(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中で被処理物を処理する真空処理装置において被処理物を載せて搬送されてトレーホルダーに載置される真空処理装置用トレーであって、
被処理物の被処理面とは反対側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部を有しているとともに、トレーホルダーに載置された際、前記閉空間内の圧力を被処理物の被処理面を臨む空間の真空圧力より高くするよう閉空間内に昇圧用ガスを導入するガス導入路を有しており、
前記閉空間内に昇圧用ガスが導入された際に前記被処理物が浮き上がらないように前記被処理物をトレーに押し付ける押し付け具を備えており、
前記被処理物を載置する側とは反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反対側凹部が形成されており、
前記ガス導入路は、トレーを厚さ方向に貫通するものであって前記閉空間用凹部と前記反対側凹部とをつないでいることを特徴とする真空処理装置用トレー。
【請求項２】
前記ガス導入路のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整器を備えていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置用トレー。
【請求項３】
請求項１又は２記載の真空処理装置用トレーが使用される真空処理装置であって、排気系によって真空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー内の所定位置に請求項１又は２記載の真空処理装置用トレーを保持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダーにはトレーを介して被処理物の温度を制御する温度制御機構が設けられているとともに、前記ガス導入路を通して前記閉空間に昇圧用ガスを導入する昇圧用ガス導入系が設けられていることを特徴とする真空処理装置。
【請求項４】
真空中で被処理物を処理する真空処理装置において被処理物を載せて搬送されてトレーホルダーに載置される真空処理装置用トレーであって、
被処理物の被処理面とは反対側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部を有しているとともに、トレーホルダーに載置された際、前記閉空間内の圧力を被処理物の被処理面を臨む空間の真空圧力より高くするよう閉空間内に昇圧用ガスを導入するガス導入路を有しており
表面に静電気を誘起して前記被処理物を静電吸着する電界を生じさせる吸着電極を内部に有しており、
前記被処理物を載置する側とは反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反対側凹部が形成されており、
前記ガス導入路は、トレーを厚さ方向に貫通するものであって前記閉空間用凹部と前記反対側凹部とをつないでいることを特徴とする真空処理装置用トレー。
【請求項５】
前記ガス導入路のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整器を備えていることを特徴とする請求項４記載の真空処理装置用トレー。
【請求項６】
前記吸着電極に導通ピンの一方の端が接続し、該導通ピンの他方の端が、トレーのトレーホルダーに載置される側の面から突出していることを特徴とする請求項４又は５記載の真空処理装置用トレー。
【請求項７】
請求項４乃至６いずれかに記載の真空処理装置用トレーが使用される真空処理装置であって、排気系によって真空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー内の所定位置に請求項４乃至６いずれかに記載の真空処理装置用トレーを保持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダーは、前記吸着電極に静電吸着用の電圧を供給する電圧供給部を有していることを特徴とする真空処理装置。
【請求項８】
前記トレーホルダーには、前記トレーを介して前記被処理物の温度を制御する温度制御機構が設けられていることを特徴とする請求項７記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、薄膜形成、表面改質又はドライエッチングのような真空中で処理を行う真空処理装置において、被処理物を載せる真空処理装置用トレー（以下、単にトレー）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種半導体部品や電子部品等の製造プロセスでは、被処理物上に微細な電子回路を形成するため、薄膜形成、表面改質、ドライエッチング等のような真空中で処理を行う真空処理装置が使用される。このような真空処理装置では、被処理物をトレーに載せて処理することがある。特に、複数の同一の被処理物を同時に処理したり、外形寸法の異なる複数の被処理物を同時に処理する場合、被処理物をトレーに載せて処理する構成が採用される。
【０００３】
このような真空処理装置では、処理中の被処理物の温度が処理に影響を与えることが多いため、処理中に被処理物の温度を制御する構成がしばしば採用される。具体的には、被処理物を載せたトレーを台状のホルダーに載置して保持させる。ホルダーは、内部にヒータが設けられたり、内部に冷媒を流通させたりすることで所定の温度に管理されるようになっており、トレーがホルダー上に載置されることで被処理物の温度が制御される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の真空処理装置では、被処理物が真空中にあるため、温度制御の精度や効率が悪いという欠点がある。即ち、温度管理されているホルダーに対してトレーが接触し、トレーに対して被処理物が接触することで被処理物が温度制御されるが、ホルダーに対するトレーの接触、トレーに対する被処理物の接触は充分ではなく、両者の間には微小な隙間が形成されるのが避けられない。この隙間は真空雰囲気であり、従って、この隙間を介した熱伝達量は大気中に比べて小さい。このため、ホルダーと被処理物との間の全体の熱伝達効率が悪く、結果として被処理物の温度制御の精度や効率が悪くなる。
【０００５】
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、トレーを使用して被処理物を搬送する機能を備えた真空処理装置において、被処理物の温度制御の精度や効率を飛躍的に向上させるという技術的意義を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、真空中で被処理物を処理する真空処理装置において被処理物を載せて搬送されてトレーホルダーに載置される真空処理装置用トレーであって、
被処理物の被処理面とは反対側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部を有しているとともに、トレーホルダーに載置された際、前記閉空間内の圧力を被処理物の被処理面を臨む空間の真空圧力より高くするよう閉空間内に昇圧用ガスを導入するガス導入路を有しており、
前記閉空間内に昇圧用ガスが導入された際に前記被処理物が浮き上がらないように前記被処理物をトレーに押し付ける押し付け具を備えており、
前記被処理物を載置する側とは反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反対側凹部が形成されており、
前記ガス導入路は、トレーを厚さ方向に貫通するものであって前記閉空間用凹部と前記反対側凹部とをつないでいるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、請求項１の構成において、前記ガス導入路のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整器を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の真空処理装置用トレーが使用される真空処理装置であって、排気系によって真空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー内の所定位置に請求項１又は２記載の真空処理装置用トレーを保持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダーにはトレーを介して被処理物の温度を制御する温度制御機構が設けられているとともに、前記ガス導入路を通して前記閉空間に昇圧用ガスを導入する昇圧用ガス導入系が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、真空中で被処理物を処理する真空処理装置において被処理物を載せて搬送されてトレーホルダーに載置される真空処理装置用トレーであって、
被処理物の被処理面とは反対側の面を臨む空間に閉空間を形成する閉空間用凹部を有しているとともに、トレーホルダーに載置された際、前記閉空間内の圧力を被処理物の被処理面を臨む空間の真空圧力より高くするよう閉空間内に昇圧用ガスを導入するガス導入路を有しており
表面に静電気を誘起して前記被処理物を静電吸着する電界を生じさせる吸着電極を内部に有しており、
前記ガス導入路は、前記被処理物を載置する側とは反対側の面には、昇圧用ガスを一旦溜める反対側凹部が形成されており、
前記ガス導入路は、トレーを厚さ方向に貫通するものであって前記閉空間用凹部と前記反対側凹部とをつないでいるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、請求項４の構成において、前記ガス導入路のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整器を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、請求項４又は５の構成において、前記吸着電極に導通ピンの一方の端が接続し、該導通ピンの他方の端が、トレーのトレーホルダーに載置される側の面から突出しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、請求項４乃至６のいずれかに記載の真空処理装置用トレーが使用される真空処理装置であって、排気系によって真空圧力に排気される処理チャンバーと、処理チャンバー内の所定位置に請求項４乃至６のいずれかに記載の真空処理装置用トレーを保持するトレーホルダーとを備えており、トレーホルダーは、前記吸着電極に静電吸着用の電圧を供給する電圧供給部を有しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項８記載の発明は、請求項７記載の構成において、前記トレーホルダーには、前記トレーを介して前記被処理物の温度を制御する温度制御機構が設けられているという構成を有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。まず、請求項１から３に対応した第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態のトレーの断面概略図、図２は、図１に示すトレーを上から見た平面概略図、図３は、図１に示すトレーを下から見た平面概略図である。尚、図１は、図２に示すＡ−Ａ’での断面概略図となっている。図１から図３に示すトレー１は、真空中で所定の処理が行われる被処理物９の搬送用に使用されるものであって、被処理物９を載せて搬送するようになっている。本実施形態では、被処理物９は、半導体ウェーハのような円板状となっている。尚、図２では、被処理物９の図示は省略されている。
【０００８】
図２及び図２から解るように、トレー１は、全体としては長方形の板状である。トレー１の材質は、被処理物９の処理に影響を与えないものとされる。例えば被処理物９がシリコンウェーハである場合、トレー１はシリコン、酸化シリコン等で形成される。もしくは、トレー１は、ステンレスやアルミニウムのような化学的に安定な金属で形成される場合もある。
【０００９】
トレー１の上面には、被処理物９の形状に合わせた平面視が円形の載置用凹部１１が四つ形成されている。各載置用凹部１１の直径は、被処理物９の直径より僅かに大きい程度であり、被処理物９は、各載置用凹部１１に落とし込まれた状態で載置される。四つの載置用凹部１１は全て同じ寸法であり、従って、本実施形態では、同一の形状寸法の四つの被処理物９を搬送するようになっている。尚、トレー１が異なる形状又は大きさの載置用凹部１１を有し、異なる形状又は大きさの被処理物９を搬送するようになっている場合もある。
また、図１に示すように、各載置用凹部１１の深さは、被処理物９の厚さよりも少し小さい。従って、被処理物９は、トレー１の上面から少し突出した状態で載置される。
【００１０】
図１に示すように、トレー１には、被処理物９を飛び出しや落下を防止するよう押し付ける押し付け具１２が設けられている。押し付け具１２は、載置用凹部１１に落とし込まれた被処理物９の周縁を覆う部材である。押し付け具１２は、ネジ１３によってトレー１に固定され、これによって被処理物９がトレー１に押し付けられている。尚、押し付け具１２の被処理物９の周縁を覆う部分には、被処理物９のトレー１からの突出に合わせた段差が形成されており、押し付け具１２は、トレー１に接触するとともに被処理物９の周縁に充分に接触するようになっている。尚、被処理面は、上記のように載置用凹部１１に落とし込まれて載置された状態の被処理物９の上側の面となっている。
【００１１】
本実施形態の大きな特徴点は、トレー１が、被処理物９の被処理面とは反対側の面（以下、単に反対側面）を臨む空間に閉空間が形成される形状となっている点である。具体的には、トレー１は、被処理物９とともに閉空間を形成する閉空間用凹部１４を有している。図１及び図２に示すように、閉空間用凹部１４は、載置用凹部１１の底面に形成された溝状のものとなっている。図２に示すように、閉空間用凹部１４は、各載置用凹部１１の中心から放射状に延びる溝状の部分と、各載置用凹部１１の中心と同心円周状の複数の溝状の部分とからなる形状である。図１に示すように被処理物９が載置用凹部１１に落とし込まれると、被処理物９は、閉空間用凹部１４を上側から塞いだ状態となり、被処理物９と閉空間用凹部１４によって被処理物９の反対側面に閉空間が形成される。
【００１２】
また、トレー１は、上記閉空間内の圧力を上昇させるためのガス（以下、昇圧用ガス）を導入するガス導入路１５を有している。ガス導入路１５は、図１及び図２に示すように、各載置用凹部１１に設けられた閉空間用凹部１４の中心においてトレー１をその厚さ方向に貫通させて形成されたものである。
【００１３】
一方、トレー１の被処理物９を載置する側を表面側とし、これとは反対側の面を裏面側とすると、裏面側には、図１及び図３に示すような凹部（以下、裏面側凹部）１６が形成されている。裏面側凹部１６の平面方向の形状は、図３に示すような中心対称状のものとなっている。即ち、裏面側凹部１６は、中央に設けたトレー１と相似形の小さな長方形の部分と、この小さな長方形の部分の外側に、トレー１の中心軸と中心が一致する方形の輪郭の複数の溝状の部分と、その中心において交差する十字状の溝状の部分とから成る形状である。尚、図３に示すように、上記ガス導入路１５は、裏面側凹部１６のうち、中心から二番目の方形の溝状の部分の各角に位置している。
【００１４】
次に、真空処理装置の発明の実施形態について説明する。図４は及び図５は、第一の実施形態の真空処理装置の概略構成を示す図であり、図４は平面図、図５は図４のＢ−Ｂ’における断面図である。本実施形態の装置は、クラスターツール型のチャンバーレイアウトを採用した装置となっている。即ち、図１に示すように、内部に搬送ロボット２１が設けられた搬送チャンバー２が中央にあり、その周囲にロードロックチャンバー３及び複数の処理チャンバー４，５，６がゲートバルブ７を介して気密に接続されている。尚、搬送チャンバー２、ロードロックチャンバー３及び各処理チャンバー４，５，６は、真空チャンバーであり、排気系（図４中不図示）を備えている。
【００１５】
本実施形態装置は、大気側でトレー１に未処理の被処理物９を載せる不図示の搭載エリア及びトレー１から処理済みを被処理物９を回収する不図示の回収エリアを有している。搭載エリアは、手動又はロボット等を使用して自動で未処理の被処理物９をトレー１に載せるようになっている。回収エリアも、同様に、手動又はロボット等を使用して自動で処理済みの被処理物９をトレー１から回収するようになっている。
搬送チャンバー２内の搬送ロボット２１としては、本実施形態では、多関節ロボットが使用されている。搬送ロボット２１は、多関節アームの先端にトレー１を載せて保持し、多関節アームの伸縮、垂直な軸周りの回転、上下運動を行ってトレー１を移動させるようになっている。
【００１６】
ロードロックチャンバー３は、大気側と搬送チャンバー２との間をトレー１が移動する際にトレー１が一時的に滞留するチャンバーである。ロードロックチャンバー３内には、複数のトレー１を一時的に収容するカセットが設けられる場合がある。また、上述した搭載エリア及び回収エリアとロードロックチャンバーとの間でトレー１の移動を行う不図示のオートローダが設けられている。オートローダは、搬送ロボット２１と同様の多関節ロボットである。
【００１７】
各処理チャンバー４，５，６の構成は、被処理物９に対して行う処理の内容に応じて最適化される。本実施形態の装置は、レジストで形成された回路パターンをマスクとしてエッチングを行う装置となっている。即ち、処理チャンバーの一つ４は、エッチングチャンバーとなっている。
エッチングチャンバー４は、フッ素系ガスのプラズマにより被処理物９の被処理面をエッチングするようになっている。具体的には、エッチングチャンバー４は、図５に示すように、内部を排気する排気系４１と、四フッ化炭素（ＣＦ４）のようなフッ素系ガスをプロセスガスとして導入するプロセスガス導入系４２と、導入されたガスに高周波放電を生じさせてプラズマを形成する高周波電極４３と、高周波電極に高周波電力を供給する高周波電源４４と、エッチングチャンバー４内の所定位置にトレー１を保持するトレーホルダー４５等を備えている。
【００１８】
高周波放電により形成されたフッ素系ガスのプラズマ中では、フッ素活性種やフッ素イオンが盛んに形成され、このフッ素活性種やフッ素イオンが被処理物９の被処理面に到達することにより、処理面の酸化シリコンなどの材料がエッチングされる。尚、電界を設定して被処理面にイオンを加速して入射させながらエッチングする反応性イオンエッチングが行われることもある。
【００１９】
また、エッチングチャンバー４には、処理中の被処理物９の温度を制御する温度制御機構（図５中不図示）が設けられている。温度制御機構は、トレーホルダー４５の温度を管理することにより被処理物９の温度を制御するようになっている。図６を使用して、温度制御機構について説明する。図６は、図４及び図５に示すエッチングチャンバー４内に設けられたトレーホルダー４５の詳細を示す断面概略図である。
【００２０】
図６に示すように、温度制御機構４６は、ジュール熱を発生させてトレーホルダー４５を加熱するようトレーホルダー４５内に設けられたヒータ４６１と、トレーホルダー４５内の空洞に冷媒を流通させてトレーホルダー４５を冷却する冷媒流通系４６２と、トレーホルダー４５の温度を計測する不図示の温度センサと、温度センサからの信号によりヒータ４６１及び冷媒流通系４６２を制御する不図示の制御部等から構成されている。制御部は、温度センサからの信号により、ヒータ４６１に供給する電力を制御したり、冷媒の流通量又は冷媒の温度を制御したりすることで、トレーホルダー４５の温度を所定の温度に管理するようになっている。
【００２１】
また、トレー１は、搬送ロボット２１によりトレーホルダー４５の中心軸とトレー１の中心軸とが一致した状態でトレーホルダー４５に載置されるようになっている。そして、図５及び示すように、トレーホルダー４５に載置されたトレー１をトレーホルダー４５に押し付けるためのクランプ機構４７が設けられている。クランプ機構４７は、押し付け具１２の部分に先端が接触するフック４７１と、フック４７１を駆動させるフック駆動部４７２とから主に構成されている。フック４７１は、エッチングチャンバー４の底板部の開口に挿通されている。フックの挿通部分からのリークがないよう、ベローズが設けられている。
【００２２】
図４〜図６に示す本実施形態の装置の大きな特徴点は、上述したようにトレー１内に形成される閉空間に昇圧用ガスを導入する昇圧用ガス導入系４８が設けられている点である。昇圧用ガス導入系４８は、上述したトレーホルダー４５内を経由して昇圧用ガスを導入するようになっている。以下、この点を具体的に説明する。
【００２３】
図６に示すように、トレーホルダー４５には、中心軸に沿って垂直に延びる貫通孔４５１が設けられている。昇圧用ガス導入系４８は、昇圧用ガスを溜めたボンベ４８０と、ボンベ４８０とトレーホルダー４５の貫通孔４５１とをつなぐ配管４８１と、配管４８１上に設けられたバルブ２８２や流量調整器４８３等から主に構成されている。昇圧用ガス導入系４８は、昇圧用ガスとしてヘリウムを導入するようになっている。
【００２４】
次に、図６を使用して、上記トレー１及び昇圧用ガス導入系４８の作用について説明する。図６に示すように、被処理物９を搭載したトレー１がトレーホルダー４５に載置された後、フック駆動部４７２が動作してフック４７１が押し付け具１２に接触してトレー１をトレーホルダー４５に押し付ける。次に、昇圧用ガス導入系４８が動作し、昇圧用ガスとしてヘリウムを導入する。昇圧用ガスは、トレーホルダー４５内の貫通孔４５１を通してまずトレーホルダー４５とトレー１との間の空間、即ちトレー１の裏面側凹部１６内に溜まる。この結果、裏面側凹部１６内の空間の圧力が上昇する。
【００２５】
裏面側凹部１６内に溜まった昇圧用ガスは、トレー１に設けられたガス導入路１５を通って上昇し、トレー１と被処理物９の間の空間、即ち閉空間に達してこの閉空間の圧力を上昇させる。
裏面側凹部１６内の空間の圧力及び閉空間の圧力が上昇する結果、トレーホルダー４５とトレー１との間の熱伝達効率及びトレー１と被処理物９との間の熱伝達効率が向上する。この結果、トレーホルダー４５と被処理物９との間の熱交換の効率が高まり、前述した温度制御機構４６による被処理物９の温度制御の精度や効率が向上する。
【００２６】
また、本実施形態のトレー１は、昇圧用ガス導入路１５のコンダクタンスを調整するコンダクタンス調整器１７を備えている。以下、この点を説明する。
図７は、コンダクタンス調整器１７の構成を説明する平面図である。コンダクタンス調整器１７は、図６及び図７に示すように、トレー１の反対側面に形成されたガス導入路１５の入り口を部分的に塞ぐ板状の部材で構成されている。コンダクタンス調整器１７は、トレー１に対してネジ止めされている。コンダクタンス調整器１７は、細長い開口１７０を有し、この開口１７０にネジ１７１が挿通され、このネジがトレー１にねじ込まれている。
【００２７】
コンダクタンスを調整する場合、ネジ１７１をゆるめて、コンダクタンス調整器１７を開口の長さ方向に移動させる。これにより、コンダクタンス調整器１７によるガス導入路１５を塞ぎ量が多くなったり少なくなったりする。適当な位置にコンダクタンス調整器１７を位置させた後、ネジ１７１をトレー１にねじ込んで固定する。
【００２８】
上述したようなコンダクタンスの調整は、以下のような技術的意義を有する。上述したように、本実施形態では、昇圧用ガスが導入される空間は閉空間であり、昇圧用ガスは、トレー１と被処理物９との間に閉じ込められた状態となる。つまり、閉空間とは、昇圧用ガスが導入される導入孔を除いて実質的に閉じた空間という意味である。
【００２９】
ここで、昇圧用ガスの導入量が多くなると、閉空間内の圧力が上昇する。被処理物９は、上述したように、押し付け具１２によってトレー１に押し付けられているが、閉空間の圧力が高くなると、トレー１から浮き上がってしまう恐れがある。被処理物９がトレー１から浮き上がると、昇圧用ガスが閉空間から漏れ出てしまう。漏れ出た昇圧用ガスが、被処理物９の被処理面を臨む空間に達すると、処理の品質に影響を与える場合がある。但し、昇圧用ガスの導入量が不足すると、トレー１と被処理物９との間の熱交換を促進する効果が充分に得られなくなってしまう。
【００３０】
そこで、本実施形態では、昇圧用ガスの導入量が最適なものになるよう、ガス導入路１５のコンダクタンスをコンダクタンス調整器１７によって調整している。尚、閉空間への昇圧用ガスの導入量は、昇圧用ガス導入系４８が備える流量調整器４８３によっても調整可能である。しかしながら、流量調整器４８３による調整のみでは、以下のような二つの問題がある。
【００３１】
一つめの問題は、流量調整器４８３による調整のみでは、閉空間内の圧力を細かく調節するのが困難であるということである。二つめの問題は、トレーホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力の調節の必要性の点である。即ち、トレーホルダー４５とトレー１との間の熱交換を充分に促進する必要上から、トレーホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力も充分に上昇させる必要があるが、あまり上昇させると、押し付け具１２による圧力に拘わらずトレー１がトレーホルダー４５から浮き上がってしまう問題がある。このため、トレーホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力が限度以上に上昇しないようにすることが好ましい。
【００３２】
流量調整器４８３の流量調整によって閉空間の圧力を調節すると、トレーホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力が最適値からずれてしまうことがある。従って、トレーホルダー４５とトレー１との間の空間の圧力は流量調整器４８３の流量調整によって調節し、閉空間の圧力調節はコンダクタンス調整器１７によることが好ましい。
【００３３】
尚、コンダクタンス調整器１７としては、前述したような手動により位置が変更される板状部材の他、自動的に変位する部材を設けても良い。例えば、ガス導入路１５を部分的に閉鎖する閉鎖部材に対し、エアシリンダのような直線駆動源を接続する。直線駆動源によって閉鎖部材を変位させ、コンダクタンスを調整する。直線駆動源の他、サーボモータのような回転駆動源とその回転を直線運動に変換する機構との組み合わせを採用しても良い。
【００３４】
また、被処理物９への処理を汚損しないという観点から、昇圧用ガスは閉空間に封じ込められて漏れ出ないようにすることが好ましい。但し、漏れ出る量が微量であれば処理の品質に影響が無い場合があり、影響が無い範囲内の量で昇圧用ガスで導入すれば良い。
【００３５】
また、図４に示す他の処理チャンバーの一つ５は、例えばエッチング後にレジストをアッシングして除去するアッシングチャンバーとして構成される。また、さらに別の処理チャンバー６は、例えばアッシング後に被処理物９を洗浄してレジストの残渣を除去する洗浄チャンバーとして構成される。
【００３６】
次に、本実施形態の装置の全体の動作について説明する。
未処理の被処理物９は、不図示の搭載エリアにおいてトレー１に搭載される。被処理物９が搭載されたトレー１は、不図示のオートローダによってロードロックチャンバーに移動する。次に、搬送ロボットによってトレー１がエッチングチャンバー４に移動し、被処理物９がエッチングチャンバー４に搬送される。エッチングチャンバー４内は、排気系４１によって予め所定の圧力まで排気されている。
【００３７】
トレー１がトレーホルダー４５上に載置されると、昇圧用ガス導入系４８が動作し、前述したようにトレー１と被処理物９との間の閉空間に昇圧用ガスが導入される。尚、トレーホルダー４５には、昇降ピンのようなトレー１をトレーホルダー４５に受け渡す受け渡し機構が設けられることがある。トレーホルダー４５に設けられた温度制御機構４６が予め動作しており、トレーホルダー４５の温度は所定の値になるよう管理されている。昇圧用ガスによって熱交換効率が高まり、温度制御機構４６により精度良く被処理物９の温度が制御される。
この状態で、プロセスガス導入系４２が動作し、フッ素系ガスが所定の流量で導入される。そして、高周波電源４４が動作してフッ素系ガスのプラズマが形成される。プラズマの作用により、被処理物９の被処理面がエッチングされる。
【００３８】
温度制御の例について、少し詳しく説明する。エッチングは、ある程度の高温の方が効率良く進行するので、エッチング開始の際に被処理物９をヒータ４６１によって室温より高い温度（設定温度）に制御する。エッチング開始後、プラズマからの熱によって被処理物９が設定温度以上に加熱され、ヒータ４６１の制御のみでは不充分な場合、冷却機構によって被処理物９を設定温度に冷却する。
【００３９】
このようなエッチングを所定時間行った後、高周波電源４４、プロセスガス導入系４２及び昇圧用ガス導入系４８の動作を停止し、エッチングチャンバー４内を再度排気した後、トレー１をエッチングチャンバー４から取り出す。その後、必要に応じて、アッシングや洗浄等の処理を行った後、トレー１をロードロックチャンバー３を経由して回収エリアに移動させる。そして、トレー１から処理済みの被処理物９を回収する。
【００４０】
上記構成及び動作に係る本実施形態の装置によれば、上述したように温度制御機構４６による被処理物９の温度制御の精度が向上するので、被処理物９の温度が処理中に最適な温度に維持され、処理の品質が向上する。また、温度制御の効率も良いので、ランニングコストの点でも有利である。
【００４１】
次に、請求項４から８に対応した第二の実施形態について説明する。図８は、第二の実施形態のトレー及び第二の実施形態の真空処理装置が備えるトレーホルダーの断面概略図である。
【００４２】
図８に示すトレー１の大きな特徴点は、表面に静電気を誘起して被処理物９を静電吸着する電界を生じさせる吸着電極１８を内部に有している点である。吸着電極１８は、トレー１と相似形の板状の部材であり、トレー１より少し大きさが小さい。吸着電極１８は、トレー１の面方向（即ち、載置される被処理物９の面方向）と平行になるよう、トレー１内に埋設されている。吸着電極１８には、ガス導入路１５を構成する貫通孔が形成されている。また、トレー１は、酸化シリコン又はアルミナのような誘電体で形成されている。
また、トレー１の反対側面を貫通させて二つの導通ピン１９がトレー１に固定されている。二つの導通ピン１９の上端は吸着電極１８に接続され、下端はトレー１の反対側面から下方に突出している。尚、二つの導通ピン１９は、吸着電極１８のほぼ中央の位置で吸着電極１８に接続されている。
【００４３】
図９は、図８に示す導通ピン１９の詳細な構造を示す断面図である。図９に示すように、導通ピン１９は、中空のピン本体１９１と、ピン本体１９１から下方に突出する先端具１９２と、ピン本体１９１内に設けられたコイルスプリング１９３とから成っている。ピン本体１９１、先端具１９２、コイルスプリング１９３は、全て金属製である。
【００４４】
図８ではトレーホルダー４５のみが描かれているが、他の構成は、前述した第一の実施形態の装置と同様に構成できる。本実施形態の真空処理装置の特徴点は、トレーホルダー４５が、トレー１内の吸着電極１８に静電吸着用の電圧を供給する電圧供給部を有している点である。電圧供給部は、具体的には、トレー１がトレーホルダー４５に保持された際に導通ピン１９に接触する導体ロッド４５２となっている。
【００４５】
導体ロッド４５２は、トレーホルダー４５を上下に貫通して設けられている。導体ロッド４５２は円筒状であり、トレーホルダー４５の中心に設けられた貫通孔４５１と同軸となっている。
導体ロッド４５２には、吸着電源４９が接続されている。吸着電源４９としては、正又は負の直流電源が使用されている。トレー１がトレーホルダー４５に正しく載置されると、導体ロッド４５２の先端に導通ピン１９が接触する。尚、この際、図８に先端具１９２は、コイルスプリング１９３を圧縮するよう作用する。即ち、コイルスプリング１９３は、先端具１９２の導体ロッド４５２への衝突を吸収するよう作用する。
【００４６】
導通ピン１９が導体ロッド４５２に接触した状態で吸着電源４９が動作すると、静電吸着用の電圧が導体ロッド４５２及び導通ピン１９を介して吸着電極１８に与えられる。この結果、トレーホルダー４５に誘電分極が生じて表面に静電気が誘起され、被処理物９がトレー１に静電吸着される。尚、導体ロッド４５２の周囲は不図示の絶縁材で覆われており、導体ロッド４５２に与えられる電圧がトレーホルダー４５に伝わらないようになっている。
【００４７】
被処理物９がトレー１に静電吸着されると、トレー１に対する被処理物９の密着性が向上する。この結果、被処理物９とトレー１との間の熱伝達効率がさらに高まり、温度制御の精度や効率がさらに向上する。また、被処理物９のトレー１に対する押し付け圧力も高まるので、閉空間内の圧力をより高くしても、被処理物９がトレー１から浮き上がることがない。このため、閉空間内の圧力をより高くし、さらに熱伝達効率を向上させることができる。
【００４８】
押し付け具１２による圧力を高くしても良いが、押し付け具１２による圧力は、被処理物９に対して局所的に作用するため、被処理物９の温度分布が不均一になる問題がある。また、あまり押し付け具１２による圧力を高くすると、被処理物９に無理な力が加わり、被処理物９の破損等の問題が生じる恐れがある。被処理物９を静電吸着する構成では、このような問題はなく、図８に示すように、押し付け具１２を使用しなくても良い。
【００４９】
尚、被処理物９をトレー１に対して静電吸着する構成は、トレー１を介して被処理物９の温度制御を行う場合以外にも、処理中の被処理物９の位置ずれが防止できる等の技術的意義がある。
また、トレー１内部に電池式の吸着電源４９を設けることで、トレー１がトレーホルダー４５に載置されていない状態でも被処理物９をトレー１に静電吸着することが可能である。この場合、トレー１が搬送ロボット等により移動している際にも被処理物９を静電吸着することができ、被処理物９の搬送中の位置ずれ防止やトレー１からの落下防止に役立つ。
【００５０】
本実施形態では、吸着電極１８が一つ即ち単極式の構成であったが、一対の吸着電極を使用した双極式の構成でも良い。一対の吸着電極には、互いに極性の異なる電圧が印加される。また、被処理物９を臨む空間にプラズマが形成される場合、吸着電極に高周波電圧を印加しても被処理物９の静電吸着は可能である。
尚、本実施形態では、トレー１全体が誘電体製であったが、少なくとも被処理物９が載置される面が誘電体であれば足りる。従って、例えば吸着電極１８から上側の部分のみを誘電体製にしても良い。
また、本実施形態では、電圧供給部は、吸着電極１８と外部の吸着電源４９とをつなぐ導通部材であったが、トレーホルダー４５内に電源を設けてこれを電圧供給部としても良い。
【００５１】
次に、第三の実施形態のトレーについて説明する。図１０は、第三の実施形態のトレーを上から見た平面概略図である。
第三の実施形態のトレーは、閉空間用凹部１４の形状が前述した各実施形態とは異なっている。即ち、図１０に示す実施形態における閉空間用凹部１４は、小さな円柱状の部分を均等に多数残して載置用凹部１１を掘り下げたような形状となっている。また、トレー１の周縁の部分は閉空間用凹部１４となっておらず、凸部が周状に延びている。この凸部は、小さな円柱状の部分と上面の高さがほぼ同じである。この実施形態でも、ガス導入路１５の開口は、載置用凹部１１の中心に位置している。この実施形態のトレー１によっても、閉空間の圧力の上昇にり、被処理物９の温度制御の精度や効率を向上させることができる。
【００５２】
上述した閉空間用凹部１４やガス導入路１５の各構成は、いずれも閉空間への昇圧用ガスの導入量を均一にして被処理物９の温度を均一にする技術的意義がある。このような構成は、前述した以外にも多く考えられる。
まず、ガス導入路１５が一つである場合は、その出口は載置用凹部１１の中央に位置することになるが、ガス導入路１５が複数ある場合、それらの出口は、載置用凹部１１の中心に対して対称で互いに等間隔に配置することが好ましい。また、閉空間用凹部１４の形状についても、中心対称の形状に限らず、溝状のものを平行に等間隔に並べた形状や格子状の溝から成る形状等を採用することができる。
【００５３】
尚、閉空間は、被被処物９の被処理面とは反対側に形成されるが、完全に反対である必要はない。被処理面の処理に影響が無い範囲内で反対側という意味である。さらに、閉空間はガス導入路１５以外の部分で開口が無いことが好ましいが、開口があっても、そこから漏れ出る昇圧用ガスが処理に影響が無いのであれば、そのような構成でも良い。
【００５４】
上記各実施形態では、エッチングを真空処理の例として採り上げたが、スパッタリングや化学蒸着（ＣＶＤ）等の成膜処理、表面酸化や表面窒化等の表面改質処理についても、同様に実施可能である。
また、被処理物９としては半導体ウェーハが想定されたが、液晶ディスプレイ用の基板やプラズマディスプレイ用の基板、ハードディスク等の情報記録媒体用の基板、磁気センサ等の電子デバイス用の基体等、各種のものを被処理物９とすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１記載の発明によれば、被処理物とトレーとの間の閉空間内の圧力が上昇するので、トレーを介した被処理物の温度制御の精度や効率が向上する。その上、閉空間に昇圧用ガスが導入された際に被処理物が浮き上がらないように押し付け具によりトレーに押し付けられる。従って、トレーと被処理物との間の熱伝達が不充分となったり、閉空間から昇圧用ガスが漏れ出る問題が生じない。さらに、トレーホルダーにトレーが保持された際、被処理物を載置する側とは反対側の反対側凹部内に昇圧用ガスが一旦溜められるので、保持部材とトレーとの間の熱伝達効率も向上するという効果が得られる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、ガス導入路のコンダクタンスがコンダクタンス調整器により調整されるので、被処理物の浮き上がりを防止するとともに充分な熱伝達効率向上作用が得られる量のガスを容易に導入できる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記請求項１又は２の発明の効果を得ながら、被処理物を処理することができる。
また、請求項４記載の発明によれば、被処理物とトレーとの間の閉空間内の圧力が上昇するので、トレーを介した被処理物の温度制御の精度や効率が向上する。また、被処理物をトレーに静電吸着することが可能になるので、被処理物の位置ずれを防止したり、被処理物のトレーに対する接触性をさらに向上させたりすることが可能となるのに加え、トレーと被処理物との間の熱伝達が不充分となったり、閉空間から昇圧用ガスが漏れ出る問題が生じない。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、ガス導入路のコンダクタンスがコンダクタンス調整器により調整されるので、被処理物の浮き上がりを防止するとともに充分な熱伝達効率向上作用が得られる量のガスを容易に導入できる。
また、請求項６記載の発明によれば、トレーの吸着電極に静電吸着用の電圧を与えるのにより好ましい。
また、請求項７記載の発明によれば、上記請求項４乃至６いずれかの発明の効果を得ながら、被処理物を処理することができる。
また、請求項８記載の発明によれば、上記効果に加え、被処理物の温度制御の精度や効率をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態のトレーの断面概略図である。
【図２】図１に示すトレーを上から見た平面概略図である。
【図３】図１に示すトレーを下から見た平面概略図である。
【図４】第一の実施形態の真空処理装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図６】図４及び図５に示すエッチングチャンバー４内に設けられたトレーホルダー４５の詳細を示す断面概略図である。
【図７】コンダクタンス調整器１７の構成を説明する平面図である。
【図８】第二の実施形態のトレー及び第二の実施形態の真空処理装置が備えるトレーホルダーの断面概略図である。
【図９】図８に示す導通ピン１９の詳細な構造を示す断面図である。
【図１０】第三の実施形態のトレーを上から見た平面概略図である。
【符号の説明】
１  トレー
１１  載置用凹部
１２  押し付け具
１４  閉空間用凹部
１５  ガス導入路
１６  裏面側凹部
１７  コンダクタンス調整器
１８  吸着電極
２  搬送チャンバー
３  ロードロックチャンバー
４  処理チャンバー
４１  排気系
４２  プロセスガス導入系
４３  高周波電極
４４  高周波電源
４５  トレーホルダー
４５２  導体ロッド
４６  温度制御機構
４６１  ヒータ
４６２  冷媒流通系
４７  クランプ機構
４８  昇圧用ガス導入系
４９  吸着電源
【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】
0004414072.tif 000008
【図８】
0004414072.tif 000009
【図９】
0004414072.tif 000010
【図１０】
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