KR20120100788A - 기판 지지대, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents

기판 지지대, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법 Download PDF

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KR20120100788A
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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

냉각액의 유통이 칸막이에 의해 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있어, 기판 지지대의 냉각 효율을 향상시킨다. 기판 지지대는, 기판을 지지하는 지지판과, 지지판에 의해 상단이 폐색되고 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 주위벽의 하단 및 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 냉각액 공급부의 공급 구멍과 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 유로의 바닥부와 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있다.

Description

기판 지지대, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법{SUBSTRATE SUPPORTING TABLE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND MANUFACTURE METHOD FOR SEMICONDUCTOR DEVICE}
본 발명은, 기판을 지지하여 가열하는 기판 지지대, 기판 지지대를 구비한 기판 처리 장치, 및 기판 처리 장치에 의해 실시되는 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
DRAM 등의 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서, 가열된 기판 상에 플라즈마 상태로 한 처리 가스를 공급하여 기판 표면을 에칭하는 기판 처리 공정이 행해지는 경우가 있다. 이러한 기판 처리 공정에서는, 승온(昇溫) 가능하게 구성된 기판 지지대 상에 기판을 재치(載置)하여 소정 온도까지 가열하는 공정과, 소정 온도로 가열된 기판 상에 플라즈마 상태로 한 처리 가스를 공급하는 공정이 실시된다.
플라즈마 처리를 행할 때는, 기판 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 기판을 플라즈마에 노출하면, 기판은, 기판 지지대로부터의 열전도뿐만 아니라 플라즈마로부터의 복사열에 의해서도 가열되게 된다. 그 때문에, 상술한 기판 처리 공정에서는, 기판 상으로의 플라즈마의 공급 개시 후에는 기판 지지대에 의한 가열을 정지하도록 하고 있었다.
단, 플라즈마 처리 중의 기판 온도를 예를 들면 90℃ 이하의 저온으로 유지하고자 하는 경우, 기판 지지대에 의한 가열을 정지한 것만으로는, 기판의 온도 상승을 억제하는 것은 곤란한 경우가 있었다. 따라서, 종래의 기판 처리 장치에서는, 기판 지지대 내에 냉각용의 열매체의 유로를 형성하고, 기판 상으로의 플라즈마의 공급 개시 후에는, 기판 지지대에 의한 가열을 정지함과 함께 유로 내에 열매체를 공급하여, 기판 지지대를 통한 기판의 방열을 촉진하도록 하고 있었다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개 2003-77895호 공보
상술한 기판 처리 장치에서는, 열매체의 유로 상에 소정 형상의 칸막이를 설치함으로써, 유로 내에서의 열매체의 체류 시간(열교환 시간) 등을 제어할 수 있어, 기판 지지대의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 그러나, 열매체로서 액체(냉각액)를 이용한 경우, 칸막이를 설치함으로써 냉각액의 유통이 과도하게 방해받게 되어, 기판 지지대의 냉각 효율이 오히려 저하되는 경우가 있었다.
본 발명은, 열매체로서 액체(냉각액)을 이용한 경우라도, 칸막이에 의해 냉각액의 유통이 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있어, 기판 지지대의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능한 기판 지지대, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 따르면,
기판을 지지하는 지지판과,
상기 지지판에 의해 상단이 폐색(閉塞)되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과,
상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와,
상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와,
상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와,
상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고,
상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 기판 지지대가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면,
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지대와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하는 플라즈마 생성부와,
상기 처리실 내를 배기하는 배기부를 구비한 기판 처리 장치로서,
상기 기판 지지대는, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있고,
상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 생성하는 동안, 상기 가열부에 의한 상기 기판의 가열을 정지시킴과 함께, 상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 행하도록 제어하는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면,
처리실 내에 기판을 반입하는 공정과,
상기 처리실 내에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 기판 지지대에 의해 상기 기판을 지지하는 공정과,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하여 배기함과 함께, 상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정과,
처리 후의 상기 기판을 상기 처리실 내로부터 반출하는 공정을 갖고,
상기 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정에서는,
상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 기판 지지대, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 따르면, 열매체로서 액체(냉각액)를 이용한 경우라도, 칸막이에 의해 냉각액의 유통이 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있어, 기판 지지대의 냉각 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 수직 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 지지대의 수평 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 지지대의 수직 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 지지대의 칸막이와 주위벽의 바람직한 위치 관계의 변형예를 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 지지대에서의 냉각액 공급부의 공급 구멍과 칸막이의 바람직한 위치 관계를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 지지대로부터 냉각액을 배출하는 배출 구멍과 칸막이와의 위치 관계를 설명하는 도면.
이하에, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 기판 처리 장치의 구성
도 1은 기판 처리 장치로서의 플라즈마 처리 유닛(410)의 수직 단면도이다.
기판 처리 장치로서의 플라즈마 처리 유닛(410)은, 예를 들면 건식 처리에 의해 반도체 기판이나 반도체 소자에 에칭 처리 등을 실시하는 고주파 무전극 방전형의 장치로서 구성되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 플라즈마 처리 유닛(410)은, 기판으로서의 웨이퍼(600)를 처리하는 처리실(445)과, 처리실(445) 내에 설치되며 웨이퍼(600)를 지지하는 기판 지지대로서의 서셉터(susceptor) 테이블(411)과, 서셉터 테이블(411)에 의해 지지된 웨이퍼(600)를 가열하는 가열부로서의 히터(463)와, 처리실(445) 내에 에칭 가스 등의 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와, 처리실(445) 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하는 플라즈마 생성부와, 처리실(445) 내를 배기하는 배기부를 구비하고 있다.
플라즈마 처리 유닛(410)은, 예를 들면 고순도의 석영 유리나 세라믹스 등에 의해 형성된 원통 형상의 반응 용기(431)를 구비하고 있다. 반응 용기(431)는, 가대로서의 수평한 베이스 플레이트(448)의 상부에, 축 중심이 연직으로 되도록 세워 설치되어 있다. 반응 용기(431)의 상단 개구는, 원반 형상의 톱 플레이트(454)에 의해 기밀(氣密)하게 밀봉되어 있다. 반응 용기(431) 내에는 플라즈마 생성 영역(430)이 형성되어 있다.
톱 플레이트(454)의 대략 중앙에는, 에칭 가스 등의 처리 가스나 퍼지 가스를 반응 용기(431) 내에 공급하는 가스 도입구(433)가 형성되어 있다. 가스 도입구(433)에는, 가스 공급관(455)의 하류단이 접속되어 있다. 가스 공급관(455)에는, 상류측으로부터 순서대로, 처리 가스나 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급원(도시 생략), 유량 제어로서의 매스 플로우 컨트롤러(mass flow controller)(477), 개폐 밸브(478)가 설치되어 있다. 매스 플로우 컨트롤러(477) 및 개폐 밸브(478)를 제어함으로써, 가스 도입구(433)로부터의 가스 공급이나 유량이 제어되도록 구성되어 있다. 주로 가스 공급관(455), 가스 공급원(도시 생략), 매스 플로우 컨트롤러(477), 개폐 밸브(478), 가스 도입구(433)에 의해, 본 실시 형태에 따른 가스 공급부가 구성되어 있다.
반응 용기(431) 내의 상방에는, 가스 도입구(433)로부터 공급된 가스를 정류시키는 배플판(baffle plate)(460)이 설치되어 있다. 배플판(460)은, 예를 들면 석영 등에 의해 형성되어 있다. 배플판(460)은 대략 원판 형상으로 구성되고, 가스 도입구(433)로부터 공급된 가스를 반응 용기(431)의 내벽을 따라서 흘리도록, 반응 용기(431)의 내벽과의 사이에 소정의 거리를 유지하면서 수평 자세로 보유 지지되어 있다.
반응 용기(431)의 외주에는, 권회된 공진 코일(432)과, 공진 코일(432)의 외주에 배치되며 또한 전기적으로 접지된 외측 실드(452)가 설치되어 있다. 공진 코일(432)에는, 고주파 전력을 공급하는 고주파 전원(444) 및 고주파 전원(444)의 발진 주파수를 제어하는 주파수 정합기(446)가 접속되어 있다. 공진 코일(432) 및 외측 실드(452)에 의해, 나선 공진기가 구성된다. 고주파 전원(444)의 출력측에는, 고주파 전력의 진행파, 반사파 등을 모니터하는 RF 센서(468)가 설치되어 있다. RF 센서(468)에 의해 모니터된 고주파 전력값은, 주파수 정합기(446)에 피드백되어, 주파수 정합기(446)에 의해 고주파 전력의 반사파가 최소로 되도록 주파수가 제어되도록 구성되어 있다.
공진 코일(432)은, 일정 파장 모드에서 공진하도록 권취 직경, 권회 피치, 권수 등이 설정되고, 소정 파장의 정재파를 형성하도록 구성되어 있다. 즉, 공진 코일(432)의 길이는, 고주파 전원(444)으로부터 공급되는 고주파 전력의 소정 주파수에서의 1파장의 정수배(1배, 2배, …) 또는 반파장 혹은 1/4 파장에 상당하는 길이로 설정되어 있다. 1파장의 길이는, 예를 들면 13.56㎒의 경우에는 약 22m, 27.12㎒의 경우에는 약 11m, 54.24㎒의 경우에는 약 5.5m로 된다.
공진 코일(432)은, 절연성 재료에 의해 평판 형상으로 형성되고 또한 베이스 플레이트(448)의 상단면에 연직으로 세워 설치된 복수의 도시하지 않은 지지 부재에 의해 지지되어 있다. 또한, 공진 코일(432)의 양단은, 전기적으로 접지되어 있다. 공진 코일(432)의 적어도 일단은, 가동 탭(462)을 통하여 접지되어 있다. 이에 의해, 플라즈마 처리 유닛(410)의 최초의 설치시 또는 처리 조건의 변경시에, 공진 코일(432)의 길이를 미세 조정할 수 있다. 공진 코일(432)의 타단은, 고정 그라운드(464)를 통하여 설치되어 있다. 또한, 공진 코일(432)의 접지된 양단의 사이에는, 가동 탭(466)에 의해 급전부가 구성되어 있다. 이에 의해, 또한 플라즈마 처리 유닛(410)의 최초의 설치시 또는 처리 조건의 변경시에, 공진 코일(432)의 임피던스를 미세 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 공진 코일(432)은, 전기적으로 접지된 그라운드부를 양단에 구비하고, 각 그라운드부의 사이에 고주파 전원(444)으로부터 전력 공급되는 급전부를 구비하고 있다. 적어도 한쪽의 그라운드부는, 위치 조정 가능한 가변식 그라운드부로 된다. 그리고, 급전부는, 위치 조정 가능한 가변식 급전부로 된다. 공진 코일(432)이 가변식 그라운드부 및 가변식 급전부를 구비하고 있음으로써, 플라즈마 생성부의 공진 주파수 및 부하 임피던스의 조정을 용이하게 행할 수 있다.
외측 실드(452)는, 공진 코일(432)의 외측으로의 전자파의 누설을 차폐함과 함께, 공진 회로를 구성하는 데에 필요한 용량 성분을 공진 코일(432)과의 사이에 형성하도록 구성되어 있다. 외측 실드(452)는, 알루미늄 합금, 구리 또는 구리 합금 등의 도전성 재료에 의해 원통 형상으로 형성되어 있다. 외측 실드(452)는, 공진 코일(432)의 외주로부터 예를 들면 5?150㎜ 정도의 간격을 유지하여 배치되어 있다.
주로, 반응 용기(431), 공진 코일(432), 외측 실드(452), 가동 탭(462, 466), 고정 그라운드(464), 고주파 전원(444), 주파수 정합기(446)에 의해, 본 실시 형태에 따른 플라즈마 생성부가 구성되어 있다. 가스 공급부로부터 처리 가스를 공급하면서, 고주파 전원(444)으로부터 공진 코일(432)에 고주파 전력을 공급함으로써, 플라즈마 생성 영역(430)에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 할 수 있다.
반응 용기(431)의 하단 개구는, 원통 형상의 처리 용기(490)의 상단 개구와 기밀하게 접속되어 있다. 처리 용기(490) 내에는, 기판으로서의 웨이퍼(600)를 처리하는 처리실(445)이 형성되어 있다. 처리실(445)은, 상술한 플라즈마 생성 영역(430)과 연통하고 있다. 처리 용기(490)의 하단 개구는, 공기 형상(碗狀)의 바닥판(469)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다. 처리 용기(490), 반응 용기(431), 바닥판(469)은, 용기 축선이 수직으로 되도록 배치되어 있다.
처리실(445) 내에는, 기판 지지대로서의 서셉터 테이블(411)과, 서셉터 테이블(411)을 하방으로부터 지지하는 복수(예를 들면 4개)의 지주(461)와, 서셉터 테이블(411)의 하부에 설치되는 가열부로서의 히터(463)를 구비한 기판 지지부로서의 서셉터(459)가 설치되어 있다. 히터(463)는, 도시하지 않은 히터 전원부에 접속되어 있다. 히터 전원부에 의해 히터(463)를 통전 가열함으로써, 서셉터 테이블(411) 상에 지지된 웨이퍼(600)를 가열하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 반응 용기(431) 내에 공급된 가스나 플라즈마 생성 영역(430)에서 생성된 플라즈마는, 처리실(445) 내에 유입되어, 서셉터 테이블(411)에 의해 지지되어 가열된 웨이퍼(600) 상에 공급되도록 구성되어 있다. 또한, 서셉터 테이블(411) 내에는 열매체의 유로가 형성되어 있어, 서셉터 테이블(411) 및 웨이퍼(600)의 방열을 재촉하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 서셉터 테이블(411)의 구성에 대해서는 후술한다.
서셉터 테이블(411)의 하방에는, 가이드 샤프트(guide shaft)(467)를 가이드로 하여 승강 가능하게 구성된 승강 기판(471)이 설치되어 있다. 승강 기판(471) 상에는, 적어도 3개의 리프터 핀(lifter pin)(413)이 연직 방향으로 세워 설치되어 있다. 리프터 핀(413)은, 서셉터 테이블(411)의 외주부를 연직 방향으로 관통 가능하게 구성되어 있다. 리프터 핀(413)의 상단에는, 웨이퍼 지지부(414)가 설치되어 있다. 웨이퍼 지지부(414)는, 서셉터 테이블(411)의 중심 방향으로 연장되어 있어, 웨이퍼(600)의 외주를 지지 가능하게 구성되어 있다. 승강 기판(471)은, 승강 샤프트(473)의 상단에 연결되어 있다. 승강 샤프트(473)는, 바닥판(469)을 관통하여, 도시하지 않은 승강 구동부에 연결되어 있다. 승강 구동부가 승강 샤프트(473)를 승강시킴으로써, 승강 기판(471) 및 리프터 핀(413)을 통하여 웨이퍼 지지부(414)를 승강시키는 가능하게 되어 있다. 그리고, 웨이퍼 지지부(414) 상에 지지되어 있는 웨이퍼(600)를 서셉터 테이블(411) 상에 이동 탑재하거나, 서셉터 테이블(411) 상에 지지되어 있는 웨이퍼(600)를 웨이퍼 지지부(414) 상에 이동 탑재하거나 하는 것이 가능하게 되어 있다.
서셉터 테이블(411)의 하방에는, 서셉터 테이블(411) 하방의 공간과 처리실(445)을 구획하도록, 원통 형상의 배플 링(458)이 설치되어 있다. 배플 링(458)에 의해 구획된 서셉터 테이블(411) 하방의 공간은, 배플 링(458)에 설치된 다수의 통기 구멍(도시 생략)을 통하여 처리실(445)과 연통하고 있다. 배플 링(458)에 의해 구획된 서셉터 테이블(411) 하방의 공간은, 배기판(465)에 의해 상하로 구획되어 있다. 배기판(465)은, 가이드 샤프트(467)를 통하여 바닥판(469) 상에 수평자세로 지지되어 있다. 배기판(465)의 상방에 형성되는 제1 배기실(474)[서셉터 테이블(411), 배플 링(458), 배기판(465)에 의해 구획되는 공간]과, 배기판(465)의 하방에 형성되는 제2 배기실(476)[배기판(465), 바닥판(469)에 의해 구획되는 공간]은, 배기판(465)에 형성된 배기 연통 구멍(475)을 통하여 연통하고 있다.
제2 배기실(476)의 바닥부를 구성하는 바닥판(469)의 대략 중앙부에는, 배기관(480)의 상류단이 접속되어 있다. 배기관(480)에는, 상류측으로부터 순서대로, 압력 센서(도시 생략), 압력 조정기인 APC(Auto Pressure Controller) 밸브(481), 배기 장치(479)가 설치되어 있다. 배기 장치(479)를 작동시키면서, 압력 센서(도면 중 생략)에 의해 검출된 압력 정보에 기초하여 APC 밸브(481)의 밸브의 개방도를 조절함으로써, 처리실(445) 내의 압력이 소정의 압력(진공도)으로 되도록 진공 배기 가능하게 구성되어 있다. 주로 배기관(480), APC 밸브(481), 압력 센서, 배기 장치(479)에 의해, 본 실시 형태에 따른 배기부가 구성된다.
제어부로서의 컨트롤러(470)는, 상술한 매스 플로우 컨트롤러(477), 개폐 밸브(478), 고주파 전원(444), 주파수 정합기(446), RF 센서(468), 히터(463), 히터 전원부, 승강 구동부, 압력 센서, APC 밸브(481), 배기 장치(479) 등에 접속되어, 이들 동작을 각각 제어하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(470)에는, 표시부로서의 디스플레이(472)가 접속되어 있다. 디스플레이(472)는, 예를 들면 RF 센서(468)에 의한 반사파의 모니터 결과 등, 플라즈마 처리 유닛(410)이 구비하는 각종 센서에 의해 검출된 데이터를 표시 가능하게 구성되어 있다.
(2) 서셉터 테이블의 구성
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 서셉터 테이블(411) 내에는, 열매체의 유로가 형성되어 있다. 그리고, 유로 내에 열매체를 공급함으로써, 서셉터 테이블(411) 및 웨이퍼(600)의 방열을 촉진하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 이하에, 본 실시 형태에 따른 서셉터 테이블(411)의 상세 구성을, 주로 도 2?도 6을 이용하여 설명한다.
도 2는 서셉터 테이블(411)의 수평 단면도이다. 도 3은 도 2의 X-X' 단면도이다.
도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 서셉터 테이블(411)은, 웨이퍼(600)를 지지하는 원반 형상의 지지판(411a)과, 지지판(411a)에 의해 상단 개구가 폐색되고, 지지판(411a)의 하방에 냉각액의 유로(420)를 둘러싸는 원통 형상의 주위벽(411b)을 구비한다. 원반 형상의 지지대(411a)는 원통 형상의 주위벽(411b)의 상단 부분을 폐색하고, 유로(420) 상에 연재(延在)하고 있다. 또한, 서셉터 테이블(411)은, 주위벽(411b)의 하단 부분을 폐색하고, 유로(420)의 바닥부(412) 상에 연재하는 원반 형상의 하부 덮개(411c)를 구비하고 있다. 지지판(411a)의 상면에는, 웨이퍼(600)를 지지하는 지지면이 형성되어 있다. 적어도 지지판(411a)은, 웨이퍼(600)의 금속 오염을 방지하도록, 고순도의 석영 유리나 세라믹스 등에 의해 형성되어 있다. 주위벽(411b)으로 둘러싸여지는 공간 내에는, 지지판(411a)과 하부 덮개(411c)를 연결하는 기둥 형상 부재(424)가 설치되어 있다. 즉, 상술한 유로(420)는, 기둥 형상 부재(424)를 둘러싸도록 고리 형상으로 형성되어 있다.
서셉터 테이블(411)은, 유로(420)의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 유로(420)의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부를 더 구비하고 있다. 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)은, 유로(420)의 상류단에 개설되어 있다. 배출부의 배출 구멍(422a)은, 유로(420)의 하류단에 개설되어 있다. 공급 구멍(421a)과 배출 구멍(422a) 사이(유로(420)와는 반대측)에는, 하부 덮개(411c)와 접함과 함께 기둥 형상 부재(424)와 주위벽(411b) 사이를 접속하는 내벽(425)이 형성되어 있다. 즉, 내벽(425)은, 공급 구멍(421a)과 배출 구멍(422a) 사이[유로(420)와는 반대측]의 냉각액의 유통을 차단하도록 구성되어 있다. 또한, 냉각액 공급부는, 냉각액의 공급관(도시 생략)을 구비하고 있다. 배출부는, 냉각액의 배출관(도시 생략)을 구비하고 있다. 공급관의 상류단 및 배출관의 하류단은, 처리실(445) 내의 기밀을 유지하면서 처리 용기(490)의 외측으로 연장되어 있다. 공급관의 상류단과 배출관의 하류단이 열 교환기나 순환기(도시 생략)를 통하여 서로 접속됨으로써, 냉각액이 일정한 온도로 유지되면서 유로(420) 내를 순환하도록 구성되어 있다.
(칸막이의 배치에 대하여)
도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이, 공급 구멍(421a)과 배출 구멍(422a) 사이의 유로(420) 상에는, 1개 이상, 바람직하게는 복수의 칸막이(423)가 설치되어 있다. 칸막이(423)는, 주위벽(411b)의 외주 방향과 교차하도록 설치되어 있다. 즉, 칸막이(423)는, 유로(420) 내를 흐르는 냉각액(421)의 유통 방향과 교차하도록 설치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 복수의 칸막이(423) 중, 주위벽(411b)의 벽면으로부터 연장되도록 구성되는 주위벽측 칸막이(423a)와, 기둥 형상 부재(424)의 벽면으로부터 연장되도록 구성되는 기둥 형상측 칸막이(423b)를, 대략 원주 등각 피치로 방사 형상으로 교대로 배치하도록 하고 있다. 그리고, 주위벽측 칸막이(423a)와 기둥 형상 부재(424) 사이의 간극, 및 기둥 형상측 칸막이(423b)와 주위벽(411b) 사이의 간극에, 냉각액의 유로(420)의 절환(折返)점을 각각 구성하도록 하고 있다. 이에 의해, 냉각액은, 유로(420)를 사행하면서 지그재그 형상으로, 즉 서셉터 테이블(411)의 전역을 망라하도록 흐르게 된다. 그 결과, 서셉터 테이블(411)의 전역, 즉 웨이퍼(600)의 전체면이 보다 균등하게 냉각되어, 면내의 온도 균일성이 향상된다.
(공급 구멍의 배치에 대하여)
도 5는, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)와 칸막이(423)의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 5에 예시한 바와 같이, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)은, 칸막이(423)와 내벽(425) 사이에 형성되어 있다. 여기서, 공급 구멍(421a)에 인접하는 칸막이(423)의 주위벽(411b)측의 단부와, 주위벽(411b)과의 거리를, 제1 거리 a로 한다. 그 칸막이(423)의 기둥 형상 부재(424)측의 단부와, 기둥 형상 부재(424)와의 거리를, 제2 거리 b로 한다. 그 칸막이(423)의 주위벽(411b)측의 단부와, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)과의 거리를, 제3 거리 c로 한다. 그 칸막이(423)의 기둥 형상 부재(424)측의 단부와, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)과의 거리를, 제4 거리 d로 한다. 이때, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 거리 a가 제2 거리 b보다 짧은 경우[칸막이(423)가 주위벽(411b) 근처에 설치되어 있는 경우]에는, 제3 거리 c가 제4 거리 d보다 짧아지도록 하는 위치[주위벽(411b) 근방에 위치]에 공급 구멍(421a)을 배치한다. 또한, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 제2 거리 b가 제1 거리 a보다 짧은 경우[칸막이(423)가 기둥 형상 부재(424) 근처에 설치되어 있는 경우]에는, 제4 거리 d가 제3 거리 c보다 짧아지도록 하는 위치[기둥 형상 부재(424) 근방의 위치]에 공급 구멍(421a)을 배치한다. 또한, 도시하지 않지만, 제1 거리 a가 제2 거리 b와 동일한 경우에는, 제3 거리 c와 제4 거리 d가 동일하게 되도록 하는 위치에 공급 구멍(421a)을 배치한다. 또한, 칸막이(423)가 주위벽(411)에 접촉하는 경우는, 거리 a를 제로로 한다. 또한, 칸막이(423)가 기둥 형상 부재(424)에 접촉하는 경우는, 거리 b를 제로로 한다.
이와 같은 위치에 공급 구멍(421a)을 배치함으로써, 즉 공급 구멍(421a)을 절환점으로부터 떨어진 위치에 배치함으로써, 절환점으로부터 떨어진 위치에도 확실하게 냉각액을 흘리는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 냉각액의 고임을 방지할 수 있어, 서셉터 테이블(411), 즉 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(배출 구멍의 배치에 대하여)
도 6은, 배출부의 배출 구멍(422a)와 칸막이(432)와의 위치 관계를 설명하는 도면이다.
도 6에 예시한 바와 같이, 배출부의 배출 구멍(422a)도, 칸막이(423)와 내벽(425) 사이에 형성되어 있다. 여기서, 배출 구멍(422a)에 인접하는 칸막이(423)의 주위벽(411b)측의 단부와, 주위벽(411b)과의 거리를, 제1 거리 e로 한다. 그 칸막이(423)의 기둥 형상 부재(424)측의 단부와 기둥 형상 부재(424)와의 거리를, 제2 거리 f로 한다. 그 칸막이(423)의 주위벽(411b)측의 단부와 배출부의 배출 구멍(422a)과의 거리를, 제3 거리 g로 한다. 그 칸막이(423)의 기둥 형상 부재(424)측의 단부와 배출부의 배출 구멍(422a)과의 거리를, 제4 거리 h로 한다. 이때, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 거리 e가 제2 거리 f보다 짧은 경우[칸막이(423)가 주위벽(411b) 근처에 설치되어 있는 경우]에는, 제3 거리 g가 제4 거리 h보다 짧아지도록 하는 위치[주위벽(411b) 근방의 위치]에 배출 구멍(422a)을 배치한다. 또한, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 제2 거리 f가 제1 거리 a보다 짧은 경우[칸막이(423)가 기둥 형상 부재(424) 근처에 설치되어 있는 경우]에는, 제4 거리 h가 제3 거리 g보다 짧아지도록 하는 위치[기둥 형상 부재(424) 근방의 위치]에 배출 구멍(422a)을 배치한다. 또한, 도시하지 않지만, 제1 거리 e가 제2 거리 f와 동일한 경우에는, 제3 거리 g와 제4 거리 h가 동일하게 되도록 하는 위치에 배출 구멍(422a)을 배치한다. 또한, 칸막이(423)가 주위벽(411)에 접촉하는 경우는, 거리 e를 제로로 한다. 또한, 칸막이(423)가 기둥 형상 부재(424)에 접촉하는 경우는, 거리 f를 제로로 한다.
이와 같은 위치에 배출 구멍(422a)을 배치함으로써, 즉 배출 구멍(422a)을 절환점으로부터 떨어진 위치에 배치함으로써, 절환점으로부터 떨어진 위치에도 확실하게 냉각액을 흘리는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 냉각액의 고임을 방지할 수 있어, 서셉터 테이블(411), 즉 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(칸막이 하방의 공극에 대하여)
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 유로(420)에 흘리는 열매체로서, 기체보다도 비열이 크고 열전도율이 큰 액체(냉각액)를 이용하고 있다. 이에 의해, 열매체로서 기체를 이용한 경우와 비교하여, 서셉터 테이블(411)의 냉각 효율을 비약적으로 높이는 것이 가능하게 된다. 또한, 열매체의 유량을 줄일 수 있어, 코스트를 삭감할 수 있다.
일 실시 형태에서는, 열매체로서 액체(냉각액)를 이용하면, 칸막이(423)의 형상에 따라서는 열매체의 유통이 과도하게 제한되게 되는 것이 판명되었다. 냉각액은 기체와 달리 무겁기 때문에, 유로(420)의 바닥부(412)측에 고이게 된다. 바닥부(412)에 고인 냉각액이 칸막이 위를 넘어가는 것은 곤란하기 때문에, 칸막이(423)의 형상에 따라서는, 냉각액이 유로(420) 내를 흐르지 않고 국소적으로 잔류하게 되는(고이게 되는) 것이다. 또한, 칸막이(423)의 형상에 따라서는, 유로(420)의 절환점에서 칸막이(423)의 단부에 큰 압력이 가해지고, 이에 의해 냉각액의 유통이 대폭 제한되게 되거나, 혹은 냉각액의 유속이 크게 변화하게 되거나 하는 경우가 있다. 그 결과, 서셉터 테이블(411)의 냉각 효율을 국소적으로 저하시켜, 웨이퍼 온도의 면내 균일성이 저하되게 되는 것이다.
따라서 본 실시 형태에서는, 도 3에 예시한 바와 같이, 유로(420)의 바닥부(412)와 칸막이(423) 사이에, 소정 높이의 공극(426)을 형성하는 것으로 하고 있다. 공극(426)을 형성함으로써, 냉각액의 유통이 칸막이(423)에 의해 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 냉각액은 유로(420)의 바닥부(412)에 고이지만, 본 실시 형태에 따른 공극(426)은 유로(420)의 바닥부(412) 부근에 형성되어 있기 때문에, 냉각액의 유로는 항상 확보된다. 그 결과, 냉각액을 고임없이, 또한 효율적으로 순환시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 절환점의 간극뿐만 아니라, 공극(426)으로부터도 냉각액이 유통하므로, 냉각액의 유통에 의해 칸막이(423)의 단부에 가해지는 압력을 대폭 저감할 수 있어, 냉각액의 유통을 보다 확실하게 확보할 수 있게 된다. 또한, 냉각액의 유속의 변화를 억제할 수 있어, 냉각 효율의 면내 균일성을 보다 향상시킬 수 있다. 그 결과, 서셉터 테이블(411)의 전역, 즉 웨이퍼(600)의 전체면을 균등하게 또한 효율적으로 냉각시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 유로(420) 내를 흐르는 냉각액의 유량이나 체류 시간(즉 냉각 효율)은, 칸막이(423)의 매수, 형상, 치수, 배치 방향, 공극(426)의 크기 등에 의해 자유자재로 조정 가능하다.
(3) 기판 처리 공정
다음으로, 본 실시 형태에 따른 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정의 일례로서, 가열된 웨이퍼(600) 상에 플라즈마 상태로 한 처리 가스를 공급하여 웨이퍼(600) 표면을 에칭하는 기판 처리 공정을 설명한다. 이러한 기판 처리 공정은, 상술한 플라즈마 처리 유닛(410)에 의해 실시된다. 하기의 설명에서, 플라즈마 처리 유닛(410)의 각 부의 동작은 컨트롤러(470)에 의해 제어된다.
(웨이퍼 반입)
우선, 처리실(445) 내에 웨이퍼(600)를 반입하기 전에, 히터(463)[즉 서셉터 테이블(411)]를 소정의 처리 온도로 미리 가열해 둔다. 또한, 승강 샤프트(473)를 작동시켜, 리프터 핀(413)을 소정의 반입 위치로 미리 들어올려 둔다. 그리고, 도면 중 생략된 반송 기구(핑거)에 의해 처리실(445) 내에 웨이퍼(600)를 반입하여, 리프터 핀(413)[웨이퍼 지지부(414)] 상에 재치한다. 그리고, 승강 샤프트(473)를 작동시켜 리프터 핀(413)을 소정의 처리 위치까지 강하시키고, 웨이퍼(600)를 서셉터 테이블(411) 상에 이동 탑재한다.
(웨이퍼 가열, 압력 조정)
서셉터 테이블(411)로부터의 열전도, 히터(463)로부터의 복사, 및 냉각액에 의한 냉각에 의해, 웨이퍼(600)가 예를 들면 180℃?250℃ 정도의 범위 내의 소정의 처리 온도로 되도록 가열 조정된다. 또한, 배기 장치(479)를 작동시킴과 함께APC 밸브(481)의 개방도를 적정하게 조정하여, 반응 용기(431) 내 및 처리실(445) 내의 압력이 예를 들면 30?530㎩의 범위 내의 소정의 압력으로 되도록 배기한다.
(플라즈마 처리)
웨이퍼(600)가 소정의 처리 온도로 승온되면, 반응 용기(431) 내 및 처리실(445) 내의 배기를 계속한다. 그것과 병행하여, 개폐 밸브(478)를 열어, 가스 공급관(455)으로부터의 처리 가스의 공급을 개시한다. 반응 용기(431) 내에 공급된 처리 가스는, 배플판(460)에 의해 분산되어, 반응 용기(431)의 내벽을 따라서 하방을 향하여 흐른다. 이때, 압력 센서에 의해 검출된 압력에 기초하여 APC 밸브(481)의 밸브의 개방도를 조절하여, 반응 용기(431) 내의 압력이 소정의 처리 압력(진공도)으로 되도록 한다.
반응 용기(431) 내의 압력이 안정되면, 고주파 전원(444)으로부터 공진 코일(432)에 고주파 전력을 인가한다. 그 결과, 플라즈마 생성 영역(430)에 플라즈마 방전이 생겨, 처리 가스가 플라즈마 상태로 된다. 이때, 공진 코일(432) 내부에 여기되는 유도 자계에 의해 처리 가스 중의 자유 전자가 가속되어, 가스 분자와 충돌하여, 가스 분자가 여기된다. 플라즈마 상태의 처리 가스는, 플라즈마 생성 영역(430)으로부터 처리실(445)을 향하여 흘러, 웨이퍼(600) 상에 공급된다. 그 결과, 웨이퍼(600) 표면이나 웨이퍼(600) 상에 형성되어 있는 박막 표면 등이 플라즈마에 의해 에칭된다. 플라즈마 상태의 처리 가스를 이용함으로써, 웨이퍼(600)의 온도를 저온으로 유지한 채로, 에칭 처리를 진행시킬 수 있다.
상기에서는, 처리 가스로서, 예를 들면 에칭 가스인 4불화메탄(CF4) 또는 트리플루오로메탄(CHF3) 가스 등을 사용할 수 있다. 또한, 매스 플로우 컨트롤러(477)에 의해 조정하는 처리 가스의 유량은, 예를 들면 800?2600sccm의 범위 내로 한다. 또한, 처리 압력은, 예를 들면 30?530㎩의 범위 내로 한다. 또한, 공진 코일(432)에 인가하는 고주파 전력은, 예를 들면 600?2000W의 범위 내로 한다. 또한, 고주파 전원(444)의 발신 주파수는, 공진 코일(432)의 공진 주파수에 수속된다. 이때, RF 센서(468)가 공진 코일(432)로부터의 반사파를 모니터하고, 모니터 된 반사파의 레벨을 주파수 정합기(446)에 송신한다. 주파수 정합기(446)는, 반사파 전력의 반사파가 최소로 되도록 고주파 전원(444)의 발신 주파수를 조정한다. 이에 의해, 가스 유량, 가스 혼합비, 압력의 처리 조건이 변동된 경우라도, 고주파 전원(444)의 발신 주파수는 바로 정합한다.
상술한 바와 같이, 플라즈마 처리를 행할 때는, 웨이퍼(600)의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 웨이퍼(600) 상에 플라즈마 상태의 처리 가스를 공급하면, 웨이퍼(600)는, 서셉터 테이블(411)로부터의 열전도나 히터(463)로부터의 복사뿐만 아니라, 플라즈마로부터의 복사열에 의해서도 가열되게 된다. 그 때문에, 히터(463)에 의해 웨이퍼(600)를 가열하는 경우, 플라즈마에 의한 상승 온도를 미리 고려하여, 원하는 온도보다 약간 낮은 온도로 가열해도 된다.
또한, 웨이퍼(600)를 가열할 때, 냉각액을 유로(426)에 공급하지 않고, 히터(463)에 의해 가열해도 된다. 상술한 바와 같이, 플라즈마 처리를 행할 때는, 웨이퍼(600)의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 그러나, 웨이퍼(600) 상에 플라즈마 상태의 처리 가스를 공급하면, 웨이퍼(600)는, 서셉터 테이블(411)로부터의 열전도나 히터(463)로부터의 복사뿐만 아니라, 플라즈마로부터의 복사열에 의해서도 가열되게 된다. 그 때문에, 플라즈마 처리를 행할 때는, 히터(463)에의 전력 공급을 정지하고, 히터(463)에 의한 웨이퍼(600)의 가열을 정지시킨다. 단, 플라즈마 처리 중의 웨이퍼 온도를 예를 들면 90℃ 이하의 저온으로 유지하고자 하는 경우, 히터(463)에 의한 서셉터 테이블(411)의 가열을 정지한 것만으로는, 웨이퍼(600)의 온도 상승을 억제하는 것은 곤란한 경우가 있다.
따라서 본 실시 형태에서는, 플라즈마 처리를 행할 때, 히터(463)에의 전력 공급을 정지함과 함께, 냉각액 공급부에 의한 유로(420)에의 냉각액의 공급, 및 배출부에 의한 유로(420)로부터의 냉각액의 배출을 개시한다. 서셉터 테이블(411) 내에 냉각액을 공급함으로써, 서셉터 테이블(411)을 통한 웨이퍼(600)의 방열이 촉진되어, 웨이퍼(600)의 온도 상승을 보다 확실하게 회피할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 유로(420)에 흘리는 열매체로서, 기체보다도 비열이 크고 열전도율이 큰 액체(냉각액)를 이용하고 있다. 이에 의해, 열매체로서 기체를 이용한 경우와 비교하여, 서셉터 테이블(411)의 냉각 효율을 비약적으로 높이는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 2 및 도 3에 예시한 바와 같이, 공급 구멍(421a)과 배출 구멍(422a) 사이의 유로(420) 상에, 1개 이상, 바람직하게는 복수의 칸막이(423)(423a, 423b)를 설치하고 있다. 그리고, 주위벽측 칸막이(423a)와 기둥 형상 부재(424) 사이의 간극, 및 기둥 형상측 칸막이(423b)와 주위벽(411b) 사이의 간극에, 냉각액의 유로(420)의 절환점을 각각 구성하도록 하고 있다. 이에 의해, 냉각액은, 유로(420)를 사행하면서 지그재그 형상으로, 즉 서셉터 테이블(411)의 전역을 망라하도록 흐른다. 그 결과, 서셉터 테이블(411) 및 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성을 향상시켜, 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a) 및 배출부의 배출 구멍(422a)을, 각각 절환점으로부터 떨어진 위치에 배치하고 있다. 이에 의해, 절환점으로부터 떨어진 위치에도 확실하게 냉각액을 흘리는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 냉각액의 고임을 방지할 수 있어, 서셉터 테이블(411)의 전역, 즉 웨이퍼(600)의 전체면을 보다 균등하게 냉각시킬 수 있어, 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 3에 예시한 바와 같이, 유로(420)의 바닥부(412)와 칸막이(423) 사이에, 소정 높이의 공극(426)을 형성하는 것으로 하고 있다. 공극(426)을 형성함으로써, 냉각액의 유통이 칸막이(423)에 의해 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있다. 즉, 냉각액은 유로(420)의 바닥부(412)에 고이지만, 본 실시 형태에 따른 공극(426)은 유로(420)의 바닥부(412) 부근에 형성되어 있기 때문에, 냉각액의 유로는 항상 확보되게 된다. 그 결과, 냉각액을 고임없이, 또한 효율적으로 순환시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 절환점의 간극뿐만 아니라, 공극(426)으로부터도 냉각액이 유통하게 되므로, 냉각액의 유통에 의해 칸막이(423)의 단부에 가해지는 압력을 대폭 저감할 수 있어, 냉각액의 유통을 보다 확실하게 확보할 수 있게 된다. 또한, 냉각액의 유속의 변화를 억제할 수 있어, 냉각 효율의 면내 균일성을 보다 향상시킬 수 있다. 그 결과, 서셉터 테이블(411)의 전역, 즉 웨이퍼(600)의 전체면을 균등하게 또한 효율적으로 냉각시킬 수 있어, 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
소정 시간 경과 후, 웨이퍼(600)에 대한 에칭 처리가 완료되면, 고주파 전원(444)으로부터의 공진 코일(432)에의 전력 공급을 정지하여 플라즈마의 생성을 정지한다. 그리고, 가스 공급관(455)으로부터의 반응 용기(431) 내에의 처리 가스의 공급을 정지한다.
(퍼지 및 대기압 복귀)
그리고, 반응 용기(431) 내 및 처리실(445) 내의 배기를 계속하면서, 가스 공급관(455)으로부터의 퍼지 가스의 공급을 개시한다. 반응 용기(431) 내 및 처리실(445) 내의 퍼지가 완료되면, APC 밸브(481)의 개방도를 조절하여, 반응 용기(431) 내 및 처리실(445) 내의 압력을 대기압으로 복귀한다. 퍼지 가스로서는 예를 들면 질소(N2) 가스나 희(希)가스 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다.
(웨이퍼 반출)
그리고, 상술한 수순과는 반대의 수순에 의해 처리 완료된 웨이퍼(600)를 처리실(445) 내로부터 반출하고, 본 실시 형태에서의 기판 처리 공정을 종료한다.
(4) 다른 실시 형태
(a) 본 실시 형태에 따르면, 플라즈마 생성부에 의한 플라즈마 생성을 개시시킬 때, 히터(463)에 의한 웨이퍼(600)의 가열을 정지시킴과 함께, 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 배출부에 의한 냉각액의 배출을 개시시킨다. 서셉터 테이블(411) 내에 냉각액을 공급함으로써, 서셉터 테이블(411)을 통한 웨이퍼(600)의 방열을 촉진할 수 있어, 웨이퍼(600)의 온도 상승을 보다 확실하게 회피할 수 있다. 플라즈마 처리 중의 웨이퍼 온도를 예를 들면 90℃ 이하의 저온도대로 유지하고자 하는 경우에는, 히터(463)에 의한 서셉터 테이블(411)의 가열을 정지한 것만으로는, 웨이퍼(600)의 온도 상승을 억제하는 것은 곤란한 경우가 있었다. 이에 대하여, 본 실시 형태에 따르면, 이와 같은 온도대에서도, 웨이퍼(600)의 온도 상승을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 플라즈마 처리 중의 웨이퍼 온도를 저온화시키면, 예를 들면 에칭의 선택비를 높이거나, 형상 제어를 행하거나 하는 것이 용이해진다.
(b) 본 실시 형태에 따르면, 도 2에 예시한 바와 같이, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)과 배출부의 배출 구멍(422a) 사이의 유로(420) 상에, 1개 이상, 바람직하게는 복수의 칸막이(423)를 설치하고 있다. 칸막이(423)는, 주위벽(411b)의 외주 방향과 교차하도록 설치되어 있다. 그리고, 주위벽측 칸막이(423a)와 기둥 형상 부재(424) 사이의 간극, 및 기둥 형상측 칸막이(423b)와 주위벽(411b) 사이의 간극에, 냉각액의 유로(420)의 절환점을 구성하도록 배치되어 있다. 칸막이(423)를 이와 같이 배치함으로써, 냉각액은, 유로(420)를 사행하면서 지그재그 형상으로 흐르게 된다. 즉, 냉각액은, 서셉터 테이블(411)의 전역을 망라하도록 균등하게 흐르게 된다. 그 결과, 서셉터 테이블(411) 및 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성을 향상시켜, 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
(c) 본 실시 형태에 따르면, 도 5에 예시한 바와 같이, 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)을, 절환점으로부터 떨어진 위치에 배치하고 있다. 이와 같은 위치에 냉각액 공급부의 공급 구멍(421a)을 배치함으로써, 절환점으로부터 떨어진 위치에도 확실하게 냉각액을 흘리는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 서셉터 테이블(411), 및 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성, 즉 플라즈마 처리의 면내 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(d) 본 실시 형태에 따르면, 도 6에 예시한 바와 같이, 배출부의 배출 구멍(422a)을, 절환점으로부터 떨어진 위치에 배치하고 있다. 이와 같은 위치에 배출부의 배출 구멍(422a)을 배치함으로써, 절환점으로부터 떨어진 위치에도 확실하게 냉각액을 흘리는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 서셉터 테이블(411), 및 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성, 즉 플라즈마 처리의 면내 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(e) 본 실시 형태에 따르면, 유로(420)에 흘리는 열매체로서, 기체보다도 비열이 크고 열전도율이 큰 액체(냉각액)를 이용하고 있다. 이에 의해, 열매체로서 기체를 이용한 경우와 비교하여, 서셉터 테이블(411)의 냉각 효율을 비약적으로 높이는 것이 가능하게 된다. 또한, 열매체로서 기체를 이용한 경우, 기체는 비열 및 열전도율이 비교적 작기 때문에, 서셉터 테이블(411)을 냉각시키는 것이 곤란한 경우가 있다. 또한, 냉각용의 기체를 예를 들면 수십?수백L/min의 대유량으로 흘릴 필요가 생기기 때문에, 코스트의 증대를 초래하게 되는 경우가 있다.
(f) 본 실시 형태에서는, 도 3에 예시한 바와 같이, 유로(420)의 바닥부(412)와 칸막이(423) 사이에, 소정 높이의 공극(426)을 형성하는 것으로 하고 있다. 공극(426)을 형성함으로써, 냉각액의 유통이 칸막이(423)에 의해 과도하게 방해받게 되는 것을 회피할 수 있게 된다. 즉, 냉각액은 유로(420)의 바닥부(412)에 고이지만, 본 실시 형태에 따른 공극(426)은 유로(420)의 바닥부(412) 부근에 형성되어 있기 때문에, 냉각액의 유로는 항상 확보되게 된다. 그 결과, 냉각액을 고임없이, 또한 효율적으로 순환시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 절환점의 간극뿐만 아니라, 공극(426)으로부터도 냉각액이 유통하게 되므로, 냉각액의 유통에 의해 칸막이(423)의 단부에 가해지는 압력을 대폭 저감할 수 있어, 냉각액의 유통을 보다 확실하게 확보할 수 있게 된다. 또한, 냉각액의 유속의 변화를 억제할 수 있어, 냉각 효율의 면내 균일성을 보다 향상시킬 수 있다. 그 결과, 서셉터 테이블(411)의 전역, 즉 웨이퍼(600)의 전체면을 균등하게 또한 효율적으로 냉각시키는 것이 가능하게 된다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능하다.
예를 들면, 칸막이(423)의 배치는 반드시 상술한 구성에 한정되지 않는다. 도 4는, 칸막이(423)와 주위벽(411b)의 바람직한 위치 관계의 변형예를 설명하는 도면이다. 도 4의 (a)에서는, 기둥 형상측 칸막이(423b)에서의 주위벽(411b)측의 단부와 주위벽(411b)과의 거리 a2가, 주위벽측 칸막이(423a)에서의 주위벽(411b)측의 단부와 주위벽(411b)과의 거리 a1보다도 커지도록 구성되어 있다. 또한, 도 4의 (b)에서는, 기둥 형상측 칸막이(423b)에서의 주위벽(411b)측의 단부와 주위벽(411b)과의 거리 a2가, 주위벽측 칸막이(423a)에서의 주위벽(411b)측의 단부와 주위벽(411b)과의 거리 a1보다도 작아지도록 구성되어 있다. 칸막이(423)를 이와 같이 배치함으로써, 냉각액의 대부분은, 칸막이(423)를 가로지를 때마다 주위벽(411b) 혹은 기둥 형상 부재(424)측 중 어느 하나를 교대로 절환하면서 흐르게 되어, 유로(420)를 사행하면서 지그재그 형상으로 흐르게 된다. 즉, 냉각액은, 서셉터 테이블(411)의 전역을 망라하도록 균등하게 흐르게 된다. 그 결과, 서셉터 테이블(411) 및 웨이퍼(600)의 면내 온도 균일성을 향상시켜, 플라즈마 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한 예를 들면, 냉각액으로서는 물(H2O)에 한하지 않고, 불활성이며 절연성을 구비하고 화학적으로 안정된 다른 액체를 이용할 수 있고, 갈덴(Galden)(등록상표)이나 플루오리너트(Fluorinert)(등록상표) 등의 불소계 액체를 이용하는 것도 가능하다.
또한 예를 들면, 기둥 형상 부재(424)의 위치는 반드시 상술한 구성에 한정되지 않는다. 즉, 기둥 형상 부재(424)는 주위벽(411b)으로 둘러싸여지는 공간 내의 중심 부근에 설치되는 경우에 한하지 않고, 편심하여 설치되어도 된다. 또한, 유로(420)는 반드시 고리 형상인 경우에 한정되지 않고, 나선 형상 등이어도 된다.
또한, 본 발명은, 히터(463)에 의한 웨이퍼의 가열과 냉각액을 이용한 서셉터(459)의 냉각을 병행하여 행하는 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 냉각액을 이용한 서셉터(459)의 냉각만을 행하는 경우에도 바람직하게 적용 가능하다. 즉, 본 발명은, 플라즈마에 의한 웨이퍼(600)의 온도 상승을 억제할 목적으로, 히터(463)에 의한 웨이퍼의 가열을 행하지 않고, 냉각액을 이용한 서셉터(459)의 냉각만을 행하는 경우에도 적절하게 적용 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 서셉터(459)가 고정되고, 리프터 핀(413)이 승강 가능하게 구성되어 있지만, 본 발명은 상기 구성에 한하지 않고, 리프터 핀이 고정되고, 서셉터가 승강 가능하게 구성되어 있어도 된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 서셉터 지지부의 내측에 히터(463)에 전력을 공급하는 히터선 등을 저장할 수 있어, 히터선 등이 플라즈마나 처리 가스에 노출되는 것을 방지할 수 있다. 결과로서 서셉터의 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 상술한 플라즈마 처리 유닛에 적용되는 경우에 한정되지 않고, 냉각 가능하게 구성된 서셉터 테이블(411)(기판 지지대)을 구비하는 성막 처리 유닛, 확산 처리 유닛, 산화 혹은 질화 처리 유닛, 애싱 처리 유닛 등의 다른 매엽식의 기판 처리 장치에도 바람직하게 적용 가능하다.
본 발명의 일 양태에 따르면,
기판을 지지하는 지지판과,
상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과,
상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와,
상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와,
상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와,
상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 형성된 칸막이를 구비하고,
상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 기판 지지대가 제공된다.
바람직하게는, 상기 칸막이는 상기 주위벽의 외주 방향과 교차하도록 설치된다.
또한 바람직하게는, 상기 칸막이는 상기 유로 내를 흐르는 냉각액의 유통 방향과 교차하도록 설치된다.
또한 바람직하게는,
상기 칸막이는 복수 설치되고,
상기 복수의 칸막이 중 하나의 칸막이에서의 상기 주위벽측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
상기 하나의 칸막이에 인접하는 다른 칸막이에서의 상기 주위벽측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이하다.
또한 바람직하게는,
상기 주위벽으로 둘러싸여지는 공간 내에는 기둥 형상 부재가 설치되고,
상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에는, 상기 하부 덮개와 접함과 함께 상기 기둥 형상 부재와 상기 주위벽 사이를 접속하는 내벽이 설치되고,
상기 냉각액 공급부의 공급 구멍은 상기 칸막이와 상기 내벽 사이에 형성되어 있고,
상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와, 상기 주위벽과의 거리를 제1 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와, 상기 기둥 형상 부재와의 거리를 제2 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제3 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제4 거리로 하였을 때,
상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 경우, 상기 제3 거리는 상기 제4 거리보다 짧아지도록 구성되고,
상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 경우, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 짧아지도록 구성되고,
상기 제1 거리가 상기 제2 거리와 동일한 경우, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리가 동일하게 되도록 구성되어 있다.
또한 바람직하게는,
상기 주위벽으로 둘러싸여지는 공간 내에는 기둥 형상 부재가 설치되고,
상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에는, 상기 하부 덮개와 접함과 함께 상기 기둥 형상 부재와 상기 주위벽 사이를 접속하는 내벽이 설치되고,
상기 배출부의 배출 구멍은 상기 칸막이와 상기 내벽 사이에 형성되어 있고,
상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와 상기 주위벽과의 거리를 제1 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와 상기 기둥 형상 부재와의 거리를 제2 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와 상기 배출부의 배출 구멍과의 거리를 제3 거리로 하고,
상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와 상기 배출부의 배출 구멍과의 거리를 제4 거리로 하였을 때,
상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 경우, 상기 제3 거리는 상기 제4 거리보다 짧아지도록 구성되고,
상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 경우, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 짧아지도록 구성되고,
상기 제1 거리가 상기 제2 거리와 동일한 경우, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리가 동일하게 되도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면,
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지대와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하는 플라즈마 생성부와,
상기 처리실 내를 배기하는 배기부를 구비한 기판 처리 장치로서,
상기 기판 지지대는, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있고,
상기 플라즈마 생성부에 의한 플라즈마를 생성하는 동안, 상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 행하도록 제어하는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면,
기판을 처리하는 처리실과,
상기 처리실 내에 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지대와,
상기 기판 지지대에 의해 지지된 상기 기판을 가열하는 가열부와,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하는 플라즈마 생성부와,
상기 처리실 내를 배기하는 배기부를 구비한 기판 처리 장치로서,
상기 기판 지지대는, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있고,
상기 플라즈마 생성부에 의한 플라즈마 생성을 개시시킬 때, 상기 가열부에 의한 상기 기판의 가열을 정지시킴과 함께, 상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 개시시키도록 제어하는 제어부를 구비하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면,
처리실 내에 기판을 반입하는 공정과,
상기 처리실 내에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 기판 지지대에 의해 상기 기판을 지지하는 공정과,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하여 배기함과 함께, 상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정과,
처리 후의 상기 기판을 상기 처리실 내로부터 반출하는 공정을 갖고,
상기 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정에서는, 상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 행하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면,
처리실 내에 기판을 반입하는 공정과,
상기 처리실 내에 설치되며, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 기판 지지대에 의해 상기 기판을 지지하는 공정과,
상기 기판 지지대에 의해 지지된 상기 기판을 가열부에 의해 가열하는 공정과,
상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하여 배기함과 함께, 상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정과,
처리 후의 상기 기판을 상기 처리실 내로부터 반출하는 공정을 갖고,
상기 처리 가스를 플라즈마 상태로 하여 상기 기판을 처리하는 공정에서는,
상기 가열부에 의한 상기 기판의 가열을 정지함과 함께, 상기 냉각액 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 개시시키는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
411 : 서셉터 테이블(기판 지지대)
411a : 지지판
411b : 주위벽
411c : 하부 덮개
412 : 바닥부
421a : 공급 구멍
422a : 배출 구멍
426 : 공극

Claims (15)

  1. 기판을 지지하는 지지판과,
    상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과,
    상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와,
    상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와,
    상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와,
    상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고,
    상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이는 상기 주위벽의 외주 방향과 교차하는 방사 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이는, 상기 칸막이의 연장된 방향(elongated direction)이 상기 유로 내를 흐르는 냉각액의 유통 방향과 교차하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽의 칸막이에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽 측의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주위벽으로 둘러싸여지는 공간 내에는 기둥 형상 부재가 설치되고,
    상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에는, 상기 하부 덮개와 접함과 함께 상기 기둥 형상 부재와 상기 주위벽 사이를 접속하는 내벽이 설치되고,
    상기 냉각액 공급부의 공급 구멍은 상기 칸막이와 상기 내벽 사이에 형성되어 있고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와, 상기 주위벽과의 거리를 제1 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와, 상기 기둥 형상 부재와의 거리를 제2 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽측의 단부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제3 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재측의 단부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제4 거리로 하였을 때,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 경우, 상기 제3 거리는 상기 제4 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 경우, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리와 동일한 경우, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리가 동일하게 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  8. 상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽의 칸막이에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 주위벽에 둘러싸이는 공간 내에는 기둥 형상 부재가 설치되고,
    상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍의 사이에는, 상기 하부 덮개와 접함과 함께 상기 기둥 형상 부재와 상기 주위벽 사이를 접속하는 내벽이 설치되고,
    상기 배출부의 배출 구멍은 상기 칸막이와 상기 내벽 사이에 설치되어 있고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리를 제1 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재 측의 단부와 상기 기둥 형상 부재와의 거리를 제2 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제3 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재 측의 단부와 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제4 거리로 할 때,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 경우, 상기 제3 거리는 상기 제4 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 경우, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리와 같은 경우, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리가 같아지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽의 칸막이에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 지지대.
  11. 기판을 처리하는 처리실과,
    상기 처리실 내에 설치되며 상기 기판을 지지하는 기판 지지대와,
    상기 처리실 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 처리실 내에 공급된 처리 가스를 플라즈마 상태로 하는 플라즈마 생성부와,
    상기 처리실 내를 배기하는 배기부를 구비한 기판 처리 장치로서,
    상기 기판 지지대는, 상기 기판을 지지하는 지지판과, 상기 지지판에 의해 상단이 폐색되고 상기 지지판의 하방에 냉각액의 유로를 둘러싸는 주위벽과, 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 하부 덮개와, 상기 유로의 상류단으로부터 냉각액을 공급하는 냉각액 공급부와, 상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 배출부와, 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에 설치된 칸막이를 구비하고, 상기 유로의 바닥부와 상기 칸막이 사이에 공극이 형성되어 있고,
    상기 플라즈마 생성부에 의해 플라즈마를 생성하는 동안, 상기 냉각 공급부에 의한 냉각액의 공급 및 상기 배출부에 의한 냉각액의 배출을 행하도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽의 칸막이에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 주위벽에 둘러싸인 공간 내에는 기둥 형상 부재가 설치되고,
    상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과 상기 배출부의 배출 구멍 사이에는, 상기 하부 덮개와 접함과 함께 상기 기둥 형상 부재와 상기 주위벽 사이를 접속하는 내벽이 설치되고,
    상기 배출부의 배출 구멍은 상기 칸막이와 상기 내벽 사이에 설치되어 있고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽의 단부와 상기 주위벽과의 거리를 제1 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재 측의 단부와 상기 기둥 형상 부재와의 거리를 제2 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제3 거리로 하고,
    상기 칸막이의 상기 기둥 형상 부재 측의 단부와 상기 냉각액 공급부의 공급 구멍과의 거리를 제4 거리로 할 때,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리보다 짧은 경우, 상기 제3 거리는 상기 제4 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제2 거리가 상기 제1 거리보다 짧은 경우, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리보다 짧아지도록 구성되고,
    상기 제1 거리가 상기 제2 거리와 같은 경우, 상기 제3 거리와 상기 제4 거리가 같아지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 칸막이는 복수개 설치되고,
    상기 복수의 칸막이 중 적어도 한 쪽에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리와,
    상기 적어도 한 쪽의 칸막이에 인접하는 적어도 다른 쪽의 칸막이에 있어서의 상기 주위벽 측의 단부와 상기 주위벽과의 거리가 상이한 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  15. 반도체 장치를 제조하는 방법으로서,
    처리실 내에 기판을 반입하는 공정;
    상기 처리실 내에 설치되며, 지지판을 갖는 기판 지지대 상의 상기 기판을 지지하는 공정;
    상기 지지판의 하방에 유로를 통해 냉각액을 흘리는 공정 - 상기 유로는 주위벽에 의해 둘러싸이고, 상기 주위벽의 상단은 상기 지지판에 의해 폐색됨 - ;
    하부 덮개로 상기 주위벽의 하단 및 상기 유로의 바닥부를 폐색하는 공정;
    상기 유로의 상류단을 통해 냉각액 공급부로부터의 냉각액을 수용하는 공정;
    상기 유로의 하류단으로부터 냉각액을 배출하는 공정 - 상기 상류단 및 하류단은 칸막이에 의해 분리되고, 상기 칸막이와 상기 유로의 상기 바닥부 사이에 공극이 형성됨 - ;
    상기 처리실에 공급되는 처리 가스를 플라즈마 상태로 변환하는 공정;
    상기 플라즈마로 상기 기판을 처리함과 동시에 배기를 수행하는 공정; 및
    상기 처리된 기판을 상기 처리실 내부로부터 반출하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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