(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端部にフランジ部が形成された支柱と、前記フランジ部に接合された基板保持台とを備えた基板保持構造物であって、
前記基板保持台は加熱機構を含み、
前記基板保持台の下面に、前記フランジ部の外周面に沿って伸びるＵ字型の溝が形成されており、
前記Ｕ字型の溝の内周面と前記フランジ部の外周面とが、連続した単一の面を形成するように、接続されており、
前記基板保持台の下面の前記フランジ部と向き合う部分の一部に溝が形成され、前記フランジ部は、その最も外周側のリング状の領域のみにおいて前記基板保持台の下面に接合されていることを特徴とする基板保持構造物。
【請求項２】
断面で見た場合に、前記Ｕ字型の溝の内周面の輪郭線の前記フランジ部側の端部と、前記フランジ部の外周面の輪郭線が、鉛直方向に伸びる単一の線分上に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の基板保持構造物。
【請求項３】
前記フランジ部の内周面は、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の内径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成すことを特徴とする、請求項１または２記載の基板保持構造物。
【請求項４】
前記加熱機構は、内側加熱機構部分と、前記内側加熱機構部分の外側に形成された外側加熱機構部分とを含み、前記内側加熱機構部分と外側加熱機構部分とは、前記支柱内部を延在する第１および第２の駆動電源系によりそれぞれ駆動されることを特徴とする、請求項１〜３のうち、いずれか一項に記載の基板保持構造物。
【請求項５】
前記基板保持台は前記加熱機構の下に、前記第２の駆動電源系を構成する第１および第２の電源ラインにそれぞれ接続された半円形状の第１および第２の導体パターンを有し、前記第１および第２の導体パターンは、前記基板保持台の全面を、前記第１および第２の導体パターンの間に形成されるギャップ領域を除いて実質的に覆うことを特徴とする、請求項４に記載の基板保持構造物。
【請求項６】
前記基板保持台および支柱はセラミックからなることを特徴とする、請求項１〜５のうち、いずれか一項に記載の基板保持構造物。
【請求項７】
排気系に結合された処理容器と、
前記処理容器中に処理ガスを供給するガス供給系と、
前記処理容器中に設けられた、請求項１〜６のいずれか一項に記載した基板保持構造物とを備えたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置において被処理基板を保持するのに使われる基板保持構造物、並びにこのような基板保持構造物を用いた基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置、熱処理装置、エッチング装置などの基板処理装置では、被処理基板を保持するため、処理容器内部に基板保持構造物が設けられる。このような基板保持構造物は、被処理基板を保持する基板保持台と、前記基板保持台を支持する支柱とを含む。基板保持台の内部には、基板を所定温度に加熱するための加熱機構が設けられる。
【０００３】
特にプラズマＣＶＤ装置を含むＣＶＤ装置や熱処理装置では、基板処理の際に被処理基板を４００℃以上、場合によっては６００℃以上の温度に加熱する必要がある。このような加熱に伴って、基板保持台には大きな温度勾配が発生する。
【０００４】
基板保持台は一般にＡｌＮなどの耐食性に優れたセラミックにより形成される。基板保持台に、温度勾配に起因する熱応力が発生すると、基板保持台が破損する可能性がある。
【０００５】
この問題を解決するための構成が特開平２００２−３７３８３７号公報に開示されている。図１は、前記特開平２００２−３７３８３７号公報に記載の基板保持構造物の全体を、また図２は前記基板構造物における基板保持台と支柱との接合部近傍をそれぞれ概略的に示している。
【０００６】
図１を参照すると、基板保持台１０は支柱１１上に保持されており、支柱１１の基板保持台１０との接合部にはフランジ部１１Ａが形成されている。図２を参照すると、前記支柱１１の本体部からフランジ部１１Ａへの遷移部には曲面部１１Ｂが形成されており、この部分での熱応力の集中を緩和している。また基板保持台１０のフランジ部１１Ａ側には、曲面１０Ｂにより画成されるとともにフランジ部１１Ａに向かって連続的に遷移する外形を有する肉厚の接合部１０Ａが形成されている。
【０００７】
図１および２の構成によれば、基板保持台１０を、前記肉厚の接合部１０Ａに対してより肉薄に形成することで前記基板保持台１０中を伝搬する熱伝導量が減少し、また前記肉厚接合部１０Ａの側壁面を、前記フランジ部１１Ａの側壁面に向かって連続的に移行するような曲面とすることで、かかる接合部における熱応力の集中を回避している。
【特許文献１】特開２００２−３７３８３７号公報
【特許文献２】特開２０００−１６９２６８号公報
【特許文献３】特開２０００−２９０７７３号公報
【特許文献４】特開２００２−１８４８４４号公報
【特許文献５】特開平５−１０１８７１号公報
【特許文献６】特開平７−２３０８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特開平２００２−３７３８３７号公報に開示された基板保持構造物では、基板保持台１０の裏面のうちの肉厚の接合部１０Ａを除くほぼ全面を研削加工する必要がある。しかし、基板保持台１０は一般にＡｌＮなどの研削困難なセラミック材料からなるため、このためこのような大面積にわたる研削加工は基板処理装置の費用を大きく増大させてしまう。
【０００９】
一方、このように基板保持台１０を研削加工しない場合には、基板保持台１０中に生じる温度勾配に起因してフランジ部１１Ａと基板保持台１０との境界部に熱応力が集中することにより基板保持台１０が破損する問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、安価に製造でき、かつ熱応力の集中を抑制できる基板保持構造物、およびこのような基板保持構造物を使った基板処理装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、基板保持台に生じる温度勾配を抑制することにある。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、上端部にフランジ部が形成された支柱と、前記フランジ部に接合された基板保持台とを備えた基板保持構造物であって、前記基板保持台は加熱機構を含み、前記基板保持台の下面に、前記フランジ部の外周面に沿って伸びるＵ字型の溝が形成されており、前記Ｕ字型の溝の内周面と前記フランジ部の外周面とが、連続した単一の面を形成するように、接続されていることを特徴とする基板保持構造物を提供する。
【００１３】
好適な一実施形態において、断面で見た場合に、前記Ｕ字型の溝の内周面の輪郭線の前記フランジ部側の端部と、前記フランジ部の外周面の輪郭線が、鉛直方向に伸びる単一の線分上に位置する。
【００１４】
好適な一実施形態において、前記基板保持構造物は、前記フランジ部および前記基板保持台を個別に形成した後にこれらを接合することにより製造されたものであり、前記フランジ部と前記基板保持台との接合面は、前記鉛直方向に伸びる単一の線分に対応する範囲内に位置している。
【００１５】
好適な一実施形態において、前記フランジ部の内周面は、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の内径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成す。
【００１６】
好適な一実施形態において、前記基板保持台の下面の前記フランジ部と向き合う部分の一部に溝が形成され、前記フランジ部は、その最も外周側のリング状の領域のみにおいて前記基板保持台の下面に接合されている。
【００１７】
好適な一実施形態において、前記加熱機構は、内側加熱機構部分と、前記内側加熱機構部分の外側に形成された外側加熱機構部分とを含み、前記内側加熱機構部分と外側加熱機構部分とは、前記支柱内部を延在する第１および第２の駆動電源系によりそれぞれ駆動される。
【００１８】
この場合、好ましくは、前記基板保持台は前記加熱機構の下に、前記第２の駆動電源系を構成する第１および第２の電源ラインにそれぞれ接続された半円形状の第１および第２の導体パターンを有し、前記第１および第２の導体パターンは、前記基板保持台の全面を、前記第１および第２の導体パターンの間に形成されるギャップ領域を除いて実質的に覆う。
【００１９】
本発明は更に、上端部にフランジ部が形成された支柱と、前記フランジ部に接合された基板保持台とを備えた基板保持構造物であって、前記基板保持台は加熱機構を含み、前記支柱は前記基板保持台との接合部に、内周面と外周面とを有するフランジ部を含み、前記内周面は、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の内径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成し、前記外周面は、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の外径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成し、前記外周面を成す前記傾斜面は、前記基板保持台の下面に連続的に移行することを特徴とする基板保持構造物を提供する。
【００２０】
好適な一実施形態において、前記基板保持台の下面は、前記フランジ部と接合する部分およびその周囲の領域において平坦面からなる。
【００２１】
好適な一実施形態において、前記基板保持台の下面の前記フランジ部と向き合う部分の一部に溝が形成され、前記フランジ部は、その最も外周側のリング状の領域のみにおいて前記基板保持台の下面に接合されている。
【００２２】
好適な一実施形態において、前記加熱機構は、内側加熱機構部分と、前記内側加熱機構部分の外側に形成された外側加熱機構部分とを含み、前記内側加熱機構部分と外側加熱機構部分とは、前記支柱内部を延在する第１および第２の駆動電源系によりそれぞれ駆動される。
【００２３】
好適な一実施形態において、前記基板保持台は前記加熱機構の下に、前記第２の駆動電源系を構成する第１および第２の電源ラインにそれぞれ接続された半円形状の第１および第２の導体パターンを有し、前記第１および第２の導体パターンは、前記基板保持台の全面を、前記第１および第２の導体パターンの間に形成されるギャップ領域を除いて実質的に覆う。
【００２４】
好適な一実施形態において、前記基板保持台および支柱はセラミックからなる。
【００２５】
本発明は、更に、排気系に結合された処理容器と、前記処理容器中に処理ガスを供給するガス供給系と、前記処理容器中に設けられた、上記の基板保持構造物とを備えたことを特徴とする基板処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、上端部にフランジ部が形成された支柱と、前記フランジ部に接合された基板保持台とを備えた基板保持構造物において、前記基板保持台に加熱機構を設け、前記基板保持台の下面に、前記フランジ部の外周面に沿って伸びるＵ字型の溝を形成し、前記Ｕ字型の溝の内周面と前記フランジ部の外周面とを、連続した単一の面を形成するように接続することにより、前記基板保持台下面への最小限の研削加工で前記支柱および基板保持台における熱応力の集中を緩和することが可能になる。
【００２７】
また本発明によれば、上端部にフランジ部が形成された支柱と、前記フランジ部に接合された基板保持台とを備えた基板保持構造物において、前記基板保持台に加熱機構を設け、前記支柱が前記基板保持台との接合部に、内周面と外周面とを有するフランジ部を含むように構成し、前記内周面を、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の内径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成すように構成し、前記外周面を、前記基板保持台の下面に向かって前記フランジ部の外径が連続的に増大するように傾斜した傾斜面を成すように構成し、前記外周面を成す前記傾斜面を、前記基板保持台の下面に連続的に移行するように構成することにより、前記基板保持台下面に研削加工を行うことなく、前記支柱および基板保持台における熱応力の集中を緩和することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１実施例］
図３は、本発明の第１実施例による基板処理装置２０の構成を、また図４〜７は図３の基板処理装置２０で使われる基板保持構造物５０の構成を示す。
【００２９】
図３を参照すると、基板処理装置２０は排気ポート２１Ａにおいて排気系（図示せず）に接続された処理容器２１を含む。処理容器２１の上部には外部のガス源（図示せず）からラインＬを介して処理ガスを供給され、多数の開口部２２Ａからこれを前記処理容器２１中の処理空間に放出するシャワーヘッド２２が設けられている。また前記処理容器２１中には、シャワーヘッド２２に対向するように被処理基板（図示せず）を保持する基板保持台２３が設けられている。
【００３０】
前記基板保持台２３はＡｌＮなどの耐食性に優れ、高い熱伝導率と抵抗率、さらに優れた熱衝撃耐性を有するセラミック材料よりなる。基板保持台２３は、この基板保持台２３と同様にＡｌＮなどのセラミックよりなる支柱２３Ａ上に支持されている。これらセラミック部品２３，２３Ａ同士の接合は、好ましくは固相接合により行われるが、固液接合またはろう付けにより行うことも可能である。支柱２３Ａは処理容器２１の下部に延在する延在部２１Ｂ中を延在し、延在部２１Ｂの端部２１Ｃ上に固定されている。支柱２３Ａ中には前記基板保持台２３中に埋設された加熱機構（ヒータ）を駆動する電源ライン２３ａ，２３ｂが延在している。電源ライン２３ａ，２３ｂは、前記端部２１Ｃに電源ラインの酸化あるいは腐食防止のために設けられた端子室２１Ｄを介して外部に取り出される。また前記端子室２１Ｄには、前記支柱２３Ａ内部を排気する排気ポート２１ｄが設けられている。
【００３１】
処理容器２１Ｄには、基板保持台２３に対応する高さで被処理基板を出し入れする開口部２１Ｅが形成されている。前記基板保持台２３には図示は省略するが、処理を終了した基板を持ち上げるためのリフタピンが形成されている。
【００３２】
図３の基板保持台２３には、後で説明する熱応力を緩和させるための構造が形成されているが、簡単のため図３および図４〜６には、この構造は図示していない。
【００３３】
図４〜６は前記基板保持台２３中に埋設されている加熱機構を示す。図４を参照すると、前記加熱機構は、基板保持台２３の中央部近傍に形成された内側ヒータパターン２４Ａと、前記内側ヒータパターン２４Ａの外側に形成された外側ヒータパターン２４Ｂとを有する。前記内側ヒータパターン２４Ａには、前記電源ライン２３ａを介して電力が供給される。また前記外側ヒータパターン２４Ｂには、電源ライン２３ｂとヒータパターン２４Ａ，２４Ｂの下部に形成された給電パターン２４Ｃを介して電力が供給される。
【００３４】
図５は前記ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂの平面的配置を示す図であり、この図５ではヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂにはハッチングが付けられている。ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂは基板保持台２３を形成するＡｌＮと概ね同じ熱膨張係数を有する耐熱金属例えばＷあるいはＭｏにより形成されている。ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂは、基板保持台２３上に前記耐熱金属からなる膜を一様に形成した後、当該膜にカット２４ｃをパターニングすることにより形成することができる。これに代えて、ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂは、基板保持台２３上に所定のパターンで溝を形成し、当該溝に前記耐熱金属を埋め込むことにより形成することができる。ヒータパターン２４Ａは前記電源ライン２３ａ中の一方の給電線に基板保持台２３の中央部の接続部２３ａで接続され、他方の給電線に基板保持台２３の中央部の接続部２３ａ’で接続されている。ヒータパターン２４Ｂは、電源ライン２３ｂ中の一方の給電線に接続された給電パターン２４Ｃ1に接続部２３ｃで接続され、他方の給電線に接続された給電パターン２４Ｃ2に接続部２３ｃ’で接続されている。
【００３５】
なお、ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂの形状は図示されたものに限定されず、各ヒータパターン内における発熱量分布が小さくできるのであれば、他の形状、例えば螺旋状であってもよい。また、加熱機構の発熱体は、図示された板状或いは膜状体には限定されず、コイル状の抵抗発熱線により形成してもよい。
【００３６】
図６は前記給電パターン２４Ｃ1，２４Ｃ2を示す図であり、この図６では給電パターン２４Ｃ1，２４Ｃ2にはハッチングが付けられている。ここに示すように、給電パターン２４Ｃ1，２４Ｃ2は半円形に形成された複数の導体膜からなる。給電パターン２４Ｃ1，２４Ｃ2は、ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂと同じ材料および同じ製法で形成することができる。給電パターン２４Ｃ1および２４Ｃ2は、板状、膜状またはメッシュ状に形成することができる。給電パターン２４Ｃ1は前記電源ライン２３ｂ中の一方の給電線に接続部２３ｄにおいて接続され、給電パターン２４Ｃ2は前記電源ライン２３ｂ中の他方の給電線に接続部２３ｄ’において接続されている。
【００３７】
このように本実施例による基板保持台２３においては内側のヒータパターン２４Ａと外側のヒータパターン２４Ｂが独立に駆動されるため、前記基板保持台２３中に形成される温度勾配を最小化でき、温度勾配に起因するクラック発生等の破損を軽減することができる。またこのように基板保持台２３中における温度分布を内側領域と外側領域とで独立に制御できるため、基板処理の際の均一性を向上させることができる。なお、ヒータパターン２４Ａおよび２４Ｂに給電する際に給電パターン２４Ｃ1および２４Ｃ2も発熱するが、給電パターン２４Ｃ1および２４Ｃ2が基板保持台２３の概ね全面にわたって設けられているため、給電パターン２４Ｃ1および２４Ｃ2の発熱に起因して生じる基板保持台２３の温度分布は最小限に抑制される。
【００３８】
図７は、図３の基板保持台２３において使われる熱応力を緩和するための構造を示す。図７を参照すると、前記基板保持台２３を支持する支柱２３Ａは、支柱２３Ａの上端部に設けられたフランジ部２３Ｂと、フランジ部２３Ｂの下方に設けられた外径ｄを有する円筒状の本体部と、を有している。なお基板保持台２３および支柱２３Ａは、実質的に、幾何学用語としての回転体（平面を所定の軸線周りに回転することにより得られる立体）をなしている。
【００３９】
基板保持台２３の下面２３１には、Ｕ字型断面を有するリング状の溝２３Ｕ（以下、「Ｕ字型溝２３Ｕ」という）が形成されている。Ｕ字型溝２３Ｕは、内周面２３Ｕ1と外周面２３Ｕ2とを接続する底面２３Ｕ3とにより画成されている。内周面２３Ｕ1と底面２３Ｕ3並びに外周面２３Ｕ2と底面２３Ｕ3は、曲率半径がＲ１の曲面を介して滑らかに接続されている。曲率半径Ｒ1はＵ字型溝２３Ｕの深さＤより小さい。フランジ部２３Ｂの外周面２３Ｂ1の輪郭線は鉛直方向に延び、かつＵ字型溝２３Ｕの内周面２３Ｕ1の輪郭線は外周面２３Ｂ1の輪郭線の延長上を鉛直方向に延びている。すなわち、外周面２３Ｂ1の輪郭線および内周面２３Ｕ1の輪郭線は、鉛直方向に延びる連続した単一の直線（線分）をなし、両輪郭線の接続点Ｐには段差は実質的に存在しない。すなわち、外周面２３Ｂ1と内周面２３Ｕ1とは基板保持台２３と支柱２３Ａとの接合面２３５（接続点Ｐ）の近傍で、円筒形状の連続した単一の曲面をなす。曲率半径がＲ1の曲面の輪郭線は、接続点Ｐと同じ高さに位置する点Ｏを中心とする中心角が９０度の円弧を成し、接続点Ｐから所定距離上方に離間した位置Ｐ‘からスタートする。この構成によれば、熱応力が最大となる部位を、曲率半径がＲ1の曲面の輪郭線の内周面２３Ｕ1の輪郭線の端部に対応する部位に位置させることができ、言い換えれば、材料強度が弱い基板保持台２３と支柱２３Ａとの接合面２３５（接続点Ｐ）以外の場所に位置させることができる。
【００４０】
この基板保持構造物５０が直径３００ｍｍのウェハ用のものである場合の各部寸法は、例えば基板保持台２３の直径が約３４０ｍｍ、基板保持台２３の厚さが１９ｍｍ、支柱２２３Ａの本体部の直径ｄが約５６ｍｍ、支柱２２３Ａのフランジ部２３Ｂの外周面２３Ｂ1の直径が約８６ｍｍ、Ｕ字型溝２３Ｕの幅Ｗが約５ｍｍ、Ｕ字型溝２３Ｕの深さＤが約２．５ｍｍ、曲率半径Ｒ１が約２ｍｍである。このことから、Ｕ字型溝２３Ｕの深さＤが約２．５ｍｍ、曲率半径Ｒ１が約２ｍｍである。このことから、Ｕ字型溝２３Ｕの形成にあたっての研削量は非常に小さいことが理解できる。基板保持台２３は研削が困難なセラミック材料からなるため、研削量を小さくすることができるということは、基板保持台２３、ひいては基板保持構造物５０の製造コストを大幅に削減できるということを意味している。
【００４１】
なお、基板保持台２３の各部の寸法は、以下のように設定することが好ましい。
−点ＰからＰ‘までの距離：０．１〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．５〜１ｍｍ
−曲率半径Ｒ１：０．５〜５ｍｍ、より好ましくは１〜３ｍｍ
−Ｕ字型溝２３Ｕの幅Ｗ：１〜２０ｍｍ、より好ましくは５〜１０ｍｍ
−Ｕ字型溝２３Ｕの深さＤ：１〜１０ｍｍ、より好ましくは１〜５ｍｍ
なお、図７に示す実施形態においては、Ｕ字溝２３Ｕは、水平方向に延びる底面２３Ｕ1を有しているが、これには限定されない。図７右側に破線で示すように、内周面２３Ｕ1と外周面２３Ｕ2とを、単一の所定の曲率半径を有する面２３６により接続してもよい。
【００４２】
基板保持台２３の下面２３１には、さらにリング状の溝２３２が形成されている。溝２３２の深さは大きくする必要ななく、例えば約１ｍｍである。溝２３２を設けることにより、支柱２３Ａのフランジ部２３Ｂの上面２３４と基板保持台２３との間に隙間を形成し、これにより、基板保持台２３と支柱２３Ａとの接合面２３５の面積を小さくしている。加熱機構を内蔵する基板保持台２３と加熱機構を持たない支柱２３Ａとの温度差は大きいため、接合面２３５の面積を大きくしすぎると接合面２３５近傍における熱応力が大きくなる。また、接合面２３５の面積を大きくしすぎると、基板保持台２３から支柱２３Ａに流れ込む熱量が大きくなり、基板保持台２３の温度均一性を悪化させる。このような問題を回避するため、接合面２３５の幅Ｗ‘は、基板保持台２３と支柱２３Ａとの間の充分な接合強度を確保できる限りにおいてなるべく小さい値、例えば約４ｍｍに設定される。なお、Ｕ字型溝２３Ｕおよびリング状の溝２３２は、単一の水平面内に位置する基板保持台２３の平坦な下面２３１を研削加工することにより形成される。また、接合面２３５は、支柱２３Ａの直径ｄと同じ直径を有する支柱２３Ａと同軸の円筒より外側に位置している。
【００４３】
さらにフランジ部２３Ｂの内周面は傾斜面２３ｆとなっており、これにより当該部分への熱応力の集中が緩和される。また、支柱２３Ａの本体部からフランジ部２３Ｂへの遷移部にも曲率Ｒ2の曲面２３Ｒが形成されており、これにより当該部分における熱応力の集中が緩和される。
【００４４】
図８（Ａ）は、図７の基板保持構造物において、前記基板保持台２３中に中心部の温度が低く周辺部の温度が高い、いわゆるセンタークールの温度勾配が生じた場合の応力分布を示す。各領域に付されたアルファベットは応力のレベルを示しており、Ａが＋６．７９ｋｇｆ・ｍｍ-2超の応力が生じている領域、Ｂが＋５．４３〜＋６．７９ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域、Ｃが＋４．０７〜＋５．４３ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域、Ｄが＋２．７１〜＋４．０７ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域、Ｅが＋１．３５〜＋２．７１ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域、Ｆが０〜＋１．３５ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域、Ｇが−１．３７〜０ｋｇｆ・ｍｍ-2の応力が生じている領域をそれぞれ示している。なお、プラスは引っ張り応力、マイナスは圧縮応力を意味している。
【００４５】
図８（Ａ）を参照すると、センタークールの状態では前記基板保持台２３中には、中央部が周辺部に対して収縮するため、特にフランジ部２３Ｂの外周面に対応する位置に大きな引張応力が生じる傾向にある。しかし、外周面２３Ｂ1に対応する位置にＵ字溝２３Ｕを形成することにより、応力の集中が著しく緩和されるのがわかる。図８（Ａ）の状態では、最大引張応力（その値は８．１５ｋｇ・ｍｍ-2超である）がＵ字型溝２３Ｕの曲率半径がＲ1の曲面部において生じているのがわかる（矢印ＭＡＸを参照）。特に注意すべき点は、応力集中が基板保持台２３と支柱２３Ａとの接合部に生じていない点である。
【００４６】
これに対し図８（Ｂ）は、前記基板保持台２３Ｂの中心部が高温で周辺部が低温の、いわゆるセンターホットの状態における応力分布を示す。
【００４７】
この場合には、基板保持台２３中、前記支柱２３Ａとの接合部近傍における熱応力の集中はほとんど生じていないのがわかる。
【００４８】
上述したように、本実施例に係わる基板保持構造物において、基板保持台２３下面研削加工量を最小限にしつつ（図１および２に示す従来技術を比較参照）、熱応力の集中を緩和することができる。またヒータ２４Ａ，２４Ｂを独立に駆動することにより、基板保持台２３に生じる温度勾配を最小化することができる。これにより、破損の恐れのない、信頼性の高い基板保持構造物を、安価に形成することが可能になる。
［第２実施例］
図９は、本発明の第２実施例による基板保持構造物４０の構成を示す。図９において、第１実施例と同一の部分には同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００４９】
図９を参照すると、本実施例による基板保持構造物４０は、第１実施例に係る基板保持構造物２０に類似した構成を有するが、支柱２３Ａのフランジ部２３Ｂの外周部が、フランジ部２３の外径が基板保持台２３の裏面に近接するにつれて径が増大するように傾斜している傾斜面３３Ｂ1となっていることが主として異なる。
【００５０】
傾斜面３３Ｂ1の輪郭線は、基板保持台２３の下面の輪郭線に連続的に遷移するように湾曲している。言い換えれば、傾斜面３３Ｂ1の輪郭線接線の水平面に対する傾きは、基板保持台２３の下面に近づくに従って徐々に０度に近づくようになっている。その結果、外周面３３Ｂ1と基板保持台２３の下面との間に、応力集中を招くような段差が形成されることがない。
【００５１】
本実施例では前記基板保持台２３の下面を研削加工する必要がなく、このため基板保持構造物の製造費用をさらに低減させることが可能になる。
【００５２】
本実施例においても、前記基板保持台２３上の内側ヒータ２３Ａおよび外側ヒータ２３Ｂを別々に駆動することにより、基板保持台２３中における温度勾配の発生を最小化することができ、熱応力の発生自体を抑制することができる。
【００５３】
なお、以上の説明においては、基板保持構造物２０あるいは４０は、図３に示すＣＶＤ装置で使用されるものとしたが、これに限定されるものではなく、プラズマＣＶＤ装置、熱処理（ＲＴＰ）装置、エッチング装置等の基板処理装置一般に適用可能である。
【００５４】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の基板保持構造物の構成を示す図である。
【図２】図１の基板保持構造物の一部を拡大して示す図である。
【図３】本発明第１実施例による基板処理装置の構成を示す図である。
【図４】図３の基板処理装置で使われる基板保持構造物の概略的構成を示す図である。
【図５】図４の基板保持構造物で使われる加熱機構を示す図である。
【図６】図４の基板保持構造物で使われる加熱機構を示す別の図である。
【図７】図４の基板保持構造物で使われる応力緩和構造を示す図である。
【図８】（Ａ），（Ｂ）は、図７の基板保持構造物中に生じる熱応力分布を、それぞれセンタークールの状態およびセンターホットの状態について示す図である。
【図９】本発明の第２実施例による基板処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  基板保持台
１０Ａ  突出部
１０Ｂ  側壁面
１１  支柱
１１Ａ  フランジ部
１１Ｂ  遷移部
２０  基板処理装置
２１  処理容器
２１Ａ，２１ｄ  排気ポート
２１Ｂ  延在部
２１Ｃ  端部
２１Ｄ  端子室
２１Ｅ  開口部
２２  シャワーヘッド
２２Ａ  開口部
２３  基板保持台
２３Ａ  支柱
２３Ｂ  フランジ部
２３Ｂ1  外周面
２３Ｒ  遷移部
２３Ｕ  Ｕ字型溝
２３Ｕ1  Ｕ字型溝内周面
２３Ｕ2  Ｕ字型溝外周面
２３Ｕ3  Ｕ字型溝底面
２３ａ，２３ｂ  電源ライン
２３ａ，２３ａ’，２３ｃ，２３ｃ’，２３ｄ，２３ｄ’  接続部
２３ｆ  フランジ部内周面
２４  加熱機構
２４Ａ  内側ヒータパターン
２４Ｂ  外側ヒータパターン
２４Ｃ，２４Ｃ1，２４Ｃ2  給電パターン
２３１  基板保持台下面
２３２  リング状溝
２３４  フランジ部上面
２３５  接合面
２３６  単一曲率面
【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９】
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【図８】
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