(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧雰囲気下で処理された後の被処理基板を冷却するための真空処理装置の基板冷却台において、
前記被処理基板を載置する載置面を有する基板載置部と、
この基板載置部を冷却する冷却機構と、
を備え、
前記載置面は、前記冷却機構による冷却時に変形した前記被処理基板の凹形の裏面形状に対応するように凸形に形成され、冷却後に平坦となった前記被処理基板を安定して支持するために前記載置面の中央領域に平坦部を形成したことを特徴とする真空処理装置の基板冷却台。
【請求項２】
前記載置面は球面状又は円錐面状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置の基板冷却台。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空処理装置の基板冷却台に係わり、特に、半導体製造用ウエハのアッシング、エッチング等に使用される真空処理装置の基板冷却台に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用シリコンウエハ等の被処理基板を減圧雰囲気下で処理するための真空処理装置として、被処理基板の表面の薄膜をエッチング処理するエッチング装置、或いは被処理基板の表面のレジストを除去するアッシング装置がある。
【０００３】
また、エッチング／アッシング装置の一つに、処理室から離れた位置で生成したマイクロ波プラズマを利用して活性種を生成し、この活性種を被処理基板の表面に供給してエッチング又はアッシングを行う放電分離型のケミカルドライエッチング装置（ＣＤＥ装置）がある。なお、このＣＤＥ装置を用いてエッチングを行う場合にはプロセスガスとして酸素（Ｏ2）、酸素（Ｏ2）にＣＦ4、ＮＦ3等のフッ素系ガスを添加した混合ガス等が使用される。
【０００４】
半導体製造用ウエハに対してアッシングやエッチングの処理を行うための半導体製造装置（アッシャー又はエッチャーとも呼ばれている。）においては、減圧雰囲気下においてウエハを加熱しながら処理を行う場合がある。処理後のウエハはカセットに戻されて処理が終了するが、カセットは通常樹脂製であるために熱に弱く、高温のウエハをそのままカセットに戻すとカセットが変形し、或いは溶融してしまう。そこで、カセットに戻す前にウエハを冷却しなければならない。
【０００５】
また、従来は多数枚のウエハをバッチ処理する方法が一般的であったが、近年、その加工の安定性と制御性の観点から、ウエハを１枚ずつ処理する枚葉処理タイプの真空処理装置が普及している。
【０００６】
図３は、処理後のウエハＷを減圧チャンバー７の内部で冷却するための従来の水冷式の基板冷却台１０を示した縦断面図であり、この基板冷却台１０はウエハＷを載置する部分である円盤状の基板載置部１１と、この基板載置部１１の裏面中央部から下方に向けて突設された支軸部材１２とを備えている。
【０００７】
基板載置部１１の上面は、ウエハＷを載置するための、全面にわたって平坦な載置面１３を形成している。基板載置部１１及び支軸部材１２の内部には冷却水流路１４が形成されており、この冷却水流路１４内に冷却水を流通させることによって基板載置部１１を冷却し、これによって載置面１３上のウエハＷを冷却するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図３に示した基板冷却台１０を用いて高温のウエハＷを減圧雰囲気下において冷却する場合、次のような問題がある。
【０００９】
すなわち、ウエハＷの裏面（下面）が急激に冷却されると瞬時に、ウエハＷの裏面と表面（上面）との間に温度差が生じ、両面間の熱膨張の差から、図３に示したようにウエハＷは上に凸状に反り返ってしまう。
【００１０】
その結果、基板冷却台１０の載置面１３とウエハＷの裏面との接触は周縁部のみとなり、接触面積の減少から冷却効率が落ちてしまう。また、ウエハＷの周縁部と中央部とで温度差が生じてしまう。このため、ウエハＷの冷却に要する時間が長期化してしまう。また、ウエハ内部の温度差が応力となり、ウエハＷを破損させてしまう恐れがある。
【００１１】
処理後のウエハＷの冷却に長時間を要するとスループットの低下がもたらされるので、冷却時間の短縮が望まれており、特に、枚葉処理タイプの真空処理装置においては１枚ずつ冷却する必要があるため、冷却時間の短縮が強く望まれている。
【００１２】
また、前記の如く冷却時に生じたウエハ内部の温度差によって応力が発生し、この応力によってウエハＷの破損がもたらされることを確実に防止しなければならない。
【００１３】
本発明は、上述した種々の問題点を考慮してなされたものであって、処理後の高温の被処理基板を効果的に冷却することができる真空処理装置の基板冷却台を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、減圧雰囲気下で処理された後の被処理基板を冷却するための真空処理装置の基板冷却台において、前記被処理基板を載置する載置面を有する基板載置部と、この基板載置部を冷却する冷却機構と、を備え、前記載置面は、前記冷却機構による冷却時に変形した前記被処理基板の凹形の裏面形状に対応するように凸形に形成され、冷却後に平坦となった前記被処理基板を安定して支持するために前記載置面の中央領域に平坦部を形成したことを特徴とする。
【００１５】
また、前記載置面は球面状又は円錐面状に形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による真空処理装置の基板冷却台について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本実施形態による基板冷却台１の概略構成を示した縦断面図であり、この基板冷却台１は、減圧雰囲気下で加熱しながらエッチング処理又はアッシング処理された円形の被処理基板Ｗを、真空処理装置の減圧チャンバー７の内部において冷却するために使用される。被処理基板Ｗは、具体的には半導体製造用シリコンウエハである。
【００１９】
なお、冷却後のウエハＷは真空処理装置の内部に配置されたカセット（図示せず）に収納される。このようにウエハ（被処理基板）Ｗのエッチング／アッシング処理、処理後の冷却、及びカセットへの収納は、外界から隔離された真空処理装置の内部（真空領域）にて行われる。
【００２０】
図１に示したようにこの基板冷却台１は、ウエハＷを載置する部分である円盤状の基板載置部２と、この基板載置部２の裏面中央部から下方に向けて突設された支軸部材３を備えている。基板載置部２は、ウエハＷの外径と略同一又はこれよりも大きな外径を備えている。
【００２１】
基板載置部２の上面は、ウエハＷを載置するための載置面４を形成しており、この載置面４は、図１に示したように冷却時に変形したウエハＷの凹形の裏面形状に対応するように凸形に形成されている。より具体的には、載置面４は球面状に加工されている。また、載置面４を円錐面形状に加工することもできる。円弧が大きいために円錐に近似しており、また加工が簡易であるため工業的に有利な場合もあるためである。
【００２２】
基板載置部２及び支軸部材３の内部には、基板載置部２を冷却する冷却機構を構成する冷却水流路５が形成されており、この冷却水流路５内に冷却水を流通させることによって基板載置部２を冷却し、これによって載置面４上のウエハＷを冷却するようになっている。
【００２３】
また、載置面４の形状を単に上に凸の形状としただけでは、冷却完了後に反りがなくなって平坦となったウエハＷは、載置面４の中心部の小さな面積で支持される格好となり、ウエハＷの支持が不安定な状態になる恐れがある。
【００２４】
そこで、本実施形態の一変形例としては、冷却後に平坦となったウエハＷを安定して支持するために、図２に示したように載置面４の中央領域に平坦部６を形成することが望ましい。
【００２５】
以上述べたように本実施形態による真空処理装置の基板冷却台１によれば、ウエハＷを載置する載置面４の形状を、冷却時に変形したウエハＷの凹形の裏面形状に対応するように凸形に形成したので、冷却時にウエハＷの裏面と載置面４とが全面で接触し、これにより冷却効率を大幅に高めることができる。
【００２６】
また、前記の如く冷却時にウエハＷの裏面と載置面４とが全面で接触するので、ウエハＷの周辺部と中心部との間に大きな温度差が生じることがなく、このため、ウエハ内部の温度差により応力が発生してウエハＷを破損するようなことがない。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による真空処理装置の基板冷却台によれば、被処理基板を載置する載置面の形状を、冷却時に変形した被処理基板の凹形の裏面形状に対応するように凸形に形成したので、冷却時において被処理基板の裏面と載置面との間で十分な接触面積が確保され、これにより冷却効率を大幅に高めることができる。
【００２８】
また、前記の如く冷却時において被処理基板の裏面と載置面との間で十分な接触面積が確保されるので、被処理基板の周辺部と中心部との間に大きな温度差が生じることがなく、このため、被処理基板内部の温度差により応力が発生して被処理基板を破損するようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による真空処理装置の基板冷却台の概略構成を示した縦断面図。
【図２】図１に示した実施形態の一変形例による真空処理装置の基板冷却台の概略構成を示した縦断面図。
【図３】従来の真空処理装置の基板冷却台の概略構成を示した縦断面図。
【符号の説明】
１  基板冷却台
２  基板載置部
３  支軸部材
４  載置面
５  冷却水流路
６  平坦部
Ｗ  ウエハ（被処理基板）
【図１】
0004111625.tif 000002
【図２】
0004111625.tif 000003
【図３】
0004111625.tif 000004