがツバ部30aに近づくため、第1及び第2Oリング46,48の押し潰し量が増える。図11の構成を採用した場合でも、上述した実施形態と同様の効果が得られる。   Alternatively, instead of the clamp member 340, a clamp member 440 shown in FIG. The clamp member 440 includes an electrostatic chuck facing surface 440a that faces the step 22c of the electrostatic chuck 22, and a flange portion facing surface 440b that is parallel to the electrostatic chuck facing surface 440a and faces the flange portion 30a. . The bolt 444 is screwed into the bolt hole so that the bolt foot is orthogonal to the electrostatic chuck facing surface 440a and the flange portion facing surface 440b. As the tightening of the bolt 444 is tightened, the electrostatic chuck facing surface 440a approaches the step 22c of the electrostatic chuck 22 and the flange portion facing surface 440b approaches the flange portion 30a. , 48 crushing amount increases. Even when the configuration of FIG. 11 is adopted, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.

10 プラズマ処理装置、12 真空チャンバー、14 反応ガス導入路、16 排気通路、20 ウエハ載置装置、22 静電チャック、22a 小径部、22b 大径部、22c 段差、22d ウエハ載置面、24 静電電極、26 ヒータ電極、30 冷却板、30a ツバ部、32 冷媒通路、34 ボルト穴、36 樹脂層、40 クランプ部材、42 分割体、42a 段差、43 パッキン、44 ボルト、46 第1Oリング、48 第2Oリング、70 上部電極、140 クランプ部材、140a 段差、142 爪、143 パッキン、144 ボルト、146 ナット、147 パッキン、240 クランプ部材、242 分割リング、340 クランプ部材、340a 静電チャック対向面、340b ツバ部対向面、344 ボルト、440 クランプ部材、440a 静電チャック対向面、440b ツバ部対向面、444 ボルト。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plasma processing apparatus, 12 Vacuum chamber, 14 Reaction gas introduction path, 16 Exhaust path, 20 Wafer mounting apparatus, 22 Electrostatic chuck, 22a Small diameter part, 22b Large diameter part, 22c Level difference, 22d Wafer mounting surface, 24 static Electrode, 26 Heater electrode, 30 Cooling plate, 30a Hook, 32 Refrigerant passage, 34 Bolt hole, 36 Resin layer, 40 Clamp member, 42 Split body, 42a Step, 43 Packing, 44 bolt, 46 1st O-ring, 48 Second O-ring, 70 Upper electrode, 140 Clamp member, 140a Step, 142 Claw, 143 Packing, 144 Bolt, 146 Nut, 147 Packing, 240 Clamp member, 242 Split ring, 340 Clamp member, 340a Electrostatic chuck facing surface, 340b Collar facing surface, 344 bolts, 4 0 clamp member, 440a electrostatic chuck facing surface 440b flange facing surface 444 volts.

Claims (7)

静電チャックと冷却板とが樹脂層を介して接着されたウエハ載置装置であって、
前記樹脂層の側面に沿って該側面を覆うように設けられたクランプ部材と、
前記クランプ部材と前記静電チャックとの間に配置された弾性変形可能な第1リング部材と、
前記クランプ部材と前記冷却板との間に配置された弾性変形可能な第2リング部材と、
を備え、
前記第1リング部材は、前記クランプ部材と前記静電チャックとによって押し潰された状態で保持され、
前記第2リング部材は、前記クランプ部材と前記冷却板とによって押し潰された状態で保持され、
前記樹脂層の側面は、前記第1リング部材と前記第2リング部材と前記クランプ部材とによって囲まれた閉空間内に配置されている、
ウエハ載置装置。
A wafer mounting device in which an electrostatic chuck and a cooling plate are bonded via a resin layer,
A clamp member provided so as to cover the side surface along the side surface of the resin layer;
An elastically deformable first ring member disposed between the clamp member and the electrostatic chuck;
An elastically deformable second ring member disposed between the clamp member and the cooling plate;
With
The first ring member is held in a state of being crushed by the clamp member and the electrostatic chuck,
The second ring member is held in a state of being crushed by the clamp member and the cooling plate,
The side surface of the resin layer is disposed in a closed space surrounded by the first ring member, the second ring member, and the clamp member.
Wafer mounting device.
前記樹脂層の材質は、シリコーン樹脂、アクリル樹脂又はエポキシ樹脂であり、
前記第1及び第2リング部材の材質は、フッ素樹脂である、
請求項1に記載のウエハ載置装置。
The material of the resin layer is silicone resin, acrylic resin or epoxy resin,
The material of the first and second ring members is a fluororesin.
The wafer mounting apparatus according to claim 1.
前記クランプ部材は、前記クランプ部材の締め付け量を調節する調節部材を有する、
請求項1又は2に記載のウエハ載置装置。
The clamp member includes an adjustment member that adjusts the tightening amount of the clamp member.
The wafer mounting apparatus according to claim 1 or 2.
前記クランプ部材は、分断箇所を少なくとも1つ有し、
前記調節部材は、前記分断箇所の間隔を調節することによって前記クランプ部材の締め付け量を調節する、
請求項3に記載のウエハ載置装置。
The clamp member has at least one dividing point,
The adjustment member adjusts the tightening amount of the clamp member by adjusting an interval between the divided portions.
The wafer mounting apparatus according to claim 3.
前記クランプ部材が前記調節部材によって最も締め付けられた状態では、前記分断箇所の間隔がゼロになる、
請求項4に記載のウエハ載置装置。
In the state where the clamp member is most tightened by the adjusting member, the interval between the divided portions becomes zero.
The wafer mounting apparatus according to claim 4.
前記クランプ部材が前記調節部材によって所定の締め付け状態から最も締め付けられた状態に至る過程では、前記分断箇所の分断された端部同士は接触した状態を維持して前記クランプ部材の内外の連通を遮断する
請求項4又は5に記載のウエハ載置装置。
In the process of the clamp member reaching the most tightened state from the predetermined tightening state by the adjusting member, the divided end portions of the divided portions are kept in contact with each other and communication between the inside and outside of the clamp member is blocked. The wafer mounting apparatus according to claim 4 or 5.
前記分断箇所には、弾性変形可能なパッキンが配置されている、
請求項4に記載のウエハ載置装置。
An elastically deformable packing is arranged at the dividing portion.
The wafer mounting apparatus according to claim 4.
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