特許 7585812 基板載置台及び基板処理方法。

(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】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】基板載置台及び基板処理方法。

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241112BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20241112BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALN20241112BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H05H1/46 L

H01L21/302 101G

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021009775

(22)【出願日】2021-01-25

(65)【公開番号】P2022113491

(43)【公開日】2022-08-04

【審査請求日】2023-10-25

(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】弁理士法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】邊見 篤

【審査官】宮久保 博幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第１９９９／０００８３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】再公表特許第２０１３／０５４７７６（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２５１０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００３２０９６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国登録特許第１０－１６３８４９７（ＫＲ，Ｂ１）

【文献】特開２００１－１３５７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１００７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４３７６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を載置する載置面を備える載置台本体と、
前記載置面に開口するように前記載置台本体に縦方向に形成された複数の孔と、
前記複数の孔に各々設けられ、前記基板を支持して前記載置面と当該載置面の上方の位置との間で移動させるための複数の支持体と、
前記載置台本体及び前記支持体の温度を調整する温度調整部と、
前記各支持体を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構による昇降を停止した前記各支持体により前記基板が前記載置面に載置されつつ当該基板が上方へ付勢された状態とするために、変形することによって前記各支持体の縦方向の長さが変化するように当該各支持体に設けられる弾性部材と、を有し、
前記支持体は縦方向に伸びるピンであり、前記基板に接する先端部と、当該先端部の下方に設けられる本体部と、を備え、
前記先端部と前記本体部との間に前記弾性部材が介在し、
前記先端部は、上側が蓋により塞がれ当該蓋と共に昇降する筒体であり、
前記本体部の上端側には前記筒体内に位置する進入部が設けられ、
前記進入部は前記筒体の内周面に沿う外周面を備え、
前記先端部をなす前記蓋と前記進入部との間に前記弾性部材が、当該蓋及び当該進入部の各々に接続されて設けられる基板載置台。

【請求項2】

前記先端部をなす筒体において互いに対向する位置に、縦方向を長手方向とする長穴が設けられ、
前記進入部は、当該進入部を水平方向に貫き前記各長穴に進入する棒状部材を備える請求項１記載の基板載置台。

【請求項3】

前記進入部は、第１柱部と、前記第１柱部の上面の中心部が上方に突出して設けられる第２柱部と、を備え、
前記棒状部材は、前記第１柱部を水平方向に貫いて設けられ、
前記弾性部材は、前記蓋と前記第１柱部との間に当該蓋及び当該第１柱部の各々に接続されて設けられる請求項２記載の基板載置台。

【請求項4】

前記先端部は、前記基板に対向して接する平坦面を備える請求項１ないし３のいずれか一つに記載の基板載置台。

【請求項5】

前記載置台本体は静電チャックを備え、前記載置面は当該静電チャックにより構成される請求項１ないし４のいずれか一つに記載の基板載置台。

【請求項6】

前記載置面には凹凸が形成され、
前記温度調整部には、当該載置面と前記基板との間に形成される隙間、及び前記孔と前記支持体との間に形成される隙間にガスを供給するためのガス供給部が含まれる請求項１ないし５のいずれか一つに記載の基板載置台。

【請求項7】

載置面を備える載置台本体に基板を載置して処理を行う基板処理方法において、
前記載置面に開口するように当該載置台本体に縦方向に形成される複数の孔に各々設けられる支持体を当該載置面に対して突出させ、前記載置面の上方の位置にて前記基板を支持する工程と、
昇降機構により複数の前記支持体を下降させる工程と、
変形することによって前記各支持体の縦方向の長さが変化するように当該各支持体に設けられる弾性部材により、前記基板が前記載置面に載置されつつ、前記昇降機構による昇降を停止した前記各支持体により当該基板が上方へ付勢された状態とする工程と、
温度調整部により前記載置台本体及び前記支持体の温度を調整し、前記載置面に載置された前記基板に処理を行う処理工程と、
を備え、
前記支持体は縦方向に伸びるピンであり、前記基板に接する先端部と、当該先端部の下方に設けられる本体部と、を備え、
前記先端部と前記本体部との間に前記弾性部材が介在し、
前記先端部は、上側が蓋により塞がれ当該蓋と共に昇降する筒体であり、
前記本体部の上端側には前記筒体内に位置する進入部が設けられ、
前記進入部は前記筒体の内周面に沿う外周面を備え、
前記先端部をなす前記蓋と前記進入部との間に前記弾性部材が、当該蓋及び当該進入部の各々に接続されて設けられる基板処理方法。

【請求項8】

前記載置面には凹凸が形成され、
前記処理工程は、前記基板の面内の温度を調整するために当該載置面と前記基板との間に形成される隙間、及び前記貫通孔と前記支持体との間に形成される隙間にガスを供給する工程を含む請求項７記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記載置台本体及び前記支持体が各々熱膨張して前記載置面と前記本体部との距離が変化するときに、前記弾性部材の変形により当該距離の変化に応じて前記本体部と前記先端部との距離を変化させる工程を備える請求項７または８記載の基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板載置台及び基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display：ＦＰＤ）の製造工程においては、真空雰囲気が形成された処理容器内の基板に対して、エッチングなどの各種の処理が行われる。そのような基板への処理は、当該基板の温度を調整可能に構成された載置台に基板が載置された状態で行われる。その載置台は、搬送機構との間で基板を受け渡すために基板を支持した状態で昇降自在な複数のリフトピンを備えた構成とされる。例えば特許文献１ではプラズマの電磁界の均一性を高めるために、基板にプラズマ処理を行う際に、リフトピン（昇降ピン）の先端が載置台上の基板の裏面に対して７０～１３０μｍ下方に位置した状態となるように制御される処理装置について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２７３６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板の面内で均一性高い処理を行うことができるように当該基板を載置台に載置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】

【0005】

本開示の基板載置台は、基板を載置する載置面を備える載置台本体と、
前記載置面に開口するように前記載置台本体に縦方向に形成された複数の孔と、
前記複数の孔に各々設けられ、前記基板を支持して前記載置面と当該載置面の上方の位置との間で移動させるための複数の支持体と、
前記載置台本体及び前記支持体の温度を調整する温度調整部と、
前記各支持体を昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構による昇降を停止した前記各支持体により前記基板が前記載置面に載置されつつ当該基板が上方へ付勢された状態とするために、変形することによって前記各支持体の縦方向の長さが変化するように当該各支持体に設けられる弾性部材と、を有し、
前記支持体は縦方向に伸びるピンであり、前記基板に接する先端部と、当該先端部の下方に設けられる本体部と、を備え、
前記先端部と前記本体部との間に前記弾性部材が介在し、
前記先端部は、上側が蓋により塞がれ当該蓋と共に昇降する筒体であり、
前記本体部の上端側には前記筒体内に位置する進入部が設けられ、
前記進入部は前記筒体の内周面に沿う外周面を備え、
前記先端部をなす前記蓋と前記進入部との間に前記弾性部材が、当該蓋及び当該進入部の各々に接続されて設けられる。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板の面内で均一性高い処理を行うことができるように当該基板を載置台に載置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態である基板の載置台を含むエッチング装置の縦断側面図である。

【図2】前記載置台の表層部の縦断側面図である。

【図3】前記載置台に設けられるリフトピンの上端部の斜視図である。

【図4】比較例における基板の載置台の表層部の縦断側面図である。

【図5】前記エッチング装置において処理が行われる手順を示す説明図である。

【図6】前記エッチング装置において処理が行われる手順を示す説明図である。

【図7】前記エッチング装置において処理が行われる手順を示す説明図である。

【図8】評価試験の結果を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の基板載置台の一実施形態である載置台３が設けられた基板処理装置１について、図１の縦断側面図を参照しながら説明する。基板処理装置１は、ＦＰＤ製造用の矩形のガラス製の基板Ｇに対してプラズマエッチング処理を行う。当該基板処理装置１は、金属製であると共に接地された処理容器１１を備えており、処理容器１１の側壁には、ゲートバルブ１２により開閉される基板Ｇの搬送口１３が設けられている。処理容器１１の下方には排気口１４が開口しており、当該排気口１４は排気管を介して真空ポンプなどにより構成される真空排気部１５に接続されている。真空排気部１５により、排気口１４を介して処理容器１１内が排気され、所望の圧力の真空雰囲気とされる。

【0009】

処理容器１１の底部に上記の載置台３が設けられている。載置台３は基板Ｇに処理を行う際に、当該基板Ｇの面内の各部の温度を揃えて均一性高い処理が行われるように構成されており、その詳しい構成については後述する。処理容器１１の上方には、載置台３と対向するように、後述のシャワーヘッド２４を兼ねた金属からなる窓部材を介して、渦巻き状の誘導結合アンテナ２１が設けられている。誘導結合アンテナ２１には、プラズマ生成用のソース電源２２が、整合器２３を介して接続されている。ソース電源２２から誘導結合アンテナ２１に高周波電力が供給されると、処理容器１１内にプラズマ形成用の電界が発生し、処理容器１１内に供給される処理ガスがプラズマ化される。なお、窓部材は誘電体で形成されてもよく、その場合はシャワーヘッドは窓部材とは別に設けられる。

【0010】

誘導結合アンテナ２１の下方には、金属からなる窓部材を兼ねたシャワーヘッド２４が設けられている。シャワーヘッド２４は、絶縁部２５を介して処理容器１１の上部を密閉し、載置台３に向けて開口する多数のガス吐出孔２６を備えている。シャワーヘッド２４は、配管を介して処理ガスの供給源２７に接続されている。シャワーヘッド２４は、処理容器１１の上部に設けられて誘導結合アンテナ２１を収容する不図示のアンテナ室の天井部から、不図示の吊り下げ部材によって吊り下げられて支持されている。

【0011】

続いて載置台３について、その表層部を拡大して示す図２も参照して説明する。載置台３は、静電チャック３１、サセプタ３２、流路形成部３３、絶縁層３４、カバー３５、昇降機構５及びリフトピン６により構成されている。これらの構成部材のうち、静電チャック３１、サセプタ３２、流路形成部３３及びカバー３５については、角柱状に形成された載置台本体３０をなす。流路形成部３３、サセプタ３２、静電チャック３１については、この順で上方へ向けて重なることで積層体をなし、この積層体の側周を絶縁部材であるカバー３５が囲むことで、上記の載置台本体３０が構成されている。静電チャック３１の上面は、基板Ｇの載置面３６として構成されている。

【0012】

サセプタ３２及び流路形成部３３については金属製であり、整合器２８を介してバイアス電源２９に接続される電極をなす。バイアス電源２９からサセプタ３２及び流路形成部３３への電力供給によりプラズマと載置面３６との間に電位差が発生し、処理容器１１内に生じたプラズマを構成するイオンが、載置面３６に載置された基板Ｇに引き込まれる。流路形成部３３及びカバー３５の下方に絶縁層３４が設けられており、当該流路形成部３３と処理容器１１の底部とが絶縁される。

【0013】

静電チャック３１及びサセプタ３２については縦方向、より具体的には鉛直方向に、これらの部材を貫通する貫通孔３７が形成されている。従って、貫通孔３７の上端は静電チャック３１の載置面３６に開口している。この貫通孔３７は多数、横方向に互いに離れて形成されている。また、流路形成部３３にも、当該流路形成部３３を鉛直方向に貫通する貫通孔１６が多数、横方向に互いに離れて形成されており、当該各貫通孔１６にはガイド部材３８が設けられている。ガイド部材３８は、起立した円筒をなすように構成されている。図中４１はＯリングであり、ガイド部材３８の下部側の外周面と、上記した流路形成部３３の貫通孔１６を形成する周面との間の隙間をシールする。

【0014】

円筒であるガイド部材３８の貫通孔１７と、上記の貫通孔３７とは互いに重なっており、当該ガイド部材３８の貫通孔１７及び貫通孔３７に挿通されて、リフトピン６が設けられる。従って、リフトピン６は、貫通孔３７及びガイド部材３８の数に対応して、載置台３に多数設けられている。リフトピン６の形状を概略的に述べると鉛直方向に伸びる細長の円柱であり、その下部側は処理容器１１の底部を貫通して、処理容器１１の外部に設けられる昇降機構５に接続されている。昇降機構５によって各リフトピン６は、基板Ｇを水平に支持した状態で鉛直に昇降可能である。なお、リフトピン６の上端部は、図示しない搬送機構と載置台３との間で基板Ｇを受け渡すときを除いて、貫通孔３７に収まる状態（載置台３へ格納された状態）となる。なお、図中において昇降機構５は全てのリフトピン６を同時に昇降する構造として描かれているが、それぞれのリフトピン６を個別に昇降する構造であってもよい。

【0015】

図中３９はガイド部材３８の内周面に設けられるＯリングであり、当該内周面とリフトピン６の側周面との間の隙間をシールする。このＯリング３９及び上記のＯリング４１により、後述の伝熱ガスの通流する領域が区画され、処理容器１１外への漏洩が防止される。また、リフトピン６の下部側はベローズ４２に囲まれている。ベローズ４２は処理容器１１の開口部と、リフトピン６の下部側に設けられるフランジ４３とを接続し、処理容器１１の気密性を担保する。基板Ｇの支持体であるリフトピン６については、後にさらに詳しく構成を説明する。

【0016】

載置台本体３０についてさらに説明すると、サセプタ３２の下部から上方に伸びるガス流路４０が複数形成されており、ガス流路４０の上端は静電チャック３１の載置面３６に開口する。またガス流路４０の下部側は流路形成部３３を横方向に伸びることで、ガイド部材３８の上部側とサセプタ３２及び流路形成部３３との間に形成される隙間を介して、貫通孔３７に接続されている。ガス流路４０には例えばヘリウムガスである伝熱ガスの供給源５１が接続されており、当該供給源５１から温度調整された伝熱ガスが供給される。既述のようにガス流路４０は貫通孔３７に接続されているため、伝熱ガスはガス流路４０を介して静電チャック３１の載置面３６上に供給される他に、リフトピン６と貫通孔３７の周面との間の隙間にも供給され、当該隙間から載置面３６上に供給される。なお、そのように各部に供給される伝熱ガスの温度は、処理容器１１に形成されるプラズマの温度よりも低く、当該伝熱ガスは基板Ｇを冷却させる作用を有する。

【0017】

流路形成部３３の内部には流体の流路４４が形成されている。当該流路４４には、流体の温度を調整するためのチラーユニット４５が接続されており、流路４４及びチラーユニット４５により、流体の循環路が形成されている。チラーユニット４５にて所望の温度となるように温度調整された流体が流路４４の上流側に供給され、熱交換により載置台本体３０の温度が調整される。そして、当該流体は流路４４の下流側からチラーユニット４５に供給され、再び温度調整された後に流路４４に供給される。このように循環する流体は、プラズマにより加熱された基板Ｇを冷却する冷媒として作用する。流路４４、チラーユニット４５、ガス流路４０、伝熱ガスの供給源５１は温度調整部をなし、ガス流路４０及び伝熱ガスの供給源５１はガス供給部をなす。

【0018】

静電チャック３１については、既述した載置面３６を備える絶縁層４７と、絶縁層４７に埋設されて設けられる電極４８とを含み、電極４８は直流電源４９に接続されている。プラズマの形成時において電極４８に直流電源４９より直流電圧が印加されることで、絶縁層４７を介して電極４８と基板Ｇとの間に静電引力が発生し、基板Ｇは載置面３６に吸着される。図２に模式的に示すように、上記の載置面３６には微小な凹凸が形成されている。従って、当該凹凸を構成する凸部に基板Ｇの裏面が接して吸着される。なお、当該凹凸は静電チャック３１の製造工程において不可避的に形成されるものではなく、設計上、形成されているものであり、図２中に示す凸部の高さＨ１は例えば１μｍ～１００μｍである。上記したガス流路４０から載置面３６に供給された伝熱ガスは、基板Ｇの裏面と、上記の凹凸を形成する凹部とがなす隙間を通流し、基板Ｇの面内全体に亘って供給される。

【0019】

上記したリフトピン６について、上端部の斜視図である図３も参照してさらに説明する。リフトピン６は弾性部材であるバネ６１を備えており、そのバネ６１の伸縮（変形）によって当該リフトピン６の鉛直方向の長さが変化するように構成されている。そして、静電チャック３１に基板Ｇが吸着されてプラズマ処理が行われる際に、リフトピン６の上端は基板Ｇの裏面に接し、且つ圧縮されたバネ６１の復元力により、基板Ｇを上方に付勢した状態とされる。後に詳しく述べるようにそのような状態とされることで、基板Ｇの面内の温度分布の均一性が高まる。なお、この状態において昇降機構５によるリフトピン６の昇降は停止している。

【0020】

リフトピン６は、ピン本体部６２と、ピン本体部６２の上側に設けられるピンヘッド７１と、により構成されている。ピン本体部６２は胴部６３と、ヘッドガイド部６４と、バネガイド部６５と、を備えている。胴部６３は細長の円棒であり、その胴部６３の上端面の中心部が鉛直上方に突出することで、ヘッドガイド部６４が形成されている。このヘッドガイド部６４は、起立した円柱形で縦長である。そして、ヘッドガイド部６４の上端面の中心部が鉛直上方に突出することで、起立した円柱形のバネガイド部６５が形成されている。また、ヘッドガイド部６４を水平方向に貫く棒状部材であるピン６６が設けられ、ピン６６の両端部はヘッドガイド部６４から突出している。

【0021】

リフトピン６の先端部をなすピンヘッド７１は、上面に水平な円形部を有する円柱部７２と、円柱部７２の周縁が鉛直下方に伸びることで形成される円筒型の周壁７３と、を備えている。即ち、ピンヘッド７１は、上側が塞がれた有蓋の円筒体として構成されている（円柱部７２が蓋に相当する）。円柱部７２の上面の水平な円形部は、基板Ｇに対向する水平な平坦面７４として形成されており、既述したように当該基板Ｇに接する。そして、周壁７３の下部は上記したヘッドガイド部６４の上部を囲むように、胴部６３の上方に位置している。従って、上記のヘッドガイド部６４及びバネガイド部６５は、筒体である周壁７３内に位置する進入部をなす。ヘッドガイド部６４の外周面は、周壁７３の内周面に沿って形成されており、後述のようにピンヘッド７１が鉛直方向（即ち、リフトピン６の長さ方向）に移動する際におけるガイドの役割を有する。なお、円柱部７２と周壁７３は一体の部材としてピンヘッド７１を構成してもよく、また、別部材を接合してピンヘッド７１を構成してもよい。

【0022】

周壁７３の下部における互いに対向する位置に、貫通孔が形成されている。即ち、周壁７３には２つの貫通孔が設けられており、これらの貫通孔は縦方向に伸びる長穴７５として構成されている。上記のピン６６の両端部は長穴７５に進入している。当該ピン６６により、後述のように配置されるバネ６１の弾性によってピンヘッド７１がピン本体部６２から脱離してしまうことが防止されている。

【0023】

長穴７５よりも上方の位置に、ピンヘッド７１及びヘッドガイド部６４に囲まれることで、リフトピン６の外部に対して区画された空間７０が形成されており、上記のバネガイド部６５は当該空間７０に設けられている。バネ６１はコイルバネであり、バネガイド部６５に巻回されることで、その軸芯が鉛直方向に沿うように当該空間７０に設けられている。そしてバネ６１は円柱部７２、ヘッドガイド部６４に各々接続されており、これらの円柱部７２、ヘッドガイド部６４が互いに離間するように付勢している。ピンヘッド７１に対して相対的に下方へ向う力が加えられると、バネ６１が縮むことでピンヘッド７１が鉛直下方に移動し、当該ピンヘッド７１はピン本体部６２の胴部６３に対して近づく。このピンヘッド７１の移動により、リフトピン６の長さが小さくなる。

【0024】

以上に述べたリフトピン６を備える載置台３の作用効果を説明するために、図４の比較例の載置台３Ａについて説明する。この載置台３Ａについては、リフトピン６の代わりにリフトピン６Ａが設けられることを除いて、載置台３と同様の構成である。リフトピン６Ａにはバネ６１が設けられておらず、従って、リフトピン６Ａについては伸縮がなされない。そして、この載置台３Ａでは基板Ｇの処理時にリフトピン６Ａの上端は、基板Ｇから離れた状態とされるものとする。載置台３へ格納された状態となったときに基板Ｇが載置面３６から浮くことを防ぎ、当該載置面３６に載置されて後述のように温度調整されるようにするために、昇降機構５の動作精度を考慮してそのようなリフトピン６Ａの配置とされる。

【0025】

図４中の各矢印は、基板Ｇの処理時における伝熱を模式的に示している。当該基板の処理時には、プラズマの熱が基板Ｇへ伝わる。ハッチングを付した矢印は、このプラズマからの伝熱を示している。一方、既述したように流路形成部３３の流路４４に温度調整された流体（冷媒）が供給されることで、載置面３６をはじめとする載置台本体３０の各部において熱交換がなされる。この熱交換について、黒く塗りつぶした矢印で示している。また、リフトピン６Ａと載置台本体３０との間、及びリフトピン６Ａの上下において各々伝熱する。当該伝熱を白抜きの矢印で示している。より具体的に述べると、Ｏリング３９、４１及びガイド部材３８を介することで、リフトピン６Ａの上端部と載置台本体３０との間で伝熱がなされ、さらにリフトピン６Ａの各部でも伝熱する。従って、この白抜きの矢印は、固体間における伝熱を示していることになる。このように、載置台本体３０を介して流路４４の冷媒とリフトピン６Ａとの間でも熱交換が行われ、当該冷媒は、載置台本体３０、リフトピン６Ａの各々を温度調整する。

【0026】

そして図中、伝熱ガスを介する伝熱についてドットを付した矢印で示している。載置面３６に示したこのドット付きの矢印については、伝熱量の大きい箇所ほど太く示している。上記したように流路４４の冷媒の作用により、載置面３６は温度調整されている。基板Ｇは載置面３６の凸部に接することで、この凸部との間で熱交換がなされる。そして、基板Ｇにおいて、載置面３６に対向するが接していない箇所（即ち載置面３６の凹部に対向する箇所）についても伝熱ガスを介することにより、当該載置面３６との間で熱交換がなされる。ミクロ的に見ればこのような伝熱ガスを介するか否かという違いは有るが、載置面３６の凹凸は比較的密に形成されることから、基板Ｇにおいて当該載置面３６に対向している各部位については載置面３６に対する伝熱量が揃うように冷却されることで、同じ温度ないしは略同じ温度となる。また、流路４４の冷媒によって温度調整された載置面３６の作用だけでなく、上記したように伝熱ガスそのものも基板Ｇを冷却させることに寄与する。なお、貫通孔３７内のリフトピン６Ａの上端部については、上記の固体間における伝熱（白抜きの矢印で示した伝熱）に加え、貫通孔３７に供給される伝熱ガスを介した載置台本体３０との間の伝熱も行われることで温度調整された状態となっている。

【0027】

しかしこの比較例の載置台３Ａにおいて、基板Ｇの貫通孔３７に対向する部位については、他の部位と異なり載置面３６との接触が無い。つまり、基板Ｇの貫通孔３７に対向する部位については、載置面３６に対向する部位と異なり、温度調整された部材の接触による伝熱がなされず、伝熱ガスによる冷却のみがなされる。従って、基板Ｇにおいて貫通孔３７に対向する部位と載置面３６に対向する部位との間に温度差が生じる。より具体的には、貫通孔３７に対向する部位の温度が、載置面３６に対向する部位の温度に比べて温度が高くなる。そして、このような温度差に起因して、基板Ｇの面内におけるエッチング処理にばらつきが生じてしまうおそれが有る。

【0028】

また、基板Ｇの処理中において、例えばリフトピン６Ａ及び昇降機構５の熱膨張量と、載置台本体３０の熱膨張量とが異なることに起因して、リフトピン６Ａの上端に対して載置面３６がより高い位置に移動するように、互いの位置関係が変化する場合が有る。そうなると基板Ｇの貫通孔３７に対向する部位と、既述のように温度調整されているリフトピン６Ａの上端との間の伝熱ガスを介した伝熱量が少なくなり、上記した基板Ｇの面内の温度差が大きくなってしまうおそれが有る。

【0029】

図２に戻って、載置台３における伝熱の様子を説明する。図２の各矢印は、図４の各矢印と同様に、伝熱を表している。載置台３では既述したように基板Ｇの処理時において、リフトピン６の上端の平坦面７４が当該基板Ｇに接する。リフトピン６Ａと同じく、リフトピン６の上端部は流路４４の流体及び伝熱ガスの作用により温度調整される。従って、平坦面７４は、載置面３６と同じないしは略同じ温度とされた状態で基板Ｇに接しており、それにより基板Ｇにおいて貫通孔３７に対向する部位と載置面３６に対向する部位との温度差が解消される。このように載置台３に載置される基板Ｇについては、貫通孔３７に対向する部位についても載置面３６に対向する部位と同様に、伝熱ガスが供給されることに加えて温度調整された部材が接触し、その接触による伝熱がなされることで、面内におけるエッチング処理の均一性が高くなる。

【0030】

そして既述したようにバネ６１の復元力により、リフトピン６は付勢された状態となっている。基板Ｇの処理の進行に伴い、載置台本体３０の各部が熱膨張し、載置面３６の高さが上昇する。そうなるとバネ６１が伸びる（変形する）ことにより、載置面３６とリフトピン６のピン本体部６２との距離の変化が長くなることに応じて、ピン本体部６２における胴部６３とピンヘッド７１との距離も長くなる。つまり、載置面３６の高さの変化に追従するようにリフトピン６の平坦面７４の高さが上昇して、当該平坦面７４が基板Ｇに接する状態が維持される。

【0031】

ところで基板処理装置１は、制御部１０を備えており（図１参照）、制御部１０は、プログラム、メモリ、ＣＰＵを含む。プログラムには、基板処理装置１の各部に制御信号を送信することで、後述する手順で基板Ｇの処理を実行するように命令（ステップ群）が組み込まれている。具体的に各電源のオンオフ、処理ガス及び伝熱ガスの供給、昇降機構５によるリフトピン６の昇降などの各動作が、上記の制御信号の送信により制御される。上記のプログラムは、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、ＤＶＤなどの記憶媒体に格納されて、制御部１０にインストールされる。

【0032】

基板処理装置１の動作について、図５～図７を参照して順を追って説明する。図５～図７では、図面の煩雑化を防ぐために基板処理装置１の一部の構成要素については表示を省略し、リフトピン６については２本のみ表示している。先ず、載置台３の流路４４に温度調整された流体が通流する状態で、外部から処理容器１１内に搬送機構が進入すると、載置台３に格納された状態となっていたリフトピン６が昇降機構５により上昇し、当該リフトピン６の上端部が載置面３６上に突出する。そして、リフトピン６の平坦面７４に基板Ｇが支持され、基板Ｇの重さの分だけバネ６１が縮んでピンヘッド７１が下降し、リフトピン６が短くなる。搬送機構は処理容器１１の外部に退避し、ゲートバルブ１２が閉じられる（図５）。

【0033】

昇降機構５によりリフトピン６が下降し、載置台３の載置面３６上に基板Ｇが載置されると、昇降機構５の動作が停止することでリフトピン６の下降が停止する。リフトピン６の平坦面７４は、基板Ｇの裏面に接したままの状態となっている。そして、載置台本体３０のガス流路４０に伝熱ガスが供給されると共に、シャワーヘッド２４を介して処理容器１１内に処理ガスが供給される。その一方で、処理容器１１内は所望の圧力の真空雰囲気となるように排気される。

【0034】

そしてソース電源２２及びバイアス電源２９がオンになり、処理ガスからプラズマＰが生成すると共に、プラズマＰを構成するイオンが載置台３に引き込まれる。また、このプラズマＰの形成と共に直流電源４９がオンになることで、基板Ｇは静電チャック３１に密着した状態となる。この状態のとき、図２で述べたように昇降機構５によるリフトピン６の昇降は停止すると共に、当該リフトピン６の平坦面７４は基板Ｇの裏面に接して当該裏面を上方へ付勢している。即ち、リフトピン６のバネ６１による押圧力に抗して、静電チャック３１による基板Ｇの吸着が行われた状態となっている（図６）。

【0035】

上記のプラズマＰ中の活性種及び載置台３に引き込まれるイオンの作用により、基板Ｇの表面がエッチングされる。図２で述べたように、流路４４に供給される流体と伝熱ガスとの作用により、リフトピン６の平坦面７４、載置面３６の各々の温度が調整され、これらの部材に接する基板Ｇの面内各部が均一性高い温度とされた状態で、エッチングが進行する。そしてこのエッチングの進行中、例えば載置台３のサセプタ３２及び流路形成部３３が比較的大きく熱膨張することで、処理容器１１内における静電チャック３１の載置面３６の高さが上昇し、基板Ｇの裏面の高さも上昇する。その基板Ｇの高さの上昇に伴い、バネ６１の弾性によりリフトピン６の平坦面７４が、基板Ｇの裏面に接したまま上昇する（図７）。従って基板Ｇについては、面内各部の温度の均一性が高い状態で引き続きエッチングされ、面内各部のエッチング量が揃う。

【0036】

プラズマＰの形成から所定時間が経過すると、ソース電源２２、バイアス電源２９、直流電源４９が各々オフになり、プラズマＰの形成、イオンの引き込み、基板Ｇの載置台３への吸着が各々停止する。また、処理容器１１内への処理ガスの供給が停止する。リフトピン６の上端が載置面３６上へ突出して基板Ｇが載置面３６から離れ、図示しない搬送機構により基板Ｇが受け渡されると、リフトピン６は下降して載置台３に格納された状態に戻る。

【0037】

このように載置台３を備えた基板処理装置１によれば、静電チャック３１により吸着された基板Ｇの面内の各部における温度が均一性高く調整される。その結果として、基板Ｇの面内の各部において、エッチング量の均一性を高くすることができる。また、リフトピン６について、基板Ｇに接する上端面を平坦面７４として構成しているので、基板Ｇとリフトピン６との接触面積が比較的大きくなる。それにより、より確実に基板Ｇの面内各部における温度の均一性を高くすることができる。

【0038】

ところで図４で示した比較例の載置台３Ａについて、上記したようにリフトピン６Ａの上端を載置台３Ａに収納する際に、当該リフトピン６Ａの上端が基板Ｇを載置面３６から突き上げない高さにする必要が有る。更に、既述したように各部の熱膨張量に起因してリフトピン６Ａの上端と基板Ｇとの距離とが拡大されるが、この距離が大きくなりすぎると、リフトピン６Ａと基板Ｇとの間の伝熱に影響してしまう。このような事情から、リフトピン６Ａについては高さの許容範囲が比較的狭く、基板Ｇの処理温度に応じてリフトピン６Ａの上端の高さを精度高く調整する必要が有る。つまり、調整の手間が比較的大きい。しかし載置台３のリフトピン６については、バネ６１の弾性により伸縮する構成であり、載置面３６に載置された基板Ｇに接触する状態が担保されればよいため、リフトピン６Ａに比べれば高さについての許容範囲が大きく、高さの調整の手間が緩和されるという利点が有る。

【0039】

ところで、載置台３において仮に静電チャック３１ではない部材により基板Ｇの載置面が形成され、当該載置面は静電チャック３１の載置面３６と同様に温度調整されるものとする。その場合であっても、リフトピン６が基板Ｇを上方に付勢したときに、例えば基板Ｇが自重により載置面に密着することで温度調整がなされればよい。従って、本技術の載置台においては、静電チャック３１を備えることに限られない。ただし、基板Ｇをより確実に載置面に密着させて温度調整するために、既述したように静電チャック３１を設け、当該静電チャック３１により載置面３６を構成することが好ましい。

【0040】

また、載置台３をエッチング装置である基板処理装置１に適用する例を示したが、成膜処理などの他の処理を行う装置にも適用し、基板Ｇの面内の温度の均一性を高くして、処理の均一性を高くすることができる。なお、載置台３についてはプラズマ処理を行う装置に適用することにも限られない。またＦＰＤ製造用の基板Ｇの処理に適用することにも限られず、半導体ウエハなどの他の種類の基板の処理にも適用することができる。

【0041】

ところで流路４４に供給される流体について、既述した例では基板Ｇを冷却する冷媒であるが、基板Ｇの処理温度を比較的高く維持する必要のある処理であって、処理環境が比較的低い温度になりやすい場合には、当該基板Ｇを加熱する熱媒体として作用するものであってもよい。伝熱ガスについても、基板Ｇの処理環境よりも高く、基板Ｇを加熱する作用を有するように温度調整されて載置台３に供給されてもよい。さらに、載置台３において、流路４４の代りに例えばヒーターが設けられ、当該ヒーターの熱が載置台本体３０とリフトピン６とに伝わり、載置面３６とリフトピン６の平坦面７４とが各々温度調整されるものであってもよい。つまり、載置台３に設けられる温度調整機構としてはリフトピン６と載置台本体３０とを各々温度調整できるものであればよく、チラーユニット４５及び流路４４により構成されることには限られない。

【0042】

またリフトピンの構成としては既述したリフトピン６の構成とすることに限られない。例えば既述したピン本体部６２の上端に弾性部材である樹脂の成形体が設けられ、当該樹脂の成形体が基板Ｇの裏面に接すると共に、その変形によって生じる弾性によって上方に付勢する構成であってもよい。ただしリフトピン６では、上記したようにピン本体部６２は、ピンヘッド７１が移動する際のガイドとなるように当該ピンヘッド７１内に進入した構成とされ、ピン本体部６２とピンヘッド７１とに囲まれる空間７０にバネ６１が設けられている。つまり、リフトピン６では外部から区画された空間にバネ６１が設けられた構成となっている。そのために処理ガスや処理中に発生する生成物がバネ６１に接触し難いので、バネ６１の変質や異物の付着によって当該バネ６１の弾性が低下してしまうことが抑制されるという利点が有る。なおリフトピン６において、バネ６１の代わりに弾性部材として樹脂が空間７０に設けられる構成であってもよい。そのように弾性部材としては、バネであることには限られない。なお、弾性部材としてバネを用いる場合は、コイルバネ以外にも例えば皿バネ等を用いることができる。

【0043】

なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0044】

［評価試験］
続いて、本技術に関連して行われた評価試験について説明する。この評価試験では、基板処理装置１の載置台３に、その上面にサーモラベル（登録商標）が貼付された基板Ｇを載置して既述したようにプラズマを形成した。そして、そのプラズマ形成時のサーモラベルが貼付された位置における基板Ｇの温度を測定した。サーモラベルを貼付した位置について詳しく述べると、一つは貫通孔３７の直上位置であり、他の一つは伝熱ガスが吐出される開口に重ならずに基板Ｇが平坦に保たれる位置である。つまり、この平坦に保たれる位置とは、ガス流路４０についての載置面３６における開口及び貫通孔３７の各々に重ならない位置であり、以降は平面部とする。

【0045】

また、比較例の載置台３Ａを備えた基板処理装置１についても同様の試験を行い、プラズマ形成時における平面部及び貫通孔３７の直上における基板Ｇの温度を測定した。なおプラズマ形成時においては、既述の実施形態と同様に伝熱ガスの供給、バイアス電源２９からの電力供給、流路４４における流体の通流が行われているものとする。この評価試験における条件を示すと、ソース電源２２からの供給電力は９０００Ｗ、バイアス電源２９からの供給電力は６０００Ｗ、プラズマの形成時間は６０秒、処理容器１１内の圧力は１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）、供給される伝熱ガスの圧力は３Ｔｏｒｒ（４００Ｐａ）、流路４４に供給する流体の温度は１００℃である。

【0046】

図８に評価試験の結果を表すグラフを示している。載置台３、３Ａ共に基板Ｇの平面部における温度は１３０℃であった。載置台３Ａについて、貫通孔３７の直上における基板Ｇの温度は１４０℃である。それに対して載置台３について、貫通孔３７の直上における基板Ｇの温度は１３０℃である。このように載置台３の基板Ｇについては、平面部と貫通孔３７の直上とで温度が同じとなり、実施形態で述べた効果が奏されることが確認された。

【符号の説明】

【0047】

３ 載置台
３０ 載置台本体
３６ 載置面
３７ 貫通孔
５ 昇降機構
６ リフトピン
６１ バネ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】