JPH0478134A

JPH0478134A - 処理装置

Info

Publication number: JPH0478134A
Application number: JP19246890A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Nozawa; 俊久野沢; Yoichi Ueda; 上田　庸一; Yukimasa Yoshida; 幸正吉田; Haruo Okano; 晴雄岡野
Original assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1992-03-12

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、低温処理装置に関する。

（従来の技術）処理装置例えばプラズマエツチング工程では、近年被処
理体であるウェハを冷却してエツチング処理することが
行われている。このために、ウェハを載置固定するサセ
プターを、冷却部によって冷却している。このプラズマ
エツチング工程は、真空雰囲気内にて処理する必要があ
るので、前記サセプターおよび冷却部はチャンバー内に
設置される。そして、前記サセプターのうちウェハ載置
面のみをチャンバー内に露出し、サセプターおよび冷却
部の側面はチャンバー内にあり、冷却部底面は大気を介
してチャンバーに接続されている。

（発明が解決しようとする課題）従来、前記サセプター、冷却部の側面を覆うチャンバー
は、その側面の周囲にセラミック等の絶縁体を介して配
置され、ＲＩＥ方式のプラズマエツチングの場合には前
記サセプターがＲＦカソードとして使用され、こチャン
バーがグランドに設定されている。この際、サセプター
、冷却部と、チャンバーとの間の熱伝達について何等の
配慮も成されていなかったので、チャンバーからの冷却
部への熱侵入が大きく、冷却部の側面と対応する前記チ
ャンバーの内壁がかなりの低温度に冷却され、また、冷
却部への熱の侵入か大きかった。

ところで、プラズマエツチングの際には各種の反応生成
物が生成されるが、この反応生成物は比較的低温領域に
付着しやすく、上記のようにチャンバー内壁が低温度に
冷却されるために、このチャンバー内壁が汚染されると
いう間層があった。

チャンバー内壁が汚染されると、そのメインテナンス作
業が煩しいばかりでなく、このチャンパル内壁に付着し
た生成物が飛散して、ウェハに付着することにより、プ
ラズマエツチングの処理の歩留りか悪化するという問題
か生じていた。

現状ではウェハ冷却の設定温度は一り０℃〜〜１００℃
程度であるか、今後益々ウェハの低温処理化が進み、−
１５０℃に設定することも予想されており、ウェハの低
温化と伴って前記チャンバー内壁の汚染の問題が増大す
るものと考えられる。

そこで、本発明の目的とするところは、たとえ被処理体
を低温処理する場合等にあっても、サセプター　冷却部
の側面を覆うチャンバー内壁に、反応生成物が付着する
ことを防止し、メインテナンスを簡易にし、また、冷却
部等の温調部とチャンバーとの断熱を行うことにより、
温調部に侵入する熱量を低減し、チャンバーの温度は高
温に保つことにより、処理の歩留りを向上することがで
きる処理装置を提供することにある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）本発明は、被処理体を載置固定するサセプターと、上記サセプター、温調部を収容保持するチャンバーとを
有する処理装置において、上記サセプター、温調部の側面と、これと対応する面を
覆う上記チャンバーとの間に間隙を形成し、この間隙領
域をシールして真空断熱層としたことを特徴とする。

（作　用）本発明では、サセプター　温調部の側面と、これと対応
するチャンバーとの間に真空断熱層が形成されているの
で、チャンバーの熱が温調部に伝達されることを効果的
に防止でき、チャンバー内壁の変温を抑えることができ
る。この結果、反応生成物がチャンバー内壁に付着する
ことを防止できる。

さらに、請求項（３）に示すように、真空断熱層を構成
する間隙領域の真空引きを、チャンバー内部を真空引き
する第１の排気系とは異なる第２の排気系によって行う
ことにより、反応生成物の吸引経路が前記真空断熱層と
は異なる経路に設定されるので、サセプター、冷却部側
面に反応生成物が付着することをも防止できる。

（実施例）以下、本発明をプラズマエツチング装置に適用した一実
施例について、図面を参照して具体的に説明する。

被処理体であるウェハ１０は、第１のサセプター１２の
上面に載置固定される。この載置固定方式としては、例
えば静電チャック方式により、クーロン力によってウェ
ハ１０を吸引して固定している。前記第１のサセプター
１２は、第２のサセプター１４の上面に対して着脱自在
に固定される。

このように、サセプターを２つに分割している理由は、
サセプターが汚染された場合には上側の第１のサセプタ
ー１２のみを交換し、そのメインテナンスを容易にする
ためである。

第１．第２のサセプター１２．１４の側面および底面は
、第１の絶縁セラミック１６によって覆われている。そ
して、第１．第２のサセプター１２．１４の側面と、第
１の絶縁セラミック１６の内側面との間には、第１の間
隙１８が形成されている。

前記第１の絶縁セラミック１６の下面には、冷却部とし
ての液体チン素収容部２０か設けられている。この液体
チン素収容部２０の内壁底面は、例えばポーラスに形成
され、核沸騰を起すことができるようになっており、そ
の内部の液体チッ素を一１９６℃に維持てきる。また、
前記液体チン素収容部２０の底面側には、第２の絶縁セ
ラミック２２が固定されている。反応室を形成するため
のチャンバーは、上部チャンバー３０と下部チャンバー
３２とから形成される。前記下部チャンバー３２は、第
１のサセプター１２のウェハ載置面側のみをチャンバー
室内に露出し、他の部分を覆うような有底筒部を有し、
すなわち、前記第１゜第２のサセプター１２．１４．第
１の絶縁セラミック１６．Ｗ１体チッ素収容部２０およ
び第２の絶縁セラミンク２２の側面を覆う側壁３２ａと
、前記第２の絶縁セラミック２２の底面を受けて載置す
る支持壁３２ｂとを有する。前記側壁３２ａのうちの内
壁は、上記各側面に密着せず、その間に第２の間隙２４
か形成されている。

一方、前記上部チャンバー３０は、第１のサセプター１
２の上面側を覆い、かつ、下部チャンバ３２の側壁３２
ａの周囲を覆うように筒状に形成され、その下端側か前
記下部チャンバー３２と連結固定されている。

前記上部チャンバー３０および下部チャンバー３２で構
成されるチャンバー室内は、第１の排気系３４によって
真空引きが可能である。

一方、前記第１の間隙１８および第２の間隙２４、をそ
れぞれ真空断熱層とするために、第１の間隙１８の上端
側には第１の０リングシール４０によってシールされ、
第２の間隙上端側は第２のＯリングシール４４によって
シールされており、この各間隙１８．２４を、第２の排
気系３６によって真空引き可能としている。なお、第１
．第２の間隙１８．２４をそれぞれ連通させるために、
前記第１の絶縁セラミック１６および第２の絶縁セラミ
ック２２には穴部等が形成されている。

次に、作用について説明する。

本実施例では、上部チャンバー３０を接地し、第１．第
２のサセプター１．２．１４にＲＦ電力を供給すること
により対向電極を構成し、ＲＩＥ方式のプラズマエツチ
ング装置を構成している。また、前記ウェハ１０と対向
する位置であって、前記上部チャンバー３０の外側上方
にて永久磁石を回転し、ウェハｌＯの近傍にその面と平
行な磁場を形成することで、マグネトロンエツチング装
置を構成している。そして、チャンバー内を真空引きし
た状態にて、エツチングガスを導入し、上記対向電極間
にエツチングガスによるプラズマを生成している。

ここで、上記のマグネトロンプラズマエツチングを行う
に際して、被処理体であるウェハ１０を例えば−６０℃
程度に冷却している。このために、冷却部としての液体
チン素収容部２０が設けられ、−１９６℃の低温度の液
体チッ素を利用して、ウェハ１０を冷却している。ここ
で、ウェハ１０の冷却を行うに際しては、理想的には冷
却部である液体チブ素収容Ｍ１２０とウェハ１０の間で
のみ熱交換が行われ、他の部材との熱交換を極力抑える
ことで効率の良いウェハ１ｏの冷却が可能であり、この
ようにすることで、特に下部チャンバー３２が冷却され
ることを防止でき、この低温領域に反応生成物か付着す
ることをも防止できる。

本実施例では、第１．第２のサセプター１２゜１４の側
面と、第１の絶縁セラミック１６の内面との間に第１の
間隙１８を形成し、かつ、下部チャンバー３２の側壁３
２ａの内面側にも、第２の間隙２４を形成することで第
１．第２のサセプター１２．１４または液体チン素収容
部２０と、下部チャンバー３２との間の固体熱伝導を防
止できる。さらに、前記第１の間隙１８と第１の間隙２
４の上端側は、それぞれ第１の０リングシール４０、第
２のＯリングシール４４によってシールされ、かつ、第
２の排気系３６によって、上記各間隙１８．２４を真空
断熱層４２．４６として構成している。この結果、この
真空断熱層４２゜４６によって上記各間ＦＪ！１８．２
４での熱対流をも防止でき、効果的な断熱作用を行うこ
とができる。従って、上記のような断熱を行うことで、
ウェハ１０の効果的な冷却を確保でき、かつ、下部チャ
ンバー３２に低温領域が形成されることを防止でき、こ
の下部チャンバー３２への反応生成物の付着をも防止で
きる。

さらに、本実施例ではチャンバー内の真空排気を行う第
１の排気系３４とは別に、第２の排気系３６を設け、こ
の排気系３６によって上記第１゜第２の間隙１８．２４
の真空引きを行っている。

この結果、チャンバー内に飛散する反応生成物は、第１
の排気系３４の排気経路に沿って排気され、上記各間隙
１８．２４に臨む壁面に反応生成物が流れ込んで付着す
ることを防止できる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々変形実施か可能である。

例えば、本発明は必ずしもマグネトロンプラズマエツチ
ングに適用するものに限らず、サセプタ冷却部およびチ
ャンバーを有する各種処理装置にも同様に適用できる。

本実施例では室温より低温に制御する場合について述べ
たが、室温より高温に制御する場合についても本発明か
適用できる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、サセプター、冷却
部の側面と、これと対応する面を覆うチャンバーとの間
に真空断熱層を形成することで、冷却部と被処理体との
間でのみ効果的な熱効果か実施でき、被処理体を効率よ
く冷却することか可能であると共に、前記真空断熱層に
よってチャンバーが低温に設定されることをも防止し、
この部分への反応生成物への付着を防止することよって
、被処理体の歩留りの向上と、チャンバーのメンテナン
ス頻度を低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したマグネトロンプラズマエツ
チング装置の一実施例の概略断面図である。１０・・・被処理体（ウエノ＼）、１２．１４・・・サセプター　１８．２４・・・間隙、
２０・・・冷却部（液体チッ素収容部）、３０．３２・
・・チャンバー３４・・第１排気系、３６・・・第２の排気系、４０．
４４・・・０リングシール、４２．４６・・・真空断熱層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被処理体を載置固定するサセプターと、このサセ
プターを温度コントロールする温調部と、上記サセプター、温調部を収容保持するチャンバーとを
有する処理装置において、上記サセプター、温調部の側面と、これと対応する面を
覆う上記チャンバーとの間に間隙を形成し、この間隙領
域をシールして真空断熱層としたことを特徴とする処理
装置。
（２）請求項（１）において、温調は室温以下とすることを特徴とする処理装置。
（３）請求項（１）または（２）において、チャンバー
内部を真空引きする第１の排気系と、上記間隙領域を真
空引きする第２の排気系とを設けた処理装置。
（４）請求項（１）乃至（３）のいずれかにおいて、被処理体にプラズマエッチング処理を行うことを特徴と
した処理装置。