WO2016056391A1 - Temperature control mechanism for object to be processed, and method for selectively etching nitride film from multilayer film - Google Patents

Temperature control mechanism for object to be processed, and method for selectively etching nitride film from multilayer film Download PDF

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Abstract

A temperature control mechanism of one embodiment is provided with: a movable stage that can be heated and has a top surface upon which an object to be processed is mounted; a cooling body that is fixedly disposed below the movable stage and can be cooled; a shaft that has one end connected to the movable stage and another end disposed below the cooling body, extends between said one end and said other end, and has a first flange, which is provided at said other end, and a second flange, which is provided between the first flange and the cooling body; a drive plate that has a top surface facing the second flange and a bottom surface being opposite to the top surface, and is provided between the first flange and the second flange; an elastic body that is provided between the bottom surface of the drive plate and the first flange; and a drive device that moves the drive plate in a vertical direction.

Description

被処理体の温度制御機構、及び多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする方法Temperature control mechanism of workpiece and method for selectively etching nitride film from multilayer film
　本発明の実施形態は、被処理体の温度制御機構、及び多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a temperature control mechanism of an object to be processed and a method of selectively etching a nitride film from a multilayer film.
　半導体デバイスの製造では、被処理体に微細なパターンを形成するために、被処理体を冷却する工程と被処理体を加熱する工程とを交互に実行して被処理体をエッチングすることがある。被処理体の冷却と被処理体の加熱は、個別の装置を用いてそれぞれ行われることが一般的である。このように、被処理体の冷却と被処理体の加熱のために個別の装置を用いる場合には、被処理体を冷却するための装置と被処理体を加熱するための装置との間で頻繁に被処理体を搬送する必要が生じる。このため、被処理体の処理スループットが低下する。 In manufacturing a semiconductor device, in order to form a fine pattern on a target object, the target object may be etched by alternately performing a process of cooling the target object and a step of heating the target object. . In general, the cooling of the object to be processed and the heating of the object to be processed are performed using individual apparatuses. As described above, when separate apparatuses are used for cooling the object to be processed and heating the object to be processed, between the apparatus for cooling the object to be processed and the apparatus for heating the object to be processed. It is necessary to frequently convey the object to be processed. For this reason, the processing throughput of a to-be-processed object falls.
　このスループットの低下に対処するために、被処理体の冷却と被処理体の加熱を同一の装置内で行うための機構が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の機構は、冷却プレート、ヒータプレート、及び離隔ピンを備えている。冷却プレートの内部には流路が形成されており、冷却プレートの温度は、当該流路に冷媒が供給されることにより低温に維持される。ヒータプレートには、薄膜ヒータが設けられており、当該ヒータプレートは、その上面の上に被処理体を載置する。また、離隔ピンは、その先端においてヒータプレートに連結されており、ヒータプレートを上下方向に移動可能としている。 In order to cope with this decrease in throughput, a mechanism for cooling the object to be processed and heating the object to be processed in the same apparatus has been developed (for example, see Patent Document 1). The mechanism described in Patent Document 1 includes a cooling plate, a heater plate, and a separation pin. A flow path is formed inside the cooling plate, and the temperature of the cooling plate is maintained at a low temperature by supplying a coolant to the flow path. The heater plate is provided with a thin film heater, and the heater plate places an object to be processed on the upper surface thereof. Further, the separation pin is connected to the heater plate at the tip thereof so that the heater plate can be moved in the vertical direction.
　この機構では、被処理体を加熱するときには、離隔ピンと共にヒータプレートを上方に移動して冷却プレートに対して離間させる。そして、薄膜ヒータによってヒータプレートを加熱することで被処理体を加熱する。反対に、被処理体を冷却する場合には、離隔ピンと共にヒータプレートを下方に移動して当該ヒータプレートを冷却プレートの上面に接触させる。これにより、冷却プレートにヒータプレートの熱を吸収させ、ヒータプレート上の被処理体を冷却している。 In this mechanism, when the object to be processed is heated, the heater plate is moved upward together with the separation pin to be separated from the cooling plate. And a to-be-processed object is heated by heating a heater plate with a thin film heater. On the other hand, when the object to be processed is cooled, the heater plate is moved downward together with the separation pin to bring the heater plate into contact with the upper surface of the cooling plate. Thereby, the heat of the heater plate is absorbed by the cooling plate, and the object to be processed on the heater plate is cooled.
特許第３５９５１５０号公報Japanese Patent No. 3595150
　上述のように特許文献１に記載の機構は、ヒータプレートを上下方向に移動することによって、被処理体の温度を制御する。しかしながら、この機構では、ヒータプレートと冷却プレートとが自重で接触した状態、及び、ヒータプレートと冷却プレートとが離間した状態の二通りの状態のうち一方しか選択できないので、被処理体の温度を精密に制御することが困難である。 As described above, the mechanism described in Patent Document 1 controls the temperature of the object to be processed by moving the heater plate in the vertical direction. However, in this mechanism, only one of the two states of the state in which the heater plate and the cooling plate are in contact with each other and the state in which the heater plate and the cooling plate are separated can be selected. It is difficult to control precisely.
　したがって、本技術分野では、被処理体の冷却及び加熱が可能であると共に、精密な温度制御が可能である被処理体の温度制御機構を提供することが要求されている。 Therefore, in this technical field, it is required to provide a temperature control mechanism for a target object that can cool and heat the target object and can precisely control the temperature.
　本発明の一態様では、被処理体の温度制御機構が提供される。この温度制御機構は、加熱可能な可動ステージであり、その上面に被処理体を載置する該可動ステージと、可動ステージの下方に固定配置される冷却可能な冷却体と、可動ステージに連結される一端、及び、冷却体の下方に配置される他端を有し、該一端と該他端との間で延在するシャフトであり、他端に設けられた第１のフランジ、及び、該第１のフランジと冷却体との間に設けられた第２のフランジとを有する、該シャフトと、第２のフランジに面する上面、及び、該上面と反対側の下面を有し、第１のフランジと第２のフランジとの間に設けられた駆動プレートと、駆動プレートの下面と第１のフランジとの間に設けられた弾性体と、駆動プレートを上下方向に移動させる駆動装置と、を備える。 In one embodiment of the present invention, a temperature control mechanism for an object to be processed is provided. This temperature control mechanism is a movable stage that can be heated, and is connected to the movable stage on which an object to be processed is placed, a coolable cooling body fixedly disposed below the movable stage, and the movable stage. And a shaft extending between the one end and the other end, a first flange provided at the other end, and A shaft having a first flange and a second flange provided between the cooling body, an upper surface facing the second flange, and a lower surface opposite to the upper surface; A drive plate provided between the flange and the second flange, an elastic body provided between the lower surface of the drive plate and the first flange, a drive device for moving the drive plate in the vertical direction, Is provided.
　この温度制御機構では、駆動プレートが上方に移動すると、駆動プレートが第２のフランジに当接することによって可動ステージに対して上方に向かう力が伝達される。これにより、可動ステージが上方に移動して冷却体から離間する。その結果、可動ステージと冷却体との熱交換が遮断される。そして、可動ステージが冷却体から離間した状態において、可動ステージを加熱することにより被処理体を急速に加熱することが可能となる。反対に、駆動プレートが下方に移動すると、弾性体を介して下方に向かう力が可動ステージに伝達される。これにより、可動ステージが下方に移動して冷却体に接触し、当該可動ステージが冷却される。また、この温度制御機構では、駆動プレートが下方に移動することにより発揮される力は弾性体を介して可動ステージに伝達されるので、可動ステージと冷却体との接触圧力は駆動プレートの下方への移動量に応じて調整され得る。本温度制御機構では、このように、可動ステージと冷却体との接触圧力を調整することにより、可動ステージと冷却体と間の接触熱抵抗を調整することが可能である。したがって、駆動プレートの下方への移動量を制御することで可動ステージと冷却体の熱交換量を調整することができる。故に、本温度制御機構によれば、精密な温度制御を行うことができる。 In this temperature control mechanism, when the drive plate moves upward, an upward force is transmitted to the movable stage by the drive plate coming into contact with the second flange. As a result, the movable stage moves upward and is separated from the cooling body. As a result, heat exchange between the movable stage and the cooling body is interrupted. Then, in a state where the movable stage is separated from the cooling body, the object to be processed can be rapidly heated by heating the movable stage. On the contrary, when the drive plate moves downward, a downward force is transmitted to the movable stage via the elastic body. As a result, the movable stage moves downward and contacts the cooling body, and the movable stage is cooled. Further, in this temperature control mechanism, the force exerted by the drive plate moving downward is transmitted to the movable stage via the elastic body, so that the contact pressure between the movable stage and the cooling body is below the drive plate. It can be adjusted according to the amount of movement. In this temperature control mechanism, it is possible to adjust the contact thermal resistance between the movable stage and the cooling body by adjusting the contact pressure between the movable stage and the cooling body. Therefore, the amount of heat exchange between the movable stage and the cooling body can be adjusted by controlling the amount of downward movement of the drive plate. Therefore, according to this temperature control mechanism, precise temperature control can be performed.
　一実施形態では、弾性体は、コイル状のバネであり、バネは、駆動プレートが最上昇位置に配置されるときに、自然長又は自然長よりも長い長さを有するように構成されていてもよい。また、一実施形態では、駆動装置は、鉛直方向に延在し、駆動プレートに接続する駆動軸と、駆動プレートが上下方向に移動するように駆動軸を移動させるモータと、を有していてもよい。 In one embodiment, the elastic body is a coiled spring, and the spring is configured to have a natural length or a length longer than the natural length when the drive plate is disposed at the highest position. Also good. In one embodiment, the drive device includes a drive shaft that extends in the vertical direction and is connected to the drive plate, and a motor that moves the drive shaft so that the drive plate moves in the vertical direction. Also good.
　一実施形態では、可動ステージは、ヒータを有していてもよい。また、一実施形態では、冷却体の内部には、冷媒用の流路が形成されていてもよい。 In one embodiment, the movable stage may have a heater. In one embodiment, a coolant channel may be formed inside the cooling body.
　本発明の一態様では、上述の温度制御機構を用いて、酸化膜及び窒化膜が交互に積層された多層膜を有する被処理体から窒化膜を選択的にエッチングする方法が提供される。この方法は、被処理体を可動ステージの上面に載置する工程と、駆動プレートを下方に移動させ、可動ステージを冷却体に接触させる工程と、可動ステージを冷却体に接触させる工程の後、フッ素及び水素を含む処理ガスのプラズマによって多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする工程と、窒化膜をエッチングする工程の後、駆動プレートを上方に移動させ、可動ステージを冷却体から離間させる工程と、可動ステージを冷却体から離間させる工程の後、可動ステージを加熱し、窒化膜をエッチングする工程において発生した反応生成物を除去する工程と、を含む。 In one embodiment of the present invention, there is provided a method for selectively etching a nitride film from an object to be processed having a multilayer film in which an oxide film and a nitride film are alternately stacked using the above-described temperature control mechanism. In this method, after the step of placing the object to be processed on the upper surface of the movable stage, the step of moving the drive plate downward and bringing the movable stage into contact with the cooling body, and the step of bringing the movable stage into contact with the cooling body, A step of selectively etching the nitride film from the multilayer film by a plasma of a processing gas containing fluorine and hydrogen, and a step of moving the drive plate upward and separating the movable stage from the cooling body after the step of etching the nitride film And after the step of moving the movable stage away from the cooling body, the step of heating the movable stage and removing the reaction product generated in the step of etching the nitride film.
　上記方法では、被処理体を冷却して窒化膜をエッチングする工程と、被処理体を加熱して反応生成物を除去する工程とが含まれる。このような方法を上述の温度制御機構を用いて行うことにより、被処理体の冷却及び加熱が同一装置内で行うことができるので処理スループットを向上させることが可能となる。さらに、本方法では、上記温度制御機構を用いて行うことにより、被処理体の冷却する際に短時間で被処理体の温度を目標温度に収束させることができる。したがって、処理スループットを更に向上させることが可能となる。 The above method includes a step of cooling the object to be processed and etching the nitride film, and a step of removing the reaction product by heating the object to be processed. By performing such a method using the above-described temperature control mechanism, the object to be processed can be cooled and heated in the same apparatus, so that the processing throughput can be improved. Furthermore, in this method, by using the temperature control mechanism, the temperature of the object to be processed can be converged to the target temperature in a short time when the object to be processed is cooled. Therefore, it is possible to further improve the processing throughput.
　被処理体の冷却及び加熱が可能であると共に、精密な温度制御が可能である。 The object to be treated can be cooled and heated, and precise temperature control is possible.
一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematically the plasma processing apparatus which concerns on one Embodiment. 図１に示すプラズマ処理装置の高周波アンテナの平面図である。It is a top view of the high frequency antenna of the plasma processing apparatus shown in FIG. 温度制御機構の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a temperature control mechanism. 温度制御機構の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a temperature control mechanism. 可動ステージと冷却体１４を接触させたときの可動ステージの温度の時間変化を示す数値解析結果である。It is a numerical analysis result which shows the time change of the temperature of a movable stage when a movable stage and the cooling body 14 are made to contact. 駆動プレートの位置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position of a drive plate. （ａ）は構成例１の駆動プレートの位置を説明するための図であり、（ｂ）は構成例１の温度制御機構における駆動プレートの位置と接触熱抵抗との関係を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the position of the drive plate of the structural example 1, (b) is a figure which shows the relationship between the position of the drive plate in the temperature control mechanism of the structural example 1, and a contact thermal resistance. （ａ）は構成例２の駆動プレートの位置を説明するための図であり、（ｂ）は構成例２の温度制御機構における駆動プレートの位置と接触熱抵抗との関係を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the position of the drive plate of the structural example 2, (b) is a figure which shows the relationship between the position of the drive plate in the temperature control mechanism of the structural example 2, and a contact thermal resistance. （ａ）は構成例３の駆動プレートの位置を説明するための図であり、（ｂ）は構成例３の温度制御機構における駆動プレートの位置と接触熱抵抗との関係を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the position of the drive plate of the structural example 3, (b) is a figure which shows the relationship between the position of the drive plate in the temperature control mechanism of the structural example 3, and contact thermal resistance. （ａ）は構成例４の駆動プレートの位置を説明するための図であり、（ｂ）は構成例４の温度制御機構における駆動プレートの位置と接触熱抵抗との関係を示す図である。(A) is a figure for demonstrating the position of the drive plate of the structural example 4, (b) is a figure which shows the relationship between the position of the drive plate in the temperature control mechanism of the structural example 4, and contact thermal resistance. 一実施形態の多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする方法を示す流れ図である。3 is a flowchart illustrating a method for selectively etching a nitride film from a multilayer film according to an embodiment. 工程ＳＴ１において準備される被処理体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-processed object prepared in process ST1. 工程ＳＴ４において第２の膜がエッチングされた後の被処理体を示す図である。It is a figure which shows the to-be-processed object after the 2nd film | membrane was etched in process ST4. 工程ＳＴ４において多層膜に付着した残渣を示す図である。It is a figure which shows the residue adhering to the multilayer film in process ST4.
　以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
　まず、図１及び図２を参照して、一実施形態の温度制御機構を備えるプラズマ処理装置について説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 First, a plasma processing apparatus including a temperature control mechanism according to an embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an embodiment.
　プラズマ処理装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、軸線Ｚを中心とする略円筒形状を有しており、その内部空間として処理空間Ｓを画成している。処理容器の下部には、温度制御機構ＴＣが設けられている。温度制御機構ＴＣは、被処理体Ｗを保持し、当該被処理体Ｗを選択的に冷却又は加熱する機能を有している。この温度制御機構ＴＣの詳細については、後述する。 The plasma processing apparatus 10 includes a processing container 12. The processing container 12 has a substantially cylindrical shape centered on the axis Z, and defines a processing space S as its internal space. A temperature control mechanism TC is provided at the lower part of the processing container. The temperature control mechanism TC has a function of holding the object to be processed W and selectively cooling or heating the object to be processed W. Details of the temperature control mechanism TC will be described later.
　処理容器１２の天井部には、板状誘電体４０が設けられている。板状誘電体４０は、例えば石英ガラスやセラミック等で構成されており、温度制御機構ＴＣの後述する可動ステージ１６に対向するように設けられている。板状誘電体４０は、例えば円板状に形成されており、処理容器１２の天井部に形成された開口を塞ぐように気密に取り付けられている。 A plate-like dielectric 40 is provided on the ceiling of the processing container 12. The plate-like dielectric 40 is made of, for example, quartz glass, ceramic, or the like, and is provided so as to face a movable stage 16 described later of the temperature control mechanism TC. The plate-like dielectric 40 is formed in a disk shape, for example, and is airtightly attached so as to close an opening formed in the ceiling portion of the processing container 12.
　処理容器１２には、ガス供給部４２が接続されている。ガス供給部４２は、処理空間Ｓにガスを供給する。具体的に、ガス供給部４２は、フッ素（Ｆ）及び水素（Ｈ）を含有するガスを供給する。また、ガス供給部４２は、窒素ガス（Ｎ２）を処理空間Ｓに供給してもよい。さらに、ガス供給部４２は、酸素ガス（Ｏ２）やアルゴンガス（Ａｒ）を処理空間Ｓに供給してもよい。 A gas supply unit 42 is connected to the processing container 12. The gas supply unit 42 supplies gas to the processing space S. Specifically, the gas supply unit 42 supplies a gas containing fluorine (F) and hydrogen (H). Further, the gas supply unit 42 may supply nitrogen gas (N 2 ) to the processing space S. Further, the gas supply unit 42 may supply oxygen gas (O 2 ) or argon gas (Ar) to the processing space S.
　処理容器１２の底部には、処理容器１２内の雰囲気を排出する排気部５０が排気管５２を介して接続されている。排気部５０は、例えば真空ポンプにより構成され、処理容器１２内を所定の圧力まで減圧し得るようになっている。 The exhaust part 50 which discharges | emits the atmosphere in the process container 12 is connected to the bottom part of the process container 12 via the exhaust pipe 52. As shown in FIG. The exhaust unit 50 is configured by, for example, a vacuum pump, and can reduce the pressure inside the processing container 12 to a predetermined pressure.
　処理容器１２の側壁部にはウエハ搬出入口５４が形成され、ウエハ搬出入口５４にはゲートバルブ５６が設けられている。例えば被処理体Ｗの搬入の際には、ゲートバルブ５６が開かれ、被処理体Ｗが処理容器１２内の可動ステージ１６上に載置される。その後、ゲートバルブ５６が閉じられ、被処理体Ｗの処理が行われる。 A wafer loading / unloading port 54 is formed in the side wall of the processing vessel 12, and a gate valve 56 is provided at the wafer loading / unloading port 54. For example, when the workpiece W is loaded, the gate valve 56 is opened, and the workpiece W is placed on the movable stage 16 in the processing container 12. Thereafter, the gate valve 56 is closed and the workpiece W is processed.
　処理容器１２の天井部には、板状誘電体４０の上側面（外側面）に対面配置された平面状の高周波アンテナ６０と、高周波アンテナ６０を覆うシールド部材８０が配設されている。図２は、高周波アンテナ６０の平面図である。高周波アンテナ６０は、大別すると板状誘電体４０の中央部に配置された内側アンテナ素子６２Ａと、その外周を囲むように配置された外側アンテナ素子６２Ｂとで構成されている。内側アンテナ素子６２Ａ、外側アンテナ素子６２Ｂはそれぞれ、例えば銅、アルミニウム、ステンレスなどの導体で構成された渦巻きコイル状に形成され得る。 In the ceiling portion of the processing container 12, a planar high-frequency antenna 60 disposed facing the upper surface (outer surface) of the plate-like dielectric 40 and a shield member 80 that covers the high-frequency antenna 60 are disposed. FIG. 2 is a plan view of the high-frequency antenna 60. The high-frequency antenna 60 is roughly composed of an inner antenna element 62A disposed at the center of the plate-like dielectric 40 and an outer antenna element 62B disposed so as to surround the outer periphery thereof. Each of the inner antenna element 62A and the outer antenna element 62B may be formed in a spiral coil shape made of a conductor such as copper, aluminum, or stainless steel.
　内側アンテナ素子６２Ａ及び外側アンテナ素子６２Ｂは共に、複数の挟持体６４に挟持されて一体となっている。各挟持体６４は、例えば、図２に示すように棒状に形成されており、これらの挟持体６４は、内側アンテナ素子６２Ａの中央付近から外側アンテナ素子６２Ｂの外側に張り出すように放射状に配置されている。図２は、内側アンテナ素子６２Ａ及び外側アンテナ素子６２Ｂを３つの挟持体６４で挟持した場合の具体例である。 Both the inner antenna element 62A and the outer antenna element 62B are sandwiched and integrated with a plurality of sandwiching bodies 64. For example, as shown in FIG. 2, each sandwiching body 64 is formed in a rod shape, and these sandwiching bodies 64 are radially arranged so as to project from the vicinity of the center of the inner antenna element 62A to the outside of the outer antenna element 62B. Has been. FIG. 2 is a specific example when the inner antenna element 62A and the outer antenna element 62B are sandwiched between three sandwiching bodies 64. FIG.
　シールド部材８０は、内側アンテナ素子６２Ａを囲むように各アンテナ素子６２Ａ、６２Ｂの間に設けられた筒状の内側シールド壁８２Ａと、外側アンテナ素子６２Ｂを囲むように設けられた筒状の外側シールド壁８２Ｂとを備えている。これにより、板状誘電体４０の上側面は、内側シールド壁８２Ａの内側の中央部（中央ゾーン）と、各シールド壁８２Ａ、８２Ｂの間の周縁部（周縁ゾーン）に分けられる。 The shield member 80 includes a cylindrical inner shield wall 82A provided between the antenna elements 62A and 62B so as to surround the inner antenna element 62A, and a cylindrical outer shield provided so as to surround the outer antenna element 62B. And a wall 82B. Thereby, the upper side surface of the plate-like dielectric 40 is divided into a central portion (central zone) inside the inner shield wall 82A and a peripheral portion (peripheral zone) between the shield walls 82A and 82B.
　内側アンテナ素子６２Ａ上には、内側シールド壁８２Ａの開口を塞ぐように円板状の内側シールド板８４Ａが設けられている。外側アンテナ素子６２Ｂ上には、各シールド壁８２Ａ、８２Ｂの間の開口を塞ぐようにドーナツ板状の外側シールド板８４Ｂが設けられている。また、内側シールド板８４Ａ、外側シールド板８４Ｂはそれぞれ、アクチュエータ８８Ａ、８８Ｂによって別々に高さが調整できるようになっている。 On the inner antenna element 62A, a disc-shaped inner shield plate 84A is provided so as to close the opening of the inner shield wall 82A. On the outer antenna element 62B, a donut plate-shaped outer shield plate 84B is provided so as to close the opening between the shield walls 82A and 82B. The heights of the inner shield plate 84A and the outer shield plate 84B can be adjusted separately by the actuators 88A and 88B, respectively.
　アンテナ素子６２Ａ、６２Ｂにはそれぞれ、高周波電源７０Ａ、７０Ｂがそれぞれ接続されている。これにより、内側アンテナ素子６２Ａ及び外側アンテナ素子６２Ｂには同じ周波数又は異なる周波数の高周波を印加できる。内側アンテナ素子６２Ａに高周波電源７０Ａから所定の周波数（例えば４０ＭＨｚ）の高周波を所定のパワーで供給すると、処理容器１２内に形成された誘導磁界によって、処理容器１２内に導入されたガスが励起され、被処理体Ｗ上の中央部にドーナツ型のプラズマが生成される。 High frequency power supplies 70A and 70B are connected to the antenna elements 62A and 62B, respectively. Thereby, the high frequency of the same frequency or a different frequency can be applied to inner antenna element 62A and outer antenna element 62B. When a high frequency of a predetermined frequency (for example, 40 MHz) is supplied to the inner antenna element 62A from the high frequency power supply 70A with a predetermined power, the gas introduced into the processing container 12 is excited by the induced magnetic field formed in the processing container 12. A donut-shaped plasma is generated at the center on the workpiece W.
　また、外側アンテナ素子６２Ｂに高周波電源７０Ｂから所定の周波数（例えば６０ＭＨｚ）の高周波を所定のパワーで供給すると、処理容器１２内に形成された誘導磁界によって、処理容器１２内に導入されたガスが励起され、被処理体Ｗ上の周縁部に別のドーナツ型のプラズマが生成される。 Further, when a high frequency of a predetermined frequency (for example, 60 MHz) is supplied to the outer antenna element 62B from the high frequency power supply 70B with a predetermined power, the gas introduced into the processing container 12 is generated by the induced magnetic field formed in the processing container 12. When excited, another donut-shaped plasma is generated at the peripheral edge on the workpiece W.
　以下、温度制御機構ＴＣについて詳細に説明する。温度制御機構ＴＣは、被処理体の温度を制御するために利用される。温度制御機構ＴＣは、冷却体１４、可動ステージ１６、シャフト１８、駆動プレート２０、駆動装置２２及び弾性体２４を有している。 Hereinafter, the temperature control mechanism TC will be described in detail. The temperature control mechanism TC is used to control the temperature of the object to be processed. The temperature control mechanism TC includes a cooling body 14, a movable stage 16, a shaft 18, a driving plate 20, a driving device 22, and an elastic body 24.
　可動ステージ１６は、略円盤形状を有しており、処理容器１２内に配置されている。この可動ステージ１６は、後述するように駆動プレート２０の上下方向への移動に伴って、冷却体１４から離間する方向、及び、冷却体１４に接近する方向、即ち、上下方向に移動可能に構成されている。一実施形態では、可動ステージ１６は、導電膜である電極２８を含んでおり、電極２８を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。この電極２８には、直流電源ＰＳが電気的に接続されている。一実施形態では、可動ステージ１６は、直流電源ＰＳからの直流電圧により生じたクーロン力により被処理体Ｗを吸着保持する静電チャックとして利用される。 The movable stage 16 has a substantially disk shape and is disposed in the processing container 12. As will be described later, the movable stage 16 is configured to be movable in the direction away from the cooling body 14 and the direction approaching the cooling body 14, that is, in the vertical direction as the drive plate 20 moves in the vertical direction. Has been. In one embodiment, the movable stage 16 includes an electrode 28 that is a conductive film, and has a structure in which the electrode 28 is disposed between a pair of insulating layers or insulating sheets. A DC power source PS is electrically connected to the electrode 28. In one embodiment, the movable stage 16 is used as an electrostatic chuck that attracts and holds the workpiece W by a Coulomb force generated by a DC voltage from the DC power source PS.
　また、可動ステージ１６の内部には、加熱素子であるヒータＨＴが埋め込まれていてもよい。このヒータＨＴには、ヒータ電源ＨＰに電気的に接続されている。なお、ヒータＨＴは、可動ステージ１６を加熱可能であれば可動ステージ１６の内部に埋め込まれていなくてもよい。例えば、ヒータＨＴとしては、可動ステージ１６の表面に密着する薄膜ヒータや、可動ステージ１６の上方から赤外線を放射して可動ステージを輻射加熱する輻射ヒータ等の任意のヒータを採用し得る。このヒータＨＴは、ヒータ電源ＨＰから供給された電力によって可動ステージ１６の温度を第１の温度まで加熱することが可能である。第１の温度は、後述する第２の温度よりも高い温度であり、例えば２００℃である。このように、可動ステージ１６は加熱可能に構成されている。 Further, a heater HT as a heating element may be embedded in the movable stage 16. The heater HT is electrically connected to a heater power source HP. The heater HT may not be embedded in the movable stage 16 as long as the movable stage 16 can be heated. For example, as the heater HT, any heater such as a thin film heater that is in close contact with the surface of the movable stage 16 or a radiant heater that radiates and heats the movable stage by emitting infrared rays from above the movable stage 16 may be employed. The heater HT can heat the temperature of the movable stage 16 to the first temperature by electric power supplied from the heater power source HP. The first temperature is higher than a second temperature described later, and is 200 ° C., for example. Thus, the movable stage 16 is configured to be heated.
　可動ステージ１６の下方には、冷却体１４が設けられている。この冷却体１４は、略円板形状を有しており、処理容器１２内において可動ステージ１６の下方に固定配置されている。冷却体１４を固定するために、プラズマ処理装置１０は、筒状保持部２７を更に備えている。筒状保持部２７は、処理容器１２の下部に設けられており、冷却体１４の側面及び底面の縁部に接して冷却体１４を保持している。冷却体１４は、その上面に接触した可動ステージ１６から熱を奪うことで可動ステージ１６を冷却するために利用される。 A cooling body 14 is provided below the movable stage 16. The cooling body 14 has a substantially disk shape, and is fixedly disposed below the movable stage 16 in the processing container 12. In order to fix the cooling body 14, the plasma processing apparatus 10 further includes a cylindrical holding portion 27. The cylindrical holding part 27 is provided in the lower part of the process container 12, and is holding the cooling body 14 in contact with the edge part of the side surface and bottom face of the cooling body 14. As shown in FIG. The cooling body 14 is used to cool the movable stage 16 by removing heat from the movable stage 16 in contact with the upper surface thereof.
　また、冷却体１４の内部には、冷媒流路１５が形成されており、冷媒流路１５には、冷媒入口配管、冷媒出口配管が接続されている。冷媒入口配管及び冷媒出口配管は、チラーユニット２６に接続されている。チラーユニット２６は、冷媒を第１の温度に冷却し、当該冷媒を入口配管を介して冷媒流路１５に供給する。第２の温度は、第１の温度よりも低い温度であり、例えば－５０℃である。冷媒流路１５に供給された冷媒は、冷媒出口配管からチラーユニット２６に戻るよう循環する。このように冷却体１４は、冷媒が冷媒流路１５を循環させることによって冷却体１４の温度を第２の温度に冷却可能に構成されている。 In addition, a refrigerant flow path 15 is formed inside the cooling body 14, and a refrigerant inlet pipe and a refrigerant outlet pipe are connected to the refrigerant flow path 15. The refrigerant inlet pipe and the refrigerant outlet pipe are connected to the chiller unit 26. The chiller unit 26 cools the refrigerant to the first temperature, and supplies the refrigerant to the refrigerant flow path 15 via the inlet pipe. The second temperature is a temperature lower than the first temperature, for example, −50 ° C. The refrigerant supplied to the refrigerant flow path 15 circulates back to the chiller unit 26 from the refrigerant outlet pipe. As described above, the cooling body 14 is configured to be able to cool the temperature of the cooling body 14 to the second temperature by circulating the refrigerant through the refrigerant flow path 15.
　また、冷却体１４には、軸線Ｚに沿って冷却体１４を貫通する貫通孔１４ｃが設けられている。貫通孔１４ｃ内には、伸縮自在な筒状のベローズ２５が設けられている。ベローズ２５の一端は可動ステージ１６の下面に連結されており、ベローズ２５の他端は駆動プレート２０の上面に連結されている。ベローズ２５は、ヒータＨＴとヒータ電源ＨＰとを接続する配線、及び、電極２８と直流電源ＰＳとを接続する配線を挿通させるための空間を提供する。 In addition, the cooling body 14 is provided with a through hole 14c that penetrates the cooling body 14 along the axis Z. A telescopic cylindrical bellows 25 is provided in the through hole 14c. One end of the bellows 25 is connected to the lower surface of the movable stage 16, and the other end of the bellows 25 is connected to the upper surface of the drive plate 20. The bellows 25 provides a space for inserting a wiring connecting the heater HT and the heater power supply HP and a wiring connecting the electrode 28 and the DC power supply PS.
　さらに、冷却体１４には、貫通孔１４ｃよりも径方向外側の位置において、当該冷却体１４を厚さ方向に貫通する複数の貫通孔１４ｈが形成されている。これらの貫通孔１４ｈのそれぞれには、シャフト１８が挿入されている。なお、図１に示す例では、冷却体１４に複数の貫通孔１４ｈが形成されており、温度制御機構ＴＣはこれらの貫通孔１４ｈに挿入される複数のシャフト１８を有しているが、かかる構成に限定されるものではない。即ち、冷却体１４に一つの貫通孔１４ｈが形成されていてもよく、温度制御機構ＴＣは当該貫通孔１４ｈに挿入される一つのシャフト１８のみを有していてもよい。以下、温度制御機構ＴＣが複数のシャフト１８を有する例について説明する。 Further, the cooling body 14 is formed with a plurality of through-holes 14h penetrating the cooling body 14 in the thickness direction at positions radially outside the through-holes 14c. A shaft 18 is inserted into each of these through holes 14h. In the example shown in FIG. 1, a plurality of through holes 14h are formed in the cooling body 14, and the temperature control mechanism TC has a plurality of shafts 18 inserted into these through holes 14h. The configuration is not limited. That is, one through hole 14h may be formed in the cooling body 14, and the temperature control mechanism TC may have only one shaft 18 inserted into the through hole 14h. Hereinafter, an example in which the temperature control mechanism TC has a plurality of shafts 18 will be described.
　複数のシャフト１８は、可動ステージ１６に連結されている。具体的に、各シャフト１８は、一端（上端）及び他端（下端）を有している。各シャフト１８の一端は、可動ステージ１６の下面に連結されている。また、各シャフト１８は、対応の貫通孔１４ｈを通って、駆動プレート２０の下方まで鉛直方向に延在している。したがって、各シャフト１８の他端は、駆動プレート２０の下方に配置される。 The plurality of shafts 18 are connected to the movable stage 16. Specifically, each shaft 18 has one end (upper end) and the other end (lower end). One end of each shaft 18 is connected to the lower surface of the movable stage 16. Further, each shaft 18 extends in the vertical direction to the lower side of the drive plate 20 through the corresponding through hole 14h. Therefore, the other end of each shaft 18 is disposed below the drive plate 20.
　複数のシャフト１８の各々には、第１のフランジ１８ａ及び第２のフランジ１８ｂが設けられている。第１のフランジ１８ａは、例えば平板形状を有しており、シャフト１８の他端に設けられている。第２のフランジ１８ｂは、例えば円錐形状を有している。第２のフランジ１８ｂは、シャフト１８の一端と他端との間、且つ、第１のフランジ１８ａと冷却体１４との間に設けられている。第１のフランジ１８ａ及び第２のフランジ１８ｂは、シャフト１８の長手方向に直交する方向、即ち径方向において、シャフト１８の他の部分よりも突出している。具体的には、一端と第２のフランジ１８ｂとの間の部分、及び、第２のフランジ１８ｂと第１のフランジ１８ａの間の部分では、シャフト１８の直径はＤ１である。また、第１のフランジ１８ａの直径はＤ２であり、第２のフランジ１８ｂの直径はＤ３である。直径Ｄ２及び直径Ｄ３は、直径Ｄ１よりも大きくなっている。また、直径Ｄ１は、貫通孔１４ｈの直径及び後述する貫通孔２０ｈの直径よりも小さく、直径Ｄ２及び直径Ｄ３は、貫通孔１４ｈの直径及び後述する貫通孔２０ｈの直径よりも大きくなっている。 Each of the plurality of shafts 18 is provided with a first flange 18a and a second flange 18b. The first flange 18 a has a flat plate shape, for example, and is provided at the other end of the shaft 18. The second flange 18b has, for example, a conical shape. The second flange 18 b is provided between one end and the other end of the shaft 18 and between the first flange 18 a and the cooling body 14. The first flange 18 a and the second flange 18 b protrude from other portions of the shaft 18 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the shaft 18, that is, in the radial direction. Specifically, the diameter of the shaft 18 is D1 in a portion between the one end and the second flange 18b and a portion between the second flange 18b and the first flange 18a. The diameter of the first flange 18a is D2, and the diameter of the second flange 18b is D3. The diameter D2 and the diameter D3 are larger than the diameter D1. The diameter D1 is smaller than the diameter of the through hole 14h and the diameter of a through hole 20h described later, and the diameter D2 and the diameter D3 are larger than the diameter of the through hole 14h and the diameter of a through hole 20h described later.
　第１のフランジ１８ａと第２のフランジ１８ｂとの間には、駆動プレート２０が設けられている。駆動プレート２０は、略円板形状を有しており、冷却体１４の下方に設けられている。駆動プレート２０は、第２のフランジ１８ｂに面する上面２０ａ、及び、当該上面２０ａと反対側の下面２０ｂを有している。駆動プレート２０は、上面２０ａが冷却体１４の下面に対面するように配置されている。また、駆動プレート２０には、当該駆動プレート２０を厚さ方向に貫通する上述の複数の貫通孔２０ｈが形成されている。これらの貫通孔２０ｈは、冷却体１４に形成された複数の貫通孔１４ｈと対面する位置に形成されている。複数の貫通孔２０ｈの各々には、シャフト１８の第１のフランジ１８ａと第２のフランジ１８ｂの間の部分が挿入されている。 A drive plate 20 is provided between the first flange 18a and the second flange 18b. The drive plate 20 has a substantially disk shape and is provided below the cooling body 14. The drive plate 20 has an upper surface 20a facing the second flange 18b and a lower surface 20b opposite to the upper surface 20a. The drive plate 20 is disposed so that the upper surface 20 a faces the lower surface of the cooling body 14. The drive plate 20 is formed with the plurality of through holes 20h that penetrate the drive plate 20 in the thickness direction. These through holes 20 h are formed at positions facing the plurality of through holes 14 h formed in the cooling body 14. A portion between the first flange 18a and the second flange 18b of the shaft 18 is inserted into each of the plurality of through holes 20h.
　駆動プレート２０には、駆動装置２２が連結されている。駆動装置２２は、駆動軸３０及びモータＭを含んでいる。駆動軸３０は、軸線Ｚに沿って鉛直方向に延在している。この駆動軸３０の一端（上端）は、駆動プレート２０に接続されている。また、駆動軸３０の他端（下端）は、モータＭに接続されている。モータＭは、駆動軸３０を軸線Ｚ方向、即ち上下方向に沿って移動させるための駆動力を駆動軸３０に付与する。駆動軸３０は、例えばボールねじであり、モータＭの回転運動を軸線Ｚ方向の直線運動に変換することにより軸線Ｚ方向に沿って移動する。このように駆動装置２２は、駆動プレート２０を軸線Ｚ方向、即ち上下方向に移動させる。なお、図１に示す冷却体１４の下面と駆動プレート２０の下面２０ｂとの間の距離Ｐ、駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間の距離Ｑは、駆動プレート２０の上下方向の移動に伴って変化する。 A driving device 22 is connected to the driving plate 20. The drive device 22 includes a drive shaft 30 and a motor M. The drive shaft 30 extends in the vertical direction along the axis Z. One end (upper end) of the drive shaft 30 is connected to the drive plate 20. The other end (lower end) of the drive shaft 30 is connected to the motor M. The motor M applies a driving force for moving the drive shaft 30 along the axis Z direction, that is, the vertical direction, to the drive shaft 30. The drive shaft 30 is, for example, a ball screw, and moves along the axis Z direction by converting the rotational motion of the motor M into a linear motion in the axis Z direction. Thus, the drive device 22 moves the drive plate 20 in the axis Z direction, that is, in the vertical direction. 1, the distance P between the lower surface of the cooling body 14 and the lower surface 20b of the drive plate 20 and the distance Q between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a are the upper and lower sides of the drive plate 20. It changes as the direction moves.
　駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間には弾性体２４が設けられている。弾性体２４は、一例では、円筒形のコイル状のバネである。この例では、弾性体２４は、シャフト１８と同軸に設けられている。なお、弾性体２４は、弾性物から構成されていればよく、バネに限定されない。弾性体２４は、駆動プレート２０が下降すると駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとによって挟まれ、圧縮される方向に弾性変形する。弾性体２４が圧縮されると、当該弾性体２４は、第１のフランジ１８ａを下方に押し下げる反力を発生する。これにより、冷却体１４に向かう方向（即ち、下方）への力がシャフト１８を介して可動ステージ１６に伝達される。 An elastic body 24 is provided between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a. In one example, the elastic body 24 is a cylindrical coil spring. In this example, the elastic body 24 is provided coaxially with the shaft 18. In addition, the elastic body 24 should just be comprised from the elastic body, and is not limited to a spring. When the drive plate 20 is lowered, the elastic body 24 is sandwiched between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a, and is elastically deformed in the compression direction. When the elastic body 24 is compressed, the elastic body 24 generates a reaction force that pushes down the first flange 18a. Thereby, a force in a direction toward the cooling body 14 (that is, downward) is transmitted to the movable stage 16 via the shaft 18.
　一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、温度制御機構ＴＣを含むプラズマ処理装置１０の各部を制御する制御部１００を更に備え得る。制御部１００は、プログラム可能なコンピュータ装置といった制御器であり得る。制御部１００は、レシピに基づくプログラムに従ってプラズマ処理装置１０の各部を制御し得る。例えば、制御部１００は、駆動装置２２のモータＭに制御信号を送出して、駆動プレート２０の上下方向の位置を制御する。また、制御部１００は、アンテナ素子６２Ａに供給される電力、アンテナ素子６２Ｂに供給される電力、処理容器１２内の圧力、処理容器１２内に供給されるガス種並びにガス流量を制御するように、高周波電源７０Ａ、高周波電源７０Ｂ、排気部５０、ガス供給部４２に制御信号を供給し得る。さらに、制御部１００は、ヒータＨＴの温度を調整するために、ヒータ電源ＨＰに制御信号を送出し得る。このように制御部１００は、プラズマ処理装置１０により所望の処理が実行されるよう、処理レシピに従ってプラズマ処理装置１０の各部を制御する。 In one embodiment, the plasma processing apparatus 10 may further include a control unit 100 that controls each part of the plasma processing apparatus 10 including the temperature control mechanism TC. The controller 100 can be a controller such as a programmable computer device. The control part 100 can control each part of the plasma processing apparatus 10 according to the program based on a recipe. For example, the control unit 100 sends a control signal to the motor M of the drive device 22 to control the vertical position of the drive plate 20. In addition, the control unit 100 controls the power supplied to the antenna element 62A, the power supplied to the antenna element 62B, the pressure in the processing container 12, the gas type supplied to the processing container 12, and the gas flow rate. The control signal can be supplied to the high-frequency power source 70A, the high-frequency power source 70B, the exhaust unit 50, and the gas supply unit 42. Further, the control unit 100 can send a control signal to the heater power supply HP in order to adjust the temperature of the heater HT. In this way, the control unit 100 controls each unit of the plasma processing apparatus 10 according to the processing recipe so that a desired process is executed by the plasma processing apparatus 10.
　次に、図３及び図４を参照して、一実施形態の温度制御機構の動作について説明する。図３は、可動ステージ１６の上面に載置された被処理体Ｗを加熱するときの温度制御機構ＴＣの動作を説明する図である。図４は、可動ステージ１６の上面に載置された被処理体Ｗを冷却するときの温度制御機構ＴＣの動作を説明する図である。 Next, the operation of the temperature control mechanism of one embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the temperature control mechanism TC when the workpiece W placed on the upper surface of the movable stage 16 is heated. FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the temperature control mechanism TC when the workpiece W placed on the upper surface of the movable stage 16 is cooled.
　図３に示すように、被処理体Ｗを加熱するときには、まず温度制御機構ＴＣの駆動プレート２０が上方に移動される。これにより、駆動プレート２０の上面２０ａが第２のフランジ１８ｂに接触し、可動ステージ１６を上方に移動させる力がシャフト１８を介して当該可動ステージ１６に伝達される。これにより、可動ステージ１６が上方に移動し、当該可動ステージ１６が冷却体１４から離間する。この状態では、図３に示すように、冷却体１４の下面と駆動プレート２０の下面２０ｂとの間の距離Ｐ１は、図１に示した冷却体１４の下面と駆動プレート２０の下面２０ｂとの間の距離Ｐよりも小さくなる。一方、駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間の距離Ｑ１は、図１に示した駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間の距離Ｑよりも大きくなる。なお、この際、ベローズ２５は、軸線Ｚ方向に伸展し、当該ベローズ２５の一端及び他端は可動ステージ１６及び駆動プレート２０の動きに追随して移動する。 As shown in FIG. 3, when heating the workpiece W, first, the drive plate 20 of the temperature control mechanism TC is moved upward. As a result, the upper surface 20a of the drive plate 20 contacts the second flange 18b, and the force for moving the movable stage 16 upward is transmitted to the movable stage 16 via the shaft 18. As a result, the movable stage 16 moves upward, and the movable stage 16 is separated from the cooling body 14. In this state, as shown in FIG. 3, the distance P1 between the lower surface of the cooling body 14 and the lower surface 20b of the drive plate 20 is the distance between the lower surface of the cooling body 14 and the lower surface 20b of the drive plate 20 shown in FIG. It becomes smaller than the distance P between. On the other hand, the distance Q1 between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a is larger than the distance Q between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a shown in FIG. At this time, the bellows 25 extends in the axis Z direction, and one end and the other end of the bellows 25 move following the movement of the movable stage 16 and the drive plate 20.
　次いで、可動ステージ１６が冷却体１４に対して離間した状態において、ヒータＨＴによって可動ステージ１６が加熱される。図３に示すように可動ステージ１６が冷却体１４に対して上昇した状態では、可動ステージ１６は空間を介して冷却体１４から離間する。したがって、この状態では、可動ステージ１６から冷却体１４に向かう熱流束を遮断することができる。特に、プラズマ処理中には、可動ステージ１６と冷却体１４との間の空間は真空となるため、可動ステージ１６と冷却体１４との間の熱交換を実質的に無くすことができる。 Next, in a state where the movable stage 16 is separated from the cooling body 14, the movable stage 16 is heated by the heater HT. As shown in FIG. 3, in a state where the movable stage 16 is raised with respect to the cooling body 14, the movable stage 16 is separated from the cooling body 14 through a space. Therefore, in this state, the heat flux from the movable stage 16 toward the cooling body 14 can be interrupted. In particular, during the plasma processing, the space between the movable stage 16 and the cooling body 14 is evacuated, so that heat exchange between the movable stage 16 and the cooling body 14 can be substantially eliminated.
　一方、被処理体Ｗを冷却するときには、図４に示すように、温度制御機構ＴＣの駆動プレート２０が下方に移動される。これにより、駆動プレート２０の下面２０ｂが弾性体２４を押圧し、弾性体２４が駆動プレート２０と第１のフランジ１８ａとの間で圧縮される。これに伴い、可動ステージ１６を下方に移動させる力がシャフト１８を介して当該可動ステージ１６に伝達される。これにより、可動ステージ１６が下方に移動して、当該可動ステージ１６が冷却体１４に対して接触する。この状態では、図４に示すように、冷却体１４の下面と駆動プレート２０の下面２０ｂとの間の距離Ｐ２は、図１に示した冷却体１４の下面と駆動プレート２０の下面２０ｂとの間の距離Ｐ以上の距離となる。一方、駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間の距離Ｑ２は、図１に示した駆動プレート２０の下面２０ｂと第１のフランジ１８ａとの間の距離Ｑ以下となる。 On the other hand, when the workpiece W is cooled, the drive plate 20 of the temperature control mechanism TC is moved downward as shown in FIG. Thereby, the lower surface 20b of the drive plate 20 presses the elastic body 24, and the elastic body 24 is compressed between the drive plate 20 and the first flange 18a. Accordingly, a force for moving the movable stage 16 downward is transmitted to the movable stage 16 via the shaft 18. Thereby, the movable stage 16 moves downward, and the movable stage 16 comes into contact with the cooling body 14. In this state, as shown in FIG. 4, the distance P2 between the lower surface of the cooling body 14 and the lower surface 20b of the drive plate 20 is the distance between the lower surface of the cooling body 14 and the lower surface 20b of the drive plate 20 shown in FIG. It becomes the distance more than the distance P between. On the other hand, the distance Q2 between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a is equal to or less than the distance Q between the lower surface 20b of the drive plate 20 and the first flange 18a shown in FIG.
　ここで、可動ステージ１６の下面と冷却体１４の上面との間には、駆動プレート２０の位置に応じた接触圧力が発生する。具体的には、駆動プレート２０の下方への移動量が大きいほど、弾性体２４の圧縮量、即ち、弾性体２４の弾性エネルギーが大きくなる。したがって、駆動プレート２０の下方への移動量が大きいほど、可動ステージ１６が冷却体１４に押しつけられる方向の力が大きくなり、その結果、可動ステージ１６と冷却体１４の接触圧力が大きくなる。 Here, a contact pressure corresponding to the position of the drive plate 20 is generated between the lower surface of the movable stage 16 and the upper surface of the cooling body 14. Specifically, the amount of compression of the elastic body 24, that is, the elastic energy of the elastic body 24 increases as the amount of downward movement of the drive plate 20 increases. Accordingly, the greater the amount of movement of the drive plate 20 downward, the greater the force in the direction in which the movable stage 16 is pressed against the cooling body 14, and as a result, the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 increases.
　可動ステージ１６と冷却体１４とが接触しているときには、可動ステージ１６から冷却体１４に熱が移動するが、移動する熱量は可動ステージ１６と冷却体１４との間の接触熱抵抗に依存する。接触熱抵抗とは、互いに接触する２つの物体間において熱の移動のし難さを示す指標であり、接触面の表面粗さ、接触物の材料、接触圧力、物体間に介在する物質等に依存する。したがって、温度制御機構ＴＣでは、駆動プレート２０の下方への移動量を調整することによって、可動ステージ１６と冷却体１４との間の接触熱抵抗を調整することができる。具体的には、駆動プレート２０の下方への移動量が大きくなるほど、可動ステージ１６と冷却体１４との間の接触熱抵抗が小さくなる。 When the movable stage 16 and the cooling body 14 are in contact with each other, heat moves from the movable stage 16 to the cooling body 14, but the amount of heat to move depends on the contact thermal resistance between the movable stage 16 and the cooling body 14. . Contact thermal resistance is an index that indicates the difficulty of heat transfer between two objects that are in contact with each other. It is determined by the surface roughness of the contact surface, the material of the contact object, the contact pressure, the substance interposed between the objects, etc. Dependent. Therefore, in the temperature control mechanism TC, the contact thermal resistance between the movable stage 16 and the cooling body 14 can be adjusted by adjusting the downward movement amount of the drive plate 20. Specifically, the greater the amount of downward movement of the drive plate 20, the smaller the contact thermal resistance between the movable stage 16 and the cooling body 14.
　なお、温度制御機構ＴＣを図３に示すように動作させて被処理体Ｗを加熱する際、又は、温度制御機構ＴＣを図４に示すように動作させて被処理体Ｗを冷却する際には、可動ステージ１６の電極２８に電圧を印加して、被処理体Ｗを可動ステージ１６に静電吸着させてもよい。このように被処理体Ｗを可動ステージ１６に静電吸着させことで、被処理体Ｗと可動ステージ１６との間の接触圧力を大きくすることができる。これにより、被処理体Ｗをより短時間で加熱又は冷却することが可能となる。 When the temperature control mechanism TC is operated as shown in FIG. 3 to heat the workpiece W, or when the temperature control mechanism TC is operated as shown in FIG. 4 to cool the workpiece W. May apply a voltage to the electrode 28 of the movable stage 16 to cause the workpiece W to be electrostatically attracted to the movable stage 16. Thus, the contact pressure between the workpiece W and the movable stage 16 can be increased by electrostatically attracting the workpiece W to the movable stage 16. As a result, the workpiece W can be heated or cooled in a shorter time.
　次に、接触熱抵抗と被処理体が目標温度に収束するまでに要する時間との関係について説明する。この関係を説明するために、直径３００ｍｍ、厚さ５ｍｍを有するアルミニウム製の冷却体１４と、直径３００ｍｍ、厚さ５ｍｍを有する炭化ケイ素（ＳｉＣ）製の可動ステージ１６とからなる数値モデルを設定し、このモデルの冷却体１４及び可動ステージ１６を接触させたときの、駆動プレートの上面に載置された被処理体Ｗの温度の時間変化を数値解析により求めた。なお、この数値解析では、被処理体Ｗは直径３００ｍｍのシリコンウエハとした。また、この数値解析では、冷却体１４及び可動ステージ１６との間の接触熱抵抗（ｍ２・Ｋ／Ｗ）をパラメータとして種々に変更した。 Next, the relationship between the contact thermal resistance and the time required for the workpiece to converge to the target temperature will be described. In order to explain this relationship, a numerical model including an aluminum cooling body 14 having a diameter of 300 mm and a thickness of 5 mm and a movable stage 16 made of silicon carbide (SiC) having a diameter of 300 mm and a thickness of 5 mm is set. The time change of the temperature of the object W placed on the upper surface of the drive plate when the cooling body 14 and the movable stage 16 of this model were brought into contact with each other was obtained by numerical analysis. In this numerical analysis, the workpiece W was a silicon wafer having a diameter of 300 mm. In this numerical analysis, the contact thermal resistance (m 2 · K / W) between the cooling body 14 and the movable stage 16 was variously changed as a parameter.
　図５（ａ）は、可動ステージ１６の初期温度を１５０℃、冷却体１４の温度を０℃としときの数値解析結果を示している。図５（ｂ）は、可動ステージ１６の初期温度を１５０℃とし、冷却体１４の温度を－５０℃としときの数値解析結果を示している。 FIG. 5A shows the numerical analysis results when the initial temperature of the movable stage 16 is 150 ° C. and the temperature of the cooling body 14 is 0 ° C. FIG. 5B shows the numerical analysis results when the initial temperature of the movable stage 16 is 150 ° C. and the temperature of the cooling body 14 is −50 ° C.
　図５（ａ）（ｂ）に示すように、冷却体１４の温度に関わらず、可動ステージ１６と冷却体１４との間の接触熱抵抗が小さいほど被処理体Ｗは短時間で冷却されることが確認される。この結果から、可動ステージ１６と冷却体１４との間の接触圧力を大きくするほど、単位時間当たりの熱交換量を大きくすることができ、その結果、基板を短時間で冷却することができることが確認された。故に、可動ステージ１６と冷却体１４との接触圧力を調整することが可能な温度制御機構ＴＣは、被処理体Ｗを短時間で冷却する能力を有することが確認された。 As shown in FIGS. 5A and 5B, regardless of the temperature of the cooling body 14, the workpiece W is cooled in a shorter time as the contact thermal resistance between the movable stage 16 and the cooling body 14 is smaller. That is confirmed. From this result, as the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 is increased, the amount of heat exchange per unit time can be increased, and as a result, the substrate can be cooled in a short time. confirmed. Therefore, it was confirmed that the temperature control mechanism TC capable of adjusting the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 has the ability to cool the workpiece W in a short time.
　この温度制御機構ＴＣには、駆動プレート２０とバネとの連結又は非連結、及び、可動ステージ１６の下面が冷却体１４の上面から離間するときの駆動プレート２０の位置に関して種々の構成例が考えられる。これら温度制御機構ＴＣの構成例はそれぞれ、駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との特有の関係を有している。即ち、これら温度制御機構ＴＣの構成例の各々の駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係は、当該構成例中の他の構成例の駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係とは異なっている。以下では、まず、これら構成例の駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係を説明するために定義すべきパラメータについて、説明する。 In this temperature control mechanism TC, various configuration examples are considered regarding the connection or non-connection of the drive plate 20 and the spring and the position of the drive plate 20 when the lower surface of the movable stage 16 is separated from the upper surface of the cooling body 14. It is done. Each configuration example of the temperature control mechanism TC has a specific relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance. That is, the relationship between the position of each drive plate 20 and the contact thermal resistance in the configuration examples of these temperature control mechanisms TC is the relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance in the other configuration examples in the configuration example. Is different. Below, the parameter which should be defined in order to demonstrate the relationship between the position of the drive plate 20 of these structural examples and contact thermal resistance is demonstrated first.
　図６は、駆動プレート２０の位置を説明するための図である。図６では、駆動プレート２０の上下方向の位置を変数ｘとして表している。図６に示すように、駆動プレート２０の下面の位置と自然長の弾性体２４の上端位置とが一致するときの、駆動プレート２０の位置は、ｘ＝０の位置である。また、ｘ＝０の位置よりも駆動プレート２０が下方にあるときは、当該駆動プレート２０の位置はｘ＞０の位置である。また、ｘ＝０の位置よりも駆動プレート２０が上方にあるときには、当該駆動プレート２０の位置はｘ＜０の位置である。 FIG. 6 is a view for explaining the position of the drive plate 20. In FIG. 6, the vertical position of the drive plate 20 is represented as a variable x. As shown in FIG. 6, the position of the drive plate 20 when the position of the lower surface of the drive plate 20 coincides with the upper end position of the natural length elastic body 24 is the position of x = 0. Further, when the drive plate 20 is below the position of x = 0, the position of the drive plate 20 is a position of x> 0. Further, when the drive plate 20 is above the position x = 0, the position of the drive plate 20 is a position x <0.
　また、ｘ軸上の位置Ｌｕは、駆動プレート２０の上方向の動作限界位置（最上昇位置）であり、位置Ｌｄは、駆動プレート２０の下方向の動作限界位置（最下降位置）である。また、ｘ軸上の位置Ｌｆは、駆動プレート２０を下方から上方に移動させていき、可動ステージ１６の下面が冷却体１４の上面から離間するときの駆動プレート２０の位置を示している。さらに、弾性体２４の弾性係数（例えば、バネ定数）をｋ、可動ステージ１６の質量をｍ、可動ステージ１６から冷却体１４への荷重に対する接触熱抵抗の変化率を示す係数をαと定義する。以下、これらのパラメータを用いて四種類の温度制御機構の構成例について説明する。 Further, the position L u on the x-axis is the upper operation limit position (the highest position) of the drive plate 20, and the position L d is the lower operation limit position (the lowest position) of the drive plate 20. is there. A position L f on the x-axis indicates the position of the drive plate 20 when the drive plate 20 is moved upward from below and the lower surface of the movable stage 16 is separated from the upper surface of the cooling body 14. Further, the elastic coefficient (for example, spring constant) of the elastic body 24 is defined as k, the mass of the movable stage 16 is defined as m, and the coefficient indicating the rate of change of the contact thermal resistance with respect to the load from the movable stage 16 to the cooling body 14 is defined as α. . Hereinafter, a configuration example of four types of temperature control mechanisms will be described using these parameters.
　［構成例１］
　構成例１では、弾性体２４の上端が駆動プレート２０の下面２０ｂに連結されており、且つ、位置Ｌｆが０以下（Ｌｆ≦０）になるように温度制御機構ＴＣが設計されている。図７（ａ）は、構成例１の温度制御機構において、駆動プレート２０がｘ軸上の位置Ｌｕ、Ｌｆ、０、Ｌｄそれぞれにあるときの可動ステージ１６、シャフト１８、及び弾性体２４の状態を示す模式図である。この構成例１では、ｘ＜０であるとき（例えば、駆動プレートが最上昇位置に配置されるとき）に、弾性体２４が自然長又は自然長よりも長い長さを有するように構成されている。 [Configuration example 1]
In the configuration example 1, the temperature control mechanism TC is designed so that the upper end of the elastic body 24 is connected to the lower surface 20b of the drive plate 20 and the position Lf is 0 or less ( Lf ≦ 0). . FIG. 7A shows the movable stage 16, the shaft 18, and the elastic body when the drive plate 20 is at the positions L u , L f , 0, and L d on the x axis in the temperature control mechanism of the configuration example 1. It is a schematic diagram which shows the state of 24. FIG. In this configuration example 1, when x <0 (for example, when the drive plate is disposed at the highest position), the elastic body 24 is configured to have a natural length or a length longer than the natural length. Yes.
　図７（ｂ）は、構成例１における駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係を示している。図７（ａ）に示すように、構成例１において駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの位置に配置されている場合には、可動ステージ１６が冷却体１４から離間している。したがって、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの位置に配置されている場合には、図７（ｂ）に示すように駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は実質的に無限大となる。 FIG. 7B shows the relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance in the configuration example 1. As shown in FIG. 7A, when the drive plate 20 is arranged at the position of L u ≦ x <L f in the configuration example 1, the movable stage 16 is separated from the cooling body 14. Therefore, when the drive plate 20 is disposed at the position of L u ≦ x <L f , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is substantially as shown in FIG. Become infinite.
　また、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４が弾性変形し、可動ステージ１６と冷却体１４との間に駆動プレート２０の位置に応じた接触圧力が発生する。この接触圧力はｍ・ｇ＋ｋ・ｘ［Ｐａ／ｍ２］で表される。したがって、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は、α／（ｍ・ｇ＋ｋ・ｘ）［Ｋ／Ｗ］で表される。 Further, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , the elastic body 24 is elastically deformed, and the drive plate 20 is positioned between the movable stage 16 and the cooling body 14. A corresponding contact pressure is generated. This contact pressure is expressed by m · g + k · x [Pa / m 2 ]. Therefore, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g + k · x). It is represented by [K / W].
　図７（ｂ）に示すように、構成例１では、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗をα／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｆ）～α／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｄ）の範囲で線形に制御することが可能である。特に、この構成例１では、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ＜０の範囲内に配置されているときに、弾性体２４が自然長又は自然長よりも長い長さを有するように構成されている。したがって、Ｌｆ≦ｘ＜０の範囲内では、弾性体２４が引張力を発揮して、これによって可動ステージ１６に対して上方に向かう力が付与されることになる。このため、駆動プレート２０がｘ＝Ｌｆの位置に配置されている場合には、駆動プレート２０がｘ＝０の位置に配置されている場合よりも、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗を大きくすることができる。したがって、構成例１の温度制御機構では、接触熱抵抗の制御範囲を広くすることが可能となる。 As shown in FIG. 7B, in the configuration example 1, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is set to α / (m · g + k · L f ) to α / (m · g + k · L d ) In the range of In particular, in the configuration example 1, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x <0, the elastic body 24 is configured to have a natural length or a length longer than the natural length. Yes. Therefore, within the range of L f ≦ x <0, the elastic body 24 exhibits a tensile force, and thereby a force directed upward is applied to the movable stage 16. For this reason, when the drive plate 20 is disposed at the position of x = L f , the drive plate 20 is disposed between the cooling body 14 and the drive plate 20 is disposed at the position of x = 0. The contact thermal resistance can be increased. Therefore, in the temperature control mechanism of Configuration Example 1, it is possible to widen the control range of the contact thermal resistance.
　［構成例２］
　次いで、構成例２の温度制御機構について説明する。構成例２では、弾性体２４の上端が駆動プレート２０の下面２０ｂに連結されており、且つ、位置Ｌｆが０より大きく（Ｌｆ＞０）になるように温度制御機構ＴＣが設計されている。図８（ａ）は、構成例２の温度制御機構において、駆動プレート２０がｘ軸上の位置Ｌｕ、Ｌｆ、Ｌｄそれぞれにあるときの可動ステージ１６、シャフト１８、及び弾性体２４の状態を示す模式図である。 [Configuration example 2]
Next, the temperature control mechanism of Configuration Example 2 will be described. In the configuration example 2, the temperature control mechanism TC is designed such that the upper end of the elastic body 24 is coupled to the lower surface 20b of the drive plate 20 and the position Lf is greater than 0 ( Lf > 0). Yes. FIG. 8A shows the movable stage 16, the shaft 18, and the elastic body 24 when the drive plate 20 is at the positions L u , L f , and L d on the x axis in the temperature control mechanism of the configuration example 2. It is a schematic diagram which shows a state.
　図８（ｂ）は、構成例２における駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係を示している。図８（ａ）に示すように、構成例２では、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの範囲内に配置されている場合には、可動ステージ１６と冷却体１４とが離間されている。したがって、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの位置に配置されている場合には、図８（ｂ）に示すように、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は実質的に無限大となる。 FIG. 8B shows the relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance in the configuration example 2. As shown in FIG. 8A, in the configuration example 2, when the drive plate 20 is disposed within the range of L u ≦ x <L f , the movable stage 16 and the cooling body 14 are separated from each other. Yes. Therefore, when the drive plate 20 is disposed at the position of L u ≦ x <L f , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is substantially as shown in FIG. Infinite.
　また、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４が弾性変形し、可動ステージ１６と冷却体１４との間に駆動プレート２０の位置に応じた接触圧力が発生する。この接触圧力はｍ・ｇ＋ｋ・ｘ［Ｐａ／ｍ２］で表される。したがって、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は、α／（ｍ・ｇ＋ｋ・ｘ）［Ｋ／Ｗ］で表される。 Further, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , the elastic body 24 is elastically deformed, and the drive plate 20 is positioned between the movable stage 16 and the cooling body 14. A corresponding contact pressure is generated. This contact pressure is expressed by m · g + k · x [Pa / m 2 ]. Therefore, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g + k · x). It is represented by [K / W].
　図８（ｂ）に示すように、構成例２においても、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗をα／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｆ）～α／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｄ）の範囲で線形に制御することが可能である。この構成例２では、構成例１と同様に、ｘ＜０であるときに、弾性体２４が自然長又は自然長よりも長い長さを有するように構成されている。ただし、構成例２では、可動ステージ１６の位置がｘ＝Ｌｆとなったときに、弾性体２４が自然長よりも短くなるように圧縮されている。このため、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４は、常に可動ステージ１６と冷却体１４との接触圧力を大きくするような荷重を可動ステージ１６に付与することになる。したがって、構成例２の温度制御機構では、構成例１と比較して接触熱抵抗の制御範囲が狭くなる。 As shown in FIG. 8B, also in the configuration example 2, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g + k · L f ) to α / (m · g + k · L It is possible to control linearly within the range of d ). In the configuration example 2, as in the configuration example 1, when x <0, the elastic body 24 is configured to have a natural length or a length longer than the natural length. However, in the configuration example 2, when the position of the movable stage 16 becomes x = L f, the elastic body 24 is compressed to be shorter than a natural length. For this reason, when the drive plate 20 is disposed within the range of L u ≦ x <L f , the elastic body 24 always applies a load that increases the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14. This is applied to the movable stage 16. Therefore, in the temperature control mechanism of Configuration Example 2, the control range of the contact thermal resistance is narrower than that of Configuration Example 1.
　［構成例３］
　次いで、構成例３の温度制御機構について説明する。構成例３では、弾性体２４の上端が駆動プレートの下面に連結されておらず、位置Ｌｆが０以下（Ｌｆ≦０）になるように温度制御機構ＴＣが設計されている。図９（ａ）は、構成例３の温度制御機構において、駆動プレート２０がｘ軸上の位置Ｌｕ、Ｌｆ、０、Ｌｄそれぞれにあるときの可動ステージ１６、シャフト１８、及び弾性体２４の状態を示す模式図である。 [Configuration example 3]
Next, the temperature control mechanism of Configuration Example 3 will be described. In the configuration example 3, the temperature control mechanism TC is designed such that the upper end of the elastic body 24 is not connected to the lower surface of the drive plate, and the position Lf is 0 or less ( Lf ≦ 0). FIG. 9A shows the movable stage 16, the shaft 18, and the elastic body when the drive plate 20 is at the positions L u , L f , 0, and L d on the x axis in the temperature control mechanism of the configuration example 3. It is a schematic diagram which shows the state of 24. FIG.
　図９（ｂ）は、構成例３における駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係を示している。図９（ａ）に示すように、構成例３では、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの範囲内に配置されている場合には、可動ステージ１６と冷却体１４とが離間されている。したがって、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの位置に配置されている場合には、図９（ｂ）に示すように、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は実質的に無限大となる。 FIG. 9B shows the relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance in the configuration example 3. As shown in FIG. 9A, in the configuration example 3, when the drive plate 20 is disposed within the range of L u ≦ x <L f , the movable stage 16 and the cooling body 14 are separated from each other. Yes. Therefore, when the drive plate 20 is disposed at the position of L u ≦ x <L f , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is substantially as shown in FIG. Infinite.
　また、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ＜０の範囲内に配置されている場合には、可動ステージ１６が冷却体１４に接触しているが、駆動プレート２０は弾性体２４に接触していない。したがって、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ＜０の範囲内で移動したとしても、可動ステージ１６と冷却体１４との接触圧力はｍ・ｇ［Ｐａ／ｍ２］に維持される。このため、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ＜０の範囲内に配置されている場合には、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は、（α／ｍ・ｇ）［Ｋ／Ｗ］で表される。 When the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x <0, the movable stage 16 is in contact with the cooling body 14, but the drive plate 20 is not in contact with the elastic body 24. . Therefore, even if the drive plate 20 moves within the range of L f ≦ x <0, the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 is maintained at m · g [Pa / m 2 ]. For this reason, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x <0, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is (α / m · g) [K / W].
　また、駆動プレート２０が０≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４が弾性変形し、可動ステージ１６と冷却体１４との間に駆動プレート２０の位置に応じた接触圧力が発生する。この接触圧力はｍ・ｇ＋ｋ・ｘ［Ｐａ／ｍ２］で表される。したがって、駆動プレート２０が０≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は、α／（ｍ・ｇ＋ｋ・ｘ）［Ｋ／Ｗ］で表される。図９に示すように、構成例３の温度制御機構では、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗をα／（ｍ・ｇ）～α／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｄ）の範囲内で制御することが可能である。 Further, when the drive plate 20 is disposed within the range of 0 ≦ x ≦ L d , the elastic body 24 is elastically deformed and corresponds to the position of the drive plate 20 between the movable stage 16 and the cooling body 14. Contact pressure is generated. This contact pressure is expressed by m · g + k · x [Pa / m 2 ]. Therefore, when the drive plate 20 is disposed within the range of 0 ≦ x ≦ L d , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g + k · x) [ K / W]. As shown in FIG. 9, in the temperature control mechanism of Configuration Example 3, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g) to α / (m · g + k · L d ). It is possible to control within the range.
　［構成例４］
　次いで、構成例４の温度制御機構について説明する。構成例４では、弾性体２４の上端が駆動プレートの下面に連結されておらず、位置Ｌｆが０より大きく（Ｌｆ＞０）になるように温度制御機構が設計されている。図１０（ａ）は、構成例４の温度制御機構において、駆動プレート２０がｘ軸上の位置Ｌｕ、Ｌｆ、Ｌｄそれぞれにあるときの可動ステージ１６、シャフト１８、及び弾性体２４の状態を示す模式図である。 [Configuration Example 4]
Next, the temperature control mechanism of Configuration Example 4 will be described. In the configuration example 4, the temperature control mechanism is designed so that the upper end of the elastic body 24 is not connected to the lower surface of the drive plate, and the position Lf is greater than 0 ( Lf > 0). FIG. 10A shows the movable stage 16, the shaft 18, and the elastic body 24 when the drive plate 20 is at the positions L u , L f , and L d on the x axis in the temperature control mechanism of the configuration example 4. It is a schematic diagram which shows a state.
　図１０（ｂ）は、構成例４における駆動プレート２０の位置と接触熱抵抗との関係を示している。図１０（ａ）に示すように、構成例４では、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの範囲内に配置されている場合には、可動ステージ１６と冷却体１４とが離間している。したがって、図１０（ｂ）に示すように、駆動プレート２０がＬｕ≦ｘ＜Ｌｆの位置に配置されている場合には、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は実質的に無限大となる。 FIG. 10B shows the relationship between the position of the drive plate 20 and the contact thermal resistance in the configuration example 4. As shown in FIG. 10A, in the configuration example 4, when the drive plate 20 is disposed within the range of L u ≦ x <L f , the movable stage 16 and the cooling body 14 are separated from each other. Yes. Therefore, as shown in FIG. 10B, when the drive plate 20 is disposed at the position of L u ≦ x <L f , the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is substantially equal. Infinite.
　また、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４が弾性変形し、可動ステージ１６と冷却体１４との間に駆動プレート２０の位置に応じた接触圧力が発生する。この接触圧力はｍ・ｇ＋ｋ・ｘ［Ｐａ／ｍ２］で表される。したがって、駆動プレート２０がＬｆ≦ｘ≦Ｌｄの範囲内に配置されている場合には、弾性体２４が可動ステージ１６と冷却体１４との接触圧力を大きくするような荷重を可動ステージ１６に伝達するので、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗は、α／（ｍ・ｇ＋ｋ・ｘ）［Ｋ／Ｗ］で表される。 Further, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , the elastic body 24 is elastically deformed, and the drive plate 20 is positioned between the movable stage 16 and the cooling body 14. A corresponding contact pressure is generated. This contact pressure is expressed by m · g + k · x [Pa / m 2 ]. Therefore, when the drive plate 20 is disposed within the range of L f ≦ x ≦ L d , a load that causes the elastic body 24 to increase the contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 is applied to the movable stage 16. Therefore, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is represented by α / (m · g + k · x) [K / W].
　図１０に示すように、構成例４の温度制御機構では、駆動プレート２０と冷却体１４との間の接触熱抵抗をα／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｆ）～α／（ｍ・ｇ＋ｋ・Ｌｄ）の範囲内で制御することが可能である。 As shown in FIG. 10, in the temperature control mechanism of Configuration Example 4, the contact thermal resistance between the drive plate 20 and the cooling body 14 is α / (m · g + k · L f ) to α / (m · g + k · L It is possible to control within the range of d ).
　なお、位置Ｌｆ＞０の関係を有する上述の構成例２及び構成例４では、接触熱抵抗の制御範囲は、弾性体２４の弾性係数ｋを変化させることよっても調整することが可能である。線形に接触熱抵抗を制御可能な範囲内において、接触熱抵抗の上限値と下限値との差をβとすると、βは下記式（１）のように表される。 In the above configuration example 2 and configuration example 4 having the relationship of the position L f > 0, the control range of the contact thermal resistance can be adjusted by changing the elastic coefficient k of the elastic body 24. . If the difference between the upper limit value and the lower limit value of the contact thermal resistance is β within a range in which the contact thermal resistance can be controlled linearly, β is expressed by the following equation (1).
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　Ｌｆ＞０の場合には、弾性係数ｋを下記式（２）が満たされるように設定すると上記式（１）で表されるβが極大値をとる。即ち、弾性体２４の弾性係数ｋを下記式（２）が満たされるように設計することで、温度制御機構ＴＣによる接触熱抵抗の制御範囲を最も大きくすることができる。 In the case of L f > 0, β expressed by the above formula (1) takes a maximum value when the elastic modulus k is set so that the following formula (2) is satisfied. That is, the control range of the contact thermal resistance by the temperature control mechanism TC can be maximized by designing the elastic coefficient k of the elastic body 24 so that the following formula (2) is satisfied.
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　以上説明したように、温度制御機構ＴＣでは、可動ステージ１６を上方に移動させて当該可動ステージ１６を冷却体１４から離間させることができる。可動ステージ１６が冷却体１４から離間すると、可動ステージ１６と冷却体１４との熱交換が遮断される。したがって、可動ステージ１６と冷却体１４とを離間させた状態で可動ステージ１６を加熱することで被処理体Ｗを急速に加熱することが可能となる。 As described above, in the temperature control mechanism TC, the movable stage 16 can be moved upward to separate the movable stage 16 from the cooling body 14. When the movable stage 16 is separated from the cooling body 14, the heat exchange between the movable stage 16 and the cooling body 14 is interrupted. Therefore, it becomes possible to rapidly heat the workpiece W by heating the movable stage 16 in a state where the movable stage 16 and the cooling body 14 are separated from each other.
　また、温度制御機構ＴＣでは、可動ステージ１６を下方に移動させて当該可動ステージ１６を冷却体１４に接触させることができる。可動ステージ１６と冷却体１４との接触圧力は駆動プレート２０の下方への移動量に応じて調整される。したがって、駆動プレート２０の下方への移動量を制御することで可動ステージ１６と冷却体１４との間の熱交換量を調整することができる。故に、本温度制御機構ＴＣによれば、精密な温度制御を行うことができる。 In the temperature control mechanism TC, the movable stage 16 can be moved downward to bring the movable stage 16 into contact with the cooling body 14. The contact pressure between the movable stage 16 and the cooling body 14 is adjusted according to the downward movement amount of the drive plate 20. Therefore, the amount of heat exchange between the movable stage 16 and the cooling body 14 can be adjusted by controlling the downward movement amount of the drive plate 20. Therefore, according to the temperature control mechanism TC, precise temperature control can be performed.
　さらに、この温度制御機構ＴＣでは、例えば被処理体Ｗの温度と目標温度との差異が大きい場合には接触熱抵抗が小さくなるように駆動プレート２０を制御し、被処理体Ｗの温度と目標温度との差異が小さい場合には接触熱抵抗が大きくなるように駆動プレート２０を制御することで、被処理体Ｗの温度を短時間で目標温度に収束させることが可能となる。したがって、例えば被処理体Ｗの加熱及び冷却が交互に繰り返されるような処理を行う場合には、処理のスループットを向上させることができる。 Furthermore, in this temperature control mechanism TC, for example, when the difference between the temperature of the object to be processed W and the target temperature is large, the drive plate 20 is controlled so that the contact thermal resistance becomes small, and the temperature of the object to be processed W and the target When the difference from the temperature is small, the temperature of the workpiece W can be converged to the target temperature in a short time by controlling the drive plate 20 so as to increase the contact thermal resistance. Therefore, for example, when performing a process in which heating and cooling of the workpiece W are alternately repeated, the throughput of the process can be improved.
　次に、図１に示すプラズマ処理装置１０を用いて被処理体を処理する方法を説明する。以下では、プラズマ処理装置１０を用いて被処理体を処理する方法の一例として、多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする方法を説明する。図１１は、一実施形態の多層膜から窒化膜を選択的にエッチングする方法ＭＴを示す流れ図である。この方法ＭＴは、３ＤＮＡＮＤ素子の製造工程の一部である。 Next, a method for processing an object to be processed using the plasma processing apparatus 10 shown in FIG. 1 will be described. Hereinafter, a method for selectively etching a nitride film from a multilayer film will be described as an example of a method for processing an object to be processed using the plasma processing apparatus 10. FIG. 11 is a flowchart illustrating a method MT for selectively etching a nitride film from a multilayer film according to an embodiment. This method MT is part of the manufacturing process of the 3D NAND device.
　方法ＭＴでは、まず工程ＳＴ１が行われる。工程ＳＴ１は、被処理体Ｗを準備する工程である。図１２は、工程ＳＴ１において準備される被処理体Ｗの一例を示している。図１２に示す被処理体Ｗは、下地層ＵＬ、多層膜ＩＬ、及び、マスクＣＭを有する。下地層ＵＬは、例えば基板上に設けられた多結晶シリコン製の層であり得る。この下地層ＵＬ上には、多層膜ＩＬが設けられている。多層膜ＩＬは、酸化膜である第１の膜ＩＬ１及び窒化膜である第２の膜が交互に積層された構造を有している。一実施形態では、第１の膜ＩＬ１は酸化シリコン膜であり、第２の膜ＩＬ２は窒化シリコン膜であり得る。なお、多層膜ＩＬには、積層方向に延在し、第２の膜ＩＬ２が除去されたときに第１の膜ＩＬ１を支持する支持体が設けられていてもよい。また、マスクＣＭは、多層膜ＩＬ上に設けられている。 In method MT, step ST1 is first performed. Step ST1 is a step of preparing the workpiece W. FIG. 12 shows an example of the workpiece W prepared in step ST1. 12 includes a base layer UL, a multilayer film IL, and a mask CM. The underlayer UL can be, for example, a layer made of polycrystalline silicon provided on a substrate. A multilayer film IL is provided on the base layer UL. The multilayer film IL has a structure in which first films IL1 that are oxide films and second films that are nitride films are alternately stacked. In one embodiment, the first film IL1 may be a silicon oxide film and the second film IL2 may be a silicon nitride film. The multilayer film IL may be provided with a support that extends in the stacking direction and supports the first film IL1 when the second film IL2 is removed. The mask CM is provided on the multilayer film IL.
　また、多層膜ＩＬは、マスクＣＭの開口部の下方においてエッチングされており、当該多層膜にはホールＨＬが下地層ＵＬの表面まで形成されている。このようなホールＨＬは、例えばマスクＣＭを介して多層膜ＩＬをプラズマエッチングすることによって形成され得る。 The multilayer film IL is etched below the opening of the mask CM, and the hole HL is formed in the multilayer film up to the surface of the base layer UL. Such holes HL can be formed, for example, by plasma etching the multilayer film IL through the mask CM.
　次いで、工程ＳＴ２では、工程ＳＴ１で準備された被処理体Ｗが可動ステージ１６の上面に載置される。次いで、工程ＳＴ３では、駆動プレート２０が下方に移動されて、可動ステージ１６を冷却体１４に接触させる。これにより、可動ステージ１６と冷却体１４との間で熱交換が行われ、可動ステージ１６が冷却される。この際、可動ステージ１６の下方への移動量が調整されることで、可動ステージ１６が目標温度に制御される。その結果、可動ステージ１６上の被処理体Ｗが冷却される。 Next, in the process ST2, the workpiece W prepared in the process ST1 is placed on the upper surface of the movable stage 16. Next, in step ST <b> 3, the driving plate 20 is moved downward to bring the movable stage 16 into contact with the cooling body 14. Thereby, heat exchange is performed between the movable stage 16 and the cooling body 14, and the movable stage 16 is cooled. At this time, the movable stage 16 is controlled to the target temperature by adjusting the downward movement amount of the movable stage 16. As a result, the workpiece W on the movable stage 16 is cooled.
　次いで、工程ＳＴ４が行われる。工程ＳＴ４では、ガス供給部４２から処理ガスが供給され、処理容器１２内で処理ガスのプラズマが生成される。この処理ガスは、フッ素及び水素を含有するガスである。そして、例えばフッ素の活性種、及び、水素の活性種によって多層膜ＩＬから第２の膜ＩＬ２が選択的にエッチングされる。図１３は、工程ＳＴ６によって多層膜ＩＬから第２の膜ＩＬ２が選択的にエッチングされた被処理体Ｗの一例を示している。 Next, step ST4 is performed. In step ST4, the processing gas is supplied from the gas supply unit 42, and plasma of the processing gas is generated in the processing container 12. This processing gas is a gas containing fluorine and hydrogen. Then, for example, the second film IL2 is selectively etched from the multilayer film IL by the active species of fluorine and the active species of hydrogen. FIG. 13 shows an example of the object to be processed W in which the second film IL2 is selectively etched from the multilayer film IL in the process ST6.
　この工程ＳＴ４において、第２の膜ＩＬ２が処理ガスを用いてエッチングされる際には、第２の膜ＩＬ２の材料が処理ガスと反応して反応生成物が生じる。この反応生成物は、図１４に示すように、第１の膜ＩＬ１に付着し、第２の膜ＩＬ２が除去されて生成された空間内において残渣ＲＥとして残留する。この残渣ＲＥが残留すると、例えば方法ＭＴの後工程において、第２の膜ＩＬ２が除去された空間内に電極層を充填する際に、当該電極層を均一に充填できないことがある。 In this step ST4, when the second film IL2 is etched using the processing gas, the material of the second film IL2 reacts with the processing gas to generate a reaction product. As shown in FIG. 14, the reaction product adheres to the first film IL1 and remains as a residue RE in the space generated by removing the second film IL2. If this residue RE remains, for example, when the electrode layer is filled in the space from which the second film IL2 is removed in the subsequent step of the method MT, the electrode layer may not be filled uniformly.
　図１１の説明に戻り、次いで、方法ＭＴでは工程ＳＴ５が行われる。工程ＳＴ５では、駆動プレート２０を上方に移動させることによって、可動ステージ１６を冷却体１４から離間させる。続く工程ＳＴ６では、可動ステージ１６が冷却体１４に離間した状態において、残渣ＲＥが気化するまでヒータＨＴによって可動ステージ１６が加熱される。例えば、工程ＳＴ６では、可動ステージ１６が２００℃まで加熱される。これにより、第１の膜ＩＬ１に付着した残渣ＲＥが蒸発して排気管５２を介して処理容器１２の外部に排出される。この工程ＳＴ６によって、被処理体Ｗから残渣ＲＥが除去される。 Returning to the description of FIG. 11, the process MT5 is then performed in the method MT. In step ST5, the movable stage 16 is moved away from the cooling body 14 by moving the drive plate 20 upward. In subsequent step ST6, in a state where the movable stage 16 is separated from the cooling body 14, the movable stage 16 is heated by the heater HT until the residue RE is vaporized. For example, in step ST6, the movable stage 16 is heated to 200 ° C. As a result, the residue RE attached to the first film IL1 is evaporated and discharged to the outside of the processing container 12 through the exhaust pipe 52. By this step ST6, the residue RE is removed from the workpiece W.
　次いで、工程ＳＴ７では、終了条件を満たすか否かが判定される。工程ＳＴ７終了条件を満たしていないと判定された場合には、方法ＭＴの工程ＳＴ３～ＳＴ６が繰り返し行われる。一方、終了条件を満たすと判定された場合には、方法ＭＴが終了する。 Next, in step ST7, it is determined whether or not an end condition is satisfied. If it is determined that the end condition of the step ST7 is not satisfied, the steps ST3 to ST6 of the method MT are repeatedly performed. On the other hand, if it is determined that the end condition is satisfied, the method MT ends.
　上述のように、方法ＭＴでは、被処理体Ｗを冷却する工程と被処理体Ｗを加熱する工程が交互に繰り返し行われる。このような方法ＭＴを一実施形態の温度制御機構ＴＣを用いて実行することにより、同一のプラズマ装置内で被処理体Ｗを冷却及び加熱することができるので、被処理体Ｗのスループットを向上させることができる。さらに、温度制御機構ＴＣによれば、被処理体Ｗを冷却する際に被処理体Ｗの温度を目標温度に収束させるための時間を短縮することができるので、被処理体Ｗの処理スループットを更に向上させることが可能となる。 As described above, in the method MT, the process of cooling the object W and the process of heating the object W are alternately performed. By executing such a method MT using the temperature control mechanism TC of one embodiment, the workpiece W can be cooled and heated in the same plasma apparatus, so that the throughput of the workpiece W is improved. Can be made. Furthermore, according to the temperature control mechanism TC, when the object to be processed W is cooled, the time required for the temperature of the object to be processed W to converge to the target temperature can be shortened, so that the processing throughput of the object to be processed W can be reduced. Further improvement is possible.
　以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述した実施形態では、種々の実施形態の温度制御機構を誘導結合型のプラズマエッチング装置に適用したが、温度制御機構が提供される対象は、誘導結合型のプラズマエッチング装置に限定されない。例えば、マイクロ波を用いるプラズマ処理装置、容量結合型の平行平板プラズマエッチング装置等にも適用することができる。 Although various embodiments have been described above, various modifications can be made without being limited to the above-described embodiments. For example, in the above-described embodiments, the temperature control mechanism of the various embodiments is applied to an inductively coupled plasma etching apparatus, but the object to which the temperature control mechanism is provided is not limited to the inductively coupled plasma etching apparatus. For example, the present invention can be applied to a plasma processing apparatus using a microwave, a capacitively coupled parallel plate plasma etching apparatus, and the like.
　また、一実施形態では、可動ステージ１６と冷却体１４との間に伝熱シートが設けられていてもよい。この電熱シートは、熱伝導率の高い材料から構成されるシート状の部材であり、例えばシリコン系の樹脂シートであり得る。このような伝熱シートを可動ステージ１６と冷却体１４との間に介在させることにより、可動ステージ１６と冷却体１４との接触熱抵抗を小さくすることができる。よって、かかる構成によれば、被処理体Ｗをより急速に加熱又は冷却することが可能となる。 In one embodiment, a heat transfer sheet may be provided between the movable stage 16 and the cooling body 14. This electrothermal sheet is a sheet-like member made of a material having high thermal conductivity, and may be, for example, a silicon-based resin sheet. By interposing such a heat transfer sheet between the movable stage 16 and the cooling body 14, the contact thermal resistance between the movable stage 16 and the cooling body 14 can be reduced. Therefore, according to such a configuration, the workpiece W can be heated or cooled more rapidly.
　１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１４…冷却体、１４ｃ…貫通孔、１４ｈ…貫通孔、１５…冷媒流路、１６…可動ステージ、１８…シャフト、１８ａ…第１のフランジ、１８ｂ…第２のフランジ、２０…駆動プレート、２０ａ…上面、２０ｂ…下面、２０ｈ…貫通孔、２２…駆動装置、２４…弾性体、２６…チラーユニット、２８…電極、３０…駆動軸、４２…ガス供給部、５０…排気部、５２…排気管、６０…高周波アンテナ、７０Ａ…高周波電源、７０Ｂ…高周波電源、８０…シールド部材、１００…制御部、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＴ…ヒータ、ＩＬ…多層膜、ＩＬ１…第１の膜（酸化膜）、ＩＬ２…第２の膜（窒化膜）、Ｓ…処理空間、ＴＣ…温度制御機構、ＵＬ…下地層、Ｗ…被処理体、Ｚ…軸線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma processing apparatus, 12 ... Processing container, 14 ... Cooling body, 14c ... Through-hole, 14h ... Through-hole, 15 ... Refrigerant flow path, 16 ... Movable stage, 18 ... Shaft, 18a ... First flange, 18b ... Second flange, 20 ... drive plate, 20a ... upper surface, 20b ... lower surface, 20h ... through hole, 22 ... drive device, 24 ... elastic body, 26 ... chiller unit, 28 ... electrode, 30 ... drive shaft, 42 ... gas Supply part, 50 ... exhaust part, 52 ... exhaust pipe, 60 ... high frequency antenna, 70A ... high frequency power supply, 70B ... high frequency power supply, 80 ... shield member, 100 ... control part, HP ... heater power supply, HT ... heater, IL ... multilayer Film, IL1 ... first film (oxide film), IL2 ... second film (nitride film), S ... processing space, TC ... temperature control mechanism, UL ... underlayer, W ... workpiece, Z ... axis.

Claims (6)

  1. 　被処理体の温度制御機構であって、
    　加熱可能な可動ステージであり、その上面に被処理体を載置する該可動ステージと、
    　前記可動ステージの下方に固定配置される冷却可能な冷却体と、
    　前記可動ステージに連結される一端、及び、前記冷却体の下方に配置される他端を有し、該一端と該他端との間で延在するシャフトであり、前記他端に設けられた第１のフランジ、及び、該第１のフランジと前記冷却体との間に設けられた第２のフランジとを有する、該シャフトと、
    　前記第２のフランジに面する上面、及び、該上面と反対側の下面を有し、前記第１のフランジと前記第２のフランジとの間に設けられた駆動プレートと、
    　前記駆動プレートの前記下面と前記第１のフランジとの間に設けられた弾性体と、
    　前記駆動プレートを上下方向に移動させる駆動装置と、
    を備える、温度制御機構。     A temperature control mechanism for a workpiece,
    A movable stage that can be heated, and the movable stage on which a workpiece is placed;
    A coolable cooling body fixedly disposed below the movable stage;
    A shaft having one end connected to the movable stage and the other end disposed below the cooling body and extending between the one end and the other end, provided at the other end The shaft having a first flange and a second flange provided between the first flange and the cooling body;
    A drive plate having an upper surface facing the second flange and a lower surface opposite to the upper surface, the drive plate being provided between the first flange and the second flange;
    An elastic body provided between the lower surface of the drive plate and the first flange;
    A drive device for moving the drive plate in the vertical direction;
    A temperature control mechanism.
  2. 　前記弾性体は、コイル状のバネであり、
    　前記バネは、前記駆動プレートが最上昇位置に配置されるときに、自然長又は自然長よりも長い長さを有するように構成されている、
    請求項１に記載の温度制御機構。     The elastic body is a coiled spring,
    The spring is configured to have a natural length or a length longer than the natural length when the drive plate is disposed at the highest position.
    The temperature control mechanism according to claim 1.
  3. 　前記駆動装置は、鉛直方向に延在し、前記駆動プレートに接続する駆動軸と、前記駆動プレートが上下方向に移動するように前記駆動軸を移動させるモータと、を有している、
    請求項１又は２に記載の温度制御機構。     The drive device includes a drive shaft that extends in a vertical direction and is connected to the drive plate, and a motor that moves the drive shaft so that the drive plate moves in the vertical direction.
    The temperature control mechanism according to claim 1 or 2.
  4. 　前記可動ステージは、ヒータを有している、
    請求項１～３の何れか一項に記載の温度制御機構。     The movable stage has a heater,
    The temperature control mechanism according to any one of claims 1 to 3.
  5. 　前記冷却体の内部には、冷媒用の流路が形成されている、
    請求項１～４の何れか一項に記載の温度制御機構。     Inside the cooling body, a flow path for refrigerant is formed.
    The temperature control mechanism according to any one of claims 1 to 4.
  6. 　請求項１～５の何れか一項に記載の温度制御機構を用いて、酸化膜及び窒化膜が交互に積層された多層膜を有する被処理体から窒化膜を選択的にエッチングする方法であって、
    　前記被処理体を前記可動ステージの上面に載置する工程と、
    　前記駆動プレートを下方に移動させ、前記可動ステージを前記冷却体に接触させる工程と、
    　前記可動ステージを前記冷却体に接触させる工程の後、フッ素及び水素を含む処理ガスのプラズマによって前記多層膜から前記窒化膜を選択的にエッチングする工程と、
    　前記窒化膜をエッチングする工程の後、前記駆動プレートを上方に移動させ、前記可動ステージを前記冷却体から離間させる工程と、
    　前記可動ステージを前記冷却体から離間させる工程の後、前記可動ステージを加熱し、前記窒化膜をエッチングする工程において発生した反応生成物を除去する工程と、
    を含む、方法。     6. A method of selectively etching a nitride film from an object to be processed having a multilayer film in which an oxide film and a nitride film are alternately stacked, using the temperature control mechanism according to claim 1. And
    Placing the object to be processed on the upper surface of the movable stage;
    Moving the drive plate downward and bringing the movable stage into contact with the cooling body;
    After the step of bringing the movable stage into contact with the cooling body, selectively etching the nitride film from the multilayer film by a plasma of a processing gas containing fluorine and hydrogen;
    After the step of etching the nitride film, the step of moving the drive plate upward and separating the movable stage from the cooling body;
    After the step of separating the movable stage from the cooling body, the step of heating the movable stage and removing the reaction product generated in the step of etching the nitride film;
    Including a method.
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