JP2913666B2 - Sample holding device - Google Patents
Sample holding deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は試料保持装置、より詳細には絶縁体層と試料
台などとから構成され、プラズマ等の照射を受け、高温
となる試料を保持する場合に用いられる、例えばプラズ
マCVD装置に採用される試料保持装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sample holding device, and more particularly, to a case where a sample which is composed of an insulator layer and a sample stage and is heated by irradiation with plasma or the like and which becomes high in temperature is held. The present invention relates to a sample holding device used for, for example, a plasma CVD device.
従来の技術 プラズマを用いた半導体製造装置、例えばプラズマCV
D装置などの中に配設されている試料保持装置は冷媒を
介して冷却される試料台と、絶縁体層などとから構成さ
れている。2. Description of the Related Art Semiconductor manufacturing equipment using plasma, for example, plasma CV
The sample holding device provided in the D device or the like includes a sample stage cooled by a coolant and an insulator layer.
例えば、電子サイクロトロン共鳴(Electron Cyclo
tron Resonance)を利用して生成されるECRプラズマに
より、試料の表面上に所望の物質の薄膜を形成せしめる
CVD(Chemical Vapor Deposition)装置、あるいは試料
の表面上に微細な回路パターンを形成せしめるドライエ
ッチング装置などの半導体集積回路の製造において用い
られている試料保持装置を第2図に基づいて説明する。
この試料保持装置は基台10に試料台11が添設されてお
り、この試料台11には冷却液を循環させるための流路12
が形成されている。この流路12には導入管13および導出
管14が接続されており、冷却液が導入管13から流路12を
通って導出管14から排出されるように構成されている。
試料台11の図中左方には絶縁体層15がシリコンゴム等の
伝熱体16を介して固定されており、この絶縁体層15の左
側面側に試料17が静電チャックされるようになってい
る。絶縁体層15は例えばセラミックなどから構成される
絶縁体18内部に電極層19が埋設された格好で形成されて
おり、この電極層19には基台10および試料台11を貫通し
て電極棒20が接続されている。基台10および試料台11の
電極棒20を貫通させる部分には絶縁筒21が介装されてい
る。For example, electron cyclotron resonance (E lectron C yclo
The ECR plasma is generated by using the tron R esonance), allowed to form a thin film of a desired material on the surface of the sample
A sample holding apparatus used in the manufacture of a semiconductor integrated circuit such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus or a dry etching apparatus for forming a fine circuit pattern on the surface of a sample will be described with reference to FIG.
In this sample holding device, a sample stage 11 is attached to a base 10, and a flow channel 12 for circulating a coolant is provided in the sample stage 11.
Are formed. An inlet pipe 13 and an outlet pipe 14 are connected to the flow path 12, and the cooling liquid is discharged from the inlet pipe 13 through the flow path 12 to the outlet pipe 14.
On the left side of the sample table 11 in the figure, an insulator layer 15 is fixed via a heat conductor 16 such as silicon rubber, and the sample 17 is electrostatically chucked on the left side of the insulator layer 15. It has become. The insulator layer 15 is formed in a manner that an electrode layer 19 is buried inside an insulator 18 made of, for example, ceramic, and the electrode layer 19 penetrates through the base 10 and the sample stand 11 to form an electrode rod. 20 are connected. An insulating cylinder 21 is interposed in a portion of the base 10 and the sample base 11 through which the electrode rod 20 passes.
絶縁体層15の試料台11に対する固定は、絶縁体層15の
右側面部外周面に形成されたフランジ部22と電極押え23
の左側面部内周面に形成されたフランジ部24との接合に
より、電極押え23が試料台11にボルト止め(図示せず)
されることにより行なわれている。The insulating layer 15 is fixed to the sample table 11 by a flange 22 and an electrode holder 23 formed on the outer peripheral surface on the right side of the insulating layer 15.
The electrode holder 23 is bolted to the sample stage 11 by joining with the flange portion 24 formed on the inner peripheral surface of the left side surface of the sample (not shown).
It is done by being done.
以上のごとく構成された試料保持装置に静電チャック
された試料17にプラズマが照射されると試料17の温度は
上昇する。When plasma is applied to the sample 17 electrostatically chucked by the sample holding device configured as described above, the temperature of the sample 17 rises.
そこで従来においても試料17の温度を制御すべく、導
入管13から水あるいは不凍液などの冷媒を流入させ、流
路12内を通って導出管14から排出させることにより、試
料台11を冷却していた。また絶縁体層15と試料台11との
間には、シリコンゴムやシリコン系のグリースなどから
なる伝熱体16を介在させて、剛体同士の接触では極わず
かとなる接触伝熱面積の増大を図り、冷却能力の向上を
図っていた。Therefore, conventionally, in order to control the temperature of the sample 17, the sample stage 11 is cooled by flowing a coolant such as water or antifreeze from the inlet tube 13 and discharging the coolant from the outlet tube 14 through the flow channel 12. Was. In addition, a heat transfer body 16 made of silicon rubber or silicon-based grease is interposed between the insulator layer 15 and the sample stage 11 to reduce the increase in the contact heat transfer area, which is extremely small in the case of contact between rigid bodies. The aim was to improve the cooling capacity.
また、絶縁体層15と試料台11の間の熱伝達を大きくす
るために、伝熱体としてHeガスを充填する方法もある。In addition, there is a method of filling He gas as a heat conductor in order to increase heat transfer between the insulator layer 15 and the sample stage 11.
発明が解決しようとする課題 ところが上記したような、従来の試料保持装置にあっ
ては、試料台11と絶縁体層15との伝熱には伝熱体16を介
在させているとはいえ、伝熱体16としてシリコンゴムを
用いた場合には、シリコンゴムと絶縁体層15あるいは試
料台11との間に隙間ができるなど密着性が悪く十分に絶
縁体層15を冷却することはできない。Problems to be Solved by the Invention However, as described above, in the conventional sample holding device, although the heat transfer member 16 is interposed in the heat transfer between the sample stage 11 and the insulator layer 15, When silicon rubber is used as the heat transfer body 16, the insulating layer 15 cannot be sufficiently cooled because of poor adhesion such as a gap between the silicon rubber and the insulating layer 15 or the sample stage 11.
また、伝熱体としてHeガスを用いる場合には、絶縁体
層15と試料台11の間で放電が起こる可能性がある。さら
にHeガスの熱伝達効果を高くするためには、絶縁体層15
と試料台11の間の隙間を0.5mm以下にする必要がある
が、全面を均一に0.5mm以下に保つことは難しい。When He gas is used as the heat transfer body, there is a possibility that discharge occurs between the insulator layer 15 and the sample stage 11. In order to further enhance the heat transfer effect of He gas, the insulator layer 15
It is necessary that the gap between the sample and the sample table 11 be 0.5 mm or less, but it is difficult to keep the entire surface uniformly 0.5 mm or less.
従って十分な試料17の冷却効果を得ることができなか
った。Therefore, a sufficient cooling effect of Sample 17 could not be obtained.
このため次に述べるような様々な問題が生じていた。
例えばECRエッチング中の温度上昇はエッチングレジス
トの変形や変質の原因となり、またエッチング形状にも
悪影響を与える。また、ECR−CVD法による絶縁膜形成中
の温度上昇は、すでに半導体基板上に形成されているア
ルミ配線の欠損や焼け付きを引き起し、半導体基板のス
トレスマイグレーションの一因となっていた。For this reason, the following various problems have occurred.
For example, a rise in temperature during ECR etching causes deformation or alteration of the etching resist, and also adversely affects the etched shape. Further, a rise in temperature during the formation of the insulating film by the ECR-CVD method causes the aluminum wiring already formed on the semiconductor substrate to be damaged or burned, which has been a cause of stress migration of the semiconductor substrate.
また伝熱体16としてシリコン系のグリースを用いた場
合には、グリースが経時的に劣化して冷却能力が経時的
に低下したり、あるいはグリースが試料台11と絶縁体層
15の間からしみ出し、試料17を汚染するといった問題が
あった。When a silicon-based grease is used as the heat transfer member 16, the grease deteriorates with time and the cooling capacity decreases with time, or the grease is removed from the sample table 11 and the insulator layer.
There was a problem that the sample 17 was oozed out from the area 15 and contaminated the sample 17.
本発明は係る問題点に鑑みて発明されたものであっ
て、絶縁体層15に保持される試料に対する冷却能力が向
上し、試料温度を低温に確実容易に維持制御することの
できる試料保持装置を提供し、例えばLSIの高集積化、
微細化を進めることを容易とすることを目的とする。The present invention has been devised in view of the above problems, and has an improved cooling capability for a sample held by an insulator layer 15 and a sample holding device capable of easily maintaining and controlling a sample temperature at a low temperature. For example, high integration of LSI,
An object is to facilitate miniaturization.
課題を解決するための手段 上記した目的を達成するために、本発明の第1発明に
係る試料保持装置は、絶縁体層と試料台とを備えた試料
保持装置において、前記絶縁体層と前記試料台との間
に、これらにその両面を密着させて、柔軟性のあるメタ
ルシートが介装されていることを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, a sample holding device according to a first invention of the present invention is a sample holding device including an insulator layer and a sample stage, wherein the insulator layer and the It is characterized in that a flexible metal sheet is interposed between the sample table and the sample table so that both surfaces thereof are in close contact with each other.
また本発明の第2発明に係る試料保持装置は、絶縁体
層と試料台とを備えた試料保持装置において、前記絶縁
体層と前記試料台との間に、これらにその両面を密着さ
せて、熱伝導性繊維を含有した柔軟性のある有機複合材
シートが介装されていることを特徴とする。Further, a sample holding device according to a second invention of the present invention is a sample holding device provided with an insulator layer and a sample stage, wherein both surfaces of the insulator layer and the sample stage are brought into close contact with each other. A flexible organic composite sheet containing thermal conductive fibers is interposed.
作用 上記した構成によれば、試料保持装置を構成する絶縁
体層と試料台との間に柔軟性のあるメタルシートが、そ
の両面を前記絶縁体層及び試料台に密着させて介装され
ている。従って、前記絶縁体層と試料台とが、前記メタ
ルシートにより隙間なく埋められた状態となり、接触面
積が大きくなると同時にメタルシートの良好な熱伝導性
が有効に利用され、絶縁体層から試料台への熱伝達がス
ムーズに行なわれ、絶縁体層に保持された試料に対する
冷却能力も向上する。Function According to the above-described configuration, a flexible metal sheet is interposed between the insulator layer and the sample table constituting the sample holding device, with both surfaces of the flexible metal sheet being in close contact with the insulator layer and the sample table. I have. Therefore, the insulator layer and the sample stage are buried without gaps by the metal sheet, and the contact area is increased, and at the same time, the good thermal conductivity of the metal sheet is effectively used. The heat transfer to the sample is performed smoothly, and the cooling capacity for the sample held by the insulator layer is also improved.
また、試料保持装置を構成する絶縁体層と試料台との
間に柔軟性のあるカーボンや金属ウィスカーなどを含有
した有機複合材シートが介装されても、前記柔軟性のあ
るメタルシートを介装した場合と同様、有機複合材シー
トに含有される金属ウィスカーの良好な熱伝導性を有効
に利用することができ、絶縁体層から試料台への熱伝達
がスムーズに行なわれることになり、絶縁体層に保持さ
れた試料に対する冷却能力が向上する。Further, even if an organic composite material sheet containing flexible carbon or metal whiskers is interposed between the insulator layer and the sample stage that constitute the sample holding device, the flexible metal sheet is interposed. As in the case of mounting, the good thermal conductivity of the metal whiskers contained in the organic composite material sheet can be effectively used, and the heat transfer from the insulator layer to the sample stage is performed smoothly, The cooling capacity for the sample held on the insulator layer is improved.
実施例 以下本発明に係る試料保持装置の実施例を図面に基づ
いて説明する。Embodiment Hereinafter, an embodiment of a sample holding device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、従来例における部品と同一機能の部品には共通
の符合を用いる。Note that components having the same functions as the components in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
第1図は本実施例に係る試料保持装置30が配設された
プラズマCVD装置の縦断面図である。35はプラズマ生成
室、36は導波管、37は試料17に対し薄膜を堆積させる反
応室、38は励磁コイルである。プラズマ生成室35はステ
ンレス鋼製であって、マイクロ波に対して空洞共振器を
構成するように形成されており、一側壁の中央部には石
英ガラス板39で閉鎖されたマイクロ波導入窓40が形成さ
れ、また、他方の側壁の中央部にはマイクロ波導入窓40
と対向してプラズマの引き出し窓41が形成されている。
マイクロ波導入窓40には導波管36の一端部が接続され、
またプラズマ引き出し窓41にはこのプラズマ引き出し窓
41に臨む反応室37が連接され、さらに周囲には、プラズ
マ生成室35およびこのプラズマ生成室35に連結された導
波管36の一端部に跨ってこれらプラズマ生成室35および
導波管36と同心状に励磁コイル38が周設されている。FIG. 1 is a vertical sectional view of a plasma CVD apparatus provided with a sample holding device 30 according to the present embodiment. 35 is a plasma generation chamber, 36 is a waveguide, 37 is a reaction chamber for depositing a thin film on the sample 17, and 38 is an excitation coil. The plasma generation chamber 35 is made of stainless steel, is formed so as to form a cavity resonator for microwaves, and has a microwave introduction window 40 closed by a quartz glass plate 39 at the center of one side wall. Is formed, and a microwave introduction window 40 is provided at the center of the other side wall.
, A plasma extraction window 41 is formed.
One end of the waveguide 36 is connected to the microwave introduction window 40,
Also, this plasma drawer window 41 is
A reaction chamber 37 facing 41 is connected, and further around the plasma generation chamber 35 and the one end of a waveguide 36 connected to the plasma generation chamber 35, these plasma generation chamber 35 and the waveguide 36 An excitation coil 38 is provided concentrically.
導波管36は、マイクロ波導入窓40に接続されていない
他端部が高周波発振器(図示せず)に接続され、この高
周波発振器から発せられたマイクロ波がマイクロ波導入
窓40を経てプラズマ生成室35内に導入されるように構成
されている。The other end of the waveguide 36, which is not connected to the microwave introduction window 40, is connected to a high-frequency oscillator (not shown). Microwaves emitted from this high-frequency oscillator generate plasma through the microwave introduction window 40. It is configured to be introduced into the chamber 35.
励磁コイル38は直流電源(図示せず)に接続されてお
り、この直流電源に通電することによって、プラズマ生
成室35内にマイクロ波が導入されるとプラズマを生成す
るように磁界が形成されるとともに、反応室37側に向け
て磁束密度が低くなる発散磁界が形成され、プラズマ生
成室35内で生成されたプラズマが反応室37内に導入され
るようになっている。The excitation coil 38 is connected to a DC power supply (not shown). When a microwave is introduced into the plasma generation chamber 35 by applying a current to the DC power supply, a magnetic field is generated so as to generate plasma. At the same time, a divergent magnetic field whose magnetic flux density decreases toward the reaction chamber 37 is formed, and the plasma generated in the plasma generation chamber 35 is introduced into the reaction chamber 37.
反応室37は側壁に排気装置(図示せず)に接続される
排気口42を備え、反応室37の内部にはプラズマ引き出し
窓41と対向させて試料保持装置30が配設され、この試料
保持装置30の前面にプラズマ引き出し窓41と対向させて
試料17が静電チャックの手法で着脱自在に装着されてい
る。The reaction chamber 37 has an exhaust port 42 connected to an exhaust device (not shown) on the side wall, and a sample holding device 30 is disposed inside the reaction chamber 37 so as to face the plasma extraction window 41. The sample 17 is detachably mounted on the front surface of the apparatus 30 so as to face the plasma extraction window 41 by an electrostatic chuck method.
ここで試料保持装置30を第2図に基づいて詳しく説明
すると、試料保持装置30は基台10に試料台11が添設され
ており、この試料台11には冷却液を循環させるための流
路12が形成されている。この流路12には導入管13および
導出管14が接続されており、冷却液が導入管13から流路
12を通って導出管14から排出されるように構成されてい
る。試料台11の図中左方には絶縁体層15が、伝熱体16と
してのインジュム(In)製のメタルシートを介して固定
されており、この絶縁体層15の左側面部に試料17が保持
できるようになっている。絶縁体層15は例えばセラミッ
クなどから構成される絶縁体18内部に電極層19が埋設さ
れた格好で形成されており、この電極層19には基台10お
よび試料台11を貫通して電極棒20が接続されている。基
台10および試料台11に電極棒20を貫通させる部分には絶
縁筒21が介装されている。また、電極棒20には直流電源
43と高周波電源44とが接続されている(第1図)。Here, the sample holding device 30 will be described in detail with reference to FIG. 2. The sample holding device 30 is provided with a sample base 11 attached to a base 10 and a flow for circulating a cooling liquid. A path 12 is formed. An inlet pipe 13 and an outlet pipe 14 are connected to the flow path 12, and the coolant flows from the inlet pipe 13 to the flow path 12.
It is configured to be discharged from the outlet pipe 14 through 12. On the left side of the sample table 11 in the figure, an insulator layer 15 is fixed via a metal sheet made of Injum (In) as a heat conductor 16, and a sample 17 is placed on the left side of the insulator layer 15. It can be held. The insulator layer 15 is formed, for example, with an electrode layer 19 buried inside an insulator 18 made of, for example, ceramic, and the electrode layer 19 penetrates the base 10 and the sample base 11 and has an electrode rod. 20 are connected. An insulating cylinder 21 is interposed at a portion where the electrode rod 20 penetrates the base 10 and the sample table 11. Also, a DC power supply is
43 and a high frequency power supply 44 are connected (FIG. 1).
絶縁体層15の試料台11に対する固定は、絶縁体層15の
右側面部外周面に形成されたフランジ部22と電極押え23
の左側面内周面に形成されたフランジ部24との接合によ
り、電極押え23が試料台11にボルト止め(図示せず)さ
れることにより行なわれている。The insulating layer 15 is fixed to the sample table 11 by a flange 22 and an electrode holder 23 formed on the outer peripheral surface on the right side of the insulating layer 15.
The electrode holder 23 is bolted (not shown) to the sample stage 11 by bonding with a flange portion 24 formed on the inner peripheral surface on the left side of the sample.
したがって、このようなプラズマCVD装置において、
反応室37内の試料保持装置30に試料17を装着し、プラズ
マ生成室35および反応室37内を所要の真空度に設定した
後、ガス供給管45、ガス供給管46および環状ノズル47を
通じてプラズマ生成室35、反応室37内にそれぞれ同種ま
たは異種の反応ガス(または不活性ガス)を供給し、励
磁コイル38に直流電流を通電するとともに、導波管36、
マイクロ波導入窓40を通じてマイクロ波をプラズマ生成
室35内に導入すると、プラズマ空洞共振器として機能す
るプラズマ生成室35内で前記マイクロ波は共振状態とな
り、反応ガスを分解し、共鳴励起してプラズマが生成す
る。生成されたプラズマ中のイオンは励磁コイル38によ
って形成される発散磁界に沿った方向性を持つイオンビ
ームとして試料保持装置30に向けて照射され、試料保持
装置30に装着されている試料17に薄膜を形成する。Therefore, in such a plasma CVD apparatus,
The sample 17 is mounted on the sample holding device 30 in the reaction chamber 37, and the inside of the plasma generation chamber 35 and the reaction chamber 37 is set to a required degree of vacuum, and then the plasma is supplied through the gas supply pipe 45, the gas supply pipe 46, and the annular nozzle 47. The same or different reaction gas (or inert gas) is supplied into the generation chamber 35 and the reaction chamber 37, respectively, and a direct current is supplied to the exciting coil 38, and the waveguide 36,
When microwaves are introduced into the plasma generation chamber 35 through the microwave introduction window 40, the microwaves enter a resonance state in the plasma generation chamber 35 functioning as a plasma cavity resonator, decompose the reaction gas, and excite the plasma by resonance excitation. Is generated. The ions in the generated plasma are irradiated to the sample holder 30 as an ion beam having a direction along the divergent magnetic field formed by the exciting coil 38, and the thin film is applied to the sample 17 mounted on the sample holder 30. To form
この場合、試料保持装置30および試料17に照射される
熱量はプラズマ中のイオン電流と密接な関係があり、試
料保持装置30および試料17の温度が上昇する。このた
め、従来の試料保持装置30は試料台11に冷却液を循環さ
せて冷却するための流路12が形成されるとともに、試料
台11と絶縁体18との間の熱伝導を利用して冷却するため
に伝熱体16としてシリコン系のゴムやシリコン系のグリ
ースなどが介装されていた。しかし、シリコン系のゴム
を使用した場合はシリコンゴムと絶縁体18、あるいはシ
リコンゴムと試料台11との間の密着性が悪く、隙間がで
きるなどして、試料台11と絶縁体18との接触面積が小さ
くなり、第3図の曲線(c)に示すように所望の冷却効
果が得られない。また、伝熱体16としてゴム系の材料を
使用していると材料自体の経時的劣化によって伝熱・冷
却効果にも経時的低下を伴う。In this case, the amount of heat applied to the sample holding device 30 and the sample 17 has a close relationship with the ion current in the plasma, and the temperatures of the sample holding device 30 and the sample 17 rise. For this reason, in the conventional sample holding device 30, the flow path 12 for circulating the cooling liquid through the sample stage 11 for cooling is formed, and heat conduction between the sample stage 11 and the insulator 18 is utilized. Silicon-based rubber or silicon-based grease was interposed as the heat transfer body 16 for cooling. However, when a silicon-based rubber is used, the adhesion between the silicon rubber and the insulator 18 or between the silicone rubber and the sample stage 11 is poor, and a gap is formed between the sample stage 11 and the insulator 18. The contact area becomes small, and the desired cooling effect cannot be obtained as shown by the curve (c) in FIG. Further, when a rubber-based material is used as the heat transfer member 16, the heat transfer / cooling effect is also reduced with time due to the deterioration of the material itself with time.
また、シリコン系のグリースなどを利用した場合はシ
リコン系のゴムなどと同様、経時的にグリースが劣化す
るために冷却効果に経時的劣化をきたす。また、グリー
スなどを利用すると、試料台11と絶縁体18との間からグ
リースなどが漏洩して試料17を汚染する場合などがあっ
た。他方、本実施例に係る試料保持装置30においては、
試料台11と絶縁体18との間に介装された伝熱体16として
インジュム(In)製のメタルシートが用いられており、
インジュムは柔軟性を有する金属であることから、試料
台11と絶縁体18との間にて適宜の圧力を加えた状態にお
いては、両者の対向面に存在する鋭利な凹凸に対して柔
軟に対応でき、これらの凹凸を埋めて良好に密着する。
これにより、試料台11と絶縁体18との間の密着性が数段
改善される。しかも、金属であるため熱伝導も非常に良
好である。Further, when silicon-based grease or the like is used, the grease deteriorates with time, similarly to silicon-based rubber or the like, so that the cooling effect deteriorates with time. In addition, when grease or the like is used, grease or the like may leak from between the sample table 11 and the insulator 18 and contaminate the sample 17. On the other hand, in the sample holding device 30 according to the present embodiment,
A metal sheet made of Injum (In) is used as the heat transfer body 16 interposed between the sample table 11 and the insulator 18.
Since injum is a flexible metal, it can flexibly cope with sharp irregularities existing on the opposing surfaces of the sample table 11 and the insulator 18 under appropriate pressure. It can fill these irregularities and make good adhesion.
Thereby, the adhesion between the sample stage 11 and the insulator 18 is improved by several steps. In addition, since it is a metal, heat conduction is also very good.
さらに、シリコン系のグリースなどと異って、試料台
11と絶縁体18との間から漏洩して試料を汚染することも
なく、また経時的な変化による冷却効果の低下もほとん
ど生じない。Furthermore, unlike silicon grease, etc.
It does not leak from between the insulator 11 and the insulator 18 and contaminates the sample, and the cooling effect hardly decreases due to the change over time.
ここで、従来のシリコン系ゴム、シリコン系グリース
を伝熱体16として使用した場合と本実施例に係るメタル
シート(Inシート)を使用した場合との比較を行なった
実験結果を第3図に示す。ここでRF−Powerは電極層19
に接続されている高周波発振器の出力であり、プラズマ
はマイクロ波2kwのO2プラズマ(ガス圧1.2mTorr)を5
分間照射した場合を示している。シリコン系のゴムを用
いた(c)の場合、試料17温度は、300℃以上となり、
シリコン系のグリースを用いた(b)の場合、試料17温
度は約200℃となり、両者とも試料17上のアルミ配線に
焼け付きが認められた。しかし、本実施例に係るInシー
トを使用した(a)の場合は、試料台11による冷却効果
が向上し、試料17上の温度も160〜180℃に上限が押えら
れてアルミ配線に焼け付きは認められなかった。Here, FIG. 3 shows an experimental result in which a comparison was made between the case where the conventional silicon rubber and the silicon grease were used as the heat transfer body 16 and the case where the metal sheet (In sheet) according to the present embodiment was used. Show. Where RF-Power is the electrode layer 19
The output of the high-frequency oscillator connected to, plasma microwave 2 kw O 2 plasma (gas pressure 1.2 mTorr) 5
The case where irradiation is performed for one minute is shown. In the case of (c) using a silicone rubber, the temperature of the sample 17 becomes 300 ° C. or higher,
In the case of (b) using silicon-based grease, the temperature of sample 17 was about 200 ° C., and in both cases, seizure was observed on the aluminum wiring on sample 17. However, in the case of (a) using the In sheet according to the present embodiment, the cooling effect by the sample stage 11 is improved, and the upper limit of the temperature on the sample 17 is also limited to 160 to 180 ° C., so that the aluminum wiring is seized. Was not found.
なお、本実施例においてはメタルシートとしてInシー
トを使用したが、錫、鉛及びこれらを含む合金など、融
点が150℃前後以上で柔軟性を有する金属からなるメタ
ルシートを用いれば、その両面が試料台11と絶縁体18と
に良好に密着せしめられ、本実施例と同様の効果を得る
ことができる。In this example, the In sheet was used as the metal sheet. However, if a metal sheet made of a metal having a melting point of about 150 ° C. or more and having flexibility, such as tin, lead, and an alloy containing them, is used, both surfaces of the metal sheet were used. The sample table 11 and the insulator 18 are satisfactorily adhered to each other, and the same effect as that of the present embodiment can be obtained.
また、材料としてもメタルシートに限定されることは
なく、熱伝達性の良い柔軟性の大きなシートであればよ
い。例えばカーボンやアルミなどの金属のウィスカーま
たはファイバーを含有した有機複合材のシートでもよ
い。In addition, the material is not limited to a metal sheet, but may be any sheet having good heat transfer and high flexibility. For example, a sheet of an organic composite material containing whiskers or fibers of a metal such as carbon or aluminum may be used.
柔軟性に富む高分子化合物材料等の有機材料は、前記
有機複合材の基材に適しており、中でも少なくとも150
℃程度の耐熱性を有する材料がとくに好ましい。Organic materials such as a polymer compound material having high flexibility are suitable for the base material of the organic composite material, and among them, at least 150
A material having a heat resistance of about ° C is particularly preferable.
発明の効果 以上の説明により明らかなように、本発明に係る試料
保持装置は絶縁体層と試料台などとから構成された試料
保持装置において、前記絶縁体層と前記試料台との間
に、これらに両面を密着させて柔軟性のある金属からな
るメタルシートが介装されているので、この柔軟性のあ
るメタルシートが絶縁体層および試料台表面に生じてい
る鋭利な凹凸にはいり込み、この凹凸を埋めることがで
き、接触面積を拡大することができる。Effect of the Invention As is clear from the above description, the sample holding device according to the present invention is a sample holding device including an insulator layer and a sample stage, and between the insulator layer and the sample stage, Since a metal sheet made of a flexible metal is interposed on both sides in close contact with each other, the flexible metal sheet penetrates into the insulator layer and the sharp unevenness generated on the surface of the sample table, This unevenness can be filled, and the contact area can be increased.
このため熱伝導が有効に利用されて十分な冷却効果を
得ることができる結果、試料の温度を低く維持でき、EC
Rエッチング中にエッチングレジストの変形や変質を生
ぜず、あるいは熱によるエッチング形状への悪影響を抑
制することができる。また、すでに形成されたアルミ配
線を欠損することもなくなり、従って、LSIの高集積
化、微細化などを推進することが容易になる。As a result, the heat conduction can be effectively used to obtain a sufficient cooling effect.
It is possible to prevent the etching resist from being deformed or deteriorated during the R etching or to suppress an adverse effect on the etched shape due to heat. Further, the aluminum wiring already formed is not lost, and therefore, it is easy to promote the high integration and miniaturization of the LSI.
また、絶縁体層と試料台などとから構成された試料保
持装置において、前記絶縁体層と前記試料台との間にカ
ーボン、金属ウィスカー等の熱伝導性繊維を含有した柔
軟性のある有機複合材シートを介装した場合であって
も、このシートは、有機複合材の柔軟性により試料台と
絶縁体層とに良好に密着し、熱伝導性繊維により高い熱
伝導性が確保された伝熱体となり、上記メタルシートの
場合と同様の効果を得ることができる。Further, in a sample holding device composed of an insulator layer and a sample stage, a flexible organic composite containing thermally conductive fibers such as carbon and metal whiskers between the insulator layer and the sample stage. Even when a material sheet is interposed, the sheet has good adhesion to the sample stage and the insulator layer due to the flexibility of the organic composite material, and has high thermal conductivity secured by the heat conductive fiber. It becomes a heat body, and the same effect as in the case of the metal sheet can be obtained.
第1図は本発明に係る試料保持装置を配設したプラズマ
CVD装置の概略縦断面図、第2図は第1図の試料保持装
置の拡大縦断面図、第3図は伝熱体として従来のシリコ
ン系ゴム、シリコン系グリースを用いた場合と本実施例
に係るInシートを用いた場合のテスト結果を示したグラ
フである。 11……試料台、15……絶縁体層、16……伝熱体(メタル
シート、有機複合材シート)、30……試料保持装置FIG. 1 shows a plasma provided with a sample holding device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the CVD apparatus, FIG. 2 is an enlarged longitudinal sectional view of the sample holding apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a case where a conventional silicon-based rubber or silicon-based grease is used as a heat transfer body and this embodiment. 7 is a graph showing test results when the In sheet according to Example 1 was used. 11 ... Sample stage, 15 ... Insulator layer, 16 ... Heat transfer material (metal sheet, organic composite sheet), 30 ... Sample holding device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 16/00 - 16/56 C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/205,21/31,21/302 H01L 21/203 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 16/00-16/56 C23C 14/00-14/58 H01L 21 / 205,21 / 31,21 / 302 H01L 21/203
Claims (2)
において、前記絶縁体層と前記試料台との間に、これら
にその両面を密着させて、柔軟性のあるメタルシートが
介装されていることを特徴とする試料保持装置。In a sample holding apparatus provided with an insulator layer and a sample stage, a flexible metal sheet is interposed between the insulator layer and the sample stage by bringing both surfaces thereof into close contact with each other. A sample holding device, which is mounted.
において、前記絶縁体層と前記試料台との間に、これら
にその両面を密着させて、熱伝導性繊維を含有した柔軟
性のある有機複合材シートが介装されていることを特徴
とする試料保持装置。2. A sample holding apparatus provided with an insulator layer and a sample stage, wherein both surfaces of the insulator layer and the sample stage are brought into close contact with each other to form a flexible material containing a thermally conductive fiber. A sample holding device, comprising a functional organic composite material sheet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14166289A JP2913666B2 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Sample holding device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14166289A JP2913666B2 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Sample holding device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH036378A JPH036378A (en) | 1991-01-11 |
JP2913666B2 true JP2913666B2 (en) | 1999-06-28 |
Family
ID=15297259
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14166289A Expired - Lifetime JP2913666B2 (en) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | Sample holding device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2913666B2 (en) |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP14166289A patent/JP2913666B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH036378A (en) | 1991-01-11 |
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