(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する支持板と、
前記支持板によって上端が閉塞される円筒状の周壁と、
前記周壁の下端を閉塞する下蓋と、
前記周壁に囲われる空間内に設けられ、前記支持板と前記下蓋とを連結し、前記周壁との間に環状の冷却液の流路を構成する柱状部材と、
前記流路へ冷却液を供給する冷却液供給部と、
前記流路から冷却液を排出する排出部と、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記下蓋と接すると共に前記柱状部材と前記周壁との間を接続し、前記流路の一方を遮断する内壁と、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記流路の他方に前記流路の方向と交差するように設けられた仕切りと、を備え、
前記仕切りと前記周壁との間、又は前記仕切りと前記柱状部材との間の少なくとも一方に、前記流路の折り返し点を構成する隙間が設けられ、
前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている
ことを特徴とする基板支持台。 
【請求項２】
前記仕切りは前記周壁の外周方向と交差するように設けられる
ことを特徴とする請求項１記載の基板支持台。 
【請求項３】
前記冷却液供給部の供給孔は前記仕切りと前記内壁との間に設けられており、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記周壁との距離を第１の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記柱状部材との距離を第２の距離とし、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記冷却液供給部の供給孔との距離を第３の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記冷却液供給部の供給孔との距離を第４の距離としたとき、
前記第１の距離が前記第２の距離より短い場合、前記第３の距離は前記第４の距離より短くなるように構成され、
前記第２の距離が前記第１の距離より短い場合、前記第４の距離は前記第３の距離より短くなるように構成され、
前記第１の距離が前記第２の距離と等しい場合、前記第３の距離と前記第４の距離とが等しくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板支持台。 
【請求項４】
前記冷却液排出部の排出孔は前記仕切りと前記内壁との間に設けられており、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記周壁との距離を第１の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記柱状部材との距離を第２の距離とし、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記冷却液供給部の排出孔との距離を第３の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記冷却液供給部の排出孔との距離を第４の距離としたとき、
前記第１の距離が前記第２の距離より短い場合、前記第３の距離は前記第４の距離より短くなるように構成され、
前記第２の距離が前記第１の距離より短い場合、前記第４の距離は前記第３の距離より短くなるように構成され、
前記第１の距離が前記第２の距離と等しい場合、前記第３の距離と前記第４の距離とが等しくなるように構成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板支持台。
【請求項５】
前記柱状部材側に設けられた前記仕切りと前記柱状部材との間には、前記柱状部材側に設けられた前記仕切りと前記周壁との間に設けられた隙間よりも狭い隙間が設けられ、
前記周壁側に設けられた前記仕切りと前記周壁との間には、前記周壁側に設けられた前記仕切りと前記柱状部材との間に設けられた隙間よりも狭い隙間が設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の基板支持台。
【請求項６】
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ前記基板を支持する基板支持台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
前記処理室内を排気する排気部と、を備えた基板処理装置であって、
前記基板支持台は、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞される円筒状の周壁と、前記周壁の下端を閉塞する下蓋と、前記周壁に囲われる空間内に設けられ、前記支持板と前記下蓋とを連結し、前記周壁との間に環状の冷却液の流路を構成する柱状部材と、前記流路へ冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記下蓋と接すると共に前記柱状部材と前記周壁との間を接続し、前記流路の一方を遮断する内壁と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記流路の他方に前記流路の方向と交差するように設けられた仕切りと、を備え、前記仕切りと前記周壁との間、又は前記仕切りと前記柱状部材との間の少なくとも一方に、前記流路の折り返し点を構成する隙間が設けられ、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられており、
前記プラズマ生成部によりプラズマを生成する間、前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行うよう制御する制御部を備える
ことを特徴とする基板処理装置。 
【請求項７】
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞される円筒状の周壁と、前記周壁の下端を閉塞する下蓋と、前記周壁に囲われる空間内に設けられ、前記支持板と前記下蓋とを連結し、前記周壁との間に環状の冷却液の流路を構成する柱状部材と、前記流路へ冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記下蓋と接すると共に前記柱状部材と前記周壁との間を接続し、前記流路の一方を遮断する内壁と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられ、前記流路の他方に前記流路の方向と交差するように設けられた仕切りと、を備え、前記仕切りと前記周壁との間、又は前記仕切りと前記柱状部材との間の少なくとも一方に、前記流路の折り返し点を構成する隙間が設けられ、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている基板支持台により前記基板を支持する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して排気すると共に、前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程では、
前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を支持して加熱する基板支持台、基板支持台を備えた基板処理装置、及び基板処理装置により実施される半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＲＡＭ等の半導体装置の製造工程の一工程として、加熱された基板上にプラズマ状態とした処理ガスを供給して基板表面をエッチングする基板処理工程が行われることがある。係る基板処理工程では、昇温自在に構成された基板支持台上に基板を載置して所定温度まで加熱する工程と、所定温度に加熱された基板上にプラズマ状態とした処理ガスを供給する工程と、が実施される。
【０００３】
プラズマ処理を行う際は、基板温度を一定に保持することが好ましい。しかしながら、基板をプラズマに晒すと、基板は、基板支持台からの熱伝導だけでなくプラズマからの輻射熱によっても加熱されることになる。そのため、上述の基板処理工程では、基板上へのプラズマの供給開始後は基板支持台による加熱を停止するようにしていた。
【０００４】
但し、プラズマ処理中の基板温度を例えば９０℃以下の低温に保持しようとする場合、基板支持台による加熱を停止しただけでは、基板の温度上昇を抑制することは困難なことがあった。そこで、従来の基板処理装置では、基板支持台内に冷却用の熱媒体の流路を設け、基板上へのプラズマの供給開始後は、基板支持台による加熱を停止すると共に流路内へ熱媒体を供給し、基板支持台を介した基板の放熱を促進するようにしていた（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−７７８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の基板処理装置においては、熱媒体の流路上に所定の形状の仕切りを設けることで、流路内における熱媒体の滞留時間（熱交換時間）等を制御でき、基板支持台の冷却効率を向上させることが可能となる。しかしながら、熱媒体として液体（冷却液）を用いた場合、仕切りを設けることで冷却液の流通が過度に妨げられてしまい、基板支持台の冷却効率がかえって低下してしまう場合があった。
【０００７】
本発明は、熱媒体として液体（冷却液）を用いた場合であっても、仕切りによって冷却液の流通が過度に妨げられてしまうことを回避でき、基板支持台の冷却効率を向上させることが可能な基板支持台、基板処理装置及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
基板を支持する支持板と、
前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、
前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、
前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、
前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、
前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている基板支持台が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ前記基板を支持する基板支持台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
前記処理室内を排気する排気部と、を備えた基板処理装置であって、
前記基板支持台は、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられており、
前記プラズマ生成部によりプラズマを生成する間、前記加熱部による前記基板の加熱を停止させると共に、前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行うよう制御する制御部を備える基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている基板支持台により前記基板を支持する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して排気すると共に、前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程では、
前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る基板支持台、基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、熱媒体として液体（冷却液）を用いた場合であっても、仕切りによって冷却液の流通が過度に妨げられてしまうことを回避でき、基板支持台の冷却効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理ユニットの垂直断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板支持台としてのサセプタテーブルの水平断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板支持台としてのサセプタテーブルの垂直断面図である。
【図４】仕切りと周壁との好ましい位置関係の変形例を説明する図である。
【図５】冷却液供給部の供給孔と仕切りとの好ましい位置関係を説明する図である。
【図６】排出部の排出孔と仕切りとの好ましい位置関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜本発明の一実施形態＞
以下に、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
（１）基板処理装置の構成
まず、本実施形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理ユニット４１０の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、プラズマ処理ユニット４１０の垂直断面図である。
【００１５】
基板処理装置としてのプラズマ処理ユニット４１０は、例えば乾式処理により半導体基板や半導体素子にエッチング処理等を施す高周波無電極放電型の装置として構成されている。図１に示すように、プラズマ処理ユニット４１０は、基板としてのウエハ６００を処理する処理室４４５と、処理室４４５内に設けられウエハ６００を支持する基板支持台としてのサセプタテーブル４１１と、サセプタテーブル４１１により支持されたウエハ６００を加熱する加熱部としてのヒータ４６３と、処理室４４５内にエッチングガス等の処理ガスを供給するガス供給部と、処理室４４５内に供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、処理室４４５内を排気する排気部と、を備えている。
【００１６】
プラズマ処理ユニット４１０は、例えば高純度の石英硝子やセラミックス等により形成された円筒状の反応容器４３１を備えている。反応容器４３１は、架台としての水平なベースプレート４４８の上部に、軸中心が鉛直になるように立設されている。反応容器４３１の上端開口は、円盤状のトッププレート４５４により気密に封止されている。反応容器４３１内にはプラズマ生成領域４３０が形成されている。
【００１７】
トッププレート４５４の略中央には、エッチングガス等の処理ガスやパージガスを反応容器４３１内に供給するガス導入口４３３が設けられている。ガス導入口４３３には、ガス供給管４５５の下流端が接続されている。ガス供給管４５５には、上流側から順に、処理ガスやパージガスを供給するガス供給源（図示しない）、流量制御としてのマスフローコントローラ４７７、開閉弁４７８が設けられている。マスフローコントローラ４７７及び開閉弁４７８を制御することで、ガス導入口４３３からのガス供給や流量が制御されるように構成されている。主にガス供給管４５５、ガス供給源（図示しない）、マスフローコントローラ４７７、開閉弁４７８、ガス導入口４３３により、本実施形態に係るガス供給部が構成されている。
【００１８】
反応容器４３１内の上方には、ガス導入口４３３から供給されたガスを整流させるバッフル板４６０が設けられている。バッフル板４６０は、例えば石英等により形成されている。バッフル板４６０は略円板形に構成され、ガス導入口４３３から供給されたガスを反応容器４３１の内壁に沿って流すように、反応容器４３１の内壁との間に所定の距離を保ちつつ水平姿勢で保持されている。
【００１９】
反応容器４３１の外周には、巻回された共振コイル４３２と、共振コイル４３２の外周に配置され且つ電気的に接地された外側シールド４５２と、が設けられている。共振コイル４３２には、高周波電力を供給する高周波電源４４４及び高周波電源４４４の発振周波数を制御する周波数整合器４４６が接続されている。共振コイル４３２及び外側シールド４５２により、螺旋共振器が構成される。高周波電源４４４の出力側には、高周波電力の進行波、反射波等をモニタするＲＦセンサ４６８が設置されている。ＲＦセンサ４６８によってモニタされた高周波電力値は、周波数整合器４４６にフィードバックされ、周波数整合器４４６により高周波電力の反射波が最小となるよう周波数が制御されるように構成
されている。
【００２０】
共振コイル４３２は、一定波長モードで共振するよう巻径、巻回ピッチ、巻数等が設定され、所定の波長の定在波を形成するように構成されている。すなわち、共振コイル４３２の長さは、高周波電源４４４から供給される高周波電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、…）又は半波長もしくは１／４波長に相当する長さに設定されている。１波長の長さは、例えば１３．５６ＭＨｚの場合には約２２ｍ、２７．１２ＭＨｚの場合には約１１ｍ、５４．２４ＭＨｚの場合には約５．５ｍになる。共振コイル４３２は、絶縁性材料にて平板状に形成され且つベースプレート４４８の上端面に鉛直に立設された複数の図示しない支持部材によって支持されている。また、共振コイル４３２の両端は、電気的に接地されている。共振コイル４３２の少なくとも一端は、可動タップ４６２を介して接地されている。これにより、プラズマ処理ユニット４１０の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に、共振コイル４３２の長さを微調整することができる。共振コイル４３２の他端は、固定グランド４６４を介して設置されている。また、共振コイル４３２の接地された両端の間には、可動タップ４６６によって給電部が構成されている。これにより、更にプラズマ処理ユニット４１０の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に、共振コイル４３２のインピーダンスを微調整することができるように構成されている。すなわち、共振コイル４３２は、電気的に接地されたグランド部を両端に備え、各グランド部の間に高周波電源４４４から電力供給される給電部を備えている。少なくとも一方のグランド部は、位置調整可能な可変式グランド部とされる。そして、給電部は、位置調整可能な可変式給電部とされる。共振コイル４３２が可変式グランド部及び可変式給電部を備えていることにより、プラズマ生成部の共振周波数及び負荷インピーダンスの調整が容易に行える。
【００２１】
外側シールド４５２は、共振コイル４３２の外側への電磁波の漏れを遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分を共振コイル４３２との間に形成するように構成されている。外側シールド４５２は、アルミニウム合金、銅又は銅合金などの導電性材料により円筒状に形成されている。外側シールド４５２は、共振コイル４３２の外周から例えば５〜１５０ｍｍ程度の間隔を保って配置されている。
【００２２】
主に、反応容器４３１、共振コイル４３２、外側シールド４５２、可動タップ４６２，４６６、固定グランド４６４、高周波電源４４４、周波数整合器４４６により、本実施形態に係るプラズマ生成部が構成されている。ガス供給部から処理ガスを供給しつつ、高周波電源４４４から共振コイル４３２に高周波電力を供給することで、プラズマ生成領域４３０に供給された処理ガスをプラズマ状態とすることができる。
【００２３】
反応容器４３１の下端開口は、円筒状の処理容器４９０の上端開口と気密に接続されている。処理容器４９０内には、基板としてのウエハ６００を処理する処理室４４５が形成されている。処理室４４５は、上述のプラズマ生成領域４３０と連通している。処理容器４９０の下端開口は、碗状の底板４６９によって気密に封止されている。処理容器４９０、反応容器４３１、底板４６９は、容器軸線が垂直となるように配置されている。
【００２４】
処理室４４５内には、基板支持台としてのサセプタテーブル４１１と、サセプタテーブル４１１を下方から支持する複数（例えば４本）の支柱４６１と、サセプタテーブル４１１の下部に設けられる加熱部としてのヒータ４６３と、を備えた基板支持部としてのサセプタ４５９が設けられている。ヒータ４６３は、図示しないヒータ電源部に接続されている。ヒータ電源部によりヒータ４６３を通電加熱することで、サセプタテーブル４１１上に支持されたウエハ６００を加熱することが可能なように構成されている。反応容器４３１内に供給されたガスやプラズマ生成領域４３０にて生成されたプラズマは、処理室４４５内に流れ込み、サセプタテーブル４１１により支持されて加熱されたウエハ６００上に
供給されるように構成されている。なお、サセプタテーブル４１１内には熱媒体の流路が形成されており、サセプタテーブル４１１及びウエハ６００の放熱を促すことが可能なように構成されている。サセプタテーブル４１１の構成については後述する。
【００２５】
サセプタテーブル４１１の下方には、ガイドシャフト４６７をガイドとして昇降自在に構成された昇降基板４７１が設けられている。昇降基板４７１上には、少なくとも３本のリフタピン４１３が鉛直方向に立設されている。リフタピン４１３は、サセプタテーブル４１１の外周部を鉛直方向に貫通可能に構成されている。リフタピン４１３の上端には、ウエハ支持部４１４が設けられている。ウエハ支持部４１４は、サセプタテーブル４１１の中心方向に延出しており、ウエハ６００の外周を支持可能に構成されている。昇降基板４７１は、昇降シャフト４７３の上端に連結されている。昇降シャフト４７３は、底板４６９を貫通し、図示しない昇降駆動部に連結されている。昇降駆動部が昇降シャフト４７３を昇降させることで、昇降基板４７１及びリフタピン４１３を介してウエハ支持部４１４を昇降させることが可能となっている。そして、ウエハ支持部４１４上に支持されているウエハ６００をサセプタテーブル４１１上に移載したり、サセプタテーブル４１１上に支持されているウエハ６００をウエハ支持部４１４上に移載したりすることが可能となっている。
【００２６】
サセプタテーブル４１１の下方には、サセプタテーブル４１１下方の空間と処理室４４５とを区画するように、円筒状のバッフルリング４５８が設けられている。バッフルリング４５８によって区画されたサセプタテーブル４１１下方の空間は、バッフルリング４５８に設けられた多数の通気孔（図示しない）を介して処理室４４５と連通している。バッフルリング４５８によって区画されたサセプタテーブル４１１下方の空間は、排気板４６５によって上下に区画されている。排気板４６５は、ガイドシャフト４６７を介して底板４６９上に水平姿勢で支持されている。排気板４６５の上方に形成される第１排気室４７４（サセプタテーブル４１１、バッフルリング４５８、排気板４６５により区画される空間）と、排気板４６５の下方に形成される第２排気室４７６（排気板４６５、底板４６９により区画される空間）とは、排気板４６５に設けられた排気連通孔４７５を介して連通している。
【００２７】
第２排気室４７６の底部を構成する底板４６９の略中央部には、排気管４８０の上流端が接続されている。排気管４８０には、上流側から順に、圧力センサ（図示しない）、圧力調整器であるＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ４８１、排気装置４７９が設けられている。排気装置４７９を作動させつつ、圧力センサ（図中省略）により検出された圧力情報に基づいてＡＰＣバルブ４８１の弁の開度を調節することにより、処理室４４５内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気可能に構成されている。主に排気管４８０、ＡＰＣバルブ４８１、圧力センサ、排気装置４７９により、本実施形態に係る排気部が構成される。
【００２８】
制御部としてのコントローラ４７０は、上述のマスフローコントローラ４７７、開閉弁４７８、高周波電源４４４、周波数整合器４４６、ＲＦセンサ４６８、ヒータ４６３、ヒータ電源部、昇降駆動部、圧力センサ、ＡＰＣバルブ４８１、排気装置４７９等に接続され、これらの動作をそれぞれ制御するよう構成されている。コントローラ４７０には、表示部としてのディスプレイ４７２が接続されている。ディスプレイ４７２は、例えばＲＦセンサ４６８による反射波のモニタ結果等、プラズマ処理ユニット４１０が備える各種センサにより検出されたデータを表示可能に構成されている。
【００２９】
（２）サセプタテーブルの構成
上述したように、本実施形態に係るサセプタテーブル４１１内には、熱媒体の流路が形成されている。そして、流路内に熱媒体を供給することで、サセプタテーブル４１１及び
ウエハ６００の放熱を促すことが可能なように構成されている。以下に、本実施形態に係るサセプタテーブル４１１の詳細構成を、主に図２〜図６を用いて説明する。
【００３０】
図２は、サセプタテーブル４１１の水平断面図である。図３は、図２のＸ−Ｘ’断面図である。図５は、冷却液供給部の供給孔４２１ａと仕切り４２３との好ましい位置関係を説明する図である。図６は、排出部の排出孔４２２ａと仕切り４２３との好ましい位置関係を説明する図である。
【００３１】
図２、図３に示すように、サセプタテーブル４１１は、ウエハ６００を支持する円盤状の支持板４１１ａと、支持板４１１ａによって上端開口が閉塞され、支持板４１１ａの下方に冷却液の流路４２０を構成する円筒状の周壁４１１ｂと、周壁４１１ｂの下端開口を閉塞し、流路４２０の底部４１２を構成する円盤状の下蓋４１１ｃと、を備えている。支持板４１１ａの上面には、ウエハ６００を支持する支持面が形成されている。少なくとも支持板４１１ａは、ウエハ６００の金属汚染を防ぐよう、高純度の石英硝子やセラミックス等により形成されている。周壁４１１ｂに囲われる空間内には、支持板４１１ａと下蓋４１１ｃとを連結する柱状部材４２４が設けられている。すなわち、上述の流路４２０は、柱状部材４２４を囲うように環状に設けられている。
【００３２】
サセプタテーブル４１１は、流路４２０の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、流路４２０の下流端から冷却液を排出する排出部と、をさらに備えている。冷却液供給部の供給孔４２１ａは、流路４２０の上流端に開設されている。排出部の排出孔４２２ａは、流路４２０の下流端に開設されている。供給孔４２１ａと排出孔４２２ａとの間（流路４２０とは反対側）には、下蓋４１１ｃと接すると共に柱状部材４２４と周壁４１１ｂとの間を接続する内壁４２５が設けられている。すなわち、内壁４２５は、供給孔４２１ａと排出孔４２２ａとの間（流路４２０とは反対側）の冷却液の流通を遮断するように構成されている。また、冷却液供給部は、冷却液の供給管（図示しない）を備えている。排出部は、冷却液の排出管（図示しない）を備えている。供給管の上流端及び排出管の下流端は、処理室４４５内の気密を保持しつつ処理容器４９０の外側に延在されている。供給管の上流端と排出管の下流端とが熱交換器や循環器（図示しない）を介して相互に接続されることで、冷却液が一定の温度に保持されつつ流路４２０内を循環するように構成されている。
【００３３】
（仕切りの配置について）
図２及び図３に例示するように、供給孔４２１ａと排出孔４２２ａとの間の流路４２０上には、１つ以上、好ましくは複数の仕切り４２３が設けられている。仕切り４２３は、周壁４１１ｂの外周方向と交差するように設けられている。すなわち、仕切り４２３は、流路４２０内を流れる冷却液４２１の流通方向と交差するように設けられている。なお、本実施形態では、複数の仕切り４２３のうち、周壁４１１ｂの壁面から延出するように構成される周壁側仕切り４２３ａと、柱状部材４２４の壁面から延出するように構成される柱状側仕切り４２３ｂとを、略円周等角ピッチで放射状に交互に配置するようにしている。そして、周壁側仕切り４２３ａと柱状部材４２４との間の隙間、及び柱状側仕切り４２３ｂと周壁４１１ｂとの間の隙間に、冷却液の流路４２０の折り返し点をそれぞれ構成するようにしている。これにより、冷却液は、流路４２０を蛇行しながらジグザグ状に、すなわちサセプタテーブル４１１の全域を網羅するように流れることになる。その結果、サセプタテーブル４１１の全域、すなわちウエハ６００の全面がより均等に冷却され、面内の温度均一性が向上する。
【００３４】
（供給孔の配置について）
本実施形態では、サセプタテーブル４１１の全域に冷却液を流すよう（冷却液の淀みを防ぐよう）に、冷却液供給部の供給孔４２１ａを、図５に例示するような位置に設けるよ
うにしている。
【００３５】
図５に例示するように、冷却液供給部の供給孔４２１ａは、仕切り４２３と内壁４２５との間に設けられている。ここで、供給孔４２１ａに隣接する仕切り４２３の周壁４１１ｂ側の端部と、周壁４１１ｂとの距離を、第１の距離ａとする。該仕切り４２３の柱状部材４２４側の端部と、柱状部材４２４との距離を、第２の距離ｂとする。該仕切り４２３の周壁４１１ｂ側の端部と、冷却液供給部の供給孔４２１ａとの距離を、第３の距離ｃとする。該仕切り４２３の柱状部材４２４側の端部と、冷却液供給部の供給孔４２１ａとの距離を、第４の距離ｄとする。このとき、図５（ａ）に示すように第１の距離ａが第２の距離ｂより短い場合（仕切り４２３が周壁４１１ｂ寄りに設けられている場合）には、第３の距離ｃが第４の距離ｄより短くなるような位置（周壁４１１ｂ寄りの位置）に供給孔４２１ａを配置する。また、図５（ｂ）に示すように第２の距離ｂが第１の距離ａより短い場合（仕切り４２３が柱状部材４２４寄りに設けられている場合）には、第４の距離ｄが第３の距離ｃより短くなるような位置（柱状部材４２４寄りの位置）に供給孔４２１ａを配置する。また、図示しないが、第１の距離ａが第２の距離ｂと等しい場合には、第３の距離ｃと第４の距離ｄとが等しくなるような位置に供給孔４２１ａを配置する。尚、仕切り４２３が周壁４１１に接触する場合は、距離ａをゼロとする。また、仕切り４２３が柱状部材４２４に接触する場合は、距離ｂをゼロとする。
【００３６】
このような位置に供給孔４２１ａを配置することで、すなわち供給孔４２１ａを折り返し点から離れた位置に配置することで、折り返し点から離れた位置にも確実に冷却液を流すことが可能となる。その結果、冷却液の淀みを防止することができ、サセプタテーブル４１１、すなわちウエハ６００の面内温度均一性をさらに向上させることができる。
【００３７】
（排出孔の配置について）
また、本実施形態では、サセプタテーブル４１１全面に冷却液を流すよう（冷却液の淀みを防ぐよう）に、排出部の排出孔４２２ａを、図６に例示するような位置に設けるようにしている。
【００３８】
図６に例示するように、排出部の排出孔４２２ａも、仕切り４２３と内壁４２５との間に設けられている。ここで、排出孔４２２ａに隣接する仕切り４２３の周壁４１１ｂ側の端部と、周壁４１１ｂとの距離を、第１の距離ｅとする。該仕切り４２３の柱状部材４２４側の端部と柱状部材４２４との距離を、第２の距離ｆとする。該仕切り４２３の周壁４１１ｂ側の端部と排出部の排出孔４２２ａとの距離を、第３の距離ｇとする。該仕切り４２３の柱状部材４２４側の端部と排出部の排出孔４２２ａとの距離を、第４の距離ｈとする。このとき、図６（ａ）に示すように第１の距離ｅが第２の距離ｆより短い場合（仕切り４２３が周壁４１１ｂ寄りに設けられている場合）には、第３の距離ｇが第４の距離ｈより短くなるような位置（周壁４１１ｂ寄りの位置）に排出孔４２２ａを配置する。また、図６（ｂ）に示すように第２の距離ｆが第１の距離ａより短い場合（仕切り４２３が柱状部材４２４寄りに設けられている場合）には、第４の距離ｈが第３の距離ｇより短くなるような位置（柱状部材４２４寄りの位置）に排出孔４２２ａを配置する。また、図示しないが、第１の距離ｅが第２の距離ｆと等しい場合には、第３の距離ｇと第４の距離ｈとが等しくなるような位置に排出孔４２２ａを配置する。尚、仕切り４２３が周壁４１１に接触する場合は、距離ｅをゼロとする。また、仕切り４２３が柱状部材４２４に接触する場合は、距離ｆをゼロとする。
【００３９】
このような位置に排出孔４２２ａを配置することで、すなわち排出孔４２２ａを折り返し点から離れた位置に配置することで、折り返し点から離れた位置にも確実に冷却液を流すことが可能となる。その結果、冷却液の淀みを防止することができ、サセプタテーブル４１１、すなわちウエハ６００の面内温度均一性をさらに向上させることができる。
【００４０】
（仕切り下方の空隙について）
上述したように、本実施形態では、流路４２０に流す熱媒体として、気体よりも比熱が大きく熱伝導率が大きい液体（冷却液）を用いている。これにより、熱媒体として気体を用いた場合と比較して、サセプタテーブル４１１の冷却効率を飛躍的に高めることが可能となる。また、熱媒体の流量を減らすことができ、コストを削減することができる。
【００４１】
但し、発明者等の鋭意研究によれば、熱媒体として液体（冷却液）を用いると、仕切り４２３の形状によっては熱媒体の流通が過度に制限されてしまうことが判明した。冷却液は気体と異なり重いため、流路４２０の底部４１２側に溜まることになる。底部４１２に溜まった冷却液が仕切りの上を越えることは困難であるため、仕切り４２３の形状によっては、冷却液が流路４２０内を流れずに局所的に残留してしまう（淀んでしまう）のである。また、仕切り４２３の形状によっては、流路４２０の折り返し点において仕切り４２３の端部に大きな圧力が加わり、これによって冷却液の流通が大幅に制限されてしまったり、或いは冷却液の流速が大きく変化してしまったりすることある。その結果、サセプタテーブル４１１の冷却効率を局所的に低下し、ウエハ温度の面内均一性が低下してしまうのである。
【００４２】
そこで本実施形態では、図３に例示するように、流路４２０の底部４１２と仕切り４２３との間に、所定の高さの空隙４２６を設けることとしている。空隙４２６を設けることで、冷却液の流通が仕切り４２３によって過度に妨げられてしまうことを回避出来る。すなわち、冷却液は流路４２０の底部４１２に溜まるが、本実施形態に係る空隙４２６は流路４２０の底部４１２付近に設けられていることから、冷却液の流路は常に確保される。その結果、冷却液を淀みなく、かつ効率よく循環させることが可能となる。また、本実施形態によれば、折り返し点の隙間だけでなく、空隙４２６からも冷却液が流通するので、冷却液の流通によって仕切り４２３の端部に加わる圧力を大幅に低減することができ、冷却液の流通をより確実に確保できるようになる。また、冷却液の流速の変化を抑制することができ、冷却効率の面内均一性をより向上させることができる。その結果、サセプタテーブル４１１の全域、すなわちウエハ６００の全面を均等かつ効率的に冷却させることが可能となる。
【００４３】
なお、流路４２０内を流れる冷却液の流量や滞留時間（すなわち冷却効率）は、仕切り４２３の枚数、形状、寸法、配置方向、空隙４２６の大きさ等によって自在に調整可能である。
【００４４】
（３）基板処理工程
次に、本実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程の一例として、加熱されたウエハ６００上にプラズマ状態とした処理ガスを供給してウエハ６００表面をエッチングする基板処理工程を説明する。係る基板処理工程は、上述のプラズマ処理ユニット４１０によって実施される。下記の説明において、プラズマ処理ユニット４１０の各部の動作はコントローラ４７０によって制御される。
【００４５】
（ウエハ搬入）
まず、処理室４４５内にウエハ６００を搬入する前に、ヒータ４６３（すなわちサセプタテーブル４１１）を所定の処理温度に予め加熱しておく。また、昇降シャフト４７３を作動させ、リフタピン４１３を所定の搬入位置に予め持ち上げておく。そして、図中省略の搬送機構（フィンガー）によって処理室４４５内にウエハ６００を搬入し、リフタピン４１３（ウエハ支持部４１４）上に載置する。そして、昇降シャフト４７３を作動させてリフタピン４１３を所定の処理位置まで降下させ、ウエハ６００をサセプタテーブル４１１上に移載する。
【００４６】
（ウエハ加熱、圧力調整）
サセプタテーブル４１１からの熱伝導、ヒータ４６３からの輻射、及び冷却液による冷却により、ウエハ６００が例えば１８０℃〜２５０℃程度の範囲内の所定の処理温度になるように加熱調整される。また、排気装置４７９を作動させると共にＡＰＣバルブ４８１の開度を適正に調整し、反応容器４３１内及び処理室４４５内の圧力が例えば３０〜５３０Ｐａの範囲内の所定の圧力になるように排気する。
【００４７】
（プラズマ処理）
ウエハ６００が所定の処理温度に昇温されたら、反応容器４３１内及び処理室４４５内の排気を継続する。それと併行して、開閉弁４７８を開け、ガス供給管４５５からの処理ガスの供給を開始する。反応容器４３１内に供給された処理ガスは、バッフル板４６０により分散され、反応容器４３１の内壁に沿って下方に向かって流れる。このとき、圧力センサにより検出された圧力に基づいてＡＰＣバルブ２４２の弁の開度を調節し、反応容器４３１内の圧力が所定の処理圧力（真空度）となるようにする。
【００４８】
反応容器４３１内の圧力が安定したら、高周波電源４４４から共振コイル４３２に高周波電力を印加する。その結果、プラズマ生成領域４３０にプラズマ放電が生じ、処理ガスがプラズマ状態となる。このとき、共振コイル４３２内部に励起される誘導磁界によって処理ガス中の自由電子が加速され、ガス分子と衝突し、ガス分子が励起される。プラズマ状態の処理ガスは、プラズマ生成領域４３０から処理室４４５に向かって流れ、ウエハ６００上に供給される。その結果、ウエハ６００表面やウエハ６００上に形成されている薄膜表面等がプラズマによりエッチングされる。プラズマ状態の処理ガスを用いることで、ウエハ６００の温度を低温に保ったまま、エッチング処理を進行させることができる。
【００４９】
上記においては、処理ガスとして、例えばエッチングガスである四フッ化メタン（ＣＦ４）またはトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）ガス等を使用することができる。また、マスフローコントローラ４７７により調整する処理ガスの流量は、例えば８００〜２６００ｓｃｃｍの範囲内とする。また、処理圧力は、例えば３０〜５３０Ｐａの範囲内とする。また、共振コイル４３２に印加する高周波電力は、例えば６００〜２０００Ｗの範囲内とする。なお、高周波電源４４４の発信周波数は、共振コイル４３２の共振周波数に収束される。このとき、ＲＦセンサ４６８が共振コイル４３２からの反射波をモニタし、モニタされた反射波のレベルを周波数整合器４４６に送信する。周波数整合器４４６は、反射波電力の反射波が最小となるよう高周波電源４４４の発信周波数を調整する。これにより、ガス流量、ガス混合比、圧力の処理条件が変動した場合であっても、高周波電源４４４の発信周波数は直ちに整合する。
【００５０】
上述したように、プラズマ処理を行う際は、ウエハ６００の温度を一定に保持することが好ましい。しかしながら、ウエハ６００上にプラズマ状態の処理ガスを供給すると、ウエハ６００は、サセプタテーブル４１１からの熱伝導やヒータ４６３からの輻射だけでなく、プラズマからの輻射熱によっても加熱されることになる。そのため、ヒータ４６３によってウエハ６００を加熱する場合、プラズマによる上昇温度をあらかじめ考慮し、所望の温度より若干低い温度に加熱しても良い。
【００５１】
また、ウエハ６００を加熱する時、冷却液を流路４２６へ供給せずに、ヒータ４６３で加熱してもよい。上述したように、プラズマ処理を行う際は、ウエハ６００の温度を一定に保持することが好ましい。しかしながら、ウエハ６００上にプラズマ状態の処理ガスを供給すると、ウエハ６００は、サセプタテーブル４１１からの熱伝導やヒータ４６３からの輻射だけでなく、プラズマからの輻射熱によっても加熱されることになる。そのため、プラズマ処理を行う際には、ヒータ４６３への電力供給を停止し、ヒータ４６３によるウ
エハ６００の加熱を停止させる。但し、プラズマ処理中のウエハ温度を例えば９０℃以下の低温に保持しようとする場合、ヒータ４６３によるサセプタテーブル４１１の加熱を停止しただけでは、ウエハ６００の温度上昇を抑制することは困難なことがある。
【００５２】
そこで本実施形態では、プラズマ処理を行う際、ヒータ４６３への電力供給を停止すると共に、冷却液供給部による流路４２０への冷却液の供給、及び排出部による流路４２０からの冷却液の排出を開始する。サセプタテーブル４１１内に冷却液を供給することで、サセプタテーブル４１１を介したウエハ６００の放熱が促され、ウエハ６００の温度上昇をより確実に回避することができる。なお、本実施形態では、流路４２０に流す熱媒体として、気体よりも比熱が大きく熱伝導率が大きい液体（冷却液）を用いている。これにより、熱媒体として気体を用いた場合と比較して、サセプタテーブル４１１の冷却効率を飛躍的に高めることが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、図２及び図３に例示したように、供給孔４２１ａと排出孔４２２ａとの間の流路４２０上に、１つ以上、好ましくは複数の仕切り４２３（４２３ａ，４２３ｂ）を設けている。そして、周壁側仕切り４２３ａと柱状部材４２４との間の隙間、及び柱状側仕切り４２３ｂと周壁４１１ｂとの間の隙間に、冷却液の流路４２０の折り返し点をそれぞれ構成するようにしている。これにより、冷却液は、流路４２０を蛇行しながらジグザグ状に、すなわちサセプタテーブル４１１の全域を網羅するように流れる。その結果、サセプタテーブル４１１及びウエハ６００の面内温度均一性を向上させ、プラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、図５及び図６に例示したように、冷却液供給部の供給孔４２１ａ及び排出部の排出孔４２２ａを、それぞれ折り返し点から離れた位置に配置している。これにより、折り返し点から離れた位置にも確実に冷却液を流すことが可能となる。その結果、冷却液の淀みを防止することができ、サセプタテーブル４１１の全域、すなわちウエハ６００の全面をより均等に冷却させることができ、プラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。
【００５５】
また、本実施形態では、図３に例示したように、流路４２０の底部４１２と仕切り４２３との間に、所定の高さの空隙４２６を設けることとしている。空隙４２６を設けることで、冷却液の流通が仕切り４２３によって過度に妨げられてしまうことを回避出来る。すなわち、冷却液は流路４２０の底部４１２に溜まるが、本実施形態に係る空隙４２６は流路４２０の底部４１２付近に設けられていることから、冷却液の流路は常に確保されることになる。その結果、冷却液を淀みなく、かつ効率よく循環させることが可能となる。また、本実施形態によれば、折り返し点の隙間だけでなく、空隙４２６からも冷却液が流通することになるので、冷却液の流通によって仕切り４２３の端部に加わる圧力を大幅に低減することができ、冷却液の流通をより確実に確保できるようになる。また、冷却液の流速の変化を抑制することができ、冷却効率の面内均一性をより向上させることができる。その結果、サセプタテーブル４１１の全域、すなわちウエハ６００の全面を均等かつ効率的に冷却させることができ、プラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。
【００５６】
所定時間経過後、ウエハ６００に対するエッチング処理が完了したら、高周波電源４４４からの共振コイル４３２への電力供給を停止してプラズマの生成を停止する。そして、ガス供給管４５５からの反応容器４３１内への処理ガスの供給を停止する。
【００５７】
（パージ及び大気圧復帰）
そして、反応容器４３１内及び処理室４４５内の排気を継続しつつ、ガス供給管４５５からのパージガスの供給を開始する。反応容器４３１内及び処理室４４５内のパージが完了したら、ＡＰＣバルブ４８１の開度を調節し、反応容器４３１内及び処理室４４５内の
圧力を大気圧に復帰する。パージガスとしては例えば窒素（Ｎ２）ガスや希ガス等の不活性ガスを用いることが出来る。
【００５８】
（ウエハ搬出）
そして、上述の手順とは逆の手順により処理済みのウエハ６００を処理室４４５内から搬出し、本実施形態における基板処理工程を終了する。
【００５９】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【００６０】
（ａ）本実施形態によれば、プラズマ生成部によるプラズマ生成を開始させるとき、ヒータ４６３によるウエハ６００の加熱を停止させると共に、冷却液供給部による冷却液の供給及び排出部による冷却液の排出を開始させる。サセプタテーブル４１１内に冷却液を供給することで、サセプタテーブル４１１を介したウエハ６００の放熱を促すことができ、ウエハ６００の温度上昇をより確実に回避することができる。プラズマ処理中のウエハ温度を例えば９０℃以下の低温度帯に保持しようとする場合には、ヒータ４６３によるサセプタテーブル４１１の加熱を停止しただけでは、ウエハ６００の温度上昇を抑制することは困難なことがあった。これに対し、本実施形態によれば、このような温度帯においても、ウエハ６００の温度上昇をより確実に抑制することができる。なお、プラズマ処理中のウエハ温度を低温化させると、例えばエッチングの選択比を高めたり、形状制御を行ったりすることが容易となる。
【００６１】
（ｂ）本実施形態によれば、図２に例示したように、冷却液供給部の供給孔４２１ａと排出部の排出孔４２２ａとの間の流路４２０上に、１つ以上、好ましくは複数の仕切り４２３を設けている。仕切り４２３は、周壁４１１ｂの外周方向と交差するように設けられている。そして、周壁側仕切り４２３ａと柱状部材４２４との間の隙間、及び柱状側仕切り４２３ｂと周壁４１１ｂとの間の隙間に、冷却液の流路４２０の折り返し点を構成するように配置されている。仕切り４２３をこのように配置することにより、冷却液は、流路４２０を蛇行しながらジグザグ状に流れることになる。すなわち、冷却液は、サセプタテーブル４１１の全域を網羅するように均等に流れることになる。その結果、サセプタテーブル４１１及びウエハ６００の面内温度均一性を向上させ、プラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６２】
（ｃ）本実施形態によれば、図５に例示したように、冷却液供給部の供給孔４２１ａを、折り返し点から離れた位置に配置している。このような位置に冷却液供給部の供給孔４２１ａを配置することで、折り返し点から離れた位置にも確実に冷却液を流すことが可能となる。その結果、サセプタテーブル４１１、及びウエハ６００の面内温度均一性、すなわちプラズマ処理の面内均一性をさらに向上させることができる。
【００６３】
（ｄ）本実施形態によれば、図６に例示したように、排出部の排出孔４２２ａを、折り返し点から離れた位置に配置している。このような位置に排出部の排出孔４２２ａを配置することで、折り返し点から離れた位置にも確実に冷却液を流すことが可能となる。その結果、サセプタテーブル４１１、及びウエハ６００の面内温度均一性、すなわちプラズマ処理の面内均一性をさらに向上させることができる。
【００６４】
（ｅ）本実施形態によれば、流路４２０に流す熱媒体として、気体よりも比熱が大きく熱伝導率が大きい液体（冷却液）を用いている。これにより、熱媒体として気体を用いた場合と比較して、サセプタテーブル４１１の冷却効率を飛躍的に高めることが可能となる。なお、熱媒体として気体を用いた場合、気体は比熱及び熱伝導率が比較的小さいことから、サセプタテーブル４１１を冷却させることが困難な場合がある。また、冷却用の気体を
例えば数十〜数百Ｌ／ｍｉｎの大流量で流す必要が生じるため、コストの増大を招いてしまう場合がある。
【００６５】
（ｆ）本実施形態では、図３に例示したように、流路４２０の底部４１２と仕切り４２３との間に、所定の高さの空隙４２６を設けることとしている。空隙４２６を設けることで、冷却液の流通が仕切り４２３によって過度に妨げられてしまうことを回避出来るようになる。すなわち、冷却液は流路４２０の底部４１２に溜まるが、本実施形態に係る空隙４２６は流路４２０の底部４１２付近に設けられていることから、冷却液の流路は常に確保されることになる。その結果、冷却液を淀みなく、かつ効率よく循環させることが可能となる。また、本実施形態によれば、折り返し点の隙間だけでなく、空隙４２６からも冷却液が流通することになるので、冷却液の流通によって仕切り４２３の端部に加わる圧力を大幅に低減することができ、冷却液の流通をより確実に確保できるようになる。また、冷却液の流速の変化を抑制することができ、冷却効率の面内均一性をより向上させることができる。その結果、サセプタテーブル４１１の全域、すなわちウエハ６００の全面を均等かつ効率的に冷却させることが可能となる。
【００６６】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００６７】
例えば、仕切り４２３の配置は必ずしも上述の構成に限定されない。図４は、仕切り４２３と周壁４１１ｂとの好ましい位置関係の変形例を説明する図である。図４の（ａ）では、柱状側仕切り４２３ｂにおける周壁４１１ｂ側の端部と周壁４１１ｂとの距離ａ２が、周壁側仕切り４２３ａにおける周壁４１１ｂ側の端部と周壁４１１ｂとの距離ａ１よりも大きくなるように構成されている。また、図４の（ｂ）では、柱状側仕切り４２３ｂにおける周壁４１１ｂ側の端部と周壁４１１ｂとの距離ａ２が、周壁側仕切り４２３ａにおける周壁４１１ｂ側の端部と周壁４１１ｂとの距離ａ１よりも小さくなるように構成されている。仕切り４２３をこのように配置することで、冷却液の大部分は、仕切り４２３を横切るたびに周壁４１１ｂあるいは柱状部材４２４側のいずれかを交互に切り替えながら流れることになり、流路４２０を蛇行しながらジグザグ状に流れることになる。すなわち、冷却液は、サセプタテーブル４１１の全域を網羅するように均等に流れることになる。その結果、サセプタテーブル４１１及びウエハ６００の面内温度均一性を向上させ、プラズマ処理の面内均一性を向上させることができる。
【００６８】
また例えば、冷却液としては水（Ｈ２Ｏ）に限らず、不活性であって絶縁性を備え化学的に安定な他の液体を用いることができ、ガルデン（登録商標）やフロリナート（登録商標）等のフッ素系液体を用いることも可能である。
【００６９】
また例えば、柱状部材４２４の位置は必ずしも上述の構成に限定されない。すなわち、柱状部材４２４は周壁４１１ｂに囲われる空間内の中心付近に設けられる場合に限らず、偏芯して設けられてもよい。また、流路４２０は必ずしも環状である場合に限定されず、らせん状等であってもよい。
【００７０】
また、本発明は、ヒータ４６３によるウエハの加熱と冷却液を用いたサセプタ４５９の冷却とを並行して行う上述の実施形態に限定されず、冷却液を用いたサセプタ４５９の冷却のみを行う場合にも好適に適用可能である。すなわち、本発明は、プラズマによるウエハ６００の温度上昇を抑制する目的で、ヒータ４６３によるウエハの加熱を行わずに、冷却液を用いたサセプタ４５９の冷却のみを行う場合にも好適に適用可能である。
【００７１】
なお、本実施の形態では、サセプタ４５９が固定され、リフタピン４１３が昇降自在に構
成されているが、本発明は上記構成に限らず、リフタピンが固定され、サセプタが昇降自在に構成されていてもよい。このような構成とすることにより、サセプタ支持部の内側にヒータ４６３に電力を供給するヒータ線等を格納することができ、ヒータ線等がプラズマや処理ガスに曝されることを防止することができる。結果としてサセプタの耐性を向上することができる。
【００７２】
また、本発明に係る基板処理装置は、上述のプラズマ処理ユニットに適用される場合に限定されず、冷却可能に構成されたサセプタテーブル４１１（基板支持台）を備える成膜処理ユニット、拡散処理ユニット、酸化或いは窒化処理ユニット、アッシング処理ユニット等の他の枚葉式の基板処理装置にも好適に適用可能である。
【００７３】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７４】
本発明の一態様によれば、
基板を支持する支持板と、
前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、
前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、
前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、
前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、
前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている
基板支持台が提供される。
【００７５】
好ましくは、前記仕切りは前記周壁の外周方向と交差するように設けられる。
【００７６】
また好ましくは、前記仕切りは前記流路内を流れる冷却液の流通方向と交差するように設けられる。
【００７７】
また好ましくは、
前記仕切りは複数設けられ、
前記複数の仕切りのうち一の仕切りにおける前記周壁側の端部と前記周壁との距離と、
前記一の仕切りに隣接する他の仕切りにおける前記周壁側の端部と前記周壁との距離と、が異なる。
【００７８】
また好ましくは、
前記周壁に囲われる空間内には柱状部材が設けられ、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間には、前記下蓋と接すると共に前記柱状部材と前記周壁との間を接続する内壁が設けられ、
前記冷却液供給部の供給孔は前記仕切りと前記内壁との間に設けられており、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記周壁との距離を第１の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記柱状部材との距離を第２の距離とし、
前記仕切りの前記周壁側の端部と、前記冷却液供給部の供給孔との距離を第３の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と、前記冷却液供給部の供給孔との距離を第４の距離としたとき、
前記第１の距離が前記第２の距離より短い場合、前記第３の距離は前記第４の距離より短くなるように構成され、
前記第２の距離が前記第１の距離より短い場合、前記第４の距離は前記第３の距離より短くなるように構成され、
前記第１の距離が前記第２の距離と等しい場合、前記第３の距離と前記第４の距離とが等しくなるように構成されている。
【００７９】
また好ましくは、
前記周壁に囲われる空間内には柱状部材が設けられ、
前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間には、前記下蓋と接すると共に前記柱状部材と前記周壁との間を接続する内壁が設けられ、
前記排出部の排出孔は前記仕切りと前記内壁との間に設けられており、
前記仕切りの前記周壁側の端部と前記周壁との距離を第１の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と前記柱状部材との距離を第２の距離とし、
前記仕切りの前記周壁側の端部と前記排出部の排出孔との距離を第３の距離とし、
前記仕切りの前記柱状部材側の端部と前記排出部の排出孔との距離を第４の距離としたとき、
前記第１の距離が前記第２の距離より短い場合、前記第３の距離は前記第４の距離より短くなるように構成され、
前記第２の距離が前記第１の距離より短い場合、前記第４の距離は前記第３の距離より短くなるように構成され、
前記第１の距離が前記第２の距離と等しい場合、前記第３の距離と前記第４の距離とが等しくなるように構成されている。
【００８０】
本発明の他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ前記基板を支持する基板支持台と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
前記処理室内を排気する排気部と、を備えた基板処理装置であって、
前記基板支持台は、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられており、
前記プラズマ生成部によるプラズマ生成する間、前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行うよう制御する制御部を備える
基板処理装置が提供される。
【００８１】
本発明の更に他の態様によれば、
基板を処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ前記基板を支持する基板支持台と、
前記基板支持台により支持された前記基板を加熱する加熱部と、
前記処理室内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態とするプラズマ生成部と、
前記処理室内を排気する排気部と、を備えた基板処理装置であって、
前記基板支持台は、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が
設けられており、
前記プラズマ生成部によるプラズマ生成を開始させるとき、前記加熱部による前記基板の加熱を停止させると共に、前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を開始させるように制御する制御部を備える
基板処理装置が提供される。
【００８２】
本発明の更に他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている基板支持台により前記基板を支持する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して排気すると共に、前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程では、
前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を行う
半導体装置の製造方法が提供される。
【００８３】
本発明の更に他の態様によれば、
処理室内に基板を搬入する工程と、
前記処理室内に設けられ、前記基板を支持する支持板と、前記支持板によって上端が閉塞され前記支持板の下方に冷却液の流路を構成する周壁と、前記周壁の下端を閉塞し前記流路の底部を構成する下蓋と、前記流路の上流端から冷却液を供給する冷却液供給部と、前記流路の下流端から冷却液を排出する排出部と、前記冷却液供給部の供給孔と前記排出部の排出孔との間に設けられた仕切りと、を備え、前記流路の底部と前記仕切りとの間に空隙が設けられている基板支持台により前記基板を支持する工程と、
前記基板支持台により支持された前記基板を加熱部により加熱する工程と、
前記処理室内に処理ガスを供給して排気すると共に、前記処理室内に供給された処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程と、
処理後の前記基板を前記処理室内から搬出する工程と、を有し、
前記処理ガスをプラズマ状態として前記基板を処理する工程では、前記加熱部による前記基板の加熱を停止すると共に、前記冷却供給部による冷却液の供給及び前記排出部による冷却液の排出を開始させる
半導体装置の製造方法が提供される。
【符号の説明】
【００８４】
４１１    サセプタテーブル（基板支持台）
４１１ａ  支持板
４１１ｂ  周壁
４１１ｃ  下蓋
４１２    底部
４２１ａ  供給孔
４２２ａ  排出孔
４２６    空隙
【図１】
0005700806.tif 000002
【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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