JP7278172B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本開示は、基板処理装置に関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus.
例えば、ウェハ等の基板に所定の処理を施す基板処理装置が知られている。 For example, there is known a substrate processing apparatus that performs a predetermined process on a substrate such as a wafer.
特許文献1には、開口部を有する円筒状のチャンバと、チャンバの内壁に沿って配置され、チャンバの開口部と対応する位置に開口部を有するデポシールドと、デポシールドの開口部を開閉するシャッターと、を備える基板処理装置が開示されている。
一の側面では、本開示は、熱応答性が向上する基板処理装置を提供する。 In one aspect, the present disclosure provides a substrate processing apparatus with improved thermal responsiveness.
上記課題を解決するために、一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器の内部に配置され、基板が載置される載置台と、前記処理容器と前記載置台との間に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、前記部品は熱交換媒体が流れる流路を有する、基板処理装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect, there is provided a processing container, a mounting table arranged inside the processing container on which a substrate is mounted, and a mounting table arranged between the processing container and the mounting table. and a component forming an anode, said component having a flow path through which a heat exchange medium flows.
一の側面によれば、熱応答性が向上する基板処理装置を提供することができる。 According to one aspect, it is possible to provide a substrate processing apparatus with improved thermal responsiveness.
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present disclosure will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.
[プラズマ処理装置]
最初に、一実施形態に係るプラズマ処理装置(基板処理装置)について、図1を用いて説明する。図1は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す断面模式図である。
[Plasma processing equipment]
First, a plasma processing apparatus (substrate processing apparatus) according to one embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a plasma processing apparatus according to one embodiment.
プラズマ処理装置は、ウェハW等の基板に所定の処理(例えば、エッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等)を施す。 The plasma processing apparatus performs predetermined processing (for example, etching processing, film forming processing, cleaning processing, ashing processing, etc.) on a substrate such as a wafer W.
プラズマ処理装置は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状の処理容器2を有している。処理容器2は、接地されている。 The plasma processing apparatus has a substantially cylindrical processing vessel 2 made of, for example, aluminum whose surface is anodized. The processing container 2 is grounded.
処理容器2内の底部には、セラミックス等の絶縁板3を介して、略円柱状の支持台4が設けられている。支持台4の上にはウェハWを保持し、下部電極としても機能するステージ5が設けられている。ステージ5は、載置台ともいう。
A substantially cylindrical support 4 is provided at the bottom of the processing container 2 with an
支持台4の内部には、冷却室7が設けられている。冷却室7には、冷媒導入管8を介して冷媒が導入される。冷媒は、冷却室7を循環し冷媒排出管9から排出される。絶縁板3、支持台4、ステージ5、静電チャック11には、ウェハWの裏面に伝熱交換媒体(例えばHeガス等)を供給するためのガス通路14が形成されており、伝熱交換媒体を介してステージ5の冷熱がウェハWに伝達されウェハWが所定温度に維持される。
A
ステージ5の上側中央部の上には、円形で、かつ、ウェハWと略同径の静電チャック11が設けられている。静電チャック11は、絶縁材の間に吸着電極12を配置している。吸着電極12には、直流電源13が接続されており、直流電源13から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によってウェハWが静電チャック11に静電吸着する。
A circular
ステージ5の上端周縁部には、静電チャック11上に載置されたウェハWを囲むように、円環状のエッジリング(フォーカスリングとも呼ぶ。)15が配置されている。エッジリング15は、例えばシリコン等の導電性材料から形成され、プラズマの均一性を向上させる作用を有する。ステージ5の側面は、ステージ側面被覆部材60で覆われる。
An annular edge ring (also referred to as a focus ring) 15 is arranged on the upper peripheral edge of the
ステージ5の上方には、ガスシャワーヘッド40が設けられている。ガスシャワーヘッド40は、下部電極として機能するステージ5と対向して設けられ、上部電極としても機能する。ガスシャワーヘッド40は、絶縁材41を介して、処理容器2の天井部に支持されている。ガスシャワーヘッド40は、電極板24と、電極板24を支持する導電性材料の電極支持体25とを有する。電極板24は、例えばシリコンやSiC等の導電体又は半導体で構成され、多数のガス孔45を有する。電極板24は、ステージ5との対向面を形成する。
A
電極支持体25の中央にはガス導入口26が設けられており、ガス導入口26には、ガス供給管27が接続されている。ガス供給管27には、開閉弁28及びマスフローコントローラ(MFC)29を介して、処理ガス供給源30が接続されている。処理ガス供給源30は、エッチング等のプラズマ処理のための処理ガスやクリーニング処理のためのクリーニングガス等を供給する。ガスは、マスフローコントローラ(MFC)29により流量制御され、開閉弁28の開閉に応じてガス供給管27及びガス導入口26を介してガス拡散室44に運ばれる。ガスは、ガス拡散室44にて拡散し、多数のガス孔45から処理容器2の内部に導入される。
A
処理容器2には、その内壁にエッチング等のプラズマ処理時に生成される反応生成物が付着することを防止するためのデポシールド23が着脱自在に設けられている。デポシールド23は接地されている。また、デポシールド23は、支持台4及びステージ5の外周側の排気空間S2に設けられてもよい。
A
デポシールド23とステージ5との間には、円環状に形成されたバッフル板20が設けられている。デポシールド23及びバッフル板20には、アルミニウム材に、アルミナ、イットリア(Y2O3)等のセラミックスを被覆したものを好適に用いることができる。
An
バッフル板20は、ガスの流れを整え、プラズマ処理室S1から排気空間S2へ均一にガスを排気する機能を有する。プラズマ処理室S1は、ステージ5、ガスシャワーヘッド40、デポシールド23及びバッフル板20にて形成されたプラズマ生成空間(プラズマ処理空間)である。プラズマ処理室S1の内部では、ガスシャワーヘッド40から供給されたガスから所定のプラズマが生成され、プラズマにより所定の処理がウェハWに施される。
The
プラズマ処理室S1の一部は、シャッター22により開閉可能となっている。即ち、処理容器2には、ウェハWをプラズマ処理室S1内に搬入・搬出するための開口部2aが設けられている。処理容器2の側壁には、開口部2aを開閉するゲートバルブGVが設けられている。また、デポシールド23には、開口部2aと対応する位置に開口部23aが設けられている。シャッター22は、リフター55により上下に駆動され、開口部23aを開閉する。シャッター22は、接地されている。ウェハWの搬入及び搬出時、ゲートバルブGVを開き、リフター55の駆動によりシャッター22を下降させてシャッター22を開け、シャッター22の開口からプラズマ処理室S1にウェハWを搬入したり、プラズマ処理室S1からウェハWを搬出したりする。
A part of the plasma processing chamber S1 can be opened and closed by a
シャッター22の内部には、冷媒(熱交換媒体)が通流する流路221(併せて、後述する図3参照)が設けられている。流路221には、導入管71を介して、冷媒が導入される。冷媒は、流路221を循環し排出管72から排出される。また、デポシールド23の内部には、冷媒が通流する流路231が設けられている。流路231には、導入管73を介して、冷媒が導入される。冷媒は、流路231を循環し排出管74から排出される。なお、冷媒の流量を検出するフローメータ、冷媒の流量を調整するレギュレータ等を備えていてもよい。後述する制御装置100は、プラズマ処理室S1のプラズマからシャッター22への入熱量に応じて、流路221に供給する冷媒の流量を制御する。これにより、シャッター22の温度を所望の温度域とすることができる。同様に、制御装置100は、プラズマ処理室S1のプラズマからデポシールド23への入熱量に応じて、流路231に供給する冷媒の流量を制御する。これにより、デポシールド23の温度を所望の温度域とすることができる。なお、冷媒の種類は、限定されるものではなく、例えば、ドライエア等の気体であってもよく、冷却水等の液体であってもよい。
Inside the
プラズマ処理室S1の下側のバッフル板20の下には、排気を行うための排気空間S2が形成されている。これにより、バッフル板20の下流側の排気空間S2にプラズマが侵入することを抑制することができる。
An exhaust space S2 for exhausting is formed under the
第1の高周波電源51は、プラズマ生成用の高周波電力HFを発生する。第1の高周波電源51は、例えば60MHzの周波数の高周波電力HFを発生する。第1の高周波電源51は、整合器52を介してガスシャワーヘッド40に接続されている。整合器52は、第1の高周波電源51の出力インピーダンスと負荷側(上部電極側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。
The first high
第2の高周波電源53は、ウェハWにイオンを引き込むための高周波バイアス電力LFを発生する。第2の高周波電源53は、例えば20MHzの周波数の高周波バイアス電力LFを発生する。第2の高周波電源53は、整合器54を介してステージ5に接続されている。整合器54は、第2の高周波電源53の出力インピーダンスと負荷側(下部電極側)の入力インピーダンスを整合させるための回路である。
A second high-
処理容器2の底部には排気管31が接続されており、排気管31には排気装置35が接続されている。排気装置35はターボ分子ポンプ等の真空ポンプを有し、処理容器2内を所定の減圧雰囲気まで真空引きすることが可能である。また、処理容器2の側壁にはゲートバルブGVが設けられ、ゲートバルブGVの開閉により、処理容器2内にウェハWを搬入及び搬出する。
An
プラズマ処理装置は、制御装置100により制御される。制御装置100は、通信インターフェース(I/F)105、CPU110、メモリ115等を備えるコンピュータである。メモリ115には、プラズマ処理装置で実行されるエッチングなどの各種のプラズマ処理をCPU110により制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、レシピが格納される。CPU110は、メモリ115に格納されたレシピや制御プログラムを使用してプラズマ処理装置の各部(リフター55、排気装置35、直流電源13、第1の高周波電源51、第2の高周波電源53、処理ガス供給源30等)を制御する。
The plasma processing apparatus is controlled by a
次に、流路221,231を有するシャッター22及びデポシールド23について、図2及び図3を用いて更に説明する。なお、以下の説明では、流路221を有するシャッター22を例に説明する。なお、デポシールド23の流路231の構造についても、シャッター22の流路221の構造と同様であり、重複する説明を省略する。
Next, the
図2は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター22の一例を示す斜視図である。図3は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター22の内部構造の一例を示す部分断面斜視図である。なお、図3は、プラズマ処理室S1と面する側の側壁部222を切断した図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the
図2に示すように、シャッター22は、側壁部222と、リブ223と、を有している。側壁部222は、デポシールド23の開口部23aを閉塞する部材であり、円筒状のデポシールド23の形状に沿って円弧状に湾曲している。リブ223は、側壁部222の下端側から処理容器2の中心方向に向かって伸びるように形成されている。リブ223の下面側は、リフター55のよって支持される。シャッター22が開口部23aを閉じる際、リブ223の上面がデポシールド23と接触してもよい。また、側壁部222の上端がデポシールド23と接触してもよい。これにより、デポシールド23とシャッター22とは電気的に接続され、シャッター22が接地される。
As shown in FIG. 2 , the
図3に示すように、シャッター22の側壁部222の内部には、冷媒が通流する流路221が形成されている。換言すれば、シャッター22は、内部に空間を有し外殻を形成する外殻部材224と、外殻部材224の内部に配置され流路221を形成する仕切り部材225と、流路221に配置された熱交換促進部材226と、を有している。
As shown in FIG. 3 , a
外殻部材224には、内部空間と外部とを連通する流入路227、流出路228,229が形成されている。なお、図3に示す例では、周方向の中心かつ下側に流入路227が形成されており、周方向の外側かつ下側に流出路228,229が形成されている。
The
仕切り部材225は、外殻部材224の内部に配置され、流入路227から流出路228,229へと向かう流路221を形成する。なお、図3において、流路221の一方の端は流入路227と連通し、流路221の途中で分岐して上下に往復しながら周方向外側に向かって形成されているものとして図示している。また、流路221の他方の端は流出路228,229とそれぞれ連通するように形成されているものとして図示しているが、これに限られるものではない。
The
熱交換促進部材226は、外殻部材224及び仕切り部材225で形成された流路221内に設けられている。換言すれば、熱交換促進部材226は、流路221内を流れる冷媒の流れを阻害するように配置されている。熱交換促進部材226は、流路221を流れる冷媒との接触面積を増加させ、シャッター22と冷媒との熱交換を促進する。また、熱交換促進部材226は、外殻部材224を内側から支持する。これにより、中空構造のシャッター22の強度や剛性を確保することができる。熱交換促進部材226は、例えば、網目状や柱状の構造を有していてもよく、ラティス構造(格子構造)を有していてもよい。なお、熱交換促進部材226の形状や配置は、これらに限定されるものではない。
The heat
また、図示は省略するが、リブ223の内部に空間を有し、その内部空間に網目状や柱状の構造、ラティス構造(格子構造)、ハニカム構造等の強度や剛性を確保しつつ軽量化する構造を有していてもよい。
Although not shown, the
図4は、流路221内の冷媒の温度分布のシミュレーション結果の一例を示す斜視図である。図5は、流路221内の冷媒の流れを示す模式図である。なお、図4(a)及び図5(a)は流路221内に熱交換促進部材226が設けられている場合を示し、図4(b)及び図5(b)は熱交換促進部材226が設けられていない場合を示す。なお、図4のシミュレーション結果においては、温度が高いほど濃いハッチングを付して図示している。また、図5において、冷媒の流れを矢印で示す。
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a simulation result of the temperature distribution of the coolant inside the
プラズマ処理室S1からシャッター22への入熱量を1W/m2とし、ドライエアを冷媒として、流入路227から流出路228,229に冷媒を流した際における冷媒の温度分布のシミュレーションを行った。なお、図3に示すように、流路221は左右対称の形状を有しているため、その片方のみについてシミュレーションを行った。図4には、図3の破線Aで示す領域におけるシミュレーション結果を示す。
The heat input from the plasma processing chamber S1 to the
図4(b)に示すように、流路221に冷媒を流すことにより、流入面における冷媒の温度よりも流出面221aにおける冷媒の温度が上昇していることが確認できた。具体的には、流出面221aにおける冷媒の温度は、流入面における冷媒の温度よりも、最高で0.2℃上昇した。換言すれば、シャッター22を冷却することができることが確認できた。
As shown in FIG. 4B, it was confirmed that the coolant temperature on the
また、図4(a)に示すように、流路221内に熱交換促進部材226を配置することにより、流出面221aにおける冷媒の温度が図4(b)に示す例よりも上昇していることが確認できた。具体的には、流出面221aにおける冷媒の温度は、流入面における冷媒の温度よりも、最高で0.43℃上昇した。即ち、流路221内に熱交換促進部材226を配置することにより、シャッター22と冷媒との熱交換性能が向上することが確認できた。
Further, as shown in FIG. 4A, by disposing the heat
また、図4(b)の破線Cで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が形成されている。図5(b)に示すように、流入路227から流路221に冷媒が流れ込んだ際、冷媒は流路221の略中央を主として流れるとともに、破線Eで示す領域において渦が発生する。この渦の流れと流路221の角部との間の破線Fで示す領域で、冷媒の淀みが発生する。この角部の冷媒は、シャッター22と熱交換することにより温度が上昇する。また、淀みによって流出面221aに向かって流れにくくなっている。このため、図4(b)に示すように、破線Cで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が形成される。
In addition, in the corner region indicated by the dashed line C in FIG. 4(b), there is formed a region where the temperature of the coolant is high. As shown in FIG. 5(b), when the coolant flows from the
これに対し、流路221内に熱交換促進部材226を配置することにより、図5(a)に示すように、整流効果を発揮する。即ち、図5(a)に示すように、熱交換促進部材226は、冷媒の流れを阻害するように配置されている。これにより、流路221内の冷媒の流れは、熱交換促進部材226によって枝分かれする。破線Dで示す角部の領域においても、枝分かれした冷媒が供給される。そして、角部の領域に供給された冷媒は、流出面221aに向かって流れる。図4(a)に示すように。破線Bで示す角部の領域において、冷媒の温度が高くなる領域が解消されている。
On the other hand, by arranging the heat
以上、一実施形態に係るプラズマ処理装置は、流路221を有するシャッター22及び流路231を有するデポシールド23を有し、流路221,231には冷媒が通流する。
As described above, the plasma processing apparatus according to one embodiment has the
ところで、ウェハWのデバイス構造が微細化および高集積化が進むにつれて、コンタクトホールなどは高アスペクト化が進んでいる。そのため、高アスペクト比のエッチングにおいては、高周波バイアス電力LFの低周波化および高パワー化が進んでいる。そのため、接地電位となっているシャッター22及びデポシールド23とプラズマとの電位差が大きくなる。イオンスパッタによる消耗の増大および加速と、プラズマからの入熱量が増加することによる部品の温度上昇(温度制御性の悪化)が課題となっている。
By the way, as the device structure of the wafer W becomes finer and more highly integrated, contact holes and the like are becoming higher in aspect. Therefore, in high aspect ratio etching, the high frequency bias power LF is becoming lower and higher. Therefore, the potential difference between the
これに対し、一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター22及びデポシールド23によれば、流路221,231に冷媒を流すことにより、温度制御することができる。これにより、例えば、高周波バイアス電力LFの高パワー化により、シャッター22及びデポシールド23への入熱量が増大したとしても、シャッター22及びデポシールド23を所定の温度域となるように冷却することができる。
On the other hand, according to the
また、シャッター22及びデポシールド23は、中空構造とすることができるので、ソッリッド(中実)なシャッター及びデポシールドと比較して、軽量化することができる。シャッター22及びデポシールド23を軽量化することにより、熱容量も低下する。これにより、流路221,231に冷媒を流してシャッター22及びデポシールド23を温度制御する際の熱応答性が向上する。よって、シャッター22及びデポシールド23を速やかに目標温度域とすることができるので、プラズマ処理装置による基板処理の生産性も向上する。
Moreover, since the
また、プラズマ処理装置をメンテナンスする際、例えば、処理容器2からデポシールド23を取り出すこととなるが、デポシールド23を軽量化することにより、作業性を向上することができる。また、可動部材であるシャッター22を軽量化することにより、リフター55を出力を低減することができる。また、シャッター22及びデポシールド23の材料コストを下げることができる。
Further, when performing maintenance of the plasma processing apparatus, for example, the
また、流路221,231内に熱交換促進部材226を設けることにより、流路221,231を流れる冷媒との接触面積が増加するので、熱交換性能が向上する。また、流路221内に阻害物として配置された熱交換促進部材226の下流側には、剥離して再付着する冷媒の流れが形成されることにより、熱交換性能が向上する。これにより、流路221,231に冷媒を流してシャッター22及びデポシールド23を温度制御する際の熱応答性が向上する。また、流路221,231内に熱交換促進部材226を設けることにより、図5(a)と図5(b)を対比して示すように、流路221の角部における淀みの発生を抑制する。これにより、シャッター22及びデポシールド23の温度分布の均一性を向上させることができる。
Further, by providing the heat
また、中空構造の流路221,231の内部に熱交換促進部材226を形成することによりシャッター22及びデポシールド23の強度や剛性を確保することができる。
Further, the strength and rigidity of the
なお、図1に示すように、シャッター22及びデポシールド23に流路を設けるものとして説明したがこれに限られるものではなく、シャッター22及びデポシールド23のうち、少なくとも一方に流路を設ける構成であってもよい。
As shown in FIG. 1, the description has been made assuming that the flow path is provided in the
例えば、デポシールド23にのみ流路231を設ける構成であってもよい。デポシールド23は、略円筒形状を有しており、プラズマ処理室S1全体を囲うように配置される。これに対し、シャッター22は、略円筒形状の一部の範囲に配置されている。このため、デポシールド23に流路231を設けることにより、プラズマ処理室S1全体を囲うように配置される。
For example, the configuration may be such that the
また、例えば、シャッター22にのみ流路221を設ける構成であってもよい。デポシールド23は処理容器2等の他の部材と接触しており、プラズマ処理室S1からの入熱は、他の部材へと放熱される。一方、シャッター22は可動部材であるため、デポシールド23と比較して、他の部材との接触も少なく、他の部材への放熱も少なくなる。このため、シャッター22の温度がデポシールド23の温度よりも高くなるおそれがある。これに対し、シャッター22に流路221を設けることにより、例えば、シャッター22の温度をデポシールド23の温度と合わせることができる。これにより、プラズマ処理室S1の温度の均一性が向上する。
Alternatively, for example, the configuration may be such that the
次に、シャッター22及びデポシールド23の製造方法について説明する。シャッター22及びデポシールド23は、その内部に流路221,231が形成されており、中空構造となっている。このため、シャッター22及びデポシールド23は、3Dプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)技術で製造することが好ましい。具体的には、金属材料を用いた積層造形技術を用いることができる。例えば、粉末金属にレーザや電子ビームを照射して焼結させることにより造形する造形技術、粉末金属やワイヤを供給しつつ、レーザや電子ビームで材料を溶融・堆積させることにより造形する造形技術、等を用いることができる。なお、これらの造形方法は一例でありこれに限られるものではない。
Next, a method of manufacturing the
なお、シャッター22及びデポシールド23において、外殻を構成する外殻部材224、流路221を形成するための仕切り部材225、流路221中に設けられた熱交換促進部材226は、同一の材料から構成されるものとして説明した。しかし、これに限られるものではなく、異種材料を用いてもよい。例えば、外殻部材224及び仕切り部材225をアルミニウムとし、熱交換促進部材226を熱伝導率の高い金属材料(例えばCu)を用いてもよい。また、熱交換促進部材226に、強度の高い金属材料を用いてもよい。
In the
以上に説明したシャッター22及びデポシールド23は、処理容器2とステージ5との間に配置され、熱交換媒体が流れる流路を有し、アノードを形成する部品の一例である。
The
ステージ5はカソードを形成する部材であり、カソードを形成する部材に対向するアノードを形成する部品は、シャッター22及びデポシールド23の他、上部電極(ガスシャワーヘッド40)及びバッフル板20を含む。
The
[バッフル板]
以下、アノードを形成する部品の他の一例であるバッフル板20について、図6及び図7を参照して説明する。図6は、一実施形態に係るプラズマ処理装置のバッフル板20の内部構造の一部を示す横断面図である。図7(a)は図6(b)のH-H断面を示し、図7(b)は図6(b)のI-I断面を示す図である。
[Baffle plate]
The
バッフル板20は、円環状に形成されている。図6(a)はバッフル板20を水平方向に切断したときの断面の一部を示す。また、図6(a)の領域Gを拡大して図6(b)に示す。バッフル板20は複数のスリット20aを有する。複数のスリット20aはすべて同一であり、概ね平行に配置されている。複数のスリット20aのそれぞれはバッフル板20の幅方向に長手方向を有し、周方向に等ピッチで配置されている。各スリット20aは、バッフル板20を貫通している。
The
バッフル板20の内部には、各スリット20aの間に流路201が形成されている。流路201は、各スリット20aの内側端部の近傍に両端部を有し、その一端が導入口INとなり、他端が排出口OUTとなっている。また、流路201は、各スリット20aの外側端部の外側にてUターンするように形成されている。つまり、流路201は、各スリット20aに沿ってU字に形成され、複数のスリット20a間を蛇行する。バッフル板20の内部には、各スリット20aよりも内側にリング状の2つの流路202及び流路203が形成されている。
以上に説明したU字の流路201は、一端の導入口INにて流路202に接続され、他端の排出口OUTにて流路203に接続されている。図示しないチラーユニットから出力された冷媒は、流路202を通流し、複数の導入口INにて複数の流路201に分流する。分流した冷媒は、各スリット20aの周りに形成された流路201を流れ、複数の排出口OUTにて流路203に合流し、再びチラーユニットに戻る。これにより、流路202→流路201→流路203の順に冷媒を流すことで、バッフル板20の全体を温度制御することができ、熱応答性が向上する。
The
なお、流路202及び流路203に流れる冷媒の向きは、図6(b)に示す向きに限られない。また、バッフル板20を中空構造とし、形成する流路201~203の形状は、これに限られない。例えば導入口INと排出口OUTを逆にして、チラーユニットから出力された冷媒は、流路203→流路201→流路202の順に流してもよい。流路201~203には、冷媒の流量を検出するフローメータ、冷媒の流量を調整するレギュレータ等を備えていてもよい。
Note that the direction of the coolant flowing through the
また、流路201をバッフル板20の全スリット20aの周りに設けることに限られない。流路201は、例えば複数のスリット20aのうち、隣接する2以上のスリット20aを囲むように流路201を設けてもよいし、バッフル板20の中心に対して対称性を有する位置に設けてもよい。また、スリット20aの内周端部よりも内側に流路202及び/又は流路203を設けてもよい。また、スリット20aの外周端部よりも外側に流路を設けてもよいし、以上に説明した流路を組合せてもよい。ただし、温度制御性及び熱応答性を向上させるためには、流路201は等間隔であって、なるべく密に配置することが好ましい。
Further, the
流路201の内部には、複数の熱交換促進部材206が点在して設けられている。熱交換促進部材206は、棒状であってもよいし、板状であってもよいし、その他の構造(例えばラティス構造)を有し、軽量化等を図る構成としてもよい。図6(b)を参照すると、熱交換促進部材206は、流路201の内部にて互い違いになるように流路201の外側面及び内側面の近くに交互に配置されている。ただし、これに限られず、熱交換促進部材206は、流路201内を流れる冷媒の流れを阻害する位置に配置されればよい。熱交換促進部材206は、流路201を流れる冷媒との接触面積を増加させ、バッフル板20と冷媒との熱交換を促進する。これにより、更に熱応答性を良くすることができる。なお、熱交換促進部材206の形状や配置は、これらに限定されるものではない。
Inside the
バッフル板20の本体20bと流路201中に設けられた熱交換促進部材206とは、同一の材料から構成されてもよいし、異種材料を用いてもよい。例えば、バッフル板本体にアルミニウムを用い、熱交換促進部材206に熱伝導率の高い金属材料(例えばCu)を用いてもよい。また、熱交換促進部材206に、強度の高い金属材料を用いてもよい。
The
図6(b)のH-H断面を示す図7(a)には、Uターン前の流路201が図示されている。Uターン前の流路201は、バッフル板20の上面の直下に上面に沿って形成されている。流路201は、流路202と同じ高さに形成され、導入口INの位置にて流路201と流路202とは略垂直に交わる。流路202を流れる冷媒は、導入口INにて流路201に流入する。
FIG. 7(a) showing the HH section of FIG. 6(b) shows the
図6(b)のI-I断面を示す図7(b)には、Uターン後の流路201が図示されている。Uターン後の流路201は、バッフル板20の上面の直下に上面に沿って形成され、その先が排出口OUTに向けて段差を有し、排出口OUTと同じ高さに形成される。これにより、段差前の流路201は流路203よりも高い位置に形成され、段差後の流路201は、流路203と同じ高さに形成され、排出口OUTの位置にて流路201と流路203とは略垂直に交わる。これにより、流路201を流れる冷媒は、排出口OUTにて合流して段差前の流路201よりも低い位置に形成された流路203に流れ込み易くしている。
FIG. 7(b) showing the II cross section of FIG. 6(b) shows the
熱交換促進部材206は、Uターン後の流路201よりもUターン前の流路201に密に配置されている。これにより、Uターン後の流路201よりもUターン前の流路201を流れる冷媒との接触面積を増加させ、バッフル板20と冷媒との熱交換を促進する。ただし、Uターン後の流路201にも熱交換促進部材206を設けることにより、バッフル板20と冷媒との熱交換を促進させている。
The heat
なお、熱交換促進部材206の配置はこれに限られない。例えば、熱交換促進部材206は、流路201の全体に同じ間隔で配置されてもよい。また、熱交換促進部材206は、同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。また、熱交換促進部材206は、流路201内に互い違いに配置されてもよいし、平行に配置されてもよいし、その他の配置であってもよい。
Note that the arrangement of the heat
一実施形態に係るプラズマ処理装置のシャッター22、デポシールド23及びバッフル板20によれば、流路221,231、流路201~203に冷媒を流すことにより、アノードを形成する部品の全体を温度制御することができる。これにより、例えば、高周波バイアス電力LFの高パワー化により、シャッター22、デポシールド23及びバッフル板20等のアノードを構成する部材への入熱量が増大したとしても、アノードを形成する部品を所定の温度域となるように冷却することができる。また、アノードを形成する部品の一部、例えば、バッフル板20やシャッター22やデポシールド23を局所的に異なる温度に制御することも可能である。
According to the
バッフル板20の製造方法については、その内部に流路201~203が形成されており、中空構造となっている。このため、バッフル板20は、3Dプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)技術で製造することが好ましい。具体的には、金属材料を用いた積層造形技術を用いることができる。例えば、粉末金属にレーザや電子ビームを照射して焼結させることにより造形する造形技術、粉末金属やワイヤを供給しつつ、レーザや電子ビームで材料を溶融・堆積させることにより造形する造形技術、等を用いることができる。なお、これらの造形方法は一例でありこれに限られるものではない。
As for the manufacturing method of the
以上、基板処理装置の実施形態等について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 Although the embodiments and the like of the substrate processing apparatus have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and the like. Improvements are possible.
シャッター22の流路221及びデポシールド23の流路231に冷媒を流すことにより、シャッター22及びデポシールド23を冷却するものとして説明した。しかし、これに限られるものではなく、高温の冷媒を流してシャッター22及びデポシールド23を加温してもよい。また、シャッター22及びデポシールド23は、ヒータを備えていてもよい。これにより、シャッター22及びデポシールド23を所定の温度域となるように温度制御することができる。
It has been described that the
また、バッフル板20に設けられた孔として、スリット20aを例に挙げたが、本発明は、例えば真円や楕円の円孔等、スリット孔以外の孔タイプのバッフル板20にも適用可能である。
In addition, although the
一実施形態に係るプラズマ処理装置は、ALD(Atomic Layer Deposition )装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明した、しかし、基板処理装置は、基板に所定の処理(例えば、成膜処理、エッチング処理等)を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。例えば、CVD装置であってもよい。 The plasma processing apparatus according to one embodiment includes an ALD (Atomic Layer Deposition) apparatus, Capacitively Coupled Plasma (CCP), Inductively Coupled Plasma (ICP), Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma (ECR), Helicon Wave Plasma (HWP) ) are applicable. Further, the plasma processing apparatus has been described as an example of the substrate processing apparatus. It is not limited to devices. For example, it may be a CVD apparatus.
本明細書では、基板の一例としてウェハ(半導体ウェハ)Wを挙げて説明した。しかし、基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種の基板や、フォトマスク、CD基板、プリント基板等であっても良い。 In this specification, a wafer (semiconductor wafer) W has been described as an example of the substrate. However, the substrate is not limited to this, and may be various substrates used in LCDs (Liquid Crystal Displays) and FPDs (Flat Panel Displays), photomasks, CD substrates, printed substrates, and the like.
2 処理容器
2a 開口部(第1開口部)
5 ステージ(載置台)
20 バッフル板(部品)
20a スリット
22 シャッター(部品)
23 デポシールド(部品)
23a 開口部(第2開口部)
71,73 導入管
72,74 排出管
S1 プラズマ処理室
S2 排気空間
201~203 流路
221,231 流路
221a 流出面
222 側壁部
223 リブ
224 外殻部材
225 仕切り部材
206、226 熱交換促進部材
227 流入路
228,229 流出路
2
5 stage (mounting table)
20 baffle plate (parts)
20a slit 22 shutter (component)
23 Depot shield (Parts)
23a opening (second opening)
71, 73
Claims (5)
前記処理容器の内部に配置され、基板が載置される載置台と、
前記処理容器と前記載置台との間に配置され、アノードを形成する部品と、を備え、
前記部品は熱交換媒体が流れる流路を有し、
前記流路を有する前記部品は、内部空間を有する外殻部材と、前記内部空間に前記流路を形成する仕切り部材と、前記流路に設けられた熱交換促進部材と、を有する、基板処理装置。 a processing vessel;
a mounting table disposed inside the processing container on which the substrate is mounted;
a part that is disposed between the processing container and the mounting table and forms an anode;
The component has a flow path through which a heat exchange medium flows,
The component having the flow path has an outer shell member having an internal space, a partition member forming the flow path in the internal space, and a heat exchange promoting member provided in the flow path. Device.
前記部品は、前記第1開口部と対応する位置に第2開口部を有するデポシールドと、
前記第2開口部を開閉するシャッターと、を備え、
前記デポシールド及び前記シャッターのうち少なくとも一方の部品は、前記熱交換媒体が流れる流路を有する、
請求項1に記載の基板処理装置。 The processing container has a first opening,
The component includes a deposit shield having a second opening at a position corresponding to the first opening;
A shutter that opens and closes the second opening,
At least one part of the deposit shield and the shutter has a channel through which the heat exchange medium flows,
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の基板処理装置。 The part is a baffle plate provided in the exhaust part, and has a flow path through which the heat exchange medium flows,
The substrate processing apparatus according to claim 1.
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