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JP7612422B2 - Semiconductor Manufacturing Equipment - Google Patents
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Description

本発明は半導体製造装置に関する。 The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment.

半導体製造装置のプラズマ処理装置では、処理の対象となるウエハを低温に保持することで、従来よりも高いエッチングレートや高選択比のエッチングができるとみられている。例えば、非特許文献1では、Si/レジストの選択比とウエハ温度の関係が報告されており、-50℃以下で選択比が大幅に改善される結果が得られている。 In the plasma processing equipment of semiconductor manufacturing equipment, it is believed that by maintaining the wafer being processed at a low temperature, etching at a higher etching rate and a higher selectivity ratio than before can be achieved. For example, Non-Patent Document 1 reports the relationship between the Si/resist selectivity ratio and the wafer temperature, and shows that the selectivity is significantly improved at temperatures below -50°C.

低温でのエッチングの利点がプラズマの凝集による効果である場合、更にウエハを低温にしていく必要がある。その場合、静電チャックで扱う高電圧周辺における結露によるショート及び破損のリスクが懸念される。その対策として使用できるガスの低露点化に限界があり、使用する低露点ガスのコストアップやドライエアのための巨額な投資が必要になる。更に-100℃以下の冷却に対応可能な低露点ガスは無く、装置には常に結露の問題が生じる。 If the advantage of etching at low temperatures is due to the effect of plasma condensation, it is necessary to further reduce the temperature of the wafer. In that case, there is a risk of short circuit and damage due to condensation around the high voltage handled by the electrostatic chuck. As a countermeasure, there is a limit to how low the dew point of the gas that can be used is, and this requires increased costs for the low dew point gas used and huge investments for dry air. Furthermore, there are no low dew point gases that can be used for cooling below -100°C, so condensation is a constant problem in the equipment.

また、ウエハを低温にする技術・装置開発はまだ黎明期であり、発生するリスクへの対応が都度必要となる。 In addition, the development of technology and equipment for cooling wafers is still in its infancy, and it is necessary to respond to any risks that arise.

半導体製造装置は、ウエハを保持するために静電チャック(ESC)を活用するのが現状である。同時に半導体製造装置は、RFによる高周波電源も載置する必要がある。したがって、ESCのため高電圧を扱う高電圧端子とRFプレートが結露によりショートする場合、ESCの機能が失われ、最悪ショートにより装置が破損されるおそれがある。 Currently, semiconductor manufacturing equipment uses electrostatic chucks (ESC) to hold wafers. At the same time, semiconductor manufacturing equipment also needs to be equipped with an RF power source. Therefore, if the high-voltage terminal that handles high voltage for the ESC and the RF plate short circuit due to condensation, the ESC will lose its function, and in the worst case scenario, the short circuit could damage the equipment.

また、冷却部位の下部に何も処置をしない場合、装置下部も同様に低温となり、外気との接触部に結露・霜が発生しうる。そして、半導体製造装置には多くのケーブルがあることから、漏電の恐れもある。 Furthermore, if no measures are taken below the cooling area, the bottom of the equipment will also become cold, and condensation and frost may form where it comes into contact with the outside air. And because semiconductor manufacturing equipment has many cables, there is also the risk of electrical leakage.

まず、結露に関するリスクを除いていくため、装置の外気と接するベースプレートを高温にし、漏電を防ぐ。そして、内部のショートの原因となる結露の対策として、内部空間を外部と遮断・陽圧処理し、内部水分量を極小まで落とす。その残った水分も優先的に吸着する箇所を設けることで、危険な箇所での結露を防ぐ構造とする必要があった。 First, to eliminate the risk of condensation, the base plate of the device that comes into contact with the outside air is heated to a high temperature to prevent electrical leakage. Then, to prevent condensation that can cause internal short circuits, the internal space is isolated from the outside and positively pressurized, reducing the amount of internal moisture to an absolute minimum. It was necessary to create a structure that would prevent condensation in dangerous areas by providing areas that would preferentially absorb any remaining moisture.

特許文献1には、上部電極側のシャワーヘッド側の冷却においての結露防止する装置が記載されている。特許文献1では、プラズマを発生させると上部電極が加熱されていくため、上部電極を冷却する。 Patent document 1 describes a device that prevents condensation when cooling the shower head side of the upper electrode. In Patent document 1, the upper electrode is cooled because it heats up when plasma is generated.

特開2020-107762号公報JP 2020-107762 A

https://www.jstage.jst.go.jp/article/oubutsu1932/59/11/59_11_1428/_pdf/-char/jahttps://www.jstage.jst.go.jp/article/oubutsu1932/59/11/59_11_1428/_pdf/-char/ja

しかしながら、特許文献1の装置では、積極的にウエハを冷却しクライオエッチングをするためには十分ではないという問題があった。したがって、結露発生するとHV(高電圧)端子の高電圧部とRF(高周波)電極がショートして破損の恐れがあった。また、気流や水分量を考慮しないと、局部的な気体の冷却により、該当箇所に結露が発生するおそれもあった。 However, the device in Patent Document 1 had the problem that it was not sufficient to actively cool the wafer and perform cryo-etching. Therefore, if condensation occurred, there was a risk of shorting out the high voltage part of the HV (high voltage) terminal and the RF (radio frequency) electrode, resulting in damage. In addition, if airflow and moisture content were not taken into consideration, there was a risk of condensation forming in the relevant area due to localized gas cooling.

一実施形態の半導体製造装置は、真空チャンバーと、真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、前記静電チャックを冷却する冷却部と、その下部に取り付けられるRFプレートと、前記冷却部を保持するケーシングと、前記RFプレートに対向し前記ケーシングと内部空間を形成するベースプレートと、前記内部空間に低露点気体を封入可能とするガス供給部とを備えるようにした。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus includes a vacuum chamber, an electrostatic chuck provided within the vacuum chamber, a cooling unit for cooling the electrostatic chuck, an RF plate attached to the lower portion thereof, a casing for holding the cooling unit, a base plate facing the RF plate and forming an internal space together with the casing, and a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in the internal space.

一実施形態の半導体製造装置によれば、結露を防ぎ、ショートによる破損を防ぐことができる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment, condensation can be prevented and damage caused by short circuits can be prevented.

一実施形態の半導体製造装置は、 前記ケーシングが二部品以上で構成されており、前記冷却部と前記ケーシングが接する部分及び、前記ケーシング同士が接する部分及び、前記ケーシングと前記ベースプレートが接する部分をシールするOリングを備えるようにしてもよい。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing device, the casing may be composed of two or more parts, and may include O-rings that seal the area where the cooling unit and the casing contact, the area where the casings contact each other, and the area where the casing and the base plate contact.

一実施形態の半導体製造装置によれば、真空部分と気体のある前記内部空間との間をシールできる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing device, the space between the vacuum portion and the internal space containing gas can be sealed.

一実施形態の半導体製造装置は、前記真空チャンバー内にプラズマを発生させるための電力を供給するRFケーブルと、前記RFケーブルと前記ベースプレートが接する部分、及び前記RFケーブルと前記真空チャンバーが接する部分をシールするOリングを備えるようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus may include an RF cable that supplies power to generate plasma in the vacuum chamber, and O-rings that seal the contact area between the RF cable and the base plate and the contact area between the RF cable and the vacuum chamber.

一実施形態の半導体製造装置によれば、外部の大気と気体のある前記内部空間との間をシールできる。 According to one embodiment of the semiconductor manufacturing device, it is possible to seal the space between the outside atmosphere and the internal space containing gas.

一実施形態の半導体製造装置は、低露点ガスを常に、または断続的に一定の圧力で前記内部空間に加圧供給する低露点ガス供給部を備えるようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus may be provided with a low dew point gas supply unit that constantly or intermittently supplies a low dew point gas under pressure to the internal space at a constant pressure.

一実施形態の半導体製造装置によれば、前記内部空間を陽圧に管理でき、また前記内部空間を前記低露点ガスで満たすことができ、外部の大気から水分を含んだ気体の流入を防ぐことができる。 According to one embodiment of the semiconductor manufacturing apparatus, the internal space can be maintained at a positive pressure and can be filled with the low dew point gas, thereby preventing the inflow of moisture-containing gas from the outside atmosphere.

一実施形態の半導体製造装置に用いる前記Oリングは、高耐プラズマ性のシール材料の両面を、極低温対応シール部材で覆うものであり、挟持する部材に形成された溝に前記極低温対応シール部材が収まり、挟持する部材の隙間に高耐プラズマ性のシール材料が位置するようにしてもよい。 The O-ring used in one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment has both sides of a highly plasma-resistant sealing material covered with a cryogenic-compatible sealing material, and the cryogenic-compatible sealing material fits into a groove formed in the clamping members, and the highly plasma-resistant sealing material may be positioned in the gap between the clamping members.

一実施形態の半導体製造装置によれば、Oリングがプラズマによる消耗を抑え、且つ極低温におけるシール性を確保することができる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing device, the O-ring can reduce wear caused by plasma and ensure sealing performance at extremely low temperatures.

一実施形態の半導体製造装置は、前記Oリングは、高耐プラズマ性のシール材料部分にOリング溝幅よりも広くしたツバ部を有するようにしてもよい。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment, the O-ring may have a flange portion in the highly plasma-resistant sealing material portion that is wider than the O-ring groove width.

一実施形態の半導体製造装置によれば、プラズマの溝への回り込みによる前記極低温対応シール部材への損傷を防ぐことができる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing device, damage to the cryogenic seal member caused by plasma entering the groove can be prevented.

一実施形態の半導体製造装置は、前記内部空間内に水分を吸着するトラップを備えるようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing apparatus may be provided with a trap that adsorbs moisture within the internal space.

一実施形態の半導体製造装置によれば、前記内部空間に含まれる水分を吸着することで低減することができ、微量な水分でもショート及び破損しない安全な部位で回収できる結露対策となる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment, the moisture contained in the internal space can be reduced by adsorption, and even a small amount of moisture can be collected in a safe location that will not cause short circuits or damage, providing a condensation prevention measure.

一実施形態の半導体製造装置は、RFプレートと冷却部を冷却するための流体を流すブロック材との狭空間(ラビリンス構造)が前記内部空間で最も低温となるように促し、結露で発生する水分を誘引する前記トラップとしての機能を有するようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing equipment may be configured to promote the narrow space (labyrinth structure) between the RF plate and the block material through which the fluid for cooling the cooling section flows to have the lowest temperature in the internal space, and to function as a trap that attracts moisture generated by condensation.

一実施形態の半導体製造装置は、内部空間のブロック材に、流路から分岐させた枝状の管を取り付けることで、結露で発生する水分を誘引する前記トラップとしての機能をさせる機構を持つようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing device may have a mechanism that functions as a trap to attract moisture generated by condensation by attaching a branched pipe branching off from the flow path to the block material in the internal space.

一実施形態の半導体製造装置によれば、前記内部空間に含まれる水分を吸着することで低減することができ、静電チャックまたは、RFプレートの近傍の微量な水分でもショート及び破損しない安全な部位で回収できる結露対策となる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment, the moisture contained in the internal space can be reduced by adsorption, and even trace amounts of moisture near the electrostatic chuck or RF plate can be collected in a safe location that will not cause short circuits or damage, providing a condensation prevention measure.

一実施形態の半導体製造装置は、前記ケーシングの前記内部空間側に設けられたAEセンサと、前記AEセンサが検出する振動の振幅値、及び、振動波形の形状に基づいて前記ケーシングの摩擦・摩耗または、き裂・破壊時を検出するようにしてもよい。 In one embodiment, the semiconductor manufacturing device may detect friction, wear, or cracks and breakage of the casing based on an AE sensor provided on the internal space side of the casing, the amplitude value of the vibration detected by the AE sensor, and the shape of the vibration waveform.

一実施形態の半導体製造装置によれば、ケーシングがプラズマ発生中に高温に晒され、低温であるRFプレートとの温度差が大きくなることで破損する前兆を検出でき、半導体製造装置の破損の予防ができる。 In one embodiment of the semiconductor manufacturing equipment, the casing is exposed to high temperatures during plasma generation, and the temperature difference between the casing and the low-temperature RF plate increases, making it possible to detect signs of damage and prevent damage to the semiconductor manufacturing equipment.

本発明の半導体製造装置によれば、極低温での使用における結露の発生、及び、ショートによる破損、及び、プラズマによるOリングの損傷が原因の真空シール性の劣化、及び、部材間の温度差によるケーシングの破損を防ぐことができる。 The semiconductor manufacturing equipment of the present invention can prevent condensation when used at extremely low temperatures, damage due to short circuits, deterioration of vacuum sealing properties caused by damage to O-rings by plasma, and damage to the casing due to temperature differences between components.

実施の形態1にかかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to a first embodiment; 内部空間をポンプにより循環させる場合の温度分布断面を示すコンター図である。FIG. 11 is a contour diagram showing a cross section of the temperature distribution when the internal space is circulated by a pump. 図2のRFプレート141とケーシング106のブロック材111との内周側の隙間を拡大した部分の温度分布を示すコンター図である。3 is a contour diagram showing the temperature distribution in an enlarged portion of the gap on the inner periphery side between the RF plate 141 and the block material 111 of the casing 106 in FIG. 2. 図2のRFプレート141とケーシング106のブロック材111との外周側の隙間を拡大した部分の温度分布を示すコンター図である。3 is a contour diagram showing the temperature distribution in an enlarged portion of the gap on the outer periphery side between the RF plate 141 and the block material 111 of the casing 106 in FIG. 2. 内部空間をポンプにより循環させない場合の温度分布断面を示すコンター図である。FIG. 11 is a contour diagram showing a cross section of the temperature distribution when the internal space is not circulated by a pump. 図5のRFプレート141とケーシング106のブロック材111との内周側の隙間を拡大した部分の温度分布を示すコンター図である。6 is a contour diagram showing the temperature distribution in an enlarged portion of the gap on the inner periphery side between the RF plate 141 and the block material 111 of the casing 106 in FIG. 5. 図5のRFプレート141とケーシング106のブロック材111との外周側の隙間を拡大した部分の温度分布を示すコンター図である。6 is a contour diagram showing the temperature distribution in an enlarged portion of the gap on the outer periphery side between the RF plate 141 and the block material 111 of the casing 106 in FIG. 5. 実施の形態2にかかる半導体製造装置のOリングの詳細を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing details of an O-ring of a semiconductor manufacturing apparatus according to a second embodiment. FIG. 実施の形態3にかかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to a third embodiment. 実施の形態4にかかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to a fourth embodiment. 摩擦・摩耗時のAE波形の一例を示すグラフである1 is a graph showing an example of an AE waveform during friction and wear; き裂・破壊時のAE波形の一例を示すグラフである。1 is a graph showing an example of an AE waveform at the time of cracking or breaking.

(実施の形態1)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態1にかかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。図1において、半導体製造装置100は、真空チャンバー101と、静電チャック102と、冷却部103と、ベースプレート105と、ケーシング106と、内部空間ガス供給部107と、Oリング108と、基板-静電チャック間ガス供給機構109と、フォーカスリング110を備える。尚、プラズマ発生部は静電チャック102上部の真空中にあり、上部電極の構成は、実施の形態1の説明では省略しており、図1では図示していない。ケーシング106は、一部品で構成されていてもよく、二部品以上で構成されても良い。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the semiconductor manufacturing apparatus 100 includes a vacuum chamber 101, an electrostatic chuck 102, a cooling unit 103, a base plate 105, a casing 106, an internal space gas supply unit 107, an O-ring 108, a substrate-electrostatic chuck gas supply mechanism 109, and a focus ring 110. The plasma generating unit is located in a vacuum above the electrostatic chuck 102, and the configuration of the upper electrode is omitted in the description of the first embodiment and is not shown in FIG. 1. The casing 106 may be composed of one component or two or more components.

真空チャンバー101は、静電チャック102、冷却部103、ベースプレート105及びケーシング106を内部に収容する容器である。例えば、真空チャンバー101は、空間160を真空にすることが可能で、真空容器を加熱できる発熱体113を備えたプラズマ処理チャンバーである。真空チャンバー101は、空間160を真空にするための排気装置112を備える。排気装置112は、真空ポンプと、排気装置112と真空チャンバー101は、配管(図示せず)で接続されている。 The vacuum chamber 101 is a container that houses the electrostatic chuck 102, the cooling unit 103, the base plate 105, and the casing 106 inside. For example, the vacuum chamber 101 is a plasma processing chamber that can evacuate the space 160 and is equipped with a heating element 113 that can heat the vacuum container. The vacuum chamber 101 is equipped with an exhaust device 112 for evacuating the space 160. The exhaust device 112 is a vacuum pump, and the exhaust device 112 and the vacuum chamber 101 are connected by piping (not shown).

静電チャック102は、処理基板10を静電吸着固定する構成である。静電チャック102は真空チャンバー101内に設けられている。静電チャック102は、DC電源121と、HV端子122で接続されている。そして、DC電源121は、処理基板を静電吸着固定する為に必要な高電圧を静電チャック102に給電する。この静電チャック102は、適切な接合材を介して冷却部103上に配置されている。また、静電チャック102は、静電チャック102の温度を管理する光ファイバー温度計123を備える。 The electrostatic chuck 102 is configured to electrostatically attract and fix the processing substrate 10. The electrostatic chuck 102 is provided in the vacuum chamber 101. The electrostatic chuck 102 is connected to a DC power supply 121 via an HV terminal 122. The DC power supply 121 supplies the high voltage required to electrostatically attract and fix the processing substrate to the electrostatic chuck 102. The electrostatic chuck 102 is placed on a cooling section 103 via an appropriate bonding material. The electrostatic chuck 102 also includes an optical fiber thermometer 123 that controls the temperature of the electrostatic chuck 102.

冷却部103は、静電チャック102を冷却する構成である。冷却部103は、冷却プレート131と、冷却液供給部132を備える。冷却プレート131は内部に冷却液を循環させる流路133を有している。冷却液供給部132は、冷却液を冷やす。そして、冷却液供給部132は、流路133内に冷却液を循環させる。 The cooling unit 103 is configured to cool the electrostatic chuck 102. The cooling unit 103 includes a cooling plate 131 and a cooling liquid supply unit 132. The cooling plate 131 has a flow path 133 therein through which the cooling liquid circulates. The cooling liquid supply unit 132 cools the cooling liquid. The cooling liquid supply unit 132 then circulates the cooling liquid within the flow path 133.

RFプレート141は、図示しない上部電極と対に位置する下部電極として機能する。また、RFケーブル142は、RFプレート141と交流電源143とを接続する。交流電源143はプラズマを発生させるための高周波を発生する。RFケーブル142は、真空チャンバー内にプラズマを発生させるための電力を供給する。適切な条件により、RFケーブル142からの電力供給によって、処理基板10上部の真空中であるプラズマ発生部にプラズマを発生させることができる。 The RF plate 141 functions as a lower electrode that is paired with an upper electrode (not shown). In addition, an RF cable 142 connects the RF plate 141 to an AC power source 143. The AC power source 143 generates high frequency waves for generating plasma. The RF cable 142 supplies power for generating plasma in the vacuum chamber. Under appropriate conditions, the power supply from the RF cable 142 can generate plasma in the plasma generation section in the vacuum above the processing substrate 10.

RFプレート141に対向しケーシング106と内部空間161を形成するベースプレート105は、ケーシング106を保持する。そして、ベースプレート105は、導入管を覆うブロック材111と、冷却プレート131の下部の空間を密閉させる。 The base plate 105, which faces the RF plate 141 and forms an internal space 161 with the casing 106, holds the casing 106. The base plate 105 also seals the block material 111 that covers the inlet tube and the space below the cooling plate 131.

ケーシング106は、冷却部103を保持しているRFプレート141を保持するケーシングである。ケーシング106は、冷却部103及びベースプレート105と互いに接して、内部空間161を形成する。ケーシング106は、RFプレート141とベースプレート105との間を絶縁するために、セラミックスで構成されることが好適である。 The casing 106 is a casing that holds the RF plate 141 that holds the cooling unit 103. The casing 106 contacts the cooling unit 103 and the base plate 105 to form an internal space 161. The casing 106 is preferably made of ceramics to provide insulation between the RF plate 141 and the base plate 105.

内部空間ガス供給部107は、低露点ガス供給部171を備える。また、内部空間ガス供給部107は、内部空間161の気体を循環させる機構である露点計172と、ポンプ173とを備える。低露点ガス供給部171は、内部空間161に低露点ガスを外部の大気よりも陽圧となるよう加圧供給する。露点計172は、内部空間161の露点を測定する。ポンプ173は、内部空間161と露点計172とでガスを循環させる。これらの構成により、低露点ガス供給部171は、内部空間161の気圧を管理し、一定圧力以下になると自動でガスを供給・再加圧する。また、低露点ガス供給部171は、漏れ圧発生時にも定圧となるように常に一定圧力で気体を供給し陽圧を維持し続けるようにしてもよい。 The internal space gas supply unit 107 includes a low dew point gas supply unit 171. The internal space gas supply unit 107 also includes a dew point meter 172, which is a mechanism for circulating gas in the internal space 161, and a pump 173. The low dew point gas supply unit 171 pressurizes and supplies low dew point gas to the internal space 161 so that the pressure is more positive than the external atmosphere. The dew point meter 172 measures the dew point of the internal space 161. The pump 173 circulates gas between the internal space 161 and the dew point meter 172. With these configurations, the low dew point gas supply unit 171 manages the air pressure in the internal space 161, and automatically supplies and repressurizes gas when the pressure falls below a certain level. The low dew point gas supply unit 171 may also be configured to constantly supply gas at a constant pressure to maintain a positive pressure even when leakage pressure occurs.

処理基板10と静電チャック102間へガスを供給する基板-静電チャック間ガス供給機構109は、ガス供給穴191とガス制御部192とを備える。ガス供給穴191は流路または配管でガス制御部192と接続し、静電チャック102の表面からガスを噴出する。ガス制御部192はガス供給穴191にガスを供給する。 The substrate-electrostatic chuck gas supply mechanism 109, which supplies gas between the processing substrate 10 and the electrostatic chuck 102, includes a gas supply hole 191 and a gas control unit 192. The gas supply hole 191 is connected to the gas control unit 192 by a flow path or piping, and ejects gas from the surface of the electrostatic chuck 102. The gas control unit 192 supplies gas to the gas supply hole 191.

次に半導体製造装置100の冷却に関するシミュレーション結果について説明する。
まず、図2-図4に内部空間161のポンプ173を作動させた場合の温度分布を示す。図2は、内部空間161のブロック材111を通る断面における気体の温度分布を示すコンター図である。図2において、色の濃淡で温度の高低を表現している。図2において、例えば「-6.522528E-03」は,「-6.522528×10-3」を意味する。以下の図についても数値の表現は同様である。
Next, the results of a simulation regarding the cooling of the semiconductor manufacturing equipment 100 will be described.
First, Figures 2 to 4 show the temperature distribution when the pump 173 in the internal space 161 is operated. Figure 2 is a contour diagram showing the temperature distribution of the gas in a cross section passing through the block material 111 in the internal space 161. In Figure 2, high and low temperatures are expressed by light and dark colors. In Figure 2, for example, "-6.522528E-03" means "-6.522528 x 10 -3 ". Numerical expressions are the same in the following figures.

また、図3は、RFプレート141とブロック材111との隙間の気体の温度分布を示す拡大したコンター図である。図3において、色の濃淡で温度の高低を表現している。図3において左側が中央側であり、右側がブロック材111側である。図4もRFプレート141とブロック材111との隙間の気体の温度分布を示す拡大したコンター図である。図4において、色の濃淡で温度の高低を表現している。図4において左側がブロック材111側であり、右側がケーシング106側である。 Figure 3 is an enlarged contour diagram showing the temperature distribution of the gas in the gap between the RF plate 141 and the block material 111. In Figure 3, the temperature is expressed by light and dark shades of color. In Figure 3, the left side is the center side, and the right side is the block material 111 side. Figure 4 is also an enlarged contour diagram showing the temperature distribution of the gas in the gap between the RF plate 141 and the block material 111. In Figure 4, the temperature is expressed by light and dark shades of color. In Figure 4, the left side is the block material 111 side, and the right side is the casing 106 side.

次に内部空間161のポンプ173を作動させた場合の温度分布を示す。図5は、内部空間161のブロック材111を通る断面における気体の温度分布を示すコンター図である。図5において、色の濃淡で温度の高低を表現している。また、図6は、RFプレート141とブロック材111との隙間の気体の温度分布を示す拡大したコンター図である。図6において、色の濃淡で温度の高低を表現している。図6において左側が中央側であり、右側がブロック材111側である。図7もRFプレート141とブロック材111との隙間の気体の温度分布を示す拡大したコンター図である。図7において、色の濃淡で温度の高低を表現している。図7において左側がブロック材111側であり、右側がケーシング106側である。 Next, the temperature distribution when the pump 173 in the internal space 161 is operated is shown. Figure 5 is a contour diagram showing the temperature distribution of the gas in a cross section passing through the block material 111 of the internal space 161. In Figure 5, the temperature is expressed by light and dark shades of color. Also, Figure 6 is an enlarged contour diagram showing the temperature distribution of the gas in the gap between the RF plate 141 and the block material 111. In Figure 6, the temperature is expressed by light and dark shades of color. In Figure 6, the left side is the center side, and the right side is the block material 111 side. Figure 7 is also an enlarged contour diagram showing the temperature distribution of the gas in the gap between the RF plate 141 and the block material 111. In Figure 7, the temperature is expressed by light and dark shades of color. In Figure 7, the left side is the block material 111 side, and the right side is the casing 106 side.

図2-図4によると、ポンプにより自発的に内部空間161の循環を促すことで、内部空間161内の高電圧部付近での気体の温度低下は起こらず、且つ、流動の少ないRFプレート141とブロック材111間に形成されたラビリンス構造の気体温度が最小となり、結露を誘引するトラップとして機能することが示されている。尚、図5-図7によると、自然対流でも内部空間161内の高電圧部付近での気体の温度低下は起こりにくく、RFプレート141とブロック材111間に形成されたラビリンス構造の気体温度が最小となり、結露を誘引するトラップとして機能することができる。 Figures 2 to 4 show that by using a pump to spontaneously promote circulation of the internal space 161, the temperature of the gas does not drop near the high voltage parts in the internal space 161, and the gas temperature in the labyrinth structure formed between the RF plate 141 and the block material 111, where there is little flow, is minimized, and it functions as a trap that induces condensation. Figures 5 to 7 show that even with natural convection, the temperature of the gas is unlikely to drop near the high voltage parts in the internal space 161, and the gas temperature in the labyrinth structure formed between the RF plate 141 and the block material 111 is minimized, and it can function as a trap that induces condensation.

半導体製造装置100は、プラズマを使用するドライエッチング装置に好適である。次に半導体製造装置100は、プラズマを使用するドライエッチング装置に用いた場合について説明する。プラズマを使用するドライエッチング装置において、静電チャック102上に載置されたウエハは極低温に維持される。半導体製造装置100は、静電チャック102の近くに冷却部103を備えている。すなわち、極低温に維持するために、静電チャック102直下に冷却プレート131が存在し、流路133へ冷却液を流すことで熱が回収される。 The semiconductor manufacturing apparatus 100 is suitable for use as a dry etching apparatus that uses plasma. Next, the semiconductor manufacturing apparatus 100 will be described when used as a dry etching apparatus that uses plasma. In a dry etching apparatus that uses plasma, a wafer placed on the electrostatic chuck 102 is maintained at an extremely low temperature. The semiconductor manufacturing apparatus 100 is equipped with a cooling section 103 near the electrostatic chuck 102. That is, in order to maintain the extremely low temperature, a cooling plate 131 is present directly below the electrostatic chuck 102, and heat is recovered by flowing a cooling liquid into a flow path 133.

また、内部空間161では冷却液流路の管の温度による膨張が小さくなるよう、ケーシング106がセラミックス製の冷却液配管として使用されるブロック材111で流路が作られてもよい。ブロック材111は冷却プレート131へOリング108を介して接続される。 In addition, in order to reduce the expansion of the coolant flow path pipes due to temperature in the internal space 161, the flow path may be made of a block material 111 used as a ceramic coolant piping in the casing 106. The block material 111 is connected to the cooling plate 131 via an O-ring 108.

また、結露が問題ない箇所へ結露を促進させる場合、IN側の冷却液温度が直接露出するための枝状の管(結露誘導管)をブロック材111へ取り付けることで、優先的に水分を吸着する機構を設置するようにしてもよい。 In addition, if condensation is to be promoted in areas where condensation is not a problem, a mechanism that preferentially adsorbs moisture can be installed by attaching a branched pipe (condensation induction pipe) to the block material 111 to directly expose the coolant temperature on the IN side.

処理基板10のチャックのため、静電チャック102にはHV端子122が接続され、高電圧を流せる機構がある。冷却プレート131下部には、RFプレート141が載置され、RFケーブル142を介して交流電源143と接続される。内部空間161と外気を遮断するためにRFプレート141対向面にベースプレート105を載置し、外部との接続部を全てシール及びパッキン等で封止する。 To chuck the processing substrate 10, an HV terminal 122 is connected to the electrostatic chuck 102, and a mechanism for passing high voltage is provided. An RF plate 141 is placed under the cooling plate 131, and is connected to an AC power source 143 via an RF cable 142. A base plate 105 is placed on the surface facing the RF plate 141 to isolate the internal space 161 from the outside air, and all connections to the outside are sealed with seals, packing, etc.

また、ブロック材111とRFプレート141、若しくは、冷却プレート131が接触すると、RFプレート141がより冷やされ、RFプレート141側への結露を促してしまう。そこで、冷却液配管ブロックと接触しないよう、Oリング108で該当部品との断熱をする。その際Oリング108はブロック材111と同等の温度まで低下するため、その温度域で使用可能なOリング108を適用している。 In addition, if the block material 111 comes into contact with the RF plate 141 or the cooling plate 131, the RF plate 141 will be cooled further, promoting condensation on the RF plate 141 side. Therefore, to prevent contact with the cooling liquid piping block, the O-ring 108 is used to insulate the relevant parts. In this case, the O-ring 108 drops to the same temperature as the block material 111, so an O-ring 108 that can be used in that temperature range is used.

また、ベースプレート105と外気との境界面での結露を防止するため、ベースプレート105が高温に維持できるようなヒーターをベースプレート105下部の部品に備えるようにしてもよい。若しくは、真空チャンバー101に備えられた発熱体113からの熱伝導で、ベースプレート105を高温に維持してもよい。ベースプレート105を高温に維持することによって、ベースプレート105が低温にならず、ベースプレート105と外気の接触面での結露を防ぎ、ベースプレート105下部に存在するケーブル類(図示せず)へ水滴が落ちることにより発生する漏電を防ぐことができる。 In addition, in order to prevent condensation at the interface between the base plate 105 and the outside air, a heater that can maintain the base plate 105 at a high temperature may be provided in a component below the base plate 105. Alternatively, the base plate 105 may be maintained at a high temperature by thermal conduction from a heating element 113 provided in the vacuum chamber 101. By maintaining the base plate 105 at a high temperature, the base plate 105 does not become cold, preventing condensation at the contact surface between the base plate 105 and the outside air, and preventing leakage current caused by water droplets falling on cables (not shown) present below the base plate 105.

内部空間161内気体の温度で結露発生すると破損の恐れのある主要箇所が局所的に露点以下にならないように、循環させるポンプ173を付ける。また、ポンプ173からの流れが直接RFプレート141に当たらないよう、流入側に拡散板を設けて内部空間161の流動をうながすようにしてもよい。また、ポンプ173は露点計172が精度よく測定できるよう一定流量を流す役割も兼ねる。 A circulating pump 173 is provided to prevent major areas that may be damaged if condensation occurs due to the temperature of the gas in the internal space 161 from falling below the dew point locally. Also, to prevent the flow from the pump 173 from directly hitting the RF plate 141, a diffusion plate may be provided on the inlet side to encourage flow in the internal space 161. The pump 173 also serves to provide a constant flow rate so that the dew point meter 172 can measure accurately.

また、低温作業前に、内部空間161を低露点ガス供給部171からの低露点ガスにてパージし、その後封止及び加圧し陽圧とする。低温作業時に内部気体の温度が低下するため圧力も低下する現象を考慮して、低温時でも陽圧となるように加圧量は設定する。 Before low-temperature work, the internal space 161 is purged with low-dew-point gas from the low-dew-point gas supply unit 171, and then sealed and pressurized to a positive pressure. Taking into account the phenomenon that the pressure also drops as the temperature of the internal gas drops during low-temperature work, the amount of pressurization is set so that a positive pressure is maintained even at low temperatures.

このように実施の形態1の半導体製造装置によれば、内部空間161が低露点ガスで満たされ、且つ、陽圧となるため外気の侵入を防ぎ、内部空間161の気体内に残った微少な水分においても優先的に水分を誘引吸着する機構を備えているため、結露によるショートが発生する可能性のある箇所に水分が付着しない。 In this way, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the first embodiment, the internal space 161 is filled with a low dew point gas and is under positive pressure, preventing the intrusion of outside air, and is equipped with a mechanism that preferentially attracts and adsorbs even the smallest amount of moisture remaining in the gas in the internal space 161, so moisture does not adhere to areas where short circuits due to condensation may occur.

また、システムが複雑になることや、各接合箇所に対して封止するための技術・設計の導入、コストが高くなる傾向に対して、実施の形態1の半導体製造装置によれば、結露に関して根本的な解決ができる。 In addition, the semiconductor manufacturing device of embodiment 1 provides a fundamental solution to the problem of condensation, which tends to become more complicated, requires the introduction of sealing technology and designs for each joint, and increases costs.

(実施の形態2)
実施の形態2では、Oリングの構成に特徴を有する例について説明する。図8は、実施の形態2にかかる半導体製造装置のOリングの詳細を示す断面図である。図8において、
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an example having a characteristic configuration of an O-ring will be described. Fig. 8 is a cross-sectional view showing the details of an O-ring of a semiconductor manufacturing apparatus according to the second embodiment. In Fig. 8,

Oリング108はOリング801、Oリング802及びOリング803を備える。そして、 The O-ring 108 includes O-ring 801, O-ring 802, and O-ring 803. And,

Oリング801の素材はプラズマ耐性(科学的反応、物理的衝撃)を有し消耗が極度に少なくパーティクルを発生しない素材、また金属成分を放出しない。 The material of the O-ring 801 is plasma resistant (chemical reaction, physical impact), has extremely low wear, does not generate particles, and does not release metal components.

Oリング802及びOリング803の素材は-110[℃]でも真空度を維持可能な程度に弾性を失わない素材で構成される。 The O-rings 802 and 803 are made of a material that does not lose elasticity to the extent that the degree of vacuum can be maintained even at -110°C.

そして、Oリング801両面をOリング802及びOリング803で挟むように積層する。 Then, stack the O-ring 801 so that both sides are sandwiched between O-rings 802 and 803.

Oリング108を取り付けるために、図8に示すように、ケーシング106のAとBの両方にアリ溝を設ける。 To attach the O-ring 108, dovetail grooves are provided on both A and B of the casing 106, as shown in FIG. 8.

一般に低温性能の高い素材は耐ラジカル性能が低くプラズマ消耗が大きい。実施の形態2では、極低温に晒された際、Oリング801が内部方向に収縮したとしてもOリング802成分は極低温領域に耐性がある為Oリング801が収縮した分Oリング802の潰し代が膨張しシーリング性能が失われる事はない(図8の状況1)。 In general, materials with high low-temperature performance have low radical resistance and are subject to large plasma wear. In embodiment 2, even if O-ring 801 shrinks inward when exposed to extremely low temperatures, the components of O-ring 802 are resistant to extremely low temperatures, so the crushed portion of O-ring 802 expands to the extent that O-ring 801 shrinks, and sealing performance is not lost (Situation 1 in Figure 8).

また、Oリング801は、Oリング溝幅よりも広くしたツバ部を設けたプラズマ侵入防止構造を採用することが望ましい。Oリング801がプラズマに暴露されても811の突起形状部分がOリング802へのプラズマの侵入を防ぐ為Oリング802がプラズマに晒されることはない(図8の状況2)。 In addition, it is desirable for the O-ring 801 to have a plasma intrusion prevention structure with a flange that is wider than the O-ring groove width. Even if the O-ring 801 is exposed to plasma, the protruding portion of 811 prevents the plasma from intruding into the O-ring 802, so the O-ring 802 will not be exposed to plasma (Situation 2 in Figure 8).

このように実施の形態2の半導体製造装置によれば、隙間からプラズマが当たる位置に高耐プラズマ性のシール材料を用い、隙間からプラズマが当たらない位置で極低温対応シール部材により両側から覆うことにより、Oリングがプラズマによる消耗を抑え、且つ低温におけるシール性を確保することができる。
In this way, according to the semiconductor manufacturing apparatus of embodiment 2, a highly plasma-resistant sealing material is used in the position where plasma hits through the gap, and an extremely low-temperature compatible sealing material is used to cover both sides of the position where plasma does not hit through the gap, thereby preventing the O-ring from being worn down by plasma and ensuring sealing performance at low temperatures .

(実施の形態3)
実施の形態3では、内部空間161にトラップを設ける例について説明する。図9は、実施の形態3にかかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。図9において、図1と同一の構成は、同じ番号を付し、説明を省略する。図9において、半導体製造装置900は、真空チャンバー101と、静電チャック102と、冷却部103と、ベースプレート105と、ケーシング106と、内部空間ガス供給部107と、Oリング108と、基板-静電チャック間ガス供給機構109と、フォーカスリング110と、トラップ901を備える。尚、プラズマ発生部は静電チャック102上部の真空中にあり、上部電極の構成は、実施の形態1の説明では省略しており、図1では図示していない。ケーシング106は、一部品で構成されていてもよく、二部品以上で構成されても良い。
(Embodiment 3)
In the third embodiment, an example in which a trap is provided in the internal space 161 will be described. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 9, the same components as those in FIG. 1 are given the same numbers, and the description thereof will be omitted. In FIG. 9, a semiconductor manufacturing apparatus 900 includes a vacuum chamber 101, an electrostatic chuck 102, a cooling unit 103, a base plate 105, a casing 106, an internal space gas supply unit 107, an O-ring 108, a substrate-electrostatic chuck gas supply mechanism 109, a focus ring 110, and a trap 901. The plasma generating unit is located in a vacuum above the electrostatic chuck 102, and the configuration of the upper electrode is omitted in the description of the first embodiment and is not shown in FIG. 1. The casing 106 may be composed of one component, or may be composed of two or more components.

トラップ901は、内部空間161に存在する微少の水分を優先的に吸着できるトラップである。トラップ901は、冷却部103から流路133を分岐して内部空間に管を伸ばしたものに接続する。トラップ901が内部空間161で晒されている表面で最低温度となる水分吸着機構として機能する部位を擁する。 Trap 901 is a trap that can preferentially adsorb minute amounts of moisture present in internal space 161. Trap 901 is connected to a tube that branches off flow path 133 from cooling section 103 and extends into the internal space. Trap 901 has a portion that functions as a moisture adsorption mechanism and has the lowest temperature on the surface exposed to internal space 161.

このように実施の形態3の半導体製造装置によれば、内部空間の水分を低減することができ、微量な水分でも回収できる結露対策となる。RFプレート141とブロック材111とで形成される隙間の気体温度を意図的に低くすることで、結露で発生する水分を誘引するトラップとしての機能を持たせることができる。または内部空間のブロック材111に、流路133から分岐させた枝状の管を取り付けることで、結露で発生する水分を誘引するトラップとしての機能を持たせることができる。 In this way, the semiconductor manufacturing apparatus of embodiment 3 can reduce moisture in the internal space, providing a measure against condensation that can recover even trace amounts of moisture. By intentionally lowering the gas temperature in the gap formed between the RF plate 141 and the block material 111, it can function as a trap that attracts moisture generated by condensation. Alternatively, by attaching a branched pipe branched off from the flow path 133 to the block material 111 in the internal space, it can function as a trap that attracts moisture generated by condensation.

(実施の形態4)
実施の形態4では、AEセンサを設ける例について説明する。図10は、実施の形態4かかる半導体製造装置の概略を示す断面図である。図10において、図1と同一の構成は、同じ番号を付し、説明を省略する。図10において、半導体製造装置1000は、真空チャンバー101と、静電チャック102と、冷却部103と、ベースプレート105と、ケーシング106と、内部空間ガス供給部107と、Oリング108と、基板-静電チャック間ガス供給機構109と、フォーカスリング110と、AEセンサ1001と、AEセンサ回路1002を備える。尚、プラズマ発生部は静電チャック102上部の真空中にあり、上部電極の構成は、実施の形態1の説明では省略しており、図1では図示していない。ケーシング106は、一部品で構成されていてもよく、二部品以上で構成されても良い。
(Embodiment 4)
In the fourth embodiment, an example in which an AE sensor is provided will be described. FIG. 10 is a cross-sectional view showing an outline of a semiconductor manufacturing apparatus according to the fourth embodiment. In FIG. 10, the same components as those in FIG. 1 are given the same numbers, and the description will be omitted. In FIG. 10, a semiconductor manufacturing apparatus 1000 includes a vacuum chamber 101, an electrostatic chuck 102, a cooling unit 103, a base plate 105, a casing 106, an internal space gas supply unit 107, an O-ring 108, a substrate-electrostatic chuck gas supply mechanism 109, a focus ring 110, an AE sensor 1001, and an AE sensor circuit 1002. The plasma generating unit is located in a vacuum above the electrostatic chuck 102, and the configuration of the upper electrode is omitted in the description of the first embodiment and is not shown in FIG. 1. The casing 106 may be composed of one component, or may be composed of two or more components.

AEセンサ1001は、内部空間161を形成するケーシング106の振動の振幅値を電気信号に変換し、AEセンサ回路1002に出力する。 The AE sensor 1001 converts the amplitude value of the vibration of the casing 106 that forms the internal space 161 into an electrical signal and outputs it to the AE sensor circuit 1002.

AEセンサ回路1002は、AEセンサ1001の振幅値から部材同士の摩擦・摩耗を意味する電気信号を検出し、また、部材の破損の予測となる電気信号を検出する。 The AE sensor circuit 1002 detects electrical signals indicating friction and wear between components from the amplitude value of the AE sensor 1001, and also detects electrical signals that predict damage to components.

図11は、摩擦・摩耗時のAE波形の一例を示すグラフである。図11において、横軸は時刻を示し、縦軸は振幅を示す。 Figure 11 is a graph showing an example of an AE waveform during friction and wear. In Figure 11, the horizontal axis shows time, and the vertical axis shows amplitude.

また、図12は、き裂・破壊時のAE波形の一例を示すグラフである。図12において、横軸は時刻を示し、縦軸は振幅を示す。 Figure 12 is a graph showing an example of an AE waveform during cracking and fracture. In Figure 12, the horizontal axis shows time, and the vertical axis shows amplitude.

AEセンサ回路1002は図11や図12のAE波形を検知した場合、検出結果を信号または表示で出力する。AEセンサ1001が検出する振動の振幅値及び振動波形の形状に基づいて摩擦・摩耗または、き裂・破壊時を検出することができる。 When the AE sensor circuit 1002 detects the AE waveforms in Figures 11 and 12, it outputs the detection result as a signal or display. Friction/wear or cracks/breakage can be detected based on the amplitude value of the vibration detected by the AE sensor 1001 and the shape of the vibration waveform.

このように実施の形態4の半導体製造装置によれば、ケーシングがプラズマ発生中に高温に晒され、低温であるRFプレートとの温度差が大きくなることで破損することを検出できる。尚、発生したAE波形の形状を分析し、真空チャンバー101内で発生した現象をアラーム等で通知する機構を備えていてもよい。 In this way, according to the semiconductor manufacturing apparatus of the fourth embodiment, it is possible to detect damage caused by the casing being exposed to high temperatures during plasma generation, which increases the temperature difference with the low-temperature RF plate. In addition, a mechanism may be provided that analyzes the shape of the generated AE waveform and notifies the user of a phenomenon occurring within the vacuum chamber 101 with an alarm or the like.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態1-4は、任意に組み合わせ可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the invention. For example, embodiments 1 to 4 can be combined in any way.

本発明の適用温度は、常温の気体に対して、結露を発生させてしまう温度以下を対象としている。より好ましくは、-60℃以下の極低温域で、対応する低露点ガスの入手が困難となるため本発明の本領が発揮される。ただし、真空封止可能なシール材の耐寒温度に限界があるため、-110℃以下での超低温域には対応しない。 The applicable temperature range of this invention is below the temperature at which condensation occurs for gas at room temperature. More preferably, this invention is most effective in the extremely low temperature range of -60°C or below, where it is difficult to obtain a corresponding low dew point gas. However, since there is a limit to the cold resistance temperature of sealing materials capable of vacuum sealing, this does not apply to extremely low temperatures below -110°C.

10 処理基板
100、900、1000 半導体製造装置
101 真空チャンバー
102 静電チャック
103 冷却部
105 ベースプレート
106 ケーシング
107 内部空間ガス供給部
108 Oリング
109 基板-静電チャック間ガス供給機構
110 フォーカスリング
111 ブロック材
113 発熱体
160 空間
10 Processing substrate 100, 900, 1000 Semiconductor manufacturing apparatus 101 Vacuum chamber 102 Electrostatic chuck 103 Cooling section 105 Base plate 106 Casing 107 Internal space gas supply section 108 O-ring 109 Substrate-electrostatic chuck gas supply mechanism 110 Focus ring 111 Block material 113 Heating element 160 Space

Claims (13)

真空チャンバーと、
真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックを冷却する冷却部と、
前記冷却部を、RFプレートを介して保持するケーシングと、
前記RFプレートに対向し、前記ケーシングを保持するベースプレートと、
前記RFプレートと前記ケーシングと前記ベースプレートに囲まれた内部空間に低露点ガスを封入可能とするガス供給部とを備え
前記ケーシングが二部品以上で構成されており、
前記冷却部と前記ケーシングが接する部分及び前記ケーシング同士が接する部分及び前記ケーシングと前記ベースプレートが接する部分をシールするOリングを備える半導体製造装置。
A vacuum chamber;
an electrostatic chuck provided in a vacuum chamber;
A cooling unit that cools the electrostatic chuck;
a casing that holds the cooling unit via an RF plate;
a base plate facing the RF plate and holding the casing;
a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in an internal space surrounded by the RF plate, the casing, and the base plate ;
The casing is composed of two or more parts,
A semiconductor manufacturing apparatus comprising: O-rings for sealing a portion where the cooling portion and the casing contact each other, a portion where the casings contact each other, and a portion where the casing and the base plate contact each other.
前記真空チャンバー内にプラズマを発生させるための電力を供給するRFケーブルと、
前記RFケーブルと前記ベースプレートが接する部分、及び前記RFケーブルと前記真空チャンバーが接する部分及び前記ベースプレートに接続される部品と接する部分をシールするOリングを備える請求項1に記載の半導体製造装置。
an RF cable for supplying power for generating plasma in the vacuum chamber;
2. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising O-rings for sealing a portion where the RF cable contacts the base plate, a portion where the RF cable contacts the vacuum chamber, and a portion where the RF cable contacts a component connected to the base plate.
真空チャンバーと、
真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックを冷却する冷却部と、
前記冷却部を、RFプレートを介して保持するケーシングと、
前記RFプレートに対向し、前記ケーシングを保持するベースプレートと、
前記RFプレートと前記ケーシングと前記ベースプレートに囲まれた内部空間に低露点ガスを封入可能とするガス供給部と、
前記真空チャンバー内にプラズマを発生させるための電力を供給するRFケーブルと、
前記RFケーブルと前記ベースプレートが接する部分、及び前記RFケーブルと前記真空チャンバーが接する部分及び前記ベースプレートに接続される部品と接する部分をシールするOリングを備える半導体製造装置。
A vacuum chamber;
an electrostatic chuck provided in a vacuum chamber;
A cooling unit that cools the electrostatic chuck;
a casing that holds the cooling unit via an RF plate;
a base plate facing the RF plate and holding the casing;
a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in an internal space surrounded by the RF plate, the casing, and the base plate;
an RF cable for supplying power for generating plasma in the vacuum chamber;
A semiconductor manufacturing apparatus comprising O-rings for sealing a portion where the RF cable contacts the base plate, a portion where the RF cable contacts the vacuum chamber, and a portion where the RF cable contacts a component connected to the base plate.
前記Oリングは、高耐プラズマ性のシール材料の両面を、極低温対応シール部材で覆うものであり、
挟持する部材に形成された溝に前記極低温対応シール部材が収まり、挟持する部材の隙間に高耐プラズマ性のシール材料が位置する請求項1~3のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
The O-ring is made of a highly plasma-resistant sealing material, and both sides of the O-ring are covered with a cryogenic sealing material.
4. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the cryogenic seal member is fitted in a groove formed in a clamping member, and a highly plasma-resistant seal material is positioned in a gap between the clamping members.
真空チャンバーと、A vacuum chamber;
真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、an electrostatic chuck provided in a vacuum chamber;
前記静電チャックを冷却する冷却部と、A cooling unit that cools the electrostatic chuck;
前記冷却部を、RFプレートを介して保持するケーシングと、a casing that holds the cooling unit via an RF plate;
前記RFプレートに対向し、前記ケーシングを保持するベースプレートと、a base plate facing the RF plate and holding the casing;
前記RFプレートと前記ケーシングと前記ベースプレートに囲まれた内部空間に低露点ガスを封入可能とするガス供給部と、a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in an internal space surrounded by the RF plate, the casing, and the base plate;
前記真空チャンバー内に設けられたOリングと、を備え、an O-ring provided in the vacuum chamber;
前記Oリングは、高耐プラズマ性のシール材料の両面を、極低温対応シール部材で覆うものであり、The O-ring is made of a highly plasma-resistant sealing material, and both sides of the O-ring are covered with a cryogenic sealing material.
挟持する部材に形成された溝に前記極低温対応シール部材が収まり、挟持する部材の隙間に高耐プラズマ性のシール材料が位置する半導体製造装置。A semiconductor manufacturing device in which the cryogenic seal member is fitted into a groove formed in a clamping member, and a highly plasma-resistant seal material is positioned in a gap between the clamping members.
前記Oリングは、高耐プラズマ性のシール材料部分にOリング溝幅よりも広くしたツバ部を有する請求項4、又は5に記載の半導体製造装置。6. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the O-ring has a flange portion on a portion of the highly plasma-resistant sealing material that is wider than a width of the O-ring groove. 前記内部空間内に気体中の水分を吸着するトラップを備える請求項1~6のいずれか1項に記載の半導体製造装置。 7. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a trap for adsorbing moisture in the gas within the internal space. 真空チャンバーと、
真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックを冷却する冷却部と、
前記冷却部を、RFプレートを介して保持するケーシングと、
前記RFプレートに対向し、前記ケーシングを保持するベースプレートと、
前記RFプレートと前記ケーシングと前記ベースプレートに囲まれた内部空間に低露点ガスを封入可能とするガス供給部と、
前記内部空間内に気体中の水分を吸着するトラップと、を備える半導体製造装置。
A vacuum chamber;
an electrostatic chuck provided in a vacuum chamber;
A cooling unit that cools the electrostatic chuck;
a casing that holds the cooling unit via an RF plate;
a base plate facing the RF plate and holding the casing;
a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in an internal space surrounded by the RF plate, the casing, and the base plate;
a trap that adsorbs moisture in the gas within the internal space.
前記RFプレートと前記冷却部を冷却するための流体を流すブロック材とで形成される隙間の気体温度を低くすることで、結露で発生する水分を誘引する前記トラップとしての機能をさせる機構を持つ請求項7、又は8に記載の半導体製造装置。 The semiconductor manufacturing device according to claim 7 or 8, which has a mechanism that functions as the trap to attract moisture generated by condensation by lowering the gas temperature in the gap formed between the RF plate and the block material through which the fluid for cooling the cooling section flows. 内部空間のブロック材に、流路から分岐させた枝状の管を取り付けることで、結露で発生する水分を誘引する前記トラップとしての機能をさせる機構を持つ請求項7~9のいずれか1項に記載の半導体製造装置。 The semiconductor manufacturing device according to any one of claims 7 to 9, further comprising a mechanism for functioning as the trap to attract moisture generated by condensation by attaching a branched pipe branched off from the flow path to a block material in the internal space. 前記ケーシングの内部空間側に設けられたAEセンサと、
前記AEセンサが検出する振動の振幅値及び振動波形の形状に基づいて摩擦・摩耗または、き裂・破壊時を検出する請求項1~10のいずれか1項に記載の半導体製造装置。
An AE sensor provided on the inner space side of the casing;
11. The semiconductor manufacturing device according to claim 1, wherein friction/wear or crack/fracture is detected based on the amplitude value of vibration and the shape of a vibration waveform detected by the AE sensor.
真空チャンバーと、
真空チャンバー内に設けられた静電チャックと、
前記静電チャックを冷却する冷却部と、
前記冷却部を、RFプレートを介して保持するケーシングと、
前記RFプレートに対向し、前記ケーシングを保持するベースプレートと、
前記RFプレートと前記ケーシングと前記ベースプレートに囲まれた内部空間に低露点ガスを封入可能とするガス供給部と、
前記ケーシングの内部空間側に設けられたAEセンサと、
前記AEセンサが検出する振動の振幅値及び振動波形の形状に基づいて摩擦・摩耗または、き裂・破壊時を検出する半導体製造装置。
A vacuum chamber;
an electrostatic chuck provided in a vacuum chamber;
A cooling unit that cools the electrostatic chuck;
a casing that holds the cooling unit via an RF plate;
a base plate facing the RF plate and holding the casing;
a gas supply unit capable of sealing a low dew point gas in an internal space surrounded by the RF plate, the casing, and the base plate;
An AE sensor provided on the inner space side of the casing;
A semiconductor manufacturing device that detects friction, wear, or cracks and breakage based on the amplitude value of vibration and the shape of the vibration waveform detected by the AE sensor.
低露点ガスを常に、または断続的に一定の圧力で前記内部空間に加圧供給する低露点ガス供給部を備える請求項1~12のいずれか1項に記載の半導体製造装置。 13. The semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a low dew point gas supply unit which constantly or intermittently supplies a low dew point gas under pressure at a constant pressure to the internal space.
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