(57)【要約】【課題】載置台の上面を平滑な形状に容易に加工でき、また、基板周縁部の温度低下も防止できるプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】処理容器２０内に供給された処理ガスをプラズマ化させることにより、処理容器２０内において基板Ｗを処理するプラズマ処理装置５であって、処理容器２０内には、基板Ｗを上面に載置させる載置台２１が設けられ、載置台２１の上面には、基板Ｗの周縁を位置決めする位置決めピン２５が複数箇所に突出しており、位置決めピン２５は、載置台２１の上面に形成された凹部２６に挿入されている。位置決めピン２５を外した状態で載置台２１の上面を平滑な形状に加工できる。また、載置台２１の上面に載置された基板Ｗの周縁近傍には位置決めピン２５しか存在しないので、基板周縁部の温度低下も防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させることにより、前記処理容器内において基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内には、基板を上面に載置させる載置台が設けられ、
前記載置台の上面には、基板の周縁を位置決めする位置決めピンが複数箇所に突出しており、
前記位置決めピンは、前記載置台の上面に形成された凹部に挿入されていることを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記載置台は、上面に載置された基板を吸着する静電チャック用の電極を有することを特徴とする、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
上から見た状態において、前記位置決めピンの面積の合計が、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から周囲１５ｍｍの領域の面積の５％以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記位置決めピンの上部内周面は、上に行くほど細くなるテーパ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記位置決めピンの下部周面は、円筒形状に形成されており、前記上部周面と前記下部周面との境界に現れる角部は、前記載置台の上面よりも低い位置にあることを特徴とする、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記凹部の内周面上端が曲面に形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
大きさの異なる複数の基板に対応するように、前記載置台の上面に、前記凹部が複数組形成されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させることにより、前記処理容器内において基板を処理するプラズマ処理装置であって、
前記処理容器内には、基板を上面に載置させる載置台が設けられ、
前記載置台の上面の周縁部には、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から離れて配置されるリング部材が取り外し自在に載置されており、
前記リング部材の内周には、基板の周縁を位置決めする位置決め部が複数箇所に突出していることを特徴とする、プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記載置台は、上面に載置された基板を吸着する静電チャック用の電極を有することを特徴とする、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
上から見た状態において、前記位置決め部の面積の合計が、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から周囲１５ｍｍの領域の面積の５％以下であることを特徴とする、請求項８または９に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを利用して基板を処理するプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリコンウェハなどの基板を成膜処理やエッチング処理するものとして、例えばマイクロ波を用いたプラズマ処理装置や、上部電極と下部電極の間に高周波電圧を付加して処理室内にプラズマを発生させるプラズマ処理装置が用いられている。以上のようなプラズマ処理装置において、処理容器内に設けられた載置台の上面に、基板の周縁を位置決めする突起を複数箇所に設けたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２６０８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のようなプラズマ処理装置では、例えば静電チャックを用いて載置台の上面に基板を吸着することが行われている。このように静電チャックを用いて載置台の上面に基板を吸着する場合、基板の下面の損傷等を防ぐためにも、吸着時に基板の下面に対して密着することとなる載置台の上面はなるべく平滑な形状であることが望ましい。しかしながら、載置台の上面に基板位置決め用の突起が設けられていると、それら突起が邪魔になって載置台の上面を研磨処理することが困難となり、載置台の上面を平滑な形状に加工しにくくなってしまうという問題がある。
【０００５】
一方、研磨処理して平滑な形状に加工した載置台の上面にガイドリングを載せ、このガイドリングの内側に基板を載置させることにより、基板を位置決めする方法も考えられる。しかし、基板周縁をガイドリングで囲んだ場合、処理時に基板の周縁部の温度がガイドリングの影響で下がってしまい、例えば成膜処理を行った場合に基板周縁部の成膜レートが低くなってしまうという別の問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、載置台の上面を平滑な形状に容易に加工でき、また、基板周縁部の温度低下も防止できる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】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明によれば、処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させることにより、前記処理容器内において基板を処理するプラズマ処理装置であって、前記処理容器内には、基板を上面に載置させる載置台が設けられ、前記載置台の上面には、基板の周縁を位置決めする位置決めピンが複数箇所に突出しており、前記位置決めピンは、前記載置台の上面に形成された凹部に挿入されていることを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。
【０００８】
このプラズマ処理システムにあっては、位置決めピンを載置台の上面に形成された凹部から容易に取り外すことができる。このため、位置決めピンを外した状態で載置台の上面を平滑な形状に加工できるようになる。また、載置台の上面に載置された基板の周縁近傍には位置決めピンしか存在しないので、基板周縁部の温度低下も防止できるようになる。
【０００９】
このプラズマ処理システムにおいて、前記載置台は、上面に載置された基板を吸着する静電チャック用の電極を有していても良い。
【００１０】
また、上から見た状態において、前記位置決めピンの面積の合計が、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から周囲１５ｍｍの領域の面積の５％以下であっても良い。
【００１１】
また、前記位置決めピンの上部周面は、上に行くほど細くなるテーパ形状に形成されていても良い。この場合、前記位置決めピンの下部周面は、円筒形状に形成されており、前記上部周面と前記下部周面との境界に現れる角部は、前記載置台の上面よりも低い位置にあっても良い。
【００１２】
また、前記凹部の内周面上端が曲面に形成されていても良い。また、大きさの異なる複数の基板に対応するように、前記載置台の上面に、前記凹部が複数組形成されていても良い。
【００１３】
また、本発明によれば、処理容器内に供給された処理ガスをプラズマ化させることにより、前記処理容器内において基板を処理するプラズマ処理装置であって、前記処理容器内には、基板を上面に載置させる載置台が設けられ、前記載置台の上面の周縁部には、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から離れて配置されるリング部材が取り外し自在に載置されており、前記リング部材の内周には、基板の周縁を位置決めする位置決め部が複数箇所に突出していることを特徴とする、プラズマ処理装置が提供される。
【００１４】
前記載置台は、上面に載置された基板を吸着する静電チャック用の電極を有していても良い。また、上から見た状態において、前記位置決め部の面積の合計が、前記載置台の上面に載置された基板の周縁から周囲１５ｍｍの領域の面積の５％以下であっても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、位置決めピンもしくはリング部材を外した状態で載置台の上面を研磨処理することができ、吸着時に基板の下面に対して密着することとなる載置台の上面を容易に平滑な形状に加工できるようになる。また、載置台の上面に基板を載置させて処理する際には、基板の周縁近傍に位置決めピンもしくは位置決め部しか存在しないため、基板周縁部の温度低下も防止できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理５を備えたプラズマ処理システム１の平面図である。このプラズマ処理システム１は、基板としてのウェハＷをプラズマ処理システム１に対して搬入出させる搬入出部２、搬入出部２に隣接させて設けられた２つのロードロック室３、各ロードロック室３にそれぞれ隣接させて設けられた搬送室４、搬送室４の周りに配置された複数のプラズマ処理装置５で構成されている。各プラズマ処理装置５と搬送室４の間には、ゲートバルブ６が設けられている。
【００１８】
搬送室４には、ロードロック室３と各プラズマ処理装置５との間でウェハＷを搬入出させる搬送装置１０が設けられている。搬送装置１０はウェハＷを支持するための一対の搬送アーム１１を有している。搬送室４の内部は真空引き可能になっている。即ち、搬送室４内を真空状態にすることで、ロードロック室３から取り出したウェハＷを各プラズマ処理装置５に搬送でき、各プラズマ処理装置５から搬出したウェハＷをロードロック室３に戻すことができる。このため、各プラズマ処理装置５内を真空に維持したまま、ウェハＷの搬入・搬出を行うことができる。
【００１９】
搬入出部２には、カセット１５が隣接して置かれており、このカセット１５から搬入出部２によって取り出されたウェハＷが、ロードロック室３に受け渡される。また、ロードロック室３から搬入出部２によって取り出されたウェハＷが、カセット１５に戻される。搬入出部２の側方には、ウェハＷの位置決めを行うアライメント機構１６が設けられている。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置５の概略的な構成を示す縦断面図である。図３は、このプラズマ装置５が備える載置台２１の平面図である。
【００２１】
このプラズマ処理装置５は例えばアルミニウムからなる、上部が開口した有底円筒形状の処理容器２０を備えている。後述するように、この処理容器２０の内部において、ウェハＷがプラズマ処理される。処理容器２０は電気的に接地されている。
【００２２】
処理容器２０内の底部には、ウェハＷを上面に載置させる円筒形状の載置台（サセプタ）２１が設けられている。載置台２１は例えばアルミニウムからなり、その内部には、ヒータ等の温度調節機構２２が設けられている。この温度調節機構２２によって、載置台２１上のウェハＷを所定温度に温度調節することが可能である。
【００２３】
載置台２１には、静電チャック（ＥＳＣ）用の電極２３が内蔵されている。載置台２１の上面にウェハＷを載置させた際には、温度調節機構２２による温度調節が精度良く行われるように、電極２３に電圧が印加され、ウェハＷと載置台２１との間に正・負の電荷が発生させられる。そして、ウェハＷと載置台２１との間に働くジャンセン・ラーベック力によって、ウェハＷは載置台２１の上面にしっかりと吸着される。
【００２４】
このように、ウェハＷの下面全体は、載置台２１の上面に密着するように載置されるため、吸着時にウェハＷの下面に対して密着することとなる載置台２１の上面はなるべく平滑な形状であることが望ましい。そのため、載置台２１の上面は、研磨処理により、平滑な形状に加工処理されている。
【００２５】
載置台２１の上面には、複数の位置決めピン２５が載置台２１の上面から上方に突出して設けられている。この例では、３つの位置決めピン２５が載置台２１の上面に設けられている。各位置決めピン２５は、いずれも略円柱形状をなしており、載置台２１の上面に形成された円柱形状の凹部２６に挿入されることにより、載置台２１の上面において所定の箇所に保持されている。
【００２６】
図４に示すように、位置決めピン２５の上部周面２５ａは、上に行くほど細くなるテーパ形状に形成され、位置決めピン２５の下部周面２５ｂは、直径が一定の円筒形状に形成されている。上部周面２５ａの傾斜角度（水平からの傾斜角度）は、例えば４５〜８０°である。載置台２１の上面に形成された凹部２６の内周面２６ａは、位置決めピン２５の下部周面２５ｂの直径よりも大きい一定の直径を有する円筒形状に形成されている。位置決めピン２５は、下半部を凹部２６に挿入されることにより、載置台２１の上面に保持されているが、位置決めピン２５の下部周面２５ｂの直径が凹部２６の内周面２６ａの直径よりも小さいので、位置決めピン２５は、凹部２６から上方に抜き取って載置台２１の上面から容易に取り外すことができる。
【００２７】
位置決めピン２５の周面において、上部周面２５ａと下部周面２５ｂとの境界に現れる角部２５ｃは、載置台２１の上面よりも低い位置に設けられている。
【００２８】
載置台２１の下方には、載置台２１上に置かれたウェハＷを適宜昇降させる昇降機構２９が設けられている。昇降機構２９は、載置台２１の上面に突出自在な３本の昇降ピン３０を、プレート３１の上面に垂直に取り付けた構成を有している。昇降機構２９のプレート３１は、処理容器２０の底部を貫通する支柱部３２の上端に支持されている。支柱部３２の下端には、処理容器２０の外部に配置された昇降装置３３が取り付けられている。この昇降装置３３の稼動により、載置台２１を貫通している３本の昇降ピン３０が昇降し、昇降ピン３０の上端が載置台２１の上面から上方に突出した状態と、昇降ピン３０の上端が載置台２１の内部に引き込まれた状態とに切り替えられる。
【００２９】
搬送アーム１１に載せられて載置台２１の上方に搬入されたウェハＷを、昇降機構２９の３本の昇降ピン３０によって搬送アーム１１から上方に持ち上げることにより、ウェハＷが昇降ピン３０に受け取られる。そして、搬送アーム１１の退出後、昇降ピン３０が下降することにより、載置台２１の上面にウェハＷが載置される。
【００３０】
そして、昇降ピン３０が下降して載置台２１の上面にウェハＷが載置される際には、昇降ピン３０の下降に伴って、テーパ形状に形成された位置決めピン２５の上部周面２５ａにウェハＷの周縁が案内され、ウェハＷは載置台２１の上面の中央に位置決めされて載置されるようになっている。
【００３１】
なお、このようにしてウェハＷの位置決めが行われる際には、位置決めピン２５の上部周面２５ａにウェハＷの周縁が当接することにより、位置決めピン２５が横に押されて凹部２６内で傾く恐れがある。上述したように、位置決めピン２５の周面に現れる角部２５ｃが載置台２１の上面よりも低い位置に設けられているので、このように位置決めピン２５が凹部２６内で傾いた場合、図５に示したように、位置決めピン２５周面の角部２５ｃが凹部２６の内周面２６ａに当接した状態となる。このように、位置決めピン２５が凹部２６内で傾いた場合でも、凹部２６上端と載置台２１上面との角部２１’は、位置決めピン２５の周面に当接せず、位置決めピン２５の破損が防止される。
【００３２】
処理容器２０の上部開口には、気密性を確保するためのＯリング等を介して、たとえば誘電体の石英部材からなる透過窓３５が設けられている。透過窓３５は略円盤形状である。石英部材に代えて、他の誘電体材料、たとえばＡｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のセラミックスを使用してもよい。
【００３３】
透過窓３５の上方には、平面状のアンテナ部材、例えば円板状のラジアルラインスロットアンテナ３６が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ３６は、導電性を有する材質、たとえばＡｇ、Ａｕ等でメッキやコーティングされた銅の薄い円板からなる。ラジアルラインスロットアンテナ３６には、マイクロ波を透過させる多数のスリットが、例えば渦巻状や同心円状に整列して形成されている。
【００３４】
ラジアルラインスロットアンテナ３６の上面にはマイクロ波の波長を短縮するための遅波板３７が配置されている。遅波板３７は導電性のカバー３８によって覆われている。カバー３８には円環状の熱媒流路３９が設けられ、この熱媒流路３９を流れる熱媒によって、カバー３８と透過窓３５を所定温度に維持するようになっている。
【００３５】
カバー３８の中央には同軸導波管４０が接続されている。この同軸導波管４０は、内側導体４１と外管４２とによって構成されている。内側導体４１は、上述のラジアルラインスロットアンテナ３６と接続されている。内側導体４１のラジアルラインスロットアンテナ３６側は円錐形に形成されて、ラジアルラインスロットアンテナ３６に対してマイクロ波を効率よく伝播するようになっている。
【００３６】
マイクロ波供給装置４５で発生させられた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が、矩形導波管４６、モード変換器４７、同軸導波管４０、遅波板３７、ラジアルラインスロットアンテナ３６を介して、透過窓３５に放射される。そして、その際のマイクロ波エネルギーによって透過窓３５の下面に電界が形成され、処理容器２０内にプラズマが生成される。
【００３７】
処理容器２０内には、ガス供給機構としての上シャワープレート５０と下シャワープレート５１が、載置台２１の上部に設けられている。これら上シャワープレート５０と下シャワープレート５１は、例えば石英管などからなる中空の管材で構成されている。図示はしないが、上シャワープレート５０と下シャワープレート５１には、載置台２１上のウェハＷに対してガスを供給する複数の開口部が分布して設けられている。
【００３８】
上シャワープレート５０には、処理容器２０の外部に配置されたプラズマ生成ガス供給源５５が、配管５６を介して接続されている。プラズマ生成ガス供給源５５には、プラズマ生成用のガスとして例えば窒素、Ａｒ、酸素などが貯留されている。このプラズマ生成ガス供給源５５から、配管５６を通じて、上シャワープレート５０内にプラズマ生成ガスが導入され、処理容器２０内に均一に分散された状態で、プラズマ生成ガスが供給される。
【００３９】
下シャワープレート５１には、処理容器２０の外部に配置された処理ガス供給源６０が、配管６１を介して接続されている。処理ガス供給源６０には、処理ガスとして例えばＴＥＯＳなどが貯留されている。この処理ガス供給源６０から、配管６１を通じて、下シャワープレート５１内に処理ガスが導入され、処理容器２０内に均一に分散された状態で、処理ガスが供給される。
【００４０】
処理容器２０の底部には、真空ポンプなどの排気装置６５によって処理容器２０内の雰囲気を排気するための排気管６６が接続されている。
【００４１】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理システム１の作用について説明する。なお、プラズマ処理の一例として、プラズマ生成ガスとしてＡｒ、酸素を用い、処理ガスとしてＴＥＯＳを使用して、ウェハＷの表面（上面）に絶縁膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する例を説明する。
【００４２】
先ず、搬入出部２において、カセット１５から取り出されたウェハＷが、アライメント機構１６で位置合わせされた後、ロードロック室３に受け渡される。そして、ロードロック室３内および搬送室４内が真空に維持された状態で、搬送装置１０の搬送アーム１１によってロードロック室３内からウェハＷが取り出され、ウェハＷがプラズマ処理装置５に搬入される。
【００４３】
ウェハＷは、搬送アーム１１の上面に載せられた状態で、プラズマ処理装置５の処理容器２０内に搬入され、載置台２１の上方に移動させられる。その後、昇降装置３３の稼動により、周辺昇降機構２９の３本の昇降ピン３０が上昇し、搬送アーム１１に支持されていたウェハＷを突き上げて、搬送アーム１１の上方に持ち上げる。こうして、ウェハＷが昇降機構２９の３本の昇降ピン３０に受け渡された後、搬送アーム１１が載置台２１の上方から退出し、搬送アーム１１は、搬送室４内に戻される。そして、搬送アーム１１の退出後、昇降装置３３の稼動により、３本の昇降ピン３０が下降させられ、ウェハＷは、載置台２１の上面に載置される。
【００４４】
このように載置台２１の上面にウェハＷが載置される際には、昇降ピン３０の下降に伴って、テーパ形状に形成された位置決めピン２５の上部周面２５ａにウェハＷの周縁が案内され、ウェハＷは載置台２１の上面の中央に位置決めされて載置されることとなる。この場合、先に図５で説明したように、位置決めピン２５の上部周面２５ａにウェハＷの周縁が当接して、位置決めピン２５が横に押されて凹部２６内で傾く恐れがある。しかしながら、位置決めピン２５の周面に現れる角部２５ｃが載置台２１の上面よりも低い位置に設けられていることにより、凹部２６上端と載置台２１上面との角部２１’が位置決めピン２５の周面に当接せず、位置決めピン２５の破損が防止される。
【００４５】
こうして、ウェハＷが載置台２１上に載置されると、処理容器２０内が密閉された状態となり、排気管６６から排気が行われて処理容器２０内が減圧される。更に、上シャワープレート５０からはプラズマ生成ガス（Ａｒ、酸素）が処理容器２０内に供給され、下シャワープレート５１からはプラズマ成膜用の処理ガス（ＴＥＯＳ）が処理容器２０内に供給される。そして、マイクロ波供給装置４５の作動により、透過窓３５の下面に電界が発生し、前記プラズマ生成ガスがプラズマ化され、更に、処理ガスがプラズマ化されて、その際に発生した活性種によって、ウェハＷ上に成膜処理がなされる。
【００４６】
なお、プラズマ処理中は、載置台２１に内蔵されている電極２３に電圧が印加されて、ウェハＷは載置台２１の上面にしっかりと吸着される。そして、このようにウェハＷの下面全体を載置台２１の上面に密着させることにより、温度調節機構２２による温度調節が精度良く行われる。
【００４７】
そして、所定時間成膜処理が行われた後、マイクロ波供給装置４５の作動と、処理容器２０内への処理ガスの供給が停止される。その後、昇降機構２９の昇降装置３３の稼動により、３本の昇降ピン３０が上昇し、載置台２１の上面に載置されていたウェハＷが、載置台２１の上方に持ち上げられる。そして、搬送装置１０の搬送アーム１１が処理容器２０内へ搬入され、搬送アーム１１が載置台２１の上方に進入させられる。
【００４８】
そして、搬送アーム１１が載置台２１の上方に進入した後、昇降装置３３の稼動により、３本の昇降ピン３０が下降する。これにより、ウェハＷが搬送アーム１１に載せられた状態となる。そして、搬送アーム１１に載せられたウェハＷがプラズマ処理装置５から搬出され、ロードロック室３に戻される。こうしてロードロック室３に戻されたウェハＷは、搬入出部２を介してカセット１５に戻される。
【００４９】
このプラズマ処理システム１にあっては、プラズマ処理装置５の処理容器２０内に設けられている載置台２１の上面から、位置決めピン２５を上方に抜き取って容易に取り外すことができる。このため、位置決めピン２５を外した状態で載置台２１の上面を研磨処理することができ、吸着時にウェハＷの下面に密着させられる載置台２１の上面を容易に平滑な形状に加工できるようになる。また、載置台２１の上面にウェハＷを載置させてプラズマ処理する際には、ウェハＷの周縁近傍に位置決めピン２５しか存在しないため、ウェハＷ周縁部の温度低下も防止できる。その結果、プラズマ処理効率が向上し、生産率の向上が図れる。
【００５０】
ここで、図６に示すように、載置台２１の上面に従来のガイドリング７０が載せられている場合において、載置台２１、ガイドリング７０および透過窓３５の間の熱の移動について検討した。載置台２１の温度をＴ２１、透過窓３５の温度をＴ３５、ガイドリング７０の温度をＴ７０とした場合、平衡状態では、載置台２１からガイドリング７０へ流れる熱は、ガイドリング７０から透過窓３５へ流れる熱と等しくなるから、次式（１）が成り立つ。
σ（Ｔ２１４−Ｔ７０４）／（１／ε７０＋１／ε２１−１）＝σ（Ｔ７０４−Ｔ３５４）／（１／ε３５＋１／ε７０−１）  ・・・（１）
ここで、σ：ステファンボルツマン定数、ε２１：載置台２１の輻射率、ε３５：透過窓３５の輻射率、ε７０：ガイドリング７０の輻射率である。
【００５１】
一例として、載置台２１の材質がＡｌＮ（ε２１＝０．９）、透過窓３５の材質が石英（ε３５＝０．９）、ガイドリング７０の材質がアルミナ（ε７０＝０．９）の場合、載置台２１の温度Ｔ２１を３８０℃、透過窓３５の温度Ｔ３５を２００℃として計算すると、ガイドリング７０の温度Ｔ７０は約３１０℃となり、載置台２１とは７０℃程度の温度差が生じる。
【００５２】
このように載置台２１の上面に載置されたウェハＷの周縁に密接させてガイドリング７０を配置した場合、載置台２１とガイドリング７０とに７０℃程度の温度差が生じることにより、ウェハＷの周縁部の温度が低下し、プラズマ処理に悪影響を与えてしまう。例えば、処理ガスとしてＡｒ／Ｃ５Ｆ８を用いたＣＦｘの成膜プラズマ処理を例にとると、成膜前躯体は物体温度が低い方が物体表面にデポしやすいので、高温物体と低温物体とでは、低温物体表面の方が気相中の成膜前躯体が早く物体表面に吸収されて気相の密度が低くなる。ウェハＷの周縁部の温度が低下していると、ウェハＷの周縁部近傍では成膜前躯体が減ってしまう。
【００５３】
図７は、静電チャックによって載置台２１の上面にウェハＷを密着させて、ウェハＷと載置台２１の温度差をほとんど無くした条件において、ウェハＷの周縁にガイドリング７０を密接させて配置した場合と、ウェハＷの周縁から１５ｍｍ開けてガイドリング７０を配置した場合の、ウェハＷ周辺部での成膜レートを比較したグラフである。なお、処理ガスとしてＡｒ／Ｃ５Ｆ８を用いたＣＦｘの成膜プラズマ処理で比較した。
【００５４】
本発明者の知見によれば、上から見た状態において、位置決めピン２５の面積の合計が、載置台２１の上面に載置されたウェハＷの周縁から周囲１５ｍｍの領域の面積の５％以下であれば、周縁部の温度低下を防止してウェハＷ全体の温度を均一にでき、ウェハＷの表面全体に均一なレートで成膜できることが判明した。
【００５５】
次に、図８に示すように、載置台２１の上面に形成された凹部２６に挿入されている位置決めピン２５の温度について検討した。例えば位置決めピン２５の材質がアルミナである場合、位置決めピン２５が凹部２６の内面と対向している面積（埋設表面積）と位置決めピン２５が載置台２１の上面に突出している面積（突出表面積）の比（埋設表面積／突出表面積）と位置決めピン２５の温度の関係は図９のようになった。位置決めピン２５の材質がアルミナである場合、埋設表面積／突出表面積を５以上にすれば、載置台２１と位置決めピン２５の温度差を２０℃以下にでき、要求されるスペックを満足できるようになる。なお、位置決めピン２５の材質が高抵抗Ｓｉである場合は、高抵抗Ｓｉはアルミナよりも輻射率が小さく熱が逃げにくいため、埋設表面積／突出表面積を２以上にすれば、載置台２１と位置決めピン２５の温度差を２０℃以下にできるようになる。
【００５６】
以上、本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが、本発明はここに例示した形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
例えば、図５で説明したように、ウェハＷの位置決めが行われる際には、位置決めピン２５の上部周面２５ａにウェハＷの周縁が当接することにより、位置決めピン２５が横に押されて凹部２６内で傾く恐れがある。そこで、図１０に示すように、凹部２６の内周面上端を曲面に形成すると良い。これにより、位置決めピン２５の破損をより確実に防止できるようになる。
【００５８】
また、大きさの異なる複数のウェハＷに対応できるように、載置台２１の上面に、凹部２６が複数組形成されていても良い。例えば、図１１に示すように、８ｉｎウェハＷ’を位置決めするための凹部２６’を、載置台２１の上面において中心側に同心円状に配置し、１２ｉｎウェハＷ”を位置決めするための凹部２６”を、載置台２１の上面において外側に同心円状に配置する。この場合、内側の凹部２６’に位置決めピン２５を挿入すれば、８ｉｎウェハＷ’を位置決めすることができ、外側の凹部２６”に位置決めピン２５を挿入すれば、１２ｉｎウェハＷ”を位置決めすることができる。
【００５９】
また、載置台２１の上面においてウェハＷの周縁を３つの位置決めピン２５でガイドする例を説明したが、位置決めピン２５の数は任意であり、４つ以上の位置決めピン２５を用いて、ウェハＷの周縁をガイドしても良い。
【００６０】
図１２は、内周に複数の位置決め部８０を有するリング部材８１を用いて、載置台２１の上面に載置されるウェハＷの周縁を位置決めする実施の形態を示している。図１３は、図１２中のＸ−Ｘ断面図である。
【００６１】
リング部材８１の外周には、載置台２１の周面上方を囲むカバー部８２が設けられている。このリング部材８１は、平面に形成された載置台２１の上面に脱着自在に載せることができ、その際、カバー部８２を載置台２１の周面上方に被せることにより、載置台２１の上面において常に一定の位置にリング部材８１を取り付けることができる。リング部材８１の内周には、載置台２１の上面に載置されるウェハＷの周縁を位置決めする位置決め部８０が複数箇所に設けられている。なお、図示の例では、位置決め部８０が３箇所に設けられている。この場合、上から見た状態において、位置決め部８０の面積の合計が、載置台２１の上面に載置されたウェハＷの周縁から周囲２０ｍｍの領域の面積の５％以下である。
【００６２】
このようなリング部材８１の内周に設けられた位置決め部８０を用いることにより、同様に、ウェハＷの周縁を位置決めすることができる。また、リング部材８１は載置台２１の上面から容易に取り外すことができる。このため、リング部材８１を外した状態で載置台２１の上面を研磨処理することができ、吸着時にウェハＷの下面に密着させられる載置台２１の上面を容易に平滑な形状に加工できるようになる。また、載置台２１の上面にウェハＷを載置させてプラズマ処理する際には、ウェハＷの周縁近傍に位置決め部８０しか存在しないため、ウェハＷ周縁部の温度低下も防止できる。その結果、プラズマ処理効率が向上し、生産率の向上が図れる。
【００６３】
なお、以上の実施の形態では、マイクロ波を用いたプラズマ処理を例にとって説明したが、これに限定されず、高周波電圧を用いたプラズマ処理についても本発明を適用できるのは勿論である。また、以上の実施の形態では、本発明を成膜処理を行うプラズマ処理に適用していたが、本発明は、成膜処理以外の基板処理、例えばエッチング処理を行うプラズマ処理にも適用できる。また、本発明のプラズマ処理で処理される基板は、半導体ウェハ、有機ＥＬ基板、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、処理容器内にプラズマを生成して基板を処理するプラズマ処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】プラズマ処理システムの説明図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】載置台の平面図である。
【図４】凹部と位置決めピンの説明図である。
【図５】凹部内で傾いた状態の位置決めピンの説明図である。
【図６】載置台、ガイドリングおよび透過窓の間の熱の移動の説明図である。
【図７】ウェハの周縁にガイドリングを密接させて配置した場合と、ウェハの周縁から１５ｍｍ開けてガイドリングを配置した場合の、ウェハ周辺部での成膜レートを比較したグラフである。
【図８】載置台、位置決めピンおよび透過窓の間の熱の移動の説明図である。
【図９】面積比（埋設表面積／突出表面積）と位置決めピンの温度の関係を示すグラフである。
【図１０】凹部の内周面上端を曲面に形成した実施の形態にかかる凹部と位置決めピンの説明図である。
【図１１】載置台の上面に複数組の凹部が形成されている実施の形態にかかる載置台の平面図である。
【図１２】内周に複数の位置決め部を有するリング部材を用いてウェハの周縁を位置決めする実施の形態の説明図である。
【図１３】図１２中のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
Ｗ  ウェハ
１  プラズマ処理システム
２  搬入出部
３  ロードロック室
４  搬送室
５  プラズマ処理装置
１０  搬送装置
１１  搬送アーム
１６  アライメント機構
２０  処理容器
２１  載置台
２２  温度調節機構
２３  電極
２５  位置決めピン
２６  凹部
２９  昇降機構
３５  透過窓
３６  ラジアルラインスロットアンテナ
４０  同軸導波管
４５  マイクロ波供給装置
５０  上シャワープレート
５１  下シャワープレート
５５  プラズマ生成ガス供給源
６０  処理ガス供給源
６５  排気装置
８０  位置決め部
８１  リング部材
【図１】
2009187990.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年2月3日(2009.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
処理容器２０内の底部には、ウェハＷを上面に載置させる円筒形状の載置台（サセプタ）２１が設けられている。載置台２１は例えばＡｌＮからなり、その内部には、ヒータ等の温度調節機構２２が設けられている。この温度調節機構２２によって、載置台２１上のウェハＷを所定温度に温度調節することが可能である。