JP2010232220A - 載置台構造、この製造方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置台本体と支柱との接合部の強度を向上させることが可能な載置台構造を提供する。
【解決手段】処理容器３２内で被処理体Ｗに対して処理を施すために前記被処理体を載置する載置台構造６０において、上面に前記被処理体を載置するために円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体６２と、前記載置台本体を支持するために前記載置台本体の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる円筒状の支柱６４とを備え、前記載置台本体と前記支柱との接合部１０２に、前記円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目１０６が付くような曲面加工部１０４を形成する。これにより、載置台本体と支柱との接合部の強度を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して熱処理やプラズマ処理を施す処理装置、これに用いられる載置台構造及びこの製造方法に関する。

一般に、ＩＣ（集積回路）等の半導体装置を製造するためには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理等の各種の処理を、プラズマを用いて、或いはプラズマを用いないで繰り返し行って目的とする回路装置等を製造するようになっている。例えば半導体ウエハに対して１枚毎に熱処理を施す枚葉式の処理装置を例にとれば、真空引き可能になされた処理容器内に、例えば抵抗加熱ヒータや静電チャックを内蔵した載置台構造を設置し、この上面に半導体ウエハを載置した状態で所定の処理ガスを流し、プラズマを用いたり、或いは用いないで所定のプロセス条件下にてウエハに各種の熱処理を施すようになっている（特許文献１〜５）。

この場合、半導体ウエハは高温に晒され、また、処理容器内へはクリーニングガスやエッチングガス等の腐食性ガス等が用いられることから、半導体ウエハを載置する上記載置台構造には、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）に代表されるセラミック材スが用いられる傾向にあり、このセラミック材中に加熱ヒータ部や静電チャックを設ける場合にはこのチャック電極等が埋め込まれて一体成形されている。

ここで従来の処理装置及び載置台構造の一例を説明する。図７は従来の一般的なプラズマを用いた処理装置を示す概略構成図である。図７において、処理装置として、ここではプラズマ処理装置を示しており、筒体状になされた処理容器２内には、半導体ウエハＷを上面に載置するための載置台構造４が設けられている。この処理容器２の天井部には、ガス導入手段としてシャワーヘッド６が設けられ、この下面のガス噴射孔６ａから必要なガスを噴射するようになっている。そして、このシャワーヘッド６には、プラズマ発生用の、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源８が接続されており、上記シャワーヘッド６を上部電極として機能させるようになっている。

また処理容器２の底部には排気口１０が設けられており、処理容器２内の雰囲気を排気できるようになっている。そして、上記載置台構造４は、ウエハＷを載置する載置台本体１２と、この載置台本体１２の下面に接合されてこの載置台本体１２を容器底部より起立させる支柱１４とよりなる。この載置台本体１２及び支柱１４は例えば耐熱性及び耐腐食性のあるＡｌＮ等のセラミック材よりなり、この内部には高周波電力に対する下部電極や静電チャックのチャック電極となる電極１６や抵抗加熱ヒータ１８が一体的に埋め込まれている。

ここで上記セラミック材よりなる載置台本体１２と支柱１４との接合部２０は、一般的には熱拡散融着により行われており、この接合部２０に加わる熱応力を緩和してこの部分の強度の向上を図ることを目的として、上記熱拡散融着処理後にこの接合部２０の表面に砥石により研削を施して曲面加工し、曲面部２２を形成している。すなわち、この接合部２０の表面に、この接合部２０の強度の向上を意図してアール加工を施している。

特開昭６３−２７８３２２号公報 特開平０７−０７８７６６号公報 特開平０６−２６０４３０号公報 特開２００４−３５６６２４号公報 特開平１０−２０９２５５号公報

ところで、上記したような載置台構造において、高温、例えば５００℃以上での繰り返し使用を行うと、この載置台本体１２と支柱１４との接合部２０には、ウエハＷの昇降温に従って大きな熱応力が加わるが、この接合部２０には上述のように熱応力の緩和を目的とした曲面加工が施されていることから、十分な強度を有することが期待されている。
しかしながら、実際の載置台構造にあっては、上述のように接合部２０に曲面加工を施して応力緩和用の曲面部２２が形成されているにもかかわらず、十分な強度を発揮することができない、といった問題点があった。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、載置台本体と支柱との接合部の強度を向上させることが可能な載置台構造、この製造方法及び処理装置を提供することにある。

本発明者等は、載置台本体と支柱との接合部の強度が十分でないことの原因について鋭意研究した結果、図８及び図９に示す従来の載置台構造の部分拡大図のように、接合部２０の曲面部２２には、載置台本体１２或いは支柱１４の断面の略周方向に沿って、すなわち接線方向に向かうように（破断を促進させるような方向に）研削加工時の研削引目２４が発生しており、この研削引目２４を起点として、すなわち研削引目２４に沿って接合部２０が破断しており、結果的に接合部２０の強度を十分に向上させることができない、といった知見を得ることにより、本発明を行ったものである。尚、図８は従来の載置台構造の部分拡大図斜視図、図９は従来の載置台構造の下面を示す部分拡大平面図である。

請求項１に係る発明は、処理容器内で被処理体に対して処理を施すために前記被処理体を載置する載置台構造において、上面に前記被処理体を載置するために円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体と、前記載置台本体を支持するために前記載置台本体の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる円筒状の支柱とを備え、前記載置台本体と前記支柱との接合部に、前記円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くような曲面加工部を形成するようにしたことを特徴とする載置台構造である。

このように、処理容器内で被処理体に対して処理を施すために被処理体を載置する載置台構造において、円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体と、この載置台本体の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる支柱との接合部に、円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くような曲面加工部を形成するようにしたので、熱応力に伴って発生する接合部に対する引張応力の方向は研削引目の方向に対する直角方向からずれた方向になり、この結果、研削引目に沿って折り曲げるような張力が加わらなくなるので、この接合部に加わる引張応力に対する強度を向上させることが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１記載の発明において、前記接合部は、熱拡散融着により形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記載置台本体には、前記被処理体を加熱する抵抗加熱ヒータが埋め込まれていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発明において、前記研削引目の方向と前記載置台本体の半径方向とにより形成される角度は３０度以内に設定されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発明において、前記セラミック材は、ＡｌＮ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＳｉＣよりなる群から選択される１つの材料であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、処理容器内で被処理体に対して処理を施すために前記被処理体を載置する載置台構造において、上面に前記被処理体を載置するために円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体の下面の中央部に、前記載置台本体を支持するためにセラミック材、或いは石英よりなる支柱の上端を接合する接合工程と、前記載置台本体と前記支柱との接合により形成された接合部に、前記円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くように砥石による研削を行って曲面加工を施すようにした研削工程と、を有することを特徴とする載置台構造の製造方法である。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記載置台本体と前記支柱との接合は、熱拡散融着により行うことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項６又は７の発明において、前記研削引目の方向と前記載置台本体の半径方向とにより形成される角度は３０度以内に設定されていることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の発明において、前記セラミック材は、ＡｌＮ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＳｉＣよりなる群から選択される１つの材料であることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、被処理体に対して処理を施すための処理装置において、排気可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた請求項１乃至５のいずれか一項に記載の載置台構造と、前記処理容器内へガスを導入するガス導入手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。

本発明に係る載置台構造、この製造方法及び処理装置によれば、次のような優れた作用効果を発揮することができる。
処理容器内で被処理体に対して処理を施すために被処理体を載置する載置台構造において、円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体と、この載置台本体の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる支柱との接合部に、円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くような曲面加工部を形成するようにしたので、熱応力に伴って発生する接合部に対する引張応力の方向は研削引目の方向に対する直角方向からずれた方向になり、この結果、研削引目に沿って折り曲げるような張力が加わらなくなるので、この接合部に加わる引張応力に対する強度を向上させることができる。

本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す構成図である。 載置台本体の下面（裏面）に付いた研削引目の方向を示す図である。 載置台構造の製造方法の一工程を説明するための説明図である。 円錐形状の砥石表面の包絡線の一例を示すグラフである。 曲面の半径（曲面加工をした場合）と曲げ強さ／引張応力との関係を示すグラフである。 曲げ試験を行った時の材料のモデルを示す図である。 従来の一般的なプラズマを用いた処理装置を示す概略構成図である。 従来の載置台構造の部分拡大図斜視図である。 従来の載置台構造の下面を示す部分拡大平面図である。

以下に、本発明に係る載置台構造、この製造方法及び処理装置の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す構成図、図２は載置台本体の下面（裏面）に付いた研削引目の方向を示す図、図３は載置台構造の製造方法の一工程を説明するための説明図である。

ここでは処理装置として平行平板型のプラズマ処理装置を例にとって説明する。図１に示すように、この処理装置としての平行平板型のプラズマ処理装置３０は、例えばアルミニウム合金等により筒体状に成形された処理容器３２を有している。この処理容器３２の底部の中央部は、更に下方へ凸状に窪ませて設けた排気空間３４が有底円筒状の区画壁３６により区画形成されており、この区画壁３６の底部が容器底部の一部となっている。この区画壁３６の側壁には排気口３８が設けられており、この排気口３８には、図示しない圧力調整弁や真空ポンプ等が途中に介設された排気管４０が接続されており、上記処理容器３２を所望の圧力に真空引きできるようになっている。

また上記処理容器３２の側壁には、被処理体である半導体ウエハＷを搬出入する搬出入口４２が形成されると共に、この搬出入口４２にはゲートバルブ４４が設けられており、ウエハＷの搬出入時にこのゲートバルブ４４を開閉するようになっている。

また処理容器３２の天井は開口され、この開口部には絶縁部材４６を介してガス導入手段としてのシャワーヘッド４８が設けられる。この際、上記シャワーヘッド４８と絶縁部材４６との間には、容器内の気密性を維持するために例えばＯリング等よりなるシール部材５０が介設されている。このシャワーヘッド４８の上部にはガス導入口５２が設けられると共に、下面のガス噴射面には複数のガス噴射孔５４が設けられており、必要な処理ガスを処理空間Ｓに向けて噴射するようになっている。ここではシャワーヘッド４８内は１つの空間になっているが、内部空間を複数に区画し、それぞれ異なるガスをシャワーヘッド４８内で混合させることなく別々に処理空間Ｓへ供給する形式のシャワーヘッドもある。

また、このシャワーヘッド４８は、プラズマ発生用の上部電極としての機能を有し、具体的には、このシャワーヘッド４８にはマッチング回路５６を介してプラズマ発生用の高周波電源５８が接続されている。この高周波電源５８の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚであるが、この周波数に限定されない。そして、この処理容器３２内には、半導体ウエハＷを載置するために本発明に係る載置台構造６０が設けられている。この載置台構造６０は、その上面である載置面にウエハＷを直接的に載置するために円板状に形成された載置台本体６２と、この載置台本体６２を容器底部から起立させて支持するための支柱６４とにより主に構成されている。

上記載置台本体６２の下方には、ウエハＷの搬出入時に、これを下から突き上げて支持する昇降ピン機構６６が設けられる。この昇降ピン機構６６は、載置台本体６２の周方向に沿って等間隔で配置された例えば３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン６８を有しており、各昇降ピン６８の下端部は例えば円弧状のピンベース板７０により支持されている。このピンベース板７０は、容器底部を貫通された昇降ロッド７２に連結されており、この昇降ロッド７２はアクチュエータ７４に取り付けられ、上記昇降ロッド７２を上下動可能としている。また昇降ロッド７２の容器底部の貫通部には容器内の気密性を維持しつつ昇降ロッド７２の上下動を許容するために伸縮可能になされたベローズ７６が設けられる。

また上記載置台本体６２は、上記各昇降ピン６８に対応させてピン挿通孔７８が設けられており、上記昇降ロッド７２を上下動させることにより、上記ピン挿通孔７８内を挿通された昇降ピン６８が、載置面上に出没してウエハＷを突き上げて持ち上げたり、持ち下げたりできるようになっている。

そして、上記載置台本体６２の全体及び支柱６４の全体は、金属汚染がなく、且つ耐熱性に優れた材料、例えばセラミック材や石英により形成されている。上記支柱６４は円筒体状に成形されており、この支柱６４の上端は上記載置台本体６２の下面（裏面）の中央部に例えば熱拡散融着により接合されている。この支柱６４の下端部は、容器内の気密性を維持するためにＯリング等のシール部材８０を介して容器底部に形成した開口８２の周辺部分に図示しないボルト等により連結されている。上記セラミック材としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２ Ｏ_３ ）、炭化珪素（ＳｉＣ）等を用いることができる。

そして、上記載置台本体６２には、静電チャックのチャック電極８４と発熱体である抵抗加熱ヒータ８６とがそれぞれ埋め込んで設けられている。上記チャック電極８４は、載置面の直下に設けられてウエハＷを静電力により吸着保持するようになっており、このチャック電極８４の下方に上記抵抗加熱ヒータ８６が設けられてウエハＷを加熱するようになっている。

また、ここでは上記チャック電極８４は、プラズマに対する下部電極として兼用されている。そして、上記チャック電極８４には、給電用ライン部材８８が接続され、抵抗加熱ヒータ８６に対しては給電用ライン部材９０、９２がそれぞれ接続されている。各給電用ライン部材８８〜９２は、気密状態になされた円筒状の支柱６４内に挿通されて容器底部の開口８２から下方へ延びている。そして、上記チャック電極８４用の給電用ライン部材８８には、チャック用の直流電源９４とバイアス用の高周波電源９６とが接続され、抵抗加熱ヒータ８６の給電用ライン部材９０、９２にはヒータ電源９８が接続されている。

尚、図示例にあっては、抵抗加熱ヒータ８６は１ゾーンの場合を示すが、例えば同心円状に複数ゾーンの加熱ヒータ部が存在する場合には、それに対応させて各給電用ライン部材が個別に設けられることになる。

そして、上記円筒状の支柱６４内へは、不活性ガス供給部１００によりＮ_２ 等の不活性ガス（Ａｒ等の希ガスも含む）が導入され、上記各給電用ライン部材の表面の酸化を防ぐようになっている。

そして、上述したようにここでは載置台本体６２の下面の中央部に支柱６４の上端が熱拡散融着により接合されて、ここに接合部１０２が形成されている。そして、この接合部１０２は、この接合部１０２における強度を向上させることを目的として曲面加工（アール加工）が施されており、その表面が曲面状になされた曲面加工部１０４が形成されている。具体的には、図２にも示すように、この接合部１０２には、円筒状の支柱６４の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向くような研削引目１０６が略放射状に付くように、例えば砥石により研削加工が施されており、この研削加工により上記したような曲面状になされている。

すなわち、支柱６４の断面形状は、円形のリング状になっているので、その接線方向よりも外向きになるような方向に向けて上記研削引目１０６が付くような研削加工が行われている。

このような載置台構造を製造するには、まず、前述したように、例えばＡｌＮ等のセラミック材よりなる載置台本体６２の下面（裏面）の中央部に、同じくＡｌＮ等のセラミック材よりなる支柱６４の上端を接合する接合工程を行う。この接合は、上述したように熱拡散融着によって行い、これによって接合部１０２が形成されることになる。

次に、図３に示すように、載置台本体６２と支柱６４との接合部１０２を回転させた砥石１０８によって、研削加工する。この場合、この砥石１０８を矢印１１０に示すように回転させつつ上記載置台本体６２と支柱６４とを矢印１１２に示すように自転方向へ相対的に回転させる。この砥石１０８は、先端に向かう程、その直径が小さくなされた円錐形状、或いは截頭円錐形状になされており、その側面で研削を行っている。ここで重要な点は、上述のように回転する砥石１０８によって形成される研削引目１０６の方向が、図２に示すように円筒状の支柱６４の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向かうようにする点である。

このような方向に研削引目１０６を形成するためには、図３（Ｂ）に示すように、上記石１０８の回転軸１１４の軸心と、上記載置台本体６２の平面との間で形成される角度θをできるだけ小さく設定し、例えば４５度よりも小さく設定し、且つ図３（Ａ）に示すように支柱６４の軸心と砥石１０８の回転軸１１４の軸心とが１つの平面内に位置しないように僅かに横方向へずらすようにして砥石１０８を接触させるようにし、回転軸１１４から支柱６４を見て、支柱６４の前面ではなく、支柱６４の側面側に当てるようにする。

このようにして、研削加工を施すことにより図２に示すような方向に研削引目１０６を形成する。この場合、上記角度θは、例えば１２．５度程度であり、砥石１０８の先端側の角度θ１は上記角度θの２倍である２５度程度である。この研削加工時の載置台本体６２の回転数は６〜６０ｒｐｍ程度、砥石１０８の回転数は最大１００００ｒｐｍ程度である。以上のようにして製造された載置台構造６０が上記処理容器３２内に設置されている。

次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置３０の動作について説明する。まず、未処理の半導体ウエハＷは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ４４、搬出入口４２を介して処理容器３２内へ搬入され、このウエハＷは、上昇された昇降ピン６８に受け渡された後に、この昇降ピン６８を降下させることにより、ウエハＷを載置台構造６０の載置台本体６２の上面に載置してこれを支持する。

次に、ガス導入手段であるシャワーヘッド４８へ各種の処理ガスとして例えば成膜ガスを、それぞれ流量制御しつつ供給して、このガスをガス噴射孔５４より噴射し、処理空間Ｓへ導入する。そして、排気管４０に設けた真空ポンプ（図示せず）の駆動を継続することにより、処理容器３２内や排気空間３４内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁（図示せず）の弁開度を調整して処理空間Ｓの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。この時、ウエハＷの温度は所定のプロセス温度に維持されている。すなわち、載置台本体６２の抵抗加熱ヒータ８６にヒータ電源９８より給電用ライン部材９０、９２を介して電圧を印加することにより抵抗加熱ヒータ８６を加熱し、これにより載置台本体６２の全体が加熱される。

この結果、載置台本体６２上に載置したウエハＷが昇温加熱される。この時、載置台本体６２に設けた図示しない熱電対ではウエハ温度が測定され、この測定値に基づいて温度制御されることになる。また、これと同時にプラズマ処理を行うために、高周波電源５８を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド４８と下部電極である載置台本体６２との間に高周波を印加し、処理空間Ｓにプラズマを生成させると同時に、静電チャックを形成するチャック電極８４に、直流電源９４より直流高電圧を印加し、静電力によりウエハＷを吸着する。そして、この状態で所定のプラズマ処理を行う。また、この際に、載置台本体６２のチャック電極８４にバイアス用の高周波電源９６から高周波を印加することにより、プラズマイオンの引き込みを行うことができる。これによって、成膜ガスが反応してウエハＷに対して例えば成膜処理が施されることになる。

このようなウエハＷの処理を繰り返し行うと、その都度、載置台本体６２は、昇降温が繰り返され、且つ高温に晒されることになる。この温度は、処理の態様にもよるが７００℃程度まで上昇する場合がある。

このように、載置台本体６２に対して昇降温が繰り返されると、載置台本体６２と支柱６４との接合部１０２に大きな熱応力が繰り返し加わることになる。この場合、従来の載置台構造にあっては、先に図７及び図８を参照して説明したように、接合強度を高めるために接合部２０に曲面加工を施していたにもかかわらず、この時に研削引目２４が支柱１４の周方向（接線方向）に沿って形成されてしまっていることから、この研削引目２４が傷となってこの傷を開くように、すなわち研削引目２４の方向に対して直交する方向に引張応力（熱応力）が加わるように作用するので、この研削引目２４を起点として破壊し易くなっており、結果的に接合部の強度はそれ程高くはなかった。

これに対して、本発明の載置台構造６０にあっては、図２に示すように、研削引目１０６の方向は、載置台本体６２に対して図８に示すような円周方向（接線方向）ではなく、支柱６４の断面（円形リング状）の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向くようになっている。換言すれば、研削引目１０６の方向は、載置台本体６２、或いは支柱６４の中心から半径方向外方へ向かう方向に対して僅かに内側へ向く（載置台本体６２、或いは支柱６４の中心から半径方向外方へ向かう方向に対して僅かに傾いている）ようになっているので、すなわち略放射状になっているので、上記のように載置台本体６２と支柱６４との接合部１０２に引張応力（熱応力）が加わっても、この接合部１０２が容易に破壊することを防止することができる。この結果、この接合部１０２における接合強度を、従来の載置台構造と比較してかなり向上させることができる。

この場合、理想的には、上記研削引目１０６の方向を載置台本体６４、或いは支柱６４の中心に対して放射状になる方向が望ましいが、回転する砥石１０８による曲面加工では、上述のような放射状の研削引目１０６を形成するのが構造的に困難なので、上述したように半径方向外方（放射方向）から僅かに内側に向かう方向になるような研削引目１０６が付くような研削加工を行う。この場合、上記接合部１０２の強度を十分に高めるためには、図２に示すように、上記載置台本体６２、或いは支柱６４の中心に対する放射方向（半径方向）と上記研削引目１０６の方向とがなす角度αが３０度以内が好ましく、より好ましいのは１０度以内であり、上述したように研削引目１０６の方向を限りなく放射方向に接近させるのがよい。この理由は、角度αが３０度を越えて大きくなると、研削引目１０６に直交する方向の分力が５０％を越え、引目方向を管理する効果が大きく減少するためである。

上記研削引目１０６の方向を制御するためには、図３（Ｂ）中における砥石１０８の回転軸１１４と載置台本体６２の平面とがなす角度θを増減するようにコントロールすればよく、研削引目１０６の方向は角度θを大きくすれば接線方向に接近し、逆に角度θを小さくすれば放射方向に接近することになる。尚、上記角度θに応じて使用する截頭円錐形状、或いは円錐形状状の砥石１０８の先端部の角度も適応させるのは勿論である。

上記接合部１０２に形成される曲面加工部１０４の断面の曲線（砥石１０８の表面の包絡線）の半径は、上述した研削引目１０６の方向と同様に、図３（Ｂ）中における角度θを増減することによりコントロールすることができる。例えば図４の曲線Ａは円錐形状の砥石表面の包絡線の一例を示すグラフであり、横軸に支柱６４の中心からの距離をとり、縦軸に載置台本体６２の下面（裏面）からの距離をとっている。ここでの砥石１０８の円錐の先端角θ１は２５度であり、従って、載置台本体６２の裏面に対する傾斜角θ１は１２．５度に設定されている場合を示す。この場合には、曲面加工部１０４には、図４の曲線Ａに示すような曲面形状に加工されることになる。この曲面は、実際には円弧ではなく、楕円形状の一部となっている。支柱６４はこのように曲面加工部１０４を加工した後、図４の曲線Ｂに沿うように余計な個所を削り取って完成する。

このように、本発明によれば、処理容器３２内で被処理体、例えば半導体ウエハＷに対して処理を施すために被処理体を載置する載置台構造３０において、円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体６２と、この載置台本体６２の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる支柱６４との接合部１０２に、円筒状の支柱６４の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目１０６が付くような曲面加工部１０４を形成するようにしたので、熱応力に伴って発生する接合部１０２に対する引張応力の方向は研削引目１０６の方向に対する直角方向からずれた方向になり、この結果、研削引目１０６に沿って折り曲げるような張力が加わらなくなるので、この接合部１０２に加わる引張応力に対する強度を向上させることがきる。

＜材料の曲げ試験＞
ここで材料自体の曲げ試験と従来方法による曲面加工が施された材料の曲げ試験を行ったので、その評価結果について説明する。図５は曲面の半径（曲面加工をした場合）と曲げ強さ／引張応力との関係を示すグラフ、図６は曲げ試験を行った時の材料のモデルを示す図であり、図６（Ａ）は平面状の材料自体に対して四点曲げ試験を行った時のモデルを示し、図６（Ｂ）は曲面加工が施された材料の曲げ試験を行った時のモデルを示す。

図５において横軸は試験を行ったサンプル数を示し、曲げ強さ／引張応力の弱い順にこれを並べたものである。ここで曲線Ａは、図６（Ａ）に示すように窒化アルミニウム板よりなる試料１２０の両端を支持させた状態で、その上面側の中央を挟んだ２点間に負荷Ｆを付与して曲げ強さを測定した時の結果を示している。この試験では、試料１２０の中央部に矢印１２２に示すようなモーメントが加わり、その下面に引張応力が加わり、その上面に圧縮応力が加わる。

図５中において、曲線Ｂ、Ｃは、図６（Ｂ）に示すように、窒化アルミニウム板よりなる試料１２４の一部を薄く削り取って、砥石による研削により曲面加工（アール加工）を施して曲面加工部１２６を形成し、この曲面加工部１２６側の一端を固定支持すると共に他端側に負荷Ｆを付与して曲げ強さ（曲面での引張応力）を測定した時の結果を示している。

上記曲面加工部１２６は、図７及び図８において説明したように、従来の加工方法で行ったものであり、図６（Ｂ）中において紙面垂直方向に研削引目が付いている。負荷Ｆの印加時には、曲面加工部１２６の上面側には引張応力が加わり、その下面側には圧縮応力が加わる。ここで曲線Ｂは曲面加工部１２６の曲線が長軸半径：７．５ｍｍ、短軸半径：３．７５ｍｍの楕円弧の場合を示し、曲線Ｃは曲面加工部１２６の曲線が半径：２．５ｍｍの円弧の場合を示す。

図５に示すように、単なる板状の試料１２０の場合は、曲線Ａに示すようにある程度の曲げ強さ／引張応力を有しているが、同じ厚さｔ１を有し曲面加工を施して強度が高くなっているはずの試料１２４の場合は、曲線Ｂ、Ｃに示すように却って曲面加工を施すことにより曲げ強さ／引張応力が曲線Ａと比較して低下してしまっている。この理由は、先に説明したように、曲面加工部１２６に、この破断を促進させるような方向に研削引目が形成されてしまっているからである。

そこで、本発明の載置台構造６０では、研削加工時に発生が不可避である研削引目の方向を、破断を促進させるような方向（図８に示す研削引目２４）ではなく、破断を抑制するような方向（図２に示す研削引目１０６）になるように研削加工時に前述したような工夫をしたので、図５中の曲線Ａと同等、或いはそれ以上の曲げ強さを期待することができる。

尚、以上の実施例では静電チャックと下部電極の電極を共通に用いた場合を例にとって説明したが、両者を別々に設けてもよい。更には、本発明のプラズマ処理装置では平行平板型の処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、他の膜種の成膜装置やエッチング装置等の高周波やマイクロ波を用いた全てのプラズマ処理装置に本発明を適用することができる。

更に、本発明の処理装置は、プラズマを用いない処理装置、例えば熱ＣＶＤ成膜装置、熱酸化装置、アニール装置、改質装置等にも適用することができ、この場合には、下部電極は不必要となって設けられないことになる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、この半導体ウエハにはシリコン基板やＧａＡｓ、ＳｉＣ、ＧａＮなどの化合物半導体基板も含まれ、更にはこれらの基板に限定されず、液晶表示装置に用いるガラス基板やセラミック材基板等にも本発明を適用することができる。

３０ プラズマ処理装置（処理装置）
３２ 処理容器
４８ シャワーヘッド（ガス導入手段）
６０ 載置台構造
６２ 載置台本体
６４ 支柱
８４ チャック電極
８６ 抵抗加熱ヒータ
１０２ 接合部
１０４ 曲面加工部
１０６ 研削引目
１０８ 砥石
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体）

Claims (10)

1. 処理容器内で被処理体に対して処理を施すために前記被処理体を載置する載置台構造において、
   上面に前記被処理体を載置するために円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体と、
   前記載置台本体を支持するために前記載置台本体の下面に接合されたセラミック材、或いは石英よりなる円筒状の支柱とを備え、
   前記載置台本体と前記支柱との接合部に、前記円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くような曲面加工部を形成するようにしたことを特徴とする載置台構造。
2. 前記接合部は、熱拡散融着により形成されていることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
3. 前記載置台本体には、前記被処理体を加熱する抵抗加熱ヒータが埋め込まれていることを特徴とする請求項１又は２記載の載置台構造。
4. 前記研削引目の方向と前記載置台本体の半径方向とにより形成される角度は３０度以内に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
5. 前記セラミック材は、ＡｌＮ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＳｉＣよりなる群から選択される１つの材料であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の載置台構造。
6. 処理容器内で被処理体に対して処理を施すために前記被処理体を載置する載置台構造において、
   上面に前記被処理体を載置するために円板状に形成されたセラミック材、或いは石英よりなる載置台本体の下面の中央部に、前記載置台本体を支持するためにセラミック材、或いは石英よりなる支柱の上端を接合する接合工程と、
   前記載置台本体と前記支柱との接合により形成された接合部に、前記円筒状の支柱の断面の接線方向と半径方向外方との間の斜め方向へ向く研削引目が付くように砥石による研削を行って曲面加工を施すようにした研削工程と、
   を有することを特徴とする載置台構造の製造方法。
7. 前記載置台本体と前記支柱との接合は、熱拡散融着により行うことを特徴とする請求項６記載の載置台構造の製造方法。
8. 前記研削引目の方向と前記載置台本体の半径方向とにより形成される角度は３０度以内に設定されていることを特徴とする請求項６又は７記載の載置台構造の製造方法。
9. 前記セラミック材は、ＡｌＮ、Ａｌ_２ Ｏ_３ 及びＳｉＣよりなる群から選択される１つの材料であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の載置台構造の製造方法。
10. 被処理体に対して処理を施すための処理装置において、
    排気可能になされた処理容器と、
    被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた請求項１乃至５のいずれか一項に記載の載置台構造と、
    前記処理容器内へガスを導入するガス導入手段と、
    を備えたことを特徴とする処理装置。

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