(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のプラズマ処理が実行されるプラズマ処理装置のチャンバ内に、基板とともに搬送されて載置される基板収容用のトレイであって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、トレイ。
【請求項２】
基板のプラズマ処理が実行されるプラズマ処理装置のチャンバ内に、基板とともに搬送されて載置される基板収容用のトレイであって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、トレイ。
【請求項３】
基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
チャンバと、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイと、
チャンバ内に設けられ、トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材と、
誘電体部材に内蔵され、少なくとも基板を基板載置部に静電吸着するための電極とを有し、
トレイのカバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置し、
基板の搬送時には、本体部の第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分がトレイの基板支持部に支持され、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面が誘電体部材のトレイ支持部に支持され、基板がトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置され、トレイの本体部の基板支持部が誘電体部材の凹部に収容されるように構成されている、プラズマ処理装置。
【請求項４】
基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
チャンバと、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイと、
チャンバ内に設けられ、トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材と、
誘電体部材に内蔵され、少なくとも基板を基板載置部に静電吸着するための電極とを有し、
トレイのカバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆い、
基板の搬送時には、本体部の第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分がトレイの基板支持部に支持され、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面が誘電体部材のトレイ支持部に支持され、基板がトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置され、トレイの本体部の基板支持部が誘電体部材の凹部に収容されるように構成されている、プラズマ処理装置。
【請求項５】
チャンバ内で基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイを用意し、
基板をトレイの本体部の第１の貫通孔に収容して基板支持部によって支持し、
トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材が設けられたチャンバ内に、基板を収容したトレイを搬入し、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面を誘電体部材のトレイ支持部によって支持し、基板をトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置し、トレイの本体部の基板支持部を誘電体部材の凹部に収容し、誘電体部材に内蔵された電極に電圧を印加して基板を誘電体部材の基板載置部に静電吸着させ、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、プラズマ処理方法。
【請求項６】
チャンバ内で基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイを用意し、
基板をトレイの本体部の第１の貫通孔に収容して基板支持部によって支持し、
トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材が設けられたチャンバ内に、基板を収容したトレイを搬入し、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面を誘電体部材のトレイ支持部によって支持し、基板をトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置し、トレイの本体部の基板支持部を誘電体部材の凹部に収容し、誘電体部材に内蔵された電極に電圧を印加して基板を誘電体部材の基板載置部に静電吸着させ、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、プラズマ処理方法。
【請求項７】
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製されたトレイを覆うためのカバー部材であって、
炭素を含有しない材料から作製され、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を備え、
上方視で第２の貫通孔を介してトレイの基板支持部が露出するようにトレイに着脱可能に構成され、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、カバー部材。
【請求項８】
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製されたトレイを覆うためのカバー部材であって、
炭素を含有しない材料から作製され、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を備え、
上方視で第２の貫通孔を介してトレイの基板支持部が露出するようにトレイに着脱可能に構成され、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、カバー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板がプラズマ処理されるチャンバ内に対して該基板を搬入搬出するためのトレイと、該トレイを用いるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法と、トレイのカバー部材とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板がプラズマ処理されるチャンバ内に対して該基板を搬入搬出するときに、トレイを用いることがある。例えば、特許文献１に記載のプラズマ処理装置の場合、トレイは、その厚み方向に貫通して基板を収容する基板収容孔と、基板収容孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部とを有する。プラズマ処理装置のチャンバ内には、基板とトレイが載置されるステージが設けられている。このステージの上面には、トレイの下面が載置される島状（凸状）の基板載置部が形成されている。トレイはステージの上面に載置され、基板はトレイの基板収容孔に進入した基板載置部上に載置される。トレイがステージの上面に載置された状態で、基板載置部に載置された基板がプラズマ処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３６１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置の場合、基板のプラズマ処理中、トレイはプラズマに曝される。このトレイが炭化シリコン（ＳｉＣ）などの炭素含有材料から作製されている場合、トレイがプラズマに曝されて消耗することにより、トレイの炭素成分を含有する反応生成物（炭素含有生成物）が発生する。この炭素含有生成物の反応生成物の多くは、トレイの近傍に位置する、基板の上面の外周縁部分に付着する。炭素含有生成物の反応生成物が基板の上面の外周縁部分に付着すると、その基板の上面の外周縁部分の対マスク選択比が増大する。その結果、基板の上面の外周縁部分が中央部分に比べて形状異常が発生し易くなる。
【０００５】
そこで、本発明は、基板を収容し、基板のプラズマ処理が実行されるチャンバ内に該基板とともに載置されるトレイが炭素成分を含んでいる構成であっても、基板の上面の外周縁部分の形状異常を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
基板のプラズマ処理が実行されるプラズマ処理装置のチャンバ内に、基板とともに搬送されて載置される基板収容用のトレイであって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、トレイが提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、
基板のプラズマ処理が実行されるプラズマ処理装置のチャンバ内に、基板とともに搬送されて載置される基板収容用のトレイであって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、トレイが提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、
基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
チャンバと、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイと、
チャンバ内に設けられ、トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材と、
誘電体部材に内蔵され、少なくとも基板を基板載置部に静電吸着するための電極とを有し、
トレイのカバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置し、
基板の搬送時には、本体部の第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分がトレイの基板支持部に支持され、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面が誘電体部材のトレイ支持部に支持され、基板がトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置され、トレイの本体部の基板支持部が誘電体部材の凹部に収容されるように構成されている、プラズマ処理装置が提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、
基板をプラズマ処理するプラズマ処理装置であって、
チャンバと、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイと、
チャンバ内に設けられ、トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材と、
誘電体部材に内蔵され、少なくとも基板を基板載置部に静電吸着するための電極とを有し、
トレイのカバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆い、
基板の搬送時には、本体部の第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分がトレイの基板支持部に支持され、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面が誘電体部材のトレイ支持部に支持され、基板がトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置され、トレイの本体部の基板支持部が誘電体部材の凹部に収容されるように構成されている、プラズマ処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、
チャンバ内で基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイを用意し、
基板をトレイの本体部の第１の貫通孔に収容して基板支持部によって支持し、
トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材が設けられたチャンバ内に、基板を収容したトレイを搬入し、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面を誘電体部材のトレイ支持部によって支持し、基板をトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置し、トレイの本体部の基板支持部を誘電体部材の凹部に収容し、誘電体部材に内蔵された電極に電圧を印加して基板を誘電体部材の基板載置部に静電吸着させ、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、プラズマ処理方法が提供される。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、
チャンバ内で基板をプラズマ処理するプラズマ処理方法であって、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備え、チャンバに搬入搬出可能なトレイを用意し、
基板をトレイの本体部の第１の貫通孔に収容して基板支持部によって支持し、
トレイの下面を支持するトレイ支持部と、基板の下面が載置される基板載置部と、トレイの本体部の基板支持部を収容するための凹部とを備える誘電体部材が設けられたチャンバ内に、基板を収容したトレイを搬入し、
基板のプラズマ処理時には、トレイの下面を誘電体部材のトレイ支持部によって支持し、基板をトレイの本体部の基板支持部から離れた状態で誘電体部材の基板載置部上に載置し、トレイの本体部の基板支持部を誘電体部材の凹部に収容し、誘電体部材に内蔵された電極に電圧を印加して基板を誘電体部材の基板載置部に静電吸着させ、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、プラズマ処理方法が提供される。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製されたトレイを覆うためのカバー部材であって、
炭素を含有しない材料から作製され、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を備え、
上方視で第２の貫通孔を介してトレイの基板支持部が露出するようにトレイに着脱可能に構成され、
カバー部の第２の貫通孔の下方側の開口縁が、上方視で本体部の第１の貫通孔の上方側の開口縁より内側に位置する、カバー部材が提供される。
【００１３】
本発明の第８の態様によれば、
厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製されたトレイを覆うためのカバー部材であって、
炭素を含有しない材料から作製され、
基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を備え、
上方視で第２の貫通孔を介してトレイの基板支持部が露出するようにトレイに着脱可能に構成され、
カバー部が、第２の貫通孔の下方側の開口縁から下方に延在して本体部の第１の貫通孔の内周面の一部分を覆う、カバー部材が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板を収容し、基板のプラズマ処理が実行されるチャンバ内に該基板とともに載置されるトレイが炭素成分を含んでいる構成であっても、基板の上面の外周縁部分の形状異常を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成図
【図２】トレイ、基板、およびステージの概略的斜視図
【図３】トレイ、基板、およびステージの概略的斜視図（トレイ載置状態）
【図４Ａ】トレイおよびステージの部分断面図
【図４Ｂ】トレイおよびステージの部分断面図（トレイ載置状態）
【図５】トレイの部分断面拡大図
【図６】別の実施の形態のトレイの部分断面拡大図
【図７】別の実施の形態のトレイの部分断面拡大図
【図８】別の実施の形態のトレイの部分断面拡大図
【図９Ａ】別の実施の形態のステージと、対応するトレイの部分断面図
【図９Ｂ】別の実施の形態のステージと、対応するトレイの部分断面図（トレイ載置状態）
【図１０】図９Ａに示すステージと、対応する別の実施の形態のトレイの部分断面図
【図１１】図４Ａに示すステージと、対応する別の実施の形態のトレイの部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施の形態に係るプラズマ処理装置の構成図であり、具体的には、プラズマ処理装置の一例である、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置の構成を示している。
【００１８】
ドライエッチング装置１０は、基板Ｗに対してプラズマ処理を実行する処理室を構成するチャンバ（真空容器）１２と、チャンバ１２の上端開口を閉鎖し、石英等の誘電体から作製された天板１４と、天板１４上に配置されたＩＣＰコイル１６とを有する。
【００１９】
ＩＣＰコイル５にはマッチング回路を備える第１の高周波電源部１８が電気的に接続されている。
【００２０】
天板１４と対向するチャンバ１２内の底部には、バイアス電圧が印加される下部電極として機能し、および基板Ｗを保持する保持台として機能するステージ２０が配置されている。
【００２１】
チャンバ１２には、例えばロードドック室（図示せず）と連通する開閉可能な搬入出口（図示せず）が設けられている。この搬入出口を介して、基板Ｗを収容した状態のトレイ２２が、トレイ搬送機構（図示せず）によってチャンバ１２内に対して搬入搬出される。
【００２２】
また、チャンバ１２には、エッチング用のガスをチャンバ１２内に導入するためのガス導入口２４が設けられている。このガス導入口２４を介して、例えば、例えば、ＢＣｌ３、Ｃｌ２、Ａｒ、Ｏ２、ＣＦ４などのガスがチャンバ１２内に導入される。さらに、チャンバ３には排気口２６が設けられており、排気口２６には真空ポンプや圧力制御弁等から構成される圧力制御部２８が接続されている。
【００２３】
ここからは、基板Ｗを収容したトレイ２２と、トレイ２２が載置されるステージ２０の詳細について説明する。
【００２４】
図２および図３は、基板Ｗ、トレイ２２、およびステージ２０の概略的斜視図である。また、図４Ａおよび図４Ｂは、トレイ２２およびステージ２０の部分断面図である。
【００２５】
図２および図４Ａは、基板Ｗを収容したトレイ２２がステージ２０に載置される前の状態を示している。図２に示すように、本実施の形態の場合、基板Ｗは円板状である。また、トレイ２２も円板状である。なお、基板Ｗやトレイ２２の形状は、円板状に限定されず、矩形状等の多角形状であってもよい。
【００２６】
トレイ２２は、トレイ２２の上面２２ａから下面２２ｂに向かって貫通し、基板Ｗを収容する基板収容孔２２ｃと、基板収容孔２２ｃに収容された基板Ｗを支持する爪状の複数の基板支持部２２ｄとを有する。
【００２７】
トレイの基板収容孔２２ｃは、基板Ｗが収容できる大きさに形成されている。複数の基板支持部２２ｄは、基板収容孔２２ｃの内周面からその中心に向かって突出するように形成されている。また、基板支持部２２ｄは、基板Ｗの下面Ｗａの外周縁部分と当接するテーパー部２２ｅを備える。テーパー部２２ｅは、トレイ２２の上面２２ａ側から下面２２ｂ側に延在しつつ、基板収容孔２２ｃの中心に向かって延在する傾斜面で構成されている。
【００２８】
トレイ２２による基板Ｗの搬送時、複数の基板支持部２２ｄが基板Ｗの下面Ｗａの外周縁部分を支持することにより、基板Ｗは、トレイ２２の基板収容孔２２ｃを通過することなく、基板収容孔２２ｃ内に収容される。また、基板支持部２２ｄのテーパ部２２ｅが基板Ｗを支持することにより、基板Ｗの中心が、基板収容孔２２ｃの中心に位置合わせされうる（センタリングされる）。
【００２９】
なお、トレイ２２の更なる詳細については後述する。
【００３０】
一方、ステージ２０は、図２に示すように、その上部に、セラミックス等の誘電材料から作製され、基板Ｗおよびトレイ２２が載置される誘電体部材３０と、基板Ｗを収容したトレイ２２の誘電体部材３０に対する水平方向位置を位置合わせるためのガイドリング３２とを有する。
【００３１】
ガイドリング３２は、環状であって、下端開口の径が上端開口の径に比べて小さいテーパー状の内周面３２ａを備える。ガイドリング３２のテーパー状の内周面３２ａがテーパー状に形成されたトレイ２２の側面２２ｆに係合することにより、トレイ２２が誘電体部材３０に対して位置合わせされた状態で載置される。なお、トレイ２２の中心に対するトレイ２２の向きは、センサ等によって検出されるトレイ２２の外周に形成されたノッチ２２ｇ等の特徴部（マーク）に基づいて位置合わせされる。
【００３２】
ステージ２０の誘電体部材３０は、その上面で構成されてトレイ２２を支持するトレイ支持部３０ａと、上面上に形成されて基板Ｗの下面Ｗａが載置される島状（凸状）の基板載置部３０ｂと、トレイ２２の基板支持部２２ｄを収容するための凹部３０ｃとを備える。凹部３０ｃは、基板載置部３０ｂの外周面に形成されている。
【００３３】
図３および図４Ｂは、ガイドリング３２によって位置合わせされた状態でトレイ２２が誘電体部材３０に載置された状態（例えば基板Ｗのプラズマ処理時の状態）を示している。
【００３４】
図３に示すようにガイドリング３２によって位置合わせされた状態でトレイ２２が誘電体部材３０に載置された状態のときに、誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａが、図４Ｂに示すように、トレイ２２の下面２２ｂを支持するように構成されている。また、誘電体部材３０の基板載置部３０ｂが、トレイ２２の基板収容孔２２ｃに下面２２ｂ側から進入し、基板Ｗの下面Ｗａを支持するように構成されている。さらに、誘電体部材３０の凹部３０ｃが、トレイ２２の基板支持部２２ｄを収容するように構成されている。
【００３５】
トレイ支持部３０ａから基板載置部３０ｂの上端（基板Ｗの下面Ｗａが載置される端）までの高さは、トレイ支持部３０ａに支持された状態のトレイ２２の基板支持部２２ｄが基板載置部３０に載置された基板Ｗの下面Ｗａから離間するような高さに設定されている。
【００３６】
また、ステージ２０は、図１に示すように、誘電体部材３０の基板載置部３０ｂに載置された基板Ｗを静電吸着するためのＥＳＣ電極（静電吸着用電極）３４を有する。ＥＳＣ電極３４は、誘電体部材３０の基板載置部３０ｂの上端近傍に内蔵されている。このＥＳＣ電極３４に直流電圧を印加するＥＳＣ駆動電源部３６が、ドライエッチング装置１０に設けられている。ＥＳＣ駆動電源部３６がＥＳＣ電極３４に直流電圧を印加することによって静電吸着力が発生し、基板Ｗが、ＥＳＣ電極３４が内蔵された誘電体部材３０の基板載置部３０ｂに保持される。
【００３７】
なお、ＥＳＣ電極をさらにトレイ２２が載置される誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａの上端近傍に配置することにより、トレイ２２を誘電体部材３０に静電吸着するようにしてもよい。それにより、プラズマ処理によって高温状態のトレイ２２から誘電体部材３０に熱が移動し易くなり、トレイ２２の冷却が促進される。
【００３８】
さらに、ステージ２０は、図１に示すように、プラズマ処理中に、誘電体部材３０の基板載置部３０ｂに保持された基板Ｗを冷却するように構成されている。そのために、基板Ｗと誘電体部材３０の基板載置部３０ｂとの間に冷却ガス（例えば熱伝達ガスとしてのヘリウムガス）を充填する冷却ガス供給回収路３８をステージ２０は有する。冷却ガス供給回収路３８は、基板Ｗと基板載置部３０ｂとの間に供給する冷却ガス量を制御する冷却ガス制御部４０に接続されている。
【００３９】
さらにまた、ステージ２０は、誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａに載置された状態のトレイ２２を下方から押し上げてトレイ２２とともに基板Ｗを上昇させる複数の押し上げロッド４２を有する。複数の押し上げロッド４２を上下方向に進退させる駆動機構４４が設けられている。
【００４０】
トレイ搬送機構（図示せず）によってプラズマ処理される前の基板Ｗを収容した状態のトレイ２２がチャンバ１２内に搬入されるとき、駆動機構４４は、押し上げロッド４２の先端が誘電体部材３０の上面（トレイ支持部３０ａ）から突出するように押し上げロッド４２を上方向に前進させる。押し上げロッド４２の先端にトレイ搬送機構がトレイ２２を載置すると、駆動機構４４は、押し上げロッド４２をステージ２０の誘電体部材３０内に後退させる。これにより、トレイ２２が誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａ上に載置され、基板Ｗが基板載置部３０ｂ上に載置される。
【００４１】
トレイ搬送機構（図示せず）によってプラズマ処理された後の基板Ｗを収容した状態のトレイ２２がチャンバ１２内から搬出されるとき、駆動機構４４は、押し上げロッド４２を上方向に前進させることによってトレイ２２をステージ２０の誘電体部材３０から離間させた後、トレイ搬送機構がトレイ２２を回収する高さに上昇させる。
【００４２】
加えて、ステージ２０は、図１に示すように、誘電体部材３０の下方に配置されて、バイアス電圧が印加される下部電極として機能する金属ブロック４６と、誘電体部材３０と金属ブロック４６との外周を覆う絶縁部材４８と、絶縁部材４８の外周を覆う金属製のシールド部材４９とを有する。
【００４３】
ステージ２０の金属ブロック４６は、ＩＣＰコイル１６と協働してチャンバ１２内にて基板Ｗのプラズマ処理を実行するための下部電極であって、マッチング回路を備える第２の高周波電源部５１に電気的に接続されている。第２の高周波電源部５１は、金属ブロック４６にバイアス電圧を印加する。
【００４４】
また、誘電体部材３０が上部に配置された金属ブロック４６内には、金属ブロック４６を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路４６ａが形成されている。冷却ユニット５４が、温度調節された冷媒を金属ブロック４６の冷媒流路４６ａに供給する。これにより、ステージ２０の誘電体部材３０上に載置される基板Ｗとトレイ２２とが冷却される。
【００４５】
このようなドライエッチング装置１０によれば、基板Ｗはトレイ２２に収容された状態で、チャンバ1２内に搬入され、ステージ２０に載置される。具体的には、図４Ｂに示すように、基板Ｗは、誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａに載置されたトレイ２２と離間した状態で、基板載置部３０ｂ上に載置される。
【００４６】
誘電体部材３０の基板載置部３０ｂに載置された基板Ｗは、ＥＳＣ駆動電源部３６から出力された直流電圧が印加されたＥＳＣ電極３４によって発生した静電吸着力により、基板載置部３０ｂに吸着保持される。基板Ｗは、基板載置部３０ｂに吸着保持された状態で、プラズマ処理される。
【００４７】
プラズマ処理された基板Ｗは、押し上げロッド４２によってトレイ２２とともに上昇されてトレイ搬送機構に受け渡され、トレイ搬送機構によってチャンバ１２内から搬出される。
【００４８】
ここからは、トレイ２２の更なる詳細について説明する。
【００４９】
図４Ａに示すように、トレイ２２は、本体部（本体部材）５０と、本体部５０を覆うカバー部（カバー部材）５２とを有する。
【００５０】
トレイ２２の本体部５０は、薄い円板状であって、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの炭素を含有する材料（炭素含羞材料）から作製されることにより、高い剛性を備える。本体部５０は、トレイ２２の基板収容孔２２ｃの一部（下部）を構成する、厚み方向に貫通する貫通孔（第１の貫通孔）５０ａを備える。この貫通孔５０ａの内周面に複数の基板支持部２２ｄが設けられている。
【００５１】
トレイ２２のカバー部５２は、薄い円板状であって、理由は後述するが、炭素含有材料から作製された本体部５０と異なり、石英（二酸化ケイ素：ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）などの炭素を含有しない材料から作製されている。
【００５２】
また、トレイ２２のカバー部５２は、基板収容孔２２ｃの一部（上部）を構成する、厚み方向に貫通する貫通孔（第２の貫通孔）５２ａを備える。トレイ２２のカバー部５２は、上方視でカバー部５２の貫通孔５２ａを介して本体部５０の基板支持部２２ｄのみが露出するように本体部５０の上方に配置されている。
【００５３】
具体的には、図４Ｂに示すように、トレイ２２がステージ２０の誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａ上に載置されたときに、カバー部材５２は、トレイ２２の本体部５０とチャンバ１２の天板１４（ＩＣＰコイル１６）との間に存在するように、且つ上方から見た場合（天板１４側から見た場合）に露出する本体部５０ａの部分が可能な限り少なくなるように本体部５０を覆っている。そのために、カバー部５２の貫通孔５２ａは、基板Ｗが通過できる可能な限り最小の大きさにされている。
【００５４】
このようにトレイ２２のカバー部５２を構成する理由について説明する。炭化シリコン（ＳｉＣ）などの炭素含有材料から作製されたトレイ２２の本体部５０がプラズマ処理によりチャンバ１２内にて直接プラズマに曝されると、本体部５０が消耗し、トレイ２２の本体部５０の炭素成分を含有する反応生成物（炭素含有生成物）が発生する。この炭素含有生成物の反応生成物の多くは、ステージ２０の誘電体部材３０上に載置されているトレイ２２の近傍に位置する、基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分に付着する。トレイ２２の本体部５０の炭素成分を含有する反応生成物が基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分に付着すると、プラズマ処理中、その基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分において、例えばＰＲ（フォトレジスト）マスクやメタルマスクにおける対マスク選択比が増大する。その結果、基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分が中央部分に比べて高くなる等の形状異常が発生し易くなる。または、例えば、ＬＥＤ素子のプラズマ処理工程において、サファイヤ基板である基板Ｗの上にＰＲマスクを設けてコーン形状パターン（凸状の三角すい形状パターン）の高アスペクト比のＰＳＳ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｓａｐｐｈｉｒｅ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）加工を行う場合、基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分において、所望に尖った先端を備えるコーン形状パターンではなく、先端が平坦な台形状パターンが形成される等の形状異常が発生し易くなる。
【００５５】
この対処として、カバー部５２をトレイ２２の本体部５０の上方に配置することにより、本体部５０がプラズマに曝されることを抑制している、すなわち、プラズマによる本体部５０の損耗を抑制し、その結果として本体部５０の炭素成分を含有する反応生成物の発生量を少なく抑制している。
【００５６】
当然ながら、カバー部５２が、炭素含有材料から作製されて高い剛性を備える本体部５０に代わって、プラズマに曝されて消耗する。しかしながら、カバー部５２が石英などの炭素を含有しない材料から作製されているため、カバー部５２がプラズマに曝されても、基板Ｗの上面Ｗｂに付着するような炭素を含有する反応生成物が発生しない。
【００５７】
このような構成のトレイ２２により、プラズマ処理によって平坦な上面Ｗｂを備える等の基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分の形状異常が抑制された基板Ｗを得ることができる。
【００５８】
なお、トレイ２２の部分断面拡大図である図５に示すように、カバー部５２の貫通孔５２ａの下方側（本体部５０側）の開口縁は、本体部５０の貫通孔５０ａの上方側（カバー部５側）の開口縁より内側（基板収容孔２２ｃの中心側）に位置するのが好ましい。これにより、プラズマによるカバー部５２の消耗によってカバー部５２の貫通孔５２ａの下方側の開口縁が本体部５０の貫通孔５０ａの上方側の開口縁に達するまで（広がるまで）、本体部５０の貫通孔５０ａの開口縁がプラズマに曝されることが抑制される。
【００５９】
さらに、図４Ｂに示すように、トレイ２２がステージ２０の誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａ上に載置されるとともに、基板Ｗが基板載置部３０ｂに載置された状態のとき、基板Ｗの上面Ｗｂは、トレイ２２のカバー部５２の貫通孔５２ａ内に位置するのが好ましい。
【００６０】
上述したように、トレイ２２のカバー部５２の貫通孔５２ａは、基板Ｗが通過できる可能なかぎり最小な大きさにされている。したがって、図４Ｂに示すように、基板Ｗの上面Ｗｂがカバー部５２の貫通孔５２ａ内に位置するとき、カバー部５２の貫通孔５２ａの内周面と基板Ｗの側面との間に形成される間隙Ｄは小さい（間隙Ｄは、例えば０．１〜０．２ｍｍである）。したがって、プラズマが炭素含有材料から作製されたトレイ２２の本体部５０に到達し難い。また、たとえ間隙Ｄを通過したプラズマによって本体部５０が消耗し、本体部５０の炭素成分を含有する反応生成物が発生しても、その反応生成物は、小さい間隙Ｄを通過しにくく、基板Ｗの上面Ｗｂに付着し難い。
【００６１】
本実施の形態によれば、基板Ｗを支持する基板支持部２２ｄを有する、炭素成分を含有する本体部５０の上部に、炭素を含有しない石英（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）から作製されたカバー部５２を配置した構成のトレイ２２により、基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分の形状異常を抑制したプラズマ処理を実行することができる。
【００６２】
また、トレイ２２のカバー部５０が基板Ｗの側面との間隙Ｄが例えば０．１〜０．２ｍｍと小さい貫通孔５２ａを備えることにより、より安定して基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分の形状異常を抑制したプラズマ処理を実行することができる。
【００６３】
上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
【００６４】
例えば、本発明に係るトレイは、様々な形態が考えられる。
【００６５】
図６は、別の実施の形態のトレイの部分拡大図である。図６に示すトレイ１２２と図５に示すトレイ２２との違いは、トレイ１２２のカバー部１５２が、その貫通孔１５２ａの下方側（本体部１５０側）の開口縁から下方に延在して本体部１５０の貫通孔１５０ａの内周面の一部分を覆うことである。図６に示すトレイ１２２は、カバー部１５２の形状が図５に示すトレイ２２のカバー部５２の形状に比べて複雑化するが、図５に示すトレイ２２に比べて本体部１５０がプラズマに曝されることをより抑制することができる。すなわち、本体部１５０の貫通孔１５０ａの内周面がプラズマに曝されることを抑制することができる。
【００６６】
図７は、さらに別の実施の形態のトレイの部分断面拡大図である。図７に示すトレイ２２２は、図６に示すトレイ１２２と一部が異なる形態である。図７に示すトレイ２２２と図６に示すトレイ１２２との違いは、本体部２５０が備える基板支持部２２２ｄの基板Ｗの下面Ｗａの外周縁部分と接触する面２２２ｅが、テーパー状でなく平坦状に形成されていることである。この場合、図６に示すトレイ１２２の本体部１５０に比べて、図７に示すトレイ２２２の本体部２５０の作製は容易である。
【００６７】
図８は、さらに異なる実施の形態のトレイの部分断面拡大図である。図８に示すトレイ３２２は、上方視でカバー部３５２の貫通孔３５２ａの下方側（本体部３５０側）の開口縁と本体部３５０の貫通孔３５０ａの上方側（カバー部３５２側）の開口縁とが一致する点で、図５〜図７に示すトレイ２２〜２２２と異なる。
【００６８】
このように、本発明の係るトレイは、様々な形態が考えられる。本発明に係るトレイは、広義には、基板のプラズマ処理が実行されるプラズマ処理装置のチャンバ内に、基板とともに搬送されて載置される基板収容用のトレイであって、厚み方向に貫通して基板を収容する第１の貫通孔および第１の貫通孔に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を有し、炭素含有材料から作製された本体部と、基板が通過可能に厚み方向に貫通する第２の貫通孔を有し、上方視で第２の貫通孔を介して本体部の基板支持部が露出するように本体部の上方に配置され、炭素を含有しない材料から作製されたカバー部とを備える。
【００６９】
また、図２、図４Ａ、および図４Ｂに示すように、トレイ２２や基板Ｗが載置されるステージ２０の誘電体部材３０は、上面（トレイ支持部３０ａ）に島状（凸状）の基板載置部３０ｂを設けた形状である。本発明は、誘電体部材の形状を、これに限らない。
【００７０】
例えば、図９Ａおよび図９Ｂに示す誘電体部材４３０は、トレイ４２２が載置されるトレイ支持部４３０ａと基板Ｗが載置される基板載部４３０ｂとがともに、誘電体部材４３０の同一高さの上面で構成されている点で、図４Ａおよび図４Ｂに示す誘電体部材３０と異なる。
【００７１】
このような誘電体部材４３０に対応するトレイ４２２において、基板収容孔４２２ｃに収容された基板Ｗの下面Ｗａの外周縁部分を支持する複数の基板支持部４２２は、トレイ４２２の下面４２２ｂに取り付けられている。具体的には、複数の基板支持部４２２は、トレイ４２２の本体部４５０の貫通孔４５０ａの下方側開口の縁に沿って、上方視でカバー部４５２の貫通孔４５２ａを介して露出するようにトレイ４２２の下面４２２ｂに取り付けられている。
【００７２】
トレイ４２２の下面４２２ｂを誘電体部材４３０の上面（基板支持部４３０ａ）に当接させるために、トレイ４２２の下面４２２ｂに取り付けられた基板支持部４２２ｄを収容
することができる凹部４３０ｃが誘電体部材４３０の上面側に形成されている。
【００７３】
このような誘電体部材４３０とトレイ４２２も、本発明は含んでいる。
【００７４】
さらに、本体部に対してカバー部を着脱可能にトレイが構成されてもよい。例えば、トレイ２２（１２２、２２２、３２２，４２２）において、カバー部５２（１５２、２５２、３５２、４５２）が、本体部５０（１５０、２５０、３５０、４５０）に対して着脱可能にされる。
【００７５】
カバー部を本体部に対して着脱可能にトレイを構成し、プラズマによるカバー部の消耗によって本体部の基板支持部以外の部分が上方視で露出する前にカバー部を交換するようにすれば、本体部を長期間使用することができる。トレイの本体部のコストは、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの炭素成分を含む高硬度（高剛性）の材料から作製されているために、石英などの炭素を含まない材料から作製されているカバー部のコストに比べて高い。したがって、カバー部を定期的に交換して本体部を長期間使用することにより、ドライエッチング装置のランニングコストを安く抑えることができる。また、炭化シリコンからなる本体部と石英からなるカバー部を厚み方向に積層してトレイを構成した場合、トレイが主に石英によって構成される場合に比べて、トレイの厚みを半分以下に薄くすることが可能である。
【００７６】
さらに、炭素成分を含有しない材料によってトレイの本体部を構成し、炭素成分を含有する材料から作製され、基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部をトレイの本体部に設けるようにしてもよい。
【００７７】
例えば、図１０に示すトレイ５２２は、図９Ａに示すステージの誘電体部材４３０に対応する、すなわちトレイ支持部４３０ａと基材載置部４３０ｂとが同一高さである誘電体部材４３０のトレイ支持部４３０ａ上に載置でき、炭素成分を含有しない材料、例えば石英や窒化シリコン（ＳｉＮ）等から作製された本体部５５２を有する。そのトレイ５２２の本体部５５２の下面５２２ｂに、炭素成分を含有する材料、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）から作製され、誘電体部材４３０の凹部４３０ｃに収容される基板支持部５５２ｄが取り付けられている。
【００７８】
また、例えば、図１１に示すトレイ６２２は、図４Ａに示すステージの誘電体部材３０に対応する、すなわち、トレイ支持部３０ａが基板載置部４３０ｂに比べて低い位置に配置された誘電体部材３０のトレイ支持部３０ａ上に載置でき、炭素成分を含有しない材料、例えば石英や窒化シリコン（ＳｉＮ）等から作製された本体部６５２を有する。例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）から作製され、誘電体部材３０の凹部３０ｃに収容される基板支持部６２２ｄが、トレイ６２２の本体部６５２の下部に、その下面６２２ｂから下方に突出しないように取り付けられている。
【００７９】
炭素成分を含有する材料、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）から作製される基板支持部５２２ｄ、６２２ｄは、炭素成分を含有しない材料、例えば石英や窒化シリコン（ＳｉＮ）から作製された本体部５５２、６５２に比べて高硬度で高剛性であるために、薄型化が可能である。それにより、基板Ｗを支持する基板支持部５２２ｄ、６２２ｄ周りのコンパクト化が図られる。また、上述したように、トレイ５２２、６２２の本体部５５２、６５２の貫通孔５５２ａ、６５２ａの大きさを基板Ｗが通過できる可能なかぎり最小の大きさに構成することにより、基板Ｗのプラズマ処理中にトレイ５２２、６２２の炭素成分を含有する基板支持部５２２ｄ、６２２ｄへのプラズマの侵入を抑制することができる。さらに、トレイ５２２、６２２の本体部５５２、６５２が炭素成分を含有しない材料から作製されることにより、炭素成分を含有する反応生成物の発生を抑制することができ、その結果、基板Ｗの上面Ｗｂの外周縁部分において形状異常を抑制することができる。なお、トレイ５２２の本体部５５２やトレイ６２２の本体部６５２のように、炭素成分を含有しない材料から作製されるトレイの本体部は、炭素成分を含有する材料から作製されるトレイの本体部に比べて、高い剛性を確保するために十分な厚みが必要である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、基板を収容し、プラズマ処理が実行されるチャンバ内に基板とともに載置されるトレイが炭素成分を含んでいるプラズマ処理装置であれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０      ドライエッチング装置（プラズマ処理装置）
１２      チャンバ
２２      トレイ
２２ｄ    基板支持部
５０      本体部
５０ａ    第１の貫通孔（貫通孔）
５２      カバー部
５２ａ    第２の貫通孔（貫通孔）
Ｗ        基板
Ｗａ      下面
【図１】
0006029049.tif 000002
【図２】
0006029049.tif 000003
【図３】
0006029049.tif 000004
【図４Ａ】
0006029049.tif 000005
【図４Ｂ】
0006029049.tif 000006
【図５】
0006029049.tif 000007
【図６】
0006029049.tif 000008
【図７】
0006029049.tif 000009
【図８】
0006029049.tif 000010
【図９Ａ】
0006029049.tif 000011
【図９Ｂ】
0006029049.tif 000012
【図１０】
0006029049.tif 000013
【図１１】
0006029049.tif 000014