JP2009076689A - 基板処理装置及びそれに用いる基板載置台 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体から処理室の底部に向かう赤外線（輻射熱）を隙間なく遮蔽することによって，処理室の底部が不必要に加熱されることを防止する。
【解決手段】ウエハＷを載置する載置台１２０と，そのウエハを加熱するために載置台の内部に設けたヒータエレメント１２４と，処理室１０２の底部１２８より起立し，小筒部２０２と大筒部２０４とこれらの間に介在する中間部２０６とを有する筒状部材から構成された支柱２００と，小筒部の外側を囲むように設けられた外側熱遮蔽板２２０と，大筒部の内側を塞ぐように設けられた内側熱遮蔽板２３０とを設け，載置台から見た平面視において外側熱遮蔽板の内縁部と内側熱遮蔽板の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするようにこれらを配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は，半導体ウエハやＦＰＤ基板などの基板に対する熱処理または基板を加熱しつつＣＶＤ等の所定の処理を行う基板処理装置及びそれに用いる基板載置台に関する。

半導体デバイスの製造工程においては，基板例えば半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」と称する）に成膜処理，エッチング処理等の種々のガス処理が施される。これらの処理の中で，例えば基板の表面に形成したレジスト膜をマスクとして用いて，ウエハ上の所定の膜を選択的にエッチング除去し，その後にレジスト膜をアッシング除去する処理が行われる。一般的にこのようなアッシング処理を行う基板処理装置は，発熱体が埋め込まれた載置台をその処理室内に備えており，この発熱体に電流を流して載置台に載置されたウエハを例えば４００℃以上の高温に加熱しつつ，このウエハに対してアッシング処理を施すように構成されている。

発熱体としては例えば赤外線ヒータを使用し，載置台に載置されているウエハを輻射熱（赤外線）によって加熱する。ところが，ヒータによりウエハを加熱すると，ヒータの熱が載置台の構成部材に直接伝導して載置台の温度も上昇する。このため，もし載置台が処理室の底部に直接設置されていると，載置台の熱が処理室の底部に伝導してしまい，その底部に備えられた部品の中で耐熱性が低いもの（例えばＯリング，センサ，電気配線など）に悪影響が及ぶおそれがある。このような載置台から処理室の底部への伝導による熱移動を抑えるために，例えば下記特許文献１に示すように，処理室内の底部を冷却する機構を備えるものも考えられる。ところが，このような冷却機構を処理室に組み込むものでは構成が複雑化するとともに，製造コストも上昇する問題がある。このため，冷却機構などを設けなくて済むような簡単な構成が好ましい。

この点，例えば図８に示すように処理室の底部１０に熱伝導率の低い材料で構成した支柱２０を立設し，この支柱２０によって載置台３０を支持することで，載置台３０を処理室の底部１０から離すようにする簡単な構成のものがある。ところが，このように載置台３０を単に支柱２０で支持するたけでは，熱伝導の影響を受けることは抑制できるものの，発熱体からの赤外線（輻射熱）の影響を受ける虞がある。すなわち，発熱体からの赤外線（輻射熱）は発熱体の上側の基板のみならず，下側の処理室の底部１０に向けても照射されるので，処理室の底部１０も不必要に加熱されてしまう虞がある。

この場合，支柱２０を長くして処理室の底部１０からの距離を大きくとることで，輻射熱による処理室の底部１０の加熱を防ぐことも考えられる。ところが，このようにすれば，処理室を無駄に大型化しなければならないため，適切ではない。また，基板の加熱温度を高く設定するほど発熱体からの赤外線の強度も高くなるため，それに応じて支柱をより高くしなければならなくなり，処理室もより大型化しなければならなくなってしまう。

このような処理室の大型化を避けるため，例えば図９に示すように載置台３０と処理室の底部１０との間に熱遮蔽板４０を設けて，熱遮蔽板４０で発熱体からの赤外線を遮蔽して処理室の底部１０に到達する赤外線の量を減少させることで，支柱２０の長さができる限り短くなるようにすることが好ましい。

特開２００３−５９７８８号公報 特開２００５−１６６８３０号公報

しかしながら，載置台を支柱で支持する場合には，例えば支柱の周囲を囲むように熱遮蔽板を配置するなど，支柱を避けて熱遮蔽板を配置する必要がある。例えば図９では，熱遮蔽板４０に挿通孔４２を形成し，この挿通孔４２内に支柱２０を挿通するようにしている。これでは，支柱２０と熱遮蔽板４０の挿通孔４２との間に隙間が生じてしまう。このように僅かでも隙間が生じると，発熱体からの赤外線が透過して処理室の底部１０に到達してしまう虞がある。なお，この点は，例えば特許文献２に記載の載置台のようにヒータの下側に電力供給用の電極棒を接続して，ヒータの下方に反射板を設ける構成の場合も同様である。すなわち，特許文献２に記載の載置台でも，反射板に電極棒を通す孔に隙間が生じるため，そこから発熱体からの赤外線が透過して処理室の底部に到達してその底部を不必要に加熱されてしまう虞がある。

また，上述したようにウエハを高温で加熱するような基板処理装置では，載置台の支柱を例えば石英などのような耐熱性が高い部材で構成する場合も多い。ところが，石英などはそれ自体が赤外線を透過する特性がある。従って，このように石英などで支柱を形成した場合には，たとえ支柱との間に隙間が生じないように反射板を設けたとしても，支柱の中を発熱体からの赤外線が透過することにより処理室の底部に到達して，その底部を不必要に加熱されてしまう虞がある。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，基板載置台を支持する支柱の長さを調整することなく，発熱体から処理室の底部に向かう赤外線（輻射熱）を隙間なく遮蔽することによって，処理室の底部が不必要に加熱されることを防止できる基板処理装置及びそれに用いる基板載置台を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，処理室内に基板載置台を備え，この基板載置台に載置された基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって，前記基板載置台は，前記基板を載置する載置台と，前記載置台の内部に設けられ，前記載置台に載置した前記基板を加熱する発熱体と，前記処理室の底部より起立して前記載置台を支持し，小筒部とこの小筒部の外径よりも大きい内径の大筒部とこれらの間に介在する中間部とを有する筒状部材で構成された支柱と，前記小筒部の外側を囲むように設けられ，前記発熱体からの熱を前記小筒部の外側で遮蔽する外側熱遮蔽板と，前記大筒部の内側を塞ぐように設けられ，前記発熱体からの熱を前記大筒部の内側で遮蔽する内側熱遮蔽板と，を備え，前記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板は，前記載置台から見た平面視において前記外側熱遮蔽板の内縁部と前記内側熱遮蔽板の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするように配置したことを特徴とする基板処理装置が提供される。この場合，例えば載置台に小筒部を接続するとともに処理室の底部に大筒部を接続して配置した筒状部材で支柱を構成してもよく，また，載置台に大筒部を接続するとともに処理室の底部に小筒部を接続して配置した筒状部材で支柱を構成してもよい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，処理室内で所定の処理を行う基板を載置する基板載置台であって，前記基板を載置する載置台と，前記載置台の内部に設けられ，前記載置台に載置した前記基板を加熱する発熱体と，前記処理室の底部より起立して前記載置台を支持し，小筒部とこの小筒部の外径よりも大きい内径の大筒部とこれらの間に介在する中間部とを有する筒状部材で構成された支柱と，前記小筒部の外側を囲むように設けられ，前記発熱体からの熱を前記小筒部の外側で遮蔽する外側熱遮蔽板と，前記大筒部の内側を塞ぐように設けられ，前記発熱体からの熱を前記大筒部の内側で遮蔽する内側熱遮蔽板と，を備え，前記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板は，前記載置台から見た平面視において前記外側熱遮蔽板の内縁部と前記内側熱遮蔽板の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするように配置したことを特徴とする基板載置台が提供される。

このような発明によれば，載置台を支持する支柱を小筒部と大筒部を有する筒状部材で構成し，小筒部の外側に設けた外側熱遮蔽板の内縁部と大筒部の内側に設けた内側熱遮蔽板の外縁部とがオーバーラップするように配置することによって，載置台から見た平面視において，隙間なく各熱遮蔽板を配置することができる。これにより，発熱体が発熱したときに載置台から処理室内の底部に向かう赤外線は外側熱遮蔽板と内側熱遮蔽板により隙間なく遮蔽できる。従って，載置台を支持する支柱の長さを調整することなく，処理室の底部が不必要に加熱されることを防止できる。

また，大筒部の外径は小筒部の内径よりも大きいので，小筒部の肉厚部と大筒部の肉厚部とは平面視においてずれており，小筒部の肉厚部と大筒部の肉厚部には平面視において必ず外側熱遮蔽板又は内側熱遮蔽板が存在するように構成することができる。従って，発熱体からの赤外線は直進性が極めて高いため，例えば筒状部材を石英などで構成した場合のように，たとえその赤外線が小筒部の肉厚部又は大筒部の肉厚部を通ったとしても，そのほとんどは真下に透過するので，外側熱遮蔽板又は内側熱遮蔽板で遮蔽することができる。これにより，小筒部の肉厚部又は大筒部の肉厚部を通る赤外線を効果的に遮蔽することができる。

また，上記筒状部材は，例えば前記小筒部，前記中間部，前記大筒部を一体成形したものであってもよい。これによれば加工を容易にすることができる。またそれぞれ別部材で構成した前記小筒部を構成する部材と，前記大筒部を構成する部材を，前記中間部を構成する部材で連結して形成したものであってもよい。これによれば，小筒部，中間部，大筒部を一体成形して加工できる筒状部材の形状のみならず，一体成形では困難な筒状部材の形状でも容易に成形できる。

また，上記中間部は，例えば前記小筒部の端部と前記大筒部の端部とをテーパ状に連続させる。この場合，中間部の形状は，小筒部の端部から大筒部の端部に向けて下向きに徐々に径が大きくなるような形状であってもよく，また上向きに徐々に径が大きくなるような形状であってもよい。また，上記中間部は，前記小筒部の端部と前記大筒部の端部とを水平に連続させるようにしてもよい。こうすることにより，小筒部の肉厚部と大筒部の肉厚部とが平面視において重ならないようにすることができ，小筒部の肉厚部と大筒部の肉厚部には平面視において必ず外側熱遮蔽板又は内側熱遮蔽板が存在するような構成にすることができる。

上記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板はそれぞれ，複数枚ずつ重ねて配置するようにしてもよい。これにより，発熱体からの赤外線（輻射熱）の遮蔽効果をより高めることができる。

本発明によれば，載置台を支持する支柱の長さを調整することなく，発熱体から処理室の底部に向かう赤外線（輻射熱）を隙間なく遮蔽することによって，処理室の底部が不必要に加熱されることを防止できる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成例）
まず，本発明の第１実施形態にかかる基板載置台を適用可能な基板処理装置の構成例について図面を参照しながら説明する。ここでは，水素を含む処理ガスを励起させて発生したプラズマ（以下，「水素プラズマ」ともいう）により生成された水素ラジカルを用いたダウンフロータイプのプラズマ処理装置を基板処理装置の例に挙げる。図１は，第１実施形態にかかるプラズマ処理装置１００の概略構成を示す縦断面図である。プラズマ処理装置１００は，例えばＬｏｗ−ｋ膜などの低誘電率絶縁膜を有するウエハＷに対して水素ラジカルを供給して，低誘電率絶縁膜上に形成されているフォトレジスト膜をアッシング除去する処理を行うように構成されている。

図１に示すように，プラズマ処理装置１００は，ウエハＷの処理を行う処理室１０２と，この処理室１０２に連通し，処理ガスを励起させてプラズマを生成するプラズマ生成室１０４を備える。プラズマ生成室１０４は，処理室１０２の上方に設けられ，ここに導入される処理ガスのプラズマを誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）方式によって生成するように構成されている。

具体的には，プラズマ生成室１０４は，例えば石英，セラミックス等の絶縁部材料からなる略円筒状の反応容器１０６を備える。反応容器１０６の上部は，着脱自在の蓋体１０８で気密に閉塞されている。蓋体１０８にはガス導入口１１０が形成されており，ガス供給源１１２から所定の処理ガスがこのガス導入口１１０を介してプラズマ生成室１０４の内部空間に導入されるようになっている。ガス供給源１１２とガス導入口１１０を接続するガス配管１１４には，図示はしないが，ガス配管１１４を開閉するための開閉バルブ，処理ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラなどが備えられている。

上記処理ガスとしては，水素を含有するガスであって水素ラジカル（Ｈ^＊）を発生させるガスを用いる。例えば水素ガス単体でもよく，また水素ガスと不活性ガスとの混合ガスであってもよい。この場合の不活性ガスとしては，例えばヘリウムガス，アルゴンガス，ネオンガスが挙げられる。なお，水素ガスと不活性ガスの混合ガスを処理ガスとして用いる場合には，水素ガスの混合比は，例えば４％に調整される。

反応容器１０６の外周には，アンテナ部材としてのコイル１１６が巻回されている。コイル１１６には高周波電源１１８が接続されている。高周波電源１１８は，３００ｋＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電源を出力することができる。そして，高周波電源１１８からコイル１１６に例えば４５０ｋＨｚの高周波電力を供給することにより，プラズマ生成室１０４内に誘導電磁界が形成される。これにより，プラズマ生成室１０４内に導入された処理ガスは励起され，プラズマが生成される。

処理室１０２は例えばアルミニウムで形成されており，処理室１０２の底部には本実施形態にかかる基板載置台が設けられている。本実施形態にかかる基板載置台は，ウエハを載置する載置台１２０と，この載置台１２０を処理室の底部より起立して載置台を支持する支柱２００とを備える。載置台１２０は，ウエハＷを水平に支持する円板状に形成されており，耐熱性が高く金属汚染の虞のない材料例えば石英からなる。また，載置台１２０内にはウエハＷを加熱するためのヒータエレメント（抵抗発熱体）１２４が埋設されており，このヒータエレメント１２４はヒータ電源１２６から給電されることによりウエハＷを所定の温度（例えば４００℃）に加熱できるようになっている。なお，ヒータエレメント１２４の構成を変更することによって，ウエハＷを４００℃以上又は６００℃以上の所定の温度に加熱することも可能である。なお，基板載置台の具体的構成例は後述する。

処理室１０２には排気管１３８を介して真空ポンプを含む排気装置１４０が接続されている。排気装置１４０を作動させることにより処理室１０２及びプラズマ生成室１０４内を所定の真空度まで減圧することができる。

また，処理室１０２の側壁には，ゲートバルブ１４２によって開閉自在な搬出入口１４４が形成されている。ウエハＷの搬出入は，例えば図示しない搬送アームなどの搬送機構によって行われる。

プラズマ生成室１０４の反応容器１０６の下方の開口縁部は，処理室１０２の上方の開口縁部に取付けられている。この取り付け位置付近には，処理室１０２とプラズマ生成室１０４とを隔てる隔壁部材１４６が着脱自在に設けられている。隔壁部材１４６は，プラズマ生成室１０４で水素含有処理ガスがプラズマ励起されて発生する水素ラジカルのみを通すように構成されている。

このようなプラズマ処理装置１００において，ウエハＷに対して水素ラジカルを用いた処理を行う場合，まずゲートバルブ１４２を開いて，搬出入口１４４から処理室１０２内にウエハＷを搬入して，載置台１２０上にウエハＷを載置する。

次に，ゲートバルブ１４２を閉じて，排気装置１４０によって処理室１０２内及びプラズマ生成室１０４内を排気して所定の圧力まで減圧する。また，ヒータ電源１２６からヒータエレメント１２４に電力を供給してウエハＷを所定の温度（例えば４００℃）に調節する。

続いて，ガス供給源１１２からプラズマ生成室１０４内にガス導入口１１０を介して処理ガスとしての水素含有ガスを供給しつつ，高周波電源１１８からコイル１１６に高周波電力（例えば４０００Ｗ）を供給して，プラズマ生成室１０４内に誘導電磁界を形成すると，プラズマ生成室１０４内に水素プラズマが生成される。すると，この水素プラズマにより紫外線，水素イオン，水素ラジカルが発生する。これらのうち，紫外線，水素イオンは隔壁部材１４６により遮蔽され，水素ラジカルのみが通過し，この水素ラジカルによって，例えばウエハＷ上のフォトレジスト膜のアッシング処理などの所望の処理が実行される。

なお，ここでは，プラズマ生成室１０４を，誘導結合プラズマ方式によって水素プラズマを生成するように構成した場合について説明したが，本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えばマイクロ波励起方式によって水素プラズマを生成するようにしてもよい。

ところで，上述したようにヒータエレメント１２４に電力が供給されると，ヒータエレメント１２４からの赤外線（輻射熱）は，載置台１２０から上側のウエハＷのみならず下側の底部１２８にも照射される。これを遮蔽するために遮蔽板を設けるが，もし従来のように少しでも隙間がある場合や支柱２００が赤外線を透過する石英で構成されている場合などには，赤外線が底部１２８まで達して加熱されてしまい，底部１２８に備えられた部品へ熱ダメージが及ぶ虞がある。

そこで，本実施形態にかかる基板載置台では，例えば図１に示す外側熱遮蔽板２２０及び内側熱遮蔽板２３０のように，平面視において遮蔽板を隙間なく配置することで，底部１２８に向かう赤外線（輻射熱）を隙間なく遮蔽するようにしている。これにより，底部１２８の温度上昇が抑えられ，底部１２８に備えられた部品へ熱ダメージが及ばなくなる。このような遮蔽板を備えた基板載置台の具体的構成例を以下に説明する。

（第１実施形態にかかる基板載置台）
次に，第１実施形態にかかる基板載置台の具体的構成例について説明する。基板載置台は，上述したようにウエハを載置する載置台１２０と，処理室１０２の底部１２８より起立して載置台１２０を支持する支柱２００とを備える。支柱２００は耐熱性が高く金属汚染のおそれのない材料例えば石英で形成される。

支柱２００はその上端が載置台１２０の下面に固定されており，下端が処理室１０２の底部１２８に固定されている。具体的には例えば支柱２００の下端は，その下端に設けられたフランジ部２０８をクランプ１３４でクランプして固定される。すなわち，クランプ１３４を例えばボルト１３６などの締結手段で底部１２８に固定することにより，支柱２００の下端をクランプしつつ，底部１２８に固定する。これにより，支柱２００を底部１２８の所定の位置に立設させることができる。

また，支柱２００の下端と底部１２８との間は，Ｏリング１３２によりシールされている。具体的には，支柱２００の下端の開口部（ここでは大筒部２０４の下端開口部）を囲むように底部１２８に形成された環状の溝１３０にＯリング１３２が設けられる。そして，大筒部２０４を底部１２８に取り付ける際に，Ｏリング１３２を加圧するようにクランプ１３４でクランプする。こうして，支柱２００の外側空間と内側空間との間はＯリング１３２によりシールされる。

ここで，第１実施形態にかかる基板載置台における支柱２００の構成例と外側熱遮蔽板２２０及び内側熱遮蔽板２３０の配置例について，比較例と比較しつつ図面を参照しながら説明する。図２は，第１実施形態にかかる載置台を拡大した断面図であり，途中で径が変わる筒状部材からなる支柱で載置台を支持する場合である。これに対して，図３は，比較例の載置台を拡大したものであり，途中で径が変わらない筒状部材からなる支柱で載置台を支持する場合である。図２，図３は，支柱，外側熱遮蔽板及び内側熱遮蔽板の各構成及び配置例を示す。なお，図２，図３では，説明を簡潔にするため，図１に示すようなクランプ１３４，ボルト１３６，外側熱遮蔽板２２０の固定部材２２２，内側熱遮蔽板２３０の固定部材２３２などの図示を省略している（後述する図４〜図７も同様）。

図２に示す支柱２００は，小筒部２０２とこの小筒部２０２の外径Ｄ１よりも大きい内径Ｄ２の大筒部２０４とこれらの間に介在する中間部２０６を有する筒状部材（例えば円筒部材）で構成される。ここでは，支柱２００は小筒部２０２を上方に配置し，その下方に中間部２０６を介して大筒部２０４を配置した場合を例に挙げる。なお，小筒部２０２と大筒部２０４は上下逆に配置してもよい。

ここでの支柱２００は，小筒部２０２，中間部２０４，大筒部２０６を一体成形して形成した場合の例を挙げる。例えば一つの筒状部材に切削加工又は火炎加工を施して成形することによって形成することができる。このような成形方法により，大筒部２０４の内径Ｄ２が小筒部２０２の外径Ｄ１よりも大きくなるようにし，中間部２０６は小筒部２０２の端部（ここでは下端部）と大筒部２０４の端部（ここでは上端部）とを小筒部２０２の径外方向にテーパ状に連続するように形成する。このように，支柱２００を構成する筒状部材を中間部２０６でテーパ状に連続する形状にすることにより，一体成形による加工が容易になる。

載置台１２０の下方には，小筒部２０２の外側を囲むように載置台１２０の下面に対面する環状の外側熱遮蔽板２２０が配置されている。外側熱遮蔽板２２０は，ヒータエレメント１２４からの赤外線（輻射熱）を小筒部２０２の外側で遮蔽するためのものである。外側熱遮蔽板２２０は，１枚であっても複数枚重ねて設けてもよい。複数枚設ける場合には，図２に示す外側熱遮蔽板２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃのように複数枚（例えば３枚）それぞれ離間して重ねた状態で配置する。外側熱遮蔽板２２０は，例えば図１に示すように載置台１２０の下面に固定部材２２２で固定されている。

なお，これら外側熱遮蔽板２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃの形状，特に内縁部の形状は，小筒部２０２の外形に適合していることが好ましい。例えば，小筒部２０２が円筒形であれば，外側熱遮蔽板２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃは円環状であることが好ましい。また，外側熱遮蔽板２２０は，例えば赤外線（輻射熱）を反射する反射板で構成してもよく，また赤外線（輻射熱）を吸収する吸収板で構成してもよい。

さらに，載置台１２０の下方には，大筒部２０４の内側を塞ぐように載置台１２０の下面に対面する円板状の内側熱遮蔽板２３０が配置されている。この内側熱遮蔽板２３０は，
ヒータエレメント１２４からの赤外線（輻射熱）を大筒部２０４の内側で遮蔽するためのものである。内側熱遮蔽板２３０は，１枚であっても複数枚重ねて設けてもよい。複数枚設ける場合には，図２に示す内側熱遮蔽板２３４Ａ，２３４Ｂ，２３４Ｃのように複数枚（例えば３枚）それぞれ離間して重ねた状態で配置する。内側熱遮蔽板２３０は，例えば底部１２８に固定部材２３２で固定されている。

なお，内側熱遮蔽板２３４Ａ，２３４Ｂ，２３４Ｃの形状，特に外縁部の形状は，大筒部２０４の内形に適合していることが好ましい。例えば，大筒部２０４が円筒形であれば，内側熱遮蔽板２３４Ａ，２３４Ｂ，２３４Ｃは円板状であることが好ましい。また，内側熱遮蔽板２３０についても外側熱遮蔽板２２０と同様に，例えば赤外線（輻射熱）を反射する反射板で構成してもよく，また赤外線（輻射熱）を吸収する吸収板で構成してもよい。

ところで，外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０は，載置台１２０から処理室１０２の底部１２８に向かう方向から見た平面視において，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするように配置することが好ましい。これにより，ヒータエレメント１２４からの赤外線（輻射熱）を隙間なく遮蔽することができる。

具体的には，図２に示すように外側熱遮蔽板２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃは，支柱２００の小筒部２０２との隙間２２６ができるだけ小さくなるように各内縁部が小筒部２０２の外壁に近接するように配置し，内側熱遮蔽板２３４Ａ，２３４Ｂ，２３４Ｃは，支柱２００の大筒部２０４との隙間２３６ができるだけ小さくなるように各外縁部が大筒部２０４の内壁に近接するように配置する。このように，支柱２００を途中で径が変わるように小筒部２０２と大筒部２０４を有する筒状部材で構成し，小筒部２０２の外側に外側熱遮蔽板２２０を設けるとともに，大筒部２０４の内側に内側熱遮蔽板２３０を設けることにより，平面視において外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップしてオーバーラップ領域２３８が得られるように配置することができる。

このようなオーバーラップ領域２３８を設けることによって，ヒータエレメント１２４からの赤外線（図２において白抜き矢印で示す）が，外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０との間を通り抜けることを防止できる。

具体的には，載置台１２０から底部１２８に向かう赤外線は，支柱２００の外側の領域では外側熱遮蔽板２２０によって遮蔽され，支柱２００の内側の領域では内側熱遮蔽板２３０によって遮蔽される。また，外側熱遮蔽板２２０によって遮蔽されずに隙間２２６を通り抜けた赤外線はそのほとんどが直進して内側熱遮蔽板２３０で遮蔽される。このとき，たとえ小筒部２０２の肉厚部を透過する赤外線があっても，そのほとんどが直進して内側熱遮蔽板２３０で遮蔽される。

このように図２に示す基板載置台によれば，ヒータエレメント１２４から照射され載置台１２０から処理室１０２の底部１２８に向かう赤外線は外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０によって隙間なく遮蔽できる。

これに対して，図３に示す比較例にかかる基板載置台は，途中で径が変わらない筒状部材（円筒状部材）からなる支柱２４０で載置台を支持する構成であるため，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とをそれぞれ支柱２４０の壁に近接するように配置しても，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とをオーバーラップさせることができず，隙間２２６，２３６が空いてしまう。このため，底部１２８に向かう赤外線の一部は，隙間２２６，２３６を通過して，底部１２８に到達してしまう。

また，もし支柱２４０の肉厚部を透過した赤外線があれば，支柱２４０の肉厚部の端部からそのまま底部１２８に到達してしまう。この赤外線によって底部１２８の温度は上昇し，そこに備えられた部品の中で耐熱性が低いものに悪影響が及ぶ虞がある。例えばＯリング１３２は熱に弱く極めて品質が低下し易い。このようなＯリング１３２が熱により劣化すると，処理室１０２内を排気したときに支柱２４０と底部１２８との間でリークが生じ，処理室１０２内において所定の真空度が得られなくなる。特に，比較例の場合のように，Ｏリング１３２は，支柱２４０の直下領域に配置されることが多いため，赤外線が到達して温度が上昇し易く，品質が劣化する可能性が極めて高い。

またＯリング１３２以外にも，底部１２８に配置される部品の中には耐熱性が比較的低いものがいくつかある。例えばサーモスタット（温度センサ）やモータ及びこれらの電気配線などが該当する。これらの部品を底部１２８の中でも赤外線が直接到達しない領域に配置するようにしても，底部１２８が例えばアルミニウムなど熱伝導率の高い材質で構成されている場合，底部１２８全域にわたり熱が伝導し，各部品の温度が耐熱温度を上回ってしまうおそれがある。

この場合，支柱２４０を長くするように調整することで底部１２８の温度上昇を抑えるようにすることも考えられるが，処理室１０２が大型化するなどの点で適切でなく，また底部１２８に冷却機構（図示せず）を組み込む方法も考えられるが，製造コストが上昇してしまうなどの点で適切ではない。

これに対して図２に示す基板載置台によれば，上述のようにヒータエレメント１２４から処理室１０２の底部１２８に向かう赤外線は外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０により隙間なく遮蔽できる。従って，載置台１２０を支持する支柱２００の長さを調整することなく，処理室１０２の底部１２８が不必要に加熱されることを防止できる。これによって底部１２８の温度上昇が抑えられ，底部１２８に備えられた部品へ熱ダメージが及ばなくなる。また，簡単な構成で底部１２８への赤外線の到達を防止することができ，底部１２８に冷却機構を備える必要もない。このため，製造コストの上昇を抑えることができる。

なお，図２に示す基板載置台において，中間部２０６のテーパ角や筒状部材の表面粗さなどによっては，隙間２２６を通り抜けた赤外線や小筒部２０２の肉厚部を透過する赤外線の中には乱反射などが生じて直進しないものもあると考えられる。しかしながら，このような赤外線の量は少量であり，またそのような赤外線が中間部２０６を介して大筒部２０４の肉厚部に入射される量はさらに少なくなる。従って，たとえ中間部２０６を介して大筒部２０４の肉厚部に入射されたとしても，そのような赤外線は極めて少量であり，処理室１０２の底部１２８に到達するまでには減衰するため，このような赤外線によって処理室１０２の底部１２８が高温に加熱される虞はない。

ところで，第１実施形態において，各熱遮蔽板２２０，２３０の枚数は３枚に限られるものではない。例えば載置台１２０から発せられる赤外線の強度が高い場合には，外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０の枚数を増やしてもよく，また赤外線の強度が低い場合には，熱遮蔽板の枚数を減らしてもよい。

さらに，外側熱遮蔽板２２０を構成する熱遮蔽板の枚数と内側熱遮蔽板２３０を構成する熱遮蔽板の枚数とが異なるようにしてもよい。例えば，載置台１２０が加熱される基板処理中には，外側熱遮蔽板２２０は真空雰囲気中にあり，内側熱遮蔽板２３０は大気雰囲気中にある。この雰囲気の圧力差に着目して，内側熱遮蔽板２３０の方を多数枚の熱遮蔽板で構成するようにしてもよい。

また，支柱２００の構成は図２に示す構成に限られるものではない。平面視において外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップできるように，小筒部２０２と大筒部２０４とを中間部２０６で連続させる筒状部材であればどのように構成してもよい。以下の実施形態において，支柱２００を構成する筒状部材の他の構成例を説明する。

（第２実施形態にかかる基板載置台）
次に，本発明の第２実施形態にかかる基板載置台における支柱の構成例について図面を参照しながら説明する。図４は，第２実施形態にかかる基板載置台の概略構成を示す拡大断面図であり，図２に対応する図である。従って，図１に示すプラズマ処理装置１００における基板載置台を第２実施形態にかかる基板載置台に置き換えることができる。図４は，支柱，外側熱遮蔽板及び内側熱遮蔽板の各構成及び配置例を示す。

図４に示すように，第２実施形態にかかる支柱２５０は，小筒部２５２とこの小筒部２５２の外径Ｄ１よりも大きい内径Ｄ２の大筒部２５４とこれらの間に介在する中間部２５６を有する筒状部材（例えば円筒部材）で構成される。ここでの支柱２５０も，図２に示す支柱２００と同様に，小筒部２５２，中間部２５６，大筒部２５４を一体成形して形成される。

支柱２５０は，大筒部２５４の内径Ｄ２が小筒部２５２の外径Ｄ１よりも大きくなるように構成することで，図２に示す支柱２００と同様に，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とを全周に亘ってオーバーラップするように配置することができる。

このように外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とをオーバーラップさせることによって，載置台１２０からの赤外線（図４において白抜き矢印で示す）が，外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０との間を通り抜けてしまうことを防止することができる。これにより，ヒータエレメント１２４から照射され載置台１２０から処理室１０２の底部１２８に向かう赤外線は外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０により隙間なく遮蔽できる。

図４に示す支柱２５０では，中間部２５６は，小筒部２５２の端部（ここでは下端部）２５２ａと大筒部２５４の端部（ここでは上端部）２５４ａとを小筒部２５２の径外方向に水平に連続するように形成する。すなわち，中間部２５６は，小筒部２５２と大筒部２５４の軸方向に対して直角をなす形状である。支柱２５０を構成する筒状部材をこのような形状にすることにより，一体成形による加工が極めて容易になる。

また，このような支柱２５０によれば，載置台１２０から底部１２８に向かう赤外線が小筒部２５２の肉厚部に入射した場合でも，そのほとんどを端面２５２ｂから直進して下方に照射させることができる。すなわち，小筒部２５２と大筒部２５４とを小筒部２５２の径外方向に水平に連続するようにしたことから，小筒部２５２と中間部２５６は直角をなし，大筒部２５４と中間部２５６も直角をなす。このため，載置台１２０から小筒部２５２の肉厚部に赤外線が入射しても，その赤外線は中間部２５６を介して大筒部２５４側には極めて入射され難くなり，そのほとんどを小筒部２５２の端面２５２ｂから下方に透過させることができる。従って，これを内側熱遮蔽板２３０で遮蔽することによって，赤外線の遮蔽効果をより一層高めることができる。

上述した第１，第２実施形態では，支柱を構成する筒状部材を小筒部，中間部，大筒部を一体成形して形成した場合について説明したが，これに限られるものではなく，支柱を構成する筒状部材を小筒部，中間部，大筒部をそれぞれ別部材で構成したものを連結して形成した場合であってもよい。これによれば，小筒部，中間部，大筒部を一体成形して加工できる筒状部材の形状のみならず，一体成形では困難な筒状部材の形状でも容易に成形できる。以下の第３〜第５実施形態では，筒状部材を小筒部，中間部，大筒部を別部材で成形して連結した場合について具体的に説明する。

（第３実施形態にかかる基板載置台）
次に，本発明の第３実施形態にかかる基板載置台における支柱の構成例について図面を参照しながら説明する。図５は，第３実施形態にかかる基板載置台の概略構成を示す拡大断面図であり，図２に対応する図である。従って，図１に示すプラズマ処理装置１００における基板載置台を第３実施形態にかかる基板載置台に置き換えることができる。図５は，支柱，外側熱遮蔽板及び内側熱遮蔽板の各構成及び配置例を示す。

上述した図２に示す支柱２００及び図４に示す支柱２５０は，小筒部，中間部，大筒部を一体成形して筒状部材を形成したものであるのに対して，図５に示す支柱２６０は，小筒部を構成する部材と，大筒部を構成する部材を，中間部を構成する部材を別々に成形し，これらを連結して筒状部材を形成したものである。

図５に示す支柱２６０は，小筒部を構成する径小筒状部材２６２，大筒部を構成する径大筒状部材２６４及び中間部を構成する連結部材２６６から構成されている。また，連結部材２６６は，円筒状に形成され，径小筒状部材２６２の端部（ここでは下端部）２６２ａと径大筒状部材２６４の端部（ここでは上端部）２６４ａとを上下方向にずらして連結する。

図５に示す支柱２６０は，径大筒状部材２６４の内径Ｄ２が径小筒状部材２６２の外径Ｄ１よりも大きくなるように構成することで，図２に示す支柱２００と同様に，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とを全周に亘ってオーバーラップするように配置することができる。これにより，第１，２実施形態と同様にヒータエレメント１２４から照射され載置台１２０から処理室１０２の底部１２８に向かう赤外線は外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０により隙間なく遮蔽できる。

また，中間部を構成する連結部材２６６を円筒状に形成し，径小筒状部材２６２の端部（ここでは下端部）２６２ａの外側と径大筒状部材２６４の端部２６４ａの内側との間に連結部材２６６を挿入して溶接などで固定するだけでよいので，比較的製造が容易である。連結部材２６６についても，その外径と内径をそれぞれ径大筒状部材２６４の内径と径小筒状部材２６２の外径に合わせて製造すればよいので寸法の微調整も容易である。

また，連結部材２６６は，径小筒状部材２６２の端部２６２ａの外側と径大筒状部材２６４の端部２６４ａの内側を連結するので，径小筒状部材２６２の端部２６２ａの端面２６２ｂは下方に向けてむき出しになっている。このため，載置台１２０から径小筒状部材２６２の肉厚部に赤外線が入射しても，その赤外線は連結部材２６６を介して径大筒状部材２６４側には入射され難くなり，そのほとんどを径小筒状部材２６２の端面２６２ｂから下方に透過させることができる。従って，これを内側熱遮蔽板２３０で遮蔽することによって，赤外線の遮蔽効果をより高めることができる。

（第４実施形態にかかる基板載置台）
次に，本発明の第４実施形態にかかる基板載置台における支柱の構成例について図面を参照しながら説明する。図６は，第４実施形態にかかる基板載置台の概略構成を示す拡大断面図であり，図２に対応する図である。従って，図１に示すプラズマ処理装置１００における基板載置台を第４実施形態にかかる基板載置台に置き換えることができる。図６は，支柱，外側熱遮蔽板及び内側熱遮蔽板の各構成及び配置例を示す。

図６に示す支柱２７０は，図５に示す円筒状の連結部材２６６の代わりに，径小筒状部材２６２と径大筒状部材２６４を中空円板状の連結部材２７６で連結することにより，図４に示す支柱２５０と同様の形状の筒状部材を形成するものである。従って，図４に示す基板載置台と同様の効果を奏することができる。

これに加えて，図６に示す支柱２７０は，中間部を構成する連結部材２７６を中空円板状に形成し，径小筒状部材２６２の端部２６２ａの外側と，径大筒状部材２６４の端部２６４ａの内側とを連結部材２７６で溶接などにより固定するだけでよいので，比較的製造が容易である。連結部材２７６についても，その外径と内径をそれぞれ径大筒状部材２６４の内径と径小筒状部材２６２の外径に合わせて製造すればよいので寸法の微調整も容易である。

（第５実施形態にかかる基板載置台）
次に，本発明の第５実施形態にかかる基板載置台における支柱の構成例について図面を参照しながら説明する。図７は，第５実施形態にかかる基板載置台の概略構成を示す拡大断面図であり，図２に対応する図である。従って，図１に示すプラズマ処理装置１００における基板載置台を第５実施形態にかかる基板載置台に置き換えることができる。図７は，支柱，外側熱遮蔽板及び内側熱遮蔽板の各構成及び配置例を示す。

図７に示す支柱２８０は，図５に示す円筒形の連結部材２６６の代わりに，テーパ状の連結部材２８６で径小筒状部材２６２の端部２６２ａと径大筒状部材２６４の端部２６４ａとを連結するものである。連結部材２８６は，径小筒状部材２６２の端部２６２ａから径大筒状部材２６４の端部２６４ａに向けて上向きに徐々に径が大きくなるように形成されている。このような連結部材２８６は，径小筒状部材２６２の端部（下端部）２６２ａの外側が径大筒状部材２６４の端部（上端部）２６４ａの内側に入り込んだ状態でこれらを連結する。

図７に示す支柱２８０は，径大筒状部材２６４の内径Ｄ２が径小筒状部材２６２の外径Ｄ１よりも大きくなるように構成することで，図２に示す支柱２００と同様に，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部とを全周に亘ってオーバーラップするように配置することができる。これにより，第１，２実施形態と同様にヒータエレメント１２４から照射され載置台１２０から処理室１０２の底部１２８に向かう赤外線は外側熱遮蔽板２２０と内側熱遮蔽板２３０により隙間なく遮蔽できる。

また，中間部を構成する連結部材２８６をテーパ状に形成し，径小筒状部材２６２の端部２６２ａの外側と径大筒状部材２６４の端部２６４ａの内側との間に連結部材２８６を溶接などで固定するだけでよいので，比較的製造が容易である。連結部材２８６についても，その外径と内径をそれぞれ径大筒状部材２６４の内径と径小筒状部材２６２の外径に合わせて製造すればよいので寸法の微調整も容易である。

また，連結部材２８６は，径小筒状部材２６２の端部２６２ａから径大筒状部材２６４の端部２６４ａに向けて上向きに徐々に径が大きくなるように形成されている。このため，載置台１２０から径小筒状部材２６２の肉厚部に赤外線が入射しても，その赤外線は連結部材２８６を介して径大筒状部材２６４側には極めて入射され難くなり，そのほとんどを径小筒状部材２６２の端面２６２ｂから下方に透過させることができる。従って，これを内側熱遮蔽板２３０で遮蔽することによって，赤外線の遮蔽効果をより一層高めることができる。

上記第５実施形態では，連結部材２８６を小筒部の端部から大筒部の端部に向けて上向きに徐々に径が大きくなるような形状にした場合について説明したが，これに限られるものではなく，連結部材２８６を小筒部の端部から大筒部の端部に向けて下向きに徐々に径が大きくなるような形状にしてもよい。この場合には，図２に示す支柱２８０と同様の筒状部材を形成することができる。

なお，上述した第１〜５実施形態において，外側熱遮蔽板２２０の内縁部と内側熱遮蔽板２３０の外縁部との間を通り抜ける赤外線の有無またはその量に応じて上記のオーバーラップ量を調整するようにしてもよい。オーバーラップ量は，小筒部の径と大筒部の径の大きさを調整することで簡単に調整することができる。すなわち，小筒部の径に対して大筒部の径を大きくするほどオーバーラップ量を増加することができ，小筒部の径に対して大筒部の径を小さくするほどオーバーラップ量を減少させることができる。

また，第１〜５実施形態における支柱は，小筒部が上側になり大筒部が下側になるように形成したものについて説明したが，これに限られるものではなく，第１〜５実施形態における支柱の上下を逆さにして小筒部が下側になり大筒部が上側になるようにしてよい。これによっても，外側熱遮蔽板の内縁部と内側熱遮蔽板の外縁部とをオーバーラップするように配置することができるので，第１〜５実施形態と同様に赤外線の遮蔽効果が得られる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，半導体ウエハなどの基板を加熱しつつ所定の処理を施す基板処理装置及びそれを用いた基板載置台に適用可能である。

本発明の第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成例を示す縦断面図である。 同実施形態にかかる基板載置台の支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 比較例にかかる基板載置台における支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 第２実施形態にかかる基板載置台における支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 第３実施形態にかかる基板載置台における支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 第４実施形態にかかる基板載置台における支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 第５実施形態にかかる基板載置台における支柱の概略構成を示す拡大断面図である。 載置台を支柱で支持する従来の基板載置台の構成を説明するための図。 図８に示す基板載置台に遮蔽板を設ける構成を説明するための図。

符号の説明

１００ プラズマ処理装置
１０２ 処理室
１０４ プラズマ生成室
１０６ 反応容器
１０８ 蓋体
１１０ ガス導入口
１１２ ガス供給源
１１４ ガス配管
１１６ コイル
１１８ 高周波電源
１２０ 載置台
１２４ ヒータエレメント
１２６ ヒータ電源
１２８ 底部
１３０ 環状の溝
１３２ Ｏリング
１３４ クランプ
１３６ ボルト
１３８ 排気管
１４０ 排気装置
１４２ ゲートバルブ
１４４ 搬出入口
１４６ 隔壁部材
２００，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０ 支柱
２０２，２５２ 小筒部
２０４，２５４ 大筒部
２０６，２５６ 中間部
２０８ フランジ部
２２０（２２４Ａ，２２４Ｂ，２２４Ｃ） 外側熱遮蔽板
２２２ 固定部材
２２６，２３６ 隙間
２３０（２３４Ａ，２３４Ｂ，２３４Ｃ） 内側熱遮蔽板
２３２ 固定部材
２３８ オーバーラップ領域
２５２ａ 端部
２５２ｂ 端面
２６２ 径小筒状部材
２６２ａ 端部
２６２ｂ 端面
２６４ 径大筒状部材
２６４ａ 端部
２６６，２７６，２８６ 連結部材
Ｗ ウエハ

Claims (7)

1. 処理室内に基板載置台を備え，この基板載置台に載置された基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって，
   前記基板載置台は，
   前記基板を載置する載置台と，
   前記載置台の内部に設けられ，前記載置台に載置した前記基板を加熱する発熱体と，
   前記処理室の底部より起立して前記載置台を支持し，小筒部とこの小筒部の外径よりも大きい内径の大筒部とこれらの間に介在する中間部とを有する筒状部材で構成された支柱と，
   前記小筒部の外側を囲むように設けられ，前記発熱体からの熱を前記小筒部の外側で遮蔽する外側熱遮蔽板と，
   前記大筒部の内側を塞ぐように設けられ，前記発熱体からの熱を前記大筒部の内側で遮蔽する内側熱遮蔽板と，を備え，
   前記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板は，前記載置台から見た平面視において前記外側熱遮蔽板の内縁部と前記内側熱遮蔽板の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするように配置したことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記筒状部材は，前記小筒部，前記中間部，前記大筒部を一体成形したものであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記筒状部材は，前記小筒部を構成する部材と，前記大筒部を構成する部材を，前記中間部を構成する部材で連結して形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記中間部は，前記小筒部の端部と前記大筒部の端部とを前記小筒部の径外方向にテーパ状に連続させることをなすことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記中間部は，前記小筒部の端部と前記大筒部の端部とを前記小筒部の径外方向に水平に連続させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
6. 前記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板はそれぞれ，複数枚ずつ重ねて配置したことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
7. 処理室内で所定の処理を行う基板を載置する基板載置台であって，
   前記基板を載置する載置台と，
   前記載置台の内部に設けられ，前記載置台に載置した前記基板を加熱する発熱体と，
   前記処理室の底部より起立して前記載置台を支持し，小筒部とこの小筒部の外径よりも大きい内径の大筒部とこれらの間に介在する中間部とを有する筒状部材で構成された支柱と，
   前記小筒部の外側を囲むように設けられ，前記発熱体からの熱を前記小筒部の外側で遮蔽する外側熱遮蔽板と，
   前記大筒部の内側を塞ぐように設けられ，前記発熱体からの熱を前記大筒部の内側で遮蔽する内側熱遮蔽板と，を備え，
   前記外側熱遮蔽板と前記内側熱遮蔽板は，前記載置台から見た平面視において前記外側熱遮蔽板の内縁部と前記内側熱遮蔽板の外縁部とが全周に亘ってオーバーラップするように配置したことを特徴とする基板載置台。
   

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