JP6199638B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents
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試料台上のセラミクス製の膜または板部材および試料の接触面を完全な平坦にすることが困難であり、それぞれの面には微視的な凹凸が残っている。このため、これらの凹凸故に試料が試料台に密着せず、試料台上のセラミクス製の膜または板部材と試料との間に細隙が形成されることになる。この細隙にHe、Arなどの不活性なガスを導入することにより、接触不良による冷却ムラや加熱ムラが抑制され、ウエハ全体の温度が処理に適した温度に調整される。
特許文献1では、電極外周縁部およびその内側の複数箇所でそれぞれ開口する第1、第2ガス通路を設け、両者から熱伝導性ガス(反応性ガス)を供給し、ウエハを冷却させる技術が開示されている。
また、特許文献2では、ウエハを昇降させるピンが貫通する開口よりHeガスを導入する技術が開示され、ウエハが試料台の載置面上で吸着保持されている状態で、導入されたHeガスにより、ウエハの温度が局所的に異なりその温度分布の不均一を低減することを示唆している。
すなわち、ウエハ面内で昇降させるピンが貫通する開口を覆う部分において、プラズマによりウエハが加熱され、ウエハ温度が適切な温度に調整されない点である。
そこで、本発明は、この問題点に鑑みてなされたもので、ウエハの温度分布を適切に制御して所望の温度に調整するものである。
試料台107の上部には、試料の載置面を構成するAl2O3やY2O3等の誘電体材料で構成された誘電体膜が配置され、その内部には、ウエハを誘電体膜表面上に静電気力により吸着する静電吸着電極が配置されている。この静電吸着電極には、直流電力を供給する静電吸着電極用直流電源110が接続されている。
本実施例1のプラズマ処理装置100では、図示しない搬送部によりウエハをプラズマ処理室103の内部へ搬送し、プラズマ処理室103内に処理ガスを導入した後、プラズマ処理室103内にプラズマを生成し、生成されたプラズマにより前記ウエハを処理する。
ソレノイドコイル112には電流が供給され、プラズマ処理室103内に磁界が形成される。形成される磁界は、プラズマ処理室103の内側に上下方向の中心軸の周りに軸対象で下向き末広がりの形状である。
バイアス電源108からの高周波電力によって形成されたバイアス電位は、ウエハ表面にプラズマ中の荷電粒子を誘引して、ウエハ表面の処理対象の膜に物理的、化学的反応を生起させてエッチング等の処理を施す。
図示しない温度調節器からアーム冷媒溝256に導入された冷媒は、アーム冷媒溝256を通りアーム255を冷却する。アーム255が冷却されることで、アーム255と接続したウエハリフト用ピン252が冷却される。この冷却されたウエハリフト用ピン252により、開口259から導入されたHeガスを冷却する。開口259から導入され冷却されたHeガスにより、試料台107に載置されたウエハ201の貫通孔207を覆う部分が冷却される。
その後、所定の方法により発生されたプラズマにより、ウエハ201は処理される。
101 真空容器
102 ターボ分子ポンプ等の真空ポンプ
103 プラズマ処理室
104 電波源
105 導波管
106 共振容器
107 試料台
108 バイアス電源
109 冷媒用温度調節器
110 静電吸着電極用直流電源
111 制御部であるコントローラ
112 ソレノイドコイル
113 円板状の窓部材
114 シャワープレート
115 ガス供給部
117 開口部
201 ウエハ
202 誘電体膜
203 基材部
204 基材冷媒溝
205 絶縁板
206、207 貫通孔
208 金属ベース
251 絶縁ボス
252 ウエハリフト用ピン
253、274 Oリング
254 ベローズフランジ
255 アーム
256 アーム冷媒溝
257 アクチュエータ
258 フレキシブルチューブ
259 開口
260、263 バルブ
261、262 ガス供給調整弁
264 配管
265 排気ポンプ
266 圧力調整弁
270 熱交換器
271 ウエハリフト用中空ピン
272、273 開口部
Claims (3)
- 真空容器内部に配置され自らの内部にプラズマが形成される処理室と、
前記処理室内に配置され処理対象のウエハが載置される上面を有する試料台と、
前記試料台に配置され前記上面に開口を有する上下方向に延びる複数の貫通孔と、
前記複数の貫通孔の内部に配置され上下方向に移動し前記ウエハの裏面と当接して当該ウエハを前記試料台の上面から上方で昇降させる複数のピンと、
前記貫通孔の下方の開口から前記ピンの下部側の周囲を覆って前記ピンの上下の昇降に伴って伸縮し前記貫通孔の内側の空間を含む前記ピンの周囲の空間を気密に封止して区画するベローズと、
前記ピンおよび前記ベローズの各下端部と連結して上下方向に駆動され前記ピンを上下させるアーム部と、
を備え、
前記アーム部は、前記ピンが前記貫通孔内に収納された状態で前記試料台の上面に載置された前記ウエハが前記プラズマを用いて処理されている間、所定範囲の温度に制御されたガスが前記ベローズ内部の前記ピンの周囲の空間内に導入される供給口を該空間に面して配置すると共に、自らの内部に前記ガスの温度を調節する温度調節部を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 真空容器内部に配置され自らの内部でプラズマが形成される処理室と、
前記処理室内に配置され処理対象のウエハが載置される上面を有する試料台と、
前記試料台に配置され前記上面に開口を有する上下方向に延びる複数の貫通孔と、
前記複数の貫通孔の内部に配置され上下方向に移動し前記ウエハの裏面と当接して当該ウエハを前記試料台の上面から上方で昇降させる複数のピンと、
前記貫通孔の下方の開口から前記ピンの下部側の周囲を覆って前記ピンの上下の昇降に伴って伸縮し前記貫通孔の内側の空間を含む前記ピンの周囲の空間を気密に封止して区画するベローズと、
前記ピンおよび前記ベローズの各下端部と連結して上下方向に駆動され前記ピンを上下させるアーム部と、
を備え、
前記アーム部は、前記ピンが前記貫通孔内に収納された状態で前記試料台の上面に載置された前記ウエハが前記プラズマを用いて処理されている間、所定範囲の温度に制御されたガスが前記ベローズ内部の前記ピンの周囲の空間内に導入される供給口を該空間に面して配置し、
前記ピンは、自らの先端から上方に向けて開放されたガス孔を設けた中空ピンで構成され、前記所定範囲の温度に制御されたガスは前記供給口を介して前記ガス孔から前記空間内に供給される
ことを特徴とするプラズマ処理装置。 - 請求項2に記載のプラズマ処理装置であって、
前記アーム部は、前記ガス孔の下方に配置され前記ベローズ内部の前記ピンの周囲の空間に面したガス排気口を設けた
ことを特徴とするプラズマ処理装置。
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