JP6541355B2 - 冷却構造及び平行平板エッチング装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の一実施形態にかかる平行平板エッチング装置10の全体構成について、図1を参照しながら説明する。平行平板エッチング装置10は、アルミニウム等からなり、内部を密閉可能な筒状のチャンバ11を有している。チャンバ11は、接地電位に接続されている。チャンバ11の内部には、導電性材料、例えばアルミニウム等から構成された載置台12が設けられている。載置台12は、半導体ウェハ(以下、「ウェハW」ともいう。)を載置する円柱状の台であり、下部電極を兼ねている。
次に、一実施形態にかかるシャワーヘッド29が有する冷却構造について、図2及び図3を参照しながら説明する。図2は、一実施形態に係るクーリングプレート(球面)の構成と比較例に係るクーリングプレート(フラット)の構成と経時変化の一例を示す。
次に、本実施形態にかかる冷却構造29aの他の構成について、図3を参照しながら説明する。図3は、本実施形態に係る冷却構造29aの他の構成の一例を示す。図3に示す冷却構造29aは、クーリングプレート34と天井電極板33との間に伝熱シート39が挿入されている点が、図2の右側に示した冷却構造29aの構成と異なる。伝熱シート39は、例えばポリマーシート等の絶縁体で構成されてもよい。これにより、クーリングプレート34の面34aと天井電極板33の面33aとの密着性をより高めることができる。この結果、天井電極板33の温度分布がより均一になり、更に良好なエッチング特性を安定して得ることができる。
例えば、図4には、本実施形態に係るクーリングプレート34の試験片34Pと天井電極板33の試験片33Pとが直接接触した場合の天井電極板33の熱抵抗と面内圧力との関係を示した実験結果が曲線Dに示されている。また、本実施形態に係るクーリングプレート34の試験片34Pと天井電極板33の試験片33Pとの間に3種類の伝熱シート(シート1〜3)が介在した場合の天井電極板33の熱抵抗と面内圧力との関係を示した実験結果が曲線A〜Cに示されている。
本実施形態にかかる冷却構造29aのクーリングプレート34の面34aの曲率半径Rは、84m〜120mの範囲のいずれかの値である。本実施形態では、図3に示すようにねじ41の本数とクランプ40による締め付け(クランプ力)により、クーリングプレート34の外周側にて天井電極板33をクーリングプレート34に密着させるためのトルクが最適化される。これにより、天井電極板33のクーリングプレート34に対向する面33a内において0.1MPa以上の圧力が加わることが好ましい。
11:チャンバ
12:載置台
16:APC
17:反応室
18:排気室
19:第1の高周波電源
21:静電電極板
22:静電チャック
23:直流電源
24:フォーカスリング
25:冷媒室
27:伝熱ガス供給孔
29:シャワーヘッド
33:天井電極板
34:クーリングプレート
31:第2の高周波電源
39:伝熱シート
40:クランプ
41:ねじ
Claims (9)
- 被冷却部材と、
冷却機構を有し、前記被冷却部材を冷却するクーリングプレートと、
前記クーリングプレートの外周側にて前記被冷却部材を該クーリングプレートに支持させるクランプと、を有し、
前記クーリングプレートの前記被冷却部材と対向する面は、中央部が周縁部よりも前記被冷却部材側に出っ張る球面形状を有し、
前記被冷却部材の前記クーリングプレートと対向する面は所定の圧力以上で押圧され、
前記被冷却部材の前記クーリングプレートと対向する面は、半径が84m〜120mの球面形状であり、
前記被冷却部材は電極であり、
基板にエッチング処理を実行する平行平板エッチング装置に搭載されている、冷却構造。 - 前記所定の圧力は、0.1MPa以上である、
請求項1に記載の冷却構造。 - 前記クーリングプレートと前記電極との間には、伝熱シートが挿入されている、
請求項1又は2に記載の冷却構造。 - 前記電極の前記クーリングプレートと対向する面は、基板のエッチング処理前及びエッチング処理を所定時間実行した後において所定の圧力以上で押圧されている、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の冷却構造。 - 前記伝熱シートは、絶縁体で構成される、
請求項3に記載の冷却構造。 - 前記被冷却部材は、前記クーリングプレートと対向する面と反対面において外周側よりも内側が凸形状になる段差を有する、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の冷却構造。 - 前記クランプは、前記段差により前記被冷却部材の厚さが内側よりも薄い前記反対面の外周側にて前記被冷却部材を前記クーリングプレートに支持している、
請求項6に記載の冷却構造。 - 前記クランプは、前記被冷却部材と前記クーリングプレートとが接している面よりも低い部分で前記クーリングプレートと接している、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の冷却構造。 - 被冷却部材と、冷却機構を有し、前記被冷却部材を冷却するクーリングプレートと、前記クーリングプレートの外周側にて前記被冷却部材を前記クーリングプレートに支持させるクランプと、を有する冷却構造と、前記冷却構造を搭載し、内部にて基板がエッチング処理されるチャンバと、を備え、
前記クーリングプレートの前記被冷却部材と対向する面は、中央部が周縁部よりも前記被冷却部材側に出っ張る球面形状を有し、
前記被冷却部材の前記クーリングプレートと対向する面は所定の圧力以上で押圧され、
前記被冷却部材の前記クーリングプレートと対向する面は、半径が84m〜120mの球面形状であり、
前記被冷却部材は電極である、
平行平板エッチング装置。
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