CN101383314A - 基板载置台、基板处理装置以及温度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种被处理基板的温度控制性良好，没有在整个基板上拔热量在局部发生突变这样的异常点的基板载置台。在基板载置台的表面设置传热用气体的流入口和流出口，形成将基板载置台表面与基板之间的密闭空间作为流路的稳定的气流，在该流路中设置各种障碍物以调整气体的易流动性(流导)，在气体的流入口与流出口之间产生10Torr至40Torr的差压。由于气体的传热率与压力成正比，所以可利用该差压来调整被处理基板的温度分布。

Description

基板载置台、基板处理装置以及温度控制方法
技术领域
本发明涉及载置半导体晶片等基板的基板载置台、对载置在基板载置台上的基板实施干蚀刻等处理的基板处理装置、以及对载置在基板载置台上的基板的温度进行控制的基板的温度控制方法。
背景技术
在等离子体蚀刻处理中，在腔室内设置用于载置作为被处理基板的半导体晶片(以下简称晶片或者基板)的载置台，利用构成该载置台上部的静电卡盘静电吸附并保持晶片。然后，形成处理气体的等离子体，对晶片实施等离子体蚀刻处理。
在这种等离子体处理装置中，由于晶片从上方受热，因此，在基板载置台的内部设置制冷剂流路并冷却载置台，同时，将氦气等传热用气体导入载置台与晶片背面的间隙，用于促进晶片的冷却。
已公开的一种技术是，当像这样使用传热用气体冷却晶片时，在构成载置台上部的静电卡盘的吸附面上设置多个凸状点，通过控制该凸状点的高度和传热用的气体的压力来改变来自晶片的拔热量，控制晶片的温度(专利文献1)。
另外，提案有一种技术方案，设定该突起的高度为1μm至10μm，突起与晶片的接触面积为1％，从而使晶片的高温区的温度控制性变得良好(专利文献2)。
但是，如果仅采用在上述载置面上设置突起的方法，则在突起的高度低的情况下，传热用的气体难以扩散至整个晶片表面。结果就会出现难以将晶片控制在均一温度这样的问题。
另一方面，如果增加突起的高度，则存在从晶片向载置台的传热量降低，难以将晶片控制在所希望的温度这样的问题。
而且，如果晶片体积变大，则也存在在其周边和中央，进热与出热的平衡产生偏差，难以将整个晶片表面保持在均一的温度这样的问题。一般情况下，基板的中央容易被冷却，而基板周边的冷却变弱。因此，为了将整个晶片控制在均一的温度，必须在基板的周边与中央改变冷却的程度。
于是，作为根据基板的部位来改变冷却的程度的一个方法，提案有将载置台分区，向每个区域供给冷却气体的方法(专利文献3)。
即，它是在载置台表面设置周边环状凸部，将基板与载置台表面之间的密闭空间分离成内侧部分和外侧部分，在两个部分分别设置传热用气体导入部的基板载置台。如果采用这种结构，则能够使被周边环状凸部分割的各个区域的压力不同。
【专利文献1】日本特开2000-317761号公报
【专利文献2】日本特开2001-274228号公报
【专利文献3】日本特开2006-156938号公报
发明内容
在上述那样的在载置台上设置周边环状凸部而将基板的冷却范围分区的方法中，在分区的内侧环状凸部的部分，基板与载置台接触。因此，该接触部分中的拔热量与其它部分相比增大，结果就会出现接触部分周边的温度与其它部分的温度相比变低，基板的特性产生异常点这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种被处理基板的温度控制性良好，在整个基板上没有拔热量在局部发生突变这样的异常点的基板载置台、使用该基板载置台的基板处理装置以及基板的温度控制方法。
为了解决上述课题，本发明的基板载置台是一种在基板处理装置中载置基板的基板载置台，其特征在于，包括：载置台本体；当在上述载置台本体的基板载置一侧的表面载置基板时与基板的周边部接触、并且在基板的下侧部分形成传热用气体流通的密闭空间的周边环状凸部；在上述基板载置一侧的表面的周边部附近或者中央部附近的任一个上形成的上述传热用气体的流入口；在另一个上形成的上述传热用气体的流出口；以及在上述基板载置一侧的表面形成的、在上述传热用气体从上述传热用气体的流入口向流出口流动时形成流导(conductance)C的流路。
该载置台中的流导C按照下述公式定义，流导C的值优选在规定的范围内。
C(m3/sec)＝Q/△P
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
△P：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)
此处，优选上述流路利用连结件连结圆柱形状的突起部，在基板载置一侧的表面形成同心圆形状(环状)。另外，优选按照矩形或者圆柱形状的突起部的上端不与上述基板接触，并且接近的方式设置。传热用气体流经上述上端与基板的间隙，流导值由该间隙决定。
此外，优选在形成上述流路的矩形或者圆柱形状的突起部的上端设置与上述基板接触的小突起，利用连结件连结矩形或者圆柱形状的突起部，同样环状地形成有多列。由此，与基板接触的部分变成小突起，因此，基板温度的异常点减少。另外，该小突起具有稳定地保持突起部本体上端与基板的间隔的功能。而且，通过调整小突起的宽度以及高度，能够容易地控制传热用气体的流动，因此，流导值的调整变得更加容易。
本发明的载置台是一种在基板处理装置中载置基板的基板载置台，其特征在于，包括：载置台本体；当在上述载置台本体的基板载置一侧的表面载置基板时与基板的周边部接触、并且在基板的下侧部分形成传热用气体流通的密闭空间的周边环状凸部；在离上述基板载置一侧的表面的中心点的距离为r的位置形成的上述传热用气体的流入口或者流出口；在上述基板载置一侧的表面的周边部附近形成的，与上述传热用气体的流入口或者流出口对应的流出口或者流入口；在上述基板载置一侧的表面形成的，在上述传热用气体从上述传热用气体流入口向流出口流动时形成流导C的流路；以及在离上述中心点的上述距离为r的范围形成的多个点状突起。
该载置台中的流导C的值按照下述公式定义，它的值优选在所希望的范围内。
C(m3/sec)＝Q/△P
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
△P：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)
此外，上述流路呈环状形成有多列流路形成部件，上述流路形成部件利用连结件连结上端不与上述基板接触而接近设置的矩形或者圆柱形状的突起部。
此外，上述流路呈环状形成有多列流路形成部件，上述流路形成部件利用连结件连结上端具备与上述基板接触的小突起的矩形或者圆柱形状的突起部的流路形成部件。
通过采用这种结构，例如，从设在周边部附近的传热用气体流入口至在离中心点的距离为r的位置所设置的传热用气体流出口间的区域中的传热用气体的压力，从传热用气体流入口朝向流出口，气体的压力降低。
另一方面，在从传热用气体流出口至中心点的区域中，除了填充气体的初期状态之外，传热用气体并不流动，因此，该区域中的气体压力为相同压力。结果，以前如果不设置分割壁就无法设置(分区)压力不同的区域，但是，根据本发明，无需设置分割壁就能形成压力差不同的区域。
本发明是一种在基板处理装置中载置基板的基板载置台，其特征在于，包括：载置台本体；当在上述载置台本体的基板载置一侧的表面载置基板时与基板的周边部接触、并且在上述基板的下侧部分形成传热用气体流通的密闭空间的周边环状凸部；在上述密闭空间中呈环状设置的、形成上述传热用气体的流路的多个大致圆形的分割壁；在上述基板载置一侧的表面的中央部附近形成的上述传热用气体的流入口或者流出口；和在上述基板载置一侧的表面的周边部附近设置的，与在上述中央部附近形成的流入口或者流出口对应的至少一个以上的流出口或者流入口，其中，在上述各大致圆形的分割壁上设置有用于上述传热用气体流通的切口部。
上述切口部优选设置在距离上述传热用气体的流入口或者流出口最远的位置。另外，当在大致圆形的分割壁上设置有多个切口部的情况下，优选在该分割壁上设置与设在相邻的大致圆形的分割壁上的切口部个数相同的切口部，并且，在距离设在相邻分割壁上的任意一个切口部最远的位置设置切口部。由此，就能形成所希望流导C的传热用气体流路。
该载置台中的流导C按照下述公式定义，流导C的值优选在所希望的范围内。
C(m3/sec)＝Q/△P
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
△P：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)
此外，上述大致圆形的分割壁的上端优选与上述基板不接触而接近。此外，上述大致圆形的分割壁的上端也可以与上述基板接触。
这里，上述流导C的值优选在3×10-8至3×10-4m3/sec的范围内，该值更优选在3×10-7至3×10-5m3/sec的范围内。而且，上述传热用气体的流入口与流出口中的传热用气体的压力差优选从10Torr至40Torr。
进一步优选形成上述流路，以在上述传热用气体的流量为1sccm至100sccm(标准状态下的cc/min)时，上述传热用气体的流入口与流出口中的传热用气体的压力差变为10Torr至40Torr。由此，能够利用少量的传热用气体，适当设置传热用气体的压力差。
本发明提供一种基板处理装置，其特征在于，包括：收容基板并且内部被保持减压的处理室；设置在上述处理室内的、具有载置上述基板的上述任一种的结构的基板载置台；在上述处理室内对上述基板实施规定处理的处理机构；和向在上述基板载置台与上述基板之间形成的上述密闭空间供给传热用气体的传热用气体供给机构。
此处，上述基板处理装置优选具有对从上述传热用气体供给机构供给的传热用气体的压力进行控制的控制机构。
本发明提供一种基板的温度控制方法，其特征在于，它是一种使用具有上述任一种结构的基板载置台来控制基板温度的基板温度控制方法，在上述流导C在3×10-7m3/sec至3×10-5m3/sec的范围内的情况下，控制传热用气体的供给流量，使得上述传热用气体的流入口与流出口中的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
上述流导C优选根据形成流路的突起部的上端与上述基板的间隙的高度、以及/或者呈环状设置的流路的列数进行调整。
本发明提供一种能够将基板的周边部与中央部的拔热量的比控制在所希望值，没有在整个基板上拔热量局部发生突变的冷却异常点的基板载置台、使用它的基板处理装置以及基板的温度控制方法。
此外，如果使用本发明的载置台，则能够根据所需最低的传热用气体(He等)在载置台上产生所希望的气体压力差，由此能够将整个基板控制在均一且所希望的温度。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的被处理基板的载置台的图。
图2是表示在第一实施方式中形成于载置台表面的点状突起的形状的图。
图3是第一实施方式中的压力控制实验的实验方法的说明图。
图4是表示第一实施方式中的温度测定实验的实验结果的例子的图。
图5是表示缝隙内的He压力与热电阻的关系的图。
图6是表示本发明的第二实施方式的被处理基板的载置台的图。
图7是表示本发明的第三实施方式的被处理基板的载置台的图。
图8是表示本发明的第四实施方式的被处理基板的载置台的图。
图9是表示本发明的第四实施方式的变形例的被处理基板的载置台的图。
符号说明
1   置台
2   基板
3   缝隙
4   周边环状凸部
5   制冷剂流路
6   周边部附近的开口部(传热用气体流入口)
7   中央部附近的开口部(传热用气体流出口)
8   传热用气体供给源
9   流量控制装置
10a 连结型点状突起
10b 非连结型点状突起
10c 非连结型突起
11  突起本体
12  小突起
13  连结部件
14  同压区域
15  倾斜压区域
16a 中央出入孔
16b 周边出入孔
17a、17b 流量计
18a、18b 压力计
19  环状凸部
20  间隙
21a、21b、21c 分割壁
22a、22b、22c 切口部
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。
图1是表示本发明的一实施方式的基板载置台的图，图1(a)是平面图，图1(b)是图1(a)的A-A线向视截面图。
作为被处理基板(晶片)的基板2被载置在载置台1的上部。载置台1的基板载置侧的表面(载置面)为凹部，在它与基板2之间形成有缝隙3。
在凹部的外周设置有周边环状凸部4。其用于支撑基板2的周边，并且防止传热用气体从缝隙3中漏出，将缝隙3形成密闭空间。
另外，在凹部中按照规定的间隔设置多个突起部(本图中并未表示)。该突起的作用在于支撑基板2，从而防止基板2因自重而弯曲，同时，形成传热用气体的流路，在传热用气体的气流中产生抵抗。在载置台1的内部设置有制冷剂流路5，将载置台1控制在所希望的温度。
在本发明的一实施方式的载置台1中，在凹部的周边部附近设置有传热用气体流入口6，在中央部附近设置有传热用气体流出口7。
如图1(a)所示，传热用气体流入口6在同心圆上以轴对称的方式设置6个。传热用气体流出口7被设置在略偏离中心的位置，是从传热用气体流入口6流入的气体的流出口。传热用气体流出口7也在同心圆上以轴对称的方式设置6个。另外，传热用气体流出口7、传热用气体流入口6的数量及其位置并非局限于此，传热用气体流出口7、传热用气体流入口6的数量也未必相同。
传热用气体例如氦气由供给源8供给，通过流量控制装置9(具备气体流量控制单元)，被分支管分配给6个传热用气体流入口6。另一方面，从传热用气体流出口7流出的传热用气体被集中后排出。另外，并非局限于在周边部附近设置气体流入口，相反，可以在中央部附近设置气体流入口，在周边部分附近设置气体流出口。
在本实施方式的载置台1上，作为被配置在缝隙3中的点状突起而使用了图2(a)、(b)所示的两种突起部(以下称作“连结型”和“非连结型”以示区别)。另外，也可以使用图2(c)所示的没有小突起的突起部。
图2(a)表示连结型点状突起部，图2(b)表示非连结型点状突起部。这些附图的上段均为立体图，下段均为截面图。
首先，连结型点状突起10a由圆筒状的突起本体11和形成于其中央上部的圆筒状的小突起12构成。另外，在与邻接的突起本体11之间用连结部件13连结。
另一方面，非连结型点状突起10b由圆筒状的突起本体11和形成于其中央上部的圆筒状的小突起12构成。连结型点状突起10a与非连结型点状突起10b的不同之处在于，突起本体11被连结部件13相互连结，或者相互独立。
在连结型点状突起10a与非连结型点状突起10b中，传热用气体的流动抵抗存在差异。在连结型点状突起10a中，由于在与连结方向平行的方向(图中的Y方向)上气体的流路开放，所以流动抵抗非常小。另一方面，在与连结方向垂直的方向(图中的X方向)上，突起本体11与连结部件13、小突起12变成气体流动的抵抗，仅基板2与突起本体11或者与连结部件13之间的间隙变成气体流路，所以X方向的流动抵抗大。
与此相对，在非连结型点状突起10b中，在X方向、Y方向上流动抵抗均小，传热用气体可自由流动。
再者，在使用图2(c)所示的非连结型的突起10c的情况下，与图2(b)的非连结型点状突起10b同样，在X方向、Y方向上，传热用气体均可自由流动，但是，与图2(b)所示的非连结型点状突起10b相比，其不同之处在于，X方向的气流仅被限制在邻接的突起本体11的间隙中，以及基板2与突起本体11的接触面积增大。
在本实施方式的载置台1中，分开使用该连结型与非连结型的点状突起10a、10b，作用在基板2的压力被分区。
首先，在图1(a)中，被传热用气体流出口7包围的中央的白色部分是压力基本一定的同压区域14。在该同压区域14中，非连结型点状突起10b以同心圆状配置。突起本体11的直径是2mm左右，其间隔在圆周方向、半径方向上均为1至2mm左右。在配置有非连结型点状突起10b的同压区域14中，由于气体在X方向及Y方向上均能自由流动，所以该同压区域14内的传热用气体的压力大致一样(同压)。
在倾斜压区域15中，连结型点状突起10a被配置在同心圆上，并且在整个圆周上被一体连结。这种连结体在半径方向上以1mm至2mm的间隔形成几十层。连结型点状突起10a如图2所示，在X方向(在载置台上的半径方向)上，传热用气体难以流动，在Y方向(在载置台上的圆周方向)上，能够自由流动。因此，在倾斜压区域15中，圆周方向的压力很快变得一样，但是，在半径方向上，因从传热用气体流入口6吹入的传热用气体的流动抵抗，在半径方向上，在传热用气体中产生差压。
即，在被周边环状凸部4与传热用气体流出口7包围的斜线部分中，离中央越近传热用气体的压力变得越低。因此，从传热用气体流入口6至传热用气体流出口7的部分(斜线部分)变成传热用气体的压力发生倾斜的倾斜压区域15。
即便在载置台上面形成多个这种连结型或非连结型点状突起10a、10b，缝隙3也能构成在基板2的大致整个表面连续的空间。即，即便在缝隙3内存在点状突起或者后述的环状凸部等障碍物，因传热用气体流经的流路被设置在基板2的大致整个表面(除了最外周)，故能够构成传热用气体的流路。
此处，本发明的特征在于，故意在位于周边环状凸部4附近的传热用气体流入口6与中央部附近的传热用气体流出口7之间产生压力差。在传热用气体流入口6与传热用气体流出口7之间产生稳定的气体的流动，但为了将产生的气体的差压控制在所希望的差压值，优选具备流量控制装置9。
像这样产生所希望的差压的目的在于，在基板的周边部与中央部改变拔热量。其原因在于，一般情况下，载置台-基板间的气体的流动多变成分子流区域的情况较多，在该分子流区域中，气体的传热率与压力成正比。
在本实施方式中，以缝隙3内的压力在基板2的周边部与中央部产生差的方式，使传热用气体流动，并调查基板2的温度如何变化(温度测定实验)。在温度测定实验之前，测试了能否控制缝隙3内的压力(压力控制实验)。
图3是压力控制实验中的实验方法的说明图。作为传热用气体的流入口、流出口，在基板载置侧的表面，在基板中央侧和基板周边侧各设6个直径为0.8mm的孔。此外，在腔室压力约为50mTorr的条件下进行实验。
如图3所示，基板中央(以下称作Center侧，“C侧”)的出入孔16a设置在从基板2的中心C点起半径约为40mm的位置，基板周边(以下称作Edge侧，“E侧”)的出入孔16b设置在从基板2的中心C起半径约为100mm的位置。另外，基板2的半径是150mm。
C侧的出入孔16a以及E侧的出入孔16b均与气体流量计17a以及17b连接。另外，在出入孔16a和16b的出口附近设置有分支管，它们分别与压力计18a、18b连接。
作为目标压力设定下述4种模式，为了确保该压力，调查需要向C侧以及E侧的出入孔16a、16b吹入多少流量的传热用气体。
(A1)C侧低压(5Torr)/E侧低压(5Torr)
(A2)C侧低压(5Torr)/E侧中压(15Torr)
(A3)C侧中压(15Torr)/E侧低压(5Torr)
(A4)C侧中压(15Torr)/E侧中压(15Torr)
表1表示测定确保上述压力所需要的气体流量的结果。
【表1】
 
编号 C侧压力(Torr) E侧压力(Torr) C侧流量(sccm) E侧流量(sccm)
A1 5 5 5.3 5.4
A2 5 15 2.3 34.4
A3 15 5 33.9 2.5
A4 15 15 32.0 32.3
由表1可知，通过改变传热用气体的吹入量，能够任意改变C侧与E侧的压力平衡，另外，为了将压力控制在5Torr左右，只要将气体流量调整至2sccm至5sccm(标准状态下的cc/min)左右即可，为了将压力控制在15Torr左右，只要将气体流量调整至30sccm至35sccm左右即可。
由以上结果可知，由于确实能够将缝隙3内的压力分布控制在所希望值，所以在下述三种压力模式的情况下，测定了基板的温度分布。
(B1)C侧低压(10Torr)/E侧高压(40Torr)
(B2)C侧高压(40Torr)/E侧低压(10Torr)
(B3)C侧中压(25Torr)/E侧中压(25Torr)
(温度测定实验)
基板温度的测定实际上是在实施等离子体处理的条件下，在相同的半径上，在离中心的距离不同的7处测定了基板的表面温度。温度测定中使用了OnWafer公司的PlasmaTemp SensorWafer。图4表示测定结果。
如图4所示，在C侧与E侧的压力相等的B3(图中的△符号)的条件下，半径方向的基板温度分布基本一定、为50℃左右，但是，随着接近Edge侧而略有上升，在Center与Edge中，E侧变高2℃左右。这是由于表现出了“Edge侧的冷却稍弱”这样一般的倾向。
与此相对，在C侧为低压，E侧为高压的B1(图中的●符号)的情况下，Center的温度为54℃左右，而E侧为49℃左右，E侧的冷却强。
另外，在C侧为高压，E侧为低压的B2(图中的○符号)的情况下，Center的温度为46℃左右，而随着靠近E侧温度上升，C侧的冷却强。由该结果可以确认，缝隙3内的压力越高的部位，传热用气体的冷却效果变得越高，基板温度下降。
对于半径方向的基板温度分布，在半径r为0至40mm的范围内基本一定，在半径为40mm至150mm的范围内则出现了温度梯度。它被认为反映压力分布。即，r＝0至40mm的范围是压力大致一定的等压区域，r＝40mm至150mm的范围是压力逐渐变化的倾斜压区域。
在本发明中，优选将传热用气体的流入口与流出口之间的差压设定在10Torr至40Torr的范围。将在下面说明其理由。
如果以通过氦气层从整个基板表面被传热至载置台作为前提，则传热量Q(J)按照如下公式计算。
Q＝A·λ·(△T/d)·t
此处，A：传热面积(m2)
λ：氦气层的传热率(W/m·K)
△T：基板与载置台表面的温度差(K)
d：基板与载置台的间隔(m)
t：传热时间(s)
现在，如果假设(Aλ/d)的倒数作为热电阻ρH(＝d/Aλ)，则Q/t＝△T/ρH，如果知道ρH值，则就能容易地评估传热难易程度。在本实施方式中，假设A＝0.0593m2、d＝40×10-6m，通过计算求得He的λ与压力PHe两者的关系然后算出ρH。
图5表示热电阻ρHe与He压力的关系。如图5所示，如果He压力在10Torr以下，则随着He压力的下降，热电阻ρHe急剧增大。但是，如果He压力超过10Torr，则热电阻的下降变得缓慢，如果超过40Torr，则热电阻ρHe几乎不会下降。因此，从尽量降低热电阻ρHe的观点来看，优选将气体的流入口与流出口之间的差压设定为10Torr至40Torr。
图6是表示本发明的第二实施方式的基板载置台的图。图6(a)是平面图(仅表示左侧一半)，图6(b)是图6(a)中B-B线的向视截面图，图6(c)是图6(b)的C部放大图。
在本实施方式2中，基板2被载置在载置台1的周边环状凸部4之上，在载置台1的表面与基板2之间形成有传热用气体流通的缝隙3。另外，在载置台1的周边部附近设置有传热用气体流入口6，在中央部附近设置有传热用气体流出口7，这一点与图1所示的实施方式1相同。
与实施方式1的不同点在于，取代图2所示的连结型或者非连结型点状突起10a、10b，以载置台1的中心作为其中心，以同心圆状形成有多列环状凸部19。
环状凸部19的上面是平坦表面，它与基板2之间形成高度为d的间隙20。多列环状凸部19之间成为传热用气体的流路，传热用气体容易沿着圆周方向流动。因此，从传热用气体流入口6吹入的传热用气体沿着整个圆周方向流动后，穿过间隙20，然后流入下一个流路。重复该过程，传热用气体从设在中央部附近的传热用气体流出口7流出。
如果使规定流量的传热用气体在传热用气体流入口6与传热用气体流出口7之间稳定地流动，则在传热用气体流入口6与传热用气体流出口7之间就会产生差压△P。传热用气体的压力高的部分被强化冷却，压力低的部分的冷却减弱。
本实施方式2的载置台1有利于将传热用气体的流量控制的更低，产生更大的差压。即，该流路中的差压主要发生在间隙20的部分。影响差压△P的主要因素可列举环状凸部19的列数n、环状凸部19的宽度W、间隙20的高度d等。特别是如果减少d，则能够以低流量增大△P。
对于分子流区域中的差压△P与流量Q的关系，假设流导为C，通过下面的公式求出。
△P＝Q/C……(2)
此处，△P：传热用气体的流入口与排出口间的差压(Pa)
Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
C：流导(m3/sec)
由于作为传热用气体使用的氦气价格昂贵，因此，希望尽量减少流量Q。优选的Q值是100sccm(标准状态下的cc/min)以下。但是，如果Q变得极小，则流量控制的难度加大，因此，实际应用中优选的流量范围是1sccm至100sccm。如上所述，优选的△P的上限值是40Torr。于是，利用公式(2)的关系，尝试计算最佳流导C的值。如果将1sccm的流量换算成Q的单位，则
Q：1sccm＝1.689×10-3Pa·m3/sec
△P：40Torr＝(40/760)×1.013×105＝5333(Pa)
于是，C＝Q/△P＝(1至10sccm)×(1.689×10-3)/(5333)≈(1至100)×0.317×10-6m3/sec。
即，为了在氦气流量1sccm下实现差压40Torr，将C值设为大约3×10-7m3/sec即可，为了在100sccm下实现40Torr，将C值设为大约3×10-5m3/sec即可。
在本发明的第二实施方式的载置台中，如果减少间隙20的高度d，则就能减少流导C的值。另外，通过改变上述的n、W、d，流导C大幅度变化，因此，适当调节它们，能够将C的值变成上述所希望的值。
图7是表示作为本发明的第三实施方式的基板载置台的图。图7(a)是平面图(未载置基板的状态)，图7(b)是图7(a)的C-C线向视截面图。
在载置台1的周边部设置有载置基板的周边环状凸部4，并且设置有周边部附近的传热用气体流入口6和中央部附近的传热用气体流出口7，这与其它的实施方式相同。
在该实施方式中，在载置台1的上面，大致圆形的分割壁21a至21c在同心圆上设置成3列。大致圆形的分割壁的上面与基板接触，基板与大致圆形的分割壁21a至21c之间没有间隙，传热用气体不会流经其中。传热用气体通过各设在分割壁21a至21c上一处的切口部流动。
即，在外侧的分割壁21a上，在传热用气体流入口6的相反一侧(以下称作右侧)设置有切口部22a，在从外侧数第2个分割壁21b上，在与传热用气体流入口6相同的一侧(左侧)设置有切口部22b，在内侧的分割壁上，在传热用气体流入口6的相反一侧(右侧)设置有切口部22c。这样气体就在各个分割壁的外周旋转180°然后进入内侧，能够变为气体的流路最长的状态。
图8是表示作为本发明的第四实施方式的基板载置台的图，是未载置基板时的平面图。
在载置台1的周边部设置有载置基板的周边环状凸部4，并且设置有周边部附近的传热用气体流入口6和中央部附近的传热用气体流出口7，以及在载置台1的上面，大致圆形的分割壁21a至21c在同心圆上设置成3列等，这些与图7的例子相同。但是，在本例中，传热用气体流入口6设有2个，与此对应，切口部22a至22c的数量以及位置与图7的例子不同。
即，在外侧的分割壁21a上，在与传热用气体流入口6成90°的方向的一侧(以下称作上下侧)的两处设置有切口部22a，在从外侧数第2个分割壁21b上，在与传热用气体流入口6相同的一侧(左右侧)的两处设置有切口部22b，在内侧的分割壁21c上，在与传热用气体流入口6成90°的方向的一侧(上下侧)的两处设置有切口部22c。
从传热用气体流入口6流入的气体围绕分割壁21a旋转90°，然后从切口部22b进入内侧，再围绕分割壁21b旋转90°，然后从切口部22c进入内侧，最后从中央部附近的传热用气体流出口7排出。在这种情况下，气体的流路也变为最长的状态。
图9是图8的实施方式的变形例。在图8所示的第四实施方式中，在分割壁21a上的两个地方、移动180°的位置上设置有切口部22a。与此相对，在图9的实施方式中，在从第1切口部22a顺时针旋转90°的位置设置有第2切口部22a。另外，内侧的分割壁21b的切口部22b分别设在离切口部22a最远的位置。切口部22c也设在同样的位置。
本发明并非限定于这些实施例。也可以在分割壁上设置2处以上的切口部，或者按照从一个切口部顺时针旋转任意的角度设置其它的切口部。
在图7、图8、图9中均具有如下特征，即能够延长在载置台1上从周边部附近的传热用气体流入口6到达中央部附近的传热用气体流入口7的气体流路。如果增加分割壁的数量，则气体流路将会变得更长。
如果配置多个在气体流路中发生差压的抵抗，例如图2(a)所示的连结型点状突起10a等，则有利于以较少的气体流量产生差压。

Claims (31)

1.一种基板载置台，其在基板处理装置中载置基板，其特征在于，包括：
载置台本体；
周边环状凸部，当在所述载置台本体的基板载置一侧的表面载置有基板时与基板的周边部接触、并且在基板的下侧部分形成传热用气体流通的密闭空间；
在所述基板载置一侧的表面的周边部附近或者中央部附近的任一个上形成的所述传热用气体的流入口；
在另一个上形成的所述传热用气体的流出口；和
在所述基板载置一侧的表面形成的、在所述传热用气体从所述传热用气体的流入口向流出口流动时形成流导C的流路。
2.如权利要求1所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C按照下述公式(1)定义，所述流导C的值在所希望的范围内，
C(m3/sec)＝Q/ΔP        ……(1)
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
ΔP：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)。
3.如权利要求1或2所述的基板载置台，其特征在于：
所述流路呈环状形成有多列流路形成部件，所述流路形成部件利用连结件连结上端不与所述基板接触而接近设置的矩形或者圆柱形状的突起部。
4.如权利要求1或2所述的基板载置台，其特征在于：
所述流路呈环状形成有多列流路形成部件，所述流路形成部件利用连结件连结上端具备与所述基板接触的小突起的矩形或者圆柱形状的突起部的流路形成部件。
5.如权利要求1～4中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-8m3/sec至3×10-4m3/sec的范围内。
6.如权利要求1～4中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-7m3/sec至3×10-5m3/sec的范围内。
7.如权利要求1至6中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
8.如权利要求7所述的基板载置台，其特征在于：
形成所述流路，使得当所述传热用气体的流量是1sccm至100sccm时，所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
9.一种基板载置台，其在基板处理装置中载置基板，其特征在于，包括：
载置台本体；
周边环状凸部，当在所述载置台本体的基板载置一侧的表面载置有基板时与基板的周边部接触、并且在基板的下侧部分形成有传热用气体流通的密闭空间；
在离所述基板载置一侧的表面的中心点的距离为r的位置形成的所述传热用气体的流入口或者流出口；
在所述基板载置一侧的表面的周边部附近形成的、与所述传热用气体的流入口或者流出口对应的流出口或者流入口；
在所述基板载置一侧的表面形成的、在所述传热用气体从所述传热用气体的流入口向流出口流动时形成流导C的流路；和
在与所述中心点相距所述距离r的范围形成的多个点状突起。
10.如权利要求9所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C按照下述公式(1)定义，所述流导C的值在所希望的范围内，
C(m3/sec)＝Q/ΔP       ……(1)
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
ΔP：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)。
11.如权利要求9或10所述的基板载置台，其特征在于：
所述流路呈环状形成有多列流路形成部件，所述流路形成部件利用连结件连结上端不与所述基板接触而接近设置的矩形或者圆柱形状的突起部。
12.如权利要求9或10的基板载置台，其特征在于：
所述流路呈环状形成有多列流路形成部件，所述流路形成部件利用连结件连结上端具备与所述基板接触的小突起的矩形或者圆柱形状的突起部的流路形成部件。
13.如权利要求9～12中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-8m3/sec至3×10-4m3/sec的范围内。
14.如权利要求9～12中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-7m3/sec至3×10-5m3/sec的范围内。
15.如权利要求9～14中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述传热用气体的流入口与流出口中的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
16.如权利要求15所述的基板载置台，其特征在于：
形成所述流路，使得当所述传热用气体的流量是1sccm至100sccm时，所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
17.一种基板载置台，其在基板处理装置中载置基板，其特征在于，包括：
载置台本体；
周边环状凸部，当在所述载置台本体的基板载置一侧的表面载置有基板时与基板的周边部接触、并且在所述基板的下侧部分形成有传热用气体流通的密闭空间；
在所述密闭空间中呈环状设置的、形成所述传热用气体的流路的多个大致圆形的分割壁；
在所述基板载置一侧的表面的中央部附近形成的所述传热用气体的流入口或者流出口；和
在所述基板载置一侧的表面的周边部附近设置的、与在所述中央部附近形成的流入口或者流出口对应的至少一个以上的流出口或者流入口，
在所述各个大致圆形的分割壁上设置有用于所述传热用气体流通的切口部。
18.如权利要求17的基板载置台，其特征在于：
所述流导C按照下述公式(1)定义，所述流导C的值在所希望的范围内，
C(m3/sec)＝Q/ΔP        ……(1)
此处，Q：传热用气体的质量流量(Pa·m3/sec)
ΔP：传热用气体的流入口与流出口间的差压(Pa)。
19.如权利要求17或18所述的基板载置台，其特征在于：
所述大致圆形的分割壁的上端不与所述基板接触而接近。
20.如权利要求17或18所述的基板载置台，其特征在于：
所述大致圆形的分割壁的上端与所述基板接触。
21.如权利要求17～20中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-8m3/sec至3×10-4m3/sec的范围内。
22.如权利要求17～20中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述流导C在3×10-7m3/sec至3×10-5m3/sec的范围内。
23.如权利要求17～22中任一项所述的基板载置台，其特征在于：
所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
24.如权利要求23的基板载置台，其特征在于：
形成所述流路，使得当所述传热用气体的流量是1sccm至100sccm时，所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
25.一种基板处理装置，其特征在于，包括：
收容基板并且内部被保持减压的处理室；
设置在所述处理室内的，载置有所述基板的，具有如权利要求1～24中任一项所述的结构的基板载置台；
在所述处理室内对所述基板实施规定处理的处理机构；和
供给在形成于所述基板载置台与所述基板之间的所述密闭空间内流通的传热用气体的传热用气体供给机构。
26.如权利要求25所述的基板处理装置，其特征在于：
具有对从所述传热用气体供给机构供给的传热用气体的压力进行控制的控制机构。
27.一种基板的温度控制方法，其使用如权利要求1～24中任一项所述的基板载置台来控制基板的温度，其特征在于：
在所述流导C在3×10-7m3/sec至3×10-5m3/sec的范围内的情况下，
对传热用气体的供给流量进行控制，使得所述传热用气体的流入口与流出口的传热用气体的压力差为10Torr至40Torr。
28.一种基板的温度控制方法，其使用如权利要求3或11所述的基板载置台来控制基板的温度，其特征在于：
根据所述流路形成部件的上端与所述基板的间隙的高度、以及/或者呈环状设置的列数，调整所述流导C。
29.一种基板的温度控制方法，其使用如权利要求4或12所述的基板载置台来控制基板的温度，其特征在于：
根据所述小突起的高度、宽度、以及/或者将具有所述小突起的流路形成部件呈环状设置的列数，调整所述流导C。
30.一种基板的温度控制方法，其使用如权利要求18所述的基板载置台来控制基板的温度，其特征在于：
根据所述呈环状设置的大致圆形的分割壁的列数，调整所述流导C。
31.一种基板的温度控制方法，其使用如权利要求18所述的基板载置台来控制基板的温度，其特征在于：
根据所述呈环状设置的大致圆形的分割壁的上端与所述基板的间隙的高度，调整所述流导C。
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