JP7090465B2 - 載置台及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、載置台及びプラズマ処理装置に関する。
特許文献１には、処理装置の内部において、サセプタ、ヒータ固定台、及びサセプタ支持台を備えた載置台が開示されている。サセプタ、ヒータ固定台、及びサセプタ支持台は、上方からこの順で積層されている。サセプタの上面中央部には静電チャックが設けられ、この静電チャックにより半導体ウェハが保持される。サセプタは、その周縁部においてボルトによりサセプタ支持台に着脱自在に取り付けられる。またヒータ固定台は、温度調整用ヒータを収容する。ヒータ固定台は、その周縁部においてボルトによりサセプタ支持台に着脱自在に取り付けられる。
特開平６－５３１７４号公報
本開示は、載置台の曲げ剛性を向上させると共に、載置台の支持部材に対する着脱容易性を向上させる技術を提供する。
本開示の一態様は、基板を載置する載置台であって、基板を載置する載置面を有する静電チャックと、前記静電チャックを載置する静電チャック載置板と、を有し、前記静電チャックと前記静電チャック載置板は、前記静電チャック載置板側から複数の第１の締結具によって締結され、前記静電チャックは、前記載置面の径方向外側において、前記静電チャック側から複数の第２の締結具によって、前記静電チャック載置板の前記静電チャックと反対側に設けられた支持部材に締結され、前記静電チャックと前記静電チャック載置板の間に基板に冷熱伝達用ガスを供給するためのガス流路を有する。
本開示によれば、載置台の曲げ剛性を向上させると共に、載置台の支持部材に対する着脱容易性を向上させることができる。
従来の載置台の説明図である。 従来の載置台の説明図である。 本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 第１の実施形態にかかる載置台の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 第１の実施形態にかかる載置台の構成の概略を模式的に示す平面図である。 第１の実施形態にかかる載置台の組み立て方法を模式的に示す説明図である。 第２の実施形態にかかる載置台の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。 第２の実施形態にかかる載置台の組み立て方法を模式的に示す説明図である。
先ず、従来のプラズマ処理装置及び載置台について、特許文献１に記載されている構成を基に説明する。
半導体デバイスの製造工程においてプラズマ処理装置では、処理ガスを励起させることによりプラズマを生成し、当該プラズマによって半導体基板（以下、「基板」という。）を処理する。かかるプラズマ処理装置には、基板の載置面を備えた載置台が設けられている。特許文献１に記載された載置台のように、基板を載置する静電チャックを備える場合、当該静電チャックにおける基板の載置面にはネジ穴を設けることができない。このため、静電チャックを備えたサセプタは、基板の載置面よりも径方向外側の外周部において、ボルトによりサセプタ支持台に締結される必要がある。
ここで、図１に示すように特許文献１に記載の従来の載置台２００は、サセプタ２０１、ヒータ固定台２０２、サセプタ支持台２０３が上方からこの順で積層された構成を有している。ヒータ固定台２０２の上面には、複数、例えば２つのヒータ２０４が設けられている。ヒータ２０４には、当該ヒータ２０４に給電する給電部２０５が接続されている。給電部２０５は、サセプタ支持台２０３を貫通し、さらにヒータ固定台２０２を通ってヒータ２０４に接続される。そして、ヒータ２０４が設置される空間は給電部２０５と連通し、大気空間Ｔ１となっている。すなわち、サセプタ２０１とヒータ固定台２０２との間には、大気圧力Ｐがかかる。一方、サセプタ２０１の上方の処理空間Ｔ２は、処理中に真空雰囲気になる。しかも、サセプタ２０１は、ヒータ固定台２０２とは締結されておらず、外周部においてサセプタ支持台２０３に固定されているのみである。そうすると、大気空間Ｔ１（大気圧力Ｐ）と処理空間Ｔ２（真空雰囲気）の圧力差により、サセプタ２０１は上方凸形状に反る場合がある（図１中の点線）。
また、図２に示すように従来の載置台２００において、サセプタ２０１とヒータ固定台２０２の材質が異なる場合、ヒータ２０４に通電してサセプタ２０１とヒータ固定台２０２を昇温することにより、線膨張の差に起因してサセプタ２０１に線膨張応力Ｑが発生する。この際、サセプタ２０１の外周部が固定されているため、当該線膨張応力Ｑを発散できない。そうすると、上述した大気空間Ｔ１（大気圧力Ｐ）と処理空間Ｔ２（真空雰囲気）の圧力差も相乗され、やはりサセプタ２０１は上方凸形状に反る場合がある（図２中の点線）。
このようにサセプタ２０１が上方凸形状に歪むと、当該サセプタ２０１（静電チャック）上に載置された基板が、サセプタ２０１の歪みに伴って凸形状に反る。かかる場合、基板と載置台２００との間で熱伝導が変化するが、近年要求される温度精度を考慮すると、基板の反りを抑制する必要がある。
そこで、本開示にかかる技術は、静電チャックと静電チャック載置板を備えた載置台において、当該載置台の歪みを抑制する。具体的には、静電チャックと静電チャック載置板を上方からこの順で積層し、これら静電チャックと静電チャック載置板を下方から第１の締結具によって締結する。これにより、載置台の剛性を向上させ、上述した歪みを抑制する。またさらに、このように構成された載置台を下方の支持部材に固定するため、上方から第２の締結具によって当該載置台を支持部材に締結する。かかる構成により、着脱容易な載置台が実現できる。
以下、本実施形態にかかる載置台、及び当該載置台を備えたプラズマ処理装置の構成について、図面を参照しながら説明する。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要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
図３は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。なお、本実施形態ではプラズマ処理装置１として、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置を例に説明する。
図３に示すように、プラズマ処理装置１は、略円筒形状の処理容器１０を有している。処理容器１０は、例えばアルミニウムから構成されており、表面には陽極酸化処理が施されている。処理容器１０は、プラズマが生成される処理空間Ｓを画成する。
処理容器１０内には、基板Ｗを載置する載置台１１が収容されている。載置台１１は、静電チャック１２と静電チャック載置板１３を有している。静電チャック１２は、載置部１２ａと基体部１２ｂを有する。静電チャック載置板１３は、静電チャック１２の基体部１２ｂの下方に設けられている。また静電チャック載置板１３は、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されており、下部電極としての機能を有している。
載置部１２ａと基体部１２ｂはそれぞれ、例えば絶縁体により構成されている。載置部１２ａには、当該絶縁体の間に電極１４ａが設けられている。電極１４ａには、スイッチ２０を介して直流電源２１が接続されている。そして電極１４ａに直流電源２１から直流電圧が印加されることによって発生するクーロン力によって基板Ｗが載置部１２ａの載置面に吸着される。
また、電極１４ａの下方には、加熱素子であるヒータ１４ｂが、載置台１１の中心を囲むように環状に延在して設けられている。ヒータ１４ｂは、ヒータ電源２２に接続され、当該ヒータ電源２２により電圧を印加することによって、載置台１１及び、載置台１１に載置された基板Ｗを所定の温度に昇温することができる。
なお、ヒータ１４ｂは、例えば中央領域を加熱するヒータと、中央領域の外側を囲むように環状に延在する別のヒータとを含んでもよい。この場合、載置面に載置された基板Ｗの温度を、当該基板Ｗの中心に対して放射方向に位置する複数の領域ごとに制御することができる。
また、基体部１２ｂの内部には、冷媒流路１４ｃが形成されている。冷媒流路１４ｃには、処理容器１０の外部に設けられたチラーユニット（図示せず）から冷媒入口配管１４ｄを介して冷媒が供給される。冷媒流路１４ｃに供給された冷媒は、冷媒出口配管１４ｅを介してチラーユニットに戻るようになっている。このように、冷媒流路１４ｃの中に冷媒、例えば冷却水等を循環させることによって、載置台１１及び、載置台１１に載置された基板Ｗを所定の温度に冷却することができる。
また、載置台１１には、基板Ｗの裏面にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのガス流路１４ｆが設けられている。なお、図３の例では、ガス流路１４ｆの一部、すなわち基体部１２ｂにおけるガス流路１４ｆのみを図示している。ガス流路１４ｆは、ガス供給源（図示せず）に接続されている。かかる冷熱伝達用ガスによって、載置台１１の載置面に静電チャック１２によって吸着保持された基板Ｗを、所定の温度に制御することができる。
静電チャック載置板１３には、第１のＲＦ電源２３ａ、第２のＲＦ電源２３ｂが、それぞれ第１の整合器２４ａ、第２の整合器２４ｂを介して接続され、載置台１１に電圧印加可能に構成されている。
第１のＲＦ電源２３ａは、プラズマ発生用の高周波電力を発生する電源である。第１のＲＦ電源２３ａからは２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波電力が載置台１１の静電チャック載置板１３に供給される。第１の整合器２４ａは、第１のＲＦ電源２３ａの出力インピーダンスと負荷側（静電チャック載置板１３側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
第２のＲＦ電源２３ｂは、基板Ｗにイオンを引き込むための高周波電力（高周波バイアス電力）を発生して、当該高周波バイアス電力を静電チャック載置板１３に供給する。高周波バイアス電力の周波数は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚである。第２の整合器２４ｂは、第２のＲＦ電源２３ｂの出力インピーダンスと負荷側（静電チャック載置板１３側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
以上のように構成された載置台１１は、処理容器１０の底部に設けられた略円筒形状の支持部材１５に締結される。支持部材１５には、例えばセラミックス等の絶縁体により構成される。
静電チャック１２の基体部１２ｂの上方には、平面視において載置部１２ａを囲むようにして、円環状に形成されたフォーカスリング１６が設けられている。フォーカスリング１６は、静電チャック１２と同軸となるようにスペーサ部材１７を介して設けられている。またフォーカスリング１６は、プラズマ処理の均一性を向上させるために設けられる。なお、フォーカスリング１６は、実行すべきプラズマ処理に応じて適宜選択される材料から構成されており、例えばシリコン、又は石英から構成され得る。
フォーカスリング１６の内側側面には、径方向内側へ突出した突出部１６ａが形成されている。すなわち、フォーカスリング１６は、内側側面の位置に応じて内径が異なる。例えば、突出部１６ａが形成されていない箇所の内径は、基板Ｗの外径よりも大きく形成される。一方、突出部１６ａが形成された箇所の内径は、基板Ｗの外径よりも小さく形成される。
載置台１１の上方には、載置台１１と対向するように、シャワーヘッド３０が設けられている。シャワーヘッド３０は、上部電極としての機能を有し、処理空間Ｓに面して配置される電極板３１、及び電極板３１の上方に設けられる電極支持体３２を有している。電極板３１は、静電チャック載置板１３と一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。なお、シャワーヘッド３０は、絶縁性遮蔽部材３３を介して、処理容器１０の上部に支持されている。
電極板３１には、後述のガス拡散室３２ａから送られる処理ガスを処理空間Ｓに供給するための複数のガス噴出口３１ａが形成されている。電極板３１は、例えば、発生するジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成される。
電極支持体３２は、電極板３１を着脱自在に支持するものであり、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料から構成される。電極支持体３２の内部には、ガス拡散室３２ａが形成されている。当該ガス拡散室３２ａからは、ガス噴出口３１ａに連通する複数のガス流通孔３２ｂが形成されている。また、電極支持体３２には、ガス拡散室３２ａに処理ガスを供給するガス供給源群４０が、流量制御機器群４１、バルブ群４２、ガス供給管４３、ガス導入孔３２ｃを介して接続されている。
ガス供給源群４０は、プラズマ処理に必要な複数種のガス供給源を有している。プラズマ処理装置１においては、ガス供給源群４０から選択された一以上のガス供給源からの処理ガスが、流量制御機器群４１、バルブ群４２、ガス供給管４３、ガス導入孔３２ｃを介してガス拡散室３２ａに供給される。そして、ガス拡散室３２ａに供給された処理ガスは、ガス流通孔３２ｂ、ガス噴出口３１ａを介して、処理空間Ｓ内にシャワー状に分散されて供給される。
また、プラズマ処理装置１には、処理容器１０の側壁からシャワーヘッド３０の高さ位置よりも上方に延びるように円筒形状の接地導体１０ａが設けられている。円筒形状の接地導体１０ａは、その上部に天板１０ｂを有している。
また、プラズマ処理装置１には、処理容器１０の内壁に沿ってデポシールド５０が着脱自在に設けられている。デポシールド５０は、処理容器１０の内壁にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、例えばアルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成される。また同様に、デポシールド５０に対向する面であって、支持部材１５の外周面には、デポシールド５１が、着脱自在に設けられている。
処理容器１０の底部であって、処理容器１０の内壁と支持部材１５との間には、排気プレート５２が設けられている。排気プレート５２は、例えばアルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成される。処理空間Ｓは当該排気プレート５２を介して排気口５３に連通されている。排気口５３には例えば真空ポンプ等の排気装置５４が接続され、当該排気装置５４により処理空間Ｓ内を減圧可能に構成されている。
また、処理容器１０の側壁には基板Ｗの搬入出口５５が形成され、当該搬入出口５５はゲートバルブ５５ａにより開閉可能となっている。
以上のプラズマ処理装置１には、制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１における基板Ｗの処理を制御するプログラムが格納されている。また、プログラム格納部には、各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。
次に、図４及び図５を参照して、第１の実施形態にかかる載置台１１の詳細について説明する。図４及び図５はそれぞれ、本実施形態にかかる載置台１１の構成の概略を示す縦断面図及び平面図である。
上述のように、載置台１１は静電チャック１２及び静電チャック載置板１３を有している。また、静電チャック１２は、基板Ｗを静電吸着して載置するための載置面を上面に有する載置部１２ａと、載置部１２ａを下方から支持する基体部１２ｂとを有している。載置部１２ａと基体部１２ｂは、例えば接着剤を介して固定されている。また載置部１２ａと基体部１２ｂは、それぞれ略円板形状を有している。載置部１２ａは、例えばセラミックス等により構成される。載置部１２ａの直径は基板Ｗの直径と略同一であるか、或いは、基板Ｗの直径よりも小さく形成されている。基体部１２ｂの直径は、載置部１２ａの直径よりも大きく形成されている。また、基体部１２ｂの上面であって、載置部１２ａの外周よりも外側には、載置部１２ａと基体部１２ｂの外径の差によって生じる外周領域１２ｃが形成されている。外周領域１２ｃは載置部１２ａを囲む領域であり、略環状に延在し、本実施形態では外周領域１２ｃの上面は、載置部１２ａの基板Ｗの載置面よりも低い位置に形成されている。
静電チャック１２の内部であって、外周領域１２ｃよりも内周側、すなわち載置部１２ａの内部には、基板Ｗの静電吸着用の電極１４ａが設けられている。また、載置部１２ａの内部であって電極１４ａの下方には、一以上のヒータ１４ｂ設けられている。本実施形態では、計４つのヒータ１４ｂが載置部１２ａの中央の円形領域Ａ１、及び、当該円形領域Ａ１を囲む同心状の複数の環状領域Ａ２、Ａ３、Ａ４にそれぞれ設けられている。複数のヒータ１４ｂは、ヒータ電源２２から個別に調整された電力が供給される。これにより、各ヒータ１４ｂが発する熱が個別に制御され、各領域Ａ１～Ａ４の温度をそれぞれ個別に調整することができる。
静電チャック１２の基体部１２ｂ内部に形成される冷媒流路１４ｃは、基体部１２ｂの内部であって、外周領域１２ｃよりも径方向内側、すなわちヒータ１４ｂの下方に配置される。冷媒流路１４ｃは、基板Ｗの下方に位置して基板Ｗの熱を吸収するように機能する。
静電チャック載置板１３は、基体部１２ｂと略同一の直径の略円板形状を有している。静電チャック１２と静電チャック載置板１３は、第１の締結具６０によって締結されることにより、載置台１１を構成する。第１の締結具６０は、図６に示すように静電チャック載置板１３側から静電チャック１２側へ向けて、静電チャック１２と静電チャック載置板１３を締結する。第１の締結具６０は、静電チャック載置板１３に形成された貫通孔１３ａを介して、基体部１２ｂに形成された締結孔１２ｄに締結される。なお、第１の締結具６０としては例えばネジが用いられ、ネジ溝が形成された締結孔１２ｄに螺合される。
なお、本実施形態において第１の締結具６０は、図５に示すように、後述する第２の締結具６１よりも径方向内側であって、載置台１１との同心円に沿って複数（例えば、３本）等配されている。すなわち、第１の締結具６０は、載置台１１を構成する静電チャック１２及び静電チャック載置板１３を、後述の第２の締結具６１よりも径方向内側、すなわち載置台１１の中央近傍において締結することができる。
なお、本実施形態は一例であり、上述のように第１の締結具６０の本数は３本に限定されるものではないが、載置台１１を構成する部材同士の横ずれを防止するため、少なくとも３本以上の第１の締結具６０を用いることが好ましい。また、第１の締結具６０は、静電チャック１２及び静電チャック載置板１３の横ずれを防止し、曲げ剛性を向上できるような配置であれば同心円に沿って固定されなくてもよい。さらに例えば第１の締結具６０は、異なる径を有する同心円に沿って径方向に並べて配置されてもよく、すなわち２重以上に複数の第１の締結具６０を設けてもよい。
このように構成された載置台１１は、当該載置台１１の下方に設けられる支持部材１５上に、第２の締結具６１によって静電チャック１２側から締結される。図６に示すように静電チャック１２において、ヒータ１４ｂ及び冷媒流路１４ｃの設けられていない外周領域１２ｃには、貫通孔１２ｅが形成されている。また、静電チャック載置板１３の外周部には、貫通孔１２ｅに対応する位置に、貫通孔１３ｂが形成されている。第２の締結具６１は、これら貫通孔１２ｅ、１３ｂを挿通して、支持部材１５に形成された締結孔１５ａに締結される。なお、第２の締結具６１としては例えばネジが用いられ、ネジ溝が形成された締結孔１５ａに螺合される。
なお、本実施形態において第２の締結具６１は、図５に示すように静電チャック１２の外周領域１２ｃ、静電チャック載置板１３、及び支持部材１５の外周部に沿って１２本、等配されている。
ここで、第２の締結具６１は、図４及び図６に示すように、静電チャック１２及び静電チャック載置板１３を貫通して設けられるため、第１の締結具６０よりも長いものが用いられる。このように、締結具として例えば長いボルトが用いられると、締結のために挿通される貫通孔の途中、本実施形態においては、例えば貫通孔１３ｂ内において、第２の締結具６１が歪んでしまう場合がある。すなわち、貫通孔１３ｂから静電チャック載置板１３の径方向外側に向かって反ってしまう場合がある。
かかる第２の締結具６１の反りに対応するため、例えば貫通孔１３ｂは、図４に示すように、第２の締結具６１と貫通孔１３ｂの内壁面との間に空隙が形成されるように、第２の締結具６１の径よりも大きく構成されることが望ましい。かかる構成を有することにより、第２の締結具６１の反りを空隙により吸収することができ、結果的に載置台１１の反りを抑制することができる。
以上のように載置台１１は、静電チャック１２と静電チャック載置板１３を、第１の締結具６０を静電チャック載置板１３側から締結することにより形成される。また、このように形成された載置台１１は、第２の締結具６１により静電チャック１２側から支持部材１５に締結される。かかる構成を有することにより、載置台１１を静電チャック１２側からのアクセスのみによって、支持部材１５に対して容易に着脱することができる。
また、以上の構成によれば、第１の締結具６０による載置台１１の締結は、当該載置台１１の静電チャック載置板１３側から、中央近傍において行うことができる。かかる場合、従来のように載置台の外周部のみで締結される場合と比べて、大気圧力や線膨張応力に起因する載置台１１の凸形状の歪みの発生を抑制することができる。また、静電チャック載置板１３側からの締結であるため、載置部１２ａに貫通孔や締結孔を設ける必要がない。このため、ヒータ１４ｂや冷媒流路１４ｃによる基板Ｗの温度調節を、基板面内で均一に行うことができる。
以上、本実施形態によれば、基板Ｗを載置する載置台１１は、基板Ｗの載置面を有する静電チャック１２と、静電チャック１２を載置する静電チャック載置板１３と、を有し、静電チャック１２と静電チャック載置板１３は、静電チャック載置板１３側から複数の第１の締結具６０によって締結され、載置台１１は、基板Ｗの載置面の径方向外側である外周領域１２ｃにおいて、静電チャック１２側から複数の第２の締結具６１によって支持部材１５に締結される。これにより、第１の締結具６０によって静電チャック載置板１３側から静電チャック１２と静電チャック載置板１３を締結することができるため、載置台１１の曲げ剛性を向上させ、当該載置台１１に載置された基板Ｗの反りを抑制することができる。
さらに、載置台１１は支持部材１５に対して静電チャック１２側から、当該載置台１１の外周領域１２ｃを第２の締結具６１によって固定される。このため、載置台１１を静電チャック１２側からのアクセスのみによって容易に着脱することができる。
ここで、本実施形態では、静電チャック１２の下方に静電チャック載置板１３を配置し、さらに載置台１１の下方に支持部材１５を配置した場合について説明し、複数の第１の締結具６０を下方から設け、複数の第２の締結具６１を上方から設けた。但し、静電チャック１２、静電チャック載置板１３、支持部材１５の配置はこれに限定されない。どのような配置であっても、静電チャック１２と静電チャック載置板１３が静電チャック載置板１３側から第１の締結具６０によって締結され、載置台１１と支持部材１５が静電チャック１２側から第２の締結具６１によって支持部材１５に締結されれば、上述した効果を享受できる。
また、本実施形態によれば、複数の第１の締結具６０及び複数の第２の締結具６１はそれぞれ、静電チャック載置板１３の同心円に沿って配置され、複数の第２の締結具６１によって、載置台１１の外周部が支持部材１５に締結され、複数の第１の締結具６０によって、複数の第２の締結具６１よりも径方向内側において静電チャック１２と静電チャック載置板１３が締結される。かかる場合、載置台１１の中央近傍を第１の締結具６０によって締結することができるため、載置台１１の曲げ剛性をさらに向上させることができ、当該載置台１１に載置された基板Ｗの反りをより適切に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、第１の締結具６０は、異なる径を有する複数の同心円に沿って配置される。かかる構成を有することにより、載置台１１の曲げ剛性をさらに向上させることができ、当該載置台１１に載置された基板Ｗの反りをより適切に抑制することができる。
また、本実施形態によれば、静電チャック１２と静電チャック載置板１３はそれぞれ、複数の第２の締結具６１を挿通させて支持部材１５に締結される。載置台１１は、かかる構成により支持部材１５に締結され、これにより、支持部材１５に対してさらに容易に着脱を行うことができる。
また、本実施形態によれば、静電チャック載置板１３には、第２の締結具６１を挿通させるための貫通孔１３ｂが形成され、当該貫通孔１３ｂは、第２の締結具６１の径よりも大きい径を有する。これにより、第２の締結具６１に反りが発生した場合でも、この反りを貫通孔１３ｂの内壁と第２の締結具６１との間に形成される空隙により吸収することができる。
また、本実施の形態によれば、静電チャック１２、静電チャック載置板１３、及び支持部材１５はそれぞれ略同一の外径で構成され、かかる外径は例えば３４０ｍｍ～３６０ｍｍで構成される。かかる場合、本実施形態を、既存のプラズマ処理装置にも適用できる。例えば支持部材１５を既存のままで利用し載置台を交換する場合でも、本実施形態の載置台１１を用いれば、他の部材を設計変更することなくそのまま用いることができる。しかも、交換後の載置台１１は、上述したように曲げ剛性が向上しているので、従来の載置台の歪みを抑制することができる。
さらにこのように既存のプラズマ処理装置を用いる場合、支持部材１５に形成された締結孔１５ａを利用することもできる。かかる場合、載置台１１において、基体部１２ｂの貫通孔１２ｅと静電チャック載置板１３の貫通孔１３ｂを、当該締結孔１５ａに対応する位置に形成すればよい。換言すれば、既存のプラズマ処理装置を用いて載置台１１を交換する場合に、静電チャック載置板１３と支持部材１５を固定するための、特別な固定具が必要ない。
また、本実施形態によれば、静電チャック１２、静電チャック載置板１３、及び支持部材１５はそれぞれ、略同一の外径の略円筒形状で構成されている。このように載置台はシリンドリカルな形状を有するため、電磁気的な設計を簡易に行うことができる。また、静電チャック１２、静電チャック載置板１３、及び支持部材１５の周囲に設けられる部品、例えばフォーカスリング１６やスペーサ部材１７、インシュレータリング（図示せず）などの形状も単純化できる。さらに、部品数が増加することもない。
また、別の観点にかかる本実施形態によれば、基板Ｗにプラズマ処理を行うプラズマ処理装置１であって、プラズマが生成される処理空間Ｓを画成する処理容器１０と、処理容器１０の内部において基板Ｗを載置する載置台１１と、処理容器１０の内部に設けられ、載置台１１を支持する支持部材１５と、を有し、載置台１１は、載置部１２ａを有する静電チャック１２と、静電チャック１２の支持部材１５側に設けられ、当該静電チャック１２を載置する静電チャック載置板１３と、を備え、静電チャック１２と静電チャック載置板１３は、静電チャック載置板１３側から複数の第１の締結具６０によって締結され、載置台１１は、載置部１２ａの径方向外側である外周領域１２ｃにおいて、静電チャック１２から複数の第２の締結具６１によって支持部材１５に締結される。
また、静電チャック１２と静電チャック載置板１３はそれぞれ、第２の締結具６１を貫通させて支持部材１５に締結され、プラズマ処理装置１は、平面視において載置台１１の載置面を囲うように配置されるフォーカスリング１６を有する。なお、本実施形態では、静電チャック１２、静電チャック載置板１３、及び支持部材１５はそれぞれ略同一の外径を有しており、フォーカスリング１６の温度調節機構は設けられない。
次に、図７を参照して、第２の実施形態にかかる載置台１１０の構成について説明する。図７は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。なお、上述の第１の実施形態にかかる載置台１１と実質的に同一の構成要素については、同じ番号を付することによりその説明を省略する。
図７に示すように第２の実施形態にかかる載置台１１０は、第１の実施形態の静電チャック１２に加えて、静電チャック載置板１３０を有する。静電チャック載置板１３０は、静電チャック１２の基体部１２ｂよりも大きい外径、例えば４２０ｍｍ程度の外径を有し、当該静電チャック載置板１３０と略同一の外径を有する支持部材１５０に固定される。静電チャック載置板１３０の上面であって、基体部１２ｂの外周よりも外側には、静電チャック載置板１３０と基体部１２ｂの外径の差によって生じる外周領域１３０ａが略環状に形成されている。
静電チャック１２と静電チャック載置板１３は、第１の締結具６０によって締結されることにより、載置台１１０を構成する。図８に示すように、第１の締結具６０は、静電チャック載置板１３０側から静電チャック１２側へ向けて、静電チャック載置板１３０に形成された貫通孔１３０ｂを介して、基体部１２ｂの中央領域に形成された締結孔１２ｄに締結される。
また、図７及び図８に示すように第１の締結具６０は、載置台１１０との同心円に沿って径方向に２重に重ねて配置されている。すなわち、内側の第１の締結具６０ａと外側第１の締結具６０ｂはそれぞれ、異なる径を有する同心円に沿って設けられている。
このように構成された載置台１１０は、当該載置台１１０の下方に設けられる支持部材１５０上に、第２の締結具６１０によって締結される。図８に示すように静電チャック載置板１３０の外周部には、静電チャック１２のヒータ１４ｂ及び冷媒流路１４ｃの外側において、貫通孔１３０ｃが形成されている。第２の締結具６１０は、静電チャック１２の外周領域１２ｃを貫通せず、貫通孔１３０ｃを挿通して、支持部材１５０に形成された締結孔１５０ａに締結される。なお、第２の締結具６１０としては例えばネジが用いられ、ネジ溝が形成された締結孔１５０ａに螺合される。
なお、本実施形態において第２の締結具６１０は、静電チャック載置板１３０、及び支持部材１５０の外周部に沿って１２本、等配されている。
また、静電チャック載置板１３０の外周領域１３０ａの上方であって、平面視において静電チャック１２の径方向外側には、当該載置部１２ａを囲うようにして、円環状に形成されたフォーカスリング１６０が設けられている。フォーカスリング１６０は、静電チャック１２と同軸となるようにスペーサ部材１７０を介して設けられている。かかるフォーカスリング１６０及びスペーサ部材１７０は、例えば静電チャック載置板１３０の外径と略同一の外径を有し、静電チャック１２よりも大きな外径を有して形成されている。また、フォーカスリング１６０の内周面には、径方向内側へ突出した突出部１６０ａが形成されている。
なお、かかる第２の実施形態によれば、フォーカスリング１６０の温度調節を行うための温度調節機構１４０ａ、１４０ｂが、さらに設けられていてもよい。温度調節機構１４０ａには、例えばヒータが用いられる。温度調節機構１４０ｂは例えば冷媒流路であり、内部を冷媒が循環する。これにより、フォーカスリング１６０の温度調節を行ってプラズマ処理を適切に行うことができる。なお、温度調節機構１４０ａ、１４０ｂの設置位置は任意に選択することができる。
以上、本実施形態によれば、第１の締結具６０によって上方に静電チャック１２が締結された静電チャック載置板１３０は、静電チャック１２よりも径方向外側において、複数の第２の締結具６１０を挿通させて支持部材１５０に締結される。これにより、第２の締結具６１０を短くすることができ、載置台１１０内で第２の締結具６１０の反りによって生じる曲げ応力を抑制することができる。その結果、載置台１１０の曲げ剛性を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、例えば既存のプラズマ処理装置の載置台と比べて載置台１１０は径方向に大きくなるものの、静電チャック１２の寸法は変わることがない。このため、静電チャック１２の径方向外側に設けられる部材、例えばインシュレーションパーツ（図示せず）は、従来と同じものを用いることができる。
また、別の観点にかかる本実施形態によれば、基板Ｗにプラズマ処理を行うプラズマ処理装置１であって、静電チャック載置板１３０は、静電チャック１２よりも径方向外側において、第２の締結具６１０を挿通させて支持部材１５０に締結され、プラズマ処理装置１は、平面視において載置台１１０の載置面を囲うように配置されるフォーカスリング１６０を有する。
また、プラズマ処理装置１は、フォーカスリング１６０の温度調節を行うための温度調節機構１４０ａ、１４０ｂを有する。かかる場合、フォーカスリング１６０の温度調節を行ってプラズマ処理を適切に行うことができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
例えば、上述したプラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置を例に説明を行ったが、載置台１１及び載置台１１０は任意のプラズマ処理装置に採用され得る。例えばプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、マイクロ波といった表面波によってガスを励起させるプラズマ処理装置のように、任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。
また、上述したプラズマ処理装置１の静電チャック載置板１３、１３０は導電性の金属で構成されていたが、例えば絶縁性や高抵抗を有する材料で構成されていてもよい。かかる場合、静電チャック１２内に設けられた電極１４ａ等に通電するための給電棒（図示せず）が、静電チャック載置板１３、１３０を貫通するように設けられる。当該給電棒は、例えば整合器を介して高周波電源に接続される。
１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
１１ 載置台
１２ 静電チャック
１３ 静電チャック載置板
１５ 支持部材
６０ 第１の締結具
６１ 第２の締結具
Ｓ 処理空間
Ｗ 基板

Claims (13)

  1. 基板を載置する載置台であって、
    基板を載置する載置面を有する静電チャックと、
    前記静電チャックを載置する静電チャック載置板と、を有し、
    前記静電チャックと前記静電チャック載置板は、前記静電チャック載置板側から複数の第１の締結具によって締結され、
    前記静電チャックは、前記載置面の径方向外側において、前記静電チャック側から複数の第２の締結具によって、前記静電チャック載置板の前記静電チャックと反対側に設けられた支持部材に締結され、
    前記静電チャックと前記静電チャック載置板の間に基板に冷熱伝達用ガスを供給するためのガス流路を有する、載置台。
  2. 前記複数の第１の締結具及び前記複数の第２の締結具はそれぞれ、前記静電チャック載置板の同心円に沿って配置され、
    前記複数の第２の締結具によって、前記載置台の外周部が前記支持部材に締結され、
    前記複数の第１の締結具によって、前記複数の第２の締結具よりも径方向内側において前記静電チャックと前記静電チャック載置板が締結される、請求項１に記載の載置台。
  3. 前記複数の第１の締結具は、異なる径を有する複数の前記同心円に沿って配置される、請求項２に記載の載置台。
  4. 前記静電チャックと前記静電チャック載置板はそれぞれ、前記複数の第２の締結具を挿通させて前記支持部材に締結される、請求項１～３のいずれか一項に記載の載置台。
  5. 前記静電チャック載置板には、前記第２の締結具を挿通させるための貫通孔が形成され、
    当該貫通孔は、前記第２の締結具の径よりも大きい径を有する、請求項４に記載の載置台。
  6. 前記静電チャックは、
    冷媒流路が形成された基体と、
    前記基体上に接着剤により固定され、基板の載置面を有する載置部と、
    を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の載置台。
  7. 基板を載置する載置台であって、
    基板を載置する載置面を有する静電チャックと、
    前記静電チャックを載置する静電チャック載置板と、を有し、
    前記静電チャックと前記静電チャック載置板は、前記静電チャック載置板側から複数の第１の締結具によって締結され、
    前記静電チャック載置板は、前記静電チャックよりも径方向外側において、前記静電チャック側から複数の第２の締結具を挿通させて、前記静電チャック載置板の前記静電チャックと反対側に設けられた支持部材に締結される、載置台。
  8. 前記複数の第１の締結具及び前記複数の第２の締結具はそれぞれ、前記静電チャック載置板の同心円に沿って配置され、
    前記複数の第２の締結具によって、前記載置台の外周部が前記支持部材に締結され、
    前記複数の第１の締結具によって、前記複数の第２の締結具よりも径方向内側において前記静電チャックと前記静電チャック載置板が締結される、請求項７に記載の載置台。
  9. 前記複数の第１の締結具は、異なる径を有する複数の前記同心円に沿って配置される、請求項８に記載の載置台。
  10. 前記静電チャックは、
    冷媒流路が形成された基体と、
    前記基体上に接着剤により固定され基板の載置面を有する載置部と、
    を有する、請求項７～９のいずれか一項に記載の載置台。
  11. 基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
    プラズマが生成される処理空間を画成する処理容器と、
    前記処理容器の内部において請求項１～６のいずれか一項に記載の載置台と、
    前記処理容器の内部に設けられ、前記載置台を支持する支持部材と、を有する、プラズマ処理装置。
  12. 基板にプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
    プラズマが生成される処理空間を画成する処理容器と、
    前記処理容器の内部において請求項７～１０のいずれか一項に記載の載置台と、
    前記処理容器の内部に設けられ、前記載置台を支持する支持部材と、を有する、プラズマ処理装置。
  13. 前記プラズマ処理装置は、平面視において基板の載置面を囲うように配置されるフォーカスリングと、
    前記フォーカスリングの温度調節を行うための温度調節機構と、を有する、請求項１２に記載のプラズマ処理装置。
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