JP3374033B2 - 真空処理装置 - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ハ等の被処理基板に対して真空処理を行う真空処理装置
に関する。
ハ等の被処理基板に対して真空処理を行う真空処理装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハに集積回路を形成する工程
として、成膜やエッチングなどを行うために真空中で処
理する工程がある。このような真空処理はウエハＷを真
空チャンバ内の載置台に載置させて行われるが、載置台
に設けられた温調手段によりウエハを所定の温度に均一
に維持させるためには、ウエハを載置台に押し付けるこ
とが必要である。真空中では真空チャックを使用できな
いため、例えば静電気力でウエハを載置台表面に吸着保
持する静電チャックが使用されている。
として、成膜やエッチングなどを行うために真空中で処
理する工程がある。このような真空処理はウエハＷを真
空チャンバ内の載置台に載置させて行われるが、載置台
に設けられた温調手段によりウエハを所定の温度に均一
に維持させるためには、ウエハを載置台に押し付けるこ
とが必要である。真空中では真空チャックを使用できな
いため、例えば静電気力でウエハを載置台表面に吸着保
持する静電チャックが使用されている。
【０００３】図６に真空処理装置としてＥＣＲ（電子サ
イクロトロン共鳴）を利用したプラズマ処理装置を例に
とって、載置台も含めた全体の概略構成を示す。この真
空処理装置は、プラズマ生成室１Ａ内に例えば２．４５
ＧＨｚのマイクロ波を導波管１１を介して供給すると共
に、例えば８７５ガウスの磁界を電磁コイル１２により
印加して、マイクロ波と磁界との相互作用でプラズマ生
成用ガス例えばＡｒガスやＯ2 ガスを高密度プラズマ化
し、このプラズマにより成膜室１Ｂ内に導入された反応
性ガス例えばＳｉＨ4 ガスを活性化させて半導体ウエハ
Ｗ表面に薄膜を形成するものである。
イクロトロン共鳴）を利用したプラズマ処理装置を例に
とって、載置台も含めた全体の概略構成を示す。この真
空処理装置は、プラズマ生成室１Ａ内に例えば２．４５
ＧＨｚのマイクロ波を導波管１１を介して供給すると共
に、例えば８７５ガウスの磁界を電磁コイル１２により
印加して、マイクロ波と磁界との相互作用でプラズマ生
成用ガス例えばＡｒガスやＯ2 ガスを高密度プラズマ化
し、このプラズマにより成膜室１Ｂ内に導入された反応
性ガス例えばＳｉＨ4 ガスを活性化させて半導体ウエハ
Ｗ表面に薄膜を形成するものである。
【０００４】ここで載置台１０について説明すると、載
置台１０は例えばアルミニウムからなる載置台本体１３
の上面に、例えばフッ素ゴム等の樹脂製のＯリング１４
を介して誘電体プレ−ト１５を設けて構成されている。
この誘電体プレ−ト１５は、その内部の表面近傍に例え
ばタングステンからなる金属電極１６が設けられてお
り、表面部が静電チャックとして構成されている。また
前記載置台本体１３内には図示しない冷媒流路が設けら
れると共に、誘電体プレ−ト１５内には例えばタングス
テンの電極からなるヒ−タ１７が設けられている。そし
てこの載置台１０は真空中に置かれるため、載置台本体
１３と誘電体プレ−ト１５との間のＯリング１４により
閉じ込められた領域には、Ｈｅガスを供給して均一な熱
伝導を確保するようにしている。
置台１０は例えばアルミニウムからなる載置台本体１３
の上面に、例えばフッ素ゴム等の樹脂製のＯリング１４
を介して誘電体プレ−ト１５を設けて構成されている。
この誘電体プレ−ト１５は、その内部の表面近傍に例え
ばタングステンからなる金属電極１６が設けられてお
り、表面部が静電チャックとして構成されている。また
前記載置台本体１３内には図示しない冷媒流路が設けら
れると共に、誘電体プレ−ト１５内には例えばタングス
テンの電極からなるヒ−タ１７が設けられている。そし
てこの載置台１０は真空中に置かれるため、載置台本体
１３と誘電体プレ−ト１５との間のＯリング１４により
閉じ込められた領域には、Ｈｅガスを供給して均一な熱
伝導を確保するようにしている。
【０００５】このような載置台１０は、既述のようにウ
エハＷを静電気力で載置面上に吸着保持するものである
が、ウエハＷを所定温度に加熱するという役割をも果た
しており、冷媒により基準温度を得て、この冷媒とヒ−
タ１７との組み合わせによりウエハを常に一定温度にコ
ントロ−ルしている。
エハＷを静電気力で載置面上に吸着保持するものである
が、ウエハＷを所定温度に加熱するという役割をも果た
しており、冷媒により基準温度を得て、この冷媒とヒ−
タ１７との組み合わせによりウエハを常に一定温度にコ
ントロ−ルしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年デバイス
の動作についてより一層の高速化を図るために、層間絶
縁膜をＳｉＯ2 膜よりも比誘電率が低いＳｉＯＦ膜によ
り形成することが進められている。このＳｉＯＦ膜も上
述のＥＣＲプラズマ装置において成膜できるが、処理は
ＳｉＯ2 膜よりも高温で行なわれ、プロセス中の誘電体
プレ−ト１５の表面は３２０〜３３０℃程度の温度にな
る。
の動作についてより一層の高速化を図るために、層間絶
縁膜をＳｉＯ2 膜よりも比誘電率が低いＳｉＯＦ膜によ
り形成することが進められている。このＳｉＯＦ膜も上
述のＥＣＲプラズマ装置において成膜できるが、処理は
ＳｉＯ2 膜よりも高温で行なわれ、プロセス中の誘電体
プレ−ト１５の表面は３２０〜３３０℃程度の温度にな
る。
【０００７】ところで誘電体プレ−ト１５は焼結体であ
るため厚さの大きいものを製造することは困難であり、
厚くてもせいぜい十数ｍｍ程度が限度である。この場合
誘電体プレ−ト１５の表面が３２０℃程度になるまでヒ
−タ１７で加熱すると、Ｏリング１４が設けられている
誘電体プレ−ト１５の裏面側の温度は３００℃程度にな
るが、このＯリング１４は樹脂製であって耐熱温度がせ
いぜい２００℃であるため、上述のプロセスではＯリン
グ１４が変質してしまい、気密性を保持できなくなって
しまう。
るため厚さの大きいものを製造することは困難であり、
厚くてもせいぜい十数ｍｍ程度が限度である。この場合
誘電体プレ−ト１５の表面が３２０℃程度になるまでヒ
−タ１７で加熱すると、Ｏリング１４が設けられている
誘電体プレ−ト１５の裏面側の温度は３００℃程度にな
るが、このＯリング１４は樹脂製であって耐熱温度がせ
いぜい２００℃であるため、上述のプロセスではＯリン
グ１４が変質してしまい、気密性を保持できなくなって
しまう。
【０００８】また誘電体は温度が高くなるに連れて絶縁
抵抗が小さくなっていくので、処理温度が高くなると誘
電体プレ−ト１５の絶縁抵抗が小さくなり、静電吸着に
より絶縁膜に残留した電荷が、例えばプロセス時にウエ
ハＷを通ってグランドに逃げて行くため、ウエハＷ上に
形成された層間絶縁膜が絶縁破壊されるというおそれも
ある。
抵抗が小さくなっていくので、処理温度が高くなると誘
電体プレ−ト１５の絶縁抵抗が小さくなり、静電吸着に
より絶縁膜に残留した電荷が、例えばプロセス時にウエ
ハＷを通ってグランドに逃げて行くため、ウエハＷ上に
形成された層間絶縁膜が絶縁破壊されるというおそれも
ある。
【０００９】本発明は、このような事情の下になされた
ものであり、その目的は、高温のプロセスにおいても載
置台に設けられたＯリングの変質を抑え、また被処理基
板上に形成された絶縁膜の絶縁破壊を防止することがで
きる真空処理装置を提供することにある。
ものであり、その目的は、高温のプロセスにおいても載
置台に設けられたＯリングの変質を抑え、また被処理基
板上に形成された絶縁膜の絶縁破壊を防止することがで
きる真空処理装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、真空
容器と、前記真空容器内に設置された被処理基板を保持
するための載置台と、を備えた真空処理装置において、
前記載置台は、載置台本体と、前記載置台本体の表面に
樹脂製シ−ル材を介して接合された中間誘電体プレ−ト
と、前記中間誘電体プレートの表面に着脱可能に接合さ
れた誘電体プレートと、を備え、前記誘電体プレート
は、加熱手段と、被処理基板吸着用の静電チャックを構
成するための電極と、を備えることを特徴とする。この
際前記中間誘電体プレートの前記誘電体プレートに面す
る面は凹凸部を有するようにしてもよいし、前記誘電体
プレートの前記中間誘電体プレートに面する面は凹凸部
を有するようにしてもよい。
容器と、前記真空容器内に設置された被処理基板を保持
するための載置台と、を備えた真空処理装置において、
前記載置台は、載置台本体と、前記載置台本体の表面に
樹脂製シ−ル材を介して接合された中間誘電体プレ−ト
と、前記中間誘電体プレートの表面に着脱可能に接合さ
れた誘電体プレートと、を備え、前記誘電体プレート
は、加熱手段と、被処理基板吸着用の静電チャックを構
成するための電極と、を備えることを特徴とする。この
際前記中間誘電体プレートの前記誘電体プレートに面す
る面は凹凸部を有するようにしてもよいし、前記誘電体
プレートの前記中間誘電体プレートに面する面は凹凸部
を有するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施の形態につ
いて説明するが、本実施の形態は真空処理装置におい
て、静電チャック用電極と加熱手段とを埋め込んだ誘電
体プレ−トとリング状の樹脂製シ−ル材との間に中間誘
電体プレ−トを設け、この中間誘電体プレ−トにより大
きな絶縁抵抗を得ると共に、加熱手段とシ−ル材との間
を熱的に分離し、シ−ル材が熱により変質しないように
するものである。
いて説明するが、本実施の形態は真空処理装置におい
て、静電チャック用電極と加熱手段とを埋め込んだ誘電
体プレ−トとリング状の樹脂製シ−ル材との間に中間誘
電体プレ−トを設け、この中間誘電体プレ−トにより大
きな絶縁抵抗を得ると共に、加熱手段とシ−ル材との間
を熱的に分離し、シ−ル材が熱により変質しないように
するものである。
【００１２】図１は本発明を真空処理装置例えばＥＣＲ
プラズマ装置に適用した実施の形態を示す概略断面図で
あり、図２は被処理基板例えば半導体ウエハ（以下ウエ
ハという）の載置台を示す断面図である。先ずＥＣＲプ
ラズマ装置の全体構成について簡単に説明すると、この
装置は真空容器２の上部側のプラズマ室２１内に、高周
波電源部２０よりの例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波
Ｍを導波管２２から透過窓２３を介して導くと共に、プ
ラズマガス用ノズル２４からプラズマ室２１内にＡｒガ
スやＯ2 ガス等のプラズマガスを供給し、更にプラズマ
室２１の外側に設けた電磁コイル２５により磁界Ｂを印
加して電子サイクロトロン共鳴を発生させるように構成
されている。また真空チャンバ２の下部側の反応室２６
においては、反応性ガスノズル２７が突入されて反応性
ガス供給部２８を介して反応性ガスが供給されるように
構成されている。また反応室２６の底部には排気管２９
が接続されている。
プラズマ装置に適用した実施の形態を示す概略断面図で
あり、図２は被処理基板例えば半導体ウエハ（以下ウエ
ハという）の載置台を示す断面図である。先ずＥＣＲプ
ラズマ装置の全体構成について簡単に説明すると、この
装置は真空容器２の上部側のプラズマ室２１内に、高周
波電源部２０よりの例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波
Ｍを導波管２２から透過窓２３を介して導くと共に、プ
ラズマガス用ノズル２４からプラズマ室２１内にＡｒガ
スやＯ2 ガス等のプラズマガスを供給し、更にプラズマ
室２１の外側に設けた電磁コイル２５により磁界Ｂを印
加して電子サイクロトロン共鳴を発生させるように構成
されている。また真空チャンバ２の下部側の反応室２６
においては、反応性ガスノズル２７が突入されて反応性
ガス供給部２８を介して反応性ガスが供給されるように
構成されている。また反応室２６の底部には排気管２９
が接続されている。
【００１３】そして反応室２６の内部には、被処理基板
である半導体ウエハ（以下ウエハという）を保持するた
めの載置台３が昇降自在に設けられている。この載置台
３は、例えば載置台本体３１の上にリング状のシ−ル材
をなすＯリング３２を介して中間誘電体プレ−トである
第１の誘電体プレ−ト４と第２の誘電体プレ−ト５とを
この順番に設けて構成され、円柱状の支持部材３３の上
部に設けられている。前記支持部材３３は真空容器２の
底壁Ｔを貫通するように設けられており、真空容器２に
対して気密性を保持しつつ昇降できるように構成されて
いる。なお前記誘電体とは一般にいう絶縁体の他に半導
体をも含むものである。
である半導体ウエハ（以下ウエハという）を保持するた
めの載置台３が昇降自在に設けられている。この載置台
３は、例えば載置台本体３１の上にリング状のシ−ル材
をなすＯリング３２を介して中間誘電体プレ−トである
第１の誘電体プレ−ト４と第２の誘電体プレ−ト５とを
この順番に設けて構成され、円柱状の支持部材３３の上
部に設けられている。前記支持部材３３は真空容器２の
底壁Ｔを貫通するように設けられており、真空容器２に
対して気密性を保持しつつ昇降できるように構成されて
いる。なお前記誘電体とは一般にいう絶縁体の他に半導
体をも含むものである。
【００１４】続いて載置台３の詳細について図２により
説明する。前記載置台本体３１は例えばアルミニウムに
より構成され、内部に冷媒を通流させるための冷媒流路
３４が設けられている。この冷媒は例えば１５０℃に正
確に温度調整されて、載置台本体３１の表面を均一な基
準温度面とする役割を果たしている。また前記Ｏリング
３２は例えばフッ素ゴム等の樹脂により構成されてお
り、このＯリング３２により載置台本体３１の表面と第
１の誘電体プレ−ト４の裏面との間にＯリング３２で囲
まれた気密な領域が形成される。
説明する。前記載置台本体３１は例えばアルミニウムに
より構成され、内部に冷媒を通流させるための冷媒流路
３４が設けられている。この冷媒は例えば１５０℃に正
確に温度調整されて、載置台本体３１の表面を均一な基
準温度面とする役割を果たしている。また前記Ｏリング
３２は例えばフッ素ゴム等の樹脂により構成されてお
り、このＯリング３２により載置台本体３１の表面と第
１の誘電体プレ−ト４の裏面との間にＯリング３２で囲
まれた気密な領域が形成される。
【００１５】ここで載置台本体３１の表面と第１の誘電
体プレ−ト４の裏面は完全な平坦面ではないので両者の
間にはわずかな隙間が形成されており、この隙間には真
空雰囲気に対して陽圧例えば３００Ｔｏｒｒの圧力をか
けた状態で熱伝導ガス例えばＨｅ（ヘリウム）ガスが封
入された状態になっている。このＨｅガスは第１の誘電
体プレ−ト４に熱を均一に伝導し、当該誘電体プレ−ト
４の表面を均一な温度として、この面をいわば均一な基
準温度面とする役割を果たしている。
体プレ−ト４の裏面は完全な平坦面ではないので両者の
間にはわずかな隙間が形成されており、この隙間には真
空雰囲気に対して陽圧例えば３００Ｔｏｒｒの圧力をか
けた状態で熱伝導ガス例えばＨｅ（ヘリウム）ガスが封
入された状態になっている。このＨｅガスは第１の誘電
体プレ−ト４に熱を均一に伝導し、当該誘電体プレ−ト
４の表面を均一な温度として、この面をいわば均一な基
準温度面とする役割を果たしている。
【００１６】前記第１の誘電体プレ−ト４は、例えばＡ
ｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ2Ｏ3 （アルミナ）、
石英等の誘電体よりなる例えば厚さ４ｍｍ、直径２０５
ｍｍ（８インチのウエハを処理する場合）の円形状の構
造体であり、第２の誘電体プレ−ト５との接合部分であ
るプレ−ト表面には、例えば図２（ｂ）に示すように所
定形状の凹凸加工が施されている。この凹凸部は後述す
るように熱伝導に影響を与えるものであり、要求に応じ
て任意に設定され、例えばこの例では図３（ａ）に示す
ように、第１の誘電体プレ−ト４の表面に四角形状の凹
部４１を例えば縦横に多数配列して形成され、凸部４２
の上面は第２の誘電体プレ−ト５の裏面と面接触するよ
うになっている。前記凹部４１は例えば図３（ｂ）に示
すように、例えば０．５ｍｍ四方であって深さ０．５ｍ
ｍの大きさであり、上下左右に隣接する凹部４１との間
に例えば０．５ｍｍの間隔を開けて多数配列されてい
る。
ｌＮ（窒化アルミニウム）やＡｌ2Ｏ3 （アルミナ）、
石英等の誘電体よりなる例えば厚さ４ｍｍ、直径２０５
ｍｍ（８インチのウエハを処理する場合）の円形状の構
造体であり、第２の誘電体プレ−ト５との接合部分であ
るプレ−ト表面には、例えば図２（ｂ）に示すように所
定形状の凹凸加工が施されている。この凹凸部は後述す
るように熱伝導に影響を与えるものであり、要求に応じ
て任意に設定され、例えばこの例では図３（ａ）に示す
ように、第１の誘電体プレ−ト４の表面に四角形状の凹
部４１を例えば縦横に多数配列して形成され、凸部４２
の上面は第２の誘電体プレ−ト５の裏面と面接触するよ
うになっている。前記凹部４１は例えば図３（ｂ）に示
すように、例えば０．５ｍｍ四方であって深さ０．５ｍ
ｍの大きさであり、上下左右に隣接する凹部４１との間
に例えば０．５ｍｍの間隔を開けて多数配列されてい
る。
【００１７】前記第２の誘電体プレ−ト５は、例えば厚
さ１５ｍｍ、直径２０５ｍｍの円形状の例えばＡｌＮか
らなり、吸着用の一対の電極５１、５２と、加熱手段で
あるヒ−タ５３とを埋設して、当該誘電体プレ−ト５の
表面が静電チャックとして構成されている。前記電極５
１、５２は例えばタングステン箔よりなり、第２の誘電
体プレ−ト５の表面側に近い位置に埋設されている。こ
の電極５１、５２には給電線５４によりスイッチ５５を
介して静電チャック用の直流電源５６が接続されている
と共に、ウエハＷにイオンを引き込むためのバイアス電
圧を印加するように高周波電源部５７が接続されてい
る。また前記ヒ−タ５３は例えばタングステンの電極か
らなり、このヒ−タ５３にも給電線５８を介して直流電
源部５９が接続されている。なお給電線５４、５８は夫
々筒状体５４ａ、５８ａ内に挿入されている。
さ１５ｍｍ、直径２０５ｍｍの円形状の例えばＡｌＮか
らなり、吸着用の一対の電極５１、５２と、加熱手段で
あるヒ−タ５３とを埋設して、当該誘電体プレ−ト５の
表面が静電チャックとして構成されている。前記電極５
１、５２は例えばタングステン箔よりなり、第２の誘電
体プレ−ト５の表面側に近い位置に埋設されている。こ
の電極５１、５２には給電線５４によりスイッチ５５を
介して静電チャック用の直流電源５６が接続されている
と共に、ウエハＷにイオンを引き込むためのバイアス電
圧を印加するように高周波電源部５７が接続されてい
る。また前記ヒ−タ５３は例えばタングステンの電極か
らなり、このヒ−タ５３にも給電線５８を介して直流電
源部５９が接続されている。なお給電線５４、５８は夫
々筒状体５４ａ、５８ａ内に挿入されている。
【００１８】このような載置台３は、載置台本体３１と
第１の誘電体プレ−ト４とを貫通して第２の誘電体プレ
−ト５の下部側に至るように形成された図示しないネジ
孔にネジ３５を螺合させることにより、各部材がネジ止
めによって互いに着脱自在に接合されるように構成され
ている。
第１の誘電体プレ−ト４とを貫通して第２の誘電体プレ
−ト５の下部側に至るように形成された図示しないネジ
孔にネジ３５を螺合させることにより、各部材がネジ止
めによって互いに着脱自在に接合されるように構成され
ている。
【００１９】続いて上述の実施の形態の作用について、
ウエハＷ上に層間絶縁膜であるＳｉＯＦ膜を成膜する場
合を例にとって説明する。先ず図示しないロ−ドロック
室から図示しない搬送ア−ムにより、ウエハＷの受け渡
し位置にある載置台３の第２の誘電体プレ−ト５上に、
載置台３に内蔵された図示しないリフトピンとの協動作
用によりウエハＷを受け渡し、第２の誘電体プレ−ト５
の電極５１、５２に電圧を印加して、これによりウエハ
Ｗを当該誘電体プレ−ト５上に静電吸着させる。
ウエハＷ上に層間絶縁膜であるＳｉＯＦ膜を成膜する場
合を例にとって説明する。先ず図示しないロ−ドロック
室から図示しない搬送ア−ムにより、ウエハＷの受け渡
し位置にある載置台３の第２の誘電体プレ−ト５上に、
載置台３に内蔵された図示しないリフトピンとの協動作
用によりウエハＷを受け渡し、第２の誘電体プレ−ト５
の電極５１、５２に電圧を印加して、これによりウエハ
Ｗを当該誘電体プレ−ト５上に静電吸着させる。
【００２０】続いて載置台３を支持部材３３によりプロ
セス位置まで上昇させ、冷媒流路３４の冷媒及びヒ−タ
５３の組み合わせによりウエハＷの温度を所定の温度例
えば３２０℃に加熱する。一方排気管２９により真空容
器２内を所定の真空度に維持しながら、プラズマガス用
ノズル２４からプラズマガス例えばＡｒガス及びＯ2ガ
スと、反応性ガス用ノズル２７から反応性ガス例えばＳ
ｉＨ4 ガス、Ｏ2 ガス、ＳｉＦ4 ガスとを夫々所定の流
量で導入する。そして反応室２６内に流れ込んだプラズ
マイオンにより前記反応性ガスを活性化させてウエハＷ
上にＳｉＯＦ膜を生成する。
セス位置まで上昇させ、冷媒流路３４の冷媒及びヒ−タ
５３の組み合わせによりウエハＷの温度を所定の温度例
えば３２０℃に加熱する。一方排気管２９により真空容
器２内を所定の真空度に維持しながら、プラズマガス用
ノズル２４からプラズマガス例えばＡｒガス及びＯ2ガ
スと、反応性ガス用ノズル２７から反応性ガス例えばＳ
ｉＨ4 ガス、Ｏ2 ガス、ＳｉＦ4 ガスとを夫々所定の流
量で導入する。そして反応室２６内に流れ込んだプラズ
マイオンにより前記反応性ガスを活性化させてウエハＷ
上にＳｉＯＦ膜を生成する。
【００２１】この際載置台３では、第２の誘電体プレ−
ト５はヒ−タ５３により加熱されている一方、載置台本
体３１は冷媒流路３４の冷媒により約１５０℃程度に調
整されているので、ヒ−タ５３の熱が第１の誘電体プレ
−ト４に向けて伝導していくと共に、載置台本体３１か
らの冷却熱がＨｅガスを介して第１の誘電体プレ−ト４
に向けて伝導していく。従ってＳｉＯＦ膜の成膜処理の
際、第２の誘電体プレ−ト５からの熱伝導と載置台本体
３１からの熱伝導との相互作用により、載置台３は例え
ば図４に示す温度プロファイルを有するようになる。
ト５はヒ−タ５３により加熱されている一方、載置台本
体３１は冷媒流路３４の冷媒により約１５０℃程度に調
整されているので、ヒ−タ５３の熱が第１の誘電体プレ
−ト４に向けて伝導していくと共に、載置台本体３１か
らの冷却熱がＨｅガスを介して第１の誘電体プレ−ト４
に向けて伝導していく。従ってＳｉＯＦ膜の成膜処理の
際、第２の誘電体プレ−ト５からの熱伝導と載置台本体
３１からの熱伝導との相互作用により、載置台３は例え
ば図４に示す温度プロファイルを有するようになる。
【００２２】この温度プロファイルについて説明する
と、図４中ａはウエハＷ表面の温度（４００℃）、ｂは
第２の誘電体プレ−ト５の表面の温度（３２０℃）、ｃ
は第２の誘電体プレ−ト５の裏面の温度（３００℃）、
ｄは第１の誘電体プレ−ト４の凹部４１表面の温度（２
１０℃）、ｅは第１の誘電体プレ−ト４の裏面の温度
（２００℃）、ｆは載置台本体３１の表面の温度（１５
０℃）、ｇは載置台本体３１の裏面の温度（１５０℃）
を夫々示している。
と、図４中ａはウエハＷ表面の温度（４００℃）、ｂは
第２の誘電体プレ−ト５の表面の温度（３２０℃）、ｃ
は第２の誘電体プレ−ト５の裏面の温度（３００℃）、
ｄは第１の誘電体プレ−ト４の凹部４１表面の温度（２
１０℃）、ｅは第１の誘電体プレ−ト４の裏面の温度
（２００℃）、ｆは載置台本体３１の表面の温度（１５
０℃）、ｇは載置台本体３１の裏面の温度（１５０℃）
を夫々示している。
【００２３】このように載置台３では第２の誘電体プレ
−ト５と第１の誘電体プレ−ト４の接合部分において約
９０℃急激に温度が低下するが、この部分において温度
勾配が大きくなるのは次のような理由による。つまり全
熱伝達は面と面との接触による熱伝達とガスによる熱伝
達によるが、第２の誘電体プレート５と第１の誘電体プ
レート４との間では凹部４１の部分は真空雰囲気の隙間
となるので熱伝導はほとんど起こらない。また第１の誘
電体プレート４の凸部４２の上面と第２の誘電体プレー
ト５の裏面は接触面積が非常に小さく、尚かつこの隙間
も真空雰囲気となるので熱伝導が非常に小さくなる。従
って両者間の全熱伝導率が小さく、このため第２の誘電
体プレ−ト５から第１の誘電体プレ−ト４へ伝導する熱
量は小さくなり、この結果両者間の温度勾配が大きくな
る。
−ト５と第１の誘電体プレ−ト４の接合部分において約
９０℃急激に温度が低下するが、この部分において温度
勾配が大きくなるのは次のような理由による。つまり全
熱伝達は面と面との接触による熱伝達とガスによる熱伝
達によるが、第２の誘電体プレート５と第１の誘電体プ
レート４との間では凹部４１の部分は真空雰囲気の隙間
となるので熱伝導はほとんど起こらない。また第１の誘
電体プレート４の凸部４２の上面と第２の誘電体プレー
ト５の裏面は接触面積が非常に小さく、尚かつこの隙間
も真空雰囲気となるので熱伝導が非常に小さくなる。従
って両者間の全熱伝導率が小さく、このため第２の誘電
体プレ−ト５から第１の誘電体プレ−ト４へ伝導する熱
量は小さくなり、この結果両者間の温度勾配が大きくな
る。
【００２４】このように第２の誘電体プレ−ト５と第１
の誘電体プレ−ト４との間の熱伝導率は隙間の存在によ
り小さくなり、この例では既述の大きさの凹部４１を形
成することにより、第１の誘電体プレ−ト４の厚さが４
ｍｍ程度であっても、ＳｉＯＦ膜の成膜処理の際に、第
１の誘電体プレ−ト４の裏面の温度を２００℃以下にす
ることができる。また両者間の熱伝導率は凸部４２の面
積によって制御することができるので、高温プロセスに
おいても第１の誘電体プレ−ト４の厚みを抑えながら、
Ｏリング３２と接する部分の温度を例えば２００℃以下
にすることができる。
の誘電体プレ−ト４との間の熱伝導率は隙間の存在によ
り小さくなり、この例では既述の大きさの凹部４１を形
成することにより、第１の誘電体プレ−ト４の厚さが４
ｍｍ程度であっても、ＳｉＯＦ膜の成膜処理の際に、第
１の誘電体プレ−ト４の裏面の温度を２００℃以下にす
ることができる。また両者間の熱伝導率は凸部４２の面
積によって制御することができるので、高温プロセスに
おいても第１の誘電体プレ−ト４の厚みを抑えながら、
Ｏリング３２と接する部分の温度を例えば２００℃以下
にすることができる。
【００２５】従ってＯリング３２は２００℃付近の面と
１５０℃の面（載置台本体３１の表面）との間に介在す
ることになるので、Ｏリング３２自身は２００℃よりも
かなり低い温度になっており、Ｏリング３２の変質を防
止することができ、この結果気密性を保持できる。
１５０℃の面（載置台本体３１の表面）との間に介在す
ることになるので、Ｏリング３２自身は２００℃よりも
かなり低い温度になっており、Ｏリング３２の変質を防
止することができ、この結果気密性を保持できる。
【００２６】また第２の誘電体プレ−ト５から第１の誘
電体プレ−ト４への熱伝導率が小さくなることから、ヒ
−タ５３の熱により第２の誘電体プレ−ト５を効率よく
加熱することができ、第２の誘電体プレ−ト５の温度を
３２０℃程度とかなり高くする場合であっても電力の消
費量を少なくすることができる。
電体プレ−ト４への熱伝導率が小さくなることから、ヒ
−タ５３の熱により第２の誘電体プレ−ト５を効率よく
加熱することができ、第２の誘電体プレ−ト５の温度を
３２０℃程度とかなり高くする場合であっても電力の消
費量を少なくすることができる。
【００２７】ここで第１の誘電体プレ−ト４の表面に凹
凸が形成されていない場合を想定すると、第２の誘電体
プレ−ト５と第１の誘電体プレ−ト４とは全体が面接触
することとなり、両者の接触部分にはわずかな隙間が形
成されるといっても凹凸が形成されている場合に比べて
接触部分がかなり大きくなるため、熱伝導率も大きくな
る。従って両者間の温度勾配が小さくなるので、第１の
誘電体プレ−ト４の裏面を２００℃以下にするためには
当該誘電体プレ−ト４の厚さを大きくしなければならな
い。従って上述実施の形態のように第１の誘電体プレ−
ト４の表面に凹凸加工を施すことが有利である。
凸が形成されていない場合を想定すると、第２の誘電体
プレ−ト５と第１の誘電体プレ−ト４とは全体が面接触
することとなり、両者の接触部分にはわずかな隙間が形
成されるといっても凹凸が形成されている場合に比べて
接触部分がかなり大きくなるため、熱伝導率も大きくな
る。従って両者間の温度勾配が小さくなるので、第１の
誘電体プレ−ト４の裏面を２００℃以下にするためには
当該誘電体プレ−ト４の厚さを大きくしなければならな
い。従って上述実施の形態のように第１の誘電体プレ−
ト４の表面に凹凸加工を施すことが有利である。
【００２８】さらに上述の載置台３では熱伝導の程度を
第１の誘電体プレ−ト４に形成される凹凸の形状によっ
て制御することができる。例えば第１の誘電体プレ−ト
４と第２の誘電体プレ−ト５とは周縁領域がネジ止めに
より接合されているので、当該周縁領域の方が中央領域
よりも接触面圧が強くて熱伝導率が大きくなるが、この
場合例えば中央領域の凸部４２の面積を周縁領域よりも
大きくすることにより、面内における熱伝導率を均一に
することができ、面内均一性の高い熱処理を行なうこと
ができる。
第１の誘電体プレ−ト４に形成される凹凸の形状によっ
て制御することができる。例えば第１の誘電体プレ−ト
４と第２の誘電体プレ−ト５とは周縁領域がネジ止めに
より接合されているので、当該周縁領域の方が中央領域
よりも接触面圧が強くて熱伝導率が大きくなるが、この
場合例えば中央領域の凸部４２の面積を周縁領域よりも
大きくすることにより、面内における熱伝導率を均一に
することができ、面内均一性の高い熱処理を行なうこと
ができる。
【００２９】また第２の誘電体プレ−ト５とは別個に絶
縁抵抗の大きい第１の誘電体プレ−ト４を設けており、
しかもこの第１の誘電体プレ−ト４の温度は２００〜２
１０℃程度であるため、成膜処理の際でも第１の誘電体
プレ−ト４の絶縁抵抗はそれ程低下しない。このため高
温プロセスにおいても十分大きな絶縁抵抗を確保できる
ので、ウエハＷ上に形成されたＳｉＯＦ膜の絶縁破壊を
防止できる。
縁抵抗の大きい第１の誘電体プレ−ト４を設けており、
しかもこの第１の誘電体プレ−ト４の温度は２００〜２
１０℃程度であるため、成膜処理の際でも第１の誘電体
プレ−ト４の絶縁抵抗はそれ程低下しない。このため高
温プロセスにおいても十分大きな絶縁抵抗を確保できる
ので、ウエハＷ上に形成されたＳｉＯＦ膜の絶縁破壊を
防止できる。
【００３０】さらに第１の誘電体プレ−ト４が第２の誘
電体プレ−ト５に着脱自在に設けられることにより、第
１の誘電体プレ−ト４よりも寿命の短い第２の誘電体プ
レ−ト５のみを交換することができ、載置台３全体のコ
ストを低くすることができる。つまり第２の誘電体プレ
−ト５の表面は例えば成膜処理の際等にプラズマに晒さ
れて荒れるため、ウエハＷの面内における吸着力や温度
が不均一になり、均一な熱処理を行なうことができなく
なることから第２の誘電体プレ−ト５の交換が必要にな
る。従って第１の誘電体プレ−ト４を着脱自在に構成す
れば第２の誘電体プレ−ト５のみを交換できるため、一
体化した場合よりも有利である。
電体プレ−ト５に着脱自在に設けられることにより、第
１の誘電体プレ−ト４よりも寿命の短い第２の誘電体プ
レ−ト５のみを交換することができ、載置台３全体のコ
ストを低くすることができる。つまり第２の誘電体プレ
−ト５の表面は例えば成膜処理の際等にプラズマに晒さ
れて荒れるため、ウエハＷの面内における吸着力や温度
が不均一になり、均一な熱処理を行なうことができなく
なることから第２の誘電体プレ−ト５の交換が必要にな
る。従って第１の誘電体プレ−ト４を着脱自在に構成す
れば第２の誘電体プレ−ト５のみを交換できるため、一
体化した場合よりも有利である。
【００３１】さらにまた上述のように第１の誘電体プレ
−ト４の裏面側の温度が低くなることから、当該誘電体
プレ−ト４の下方側には、純アルミニウムや樹脂等の耐
熱性の低い材料により構成した部材を使用することがで
きる。
−ト４の裏面側の温度が低くなることから、当該誘電体
プレ−ト４の下方側には、純アルミニウムや樹脂等の耐
熱性の低い材料により構成した部材を使用することがで
きる。
【００３２】なお上述のような第１の誘電体プレ−ト４
と第２の誘電体プレ−ト５との間の接合を、従来の装置
において第２の誘電体プレ−ト５と載置台本体３１との
間に適用する構成（第１の誘電体プレ−ト４を用いない
構成）を用いたとすると、載置台本体３１の表面はいわ
ば装置の温度の基準となる１５０℃程度の冷却面であっ
て、第１の誘電体プレ−ト５の表面と載置台本体３１の
表面との温度差が大きいので、面内における熱伝導の差
が大きくなり過ぎ、ウエハに対して高い面内温度均一性
を得ることが困難になる。つまり載置台本体３１の表面
に直接誘電体プレ−トを接合する構造は、基準冷却面の
温度均一性が崩れるため、温度調整を行いにくいなどの
不都合が生じる。
と第２の誘電体プレ−ト５との間の接合を、従来の装置
において第２の誘電体プレ−ト５と載置台本体３１との
間に適用する構成（第１の誘電体プレ−ト４を用いない
構成）を用いたとすると、載置台本体３１の表面はいわ
ば装置の温度の基準となる１５０℃程度の冷却面であっ
て、第１の誘電体プレ−ト５の表面と載置台本体３１の
表面との温度差が大きいので、面内における熱伝導の差
が大きくなり過ぎ、ウエハに対して高い面内温度均一性
を得ることが困難になる。つまり載置台本体３１の表面
に直接誘電体プレ−トを接合する構造は、基準冷却面の
温度均一性が崩れるため、温度調整を行いにくいなどの
不都合が生じる。
【００３３】以上において本発明の真空処理装置では、
例えば図５に示すように第２の誘電体プレ−ト５の裏面
側に凹凸を形成するようにしてもよい。また図６に示す
ように中間誘電体プレ−ト４を複数枚例えば２枚設ける
ようにしてもよく、このような構成では第１の誘電体プ
レ−ト４の最下面と第２の誘電体プレ−ト５の表面との
温度差をより大きくすることができる。
例えば図５に示すように第２の誘電体プレ−ト５の裏面
側に凹凸を形成するようにしてもよい。また図６に示す
ように中間誘電体プレ−ト４を複数枚例えば２枚設ける
ようにしてもよく、このような構成では第１の誘電体プ
レ−ト４の最下面と第２の誘電体プレ−ト５の表面との
温度差をより大きくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、高温のプロセスにおい
ても載置台に設けられたＯリングの変質を抑え、また被
処理基板上に形成された絶縁膜の絶縁破壊を防止するこ
とができる。
ても載置台に設けられたＯリングの変質を抑え、また被
処理基板上に形成された絶縁膜の絶縁破壊を防止するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る真空処理装置の一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図２】本発明の真空処理装置に用いられる載置台の一
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図３】本発明の中間誘電体プレ−トの一例を示す平面
図と、中間誘電体プレ−トの表面に形成された凹凸の説
明図である。
図と、中間誘電体プレ−トの表面に形成された凹凸の説
明図である。
【図４】層間絶縁膜を成膜する際の載置台の温度プロフ
ァイルを示す説明図である。
ァイルを示す説明図である。
【図５】本発明の真空処理装置に用いられる載置台の他
の例を示す断面図である。
の例を示す断面図である。
【図６】本発明の真空処理装置に用いられる載置台のさ
らに他の例を示す断面図である。
らに他の例を示す断面図である。
【図７】従来のＥＣＲプラズマ装置を示す断面図であ
る。
る。
２ 真空容器
２１ プラズマ室
２６ 反応室
３ 載置台
３１ 載置台本体
３２ Ｏリング
３４ 冷媒流路
４ 第１の誘電体プレ−ト
４１ 凹部
４２ 凸部
５ 第２の誘電体プレ−ト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/31
C23C 16/50
H01L 21/68
Claims (7)
- 【請求項１】 真空容器と、前記真空容器内に設置され
た被処理基板を保持するための載置台と、を備えた真空
処理装置において、 前記載置台は、 載置台本体と、 前記載置台本体の表面に樹脂製シ−ル材を介して接合さ
れた中間誘電体プレ−トと、 前記中間誘電体プレートの表面に着脱可能に接合された
誘電体プレートと、を備え、 前記誘電体プレートは、 加熱手段と、 被処理基板吸着用の静電チャックを構成するための電極
と、を備えることを特徴とする真空処理装置。 - 【請求項２】 前記中間誘電体プレートの前記誘電体プ
レートに面する面は凹凸部を有していることを特徴とす
る請求項１記載の真空処理装置。 - 【請求項３】 前記誘電体プレートの前記中間誘電体プ
レートに面する面は凹凸部を有していることを特徴とす
る請求項１記載の真空処理装置。 - 【請求項４】 前記中間誘電体プレートと前記誘電体プ
レートとが周縁部をねじ止めにより接合されていること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の真空
処理装置。 - 【請求項５】 前記中間誘電体プレートを複数枚設ける
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
真空処理装置。 - 【請求項６】 前記中間誘電体プレートの下方側に設け
られる部材がアルミニウム又は樹脂により構成した部材
からなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載の真空処理装置。 - 【請求項７】 前記載置台本体と、前記中間誘電体プレ
ートと、前記樹脂製シール部材とにより囲まれる領域に
熱伝導性ガスを供給するための手段が設けられているこ
とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の真
空処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03716497A JP3374033B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 真空処理装置 |
| US09/017,226 US6022418A (en) | 1997-02-05 | 1998-02-02 | Vacuum processing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03716497A JP3374033B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 真空処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223621A JPH10223621A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3374033B2 true JP3374033B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=12489967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03716497A Expired - Fee Related JP3374033B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 真空処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6022418A (ja) |
| JP (1) | JP3374033B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101041069B1 (ko) * | 2008-01-14 | 2011-06-13 | 주식회사 코미코 | 세라믹 히터 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 |
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| KR100404778B1 (ko) * | 1998-10-29 | 2003-11-07 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 진공 처리 장치 |
| JP4236329B2 (ja) | 1999-04-15 | 2009-03-11 | 日本碍子株式会社 | プラズマ処理装置 |
| KR20010110491A (ko) * | 2000-06-05 | 2001-12-13 | 김상호 | 가스유입을 막는 매엽식 장비의 히팅모듈 |
| JP2001355072A (ja) * | 2000-06-13 | 2001-12-25 | Anelva Corp | 基板処理装置 |
| US7479456B2 (en) * | 2004-08-26 | 2009-01-20 | Applied Materials, Inc. | Gasless high voltage high contact force wafer contact-cooling electrostatic chuck |
| JP4945031B2 (ja) * | 2001-05-02 | 2012-06-06 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板加熱装置および半導体製造装置 |
| DE10216786C5 (de) * | 2002-04-15 | 2009-10-15 | Ers Electronic Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Konditionierung von Halbleiterwafern und/oder Hybriden |
| KR100511854B1 (ko) | 2002-06-18 | 2005-09-02 | 아네르바 가부시키가이샤 | 정전 흡착 장치 |
| KR100479513B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-03-28 | 주성엔지니어링(주) | 정전척 어셈블리 |
| JP4783213B2 (ja) * | 2005-06-09 | 2011-09-28 | 日本碍子株式会社 | 静電チャック |
| US20080236614A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-02 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus and plasma processing method |
| JP5660753B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2015-01-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | プラズマエッチング用高温カソード |
| KR20090024866A (ko) * | 2007-09-05 | 2009-03-10 | 주식회사 코미코 | 기판 지지유닛 및 이를 갖는 기판 가공 장치 |
| JP5230462B2 (ja) * | 2009-01-26 | 2013-07-10 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ処理装置の基板支持台 |
| KR101691044B1 (ko) * | 2009-02-04 | 2016-12-29 | 맷슨 테크놀로지, 인크. | 기판의 표면에 걸친 온도 프로파일을 방사상으로 튜닝하는 정전 척 시스템 및 방법 |
| CN101840849A (zh) * | 2009-03-19 | 2010-09-22 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体工艺设备及其o形环 |
| KR101039234B1 (ko) * | 2009-04-27 | 2011-06-07 | 주식회사 테스 | 기판처리장치 |
| JP2015220413A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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