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JP2025014849A - Substrate mounting base, substrate processing device and substrate processing method - Google Patents

Substrate mounting base, substrate processing device and substrate processing method Download PDF

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JP2025014849A
JP2025014849A JP2023117761A JP2023117761A JP2025014849A JP 2025014849 A JP2025014849 A JP 2025014849A JP 2023117761 A JP2023117761 A JP 2023117761A JP 2023117761 A JP2023117761 A JP 2023117761A JP 2025014849 A JP2025014849 A JP 2025014849A
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substrate
heating plate
cooling plate
gap space
mounting table
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Application number
JP2023117761A
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Japanese (ja)
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新悟 出口
Shingo Deguchi
誠治 田中
Seiji Tanaka
直也 三枝
Naoya Saegusa
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Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
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Abstract

To provide a substrate mounting base which is usable in a high-temperature process, and to provide a substrate processing device and a substrate processing method.SOLUTION: A substrate mounting base is installed inside of a processing container, in which processing is applied to a substrate, and the substrate is mounted thereon. The substrate mounting base comprises: an electrostatic chuck consisting of a base material including a dielectric layer with a built-in attraction electrode on a mounting surface on which the substrate is mounted; a heating plate consisting of aluminum or an aluminum alloy connected at a lower side of the electrostatic chuck; and a cooling plate consisting of the aluminum or the aluminum alloy connected at a lower side of the heating plate. A face of the heating plate corresponding to the cooling plate is defined as a first face, and a face of the cooling plate corresponding to the heating plate is defined as a second face. The substrate mounting base includes a gap space extending in a direction along the first face and the second face between the heating plate and the cooling plate and includes alumite coatings at least on any one of or both the first face exposed in the gap space and the second face exposed in the gap space.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、基板載置台、基板処理装置及び基板処理方法に関する。 This disclosure relates to a substrate placement table, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method.

特許文献1には、熱媒体が内部を通流する熱交換ジャケットと、熱交換ジャケットの平坦な熱交換面の温度分布の不均一を緩和する均熱プレートと、吸着電極を絶縁物中に埋め込んでなる静電チャックと、で構成される基板ホールダにおいて、170℃程度に加熱された弗化炭素系熱媒体が熱交換ジャケットに輸送され、均熱プレートを介して静電チャックを均一に加熱することが記載されている。 Patent Document 1 describes a substrate holder that is composed of a heat exchange jacket through which a heat medium flows, a heat equalizing plate that reduces unevenness in the temperature distribution on the flat heat exchange surface of the heat exchange jacket, and an electrostatic chuck that has an adsorption electrode embedded in an insulating material, in which a carbon fluoride-based heat medium heated to about 170°C is transported to the heat exchange jacket, and the electrostatic chuck is uniformly heated via the heat equalizing plate.

特開平05-29300号公報Japanese Patent Application Publication No. 05-29300

一の側面では、本開示は、高温プロセスに用いることができる基板載置台、基板処理装置及び基板処理方法を提供する。 In one aspect, the present disclosure provides a substrate mounting table, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method that can be used for high-temperature processes.

上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板に処理を施す処理容器の内部に設置され、前記基板を載置する基板載置台であって、前記基板載置台は、前記基板を載置する載置面に吸着電極を内蔵した誘電体層を備えた基材から成る静電チャックと、前記静電チャックの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る加熱プレートと、前記加熱プレートの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る冷却プレートと、を有し、前記加熱プレートの前記冷却プレートに対応する面を第1の面とし、前記冷却プレートの前記加熱プレートに対応する面を第2の面とし、前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間において、前記第1の面及び前記第2の面に沿った方向に延在する隙間空間を有し、少なくとも、前記隙間空間に露出する前記第1の面及び前記隙間空間に露出する前記第2の面のいずれか一方または両方にアルマイト皮膜を有する、基板載置台が提供される。 In order to solve the above problem, according to one aspect, a substrate mounting table is provided that is installed inside a processing vessel that processes a substrate and that mounts the substrate thereon, the substrate mounting table having an electrostatic chuck made of a base material with a dielectric layer having an internal adsorption electrode on the mounting surface on which the substrate is mounted, a heating plate made of aluminum or an aluminum alloy connected below the electrostatic chuck, and a cooling plate made of aluminum or an aluminum alloy connected below the heating plate, the surface of the heating plate that corresponds to the cooling plate being a first surface, the surface of the cooling plate that corresponds to the heating plate being a second surface, a gap space extending in a direction along the first surface and the second surface is provided between the heating plate and the cooling plate, and at least one or both of the first surface exposed to the gap space and the second surface exposed to the gap space have an anodized aluminum coating.

一の側面によれば、本開示は、高温プロセスに用いることができる基板載置台、基板処理装置及び基板処理方法を提供することができる。 According to one aspect, the present disclosure provides a substrate mounting table, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method that can be used in high-temperature processes.

プラズマ処理装置の一例を示す縦断面図。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of a plasma processing apparatus. 第1実施形態に係る基板載置台の断面模式図の一例。2 is a schematic cross-sectional view of an example of the substrate mounting table according to the first embodiment. 第1実施形態に係る基板載置台の部分拡大断面模式図の一例。3 is an example of a partially enlarged schematic cross-sectional view of the substrate mounting table according to the first embodiment. アルマイト処理と放射率との関係を示す表の一例。1 is an example of a table showing the relationship between anodizing and emissivity. 参考例に係る基板載置台の断面模式図の一例。1 is a schematic cross-sectional view of a substrate mounting table according to a reference example. 第2実施形態に係る基板載置台の断面模式図の一例。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a substrate mounting table according to a second embodiment.

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。 Below, a description will be given of a mode for carrying out the present disclosure with reference to the drawings. In each drawing, the same components are given the same reference numerals, and duplicate descriptions may be omitted.

[プラズマ処理装置]
プラズマ処理装置100(基板処理装置)について、図1を用いて説明する。図1は、プラズマ処理装置100の一例を示す縦断面図である。
[Plasma Processing Apparatus]
A plasma processing apparatus 100 (substrate processing apparatus) will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a vertical cross-sectional view showing an example of the plasma processing apparatus 100.

図1に示すプラズマ処理装置100は、フラットパネルディスプレイ(Flat Panel Display、以下、「FPD」という)用の平面視矩形の基板G(以下、単に「基板」という)に対して、各種の基板処理方法を実行する誘導結合型プラズマ(Inductive Coupled Plasma: ICP)処理装置である。基板の材料としては、主にガラスが用いられ、用途によっては透明の合成樹脂などが用いられることもある。ここで、基板処理には、CVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いた成膜処理や、エッチング処理等が含まれる。FPDとしては、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display: LCD)やエレクトロルミネセンス(Electro Luminescence: EL)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel;PDP)等が例示される。基板は、その表面に回路がパターニングされる形態の他、支持基板も含まれる。また、FPD用基板の平面寸法は世代の推移と共に大規模化しており、プラズマ処理装置100によって処理される基板Gの平面寸法は、例えば、第6世代の1500mm×1800mm程度の寸法から、第10.5世代の3000mm×3400mm程度の寸法までを少なくとも含む。また、基板Gの厚みは0.2mm乃至数mm程度である。 The plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1 is an inductively coupled plasma (ICP) processing apparatus that performs various substrate processing methods on a rectangular substrate G (hereinafter simply referred to as a "substrate") for a flat panel display (hereinafter referred to as an "FPD") in plan view. The substrate is mainly made of glass, and transparent synthetic resin may be used depending on the application. Here, the substrate processing includes film formation processing using a chemical vapor deposition (CVD) method, etching processing, etc. Examples of FPDs include liquid crystal displays (LCDs), electroluminescence (EL), plasma display panels (PDPs), etc. The substrate includes a form in which a circuit is patterned on its surface, as well as a support substrate. In addition, the planar dimensions of FPD substrates have become larger with each generation, and the planar dimensions of the substrate G processed by the plasma processing apparatus 100 include at least dimensions ranging from approximately 1500 mm x 1800 mm for the sixth generation to approximately 3000 mm x 3400 mm for the 10.5th generation. The thickness of the substrate G is approximately 0.2 mm to several mm.

図1に示すプラズマ処理装置100は、直方体状の箱型形状を有する処理容器20と、処理容器20内に配設されて基板Gが載置される平面視矩形の外形形状を有する基板載置台(載置台)70と、制御部90とを有する。尚、処理容器は、円筒状の箱型や楕円筒状の箱型などの形状であってもよく、この形態では、基板載置台も円形もしくは楕円形となり、基板載置台に載置される基板も円形等になる。 The plasma processing apparatus 100 shown in FIG. 1 has a processing vessel 20 having a rectangular box shape, a substrate mounting table (mounting table) 70 having a rectangular outer shape in a plan view that is disposed in the processing vessel 20 and on which a substrate G is mounted, and a control unit 90. The processing vessel may have a shape such as a cylindrical box or an elliptical cylindrical box, and in this form, the substrate mounting table is also circular or elliptical, and the substrate mounted on the substrate mounting table is also circular, etc.

処理容器20は、金属窓30により上下2つの空間に区画されており、上方空間であるアンテナ室Aは上チャンバー13により形成され、下方空間である処理室Sは下チャンバー17により形成される。処理容器20において、上チャンバー13と下チャンバー17の境界となる位置には矩形環状の支持枠14が処理容器20の内側に突設するようにして配設されており、支持枠14に金属窓30が取り付けられている。 The processing vessel 20 is divided into two spaces, an upper space and an lower space, by a metal window 30. The upper space, antenna chamber A, is formed by the upper chamber 13, and the lower space, processing chamber S, is formed by the lower chamber 17. In the processing vessel 20, a rectangular ring-shaped support frame 14 is disposed at the boundary between the upper chamber 13 and the lower chamber 17 so as to protrude into the inside of the processing vessel 20, and a metal window 30 is attached to the support frame 14.

アンテナ室Aを形成する上チャンバー13は、側壁11と天板12とにより形成され、全体としてアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成される。 The upper chamber 13 that forms the antenna room A is formed by the side walls 11 and the top plate 12, and is made as a whole from a metal such as aluminum or an aluminum alloy.

処理室Sを内部に有する下チャンバー17は、側壁15と底板16とにより形成され、全体としてアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成される。また、側壁15は、接地線21により接地されている。 The lower chamber 17, which contains the processing chamber S, is formed by a side wall 15 and a bottom plate 16, and is made of a metal such as aluminum or an aluminum alloy as a whole. The side wall 15 is also grounded by a ground wire 21.

支持枠14は、導電性のアルミニウムやアルミニウム合金等の金属により形成されており、金属枠と称することもできる。 The support frame 14 is made of a metal such as conductive aluminum or an aluminum alloy, and can also be called a metal frame.

下チャンバー17の側壁15の上端には、矩形環状(無端状)のシール溝22が形成されており、シール溝22にOリング等のシール部材23が嵌め込まれ、シール部材23を支持枠14の当接面が保持することにより、下チャンバー17と支持枠14とのシール構造が形成される。 A rectangular annular (endless) seal groove 22 is formed at the upper end of the side wall 15 of the lower chamber 17. A seal member 23 such as an O-ring is fitted into the seal groove 22, and the seal member 23 is held by the contact surface of the support frame 14, thereby forming a seal structure between the lower chamber 17 and the support frame 14.

下チャンバー17の側壁15には、下チャンバー17に対して基板Gを搬出入するための搬出入口15aが開設されており、搬出入口15aはゲートバルブ24により開閉自在に構成されている。下チャンバー17には搬送機構を内包する搬送室(いずれも図示せず)が隣接しており、ゲートバルブ24を開閉制御し、搬送機構にて搬出入口15aを介して基板Gの搬出入が行われる。 A loading/unloading port 15a is provided in the side wall 15 of the lower chamber 17 for loading and unloading the substrate G into and from the lower chamber 17, and the loading/unloading port 15a is configured to be freely opened and closed by a gate valve 24. A transfer chamber (neither shown) containing a transfer mechanism is adjacent to the lower chamber 17, and the gate valve 24 is controlled to open and close, and the substrate G is loaded and unloaded by the transfer mechanism through the loading/unloading port 15a.

また、下チャンバー17の有する底板16には、複数の排気口16aが設けられている。下チャンバー17において基板載置台70を収容する処理容器20の側壁15は、角筒形状に形成される。換言すれば、処理容器20は、少なくとも基板載置台70を収容する下チャンバー17の位置においては、水平断面が矩形に形成される。また、基板載置台70は、上方から平面視して矩形に形成される。換言すれば、基板載置台70は、水平断面が矩形に形成される。排気口16aは、処理容器20の底板16において、基板載置台70を囲んで複数配置される。換言すれば、排気口16aは、平面視して基板載置台70よりも外側かつ処理容器20(下チャンバー17)の側壁15よりも内側に配置される。 The bottom plate 16 of the lower chamber 17 is provided with a plurality of exhaust ports 16a. The side wall 15 of the processing vessel 20 that houses the substrate mounting table 70 in the lower chamber 17 is formed in a square cylindrical shape. In other words, the processing vessel 20 is formed in a rectangular horizontal cross section at least at the position of the lower chamber 17 that houses the substrate mounting table 70. The substrate mounting table 70 is formed in a rectangular horizontal cross section when viewed from above. In other words, the substrate mounting table 70 is formed in a rectangular horizontal cross section. A plurality of exhaust ports 16a are arranged around the substrate mounting table 70 on the bottom plate 16 of the processing vessel 20. In other words, the exhaust ports 16a are arranged outside the substrate mounting table 70 and inside the side wall 15 of the processing vessel 20 (lower chamber 17) when viewed in a plan view.

各排気口16aは、排気装置300に接続されている。なお、下チャンバー17の適所には圧力計(図示せず)が設置されており、圧力計によるモニター情報が制御部90に送信されるようになっている。 Each exhaust port 16a is connected to an exhaust device 300. A pressure gauge (not shown) is installed at an appropriate position in the lower chamber 17, and monitor information from the pressure gauge is sent to the control unit 90.

基板載置台70は、静電チャック71と、加熱プレート72と、冷却プレート73と、を有している。静電チャック71は、上面に基板Gを保持する載置面を有し、基材711と、誘電体層712と、吸着電極713と、を含む。 The substrate mounting table 70 has an electrostatic chuck 71, a heating plate 72, and a cooling plate 73. The electrostatic chuck 71 has a mounting surface for holding the substrate G on its upper surface, and includes a base material 711, a dielectric layer 712, and an adsorption electrode 713.

基材711の平面視形状は矩形であり、基板載置台70に載置される基板Gと同程度の平面寸法を有する。基材711の長辺の長さは1800mm乃至3400mm程度に設定でき、短辺の長さは1500mm乃至3000mm程度に設定できる。この平面寸法に対して、基材711の厚みは、例えば50mm乃至100mm程度となり得る。 The substrate 711 has a rectangular shape in plan view, and has planar dimensions similar to those of the substrate G placed on the substrate placement table 70. The length of the long side of the substrate 711 can be set to approximately 1800 mm to 3400 mm, and the length of the short side can be set to approximately 1500 mm to 3000 mm. With respect to these planar dimensions, the thickness of the substrate 711 can be, for example, approximately 50 mm to 100 mm.

加熱プレート72は、静電チャック71の基材711の下に配置される。冷却プレート73は、加熱プレート72の下に配置される。 The heating plate 72 is disposed below the substrate 711 of the electrostatic chuck 71. The cooling plate 73 is disposed below the heating plate 72.

下チャンバー17の底板16の上には、絶縁材料により形成されて内側に段部を有する箱型の台座78が固定されており、台座78の段部の上に基板載置台70が載置される。 A box-shaped base 78 made of an insulating material and having a step on the inside is fixed on the bottom plate 16 of the lower chamber 17, and the substrate mounting table 70 is placed on the step of the base 78.

基材711の上面である基材上面711aには、アルミナやイットリア等のセラミックスを溶射して形成される誘電体被膜である誘電体層712(例えばセラミック溶射皮膜)と、誘電体層712の内部に埋設されて静電吸着機能を有しタングステンやモリブデン等により形成される吸着電極713(導電層)とを有する。 The upper surface 711a of the substrate 711 has a dielectric layer 712 (e.g., a ceramic spray coating) which is a dielectric coating formed by spraying ceramics such as alumina or yttria, and an adsorption electrode 713 (conductive layer) which is embedded inside the dielectric layer 712, has an electrostatic adsorption function, and is formed of tungsten, molybdenum, or the like.

吸着電極713は、給電線84を介して直流電源85に接続されている。制御部90により、給電線84に介在するスイッチ(図示せず)がオンされると、直流電源85から吸着電極713に直流電圧が印加されることによりクーロン力が発生する。このクーロン力により、基板Gが静電チャック71の上面に静電吸着され、誘電体層712を介して基材上面711aに載置された状態で保持される。基材711の上面の基材上面711aは、静電チャック71が基板Gを載置する載置面であり、また、基板載置台70が基板Gを載置する載置面である。 The adsorption electrode 713 is connected to a DC power source 85 via a power supply line 84. When the control unit 90 turns on a switch (not shown) on the power supply line 84, a DC voltage is applied from the DC power source 85 to the adsorption electrode 713, generating a Coulomb force. This Coulomb force electrostatically adsorbs the substrate G to the upper surface of the electrostatic chuck 71, and the substrate G is held in a state of being placed on the substrate upper surface 711a via the dielectric layer 712. The substrate upper surface 711a on the upper surface of the substrate 711 is the mounting surface on which the electrostatic chuck 71 places the substrate G, and is also the mounting surface on which the substrate mounting table 70 places the substrate G.

基板載置台70を構成する冷却プレート73には、矩形平面の全領域をカバーするように蛇行した熱媒体流路73aが設けられている。熱媒体流路73aの両端には、熱媒体流路73aに対して熱媒体が供給される送り配管73bと、熱媒体流路73aを流通して昇温された熱媒体が排出される戻り配管73cとが連通している。 The cooling plate 73 constituting the substrate mounting table 70 is provided with a heat medium flow path 73a that is serpentine so as to cover the entire area of the rectangular plane. Both ends of the heat medium flow path 73a are connected to a feed pipe 73b through which the heat medium is supplied to the heat medium flow path 73a, and a return pipe 73c through which the heat medium that has been heated by flowing through the heat medium flow path 73a is discharged.

図1に示すように、送り配管73bと戻り配管73cにはそれぞれ、送り流路87と戻り流路88が連通しており、送り流路87と戻り流路88はチラー86に連通している。チラー86は、熱媒体の温度や吐出流量を制御する本体部と、熱媒体を圧送するポンプとを有する(いずれも図示せず)。尚、熱媒体としては冷媒が適用され、この冷媒には、ガルデン(登録商標)やフロリナート(登録商標)等が適用される。 As shown in FIG. 1, the feed pipe 73b and the return pipe 73c are connected to a feed flow path 87 and a return flow path 88, respectively, and the feed flow path 87 and the return flow path 88 are connected to a chiller 86. The chiller 86 has a main body that controls the temperature and discharge flow rate of the heat medium, and a pump that pressurizes the heat medium (neither is shown). A refrigerant is used as the heat medium, and examples of the refrigerant that can be used include Galden (registered trademark) and Fluorinert (registered trademark).

また、加熱プレート72には、加熱素子72a(後述する図2参照)が設けられている。加熱素子72aは、例えば抵抗体であるヒータであって、タングステンやモリブデン、もしくはこれらの金属のいずれか一種とアルミナやチタン等との化合物から形成されてもよい。 The heating plate 72 is also provided with a heating element 72a (see FIG. 2 described later). The heating element 72a is, for example, a resistor heater, and may be made of tungsten or molybdenum, or a compound of one of these metals with alumina, titanium, or the like.

基材711には熱電対等の温度センサ(図示せず)が配設されており、温度センサによるモニター情報は、制御部90に随時送信される。そして、送信されたモニター情報に基づいて、基材711及び基板Gの温調制御が制御部90により実行される。より具体的には、制御部90により、加熱素子72aに供給される電力、チラー86から送り流路87に供給される熱媒体の温度や流量が調整される。そして、加熱素子72aの発熱量が調整され、温度調整や流量調整が行われた熱媒体が熱媒体流路73aに循環されることにより、基板載置台70の温調制御が実行される。 A temperature sensor (not shown) such as a thermocouple is provided on the substrate 711, and monitor information from the temperature sensor is sent to the control unit 90 at any time. Then, based on the monitor information sent, the control unit 90 performs temperature control of the substrate 711 and the substrate G. More specifically, the control unit 90 adjusts the power supplied to the heating element 72a and the temperature and flow rate of the heat medium supplied from the chiller 86 to the feed flow path 87. Then, the heat generation amount of the heating element 72a is adjusted, and the heat medium whose temperature and flow rate have been adjusted is circulated through the heat medium flow path 73a, thereby performing temperature control of the substrate mounting table 70.

静電チャック71の外周と、台座78の上面とにより段部が形成され、この段部には、矩形枠状のフォーカスリング79が載置されている。段部にフォーカスリング79が設置された状態において、フォーカスリング79の上面の方がわずかに静電チャック71の上面よりも低くなるよう設定されている。フォーカスリング79は、アルミナ等のセラミックスもしくは石英等から形成される。なお、静電チャック71の上面は基板Gよりもわずかに小さく作られているため、基板Gの周縁部は静電チャック71の周縁部から少しはみ出してフォーカスリング79の内縁部に差し掛かり、フォーカスリング79の上面から離間してわずかな隙間を形成する。 A step is formed by the outer periphery of the electrostatic chuck 71 and the upper surface of the pedestal 78, and a rectangular frame-shaped focus ring 79 is placed on this step. When the focus ring 79 is placed on the step, the upper surface of the focus ring 79 is set to be slightly lower than the upper surface of the electrostatic chuck 71. The focus ring 79 is made of ceramics such as alumina or quartz. Note that since the upper surface of the electrostatic chuck 71 is made slightly smaller than the substrate G, the peripheral portion of the substrate G protrudes slightly from the peripheral portion of the electrostatic chuck 71 and comes into contact with the inner edge of the focus ring 79, and is separated from the upper surface of the focus ring 79 to form a small gap.

冷却プレート73の下面から上面に貫通する開口を通じて、加熱プレート72の下面に給電部材80が接続されている。また、静電チャック71の基材711、加熱プレート72及び冷却プレート73は、電気的に導通するように設けられている。給電部材80の下端には給電線81が接続されており、給電線81はインピーダンス整合を行う整合器82を介してバイアス電源である高周波電源83に接続されている。基板載置台70に対して高周波電源83から例えば3.2MHzの高周波電力が印加されることにより、RFバイアスを発生させ、以下で説明するプラズマ発生用のソース源である高周波電源56にて生成されたイオンを基板Gに引き付けて、例えば、基板Gに成膜処理を施すことができる。このように、基板載置台70は、基板Gを載置しRFバイアスを発生させるバイアス電極を形成する。この時、下チャンバー17の内部の接地電位となる部位がバイアス電極の対向電極として機能し、高周波電力のリターン回路を構成する。尚、金属窓30を高周波電力のリターン回路の一部として構成してもよい。金属窓30は、複数の分割金属窓31により形成される。金属窓30を形成する分割金属窓31の数は、12個、24個等、多様な個数が設定できる。 A power supply member 80 is connected to the lower surface of the heating plate 72 through an opening penetrating from the lower surface to the upper surface of the cooling plate 73. The base material 711 of the electrostatic chuck 71, the heating plate 72, and the cooling plate 73 are provided so as to be electrically conductive. A power supply line 81 is connected to the lower end of the power supply member 80, and the power supply line 81 is connected to a high-frequency power supply 83, which is a bias power supply, through a matcher 82 that performs impedance matching. By applying high-frequency power of, for example, 3.2 MHz from the high-frequency power supply 83 to the substrate mounting table 70, an RF bias is generated, and ions generated by the high-frequency power supply 56, which is a source source for plasma generation described below, are attracted to the substrate G, so that, for example, a film formation process can be performed on the substrate G. In this way, the substrate mounting table 70 forms a bias electrode that mounts the substrate G and generates an RF bias. At this time, the portion that becomes the ground potential inside the lower chamber 17 functions as an opposing electrode of the bias electrode and constitutes a return circuit of the high-frequency power. The metal window 30 may be configured as a part of the return circuit of the high-frequency power. The metal window 30 is formed by multiple divided metal windows 31. The number of divided metal windows 31 that form the metal window 30 can be set to various numbers, such as 12 or 24.

分割金属窓31は、導体プレート32と、シャワープレート34とを有する。分割金属窓31は、処理室Sの内部に処理ガスを吐出する処理ガス吐出部を兼ねる。導体プレート32とシャワープレート34はいずれも、非磁性で導電性を有し、さらに耐食性を有する金属もしくは耐食性の表面加工が施された金属である、アルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス鋼等により形成されている。耐食性を有する表面加工は、例えば、陽極酸化処理やセラミックス溶射などである。また、処理室Sに臨むシャワープレート34の露出面34aには、陽極酸化処理やセラミックス溶射による耐プラズマコーティングが施されていてもよい。 The divided metal window 31 has a conductor plate 32 and a shower plate 34. The divided metal window 31 also serves as a process gas discharge section that discharges process gas into the inside of the process chamber S. Both the conductor plate 32 and the shower plate 34 are made of aluminum, aluminum alloy, stainless steel, or the like, which is a non-magnetic, conductive, and corrosion-resistant metal or a metal that has been treated with a corrosion-resistant surface treatment. Examples of the corrosion-resistant surface treatment include anodizing and ceramic spraying. In addition, the exposed surface 34a of the shower plate 34 facing the process chamber S may be treated with a plasma-resistant coating by anodizing or ceramic spraying.

金属窓30を構成する各分割金属窓31は、複数本のサスペンダ(図示せず)により、上チャンバー13の天板12から吊り下げられている。それぞれの分割金属窓31の上方には、絶縁部材により形成されるスペーサ(図示せず)が配設され、該スペーサにより導体プレート32から離間して高周波アンテナ(誘導結合アンテナ)51が配設されている。高周波アンテナ51はプラズマの生成に寄与し、銅等の良導電性の金属から形成されるアンテナ線を、環状もしくは渦巻き状に巻装することにより形成される。例えば、環状のアンテナ線を多重に配設してもよい。高周波アンテナ51は、分割金属窓31の上面に配設されていることから、分割金属窓31を介して天板12から吊り下げられている。高周波アンテナ51は、処理容器20の上部、上チャンバー13のアンテナ室Aに配設される。 Each divided metal window 31 constituting the metal window 30 is suspended from the top plate 12 of the upper chamber 13 by a plurality of suspenders (not shown). A spacer (not shown) made of an insulating material is disposed above each divided metal window 31, and a high-frequency antenna (inductively coupled antenna) 51 is disposed at a distance from the conductor plate 32 by the spacer. The high-frequency antenna 51 contributes to the generation of plasma and is formed by winding an antenna wire made of a metal with good electrical conductivity such as copper in a circular or spiral shape. For example, multiple circular antenna wires may be disposed. The high-frequency antenna 51 is disposed on the upper surface of the divided metal window 31, and is suspended from the top plate 12 via the divided metal window 31. The high-frequency antenna 51 is disposed in the antenna chamber A of the upper chamber 13, at the top of the processing vessel 20.

導体プレート32の下面には、ガス拡散溝33が形成されており、ガス拡散溝33と導体プレート上面32aとを連通する貫通孔32bが設けられている。この貫通孔32bに、ガス導入管52の少なくとも一部が埋設されている。シャワープレート34には、導体プレート32のガス拡散溝33と処理室Sとに連通する、複数のガス吐出孔35が開設されている。シャワープレート34は、導体プレート32のガス拡散溝33の外側の領域の下面に対して、金属製のネジ(図示せず)によって締結されている。尚、ガス拡散溝は、シャワープレートの上面に開設されてもよい。また、ガス拡散溝33を構成する凹部の形状は、いわゆる長尺状に限られず、面状に広がった凹部であってもよく、ガスを拡散する空間が形成されれば凹部の形状は限定されない。 The lower surface of the conductor plate 32 is formed with a gas diffusion groove 33, and a through hole 32b is provided that connects the gas diffusion groove 33 to the upper surface 32a of the conductor plate. At least a part of the gas introduction pipe 52 is embedded in this through hole 32b. The shower plate 34 is provided with a plurality of gas discharge holes 35 that connect the gas diffusion groove 33 of the conductor plate 32 to the processing chamber S. The shower plate 34 is fastened to the lower surface of the outer region of the gas diffusion groove 33 of the conductor plate 32 with a metal screw (not shown). The gas diffusion groove may be opened on the upper surface of the shower plate. The shape of the recess that constitutes the gas diffusion groove 33 is not limited to a so-called elongated shape, and may be a recess that spreads in a planar shape. The shape of the recess is not limited as long as a space for diffusing gas is formed.

それぞれの分割金属窓31は、絶縁部材37により、支持枠14や隣接する分割金属窓31と相互に電気的に絶縁されている。ここで、絶縁部材37は、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等のフッ素樹脂により形成される。絶縁部材37の処理室Sに臨む端面37aは、シャワープレート34の処理室Sに臨む露出面34aと面一となっており、絶縁性を有するカバー部材38が、絶縁部材37の端面37aを被覆しながら、隣接するシャワープレート34の露出面34aに跨がって配設されている。このカバー部材38は、アルミナ等のセラミックスにより形成されている。 Each divided metal window 31 is electrically insulated from the support frame 14 and the adjacent divided metal window 31 by an insulating member 37. Here, the insulating member 37 is made of a fluororesin such as PTFE (Polytetrafluoroethylene). The end face 37a of the insulating member 37 facing the processing chamber S is flush with the exposed face 34a of the shower plate 34 facing the processing chamber S, and an insulating cover member 38 is disposed across the exposed face 34a of the adjacent shower plate 34 while covering the end face 37a of the insulating member 37. This cover member 38 is made of ceramics such as alumina.

絶縁部材37は、絶縁性能が高く、軽量なPTFEなどの樹脂により形成されているが、アルミナ等のセラミックスと比較して樹脂の耐プラズマ性は高くない。さらに、樹脂の表面に対して、陽極酸化処理やセラミックス溶射による耐プラズマコーティングを行うことは難しい。そこで、プラズマ処理装置100では、絶縁部材37の処理室S側の端面37aを、例えばセラミックス製のカバー部材38にて被覆することにより、プラズマから絶縁部材37を保護している。支持枠14と分割金属窓31や、隣接する分割金属窓31同士を相互に絶縁する各絶縁部材37は、カバー部材38により被覆されている。 The insulating member 37 is made of a resin such as PTFE, which has high insulating properties and is lightweight, but compared to ceramics such as alumina, the plasma resistance of the resin is not as high. Furthermore, it is difficult to perform plasma-resistant coating on the surface of the resin by anodizing or ceramic spraying. Therefore, in the plasma processing apparatus 100, the end surface 37a of the insulating member 37 on the processing chamber S side is covered with a cover member 38 made of ceramic, for example, to protect the insulating member 37 from plasma. Each insulating member 37, which insulates the support frame 14 from the divided metal window 31 and between adjacent divided metal windows 31, is covered with a cover member 38.

高周波アンテナ51には、上チャンバー13の上方に延設する給電部材53が接続されており、給電部材53の上端には給電線54が接続され、給電線54はインピーダンス整合を行う整合器55を介して高周波電源56に接続されている。 The high-frequency antenna 51 is connected to a power supply member 53 that extends above the upper chamber 13, and a power supply line 54 is connected to the upper end of the power supply member 53. The power supply line 54 is connected to a high-frequency power source 56 via a matcher 55 that performs impedance matching.

高周波アンテナ51に対して高周波電源56から例えば13.56MHzの高周波電力が印加されることにより、下チャンバー17内に誘導電界が形成される。この誘導電界により、シャワープレート34から処理室Sに供給された処理ガスがプラズマ化されて誘導結合型プラズマが生成され、プラズマ中のイオンが基板Gに提供される。 When high-frequency power, for example 13.56 MHz, is applied to the high-frequency antenna 51 from the high-frequency power source 56, an induced electric field is formed in the lower chamber 17. This induced electric field converts the processing gas supplied to the processing chamber S from the shower plate 34 into plasma, generating inductively coupled plasma, and ions in the plasma are provided to the substrate G.

高周波電源56はプラズマ発生用のソース源であり、基板載置台70に接続されている高周波電源83は、発生したイオンを引き付けるバイアス源となる。このように、2つの高周波電源を利用してプラズマを生成し、イオンエネルギの制御を行うことより、プラズマの生成とイオンエネルギの制御が独立して行われ、プロセスの自由度を高めることができる。 The high frequency power supply 56 is a source for generating plasma, and the high frequency power supply 83 connected to the substrate mounting table 70 is a bias source that attracts the generated ions. In this way, by using two high frequency power supplies to generate plasma and control ion energy, plasma generation and ion energy control are performed independently, increasing the flexibility of the process.

図1に示すように、それぞれの分割金属窓31の有するガス導入管52は、アンテナ室A内で一箇所に纏められ、上方に延びるガス導入管52は上チャンバー13の天板12に開設されている供給口12aを貫通する。そして、ガス導入管52は、気密に結合されたガス供給管61を介して処理ガス供給源64に接続されている。 As shown in FIG. 1, the gas introduction pipes 52 of each divided metal window 31 are gathered together in one place inside the antenna chamber A, and the gas introduction pipes 52 extending upward pass through the supply port 12a opened in the top plate 12 of the upper chamber 13. The gas introduction pipes 52 are then connected to the process gas supply source 64 via the gas supply pipe 61 that is airtightly connected.

ガス供給管61の途中位置には開閉バルブ62とマスフローコントローラのような流量制御器63が介在している。ガス供給管61、開閉バルブ62、流量制御器63及び処理ガス供給源64により、処理ガス供給部60が形成される。尚、ガス供給管61は途中で分岐しており、各分岐管には開閉バルブと流量制御器、処理ガス種に応じた処理ガス供給源が連通している(図示せず)。 An on-off valve 62 and a flow rate controller 63 such as a mass flow controller are provided midway along the gas supply pipe 61. The gas supply pipe 61, on-off valve 62, flow rate controller 63, and process gas supply source 64 form a process gas supply section 60. The gas supply pipe 61 branches midway, and each branch is connected to an on-off valve, a flow rate controller, and a process gas supply source appropriate for the type of process gas (not shown).

プラズマ処理においては、処理ガス供給部60から供給される処理ガスがガス供給管61及びガス導入管52を介して、各分割金属窓31の有する導体プレート32のガス拡散溝33に供給される。そして、各ガス拡散溝33から各シャワープレート34のガス吐出孔35を介して、処理室Sに吐出される。 In plasma processing, the processing gas supplied from the processing gas supply unit 60 is supplied to the gas diffusion grooves 33 of the conductor plate 32 of each divided metal window 31 via the gas supply pipe 61 and the gas introduction pipe 52. The gas is then discharged from each gas diffusion groove 33 into the processing chamber S via the gas discharge holes 35 of each shower plate 34.

このように、プラズマ処理装置100は、基板Gに基板処理(成膜処理、エッチング処理等)を施すため処理プラズマを生成するプラズマ生成部を備える。プラズマ生成部は、少なくとも、金属窓30、高周波アンテナ51を含む。高周波電源56は、高周波アンテナ51に高周波電力を供給し、処理ガス供給部60は、分割金属窓31(処理ガス吐出部)を介して処理室Sに処理ガスを供給する。プラズマ生成部は、処理室S内に誘導電界を形成し、この誘導電界により処理室S内に供給された処理ガスのプラズマを生成する。 Thus, the plasma processing apparatus 100 includes a plasma generation unit that generates processing plasma to perform substrate processing (film formation processing, etching processing, etc.) on the substrate G. The plasma generation unit includes at least a metal window 30 and a high-frequency antenna 51. The high-frequency power supply 56 supplies high-frequency power to the high-frequency antenna 51, and the processing gas supply unit 60 supplies processing gas to the processing chamber S through the divided metal window 31 (processing gas discharge unit). The plasma generation unit forms an induced electric field in the processing chamber S, and generates plasma of the processing gas supplied into the processing chamber S by this induced electric field.

制御部90は、プラズマ処理装置100の各構成部、例えば、チラー86や、高周波電源56,83、処理ガス供給部60、圧力計から送信されるモニター情報に基づく排気装置300等の動作を制御する。制御部90は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有する。CPUは、RAMやROMの記憶領域に格納されたレシピ(プロセスレシピ)に従い、所定の処理を実行する。レシピには、プロセス条件に対するプラズマ処理装置100の制御情報が設定されている。制御情報には、例えば、ガス流量や処理容器20内の圧力、処理容器20内の温度や基材711の温度、プロセス時間等が含まれる。 The control unit 90 controls the operation of each component of the plasma processing apparatus 100, such as the chiller 86, the high frequency power supplies 56 and 83, the processing gas supply unit 60, and the exhaust unit 300 based on monitor information sent from the pressure gauge. The control unit 90 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The CPU executes a predetermined process according to a recipe (process recipe) stored in the memory area of the RAM or ROM. The recipe contains control information for the plasma processing apparatus 100 with respect to the process conditions. The control information includes, for example, the gas flow rate, the pressure in the processing vessel 20, the temperature in the processing vessel 20, the temperature of the substrate 711, and the process time.

レシピ及び制御部90が適用するプログラムは、例えば、ハードディスクやコンパクトディスク、光磁気ディスク等に記憶されてもよい。また、レシピ等は、CD-ROM、DVD、メモリカード等の可搬性のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体に収容された状態で制御部90にセットされ、読み出される形態であってもよい。制御部90はその他、コマンドの入力操作等を行うキーボードやマウス等の入力装置、プラズマ処理装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示装置、及びプリンタ等の出力装置といったユーザーインターフェイスを有している。 The recipe and the program applied by the control unit 90 may be stored, for example, on a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, etc. The recipe, etc. may be stored in a portable computer-readable storage medium such as a CD-ROM, DVD, or memory card and set in the control unit 90 and read out. The control unit 90 also has user interfaces such as input devices such as a keyboard or mouse for inputting commands, a display device such as a display that visualizes and displays the operating status of the plasma processing device 100, and an output device such as a printer.

ここで、基板載置台70について、図2及び図3を用いてさらに説明する。図2は、第1実施形態に係る基板載置台70の断面模式図の一例である。 Here, the substrate mounting table 70 will be further described with reference to Figures 2 and 3. Figure 2 is an example of a schematic cross-sectional view of the substrate mounting table 70 according to the first embodiment.

基板載置台70は、静電チャック71と、加熱プレート72と、冷却プレート73と、を有している。 The substrate mounting table 70 has an electrostatic chuck 71, a heating plate 72, and a cooling plate 73.

静電チャック71は、上面に基板Gを保持する載置面を有し、基材711と、誘電体層712と、吸着電極713(図1参照。図2において図示せず。)と、を含む。基材711の上面には、誘電体層712が形成され、その誘電体層712の内部には、吸着電極713が設けられている。誘電体層712は、その上面に基板Gを載置し保持する。 The electrostatic chuck 71 has a mounting surface that holds the substrate G on its upper surface, and includes a base material 711, a dielectric layer 712, and an adsorption electrode 713 (see FIG. 1; not shown in FIG. 2). The dielectric layer 712 is formed on the upper surface of the base material 711, and the adsorption electrode 713 is provided inside the dielectric layer 712. The dielectric layer 712 places and holds the substrate G on its upper surface.

基材711は、導電性を有し、給電部材80(図1参照)から加熱プレート72を介して高周波電力が印加される。また、基材711は、プロセス温度(例えば250℃)において、誘電体層712との熱膨張差が小さい材料で構成されることが好ましい。基材711は、例えばステンレス鋼で構成される。これにより、基材711と誘電体層712との熱膨張差を小さくし、高温プロセス(例えば250℃)において、基材711と誘電体層712との熱膨張差によって、基材711から誘電体層712が剥離することを防止する。換言すれば、剥離した誘電体層712の破片によるパーティクルなどの汚染物質の発生、絶縁破壊及び異常放電を防止する。また、ステンレス鋼で構成される基材711の表面は、プラズマやプロセスガス等によって基材711が腐食することを防止するためのNiメッキ層714で覆われていることが好ましい。 The substrate 711 is conductive, and high-frequency power is applied from the power supply member 80 (see FIG. 1) through the heating plate 72. The substrate 711 is preferably made of a material that has a small thermal expansion difference with the dielectric layer 712 at the process temperature (e.g., 250°C). The substrate 711 is made of, for example, stainless steel. This reduces the thermal expansion difference between the substrate 711 and the dielectric layer 712, and prevents the dielectric layer 712 from peeling off from the substrate 711 due to the thermal expansion difference between the substrate 711 and the dielectric layer 712 in a high-temperature process (e.g., 250°C). In other words, the generation of contaminants such as particles due to fragments of the peeled dielectric layer 712, insulation breakdown, and abnormal discharge are prevented. The surface of the substrate 711 made of stainless steel is preferably covered with a Ni plating layer 714 to prevent the substrate 711 from corroding due to plasma, process gas, etc.

加熱プレート72は、導電性を有し、かつ、熱伝導性のよい材料で構成されることが好ましい。加熱プレート72は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される。また、加熱プレート72は、内部に加熱素子72aを有している。加熱素子72aは、外部に設けられた電源(図示せず)から電力が供給されることにより発熱し、加熱プレート72を加熱する。加熱プレート72の上面は、基材711の下面と当接しており、加熱素子72aが発熱することで、加熱プレート72から静電チャック71に伝熱し、静電チャック71に載置された基板Gを加熱する。また、処理室S内で生成されたプラズマの熱が基板Gに入熱すると、静電チャック71を介して加熱プレート72に伝熱する。 The heating plate 72 is preferably made of a material that is electrically conductive and has good thermal conductivity. The heating plate 72 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy. The heating plate 72 also has a heating element 72a inside. The heating element 72a generates heat when power is supplied from an external power source (not shown), and heats the heating plate 72. The upper surface of the heating plate 72 abuts against the lower surface of the base material 711, and the heating element 72a generates heat, which is transferred from the heating plate 72 to the electrostatic chuck 71, heating the substrate G placed on the electrostatic chuck 71. When the heat of the plasma generated in the processing chamber S enters the substrate G, it is transferred to the heating plate 72 via the electrostatic chuck 71.

冷却プレート73は、導電性を有し、かつ、熱伝導性のよい材料で構成されることが好ましい。冷却プレート73は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される。また、冷却プレート73は、内部に熱媒体流路73aを有している。チラー86(図1参照)で所定の温度(例えば100℃)に温調された熱媒体は、送り配管73bを介して、熱媒体流路73aに供給される。熱媒体流路73aから排出された熱媒体は、戻り配管73cを介して、チラー86(図1参照)に循環する。 The cooling plate 73 is preferably made of a material that is electrically conductive and has good thermal conductivity. The cooling plate 73 is made of, for example, aluminum or an aluminum alloy. The cooling plate 73 also has a heat medium flow path 73a inside. The heat medium that has been adjusted to a predetermined temperature (for example, 100°C) by the chiller 86 (see FIG. 1) is supplied to the heat medium flow path 73a via the feed pipe 73b. The heat medium discharged from the heat medium flow path 73a circulates to the chiller 86 (see FIG. 1) via the return pipe 73c.

図3は、第1実施形態に係る基板載置台70の部分拡大断面模式図の一例である。 Figure 3 is an example of a partially enlarged schematic cross-sectional view of the substrate mounting table 70 according to the first embodiment.

ここで、加熱プレート72と冷却プレート73と間には、支持部材74が配置される。加熱プレート72は、支持部材74を介して、冷却プレート73に支持される。支持部材74は、例えば、冷却プレート73の上面に凹部を形成するなどして配置されるようにしてもよい。支持部材74は、導電性を有し、かつ、加熱プレート72及び冷却プレート73よりも熱伝導性の低い材料で構成されることが好ましい。支持部材74は、例えばステンレス鋼で構成される。支持部材74は、加熱プレート72及び冷却プレート73の外周側において、周方向に連続的に若しくは離間しながら複数設けられることで、加熱プレート72と冷却プレート73とが直接接触しないようにする。一方、支持部材74を介して加熱プレート72と冷却プレート73が間接的に接触する部分においては、支持部材74の熱伝導性が低いため、伝熱量が低下する。これにより、支持部材74を介する加熱プレート72と冷却プレート73との間の伝熱を抑制する。その結果、加熱プレート72と冷却プレート73との間の伝熱量を小さく抑えつつ、冷却プレート73による加熱プレート72の支持を確実に行うことができる。 Here, a support member 74 is disposed between the heating plate 72 and the cooling plate 73. The heating plate 72 is supported by the cooling plate 73 via the support member 74. The support member 74 may be disposed, for example, by forming a recess on the upper surface of the cooling plate 73. The support member 74 is preferably made of a material that is conductive and has lower thermal conductivity than the heating plate 72 and the cooling plate 73. The support member 74 is, for example, made of stainless steel. The support members 74 are provided in a plurality of positions on the outer periphery of the heating plate 72 and the cooling plate 73, either continuously or spaced apart in the circumferential direction, so that the heating plate 72 and the cooling plate 73 do not come into direct contact with each other. On the other hand, in the portion where the heating plate 72 and the cooling plate 73 indirectly contact each other via the support member 74, the amount of heat transfer is reduced because the thermal conductivity of the support member 74 is low. This suppresses heat transfer between the heating plate 72 and the cooling plate 73 via the support member 74. As a result, the amount of heat transfer between the heating plate 72 and the cooling plate 73 can be kept small, while the cooling plate 73 can reliably support the heating plate 72.

冷却プレート73と加熱プレート72との間には、隙間空間75が形成されている。また、隙間空間75を取り囲む外周部において、冷却プレート73と加熱プレート72との間にシール部材76a(第2のシール部材)が配置される。この隙間空間75内は、シール部材76aによって処理室Sとの間でシールされている。冷却プレート73と加熱プレート72はシール部材76aを挟み込むが、直接接触することはない。支持部材74と同様、シール部材76aを介しての間接的な接触となる。シール部材76aは、例えば、支持部材74の外側において配置するようにしてもよい。 A gap space 75 is formed between the cooling plate 73 and the heating plate 72. In addition, a seal member 76a (second seal member) is arranged between the cooling plate 73 and the heating plate 72 at the outer periphery surrounding the gap space 75. The inside of this gap space 75 is sealed from the processing chamber S by the seal member 76a. The cooling plate 73 and the heating plate 72 sandwich the seal member 76a, but do not come into direct contact. As with the support member 74, there is indirect contact via the seal member 76a. The seal member 76a may be arranged, for example, on the outside of the support member 74.

また、隙間空間75は、給電部材80(図1参照)が挿通する冷却プレート73の開口を通じて、冷却プレート73の下側の空間(冷却プレート73の下面、台座78の内周面、底板16の上面で囲われる空間)と連通していてもよい。また、隙間空間75と冷却プレート73の下側の空間との間にシール部材(図示せず)が配置され、隙間空間75がシールされていてもよい。 The gap space 75 may also be connected to the space below the cooling plate 73 (the space surrounded by the lower surface of the cooling plate 73, the inner surface of the base 78, and the upper surface of the bottom plate 16) through an opening in the cooling plate 73 through which the power supply member 80 (see FIG. 1) is inserted. A seal member (not shown) may also be disposed between the gap space 75 and the space below the cooling plate 73 to seal the gap space 75.

また、図3に示すように、加熱プレート72の面のうち、冷却プレート73と対応する面を第1の面S1とする。冷却プレート73の面のうち、加熱プレート72と対応する面を第2の面S2とする。冷却プレート73と加熱プレート72との間には、第1の面S1及び第2の面S2に沿った方向に延在する隙間空間75を有する。第1の面S1と第2の面S2との距離は、2mm以上10mm以下である。 As shown in FIG. 3, the surface of the heating plate 72 that faces the cooling plate 73 is defined as a first surface S1. The surface of the cooling plate 73 that faces the heating plate 72 is defined as a second surface S2. Between the cooling plate 73 and the heating plate 72, there is a gap space 75 that extends in a direction along the first surface S1 and the second surface S2. The distance between the first surface S1 and the second surface S2 is 2 mm or more and 10 mm or less.

なお、図3では、冷却プレート73の上面(第2の面S2)に凹部が形成されることで冷却プレート73と加熱プレート72との間に隙間空間75を形成する場合を例に説明するがこれに限られるものではない。加熱プレート72の下面(第1の面S1)に凹部が形成されることで冷却プレート73と加熱プレート72との間に隙間空間75を形成する構成であってもよい。また、冷却プレート73の上面(第1の面S1)及び加熱プレート72の下面(第2の面S2)の両方にそれぞれ凹部が形成されることで冷却プレート73と加熱プレート72との間に隙間空間75を形成する構成であってもよい。 In FIG. 3, a case is described in which a recess is formed on the upper surface (second surface S2) of the cooling plate 73 to form a gap space 75 between the cooling plate 73 and the heating plate 72, but this is not limited to the above. A recess may be formed on the lower surface (first surface S1) of the heating plate 72 to form a gap space 75 between the cooling plate 73 and the heating plate 72. Also, a recess may be formed on both the upper surface (first surface S1) of the cooling plate 73 and the lower surface (second surface S2) of the heating plate 72 to form a gap space 75 between the cooling plate 73 and the heating plate 72.

加熱プレート72は、隙間空間75に露出する第1の面S1において、アルマイト処理が施され、アルマイト皮膜721を有している。換言すれば、加熱プレート72は、少なくとも隙間空間75に露出する壁面において、アルマイト皮膜721を有している。なお、図2及び図3に示すように、加熱プレート72の表面全体に、アルマイト皮膜721を有していてもよい。 The heating plate 72 has an anodized aluminum coating 721 on the first surface S1 exposed to the gap space 75. In other words, the heating plate 72 has an anodized aluminum coating 721 on at least the wall surface exposed to the gap space 75. As shown in Figures 2 and 3, the heating plate 72 may have an anodized aluminum coating 721 on the entire surface.

冷却プレート73は、隙間空間75に露出する第2の面S2において、アルマイト処理が施され、アルマイト皮膜731を有している。換言すれば、冷却プレート73は、少なくとも隙間空間75に露出する壁面において、アルマイト皮膜731を有している。なお、図2及び図3に示すように、冷却プレート73の表面全体に、アルマイト皮膜731を有していてもよい。 The cooling plate 73 is anodized on the second surface S2 exposed to the gap space 75, and has an anodized coating 731. In other words, the cooling plate 73 has an anodized coating 731 at least on the wall surface exposed to the gap space 75. As shown in Figures 2 and 3, the cooling plate 73 may have an anodized coating 731 on the entire surface.

なお、基板載置台70は、加熱プレート72の第1の面S1及び冷却プレート73の第2の面S2の両方にアルマイト皮膜が設けられる場合を例に説明するが、これに限られるものではない。基板載置台70は、冷却プレート73の第1の面S1及び加熱プレート72の第2の面うち、少なくとも一方にアルマイト皮膜が設けられている構成であってもよい。 The substrate mounting table 70 will be described taking as an example a case where an anodized aluminum coating is provided on both the first surface S1 of the heating plate 72 and the second surface S2 of the cooling plate 73, but is not limited to this. The substrate mounting table 70 may be configured such that an anodized aluminum coating is provided on at least one of the first surface S1 of the cooling plate 73 and the second surface of the heating plate 72.

冷却プレート73は、台座78によって支持される。冷却プレート73と台座78との間には、シール部材76bが配置される。また、台座78と底板16との間には、シール部材76cが配置される。この冷却プレート73の下の空間内は、シール部材76b,76cによって処理室Sとの間でシールされている。なお、冷却プレート73の下の空間内は、処理容器20外と連通し、大気雰囲気となっていてもよい。 The cooling plate 73 is supported by a pedestal 78. A seal member 76b is disposed between the cooling plate 73 and the pedestal 78. A seal member 76c is disposed between the pedestal 78 and the bottom plate 16. The space below the cooling plate 73 is sealed from the processing chamber S by the seal members 76b and 76c. The space below the cooling plate 73 may be connected to the outside of the processing vessel 20 and may be an atmospheric atmosphere.

また、熱媒体が通流する送り配管73b、戻り配管73cには、各種の接続部にシール部材77(第1のシール部材)が設けられている。即ち、シール部材77は、熱媒体が外部に漏れることを防止するものであり、熱媒体と接触し、熱媒体の温度と同程度の温度に冷却される。 The supply pipe 73b and the return pipe 73c through which the heat medium flows are provided with sealing members 77 (first sealing members) at various connections. That is, the sealing members 77 prevent the heat medium from leaking to the outside, and come into contact with the heat medium and are cooled to a temperature approximately equal to that of the heat medium.

隙間空間75内は、真空雰囲気であってもよい。また、隙間空間75内は、大気雰囲気であってもよい。また、隙間空間75内は、伝熱ガス(例えばHeガス)が充填される構成であってもよい。 The gap space 75 may be a vacuum atmosphere. The gap space 75 may be an air atmosphere. The gap space 75 may be filled with a heat transfer gas (e.g., He gas).

ここで、プラズマ処理装置100による基板Gの処理の一例について説明する。 Here, an example of processing a substrate G using the plasma processing device 100 is described.

まず、基板載置台70に基板Gを載置し、静電チャック71で静電吸着する。 First, the substrate G is placed on the substrate placement table 70 and electrostatically adsorbed by the electrostatic chuck 71.

次に、加熱プレート72により静電チャック71を加熱する工程を行う。ここでは、制御部90は、基材711に設けられた熱電対等の温度センサ(図示せず)の検出温度に基づいて、加熱素子72aに電力路供給する電源(図示せず)を制御する。これにより、加熱プレート72、基材711を含む静電チャック71、及び静電チャック71に載置された基板Gがそれぞれ所望の温度(例えば、250℃)に温度調整される。一方、冷却プレート73の熱媒体流路73aには、所望の温度よりも低温(例えば100℃)の熱媒体が通流し、冷却プレート73の温度も低温(例えば100℃)となる。 Next, a process of heating the electrostatic chuck 71 by the heating plate 72 is performed. Here, the control unit 90 controls a power source (not shown) that supplies power to the heating element 72a based on the detected temperature of a temperature sensor (not shown) such as a thermocouple provided on the substrate 711. As a result, the temperatures of the heating plate 72, the electrostatic chuck 71 including the substrate 711, and the substrate G placed on the electrostatic chuck 71 are each adjusted to a desired temperature (e.g., 250°C). Meanwhile, a heat medium at a temperature lower than the desired temperature (e.g., 100°C) flows through the heat medium flow path 73a of the cooling plate 73, and the temperature of the cooling plate 73 is also low (e.g., 100°C).

次に、隙間空間75を介した熱交換を通じて冷却プレート73により静電チャック71から抜熱する工程を行う。ここでは、制御部90は、プラズマ処理装置100を制御して、基板Gに成膜プラズマ処理を施す。基板Gにプラズマ処理を施す際、処理室S内にプラズマが生成され、プラズマからの熱が基板G及び基板載置台70に入熱する。プラズマからの熱は、基板G及び静電チャック71を介して加熱プレート72に伝熱する。一方、加熱プレート72自体も、加熱素子72aにより発熱する。プラズマからの入熱及び加熱プレート72の発熱による熱は、加熱プレート72の第1の面S1から隙間空間75に熱放射される。そして、加熱プレート72から隙間空間75に放射された放射熱は、冷却プレート73の第2の面S2で熱吸収される。この時、第1の面S1及び第2の面S2を被覆するアルマイト皮膜は、後述のように、熱の放射率及び吸収率が高い。即ち、第1の面S1にアルマイト皮膜721を形成することにより、効率的に放熱が行われ、第2の面S2にアルマイト皮膜731を形成することにより、効率的に吸熱が行われる。そのため、隙間空間75において、第1の面S1から第2の面S2へ効率的な熱輻射による熱伝達が行われる。そして、冷却プレート73において熱媒体流路73aを通流する熱媒体に放熱される。このように、基板G及び静電チャック71は、隙間空間75を介した熱交換を通じて冷却プレート73によって抜熱される。 Next, a process of removing heat from the electrostatic chuck 71 by the cooling plate 73 through heat exchange via the gap space 75 is performed. Here, the control unit 90 controls the plasma processing device 100 to perform a film-forming plasma process on the substrate G. When performing plasma processing on the substrate G, plasma is generated in the processing chamber S, and heat from the plasma is input to the substrate G and the substrate mounting table 70. The heat from the plasma is transferred to the heating plate 72 via the substrate G and the electrostatic chuck 71. Meanwhile, the heating plate 72 itself also generates heat by the heating element 72a. The heat input from the plasma and the heat generated by the heating plate 72 are thermally radiated from the first surface S1 of the heating plate 72 to the gap space 75. Then, the radiated heat radiated from the heating plate 72 to the gap space 75 is thermally absorbed by the second surface S2 of the cooling plate 73. At this time, the anodized coating covering the first surface S1 and the second surface S2 has high thermal emissivity and absorptivity, as described later. That is, by forming the anodized aluminum film 721 on the first surface S1, heat is efficiently dissipated, and by forming the anodized aluminum film 731 on the second surface S2, heat is efficiently absorbed. Therefore, in the gap space 75, heat is efficiently transferred from the first surface S1 to the second surface S2 by thermal radiation. Then, in the cooling plate 73, the heat is dissipated to the heat medium flowing through the heat medium flow path 73a. In this way, the substrate G and the electrostatic chuck 71 are heat-extracted by the cooling plate 73 through heat exchange via the gap space 75.

併せて、静電チャック71を介して基板Gの温度を調整する工程を行う。ここでは、制御部90は、基材711に設けられた熱電対等の温度センサ(図示せず)の検出温度に基づいて、加熱素子72aに電力路供給する電源(図示せず)を制御する。 In addition, a process is performed to adjust the temperature of the substrate G via the electrostatic chuck 71. Here, the control unit 90 controls a power source (not shown) that supplies power to the heating element 72a based on the temperature detected by a temperature sensor (not shown), such as a thermocouple, provided on the base material 711.

これらの工程により、基板処理時における基板Gの温度を所望の温度に制御する。 These processes control the temperature of the substrate G during substrate processing to the desired temperature.

このように、図2及び図3に示す基板載置台70によれば、基板Gを高温プロセス(例えば250℃)で処理することができる。また、基板Gや基板載置台70にプラズマの熱が入熱する際、熱媒体に放熱することができる。 In this way, the substrate mounting table 70 shown in Figures 2 and 3 allows the substrate G to be processed in a high-temperature process (e.g., 250°C). In addition, when plasma heat is input to the substrate G or the substrate mounting table 70, it can be dissipated to a heat medium.

また、送り配管73bや戻り配管73cを流れる熱媒体の温度は、基板Gの高温プロセスの温度(例えば250℃)よりも低い温度(例えば100℃)とすることができる。これにより、送り配管73bや戻り配管73cに設けられたシール部材77が熱により劣化することを抑制することができる。 The temperature of the heat medium flowing through the feed pipe 73b and the return pipe 73c can be set to a temperature (e.g., 100°C) lower than the temperature (e.g., 250°C) of the high-temperature process of the substrate G. This makes it possible to prevent the seal members 77 provided on the feed pipe 73b and the return pipe 73c from being deteriorated by heat.

ここで、アルマイト皮膜による熱放射及び熱吸収について、図4を用いて説明する。図4は、各種のアルマイト処理と放射率との関係を示す表の一例である。 Here, we will explain the thermal radiation and absorption by anodized aluminum coatings using Figure 4. Figure 4 is an example of a table showing the relationship between various anodizing treatments and emissivity.

図4の表において、No.1~15では、アルミニウム合金(A5052)の基材に各種のアルマイト処理を施した。No.1~15のアルマイト処理のいくつかは、互いに異なる方法によりアルマイトを形成する処理となる。第1の比較例であるNo.16は、未処理(アルマイト処理を施す前)のアルミニウム合金(A5052)の基材を示す。第2~第4の比較例であるNo.17~19は、No16に示すアルミニウム合金(A5052)の基材に対してブラスト処理を施し、表面の粗さ(基材表面仕上がり)を変更した。No.1~19について、基材表面仕上がり(算術平均粗さRa)、処理、アルマイト皮膜の膜厚、放射率測定時の基材の温度、放射率をそれぞれ示す。 In the table of Figure 4, in Nos. 1 to 15, various anodizing treatments were applied to an aluminum alloy (A5052) substrate. Some of the anodizing treatments in Nos. 1 to 15 are treatments that form anodizing by different methods. No. 16, the first comparative example, shows an untreated (before anodizing) aluminum alloy (A5052) substrate. In Nos. 17 to 19, the second to fourth comparative examples, the aluminum alloy (A5052) substrate shown in No. 16 was blasted to change the surface roughness (substrate surface finish). For Nos. 1 to 19, the substrate surface finish (arithmetic mean roughness Ra), treatment, thickness of the anodizing film, substrate temperature at the time of emissivity measurement, and emissivity are shown.

図4に示すように、No16に示す未処理の基材の放射率は、0.38となっている。これに対し、No.1~15に示す各種のアルマイト処理及び膜厚において、放射率が1に近い高い値を有していることを示す。即ち、基材の表面にアルマイト皮膜を設けることにより、放射率が向上する。 As shown in Figure 4, the emissivity of the untreated base material shown in No. 16 is 0.38. In contrast, the various anodizing treatments and film thicknesses shown in Nos. 1 to 15 have high emissivity values close to 1. In other words, by providing an anodizing film on the surface of the base material, the emissivity is improved.

ここで、No.1~15に示す各種のアルマイト処理では、基材表面仕上がり(算術平均粗さRa)がNo.16に示す未処理の状態よりも値が大きくなっている。即ち、表面積が増加している。このため、No.17~19では、ブラスト処理によって基材の表面積を大きくした。 Here, in the various anodizing treatments shown in No. 1 to 15, the substrate surface finish (arithmetic mean roughness Ra) is greater than the untreated state shown in No. 16. In other words, the surface area is increased. For this reason, in No. 17 to 19, the substrate surface area was increased by blasting.

No.17~19に示す各種のブラスト処理では、放射率の増加は見られなかった。 No increase in emissivity was observed with the various blasting treatments shown in Nos. 17 to 19.

このように、アルマイト処理の方法を問わず、基材の表面にアルマイト皮膜を設けることにより、放射率が向上する。即ち、加熱プレート72の表面にアルマイト皮膜721を設けることにより、加熱プレート72から隙間空間75への放射熱を増加させることができる。また、一般に、熱の放射率が高ければ熱の吸収率も高くなることから、熱放射が増加することは、熱吸収も増加することを示す。このため、隙間空間75から冷却プレート73への放射熱の吸収も増加させることができる。 As described above, regardless of the method of anodizing, providing an anodized aluminum coating on the surface of the base material improves the emissivity. That is, providing an anodized aluminum coating 721 on the surface of the heating plate 72 can increase the amount of radiated heat from the heating plate 72 to the gap space 75. Generally, the higher the thermal emissivity, the higher the thermal absorption rate, so an increase in thermal radiation also indicates an increase in heat absorption. Therefore, the absorption of radiated heat from the gap space 75 to the cooling plate 73 can also be increased.

これにより、プラズマの熱を加熱プレート72から冷却プレート73に隙間空間75を介して好適に伝熱させることができる。 This allows the plasma heat to be efficiently transferred from the heating plate 72 to the cooling plate 73 through the gap space 75.

ここで、参考例に係る基板載置台70Cについて説明する。図5は、参考例に係る基板載置台70Cの断面模式図の一例である。 Here, we will explain the substrate mounting table 70C according to the reference example. Figure 5 is an example of a schematic cross-sectional view of the substrate mounting table 70C according to the reference example.

参考例に係る基板載置台70Cでは、加熱プレート72を備えず、基材711の下に直接冷却プレート73が設けられている。 The substrate mounting table 70C of the reference example does not include a heating plate 72, and a cooling plate 73 is provided directly below the base material 711.

ここで、参考例に係る基板載置台70Cにおいて、基板Gを高温プロセス(例えば250℃)で処理する場合を例に説明する。冷却プレート73の熱媒体流路73aには、高温の熱媒体(例えば250℃)を循環させることとなる。このため、シール部材77及びシール部材76bも高温にさらされることとなる。このため、シール部材77及びシール部材76bが熱により劣化等して交換頻度が増加する等の影響が生じるおそれがある。 Here, an example will be described in which the substrate G is processed in a high-temperature process (e.g., 250°C) on the substrate mounting table 70C according to the reference example. A high-temperature heat medium (e.g., 250°C) is circulated through the heat medium flow path 73a of the cooling plate 73. As a result, the seal members 77 and 76b are also exposed to high temperatures. As a result, there is a risk that the seal members 77 and 76b will deteriorate due to heat, resulting in effects such as increased frequency of replacement.

これに対し、図2及び図3に示す基板載置台70においては、基板Gを高温プロセス(例えば250℃)で処理する場合であっても、冷却プレート73の熱媒体流路73aには、所望のプロセス温度よりも低温(例えば100℃)の熱媒体が通流し、冷却プレート73を低温に維持することができる。このため、シール部材77及びシール部材76bが熱により劣化等することを抑制することができる。 In contrast, in the substrate mounting table 70 shown in Figures 2 and 3, even when the substrate G is processed in a high-temperature process (e.g., 250°C), a heat medium at a temperature lower than the desired process temperature (e.g., 100°C) flows through the heat medium flow path 73a of the cooling plate 73, and the cooling plate 73 can be maintained at a low temperature. This makes it possible to prevent the sealing member 77 and the sealing member 76b from being deteriorated by heat, etc.

図6は、第2実施形態に係る基板載置台70Aの断面模式図の一例である。 Figure 6 is an example of a schematic cross-sectional view of the substrate mounting table 70A according to the second embodiment.

図6に示すように、基板載置台70Aは、隙間空間75と連通するガス通路89aと、ガス通路89aに設けられた開閉弁89b1,89b2と、ガス通路89aに設けられ隙間空間75の圧力を検出する圧力センサ89cと、ガス供給源89d1と、排気装置89d2と、を備える。なお、図6では図示を省略するが、給電部材80が挿通する冷却プレート73の開口(図1参照)の周囲にはシール部材(図示せず)が配置され、隙間空間75と冷却プレート73の下側の空間との間がシールされている。これにより、隙間空間75は、上面が第1の面S1で区画され、下面が第2の面S2で区画され、外周側がシール部材76aで区画され、内周側がシール部材(図示せず)で区画されて形成される。 6, the substrate mounting table 70A includes a gas passage 89a communicating with the gap space 75, on-off valves 89b1 and 89b2 provided in the gas passage 89a, a pressure sensor 89c provided in the gas passage 89a for detecting the pressure of the gap space 75, a gas supply source 89d1, and an exhaust device 89d2. Although not shown in FIG. 6, a seal member (not shown) is arranged around the opening (see FIG. 1) of the cooling plate 73 through which the power supply member 80 is inserted, and the gap space 75 and the space below the cooling plate 73 are sealed. As a result, the gap space 75 is formed such that the upper surface is partitioned by the first surface S1, the lower surface is partitioned by the second surface S2, the outer periphery side is partitioned by the seal member 76a, and the inner periphery side is partitioned by the seal member (not shown).

開閉弁89b1を開くことで、ガス通路89aを介してガス供給源89d1から隙間空間75にガスを充填する。隙間空間75に充填されるガスは、大気であってもよく、伝熱ガス(例えばHeガス、Arガス等)であってもよい。また、開閉弁89b2を開くことで、ガス通路89aを介して隙間空間75内のガスを排気装置89d2で排気する。 By opening the on-off valve 89b1, gas is filled from the gas supply source 89d1 through the gas passage 89a into the gap space 75. The gas filled into the gap space 75 may be the atmosphere or a heat transfer gas (e.g., He gas, Ar gas, etc.). In addition, by opening the on-off valve 89b2, the gas in the gap space 75 is exhausted by the exhaust device 89d2 through the gas passage 89a.

このように、基板載置台70Aは、隙間空間75内のガスの圧力(充填量)を制御することができる。また、隙間空間75内の伝熱ガスの圧力(充填量)を制御することができる。これにより、伝熱ガスを介した熱対流による伝熱を制御することができる。即ち、輻射による熱伝達と併せて、伝熱ガスにより加熱プレート72から冷却プレート73への伝熱量を制御することができる。 In this way, the substrate mounting table 70A can control the pressure (filling amount) of the gas in the gap space 75. It can also control the pressure (filling amount) of the heat transfer gas in the gap space 75. This makes it possible to control heat transfer by thermal convection via the heat transfer gas. That is, in addition to heat transfer by radiation, it is possible to control the amount of heat transfer from the heating plate 72 to the cooling plate 73 by the heat transfer gas.

ここで、第2実施形態に係る基板載置台70Aを備えるプラズマ処理装置100による基板Gの処理の一例について説明する。 Here, an example of processing a substrate G using a plasma processing apparatus 100 including a substrate mounting table 70A according to the second embodiment will be described.

まず、隙間空間75に大気または伝熱ガスを充填する工程を行う。即ち、加熱プレート72と冷却プレート73との伝熱特性を調整する。これにより、例えば、基板処理のプロセスに応じて加熱プレート72と冷却プレート73との伝熱特性を調整することができる。また、複数のプラズマ処理装置100を備える基板処理システムにおいて、加熱プレート72と冷却プレート73との伝熱特性の機差を調整することができる。 First, a process is performed in which the gap space 75 is filled with air or a heat transfer gas. That is, the heat transfer characteristics between the heating plate 72 and the cooling plate 73 are adjusted. This makes it possible to adjust the heat transfer characteristics between the heating plate 72 and the cooling plate 73 according to, for example, the substrate processing process. Also, in a substrate processing system including multiple plasma processing apparatuses 100, it is possible to adjust the machine difference in the heat transfer characteristics between the heating plate 72 and the cooling plate 73.

以上、プラズマ処理装置100について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。また、基板の処理として成膜処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、エッチング処理やアッシング処理などにおいても、基板載置台が高温となる場合には適用可能である。 The plasma processing apparatus 100 has been described above, but the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements are possible within the scope of the gist of the present disclosure described in the claims. In addition, although a film formation process has been described as a substrate process, the present invention is not limited to this, and can also be applied to etching processes, ashing processes, and other processes in which the substrate placement table becomes hot.

G 基板
20 処理容器
70 基板載置台
71 静電チャック
711 基材
711a 基材上面
712 誘電体層
713 吸着電極
714 Niメッキ層
72 加熱プレート
72a 加熱素子
721 アルマイト皮膜
73 冷却プレート
73a 熱媒体流路
73b 送り配管
73c 戻り配管
731 アルマイト皮膜
74 支持部材
75 隙間空間
76a~76c,77 シール部材
78 台座
79 フォーカスリング
89a ガス通路
89b1 開閉弁
89b2 開閉弁
89c 圧力センサ
89d1 ガス供給源
89d2 排気装置
S1 第1の面
S2 第2の面
90 制御部
100 プラズマ処理装置
G substrate 20 processing vessel 70 substrate placement table 71 electrostatic chuck 711 substrate 711a substrate upper surface 712 dielectric layer 713 attraction electrode 714 Ni plating layer 72 heating plate 72a heating element 721 alumite coating 73 cooling plate 73a heat medium flow path 73b feed pipe 73c return pipe 731 alumite coating 74 support member 75 gap spaces 76a to 76c, 77 seal member 78 pedestal 79 focus ring 89a gas passage 89b1 on-off valve 89b2 on-off valve 89c pressure sensor 89d1 gas supply source 89d2 exhaust device S1 first surface S2 second surface 90 control unit 100 plasma processing apparatus

Claims (12)

基板に処理を施す処理容器の内部に設置され、前記基板を載置する基板載置台であって、
前記基板載置台は、
前記基板を載置する載置面に吸着電極を内蔵した誘電体層を備えた基材から成る静電チャックと、
前記静電チャックの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る加熱プレートと、
前記加熱プレートの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る冷却プレートと、を有し、
前記加熱プレートの前記冷却プレートに対応する面を第1の面とし、
前記冷却プレートの前記加熱プレートに対応する面を第2の面とし、
前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間において、前記第1の面及び前記第2の面に沿った方向に延在する隙間空間を有し、
少なくとも、前記隙間空間に露出する前記第1の面及び前記隙間空間に露出する前記第2の面のいずれか一方または両方にアルマイト皮膜を有する、
基板載置台。
A substrate mounting table is installed in a processing chamber for processing a substrate, the substrate being mounted on the substrate mounting table, the substrate mounting table comprising:
The substrate mounting table is
an electrostatic chuck including a base material having a dielectric layer with an adsorption electrode built in on a mounting surface on which the substrate is mounted;
a heating plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the electrostatic chuck;
a cooling plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the heating plate;
a surface of the heating plate corresponding to the cooling plate is defined as a first surface;
a surface of the cooling plate corresponding to the heating plate is a second surface;
a gap space extending in a direction along the first surface and the second surface is provided between the heating plate and the cooling plate,
At least one or both of the first surface exposed to the gap space and the second surface exposed to the gap space have an anodized aluminum coating.
Substrate placement stand.
前記隙間空間において、前記第1の面と前記第2の面との距離は、2mm以上10mm以下である、
請求項1に記載の基板載置台。
In the gap space, the distance between the first surface and the second surface is 2 mm or more and 10 mm or less.
The substrate mounting table according to claim 1 .
前記加熱プレートは、加熱素子を有し、
前記冷却プレートは、熱媒体を流通させる熱媒体流路を有する、
請求項1に記載の基板載置台。
the heating plate having a heating element;
The cooling plate has a heat medium flow path through which a heat medium flows.
The substrate mounting table according to claim 1 .
前記熱媒体流路と接続される送り配管及び戻り配管には、第1のシール部材が配置される、
請求項3に記載の基板載置台。
A first seal member is disposed in a feed pipe and a return pipe connected to the heat medium flow path.
The substrate mounting table according to claim 3 .
前記加熱プレートは、支持部材を介して前記冷却プレートに支持される、
請求項1に記載の基板載置台。
The heating plate is supported on the cooling plate via a support member.
The substrate mounting table according to claim 1 .
前記隙間空間を取り囲む前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間において、第2のシール部材が配置される、
請求項1に記載の基板載置台。
A second seal member is disposed between the heating plate and the cooling plate surrounding the gap space.
The substrate mounting table according to claim 1 .
前記隙間空間には、大気または伝熱ガスが充填される、
請求項6に記載の基板載置台。
The gap space is filled with air or a heat transfer gas.
The substrate mounting table according to claim 6 .
基板を処理する基板処理装置であって、
内部において前記基板に処理を施す処理容器と、
前記処理容器の内部に設置され、前記基板を載置する基板載置台とを備え、
前記基板載置台は、
前記基板を載置する載置面に吸着電極を内蔵した誘電体層を備えた基材から成る静電チャックと、
前記静電チャックの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る加熱プレートと、
前記加熱プレートの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る冷却プレートと、を有し、
前記加熱プレートの前記冷却プレートに対応する面を第1の面とし、
前記冷却プレートの前記加熱プレートに対応する面を第2の面とし、
前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間において、前記第1の面及び前記第2の面に沿った方向に延在する隙間空間を有し、
少なくとも、前記隙間空間に露出する前記第1の面及び前記隙間空間に露出する前記第2の面のいずれか一方または両方にアルマイト皮膜を有する、
基板処理装置。
A substrate processing apparatus for processing a substrate,
a processing vessel in which the substrate is processed;
a substrate placement stage disposed inside the processing chamber and configured to place the substrate thereon;
The substrate mounting table is
an electrostatic chuck including a base material having a dielectric layer with an adsorption electrode built in on a mounting surface on which the substrate is mounted;
a heating plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the electrostatic chuck;
a cooling plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the heating plate;
a surface of the heating plate corresponding to the cooling plate is defined as a first surface;
a surface of the cooling plate corresponding to the heating plate is a second surface;
a gap space extending in a direction along the first surface and the second surface is provided between the heating plate and the cooling plate,
At least one or both of the first surface exposed to the gap space and the second surface exposed to the gap space have an anodized aluminum coating.
Substrate processing equipment.
前記加熱プレートは、加熱素子を有し、
前記冷却プレートは、熱媒体を流通させる熱媒体流路を有し、
前記熱媒体流路と接続される送り配管及び戻り配管には、第1のシール部材が配置される、
請求項8に記載の基板処理装置。
the heating plate having a heating element;
The cooling plate has a heat medium flow path through which a heat medium flows,
A first seal member is disposed in a feed pipe and a return pipe connected to the heat medium flow path.
The substrate processing apparatus according to claim 8 .
基板を処理容器の内部において処理する基板処理方法であって、
前記処理容器の内部に前記基板を載置する基板載置台を備え、
前記基板載置台は、
前記基板を載置する載置面に吸着電極を内蔵した誘電体層を備えた基材から成る静電チャックと、
前記静電チャックの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る加熱プレートと、
前記加熱プレートの下方に接続されたアルミニウムまたはアルミニウム合金から成る冷却プレートと、を有し、
前記加熱プレートの前記冷却プレートに対応する面を第1の面とし、前記冷却プレートの前記加熱プレートに対応する面を第2の面とし、前記加熱プレートと前記冷却プレートとの間において、前記第1の面及び前記第2の面に沿った方向に延在する隙間空間を有し、少なくとも、前記隙間空間に露出する前記第1の面及び前記隙間空間に露出する前記第2の面のいずれか一方または両方にアルマイト皮膜を有し、
前記加熱プレートにより前記静電チャックを加熱する工程と、
前記隙間空間を介した熱交換を通じて前記冷却プレートにより前記加熱プレートを介して前記静電チャックから抜熱する工程と、
前記静電チャックを介して前記基板の温度を調整する工程と、を有する、
基板処理方法。
1. A substrate processing method for processing a substrate inside a processing vessel, comprising:
a substrate placement stage for placing the substrate inside the processing vessel;
The substrate mounting table is
an electrostatic chuck including a base material having a dielectric layer with an adsorption electrode built in on a mounting surface on which the substrate is mounted;
a heating plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the electrostatic chuck;
a cooling plate made of aluminum or an aluminum alloy and connected below the heating plate;
a surface of the heating plate corresponding to the cooling plate is defined as a first surface, a surface of the cooling plate corresponding to the heating plate is defined as a second surface, a gap space is provided between the heating plate and the cooling plate, the gap space extends in a direction along the first surface and the second surface, and an alumite coating is provided on at least one or both of the first surface exposed to the gap space and the second surface exposed to the gap space;
heating the electrostatic chuck with the heating plate;
removing heat from the electrostatic chuck through the heating plate by the cooling plate through heat exchange via the gap space;
and adjusting a temperature of the substrate via the electrostatic chuck.
A method for processing a substrate.
前記隙間空間に大気または伝熱ガスを充填する工程を有する、
請求項10に記載の基板処理方法。
Filling the gap space with air or a heat transfer gas;
The method of claim 10.
前記処理は、前記基板に成膜を行う、
請求項10に記載の基板処理方法。
The processing includes forming a film on the substrate.
The method of claim 10.
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