JP3174837B2 - 処理装置 - Google Patents
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- JP3174837B2 JP3174837B2 JP02622793A JP2622793A JP3174837B2 JP 3174837 B2 JP3174837 B2 JP 3174837B2 JP 02622793 A JP02622793 A JP 02622793A JP 2622793 A JP2622793 A JP 2622793A JP 3174837 B2 JP3174837 B2 JP 3174837B2
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- Japan
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- electrode
- cooling block
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程で用い
られる処理装置に関する。
られる処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程では、半導体ウエハの表
面に薄膜を形成したり、半導体ウエハの薄膜を除去した
りすることが行なわれており、このような成膜工程及び
除膜工程には減圧ＣＶＤ装置、スパッタリング装置ある
いはエッチング装置などの処理装置が広く用いられてい
る。例えば、プラズマエッチング装置の場合には、下部
電極の載置台上に半導体ウエハを載置し、上部電極との
間でイオン、ラジカル等の活性種を発生させてエッチン
グ処理を行なうようにしているが、その際、半導体ウエ
ハ及び下部電極が活性種の衝突エネルギーなどでそれぞ
れの温度が上昇するため、下部電極に内蔵された冷却機
構で下部電極を冷却して一定の低温下でエッチング処理
を行なうようにしている。ところが、冷却機構と載置台
間にはこれらの構成部材間の境界に僅かではあるが細隙
が形成され、これらの細隙で冷却機構からの伝熱量が阻
害されるため、各細隙にはＨｅ等の熱伝導性に優れた熱
伝導性ガスを供給して各構成部材間の熱抵抗を下げて載
置台をできるだけ効率良く冷却するようにしている。
面に薄膜を形成したり、半導体ウエハの薄膜を除去した
りすることが行なわれており、このような成膜工程及び
除膜工程には減圧ＣＶＤ装置、スパッタリング装置ある
いはエッチング装置などの処理装置が広く用いられてい
る。例えば、プラズマエッチング装置の場合には、下部
電極の載置台上に半導体ウエハを載置し、上部電極との
間でイオン、ラジカル等の活性種を発生させてエッチン
グ処理を行なうようにしているが、その際、半導体ウエ
ハ及び下部電極が活性種の衝突エネルギーなどでそれぞ
れの温度が上昇するため、下部電極に内蔵された冷却機
構で下部電極を冷却して一定の低温下でエッチング処理
を行なうようにしている。ところが、冷却機構と載置台
間にはこれらの構成部材間の境界に僅かではあるが細隙
が形成され、これらの細隙で冷却機構からの伝熱量が阻
害されるため、各細隙にはＨｅ等の熱伝導性に優れた熱
伝導性ガスを供給して各構成部材間の熱抵抗を下げて載
置台をできるだけ効率良く冷却するようにしている。
【０００３】一方最近では、半導体デバイスが１６ＭＤ
ＲＡＭ、６４ＭＤＲＡＭと高集積化し、その配線構造を
形成するにはハーフミクロン、クォータミクロンオーダ
ーの超微細加工が要求されており、それに伴ってイオン
の方向を揃えて異方性エッチングを達成する必要から液
体窒素などの冷媒を用いて下部電極を−数１０℃以下の
超低温に制御して半導体ウエハを超低温に冷却する必要
が生じて来ている。
ＲＡＭ、６４ＭＤＲＡＭと高集積化し、その配線構造を
形成するにはハーフミクロン、クォータミクロンオーダ
ーの超微細加工が要求されており、それに伴ってイオン
の方向を揃えて異方性エッチングを達成する必要から液
体窒素などの冷媒を用いて下部電極を−数１０℃以下の
超低温に制御して半導体ウエハを超低温に冷却する必要
が生じて来ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
処理装置では、被処理体の処理時には下部電極の冷却機
構と載置台間に介在する境界細隙に熱伝導性に優れたＨ
ｅガスを流して境界細隙での熱伝達を高めるようにして
いるため、被処理体を比較的効率良く冷却することがで
きるが、その反面冷却機構と載置台間の断熱構造が十分
でないため、処理時は勿論のこと、載置台の設定温度を
変更する時などにも載置台を不必要に冷却するため、そ
の間にも液体窒素等の高価な冷媒が無駄に消費され、そ
れだけランニングコストが高くなるなどという課題があ
った。また、クリーニング等のメンテナンス時などには
下部電極の全周囲からの入熱があるため、冷却機構に冷
媒を収容したままメンテナンス等の作業を行なうとその
間に大量の冷媒が無駄に消費され、また、このような無
駄を防止するために冷却機構から冷媒を除去すれば、冷
媒の除去、充填作業に多くの時間を要し、しかも冷媒を
充填してから装置の立ち上げに必要な電極温度まで冷却
するのに多大な時間を要するという課題があった。
処理装置では、被処理体の処理時には下部電極の冷却機
構と載置台間に介在する境界細隙に熱伝導性に優れたＨ
ｅガスを流して境界細隙での熱伝達を高めるようにして
いるため、被処理体を比較的効率良く冷却することがで
きるが、その反面冷却機構と載置台間の断熱構造が十分
でないため、処理時は勿論のこと、載置台の設定温度を
変更する時などにも載置台を不必要に冷却するため、そ
の間にも液体窒素等の高価な冷媒が無駄に消費され、そ
れだけランニングコストが高くなるなどという課題があ
った。また、クリーニング等のメンテナンス時などには
下部電極の全周囲からの入熱があるため、冷却機構に冷
媒を収容したままメンテナンス等の作業を行なうとその
間に大量の冷媒が無駄に消費され、また、このような無
駄を防止するために冷却機構から冷媒を除去すれば、冷
媒の除去、充填作業に多くの時間を要し、しかも冷媒を
充填してから装置の立ち上げに必要な電極温度まで冷却
するのに多大な時間を要するという課題があった。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、電極を構成する各構成部材間の境界に形成
される複数の細隙を利用して液体窒素等の冷媒の消費量
を抑制してランニングコストを低減することができると
共に保持体の設定温度を迅速に変更することができ、ま
た、冷媒を冷却ブロックに収容したままクリーニング等
のメンテナンスを行なうことができ、しかも装置を迅速
に立ち上げることができる処理装置を提供することを目
的としている。
れたもので、電極を構成する各構成部材間の境界に形成
される複数の細隙を利用して液体窒素等の冷媒の消費量
を抑制してランニングコストを低減することができると
共に保持体の設定温度を迅速に変更することができ、ま
た、冷媒を冷却ブロックに収容したままクリーニング等
のメンテナンスを行なうことができ、しかも装置を迅速
に立ち上げることができる処理装置を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理装置は、被処理体を保持する保持体、この保持体
を冷却する冷却ブロック、及びこれら両者間に介在し上
記保持体を加熱する発熱部を有する電極と、この電極の
外周面を被覆する被覆部材とを備え、上記電極で被処理
体を保持し、この被処理体を上記冷却ブロックにより冷
却して所定の処理を行なう処理装置において、上記冷却
ブロックと上記発熱部の間、及び上記発熱部と上記保持
体の間のそれぞれに介在する各境界細隙の各周縁部にそ
れぞれシール部材を設けると共にこれらのシール部材で
囲まれた上記各境界細隙から上記電極の外部へ通じる流
通路を延設し、且つ上記流通路を介して上記各境界細隙
に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及び上記
各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手段を
それぞれ設けると共に上記気体供給源及び排気手段を上
記各境界細隙に個別または同時に連通するように切り替
える切替手段を上記流通路に設け、また、上記冷却ブロ
ックの下面側及び上記電極と上記被覆部材間にそれぞれ
介在する各境界細隙にそれぞれ第２のシール部材を設け
て各境界細隙を封止すると共にこれらの第２のシール部
材で封止された上記各境界細隙から上記電極の外部へ通
じる第２の流通路を延設し、且つ上記第２の流通路を介
して上記各境界細隙を排気する第２の排気手段を設ける
と共にこの排気手段を上記各境界細隙に連通するように
切り替える第２の切替手段を上記第２の流通路に設けた
ものである。
の処理装置は、被処理体を保持する保持体、この保持体
を冷却する冷却ブロック、及びこれら両者間に介在し上
記保持体を加熱する発熱部を有する電極と、この電極の
外周面を被覆する被覆部材とを備え、上記電極で被処理
体を保持し、この被処理体を上記冷却ブロックにより冷
却して所定の処理を行なう処理装置において、上記冷却
ブロックと上記発熱部の間、及び上記発熱部と上記保持
体の間のそれぞれに介在する各境界細隙の各周縁部にそ
れぞれシール部材を設けると共にこれらのシール部材で
囲まれた上記各境界細隙から上記電極の外部へ通じる流
通路を延設し、且つ上記流通路を介して上記各境界細隙
に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及び上記
各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手段を
それぞれ設けると共に上記気体供給源及び排気手段を上
記各境界細隙に個別または同時に連通するように切り替
える切替手段を上記流通路に設け、また、上記冷却ブロ
ックの下面側及び上記電極と上記被覆部材間にそれぞれ
介在する各境界細隙にそれぞれ第２のシール部材を設け
て各境界細隙を封止すると共にこれらの第２のシール部
材で封止された上記各境界細隙から上記電極の外部へ通
じる第２の流通路を延設し、且つ上記第２の流通路を介
して上記各境界細隙を排気する第２の排気手段を設ける
と共にこの排気手段を上記各境界細隙に連通するように
切り替える第２の切替手段を上記第２の流通路に設けた
ものである。
【０００７】
【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、切替
手段を切り替えて気体供給源を流通路を介して冷却ブロ
ックと発熱部の間、及び発熱部と保持体の間のぞれぞれ
に介在する各境界細隙に同時に連通させた後、気体供給
源から流通路を介して上記各境界細隙に熱伝導性に優れ
た気体を流して各境界細隙での熱伝導性を高めると共に
第２の切替手段を第２の排気手段側へ切り換えて冷却ブ
ロックの下面側及び電極と被覆部材間にそれぞれ介在す
る各境界細隙を排気して断熱しておけば、電極の保持体
で保持した被処理体を処理する時には電極の周囲から内
部への入熱を遮断すると共に冷却ブロックにより保持体
を効率良く冷却することができ、冷却ブロックでの冷媒
の消費量を抑制してランニングコストを低減することが
できる。また、保持体の設定温度を変更する時には、切
替手段を用いて排気手段を冷却ブロックと発熱部との間
の境界細隙のみを連通すれば発熱部を冷却ブロックから
断熱し冷却ブロックにより保持体を不必要に冷却するこ
とがなく、それだけ冷媒の消費量を抑制すると共に発熱
部により迅速に被処理体の設定温度を変更することがで
きる。また、メンテナンス時には排気手段及び第２の排
気手段により冷却ブロックを囲む境界細隙を減圧して冷
却ブロックをその周囲から断熱することにより冷却ブロ
ックに冷媒を収納したままメンテナンスを行っても冷媒
の消費量を抑制することができ、また、メンテナンス後
には冷却ブロックを最初から冷却する必要がないため、
装置を迅速に立ち上げることができる。
手段を切り替えて気体供給源を流通路を介して冷却ブロ
ックと発熱部の間、及び発熱部と保持体の間のぞれぞれ
に介在する各境界細隙に同時に連通させた後、気体供給
源から流通路を介して上記各境界細隙に熱伝導性に優れ
た気体を流して各境界細隙での熱伝導性を高めると共に
第２の切替手段を第２の排気手段側へ切り換えて冷却ブ
ロックの下面側及び電極と被覆部材間にそれぞれ介在す
る各境界細隙を排気して断熱しておけば、電極の保持体
で保持した被処理体を処理する時には電極の周囲から内
部への入熱を遮断すると共に冷却ブロックにより保持体
を効率良く冷却することができ、冷却ブロックでの冷媒
の消費量を抑制してランニングコストを低減することが
できる。また、保持体の設定温度を変更する時には、切
替手段を用いて排気手段を冷却ブロックと発熱部との間
の境界細隙のみを連通すれば発熱部を冷却ブロックから
断熱し冷却ブロックにより保持体を不必要に冷却するこ
とがなく、それだけ冷媒の消費量を抑制すると共に発熱
部により迅速に被処理体の設定温度を変更することがで
きる。また、メンテナンス時には排気手段及び第２の排
気手段により冷却ブロックを囲む境界細隙を減圧して冷
却ブロックをその周囲から断熱することにより冷却ブロ
ックに冷媒を収納したままメンテナンスを行っても冷媒
の消費量を抑制することができ、また、メンテナンス後
には冷却ブロックを最初から冷却する必要がないため、
装置を迅速に立ち上げることができる。
【０００８】
【実施例】以下、図１に示すプラズマエッチング装置を
例に挙げて本発明を説明する。本実施例の処理装置は、
図１に示すように、例えばアルミニウム等の導電性材料
からなる処理室１と、この処理室１内の底面に配設され
且つ被処理体としての半導体ウエハＷを載置した状態で
保持する保持体としてのサセプタ２１を備えた下部電極
２と、この下部電極２の上方に例えば１５〜２０ｍｍの
間隔を隔てて配設された上部電極３とを備えて構成され
ている。そして、上記処理室１には排気装置４が配管４
１を介して接続され、この排気装置４によって上記処理
室１内を減圧雰囲気、例えば１０−２Torr以下の減圧状
態を形成するように構成されている。また、上記下部電
極２にはコンデンサ５を介して高周波電源６が接続さ
れ、上記高周波電源６の電圧を下部電極２に印加して接
地された上部電極３との間でＣＦ４等のエッチング用ガ
スをプラズマ化してイオン、ラジカル等の活性種を生成
するように構成されている。更に、上記上部電極３は中
空状に形成され、その上面に中空内にエッチング用ガス
を供給する供給配管３Ａが接続され、また、その下面に
エッチング用ガスを噴出する孔３Ｂが複数分散形成さ
れ、分散した複数の孔３Ｂからエッチング用ガスを処理
室１内に供給し、下部電極２と上部電極３間の放電によ
り生成するイオン、ラジカル等の活性種により半導体ウ
エハＷをエッチングするように構成されている。
例に挙げて本発明を説明する。本実施例の処理装置は、
図１に示すように、例えばアルミニウム等の導電性材料
からなる処理室１と、この処理室１内の底面に配設され
且つ被処理体としての半導体ウエハＷを載置した状態で
保持する保持体としてのサセプタ２１を備えた下部電極
２と、この下部電極２の上方に例えば１５〜２０ｍｍの
間隔を隔てて配設された上部電極３とを備えて構成され
ている。そして、上記処理室１には排気装置４が配管４
１を介して接続され、この排気装置４によって上記処理
室１内を減圧雰囲気、例えば１０−２Torr以下の減圧状
態を形成するように構成されている。また、上記下部電
極２にはコンデンサ５を介して高周波電源６が接続さ
れ、上記高周波電源６の電圧を下部電極２に印加して接
地された上部電極３との間でＣＦ４等のエッチング用ガ
スをプラズマ化してイオン、ラジカル等の活性種を生成
するように構成されている。更に、上記上部電極３は中
空状に形成され、その上面に中空内にエッチング用ガス
を供給する供給配管３Ａが接続され、また、その下面に
エッチング用ガスを噴出する孔３Ｂが複数分散形成さ
れ、分散した複数の孔３Ｂからエッチング用ガスを処理
室１内に供給し、下部電極２と上部電極３間の放電によ
り生成するイオン、ラジカル等の活性種により半導体ウ
エハＷをエッチングするように構成されている。
【０００９】次に、上記下部電極２について詳述する。
上記下部電極２は、図１に示すように、半導体ウエハＷ
を載置するサセプタ２１及びこのサセプタ２１を冷却す
る冷却機構としての冷却ブロック２２と、この冷却ブロ
ック２２と上記サセプタ２１間に介装された温度調整機
構２３と、これらを支承する支持台２４と、これらの構
成部材の周囲を囲むカバー部材２５とを備え、上記サセ
プタ２１上に配置され且つ半導体ウエハＷの大きさに形
成された静電チャック２６に半導体ウエハＷを静電吸着
させた状態で半導体ウエハＷを冷却ブロック２２により
冷却しながらエッチング処理を行なうように構成されて
いる。
上記下部電極２は、図１に示すように、半導体ウエハＷ
を載置するサセプタ２１及びこのサセプタ２１を冷却す
る冷却機構としての冷却ブロック２２と、この冷却ブロ
ック２２と上記サセプタ２１間に介装された温度調整機
構２３と、これらを支承する支持台２４と、これらの構
成部材の周囲を囲むカバー部材２５とを備え、上記サセ
プタ２１上に配置され且つ半導体ウエハＷの大きさに形
成された静電チャック２６に半導体ウエハＷを静電吸着
させた状態で半導体ウエハＷを冷却ブロック２２により
冷却しながらエッチング処理を行なうように構成されて
いる。
【００１０】そして、上記冷却ブロック２２は、冷媒と
して例えば液体窒素Ｌを貯留する冷媒貯留部２２Ａと、
この冷媒貯留部２２Ａに液体窒素Ｌを供給する冷媒供給
配管２２Ｂ及び気化した窒素ガスを排出するガス排出配
管２２Ｃとを備えて構成されている。これらの冷媒供給
配管２２Ｂ及びガス排出配管２２Ｃは、減圧二重管ジョ
イント（図示せず）によって上記処理室１に接続され、
各配管２２Ｂ、２２Ｃ内に極力入熱しないように構成さ
れている。また、上記温度調整機構２３は、セラミック
ス製のヒータ２３Ａとこのヒータ２３Ａを固定、支持す
る支持部材２３Ｂとを備え、半導体ウエハＷの冷却温度
に応じて冷却ブロック２２からの冷熱の流入の度合を調
整できるように構成されている。また、上記静電チャッ
ク２６は、内部に導電膜２６Ａを有し、この導電膜２６
Ａに電源により電圧を印加した時に発生する表面のクー
ロン力により半導体ウエハＷを吸着するように構成され
ている。そして、上記サセプタ２１、冷却ブロック２２
及びヒータ２３Ａの支持部材２３Ｂは熱伝導性の良いア
ルミニウム等によって形成され、上記カバー部材２５は
熱断熱性に優れた石英等の断熱性部材によって形成され
ている。
して例えば液体窒素Ｌを貯留する冷媒貯留部２２Ａと、
この冷媒貯留部２２Ａに液体窒素Ｌを供給する冷媒供給
配管２２Ｂ及び気化した窒素ガスを排出するガス排出配
管２２Ｃとを備えて構成されている。これらの冷媒供給
配管２２Ｂ及びガス排出配管２２Ｃは、減圧二重管ジョ
イント（図示せず）によって上記処理室１に接続され、
各配管２２Ｂ、２２Ｃ内に極力入熱しないように構成さ
れている。また、上記温度調整機構２３は、セラミック
ス製のヒータ２３Ａとこのヒータ２３Ａを固定、支持す
る支持部材２３Ｂとを備え、半導体ウエハＷの冷却温度
に応じて冷却ブロック２２からの冷熱の流入の度合を調
整できるように構成されている。また、上記静電チャッ
ク２６は、内部に導電膜２６Ａを有し、この導電膜２６
Ａに電源により電圧を印加した時に発生する表面のクー
ロン力により半導体ウエハＷを吸着するように構成され
ている。そして、上記サセプタ２１、冷却ブロック２２
及びヒータ２３Ａの支持部材２３Ｂは熱伝導性の良いア
ルミニウム等によって形成され、上記カバー部材２５は
熱断熱性に優れた石英等の断熱性部材によって形成され
ている。
【００１１】また、上記下部電極１を構成するサセプタ
２１、温度調整機構２３及び冷却ブロック２２それぞれ
の各境界には僅かではあるが境界細隙δ１及びδ２が形
成されている。そして、これらの境界細隙δ１、δ２の
各周縁部にシール部材２７Ａ、２７Ｂがそれぞれ設けら
れていると共に、これらのシール部材２７Ａ、２７Ｂで
囲まれた上記各境界細隙δ１、δ２から上記下部電極２
の外部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流通路２８Ａ
が延設されている。また、上記処理室１の外部には、上
記各流通路２８Ａを介して上記各境界細隙δ１、δ２に
熱伝導性に優れた気体としてＨｅガスを供給する気体供
給源２９Ａ及び上記各流通路２８Ａを介して上記各境界
細隙を排気する排気ポンプ３０Ａがそれぞれ排気手段と
して設けられていると共に、上記各流通路２８Ａの連結
部には上記気体供給源２８Ａ及び排気ポンプ３０Ａを上
記流通路２８Ａを介して境界細隙δ１及び／または境界
細隙δ２に連通するように切り替える三方切替弁３１Ａ
が切替手段として設けられている。また、上記三方切替
弁３１Ａと上記気体供給源２９Ａ及び排気ポンプ３０Ａ
との間の流通路２８Ａには開閉弁３２Ａが配設され、こ
れらの開閉弁３２Ａによってそれぞれの流通路２８Ａを
開閉するように構成されている。また、上記三方切替弁
３１Ａ及び開閉弁３２Ａは図示しない制御装置によって
適宜開閉制御できる電磁弁によって構成されている。
２１、温度調整機構２３及び冷却ブロック２２それぞれ
の各境界には僅かではあるが境界細隙δ１及びδ２が形
成されている。そして、これらの境界細隙δ１、δ２の
各周縁部にシール部材２７Ａ、２７Ｂがそれぞれ設けら
れていると共に、これらのシール部材２７Ａ、２７Ｂで
囲まれた上記各境界細隙δ１、δ２から上記下部電極２
の外部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流通路２８Ａ
が延設されている。また、上記処理室１の外部には、上
記各流通路２８Ａを介して上記各境界細隙δ１、δ２に
熱伝導性に優れた気体としてＨｅガスを供給する気体供
給源２９Ａ及び上記各流通路２８Ａを介して上記各境界
細隙を排気する排気ポンプ３０Ａがそれぞれ排気手段と
して設けられていると共に、上記各流通路２８Ａの連結
部には上記気体供給源２８Ａ及び排気ポンプ３０Ａを上
記流通路２８Ａを介して境界細隙δ１及び／または境界
細隙δ２に連通するように切り替える三方切替弁３１Ａ
が切替手段として設けられている。また、上記三方切替
弁３１Ａと上記気体供給源２９Ａ及び排気ポンプ３０Ａ
との間の流通路２８Ａには開閉弁３２Ａが配設され、こ
れらの開閉弁３２Ａによってそれぞれの流通路２８Ａを
開閉するように構成されている。また、上記三方切替弁
３１Ａ及び開閉弁３２Ａは図示しない制御装置によって
適宜開閉制御できる電磁弁によって構成されている。
【００１２】また、上記冷却ブロック２２と支持台２４
の境界にはこれら両者２２、２４間に境界細隙δ３を作
った状態でこれらを断熱する例えばポリイミド樹脂等の
断熱材料からなるシール部材２７Ｃが設けられており、
このシール部材２７Ｃによって上記境界細隙δ３の気密
を保持している。また、上記サセプタ２１及びその下方
に積層された各構成部材とこれらを囲むカバー部材２５
の境界には上記各境界細隙δ１、δ２と同様の境界細隙
δ４が形成され、この境界細隙δ４の上下両端部にシー
ル部材２７Ｄがそれぞれ設けられており、これらのシー
ル部材２７Ｄによって上記境界細隙δ４の気密を保持し
ている。そして、上記各境界細隙δ３、δ４か ら上記
下部電極２の外部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流
通路２８Ｂがそれぞれ第２の流通路として延設されてい
る。そして、上記処理室１の外部には上記各流通路２８
Ｂを介して上記各境界細隙δ３、δ４を排気する排気ポ
ンプ３０Ｂが第２の排気手段として設けられ、上記各境
界細隙δ３、δ４は上記流通路２８Ｂに第２の切換手段
として配設された開閉弁３２Ｂによって所定の減圧状態
に適宜制御できるように構成されている。
の境界にはこれら両者２２、２４間に境界細隙δ３を作
った状態でこれらを断熱する例えばポリイミド樹脂等の
断熱材料からなるシール部材２７Ｃが設けられており、
このシール部材２７Ｃによって上記境界細隙δ３の気密
を保持している。また、上記サセプタ２１及びその下方
に積層された各構成部材とこれらを囲むカバー部材２５
の境界には上記各境界細隙δ１、δ２と同様の境界細隙
δ４が形成され、この境界細隙δ４の上下両端部にシー
ル部材２７Ｄがそれぞれ設けられており、これらのシー
ル部材２７Ｄによって上記境界細隙δ４の気密を保持し
ている。そして、上記各境界細隙δ３、δ４か ら上記
下部電極２の外部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流
通路２８Ｂがそれぞれ第２の流通路として延設されてい
る。そして、上記処理室１の外部には上記各流通路２８
Ｂを介して上記各境界細隙δ３、δ４を排気する排気ポ
ンプ３０Ｂが第２の排気手段として設けられ、上記各境
界細隙δ３、δ４は上記流通路２８Ｂに第２の切換手段
として配設された開閉弁３２Ｂによって所定の減圧状態
に適宜制御できるように構成されている。
【００１３】次に、動作について説明する。例えば１０
−２Torr以下の減圧状態を形成した処理室１内のサセプ
タ２２に半導体ウエハＷを載置し、静電チャック２６の
クーロン力で半導体ウエハＷをサセプタ２２上で保持す
る。次いで下部電極２に高周波電圧を印加して上部電極
３との間に放電空間を形成すると共に上部電極３の供給
配管３Ａからのエッチング用ガスを孔３Ｂを介して処理
室１内に供給すると、処理室１内でエッチング用ガスが
プラズマ化し、その活性種によって半導体ウエハＷをエ
ッチングする。
−２Torr以下の減圧状態を形成した処理室１内のサセプ
タ２２に半導体ウエハＷを載置し、静電チャック２６の
クーロン力で半導体ウエハＷをサセプタ２２上で保持す
る。次いで下部電極２に高周波電圧を印加して上部電極
３との間に放電空間を形成すると共に上部電極３の供給
配管３Ａからのエッチング用ガスを孔３Ｂを介して処理
室１内に供給すると、処理室１内でエッチング用ガスが
プラズマ化し、その活性種によって半導体ウエハＷをエ
ッチングする。
【００１４】上述のエッチング処理に際して、気体供給
源２９Ａ側の開閉弁３２Ａを開放すると共に排気ポンプ
３０Ａ側の開閉弁３２Ａを閉止した状態で、三方切替弁
３１Ａを切り替えて気体供給源２９Ａを流通路２８Ａを
介してサセプタ２１と温度調整機構２３間の境界細隙δ
１及び温度調整機構２３と冷却ブロック２２間の境界細
隙δ２に連通させると、気体供給源２９ＡからのＨｅガ
スがこれら両境界細隙δ１、δ２に入り込み、冷却ブロ
ック２２からサセプタ２１への熱伝導経路が形成され、
サセプタ２１を効率良く冷却でき、液体窒素Ｌの消費量
を抑制することができる。またこの時、他方の開閉弁３
２Ｂを開放した状態で、排気ポンプ３０Ｂを冷却ブロッ
ク２２と支持台２４間の境界細隙δ３及び上記サセプタ
２１等とこ れらを囲むカバー部材２５間の境界細隙δ
４に連通させて排気ポンプ３０Ｂを駆 動して排気して
これらの冷却ブロック２２の周囲を減圧断熱すると液体
窒素Ｌの消費量を格段に抑制することができる。
源２９Ａ側の開閉弁３２Ａを開放すると共に排気ポンプ
３０Ａ側の開閉弁３２Ａを閉止した状態で、三方切替弁
３１Ａを切り替えて気体供給源２９Ａを流通路２８Ａを
介してサセプタ２１と温度調整機構２３間の境界細隙δ
１及び温度調整機構２３と冷却ブロック２２間の境界細
隙δ２に連通させると、気体供給源２９ＡからのＨｅガ
スがこれら両境界細隙δ１、δ２に入り込み、冷却ブロ
ック２２からサセプタ２１への熱伝導経路が形成され、
サセプタ２１を効率良く冷却でき、液体窒素Ｌの消費量
を抑制することができる。またこの時、他方の開閉弁３
２Ｂを開放した状態で、排気ポンプ３０Ｂを冷却ブロッ
ク２２と支持台２４間の境界細隙δ３及び上記サセプタ
２１等とこ れらを囲むカバー部材２５間の境界細隙δ
４に連通させて排気ポンプ３０Ｂを駆 動して排気して
これらの冷却ブロック２２の周囲を減圧断熱すると液体
窒素Ｌの消費量を格段に抑制することができる。
【００１５】また、下部電極２のサセプタ２１の設定温
度を変更する時には、気体供給源２９Ａ側の開閉弁３２
Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁３２Ａ
を開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替えて排気
ポンプ３０Ａを流通路２８Ａを介して一方の境界細隙δ
２にのみ連通させ、排気ポンプ３０Ａを駆動して境界細
隙δ２において減圧状態にして冷却ブロック２２をその
上方の各構成部材から断熱すれば液体窒素Ｌの消費量を
抑制することができる。またこの時、境界細隙δ１にＨ
ｅガスを満たし、境界細隙δ２を減圧してあるため、冷
却ブロック２２からの無駄な冷熱の流入を抑制している
ため、温度調整機構２３での発熱量を調整することによ
りサセプタ２１の設定温度を迅速に変更することができ
る。
度を変更する時には、気体供給源２９Ａ側の開閉弁３２
Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁３２Ａ
を開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替えて排気
ポンプ３０Ａを流通路２８Ａを介して一方の境界細隙δ
２にのみ連通させ、排気ポンプ３０Ａを駆動して境界細
隙δ２において減圧状態にして冷却ブロック２２をその
上方の各構成部材から断熱すれば液体窒素Ｌの消費量を
抑制することができる。またこの時、境界細隙δ１にＨ
ｅガスを満たし、境界細隙δ２を減圧してあるため、冷
却ブロック２２からの無駄な冷熱の流入を抑制している
ため、温度調整機構２３での発熱量を調整することによ
りサセプタ２１の設定温度を迅速に変更することができ
る。
【００１６】更に、処理装置のクリーニング等のメンテ
ナンス作業を行なう時には、気体供給源２９Ａ側の開閉
弁３２Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁
３２Ａを開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替え
て排気ポンプ３０Ａ側を流通路２８Ａを介して境界細隙
δ１、δ２にそれぞれ連通させて排気ポンプ３０Ａを駆
動して排気すれば、これらの両境界細隙δ１、δ２でサ
セプタ２１から冷却ブロック２２を減圧雰囲気にするこ
とにより断熱して、サセプタ２１からの入熱を遮断して
液体窒素Ｌの消費量を抑制することができる。またこの
時、他の各境界細隙δ３、δ４は処理時と同様に減圧雰
囲気にしおくことによって冷却ブロック２２を周囲から
減圧断熱でき、冷却ブロック２２に液体窒素Ｌを収容し
たままであっても液体窒素Ｌを殆ど消費することがな
く、しかもメンテナンス終了後には、上記各境界細隙δ
１、δ２、δ３及びδ４で囲まれた部分が超低温に冷却
されているため、細隙δ１、δ２にＨｅガスを流通させ
ればサセプタ２１を迅速に所定の低い温度に設定するこ
とができる。
ナンス作業を行なう時には、気体供給源２９Ａ側の開閉
弁３２Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁
３２Ａを開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替え
て排気ポンプ３０Ａ側を流通路２８Ａを介して境界細隙
δ１、δ２にそれぞれ連通させて排気ポンプ３０Ａを駆
動して排気すれば、これらの両境界細隙δ１、δ２でサ
セプタ２１から冷却ブロック２２を減圧雰囲気にするこ
とにより断熱して、サセプタ２１からの入熱を遮断して
液体窒素Ｌの消費量を抑制することができる。またこの
時、他の各境界細隙δ３、δ４は処理時と同様に減圧雰
囲気にしおくことによって冷却ブロック２２を周囲から
減圧断熱でき、冷却ブロック２２に液体窒素Ｌを収容し
たままであっても液体窒素Ｌを殆ど消費することがな
く、しかもメンテナンス終了後には、上記各境界細隙δ
１、δ２、δ３及びδ４で囲まれた部分が超低温に冷却
されているため、細隙δ１、δ２にＨｅガスを流通させ
ればサセプタ２１を迅速に所定の低い温度に設定するこ
とができる。
【００１７】以上説明したように本実施例によれば、気
体供給源２９Ａと排気ポンプ３０Ａ間を三方切替弁３１
Ａによって適宜切り替えて下部電極２のサセプタ２１と
冷却ブロック２２間に介在する境界細隙δ１、δ２での
伝熱量を適宜制御できるようにすると共に、排気ポンプ
３０Ｂによって冷却ブロック２２の下方及び周囲の各境
界細隙δ３、δ４を減圧断熱できるようにしたため、液
体窒素Ｌの消費量を格段に抑制してランニングコストを
低減できると共に、サセプタ２１の設定温度を迅速に変
更ができ、しかも液体窒素Ｌを除去することなくメンテ
ナンス等の作業を迅速に行ない、装置の立ち上げを迅速
に行なって生産効率を高めることができる。また、本実
施例によれば、上記サセプタ２１と冷却ブロック２２と
の間に温度調整機構２３を設けたため、上記サセプタ２
１の設定温度を迅速に変更することができる。
体供給源２９Ａと排気ポンプ３０Ａ間を三方切替弁３１
Ａによって適宜切り替えて下部電極２のサセプタ２１と
冷却ブロック２２間に介在する境界細隙δ１、δ２での
伝熱量を適宜制御できるようにすると共に、排気ポンプ
３０Ｂによって冷却ブロック２２の下方及び周囲の各境
界細隙δ３、δ４を減圧断熱できるようにしたため、液
体窒素Ｌの消費量を格段に抑制してランニングコストを
低減できると共に、サセプタ２１の設定温度を迅速に変
更ができ、しかも液体窒素Ｌを除去することなくメンテ
ナンス等の作業を迅速に行ない、装置の立ち上げを迅速
に行なって生産効率を高めることができる。また、本実
施例によれば、上記サセプタ２１と冷却ブロック２２と
の間に温度調整機構２３を設けたため、上記サセプタ２
１の設定温度を迅速に変更することができる。
【００１８】尚、上記実施例では流通路を切り替える手
段として三方切替弁３２Ａを用いたものについて説明し
たが、その他の切替手段を用いてもよく、また、上記各
境界細隙δ１、δ２、δ３及びδ４を排気する排気手段
として２台の排気ポンプ３０Ａ、３０Ｂを用いたものに
ついて説明したが、１台の排気ポンプで各境界細隙
δ１、δ２、δ３及びδ４を排気するようにすればより
低コストで処理装置を製造するこ とができる。また、
本実施例では、下部電極２を冷却する場合について説明
したが、被処理体を保持する電極であれば下部電極に制
限されるものではない。また、本発明は、上記エッチン
グ装置に制限されるものでなく、その他のプラスマＣＶ
Ｄ装置、スパッタリング装置等の処理装置についても適
宜適用することができる。
段として三方切替弁３２Ａを用いたものについて説明し
たが、その他の切替手段を用いてもよく、また、上記各
境界細隙δ１、δ２、δ３及びδ４を排気する排気手段
として２台の排気ポンプ３０Ａ、３０Ｂを用いたものに
ついて説明したが、１台の排気ポンプで各境界細隙
δ１、δ２、δ３及びδ４を排気するようにすればより
低コストで処理装置を製造するこ とができる。また、
本実施例では、下部電極２を冷却する場合について説明
したが、被処理体を保持する電極であれば下部電極に制
限されるものではない。また、本発明は、上記エッチン
グ装置に制限されるものでなく、その他のプラスマＣＶ
Ｄ装置、スパッタリング装置等の処理装置についても適
宜適用することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明によれば、被処理体を保持する保持体、この
保持体を冷却する冷却ブロック、及びこれら両者間に介
在し上記保持体を加熱する発熱部を有する電極と、この
電極の外周面を被覆する被覆部材とを備え、上記電極で
被処理体を保持し、この被処理体を上記冷却ブロックに
より冷却して所定の処理を行なう処理装置において、上
記冷却ブロックと上記発熱部の間、及び上記発熱部と上
記保持体の間のそれぞれに介在する各境界細隙の各周縁
部にそれぞれシール部材を設けると共にこれらのシール
部材で囲まれた上記各境界細隙から上記電極の外部へ通
じる流通路を延設し、且つ上記流通路を介して上記各境
界細隙に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及
び上記各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気
手段をそれぞれ設けると共に上記気体供給源及び排気手
段を上記各境界細隙に個別または同時に連通するように
切り替える切替手段を上記流通路に設け、また、上記冷
却ブロックの下面側及び上記電極と上記被覆部材間にそ
れぞれ介在する各境界細隙にそれぞれ第２のシール部材
を設けて各境界細隙を封止すると共にこれらの第２のシ
ール部材で封止された上記各境界細隙から上記電極の外
部へ通じる第２の流通路を延設し、且つ上記第２の流通
路を介して上記各境界細隙を排気する第２の排気手段を
設けると共にこの排気手段を上記各境界細隙に連通する
ように切り替える第２の切替手段を上記第２の流通路に
設けたため、被処理体の処理時には気体供給源と排気手
段間を切替弁によって適宜切り替えて電極の保持体、冷
却ブロック及びこれら両者の間の発熱部の間にそれぞれ
介在する各境界細隙での伝熱量を制御して液体窒素等の
冷媒の消費量を抑制してランニングコストを低減するこ
とができ、被処理体の設定温度を変更する時には発熱部
と保持体間の境界細隙のみを気体供給源に連通すれば発
熱部を冷却ブロックから断熱し被処理体の設定温度を迅
速に変更することができ、更にクリーニング等のメンテ
ナンス時には冷却ブロックを囲む境界細隙を減圧して断
熱することにより冷媒を冷却ブロック内に収容したまま
でも冷媒を消費することなくメンテナンスを行うことが
でき、しかも装置を迅速に立ち上げることができる処理
装置を提供することができる。
記載の発明によれば、被処理体を保持する保持体、この
保持体を冷却する冷却ブロック、及びこれら両者間に介
在し上記保持体を加熱する発熱部を有する電極と、この
電極の外周面を被覆する被覆部材とを備え、上記電極で
被処理体を保持し、この被処理体を上記冷却ブロックに
より冷却して所定の処理を行なう処理装置において、上
記冷却ブロックと上記発熱部の間、及び上記発熱部と上
記保持体の間のそれぞれに介在する各境界細隙の各周縁
部にそれぞれシール部材を設けると共にこれらのシール
部材で囲まれた上記各境界細隙から上記電極の外部へ通
じる流通路を延設し、且つ上記流通路を介して上記各境
界細隙に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及
び上記各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気
手段をそれぞれ設けると共に上記気体供給源及び排気手
段を上記各境界細隙に個別または同時に連通するように
切り替える切替手段を上記流通路に設け、また、上記冷
却ブロックの下面側及び上記電極と上記被覆部材間にそ
れぞれ介在する各境界細隙にそれぞれ第２のシール部材
を設けて各境界細隙を封止すると共にこれらの第２のシ
ール部材で封止された上記各境界細隙から上記電極の外
部へ通じる第２の流通路を延設し、且つ上記第２の流通
路を介して上記各境界細隙を排気する第２の排気手段を
設けると共にこの排気手段を上記各境界細隙に連通する
ように切り替える第２の切替手段を上記第２の流通路に
設けたため、被処理体の処理時には気体供給源と排気手
段間を切替弁によって適宜切り替えて電極の保持体、冷
却ブロック及びこれら両者の間の発熱部の間にそれぞれ
介在する各境界細隙での伝熱量を制御して液体窒素等の
冷媒の消費量を抑制してランニングコストを低減するこ
とができ、被処理体の設定温度を変更する時には発熱部
と保持体間の境界細隙のみを気体供給源に連通すれば発
熱部を冷却ブロックから断熱し被処理体の設定温度を迅
速に変更することができ、更にクリーニング等のメンテ
ナンス時には冷却ブロックを囲む境界細隙を減圧して断
熱することにより冷媒を冷却ブロック内に収容したまま
でも冷媒を消費することなくメンテナンスを行うことが
でき、しかも装置を迅速に立ち上げることができる処理
装置を提供することができる。
【図１】本発明の処理装置の一実施例の構成の特徴部分
を誇張して示す断面図である。
を誇張して示す断面図である。
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） δ1 境界細隙 δ2 境界細隙 δ3 境界細隙 δ4 境界細隙 ２ 下部電極（電極） ２１ サセプタ（保持台） ２２ 冷却ブロック（冷却機構） ２３ 温度調整機構 ２７Ａ シール部材 ２７Ｂ シール部材 ２７Ｃ シール部材 ２７Ｄ シール部材 ２８Ａ 流通路 ２８Ｂ 流通路 ２９Ａ 気体供給源 ３０Ａ 排気ポンプ（排気手段） ３０Ｂ 排気ポンプ（排気手段） ３１Ａ 三方切替弁（切替手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−196528（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−78134（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229716（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−150937（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−206613（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/3065 B01J 3/02 H01L 21/203
Claims (1)
- 【請求項１】 被処理体を保持する保持体、この保持体
を冷却する冷却ブロック、及びこれら両者間に介在し上
記保持体を加熱する発熱部を有する電極と、この電極の
外周面を被覆する被覆部材とを備え、上記電極で被処理
体を保持し、この被処理体を上記冷却ブロックにより冷
却して所定の処理を行なう処理装置において、上記冷却
ブロックと上記発熱部の間、及び上記発熱部と上記保持
体の間のそれぞれに介在する各境界細隙の各周縁部にそ
れぞれシール部材を設けると共にこれらのシール部材で
囲まれた上記各境界細隙から上記電極の外部へ通じる流
通路を延設し、且つ上記流通路を介して上記各境界細隙
に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及び上記
各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手段を
それぞれ設けると共に上記気体供給源及び排気手段を上
記各境界細隙に個別または同時に連通するように切り替
える切替手段を上記流通路に設け、また、上記冷却ブロ
ックの下面側及び上記電極と上記被覆部材間にそれぞれ
介在する各境界細隙にそれぞれ第２のシール部材を設け
て各境界細隙を封止すると共にこれらの第２のシール部
材で封止された上記各境界細隙から上記電極の外部へ通
じる第２の流通路を延設し、且つ上記第２の流通路を介
して上記各境界細隙を排気する第２の排気手段を設ける
と共にこの排気手段を上記各境界細隙に連通するように
切り替える第２の切替手段を上記第２の流通路に設けた
ことを特徴とする処理装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02622793A JP3174837B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 処理装置 |
| US08/104,475 US5376213A (en) | 1992-07-28 | 1993-07-28 | Plasma processing apparatus |
| KR1019930014453A KR100238626B1 (ko) | 1992-07-28 | 1993-07-28 | 플라즈마 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02622793A JP3174837B2 (ja) | 1993-01-20 | 1993-01-20 | 処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216077A JPH06216077A (ja) | 1994-08-05 |
| JP3174837B2 true JP3174837B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=12187477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02622793A Expired - Fee Related JP3174837B2 (ja) | 1992-07-28 | 1993-01-20 | 処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174837B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5738751A (en) * | 1994-09-01 | 1998-04-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate support having improved heat transfer |
| JP4339442B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2009-10-07 | 忠弘 大見 | プラズマプロセス用装置 |
| JP7281968B2 (ja) * | 2019-05-30 | 2023-05-26 | 東京エレクトロン株式会社 | アリ溝加工方法及び基板処理装置 |
-
1993
- 1993-01-20 JP JP02622793A patent/JP3174837B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06216077A (ja) | 1994-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |