JP2003282692A - 基板搬送用トレーおよびこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料台が基板処理装置に固定されていると、
基板を処理した後基板が冷却するまで次の基板と交換す
ることができず基板の処理効率を高めることができな
い。 【解決手段】 基板処理装置に脱着可能な基板搬送用ト
レーに基板冷却部と静電チャック部と放熱部を設けるこ
とにより、基板の処理効率を高めることのできる基板搬
送用トレーおよびこれを用いた基板処理装置を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種基板に処理を施
す製造装置に用いられる基板搬送用トレーおよびこれを
用いた基板処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板をエッチングまたはスパッタ
リングするには小さな径のウエハを一度に多数枚処理す
るバッチ式が用いられていたが、処理効率を上げるため
大口径化が進んでいる。

【０００３】大口径の基板を一度に多数枚処理すること
は技術的に極めて困難で処理精度が低下するため、最近
では基板を一枚ずつ処理する枚葉式が主流になってい
る。

【０００４】この枚葉式の基板処理方法では、生産性を
上げるために大量のイオンを基板に照射し短時間で処理
する方法が用いられているが、高周波電流が多く流れる
ため基板が発熱しレジストが耐熱劣化するため冷却する
必要があり、その手段として冷却水を流した基板処理装
置本体の試料台に金属などのツメを用いて基板を密着さ
せ放熱性を良くする方法が用いられているが、ツメがプ
ラズマなどのイオンの分布を乱したり、ツメで押さえら
れた部分が影になり処理できなかったり、ツメで機械的
に押さえることにより基板が破損したりする。

【０００５】一方この問題を解決する手段として特許第
２６８０３３８号公報に記載の方法が知られている。

【０００６】すなわち、図６に示したように基板処理装
置本体１に固定された試料台２に絶縁物３に囲まれた電
極４を設け、電極４に電圧を印加することにより静電気
を発生させ基板５を試料台２に静電吸着させるととも
に、試料台２に設けた溝６及び孔７に冷却ガス８を流す
ことにより基板５を冷却し、基板５を固定するためのツ
メを無くすことにより基板５の破損を防止するとともに
基板温度を均一にするという構成が用いられていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように静電吸着により基板を基板処理装置本体に固定さ
せる方式では、静電吸着によって発生した電荷を除電す
る必要がある。仮に基板を除電せずに機械装置により強
制的に取り出しなどの搬送を行おうとすると残存してい
る電荷により静電吸着力が作用し基板が破損し、割れた
基板を取り除き基板処理装置を復旧させるためには一旦
大気中に戻し処理した後再度真空に引く必要があるため
復旧にかなりの時間が必要となる。

【０００８】一方、基板を除電するためには例えば真空
中で窒素放電などを行う必要が有り真空下での処理時間
が長くなりいずれにしても基板の処理効率が低いという
課題を有していた。

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、基板処理装置に脱着可能な基板搬送用トレーに基
板冷却部と静電チャック部と放熱部を設け、基板処理後
は基板搬送用トレーを基板処理装置から取りはずし次の
基板搬送用トレーと交換することにより基板の除電と次
の基板の処理を平行して進めることができ、基板の処理
効率を高めることのできる基板搬送用トレーおよびこれ
を用いた基板処理装置を提供することを目的とするもの
である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を有するものである。

【００１１】本発明の請求項１に記載の発明は、基板を
処理する装置に脱着可能で、前記基板を載置する凹部を
有する基板搬送用トレーにおいて、前記基板を冷却する
ための冷却部と、前記基板を固定するための静電チャッ
ク部と、前記基板搬送用トレーの放熱部からなり、前記
冷却部は前記基板搬送用トレーの凹部表面に冷却用媒体
を供給する孔および／または溝を有しており、前記静電
チャック部は前記基板搬送用トレーの凹部直下に絶縁層
に囲まれた導電層を有しており、前記放熱部は前記基板
搬送用トレーの前記静電チャック部に接し熱伝導性の良
い層からなる基板搬送用トレーという構成を有してお
り、これにより基板をトレーに固定するためのツメ無し
に静電気力により基板を固定し、冷却用媒体により基板
の温度を冷却し、基板搬送用トレーを基板処理装置と着
脱可能にすることができるため、基板の損傷をなくし、
基板の温度を均一化し、基板処理後は基板が冷却するの
を待つことなく速やかに基板搬送用トレーを基板処理装
置からはずして次の基板搬送用トレーに交換し基板処理
効率を高めることができるという作用効果が得られる。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、凹部表
面は絶縁層であるという構成を有しており、これにより
凹部表面付近に静電気を帯電させることができるため、
基板を基板搬送用トレーの凹部に静電吸着させることが
できるという作用効果が得られる。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、静電チ
ャック部に設けた導電層は、複数に分割されるとともに
隣接する前記導電層は異なる極性に帯電しているという
構成を有しており、これにより導電層を分割することに
より基板搬送用トレーに基板突き上げピンなどの加工を
行える領域を設けることができるため基板搬送用トレー
の各種加工が容易にできるとともに、分割され隣接した
導電層を異なる極性に帯電させることにより静電吸着さ
せるとともに基板に帯電する静電気の電荷を調節するこ
とができるため基板に与える静電気の影響を小さくする
ことができるという作用効果が得られる。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、導電層
は、略均等に分割されているという構成を有しており、
これにより静電吸着力の場所によるバランスを良くする
とともに、基板に帯電する静電気の電荷のバランスを良
くし、基板に与える静電気の影響を小さくすることがで
きるという作用効果が得られる。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、放熱部
に設けた熱伝導性の良い層は、ＡｌまたはＡｌ合金また
はＣｕまたはＣｕ合金のうちいずれかで形成されている
という構成を有しており、これにより放熱部の熱伝導性
を良くすることができるため、基板搬送用トレーの上部
などで発生した熱を基板処理装置の下部電極などに効率
良く放熱し基板および基板搬送用トレーの温度を均一に
することができるという作用効果が得られる。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明は、基板搬
送用トレーは基板突き上げピン用の孔を有するという構
成を有しており、これにより基板搬送用トレーに設けた
基板突き上げピンを用いて基板を基板搬送用トレーから
突き上げることができるため、基板を簡単に取り出すこ
とができるという作用効果が得られる。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、冷却部
に設けた冷却用媒体を供給する孔および／または溝は、
凹部中央が大きく、周辺部が小さいという構成を有して
おり、これにより基板搬送用トレーの中央部に冷却用媒
体を効率良く供給することができるため、基板の中央部
を効率良く冷却することができるという作用効果が得ら
れる。

【００１８】本発明の請求項８に記載の発明は、冷却部
に設けた冷却用媒体を供給する孔および／または溝は、
凹部中央が小さく、周辺部が大きいという構成を有して
おり、これにより基板搬送用トレーの周辺部に効率良く
冷却用媒体を供給することができるため、基板の周辺部
を効率良く冷却することができるという作用効果が得ら
れる。

【００１９】本発明の請求項９に記載の発明は、基板は
圧電基板であるという構成を有しており、これにより圧
電基板を用いた場合でも基板の損傷をなくし、基板の温
度を均一化し、基板処理後は基板が冷却するまで待つこ
となく速やかに基板搬送用トレーを基板処理装置からは
ずして次の基板搬送用トレーに交換し基板処理効率を高
めることができるという作用効果が得られる。

【００２０】本発明の請求項１０に記載の発明は、下部
電極に基板搬送用トレーを脱着可能にした基板処理装置
において、前記基板搬送用トレーは基板を載置する凹部
を有し、前記基板を冷却するための冷却部と、前記基板
を固定するための静電チャック部と、前記基板搬送用ト
レーの放熱部からなり、前記冷却部は前記基板搬送用ト
レーの凹部表面に冷却用媒体を供給する孔および溝を有
しており、前記静電チャック部は前記基板搬送用トレー
の凹部直下に絶縁層に囲まれた導電層を有しており、前
記放熱部は前記基板搬送用トレーの静電チャック部に接
し熱伝導性の良い層を有してなる基板搬送用トレーと、
前記下部電極に前記基板搬送用トレーを固定する手段
と、前記基板搬送用トレーの冷却部に前記冷却用媒体を
供給する手段と、前記基板搬送用トレーの静電チャック
部に設けた導電層に電力を供給する手段とを備えたとい
う構成を有しており、これにより基板をトレーに固定す
るためのツメを無しに静電気力により基板を固定し、冷
却用媒体により基板の温度を冷却し、基板搬送用トレー
を基板処理装置と着脱可能にすることができるため、基
板の損傷をなくし、基板の温度を均一化し、基板処理後
は基板が冷却するまで待つことなく速やかに基板搬送用
トレーを基板処理装置からはずして次の基板搬送用トレ
ーに交換し基板処理効率を高めることができるという作
用効果が得られる。

【００２１】本発明の請求項１１に記載の発明は、基板
搬送用トレーを下部電極に固定する手段は、少なくとも
前記基板搬送用トレーの外周部分を押圧することにより
固定するものであるという構成を有しており、これによ
り金属製のツメなどにより基板を直接押圧することがな
いため、基板の損傷をなくすとともにプラズマなどやイ
オンの挙動に影響を与えないようにすることができると
いう作用効果が得られる。

【００２２】本発明の請求項１２に記載の発明は、下部
電極は前記下部電極と基板搬送用トレーの間を気密接続
する手段を有するという構成を有しており、これにより
下部電極と基板搬送用トレーの間を密閉した状態で接続
することができるため、例えばこの下部電極と基板搬送
用トレーの間に冷却用媒体などを流すことにより基板搬
送用トレーを効率良く冷却することができるという作用
効果が得られる。

【００２３】本発明の請求項１３に記載の発明は、下部
電極は基板突き上げピンを有しているという構成を有し
ており、これにより基板突き上げピンを用いて基板を突
き上げることにより基板を簡単に取り出すことができる
という作用効果が得られる。

【００２４】本発明の請求項１４に記載の発明は、下部
電極は基板搬送用トレー突き上げピンを有するという構
成を有しており、これにより下部電極から基板搬送用ト
レー突き上げピンを用いて基板搬送用トレーを持ち上げ
ることができるため、基板搬送用トレー着脱に際しての
移動操作を容易に行うことができるという作用効果が得
られる。

【００２５】本発明の請求項１５に記載の発明は、基板
は圧電基板であるという構成を有しており、これにより
圧電基板を用いた場合でも基板の損傷をなくし、基板の
温度を均一化し、基板処理後は基板が冷却するのを待つ
ことなく速やかに基板搬送用トレーを基板処理装置から
はずして次の基板搬送用トレーに交換し基板処理効率を
高めることができるという作用効果が得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下に本発明の
実施の形態１を用いて、本発明の請求項１、２、５〜１
５について説明する。

【００２７】図１〜図３において、図１（ａ）は本発明
の実施の形態１における基板搬送用トレーおよび固定手
段の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した本発明の
実施の形態１における基板搬送用トレーおよび固定手段
をＡ−Ａ´で切断した断面図、図２は図１（ａ）に示し
た本発明の実施の形態１における基板搬送用トレーをＢ
−Ｂ´で切断したときの領域Ｘの部分断面図、図３は本
発明の実施の形態１における基板処理装置の断面を示す
概念図である。

【００２８】図１〜図３において基板搬送用トレー１１
は略円盤状で中央部に基板１２を載置するための凹部１
３を有し、ＬｉＴａＯ₃などからなる基板１２を冷却す
るためのＡｌ₂Ｏ₃などの第１の絶縁物１４からなる冷却
部１５と、基板１２を固定するための静電チャック部１
６と、放熱部１７からなり、冷却部１５は基板搬送用ト
レー１１の凹部１３表面に設けた第１の孔１８および第
１の溝１９を有し、第１の孔１８および第１の溝１９は
基板搬送用トレー１１を貫く第１の貫通孔２０と配管２
２を介して接続されており、第１の貫通孔２０を通して
冷却用媒体２１を供給することにより冷却用媒体２１を
第１の孔１８および第１の溝１９から基板１２の裏面に
接触させ基板１２を冷却する構成になっている。

【００２９】冷却部１５の表面を第１の絶縁物１４で構
成することにより冷却部１５の表面に静電気を帯電させ
ることができる。

【００３０】また、第１の孔１８および第１の溝１９は
絶縁物１４内部に設けた配管２２を介して第１の貫通孔
２０と接続されており、冷却用媒体２１が配管２２を通
ることにより絶縁物１４全体を効率良く冷却することが
できる。

【００３１】なお、冷却部１５に用いる第１の絶縁物１
４はＡｌ₂Ｏ₃以外に珪化モリブデン、窒化アルミニウ
ム、窒化珪素、窒化ホウ素、炭化ジルコニウム、炭化珪
素、セラミックなどを用いることができる。

【００３２】図２に示したように、冷却部１５に接して
基板搬送用トレー１１の凹部１３と反対面には、第１の
絶縁物１４に囲まれたＣｕなどの導電性物質からなる導
電層２３からなる静電チャック部１６を設け、凹部１３
と反対方向に第１の絶縁物１４の一部および放熱部１７
を貫通し、周囲を第２の絶縁物２４に囲まれた導電層用
電極２５ａと接続しており、この導電層用電極２５ａに
続いてスプリング式導電層用電極２５ｂおよび直流電源
制御装置２６を介して直流電源２７と接続し他端をグラ
ンド２８に接地することにより、静電チャック部１６に
静電気を発生させ、凹部１３表面に電荷を帯電させるこ
とにより反対の電荷が帯電した基板１２を基板搬送用ト
レー１１に吸着固定することができる。ここでスプリン
グ式導電層用電極２５ｂは金属製のボールに金属製のス
プリングを接続したもので、加重が加わるとスプリング
が縮まるとともにスプリングの伸縮力により導電層用電
極２５ａとスプリング式導電層用電極２５ｂを電気的に
接続する構成になっている。

【００３３】また、スプリング式導電層用電極２５ｂに
換えてスプリングを有しないその他の形状の電極を用い
てもかまわない。

【００３４】このため従来基板１２を固定するのに例え
ば金属製のツメなどで基板１２を直接機械的に押圧する
必要があったものを非接触で基板１２を基板搬送用トレ
ー１１に静電吸着することができ、プラズマやイオンな
どの分布を乱すことがなく基板１２の処理精度を高める
ことができ、ツメで押さえられた部分の影になり処理で
きなかった場所がなくなるため、基板１２の利用できる
領域を広げることができ、さらにツメで機械的に押さえ
ることによる基板の破損をなくすことができる。

【００３５】また印加する直流電圧の極性は導電層２３
を正に帯電させて静電気力により引き合うようにさせる
ため導電層２３を正極に、グランド２８を負極になるよ
うに直流電圧を印加して行った。

【００３６】静電チャック部１６に用いる導電層２３は
冷却用媒体２１を供給する第１の貫通孔２０部分を除い
て連続する一枚の円状のものを用いたが、必要に応じて
複数に分割してもかまわない。

【００３７】静電チャック部１６に用いる絶縁物は冷却
部１５で用いた第１の絶縁物１４と一体のものを用いた
が、別の材質の絶縁物であってもまた分割されたものを
用いてもかまわない。

【００３８】静電チャック部１６で発生する静電気力は
基板１２と基板搬送用トレー１１表面の距離の２乗およ
び導電層２３と基板搬送用トレー１１表面の距離の２乗
に反比例し、印加電圧の２乗に比例することから、基板
１２と基板搬送用トレー１１表面の距離および導電層２
３と基板搬送用トレー１１表面の距離および印加電圧を
制御することにより静電気力を制御することができる。

【００３９】静電気力を大きくするためには印加電圧を
大きくするとともに、基板１２と基板搬送用トレー１１
表面の距離および導電層２３と基板搬送用トレー１１表
面の距離を小さくすることが有効であり、特に基板１２
と基板搬送用トレー１１表面の間の距離を基板搬送用ト
レー１１表面と導電層２３の間の距離より小さくするこ
とにより静電気力をさらに大きくすることができる。

【００４０】静電チャック部１６に接して熱伝導性が良
いＡｌなどの金属からなる放熱部１７を設け、静電チャ
ック部１６などで発生した熱を基板処理装置３１本体へ
放熱させることにより基板搬送用トレー１１および基板
１２の温度を均一にすることができる。

【００４１】また、必要に応じて基板１２および基板搬
送用トレー１１を加熱するためのヒータを第１の絶縁物
１４内部に設けてもかまわない。

【００４２】放熱部１７に用いる熱伝導性の良い層はＡ
ｌ以外にＡｌ合金またはＣｕまたはＣｕ合金などを用い
てもかまわない。

【００４３】また、冷却部１５、静電チャック部１６、
放熱部１７を貫通して基板突き上げピン用の孔３０を設
け、基板１２を取り出し、挿入する際は基板突き上げピ
ンを基板１２の下から突き上げて基板１２を基板搬送用
トレー１１から突き上げることにより基板１２の取り扱
いを容易に行うことができる。

【００４４】また、基板突き上げピン用の孔３０は基板
突き上げピンを使用していない間は貫通孔として作用
し、冷却用媒体２１が基板１２の裏面に供給され基板１
２を冷却することができる。

【００４５】図３において、このようにして構成された
基板搬送用トレー１１に基板１２を載置し、例えばドラ
イエッチングなどの基板処理装置３１に取り付ける。基
板処理装置３１は真空チャンバー３２にチャンバー内部
を真空にするための真空ポンプにつながるガス排気口３
３およびプラズマ、イオン、ラジカル、電子などの源と
なる塩素などのガスを導入するためのガス導入口３４を
有するとともに、真空チャンバー３２の外側にはプラズ
マを発生させるためのコイル３５を有し、プラズマ発生
用制御回路３８ａを介してプラズマ発生用高周波電源３
９ａに接続しさらにグランド２９に接続されている。

【００４６】このようにして構成された基板処理装置３
１の真空チャンバー３２内に設けた下部電極３６上に基
板搬送用トレー１１を位置合わせをして載置し、樹脂製
のＯリング３７などを介してクランプ４０を用いて基板
搬送用トレー１１の周辺部上面４１部分を押圧すること
により基板搬送用トレー１１を下部電極３６に固定し、
Ｏリング３７により基板搬送用トレー１１と下部電極３
６の隙間を密閉状態としている。

【００４７】ここで、Ｏリング３７によって設けられる
放熱部１７と下部電極３６の間の隙間は、下部電極３６
に高周波電圧が印加されても放熱部１７と下部電極３６
の間で放電などがおこらない範囲であり、場合によって
は放熱部１７と下部電極３６が電気的に接続され放熱部
１７と下部電極３６が電気的に一体となって基板搬送用
トレー１１自身にバイアス用の高周波電圧が印加される
ようにすることによりプラズマやイオンやラジカルや電
子を効率良く基板搬送用トレー１１に引き付けることが
できる。

【００４８】これにより冷却用媒体２１を効率良く基板
１２の裏面に供給することができる。

【００４９】また、下部電極３６はバイアスを印加させ
るためにバイアス用制御回路３８ｂを介してバイアス用
高周波電源３９ｂが接続され、さらにグランド２９に接
続されており、コイル３５および下部電極３６に高周波
電圧を印加することにより効率良くプラズマやイオンや
ラジカルや電子を発生させることができる。

【００５０】このようにＯリング３７を介してクランプ
４０により基板搬送用トレー１１を下部電極３６に固定
することにより基板搬送用トレー１１を簡単に脱着可能
にすることができるため、基板１２の処理が終了すると
速やかに基板搬送用トレー１１を下部電極３６から分離
し次の基板搬送用トレー１１に置き換えることにより、
従来のように基板１２の除電を行うために時間をかける
必要がないため基板の処理効率を高めることができる。

【００５１】また、プラズマやイオンなどにより基板１
２を保持する部分が損傷を受けた場合、従来は基板処理
装置の基板保持部分全体を交換しなければならなかった
ものが、基板搬送用トレー１１を下部電極３６に脱着可
能とすることにより基板搬送用トレー１１のみを交換す
れば良いことから、補修を低コストで短時間で容易に行
うことができる。

【００５２】基板搬送用トレー１１の第１の貫通孔２０
に対応して基板処理装置３１に冷却用媒体２１を供給す
るための孔４２を設け、冷却用媒体源４３より弁４４お
よび圧力制御装置４５を介してＨｅガスなどの冷却用媒
体２１を供給する構成にしている。

【００５３】また、Ｈｅガスに換えてＮ₂ガスなど、ま
たスパッタリングの場合にはＡｒガスなどを用いること
ができる。

【００５４】このような構成にすることにより基板搬送
用トレー１１全体を効率良く冷却することができるた
め、従来に比べ基板搬送用トレー１１および基板１２の
温度均一性を向上させることができ、基板の処理精度を
高めることができる。

【００５５】また、下部電極３６に接して下部電極３６
を冷却するための水冷式の冷却装置を設けることにより
下部電極３６を冷却し基板１２に与える熱の影響をさら
に小さくすることができる。

【００５６】また、基板１２の処理が終了した後クラン
プ４０により基板搬送用トレー１１を下部電極３６に押
圧していたものを解除し、下部電極３６に設けた基板搬
送用トレー突き上げピン４６を突き上げることにより基
板搬送用トレー１１を下部電極３６から持ち上げ、基板
搬送用トレー１１の着脱に伴う基板搬送用トレー１１の
保持および搬送を容易に行うことができる。

【００５７】また、基板搬送用トレー１１を基板処理装
置３１から着脱可能にすることにより、真空チャンバー
３２内部では基板１２を基板搬送用トレー１１から取り
出さず基板搬送用トレー１１ごと真空チャンバー３２か
ら取り出し、大気中で基板１２を基板搬送用トレー１１
から取り出すことにより真空チャンバー３２内部での処
理時間を短くすることができ、基板処理効率を高めるこ
とができる。

【００５８】なお、基板１２としてはＬｉＴａＯ₃など
の圧電基板を用いたが、これ以外に半導体用の基板例え
ばＳｉ基板やＧａＡｓ基板などのようなものにも適用す
ることができる。

【００５９】クランプ４０の材質としてはセラミックな
どを用いることができる。

【００６０】以上のように本発明によれば、冷却部１５
と静電チャック部１６と放熱部１７からなる基板搬送用
トレー１１に静電吸着により基板１２を吸着固定し、ク
ランプ４０により基板搬送用トレー１１を基板処理装置
３１に着脱可能な状態で固定することにより、基板処理
後は基板搬送用トレー１１を基板処理装置３１から速や
かに取りはずし次の基板搬送用トレー１１と交換できる
ようにすることにより基板の処理効率を高めることので
きる基板搬送用トレーおよび基板処理装置を得ることが
できる。

【００６１】（実施の形態２）以下に本発明の実施の形
態２を用いて、本発明の請求項３、４について説明す
る。

【００６２】図４および図５において、図４（ａ）は本
発明の実施の形態２における基板搬送用トレーおよび固
定手段の正面図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態２に
おける基板搬送用トレーおよび固定手段の断面図、図５
は本発明の実施の形態２における基板搬送用トレーの導
電層の配置を示す概念図である。

【００６３】図４および図５において、実施の形態１の
図１〜図３で説明したものと同一のものは同一番号を付
与し、詳細な説明は省略する。

【００６４】本実施の形態２の図４および図５と実施の
形態１の図１〜図３とで相違する点は、基板搬送用トレ
ー１１を冷却部１５から放熱部１７までを貫通する第２
の貫通孔５１を設けたこと、第２の貫通孔５１および第
１の溝１９のうち基板搬送用トレー１１の周辺部に配置
されたものの大きさは中央部のものよりも大きくしたこ
と、静電チャック部１６に設けた導電層２３を複数に分
割するとともに隣り合う導電層に印加する直流電圧の極
性を相互に異ならせたことである。

【００６５】すなわち、実施の形態１においては、基板
搬送用トレー１１の冷却部１５に設けた第１の孔１８お
よび第１の溝１９は場所によらず同じ大きさであり、静
電チャック部１６に設けた導電層２３は基板搬送用トレ
ー１１中央部の冷却用媒体２１を供給する第１の孔１
８、第１の溝１９、第１の貫通孔２０部分を除いて連続
する一枚の円状のものを用いる構成になっているが、本
実施の形態２においては、基板搬送用トレー１１の冷却
部１５に設けた第２の孔５２、第３の孔５３および第２
の溝５４、第３の溝５５の大きさは基板搬送用トレー１
１の中央部が小さく周辺部を大きくしたものであり、静
電チャック部１６に設けた導電層５６ａ，５６ｂ，５６
ｃ，５６ｄは基板搬送用トレー１１中央部の冷却用媒体
２１を供給する第１の貫通孔２０部分および基板突き上
げピン用孔５８部分を除き略扇型で均等に４分割されて
おり、隣接する扇型導電層５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５
６ｄは例えば扇型導電層５６ａおよび５６ｃに正極の直
流電圧を印加し、扇型導電層５６ｂおよび５６ｄには負
極の直流電圧を印加する構成にしたものであり、それ以
外は実施の形態１と同様の構成にした。

【００６６】図４および図５において示した基板搬送用
トレー１１はプラズマやイオンなどによる基板１２の温
度上昇が基板の周辺部が中央部よりも大きい場合に用い
るものであって、冷却部１５に設けた第２の孔５２、第
３の孔５３および第２の溝５４、第３の溝５５の大きさ
は基板搬送用トレー１１の中央部が小さく周辺部を大き
くしたものであり、第２の孔５２および第２の溝５４は
大きさが小さく、第３の孔５３および第３の溝５５は大
きさが大きくなっている。

【００６７】このようにすることによりプラズマやイオ
ンにより基板１２の周辺部が中央部よりも高温になりや
すい場合でも、基板搬送用トレー１１の周辺部に冷却用
媒体２１がより多く供給されるため、基板１２の周辺部
を効率良く冷却することができ基板１２の温度分布をさ
らに均一にすることができる。

【００６８】またプラズマやイオンの分布などにより逆
に中央部が周辺部よりも高温になりやすい場合、冷却部
１５に設けた第２の孔５２、第３の孔５３および第２の
溝５４、第３の溝５５の大きさを基板搬送用トレー１１
の中央部が大きく周辺部を小さくし、すなわち第２の孔
５２および第２の溝５４の大きさを大きく、第３の孔５
３および第３の溝５５の大きさを小さくすることによ
り、冷却用媒体２１を温度の高い中央部に効率良く供給
することができるため基板１２の温度分布をさらに均一
にすることができる。

【００６９】このように基板搬送用トレー１１を基板処
理装置３１に着脱可能とすることにより、プラズマやイ
オンの分布などにより基板１２の高温部分の位置が変化
したとしても、高温部分に冷却用媒体２１をより多く供
給できるように孔および溝の大きさの違う基板搬送用ト
レー１１を複数種類予め準備しておけばどのような場合
でも直ぐに簡単に対応することができる。

【００７０】基板１２を基板搬送用トレー１１に静電吸
着させるためには一般に静電気力が強い方が望ましい
が、基板１２が例えば圧電基板であって基板自身が電荷
を発生するような場合には単に静電気力が強いだけでは
吸着したまま離れ難くなることがあるが、これを防ぐた
めには静電気力を制御することが重要である。

【００７１】静電気力を制御する方法として、静電チャ
ック部１６に設けた導電層を略均等の複数に分割するこ
とにより導電層の面積を制御するとともに静電吸着力の
場所によるバランスを均等にし、基板１２の静電吸着力
を制御することができる。

【００７２】さらに分割した複数の導電層５６ａ，５６
ｂ，５６ｃ，５６ｄの隣接する導電層に異なる極性の直
流電圧を印加することによっても発生する静電吸着力を
制御することができる。

【００７３】このようにして静電気力を制御することに
より、基板１２が例えば圧電基板などのように基板自身
が電荷を発生するようなものであっても、基板搬送用ト
レー１１に発生させる静電気力を制御することにより基
板１２に損傷を与えることなく基板１２を静電吸着およ
び脱離を容易に行うことができる。

【００７４】また、複数に分割した導電層に印加する直
流電圧は、直流電源２７の両端を導電層に接続してもか
まわないし、一方を導電層に接続し他方をグランドに接
続してもかまわない。

【００７５】また、基板処理装置３１の下部電極３６に
基板突き上げピン５７および基板搬送用トレー１１に基
板突き上げピン用孔５８を設けることにより、基板１２
を基板搬送用トレー１１から容易に取り出すことができ
る。

【００７６】また、基板突き上げピン５７を電気的負荷
制御装置を介してグランドに接地し、基板突き上げピン
５７を介して基板１２に貯まった静電気を容易に除電す
ることができる。

【００７７】その際、電気的負荷制御装置は例えばクラ
ンプ４０とグランドを開閉するためのスイッチと抵抗か
らなり、基板搬送用トレー１１を除電する場合は電気的
負荷制御装置のスイッチを閉じ、抵抗を介してグランド
と接続された状態とすることによりグランドと基板搬送
用トレー１１の間の電位を調整することができるため静
電気放電などを起こさずに除電することができ、基板お
よび基板上に形成されたデバイスなどに損傷を与えるこ
とがないため例えば圧電基板を用いた場合でも有効に除
電、基板処理を行うことができる。

【００７８】従って、実施の形態１と比較すると基板搬
送用トレー１１の冷却部１５に設けた第１の孔１８およ
び第１の溝１９のうち基板搬送用トレー１１の周辺部に
配置されたものの大きさを中央部のものよりも大きくす
ること、静電チャック部１６に設けた導電層２３を複数
に分割するとともに隣り合う導電層に印加する直流電圧
の極性を相互に異ならせたことにより、基板１２の温度
分布をより均一にし、基板搬送用トレー１１に発生する
静電気吸着力を制御することができるため、基板１２の
処理精度をより均一にするとともに基板処理効率をさら
に高めることができる。

【００７９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、冷却部と
静電チャック部と放熱部からなり静電吸着により基板を
基板搬送用トレーに吸着固定し、クランプにより基板搬
送用トレーを基板処理装置に着脱可能な状態で固定する
ことにより、基板処理後は基板搬送用トレーを基板処理
装置から速やかに取りはずし次の基板搬送用トレーと交
換できるようにすることにより基板の処理効率を高める
ことのできる基板搬送用トレーおよびこれを用いた基板
処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における基板搬送
用トレーおよび固定手段の正面図（ｂ）本発明の実施の
形態１における基板搬送用トレーおよび固定手段をＡ−
Ａ´で切断した断面図

【図２】本発明の実施の形態１における基板搬送用トレ
ーをＢ−Ｂ´で切断したときの領域Ｘの部分断面図

【図３】本発明の実施の形態１における基板処理装置の
断面を示す概念図

【図４】（ａ）本発明の実施の形態２における基板搬送
用トレーおよび固定手段の正面図（ｂ）本発明の実施の
形態２における基板搬送用トレーおよび固定手段の断面
図

【図５】本発明の実施の形態２における基板搬送用トレ
ーの導電層の配置を示す概念図

【図６】従来の基板処理装置の概念図

【符号の説明】

１ 基板処理装置本体 ２ 試料台 ３ 絶縁物 ４ 電極 ５ 基板 ６ 溝 ７ 孔 ８ 冷却ガス ９ 冷却水 １１ 基板搬送用トレー １２ 基板 １３ 凹部 １４ 第１の絶縁物 １５ 冷却部 １６ 静電チャック部 １７ 放熱部 １８ 第１の孔 １９ 第１の溝 ２０ 第１の貫通孔 ２１ 冷却用媒体 ２２ 配管 ２３ 導電層 ２４ 第２の絶縁物 ２５ａ 導電層用電極 ２５ｂ スプリング式導電層用電極 ２６ 直流電源制御装置 ２７ 直流電源 ２８ グランド ２９ グランド ３０ 基板突き上げピン用孔 ３１ 基板処理装置 ３２ 真空チャンバー ３３ ガス排気口 ３４ ガス導入口 ３５ コイル ３６ 下部電極 ３７ Ｏリング ３８ａ プラズマ発生用制御回路 ３８ｂ バイアス用制御回路 ３９ａ プラズマ発生用高周波電源 ３９ｂ バイアス用高周波電源 ４０ クランプ ４１ 周辺部上面 ４２ 孔 ４３ 冷却用媒体源 ４４ 弁 ４５ 圧力制御装置 ４６ 基板搬送用トレー突き上げピン ５１ 第２の貫通孔 ５２ 第２の孔 ５３ 第３の孔 ５４ 第２の溝 ５５ 第３の溝 ５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄ 扇型導電層 ５７ 基板突き上げピン ５８ 基板突き上げピン用孔

フロントページの続き (72)発明者 古川 光弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渡邉 衛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 関口 大好 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 CA05 JA01 JA05 KA02 5F031 CA02 HA01 HA02 HA18 HA19 HA33 HA35 HA40 MA29 MA32 NA04 NA05

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を処理する装置に脱着可能で、前記
   基板を載置する凹部を有する基板搬送用トレーにおい
   て、前記基板を冷却するための冷却部と、前記基板を固
   定するための静電チャック部と、前記基板搬送用トレー
   の放熱部からなり、前記冷却部は前記基板搬送用トレー
   の凹部表面に冷却用媒体を供給する孔および／または溝
   を有しており、前記静電チャック部は前記基板搬送用ト
   レーの凹部直下に絶縁層に囲まれた導電層を有してお
   り、前記放熱部は前記基板搬送用トレーの前記静電チャ
   ック部に接し熱伝導性の良い層からなる基板搬送用トレ
   ー。
2. 【請求項２】 凹部表面は、絶縁層である請求項１に記
   載の基板搬送用トレー。
3. 【請求項３】 静電チャック部に設けた導電層は、複数
   に分割されるとともに隣接する前記導電層は異なる極性
   に帯電している請求項１に記載の基板搬送用トレー。
4. 【請求項４】 導電層は、略均等に分割されている請求
   項３に記載の基板搬送用トレー。
5. 【請求項５】 放熱部に設けた熱伝導性の良い層は、Ａ
   ｌまたはＡｌ合金またはＣｕまたはＣｕ合金のうちいず
   れかで形成されている請求項１に記載の基板搬送用トレ
   ー。
6. 【請求項６】 基板搬送用トレーは、基板突き上げピン
   用の孔を有する請求項１に記載の基板搬送用トレー。
7. 【請求項７】 冷却部に設けた冷却用媒体を供給する孔
   および／または溝は、凹部中央が大きく、周辺部が小さ
   い請求項１に記載の基板搬送用トレー。
8. 【請求項８】 冷却部に設けた冷却用媒体を供給する孔
   および／または溝は、凹部中央が小さく、周辺部が大き
   い請求項１に記載の基板搬送用トレー。
9. 【請求項９】 基板は、圧電基板である請求項１に記載
   の基板搬送用トレー。
10. 【請求項１０】 下部電極に基板搬送用トレーを脱着可
    能にした基板処理装置において、前記基板搬送用トレー
    は基板を載置する凹部を有し、前記基板を冷却するため
    の冷却部と、前記基板を固定するための静電チャック部
    と、前記基板搬送用トレーの放熱部からなり、前記冷却
    部は前記基板搬送用トレーの凹部表面に冷却用媒体を供
    給する孔および／または溝を有しており、前記静電チャ
    ック部は前記基板搬送用トレーの凹部直下に絶縁層に囲
    まれた導電層を有しており、前記放熱部は前記基板搬送
    用トレーの静電チャック部に接し熱伝導性の良い層を有
    してなる基板搬送用トレーと、前記下部電極に前記基板
    搬送用トレーを固定する手段と、前記基板搬送用トレー
    の冷却部に前記冷却用媒体を供給する手段と、前記基板
    搬送用トレーの静電チャック部に設けた導電層に電力を
    供給する手段とを備えた基板処理装置。
11. 【請求項１１】 基板搬送用トレーを下部電極に固定す
    る手段は、少なくとも前記基板搬送用トレーの外周部分
    を押圧することにより固定するものである請求項１０に
    記載の基板処理装置。
12. 【請求項１２】 下部電極は、前記下部電極と基板搬送
    用トレーの間を気密接続する手段を有する請求項１０に
    記載の基板処理装置。
13. 【請求項１３】 下部電極は、基板突き上げピンを有す
    る請求項１０に記載の基板処理装置。
14. 【請求項１４】 下部電極は、基板搬送用トレー突き上
    げピンを有する請求項１０に記載の基板処理装置。
15. 【請求項１５】 基板は、圧電基板である請求項１０に
    記載の基板処理装置。