(57)【要約】【課題】熱の伝播を抑制する技術を提供する。【解決手段】処理容器は、基板処理の際に内部が真空雰囲気とされる。封止部材は、基板処理の際に相対的に低い温度となる低温領域と相対的に高い温度となる高温領域との間に管状の空洞が形成され、処理容器を封止する。【選択図】図４
2020077669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理の際に内部が真空雰囲気とされる処理容器と、
基板処理の際に相対的に低い温度となる低温領域と相対的に高い温度となる高温領域との間に管状の空洞が形成され、前記処理容器を封止する封止部材と、
を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記空洞は、前記低温領域の前記高温領域側を少なくとも覆うように、または、前記高温領域の前記低温領域側を少なくとも覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記空洞は、前記高温領域から前記低温領域への熱の流れを示すベクトル線に対して垂直に形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記空洞は、複数列、並列に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記空洞の一端から他端に流れるように、前記低温領域の温度よりも高い温度の不活性ガスを供給するガス供給部をさらに有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記空洞の前記他端側に接続され、前記空洞を通過した不活性ガスを、冷却を要する部材に導く配管をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記空洞の幅は、前記空洞の前記低温領域側と前記高温領域側にそれぞれ形成される温度境界層の厚さの合計以上である
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記空洞の幅は、前記空洞の前記低温領域側と前記高温領域側にそれぞれ形成される温度境界層の厚さの合計以下である
ことを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記封止部材は、前記低温領域に冷媒が流れる流路が設けられ、前記高温領域に前記基板処理の対象となる基板を昇降するリフタピンの摺動部が設けられた
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
前記相対的に低い温度となる低温領域の温度は、前記リフタピンの摺動部に設けられたシール材および潤滑剤の少なくともいずれかの性能において、性能を満たす温度の下限値よりも低く、前記相対的に高い温度となる高温領域の温度は、前記下限値よりも高い、
ことを特徴とする請求項９に記載の基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱輸送媒体として固体を用いた能動磁気再生器が開示されており、熱輸送媒体に伝熱部と断熱部を交互に設けることで、熱輸送媒体の熱伝導率に異方性を持たせる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１９１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、熱の伝播を抑制することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による基板処理装置は、処理容器と、封止部材とを有する。処理容器は、基板処理の際に内部が真空雰囲気とされる。封止部材は、基板処理の際に相対的に低い温度となる低温領域と相対的に高い温度となる高温領域との間に管状の空洞が形成され、処理容器を封止する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、熱の伝播を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係る基板処理装置の一例を示した概略構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施形態に係る支持部の構成の一例を示した斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施形態に係る支持部の構成の一例を示した斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る支持部の内部構成の一例を示した平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る支持部の断面の一例を概略的に示した断面図である。
【図５】図５は、熱の伝播を概略的に説明する図である。
【図６】図６は、空洞の幅と温度境界層の関係を概略的に説明する図である。
【図７Ａ】図７Ａは、高温領域から低温領域への熱の伝播の一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、高温領域から低温領域への熱の伝播の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る支持部の下部の構成の一例を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本願の開示する基板処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する基板処理装置が限定されるものではない。
【０００９】
ところで、例えば、プラズマ処理装置などの基板処理装置には、低温で基板処理を行うものがある。例えば、プラズマ処理装置には、処理容器などに流路を形成し、流路に冷媒を循環させて低温にし、半導体ウエハなどの基板に対してエッチングを行うものがある。しかし、基板処理装置には、温度の低下によって性能の低下や不具合が生じる部品が配置される場合がある。例えば、プラズマ処理装置には、基板を昇降するリフタピンなどの摺動部品が配置される。摺動部品には、部品の摺動性を維持するため、部品の接触部分にグリスが塗布される。しかし、低温では、グリスの性能が低下して磨耗が多くなり、接触部分で不具合が発生する。摺動部品を低温の領域からできるだけ離すように基板処理装置を設計することが好ましいが、他の構成部品との関係上、配置できない場合がある。そこで、摺動部品が配置される領域などへの熱の伝播を抑制することが期待されている。
【００１０】
［基板処理装置の構成］
次に、本実施形態に係る基板処理装置の構成例について説明する。本実施形態では、基板処理装置を、被処理体としての半導体ウエハＷ（以後、ウエハＷと呼ぶ）に対してＲＩＥ（Reactive  Ion  Etching）処理やアッシング処理等のプラズマ処理を施す平行平板型（容量結合型とも言う）のプラズマ処理装置とした場合を例にする。なお、基板処理装置は、プラズマ処理装置に特に限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る基板処理装置の一例を示した概略構成図である。
【００１２】
本実施形態の基板処理装置１は、例えばアルミニウム又はステンレス鋼等の金属製の円筒型の処理容器１０を有している。処理容器１０は、一般的に、接地されている。処理容器１０内では、ウエハＷに対して、エッチング処理等のプラズマ処理が施される。
【００１３】
処理容器１０内には、ウエハＷを載置する載置台１２が設けられている。載置台１２は、例えばアルミニウム、チタン又はＳｉＣ等から構成されている。載置台１２の下部には、例えばアルミニウム、チタン又はＳｉＣ等から構成された支持部１３が配置されている。また、載置台１２の周囲には、絶縁性の筒状保持部１４が配置されている。載置台１２および支持部１３は、筒状保持部１４により周囲から支持されている。筒状保持部１４は、処理容器１０の底部から垂直上方に伸びる筒状支持部１６に支持されている。処理容器１０は、後述する配管７２、７３やガス供給ライン５４、リフタピン８１などの部品を配置するため、下部に開口が形成され、大気環境とされている。また、処理容器１０は、上部に開口が形成されている。処理容器１０は、支持部１３および筒状保持部１４によって下部の開口が封止され、後述するシャワーヘッド３８によって上部の開口が封止されており、内部が気密に保持されている。処理容器１０の外部は、大気圧環境である。支持部１３および筒状保持部１４は、処理容器１０の下部側を封止する封止部材として機能する。支持部１３および筒状保持部１４は、処理容器の外部と内部との圧力差によって生じる力に対して、反りや捻じれ等の変形が起こらない程度の機械的強度を有する。
【００１４】
筒状保持部１４の上面には、載置台１２の上面を環状に囲む例えば石英から構成されるフォーカスリング１８が配置されている。フォーカスリング１８は、載置台１２の上方に発生したプラズマをウエハＷに向けて収束させる。
【００１５】
処理容器１０の内側壁と筒状支持部１６の外側壁との間には、排気路２０が形成されている。排気路２０には、環状のバッフル板２２が取り付けられている。排気路２０の底部には、排気口２４が設けられ、排気管２６を介して排気装置２８に接続されている。
【００１６】
排気装置２８は、図示しない真空ポンプを有しており、基板処理の際に処理容器１０の内部を真空雰囲気に減圧する。例えば、排気装置２８は、処理容器１０の内部を所定の真空度まで減圧する。処理容器１０の側壁には、ウエハＷの搬入又は搬出時に開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００１７】
載置台１２および支持部１３には、給電棒３６および整合器３４を介してプラズマ生成用の高周波電源３２が電気的に接続されている。高周波電源３２は、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を載置台１２に印加する。このようにして載置台１２および支持部１３は、下部電極としても機能する。
【００１８】
処理容器１０の天井部には、シャワーヘッド３８が、接地電位の上部電極として設けられている。高周波電源３２からのプラズマ生成用の高周波電力は、載置台１２とシャワーヘッド３８との間に容量的に印加される。
【００１９】
載置台１２の上面には、ウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック（ＥＳＣ）４０が設けられている。静電チャック４０は、導電膜からなるシート状のチャック電極４０ａを一対の誘電部材である誘電層部４０ｂ、４０ｃの間に挟みこんだものである。直流電圧源４２は、スイッチ４３を介してチャック電極４０ａに接続されている。なお、一般的に、静電チャック４０におけるウエハＷの載置面には、凹凸が形成されている。この凹凸は、例えば、静電チャック４０をエンボス加工することにより形成することができる。
【００２０】
静電チャック４０は、直流電圧源４２から電圧が印加されることにより、吸着力でウエハＷを静電チャック４０上に吸着保持する。また、チャック電極４０ａに電圧を印加しない場合には、スイッチ４３によって接地部４４へと接続された状態となっている。
【００２１】
伝熱ガス供給源５２は、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の伝熱ガスを、ガス供給ライン５４を介して、静電チャック４０上のウエハＷ裏面に供給する。
【００２２】
天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する電極板５６と、この電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部には、バッファ室６０が設けられている。バッファ室６０のガス導入口６０ａには、ガス供給配管６４を介してガス供給源６２が連結されている。このような構成により、シャワーヘッド３８から処理容器１０内に、所望の処理ガスが供給される。
【００２３】
載置台１２の内部には、外部の図示しない搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しを行うためにウエハＷを昇降させるリフタピン８１が複数、例えば３本設けられている。複数のリフタピン８１は、連結部材８２を介して伝えられるモータ８４の動力によって上下動する。
【００２４】
処理容器１０の周囲には、環状又は同心状に延在する磁石６６が、上下２段に配置されている。処理容器１０内において、シャワーヘッド３８と載置台１２との間のプラズマ生成空間には、高周波電源３２により鉛直方向のＲＦ電界が形成され、高周波の放電により、載置台１２の表面近傍に高密度のプラズマが生成される。
【００２５】
載置台１２の内部には、通常、冷媒管７０が設けられている。この冷媒管７０には、配管７２、７３を介してチラーユニット７１から所定温度の冷媒が循環供給される。また、静電チャック４０の内部には、ヒータ７５が埋設されている。ヒータ７５には、図示しない交流電源から所望の交流電圧が印加される。チラーユニット７１による冷却とヒータ７５による加熱とによって、静電チャック４０上のウエハＷの処理温度は所望の温度に調整される。
【００２６】
基板処理装置１は、ウエハＷの裏面に供給される伝熱ガスの圧力や、伝熱ガスがウエハＷの裏面から漏れる漏れ流量を監視するための、モニタ８０を有する構成であっても良い。伝熱ガスの圧力を監視する場合、伝熱ガスの圧力値Ｐは、ウエハＷの裏面に取り付けられた図示しない圧力センサにより測定される。また、伝熱ガスの漏れ流量Ｆは、例えばウエハＷの側面近傍等に取り付けられる、図示しない流量センサにより測定される。
【００２７】
基板処理装置１には、基板処理装置１の各構成要素の動作を制御する制御部１００が設けられている。制御部１００は、例えば、ガス供給源６２、排気装置２８、ヒータ７５、直流電圧源４２、スイッチ４３、整合器３４、高周波電源３２、伝熱ガス供給源５２、モータ８４およびチラーユニット７１等の動作を制御する。
【００２８】
制御部１００は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムや、プラズマ処理のプロセス条件に基づいて動作し、装置全体の動作を制御する。なお、制御部１００は、基板処理装置１の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部１００が外部に設けられている場合、制御部１００は、有線又は無線等の通信手段によって、基板処理装置１を制御することができる。
【００２９】
次に、支持部１３の構成について説明する。図２Ａおよび図２Ｂは、本実施形態に係る支持部の構成の一例を示した斜視図である。支持部１３には、各種の部品を配置するための貫通穴が設けられている。例えば、支持部１３には、載置台１２に形成された冷媒管７０に冷媒を循環させる配管７２、７３を配置するための貫通穴１１０ａ、１１０ｂが設けられている。また、支持部１３には、リフタピン８１を配置するための貫通穴１１１が設けられている。また、支持部１３には、各種の配線を収容する管状のケース１５１を配置するための貫通穴１５０が設けられている。図２Ｂには、支持部１３の貫通穴１１０ａ、１１０ｂ、１１１、１５０が設けられた部分の内部構成が示されている。なお、図２Ａおよび図２Ｂでは、支持部１３に貫通穴１１０ａ、１１０ｂ、１１１、１５０が設けられている場合を図示したが、支持部１３には、各種の部品を配置するために、その他の貫通穴が適宜設けられる。
【００３０】
図３は、本実施形態に係る支持部の内部構成の一例を示した平面図である。図３には、支持部１３の貫通穴１１０ａ、１１０ｂ、１１１が設けられた部分の内部構成が示されている。貫通穴１１０ａ、１１０ｂには、冷媒が通過する配管７２、７３が配置される。貫通穴１１１には、リフタピン８１が配置される。図４は、本実施形態に係る支持部の断面の一例を概略的に示した断面図である。図４の例は、図３のＡ−Ａで示した貫通穴１１０ａおよび貫通穴１１１の部分の断面の構成を示している。支持部１３は、貫通穴１１０ａの下面の周囲に、例えば、Ｏリングなどのシール１１２が設けられ、配管７２が接続されている。また、支持部１３は、貫通穴１１０ａの上面の周囲に、例えば、Ｏリングなどのシール１１３が設けられ、載置台１２に形成された冷媒管７０が接続されている。冷媒は、配管７２から支持部１３の貫通穴１１０ａを介して冷媒管７０に供給される。なお、本実施形態の基板処理装置１は、支持部１３の貫通穴１１０ａ、１１０ｂに配管７２、７３を通過させて、配管７２、７３を冷媒管７０に接続する構成としてもよい。
【００３１】
支持部１３は、貫通穴１１１の内部の周囲に、Ｏリングなどのシール１１４が設けられ、リフタピン８１が配置される。ここで、貫通穴１１１内でリフタピン８１を移動可能に保持するため、貫通穴１１１の内部の周囲に上下にシール１１４ａ、１１４ｂに設けている。シール１１４ａ、１１４ｂ部分には、リフタピン８１の摺動性を維持するため、例えば、グリスなどの液体潤滑剤が塗布されている。これにより、支持部１３では、気密性を保ったまま貫通穴１１１内でリフタピン８１を摺動させることができる。なお、Ｏリングなどのシール１１４やグリスなどの液体潤滑剤は、適切に気密性や摺動性を維持するためには、温度の範囲や、かかる応力の値など適切な使用環境下で用いることが必要である。適切な使用環境は、通常、使用するＯリングなどのシール１１４やグリスなどの液体潤滑剤のカタログや使用説明書に示されている。使用環境から外れた範囲で使用した場合、シール１１４や液体潤滑剤は、性能が低下し、場合によっては使用不可能となる。
【００３２】
ところで、例えば、基板処理装置には、低温で基板処理を行うものがある。例えば、本実施形態の基板処理装置１は、冷媒によって載置台１２を冷却し、載置台１２を介してウエハＷを例えば、−３０℃の温度に冷却しつつエッチングのプラズマ処理を行う。なお、例示した温度は、一例であり、さらに低い温度であってもよい。
【００３３】
配管７２、７３には、載置台１２を冷却するため、低温の冷媒が通過する。これにより、支持部１３は、貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲が冷却されて低温領域となる。例えば、低温領域の温度は、リフタピン８１の摺動部に設けられたシール１１４および潤滑剤の少なくともいずれかの性能において、性能を満たす温度の下限値よりも低くなる。そして、基板処理装置１は、支持部１３の貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲の温度の低下によって、さらに周辺の温度が低下して、不具合が発生する場合がある。例えば、支持部１３では、貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲の温度の低下によって貫通穴１１１の周囲の温度が低下し、貫通穴１１１のリフタピン８１の接触部分のシール１１４や液体潤滑剤の性能が低下する。そして、支持部１３では、シール１１４ａ、１１４ｂとリフタピン８１の磨耗が多くなり、リフタピン８１の移動に伴って、シール１１４ａ、１１４ｂで大気リークが発生する場合や、シール１１４ａ、１１４ｂが切れて気密性が低下する場合がある。この場合、冷媒の温度が適切な使用環境の範囲内に含まれるシール１１４や液体潤滑剤の製品を選択することが望ましいが、必ずしも適合する製品が存在するとは限らない。特に極限範囲での摺動性と気密性の両立は容易ではない。そのため、シール１１４や液体潤滑剤の適切な使用環境の範囲以外の冷媒の温度を使用せざるを得ない場合がある。シール１１４や液体潤滑剤は、適切な使用環境の範囲、特に温度の下限値よりも低温で使用した場合、性能が著しく低下し、場合によっては、摺動性や気密性が保たれなくなる。このため、貫通穴１１１が形成された領域は、シール１１４や液体潤滑剤の適切な使用環境の範囲、特に温度の下限値よりも高い温度に維持する必要がある。基板処理装置１では、低温領域から貫通穴１１１をできるだけ離すように基板処理装置１を設計することが好ましいが、他の構成部品との関係上、低温領域から貫通穴１１１を離して配置できない場合がある。なお、ウエハＷを冷却するために用いた冷媒の温度が、シール１１４や液体潤滑剤の適切な使用環境としての温度の下限値よりも高い場合は、貫通穴１１１の周囲の温度が低下してもシール１１４や液体潤滑剤の性能が低下する心配はない。
【００３４】
このように、例えば、貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲の温度の低下によって貫通穴１１１の周囲の温度が低下してしまう現象に対する解決策として、貫通穴１１１の周囲に電気ヒータ等の加熱機構を設置することが考えらえる。しかしながら、支持部１３はプラズマ生成用の高周波電源３２が電気的に接続されており、例えば６０ＭＨｚの高周波電力が印加される。そのため、電気ヒータ等の加熱用電源の保護のためにフィルタや接地線が必要となる。また、支持部１３の電気的な偏りを生じ、場合によってはプラズマ処理の均一性に影響する可能性がある。
【００３５】
そこで、本実施形態では、支持部１３の内部の、基板処理の際に相対的に低い温度となる貫通穴１１０ａ、１１０ｂが形成された低温領域と、基板処理の際に相対的に高い温度となる貫通穴１１１が形成された高温領域との間に管状の空洞１２０を形成している。空洞１２０は、断面形状が矩形状とされ、貫通穴１１０ａ、１１０ｂから所定の間隔で、貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲を覆うように形成されている。これにより、支持部１３は、空洞１２０によって低温領域と高温領域とが接触しなくなるため、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制できる。この結果、基板処理装置１では、貫通穴１１１の周囲の温度の低下が抑制されるため、シール１１４ａ、１１４ｂでの大気リークの発生やシール１１４ａ、１１４ｂが切れて気密性が低下することを抑制できる。特に、相対的に低い温度となる貫通穴１１０ａ、１１０ｂが形成された低温領域での温度が、シール１１４や液体潤滑剤の適切な使用環境としての温度の下限値よりも低い場合に効果的である。
【００３６】
空洞１２０によって十分に低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制するためには、適切な幅が必要である。図５は、熱の伝播を概略的に説明する図である。図５に示すように、一般的に、温度ＴLの物質Ｍの周りに、温度ＴLとは異なる温度Ｔairの流体（例えば、空気）が接した時、物質Ｍの周りに温度ＴLから温度Ｔairまで温度が急激に変化する薄い層が形成される。この薄い層を温度境界層ＢＬと呼ぶ。この温度境界層ＢＬの厚みδ［ｍ］は、流体の熱伝導率をｋ［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］、物質‐流体間の熱伝達率をｈ［Ｗ・ｍ−２・Ｋ−１］としたとき、以下の式（１）が成り立つ。
【００３７】
【数１】
2020077669.tif 000003
【００３８】
流体の熱伝導率ｋは、熱伝導において、媒質中に温度勾配がある場合にその勾配に沿って運ばれる熱流束の大きさを規定する物理量であり、流体の種類や温度によって決まる。熱伝達率ｈは、伝熱において、２種類の物資間での熱エネルギーの伝え易さを表す値であり、２種類の物資の温度、表面積、流体の速度よって決まり、特に流体の速度よっても大きく異なる。例えば、自然対流か強制対流かで大きく異なる。
【００３９】
図６は、空洞１２０の幅と温度境界層の関係を概略的に説明する図である。図６（ａ）〜（ｃ）には、温度ＴLの低温領域と温度Ｔhの高温領域との間の空洞１２０の幅ｗを広い、中間、狭いとした場合を示している。例えば、空洞１２０の内部に空気が存在し、図６（ａ）に示すように空洞１２０の幅が十分に広い場合、空洞１２０の低温領域側に厚みδ１の温度境界層ＢＬ１が形成され、高温領域側に厚みδ２の温度境界層ＢＬ２が形成される。また、それぞれの温度境界層ＢＬ１、ＢＬ２の間にある空気は、低温領域および高温領域に影響されない温度Ｔairを維持することができる。これに対して、図６（ｃ）に示すように空洞１２０の幅が狭い場合、空洞１２０の低温領域側と高温領域側のそれぞれに温度境界層ＢＬ１、ＢＬ２が形成されるものの、これらの温度境界層ＢＬ１、ＢＬ２が重なる。これにより、空洞１２０の内部に存在する空気は、全体的に低温領域および高温領域に影響されてしまう。例えば、図６（ｃ）に示すように、空洞１２０の内部の中間点の空気の温度が、温度Ｔairよりも低下する。これにより、低温領域と高温領域との間の熱の伝播してしまうことを示している。
【００４０】
すなわち、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制するためには、図６（ｂ）に示すように、空洞１２０の幅ｗは、空洞１２０の低温領域側の温度境界層ＢＬ１の厚みδ１と高温領域側の温度境界層ＢＬ２の厚みδ２の合計以上であるが好ましい。なお、温度境界層の厚みは温度に関係なく、同じ流体、および同じ流体の速度であれば一定の厚みになるため、δ１＝δ２であることから、空洞１２０の幅ｗは、δ２の２倍以上にしてもよい。
【００４１】
例えば、空洞１２０の内部に室温の空気が存在し、後述するガス供給部１２３を用いて空気の強制対流が発生している状態とする。また、空気の熱伝導率をｋ＝０．０２６［Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１］、空洞１２０の側壁と空気間の熱伝達率をｈ＝１００［Ｗ・ｍ−２・Ｋ−１］とする。この場合、適切な空洞１２０の幅Ｗｗ（＝２ｘδ）は、０．５２ｍｍ以上となる。
【００４２】
また、空洞１２０の支持部１３の厚み方向の幅は、支持部１３の空洞１２０が形成された部分の厚さに対して、３０〜７０％程度の長さがあることが好ましい。これにより、支持部１３の機械的強度を保ちながらも、空洞１２０は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制できる。
【００４３】
また、本実施形態に係る支持部１３では、低温領域となる貫通穴１１０ａ、１１０ｂの周囲を全て覆うように空洞１２０を形成しているが、これに限定されるものではない。空洞１２０は、高領域となる貫通穴１１１側の周囲を全て覆うように形成してもよい。また、空洞１２０は、低温領域の高温領域側を少なくとも覆うように、または、高温領域の低温領域側を少なくとも覆うように形成してもよい。このように空洞１２０を形成することで、空洞１２０は、熱が伝播することを効率的に抑制できる。
【００４４】
図７Ａおよび図７Ｂは、高温領域から低温領域への熱の伝播の一例を示す図である。図７Ａおよび図７Ｂには、高温領域ＨＴ、低温領域ＬＴがそれぞれ示され、高温領域ＨＴから低温領域ＬＴへの熱の流れを示すベクトル線が示されている。図７Ａの例では、高温領域ＨＴの低温領域ＬＴ側を覆うように、熱の流れを示すベクトル線に対して垂直に空洞１２０が形成されている。一方、図７Ｂの例では、低温領域ＬＴの高温領域ＨＴ側を覆うように、熱の流れを示すベクトル線に対して垂直に空洞１２０が形成されている。これにより、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を効率的に抑制できる。
【００４５】
空洞１２０は、例えば、高温領域ＨＴと低温領域ＬＴの中心を結ぶ直線に対して、端部が所定角度範囲（例えば、θ＝±６０〜９０°）まで到達するように形成してもよい。例えば、図７Ａおよび図７Ｂの例では、貫通穴１１１の中心と貫通穴１１０ａ、１１０ｂのそれぞれの中心を結ぶ直線に対して、それぞれ所定角度範囲まで到達するように空洞１２０を形成している。熱は、図７Ａおよび図７Ｂに示したベクトル線に沿って伝播するため、空洞１２０を所定角度範囲まで到達するように形成することで、低温領域と高温領域との間の熱の伝播をより抑制できる。
【００４６】
空洞１２０は、複数列、並列に形成してもよい。本実施形態に係る支持部１３では、空洞１２０を２列形成しているが、３列以上形成してもよい。空洞１２０は、各列で熱の伝播を抑制できるため、複数列、並列に形成することで、低温領域と高温領域との間の熱の伝播をより抑制できる。
【００４７】
支持部１３には、空洞１２０に連通する複数の連通穴１２１が設けられている。例えば、支持部１３は、図３に示すように、空洞１２０に連通する２つの連通穴１２１ａ、１２１ｂが設けられている。連通穴１２１ａは、空洞１２０の一端側に連通する。連通穴１２１ｂは、空洞１２０の他端側に連通する。図８は、本実施形態に係る支持部の下部の構成の一例を概略的に示した図である。連通穴１２１ａ、１２１ｂは、支持部１３の下面に連通している。連通穴１２１ａには、配管１２２を介してガス供給部１２３が接続されている。
【００４８】
ガス供給部１２３は、低温領域の温度よりも高い温度の不活性ガスを配管１２２に対して供給する。不活性ガスは、大気、乾燥空気、窒素などが挙げられる。不活性ガスに含まれる水分量は、結露防止するため、低温領域の表面温度における飽和水蒸気量より少ないことが好ましい。例えば、ガス供給部１２３は、不活性ガスとして、常温の乾燥空気を配管１２２に供給する。ガス供給部１２３から供給された不活性ガスは、配管１２２を介して連通穴１２１ａに供給され、連通穴１２１ａから空洞１２０の内部を循環した後、連通穴１２１ｂから排出される。これにより、基板処理装置１では、空洞１２０に供給された不活性ガスから熱が供給されるため、高温領域の温度の低下が抑制される。特に、空洞１２０の内部における不活性ガスの循環によって、不活性ガスの強制対流が発生しているため、空洞１２０の側壁と不活性ガスとの間の熱伝達率が高くなり、より効果的に不活性ガスから熱が供給される。この結果、基板処理装置１では、貫通穴１１１の周囲の温度の低下が抑制され、貫通穴１１１内のシール１１４や液体潤滑剤の性能の低下が抑制されるため、リフタピン８１の摺動部での不具合の発生を抑制できる。例えば、シール１１４ａ、１１４ｂでの大気リークの発生や、シール１１４ａ、１１４ｂが切れて気密性が低下することを抑制できる。なお、空洞１２０の側壁と不活性ガスとの間の熱伝達率は、不活性ガスの流量が高いほどより効果的であるが、流量が高いほど分不活性ガスの消費が高くなるため、空洞１２０の幅ｗの大きさ、低温領域の温度によって、適切な流量に調整されることが好ましい。
【００４９】
連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスは、冷却されている。このため、連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスは、冷却を要する部材の冷却にさらに使用してもよい。例えば、管状のケース１５１には、チャック電極４０ａと直流電圧源４２を接続する配線１３０が配置されている。プラズマ処理時、高周波電源３２から印加された高周波電力により、配線１３０には、高周波ノイズが発生する。このため、配線１３０には、高周波ノイズを除去するためのフィルタ回路１３１を設けている。このフィルタ回路１３１は、抵抗１３１ａ、１３１ｂとコンデンサ１３１ｃを有する。フィルタ回路１３１は、高周波ノイズにより、例えば、１００℃以上に発熱する。そこで、基板処理装置１は、連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスをフィルタ回路１３１の冷却に使用する。本実施形態では、連通穴１２１ｂに配管１２４の一端を接続し、配管１２４の他端をケース１５１のフィルタ回路１３１の上部側に接続する。また、ケース１５１のフィルタ回路１３１の下部側に排気のための排気管１３３を接続する。これにより、連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスは、配管１２４を介してケース１５１内のフィルタ回路１３１の周囲を通過し、排気管１３３から排気される。これにより、基板処理装置１では、冷却用の機構を別途設けることなく、支持部１３の高温領域と低温領域との熱の伝播の抑制に使用した処理ガスを使用して、フィルタ回路１３１を冷却できる。
【００５０】
ここで、図６（ａ）に示すように、空洞１２０の幅ｗが広い場合、空洞１２０は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制できる。このため、基板処理装置は、ガス供給部１２３を設けず、空洞１２０に不活性ガスを通過させずに低温領域と高温領域との間を断熱する場合、空洞１２０の幅ｗを広くすることが好ましい。例えば、図６に示したように、空洞１２０の幅ｗは、空洞１２０の低温領域側に形成される温度境界層ＢＬ１の厚みδ１と高温領域側に形成される温度境界層ＢＬ２の厚みδ２の合計以上であることが好ましい（ｗ≧δ１＋δ２）。
【００５１】
一方、図６（ｃ）に示すように、空洞１２０の幅ｗが狭い場合、不活性ガスは、低温領域に熱が奪われて冷却される。このため、基板処理装置は、連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスを冷却に使用する場合、空洞１２０の幅ｗを狭くすることが好ましい。例えば、空洞１２０の幅ｗは、空洞１２０の低温領域側に形成される温度境界層ＢＬ１の厚みδ１と高温領域側に形成される温度境界層ＢＬ２の厚みδ２の合計以下であることが好ましい（ｗ≦δ１＋δ２）。
【００５２】
以上のように、本実施形態に係る基板処理装置１は、処理容器１０と、支持部１３とを有する。処理容器１０は、基板処理の際に内部が真空雰囲気とされる。支持部１３は、基板処理の際に相対的に低い温度となる低温領域と相対的に高い温度となる高温領域との間に管状の空洞１２０が形成され、処理容器１０を封止する。これにより、基板処理装置１は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制できる。
【００５３】
また、空洞１２０は、低温領域の高温領域側を少なくとも覆うように、または、高温領域の低温領域側を覆うように形成されている。これにより、基板処理装置１は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を効率的に抑制できる。
【００５４】
また、空洞１２０は、高温領域から低温領域への熱の流れを示すベクトル線に対して垂直に形成されている。れにより、基板処理装置１は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播を効率的に抑制できる。
【００５５】
また、空洞１２０は、複数列、並列に形成されている。これにより、基板処理装置１は、低温領域と高温領域との間の熱の伝播をより抑制できる。
【００５６】
また、基板処理装置１は、空洞１２０の一端から他端に流れるように、低温領域の温度よりも高い温度の不活性ガスを供給するガス供給部１２３をさらに有する。これにより、基板処理装置１は、不活性ガスから熱を供給できるため、高温領域の温度の低下を抑制できる。
【００５７】
また、基板処理装置１は、空洞１２０の他端側に接続され、空洞１２０を通過した不活性ガスを、冷却を要する部材に導く配管１２４をさらに有する。これにより、基板処理装置１は、低温領域と高温領域との断熱と冷却を要する部材の冷却を同時に行うことができる。
【００５８】
また、空洞１２０の幅は、空洞１２０の低温領域側と高温領域側にそれぞれ形成される温度境界層の厚さの合計以上である。これにより、基板処理装置１は、空洞１２０に不活性ガスを通過させない場合でも低温領域と高温領域との間の熱の伝播を抑制できる。
【００５９】
また、空洞１２０の幅は、空洞１２０の低温領域側と高温領域側にそれぞれ形成される温度境界層の厚さの合計以下である。これにより、基板処理装置１は、空洞１２０を通過することで不活性ガスを冷却されるため、冷却された不活性ガスで冷却を要する部材を冷却できる。
【００６０】
また、本実施形態に係る支持部１３は、低温領域ＬＴに冷媒が流れる流路が設けられ、高温領域ＨＴに基板処理の対象となるウエハＷを昇降するリフタピン８１の摺動部が設けられている。これにより、本実施形態に係る基板処理装置１は、リフタピン８１の摺動部の温度低下を抑制でき、摺動部での不具合の発生を抑制できる。
【００６１】
また、本実施形態に係る支持部１３は、低温領域の温度が、リフタピン８１の摺動部に設けられたシール１１４および潤滑剤の少なくともいずれかの性能において、性能を満たす温度の下限値よりも低く、高温領域の温度が、下限値よりも高いものとされている。これにより、本実施形態に係る基板処理装置１は、リフタピン８１の摺動部での温度低下による不具合の発生を抑制できる。
【００６２】
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００６３】
例えば、実施形態では、被処理体を半導体ウエハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。被処理体は、ガラス基板など、他の基板であってもよい。
【００６４】
また、実施形態では、基板処理装置１がエッチングを行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板処理装置１が上部電極３によりプラズマを生成して他のプラズマ処理を行ってもよい。
【００６５】
また、実施形態では、冷却を要する部材を、チャック電極４０ａの配線１３０に設けられたフィルタ回路１３１とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。冷却を要する部材は、その他、発熱する部材など、何れであってもよい。例えば、ヒータ７５に電力を供給する配線にも、高周波ノイズを除去するために同様のフィルタ回路が設けられる。このヒータ７５に電力を供給する配線に設けられたフィルタ回路を冷却してもよい。
【００６６】
また、実施形態では、連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスを部品の冷却に使用する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。連通穴１２１ｂから排出される不活性ガスは、処理装置１０の下部空間に存在する筒状保持部材１４、配管７２、７３、ガス供給ライン５２などの部品の結露防止に用いてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１  基板処理装置
１０  処理容器
１３  支持部
７２、７３  配管
８１  リフタピン
１１０ａ、１１０ｂ  貫通穴
１１１  貫通穴
１２０  空洞
１４０  ガス噴出部
ＨＴ  高温領域
ＬＴ  低温領域
Ｗ  ウエハ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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