JPH05226289A - Workpiece support device and processing equipment lising the same - Google Patents
- ️Fri Sep 03 1993
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えばプラズマエッ
チング装置などの真空装置においてウエハ等の被処理体
を載置する載置装置及びそれを用いた処理装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mounting apparatus for mounting an object to be processed such as a wafer in a vacuum apparatus such as a plasma etching apparatus and a processing apparatus using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、プラズマエッチング装置におい
ては、ウエハを支持するためにサセプタと称される支持
テーブルが用いられている。エッチング処理時にプラズ
マによりウエハが高温に昇温するため、サセプタにはウ
エハを予め定められた温度に冷却するための温度調節機
構が設けられている。2. Description of the Related Art For example, in a plasma etching apparatus, a support table called a susceptor is used to support a wafer. Since the wafer is heated to a high temperature by the plasma during the etching process, the susceptor is provided with a temperature adjusting mechanism for cooling the wafer to a predetermined temperature.
【０００３】ところで、近年、ウエハの大口径化が進
み、品種等によってウエハの径の種類も増えており、各
種サイズのウエハに合わせたサセプタを使用する必要が
ある。このような各種ウエハに合せたサセプタを使用可
能な装置が特開昭５９−１１５５２１号公報に開示され
ている。By the way, in recent years, the diameter of wafers has been increasing, and the kinds of diameters of wafers have been increasing depending on the type and the like, and it is necessary to use susceptors suitable for wafers of various sizes. An apparatus capable of using a susceptor adapted to such various wafers is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-115521.
【０００４】また、例えばプラズマエッチングに使用さ
れるようなウエハの支持テーブルは、その表面側がダメ
ージを受けるために消耗品として交換する必要があり、
さらに例えば静電チャックシートを有する場合には、静
電チャックの交換作業も必要である。Further, a wafer support table used for plasma etching, for example, needs to be replaced as a consumable item because its surface side is damaged.
Further, for example, when the electrostatic chuck sheet is provided, it is necessary to replace the electrostatic chuck.
【０００５】上記のような理由により、支持テーブルを
固定部と分離部とに２分割し、ウエハのサイズに応じ
て、又は表面がダメージを受けた場合に分離部を取り外
すのみで交換作業を行えることが望まれている。すなわ
ち、支持テーブルを２分割した場合には、温度調節機能
を有する固定部は常設しておくことができ、分離部のみ
ウエハサイズに対応した種類分用意することで各種サイ
ズに対応でき、また、支持テーブル表面又は静電チャッ
クの交換時にも分離部のみ取り外せばよいので、簡易に
交換作業を行うことができる。For the above reasons, the support table is divided into a fixed portion and a separation portion, and the replacement work can be performed by simply removing the separation portion according to the size of the wafer or when the surface is damaged. Is desired. That is, when the support table is divided into two parts, the fixed part having a temperature adjusting function can be permanently installed, and only the separation part can be prepared for the size corresponding to the wafer size. Even when the surface of the support table or the electrostatic chuck is replaced, only the separating portion needs to be removed, so that the replacement work can be easily performed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、支持テ
ーブルを分割構造とした場合には、分離と固定部部と固
定部との接合部は必ず空隙が生じた状態またはこの空隙
にダストが挟まった状態で合わされるため、固定部と分
離部との間の熱伝達特性が悪化してしまう。このため、
被処理体を効率良く温度調節することができないという
問題が生じる。特に、エッチング装置等の真空処理装置
内で用いられる支持テーブルの場合には、固定部と分離
部との間も真空状態となっているので、気体による熱伝
導は行われず、両者間のボルト締結部付近での固体接触
熱伝導しか期待できない。この際、ボルト締結部は支持
テーブルの周縁部に存在するため、中心部への熱伝達経
路が長くなり、中央部において有効な熱伝達は期待でき
ず、ウエハの均一な温度調節が極めて困難である。However, when the support table has a divided structure, a gap is always formed in the separation and the joint between the fixed portion and the fixed portion, or dust is caught in this void. Therefore, the heat transfer characteristics between the fixed portion and the separation portion deteriorate. For this reason,
There is a problem that the temperature of the object to be processed cannot be efficiently adjusted. In particular, in the case of a support table used in a vacuum processing device such as an etching device, since the vacuum is also present between the fixed part and the separation part, heat conduction by gas is not performed, and bolt fastening between them is not performed. Only solid contact heat conduction near the part can be expected. At this time, since the bolt fastening portion is present at the peripheral portion of the support table, the heat transfer path to the central portion becomes long, effective heat transfer cannot be expected in the central portion, and uniform temperature control of the wafer is extremely difficult. is there.
【０００７】この発明は、上記のような状況に鑑みてな
されたものであり、その目的は、その上に支持された被
処理体の温度を有効に調節することができる２分割タイ
プの被処理体の載置装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is a two-division type object to be processed which can effectively adjust the temperature of the object to be processed supported thereon. It is to provide a body placement device.
【０００８】この発明の他の目的は、このような載置装
置を用いた処理装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a processing device using such a mounting device.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係る載置装置
は、温調機能を有する第１の載置台と、この第１の載置
台上に設けられた被処理体の載置面を有する第２の載置
台と、上記第１，第２の載置台の当接面間に気体を導入
する気体導入部とを有することを特徴とする。A mounting apparatus according to the present invention has a first mounting table having a temperature control function, and a mounting surface for an object to be processed provided on the first mounting table. It is characterized by having a second mounting table and a gas introduction part for introducing gas between the contact surfaces of the first and second mounting tables.
【００１０】この発明に係る処理装置は、所定の真空度
に保持される真空室と、この真空室内に配置された請求
項１又は２に記載の被処理体用載置装置と、前記被処理
体に対して適宜の処理を施すための処理手段と、を有す
ることを特徴とする。A processing apparatus according to the present invention is a vacuum chamber which is maintained at a predetermined degree of vacuum, a placement device for a processing object according to claim 1 or 2, which is disposed in the vacuum chamber, and the processing object. And a processing means for performing appropriate processing on the body.
【００１１】[0011]
【作用】本発明によれば、被処理体を温調するための載
置台の温調を、第１，第２の載置台両者間の熱伝達をそ
の間に導入される気体を介して高めることで、効率良く
実施できる。特に、この載置装置が真空室内に配置され
る処理装置では、第１，第２の載置台間を周囲の真空雰
囲気に拘らず、導入される気体により所定圧力にできる
ので、真空処理装置においても効率的な被処理体の温調
が図られる。According to the present invention, the temperature control of the mounting table for controlling the temperature of the object to be processed is enhanced by heat transfer between the first and second mounting tables via the gas introduced therebetween. It can be implemented efficiently. In particular, in the processing apparatus in which this mounting apparatus is arranged in the vacuum chamber, the predetermined pressure can be set by the introduced gas regardless of the surrounding vacuum atmosphere between the first and second mounting tables. Also, the temperature of the object to be processed can be efficiently controlled.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明をプラズマエッチング装置に使
用される静電チャック方式の支持テーブルに適用した一
態様について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A mode in which the present invention is applied to an electrostatic chuck type support table used in a plasma etching apparatus will be described in detail below.
【００１３】図１はこの発明の一態様に係る支持テーブ
ルを適用したプラズマエッチング装置の概略構成図であ
る。この装置は、真空チャンバ１０と、チャンバ１０内
に設けられウエハ１を支持するための第１の電極となる
支持テーブル２０と、チャンバ１０の上方に設けられた
第２の電極及び真空チャンバ１０の外側に設けられたマ
グネットセクション３０と、ＲＦ電源４０とを備えてい
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a plasma etching apparatus to which a support table according to one embodiment of the present invention is applied. This apparatus includes a vacuum chamber 10, a support table 20 provided in the chamber 10 as a first electrode for supporting the wafer 1, a second electrode provided above the chamber 10 and the vacuum chamber 10. The magnet section 30 provided outside and the RF power source 40 are provided.
【００１４】真空チャンバ１０は、上部チャンバ１１と
下部チャンバ１２とを有している。上部チャンバ１１の
側壁下部には排気口１３が設けられており、この排気口
１３に接続された排気ポンプ（図示せず）により真空チ
ャンバ１０内が排気される。そして、この真空チャンバ
１０中が例えば１０-6Torr程度まで減圧できるように設
計されている。また、上部チャンバ１１の上壁には、エ
ッチングガスを導入するための複数のガス導入口１４が
設けられており、これら導入口１４には図示しないガス
供給源からエッチングガスを供給するためのガス供給管
１４ａが接続されている。The vacuum chamber 10 has an upper chamber 11 and a lower chamber 12. An exhaust port 13 is provided in the lower portion of the side wall of the upper chamber 11, and the inside of the vacuum chamber 10 is exhausted by an exhaust pump (not shown) connected to the exhaust port 13. The inside of the vacuum chamber 10 is designed so that the pressure can be reduced to, for example, about 10 −6 Torr. Further, a plurality of gas introduction ports 14 for introducing an etching gas are provided on the upper wall of the upper chamber 11, and a gas for supplying the etching gas from a gas supply source (not shown) is provided to these introduction ports 14. The supply pipe 14a is connected.
【００１５】支持テーブル２０には、電気絶縁性のセラ
ミック部材１５を介して下部チャンバ１２上に設置され
ており、下部チャンバ１２と支持テーブル２０とは電気
的に絶縁されている。この支持テーブル２０はウエハの
支持部を有する上部材２１と、ウエハの温度調節を行う
ための冷媒流路例えば液体通流路２３を備えた下部材２
２とを有している。なお、この支持テーブル２０の詳細
な構造は後述する。The support table 20 is installed on the lower chamber 12 via an electrically insulating ceramic member 15, and the lower chamber 12 and the support table 20 are electrically insulated. The support table 20 includes an upper member 21 having a wafer supporting portion, and a lower member 2 having a coolant passage, for example, a liquid passage 23, for adjusting the temperature of the wafer.
2 and. The detailed structure of the support table 20 will be described later.
【００１６】高周波電源４０は、支持テーブル２０の上
部材２１に接続されており、上部チャンバ１１は設置さ
れている。従って、上記第１及び第２の電極間に高周波
電力が供給された際に、上部チャンバ１１の上壁が上部
電極として機能し、上部材２１が下部電極として機能し
て、これらの間にプラズマが発生する。The high frequency power source 40 is connected to the upper member 21 of the support table 20, and the upper chamber 11 is installed. Therefore, when high-frequency power is supplied between the first and second electrodes, the upper wall of the upper chamber 11 functions as an upper electrode, the upper member 21 functions as a lower electrode, and plasma is generated between them. Occurs.
【００１７】マグネットセクション３０は、電極間に形
成される電界と直交する方向に磁場を印加する役割を有
しており、水平に設けられた支持部材３１と、これに支
持された永久磁石３２と、これらを図中矢印方向に回転
させるためのモータ３３とを有している。The magnet section 30 has a role of applying a magnetic field in a direction orthogonal to an electric field formed between the electrodes, and has a support member 31 provided horizontally and a permanent magnet 32 supported by the support member 31. , And a motor 33 for rotating them in the direction of the arrow in the figure.
【００１８】このようなマグネトロンプラズマエッチン
グ装置においては、チャンバ１０内にエッチングガスを
導入し、高周波電力を上部電極と下部電極との間に印加
しつつ、回転されている永久磁石３２によって電極間に
磁場を印加するので、直交電磁界により電極間に存在す
る電子がサイクロン運動を行い、電子が分子に衝突する
ことによって分子が電離する回数が増加し、１０-2Torr
という比較的低圧力でも、１μｍ／ｍｉｎという高いエ
ッチング速度を得ることができる。従って、一枚当りの
処理が短時間で済み、エッチングの信頼性が向上すると
いう利点がある。また、イオンの平均エネルギが低くな
るため、ウエハに対するダメージも小さい。In such a magnetron plasma etching apparatus, an etching gas is introduced into the chamber 10 and high-frequency power is applied between the upper electrode and the lower electrode, while the rotating permanent magnet 32 is applied between the electrodes. Since a magnetic field is applied, the electrons existing between the electrodes carry out a cyclone motion due to the orthogonal electromagnetic field, and the number of times the molecules are ionized by the collision of the electrons with the molecules is increased to 10 -2 Torr.
Even with such a relatively low pressure, a high etching rate of 1 μm / min can be obtained. Therefore, there is an advantage that the processing for one wafer is short and the reliability of etching is improved. Further, since the average energy of the ions becomes low, the damage to the wafer is small.
【００１９】次に、被処理体としてのウエハの支持テー
ブル２０について詳細に説明する。図２は、支持テーブ
ル２０を詳細に示す断面図である。この支持テーブル２
０は、上述したように上部材２１と下部材２２とを有し
ており、さらに上部材２１の上面にはウエハを静電気力
（クーロン力）で吸着するための静電チャック２４が設
けられている。このチャック２４は例えばプラズマが発
生した時にプラズマを介して導通し静電吸着力が発生す
る機構になっている。そして、下部材２２は常設され、
他方上部材２１及び静電チャック２４は交換できるよう
になっている。Next, the wafer support table 20 as the object to be processed will be described in detail. FIG. 2 is a sectional view showing the support table 20 in detail. This support table 2
As described above, 0 has the upper member 21 and the lower member 22, and the upper surface of the upper member 21 is further provided with the electrostatic chuck 24 for attracting the wafer by electrostatic force (Coulomb force). There is. The chuck 24 has a mechanism that, for example, when plasma is generated, it conducts through the plasma to generate an electrostatic attraction force. And the lower member 22 is permanently installed,
On the other hand, the upper member 21 and the electrostatic chuck 24 can be replaced.
【００２０】上部材２１は外周部に段部を有した円板状
をなしており、下部材２２は単純な円板状をなしてい
る。そして、上部材２１の外周近傍には、外周縁に沿っ
て等間隔でボルト挿入孔２８が形成されており、下部材
２２にはボルト挿入孔２８に対応する位置にねじ穴２８
ａが形成されており、挿入孔２８にボルト２９が挿入さ
れ、ボルト２９によって上部材２１と下部材２２とが締
結される。そして、ボルト２９を外すことにより、上部
材２１を下部材２２から取り外すことができる。The upper member 21 is in the shape of a disk having a step on the outer peripheral portion, and the lower member 22 is in the shape of a simple disk. Then, near the outer periphery of the upper member 21, bolt insertion holes 28 are formed at equal intervals along the outer peripheral edge, and in the lower member 22, screw holes 28 are formed at positions corresponding to the bolt insertion holes 28.
a is formed, a bolt 29 is inserted into the insertion hole 28, and the upper member 21 and the lower member 22 are fastened by the bolt 29. Then, by removing the bolt 29, the upper member 21 can be removed from the lower member 22.
【００２１】静電チャック２４は、図３に示すように、
２枚の絶縁シート（例えばポリイミドシート）２４ａ，
２４ｂと、これらの間に介在された銅などで形成された
導電性シート２４ｃとで構成されている。そして、この
静電吸着シート２４上にウエハ１０を搭載した後に、そ
のウエハ１と導電性シート２４ｃとの間に、プラズマを
介して図示しない電源から高電圧を印加することによ
り、クーロン力によってウエハ１を吸着する。この静電
チャック２４により、上部材２１と下部材２２とは電気
的に絶縁されている。The electrostatic chuck 24, as shown in FIG.
Two insulating sheets (for example, polyimide sheet) 24a,
24b, and a conductive sheet 24c formed of copper or the like interposed therebetween. Then, after the wafer 10 is mounted on the electrostatic attraction sheet 24, a high voltage is applied between the wafer 1 and the conductive sheet 24c from a power source (not shown) via plasma, so that the Coulomb force is applied to the wafer. Adsorb 1 The electrostatic chuck 24 electrically insulates the upper member 21 and the lower member 22.
【００２２】下部材２２には、上述したように、環状の
液体通流路２３が設けられており、この液体通流路２３
には液体導入路２３ａと液体導出路２３ｂとが接続され
ており、液体通流路２３に所定温度の液体を適宜の流量
で供給することにより、ウエハ１の温度が調節される。
この場合に、処理するウエハの種類に応じて、適宜液体
の温度が設定される。すなわち、エッチング動作の際
に、例えばプラズマの熱によりエッチング化学反応以外
の不必要反応を起して所定のエッチングが困難である場
合には、液体通流路２３に冷却媒体例えば−２５℃程度
の不凍液を循環させてウエハ温度を−１５℃付近に冷却
保持する。また、エッチング処理によっては、例えばウ
エハ１の温度が７０〜８０℃程度であることが適当な場
合があるが、その場合には液体通流路２３に加熱媒体例
えば温熱水を循環させてウエハ１の温度をコントロール
できる。As described above, the lower member 22 is provided with the ring-shaped liquid communication channel 23.
A liquid introduction path 23a and a liquid derivation path 23b are connected to each other, and the temperature of the wafer 1 is adjusted by supplying a liquid having a predetermined temperature to the liquid communication path 23 at an appropriate flow rate.
In this case, the temperature of the liquid is appropriately set according to the type of wafer to be processed. That is, in the etching operation, when an unnecessary reaction other than the etching chemical reaction is caused by the heat of the plasma and the predetermined etching is difficult, for example, a cooling medium, such as about -25 ° C. The antifreeze solution is circulated to keep the wafer temperature at around -15 ° C by cooling. Depending on the etching process, it may be appropriate that the temperature of the wafer 1 is, for example, about 70 to 80 ° C. In that case, a heating medium, for example, hot water is circulated in the liquid passage 23 to circulate the wafer 1. You can control the temperature of.
【００２３】下部材２２には、その上面の外周近傍に、
外周に沿ってＯリング用溝２６ａが形成されており、さ
らに、その内側には外周に沿ってガス充填用リング溝２
５ａが形成されている。溝２５ａには、ガス導入路２５
が接続されており、図示しないガス供給源から後述する
制御機構を及びこの導入路２５を介して熱伝達用のガス
例えばＨｅ，Ａｒ，Ｏ2 などから選択され溝２５ａに供
給され、上部材２１と下部材２２との間にそのガスが介
在される。この実施例ではＯリング用溝２６ａ内にはＯ
リング２６が嵌込まれており、熱伝達用のガスが上部材
２１と下部材２２との間から漏出することを防止してい
る。わずかであればリークしてもよい。The lower member 22 has an upper surface near the outer periphery,
An O-ring groove 26a is formed along the outer circumference, and the gas filling ring groove 2 is formed inside the O-ring groove 26a along the outer circumference.
5a is formed. The gas introduction passage 25 is provided in the groove 25a.
There are connected, a gas such as He for heat transfer through the control mechanism Oyobi this introduction path 25 to be described later from a gas supply source (not shown), Ar, is supplied to the groove 25a is selected from such as O 2, the upper member 21 The gas is interposed between the lower member 22 and the lower member 22. In this embodiment, O is formed in the O-ring groove 26a.
A ring 26 is fitted to prevent the heat transfer gas from leaking between the upper member 21 and the lower member 22. Leaks may be allowed if only a small amount.
【００２４】この熱伝達用ガスの上部材２１と下部材２
２との間における圧力は、例えば図４に示すような機構
により制御される。ガス導入路２５は、ガス供給管５０
に対し、その途中で上方に分岐するように接続されてい
る。このガス供給管５０のＩＮ側にはレギュレータ５２
及び絞り弁５４が配設され、そのＯＵＴ側には絞り弁５
６が配設されている。そして、前記レギュレータ５２に
て測定されたゲージ圧を、ＯＵＴ側の絞り弁５６を駆動
する弁駆動部５８にフィードバックし、測定されるゲー
ジ圧が常時一定になるようにＯＵＴ側の絞り弁５６の開
閉駆動を行う。また、弁駆動部５８を用いずに、ゲージ
圧を見ながら弁を調節するようにしてもよい。The upper member 21 and the lower member 2 of this heat transfer gas
The pressure between the two is controlled by a mechanism as shown in FIG. 4, for example. The gas introduction path 25 is a gas supply pipe 50.
On the other hand, it is connected so as to branch upward in the middle. A regulator 52 is provided on the IN side of the gas supply pipe 50.
And a throttle valve 54 are provided, and the throttle valve 5 is provided on the OUT side thereof.
6 are provided. Then, the gauge pressure measured by the regulator 52 is fed back to the valve drive unit 58 that drives the OUT side throttle valve 56, and the OUT side throttle valve 56 is controlled so that the measured gauge pressure is always constant. Open and close drive. Further, the valve may be adjusted while observing the gauge pressure without using the valve driving unit 58.
【００２５】従来の熱伝達用ガスを流さないタイプの支
持テーブルの場合には、上部材２１と下部材２２との間
には、平滑度の違いに等によるギャップ、また、表面荒
さによるギャップ、さらに、塵埃が侵入して生じたギャ
ップ等が生じていることになる。このようなギャップが
生じた状態にて下部材２２側で温度調節を行っても、真
空処理室内部が真空引きされているため、上部材２１と
下部材２２との間での気体による熱伝導はほとんど生じ
ず、これら両部材の締結用ボルト２９周辺での固体接触
による熱伝導のみしか期待できない。In the case of the conventional supporting table of the type in which the heat transfer gas does not flow, a gap due to the difference in smoothness, a gap due to the surface roughness, etc. is provided between the upper member 21 and the lower member 22. Further, there is a gap or the like caused by the intrusion of dust. Even if the temperature is adjusted on the side of the lower member 22 in the state where such a gap is generated, since the inside of the vacuum processing chamber is evacuated, heat conduction by the gas between the upper member 21 and the lower member 22 is performed. Hardly occurs, and only heat conduction by solid contact around the fastening bolts 29 of these members can be expected.
【００２６】これに対して、本発明のように、上部材２
１と下部材２２との間に熱伝達用のガスを所定圧力で保
持させる場合には、これら両部材間の熱伝達特性を良好
にすることができ、被処理体としてのウエハを効率良く
温度調節することができる。On the other hand, as in the present invention, the upper member 2
When the gas for heat transfer is held between the lower member 1 and the lower member 22 at a predetermined pressure, the heat transfer characteristics between these members can be improved, and the wafer as the object to be processed can be efficiently heated at a high temperature. It can be adjusted.
【００２７】熱伝達用のガスとして用いるガスの種類は
特に限定されない。しかし、その目的からは熱伝導性が
高いガスが好ましく、Ｈｅ，Ｏ2 ，Ａｒ，Ｎ2 等が好適
である。この中では特に、Ｈｅが好ましい。The type of gas used as the heat transfer gas is not particularly limited. However, for that purpose, a gas having high thermal conductivity is preferable, and He, O 2 , Ar, N 2 and the like are preferable. Of these, He is particularly preferable.
【００２８】また、熱伝達用ガスの圧力は、ある特定値
以上であればその効果を得ることができる。このため
に、上述のようにガス圧をコントロールするのである。
ガスの圧力がその特定値以上になると、ガスによる熱伝
導はそのガス圧力にはあまり依存せず、上部材２１と下
部材２２とのギャップ距離に多く依存することになる。
つまり、熱伝達用のガスの効果は、これら部材の間のギ
ャップが小さいほど大きくなる。従って、これら部材間
のギャップをできる限り小さくすることにより、ガスに
よる熱伝導が良好になり、高精度で温度制御を行うこと
ができる。これら部材の合せ面を精度良く仕上げること
により、ギャップを例えば１０μｍ以下にすることが可
能となり、これにより高効率で熱が伝達し、高精度の温
度制御が実現される。If the pressure of the heat transfer gas is a certain value or more, the effect can be obtained. Therefore, the gas pressure is controlled as described above.
When the gas pressure is equal to or higher than the specific value, the heat conduction by the gas does not depend so much on the gas pressure, but depends largely on the gap distance between the upper member 21 and the lower member 22.
That is, the effect of the heat transfer gas is greater as the gap between these members is smaller. Therefore, by making the gap between these members as small as possible, the heat conduction by the gas is improved, and the temperature control can be performed with high accuracy. By accurately finishing the mating surfaces of these members, it is possible to reduce the gap to, for example, 10 μm or less, whereby heat is transferred with high efficiency, and highly accurate temperature control is realized.
【００２９】このような熱伝達用のガスの効果について
図５に示す。図５は、熱伝達ガスとしてＨｅ，及びＯ2
を用い、横軸に熱伝達用ガスの上部材と下部材との間に
おける圧力をとり、縦軸に上部材２１と下部材２２との
間の温度差をとって、これらの間の関係の一例を示すグ
ラフである。ここでは、図２に示した上部材２１のＡ点
及び下部材２２のＢ点の温度を測定して、その間の温度
差をとっている。なお、下部材に通流させる冷媒として
は−２５℃の不凍液を用いている。またチャンバ１０内
の圧力は３．５×１０-3Torrとしている。The effect of such a heat transfer gas is shown in FIG. FIG. 5 shows that He and O 2 are used as heat transfer gases.
The pressure between the upper member and the lower member of the heat transfer gas on the horizontal axis and the temperature difference between the upper member 21 and the lower member 22 on the vertical axis. It is a graph which shows an example. Here, the temperatures at the point A of the upper member 21 and the point B of the lower member 22 shown in FIG. 2 are measured, and the temperature difference between them is taken. Note that an antifreeze solution at -25 ° C is used as the coolant that flows through the lower member. The pressure inside the chamber 10 is 3.5 × 10 −3 Torr.
【００３０】この図に示すように、ガス導入前は温度差
が１５℃以上あったが、いずれのガスが導入されても、
それにより温度差が減少していることがわかる。また、
ガス圧力が１５０Torrで温度減少効果が飽和しているこ
とがわかる。温度減少の効果は、ガスによって異なって
おり、Ｏ2 ガスでは温度差が１０℃程度まで低下してい
るに過ぎないが、Ｈｅガスでは温度差が４℃程度まで低
下していることが確認される。As shown in this figure, the temperature difference was 15 ° C. or more before the introduction of gas, but no matter which gas was introduced,
As a result, it can be seen that the temperature difference is reduced. Also,
It can be seen that the temperature reduction effect is saturated at a gas pressure of 150 Torr. The effect of temperature decrease differs depending on the gas, and it is confirmed that the temperature difference in O 2 gas is only reduced to about 10 ° C, but the temperature difference is reduced to about 4 ° C in He gas. It
【００３１】さらに、ウエハ１と静電チャック２４との
間にも、ガス導入路２７から熱伝達用のガスが供給され
るようになっており、これによりウエハ１の温度コント
ロール精度がいっそう高められる。このガスとしては特
に制限はないが、上述の熱伝達用ガスと同様Ｈｅ，
Ｏ2 ，Ａｒ，Ｎ2 等が好適である。Further, a gas for heat transfer is also supplied between the wafer 1 and the electrostatic chuck 24 from the gas introduction passage 27, whereby the temperature control accuracy of the wafer 1 is further enhanced. .. The gas is not particularly limited, but He, like the heat transfer gas described above,
O 2 , Ar, N 2 and the like are preferable.
【００３２】次に、このように構成されるマグネトロン
エッチング装置の動作について説明する。Next, the operation of the magnetron etching apparatus having the above structure will be described.
【００３３】先ず、ロードロックチャンバからロボット
により被エッチング処理ウエハを所定の真空度に排気し
たのち、静電吸着シート２４上にウエハ１をハンドリン
グし、上部チャンバ１１と静電吸着シート２４の導電性
シート２４ｃとの間に静電チャック電圧例えば２Ｋボル
トの高電圧を印加する。後述する工程によりプラズマが
発生した時、このプラズマを介して導通するためシート
２４に静電気が誘起し、クーロン力によってウエハ１が
静電吸着シート２４上に静電吸着される。First, after the wafer to be etched is evacuated from the load lock chamber to a predetermined vacuum degree by a robot, the wafer 1 is handled on the electrostatic adsorption sheet 24, and the upper chamber 11 and the electrostatic adsorption sheet 24 are electrically conductive. An electrostatic chuck voltage, for example, a high voltage of 2 KV is applied between the sheet 24c and the sheet. When plasma is generated in the process described later, the plasma is conducted through this plasma, so that static electricity is induced in the sheet 24, and the wafer 1 is electrostatically attracted to the electrostatic attraction sheet 24 by the Coulomb force.
【００３４】次に、真空チャンバ１０内圧力を０．１mT
orr 〜１０mTorr 例えば１×１０-3Torr程度に真空引き
制御し、ガス導入口１４からエッチングガス例えば、Ｏ
2 ガス、Ｃｌガス、ＳＦ6 ガスを常温常圧換算で例えば
５０ｃｃ／ｓの流量で導入する。この状態で高周波電源
４０から上部電極としての上部チャンバ１１の上壁と下
部電極としての上部材２１との間にＲＦ電力を供給す
る。これにより、電極間に形成された直交電磁界により
マグネトロン放電が発生しプラズマが生成される。この
結果、ラジカル及びイオンが生成され、ウエハ１の表面
が反応性イオンエッチングされることになる。この際
に、上述したように、永久磁石３２からの磁力により、
電極間の電子がサイクロン運動を行うので、エッチング
ガスのプラズマ化が促進され、１０-2〜１０-3Torrとい
う比較的低圧力でも、１μｍ／ｍｉｎという高いエッチ
ング速度を得ることができる。Next, the pressure in the vacuum chamber 10 is set to 0.1 mT.
orr to 10 mTorr, for example, vacuum control is performed to about 1 × 10 −3 Torr, and an etching gas such as O
2 gas, Cl gas, and SF 6 gas are introduced at a flow rate of, for example, 50 cc / s at room temperature and atmospheric pressure. In this state, RF power is supplied from the high frequency power supply 40 between the upper wall of the upper chamber 11 serving as the upper electrode and the upper member 21 serving as the lower electrode. As a result, magnetron discharge is generated by the orthogonal electromagnetic field formed between the electrodes, and plasma is generated. As a result, radicals and ions are generated, and the surface of the wafer 1 is reactively ion-etched. At this time, as described above, due to the magnetic force from the permanent magnet 32,
Since the electrons between the electrodes perform a cyclone motion, the plasma of the etching gas is promoted, and a high etching rate of 1 μm / min can be obtained even at a relatively low pressure of 10 −2 to 10 −3 Torr.
【００３５】この場合に、支持テーブル２０の上部材２
１と下部材２２との間には、上述したように、熱伝達用
のガスが供給されるので、上部材２１と下部材２２との
間の熱伝導特性を良好にすることができ、これらの間の
温度差を極めて小さくすることができる。従って、下部
材２２において液体通流路２３に温度制御用の液体を通
流させることにより、ウエハの温度制御を確実に行うこ
とができる。従って、２分割タイプの支持テーブルであ
りながら、単一構造の載置台とほぼ同等にウエハの温度
制御を行うことができる。In this case, the upper member 2 of the support table 20
As described above, the gas for heat transfer is supplied between 1 and the lower member 22, so that the heat conduction characteristics between the upper member 21 and the lower member 22 can be improved. The temperature difference between the two can be made extremely small. Therefore, the temperature of the wafer can be surely controlled by causing the liquid for temperature control to flow through the liquid passage 23 in the lower member 22. Therefore, although the support table is of a two-division type, it is possible to control the temperature of the wafer almost in the same manner as the mounting table having a single structure.
【００３６】さらに、支持テーブル２０を、固定側の下
部材２２と分離可能な上部材２１との分割タテイプにす
ることによって、ウエハ１のインチサイズが変更される
場合には上部材２１のみを交換するだけで対処すること
ができ、また、消耗品である静電チャック３４の交換時
にあっても、新たな静電チャックを備えた上部材２１を
交換するだけでよいという利点を確保することができ
る。Further, when the supporting table 20 is divided into a fixed lower member 22 and a separable upper member 21, the upper member 21 is replaced only when the inch size of the wafer 1 is changed. It is possible to secure the advantage that it is only necessary to replace the upper member 21 having a new electrostatic chuck even when the consumable electrostatic chuck 34 is replaced. it can.
【００３７】なお、以上の説明では、本発明に被処理体
の支持テーブルをマグネトロンプラズマエッチング装置
に適用する例を示したが、本発明の主旨から、真空処理
装置であれば本発明を適用することができる。このよう
な真空処理装置としては、ここに示したマグネトロンプ
ラズマエッチング装置の他に、ＲＩＥ方式プラズマエッ
チング装置、スパッタ、ＣＶＤ、イオン注入等の他のプ
ラズマ処理装置、及びイオン源、熱ＣＶＤ等の非プラズ
マ処理装置がある。その他の種々の分野に用いられる真
空装置に適用することができる。また、支持テーブルは
高温に制御されるものでも低温に制御されるものでもよ
いことはいうまでもない。被処理体としても半導体ウエ
ハに限らず、ＬＣＤ基板などであってもよい。In the above description, an example in which the support table for the object to be processed is applied to the magnetron plasma etching apparatus is shown in the present invention, but from the point of the present invention, the present invention is applied to any vacuum processing apparatus. be able to. As such a vacuum processing apparatus, in addition to the magnetron plasma etching apparatus shown here, other plasma processing apparatuses such as RIE type plasma etching apparatus, sputtering, CVD, ion implantation, and non-sources such as ion source and thermal CVD. There is a plasma processing device. It can be applied to vacuum devices used in other various fields. Needless to say, the support table may be controlled to a high temperature or a low temperature. The object to be processed is not limited to the semiconductor wafer, but may be an LCD substrate or the like.
【００３８】さらに、上部材と下部材との間に導入され
るガスとしては、熱伝達特性を高めることができる各種
ガスを採用することができ、プロセスの種類に応じて適
宜のガスを使用することができる。Further, as the gas introduced between the upper member and the lower member, various gases capable of enhancing the heat transfer characteristics can be adopted, and an appropriate gas is used according to the type of process. be able to.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、載
置台を分割構造とすることで、被処理体のサイズが変更
になった場合、あるいは消耗品の交換時などにあって
は、一方の載置台のみを交換するのみで対処でき、しか
も、両載置台の当接面間に気体を導入することによっ
て、その間のギャップでの気体による熱伝導率を高める
ことができ、所定の温調動作をも確保することが可能と
なる。また、この載置装置を真空室内に有する処理装置
にあっては、周囲が真空雰囲気であっても、第１，第２
の載置台間を気体により所定圧力に維持して両者間の効
率的な熱伝達を確保できる。As described above, according to the present invention, by making the mounting table a divided structure, when the size of the object to be processed is changed or when the consumables are replaced, This can be dealt with by replacing only one of the mounting tables, and by introducing gas between the contact surfaces of both mounting tables, the thermal conductivity of the gas in the gap between the mounting tables can be increased and the predetermined temperature can be maintained. It is also possible to secure the adjustment operation. Further, in a processing device having this mounting device in a vacuum chamber, even if the surroundings are in a vacuum atmosphere, the first and second
It is possible to maintain an effective heat transfer between the two mounting tables by maintaining a predetermined pressure with a gas.
【図１】この発明の一態様に係る支持テーブルを用いた
マグネトロンプラズマエッチング装置を示す概略概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic schematic configuration diagram showing a magnetron plasma etching apparatus using a support table according to an aspect of the present invention.
【図２】図１の装置に用いられる支持テールの詳細を示
す断面図である。2 is a cross-sectional view showing details of a support tail used in the apparatus of FIG.
【図３】図１の装置の支持テーブルに用いられるウエハ
支持用の静電チャックを示す断面図である。3 is a cross-sectional view showing an electrostatic chuck for supporting a wafer used in the support table of the apparatus of FIG.
【図４】熱伝達用ガスの圧力を制御するための機構を示
す図である。FIG. 4 is a view showing a mechanism for controlling the pressure of heat transfer gas.
【図５】熱伝達用ガスの効果を説明するためのグラフで
ある。FIG. 5 is a graph for explaining the effect of heat transfer gas.
１０ 真空チャンバ ２０ 支持テーブル ２１ 上部材 ２２ 下部材 ２３ 液体通路 ２５ ガス導入路 ２５ａ ガス充填用リング溝
ＴＥ０３８００１10 vacuum chamber 20 support table 21 upper member 22 lower member 23 liquid passage 25 gas introduction passage 25a gas filling ring groove
TE038001
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 功宏 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 岡野 晴雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuhiro Hasegawa 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute Co., Ltd. Town No. 1 Incorporated company Toshiba Research Institute