JP3100236B2 - Plasma processing equipment - Google Patents

Plasma processing equipment

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JP3100236B2
JP3100236B2 JP04226374A JP22637492A JP3100236B2 JP 3100236 B2 JP3100236 B2 JP 3100236B2 JP 04226374 A JP04226374 A JP 04226374A JP 22637492 A JP22637492 A JP 22637492A JP 3100236 B2 JP3100236 B2 JP 3100236B2
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plasma
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体製造工程の一部の工程を
行う装置として、減圧下において被処理体であるウエハ
等を活性プラズマを利用してエッチングするプラズマエ
ッチング装置が知られている。この種のエッチング装置
は、例えば図3に示すように構成されている。すなわち
アルミニウム等よりなる処理容器2内に、周囲より絶縁
されたサセプタ4を配置し、これに高周波電源6を印加
して下部電極8を構成する。この下部電極8の上面に静
電チャック等により半導体ウエハWを吸着保持し、この
上方に設けた処理容器の天井部を上部電極10としてこ
の上部電極10と下部電極8との間でプラズマを発生さ
せ、ウエハWにプラズマ処理を施す。この時、処理容器
2の上方に設けた永久磁石12を回転させることにより
ウエハWの表面に水平方向に磁界を印加し、プラズマの
活性化を促進させる。また、上部電極10内には、例え
ばセラミックヒータ14が設けられており、プラズマ処
理前後の上部電極の加熱或いはプラズマ処理中における
上部電極の温度制御を行うようになっている。
2. Description of the Related Art In general, as a device for performing a part of a semiconductor manufacturing process, a plasma etching device for etching a wafer or the like to be processed under reduced pressure using active plasma is known. This type of etching apparatus is configured, for example, as shown in FIG. That is, a susceptor 4 insulated from the surroundings is disposed in a processing container 2 made of aluminum or the like, and a high-frequency power source 6 is applied to the susceptor 4 to form a lower electrode 8. A semiconductor wafer W is suction-held on the upper surface of the lower electrode 8 by an electrostatic chuck or the like, and plasma is generated between the upper electrode 10 and the lower electrode 8 using the ceiling of the processing container provided above as the upper electrode 10. Then, plasma processing is performed on the wafer W. At this time, by rotating the permanent magnet 12 provided above the processing chamber 2, a magnetic field is applied to the surface of the wafer W in the horizontal direction, and the activation of plasma is promoted. Further, for example, a ceramic heater 14 is provided in the upper electrode 10 so as to heat the upper electrode before and after the plasma processing or to control the temperature of the upper electrode during the plasma processing.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産性向上
の観点からは、例えばエッチング処理を行う場合にはそ
のエッチングレートはできるだけ高い方が好ましく、そ
のためには、電極材質には依存せずに、エッチング対象
物が熱酸化膜や多結晶Siであっても上部電極及び下部
電極の温度をエッチング処理の間も含め、単独にそれぞ
れの設定温度との温度差ができるだけ小さく、好ましく
はそれぞれが設定温度と同一温度に維持されるのが良
い。一般的には、プラズマ処理中においては設定温度例
えば60℃に上部及び下部電極が維持されるようにヒー
タ14の電力を低下させたり、或いはこの電力を断った
りするが、プラズマ処理の進行に従ってプラズマによる
発熱が次第に蓄積してしまい、その結果、例えば高周波
の電力が2KWの場合には上部電極温度が67〜68℃
程度まで上昇してしまい、上部電極温度を適正な温度に
維持することができないという改善点を有していた。
From the viewpoint of improving productivity, for example, in the case of performing an etching treatment, it is preferable that the etching rate be as high as possible. Even if the object to be etched is a thermal oxide film or polycrystalline Si, the temperature difference between the upper electrode and the lower electrode and the respective set temperatures alone during the etching process is as small as possible. It is better to maintain the same temperature. Generally, during the plasma processing, the power of the heater 14 is reduced or cut off so that the upper and lower electrodes are maintained at a set temperature, for example, 60 ° C. As a result, for example, when the high-frequency power is 2 kW, the upper electrode temperature becomes 67 to 68 ° C.
This has the advantage that the temperature of the upper electrode rises to the extent that the upper electrode temperature cannot be maintained at an appropriate temperature.

【0004】また、この問題点を解決するために、上部
電極10側に冷媒を流通させてこれを冷却することも行
われているが、この場合には冷媒の冷熱の熱伝導に時間
がかかることから、熱応答性が十分でなく、そのために
電極を指定温度に設定維持することが困難で、しかも温
度精度もあまり良好でないという改善点を有していた。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に
解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、上
部電極側に加熱手段とヒートパイプを設けて精度の良い
温度制御を行うことができるプラズマ処理装置を提供す
ることにある。
In order to solve this problem, a cooling medium is circulated through the upper electrode 10 to cool it, but in this case, it takes time to conduct heat of the cooling heat of the cooling medium. For this reason, the thermal responsiveness is not sufficient, so that it is difficult to set and maintain the electrode at the specified temperature, and the temperature accuracy is not so good.
The present invention has been devised in view of the above problems and effectively solving them. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of performing accurate temperature control by providing a heating means and a heat pipe on the upper electrode side.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、処理容器内の上部電極と下部電極との
間に発生したプラズマにより被処理体にプラズマ処理を
施すプラズマ処理装置において、前記上部電極の上部に
加熱手段を形成し、この加熱手段の近傍に放熱用のヒー
トパイプを設け、前記ヒートパイプの近傍にこれに送風
する送風ファンを設け、前記上部電極を所定の温度に維
持するために前記加熱手段の発熱量と前記送風ファンの
回転を制御する制御手段を設けるようにしたものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plasma processing apparatus for performing plasma processing on an object to be processed by plasma generated between an upper electrode and a lower electrode in a processing vessel. In the above, a heating means is formed above the upper electrode, a heat pipe for heat radiation is provided near the heating means, and air is blown to the heat pipe near the heat pipe.
And a heating fan to maintain the upper electrode at a predetermined temperature .
A control means for controlling the rotation is provided.

【0006】[0006]

【作用】本発明は、以上のように構成したので、処理容
器の上部電極に加熱手段と放熱用のヒートパイプが設け
られ、ホットアンドクール方式で上部電極の温度を制御
する。ヒートパイプの作用により放熱を促進させること
ができ、不足分の熱量を制御手段により加熱手段の発熱
量を制御することにより補い、また、送風ファンの回転
数制御により、ヒートパイプの放熱量もコントロールす
るようにし、精度の高い温度制御を行うことができるプ
ラズマ処理装置を提供することにある。
According to the present invention, a heating means and a heat pipe for heat dissipation are provided on the upper electrode of the processing vessel, and the temperature of the upper electrode is controlled by a hot and cool method. The action of the heat pipe can promote heat radiation, make up for the insufficient amount of heat by controlling the amount of heat generated by the heating means using the control means , and rotate the blower fan.
Control the heat radiation of the heat pipe
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus capable of performing highly accurate temperature control.

【0007】[0007]

【実施例】以下に、本発明に係るプラズマ処理装置の一
実施例を添付図面に基づいて詳述する。図1は本発明に
係るプラズマ処理装置の一実施例を示す断面図である。
本実施例においては、プラズマ処理装置としてプラズマ
エッチング装置を例にとって説明する。尚、図3に示す
従来装置と同一部分については同一符号を付す。図示す
るようにこのプラズマエッチング装置16は、例えばア
ルミニウム等の熱伝導性の良好な材料により400mm
角の矩形状に成形された処理容器2を有し、この処理容
器2内には被処理体としての例えば半導体ウエハWを載
置するために周囲より絶縁された例えばアルミニウム等
よりなるウエハ載置台18が設置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.
In this embodiment, a plasma etching apparatus will be described as an example of a plasma processing apparatus. The same parts as those of the conventional device shown in FIG. As shown in the figure, the plasma etching apparatus 16 is made of a material having good heat conductivity such as aluminum, for example, by 400 mm.
A processing container 2 formed in a rectangular shape having a rectangular shape, and a wafer mounting table made of, for example, aluminum or the like which is insulated from its surroundings for mounting, for example, a semiconductor wafer W as an object to be processed in the processing container 2 18 are installed.

【0008】このウエハ載置台18は、上部構造体であ
るサセプタ4とこのサセプタ4を支持するサセプタ支持
台20とにより構成されている。このサセプタ4の上部
には図示しない静電チャックが設けられており、これに
直流高電圧を印加することによりクーロン力でもってウ
エハWを吸着保持するようになっている。上記サセプタ
4は、リード22によりコンデンサ等よりなるマッチン
グ24を介してプラズマ発生用の高周波電源26へ接続
されており、下部電極8として構成される。また、サセ
プタ支持台20には、冷媒の流通可能な冷却ジャケット
28が設けられており、この冷却ジャケット28には冷
媒として例えば−50℃のフロリナートを流通させてこ
の冷熱によりウエハWを冷却し得るようになっている。
The wafer mounting table 18 is composed of a susceptor 4 as an upper structure and a susceptor support table 20 for supporting the susceptor 4. An electrostatic chuck (not shown) is provided on the upper part of the susceptor 4, and the wafer W is attracted and held by a Coulomb force by applying a high DC voltage to the electrostatic chuck. The susceptor 4 is connected to a high-frequency power source 26 for plasma generation through a lead 22 via a matching 24 composed of a capacitor or the like, and is configured as a lower electrode 8. Further, the susceptor support 20 is provided with a cooling jacket 28 through which a coolant can flow, and the cooling jacket 28 can flow, for example, -50 ° C. florinate as a coolant and cool the wafer W by the cold heat. It has become.

【0009】また、処理容器2の天井部は上記サセプタ
4に対して平行平板状に成形されて接地されており、上
部電極10として構成されている。従って、この上部電
極10と下部電極8との間は処理空間として構成され、
ここにプラズマを発生させることによりウエハWにプラ
ズマ処理を施すように構成される。この上部電極10の
下部には、その全面に渡って処理ガス導入ヘッド30が
設けられると共にその下面には下方の処理空間に臨ませ
て多数の噴出孔32が形成されており、ガス導入口34
から導入した例えばCF系のプロセスガスを処理空間に
向けて放出するようになっている。そして、処理容器2
2の側壁には、容器内を真空排気するために図示しない
真空ポンプが介設された排気管36が接続されている。
The ceiling of the processing vessel 2 is formed in a parallel plate shape with respect to the susceptor 4 and is grounded, and is configured as an upper electrode 10. Therefore, a space between the upper electrode 10 and the lower electrode 8 is configured as a processing space,
The plasma processing is performed on the wafer W by generating plasma here. A processing gas introduction head 30 is provided over the entire lower surface of the upper electrode 10, and a large number of ejection holes 32 are formed on the lower surface thereof so as to face a lower processing space.
For example, a CF-based process gas introduced from the apparatus is released toward the processing space. And processing container 2
An exhaust pipe 36 provided with a vacuum pump (not shown) for evacuating the inside of the container is connected to the side wall 2.

【0010】上部電極10と下部電極8との間は、一般
的には例えば10〜25mm程度の距離に設定されてい
る。上部電極10の上部には、少なくともウエハ面積よ
りも大きくなされた板状の加熱手段、例えばセラミック
ヒータ14がアルミニウム内に埋め込まれて設置されて
おり、必要に応じて上部電極10を加熱し得るように構
成される。このセラミックヒータ14への電力供給量
は、例えば装置全体の制御を行うマイクロコンピュータ
等よりなる制御手段としての制御部36により制御され
る。また、この上部電極10には、光を利用して温度を
測定するフロロプチック光ファイバー式温度計或いは熱
電対よりなる温度検出器38が埋め込まれており、この
出力は上記制御部36へ入力される。尚、上記フロロプ
チック光ファイバー式温度計は温度に依存して光の往復
時間が変化することを利用した温度計である。
The distance between the upper electrode 10 and the lower electrode 8 is generally set to a distance of, for example, about 10 to 25 mm. At the upper part of the upper electrode 10, a plate-like heating means at least larger than the wafer area, for example, a ceramic heater 14 is embedded and installed in aluminum so that the upper electrode 10 can be heated as required. It is composed of The amount of electric power supplied to the ceramic heater 14 is controlled by a control unit 36 as a control unit composed of, for example, a microcomputer for controlling the entire apparatus. In addition, a temperature detector 38 composed of a fluorooptic fiber thermometer or a thermocouple for measuring temperature using light is embedded in the upper electrode 10, and the output is input to the control unit 36. The above-mentioned fluorooptic fiber thermometer is a thermometer utilizing the fact that the round trip time of light changes depending on the temperature.

【0011】上記上部電極10の上部、すなわちセラミ
ックヒータ14の近傍には、ほぼ電極全域に渡る面積を
有する本発明の特長とする放熱用のヒートパイプ40が
設けられている。具体的には、このヒートパイプ40
は、内部に作動空間42を有する矩形状の筒体として構
成されており、パイプの底部、天井部及び壁全体は、熱
伝導性の良好な材料、例えばアルミニウムにより構成さ
れている。図示例にあってはヒートパイプ40の底部と
上部電極10とが一体的に組み合わされた状態が示され
ている。
Above the upper electrode 10, that is, in the vicinity of the ceramic heater 14, there is provided a heat pipe 40 for radiating heat which has an area covering substantially the entire area of the electrode and is a feature of the present invention. Specifically, this heat pipe 40
Is formed as a rectangular cylinder having an operating space 42 inside, and the bottom, ceiling, and the entire wall of the pipe are made of a material having good heat conductivity, for example, aluminum. In the illustrated example, a state in which the bottom of the heat pipe 40 and the upper electrode 10 are integrally combined is shown.

【0012】このヒートパイプ40の高さL1は、例え
ば数+mmに設定されており、内部にはフレオン等の作
動流体44が適当量収容されていると共に内壁面及び天
井部の内面には、海綿のように作動流体42をよく吸収
して毛細管現象を生ぜしめる例えば金網のようなウィッ
ク46が形成されている。そして、ヒートパイプ40の
下部は、ヒータ14及び下部電極8側からの熱を奪って
作動流体44を気化させる蒸発部40Aとして構成さ
れ、ヒートパイプ40の上部は、気化して蒸発した作動
流体44を冷却して液化させる凝縮部40Bとして構成
される。このヒートパイプ40の作動効率を制御するた
めに、ヒートパイプ40内の圧力を適宜調整する圧力調
整手段(図示せず)を設けるのが好ましい。また、セラ
ミックヒータ14は、前記制御部36によって制御さ
れ、その発熱量を調整し得るように構成される。
The height L1 of the heat pipe 40 is set to, for example, several + mm. A proper amount of a working fluid 44 such as freon is accommodated in the inside of the heat pipe 40, and the inner wall surface and the inner surface of the ceiling are sponge. A wick 46, for example, such as a wire mesh, which absorbs the working fluid 42 well and causes a capillary phenomenon as shown in FIG. The lower portion of the heat pipe 40 is configured as an evaporator 40A for removing heat from the heater 14 and the lower electrode 8 to vaporize the working fluid 44, and the upper portion of the heat pipe 40 is configured to vaporize and evaporate the working fluid 44. Is configured as a condensing unit 40B for cooling and liquefying. In order to control the operation efficiency of the heat pipe 40, it is preferable to provide pressure adjusting means (not shown) for appropriately adjusting the pressure in the heat pipe 40. The ceramic heater 14 is controlled by the control unit 36, and is configured to adjust the amount of heat generated.

【0013】また、上記ヒートパイプ40の側部には、
これに接近させて送風ファン48が設けられており、こ
の送風ファン48からヒートパイプ40に送風を行うこ
とにより、ヒートパイプの放熱を行ってこの効率を変化
するようになっている。また送風ファン48の回転数は
この駆動モータ50を制御部36から制御することによ
り行う。このヒートパイプ40の作動流体44として
は、上記したフレオンの他にNH4 、アセトン、メタノ
ール、エタノール、ヘプタン、水等を使用することがで
きる。また、上記ウィック46としてはステンレス鋼金
網、発泡ニッケル、メタルウール、グラス繊維、炭素繊
維、セラミック繊維等を使用することができる。このヒ
ートパイプ40の材質としては、アルミニウムの他にス
テンレス、銅等を用いることができる。そして、処理容
器2の真上には、例えば永久磁石のような磁界発生器5
2が設けられており、これに接続される駆動モータ54
を回転することによりウエハWに水平方向の回転磁界を
付与してプラズマの処理効率を上げ得るように構成され
ている。
Further, on the side of the heat pipe 40,
A blower fan 48 is provided in close proximity thereto, and by blowing air from the blower fan 48 to the heat pipe 40, heat is radiated from the heat pipe to change the efficiency. The rotation speed of the blower fan 48 is controlled by controlling the drive motor 50 from the control unit 36. The working fluid 44 in the heat pipe 40, NH 4 other freon described above, it is possible to use acetone, methanol, ethanol, heptane, and water. Further, as the wick 46, stainless steel wire mesh, nickel foam, metal wool, glass fiber, carbon fiber, ceramic fiber, or the like can be used. As a material of the heat pipe 40, stainless steel, copper, or the like can be used in addition to aluminum. A magnetic field generator 5 such as a permanent magnet is provided directly above the processing vessel 2.
2 and a drive motor 54 connected thereto.
Is rotated so that a horizontal rotating magnetic field is applied to the wafer W to increase the plasma processing efficiency.

【0014】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。本実施例においては、上述した
ように処理容器2の天井部を接地して上部電極10と
し、サセプタ4側に高周波電源6を供給することにより
対向電極を構成し、RIE(reactive ion
etching)方式のプラズマエッチング装置を構
成している。また、前記ウエハWと対向する位置であっ
て、処理容器2の上方にて永久磁石よりなる磁界発生器
52を回転し、ウエハWにその面と平行な磁場を形成す
ることでマグネトロンエッチング装置を構成している。
そして、処理空間内を真空引きした状態にてエッチング
ガスを導入し、上部電極10及び下部電極8間にエッチ
ングガスによるプラズマを生成している。更に、ウエハ
Wの近傍に水平磁場を形成することで、イオンの飛翔方
向がウエハW表面に垂直となり、異方性の高いエッチン
グが実現できる。この場合、処理容器2内は排気管36
を介して真空引きされ、例えば10-2〜10-3Torr
程度の圧力に維持される。
Next, the operation of the embodiment constructed as described above will be described. In the present embodiment, as described above, the ceiling of the processing vessel 2 is grounded to form the upper electrode 10, and the high-frequency power source 6 is supplied to the susceptor 4 side to form a counter electrode, and the RIE (reactive ion) is performed.
(etching) type plasma etching apparatus. Further, the magnetron etching apparatus is rotated by rotating a magnetic field generator 52 composed of a permanent magnet above the processing container 2 at a position facing the wafer W to form a magnetic field parallel to the surface of the wafer W. Make up.
Then, an etching gas is introduced while the inside of the processing space is evacuated, and plasma is generated between the upper electrode 10 and the lower electrode 8 by the etching gas. Further, by forming a horizontal magnetic field in the vicinity of the wafer W, the flight direction of ions becomes perpendicular to the surface of the wafer W, and etching with high anisotropy can be realized. In this case, the inside of the processing container 2 is an exhaust pipe 36.
, For example, 10 −2 to 10 −3 Torr
Pressure is maintained.

【0015】本実施例においては、エッチングレートを
高めて生産効率を上げるために、上部電極10は例えば
+60℃に維持するように制御部36は高周波電源2
6、セラミックヒータ14の発熱量、送風ファン48の
回転数等を制御する。また、プラズマ処理前には、高周
波電源26の印加を断ち、送風ファン48の駆動を停止
した状態で、セラミックヒータ14により電極の温度を
+60℃程度に維持しておく。この状態でサセプタ4上
にウエハWを吸着保持させて上記したプラズマ処理を行
う。
In this embodiment, in order to increase the etching rate and the production efficiency, the control unit 36 controls the high frequency power supply 2 so that the upper electrode 10 is maintained at, for example, + 60 ° C.
6. Control the amount of heat generated by the ceramic heater 14, the number of rotations of the blower fan 48, and the like. Before the plasma processing, the application of the high-frequency power supply 26 is stopped, and the driving of the blower fan 48 is stopped, and the temperature of the electrodes is maintained at about + 60 ° C. by the ceramic heater 14. In this state, the above-described plasma processing is performed by holding the wafer W by suction on the susceptor 4.

【0016】エッチング処理の間において、上部電極1
0はプラズマから熱エネルギを受けて加熱され、熱エネ
ルギが蓄積されるが、この熱はヒートパイプ40の蒸発
部40Aの作動流体44を蒸発気化させ、この蒸気はヒ
ートパイプ40内を上昇して天井である凝縮部40に至
り、ここで送風ファン48からの送風によって放熱され
て作動流体が凝縮する。この凝縮した作動流体44は、
凝縮部40Bから滴下したり或いはウィック46を伝わ
ってパイプ内壁を流下し、再度蒸発部40Aに至り、再
度気化される。このように、蒸発・凝縮を循環する作動
流体44の作用により上部電極10に蓄積する熱は効率
的に排除されることになる。
During the etching process, the upper electrode 1
Numeral 0 receives heat energy from the plasma and is heated to accumulate the heat energy. This heat evaporates and evaporates the working fluid 44 of the evaporating section 40A of the heat pipe 40, and the vapor rises in the heat pipe 40 The cooling fluid reaches the condensing section 40 serving as a ceiling, where the heat is radiated by the air blown from the blower fan 48 and the working fluid is condensed. This condensed working fluid 44
It is dropped from the condensing part 40B or flows down the inner wall of the pipe through the wick 46, reaches the evaporating part 40A again, and is vaporized again. Thus, the heat accumulated in the upper electrode 10 by the action of the working fluid 44 circulating the evaporation / condensation is efficiently removed.

【0017】ここで高周波電源26を電極に印加するこ
とによりプラズマが発生したらセラミックヒータ14の
パワーを次第に絞り込み、上部電極10が60℃を維持
するようにヒータ14を制御する。この場合、もしヒー
トパイプ40を用いない場合には、ヒータ14をオフ状
態にしてもプラズマ発熱の蓄積により上部電極10は6
7〜68℃まで上昇するが、ヒートパイプ40を設ける
ことによりヒートパイプ40による放熱とヒータ14に
よる加熱を同時に行いつつヒータ14のパワー及び送風
ファン48の回転数を制御し、これにより上部電極10
の温度を+60℃に維持する。このように、ヒートパイ
プによる放熱とヒータ14による加熱を同時に行いつつ
上部電極の温度を制御すると、電極の温度制御を精度良
く行うことができ、これを所定の温度に維持することが
できる。
Here, when plasma is generated by applying the high frequency power supply 26 to the electrodes, the power of the ceramic heater 14 is gradually reduced, and the heater 14 is controlled so that the upper electrode 10 maintains 60 ° C. In this case, if the heat pipe 40 is not used, even if the heater 14 is turned off, the upper electrode 10 becomes 6 due to accumulation of plasma heat.
Although the temperature rises to 7 to 68 ° C., the provision of the heat pipe 40 controls the power of the heater 14 and the number of rotations of the blower fan 48 while simultaneously radiating heat by the heat pipe 40 and heating by the heater 14.
Is maintained at + 60 ° C. As described above, when the temperature of the upper electrode is controlled while performing the heat radiation by the heat pipe and the heating by the heater 14 at the same time, the temperature of the electrode can be accurately controlled and maintained at a predetermined temperature.

【0018】すなわち、ヒートパイプ40の作用により
放熱を促進させ、熱の不足分を制御部36によりセラミ
ックヒータ14の発熱量を制御することにより補い、精
度の高い温度制御を行うことができる。従って、上部電
極10の温度は例えば60℃に維持することができるの
で、エッチングレートも高く維持することができる。実
際の制御においては、電極温度を60℃に設定した場合
には、余分な温度上昇分、例えば6〜7℃以上をヒート
パイプ40により大気放熱させるように送風ファン48
の回転数を制御する。
That is, heat radiation is promoted by the action of the heat pipe 40, and the shortage of heat is compensated for by controlling the amount of heat generated by the ceramic heater 14 by the control unit 36, so that highly accurate temperature control can be performed. Therefore, since the temperature of the upper electrode 10 can be maintained at, for example, 60 ° C., the etching rate can be maintained at a high level. In the actual control, when the electrode temperature is set to 60 ° C., the blower fan 48 is configured to radiate the excess temperature increase, for example, 6 to 7 ° C. or more to the atmosphere by the heat pipe 40.
To control the number of revolutions.

【0019】尚、上記実施例にあっては送風ファン48
を一基しか設けてないが、これをヒートパイプ40の周
方向に沿って適宜間隔で複数個設けるようにしてもよ
い。また、図2に示すようにヒートパイプ40の天井部
にこれより上方へ密閉状態で突出させた多数の放熱パイ
プ或いは放熱フィン56を設け、放熱効率を上げるよう
にしてもよい。また、上記実施例にあっては、プラズマ
エッチング装置を例にとって説明したが、これに限定さ
れず、本発明はプラズマアッシング装置、プラズマCV
D装置、プラズマスパッタ装置等にも適用し得るのは勿
論である。
In the above embodiment, the blower fan 48
Although only one unit is provided, a plurality of units may be provided at appropriate intervals along the circumferential direction of the heat pipe 40. Further, as shown in FIG. 2, a large number of heat radiating pipes or heat radiating fins 56 may be provided on the ceiling of the heat pipe 40 so as to protrude upward from the ceiling in a sealed state to increase the heat radiating efficiency. Further, in the above embodiment, the description has been made by taking the plasma etching apparatus as an example, but the present invention is not limited to this.
Of course, the present invention can be applied to a D apparatus, a plasma sputtering apparatus, and the like.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
処理装置によれば、次のような優れた作用効果を発揮す
ることができる。加熱手段による加熱とヒートパイプに
よる放熱を併用して上部電極の温度制御するようにし
しかも、送風ファンの回転数制御によるヒートパイプか
らの放熱量のコントロールも行なうようにしたので、
部電極の温度を精度良くしかも所定の温度に制御するこ
とができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the following excellent functions and effects can be exhibited. The temperature of the upper electrode is controlled by using both the heating by the heating means and the heat radiation by the heat pipe ,
Moreover, the heat pipe is controlled by controlling the rotation speed of the blower fan.
Since the heat radiation amount is also controlled, the temperature of the upper electrode can be controlled accurately and at a predetermined temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るプラズマ処理装置の一実施例を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るプラズマ処理装置の他の実施例を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention.

【図3】従来のプラズマ処理装置の一例を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional plasma processing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 処理容器 4 サセプタ 8 下部電極 10 上部電極 14 セラミックヒータ(加熱手段) 16 プラズマエッチング装置(プラズマ処理装置) 26 高周波電源 36 制御部(制御手段) 38 温度検出器 40 ヒートパイプ 44 作動流体 46 ウィック W 半導体ウエハ(被処理体) 2 Processing Vessel 4 Susceptor 8 Lower Electrode 10 Upper Electrode 14 Ceramic Heater (Heating Means) 16 Plasma Etching Apparatus (Plasma Processing Apparatus) 26 High Frequency Power Supply 36 Control Unit (Control Means) 38 Temperature Detector 40 Heat Pipe 44 Working Fluid 46 Wick W Semiconductor wafer (workpiece)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−181724(JP,A) 特開 平1−211921(JP,A) 特開 昭63−115338(JP,A) 特開 昭62−12129(JP,A) 特開 昭61−105097(JP,A) 特開 平1−248623(JP,A) 実開 昭60−76032(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/505 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-181724 (JP, A) JP-A 1-211921 (JP, A) JP-A-63-115338 (JP, A) JP-A-62-162 12129 (JP, A) JP-A-61-105097 (JP, A) JP-A-1-248623 (JP, A) JP-A-60-76032 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 C23C 14/34 C23C 16/505

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理容器内の上部電極と下部電極との間
に発生したプラズマにより被処理体にプラズマ処理を施
すプラズマ処理装置において、前記上部電極の上部に加
熱手段を形成し、この加熱手段の近傍に放熱用のヒート
パイプを設け、前記ヒートパイプの近傍にこれに送風す
る送風ファンを設け、前記上部電極を所定の温度に維持
するために前記加熱手段の発熱量と前記送風ファンの回
転を制御する制御手段を設けたことを特徴とするプラズ
マ処理装置。
1. A plasma processing apparatus for performing a plasma process on an object to be processed by plasma generated between an upper electrode and a lower electrode in a processing vessel, wherein a heating means is formed above the upper electrode. A heat pipe for radiating heat is provided near the heat pipe, a blower fan for blowing air is provided near the heat pipe, and a heating value of the heating means and rotation of the blower fan to maintain the upper electrode at a predetermined temperature. A plasma processing apparatus provided with control means for controlling the temperature.
【請求項2】 前記ヒートパイプは、前記加熱手段の上
部に設置されると共に、前記ヒートパイプの内面には、
内部の作動流体を吸収して毛細管現象を起こすウィック
が形成されていることを特徴とする請求項1記載のプラ
ズマ処理装置。
2. The heat pipe is installed above the heating means, and an inner surface of the heat pipe includes:
Claim 1 Symbol placement of the plasma processing apparatus wherein the wick to cause the capillary phenomenon is formed by absorbing the internal working fluid.
【請求項3】 前記ヒートパイプは、前記上部電極の略
全域に渡る面積を有していることを特徴とする請求項1
または2記載のプラズマ処理装置。
3. The heat pipe according to claim 1, wherein the heat pipe has an area covering substantially the entire area of the upper electrode.
Or the plasma processing apparatus according to 2.
【請求項4】 前記ヒートパイプには、放熱を促進させ
るための放熱フィンが設けられることを特徴とする請求
項1乃至のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
The method according to claim 4, wherein the heat pipe, the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that heat radiation fins for promoting heat dissipation is provided.
【請求項5】 前記制御手段は、プラズマ処理前では前
記送風ファンを停止して前記加熱手段により前記上部電
極を略処理温度に維持し、プラズマ処理開始後では前記
送風ファンを駆動して前記上部電極を略処理温度に維持
するように制御することを特徴とする請求項乃至
いずれかに記載のプラズマ処理装置。
5. The control means stops the blower fan before the plasma processing, maintains the upper electrode at substantially the processing temperature by the heating means, and drives the blower fan after the plasma processing starts to drive the upper electrode. the plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the controller controls so as to maintain the electrodes in substantially the processing temperature.
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