JP2000200775A - Plasma treatment apparatus - Google Patents
Plasma treatment apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハや液晶
表示基板などの被処理基板にプラズマ処理を施す装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for performing plasma processing on a substrate to be processed such as a semiconductor wafer or a liquid crystal display substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、トレーを用いたプラズマ処理装置
として図２に示すような構成のものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a plasma processing apparatus using a tray as shown in FIG.
【０００３】図２において、反応ガス供給口１と真空ポ
ンプ２を有する真空処理容器３に、被処理基板４を搭載
するトレー５がサセプタ６の上に配設され、サセプタ６
には高周波電源７とサセプタ６を一定温度に冷却するた
めの冷却水循環器８が接続されている。In FIG. 2, a tray 5 for mounting a substrate 4 to be processed is disposed on a susceptor 6 in a vacuum processing vessel 3 having a reaction gas supply port 1 and a vacuum pump 2.
Is connected to a high frequency power supply 7 and a cooling water circulator 8 for cooling the susceptor 6 to a constant temperature.
【０００４】真空処理容器３には、トレー５を押え込む
クランプリング９と、クランプリング９を昇降させるク
ランプ昇降機構１０、被処理基板４をトレー５に載せた
まま搬送させるための昇降機構１１と、昇降ピン１２と
ゲート１３と搬送アーム１４が設けられている。The vacuum processing container 3 includes a clamp ring 9 for holding down the tray 5, a clamp elevating mechanism 10 for elevating and lowering the clamp ring 9, an elevating mechanism 11 for transporting the substrate 4 to be processed while being loaded on the tray 5. , A lifting pin 12, a gate 13, and a transfer arm 14.
【０００５】以上の構成のプラズマ処理装置における動
作を説明する。The operation of the plasma processing apparatus having the above configuration will be described.
【０００６】真空処理容器３に配設されたゲート１３が
開き、クランプリング９はクランプ昇降機構１０により
上昇し、トレー５に載せられた被処理基板４は、搬送ア
ーム１４により真空処理容器３内に搬送され、昇降ピン
１２と昇降機構１１により、サセプタ６に置かれる。[0006] The gate 13 provided in the vacuum processing container 3 is opened, the clamp ring 9 is raised by the clamp elevating mechanism 10, and the substrate 4 placed on the tray 5 is moved by the transfer arm 14 into the vacuum processing container 3. And is placed on the susceptor 6 by the lifting pins 12 and the lifting mechanism 11.
【０００７】そしてクランプリング９はクランプ昇降機
構１０により下降し被処理基板４の載ったトレー５をサ
セプタ６に密着させる。The clamp ring 9 is moved down by the clamp elevating mechanism 10 to bring the tray 5 on which the substrate 4 is placed into close contact with the susceptor 6.
【０００８】その後、ゲート１３が閉まり、真空処理容
器３は真空ポンプ２により真空排気されつつ、反応ガス
供給口１よりプラズマを発生させるための反応ガスが真
空処理容器３内に導入され、適当な圧力で保持される。Thereafter, the gate 13 is closed, the vacuum processing vessel 3 is evacuated by the vacuum pump 2, and a reaction gas for generating plasma is introduced into the vacuum processing vessel 3 from the reaction gas supply port 1. Hold at pressure.
【０００９】この時、冷却水循環器８により一定温度に
保たれたサセプタ６の表面温度はトレー５の裏面に伝わ
り、その後、トレー５内を伝わった温度が被処理基板４
に伝達される。At this time, the surface temperature of the susceptor 6 maintained at a constant temperature by the cooling water circulator 8 is transmitted to the back surface of the tray 5, and then the temperature transmitted in the tray 5 is transmitted to the substrate 4.
Is transmitted to
【００１０】次いで、高周波電源７からサセプタ６に高
周波電力を印加することにより、真空処理容器３内にプ
ラズマを励起させ、被処理基板４のプラズマ処理を行
う。Next, high-frequency power is applied to the susceptor 6 from the high-frequency power source 7 to excite plasma in the vacuum processing container 3 and perform plasma processing on the substrate 4 to be processed.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】最近では、被処理基板
４のエッチング速度アップや形状均一性の向上が求めら
れてきており、エッチング速度向上のためには高電力の
プラズマ処理を行わなければならず、従来の被処理基板
４の冷却方法では、冷却力の不足などによりレジスト焼
けなどのトラブルが発生している。Recently, it has been required to increase the etching rate and improve the uniformity of the shape of the substrate 4 to be processed. In order to increase the etching rate, a high-power plasma process must be performed. However, in the conventional method of cooling the substrate 4 to be processed, troubles such as burning of the resist occur due to insufficient cooling power.
【００１２】これは、冷却循環器８により一定温度に冷
却されたサセプタ６の表面温度はトレー５を伝わり被処
理基板４に達しているため、熱伝達はサセプタ６とトレ
ー５の裏面との接触面積により左右されており、被処理
基板４の冷却速度が遅く、また、冷却能力が不十分であ
ったからと思われる。This is because the surface temperature of the susceptor 6 cooled to a constant temperature by the cooling circulator 8 reaches the substrate 4 to be processed through the tray 5. It depends on the area, and it is considered that the cooling rate of the processing target substrate 4 was slow and the cooling capacity was insufficient.
【００１３】本発明は、上記従来の問題に鑑み、被処理
基板のプラズマ処理時の冷却能力不足を解消し、エッチ
ング速度向上や形状均一性向上を達成できるプラズマ処
理装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a plasma processing apparatus which can solve the problem of insufficient cooling capacity during plasma processing of a substrate to be processed and can achieve an improvement in etching rate and shape uniformity. I do.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、トレーに形成した連通孔から被処理基板の
裏面と熱交換するようにサセプタの内部を通して熱交換
流体を供給したことを特徴とする。According to the present invention, a heat exchange fluid is supplied from a communication hole formed in a tray through the inside of a susceptor so as to exchange heat with a back surface of a substrate to be processed. Features.
【００１５】これにより、従来に比べ被処理基板を効率
良く十分に冷却しながらプラズマ処理することができ、
レジスト焼けの防止やエッチング速度や形状均一性の向
上をさせることができる。As a result, it is possible to perform the plasma processing while cooling the substrate to be processed efficiently and sufficiently as compared with the related art.
Resist burning can be prevented and the etching rate and shape uniformity can be improved.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のプラズ
マ処理装置は、真空処理容器の内部に形成されたプラズ
マに被処理基板を曝して処理するプラズマ処理装置にお
いて、冷却手段を備えたサセプタと、前記サセプタと被
処理基板の間に介装されるトレーとを設け、前記トレー
に形成した連通孔から被処理基板の裏面と熱交換するよ
うに前記サセプタの内部を通して熱交換流体を供給した
ことを特徴とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A plasma processing apparatus according to a first aspect of the present invention is a plasma processing apparatus for exposing a substrate to be processed to plasma formed inside a vacuum processing vessel, and comprising a cooling means. A susceptor and a tray interposed between the susceptor and the substrate to be processed are provided, and a heat exchange fluid is supplied from the communication hole formed in the tray through the inside of the susceptor so as to exchange heat with the back surface of the substrate to be processed. It is characterized by having done.
【００１７】本発明の請求項２に記載のプラズマ処理装
置は、請求項１において、サセプタとトレーの間に環状
のシール材を設け、トレーには前記シール材の内側に被
処理基板よりも小さな連通孔を形成し、前記連通孔を閉
塞するようにトレーに載置された被処理基板を介してト
レーを前記サセプタの側に付勢するクランプリングを設
けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the plasma processing apparatus according to the first aspect, an annular sealing material is provided between the susceptor and the tray, and the tray has a smaller size inside the sealing material than the substrate to be processed. A communication hole is formed, and a clamp ring is provided for urging the tray toward the susceptor through a substrate to be processed placed on the tray so as to close the communication hole.
【００１８】本発明の請求項３に記載のプラズマ処理装
置は、請求項１，請求項２において、熱交換流体として
不活性ガスを使用したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus according to the first or second aspect, wherein an inert gas is used as a heat exchange fluid.
【００１９】以下に、本発明のプラズマ処理装置の実施
の形態を図１に基づいて説明する。An embodiment of the plasma processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIG.
【００２０】この実施の形態のプラズマ処理装置は、サ
セプタへのトレーのクランプの具体的な構成と、サセプ
タの構成と、トレーの構成などが従来例を示す図２の装
置と異なっている。The plasma processing apparatus of this embodiment differs from the conventional apparatus shown in FIG. 2 in the specific configuration of clamping the tray to the susceptor, the configuration of the susceptor, the configuration of the tray, and the like.
【００２１】サセプタ６には、トレー５との間をシール
できるように環状のガスシール１５が埋め込まれてい
る。An annular gas seal 15 is embedded in the susceptor 6 so as to seal between the susceptor 6 and the tray 5.
【００２２】トレー５の中央には、被処理基板４よりも
小さな連通孔１６が穿設されている。被処理基板４はト
レー５の中央に、トレー５の連通孔１６を覆うように載
置される。A communication hole 16 smaller than the substrate 4 to be processed is formed in the center of the tray 5. The substrate to be processed 4 is placed at the center of the tray 5 so as to cover the communication hole 16 of the tray 5.
【００２３】このトレー５の中央に載置された被処理基
板４は、被処理基板４の外周部がクランプリング９によ
ってサセプタ６の方向に押圧されている。したがって、
トレー５は、被処理基板４を介してサセプタ６に押圧さ
れて、ガスシール１５を潰して必要なガスシール性を得
ている。The substrate 4 placed at the center of the tray 5 has the outer periphery of the substrate 4 pressed toward the susceptor 6 by the clamp ring 9. Therefore,
The tray 5 is pressed by the susceptor 6 via the substrate 4 to be processed, and crushes the gas seal 15 to obtain a necessary gas sealing property.
【００２４】このガスシール１５によってシールされサ
セプタ６とトレー５および連通孔１６を介して被処理基
板４とで形成された空間１７には、不活性ガス供給口１
８から真空処理容器３の底部を通過して真空処理容器３
の底部中央を経由して、サセプタ３内の不活性ガス供給
経路１９より、熱交換流体としての不活性ガスが供給さ
れ、不活性ガス排気口２０から真空処理容器３の外部に
排出されている。An inert gas supply port 1 is provided in a space 17 sealed by the gas seal 15 and formed by the susceptor 6 and the substrate 4 through the tray 5 and the communication hole 16.
8 through the bottom of the vacuum processing vessel 3
An inert gas as a heat exchange fluid is supplied from an inert gas supply path 19 in the susceptor 3 via the center of the bottom of the susceptor 3, and is discharged from the inert gas exhaust port 20 to the outside of the vacuum processing vessel 3. .
【００２５】以上の構成の真空処理装置における動作を
説明する。The operation of the vacuum processing apparatus having the above configuration will be described.
【００２６】真空処理容器３に配設されたゲート１３が
開き、クランプリング１９はクランプ昇降機構１０によ
り上昇し、トレー５に載せられた被処理基板４は、搬送
アーム１４により真空処理容器３内に搬送され、昇降ピ
ン１２と昇降機構１１により、被処理基板４はトレー５
に載ったままサセプタ６に保持される。そしてクランプ
リング９はクランプ昇降機構１０により下降し被処理基
板４を押さえ込み、被処理基板４はトレー５を押さえ込
み、サセプタ６上のガスシール１５が潰されてトレー５
とサセプタ６とはシールされる。The gate 13 provided in the vacuum processing container 3 is opened, the clamp ring 19 is raised by the clamp elevating mechanism 10, and the substrate 4 placed on the tray 5 is moved by the transfer arm 14 into the vacuum processing container 3. The substrate to be processed 4 is transported to the tray 5 by the lifting pins 12 and the lifting mechanism 11.
And is held by the susceptor 6. The clamp ring 9 is lowered by the clamp elevating mechanism 10 to hold down the substrate 4 to be processed, the substrate 4 holds down the tray 5, and the gas seal 15 on the susceptor 6 is crushed so that the tray 5
And the susceptor 6 are sealed.
【００２７】その後、ゲート１３が閉まり、真空処理容
器３は真空ポンプ２により真空排気されつつ、反応ガス
供給口１よりプラズマを発生させるための反応ガスが真
空処理容器３内に導入され、適当な圧力で保持される。Thereafter, the gate 13 is closed, the vacuum processing vessel 3 is evacuated by the vacuum pump 2, and a reaction gas for generating plasma is introduced from the reaction gas supply port 1 into the vacuum processing vessel 3. Hold at pressure.
【００２８】この時、サセプタ６内の不活性ガス供給経
路１９より供給された不活性ガスは、トレー５の連通孔
１６を通して被処理基板４の裏面に直接に接触するよう
に供給されており、冷却水循環器８により一定温度に保
たれたサセプタ６の表面温度が被処理基板２に伝達され
る。At this time, the inert gas supplied from the inert gas supply path 19 in the susceptor 6 is supplied through the communication hole 16 of the tray 5 so as to directly contact the back surface of the substrate 4 to be processed. The surface temperature of the susceptor 6 maintained at a constant temperature by the cooling water circulator 8 is transmitted to the substrate 2 to be processed.
【００２９】次いで、高周波電源７からサセプタ６に高
周波電力を印加することにより、真空処理容器３内にプ
ラズマを励起させる。Next, plasma is excited in the vacuum processing vessel 3 by applying high-frequency power from the high-frequency power supply 7 to the susceptor 6.
【００３０】以下に、実際にある条件にて被処理基板２
の温度を測定したところ、下部電極（サセプタ６）の設
定温度が２０℃の時、従来例では５４℃であったもの
が、本発明の上記実施の形態の場合には被処理基板２の
温度を４３℃に維持することができた。この実験結果か
らも、本発明の基板冷却能力の優れていることが分か
る。Hereinafter, the substrate 2 to be processed is actually processed under certain conditions.
When the set temperature of the lower electrode (susceptor 6) was 20 ° C., the temperature was 54 ° C. in the conventional example, but in the above embodiment of the present invention, the temperature of the substrate 2 to be processed was measured. Could be maintained at 43 ° C. These experimental results also show that the substrate cooling ability of the present invention is excellent.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明のプラズマ処理装置
によれば、一定温度に冷却されたサセプタの表面温度を
熱交換流体により被処理基板に伝達できるため、従来に
比べ被処理基板温度を効率良く早く冷却することがで
き、より高パワーでのプラズマ処理ができるのでエッチ
ング速度向上を達成できる。また、被処理基板の温度均
一性の向上も図れるのでエッチング速度均一性や形状均
一性の向上を達成することができる。As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, the surface temperature of the susceptor cooled to a constant temperature can be transmitted to the substrate by the heat exchange fluid. Cooling can be performed efficiently and quickly, and plasma processing with higher power can be performed, so that the etching rate can be improved. Further, since the temperature uniformity of the substrate to be processed can be improved, the uniformity of the etching rate and the uniformity of the shape can be improved.
【図１】本発明のプラズマ処理装置の実施の形態の縦断
面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a plasma processing apparatus of the present invention.
【図２】従来例のプラズマ処理装置の縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional plasma processing apparatus.
１ 反応ガス供給口 ２ 真空ポンプ ３ 真空処理容器 ４ 被処理基板 ５ トレー ６ サセプタ ７ 高周波電源 ８ 冷却水循環器（冷却手段） ９ クランプリング １０ クランプ昇降機構 １１ 昇降機構 １２ 昇降ピン １３ ゲート １４ 搬送アーム １５ ガスシール １６ 連通孔 １８ 不活性ガス供給口 １９ 不活性ガス供給経路 ２０ 不活性ガス排気口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction gas supply port 2 Vacuum pump 3 Vacuum processing container 4 Substrate to be processed 5 Tray 6 Susceptor 7 High frequency power supply 8 Cooling water circulator (cooling means) 9 Clamp ring 10 Clamp lifting mechanism 11 Lifting mechanism 12 Lifting pin 13 Gate 14 Transfer arm 15 Gas seal 16 Communication hole 18 Inert gas supply port 19 Inert gas supply path 20 Inert gas exhaust port
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲本 吉将 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K057 DD01 DG02 DM02 DM06 DM13 DM35 DM37 DM39 DN01 5F004 AA01 AA16 BA04 BB13 BB21 BB25 CA04 5F045 AA08 BB01 DP02 EE14 EH13 EJ03 EJ10 EM01 EM07 EN04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshimasa Inamoto 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture F-term in Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 4K057 DD01 DG02 DM02 DM06 DM13 DM35 DM37 DM39 DN01 5F004 AA01 AA16 BA04 BB13 BB21 BB25 CA04 5F045 AA08 BB01 DP02 EE14 EH13 EJ03 EJ10 EM01 EM07 EN04
Claims (3)
に被処理基板を曝して処理するプラズマ処理装置におい
て、 冷却手段を備えたサセプタと、前記サセプタと被処理基
板の間に介装されるトレーとを設け、前記トレーに形成
した連通孔から被処理基板の裏面と熱交換するように前
記サセプタの内部を通して熱交換流体を供給したプラズ
マ処理装置。1. A plasma processing apparatus for processing a substrate by exposing the substrate to plasma formed inside a vacuum processing container, wherein the susceptor is provided with cooling means, and is interposed between the susceptor and the substrate to be processed. A plasma processing apparatus, comprising: a tray; and a heat exchange fluid supplied through the inside of the susceptor through a communication hole formed in the tray to exchange heat with a back surface of the substrate to be processed.
設け、トレーには前記シール材の内側に被処理基板より
も小さな連通孔を形成し、前記連通孔を閉塞するように
トレーに載置された被処理基板を介してトレーを前記サ
セプタの側に付勢するクランプリングを設けた請求項１
記載のプラズマ処理装置。2. An annular seal member is provided between a susceptor and a tray, and a communication hole smaller than a substrate to be processed is formed in the tray inside the seal member, and the tray is mounted on the tray so as to close the communication hole. 2. A clamp ring for urging the tray toward the susceptor through the substrate to be processed.
The plasma processing apparatus as described in the above.
求項１または請求項２の何れかに記載のプラズマ処理装
置。3. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein an inert gas is used as the heat exchange fluid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001519A JP2000200775A (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | Plasma treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11001519A JP2000200775A (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | Plasma treatment apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000200775A true JP2000200775A (en) | 2000-07-18 |
Family
ID=11503759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11001519A Pending JP2000200775A (en) | 1999-01-07 | 1999-01-07 | Plasma treatment apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000200775A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021129054A (en) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | キオクシア株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
-
1999
- 1999-01-07 JP JP11001519A patent/JP2000200775A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021129054A (en) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | キオクシア株式会社 | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP7344153B2 (en) | 2020-02-14 | 2023-09-13 | キオクシア株式会社 | Plasma processing equipment and plasma processing method |
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