JPH11340203A - 真空処理装置及びその処理台 - Google Patents
真空処理装置及びその処理台Info
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- JPH11340203A JPH11340203A JP10143347A JP14334798A JPH11340203A JP H11340203 A JPH11340203 A JP H11340203A JP 10143347 A JP10143347 A JP 10143347A JP 14334798 A JP14334798 A JP 14334798A JP H11340203 A JPH11340203 A JP H11340203A
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- H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
- H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
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- Y10S156/914—Differential etching apparatus including particular materials of construction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウエハの高温処理に適した静電吸着手段付処理
台及び該処理台を備えた真空処理装置を提供する。 【解決手段】処理室に設けられた処理台を備え、減圧雰
囲気内で前記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記
処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理する真空処
理装置において、前記処理台の電極部材をチタンもしく
はチタン合金とし、該電極部材の上に静電吸着用誘電体
膜を形成する。なお、チタンとアルミナセラミックスは
材料同士の接着の相性が良くないので、ニッケル合金
（Ｎｉ．ＡＬ）を間に挾むのが望ましい。
台及び該処理台を備えた真空処理装置を提供する。 【解決手段】処理室に設けられた処理台を備え、減圧雰
囲気内で前記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記
処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理する真空処
理装置において、前記処理台の電極部材をチタンもしく
はチタン合金とし、該電極部材の上に静電吸着用誘電体
膜を形成する。なお、チタンとアルミナセラミックスは
材料同士の接着の相性が良くないので、ニッケル合金
（Ｎｉ．ＡＬ）を間に挾むのが望ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、減圧雰囲気におい
てプラズマ等によりウエハ等の被処理物を処理する真空
処理装置及びその処理台に係り、特に、高温でウエハ等
をエッチング処理するのに適した真空処理装置及びその
処理台に関する。
てプラズマ等によりウエハ等の被処理物を処理する真空
処理装置及びその処理台に係り、特に、高温でウエハ等
をエッチング処理するのに適した真空処理装置及びその
処理台に関する。
【０００２】
【従来の技術】減圧雰囲気において、プラズマ等により
ウエハ等の被処理物を処理する装置に関し、従来技術と
して特公昭５６−５３８５３号公報や、特公昭５７−４
４７４７号公報に記載のように、静電吸着手段を用いて
ウエハを処理台上に静電吸着してプラズマにより処理す
ることが提案されている。また、特開昭５８−３２４１
０号公報や、特開昭６０−１１５２２６号公報に記載の
ように静電吸着手段でウエハを処理台上に静電吸着した
後、ウエハ裏面にＨｅガスを導入してガスの熱伝導、自
由対流、強制対流を利用してウエハを加熱あるいは冷却
しながら処理することが提案されている。
ウエハ等の被処理物を処理する装置に関し、従来技術と
して特公昭５６−５３８５３号公報や、特公昭５７−４
４７４７号公報に記載のように、静電吸着手段を用いて
ウエハを処理台上に静電吸着してプラズマにより処理す
ることが提案されている。また、特開昭５８−３２４１
０号公報や、特開昭６０−１１５２２６号公報に記載の
ように静電吸着手段でウエハを処理台上に静電吸着した
後、ウエハ裏面にＨｅガスを導入してガスの熱伝導、自
由対流、強制対流を利用してウエハを加熱あるいは冷却
しながら処理することが提案されている。
【０００３】通常のエッチング処理では、処理台のウエ
ハ載置面の温度が８０℃程度以下の温度に制御されて処
理されるが、高温エッチャーとして、１００℃〜２００
℃程度の高温でウエハ等をエッチング処理する必要性が
高まってきた。すなわち、金属と多結晶シリコンからな
る多層膜のエッチングにおいて、金属膜をエッチングす
るときに試料の温度を１００℃以上の高温で処理するこ
とにより、金属膜のエッチング速度が速くなるため、金
属膜やバリア膜に部品的なエッチング残りの無い優れた
エッチングが可能となる。なお、バリア膜とは、金属と
多結晶シリコンの間に、相互拡散を抑制するために挿入
した膜である。金属の例としては、タングステンが挙げ
られ、バリア膜としてきは窒化タングステンが挙げられ
る。
ハ載置面の温度が８０℃程度以下の温度に制御されて処
理されるが、高温エッチャーとして、１００℃〜２００
℃程度の高温でウエハ等をエッチング処理する必要性が
高まってきた。すなわち、金属と多結晶シリコンからな
る多層膜のエッチングにおいて、金属膜をエッチングす
るときに試料の温度を１００℃以上の高温で処理するこ
とにより、金属膜のエッチング速度が速くなるため、金
属膜やバリア膜に部品的なエッチング残りの無い優れた
エッチングが可能となる。なお、バリア膜とは、金属と
多結晶シリコンの間に、相互拡散を抑制するために挿入
した膜である。金属の例としては、タングステンが挙げ
られ、バリア膜としてきは窒化タングステンが挙げられ
る。
【０００４】従来の静電吸着手段を備えた通常のエッチ
ング処理用の処理台は、基材アルミにＮｉ，Ａｌを溶射
した上に静電吸着用誘電体膜であるアルミナセラミック
スを溶射して静電吸着の処理台を形成していた。また、
処理台の下部にはリニアガイド軸を兼ねる処理台支えと
リニアガイド軸受が設けられており、ウエハを載置面に
搬入、搬出する際に、処理台を上下可能に構成されてい
る。
ング処理用の処理台は、基材アルミにＮｉ，Ａｌを溶射
した上に静電吸着用誘電体膜であるアルミナセラミック
スを溶射して静電吸着の処理台を形成していた。また、
処理台の下部にはリニアガイド軸を兼ねる処理台支えと
リニアガイド軸受が設けられており、ウエハを載置面に
搬入、搬出する際に、処理台を上下可能に構成されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の処理台を備
えた真空処理装置をウエハの高温処理に適用することを
想定すると次のような課題がある。
えた真空処理装置をウエハの高温処理に適用することを
想定すると次のような課題がある。
【０００６】まず、従来のアルミを基材に使用した処理
台では、基材であるアルミの熱膨張率が２４×１０−６
［／ｋ］である。もし、常温から１６０℃まで上昇させ
ると、熱ひずみは ε＝２４×１０−６［／ｋ］×（１
６０−２５）［ｋ］＝３．２×１０−３となる。この時
に静電吸着用誘電体膜にも同様のひずみが発生する。そ
のひずみは、アルミナセラミックスの熱膨張係数は７×
１０−６［／ｋ］より、εｌ＝７×１０−６［／ｋ］×
（１６０．２５）［ｋ］＝０．９５×１０−３。この時
の誘電体膜にかかる応力は、アルミナセラミックスのヤ
ング率はＥ＝２．６×１０４［ｋｇｆ／ｍｍ２］なの
で、応力σ＝（ε−εｌ）×Ｅ＝５９［ｋｇｆ／ｍ
ｍ２］となり、アルミナセラミックスの強度の２９［ｋ
ｇｆ／ｍｍ２］より大きくなる。従って、アルミナセラ
ミックスを破壊し、静電吸着が不可能となる。
台では、基材であるアルミの熱膨張率が２４×１０−６
［／ｋ］である。もし、常温から１６０℃まで上昇させ
ると、熱ひずみは ε＝２４×１０−６［／ｋ］×（１
６０−２５）［ｋ］＝３．２×１０−３となる。この時
に静電吸着用誘電体膜にも同様のひずみが発生する。そ
のひずみは、アルミナセラミックスの熱膨張係数は７×
１０−６［／ｋ］より、εｌ＝７×１０−６［／ｋ］×
（１６０．２５）［ｋ］＝０．９５×１０−３。この時
の誘電体膜にかかる応力は、アルミナセラミックスのヤ
ング率はＥ＝２．６×１０４［ｋｇｆ／ｍｍ２］なの
で、応力σ＝（ε−εｌ）×Ｅ＝５９［ｋｇｆ／ｍ
ｍ２］となり、アルミナセラミックスの強度の２９［ｋ
ｇｆ／ｍｍ２］より大きくなる。従って、アルミナセラ
ミックスを破壊し、静電吸着が不可能となる。
【０００７】また、従来は、処理台と絶縁板と処理台支
えは全面で密着しており、熱が処理台から処理台支えへ
逃げ易い構造となっていた。そのため、処理台のウエハ
載置面の温度を高温に維持するのが困難となる。この傾
向は、ウエハへの入熱量の増加、ウエハの大口径化によ
りますます顕著になる。
えは全面で密着しており、熱が処理台から処理台支えへ
逃げ易い構造となっていた。そのため、処理台のウエハ
載置面の温度を高温に維持するのが困難となる。この傾
向は、ウエハへの入熱量の増加、ウエハの大口径化によ
りますます顕著になる。
【０００８】さらに、従来は、ベローズ上部の真空中に
リニアガイド軸受があり、処理台支えをリニアガイド軸
として、処理台を軸ぶれ精度良く上下させている。この
軸受は、フッ素樹脂を使用した固体軸受が用いられてい
る。従来の構造の場合、処理台の温度が高温となったと
きに、その熱の影響を受けてガイドとなる処理台支えの
温度が上昇する。その場合に、軸受との隙間がゼロとな
り、軸受がブレーキとなり、処理台が上下しなくなると
いう問題がある。
リニアガイド軸受があり、処理台支えをリニアガイド軸
として、処理台を軸ぶれ精度良く上下させている。この
軸受は、フッ素樹脂を使用した固体軸受が用いられてい
る。従来の構造の場合、処理台の温度が高温となったと
きに、その熱の影響を受けてガイドとなる処理台支えの
温度が上昇する。その場合に、軸受との隙間がゼロとな
り、軸受がブレーキとなり、処理台が上下しなくなると
いう問題がある。
【０００９】本発明の第一の目的は、ウエハの高温処理
に適した静電吸着手段付処理台及び該処理台を備えた真
空処理装置を提供することにある。
に適した静電吸着手段付処理台及び該処理台を備えた真
空処理装置を提供することにある。
【００１０】本発明の第二の目的は、ウエハ載置面の温
度を所定の高温に維持可能な処理台及び該処理台を備え
た真空処理装置を提供することにある。
度を所定の高温に維持可能な処理台及び該処理台を備え
た真空処理装置を提供することにある。
【００１１】本発明の第三の目的は、処理台の温度が高
温となっても円滑に上下等可能な処理台及び該処理台を
備えた真空処理装置を提供することにある。
温となっても円滑に上下等可能な処理台及び該処理台を
備えた真空処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために、本発明は、処理室に設けられた処理台を備
え、減圧雰囲気内で前記被処理物を前記処理台に静電吸
着し、前記処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理
する真空処理装置において、前記処理台の電極部材をチ
タンもしくはチタン合金とし、該電極部材の上に静電吸
着用誘電体膜を形成したたことを特徴とする。
るために、本発明は、処理室に設けられた処理台を備
え、減圧雰囲気内で前記被処理物を前記処理台に静電吸
着し、前記処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理
する真空処理装置において、前記処理台の電極部材をチ
タンもしくはチタン合金とし、該電極部材の上に静電吸
着用誘電体膜を形成したたことを特徴とする。
【００１３】本発明では、電極部材をチタンにしたた
め、処理台が高温になっても処理台内の熱ひずみが小さ
く、熱応力をアルミナセラミックスの強度以下に押さえ
ることができる。
め、処理台が高温になっても処理台内の熱ひずみが小さ
く、熱応力をアルミナセラミックスの強度以下に押さえ
ることができる。
【００１４】なお、チタンとアルミナセラミックスは材
料同士の接着の相性が良くないので、ニッケル合金（Ｎ
ｉ．ＡＬ）を間に挾むのが望ましい。
料同士の接着の相性が良くないので、ニッケル合金（Ｎ
ｉ．ＡＬ）を間に挾むのが望ましい。
【００１５】上記第二の目的を達成するために、本発明
は、処理室に設けられた処理台を備え、該処理台は処理
台支えに保持されており、前記処理台の電極部材を加熱
する手段を有し、前記処理台の電極部材と前記処理台支
えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気内で前記被処理
物を前記処理台に静電吸着し、前記処理台を加熱して前
記被処理物を高温で処理する真空処理装置において、前
記処理台の電極部材をチタンもしくはチタン合金とし、
該電極部材と前記絶縁板、該絶縁板と前記処理台支えの
間に、それぞれ熱絶縁用の隙間を設けたことを特徴とす
る。
は、処理室に設けられた処理台を備え、該処理台は処理
台支えに保持されており、前記処理台の電極部材を加熱
する手段を有し、前記処理台の電極部材と前記処理台支
えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気内で前記被処理
物を前記処理台に静電吸着し、前記処理台を加熱して前
記被処理物を高温で処理する真空処理装置において、前
記処理台の電極部材をチタンもしくはチタン合金とし、
該電極部材と前記絶縁板、該絶縁板と前記処理台支えの
間に、それぞれ熱絶縁用の隙間を設けたことを特徴とす
る。
【００１６】本発明では、処理台と絶縁板、絶縁板と処
理台支えの間に隙間を設けた構造とした。試料を処理し
ているときは、処理台の周りの雰囲気は１Ｐａ程度の真
空状態であり、隙間をあけることは、真空断熱を行うこ
とと同じとなる。つまり、処理台から処理台支えへ逃げ
る熱を減少させて、試料へ効率的に伝えることが出来る
処理台となる。
理台支えの間に隙間を設けた構造とした。試料を処理し
ているときは、処理台の周りの雰囲気は１Ｐａ程度の真
空状態であり、隙間をあけることは、真空断熱を行うこ
とと同じとなる。つまり、処理台から処理台支えへ逃げ
る熱を減少させて、試料へ効率的に伝えることが出来る
処理台となる。
【００１７】上記第三の目的を達成するために、本発明
は、処理室に設けられた処理台を備え、該処理台は軸受
を介して処理台支えに上下動可能に保持されており、記
処理台の電極部材を加熱する手段を有し、前記電極部材
と前記処理台支えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気
内で、前記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記処
理台を加熱して前記被処理物を高温で処理する真空処理
装置において、前記処理台の電極部材を純チタンもしく
はチタン合金とし、前記処理台支え及び前記軸受を前記
処理室外の大気中に設置したことを特徴とする。
は、処理室に設けられた処理台を備え、該処理台は軸受
を介して処理台支えに上下動可能に保持されており、記
処理台の電極部材を加熱する手段を有し、前記電極部材
と前記処理台支えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気
内で、前記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記処
理台を加熱して前記被処理物を高温で処理する真空処理
装置において、前記処理台の電極部材を純チタンもしく
はチタン合金とし、前記処理台支え及び前記軸受を前記
処理室外の大気中に設置したことを特徴とする。
【００１８】チタン合金としては、α型、near α型、
α＋β型、β型のチタン合金を採用する。
α＋β型、β型のチタン合金を採用する。
【００１９】本発明によれば、処理台上下機構として、
軸ぶれ精度を確保する軸受及び軸を高温部から離し、か
つ大気中に設置した。したがって、処理台の温度が高温
となった場合でも、処理台上下機構の軸受け部は処理台
の温度の影響を受けない。従って、処理台が高温であっ
ても軸ぶれ精度良く処理台を上下させることが出来る。
軸ぶれ精度を確保する軸受及び軸を高温部から離し、か
つ大気中に設置した。したがって、処理台の温度が高温
となった場合でも、処理台上下機構の軸受け部は処理台
の温度の影響を受けない。従って、処理台が高温であっ
ても軸ぶれ精度良く処理台を上下させることが出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を適
用した有磁場マイクロ波エッチング装置の構成を図によ
り説明する。３は処理室であり、側壁３Ａ、底壁３Ｂと
上端の（例えば石英製の）セラミック窓１で構成され、
内部に被処理体たとえばウエハーが載置される処理台４
を備えている。処理室３内には、セラミック窓１からマ
イクロ波が導入され、一方、処理用ガス導入ノズル２か
ら処理用ガスが供給される。処理台４は、チタン製の電
極部材７にＮｉ−Ａｌ合金層６を溶射し、その上に静電
吸着用誘電体膜５となるアルミナセラミックス（Ａｌ２
Ｏ３）等の誘電体を溶射して形成されており、外周部に
はアルミナ製又は石英製の処理台カバー８が被せてあ
る。電極部材７と処理台支え１０の間に絶縁板９が配置
されている。処理室３内は、真空ポンプ（図示せず）に
より排気できるようにしてある。絶縁板９の材料として
は、アルミナ、ジルコニア、フッ素樹脂、石英、窒化珪
素、窒化アルミ等がある。
用した有磁場マイクロ波エッチング装置の構成を図によ
り説明する。３は処理室であり、側壁３Ａ、底壁３Ｂと
上端の（例えば石英製の）セラミック窓１で構成され、
内部に被処理体たとえばウエハーが載置される処理台４
を備えている。処理室３内には、セラミック窓１からマ
イクロ波が導入され、一方、処理用ガス導入ノズル２か
ら処理用ガスが供給される。処理台４は、チタン製の電
極部材７にＮｉ−Ａｌ合金層６を溶射し、その上に静電
吸着用誘電体膜５となるアルミナセラミックス（Ａｌ２
Ｏ３）等の誘電体を溶射して形成されており、外周部に
はアルミナ製又は石英製の処理台カバー８が被せてあ
る。電極部材７と処理台支え１０の間に絶縁板９が配置
されている。処理室３内は、真空ポンプ（図示せず）に
より排気できるようにしてある。絶縁板９の材料として
は、アルミナ、ジルコニア、フッ素樹脂、石英、窒化珪
素、窒化アルミ等がある。
【００２１】処理台支え１０には処理台軸２２が連結さ
れており、この処理台軸２２の下部は底壁３Ｂの穴をか
ら処理室３の外側に突出している。処理台軸２２の内側
には、絶縁板９と一体の絶縁軸２３が設けられている。
絶縁軸２３の材料は絶縁板９の材料と同じである。
れており、この処理台軸２２の下部は底壁３Ｂの穴をか
ら処理室３の外側に突出している。処理台軸２２の内側
には、絶縁板９と一体の絶縁軸２３が設けられている。
絶縁軸２３の材料は絶縁板９の材料と同じである。
【００２２】絶縁板９及び絶縁軸２３は、電気的な絶縁
特性及び熱的な絶縁特性に優れた材料によって形成され
ており、電極部材７を処理台支え１０や処理台軸２２、
あるいは底壁３Ｂに対して電気的、熱的に絶縁するもの
である。また、電極部材７と絶縁板９の間及び絶縁板９
と処理台支え１０の間、及び処理台カバー８との間の電
気的あるいは熱的な絶縁をより完全にするために、それ
ぞれ隙間３１、３２、３３が形成されている。これらの
隙間は、処理室３内に連通しており、処理時には高真空
状態となる。
特性及び熱的な絶縁特性に優れた材料によって形成され
ており、電極部材７を処理台支え１０や処理台軸２２、
あるいは底壁３Ｂに対して電気的、熱的に絶縁するもの
である。また、電極部材７と絶縁板９の間及び絶縁板９
と処理台支え１０の間、及び処理台カバー８との間の電
気的あるいは熱的な絶縁をより完全にするために、それ
ぞれ隙間３１、３２、３３が形成されている。これらの
隙間は、処理室３内に連通しており、処理時には高真空
状態となる。
【００２３】底壁３Ｂと処理台軸２２外周との間にはベ
ローズ２７が設けられている。ベローズ２７の外側すな
わち大気中には、処理台の上下機構として、処理台軸２
２に連結されたステンレス製のベース２４と、処理台上
下ガイド部１１と、処理台上下駆動部１２が設けられて
いる。処理台上下ガイド部１１及び処理台上下駆動部１
２は、それぞれ軸及びころがり軸受により構成されてい
る。これらの軸及びころがり軸受は、高温となる電極部
材７から離れた位置に設置されている。
ローズ２７が設けられている。ベローズ２７の外側すな
わち大気中には、処理台の上下機構として、処理台軸２
２に連結されたステンレス製のベース２４と、処理台上
下ガイド部１１と、処理台上下駆動部１２が設けられて
いる。処理台上下ガイド部１１及び処理台上下駆動部１
２は、それぞれ軸及びころがり軸受により構成されてい
る。これらの軸及びころがり軸受は、高温となる電極部
材７から離れた位置に設置されている。
【００２４】処理台４は、冷媒導入ノズル２１を介して
電極部材７内の空隙部３０へ冷媒を循環する量を、ウエ
ハ載置面の温度を検知する温度センサー２０の出力に基
づき冷媒温度コントローラ１９で制御することにより、
温調されている。高温エッチングを行う場合、ウエハ載
置面の温度が、たとえば１５０℃になるように、制御さ
れる。
電極部材７内の空隙部３０へ冷媒を循環する量を、ウエ
ハ載置面の温度を検知する温度センサー２０の出力に基
づき冷媒温度コントローラ１９で制御することにより、
温調されている。高温エッチングを行う場合、ウエハ載
置面の温度が、たとえば１５０℃になるように、制御さ
れる。
【００２５】また、さらに処理台４の電極部材７は、絶
縁軸２３内の導線（及びロ−パスフィルタ）を介して直
流電源１４に接続されている。エッチング処理中、前述
した方法によりプラズマを生成し、誘電体膜の両端に直
流電圧を印加することにより生じる静電吸着力によりウ
エハ４０の支持を行う。底壁３Ｂは接地２６されてい
る。
縁軸２３内の導線（及びロ−パスフィルタ）を介して直
流電源１４に接続されている。エッチング処理中、前述
した方法によりプラズマを生成し、誘電体膜の両端に直
流電圧を印加することにより生じる静電吸着力によりウ
エハ４０の支持を行う。底壁３Ｂは接地２６されてい
る。
【００２６】絶縁軸２３内には、電極部材７の中央部の
穴４２（図２参照）を経てウエハ４０載置面に達する伝
熱ガス供給路が形成されており、この伝熱ガス供給路の
下端には、伝熱ガス導入管１７が接続されている。Ｈｅ
などの伝熱ガスは、ウエハ載置面とウエハ４０間のガス
圧力が所定値になるように、伝熱ガス圧力制御系１８に
よりその供給量が制御される。
穴４２（図２参照）を経てウエハ４０載置面に達する伝
熱ガス供給路が形成されており、この伝熱ガス供給路の
下端には、伝熱ガス導入管１７が接続されている。Ｈｅ
などの伝熱ガスは、ウエハ載置面とウエハ４０間のガス
圧力が所定値になるように、伝熱ガス圧力制御系１８に
よりその供給量が制御される。
【００２７】次に、処理台４、静電吸着用誘電体膜５の
構成について説明する。処理台４の電極部材７及び静電
吸着用誘電体膜５にはウエハ４０の載置面において、ウ
エハ４０を搬送するために静電吸着用誘電体膜５からウ
エハ４０を持ち上げる複数のウエハリフトピン２５の挿
入される孔が、板厚方向に形成されている。前記温度セ
ンサー２０はウエハリフトピン２５の一部を利用して構
成されている。
構成について説明する。処理台４の電極部材７及び静電
吸着用誘電体膜５にはウエハ４０の載置面において、ウ
エハ４０を搬送するために静電吸着用誘電体膜５からウ
エハ４０を持ち上げる複数のウエハリフトピン２５の挿
入される孔が、板厚方向に形成されている。前記温度セ
ンサー２０はウエハリフトピン２５の一部を利用して構
成されている。
【００２８】また、処理台４のウエハ載置面には静電吸
着用誘電体膜５には、図２に示すように、伝熱ガス供給
用の穴４２から放射状に延びる複数の溝４４とこれらの
溝を互いに連結する環状の溝４５が形成されている。こ
れらの溝は、深さが０．０５から０．１ｍｍ、巾が０．
５から１ｍｍであり、超音波加工により加工されてい
る。４３は、ウエハリフトピン２５の挿入される孔であ
る。静電吸着用誘電体膜５の最外周部には、溝４４の無
い環状の突出部４６が形成されている。
着用誘電体膜５には、図２に示すように、伝熱ガス供給
用の穴４２から放射状に延びる複数の溝４４とこれらの
溝を互いに連結する環状の溝４５が形成されている。こ
れらの溝は、深さが０．０５から０．１ｍｍ、巾が０．
５から１ｍｍであり、超音波加工により加工されてい
る。４３は、ウエハリフトピン２５の挿入される孔であ
る。静電吸着用誘電体膜５の最外周部には、溝４４の無
い環状の突出部４６が形成されている。
【００２９】ウエハリフトピン２５は、一端をスライド
軸受２９により支持され、ウエハリフトピン駆動部１３
により上下に駆動されるようになっている。底壁３Ｂと
ウエハリフトピン２５の駆動部外周との間にはベローズ
２８が設けられている。
軸受２９により支持され、ウエハリフトピン駆動部１３
により上下に駆動されるようになっている。底壁３Ｂと
ウエハリフトピン２５の駆動部外周との間にはベローズ
２８が設けられている。
【００３０】電極部材７は、図３に示すように、チタン
製の上部材７０、下部材７１を拡散接合して一体化した
ものであり、伝熱ガス供給用の穴７２、ウエハリフトピ
ン用の穴７３及び冷媒導入ノズル用の穴７４が設けられ
ている。また、上部材７０内には、空隙部３０に対応す
る凹部（図示せず）が形成されている。下部材７１に
は、絶縁用の隙間３１を確保すべく、底部外周が座ぐら
れている。なお、一例として、直径２００ｍｍのウエハ
対応の装置では、電極部材７の外周部の高さが３ｃｍ、
電極部材７の外径（直径）を２５ｃｍとし、直径３００
ｍｍのウエハ対応の装置では、電極部材７の外周部の高
さが３ｃｍ、電極部材７の外径（直径）を３５ｃｍとす
る。
製の上部材７０、下部材７１を拡散接合して一体化した
ものであり、伝熱ガス供給用の穴７２、ウエハリフトピ
ン用の穴７３及び冷媒導入ノズル用の穴７４が設けられ
ている。また、上部材７０内には、空隙部３０に対応す
る凹部（図示せず）が形成されている。下部材７１に
は、絶縁用の隙間３１を確保すべく、底部外周が座ぐら
れている。なお、一例として、直径２００ｍｍのウエハ
対応の装置では、電極部材７の外周部の高さが３ｃｍ、
電極部材７の外径（直径）を２５ｃｍとし、直径３００
ｍｍのウエハ対応の装置では、電極部材７の外周部の高
さが３ｃｍ、電極部材７の外径（直径）を３５ｃｍとす
る。
【００３１】なお、チタン合金としては次のようなもの
が挙げられる。
が挙げられる。
【００３２】α型、near α型…CP Ti(１種、２種、３
種), Ti-0.15Pd, Ti-5Al-2.5Sn、Ti-8Al-1V (8-1-1)、T
i-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(6-2-4-2s)、Ｔｉ−６Ａｌ−
５Ｚｒ−０．５Ｍｏ−０．２５Ｓｉ（ＩＭＩ６８５）， α＋β型 …Ti-6Al-4V(6-4), Ti-6Al-2Sn-4Zr
-6Mo(6-2-4-6) β型 …Ti-13V-11Cr-3Ar(13-3-1), Ti-11.5Mo-
4.5Sn-6Zr(Be6aIII), Ti-4Mo-8V-6Cr-3Al-4Zr(BetaC),T
i-15Mo5Zr-3Al(15-5-3) 絶縁板９は、図４に示すように、円盤状の板材からな
り、伝熱ガス供給用の穴９２、ウエハリフトピン用の穴
９３及び冷媒導入ノズル用の穴９４が設けられている。
また、処理台カバー８との間の絶縁用隙間３３を確保す
るために、絶縁板９の外径は処理台カバー８の外径より
も若干小さい。隙間３３の大きさは、たとえば、０．１
ｍｍ以上、２ｍｍ以下とする。
種), Ti-0.15Pd, Ti-5Al-2.5Sn、Ti-8Al-1V (8-1-1)、T
i-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(6-2-4-2s)、Ｔｉ−６Ａｌ−
５Ｚｒ−０．５Ｍｏ−０．２５Ｓｉ（ＩＭＩ６８５）， α＋β型 …Ti-6Al-4V(6-4), Ti-6Al-2Sn-4Zr
-6Mo(6-2-4-6) β型 …Ti-13V-11Cr-3Ar(13-3-1), Ti-11.5Mo-
4.5Sn-6Zr(Be6aIII), Ti-4Mo-8V-6Cr-3Al-4Zr(BetaC),T
i-15Mo5Zr-3Al(15-5-3) 絶縁板９は、図４に示すように、円盤状の板材からな
り、伝熱ガス供給用の穴９２、ウエハリフトピン用の穴
９３及び冷媒導入ノズル用の穴９４が設けられている。
また、処理台カバー８との間の絶縁用隙間３３を確保す
るために、絶縁板９の外径は処理台カバー８の外径より
も若干小さい。隙間３３の大きさは、たとえば、０．１
ｍｍ以上、２ｍｍ以下とする。
【００３３】処理台支え１０は、図５に示すように、略
円盤状の板材からなり、伝熱ガス供給用の穴１０２、ウ
エハリフトピン用の穴１０３及び冷媒導入ノズル用の穴
１０４が設けられている。また、絶縁用の隙間３２３
３、を確保すべく、底部外周が座ぐられ、外径は絶縁板
９と同様に処理台カバー８の外径よりも若干小さい。
円盤状の板材からなり、伝熱ガス供給用の穴１０２、ウ
エハリフトピン用の穴１０３及び冷媒導入ノズル用の穴
１０４が設けられている。また、絶縁用の隙間３２３
３、を確保すべく、底部外周が座ぐられ、外径は絶縁板
９と同様に処理台カバー８の外径よりも若干小さい。
【００３４】次に、本発明の実施例によるエッチング処
理を説明する。まず、処理室３内に処理用ガスを所定の
流量で導入しながら真空排気する。ウエハ４０のエッチ
ング処理は、処理室３内の処理用ガスをマイクロ波とソ
レノイド（図示せず）による磁場の相互作用によりプラ
ズマ化（１００）すると共に、処理台４に、バイアス印
加用バイアス印加用高周波電源１５からコンデンサ１６
を介して高周波を印加し、ウエハ４０に入射するイオン
のエネルギ−を制御して行う。
理を説明する。まず、処理室３内に処理用ガスを所定の
流量で導入しながら真空排気する。ウエハ４０のエッチ
ング処理は、処理室３内の処理用ガスをマイクロ波とソ
レノイド（図示せず）による磁場の相互作用によりプラ
ズマ化（１００）すると共に、処理台４に、バイアス印
加用バイアス印加用高周波電源１５からコンデンサ１６
を介して高周波を印加し、ウエハ４０に入射するイオン
のエネルギ−を制御して行う。
【００３５】次に、図６により、本発明の処理台４の材
質について説明する。電極部材７をチタンにすると、熱
膨張率が８．５×１０−６［／ｋ］とアルミの約１／３
と小さいので、熱ひずみも小さく、ε′＝８．５×１０
−６［／ｋ］×（１６０−２５）［ｋ］＝１．１×１０
−３となる。発生する熱応力もσ′＝（ε′−εｌ）×
Ｅ＝４［ｋｇｆ／ｍｍ２］となり、アルミナセラミック
スの強度以下を達成できる。
質について説明する。電極部材７をチタンにすると、熱
膨張率が８．５×１０−６［／ｋ］とアルミの約１／３
と小さいので、熱ひずみも小さく、ε′＝８．５×１０
−６［／ｋ］×（１６０−２５）［ｋ］＝１．１×１０
−３となる。発生する熱応力もσ′＝（ε′−εｌ）×
Ｅ＝４［ｋｇｆ／ｍｍ２］となり、アルミナセラミック
スの強度以下を達成できる。
【００３６】なお、チタンとアルミナセラミックスは材
料同士の接着の相性が良くないので、本発明の実施例に
於いては、ニッケル合金１００μｍ程度（Ｎｉ．ＡＬ）
を間に挾んでいる。この場合では、ニッケル合金（Ｎ
ｉ．ＡＬ）の熱膨張率は１９×１０−６［／ｋ］とチタ
ンのものより大きいが、膜圧が０．１ｍｍオーダーと基
材の大きさの数ｃｍと比べて１／１００以下と十分小さ
いため、熱ひずみは電極部材で９９％以上決まってく
る。従って、熱応力に対する誘電体膜の強度の劣化はほ
とんどないといえる。
料同士の接着の相性が良くないので、本発明の実施例に
於いては、ニッケル合金１００μｍ程度（Ｎｉ．ＡＬ）
を間に挾んでいる。この場合では、ニッケル合金（Ｎ
ｉ．ＡＬ）の熱膨張率は１９×１０−６［／ｋ］とチタ
ンのものより大きいが、膜圧が０．１ｍｍオーダーと基
材の大きさの数ｃｍと比べて１／１００以下と十分小さ
いため、熱ひずみは電極部材で９９％以上決まってく
る。従って、熱応力に対する誘電体膜の強度の劣化はほ
とんどないといえる。
【００３７】次に、本発明は、有磁場マイクロ波エッチ
ング装置以外の方式の処理装置、たとえば平行平板形の
ＲＩＥ装置にも適用できる。有磁場マイクロ波エッチン
グ装置と異なるところは、マイクロ波とソレノイドの磁
場の相互作用によりプラズマを生成する変わりに、処理
台４に対向する接地された上部電極を設けて、この電極
間にバイアス印加用バイアス印加用高周波電源により高
周波を印加してプラズマを生成するようにしたところで
ある。前述した実施例とはプラズマの生成方法が異なる
だけであり、処理台４を上記各実施例と同様に構成する
ことにより同様なエッチング処理を行うことができる。
ング装置以外の方式の処理装置、たとえば平行平板形の
ＲＩＥ装置にも適用できる。有磁場マイクロ波エッチン
グ装置と異なるところは、マイクロ波とソレノイドの磁
場の相互作用によりプラズマを生成する変わりに、処理
台４に対向する接地された上部電極を設けて、この電極
間にバイアス印加用バイアス印加用高周波電源により高
周波を印加してプラズマを生成するようにしたところで
ある。前述した実施例とはプラズマの生成方法が異なる
だけであり、処理台４を上記各実施例と同様に構成する
ことにより同様なエッチング処理を行うことができる。
【００３８】本発明は、スパッタ装置にも適用できる。
スパッタ装置は、上部電極に成膜用タ−ゲットを、また
ウエハを加熱するためのヒ−タを設けた処理台上にウエ
ハを配置し、上部電極と処理台間にバイアス印加用バイ
アス印加用高周波電源により高周波を印加してプラズマ
を生成した後シャッタを開いてウエハ表面にタ−ゲット
を成膜する装置である。従って、エッチング装置と異な
るところは、処理圧力がさらに低圧であることとウエハ
を加熱しながら処理するところであり、処理台を前述し
た実施例のように構成することにより同様にスパッタ処
理を行うことができる。
スパッタ装置は、上部電極に成膜用タ−ゲットを、また
ウエハを加熱するためのヒ−タを設けた処理台上にウエ
ハを配置し、上部電極と処理台間にバイアス印加用バイ
アス印加用高周波電源により高周波を印加してプラズマ
を生成した後シャッタを開いてウエハ表面にタ−ゲット
を成膜する装置である。従って、エッチング装置と異な
るところは、処理圧力がさらに低圧であることとウエハ
を加熱しながら処理するところであり、処理台を前述し
た実施例のように構成することにより同様にスパッタ処
理を行うことができる。
【００３９】以上説明したように、本発明は減圧雰囲気
内でウエハ等の試料を加熱しながらプラズマ等により処
理する処理装置に広く適用することができる。例えば、
プラズマを利用して被処理物を処理する例としては、プ
ラズマエッチング、プラズマＣＶＤ、スパッタ等が挙げ
られる。また、プラズマを利用しないで被処理物を処理
する例としては、イオン注入、ＭＢＥ、蒸着、減圧ＣＶ
Ｄ等が挙げられる。
内でウエハ等の試料を加熱しながらプラズマ等により処
理する処理装置に広く適用することができる。例えば、
プラズマを利用して被処理物を処理する例としては、プ
ラズマエッチング、プラズマＣＶＤ、スパッタ等が挙げ
られる。また、プラズマを利用しないで被処理物を処理
する例としては、イオン注入、ＭＢＥ、蒸着、減圧ＣＶ
Ｄ等が挙げられる。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハの高温処理に適
した静電吸着手段付処理台及び該処理台を備えた真空処
理装置を提供することができる。
した静電吸着手段付処理台及び該処理台を備えた真空処
理装置を提供することができる。
【００４１】また、ウエハ載置面の温度を所定の高温に
維持可能な処理台及び該処理台を備えた真空処理装置を
提供することができる。
維持可能な処理台及び該処理台を備えた真空処理装置を
提供することができる。
【００４２】さらに、処理台の温度が高温となっても円
滑に上下等可能な処理台及び該処理台を備えた真空処理
装置を提供するができる。
滑に上下等可能な処理台及び該処理台を備えた真空処理
装置を提供するができる。
【図１】本発明の一実施例になる真空処理装置の縦断面
を示した図。
を示した図。
【図２】図１の実施例の静電吸着用誘電体膜の平面図。
【図３】図１の実施例の処理台の裏面斜視図。
【図４】図１の絶縁板の裏面斜視図。
【図５】図１の処理台支えの裏面斜視図。
【図６】図１の実施例の処理台の特性を説明する図。
４０…ウエハ、３…処理室、２…処理用ガス導入ノズ
ル、７…処理台、１５…バイアス印加用高周波電源、９
…絶縁板、５…静電吸着用誘電体膜、１４…静電吸着用
電源、２５…ウエハリフトピン、
ル、７…処理台、１５…バイアス印加用高周波電源、９
…絶縁板、５…静電吸着用誘電体膜、１４…静電吸着用
電源、２５…ウエハリフトピン、
フロントページの続き (72)発明者 伊藤 陽一 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 藤井 敬 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 川原 博宣 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 濱▲崎▼ 良二 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 高橋 主人 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 吉開 元彦 山口県下松市大字東豊井794番地 日立テ クノエンジニアリング株式会社笠戸事業所 内
Claims (9)
- 【請求項１】処理室に設けられた処理台を備え、減圧雰
囲気内で前記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記
処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理する真空処
理装置において、 前記処理台の電極部材をチタンもしくはチタン合金と
し、該電極部材の上に静電吸着用誘電体膜を形成したた
ことを特徴とする真空処理装置。 - 【請求項２】前記チタン製の電極部材にＮｉ−Ａｌ合金
層を溶射し、その上に前記静電吸着用誘電体膜となるア
ルミナセラミックスを溶射して前記処理台を形成さした
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】処理室に設けられた処理台を備え、該処理
台は処理台支えに保持されており、前記処理台の電極部
材を加熱する手段を有し、前記処理台の電極部材と前記
処理台支えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気内で前
記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記処理台を加
熱して前記被処理物を高温で処理する真空処理装置にお
いて、 前記処理台の電極部材をチタンもしくはチタン合金と
し、該電極部材と前記絶縁板、該絶縁板と前記処理台支
えの間に、それぞれ熱絶縁用の隙間を設けたことを特徴
とする真空処理装置。 - 【請求項４】処理室に設けられた処理台を備え、該処理
台は軸受を介して処理台支えに上下動可能に保持されて
おり、記処理台の電極部材を加熱する手段を有し、前記
電極部材と前記処理台支えの間に絶縁板が配置され、減
圧雰囲気内で、前記被処理物を前記処理台に静電吸着
し、前記処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理す
る真空処理装置において、 前記処理台の電極部材をチタンもしくはチタン合金と
し、前記処理台支え及び前記軸受を前記処理室外の大気
中に設置したことを特徴とする真空処理装置。 - 【請求項５】処理室に設けられた処理台を備え、該処理
台は処理台支えに保持されており、前記処理台の電極部
材を加熱する手段を有し、前記処理台の電極部材と前記
処理台支えの間に絶縁板が配置され、減圧雰囲気内で前
記被処理物を前記処理台に静電吸着し、前記処理台を加
熱して前記被処理物を高温で処理する真空処理装置にお
いて、 前記処理台の電極部材と前記絶縁板、該絶縁板と前記処
理台支えの間に、それぞれ熱絶縁用の隙間を設けたこと
を特徴とする真空処理装置。 - 【請求項６】処理室に設けられた処理台を備え、該処理
台は軸受を介して処理台支えに上下動可能に保持されて
おり、前記処理台の電極部材を加熱する手段を有し、前
記電極部材と前記処理台支えの間に絶縁板が配置され、
減圧雰囲気内で、前記被処理物を前記処理台に静電吸着
し、前記処理台を加熱して前記被処理物を高温で処理す
る真空処理装置において、 前記処理台支え及び前記軸受を前記処理室外の大気中に
設置したことを特徴とする真空処理装置。 - 【請求項７】前記処理台の電極部材を加熱する手段は、
該電極部材を１００℃〜２００℃に加熱するものである
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記
載の真空処理装置。 - 【請求項８】電極部材と静電吸着用誘電体膜を備え、被
処理物を静電吸着し加熱する真空処理装置用の処理台に
おいて、 前記電極部材をチタンもしくはチタン合金としたことを
特徴とする処理台。 - 【請求項９】電極部材と静電吸着用誘電体膜及び前記電
極部材を加熱する手段を備え、絶縁板を介して処理台支
えに保持され、被処理物を静電吸着し、加熱する真空処
理装置用の処理台において、 前記電極部材をチタンもしくはチタン合金とし、該電極
部材と前記絶縁板、該絶縁板と前記処理台支えの間に、
それぞれ熱絶縁用の隙間を設けたことを特徴とする処理
台。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14334798A JP3530021B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 真空処理装置及びその処理台 |
| US09/313,253 US6235146B1 (en) | 1998-05-25 | 1999-05-18 | Vacuum treatment system and its stage |
| KR10-1999-0018675A KR100517583B1 (ko) | 1998-05-25 | 1999-05-24 | 진공처리장치 및 그 처리대 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14334798A JP3530021B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 真空処理装置及びその処理台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340203A true JPH11340203A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3530021B2 JP3530021B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=15336687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14334798A Expired - Lifetime JP3530021B2 (ja) | 1998-05-25 | 1998-05-25 | 真空処理装置及びその処理台 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6235146B1 (ja) |
| JP (1) | JP3530021B2 (ja) |
| KR (1) | KR100517583B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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