(57)【要約】【課題】静電吸着用電極及び配線の構造を複雑にすることなく、基板を所望の温度に制御することができる基板の載置構造及びプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】静電吸着板１０と基板トレイ２０からなり、基板トレイ２０は、内側に基板Ｗを収容する貫通孔２１と、貫通孔２１の縁部分の下面の３箇所から下方側かつ貫通孔２１の中心側に突設され、基板Ｗを上面に支持する突出部２２とを有し、静電吸着板１０は、平坦な表面と、突出部２２に対応して形成され、突出部２２を収容する収容穴１１と、基板トレイ２０を昇降するピンが貫通するピン穴１２と、内部に設けられた基板Ｗを静電吸着する電極とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を載置して搬送する基板トレイと、前記複数の基板と共に前記基板トレイを載置する静電吸着板からなり、
前記基板トレイは、内側に前記基板を各々収容する複数の貫通孔と、前記貫通孔の縁部分の下面の少なくとも３箇所から下方側かつ前記貫通孔の中心側に突設され、前記基板を上面に支持する突出部とを有し、
前記静電吸着板は、平坦な表面と、前記突出部に対応して前記表面に形成され、前記突出部を収容する複数の収容穴と、前記基板トレイを昇降するピンが貫通する少なくとも３つのピン穴と、内部に設けられた前記基板を静電吸着する電極とを有し、
前記基板トレイを前記静電吸着板上に載置すると、前記突出部を前記収容穴に収容して、前記複数の基板及び前記基板トレイを前記静電吸着板の前記表面に直接載置することを特徴とする基板の載置構造。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の載置構造において、
前記突出部の前記上面を、前記基板トレイの下面より低くしたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の基板の載置構造において、
前記収容穴を、前記静電吸着板を貫通する穴としたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の基板の載置構造において、
前記ピン穴を、一部の前記収容穴と兼用としたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項５】
請求項４に記載の基板の載置構造において、
前記ピンの上端に、前記突出部の下部の形状に対応した保持部を設けたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の基板の載置構造において、
前記基板トレイの厚さを前記基板の厚さより大きくすると共に、前記貫通孔の前記縁部分の厚さを前記基板の厚さ以下としたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項７】
請求項６に記載の基板の載置構造において、
前記貫通孔の周囲の前記基板トレイの上面に、前記貫通孔の前記縁部分に向かって傾斜する傾斜面を設けたことを特徴とする基板の載置構造。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の基板の載置構造を備え、
前記静電吸着板を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板にプラズマ処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板トレイを用いた基板の載置構造及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
広い面積（例えば、３００ｍｍ径などの大径の基板）をプラズマ処理可能なプラズマ処理装置において、小径の基板（例えば、５０ｍｍ径などの基板）の表面をプラズマ処理する場合、基板の搬送用に基板トレイの使用が必要である。例えば、特許文献１においては、基板トレイの複数の貫通孔に小径の基板を各々搭載し、その状態で、基板トレイをプラズマ処理装置内の静電吸着板上に搬送している。特許文献１においては、静電吸着板表面から凸設した島状の基板載置部を設けており、この基板載置部に基板を静電吸着させて、所望のプロセスを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７８１４４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
静電吸着用の電極には、単極のものと双極のものがある。特許文献１のように、基板を載置する複数の基板載置部を静電吸着板表面から凸設して島状に形成した場合には、各々の基板載置部に静電吸着用電極を設ける必要がある。ここで、図８、図９を参照して、従来の基板の載置構造の問題点を説明する。なお、図８は、単極の静電吸着用電極を有する静電吸着板の構造を示す概略図であり、図９は、双極の静電吸着用電極を有する静電吸着板の構造を示す概略図である。
【０００５】
例えば、静電吸着用電極が単極の場合には、図８に示すように、静電吸着板５０の表面に凸設した円柱状の基板載置部５１において、各々の基板載置部５１の内部に円形状の電極５３を設け、配線５４を介して、各電極５３を給電端子５５と接続している。なお、符号５２はリフトピンが挿通するピン穴である。又、静電吸着用電極が双極の場合には、図９に示すように、各々の基板載置部５１の内部に電極５６ａ及び電極５６ｂを設けているが、電極５６ａ、電極５６ｂ同士が互いにくし歯状となるように配設されている。電極５６ａ、電極５６ｂは、各々、配線５７ａ、配線５７ｂを介して、給電端子５８ａ、給電端子５８ｂと接続している。
【０００６】
図８、図９に示すように、基板載置部を島状に加工したり、若しくは、基板載置部の周囲に溝を設けたりする場合には、単極の場合であっても、双極の場合であっても、静電吸着用電極は各基板載置部の内部に各々独立して設けられるため、静電吸着用電極が基板載置部毎に分割された構造となり、給電端子との接続のためには、静電吸着用電極の下方側に配線を設ける必要があった。そのため、静電吸着用電極のみならず、その配線の構造も複雑となり、その製造が難しくなり、装置コストが増加する要因となっていた。
【０００７】
一方、基板の載置構造として、島状の基板載置部を形成せず、表面全面を平面とする場合には、基板温度の制御が難しい問題がある。ここで、図１０、図１１を参照して、この基板の載置構造の問題点を説明する。
【０００８】
基板の載置構造として、島状の基板載置部を形成せず、表面全面を平面とする場合、つまり、載置板６０の表面を平面とする場合、その表面に載置する基板トレイ６５の下面も平面とする必要がある。そして、基板トレイ６５は、特許文献１に示す基板トレイとは異なり、貫通孔ではなく、座繰り６６を設けており、この座繰り６６の上面に基板Ｗを載置して、基板Ｗがずれないようにしている。なお、符号６１ａは、リフトピン６１の当たり位置を示している。このように、基板Ｗと載置板６０との間に、基板トレイ６５の座繰り６６が存在するため、基板Ｗを静電吸着することができず、載置板６０に静電吸着用電極を設ける意味がない。
【０００９】
そして、基板Ｗ及び基板トレイ６５を載置板６０に載置する際には、複数の基板Ｗを載置した基板トレイ６５を、搬送ロボットのロボットアーム（図示省略）を用いて、載置板６０の上方へ搬送し、ロボットアームと連携して動作する複数のリフトピン６１を上昇させることにより、載置板６０を複数のリフトピン６１で保持させ、その後、リフトピン６１を下降させて、ピン穴６２の内部にリフトピン６１を収容すると、基板Ｗと共に基板トレイ６５が載置板６０の表面上に載置されることになる。
【００１０】
このような基板の載置構造の場合、基板Ｗの温度は、プラズマ処理装置で生成されるプラズマからの入熱と基板トレイ６５への伝熱とのバランスにより決まる。そして、基板トレイ６５の温度も、プラズマからの入熱と載置板６０への伝熱のバランスにより決まる。このように、基板Ｗ側から載置板６０側へは、二段階の伝熱が必要であり、しかも、静電吸着されていないため、単に接触による伝熱となる。その結果、基板Ｗの温度は、プラズマからの入熱のみに左右されて、基板Ｗを所望の温度に制御できないという問題があった。
【００１１】
従来の基板の載置構造において、図８、図９に示したように、静電吸着板上に島状の基板載置部などを形成した場合には、静電吸着用電極及び配線の構造が複雑となり、その製造が難しくなり、装置コストが増加する要因となっていた。一方、図１０、図１１に示したように、載置板の表面を平面とした場合には、基板を所望の温度に制御できないという問題があった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、静電吸着用電極及び配線の構造を複雑にすることなく、基板を所望の温度に制御することができる基板の載置構造及びプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する第１の発明に係る基板の載置構造は、
複数の基板を載置して搬送する基板トレイと、前記複数の基板と共に前記基板トレイを載置する静電吸着板からなり、
前記基板トレイは、内側に前記基板を各々収容する複数の貫通孔と、前記貫通孔の縁部分の下面の少なくとも３箇所から下方側かつ前記貫通孔の中心側に突設され、前記基板を上面に支持する突出部とを有し、
前記静電吸着板は、平坦な表面と、前記突出部に対応して前記表面に形成され、前記突出部を収容する複数の収容穴と、前記基板トレイを昇降するピンが貫通する少なくとも３つのピン穴と、内部に設けられた前記基板を静電吸着する電極とを有し、
前記基板トレイを前記静電吸着板上に載置すると、前記突出部を前記収容穴に収容して、前記複数の基板及び前記基板トレイを前記静電吸着板の前記表面に直接載置することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する第２の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１の発明に記載の基板の載置構造において、
前記突出部の前記上面を、前記基板トレイの下面より低くしたことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する第３の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１又は第２の発明に記載の基板の載置構造において、
前記収容穴を、前記静電吸着板を貫通する穴としたことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する第４の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載の基板の載置構造において、
前記ピン穴を、一部の前記収容穴と兼用としたことを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する第５の発明に係る基板の載置構造は、
上記第４の発明に記載の基板の載置構造において、
前記ピンの上端に、前記突出部の下部の形状に対応した保持部を設けたことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する第６の発明に係る基板の載置構造は、
上記第１〜第５のいずれか１つの発明に記載の基板の載置構造において、
前記基板トレイの厚さを前記基板の厚さより大きくすると共に、前記貫通孔の前記縁部分の厚さを前記基板の厚さ以下としたことを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する第７の発明に係る基板の載置構造は、
上記第６の発明に記載の基板の載置構造において、
前記貫通孔の周囲の前記基板トレイの上面に、前記貫通孔の前記縁部分に向かって傾斜する傾斜面を設けたことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する第８の発明に係るプラズマ処理装置は、
上記第１〜第７のいずれか１つの発明に記載の基板の載置構造を備え、
前記静電吸着板を介して、前記複数の基板の温度制御を行うと共に、前記複数の基板にプラズマ処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基板トレイに複数の貫通孔を設け、貫通孔の縁部分の下面に基板を支持するための突出部を設ける一方、基板トレイを載置する静電吸着板の表面を平坦とし、突出部に対応して、静電吸着板の表面に収容穴を設けたので、基板トレイを静電吸着板上に載置すると、突出部を収容穴に収容して、基板及び基板トレイを静電吸着板の表面に直接載置することになり、基板の下面の略全面を、静電吸着板の表面に接触させて、静電吸着することができる。その結果、基板の面内の温度分布を均一にすると共に、所望の基板温度に制御可能となり、基板温度に起因するプロセスへの影響を低減でき、プラズマ処理装置の性能向上を図ることができる。例えば、プラズマ処理装置がプラズマＣＶＤ装置であれば、成膜時の膜質の向上、生産性向上を図ることができる。
【００２２】
又、基板トレイを静電吸着板に載置する際の位置決め精度の許容量が大きいので、静電吸着板や基板トレイの加工精度を緩和できると共に、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができ、プラズマ処理装置の低コスト化を図ることができる。
【００２３】
又、単極、双極にかかわらず、静電吸着用電極を静電吸着板の内部の全面に設けることができるので、その配置位置が基板径や基板の載置位置に左右されることはなく、又、給電のための給電端子の接続位置も任意の位置でよく、これらの設計や製造も容易となり、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る基板の載置構造の実施形態の一例（実施例１）を示す図であり、その静電吸着板及び基板トレイを示す上面図である。
【図２】図１に示した静電吸着板及び基板トレイを用いた基板の載置構造を説明する断面図であり、（ａ）は、基板及び基板トレイの載置直前における断面図、（ｂ）は、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。
【図３】図１に示した静電吸着板に設ける単極の静電吸着用電極を示す図であり、（ａ）は、側面からの透視図、（ｂ）は、上面からの透視図である。
【図４】図１に示した静電吸着板に設ける双極の静電吸着用電極を示す図であり、（ａ）は、側面からの透視図、（ｂ）は、上面からの透視図である。
【図５】本発明に係る基板の載置構造の実施形態の他の一例（実施例２）を示す図であり、その静電吸着板を示す上面図である。
【図６】図６に示した静電吸着板を用いた場合の基板の載置構造を説明する断面図であり、（ａ）は、基板及び基板トレイの載置直前における断面図、（ｂ）は、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。
【図７】本発明に係る基板の載置構造の実施形態の他の一例（実施例３）を示す図であり、基板及び基板トレイの載置後における基板の載置構造を説明する断面図である。
【図８】従来の静電吸着板に設ける単極の静電吸着用電極を示す図であり、（ａ）は、側面からの透視図、（ｂ）は、上面からの透視図である。
【図９】従来の静電吸着板に設ける双極の静電吸着用電極を示す図であり、（ａ）は、側面からの透視図、（ｂ）は、上面からの透視図である。
【図１０】従来の基板トレイを示す上面図である。
【図１１】図１０に示した従来の静電吸着板を用いた場合の基板の載置構造を説明する断面図であり、（ａ）は、基板及び基板トレイの載置直前における断面図、（ｂ）は、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る基板の載置構造及びプラズマ処理装置の実施形態について、図１〜図７を参照して説明を行う。
【００２６】
以下の説明では、図示及び詳細な説明は省略するが、本発明に係る基板の載置構造は、基板の温度制御が必要なプラズマ処理装置、例えば、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）装置を含む半導体製造装置やＬＥＤ（Light Emitting Diode）製造装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）製造装置等に適用可能である。又、本発明に係る基板の載置構造は、静電吸着板及び基板トレイからなり、使用する基板の大きさに応じて、静電吸着板及び基板トレイを交換することにより、既存のプラズマ処理装置にも装着可能である。従って、ここでは、本発明に係る基板の載置構造について、その載置構造を構成する静電吸着板及び基板トレイを図示して説明を行う。
【００２７】
（実施例１）
本実施例の基板の載置構造について、図１〜図４を参照して説明する。ここで、図１は、本実施例の基板の載置構造を構成する静電吸着板及び基板トレイを示す上面図である。又、図２は、図１に示した静電吸着板及び基板トレイを用いた基板の載置構造を説明する断面図であり、図２（ａ）は、基板及び基板トレイの載置直前における断面図、図２（ｂ）は、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。又、図３、図４は、各々、図１に示した静電吸着板に設ける単極、双極の静電吸着用電極を示す図であり、図３（ａ）、図４（ａ）は、側面からの透視図、図３（ｂ）、図４（ｂ）は、上面からの透視図である。
【００２８】
本実施例の基板の載置構造は、共に円板状の静電吸着板１０Ａと基板トレイ２０Ａとを有している。静電吸着板１０Ａは、セラミクス（例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ））等からなる誘電体から形成されており、その表面は平坦な面であるが、この表面に収容穴１１を複数設け、後述する基板トレイ２０Ａの突出部２２を収容している。
【００２９】
収容穴１１の位置、形状、大きさ、深さなどは、後述する突出部２２の数、位置、形状、大きさなどに対応して形成され、この突出部２２は、基板トレイ２０Ａに載置する基板Ｗの数、位置、形状、大きさなどに対応して形成される。突出部２２は、基板Ｗの外周部分を支持するために設けられるため、対応する収容穴１１も載置時の基板Ｗの外周部分に形成され、収容穴１１の最も内側の位置は、載置時の基板Ｗの外縁より内側に配置されることになる。又、１枚の基板Ｗを支持するために突出部２２が少なくとも３つ必要であることから、対応する収容穴１１も、１枚の基板Ｗにつき、少なくとも３つ形成すればよい。本実施例では、突出部２２に対応して、１つの基板Ｗにつき収容穴１１を３つ形成している。
【００３０】
又、収容穴１１は、突出部２２をガイドする必要はないため、突出部２２を収容し、かつ、突出部２２と接触しない大きさとしている。例えば、基板トレイ２０Ａを搬送する搬送ロボットの搬送精度によるズレ、基板トレイ２０Ａの熱膨張によるズレ、加工精度によるズレなどを吸収するため、収容穴１１の大きさは、突出部２２の大きさに、それらのズレを加算した大きさか、それより大きい大きさがあればよい。但し、基板Ｗは、その温度制御が行われているので、収容穴１１の大きさは、基板Ｗの温度制御に影響がない大きさとすることが望ましい。
【００３１】
又、収容穴１１は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、有底の穴としているが、図２（ｂ）に示すように、収容穴１１の底の深さを突出部２２の下端より深くし、突出部２２が収容穴１１に接触しないようにしている。このような構成とすることにより、基板トレイ２０Ａが静電吸着板１０Ａの表面から浮かないように、つまり、基板トレイ２０Ａの下面全面が静電吸着板１０Ａの表面全面と接触するようにしている。
【００３２】
本実施例の基板の載置構造をプラズマＣＶＤ装置で使用する場合には、基板Ｗへの成膜時に収容穴１１の表面（特に底部分）にも膜が堆積されるが、上述したように、収容穴１１が突出部２２と接触しない大きさ、深さを有しているので、収容穴１１の表面に堆積した膜が剥がれることはなく、パーティクルの発生、基板Ｗへの付着を防止することができる。
【００３３】
更に、収容穴１１を有底の穴とはせず、静電吸着板１０Ａを貫通した穴としてもよい。この場合には、収容穴１１の表面（側壁面）への膜の堆積が少なく、又、底部分に堆積物が溜まることがあっても、底が深いため堆積物が飛散し難いため、パーティクルの発生、基板Ｗへの付着を更に防止することができる。なお、後述するピン穴１２は、基板トレイ２０Ａに塞がれるため、その内部に堆積物が溜まることはない。
【００３４】
又、静電吸着板１０Ａの外周に近い部分であり、かつ、基板Ｗを載置する領域を避けた部分に、静電吸着板１０Ａを貫通して、ピン穴１２が複数（本実施例では３つ）形成されており、このピン穴１２に、基板トレイ２０Ａを昇降させるリフトピン１３が挿通されている。ピン穴１２は、リフトピン１３の数、位置、形状等に対応して形成すればよく、基板トレイ２０Ａを昇降させるリフトピン１３が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つ形成すればよい。
【００３５】
このように、必要となる数だけの収容穴１１やピン穴１２を、平坦な静電吸着板１０Ａの表面に設けるので、特許文献１のような島状の基板載置部を削りだす必要はなく、そのため、平面度が出し易く、加工も容易である。
【００３６】
又、詳細は後述する図３において説明するが、載置する基板Ｗの直下のみに限らず、静電吸着板１０Ａの内部の全面に渡って、単極の静電吸着用電極１４が埋め込まれているので、静電吸着用電極１４に電圧を印加することにより、全ての基板Ｗが静電吸着板１０Ａの表面に静電吸着されることになる。そして、後述する基板トレイ２０Ａを用いて搬送された基板Ｗは、その下面の略全面（収容穴１１に対応する部分を除く下面全面）が静電吸着板１０Ａの表面に直接密接するので、その下面の略全面が均等に静電吸着されることになる。
【００３７】
上述した構成の静電吸着板１０Ａは、プラズマＣＶＤ装置などの処理容器の内部に配置された支持台１５の上面に取り付けられる。支持台１５の内部には、基板Ｗの温度制御のため、温度制御機構、例えば、ヒータや冷媒が流れる流路等が設けられている。従って、支持台１５の内部の温度制御機構の温度制御を行うと共に、静電吸着により基板Ｗの下面略全面を静電吸着板１０Ａの表面に直接密接させることにより、基板Ｗを所望の温度に制御すると共に、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすることができる。
【００３８】
上述した構成の静電吸着板１０Ａは、支持台１５の上面に取り付け可能な構造であることから、既存のプラズマ処理装置へも適用可能である。例えば、既存のプラズマ処理装置が、大径の基板、例えば、３００ｍｍ（１２インチ）径などの基板に対応したものであれば、その静電吸着板を、小径の基板Ｗに対応した静電吸着板１０Ａに交換すれば、大きさの異なる基板にも容易に対応可能となる。小径の基板Ｗとしては、シリコン（Ｓｉ）に限らず、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の化合物半導体、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、石英、サファイヤ等があり、例えば、５０ｍｍ（２インチ）径などの大きさとなる。
【００３９】
基板トレイ２０Ａには、基板トレイ２０Ａを貫通して、円形状の貫通孔２１が複数（本実施例では６つ）形成されている。この貫通孔２１は、基板Ｗの数、位置、形状、大きさ等に対応して形成される。なお、符号１３ａは、基板トレイ２０Ａを昇降するリフトピン１３の当たり位置を示している。
【００４０】
又、貫通孔２１の縁部分であって、基板トレイ２０Ａの下面側には、貫通孔２１の中心側、かつ、基板トレイ２０Ａの下方側に向かって突設された突出部２２が複数（本実施例では１つ貫通孔２１につき３つ）形成されている。この突出部２２は、その上面の支持面２２ａ上に基板Ｗを載置して、支持するものである。突出部２２も、基板Ｗの数、位置、形状、大きさ等に対応して形成されている。基板Ｗの支持のためには、１枚の基板Ｗにつき、少なくとも３つ形成すればよい。
【００４１】
そして、基板トレイ２０Ａの貫通孔２１の内側に基板Ｗを配置すると、本実施例では、３つの突出部２２の支持面２２ａに基板Ｗが載置されることになるが、図２（ａ）に示すように、支持面２２ａは、基板トレイ２０Ａの下面よりも下方に位置しており、基板Ｗを突出部２２に載置したとき、基板Ｗの下面が基板トレイ２０Ａの下面より下方になるようになっている。これは、図２（ｂ）に示すように、突出部２２を収容穴１１に収容したとき、突出部２２が基板Ｗの下面に接触しないようにするためである。
【００４２】
又、貫通孔２１の内壁から突出部２２の先端まで長さ、つまり、支持面２２ａの先端までの長さは、基板Ｗを貫通孔２１の中心に配置したときの基板Ｗの外縁と貫通孔２１の内壁の隙間の距離をＧとすると、２×Ｇ以上の長さとすることが望ましい。又、基板トレイ２０Ａの下面と支持面２２ａの高さの差は、基板Ｗの厚さよりも小さいことが望ましい。これにより、基板Ｗが偏って貫通孔２１の内側に載置されても、基板Ｗが支持面２２ａから落下することはない。つまり、貫通孔２１の内側に基板Ｗを載置することができれば、その載置の精度は高くなくてもよく、例えば、人の手で基板Ｗを載置してもよい。
【００４３】
そして、基板トレイ２０Ａを静電吸着板１０Ａの表面に載置したとき、静電吸着板１０Ａの収容穴１１に基板トレイ２０Ａの突出部２２が収容されることになり、静電吸着板１０Ａの表面に基板Ｗが直接載置され、前述した静電吸着により密接することになる。
【００４４】
このような構造の基板トレイ２０Ａは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ＳｉＣ、ＡｌＮ等のセラミクス材やアルマイト処理されたアルミニウム等の金属等で形成されており、突出部２２は、基板トレイ２０Ａと一体で削りだして製作するか、又は、後からネジなどで装着する構造としているので、その作製は難しくない。又、基板トレイ２０Ａの厚さは、基板Ｗの厚さと略同じか、又は、薄くする。このようにすると、プラズマ処理で使用するガスが、基板Ｗの周囲で滑らかに流れることになる。
【００４５】
なお、本実施例では、図１に示すように、円形状の基板Ｗを例示し、静電吸着板１０Ａ及び基板トレイ２０Ａより小径（静電吸着板１０Ａ及び基板トレイ２０Ａの半径未満の直径）の基板Ｗを、静電吸着板１０Ａ及び基板トレイ２０Ａに６枚載置可能としているが、基板Ｗの形状は、他の形状、例えば、矩形状などでもよく、載置する基板Ｗの枚数も、その形状や大きさ応じて、適宜変更してよい。
【００４６】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、基板Ｗ及び基板トレイ２０Ａを静電吸着板１０Ａに載置する前後の状態を説明する。なお、ここでは、プラズマ処理装置をプラズマＣＶＤ装置として説明を行う。
【００４７】
複数の基板Ｗを載置した基板トレイ２０Ａを、搬送ロボットのロボットアームを用いて搬送する。この搬送の際、プラズマＣＶＤ装置に備えられているアライメント機構を用いて、基板トレイ２０Ａ自体の位置決め（センタリング及び方向決め）を行う。例えば、基板トレイ２０Ａの外周の１箇所にノッチを設け、基板トレイ２０Ａの外周及びノッチを検出することで、基板トレイ２０Ａのセンタリング及び方向決めを行うようにすればよい。その後、プラズマＣＶＤ装置の処理容器内の支持台１５に取り付けた静電吸着板１０Ａの上方へ基板トレイ２０Ａを搬送する。
【００４８】
このように、基板トレイ２０Ａは、アライメント機構を用いて位置決めされ、搬送ロボットのロボットアームにより、所定の誤差範囲内で静電吸着板１０Ａに載置されることになる。そのため、各基板Ｗは、基板トレイ２０Ａの貫通孔２１の内側に載置していればよく、基板トレイ２０Ａは、少なくとも基板Ｗの搬送機能を果たせばよい。つまり、基板トレイ２０Ａを静電吸着板１０Ａに載置する際に、高い搬送精度、基板Ｗの高い載置精度、静電吸着板１０Ａや基板トレイ２０Ａの高い加工精度などは要求されず、そのため、セッティングやメンテナンスが容易になる。
【００４９】
静電吸着板１０Ａの上方へ搬送された基板トレイ２０Ａは、リフトピン１３を上昇させることで、図２（ａ）に示すように、リフトピン１３に持ち上げられることになる。このとき、静電吸着板１０Ａと基板トレイ２０Ａの位置関係は、収容穴１１の上方に突出部２２が位置することになる。
【００５０】
リフトピン１３を下降させると、基板Ｗと共に基板トレイ２０Ａが静電吸着板１０Ａの表面に載置されることになる。アライメント機構及び搬送ロボットにより、所定の誤差範囲内で基板トレイ２０Ａが載置されるので、図２（ｂ）に示すように、突出部２２が収容穴１１に収容されて、基板Ｗと共に基板トレイ２０Ａが静電吸着板１０Ａの表面に直接載置されることになる。この状態において、静電吸着用電極１４に電圧を印加し、基板Ｗを静電チャック板１０Ａの表面に静電吸着するので、基板Ｗの下面の略全面（収容穴１１に対応する部分を除く下面全面）が静電チャック板１０Ａの表面と直接密接し、静電吸着することになる。
【００５１】
そして、プラズマＣＶＤ装置の処理容器において、プラズマによる成膜処理が行われ、基板表面に所望の膜を成膜することになる。このとき、基板Ｗの下面の略全面が、静電チャック板１０Ａの表面に静電吸着されて、直接密接しているので、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、所望の温度に制御可能となる。
【００５２】
このように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、所望の温度に制御可能となるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、プラズマＣＶＤ装置などの装置の性能向上を図ることができる。なお、成膜の際には、収容穴１１の部分において、基板Ｗの下面へ膜が成膜されるおそれがあるが、それは、収容穴１１に対応する基板Ｗの下面の範囲に限られ、その影響も抑制可能である。又、基板トレイ２０Ａ自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができプラズマＣＶＤ装置などの装置の低コスト化を図ることができる。
【００５３】
プラズマによる成膜処理の後、静電吸着用電極１４への電圧印加を停止し、その後、リフトピン１３を上昇させる。リフトピン１３の上昇により、基板トレイ２０Ａが上昇すると共に、基板Ｗが突出部２２の支持面２２ａに持ち上げられて、基板Ｗの静電吸着板１０Ａからの脱離が行われることになる。
【００５４】
次に、静電吸着板１０Ａに設ける静電吸着用電極について、単極の場合を図３に、双極の場合を図４に示して、その構成を説明する。
【００５５】
静電吸着板１０Ａに単極の静電吸着用電極を設ける場合、本実施例では、静電吸着板１０Ａの内部の全面に渡って、円形平面状の１枚の静電吸着用電極１４を埋め込んだ構造とし、この静電吸着用電極１４の下面の１箇所に給電端子１６を接続している。静電吸着板１０Ａに収容穴１１、ピン穴１２を形成するため、静電吸着用電極１４にも収容穴１１、ピン穴１２に対応する穴が形成されているが、これらの穴をどの位置に設けても、静電吸着用電極１４の全体に電圧は印加可能である。
【００５６】
このように、円形平面状の１枚の静電吸着用電極１４を静電吸着板１０Ａの内部の全面に設けている。つまり、基板Ｗを載置する領域だけでなく、基板トレイ２０Ａを載置する領域にも静電吸着用電極１４が配置されている。そのため、図８に示した構成とは異なり、静電吸着用電極１４の配置位置が、基板径や基板の載置位置に左右されることはなく、又、給電端子１６の接続位置も任意の位置でよく、それらの設計や製造も容易となり、製造コストを低減することができる。
【００５７】
又、静電吸着板１０Ａに双極の静電吸着用電極を設ける場合、本実施例では、静電吸着板１０Ａの内部の全面に渡って、交互にくし歯状に配置された静電吸着用電極１７ａ、１７ｂを埋め込んでおり、更に、それらの下方側に給電板１８ａ、１８ｂを埋め込み、給電板１８ａ、１８ｂを介して、各々、給電端子１９ａ、１９ｂと接続している。つまり、静電吸着用電極１７ａ、１７ｂと給電板１８ａ、１８ｂは、２層電極構造となっている。
【００５８】
一例として、図４では、正極となる静電吸着用電極１７ａは、円形の静電吸着板１０Ａを上下左右に横断する十字状の電極と、この十字状の電極から静電吸着板１０Ａの外周側に向かって杉の葉状（ヘリンボーン状）に延びる電極群から構成されており、この電極群の先端部分を、静電吸着板１０Ａの外周側に設けた平板リング状の給電板１８ａと接続しており、この給電板１８ａの下面の１箇所に給電端子１９ａを接続している。又、負極となる静電吸着用電極１７ｂは、静電吸着板１０Ａの外周側に配置した円状の電極と、この円状の電極から静電吸着板１０Ａの内側に向かって延びる電極群から構成されており、この電極群の先端を、静電吸着板１０Ａの中心側に設けた円形状の給電板１８ｂと接続しており、この給電板１８ｂの下面の１箇所に給電端子１９ｂを接続している。
【００５９】
つまり、静電吸着用電極１７ａを構成する電極群は、十字状の電極と給電板１８ａの両方から給電可能な構成であり、静電吸着用電極１７ｂを構成する電極群も、円状の電極と給電板１８ｂの両方から給電可能な構成である。収容穴１１及びピン穴１２（図４中では図示省略）は、静電吸着用電極１７ａと静電吸着用電極１７ｂとの間に配置することが望ましいが、収容穴１１及びピン穴１２に対応する穴を形成することにより、静電吸着用電極１７ａを構成する電極群の一部が切断されても、十字状の電極又は給電板１８ａのいずれか一方から給電可能であり、静電吸着用電極１７ｂを構成する電極群の一部が切断されても、円状の電極又は給電板１８ｂのいずれか一方から給電可能であり、静電吸着用電極１７ａ、１７ｂを構成する全ての電極及び電極群に電圧を印加可能である。
【００６０】
このように、静電吸着用電極１７ａ、１７ｂを静電吸着板１０Ａの内部の全面に設けている。つまり、基板Ｗを載置する領域だけでなく、基板トレイ２０Ａを載置する領域にも静電吸着用電極１７ａ、１７ｂが配置されている。そのため、図９に示した構成とは異なり、静電吸着用電極１７ａ、１７ｂの配置位置が、基板径や基板の載置位置に左右されることはなく、又、給電端子１９ａ、１９ｂの接続位置も任意の位置でよく、それらの設計や製造も容易となり、製造コストを低減することができる。
【００６１】
（実施例２）
本実施例の基板の載置構造について、図５、図６を参照して説明する。ここで、図５は、本実施例の基板の載置構造を構成する静電吸着板を示す上面図である。又、図６は、図５に示した静電吸着板を用いた基板の載置構造を説明する断面図であり、図６（ａ）は、基板及び基板トレイの載置直前における断面図、図６（ｂ）は、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。
【００６２】
本実施例の基板の載置構造において、その基板トレイとしては、実施例１で説明した基板トレイ２０Ａを用いるが、本実施例の基板の載置構造を構成する静電吸着板１０Ｂが実施例１で説明した静電吸着板１０Ａと相違する。ここでは、実施例１で説明した静電吸着板１０Ａと同等の構成には同じ符号を付し、重複する記載は省略して説明を行う。
【００６３】
本実施例においても、静電吸着板１０Ｂは、円板状であり、セラミクス等からなる誘電体から形成されており、その表面は平坦な面である。そして、この表面に前述した基板トレイ２０Ａの突出部２２を収容する収容穴１１を複数設けているが、一部の収容穴１１を、リフトピン１３が挿通されるピン穴１２と兼用としている。つまり、収容穴１１及びピン穴１２の総数が、実施例１に示した静電吸着板１０Ａより少なく、穴加工のための工数を低減することができる。
【００６４】
通常、ピン穴１２は、静電吸着板１０Ｂの外周に近い部分に配置されるため、静電吸着板１０Ｂの外周に近い収容穴１１をピン穴１２と兼用とすればよく、基板トレイ２０Ａを昇降させるリフトピン１３が少なくとも３つ必要であることから、少なくとも３つの収容穴１１をピン孔１２と兼用とすればよい。本実施例では、静電吸着板１０Ｂの外周に近い３つの収容穴１１をピン穴１２と兼用としている。
【００６５】
このように、一部の収容穴１１をピン穴１２と兼用しているので、基板トレイ２０Ａの突出部２２をリフトピン１３が保持して、基板トレイ２０Ａを昇降することになる。そのため、突出部２２の形状に対応して、突出部２２を保持する保持部１３ｂをリフトピン１３の上端に設けている。例えば、本実施例では、突出部２２の下部が凸形状であるので、保持部１３ｂの上部を凹形状とし、オス／メスの関係としており、これにより、ピン穴１２に対する突出部２２の位置を補正することが可能となる。なお、オス／メスの関係は逆でもよく、突出部２２の下部を凹形状とし、保持部１３ｂの上部を凸形状としてもよい。
【００６６】
本実施例の基板の載置構造をプラズマＣＶＤ装置で使用する場合、収容穴１１については、実施例１と同様であり、パーティクルの発生、基板Ｗへの付着を防止することができる。又、収容穴１１と兼用するピン穴１２については、その表面（側壁面）への膜の堆積が少なく、又、底部分に堆積物が溜まることがあっても、底が深いため堆積物が飛散し難いため、パーティクルの発生、基板Ｗへの付着を更に防止することができる。
【００６７】
なお、本実施例においても、収容穴１１を有底の穴とはせず、静電吸着板１０Ｂを貫通した穴としてもよい。つまり、収容穴１１と兼用するピン穴１２のみ静電吸着板１０Ｂを貫通した穴としてもよく、又、全ての収容穴１１、ピン穴１２を、静電吸着板１０Ｂを貫通した穴としてもよい。
【００６８】
又、本実施例の静電吸着板１０Ｂにおいても、実施例１と同様に、単極、双極の静電吸着用電極を適用可能であり、例えば、図３、図４で説明したような構成の静電吸着用電極を適用することができる。本実施例では、収容穴１１及びピン穴１２の総数が少なくなるので、特に、双極の静電吸着用電極を適用する場合、その設計、製造がより容易となる。
【００６９】
次に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して、基板Ｗ及び基板トレイ２０Ａを静電吸着板１０Ｂに載置する前後の状態を説明する。
【００７０】
複数の基板Ｗを載置した基板トレイ２０Ａを、搬送ロボットのロボットアームを用いて搬送する際、その位置決め（センタリング及び方向決め）を行った後、プラズマ処理装置の処理容器内の支持台１５に取り付けた静電吸着板１０Ｂの上方へ基板トレイ２０Ａを搬送する。
【００７１】
静電吸着板１０Ｂの上方へ搬送された基板トレイ２０Ａは、リフトピン１３を上昇させることで、図６（ａ）に示すように、突出部２２の下部がリフトピン１３の保持部１３ｂに保持されて、リフトピン１３に持ち上げられることになる。このとき、突出部２２の下部が凸形状であり、保持部１３ｂの上部が凹形状であるので、ピン穴１２に対する突出部２２の位置を補正することができ、静電吸着板１０Ｂと基板トレイ２０Ａの位置関係としては、ピン穴１２の上方に突出部２２が位置することになる。そして、収容穴１１の上方には、図２（ａ）に示したように、他の突出部２２が位置することになる。
【００７２】
リフトピン１３を下降させると、基板Ｗと共に基板トレイ２０Ａが静電吸着板１０Ｂの表面に載置されることになる。所定の誤差範囲内で基板トレイ２０Ａが載置されるので、図６（ｂ）に示すように、突出部２２がピン穴１２に収容され、又、他の突出部２２が収容穴１１に収容されて、基板Ｗと共に基板トレイ２０Ａが静電吸着板１０Ｂの表面に直接載置されることになる。この状態において、静電吸着用電極１４に電圧を印加し、基板Ｗを静電チャック板１０Ｂの表面に静電吸着するので、基板Ｗの下面の略全面（収容穴１１やピン穴１２に対応する部分を除く下面全面）が静電チャック板１０Ｂの表面と直接密接し、静電吸着することになる。
【００７３】
この後、プラズマ処理装置において、例えば、成膜処理が行われ、基板表面に所望の膜を成膜することになる。このとき、基板Ｗの下面の略全面が、静電チャック板１０Ｂの表面に静電吸着されて、直接密接しているので、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、所望の温度に制御可能となる。
【００７４】
このように、基板Ｗの面内の温度分布を均一にすると共に、所望の温度に制御可能となるので、プロセスへの悪い影響を低減することができ、プラズマ処理装置の性能向上を図ることができる。なお、成膜処理が行われる場合には、収容穴１１、ピン穴１２の部分において、基板Ｗの下面へ膜が成膜されるおそれがあるが、それは、収容穴１１、ピン穴１２に対応する基板Ｗの下面の範囲に限られ、その影響も抑制可能である。又、基板トレイ２０Ａ自体の位置決め精度の許容量が大きいので、搬送ロボットの動作精度の仕様を緩和することができプラズマ処理装置の低コスト化を図ることができる。
【００７５】
プラズマ処理の後、静電吸着用電極１４への電圧印加を停止し、その後、リフトピン１３を上昇させる。リフトピン１３の上昇により、その保持部１３ｂに突出部２２の下部が保持されて、基板トレイ２０Ａが上昇すると共に、基板Ｗが突出部２２の支持面２２ａに持ち上げられて、基板Ｗの静電吸着板１０Ｂからの脱離が行われることになる。
【００７６】
（実施例３）
本実施例の基板の載置構造について、図７を参照して説明する。ここで、図７は、本実施例の基板トレイを用いた基板の載置構造を説明する断面図であり、基板及び基板トレイの載置後における断面図である。
【００７７】
本実施例の基板の載置構造において、その静電吸着板としては、実施例１で説明した静電吸着板１０Ａ、又は、実施例２で説明した静電吸着板１０Ｂを用いるが、本実施例の基板の載置構造を構成する基板トレイ２０Ｂが実施例１で説明した基板トレイ２０Ａと相違する。ここでは、実施例１で説明した基板トレイ２０Ａと同等の構成には同じ符号を付し、重複する記載は省略して説明を行う。
【００７８】
実施例１においては、基板トレイ２０Ａの厚さを、基板Ｗの厚さと略同じか、又は、薄くしており、このようにすることにより、プラズマ処理で使用するガスが、基板Ｗの周囲で滑らかに流れることになる。基板Ｗが小径の場合、その厚さも比較的薄くなり（例えば、０．５ｍｍ）、基板トレイ２０Ａの厚さも同様に薄くなることになる。この場合、基板トレイ２０Ａをセラミクスで作製することは難しい。又、柔らかい金属（例えば、アルミニウム）などの材料では作製することができても、強度を確保できず、撓んでしまうため、その搬送が困難となる。
【００７９】
そこで、本実施例の基板トレイ２０Ｂでは、基本的な構成、例えば、貫通孔２１や突出部２２は、実施例１の基板トレイ２０Ａと同様とするが、その厚さが実施例１の基板トレイ２０Ａと相違している。
【００８０】
具体的には、貫通孔２１の縁部分２３ａにおいては、基板トレイ２０Ｂの厚さを、基板Ｗの厚さと略同じか、又は、薄いままとしているが、その縁部分２３ａの周囲であり、基板トレイ２０Ｂの殆どの部分２３ｂにおいては、基板トレイ２０Ｂの厚さを、基板Ｗの厚さより大きくしており、これにより、基板トレイ２０Ｂの強度を確保し、撓まないようにしている。このような構造とすることにより、基板トレイ２０Ｂが大口径化しても、又は、基板Ｗが小径であっても、基板トレイ２０Ｂの強度を確保することができる。又、基板トレイ２０Ｂを作製する際の歩留まりも向上させることができる。
【００８１】
基板トレイ２０Ｂにおいて、厚さの薄い縁部分２３ａと厚さの厚い部分２３ｂとの間は、例えば、段差形状としてもよいが、図７に示すように、基板Ｗに向かって傾斜する傾斜面２４を設けると、基板Ｗの周囲を流れるガスがより滑らかとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、基板の温度制御が必要なドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置などのプラズマ処理装置に好適であり、特に、小径の基板をプラズマ処理して、ＬＥＤ素子やＭＥＭＳ素子などを作製するプラズマ処理装置に好適である。
【符号の説明】
【００８３】
１０Ａ、１０Ｂ  静電吸着板
１１  収容穴
１２  ピン穴
１４、１７ａ、１７ｂ  静電吸着用電極
２０Ａ、２０Ｂ  基板トレイ
２１  貫通孔
２２  突出部
２４  傾斜面
【図１】
2013143518.tif 000003
【図２】
2013143518.tif 000004
【図５】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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