特許 7594852 ステージ、成膜装置、および膜加工装置

(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】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】ステージ、成膜装置、および膜加工装置

(51)【国際特許分類】

   H05B 3/68 20060101AFI20241128BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20241128BHJP

   C23C 14/34 20060101ALI20241128BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20241128BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20241128BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241128BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241128BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

H05B3/68

C23C14/24 K

C23C14/34 K

C23C16/46

H01L21/205

H01L21/302 101D

H01L21/302 101G

H01L21/31 B

H01L21/31 F

H01L21/68 N

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2019111968

(22)【出願日】2019-06-17

(65)【公開番号】P2020064841

(43)【公開日】2020-04-23

【審査請求日】2022-02-04

【審判番号】

【審判請求日】2023-12-22

(31)【優先権主張番号】P 2018192365

(32)【優先日】2018-10-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】花待 年彦

(72)【発明者】

【氏名】巽 新

(72)【発明者】

【氏名】関谷 健二

(72)【発明者】

【氏名】相川 尚哉

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼梨 雅也

【合議体】

【審判長】小宮 慎司

【審判官】松永 稔

【審判官】三浦 みちる

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１０３３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７３９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５９１８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－２４７２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－８９７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－１３９２８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01L21/205, 21/31, 21/683, 21/3065

H05B3/68

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の支持プレート、
前記第１の支持プレート下の第２の支持プレート、
前記第２の支持プレートの下に位置し、上下方向において前記第１の支持プレートと前記第２の支持プレートと重なるシャフト、および
前記第２の支持プレートを貫通する少なくとも一つのシースヒータを備え、
前記少なくとも一つのシースヒータは、前記第２の支持プレートの上面に平行な第１の面上、および前記第１の面よりも下に位置し、前記第１の面と平行な第２の面上を延伸するように配置され、
前記少なくとも一つのシースヒータの前記第２の面を延伸する部分は、前記第２の支持プレートの下面から露出し、かつ、上下方向で前記第２の支持プレートの一部と重なり、
前記第１の支持プレートと前記第２の支持プレートは、チタン、アルミニウム、およびステンレスから選択される金属を含むステージ。

【請求項2】

前記第２の支持プレートと前記シャフトの間に、前記シースヒータの前記第２の面上を延伸する部分と前記上下方向において重なるように第３の支持プレートをさらに備える、請求項１に記載のステージ。

【請求項3】

前記シースヒータの前記第１の面上を延伸する部分は、前記第２の支持プレートを介し、前記第２の支持プレートの法線方向において、前記シースヒータの前記第２の面内を延伸する部分と重なる、請求項１に記載のステージ。

【請求項4】

前記第２の支持プレートは、前記上面に第１の溝を有し、
前記シースヒータの前記第１の面上を延伸する前記部分は、前記第１の溝内を延伸する、請求項２に記載のステージ。

【請求項5】

前記第２の支持プレートは、下面に第２の溝を有し、
前記シースヒータの前記第２の面上を延伸する部分は、前記第２の溝内を延伸する、請求項２に記載のステージ。

【請求項6】

前記第１の支持プレートは、前記第１の支持プレートの下面に第３の溝を有し、
前記シースヒータの前記第１の面上を延伸する部分は、前記第３の溝内を延伸する、請求項１に記載のステージ。

【請求項7】

前記第３の支持プレートは、前記第３の支持プレートの上面に第４の溝を有し、
前記シースヒータの前記第２の面上を延伸する部分は、前記第４の溝内を延伸する、請求項２に記載のステージ。

【請求項8】

前記少なくとも一つのシースヒータは、複数のシースヒータを含む、請求項１に記載のステージ。

【請求項9】

前記複数のシースヒータは、第１のシースヒータと第２のシースヒータを含み、
前記第２のシースヒータの前記第２の面上を延伸する部分は、前記第２の支持プレートを介し、前記第１のシースヒータの前記第１の面上を延伸する部分と前記上下方向において重なる、請求項８に記載のステージ。

【請求項10】

前記少なくとも一つのシースヒータは
ヒータ線、
前記ヒータ線を取り囲む絶縁体、
前記絶縁体を取り囲む金属シース、および
前記ヒータ線と電気的に接続されるリード線を含む、請求項１に記載のステージ。

【請求項11】

前記リード線の前記金属シースから露出した部分は、前記第２の面上を、前記第２の支持プレートと前記シャフトが重なる領域まで延伸する、請求項１０に記載のステージ。

【請求項12】

前記ヒータ線はらせん構造を有する、請求項１０に記載のステージ。

【請求項13】

前記ヒータ線は帯状である、請求項１０に記載のステージ。

【請求項14】

前記ヒータ線は、前記金属シース内で折りたたまれて二重らせん構造を有する、請求項１０に記載のステージ。

【請求項15】

前記金属シースはアルミニウムを含む、請求項１０に記載のステージ。

【請求項16】

前記金属シースの外径は３．０ｍｍ以上１１．０ｍｍ以下である、請求項１０に記載のステージ。

【請求項17】

前記第１の面上を延伸する部分と前記第２の面上を延伸する部分の間では、前記シースヒータは前記第１の面に対して斜めに延伸する、請求項１に記載のステージ。

【請求項18】

請求項１に記載のステージを備える成膜装置。

【請求項19】

請求項１に記載のステージを備える膜加工装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、基板を支持するためのステージ、およびステージを備える成膜装置や膜加工装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスはほぼ全ての電子機器に搭載されており、電子機器の機能に対して重要な役割を担っている。半導体デバイスはシリコンなどが有する半導体特性を利用したデバイスであり、パターニングされた種々の半導体膜や絶縁膜、導電膜を基板上に積層することによって構成される。これらの膜は、蒸着、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、あるいは基板の化学反応などを利用して形成され、フォトリソグラフィープロセスによってこれらの膜がパターニングされる。フォトリソグラフィープロセスは、パターニングに供される膜上へのレジスト膜の形成、レジスト膜の露光、現像によるレジストマスクの形成、エッチングによる膜の部分的除去、レジストマスクの除去を含む。

【0003】

上述した膜の特性は、膜を形成する際、あるいはパターニングする際の条件によって大きく左右される。そのうちの一つが基板の温度である。多くの場合、基板の温度は、基板を設置するための載置台（以下、ステージと記す）の温度を調節することによって制御される。基板を均一に加熱して基板内での温度分布を抑制するため、ステージを加熱するヒータとしてシースヒータが汎用される。例えば特許文献１には、金属シース内に電熱線（ヒータ線）が配置されたシースヒータが複数備えられたステージが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－９１６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の実施形態の課題の一つは、基板の温度を精密に制御するためのステージを提供することである。あるいは、本発明の実施形態の課題の一つは、このステージを有する成膜装置、もしくは膜加工装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態の一つは、ステージである。このステージは、第１の支持プレート、第１の支持プレート下の第２の支持プレート、第２の支持プレートの下に位置し、第１の支持プレートと第２の支持プレートと重なるシャフト、および第２の支持プレートを貫通する少なくとも一つのシースヒータを備える。少なくとも一つのシースヒータは、第２の支持プレートの上面に平行であり、かつ、第１の支持プレートからの距離が異なる第１の面上と第２の面上を延伸するように配置される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の実施形態に係るステージの模式的斜視図と上面図。

【図2】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図3】従来のステージの模式的上面図と断面図。

【図4】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図5】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図6】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図7】本発明の実施形態に係るステージの模式的上面図と断面図。

【図8】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図9】本発明の実施形態に係るステージの模式的断面図。

【図10】本発明の実施形態に係るステージの模式的上面図。

【図11】本発明の一実施形態のステージに設けられるシースヒータの断面図。

【図12】本発明の一実施形態のステージに設けられるシースヒータの断面図。

【図13】本発明の一実施形態のステージに設けられるシースヒータの断面図。

【図14】本発明の一実施形態のステージに設けられるシースヒータの断面図。

【図15】本発明の一実施形態のステージに設けられるシースヒータの断面図。

【図16】本発明の実施形態に係るステージの模式的上面図と断面図。

【図17】本発明の実施形態に係るステージを備える膜加工装置の断面模式図。

【図18】本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。

【図19】本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。

【図20】本発明の実施形態に係るステージを備える成膜装置の断面模式図。

【図21】本発明の実施形態に係るステージの模式的上面図と断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0009】

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

【0010】

本明細書および図面において、同一、あるいは類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、さらに小文字のアルファベットを添えて表記する。一つの構成のうちの複数の部分をそれぞれ区別して表記する際には、同一の符号を用い、さらにハイフンと自然数を用いる。

【0011】

（第１実施形態）
本実施形態では、本発明の実施形態の一つであるステージ１００に関して説明する。

【0012】

１．全体構造
図１（Ａ）と図１（Ｂ）にステージ１００の模式的斜視図と上面図をそれぞれ示す。図１（Ｂ）の鎖線Ａ－Ａ´に沿った断面模式図を図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す。これらの図に示すように、ステージ１００は、第１の支持プレート１０２、第２の支持プレート１０４、シャフト１０８、および少なくとも一つのシースヒータ１１０を基本的な構成として有する。ステージ１００はさらに、第３の支持プレート１０６を有してもよい。これらの図では、単一のシースヒータ１１０が設けられた例が示されている。見やすさを考慮し、図１（Ａ）では第１の支持プレート１０２は図示されておらず、図２（Ｂ）ではシースヒータ１１０が図示されていない。

【0013】

２．第１の支持プレート
第１の支持プレート１０２は、シリコンや化合物半導体を含む半導体基板、あるいは石英やガラスなどの絶縁物を含む絶縁基板などをその上に配置するため、上面が平坦になるように構成される。第１の支持プレートは金属を含み、金属は１０Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する金属から選択される。高い熱伝導率を有する金属を用いることで、シースヒータ１１０が発生する熱エネルギーを効率よく受け取ることができる。また、金属は、３×１０^-6／Ｋ以上２５×１０^-6／Ｋ以下の熱膨張率を有することが好ましい。このような特性を満たす具体的な金属として、チタンやアルミニウム、ステンレスなどの金属が挙げられる。図示しないが、第１の支持プレート１０２上には、基板を固定するための静電チャックや、基板とステージ１００の間にヘリウムなどの熱伝導率の高いガスを供給するための貫通孔、あるいは液体の媒体を環流するための環流路を設けてもよい。

【0014】

３．第２の支持プレート
第２の支持プレート１０４は第１の支持プレート１０２の下に設けられる。第２の支持プレート１０４も第１の支持プレート１０２で使用可能な金属を含む。第２の支持プレート１０４に含まれる金属と第１の支持プレート１０２に含まれる金属は同一でも良く、異なっていてもよい。異なる場合には、第１の支持プレート１０２と第２の支持プレート１０４に含まれる金属の熱膨張率の差が２５０×１０^-6／Ｋ以下となるように、それぞれの金属を選択することができる。これにより、熱膨張による変形を抑制することができ、信頼性の高いステージ１００を提供することができる。

【0015】

第２の支持プレート１０４は、その上面１０４－３が第１の支持プレート１０２と接合される。第１の支持プレート１０２と第２の支持プレート１０４の接合は、溶接やねじ止め、ろう付けによって行うことができる。ろう付けにおいて用いられるろうとしては、銀、銅、および亜鉛を含む合金、銅と亜鉛を含む合金、リンを微量含む銅、アルミニウムやその合金、チタン、銅、およびニッケルを含む合金、チタン、ジルコニウム、および銅を含む合金、チタン、ジルコニウム、銅、およびニッケルを含む合金などが挙げられる。

【0016】

４．第３の支持プレート
任意の構成である第３の支持プレート１０６は、第２の支持プレート１０４の下に配置される。第３の支持プレート１０６も第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４で使用可能な金属を含む。第３の支持プレート１０６に含まれる金属は、第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４に含まれる金属と同一でも良く、異なっていてもよい。異なる場合には、第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４に含まれる金属との熱膨張率の差が１０×１０^-6／Ｋ以下である金属を選択することが好ましい。

【0017】

第３の支持プレート１０６も第２の支持プレート１０４の下面１０４－４と接合される。第１の支持プレート１０２と第２の支持プレート１０４の接合と同様、第３の支持プレート１０６と第２の支持プレート１０４の接合も、溶接やねじ止め、ろう付けなどによって行うことができる。

【0018】

５．シャフト
シャフト１０８は第１の支持プレート１０２、第２の支持プレート１０４、および第３の支持プレート１０６を支持するために設けられ、後述するシースヒータ１１０のヒータ線１１８へ電力を供給するためのリード線１１２を格納するため、中空構造となっている。静電チャックを設ける場合には、静電チャックへ電力を供給するための配線もシャフト１０８内に配置される。図示しないが、シャフト１０８は回転機構と接続されていてもよく、これにより、ステージ１００をシャフト１０８の長軸を中心として回転させることができる。シャフト１０８は、溶接やねじ止め、やろう付けなどによって第３の支持プレート１０６と接合される。なお、第３の支持プレート１０６を用いない場合、シャフト１０８は第２の支持プレート１０４と接合される。

【0019】

６．シースヒータ
シースヒータ１１０は、通電することで発熱する機能を有し、第２の支持プレート１０４、および第１の支持プレート１０２を加熱するために設けられる。これにより、ステージ１００上に設置される基板が加熱される。シースヒータ１１０の構造の詳細は後述する。本実施形態では、ステージ１００におけるシースヒータ１１０の配置について詳述する。

【0020】

図２（Ａ）に示すように、シースヒータ１１０は、第２の支持プレート１０４を貫通する。シースヒータ１１０は、二つの面上を、これら二つの面に平行に延伸するように配置される。すなわちシースヒータ１１０は、第１の支持プレート１０２の上面、あるいは第２の支持プレート１０４の上面１０４－３に平行であり、かつ、第１の支持プレート１０２からの距離が異なる第１の面１０４－１上と第２の面１０４－２上を延伸するように配置される。第２の面１０４－２と比較し、第１の面１０４－１は第１の支持プレート１０２により近い。以下、シースヒータ１１０の第１の面１０４－１上を延伸する部分を上段部１１０－１、第２の面１０４－２上を延伸する部分を下段部１１０－２と記す。

【0021】

上段部１１０－１は、第２の支持プレート１０４の上面１０４－３から露出し、一方、下段部１１０－２は第２の支持プレート１０４の下面１０４－４から露出する。このため、図１（Ｂ）に示すように、ステージ１００から第１の支持プレート１０２を外して上から観察した場合、シースヒータ１１０はその上段部１１０－１のみが主に観察され、下段部１１０－２（図１（Ｂ）における点線部）は殆ど観察されない。第２の支持プレート１０４は、少なくともその一部が上段部１１０－１と下段部１１０－２によって挟まれる、図２（Ａ）に示すように、上段部１１０－１と下段部１１０－２は、第２の支持プレート１０４を介して互いに重なってもよい。

【0022】

第２の支持プレート１０４の上面１０４－３には溝（第１の溝）１２０が設けられ（図２（Ｂ））、上段部１１０－１は第１の溝１２０内に配置される（図２（Ａ））。したがって、第１の溝１２０の底面は第１の面１０４－１内に存在する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した例では、第１の支持プレート１０２は平坦な下面を有しており、下面には溝は設けらない。したがって、第１の溝１２０の深さは、シースヒータ１１０の外径と同一、あるいはほぼ同一である。具体的には、第１の溝１２０の深さは、シースヒータ１１０の外径の１００％よりも大きく１５０％以下、１００％よりも大きく１２０％以下、あるいは１００％よりも大きく１１０％以下とすればよい。第１の支持プレート１０２の面内温度分布を小さくするため、第１の溝１２０は、上面１０４－３内に均一な密度で存在するように形成される。

【0023】

第２の支持プレート１０４の下面１０４－４にも同様に溝（第２の溝）１２２が形成され（図２（Ｂ））、下段部１１０－２は第２の溝１２２内に配置される。したがって、第２の溝１２２の底面は第２の面１０４－２内に存在する。図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示した例では、第３の支持プレート１０６は、平坦な上面を有しており、上面には溝は設けらない。したがって、第２の溝１２２の深さは、シースヒータ１１０の外径や第１の溝１２０の深さと同一、あるいはほぼ同一である。

【0024】

第１の溝１２０の両端には、第２の支持プレート１０４を貫通する貫通孔が設けられる。シースヒータ１１０は、これらの貫通孔を介して折り曲げられる。したがって、上段部１１０－１は、シースヒータ１１０の二つの折り曲げ部分の間の部分である。以下、上段部１１０－１の両末端をＴ１、Ｔ２とする（図１（Ｂ）、図２（Ａ）参照）。

【0025】

一方の末端Ｔ１は、第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４がシャフト１０８と重なる領域（図１（Ｂ）において鎖線の円で示された領域）１０９内に位置する。末端Ｔ１で折り曲げられたシースヒータ１１０は、第３の支持プレート１０６に形成される貫通孔１３０（図２（Ｂ））を通過し、シャフト１０８内部へ延伸し、さらにリード線１１２、端子１１４を介して図示しないヒータ電源と接続される（図２（Ａ））。

【0026】

一方、図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示すように、他方の末端Ｔ２は領域１０９の外側に位置することができる。末端Ｔ２で折り曲げられたシースヒータ１１０は、再度折り曲げられ、領域１０９に至るまで第２の面１０４－２上を延伸する。シースヒータ１１０は第２の面１０４－２において領域１０９で再度折り曲げられ、貫通孔１３０を通過してシャフト１０８内部を延伸し、さらにリード線１１２、端子１１４を介して図示しないヒータ電源と接続される（図２（Ａ））。

【0027】

上述した構成を適用することにより、シースヒータのレイアウトの自由度を大幅に向上させるのみならず、より均一な基板加熱を行うことが可能となる。これを従来のステージと比較して説明する。

【0028】

従来の構造を有するステージの模式的上面図を図３（Ａ）に、図３（Ａ）の鎖線Ｂ－Ｂ´に沿った模式的断面図を図３（Ｂ）に示す。ステージ１００と異なり、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示す従来構造のステージでは、第２の支持プレート１０４の下面１０４－４に溝は設けられず、シースヒータ１１０は、第２の面１０４－２上に延伸する下段部１１０－２を持たない。このため、シャフト１０８を介してシースヒータ１１０に電力を供給するため、シースヒータ１１０が第２の支持プレート１０４の上面１０４－３から露出する部分の両末端Ｔ３、Ｔ４を領域１０９内に配置する必要がある。このような配置では、シャフト１０８の大きさに制約があるため、多数のシースヒータ１１０を用いる場合には、そのすべてのシースヒータ１１０の両末端Ｔ３、Ｔ４を領域１０９内に配置することが困難となる。その結果、配置可能なシースヒータ１１０の数が制限される。このため、ステージの上面を複数のセグメントに細分化し、セグメントごとに精密に温度制御を行うことができない。さらに、すべての複数のシースヒータ１１０の両末端Ｔ３、Ｔ４が領域１０９内に局在して設けられるため、領域１０９の温度はその外側の領域よりも高くなり、基板を均一に加熱することが困難となる。

【0029】

これに対してステージ１００では、複数のシースヒータ１１０を配置しても、それぞれの上段部１１０－１の一方の末端Ｔ１のみを領域１０９に配置することで、すべてのシースヒータ１１０に対して電力を供給することができる。あるいは後述するように、一端のみに一対の端子を有する片端子型のシースヒータ１１０を用いる場合には、必ずしも各シースヒータ１１０の上段部１１０－１の両末端を領域１０９内に配置する必要がない。このため、多数のシースヒータ１１０を様々なレイアウトで配置することができ、かつ、ステージ中心における過熱を防止することができる。

【0030】

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態で述べたステージ１００の変形例を図４（Ａ）から図６（Ｂ）を用いて説明する。これらの図は、図２（Ａ）に対応する断面模式図である。第１実施形態と同一、あるいは類似する構成については説明を割愛することがある。

【0031】

１．変形例１
図４（Ａ）に示すように、変形例１では、第２の支持プレート１０４の上面１０４－３に溝（第１の溝１２０）は形成されず、第１の支持プレート１０２の下面に溝（第３の溝１２４）が形成される。この変形例では、上段部１１０－１は第３の溝１２４内に収納される。したがって、第１の面１０４－１は第２の支持プレート１０４の上面１０４－３内に存在する。第３の溝１２４の深さは、シースヒータ１１０の外径と同一、あるいはほぼ同一である。具体的には、第３の溝１２４の深さは、シースヒータ１１０の外径の１００％よりも大きく１５０％以下、１００％よりも大きく１２０％以下、あるいは１００％よりも大きく１１０％以下とすればよい。

【0032】

２．変形例２
あるいは図４（Ｂ）に示すように、第２の支持プレート１０４の上面１０４－３に第１の溝１２０を形成するとともに、第１の支持プレート１０２の下面に第３の溝１２４を形成してもよい。この変形例では、上段部１１０－１は、第１の溝１２０と第３の溝１２４の内部に収納される。したがって、第１の溝１２０の深さと第３の溝１２４の深さの和は、シースヒータ１１０の外径と同一、あるいはほぼ同一である。具体的には、第１の溝１２０の深さと第３の溝１２４の深さの和は、シースヒータ１１０の外径の１００％よりも大きく１５０％以下、１００％よりも大きく１２０％以下、あるいは１００％よりも大きく１１０％以下とすればよい。

【0033】

３．変形例３
図５（Ａ）に示す変形例３は、第２の支持プレート１０４の下面１０４－４にも溝（第２の溝１２２）は形成されず、第３の支持プレート１０６の上面に溝（第４の溝）１２６が形成される点で変形例１（図４（Ａ））と異なる。この変形例３では、下段部１１０－２は第４の溝１２６内に収納される。したがって、第２の面１０４－２は第２の支持プレート１０４の下面１０４－４内に存在する。第４の溝１２６の深さは、シースヒータ１１０の外径と同一、あるいはほぼ同一である。具体的には、第４の溝１２６の深さは、シースヒータ１１０の外径の１００％よりも大きく１５０％以下、１００％よりも大きく１２０％以下、あるいは１００％よりも大きく１１０％以下とすればよい。

【0034】

４．変形例４
図５（Ｂ）に示す変形例４は、第３の支持プレート１０６の上面にも溝（第４の溝）１２６が形成される点で変形例２（図４（Ｂ））と異なる。この変形例４では、下段部１１０－２は、第２の溝１２２と第４の溝１２６の内部に収納される。したがって、第２の溝１２２の深さと第４の溝１２６の深さの和は、シースヒータ１１０の外径と同一、あるいはほぼ同一である。具体的には、第２の溝１２２の深さと第４の溝１２６の深さの和は、シースヒータ１１０の外径の１００％よりも大きく１５０％以下、１００％よりも大きく１２０％以下、あるいは１００％よりも大きく１１０％以下とすればよい。

【0035】

５．変形例５
図５（Ｃ）に示す変形例５は、第３の支持プレート１０６を持たない点で変形例１（図４（Ａ））と異なる。この場合も、下段部１１０－２は領域１０９に至るまで第２の面１０４－２上を延伸する。

【0036】

６．変形例６
あるいは図６（Ａ）に示すように、リード線１１２（後述）が下段部１１０－２に含まれてもよい。この場合、リード線１１２は、第２の面１０４－２上を第２の溝１２２内に沿って延伸する。あるいは図６（Ｂ）に示すように、下段部１１０－２はヒータ線１１８（後述）を含まず、リード線１１２のみ、あるいはリード線１１２、およびリード線１１２とヒータ線１１８を連結するための連結部（図示せず）のみによって構成されてもよい。このような構成を用いることで、第２の支持プレート１０４の下部を加熱せず、上部を選択的に加熱することができる。また、領域１０９において下段部１１０－２がヒータ線１１８を持たないので、ステージ１００の中心部の局所的な過熱をより効果的に防止することができる。

【0037】

（第３実施形態）
本実施形態では、独立に駆動される複数のシースヒータ１１０が配置されたステージ１４０、１４２について説明する。以下に示す態様は本実施形態の一例であり、ステージ１００に設けられるシースヒータ１１０の数に制約はない。第１、第２実施形態と同一、あるいは類似する構成については説明を割愛することがある。

【0038】

図７（Ａ）、図７（Ｂ）にそれぞれ、ステージ１４０の模式的上面図と断面図を示す。図７（Ａ）では、第１の支持プレート１０２は図示されていない。これらの図に示すように、ステージ１４０には四つのシースヒータ（第１のシースヒータ１１０ａ、第２のシースヒータ１１０ｂ、第３のシースヒータ１１０ｃ、第４のシースヒータ１１０ｄ）がほぼ同心円を描くように配置される。これらのシースヒータ１１０は、第１の面１０４－１上において円弧を形成し、第１のシースヒータ１１０ａから順にその半径が大きくなっている。ここで示した例では、第１のシースヒータ１１０ａは、その全体が領域１０９内に位置するが、他のシースヒータ１１０の上段部１１０－１は領域１０９の外に位置する。ただし、他のシースヒータ１１０の上段部１１０－１の一部が領域１０９内に存在してもよい。

【0039】

ここで、複数のシースヒータ１１０のうち少なくとも一つは、二つの下段部１１０－２と、これらの間に位置する一つの上段部１１０－１を有する。具体的には、図７（Ａ）と図７（Ｂ）に示されるように、第４のシースヒータ１１０ｄは、第１の面１０４－１上を延伸する上段部１１０－１、および第２の面１０４－２上を延伸し、互いに分離された二つの下段部１１０－２を有する。二つの下段部１１０－２は、領域１０９まで第２の面１０４－２上を延伸する。第２のシースヒータ１１０ｂと第３のシースヒータ１１０ｃも同様である。

【0040】

これらの図から理解されるように、複数のシースヒータ１１０から選択される一つのシースヒータ１１０の下段部１１０－２は、他のシースヒータ１１０の上段部１１０－１と重なってもよく、交差してもよい。例えば図７（Ｂ）に示される例では、第４のシースヒータ１１０ｄの下段部１１０－２は、第２のシースヒータ１１０ｂと第３のシースヒータ１１０ｃの上段部１１０－１と重なり、交差する。同様に、第３のシースヒータ１１０ｃの下段部１１０－２は、第２のシースヒータ１１０ｂの上段部１１０－１と重なり、交差する。

【0041】

複数のシースヒータ１１０の上段部１１０－１は、異なる層に配置してもよい。具体的には、図７（Ａ）の鎖線Ｄ－Ｄ´に沿った模式的断面図である図８（Ａ）に示すように、複数のシースヒータ１１０のすべての上段部１１０－１を同一の層内に存在する溝（ここでは第２の支持プレート１０４に形成される第１の溝１２０）内に配置してもよく、図８（Ｂ）や図８（Ｃ）に示すように、異なる溝に配置してもよい。図８（Ｂ）の例では、第１のシースヒータ１１０ａの上段部１１０－１は第１の溝１２０内に配置されるが、他のシースヒータ１１０の上段部は、第１の支持プレート１０２に形成される第３の溝１２４内に設けられる。一方、図８（Ｃ）に示す例では、第２のシースヒータ１１０ｂの上段部は、第１の溝１２０と第３の溝１２４にわたって設けられる。

【0042】

同様に、複数のシースヒータ１１０の下段部１１０－２も、異なる層（溝）に配置してもよい。例えば図９に示す模式的断面図のように、一部のシースヒータ１１０（ここでは第４のシースヒータ１１０ｄ）の下段部１１０－２を第２の支持プレート１０４の下面１０４－４に設けられる第２の溝１２２内に配置し、他のシースヒータ１１０（ここでは第３のシースヒータ１１０ｃ）の下段部１１０－２を第３の支持プレート１０６の上面に形成される第４の溝１２６内に配置してもよい。

【0043】

図７（Ａ）に例示されるステージ１４０においては、複数のシースヒータ１１０のうち、上段部１１０－１の両末端がともに領域１０９内に存在するのは第１のシースヒータ１１０ａだけであり、第２のシースヒータ１１０ｂから第４のシースヒータ１１０ｄの上段部１１０－１の両末端は領域１０９の外側に位置する。このため、複数のシースヒータ１１０の上段部１１０－１の両末端が、第２の支持プレート１０４上においてその中心部に集中することを防ぐことができる。換言すると、シースヒータ１１０の両末端が第２の支持プレート１０４上において領域１０９に位置するよう、すべてのシースヒータ１１０を折り返す必要がない。このため、ステージ１４０の中心部の局所的過熱が防止されるのみならず、シースヒータ１１０のレイアウトに対する制約が大幅に低減される。その結果、より効率よく、かつ、均一に基板を加熱するためのレイアウトを構築することが可能となる。例えば、第２の支持プレート１０４において上段部１１０－１がより高い対称性を持つように、複数のシースヒータ１１０を配置することができる。

【0044】

例えば図１０（Ａ）に示すステージ１４２のように、半円弧状の上段部１１０－１を有する複数のシースヒータ１１０を対称性良く配置することができる。より具体的には、ステージ１４２は第１のシースヒータ１１０ａから第７のシースヒータ１１０ｇを有する。第１のシースヒータ１１０ａはほぼ円に近い円弧状の上段部１１０－１を有している。一方、第２のシースヒータ１１０ｂから第７のシースヒータ１１０ｇは、半径の異なる二つの円弧が端部同士で接続された形状を備える上段部１１０－１を有している。

【0045】

第２のシースヒータ１１０ｂと第３のシースヒータ１１０ｃの上段部１１０－１は同一の形状を有し、第１のシースヒータ１１０ａを取り囲むように、かつ、第２のシースヒータ１１０ｂと第３のシースヒータ１１０ｃの一方を第２の支持プレート１０４の中心を通る軸で１８０°回転させると他方に重なるように配置することができる。すなわち、第２のシースヒータ１１０ｂと第３のシースヒータ１１０ｃの上段部１１０－１を一体化された一つの構造として認識すると、この構造はＣ２回転軸を有する。

【0046】

同様に、第４のシースヒータ１１０ｄと第５のシースヒータ１１０ｅの上段部１１０－１は同一の形状を有しており、第１のシースヒータ１１０ａ、第２のシースヒータ１１０ｂ、および第３のシースヒータ１１０ｃを取り囲むように、かつ、第４のシースヒータ１１０ｄと第５のシースヒータ１１０ｅの一方を第２の支持プレート１０４の中心を通る軸で１８０°回転させると他方に重なるように配置される。すなわち、第４のシースヒータ１１０ｄと第５のシースヒータ１１０ｅの上段部１１０－１を一体化された一つの構造として認識すると、この構造はＣ２回転軸を有する。第６のシースヒータ１１０ｆと第７のシースヒータ１１０ｇの上段部１１０－１についても同様である。

【0047】

あるいは図１０（Ｂ）に示すステージ１４４のように、九つのシースヒータ（第１のシースヒータ１１０ａから第９のシースヒータ１１０i）を対称性良く配置することも可能である。ここで示した例では、ほぼ円に近い円弧状の上段部１１０－１を有する第１のシースヒータ１１０ａとともに、半径の異なる二つの円弧が端部同士で接続された形状を有する上段部１１０－１を備える第２のシースヒータ１１０ｂから第９のシースヒータ１１０ｉが配置されている。

【0048】

第２のシースヒータ１１０ｂから第５のシースヒータ１１０ｅの上段部１１０－１は同一の形状を有し、第１のシースヒータ１１０ａを取り囲むように、かつ、第２のシースヒータ１１０ｂから第５のシースヒータ１１０ｅの一つを第２の支持プレート１０４の中心を通る軸で９０°回転させると他の一つと重なるように配置することができる。すなわち、第２のシースヒータ１１０ｂから第５のシースヒータ１１０ｅの上段部１１０－１を一体化された一つの構造として認識すると、この構造はＣ４回転軸を有する。

【0049】

同様に、第６のシースヒータ１１０ｆから第９のシースヒータ１１０ｉの上段部１１０－１は同一の形状を有しており、第１のシースヒータ１１０ａから第５のシースヒータ１１０ｅを取り囲むように、かつ、第６のシースヒータ１１０ｆから第９のシースヒータ１１０ｉの一つを第２の支持プレート１０４の中心を通る軸で９０°回転させると他の一つに重なるように配置される。すなわち、第６のシースヒータ１１０ｆから第９のシースヒータ１１０ｉの上段部１１０－１を一体化された一つの構造として認識すると、この構造はＣ４回転軸を有する。

【0050】

さらに、ステージ１４４では、形状の異なる上段部１１０－１を有する一対のシースヒータが一つの四分円内に配置される。例えば第２のシースヒータ１１０ｂと第６のシースヒータ１１０ｆは一つの四分円内に配置される。また、第２のシースヒータ１１０ｂから第９のシースヒータ１１０ｉの上段部１１０－１を一体化された一つの構造として認識すると、この構造はＣ４回転軸を有する。

【0051】

上述したようなレイアウトを採用しても、複数のシースヒータ１１０のうち、上段部１１０－１の両末端がともに領域１０９内に存在するのは第１のシースヒータ１１０ａだけであり、他のシースヒータ１１０の上段部１１０－１の両末端は領域１０９の外側に位置する。このため、ステージ１４０の中心部の局所的過熱が防止される。また、高い対称性で複数のシースヒータ１１０の上段部１１０－１を第２の支持プレート１０４上に配置することができるため、より均一に、かつ、精密に基板の温度を制御すことが可能である。

【0052】

（第４実施形態）
本実施形態では、シースヒータ１１０の構造を説明する。

【0053】

１．両端子型シースヒータ
本実施形態に係るステージ１００に使用可能なシースヒータ１１０に制約はなく、様々な構造を有するシースヒータ１１０を使用することができる。その一例として、両端子型のシースヒータ１１０の断面模式図を図１１（Ａ）から図１３（Ｃ）に示す。図１１（Ａ）はシースヒータ１１０の長軸を含む断面の模式図であり、図１１（Ｂ）と図１１（Ｃ）は長軸に垂直な鎖線Ｅ－Ｅ´を含む断面模式図である。

【0054】

図１１（Ａ）に示したシースヒータ１１０は、長軸方向に延伸するヒータ線１１８、ヒータ線１１８を囲む絶縁体１１６、絶縁体１１６を囲む金属シース１１５、ヒータ線１１８と電気的に接続される一対のリード線１１２、およびリード線１１２と電気的に接続される一対の端子１１４を含む。金属シース１１５とヒータ線１１８は絶縁体１１６によって電気的に絶縁される。図１１（Ａ）に示すように、リード線１１２の一部は絶縁体１１６に囲まれてもよく、図示しないが、ヒータ線１１８の一部が絶縁体１１６から露出してもよい。

【0055】

ヒータ線１１８には、通電することでジュール熱を発生する導電体を用いることができる。具体的には、タングステン、タンタル、モリブデン、白金、ニッケル、クロム、およびコバルトから選択される金属、あるいはこれらの金属を含む合金などを使用することができる。合金としては、ニッケルとクロムの合金、ニッケル、クロム、およびコバルトを含む合金などが挙げられる。

【0056】

絶縁体１１６はヒータ線１１８が金属シース１１５と接触してショートすることを防ぐために設けられる。絶縁体１１６に使用される材料は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上３００Ｗ／ｍＫの絶縁材料から選択することができる。このような材料を使用することで、ヒータ線１１８が発生する熱エネルギーを効率よく金属シース１１５へ伝えることができる。絶縁体１１６としては、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどが例示される。

【0057】

金属シース１１５は金属を含み、金属は１０Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する金属から選択することができる。このような金属を選択することで、ヒータ線１１８が発生する熱エネルギーを効率よく第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４へ伝えることができる。金属は、３×１０^-6／Ｋ以上２５×１０^-6／Ｋ以下の熱膨張率を有することが好ましい。また、金属シース１１５、第１の支持プレート１０２、および第２の支持プレート１０４に使用される金属は同一でも良く、異なっていてもよい。異なる場合、これらに含まれる金属の熱膨張率の差が２５０×１０^-6／Ｋ以下となるように金属シース１１５、第１の支持プレート１０２、および第２の支持プレート１０４を構成することが好ましい。これにより、熱膨張による変形を抑制することができ、信頼性の高いステージを提供することができる。具体的には、アルミニウム、チタン、ステンレスなどの金属や合金を金属シース１１５に用いることができる。

【0058】

シースヒータ１１０の長軸に垂直な断面の形状に制約はなく、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）に示すように円形や四角形でもよく、あるいは、図示しないが楕円形状でも良い。断面形状が円形の場合、変形に必要な力は曲げる方向に依存しないため、容易に任意の方向にシースヒータ１１０を曲げることができる。このため、第１の支持プレート１０２や第２の支持プレート１０４などに形成される溝にシースヒータ１１０を容易に配置することが可能となる。

【0059】

ヒータ線１１８の、シースヒータ１１０の長軸に垂直な断面の形状にも制約はなく、円でも良く（図１１（Ｂ））、多角形（図１１（Ｂ））でも良い。断面形状が四角形の場合、帯状のヒータ線１１８を与える。図１２（Ａ）に示すように、ヒータ線１１８は金属シース１１５内で捻じれ、らせん構造を形成してもよい。この場合、長軸に垂直な鎖線Ｆ－Ｆ´、Ｇ－Ｇ´、Ｈ－Ｈ´を含む断面模式図（図１２（Ｂ）から図１２（Ｄ））に示すように、長軸に垂直な平面においてヒータ線１１８の配置が連続的に変化する。帯状のヒータ線１１８がらせん構造を有する場合、らせんのピッチＬ１は１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、あるいは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となるよう、らせん構造が調整される。このようならせん構造を適用することにより、金属シース１１５の単位当たりのヒータ線１１８の長さが増大し、シースヒータ１１０の抵抗値を増大させることができる。さらに、ヒータ線１１８にばね性を付与することができるため、ヒータ線１１８の変形や熱膨張時の断線が抑制される。このため、例えば金属シース１１５とヒータ線１１８との熱膨張率の差が大きくても、信頼性が向上したシースヒータ１１０を提供することが可能となる。

【0060】

シースヒータ１１０は複数のヒータ線１１８を金属シース１１５内に有していてもよい。例えば図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示すように、シースヒータ１１０は、分岐構造を有するリード線１１２を備え、一つのリード線１１２から二つのヒータ線１１８ａ、１１８ｂが接続され、他方のリード線１１２へ延伸するように構成することができる。この場合においても、各ヒータ線１１８ａ、１１８ｂの断面形状は任意に設定することができ、円形、四角形、楕円形などから選択することができる。断面形状が四角形の場合には、図１１（Ｂ）に示すようにそれぞれのヒータ線１１８がらせん構造を形成してもよい。図示しないが、シースヒータ１１０は、断面形状が異なる複数のヒータ線１１８を有してもよい。また、図１３（Ｃ）に示すように、リード線１１２が分岐構造を持たず、ヒータ線１１８が金属シース１１５内で分岐（点線円内の構造参照）することで複数のヒータ線１１８を形成してもよい。複数のヒータ線１１８を設けることで、シースヒータ１１０内におけるヒータ線１１８の密度を増大させることができるため、第２の支持プレート１０４や第１の支持プレート１０２をより効率よく加熱することができる。

【0061】

２．片端子型シースヒータ
図４（Ａ）に示すように、片端子型のシースヒータ１１０を適用することもできる。片端子型シースヒータ１１０は、金属シース１１５が一端が閉じられた円筒形を有し、ヒータ線１１８が金属シース１１５内で折りたたまれ、その両端が金属シース１１５の一端から取り出される点で両端子型シースヒータ１１０と異なる。したがって片端子型シースヒータ１１０では、１つのヒータ線１１８が金属シース１１５内で２軸（２芯）となるよう配置される。金属シース１１５内でヒータ線１１８のショートを防ぐため、一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分、すなわち、ヒータ線１１８の互いに対向する二つの部分が絶縁体１１６によって互いに絶縁される。

【0062】

片端子型のシースヒータ１１０の場合でも、帯状のヒータ線１１８を用いることができ、また、一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分は、それぞれ独立してらせん構造を有してもよい（図１４（Ｂ））。鎖線Ｉ－Ｉ´を含む断面模式図（図１４（Ｃ））に示すように、ヒータ線１１８の法線は、金属シース１１５が延伸する方向に対してほぼ垂直である。さらに、ヒータ線１１８の互いに対向する二つの部分において、ヒータ線１１８の面はほぼ平行である。また、らせん構造の巻方向を同一とし、そのピッチＬ１もほぼ同一とすることで、ヒータ線１１８の互いに対向する二つの部分の間の距離ｇ２を一定に維持することができ、その結果、ヒータ線１１８のショートを防ぐことができる。ただし、ヒータ線１１８の互いに対向する二つの部分は、らせんの巻方向やピッチＬ１は、互いに異なっていてもよい。

【0063】

図１４（Ｃ）を参照すると、ヒータ線１１８の幅ｄ１は０．１ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲から選択でき、厚みｄ２は０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下の範囲から選択することができる。金属シース１１５の内径ｄ３は３．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下の範囲から、厚みｄ４は０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲から、外径ｄ５は３．０ｍｍ以上１１．０ｍｍ以下の範囲から選択することができる。ヒータ線１１８と金属シース１１５との最短距離ｇ１は０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、あるいは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲から選択することができる。ヒータ線１１８の一方の端部から折り返し部分と、他方の端部から折り返し部分との距離ｇ２は０．３ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、あるいはは０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲から選択される。これにより、シースヒータ１１０を細く形成することができ、その結果、微細なレイアウトでシースヒータ１１０を配置することができ、基板の温度分布をさらに低減することができる。また、金属シース１１５とヒータ線１１８との絶縁を確保するとともに、ヒータ線１１８のショートを防ぐことができる。

【0064】

あるいは図１５（Ａ）に示すように、ヒータ線１１８の互いに対向する二つの部分は、二重らせん構造を有するよう、ヒータ線１１８を構成してもよい。この場合、ヒータ線１１８のらせん構造のピッチＬ２は１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下、１．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、あるいは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下となるよう、ヒータ線１１８を構成することができる。

【0065】

両端子型と同様、片端子型のシースヒータ１１０も金属シース１１５内に複数のヒータ線１１８を備えてもよい。例えば図１５（Ｂ）に示すように、ヒータ線１１８が金属シース１１５内にリード線１１２に接続される二つの分岐構造（点線円の構造を参照）を有し、一方の分岐構造から他方の分岐構造へ延伸する二つのヒータ線１１８ａ、１１８ｂを有するよう、シースヒータ１１０を構成してもよい。

【0066】

片端子型のシースヒータ１１０を用いることで、シースヒータ１１０のレイアウトの自由度をさらに向上させることができる。例えば図１６（Ａ）の模式的上面図、図１６（Ａ）の鎖線Ｊ－Ｊ´に沿った模式的断面図（図１６（Ｂ））に示すステージ１４６は、両端子型のシースヒータ１１０に替えて片端子型のシースヒータ１１０が用いられている点でステージ１４０（図７（Ａ）、図７（Ｂ）参照）と異なる。片端子型のシースヒータ１１０では、金属シース１１５の一端（閉鎖端）は閉じられており、一対のリード線１１２は共に金属シース１１５の他端（開放端）側に接続される。このため、上段部１１０－１が配置される第１の溝１２０には貫通孔が一つだけ形成され、この貫通孔を通過するようにシースヒータ１１０が折り曲げられる。この折り曲げられた部分から先が下段部１１０－２であり、下段部１１０－２は第２の面１０４－２上を領域１０９まで延伸する。したがって、各シースヒータ１１０は単一の下段部１１０－２を有しており、領域１０９へ延伸する下段部１１０－２の数はシースヒータ１１０と同数、あるいはそれよりも小さくなる。よって、領域１０９まで延伸する第２の溝１２２の数も低減することができ、より多くのシースヒータ１１０を高い自由度で配置することが可能となる。

【0067】

（第５実施形態）
本実施形態では、上述したステージ１００、１４０、１４２、１４４、または１４６を備える成膜装置と膜加工装置について説明する。本実施形態ではステージとして１００が備えられた成膜装置と膜加工装置を例として説明する。第１から第４実施形態と同一、類似する構成に関しては説明を割愛することがある。

【0068】

１．エッチング装置
図１７には、膜加工装置として、種々の膜に対してドライエッチングを行うためのエッチング装置２００の断面模式図が示されている。エッチング装置２００は、チャンバー２０２を有している。チャンバー２０２は、基板上に形成された導電体、絶縁体、半導体などの膜に対してエッチングを行う空間を提供する。

【0069】

チャンバー２０２には排気装置２０４が接続され、これにより、チャンバー２０２内を減圧雰囲気に設定することができる。チャンバー２０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管２０６が設けられ、バルブ２０８を介してチャンバー内にエッチング用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、例えば四フッ化炭素（ＣＦ₄）、オクタフルオロシクロブタン（ｃ－Ｃ₄Ｆ₈）、デカフルオロシクロペンタン（ｃ－Ｃ₅Ｆ₁₀）、ヘキサフルオロブタジエン（Ｃ₄Ｆ₆）などの含フッ素有機化合物が挙げられる。

【0070】

チャンバー２０２上部には導波管２１０を介してマイクロ波源２１２を設けることができる。マイクロ波源２１２はマイクロ波を供給するためのアンテナなどを有しており、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波や、１３．５６ＭＨｚのラジオ波（ＲＦ）といった高周波数のマイクロ波を出力する。マイクロ波源２１２で発生したマイクロ波は導波管２１０によってチャンバー２０２の上部へ伝播し、石英やセラミックなどを含む窓２１４を介してチャンバー２０２内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる電子やイオン、ラジカルによって膜のエッチングが進行する。

【0071】

チャンバー２０２下部には基板を設置するため、本発明の実施形態に係るステージ１００が設けられる。基板はステージ１００上に設置される。ステージ１００には電源２２４が接続され、高周波電力がステージ１００に与えられ、マイクロ波による電界がステージ１００の表面、基板表面に対して垂直な方向に形成される。チャンバー２０２の上部や側面にはさらに磁石２１６、２１８、２２０を設けることができる。磁石２１６、２１８、２２０としては永久磁石でもよく、電磁コイルを有する電磁石でもよい。磁石２１６、２１８、２２０によってステージ１００、および基板表面に平行な磁界成分が作り出され、マイクロ波による電界との連携により、プラズマ中の電子はローレンツ力を受けて共鳴し、ステージ１００、および基板表面に束縛される。その結果、高い密度のプラズマを基板表面に発生させることができる。

【0072】

ステージ１００にはさらに、ステージ１００に設けられるシースヒータ１１０を制御するヒータ電源２３０が接続される。ステージ１００にはさらに、任意の構成として、基板をステージ１００に固定するための静電チャック用の電源２２６や、ステージ１００内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ２２８、ステージ１００を回転させるための回転制御装置（図示せず）が接続されてもよい。

【0073】

上述したように、エッチング装置２００には本発明の実施形態に係るステージ１００が用いられる。このステージ１００を用いることで、基板を均一に加熱し、かつ、加熱温度を精密に制御することができる。したがって、エッチング装置２００により、基板上に設けられる種々の膜に対し精密なパターニングを行うことが可能となる。

【0074】

２．ＣＶＤ装置
図１８は、成膜装置の一つであるＣＶＤ装置３００の模式図である。ＣＶＤ装置３００はチャンバー３０２を有し、反応ガスを化学的に反応させる場を提供する。

【0075】

チャンバー３０２には排気装置３０４が接続され、チャンバー３０２内の圧力を低減することができる。チャンバー３０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管３０６が設けられ、バルブ３０８を介してチャンバー３０２内に成膜用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、作成する膜に依存して種々のガスを用いることができる。ガスは、常温で液体でもよい。例えばシランやジクロロシラン、テトラエトキシシランなどを用いることでシリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素などの薄膜を形成することができる。あるいはフッ化タングステンやトリメチルアルミニウムなどを用いることで、タングステンやアルミニウムなどの金属薄膜を形成することができる。

【0076】

エッチング装置２００と同様、チャンバー３０２上部には導波管３１０を介してマイクロ波源３１２を設けてもよい。マイクロ波源３１２で発生したマイクロ波は導波管３１０によってチャンバー３０２内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる種々の活性種によってガスの化学反応が促進され、化学反応によって得られる生成物が基板上に堆積し、薄膜が形成される。任意の構成として、プラズマの密度を増大させるための磁石３４４をチャンバー３０２内に設けることができる。チャンバー３０２下部には、第１実施形態で述べたステージ１００が設けられ、基板がステージ１００上に設置された状態で薄膜の堆積を行うことができる。エッチング装置２００と同様、チャンバー３０２の側面にはさらに磁石３１６、３１８を設けてもよい。

【0077】

ステージ１００にはさらに、ステージ１００に設けられるシースヒータ１１０を制御するヒータ電源３３０が接続される。ステージ１００にはさらに、任意の構成として、高周波電力をステージ１００に供給するための電源３２４、静電チャック用の電源３２６、ステージ１００内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ３２８、ステージ１００を回転させるための回転制御装置（図示せず）などが接続されてもよい。

【0078】

３．スパッタ装置
図１９は、成膜装置の一つであるスパッタ装置４００の模式図である。スパッタ装置４００はチャンバー４０２を有し、高速のイオンとターゲットの衝突、およびその際に発生するターゲット原子の堆積のための場を提供する。

【0079】

チャンバー４０２にはチャンバー４０２内を減圧にするための排気装置４０４が接続される。チャンバー４０２にはアルゴンなどのスパッタガスをチャンバー４０２へ導入するための導入管４０６、およびバルブ４０８が設けられる。

【0080】

チャンバー４０２下部には、成膜する材料を含むターゲットを保持し、かつ陰極として機能するターゲットステージ４１０が設けられ、その上にターゲット４１２が設置される。ターゲットステージ４１０には高周波電源４１４が接続され、高周波電源４１４によってチャンバー４０２内にプラズマを発生することができる。

【0081】

チャンバー４０２上部には、第１実施形態で述べたステージ１００を設けることができる。この場合、基板がステージ１００下に設置された状態で薄膜の形成が進行する。エッチング装置２００やＣＶＤ装置３００と同様、ステージ１００にはヒータ電源４３０が接続される。ステージ１００にはさらに、高周波電力をステージ１００に供給するための電源４２４、静電チャック用の電源４２６、温度コントローラ４２８、ステージ１００を回転させるための回転制御装置（図示せず）が接続されてもよい。

【0082】

チャンバー４０２内で発生したプラズマによって加速されたアルゴンイオンは、ターゲット４１２に衝突し、ターゲット４１２の原子が弾き出される。弾き出された原子は、シャッター４１６が開放されている間、ステージ１００下に設置される基板へ飛翔し、堆積する。

【0083】

本実施形態では、ステージ１００がチャンバー４０２の上部に、ターゲットステージ４１０がチャンバー４０２の下部に設置される構成が例示されるが、本実施形態はこの構成に限られず、ターゲット４１２がステージ１００の上に位置するようにスパッタ装置４００を構成してもよい。あるいは、基板の主面が水平面に対して垂直に配置されるようにステージ１００を設置し、それに対向するようにターゲットステージ４１０を設けてもよい。

【0084】

４．蒸着装置
図２０は、成膜装置の一つである蒸着装置５００の模式図である。蒸着装置５００はチャンバー５０２を有し、蒸着源５１０における材料の蒸発、ならびに蒸発した材料の基板上への堆積のための空間が提供される。

【0085】

チャンバー５０２にはチャンバー５０２内を高真空にするための排気装置５０４が接続される。チャンバー５０２にはチャンバー５０２を大気圧に戻すための導入管５０６が設けられ、バルブ５０８を介して窒素やアルゴンなどの不活性ガスがチャンバー５０２内に導入される。

【0086】

チャンバー５０２上部には、ステージ１００を設けることができる。基板がステージ１００下に設置された状態で材料の堆積が進行する。エッチング装置２００、ＣＶＤ装置３００、スパッタ装置４００と同様、ステージ１００にはさらにヒータ電源５２８が接続される。ステージ１００にはさらに、任意の構成として、静電チャック用の電源５２４、温度コントローラ５２６、ステージ１００を回転させるための回転制御装置５３０が接続されてもよい。ステージ１００はさらに、基板と蒸着源５１０の間にメタルマスクを固定するためのマスクホルダ５１６を有してもよい。これにより、材料を堆積する領域にメタルマスクの開口部が重なるように、基板近傍にメタルマスクを配置することができる。

【0087】

蒸着源５１０がチャンバーの下側に設けられ、蒸着する材料が蒸着源５１０に充填される。蒸着源５１０には材料を加熱するためのヒータが設けられており、ヒータは制御装置５１２によって制御される。排気装置５０４を用いてチャンバー５０２内を高真空にし、蒸着源５１０を加熱して材料を気化させることで蒸着が開始される。蒸着の速度が一定になった時にシャッター５１４を開放することで、基板上において材料の堆積が開始される。

【0088】

上述したように、本実施形態のＣＶＤ装置３００、スパッタ装置４００、蒸着装置５００などの成膜装置には、本発明の実施形態に係るステージが用いられる。このステージを用いることで、基板を均一に加熱し、かつ、加熱温度を精密に制御することができる。したがって、これらの成膜装置を用いることで、特性が制御された種々の膜を基板上に均一に形成することが可能となる。

【0089】

（第６実施形態）
本実施形態では、第１、第２、第３実施形態で述べたステージ１００、１４０、１４２とは異なる構造を有するステージ１４８を説明する。第１から第４実施形態で述べた構造と同一、あるいは類似する構成については説明を割愛することがある。本実施形態では複数の片端子型シースヒータを用いたステージ１４８を例として説明するが、単一のシースヒータを用いてもよく、あるいは単一または複数の両端子型シースヒータを適用しても構わない。

【0090】

図２１（Ａ）にステージ１４８の上面模式図を、図２１（Ｂ）に図２１（Ａ）の鎖線Ｋ－Ｋ´に沿った断面の模式図を示す。他のステージ１００、１４０、１４２と同様、シースヒータ１１０は第２の支持プレート１０４を貫通し、少なくとも一つのシースヒータ１１０は上段部１１０－１と下段部１１０－２を構成するように配置される。ただしステージ１４８では、少なくとも一つのシースヒータ１１０は、上段部１１０－１と下段部１１０－２の間では第１の面１０４－１と第２の面１０４－２に対して斜めに延伸する。例えば図２１（Ｂ）に示すように、第３のシースヒータ１１０ｃの上段部１１０－１と下段部１１０－２の間の部分が第１の面１０４－１と第２の面１０４－２に対して斜めに配置される（鎖線楕円で囲まれた領域を参照）。したがって、第１の溝１２０の端部と第２の溝１２２の端部の間も、第１の面１０４－１と第２の面１０４－２に対して斜めに配置される。シースヒータ１１０が斜めに配置される部分は、上段部１１０－１から下段部１１０－２に向かう方向が、ステージ１４８の外周から中心方向に向かうように配置することが好ましい。他のシースヒータ１１０においても、上段部１１０－１と下段部１１０－２の間の部分を斜めに配置してもよい。

【0091】

このような配置を採用することで、シースヒータ１１０を折り曲げる角度を小さくすることができるため、折り曲げられる部分に掛かる歪みを軽減することができるだけでなく、シースヒータ１１０の配置の自由度を向上させることができる。また、外径の大きなシースヒータ１１０を採用することもでき、さらには第２の支持プレート１０４の厚さを低減することも可能である。

【0092】

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0093】

また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

【符号の説明】

【0094】

１００：ステージ、１０２：第１の支持プレート、１０４：第２の支持プレート、１０４－１：第１の面、１０４－２：第２の面、１０４－３：上面、１０４－４：下面、１０６：第３の支持プレート、１０８：シャフト、１０９：領域、１１０：シースヒータ、１１０－１：上段部、１１０－２：下段部、１１０ａ：第１のシースヒータ、１１０ｂ：第２のシースヒータ、１１０ｃ：第３のシースヒータ、１１０ｄ：第４のシースヒータ、１１０ｅ：第５のシースヒータ、１１０ｆ：第６のシースヒータ、１１０ｇ：第７のシースヒータ、１１０ｉ：第９のシースヒータ、１１２：リード線、１１４：端子、１１５：金属シース、１１６：絶縁体、１１８：ヒータ線、１２０：第１の溝、１２２：第２の溝、１２４：第３の溝、１２６：第４の溝、１３０：貫通孔、１４０：ステージ、１４２：ステージ、１４４：ステージ、１４６：ステージ、１４８：ステージ、２００：エッチング装置、２０２：チャンバー、２０４：排気装置、２０６：導入管、２０８：バルブ、２１０：導波管、２１２：マイクロ波源、２１４：窓、２１６：磁石、２１８：磁石、２２０：磁石、２２４：電源、２２６：電源、２２８：温度コントローラ、２３０：ヒータ電源、３００：装置、３０２：チャンバー、３０４：排気装置、３０６：導入管、３０８：バルブ、３１０：導波管、３１２：マイクロ波源、３１６：磁石、３１８：磁石、３２４：電源、３２６：電源、３２８：温度コントローラ、３３０：ヒータ電源、３４４：磁石、４００：スパッタ装置、４０２：チャンバー、４０４：排気装置、４０６：導入管、４０８：バルブ、４１０：ターゲットステージ、４１２：ターゲット、４１４：高周波電源、４１６：シャッター、４２４：電源、４２６：電源、４２８：温度コントローラ、４３０：ヒータ電源、５００：蒸着装置、５０２：チャンバー、５０４：排気装置、５０６：導入管、５０８：バルブ、５１０：蒸着源、５１２：制御装置、５１４：シャッター、５１６：マスクホルダ、５２４：電源、５２６：温度コントローラ、５２８：ヒータ電源、５３０：回転制御装置

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】