JPH07201956A - Wafer cooling apparatus - Google Patents
Wafer cooling apparatusInfo
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- JPH07201956A JPH07201956A JP35192293A JP35192293A JPH07201956A JP H07201956 A JPH07201956 A JP H07201956A JP 35192293 A JP35192293 A JP 35192293A JP 35192293 A JP35192293 A JP 35192293A JP H07201956 A JPH07201956 A JP H07201956A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ドライエッチング装置
や成膜装置などの処理装置に於て支持台に支持されたウ
エハを冷却するためのウエハ冷却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 a wafer cooling device for cooling a wafer supported by a support in a processing apparatus such as a dry etching apparatus or a film forming apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】異方性エッチングを行うための従来のド
ライエッチング装置及びそのウエハ冷却装置を図５に示
す。ドライエッチング装置の反応室３１内には支持台を
兼ねる下部電極２１が設けられている。また、反応室３
１内には上部電極が設けられると共にガスの供給管、排
出管などが接続されている（図示せず）。2. Description of the Related Art A conventional dry etching apparatus for performing anisotropic etching and its wafer cooling apparatus are shown in FIG. A lower electrode 21 which also serves as a support is provided in a reaction chamber 31 of the dry etching apparatus. Also, the reaction chamber 3
An upper electrode is provided inside 1 and a gas supply pipe, a gas discharge pipe and the like are connected (not shown).
【０００３】一方、ウエハ冷却装置は、下部電極２１の
ウエハ載置面（表面）２２に設けられた凹部２３と、凹
部２３の中心部に一端が開口し、他端が下方に延出する
冷却ガス供給ポート２４と、凹部２３の周縁部に一端が
開口し、他端が下方に延出する冷却ガス排出ポート２５
とを有している。また、凹部２３は下部電極２１に載置
されるウエハＷによって閉蓋され、ウエハＷと凹部２３
とにより冷却ガス通路２６が郭成されるようになってい
る。尚、冷却ガス供給ポート２４及び冷却ガス排出ポー
ト２５は図示されない冷却ガス供給装置に接続されてい
る。On the other hand, the wafer cooling device has a recess 23 provided on the wafer mounting surface (front surface) 22 of the lower electrode 21 and a cooling member having one end opened at the center of the recess 23 and the other end extending downward. The gas supply port 24 and the cooling gas discharge port 25, one end of which opens at the peripheral edge of the recess 23 and the other end of which extends downward.
And have. The recess 23 is closed by the wafer W placed on the lower electrode 21, and the wafer W and the recess 23 are closed.
The cooling gas passage 26 is constituted by the above. The cooling gas supply port 24 and the cooling gas discharge port 25 are connected to a cooling gas supply device (not shown).
【０００４】このドライエッチング装置にてエッチング
を行う際には、室温の冷却ガスを、図示されない冷却ガ
ス供給装置から冷却ガス供給ポート２４を介して冷却ガ
ス通路２６に供給し、加熱したウエハＷを冷却した後、
冷却ガス排出ポート２５から冷却ガス供給装置に戻すこ
ととなる。When performing etching with this dry etching apparatus, a cooling gas at room temperature is supplied from a cooling gas supply device (not shown) to the cooling gas passage 26 via the cooling gas supply port 24 to heat the wafer W heated. After cooling
The cooling gas exhaust port 25 returns to the cooling gas supply device.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来は、冷却ガスが室
温であったことから、ウエハＷに於ける冷却ガス供給ポ
ート２４に近い部分は良好に冷却されるものの、冷却ガ
ス排出ポート２５に近い部分、若しくはガスの流れにく
い部分などが良好に冷却され難いという問題があった。Conventionally, since the cooling gas was at room temperature, the portion of the wafer W close to the cooling gas supply port 24 is satisfactorily cooled, but is close to the cooling gas discharge port 25. There is a problem that it is difficult to satisfactorily cool a part or a part where gas does not easily flow.
【０００６】本発明は上記した従来技術の問題点に鑑み
なされたものであり、その主な目的は、加熱されたウエ
ハを効率良く冷却することができるウエハ冷却装置を提
供することにある。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and its main object is to provide a wafer cooling device capable of efficiently cooling a heated wafer.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、ウエハの表面を処理するべく反応室内にて
前記ウエハ裏面側を略全面に亘り支持するための支持台
を有する処理装置に用いられるウエハ冷却装置であっ
て、前記ウエハをその裏面側から冷却するための冷却ガ
ス通路を前記裏面と前記支持台表面との間に郭成するべ
く該支持台表面に形成された凹部と、前記冷却ガス通路
と外部冷却ガス供給手段とを接続する冷却ガス管路と、
前記支持台を冷却するべく該支持台内に郭成された冷却
液通路と、前記冷却液通路と外部冷却液供給手段とを接
続する冷却液管路と、前記冷却ガス通路に至る前の冷却
ガスを前記冷却液管路に至る前の冷却液にて冷却するべ
く前記冷却ガス管路と前記冷却液管路との間にて熱交換
するための熱交換器とを有することを特徴とするウエハ
冷却装置を提供する。In order to solve the above problems, the present invention is directed to a processing apparatus having a support base for supporting substantially the entire backside of the wafer in a reaction chamber in order to process the front surface of the wafer. And a recess formed on the surface of the support table so as to define a cooling gas passage for cooling the wafer from the back surface side thereof between the back surface and the surface of the support table. A cooling gas conduit connecting the cooling gas passage and an external cooling gas supply means,
A cooling liquid passage formed in the supporting base to cool the supporting base, a cooling liquid conduit connecting the cooling liquid passage and an external cooling liquid supply means, and cooling before reaching the cooling gas passage. A heat exchanger for exchanging heat between the cooling gas conduit and the cooling liquid conduit to cool the gas with the cooling liquid before reaching the cooling liquid conduit. A wafer cooling device is provided.
【０００８】[0008]
【作用】本発明により、冷却ガスを熱交換器により例え
ば室温よりも低い温度に冷却すれば、冷却ガスがウエハ
の周縁部に至るまで昇温せず、冷却効果を維持すること
ができるようになる。また、冷却ガスを冷却するための
冷却液をも支持台を冷却するために用いることにより、
ウエハの冷却効率が一層向上する。更に、熱交換器とし
てウエハ冷却ガス管内に多孔質材を充填したものを用い
ることにより、ウエハ冷却ガスの接触面積が多くなると
共に冷却ガスがやや圧縮されることから冷却ガスの冷却
効率が向上する。According to the present invention, when the cooling gas is cooled to a temperature lower than room temperature, for example, by the heat exchanger, the cooling gas does not rise to the peripheral portion of the wafer and the cooling effect can be maintained. Become. Further, by using the cooling liquid for cooling the cooling gas also for cooling the support base,
The wafer cooling efficiency is further improved. Furthermore, by using a wafer cooling gas tube filled with a porous material as the heat exchanger, the contact area of the wafer cooling gas is increased and the cooling gas is slightly compressed, so that the cooling efficiency of the cooling gas is improved. .
【０００９】[0009]
【実施例】以下に、本発明に係るウエハ冷却装置をドラ
イエッチング装置に適用した第１の実施例を図１及び図
２に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which a wafer cooling device according to the present invention is applied to a dry etching device will be described below with reference to FIGS.
【００１０】図１は、ドライエッチング装置及びウエハ
冷却装置の概略構成を示す断面図である。図１に示すよ
うに、ドライエッチング装置の反応室１１内には支持台
を兼ねる下部電極１が設けられている。また、反応室１
１内には上部電極が設けられると共に各種ガスの給排気
管などが接続されている（図示せず）。FIG. 1 is a sectional view showing the schematic arrangement of a dry etching apparatus and a wafer cooling apparatus. As shown in FIG. 1, a lower electrode 1 which also serves as a support is provided in a reaction chamber 11 of the dry etching apparatus. Also, reaction chamber 1
Inside 1 is provided an upper electrode and is connected with various gas supply / exhaust pipes (not shown).
【００１１】図１に於て、下部電極１には、ウエハ載置
面（表面）２に設けられた凹部３と、凹部３の中心部に
一端が開口し、他端が下方に延出する冷却ガス供給ポー
ト４と、凹部３の周縁部に一端が開口し、他端が下方に
延出する多数の冷却ガス排出ポート５とが設けられてい
る。また、凹部３は下部電極１に載置されるウエハＷに
よって閉蓋され、ウエハＷと凹部３とにより冷却ガス通
路６が郭成されるようになっている。In FIG. 1, the lower electrode 1 has a recess 3 provided on a wafer mounting surface (front surface) 2, one end of which is open at the center of the recess 3 and the other end extends downward. A cooling gas supply port 4 and a large number of cooling gas discharge ports 5 having one end open at the peripheral edge of the recess 3 and the other end extending downward are provided. The recess 3 is closed by the wafer W mounted on the lower electrode 1, and the cooling gas passage 6 is defined by the wafer W and the recess 3.
【００１２】冷却ガス供給ポート４は、下方に設けられ
た熱交換器７を介して外部の冷却ガス供給装置（図示せ
ず）に接続されている。また、各冷却ガス排出ポート５
も冷却ガス供給装置に接続されている。The cooling gas supply port 4 is connected to an external cooling gas supply device (not shown) via a heat exchanger 7 provided below. Also, each cooling gas exhaust port 5
Is also connected to the cooling gas supply device.
【００１３】一方、下部電極１内に於ける凹部３の下側
には環状の冷却液通路８が郭成されている（図２）。こ
の冷却液通路８には冷却液供給ポート９及び冷却液排出
ポート１０が設けられ、冷却液供給ポート９は上記熱交
換器７及び接続管を介して冷却液供給装置１２に接続さ
れ、冷却液排出ポート１０は接続管を介して冷却液供給
装置１２に接続されている。On the other hand, an annular cooling liquid passage 8 is formed below the recess 3 in the lower electrode 1 (FIG. 2). A cooling liquid supply port 9 and a cooling liquid discharge port 10 are provided in the cooling liquid passage 8, and the cooling liquid supply port 9 is connected to a cooling liquid supply device 12 via the heat exchanger 7 and a connecting pipe, The discharge port 10 is connected to the cooling liquid supply device 12 via a connecting pipe.
【００１４】図２に示すように、凹部３は半径方向に延
在する８つの仕切壁１ａにより８つの扇状部分３ａに仕
切られており、各扇状部分３ａに冷却ガス供給ポート４
が連通すると共に各扇状部分３ａ毎に冷却ガス排出ポー
ト５が設けられている。これにより、中央の冷却ガス供
給ポート４から周縁の各冷却ガス排出ポート５に向けて
均等に冷却ガスが流れるようになっている。As shown in FIG. 2, the concave portion 3 is partitioned into eight fan-shaped portions 3a by eight partition walls 1a extending in the radial direction, and each fan-shaped portion 3a is provided with a cooling gas supply port 4.
And a cooling gas discharge port 5 is provided for each fan-shaped portion 3a. As a result, the cooling gas uniformly flows from the central cooling gas supply port 4 to the peripheral cooling gas discharge ports 5.
【００１５】熱交換器７は中心の内部に円柱状多孔質材
１３ａが充填された冷却ガス管１３と、この冷却ガス管
１３をコイル状に巻回する冷却液管１４と、これら冷却
ガス管１３及び冷却液管１４を覆うケーシング１５とか
ら構成されている。冷却ガス管１３にはその下側から冷
却ガスが供給され、冷却液と熱交換して冷却された冷却
ガスが上側から冷却ガス供給ポート４に供給されるよう
になっている。ここで、多孔質材１３ａとしては例えば
熱伝導の良いアルミニウム或いはステンレスの焼結金属
が用いられている。The heat exchanger 7 has a cooling gas pipe 13 having a columnar porous material 13a filled in the center thereof, a cooling liquid pipe 14 winding the cooling gas pipe 13 in a coil shape, and these cooling gas pipes. 13 and a casing 15 that covers the cooling liquid pipe 14. The cooling gas is supplied from the lower side to the cooling gas pipe 13, and the cooling gas that has been cooled by heat exchange with the cooling liquid is supplied to the cooling gas supply port 4 from the upper side. Here, as the porous material 13a, for example, a sintered metal of aluminum or stainless steel having good heat conductivity is used.
【００１６】このようなドライエッチング装置によれ
ば、まず、冷却ガスとして例えばＨｅガスを熱交換器７
の冷却ガス管１３に供給する。この熱交換器７の冷却液
管１４には冷却液供給装置１２から−２０〜＋１０℃に
冷却された冷却液が供給されており、ここで熱交換す
る。このとき、冷却ガスが多孔質材を通過することによ
り滞留時間が長くなり、更に適度に圧縮されることによ
り効率的に熱交換され、冷却ガスは−２０〜０℃に冷却
され、下部電極１のガス供給ポート４へ供給される。
尚、外部との断熱効果を高め、更に効率的に熱交換を行
うべくケーシング１５内は略真空状態が維持されてい
る。According to such a dry etching apparatus, first, for example, He gas as the cooling gas is used as the heat exchanger 7.
To the cooling gas pipe 13. The cooling liquid pipe 14 of the heat exchanger 7 is supplied with the cooling liquid cooled to −20 to + 10 ° C. from the cooling liquid supply device 12, and heat is exchanged here. At this time, the cooling gas passes through the porous material to prolong the residence time, and is further appropriately compressed for efficient heat exchange, and the cooling gas is cooled to −20 to 0 ° C. Is supplied to the gas supply port 4.
It should be noted that the inside of the casing 15 is maintained in a substantially vacuum state in order to enhance the heat insulating effect with the outside and to perform heat exchange more efficiently.
【００１７】ガス供給ポート４へ供給された冷却ガスは
冷却ガス通路６を通って各冷却ガス排出ポート５から冷
却ガス供給装置に戻る。この冷却ガス通路６を通る際に
プラズマエッチングにより加熱されたウエハＷの裏面全
面から熱を奪うこととなる。The cooling gas supplied to the gas supply port 4 passes through the cooling gas passage 6 and returns from each cooling gas discharge port 5 to the cooling gas supply device. When passing through the cooling gas passage 6, heat is taken from the entire back surface of the wafer W heated by plasma etching.
【００１８】また、冷却ガスを冷却した冷却液も冷却液
供給ポート９を介して冷却液通路８を通り、下部電極１
を冷却した後、冷却液排出ポート１０を介して冷却液供
給装置１１に戻るようになる。これにより、冷却ガスに
よるウエハＷの冷却を補助して冷却効果を高めている。The cooling liquid that has cooled the cooling gas also passes through the cooling liquid passage 8 via the cooling liquid supply port 9 and passes through the lower electrode 1.
After being cooled, it returns to the cooling liquid supply device 11 via the cooling liquid discharge port 10. This assists the cooling of the wafer W by the cooling gas and enhances the cooling effect.
【００１９】尚、冷却液としては例えば水、不凍液、フ
ッ素系不活性液体などを使用すると良い。As the cooling liquid, for example, water, antifreeze liquid, fluorine-based inert liquid or the like may be used.
【００２０】図３及び図４に、本発明に係るウエハ冷却
装置をドライエッチング装置に適用した第２の実施例を
示しており、第１の実施例と同様な部分には同一の符号
を付し、その詳細な説明を省略する。FIG. 3 and FIG. 4 show a second embodiment in which the wafer cooling device according to the present invention is applied to a dry etching device. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. However, its detailed description is omitted.
【００２１】本実施例では、図３に示すように、下部電
極１内に於ける凹部３の下側の冷却液通路１８が、ウエ
ハＷの縁部下方まで延長されている。これにより、第１
の実施例に比較してウエハＷの裏面と冷却液との接触面
積が増え、この冷却液による冷却効率が向上している。
ここで、冷却液通路１８がウエハＷの縁部下方まで延長
されると冷却ガス排出ポート５が邪魔になる問題がある
が、図４に示すように、この冷却ガス排出ポート５を避
けてこれを囲むように冷却液通路１８を形成することに
より、この問題を解消できる。これ以外の構造は第１の
実施例と同様である。In this embodiment, as shown in FIG. 3, the cooling liquid passage 18 below the recess 3 in the lower electrode 1 extends to below the edge of the wafer W. This makes the first
Compared with the embodiment described above, the contact area between the back surface of the wafer W and the cooling liquid is increased, and the cooling efficiency by this cooling liquid is improved.
Here, when the cooling liquid passage 18 is extended to the lower side of the edge of the wafer W, there is a problem that the cooling gas discharge port 5 becomes an obstacle, but as shown in FIG. This problem can be solved by forming the cooling liquid passage 18 so as to surround the. The other structure is the same as that of the first embodiment.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ウ
エハをその裏面側から冷却する冷却ガスを外部供給手段
から管路を介して送る際に、この管路にて、即ちウエハ
を冷却する直前に冷却ガスを冷却液にて熱交換して冷却
し、更に熱交換後も或る程度低い温度を保っている冷却
液をもウエハを支持する支持台の冷却に用いることによ
り、ウエハ裏面全体を均一かつ効率的に冷却することが
できる。As described above, according to the present invention, when the cooling gas for cooling the wafer from the back side thereof is sent from the external supply means through the pipeline, the wafer is cooled in this pipeline. Immediately before cooling, the cooling gas is heat-exchanged with the cooling liquid, and the cooling liquid that maintains a certain low temperature even after the heat exchange is used to cool the support table that supports the wafer. The whole can be cooled uniformly and efficiently.
【図１】本発明に係るウエハ冷却装置をドライエッチン
グ装置に適用した第１の実施例である概略構成を示す断
面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a first embodiment in which a wafer cooling device according to the present invention is applied to a dry etching device.
【図２】図１のII-II線について見た矢視図である。FIG. 2 is a view taken along the line II-II of FIG.
【図３】本発明に係るウエハ冷却装置をドライエッチン
グ装置に適用した第２の実施例である概略構成を示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a schematic configuration of a second embodiment in which a wafer cooling device according to the present invention is applied to a dry etching device.
【図４】図３のIV-IV線について見た矢視図である。FIG. 4 is an arrow view taken along line IV-IV in FIG.
【図５】従来のドライエッチング装置及びウエハ冷却装
置の概略構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of a conventional dry etching apparatus and a wafer cooling apparatus.
１ 下部電極 １ａ 仕切壁 ２ ウエハ載置面（表面） ３ 凹部 ３ａ 扇状部分 ４ 冷却ガス供給ポート ５ 冷却ガス排出ポート ６ 冷却ガス通路 ７ 熱交換器 ８ 冷却液通路 ９ 冷却液供給ポート １０ 冷却液排出ポート １１ 反応室 １２ 冷却液供給装置 １３ 冷却ガス管 １３ａ 多孔質材 １４ 冷却液管 １５ ケーシング １８ 冷却液通路 ２１ 下部電極 ２２ ウエハ載置面（表面） ２３ 凹部 ２４ 冷却ガス供給ポート ２５ 冷却ガス排出ポート ２６ 冷却ガス通路 ３１ 反応室 1 Lower Electrode 1a Partition Wall 2 Wafer Mounting Surface (Surface) 3 Recess 3a Fan-shaped Part 4 Cooling Gas Supply Port 5 Cooling Gas Discharge Port 6 Cooling Gas Passage 7 Heat Exchanger 8 Cooling Liquid Passage 9 Cooling Liquid Supply Port 10 Cooling Discharge Port 11 Reaction chamber 12 Cooling liquid supply device 13 Cooling gas pipe 13a Porous material 14 Cooling liquid pipe 15 Casing 18 Cooling liquid passage 21 Lower electrode 22 Wafer mounting surface (surface) 23 Recess 24 Cooling gas supply port 25 Cooling gas discharge port 26 cooling gas passage 31 reaction chamber
Claims (2)
にて前記ウエハ裏面側を支持するための支持台を有する
処理装置に用いられるウエハ冷却装置であって、 前記ウエハをその裏面側から冷却するための冷却ガス通
路を前記ウエハ裏面と前記支持台表面との間に郭成する
べく該支持台表面に形成された凹部と、 前記冷却ガス通路と外部冷却ガス供給手段とを接続する
冷却ガス管路と、 前記支持台を冷却するべく該支持台内に郭成された冷却
液通路と、 前記冷却液通路と外部冷却液供給手段とを接続する冷却
液管路と、 前記冷却ガス通路に至る前の冷却ガスを前記冷却液管路
に至る前の冷却液にて冷却するべく前記冷却ガス管路と
前記冷却液管路との間にて熱交換するための熱交換器と
を有することを特徴とするウエハ冷却装置。1. A wafer cooling device used in a processing apparatus having a support base for supporting the back surface of the wafer in a reaction chamber to process the front surface of the wafer, wherein the wafer is cooled from the back surface side thereof. And a cooling gas pipe connecting the cooling gas passage and an external cooling gas supply means to form a cooling gas passage for defining a cooling gas passage between the wafer back surface and the supporting base surface. A passage, a cooling liquid passage formed in the supporting base to cool the supporting base, a cooling liquid conduit connecting the cooling liquid passage and an external cooling liquid supply means, and the cooling gas passage. A heat exchanger for exchanging heat between the cooling gas conduit and the cooling liquid conduit to cool the previous cooling gas with the cooling liquid before reaching the cooling liquid conduit. Characteristic wafer cooling device.
させる多孔質材と、前記冷却液を通過させるべく前記多
孔質材に密着する冷却液通路とを有することを特徴とす
る請求項１に記載のウエハ冷却装置。2. The heat exchanger has a porous material that allows the cooling gas to pass therethrough, and a cooling liquid passage that is in close contact with the porous material to allow the cooling liquid to pass therethrough. The wafer cooling device according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35192293A JPH07201956A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Wafer cooling apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35192293A JPH07201956A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Wafer cooling apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201956A true JPH07201956A (en) | 1995-08-04 |
Family
ID=18420538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35192293A Withdrawn JPH07201956A (en) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | Wafer cooling apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201956A (en) |
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