JP5119297B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体製造プロセス等の微細加工分野において用いられる基板処理装置に関する。

従来より真空中での半導体プロセス等における基板（ウェハ）処理においては、処理均一性の向上のために、基板の表面温度を均一化させるための温度調整が行われている。基板温度調整の手段としては、基板を載せる基板載置台（ステージ）の内部に冷媒流路を設け、その流路に冷媒を流し、基板載置台からの輻射熱でもって基板載置台に載置された基板表面を冷却して温度調整する方法が一般的である。

例えば、特許文献１には、プラズマ処理装置において、基板載置台の内部に同心円状の２つの冷媒流路を設け、外側の流路に流す冷媒と内側の流路に流す冷媒の温度を相対的に異なる温度とし、チャンバ内壁からの輻射熱を受ける基板周縁部に対する冷却を基板中央部に対する冷却より強冷却とすることで、基板の表面温度を均一化するプラズマ処理装置が開示されている。

特開平９−１７７７０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のプラズマ処理装置においては、互いに異なる温度の冷媒を流す２系統の冷媒流路が１つの基板載置台の内部において隣接しており、これら２系統の冷媒流路の温度が互いに影響しあうことにより、基板の中央部と周縁部それぞれの冷却が独立制御できない恐れがある。即ち、基板載置台に載置した基板の中央部および周縁部のそれぞれ精密な温度管理・温度制御ができず、チャンバ内壁からの輻射熱の影響を大きく受けてしまう基板周縁部の表面温度とその影響の少ない基板中央部の表面温度を均一化することが困難になってしまう。そのため、基板処理における基板表面全面の条件が均一化されないことから、基板の処理が均一に行われないといった問題点があった。さらには、プラズマ処理装置内において基板載置台が一体的に構成されていることも、２系統の冷媒流路の温度が互いに影響しあい、基板温度の中央部および周縁部における独立制御ができないことの原因となっていた。また、２系統の冷媒流路を独立して設けているため、それぞれの冷媒流路の入口と出口について冷媒を供給あるいは排出するための配管が必要となり、装置全体における配管数の増加や、配管構成の複雑化が問題となっていた。

加えて、例えば上記特許文献１に記載されるプラズマ処理装置においては、一般的に基板載置台に基板が静電チャック等の方式で載置されるため、基板載置台の温度変化が直接基板表面の温度変化につながりやすく、基板表面の温度管理・温度制御が比較的容易である。しかし、基板と基板載置台との間にギャップを形成した状態で基板を載置する方式の基板処理装置においては、基板表面の温度管理・温度制御を基板載置台からの輻射熱によって行うこととなり、この場合基板載置台の温度変化が直接基板表面の温度変化につながらないため、基板載置台のより精密な温度管理・温度制御が必要となる。

そこで、上記問題点等に鑑み、本発明の目的は、基板の周縁部と中心部の温度管理・温度制御をそれぞれに影響しないように独立して精密に行うことが可能であり、かつ配管構成を簡素化した基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明によれば、基板を真空処理空間において処理する基板処理装置であって、少なくとも２枚以上の基板を載置する基板載置台を備え、前記基板載置台は載置される基板の数と同数の基板載置部から構成され、前記基板載置部には載置された基板の中央部を温調させる中央温調流路と、基板の周縁部を温調させる周縁温調流路と、が互いに独立して形成され、前記基板載置台には前記周縁温調流路に温調媒体を導入させる温調媒体導入口が１つ設けられ、前記周縁温調流路から温調媒体を排出させる温調媒体排出口が載置される基板の数と同数だけ設けられる、基板処理装置が提供される。なお、ここで温調とは温度制御・温度調節を示している。

上記基板処理装置において、前記周縁温調流路は、一端部が前記温調媒体導入口に接続され、且つ基板の周縁部に沿って延伸する周縁内側流路と、一端部が前記温調媒体排出口に接続され、且つ基板の周縁部に沿って延伸する周縁外側流路と、前記周縁内側流路の他端部と前記周縁外側流路の他端部とを接続する接続流路と、を備え、前記接続流路と前記温調媒体排出口は、それぞれ前記温調媒体導入口を挟んで当該温調媒体導入口に隣接して配置されていてもよい。

前記中央温調流路と、前記周縁温調流路はそれぞれ異なる温調媒体供給源に接続されてもよい。前記中央温調流路および前記周縁温調流路の内部上面には、当該上面から突出したフィンが設けられていてもよい。前記温調媒体排出口には、それぞれ流量制御機構が設置されていてもよい。前記流量制御機構はそれぞれ独立して制御されてもよい。

また、上記基板処理装置において、前記基板載置部は、基板の周縁部を載置して温度制御を行う周縁載置部材と、基板の中央部を載置して温度制御を行う中央載置部材と、前記周縁載置部材および前記中央載置部材を支持する支持台から構成され、前記周縁載置部材の内部には前記周縁温調流路が形成され、前記中央載置部材の内部には前記中央温調流路が形成され、前記周縁載置部材と前記中央載置部材の間には隙間が形成され、前記周縁載置部材と前記中央載置部材は非接触であってもよい。

前記周縁載置部材は２つ以上の環状である周縁部と該周縁部同士を結合させる周縁結合部からなり、前記中央載置部材は前記周縁部の内周に対応した形状の２つ以上の中央部と該中央部同士を結合させる中央結合部からなり、前記周縁部と前記中央部の間には水平方向に環状の隙間が形成され、前記周縁結合部と前記中央結合部の間には鉛直方向に隙間が形成され、前記周縁結合部および前記中央結合部はそれぞれ前記支持台に結合されていてもよい。また、前記周縁部の外縁部には基板の位置合わせを行うフォーカスリングが設置されていてもよい。

本発明によれば、基板の周縁部と中心部の温度管理・温度制御をそれぞれに影響しないように独立して精密に行うことが可能であり、かつ配管構成を簡素化した基板処理装置が提供される。

基板処理装置の断面概略図である。基板載置台についての説明図であって、（ａ）は各部材（周縁載置部材、中央載置部材、支持台）を連結させていない状態での基板載置台の正面斜視図であり、（ｂ）は各部材を連結させた状態での基板載置台の正面斜視図である。周縁載置部材の概略的な平面断面図である。中央載置部材の概略的な平面断面図である。周縁温調流路の流路断面形状の一例を示す説明図である。基板処理装置において周縁部にフォーカスリングを設けた場合の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、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。また、以下の本発明の実施の形態では、２枚の基板Ｗを同時に配置・処理する基板処理装置１を実施の形態の一例として挙げて説明する。

図１は本発明の実施の形態にかかる基板処理装置１の概略断面図である。図１に示すように、基板処理装置１は処理チャンバ１０と処理チャンバ１０内に配置され、基板Ｗの処理を行う際に基板Ｗが載置される基板載置台２０から構成されている。なお、図１には２枚の基板Ｗを基板載置台２０の上面に載置した場合を図示している。また、処理チャンバ１０には、処理ガス供給機構２２に連通する例えばシャワー形状である処理ガス導入部２３と、真空ポンプ２５に連通する排気口２６が設けられている。これにより、処理チャンバ１０内は真空引き可能であり、また、基板Ｗ処理時には処理ガス導入部２３から処理チャンバ１０内に処理ガスが導入される。

また、処理チャンバ１０には、基板載置台１０を貫通して、その上方に突出することで基板Ｗを支持し、基板Ｗの基板載置台２０への載置を行う支持ピン２８が複数設けられている。支持ピン２８は、支持ピン２８に結合し支持ピン２８を鉛直方向（図１中上下方向）に昇降させる昇降機構２９によって昇降自在に構成されている。なお、図１に示すように、昇降機構２９は、処理チャンバ１０の外部に設けられる例えばエアシリンダー等である駆動部２９ａと、駆動部２９ａに接続され駆動部２９ａから処理チャンバ１０内に伸長する昇降部２９ｂから構成される。支持ピン２８は昇降部２９ｂに取り付けられており、駆動部２９ａの稼動によって昇降する昇降部２９ｂに連動して支持ピン２８も昇降する。基板Ｗを基板載置台１０の上面に載置する際には、支持ピン２８を所定の長さだけ基板載置台２０の上方に突出させ、その突出させた支持ピン２８の上端に基板Ｗを載せた状態で支持ピン２８の先端が基板載置台２０の上面近傍まで近づくように支持ピン２０を下降させることで、基板Ｗが基板載置台２０に載置される。

また、基板載置台２０の上面には微小な突起部３０が設けられており、上述したように基板Ｗが支持ピン２８に支持された状態で基板載置台１０の上面近傍まで下降させられた場合に、基板Ｗは基板載置台１０上面の突起部３０によって基板載置台１０上面から浮いた状態（基板載置台２０とほぼ非接触な状態）で載置される。なお、本実施の形態にかかる基板処理装置１では、支持ピン２８は基板Ｗ１枚に対して３本設けられ、また、突起部３０も基板Ｗ１枚に対して３箇所に設けられるものとし、３本の支持ピン２８が基板Ｗを３点支持することで基板Ｗが支持・昇降させられ、基板載置台２０の上面の３箇所（基板１枚に対して）に設けられた突起部３０によって基板Ｗが基板載置台２０にほぼ非接触な状態で載置される。ここで、基板Ｗを基板載置台２０の上面にほぼ非接触な状態で載置させるのは、基板Ｗを基板載置台２０に直接載置してしまうと、基板載置台２０表面に存在するパーティクル等の不純物が基板Ｗ表面に付着してしまう恐れがあるからである。

基板載置台２０の構成については、より詳しく説明するために図２を参照して以下にその構成について記述する。図２は基板載置台２０についての説明図である。ここで、説明のために図２（ａ）には、以下に説明する各部材（周縁載置部材４０、中央載置部材５０、支持台５５）を連結させていない状態での基板載置台２０の正面斜視図を示し、図２（ｂ）には各部材を連結させた状態での基板載置台２０の正面斜視図を示す。また、図２には基板載置台２０を貫通して設けられる支持ピン２８や以下に説明する各温調流路等については図示していない。なお、基板載置台２０は、上記図１に示す基板処理装置１において、処理チャンバ１０内に配置される場合、図２（ｂ）に示す各部材が連結された状態でもって配置される。

図２に示すように、基板載置台２０は、基板周縁部Ｗ１を載置する周縁載置部材４０と、基板中央部Ｗ２を載置する中央載置部材５０と、周縁載置部材４０および中央載置部材５０を支持する支持台５５によって構成される。なお、本実施の形態では、周縁載置部材４０と中央載置部材５０で基板載置部を構成している。周縁載置部材４０は２つの略円環形状である周縁部４１と、２つの周縁部４１を水平に並べて配置した状態で結合する周縁結合部４３から構成される。また、中央載置部材５０は２つの略円板形状である中央部５１と、２つの中央部５１を水平に並べて配置した状態で結合する中央結合部５３から構成される。ここで、周縁部４１の内周の形状と中央部５１の形状の関係は対応関係となっている。即ち、図２（ｂ）に示すように、周縁載置部材４０と中央載置部材５０を重ね合わせた場合に、略円環形状である周縁部４１の中心部の空間４１ａに中央部５１が収まるような構成である。従って、空間４１ａの平面（上面）形状と中央部５１の平面（上面）形状はほぼ同一形状であり、かつ、中央部５１の上面面積は空間４１ａの上面面積より小さくなっている。また、周縁部４１の上面面積と中央部５１の上面面積はほぼ等しい面積となっている。

上述したように、周縁部４１の形状と中央部５１の形状の関係が対応関係にあることから、図２（ｂ）に示すように周縁載置部材４０と中央載置部材５０を重ね合わせた際には、周縁部４１と中央部５１との間に水平方向に環状の隙間５６が形成される。また、基板載置台２０を構成させる場合の各部材（周縁載置部材４０、中央載置部材５０、支持台５５）の結合は、図示しないネジ部材によって行われ、中央結合部５３と支持台５５も図示しないネジ部材によって結合される。ここで、周縁結合部４３と中央結合部５３との間には、鉛直方向に隙間５９が形成されるように各部材の結合が行われ、その結果、周縁載置部材４０と中央載置部材５０は互いに非接触である状態でもって基板載置台２０が構成されることとなる。

また、図２（ａ）に示すように、周縁結合部４３の下面中央には、周縁載置部材４０内（周縁部４１内）に設けられた周縁温調流路６０内に温調媒体として例えば冷却水等の冷媒を導入するための温調媒体導入口６１が１箇所に設けられ、さらに、周縁温調流路６０内から冷媒を排出するための温調媒体排出口６３が温調媒体導入口６１の両側（図２中手前側と奥側）に隣接して２箇所に設けられている。ここで、周縁載置部材４０は２枚の基板をそれぞれ載置する２つの周縁部４１と周縁結合部４３から構成され、２つの周縁部４１内にはそれぞれ周縁温調流路６０が形成されているが、２つの周縁部４１内に形成される周縁温調流路６０は上記１箇所に設けられた温調媒体導入口６１において連通している。この周縁温調流路６０の構成・形状については図３を参照して後述する。

一方、中央結合部５３の中央部５１寄りの両端部（図２中左右方向の端部）近傍には、中央載置部材５０内（中央部５１内）に設けられた中央温調流路６５内に冷媒を導入するための導入口６７と、中央温調流路６５から冷媒を排出するための排出口６９がそれぞれの端部に一箇所ずつ設けられている。なお、中央温調流路６５の構成・形状については図４を参照して後述する。

また、中央結合部５３中央には、図２（ｂ）に示すように周縁載置部材４０と中央載置部材５０を重ね合わせて基板載置台２０を構成した際に、周縁結合部４３に設けられた温調媒体導入口６１および温調媒体排出口６３と重なる位置に３箇所の穴部５７（図２（ａ）中奥から５７ａ、５７ｂ、５７ｃとする）が設けられている。

そして、図２（ａ）に示すように、支持台５５には、周縁載置部材４０と中央載置部材５０を重ね合わせて基板載置台２０を構成した際に、温調媒体導入口６１、温調媒体排出口６３、導入口６７、排出口６９にそれぞれ接続される配管が、各導入口・排出口に対応した位置に設けられている。なお、支持台５５に設けられる配管には、温調媒体導入口６１に対応した配管を６１’、温調媒体排出口６３に対応した配管を６３’、導入口６７に対応した配管を６７’、排出口６９に対応した配管を６９’として符号を付し、図２（ａ）にそれぞれ図示している。なお、温調媒体導入口６１と配管６１’の接続および温調媒体排出口６３と配管６３’の接続は、上記穴部５７（５７ａ、５７ｂ、５７ｃ）において行われる。そのため、配管６１’、６３’は、穴部５７の高さ（即ち、中央結合部５３の厚み）と同程度の高さだけ支持台５５上面において他の部分より一段高く突出して設けられている。

上述したように、２つの周縁部４１の内部にはそれぞれ周縁温調流路６０が形成されている。図３は周縁載置部材４０の概略的な平面断面図である。なお、図３においては、説明のために周縁載置部材４０を破線で図示する。図３に示すように、周縁温調流路６０は、周縁結合部４３に設けられた温調媒体導入口６１および温調媒体排出口６３と接続しており、温調媒体導入口６１から導入される例えば冷却水等である冷媒が周縁温調流路６０を通り、温調媒体排出口６３から排出される構成となっている。また、周縁温調流路６０は、周縁部４１の外側に沿って（基板Ｗの周縁部に沿って）延伸する周縁外側流路６０ａと、周縁部４１の内側に沿って延伸する周縁内側流路６０ｂと、周縁外側流路６０ａの一方の端部と周縁内側流路６０ｂの一方の端部を接続する接続流路６０ｃから構成されている。周縁外側流路６０ａの他方の端部（接続流路６０ｃと接続していない端部）は温調媒体排出口６３に接続され、周縁内側流路６０ｂの他方の端部（接続流路６０ｃと接続していない端部）は温調媒体導入口６１に接続されている。ここで、周縁外側流路６０ａおよび周縁内側流路６０ｂはそれぞれ周縁載置部材４０をほぼ一周するように延伸しており、接続流路６０ｃと温調媒体排出口６３は、温調媒体導入口６１を挟んで当該温調媒体導入口６１に隣接するような位置関係に構成されている。

また、本実施の形態では、周縁載置部材４０は２つの周縁部４１と２つの周縁部４１を結合する周縁結合部４３から構成されている。図３に示すように、２つの周縁部４１にはそれぞれ周縁温調流路６０が形成されているが、それら２つの周縁温調流路６０は、共通する１つの温調媒体導入口６１に接続している。即ち、２つの周縁温調流路６０に、共通する温調媒体導入口６１から冷媒が導入され、各周縁温調流路６０を通った冷媒は、それぞれ別の温調媒体排出口６３から排出される構成となっている。なお、温調媒体排出口６３には例えばバルブと制御部から構成される流量制御機構７０がそれぞれ設置されており、流量制御機構７０により周縁温調流路６０内を流れる冷媒の流量が制御される。２つの温調媒体排出口６３にそれぞれ設置される流量制御機構７０は、互いに独立制御される。即ち、２つの周縁温調流路６０内を流れる冷媒の流量は独立して制御される。

一方、２つの中央部５１の内部にはそれぞれ中央温調流路６５が形成されている。図４は中央載置部材５０の概略的な平面断面図である。なお、図４においては、説明のために中央載置部材５０を破線で図示する。図４に示すように、中央温調流路６５は、中央結合部５３に設けられた導入口６７および排出口６９と接続しており、導入口６７から導入される冷媒が中央温調流路６５を通り、排出口６９から排出される構成となっている。中央温調流路６５は、中央部５１の全面を網羅するような形状であればよく、例えば図４に示すような中央部５１の内側と外側の二重に略円環状の流路が蛇行して形成されているような形状であることが好ましい。また、排出口６９には、上記温調媒体排出口６３と同様に、例えばバルブと制御部から構成される流量制御機構７０がそれぞれ設置されており、流量制御機構７０により中央温調流路６５内を流れる冷媒の流量が制御される。２つの排出口６９にそれぞれ設置される流量制御機構７０は、互いに独立制御され、それにより２つの中央温調流路６５内を流れる冷媒の流量は独立して制御される。

また、図１に示すように、周縁温調流路６０は導入管８３、排出管８４を介して処理チャンバ１０外部の温調媒体供給源８０に連通している。温調媒体供給源８０の稼動により導入管８３を介し、温調媒体導入口６１から周縁温調流路６０内に冷媒が供給される。また、周縁温調流路６０を通った冷媒は、温調媒体排出口６３から排出管８４を介して温調媒体供給源８０へ排出される。即ち、冷媒は温調媒体供給源８０と周縁温調流路６０との間で循環する。

また、図１に示すように、中央温調流路６５は導入管９３、排出管９４を介して処理チャンバ１０外部の温調媒体供給源９０に連通している。温調媒体供給源９０の稼動により導入管９３を介し、導入口６７から中央温調流路６５内に冷媒が供給される。また、中央温調流路６５を通った冷媒は、排出口６９から排出管９４を介して温調媒体供給源９０へ排出される。即ち、冷媒は温調媒体供給源９０と中央温調流路６５との間で循環する。なお、上記温調媒体供給源８０と温調媒体供給源９０は異なる温調媒体供給源であり、温調媒体供給源８０と温調媒体供給源９０において循環させられる冷媒の温度は異なっており、冷媒の温度調整は各温調媒体供給源において独立に行われる。

以上説明したように構成される基板処理装置１において基板処理が行われる場合、基板載置台２０に載置された基板Ｗは、周縁載置部材４０内および中央載置部材５０内に形成された温調流路（周縁温調流路６０、中央温調流路６５）によって温調された基板載置台２０からの輻射熱によって温度調整される。このとき、周縁載置部材４０の内部に設けられた周縁温調流路６０の冷却能力によって基板周縁部Ｗ１が温調され、中央載置部材５０の内部に設けられた中央温調流路６５の冷却能力によって基板中央部Ｗ２が冷却されるといったように、基板周縁部Ｗ１と基板中央部Ｗ２がそれぞれ異なる温調流路の冷却能力によって冷却が行われる。

基板処理においては、基板Ｗには基板Ｗより高温である処理チャンバ１０の内壁からの輻射熱による入熱があり、特に、基板周縁部Ｗ１は基板中央部Ｗ２より処理チャンバ１０の内壁との距離が短いため、基板周縁部Ｗ１には基板中央部Ｗ２より多くの入熱がある。基板処理において、処理中の基板Ｗの表面温度は均一であることが必要であるため、基板周縁部Ｗ１は基板中央部Ｗ２より強冷却（温調）される必要がある。上述したように、本実施の形態にかかる基板処理装置１においては、基板載置台２０が周縁載置部材４０と中央載置部材５０から構成され、周縁載置部材４０と中央載置部材５０との間には水平方向の隙間５６と鉛直方向の隙間５９がそれぞれ形成されており、周縁載置部材４０と中央載置部材５０は互いに非接触である。ここで、基板処理中の処理チャンバ１０内は真空引きされた状態であることから、上記隙間５６、隙間５９は真空断熱され、周縁載置部材４０と中央載置部材５０の温度が互いに影響しない状態となる。よって、周縁載置部材４０と中央載置部材５０をそれぞれ独立に所定の温度に制御することが可能となり、基板周縁部Ｗ１を基板中央部Ｗ２より強冷却（温調）することができる。

即ち、周縁載置部材４０内に設けられた周縁温調流路６０の冷媒温度や冷媒流量と、中央載置部材５０内に設けられた中央温調流路６５の冷媒温度や冷媒流量とを互いに独立して温度管理・流量制御することで、周縁温調流路６０によって冷却（温調）される基板周縁部Ｗ１と、中央温調流路６５によって冷却（温調）される基板中央部Ｗ２の温度管理・温度制御は独立して精密に行われる。従って、基板処理時の基板Ｗ全体の表面温度を精密に均一化させることが可能となる。例えば、処理チャンバ１０の内壁からの輻射熱によって基板周縁部Ｗ１が基板中央部Ｗ２より高温となってしまった場合には、周縁温調流路６０の冷媒温度を中央温調流路６５の冷媒温度より低い温度に温度調整し、周縁温調流路６０の冷媒流量が中央温調流路６５の冷媒流量より大きくなるように冷媒の流量制御を行うことで、基板周縁部Ｗ１を基板中央部Ｗ２より例えば強冷却（温調）し基板Ｗ全体の表面温度を均一にすることができる。

なお、本実施の形態にかかる基板処理装置１で行われる基板処理は特に限定されるものではないが、例えば基板Ｗ表面に形成されたＳｉＯ_２膜を処理ガスであるＨＦガス、ＮＨ_３ガスを用いて処理し、その後の加熱処理を経てＳｉＯ_２膜を基板Ｗ上から除去する基板洗浄処理等が例示される。

また、本実施の形態に示した基板載置台２０に２枚の基板を載置し、２枚の基板Ｗを同時に基板処理する場合に、２つの周縁温調流路６０への温調媒体供給源８０からの冷媒導入を１つの共通する温調媒体導入口６１から行う構成とし、各周縁温調流路６０から冷媒を排出する温調媒体排出口６３で温調媒体流量制御を行う構成としたことにより、２つの周縁温調流路それぞれに温調媒体導入口と温調媒体排出口を設けた場合に比べ、冷媒を導入するための配管構成が簡素化され、スペース効率の向上やコスト削減等が図られる。

以上、本発明の実施の形態の一例を説明したが、本発明は図示の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想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。例えば、上記実施の形態において周縁温調流路６０の形状および中央温調流路６５の形状を図３、図４にそれぞれ図示したが、周縁温調流路６０および中央温調流路６５の形状はこれに限られるものではなく、周縁温調流路６０は周縁部４１の全面を均一に温調できる形状であればよく、また、中央温調流路６５は中央部５１の全面を均一に温調できる形状であればよい。

また、上記実施の形態では、周縁温調流路６０および中央温調流路６５に流れる温調媒体として例えば冷却水等である冷媒を挙げて説明したが、本発明は必ずしもこれに限られるものではない。例えば、基板Ｗの精密な温度制御を行うために、基板Ｗの表面温度とほぼ同等の温度の流体を温調媒体として周縁温調流路６０および中央温調流路６５に流して基板Ｗの温度制御を行う場合もある。この場合、周縁温調流路６０および中央温調流路６５には加熱した所定の温度の温調媒体が流れることとなる。

また、上記実施の形態においては、周縁温調流路６０および中央温調流路６５の流路断面形状については特に限定していないが、冷媒の温度を効率的に周縁載置部材４０および中央載置部材５０に伝達させるために、各流路（周縁温調流路６０、中央温調流路６５）の流路断面形状を、流路内面と冷媒の接触面積が大きくなるような形状とすることが好ましい。

図５は周縁温調流路６０の流路断面形状の一例を示す説明図である。図５に示すように、本変形例にかかる周縁温調流路６０には、流路上面に鉛直方向に伸長する当該上面から突出したフィン１００が形成されている。フィン１００の長さ・幅は流路を流れる冷媒の流れを阻害しない程度のものであればよく、周縁温調流路６０内に流す冷媒流量に応じて適宜定めることが好ましい。また、流路上面に設けるフィン１００の数やフィン１００同士の間隔についても冷媒流量に応じて適宜定めればよい。

図５に示すように、周縁温調流路６０の流路上面にフィン１００を設けた場合、流路内面の面積が、一般的な矩型断面の流路に比べ拡大する。そのため、流路内を流れる冷媒と流路内面の接触面積も大きくなり、冷媒と流路内面での熱交換がより効率的に行われる。即ち、周縁温調流路６０内に流れる冷媒による周縁部４１（周縁載置部材４０）の冷却（温調）がより効率的に行われ、その結果、周縁載置部材４０に載置された基板Ｗの冷却効率の向上が図られる。

また、上記実施の形態にかかる基板処理装置１において、周縁部４１の外縁部に、基板Ｗの位置合わせを行うフォーカスリングを設けることも可能である。図６は上記実施の形態にかかる基板処理装置１において２つの各周縁部４１の外縁部にフォーカスリング１１０を設けた場合の説明図である。フォーカスリング１１０は、周縁部４１の外縁部（外周近傍）に沿って設けられる円環形状のリングであり、その高さは基板Ｗの厚みとほぼ同程度である。

上記実施の形態で説明したように、周縁載置部材４０（周縁部４１）においては、基板Ｗは３箇所の突起部３０によって３点支持されて載置される。基板Ｗの載置は周縁部４１上面の所定の位置に行われるが、何らかの外因（例えば装置の振動等）によって載置された基板Ｗが周縁部４１上面の所定の位置からずれてしまう恐れがある。そこで、図６に示すように周縁部４１の外縁部にフォーカスリング１１０を設けることで、周縁部４１上面の所定の位置に載置された基板Ｗの位置ずれを回避し、所定の位置に位置合わせすることが可能となる。また、基板Ｗを周縁載置部材４０に載置する際にも、所定の位置に基板Ｗを位置合わせすることが可能となる。

さらに、基板処理を行う際には、処理チャンバ１０内に処理ガスが導入されるが、フォーカスリング１１０を設けたことにより、基板Ｗと周縁部４１との間の隙間１１１における処理ガスの流れの安定化が図られ、より効率的な基板処理が行われる。

本発明は、例えば半導体製造プロセス等の微細加工分野において用いられる基板載置台、基板処理装置および基板処理システムに適用される。

１…基板処理装置
１０…処理チャンバ
２０…基板載置台
２２…処理ガス供給機構
２３…処理ガス導入部
２５…真空ポンプ
２６…排気口
２８…支持ピン
２９…昇降機構
３０…突起部
４０…周縁載置部材
４１…周縁部
４３…周縁結合部
５０…中央載置部材
５１…中央部
５３…中央結合部
５５…支持台
５６、５９…隙間
５７…穴部
６０…周縁温調流路
６０ａ…周縁外側流路
６０ｂ…周縁内側流路
６０ｃ…接続流路
６１…温調媒体導入口
６３…温調媒体排出口
６５…中央温調流路
６７…導入口
６９…排出口
７０…流量制御機構
８０、９０…温調媒体供給機構
８３、９３…導入管
８４、９４…排出管
１００…フィン
１１０…フォーカスリング
１１１…隙間
Ｗ…基板
Ｗ１…基板周縁部
Ｗ２…基板中央部

Claims (9)

1. 基板を真空処理空間において処理する基板処理装置であって、
   少なくとも２枚以上の基板を載置する基板載置台を備え、
   前記基板載置台は載置される基板の数と同数の基板載置部から構成され、
   前記基板載置部には載置された基板の中央部を温調させる中央温調流路と、
   基板の周縁部を温調させる周縁温調流路と、が互いに独立して形成され、
   前記基板載置台には前記周縁温調流路に温調媒体を導入させる温調媒体導入口が１つ設けられ、前記周縁温調流路から温調媒体を排出させる温調媒体排出口が載置される基板の数と同数だけ設けられる、基板処理装置。
2. 前記周縁温調流路は、
   一端部が前記温調媒体導入口に接続され、且つ基板の周縁部に沿って延伸する周縁内側流路と、
   一端部が前記温調媒体排出口に接続され、且つ基板の周縁部に沿って延伸する周縁外側流路と、
   前記周縁内側流路の他端部と前記周縁外側流路の他端部とを接続する接続流路と、を備え、
   前記接続流路と前記温調媒体排出口は、それぞれ前記温調媒体導入口を挟んで当該温調媒体導入口に隣接して配置される、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記中央温調流路と、前記周縁温調流路はそれぞれ異なる温調媒体供給源に接続される、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記中央温調流路および前記周縁温調流路の内部上面には、当該上面から突出したフィンが設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 前記温調媒体排出口には、それぞれ流量制御機構が設置されている、請求項１〜４のいずれかに記載の基板処理装置。
6. 前記流量制御機構はそれぞれ独立して制御される、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記基板載置部は、
   基板の周縁部を載置して温度制御を行う周縁載置部材と、
   基板の中央部を載置して温度制御を行う中央載置部材と、
   前記周縁載置部材および前記中央載置部材を支持する支持台から構成され、
   前記周縁載置部材の内部には前記周縁温調流路が形成され、
   前記中央載置部材の内部には前記中央温調流路が形成され、
   前記周縁載置部材と前記中央載置部材の間には隙間が形成され、前記周縁載置部材と前記中央載置部材は非接触である、請求項１〜６のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 前記周縁載置部材は２つ以上の環状である周縁部と該周縁部同士を結合させる周縁結合部からなり、前記中央載置部材は前記周縁部の内周に対応した形状の２つ以上の中央部と該中央部同士を結合させる中央結合部からなり、前記周縁部と前記中央部の間には水平方向に環状の隙間が形成され、前記周縁結合部と前記中央結合部の間には鉛直方向に隙間が形成され、前記周縁結合部および前記中央結合部はそれぞれ前記支持台に結合される、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記周縁部の外縁部には基板の位置合わせを行うフォーカスリングが設置されている、請求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。
   

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