(57)【要約】【課題】被処理体のエッジ部の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施すことが可能な載置台構造を提供する。【解決手段】真空引き可能になされた処理容器４４内に処理ガスを供給して被処理体Ｗに対して処理を施すために前記処理容器４４内で前記被処理体を載置して支持するための載置台構造において、前記被処理体を載置する載置面を有する載置台本体５０と、前記被処理体の移載時に前記被処理体を突き上げるために昇降可能になされた昇降ピン機構１０６と、前記被処理体を前記載置台本体上に載置している時に前記被処理体の周辺のエッジ部３８の下面を前記処理ガスに晒すために前記載置面に形成されたエッジ露出用段部１２２とを有する。これにより、被処理体のエッジ部の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空引き可能になされた処理容器内に処理ガスを供給して被処理体に対して処理を施すために前記処理容器内で前記被処理体を載置して支持するための載置台構造において、
前記被処理体を載置する載置面を有する載置台本体と、
前記被処理体の移載時に前記被処理体を突き上げるために昇降可能になされた昇降ピン機構と、
前記被処理体を前記載置台本体上に載置している時に前記被処理体の周辺のエッジ部の下面を前記処理ガスに晒すために前記載置面に形成されたエッジ露出用段部と、
を有することを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記エッジ露出用段部は、前記被処理体のエッジ部に対応させてリング状に形成されたエッジ露出用溝部の一部であることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
前記エッジ露出用段部は、前記載置面の中央部側を周辺部側よりも段差をつけて凸状に所定の高さだけ高く設定することにより形成されていることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項４】
前記載置台本体には、該載置台本体上に前記被処理体を載置した時に吸着保持する静電チャックが設けら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載置台構造。
【請求項５】
前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の凸部が形成さ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載置台構造。
【請求項６】
前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の溝部が形成さ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載置台構造。
【請求項７】
前記載置面が前記被処理体の裏面と直接的に接する単位面積当たりの接触面積比率と、前記ガス逃し空間の深さとは、前記被処理体を前記載置面に着地させた際に単位面積当たりに発生する蒸気による圧力が、前記被処理体の単位面積当たりの重さよりも小さくなるように設定されることを特徴とする請求項５又は６に記載の載置台構造。
【請求項８】
前記載置台本体には、前記被処理体を前記載置面上に着地させる際に位置ずれを防止するための昇降可能になされたガイドピン機構が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の載置台構造。
【請求項９】
前記ガイドピン機構は、前記昇降ピン機構と一体になされていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１０】
前記ガイドピン機構は、前記昇降ピン機構と別体になされていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１１】
前記載置台本体には、前記被処理体を加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の載置台構造。
【請求項１２】
真空引き可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた請求項１乃至１１のいずれかに記載の載置台構造と、
前記処理容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項１３】
前記処理容器内へプラズマ発生用の電磁波を導入する電磁波導入手段を有することを特徴とする請求項１２記載の処理装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、
昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、
該支持工程後に、前記昇降ピンを途中まで降下させると共に、ガイドピン機構のガイドピンを前記被処理体のエッジ部の側面側に位置させて横付けさせた状態で前記被処理体を載置台構造上に着地させる着地工程と、
該着地工程後に、前記被処理体の裏面側に発生する水蒸気が抜ける所定時間だけ待機させる待機工程と、
該待機工程後に、前記昇降ピンとガイドピンとを下方へ降下させるピン待避工程と、
該ピン待避工程後に、ガス流により前記載置台構造上の前記被処理体が横すべりしないような流量でガス導入手段から処理ガスの導入を開始する初期ガス導入工程と、
該初期ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、
該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、
該チャックオン工程後に、前記処理容器内へ前記初期ガス導入工程の流量よりも大きい予め定められた流量の処理ガスを流す本ガス導入工程と、
を有することを特徴とする処理装置の使用方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、
昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、
該支持工程後に、前記昇降ピンを途中まで降下させると共に、ガイドピン機構のガイドピンを前記被処理体のエッジ部の側面側に位置させて横付けさせた状態で前記被処理体を載置台構造上に着地させる着地工程と、
該着地工程後に、前記処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、
該本ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、
該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、
少なくとも前記本ガス導入工程後に、前記昇降ピンとガイドピンとを下方へ降下させるピン待避工程と、
を有することを特徴とする処理装置の使用方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、
昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、
前記被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、
該載置工程後に、ガス流により前記載置台構造上の前記被処理体が横すべりしないような流量でガス導入手段から処理ガスの導入を開始する初期ガス導入工程と、
該初期ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、
該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、
該チャックオン工程後に、前記処理容器内へ前記初期ガス導入工程の流量よりも大きい予め定められた流量の処理ガスを流す本ガス導入工程と、
を有することを特徴とする処理装置の使用方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、
昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、
該支持工程後に、処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、
該本ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、
該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、
少なくとも前記本ガス導入工程後に、前記被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、
を有することを特徴とする処理装置の使用方法。
【請求項１８】
前記静電チャックは、単極型の静電チャックであることを特徴とする請求項１７記載の処理装置の使用方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、
昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、
静電チャックをオンするチャックオン工程と、
処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、
電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、
少なくとも前記チャックオン工程後に、被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、
を有することを特徴とする処理装置の使用方法。
【請求項２０】
前記静電チャックは、双極型の静電チャックであることを特徴とする請求項１９記載の処理装置の使用方法。
【請求項２１】
請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、
請求項１４に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体。
【請求項２２】
請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、
請求項１５に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体。
【請求項２３】
請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、
請求項１６に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体。
【請求項２４】
請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、
請求項１７に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等に対して例えばマイクロ波や高周波により生じたプラズマを作用させて処理を施す際に使用される処理装置、これに用いられる載置台構造及びこの装置の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製品の高密度化及び高微細化に伴い半導体製品の製造工程において、成膜、エッチング、アッシング等の処理のためにプラズマ処理装置が使用される場合があり、特に、０．１ｍＴｏｒｒ（１３．３ｍＰａ）〜数１００ｍＴｏｒｒ（数１０Ｐａ）程度の比較的圧力が低い高真空状態でも安定してプラズマを立てることができることからマイクロ波や高周波を用いて、高密度プラズマを発生させるプラズマ処理装置が使用される傾向にある。このようなプラズマ処理装置は、特許文献１〜５等に開示されている。ここで、例えばマイクロ波を用いた一般的なプラズマ処理装置を図１４を参照して概略的に説明する。図１４はマイクロ波を用いた従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図、図１５は載置台構造の従来の他の一例を示す概略構成図である。
【０００３】
図１４において、このプラズマ処理装置２は、真空引き可能になされた処理容器４内に半導体ウエハＷを載置する載置台構造６を設けている。この載置台構造６は、この処理容器４の底部より起立された支柱８と、この支柱８の上端に支持された載置台１０とにより主に構成されており、この載置台本体１０の上面である載置面上にウエハＷを載置するようになっている。この載置台本体１０内には、加熱手段である抵抗加熱ヒータ１２が埋め込まれると共に、載置面の近傍には静電気力によりウエハＷを吸着するための静電チャック１４が設けられている。
【０００４】
また載置面の周辺部には、断面が略Ｌ字状になされた円形リング状のガイドリング１５が載置台本体１０の周縁部に装置させて設けられている。このガイドリング１５の内周は、ウエハＷの外周よりも僅かに大きく設定されて、ウエハＷが横すべりなどして位置ずれを生じないようにしている。この載置台構造６に対向する天井部にマイクロ波を透過する円板状の窒化アルミや石英等よりなる天板１６を気密に設けている。そして処理容器４の側壁には、容器内へ所定のガスを導入するためのガス導入手段であるガスノズル１８が設けられている。
【０００５】
そして、上記天板１６の上面に厚さ数ｍｍ程度の円板状の平面アンテナ部材１８と、この平面アンテナ部材１８の半径方向におけるマイクロ波の波長を短縮するための例えば誘電体よりなる遅波部材２０を設置している。そして、平面アンテナ部材１８には多数の、例えば長溝状の貫通孔よりなるスロット２２が形成されている。そして、平面アンテナ部材１８の中心部に同軸導波管２４の中心導体２６を接続してマイクロ波発生器２８より発生した、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波をモード変換器３０にて所定の振動モードへ変換した後に導くようになっている。そして、マイクロ波をアンテナ部材１８の半径方向へ放射状に伝播させつつ平面アンテナ部材１８に設けたスロット２２からマイクロ波を放出させてこれを天板１６に透過させて、下方の処理容器４内へマイクロ波を導入し、このマイクロ波により処理容器４内の処理空間Ｓにプラズマを立てて半導体ウエハＷにエッチングや成膜などの所定のプラズマ処理を施すようになっている。
【０００６】
また上記ガイドリング１５に替えて、図１５に示すように、載置台１０の載置面の中央に、ウエハＷを収容できる大きさで、且つウエハＷの直径よりもその直径が僅かに大きくなされた円形の収容凹部３２を設け、この収容凹部３２の外周壁面の段部３４によりウエハＷの横ずれ（位置ずれ）を防止するようにした載置台構造も知られている。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−１９１０７３号公報
【特許文献２】特開平５−３４３３３４号公報
【特許文献３】特開平９−１８１０５２号公報
【特許文献４】特開２００３−３３２３２６号公報
【特許文献５】特開２００５−１４２５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、最近にあっては、ウエハＷの上面の平面部分は勿論のこと、ウエハＷのエッジ部（周辺部）の丸み部分（この部分を「ベベル部」とも称す）のみならず、その裏面側までも含んで処理したいという要請が高まっている。この点を、成膜処理を例にとって説明すると、図１６はウエハのエッジ部における成膜の状態を示し、図１６（Ａ）は従来の一般的なプラズマ処理装置を用いて成膜処理を行った時の薄膜３６の堆積状態を示し、ウエハＷのエッジ部（ベベル部）３８においては側面の途中程度までしか堆積が生じていない。
【０００９】
これに対して、最近にあっては、図１６（Ｂ）に示すようにウエハＷのエッジ部３８の側面のみならず、エッジ部３８の裏面（下面）側まで成膜することが望まれている。この理由は、例えば下層に水分に対して弱い膜質が存在する場合には、その上層に保護膜（パッシベーション膜）を形成することが行われるが、その場合、下層への水分の侵入を確実に防止するためには図１６（Ｂ）に示すようにエッジ部３８の裏面側まで成膜する必要があるからである。
【００１０】
しかしながら、上述したような従来のプラズマ処理装置にあっては、ウエハＷのエッジ部３８の部分が載置面と直接接触する部分は、平坦、すなわちフラットになされていることから、このエッジ部３８の裏面側までは成膜ガスなどの処理ガスが廻り込むことがほとんどなく、このためエッジ部３８の裏面側まで成膜することが非常に困難であった。
また上記した理由で、このエッジ部３８の裏面側を、エッチングしたり、アッシングしたりする等の要請もあるが、このような要請にも対応することが困難であった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、被処理体のエッジ部の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施すことが可能な載置台構造、これを用いた処理装置及びこの装置の使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、真空引き可能になされた処理容器内に処理ガスを供給して被処理体に対して処理を施すために前記処理容器内で前記被処理体を載置して支持するための載置台構造において、前記被処理体を載置する載置面を有する載置台本体と、前記被処理体の移載時に前記被処理体を突き上げるために昇降可能になされた昇降ピン機構と、前記被処理体を前記載置台本体上に載置している時に前記被処理体の周辺のエッジ部の下面を前記処理ガスに晒すために前記載置面に形成されたエッジ露出用段部と、を有することを特徴とする載置台構造である。
【００１２】
このように、被処理体を前記載置台本体上に載置している時に前記被処理体の周辺のエッジ部の下面を前記処理ガスに晒すために前記載置面にエッジ露出用段部を設けるようにしたので、被処理体のエッジ部の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施すことができる。
【００１３】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記エッジ露出用段部は、前記被処理体のエッジ部に対応させてリング状に形成されたエッジ露出用溝部の一部である。
また例えば請求項３に記載したように、前記エッジ露出用段部は、前記載置面の中央部側を周辺部側よりも段差をつけて凸状に所定の高さだけ高く設定することにより形成されている。
また例えば請求項４に記載したように、前記載置台本体には、該載置台本体上に前記被処理体を載置した時に吸着保持する静電チャックが設けられている。
【００１４】
また例えば請求項５に記載したように、前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の凸部が形成されている。
このように、前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の凸部が形成されているので、被処理体を載置面に着地した時に被処理体の裏面に付着している水分が水蒸気となっても、この水蒸気はガス逃し空間内を拡散するので、被処理体を浮上させてこれが横すべり等して位置ずれすることを防止することができる。
【００１５】
また請求項６に記載したように、前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の溝部が形成されている。
また請求項７に記載したように、前記載置面が前記被処理体の裏面と直接的に接する単位面積当たりの接触面積比率と、前記ガス逃し空間の深さとは、前記被処理体を前記載置面に着地させた際に単位面積当たりに発生する蒸気による圧力が、前記被処理体の単位面積当たりの重さよりも小さくなるように設定される。
【００１６】
また請求項８に記載したように、前記載置台本体には、前記被処理体を前記載置面上に着地させる際に位置ずれを防止するための昇降可能になされたガイドピン機構が設けられている。
このように、ガイドピン機構を設けたので、被処理体を載置面上に着地させた際に、被処理体が横すべり等して位置ずれすることを防止することができる。
また請求項９に記載したように、前記ガイドピン機構は、前記昇降ピン機構と一体になされている。
また請求項１０に記載したように、前記ガイドピン機構は、前記昇降ピン機構と別体になされている。
【００１７】
また請求項１１に記載したように、前記載置台本体には、前記被処理体を加熱する加熱手段が設けられている。
請求項１２に係る発明は、真空引き可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けた請求項１乃至１１のいずれかに記載の載置台構造と、前記処理容器内へガスを導入するためのガス導入手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
この場合、例えば請求項１３に記載したように、前記処理容器内へプラズマ発生用の電磁波を導入する電磁波導入手段を有する。
【００１８】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、該支持工程後に、前記昇降ピンを途中まで降下させると共に、ガイドピン機構のガイドピンを前記被処理体のエッジ部の側面側に位置させて横付けさせた状態で前記被処理体を載置台構造上に着地させる着地工程と、該着地工程後に、前記被処理体の裏面側に発生する水蒸気が抜ける所定時間だけ待機させる待機工程と、該待機工程後に、前記昇降ピンとガイドピンとを下方へ降下させるピン待避工程と、該ピン待避工程後に、ガス流により前記載置台構造上の前記被処理体が横すべりしないような流量でガス導入手段から処理ガスの導入を開始する初期ガス導入工程と、該初期ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、該チャックオン工程後に、前記処理容器内へ前記初期ガス導入工程の流量よりも大きい予め定められた流量の処理ガスを流す本ガス導入工程と、を有することを特徴とする処理装置の使用方法である。
【００１９】
請求項１５に係る発明は、請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、該支持工程後に、前記昇降ピンを途中まで降下させると共に、ガイドピン機構のガイドピンを前記被処理体のエッジ部の側面側に位置させて横付けさせた状態で前記被処理体を載置台構造上に着地させる着地工程と、該着地工程後に、前記処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、該本ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、少なくとも前記本ガス導入工程後に、前記昇降ピンとガイドピンとを下方へ降下させるピン待避工程と、を有することを特徴とする処理装置の使用方法である。
【００２０】
請求項１６に係る発明は、請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、前記被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、該載置工程後に、ガス流により前記載置台構造上の前記被処理体が横すべりしないような流量でガス導入手段から処理ガスの導入を開始する初期ガス導入工程と、該初期ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、該チャックオン工程後に、前記処理容器内へ前記初期ガス導入工程の流量よりも大きい予め定められた流量の処理ガスを流す本ガス導入工程と、を有することを特徴とする処理装置の使用方法である。
【００２１】
請求項１７に係る発明は、請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、該支持工程後に、処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、該本ガス導入工程後に、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、該プラズマ着火工程後に、静電チャックをオンして前記被処理体を吸着させるチャックオン工程と、少なくとも前記本ガス導入工程後に、前記被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、を有することを特徴とする処理装置の使用方法である。
この場合、例えば請求項１８に記載したように、前記静電チャックは、単極型の静電チャックである。
【００２２】
請求項１９に係る発明には、請求項１３に記載する処理装置の使用方法において、昇降ピン機構の昇降ピンを上昇させた状態で、該昇降ピン上に被処理体を支持させる支持工程と、静電チャックをオンするチャックオン工程と、処理容器内へ処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程と、電磁波導入手段により前記処理容器内でプラズマを立てるプラズマ着火工程と、少なくとも前記チャックオン工程後に、被処理体を処理容器内の載置台構造上へ載置する載置工程と、を有することを特徴とする処理装置の使用方法である。
この場合、例えば請求項２０に記載したように、前記静電チャックは、双極型の静電チャックである。
【００２３】
請求項２１に係る発明によれば、請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、請求項１４に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体である。
請求項２２に係る発明によれば、請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、請求項１５に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体である。
【００２４】
請求項２３に係る発明によれば、請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、請求項１６に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体である。
請求項２４に係る発明によれば、請求項１３に記載する処理装置を用いてプラズマ処理を行うに際して、請求項１７に載置された各工程を実行するように前記処理装置を制御するコンピュータ読み取り可能なプログラムを記憶する記憶媒体である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る載置台構造、これを用いた処理装置及びこの装置の使用方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を前記載置台本体上に載置している時に前記被処理体の周辺のエッジ部の下面を前記処理ガスに晒すために前記載置面にエッジ露出用段部とを設けるようにしたので、被処理体のエッジ部の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施すことができる。
【００２６】
特に、請求項５に係る発明によれば、前記載置面には、該載置面に前記被処理体を着地させた際に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間を形成する複数の凸部が形成されているので、被処理体を載置面に着地した時に被処理体の裏面に付着している水分が水蒸気となっても、この水蒸気はガス逃し空間内を拡散するので、被処理体を浮上させてこれが横すべり等して位置ずれすることを防止することができる。
また特に、請求項８に係る発明によれば、ガイドピン機構を設けたので、被処理体を載置面上に着地させた際に、被処理体が横すべり等して位置ずれすることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る載置台構造、これを用いた処理装置及びこの装置の使用方法の好適な一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る載置台構造の第１実施例を用いた処理装置を示す構成図、図２は載置台構造の載置台本体を示す平面図、図３は載置台構造の昇降ピンとガイドピンの動作を示す部分拡大断面図である。ここでは処理装置としてプラズマ処理装置を用いて薄膜を成膜する場合を例にとって説明する。
【００２８】
＜載置台構造の第１実施例＞
図示するように本発明を適用したプラズマ処理装置４２は、例えば側壁や底部がアルミニウム等の導体により構成されて、全体が筒体状、例えば円筒体状に成形された処理容器４４を有しており、内部は密閉された処理空間Ｓとして構成されて、この処理空間Ｓにプラズマが形成される。この処理容器４４自体は接地されている。
【００２９】
この処理容器４４内には、上面に被処理体としての例えば半導体ウエハＷを載置するための本発明に係る載置台構造４６が設けられている。この載置台構造４６は、この処理容器４４の底部より起立された、例えば絶縁性材料よりなる支柱４８と、この支柱４８の上端に支持された載置台本体５０とにより主に構成されている。この載置台構造４６については後述する。
【００３０】
上記処理容器４４の側壁には、ガス導入手段５２として、容器内に例えばプラズマ用ガスや成膜用ガスなどの処理ガスを供給する石英パイプ製のガス供給ノズル５４が設けられており、このノズル５４より上記各ガスを流量制御しつつ供給できるようになっている。尚、ガス供給ノズルは、個別のガスを流すために複数本設けてもよいし、上記ガス導入手段５２として例えば石英製のシャワーヘッド等を用いる場合もある。
【００３１】
また、容器側壁には、この内部に対してウエハを搬入・搬出するための開口５６が設けられると共に、この開口５６にはウエハＷの搬出入時に開閉するゲートバルブ５８が設けられている。また、容器底部には、排気口６０が設けられると共に、この排気口６０には真空ポンプ６２や圧力調整弁６４が介接された排気路６６が接続されており、必要に応じて処理容器４４内を所定の圧力まで真空引きできるようになっている。
そして、処理容器４４の天井部は開口されて、ここに例えば石英やセラミック材等よりなるマイクロ波に対しては透過性を有する天板６８がＯリング等のシール部材７０を介して気密に設けられる。この天板６８の厚さは耐圧性を考慮して例えば２０ｍｍ程度に設定される。
【００３２】
そして、この天板６８の上面側に、この天板６８を介して処理容器内へプラズマ発生用の電磁波を導入するための電磁波導入手段７２が設けられる。ここでは電磁波としてマイクロ波が用いられる。具体的には、この電磁波導入手段７２は、上記天板６８の上面に設けられる平面アンテナ部材７４を有しており、更に、この平面アンテナ部材７４上には高誘電率特性を有する遅波部材７６が設けられている。この平面アンテナ部材７４は、上記遅波部材７６の上方全面を覆う導電性の中空円筒状容器よりなる導波箱７８の底板として構成され、前記処理容器４４内の上記載置台本体５０に対向させて設けられる。
【００３３】
この導波箱７８及び平面アンテナ部材７４の周辺部は共に接地されると共に、この導波箱７８の上部の中心には、同軸導波管８０の外管８０ａが接続され、内部の内部導体８０ｂは、上記遅波部材７６の中心の貫通孔を通って上記平面アンテナ部材７４の中心部に接続される。そして、この同軸導波管８０は、モード変換器８２及び矩形導波管８４を介してマッチング回路８５を有する例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波発生器８６に接続されており、上記平面アンテナ部材７４へマイクロ波を伝搬するようになっている。従って、上記モード変換器８２は、矩形導波管８４と同軸導波管８０とよりなる導波管の途中に介設されることになる。
【００３４】
ここで上記マイクロ波発生器８６からは例えばＴＥモードのマイクロ波が放出され、これがモード変換器８２にて例えばＴＥＭモードに変換されて同軸導波管８０内を伝搬されて行く。この周波数は２．４５ＧＨｚに限定されず、他の周波数、例えば８．３５ＧＨｚ等を用いてもよい。また、上記導波箱７８の上部には天井冷却ジャケット８８を設けるようになっている。そして、上記導波箱７８内であって、平面アンテナ部材７４の上面側に設けた高誘電率特性を有する遅波部材７６は、この波長短縮効果により、マイクロ波の管内波長を短くしている。この遅波部材７６としては、誘電損失が低い材料、例えばアルミナ、石英、窒化アルミ等を用いることができる。
【００３５】
上記平面アンテナ部材７４は、ウエハサイズにもよるが、例えば８インチサイズのウエハ対応の場合には、例えば直径が３００〜４００ｍｍ、厚みが１〜数ｍｍの導電性材料よりなる、例えば表面が銀メッキされた銅板或いはアルミ板よりなり、この円板には、例えば長溝状の貫通孔よりなる多数のスロット９０が形成されている。このスロット９０の配置形態は、特に限定されず、例えば同心円状、渦巻状、或いは放射状に配置させてもよいし、アンテナ部材全面に均一になるように分布させてもよい。
【００３６】
ここで上記載置台構造４６について説明する。この載置台構造４６の載置台本体５０は、その全体が耐熱材料、例えば窒化アルミ等のセラミックにより構成されており、このセラミック中に加熱手段として例えば薄板状の抵抗加熱ヒータ９２が埋め込んで設けられている。この抵抗加熱ヒータ９２は、支柱４８内を通る配線９４を介してヒータ電源９６に接続されている。
【００３７】
また、この載置台本体５０の上面である載置面側には、内部に例えば網目状に配設された導体線層９８よりなる薄い静電チャック１００が埋め込んで設けられており、この載置台本体５０上、詳しくはこの静電チャック１００上に載置されるウエハＷを静電吸着力により吸着できるようになっている。そして、この静電チャック１００の上記導体線層９８は、上記静電吸着力を発揮するために配線１０２を介して直流電源１０４に接続されている。ここでの静電チャック１００は単極型となっている。
【００３８】
そして、この載置台本体５０には、ウエハＷの移載時にウエハＷの突き上げるために昇降可能になされた昇降ピン機構１０６と、ウエハＷを載置面上に着地する際にこのウエハＷの位置ずれを防止するために昇降可能になされたガイドピン機構１０８とが設けられている。尚、ここでは、上記ガイドピン機構１０８は、上記昇降ピン機構１０６に一体化させて設けられている。具体的には、上記昇降ピン機構１０６は、図２にも示すように、ウエハＷの周辺部側に対応するように略等間隔で配置した耐熱性材料よりなる複数本、図示例では３本の昇降ピン１１０を有しており、各昇降ピン１１０の下端は、円弧状の昇降板１１２に連結されている。そして、この昇降板１１２は、伸縮可能なベローズ１１３を介して容器底部を貫通して設けた昇降ロッド１１４により昇降可能になされている。尚、この昇降ロッド１１４は、図示しないアクチュエータより駆動される。
【００３９】
また、上記載置台本体５０には、上記昇降ピン１１０を挿通させるためのピン挿通孔１１６が形成されており、上記昇降ロッド１１４の昇降動作により、昇降ピン１１０は載置面上に出没できるようになっている。
【００４０】
また上記ガイドピン機構１０８は、ここでは、上記各昇降ピン１１０よりも所定の距離だけ載置台本体５０の半径方向外方に配置された耐熱性部材よりなるガイドピン１１８よりなり、各ガイドピン１１８は、その下部が例えばＬ字状に曲げられて上記各昇降ピン１１０に接続されている。従って、上記各ガイドピン１１８は、昇降ピン１１０と一体的に上下動することになる。そして、各ガイドピン１１８は、上記載置台本体５０に設けたピン挿通孔１２０内を挿通されて、載置台本体５０の上面より上方へ出没可能になされている。この場合、各ガイドピン１１８は、適正な位置に載置されたウエハＷの周辺部、すなわちエッジ部に接触しないように僅かな距離、すなわち許容できる位置ずれ量に相当する距離だけ離間させた位置で上下動するようになっている。
【００４１】
上記距離Ｈ１（図３参照）は例えば０．３〜１ｍｍ程度である。そして、上記ガイドピン１１８の長さは、ウエハＷの横すべりを防止するために上記昇降ピン１１０の上端よりウエハＷの厚さに相当する長さ以上長く設定するのが好ましい。尚、上記各ピン１１０、１１８の材料としては石英やセラミック等を用いることができる。
【００４２】
そして、この載置台本体５０の載置面に、ウエハＷを載置台本体５０上に載置している時にウエハＷの周辺のエッジ部の下面を処理ガスに晒すための本発明の特徴とするエッジ露出用段部１２２が形成されている。具体的には、ここでは上記エッジ露出用段部１２２は、載置面の周辺部を除いた中央部側を周辺部側よりも段差をつけて凸状に所定の高さＨ２（図３参照）だけ高く設定して、円形状の載置凸部１２４を設けることにより形成している。
【００４３】
従って、この載置凸部１２４の上面が、実質的な載置面１２６となり、この載置面１２６上にウエハＷの下面が直接的に当接して載置されることになる。図３にも示すように、ここで上記円形状の載置凸部１２４の半径は、ウエハＷの半径より僅かな長さＨ３だけ小さく設定されており、従って、この長さＨ３に相当する距離だけウエハＷのエッジ部（ベベル部）３８の裏面（下面）側にも処理ガスが廻り込んでこの裏面部分を処理ガスに晒すことができるようになっている。上記高さＨ２や長さＨ３は、必要に応じて設定されるが、例えばそれぞれ１〜５ｍｍ程度の範囲内である。
【００４４】
そして、図１に戻って、以上のように構成されたプラズマ処理装置４２の全体の動作は、例えばコンピュータ等よりなる制御手段１３０により制御されるようになっており、この動作を行うコンピュータのプログラムはフロッピやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）やフラッシュメモリやハードディスク等の記憶媒体１３２に記憶されている。具体的には、この制御手段１３０からの指令により、各ガスの供給や流量制御、マイクロ波の供給や電力制御、プロセス温度やプロセス圧力の制御、静電チャック１００や加熱手段９２の制御、昇降ピン機構１０６やガイドピン機構１０８の制御等が行われる。
【００４５】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置４２を用いて行なわれる例えば成膜処理方法について説明する。
まず、一般的な流れについて説明すると、ゲートバルブ５８を開いて、開口５６を介して半導体ウエハＷを搬送アーム（図示せず）により処理容器４４内に収容し、昇降ピン機構１０６やガイドピン機構１０８を駆動して、昇降ピン１１０とガイドピン１１８を上下動させることによりウエハＷを載置台本体５０の上面の載置面１２６に載置し、そして、このウエハＷを静電チャック１００により静電吸着する。このウエハＷは抵抗加熱ヒータ９２により所定のプロセス温度に維持され、図示しないガス源から処理ガス、例えばプラズマ用ガスであるアルゴンガスや成膜ガス等の所定のガスをそれぞれ所定の流量でガス供給ノズル５４から処理容器４４内の処理空間Ｓへ供給し、圧力制御弁６４を制御して処理容器４４内を所定のプロセス圧力に維持する。
【００４６】
これと同時に、電磁波導入手段７２のマイクロ波発生器８６を駆動することにより、このマイクロ波発生器８６にて発生したマイクロ波を、矩形導波管８４及び同軸導波管８０を介して平面アンテナ部材７４に供給して処理空間Ｓに、遅波部材７６によって波長が短くされたマイクロ波を導入し、これにより処理空間Ｓにプラズマを発生させて所定のプラズマを用いた成膜処理を行う。
【００４７】
以上の一連の動作を図３及び図４にフローチャートも参照して詳しく説明する。図４は本発明方法の第１実施例を示すフローチャートである。
まず、予め真空引きされた処理容器４４内へウエハＷを搬入する時には、昇降ピン機構１０６及びガイドピン機構１０８を駆動して、図３（Ａ）に示すように昇降ピン１１０とガイドピン１１８を共に上昇させておき、この状態で搬送アーム（図示せず）により処理容器４４内へ搬入したウエハＷを上記昇降ピン１１０で受け取って支持させることによって支持工程を行う（Ｓ１）。この場合、上記ガイドピン１１８は上記昇降ピン１１０に一体的に接続されているので、実質的には昇降ピン機構１０６を駆動することになる。
【００４８】
次に、ガイドピン１１８及び昇降ピン１１０を一体的に途中まで降下させて、図３（Ｂ）に示すように、ウエハＷの下面が載置台本体５０の載置面１２６上に接して着地した時に各ピン１１０、１１８の動作を一旦停止する着地工程を行う（ステップＳ２）。ここでは、載置台本体５０は、抵抗加熱ヒータ９２により予め予備加熱されてある程度の温度以上に設定されているので、ウエハＷの裏面が載置面１２６に着地すると同時にウエハＷの裏面に付着していた水分が急激に蒸発し、この水蒸気が接触面から抜けるまで数秒間、例えば２〜３秒間、各ピン１１０、１１８の停止状態を維持して待機する待機工程を行う（ステップＳ３）。この時、発生した水蒸気がウエハＷを載置面１２６上から浮き上がらせるように作用するため、このウエハＷが僅かに浮き上がって横すべりして位置ずれが発生しそうになるが、ウエハＷの周辺部の外周には、このウエハＷのエッジ部３８にガイドピン１１８が非常に接近させて、すなわち横付けして位置させているので、上記横すべりはガイドピン１１８により防止されることになり、ウエハＷの位置ずれが発生することを防止することができる。
【００４９】
すなわち、従来のプラズマ処理装置にあっては、ここに例えばガイドリング１５（図１４参照）を設けていたことから、ウエハの位置ずれを防止することができたが、本発明ではエッジ部露出用段部１２２を設けたことから、上述のようなガイドリング１５を設けることができず、これに替えて上記ガイドピン１１８を設けてウエハＷの位置ずれを防止している。
【００５０】
このように、各ピン１１０、１１８を数秒間停止したならば、これらのガイドピン１１８及び昇降ピン１１０を、図３（Ｃ）に示すように更に降下させて退避させるピン退避工程を行ない、これにより、ウエハＷは載置面１２６上に完全に載置されることになる（ステップＳ４）。これにより、ピン退避工程が完了することになる。
【００５１】
次に、処理ガス、詳しくはプラズマ用ガスを僅かな流量でガス供給ノズル５４から供給を開始して初期ガス導入工程を行う（ステップＳ５）。この僅かな流量とは、ガス流により載置台本体５０上のウエハＷが横すべりしないような流量を意味する。ここでもし当初からプロセス流量のような多量のガスを流すと、このガス流によりウエハＷが横すべりを起こす恐れが生ずるからである。この時の僅かなガス流量は、処理容器４４内の容量にもよるが、例えば１００ｓｃｃｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
またこの時供給されるプラズマ用ガスは一般的にはＡｒやＨｅ等の希ガスが用いられるが、成膜ガスをプラズマ用ガスとして用いることもできる。またこの初期ガス導入工程の時間は、１０〜４０秒程度である。そして、処理容器４４内の圧力がプラズマを着火できる程度の圧力まで上昇したならば、電磁波導入手段７２を駆動してマイクロ波発生器８６からのマイクロ波を平面アンテナ部材７４から処理容器４４内へ導入してプラズマを立ててプラズマ着火工程を行う（ステップＳ６）。
【００５３】
このように、プラズマが着火したならば、ガスが電離したプラズマの発生により静電チャック１００を稼働状態にできるので、次に、静電チャック１００をオンしてチャックオン工程を行う（ステップＳ７）。これにより、静電気力によってウエハＷは載置面１２６上に確実に吸着保持されることになる。
このように、チャックオン工程を行ったならば、処理ガス（成膜ガス）を増加して、或いは処理ガスである成膜ガスを流していなかった場合には、成膜ガスの供給を開始して、予め定められた大きな流量であるプロセス流量で供給を行い、本ガス導入工程に入る（ステップＳ８）。その後、プロセス、すなわち、ここではプラズマ成膜処理を所定の時間実行することになる（ステップＳ９）。
【００５４】
ここで、図３（Ｃ）にも示すように、載置台本体５０にはエッジ露出用段部１２２が形成されているので、処理ガス、ここでは成膜ガスが、ウエハＷのエッジ部３８の裏面側にも廻り込むことになり、この結果、このエッジ部３８の裏面は処理ガスに晒されることになり、図１６（Ｂ）に示すように、このエッジ部３８の裏面まで薄膜を堆積させることができる。このように、被処理体であるウエハＷを前記載置台本体５０上に載置している時にウエハＷの周辺のエッジ部３８の下面を処理ガスに晒すために載置面にエッジ露出用段部１２２を設けるようにしたので、ウエハＷのエッジ部３８の側面のみならず、裏面（下面）側にも成膜等の処理を施すことができる。
【００５５】
また、ウエハＷの周辺部の外周には、このウエハＷのエッジ部３８にガイドピン１１８が非常に接近させて、すなわち横付けして位置させているので、上記横すべりはガイドピン１１８により防止されることになり、ウエハＷの位置ずれが発生することを防止することができる。
【００５６】
＜本発明方法の第２実施例＞
次に、本発明方法の第２実施例について説明する。
上記本発明方法の第１実施例では、処理ガスの供給時にウエハが載置台本体５０上で横すべりすることを防止するために処理ガスを僅かな流量で供給する初期ガス導入工程を行ったが、この第２実施例では、ガイドピン１１８を利用することによって、この初期ガス導入工程を省略するようになっている。図５は本発明方法の第２実施例を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートに示す工程と同じ工程については、その説明を省略する。
【００５７】
まず、図５に示すように、ステップＳ１１の支持工程及びステップＳ１２の着地工程までは、図４のステップＳ１及びステップＳ２とそれそれぞれ同じである。そして、着地工程を行って図３（Ｂ）に示すような状態になったならば、図４のステップＳ３の待機工程を行うことなく、直ちにプロセス流量で処理ガスの供給を開始する本ガス導入工程を行う（ステップＳ１３、図４中のＳ８に対応）。この処理ガスには、少なくともプラズマ用ガスを含むようにする。尚、処理ガスには、前述したように、プラズマ用ガスや成膜ガスが含まれるものとし、成膜ガスが電離してプラズマを発生できる場合には、希ガスに代表されるプラズマ用ガスを流さないで、プラズマ用ガスとして成膜ガスを用いる場合もある。
【００５８】
この場合、多量の処理ガスの導入を開始しても、図３（Ｂ）に示すように、ガイドピン１１８がウエハＷのエッジ部３８の側面側に位置させて横付けされているので、ウエハＷが横すべりして位置ずれが生ずることはない。
次に、プラズマを立てることによってプラズマ着火工程を行い（ステップＳ１４、図３中のＳ６に対応）、更に、静電チャックをオンするチャックオン工程を行ってウエハＷを静電気力で吸着保持する（ステップＳ１５、図３中のＳ７に対応）。
【００５９】
次に、ウエハＷが吸着保持されたので、ガイドピン１１８と昇降ピン１１０とを更に降下させて各ピン１１０、１１８を退避させる（ステップＳ１６、図４中のＳ４に対応）。そして、このプラズマによる成膜プロセスを所定の時間実行する（ステップＳ１７、図４中のＳ９に対応）。またガイドピン１１８と昇降ピン１１０を退避させる工程は、本ガス導入工程よりも後であれば処理容器４４内の圧力変動が生じないのでウエハＷが横滑りすることはないため、少なくとも本ガス導入工程よりも後であればよい。
この第２実施例の方法によれば、先の第１実施例の方法と同様な作用効果を発揮できるのみならず、図３中のステップＳ３とＳ５に対応する各ステップを省略することができるので、その分、処理速度を早めてスループットを向上させることができる。
【００６０】
＜エッジ露出用段部の変形例＞
次に、エッジ露出用段部１２２の変形例について図６を参照して説明する。図６はエッジ露出用段部の変形例を示す部分拡大断面図である。
上記図１〜図３に示す載置台構造におけるエッジ露出用段部１２２は、載置台本体５０の中央部側を一段高くして載置凸部１２４を設けて、その端面をエッジ露出用段部１２２として構成したが、これに限定されず、載置台本体５０の上面全体を同一水平レベルに設定し、図６に示すように、ウエハＷのエッジ部３８に対応させて載置台本体５０の周方向に沿ってリング状のエッジ露出用溝部１４０を形成するようにしてもよい。この場合、エッジ露出用溝部１４０は、図６（Ａ）に示すように、断面矩形状に形成してもよく、或いは図６（Ｂ）に示すように、半楕円や半円のような断面曲線形状に形成してもよく、いずれにしても、エッジ部３８の下面（裏面）が露出されて処理ガスに晒されるような断面形状ならば、その形状は問わない。
【００６１】
ここで図６（Ａ）に示す場合には、断面矩形状のエッジ露出用溝部１４０の一部である内周側の垂直区画壁１４０ａがエッジ露出用段部１２２となる。また図６（Ｂ）に示す場合には、断面曲線形状のエッジ露出用溝部１４０の一部である内周側の曲面区画壁１４０ｂがエッジ露出用段部１２２となる。この場合、上記各エッジ露出用溝部１４０の深さＨ４は、エッジ部３８の裏面の処理の必要面積にもよるが、例えば１〜５ｍｍ程度の範囲である。このように、先の載置凸部１２４に替えて、エッジ露出用溝部１４０を設けた場合にも、先の本発明方法の第１及び第２実施例で説明した作用効果と同様な作用効果を発揮することができる。
【００６２】
尚、図１〜図３に示した載置台構造にあっては、ガイドピン機構１０８を、昇降ピン機構１０６へ接合して一体化した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記ガイドピン機構１０８と昇降ピン機構１０６とを別個独立させてそれぞれ設けるようにしてもよい。この場合には、ガイドピン１１８側にも、昇降ピン機構１０８に用いた昇降板１１２、昇降ロッド１１４、ベローズ１１３等を設けるのは勿論である。また、ガイドピン１１８と昇降ピン１１０とは図３に示すように同期させて昇降させるようにしてもよいが、図３（Ｂ）に示す時にガイドピン１１８をウエハＷのエッジ部３８に横付けすればよいので、図３（Ａ）に示す場合のようにウエハＷを支持する時には、ガイドピン１１８を上昇させることなく降下させた状態にしてもよい。また、ウエハＷが着地した時に昇降ピン１１０は停止させることなく、そのまま継続して降下させてもよい。
【００６３】
＜載置台構造の第２実施例＞
次に、本発明の載置台構造の第２実施例について説明する。
図７は本発明に係る載置台構造の第２実施例を示す部分拡大断面図、図８は載置台構造の載置台本体を示す平面図である。
図１に示した載置台構造の第１実施例にあっては、ガイドピン１１８を有するガイドピン機構１０８を設けてウエハ着地時におけるウエハＷの横すべりを防止するようにしたが、これに替えて、図７及び図８に示す第２実施例のように構成してもよい。尚、先の第１実施例と同一構成部分については同一符号を付してある。
【００６４】
すなわち、図７及び図８（Ａ）に示すように、ここでは載置台本体５０の上面である載置面に、ウエハＷを着地させた時に発生する水蒸気を逃すためのガス逃し空間１４６を形成する小さな凸部１４４が複数個形成されている。具体的には、ここでは上記凸部１４４は、エッジ露出用段部１２２を形成するための載置凸部１２４の上面に多数個均等に分散させて配置されており、上記各凸部１４４の上面にウエハＷの裏面が当接して載置された時に、上記凸部１４４の高さだけ凸部１４４の底部からウエハＷが持ち上げられた状態となり、このウエハＷの裏面の下方に上記ガス逃し空間１４６を形成できるようになっている。これにより、ウエハＷを加熱状態の載置凸部１２４上に着地した時に発生する水蒸気を、上記ガス逃し空間１４６を介して逃し得るようになっている。
【００６５】
この場合、上記載置面、すなわち上記各凸部１４４の上面が、ウエハＷの裏面と直接的に接する面積のウエハＷの裏面全体の面積に対する割合は、ガス逃し空間１４６の深さとの関係で定まる。例えばガス逃し空間１４６の体積が小さ過ぎると、発生した水蒸気の蒸気圧がウエハＷの重さよりも大きくなってウエハＷが浮き上がって横すべりの原因となってしまうので、ガス逃し空間１４６の深さを大きくすれば、ウエハＷと載置面との接触面積の比率を大きくでき、また、ガス逃し空間１４６の深さを小さくすれば、上記接触面積の比率を小さくできる。ただし、１つの凸部１４４の上端面の面積が大き過ぎると、接触部分の界面には空間がほとんどないので、接触により発生した水蒸気（ガス）がガス逃し空間１４６側へ抜けず、その部分の圧力が大きくなり過ぎてウエハＷを浮き上がらせる恐れが発生し、好ましくない。例えば上記凸部１４４の上端面の面積は４ｍｍ２ 程度よりも小さいことが望ましい。
【００６６】
ここでウエハＷと載置台本体５０との接触面積の比率とガス逃し空間１４６の深さ（凸部１４４の高さ）との関係について考察する。
基本的な考え方は、ウエハ裏面には水分が分子レベルで均一に層状に付着しており、このウエハが高温の載置面と接触すると、接触部分のみの水分が直ちに水蒸気となって体積膨張してガス逃し空間全体へ拡散し、この時の圧力がウエハの重さよりも小さくなるように上記各値を設定することになる。
【００６７】
ここで下記の式中の符号は次の定義で与えられる。
ａ：ウエハと載置台本体との接触面積比率（全面接触の場合が１となる）
ｂ：ウエハの裏面に付着した水分子密度［個／ｃｍ２ ］
ｃ：ガス逃し空間の深さ（凸部の高さ）［ｃｍ］
Ｔ：載置台本体の温度［℃］
ｔ：ウエハの厚み［ｃｍ］
ρ：ウエハ密度［ｇ／ｃｍ３ ］
【００６８】
まず、ウエハの接触している部分の水分が加熱されて気化すると、単位面積当たりに気化する量は次の式のようになる。
単位面積当たり気化する量＝ａ×ｂ
次に単位面積当たりのガス逃し空間の体積は次のようになる。
ガス逃し空間の体積＝（１−ａ）×ｃ
従って、ガス逃し空間に生ずる圧力Ｐは以下のようになる。
Ｐ＝［（ａ×ｂ）・（２７３＋Ｔ）／（（１−ａ）・ｃ）］／［６．０２×１０２３×２９３／（２２．４×１０３ ）］  …  （ａｔｍ）
＝１．２９×１０−１７ ×（ａ×ｂ）・（２７３＋Ｔ）／［（１−ａ）・ｃ］…（Ｐａ）
【００６９】
一方、ウエハの単位面積当たりの重さＷは次のようになる。
Ｗ＝ｔ×ρ／１０００…（ｋｇｆ／ｃｍ２ ）
＝９８．１×ｔ・ρ…（Ｐａ）
ここでウエハが浮き上がらない条件は次のようになる。
Ｗ＞Ｐ
従って、上記”Ｗ＞Ｐ”の条件を満たすように、上記接触面積比率ａやガス逃し空間の深さｃを設定すればよいことが理解できる。尚、他のｂ、Ｔ、ｔ、ρの値は設計時に予め定まっている。
【００７０】
上記した数式で求めた一例について説明する。各条件に関して、接触面積比率ａ＝０．０５、吸着水分子密度ｂ＝１．００×１０１５  （個／ｃｍ２ ）、ガス逃し空間の深さｃ＝０．０３ｃｍ、載置台本体の温度Ｔ＝３５０℃、ウエハ厚みｔ＝０．０７５ｃｍ、ウエハ密度ρ＝２．２（ｇ／ｃｍ３ ）とする。ここで吸着水分子密度の値は経験的なものであるが、ウエハ裏面に水分子層が一層付着している状態に相当する。
【００７１】
前記各式による計算の結果、圧力Ｐ＝１４．１（Ｐａ）となり、ウエハ重さＷ＝１６．２（Ｐａ）となった。すなわち、この場合には、”Ｗ＞Ｐ”なので、ウエハは浮き上がらないことが理解できる。尚、上記凸部１４４の断面形状は円形に限らず、三角形や四角形でも良く、特に限定されない。
この第２実施例の場合には、ウエハＷを載置台本体５０上に着地した際に発生する水蒸気を逃すための待機工程（図４のＳ３）等を省略することができる。
【００７２】
＜本発明方法の第３実施例＞
ここで上記した凸部１４４付きの載置台構造を用いた時の使用方法について説明する。図９は本発明方法の第３実施例を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートに示す工程と同じ工程については、その説明を省略する。
【００７３】
まず、図９に示すように、昇降ピン１１０を上昇させてウエハＷを受け取るステップＳ２１の支持工程は図４のステップＳ１と同じである。そして、昇降ピン１１０でウエハＷを受け取ったならば、昇降ピン１１０を降下させてウエハＷが載置台本体５０の上面に着地しても昇降ピン１１０を停止させることなく、すなわち待機工程を行うことなく、そのまま更に降下させて退避させる載置工程を行う（ステップＳ２２）。これにより、ウエハＷの載置が行われることになる。
【００７４】
この場合、ウエハＷが加熱状態の載置台本体５０の上面である載置面に着地した時に、ウエハＷの裏面に付着していた水分が蒸発して水蒸気となるが、この水蒸気は、載置凸部１２４の上面に設けた多数の凸部１４４によってウエハＷの裏面側に形成されたガス逃し空間１４６内を拡散して逃げることになる。従って、図３で用いたガイドピン１１８を用いなくても、ウエハＷの横すべりが発生することを防止することができる。また、ガイドピン１１８を設けていないので、ウエハＷが載置台本体５０に着地しても昇降ピン１１０を停止させることなく、そのまま降下させることができる。
【００７５】
このように、ウエハＷの載置を行ったならば、次に、図４のステップＳ５〜Ｓ９までの各工程と同じように、ガス流によりウエハＷが横すべりすることを防止するために処理ガスを僅かな流量で供給開始する初期ガス導入工程を行い（ステップＳ２３）、次にプラズマを立てるプラズマ着火工程を行い（ステップＳ２４）、次に静電チャック１００をオンしてウエハＷを吸着保持するチャックオン工程を行い（ステップＳ２５）、次に処理ガスをプロセス流量で供給する本ガス導入工程を行い（ステップＳ２６）、次にプロセスを所定の時間実行することになる（ステップＳ２７）。
【００７６】
この実施例の場合には、先に説明した各実施例と同様な作用効果を発揮できるのは勿論のこと、図４中のステップＳ２の待機工程を行わないで済むので、その分、スループットを向上させることができる。また、ガイドピン１１８を不要に出来る分だけ、装置構造を簡単化することができる。
【００７７】
尚、上記実施例では小さな凸部１４４を設けてガス逃し空間１４６を形成したが、これに限らず、例えば図８（Ｂ）に示すように、載置凸部１２４の上面（載置面）に複数の溝部１４８を形成して、この溝部１４８内をガス逃し空間１４６として構成してもよい。この場合、上記溝部１４８は、図８（Ｂ）に示すように縦横に格子状に多数本設けてもよいし、単に一方向へ平行に複数本設けてもよいし、その形成方法は問わない。この場合にも、載置台本体５０に対するウエハＷの裏面の接地する面積の比率と、ガス逃し空間１４６の深さ（溝部１４８の深さ）は、図８（Ａ）に示す場合と同じになるように設定する。
また、この載置台構造の場合にも、上記した載置凸部１２４に替えて、図６に示すエッジ露出用溝部１４０の構造を適用できるのは勿論である。
【００７８】
＜本発明方法の第４実施例＞
次に、本発明方法の第４実施例について説明する。
図１０は本発明方法の第４実施例を説明するための載置台構造の一部を示す概略図、図１１は本発明方法の第４実施例を示すフローチャートである。尚、図４及び図９に示すフローチャートに示す工程と同じ工程については、その説明を省略する。
【００７９】
ここでの載置台構造の載置台本体５０は、静電チャック１００に関して、電極が１つの単極型の静電チャックであり、先に説明した図１〜図３、図６〜図８に示す全ての載置台構造の載置台本体５０を適用することができる。図１０に示すように、ここでは代表として載置凸部１２４によりエッジ露出用段部１２２を形成した載置台本体を例にとって概略的に示している。ここでの特徴は、ウエハＷを載置台本体５０に着地させる前にプラズマ着火とチャックオンを行って、ウエハの着地時にガイドピンを用いることなく横すべりを防止する点にある。
【００８０】
まず、昇降ピン１１０を上昇させてウエハＷを受け取るステップＳ３１の支持工程は、図４のステップＳ１と同じである。そして、昇降ピン１１０を途中まで降下させてウエハＷが載置台本体５０に着地する直前で昇降ピン１１０を停止させる（ステップＳ３２）。このように、ウエハＷが載置台本体５０から浮いた状態に維持し、次に処理ガスをプロセス流量で供給開始する本ガス導入工程を行う（ステップＳ３３、図４のＳ８に対応）。
【００８１】
次に、プラズマを立てるプラズマ着火工程を行い（ステップＳ３４、図４のＳ６に対応）、引き続いて静電チャックをオンするチャックオン工程を行う（ステップＳ３５、図４のＳ７に対応）。この時の状態は、図１０に示すような状態になっており、これにより、ウエハＷは載置台本体５０の上方に位置するが、このウエハＷに対しては静電吸着力が作用している状態となる。
【００８２】
次に、昇降ピン１１０を更に降下させて途中で停止させることなく最下部まで降下させて昇降ピン１１０を退避させる載置工程を行う（ステップＳ３６、図９のＳ２２に対応）。これにより、ウエハＷは載置台本体５０上に載置されると共に、すでに静電吸着力が作用しているので、ウエハＷは載置台本体５０に着地すると同時に、この静電吸着力により吸着保持されることになる。従って、ガイドピンを用いなくても、ウエハＷの着地時に、このウエハＷが横すべりすることを防止することができる。
【００８３】
そして、この状態でプロセスを所定の時間実行することになる（ステップＳ３７、図４のＳ９に対応）。また、この場合でも、ガイドピン１１８と昇降ピン１１０を退避させる工程は、本ガス導入工程よりも後であれば処理容器４４内の圧力変動が生じないのでウエハＷが横滑りすることはないため、少なくとも本ガス導入工程よりも後であればよい。
この実施例の場合にも、先の第１〜第３実施例と同様な作用効果を発揮できるのみならず、先の第１〜第３実施例よりも工程数が少なくなった分だけ、処理速度が速くなって、スループットを向上させることができる。
また、この載置台構造の場合にも、上記した載置凸部１２４に替えて、図６に示すエッジ露出用溝部１４０の構造を適用できるのは勿論である。
【００８４】
＜本発明方法の第５実施例＞
次に、本発明方法の第５実施例について説明する。
図１２は本発明方法の第５実施例を説明するための載置台構造の一部を示す概略図、図１３は本発明方法の第５実施例を示すフローチャートである。尚、図４及び図９に示す工程と同じ工程については、その説明を省略する。
【００８５】
ここでの載置台構造の載置台本体５０は、静電チャック１００に関して、電気的に分離された２つの導体線層９８ａ、９８ｂを有しており、双極型の静電チャックとして構成されている。そして、これらの２つの導体線層９８ａ、９８ｂ間に直接電源１０４を加えることにより、両導体線層９８ａ、９８ｂ間に電界が発生するのでプラズマを立てることなくウエハＷに対して静電吸着力を作用できる構造となっている。ここでの特徴は、ウエハＷを載置台本体５０に着地させる前に、双極型の静電チャック１００のオンを行って、ウエハの着地時にガイドピンを用いることなく横すべりを防止する点にある。
【００８６】
まず、昇降ピン１１０を上昇させてウエハＷを受け取るステップＳ４１の支持工程は図４のステップＳ１と同じである。
そして、次に、２つの導体線層９８ａ、９８ｂを有する双極型の静電チャック１００をオンするチャックオン工程を行って両導体線層９８ａ、９８ｂ間に電界を生ぜしめることにより、ウエハＷに対して静電吸着力を作用させる（ステップＳ４２、図４のＳ７に対応）。この時の状態は図１２に示すような状態になっている。
【００８７】
次に、昇降ピン１１０を降下させて途中で停止させることなく最下部まで降下させて昇降ピン１１０を退避させる載置工程を行う（ステップＳ４３、図９のＳ２２に対応）。これにより、ウエハＷは載置台本体５０上に載置され、着地すると同時に上記静電吸着力により吸着保持されることになる。
従って、ガイドピンを用いなくても、ウエハＷの着地時に、このウエハＷが横すべりすることを防止することができる。
【００８８】
次に、処理ガスをプロセス流量で供給開始する本ガス導入工程を行う（ステップＳ４４、図４のＳ８に対応）。
次に、プラズマを立てるプラズマ着火工程を行い（ステップＳ４５、図４のＳ６に対応）、この状態でプロセスを所定の時間実行することになる（ステップＳ４６、図４のＳ９に対応）。
この実施例の場合にも、先の第１〜第３実施例と同様な作用効果を発揮できるのみならず、先の第１〜第３実施例よりも工程数が少なくなった分だけ、処理速度が速くなって、スループットを向上させることができる。
また、この載置台構造の場合にも、上記した載置凸部１２４に替えて、図６に示すエッジ露出用溝部１４０の構造を適用できるのは勿論である。
【００８９】
尚、以上の各実施例においては、プラズマ成膜処理を例にとって説明したが、これに限定されず、プラズマエッチング装置、プラズマアッシング装置等の他のプラズマ処理装置にも本発明を適用することができる。
また、電磁波導入手段７２としてマイクロ波を用いて、これを平面アンテナ部材７４により処理容器４４内へ導入する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、スロット付きの導波管を用いたプラズマ処理装置、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマ処理装置等のマイクロ波を用いた処理装置でもよい。
【００９０】
更には、電磁波導入手段７２としてマイクロ波以外の、例えば１３．５６ＭＨｚ等の高周波電圧を用いてプラズマを発生させるようにしてもよく、この種の装置としては、例えば平行平板型のプラズマ処理装置、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）型のプラズマ処理装置、ＭＥＲＩＥ（Ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）型のプラズマ処理装置にも適用するこができる。
更には、本発明は、電磁波導入手段７２により発生したマイクロ波や高周波を用いてプラズマ形成した処理装置に限定されず、プラズマを用いない処理装置、例えば熱ＣＶＤやアニール処理を行う熱処理装置、クリーニング処理装置、エッチング処理装置等にも本発明を適用することができる。
【００９１】
この場合には、上記方法発明の各実施例において、プラズマの着火に関連する工程や静電チャックに関する工程は不要になるが、エッジ露出用溝部１４０を設けてウエハＷのエッジ部３８の裏面側を処理したり、図７及び図８に示すようなガス逃し空間１４６を設けてウエハ着地時における横すべりを防止することができる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る載置台構造の第１実施例を用いた処理装置を示す構成図である。
【図２】載置台構造の載置台本体を示す平面図である。
【図３】載置台構造の昇降ピンとガイドピンの動作を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明方法の第１実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明方法の第２実施例を示すフローチャートである。
【図６】エッジ露出用段部の変形例を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明に係る載置台構造の第２実施例を示す部分拡大断面図である。
【図８】載置台構造の載置台本体を示す平面図である。
【図９】本発明方法の第３実施例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明方法の第４実施例を説明するための載置台構造の一部を示す概略図である。
【図１１】本発明方法の第４実施例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明方法の第５実施例を説明するための載置台構造の一部を示す概略図である。
【図１３】本発明方法の第５実施例を示すフローチャートである。
【図１４】マイクロ波を用いた従来の一般的なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【図１５】載置台構造の従来の他の一例を示す概略構成図である。
【図１６】ウエハのエッジ部における成膜の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
３８  エッジ部
４２  プラズマ処理装置（処理装置）
４４  処理容器
４６  載置台構造
４８  支柱
５０  載置台本体
５２  ガス導入手段
５４  ガス供給ノズル
６８  天板
７２  電磁波導入手段
７４  平面アンテナ部材
８６  マイクロ波発生器
９２  抵抗加熱ヒータ（加熱手段）
１００  静電チャック
１０６  昇降ピン機構
１０８  ガイドピン機構
１１０  昇降ピン
１１８  ガイドピン
１２２  エッジ露出用段部
１２４  載置凸部
１２６  載置面
１３０  制御手段
１３２  記憶媒体
１４４  凸部
１４６  ガス逃し空間
１４８  溝部
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【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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