(57)【要約】【課題】被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制する。【解決手段】載置台は、冷媒用の流路が内部に形成されたベース部と、ベース部の上に設けられ、被処理体を載置する載置面を有し、被処理体を静電吸着する静電チャックと、を備える。ベース部は、静電チャックを載置する第１上面、該第１上面よりも外方の該第１上面よりも低い位置に設けられ、フォーカスリングを載置する環状の第２上面、及び第１上面と第２上面との間で鉛直方向に延在する側面を有する。流路は、中央流路及び周縁流路を有する。中央流路は、第１上面の下方において延在する。周縁流路は、第２上面の下方において延在し、且つ、第１上面の下方において側面に沿って第１上面が設けられた方向に延びる部分を含む。載置面には、被処理体の裏面と接触する複数の凸部がドット状に設けられ、複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさは、載置面の端部領域の方が載置面の中央部領域よりも大きい。【選択図】図２
2014195047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体及びフォーカスリングを載置する載置台であって、
その内部に冷媒用の流路が形成されたベース部と、
前記ベース部の上に設けられており、前記被処理体を載置する載置面を有し、前記被処理体を静電吸着する静電チャックと、
を備え、
前記ベース部は、その上に前記静電チャックが設けられた第１上面、該第１上面よりも外方において該第１上面よりも低い位置に設けられ、その上方に前記フォーカスリングが設けられた環状の第２上面、及び前記第１上面と前記第２上面との間において鉛直方向に延在する側面を有し、
前記流路は、前記第１上面の下方において延在する中央流路、及び、前記第２上面の下方において延在し、且つ、前記第１上面の下方において前記側面に沿って前記第１上面が設けられた方向に延びる部分を含む周縁流路を有し、
前記載置面は、中央部領域及び該中央部領域を取り囲む端部領域を有し、
前記載置面には、前記被処理体の裏面と接触する複数の凸部がドット状に設けられ、
前記複数の凸部は、前記端部領域の前記複数の凸部と前記被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、前記中央部領域の前記複数の凸部と前記被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさよりも大きくなるように形成されている、
載置台。
【請求項２】
前記複数の凸部のそれぞれは、同一形状且つ同じ大きさを呈し、
前記端部領域の前記複数の凸部の単位面積当たりの数が、前記中央部領域の前記複数の凸部の単位面積当たりの数よりも多い、請求項１に記載の載置台。
【請求項３】
前記周縁流路の上端には、前記側面に沿って該周縁流路の上端から下端に向けて延びるフィン部が形成されている、請求項１又は２に記載の載置台。
【請求項４】
前記周縁流路の上端と前記第１上面との間の距離は、前記中央流路の上端と前記第１上面との間の距離よりも小さい、請求項１〜３の何れか一項に記載の載置台。
【請求項５】
前記載置面には、前記被処理体を支持するためのリフターピンを通過させるリフターピン用孔が形成され、
前記複数の凸部が形成される間隔が前記リフターピン用孔の口径よりも広い、請求項１〜４の何れか一項に記載の載置台。
【請求項６】
被処理体及びフォーカスリングを載置する載置台を備えるプラズマ処理装置であって、
前記載置台は、その内部に冷媒用の流路が形成されたベース部と、
前記ベース部の上に設けられており、前記被処理体を載置する載置面を含み、前記被処理体を静電吸着する静電チャックと、
を有し、
前記ベース部は、その上に前記静電チャックが設けられた第１上面、該第１上面よりも外方において該第１上面よりも低い位置に設けられ、その上方に前記フォーカスリングが設けられた環状の第２上面、及び前記第１上面と前記第２上面との間において鉛直方向に延在する側面を含み、
前記流路は、前記第１上面の下方において延在する中央流路、及び、前記第２上面の下方において延在し、且つ、前記第１上面の下方において前記側面に沿って前記第１上面が設けられた方向に延びる部分を含む周縁流路を含み、
前記載置面は、中央部領域及び該中央部領域を取り囲む端部領域を含み、
前記載置面には、前記被処理体の裏面と接触する複数の凸部がドット状に設けられ、
前記複数の凸部は、前記端部領域の前記複数の凸部と前記被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、前記中央部領域の前記複数の凸部と前記被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさよりも大きくなるように形成されている、
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、載置台及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被処理体（ウェハ）及びフォーカスリングを載置するための載置台として、その内部に冷媒用の流路が形成されたベース部と、当該ベース部の上に設けられており、被処理体の裏面と接触する接触面を有し、被処理体を静電吸着する静電チャックと、を備えた載置台が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の載置台では、ベース部が、その上に被処理体を静電吸着するための静電チャックが設けられた第１上面と、該第１上面よりも外方において該第１上面よりも低い位置に設けられ、その上方にフォーカスリングが設けられた環状の第２上面と、第１上面と第２上面との間において鉛直方向に延在する側面と、を有している。この載置台では、冷媒用の流路として、第１上面の下方に位置する第１流路と、第２上面の下方に位置する第２流路とが設けられている。
【０００３】
また、被処理体の裏面と接触する静電チャックの上面には、被処理体裏面に伝熱ガスを均一に分散させるためのガス溝が設けられている。このガス溝により、静電チャックの上面には、凸部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の載置台においては、フォーカスリングからの熱が第２流路の上方に存在する部材を介して載置台（例えば載置台内部の側面側）へ伝わるため、被処理体の端部領域の温度に影響を与えるおそれがある。このため、被処理体の中央部領域と端部領域とで温度が不均一となり、その結果、被処理体の品質を悪化させる場合がある。
【０００６】
本技術分野では、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制することが要請されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係る載置台は、被処理体及びフォーカスリングを載置する載置台に関するものである。この載置台は、その内部に冷媒用の流路が形成されたベース部と、ベース部の上に設けられており、被処理体を載置する載置面を有し、被処理体を静電吸着する静電チャックと、を備える。ベース部は、その上に静電チャックが設けられた第１上面、該第１上面よりも外方において該第１上面よりも低い位置に設けられ、その上方にフォーカスリングが設けられた環状の第２上面、及び第１上面と第２上面との間において鉛直方向に延在する側面を有する。流路は、中央流路及び周縁流路を有する。中央流路は、第１上面の下方において延在する。周縁流路は、第２上面の下方において延在し、且つ、第１上面の下方において側面に沿って第１上面が設けられた方向に延びる部分を含む。載置面は、中央部領域及び該中央部領域を取り囲む端部領域を有する。載置面には、被処理体の裏面と接触する複数の凸部がドット状に設けられ、複数の凸部は、端部領域の複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、中央部領域の複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさよりも大きくなるように形成されている。
【０００８】
この載置台では、その内部に形成された周縁流路が、載置台の側面に沿って第１上面が設けられた方向に延びる部分を有している。これにより、載置台内部の側面側への入熱に対する流路の抜熱能力が向上されている。このため、フォーカスリングからの熱を被処理体に伝達させ難くすることができる。よって、被処理体の端部の温度の上昇が抑制できる。そして、この載置台では、静電チャックの載置面に複数の凸部がドット状に設けられ、当該複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、端部領域の方が中央部領域よりも大きくなるように形成されている。このため、載置面の中央部領域における被処理体の冷却性を低減し、被処理体の中央部領域の温度を、被処理体の端部領域の温度に合うよう上昇させることができる。以上より、被処理体の温度の調整が、流路を流れる冷媒及び複数の凸部によって行われることとなり、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制することが可能となる。
【０００９】
一実施形態においては、複数の凸部のそれぞれは、同一形状且つ同じ大きさを呈し、端部領域の複数の凸部の単位面積当たりの数が、中央部領域の複数の凸部の単位面積当たりの数よりも多くてもよい。この形態によれば、載置面の中央部領域における被処理体の冷却性を低減し、被処理体の中央部領域の温度を、被処理体の端部領域の温度に合うよう上昇させることができる。
【００１０】
一実施形態においては、周縁流路の上端には、側面に沿って該周縁流路の上端から下端に向けて延びるフィン部が形成されていてもよい。この形態によれば、周縁流路の一部にフィン部が形成されているので、当該周縁流路の表面積が、従来の周縁流路の表面積よりも大きくなっている。その結果、被処理体の端部領域からの流路の抜熱能力を向上することができ、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を一層抑制することが可能となる。
【００１１】
一実施形態においては、周縁流路の上端と第１上面との間の距離が、中央流路の上端と第１上面との間の距離よりも小さくてもよい。この形態によれば、周縁流路は、中央流路よりもベース部の第１上面の近くに設けられることとなる。その結果、周縁流路の抜熱能力を、中央流路の抜熱能力よりも高めることができ、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を一層抑制することが可能となる。
【００１２】
一実施形態においては、載置面には、被処理体を支持するためのリフターピンを通過させるリフターピン用孔が形成され、複数の凸部が形成される間隔がリフターピン用孔の口径よりも広くてもよい。この形態によれば、リフターピン用孔が形成される位置に依存せずに複数の凸部を形成することができる。その結果、リフターピン用孔の位置に依存することなく、被処理体の温度調整を行うことが可能となる。
【００１３】
本発明の別の一側面に係るプラズマ処理装置は、被処理体及びフォーカスリングを載置する載置台を備えるプラズマ処理装置に関する。このプラズマ処理装置が備える載置台は、その内部に冷媒用の流路が形成されたベース部と、ベース部の上に設けられており、被処理体を載置する載置面を含み、被処理体を静電吸着する静電チャックと、を有する。ベース部は、その上に静電チャックが設けられた第１上面、該第１上面よりも外方において該第１上面よりも低い位置に設けられ、その上方にフォーカスリングが設けられた環状の第２上面、及び第１上面と第２上面との間において鉛直方向に延在する側面を含む。流路は、中央流路及び周縁流路を含む。中央流路は、第１上面の下方において延在する。周縁流路は、第２上面の下方において延在し、且つ、側面に沿って第１上面が設けられた方向に延びる部分を含む。載置面は、中央部領域及び該中央部領域を取り囲む端部領域を含む。載置面には、被処理体の裏面と接触する複数の凸部がドット状に設けられ、複数の凸部は、端部領域の複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、中央部領域の複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさよりも大きくなるように形成されている。
【００１４】
このプラズマ処理装置では、載置台を備え、当該載置台の内部に形成された周縁流路が載置台の側面に沿って第１上面が設けられた方向に延びる部分を含んでいる。これにより、側面からの入熱に対する流路の抜熱能力が向上されている。このため、フォーカスリングからの熱を被処理体に伝達させ難くすることができる。よって、被処理体の端部の温度の上昇が抑制できる。そして、このプラズマ処理装置が備える載置台では、静電チャックの載置面に複数の凸部がドット状に設けられ、当該複数の凸部と被処理体の裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、端部領域の方が中央部領域よりも大きくなるように形成されている。このため、載置面の中央部領域における被処理体の冷却性を低減し、被処理体の中央部領域の温度を、被処理体の端部領域の温度に合うよう上昇させることができる。以上より、このプラズマ処理装置におけるプラズマ処理では、被処理体の温度の調整が、流路を流れる冷媒及び複数の凸部によって行われることとなり、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、被処理体の中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置における載置台を示す概略断面図である。
【図３】従来の載置台を示す概略断面図である。
【図４】図２の載置台における静電チャックの載置面を示す平面図である。
【図５】従来の載置台においてプラズマ処理を行った場合のウェハの中心からの距離と温度との関係を説明するグラフである。
【図６】従来の載置台を用いた場合のウェハのエッジ領域における温度分布を、フォーカスリング側からの入熱の有無によって比較するグラフである。
【図７】従来の載置台における周縁流路と、一実施形態の載置台における周縁流路とを示す図である。
【図８】一実施形態の載置台における断熱位置を示す図である。
【図９】図１０の断熱位置１８ｙの厚みに対するウェハの端部の温度上昇値を示すグラフである。
【図１０】図７の（ａ）〜（ｃ）で示す周縁流路を有する載置台のそれぞれについて、ウェハへ入熱せずにフォーカスリング側からのみ入熱された場合におけるウェハの温度分布を示すグラフである。
【図１１】図１０の縦軸値を規格化し、縦軸を対数軸で示したグラフである。
【図１２】従来の周縁流路の場合と一実施形態に係る周縁流路の場合とで、ウェハのエッジ領域における温度分布を比較するグラフである。
【図１３】図１０の（ａ）の縦軸値を規格化したグラフである。
【図１４】図７の（ａ）〜（ｃ）で示す周縁流路を有する載置台のそれぞれについて、フォーカスリングからの入熱及びウェハの入熱をいずれも行った場合におけるウェハの温度分布を示すグラフである。
【図１５】ウェハの端部が載置台の載置面に接触している場合のウェハの温度と、ウェハの端部が載置台の載置面に接触していない場合のウェハの温度とを比較するグラフである。
【図１６】図７の（ｂ）に示す一実施形態に係る周縁流路を用いた載置台において、境界位置を変化させた場合のウェハの温度分布を示すグラフである。
【図１７】載置面における中央部領域と端部領域との境界位置に応じた温度分布の変化幅ΔＴの低減率を示す表である。
【図１８】温度分布の変化幅ΔＴを効果的に低減することが可能な接触面積率の最大領域を示す図である。
【図１９】一実施形態に係る載置台の変形例に係る載置台の周縁流路の形状を示す図である。
【図２０】処理条件１でプラズマ処理された場合におけるウェハの中心からの距離とウェハの温度との関係を示すグラフである。
【図２１】処理条件２でプラズマ処理された場合における載置面の接触面積率とウェハの温度との関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【図２２】実施例１、実施例２及び比較例１で測定されたウェハの中心からの距離と温度との関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【図２３】比較例２で測定されたウェハの方位とエッチングレートとの関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【図２４】実施例３で測定されたウェハの方位とエッチングレートとの関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【図２５】実施例４で測定されたウェハの方位とエッチングレートとの関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【図２６】実施例５で測定されたウェハの方位とエッチングレートとの関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１８】
図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置の構成を示す概略断面図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置であり、略円筒状の処理容器１２を備えている。処理容器１２の内壁面は、陽極酸化処理されたアルミニウムから構成されている。この処理容器１２は保安接地されている。
【００１９】
処理容器１２の底部上には、絶縁材料から構成された略円筒上の支持部１４が配置されている。支持部１４は、処理容器１２内において、処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。支持部１４は、処理容器１２内に設けられた載置台１８を支持している。具体的には、図１に示すように、支持部１４は、当該支持部１４の内壁面において載置台１８を支持し得る。
【００２０】
載置台１８は、ベース部１８ａ及び静電チャック１８ｂを備えている。ベース部１８ａは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状をなしている。ベース部１８ａは、下部電極として構成されている。静電チャック１８ｂは、ベース部１８ａの上に設けられている。静電チャック１８ｂは、より詳細には後述するが、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。静電チャック１８ｂの電極には、直流電源２２が電気的に接続されている。この静電チャック１８ｂは、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウェハＷを吸着保持することができる。静電吸着された状態では、ウェハＷの裏面は、静電チャック１８ｂの上面である載置面１９と接触することになる。
【００２１】
載置台１８のベース部１８ａの周縁部上には、絶縁体からなるスペーサ部１６が設けられている。スペーサ部１６の上には、ウェハＷの周縁及び静電チャック１８ｂを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。
【００２２】
ベース部１８ａの内部には、冷媒用の流路２４が設けられている。流路２４には、外部に設けられたチラーユニットから配管２６ａ，２６ｂを介して所定温度の冷媒が循環供給される。冷媒は、絶縁性の溶液であり、例えば、ガルデン（登録商標）溶液であり得る。このように循環される冷媒の温度を制御することにより、載置台１８上に支持されたウェハＷの温度が制御される。
【００２３】
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック１８ｂの上面とウェハＷの裏面との間に供給する。
【００２４】
また、載置台１８には、複数、例えば３つのリフターピン用孔２００が設けられており（図には１つのみ示す。）、これらのリフターピン用孔２００の内部には、夫々リフターピン６１が配設されている。リフターピン６１は、駆動機構６２に接続されており、駆動機構６２により上下動される。
【００２５】
また、処理容器１２内には、上部電極３０が設けられている。この上部電極３０は、載置台１８の上方において、当該載置台１８と対向配置されている。上部電極３０とベース部１８ａとは、互いに略平行に設けられている。これら上部電極３０とベース部１８ａとの間には、ウェハＷにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓが画成されている。
【００２６】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４及び電極支持体３６を含み得る。電極板３４は、処理空間Ｓに面しており、複数のガス吐出孔３４ａを画成している。この電極板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成され得る。
【００２７】
電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成され得る。この電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。
【００２８】
プラズマ処理装置１０は、接地導体１２ａを更に備え得る。接地導体１２ａは、略円筒状をなしており、処理容器１２の側壁から上部電極３０の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
【００２９】
また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するものであり、アルミニウム在にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
【００３０】
処理容器１２の底部側においては、支持部１４と処理容器１２の内壁との間に排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート４８の下方において処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器１２の側壁にはウェハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
【００３１】
処理容器１２の内壁には、導電性部材（ＧＮＤブロック）５６が設けられている。導電性部材５６は、高さ方向においてウェハＷと略同じ高さに位置するように、処理容器１２の内壁に取り付けられている。この導電性部材５６は、グランドにＤＣ的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。なお、導電性部材５６はプラズマ生成領域に設けられていればよく、その設置位置は図１に示す位置に限られるものではない。
【００３２】
また、プラズマ処理装置１０は、ベース部１８ａに高周波電力を供給するための給電棒５８を更に備えている。給電棒５８は、同軸二重管構造を有しており、棒状導電部材５８ａ及び筒状導電部材５８ｂを含んでいる。棒状導電部材５８ａは、処理容器１２外から処理容器１２の底部を通って処理容器１２内まで略鉛直方向に延在しており、当該棒状導電部材５８ａの上端は、ベース部１８ａに接続されている。また、筒状導電部材５８ｂは、棒状導電部材５８ａの周囲を囲むように当該棒状導電部材５８ａと同軸に設けられており、処理容器１２の底部に支持されている。これら棒状導電部材５８ａ及び筒状導電部材５８ｂの間には、略環状の２枚の絶縁部材５８ｃが介在して、棒状導電部材５８ａと筒状導電部材５８ｂとを電気的に絶縁している。
【００３３】
また、プラズマ処理装置１０は、整合器ＭＵを更に備え得る。整合器ＭＵには、棒状導電部材５８ａ及び筒状導電部材５８ｂの下端が接続されている。この整合器ＭＵには、電源システムＰＳが接続されている。また、電源システムＰＳには、上部電極３０も接続されている。電源システムＰＳは、ベース部１８ａに二つの異なる高周波電力を供給し、上部電極３０に直流電圧を印加し得る。
【００３４】
また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。この制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部、例えば電源系やガス供給系、駆動系、及び電源システムＰＳ等を、制御する。この制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。
【００３５】
次に、プラズマ処理装置１０の載置台１８について、従来の載置台と対比しつつ、詳細に説明する。図２は図１に示すプラズマ処理装置の一実施形態の載置台を示す概略断面図であり、図３は従来の載置台を示す概略断面図である。図４は、図２の載置台における静電チャックの載置面を示す平面図である。図２に示すように、載置台１８のベース部１８ａは、下面１８ｄ及び上面１８ｕを有している。下面１８ｄは略平坦な面であり、上面１８ｕは、第１上面１８ｕ１及び第２上面１８ｕ２を含んでいる。第１上面１８ｕ１は、円形の面であり、第２上面１８ｕ２の内側に位置している。第２上面１８ｕ２は、第１上面の外方において環状に延在している。この第２上面１８ｕ２は、第１上面１８ｕ１よりも低い位置に設けられている。即ち、第２上面１８ｕ２と下面１８ｄとの間の距離は、第１上面１８ｕ１と下面１８ｄとの間よりも小さくなっている。かかる構成のベース部１８ａは、第１上面１８ｕ１と第２上面１８ｕ２との間を接続するよう略鉛直方向に延在する環状の側面１８ｓを更に含む。
【００３６】
ベース部１８ａは、中央部１８ｃ及び周縁部１８ｅを有している。第１上面１８ｕ１を中心領域と周縁領域とに分けた場合、中央部１８ｃの上面は、第１上面１８ｕ１の中心領域となる。一方、周縁部１８ｅの上面は、第１上面１８ｕ１の周縁領域及び第２上面１８ｕ２となる。周縁部１８ｅ及び中央部１８ｃの内部には、冷媒用の流路２４が形成されている。例えば、流路２４は、ベース部１８ａの周縁部１８ｅから螺旋状に延在してベース部１８ａの中央部１８ｃの中心付近に至り、更に、ベース部１８ａの中央部１８ｃの中心付近から螺旋状に延在してベース部１８ａの周縁部１８ｅに至るように形成されている。
【００３７】
載置台１８の第１上面１８ｕ１上には静電チャック１８ｂが設けられている。静電チャック１８ｂは、一対の絶縁膜２１ａ，２１ｂ、及び、絶縁膜２１ａと絶縁膜２１ｂとの間に設けられた電極２０を有している。静電チャック１８ｂは、ウェハＷを載置する載置面１９を有している。載置面１９には、複数の凸部１９ｄがドット状に設けられている。一実施形態においては、複数の凸部１９ｄは、それぞれ同一形状且つ同じ大きさを呈している。ウェハＷが静電吸着された状態では、複数の凸部１９ｄの上面が、それぞれウェハＷの裏面と接触することになる。また、第１上面１８ｕ１よりも低い位置に設けられた第２上面１８ｕ２上にはスペーサ部１６を介してフォーカスリングＦＲが設けられている。これにより、フォーカスリングＦＲは、静電チャック１８ｂ上に載置されたウェハＷを取り囲む。
【００３８】
以上説明した載置台１８の構成は、図３に示す従来の載置台１８０においても同様であるが、載置台１８と載置台１８０とでは、冷媒用の流路２４及び載置面１９の構成が異なっている。
【００３９】
まず、冷媒用の流路２４の構成について説明する。図３に示すように、従来の載置台１８０の流路２４は、中央流路２４ｃ及び周縁流路２４ｐを含んでいる。周縁流路２４ｐは、ウェハＷの端部領域の下方に設けられている。この周縁流路２４ｐは、第１上面１８ｕ１の周縁領域及び第２上面１８ｕ２の下方において延在している。
【００４０】
周縁流路２４ｐの上方には上述したように第２上面１８ｕ２が位置しているため、周縁流路２４ｐの上側内壁面（上端）は、中央流路２４ｃの上側内壁面（上端）よりも下方に位置している。したがって、周縁流路２４ｐと第１上面１８ｕ１との間の最短距離Ｄ２は、中央流路２４ｃと第１上面１８ｕ１との間の最短距離Ｄ１よりも大きくなっている。その結果、従来の載置台１８０では、周縁流路２４ｐの抜熱能力、即ちウェハＷからの熱を吸熱する能力は、中央流路２４ｃの抜熱能力よりも低くなっている。また、載置台１８０では、載置台１８０内部の側面１８ｓ側へプラズマからの熱が伝わるが、当該側面１８ｓの側方に周縁流路２４ｐが存在していないため、ウェハＷのエッジ領域からの抜熱が不十分となり得る。したがって、従来の載置台１８０を有するプラズマ処理装置におけるプラズマ処理では、ウェハＷのエッジ領域において、エッジに向かうにつれて温度が上昇する温度分布が生じる。
【００４１】
一方、一実施形態の載置台１８の流路２４は、図２に示すように、従来の載置台１８０の周縁流路２４ｐとは異なる周縁流路２４ｅを含んでいる。この周縁流路２４ｅは、第１上面１８ｕ１の周縁領域及び第２上面１８ｕ２の下方において延在している。周縁流路２４ｅの断面は、略Ｌ字状に形成されている。すなわち、周縁流路２４ｅは、側面１８ｓに沿って、第１上面１８ｕ１が設けられた方向に延在している。これにより、載置台１８内部の側面１８ｓ側へ伝わる熱に対する流路２４の抜熱能力が向上されている。周縁流路２４ｅの上端には、側面１８ｓに沿って周縁流路２４ｅの上端から下端に向けて延びるフィン部２５が形成されている。周縁流路２４ｅがこのような形状を有するので、当該周縁流路２４ｅの表面積は、従来の周縁流路２４ｐの表面積よりも大きくなっており、その結果、ウェハＷの端部領域からの流路２４の抜熱能力が向上されている。なお、周縁流路２４ｅは、第２上面１８ｕ２の全面の下方に位置するように、載置台１８の径方向外側へ拡がっていてもよい。
【００４２】
次に、載置面の構成について説明する。図３に示すように、従来の載置台１８０の載置面１９には、複数の凸部１９ｄが、載置面１９上において均一に設けられている。換言すると、凸部１９ｄの上面とウェハＷの裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、載置面１９の領域によらず一定になるように凸部１９ｄが形成されている。
【００４３】
一方、一実施形態の載置台１８の載置面１９は、図２及び図４に示すように、載置面１９の領域に応じて凸部１９ｄの密度が変化している。載置面１９は、ウェハＷの中央部領域と接触する中央部領域１９ｃ及びウェハＷの端部領域と接触する端部領域１９ｅを含んでいる。端部領域１９ｅは、中央部領域１９ｃを取り囲むように位置している。複数の凸部１９ｄの単位面積当たりの数は、端部領域１９ｅの方が中央部領域１９ｃよりも多くなるように形成されている。換言すると、複数の凸部１９ｄは、端部領域１９ｅの複数の凸部１９ｄとウェハＷの裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさ（以下、「接触面積率」という）が、中央部領域１９ｃの複数の凸部１９ｄとウェハＷの裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさよりも大きくなるように形成されている。
【００４４】
また、図４に示すように、中央部領域１９ｃには、複数（本実施形態では３つ）のリフターピン用孔２００及び複数（本実施形態では６つ）のガス孔２９が形成されている。ガス孔２９は、ガス供給ライン２８を介してＨｅガスを載置面１９とウェハＷの裏面との間に供給するためのものである。一実施形態においては、複数の凸部１９ｄがそれぞれ形成されている間隔Ｄ４が、リフターピン用孔２００の口径Ｄ３よりも広くなっている。
【００４５】
図５は、従来の載置台においてプラズマ処理を行った場合のウェハＷの中心からの距離と温度との関係を説明するグラフである。その横軸はウェハＷの中心からの距離、縦軸は温度である。ウェハＷの熱は、複数の凸部１９ｄ、載置台１８及び流路２４と順に伝わることにより、抜熱される。ウェハＷの端部領域では、載置台１８からはみ出した部分があり、十分な冷却をすることができないため、ウェハＷの中央部領域と比べて温度が高くなっている。一実施形態の載置台１８によれば、中央部領域１９ｃにおける載置面１９とウェハＷとが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、端部領域１９ｅにおけるものよりも小さくなっている。よって、中央部領域１９ｃの方が、端部領域１９ｅよりも熱抵抗が大きくなっている。その結果、中央部領域１９ｃの方が、端部領域１９ｅよりも熱が伝わりにくくなっている。このため、ウェハＷの中央部領域の温度をウェハＷの端部領域の温度に合うように図５の矢印の向きへと上昇させることができる。
【００４６】
次に、従来の載置台１８０を用いた場合におけるウェハＷのエッジ領域の温度上昇の要因、及び、当該要因に対する一実施形態に係る載置台１８及びプラズマ処理装置１０の作用及び効果について、詳細に説明する。なお、以下の説明において、ウェハＷの半径は１５０ｍｍとしている。
【００４７】
（ウェハＷのエッジ領域における温度上昇の要因）
上述のように、従来の載置台１８０において、ウェハＷのエッジ領域における温度上昇が生じる要因は主に二つある。第１の要因は、フォーカスリングＦＲ側からの入熱（第２上面１８ｕ２への入熱）が載置台１８０の内部又は側面を介して第１上面１８ｕ１側へ伝導することである。第２の要因は、ウェハＷの端部領域の一部が載置台１８からはみ出していることにより、当該部分が載置台１８０の載置面１９と非接触となり、十分に冷却されないことである。
【００４８】
（第１の要因）
まず、第１の要因によって生じる温度分布についてシミュレーションした結果を説明する。図６は、従来の載置台１８０を用いた場合のウェハＷのエッジ領域における温度分布を、第２上面１８ｕ２への入熱の有無によって比較したシミュレーション結果を示すグラフである。ここでは、ウェハＷは入熱された状態であるとして、第２上面１８ｕ２への入熱の有無による温度分布の違いを確認した。
【００４９】
図６の（ａ）は、ウェハＷ表面の温度分布を、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合と第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合とで比較するためのグラフである。横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハＷ表面の温度を示している。図６の（ａ）において、実線は第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合のグラフであり、二点鎖線は第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合のグラフである。図６の（ａ）に示すように、第２上面１８ｕ２への入熱の有無に関わらず、ウェハＷの中心から離れるに従って、ウェハＷの温度は、中心の温度と比べて大きくなった。第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合には、中心から１３０ｍｍ程度離れた位置から温度が大きく上昇し始めた。すなわち、１３０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の領域において、中心における温度との温度差が大きいことが確認された。一方、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合には、中心から７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度離れた位置から温度がなだらかに上昇し始め、中心から１３０ｍｍ程度離れた位置から温度が大きく上昇し始めた。すなわち、７０ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の領域において、中心における温度との温度差が大きいことが確認された。このように、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合の方が、第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合よりも、中心の温度との差が生じ始める位置がより中心側へ移動していることが確認された。すなわち、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合の方が、第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合よりも、ウェハＷ表面の温度が広い範囲で上昇する結果となった。
【００５０】
図６の（ｂ）は、従来の載置台１８０の第１上面１８ｕ１における温度分布を、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合と第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合とで比較するためのグラフである。横軸は載置台１８０の第１上面１８ｕ１の中心（原点）からの距離、縦軸は載置台１８０の第１上面１８ｕ１の温度を示している。図６の（ｂ）において、実線は第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合のグラフであり、二点鎖線は第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合のグラフである。図６の（ｂ）に示すように、第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合には、中心の温度と他の位置の温度とは略同様であった。一方、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合には、中心から５０ｍｍ程度離れた位置から温度がなだらかに上昇し始め、中心から１３０ｍｍ程度離れた位置から温度が大きく上昇し始めた。このように、ウェハＷだけでなく載置台１８０においても、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合の方が、第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合よりも、中心の温度との差が顕著に生じることが確認された。
【００５１】
第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合の方が、第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合よりも、ウェハＷ表面の温度が広い範囲で上昇する原因は、第２上面１８ｕ２への入熱により載置台１８０の温度が上昇したことに起因していると考えられる。図６の（ｃ）は、従来の載置台１８０を用いた場合のウェハＷ及び第１上面１８ｕ１のそれぞれの温度分布について、第２上面１８ｕ２への入熱が有る場合の温度と第２上面１８ｕ２への入熱が無い場合の温度との差分（以下、「第２上面１８ｕ２への入熱の有無による温度差」という）を示すグラフである。図６の（ｃ）において、実線はウェハＷの結果を示すグラフであり、破線は第１上面１８ｕ１の結果を示すグラフである。すなわち、図６の（ｃ）の実線のグラフは、図６の（ａ）に示した第２上面１８ｕ２への入熱の有無による２つのグラフの差分であり、ウェハＷにおける、第２上面１８ｕ２への入熱の有無による温度差を示す。同様に、図６の（ｃ）の破線のグラフは、図６の（ｂ）に示した第２上面１８ｕ２への入熱の有無による２つのグラフの差分であり、載置台１８０の第１上面１８ｕ１における、第２上面１８ｕ２への入熱の有無による温度差を示す。図６の（ｃ）に示すように、ウェハＷと第１上面１８ｕ１とで、第２上面１８ｕ２への入熱の有無による温度差は略一致している。つまり、第２上面１８ｕ２への入熱によって載置台１８０の第１上面１８ｕ１のエッジ領域で温度が上昇することに対応して、ウェハＷ表面の温度が広い範囲で上昇することが示された。
【００５２】
以上、従来の載置台１８０においては、第２上面１８ｕ２への入熱が、ウェハＷのエッジ領域における温度上昇の要因であることが確認された（第１要因）。
【００５３】
（一実施形態に係る載置台１８の作用及び効果）
続いて、一実施形態に係る載置台１８及びプラズマ処理装置１０の作用及び効果について、シミュレーション結果を用いて説明する。
【００５４】
まず、シミュレーションに用いた構成を説明する。図７は、従来の載置台１８０における周縁流路２４ｐと、一実施形態の載置台１８における周縁流路２４ｅとを示す図である。図７の（ａ）は、従来の載置台１８０における周縁流路２４ｐを示し、図７の（ｂ）及び（ｃ）は、一実施形態に係る略Ｌ字状の周縁流路２４ｅを示している。ここで、図７の（ｃ）で示す周縁流路２４ｅは、図７の（ｂ）で示す周縁流路２４ｅよりも、載置台１８の第１上面１８ｕ１、第２上面１８ｕ２、及び側面１８ｓに近い位置に配置されている。ここでは一例として、図７の（ｃ）で示す周縁流路２４ｅは、図７の（ｂ）で示す周縁流路２４ｅよりも、載置台１８の第１上面１８ｕ１、第２上面１８ｕ２、及び側面１８ｓに対してそれぞれ２ｍｍほど近い位置に配置されている。図７の（ｂ）と図７の（ｃ）との違いは、断熱位置における厚さの違いになる。断熱位置とは、フォーカスリングＦＲ側からの入熱を断熱する位置である。図８は、一実施形態の載置台１８における断熱位置を示す図である。図８に示すように、断熱位置１８ｘは、載置台１８の第１上面１８ｕ１と周縁流路２４ｅとの間、断熱位置１８ｙは載置台１８の側面１８ｓと周縁流路２４ｅとの間、断熱位置１８ｚは載置台１８の第２上面１８ｕ２と周縁流路２４ｅとの間である。図７の（ｂ）で示す載置台１８における各断熱位置１８ｘ，１８ｙ，１８ｚの厚みは、後述の通り５ｍｍ以下であればよく、ここでは約３ｍｍとしている。
【００５５】
図９は、図８の断熱位置１８ｙの厚みに対するウェハＷの端部（ウェハＷの中心（原点）からの距離が１５０ｍｍの位置）の温度上昇値を示すグラフである。図９において、横軸は断熱位置１８ｙの厚み、縦軸はウェハＷの端部の温度上昇値を示している。一点破線は、従来の載置台１８０におけるウェハＷの端部の温度上昇値である約６．６℃の値を示している。図９に示すように、断熱位置１８ｙの厚みが５ｍｍ以下である場合には、ウェハＷの端部の温度上昇値が従来の載置台１８０における場合に比して下がる。したがって、断熱位置１８ｙの厚みが５ｍｍ以下であれば、ウェハＷの温度の上昇値を抑えることができる。さらに、ウェハＷの端部の温度上昇値は従来の載置台１８０における場合に比して、断熱位置１８ｙの厚みが３ｍｍの場合では約２５％、断熱位置１８ｙの厚みが１ｍｍの場合では約５０％低減することが確認された。なお、図示は省略するが、断熱位置１８ｘの厚みに対するウェハＷの温度上昇値及び断熱位置１８ｚの厚みに対するウェハＷの端部の温度上昇値も、図９と同様である。したがって、図８に示す各断熱位置の厚みは、５ｍｍ以下とすることができる。なお、図７の（ｂ）及び（ｃ）においては、一実施形態における周縁流路２４ｅのフィン部２５の形状を簡略化している。以下、図７に示すような従来の周縁流路２４ｅ及び一実施形態の周縁流路２４ｐを有する載置台を用いて、第２上面１８ｕ２のみへ入熱された場合、ウェハＷのみへ入熱された場合、及び、第２上面１８ｕ２及びウェハＷへ入熱された場合のシミュレーション結果について、それぞれ説明する。
【００５６】
最初に、第２上面１８ｕ２へ入熱された場合のシミュレーション結果について説明する。図１０は、図７の（ａ）〜（ｃ）で示す周縁流路を有する載置台のそれぞれについて、ウェハＷへ入熱せずに第２上面１８ｕ２のみへ入熱された場合におけるウェハＷの温度分布を示すグラフである。図１０において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハＷの温度上昇値を示している。ここで、ウェハＷの温度上昇値とは、ウェハＷの表面の温度と、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０におけるウェハＷの中心（原点）の温度との差分である。図１０において、グラフ３００ａは、図７の（ａ）で示す周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合の温度上昇値、グラフ３００ｂは図７の（ｂ）で示す略Ｌ字状の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇値、グラフ３００ｃは図７の（ｃ）で示す略Ｌ字状の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇値を示している。
【００５７】
図１０に示すように、図７の（ａ）の従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合では、ウェハＷの端部（ウェハＷの中心（原点）からの距離が１５０ｍｍの位置）における温度上昇値が６．６℃であった。これに対して、図７の（ｂ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合では、ウェハＷの端部におけるウェハＷの温度上昇値が５．２℃であった。すなわち、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合は、従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合と比べてウェハＷの温度上昇値が１．４℃低減された。従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合を基準とすると２１％の温度低減効果が確認された。更に、図７の（ｃ）の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合では、ウェハＷの端部におけるウェハＷの温度上昇値が３．３℃であった。すなわち、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合は、従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合と比較してウェハＷの温度上昇値が３．３℃低減された。従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合を基準とすると５０％の温度上昇値の低減効果が確認された。
【００５８】
図１１は、図１０の縦軸値を規格化し、縦軸を対数軸で示したグラフである。図１１は、図１０の（ａ）の縦軸値を、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合のウェハＷの温度差で規格化した値（以下、「温度上昇率」という）として示すグラフである。図１１において、グラフ３００ａは、図７の（ａ）で示す周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合の温度上昇率を示している。グラフ３００ｂは、図７の（ｂ）で示す略Ｌ字状の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇率を示している。グラフ３００ｃは、図７の（ｃ）で示す略Ｌ字状の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇率を示している。図１１に示すように、図７の（ａ）の従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域（図中の縦軸０．１よりも大きい温度上昇率となる領域）が、ウェハＷの端部から中心へ約７１ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。すなわち、ウェハＷの中心（原点）からの距離が７９ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の領域であった。これに対し、図７の（ｂ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域が、ウェハＷの端部から中心へ約６２ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。すなわち、ウェハＷの中心（原点）からの距離が８８ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲の領域であった。上記結果より、図７の（ｂ）で示す一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの中心（原点）の温度に対して温度上昇率が１０％を超える領域が従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合と比較して約１３％狭くなった。更に、図７の（ｃ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域がウェハＷの端部から中心へ約６０ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。即ち、図７の（ｃ）で示す一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、温度上昇率が１０％を超える領域が周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合に比して約１４％狭くなった。なお、図１１における６１ｍｍとは、図７の（ｂ）載置台１８を用いた場合の温度上昇率が１０％を超える領域と、図７の（ｃ）の載置台１８を用いた場合の温度上昇率が１０％を超える領域との平均値を示している。
【００５９】
以上、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、第２上面１８ｕ２への入熱すなわちフォーカスリングＦＲ側からの入熱による温度上昇値を低減することができる効果、及び、温度上昇するウェハＷの領域を狭くすることができる効果が確認された。
【００６０】
続いて、ウェハＷのみへ入熱された場合のシミュレーション結果について説明する。図１２は、従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０の場合と一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８の場合とで、ウェハＷのエッジ領域における温度分布を比較するグラフである。すなわち、第２上面１８ｕ２への入熱は行われず、ウェハＷのみ入熱された状態とした。図１２の（ａ）は、ウェハＷ表面の温度分布を、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０の場合と図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８の場合とで比較するグラフである。図１２において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離を示し、縦軸はウェハＷの温度上昇値（ウェハＷ表面の温度を、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０におけるウェハＷの中心（原点）の温度で差分した値）を示している。また、実線は図７の（ａ）で示す周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合のグラフ、破線は図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合のグラフである。図１２の（ｂ）は、図１２の（ａ）における、実線で示す値から破線で示す値を差分した値を示すグラフである。図１２の（ｂ）において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離を示し、縦軸は図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合におけるウェハＷ表面の温度と図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合におけるウェハＷ表面の温度との差分を示している。図１２に示すように、図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合は、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合に比してウェハＷの温度上昇値が２．１℃低減された。
【００６１】
図１３は、図１２の（ａ）の縦軸値を規格化したグラフである。即ち、図１３は、図１２の（ａ）の縦軸値を、温度上昇率として示すグラフである。図１３において、実線は図７の（ａ）で示す周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合のグラフ、破線は図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合のグラフである。図１３に示すように、図７の（ａ）の従来の周縁流路２４ｐの場合には、温度上昇率が１０％を超える領域（図中の縦軸０．１よりも大きい温度上昇率となる領域）が、ウェハＷの端部から中心へ約１８ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。これに対して、図７の（ｂ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域がウェハＷの端部から中心へ約１０ｍｍの位置へ至るまでの範囲であった。つまり、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの中心（原点）の温度に対して温度上昇率が１０％を超える領域が従来の周縁流路２４ｐの場合に比して約４５％狭くなった。
【００６２】
以上、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷへの入熱による温度上昇値を低減することができる効果、及び、温度上昇するウェハＷの領域を狭くすることができる効果が確認された。
【００６３】
続いて、第２上面１８ｕ２及びウェハＷへ入熱された場合について説明する。図１４は、図７の（ａ）〜（ｃ）で示す周縁流路を有する載置台のそれぞれについて、第２上面１８ｕ２及びウェハＷへの入熱をいずれも行った場合におけるウェハＷの温度分布を示すグラフである。図１４において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハＷの温度上昇値（ウェハＷ表面の温度を、図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０におけるウェハＷの中心（原点）の温度で差分した値）を示している。また、グラフ３００ａは図７の（ａ）で示す従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合の温度上昇値、グラフ３００ｂは図７の（ｂ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇値、グラフ３００ｃは図７の（ｃ）で示す一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合の温度上昇値を示している。
【００６４】
図１４に示すように、図７の（ａ）の従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合では、ウェハＷの端部における温度上昇値が約１８．６℃であるのに対し、図７の（ｂ）の一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合では、ウェハＷの端部におけるウェハＷの温度上昇値が約１５．２℃であり、従来の周縁流路２４ｐに比してウェハＷの温度上昇値が約３．４℃（約１８％）低減された。更に、図７の（ｃ）の一実施形態に係る周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合では、ウェハＷの端部におけるウェハＷの温度上昇値が約１３．４℃であり、従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合に比してウェハＷの温度上昇値が約５．２℃（２８％）低減された。
【００６５】
また、図１４に示すように、図７の（ａ）の従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域が、がウェハＷの端部から中心へ約５６ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。これに対し、図７の（ｂ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域がウェハＷの端部から中心へ約３０ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。即ち、図７の（ｂ）で示す一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、温度上昇率が１０％を超える領域が従来の周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合に比して約４６％狭くなった。更に、図７の（ｃ）の一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷの温度上昇率が１０％を超える領域がウェハＷの端部から中心へ約２８ｍｍの位置に至るまでの範囲であった。即ち、図７の（ｃ）で示す一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、温度上昇率が１０％を超える領域が周縁流路２４ｐを有する載置台１８０を用いた場合に比して約５０％狭くなった。なお、図１４における２９ｍｍとは、図７の（ｂ）載置台１８を用いた場合の温度上昇率が１０％を超える領域と、図７の（ｃ）の載置台１８を用いた場合の温度上昇率が１０％を超える領域との平均値を示している。
【００６６】
以上、一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、ウェハＷへの入熱を考慮した場合であっても、フォーカスリングＦＲ側からの入熱による温度上昇値を低減することができる効果、及び、温度上昇するウェハＷの領域を狭くすることができる効果が確認された。フォーカスリングＦＲ側からの入熱によるウェハＷの温度不均一性を改善する手法として、フォーカスリングＦＲ側の載置台部分を載置台本体とは別体の構造とすることでフォーカスリングＦＲ側からの入熱を伝熱させない手法も考えられる。しかしながら、別体構造にした場合には、フォーカスリングＦＲ側の載置台部分を冷却する機構が必要になる。また、フォーカスリングＦＲと第２上面１８ｕ２との間に断熱層を介在させる手法も考えられる。しかしながら、この手法では、温度を制御することはできない。さらに、フォーカスリングＦＲの直下に流路を形成する手法も考えられる。しかしながら、この手法では、フォーカスリングＦＲの直下にフォーカスリングＦＲ特有の構成を設けることが困難となる場合がある。一実施形態の周縁流路２４ｅを有する載置台１８を用いた場合には、上述した課題を解決することができる。
【００６７】
（第２の要因）
次に、第２の要因によって生じる温度分布についてシミュレーションした結果を説明する。図１５は、ウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９に接触している場合のウェハＷの温度と、ウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９に接触していない場合のウェハＷの温度とを比較するグラフである。図１５において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハＷの温度を示している。また、実線はウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９と接触している場合の温度分布を示すグラフ、一点鎖線はウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９と接触していない場合の温度分布を示すグラフである。図１５に示すように、ウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９と接触している場合にはウェハＷの端部の温度が上昇しないが、ウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９と接触していない場合にはウェハＷの端部の温度が上昇した。つまり、従来の載置台１８０においては、ウェハＷの端部が載置台１８０の載置面１９に接していないことに起因して、ウェハＷの端部の温度が上昇することが確認された。上記結果は、ウェハＷと載置台との接触面積が温度制御に大きく寄与することを示唆している。
【００６８】
（一実施形態に係る載置台１８の作用及び効果）
続いて、一実施形態に係る載置台１８及びプラズマ処理装置１０の作用及び効果について、シミュレーション結果を用いて説明する。
【００６９】
載置面１９の中央部領域１９ｃの接触面積率が３％、端部領域１９ｅの接触面積率が１５％の載置台１８を用いた場合を例にシミュレーションした。ここでは、載置面１９における中央部領域１９ｃと端部領域１９ｅとの境界位置が異なる複数の載置台１８を用いた場合における、ウェハＷの温度分布をシミュレーションした。結果を図１６に示す。図１６において、横軸はウェハＷの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハＷの温度上昇値を示している。図１６に示すウェハＷの温度上昇値は、載置面１９における中央部領域１９ｃと端部領域１９ｅとの境界位置（以下、「境界位置ｒＣ／Ｅ」という。）が、ウェハＷの中心（原点）から１００〜１４５ｍｍの範囲に位置した場合をシミュレーションした結果である。図１７は、載置面１９における中央部領域１９ｃと端部領域１９ｅとの境界位置に応じた温度分布の変化幅ΔＴの低減率を示す表である。ここで、温度分布の変化幅ΔＴとは、それぞれの境界位置ｒＣ／Ｅにおける、ウェハＷの温度上昇値の最小値と最大値との差分である。また、接触面積率が一様とは、載置面１９全面で接触面積率が同一の場合を意味する。ここでは、載置面１９全面の接触面積率が１５％とした。
【００７０】
図１６及び図１７に示すように、ウェハＷの中心（原点）からの距離が１１０ｍｍよりも大きい境界位置ｒＣ／Ｅの場合には、接触面積率を一様とした場合を基準とすると、温度分布の変化幅ΔＴが１５％以上低減された。したがって、ウェハＷの端部よりも内側に４０ｍｍ以上内側の位置で接触面積率を小さくすると、接触面積率を一様とした場合に比して温度分布の変化幅ΔＴを１５％以上低減することが確認された。また、１２０〜１４５ｍｍの範囲では、２０％以上の低減が確認され、１３５〜１４０ｍｍの範囲では、４０％以上の低減が確認された。
【００７１】
温度分布の変化幅ΔＴを効果的に低減するための、中央部領域１９ｃの接触面積率（以下、「接触面積率ＳＣ」という）及び端部領域１９ｅの接触面積率（以下、「接触面積率ＳＥ」という）の数値範囲は、Ｈｅ圧によって異なる。ウェハＷと載置面１９との間の熱抵抗は、Ｈｅガスによる熱伝達と、載置面１９への固体接触による熱伝達で決定される。想定されるＨｅ圧の使用領域（１０〜５０Ｔｏｒｒ：１．３３×１０３〜６．６６×１０３Ｐａ）において、高Ｈｅ圧（５０Ｔｏｒｒ（６．６６×１０３Ｐａ））の場合には、低Ｈｅ圧（１０Ｔｏｒｒ（１．３３×１０３Ｐａ））の場合に比べて、接触面積率ＳＣと接触面積率ＳＥとに大きな差を与えなければ、中央部領域１９ｃの熱抵抗と端部領域１９ｅの熱抵抗との間に適切な差を与えることができない。すなわち、高Ｈｅ圧の条件において、中央部領域１９ｃの熱抵抗と端部領域１９ｅの熱抵抗との間に適切な差を与えることが可能な接触面積率ＳＣと接触面積率ＳＥとの差の最大値を決定することができる。これに対し、低Ｈｅ圧の場合には、中央部領域１９ｃの接触面積率ＳＣと端部領域１９ｅの接触面積率ＳＥとの差が小さくても中央部領域１９ｃの熱抵抗と端部領域１９ｅの熱抵抗との間に適切な差を与えることができる。すなわち、低Ｈｅ圧の条件において、中央部領域１９ｃの熱抵抗と端部領域１９ｅの熱抵抗との間に適切な差を与えることが可能な接触面積率ＳＣと接触面積率ＳＥとの差の最小値を決定することができる。なお、接触面積率ＳＣと接触面積率ＳＥとの差が０の場合とは、載置面１９全面において一様な接触面積率となっている場合である。
【００７２】
上記知見に基づいて、高Ｈｅ圧の場合及び低Ｈｅ圧の場合のそれぞれについて、接触面積率ＳＣ，ＳＥを一様とした場合よりも温度分布の変化幅ΔＴを改善することができる接触面積率についてシミュレーションした。結果を図１８に示す。図１８は、温度分布の変化幅ΔＴを効果的に低減することが可能な接触面積率ＳＣ，ＳＥの最大領域を示す図である。図１８に示すように、下限を示す線３２０ａ、上限を示す線３２０ｂ、及び、座標軸で規定される領域Ａにおいては、Ｈｅ圧を調整することで、接触面積率ＳＣ，ＳＥを一様とした場合に比して温度分布の変化幅ΔＴを１５％以上低減することが確認された。ここで、下限である線３２０ａは、Ｈｅ圧が低Ｈｅ圧、載置面１９と非接触となるウェハＷ端部の長さが１．８ｍｍ、境界位置ｒＣ／ＥがウェハＷの中心（原点）から１１０ｍｍの位置となる条件で求められ、以下の式１で示される。
【数１】
2014195047.tif 000003
【００７３】
一方、上限である線ｂは、Ｈｅ圧が高Ｈｅ圧、載置面１９と非接触となるウェハＷ端部の長さが２．８ｍｍ、境界位置ｒＣ／ＥがウェハＷの中心（原点）から１４４．２ｍｍの位置となる条件で算出された。
【００７４】
以上、一実施形態に係る載置台１８及びプラズマ処理装置１０では、その内部に形成された周縁流路２４ｅが、載置台１８の側面１８ｓに沿って第１上面１８ｕ１が設けられた方向に延びる部分を有している。これにより、載置台１８内部の側面１８ｓ側への入熱に対する流路２４の抜熱能力が向上されている。このため、フォーカスリングＦＲからの熱をウェハＷに伝達させ難くすることができる。よって、ウェハＷの端部の温度の上昇が抑制できる。そして、この載置台１８では、静電チャック１８ｂの載置面１９に複数の凸部１９ｄがドット状に設けられ、当該複数の凸部１９ｄとウェハＷの裏面とが接触する面積の単位面積当たりの大きさが、端部領域１９ｅの方が中央部領域１９ｃよりも大きくなるように形成されている。よって、中央部領域１９ｃの方が、端部領域１９ｅよりも熱抵抗が大きくなっている。その結果、中央部領域１９ｃの方が、端部領域１９ｅよりも熱が伝わりにくくなっている。ウェハＷの熱は、複数の凸部１９ｄ、載置台１８及び流路２４と順に伝わることにより、抜熱される。このため、中央部領域１９ｃの方が、端部領域１９ｅよりもウェハＷからの熱を抜熱する能力（ウェハＷの冷却性）が低くなっている。すなわち、載置面１９の中央部領域１９ｃにおけるウェハＷの冷却性を低減し、ウェハＷの中央部領域の温度を、ウェハＷの端部領域の温度に合うよう上昇させることができる。以上より、ウェハＷの温度の調整が、流路２４を流れる冷媒及び複数の凸部１９ｄによって行われることとなり、ウェハＷの中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制することが可能となる。
【００７５】
また、一実施形態に係る載置台１８では、複数の凸部１９ｄのそれぞれが、同一形状且つ同じ大きさを呈し、端部領域１９ｅの複数の凸部１９ｄの単位面積当たりの数が、中央部領域１９ｃの複数の凸部１９ｄの単位面積当たりの数よりも多くなっている。このため、載置面１９の中央部領域１９ｃにおけるウェハＷの冷却性を低減し、ウェハＷの中央部領域の温度を、ウェハＷの端部領域の温度に合うよう上昇させることができる。
【００７６】
また、一実施形態に係る載置台１８では、周縁流路２４ｅの上端には、側面１８ｓに沿って該周縁流路２４ｅの上端から下端に向けて延びるフィン部２５が形成されている。この形態によれば、周縁流路２４ｅの一部にフィン部２５が形成されているので、当該周縁流路２４ｅの表面積が、従来の周縁流路２４ｐの表面積よりも大きくなっている。その結果、ウェハＷの端部領域からの流路２４の抜熱能力を向上することができ、ウェハＷの中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を一層抑制することが可能となる。
【００７７】
また、一実施形態に係る載置台１８では、周縁流路２４ｅの上端と第１上面１８ｕ１との間の最短距離Ｄ２が、中央流路２４ｃの上端と第１上面１８ｕ１との間の最短距離Ｄ１よりも小さくなっている。この形態によれば、周縁流路２４ｅは、中央流路２４ｃよりもベース部１８ａの第１上面１８ｕ１の近くに設けられることとなる。その結果、周縁流路２４ｅの抜熱能力を、中央流路２４ｃの抜熱能力よりも高めることができ、ウェハＷの中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を一層抑制することが可能となる。
【００７８】
また、一実施形態に係る載置台１８では、載置面１９には、ウェハＷを支持するためのリフターピン６１を通過させるリフターピン用孔２００が形成され、複数の凸部１９ｄが形成される間隔Ｄ４がリフターピン用孔２００の口径Ｄ３よりも広くなっている。この形態によれば、リフターピン用孔２００が形成される位置に依存せずに複数の凸部１９ｄを形成することができる。その結果、リフターピン用孔２００の位置に依存することなく、ウェハＷの温度調整を行うことが可能となる。
【００７９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００８０】
例えば、周縁流路２４ｅの上端には、フィン部２５が形成されていなくてもよく、フィン部２５の代わりに種々の形状を設けてもよい。図１９は、一実施形態に係る載置台１８の変形例に係る載置台の周縁流路２４ｅの形状を示す図である。図１９に示すように、周縁流路２４ｅの表面の全体又は外周側面部に、伝熱促進のための凹凸を有する形状を設けてもよい。
【００８１】
また、最外周の周縁流路２４ｅは、中央流路２４ｃとは別のチラーユニットを用いて冷媒を循環供給してもよい。この場合、周縁流路２４ｅにおける冷媒の温度を中央流路２４ｃにおける冷媒の温度とは独立して制御することができる。
【００８２】
また、複数の凸部１９ｄは、同一形状でなくてもよく、同じ大きさでなくてもよい。
【００８３】
また、プラズマ処理装置は、マイクロ波を用いてプラズマを生成するマイクロ波プラズマ処理装置を用いてもよい。
【００８４】
［実施例］
以下、上記効果を説明すべく本発明者が実施した実施例及び比較例について述べるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
（フィン部が形成された流路の冷却効果の確認）
プラズマ処理装置の載置台において、周縁流路の上端に、フィン部が形成された流路を有する載置台と、フィン部が形成されていない流路を有する載置台とを用いて、プラズマ処理を行い、ウェハの温度を計測した。処理条件は、以下に示す。
【００８６】
（処理条件１）
処理空間Ｓの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６７Ｐａ）
プラズマ生成用電力：８３００Ｗ
処理ガスの流量：５００ｓｃｃｍ(処理ガスの主成分はＡｒ)
処理時間：１２０秒
Ｈｅ圧：４０Ｔｏｒｒ（５．３３×１０３Ｐａ）
【００８７】
上記の処理条件１でプラズマ処理されたウェハの温度を測定した結果を図２０に示す。図２０は、処理条件１でプラズマ処理された場合におけるウェハの中心からの距離とウェハの温度との関係を示すグラフである。横軸はウェハの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハの温度を示している。図２０の（ａ）は、フィン部が形成されていない流路を有する載置台を用いた結果である。図２０の（ｂ）は、フィン部が形成された流路を有する載置台を用いた結果である。図２０の（ａ）に示すように、フィン部が形成されていない流路を有する載置台では、ウェハの中央部領域（０〜１１０ｍｍ）の平均温度と比較して、ウェハの端部（１４７ｍｍ）において上昇した温度は１５．２℃であった。一方、図２０の（ｂ）に示すように、フィン部が形成されている流路を有する載置台では、ウェハの中央部領域（０〜１１０ｍｍ）の平均温度と比較して、ウェハの端部（１４７ｍｍ）において上昇した温度は９．３℃であった。このように、フィン部が形成されている流路を有する載置台は、フィン部が形成されていない流路を有する載置台に比べて、ウェハの端部領域の温度上昇を抑制することが確認された。
【００８８】
（接触面積率と温度との関係性の確認）
プラズマ処理装置の載置台において、静電チャックの載置面に設けられた複数の凸部がウェハの裏面と接触している面積と接触していない面積との比（以降、接触面積率という。）を変化させて、プラズマ処理を行い、ウェハの温度を測定した。Ｈｅ圧は４０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒ及び１０Ｔｏｒｒ（５．３３×１０３Ｐａ、２．６７×１０３Ｐａ及び１．３３×１０３Ｐａ）とした。その他の処理条件は、以下に示す。
【００８９】
（処理条件２）
処理空間Ｓの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６７Ｐａ）
プラズマ生成用電力：８３００Ｗ
処理ガスの流量：５００ｓｃｃｍ(処理ガスの主成分はＡｒ)
処理時間：１２０秒
【００９０】
上記の処理条件２によりプラズマ処理されたウェハの温度を測定した結果を図２１に示す。図２１は、載置面の接触面積率とウェハの温度との関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。その横軸は載置面の接触面積率であり、縦軸はウェハの温度である。図２１に示すように、接触面積率が大きくなるほどウェハの温度は下降し、接触面積率が小さくなるほどウェハの温度が上昇した。よって、載置面の接触面積率を低減させると、ウェハに対する冷却性を低減できることが確認された。また、Ｈｅ圧が小さくなるほど、接触面積率が最も小さい部分におけるウェハの温度の立ち上がり方が大きくなった。よって、Ｈｅ圧が小さくなるほど、接触面積率の低減がウェハの温度調整に与える影響が大きくなることが確認された。
【００９１】
（フィン部を有する流路及び接触面積率の変化の組合せによる温度均一効果の確認）
実施例１〜３では、フィン部が形成された流路を有し、且つ、載置面の接触面積率を低減させた載置台を用いて、プラズマ処理を行い、ウェハの温度を測定した。比較例１では、フィン部が形成されていない流路を有し、且つ、載置面の接触面積率を従来のものとする載置台を用いて、プラズマ処理を行い、ウェハの温度を測定した。実施例１〜３については、Ｈｅ圧は４０Ｔｏｒｒ、３０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒ及び１０Ｔｏｒｒ（５．３３×１０３Ｐａ、４．００×１０３Ｐａ、２．６７×１０３Ｐａ及び１．３３×１０３Ｐａ）とした。比較例１については、Ｈｅ圧は、４０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒ及び１０Ｔｏｒｒ（５．３３×１０３Ｐａ、２．６７×１０３Ｐａ及び１．３３×１０３Ｐａ）とした。その他の処理条件は、以下に示す。以降、接触面積率は１００ｍｍ２を基準面積（単位面積）としたものとして述べる。
【００９２】
（処理条件３）
処理空間Ｓの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６７Ｐａ）
プラズマ生成用電力：８３００Ｗ
処理ガスの流量：５００ｓｃｃｍ(処理ガスの主成分はＡｒ)
処理時間：１２０秒
【００９３】
上記の処理条件３によりプラズマ処理を行い、ウェハの温度を測定した実施例１〜３及び比較例１の実験結果を図２２に示す。図２２は、実施例１〜３及び比較例１で測定されたウェハの中心からの距離と温度との関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。横軸はウェハの中心（原点）からの距離、縦軸はウェハの温度である。図２２の（ａ）は、比較例１で測定されたものであり、フィン部が形成されていない流路を有し、且つ、単位面積当たりの接触面積率が１７％の載置台を用いた結果である。図２２の（ｂ），（ｃ）は、実施例１及び２で測定されたものであり、フィン部が形成されている流路を有し、且つ、接触面積率を比較例１より小さくした載置台を用いた結果である。より具体的には、図２２の（ｂ）は、実施例１で測定されたものであり、載置面の全体領域において単位面積当たりの接触面積率を３％とした載置台を用いた結果である。図２２の（ｃ）は、実施例２で測定されたものであり、載置面の中央部領域、すなわち載置面の中心を原点として、載置面の中心から外周端より１０ｍｍ中心側の位置までの長さを半径とする円の領域（例えば載置面の直径が３００ｍｍの場合、０〜１４０ｍｍ）のみ単位面積当たりの接触面積率を３％とし、端部領域、すなわち載置面の中心を原点として、載置面の中心から外周端までの長さを半径とする円の領域から中央部領域を差分した領域（例えば載置面の直径が３００ｍｍの場合、１４０〜１４６ｍｍ）においては単位面積当たりの接触面積率を１７％とした載置台を用いた結果である。
【００９４】
図２２の（ａ）で示すように、比較例１においては、Ｈｅ圧が１０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が３３．６℃であった。同様に、比較例１においては、Ｈｅ圧が２０Ｔｏｒｒ及び４０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が、それぞれ２６．０℃及び２３．９℃であった。また、ウェハの平均温度はＨｅ圧が小さくなるほど大きくなったが、その違いに大差はなく、グラフはほぼ重なった。
【００９５】
図２２の（ｂ）で示すように、実施例１においては、Ｈｅ圧が１０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が１２．６℃であった。同様に、実施例１においては、Ｈｅ圧が２０Ｔｏｒｒ、３０Ｔｏｒｒ及び４０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が、それぞれ９．２℃、８．３℃、及び７．２℃であった。また、ウェハの平均温度はＨｅ圧が小さくなるほど大きくなり、Ｈｅ圧が１０Ｔｏｒｒの場合には平均９６．６℃であったのに対し、Ｈｅ圧が４０Ｔｏｒｒの場合には８１．９℃であった。よって、比較例１とは異なりグラフが重ならなかった。
【００９６】
図２２の（ｃ）で示すように、実施例２においては、Ｈｅ圧が１０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が９．３℃であった。同様に、実施例２においては、Ｈｅ圧が２０Ｔｏｒｒ、３０Ｔｏｒｒ及び４０Ｔｏｒｒの場合、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差が、それぞれ７．４℃、８．７℃、及び８．２℃であった。また、ウェハの平均温度はＨｅ圧が小さくなるほど大きくなり、実施例１同様、グラフは重ならなかった。
【００９７】
以上に述べたように、ウェハの中心からの距離が０〜１４７ｍｍの間におけるウェハの温度差は、いずれのＨｅ圧においても、実施例１及び２の方が比較例１よりも小さくなることが確認された。このように、載置面の接触面積率を実施例１及び２のように低減させることで、ウェハの中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制できることが確認された。すなわち、フィン部が形成された流路を有し、且つ、載置面の接触面積率を上記実施例１及び２のように低減させた載置台によって、ウェハの端部における温度上昇を抑制し、且つ、ウェハの中央部における冷却性を低減させることができ、結果としてウェハの中央部領域と端部領域とにおける温度の不均一を抑制できるという効果が示唆された。また、実施例１及び２では、比較例１とは異なり、Ｈｅ圧毎にウェハの平均温度が相違することが確認された。これにより、実施例１及び２の載置台によれば、Ｈｅによるウェハの温度に対する制御性が拡大できることが示唆された。
【００９８】
（接触面積率低減による温度特異点に対する効果）
実施例３〜５では、リフターピン用孔とヘリウム穴とを有する載置台において、載置面の中央部領域における接触面積率を従来よりも低減させた載置台を用いて、プラズマ処理を行った。比較例２では、当該接触面積率を従来のままとした載置台を用いて、プラズマ処理を行った。そして、ウェハの方位に対応するエッチングレートを測定した。被エッチング材はポリシリコンとした。Ｈｅ圧は４０Ｔｏｒｒ、２０Ｔｏｒｒ及び１０Ｔｏｒｒ（５．３３×１０３Ｐａ、２．６７×１０３Ｐａ及び１．３３×１０３Ｐａ）とした。その他の処理条件は、以下に示す。
【００９９】
（処理条件４）
処理空間Ｓの圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６７Ｐａ）
プラズマ生成用電力：８３００Ｗ
処理ガスの流量：５００ｓｃｃｍ(処理ガスの主成分はＡｒ)
処理時間：３００秒
【０１００】
上記の処理条件４によりプラズマ処理を行い、エッチングレートを測定した比較例２及び実施例３〜５の実験結果を図２３〜図２６に示す。図２３〜図２６は、それぞれ比較例２及び実施例３〜５で測定されたウェハの方位とエッチングレートとの関係をＨｅ圧毎に示すグラフである。その横軸はウェハの方位、縦軸はエッチングレートである。図２３は、比較例２で測定されたものであり、載置面の中央部領域（０〜１３０ｍｍ）における単位面積当たりの接触面積率が１７％の載置台を用いた結果である。図２４は、実施例３で測定されたものであり、載置面の中央部領域（０〜１３０ｍｍ）における単位面積当たりの接触面積率を３％とした載置台を用いた結果である。図２５は、実施例４で測定されたものであり、載置面の中央部領域（０〜１４０ｍｍ）における単位面積当たりの接触面積率を０．５２％としたものである。図２６は、実施例５で測定されたものであり、載置面の中央部領域（０〜１３０ｍｍ）における単位面積当たりの接触面積率を０．２％とした載置台を用いた結果である。
【０１０１】
図２３で示すように、比較例２においては、エッチングレートが安定しておらず、図中の矢印で示す６つの特異点が測定された。これら６つの特異点は、載置面においてリフターピン用孔が位置する方位とちょうど重なった。これは、接触面積率が高い場合、リフターピン用孔の口径よりも凸部同士の間隔の方が小さくなるため、リフターピン用孔の位置と凸部が設けられるべき位置とが重なってしまい、接触できない部分が特異点として現れることを示している。一方、図２４〜２６で示すように、載置面の中央部領域における単位面積当たりの接触面積率が比較例２の１２．３％よりも小さい場合には、特異点が目立たなくなり、エッチングレートが安定することが確認された。
【０１０２】
また、図２３で示すように、比較例２においては、Ｈｅ圧に依存せず、エッチングレートは同じ傾向を示し、グラフはほぼ重なった。一方、図２４〜２６で示すように、実施例３〜５においては、エッチングレートはＨｅ圧が小さくなるほど大きくなり、グラフは重ならなかった。よって、実施例３〜５では、比較例２とは異なり、Ｈｅ圧毎にエッチングレートが相違することが確認された。これにより、実施例３〜５の載置台によれば、エッチングレートに対する制御性が拡大できることが示唆された。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…プラズマ処理装置、１８…載置台、１８ａ…ベース部、１８ｂ…静電チャック、１８ｕ１…第１上面、１８ｕ２…第２上面、１８ｓ…側面、１９…載置面、１９ｃ…中央部領域、１９ｅ…端部領域、１９ｄ…凸部、２４…冷媒用の流路、２４ｃ…中央流路、２４ｅ…周縁流路、２５…フィン部、６１…リフターピン、２００…リフターピン用孔、Ｗ…ウェハ（被処理体）、ＦＲ…フォーカスリング、Ｄ１…中央流路の上端と第１上面との間の距離、Ｄ２…周縁流路の上端と第１上面との間の距離、Ｄ３…リフターピン用孔の口径、Ｄ４…複数の凸部が形成される間隔。
【図１】
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【図２】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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