特許 6369054 基板載置装置及び基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6369054

(24)【登録日】2018年7月20日

(45)【発行日】2018年8月8日

(54)【発明の名称】基板載置装置及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20180730BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20180730BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20180730BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20180730BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

   H01L21/302 101B

   H01L21/302 101G

   H01L21/31 C

   H01L21/205

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-40680(P2014-40680)

(22)【出願日】2014年3月3日

(65)【公開番号】特開2015-167159(P2015-167159A)

(43)【公開日】2015年9月24日

【審査請求日】2017年1月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】特許業務法人弥生特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100091513

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 俊夫

(74)【代理人】

【識別番号】100162008

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧澤 宣明

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 毅

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−０６４９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公平０３−００４０３７（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００６−３４４６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８７８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３２６１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８６０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８１２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７３６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１１２９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１６１９４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

０．５ミリメートル以下の厚さ寸法を有する基板が載置される載置面を備える載置台と、
前記載置台を上下方向に貫通するように設けられ、基板を下面側から支持する複数の支持ピンと、
前記複数の支持ピンを、前記載置面の上方側にて基板を支持する支持位置と、当該載置面の下方側の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、を備え、
前記複数の支持ピンには、先端部に、基板を下面側から支持する際に、当該基板からの荷重のみを受けて点接触または線分接触の状態から弾性変形して基板との接触面積が広がる弾性部材が設けられていることと、
前記弾性部材が設けられた複数の前記支持ピンを用い、周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ状態で基板を支持するように、前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度の方が低いことと、を特徴とする基板載置装置。

【請求項2】

前記複数の支持ピンは、各支持ピンに設けられた弾性部材が基板と点接触または線分接触する際の高さ位置が揃っていることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。

【請求項3】

０．５ミリメートル以下の厚さ寸法を有する基板が載置される載置面を備える載置台と、
前記載置台を上下方向に貫通するように設けられ、基板を下面側から支持する複数の支持ピンと、
前記複数の支持ピンを、前記載置面の上方側にて基板を支持する支持位置と、当該載置面の下方側の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、を備え、
前記複数の支持ピンには、先端部に、基板を下面側から支持する際に、当該基板からの荷重のみを受けて点接触または線分接触の状態から弾性変形して基板との接触面積が広がる弾性部材が設けられていることと、
周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ状態で基板を支持するように、前記支持位置が、前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部の高さ位置よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部の高さ位置の方が低く設定され、前記弾性部材は、前記基板の周縁部側を支持する支持ピン、及び当該基板の中央部側を支持する支持ピンに設けられていることと、
前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度の方が高いことと、を特徴とする基板載置装置。

【請求項4】

前記複数の支持ピンのうち最も周縁部側に配置された支持ピンは、基板の外周縁からの距離が３０ミリメートル以内の位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の基板載置装置。

【請求項5】

前記基板は、全周が４メートル以上の角型基板であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板載置装置。

【請求項6】

前記基板は、ガラス基板であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板載置装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか一つに記載の基板載置装置と、
前記基板載置装置の載置台を収容した処理容器と、
前記処理容器に基板の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を備えたことを特徴とする基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の処理を実行するために、載置台上に基板を載置する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）などのＦＰＤ（Flat Panel Display）に使用される例えば薄膜トランジスター（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）は、ガラス基板などの基板上に、ゲート電極やゲート絶縁膜、半導体層などをパターニングしながら順次積層していくことにより形成される。

【0003】

こうしたＴＦＴの製造工程においては、処理容器内に配置された基板に対し、処理ガスである成膜ガスやエッチングガスを供給し、電極となる金属膜や絶縁膜、半導体層を成膜する処理や、成膜された膜をエッチングしてパターニングする処理などを実行するための基板処理装置が利用される。

【0004】

例えば、基板を一枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置に基板を配置する手法を説明すると、処理対象の基板は、外部の搬送機構によって処理容器内に搬入され、処理容器内に配置された載置台の上方位置にまで搬送される。この載置台には、基板の載置面から突没自在に構成された複数の支持ピンが設けられており、これらの支持ピンを載置面の上方側に突出させる。しかる後、搬送機構から支持ピン上に基板を受け渡し、搬送機構を退避させた後、支持ピンを載置面の下方側まで降下させることによって載置台上に基板が載置される。
これら載置台や支持ピン、支持ピンの昇降機構は、上記基板処理装置における基板載置装置を構成している。

【0005】

上述の基板処理装置にて処理されるＦＰＤ用のガラス基板は、年々、大型化が進んでおり、一辺が数メートル以上にもなる。一方、その厚さ寸法は１ミリメートルよりも薄くなっており、０．５ミリメートル以下の基板の処理も必要になってきている。
このように、大型化と薄型化とが同時に進行することにより、基板は、重量が増加すると共に破損しやすくなってきている。一方、基板の重量化に伴って、載置台への受け渡しの際に基板を一時的に支持する支持ピンから、基板に対してより大きな力が加わることとなり、基板内に発生する応力により破損などが生じる原因の一つとなる。

【0006】

これら支持ピンから基板に働く力の影響を緩和するためには、支持ピンの設置数を増やすことが考えられるが、支持ピンの設置数の増加は、基板載置装置のコストを上昇させる要因となってしまう。

【0007】

ここで特許文献１には、レジスト膜が塗布された基板（半導体ウエハ）を加熱するベーキング装置における基板の搬入出の際の異音の発生や位置ずれを抑えるため、セラミック製であった基板支持用の押上げピンを、基板よりも硬度の低いポリイミド樹脂製とした例が記載されている。しかしながら、ＦＰＤ用の基板載置装置において、ポリイミド樹脂は従来、用いられている材料の一つであり、ＦＰＤ用のガラス基板内に生じる応力を低減するという課題を解決するには不十分である。

【0008】

また特許文献２には、レチクルなどのフォトマスク用のガラス基板に形成された露光後のレジスト膜を現像する現像処理装置において、基板の周縁部を下面側から支持する支持ピンと基板との接触面積を小さくするために、当該支持ピンの上端部を合成ゴム製とした技術が記載されている。しかしながらフォトマスク用のガラス基板は、高々、１０〜２０センチメートル程度の大きさしかない一方、その厚さは数ミリメートルにもなり、ガラス基板が支持ピンから受ける力の影響を受けて破損する恐れがあるといった問題は存在しない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平４−７３６号公報：請求項１、２ページ左上欄１〜７行目、同ページ右下欄７〜９行目

【特許文献2】特開２０１０−２７８０９４号公報：請求項２、段落００１１の１〜３行目、００２２の２〜３行目、００３５の５〜６行目、図８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、支持ピンの設置数の増加を抑えつつ、薄くて大型の基板を載置台に載置することが可能な基板載置装置、及びこの基板載置装置を備えた基板処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

第１の発明に係る基板載置装置は、０．５ミリメートル以下の厚さ寸法を有する基板が載置される載置面を備える載置台と、
前記載置台を上下方向に貫通するように設けられ、基板を下面側から支持する複数の支持ピンと、
前記複数の支持ピンを、前記載置面の上方側にて基板を支持する支持位置と、当該載置面の下方側の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、を備え、
前記複数の支持ピンには、先端部に、基板を下面側から支持する際に、当該基板からの荷重のみを受けて点接触または線分接触の状態から弾性変形して基板との接触面積が広がる弾性部材が設けられていることと、
前記弾性部材が設けられた複数の前記支持ピンを用い、周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ状態で基板を支持するように、前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度の方が低いことと、を特徴とする。
また、第２の発明に係る基板載置装置は、０．５ミリメートル以下の厚さ寸法を有する基板が載置される載置面を備える載置台と、
前記載置台を上下方向に貫通するように設けられ、基板を下面側から支持する複数の支持ピンと、
前記複数の支持ピンを、前記載置面の上方側にて基板を支持する支持位置と、当該載置面の下方側の退避位置との間で昇降させる昇降機構と、を備え、
前記複数の支持ピンには、先端部に、基板を下面側から支持する際に、当該基板からの荷重のみを受けて点接触または線分接触の状態から弾性変形して基板との接触面積が広がる弾性部材が設けられていることと、
周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ状態で基板を支持するように、前記支持位置が、前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部の高さ位置よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部の高さ位置の方が低く設定され、前記弾性部材は、前記基板の周縁部側を支持する支持ピン、及び当該基板の中央部側を支持する支持ピンに設けられていることと、
前記基板の周縁部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度よりも、当該基板の中央部側を支持する支持ピンの先端部に設けられた弾性部材の硬度の方が高いことと、を特徴とする。

【0012】

前記基板載置装置は以下の特徴を備えていても良い。
（ａ）第１の発明において、前記複数の支持ピンは、各支持ピンに設けられた弾性部材が基板と点接触または線分接触する際の高さ位置が揃っていること。
（ｂ）第２の発明において前記複数の支持ピンのうち最も周縁部側に配置された支持ピンは、基板の外周縁からの距離が３０ミリメートル以内の位置に配置されていること。
（ｃ）前記基板は、全周が４メートル以上の角型基板であること。また、前記基板は、ガラス基板であること。

【0013】

また、他の発明に係る基板処理装置は、上述の基板載置装置と、前記基板載置装置の載置台を収容した処理容器と、前記処理容器に基板の処理ガスを供給する処理ガス供給部と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明は、基板を下面側から支持する際に、弾性変形して基板との接触面積が広がる弾性部材を備えた支持ピンを用いて基板を支持するので、０．５ミリメートル以下の薄い基板であっても、支持ピンから基板に加わる力を分散しつつ載置台への載置動作を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る基板載置装置を備えた基板処理装置の縦断側面図である。

【図2】前記基板処理装置の横断平面図である。

【図3】前記基板載置装置に設けられている支持ピンの先端の形状を示す拡大図である。

【図4】従来の支持ピンにより基板を支持した状態を示す説明図である。

【図5】前記従来の支持ピンを用いて載置台に基板を載置した状態を示す説明図である。

【図6】支持ピンの先端部に設けられた硬度の異なる支持部材の配置例を示す説明図である。

【図7】前記支持部材の硬度の違いを示す模式図である。

【図8】前記基板載置装置の第１の作用説明図である。

【図9】前記基板載置装置の第２の作用説明図である。

【図10】前記基板載置装置の第３の作用説明図である。

【図11】第２の実施形態に係る基板載置装置の支持ピンの配置例を示す説明図である。

【図12】第２の実施形態に係る基板載置装置の第１の作用説明図である。

【図13】第２の実施形態に係る基板載置装置の第２の作用説明図である。

【図14】支持ピンに設けられている支持部材の変形例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図１〜図３を参照しながら本発明の実施の形態に係る基板処理装置を備えた基板処理装置の構成例であるプラズマエッチング装置について説明する。
プラズマエッチング装置１は、少なくとも全周が４メートル以上（例えば短辺が２．２メートル、長辺が２．５メートル）であって、０．５ミリメートル以下の厚さ寸法を有するＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｆに対してエッチング処理を行う容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されている。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などが例示される。プラズマエッチング装置１は、基板Ｆを収容する処理容器であるチャンバー２を備えている。チャンバー２は、例えば、表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなり、基板Ｆの形状に対応して四角筒形状に形成されている。

【0017】

チャンバー２内の底部には、基板Ｆが載置される載置台３が設けられている。載置台３は、基板Ｆの形状に対応して四角板状または柱状に形成されており、金属等の導電性材料からなる下部電極３１と、下部電極３１の周縁を覆い、絶縁材料からなる環状部材３２と、下部電極３１や環状部材３２とチャンバー２の底面との間に設けられ、下部電極３１とチャンバー２との間を絶縁するための絶縁材料からなる絶縁部材３３とを備えている。

【0018】

下部電極３１は、整合器２３を介して高周波電源２４に接続されている。高周波電源２４からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が載置台３に印加される。さらに載置台３には、載置された基板Ｆを吸着するための静電チャックや、基板Ｆの裏面にヘリウムガスなどの冷却用の温調ガスを供給するための温調ガス供給ライン（いずれも不図示）が設けられている。

【0019】

前記載置台３（下部電極３１）と対向するチャンバー２の上部には、チャンバー２内に処理ガスであるエッチングガスを供給すると共に、平行平板の上部電極として機能するシャワーヘッド１１が設けられている。シャワーヘッド１１は、内部に処理ガスを拡散させるガス拡散空間１２が形成されているとともに、載置台３との対向面には、処理ガスを吐出する多数の吐出孔１３が形成されている。このシャワーヘッド１１はチャンバー２を介して接地されている。

【0020】

シャワーヘッド１１の上面には処理ガス供給管１４が接続されており、この処理ガス供給管１４の基端部には処理ガス供給部１５が設けられている。処理ガス供給部１５は、不図示の処理ガス供給源やマスフローコントローラを備え、シャワーヘッド１１へ向けてエッチングのための処理ガスを所定量で供給することができる。エッチングを行う処理ガス（エッチングガス）の例としては、ハロゲン系のガスやＯ_２ガス、Ａｒガスなど、通常この分野で用いられるガスを用いることができる。

【0021】

チャンバー２の底壁には排気管１６が接続されており、この排気管１６は排気装置１７に繋がっている。排気装置１７はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備え、これによりチャンバー２内が所定圧力の真空雰囲気となるまで減圧することができる。
またチャンバー２の側壁には、基板Ｆを搬入出するための搬入出口２１が形成されているとともに、この搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２が設けられている。

【0022】

以上に説明した構成を備えるプラズマエッチング装置１において、載置台３には、外部から搬送されてきた基板Ｆを受け取り、載置台３の上面に設けられている載置面へと基板Ｆを受け渡すための支持ピン４が設けられている。なお、図１以外の図では、下部電極３１、環状部材３２、絶縁部材３３を一体の載置台３として表示してある。
以下、図２に示した平面図において、搬入出口２１の設けられている方向を手前側、載置台３を挟んで搬入出口２１と反対側の方向を奥手側として説明する。また、図２の載置台３には基板Ｆが載置される載置領域（載置面）３０を破線で示してある。基板Ｆは、長辺側を搬入出口２１に対向させた状態で載置領域３０に載置される。

【0023】

図１、図２に示すように下部電極３１及びチャンバー２の底板には、これらの部材３１、２を上下方向に貫通する複数の貫通孔３５が設けられ、各貫通孔３５に支持ピン４が挿入されている。
図２を用いて支持ピン４（貫通孔３５）の配置例を説明すると、本例の載置台３においては、搬入出口２１に対向する基板Ｆの一辺（長辺である）から、他方の一辺へかけてこれら２辺の中点を結ぶ直線ａ-ａ’に沿って、６本の支持ピン４がほぼ等間隔で配置されている（図２中、「１〜６」の番号を振ってある）。

【0024】

上記６本の支持ピン４のうち、２番、及び５番の支持ピン４を交点として、左手の基板Ｆの一辺（短辺である）から、他方の一辺へかけて５本の支持ピン４がほぼ等間隔で配置されている（図２中「７−８−２−９−１０」及び「１１−１２−５−１３−１４」の番号を振ってある）。さらに１番、及び６番の支持ピン４の左右両脇には、「８−１２」の支持ピン４と前後方向に並ぶ位置、及び「９−１３」の支持ピン４と前後方向に並ぶ位置に各々支持ピン４が設けられている（図２中「１５、１７」及び「１６、１８」の番号を振ってある）。
従って、本例のプラズマエッチング装置１においては、合計１８本の支持ピン４を用いて基板Ｆを支持する構成となっている。なお図示の便宜上、図１に示した支持ピン４は、図２に示した支持ピン４の配置状態に対応した配置とはなっていない。

【0025】

図１、図３に示すように、各支持ピン４は、載置台３及びチャンバー２の底面を上下方向に貫通する昇降棒４１の上端側の先端部に、基板Ｆの下面と接触して当該基板Ｆを支持する支持部材４２を設けた構造となっている。
各支持ピン４は、図示しない位置決め用ブッシュによって径方向に位置決めされた状態で貫通孔３５に挿入されている。

【0026】

図１に示すように、各支持ピン４の下部は、チャンバー２の下面側に突出し、その下端部は、例えば共通の昇降板４５に接続されている。昇降板４５は、例えばチャンバー２の下面に配置されたステッピングモーターなどの駆動部４７によって上下方向に移動するロッド４６に接続され、このロッド４６の上下運動に伴って各支持ピン４を載置台３の載置領域３０から突没させることができる。

【0027】

チャンバー２の下面側に突出する支持ピン４の下部にはそれぞれ、フランジ部４３が形成されており、各フランジ部４３には、支持ピン４を囲むように設けられた伸縮自在なベローズ４４の下端部が接続されている。各ベローズ４４の上端部は、チャンバー２の底面に接続され、支持ピン４の昇降に追従して伸縮するとともに、各貫通孔３５とベローズ４４との隙間を塞いでチャンバー２内を気密に保っている。
プラズマエッチング装置１に設けられている載置台３、支持ピン４及びその昇降機構（昇降板４５、ロッド４６、駆動部４７）は、本実施の形態の基板載置装置に相当する。

【0028】

またプラズマエッチング装置１は、図１に示すようにその全体の動作を統括制御する制御部５と接続されている。制御部５は不図示のＣＰＵと記憶部とを備えたコンピュータからなり、記憶部にはプラズマエッチング装置１の動作などについてのステップ（命令）群が組まれたプログラムが記録されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

【0029】

ここで以上に説明した構成を備えるプラズマエッチング装置１の動作について簡単に説明しておく。例えばプラズマエッチング装置１が接続されている真空搬送室内を、外部の搬送機構によって処理対象の基板Ｆが搬送されてくる。プラズマエッチング装置１は、搬入出口２１のゲートバルブ２２を開き、搬送機構のアームをチャンバー２内に進入させ、これにより基板Ｆが載置台３の上面の載置領域３０の上方位置に搬送される。

【0030】

次いで、各支持ピン４の上端をアームによる基板Ｆの保持位置よりも高い支持位置まで上昇させ、アームから支持ピン４に基板Ｆを受け渡す。なお、支持ピン４の配置位置は、アームと干渉しない位置に設定されている。
支持ピン４に基板Ｆが受け渡されたら、アームをチャンバー２から退出させ、ゲートバルブ２２によって搬入出口２１を閉じる。また、支持ピン４を下降させて載置台３の上面の下方側の退避位置まで退避させることにより、載置領域３０に基板Ｆが載置され、不図示の静電チャックを作動させることにより載置台３に基板Ｆが吸着保持される。

【0031】

次いで、排気装置１７によってチャンバー２内を所定の圧力まで真空排気し、処理ガス供給部１５から処理ガス（本例ではエッチングガス）を所定の流量で供給する。処理ガスは、処理ガス供給管１４、シャワーヘッド１１を介してチャンバー２内に供給される。
そして、高周波電源２４から載置台３に高周波電力を印加し、下部電極３１とシャワーヘッド１１（上部電極）との間に高周波電界を生じさせてチャンバー２内の処理ガスをプラズマ化させる。この結果、プラズマ化した処理ガス中の活性種の作用により基板Ｆに対するエッチング処理が実行される。

【0032】

所定時間だけ基板Ｆのエッチング処理を実行したら、高周波電源２４からの高周波電力の印加を停止するとともに、処理ガスの供給、チャンバー２内の真空排気を停止し、載置台３への基板Ｆの吸着固定を解除する。次に、支持ピン４を基板Ｆの受け渡しが行われる支持位置まで上昇させ、ゲートバルブ２２開いてアームを基板Ｆの下方側に進入させる。しかる後、支持ピン４を降下させることにより、支持ピン４からアームに基板Ｆが受け渡され、外部へと搬出される。

【0033】

以上に説明した基板Ｆの処理において、アームと載置台３との間で基板Ｆを支持、搬送する支持ピン４は、昇降棒４１の上端に設けられた支持部材４２にて基板Ｆを支持する。このため背景技術にて説明したように、基板Ｆの大型化による重量の増加に伴って基板Ｆには各支持ピン４から大きな力が加わる。また、０．５ミリメートル以下といった薄い基板Ｆの破損を避けつつ、安定して基板を支持するためには、支持ピン４から基板Ｆに力が加わることにより基板Ｆ内に発生する応力を低減する必要がある。

【0034】

さらに図４に模式的に示すように、間隔を開けて配置された支持ピン４によって大型で薄い基板Ｆを支持すると、基板Ｆにおける支持ピン４と接していない領域が下方側へ撓んで複数の凸面が形成される。このように複数の凸面が形成された状態のまま載置台３上に基板Ｆを載置すると、支持ピン４に支持されている領域の周囲に位置する凸面の下端が先に載置台３上に載置されてしまう。

【0035】

支持ピン４に支持されている領域の周囲が先に載置台３上に載置されてしまうと、基板Ｆと載置領域３０との間に働く摩擦の影響などにより、基板Ｆが平坦な形状に変形することができず、基板Ｆと載置台３との間に隙間ｇが形成されてしまうことがある（図５）。
こうした隙間ｇが形成されると、例えば温調ガスを利用した基板Ｆの冷却にむらが生じ、基板Ｆの面内における均一なエッチング処理を阻害する要因となる。

【0036】

本実施の形態に係る支持ピン４は、上述の各課題に対応するための構成を備えている。以下にその具体的内容について説明する。
初めに基板内に生じる応力を低減する手法に関して説明する。例えば従来の支持ピン４は、チャンバー２の下面側に突出する下部側から、基板Ｆの下面と接触してこれを支持する上部側までが一体のポリイミド樹脂によって構成されている。また、撓みや歪み、加工寸法のばらつき（公差）などに伴って各基板Ｆの形状に変化があった場合でも、その変化に対応して（追従して）同じ状態で基板Ｆを支持できるよう、支持ピン４の上部側の先端（上端）は半球状に加工されている。しかしながらポリイミド樹脂は、基板Ｆの重量を支える程度の力を加えても殆ど弾性変形しないため、基板Ｆと支持ピン４とは点接触となり、基板Ｆに集中的に力が加わることになる。

【0037】

そこで本例の支持ピン４は、例えばポリイミド樹脂製の昇降棒４１の上部に、ポリイミド樹脂よりも硬度が小さく、弾性変形可能な弾性部材、例えばフッ素系の合成ゴム製の支持部材４２を設けた構造となっている（図３）。
支持部材４２を構成する合成ゴムの硬度は、基板Ｆの強度や基板Ｆに加わる力、支持ピン４が基板Ｆを支持する位置などによっても異なるが、例えばＪＩＳ Ｋ６２５３（デュロメータタイプＡ）で３０〜９０の範囲の例えば５０〜７０のものが使用される。

【0038】

図３に示すように支持部材４２の先端部は、ほぼ半球状に加工されているので、アームから支持ピン４への基板の受け渡し時においては、各支持部材４２は基板Ｆの下面と点接触する。しかる後、さらに支持ピン４を上昇させて基板Ｆの荷重を支持部材４２に加えると、支持部材４２が弾性変形して支持部材４２と基板Ｆとの接触面積が広がる。

【0039】

この結果、支持部材４２（支持ピン４）から基板Ｆに加わる力を分散して、基板Ｆ内に発生する応力を低減することができる。また、支持部材４２の先端を半球状に加工し、基板Ｆから加わる荷重に応じて支持部材４２を変形させることにより、例えば当該先端を予め平坦な面状に加工しておく場合に比べて、撓みや歪みなどによる基板Ｆの形状の変化に追従して同じ状態で基板Ｆを保持することができる。

【0040】

次に、図５を用いて説明した隙間ｇの形成を抑えつつ、載置台３上に基板Ｆを載置する手法について図６〜図１０を参照しながら説明する。
上記の課題を解決するため、本例の支持ピン４においては、基板Ｆを支持する位置に応じて支持部材４２を構成する合成ゴムの硬度を変化させている。図６は、載置領域３０における支持部材４２（４２ａ〜４２ｃ）の配置位置と合成ゴムの硬度との対応関係を示す説明図であり、図７は、図６に示したハッチ及び符号と合成ゴムの硬度との関係を示す説明図である。

【0041】

図６に示すように、本例においては、基板Ｆの中央部側を支持し、既述の直線ａ-ａ’に沿って配置された「３−４」の番号を振った支持部材４２ｃについて、硬度が最も低い（柔らかい）合成ゴムを使用している。
次いで、これら中央部の支持部材４２ｃを外側から囲むように環状に配置された「８−２−９−１３−５−１２」の番号を振った支持部材４２ｂ（一点鎖線で結んで示してある）は、中程度の硬度を有する合成ゴムを使用している。

【0042】

さらに、これら中央側の支持部材４２ｃ、４２ｂを外側から囲むように環状に配置され、基板Ｆの外周縁近傍位置に配置された「１５−１−１６−１０−１４−１８−６−１７−１１−７」の番号を振った支持部材４２ａ（短い破線で結んで示してある）は、硬度が最も高い（硬い）合成ゴムを使用している。
このように、本例の載置台３には、支持部材４２ａ〜４２ｃの合成ゴムの硬度が、基板Ｆの中央部側から周縁部側へ向けて、順次、高くなるように配置されている。

【0043】

上記の構成の支持ピン４を用いて載置台３に基板Ｆを載置する動作について図８〜図１０を参照しながら説明する。これらの図には、直線ａ-ａ’上に配置された「１〜６」の番号を付した支持ピン４を示してある。
本例においては、「１〜６」の番号を付した支持ピン４の支持位置は、支持部材４２ａ〜４２ｃの上端の高さがほぼ同じ高さ位置となるように設定されている。これを分かりやすく示すため、図８には基板Ｆを支持せずに支持ピン４を支持位置まで上昇させたときの状態を示してある。

【0044】

これらの支持ピン４上に基板Ｆが支持されると、図９に示すように基板Ｆからの荷重を受けて各支持部材４２ａ〜４２ｃが弾性変形し、これら支持部材４２ａ〜４２ｃと基板Ｆとの接触面積が広がって基板Ｆに加わる力が分散される。

【0045】

また、支持部材４２ａ〜４２ｃの硬度が、基板Ｆの中央部側ほど低く、周縁部側へ向けて順次、高くなるように支持ピン４を配置することにより、中央部側の支持部材４２ｃの変形量が大きくなる一方、周縁部側へいくほど支持部材４２ｂ、４２ａの変形量は小さくなっていく。

【0046】

この結果、図９に示すように、基板Ｆは、周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ凸形状の状態で載置台３（載置領域３０）の上方側に支持される。
なお、図９に示した基板Ｆを支持している各支持部材４２ａ〜４２ｃの形状は、支持ピン４の配置位置に応じて支持部材４２ａ〜４２ｃの変形量が異なることを説明するために模式的に示したものであり、実際の変形形状を示すものではない。

【0047】

図９に示した状態で支持ピン４に基板Ｆを支持したら、駆動部４７を作動させて全ての支持ピン４を同時に、同じスピードで降下させていく。すると、下方側へ向けて最も突出している基板Ｆの下面側の中央部が、先ず載置台３と接触する。そして、さらに支持ピン４を降下させると、載置台３と接触する基板Ｆの下面が、基板Ｆの中央部側から周縁部側へ向けて次第に広がっていく。

【0048】

この結果、図４、図５を用いて説明したように、支持ピン４に支持されている位置の周囲の複数の領域が先に載置台３上に載置されてしまうといった状況が発生せず、隙間ｇの形成を避けつつ基板Ｆを載置台上に載置することができる（図１０）。

【0049】

プラズマエッチング装置１に設けられている、本実施の形態に係る基板載置装置（載置台３、支持ピン４やその昇降機構（昇降板４５、ロッド４６など））によれば以下の効果がある。弾性部材である合成ゴムにより構成され、基板Ｆを下面側から支持する際に、弾性変形して基板Ｆとの接触面積が広がる支持部材４２を備えた支持ピンを用いて基板Ｆを支持するので、０．５ミリメートル以下の薄い基板Ｆであっても、支持ピン４から基板Ｆに加わる力を分散しつつ載置台３への載置動作を実行することができる。

【0050】

ここで全ての支持ピン４に弾性変形可能な支持部材４２を設けることは必須ではない。図１１には、図２にて説明した例と同様の支持ピン４の配置例において、破損などが発生しやすい基板Ｆの周縁部を支持する支持ピン４にのみ、弾性変形可能な支持部材４２を設けた例を示している。図１１に示す例において、支持部材４２を備えた支持ピン４が配置される位置は、例えば基板Ｆの外周縁から、基板Ｆと支持部材４２との接触面の中心までの距離ｗが３０ミリメートル以内の範囲、好適には２０ミリメートル以内の範囲、さらに好適には１０ミリメートル以内の範囲となる位置に設定される。
なお区別のため、図１１〜図１３の説明においては、支持部材４２を設けていない支持ピン４には「４ａ」の符号を付してある。

【0051】

また、支持部材４２が設けられていない支持ピン４ａを備える載置台３にて、図５を用いて説明した隙間ｇの形成を抑えつつ載置台３への基板Ｆの載置を行う手法について図１２、図１３を用いて説明する。
既述のように、支持部材４２を設けていない例えばポリイミド樹脂製の支持ピン４ａの上端部は、殆ど弾性変形しないことから、図９を用いて説明したように基板Ｆの重さを利用して周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ凸形状を形成することは難しい。

【0052】

そこで、本例の載置台３においては、図１２に示すように、支持ピン４ａ、４を支持位置まで上昇させたとき各支持ピン４ａ、４の先端部が異なる高さ位置に到達する設定となっている。そして、これらの支持ピン４ａ、４にて基板Ｆを支持すると、図１３に示すように、当該基板Ｆの形状が周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ凸形状となるように、各支持ピン４ａ、４の先端部が到達する高さ位置が予め設定されている。即ち、基板Ｆを載置した際に弾性変形した支持ピン４の上端の高さよりも、支持ピン４ａの上端の高さは低くなっている。この結果、図９、図１０を用いて説明した例と同様に、隙間ｇの形成を抑えつつ、載置台３上に基板Ｆを載置することができる。

【0053】

図１２に示したように、各支持ピン４ａ、４の先端部が、異なる高さ位置に到達するように調節する手法は、異なる長さの支持ピン４ａ、４を図１に示す共通の昇降板４５に接続してもよい。また、例えば同じ長さの支持ピン４ａ、４に、各々昇降機構を設け、待機位置から各支持ピン４ａ、４を上昇させる距離を変化させてもよい。後者の場合には、高さ距離の設定変更だけで、基板Ｆが支持ピン４ａ、４に支持される際の基板Ｆの形状を変更することもできる。

【0054】

さらに、図１２、図１３に示した例の如く、支持位置にて各支持ピン４ａ、４の先端部が到達する高さ位置を変化させることにより、周縁部側よりも中央部側の方が下方側へ撓んだ状態となるように基板Ｆを支持する場合においても、全ての支持ピン４に支持部材４２を設けてもよい。このとき、既述のように基板Ｆの周縁部側の方が中央部側よりも破損などが発生しやすいことを考慮し、図６、図７を用いて説明した例とは反対に、周縁部側の支持部材４２の硬度を低く（柔らかく）し、中央部側の支持部材４２の硬度を高くしてもよい。
但し、全ての支持ピン４の硬度が同じになるようにしてもよいことは勿論である。

【0055】

また、支持部材４２は半球形状のものを用いる場合に限らず、例えば図１４（ａ）の支持ピン４ｂに示すように半円板形状の支持部材４２ｄの頂部にて基板Ｆを支持してもよいし、図１４（ｂ）の支持ピン４ｃに示すように半円筒形状の支持部材４２ｅの側周面の頂部にて基板Ｆを支持してもよい。基板Ｆは、これらの支持部材４２ｄ、４２ｅの側周面の頂部に位置する線分と接触（線分接触）し、さらに基板Ｆの荷重を加えると、支持部材４２ｄ、４２ｅが弾性変形して支持部材４２ｄ、４２ｅと基板Ｆとの接触面積が広がる。
さらに、支持ピン４（支持部材４２）の配置位置は、図６に示した１８本の支持ピン４にて基板Ｆを支持する例に限定されず、支持ピン４の設置数を増減し、また異なる配置位置に配置してもよいことは勿論である。

【0056】

そして、以上に説明した構成を備える基板載置装置（載置台３、支持ピン４やその昇降機構）を適用可能な基板処理装置は、プラズマエッチング装置１の例に限定されるものではない。基板Ｆ上に形成されたレジスト膜を除去するプラズマアッシング装置や、基板Ｆへの成膜を行うプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置、熱ＣＶＤ装置などにも適用することができる。

【符号の説明】

【0057】

Ｆ 基板
１ プラズマエッチング装置
３ 載置台
３０ 載置領域
４、４ａ〜４ｃ
支持ピン
４２、４２ａ〜４２ｃ
支持部材
４５ 昇降板
４７ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】