(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状セラミック体の一方の主面を、ウエハを載せる載置面とするとともに、上記板状セラミック体の他方の主面に凹部を備え、該凹部内にシース型温度測定器を配置したウエハ載置ステージであって、
上記シース型温度測定器は、上記凹部の側面との間にギャップを設けつつ先端部が上記凹部の底面に当接されており、
上記凹部の最大幅が０．２５ｍｍ〜５ｍｍであるとともに、上記凹部の底面の表面粗さが最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下であり、かつ上記凹部の底面から上記載置面までの距離が０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍであることを特徴とするウエハ載置ステージ。
【請求項２】
上記板状セラミック体に加熱手段又は冷却手段を有することを特徴とする請求項１に記載のウエハ載置ステージ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のウエハ載置ステージを真空処理室内に設置してあることを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング等の成膜装置やエッチング装置において、半導体ウエハ等のウエハを保持するのに使用するウエハ載置ステージ及びそれを用いた半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体集積回路素子の製造工程では、真空処理室内に設置した板状セラミック体からなるウエハ載置ステージ上に半導体ウエハ（以下、ウエハという）を載せ、ウエハ上に膜付けやパターン形成等の加工を施すようになっていた。
【０００３】
これらの加工では、ウエハの温度がウエハ上に形成する膜の品質やパターンの加工性に大きな影響を与えることから、ウエハ温度の均一性と安定性が要求されている。
【０００４】
また、近年、半導体集積回路素子の微細化に伴って、高密度のプラズマを用いたり、高周波を印加してバイアスをかけたりするなどして配向性の高い加工や成膜を行うことが求められ、それに伴う発熱量が大きいため、ウエハの温度変動を抑えることが益々重要視されている。
【０００５】
そこで、ウエハ載置ステージ上のウエハ温度を正確に測定するため、ウエハ載置ステージに温度測定手段として熱電対を設置したものが提示されている。
【０００６】
図５に従来のウエハ載置ステージを備える半導体製造装置の概略断面図を示すように、この半導体製造装置は、ウエハ載置ステージ５１を略円筒状の支持体５７を介して真空処理室５８内に気密に設置したもので、ウエハ載置ステージ５１は、板状セラミック体５２からなり、その上面をウエハＷを載せる載置面５３とするとともに、上記板状セラミック体５２の内部に加熱手段として耐熱金属よりなる内部電極５４を内蔵したもので、この内部電極５４と電気的に接続された給電端子５５に通電することにより内部電極５４を発熱させ、載置面５３上のウエハＷを加熱するようになっていた。
【０００７】
また、ウエハ載置ステージ５１には、載置面５３上のウエハＷの温度を間接的に測定するため、板状セラミック体５２の下面に凹部５６を備え、この凹部５６内に熱電対６０を設置するようになっており、載置面５３上のウエハＷの温度を正確に測定するため、次のような取付構造が提案されている。
【０００８】
特開平４−９５８３２号公報には、図６に示すように、板状セラミック体５２の下面に備える凹部５６内に熱電対６０を挿入し、ガラス５９にて接合するようにした技術が提示されている。なお、６３は熱電対６０の素線６２を保護するための絶縁管である。
【０００９】
また、特開平４−８４７２２号公報には、図７に示すように、板状セラミック体５２の下面に備える凹部５６内に、金属製中空シース６４を挿入するとともに、ガラス５９にて接合し、上記中空シース６４内に熱電対６０を収容するようにした技術が開示されている。
【００１０】
さらに、特開平６−１７６８５５号公報には、図８に示すように、板状セラミック体５２の下面に備える凹部５６内に雌ねじ部５６ａを設け、この凹部５６に雄ねじ部６４ａを有する金属製中空シース６４を螺合し、この金属製中空シース６４内に熱電対６０を収容するようにした技術が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開平４−９５８３２号公報に開示された技術では、熱電対６０の熱接点６１の周囲が熱伝導率の小さいガラス５９で覆われていることから、ウエハ載置ステージ５１の温度を応答性良く測定することが難しいといった課題があった。
【００１２】
また、板状セラミック体５２の凹部５６内に熱電対６０を挿入してガラス５９付けするにあたり、熱電対６０の熱接点６１を板状セラミック体５２の凹部底面５６ａに確実に当接させた状態でガラス付けすることが難しく、熱電対６０の取付にあたっての信頼性が低く、また、熱電対６０の熱接点６１が凹部底面５６ａから離れた状態でガラス付けされると、板状セラミック体５２から熱接点６１への熱の伝わりが悪くなり、載置面５３上のウエハＷの温度を正確に測定することができないといった課題があった。
【００１３】
一方、特開平４−８４７２２号公報に開示された技術では、板状セラミック体５２の凹部５６に金属製中空シース６４を熱伝導率の小さなガラス５９で接合した構造であることから、特開平４−９５８３２号公報と同様にウエハ載置ステージ５１の温度を応答性良く測定することが難しいといった課題があった。
【００１４】
さらに、特開平６−１７６８５５号公報に開示された技術では、板状セラミック体５２の凹部５６内に雌ねじ５６ａを切る必要があるが、凹部５６の径は５ｍｍ〜１０ｍｍと小さく、また凹部５６を構成するセラミックスは硬度が大きく脆性材料であることから、凹部５６内にねじ山を形成する際に欠け等が発生し易く、歩留まりが悪いといった課題があった。
【００１５】
しかも、板状セラミック体５６の凹部５６内に、熱膨張差の大きい金属製中空シース６４を螺合した構造であることから接触面積が大きく、ウエハ載置ステージ５１に温度差の大きな熱サイクルが加わると、板状セラミック体５２の凹部５６と金属製中空シース６４との間に大きな熱応力が作用し、凹部５６内のネジの谷やコーナーを起点としてクラックが発生するといった課題もあった。
【００１６】
その為、図６乃至図８に示すような熱電対の取付構造を有するウエハ載置ステージ５１を半導体製造装置に用いて成膜処理やエッチング処理を施すと、ウエハ載置ステージ５１上のウエハＷの温度を正確に測定することができないため、ウエハＷ上に形成する膜の品質やパターンの加工性に大きな影響を与え、品質を高めることができず、また、歩留りも悪いといった課題があった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、板状セラミック体の一方の主面を、ウエハを載せる載置面とするとともに、上記板状セラミック体の他方の主面に凹部を設け、この凹部内にシース型温度測定器を配置したウエハ載置ステージを形成するとともに、上記シース型温度測定器は、上記凹部の側面との間にギャップを設けつつ先端部が上記凹部の底面に当接されており、上記凹部の最大幅を０．２５ｍｍ〜５ｍｍ、上記凹部の底面の表面粗さを最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下であり、かつ上記凹部の底面から上記載置面までの距離が０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１８】
なお、上記板状セラミック体は加熱手段又は冷却手段を備えたものであっても構わない。
【００１９】
また、本発明は、上記ウエハ載置ステージを真空処理室に設置して半導体製造装置を形成したことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は本発明のウエハ載置ステージを備える半導体製造装置を示す概略断面図である。
【００２２】
この半導体製造装置は、ウエハ載置ステージ１を、略円筒状の支持体７を介して真空処理室８内に気密に設置したもので、上記ウエハ載置ステージ１は、板状セラミック体２からなり、その一方の主面を、ウエハを載せる載置面３とするとともに、上記板状セラミック体２の内部に加熱手段としての内部電極４を埋設したもので、上記内部電極４と電気的に接続される給電端子５間に電圧を印加して内部電極４を発熱させることにより、載置面３上のウエハＷを所定の温度に加熱するようになっている。
【００２３】
また、このウエハ載置ステージ１を形成する板状セラミック体２の他方の主面には、その底面が載置面３の近傍にまで延びる円形の凹部６を形成してあり、この凹部６内にはシース型温度測定器１０を挿入するとともに、その先端部１０ａが凹部底面６ａと当接するように押圧手段１５によって押し付けてあり、載置面３上のウエハＷの温度をシース型温度測定器１０によって間接的に測定するようになっている。
【００２４】
次に、本発明のウエハ載置ステージ２１の他の例を図２に示す。
【００２５】
このウエハ載置ステージ２１は、板状セラミック体２２の一方の主面を、ウエハＷを載せる載置面２３とするとともに、上記板状セラミック体２２中に静電吸着用としての内部電極２４を備え、かつ上記板状セラミック体２２の他方の主面に金属台座２７をロウ付け等にて接合したもので、金属台座２７には冷却手段として冷却水等の冷却媒体を通すための通路２８を形成してあり、載置面２３に保持したウエハＷの温度が所定の加工温度となるように調整するようになっている。
【００２６】
そして、内部電極２４と電気的に接続された給電端子２５とウエハＷとの間に通電して内部電極２４とウエハＷとの間に静電吸着力を発現させることにより、ウエハＷを載置面２３上に吸着固定するようになっている。
【００２７】
また、このウエハ載置ステージ２１を形成する板状セラミック体２２の他方の主面側には、その底面が載置面２３の近傍にまで延びる円形の凹部２６を金属台座２７を貫通して形成してあり、この凹部２６内にはシース型温度測定器１０を挿入するとともに、その先端部１０ａが凹部底面２６ａと当接するように押圧手段１５によって押し付けてあり、載置面２３上のウエハＷの温度をシース型温度測定器１０によって測定するようになっている。
【００２８】
次に、図１及び図２におけるウエハ載置ステージ１，２１に備えるシース型温度測定器１０の取付構造について説明する。なお、図１及び図２におけるウエハ載置ステージ１，２１はほぼ同様の構造を有することから、図１のウエハ載置ステージ１における取付構造を例にとって説明する。
【００２９】
図３は図１のウエハ載置ステージ１における取付構造を拡大した断面図である。
【００３０】
シース型温度測定器１０は、ステンレス鋼や耐熱鋼からなる金属製中空シース１４内に温度検出素子として、ニッケル、クロム合金、銅、ニッケル合金等からなる熱電対１１を挿入するとともに、熱電対１１の熱接点１２や素線１３と金属製中空シース１４とが短絡しないようにするため、その周囲に酸化マグネシウム粉末等を充填したもので、熱電対１１の熱接点１２は中空シース１４の先端部近傍に位置するように設置してある。
【００３１】
また、正確な温度測定を行うには、金属製中空シース１４の外径が小さいものを用いることが良い。即ち、中空シース１４の外径が大きいと、中空シース１４と熱電対１１の熱接点１２の距離が離れ、その間に介在する酸化マグネシウム粉末が熱抵抗となり、正確な温度測定に影響するばかりでなく、中空シース１４の熱容量が大きくなり、熱応答性を著しく阻害するからで、好ましくは直径が５ｍｍ以下、望ましくは直径が３ｍｍ以下であるものを用いることが良い。
【００３２】
さらに、金属製中空シース１４の肉厚が厚すぎると熱容量が大きくなり、応答性に悪影響を与えるため、好ましくは１．５ｍｍ以下、望ましくは１ｍｍ以下であるものを用いることが好ましい。
【００３３】
そして、このシース型温度測定器１０の先端部１０ａを、図３に示すように、押圧手段１５によって板状セラミック体２の凹部底面６ａと当接させるようにしたもので、上記押圧手段１５は、板状セラミック体２の他方の主面に接合した有底筒状の支持具１７と、この支持具１７の底部１７ａと上記中空シース１４の外周に備えるフランジ部１４ａとの間に配置したスプリング１６とから構成してあり、このスプリング１６の弾性作用によってシース型温度測定器１０の先端部１０ａが板状セラミック体２の凹部底面６ａと常に当接するよう押圧させてある。
【００３４】
その為、本発明によれば、ウエハ載置ステージ１，２１に大きな熱サイクルが加わったとしてもシース型温度測定器１０の先端部１０ａが板状セラミック体２の凹部底面６ａと部分的に当接しているだけであるため、熱膨張差の異なる板状セラミック体２と中空シース１４との間に熱応力が作用してもその応力は小さく、板状セラミック体２にクラックを発生させることがない。特に、この取付構造においては、板状セラミック体２と中空シース１４との間に大きな熱応力が作用してもスプリング１６の弾性作用により吸収することもできるため、板状セラミック体２にクラックが発生することを確実に防止できる。しかも、外部の振動がウエハ載置ステージ１，２１に作用したとしてもスプリング１６の弾性作用により中空シース１４の先端部１０ａを常に板状セラミック体２の凹部底面６ａと当接させておくことができるため、載置面３上のウエハＷの温度を正確に測定することができる。
【００３５】
また、温度測定手段として、シース型温度測定器１０を用いるようにしたことから、板状セラミック体２への組立時や使用時に熱電対１１の素線１３が折れたりすることが無く、組立時や使用時の信頼性を高めることができる。
【００３６】
次に、シース型温度測定器１０の他の取付構造を図４に示す。
【００３７】
この取付構造は、板状セラミック体２の他方の主面側に有底筒状の支持具１７を接合するとともに、支持具１７の底部１７ａに備える雌ねじ部１７ｂを切った開口部に、金属製中空シース１４の外周に備える雄ねじ部１４ａを螺合させることにより、シース型温度測定器１０の先端部１０ａを凹部底面６ａに押圧した状態で当接させてある。
【００３８】
この取付構造によれば、ウエハ載置ステージ１，２１に大きな熱サイクルが加わったとしてもシース型温度測定器１０の先端部１０ａが板状セラミック体２の凹部底面６ａと部分的に当接しているだけであるため、熱膨張差の異なる板状セラミック体２と金属製中空シース１４との間に熱応力が作用してもその応力は小さく、板状セラミック体２にクラックを発生させることがなく、この取付構造においても載置面３上のウエハＷの温度を正確に測定することができる。
【００３９】
その為、本発明のウエハ載置ステージ１，２１を真空処理室８内に設置して半導体製造装置を製作し、成膜処理やエッチング処理に用いれば、ウエハ載置ステージ１，２１上のウエハＷの温度を正確にかつ応答性良く測定することができるため、成膜精度やエッチング精度を高め、品質を向上させることができるとともに、歩留りを向上させることができる。
【００４０】
ところで、正確かつ迅速にウエハＷの温度を測定するためには、シース型温度測定器１０の先端部１０ａが凹部６の内壁面と密着していることが必要である。
【００４１】
なぜなら、中空シース１４と凹部６の内壁面との間に隙間があると、この隙間が断熱層として作用するため、凹部６の内壁面の温度がシース型温度測定器１０の先端部１０ａに伝わりにくくなり、正確な温度測定ができなくなるからである。
【００４２】
また、本発明のようにシース型温度測定器１０の先端部１０ａを凹部底面６ａに当接させる構造においては、少なくともシース型温度測定器１０の先端部１０ａと当接する凹部底面６ａの表面粗さを最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下とすることが重要である。
【００４３】
即ち、シース型温度測定器１０の先端部１０ａとの当接部Ｐの表面粗さが最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍを越えると、シース型温度測定器１０との接触面積が小さくなり、金属製中空シース１４とセラミックスとの間の熱伝導が悪くなり、応答性が劣るばかりでなく、ウエハＷの実際の温度との差が大きくなり、正確な温度を測定できなくなるとともに、金属製中空シース１４と板状セラミック体２との間にできたミクロ的な空間に介在する流体の圧力が変動すると、流体の熱伝導率が変化して応答性にバラツキが発生するからである。
【００４４】
ただし、凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）が０．３ｍｍ未満となると、載置面３から凹部底面６ａにあるセラミック部が、シース型温度測定器１０の押圧力に耐えられず破損する恐れがあり、逆に、凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）が１０ｍｍを越えると、載置面３との間隔が離れすぎ、ウエハＷの温度を迅速に測温することが難しくなり応答性が悪く、さらに板状セラミック体２の厚みが薄い場合、板状セラミック体２の他方の主面側の温度や圧力変化の影響を受け易くなり、正確かつ迅速な測温ができなくなる。
【００４５】
その為、シース型温度測定器１０と凹部６との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）は０．３ｍｍ〜１０ｍｍとすることが重要である。なお、図３に示す取付構造において、載置面３から凹部底面６ａにあるセラミック部を破損させることなく、十分な密着力を持たせるためには、シース型温度測定器１０を凹部底面６ａに押し付ける押圧力を１Ｎ〜９．８Ｎとすることが好ましい。
【００４６】
さらに、シース型温度測定器１０を挿入する凹部６の最大幅（Ｗ）（図３では直径）は０．２５〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００４７】
なぜなら、凹部６の最大幅（Ｗ）が５ｍｍを超える場合、シース型温度測定器１０として外径が５ｍｍ未満であるものを用いた場合、凹部６とシース型温度測定器１０との間のギャップが大きくなり、ウエハ載置ステージ１，２１の周辺における圧力変動など、外的変動によって測定温度が変動する恐れがあり、また、シース型温度測定器１０として外径が５ｍｍを超えるものを用いた場合、応答性が悪くなるとともに、正確な温度測定ができなくなる恐れがあり、逆に凹部６の最大幅（Ｗ）が０．２５ｍｍ未満となると、凹部６内に挿入するシース型温度測定器１０の径がさらに細いものとなり、取り扱い時等に破損させ易くなるからである。
【００４８】
なお、このような凹部６を形成するには、種々の方法を用いることができ、例えば、番手が＃１００以下であるダイヤモンドなど高硬度な砥粒を金属又は樹脂で固定した砥石による機械加工によって板状セラミック体２の他方の主面に凹部６を形成した後、砥粒の番手を＃１５０以上とした砥石による機械加工によって凹部６の内壁面を加工することにより、凹部６の内壁面を最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下に仕上げることができる。また、凹部６を形成する他の手段としては、ダイヤモンド、炭化珪素、アルミナ等の砥粒を高圧で吹き付けて加工するブラスト加工、レーザー加工、放電加工等を用いることもできる。
【００４９】
また、凹部６の平面形状としては、円形をしたものだけに限らず、楕円形、三角形、四角形等様々な形状をしたものを採用することができるが、応答性を高めるには、シース型温度測定器１０と凹部６との間のギャップが少ない方が良く、また、シース型温度測定器１０の金属製中空シース１４の平面形状は円形をしているため、凹部６の平面形状としては円形とすることが好ましく、シース型温度測定器１０と凹部６との間のギャップは０．２ｍｍ以下、望ましくは０．１ｍｍ以下とすることが良い。
【００５０】
さらに、正確かつ応答性良く温度を測定するためには、凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐを加熱手段や冷却手段からできるだけ離すことが好ましく、例えば、板状セラミックス体２が熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下であるセラミック焼結体からなる場合、凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから加熱手段としての内部電極４又は冷却手段としての金属台座２７までの距離（Ｌ）を１ｍｍ以上とすることが好ましく、望ましくは２ｍｍ以上とすることが良い。ただし、板状セラミック体２が熱伝導率５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有するセラミック焼結体からなる場合、凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから加熱手段としての内部電極４又は冷却手段としての金属台座２７までの距離（Ｌ）が１ｍｍ未満であっても使用することができる。
【００５１】
ところで、ウエハ載置ステージ１，２１を形成する板状セラミック体２としては、アルミナ、窒化珪素、サイアロン等を主成分とするセラミック焼結体を用いることもできるが、加熱手段や冷却手段によって載置面３上のウエハＷを短時間で所定の温度に調整するため、できるだけ熱伝導率の高い材質により形成することが好ましく、好ましくは５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する窒化アルミニウムを主成分とするセラミック焼結体を用いることが好ましい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について示したが、本発明はこれらの実施形態だけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更したものを含むことは言うまでもない。
【００５３】
【実施例】
（実施例１）
ここで、凹部６の最大幅（Ｗ）、シース型温度測定器１０との当接部Ｐにおける表面粗さ、及び凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）をそれぞれ異ならせた図１に示すウエハ載置ステージ１を製作し、これらのウエハ載置ステージ１を用いてウエハを加熱させた時のウエハの実際の温度とシース型温度測定器の温度との温度差及びシース型温度測定器の応答性について調べる実験を行った。
【００５４】
本実験では、ウエハ載置ステージ１を形成する板状セラミック体２を熱伝導率が８０Ｗ・ｍ／Ｋである窒化アルミニウム質焼結体により形成し、その寸法形状を、直径２００ｍｍ、厚み１２ｍｍの円板状体とした。なお、板状セラミック体２中には加熱手段としてタングステンからなる内部電極４を埋設した。
【００５５】
また、実験にあたっては、ウエハ載置ステージ１の載置面３上に、熱電対を取り付けた８インチのシリコンウエハを載せた後、内部電極４に通電してシリコンウエハに取着した熱電対による温度が１００℃になるまで加熱した後、ウエハ載置ステージ１の凹部６内に、温度検出素子として熱電対１１を備えるシース型温度測定器１０を挿入、当接させ、シース型温度測定器１０の飽和温度の９０％になるまでの時間を応答時間として測定するとともに、飽和温度におけるウエハの実際の温度とシース型温度測定器１０による温度との温度差を調べる実験を行った。
【００５６】
なお、シース型温度測定器１０を凹部６内に挿入、当接させる際の押圧力は、予め調整したバネ定数の異なるスプリング１６を用いることにより設定し、また、シース型温度測定器１０には、凹部６内に挿入した時、凹部６の側面とのギャップが０．１ｍｍとなる大きさを有するものをそれぞれ用いた。
【００５７】
そして、応答時間が２０秒以下、温度差が４０℃以下であるものを優れたものとして評価した。
【００５８】
結果は表１に示す通りである。
【００５９】
【表１】
0004683775.tif 000002
【００６０】
この結果、表１より判るように、凹部６の最大幅（Ｗ）を０．２５ｍｍ〜５ｍｍとするとともに、シース型温度測定器１０との当接部Ｐにおける表面粗さを最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下とし、かつ凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）を０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍとした試料No．３〜７，１３〜１８，２３〜２９は、応答時間が２０秒以下と応答性に優れ、また、ウエハの実際の温度との温度差も４０℃以下と小さく、正確に温度を測温できることが判る。
【００６１】
特に、試料Ｎｏ．６，７，１５〜１７，２４〜２７のように、凹部６の最大幅を０．２５ｍｍ〜５ｍｍとするとともに、シース型温度測定器１０との当接部Ｐにおける表面粗さを最大高さ（Ｒｍａｘ）で３μｍ以下とし、かつ凹部６とシース型温度測定器１０との当接部Ｐから載置面３までの距離（Ｔ）を０．５ｍｍ〜３．０ｍｍとしたものは、応答時間を１０秒以下、ウエハの実際の温度との温度差を３０℃以下とすることができ、応答性及び正確な温度ができる点で優れていた。
（実施例２）
次に、表１の試料Ｎｏ．２８のウエハ載置ステージ１において、外径の異なるシース型温度測定器１０を用い、このシース型温度測定器１０と凹部６の側面とのギャップを異ならせた時の応答時間とウエハの実際の温度とシース型温度測定器１０による温度との温度差を調べる実験を実施例１と同様の条件にて行った。
【００６２】
結果は表２に示す通りである。
【００６３】
【表２】
0004683775.tif 000003
【００６４】
この結果、表２により判るように、シース型温度測定器１０と凹部６の側面とのギャップが小さい程、応答性を高めることができ、かつ正確な測温ができることが判る。そして、シース型温度測定器１０と凹部６の側面とのギャップを０．２ｍｍ以下とすれば、ウエハとの温度差を４０℃以下、応答時間を２０秒以下とできることが判る。
【００６５】
従って、シース型温度測定器１０と凹部６の側面とのギャップは０．２ｍｍ以下とすることが良いことが判る。
（実施例３）
さらに、表１の試料Ｎｏ．２６のウエハ載置ステージ１において、シース型温度測定器１０を凹部６内に押し付けるスプリング１６のバネ定数を異ならせ、押圧力を変化させた時の応答時間とウエハとの温度差を調べる実験を実施例１と同様の条件にて行った。
【００６６】
結果は表３に示す通りである。
【００６７】
【表３】
0004683775.tif 000004
【００６８】
この結果、表３より判るように、シース型温度測定器１０の押圧力を大きくすることにより応答性を高めることができ、かつ正確な測温ができることが判る。
【００６９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、板状セラミック体の一方の主面を、ウエハを載せる載置面とするとともに、上記板状セラミック体の他方の主面に凹部を設け、この凹部内にシース型温度測定器を配置したウエハ載置ステージを形成であって、上記シース型温度測定器は、上記凹部の側面との間にギャップを設けつつ先端部が上記凹部の底面に当接されており、上記凹部の最大幅を０．２５ｍｍ〜５ｍｍ、上記凹部の底面の表面粗さを最大高さ（Ｒｍａｘ）で５μｍ以下であり、かつ上記凹部の底面から上記載置面までの距離が０．３ｍｍ〜１０．０ｍｍであることによって、ウエハ載置ステージに熱サイクルが加わり、板状セラミック体とシース型温度測定器との間に熱応力が作用したとしても、その応力を緩和し、板状セラミック体を破損させるようなことがなく、載置面上のウエハの温度を応答性良く、かつ正確に測定することができる。その為、板状セラミック体に加熱手段又は冷却手段を有するウエハ載置ステージにおいても応答性良くかつ正確に測温することができる。
【００７０】
また、本発明のウエハ載置ステージを真空処理室内に設置して半導体製造装置を製作し、成膜処理やエッチング処理に用いれば、生産性を高めることができるとともに、成膜精度やエッチング精度を高め、品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のウエハ載置ステージを備える半導体製造装置を示す概略断面図である。
【図２】本発明のウエハ載置ステージの他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明におけるシース型温度測定器の取付構造を拡大した断面図である。
【図４】本発明におけるシース型温度測定器の他の取付構造を拡大した断面図である。
【図５】従来のウエハ載置ステージを備える半導体製造装置を示す概略断面図である。
【図６】従来のウエハ載置ステージに備える熱電対の取付構造を示す拡大断面図である。
【図７】従来のウエハ載置ステージに備える熱電対の他の取付構造を示す拡大断面図である。
【図８】従来のウエハ載置ステージに備える熱電対のさらに他の取付構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１，２１：ウエハ載置ステージ
２、２２：板状セラミック体
３，２３：載置面
４，２４：内部電極
５，２５：給電端子
６，２６：凹部
６ａ，２６ａ：凹部底面
７，５７：支持体
８，５８：真空処理室
１０：シース型温度測定器
１０ａ：先端部
１１：熱電対
１２：熱接点
１３：素線
１４：金属製中空シース
１４ａ：フランジ部
１４ｂ：雄ねじ
１５：押圧手段
１６：スプリング
１７：支持具
１７ａ：雌ねじ
２７：金属台座
５１：ウエハ載置ステージ
５２：板状セラミック体
５３：載置面
５４：内部電極
５５：給電端子
５６：凹部
５６ａ：凹部底面
５６ｂ：雌ねじ
５７：支持体
５８：真空処理室
５9:ガラス
６０：シース型温度測定器
６１：熱電対
６２：素線
６３：絶縁管
６４：金属製中空シース
６４ａ：雄ねじ
【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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