特開 2023-93481 基板処理装置及び載置台

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023093481

(43)【公開日】2023-07-04

(54)【発明の名称】基板処理装置及び載置台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20230627BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20230627BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20230627BHJP

   C23C 16/509 20060101ALI20230627BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20230627BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20230627BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H01L21/31 B

H01L21/31 C

C23C16/509

C23C16/458

H05H1/46 A

H05H1/46 M

【審査請求】有

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052621

(22)【出願日】2023-03-29

(62)【分割の表示】P 2019017387の分割

【原出願日】2019-02-01

(71)【出願人】

【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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 道茂

(72)【発明者】

【氏名】金子 彰太

(57)【要約】

【課題】シール部材のシール性能の低下を抑制する。
【解決手段】基台を有し、基板が載置される載置台であって、前記基台は、第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、前記第１の断熱層の下部に配置されるシール部材と、を有する載置台が提供される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理容器と、
前記処理容器内に配置され、基台を有し、基板が載置される載置台を備える基板処理装置であって、
前記基台は、
第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、
前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、
前記第１の断熱層の下部に配置され、第２の温度の熱媒体を流す第２の流路と、
を備える、基板処理装置。

【請求項2】

前記第１の断熱層は、第１の中空空間を有し、
前記第１の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記第１の断熱層は、前記第１の流路の下部及び側部にて前記第１の流路を囲むように形成されている、
請求項１又は２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記第２の流路の下部に配置される第２の断熱層を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第２の断熱層は、第２の中空空間を有し、
前記第２の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第２の断熱層は、前記第２の流路の下部及び側部にて前記第２の流路を囲むように形成されている、
請求項４又は５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第１の流路、前記第１の断熱層、前記第２の流路及び前記第２の断熱層は、一体形成された前記基台の内部に形成されている、
請求項４～６のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記第１の流路、前記第１の断熱層、前記第２の流路及び前記第２の断熱層の少なくともいずれか１つは、フィン構造又はラティス構造を有する、
請求項４～７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第２の温度は、前記第１の温度よりも高い、
請求項１～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記基台の底面と前記基台を支持する保持部材の上面との間には、第１のシール部材が配置される、
請求項１～９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記基台の底面と伝熱ガスのガス供給ラインのジョイント部との間には、第２のシール部材が配置される、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

基台を有し、基板が載置される載置台であって、
前記基台は、
第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、
前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、
前記第１の断熱層の下部に配置され、第２の温度の熱媒体を流す第２の流路と、
を備える、載置台。

【請求項13】

前記第１の断熱層は、第１の中空空間を有し、
前記第１の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
請求項１２に記載の載置台。

【請求項14】

前記第１の断熱層は、前記第１の流路の下部及び側部にて前記第１の流路を囲むように形成されている、
請求項１２又は１３に記載の載置台。

【請求項15】

前記第２の流路の下部に配置される第２の断熱層を備える、
請求項１２～１４のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項16】

前記第２の断熱層は、第２の中空空間を有し、
前記第２の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
請求項１５に記載の載置台。

【請求項17】

前記第２の断熱層は、前記第２の流路の下部及び側部にて前記第２の流路を囲むように形成されている、
請求項１５又は１６に記載の載置台。

【請求項18】

前記第１の流路、前記第１の断熱層、前記第２の流路及び前記第２の断熱層は、一体形成された前記基台の内部に形成されている、
請求項１５～１７のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項19】

前記第１の流路、前記第１の断熱層、前記第２の流路及び前記第２の断熱層の少なくともいずれか１つは、フィン構造又はラティス構造を有する、
請求項１５～１８のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項20】

前記第２の温度は、前記第１の温度よりも高い、
請求項１２～１９のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項21】

前記基台の底面と前記基台を支持する保持部材の上面との間には、第１のシール部材が配置される、
請求項１２～２０のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項22】

前記基台の底面と伝熱ガスのガス供給ラインのジョイント部との間には、第２のシール部材が配置される、
請求項２１に記載の載置台。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置及び載置台に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理装置は、処理容器内に基板を載置する載置台を有する。載置台の底面であって載置台の下部に配置された部材との間にはＯリングが設けられ、処理容器内の真空空間を載置台下の大気空間からシールし、処理容器内の真空状態を維持する。

【0003】

例えば、特許文献１は、処理容器内の載置台に、基板を静電吸着する静電チャックを設け、静電チャックの底面であって静電チャックの下部に配置された基材との間にＯリングを設けることを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１０７４３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、シール部材のシール性能の低下を抑制することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一の態様によれば、処理容器と、前記処理容器内に配置され、基台を有し、基板が載置される載置台を備える基板処理装置であって、前記基台は、第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、前記第１の断熱層の下部に配置され、第２の温度の熱媒体を流す第２の流路と、を備える、基板処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

一の側面によれば、シール部材のシール性能の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。

【図2】一実施形態に係る載置台を拡大した断面模式図。

【図3】一実施形態の変形例に係る載置台を拡大した断面模式図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

［基板処理装置］
図１は、一実施形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す断面図である。基板処理装置１は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）型の基板処理装置である。ただし、基板処理装置１は、プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等に適用され得る。

【0011】

基板処理装置１は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型の処理容器１０を有し、処理容器１０の内部は、プラズマエッチングやプラズマＣＶＤ等のプラズマ処理が行われる処理室となっている。処理容器１０は接地されている。

【0012】

処理容器１０の内部には、ウエハＷを載置する円板状の載置台１００が設けられている。載置台１００は、静電チャック２５及び基台２６を有する。静電チャック２５は、基台２６の上に配置される。基台２６は、例えば、アルミニウム又はチタン合金からなり、絶縁性の筒状保持部材１２を介して処理容器１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１３に支持されている。

【0013】

静電チャック２５の中央部は、導電膜からなる吸着電極２５ｃを誘電膜２５ａの間に挟み込むことによって構成される。吸着電極２５ｃには直流電源２９がスイッチ２８を介して電気的に接続されている。静電チャック２５は、直流電源２９から吸着電極２５ｃに印加された電圧により発生した静電吸着力により静電チャック２５にウエハＷを保持する。

【0014】

静電チャック２５は、ウエハＷが載置される円板状の中央部と、環状の周縁部とからなり、中央部の高さは周縁部の高さよりも高くなっている。周縁部の上面には、基板の周縁を環状に囲むエッジリング２７が載置されている。なお、エッジリング２７はフォーカスリングともいう。

【0015】

処理容器１０の側壁と筒状支持部１３との間には排気路１４が形成されている。排気路１４の入口又は途中には環状のバッフル板１５が設けられている。排気路１４の底部には排気口１６が設けられている。排気口１６には、排気管１７を介して排気装置１８が接続されている。排気装置１８は、真空ポンプを有し、処理容器１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧する。また、排気管１７には可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（automatic pressure control valve）（図示せず）が設けられ、自動圧力制御弁により処理容器１０内の圧力制御が行われる。処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入出口１９を開閉するゲートバルブ２０が取り付けられている。

【0016】

基板処理装置１は、第１の高周波電源２１及び第２の高周波電源２２を有する。第１の高周波電源２１は、第１の高周波電力を発生する電源である。第１の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源２１は、整合器２１ａを介して載置台１００に接続されている。整合器２１ａは、第１の高周波電源２１の出力インピーダンスと負荷側（載置台１００側）のインピーダンスとを整合させるための回路を有する。

【0017】

第２の高周波電源２２は、第２の高周波電力を発生する電源である。第２の高周波電力は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力はウエハＷにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源２２は、整合器２２ａを介して載置台１００に接続されている。整合器２２ａは、第２の高周波電源２２の出力インピーダンスと負荷側（載置台１００側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。

【0018】

なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。基板処理装置１は、第１の高周波電源２１及び整合器２１ａを有しなくてもよい。この場合、第２の高周波電源２２は一例のプラズマ生成部を構成する。

【0019】

載置台１００に対向する、処理容器１０の天井部にはシャワーヘッド４０が配設されている。これにより、第１の高周波電源２１からの高周波電力が載置台１００とシャワーヘッド４０との間に印加される。

【0020】

かかる構成により載置台１００は下部電極としても機能し、シャワーヘッド４０は接地電位の上部電極としても機能する。なお、第１の高周波電源２１は、整合器２１ａを介してシャワーヘッド４０に接続されていてもよい。

【0021】

基台２６には、第１の流路１０１及び第２の流路１０２が上段及び下段に設けられている。第１の流路１０１には、チラーユニット２００から配管２０２、２１２、２１３、２０３を介して第１の温度の熱媒体が流れ、循環する。第２の流路１０２には、チラーユニット２００から配管２０１、２１１、２１４、２０４を介して第２の温度の熱媒体が流れ、循環する。第２の流路１０２を流れる熱媒体の第２の温度は、第１の流路１０１を流れる熱媒体の第１の温度よりも高い。

【0022】

第１の流路１０１は、ウエハ載置面に対して円周方向に延在する渦巻状又は同心円状の流路である。第１の流路１０１は、静電チャック２５のウエハ載置面に対して全体的に設けられ、その最外周の流路は、ウエハＷの最外周よりも外側に形成されている。これにより、ウエハＷの温度の制御性を高め、ウエハＷの温度分布の面内均一性を図ることができる。

【0023】

第１の流路１０１の下部には、第１の断熱層１１１が配置される。第１の断熱層１１１の下部には、第２の流路１０２が配置される。第２の流路１０２の下部には、第２の断熱層１１２が配置される。第２の流路１０２は、ウエハ載置面に対して円周方向に延在する渦巻状又は同心円状の流路である。第２の流路１０２は、第１の流路１０１と同じ形状を有してもよいし、異なる形状を有してもよい。第２の流路１０２は、静電チャック２５のウエハ載置面に対して全体的に設けられ、その最外周の流路は、ウエハＷの最外周よりも外側に形成されている。これにより、基台２６の第１の断熱層１１１よりも下部の基台２６の温度の制御性を高めることができる。

【0024】

伝熱ガス供給部３０は、ガス供給ライン３１を介してウエハＷの裏面の、静電チャック２５との間に伝熱ガスを供給する。伝熱ガスとしては、熱伝導性を有するガス、例えば、Ｈｅガス等が好適に用いられる。

【0025】

Ｏリング３０１は、基台２６の底面と筒状保持部材１２の上面との間に配置される。Ｏリング３０２は、基台２６の底面とガス供給ライン３１のジョイント部３２との間に配置される。

【0026】

天井部のシャワーヘッド４０は、下面の電極板４５と、電極板４５を着脱可能に支持する電極支持体４１とを有する。電極板４５は、多数のガス通気孔４６を有する。電極支持体４１の内部にはバッファ室４４が設けられ、バッファ室４４に繋がるガス導入口４２はガス供給配管４３と接続され、ガス供給配管４３は処理ガス供給部４７と接続される。

【0027】

基板処理装置１の各構成要素は、制御部５０に接続されている。制御部５０は、基板処理装置１の各構成要素を制御する。各構成要素としては、例えば、排気装置１８、第１の高周波電源２１、第２の高周波電源２２、スイッチ２８、直流電源２９、伝熱ガス供給部３０、処理ガス供給部４７及びチラーユニット２００等が挙げられる。

【0028】

制御部５０は、ＣＰＵ５１及びメモリ５２（記憶装置）を備え、メモリ５２に記憶されたプログラム及び処理レシピを読み出して実行することで、基板処理装置１において所望の基板処理を制御する。また、制御部５０は、チラーユニット２００から供給される熱媒体の温度制御、排気装置１８の制御等を行う。

【0029】

処理容器１０の周囲には、環状又は同心円状に延びる磁石４８が配置され、基板処理装置１の処理容器１０内では、磁石４８によって一方向に向かう水平磁界が形成される。また、載置台１００とシャワーヘッド４０との間に印加された高周波電力によって鉛直方向のＲＦ電界が形成される。これにより、処理容器１０内において処理ガスを介したマグネトロン放電が行われ、載置台１００の表面近傍において処理ガスから高密度のプラズマが生成される。

【0030】

基板処理装置１では、基板処理の際、先ずゲートバルブ２０を開状態にして加工対象のウエハＷを処理容器１０内に搬入し、静電チャック２５の上に載置する。チラーユニット２００から供給される第１の温度及び第２の温度の熱媒体を第１の流路１０１及び第２の流路１０２にそれぞれ供給する。そして、処理ガス供給部４７より処理ガスを所定の流量および流量比で処理容器１０内に導入し、排気装置１８等により処理容器１０内の圧力を所定値にする。さらに、第１の高周波電源２１及び第２の高周波電源２２により高周波電力を載置台１００に供給し、直流電源２９より電圧を吸着電極２５ｃに印加し、ウエハＷを静電チャック２５上に吸着する。また、伝熱ガスをウエハＷの裏面に供給する。そして、シャワーヘッド４０により吐出された処理ガスがプラズマ化し、プラズマ中のラジカルやイオンによってウエハＷの表面に所定のプラズマ処理が行われる。

【0031】

[載置台]
次に、一実施形態に係る載置台１００の構成の詳細について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１の載置台１００の主に基台２６を拡大して示した断面模式図である。本図では、載置台１００の構成のうち主に基台２６の内部及び基台２６の底面に配置されたＯリング３０１、３０２を示し、静電チャック２５、エッジリング２７及びウエハＷは省略している。なお、載置台１００は、静電チャック２５を有しなくてもよい。静電チャック２５を有しない場合、基台２６の上部がウエハＷの載置面となる。

【0032】

基台２６は、第１の温度の熱媒体を流す第１の流路１０１と、第１の流路１０１の下部に配置される第１の断熱層１１１とを有する。さらに、基台２６は、第１の断熱層１１１の下部に配置され、第２の温度の熱媒体を流す第２の流路１０２と、第２の流路１０２の下部に配置される第２の断熱層１１２とを有する。基台２６の底面であって第２の断熱層１１２の下部には、基台２６の底面に接触する部材（筒状保持部材１２、ガス供給ライン３１のジョイント部３２）との間にＯリング３０１、３０２が配置される。

【0033】

第１の流路１０１は、第１の温度の熱媒体を循環させ、ウエハを冷却する。第１の流路１０１に流す熱媒体はフロリナート等の液体、液体窒素又は所定の気体であり得る。第１の温度は、－１００°以下の温度（以下、「極低温」ともいう。）に制御される。これにより、載置台１００のウエハ載置面を局所的に極低温領域の温度で冷却する。

【0034】

第１の流路１０１には、熱交換率を良くするために、熱媒体と接触する表面積が大きくなるフィン構造を有することが好ましい。図２の例では、第１の流路１０１に数本の柱を有するフィン構造１０１ａが設けられている。フィン構造１０１ａの複数本の柱は、第１の流路１０１の上から下向きに、柱の高さを段違いにして形成されている。これにより、熱交換率を良くして、第１の流路１０１の上部に載置されたウエハＷを極低温に冷却することができる。

【0035】

第１の流路１０１に設ける構造は、フィン構造に替えてラティス構造、凹部及び／又は凸部を有する凹凸構造を有してもよい。ただし、第１の流路１０１の機械強度が確保できれば、第１の流路１０１は、フィン構造又はラティス構造を有しなくてもよい。

【0036】

第１の断熱層１１１は、第１の流路１０１の下部及び側部にて第１の流路１０１を囲むように形成された第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂを有する。図１に示すように、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂは、金属配管１３０により排気装置１８に接続され、排気装置１８によって真空引きされ、真空状態に制御される。これにより、真空断熱効果によって第１の流路１０１を流れる熱媒体の熱を断熱し、第１の断熱層１１１の下部に伝えないようにすることができる。

【0037】

ただし、これに限られず、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂは、大気圧よりも低い圧力に制御してもよい。これによっても断熱効果を得ることができる。所定の断熱効果を得られる場合には、第１の断熱層１１１は、第１の中空空間１１１ａを第１の流路１０１の下部に有し、第１の中空空間１１１ｂを側部に設けなくてもよい。

【0038】

かかる構成により、第１の断熱層１１１によって、基台２６内の第１の流路１０１が設けられた領域を第１の断熱層１１１の下部の領域から隔離し、断熱する。これにより、ウエハＷを極低温に冷却でき、かつ、第１の断熱層１１１による真空断熱効果により第１の断熱層１１１の下部領域が極低温に冷却されることを抑制できる。

【0039】

なお、図２には図示していないが、第１の断熱層１１１の第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂは、機械強度を高めるためにフィン構造又はラティス構造を有してもよい。ただし、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂは可能な限り広い空間を確保することで、熱伝導を小さくして真空断熱効果を高めることが重要である。このため、第１の断熱層１１１のフィン構造又はラティス構造は、機械強度と内部空間の確保と両方の点からその構造を有しなくても機械強度が確保される場合には設けなくてもよい。

【0040】

第１の断熱層１１１を挟んだ第１の流路１０１の反対側には第２の流路１０２が設けられている。第２の流路１０２は、例えば０℃又はそれ以上の温度である第２の温度の熱媒体を循環させる。これにより、第１の流路１０１を流れる例えば－１００℃の熱媒体による冷却に対して、第１の断熱層１１１を挟んだ第１の流路１０１の反対側の領域が極低温に冷却されることを抑制できる。

【0041】

第２の流路１０２に流す熱媒体はフロリナート等の液体、又は所定の気体であり得る。第２の流路１０２に流す熱媒体の種類は、第１の流路１０１に流す熱媒体と同一であってもよいし、異なってもよい。

【0042】

第２の流路１０２には、熱交換率を良くするために、熱媒体と接触する表面積が大きくなるフィン構造を有してもよい。例えば、第１の流路１０１と同様に、第２の流路１０２に数本の柱を有するフィン構造が設けられてもよい。これにより、熱交換率を良くして、常温に近い第２の温度の熱媒体を流す第２の流路１０２によって基台２６の熱を吸熱し、第２の流路１０２が配置された基台２６の領域の温度を上げることができる。これにより、第１の流路１０１に極低温の熱媒体を循環させたことによる基台２６全体の温度低下を効率的に抑制することができる。

【0043】

第２の流路１０２に設ける構造は、フィン構造に替えてラティス構造、凹部及び／又は凸部を有する凹凸構造を有してもよい。ただし、第２の流路１０２の機械強度が確保できれば、第２の流路１０２は、フィン構造又はラティス構造を有しなくてもよい。

【0044】

第２の断熱層１１２は、第２の流路１０２の下部及び側部にて第２の流路１０２を囲むように形成された第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂを有する。図１に示すように、第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは、金属配管１３１により排気装置１８に接続され、排気装置１８によって真空引きされ、真空状態に制御される。これにより、真空断熱効果によって第１の流路１０１を流れる熱媒体の熱を更に断熱し、第２の断熱層１１２の下部に伝えないようにすることができる。

【0045】

ただし、これに限られず、第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは、大気圧よりも低い圧力に制御してもよい。これによっても断熱効果を得ることができる。所定の断熱効果を得られる場合には、第２の断熱層１１２は、第２の中空空間１１２ａを第２の流路１０２の下部に有し、第２の中空空間１１２ｂを側部に設けなくてもよい。

【0046】

かかる構成により、第２の流路１０２に常温近くの温度の熱媒体を供給して基台２６の熱を吸熱し、第２の断熱層１１２によって基台２６内の第１の流路１０１が設けられた領域を第２の断熱層１１２の下部の領域から更に隔離し、断熱する。これにより、ウエハＷが極低温に冷却される環境においても、第２の断熱層１１２の下部領域の温度をガラス転移点よりも高くし、Ｏリング３０１，３０２のシール性能の劣化を防止できる。

【0047】

具体的に説明すると、Ｏリング３０１、３０２は、フッ素ゴム、シリコーンゴム等から形成される。Ｏリング３０１、３０２を極低温で使用するとシール性能が悪くなる。一般的に、物質は冷却されることで流動性が減少し、ある温度（凝固点）を境に液体から固体へと変化する。固体として安定している状態は、ゴム弾性を持つゴム状態と、更に低温で完全に凍結しているガラス状態に分けられる。ガラス転移点の温度が－６０℃程度のシリコーンゴムでＯリングを形成した場合においても、－６０℃以下の温度でＯリングを使用すると、Ｏリングがガラス状態になり、シール性能が低下する。その結果、真空空間Ｕを大気空間Ａから機密に保持できず、真空リークが生じる。よって、ガラス転移点の温度以下においてＯリングのシール機能を発揮できる状態でＯリングを使用することは難しい。

【0048】

近年、デバイス構造の微細化及び高集積化が進むにつれて、コンタクトホール等は高アスペクト化が進んでいる。高アスペクトのエッチング等でウエハＷの温度を極低温に下げてエッチングを行うことも検討され、この場合、Ｏリングのシール性能の劣化が課題となる。

【0049】

これに対して、かかる構成の載置台１００では、第１の流路１０１に例えば－１００℃以下の極低温である第１の温度の熱媒体を循環させることでウエハＷの冷却効率を上げることができる。一方、第１の温度がＯリング３０１、３０２のガラス転移温度よりも低くても、載置台１００は、第１の流路１０１の下部に設けられた第１の断熱層１１１及び第２の流路１０２の下部に設けられた第２の断熱層１１２により真空断熱を行うことができる。加えて、載置台１００は、第１の断熱層１１１の下部に設けられた第２の流路１０２に例えば常温等、ガラス転移点よりも高い第２の温度の熱媒体を流すことによって基台２６の熱を吸熱することができる。

【0050】

これにより、Ｏリング３０１、３０２のシール面の温度低下を抑制し、シール面の温度をガラス転移点よりも高い温度にすることができる。これにより、極低温でウエハＷを冷却する構造においても、Ｏリング３０１、３０２のシール性能を劣化させずに、Ｏリング３０１、３０２を使用して処理容器１０内の真空空間Ｕを基台２６の下の大気空間Ａからシールすることができる。この結果、真空空間Ｕの気密を保持することができる。

【0051】

さらに、真空空間Ｕと大気空間Ａとの差圧による基台２６の底面側からの大気圧による荷重を、第１の断熱層１１１の及び第２の断熱層１１２のそれぞれの中空空間が吸収することで、ウエハ載置面のたわみ変形を抑制できる。

【0052】

Ｏリング３０１、３０２以外に、基台２６の底面とプッシャ―ピンを通す管とのジョイント部にＯリングが配置されてもよいし、基台２６の底面とその下部に配置された他部材との間にＯリングが配置されてもよい。この場合にも、Ｏリングのシール性能を低下させず、Ｏリングにより真空空間Ｕの気密を保持することができる。

【0053】

なお、図２には図示していないが、第２の断熱層１１２の第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは、機械強度を高めるためにフィン構造又はラティス構造を有してもよい。ただし、第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは可能な限り広い空間を確保することで、熱伝導を小さくして真空断熱効果を高めることが重要である。このため、第２の断熱層１１２のフィン構造又はラティス構造は、機械強度と内部空間の確保と両方の点からその構造を有しなくても機械強度が確保される場合には設けなくてもよい。

【0054】

また、第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂと同一形状でもよいし、異なる形状でもよい。また、第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂは、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂと繋がり、同一空間となっていてもよいし、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂとは別の空間であってもよい。

【0055】

ただし、断熱効果を高めるために、第１の中空空間１１１ａ、１１１ｂ及び第２の中空空間１１２ａ、１１２ｂのいずれも減圧制御するため、真空空間に制御し易い構造にすることが好ましい。

【0056】

[変形例]
基台２６の機械強度を確保できる形状や寸法に第１の流路１０１、第１の断熱層１１１、第２の流路１０２及び第２の断熱層１１２を形成した場合、図３の変形例に係る載置台１００のように、各構造のいずれにもフィン構造及びラティス構造を設けなくてもよい。

【0057】

また、断熱層の層数は２つに限られず、１又は複数であってもよいし、なくてもよい。また、第１の流路１０１の下部に配置される流路は１つに限られず、複数であってもよいし、なくてもよい。

【0058】

また、第１の流路１０１の下部に配置される第２の流路１０２等の流路は、低温ラインと常温ライン等の複数の流路に分けてもよいし、１つのラインの流路であってもよい。

【0059】

第１の流路１０１に極低温の熱媒体を循環させても、第１の断熱層１１１によりＯリング３０１、３０２のシール面をガラス転移点よりも高い温度に制御できる場合、第２の流路１０２及び第２の断熱層１１２を設けなくてもよい。この場合、Ｏリング３０１、３０２は、第１の断熱層１１１の下部に、第２の流路１０２及び第２の断熱層１１２を介さずに配置される。

【0060】

[製造方法]
次に、一実施形態及び変形例に係る載置台１００の製造方法について説明する。基台２６は、その内部に第１の流路１０１、第１の断熱層１１１、第２の流路１０２及び第２の断熱層１１２が形成されており、中空構造となっている。

【0061】

更に、一実施形態に係る載置台１００の基台２６では、第１の流路１０１内にフィン構造１０１ａが形成される。かかる構成の基台２６は、３Ｄプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング（Additive Manufacturing）技術で製造することが好ましい。具体的には、金属材料を用いた積層造形技術を用いることができる。例えば、粉末金属にレーザや電子ビームを照射して焼結させることにより造形する造形技術、粉末金属やワイヤを供給しつつ、レーザや電子ビームで材料を溶融・堆積させることにより造形する造形技術、等を用いることができる。なお、これらの造形方法は一例でありこれに限られるものではない。また、基台２６を含む載置台１００を３Ｄプリンタ技術、アディティブマニュファクチャリング技術で製造してもよい。

【0062】

今回開示された一実施形態及びその変形例に係る載置台及び基板処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【0063】

本開示の載置台は、Capacitively Coupled Plasma(CCP),Inductively Coupled Plasma(ICP),Radial Line Slot Antenna, Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR),Helicon Wave Plasma(HWP)、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition ）装置のどのタイプの基板処理装置にも適用可能である。また、基板処理装置の一例としてプラズマ処理装置を挙げて説明したが、基板処理装置は、基板に所定の処理（例えば、成膜処理、エッチング処理等）を施す装置であればよく、プラズマ処理装置に限定されるものではない。例えば、ＣＶＤ装置であってもよい。

【0064】

以上に開示された実施形態は、例えば、以下の態様を含む。
（付記１）
基台を有し、基板が載置される載置台であって、
前記基台は、
第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、
前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、
前記第１の断熱層の下部に配置されるシール部材と、
を有する、載置台。
（付記２）
前記第１の断熱層は、第１の中空空間を有し、
前記第１の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
付記１に記載の載置台。
（付記３）
前記第１の中空空間は、フィン構造又はラティス構造を有する、
付記２に記載の載置台。
（付記４）
前記第１の流路は、フィン構造又はラティス構造を有する、
付記１～３のいずれか一項に記載の載置台。
（付記５）
前記第１の断熱層の下部に配置される第２の温度の熱媒体を流す第２の流路と、
前記第２の流路の下部に配置される第２の断熱層と、を更に有し、
前記シール部材は、前記第２の断熱層の下部に配置される、
付記１～４のいずれか一項に記載の載置台。
（付記６）
前記第２の断熱層は、第２の中空空間を有し、
前記第２の中空空間は、大気圧よりも低い圧力に制御される、
付記５に記載の載置台。
（付記７）
前記第２の中空空間は、フィン構造又はラティス構造を有する、
付記６に記載の載置台。
（付記８）
前記第２の流路は、フィン構造又はラティス構造を有する、
付記５～７のいずれか一項に記載の載置台。
（付記９）
前記第２の温度は、前記第１の温度よりも高い、
付記５～８のいずれか一項に記載の載置台。
（付記１０）
前記第２の温度は、前記シール部材のガラス転移温度よりも高い、
付記５～９のいずれか一項に記載の載置台。
（付記１１）
前記第１の温度は、前記シール部材のガラス転移温度よりも低い、
付記１～９のいずれか一項に記載の載置台。
（付記１２）
前記基台は、３Ｄプリンタ技術またはアディティブマニュファクチャリング技術で成形される、付記１～１１のいずれか一項に記載の載置台。
（付記１３）
処理容器と、
前記処理容器内に配置され、基台を有し、基板が載置される載置台を備える基板処理装置であって、
前記基台は、
第１の温度の熱媒体を流す第１の流路と、
前記第１の流路の下部に配置される第１の断熱層と、
前記第１の断熱層の下部に配置されるシール部材と、
を有する、基板処理装置。

【符号の説明】

【0065】

１：基板処理装置
１０：処理容器
１５：バッフル板
１８：排気装置
２１：第１の高周波電源
２２：第２の高周波電源
２５：静電チャック
２６：基台
２７：エッジリング
３１：ガス供給ライン
３２：ジョイント部
４０：シャワーヘッド
４７：処理ガス供給部
５０：制御部
１００：載置台
１０１：第１の流路
１０１ａ：フィン構造
１１１：第１の断熱層
１０２：第２の流路
１１２：第２の断熱層
２００：チラーユニット
３０１、３０２：Ｏリング
Ｕ：真空空間
Ａ：大気空間

【図1】

【図2】

【図3】