KR100404778B1 - 진공 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 등의 진공 처리 장치에 있어서, 냉매 유로(32)가 설치된 냉각부(31)의 윗면에 O 링(35)을 통해 2장의 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)가 설치되고, 그 위에 유전체 플레이트(5)가 설치된다. 이들 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)에는 각각 표면부에 전극(41, 51)이 매설되고, 내부에 히터(42, 52)가 매설되어 있다. 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)끼리 및 중간 유전체 플레이트(4B)와 유전체 플레이트(5)와는 정전 흡착력에 의해 접합되어 있다. 따라서, 접합 부분에서 양자간에 형성되는 진공 환경의 간극은 없어지거나 또는 작아진다. 이 때문에, 열전달이 면내에서 균일하게 되는 동시에, O 링(35)이 접촉하는 중간 유전체 플레이트(4A)의 다른 면은 200℃ 이하로 되기 때문에 O 링의 열에 의한 변질이 억제되고, 또한 면내 균일성이 높은 진공 처리가 가능해진다.

Description

진공 처리 장치{VACUUM PROCESSOR APPARATUS}
반도체 웨이퍼에 집적 회로를 형성하는 공정으로서 막 형성 및 에칭 등을 하기 위해 진공 상태에서 처리하는 공정이 있다. 이러한 진공 처리는 웨이퍼(W)를 진공 챔버 내의 재치대에 올려놓고 행해지는데, 재치대에 설치된 온도 조절 수단에 의해 웨이퍼를 미리 정해진 온도로 균일하게 유지시키기 위해서는 웨이퍼를 재치대에 압박할 필요가 있다. 진공 상태에서는 진공 척(chuck)을 사용할 수 없기 때문에, 예컨대 정전기력으로 웨이퍼를 재치대 표면에 흡착 유지하는 정전 척이 사용되고 있다.
도 13에 진공 처리 장치로서 ECR(전자 사이클로트론 공명)을 이용한 플라즈마 처리 장치를 예로 들어 재치대를 포함한 전체의 개략적인 구성을 도시한다. 이 진공 처리 장치는 플라즈마 생성실(1A) 내에 예컨대 2.45 GHz 의 마이크로파를 도파관(11)을 통해 공급하는 동시에, 예컨대 875 가우스의 자계를 전자 코일(12)로써 인가하여 마이크로파와 자계와의 상호 작용으로 플라즈마 생성용 가스, 예컨대 Ar가스나 O2가스를 고밀도 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 막 형성실(1B) 내에 도입된 반응성 가스, 예컨대 SiH4가스를 활성화시켜 반도체 웨이퍼(W) 표면에 박막을 형성하는 것이다.
여기서 재치대(10)에 관해서 설명하면, 재치대(10)는 예컨대 알루미늄으로 이루어지는 재치대 본체(13)의 윗면에, 예컨대 바이톤(Viton), 칼렛쯔(Kalrez) 등(모두 E. I, du Pont de Nemours Co. Inc.의 상품명)의 수지로 만든 O 링(14)을 통해 유전체 플레이트(15)를 설치하여 구성되어 있다. 이 유전체 플레이트(15)는 그 내부의 표면 근방에 예컨대 텅스텐으로 이루어지는 금속 전극(16)이 설치되어 있고, 표면부가 정전 척으로 구성되어 있다. 또한, 상기 재치대 본체(13)내에는 냉매 유로(17)가 설치되는 동시에, 유전체 플레이트(15) 내에는 예컨대 텅스텐의 전극으로 이루어지는 히터(18)가 설치되어 있다.
상기 재치대 본체(13) 및 유전체 플레이트(15) 표면의 다른 면은 모두 완전한 평탄면이 아니기 때문에, 양자를 단순히 겹친 것만으로는 양자간에 근소한 간극이 형성되게 되는데, 이 재치대(10)는 진공중에 놓여지기 때문에 이 간극이 단열 영역으로 되어 버린다. 이 때문에 이미 상술한 바와 같이 O 링(14)을 삽입시켜 차단된 영역에 O 링(14)으로 He 가스를 공급하여 균일한 열전도를 확보하도록 하고 있다.
이러한 재치대(10)는 이미 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)를 정전기력으로 재치면상에 흡착 유지하는 것이지만, 웨이퍼(W)를 미리 정해진 온도로 가열하는 역할도하고 있으며, 냉매를 냉매 유로(17)로 흐르게 함으로써 기준 온도를 얻기 위해 재치대 본체(13)의 표면을 150℃로 조정하여, 히터(18)와의 조합에 의해 웨이퍼를 항상 일정 온도로 조절하고 있다.
전술한 재치대(10)에서는 재치대 본체(13)와 유전체 플레이트(15) 사이에 O 링(14)이 설치되어 있는데, 이 O 링(14)은 수지로 만들어져서 내열 온도가 겨우 200℃이기 때문에, 그 이상의 온도가 되면 변질되어 기밀성을 유지할 수 없게된다. 따라서, O 링(14)과 접촉하는 유전체 플레이트(15)의 다른 면을 200℃ 이상으로 할 수는 없다.
그런데, 최근 디바이스의 동작에 관해서 보다 한층 고속화를 꾀하기 위해 층간 절연막을 SiO2막보다 비유전률이 낮은 SiOF막 또는 CFx막에 의해 형성하는 것이 진행되고 있다. 이 SiOF막 또는 CFx막도 전술한 ECR 플라즈마 장치로 막을 형성할 수 있는데, 처리는 SiO2막의 경우보다 고온에서 행해지고, 공정중의 유전체 플레이트(15) 표면을 320∼400℃ 정도의 온도로 유지하는 것이 요구된다.
여기서, 상기 유전체 플레이트(15)는 소결체(燒結體)이기 때문에 두께가 큰 것을 제조하는 것은 곤란하며, 두껍더라도 겨우 수십 mm 정도가 한도이다. 이 정도의 두께로는 만일 유전체 플레이트(15)의 표면이 320℃ 정도가 될 때까지 가열하면, 해당 플레이트(15)의 다른 면 온도는 300℃ 정도로 되어 버리기 때문에, 이러한 고온 공정에서는 전술한 재치대(10)를 이용할 수 없다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고온 공정에서, 예컨대 재치대에 O 링이 설치되어 있는 경우에 대응할 수 있도록, 재치대 내부의 원하는 위치에 재치대 재치면의 온도에 대해 원하는 온도차를 만들 수 있고, 또한 재치면 내의 균일성이 높은, 진공 처리가 가능한 진공 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 예컨대 반도체 웨이퍼 등의 처리될 기판을 재치대(載置臺)에 정전 흡착시켜 진공 처리를 행하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 진공 처리 장치의 일례를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 일례를 도시한 단면도.
도 3은 상기 재치대의 일부를 도시한 단면도.
도 4는 층간 절연막을 형성할 때의 재치대의 온도를 도시한 설명도.
도 5는 상기 재치대의 작용을 설명하기 위한 설명도.
도 6은 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 다른 예를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 8은 상기 재치대의 작용을 설명하기 위한 설명도.
도 9는 상기 재치대의 작용을 설명하기 위한 특성도.
도 10은 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 12는 본 발명의 진공 처리 장치에 이용되는 재치대의 또 다른 예를 도시한 단면도.
도 13은 종래의 ECR 플라즈마 장치를 도시한 단면도.
본 발명에 따르면, 상기 목적은, 진공실과 이 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 이 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와 이 냉각부 위에 설치된 처리될 기판 지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 이 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖고 있는 진공 처리 장치에 있어서, 상기 냉각부의 표면에 링 형상의 합성 수지제의 시일재를 통해 접합되며, 또한 정전 척을 구성하는 전극이 표면에 매립된 중간 유전체 플레이트와, 상기 냉각부와 중간 유전 플레이트 사이의 상기 시일재로 둘러싸인 영역에 열전도용 기체를 공급하기 위한 수단을 구비하고, 상기 지지용 유전체 플레이트는 상기 중간 유전 플레이트의 표면에 해당 중간 유전 플레이트의 정전 척에 의한 정전기력에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 진공실과 이 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 이 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와 이 냉각부 위에 설치된 처리될 기판 지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 이 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖고 있는 진공처리 장치에 있어서, 상기 지지용 유전체 플레이트의 처리될 기판의 지지면과 반대측 면에 접하여 설치된 중간 유전체 플레이트와, 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 유전체 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하기 위한 수단과, 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여 상기 중간 유전체 플레이트와 상기 지지용 유전체 플레이트 사이의 열전도 정도를 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 진공실과 이 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 이 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와 이 냉각부 위에 설치된 처리될 기판 지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 이 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖고 있는 진공 처리 장치에 있어서, 상기 지지용 유전체 플레이트의 처리될 기판의 지지면과 반대측 면에 상기 냉각부에 접하여 설치된 중간 유전체 플레이트와 이 중간 유전체 플레이트에 매립되어 정전 척을 구성하고, 상기 냉각부와 중간 유전체 플레이트를 정전기력에 의해 접합하는 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치에 의해 달성된다.
이하에서 본 발명의 제1 실시예에 대해서 설명한다. 본 실시예는 진공 처리 장치에 있어서, 정전 척용 전극과 가열 수단을 매립한 유전체 플레이트와 링 형상의 수지로 된 시일재와의 사이에 정전 척용 전극이 매립된 중간 유전체 플레이트를삽입시켜 이 중간 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트를 정전기력에 의해 접합시킴으로써, 중간 유전체 플레이트와 유전체 플레이트와의 열전도의 면내 균일성을 향상시키면서, 가열 수단과 시일재 사이를 열적으로 분리하고, 고온 공정에서도 시일재가 열에 의해 변질되지 않도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
도 1은 본 발명을 진공 처리 장치 예컨대 ECR 플라즈마 장치에 적용한 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2는 처리될 기판 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼로 칭함)의 재치대를 도시한 단면도이다. 우선 ECR 플라즈마 장치의 전체 구성에 관해서 간단히 설명하면, 이 장치는 진공 용기(2)의 상부측 플라즈마실(21)내에 고주파 전원부(20)로부터의 예컨대 2.45 GHz의 마이크로파(M)를 도파관(22)으로부터 투과창(23)을 통해 유도하는 동시에, 플라즈마 가스용 노즐(24)로부터 플라즈마실(21)내에 Ar 가스나 O2가스 등의 플라즈마 가스를 공급하고, 또한 플라즈마실(21)의 외측에 마련한 전자 코일(25)에 의해 자계(B)를 인가하여 전자 사이클로트론 공명을 발생시키도록 구성되어 있다. 또한, 진공 용기(2)의 하부측 반응실(26)에서는 반응성 가스 노즐(27)이 설치되어 반응성 가스 공급부(28)를 통해 반응성 가스가 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 반응실(26)의 바닥부에는 배기관(29)이 접속되어 있다.
그리고 반응실(26)의 내부에는 처리될 기판인 웨이퍼를 유지하기 위한 재치대(3)가 승강 가능하게 설치되어 있다. 이 재치대(3)는 예컨대 냉각부(31) 위에 1장 이상, 예컨대 2장의 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)를 적층하여 설치하고, 그 윗면에 웨이퍼(W) 재치용의 유전체 플레이트(5)를 설치하여 구성되어 있다. 그리고, 상기 유전체란 일반적으로 말하는 절연체 외에 반도체도 포함하는 것이다. 이러한 재치대(3)는 원통형의 지지 부재(33) 상부에 설치되어 있고, 상기 지지 부재(33)는 진공 용기(2)의 밑면 벽(T)을 관통하도록 설치되어 있어 진공 용기(2)에 대하여 기밀성을 유지하면서 승강할 수 있도록 구성되어 있다.
다음으로, 재치대(3)의 상세에 관해서 도 2를 참조하여 설명한다. 상기 냉각부(31)는 예컨대, 알루미늄에 의해 구성되고, 내부에 냉매를 흐르게 하기 위한 냉매 유로(32)가 설치되어 있다. 이 냉매는 예컨대 150℃로 정확하게 온도가 조정되어 냉각부(31)의 표면을 균일한 기준 온도 면으로 유지하는 역할을 하고 있다. 이 냉각부(31)의 윗면에는 예컨대, 바이톤, 칼렛쯔 등의 합성 수지에 의해 구성된 수지로 만들어진 시일재인 O 링(35)을 통해 제1 중간 유전체 플레이트(4A)와 제2 중간 유전체 플레이트(4B)를 적층하여 설치되어 있다.
이 두개의 플레이트(4A, 4B) 사이의 O 링(35)에 의해 둘러싸인 기밀 영역에는 진공 환경에 대하여 양압(陽壓) 예컨대 200 Torr의 압력을 가한 상태로 열전도 가스 예컨대, 헬륨(He)가스가 봉입되어 있다. 이 He 가스는 냉각부(31)와 제1 중간 유전체 플레이트(4A) 사이에서 열을 균일하게 전달하는 역할을 하고 있다.
상기 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)는 예컨대 모두 A1N(질화 알루미늄) 등의 유전체에 의해 구성되며, 예컨대 두께 15 mm, 직경 196∼205 mm(8 인치의 웨이퍼를 처리할 경우)의 원형으로 성형되어 있다. 이들 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)에는 표면 측에 가까운 위치에, 예컨대 텅스텐 박으로 이루어지는 정전 척용의 전극(41,51)이 매설되어 표면부가 정전 척으로 구성되는 동시에, 그 내부에 가열 수단인 저항 발열체로 이루어지는 히터(42, 52)가 매설되어 있다.
상기 전극(41, 51) 및 히터(42, 52)에 대해서는 도시의 편의상 간략하게 기재되어 있지만, 실제로는 도 3에서 유전체 플레이트(5)를 대표하여 도시한 바와 같이, 전극(51, 51a, 51b)은 예컨대, 쌍극이며, 이들 전극(51)에는 전원선(53)에 의해 스위치(54)를 통해 정전 척용의 직류 전원(55)이 접속되어 있다. 또한, 전극(51)에는 웨이퍼(W)에 이온을 끌어들이기 위해 바이어스 전압을 인가하도록 고주파 전원부(56)도 접속되어 있다. 또한, 히터(52)를 구성하는 저항 발열체의 양끝에는 각각 전원선(57)이 접속되어 있고, 이 전원선(57)을 통해 전원부(58)가 접속되어 있다. 또, 전원선(53, 57)은 각각 도 2에 도시한 원통형 씌우개(53a, 57a) 내에 삽입되어 있다.
유전체 플레이트(5)의 다른 면[제2 중간 유전체 플레이트(4B)측] 표면에 가까운 위치는 편의상 도시는 생략하지만, 제2 중간 유전체 플레이트(4B) 전극(41)의 대향 전극이 매설되어 있고, 이 대향 전극에는 도시가 생략된 정전 척용의 직류 전원이 접속되어 있다. 마찬가지로 제2 중간 유전체 플레이트(4B)의 다른 면(제1 중간 유전체 플레이트(4A)측) 표면에 가까운 위치에는 제1 중간 유전체 플레이트(4A) 전극(41)의 대향 전극이 매설되어 있다. 이에 따라 유전체 플레이트(5)와 제2 중간 유전체 플레이트(4B) 사이 및 제2 중간 유전체 플레이트(4B)와 제1 중간 유전체 플레이트(4A) 사이에는 정전기력이 발생하여 정전 흡착이 행해지는데, 만일 유전체 플레이트(5)나 제2 중간 유전체 플레이트(4B)의 다른 면에 대향 전극을 설치하지않은 경우라도 이들 플레이트에 히터(52, 42)가 설치되어 있기 때문에, 이 히터(52, 42)와 전극(41)에 의해 정전 흡착이 행하여진다.
이러한 재치대(3)는 냉각부(31)와 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)를 관통하여 유전체 플레이트(5)의 하부 측에 이르도록, 각 부재의 주변부 영역 예컨대 전극(41, 51)의 외측 영역에 형성된 나사 구멍(도시 생략)에 나사(34)를 결합시킴으로써, 각 부재가 나사로 고정되어 착탈 가능하게 접합되도록 구성되어 있다.
다음으로, 전술한 실시예의 작용에 관해서, 웨이퍼(W)상에 층간 절연막인 SiOF막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명한다. 우선 로드-록실(도시 생략)로부터 반송 아암(도시 생략)에 의해 웨이퍼(W)의 교환 위치에 있는 재치대(3)의 유전체 플레이트(5)상에 재치대(3)에 내장된 리프트 핀(도시 생략)과의 협동 작용에 의해 웨이퍼(W)를 교환하고, 웨이퍼(W)를 해당 유전체 플레이트(5)상에 정전 흡착시킨다. 이 때 전극(41)의 인가 전압은 예컨대 1.5 kV 이며, 전극(51)의 인가 전압도 예컨대 1.5 kV 이다.
계속해서, 재치대(3)를 지지 부재(33)에 의해 공정 위치까지 상승시키고 냉각 수단인 냉매 유로(32)의 냉매 및 히터(42, 52)의 조합에 의해 웨이퍼(W)의 온도를 소정 온도 예컨대 340℃ 로 가열한다. 한편, 배기관(29)에 의해 진공 용기(2) 내를 미리 정해진 진공도로 유지하면서 플라즈마 가스용 노즐(24)로부터 플라즈마 가스 예컨대, Ar 가스 및 O2가스와, 반응성 가스용 노즐(27)로부터 반응성 가스 예컨대, SiF4가스, O2가스, SiF4가스를 각각 미리 정해진 유량으로 도입한다. 그리고, 반응실(26) 내에 유입된 플라즈마 이온에 의해 상기 반응성 가스를 활성화시켜 웨이퍼(W)상에 SiOF 막을 생성한다.
이 때, 재치대(3)에서는 도 4에 도시한 바와 같이 냉각부(31)의 표면은 냉매에 의해 150℃ 로 조정되어 있고, 제1 중간 유전체 플레이트(4A)의 표면은 히터(42)에 의해 예컨대, 200℃ 정도, 제2 중간 유전체 플레이트(4B)의 표면은 히터(42)에 의해 예컨대 270℃ 정도, 유전체 플레이트(5)의 표면은 히터(52)에 의해 예컨대 340℃ 정도로 조정되어 있다.
여기서 냉각부(31)와 제1 중간 유전체 플레이트(4A) 사이에는 O 링(35)이 설치되고 있고, 이미 전술한 바와 같이 He 가스에 의해 균일하게 열이 전달되어 있지만, 제1 중간 유전체 플레이트(4A)와 제2 중간 유전체 플레이트(4B) 사이, 제2 중간 유전체 플레이트(4B)와 유전체 플레이트(5) 사이에서는, 유전체 플레이트가 200℃ 이상의 온도로 되기 때문에 O 링(35)은 이용할 수 없고, 유전체 플레이트끼리의 면 접촉에 의해 열이 전달되어 있다.
이 때, 각 유전체 플레이트는 나사로 고정시켜서 접합되어 있지만, 유전체 플레이트의 표면은 완전한 평탄면이 아니기 때문에, 예컨대 도 5A에 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)를 대표하여 도시한 바와 같이, 양자간에는 근소한 간극(C)이 형성되어 있고, 주변부 영역을 나사로 고정시키고 있기 때문에 중앙 영역의 접합력은 주변부 영역에 비해서 약해지고, 중앙 영역에서는 이 간극이 커지게 된다.
그런데, 본 실시예에서는 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B) 사이와제2 유전체 플레이트(4B)와 유전체 플레이트(5) 사이를 정전 흡착력에 의해 접합시키고 있기 때문에, 예컨대, 도 5B에 도시한 바와 같이 중간 유전체 플레이트(4A, 4 B)가 정전력에 의해 서로 끌어 당겨져 해당 플레이트(4A, 4B) 사이에 존재하는 간극(C)이 작아진다.
여기서 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)의 접합 부분에 있어서의 간극은 진공 환경이기 때문에, 이 부분에서 열은 거의 전달되지 않고, 따라서 접촉하고 있는 부위와 접촉하지 않는 부위 사이에서 면내의 열전도 균일성이 나빠진다. 이 때문에, 간극이 작으면 면내의 열전도 균일성이 높아지고, 그 결과 유전체 플레이트(5)의 표면 온도의 균일화가 이루어져 면내 균일성이 높은 진공 처리를 할 수 있다.
또한, 각 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)를 나사로 고정시켜서 접합한 경우에는, 주변부 영역에서는 나사로 고정시켜서 큰 접합력을 얻을 수 있고, 내측으로서 전극(41, 51)이 설치되어 있는 중앙 영역에서는 정전 흡착력에 의한 나사(34)보다 큰 접합력를 얻을 수 있기 때문에, 면내 전체에 걸쳐 큰 접합력을 얻을 수 있다. 이에 따라, 각 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)의 접합 부분의 간극이 면내에 걸쳐 작아지게 되고, 면내의 열전도 균일성이 높아진다. 이와 같이 나사로 고정시킨 접합은 보다 유효하다고 생각되지만, 본 실시예에서는 나사로 고정시킨 접합은 반드시 필요하지 않다.
또한, 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)와 유전체 플레이트(5)에 각각 히터(42, 52)를 설치하여 각 유전체 플레이트(4A, 4B, 5)를 독립적으로 온도 조절하고 있기 때문에 각 플레이트간의 열전도가 균일하게 되기 쉽다. 왜냐하면, 플레이트의 접합면에는 간극이 존재하는 부위와 접촉하고 있는 부위가 있어 열의 전달 방식을 완전히 균일하게 할 수는 없지만, 플레이트 자체에 내장되어 있는 히터에 의해 어느 정도 각 플레이트의 표면(다른 면) 온도의 균일화가 이루어지고 있기 때문에, 플레이트간의 온도차 즉 접합 부분이 대향하고 있는 면 사이의 온도차를 제어할 수 있다. 이 때문에 상기 온도차를 작게 함으로써 열의 전달 방법의 차이를 작게 억제할 수 있기 때문에, 그 결과 열전도의 면내 균일성을 높여 면내 균일성이 높은 진공 처리를 할 수 있다.
또한, 유전체 플레이트(5)에만 히터(52)를 설치하면 유전체 플레이트(5)의 표면을 미리 정해진 온도까지 상승시키려고 해도, 해당 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)와의 온도차가 크기 때문에, 유전체 플레이트(4B) 등으로 전달되는 열량이 많아, 여간해서 유전체 플레이트(5) 표면의 온도가 상승되지 않는데, 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)에도 히터(42)를 설치하여 미리 정해진 온도까지 가열하도록 하면, 초기 단계에서도 유전체 플레이트(5)와 제2 중간 유전체 플레이트(4B)와의 온도차가 작아지기 때문에 그 만큼 해당 플레이트(4B)로 전달되어 가는 열량이 줄어들고, 그 결과 유전체 플레이트(5)가 미리 정해진 온도로 안정될 때까지의 시간이 단축된다. 따라서, 전술한 실시예와 같이 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)에도 히터(42)를 설치하는 것은 유효하다.
이와 같이 본 실시예의 재치대(3)에서는 O 링(33)과 웨이퍼(W) 사이에 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)와 유전체 플레이트(5)를 삽입시켜 각 유전체 플레이트의 온도를 웨이퍼(W)에 가까워짐에 따라 높아지도록 제어함으로써, O링(35)과 웨이퍼(W) 사이의 온도차를 크게 할 수 있다. 이 때, 재치대(3)에서는 유전체 플레이트(5)로부터 냉각부(31)를 향해 온도가 낮아지도록 온도차가 있기 때문에, 각 유전체 플레이트에서는 표면 측보다 다른 면 쪽이 온도가 낮다.
따라서, 웨이퍼(W)의 재치면을 340℃와 300℃ 이상의 온도로 하면서도, O 링(35)과 접촉하는 중간 유전체 플레이트(4A)의 온도는 200℃ 이하로 할 수 있다. 이에 따라 O 링(35)은 200℃ 이하의 면과 150℃ 면[냉각부(31)의 표면] 사이에 삽입되기 때문에, O 링(35) 자신은 200℃보다도 꽤 낮은 온도로 되어 O 링(35)의 변질을 방지할 수 있고, 그 결과 기밀성을 유지할 수 있다.
또, 전술한 제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)간의 접합을 종래의 장치에서 유전체 플레이트(5)와 냉각부(31) 사이에 적용하는 구성[제1 및 제2 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)를 이용하지 않는 구성]으로 하면, 냉각부(31) 표면에, 다시 말하자면, 장치의 온도의 기준이 되는 150℃ 정도의 기준 냉각 면에, 직접 300℃ 이상 온도의 유전체 플레이트(5)가 접합되게 된다. 따라서, 유전체 플레이트(5)로부터 기준 냉각 면에 직접 큰 열량이 전해지기 때문에 해당 기준 냉각 면의 온도 균일성이 무너져, 온도 조정이 어렵다는 문제점이 생긴다.
본 발명의 진공 처리 장치에서는 중간 유전체 플레이트 끼리의 접합면 중 어느 한쪽, 또는, 중간 유전체 플레이트와 유전체 플레이트의 접합면 중 어느 한쪽에, 예컨대, 도 6에 부호 38로 도시한 바와 같은 요철 가공을 하도록 해도 좋다. 이러한 구성에서는 오목부(38a)는 진공 환경의 간극이 되기 때문에, 이 부분에서의 열전도는 거의 발생하지 않기 때문에 열전도의 정도를 제어할 수 있다. 예컨대, 각유전체 플레이트를 나사로 고정시켜서 접합한 경우에는, 나사로 고정시킨 영역 쪽이 접합력이 강하여 열전달율이 커지지만, 이 경우 예컨대, 나사로 고정시킨 영역 이외의 영역에서는 볼록부의 면적을 크게 함으로써, 면내에서의 열전달율을 균일하게 할 수 있다.
계속해서, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 본 실시예가 전술한 실시예와 다른 점은, 재치대(6)에서 냉각부(31)와 웨이퍼(W) 재치용의 유전체 플레이트(5) 사이에 중간 유전체 플레이트(60)를 설치하고, 이 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이의 간극에 열전달 가스 예컨데 He 가스를 충전하여 이 He 가스의 압력을 조정함으로써 양자간의 열전달율을 조정하고 유전체 플레이트(5)의 온도를 제어하여, 결과적으로 웨이퍼(W)의 온도를 제어하도록 한 것이다.
본 실시예의 재치대(6)를 구체적으로 설명하면, 냉각부(31)와 유전체 플레이트(5) 사이에 설치된 중간 유전체 플레이트(60)의 유전체 플레이트(5)와 접합하는 면의 거의 전면에는 예컨대, 사각 기둥 형상의 오목부(61a)가 다수 형성되어, 해당 접합면에 요철이 형성되고 이에 따라 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이에는 간극이 형성되게 된다. 여기서 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)와는 볼록부(61b)의 윗면을 통해 접합되는데, 이 접합 부분의 면적은 유전체 플레이트(5)와 냉각부(31)의 온도차에 따라 결정되어 예컨대, 유전체 플레이트(5)의 접합면 면적의 20%∼50% 정도로 설정된다. 또한, 중간 유전체 플레이트(60)의 내부에는 통기실(62)이 형성되어 있어, 이 통기실(62)과 상기 몇 개의 오목부(61a)와는 통기관(63)에 의해 연결되어 있다.
예컨대 통기실(62)의 바닥부에는 예컨대 재치대(6)의 중앙부에서 아래쪽으로 향하여 뻗은 가스 공급관(64)이 접속되어 있고, 이 가스 공급관(64)의 타단측은 재치대(6)의 외부에서 밸브(V1), 압력 조정 밸브(V2)를 통해 He 가스 공급원(65)에 접속되어 있다. 이 때 압력 조정 밸브(V2)는 예컨대 압력 조정 밸브(V2)와 He 가스 공급원(65) 사이의 가스 공급관(64) 내의 압력을 압력계(66)에 의해 검출하여 이 검출값에 기초하여 압력 컨트롤러(67)에 의해 개방도가 조정되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 He 가스 공급원(65)이나 가스 공급관(64), 통기실(62)이나 통기관(63)에 의해 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(60)와의 간극에 He 가스를 공급하는 수단이 구성되어 있다.
이러한 중간 유전체 플레이트(60)는 제1 실시예의 중간 유전체 플레이트(4A, 4B)와 같이 표면 측에 가까운 위치에 정전 척용의 전극(68)이 매설되고 표면부가 정전 척으로 구성되어 있으며, 이렇게 해서 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)와는 정전 척에 의해 접합되어 있다.
또한, 유전체 플레이트(5)의 웨이퍼(W)가 재치되는 표면은 경면(鏡面) 가공되어 있고, 냉각부(31)와 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)와는 전술한 실시예의 재치대(3)와 같이 나사(34)에 의해 주변부 영역이 착탈 가능하게 접합되어 있다. 이 밖의 구성은 전술한 제1 실시예와 마찬가지다.
이러한 재치대(6)에서는 밸브(V1)를 개방하여 He 가스 공급원(65)으로부터 가스 공급관(64)을 통해 He 가스를 공급하면, He 가스는 통기실(62)로부터통기관(63)을 통해 오목부(61a)내에 공급되고, 더욱이, 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)의 접합면은 완전한 평탄면이 아니고, 양자간에는 근소한 간극이 형성되어 있기 때문에 이 간극을 통해 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이의 모든 간극으로 확산되어 간다.
이와 같이 상기 간극 내에 He 가스를 공급하면, 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이는 He 가스에 의해 열이 전달되어 양자간의 열전달율은 He 가스의 압력에 따라 변화된다. 즉, 이들간의 열전달율은 He 가스의 양에 의존하며, 예컨대, 간극 내의 He 가스의 압력이 높은 경우에는 열전도의 매체가 되는 He 가스의 양이 많기 때문에 열전달율이 커지고, 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(60)와의 온도차(ΔT; 도 8 참조)가 작아진다. 반대로 예컨대, 간극 내의 He 가스의 압력이 낮은 경우에는, 열전달의 매체가 되는 He 가스의 양이 적고, 진공에 가까운 상태가 되기 때문에 열전달율이 작아지고, 상기 ΔT는 커진다.
이와 같이 상기 간극 내의 He 가스의 압력과 상기 ΔT와의 사이에는 도 9에 도시한 바와 같은 비례 관계가 있지만, 이 He 가스의 압력은 가스 공급관(64) 내의 압력을 압력계(66)로 검출하고, 이 검출값을 토대로 압력 조정 밸브(V2)의 개방도를 압력 컨트롤러(67)에 의해 조정함으로써 제어할 수 있다.
그런데, 웨이퍼(W)의 온도는 플라즈마로부터의 열 공급량과, 유전체 플레이트(5)로부터 냉각부(31)로 향하여 흐르는 열량과의 균형에 의해 결정되기 때문에, 상기 열전달율을 조정함으로써 웨이퍼(W)의 온도를 제어할 수 있다. 따라서, 상기 간극 내의 He 가스의 압력을 조정함으로써 ΔT가 조정되고, 이에 따라 유전체 플레이트(5)로부터 냉각부(31)로 향하여 이동하는 열량이 제어되기 때문에, 유전체 플레이트(5)의 히터(52)나 플라즈마에 의한 가열과 냉각부(31)에 의한 냉각과의 조합에 의하여 유전체 플레이트(5) 표면의 온도가 조정되고, 웨이퍼(W)의 온도가 제어된다.
실제 공정에서는 미리 상기 간극 내의 He 가스의 압력과 상기 ΔT와의 관계를 구하고, 이 관계를 토대로 유전체 플레이트(5)의 표면을 미리 정해진 온도로 설정하기 위한 압력이 결정되기 때문에, 웨이퍼(W)를 재치하기 전에 상기 간극 내의 He 가스의 압력을 결정된 압력 범위 내에 유지하여 웨이퍼(W)의 온도를 제어할 수 있다.
여기서 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(60) 사이의 간극에 He 가스를 충전하지 않는 경우에, 해당 간극은 진공 영역이 되어 열전달이 발생하지 않기 때문에 해당 간극을 조절 가능한 열 저항으로 만들 수 없어 유전체 플레이트(5)의 온도 제어가 곤란해진다.
본 실시예에서는 중간 유전체 플레이트(60)의 표면에 요철(61)을 설치하고 여기에 He 가스를 공급하는 구성으로 했는데, 요철(61)은 유전체 플레이트(5)측에 형성할 수 있고, 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(60)와의 양쪽에 형성하도록 할 수도 있다. 또한, 양 플레이트(5, 60)의 접합면에 요철을 형성하지 않고, 양자의 접합면 평면도에 따라 존재하는 근소한 간극에 He 가스를 공급하도록 할 수 있다.
또한, 중간 유전체 플레이트(60)에 제1 실시예의 중간 유전체 플레이트(4A,4B)와 같이 히터(62)를 설치할 수 있고, 이 경우에는 온도 제어를 더욱 용이하게 행할 수 있다. 또한, 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이뿐만 아니라, 웨이퍼(W)와 유전체 플레이트(5) 사이의 간극에 He 가스를 공급하고 그 압력에 의해 열전달율을 변경하여 웨이퍼(W)의 온도를 제어하도록 할 수 있다. 또한, 냉각부(31)와 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)를 나사에 의해 접합할 수 있고, 또한 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5)를 정전 척만으로 접합시키도록 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제3 실시예의 재치대(7)에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다. 본 실시예의 재치대(7)는 냉각부(31) 위에 재치되는 중간 유전체 플레이트(70)의 냉각부(31)측 표면에 가까운 위치에 예컨대, 텅스텐 박으로 이루어지는 정전 척용의 제1 전극(71)을 매설하고 냉각부(31)와 중간 유전체 플레이트(70) 사이를 정전 척에 의한 정전 흡착력에 의해 접합하도록 구성되어 있다. 이 경우, 중간 유전체 플레이트(70)에는 전술한 제1 실시예의 중간 유전체 플레이트(4)와 같이 유전체 플레이트(5)와의 사이를 정전 흡착하기 위한 정전 척용의 제2 전극(72)이 표면 측에 매설되는 동시에, 가열 수단인 히터(73)가 설치되어 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(71, 72)은 각각 정전 척용의 직류 전원(74, 75)에, 히터(73)는 전원부(76)에 각각 접속되어 있다. 냉각부(31)나 유전체 플레이트(5)의 구성은 전술한 실시예와 마찬가지이다.
이러한 재치대(7)에서는 냉각부(31)와 중간 유전체 플레이트(70)와의 사이가 정전 흡착력에 의해 접합되어 있기 때문에, 양자의 계면 간극이 작아진다. 이 때문에 전술한 바와 같이 그 사이의 면내의 열전도 균일성이 높아지게 되기 때문에, 냉각부(31)의 표면 온도(기준 온도)는 균일성이 높은 상태로 전도되어 웨이퍼(W)의 온도 조정이 용이해진다.
여기서 본 실시예는 제2 실시예의 재치대(6)에 적용할 수 있다. 또한 본 실시예에서는 냉각부(31)와 중간 유전체 플레이트(70) 사이를 정전 흡착력과 나사의 조합으로 접합하는 구성으로 되어 있지만, 정전 척만으로 접합하도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 도 11 및 도 12에 도시한 재치대(8, 9)에 적용할 수 있다. 도 11에 도시한 재치대(8)는 중간 유전체 플레이트(80) 바닥면의 거의 중앙부를 원통형의 지지 부재(81)에 의해 지지하고 이 지지 부재(81)의 바깥 주위를 둘러싸도록 링 형상의 냉각부(82)를 설치한 예이며, 중간 유전체 플레이트(80)의 윗면에는 웨이퍼(W) 재치용의 유전체 플레이트(5)가 설치되어 있다.
냉각부(82)는 전술한 실시예의 냉각부(31)와 마찬가지로 예컨대, 알루미늄으로 이루어져 접지되어 있는 동시에, 내부에 냉매를 흐르게 하기 위한 냉매 유로(82a)가 형성되어 있고, 냉각부(82)의 표면은 균일한 기준 온도면이 되도록 구성되어 있다. 이 냉각부(82)의 윗면에는 수지로 만들어진 O 링(83)을 통해 상기 중간 유전체 플레이트(80)가 설치되어 있고, 냉각부(82)와 중간 유전체 플레이트(80)와의 접합면에는 열전달 가스인 He 가스가 공급되고, 도 7에 도시한 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이와 마찬가지로, He 가스의 압력 제어가 이루어지도록 구성되어 있다.
상기 냉각부(82) 밑면의 일부는 수지로 만들어진 O 링(84)을 통해 진공용기(2)의 바닥벽에 접합되어 있다. 또한, 진공 용기(2) 바닥벽의 일부에는 상기 지지 부재(81)의 바닥부에 맞추어서 오목부(85)가 형성되어 있고, 해당 오목부(85)와 지지 부재(81)의 바닥면 사이는 수지로 만들어진 O 링(86)을 통해 접합되어 있다.
상기 중간 유전체 플레이트(80)에는 제3 실시예의 중간 유전체 플레이트(70)와 마찬가지로, 냉각부(82)와의 사이를 정전 흡착하기 위한 제1 전극(80a)과, 유전체 플레이트(5)와의 사이를 정전 흡착하기 위한 제2 전극(80b)과, 히터(80c)가 매설되어 있다. 유전체 플레이트(5)의 구성은 전술한 실시예와 마찬가지다.
이러한 재치대(8)의 냉각부(82)와 중간 유전체 플레이트(80) 사이에서는 He 가스에 의해 열이 전달되고, 중간 유전체 플레이트(80)와 유전체 플레이트(5) 사이에서는 유전체 플레이트끼리의 면 접촉에 의해 열이 전달된다. 그리고 플라즈마로부터의 열 공급량과, 유전체 플레이트(5)로부터 냉각부(82)로 이동하는 열량과의 균형에 인해 웨이퍼(W)의 온도가 조정된다.
이 때, 냉각부(82)와 중간 유전체 플레이트(80) 사이는 정전 척의 정전 흡착에 의해 접합되어 있기 때문에, 양자의 계면 간극이 작아지고, 면내 균일성이 높은 열전달이 행해진 뒤, 양자간의 열전달율은 앞에서 전술한 바와 같이 He 가스의 압력에 의해 제어된다. 이 때문에 O 링(83)과 웨이퍼(W) 재치면을 열적으로 분리하고, O 링(83)의 열에 의한 변질을 억제하면서 웨이퍼(W)의 온도를 미리 정해진 처리 온도로 유지하기 위한 온도 제어를 보다 용이하게 행할 수 있다.
또한, 도 12에 도시한 재치대(9)는 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(90) 사이에 도전성 재료, 예컨대, 알루미늄으로 이루어진 도전성 플레이트(91)를 삽입시킨 예이며, 도전성 플레이트(91) 바닥면의 거의 중앙부를 원통형의 지지 부재(92)에 의해 지지하고, 이 지지 부재(92)의 바깥 주위를 둘러싸도록 링 형상의 중간 유전체 플레이트(90)와 냉각부(93)를 설치하도록 구성되어 있다.
냉각부(93)는 예컨대 알루미늄으로 이루어져 내부에 냉매를 흐르게 하기 위한 냉매 유로(93a)가 형성되어 있고, 냉각부(93)의 표면은 균일한 기준 온도면이 되도록 구성되어 있는 동시에, 냉각부(93)의 윗면에는 수지로 만들어진 O 링(94)을 통해 상기 링 형상의 중간 유전체 플레이트(90)가 설치되어 있다.
이 중간 유전체 플레이트(90)는 냉각부(93)와의 사이를 정전 흡착하기 위한 전극(90a)과 히터(90b)를 구비하고 있고, 중간 유전체 플레이트(90)와 도전성 플레이트(91)와의 접합면에는 열전달 가스인 He 가스가 공급되고, 도 7에 도시한 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트(60)와 유전체 플레이트(5) 사이와 마찬가지로, He 가스의 압력 제어가 이루어지도록 구성되어 있다. 유전체 플레이트(5)의 구성은 전술한 실시예와 같다.
이러한 재치대(9)에 있어서, 냉각부(93)와 중간 유전체 플레이트(90) 사이에서는 면 접촉에 의해, 중간 유전체 플레이트(90)와 도전성 플레이트(91) 사이에서는 He 가스에 의해, 도전성 플레이트(91)와 유전체 플레이트(5) 사이는 면 접촉에 의해 각각 열이 전달되어, 플라즈마로부터의 열 공급량과 유전체 플레이트(5)로부터 냉각부(93)로의 방열량과의 균형에 의해 웨이퍼(W)의 온도가 조정된다.
이 재치대(9)에서는 냉각부(93)와 중간 유전체 플레이트(90) 사이나 도전성 플레이트(91)와 유전체 플레이트(5) 사이는 정전 척의 정전 흡착에 의해 접합되어 있기 때문에 양자의 계면 간극이 작아지고 면내 균일성이 높은 열전달이 행해지는 동시에, 중간 유전체 플레이트(90)와 도전성 플레이트(91) 사이의 열전달율은 He 가스의 압력에 의해 제어된다. 이 때문에 O 링(94)과 웨이퍼(W) 재치면을 열적으로 분리하고, O 링(94)의 열에 의한 변질을 억제하면서 웨이퍼(W)의 온도를 소정의 처리 온도로 하기 위한 온도 제어를 보다 용이하게 행할 수 있다.
본 발명에서는 도 11에 도시한 재치대(8)의 중간 유전체 플레이트(80)나 도 12에 도시한 재치대(9)의 중간 유전체 플레이트(90)를 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트(60)와 같이 구성할 수 있다. 또한, 도 12에 도시한 재치대(9)에서는 유전체 플레이트(5)와 도전성 플레이트(91) 사이에 제1 또는 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트(4, 60)를 설치하도록 해도 좋고, 중간 유전체 플레이트(90)에 정전척용의 전극을 매립하여 도전성 플레이트(91)와 중간 유전체 플레이트(90) 사이를 정전 흡착시키도록 해도 좋다.
이상에서 설명한 본 발명은 ECR 플라즈마 장치 이외의 진공 처리 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 제1 실시예 및 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트는 1장만으로도 좋고, 2장 이상 적층하여 설치할 수 있으며, 제1 실시예의 중간 유전체 플레이트와 제2 실시예의 중간 유전체 플레이트를 적층하여 설치할 수도 있다. 또한, 제1 실시예의 중간 유전체 플레이트에는 히터를 설치하지 않는 구성으로 할 수 있고, 제1 또는 제2 실시예의 재치대(3, 6)의 유전체 플레이트(5)와 중간 유전체 플레이트(4, 60) 사이에 도전성 플레이트를 설치하는 구성으로 할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 고온의 공정에서 예컨대, 재치대에 설치된 O 링의 변질을 억제할 수 있도록 재치대 내부의 원하는 위치에 재치대 재치면의 온도에 대해 원하는 온도차를 만들 수 있고, 면내 균일성이 높은 진공 처리를 할 수 있고, 또한 유전체 플레이트와 중간 유전체 플레이트 사이의 열전달율을 조정하여 처리될 기판의 온도를 제어할 수 있다.

Claims (18)

  1. 진공실과, 상기 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 상기 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와 상기 냉각부 위에 설치된 상기 처리될 기판 지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 상기 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과 상기 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖는 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 냉각부의 표면에 링 형상의 합성 수지로 만들어진 시일재를 통해 접합되고, 또한 상기 정전 척을 구성하는 전극이 표면에 매립된 중간 유전체 플레이트와,
    상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트 사이의 상기 시일재로 둘러싸인 영역에 열 전도용 기체를 공급하기 위한 수단을 구비하고,
    상기 지지용 유전체 플레이트는 상기 중간 유전체 플레이트의 정전 척(chuck)에 의한 정전기력에 의해 상기 중간 유전체 플레이트의 표면에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트는 복수 개의 중간 유전체 플레이트 요소로 이루어지고, 상기 중간 유전체 플레이트 요소의 적어도 하나에 정전 척을 구성하는 전극이 매립되어 상기 이들 중간 유전체 플레이트 요소끼리는 정전기력에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 수단과, 상기 접합면 내에 공급되는 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지지용 유전체 플레이트와 상기 중간 유전체 플레이트 사이에 도전성 플레이트를 설치한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 도전성 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 장치와,
    상기 접합면 내의 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여, 상기 중간 유전체플레이트와 지지용 도전성 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  7. 진공실과, 상기 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 상기 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와, 상기 냉각부 위에 설치된 상기 처리될 기판지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 상기 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과, 상기 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖는 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 지지용 유전체 플레이트의 상기 처리될 기판의 지지면에 대해 반대측 면에 접하여 설치된 중간 유전체 플레이트와,
    상기 중간 유전체 플레이트와 상기 지지용 유전체 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하기 위한 수단과,
    상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여, 상기 중간 유전체 플레이트와 상기지지용 유전체 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트와 상기 지지용 유전체 플레이트와의 상기 접합면에 요철이 형성되고, 상기 요철에 의해 열전도용 기체가 보내지는 간극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트에 정전 척을 구성하기 위한 전극이 매립되고, 상기 중간 유전체 플레이트와 상기 유전체 플레이트가 정전 척의정전기력에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 수단과, 상기 접합면 내에 공급되는 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 지지용 유전체 플레이트와 상기 중간 유전체 플레이트 사이에 도전성 플레이트를 설치한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 도전성 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 장치와,
    상기 접합면 내의 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여, 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 도전성 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  14. 진공실과, 상기 진공실 내에 설치된 처리될 기판의 재치대를 구비하고, 상기 재치대는 냉각 수단을 갖는 냉각부와 상기 냉각부 위에 설치된 상기 처리될 기판 지지용 유전체 플레이트를 구비하고, 상기 지지용 유전체 플레이트는 가열 수단과, 상기 처리될 기판 흡착용의 정전 척을 구성하는 전극을 갖는 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 지지용 유전체 플레이트의 상기 처리될 기판의 지지면에 대해 반대측 면에 상기 냉각부에 접하여 설치된 중간 유전체 플레이트와,
    상기 중간 유전체 플레이트에 매립하여 정전 척을 구성함으로써, 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트를 정전기력에 의해 접합하는 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 수단과, 상기 접합면 내에 공급되는 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여 상기 냉각부와 상기 중간 유전체 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 지지용 유전체 플레이트와 상기 중간 유전체 플레이트 사이에 도전성 플레이트를 설치한 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 도전성 플레이트와의 접합면에 열전도용 기체를 공급하는 장치와,
    상기 접합면 내의 상기 열전도용 기체의 압력을 조정하여 상기 중간 유전체 플레이트와 지지용 도전성 플레이트 사이의 열전도의 정도를 제어하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공 처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160110392A (ko) * 2014-01-22 2016-09-21 가부시키가이샤 아루박 플라즈마 처리 장치 및 웨이퍼 반송용 트레이

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6423949B1 (en) * 1999-05-19 2002-07-23 Applied Materials, Inc. Multi-zone resistive heater
US6488820B1 (en) * 1999-08-23 2002-12-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for reducing migration of conductive material on a component
US7294563B2 (en) * 2000-08-10 2007-11-13 Applied Materials, Inc. Semiconductor on insulator vertical transistor fabrication and doping process
US6939434B2 (en) * 2000-08-11 2005-09-06 Applied Materials, Inc. Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution
US20070042580A1 (en) * 2000-08-10 2007-02-22 Amir Al-Bayati Ion implanted insulator material with reduced dielectric constant
US7223676B2 (en) * 2002-06-05 2007-05-29 Applied Materials, Inc. Very low temperature CVD process with independently variable conformality, stress and composition of the CVD layer
US7303982B2 (en) * 2000-08-11 2007-12-04 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process using an inductively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US7320734B2 (en) * 2000-08-11 2008-01-22 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation system including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
US7037813B2 (en) * 2000-08-11 2006-05-02 Applied Materials, Inc. Plasma immersion ion implantation process using a capacitively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage
KR100569646B1 (ko) 2000-09-29 2006-04-11 동경 엘렉트론 주식회사 열처리 장치 및 열처리 방법
TWI234417B (en) 2001-07-10 2005-06-11 Tokyo Electron Ltd Plasma procesor and plasma processing method
CN1249777C (zh) * 2001-08-27 2006-04-05 松下电器产业株式会社 等离子体处理装置及等离子体处理方法
JP4083512B2 (ja) * 2002-08-30 2008-04-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
US7347901B2 (en) 2002-11-29 2008-03-25 Tokyo Electron Limited Thermally zoned substrate holder assembly
US8454749B2 (en) * 2005-12-19 2013-06-04 Tokyo Electron Limited Method and system for sealing a first assembly to a second assembly of a processing system
JP2010021510A (ja) * 2008-06-13 2010-01-28 Canon Anelva Corp 基板保持装置およびプラズマ処理装置
JP5270310B2 (ja) * 2008-11-13 2013-08-21 東京エレクトロン株式会社 静電チャック及び基板処理装置
WO2010101191A1 (ja) * 2009-03-03 2010-09-10 東京エレクトロン株式会社 載置台構造、成膜装置、及び、原料回収方法
US8546732B2 (en) * 2010-11-10 2013-10-01 Lam Research Corporation Heating plate with planar heater zones for semiconductor processing
JP6010720B1 (ja) 2015-01-20 2016-10-19 日本碍子株式会社 ウエハ支持構造体
DE202015008445U1 (de) 2015-12-08 2016-03-10 Special Protectors Co., Ltd. Elastische Hilfsvorrichtung für Gelenkschutz
KR102513443B1 (ko) * 2016-03-15 2023-03-24 삼성전자주식회사 정전 척 및 그를 포함하는 기판 처리 장치
TWI729447B (zh) * 2016-09-22 2021-06-01 美商應用材料股份有限公司 用於寬範圍溫度控制的加熱器基座組件
US10679873B2 (en) * 2016-09-30 2020-06-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Ceramic heater
KR102435888B1 (ko) * 2017-07-04 2022-08-25 삼성전자주식회사 정전 척, 기판 처리 장치 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조방법
WO2019187785A1 (ja) 2018-03-26 2019-10-03 日本碍子株式会社 静電チャックヒータ
CN111052343B (zh) * 2018-07-04 2023-10-03 日本碍子株式会社 晶圆支撑台
US11818813B2 (en) 2018-09-28 2023-11-14 Kyocera Corporation Wafer-use member, wafer-use system, and method for manufacturing wafer-use member
US11437261B2 (en) 2018-12-11 2022-09-06 Applied Materials, Inc. Cryogenic electrostatic chuck
US11562913B2 (en) * 2019-04-25 2023-01-24 Watlow Electric Manufacturing Company Multi-zone azimuthal heater
US11764041B2 (en) 2019-06-14 2023-09-19 Applied Materials, Inc. Adjustable thermal break in a substrate support
US11373893B2 (en) 2019-09-16 2022-06-28 Applied Materials, Inc. Cryogenic electrostatic chuck
US11646183B2 (en) 2020-03-20 2023-05-09 Applied Materials, Inc. Substrate support assembly with arc resistant coolant conduit
US11087989B1 (en) 2020-06-18 2021-08-10 Applied Materials, Inc. Cryogenic atomic layer etch with noble gases
JP7361005B2 (ja) * 2020-09-18 2023-10-13 株式会社Kokusai Electric 基板処理装置、基板保持具、半導体装置の製造方法、及び、プログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02135753A (ja) * 1988-11-16 1990-05-24 Sumitomo Metal Ind Ltd 試料保持装置
JPH04196528A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp マグネトロンエッチング装置
JPH05226462A (ja) * 1992-02-18 1993-09-03 Fujitsu Ltd 静電チャック
US5646814A (en) * 1994-07-15 1997-07-08 Applied Materials, Inc. Multi-electrode electrostatic chuck
US6033478A (en) * 1996-11-05 2000-03-07 Applied Materials, Inc. Wafer support with improved temperature control
JP3374033B2 (ja) * 1997-02-05 2003-02-04 東京エレクトロン株式会社 真空処理装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160110392A (ko) * 2014-01-22 2016-09-21 가부시키가이샤 아루박 플라즈마 처리 장치 및 웨이퍼 반송용 트레이
KR102247439B1 (ko) 2014-01-22 2021-05-03 가부시키가이샤 아루박 플라즈마 처리 장치 및 웨이퍼 반송용 트레이

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US6558508B1 (en) 2003-05-06
EP1132956A4 (en) 2005-04-27
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EP1132956A1 (en) 2001-09-12
KR20010080296A (ko) 2001-08-22
TW408396B (en) 2000-10-11

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