JPH06216077A - Processing device - Google Patents
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- JPH06216077A JPH06216077A JP5026227A JP2622793A JPH06216077A JP H06216077 A JPH06216077 A JP H06216077A JP 5026227 A JP5026227 A JP 5026227A JP 2622793 A JP2622793 A JP 2622793A JP H06216077 A JPH06216077 A JP H06216077A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程で用い
られる処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing apparatus used in a semiconductor manufacturing process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造工程では、半導体ウエハの表
面に薄膜を形成したり、半導体ウエハの薄膜を除去した
りすることが行なわれており、このような成膜工程及び
除膜工程には減圧ＣＶＤ装置、スパッタリング装置ある
いはエッチング装置などの処理装置が広く用いられてい
る。例えば、プラズマエッチング装置の場合には、下部
電極の載置台上に半導体ウエハを載置し、上部電極との
間でイオン、ラジカル等の活性種を発生させてエッチン
グ処理を行なうようにしているが、その際、半導体ウエ
ハ及び下部電極が活性種の衝突エネルギーなどでそれぞ
れの温度が上昇するため、下部電極に内蔵された冷却機
構で下部電極を冷却して一定の低温下でエッチング処理
を行なうようにしている。ところが、冷却機構と載置台
間にはこれらの構成部材間の境界に僅かではあるが細隙
が形成され、これらの細隙で冷却機構からの伝熱量が阻
害されるため、各細隙にはＨｅ等の熱伝導性に優れた熱
伝導性ガスを供給して各構成部材間の熱抵抗を下げて載
置台をできるだけ効率良く冷却するようにしている。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a thin film is formed on a surface of a semiconductor wafer or a thin film of the semiconductor wafer is removed. A processing apparatus such as a CVD apparatus, a sputtering apparatus or an etching apparatus is widely used. For example, in the case of a plasma etching apparatus, a semiconductor wafer is mounted on a mounting table for the lower electrode, and active species such as ions and radicals are generated between the semiconductor wafer and the upper electrode to perform the etching process. At that time, since the temperature of the semiconductor wafer and the lower electrode rises due to the collision energy of active species, the lower electrode is cooled by the cooling mechanism built in the lower electrode and the etching process is performed at a constant low temperature. I have to. However, a small gap is formed at the boundary between these components between the cooling mechanism and the mounting table, and the amount of heat transfer from the cooling mechanism is hindered by these gaps. A heat conductive gas having a high heat conductivity such as He is supplied to reduce the heat resistance between the respective constituent members to cool the mounting table as efficiently as possible.
【０００３】一方最近では、半導体デバイスが１６ＭＤ
ＲＡＭ、６４ＭＤＲＡＭと高集積化し、その配線構造を
形成するにはハーフミクロン、クォータミクロンオーダ
ーの超微細加工が要求されており、それに伴ってイオン
の方向を揃えて異方性エッチングを達成する必要から液
体窒素などの冷媒を用いて下部電極を−数１０℃以下の
超低温に制御して半導体ウエハを超低温に冷却する必要
が生じて来ている。On the other hand, recently, a semiconductor device has a 16 MD
In order to achieve high integration with RAM and 64MDRAM and to form the wiring structure thereof, half-micron and quarter-micron-order ultrafine processing is required, and along with this, it is necessary to align the direction of ions and achieve anisotropic etching. It has become necessary to control the lower electrode to an ultra-low temperature of tens of degrees Celsius or less using a coolant such as liquid nitrogen to cool the semiconductor wafer to the ultra-low temperature.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
処理装置では、被処理体の処理時には下部電極の冷却機
構と載置台間に介在する境界細隙に熱伝導性に優れたＨ
ｅガスを流して境界細隙での熱伝達を高めるようにして
いるため、被処理体を比較的効率良く冷却することがで
きるが、その反面冷却機構と載置台間の断熱構造が十分
でないため、処理時は勿論のこと、載置台の設定温度を
変更する時などにも載置台を不必要に冷却するため、そ
の間にも液体窒素等の高価な冷媒が無駄に消費され、そ
れだけランニングコストが高くなるなどという課題があ
った。また、クリーニング等のメンテナンス時などには
下部電極の全周囲からの入熱があるため、冷却機構に冷
媒を収容したままメンテナンス等の作業を行なうとその
間に大量の冷媒が無駄に消費され、また、このような無
駄を防止するために冷却機構から冷媒を除去すれば、冷
媒の除去、充填作業に多くの時間を要し、しかも冷媒を
充填してから装置の立ち上げに必要な電極温度まで冷却
するのに多大な時間を要するという課題があった。However, in the conventional processing apparatus, at the time of processing the object to be processed, the boundary gaps between the cooling mechanism of the lower electrode and the mounting table are excellent in heat conductivity.
Since the e gas is flowed to enhance the heat transfer in the boundary slit, the object to be processed can be cooled relatively efficiently, but on the other hand, the heat insulating structure between the cooling mechanism and the mounting table is not sufficient. However, not only during processing, but also when changing the set temperature of the mounting table, the mounting table is unnecessarily cooled, so expensive refrigerant such as liquid nitrogen is wastefully consumed during that time, which reduces running costs. There was a problem that it would be higher. In addition, during maintenance such as cleaning, heat is input from the entire circumference of the lower electrode, so if maintenance or other work is performed with the cooling mechanism containing the refrigerant, a large amount of refrigerant is wasted during that time. However, if the refrigerant is removed from the cooling mechanism to prevent such waste, it takes a lot of time to remove and fill the refrigerant, and even up to the electrode temperature required for starting the device after the refrigerant is filled. There is a problem that it takes a lot of time to cool.
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、電極を構成する各構成部材間の境界に形成
される複数の細隙を利用して液体窒素等の冷媒の消費量
を抑制してランニングコストを低減することができると
共に保持体の設定温度を迅速に変更することができ、ま
た、冷媒を冷却機構に収容したままクリーニング等のメ
ンテナンスを行なうことができ、しかも装置を迅速に立
ち上げることができる処理装置を提供することを目的と
している。The present invention has been made in order to solve the above problems, and utilizes a plurality of slits formed at the boundaries between the constituent members of an electrode to reduce the consumption of refrigerant such as liquid nitrogen. It is possible to suppress the running cost by reducing the set temperature of the holder, and it is possible to perform maintenance such as cleaning while the refrigerant is stored in the cooling mechanism. It is an object of the present invention to provide a processing device that can be started up.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理装置は、被処理体を保持する保持体及びこの保持
体を冷却する冷却機構を有する電極で被処理体を保持
し、この被処理体を上記冷却機構により冷却して所定の
処理を行なう処理装置において、上記冷却機構と上記保
持体間に介在する各構成部材の境界細隙の各周縁部にそ
れぞれシール部材を設けると共にこれらのシール部材で
囲まれた上記境界細隙から上記電極の外部へ通じる流通
路を延設し、且つ上記各流通路を介して上記各境界細隙
に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及び上記
各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手段を
それぞれ設けると共に、上記気体供給源及び排気手段を
上記各境界細隙に連通するように切り替える切替手段を
上記流通路に設けたものである。A processing apparatus according to claim 1 of the present invention holds an object to be processed by an electrode having a holder for holding the object and a cooling mechanism for cooling the holder, In a processing apparatus that cools the object to be processed by the cooling mechanism and performs a predetermined process, a seal member is provided at each peripheral edge portion of the boundary slit between the constituent members interposed between the cooling mechanism and the holder. A flow passage communicating from the boundary slit surrounded by these seal members to the outside of the electrode is extended, and a gas having excellent thermal conductivity is supplied to each boundary slit through each flow passage. Exhaust means for exhausting each of the boundary slits through the gas supply source and each of the flow passages is provided, and the switching means for switching the gas supply source and the exhaust means to communicate with each of the boundary slits is circulated. Set on the road Than it is.
【０００７】また、本発明の請求項２に記載の処理装置
は、請求項１に記載の発明において、上記構成部材とし
て上記被処理体の処理温度を調整する温度調整機構を設
けたものである。The processing apparatus according to a second aspect of the present invention is the processing apparatus according to the first aspect, wherein a temperature adjusting mechanism for adjusting the processing temperature of the object to be processed is provided as the constituent member. .
【０００８】また、本発明の請求項３に記載の処理装置
は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上
記冷却機構の下方に介在する境界細隙及び上記各構成部
材とこれらの周囲を囲むカバー部材間に介在する境界細
隙の上下両端部にそれぞれシール部材を設けると共にこ
れらのシール部材で囲まれた上記各境界細隙から上記電
極の外部へ通じる流通路を延設し、且つ上記各流通路を
介して上記各境界細隙を排気する排気手段を設けたもの
である。According to a third aspect of the present invention, in the processing apparatus according to the first aspect or the second aspect, the boundary slits and the above-mentioned respective constituent members interposed below the cooling mechanism are provided. Sealing members are provided at both upper and lower ends of the boundary slit interposed between the cover members surrounding the periphery, and a flow passage extending from the boundary slit surrounded by these seal members to the outside of the electrode is provided, In addition, exhaust means for exhausting the respective boundary slits through the respective flow passages is provided.
【０００９】[0009]
【作用】本発明の請求項１に記載の発明によれば、切替
手段を切り替えて気体供給源を流通路を介して冷却機構
と保持体間に介在する各構成部材の境界細隙に連通させ
た後、気体供給源から流通路を介して上記各境界細隙に
熱伝導性に優れた気体を流して境界細隙での熱伝導性を
高めておけば、電極の保持体で保持した被処理体を処理
する時には、冷却機構で保持体を効率良く冷却すること
ができるため、冷却機構での冷媒の消費量を抑制するこ
とができ、また、保持体の設定温度を変更する時には、
切替手段を気体供給源から排気手段に切り替えた後、排
気手段を駆動して境界細隙を排気して冷却機構と保持体
間を減圧することにより断熱すると、冷却機構により保
持体を不必要に冷却するすることがなく、それだけ冷媒
の消費量を抑制することができる。According to the first aspect of the present invention, the switching means is switched to allow the gas supply source to communicate with the boundary slit of each component interposed between the cooling mechanism and the holding body through the flow passage. After that, if a gas with excellent thermal conductivity is flowed from the gas supply source to each of the above-mentioned boundary slits through the flow passage to enhance the thermal conductivity in the boundary slits, the object held by the electrode holder is When processing the processing body, it is possible to efficiently cool the holding body by the cooling mechanism, so that it is possible to suppress the consumption of the refrigerant in the cooling mechanism, and when changing the set temperature of the holding body,
After the switching means is switched from the gas supply source to the exhaust means, the exhaust means is driven to exhaust the boundary slits to reduce the pressure between the cooling mechanism and the holding body to insulate the holding body by the cooling mechanism. It is possible to suppress the consumption of the refrigerant as much without cooling.
【００１０】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、上記構成部材と
して温度調整機構を設けたため、この温度調整機構によ
り保持体の設定温度を迅速に変更することができる。According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, since the temperature adjusting mechanism is provided as the above-mentioned constituent member, the temperature setting mechanism can adjust the set temperature of the holder. Can be changed quickly.
【００１１】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２に記載の発明において、
排気手段を駆動して上記冷却機構の周囲の境界細隙を排
気して冷却機構の周囲を減圧することにより断熱される
ので、冷媒の消費量を更に抑制することができる。According to the invention of claim 3 of the present invention, in the invention of claim 1 or 2,
The exhaust gas is driven to exhaust the boundary slits around the cooling mechanism to reduce the pressure around the cooling mechanism, so that the heat is insulated and the consumption of the refrigerant can be further suppressed.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、図１に示すプラズマエッチング装置を
例に挙げて本発明を説明する。本実施例の処理装置は、
図１に示すように、例えばアルミニウム等の導電性材料
からなる処理室１と、この処理室１内の底面に配設され
且つ被処理体としての半導体ウエハＷを載置した状態で
保持する保持体としてのサセプタ２１を備えた下部電極
２と、この下部電極２の上方に例えば１５〜２０ｍｍの
間隔を隔てて配設された上部電極３とを備えて構成され
ている。そして、上記処理室１には排気装置４が配管４
１を介して接続され、この排気装置４によって上記処理
室１内を減圧雰囲気、例えば１０-2Torr以下の減圧状態
を形成するように構成されている。また、上記下部電極
２にはコンデンサ５を介して高周波電源６が接続され、
上記高周波電源６の電圧を下部電極２に印加して接地さ
れた上部電極３との間でＣＦ4等のエッチング用ガスを
プラズマ化してイオン、ラジカル等の活性種を生成する
ように構成されている。更に、上記上部電極３は中空状
に形成され、その上面に中空内にエッチング用ガスを供
給する供給配管３Ａが接続され、また、その下面にエッ
チング用ガスを噴出する孔３Ｂが複数分散形成され、分
散した複数の孔３Ｂからエッチング用ガスを処理室１内
に供給し、下部電極２と上部電極３間の放電により生成
するイオン、ラジカル等の活性種により半導体ウエハＷ
をエッチングするように構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below by taking the plasma etching apparatus shown in FIG. 1 as an example. The processing apparatus of this embodiment is
As shown in FIG. 1, a processing chamber 1 made of a conductive material such as aluminum, and a semiconductor wafer W as a target to be processed which is disposed on the bottom surface of the processing chamber 1 and is held. It comprises a lower electrode 2 having a susceptor 21 as a body, and an upper electrode 3 arranged above the lower electrode 2 with a distance of, for example, 15 to 20 mm. The exhaust device 4 is provided with a pipe 4 in the processing chamber 1.
The exhaust device 4 is configured to form a depressurized atmosphere in the processing chamber 1, for example, a depressurized state of 10 −2 Torr or less. A high frequency power source 6 is connected to the lower electrode 2 via a capacitor 5,
The voltage of the high frequency power source 6 is applied to the lower electrode 2 to plasmatize an etching gas such as CF 4 with the grounded upper electrode 3 to generate active species such as ions and radicals. There is. Further, the upper electrode 3 is formed in a hollow shape, a supply pipe 3A for supplying an etching gas into the hollow is connected to the upper surface thereof, and a plurality of holes 3B for ejecting the etching gas are dispersedly formed in the lower surface thereof. , The etching gas is supplied into the processing chamber 1 through the plurality of dispersed holes 3B, and the semiconductor wafer W is generated by active species such as ions and radicals generated by the discharge between the lower electrode 2 and the upper electrode 3.
Is configured to be etched.
【００１３】次に、上記下部電極２について詳述する。
上記下部電極２は、図１に示すように、半導体ウエハＷ
を載置するサセプタ２１及びこのサセプタ２１を冷却す
る冷却機構としての冷却ブロック２２と、この冷却ブロ
ック２２と上記サセプタ２１間に介装された温度調整機
構２３と、これらを支承する支持台２４と、これらの構
成部材の周囲を囲むカバー部材２５とを備え、上記サセ
プタ２１上に配置され且つ半導体ウエハＷの大きさに形
成された静電チャック２６に半導体ウエハＷを静電吸着
させた状態で半導体ウエハＷを冷却ブロック２２により
冷却しながらエッチング処理を行なうように構成されて
いる。Next, the lower electrode 2 will be described in detail.
The lower electrode 2 is, as shown in FIG.
And a cooling block 22 as a cooling mechanism for cooling the susceptor 21, a temperature adjusting mechanism 23 interposed between the cooling block 22 and the susceptor 21, and a support 24 for supporting these. In a state in which the semiconductor wafer W is electrostatically attracted to the electrostatic chuck 26 which is provided on the susceptor 21 and is formed to have the size of the semiconductor wafer W. The semiconductor wafer W is configured to be etched while being cooled by the cooling block 22.
【００１４】そして、上記冷却ブロック２２は、冷媒と
して例えば液体窒素Ｌを貯留する冷媒貯留部２２Ａと、
この冷媒貯留部２２Ａに液体窒素Ｌを供給する冷媒供給
配管２２Ｂ及び気化した窒素ガスを排出するガス排出配
管２２Ｃとを備えて構成されている。これらの冷媒供給
配管２２Ｂ及びガス排出配管２２Ｃは、減圧２重管ジョ
イント（図示せず）によって上記処理室１に接続され、
各配管２２Ｂ、２２Ｃ内に極力入熱しないように構成さ
れている。また、上記温度調整機構２３は、セラミック
ス製のヒータ２３Ａとこのヒータ２３Ａを固定、支持す
る支持部材２３Ｂとを備え、半導体ウエハＷの冷却温度
に応じて冷却ブロック２２からの冷熱の流入の度合を調
整できるように構成されている。また、上記静電チャッ
ク２６は、内部に導電膜２６Ａを有し、この導電膜２６
Ａに電源により電圧を印加した時に発生する表面のクー
ロン力により半導体ウエハＷを吸着するように構成され
ている。そして、上記サセプタ２１、冷却ブロック２２
及びヒータ２３Ａの支持部材２３Ｂは熱伝導性の良いア
ルミニウム等によって形成され、上記カバー部材２５は
熱断熱性に優れた石英等の断熱性部材によって形成され
ている。The cooling block 22 has a coolant storage portion 22A which stores, for example, liquid nitrogen L as a coolant,
A refrigerant supply pipe 22B for supplying liquid nitrogen L to the refrigerant storage portion 22A and a gas discharge pipe 22C for discharging vaporized nitrogen gas are provided. The refrigerant supply pipe 22B and the gas discharge pipe 22C are connected to the processing chamber 1 by a pressure reducing double pipe joint (not shown),
The pipes 22B and 22C are configured so that heat is not input into the pipes as much as possible. Further, the temperature adjusting mechanism 23 includes a heater 23A made of ceramics and a support member 23B for fixing and supporting the heater 23A, and determines the degree of inflow of cold heat from the cooling block 22 according to the cooling temperature of the semiconductor wafer W. It is configured to be adjustable. Further, the electrostatic chuck 26 has a conductive film 26A inside, and the conductive film 26A
The semiconductor wafer W is attracted by the Coulomb force on the surface generated when a voltage is applied to A by a power source. Then, the susceptor 21 and the cooling block 22
The support member 23B of the heater 23A is made of aluminum or the like having good heat conductivity, and the cover member 25 is made of a heat insulating member such as quartz having excellent heat insulating properties.
【００１５】また、上記下部電極１を構成するサセプタ
２１、温度調整機構２３及び冷却ブロック２２それぞれ
の各境界には僅かではあるが境界細隙δ1及びδ2が形成
されている。そして、これらの境界細隙δ1、δ2の各周
縁部にシール部材２７Ａ、２７Ｂがそれぞれ設けられて
いると共に、これらのシール部材２７Ａ、２７Ｂで囲ま
れた上記各境界細隙δ1、δ2から上記下部電極２の外
部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流通路２８Ａが延
設されている。また、上記処理室１の外部には、上記各
流通路２８Ａを介して上記各境界細隙δ1、δ2に熱伝導
性に優れた気体としてＨｅガスを供給する気体供給源２
９Ａ及び上記各流通路２８Ａを介して上記各境界細隙を
排気する排気ポンプ３０Ａがそれぞれ設けられていると
共に、上記各流通路２８Ａの連結部には上記気体供給源
２８Ａ及び排気ポンプ３０Ａを上記流通路２８Ａを介し
て境界細隙δ1及び／または境界細隙δ2に連通するよう
に切り替える三方切替弁３１Ａが設けられている。ま
た、上記三方切替弁３１Ａと上記気体供給源２９Ａ及び
排気ポンプ３０Ａとの間の流通路２８Ａには開閉弁３２
Ａが配設され、これらの開閉弁３２Ａによってそれぞれ
の流通路２８Ａを開閉するように構成されている。ま
た、上記三方切替弁３１Ａ及び開閉弁３２Ａは図示しな
い制御装置によって適宜開閉制御できる電磁弁によって
構成されている。Further, a small amount of boundary slits δ 1 and δ 2 are formed at the respective boundaries of the susceptor 21, the temperature adjusting mechanism 23 and the cooling block 22 which constitute the lower electrode 1. Then, these boundaries slit [delta] 1, the sealing member 27A in the periphery of [delta] 2, together with 27B are respectively provided, these seal members 27A, each of the boundary slit [delta] 1 surrounded by 27B, [delta] A flow passage 28A extending from 2 to the outside of the lower electrode 2, that is, the outside of the processing chamber 1 is provided. A gas supply source 2 for supplying He gas as a gas having excellent thermal conductivity to the boundary slits δ 1 and δ 2 via the flow passages 28A outside the processing chamber 1.
9A and exhaust pumps 30A for exhausting the respective boundary slits through the respective flow passages 28A are respectively provided, and the gas supply source 28A and the exhaust pump 30A are connected to the connection portions of the respective flow passages 28A. A three-way switching valve 31A is provided which is switched to communicate with the boundary slit δ 1 and / or the boundary slit δ 2 via the flow passage 28A. Further, the opening / closing valve 32 is provided in the flow passage 28A between the three-way switching valve 31A and the gas supply source 29A and the exhaust pump 30A.
A is provided, and these on-off valves 32A are configured to open and close each flow passage 28A. The three-way switching valve 31A and the opening / closing valve 32A are electromagnetic valves that can be appropriately opened / closed by a controller (not shown).
【００１６】また、上記冷却ブロック２２と支持台２４
の境界にはこれら両者２２、２４間に境界細隙δ3を作
った状態でこれらを断熱する例えばポリイミド樹脂等の
断熱材料からなるシール部材２７Ｃが設けられており、
このシール部材２７Ｃによって上記境界細隙δ3の気密
を保持している。また、上記サセプタ２１及びその下方
に積層された各構成部材とこれらを囲むカバー部材２５
の境界には上記各境界細隙δ1、δ2と同様の境界細隙δ
4が形成され、この境界細隙δ4の上下両端部にシール部
材２７Ｄがそれぞれ設けられており、これらのシール部
材２７Ｄによって上記境界細隙δ4の気密を保持してい
る。そして、上記各境界細隙δ3、δ4から上記下部電極
２の外部、即ち上記処理室１の外部へ通じる流通路２８
Ｂがそれぞれ延設されている。そして、上記処理室１の
外部には上記各流通路２８Ｂを介して上記各境界細隙δ
3、δ4を排気する排気ポンプ３０Ｂが設けられ、上記各
境界細隙δ3、δ4は上記流通路２８Ｂに配設された開閉
弁３２Ｂによって所定の減圧状態に適宜制御できるよう
に構成されている。The cooling block 22 and the support base 24 are also provided.
A seal member 27C made of a heat insulating material, such as a polyimide resin, is provided at the boundary of the above to insulate them in a state where a boundary slit δ 3 is formed between them,
The sealing member 27C keeps the boundary slit δ 3 airtight. Further, the susceptor 21 and the constituent members laminated below the susceptor 21 and the cover member 25 surrounding them.
The boundary slits δ 1 and δ 2 are the same as the boundary slits δ 1 and δ 2 above.
4 are formed, and seal members 27D are provided at the upper and lower ends of the boundary slit δ 4 , respectively, and these seal members 27D keep the boundary slit δ 4 airtight. Then, a flow passage 28 communicating from each of the boundary slits δ 3 and δ 4 to the outside of the lower electrode 2, that is, the outside of the processing chamber 1.
B is extended respectively. Then, outside the processing chamber 1, the boundary gaps δ are provided via the flow passages 28B.
An exhaust pump 30B for exhausting 3 and δ 4 is provided, and each of the boundary slits δ 3 and δ 4 is configured to be appropriately controlled to a predetermined depressurized state by an on-off valve 32B disposed in the flow passage 28B. ing.
【００１７】次に、動作について説明する。例えば１０
-2Torr以下の減圧状態を形成した処理室１内のサセプタ
２２に半導体ウエハＷを載置し、静電チャック２６のク
ーロン力で半導体ウエハＷをサセプタ２２上で保持す
る。次いで下部電極２に高周波電圧を印加して上部電極
３との間に放電空間を形成すると共に上部電極３の供給
配管３Ａからのエッチング用ガスを孔３Ｂを介して処理
室１内に供給すると、処理室１内でエッチング用ガスが
プラズマ化し、その活性種によって半導体ウエハＷをエ
ッチングする。Next, the operation will be described. For example, 10
The semiconductor wafer W is placed on the susceptor 22 in the processing chamber 1 in which a reduced pressure state of −2 Torr or less is formed, and the semiconductor wafer W is held on the susceptor 22 by the Coulomb force of the electrostatic chuck 26. Then, a high-frequency voltage is applied to the lower electrode 2 to form a discharge space between the lower electrode 2 and the upper electrode 3, and the etching gas from the supply pipe 3A of the upper electrode 3 is supplied into the processing chamber 1 through the hole 3B. The etching gas is turned into plasma in the processing chamber 1, and the semiconductor wafer W is etched by the activated species.
【００１８】上述のエッチング処理に際して、気体供給
源２９Ａ側の開閉弁３２Ａを開放すると共に排気ポンプ
３０Ａ側の開閉弁３２Ａを閉止した状態で、三方切替弁
３１Ａを切り替えて気体供給源２９Ａを流通路２８Ａを
介してサセプタ２１と温度調整機構２３間の境界細隙δ
1及び温度調整機構２３と冷却ブロック２２間の境界細
隙δ2に連通させると、気体供給源２９ＡからのＨｅガ
スがこれら両境界細隙δ1、δ2に入り込み、冷却ブロッ
ク２２からサセプタ２１への熱伝導経路が形成され、サ
セプタ２１を効率良く冷却でき、液体窒素Ｌの消費量を
抑制することができる。またこの時、他方の開閉弁３２
Ｂを開放した状態で、排気ポンプ３０Ｂを冷却ブロック
２２と支持台２４間の境界細隙δ3及び上記サセプタ２
１等とこれらを囲むカバー部材２５間の境界細隙δ4に
連通させて排気ポンプ３０Ｂを駆動して排気してこれら
の冷却ブロック２２の周囲を減圧断熱すると液体窒素Ｌ
の消費量を格段に抑制することができる。In the above etching process, the three-way switching valve 31A is switched to open the gas supply source 29A in the flow path while the on-off valve 32A on the gas supply source 29A side is opened and the on-off valve 32A on the exhaust pump 30A side is closed. 28A through the boundary slit δ between the susceptor 21 and the temperature adjusting mechanism 23.
1 and the boundary gap δ 2 between the temperature adjustment mechanism 23 and the cooling block 22 are communicated with each other, He gas from the gas supply source 29A enters both the boundary gaps δ 1 and δ 2 , and the cooling block 22 causes the susceptor 21 to pass through. A heat conduction path to the susceptor 21 can be efficiently cooled, and the amount of liquid nitrogen L consumed can be suppressed. At this time, the other on-off valve 32
With B open, the exhaust pump 30B is provided with a boundary slit δ 3 between the cooling block 22 and the support 24 and the susceptor 2 described above.
1 and the like and the cover member 25 surrounding them are communicated with the boundary slit δ 4 to drive the exhaust pump 30B to evacuate the cooling block 22 so that the periphery of these cooling blocks 22 is decompressed and thermally insulated.
It is possible to significantly reduce the consumption amount of.
【００１９】また、下部電極２のサセプタ２１の設定温
度を変更する時には、気体供給源２９Ａ側の開閉弁３２
Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁３２Ａ
を開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替えて排気
ポンプ３０Ａを流通路２８Ａを介して一方の境界細隙δ
2にのみ連通させ、排気ポンプ３０Ａを駆動して境界細
隙δ2において減圧状態にして冷却ブロック２２をその
上方の各構成部材から断熱すれば液体窒素Ｌの消費量を
抑制することができる。またこの時、境界細隙δ1にＨ
ｅガスを満たし、境界細隙δ2を減圧してあるため、冷
却ブロック２２からの無駄な冷熱の流入を抑制している
ため、温度調整機構２３での発熱量を調整することによ
りサセプタ２１の設定温度を迅速に変更することができ
る。Further, when changing the set temperature of the susceptor 21 of the lower electrode 2, the on-off valve 32 on the gas supply source 29A side.
On-off valve 32A on the side of exhaust pump 30A while closing A
With the valve open, the three-way switching valve 31A is switched to move the exhaust pump 30A through the flow passage 28A to the one boundary slit δ.
The amount of liquid nitrogen L consumed can be suppressed by communicating only with 2 and driving the exhaust pump 30A to reduce the pressure in the boundary slit δ 2 to insulate the cooling block 22 from the components above it. Also, at this time, H is applied to the boundary slit δ 1 .
Since the e-gas is filled and the boundary slit δ 2 is depressurized, useless cold heat is prevented from flowing from the cooling block 22, so that the amount of heat generated by the temperature adjusting mechanism 23 is adjusted to adjust the heat generation of the susceptor 21. The set temperature can be changed quickly.
【００２０】更に、処理装置のクリーニング等のメンテ
ナンス作業を行なう時には、気体供給源２９Ａ側の開閉
弁３２Ａを閉止すると共に排気ポンプ３０Ａ側の開閉弁
３２Ａを開放した状態で、三方切替弁３１Ａを切り替え
て排気ポンプ３０Ａ側を流通路２８Ａを介して境界細隙
δ1、δ2にそれぞれ連通させて排気ポンプ３０Ａを駆動
して排気すれば、これらの両境界細隙δ1、δ2でサセプ
タ２１から冷却ブロック２２を減圧雰囲気にすることに
より断熱して、サセプタ２１からの入熱を遮断して液体
窒素Ｌの消費量を抑制することができる。またこの時、
他の各境界細隙δ3、δ4は処理時と同様に減圧雰囲気に
しおくことによって冷却ブロック２２を周囲から減圧断
熱でき、冷却ブロック２２に液体窒素Ｌを収容したまま
であっても液体窒素Ｌを殆ど消費することがなく、しか
もメンテナンス終了後には、上記各境界細隙δ1、δ2、
δ3及びδ4で囲まれた部分が超低温に冷却されているた
め、細隙δ1、δ2にＨｅガスを流通させればサセプタ２
１を迅速に所定の低い温度に設定することができる。Further, when performing maintenance work such as cleaning of the processing apparatus, the three-way switching valve 31A is switched while the on-off valve 32A on the gas supply source 29A side is closed and the on-off valve 32A on the exhaust pump 30A side is opened. By connecting the exhaust pump 30A side to the boundary slits δ 1 and δ 2 through the flow passage 28A and driving the exhaust pump 30A to exhaust the air, the susceptor 21 is connected to these boundary gaps δ 1 and δ 2. Therefore, the cooling block 22 is thermally insulated by reducing the pressure, and the heat input from the susceptor 21 can be blocked to suppress the consumption of the liquid nitrogen L. Also at this time,
The other boundary slits δ 3 and δ 4 can be decompressed and insulated from the surroundings of the cooling block 22 by keeping the decompressed atmosphere in the same manner as in the processing, and even if the liquid nitrogen L is still contained in the cooling block 22, L is hardly consumed, and after the maintenance is completed, the above-mentioned boundary slits δ 1 , δ 2 ,
Since the portion surrounded by δ 3 and δ 4 is cooled to an ultralow temperature, if He gas is passed through the slits δ 1 and δ 2 , the susceptor 2
1 can be quickly set to a predetermined low temperature.
【００２１】以上説明したように本実施例によれば、気
体供給源２９Ａと排気ポンプ３０Ａ間を三方切替弁３１
Ａによって適宜切り替えて下部電極２のサセプタ２１と
冷却ブロック２２間に介在する境界細隙δ1、δ2での伝
熱量を適宜制御できるようにすると共に、排気ポンプ３
０Ｂによって冷却ブロック２２の下方及び周囲の各境界
細隙δ3、δ4を減圧断熱できるようにしたため、液体窒
素Ｌの消費量を格段に抑制してランニングコストを低減
できると共に、サセプタ２１の設定温度を迅速に変更が
でき、しかも液体窒素Ｌを除去することなくメンテナン
ス等の作業を迅速に行ない、装置の立ち上げを迅速に行
なって生産効率を高めることができる。また、本実施例
によれば、上記サセプタ２１と冷却ブロック２２との間
に温度調整機構２３を設けたため、上記サセプタ２１の
設定温度を迅速に変更することができる。As described above, according to this embodiment, the three-way switching valve 31 is provided between the gas supply source 29A and the exhaust pump 30A.
The amount of heat transfer in the boundary slits δ 1 , δ 2 interposed between the susceptor 21 of the lower electrode 2 and the cooling block 22 can be appropriately controlled by A, and the exhaust pump 3
Since the boundary slits δ 3 and δ 4 below and around the cooling block 22 can be depressurized and insulated by 0B, the consumption of the liquid nitrogen L can be significantly suppressed and the running cost can be reduced, and the susceptor 21 can be set. The temperature can be changed quickly, and the maintenance work and the like can be performed quickly without removing the liquid nitrogen L, and the apparatus can be started up quickly to improve the production efficiency. Further, according to this embodiment, since the temperature adjusting mechanism 23 is provided between the susceptor 21 and the cooling block 22, the set temperature of the susceptor 21 can be quickly changed.
【００２２】尚、上記実施例では流通路を切り替える手
段として三方切替弁３２Ａを用いたものについて説明し
たが、その他の切替手段を用いてもよく、また、上記各
境界細隙δ1、δ2、δ3及びδ4を排気する排気手段とし
て２台の排気ポンプ３０Ａ、３０Ｂを用いたものについ
て説明したが、１台の排気ポンプで各境界細隙δ1、
δ2、δ3及びδ4を排気するようにすればより低コスト
で処理装置を製造することができる。また、本実施例で
は、下部電極２を冷却する場合について説明したが、被
処理体を保持する電極であれば下部電極に制限されるも
のではない。また、本発明は、上記エッチング装置に制
限されるものでなく、その他のプラスマＣＶＤ装置、ス
パッタリング装置等の処理装置についても適宜適用する
ことができる。In the above embodiment, the three-way switching valve 32A is used as the means for switching the flow passages, but other switching means may be used, and the boundary slits δ 1 , δ 2 may be used. , Two exhaust pumps 30A and 30B are used as exhaust means for exhausting δ 3, δ 4 and δ 3 , but one exhaust pump has each boundary slit δ 1 ,
By exhausting δ 2 , δ 3 and δ 4 , the processing apparatus can be manufactured at a lower cost. Further, although the case where the lower electrode 2 is cooled has been described in the present embodiment, the lower electrode is not limited to the lower electrode as long as it is an electrode that holds the object to be processed. Further, the present invention is not limited to the above-mentioned etching apparatus, and can be appropriately applied to other processing apparatuses such as a plasma CVD apparatus and a sputtering apparatus.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
記載の発明によれば、気体供給源と排気ポンプ間を切替
弁によって適宜切り替えて電極の保持体と冷却機構間に
介在する複数の境界細隙での伝熱量を制御できるように
したため、電極を構成する各構成部材間の境界に形成さ
れる複数の細隙を利用して液体窒素等の冷媒の消費量を
抑制してランニングコストを低減することができる処理
装置を提供することができる。As described above, according to the invention described in claim 1 of the present invention, a plurality of gas supply sources and exhaust pumps are appropriately switched by a switching valve and interposed between the electrode holder and the cooling mechanism. Since it is possible to control the amount of heat transfer in the boundary slits, the multiple slits formed at the boundaries between the components that make up the electrodes are used to suppress the consumption of refrigerants such as liquid nitrogen and run. A processing device that can reduce costs can be provided.
【００２４】また、本発明の請求項２に記載の発明によ
れば、請求項１に記載の発明において、載置台と冷却機
構との間に温度調整機構を設けたため、載置台の設定温
度を迅速に変更できる処理装置を提供することができ
る。Further, according to the invention of claim 2 of the present invention, in the invention of claim 1, since the temperature adjusting mechanism is provided between the mounting table and the cooling mechanism, the set temperature of the mounting table can be adjusted. A processing device that can be changed quickly can be provided.
【００２５】また、本発明の請求項３に記載の発明によ
れば、請求項１または請求項２に記載の発明において、
冷却機構の周囲を減圧して断熱するようにしたため、冷
媒を冷却機構に収容したままクリーニング等のメンテナ
ンスを行なうことができ、しかも装置を迅速に立ち上げ
ることができる処理装置を提供することができる。Further, according to the invention of claim 3 of the present invention, in the invention of claim 1 or 2,
Since the circumference of the cooling mechanism is decompressed and insulated, the maintenance such as cleaning can be performed while the refrigerant is contained in the cooling mechanism, and the processing device can be quickly started up. .
【図１】本発明の処理装置の一実施例の構成の特徴部分
を誇張して示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view exaggeratingly showing a characteristic part of a configuration of an embodiment of a processing apparatus of the present invention.
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体） δ1 境界細隙 δ2 境界細隙 δ3 境界細隙 δ4 境界細隙 ２ 下部電極（電極） ２１ サセプタ（保持台） ２２ 冷却ブロック（冷却機構） ２３ 温度調整機構 ２７Ａ シール部材 ２７Ｂ シール部材 ２７Ｃ シール部材 ２７Ｄ シール部材 ２８Ａ 流通路 ２８Ｂ 流通路 ２９Ａ 気体供給源 ３０Ａ 排気ポンプ（排気手段） ３０Ｂ 排気ポンプ（排気手段） ３１Ａ 三方切替弁（切替手段）W Semiconductor wafer (object to be processed) δ 1 Boundary gap δ 2 Boundary gap δ 3 Boundary gap δ 4 Boundary gap 2 Lower electrode (electrode) 21 Susceptor (holding table) 22 Cooling block (cooling mechanism) 23 Temperature adjustment Mechanism 27A Seal member 27B Seal member 27C Seal member 27D Seal member 28A Flow passage 28B Flow passage 29A Gas supply source 30A Exhaust pump (exhaust means) 30B Exhaust pump (exhaust means) 31A Three-way switching valve (switching means)
Claims (3)
体を冷却する冷却機構を有する電極で被処理体を保持
し、この被処理体を上記冷却機構により冷却して所定の
処理を行なう処理装置において、上記冷却機構と上記保
持体間に介在する各構成部材の境界細隙の各周縁部にそ
れぞれシール部材を設けると共にこれらのシール部材で
囲まれた上記境界細隙から上記電極の外部へ通じる流通
路を延設し、且つ上記各流通路を介して上記各境界細隙
に熱伝導性に優れた気体を供給する気体供給源及び上記
各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手段を
それぞれ設けると共に、上記気体供給源及び排気手段を
上記各境界細隙に連通するように切り替える切替手段を
上記流通路に設けたことを特徴とする処理装置。1. An object to be processed is held by an electrode having a holder for holding an object to be processed and a cooling mechanism for cooling the object, and the object is cooled by the cooling mechanism to perform a predetermined process. In the processing apparatus, a sealing member is provided at each peripheral edge of the boundary slit between the constituent members interposed between the cooling mechanism and the holding body, and the boundary slit surrounded by these seal members is connected to the outside of the electrode. A gas supply source that supplies a gas having excellent thermal conductivity to the boundary slits through the flow passages, and the boundary slits through the flow passages. The processing apparatus is characterized in that exhaust means for exhausting is provided respectively, and switching means for switching the gas supply source and the exhaust means so as to communicate with the boundary slits are provided in the flow passage.
温度を調整する温度調整機構を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の処理装置。2. The processing apparatus according to claim 1, wherein a temperature adjusting mechanism for adjusting the processing temperature of the object to be processed is provided as the constituent member.
及び上記各構成部材とこれらの周囲を囲むカバー部材間
に介在する境界細隙の上下両端部にそれぞれシール部材
を設けると共にこれらのシール部材で囲まれた上記境界
細隙から上記電極の外部へ通じる流通路を延設し、且つ
上記各流通路を介して上記各境界細隙を排気する排気手
段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に
記載の処理装置。3. A seal member is provided at each of the upper and lower ends of the boundary slit interposed below the cooling mechanism and the boundary slit interposed between each of the constituent members and a cover member surrounding these members, and these seals are provided. A flow passage communicating from the boundary slit surrounded by a member to the outside of the electrode is provided, and exhaust means for exhausting the boundary slit through the flow passages is provided. The processing device according to claim 1 or claim 2.
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Cited By (3)
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| JP2000315679A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Tadahiro Omi | Plasma process apparatus |
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1993
- 1993-01-20 JP JP02622793A patent/JP3174837B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0700078A1 (en) * | 1994-09-01 | 1996-03-06 | Applied Materials, Inc. | Support members for semiconductor wafers in a processing environment |
| US5738751A (en) * | 1994-09-01 | 1998-04-14 | Applied Materials, Inc. | Substrate support having improved heat transfer |
| KR100385010B1 (en) * | 1994-09-01 | 2003-08-25 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Improved heat transfer between the base and the base |
| JP2000315679A (en) * | 1999-04-28 | 2000-11-14 | Tadahiro Omi | Plasma process apparatus |
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