(57)【要約】  本発明は基板載置装置（２０）及びプラズマ加工装置を提供する。基板載置装置（２０）の上表面には複数の基板実装部（２０１）が設けられ、熱交換ガスを基板実装部（２０１）の上表面にガイドするために、基板実装部（２０１）のそれぞれに対応して熱交換ガス吸気通路（２３、２４、２５）が基板載置装置（２０）内に設けられている。熱交換ガス吸気通路は、吸気口（２３、２４、２５）がいずれも外部のガス源と連通する周縁吸気通路及び中間吸気通路を備え、周縁吸気通路の排気口は基板実装部（２０１）の上表面の周縁領域内に設けられ、中間吸気通路の排気口は基板実装部（２０１）の上表面の中間領域に設けられている。基板載置装置（２０）及びプラズマ加工装置は、被加工ワーク（２１）の周縁領域の熱交換効果を向上させることにより、被加工ワーク（２１）の周縁領域と中間領域の温度を均一にすることができ、さらにプラズマ加工のプロセス均一性を向上することができる。【選択図】図３
2016520255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工ワークを載置し、熱交換ガスにより被加工ワークの温度を調節し、上表面に複数の基板実装部が設けられ、前記熱交換ガスを前記基板実装部の上表面にガイドするために、前記基板実装部のそれぞれに対応して熱交換ガス吸気通路が設けられた基板載置装置であって、
前記熱交換ガス吸気通路は、吸気口がいずれも外部のガス源と連通する周縁吸気通路及び中間吸気通路を備え、
前記周縁吸気通路の排気口は前記基板実装部の上表面の周縁領域内に設けられ、
前記中間吸気通路の排気口は前記基板実装部の上表面の中間領域に設けられている、
ことを特徴とする基板載置装置。
【請求項２】
各々の前記基板実装部に対して、前記周縁吸気通路の排気口と前記中間吸気通路の排気口は孔状構造にそれぞれ複数設けられており、前記複数の周縁吸気通路の排気口と前記複数の中間吸気通路の排気口はそれぞれ前記基板実装部の円周方向に沿って少なくとも１つの円周上に均等に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
【請求項３】
各々の前記基板実装部に対して、その周縁領域及び／又は中間領域には前記基板載置装置の上表面に対向して凹んだ凹溝が形成され、前記周縁吸気通路の排気口と前記中間吸気通路の排気口は前記凹溝の底面又は側面に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板載置装置。
【請求項４】
前記凹溝は前記基板実装部の円周方向に沿って延伸しており閉じたリング状をなすことを特徴とする請求項３に記載の基板載置装置。
【請求項５】
前記周縁吸気通路の排気口の総面積は前記中間吸気通路の排気口の総面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
【請求項６】
前記周縁吸気通路の排気口の直径は前記中間吸気通路の排気口の直径より小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
【請求項７】
前記周縁吸気通路の排気口の直径は前記中間吸気通路の排気口の直径の１／３〜２／３であることを特徴とする請求項６に記載の基板載置装置。
【請求項８】
前記中間吸気通路の排気口の直径は０．６ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の基板載置装置。
【請求項９】
前記周縁吸気通路の排気口の数は前記中間吸気通路の排気口の数と同一であることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の基板載置装置。
【請求項１０】
前記基板実装部の径方向において、最も外側の前記周縁吸気通路の排気口と前記基板実装部の周縁との距離は２〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
【請求項１１】
前記複数の中間吸気通路の排気口は、１つの円周上に配列され、その前記基板実装部の径方向における位置は前記基板実装部の半径の１／２のところに位置することを特徴とする請求項２に記載の基板載置装置。
【請求項１２】
前記熱交換ガス吸気通路は、吸気口が外部のガス源と連通し、排気口が前記基板実装部の上表面の中心位置に設けられた中央吸気通路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
【請求項１３】
反応チャンバーと、ガス源と、前記反応チャンバー内に位置する把持装置と、前記把持装置に配置され、被加工ワークを載置し、前記ガス源から供給される熱交換ガスにより被加工ワークの温度を調節する基板載置装置と、を備えるプラズマ加工装置であって、
前記基板載置装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の基板載置装置を採用し、前記基板載置装置における熱交換ガス吸気通路は前記ガス源と連通することを特徴とするプラズマ加工装置。
【請求項１４】
前記把持装置内には互いに独立している第１ガス通路と第２ガス通路が設けられており、
前記第１ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記中間吸気通路と連通し、流入端が前記ガス源と連通し、
前記第２ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記周縁吸気通路と連通し、流入端が前記ガス源と連通することを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ加工装置。
【請求項１５】
前記ガス源は、第１ガス源及び第２ガス源を備えており、前記把持装置内には互いに独立している第１ガス通路と第２ガス通路が設けられ、
前記第１ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記中間吸気通路と連通し、流入端が前記第１ガス源と連通し、
前記第２ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記周縁吸気通路と連通し、流入端が前記第２ガス源と連通することを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ加工装置。
【請求項１６】
前記把持装置内には、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ前記中間吸気通路及び周縁吸気通路とそれぞれ連通し、流入端が前記ガス源と連通するガス通路が設けられ、前記ガス源は前記ガス通路を経由して前記中間吸気通路と周縁吸気通路に熱交換ガスを同時に輸送することを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ加工装置。
【請求項１７】
前記周縁吸気通路の排気口の上流と前記中間吸気通路の排気口の上流には、プレッシャーフローコントローラ又はマスフローコントローラが設けられていることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれかに記載のプラズマ加工装置。
【請求項１８】
前記プレッシャーフローコントローラは前記中間吸気通路を流れる熱交換ガスのガス流量を調節し、
前記マスフローコントローラは前記周縁吸気通路を流れる熱交換ガスのガス流量を調節することを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロエレクトロニクス加工の技術分野に関し、具体的には、基板載置装置及びプラズマ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ加工装置は、半導体デバイスを加工する一般的な装置であり、例えばエッチング、スパッタリング及び化学気相成長などのプロセスにおいて、プラズマ加工装置の生産効率を向上させ、生産コストを削減するために、通常、寸法が大きい基板載置装置、例えば、トレイを用いて複数の被加工ワークを載置し、同時に反応チャンバーに搬送することにより、複数の被加工ワークを同時に加工することができる。
【０００３】
図１は従来のプラズマ加工装置の構成模式図である。図１に示すように、プラズマ加工装置は、反応チャンバー１及びトレイ３を備える。反応チャンバー１内にはベース５が設けられ、該ベース５には静電チャック４が固定され、トレイ３の上表面には複数の基板実装部２１が設けられている。静電チャック４は、複数の被加工ワーク２が載置されたトレイ３を静電引力により静電チャック４の上表面に吸着させるとともに、複数の被加工ワーク２をトレイ３の複数の基板実装部２１に吸着させる。また、実際の加工において、反応チャンバー１内で形成されるプラズマは、被加工ワーク２の温度をプロセスに必要な温度より超えやすくさせるため、被加工ワーク２の温度を制御する必要がある。従来の温度制御方式は、熱交換ガスにより被加工ワーク２の温度を調節するため、被加工ワーク２の裏面（即ち、被加工ワーク２の下表面）に熱交換ガス、例えばヘリウムやアルゴンを吹き付ける調節。
【０００４】
図２は図１のトレイの上面図である。具体的に、トレイ３のそれぞれの基板実装部２１に対応して、１つの中央吸気孔３１及び複数の中間吸気孔３２を含む中間吸気通路が設けられている。中央吸気孔３１は基板実装部２１の中心に設けられ、複数の中間吸気孔３２は、基板実装部２１の中心を円心とし、基板実装部２１の半径の１／２を半径とする円周上に均等に配列される。また、図１に示すように、静電チャック４内にはガス通路６が設けられ、該ガス通路６は、排気端が静電チャック４の上表面に位置し、且つトレイ３における各々の中間吸気通路と連通し、吸気端が熱交換ガスを供給するガス源（図示せず）に接続される。被加工ワーク２の温度を調節する過程において、熱交換ガスはガス通路６とトレイ３における中間吸気通路を経由して基板実装部２１と対応する被加工ワーク２の下表面との隙間に入り、よって熱交換ガスと被加工ワーク２との熱交換を実現する。
【０００５】
上記プラズマ加工装置は、実際の応用において、必ず以下の問題を引き起こす。即ち、中間吸気孔３２が基板実装部２１の中心を円心とし、基板実装部２１の半径の１／２を半径とする円周上に位置し、熱交換ガスが中間吸気孔３２を経由して周囲に拡散する拡散半径は一般的に基板実装部２１の半径の１／２に達することができないので、中間吸気孔３２からの熱交換ガスは、通常、被加工ワーク２の周縁領域（例えば、基板実装部２１のエッジから中心へ３〜５ｍｍ延伸する領域）に到達できず、熱交換ガスと被加工ワーク２の周縁領域との熱交換効果を悪化させ、被加工ワーク２の周縁領域の温度と中間領域の温度との温度差が生じ、被加工ワーク２の温度の均一性を悪化させ、プラズマ加工装置のプロセス均一性を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、少なくとも従来技術に存在する技術的問題の１つを解決するために、被加工ワークの周縁領域の熱交換効果を改善することにより、被加工ワークの周縁領域と中間領域の温度を均一にすることができ、さらにプラズマ加工装置のプロセス均一性を向上することができる、基板載置装置及びプラズマ加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的を実現するために、被加工ワークを載置し、熱交換ガスにより被加工ワークの温度を調節し、上表面に複数の基板実装部が設けられ、前記熱交換ガスを前記基板実装部の上表面にガイドするため、前記基板実装部のそれぞれに対応して熱交換ガス吸気通路が設けられた基板載置装置を提供する。前記熱交換ガス吸気通路は、吸気口がいずれも外部のガス源と連通する周縁吸気通路及び中間吸気通路を備え、前記周縁吸気通路の排気口は前記基板実装部の上表面の周縁領域内に設けられ、前記中間吸気通路の排気口は前記基板実装部の上表面の中間領域に設けられている。
【０００８】
各々の前記基板実装部に対して、前記周縁吸気通路の排気口と前記中間吸気通路の排気口は、孔状構造にそれぞれ複数設けられ、前記複数の周縁吸気通路の排気口と前記複数の中間吸気通路の排気口は、それぞれ前記基板実装部の円周方向に沿って少なくとも１つの円周上に均等に配列されている。
【０００９】
各々の前記基板実装部に対して、その周縁領域及び／又は中間領域には前記基板載置装置の上表面に対向して凹んだ凹溝が形成され、前記周縁吸気通路の排気口と前記中間吸気通路の排気口は前記凹溝の底面又は側面に位置する。
【００１０】
前記凹溝は前記基板実装部の円周方向に沿って延伸し、閉じたリング状（環状）をなす。
【００１１】
前記周縁吸気通路の排気口の総面積は前記中間吸気通路の排気口の総面積より小さい。
【００１２】
前記周縁吸気通路の排気口の直径は前記中間吸気通路の排気口の直径より小さい。
【００１３】
前記周縁吸気通路の排気口の直径は前記中間吸気通路の排気口の直径の１／３〜２／３である。
【００１４】
前記中間吸気通路の排気口の直径は０．６ｍｍ〜１ｍｍである。
【００１５】
前記周縁吸気通路の排気口の数は前記中間吸気通路の排気口の数と同一である。
【００１６】
前記基板実装部の径方向において、最も外側の前記周縁吸気通路の排気口と前記基板実装部の周縁との距離は２〜５ｍｍである。
【００１７】
前記複数の中間吸気通路の排気口は、１つの円周上に配列され、前記基板実装部の径方向において、前記基板実装部の半径の１／２のところに位置する。
【００１８】
前記熱交換ガス吸気通路は、吸気口が外部のガス源と連通し、排気口が前記基板実装部の上表面の中心位置に設けられた中央吸気通路をさらに備える。
【００１９】
別の態様として、本発明は、さらに、反応チャンバーと、ガス源と、前記反応チャンバー内に位置する把持装置と、前記把持装置に配置され、被加工ワークを載置し、前記ガス源から供給される熱交換ガスにより被加工ワークの温度を調節する基板載置装置と、を備えるプラズマ加工装置を提供する。前記基板載置装置は、上記のいずれかに記載の基板載置装置を採用しており、前記基板載置装置における熱交換ガス吸気通路は前記ガス源と連通する。
【００２０】
前記把持装置内には互いに独立している第１ガス通路と第２ガス通路が設けられている。前記第１ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記中間吸気通路と連通し、流入端が前記ガス源と連通する。前記第２ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記周縁吸気通路と連通し、流入端が前記ガス源と連通する。
【００２１】
前記ガス源は、第１ガス源及び第２ガス源を備え、前記把持装置内には互いに独立している第１ガス通路と第２ガス通路が設けられている。前記第１ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記中間吸気通路と連通し、流入端が前記第１ガス源と連通する。前記第２ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ単独に前記周縁吸気通路と連通し、流入端が前記第２ガス源と連通する。
【００２２】
前記把持装置内にはガス通路が設けられ、前記ガス通路は、流出端が前記把持装置の上表面まで延伸し、且つ前記中間吸気通路及び周縁吸気通路とそれぞれ連通し、流入端が前記ガス源と連通し、前記ガス源は前記ガス通路を経由して前記中間吸気通路と周縁吸気通路に熱交換ガスを同時に輸送する。
【００２３】
前記周縁吸気通路の排気口の上流と前記中間吸気通路の排気口の上流には、プレッシャーフローコントローラ（圧力流量制御手段）又はマスフローコントローラ（質量流量制御手段）が設けられている。
【００２４】
前記プレッシャーフローコントローラは前記中間吸気通路を流れる熱交換ガスのガス流量を調節し、前記マスフローコントローラは前記周縁吸気通路を流れる熱交換ガスのガス流量を調節する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は以下の有益な効果を有する。
【００２６】
本発明に係る基板載置装置は、各々の基板実装部の周縁領域に周縁吸気通路の排気口を設けることにより、熱交換ガスを該周縁吸気通路の排気口を経由して基板実装部の上表面の周縁領域に拡散させることができ、よって基板実装部の周縁領域の熱交換効果を改善することができ、さらにプロセスにおいて、被加工ワークの周縁領域と中間領域の温度を均一にすることにより、プラズマ加工のプロセス均一性を向上することができる。
【００２７】
好ましい技術的解決手段として、周縁吸気通路の排気口の総面積は中間吸気通路の排気口の総面積より小さく、これはより多くの熱交換ガスを中間吸気通路の排気口を経由して面積の大きい中間領域内に拡散させるとともに、周縁吸気通路の排気口を流れる熱交換ガスの流量を減少させ、周縁吸気通路の排気口を経由して基板実装部の外部へ拡散する熱交換ガスを減少させることができ、さらに反応チャンバー内へ漏れる熱交換ガスが多すぎてプロセスの結果に悪影響を与えることを回避することができる。
【００２８】
本発明に係るプラズマ加工装置は、本発明に係る上記基板載置装置を用いることにより、被加工ワークの温度の均一性を向上することができ、よってプラズマ加工のプロセス均一性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の上記及び／又は付加的な形態及び利点は、下記図面を参照した実施例に対する説明により明らかで理解しやすくなる。
【００３０】
【図１】従来のプラズマ加工装置の構成模式図である。
【図２】図１のトレイの上面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る基板載置装置の断面図である。
【図４】図３に示す基板載置装置に利用可能な第１形態の基板実装部の上面図である。
【図５】図３に示す基板載置装置に利用可能な第２形態の基板実装部の上面図である。
【図６】本発明の別の実施例に係る基板載置装置の断面図である。
【図７】図６に示す基板載置装置に利用可能な形態の基板実装部の部分上面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図である。
【図９Ａ】図８に示すプラズマ加工装置に用いられる把持装置の構成模式図である。
【図９Ｂ】図８に示すプラズマ加工装置に用いられる別の把持装置の構成模式図である。
【図１０】本発明の第２実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図である。
【図１１】本発明の第３実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の趣旨は基板載置装置を提供することである。該基板載置装置は、上表面に複数の基板実装部が設けられ、熱交換ガスを基板実装部の上表面にガイドするために、基板実装部のそれぞれに対応して熱交換ガス吸気通路が設けられ、熱交換ガス吸気通路は、吸気口がいずれも外部のガス源と連通する周縁吸気通路及び中間吸気通路を備え、周縁吸気通路の排気口は基板実装部の上表面の周縁領域内に設けられ、中間吸気通路の排気口は基板実装部の上表面の中間領域に設けられ、プロセスにおいて、その載置された被加工ワークの温度を熱交換ガスにより調節する。
【００３２】
当業者に本発明の技術的解決手段をよりよく理解させるため、以下、図面を参照して本発明の実施例に係る基板載置装置及びプラズマ加工装置を詳細に説明する。
【００３３】
図３は本発明の一実施例に係る基板載置装置の断面図である。図４は図３に示す基板載置装置に利用可能な第１形態の基板実装部の上面図である。図３及び図４に示すように、基板載置装置２０は被加工ワーク２１を載置し、熱交換ガスにより被加工ワーク２１の温度を調節する。基板載置装置２０は複数の基板実装部２０１を備え、プロセスにおいて、被加工ワーク２１は一対一に対応して基板実装部２０１に配置され、本実施例において、各々の基板実装部２０１は凹溝の形状に設けられ、被加工ワーク２１は該凹溝内に配置されている。凹溝により、被加工ワーク２１の基板載置装置２０における位置を制限することができ、よって基板載置装置２０に対する被加工ワーク２１のずれを回避することができる。ここで説明しなければならないことは、実際の応用において、基板実装部２０１は凹溝の形状に限定されるものではなく、ボスの形状に設けられてもよく、該被加工ワーク２１の基板載置装置２０における位置を限定するために、被加工ワーク２１は該ボスにより載置される。当然に、基板実装部２０１を凹溝の形状に設けることは、被加工ワーク２１の位置を限定するのにより有利である。
【００３４】
また、基板実装部２０１のそれぞれに対応して熱交換ガス吸気通路が基板載置装置２０内に設けられ、例えばヘリウムやアルゴンなどの熱交換ガスが該吸気通路を経由して各々の基板実装部２０１の上表面とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との隙間に流入して、熱交換ガスと被加工ワーク２１との熱交換を実現することができ、よって被加工ワーク２１の温度を調節する。具体的に、熱交換ガス吸気通路は、吸気口がいずれも外部の熱交換ガス源と連通される中央吸気通路、中間吸気通路及び周縁吸気通路を備え、中央吸気通路の排気口は基板実装部２０１の上表面の中心位置に設けられ、周縁吸気通路の排気口は基板実装部２０１の上表面の周縁に近接する領域内（以下、基板実装部の上表面の周縁領域と略称する）に設けられ、中間吸気通路の排気口は基板実装部２０１の上表面の中心位置と周縁領域との間に介在する中間領域（以下、基板実装部の上表面の中間領域と略称する）に設けられている。
【００３５】
図３及び図４の中央吸気孔２３及び中間吸気孔２４にそれぞれ示すように、中央吸気通路の排気口及び中間吸気通路の排気口はいずれも孔状構造に設けられている。中央吸気孔２３の数は１つであり、その中心は基板実装部２０１の中心と重なり、熱交換ガスは中央吸気孔２３を経由して基板実装部２０１の中心領域２３１内に拡散し、中心領域２３１とは、熱交換ガスが中央吸気孔２３を経由して周囲に拡散し到達可能な領域である。中間吸気孔２４の数は複数であり、複数の中間吸気孔２４は基板実装部２０１の円周方向に沿って１つの円周上に均等に配列され、隣接する中間吸気孔２４の間は一定の間隔を持ち、各中間吸気孔２４の直径は０．６〜１ｍｍであってもよい。熱交換ガスは中間吸気孔２４を経由して中間領域２４１内で拡散する。本実施例において、直径が２寸（１寸≒３．３３ｃｍ）の被加工ワーク２に対応させるため、基板実装部２０１の直径は２寸であり、中間吸気孔２４の数は６〜１０個であってもよく、これらの中間吸気孔２４は基板実装部２０１の円周方向に沿って１つの円周上に配列され、且つ各中間吸気孔２４の中心と基板実装部２０１の中心との距離は基板実装部２０１の半径の約１／２であり、即ち、各中間吸気孔２４の中心は基板実装部２０１の中心を円心とし、基板実装部２０１の半径の１／２を半径とする円周上に配列される（例えば、約３０ｍｍ）。
【００３６】
また、中央吸気孔２３の直径は、中間吸気孔２４の直径と同一でも異なってもよい。また、中間吸気孔２４からの熱交換ガスが中心領域２３１に拡散できるならば、中央吸気孔２３を省略することができる。
【００３７】
熱交換ガスが該周縁吸気通路を経由して該周縁領域に拡散されるように、周縁吸気通路は基板実装部２０１の上表面の周縁領域に設けられ、よって、プロセスにおいて被加工ワーク２１の基板実装部２０１の周縁領域における熱交換効果を改善し、被加工ワーク２１の周縁領域と中間領域の温度を均一にすることができ、さらにプラズマ加工のプロセス均一性を向上させることができる。
【００３８】
本実施例において、図３及び図４の周縁吸気孔２５に示すように、周縁吸気通路の排気口は孔状構造に設けられている。周縁吸気孔２５の数は複数であり、これらの周縁吸気孔２５は基板実装部２０１の円周方向に沿って１つの円周上に均等に配列され、隣接する周縁吸気孔２５の間は一定の間隔を有する。基板実装部２０１の径方向において、周縁吸気通路の排気口と基板実装部２０１の周縁との距離Ｄは２〜５ｍｍであり、即ち、各々の周縁吸気孔２５の中心と基板実装部２０１の周縁との距離Ｄは２〜５ｍｍである。熱交換ガスは周縁吸気孔２５を経由して周縁領域２５１内に拡散される。また、被加工ワーク２１の直径が２寸である場合、複数の周縁吸気孔２５が位置する円周の半径は４０〜４８ｍｍであってもよく、周縁吸気孔２５の数は１２〜１６個であってもよい。
【００３９】
好ましくは、より多くの熱交換ガスが中間吸気通路の排気口を経由して面積の大きい中間領域内で拡散し、周縁吸気通路の排気口を流れる熱交換ガスの流量が減少されるように、周縁吸気通路の排気口の総面積は中間吸気通路の排気口の総面積より小さく、よって周縁吸気通路の排気口を経由して基板実装部２０１の外部へ拡散する熱交換ガスを減少させることができ、さらに反応チャンバー内へ漏れる熱交換ガスが多すぎてプロセスの結果に悪影響を与えることを回避することができる。例えば、周縁吸気孔２５と中間吸気孔２４の数が同一である場合、周縁吸気孔２５の直径を中間吸気孔２４の直径より小さくすることができ、よって周縁吸気孔２５を流れる熱交換ガスの流量を減少させ、さらに基板実装部２０１の外部へ漏れる熱交換ガスの漏れ量を合理的な範囲内に制御することができる。好ましくは、周縁吸気孔２５の直径を中間吸気孔２４の直径の１／３〜２／３とし、さらに好ましくは、中間吸気孔２４の直径を０．６〜１ｍｍとする。
【００４０】
図５は、図３に示す基板載置装置に利用可能な第２形態の基板実装部の上面図である。本実施例において、基板実装部２０１に載置される被加工ワーク２１の直径は４寸であり、基板実装部２０１における中間吸気孔２４は数が図４に示す実施例より多く、複数の中間吸気孔２４は基板実装部２０１の中心を円心とするが半径が異なる２つの円周上に配列されてもよく、同一円周上に配列される中間吸気孔２４の数、及び２つの円周の距離は中間吸気孔２４の直径及び熱交換ガスが中間吸気孔２４を経由して周囲に拡散する半径に応じて設けても良い。
【００４１】
例えばその直径が４寸、６寸及びそれ以上のように、被加工ワーク２１の寸法の増加に伴い、基板実装部２０１における中間吸気孔２４の数を増加することができ、より早く且つ均一に熱交換ガスが基板実装部２０１の上表面の各位置に拡散できるように、これらの中間吸気孔２４をさらに基板実装部２０１の円周方向に沿って２つ以上の円周上に配列することができ、異なる円周上に位置する中間吸気孔２４の中心と基板実装部２０１の中心との距離が異なることは容易に理解できるだろう。同様に、被加工ワーク２１の寸法の増加に伴って、周縁吸気孔２５の数を対応的に増やしてもよく、基板実装部２０１の円周方向に沿って２つ以上の円周上に配列してもよく、例えば、被加工ワーク２１の直径が４寸である場合、周縁吸気孔２５の数は２０〜２４個であってもよい。
【００４２】
ここで指摘しなければならないことは、本発明の上記実施例における周縁吸気通路の排気口と中間吸気通路の排気口はいずれも孔状構造に設けられ、孔状構造の数は複数であり、該複数の孔状構造は基板実装部の円周方向に沿って少なくとも１つの円周上に均等に配列されるが、本発明はそれに限定されず、実際の応用において、下記のように周縁吸気通路の排気口及び／又は中間吸気通路を設けることもできる。即ち、図６及び図７に示すように、各々の基板実装部に対して、その周縁領域及び／又は中間領域には該基板載置装置の上表面に対向して凹んだ排気口凹溝が形成され、周縁吸気通路の排気口と中間吸気通路の排気口は対応する排気口凹溝の底面に位置し、基板実装部に載置される被加工ワークと熱交換を行うように、熱交換ガスを排気口凹溝内にガイドする。
【００４３】
図６及び図７において、図６は本発明の別の実施例に係る基板載置装置の断面図であり、図７は図６に示す基板載置装置に利用可能な形態の基板実装部の部分上面図である。本実施例に示す基板載置装置及び基板実装部の構造及び機能は前述の図３及び図４に示す実施例と類似するが、二者の区別は以下のみである。本実施例において、各々の基板実装部に対して、その周縁領域２５１には該基板載置装置の上表面に対向して凹んだ周縁吸気通路の排気口凹溝２５２が形成され、熱交換ガスを該排気口凹溝２５２内にガイドするために、周縁吸気通路の排気孔２５は該周縁吸気通路の排気口凹溝２５２の底面に位置し、また、基板実装部２０１の中間領域２４１には該基板載置装置の上表面に対向して凹んだ中間吸気通路の排気口凹溝２４２が形成され、熱交換ガスを該排気口凹溝２４２内にガイドするために、中間吸気通路の排気孔２４は該中間吸気通路の排気口凹溝２４２の底面に位置する。
【００４４】
このように、周縁吸気通路の排気口凹溝２５２と中間吸気通路の排気口凹溝２４２内に入った熱交換ガスは、基板実装部２０１の円周方向に沿って流れることができ、よって熱交換ガスを排気口凹溝２４２、２５２内により均一に分布させ、さらに、プロセスにおいて、被加工ワーク２１における該排気口凹溝２４２、２５２に対応する領域の温度を均一にすることができ、よってプラズマ加工のプロセス均一性をさらに向上させることがきる。また、熱交換ガスは該排気口凹溝２４２、２５２内を流れ、均一に分布されるため、基板載置装置の内部における周縁吸気通路の排気孔２５／中間吸気通路の排気孔２４の数は限定されなくてもよく、例えば、１つの周縁吸気通路の排気孔２５／中間吸気通路の排気孔２４を設けるだけで、熱交換ガスを排気口凹溝２４２／排気口凹溝２５２内に均一に分布させることができ、周縁吸気通路の排気孔２５／中間吸気通路の排気孔２４の数が少ない時、基板載置装置の内部構造をより簡単にすることができる。
【００４５】
当然に、本実施例における排気口凹溝は基板実装部の円周方向に沿って延伸して閉じ、リング状をなすように設けられたが、実際の応用において、排気口凹溝はその他の形状に設けられてもよく、且つ基板実装部の円周方向に沿って延伸せず閉じ、リング状をなさずともよく、これは同様に熱交換ガスをその底面に位置する排気孔を経由して該排気口凹溝内に入れ均一に分布させることができ、同様に熱交換ガスの均一性を最適化することができる。また、排気孔２４／２５の排気口凹溝２４２／２５２における設置位置は排気口凹溝２４２／２５２の側壁であってもよい。
【００４６】
さらに当然ながら、周縁吸気通路の排気口凹溝と中間吸気通路の排気口凹溝の基板実装部の径方向における配列規則、位置関係、及び周縁吸気通路の排気口と中間吸気通路の排気口の設置規則は、前述の図３〜図５に示す実施例の説明に類似するので、繰り返しの説明を省略する。また、当然ながら、本発明に記載の基板実装部の上表面は、基板実装部における被加工ワークを載置するための部分の表面を含み、周縁吸気通路の排気口凹溝の底面又は側面、及び中間吸気通路の排気口凹溝内の底面又は側面をさらに含む。
【００４７】
別の技術的解決手段として、本発明はさらにプラズマ加工装置を提供する。図８は本発明の第１実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図であり、そのうちの基板載置装置はトレイである。図８に示すように、該プラズマ加工装置は、反応チャンバー１００と、ガス源２８と、反応チャンバー１００内に位置する把持装置２６と、該把持装置２６に配置されるトレイ２０とを備える。トレイ２０は被加工ワーク２１を載置し、ガス源２８から供給される熱交換ガスにより被加工ワーク２１の温度を調節する。また、トレイ２０は本発明の上記実施例に係る基板載置装置の構造形態を用いることにより、プロセスにおいて被加工ワーク２１の温度の均一性を向上させ、さらにプロセス結果の均一性を向上させることができる。
【００４８】
本実施例において、把持装置２６内には互いに独立する第１ガス通路４１と第２ガス通路４２が設けられている（図８が断面図であるため、実際に連通されていない第１ガス通路４１と第２ガス通路４２の投影に交差の現象が生じている）。第１ガス通路４１は、流出端が把持装置２６の上表面まで延伸し、且つ単独にトレイ２０の中間吸気通路と連通し、流入端がガス源２８と連通する。第２ガス通路４２は、流出端が把持装置２６の上表面まで延伸し、且つ単独にトレイ２０の周縁吸気通路と連通し、流入端がガス源２８と連通する。ガス源２８は第１ガス通路４１と第２ガス通路４２を経由して同時にトレイ２０の中間吸気通路と周縁吸気通路に熱交換ガスを輸送する。
【００４９】
本実施例において、プラズマ加工装置は、プレッシャーフローコントローラ４３及びマスフローコントローラ４４をさらに備える。プレッシャーフローコントローラ４３は、トレイ２０の中間吸気通路を流れる熱交換ガスの流量を調節することにより、基板実装部２０１の上表面とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との間の気圧を変わらないように所定の気圧値に固定する。該所定の気圧値は、熱交換ガスの漏れ量（即ち、基板実装部２０１とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との間の隙間における熱交換ガスの反応チャンバー１００内への漏れ量）がその安全閾値を超えない場合、基板実装部２０１とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との間の気圧の許容最大値である。安全閾値とは、プロセス結果に影響を与えないことを保証する前提で、熱交換ガスの反応チャンバー１００内への漏れを許容する最大漏れ量である。例えば、プレッシャーフローコントローラ４３によりトレイ２０の中間吸気通路のヘリウム流量を制御することにより、基板実装部２０１とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との間の気圧が、８トル（１ｔｏｒｒ≒１３３Ｐａ）のヘリウム圧力条件で、ヘリウム漏れ量８ｓｃｃｍ未満の要件を満たすようにする。
【００５０】
マスフローコントローラ４４は、トレイ２０の周縁吸気通路を流れる熱交換ガスの流量を調節することにより、被加工ワーク２１の周縁に熱交換ガス、例えばヘリウムを持続的に満たすことができ、よってトレイ２０の周縁吸気通路から基板実装部２０１とそれに対応する被加工ワーク２１の下表面との間の隙間に入る熱交換ガスが、その漏れ量が安全閾値を超えない前提で、被加工ワーク２１の周縁領域と熱交換できるように保証し、よって被加工ワーク２１の周縁領域の熱交換効果を改善し、さらに被加工ワーク２１の周縁の温度を効果的に制御することができる。
【００５１】
本実施例において、把持装置２６とトレイ２０との間、及びトレイ２０と被加工ワーク２１との間を、いずれも静電引力により固定させる。具体的に、図９Ａは図８に示すプラズマ加工装置に用いられる把持装置の構成模式図である。把持装置２６は、静電チャック及び直流電源を備える。静電チャックは、表面に絶縁材料が被覆された導電性材料により製造されたチャック本体を備え、該導電性材料はチャック本体の電極として接地される。トレイ２０は、表面に絶縁材料が被覆された導電性材料により製造され、トレイ２０が反応チャンバー１００内のプラズマにエッチングされないことを保証する。導電性材料はトレイ電極として直流電源に電気的に接続され、直流電源をオンにした後、トレイ２０とチャック本体との間及びトレイ２０と被加工ワーク２１との間には静電吸着力が発生し、即ち、トレイ２０とチャック本体との間に静電吸着力が発生し、トレイ２０と被加工ワーク２１との間に静電吸着力が発生するため、チャック本体はトレイ２０をその上表面に吸着させるとともに、トレイ２０に被加工ワーク２１をその基板実装部２０１に吸着させることができる。
【００５２】
実際の応用において、チャック本体は絶縁材料により製造し、絶縁材料の内部にチャック電極を埋設させてもよく、同様に、トレイ２０は絶縁材料により製造し、絶縁材料の内部にトレイ電極を埋設させてもよい。
【００５３】
ここで説明しなければならないことは、本実施例において、把持装置２６とトレイ２０との間及びトレイ２０と被加工ワーク２１との間をいずれも静電引力により固定したが、本発明はそれに限定されず、実際の応用において、図９Ｂに示すように、トレイ２０と被加工ワーク２１との間のみを静電引力により固定し、把持装置２６とトレイ２０との間は機械的固定方式により固定してもよい。図９Ｂは図８に示すプラズマ加工装置に用いられる別の把持装置の構成模式図である。該把持装置は、メカニカルチャック及び直流電源を備える。メカニカルチャックは、機械的固定の方式によりトレイ２０をその上表面に固定し、例えば、メカニカルチャックは被加工ワーク２１を載置するためのベースと、被加工ワーク２１を該ベースに固定するためのツーリング（例えば、機械式治具、押え輪など）とを備えてもよい。トレイ２０は、表面に絶縁材料が被覆され、トレイ電極として直流電源に電気的に接続される導電性材料により製造される。直流電源をオンにした後、トレイ２０と被加工ワーク２１との間には静電引力が発生し、よって被加工ワーク２１をトレイ２０の基板実装部２０１に固定することができる。当然に、トレイ２０は絶縁材料により製造し、絶縁材料の内部にトレイ電極を埋設してもよい。
【００５４】
また、実際の応用において、トレイ２０と被加工ワーク２１との間は機械的固定などの方式により固定してもよく、実際に、トレイ２０の固定方式を制限する必要がなく、トレイ２０により被加工ワーク２１をその上表面に固定することができればよい。
【００５５】
図１０は本発明の第２実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図である。本実施例に係るプラズマ加工装置は、第１実施例と同様に、反応チャンバー１００と、ガス源２８と、反応チャンバー１００内に位置する把持装置２６と、該把持装置２６に配置されるトレイ２０と、プレッシャーフローコントローラ４３と、マスフローコントローラ４４とを備える。上記装置（ｄｅｖｉｃｅ）又は装置（
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）の機能と接続関係については第１実施例において詳細に説明したため、ここでは、重複説明を省略する。以下、本実施例と第１実施例との相違点のみを詳細に説明する。
【００５６】
具体的に、本実施例において、ガス源は、第１ガス源４５及び第２ガス源４６をさらに備え、同様に、把持装置２６内に互いに独立する第１ガス通路４１と第２ガス通路４２が設けられている。第１ガス通路４１は、流出端が把持装置２６の上表面まで延伸し、且つ単独にトレイ２０の中間吸気通路と連通し、流入端が第１ガス源４５と連通し、第２ガス通路４２は、流出端が把持装置２６の上表面まで延伸し、且つ単独にトレイ２０の周縁吸気通路と連通し、流入端が第２ガス源４６と連通する。プロセスにおいて、第１ガス源４５は、第１ガス通路４１を経由してトレイ２０の中間吸気通路に熱交換ガスを単独に輸送し、第２ガス源４６は、第２ガス通路４２を経由してトレイ２０の周縁吸気通路に熱交換ガスを単独に輸送する。
【００５７】
図１１は本発明の第３実施例に係るプラズマ加工装置の構成模式図である。本発明の第３実施例に係るプラズマ加工装置は第２実施例と同様に、反応チャンバー１００と、ガス源２８と、反応チャンバー１００内に位置する把持装置２６と、該把持装置２６に配置されるトレイ２０と、を備える。上記装置（ｄｅｖｉｃｅ、手段）又は装置（
1451010703956_1
、設備）の機能と接続関係については第１、第２実施例において詳細に説明したため、ここでは、重複説明を省略する。以下、本実施例と第１、第２実施例との相違点のみを詳細に説明する。
【００５８】
具体的に、本実施例において、把持装置２６内にはガス通路２７が設けられ、ガス通路２７は、流出端が把持装置２６の上表面まで延伸し、且つトレイ２０の中間吸気通路及び周縁吸気通路とそれぞれ連通し、流入端がガス源２８と連通し、ガス源２８はガス通路２７を経由してトレイ２０の中間吸気通路と周縁吸気通路に熱交換ガスを同時に輸送する。
【００５９】
ここで説明しなければならないことは、実際の応用において、本実施例におけるプラズマ加工装置のガス源とガス通路のいずれかにプレッシャーフローコントローラ又はマスフローコントローラを設け、全体的に、中間吸気通路と周縁吸気通路を流れる熱交換ガスの流量を調節、即ち、中間吸気通路と周縁吸気通路を流れる熱交換ガスの流量を同時に調節してもよい。
【００６０】
さらに、指摘しなければならないことは、中間吸気通路と周縁吸気通路を流れる熱交換ガスの流量を制御するために、周縁吸気通路の排気口の上流と中間吸気通路の排気口の上流の任意の位置にプレッシャーフローコントローラ又はマスフローコントローラを設けてもよい。周縁吸気通路の排気口の上流と中間吸気通路の排気口の上流とは、それぞれ、周縁吸気通路の排気口及び中間吸気通路の排気口とガス源との間の任意の位置である。
【００６１】
当然に、上記の実施の形態は本発明の原理を説明するための例示的な実施の形態に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の趣旨や実質を逸脱しない限りにおいて、様々な変形や改良を行うことができ、これらの変形や改良も本発明の保護範囲に属する。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
2016520255.tif 000010
【図３】
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【図６】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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