TW200931587A - Substrate table substrate processing apparatus and temperature control method - Google Patents
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Description
200931587 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於載置半導體晶圓等之基板的基 ’對被載置於基板載置台之基板施予乾蝕刻等之 板處理裝置，以及控制被載置在基板載置台之基 的基板之溫度控制方法。 II 【先前技術】 電漿鈾刻處理係在腔室內設置載置屬於被處 半導體晶圓（以下，也單稱爲晶圓或基板）之載 由構成該載置台之上部之靜電夾具，靜電吸附晶 保持。然後，形成處理氣體之電漿而對晶圓施予 處理。 在如此之電漿處理裝置中，因晶圓從上方受 基板載置台之一內部設置冷媒流路而冷卻載置台 φ 載置台和晶圓背面之間隙導入He氣體等之熱傳 ，促進晶圓之冷卻。 如此使用熱傳達用之氣體冷卻晶圓之時，所 構成載置台之上部之靜電夾具之吸附面設置多數 藉由控制該凸狀點之高度和熱傳達用之氣體之壓 來自晶圓之熱移除量，控制晶圓之溫度的技術（ 1 ) ° 再者，提案有將如此之突起高度設爲Ιμηι I 並將突起之接觸於晶圓的面積設爲1%’依此使 板載置台 處理的基 板之溫度 理基板之 置台，藉 圓而加以 電漿蝕刻 熱，故在 ，並且在 達用氣體 知的有在 凸狀點， 力，改變 專利文獻 ^ 1 0μιη » 晶圓在尚 -4- 200931587 溫度域的溫度控制性成爲良好之技術（專利文獻2)。 但是，僅有上述般在載置面設置突起之方法’於突起 之高度較低之時，熱傳達用之氣體係難遍及晶圓全面。其 結果，有難以將晶圓控制成均勻溫度之問題。 另外，當提高突起之高度時，則有自晶圓傳熱至載置 台之傳熱量下降，難以將晶圓控制成所欲溫度之問題。 並且，當晶圓成爲大型時，也有在其周邊和中央，入 U 熱和出熱之均衡產生差，難以將晶圓全面保持均勻溫度之 問題。一般基板之中央部份容易被冷卻，基板周邊之冷卻 變弱。因此，爲了將晶圓全面控制成均勻溫度，必須在基 板之周邊和中央改變冷卻程度。 如此一來，作爲依基板之部分改變冷卻程度之手段之 一，則提案有將載置台分區，對每區供給冷卻氣體之方法 (專利文獻3 )。 即是，在載置台表面設置周緣環狀凸部，將基板和載 ❿ 置台表面之間的封閉空間分離成內側部分和外側部分，在 各兩部份設置熱傳達用氣體導入部之基板載置台。若藉由 該構成’可以使在周緣環狀凸部分割之各區之壓力不同。 〔專利文獻1〕日本特開2000-317761號公報 〔專利文獻2〕日本特開2001-274228號公報 〔專利文獻3〕日本特開2006-156938號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 200931587 在上述般於載置台設置周緣環狀凸部而將基板之冷卻 範圍分區之方法中，在被分區之內側環狀凸部之部分，基 板和載置台係接觸。因此，如此接觸部份之熱移除量大於 其他部分，其結果有接觸部周邊之溫度低於其他部分之溫 度，基板特性產生特異點之問題。 本發明係鑑於如此之情形而硏究出，其課題爲提供被 處理基板之溫度控制性佳，不會有基板全體產生局部性熱 @ 移除量急劇變化之特異點的基板載置台，使用如此之基板 載置台之基板處理裝置以及基板之溫度控制方法。 (用以解決課題之手段） 爲了解決上述課題，本發明之基板載置台，屬於在基 板處理裝置中載置基板之基板載置台，其特徵爲：具備載 置台本體；和於在上述載置台本體之基板載置側之表面載 置基板之時，接觸於基板之周緣部，並在基板之下側部分 〇 形成流通熱傳達用氣體之封閉空間的周緣環狀凸部；和形 成在上述基板載置側之表面之周緣部附近或中央部附近中 之任一方的上述熱傳達用氣體流入口；和被形成在另一方 之上述熱傳達用氣體流出口；和被形成在上述基板載置側 之表面，於上述熱傳達用氣體自上述熱傳達用氣體之流入 口流動至流出口時，形成傳導率c之流路。 該載置台中之傳導率c係以下述（1)式定義，傳導 率C之値在所欲範圍內爲佳。 200931587
C ( m3/sec) = Q/Δ P 在此，Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa. m3/sec) △ P:熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )。 在此，將上述流路藉由連結材連結圓柱形狀之突起部 ，並同心圓狀（環狀）形成在基板載置側之表面爲佳。再 Q 者，使矩形或圓柱形之突起部之上端不接觸於上述基板， 並且接近設置爲佳。如此使熱傳達用氣體流通於上端和基 板之間隙，藉由其間隙決定傳導値。 再者，在形成上述流路之矩形或圓柱形狀之突起部之 上端設置與上述基板接觸之小突起，藉由連結材連結矩形 或圓柱形狀之突起部，同樣環狀多數列形成爲佳。依此因 與基板接觸之部分成爲小突起，故基板溫度之特異點變少 。再者，該小突起具有安定保持突起部本體上端和基板之 G 間隔的功能。並且，藉由調整小突起之寬度及高度，容易 控制熱傳達用氣體之流動，故更容易調整傳導値。 本發明之基板載置台係屬於在基板處理裝置中載置基 板之基板載置台，其特徵爲：具備載置台本體；和於在上 述載置台本體之基板載置側之表面載置基板之時，接觸於 基板之周緣部，並在基板之下側部分形成流通熱傳達用氣 體之封閉空間的周緣環狀凸部；和被形成在從上述基板載 置側之表面離開距離r之位置上的上述熱傳達用氣體之流 入口或流出口；和被形成在上述基板載置側之表面，對應 200931587 於上述熱傳達用氣體之流入口或流出口之流出口或流入口 ;和被形成在上述基板載置側之表面，於上述熱傳達用氣 體自上述熱傳達用氣體之流入口流動至流出口時，形成傳 導率C之流路；和被形成在從上述中心點距離上述距離r 之範圍的多數點狀突起。 在該載置台中之上述傳導率C之値係以下述（1)式 定義，其値在所欲範圍內爲佳。 〇
C(m3/sec) =Q/AP 在此，Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa· m3/sec ) △ P:熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )0 再者，上述流路係以環狀多數列形成藉由連結材連結 上端不與上述基板接觸而接近被設置之矩形或圓柱形之突 〇 起部的流路形成構件而所構成爲佳。 再者，上述流路係以環狀多數列形成藉由連結材連結 具備有上端與上述基板接觸之小突起的矩形或圓柱形狀之 突起部的流路形成構件而所構成爲佳。 藉由構成如此，例如自設置在周緣部附近之熱傳達用 氣體流入口，被設置在自中心點離開距離r之位置的熱傳 達用氣體流出口間之區域中的熱傳達用氣體之壓力從熱傳 達用氣體流入口朝向流出口，氣體之壓力變低。 另外，從熱傳達用氣體流出口至中心點爲止之區域， -8- 200931587 熱傳達用氣體之流動因除塡充氣體之初期狀態外皆不產生 ’故該區域中之氣體壓力成爲同壓。其結果，以往若不設 置分隔壁則無法設置壓力不同之區域（分區），但是若藉 由本發明，則可以不用設置分隔壁，作成壓力差之不同區 域。 本發明係屬於在基板處理裝置中載置基板之基板載置 台，其特徵爲：具備載置台本體；和於在上述載置台本體 Q 之基板載置側之表面載置基板之時，接觸於基板之周緣部 ，並在上述基板之下側部分形成流通熱傳達用氣體之封閉 空間的周緣環狀凸部；和環狀被設置在上述封閉空間，形 成上述熱傳達用氣體之流路的多數略圓形之分隔壁；和被 形成在上述基板載置側之表面之中央部付近的上述熱傳達 用氣體之流入口或流出口；和被形成在上述基板載置側之 表面之周緣部附近，對應於形成在上述中央部附近之流入 口或流出口的至少一個以上之流出口或流入口，在上述各 〇 略圓形之分隔壁設置有用以流通上述熱傳達用氣體之缺口 部。 上述缺口部係以被設置在離上述熱傳達用氣體之流入 口或流出口最遠之位置爲佳。再者’於在略圓形之分隔壁 設置多數缺口部之時’在其分隔壁設置與設置在鄰接之略 圓形分隔壁之缺口部相同數量之缺口部’並且在離設置在 鄰接之分隔壁之任一缺口部最遠之位置上設置缺口部爲佳 。依此，可以形成所欲之傳導率〇之熱傳達用氣體流路。 在該載置台之流路的傳導率C係以下述式定義’上述 -9- 200931587 傳導率C之値在所欲範圍內爲佳。
C ( m3/sec ) = Q/ Δ P 在此，Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa· m3/sec ) ' A P ··熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )° 0 再者，以上述略圓形之分隔壁上端不接觸上述基板而 接近爲佳。再者，即使上述略圓形之分隔壁上端接觸於上 述基板亦可。 在此，上述傳導率C之値在3xl(T8至3xl〇_4m3/seC 之範圍內爲佳，該値又在3xlO_7至3xl(T5m3/sec之範圍 內爲佳。並且，上述熱傳達用氣體之流入口和流出口之熱 傳達用氣體之壓力差爲lOTorr至40Torr爲佳。 再者，上述熱傳達用氣體之流量爲lsccm至lOOsccm 〇 (在標準狀態中之cc/min )時，形成上述流路，使上述熱 傳達用氣體之流入口和流出口中之熱傳達用氣體之壓力差 從lOTorr成爲40Torr爲佳。依此可以藉由較少之熱傳達 用氣體，適當設置熱傳達用氣體之壓力差。 本發明係提供基板處理裝置，其特徵爲：具備收容基 板，將內部保持減壓之處理室；和被設置在上述處理室內 ，具有載置有上述基板之上述任一構成的基板載置台；和 在上述處理室內對上述基板施予特定處理之處理機構；和 供給流通於形成在上述基板載置台和上述基板之間的上述 -10- 200931587 封閉空間內之熱傳達用氣體之熱傳達用氣體供給機構。 在此’上述基板處理裝置以具有控制從上述熱傳達用 氣體供給機構所供給之熱傳達用氣體之壓力的控制機構爲 佳。 本發明係提供一種基板之溫度控制方法，屬於使用具 有上述中之任一項之構成之基板載置台而控制基板溫度的 基板之溫度控制方法，其特徵爲：上述傳導率c在於3x φ 10'7m3/sec至3xl(T5m3/sec之範圍內時，控制熱傳達氣體 之供給流量，使上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之熱 傳達用氣體之壓力差成爲lOTorr至40Torr。 上述傳導率C係藉由形成流路的突起部之上端和上述 基板之間隙之高度’以及/或是環狀設置之流路列數而調 整爲佳。 〔發明效果〕 Φ 藉由本發明’可以提供將基板之周緣部和中央部之熱 移除量之比控制成所欲之値’在基板全體無局部性熱移除 里急遽變化之冷卻特異點的基板載置台，及使用此之基板 處理裝置，以及基板之溫度控制方法。 再者’若使用本發明之載置台時，則可以藉由所需之 最低限的熱傳達用氣體（He)等使載置台產生所欲之氣體 壓力差，依此可以將基板全體控制成均句且所欲之溫度。 【實施方式】 200931587 以下參照圖面針對本發明之一實施型態予以說明。 第1圖爲表示本發明之一實施型態的基板載置台之圖 式，第1圖（a)爲平面圖，第1圖（b)爲第1圖（a) 之A-A線剖面圖。 在載置台1之上部載置有屬於被處理基板（晶圓）之 基板2。載置台1之基板載置側之表面（載置面）成爲凹 部，該和基板2之間形成有間隙3。 在凹部之外周設置有周緣環狀凸部4。該爲用以支撐 基板2之周緣，並且防止自間隙3漏出熱傳達用氣體，使 間隙3成爲封閉空間者。 再者，在凹部以特定間隔多數設置有突起部（在本圖 並無表示）。該突起藉由支撐基板2，防止基板2因自重 而彎曲，並且形成熱傳達用氣體之流路，執行使熱傳達用 氣體之流動產生阻力的動作。在載置台1之內部設置冷媒 流路5，將載置台1控制成所欲之溫度。 本發明之一實施型態中之載置台1’在凹部之周緣部 附近設置有熱傳達用氣體流入口 6、在中央部附近設置有 熱傳達用氣體流出口 7。 如第1圖（a)所示般，熱傳達用氣體流入口 6在同 心圓上對稱軸設置6個。熱傳達用氣體流出口 7被設置在 些許離開中心之位置，成爲自熱傳達用氣體流入口 6流入 之氣體的流出口。熱傳達用氣體流出口 7也同心圓上點對 稱設置6個。並且，熱傳達用氣體流出口 7、熱傳達用氣 體流入口 6之數量及其位置並不限定於此’熱傳達用氣體 -12- 200931587 流出口 7'熱傳達用氣體流入口 6之數量也不需要相同。 熱傳達用氣體，例如He氣體自供給源8被供給，經 流量控制裝置9(具備氣體流量控制手段），藉由分岐管 分配至6個熱傳達用氣體流入口 6。另外，自熱傳達用氣 體流出口 7流出之熱傳達氣體被集合排出。並且，在周緣 部附近無需限定氣體流入口，相反在中央部附近設置氣體 流入口’即使在周緣部附近設置氣體流出口亦可。 φ 在該實施型態中之載置台1，作爲配置在間隙3之點 狀突起’使用第2圖（a) 、（b)所示之兩種類之突起部 (以下以稱爲「連結型」和「非連結型」來區別。並且， 即使使用第2圖（c)所示之不具有小突起的突起部亦可 〇 第2圖（a)表示連結型點狀突起部，第2圖（b)表 示非連結型點狀突起部。該些圖皆上段爲斜視圖，下段爲 剖面圖。 φ 首先，連結型點狀突起l〇a係由圓筒狀之突起本體η 和形成在其中央上部之圓筒狀之小突起12所構成。再者 ’鄰接之突起本體11之間係以連結構件13連結。 另外’非連結型點狀突起l〇b係由圓筒狀之突起本體 11和形成在其中央上部之圓筒狀之小突起12所構成。連 結型點狀突起1 〇a和非連結型點狀突起i 〇b則有藉由連結 構件13互相連結突起本體^或獨立之不同。 連結型點狀突起l〇a和非連結型點狀突起丨〇b中關於 熱傳達用氣體之流動阻力爲不同。在連結型點狀突起i〇a -13- 200931587 中，因在平行於連結方向之方向（圖之γ方向）開設氣體 流路，故流動阻力非常小。另外，在與連結方向呈直角之 方向（圖中之X方向），突起本體11和連結構件13、小 突起12成爲氣體流動之阻力，僅基板2和突起本體11或 是連結構件1 3之間隙成爲氣體流路，X方向之流動阻力 大。 對此，在非連結型點狀突起l〇b中，流動阻力於X方 φ 向、Y方向皆小，熱傳達用氣體能夠自由流動。 並且，於使用第2圖（c)所示之非連結型之突起 10C之時，則與第2圖（b)所示之非連結型點狀突起l〇b 相同，熱傳達用氣體在X方向、Y方向皆能自由流動，但 是比起第2圖（b )所示之非連結型點狀突起1 Ob，則有如 X方向之流動被限制於僅在鄰接之突起本體11之間隙， 及基板2和突起本體11之接觸面積大的相異點。 在該實施型態中之載置台1中，分別使用該連結型和 〇 非連結型之點狀突起l〇a、1 Ob，構成分區施加於基板2之 壓力。 首先’在第1圖（a)中，以熱傳達用氣體流出口 7 所包圍之中央之空白部分爲壓力幾乎一定之同壓區14。在 該同壓區14同心圓狀配置有非連結型點狀突起1〇b。突起 本體Π之直徑爲2mm左右，其間隔在圓周方向及半徑方 向皆爲1至2mm左右。在配置有非連結型點狀突起i〇b 之同壓區14中，因氣體在X方向及Y方向皆能夠自由流 動’故該同壓區14內之熱傳達用氣體之壓力幾乎成爲— -14- 200931587 樣（同壓）。 在傾斜壓區15中，在同心圓上配置連結型點狀突起 l〇a，在整個全圓周一體連結。如此之連結體在半徑方向 從1mm至2mm之間隔形成數十層。連結型點狀突起i〇a 係如第2圖所示般，熱傳達用氣體在X方向（載置台上爲 半徑方向）難以流動，在Y方向（在載置台上爲圓周方向 )能夠自由流動。因此，在傾斜壓區15，圓周方向之壓力 ❹ 馬上成爲一樣，但是在半徑方向藉由自熱傳達用氣體流入 口 6吹出之熱傳達用氣體之流動阻力，在半徑方向熱傳達 用氣體產生差壓。 即是，以周緣環狀凸部4和熱傳達用氣體流出口 7所 包圍之斜線部份係熱傳達用氣體之壓力越接近中央越低。 因此，自熱傳達用氣體流入口 6至熱傳達用氣體流出口 7 之部分（斜線部份）成爲熱傳達用氣體之壓力傾斜之傾斜 壓區1 5。 〇 即使在載置台上面多數形成如此連結型或是非連結型 之點狀突起10a、10b，間隙3係構成在基板2之幾乎全表 面上連續之空間。即是，即使在間隙3內具有點狀突起或 後述之環狀凸部等之障礙，熱傳達用氣體流通之流路被設 置在基板2之幾乎全表面（除最外周之外），依此可以構 成熱傳達用氣體之流路。 在此’本發明之特徵，係在位於周緣環狀凸部4附近 之熱傳達用氣體流入口 6和中央部附近之熱傳達用氣體流 出口 7之間，意圖產生壓力差。在熱傳達用氣體流入口 6 -15- 200931587 和熱傳達用氣體流出口 7之間，產生恆常氣體之流動，但 是爲了將所發生之氣體差壓控制成所欲之値，已具備流量 控制裝置9爲佳。 如此產生所欲之差壓之目的在於使基板之周緣部和中 央部改變熱移除量。該因爲一般載置台一基板間之氣體流 動成爲分子流區域爲多，故在如此之分子流區域中，氣體 之熱傳達率與壓力呈比例。 Q 在本實施型態中，以在基板2之周緣部和中央部之間 隙3內之壓力產生差之方式，流動熱傳達用氣體，調查基 板2之溫度成爲如何（溫度測量實驗）。於溫度測量實驗 之前，測試是否可以控制間隙3內之壓力（壓力控制實驗 )。 第3圖爲壓力控制實驗中之實驗方法之說明圖。在基 板載置側表面於基板中央側和基板周緣側各設置6個直徑 0.8mm之孔，以作爲熱傳達用氣體之流入口、流出口。再 者，腔室之壓力以大約50mTorr實驗。 如第3圖所示般，基板中央側（以下，稱爲Center側 ，「C側」）之出入口 16a，係設置在從基板2之中心C 點約半徑40mm之位置上，基板周緣側（以下，稱爲Edge 側，「E側」）之出入孔16b設置在從基板2之中心C約 半徑100m之位置上。並且，基板2之半徑爲150mm。 C側之出入孔1 6a及E側之出入孔1 6b皆連接於氣體 流量計17a及17b。再者，在出入孔16a及i6b之出口附 近設置分岐管，各連接於壓力計18a、18b。 -16- 200931587 設定下述4模式以作爲目標壓力，爲了確保該壓力， 調查需要將多少流量之熱傳達用氣體吹入至C側及E側之 出入孔16a、16b。 (A1 ) C 側低壓（5Torr ) /E 側低壓（5Torr ) (A2 ) C 側低壓（5Torr) /E 側中壓（15Torr) (A3 ) C 側中壓（1 5Torr ) /E 側低壓（5Torr ) (A4 ) C 側中壓（1 5Torr ) /E 側中壓（1 5Torr ) ❹ 將測量確保上述壓力所需之氣體流量之結果表示於表
〔表1〕 號碼 C側壓力 Ε側壓力 C側壓力 E側壓力 (Torr) (Torr) (Torr) (Torr) A1 5 5 5.3 5.4 A2 5 15 2.3 34.4 A3 15 5 33.9 2.5 A4 15 15 32.0 32.3 觀看表1’明顯可看出藉由改變熱傳達氣體之吹入量 ，任意改變C側和E側之壓力之均衡，及要使壓力成爲 5Torr左右’若將氣體流量設爲2sccm至5sccm (在標準 狀態下之cc/min)即可要使壓力成爲15Torr左右，若將 氣體流量設爲30sccm至35sccm即可。 由以上之結果確認出可以將間隙3內之壓力分布控制 成所欲之値，故針對下述3個壓力模式之時，測量基板之 溫度分布。 -17- 200931587 (B1 ) C 側低壓（lOTorr ) /E 側高壓（40Torr ) (B2 ) C 側高壓（40Torr ) /E 側低壓（lOTorr ) (B3 ) C 側中壓（25Torr ) /E 側中壓（25Torr ) (溫度測量實驗） 基板溫度之測量實際係在執行電漿處理之條件下，在 相同半徑上，從中心距離不同之7處，測量基板之表面溫 度。溫度測量使用 OnWafer 公司之 Plasma Temp SensorWafer。將測量結果表示於第4圖。 如第4圖所示般，在C側和E側壓力相等之B 3 (圖 之△記號）之條件中，半徑方向之基板之溫度分布雖然幾 乎一定，爲50°C左右，但是隨著越接近Edge側，些微上 升，在Center和Edge側大槪升高2°C左右。該係因爲出 現「Edge側之冷卻稍微弱」之一般傾向之故。 對此，C側爲低壓，E側爲高壓之B 1 (圖中之#記號 〇 )之時’ Center之溫度爲54 °c左右，對此E側成爲49 °c 左右，可看出E側之冷卻強。 再者，C側爲高壓’ E側爲低壓之B2 (圖中之〇記號 )之時’ Center之溫度爲46°C左右，對此隨著往E前進 ’溫度上升’ C側之冷卻強。由該結果，確認出間隙3內 之壓力越高之部位’傳達用氣體之冷卻效果變高，基板溫 度下降。 針對半徑方向之基板溫度分布，半徑r從0至40mm 之範圍幾乎一定，半徑r從40mm至i5〇mm之範圍，形成 -18- 200931587 溫度坡度。該應反映壓力分布者。即是，從r=0至4 0mm 之範圍係壓力幾乎爲一定之等壓區，從r = 40mm至 15 0mm之範圍應爲壓力順序變化之傾斜壓區。 在本發明中，熱傳達用氣體之流入口和流出口之熱傳 達氣體之壓力差爲lOTorr至40Torr爲佳。針對其理由以 下說明。 當以從基板全面經He氣體層被傳導傳熱至載置台爲 前提，由下式計算傳熱量Q(J)。 Q = A · λ · (ΔΤ/d) · t 在此，A:傳熱面積（m2) λ : He氣體層之熱傳導率（W/m · K) △ Τ:基板和載置台表面之溫度差（Κ) d :基板和載置台之間隔（m ) t :傳熱時間（s ) 現在若將（Αλ/d)之逆數設爲熱阻PH(=d/AA) 時， Q/t= Δ Τ/ρ Η 若知道pH之値時’則可以容易評價傳熱容易程度。在本 實施型態中，設爲A==0_0593 m2，d=40xl0_6m’以計算求 出He之λ和壓力Ρη。之關係，算出p Η。 -19- 200931587 第5圖表示熱阻p He和He壓力之關係。如第5圖所 示般，He壓力在lOTorr以下，隨著He壓力之下降，熱阻 p He急遽增大。但是，當He壓力超過ΙΟΤογγ時，熱電阻 之下降變爲緩慢，當超過40Torr時，熱阻pHe幾乎不會 下降。因此，儘可能以降低熱阻p He之觀點，將氣體之 流入口和流出口間之差壓設定成lOTorr至40Torr爲佳。 第6圖爲本發明之第二實施型態之基板載置台之圖式 。桌6圖（a)爲平面圖（僅表不左半分），第6圖（b) 爲第6圖（a)之B-B線剖面圖，第6圖（c)爲第6圖（ b)之C部放大圖。 即使在該實施型態2中’在載置台1之周緣環狀凸部 4之上載置基板2，在載置台1表面和基板2之間，形成 熱傳達氣體流通之間隙3。再者，在載置台丨之周緣部附 近設置熱傳達用氣體流入口 6，和在中央部附近設置熱傳 達用氣體流出口 7係與第1圖所示之實施型態1相同。 〇 與實施型態1不同之點係以載置台1之中心爲中央， 同心圓狀形成多數列之環狀凸部19以取代第2圖所示之 連結型或非連結型之點狀突起10a、10b。 環狀凸部19之上面爲平坦，與基板2之間形成高度 爲d之間隙20。多數列之環狀凸部1 9間成爲熱傳達用氣 體之流路’熱傳達用氣體在圓周方向容易流動。因此，自 熱傳達用氣體流入口 6吹入之熱傳達用氣體流入至圓周方 向全體之後’越過間隙20，流入至下一個流路。重複此， 熱傳達用氣體自設置在中央部附近之熱傳達用氣體流出口 -20- 200931587 7流出。 在熱傳達用氣體流入口 6和熱傳達氣體流入口 7之間 ，若穩定使特定流量之熱傳達用氣體流出時，則在熱傳達 用氣體流入口 6和熱傳達用氣體流入口 7之間產生差壓△ P。熱傳達用氣體之壓力爲高之部分的冷卻變強，爲低之 部分的冷卻則變弱。 該實施型態2之載置台1對於將熱傳達用氣體之流量 抑制成更低，產生更大之差壓則有利。即是，該流路之差 壓主要在間隙20之部份產生。影響差壓ΔΡ之主要原因 可舉出環狀凸部19之列數n、環狀凸部19之寬度W，間 隙20之高度d等。尤其，若縮小d時，則可以以低流量 增大△ P。 分子流區域中之差壓ΔΡ和流量Q之關係將傳導率設 爲C，以下式求出。 ❹ Δ P = Q/C- ( 2 ) 在此，ΔΡ:熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（ Pa) ° Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa· m3/sec) C :傳導率（m3/sec ) 因當作熱傳達氣體使用之He爲高價，故期望儘可能 減少流量Q。所欲之Q値爲1 〇〇seem (在標準狀態下之 cc/min)以下。但是，當Q極端變小時，因難以控制流量 200931587 ，故實用上最佳之流量範圍爲lsccm至lOOsccm。如所述 般，最佳之ΔΡ之上限値爲40Torr。依此，使用（2 )式 之關係，試算最佳之傳導率C之値。當將lsccm之流量換 算成Q之單位時，則以 Q · lsccm= 1.689xlO'3Pa · m3/sec Δ Ρ ： 40Torr= ( 40/760 ) χ 1.0 1 3 χ 1 05 = 5 3 3 3 (Pa) ❹ 成爲 C=Q/AP= (1 至 lOsccm) χ(1·689χ10·3) /( 533 3 )与（1 至 100) x〇.317xl〇-6m3/sec» 即是，爲了以He流量lsccm使差壓成爲40Torr，C 之値若設爲大約3xl0_7m3/sec，爲了以lOOsccm使差壓成 爲40Torr，C之値若設爲大約3xl0_5m3/sec即可。 在本發明之第二賓施型態之載置台中，若縮小間隙20 之高度d，則可以縮小傳導率C之値。再者，因藉由改變 〇 上述n、W、d，傳導率C大幅變化，故適當調節該些，可 使C之値成爲所欲之値。 第7圖爲本發明之第三實施例之基板載置台之圖式。 第7圖（a)爲平面圖（無載置基板之狀態），第7圖（b )爲第7圖（a )之C - C線剖面圖。 在載置台1之周緣部設置有載置基板之周緣環狀凸部 4，設置有周緣部附近之熱傳達氣體流入口 6和中央部附 近之熱傳達用氣體流出口 7，則係與其他實施例相同。 在該實施型態中，於載置台1之上面3列同心圓上設 -22- 200931587 置有略圓形之分隔壁21a至21c。略圓形之分隔壁之上面 與基板接觸，基板與略圓形之分隔壁21a至21c之間無間 隙，熱傳達用氣體不會自此流出。熱傳達用氣體通過在分 隔壁21a至21c各設置一個的缺口部而流動。 即是，外側之分隔壁21a係在熱傳達用氣體流入口 6 之相反側（以下，稱爲右側）設置缺口部22a，從外側起 第2個分隔壁21b係在與熱傳達用氣體流入口 6相同側（ Q 左側）設置缺口部22b，內側之分隔壁係在熱傳達用氣體 流入口 6之相反側（右側）設置有缺口部22c。依此，氣 體對各個分隔壁之外周旋轉180°而進入內側，可以將氣體 之流路設爲最長之狀態。 第8圖爲本發明之第四實施型態之基板載置台之圖式 ，爲無載置基板之狀態的平面圖。 在載置台1之周緣部設置有載置基板之周緣環狀凸部 4，設置有周緣部附近之熱傳達用氣體流入口 6和中央部 〇 附近之熱傳達用氣體流出口 7,以及在載置台1之上面3 列同心圓設置略圓形之分隔壁21a至21c等則與第7圖之 例相同。但是，在該例中，設置兩個熱傳達用氣體流入口 6，對應此缺口 22a至22c之數量以及位置則與第7圖之 例不同。 即是，外側之分隔壁2 1 a係在與熱傳達用氣體流入口 6呈90°偏向之方向側（以下，稱上下側）兩處設置缺口 部22a，從外側起第2個分隔壁21b係在與熱傳達用氣體 流入口 6相同側（左右側）兩處上設置缺口部2 2 b，內側 -23- 200931587 之分隔壁21c係在與熱傳達用氣體流入口 6呈90°偏向之 方向側（上下側）兩處設置有缺口部22c。 從熱傳達氣體流入口 6進入之氣體係對分隔壁21a轉 彎9 0°，從缺口部22b進入至內側，再對分隔壁21b轉彎 90° ’從缺口部22c進入至內側，從中央部附近的熱傳達用 氣體流出口 7排出。此時，氣體之流路成爲最長。 第9圖爲第8圖之實施型態之變形例。第8圖所示之 U 第四實施型態係在分隔壁2la偏離180°之位置上設置兩處 缺口部22a。對此，第9圖之實施型態中，係在從第1缺 口部22a順時鐘旋轉90°之位置設置第2缺口部22a。再者 ，內側之分隔壁21b之缺口部22b各被設置在離缺口部 22a最遠之位置。即使針對缺口部22c也設置在相同之位 置。 本發明並不限定於該些實施例。即使在分隔壁設置兩 個以上之缺口部亦可，即使從一個缺口部順時鐘旋轉以任 φ 意角度設置其他缺口部亦可。 即使在第7圖、第8圖、第9圖中，皆有在載置台1 上，可以增長從周緣部附近之熱傳達用氣體流入口 6到達 至中央部附近之熱傳達用氣體流入口 7爲止之氣體流路@ 特徵。若增加分隔壁之數量，則更增長氣體流路。 在氣體流路產生差壓之阻力，例如若多數配置第2 I» (a )所示之連結型點狀突起1 0a等時，對於以少量氣體 流量產生大差壓則爲有利。 -24- 200931587 【圖式簡單說明】 第1圖爲本發明之第一實施例的被處理基板之載置台 的圖式。 第2圖爲第一實施型態中被形成於載置台表面之點狀 突起之形狀的圖式。 第3圖爲第一實施型態中之壓力控制實驗之實驗方法 的說明圖。 φ 第4圖爲表示第一實施型態中之溫度測試實驗之實驗 結果之例的圖式。 第5圖爲表示間隙內中之He壓力和熱電阻之關係的 圖式。 第6圖爲本發明之第二實施型態的被處理基板之載置 台的圖式。 第7圖爲本發明之第三實施型態的被處理基板之載置 台的圖式。 ❹ 第8圖爲本發明之第四實施型態的被處理基板之載置 台的圖式。 第9圖爲本發明之第四實施型態之變形例的被處理基 板之載置台的圖式。 【主要元件符號說明】 1 :載置台 2 :基板 3 :間隙 -25- 200931587 4 :周緣環狀凸部y 5 :冷煤流路 6 :周緣部附近之開口部（熱傳達用氣體流入口） 7:中央部附近之開口部（熱傳達用氣體流出口） 8 _·熱傳達用氣體供給源 9 :流量控制裝置 l〇a :連結型點狀突起 @ l〇b :非連結型點狀突起 l〇c:非連結型突起 1 1 :突起本體 1 2 :小突起 1 3 :連結構件 14 :同壓區 1 5 :傾斜壓區 16a :中央側出入孔 〇 16b :周緣側出入孔 1 7 a、1 7 b :流量計 1 8 a、1 8 b :壓力計 1 9 :環狀凸部 2 0 :間隙 21a、 21b、 21c ：分隔壁 22a、22b、22c :缺口部 -26-
Claims (1)
- 200931587 十、申請專利範圍 [一種基板載置台，屬於在基板處理裝置中載置基 板之基板載置台，其特徵爲：具備 載置台本體；和 於在上述載置台本體之基板載置側之表面載置基板之 時’接觸於基板之周緣部，並在基板之下側部分形成流通 熱傳達用氣體之封閉空間的周緣環狀凸部；和 ^ 形成在上述基板載置側之表面之周緣部附近或中央部 附近中之任一方的上述熱傳達用氣體流入口；和 被形成在另一方之上述熱傳達用氣體流出口；和 被形成在上述基板載置側之表面，於上述熱傳達用氣 體自上述熱傳達用氣體之流入口流動至流出口時，形成傳 導率C之流路。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之基板載置台，其 中， ❹ 上述傳導率C係以下述（1)式定義，上述傳導率C 之値在所欲範圍內， C(m3/sec) =Q/AP…（1) 在此，Q :熱傳達用氣體之質量流量（Pa · m3/seC) △ P :熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )。 3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之基板載置台 -27- 200931587 ,其中， 上述流路係環狀多數列形成藉由連結材連結上端不與 上述基板接觸而接近被設置之矩形或圓柱形之突起部的流 路形成構件而所構成。 4.如申請專利範圍第i或2項所記載之基板載置台 ，其中， 上述流路係環狀多數列形成藉由連結材連結具備有上 φ 端與上述基板接觸之小突起之圓柱形突起部的流路形成構 件而所構成。 5-如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之 基板載置台，其中， 上述傳導率C係在於3xl(T8m3/sec至3xl0_4m3/sec之 範圍內。 6. 如申請專利範圍第1至4項中之任一項所記載之 基板載置台，其中， ❹ 上述傳導率C係在於3xl(T7m3/sec至3xl(T5m3/sec之 範圍內。 7. 如申請專利範圍第1至6項中之任一項所記載之 基板載置台，其中， 上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之熱傳達用氣體 之壓力差爲lOTorr至40Torr。 8. 如申請專利範圍第7項所記載之基板載置台，其 中， 上述熱傳達用氣體之流量爲lsccm至100sccm之時’ -28- 200931587 形成上述流路，使上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之 熱傳達用氣體之壓力差成爲ΙΟΤοι·!•至40ΤΟΓΓ。 9. 一種基板載置台，係屬於在基板處理裝置中載置 基板之基板載置台，其特徵爲：設置有 載置台本體；和 於在上述載置台本體之基板載置側之表面載置基板之 時，接觸於基板之周緣部，並在基板之下側部分形成流通 φ 熱傳達用氣體之封閉空間的周緣環狀凸部；和 被形成在從上述基板載置側之表面之中心點離開距離 r之位置上的上述熱傳達用氣體之流入口或流出口；和 被形成在上述基板載置側之表面之周緣部附近，對應 於上述熱傳達用氣體之流入口或流出口之流出口或流入口 :和 被形成在上述基板載置側之表面，於上述熱傳達用氣 體自上述熱傳達用氣體之流入口流動至流出口時，形成傳 φ 導率C之流路；和 被形成在從上述中心點距離上述距離r之範圍的多數 點狀突起。 10. 如申請專利範圍第9項所記載之基板載置台，其 中， 上述傳導率C係以下述（1)式定義，上述傳導率c 之値在所欲範圍內， C(m3/sec) =Q/AP··· (1) -29- 200931587 在此，Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa· m3/sec) AP:熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )° 11. 如申請專利範圍第9或10項所記載之基板載置 台，其中， 上述流路係環狀多數列形成藉由連結材連結上端不與 0 上述基板接觸而接近被設置之矩形或圓柱形之突起部的流 路形成構件而所構成。 12. 如申請專利範圍第9或10項所記載之基板載置 台，其中， 上述流路係環狀多數列形成藉由連結材連結具備有上 端與上述基板接觸之小突起之矩形或圓柱形之突起部的流 路形成構件而所構成。 13. 如申請專利範圍第9至12項中之任一項所記載 φ 之基板載置台，其中’ 上述傳導率C係在於3xl(T8m3/sec至3xl0_4m3/sec之 範圍內。 1 4 .如申請專利範圍第9至1 2項中之任一項所記載 之基板載置台，其中’ 上述傳導率C係在於3xlO_7m3/sec至3xl(T5m3/sec之 範圍內。 1 5 .如申請專利範圍第9至1 4項中之任一項所記載 之基板載置台，其中’ -30- 200931587 上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之熱傳達用氣體 之壓力差爲lOTorr至40Torr。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所記載之基板載置台’ 其中， 上述熱傳達用氣體之流量爲lsccm至lOOsccm之時’ 形成上述流路，使上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之 熱傳達用氣體之壓力差成爲lOTorr至40Torr。 0 17. —種基板載置台，係屬於在基板處理裝置中載置 基板之基板載置台，其特徵爲：設置 載置台本體；和 於在上述載置台本體之基板載置側之表面載置基板之 時，接觸於基板之周緣部，並在基板之下側部分形成流通 熱傳達用氣體之封閉空間的周緣環狀凸部；和 環狀被設置在上述封閉空間，形成上述熱傳達用氣體 之流路的多數略圓形之分隔壁；和 〇 被形成在上述基板載置側之表面之中央部附近的上述 熱傳達用氣體之流入口或流出口；和 被形成在上述基板載置側之表面之周緣部附近，對應 於形成在上述中央部附近之流入口或流出口的至少一個以 上之流出口或流入口， 在上述各略圓形之分隔壁設置有用以流通上述熱傳達 用氣體之缺口部。 18.如申請專利範圍第17項所記載之基板載置台， 其中， -31 - 200931587 上述流路的傳導率c係以下述（！）式定義，上述傳 導率C之値在所欲範圍內， C(m3/sec) =Q/AP…（1) 在此，Q:熱傳達用氣體之質量流量（Pa. m3/SeC) △ P:熱傳達用氣體之流入口和流出口間之差壓（Pa )° 1 9 ·如申請專利範圍第1 7或1 8項所記載之基板載置 台，其中， 上述略圓形之分隔壁之上端不接觸於上述基板而接近 〇 20.如申請專利範圍第17或18項所記載之基板載置 台，其中， 上述略圓形之分隔壁之上端接觸於上述基板。 2 1 .如申請專利範圍第1 7至20項中之任一項所記載 之基板載置台，其中’ 上述傳導率C係在於3xl0_8m3/sec至3xl0_4m3/sec之 範圍內。 22.如申請專利範圍第1 7至20項中之任一項所記載 之基板載置台，其中’ 上述傳導率C係在於3xl(T7m3/sec至3xl(T5m3/sec之 範圍內。 23 .如申請專利範圍第1 7至22項中之任一項所記載 -32- 200931587 之基板載置台，其中， 上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之熱傳達用氣體 之壓力差爲lOTorr至40Torr。 24. 如申請專利範圍第23項所記載之基板載置台， 其中， 上述熱傳達用氣體之流量爲lsccm至lOOsccm之時， 形成上述流路，使上述熱傳達用氣體在流入口和流出口之 Q 熱傳達用氣體之壓力差成爲lOTori•至40Torr。 25. —種基板處理裝置，其特徵爲：具備 收容基板，將內部保持減壓之處理室；和 被設置在上述處理室內，具有載置上述基板之申請專 利範圍第1至24項中之任一項所記載之構成的基板載置 台；和 在上述處理室內對上述基板施予特定處理之處理機構 •，和 〇 供給流通於形成在上述基板載置台和上述基板之間的 上述封閉空間內之熱傳達用氣體之熱傳達用氣體供給機構 〇 26. 如申請專利範圍第25項所記載之基板處理裝置 ，其中， 具有控制自上述熱傳達用氣體供給機構所供給之熱傳 達用氣體之壓力的控制機構。 27. —種基板之溫度控制方法，係屬於使用申請專利 範圍第1至24項中之任一項所記載之基板載置台而控制 -33- 200931587 基板溫度的基板之溫度控制方法，其特徵爲： 上述傳導率C在於3xl(r7m3/sec至3xl0.5m3/sec之範 圍內時， 控制熱傳達用氣體之供給流量，使上述熱傳達用氣體 在流入口和流出口之熱傳達用氣體之壓力差成爲10Torr 至 40Torr 〇 28.—種基板之溫度控制方法，係屬於使用申請專利 〇 範圍第3或11項所記載之基板載置台而控制基板溫度的 基板之溫度控制方法，其特徵爲： 藉由上述流路形成構件之上端和上述基板之間隙之高 度，以及/或是環狀設置之列數，調整上述傳導率C。 2 9. —種基板之溫度控制方法，係屬於使用申請專利 範圍第4或12項所記載之基板載置台而控制基板溫度的 基板之溫度控制方法，其特徵爲： 藉由上述小突起之高度、寬度、及/或環狀設置具備 〇 有上述小突起之流路形成構件的列數，調整上述傳導率C 〇 3 0. —種基板之溫度控制方法，係屬於使用申請專利 範圍第18項所記載之基板載置台而控制基板溫度的溫度 控制方法，其特徵爲： 藉由上述環狀設置之略圓形之分隔壁之列數，調整上 述傳導率C。 31. —種基板之溫度控制方法，係屬於使用申請專利 範圍第18項所記載之基板載置台而控制基板溫度的溫度 -34- 200931587 控制方法，其特徵爲： 藉由上述環狀設置之略圓形之分隔壁之上端和上述基 板之間隙的高度，調整上述傳導率C。-35-
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