(57)【要約】【課題】ウエハの温度を広い範囲で調節して制度良く処理対象の試料を処理できるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】内部が減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台の上方に配置されガスが前記処理室内に導入される複数の開口とを備え、前記ガスを用いて生成されたプラズマにより前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、前記試料が載置される前記試料台の表面にそれぞれが同心円状に配置されその表面が前記試料の表面と接してこの試料の表面と前記試料台の表面との間を複数の領域に区画するリング状の凸部と、前記複数の領域のうち最も外周側の第１の領域内に配置され熱伝達用のガスが導入される第１の開口と、前記最も外周側の領域の内側の第２の領域に配置されこの領域内のガスが流出する第２の開口とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台の上方に配置されガスが前記処理室内に導入される複数の開口とを備え、前記ガスを用いて生成されたプラズマにより前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料が載置される前記試料台の表面にそれぞれが同心円状に配置されその表面が前記試料の表面と接してこの試料の表面と前記試料台の表面との間を複数の領域に区画するリング状の凸部と、前記複数の領域のうち最も外周側の第１の領域内に配置され熱伝達用のガスが導入される第１の開口と、前記最も外周側の領域の内側の第２の領域に配置されこの領域内のガスが流出する第２の開口とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、前記区画される領域の数が３以上あるプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、前記第２の領域が略真空にされるプラズマ処理装置。
【請求項４】
内部が減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台の上方に配置されガスが前記処理室内に導入される複数の開口とを備え、前記ガスを用いて生成されたプラズマにより前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、
前記試料が載置される試料台の表面に略同心状に配置され前記試料がその上に載置される複数のリング状の凹み部と、この複数のリング状の凹み部のうち最も外周側の第１の凹み部に配置され熱伝達用のガスが導入される第１の開口と、前記最も外周側の凹み部の内側の第２の凹み部に配置されこの凹み部内のガスが流出する第２の開口とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマ処理装置であって、前記凹み部が２以上あるプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のプラズマ処理装置であって、前記第２の領域が略真空にされるプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置において、前記試料台の内部であってこの試料台の中央部側と外周部側とに配置されその内側を異なる温度に調節された冷媒が流れる複数の通路を備えたプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理容器内の試料台に載置された半導体基板等の処理対象の試料を前記容器内に生成されたプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置に関し、特に、試料の温度を調節しつつ試料を処理する試料台を備えたプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように、処理用の容器内に形成したプラズマを用いて試料の処理を行う場合においては、試料が載置され処理中にこの試料を支持する試料台の温度分布やプラズマの密度分布及び反応生成物の分布等の要因によって生じる試料表面の面内方向における処理の均一性の低下が問題となっている。この問題を解決するための一つの手段として試料面内の温度分布を制御することにより試料表面の温度を上記処理がほぼ均一となるような分布に調節する技術が提案されている。
【０００３】
このような従来の技術としては、例えば、特許文献１に記載のように、試料台内部に複数系統の冷媒流路を設け、試料台の温度分布を不均一化することで、試料の温度をほぼ均一化するようにしたものがある。（従来技術１）
また、特許文献２に記載のように、試料裏面のガス圧力を局所的に変化させることで試料の温度をほぼ均一化するようにしたものが知られている。（従来技術２）
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１７７７０号公報
【特許文献２】特許第２６８０３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、試料面内の温度分布を制御するための構造が検討されているが、次のような問題があった。
【０００６】
上記従来技術１は、冷媒温度を変化させてから試料の温度が変化し安定するまで長い時間がかかるため、１つのウエハに対して１つの試料台で複数の異なる処理をステップ毎に行う場合には、問題があった。すなわち、温度が安定するまで処理を開始しない場合には、処理をしていない時間が増大して全体的な処理の効率が低下する。さらに、温度が安定しないうちに処理を開始すると処理を高精度に行うことができないという問題点があった。
【０００７】
また、この従来技術１では、試料中心側と外周側との間で温度の値を大きく異ならせる分布にすることが必要な処理の場合でも、中心側と外周側との間の相互の熱の影響を考慮しておらず、なだらかに温度が変化してしまい求められる温度の分布を実現することができなかった。
【０００８】
第二の従来技術は、試料処理中に試料の裏面へ供給される熱伝達用のガスの圧力を所望の試料裏側の箇所で変化させて試料と試料台との間の熱伝達を調節することで、より短時間で試料面内の温度の変動を抑制する技術ではあるが、ウエハへのプラズマからの入熱があるときにのみ温度を調節することができないので、プラズマが安定に形成されプラズマ及びこれから影響を受ける処理容器内の部材から供給される熱が定常になるまでのが熱の変化が大きいと、処理時間が短い時は所定の温度分布を得ることができない。また、試料中心側と外周側との間で温度の値を大きく異ならせる分布にすることが必要な処理の場合では、上記のようにプラズマからの熱量が小さい場合には、実現できる温度分布には限界があり、大きな温度差を生成することが困難であった。
【０００９】
本発明の目的は、ウエハの温度を広い範囲で調節して制度良く処理対象の試料を処理できるプラズマ処理装置を提供することにある。  
本発明の別の目的は、求められるウエハの温度の分布をより短時間で実現して処理の効率を向上させたプラズマ処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、内部が減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台の上方に配置されガスが前記処理室内に導入される複数の開口とを備え、前記ガスを用いて生成されたプラズマにより前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、前記試料が載置される前記試料台の表面にそれぞれが同心円状に配置されその表面が前記試料の表面と接してこの試料の表面と前記試料台の表面との間を複数の領域に区画するリング状の凸部と、前記複数の領域のうち最も外周側の第１の領域内に配置され熱伝達用のガスが導入される第１の開口と、前記最も外周側の領域の内側の第２の領域に配置されこの領域内のガスが流出する第２の開口とを備えたプラズマ処理装置により達成される。
【００１１】
また、内部が減圧される処理室と、この処理室内に配置され処理対象の試料が載置される試料台と、この試料台の上方に配置されガスが前記処理室内に導入される複数の開口とを備え、前記ガスを用いて生成されたプラズマにより前記試料を処理するプラズマ処理装置であって、前記試料が載置される試料台の表面に略同心状に配置され前記試料がその上に載置される複数のリング状の凹み部と、この複数のリング状の凹み部のうち最も外周側の第１の凹み部に配置され熱伝達用のガスが導入される第１の開口と、前記最も外周側の凹み部の内側の第２の凹み部に配置されこの凹み部内のガスが流出する第２の開口とを備えたプラズマ処理装置により達成される。
【００１２】
さらには、前記区画される領域の数が３以上あることにより達成される。さらには、前記第２の領域が略真空にされることにより達成される。  
さらにまた、凹み部が２つ以上あることにより達成される。さらにまた、前記第２の領域が略真空にされることにより達成される。  
さらにまた、前記試料台の内部であってこの試料台の中央部側と外周部側とに配置されその内側を異なる温度に調節された冷媒が流れる複数の通路を備えたプラズマ処理装置により達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウエハの温度を広い範囲で調節して制度良く処理対象の試料を処理できるプラズマ処理装置を提供することができる。  
また、本発明によれば、求められるウエハの温度の分布をより短時間で実現して処理の効率を向上させたプラズマ処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施例を図１、２及び図５、６に示す。  
図６は、本発明の第一の実施例に係るプラズマ処理装置の処理室の構成の概略を示す縦断面図である。図５は、図６に示すプラズマ処理装置に用いられる試料台の構成の概略を拡大して示す縦断面図である。図１は、図５に示す試料台に供給されるガス及び冷媒の循環路の概略の構成の示す摸式図である。図２は、図５に示す試料台の試料がその上に載置される面の形状を示す上面図である。
【００１５】
図６において、処理室全体２００は、処理室５０の内側に、処理対象である試料８がその上に載置される試料台１００を含むステージ５１を備えている。この処理室５０の内側では、処理用ガスが、この処理室５０の壁に配置された処理ガス導入口５５から処理室５０内上部で試料８の上方に配置された平板形状の部材５７の上方に供給され、この平板状の部材（以下分散プレート）５７に配置された複数の貫通孔５８の開口から分散されて処理室５０内に試料８上方から供給される。
【００１６】
５２は処理室５０内に供給された前記ガスに電磁波を放射してプラズマ５３を生成するための電磁波源であり、この電磁波源５２からの電磁波は導波管を伝播して処理室内に放射される。この図の実施例では、電磁波減５２はマイクロ波あるいはＵＨＦ帯の電磁波となっている。プラズマ５３が形成される試料台１００の上方の処理室５０内の空間の周囲には、３つのコイル５６が配置されており、これらコイル５６から前記空間に供給される磁場によって処理室内のプラズマ密度の分布を調節する。
【００１７】
このような電磁波放射手段と磁場供給手段とにより、処理室５０内に供給された処理ガスが高いエネルギー状態となってプラズマ５３が処理対象の試料８の上方の処理室５０内の空間に形成されて分散プレート５７、処理室５０の側壁で囲まれた処理室５０内に拡散する。このように形成されたプラズマ５３内の、イオンや高エネルギー粒子が試料８の表面と反応することにより試料８の処理が行われる。この試料８の処理の際に試料８や分散プレート５７、処理室５０の側壁の部材とプラズマ５３中の粒子とが反応して形成された生成物は、こうした反応や試料８の処理に寄与しなかったプラズマ５３中の粒子とともに、ステージ５１あるいは試料台１００の下方に配置された排気口５４から、これに連結された真空ポンプ（図示省略）の動作によって、排気される。
【００１８】
また、試料台１００は、その内側にこの試料台１００の温度を調節するための冷媒が流れる通路が複数配置されており、さらに試料８の裏側の面、つまり試料台１００と接する面と試料台１００の表面との間の熱伝達をさせるためのガスが供給される複数の開口とこの開口に連通して熱伝達用のガスが流れる複数のガスの通路が配置されている。
【００１９】
図６に係る処理室５０を備えるプラズマ処理装置の実施例を図４に示す。この実施例に示すプラズマ処理装置４００は、大きく２つに分けられ、図中上方には上述した処理室５０を備えて処理が行われる処理ブロックが、図中下方には試料を略大気圧の状態で処理ブロックとの間でやり取りする大気ブロックが配置されている。
【００２０】
大気ブロックは、処理対象である試料８やクリーニング等に用いられるダミーウエハを収納したカセット２７の複数が装着され、図示していない搬送用のロボットアームにより、カセット２７と後述する処理ブロックとの間で試料８やダミーウエハを搬送する。
【００２１】
処理ブロックには、処理用のユニット２３、２５と内部が密封可能で減圧された状態で試料８が搬送される搬送用のユニット２４と、処理前あるいは処理後の試料８が収納されて搬送用のユニット２４と同等の圧力まで減圧され、あるいは略大気圧まで昇圧され試料８が大気ブロックから納入／取出しされるロック室２６、２８とが配置されている。本実施例では、ロック室２６、２８は、一方が処理ブロックへの搬入用（ロード用）に他方が処理ブロックからの搬出用（アンロード用）に限定しても、両者が適宜両方を行うようにしても良い。
【００２２】
また、上記処理室５０を備える処理のユニット２３、２５が複数備えられており、特に、ユニット２３が備える処理室はエッチング処理を行うものであり、ユニット２５が備える処理室はアッシング処理を行うものである。処理のユニット２３、２５は大きく分けて上下２つに分けられ、処理室５０を含む処理室部とその下方に配置されて処理室部に必要な電源、冷媒やガスの貯留部、ポンプ等のユーティリティが収納されたベッド部４０１、４０２、４０３、４０４とを備えている。これら処理のユニットは、処理室部が搬送用のユニット２４に着脱可能に取り付けられており、またベッド部４０１〜４０４も装置本体４００から着脱可能に取り付けられており、求められる仕様に応じて、ユニットの配置や種類を変更可能となっているとともに、取り付けや取り外しの作業が容易で従来よりも時間が短縮でき、これら作業による装置の非稼働時間を低減して装置の稼働効率を向上することができる。
【００２３】
また、上記処理のユニットには、それぞれの処理の動作を調節するためのユニット制御装置４０５、４０６、４０７、４０８が配置されている。これらユニット制御装置の典型的なものは、マイクロコンピュータを有して処理ユニットとの間でセンサの出力や動作の指令のための信号を授受する。さらに、装置本体４００の全体の動作を監視、調節する主制御装置４０９がユニット制御装置４０５〜４０８と有線あるいは無線で接続されて、同様にセンサ出力や動作の指令の信号を授受すると共に、主制御装置４０９がユニット制御装置４０５〜４０８を介して処理ユニットの動作を監視、調節できるように構成されている。もちろん、大気ブロックや、搬送用ユニット２４、ロック室２６、２８の動作を調節する制御装置を設けても良く、これらも上記と同様主制御装置４０９と接続されて監視、調節されるようにしても良い。
【００２４】
図５は、図６に示す試料台１００の構成をより詳細に示す縦断面図である。この図において、試料台１００の中心側には第１の冷媒流路１が、外周側に第２の冷媒流路２が配置されている。これら冷媒流路１、２は、略円筒形の試料台１００の試料８が載置される表面の温度を、試料８の表面の温度分布を適切なものとなるように、調節するために配置されている。本実施の例では、試料８は略円板形状を有する半導体基板であり、試料８の表面に施した処理の結果の表面の形状や程度の表面上での差異を抑制するため、前記冷媒流路１、２は、試料８または試料台１００の半径方向について、所望の複数の温度に設定可能なように、また円周方向について、ほぼ同一の温度に設定できるように、円弧状の形状で配置されており、例えば、螺旋形状、あるいは円周形状を有している。
【００２５】
この実施例では、第１の冷媒流路１には、冷凍サイクルや熱交換器等を利用した温度調節器４の供給側から所定の通路を流れてきた冷媒が流入する開口が設けられ、試料台１００の中心を挟んだ反対側の他端にはこの冷媒流路１を流れた冷媒が流出する出口用の開口が設けられ、この開口から冷媒が戻り用の通路を通って温度調節器４の回収側に流れる。同様に第２の冷媒流路２には、温度調節器５の供給側から所定の供給用の通路を通って流れてきた冷媒が冷媒流路１内に流入する開口が設けられ、他端には冷媒流路２を流れた冷媒が流出する開口が設けられ、この開口から冷媒が戻り用の通路を介して温度調節器５の回収側に流れる。このように、試料台１００の内部に流れる冷媒は、それぞれ冷媒流路１、２及び温度調節器４、５を備えた流路を通って循環する。
【００２６】
さらに、第１の冷媒流路１と第２の冷媒流路２の間に、これら及びこれらによって温度が調節される試料台１００内の部分同士の間の温度交換を低減して温度調節器４、温度調節器５への負担を少なくする目的で大気断熱層３が設けられている。本実施例では、冷媒流路１は試料台１００の中心から半径方向０〜１１５mmの位置に、冷媒流路２は半径方向１３０mm〜１５０mmの位置に設けられている。また、大気断熱層３の位置は１１５mm〜１３０mmの位置に設けられている。
【００２７】
温度調節器４において温度調節された第１の冷媒流路用の冷媒は、流路から第１の冷媒流路１に配置された開口から冷媒流路１へ導入されてここを流れて、試料台１００の中心側の部材と熱交換してこれを第１の設定温度に調節する。第１の冷媒流路１を出口用開口から出た冷媒は、流路を通って温度調節器４に戻り、温度調節器４によって所定の温度に調節されて後、再び流路を介して第１の冷媒流路１に導入される。また、温度調節器５内で温度調節された第２の冷媒流路用の冷媒は、流路から第２の冷媒流路２に配置された開口から第２の冷媒流路２導入されてここを流れ、試料台１００の外周側の部材と熱交換してこれを第２の設定温度に調節する。第２の冷媒流路２を出口用開口から出た冷媒は、流路を通って温度調節器５に戻り、温度調節器５によって所定の温度に調節されて後、再び流路を介して第２の冷媒流路２に導入される。
【００２８】
このように、試料台１００に導入された冷媒は、一定区間を通り温度調節器４、５により温度変更されて再度、試料台１００に導入されるという、流路を循環する。このときの２つの冷媒間の温度差によって試料８の表面に温度分布が形成される。
【００２９】
また、試料台１００の表面には、試料８と試料台１００との間の熱伝達を行うガス、例えば、Ｈｅが供給される領域として３つの領域が配置されており、本実施例では、それぞれガス供給路４１、４２、４３より供給される。このうち第１の熱伝達用ガス領域１７には、流路４１を介して熱伝達ガスの貯留部であるガスボンベ６から熱伝達ガスが供給される。また、第２の熱伝達用ガス領域１８には、流路４２を介して熱伝達ガスの貯留部であるボンベ７から熱伝達ガスが供給される。第３の熱伝達用ガス領域１９には、流路４３を介して熱伝達ガスボンベ６から熱伝達ガスが供給される。
【００３０】
試料台１００の上方から見て、第１の熱伝達用ガス領域は略円形状を有しており、第２、第３の熱伝達用ガス領域は、略円周状あるいはリング状の形状を有しており、両者は一方が他方の内側に配置されて、略同心円状に配置されている。実施例の熱伝達用ガス通路の位置として、第１の熱伝達用ガス領域１７は試料台１００の中心から半径方向に０〜７５mmの範囲に、第２の熱伝達用ガス通路１８は半径７５〜１３５mmの範囲に、第３の熱伝達用ガス領域１９は半径１３５mm〜１５０mmの範囲に配置されている。
【００３１】
このような熱伝達ガスが供給される試料台１００の表面の形状を図２に示す。この図において、試料台１００の表面には３つの円周形状の凸部１４、１５、１６がそれぞれ略同心円状に配置されている。これらの凸部の上面は微小な幅で形成されており、その表面には、塗付、吹付等によって形成された誘電体の膜が配置されており、後述するように試料台１００内に配置された電極に印加された電圧によりこの誘電体を帯電させ、試料８を凸部に接触させて吸着するよう押しつける力を生起している。
【００３２】
つまり、温度設定されている試料台１００あるいはステージ５１上には、載置された試料８が静電気によって吸着されて保持される。このようにして凸部１４、１５、１６の上面と試料台１００の上方に載置される試料８とが接して、上記３つの熱伝達ガスが供給される領域がそれぞれ区画されて、試料８と試料台１００表面に形成された凹みとの間の空間により、前記熱伝達用ガス領域が形成される。つまり、上記凸部１４、１５、１６は、それぞれ熱伝達領域１７、１８、１９を略密封（シール）する部分であり、試料台１００表面は略密封する部材となっている。つまり、試料８は、その外周部からＨｅガスの漏洩を抑制するように外周部が静電気により吸着（以下、静電吸着）されるとともに、試料８の中央部は伝熱ガスの圧力によるその浮き上りを抑制するように部分的に吸着される。
【００３３】
また、上記凸部１４、１５、１６の間の試料台１００の表面には、図示していないが微小な突起が多数形成されて、これらの突起が試料８の裏面と微小な面積で接することで試料８を試料台１００表面上に支持している。特に、凸部１４、１５、１６も含め微小な面積で試料８と接していることにより、試料８の裏側との間でゴミ、反応生成物、等処理の不具合を生起する異物がやり取りされる量を抑制して、装置が停止して非稼働状態となるまでの間隔を長くし、或いは非稼働な状態の時間を低減して、装置の稼働効率を向上し、処理の歩留まりを向上するものである。
【００３４】
本実施例における静電吸着を行う構成の概略を図３に示す。この図において、導電性板２０と導電性板２１のそれぞれには異符号の電位を与えられる。このことで、試料８内には、試料台１００の表面と吸着される面方向について異符号の電荷が誘起されて帯電し、静電気による吸着力が発生し試料台１００の表面に試料８を押しつける方向に吸着力が生成され、試料８が試料台１００表面に保持される。静電気を生起する静電気を除く（除電する）には、導電性板２０及び導電性板２１に先に印加した電位とは逆の符号の電位を付加する。
【００３５】
これにより、吸着時に誘起されて帯電している電荷とは逆の電荷が移動してきて両者が中和するようにして、帯電を除くことができる。こうして、図２の９に示す試料押し上げ機構のピンが上方に動作することにより試料８が試料台１００の上方に持ち上げられ、搬送用ユニット２４内に配置されたロボットアームにより処理室５０内から搬出される。上記の構成は、この際に試料８に電荷が残り依然帯電した状態となって試料８を試料台１００から取り除こうとする際に、試料８への吸着力が残って長時間ウエハを取り除けなかったり、試料の変形を生じて損傷したりしてしまうということを抑制し、容易に短時間で試料８を試料台１００から取り除いて他の試料の処理を行うことができ、装置の稼働効率が向上する。
【００３６】
これら３つの領域に熱伝達用ガスを供給する構成を、図１に示す。この図において、ガスボンベ６から出た熱伝達用ガスはこのガスボンベ６と第１の熱伝達ガス領域との間に配置されこれらを連通する流路４１に導入され、この流路４１上の箇所に配置された圧力調節弁３７によって圧力を調節された後、第１の熱伝達用ガス領域１７に面する試料台１００上の位置に配置された開口１２からこの領域へ流入する。
【００３７】
熱伝達ガスは、第１の熱伝達領域１７内に充填され試料台１００の中心側の部分とその上方に載せられた試料の中心側の部分との間で熱を伝達する。その後、熱伝達用ガス通路に導入された第１の熱伝達用ガスの一部は、試料台表面に配置された凸部１４から漏れて第２の熱伝達用の領域１８に流入する。この凸部１４には熱伝達用ガスが領域１８へ流入しやすいように第１、２熱伝達領域１７、１８をつなぐ所定の連通路を設けても良い。このため、第１の熱伝達ガス領域１７内の熱伝達ガスの圧力はこの領域とガスボンベ６とを連通する流路の途中に取り付けられた圧力検出器を含む調節弁３７によりガス導入しながら予め定めた値となるように調節される。
【００３８】
すなわち、第１の熱伝達ガス領域１７に面するか、あるいは近傍の試料台１００の内部にこの領域の温度を検出する温度センサ２９が備えられ、温度センサ２９からの出力を受ける圧力調節器３２が、温度センサ２９からの出力に応じて圧力調節弁３７へ指令を発信してこれを駆動する。マイクロコンピュータ等の演算器を有する圧力調節器３２は、温度センサ２９により検出されて得られた出力が予め定められた値よりも所定の値以上異なる場合には、必要な圧力変動の量を演算し、圧力調節弁３７に指令を発してこの弁の動作を調節する。このように、温度センサ２９により検出された温度の出力が圧力調節弁３７の動作の調節にフィードバックされる。
【００３９】
同様に、ガスボンベ６から出た熱伝達用ガスはガスボンベ６と第３の熱伝達ガス領域１９との間に配置されてこれらを連通する流路４３に導入され、この流路４３上の箇所に配置された圧力調節弁３８によって圧力を調節された後、第３の熱伝達用ガス領域１９に面する試料台１００上の位置に配置された開口１３からこの領域へ流入する。
【００４０】
熱伝達ガスは、第３の熱伝達領域１９内に充填され試料台１００の外周側の部分とその上方に配置された試料８の外周側の部分との間で熱を伝達する。その後、第３の熱伝達用ガス領域１９に導入された熱伝達用ガスの一部は、試料台の表面に配置された凸部１６から試料台１００の外周側から外部へ漏れる。また、第３の熱伝達用ガス領域１９に導入された熱伝達用ガスの別の一部は、試料台の表面に配置された凸部１５から第２の熱伝達領域１８へ洩れて流入する。この凸部１５には熱伝達用ガスが領域１８へ流入しやすいように第２、３の熱伝達領域１８、１９をつなぐ所定の連通路を設けても良い。このため、第３の熱伝達ガス領域１９内の熱伝達ガスの圧力はこの領域とガスボンベ６とを連通する流路の途中に取り付けられた圧力検出器を含む調節弁３８によりガス導入しながら予め定めた値となるように調節される。
【００４１】
すなわち、第３の熱伝達ガス領域１９に面するか、あるいは近傍の試料台１００の内部にこの領域の温度を検出する温度センサ３１が備えられ、温度センサ３１からの出力を受ける圧力調節器３４が、温度センサ３１からの出力に応じて圧力調節弁３８へ指令を発信してこれを駆動する。マイクロコンピュータ等の演算器を有する圧力調節器３４は、温度センサ３１により検出されて得られた出力が予め定められた値よりも所定の値以上異なる場合には、必要なだけの圧力を変動させる量を演算し、圧力調節弁３８に指令を発してこの弁の動作を調節する。このように、温度センサ３１により検出された温度の出力が圧力調節弁３８の動作の調節にフィードバックされる。
【００４２】
また、第２の熱伝達領域１８に対して、ガスボンベ７から出た熱伝達用ガスは流路４２に導入され、流路上の箇所に配置された圧力調節弁３９により圧力調節された後、第２の熱伝達用ガス領域１８に面する試料台１００上の位置に配置された開口１１からこの領域に流入する。熱伝達ガスは、第２の熱伝達領域１８内に充填され、試料台１００の第１の熱伝達領域１７と第３の熱伝達領域１９との間の部分とその上方に配置された試料８の外周側の部分との間で熱を伝達する。さらに、第２の熱伝達領域１８内にはこの領域に面する試料台１００上の位置に開口１０が配置され、この領域内のガスは、熱伝達ガス用の排気ポンプ１５０の動作により開口１０と排気調節弁１５１を介して熱伝達ガス用の排気ポンプ１５０と接続された流路４４内を通って排出される。
【００４３】
また、第１及び第３の熱伝達領域の場合と同様に、第２の熱伝達ガス領域１８内の熱伝達ガスの圧力は、この領域とガスボンベ７とを連通する流路の途中に取り付けられた圧力検出器を含む調節弁３９及び排気調節弁１５１の動作により、熱伝達ガスを第２の熱伝達領域１８に導入しながら予め定めた値となるように調節される。本実施の例では、第２の熱伝達ガス領域１８に面するか、あるいは近傍の試料台１００の内部に配置され、この領域の温度を検出する温度センサ３０からの出力がマイクロコンピュータ等の演算器を有する圧力調節器３４に受信され、この受信した出力に応じて発信された指令に基づいて圧力調節弁３８が調節される。その調節は、前記圧力調節器３２、３３と同様に、温度センサ３０により検出された温度の出力が圧力調節弁３９の動作の調節にフィードバックされて行われる。また、圧力調節弁３９と同様に、温度センサ３０からの出力に基づいて排気調節弁１５１の動作を調節しても良い。
【００４４】
また、上記実施例では、第１、第３の熱伝達領域１７、１９では熱伝達用のガスが供給される開口１２、１３が配置されているのみであるが、第２の熱伝達領域１８と同様に、排気ポンプまたは排気調節弁とがその途中の箇所に配置された流路とこれに連通された排気用の開口を備えて領域内のガスがその排気の大きさや速度を調節されつつ流出して排気されるように構成しても良い。
【００４５】
本実施例では、上記のような構成により、部材の体積、質量の大きく熱容量の大きな試料台１００の温度の分布が試料８に伝達されるので、試料台１００の温度分布を調節することにより試料８に温度の分布を所望に実現することができる。さらに、試料８の表面の温度は、試料８または試料台１００の中央側の領域、外周側の領域とその間の領域という３つ以上の領域で、熱伝達量や伝達量速度の大きさを異ならせて伝達させることで、より精密に装置使用者の所望の温度の分布を実現できる。
【００４６】
また、試料台１００に導入された熱伝達用ガスは、圧力調節弁３７、３８、３９により圧力変更されて試料台１００に導入される。３つの熱伝達用ガスの圧力を調節することにより、試料台１００あるいは試料８の表面の温度分布を所望の温度分布に近づけて実現することができる。本実施の例では、第２の熱伝達用ガス領域１８におけるガスの圧力を第１、第３の熱伝達領域１７、１９のガスの圧力よりも小さくして、試料８上の半径７５mm〜１３５mmの範囲の部分での試料８と試料台１００との間で熱が伝達しにくくする、つまり他の熱伝達用ガス領域に比べ熱伝達を抑制することで、その範囲の温度が他の領域に比べて高くすることができ、装置使用者の所望の温度分布を実現することができる。
【００４７】
さらに、圧力調節器３２、３３、３４は、各々が上記ユニット用の制御装置４０５と有線あるいは無線により接続され、センサの出力や動作の指令のための信号を授受しており、制御装置４０５によりこの試料台１００の動作が監視、調節されている。
【００４８】
本実施例においては、試料８の表面の温度分布は、図７に示すような処理後の試料の形状の分布と、処理後の試料の形状と冷媒温度あるいは試料台の温度との関係から導かれる。本実施例で実現しようとする目標の（所望の）温度分布は図８に示されている。この図において、試料８の表面の温度は、試料８の中心からある半径上の位置まではほぼ一定温度で、ある半径上の位置を鋭角の変曲点として、それ以上の半径上の位置では半径の大きさに比例して温度は下がる分布となっている。
【００４９】
このような試料８の表面温度の分布は、例えば、試料８表面におけるプラズマ処理時における反応生成物の発生分布に合わせて、装置の使用者等により、その温度の値が定められる。このような関係を図８に示されるグラフを用いて説明する。
【００５０】
例えば、試料８をエッチングする処理室５０内において、反応生成物の発生は試料８の中央側で多く試料８の外周側に向かうに従い徐々に反応生成物の発生が少なくなる場合には、エッチングされる試料８表面の形状はこれらの反応生成物の発生量や密度により影響される。例えば、表面のＣＤシフト量の試料面内変化は、プラズマの発生によるプラズマ密度の分布や真空排気流れ等の要因によって、面内均一な分布とはならない。この場合には、ＣＤシフト量の試料面内変化に合わせて以下のように冷媒温度及び熱伝達用ガス圧力を設定すれば良い。ＣＤシフト量が小さい部分は試料温度が高く、反応生成物が再付着しにくくなっていると考えられるため、試料温度を低くするために冷媒温度及び熱伝達用ガス圧力を調節することで、試料面内でのＣＤシフト差を小さくし、改善することができる。
【００５１】
すなわち、処理室５０内において反応生成物の密度が高い（反応生成物が多い）領域では、その下方の試料台１００の温度を高くすることで試料８の表面の温度を高くして、反応生成物の試料８の表面への再付着を抑制し、反応生成物の密度が低い（反応生成物が少ない）領域では、その下方の試料台１００の温度を低くして反応生成物の試料８表面への付着の量を調節して、試料全体での処理速度がより均一に近くなるようにする。
【００５２】
つまり、このような反応生成物の密度の分布に合わせて試料８の温度の値の分布とこれを調節するための試料台１００の温度の値の分布を設定する。つまり、試料台１００の温度分布を中央部で温度を高くし、外周部に向かうに従い徐々に温度が下がる分布とする。図８に示す温度の分布は、その一例である。
【００５３】
反応生成物が生成されて試料への付着が試料の処理に影響する他の処理における温度の分布も、図８と同じ傾向に有ると考えられる。例えば、温度変曲点は、処理室からの反応生成物の排気速度が図８の時より大きい時にはもっと内側になり、中心部と最外周部の温度差が大きくなるので、その温度の分布の特性に応じて熱伝達用ガスを供給する複数の熱伝達領域の試料または試料台の半径方向の配置位置を変える。もちろん、試料の種類、反応生成物排気速度等によっては温度分布は変化することも考えられ、本願発明が図８に示す分布の値やグラフの形状に限定されるものではない。
【００５４】
上記の構成により実現される温度の分布について図１０を用いて説明する。図１０では、第１の熱伝達用ガス領域１７と第３の熱伝達用ガス領域１９の圧力は、例えば、１．５kPaに調節しており、さらに第２の熱伝達用ガス領域１８では排気の強さが大きく排気量速度が第１、第３の熱伝達領域１７、１９からこの第２の熱伝達領域１８に流入してくるガス及びこの熱伝達領域に供給されるガスの量速度よりも十分大きいか供給していないため、この熱伝達領域内のガスの圧力は、ほぼ０kPaである。
【００５５】
ただし、第２の熱伝達用ガス領域１８の圧力は、この領域の上方の試料８の領域に対して供給される熱（入熱）の 量に応じて変化させることが必要であり、入熱が高い時と入熱の低い時では前者の方が比較的高い圧力となり、後者は比較的低い圧力に調節される。試料８が半導体ウエハであってこのウエハに対して半導体エッチング処理のゲート加工を行う場合は、絶縁膜加工等入熱の高い工程に比べるとかなり小さく、５０Ｗ〜１００Ｗ程度の入熱となる。このような時には第２の熱伝達用ガス領域１８の圧力は０〜０．５kPa程度で良いと考えられる。
【００５６】
このように、試料台１００に導入された熱伝達用ガスは、圧力調節弁３７、３８、３９により圧力変更されて再度、試料台１００に導入される。このときの３つの熱伝達用ガス間の圧力によって試料台１００の表面の温度分布を所定の温度分布に近づける。特に第２の熱伝達用ガス領域１８の圧力を外側の領域である第３のガス領域１９より低く調節することで、試料上半径７５mm〜１３５mmの範囲において試料へ供給される熱を試料台１００に伝達しにくくする。つまり他の熱伝達用ガス領域に比べ断熱効果を出すことで、その範囲の温度が他の領域に比べて高くなり、目標の理想的な温度分布である１０１に近づく。
【００５７】
２つの熱伝達領域を備える従来技術による温度の分布１０３では、外周側の熱伝達領域での熱伝達用ガスの圧力をより高く、内周側の領域での圧力をより低く設定し内側の領域の試料の温度を高く調節しようとしている。外側の領域での中間位置での温度は熱伝達ガスの圧力とこの領域への供給される熱量とに影響を受けて定まる。特に、試料８の中央から１４０ｍｍの位置において、最低の温度となる。同様に中央側の領域での中間位置（試料８中央部）での温度も供給される熱伝達ガスの圧力とこの試料中央側の領域へ供給される熱量により定まる。
【００５８】
しかし、この従来技術では、中央側の熱伝達領域上のウエハの領域と外周側の熱伝達領域上のウエハの領域との間での熱の移動が起こるため、両者の温度の変化は試料８中央から外周側の最低の温度となる位置までなだらかに変化をしており、目標の温度変化１００とくらべ、試料８の中央からの距離１００ｍｍの前後で大きい差異が生じてしまい目標よりも低い温度となってしまう。
【００５９】
一方、本実施例では、上記の通り中央側及び外周側の熱伝達領域よりもガス圧力を低く調節される第２の熱伝達領域を備え、従来技術と比べこの第２の領域での温度を高い温度に調節する。このため、本実施例による試料８上の温度変化１０２は、第２の熱伝達領域１８及び第３の熱伝達領域の温度を目標の温度分布１００に近づけることができ、試料８上の処理がより均一になる。
【００６０】
特に、温度センサで測定した各熱伝達領域の温度を各領域の圧力調節器にフィードバックして、試料８と試料台１００との間の熱伝達の量を調節することで試料８の表面の所定の位置の温度が所望の温度なるように圧力調節弁で熱伝達ガスの圧力及び流量が調節される。
【００６１】
図１１乃至図１３を用いて、本実施例の試料の処理の動作を説明する。図１１、１２は、図６に示す実施例による試料の処理における温度と熱伝達ガスの圧力の変化を説明するグラフである。図１３は、図１１に示す本実施例の処理の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
本実施例では、試料台１００内部に各々異なる温度に調節可能な複数の冷媒通路１、２を備えている。処理を開始する前に、これら冷媒通路１、２の温度を調節し、試料８を載置する試料台１００表面の温度の分布が所望の試料８表面の温度の分布になるように冷媒を通流し試料台１００の温度を調節される。
この試料台１００の温度の値は、プラズマが形成されて熱が供給された場合に試料８の温度が適正な温度の値となるように、考慮され設定される。この際、試料８の裏面と試料台１００の試料載置表面との間の３つの熱伝達用ガス領域の圧力は試料８に試料台１００の温度がより正確に反映されるように選択される。本実施の例では、３つの熱伝達領域１７、１８、１９ともに１．５kPaに設定されている。
【００６３】
試料処理前つまり、入熱が無い時に第2の熱伝達用ガス領域１８の圧力が低圧であれば、それが断熱部となり第１の熱伝達用ガス領域１７の終端である半径７５mm辺りが温度変曲点となり、所定の温度分布から離れるが、第２の熱伝達ガス領域１８の圧力が高圧であれば、試料台１００の温度分布を反映するため、半径１００mm辺りが変曲点となり所定の温度分布に近づく。
【００６４】
試料台１００上に試料８を載置後、処理室５０内に処理用のガスが導入されるとともに電磁波が放射されて処理室５０内にプラズマ５３が形成される。このプラズマ５３により試料８の表面の処理が行われる。プラズマ５３の形成とともに試料８へプラズマ５３からの熱が供給され始める。本実施例では、プラズマの形成あるいは試料の処理が開始されると、第２の熱伝達用ガス領域１８内の排気を行う。特に、この領域１８内で急速に減圧させてより高い真空度を得るよう、排気ポンプ１５０により高い排気量速度で排気孔１０から領域内のガスを排出する。このように試料８の処理の初期において第２の熱伝達領域を高い真空状態にすることで、断熱効果を最大限にし、第２の熱伝達領域の上方に位置する試料８の半径１００mm近傍の位置の温度を上昇させ目標の温度分布にできるだけ短時間で近づける。
【００６５】
第２の熱伝達領域１８における温度が所定の温度に到達すると、この圧力を所定の温度分布になる程度の圧力に調節し、第２の熱伝達用領域１８内の圧力を定常状態にし所定の温度分布を保持する。具体的には、ガスの圧力を今度はより高い圧力に調節し、プラズマ５３から供給される熱によりこれ以上温度が上昇することを抑えるとともに必要以上に低い温度になることがないようにする。
【００６６】
第２の熱伝達領域１８がこのような温度となる熱伝達ガスの圧力は、典型的には、両側にある第１、第３の熱伝達領域における熱伝達ガスよりも低い圧力となる。すなわち、図１０に示す温度分布を実現する上では、第３の熱伝達領域１９では、高い熱伝達率を得るため熱伝達ガスの圧力は高く調節される。また第１の熱伝達領域１７では、第３の熱伝達領域と比べ試料８表面の温度を高くするため、熱伝達率は相対的に低くされ熱伝達ガスの圧力は低く設定される。
【００６７】
一方、第２の熱伝達領域１８では、第１、第３の熱伝達領域１７、１９のいずれよりも低い熱伝達ガスの圧力に調節されるので熱伝達率がより小さくなる。このため、この第２の熱伝達領域１８の上方の試料８の領域では、試料の温度はより高い温度に調節され、試料８の温度の分布を、所望の温度分布、例えば、図１０におけるグラフ１００に近づけることができる。
【００６８】
このような第２の熱伝達用ガス領域１８の圧力の調節の動作の流れを図１３に、試料の温度分布の結果は図１１、１２に示す。
【００６９】
まず、試料台１００内の冷媒の温度を所定の温度に調節する（ステップ１３０１）。次に、試料台１００の特定の位置における温度を検知して冷媒の温度を検出し（ステップ１３０２）、所定の値と比較する（ステップ１３０３）。第１の所定の値と比較して、温度が高い場合には、冷媒流量の増大あるいは供給する冷媒の温度を低くする。第２の所定の値と比較して、温度が低い場合には、冷媒流量を低減あるいは供給する冷媒の温度を高くする（ステップ１３０４）。こうして、試料台１００表面の試料８が載置される表面の温度が所望の温度分布となるように調節される。
【００７０】
なお、この試料台１００の冷媒による温度の調節は、試料８を載せる前でも載せた後のいずれでも可能である。
【００７１】
さらに、ステップ１３０１から１３０４と同様にして、第１、第２、第３の熱伝達領域１７、１８、１９に熱伝達用ガスを供給し、各領域での温度センサ２９、３０、３１からの出力と圧力調節弁３７、３８、３９とを用いて、圧力調節器３２、３３、３４が各領域内の熱伝達ガスの圧力になるように調節する（ステップ １３０５）。
【００７２】
温度センサ２９、３０、３１からの出力により、処理前の試料８が所望の温度の分布となっていることが確認されると、試料８の上方の処理室５００内にガスと電磁波を導入してプラズマを形成する（ステップ１３０６）。このプラズマが形成されたことが確認されると（ステップ１３０７）、第１の熱伝達領域１７の圧力を低くするように圧力調節器３２が圧力調節弁３７に指令を発信してこの弁の開度を小さくする（ステップ１３１１）。  また、第２の熱伝達領域１８の圧力をさらに低くするように圧力調節器３３が圧力調節弁３９、１５１及び排気ポンプ１５０へ司令を発信して、これらの動作を調節する（ステップ１３０８）。例えば、圧力調節弁３９の開度を小さくする、または、排気ポンプ１５０の出力を大きくし圧力調節弁１５１の開度を大きくして排気孔１０からの排気量速度が大きくされる。
【００７３】
このような動作により、第２の熱伝達領域１８内の圧力は、第１の熱伝達領域１７内の圧力よりも低くされ、また、第３の熱伝達領域１９内の圧力よりも低くされ、高度に減圧されることになり、この第２の熱伝達領域１８内の熱伝達率を極めて低くすることでこの領域上方の試料８の領域の温度が急速に高くなる。
【００７４】
次に、圧力調節器３３は、温度センサ３０からの出力を受けて第２の熱伝達領域１８の温度を検出し、予め定められた値よりもこの温度が高くなったことを検知すると、圧力調節弁３９、１５１、排気ポンプ１５０に司令を発信して第２の熱伝達領域１８内の圧力を調節し、この領域の温度を所望の目標となる温度に近くなるように調節する（ステップ１３０９）。例えば、圧力調節弁３９の開度を大きくする、または圧力調節弁１５１の開度を小さくする、あるいは排気ポンプ１５０の出力を小さくして、排気孔１０からの排気量速度を小さくすることで、第２の熱伝達領域１８内の圧力を高くする。この場合でも、第２の熱伝達領域１８内のガスの圧力は、第１、第３の熱伝達領域１７、１９内のガスの圧力よりも低く設定される（ステップ１３１０）。
【００７５】
この間、第３の熱伝達領域１９内のガスの圧力はほぼ同一となるように調節される。すなわち、第３の熱伝達領域１９の上方の試料８の領域では、３つの領域のうち最も外周側であって温度が最も低く調節される領域であり、試料８の温度の分布を定める一端となる領域である。図８に示すように試料８の温度は外周端において最も低くなるように、グラフに示す下向きの温度分布の傾きを有することが望ましい。この温度を実現するため、第３の熱伝達領域は試料台１００または試料８の半径方向について、もっとも小さな長さの領域となっている。また、本実施例において、試料８の温度の分布の定めるもう一方の端部となる領域は第１の熱伝達領域１７である。本実施例における試料台１００または試料８の温度の分布はこれら２つの領域における温度の調節によって、基本的に定まる。
【００７６】
これらの領域の間に配置される第２の熱伝達領域１８は、その上方に位置する試料８の領域の温度とその外周側に位置し隣接する第３の熱伝達領域１９の上方の試料８の領域において定められる最低の温度との間と、その内周側に位置し隣接する第１の熱伝達領域１７の上方の試料の領域における試料８の中央側の温度との間との各々で温度の変化の傾きを定める箇所である。すなわち、この第２の熱伝達領域１８における温度の調節により、図８、図１０に示す試料８の温度変化の変曲点を持たせ、試料８の中央部側のある半径方向の距離の位置までは試料表面の温度が略同一であり、その位置より外周部側では外周に近づくにつれて温度が減少し続けるという、理想的な温度分布により近い温度分布を試料８上に実現するものである。
【００７７】
なお、上記した実施例では、試料８の処理を行っている間に第２の熱伝達領域１８の温度があらかじめ定めた目標の温度の値よりも高くなってしまう程度の熱のプラズマから供給される例を示している。プラズマを行う処理の条件によっては、プラズマから熱が相対的に小さく処理を開始して第２の熱伝達領域１８内の圧力を高い真空度に維持してもこの領域１８内とこの上方の試料８の領域の温度が目標の温度の値に、処理を行っている間に、達しない場合もある。この場合の温度の変化を示したのが図１２である。
【００７８】
この場合には、第２の熱伝達領域１８の圧力を処理開始後ほぼ０KPaにしても、この第２の熱伝達領域１８の上方の位置、試料８の中心から１００ｍｍの位置において、処理の間に試料８の温度は目標となる温度に達していない。しかし、このような場合でも、温度の変化の傾き（温度増加の時間変化）は、供給される熱伝達用ガスの圧力を変化させていない熱伝達領域である１９と比べ、時間の変化に対する温度の変化の割合が大きく、理想的な試料の温度分布により近い温度の分布を実現できることを示している。
【００７９】
本実施例では、処理の最初期では試料の温度は所定の温度分布より低いため、まず、より高い真空度の状態にし熱伝達率を極めて低くして、第２の熱伝達領域１８上の試料８の領域内の位置の温度が所定の温度を超えるまで上昇させる。このようにして、最初期に所定の温度より低い状態、つまり反応生成物がつきやすい状態で試料の加工形状が太くなった分を逆に細らせることで、初期状態から所定温度を得られる場合と同程度の試料の最終加工形状を得ることができる。  
この構成により、処理時間の短い時でも所定の温度分布に近い分布が得られ、所定の温度分布になるまでの温度変化量も小さくすることができる。
【００８０】
以上の通り、本実施例によれば、試料台に温度勾配を形成することができるので、必要に応じて試料面内の温度分布を形成することができる。  
また、熱伝達用ガスの循環系が３つで一部高速排気手段を設けることで、試料面内で高精度な温度制御ができる。
【００８１】
さらに、３つの圧力調節器で３つの冷媒流路を独立に制御できるため、温度制御、流量制御、冷媒の種類を自由に組み合わせることが可能で、例えば流量制御のみだと冷媒の種類、冷媒温度固定のため、試料面内で温度差をつけるのに限界があり、使用可能な処理の種類もかぎられてくるが、本実施例によれば試料面内温度差を高くすることができる。
【００８２】
このような構成は、複数の試料８を連続して処理を行う場合に、試料台１００の温度が定常状態になるまで時間がかかってしまい、図９に示すように１〜２枚目の試料がそれ以降の試料に比べ温度が低いために、この問題をなくすのに有効である。エージング等の手法を用いて、試料処理前に入熱を加えて試料台の温度を定常状態にしておくことが多用されているが、熱伝達用ガス圧力を試料１〜２枚目のみ低く設定することで対応できる。
【００８３】
ただし、本実施例では３つの温度調節器を用いたものを示したが、３以上であっても、本実施例の考えをそのまま適用でき、温度調節器の数を増やせば増やすほど本実施例の目的である温度プロファイルをフィードバックする精度が良くなる。
【００８４】
また、試料台の温度分布は冷媒の溝形状や配置・本数、処理ガスの種類、処理圧力、排気系の位置等により影響を受けて形成される反応生成物の分布に応じて決める必要があり、上述の冷媒流路配置に限定されるものではない。
【００８５】
上述の実施例では、プラズマエッチング装置を例に説明したが、減圧雰囲気内で試料等の被処理物が加熱されながら処理される処理装置に広く適用することができる。例えば、プラズマを利用した処理装置としては、プラズマエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置、スパッタリング装置等が挙げられる。また、プラズマを利用しない処理装置としては、イオン注入、ＭＢＥ、蒸着、減圧ＣＶＤ等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施例を示すものであり、図５に示す試料台に供給されるガス及び冷媒の循環路の概略構成を示す模式図である。
【図２】図５に示す試料台の試料がその上に載置される面の形状を示す上面図である。
【図３】図５に示す試料台における静電吸着を行う構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】図６に係る処理室５０を備えるプラズマ処理装置の構成の概略を示す上面図である。
【図５】図６に示すプラズマ処理装置に用いられる試料台の構成の概略を拡大して示す縦断面図である。
【図６】本発明の第一の実施例に係るプラズマ処理装置の処理室の構成の概略を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施例において、処理後の試料における形状の分布を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例における、処理による試料の形状と、試料台の所望の温度分布、及び試料の中心からの位置の関係を示すグラフである。
【図９】複数の試料の処理を連続的に行った場合の試料の温度の推移を示すグラフである。
【図１０】図５に示す本発明の実施例による試料の温度の分布と、従来技術による温度の分布とを示すグラフである。
【図１１】図５に示す実施例による処理における、熱伝達ガスの圧力と試料の温度の時間変化を示すグラフである。
【図１２】図５に示す実施例による処理における、熱伝達ガスの圧力と試料の温度の時間変化を示すグラフである。
【図１３】図１１に示す処理の流れを示す流れ図である。
【符号の説明】
【００８７】
１・・・第１の冷媒流路、２・・・第２の冷媒流路、３・・・大気断熱層、４、５・・・温度調節器、６、７・・・熱伝達用ガス圧力貯留部、１００・・・試料台、８・・・試料、９・・・試料押し上げ機構、１０・・・排気孔、１１、１２、１３・・・熱伝達用ガス導入孔、１４、１５、１６・・・凸部（熱伝達用ガス分割シール）、１７・・・熱伝達用ガス領域１、１８・・・熱伝達用ガス領域２、１９・・・熱伝達用ガス領域３、２０、２１・・・試料吸着用導電性板、２２・・・吸着膜、２６・・・ロック室、２３・・・エッチング処理ユニット、２５・・・アッシング処理ユニット、２４・・・搬送用ユニット、２８・・・ロック室、２７・・・カセット、２９・・・温度センサ、３０・・・温度センサ、３１・・・温度センサ、３２、３３、３４・・・圧力調節器、３７・・・圧力調節弁、３８・・・圧力調節弁、３９・・・圧力調節弁、５０・・・処理室、５１・・・ステージ、５２・・・電磁波源、５３・・・プラズマ、５４・・・排気口、５５・・・処理ガス導入口、５６・・・コイル、５７・・・プレート、５８・・・貫通孔。  
【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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