JPH04330722A - wafer processing equipment - Google Patents

wafer processing equipment

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JPH04330722A
JPH04330722A JP1168091A JP1168091A JPH04330722A JP H04330722 A JPH04330722 A JP H04330722A JP 1168091 A JP1168091 A JP 1168091A JP 1168091 A JP1168091 A JP 1168091A JP H04330722 A JPH04330722 A JP H04330722A
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JP
Japan
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pipe
refrigerant
wafer
lower electrode
path
Prior art date
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Pending
Application number
JP1168091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Sato
敏 佐藤
Genichi Kanazawa
金沢 元一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Kokusai Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusai Electric Co Ltd filed Critical Kokusai Electric Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造設備の1つ
でCVD処理、プラズマエッチング等の処理を行うウェ
ーハ処理装置、特にプラズマを発生させる相対向する平
行電極の間隔が変更可能で、且ウェーハの温度制御機能
を有するウェーハ処理装置に関するものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a wafer processing apparatus that performs processes such as CVD processing and plasma etching in one of semiconductor manufacturing equipment, and in particular, a wafer processing apparatus that is capable of changing the distance between opposing parallel electrodes that generate plasma. The present invention relates to a wafer processing apparatus having a wafer temperature control function.

【0002】0002

【従来の技術】ウェーハ処理を行う場合に、要求される
製品の性能、仕様に合せてウェーハの処理条件が変更さ
れることがある。この処理条件変更の手段の1つに電極
間隔の変更がある。又、電極にウェーハを装填、更に電
極からウェーハを取出す作業の過程で電極間隔の変更が
必要となる。更に又、エッチング工程に於いて、ウェー
ハの温度制御は、エッチング速度やエッチング選択性、
エッチング加工寸法精度の重要な要因であり、前記ウェ
ーハは電極を介して冷却、或は加熱され所定の温度とな
る様温度制御される。
2. Description of the Related Art When wafer processing is performed, wafer processing conditions may be changed in accordance with required product performance and specifications. One of the means for changing the processing conditions is changing the electrode spacing. Furthermore, it is necessary to change the electrode spacing during the process of loading wafers onto the electrodes and removing the wafers from the electrodes. Furthermore, in the etching process, wafer temperature control affects etching speed, etching selectivity,
This is an important factor in the dimensional accuracy of etching processing, and the temperature of the wafer is controlled to a predetermined temperature by cooling or heating via electrodes.

【0003】従来のウェーハ処理装置としては図3に示
すものがある。
A conventional wafer processing apparatus is shown in FIG.

【0004】図中、1は真空容器、2は下電極、3は上
電極を示す。
In the figure, 1 is a vacuum vessel, 2 is a lower electrode, and 3 is an upper electrode.

【0005】前記真空容器1の底面には下電極ホルダ4
が気密に取付けられ、該下電極ホルダ4に絶縁盤5を介
して、冷却盤6、更に下電極2が取付けられている。該
冷却盤6には、冷却路7が形成されており、該冷却路7
の始端には図示しない冷媒導入管、該冷却路の終端には
図示しない冷媒導出管が連通され、冷媒導入管、冷媒導
出管を介して、水等の冷媒が流入、流出する様になって
いる。
A lower electrode holder 4 is provided on the bottom of the vacuum container 1.
is attached airtightly, and a cooling plate 6 and further the lower electrode 2 are attached to the lower electrode holder 4 via an insulating plate 5. A cooling passage 7 is formed in the cooling plate 6.
A refrigerant inlet pipe (not shown) is connected to the starting end of the cooling path, and a refrigerant outlet pipe (not shown) is connected to the end of the cooling path, so that a refrigerant such as water flows in and out through the refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe. There is.

【0006】前記下電極ホルダ4の内部にはアーム8が
昇降自在に設けられ、該下電極ホルダ4を気密に貫通す
る昇降ロッド9の先端に前記アーム8が固着してある。 該アーム8の端部には前記絶縁盤5を挿通するポスト1
0が植設され、該ポスト10の上端にウェーハクランプ
11を固着してある。図中、12はベローズである。
[0006] An arm 8 is provided inside the lower electrode holder 4 so as to be movable up and down, and the arm 8 is fixed to the tip of an elevating rod 9 that passes through the lower electrode holder 4 in an airtight manner. A post 1 through which the insulating board 5 is inserted is provided at the end of the arm 8.
A wafer clamp 11 is fixed to the upper end of the post 10. In the figure, 12 is a bellows.

【0007】前記真空容器1の天井面にシールフランジ
13が設けられ、該シールフランジ13を摺動自在に貫
通する中空の電極支持シャフト14の下端に上電極ホル
ダ15を固着する。該上電極ホルダ15に絶縁ホルダ1
6を介して上電極3が固着されている。又、上電極3に
固着された案内棒17が、前記電極支持シャフト14を
貫通して設けられており、該案内棒17の内部には反応
ガス導入機構が設けられている。
A seal flange 13 is provided on the ceiling surface of the vacuum vessel 1, and an upper electrode holder 15 is fixed to the lower end of a hollow electrode support shaft 14 that passes through the seal flange 13 in a slidable manner. An insulating holder 1 is attached to the upper electrode holder 15.
The upper electrode 3 is fixed to the upper electrode 3 via 6. Further, a guide rod 17 fixed to the upper electrode 3 is provided to pass through the electrode support shaft 14, and a reaction gas introduction mechanism is provided inside the guide rod 17.

【0008】前記シールフランジ13と電極支持シャフ
ト14との間には、軸心方向に間隙を明け上下一対のシ
ール18,19が設けられ、両シール18,19の間は
図示しない真空ポンプによって真空引されている。
A pair of upper and lower seals 18 and 19 are provided between the seal flange 13 and the electrode support shaft 14 with a gap in the axial direction, and a vacuum is applied between the seals 18 and 19 by a vacuum pump (not shown). It is being pulled.

【0009】次に、前記シールフランジ13の上面、電
極支持シャフト14の回りには、電極間隔変更装置20
が設けられている。
Next, an electrode spacing changing device 20 is provided on the upper surface of the seal flange 13 and around the electrode support shaft 14.
is provided.

【0010】該電極支持シャフト14と同心に外筒21
が設けられ、該外筒21に軸受22を介してナットリン
グ23が回転自在に設けられている。該ナットリング2
3は、前記電極支持シャフト14に螺合していると共に
図示しない回転駆動機構と連結している。又、前記電極
支持シャフト14は、特に図示していないが回止めがな
されている。
An outer cylinder 21 is arranged concentrically with the electrode support shaft 14.
A nut ring 23 is rotatably provided on the outer cylinder 21 via a bearing 22. The nut ring 2
3 is screwed onto the electrode support shaft 14 and connected to a rotational drive mechanism (not shown). Further, although not particularly shown, the electrode support shaft 14 is prevented from rotating.

【0011】電極間隔の変更は、前記ナットリング23
を回転させて、前記電極支持シャフト14を昇降して行
う。
[0011] The electrode spacing can be changed by changing the nut ring 23.
This is done by rotating the electrode support shaft 14 and raising and lowering the electrode support shaft 14.

【0012】又、ウェーハ24の搬入、搬出は、前記昇
降ロッド9、アーム8を介してウェーハクランプ11を
上昇させた状態で行い、ウェーハ24の処理状態では前
記ウェーハクランプ11を下降してウェーハ24の端縁
をクランプし、ウェーハ24を下電極2に密着させた状
態で行う。
Further, the loading and unloading of the wafer 24 is performed with the wafer clamp 11 raised via the lifting rod 9 and the arm 8, and when the wafer 24 is being processed, the wafer clamp 11 is lowered and the wafer 24 is lifted up. This is done with the wafer 24 in close contact with the lower electrode 2 by clamping the edges of the wafer 24 .

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】現在、半導体デバイス
の高集密化が増々進み、加工精度、加工される線幅もサ
ブミクロンの時代となっている。従って、高精度、高信
頼度の半導体デバイスの製造には、微細な塵埃(パーテ
ィクル)の発生、該パーティクルによる汚染を防止する
ことが不可欠となっている。ところが、上記したウェー
ハ処理装置では、上電極が動く構造となっている為、摺
動部が真空室の上方にあり且摺動部が真空室内部に臨接
している。従って、飛散したパーティクルがウェーハ上
に落下し汚染する可能性が極めて高くなっている。
[Problems to be Solved by the Invention] Currently, semiconductor devices are becoming increasingly densely packed, and processing accuracy and line width to be processed are now in the submicron era. Therefore, in manufacturing semiconductor devices with high precision and high reliability, it is essential to prevent the generation of fine dust (particles) and the contamination caused by the particles. However, in the above-mentioned wafer processing apparatus, since the upper electrode is structured to move, the sliding part is located above the vacuum chamber, and the sliding part is adjacent to the inside of the vacuum chamber. Therefore, there is an extremely high possibility that the scattered particles will fall onto the wafer and contaminate it.

【0014】更に、上記した従来の冷媒は冷媒として水
を用いている。その為、特に断熱構造とはなっていない
。ところが、近年ではエッチング加工寸法精度に関与す
るウェーハ面と平行な方向のエッチング、サイドエッチ
ングを防止しながら高エッチング選択性を得るには、サ
イドエッチングの起こらない温度(低温)にウェーハを
冷却することが要求される。この為、冷媒給排構造とし
て断熱構造が不可欠となっている。給排構造を断熱構造
とした場合、導入管、導出管の径等が必然的に大径とな
る。ところが、前記従来例で明らかな様にウェーハクラ
ンプの昇降機構が装置中心部にある。従って、冷媒導入
管、冷媒導出管の占有スペースは極めて制限されたもの
となっており、この為冷媒導入管、冷媒導出管をスペー
スを必要とする断熱構造とすることが難しいのが現状で
ある。
Furthermore, the conventional refrigerants described above use water as the refrigerant. Therefore, it does not have a particularly insulated structure. However, in recent years, in order to obtain high etching selectivity while preventing etching in the direction parallel to the wafer surface and side etching, which are related to the dimensional accuracy of etching processing, it is necessary to cool the wafer to a temperature (low temperature) at which side etching does not occur. is required. For this reason, a heat insulating structure is essential for the refrigerant supply and discharge structure. When the supply/exhaust structure is made of a heat-insulating structure, the diameters of the inlet pipe and the outlet pipe inevitably become large. However, as is clear from the prior art example, the lifting mechanism for the wafer clamp is located at the center of the apparatus. Therefore, the space occupied by the refrigerant inlet pipe and refrigerant outlet pipe is extremely limited, and for this reason, it is currently difficult to make the refrigerant inlet pipe and refrigerant outlet pipe an insulating structure that requires space. .

【0015】本発明は、斯かる実情に鑑み、電極間隔変
更動作に伴うウェーハのパーティクル汚染を最小にし、
而も低温冷媒によるウェーハの冷却を可能としたウェー
ハ処理装置を提供しようとするものである。
In view of the above circumstances, the present invention minimizes particle contamination of the wafer due to the operation of changing the electrode spacing, and
Moreover, it is an object of the present invention to provide a wafer processing apparatus that is capable of cooling wafers using a low-temperature refrigerant.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、真空容器に配
設され、上下一対の相対向する平行平板電極間にプラズ
マを発生させ、下電極にウェーハ載置板を介して載置さ
れるウェーハを処理するウェーハ処理装置に於いて、前
記真空容器の底面を遊貫する下電極支持筒を前記下電極
側に固着し、該支持筒の真空処理室遊貫部をベローズに
より気密に囲繞し、該支持筒下端に電極間隔変更用のア
クチュエータを設け、前記下電極を貫通して前記ウェー
ハ載置板に固着された押上下棒を昇降自在に設け、該押
上下棒と同心に内筒、冷媒供給管、冷媒排出管を多重に
設け、内筒と冷媒供給管とで冷媒供給路を形成し、冷媒
供給管と冷媒排出管とで冷媒排出路を形成し、冷媒供給
路を前記下電極に設けた冷却路の始端に連通させ、冷媒
排出路を該冷却路の終端に連通させたことを特徴とする
ものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention is arranged in a vacuum container, generates plasma between a pair of upper and lower parallel plate electrodes facing each other, and places the wafer on the lower electrode via a wafer mounting plate. In a wafer processing apparatus for processing wafers, a lower electrode support tube extending loosely through the bottom surface of the vacuum chamber is fixed to the lower electrode side, and a loose portion of the support tube extending through the vacuum processing chamber is hermetically surrounded by a bellows. , an actuator for changing the electrode spacing is provided at the lower end of the support cylinder, a push-up and down bar is provided that passes through the lower electrode and is fixed to the wafer mounting plate so as to be movable up and down; an inner cylinder is provided concentrically with the push-down bar; A refrigerant supply pipe and a refrigerant discharge pipe are provided in multiple layers, the inner cylinder and the refrigerant supply pipe form a refrigerant supply passage, the refrigerant supply pipe and the refrigerant discharge pipe form a refrigerant discharge passage, and the refrigerant supply passage is connected to the lower electrode. The refrigerant discharge path is connected to the starting end of the cooling path provided in the cooling path, and the refrigerant discharge path is connected to the terminal end of the cooling path.

【0017】[0017]

【作用】電極間隔の変更は、アクチュエータを駆動して
下電極を移動させて行い、ウェーハの温度制御は冷媒供
給路より冷媒を冷却路に供給し、冷媒を冷却路に流通さ
せることで行い、又冷媒は冷媒排出路より排出する。而
して、電極間隔変更の機構と、冷媒給排機構が中心部に
集約され、構造が簡潔となり、占有スペースも小さい。
[Operation] The electrode spacing is changed by driving the actuator to move the lower electrode, and the wafer temperature is controlled by supplying coolant from the coolant supply path to the cooling path, and by circulating the coolant through the cooling path. Moreover, the refrigerant is discharged from the refrigerant discharge path. The mechanism for changing the electrode spacing and the refrigerant supply/discharge mechanism are integrated in the center, making the structure simple and occupying a small space.

【0018】[0018]

【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例を説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】尚、本実施例中上電極は真空容器天井に固
定的に設けられ、その固定手段については、種々公知の
手段を用いることが可能であり、特に図示していない。 又、図1中、図3中で示したものと同一のものには同符
号を付してある。
In this embodiment, the upper electrode is fixedly provided on the ceiling of the vacuum vessel, and various known means can be used for fixing it, and it is not particularly shown in the drawings. Further, in FIG. 1, the same components as those shown in FIG. 3 are given the same reference numerals.

【0020】真空容器1の底面に支持筒26を遊貫し、
該支持筒26の下端にフランジ27を固着し、該フラン
ジ27にエアシリング等のアクチュエータ28を取付け
、又該フランジ27にはスライド軸受29を設け、前記
真空容器1の下面に立設したガイドロッド30に該軸受
29を嵌合させる。
A support tube 26 is loosely inserted through the bottom of the vacuum container 1,
A flange 27 is fixed to the lower end of the support cylinder 26, an actuator 28 such as an air cylinder is attached to the flange 27, a slide bearing 29 is provided to the flange 27, and a guide rod is installed upright on the lower surface of the vacuum vessel 1. 30 and the bearing 29 is fitted therein.

【0021】前記支持筒26の上端に、下電極ホルダ4
を固着し、該下電極ホルダ4に絶縁盤5を介して、冷却
盤6、更に下電極2が取付けられている。該下電極2に
は冷却路7を形成する。
A lower electrode holder 4 is attached to the upper end of the support tube 26.
A cooling plate 6 and further a lower electrode 2 are attached to the lower electrode holder 4 via an insulating plate 5. A cooling path 7 is formed in the lower electrode 2 .

【0022】前記絶縁盤5の周辺部所要箇所に、支持筒
26と平行にウェーハクランプ棒31を挿通させ、該ウ
ェーハクランプ棒31はスプリング32によって下方へ
付勢する。又、該ウェーハクランプ棒31の上端にはク
ランプ爪33を固着する。該ウェーハクランプ棒31の
下方、該ウェーハクランプ棒31の軸心延長上に配置し
たストッパ34を真空容器1の底面に固着する。
A wafer clamp rod 31 is inserted into a predetermined position around the insulating board 5 in parallel with the support cylinder 26, and the wafer clamp rod 31 is urged downward by a spring 32. Further, a clamp claw 33 is fixed to the upper end of the wafer clamp rod 31. A stopper 34 disposed below the wafer clamp rod 31 and on the axial extension of the wafer clamp rod 31 is fixed to the bottom surface of the vacuum chamber 1.

【0023】前記支持筒26の真空容器挿入部を囲繞す
る様に前記下電極ホルダ4と真空容器1との間にベロー
ズ35を気密に取付ける。
A bellows 35 is airtightly attached between the lower electrode holder 4 and the vacuum vessel 1 so as to surround the vacuum vessel insertion portion of the support tube 26.

【0024】前記下電極2の下面に、前記支持筒26と
同心に、内筒36、冷媒供給管37を多重に配設して、
気密に固着する。又、前記内筒36の内側に中空の押上
下棒38を設け、前記冷媒供給管37の外側に冷媒排出
管39を設ける。
An inner cylinder 36 and a refrigerant supply pipe 37 are arranged in multiple layers on the lower surface of the lower electrode 2 concentrically with the support cylinder 26,
Fix tightly. Further, a hollow push-down rod 38 is provided inside the inner cylinder 36, and a refrigerant discharge pipe 39 is provided outside the refrigerant supply pipe 37.

【0025】前記内筒36と前記冷媒供給管37とがな
す空隙によって冷媒供給路40が形成され、該冷媒供給
管37と前記冷媒排出管39とがなす空隙によって冷媒
排出路41が形成される。前記冷媒供給路40は供給路
枝管42により、外部の冷媒供給源に連通し、前記冷媒
排出路41は排出路枝管43により外部の冷媒供給源に
連通する。又、前記冷媒供給路40、冷媒排出路41は
それぞれ前記冷却路7に連通している。
A refrigerant supply passage 40 is formed by the gap formed between the inner cylinder 36 and the refrigerant supply pipe 37, and a refrigerant discharge passage 41 is formed by the gap formed between the refrigerant supply pipe 37 and the refrigerant discharge pipe 39. . The refrigerant supply path 40 communicates with an external refrigerant supply source through a supply path branch pipe 42, and the refrigerant discharge path 41 communicates with an external refrigerant supply source through a discharge path branch pipe 43. Further, the refrigerant supply path 40 and the refrigerant discharge path 41 are each communicated with the cooling path 7.

【0026】前記押上下棒38の上端には、ウェーハ載
置板44を固着し、押上下棒38の中空部を真空容器1
の円部に開口する。又、押上下棒38の下端は、伝達ロ
ッド45の上端のフランジ46を固着してある。該フラ
ンジ46には、外部ヘリウムガス供給源(図示せず)と
連通する連絡路47を穿設し、該連絡路47は前記押上
下棒38の内部と連通させている。
A wafer mounting plate 44 is fixed to the upper end of the push-down bar 38, and the hollow part of the push-down bar 38 is inserted into the vacuum chamber 1.
The opening is in the circular part. Further, a flange 46 at the upper end of a transmission rod 45 is fixed to the lower end of the push-up/down rod 38 . The flange 46 is provided with a communication path 47 that communicates with an external helium gas supply source (not shown), and the communication path 47 communicates with the inside of the push-up and down rod 38 .

【0027】前記内管36、冷媒供給管37、冷媒排出
管39の下端にベースプレート48を気密に固着し、該
ベースプレート48には前記押上下棒38を遊挿させる
。該押上下棒38の下端部を囲繞するベローズ49をベ
ースプレート48と前記フランジ46との間に気密に取
付ける。
A base plate 48 is hermetically fixed to the lower ends of the inner pipe 36, refrigerant supply pipe 37, and refrigerant discharge pipe 39, and the push-up and down rod 38 is loosely inserted into the base plate 48. A bellows 49 surrounding the lower end of the push up/down rod 38 is airtightly attached between the base plate 48 and the flange 46.

【0028】前記伝達ロッド45は、該フランジ下面に
取付けたブリッジ50にスライド軸受51を介して摺動
自在に取付け、該伝達ロッド45はスプリング52によ
り下方に付勢してある。特に図示していないが、前記伝
達ロッド45は所要の手段で押上げられる様になってい
る。
The transmission rod 45 is slidably attached via a slide bearing 51 to a bridge 50 attached to the lower surface of the flange, and is biased downward by a spring 52. Although not particularly shown, the transmission rod 45 is pushed up by a necessary means.

【0029】以下、作動について説明する。The operation will be explained below.

【0030】尚、図1は下電極2が下がり、ウェーハの
クランプが解放され且ウェーハ載置板44が上昇してウ
ェーハ24を上昇させた状態を示している。
Note that FIG. 1 shows a state in which the lower electrode 2 is lowered, the wafer clamp is released, and the wafer mounting plate 44 is raised to raise the wafer 24.

【0031】ウェーハ24を装置に装填する場合は、図
1に示す状態で行われる。
When loading the wafer 24 into the apparatus, it is carried out in the state shown in FIG.

【0032】図1に示す状態とするには、アクチュエー
タ28を伸長させ、フランジ27、支持筒26を介して
下電極ホルダ4、絶縁盤5、冷却盤6等と一体に下電極
2を降下させる。
To obtain the state shown in FIG. 1, the actuator 28 is extended, and the lower electrode 2 is lowered together with the lower electrode holder 4, the insulation board 5, the cooling board 6, etc. via the flange 27 and the support cylinder 26. .

【0033】下電極2の下降により、下電極2と一体構
造である押上下棒38、内筒36、冷媒供給管37、冷
媒排出管39、伝達ロッド45も又下降する。前記ウェ
ーハクランプ棒31は、下電極2の最初の下降では、ス
トッパ34に当接せず、所要距離下降した時点で初めて
当接する様になっている。前記アクチュエータ28の最
大伸長量は、ウェーハクランプ棒31が、ストッパ34
に当接して、更に前記スプリング32に拡し、ウェーハ
クランプ棒31、クランプ爪33を図1に示す状態迄、
下電極2に対して相対上昇させ得るものとする。
As the lower electrode 2 descends, the push-down rod 38, inner cylinder 36, refrigerant supply pipe 37, refrigerant discharge pipe 39, and transmission rod 45, which are integrated with the lower electrode 2, also descend. The wafer clamp rod 31 does not come into contact with the stopper 34 when the lower electrode 2 first descends, but comes into contact only when the lower electrode 2 descends a required distance. The maximum amount of extension of the actuator 28 is such that the wafer clamp rod 31 reaches the stopper 34.
The wafer clamp rod 31 and the clamp claw 33 are brought into contact with the spring 32 and further expanded to the state shown in FIG.
It is assumed that it can be raised relative to the lower electrode 2.

【0034】下電極2を最下位置迄、下降させた状態で
、図示しない手段で伝達ロッド45を押上げると押上下
棒38を介してウェーハ載置板44を上昇させ、ウェー
ハ24を持上げる。
With the lower electrode 2 lowered to the lowest position, when the transmission rod 45 is pushed up by a means not shown, the wafer mounting plate 44 is raised via the push-down rod 38, and the wafer 24 is lifted up. .

【0035】斯かる状態で、図示しないウェーハ搬送手
段により、ウェーハの取出し、ウェーハの装填が行われ
る。
In this state, the wafer is taken out and loaded by a wafer transport means (not shown).

【0036】ウェーハ24の処理を行うには、図示しな
い手段による伝達ロッド45の押上げを解放し、スプリ
ング52による復元力によってウェーハ載置板44を下
降させ、ウェーハ24を下電極2に載置させる。
To process the wafer 24, the push-up of the transmission rod 45 by means not shown is released, the restoring force of the spring 52 lowers the wafer mounting plate 44, and the wafer 24 is placed on the lower electrode 2. let

【0037】次に、アクチュエータ28を短縮させ下電
極ホルダ4、下電極2を上昇させ、クランプ爪33の下
電極2に対する相対降下をさせ、クランプ爪33でウェ
ーハ24をクランプする。
Next, the actuator 28 is shortened, the lower electrode holder 4 and the lower electrode 2 are raised, the clamp claws 33 are lowered relative to the lower electrode 2, and the wafer 24 is clamped by the clamp claws 33.

【0038】ウェーハ24のクランプ後は、ウェーハ2
4を処理可能な状態であり、それ以後のアクチュエータ
28の短縮、即ち下電極の上昇は上下電極間隔の変更、
調整作動となる。
After the wafer 24 is clamped, the wafer 2
4, and the subsequent shortening of the actuator 28, that is, raising the lower electrode, requires changing the interval between the upper and lower electrodes,
Adjustment is activated.

【0039】而して、下電極2側の上昇、下降のみで、
ウェーハ24のクランプ、上下電極間隔の変更をなし得
る。
[0039] Therefore, only by raising and lowering the lower electrode 2 side,
The wafer 24 can be clamped and the spacing between the upper and lower electrodes can be changed.

【0040】ウェーハ処理中に於けるウェーハ24の温
度制御は、供給路枝管42より冷媒を供給し、冷媒供給
路40を経て冷却路7に冷媒を流通させ、下電極2を介
してウェーハ24を冷却し、更に冷媒は冷媒排出路41
を経て排出路枝管43より排出される。
The temperature of the wafer 24 during wafer processing is controlled by supplying a coolant from the supply channel branch pipe 42 and flowing the coolant through the cooling channel 7 through the coolant supply channel 40 to control the temperature of the wafer 24 through the lower electrode 2. The refrigerant is further cooled through the refrigerant discharge path 41
The water is then discharged from the discharge path branch pipe 43.

【0041】又、ウェーハ24の温度制御に於いて、下
電極2とウェーハ24との間の熱伝達効率を向上させる
為、連絡路よりヘリウムガスを供給し、押上下棒38を
経てウェーハ24と下電極2間の間隙にヘリウムガスを
充填する。
In addition, in controlling the temperature of the wafer 24, in order to improve the heat transfer efficiency between the lower electrode 2 and the wafer 24, helium gas is supplied from the connecting path, and the helium gas is connected to the wafer 24 through the push-down rod 38. The gap between the lower electrodes 2 is filled with helium gas.

【0042】次に、ウェーハの冷却は、氷点下の低温冷
媒を用いて冷却を行う。斯かる低温冷媒の使用が可能な
様に、冷媒供給管37、冷媒排出管39等冷媒の流路を
形成する管は断熱2重管構造となっている。
Next, the wafer is cooled using a low-temperature refrigerant below freezing. In order to be able to use such a low-temperature refrigerant, the pipes forming the refrigerant flow path, such as the refrigerant supply pipe 37 and the refrigerant discharge pipe 39, have a heat-insulated double pipe structure.

【0043】冷媒排出管39の真空断熱構造は、外壁管
39aと内壁管39bの2重管構造であり、外壁管39
aと内壁管39bとの間は真空となっている。
The vacuum insulation structure of the refrigerant discharge pipe 39 is a double pipe structure consisting of an outer wall pipe 39a and an inner wall pipe 39b.
There is a vacuum between a and the inner wall tube 39b.

【0044】該外壁管39aの途中に継手座53が設け
られ、該継手座53に冷媒排出管39の軸心と直交する
方向に延びる排出枝管43の外壁管43aが固着され、
該排出枝管43の内壁管43bは前記冷媒排出管39の
内壁管39bに連通している。尚、排出枝管43の外壁
管43a、内壁管43bは先端で気密に閉塞され、該外
壁管43a、内壁管43bの間の空隙は前記冷媒排出管
39の外壁管39a、内壁管39b間の空隙に連通する
と共に真空となっている。
A joint seat 53 is provided in the middle of the outer wall pipe 39a, and an outer wall pipe 43a of a discharge branch pipe 43 extending in a direction perpendicular to the axis of the refrigerant discharge pipe 39 is fixed to the joint seat 53.
The inner wall pipe 43b of the discharge branch pipe 43 communicates with the inner wall pipe 39b of the refrigerant discharge pipe 39. The outer wall pipe 43a and the inner wall pipe 43b of the discharge branch pipe 43 are hermetically closed at their tips, and the gap between the outer wall pipe 43a and the inner wall pipe 43b is the gap between the outer wall pipe 39a and the inner wall pipe 39b of the refrigerant discharge pipe 39. It communicates with the void and is a vacuum.

【0045】前記排出枝管43には、絶縁材から成る連
結管54が嵌合し、前記継手座53に気密に取付けられ
、該連結管54には前記流出管56が嵌合し、連結管5
4と流出管56とは気密に連結してある。
A connecting pipe 54 made of an insulating material is fitted into the discharge branch pipe 43 and is airtightly attached to the joint seat 53, and the outflow pipe 56 is fitted into the connecting pipe 54. 5
4 and the outflow pipe 56 are airtightly connected.

【0046】該流出管56も、冷媒排出管39と同様2
重管構造の断熱管である。
The outflow pipe 56 is also similar to the refrigerant discharge pipe 39.
It is an insulated pipe with a heavy pipe structure.

【0047】冷媒排出管39の内部に設けられた前記冷
媒供給管37は、前記冷媒排出管39と同様2重管断熱
構造であり、該冷媒供給管37の上端には前記下電極2
に固着している絶縁フランジ57が当接し、下端にはT
型ジョイント58が固着されている。
The refrigerant supply pipe 37 provided inside the refrigerant discharge pipe 39 has a double pipe insulation structure like the refrigerant discharge pipe 39, and the lower electrode 2 is connected to the upper end of the refrigerant supply pipe 37.
The insulating flange 57 fixed to the
A mold joint 58 is fixed.

【0048】前記冷媒排出管39の下端には、プラグ5
9が嵌入、気密に取付けられ、前記冷媒供給管37は該
プラグ59を貫通している。
A plug 5 is provided at the lower end of the refrigerant discharge pipe 39.
9 is fitted and airtightly attached, and the refrigerant supply pipe 37 passes through the plug 59.

【0049】前記T型ジョイント58の上フランジ60
は、前記冷媒供給管37の外壁管37aに固着され、更
に該上フランジ60は前記プラグ59に気密に固着され
ている。又、上フランジ60にはT型ジョイント58の
外壁管58aが固着され、該外壁管58aの途中には、
T字座61が設けられている。
Upper flange 60 of the T-shaped joint 58
is fixed to the outer wall tube 37a of the refrigerant supply pipe 37, and the upper flange 60 is hermetically fixed to the plug 59. Further, an outer wall tube 58a of the T-shaped joint 58 is fixed to the upper flange 60, and a portion of the outer wall tube 58a is located in the middle of the outer wall tube 58a.
A T-shaped seat 61 is provided.

【0050】前記T型ジョイント58の内部に迄延出す
る冷媒供給管37の内壁管37bの下端には、T型ジョ
イント58の内壁管58bが固着されている。T型ジョ
イント58の下フランジ62には、前記内壁管58a、
外壁管58bが固着され、更にT型ジョイント58下端
に嵌入したプラグ63が前記下フランジ62に気密に取
付けられている。
An inner wall tube 58b of the T-shaped joint 58 is fixed to the lower end of the inner wall tube 37b of the refrigerant supply pipe 37 extending into the T-shaped joint 58. The lower flange 62 of the T-shaped joint 58 includes the inner wall tube 58a,
The outer wall tube 58b is fixed, and a plug 63 fitted into the lower end of the T-shaped joint 58 is airtightly attached to the lower flange 62.

【0051】前記T字座61に冷媒供給管37の軸心と
直交する方向に延びる供給枝管42の外壁管42aが固
着され、該供給枝管42の内壁管42bは前記冷媒供給
管37の下端に連通している。該供給枝管42も、外壁
管42aと内壁管42bによって、2重管断熱構造とな
っている。
An outer wall pipe 42a of a supply branch pipe 42 extending in a direction perpendicular to the axis of the refrigerant supply pipe 37 is fixed to the T-shaped seat 61, and an inner wall pipe 42b of the supply branch pipe 42 is fixed to the T-shaped seat 61. It communicates with the bottom end. The supply branch pipe 42 also has a double-pipe insulation structure with an outer wall pipe 42a and an inner wall pipe 42b.

【0052】該供給枝管42には、絶縁材から成る連結
管55が嵌合し、前記T字座61に気密に取付けられ、
該連結管55には流入管64が嵌合し、連結管55と流
入管64とは気密に連結してある。
A connecting pipe 55 made of an insulating material is fitted into the supply branch pipe 42 and is airtightly attached to the T-shaped seat 61.
An inflow pipe 64 is fitted into the connecting pipe 55, and the connecting pipe 55 and the inflow pipe 64 are airtightly connected.

【0053】該流入管64も2重管断熱管となっている
[0053] The inflow pipe 64 is also a double-pipe heat-insulated pipe.

【0054】冷媒供給管37の内部に設けられた内管6
5の上端は、下電極2に固着され、下端は前記プラグ6
3を貫通して、前記ベローズ49内に突出している。該
内管65内部を前記押上下棒38が挿通しており、該押
上下棒38の上端部はガイド66で摺動自在に支持され
ている。
Inner pipe 6 provided inside refrigerant supply pipe 37
The upper end of 5 is fixed to the lower electrode 2, and the lower end is fixed to the plug 6.
3 and protrudes into the bellows 49. The push up and down rod 38 is inserted through the inner tube 65, and the upper end of the push up and down rod 38 is slidably supported by a guide 66.

【0055】上述した構成に於いて、内管65と冷媒供
給管37との間で形成される筒状の空隙が、冷媒供給路
40となり、該冷媒供給路40は前記冷却路7に連通し
ている。又、冷媒供給管37と冷媒排出管39との間で
形成される筒状の空隙が、冷媒排出路41となり、該冷
媒排出路41は前記冷却路7に連通している。
In the above-described configuration, the cylindrical gap formed between the inner pipe 65 and the refrigerant supply pipe 37 becomes the refrigerant supply path 40, and the refrigerant supply path 40 communicates with the cooling path 7. ing. Further, a cylindrical gap formed between the refrigerant supply pipe 37 and the refrigerant discharge pipe 39 serves as a refrigerant discharge passage 41, and the refrigerant discharge passage 41 communicates with the cooling passage 7.

【0056】流入管64より供給された冷媒は、前記冷
媒供給路40を通って冷却路7に至り、冷却路7を流通
する過程で、下電極2を冷却して、冷媒排出路41に流
入する。該冷媒排出路41を通った冷媒は、前記流出管
56を経て装置外へ排出される。
The refrigerant supplied from the inflow pipe 64 passes through the refrigerant supply path 40 to reach the cooling path 7, cools the lower electrode 2 while flowing through the cooling path 7, and flows into the refrigerant discharge path 41. do. The refrigerant that has passed through the refrigerant discharge path 41 is discharged to the outside of the apparatus through the outflow pipe 56.

【0057】而して、本実施例では、多重管構造で中心
部に集約してあるので、簡潔な構造となっており、更に
低温の冷媒が中心部を流れ、高温の冷媒が低温の冷媒の
外側を流れる構成であると共に冷媒が流れる管は全て真
空の断熱層を有する2重管構造であるので、断熱効果は
極めて高い。
In this embodiment, the multi-tube structure is concentrated in the center, resulting in a simple structure, and furthermore, the low-temperature refrigerant flows through the center, and the high-temperature refrigerant is mixed with the low-temperature refrigerant. Since the refrigerant flows outside the refrigerant and all the tubes through which the refrigerant flows have a double-pipe structure with a vacuum insulation layer, the insulation effect is extremely high.

【0058】尚、上記実施例ではヘリウムガスを押上下
棒を中空管として該押上下棒の内部より供給しているが
、押上下棒と内管とがなす空隙を利用して供給する様に
してもよい。この場合、供給するヘリウムガスが冷媒に
よって冷却されるので、ウェーハの冷却をより効果的と
する。
In the above embodiment, the helium gas is supplied from the inside of the push-down rod using a hollow tube. You can also do this. In this case, the supplied helium gas is cooled by the coolant, making the wafer cooling more effective.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、下電極
を可動とした構造であり、摺動部を完全に処理室外にす
ることで、ウェーハのパーティクルによる汚染を最小に
することができ、更に大電極の可動機構、ウェーハの昇
降機構、冷媒給排機構を全て中心部に集約した構成であ
るので、占有スペースが小さくてすみ、真空層を形成し
た2重断熱管の採用が可能となり、低温冷媒による冷却
が実現する等、種々の優れた効果を発揮する。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention has a structure in which the lower electrode is movable, and by placing the sliding part completely outside the processing chamber, contamination of the wafer by particles can be minimized. Furthermore, since the large electrode movable mechanism, wafer lifting mechanism, and coolant supply/discharge mechanism are all concentrated in the center, it occupies less space and allows the use of double-insulated tubes with a vacuum layer. It exhibits various excellent effects, such as realizing cooling with low-temperature refrigerant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明に係る一実施例を示す部分断面図である
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing one embodiment of the present invention.

【図2】該実施例に於ける冷媒給排部の詳細を示す図1
のA矢視相当図である。
[Fig. 2] Fig. 1 showing details of the refrigerant supply/discharge section in this embodiment.
This is a view corresponding to arrow A of FIG.

【図3】従来例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1      真空容器 2      下電極 3      上電極 7      冷却路 26    支持筒 28    アクチュエータ 35    ベローズ 36    内筒 37    冷媒供給管 38    押上下棒 39    冷媒排出管 40    冷媒供給路 41    冷媒排出路 44    ウェーハ載置板 1 Vacuum container 2 Lower electrode 3 Upper electrode 7 Cooling path 26 Support tube 28 Actuator 35 Bellows 36 Inner cylinder 37 Refrigerant supply pipe 38 Push up and down bar 39 Refrigerant discharge pipe 40 Refrigerant supply path 41 Refrigerant discharge path 44 Wafer mounting plate

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空容器に配設され、上下一対の相対向す
る平行平板電極間にプラズマを発生させ、下電極にウェ
ーハ載置板を介して載置されるウェーハを処理するウェ
ーハ処理装置に於いて、前記真空容器の底面を遊貫する
下電極支持筒を前記下電極側に固着し、該支持筒の真空
処理室遊貫部をベローズにより気密に囲繞し、該支持筒
下端に電極間隔変更用のアクチュエータを設け、前記下
電極を貫通して前記ウェーハ載置板に固着された押上下
棒を昇降自在に設け、該押上下棒と同心に内筒、冷媒供
給管、冷媒排出管を多重に設け、内筒と冷媒供給管とで
冷媒供給路を形成し、冷媒供給管と冷媒排出管とで冷媒
排出路を形成し、冷媒供給路を前記下電極に設けた冷却
路の始端に連通させ、冷媒排出路を該冷却路の終端に連
通させたことを特徴とするウェーハ処理装置。
1. A wafer processing apparatus that is disposed in a vacuum container, generates plasma between a pair of upper and lower parallel plate electrodes facing each other, and processes a wafer placed on a lower electrode via a wafer mounting plate. A lower electrode support tube that loosely extends through the bottom surface of the vacuum container is fixed to the lower electrode side, a loose portion of the support tube through the vacuum processing chamber is hermetically surrounded by a bellows, and an electrode gap is formed at the lower end of the support tube. An actuator for changing is provided, a push-up and down bar that penetrates the lower electrode and is fixed to the wafer mounting plate is provided so as to be movable up and down, and an inner cylinder, a coolant supply pipe, and a coolant discharge pipe are arranged concentrically with the push-down bar. The inner cylinder and the refrigerant supply pipe form a refrigerant supply path, the refrigerant supply pipe and the refrigerant discharge pipe form a refrigerant discharge path, and the refrigerant supply path is provided at the starting end of the cooling path provided in the lower electrode. A wafer processing apparatus characterized in that a coolant discharge path is connected to an end of the cooling path.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432208B1 (en) * 1999-04-15 2002-08-13 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP2005203490A (en) * 2004-01-14 2005-07-28 Hitachi High-Technologies Corp Plasma processing apparatus and electrode
JP2010245564A (en) * 2002-01-10 2010-10-28 Tokyo Electron Ltd Processing equipment
JP2015072961A (en) * 2013-10-02 2015-04-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ Plasma processing equipment

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