JPH03104887A - 真空処理装置 - Google Patents
真空処理装置Info
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- JPH03104887A JPH03104887A JP24224489A JP24224489A JPH03104887A JP H03104887 A JPH03104887 A JP H03104887A JP 24224489 A JP24224489 A JP 24224489A JP 24224489 A JP24224489 A JP 24224489A JP H03104887 A JPH03104887 A JP H03104887A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野】
本発明は、真空処理装置に係り、特に半導体素子基板（
以下、ウェハと略）等の試料の裏面に伝熱用ガスを導入
し該試料の温度を所定温度にＩＩ＋ １して減圧下で処
理するのに好適な真空処理装置に関するものである． 〔従来の技術〕 従来の装置は、例えば、特開昭５６−４８ １ ３２号
公報に記載のように、被処理物を処理ステーションの支
持板上に位置させ，被処理物と支持板との間にヘリウム
ガスを送給して両者間の熱伝導を行い被処理物を冷却す
ることが提案されている． しかし、被処理物がウエハの場合について考えると、例
えば、６インチウェハでは裏面のガス圧力によるウエハ
中央での変形量は約０．１ａｍ／Ｔｏｒｒであり、ウェ
ハと支持板のすきまが約１．３ ＴｏｒｒでＨｅガス分
子の平均自由工程より大きくなり高い熱通過率が得られ
ずウエハの冷却が十分に行えないという問題があった． また、この問題点を解決するために、例えば、特開昭６
０−１３６３１４号公報に記載のように、電極形状を凸
形にすることにより高い裏面圧力時においてもウエハと
電極のすきまが平均自由工程内に入るようにして高い熱
通過率が得られるようにし、さらに冷却ガスを外周の複
数の穴から導入して裏面圧力分布の均一化すなわちエッ
チング中のウエハ内の温度分布の均一化を図ることが提
案されている． 〔発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術では，試料が大口径化，大面積化した場合
について考慮されておらず、外周の穴から導入された冷
却ガスはほとんど直接処理室内に流れ、ウェハ周辺の裏
面圧力に比べて中央の裏面圧力が低下しエッチング中の
ウェハ内の温度分布に不均一を生じるという問題があっ
た．また、外周の複数の穴から冷却ガスを導入する必要
があるので電極形状が複雑になるという問題もあった． 本発明の目的は、減圧下で処理される試料が大口径化、
大面積化した場合でち試料内の温度分布均一化を図るこ
とができる真空処理装置を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、試料を支持する試料台の形状を、試料支持
時に試料の外周とそれより内側の少なくとも２点で接触
するような凸形形状とし、中央から周辺に向い外周端ま
で達しない複数の溝と該溝の先端を結ぶ外周溝を試料台
の試料設置面に形成し、試料台の中央より周辺に向って
伝熱用ガスを導入することにより達成される． 〔作 用１ 試料台の形状を上記形状とすることにより、高い裏面ガ
ス圧力においても試料裏面と試料台の試料設置面とのす
きまを伝熱用ガス分子の平均自由工程より小さくできる
ので、熱通過率を大きく揺れ温度制御性能を向上できる
．さらに、試料を試料台に支持した時に試料裏面と試料
台の試料設置面は必ず複数の点で接触し、裏面ガス圧力
が変動してち試料裏面と試料台の試料設置面とのすきま
を一定に維持できるので、熱通過率に対する該すきまの
影響を低減でき安定した熱通過率が得られる． また、試料台の試料設置面に上記のように溝を形成する
ことにより、試料裏面中央から周辺に向って流れる伝熱
用ガスの流路のコンダクタンスを大きくでき，伝熱用ガ
スの流量を増加しても流れに伴う圧力損失を小さく抑制
でき試料裏面中央と周辺での裏面ガス圧力分布を均一に
できる．すなわち、減圧下で処理中の試料内の温度分布
の均一化が図れる． また、伝熱用ガスを試料台中央から導入できるので、試
料台形状を簡素化できる． 〔実 施 例】 以下、本発明の一実施例を適用したエッチング装置を第
１図により説明する．本装置はマグネトロン１で発生し
たマイクロ波とソレノイド２の磁場の相乗作用により処
理室３内に導入したプロセスガスをプラズマ化し，試料
台である電極４にＲＦ電源５によりＲＦを印加してウエ
ハ６に入射するイオンのエネルギを制御しながらエッチ
ングする． 一方、処理中のウエハ６の、この場合、冷却は電極４上
にウエハ６を板ばね７を介して処理室３に取り付けられ
たウエハ押え８により支持した状態でガス供給装置９よ
りＭＦＣ，１ ０、バルブ１１を介して一定流量の伝熱
ガス、例えば、ヘリウムガス（以下、ＧＨｅと略）をウ
エハ押し上げ部材ｌ２と電極４のすきまからウェハ６裏
面を通って処理室３に流出させることにより行っている
．また、電極４はサーキュレータｌ３により一定温度に
維持されている． 第２図，第３図に、第１図における電極４の詳細を示す
． 第２図、第３図で、この場合、電極４の形状は、Ａ−Ｂ
間が球面、Ａ−Ｄ．Ｂ−Ｃ間が平面の凸形球面であり，
ウェハ押え８によりウェハ６を電極４に押え支持した状
態で必ずＢ点とＤ点とがウェハ６の裏面に接触する形状
となっている。また、電極４のウエハ設置面には、該設
置面の中央から周辺に向い外周端までは達しない、この
場合，４本の溝１４と該溝１４の先端を、この場合、円
周状に結ぶ外周溝ｌ５とがそれぞれ形成されている． 本実施例について６インチウェハでエッチング中のウェ
ハ内温度分布を測定した結果、溝１４、外周溝１５を設
けることによりＧＨｅ流量７ｃｃ／ｗｉｎ時のウエハ６
中央と周辺での裏面ガス圧力差を約２．５Ｔｏｒｒから
約０ ． ４ Ｔｏｒｒに低減できウエハ内温度分布も
±３０℃から±５℃以内に均一化できることが明らかに
なった．さらに、幅広い流量範囲においても均一であっ
た．また、温度上昇についても、例えば、Ｓ ｉ Ｏ
＊プロセスにおいて約５５℃という値が得られ十分な冷
却特性が得られた． 次に、本発明の第２の実施例を第４図、第５図に示す．
本実施例は加工を容易にするために形状をＡＢ．ＤＡ．
ＢＣ間のすべてが平面の凸形円錐にしたもので同様にウ
エハ支持時にＤ点とＢ点が接触するようにしてあり，満
１４、外周溝ｌ５は上記一実施例と同じ構成である．本
実施例についても上記一実施例での効果と同様の効果が
得られることを確認した． 尚、上記各実施例では、ウェハを冷却してプラズマエッ
チング処理する装置について説明したが、この他に、次
のような処理装置にも良好に適用できる． （１）ウェハを加温してＣＶＤ．スバッタ、ＭＢＥ等の
成膜処理する装置． （２）ウェハを冷却して成膜処理する装置．（３）アッ
シング処理，防食処理装置．いずれにしても、減圧下で
試料の温度を所定温度に制御し、該温度制御された試料
を減圧下で処理する装置であれば，そのような装置に問
題なく適用できる． 〔発明の効果〕 本発明によれば、減圧下で処理される試料が大口径化，
大面積化した場合でも試料内の温度分布の均一化を図る
ことができる効果がある．
以下、ウェハと略）等の試料の裏面に伝熱用ガスを導入
し該試料の温度を所定温度にＩＩ＋ １して減圧下で処
理するのに好適な真空処理装置に関するものである． 〔従来の技術〕 従来の装置は、例えば、特開昭５６−４８ １ ３２号
公報に記載のように、被処理物を処理ステーションの支
持板上に位置させ，被処理物と支持板との間にヘリウム
ガスを送給して両者間の熱伝導を行い被処理物を冷却す
ることが提案されている． しかし、被処理物がウエハの場合について考えると、例
えば、６インチウェハでは裏面のガス圧力によるウエハ
中央での変形量は約０．１ａｍ／Ｔｏｒｒであり、ウェ
ハと支持板のすきまが約１．３ ＴｏｒｒでＨｅガス分
子の平均自由工程より大きくなり高い熱通過率が得られ
ずウエハの冷却が十分に行えないという問題があった． また、この問題点を解決するために、例えば、特開昭６
０−１３６３１４号公報に記載のように、電極形状を凸
形にすることにより高い裏面圧力時においてもウエハと
電極のすきまが平均自由工程内に入るようにして高い熱
通過率が得られるようにし、さらに冷却ガスを外周の複
数の穴から導入して裏面圧力分布の均一化すなわちエッ
チング中のウエハ内の温度分布の均一化を図ることが提
案されている． 〔発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術では，試料が大口径化，大面積化した場合
について考慮されておらず、外周の穴から導入された冷
却ガスはほとんど直接処理室内に流れ、ウェハ周辺の裏
面圧力に比べて中央の裏面圧力が低下しエッチング中の
ウェハ内の温度分布に不均一を生じるという問題があっ
た．また、外周の複数の穴から冷却ガスを導入する必要
があるので電極形状が複雑になるという問題もあった． 本発明の目的は、減圧下で処理される試料が大口径化、
大面積化した場合でち試料内の温度分布均一化を図るこ
とができる真空処理装置を提供することにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、試料を支持する試料台の形状を、試料支持
時に試料の外周とそれより内側の少なくとも２点で接触
するような凸形形状とし、中央から周辺に向い外周端ま
で達しない複数の溝と該溝の先端を結ぶ外周溝を試料台
の試料設置面に形成し、試料台の中央より周辺に向って
伝熱用ガスを導入することにより達成される． 〔作 用１ 試料台の形状を上記形状とすることにより、高い裏面ガ
ス圧力においても試料裏面と試料台の試料設置面とのす
きまを伝熱用ガス分子の平均自由工程より小さくできる
ので、熱通過率を大きく揺れ温度制御性能を向上できる
．さらに、試料を試料台に支持した時に試料裏面と試料
台の試料設置面は必ず複数の点で接触し、裏面ガス圧力
が変動してち試料裏面と試料台の試料設置面とのすきま
を一定に維持できるので、熱通過率に対する該すきまの
影響を低減でき安定した熱通過率が得られる． また、試料台の試料設置面に上記のように溝を形成する
ことにより、試料裏面中央から周辺に向って流れる伝熱
用ガスの流路のコンダクタンスを大きくでき，伝熱用ガ
スの流量を増加しても流れに伴う圧力損失を小さく抑制
でき試料裏面中央と周辺での裏面ガス圧力分布を均一に
できる．すなわち、減圧下で処理中の試料内の温度分布
の均一化が図れる． また、伝熱用ガスを試料台中央から導入できるので、試
料台形状を簡素化できる． 〔実 施 例】 以下、本発明の一実施例を適用したエッチング装置を第
１図により説明する．本装置はマグネトロン１で発生し
たマイクロ波とソレノイド２の磁場の相乗作用により処
理室３内に導入したプロセスガスをプラズマ化し，試料
台である電極４にＲＦ電源５によりＲＦを印加してウエ
ハ６に入射するイオンのエネルギを制御しながらエッチ
ングする． 一方、処理中のウエハ６の、この場合、冷却は電極４上
にウエハ６を板ばね７を介して処理室３に取り付けられ
たウエハ押え８により支持した状態でガス供給装置９よ
りＭＦＣ，１ ０、バルブ１１を介して一定流量の伝熱
ガス、例えば、ヘリウムガス（以下、ＧＨｅと略）をウ
エハ押し上げ部材ｌ２と電極４のすきまからウェハ６裏
面を通って処理室３に流出させることにより行っている
．また、電極４はサーキュレータｌ３により一定温度に
維持されている． 第２図，第３図に、第１図における電極４の詳細を示す
． 第２図、第３図で、この場合、電極４の形状は、Ａ−Ｂ
間が球面、Ａ−Ｄ．Ｂ−Ｃ間が平面の凸形球面であり，
ウェハ押え８によりウェハ６を電極４に押え支持した状
態で必ずＢ点とＤ点とがウェハ６の裏面に接触する形状
となっている。また、電極４のウエハ設置面には、該設
置面の中央から周辺に向い外周端までは達しない、この
場合，４本の溝１４と該溝１４の先端を、この場合、円
周状に結ぶ外周溝ｌ５とがそれぞれ形成されている． 本実施例について６インチウェハでエッチング中のウェ
ハ内温度分布を測定した結果、溝１４、外周溝１５を設
けることによりＧＨｅ流量７ｃｃ／ｗｉｎ時のウエハ６
中央と周辺での裏面ガス圧力差を約２．５Ｔｏｒｒから
約０ ． ４ Ｔｏｒｒに低減できウエハ内温度分布も
±３０℃から±５℃以内に均一化できることが明らかに
なった．さらに、幅広い流量範囲においても均一であっ
た．また、温度上昇についても、例えば、Ｓ ｉ Ｏ
＊プロセスにおいて約５５℃という値が得られ十分な冷
却特性が得られた． 次に、本発明の第２の実施例を第４図、第５図に示す．
本実施例は加工を容易にするために形状をＡＢ．ＤＡ．
ＢＣ間のすべてが平面の凸形円錐にしたもので同様にウ
エハ支持時にＤ点とＢ点が接触するようにしてあり，満
１４、外周溝ｌ５は上記一実施例と同じ構成である．本
実施例についても上記一実施例での効果と同様の効果が
得られることを確認した． 尚、上記各実施例では、ウェハを冷却してプラズマエッ
チング処理する装置について説明したが、この他に、次
のような処理装置にも良好に適用できる． （１）ウェハを加温してＣＶＤ．スバッタ、ＭＢＥ等の
成膜処理する装置． （２）ウェハを冷却して成膜処理する装置．（３）アッ
シング処理，防食処理装置．いずれにしても、減圧下で
試料の温度を所定温度に制御し、該温度制御された試料
を減圧下で処理する装置であれば，そのような装置に問
題なく適用できる． 〔発明の効果〕 本発明によれば、減圧下で処理される試料が大口径化，
大面積化した場合でも試料内の温度分布の均一化を図る
ことができる効果がある．
第１図は本発明の一実施例のプラズマエッチング装置の
側面構成図，第２図は、第１図装置の電極の平面図、第
３図は、第２図のＩ−Ｉ線断面図、第４図は、本発明の
第２の実施例の電極の平面図、第５図、は第４図のＩＩ
− ＩＩ線断面図である． ４．４゜ −−一−一一電極、６ −一−−−−ウエハ
、８−−−−−−ウェハ押え、９ −−−−−−ガス供
給装置． １３−−−−−−サーキュレー夕、１４．
１４゜−−−−一−溝、１５．１５’ −−−−−一
外周満イ ｌ図
側面構成図，第２図は、第１図装置の電極の平面図、第
３図は、第２図のＩ−Ｉ線断面図、第４図は、本発明の
第２の実施例の電極の平面図、第５図、は第４図のＩＩ
− ＩＩ線断面図である． ４．４゜ −−一−一一電極、６ −一−−−−ウエハ
、８−−−−−−ウェハ押え、９ −−−−−−ガス供
給装置． １３−−−−−−サーキュレー夕、１４．
１４゜−−−−一−溝、１５．１５’ −−−−−一
外周満イ ｌ図
Claims (3)
- １．試料裏面に伝熱用ガスを導入し前記試料の温度を制
御して減圧下で処理する装置において、前記試料を支持
する試料台を、前記試料支持時に外周とそれより内側の
少なくとも２点で接触する凸形形状とし、中心から外周
に向い外周端まで達しない複数の溝と該溝の先端を結ぶ
溝とを前記試料台の試料設置面に形成したことを特徴と
する真空処理装置。 - ２．前記試料台の形状が凸形球面である第１請求項に記
載の真空処理装置。 - ３．前記試料台の形状が凸形円錐である第１請求項に記
載の真空処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242244A JP2714178B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 真空処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242244A JP2714178B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 真空処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104887A true JPH03104887A (ja) | 1991-05-01 |
| JP2714178B2 JP2714178B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17086390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1242244A Expired - Lifetime JP2714178B2 (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | 真空処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714178B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006083405A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Arios Inc | ダイヤモンド合成用ｃｖｄ装置 |
| US20090289035A1 (en) * | 1995-03-16 | 2009-11-26 | Saburo Kanai | Plasma Processing Apparatus And Plasma Processing Method |
| US10498260B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-12-03 | Seiko Epson Corporation | Electric device, piezoelectric motor, robot, hand, and liquid transport pump |
| KR20200095404A (ko) | 2019-01-31 | 2020-08-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치 |
| CN119411095A (zh) * | 2024-10-30 | 2025-02-11 | 无锡邑文微电子科技股份有限公司 | 一种物理气相沉积方法及物理气相沉积装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60115226A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | 試料の温度制御方法及び装置 |
| JPS60136314A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | 低圧雰囲気内の処理装置 |
| JPS62152434U (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | ||
| JPS62229948A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Hitachi Ltd | 半導体ウエハ処理装置の冷却装置 |
| JPH01189126A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
| JPH01189124A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1242244A patent/JP2714178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS60115226A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | 試料の温度制御方法及び装置 |
| JPS60136314A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | 低圧雰囲気内の処理装置 |
| JPS62152434U (ja) * | 1986-03-19 | 1987-09-28 | ||
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| JPH01189126A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
| JPH01189124A (ja) * | 1988-01-25 | 1989-07-28 | Tokyo Electron Ltd | エッチング装置 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090289035A1 (en) * | 1995-03-16 | 2009-11-26 | Saburo Kanai | Plasma Processing Apparatus And Plasma Processing Method |
| US20100140224A1 (en) * | 1995-03-16 | 2010-06-10 | Saburo Kanai | Plasma Processing Apparatus And Plasma Processing Method |
| JP2006083405A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Arios Inc | ダイヤモンド合成用ｃｖｄ装置 |
| US10498260B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-12-03 | Seiko Epson Corporation | Electric device, piezoelectric motor, robot, hand, and liquid transport pump |
| KR20200095404A (ko) | 2019-01-31 | 2020-08-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 기판 처리 장치의 제어 방법 및 기판 처리 장치 |
| US11441224B2 (en) | 2019-01-31 | 2022-09-13 | Tokyo Electron Limited | Method of controlling substrate processing apparatus, and substrate processing apparatus |
| CN119411095A (zh) * | 2024-10-30 | 2025-02-11 | 无锡邑文微电子科技股份有限公司 | 一种物理气相沉积方法及物理气相沉积装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2714178B2 (ja) | 1998-02-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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