JPH03233929A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分針〕 本発明は、プラズマ処理装置に係り、特に半導体素子基
板等の試料を水温未満の温度に冷却しプラズマを利用し
てエプチング処理、成膜処理等処理するのに好適なプラ
ズマ処理装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、特開昭６３−２９１４２３号公報には、真空室
内に液化ガス容器が設けられた低温ドライエツチング装
置が記載されてＬする。

該エツチング装置で、液化ガス容器は熱伝導性の良いフ
ィンが多数配設されており、別に設けた補給器から供給
ホースを経由しさらに供給パイプを介して液化ガスが液
化ガス容器内に導入され、液面センサの信号により、自
動的に液化ガスが液化ガス容器内に補給され液面制御す
るように構成されている。また、この場合、液化ガス容
器の構成部材である試料台内にヒータが配設され、基板
は液化ガスとヒータで熱的バランスをとりかつ温度を熱
電対でモニタし、この信号を受は取った温調器がヒータ
の電力を制御するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、液化ガス容器内の液化ガス溜めが、
試料台の基板設置面より重力方向で下方に位置している
ために、次のような未だ解決すべき課題を有している。

（１）　　基板のプラズマ処理中の基板への入熱および
基板の発熱等の熱エネルギが液化ガス容器内の液化ガス
を加熱し、これにより該液化ガスの一部は気化する。こ
のため、液化ガス容器内の液化ガスの液面レベルが低下
する。この液面レベルの低下は、液面センサにより検知
され、該検知結果に基いて自動的に液化ガスが液化ガス
容器内に補給されて液面制御される。しかし、この場合
において、液面制御に漏水が生じ、液化ガス容器内の液
面レベルを所定レベルに安定して制御することができな
い。このため、基板に対する液化ガスの寒冷の伝達距離
を一定距離に安定して維持できなくなり、基板を水温未
満の温度に常に安定した状態で冷却し得なくなる。

＋２１　　また、基板の温度を熱電対でモニタし、この
信号を受は取った温調器がヒータの電力を制御すること
で、基板の温度を所定温度に制御するようになっている
が、しかし、上記したように基板御 の湿度制〆において基礎となる温度を常に安定した状態
で維持できないために、基板の温度を精度良く所定温度
に制御し得ない。

（３）なお、上記公報の第５図に示すような構成におい
ては、液化ガス容器の頂壁内面に液化ガスが接触するよ
うになるため、基板に対する液化ガスの寒冷の伝達距離
を一定距離に維持できる。しかしながら、その構成上、
この場合、基板のプラズマ処理中に液化ガスから気化し
たガスが液化ガス容器の頂壁内面部に気泡になって滞溜
するようになる。このため、基板への液化ガスの寒冷の
伝達効率が低下し、基板を水温未満の温度に常に安定し
た状態で冷却し得なくなる。

（４）　　また、上記公報の、例えば、第１図に示すよ
うな構成においては、基板内の各部に対する液化ガスの
寒冷の伝達距離が不均等であり、従って、基板内の温度
を均一に安定して維持することが困難となる。

本発明の目的は、プラズマ処理される試料を水温未満の
温度に常に安定した状態で冷却し得るプラズマ処理装置
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、プラズマ処理される試料の
温度を水温未満の温度で所定温度に精度良く制御できる
プラズマ処理装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、プラズマ処理装置を、真空室と、該真空室
内を減圧排気する手段と、プラズマを生成する手段と、
前記プラズマを利用して処理される試料の設置面を前記
真空室内に有し、水温未満の温度の液冷媒の液冷媒溜め
を前記試料設置面に対応して有する試料台とを具備し、
前記液冷媒が前記液冷媒溜めの前記試料設置面と対応す
る壁面に接し該壁面に冷媒ガスが滞溜不能に前記試料台
を設けたものとすることにより、達成される。

〔作　　用〕

プラズマを利用して処理される試料が設置される設置面
を真空室内に有する試料台を、例えば、液冷媒の液冷媒
溜めを試料設置面より重力方向で上方に位置させて設け
ることで、試料台の温度、つまり、試料設置面の温度は
、液冷媒溜めの液冷媒の液面高さに関係なく、液冷媒溜
めに液冷媒がある限り一定である。即ち、試料設置面に
設置された試料に対して液冷媒の寒冷の伝達距離は一定
距離に安定して維持される。従って、試料を水温未満の
温度に常に安定した状態で冷却し得る。

また、上記のように試料の水温未満の温度制御において
基礎となる温度を常に安定した状態で維持できるため、
試料の温度を水温未満の所定温度に精度良く制御し得る
。

また、例えば、ヒータ発熱により付与される熱エネルギ
や試料のプラズマ処理中に該試料からの熱エネルギによ
り液冷媒溜めの液冷媒が蒸発、気化しても、該気化した
ガスは、液冷媒溜めの試料台の試料設置面に対応する壁
面部に気泡となって滞溜することなく重力方向上方に抜
は出るようになる。このため、液冷媒溜めの液冷媒寒冷
の試料への伝達効率の低下を防止でき、試料を水温未満
の温度に常に安定した状態で冷却し得る。

更に、特開昭６３−２９１４２３号公報の第１図に示す
構成のようにフィンを用いなくても良いため、試料内の
各部に対する液冷媒の寒冷の伝達距離が均等であり、試
料内の温度を均一に安定して容易に維持し得る。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は、いわゆる平行平板型の反応性スパプタエッチ
ング装置に本発明を適用した例を示すもので、処理室部
分の縦断面構成図である。

第１図で、処理室ｌＯ内には、電極である試料金粉と対
向ＩＩｃ＋１３０とが上下方向（重力方向）に対向して
設けられている。処理室１０の頂壁１工には、電極軸力
が設けられている。電極細粗の上部分は処理室１０外に
あり、その下部分は処理室１０内にある。

処理室１０の頂壁１１は、１１Ｌ極軸幻と電気的に絶縁
されている。処理室１０は接地されている。試料金粉は
、その試料設置面を下向として電極軸２１の下端部に略
水平に設けられている。試料金粉は、１！極軸２１と電
気的に導通状態にある。試料金粉の形状は、略円筒形で
あり、その大きさは、試料設置面に、この場合、試料梱
を１個設置可能な大きさとなっている。試料金粉の内部
には、液冷媒溜めｎが形成されている。液冷媒溜め汐は
、この場合、略円筒形の空間である。液冷媒導入管側が
、処理五 室ｌＯの頂ｆｉｌｌ、試料金粉の頂部壁を挿！して設け
られている。液冷媒導入管類の液冷媒入口は、処理室ｌ
Ｏ外にあり、その液冷媒出口は、液冷媒溜めｎ内でその
底面、つまり、試料設置面と対応する面の近傍で開口さ
せられている。液冷媒導入管側は、処理室１０．試料金
粉とそれぞれ電気的に絶縁されている。液冷媒供給袋［
５１が、処理室１０外に設置されている。液冷媒供給装
置５１の液冷媒供給口と液冷媒導入管側の液冷媒入口と
は、液冷媒供給管５２で連結されている。冷媒ガス排出
管ωが、処理室ｌＯの頂壁１１．試料金粉の頂部壁を挿
通して設けられている。冷媒ガス排出管ωのガス入口は
、液冷媒溜め鯰内でそのガス層に開口させられており、
そのガス出口は、処理室１０外で、この場合、大気開口
させられている。なお、この他に、冷媒ガス排出管ωの
ガス出口を大気開口させることなく、冷媒ガス排出管６
２を通って排出されてきた冷媒ガスを回収し、更に該回
収冷媒ガスを液化して再利用するように構成しても良い
。このような構成は、冷媒ガスが高価な場合や、環境汚
染するような場合等において、有効である。冷媒ガス排
出管ωは、処理室１０．試料金粉とそれぞれ電気的に絶
縁されている。

第１図で、高周波電源７０が、処理室１０外に設置され
ている。高周波電＠７０には、電極軸２１が接続されて
いる。高周波電＃７０は、接地されている。

処理室ＩＯの側Ｍ１２には、排気ノズル１３が設けられ
ている。なお、排気ノズル１３の処理室１０への取付は
位置は、特にこれに限定されない。真空排気装［８０が
、処理室１０外に設置されている。排気ノズル１３と真
空排気装Ｍ８０の吸入口とは、排気管８１で連結されて
いる。排気抵抗可変弁８２や開閉弁（図示省略）が、排
気管８１に設けられている。処理室ｌＯの底壁１４には
、電極軸３１が設けられている。電極軸３１の上部分は
処理室ｉｏ内にある。なお、電極軸３１の下端面は、処
理室１０の底ｍ１３の外面と路面−の状態である。電極
軸３１の軸心は、電極軸２１のそれと略一致させられて
いる。対向電極側は、電極軸３１の上端部に略水平、つ
まり、試料金粉と略平行して設けられている。対向電［
３０は、電極軸３１、処理室１０と電気的に導通状態に
ある。対向電ｆＭ３０の形状、大きさは、試料金粉にそ
れぞれ対応している。対向電１１３０には、処理室ｉｏ
内で、かつ、試料金粉の試料設置面と対向電ＦＭ３Ｑと
の間の空間に処理ガスを放出するガス放出孔（図示省略
）が形成されている。また、対向電＠　３ｏ　ｚ電極軸
３１には、ガス放出孔に処理ガスを導入するガス導入路
（図示省略〉が形成されている。処理ガス１Ｋ９０が、
処理室１０外に設置されている。１！極軸３１のガス導
入路の入口と処理ガス源匍とは、ガス供給管９１で連結
されている。ガス流量制御装置詑、開閉弁９３が、ガス
供給管９１に設けられている。試料金粉の試料設置面と
液冷媒溜め皮の底面との間、つまり、試料金粉の底部壁
には、ヒータ１００が埋設されている。電源１０１が、
処理室ｌＯ外に設置されている。

電源１０１には、ｉＪ！ｉ電線１０２によりヒータ１０
０が結線されている。電源１０１は、この場合、ヒータ
１００への通電の０Ｎ−ＯＦＦおよび通電量の調節を行
う機能を有している。なお、この他に、加温流体の流路
を試料金粉の底部壁に形成し、該加温流体流路に加温流
体を供給する手段や、加温流体流路に供給される加温流
体の温度を可変、調節する手段を具備したものを使用す
るようにしても良い。

試料台幻の試料設置面、この場合、該試料設置面の略全
面に亘り誘電体１１０が配置されている。直流電源１１
１が、処理室ｌＯ外に設置されている。直流型［１１１
の（＋）ターミナルには、通電線１１２により誘電体１
１０が結線され、その（−）ターミナルには、誘電体１
１０を介して試料金粉の試料設置面に設置される試料側
が通電線１１３により結線される。

なお、第１図で、処理室１０外から処理室１０内に試料
側を搬入し、試料金粉との間で試料ωの受は渡しを行い
、そして、処理室１０内から処理室ｌＯ外へ試料側を搬
送する手段は１図示省略したが、公知の搬送手段が使用
される。また、処理室１０からの試料側の搬出穴は、処
理室１０と該処理室１０に真空間遮断手段により具設さ
れた予備室との間で真空間遮断手段を介して行われても
良い。

＠Ｉｖ！Ｊで、真空排気装置側が作動させられ、排気抵
抗可変弁８２．開閉弁の開弁により処理室ｉｏ内は減圧
排気される。また、液冷媒供給装置５１から液冷媒供給
管５２．液冷媒供給管印を通って所定の液冷媒が、液冷
媒溜めセに導入される。液冷媒溜め汐に導入される液冷
媒は、処理される試料の種類や処理ガスの種類、該処理
ガスのプラズマ化条件等の処理条件等により適宜選択さ
れ、例えば、液化フッ素系化合物、液化炭化水素、液体
窒素。

液体ヘリウム等が使用される。試料金粉の温度が常温状
態で、液冷媒溜め汐への液冷媒の導入が開始されると、
試料合皮は、該導入された液冷媒が有する寒冷により冷
却され始め、試料台乙の冷却により蒸発、気化した冷媒
ガスは、冷媒ガス排出管ωを通って排出される。このよ
うにして試料台加、誘電体１１０は、液冷媒の温度近傍
の温度まで冷却され、液冷媒溜め館には、所定の液位を
有して液冷媒が溜められる。また、減圧排気された処理
室１０内には、搬送手段により試料伯が１個搬入される
。処理室１０内に搬入された試料側は、被処理面を下向
きとして誘電体１１０に対応させられる。

この状態で、直流型ｗ１１１が作動させられ、これによ
り、試料ωは、試料金粉の試料設置面に誘電体１１０を
介して静電吸着される。なお、該静電吸着力は、試料４
０の処理が完Ｔし、そして、搬送手段に該試料側を渡す
時に解除される。また、減圧排気された処理室１０内に
は、処理ガス源匍から所定の処理ガスが、開閉弁９３を
開弁することでガス供給管９１．ガス導入路を通りガス
放出孔より放出。

導入される。処理室１０内に導入される処理ガスの流量
は、ガス流量制御装Ｗ１９２により所定の流量に制御さ
れる。処理室１０内に導入された処理ガスの一部は、排
気抵抗可変弁乾の調節により真空排気装置（資）で排気
される。これにより、処理室ｌｏ内の圧力は、所定の処
理圧力に調節される。その後、高周波を源７０より試料
今加に所定の高周波パワーが印加され、これにより処理
ガスはプラズマ化される４、一方、誘電体１１０を介し
て試料今加の試料設置面に静電吸着され設置された試料
和の温度は、処理ガスのプラズマ化前に水温未満の所定
の温度に初期調節される。つまり、このままでは、所定
の温度以下の温度に試料ψが冷却されているため、ヒー
タ１００の発熱により加熱し該発熱量を調節することで
、所定の温度に初期調節される。このようなヒータ１０
０の発熱量の調節は、［１ｌｉｉｆ　１０１から通電線
１０２を介してのヒータ１００への通電量を調節するこ
とで実施される。また、このような通電量のｖ１４節は
、例えば、試料切の温度を測定し、該測定値を電源１０
１にフィードバックし制御することで実施される。この
ような場合、試料４０の温度を測定する手段と、該測定
手段での測定値が入力され該入力値に基いて電源１０１
に制御信号を出力する手段とが必要となる。このような
試料荀の所定の温度の制御は、試料荀の温度制御におい
て基礎となる温度が上記したように常に安定した状態で
維持されるため精度良〈実施される。また、このような
ヒータ１００の発熱の付与により液冷媒溜めなの液冷媒
の一部は蒸発、気化する。該気化した冷媒ガスは、液冷
媒溜め稔の底部壁面に気泡となって滞溜することなく重
力方向上方に液冷媒中を上昇し気相部を形成した後、冷
媒ガス排出管ωを通って排出される。従って、液冷媒溜
め乙の液冷媒寒冷の試料荀への伝達効率の低下が防止さ
れ、試料荀は、水温未満の温度に常に安定した状態で冷
却される。このため、試料伯の所定の温度の制御は、更
に精度良〈実施される。このように水温未満の温度で所
定の温度に温度を制御された試料初は、プラズマを利用
してその被処理面をエツチング処理される。試料荀のこ
のようなエツチング処理中にプラズマとの反応により生
じる熱エネルギやプラズマ中のイオンの衝撃により生じ
る熱エネルギ等の熱エネルギを試料初が受け、該試料梱
は加熱される。このような試料初からの熱エネルギによ
り液冷媒溜めｎの液冷媒の一部が蒸発、気化しても、該
気化した冷媒ガスは、液冷媒溜め乙の底部壁面に気泡と
なって滞溜することなく重力方向上方に液冷媒中を上昇
して抜は出し冷媒ガス排出管ωを通って排出される。従
って、この場合も液冷媒溜め麦の液冷媒寒冷の試料荀へ
の伝熱効率の低下が防止され、試料荀は、水温未満の温
度に常に安定した状態で冷却される。一方、上記のよう
に加熱されることで試料梱の温度は、所定の処理温度を
外れそれ以上の温度に上昇しようとする。そこで、これ
を防止するためヒータ１００の発熱量が調節される。つ
まり、電源１０１からのヒータ１００への通電量が減量
調節され、ヒータ１００の発熱量は、試料旬の温度を所
定の処理温度に制御可能に減量調節される。なお、この
ように発熱量を減量調節されたヒータ１００の発熱の付
与により発生させられた冷媒ガスは、液冷媒溜めｎの底
部壁面に気泡となって滞溜することなく重力方向上方に
液冷媒中を上昇して冷媒ガス排出管ωを通って排出され
る。従って、この場合も液冷媒溜めｎの液冷媒寒冷の試
料伯への伝熱効率の低下が防止され、試料荀は、水温未
満の温度に常に安定した状態で冷却される。このような
プラズマエプチング処理中の試料荀の所定の温度の制御
は、試料伯の温度制御において基礎となる温度が上記し
たように常に安定した状態で維持されるため精度良〈実
施される。これにより、試料荀の被処理面は、史） 所定のパターンで精度良くエツチング事理される。

試料のの被処理面のエツチング処理が終ｒした時点で、
高周波電源７０の作動が停止され、開閉弁９３が閉弁さ
れる。また、処理済みの試料０を受は取り可能な位置に
搬送手段が到達した時点でＫｔＲ電源ＩＩＩの作動が停
止される。これにより静電吸着が解除され、処理済みの
試料荀は搬送手段に渡される。その後、処理済みの試料
ωは、処理室ｌＯ外へ搬出される。その後、新規な試料
が処理室１０内に搬入され、該新規な試料は、上記操作
を実施することで、エツチング処理される。

本実施例では、次のような効率が得られる。

（１）　　プラズマを利用してエツチング処理される試
料が設置される設置面を処理室内に有する試料台の試料
を水温未満の温度に冷却するための液冷媒溜めを試料設
置面より重力方向で上方に設置させているので、試料台
の温度、つまり、試料設置面（誘電体〉のＡ度は、液冷
媒溜めの液冷媒の液面の高さに関係なく、液冷媒溜めに
液冷媒がある限り一定である。即ち、試料設置面（誘電
体）に設置された試料に対して液冷媒の寒冷の伝達距離
は一定距離に安定して維持される。従って、試料を水温
未満の温度に常に安定した状態で冷却することができる
。

（２）　　上記（１）のように、プラズマを利用してエ
ツチング処理される試料の水温未満の温度制御において
基礎となる温度を常に安定した状態で維持できるため、
プラズマを利用してエツチング処理される試料の温度を
水温未満の所定温度に精度良く制御することができる。

（３）　　ヒータ発熱により付与される熱エネルギや試
料のプラズマエツチング処理中に該試料からの熱エネル
ギにより液冷媒溜めの液冷媒が蒸発２気化しても、該気
化した冷媒ガスは、液冷媒溜めの底部壁面に気泡となっ
て滞溜することなく重力方向上方に抜は出るようになる
。このため、液冷媒溜めの液冷媒寒冷のヒータからの熱
エネルギが付与される試料や、プラズマエツチング処理
中の試料への伝達効率の低下を防止でき、該試料を水温
未満の温度に常に安定した状態で冷却することができる
。また、このため、プラズマを利用してエツチング処理
される試料の温度を水温未満の所定温度に更に精度良く
制御することができる。

（４）　　上記（１）〜（３１より、試料の被処理面の
エツチング処理を、所定のパターンで精度良〈実施する
ことができる。また、このため、試料の歩留りが向上す
る。

（５）　　特開昭６３−２９１４２３号公報の第１図に
示す構成のようにフィンを用いなくても良いため、試料
内の各部に対する液冷媒の寒冷の伝達距離が均等であり
、試料内の温度を均一に安定して維 容易に孝行することができる。また、このため、試料の
被処理面のエツチング処理を、所定のパターンで精度良
く、かつ、その面内で均一に実施することができる。ま
た、このため、試料の歩留りが更に向上する。

上記一実施例では、平行平板型の反応性スパブタエッチ
ング装置に本発明を適用した例を示し説明したが、次の
ようなプラズマ処理装置にも同様に適用し得る。

Ｉｌ＋　　電界、例えば、高周波電界により処理ガスを
プラズマ化し、水温未満の所定温度に冷却された試料を
該プラズマを利用してエブチング、成膜。

アブシング等処理する装置。この場合、処理される試料
が設置される電極若しくは台が、上記一実施例での試料
台に相当する。

（２）電界、例えば、高周波電界と磁界との作用により
処理ガスをプラズマ化し、水温未満の所定温度に冷却さ
れた試料を該プラズマを利用してエツチング、成膜、ア
プシング等処理する装置。この場合、処理される試料が
設置される電極が、上記一実施例での試料台に相当する
。

（３１マイクロ波を含む高周波電界により処理ガスをプ
ラズマ化し、水温未満の所定温度に冷却された試料を該
プラズマを利用してエプチング、成膜、アッシング等処
理する＊［、この場合、処理される試料が設置され若し
くはバイアス電圧が印加される台が、上記一実施例での
試料台に相当する。また、この場合、試料台の試料設置
面は、プラズマ生成域に当然対応させられる。

（４）　　マイクロ波を含む高周波電界と磁界との作用
により処理ガスをプラズマ化し、水温未満の所定温度に
冷却された試料を該プラズマを利用してエツチング、成
膜、アヴシング等処理する装置。

この場合、処理される試料が設置され若しくはバイアス
電圧が印加される台が、上記一実施例での試料台に相当
する。また、この場合も試料台の試料設置面は、プラズ
マ生成域に当然対応させられ（５）　　電界等以外のエ
ネルギ、例えば、光エネルギにより処理ガスをプラズマ
化し、水温未満の所定温度に冷却された試料を該プラズ
マを利用してエツチング、成膜、アプシノグ等処理する
装置。

この場合、処理される試料が設置される台が、上記一実
施例での試料台に相当する。

（６）　　プラズマ生成域で処理ガスをプラズマ化し、
該プラズマを処理域に移送若しくは輸送し、水温未満の
所定温度に冷却された試料を処理域で該プラズマを利用
して工ヴチング、成膜、アプシング等処理する装置。こ
の場合、試料が設置され若しくはバイアス電圧が印加さ
れる台が、上記一実施例での試料台に相当する。

本発明の第２の実施例を第２図により説明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す第１図と同様の平行
平板型の反応性スバプタエッチング装置に本発明を適用
した第２の例を示すもので、処理室部分の縦断面構成図
である。

第２図で、第１図と異なる点は次のとおりであ第２図で
、処理室１０′内には、電極である試料台２０／と対向
電＠加′とが水平方向に対向して設けられている。処理
室１０′の一方の側壁Ｄ′には、電極軸力′が設けられ
ている。電極軸ａ′の左右の側、この場合、右側部分は
処理室１０′外にあり、その左側部分は処理室１０’内
にある。処理室１０′の一方の側壁毘′は、電極軸力′
と電気的に絶縁されている。

処理室１０′は、接地されている。試料今加′は、その
試料設置面を重力方向と略平行向き、つまり、縦形とし
て電極軸２１’の左端に設けられている。試料今加′は
、電極軸ガ′と電気的に導通状態にある。

試料今加′の内部には、液冷媒溜め器′が形成されてい
る。液冷媒導入管力′が、試料今加′の頂部と対応する
処理室１０′の壁１１′、試料台加′の頂部壁を挿通し
て略垂直に設けられている。液冷媒導入管力′の液冷媒
入口は、処理室１０′外にあり、その液冷媒出口は、液
冷媒溜めｔ′内で開口させられている。液冷媒導入管力
′は、処理室１０′、試料今加′とそれぞれ電気的に絶
縁されている。液冷媒供給装置５１の液冷媒供給口と液
冷媒導入管力′の液冷媒入口とは、液冷媒供給管５２で
連結されている。冷媒ガス排出管ω′が、試料今加′の
頂部と対応する処理室１０’の＠　１１’　、試料今加
′の頂部壁を挿通して略垂直に設けられている。冷媒ガ
ス排出管ω′のガス入口は、液冷媒溜め館内でその頂部
のガス層に開口させられており、そのガス出口は、処理
室１０’外で、この場合、大気開口させられている。冷
媒ガス排出管ω′は、処理室１０′、試料今加′とそれ
ぞれ電気的に絶縁されている。高周波電源７０には、電
極軸力′が接続されている。排気ノズル１３は、処理室
１０’の他方の側ｍ　ｕｌに設けられている。処理室１
０’の他方の側！！　１２＃には、１！極軸３１′が設
けられている。電極軸３１′の、この場合、右側部分は
処理室１０’内にある。電極軸３１′の左側端面ば、処
理室１０′の他方の側ａ　Ｕ＃の外面に路面−の状態で
ある。

電極軸３１’の軸心は、電極軸ガ′のそれと略一致させ
られている。対向電極力′は、電極軸３１′の右側端部
に縦形、つまり、試料今加′と略平行して設けられてい
る。対向Ｉ＃ＬｇＡ３０′には、試料台２０／の試料設
置面と対向電極力′との間の′！１！間に処理ガスを放
出するガス放出孔（図示省略）が形成されている。

対向電極加′、電極軸３１′には、ガス放出孔に処理ガ
スを導入するガス導入路（図示省略）が形成されている
。ｔＷ軸３１′のガス導入路の入口と処理ガス＃匍とは
ガス供給管９１で連結されている。試料今加′の試料設
置面の略全面に亘り誘電体ｌｌＯが配置されている。こ
の場合、試料今加′の試料設ｒｉＬ面を含む面は、試料
設置面よりも大きく、線面の上方部分を除去して試料設
置向が設けられている。

また、この場合、液冷媒溜め２２／での液冷媒の液面検
出手段（図示省略）と液面調節手段（図示省略）が設け
られている。なお、第２図で、その信実１図と同−装置
等は向−符号で示し説明を省略する。

第２図で、液冷媒溜めｎ′には、試料台２０／の試料設
置面の頂部に少なくとも対応する液面にたるよ５に液冷
媒が供給されて溜められる。また、使用経時による液冷
媒溜め乙′の液冷媒の液面低下については、液面検出手
段、液面調節手段の作用により液冷媒溜め幻′の液冷媒
が液面が上記液面に常に維持されるように調節されて対
処される。なお、試料伯が、縦形に設置されてプラズマ
エツチング処理される点が上記一実施例と異なるだけで
あり、よって、第１図を用いて説明した試料初の処理操
作等については説明を省略する。

本実施例では、次のような効果が得られる。

（１）　　液冷媒溜めには、試料台の試料設置面の頂部
に少なくとも対応する液面になるように液冷媒が供給さ
れて溜められるため、試料設置面（誘電体）に設置され
た試料に対して液冷媒の寒冷の伝達距離は一定距離に安
定して維持される。従って、試料を水温未満の温度に常
に安定した状態で冷却することができる。

（２）　　上記Ｉｌｌのため、上記一実施例での効果の
（２）と同様に、プラズマエツチング処理される試料の
温度を水温未満の所定温度に精度良く制御することがで
きる。

（３）　　ヒータ発熱により付与される熱エネルギや試
料のプラズマエツチング処理中に該試料からの熱エネル
ギにより液冷媒溜めの液冷媒が蒸発、気化しても、該気
化した冷媒ガスは、試料設置面に対応する液冷媒溜めの
壁面に気泡となって滞溜することなく重力方向上方に抜
は出るようになる。

このため、上記一実施例での効果の（３）と同様の効果
が得られる。

（４）上記１１）〜（３）より、上記一実施例での効果
の（４）と同様の効果が得られる。

（５）本実施例でもフィンを用いなくて良いため、上記
一実施例での効果の（５）と同様の効果が得られる。

なお、本実施例では、縦型で平行平板型の反応性スパブ
タエッチング装置に本発明を適用した例を示し説明した
が、上記一実施例でも記載したように、この他のプラズ
マ処理装置で縦型の装置にも同様に適用し得る。

また、本発明は、上記各実施例に限定されるものではな
く、試料台に液冷媒溜めを有し、該液冷媒溜めの液冷媒
が試料台の試料設置面と対応する液冷媒溜めの壁面に接
し、かつ、蒸発、気化した冷媒ガスが該壁面に気泡とな
って滞溜することなく重力方向上方に抜は出るように構
成されていれば良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料台の試料設置面に設置された試料
に対して液冷媒溜めの液冷媒の寒冷の伝達距離を一定距
離に安定して維持できるので、プラズマ処理される試料
を水温未満の温度に常に安定した状態で冷却し得る効果
がある。

また、本発明によれば、プラズマ処理される試料の水温
未満の温度制御において基礎となる温度を常に安定した
状態で維持できるので、プラズマ処理される試料の温度
を水温未満の温度で所定温度に軸度良く制御できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の平行平板型の反応性スバ
プタエッチング装置の処理室部分の縦断面図、第２図は
、本発明の第２の実施例の平行平板型の反応性スパプタ
エッチング装置の処理室部分の縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空室と、該真空室内を減圧排気する手段と、プラ
   ズマを生成する手段と、前記プラズマを利用して処理さ
   れる試料の設置面を前記真空室内に有し水温未満の温度
   の液冷媒の液冷媒溜めを前記試料設置面に対応して有す
   る試料台とを具備し、前記液冷媒溜めの液冷媒が前記液
   冷媒溜めの前記試料設置面と対応する壁面に接し該壁面
   に冷媒ガスが滞溜不能に前記試料台を設けたことを特徴
   とするプラズマ処理装置。 ２、前記液冷媒溜めを、前記試料設置面より重力方向で
   上方に位置させた第１請求項に記載のプラズマ処理装置
   。 ３、前記液冷媒溜めの前記壁面を重力方向に沿わせて前
   記液冷媒溜めを位置させた第１請求項に記載のプラズマ
   処理装置。 ４、前記液冷媒溜めの前記液冷媒の液面が、前記試料設
   置面の頂部に少なくとも対応する液面となる第３請求項
   に記載のプラズマ処理装置。 ５、真空室と、該真空室内を減圧排気する手段と、プラ
   ズマを生成する手段と、前記プラズマを利用して処理さ
   れる試料の設置面を前記真空室内に有し水温未満の温度
   の液冷媒の液冷媒溜めを前記試料設置面に対応して有す
   る試料台と、発熱量が調節可能な加熱手段とを具備し、
   前記液冷媒が前記液冷媒溜めの前記試料設置面と対応す
   る壁面に接し該壁面に冷媒ガスが滞溜不能に前記試料台
   を設け、前記加熱手段の発熱部を前記試料台に設けたこ
   とを特徴とするプラズマ処理装置。 ６、前記液冷媒溜めを、前記試料設置面より重力方向で
   上方に位置させ、前記発熱部を、前記液冷媒溜めの前記
   壁面と前記試料設置面との間で前記試料台に設けた第５
   請求項に記載のプラズマ処理装置。 ７、前記液冷媒溜めの前記壁面を重力方向に沿わせて前
   記液冷媒溜めを位置させ、前記発熱部を、前記液冷媒溜
   めの前記液面と前記試料設置面との間で前記試料台に設
   けた第５請求項に記載のプラズマ処理装置。