JP2002043404A - 真空処理装置用トレー及び真空処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 トレーを使用して被処理物を搬送する機能を
備えた真空処理装置において、被処理物の温度制御の精
度や効率を飛躍的に向上させる。 【解決手段】 トレー１は、被処理物９の被処理面とは
反対側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部
１４と、被処理物９と同軸上の箇所でトレー１を厚さ方
向に貫通するガス導入路１５を有する。閉空間用凹部１
４は、ガス導入路１５の出口から中心対称状に延びる溝
状である。ガス導入路１４を通して昇圧用ガスを導入
し、閉空間内の圧力を被処理物９の被処理面を臨む空間
の圧力より高くし、被処理物９が浮き上がらないよう押
し付け具１２で押し付ける。ガス導入路１４のコンダク
タンスは、コンダクタンス調整器１７で調整される。ト
レー１は、トレー１を介して被処理物９の温度を制御す
る温度制御機構を有するトレーホルダーに保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願の発明は、薄膜形成、表
面改質又はドライエッチングのような真空中で処理を行
う真空処理装置において、被処理物を載せる真空処理装
置用トレー（以下、単にトレー）に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種半導体部品や電子部品等の製造プロ
セスでは、被処理物上に微細な電子回路を形成するた
め、薄膜形成、表面改質、ドライエッチング等のような
真空中で処理を行う真空処理装置が使用される。このよ
うな真空処理装置では、被処理物をトレーに載せて処理
することがある。特に、複数の同一の被処理物を同時に
処理したり、外形寸法の異なる複数の被処理物を同時に
処理する場合、被処理物をトレーに載せて処理する構成
が採用される。

【０００３】このような真空処理装置では、処理中の被
処理物の温度が処理に影響を与えることが多いため、処
理中に被処理物の温度を制御する構成がしばしば採用さ
れる。具体的には、被処理物を載せたトレーを台状のホ
ルダーに載置して保持させる。ホルダーは、内部にヒー
タが設けられたり、内部に冷媒を流通させたりすること
で所定の温度に管理されるようになっており、トレーが
ホルダー上に載置されることで被処理物の温度が制御さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
真空処理装置では、被処理物が真空中にあるため、温度
制御の精度や効率が悪いという欠点がある。即ち、温度
管理されているホルダーに対してトレーが接触し、トレ
ーに対して被処理物が接触することで被処理物が温度制
御されるが、ホルダーに対するトレーの接触、トレーに
対する被処理物の接触は充分ではなく、両者の間には微
小な隙間が形成されるのが避けられない。この隙間は真
空雰囲気であり、従って、この隙間を介した熱伝達量は
大気中に比べて小さい。このため、ホルダーと被処理物
との間の全体の熱伝達効率が悪く、結果として被処理物
の温度制御の精度や効率が悪くなる。

【０００５】本願の発明は、かかる課題を解決するため
になされたものであり、トレーを使用して被処理物を搬
送する機能を備えた真空処理装置において、被処理物の
温度制御の精度や効率を飛躍的に向上させるという技術
的意義を有する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１記載の発明は、真空中で被処理物を
処理する真空処理装置において被処理物を載せる真空処
理装置用トレーであって、被処理物の被処理面とは反対
側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部を有
しているとともに、被処理物の処理に影響が無い範囲内
で、この閉空間内の圧力を被処理物の被処理面を臨む空
間の真空圧力より高くするよう閉空間内に昇圧用ガスを
導入するガス導入路を有しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明
は、請求項１の構成において、前記ガス導入路は、前記
被処理物の中心軸と同軸上の箇所において前記閉空間用
凹部に達しているとともに、前記閉空間用凹部は、この
同軸上の箇所から中心対称状に延びる溝状であるという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
３記載の発明は、請求項１の構成において、前記閉空間
に前記昇圧用ガスが導入された際に前記被処理物が浮き
上がらないように前記トレーに押し付ける押し付け具を
備えているという構成を有する。また、上記課題を解決
するため、請求項４記載の発明は、請求項１の構成にお
いて、前記ガス導入路のコンダクタンスを調整するコン
ダクタンス調整器を備えているという構成を有する。ま
た、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、
請求項１の構成において、前記ガス導入路は、トレーを
厚さ方向に貫通するものであって、前記被処理物を載置
する側とは反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反
対側凹部が形成されているという構成を有する。また、
上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、請求
項５の構成において、前記反対側凹部は、トレーの中心
軸に対して中心対称の形状であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明
は、請求項１乃至６いずれかに記載の真空処理装置用ト
レーが使用される真空処理装置であって、排気系によっ
て真空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャン
バー内の所定位置に請求項１乃至６いずれかに記載の真
空処理装置用トレーを保持するトレーホルダーとを備え
ており、トレーホルダーにはトレーを介して被処理物の
温度を制御する温度制御機構が設けられているととも
に、前記ガス導入路を通して前記閉空間に昇圧用ガスを
導入する昇圧用ガス導入系が設けられているという構成
を有する。また、上記課題を解決するため、請求項８記
載の発明は、真空中で被処理物を処理する真空処理装置
において被処理物を載せる真空処理装置用トレーであっ
て、表面に静電気を誘起して前記被処理物を静電吸着す
る電界を生じさせる吸着電極を内部に有しているという
構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項
９記載の発明は、請求項８記載の真空処理装置用トレー
が使用される真空処理装置であって、排気系によって真
空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー
内の所定位置に請求項８記載の真空処理装置用トレーを
保持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダ
ーは、前記吸着電極に静電吸着用の電圧を供給する電圧
供給部を有しているという構成を有する。また、上記課
題を解決するため、請求項１０記載の発明は、請求項９
記載の構成において、前記トレーホルダーには、前記ト
レーを介して前記被処理物の温度を制御する温度制御機
構が設けられているという構成を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態につ
いて説明する。まず、請求項１から６に対応した第一の
実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の
トレーの断面概略図、図２は、図１に示すトレーを上か
ら見た平面概略図、図３は、図１に示すトレーを下から
見た平面概略図である。尚、図１は、図２に示すＡ−
Ａ’での断面概略図となっている。図１から図３に示す
トレー１は、真空中で所定の処理が行われる被処理物９
の搬送用に使用されるものであって、被処理物９を載せ
て搬送するようになっている。本実施形態では、被処理
物９は、半導体ウェーハのような円板状となっている。
尚、図２では、被処理物９の図示は省略されている。

【０００８】図２及び図２から解るように、トレー１
は、全体としては長方形の板状である。トレー１の材質
は、被処理物９の処理に影響を与えないものとされる。
例えば被処理物９がシリコンウェーハである場合、トレ
ー１はシリコン、酸化シリコン等で形成される。もしく
は、トレー１は、ステンレスやアルミニウムのような化
学的に安定な金属で形成される場合もある。

【０００９】トレー１の上面には、被処理物９の形状に
合わせた平面視が円形の載置用凹部１１が四つ形成され
ている。各載置用凹部１１の直径は、被処理物９の直径
より僅かに大きい程度であり、被処理物９は、各載置用
凹部１１に落とし込まれた状態で載置される。四つの載
置用凹部１１は全て同じ寸法であり、従って、本実施形
態では、同一の形状寸法の四つの被処理物９を搬送する
ようになっている。尚、トレー１が異なる形状又は大き
さの載置用凹部１１を有し、異なる形状又は大きさの被
処理物９を搬送するようになっている場合もある。ま
た、図１に示すように、各載置用凹部１１の深さは、被
処理物９の厚さよりも少し小さい。従って、被処理物９
は、トレー１の上面から少し突出した状態で載置され
る。

【００１０】図１に示すように、トレー１には、被処理
物９を飛び出しや落下を防止するよう押し付ける押し付
け具１２が設けられている。押し付け具１２は、載置用
凹部１１に落とし込まれた被処理物９の周縁を覆う部材
である。押し付け具１２は、ネジ１３によってトレー１
に固定され、これによって被処理物９がトレー１に押し
付けられている。尚、押し付け具１２の被処理物９の周
縁を覆う部分には、被処理物９のトレー１からの突出に
合わせた段差が形成されており、押し付け具１２は、ト
レー１に接触するとともに被処理物９の周縁に充分に接
触するようになっている。尚、被処理面は、上記のよう
に載置用凹部１１に落とし込まれて載置された状態の被
処理物９の上側の面となっている。

【００１１】本実施形態の大きな特徴点は、トレー１
が、被処理物９の被処理面とは反対側の面（以下、単に
反対側面）を臨む空間に閉空間が形成される形状となっ
ている点である。具体的には、トレー１は、被処理物９
とともに閉空間を形成する閉空間用凹部１４を有してい
る。図１及び図２に示すように、閉空間用凹部１４は、
載置用凹部１１の底面に形成された溝状のものとなって
いる。図２に示すように、閉空間用凹部１４は、各載置
用凹部１１の中心から放射状に延びる溝状の部分と、各
載置用凹部１１の中心と同心円周状の複数の溝状の部分
とからなる形状である。図１に示すように被処理物９が
載置用凹部１１に落とし込まれると、被処理物９は、閉
空間用凹部１４を上側から塞いだ状態となり、被処理物
９と閉空間用凹部１４によって被処理物９の反対側面に
閉空間が形成される。

【００１２】また、トレー１は、上記閉空間内の圧力を
上昇させるためのガス（以下、昇圧用ガス）を導入する
ガス導入路１５を有している。ガス導入路１５は、図１
及び図２に示すように、各載置用凹部１１に設けられた
閉空間用凹部１４の中心においてトレー１をその厚さ方
向に貫通させて形成されたものである。

【００１３】一方、トレー１の被処理物９を載置する側
を表面側とし、これとは反対側の面を裏面側とすると、
裏面側には、図１及び図３に示すような凹部（以下、裏
面側凹部）１６が形成されている。裏面側凹部１６の平
面方向の形状は、図３に示すような中心対称状のものと
なっている。即ち、裏面側凹部１６は、中央に設けたト
レー１と相似形の小さな長方形の部分と、この小さな長
方形の部分の外側に、トレー１の中心軸と中心が一致す
る方形の輪郭の複数の溝状の部分と、その中心において
交差する十字状の溝状の部分とから成る形状である。
尚、図３に示すように、上記ガス導入路１５は、裏面側
凹部１６のうち、中心から二番目の方形の溝状の部分の
各角に位置している。

【００１４】次に、真空処理装置の発明の実施形態につ
いて説明する。図４は及び図５は、第一の実施形態の真
空処理装置の概略構成を示す図であり、図４は平面図、
図５は図４のＢ−Ｂ’における断面図である。本実施形
態の装置は、クラスターツール型のチャンバーレイアウ
トを採用した装置となっている。即ち、図１に示すよう
に、内部に搬送ロボット２１が設けられた搬送チャンバ
ー２が中央にあり、その周囲にロードロックチャンバー
３及び複数の処理チャンバー４，５，６がゲートバルブ
７を介して気密に接続されている。尚、搬送チャンバー
２、ロードロックチャンバー３及び各処理チャンバー
４，５，６は、真空チャンバーであり、排気系（図４中
不図示）を備えている。

【００１５】本実施形態装置は、大気側でトレー１に未
処理の被処理物９を載せる不図示の搭載エリア及びトレ
ー１から処理済みを被処理物９を回収する不図示の回収
エリアを有している。搭載エリアは、手動又はロボット
等を使用して自動で未処理の被処理物９をトレー１に載
せるようになっている。回収エリアも、同様に、手動又
はロボット等を使用して自動で処理済みの被処理物９を
トレー１から回収するようになっている。搬送チャンバ
ー２内の搬送ロボット２１としては、本実施形態では、
多関節ロボットが使用されている。搬送ロボット２１
は、多関節アームの先端にトレー１を載せて保持し、多
関節アームの伸縮、垂直な軸周りの回転、上下運動を行
ってトレー１を移動させるようになっている。

【００１６】ロードロックチャンバー３は、大気側と搬
送チャンバー２との間をトレー１が移動する際にトレー
１が一時的に滞留するチャンバーである。ロードロック
チャンバー３内には、複数のトレー１を一時的に収容す
るカセットが設けられる場合がある。また、上述した搭
載エリア及び回収エリアとロードロックチャンバーとの
間でトレー１の移動を行う不図示のオートローダが設け
られている。オートローダは、搬送ロボット２１と同様
の多関節ロボットである。

【００１７】各処理チャンバー４，５，６の構成は、被
処理物９に対して行う処理の内容に応じて最適化され
る。本実施形態の装置は、レジストで形成された回路パ
ターンをマスクとしてエッチングを行う装置となってい
る。即ち、処理チャンバーの一つ４は、エッチングチャ
ンバーとなっている。エッチングチャンバー４は、フッ
素系ガスのプラズマにより被処理物９の被処理面をエッ
チングするようになっている。具体的には、エッチング
チャンバー４は、図５に示すように、内部を排気する排
気系４１と、四フッ化炭素（ＣＦ_４）のようなフッ素系
ガスをプロセスガスとして導入するプロセスガス導入系
４２と、導入されたガスに高周波放電を生じさせてプラ
ズマを形成する高周波電極４３と、高周波電極に高周波
電力を供給する高周波電源４４と、エッチングチャンバ
ー４内の所定位置にトレー１を保持するトレーホルダー
４５等を備えている。

【００１８】高周波放電により形成されたフッ素系ガス
のプラズマ中では、フッ素活性種やフッ素イオンが盛ん
に形成され、このフッ素活性種やフッ素イオンが被処理
物９の被処理面に到達することにより、処理面の酸化シ
リコンなどの材料がエッチングされる。尚、電界を設定
して被処理面にイオンを加速して入射させながらエッチ
ングする反応性イオンエッチングが行われることもあ
る。

【００１９】また、エッチングチャンバー４には、処理
中の被処理物９の温度を制御する温度制御機構（図５中
不図示）が設けられている。温度制御機構は、トレーホ
ルダー４５の温度を管理することにより被処理物９の温
度を制御するようになっている。図６を使用して、温度
制御機構について説明する。図６は、図４及び図５に示
すエッチングチャンバー４内に設けられたトレーホルダ
ー４５の詳細を示す断面概略図である。

【００２０】図６に示すように、温度制御機構４６は、
ジュール熱を発生させてトレーホルダー４５を加熱する
ようトレーホルダー４５内に設けられたヒータ４６１
と、トレーホルダー４５内の空洞に冷媒を流通させてト
レーホルダー４５を冷却する冷媒流通系４６２と、トレ
ーホルダー４５の温度を計測する不図示の温度センサ
と、温度センサからの信号によりヒータ４６１及び冷媒
流通系４６２を制御する不図示の制御部等から構成され
ている。制御部は、温度センサからの信号により、ヒー
タ４６１に供給する電力を制御したり、冷媒の流通量又
は冷媒の温度を制御したりすることで、トレーホルダー
４５の温度を所定の温度に管理するようになっている。

【００２１】また、トレー１は、搬送ロボット２１によ
りトレーホルダー４５の中心軸とトレー１の中心軸とが
一致した状態でトレーホルダー４５に載置されるように
なっている。そして、図５及び示すように、トレーホル
ダー４５に載置されたトレー１をトレーホルダー４５に
押し付けるためのクランプ機構４７が設けられている。
クランプ機構４７は、押し付け具１２の部分に先端が接
触するフック４７１と、フック４７１を駆動させるフッ
ク駆動部４７２とから主に構成されている。フック４７
１は、エッチングチャンバー４の底板部の開口に挿通さ
れている。フックの挿通部分からのリークがないよう、
ベローズが設けられている。

【００２２】図４〜図６に示す本実施形態の装置の大き
な特徴点は、上述したようにトレー１内に形成される閉
空間に昇圧用ガスを導入する昇圧用ガス導入系４８が設
けられている点である。昇圧用ガス導入系４８は、上述
したトレーホルダー４５内を経由して昇圧用ガスを導入
するようになっている。以下、この点を具体的に説明す
る。

【００２３】図６に示すように、トレーホルダー４５に
は、中心軸に沿って垂直に延びる貫通孔４５１が設けら
れている。昇圧用ガス導入系４８は、昇圧用ガスを溜め
たボンベ４８０と、ボンベ４８０とトレーホルダー４５
の貫通孔４５１とをつなぐ配管４８１と、配管４８１上
に設けられたバルブ２８２や流量調整器４８３等から主
に構成されている。昇圧用ガス導入系４８は、昇圧用ガ
スとしてヘリウムを導入するようになっている。

【００２４】次に、図６を使用して、上記トレー１及び
昇圧用ガス導入系４８の作用について説明する。図６に
示すように、被処理物９を搭載したトレー１がトレーホ
ルダー４５に載置された後、フック駆動部４７２が動作
してフック４７１が押し付け具１２に接触してトレー１
をトレーホルダー４５に押し付ける。次に、昇圧用ガス
導入系４８が動作し、昇圧用ガスとしてヘリウムを導入
する。昇圧用ガスは、トレーホルダー４５内の貫通孔４
５１を通してまずトレーホルダー４５とトレー１との間
の空間、即ちトレー１の裏面側凹部１６内に溜まる。こ
の結果、裏面側凹部１６内の空間の圧力が上昇する。

【００２５】裏面側凹部１６内に溜まった昇圧用ガス
は、トレー１に設けられたガス導入路１５を通って上昇
し、トレー１と被処理物９の間の空間、即ち閉空間に達
してこの閉空間の圧力を上昇させる。裏面側凹部１６内
の空間の圧力及び閉空間の圧力が上昇する結果、トレー
ホルダー４５とトレー１との間の熱伝達効率及びトレー
１と被処理物９との間の熱伝達効率が向上する。この結
果、トレーホルダー４５と被処理物９との間の熱交換の
効率が高まり、前述した温度制御機構４６による被処理
物９の温度制御の精度や効率が向上する。

【００２６】また、本実施形態のトレー１は、昇圧用ガ
ス導入路１５のコンダクタンスを調整するコンダクタン
ス調整器１７を備えている。以下、この点を説明する。
図７は、コンダクタンス調整器１７の構成を説明する平
面図である。コンダクタンス調整器１７は、図６及び図
７に示すように、トレー１の反対側面に形成されたガス
導入路１５の入り口を部分的に塞ぐ板状の部材で構成さ
れている。コンダクタンス調整器１７は、トレー１に対
してネジ止めされている。コンダクタンス調整器１７
は、細長い開口１７０を有し、この開口１７０にネジ１
７１が挿通され、このネジがトレー１にねじ込まれてい
る。

【００２７】コンダクタンスを調整する場合、ネジ１７
１をゆるめて、コンダクタンス調整器１７を開口の長さ
方向に移動させる。これにより、コンダクタンス調整器
１７によるガス導入路１５を塞ぎ量が多くなったり少な
くなったりする。適当な位置にコンダクタンス調整器１
７を位置させた後、ネジ１７１をトレー１にねじ込んで
固定する。

【００２８】上述したようなコンダクタンスの調整は、
以下のような技術的意義を有する。上述したように、本
実施形態では、昇圧用ガスが導入される空間は閉空間で
あり、昇圧用ガスは、トレー１と被処理物９との間に閉
じ込められた状態となる。つまり、閉空間とは、昇圧用
ガスが導入される導入孔を除いて実質的に閉じた空間と
いう意味である。

【００２９】ここで、昇圧用ガスの導入量が多くなる
と、閉空間内の圧力が上昇する。被処理物９は、上述し
たように、押し付け具１２によってトレー１に押し付け
られているが、閉空間の圧力が高くなると、トレー１か
ら浮き上がってしまう恐れがある。被処理物９がトレー
１から浮き上がると、昇圧用ガスが閉空間から漏れ出て
しまう。漏れ出た昇圧用ガスが、被処理物９の被処理面
を臨む空間に達すると、処理の品質に影響を与える場合
がある。但し、昇圧用ガスの導入量が不足すると、トレ
ー１と被処理物９との間の熱交換を促進する効果が充分
に得られなくなってしまう。

【００３０】そこで、本実施形態では、昇圧用ガスの導
入量が最適なものになるよう、ガス導入路１５のコンダ
クタンスをコンダクタンス調整器１７によって調整して
いる。尚、閉空間への昇圧用ガスの導入量は、昇圧用ガ
ス導入系４８が備える流量調整器４８３によっても調整
可能である。しかしながら、流量調整器４８３による調
整のみでは、以下のような二つの問題がある。

【００３１】一つめの問題は、流量調整器４８３による
調整のみでは、閉空間内の圧力を細かく調節するのが困
難であるということである。二つめの問題は、トレーホ
ルダー４５とトレー１との間の空間の圧力の調節の必要
性の点である。即ち、トレーホルダー４５とトレー１と
の間の熱交換を充分に促進する必要上から、トレーホル
ダー４５とトレー１との間の空間の圧力も充分に上昇さ
せる必要があるが、あまり上昇させると、押し付け具１
２による圧力に拘わらずトレー１がトレーホルダー４５
から浮き上がってしまう問題がある。このため、トレー
ホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力が限度以上
に上昇しないようにすることが好ましい。

【００３２】流量調整器４８３の流量調整によって閉空
間の圧力を調節すると、トレーホルダー４５とトレー１
との間の空間の圧力が最適値からずれてしまうことがあ
る。従って、トレーホルダー４５とトレー１との間の空
間の圧力は流量調整器４８３の流量調整によって調節
し、閉空間の圧力調節はコンダクタンス調整器１７によ
ることが好ましい。

【００３３】尚、コンダクタンス調整器１７としては、
前述したような手動により位置が変更される板状部材の
他、自動的に変位する部材を設けても良い。例えば、ガ
ス導入路１５を部分的に閉鎖する閉鎖部材に対し、エア
シリンダのような直線駆動源を接続する。直線駆動源に
よって閉鎖部材を変位させ、コンダクタンスを調整す
る。直線駆動源の他、サーボモータのような回転駆動源
とその回転を直線運動に変換する機構との組み合わせを
採用しても良い。

【００３４】また、被処理物９への処理を汚損しないと
いう観点から、昇圧用ガスは閉空間に封じ込められて漏
れ出ないようにすることが好ましい。但し、漏れ出る量
が微量であれば処理の品質に影響が無い場合があり、影
響が無い範囲内の量で昇圧用ガスで導入すれば良い。

【００３５】また、図４に示す他の処理チャンバーの一
つ５は、例えばエッチング後にレジストをアッシングし
て除去するアッシングチャンバーとして構成される。ま
た、さらに別の処理チャンバー６は、例えばアッシング
後に被処理物９を洗浄してレジストの残渣を除去する洗
浄チャンバーとして構成される。

【００３６】次に、本実施形態の装置の全体の動作につ
いて説明する。未処理の被処理物９は、不図示の搭載エ
リアにおいてトレー１に搭載される。被処理物９が搭載
されたトレー１は、不図示のオートローダによってロー
ドロックチャンバーに移動する。次に、搬送ロボットに
よってトレー１がエッチングチャンバー４に移動し、被
処理物９がエッチングチャンバー４に搬送される。エッ
チングチャンバー４内は、排気系４１によって予め所定
の圧力まで排気されている。

【００３７】トレー１がトレーホルダー４５上に載置さ
れると、昇圧用ガス導入系４８が動作し、前述したよう
にトレー１と被処理物９との間の閉空間に昇圧用ガスが
導入される。尚、トレーホルダー４５には、昇降ピンの
ようなトレー１をトレーホルダー４５に受け渡す受け渡
し機構が設けられることがある。トレーホルダー４５に
設けられた温度制御機構４６が予め動作しており、トレ
ーホルダー４５の温度は所定の値になるよう管理されて
いる。昇圧用ガスによって熱交換効率が高まり、温度制
御機構４６により精度良く被処理物９の温度が制御され
る。この状態で、プロセスガス導入系４２が動作し、フ
ッ素系ガスが所定の流量で導入される。そして、高周波
電源４４が動作してフッ素系ガスのプラズマが形成され
る。プラズマの作用により、被処理物９の被処理面がエ
ッチングされる。

【００３８】温度制御の例について、少し詳しく説明す
る。エッチングは、ある程度の高温の方が効率良く進行
するので、エッチング開始の際に被処理物９をヒータ４
６１によって室温より高い温度（設定温度）に制御す
る。エッチング開始後、プラズマからの熱によって被処
理物９が設定温度以上に加熱され、ヒータ４６１の制御
のみでは不充分な場合、冷却機構によって被処理物９を
設定温度に冷却する。

【００３９】このようなエッチングを所定時間行った
後、高周波電源４４、プロセスガス導入系４２及び昇圧
用ガス導入系４８の動作を停止し、エッチングチャンバ
ー４内を再度排気した後、トレー１をエッチングチャン
バー４から取り出す。その後、必要に応じて、アッシン
グや洗浄等の処理を行った後、トレー１をロードロック
チャンバー３を経由して回収エリアに移動させる。そし
て、トレー１から処理済みの被処理物９を回収する。

【００４０】上記構成及び動作に係る本実施形態の装置
によれば、上述したように温度制御機構４６による被処
理物９の温度制御の精度が向上するので、被処理物９の
温度が処理中に最適な温度に維持され、処理の品質が向
上する。また、温度制御の効率も良いので、ランニング
コストの点でも有利である。

【００４１】次に、請求項８及び９に対応した第二の実
施形態について説明する。図８は、第二の実施形態のト
レー及び第二の実施形態の真空処理装置が備えるトレー
ホルダーの断面概略図である。

【００４２】図８に示すトレー１の大きな特徴点は、表
面に静電気を誘起して被処理物９を静電吸着する電界を
生じさせる吸着電極１８を内部に有している点である。
吸着電極１８は、トレー１と相似形の板状の部材であ
り、トレー１より少し大きさが小さい。吸着電極１８
は、トレー１の面方向（即ち、載置される被処理物９の
面方向）と平行になるよう、トレー１内に埋設されてい
る。吸着電極１８には、ガス導入路１５を構成する貫通
孔が形成されている。また、トレー１は、酸化シリコン
又はアルミナのような誘電体で形成されている。また、
トレー１の反対側面を貫通させて二つの導通ピン１９が
トレー１に固定されている。二つの導通ピン１９の上端
は吸着電極１８に接続され、下端はトレー１の反対側面
から下方に突出している。尚、二つの導通ピン１９は、
吸着電極１８のほぼ中央の位置で吸着電極１８に接続さ
れている。

【００４３】図９は、図８に示す導通ピン１９の詳細な
構造を示す断面図である。図９に示すように、導通ピン
１９は、中空のピン本体１９１と、ピン本体１９１から
下方に突出する先端具１９２と、ピン本体１９１内に設
けられたコイルスプリング１９３とから成っている。ピ
ン本体１９１、先端具１９２、コイルスプリング１９３
は、全て金属製である。

【００４４】図８ではトレーホルダー４５のみが描かれ
ているが、他の構成は、前述した第一の実施形態の装置
と同様に構成できる。本実施形態の真空処理装置の特徴
点は、トレーホルダー４５が、トレー１内の吸着電極１
８に静電吸着用の電圧を供給する電圧供給部を有してい
る点である。電圧供給部は、具体的には、トレー１がト
レーホルダー４５に保持された際に導通ピン１９に接触
する導体ロッド４５２となっている。

【００４５】導体ロッド４５２は、トレーホルダー４５
を上下に貫通して設けられている。導体ロッド４５２は
円筒状であり、トレーホルダー４５の中心に設けられた
貫通孔４５１と同軸となっている。導体ロッド４５２に
は、吸着電源４９が接続されている。吸着電源４９とし
ては、正又は負の直流電源が使用されている。トレー１
がトレーホルダー４５に正しく載置されると、導体ロッ
ド４５２の先端に導通ピン１９が接触する。尚、この
際、図８に先端具１９２は、コイルスプリング１９３を
圧縮するよう作用する。即ち、コイルスプリング１９３
は、先端具１９２の導体ロッド４５２への衝突を吸収す
るよう作用する。

【００４６】導通ピン１９が導体ロッド４５２に接触し
た状態で吸着電源４９が動作すると、静電吸着用の電圧
が導体ロッド４５２及び導通ピン１９を介して吸着電極
１８に与えられる。この結果、トレーホルダー４５に誘
電分極が生じて表面に静電気が誘起され、被処理物９が
トレー１に静電吸着される。尚、導体ロッド４５２の周
囲は不図示の絶縁材で覆われており、導体ロッド４５２
に与えられる電圧がトレーホルダー４５に伝わらないよ
うになっている。

【００４７】被処理物９がトレー１に静電吸着される
と、トレー１に対する被処理物９の密着性が向上する。
この結果、被処理物９とトレー１との間の熱伝達効率が
さらに高まり、温度制御の精度や効率がさらに向上す
る。また、被処理物９のトレー１に対する押し付け圧力
も高まるので、閉空間内の圧力をより高くしても、被処
理物９がトレー１から浮き上がることがない。このた
め、閉空間内の圧力をより高くし、さらに熱伝達効率を
向上させることができる。

【００４８】押し付け具１２による圧力を高くしても良
いが、押し付け具１２による圧力は、被処理物９に対し
て局所的に作用するため、被処理物９の温度分布が不均
一になる問題がある。また、あまり押し付け具１２によ
る圧力を高くすると、被処理物９に無理な力が加わり、
被処理物９の破損等の問題が生じる恐れがある。被処理
物９を静電吸着する構成では、このような問題はなく、
図８に示すように、押し付け具１２を使用しなくても良
い。

【００４９】尚、被処理物９をトレー１に対して静電吸
着する構成は、トレー１を介して被処理物９の温度制御
を行う場合以外にも、処理中の被処理物９の位置ずれが
防止できる等の技術的意義がある。また、トレー１内部
に電池式の吸着電源４９を設けることで、トレー１がト
レーホルダー４５に載置されていない状態でも被処理物
９をトレー１に静電吸着することが可能である。この場
合、トレー１が搬送ロボット等により移動している際に
も被処理物９を静電吸着することができ、被処理物９の
搬送中の位置ずれ防止やトレー１からの落下防止に役立
つ。

【００５０】本実施形態では、吸着電極１８が一つ即ち
単極式の構成であったが、一対の吸着電極を使用した双
極式の構成でも良い。一対の吸着電極には、互いに極性
の異なる電圧が印加される。また、被処理物９を臨む空
間にプラズマが形成される場合、吸着電極に高周波電圧
を印加しても被処理物９の静電吸着は可能である。尚、
本実施形態では、トレー１全体が誘電体製であったが、
少なくとも被処理物９が載置される面が誘電体であれば
足りる。従って、例えば吸着電極１８から上側の部分の
みを誘電体製にしても良い。また、本実施形態では、電
圧供給部は、吸着電極１８と外部の吸着電源４９とをつ
なぐ導通部材であったが、トレーホルダー４５内に電源
を設けてこれを電圧供給部としても良い。

【００５１】次に、第三の実施形態のトレーについて説
明する。図１０は、第三の実施形態のトレーを上から見
た平面概略図である。第三の実施形態のトレーは、閉空
間用凹部１４の形状が前述した各実施形態とは異なって
いる。即ち、図１０に示す実施形態における閉空間用凹
部１４は、小さな円柱状の部分を均等に多数残して載置
用凹部１１を掘り下げたような形状となっている。ま
た、トレー１の周縁の部分は閉空間用凹部１４となって
おらず、凸部が周状に延びている。この凸部は、小さな
円柱状の部分と上面の高さがほぼ同じである。この実施
形態でも、ガス導入路１５の開口は、載置用凹部１１の
中心に位置している。この実施形態のトレー１によって
も、閉空間の圧力の上昇にり、被処理物９の温度制御の
精度や効率を向上させることができる。

【００５２】上述した閉空間用凹部１４やガス導入路１
５の各構成は、いずれも閉空間への昇圧用ガスの導入量
を均一にして被処理物９の温度を均一にする技術的意義
がある。このような構成は、前述した以外にも多く考え
られる。まず、ガス導入路１５が一つである場合は、そ
の出口は載置用凹部１１の中央に位置することになる
が、ガス導入路１５が複数ある場合、それらの出口は、
載置用凹部１１の中心に対して対称で互いに等間隔に配
置することが好ましい。また、閉空間用凹部１４の形状
についても、中心対称の形状に限らず、溝状のものを平
行に等間隔に並べた形状や格子状の溝から成る形状等を
採用することができる。

【００５３】尚、閉空間は、被被処物９の被処理面とは
反対側に形成されるが、完全に反対である必要はない。
被処理面の処理に影響が無い範囲内で反対側という意味
である。さらに、閉空間はガス導入路１５以外の部分で
開口が無いことが好ましいが、開口があっても、そこか
ら漏れ出る昇圧用ガスが処理に影響が無いのであれば、
そのような構成でも良い。

【００５４】上記各実施形態では、エッチングを真空処
理の例として採り上げたが、スパッタリングや化学蒸着
（ＣＶＤ）等の成膜処理、表面酸化や表面窒化等の表面
改質処理についても、同様に実施可能である。また、被
処理物９としては半導体ウェーハが想定されたが、液晶
ディスプレイ用の基板やプラズマディスプレイ用の基
板、ハードディスク等の情報記録媒体用の基板、磁気セ
ンサ等の電子デバイス用の基体等、各種のものを被処理
物９とすることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明した通り、本願の請求項１記載
の発明によれば、被処理物とトレーとの間の閉空間内の
圧力が上昇するので、トレーを介した被処理物の温度制
御の精度や効率が向上する。また、請求項２記載の発明
によれば、上記効果に加え、昇圧用ガスが閉空間内で均
一に拡散するので、閉空間内の熱伝達効率も均一に向上
する。このため、被処理物の温度もより均一になる。ま
た、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、閉
空間に昇圧用ガスが導入された際に被処理物が浮き上が
らないように押し付け具によりトレーに押し付けられ
る。従って、トレーと被処理物との間の熱伝達が不充分
となったり、閉空間から昇圧用ガスが漏れ出る問題が生
じない。また、請求項４記載の発明によれば、上記効果
に加え、ガス導入路のコンダクタンスがコンダクタンス
調整器により調整されるので、被処理物の浮き上がりを
防止するとともに充分な熱伝達効率向上作用が得られる
量のガスを容易に導入できる。また、請求項５記載の発
明によれば、上記効果に加え、トレーホルダーのような
保持部材にトレーが保持された際、被処理物を載置する
側とは反対側の反対側凹部内に昇圧用ガスが一旦溜めら
れるので、保持部材とトレーとの間の熱伝達効率も向上
するという効果が得られる。また、請求項６記載の発明
によれば、上記効果に加え、反対側凹部がトレーの中心
軸に対して中心対称の形状であるので、トレーの温度が
均一になる。このため、被処理物の温度も均一になる。
また、請求項７又は８記載の発明によれば、被処理物を
トレーに静電吸着することが可能になるので、被処理物
の位置ずれを防止したり、被処理物のトレーに対する接
触性をさらに向上させたりすることが可能となる。ま
た、請求項１０記載の発明によれば、上記効果に加え、
被処理物の温度制御の精度や効率をより向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施形態のトレーの断面概略図である。

【図２】図１に示すトレーを上から見た平面概略図であ
る。

【図３】図１に示すトレーを下から見た平面概略図であ
る。

【図４】第一の実施形態の真空処理装置の概略構成を示
す平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ’における断面図である。

【図６】図４及び図５に示すエッチングチャンバー４内
に設けられたトレーホルダー４５の詳細を示す断面概略
図である。

【図７】コンダクタンス調整器１７の構成を説明する平
面図である。

【図８】第二の実施形態のトレー及び第二の実施形態の
真空処理装置が備えるトレーホルダーの断面概略図であ
る。

【図９】図８に示す導通ピン１９の詳細な構造を示す断
面図である。

【図１０】第三の実施形態のトレーを上から見た平面概
略図である。

【符号の説明】

１ トレー １１ 載置用凹部 １２ 押し付け具 １４ 閉空間用凹部 １５ ガス導入路 １６ 裏面側凹部 １７ コンダクタンス調整器 １８ 吸着電極 ２ 搬送チャンバー ３ ロードロックチャンバー ４ 処理チャンバー ４１ 排気系 ４２ プロセスガス導入系 ４３ 高周波電極 ４４ 高周波電源 ４５ トレーホルダー ４５２ 導体ロッド ４６ 温度制御機構 ４６１ ヒータ ４６２ 冷媒流通系 ４７ クランプ機構 ４８ 昇圧用ガス導入系 ４９ 吸着電源

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｂ Ｆターム(参考） 4K029 DA08 DB19 JA01 JA05 4K030 FA03 GA02 KA23 4K057 DD01 DM35 DM37 DM38 DM39 5F004 BA04 BB13 BB21 BB22 BB26 BC03 BC06 BC08 BD01 BD07 CA02 DA01 5F031 CA02 DA05 FA01 GA37 GA43 HA16 HA42 MA04 MA28 MA29 MA32 NA05

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空中で被処理物を処理する真空処理装
   置において被処理物を載せる真空処理装置用トレーであ
   って、 被処理物の被処理面とは反対側の面を臨む空間に閉空間
   を形成する閉空間用凹部を有しているとともに、被処理
   物の処理に影響が無い範囲内で、この閉空間内の圧力を
   被処理物の被処理面を臨む空間の真空圧力より高くする
   よう閉空間内に昇圧用ガスを導入するガス導入路を有し
   ていることを特徴とする真空処理装置用トレー。
2. 【請求項２】 前記ガス導入路は、前記被処理物の中心
   軸と同軸上の箇所において前記閉空間用凹部に達してい
   るとともに、前記閉空間用凹部は、この同軸上の箇所か
   ら中心対称状に延びる溝状であることを特徴とする請求
   項１記載の真空処理装置用トレー。
3. 【請求項３】 前記閉空間に前記昇圧用ガスが導入され
   た際に前記被処理物が浮き上がらないように前記トレー
   に押し付ける押し付け具を備えていることを特徴とする
   請求項１記載の真空処理装置用トレー。
4. 【請求項４】 前記ガス導入路のコンダクタンスを調整
   するコンダクタンス調整器を備えていることを特徴とす
   る請求項１記載の真空処理装置用トレー。
5. 【請求項５】 前記ガス導入路は、トレーを厚さ方向に
   貫通するものであって、前記被処理物を載置する側とは
   反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反対側凹部が
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空処
   理装置用トレー。
6. 【請求項６】 前記反対側凹部は、トレーの中心軸に対
   して中心対称の形状であることを特徴とする請求項５記
   載の真空処理装置用トレー。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６いずれかに記載の真空処
   理装置用トレーが使用される真空処理装置であって、排
   気系によって真空圧力に排気される処理チャンバーと、
   処理チャンバー内の所定位置に請求項１乃至６いずれか
   に記載の真空処理装置用トレーを保持するトレーホルダ
   ーとを備えており、トレーホルダーにはトレーを介して
   被処理物の温度を制御する温度制御機構が設けられてい
   るとともに、前記ガス導入路を通して前記閉空間に昇圧
   用ガスを導入する昇圧用ガス導入系が設けられているこ
   とを特徴とする真空処理装置。
8. 【請求項８】 真空中で被処理物を処理する真空処理装
   置において被処理物を載せる真空処理装置用トレーであ
   って、 表面に静電気を誘起して前記被処理物を静電吸着する電
   界を生じさせる吸着電極を内部に有していることを特徴
   とする真空処理装置用トレー。
9. 【請求項９】 請求項８記載の真空処理装置用トレーが
   使用される真空処理装置であって、排気系によって真空
   圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー内
   の所定位置に請求項８記載の真空処理装置用トレーを保
   持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダー
   は、前記吸着電極に静電吸着用の電圧を供給する電圧供
   給部を有していることを特徴とする真空処理装置。
10. 【請求項１０】 前記トレーホルダーには、前記トレー
    を介して前記被処理物の温度を制御する温度制御機構が
    設けられていることを特徴とする請求項９記載の真空処
    理装置。