特許 7592410 載置台及び基板処理装置

(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】

(24)【登録日】2024-11-22

(45)【発行日】2024-12-02

(54)【発明の名称】載置台及び基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20241125BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241125BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20241125BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

H01L21/302 101G

H01L21/205

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020103142

(22)【出願日】2020-06-15

(65)【公開番号】P2021197457

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-03-16

(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】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】石井 貴之

(72)【発明者】

【氏名】永関 一也

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 道茂

【審査官】渡井 高広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００６７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１１０７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０４１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４７１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０１０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－４４５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－７３６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４０４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２６６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２６０１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下の材料からなる第１の部材と、
前記第１の部材と接合面を介して接合され、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下、かつ熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の材料からなる第２の部材と、
前記第１の部材及び前記第２の部材に跨って、前記第１の部材及び前記第２の部材の内部に形成された温調媒体の流路と、を有し、
前記接合面は、前記第１の部材の材料と前記第２の部材の材料との配合率を変化させながら形成されている、
載置台。

【請求項2】

前記接合面は、３Ｄプリンタにより形成される、
請求項１に記載の載置台。

【請求項3】

前記第２の部材は、前記第１の部材との接合面と反対側で静電チャックと接合されている、
請求項１または請求項２に記載の載置台。

【請求項4】

前記第１の部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、又はチタン合金のいずれかである、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項5】

前記第２の部材は、モリブデン、タングステン、シリコン、炭化ケイ素、又は窒化アルミニウムのいずれかである、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の載置台。

【請求項6】

基板を載置する載置台を有する基板処理装置であって、
前記載置台は、
密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下の材料からなる第１の部材と、
前記第１の部材の上にて前記第１の部材と接合面を介して接合され、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下、かつ熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の材料からなる第２の部材と、
前記第１の部材及び前記第２の部材に跨って、前記第１の部材及び前記第２の部材の内部に形成された温調媒体の流路と、を有し、
前記接合面は、前記第１の部材の材料と前記第２の部材の材料との配合率を変化させながら形成されている、
基板処理装置。

【請求項7】

前記接合面は、３Ｄプリンタにより形成される、
請求項６に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記第２の部材は、前記第１の部材との接合面と反対側で静電チャックと接合されている、
請求項６または請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第１の部材は、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、又はチタン合金のいずれかである、
請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記第２の部材は、モリブデン、タングステン、シリコン、炭化ケイ素、又は窒化アルミニウムのいずれかである、
請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、載置台及び基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１は、基台及び静電チャックを有する載置台を開示する。基台は、例えばアルミニウムやチタン等から形成されている。基台の内部には冷却流路が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－２０１０８６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、熱伝導が良く、線膨張係数が低く、かつ軽量な載置台を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一の態様によれば、密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下の材料からなる第１の部材と、前記第１の部材と接合面を介して接合され、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下、かつ熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の材料からなる第２の部材と、前記第１の部材及び前記第２の部材に跨って、前記第１の部材及び前記第２の部材の内部に形成された温調媒体の流路と、を有し、前記接合面は、前記第１の部材の材料と前記第２の部材の材料との配合率を変化させながら形成されている、載置台が提供される。

【発明の効果】

【0006】

一の側面によれば、熱伝導が良く、線膨張係数が低く、かつ軽量な載置台を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【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である。

【図2】一実施形態に係る基板処理装置の載置台の一部を拡大して示す図である。

【図3】一実施形態に係る載置台の基台を構成する物質の物性値を示す図である。

【図4】一実施形態に係る３Ｄプリンタの構成の一例を示す図である。

【図5】一実施形態に係る基台の製造方法１を示すフローチャートである。

【図6】一実施形態に係る基台の製造方法２を示すフローチャートである。

【図7】一実施形態に係る製造方法１、２により造形した基台を模式的に示す図である。

【図8】一実施形態に係る基台の製造方法３と造形した基台を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

［基板処理装置］
まず、図１を参照しながら、一実施形態に係る載置台を有する基板処理装置１００について説明する。図１は、一実施形態に係る基板処理装置１００の一例を示す断面模式図である。基板処理装置１００は、容量結合型のプラズマ処理装置である。

【0010】

基板処理装置１００は、処理容器１１２及び載置台１１６を有する。処理容器１１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間を処理室１１２ｃとして提供している。処理容器１１２は、例えば、アルミニウムから構成されている。処理容器１１２の内部空間側の表面には、アルマイト膜及び／又は酸化イットリウム膜といった耐プラズマ性を有するセラミックス製の皮膜が形成されている。処理容器１１２は接地されている。処理容器１１２の側壁には、ウェハＷを処理室１１２ｃに搬入し、処理室１１２ｃから搬出するための開口１１２ｐが形成されている。開口１１２ｐは、ゲートバルブＧＶによって開閉することが可能となっている。

【0011】

載置台１１６は、ウェハＷを処理室１１２ｃ内で支持するように構成されている。載置台１１６は、静電チャック１２０にてウェハＷを吸着する機能、ウェハＷの温度を調整する機能、及び基台１１７に高周波を伝送する構造を有している。基台１１７は、第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂを有する。載置台１１６の詳細については、後述する。

【0012】

基板処理装置１００は、上部電極１３０を有する。上部電極１３０は、処理容器１１２の上部開口内に配置されており、下部電極として機能する載置台１１６の略平行に配置されている。上部電極１３０と処理容器１１２との間には、絶縁性の支持部材１３２が介在している。

【0013】

上部電極１３０は、天板１３４及び支持体１３６を有している。天板１３４は、略円盤形状を有している。天板１３４は、導電性を有し得る。天板１３４は、例えば、シリコン又はアルミニウムから形成されており、その表面には、耐プラズマ性のセラミックス皮膜が形成されている。この天板１３４には、複数のガス吐出孔１３４ａが形成されている。ガス吐出孔１３４ａは、略鉛直方向に延びている。

【0014】

支持体１３６は、天板１３４を着脱自在に支持している。支持体１３６は、例えば、アルミニウムから形成されている。支持体１３６には、ガス拡散室１３６ａが形成されている。ガス拡散室１３６ａからは、複数のガス吐出孔１３４ａにそれぞれ連通する複数の孔１３６ｂが延びている。ガス拡散室１３６ａには、ポート１３６ｃを介して配管１３８が接続している。配管１３８には、ガス供給部１３９が接続されている。

【0015】

基板処理装置１００は、排気装置１５０を有する。排気装置１５０は、ターボ分子ポンプ、ドライポンプといった一以上のポンプ、及び圧力調整弁を含んでいる。排気装置１５０は、処理容器１１２に形成された排気口１４９に接続されている。

【0016】

基板処理装置１００は、第１制御部１５１を有する。第１制御部１５１の記憶部には、基板処理装置１００で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム及びレシピデータが格納されている。例えば、第１制御部１５１の記憶部には、エッチング処理等のプラズマ処理を基板処理装置１００で実行するための制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。

【0017】

以下、図１に加えて、図２を参照し、載置台１１６の構成要素について詳細に説明する。図２は、図１に示す基板処理装置１００の載置台１１６の一部を拡大して示す断面図である。

【0018】

載置台１１６は、基台１１７及び静電チャック１２０を有している。基台１１７は、第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂを有する。第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂは、シート状又は板状である。シート状と板状との間に厳密な区別はないが、第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂがシート状の場合、これらの部材が板状の場合よりも一般的に薄い。第１の部材１１７ａの上面と第２の部材１１７ｂの下面が接合し、第２の部材１１７ｂは、第１の部材１１７ａとの接合面と反対側で静電チャック１２０と接合されている。これにより、第１の部材１１７ａの上に第２の部材１１７ｂが積層され、その上に静電チャック１２０が積層される。

【0019】

基台１１７は、処理容器１１２の底部から上方に延びる支持部材１１４によって支持されている。支持部材１１４は、絶縁性の部材であり、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）から形成されている。また、支持部材１１４は、略円筒形状を有している。第１の部材１１７ａ、第２の部材１１７ｂ及び静電チャック１２０は、いずれも軸Ｚの周りに略円盤形状を有している。

【0020】

基台１１７の下面には、給電体１１９が接続されている。給電体１１９は、例えば給電棒である。給電体１１９は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。給電体１１９には、第１の高周波電源６２が整合器６６を介して接続されている。また、給電体１１９には、第２の高周波電源６４が整合器６８を介して接続されている。

【0021】

基台１１７には、温調媒体の流路１１７ｆが形成されている。流路１１７ｆは、基台１１７内において、例えば渦巻状に延在している。この流路１１７ｆには、チラーユニットから温調媒体が供給される。流路１１７ｆに供給される温調媒体は、一実施形態では、その気化によって吸熱し、冷却を行う冷媒である。この冷媒は、例えば、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒であり得る。流路１１７ｆは、第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂの少なくともいずれかの内部に形成されればよい。つまり、流路１１７ｆは、本実施形態のように第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂに跨って設けられてもよいし、第２の部材１１７ｂの内部に設けられてもよいし、第１の部材１１７ａの内部に設けられてもよい。ただし、静電チャック１２０の冷却性能を高めるためには、静電チャック１２０に距離が近い第２の部材１１７ｂ内に流路１１７ｆの少なくとも一部が形成されることが好ましい。

【0022】

静電チャック１２０は、吸着部１２３を有している。吸着部１２３は、第２の部材１１７ｂの上の静電チャック１２０に設けられている。吸着部１２３は、略円盤形状を有しており、セラミックスから形成されている。吸着部１２３を構成するセラミックスは、室温（例えば、２０度）以上、４００℃以下の温度範囲において、１×１０^１５Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有するセラミックスであり得る。このようなセラミックスとして、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）が用いられ得る。吸着部１２３と第２の部材１１７ｂとの間には境界層１２９が形成されている。

【0023】

静電チャック１２０の吸着部１２３は、電極膜１２５を内蔵している。電極膜１２５には、直流電源が電気的に接続されている。直流電源からの直流電圧が電極膜１２５に与えられると、吸着部１２３はクーロン力といった静電力を発生し、当該静電力によってウェハＷを保持する。

【0024】

吸着部１２３は、ヒータ１５６を更に内蔵している。ヒータ１５６は、静電チャック１２０の電極膜１２５の下方に配置されている。ヒータ１５６は、ヒータ電源に接続されている。

【0025】

締付部材１７１は、金属から形成されており、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの間の当該締付部材１７１を介した熱伝導を抑制するために、低い熱伝導率を有する材料、例えば、チタンから形成される。第１の部材１１７ａは、周縁部にてねじ１７３によって締付部材１７１に固定される。

【0026】

締付部材１７１の上には、ヒータ１７６が設けられている。このヒータ１７６は、周方向に延在しており、フィルタを介してヒータ電源に接続されている。フィルタは、高周波がヒータ電源に侵入することを防止するために、設けられている。

【0027】

ヒータ１７６は、第１の膜１８０と第２の膜１８２との間に設けられている。第１の膜１８０は、第２の膜１８２に対して締付部材１７１側に設けられている。第１の膜１８０は、第２の膜１８２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、第１の膜１８０は、ジルコニア製の溶射膜であり、第２の膜１８２は酸化イットリウム（イットリア）製の溶射膜であり得る。また、ヒータ１７６は、タングステンの溶射膜であり得る。

【0028】

第２の膜１８２上には、エッジリング１８５が設けられている。エッジリング１８５は、例えばシリコンから形成されている。エッジリング１８５は、ヒータ１７６からの熱によって加熱される。また、ヒータ１７６からの熱流束の多くは、第１の膜１８０よりも第２の膜１８２に向かい、当該第２の膜１８２を介してエッジリング１８５に向かう。したがって、エッジリング１８５が効率的に加熱される。

【0029】

また、基台１１７、締付部材１７１等は、それらの外周側において一以上の絶縁性部材１８６によって覆われている。一以上の絶縁性部材１８６は、例えば、酸化アルミニウム又は石英から形成されている。

【0030】

［第１の部材及び第２の部材］
以上説明したように、載置台１１６の基台１１７は、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの２層構造になっている。

【0031】

第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂは異種材料から形成されている。図３は、一実施形態に係る第１の部材１１７ａ又は第２の部材１１７ｂになり得る材料を例示し、線膨張係数、熱伝導率、密度を示す図である。

【0032】

第１の部材１１７ａは、密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下の材料として、たとえばアルミニウム、アルミニウム合金、チタン、又はチタン合金のいずれかから形成されてもよい。これらの材料は、図３の点線枠Ａ内に示すように、密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下であり、モリブデン等と比較して軽量であるため、これにより、基台１１７の全体を軽量化することができる。

【0033】

第２の部材１１７ｂの下面は第１の部材１１７ａと接合され、第２の部材１１７ｂの上面は静電チャック１２０と接合される。第２の部材１１７ｂは、点線枠Ｂ内に示すように、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下であり、かつ点線枠Ｃ内に示すように、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の材料から形成されている。第２の部材１１７ｂは、たとえばモリブデン、タングステン、シリコン、炭化ケイ素、又は窒化アルミニウムのいずれかから形成されてもよい。これらの材料は、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下であり、チタン等と比較して線膨張係数が低い。また、これらの材料は、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上であり、チタン等と比較して熱伝導率が高い。以上から、第２の部材１１７ｂには、線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下であり、かつ熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の材料を使用することで、冷却性能を高めることができる。また、第１の部材１１７ａに密度が５．０ｇ／ｃｍ^３以下の軽量な材料を使用することで、基台１１７の全体を軽量にすることができる。

【0034】

つまり、静電チャック１２０に近い第２の部材１１７ｂを熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上の冷却性能が高い材料から形成する。これにより、静電チャック１２０の冷却効果を高めることができる。加えて、第２の部材１１７ｂを線膨張係数が５．０×１０^－６／Ｋ以下の材料から形成する。これにより、セラミックスの静電チャック１２０と第２の部材１１７ｂとの線膨張係数差を小さくすることによって温度変動によっても静電チャック１２０と第２の部材１１７ｂとの間で摩擦が生じ、静電チャック１２０が割れたり損傷したりすることを防止できる。

【0035】

更に、第１の部材１１７ａを軽量な材料から形成する。これにより、基台１１７の全体の重量を軽量化することができる。例えば、図３に示すタングステン（Ｗ）は、チタンよりも熱伝導がよく線膨張係数が低いが、チタンの約４倍の重さである。そこで、第２の部材１１７ｂにはタングステンを採用し、熱伝導率と線膨張係数に関する機能性を高め、第１の部材１１７ａにはチタンを採用することで、機能性と軽量性とを兼ね備えた基台１１７を形成することができる。

【0036】

係る基台１１７を有する載置台１１６を備えた基板処理装置１００によれば、低温から高温まで広い温度帯において、静電チャック１２０が損傷することなく静電チャック１２０の冷却効率を高め、基板Ｗに対する良好なプラズマ処理を行うことができる。

【0037】

［製造方法］
次に、３Ｄプリンタを使用した場合の一実施形態に係る基台１１７の製造方法１、２について、図４～図７を参照しながら説明する。図４は、一実施形態に係る３Ｄプリンタの構成の一例を示す図である。図５は、一実施形態に係る基台１１７の製造方法１を示すフローチャートである。図６は、一実施形態に係る基台１１７の製造方法２を示すフローチャートである。図７（ａ）は、一実施形態に係る製造方法１により造形した基台１１７を模式的に示す図である。図７（ｂ）は、一実施形態に係る製造方法２により造形した基台１１７を模式的に示す図である。

【0038】

（３Ｄプリンタの構成）
本実施形態に係る３Ｄプリンタ２００は、基台１１７を造形（製造）する装置の一例である。後述する基台１１７の製造方法１，２では、図４に示す３Ｄプリンタ２００を使用する。ただし、基台１１７を造形する装置は、図４に示す３Ｄプリンタ２００の構成に限られない。

【0039】

３Ｄプリンタ２００は、チャンバ２１０にて３次元形状の造形物を形成することが可能である。本実施形態に係る３Ｄプリンタ２００では、３次元形状の造形物として基台１１７を形成するための３次元データをＲＡＭ２５６等の記憶部に記憶し、３次元データに基づき基台１１７を製造する。基台１１７は、テーブルに備えられたステージ２０２の載置面上で形成される。ステージ２０２は、基台１１７の形成の進行に応じて、例えば除々に下降させるように昇降可能である。

【0040】

チャンバ２１０内のテーブルの上には２枚のブレード２０５が離間して設けられている。原料格納部２０３は、チャンバ２１０の上部であって２枚のブレード２０５の上に配置されている。原料格納部２０３には、造形物を形成する原料、すなわち、基台１１７の第２の部材１１７ｂを形成するシリコン（Ｓｉ）の粉末材料が格納されている。本実施形態では、第１の部材１１７ａはすでにシート状又は板状に形成されていて、ステージ２０２の上に配置される。ただし、第１の部材１１７ａについても３Ｄプリンタ２００で造形してもよい。この場合であって、第１の部材１１７ａをアルミニウムにより形成し、第２の部材１１７ｂをシリコンにより形成する場合、原料格納部２０３にはアルミニウム粉末とシリコン粉末とが分けて格納される。

【0041】

なお、第１の部材１１７ａと、第２の部材１１７ｂとを構成する各材料の原料は粉末状に限られず、ワイヤ状であってもよい。第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとは異種材料にて形成される。

【0042】

原料格納部２０３から２枚のブレード２０５の間に原料が投入される。投入された原料は、ブレード駆動部２０７によって駆動する２枚のブレード２０５を使用して粉状に形成される。所定量の粉状の原料（以下、「粉末材料５」ともいう。）は、レーザ光走査スペース２０９に供給される。図１は、テーブルの上のレーザ光走査スペース２０９に粉末材料５が敷き詰められた状態を示す。

【0043】

このようにして、シリコンの粉末材料５を供給しながらエネルギービームを照射し、粉末材料５を溶かす。本実施形態では、照射するエネルギービームとしてレーザ光Ａ（光学レーザ）が用いられる。

【0044】

レーザ光Ａは、光源２０６から出力され、ガルバノミラー２０８により照射角度を変えてレーザ透過窓２１１を介してステージ２０２上の照射領域の所定の位置に照射される。光源２０６及びガルバノミラー２０８は、チャンバ２１０の外部に配置されることが好ましい。

【0045】

これにより、ステージ２０２上でレーザ光Ａを少なくとも２次元（ＸＹ）方向に走査できる。例えばガルバノミラー２０８は、造形物の３次元構造を示す３次元データに応じてステージ２０２上でレーザ光Ａの照射スポットを移動させるよう制御される。具体的には、第２制御部２５０の制御により、ガルバノミラー２０８により照射角度を変えて造形物の形成の進行に応じてレーザ光Ａを２次元（ＸＹ）方向に走査する。レーザ光Ａは、ステージ２０２上のシリコンの粉末を融解する。その後、材料は冷却され、固化されて造形物３が形成される。ここでは、第１の部材１１７ａの上面に第２の部材１１７ｂが形成され、造形物３としての基台１１７が製造される。

【0046】

第２の部材１１７ｂを形成中、第１の部材１１７ａの上面のアルミニウムもレーザ光Ａにより溶融され、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの界面では、アルミニウムとシリコンの両者が混ざり合った状態になる。

【0047】

そして、３Ｄプリンタ２００による基台１１７の造形が進むにつれて第１の部材１１７ａを形成するアルミニウムに対するシリコン濃度が上がり、第２の部材１１７ｂの物質は、最終的にシリコン粉末と同組成の造形物になる。このようにして第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの接合面は、第１の部材１１７ａの材料と第２の部材１１７ｂの材料との配合率を変化させながら形成され得る。

【0048】

なお、以上の説明では、第１の部材１１７ａを形成する固体の板状部材をステージ２０２に用意し、その上にシリコン粉末を供給したが、これに限られない。例えば、第２の部材１１７ｂの板状部材を用意し、その上にアルミニウム粉末を供給し、第１の部材１１７ａを造形してもよい。

【0049】

第２制御部２５０は、ＣＰＵ２５２、ＲＯＭ２５４及びＲＡＭ２５６を有する。第２制御部２５０は、原料格納部２０３からの原料粉末の供給制御、ステージ２０２の昇降制御を行う。また、第２制御部２５０は、光源２０６の点灯制御、ガルバノミラー２０８によるレーザ照射角度の変更等の制御を行う。これにより、第２制御部２５０は、基台１１７を製造する動作を制御する。

【0050】

ＣＰＵ２５２が実行する制御プログラムは、例えばＲＯＭ２５４に格納されている。ＣＰＵ２５２は、例えばＲＡＭ２５６に格納された３次元データに基づき、制御プログラムを実行することで、造形物３（基台１１７）の製造を制御する。なお、制御プログラムは、固定的な記録媒体に格納してもよいし、各種フラッシュメモリや光（磁気）ディスク等の着脱可能であって、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。

【0051】

さらに、第２制御部２５０は、ディスプレイ２５８及びキーボードやポインティングデバイスなどの入力装置２６０を有する。ディスプレイ２５８は、基台１１７の造形の進行状態等を表示するために用いられる。入力装置２６０は、基台１１７の造形動作の開始、停止などの指令や設定時の制御パラメータの入力などに用いられる。

【0052】

３次元データは、ＲＡＭ２５６等の記憶部に記憶される。３次元データには、基台１１７の立体構造と基台１１７内の流路１１７ｆ等の中空構造を構成する各種部分に関するデータが含まれる。

【0053】

（製造方法１）
次に、３Ｄプリンタ２００を動作させて基台１１７を造形する、本実施形態に係る製造方法１について、図５を参照しながら説明する。以下の説明では、第１の部材１１７ａの材料としてアルミニウムを挙げ、第２の部材１１７ｂの材料としてシリコンを挙げて説明するが、材料はこれらに限らない。

【0054】

本処理が開始されると、第２制御部２５０（ＣＰＵ２５２）は、ＲＡＭ２５６に格納された３次元データを取得する（ステップＳ１０）。次に、アルミニウムから形成された第１の部材１１７ａをステージ２０２に配置する（ステップＳ１２）。

【0055】

第２制御部２５０は、３次元データに基づき、シリコン粉末をレーザ光走査スペース２０９に供給しながら該粉末にレーザ光を照射する（ステップＳ１４）。その際、第２制御部２５０は、ブレード駆動部２０７によって駆動する２枚のブレード２０５を使用して粉末材料５であるシリコン粉末をレーザ光走査スペース２０９に供給する。また、第２制御部２５０は、ガルバノミラー２０８によるレーザ照射角度の変更等を行い、レーザ光をシリコン粉末に照射する。第２制御部２５０は、シリコン粉末を供給し、供給された粉末にレーザ光を照射し、融解固化させる動作を繰り返し実行する。これにより、第２制御部２５０は、第１の部材１１７ａに一体化させて第２の部材１１７ｂの形成を完了させ（ステップＳ１６）、本処理を終了する。

【0056】

（製造方法２）
次に、３Ｄプリンタ２００を動作させて基台１１７を造形する、本実施形態に係る製造方法２について、図６を参照しながら説明する。製造方法２では、第２の部材１１７ｂ、傾斜積層、第１の部材１１７ａの順に造形する。本処理が開始されると、第２制御部２５０は、ＲＡＭ２５６に格納された３次元データを取得する（ステップＳ１０）。

【0057】

次に、第２制御部２５０は、シリコン粉末とアルミニウム粉末との配合率を変えてレーザ光走査スペース２０９に供給しながら該粉末にレーザ光を照射する（ステップＳ２０）。その際、第２制御部２５０は、３次元データに基づきシリコン粉末の配合率を０％から徐々に増やし、１００％まで連続的又は段階的に変えて供給する。また、第２制御部２５０は、３次元データに基づきアルミニウム粉末の配合率を１００％から徐々に減らし、０％まで連続的又は段階的に変えて供給する。

【0058】

これにより、レーザ光走査スペース２０９に供給されるシリコン粉末とアルミニウム粉末との配合率が、アルミニウム粉末が多い状態からシリコン粉末が多い状態へと変化する。第２制御部２５０は、所定の比率に配合されたシリコン粉末とアルミニウム粉末とをレーザ光走査スペース２０９に供給し、供給された粉末にレーザ光を照射し、融解固化させる動作を繰り返し実行する。これにより、第２制御部２５０は、傾斜積層を含む第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂの造形を完了させ（ステップＳ２２）、本処理を終了する。

【0059】

図７（ａ）は、本実施形態に係る製造方法１により造形された基台１１７の一例を示す。図７（ｂ）は、本実施形態に係る製造方法２により造形された基台１１７の一例を示す。これによれば、３次元データに基づき内部の流路１１７ｆの中空構造も含めて異種材料からなる基台１１７を造形することができる。

【0060】

図７（ａ）に示す製造方法１では、板状の第１の部材１１７ａの上にシリコン粉末を供給し、レーザ光Ａでシリコン粉末を溶融しながら第１の部材１１７ａの上に第２の部材１１７ｂを造形する。第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの界面では、レーザ光Ａにより第２の部材１１７ｂの表面のアルミニウムが溶融し、溶融したシリコン粉末と混ざり合った物質（Ａｌ＋Ｓｉ）の層ができるが、造形が進むにつれシリコン粉末と同組成の造形物になる。これにより、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの異種材料から形成された基台１１７を製造できる。また、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとを接着する接着層をなくすことで製造の工数を減らすことができ、製造のリードタイムを短縮できる。

【0061】

なお、製造方法１では、板状の第２の部材１１７ｂの上にアルミニウム粉末を供給し、レーザ光Ａによりアルミニウム粉末を溶融しながら第２の部材１１７ｂの上に第１の部材１１７ａを造形してもよい。これによっても図７（ａ）に示す第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの異種材料から形成された基台１１７を製造できる。

【0062】

図７（ｂ）に示す製造方法２では、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの間に傾斜積層１１７ｃが形成された基台１１７が造形される。製造方法２では、まず、アルミニウム粉末のみを供給し、レーザ光Ａでアルミニウム粉末を溶融しながら第１の部材１１７ａを造形する。次に、アルミニウム粉末の配合率を１００％から０％に徐々に減らして供給し、シリコン粉末の配合率を０％から１００％に徐々に増やして供給し、レーザ光Ａでアルミニウム粉末及びシリコン粉末を溶融しながら傾斜積層１１７ｃを造形する。最後に、シリコン粉末のみを供給し、レーザ光Ａでシリコン粉末を溶融しながら第２の部材１１７ｂを造形する。

【0063】

これによれば、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの間に各部材の材料の配合率を変えて形成した傾斜積層１１７ｃが設けられる。その際、異種材料の配合率を徐々に変化させることにより傾斜積層１１７ｃを形成することで異種材料間における熱伝達を向上させ、温度制御性をより高めることができる。また、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとを接着する接着層をなくすことで製造の工数を減らすことができ、製造のリードタイムを短縮できる。

【0064】

なお、製造方法２では、第２の部材１１７ｂ、傾斜積層１１７ｃ、第１の部材１１７ａの順に造形してもよい。また、傾斜積層１１７ｃは、アルミニウム粉末とシリコン粉末との配合率を線形的に変化させてグラディエーション状に造形してもよいし、段階的に変化させてステップ状に造形してもよい。

【0065】

なお、３Ｄプリンタ２００は、かかる構成の３Ｄプリンタに限られず、例えば指向性エネルギー型の３Ｄプリンタであってもよいし、それ以外の方法を用いる３Ｄプリンタであってもよい。エネルギー源に関しても、前記のレーザ光以外に電子ビームや粒子自体に運動エネルギーを与える方式でも構わない。前記以外の方法を用いる３Ｄプリンタとしては、結合剤噴射型の３Ｄプリンタ、シート積層型の３Ｄプリンタ、光重合硬化（光造形）形の３Ｄプリンタ、材料押出し（熱溶融積層）形の３Ｄプリンタやコールドスプレー形の３Ｄプリンタが一例として挙げられる。

【0066】

（製造方法３）
次に、拡散接合を使用して基台１１７を造形する、本実施形態に係る製造方法３について、図８を参照しながら説明する。図８は、一実施形態に係る基台１１７の製造方法３の過程と製造した基台１１７を模式的に示す図である。以下の説明では、第１の部材１１７ａの材料としてチタンを挙げ、第２の部材１１７ｂの材料としてタングステンを挙げて説明するが、材料はこれらに限らない。

【0067】

製造方法３では、図８（ａ）に示すように、チタンのシート状又は板状部材１１の上に、流路が形成されたチタンのシート状部材１２～１４を順に重ねる。次に、流路が形成された、チタンとタングステンとの混合材料からなるシート状部材１５を重ねる。

【0068】

次に、流路が形成された、タングステンのシート状部材１６～１８を重ねる。次に、タングステンのシート状又は板状部材１９を重ねる。この状態で拡散接合を実行し、全体を加熱しながら圧着させる。これにより、図８（ｂ）に示すように、すべてのシート状又は板状の部材の界面同士が圧着され、一体化する。この結果、第１の部材１１７ａ、中間層１１７ｄ及び第２の部材１１７ｂが一体化された基台１１７が製造される。

【0069】

なお、製造方法３では、第２の部材１１７ｂ、中間層１１７ｄ、第１の部材１１７ａのシート状又は板状部材の順に重ね、拡散接合を実行してもよい。このとき、拡散接合前の第１の部材１１７ａを構成するシート状又は板状部材は複数層又は単層のいずれでもよい。同様に中間層１１７ｄ、第２の部材１１７ｂを構成するシート状又は板状部材は、それぞれ複数層又は単層のいずれでもよい。

【0070】

中間層１１７ｄはなくてもよい。ただし、第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂの混合材料からなる中間層１１７ｄを第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの間に設けることで、第１の部材１１７ａと第２の部材１１７ｂとの接合性を良くし、熱伝導性をより高めることができる。特に、第１の部材１１７ａの材料及び第２の部材１１７ｂの材料に接合性が悪い組成を接合性するときに中間層１１７ｄを設けることが好ましい。

【0071】

以上、本実施形態に係る載置台１１６が有する基台１１７を、所望の条件を満たす異種材料の第１の部材１１７ａ及び第２の部材１１７ｂから形成することで、熱伝導性が良く、線膨張係数が低く、かつ軽量化された載置台１１６を提供することができる。これにより、静電チャック１２０の割れを防止し、静電チャック１２０の抜熱を良好にして、基板Ｗの温度制御性を高めることができる。

【0072】

今回開示された一実施形態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。

【0073】

本開示の基板処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。

【0074】

また、基板処理装置は、プラズマを用いて基板に所定の処理（例えば、成膜、エッチング等）を施す装置であれば、エッチング装置に限られず、成膜装置、アッシング装置、ドーピング装置等であってもよい。

【符号の説明】

【0075】

６２ 第１の高周波電源
６４ 第２の高周波電源
１００ 基板処理装置
１１２ 処理容器
１１２ｃ 処理室
１１６ 載置台
１１７ 基台
１１７ａ 第１の部材
１１７ｂ 第２の部材
１１７ｆ 流路
１２０ 静電チャック
１２３ 吸着部
１２５ 電極膜
１２９ 境界層
１３０ 上部電極
１３９ ガス供給部
１５０ 排気装置
１５１ 第１制御部
１５６ ヒータ
２００ ３Ｄプリンタ
２０２ ステージ
２０３ 原料格納部
２０５ ブレード
２０６ 光源
２０７ ブレード駆動部
２０８ ガルバノミラー
２０９ レーザ光走査スペース
２１０ チャンバ
２５０ 第２制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】