載置台構造及び処理装置
【課題】載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる載置台構造を提供する。
【解決手段】排気可能になされた処理容器２２内に設けられて処理すべき被処理体Ｗを載置するための載置台構造において、被処理体を載置するために少なくとも加熱手段６４が設けられた誘電体よりなる載置台５８と、処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が載置台の下面に接合されて載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管６０と、保護支柱管内に挿通されて上端が載置台に届くように設けられた機能棒体６２とを備える。
【解決手段】排気可能になされた処理容器２２内に設けられて処理すべき被処理体Ｗを載置するための載置台構造において、被処理体を載置するために少なくとも加熱手段６４が設けられた誘電体よりなる載置台５８と、処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が載置台の下面に接合されて載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管６０と、保護支柱管内に挿通されて上端が載置台に届くように設けられた機能棒体６２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の処理装置及び載置台構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理、結晶化処理等の各種の枚葉処理を繰り返し行なって、所望する集積回路を形成するようになっている。上記したような各種の処理を行なう場合には、その処理の種類に対応して必要な処理ガス、例えば成膜処理の場合には成膜ガスやハロゲンガスを、改質処理の場合にはオゾンガス等を、結晶化処理の場合にはＮ２ ガス等の不活性ガスやＯ２ ガス等をそれぞれ処理容器内へ導入する。
【０００３】
半導体ウエハに対して１枚毎に熱処理を施す枚葉式の処理装置を例にとれば、真空引き可能になされた処理容器内に、例えば抵抗加熱ヒータを内蔵した載置台を設置し、この上面に半導体ウエハを載置し、所定の温度（例えば１００℃から１０００℃）で加熱した状態で所定の処理ガスを流し、所定のプロセス条件下にてウエハに各種の熱処理を施すようになっている（特許文献１〜６）。このため処理容器内の部材については、これらの加熱に対する耐熱性と処理ガスに曝されても腐食されない耐腐食性が要求される。
【０００４】
ところで、半導体ウエハを載置する載置台構造に関しては、一般的には耐熱性耐腐食性を持たせると共に、金属コンタミネーション等の金属汚染を防止する必要から例えばＡｌＮ等のセラミック材中に発熱体として抵抗加熱ヒータを埋め込んで高温で一体焼成して載置台を形成し、また別工程で同じくセラミック材等を焼成して支柱を形成し、この一体焼成した載置台側と上記支柱とを、例えば熱拡散接合で溶着して一体化して載置台構造を製造している。そして、このように一体成形した載置台構造を処理容器内の底部に起立させて設けるようにしている。また上記セラミック材に代えて耐熱耐腐食性があり、また熱伸縮も少ない石英ガラスを用いる場合もある。
【０００５】
ここで従来の載置台構造の一例について説明する。図１６は従来の載置台構造の一例を示す断面図である。この載置台構造は、真空排気が可能になされた処理容器内に設けられており、図１６に示すように、この載置台構造はＡｌＮ等のセラミック材よりなる円板状の載置台２を有している。そして、この載置台２の下面の中央部には同じく例えばＡｌＮ等のセラミック材よりなる円筒状の支柱４が例えば熱拡散接合にて接合されて一体化されている。
【０００６】
従って、両者は熱拡散接合部６により気密に接合されることになる。ここで上記載置台２の大きさは、例えばウエハサイズが３００ｍｍの場合には、直径が３５０ｍｍ程度であり、支柱４の直径は５６ｍｍ程度である。上記載置台２内には例えば加熱ヒータ等よりなる加熱手段８が設けられ、載置台２上の被処理体としての半導体ウエハＷを加熱するようになっている。
【０００７】
上記支柱４の下端部は、容器底部９に固定ブロック１０により固定されることにより起立状態になっている。そして、上記円筒状の支柱４内には、その上端が上記加熱手段８に接続端子１２を介して接続された給電棒１４が設けられており、この給電棒１４の下端部側は絶縁部材１６を介して容器底部を下方へ貫通して外部へ引き出されている。これにより、この支柱４内へプロセスガス等が侵入することを防止して、上記給電棒１４や接続端子１２等が上記腐食性のプロセスガスにより腐食されることを防止するようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−２７８３２２号公報
【特許文献２】特開平０７−０７８７６６号公報
【特許文献３】特開平０３−２２０７１８号公報
【特許文献４】特開平０６−２６０４３０号公報
【特許文献５】特開２００４−３５６６２４号公報
【特許文献６】特開２００６−２９５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、半導体ウエハに対するプロセス時には、載置台２自体は高温状態になるが、この場合、支柱４を構成する材料は熱伝導率がそれ程良好ではないセラミック材よりなるとはいえ、載置台２と支柱４とは熱拡散により接合されていることから、この支柱４を伝わって多量の熱が載置台２の中心側から支柱４側へ逃げることは避けられない。このため、特に載置台２の昇降温時では載置台２の中心部の温度が低くなってクールスポットが発生するのに対して周辺部の温度が相対的に高くなって載置台２の面内で大きな温度差が生じ、この結果、載置台２の中心部と周辺部との間で大きな熱応力が発生して載置台２が破損する、といった問題があった。
【００１０】
特に、プロセスの種類にも依存するが、載置台２の温度は７００℃以上にも達するので上記温度差はかなり大きくなり、これに伴って大きな熱応力が発生する。また、これに加えて、載置台の昇降温の繰り返しにより上記熱応力による破損が促進されてしまう、といった問題があった。
【００１１】
また、載置台２及び支柱４の上部が高温状態となって熱膨張する一方で、支柱４の下端部は容器底部９に固定ブロック１０により固定されているため、載置台２と支柱４の上部との接合箇所に応力が集中し、この部分を起点として破損が発生する、という問題があった。
【００１２】
上記問題点を解決するために、上記載置台２と支柱４とを熱拡散接合により気密に一体接合するのではなく、間に高温耐熱性のあるメタルシール部材等を介在させて両者をセラミック材や石英等よりなるピンやボルトにより緩く連結することも行われている。
【００１３】
この場合、上記連結部には僅かな隙間が生ずることになるため、この僅かな隙間を介して例えば腐食性のプロセスガスが支柱４内に侵入することを防止する目的で、上記支柱４内へはパージガスとしてＮ２ ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス等の不活性ガスを供給するようにしている。このような構成によれば、上記載置台と支柱の上端部とは強固には連結されていないので、載置台の中心側から支柱側へ逃げる熱量が減少する。このため載置台の中心部と周辺部との温度差が抑制され、これらの間に大きな熱応力が加わることを防止できる。
【００１４】
しかしながら、この場合には、上記支柱４内に供給されたパージガスが、上記僅かな隙間を介して処理容器内の処理空間側へ洩れ出ることは避けられず、この結果、高真空下でのプロセスが実行できないばかりか、パージガスが多量に消費されるので、ランニングコストも高騰する、といった問題があった。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる載置台構造及び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】
【００１６】
請求項１に係る発明は、排気可能になされた処理容器内に設けられて処理すべき被処理体を載置するための載置台構造において、前記被処理体を載置するために少なくとも加熱手段が設けられた誘電体よりなる載置台と、前記処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が前記載置台の下面に接合されて前記載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管と、前記保護支柱管内に挿通されて上端が前記載置台に届くように設けられた機能棒体と、を備えたことを特徴とする載置台構造である。
【００１７】
このように、被処理体を載置する載置台を、例えば給電棒等が内部に挿通された複数の保護支柱管で処理容器の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【００１８】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記保護支柱管は前記載置台の中心部に接合されている。
また例えば請求項３に記載したように、１本の前記保護支柱管内には１本又は複数本の前記機能棒体が収容されている。
また例えば請求項４に記載したように、前記機能棒体は、前記加熱手段側に電気的に接続されるヒータ給電棒である。
【００１９】
また例えば請求項５に記載したように、前記載置台には、静電チャック用のチャック電極が設けられており、前記機能棒体は前記チャック電極に電気的に接続されるチャック用給電棒である。
また例えば請求項６に記載したように、前記載置台には、高周波電力を印加するための高周波電極が設けられており、前記機能棒体は前記高周波電極に電気的に接続される高周波給電棒である。
【００２０】
また例えば請求項７に記載したように、前記載置台には、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための高周波電極とが兼用される兼用電極が設けられており、前記機能棒体は前記兼用電極に電気的に接続される兼用給電棒である。
また例えば請求項８に記載したように、前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための熱電対である。
【００２１】
また例えば請求項９に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には前記熱電対の上端部がろう付けされている。
また例えば請求項１０に記載したように、前記熱拡散板の下面には、前記熱電対を挿入するための接続用穴が形成されている。
【００２２】
また例えば請求項１１に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には、その下部が前記熱拡散板の下面よりも下方へ突出した金属製の熱伝導補助部材がろう付けにより接合されると共に前記熱伝導補助部材には前記熱電対の上端部が接触させて設けられている。
【００２３】
また例えば請求項１２に記載したように、前記熱伝導補助部材には、前記熱電対の先端部を挿入するための熱電対用穴が形成されている。
また例えば請求項１３に記載したように、前記熱拡散板の下面には、前記熱伝導補助部材を挿入するための接続用穴が形成されている。
また例えば請求項１４に記載したように、前記熱電対の上端部は、付勢力により前記熱伝導補助部材に押圧接触されている。
【００２４】
また例えば請求項１５に記載したように、前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための放射温度計の光ファイバである。
また例えば請求項１６に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなる。
【００２５】
また例えば請求項１７に記載したように、前記熱拡散板内には、チャック電極、高周波電極及び兼用電極の内のいずれか１つが設けられる。
また例えば請求項１８に記載したように、前記載置台本体は石英よりなり、前記熱拡散板はセラミック材よりなり、前記載置台本体の表面にはセラミック材よりなる保護板が設けられる。
また例えば請求項１９に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板とは、セラミック材よりなる締結具により一体的に固定される。
【００２６】
また例えば請求項２０に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板との間には、不活性ガスが供給されている。
また例えば請求項２１に記載したように、前記誘電体は石英或いはセラミック材である。
【００２７】
また例えば請求項２２に記載したように、前記載置台と前記保護支柱管とは同一の誘電体により形成されている。
また例えば請求項２３に記載したように、前記保護支柱管内へは不活性ガスが供給されている。
また例えば請求項２４に記載したように、前記保護支柱管の下端部は封止されて、内部に不活性ガスが封入されている。
【００２８】
また例えば請求項２５に記載したように、前記載置台には、前記被処理体を載置する時に昇降される押し上げピンを挿通するピン挿通孔が形成されており、前記ピン挿通孔内へピン挿通孔用パージガスを流すピン挿通孔用パージガス供給手段が設けられると共に前記保護支柱管は、前記ピン挿通孔用パージガス供給手段のピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用される。
また例えば請求項２６に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記ピン挿通孔を区画する区画壁は、前記載置台本体と前記熱拡散板とを締結するために前記載置台に着脱可能に取り付けられて中心部に貫通孔が形成されたセラミック材製のボルトよりなる。
【００２９】
また例えば請求項２７に記載したように、前記貫通孔の形成されたボルトの長さ方向の途中には、前記ピン挿通孔用ガス通路に連通されるガス噴射孔が形成されている。
また例えば請求項２８に記載したように、前記ガス噴射孔は、前記ボルトの長さ方向の上部に位置されている。
また例えば請求項２９に記載したように、前記ボルトの外周側には、前記ピン挿通孔用ガス通路の一部を形成する隙間が形成されている。
【００３０】
また例えば請求項３０に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板との接合部には、不活性ガスを一時的に貯留して前記接合部の隙間より外周に向けて不活性ガスを放出させるガス貯留空間が形成されており、前記ガス貯留空間は前記ピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されている。
請求項３１に係る発明は、被処理体に対して処理を施すための処理装置において、排気が可能になされた処理容器と、前記被処理体を載置するために請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の載置台構造と、前記処理容器内へガスを供給するガス供給手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る載置台構造及び処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を載置する載置台を、例えば給電棒等が内部に挿通された複数の保護支柱管で処理容器の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る載置台構造及び処理装置の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す断面構成図、図２は載置台に設けた加熱手段の一例を示す平面図、図３は図１中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図、図４は図１中の載置台構造の一部の保護支柱管の部分を代表的に取り出して示す部分拡大断面図、図５は図４中の載置台構造の組み立て状態を説明するための説明図である。ここではプラズマを用いて成膜処理を行う場合を例にとって説明する。尚、以下に説明する「機能棒体」とは、１本の金属棒のみならず可撓性のある配線、複数の配線を絶縁材で被覆して１本に結合して棒状に形成された部材等も含むものとする。
【００３３】
図示するようにこの処理装置２０は、例えば断面の内部が略円形状になされたアルミニウム製の処理容器２２を有している。この処理容器２２内の天井部には必要な処理ガス、例えば成膜ガスを導入するためにガス供給手段であるシャワーヘッド部２４が絶縁層２６を介して設けられており、この下面のガス噴射面２８に設けた多数のガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂから処理空間Ｓに向けて処理ガスを噴射するようになっている。このシャワーヘッド部２４はプラズマ処理時に上部電極を兼ねるものである。
【００３４】
このシャワーヘッド部２４内には、中空状の２つに区画されたガス拡散室３０Ａ、３０Ｂが形成されており、ここに導入された処理ガスを平面方向へ拡散した後、各ガス拡散室３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ連通された各ガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂより噴射するようになっている。すなわち、ガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂはマトリクス状に配置されている。このシャワーヘッド部２４の全体は、例えばニッケルやハステロイ（登録商標）等のニッケル合金、アルミニウム、或いはアルミニウム合金により形成されている。尚、シャワーヘッド部２４としてガス拡散室が１つの場合でもよい。
【００３５】
そして、このシャワーヘッド部２４と処理容器２２の上端開口部の絶縁層２６との接合部には、例えばＯリング等よりなるシール部材３４が介在されており、処理容器２２内の気密性を維持するようになっている。そして、このシャワーヘッド部２４には、マッチング回路３６を介して例えば１３．５６ＭＨｚのプラズマ用の高周波電源３８が接続されており、必要時にプラズマを生成可能になっている。この周波数は上記１３．５６ＭＨｚに限定されない。
【００３６】
また、処理容器２２の側壁には、この処理容器２２内に対して被処理体としての半導体ウエハＷを搬入搬出するための搬出入口４０が設けられると共に、この搬出入口４０には気密に開閉可能になされたゲートバルブ４２が設けられている。
【００３７】
そして、この処理容器２２の底部４４の側部には、排気口４６が設けられる。この排気口４６には、処理容器２２内を排気、例えば真空引きするための排気系４８が接続されている。この排気系４８は、上記排気口４６に接続される排気通路４９を有しており、この排気通路４９には、圧力調整弁５０及び真空ポンプ５２が順次介設されており、処理容器２２を所望する圧力に維持できるようになっている。尚、処理態様によっては、処理容器２２内を大気圧に近い圧力に設定する場合もある。
【００３８】
そして、この処理容器２２内の底部４４には、これより起立させて本発明の特徴とする載置台構造５４が設けられる。具体的には、この載置台構造５４は、上面に上記被処理体を載置するための載置台５８と、上記載置台５８に接続されると共に、上記載置台５８を上記処理容器２２の底部から起立させて支持するための複数の保護支柱管６０と、これらの保護支柱管６０内へ挿通される機能棒体６２とにより主に構成される。
【００３９】
図１においては、発明の理解を容易にするために、各保護支柱管６０を横方向に配列して記載している。具体的には、上記載置台５８は、全体が誘電体よりなり、ここではこの載置台５８は肉厚で透明な石英よりなる載置台本体５９と、この載置台本体５９の上面側に設けられて上記載置台本体５９とは異なる不透明な誘電体、例えば耐熱性材料である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材よりなる熱拡散板６１とにより構成されている。
【００４０】
そして、上記載置台本体５９内には、加熱手段６４が例えば埋め込むようにして設けられており、また上記熱拡散板６１内には兼用電極６６が埋め込むようにして設けられる。そして、この熱拡散板６１の上面に上記ウエハＷを載置して、このウエハＷを上記加熱手段６４からの輻射熱により熱拡散板６１を介して加熱するようになっている。
【００４１】
図２にも示すように、上記加熱手段６４は例えばカーボンワイヤヒータやモリブデンワイヤヒータ等よりなる発熱体６８よりなり、この発熱体６８は載置台５８の略全面に亘って所定のパターン形状にして設けられている。そして、ここではこの発熱体６８は、載置台５８の中心側の内周ゾーン発熱体６８Ａと、この外側の外周ゾーン発熱体６８Ｂの２つのゾーンに電気的に分離されており、各ゾーン発熱体６８Ａ、６８Ｂの接続端子は、載置台５８の中心部側に集合されている。尚、ゾーン数は１つ、或いは３以上に設定してもよい。
【００４２】
また上記兼用電極６６は、上述のように不透明な熱拡散板６１内に設けられている。この兼用電極６６は例えばメッシュ状に形成された導体線よりなり、この兼用電極６６の接続端子は載置台５８の中心部に位置されている。ここでは、この兼用電極６６は、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための下部電極となる高周波電極とを兼用するものである。
【００４３】
そして、上記発熱体６８や兼用電極６６に対して給電を行う給電棒や温度を測定する熱電対の導電棒としての前記機能棒体６２が設けられることになり、これらの各機能棒体６２が細い上記保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【００４４】
まず、図１及び図３にも示すように、ここでは６本の保護支柱管６０が載置台５８の中心部に集合させて設けられている。各保護支柱管６０は、誘電体よりなり、具体的には上記載置台本体５９と同じ誘電体の材料である例えば石英よりなり、各保護支柱管６０は、上記載置台本体５９の下面に例えば熱溶着により気密に一体的になるように接合されている。従って、各保護支柱管６０の上端には、熱溶着接合部６０Ａ（図４参照）が形成されることになる。そして、各保護支柱管６０内に上記機能棒体６２が挿通されている。図４では前述したように、一部の保護支柱管６０を代表して示しており、この内の１本の保護支柱管６０内には後述するように２本の機能棒体６２が収容されている。
【００４５】
すなわち、内周ゾーン発熱体６８Ａに対しては、電力インと電力アウト用の２本の機能棒体６２としてヒータ給電棒７０、７２がそれぞれ保護支柱管６０内を個別に挿通されており、各ヒータ給電棒７０、７２の上端は上記内周ゾーン発熱体６８Ａに電気的に接続されている。
【００４６】
また、外周ゾーン発熱体６８Ｂに対しては、電力インと電力アウト用の２本の機能棒体６２としてヒータ給電棒７４、７６がそれぞれ保護支柱管６０内を個別に挿通されており、各ヒータ給電棒７４、７６の上端は上記外周ゾーン発熱体６８Ｂに電気的に接続されている（図１参照）。上記各ヒータ給電棒７０〜７６は例えばニッケル合金等よりなる。
【００４７】
また兼用電極６６に対しては機能棒体６２として兼用給電棒７８が保護支柱管６０内を挿通されており、この兼用給電棒７８の上端は接続端子７８Ａ（図４参照）を介して兼用電極６６に電気的に接続されている。上記兼用給電棒７８は例えばニッケル合金、タングステン合金、モリブデン合金等よりなる。
【００４８】
また残りの１本の保護支柱管６０内へは、載置台５８の温度を測定するために、機能棒体６２として２つの熱電対８０、８１が挿通されており、そして、熱電対８０、８１の各測温接点８０Ａ、８１Ａが、それぞれ熱拡散板６１の内周ゾーン及び外周ゾーンの下面に位置されており、各ゾーンの温度を検出するようになっている。上記熱電対８０、８１としては、例えばシース型の熱電対を用いることができる。このシース型の熱電対は、金属保護管（シース）の内部に熱電対素線を挿入して高純度の酸化マグネシウム等の無機絶縁物の粉末によって密封充填されており、絶縁性、気密性、応答性に優れ、高温環境やさまざまな悪性雰囲気の中での長時間の連続使用にも抜群の耐久性を発揮する。
【００４９】
この場合、図４に示すように、上記接続端子７８Ａ及び熱電対８０、８１が通る載置台本体５９の部分にはそれぞれ貫通孔８４、８６が形成されると共に、上記載置台本体５９の上面には各貫通孔８４、８６に連通される共に上記熱電対の内の一方の熱電対８１を外周ゾーンへ向けて配設するための溝部８８が形成されている。尚、図４には機能棒体６２として、ヒータ給電棒７０、兼用給電棒７８及び２本の熱電対８０、８１が代表的に記載されている。
【００５０】
また、処理容器２２の底部４４は例えばステンレススチールよりなり、図４にも示すように、この中央部には導体引出口９０が形成されており、この導体引出口９０の内側には、例えばステンレススチール等よりなる取付台座９２がＯリング等のシール部材９４を介して気密に取り付け固定されている。
【００５１】
そして、この取付台座９２上に、上記各保護支柱管６０を固定する管固定台９６が設けられる。上記管固定台９６は、上記各保護支柱管６０と同じ材料、すなわちここでは石英により形成されており、各保護支柱管６０に対応させて貫通孔９８が形成されている。そして、上記各保護支柱管６０の下端部側は、上記管固定台９６の上面側に熱溶着等によって接続固定されている。従って、ここには、熱溶着部６０Ｂが形成されることになる。
【００５２】
この場合、各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６を挿通する各保護支柱管６０は、上記管固定台９６に形成した貫通孔９８を下方向へ挿通されており、その下端部は封止されて内部にＮ２ やＡｒ等の不活性ガスが減圧雰囲気で封入されている。尚、図４では１本のヒータ給電棒７０のみを示すが、他のヒータ給電棒７２〜７６も同様に構成されている。
【００５３】
このように、各保護支柱管６０の下端部を固定する管固定台９６の周辺部には、これを囲むようにして例えばステンレススチール等よりなる固定治具１００が設けられており、この固定治具１００はボルト１０２によって取付台座９２側へ固定されている。
【００５４】
また、上記取付台座９２には、上記管固定台９６の各貫通孔９８に対応させて同様な貫通孔１０４が形成されており、それぞれ機能棒体６２を下方向へ挿通するようになっている。そして、上記管固定台９６の下面と、取付台座９２の上面との接合面には、上記各貫通孔１０４の周囲を囲むようにしてＯリング等のシール部材１０６が設けられており、この部分のシール性を高めるようにしている。
【００５５】
また、上記兼用給電棒７８と２本の熱電対８０、８１が挿通されている各貫通孔１０４の下端部には、それぞれＯリング等よりなるシール部材１０８、１１０を介して封止板１１２、１１４がボルト１１６、１１８により取り付け固定されている。そして、上記各兼用給電棒７８及び熱電対８０、８１は、上記封止板１１２、１１４を気密に貫通させるようにして設けられている。これらの封止板１１２、１１４は、例えばステンレススチール等よりなり、この封止板１１２に対する上記兼用給電棒７８の貫通部に対応させて、兼用給電棒７８の周囲には絶縁部材１２０が設けられている。
【００５６】
また、上記取付台座９２及びこれに接する処理容器２２の底部４４には、上記兼用給電棒７８を挿通する貫通孔１０４に連通させて不活性ガス路１２２が形成されており、この兼用給電棒７８を通す保護支柱管６０内に向けて、Ｎ２ 等の不活性ガスを供給できるようになっている。尚、上記載置台本体５９の溝部８８を介して上記貫通孔８４と貫通孔８６は連通しているので、上記兼用給電棒７８の保護支柱管６０に代えて、２本の熱電対８０、８１を通す保護支柱管６０内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【００５７】
ここで各部分について寸法の一例を説明すると、載置台５８の直径は、３００ｍｍ（１２インチ）ウエハ対応の場合には３４０ｍｍ程度、２００ｍｍ（８インチ）ウエハ対応の場合には２３０ｍｍ程度、４００ｍｍ（１６インチ）ウエハ対応の場合には４６０ｍｍ程度である。また各保護支柱管６０の直径は８〜１６ｍｍ程度、各機能棒体６２の直径は４〜６ｍｍ程度である。
【００５８】
ここで図１へ戻って、上記熱電対８０、８１は、例えばコンピュータ等を有するヒータ電源制御部１３４に接続される。また、加熱手段６４の各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６に接続される各配線１３６、１３８、１４０、１４２も、上記ヒータ電源制御部１３４に接続されており、上記熱電対８０、８１により測定された温度に基づいて上記内周ゾーン発熱体６８Ａ及び外周ゾーン発熱体６８Ｂをそれぞれ個別に制御して所望する温度を維持するようになっている。
【００５９】
また、上記兼用給電棒７８に接続される配線１４４には、静電チャック用の直流電源１４６とバイアス用の高周波電力を印加するための高周波電源１４８とがそれぞれ接続されており、載置台５８のウエハＷを静電吸着すると共に、プロセス時に下部電極となる載置台５８にバイアスとして高周波電力を印加できるようになっている。この高周波電力の周波数としては１３．５６ＭＨｚを用いることができるが、他に４００ｋＨｚ等を用いることができ、この周波数に限定されるものではない。
【００６０】
また、上記載置台５８には、この上下方向に貫通して複数、例えば３本のピン挿通孔１５０が形成されており（図１においては２つのみ示す）、上記各ピン挿通孔１５０に上下移動可能に遊嵌状態で挿通させた押し上げピン１５２を配置している。この押し上げピン１５２の下端には、円弧状の例えばアルミナのようなセラミック製の押し上げリング１５４が配置されており、この押し上げリング１５４に、上記各押し上げピン１５２の下端が乗っている。この押し上げリング１５４から延びるアーム部１５６は、処理容器２２の底部４４を貫通して設けられる出没ロッド１５８に連結されており、この出没ロッド１５８はアクチュエータ１６０により昇降可能になされている。
【００６１】
これにより、上記各押し上げピン１５２をウエハＷの受け渡し時に各ピン挿通孔１５０の上端から上方へ出没させるようになっている。また、上記出没ロッド１５８の処理容器２２の底部４４の貫通部には、伸縮可能なベローズ１６２が介設されており、上記出没ロッド１５８が処理容器２２内の気密性を維持しつつ昇降できるようになっている。
【００６２】
ここで上記ピン挿通孔１５０は、図４及び図５にも示すように、上記載置台本体５９と上記熱拡散板６１とを連結する締結具であるボルト１７０に、その長さ方向に沿って形成された貫通孔１７２によって形成されている。具体的には、上記載置台本体５９及び熱拡散板６１には、上記ボルト１７０を通すボルト孔１７４、１７６が形成されており、このボルト孔１７４、１７６に上記ピン挿通孔１５０の形成されたボルト１７０を挿通し、これをナット１７８で締め付けることにより、上記載置台本体５９と熱拡散板６１とを結合するようにしている。これらのボルト１７０及びナット１７８は、例えば窒化アルミニウムやアルミナ等のセラミック材により形成する。
【００６３】
そして、この処理装置２０の全体の動作、例えばプロセス圧力の制御、載置台５８の温度制御、処理ガスの供給や供給停止等は、例えばコンピュータ等よりなる装置制御部１８０により行われることになる。そして、この装置制御部１８０は、上記動作に必要なコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体１８２を有している。この記憶媒体１８２は、フレキシブルディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等よりなる。
【００６４】
次に、以上のように構成されたプラズマを用いた処理装置２０の動作について説明する。
まず、未処理の半導体ウエハＷは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ４２、搬出入口４０を介して処理容器２２内へ搬入され、このウエハＷは、上昇された押し上げピン１５２に受け渡された後に、この押し上げピン１５２を降下させることにより、ウエハＷを載置台構造５４の各保護支柱管６０に支持された載置台５８の熱拡散板６１の上面に載置してこれを支持する。この時に、載置台５８の熱拡散板６１に設けた兼用電極６６に直流電源１４６より直流電圧を印加することにより静電チャックが機能し、ウエハＷを載置台５８上に吸着して保持する。尚、静電チャックの代わりにウエハＷの周辺部を押さえるクランプ機構を用いる場合もある。
【００６５】
次に、シャワーヘッド部２４へ各種の処理ガスを、それぞれ流量制御しつつ供給して、このガスをガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂより噴射して処理空間Ｓへ導入する。そして、排気系４８の真空ポンプ５２の駆動を継続することにより、処理容器２２内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁５０の弁開度を調整して処理空間Ｓの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。この時、ウエハＷの温度は所定のプロセス温度に維持されている。すなわち、載置台５８の加熱手段６４を構成する内周ゾーン発熱体６８Ａ及び外周ゾーン発熱体６８Ｂにヒータ電源制御部１３４よりそれぞれ電圧を印加することにより発熱させている。
【００６６】
この結果、各ゾーン発熱体６８Ａ、６８Ｂからの熱でウエハＷが昇温加熱される。この時、熱拡散板６１の下面中央部と周辺部とに設けた熱電対８０、８１では、内周ゾーンと外周ゾーンのウエハ（載置台）温度がそれぞれ測定され、この測定値に基づいてヒータ電源制御部１３４は、各ゾーン毎にフィードバックで温度制御することになる。このため、ウエハＷの温度を常に面内均一性が高い状態で温度制御することができる。この場合、プロセスの種類にもよるが、載置台５８の温度は例えば７００℃程度に達する。
【００６７】
またプラズマ処理を行う時には、高周波電源３８を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド部２４と下部電極である載置台５８との間に高周波を印加し、処理空間Ｓにプラズマを立てて所定のプラズマ処理を行う。また、この際に、載置台５８の熱拡散板６１に設けた兼用電極６６にバイアス用の高周波電源１４８から高周波電力を印加することにより、プラズマイオンの引き込みを行うことができる。
【００６８】
ここで上記載置台構造５４における機能について詳しく説明する。まず、加熱手段の内周ゾーン発熱体６８Ａへは機能棒体６２であるヒータ給電棒７０、７２を介して電力が供給され、外周ゾーン発熱体６８Ｂへはヒータ給電棒７４、７６を介して電力が供給される。また載置台５８の中央部の温度は、その測温接点８０Ａが載置台５８の下面中央部に接するようにして配置された熱電対８０を介して上記ヒータ電源制御部１３４に伝えられる。
【００６９】
この場合、上記測温接点８０Ａは内周ゾーンの温度を測定している。また、外周に配置された熱電対８１は外周ゾーンの温度を測定しており、測定値は上記ヒータ電源制御部１３４へ伝えられる。このように、上記内周ゾーン発熱体６８Ａと上記外周ゾーン発熱体６８Ｂへの供給電力はそれぞれフィードバック制御に基づいて電力が供給される。
【００７０】
更には、兼用電極６６へは、兼用給電棒７８を介して静電チャック用の直流電圧とバイアス用の高周波電力が印加される。そして、機能棒体６２である上記各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６、熱電対８０、８１及び兼用給電棒７８は、上端が載置台５８の載置台本体５９の下面に気密に熱溶着された細い保護支柱管６０内にそれぞれ個別（熱電対８０、８１は１本の保護支柱管）に挿通されている。そして、同時に、これらの保護支柱管６０は載置台５８自体を起立させて支持している。
【００７１】
また、各ヒータ給電棒７０〜７６を挿通する各保護支柱管６０内は、不活性ガス、例えばＮ２ ガスにより減圧状態で封止されており、ヒータ給電棒７０〜７６の酸化が防止されている。また、兼用給電棒７８を挿通する保護支柱管６０内へは、不活性ガス路１２２を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスが供給されており、このＮ２ ガスは、この載置台本体５９の上面に形成した溝部８８（図４参照）を介して熱電対８０、８１を挿通する保護支柱管６０内にも供給され、更には、この載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面にも供給されるので、この接合面の僅かな隙間を介して載置台５８の周辺部から放射状に不活性ガスが放出されるので、この内部に処理空間Ｓの成膜ガス等が侵入するのを防止することができる。
【００７２】
さて、このような状況において、ウエハＷに対する処理が繰り返し行われる載置台５８の昇温及び降温が繰り返されることになる。そして、この載置台５８の温度の昇降によって、例えば載置台５８の温度が前述したように７００℃程度に達すると、熱伸縮によって載置台５８の中心部では０．２〜０．３ｍｍ程度の距離だけ半径方向への熱伸縮差が生ずる。この場合、従来の載置台構造の場合には、非常に硬いセラミック材よりなる載置台と直径が大きな支柱とを熱拡散接合により強固に一体結合していたので、上記した僅か０．２〜０．３ｍｍ程度の熱伸縮差とはいえ、この熱伸縮差に伴って発生する熱応力の繰り返しにより、載置台と支柱との接合部が破損する現象が頻発していた。
【００７３】
これに対して、本発明では載置台５８は、直径が１ｃｍ程度の細い複数本、ここでは６本の保護支柱管６０により結合されて支持されているので、これらの各保護支柱管６０は載置台５８の水平方向の熱伸縮に追従して移動でき、従って、上記した載置台５８の熱伸縮を許容することができる。この結果、載置台５８と各保護支柱管６０との接合部に熱応力が加わることがなくなり、各保護支柱管６０の上端部や載置台５８の下面、すなわち両者の連結部が破損することを防止することができる。
【００７４】
また、石英よりなる上記各保護支柱管６０は、載置台５８の下面に溶着により強固に結合されているが、この保護支柱管６０の直径は前述したように１０ｍｍ程度であって小さく、この結果、載置台５８から各保護支柱管６０への伝熱量を少なくすることができる。従って、各保護支柱管６０側へ逃げる熱を少なくできるので、その分、載置台５８においてクールスポットの発生を大幅に抑制することができる。
【００７５】
また上記各機能棒体６２はそれぞれ保護支柱管６０に被われ、また上記保護支柱管６０内へは、パージガスとして不活性ガスが供給されていたり、或いは不活性ガスの雰囲気で封止されているので、上記各機能棒体６２が腐食性のプロセスガスに晒されることはなく、しかも不活性ガスにより機能棒体６２や接続端子７８Ａ等が酸化されることを防止することができる。また上記不活性ガスは、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部の僅かな隙間を介して処理容器２２内へ洩れ出るようにして成膜ガス等が内部へ侵入するのを防止するようにしているが、パージを行なう保護支柱管６０は、兼用給電棒７８が挿通可能なサイズとすればよく、従来の支柱４（図１６参照）に比べて容積が非常に少ないので、そのガス量は従来の載置台構造と比較して少なくすることができ、その分、不活性ガスの消費量も少なくできるので、ランニングコストを削減することができる。
【００７６】
このように、本発明によれば、被処理体である半導体ウエハＷを載置する載置台５８を、例えば給電棒７０〜７６等が内部に挿通された複数の保護支柱管６０で処理容器２２の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台５８に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【００７７】
＜第１変形実施形態＞
ところで、上述した処理装置２０では、例えばある程度の枚数のウエハの成膜処理を行うと、処理容器２２の内部にパーティクル発生の原因となる不要な膜が付着するので、この不要な膜を除去するために、例えばＮＦ３ ガス等のエッチングガスを用いたクリーニングガスが行われる。この場合、このエッチングガスは、窒化アルミニウム等のセラミック材と比較して石英に対しては腐食性がかなり大きいことが知られている。
【００７８】
そこで、載置台５８を構成する石英を上記クリーニングガスから保護することが望ましい。図６は上記した保護の目的のためにクリーニングガスに対する保護板を設けた載置台構造の第１変形実施形態の一部を示す断面図である。図６において、図４に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、この第１変形実施形態においては、載置台５８の内、石英により構成されている載置台本体５９の表面全体に亘って薄い保護板１９０が設けられている。具体的には、載置台本体５９の下面及び側面がこの保護板１９０で囲まれている。この保護板１９０は、中央側保護板１９０Ａと周辺側保護板１９０Ｂとに主に分割されており、周辺側保護板１９０Ｂの内周部の係合段部１９２で、上記中央側保護板１９０Ａの周囲を保持するようになっている。
【００８０】
そして、この周辺側保護板１９０Ｂは、上記載置台本体５９と熱拡散板６１とを連結するボルト１７０とナット１７８により取り付け固定されている。この保護板１９０としては、エッチングガスに対して対腐食性の優れた薄いセラミック材、例えば窒化アルミニウムやアルミナ等を用いることができる。このとき、上記アルミナ等は熱伝導率が悪いため、温度差があるとそれ自体が破壊する場合がある。この破壊を防ぐために上記中央側保護板１９０Ａと周辺側保護板１９０Ｂの境界を、内周ゾーン発熱体６８Ａと外周ゾーン発熱体６８Ｂの境界と一致させるように構成するのが好ましい。この理由は、内周ゾーン発熱体６８Ａと外周ゾーン発熱体６８Ｂの間は温度差が生じ易いからである。このように形成された変形実施形態によれば、載置台５８の石英部分をエッチングガスによる腐食から保護することができる。
【００８１】
＜熱電対の接合部の構造＞
次に、載置台構造の載置台に対する熱電対の取り付け構造について説明する。図７は載置台に対する熱電対の取り付け構造を示す部分拡大断面図であり、図７（Ａ）は本発明の取り付け構造の第１例を示し、図７（Ｂ）は本発明の取り付け構造の第２例を示す。図８は熱電対の取り付け構造の製造工程を説明する工程図、図９は熱電対の取り付け構造の製造工程を説明するフローチャートである。尚、図１乃至図６に示した構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
前述した図１乃至図５に示したように、本発明の載置台構造の載置台５８は、例えば石英よりなる載置台本体５９と、この上に設置される薄板状の例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材よりなる熱拡散板６１とにより形成されている。そして、このセラミック材よりなる熱拡散板６１に、例えば内周ゾーンの温度を検出する熱電対８０と外周ゾーンの温度を検出する熱電対８１とが取り付けられている。
【００８３】
この熱電対８０、８１の取り付け構造は、まず、内部に兼用電極６６を埋め込んだ状態でＡｌＮのセラミック材を厚く焼成し、この焼成したセラミック材の下面を削り込んで削り出し加工することにより全体を薄くすると同時に、図７（Ａ）の第１例に示すように、上記熱電対８０、８１を取り付けるための突起部２００、２０２をそれぞれ形成する。
【００８４】
この時のセラミック材の厚さＨ１は例えば５〜７ｍｍ程度である。そして、上記内周ゾーンの突起部２００には、その下方より上方向に向かうように取付穴２００Ａを形成し、外周ゾーンの突起部２０２には、その横方向から取付穴２０２Ａを形成し、上記各取付穴２００Ａ、２０２Ａにそれぞれの熱電対８０、８１を挿入して取り付けるようになっている。この場合、内周ゾーンの取付穴２００Ａは、ウエハＷの温度をより正確に測定するために、熱電対８０の先端ができるだけウエハに近づくように深く形成する。
【００８５】
ここで、熱拡散板６１を薄くする理由は、この下方に位置される載置台本体５９の発熱体６８（図４参照）からの放射熱により効率的にウエハＷを加熱させるためである。この場合、取付穴２００Ａ、２０２Ａの深さが浅過ぎると、この下方に位置する発熱体６８から輻射熱が直接的に取付穴２００Ａ、２０２Ａ内に入り込んで熱的な外乱になって悪影響を受け、ウエハＷの温度を正確に測定できなくなる恐れがあるが、上述のように、熱電対８０、８１の取り付けのために突起部２００、２０２を設けることにより、各取付穴２００Ａ、２０２Ａの深さを十分に確保することができ、熱的な外乱の悪影響を受けることがなくなって、ウエハＷの温度を正確に測定できる。
【００８６】
ところで、上述のように上記突起部２００、２０２を、熱拡散板６１の構成材料であるセラミック材と同じ材料で一体的に形成すると、特に、この突起部２００、２０２自体が、この下方に位置する発熱体からの輻射熱を受け易くなってしまい、この結果、この突起部２００、２０２で受けた輻射熱が削り出し加工によって一体的に形成された熱拡散板に容易に伝達されてしまい、この突起部２００、２０２を設けた部分の温度が周囲と異なってしまい、ウエハＷの面内温度の均一性を低下させる恐れがある。
【００８７】
また上記突起部２００、２０２を、厚くて硬い板状のセラミック材の下面から、削り出し加工することから、加工費用が高騰してコスト高を招来してしまう。そのため、上記取り付け構造の第２例では、上記突起部を、熱拡散板とは別の構成材料（金属）で形成するようにしている。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、本発明に係る載置台構造の熱拡散板６１における熱電対の取り付け構造の第２例にあっては、熱拡散板６１内には、熱電対８０、８１を取り付ける位置に対応させて板状の金属製の接合板２０４が埋め込んで設けられている。
【００８８】
この接合板２０４は、ウエハ温度をより正確に測定するために、できるだけ上面である載置面に接近させて設けるが、これに埋め込まれている上記兼用電極６６に対しては絶縁されていなければならず、従って、ここでは、この兼用電極６６の僅かに下方に位置されて設けられており、この兼用電極６６と上記接合板２０４との間の距離Ｈ２の下限値は、例えば１ｍｍ程度である。またこの接合板２０４の厚さは、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度であり、また熱拡散板６１の厚さＨ１は図７（Ａ）の場合と同じ５〜７ｍｍ程である。
【００８９】
この接合板２０４は、熱伝導性が良好で金属汚染の恐れが少ない金属、例えばコバール（商品名）等を用いることができる。そして、上記接合板２０４の下方には、それぞれ接続用穴２０６、２０８が形成され、この接続用穴２０６、２０８内にそれぞれ金属製の熱伝導補助部材２１０、２１２が挿入されて、それぞれの上端が例えば金ろう等よりなるろう材２１４、２１６により、上記接合板２０４にそれぞれろう付け接合されている。この熱伝導補助部材２１０、２１２は、熱伝導性が良好で金属汚染の恐れが少ない金属、例えばコバール（商品名）等を用いることができる。
【００９０】
上記両熱伝導補助部材２１０、２１２の下部は、共に熱拡散板６１の下面よりも下方へ突出しており、内周ゾーンの熱伝導補助部材２１０は、上下方向に延びる円柱状に成形され、外周ゾーンの熱伝導補助部材２１２は、接続用穴２０８内に挿入される部分は上下方向に延びる円柱状に成形され、下方へ突出する突起部分は円板状の熱拡散板６１の半径方向に延びる例えば断面半円状の部材として形成されている。
【００９１】
そして、上記内周ゾーンの熱伝導補助部材２１０には、下方に開口されて上下方向に延びる熱電対用穴２１０Ａが形成されている。そして、この熱電対用穴２１０Ａ内に上記熱電対８０をその下方より挿入して、この熱電対８０の上端部を熱電対用穴２１０Ａの底（上端）に接触させた状態で設置している。この場合、この熱電対８０の下方には、例えばバネ（図示せず）が装着されており、このバネの付勢力によって上方に向けて押圧接触されて、熱抵抗ができるだけ少なくなるようにしている。
【００９２】
また外周ゾーンの熱伝導補助部材２１２には、その突起部分に熱拡散板６１の中心方向に開口されて、その中心方向（水平方向）に延びる熱電対用穴２１２Ａが形成されている。そして、この熱電対用穴２１２Ａ内に上記熱電対８１を上記熱拡散板６１の中心方向から挿入して、この熱電対８１の上面及び先端部を熱電対用穴２１２Ａの側面や底面に接触させた状態で設定している。この場合、この熱電対８１は、熱拡散板６１の中心部側より水平方向へ屈曲させて設けられており、そして、この熱電対８１自体は弾性的に屈曲していることから、この時の復元力が付勢力となって上記熱電対用穴２１２Ａ内の側壁等に押圧接触された状態となっており、熱抵抗ができるだけ少なくなるようになっている。
【００９３】
次に、このような熱電対の取り付け構造の製造方法を説明する。まず、図８（Ａ）に示すように、焼成前の例えばＡｌＮのセラミック材中に兼用電極６６及び２枚の接合板２０４をそれぞれ所定の位置に埋め込み、この状態でこのセラミック材を焼成して硬化させる（Ｓ１）。これにより、下面が平坦な円板状の熱拡散板６１が形成されることになる。
【００９４】
次に、上述のように焼成した円板状のセラミック材よりなる熱拡散板６１の下面を少し研磨処理して平坦化させる（Ｓ２）。この場合、上記円板状のセラミック材の下面の平坦度が良好な場合には、上記研磨処理は不要である。またこの場合、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造と異なり、突起部２００、２０２を削り出し加工する必要がないので、この部分における製造コストを大幅に削除することができる。
【００９５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、上記熱拡散板６１の各接合板２０４に対応する部分に、その下面から穴開けの加工を施して、接続用穴２０６、２０８をそれぞれ形成し、その底部（上端）に接合板２０４、２０４をそれぞれ露出させる（Ｓ３）。次に、図８（Ｃ）に示すように、予め熱電対用穴２１０Ａの形成された熱伝導補助部材２１０及び予め熱電対用穴２１２Ａの形成された熱伝導補助部材２１２を用意し、図８（Ｄ）に示すようにこれらの各熱伝導補助部材２１０、２１２をそれぞれ上記接続用穴２０６、２０８内に挿入して各熱伝導補助部材２１０、２１２の上端を各接合板２０４に、ろう材２１４、２１６を用いてそれぞれろう付け接合する（Ｓ４）。
【００９６】
そして、このように各熱伝導補助部材２１０、２１２をそれぞれ各接合板２０４にろう付けしたならば、各熱伝導補助部材２１０、２１２の各熱電対用穴２１０Ａ、２１２Ａ内にそれぞれ熱電対８０、８１の先端部を挿入して取り付け（Ｓ５）、図７（Ｂ）に示すように熱電対８０、８１の取り付けを完了することになる。この後は、この熱拡散板６１を、載置台本体５９上に設置することになり（図５参照）、この際、上記各熱電対８０、８１は、それぞれ保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【００９７】
このように形成した熱電対の取り付け構造にあっては、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造の場合と異なり、熱伝導補助部材２１０、２１２は、熱拡散板６１の構成材料、例えばＡｌＮとは異なった材料、例えばコバールにより形成されているので、この下方に位置する載置台本体５９の発熱体６８からの輻射熱が上記熱伝導補助部材２１０、２１２の突起部分に入射しても、この入射した輻射熱は異種材料よりなる熱拡散板６１に向けては伝導し難くなっている。従って、この熱伝導補助部材２１０、２１２を設けた部分が上記熱輻射により部分的に熱的な悪影響を受ける恐れが抑制されることになり、結果的にウエハＷの面内温度の均一性を高く維持することが可能となる。
【００９８】
また、上記熱拡散板６１の下面に対しては、必要な場合に平坦化加工を行うだけで済むので、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造の突起部２００、２０２を形成するための複雑な削り出し加工を行う必要がなくなり、その分、加工コストを大幅に削減することが可能となる。
【００９９】
上記熱電対の取り付け構造にあっては、熱伝導補助部材２１０、２１２を用いたが、これに限定されず、上記熱伝導補助部材２１０、２１２を用いないで、図１０に示す熱電対の取り付け構造の変形実施形態に示すように、接続用穴２０６、２０８内に露出している接合板２０４に対して、各熱電対８０、８１をろう材２１４、２１６によりそれぞれ直接的に接合させて取り付けるようにしてもよい。この場合には、上述した作用効果に加えて、熱伝導補助部材２１０、２１２が不要になるので、更にその分のコスト削減を図ることができる。
【０１００】
またここでは、上記熱電対の取り付け構造を、保護支柱管６０を設けた載置台構造に適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記した熱電対の取り付け構造は、図１６に示すような太い円筒状の従来の支柱４を用いた従来の載置台構造に対して適用することができる。
【０１０１】
＜第２変形実施形態＞
ところで、先に説明した各実施形態においては、成膜時に成膜用の処理ガスが載置台５８の裏面側に廻り込んでこの処理ガスがボルト１７０に形成されたピン挿通孔１５０内に侵入することは避けられない。このようにピン挿通孔１５０内に成膜用の処理ガスが侵入すると、この内部で薄膜が少しずつ堆積して押し上げピン１５２の昇降操作に支障を生ずるようになるので、定期的、或いは不定期的にドライエッチングやウェットエッチングを施して洗浄操作を行わなければならない。例えばピン挿通孔１５０の内径が４ｍｍ程度であるのに対して、押し上げピン１５２の直径は３．８ｍｍ程度であり、ウエハ移載時の位置ズレを抑制するためにスペース的に僅かな余裕しか設けていない。そのため、上記洗浄操作は頻繁に行われるので、その分、スループットが低下する、といった問題があった。
【０１０２】
そこで、この第２変形実施形態では、上記ピン挿通孔１５０内にパージガスとしてピン挿通孔用パージガスを流すようにしてこの内部で薄膜が堆積することを防止するようにしている。図１１は上記した目的を達成するための載置台構造の第２変形実施形態を示す断面図、図１２は第２変形実施形態の組み立て状態を説明するための説明図、図１３は第２変形実施形態の載置台本体の上面を示す平面図である。尚、図１〜図１０に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１０３】
図１１に示すように、ここでは上述したように載置台本体５９と熱拡散板６１とを着脱可能に締結する締結具であるボルト１７０に形成されたピン挿通孔１５０内へパージガスとしてピン挿通孔用パージガスを流すためのピン挿通孔用パージガス供給手段２２０が設けられている。図１１では１つのボルト１７０しか記載していないが、他の図示しない２つのボルトについても同様に構成されている。このピン挿通孔用パージガス供給手段２２０は、この処理容器２２（図１参照）の底部側より処理容器２２内に導入されて上記載置台５８内を通って上記ピン挿通孔１５０に至るピン挿通孔用ガス通路２２２を有しており、不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを成膜時に供給できるようになっている。
【０１０４】
具体的には、上記複数の保護支柱管６０の内の内部が封止されないで開放されている保護支柱管６０が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として用いられる。図１１では兼用給電棒７８が挿通されている保護支柱管６０が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されており、また、この保護支柱管６０に不活性ガス、例えばＮ２ ガスを導入する不活性ガス路１２２も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されている。
【０１０５】
また、上記載置台本体５９と熱拡散板６１との間には、不活性ガスを一時的に貯留して上記載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部に僅かに形成されている隙間（図示せず）から外周に向けて不活性ガス（Ｎ２ ガス）を放出させるガス貯留空間２２４が形成されている。具体的には、ここでは、上記ガス貯留空間２２４は、図１３にも示すように、上記載置台本体５９の上面側を、その周縁部のみをリング状に残して内側の全面を円形状に削り取ることによって形成された円形凹部２２６よりなり、この円形凹部２２６を上記熱拡散板６１の下面で覆うことによって上記ガス貯留空間２２４が区画形成されている。
【０１０６】
このガス貯留空間２２４は、上記兼用給電棒７８が挿通された保護支柱管６０と貫通孔８４を介して連通されており、この保護支柱管６０を介して導入された不活性ガスを上記ガス貯留空間２２４の半径方向外方に向けて拡散させて上述のように載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部の僅かな隙間より処理容器２２内に放射状に放出できるようになっている。尚、このガス貯留空間２２４は図４や図６中では明示されていないが、これらの実施形態でも設けられている。そして、上記ガス貯留空間２２４は、上記各ボルト１７０が設けられている位置まで半径方向に大きく形成されており、従って、このガス貯留空間２２４も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されている。
【０１０７】
そして、上記ボルト１７０が挿通される上記載置台本体５９のボルト孔１７６（図１２参照）の内径は、これに挿通されるボルト１７０の直径よりも少し大きく設定されており、このボルト１７０をボルト孔１７６に挿通した時にこのボルト１７０の外周側に僅かな隙間２２８を形成できるようになっている。この隙間２２８は上記ガス貯留空間２２４に連通されて不活性ガスが流れ込むようになっており、従って、この隙間２２８も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成されている。
【０１０８】
そして、上記ピン挿通孔１５０の形成されているボルト１７０には、その長さ方向の途中においてガス噴射孔２３０が形成されており、上記隙間２２８に流れ込んだ不活性ガスを上記ガス噴射孔２３０からピン挿通孔１５０内へ噴射できるようになっている。このガス噴射孔２３０は１つ或いは複数個設けることができる。この場合、このガス噴射孔２３０内へ成膜用の処理ガスが流れ込まないようにする作用を高めるためには、上記ガス噴射孔２３０を、上記ボルト１７０の長さ方向の上部に位置させるのがよい。
【０１０９】
さて、このような構成において、成膜処理が開始されると上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０のピン挿通孔用ガス通路２２２を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスが上記ボルト１７０に設けたガス噴射孔２３０よりピン挿通孔１５０内へ噴射されて供給される。すなわち、処理容器２２の底部の不活性ガス路１２２より導入された不活性ガス（Ｎ２ ガス）は、兼用給電棒７８が挿通されている保護支柱管６０内へ流れてこの内部を上昇し、貫通孔８４を介してガス貯留空間２２４内へ流れ込む。
【０１１０】
このガス貯留空間２２４内へ流れ込んだ不活性ガスは、この半径方向外方へ拡散して大部分は載置台本体５９と熱拡散板６１との間の隙間より処理容器２２内へ放出されるが、一部の不活性ガスはボルト１７０の外周の隙間２２８を通ってガス噴射孔２３０からボルト１７０のピン挿通孔１５０内へ流入することになる。成膜時には、このピン挿通孔１５０の上端の開口はウエハＷの裏面で塞がれているので、このピン挿通孔１５０内へ流入した上記不活性ガスは図１１中の矢印２３２に示すようにピン挿通孔１５０の下端の開口より放出され続けることになる。従って、成膜処理中に載置台５８の裏面側に廻り込んでピン挿通孔１５０内へ侵入しようとした成膜用の処理ガスは、矢印２３２に示すような上記不活性ガスの放出によって侵入が阻止されることになる。
【０１１１】
このように、ピン挿通孔１５０内へ成膜用の処理ガスが侵入することを阻止することができるので、このピン挿通孔１５０内で薄膜が堆積することを防止できる。従って、ピン挿通孔１５０内の薄膜を除去するために従来必要とされたドライエッチングやウェットエッチングの回数を抑制したり、これをなくすことができ、その分、半導体ウエハの処理のためのスループットを向上させることができる。尚、他の構成部分の作用効果は、図１〜図５を参照して説明した内容と同じである。
【０１１２】
＜第３変形実施形態＞
先に説明した各実施形態では、複数の細い保護支柱管６０で載置台５８を支持した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０の構成は、図１６の従来の載置台構造で示したような直径の大きな太い支柱４で載置台５８を支持させるようにした装置例にも適用することができる。図１４は載置台構造の第３変形実施形態を示す断面図である。尚、図１〜図１３及び図１６に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１１３】
図１４に示すように、ここでは細い保護支柱管６０は全く設けられておらず、図１６で示したような直径の大きな中空状の例えばセラミック材製の支柱４が設けられている。この支柱４の上端は、例えば熱拡散接合部６によって載置台５８の下面の中心部に接合され、下端部はＯリング等のシール部材２３４を介して処理容器の底部に気密に固定されている。そして、各ヒータ給電棒７０（他は省略）、兼用給電棒７８、熱電対８０、８１等は絶縁部材１６を介して容器底部の外側へ引き出されている。そして、ここでは上記支柱４内の全体が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成されている。
【０１１４】
従って、ここでは不活性ガス路１２２から導入された不活性ガス（Ｎ２ ガス）は上記支柱４内の全体を通って上方へ流れ、その後は図１１を参照して説明したように貫通孔８４、ガス貯留空間２２４、隙間２２８を順次流れてガス噴射孔２３０からピン挿通孔１５０内へ流れ込み、第２変形実施形態と同様な作用効果を発揮することができる。尚、図１１に示すような複数の保護支柱管６０を設けた構成において、この複数の保護支柱管６０の周囲を囲むようにして図１４に示す支柱４を設けるようにしてもよい。
【０１１５】
＜第４変形実施形態＞
上記各実施形態では、ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面に不活性ガスを供給するガス通路を兼用するようにしたが、これに限定されず、ウエハＷの裏面側に不活性ガスを流すバックサイドガスのガス通路を兼用させるようにしてもよい。図１５は載置台構造の第４変形実施形態を示す断面図である。ここでは図１４に示した装置例をベースにして表している。また図１〜図１４及び図１６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１１６】
まず、太い支柱４の内部には、バックサイド用ガス管２３６が容器底部を貫通して設けられており、この上端は、載置台５８を上下方向へ貫通して設けられたバックサイド用貫通孔２３８に連通されており、ウエハＷの裏面側に不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを流すようになっている。上記バックサイド用ガス管２３６は載置台５８の下面に例えば熱拡散接合部６により接合されている。そして、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面、例えば載置台本体５９の上面に、上記バックサイド用貫通孔２３８から上記各ボルト１７０まで届くような長さの溝部２４０を形成して、この溝部２４０を、ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０のピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成している。また、上記バックサイド用ガス管２３６は、上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されることになる。
【０１１７】
この実施形態の場合には、成膜処理時においてバックサイド用ガス管２３６へ導入された大部分の不活性ガスはバックサイド用貫通孔２３８から上方へ放出されて載置台５８の上面に載置されているウエハＷの裏面側へ供給されるが、一部の不活性ガスはバックサイド用貫通孔２３８から分岐させるように設けられた各溝部２４０内を通ってボルト１７０に設けたガス噴射孔２３０よりピン挿通孔１５０内へ流れ込むことになる。従って、この場合にも先の各実施形態で説明した作用効果と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１１８】
尚、上記各実施形態では、ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部を予め設けられている他の用途のためのガス通路と兼用させるようにしているが、これに限定されず、既設のガス通路と兼用させることなく専用のピン挿通孔用ガス通路２２２を新たに別途設けるようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、ボルト１７０とナット１７８とよりなる締結具にピン挿通孔１５０を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば載置台本体５９と熱拡散板６１とが接着剤や溶着等により一体的に接合して形成されている場合にも上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０を設けることができる。
【０１２０】
また、上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０を設けるに際して、載置台５８を支柱４や複数の保護支柱管６０で支持する載置台構造に適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、支柱４や保護支柱管６０を設けないで基台部を直接的に容器底部に設置するようにした載置台構造にも本発明を適用することができる。
【０１２１】
また上記各実施形態においては、セラミック材として主に窒化アルミニウムを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、アルミナ、ＳｉＣ等の他のセラミック材を用いることができる。また、ここでは載置台５８を載置台本体５９と熱拡散板６１との２層構造にした場合を例にとって説明したが、これに限定されず、載置台５８の全体を同一の誘電体、例えば石英、或いはセラミック材で一層構造としてもよい。
【０１２２】
この場合、石英として透明石英を用いた場合には、発熱体のパターン形状がウエハ裏面に投影されて熱分布が発生することを防止するために、載置台５８の上面に例えばセラミック材よりなる均熱板を設けるのがよい。また、気泡等を内部に含んだ不透明石英を用いた場合には上記均熱板は不要である。また、ここでは不活性ガスとして主にＮ２ ガスを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスを用いてもよい。
【０１２３】
また、上記各実施形態では、載置台５８に兼用電極６６を設け、これに兼用給電棒７８を介して静電チャック用の直流電圧と、バイアス用の高周波電力とを印加するようにしたが、これらを分離して設けるようにしてもよいし、或いはいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。例えば両者を分離させて設ける場合には、兼用電極６６と同様な構造の電極を上下に２つ設けて、一方をチャック電極とし、他方を高周波電極とする。そして、チャック電極には機能棒体としてチャック用給電棒を電気的に接続し、高周波電極には高周波給電棒を電気的に接続する。これらのチャック用給電棒や高周波給電棒がそれぞれ保護支柱管６０内に挿通される点及びその下部構造は他の機能棒体６２と全く同じである。
【０１２４】
また上記兼用電極６６と同じ構造のグランド電極を設けて、これに接続される機能棒体６２の下端を接地して導電棒として用いることにより、上記グランド電極を接地するようにしてもよい。また、複数ゾーンの発熱体を設けた場合に、１本のヒータ給電棒を接地するようにすれば、各ゾーンの発熱体の一方のヒータ給電棒を上記接地されたヒータ給電棒として共通に用いることができる。
【０１２５】
また、本実施形態ではプラズマを用いた処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、載置台５８に加熱手段６４を埋め込むようにした載置台構造を用いた全ての処理装置、例えばプラズマを用いたプラズマＣＶＤによる成膜装置、プラズマを用いない熱ＣＶＤによる成膜装置、エッチング装置、熱拡散装置、拡散装置、改質装置等にも適用することができる。従って、兼用電極６６（チャック電極や高周波電極を含む）や熱電対８０及びそれらに付属する部材を省略することができる。
【０１２６】
更には、ガス供給手段としてはシャワーヘッド部２４に限定されず、例えば処理容器２２内へ挿通されたガスノズルによりガス供給手段を構成してもよい。
また更には、温度測定手段として、ここでは熱電対８０、８１を用いたが、これに限定されず、放射温度計を用いるようにしてもよい。この場合には、放射温度計に用いられる光を導通する光ファイバが機能棒体となり、この光ファイバが保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【０１２７】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す断面構成図である。
【図２】載置台に設けた加熱手段の一例を示す平面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面を示す矢視断面図である。
【図４】図１中の載置台構造の一部の保護支柱管の部分を代表的に取り出して示す部分拡大断面図である。
【図５】図４中の載置台構造の組み立て状態を説明するための説明図である。
【図６】クリーニングガスに対する保護板を設けた載置台構造の第１変形実施形態の一部を示す断面図である。
【図７】載置台に対する熱電対の取り付け構造を示す部分拡大断面図である。
【図８】熱電対の取り付け構造の製造工程を説明する工程図である。
【図９】熱電対の取り付け構造の製造工程を説明するフローチャートである。
【図１０】熱電対の取り付け構造の変形実施形態に示す図である。
【図１１】載置台構造の第２変形実施形態を示す断面図である。
【図１２】第２変形実施形態の組み立て状態を説明するための説明図である。
【図１３】第２変形実施形態の載置台本体の上面を示す平面図である。
【図１４】載置台構造の第３変形実施形態を示す断面図である。
【図１５】載置台構造の第４変形実施形態を示す断面図である。
【図１６】従来の載置台構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２０ 処理装置
２２ 処理容器
２４ シャワーヘッド部（ガス供給手段）
３８ 高周波電源
４８ 排気系
５４ 載置台構造
５８ 載置台
５９ 載置台本体
６０ 保護支柱管
６１ 熱拡散板
６２ 機能棒体
６４ 加熱手段
６６ 兼用電極
６８ 発熱体
６８Ａ 内周ゾーン発熱体
６８Ｂ 外周ゾーン発熱体
７０，７２，７４，７６ ヒータ給電棒
７８ 兼用給電棒
８０，８１ 熱電対
１４６ 直流電源
１４８ 高周波電源
１７０ ボルト（締結具）
１９０ 保護板
２０４ 接合板
２０６，２０８ 接続用穴
２１０，２１２ 熱電対補助部材
２１０Ａ，２１２Ａ 熱電対用穴
２１４，２１６ ろう材
２２０ ピン挿通孔用パージガス供給手段
２２２ ピン挿通孔用ガス通路
２２４ ガス貯留空間
２３０ ガス噴射孔
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体の処理装置及び載置台構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路を製造するには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理、結晶化処理等の各種の枚葉処理を繰り返し行なって、所望する集積回路を形成するようになっている。上記したような各種の処理を行なう場合には、その処理の種類に対応して必要な処理ガス、例えば成膜処理の場合には成膜ガスやハロゲンガスを、改質処理の場合にはオゾンガス等を、結晶化処理の場合にはＮ２ ガス等の不活性ガスやＯ２ ガス等をそれぞれ処理容器内へ導入する。
【０００３】
半導体ウエハに対して１枚毎に熱処理を施す枚葉式の処理装置を例にとれば、真空引き可能になされた処理容器内に、例えば抵抗加熱ヒータを内蔵した載置台を設置し、この上面に半導体ウエハを載置し、所定の温度（例えば１００℃から１０００℃）で加熱した状態で所定の処理ガスを流し、所定のプロセス条件下にてウエハに各種の熱処理を施すようになっている（特許文献１〜６）。このため処理容器内の部材については、これらの加熱に対する耐熱性と処理ガスに曝されても腐食されない耐腐食性が要求される。
【０００４】
ところで、半導体ウエハを載置する載置台構造に関しては、一般的には耐熱性耐腐食性を持たせると共に、金属コンタミネーション等の金属汚染を防止する必要から例えばＡｌＮ等のセラミック材中に発熱体として抵抗加熱ヒータを埋め込んで高温で一体焼成して載置台を形成し、また別工程で同じくセラミック材等を焼成して支柱を形成し、この一体焼成した載置台側と上記支柱とを、例えば熱拡散接合で溶着して一体化して載置台構造を製造している。そして、このように一体成形した載置台構造を処理容器内の底部に起立させて設けるようにしている。また上記セラミック材に代えて耐熱耐腐食性があり、また熱伸縮も少ない石英ガラスを用いる場合もある。
【０００５】
ここで従来の載置台構造の一例について説明する。図１６は従来の載置台構造の一例を示す断面図である。この載置台構造は、真空排気が可能になされた処理容器内に設けられており、図１６に示すように、この載置台構造はＡｌＮ等のセラミック材よりなる円板状の載置台２を有している。そして、この載置台２の下面の中央部には同じく例えばＡｌＮ等のセラミック材よりなる円筒状の支柱４が例えば熱拡散接合にて接合されて一体化されている。
【０００６】
従って、両者は熱拡散接合部６により気密に接合されることになる。ここで上記載置台２の大きさは、例えばウエハサイズが３００ｍｍの場合には、直径が３５０ｍｍ程度であり、支柱４の直径は５６ｍｍ程度である。上記載置台２内には例えば加熱ヒータ等よりなる加熱手段８が設けられ、載置台２上の被処理体としての半導体ウエハＷを加熱するようになっている。
【０００７】
上記支柱４の下端部は、容器底部９に固定ブロック１０により固定されることにより起立状態になっている。そして、上記円筒状の支柱４内には、その上端が上記加熱手段８に接続端子１２を介して接続された給電棒１４が設けられており、この給電棒１４の下端部側は絶縁部材１６を介して容器底部を下方へ貫通して外部へ引き出されている。これにより、この支柱４内へプロセスガス等が侵入することを防止して、上記給電棒１４や接続端子１２等が上記腐食性のプロセスガスにより腐食されることを防止するようになっている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−２７８３２２号公報
【特許文献２】特開平０７−０７８７６６号公報
【特許文献３】特開平０３−２２０７１８号公報
【特許文献４】特開平０６−２６０４３０号公報
【特許文献５】特開２００４−３５６６２４号公報
【特許文献６】特開２００６−２９５１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、半導体ウエハに対するプロセス時には、載置台２自体は高温状態になるが、この場合、支柱４を構成する材料は熱伝導率がそれ程良好ではないセラミック材よりなるとはいえ、載置台２と支柱４とは熱拡散により接合されていることから、この支柱４を伝わって多量の熱が載置台２の中心側から支柱４側へ逃げることは避けられない。このため、特に載置台２の昇降温時では載置台２の中心部の温度が低くなってクールスポットが発生するのに対して周辺部の温度が相対的に高くなって載置台２の面内で大きな温度差が生じ、この結果、載置台２の中心部と周辺部との間で大きな熱応力が発生して載置台２が破損する、といった問題があった。
【００１０】
特に、プロセスの種類にも依存するが、載置台２の温度は７００℃以上にも達するので上記温度差はかなり大きくなり、これに伴って大きな熱応力が発生する。また、これに加えて、載置台の昇降温の繰り返しにより上記熱応力による破損が促進されてしまう、といった問題があった。
【００１１】
また、載置台２及び支柱４の上部が高温状態となって熱膨張する一方で、支柱４の下端部は容器底部９に固定ブロック１０により固定されているため、載置台２と支柱４の上部との接合箇所に応力が集中し、この部分を起点として破損が発生する、という問題があった。
【００１２】
上記問題点を解決するために、上記載置台２と支柱４とを熱拡散接合により気密に一体接合するのではなく、間に高温耐熱性のあるメタルシール部材等を介在させて両者をセラミック材や石英等よりなるピンやボルトにより緩く連結することも行われている。
【００１３】
この場合、上記連結部には僅かな隙間が生ずることになるため、この僅かな隙間を介して例えば腐食性のプロセスガスが支柱４内に侵入することを防止する目的で、上記支柱４内へはパージガスとしてＮ２ ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス等の不活性ガスを供給するようにしている。このような構成によれば、上記載置台と支柱の上端部とは強固には連結されていないので、載置台の中心側から支柱側へ逃げる熱量が減少する。このため載置台の中心部と周辺部との温度差が抑制され、これらの間に大きな熱応力が加わることを防止できる。
【００１４】
しかしながら、この場合には、上記支柱４内に供給されたパージガスが、上記僅かな隙間を介して処理容器内の処理空間側へ洩れ出ることは避けられず、この結果、高真空下でのプロセスが実行できないばかりか、パージガスが多量に消費されるので、ランニングコストも高騰する、といった問題があった。
【００１５】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる載置台構造及び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】
【００１６】
請求項１に係る発明は、排気可能になされた処理容器内に設けられて処理すべき被処理体を載置するための載置台構造において、前記被処理体を載置するために少なくとも加熱手段が設けられた誘電体よりなる載置台と、前記処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が前記載置台の下面に接合されて前記載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管と、前記保護支柱管内に挿通されて上端が前記載置台に届くように設けられた機能棒体と、を備えたことを特徴とする載置台構造である。
【００１７】
このように、被処理体を載置する載置台を、例えば給電棒等が内部に挿通された複数の保護支柱管で処理容器の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【００１８】
この場合、例えば請求項２に記載したように、前記保護支柱管は前記載置台の中心部に接合されている。
また例えば請求項３に記載したように、１本の前記保護支柱管内には１本又は複数本の前記機能棒体が収容されている。
また例えば請求項４に記載したように、前記機能棒体は、前記加熱手段側に電気的に接続されるヒータ給電棒である。
【００１９】
また例えば請求項５に記載したように、前記載置台には、静電チャック用のチャック電極が設けられており、前記機能棒体は前記チャック電極に電気的に接続されるチャック用給電棒である。
また例えば請求項６に記載したように、前記載置台には、高周波電力を印加するための高周波電極が設けられており、前記機能棒体は前記高周波電極に電気的に接続される高周波給電棒である。
【００２０】
また例えば請求項７に記載したように、前記載置台には、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための高周波電極とが兼用される兼用電極が設けられており、前記機能棒体は前記兼用電極に電気的に接続される兼用給電棒である。
また例えば請求項８に記載したように、前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための熱電対である。
【００２１】
また例えば請求項９に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には前記熱電対の上端部がろう付けされている。
また例えば請求項１０に記載したように、前記熱拡散板の下面には、前記熱電対を挿入するための接続用穴が形成されている。
【００２２】
また例えば請求項１１に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には、その下部が前記熱拡散板の下面よりも下方へ突出した金属製の熱伝導補助部材がろう付けにより接合されると共に前記熱伝導補助部材には前記熱電対の上端部が接触させて設けられている。
【００２３】
また例えば請求項１２に記載したように、前記熱伝導補助部材には、前記熱電対の先端部を挿入するための熱電対用穴が形成されている。
また例えば請求項１３に記載したように、前記熱拡散板の下面には、前記熱伝導補助部材を挿入するための接続用穴が形成されている。
また例えば請求項１４に記載したように、前記熱電対の上端部は、付勢力により前記熱伝導補助部材に押圧接触されている。
【００２４】
また例えば請求項１５に記載したように、前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための放射温度計の光ファイバである。
また例えば請求項１６に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなる。
【００２５】
また例えば請求項１７に記載したように、前記熱拡散板内には、チャック電極、高周波電極及び兼用電極の内のいずれか１つが設けられる。
また例えば請求項１８に記載したように、前記載置台本体は石英よりなり、前記熱拡散板はセラミック材よりなり、前記載置台本体の表面にはセラミック材よりなる保護板が設けられる。
また例えば請求項１９に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板とは、セラミック材よりなる締結具により一体的に固定される。
【００２６】
また例えば請求項２０に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板との間には、不活性ガスが供給されている。
また例えば請求項２１に記載したように、前記誘電体は石英或いはセラミック材である。
【００２７】
また例えば請求項２２に記載したように、前記載置台と前記保護支柱管とは同一の誘電体により形成されている。
また例えば請求項２３に記載したように、前記保護支柱管内へは不活性ガスが供給されている。
また例えば請求項２４に記載したように、前記保護支柱管の下端部は封止されて、内部に不活性ガスが封入されている。
【００２８】
また例えば請求項２５に記載したように、前記載置台には、前記被処理体を載置する時に昇降される押し上げピンを挿通するピン挿通孔が形成されており、前記ピン挿通孔内へピン挿通孔用パージガスを流すピン挿通孔用パージガス供給手段が設けられると共に前記保護支柱管は、前記ピン挿通孔用パージガス供給手段のピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用される。
また例えば請求項２６に記載したように、前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、前記ピン挿通孔を区画する区画壁は、前記載置台本体と前記熱拡散板とを締結するために前記載置台に着脱可能に取り付けられて中心部に貫通孔が形成されたセラミック材製のボルトよりなる。
【００２９】
また例えば請求項２７に記載したように、前記貫通孔の形成されたボルトの長さ方向の途中には、前記ピン挿通孔用ガス通路に連通されるガス噴射孔が形成されている。
また例えば請求項２８に記載したように、前記ガス噴射孔は、前記ボルトの長さ方向の上部に位置されている。
また例えば請求項２９に記載したように、前記ボルトの外周側には、前記ピン挿通孔用ガス通路の一部を形成する隙間が形成されている。
【００３０】
また例えば請求項３０に記載したように、前記載置台本体と前記熱拡散板との接合部には、不活性ガスを一時的に貯留して前記接合部の隙間より外周に向けて不活性ガスを放出させるガス貯留空間が形成されており、前記ガス貯留空間は前記ピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されている。
請求項３１に係る発明は、被処理体に対して処理を施すための処理装置において、排気が可能になされた処理容器と、前記被処理体を載置するために請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の載置台構造と、前記処理容器内へガスを供給するガス供給手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る載置台構造及び処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
被処理体を載置する載置台を、例えば給電棒等が内部に挿通された複数の保護支柱管で処理容器の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明に係る載置台構造及び処理装置の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す断面構成図、図２は載置台に設けた加熱手段の一例を示す平面図、図３は図１中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図、図４は図１中の載置台構造の一部の保護支柱管の部分を代表的に取り出して示す部分拡大断面図、図５は図４中の載置台構造の組み立て状態を説明するための説明図である。ここではプラズマを用いて成膜処理を行う場合を例にとって説明する。尚、以下に説明する「機能棒体」とは、１本の金属棒のみならず可撓性のある配線、複数の配線を絶縁材で被覆して１本に結合して棒状に形成された部材等も含むものとする。
【００３３】
図示するようにこの処理装置２０は、例えば断面の内部が略円形状になされたアルミニウム製の処理容器２２を有している。この処理容器２２内の天井部には必要な処理ガス、例えば成膜ガスを導入するためにガス供給手段であるシャワーヘッド部２４が絶縁層２６を介して設けられており、この下面のガス噴射面２８に設けた多数のガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂから処理空間Ｓに向けて処理ガスを噴射するようになっている。このシャワーヘッド部２４はプラズマ処理時に上部電極を兼ねるものである。
【００３４】
このシャワーヘッド部２４内には、中空状の２つに区画されたガス拡散室３０Ａ、３０Ｂが形成されており、ここに導入された処理ガスを平面方向へ拡散した後、各ガス拡散室３０Ａ、３０Ｂにそれぞれ連通された各ガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂより噴射するようになっている。すなわち、ガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂはマトリクス状に配置されている。このシャワーヘッド部２４の全体は、例えばニッケルやハステロイ（登録商標）等のニッケル合金、アルミニウム、或いはアルミニウム合金により形成されている。尚、シャワーヘッド部２４としてガス拡散室が１つの場合でもよい。
【００３５】
そして、このシャワーヘッド部２４と処理容器２２の上端開口部の絶縁層２６との接合部には、例えばＯリング等よりなるシール部材３４が介在されており、処理容器２２内の気密性を維持するようになっている。そして、このシャワーヘッド部２４には、マッチング回路３６を介して例えば１３．５６ＭＨｚのプラズマ用の高周波電源３８が接続されており、必要時にプラズマを生成可能になっている。この周波数は上記１３．５６ＭＨｚに限定されない。
【００３６】
また、処理容器２２の側壁には、この処理容器２２内に対して被処理体としての半導体ウエハＷを搬入搬出するための搬出入口４０が設けられると共に、この搬出入口４０には気密に開閉可能になされたゲートバルブ４２が設けられている。
【００３７】
そして、この処理容器２２の底部４４の側部には、排気口４６が設けられる。この排気口４６には、処理容器２２内を排気、例えば真空引きするための排気系４８が接続されている。この排気系４８は、上記排気口４６に接続される排気通路４９を有しており、この排気通路４９には、圧力調整弁５０及び真空ポンプ５２が順次介設されており、処理容器２２を所望する圧力に維持できるようになっている。尚、処理態様によっては、処理容器２２内を大気圧に近い圧力に設定する場合もある。
【００３８】
そして、この処理容器２２内の底部４４には、これより起立させて本発明の特徴とする載置台構造５４が設けられる。具体的には、この載置台構造５４は、上面に上記被処理体を載置するための載置台５８と、上記載置台５８に接続されると共に、上記載置台５８を上記処理容器２２の底部から起立させて支持するための複数の保護支柱管６０と、これらの保護支柱管６０内へ挿通される機能棒体６２とにより主に構成される。
【００３９】
図１においては、発明の理解を容易にするために、各保護支柱管６０を横方向に配列して記載している。具体的には、上記載置台５８は、全体が誘電体よりなり、ここではこの載置台５８は肉厚で透明な石英よりなる載置台本体５９と、この載置台本体５９の上面側に設けられて上記載置台本体５９とは異なる不透明な誘電体、例えば耐熱性材料である窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材よりなる熱拡散板６１とにより構成されている。
【００４０】
そして、上記載置台本体５９内には、加熱手段６４が例えば埋め込むようにして設けられており、また上記熱拡散板６１内には兼用電極６６が埋め込むようにして設けられる。そして、この熱拡散板６１の上面に上記ウエハＷを載置して、このウエハＷを上記加熱手段６４からの輻射熱により熱拡散板６１を介して加熱するようになっている。
【００４１】
図２にも示すように、上記加熱手段６４は例えばカーボンワイヤヒータやモリブデンワイヤヒータ等よりなる発熱体６８よりなり、この発熱体６８は載置台５８の略全面に亘って所定のパターン形状にして設けられている。そして、ここではこの発熱体６８は、載置台５８の中心側の内周ゾーン発熱体６８Ａと、この外側の外周ゾーン発熱体６８Ｂの２つのゾーンに電気的に分離されており、各ゾーン発熱体６８Ａ、６８Ｂの接続端子は、載置台５８の中心部側に集合されている。尚、ゾーン数は１つ、或いは３以上に設定してもよい。
【００４２】
また上記兼用電極６６は、上述のように不透明な熱拡散板６１内に設けられている。この兼用電極６６は例えばメッシュ状に形成された導体線よりなり、この兼用電極６６の接続端子は載置台５８の中心部に位置されている。ここでは、この兼用電極６６は、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための下部電極となる高周波電極とを兼用するものである。
【００４３】
そして、上記発熱体６８や兼用電極６６に対して給電を行う給電棒や温度を測定する熱電対の導電棒としての前記機能棒体６２が設けられることになり、これらの各機能棒体６２が細い上記保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【００４４】
まず、図１及び図３にも示すように、ここでは６本の保護支柱管６０が載置台５８の中心部に集合させて設けられている。各保護支柱管６０は、誘電体よりなり、具体的には上記載置台本体５９と同じ誘電体の材料である例えば石英よりなり、各保護支柱管６０は、上記載置台本体５９の下面に例えば熱溶着により気密に一体的になるように接合されている。従って、各保護支柱管６０の上端には、熱溶着接合部６０Ａ（図４参照）が形成されることになる。そして、各保護支柱管６０内に上記機能棒体６２が挿通されている。図４では前述したように、一部の保護支柱管６０を代表して示しており、この内の１本の保護支柱管６０内には後述するように２本の機能棒体６２が収容されている。
【００４５】
すなわち、内周ゾーン発熱体６８Ａに対しては、電力インと電力アウト用の２本の機能棒体６２としてヒータ給電棒７０、７２がそれぞれ保護支柱管６０内を個別に挿通されており、各ヒータ給電棒７０、７２の上端は上記内周ゾーン発熱体６８Ａに電気的に接続されている。
【００４６】
また、外周ゾーン発熱体６８Ｂに対しては、電力インと電力アウト用の２本の機能棒体６２としてヒータ給電棒７４、７６がそれぞれ保護支柱管６０内を個別に挿通されており、各ヒータ給電棒７４、７６の上端は上記外周ゾーン発熱体６８Ｂに電気的に接続されている（図１参照）。上記各ヒータ給電棒７０〜７６は例えばニッケル合金等よりなる。
【００４７】
また兼用電極６６に対しては機能棒体６２として兼用給電棒７８が保護支柱管６０内を挿通されており、この兼用給電棒７８の上端は接続端子７８Ａ（図４参照）を介して兼用電極６６に電気的に接続されている。上記兼用給電棒７８は例えばニッケル合金、タングステン合金、モリブデン合金等よりなる。
【００４８】
また残りの１本の保護支柱管６０内へは、載置台５８の温度を測定するために、機能棒体６２として２つの熱電対８０、８１が挿通されており、そして、熱電対８０、８１の各測温接点８０Ａ、８１Ａが、それぞれ熱拡散板６１の内周ゾーン及び外周ゾーンの下面に位置されており、各ゾーンの温度を検出するようになっている。上記熱電対８０、８１としては、例えばシース型の熱電対を用いることができる。このシース型の熱電対は、金属保護管（シース）の内部に熱電対素線を挿入して高純度の酸化マグネシウム等の無機絶縁物の粉末によって密封充填されており、絶縁性、気密性、応答性に優れ、高温環境やさまざまな悪性雰囲気の中での長時間の連続使用にも抜群の耐久性を発揮する。
【００４９】
この場合、図４に示すように、上記接続端子７８Ａ及び熱電対８０、８１が通る載置台本体５９の部分にはそれぞれ貫通孔８４、８６が形成されると共に、上記載置台本体５９の上面には各貫通孔８４、８６に連通される共に上記熱電対の内の一方の熱電対８１を外周ゾーンへ向けて配設するための溝部８８が形成されている。尚、図４には機能棒体６２として、ヒータ給電棒７０、兼用給電棒７８及び２本の熱電対８０、８１が代表的に記載されている。
【００５０】
また、処理容器２２の底部４４は例えばステンレススチールよりなり、図４にも示すように、この中央部には導体引出口９０が形成されており、この導体引出口９０の内側には、例えばステンレススチール等よりなる取付台座９２がＯリング等のシール部材９４を介して気密に取り付け固定されている。
【００５１】
そして、この取付台座９２上に、上記各保護支柱管６０を固定する管固定台９６が設けられる。上記管固定台９６は、上記各保護支柱管６０と同じ材料、すなわちここでは石英により形成されており、各保護支柱管６０に対応させて貫通孔９８が形成されている。そして、上記各保護支柱管６０の下端部側は、上記管固定台９６の上面側に熱溶着等によって接続固定されている。従って、ここには、熱溶着部６０Ｂが形成されることになる。
【００５２】
この場合、各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６を挿通する各保護支柱管６０は、上記管固定台９６に形成した貫通孔９８を下方向へ挿通されており、その下端部は封止されて内部にＮ２ やＡｒ等の不活性ガスが減圧雰囲気で封入されている。尚、図４では１本のヒータ給電棒７０のみを示すが、他のヒータ給電棒７２〜７６も同様に構成されている。
【００５３】
このように、各保護支柱管６０の下端部を固定する管固定台９６の周辺部には、これを囲むようにして例えばステンレススチール等よりなる固定治具１００が設けられており、この固定治具１００はボルト１０２によって取付台座９２側へ固定されている。
【００５４】
また、上記取付台座９２には、上記管固定台９６の各貫通孔９８に対応させて同様な貫通孔１０４が形成されており、それぞれ機能棒体６２を下方向へ挿通するようになっている。そして、上記管固定台９６の下面と、取付台座９２の上面との接合面には、上記各貫通孔１０４の周囲を囲むようにしてＯリング等のシール部材１０６が設けられており、この部分のシール性を高めるようにしている。
【００５５】
また、上記兼用給電棒７８と２本の熱電対８０、８１が挿通されている各貫通孔１０４の下端部には、それぞれＯリング等よりなるシール部材１０８、１１０を介して封止板１１２、１１４がボルト１１６、１１８により取り付け固定されている。そして、上記各兼用給電棒７８及び熱電対８０、８１は、上記封止板１１２、１１４を気密に貫通させるようにして設けられている。これらの封止板１１２、１１４は、例えばステンレススチール等よりなり、この封止板１１２に対する上記兼用給電棒７８の貫通部に対応させて、兼用給電棒７８の周囲には絶縁部材１２０が設けられている。
【００５６】
また、上記取付台座９２及びこれに接する処理容器２２の底部４４には、上記兼用給電棒７８を挿通する貫通孔１０４に連通させて不活性ガス路１２２が形成されており、この兼用給電棒７８を通す保護支柱管６０内に向けて、Ｎ２ 等の不活性ガスを供給できるようになっている。尚、上記載置台本体５９の溝部８８を介して上記貫通孔８４と貫通孔８６は連通しているので、上記兼用給電棒７８の保護支柱管６０に代えて、２本の熱電対８０、８１を通す保護支柱管６０内へ不活性ガスを供給するようにしてもよい。
【００５７】
ここで各部分について寸法の一例を説明すると、載置台５８の直径は、３００ｍｍ（１２インチ）ウエハ対応の場合には３４０ｍｍ程度、２００ｍｍ（８インチ）ウエハ対応の場合には２３０ｍｍ程度、４００ｍｍ（１６インチ）ウエハ対応の場合には４６０ｍｍ程度である。また各保護支柱管６０の直径は８〜１６ｍｍ程度、各機能棒体６２の直径は４〜６ｍｍ程度である。
【００５８】
ここで図１へ戻って、上記熱電対８０、８１は、例えばコンピュータ等を有するヒータ電源制御部１３４に接続される。また、加熱手段６４の各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６に接続される各配線１３６、１３８、１４０、１４２も、上記ヒータ電源制御部１３４に接続されており、上記熱電対８０、８１により測定された温度に基づいて上記内周ゾーン発熱体６８Ａ及び外周ゾーン発熱体６８Ｂをそれぞれ個別に制御して所望する温度を維持するようになっている。
【００５９】
また、上記兼用給電棒７８に接続される配線１４４には、静電チャック用の直流電源１４６とバイアス用の高周波電力を印加するための高周波電源１４８とがそれぞれ接続されており、載置台５８のウエハＷを静電吸着すると共に、プロセス時に下部電極となる載置台５８にバイアスとして高周波電力を印加できるようになっている。この高周波電力の周波数としては１３．５６ＭＨｚを用いることができるが、他に４００ｋＨｚ等を用いることができ、この周波数に限定されるものではない。
【００６０】
また、上記載置台５８には、この上下方向に貫通して複数、例えば３本のピン挿通孔１５０が形成されており（図１においては２つのみ示す）、上記各ピン挿通孔１５０に上下移動可能に遊嵌状態で挿通させた押し上げピン１５２を配置している。この押し上げピン１５２の下端には、円弧状の例えばアルミナのようなセラミック製の押し上げリング１５４が配置されており、この押し上げリング１５４に、上記各押し上げピン１５２の下端が乗っている。この押し上げリング１５４から延びるアーム部１５６は、処理容器２２の底部４４を貫通して設けられる出没ロッド１５８に連結されており、この出没ロッド１５８はアクチュエータ１６０により昇降可能になされている。
【００６１】
これにより、上記各押し上げピン１５２をウエハＷの受け渡し時に各ピン挿通孔１５０の上端から上方へ出没させるようになっている。また、上記出没ロッド１５８の処理容器２２の底部４４の貫通部には、伸縮可能なベローズ１６２が介設されており、上記出没ロッド１５８が処理容器２２内の気密性を維持しつつ昇降できるようになっている。
【００６２】
ここで上記ピン挿通孔１５０は、図４及び図５にも示すように、上記載置台本体５９と上記熱拡散板６１とを連結する締結具であるボルト１７０に、その長さ方向に沿って形成された貫通孔１７２によって形成されている。具体的には、上記載置台本体５９及び熱拡散板６１には、上記ボルト１７０を通すボルト孔１７４、１７６が形成されており、このボルト孔１７４、１７６に上記ピン挿通孔１５０の形成されたボルト１７０を挿通し、これをナット１７８で締め付けることにより、上記載置台本体５９と熱拡散板６１とを結合するようにしている。これらのボルト１７０及びナット１７８は、例えば窒化アルミニウムやアルミナ等のセラミック材により形成する。
【００６３】
そして、この処理装置２０の全体の動作、例えばプロセス圧力の制御、載置台５８の温度制御、処理ガスの供給や供給停止等は、例えばコンピュータ等よりなる装置制御部１８０により行われることになる。そして、この装置制御部１８０は、上記動作に必要なコンピュータプログラムを記憶する記憶媒体１８２を有している。この記憶媒体１８２は、フレキシブルディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やハードディスクやフラッシュメモリ等よりなる。
【００６４】
次に、以上のように構成されたプラズマを用いた処理装置２０の動作について説明する。
まず、未処理の半導体ウエハＷは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ４２、搬出入口４０を介して処理容器２２内へ搬入され、このウエハＷは、上昇された押し上げピン１５２に受け渡された後に、この押し上げピン１５２を降下させることにより、ウエハＷを載置台構造５４の各保護支柱管６０に支持された載置台５８の熱拡散板６１の上面に載置してこれを支持する。この時に、載置台５８の熱拡散板６１に設けた兼用電極６６に直流電源１４６より直流電圧を印加することにより静電チャックが機能し、ウエハＷを載置台５８上に吸着して保持する。尚、静電チャックの代わりにウエハＷの周辺部を押さえるクランプ機構を用いる場合もある。
【００６５】
次に、シャワーヘッド部２４へ各種の処理ガスを、それぞれ流量制御しつつ供給して、このガスをガス噴射孔３２Ａ、３２Ｂより噴射して処理空間Ｓへ導入する。そして、排気系４８の真空ポンプ５２の駆動を継続することにより、処理容器２２内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁５０の弁開度を調整して処理空間Ｓの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。この時、ウエハＷの温度は所定のプロセス温度に維持されている。すなわち、載置台５８の加熱手段６４を構成する内周ゾーン発熱体６８Ａ及び外周ゾーン発熱体６８Ｂにヒータ電源制御部１３４よりそれぞれ電圧を印加することにより発熱させている。
【００６６】
この結果、各ゾーン発熱体６８Ａ、６８Ｂからの熱でウエハＷが昇温加熱される。この時、熱拡散板６１の下面中央部と周辺部とに設けた熱電対８０、８１では、内周ゾーンと外周ゾーンのウエハ（載置台）温度がそれぞれ測定され、この測定値に基づいてヒータ電源制御部１３４は、各ゾーン毎にフィードバックで温度制御することになる。このため、ウエハＷの温度を常に面内均一性が高い状態で温度制御することができる。この場合、プロセスの種類にもよるが、載置台５８の温度は例えば７００℃程度に達する。
【００６７】
またプラズマ処理を行う時には、高周波電源３８を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド部２４と下部電極である載置台５８との間に高周波を印加し、処理空間Ｓにプラズマを立てて所定のプラズマ処理を行う。また、この際に、載置台５８の熱拡散板６１に設けた兼用電極６６にバイアス用の高周波電源１４８から高周波電力を印加することにより、プラズマイオンの引き込みを行うことができる。
【００６８】
ここで上記載置台構造５４における機能について詳しく説明する。まず、加熱手段の内周ゾーン発熱体６８Ａへは機能棒体６２であるヒータ給電棒７０、７２を介して電力が供給され、外周ゾーン発熱体６８Ｂへはヒータ給電棒７４、７６を介して電力が供給される。また載置台５８の中央部の温度は、その測温接点８０Ａが載置台５８の下面中央部に接するようにして配置された熱電対８０を介して上記ヒータ電源制御部１３４に伝えられる。
【００６９】
この場合、上記測温接点８０Ａは内周ゾーンの温度を測定している。また、外周に配置された熱電対８１は外周ゾーンの温度を測定しており、測定値は上記ヒータ電源制御部１３４へ伝えられる。このように、上記内周ゾーン発熱体６８Ａと上記外周ゾーン発熱体６８Ｂへの供給電力はそれぞれフィードバック制御に基づいて電力が供給される。
【００７０】
更には、兼用電極６６へは、兼用給電棒７８を介して静電チャック用の直流電圧とバイアス用の高周波電力が印加される。そして、機能棒体６２である上記各ヒータ給電棒７０、７２、７４、７６、熱電対８０、８１及び兼用給電棒７８は、上端が載置台５８の載置台本体５９の下面に気密に熱溶着された細い保護支柱管６０内にそれぞれ個別（熱電対８０、８１は１本の保護支柱管）に挿通されている。そして、同時に、これらの保護支柱管６０は載置台５８自体を起立させて支持している。
【００７１】
また、各ヒータ給電棒７０〜７６を挿通する各保護支柱管６０内は、不活性ガス、例えばＮ２ ガスにより減圧状態で封止されており、ヒータ給電棒７０〜７６の酸化が防止されている。また、兼用給電棒７８を挿通する保護支柱管６０内へは、不活性ガス路１２２を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスが供給されており、このＮ２ ガスは、この載置台本体５９の上面に形成した溝部８８（図４参照）を介して熱電対８０、８１を挿通する保護支柱管６０内にも供給され、更には、この載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面にも供給されるので、この接合面の僅かな隙間を介して載置台５８の周辺部から放射状に不活性ガスが放出されるので、この内部に処理空間Ｓの成膜ガス等が侵入するのを防止することができる。
【００７２】
さて、このような状況において、ウエハＷに対する処理が繰り返し行われる載置台５８の昇温及び降温が繰り返されることになる。そして、この載置台５８の温度の昇降によって、例えば載置台５８の温度が前述したように７００℃程度に達すると、熱伸縮によって載置台５８の中心部では０．２〜０．３ｍｍ程度の距離だけ半径方向への熱伸縮差が生ずる。この場合、従来の載置台構造の場合には、非常に硬いセラミック材よりなる載置台と直径が大きな支柱とを熱拡散接合により強固に一体結合していたので、上記した僅か０．２〜０．３ｍｍ程度の熱伸縮差とはいえ、この熱伸縮差に伴って発生する熱応力の繰り返しにより、載置台と支柱との接合部が破損する現象が頻発していた。
【００７３】
これに対して、本発明では載置台５８は、直径が１ｃｍ程度の細い複数本、ここでは６本の保護支柱管６０により結合されて支持されているので、これらの各保護支柱管６０は載置台５８の水平方向の熱伸縮に追従して移動でき、従って、上記した載置台５８の熱伸縮を許容することができる。この結果、載置台５８と各保護支柱管６０との接合部に熱応力が加わることがなくなり、各保護支柱管６０の上端部や載置台５８の下面、すなわち両者の連結部が破損することを防止することができる。
【００７４】
また、石英よりなる上記各保護支柱管６０は、載置台５８の下面に溶着により強固に結合されているが、この保護支柱管６０の直径は前述したように１０ｍｍ程度であって小さく、この結果、載置台５８から各保護支柱管６０への伝熱量を少なくすることができる。従って、各保護支柱管６０側へ逃げる熱を少なくできるので、その分、載置台５８においてクールスポットの発生を大幅に抑制することができる。
【００７５】
また上記各機能棒体６２はそれぞれ保護支柱管６０に被われ、また上記保護支柱管６０内へは、パージガスとして不活性ガスが供給されていたり、或いは不活性ガスの雰囲気で封止されているので、上記各機能棒体６２が腐食性のプロセスガスに晒されることはなく、しかも不活性ガスにより機能棒体６２や接続端子７８Ａ等が酸化されることを防止することができる。また上記不活性ガスは、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部の僅かな隙間を介して処理容器２２内へ洩れ出るようにして成膜ガス等が内部へ侵入するのを防止するようにしているが、パージを行なう保護支柱管６０は、兼用給電棒７８が挿通可能なサイズとすればよく、従来の支柱４（図１６参照）に比べて容積が非常に少ないので、そのガス量は従来の載置台構造と比較して少なくすることができ、その分、不活性ガスの消費量も少なくできるので、ランニングコストを削減することができる。
【００７６】
このように、本発明によれば、被処理体である半導体ウエハＷを載置する載置台５８を、例えば給電棒７０〜７６等が内部に挿通された複数の保護支柱管６０で処理容器２２の底部より起立させて支持するようにしたので、従来構造の支柱と比較して載置台と保護支柱管との接合部の面積が少なくなるので、その分、熱の逃げを少なくしてクールスポットの発生を抑制することができる。従って、載置台５８に大きな熱応力が発生することを防止して、この載置台自体が破損することを防止することができると共に、保護支柱管は、従来の支柱に比べて容積が少ないので腐食防止用のパージガスの供給量を抑制することができる。
【００７７】
＜第１変形実施形態＞
ところで、上述した処理装置２０では、例えばある程度の枚数のウエハの成膜処理を行うと、処理容器２２の内部にパーティクル発生の原因となる不要な膜が付着するので、この不要な膜を除去するために、例えばＮＦ３ ガス等のエッチングガスを用いたクリーニングガスが行われる。この場合、このエッチングガスは、窒化アルミニウム等のセラミック材と比較して石英に対しては腐食性がかなり大きいことが知られている。
【００７８】
そこで、載置台５８を構成する石英を上記クリーニングガスから保護することが望ましい。図６は上記した保護の目的のためにクリーニングガスに対する保護板を設けた載置台構造の第１変形実施形態の一部を示す断面図である。図６において、図４に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００７９】
図６に示すように、この第１変形実施形態においては、載置台５８の内、石英により構成されている載置台本体５９の表面全体に亘って薄い保護板１９０が設けられている。具体的には、載置台本体５９の下面及び側面がこの保護板１９０で囲まれている。この保護板１９０は、中央側保護板１９０Ａと周辺側保護板１９０Ｂとに主に分割されており、周辺側保護板１９０Ｂの内周部の係合段部１９２で、上記中央側保護板１９０Ａの周囲を保持するようになっている。
【００８０】
そして、この周辺側保護板１９０Ｂは、上記載置台本体５９と熱拡散板６１とを連結するボルト１７０とナット１７８により取り付け固定されている。この保護板１９０としては、エッチングガスに対して対腐食性の優れた薄いセラミック材、例えば窒化アルミニウムやアルミナ等を用いることができる。このとき、上記アルミナ等は熱伝導率が悪いため、温度差があるとそれ自体が破壊する場合がある。この破壊を防ぐために上記中央側保護板１９０Ａと周辺側保護板１９０Ｂの境界を、内周ゾーン発熱体６８Ａと外周ゾーン発熱体６８Ｂの境界と一致させるように構成するのが好ましい。この理由は、内周ゾーン発熱体６８Ａと外周ゾーン発熱体６８Ｂの間は温度差が生じ易いからである。このように形成された変形実施形態によれば、載置台５８の石英部分をエッチングガスによる腐食から保護することができる。
【００８１】
＜熱電対の接合部の構造＞
次に、載置台構造の載置台に対する熱電対の取り付け構造について説明する。図７は載置台に対する熱電対の取り付け構造を示す部分拡大断面図であり、図７（Ａ）は本発明の取り付け構造の第１例を示し、図７（Ｂ）は本発明の取り付け構造の第２例を示す。図８は熱電対の取り付け構造の製造工程を説明する工程図、図９は熱電対の取り付け構造の製造工程を説明するフローチャートである。尚、図１乃至図６に示した構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【００８２】
前述した図１乃至図５に示したように、本発明の載置台構造の載置台５８は、例えば石英よりなる載置台本体５９と、この上に設置される薄板状の例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミック材よりなる熱拡散板６１とにより形成されている。そして、このセラミック材よりなる熱拡散板６１に、例えば内周ゾーンの温度を検出する熱電対８０と外周ゾーンの温度を検出する熱電対８１とが取り付けられている。
【００８３】
この熱電対８０、８１の取り付け構造は、まず、内部に兼用電極６６を埋め込んだ状態でＡｌＮのセラミック材を厚く焼成し、この焼成したセラミック材の下面を削り込んで削り出し加工することにより全体を薄くすると同時に、図７（Ａ）の第１例に示すように、上記熱電対８０、８１を取り付けるための突起部２００、２０２をそれぞれ形成する。
【００８４】
この時のセラミック材の厚さＨ１は例えば５〜７ｍｍ程度である。そして、上記内周ゾーンの突起部２００には、その下方より上方向に向かうように取付穴２００Ａを形成し、外周ゾーンの突起部２０２には、その横方向から取付穴２０２Ａを形成し、上記各取付穴２００Ａ、２０２Ａにそれぞれの熱電対８０、８１を挿入して取り付けるようになっている。この場合、内周ゾーンの取付穴２００Ａは、ウエハＷの温度をより正確に測定するために、熱電対８０の先端ができるだけウエハに近づくように深く形成する。
【００８５】
ここで、熱拡散板６１を薄くする理由は、この下方に位置される載置台本体５９の発熱体６８（図４参照）からの放射熱により効率的にウエハＷを加熱させるためである。この場合、取付穴２００Ａ、２０２Ａの深さが浅過ぎると、この下方に位置する発熱体６８から輻射熱が直接的に取付穴２００Ａ、２０２Ａ内に入り込んで熱的な外乱になって悪影響を受け、ウエハＷの温度を正確に測定できなくなる恐れがあるが、上述のように、熱電対８０、８１の取り付けのために突起部２００、２０２を設けることにより、各取付穴２００Ａ、２０２Ａの深さを十分に確保することができ、熱的な外乱の悪影響を受けることがなくなって、ウエハＷの温度を正確に測定できる。
【００８６】
ところで、上述のように上記突起部２００、２０２を、熱拡散板６１の構成材料であるセラミック材と同じ材料で一体的に形成すると、特に、この突起部２００、２０２自体が、この下方に位置する発熱体からの輻射熱を受け易くなってしまい、この結果、この突起部２００、２０２で受けた輻射熱が削り出し加工によって一体的に形成された熱拡散板に容易に伝達されてしまい、この突起部２００、２０２を設けた部分の温度が周囲と異なってしまい、ウエハＷの面内温度の均一性を低下させる恐れがある。
【００８７】
また上記突起部２００、２０２を、厚くて硬い板状のセラミック材の下面から、削り出し加工することから、加工費用が高騰してコスト高を招来してしまう。そのため、上記取り付け構造の第２例では、上記突起部を、熱拡散板とは別の構成材料（金属）で形成するようにしている。すなわち、図７（Ｂ）に示すように、本発明に係る載置台構造の熱拡散板６１における熱電対の取り付け構造の第２例にあっては、熱拡散板６１内には、熱電対８０、８１を取り付ける位置に対応させて板状の金属製の接合板２０４が埋め込んで設けられている。
【００８８】
この接合板２０４は、ウエハ温度をより正確に測定するために、できるだけ上面である載置面に接近させて設けるが、これに埋め込まれている上記兼用電極６６に対しては絶縁されていなければならず、従って、ここでは、この兼用電極６６の僅かに下方に位置されて設けられており、この兼用電極６６と上記接合板２０４との間の距離Ｈ２の下限値は、例えば１ｍｍ程度である。またこの接合板２０４の厚さは、例えば０．１〜１．０ｍｍ程度であり、また熱拡散板６１の厚さＨ１は図７（Ａ）の場合と同じ５〜７ｍｍ程である。
【００８９】
この接合板２０４は、熱伝導性が良好で金属汚染の恐れが少ない金属、例えばコバール（商品名）等を用いることができる。そして、上記接合板２０４の下方には、それぞれ接続用穴２０６、２０８が形成され、この接続用穴２０６、２０８内にそれぞれ金属製の熱伝導補助部材２１０、２１２が挿入されて、それぞれの上端が例えば金ろう等よりなるろう材２１４、２１６により、上記接合板２０４にそれぞれろう付け接合されている。この熱伝導補助部材２１０、２１２は、熱伝導性が良好で金属汚染の恐れが少ない金属、例えばコバール（商品名）等を用いることができる。
【００９０】
上記両熱伝導補助部材２１０、２１２の下部は、共に熱拡散板６１の下面よりも下方へ突出しており、内周ゾーンの熱伝導補助部材２１０は、上下方向に延びる円柱状に成形され、外周ゾーンの熱伝導補助部材２１２は、接続用穴２０８内に挿入される部分は上下方向に延びる円柱状に成形され、下方へ突出する突起部分は円板状の熱拡散板６１の半径方向に延びる例えば断面半円状の部材として形成されている。
【００９１】
そして、上記内周ゾーンの熱伝導補助部材２１０には、下方に開口されて上下方向に延びる熱電対用穴２１０Ａが形成されている。そして、この熱電対用穴２１０Ａ内に上記熱電対８０をその下方より挿入して、この熱電対８０の上端部を熱電対用穴２１０Ａの底（上端）に接触させた状態で設置している。この場合、この熱電対８０の下方には、例えばバネ（図示せず）が装着されており、このバネの付勢力によって上方に向けて押圧接触されて、熱抵抗ができるだけ少なくなるようにしている。
【００９２】
また外周ゾーンの熱伝導補助部材２１２には、その突起部分に熱拡散板６１の中心方向に開口されて、その中心方向（水平方向）に延びる熱電対用穴２１２Ａが形成されている。そして、この熱電対用穴２１２Ａ内に上記熱電対８１を上記熱拡散板６１の中心方向から挿入して、この熱電対８１の上面及び先端部を熱電対用穴２１２Ａの側面や底面に接触させた状態で設定している。この場合、この熱電対８１は、熱拡散板６１の中心部側より水平方向へ屈曲させて設けられており、そして、この熱電対８１自体は弾性的に屈曲していることから、この時の復元力が付勢力となって上記熱電対用穴２１２Ａ内の側壁等に押圧接触された状態となっており、熱抵抗ができるだけ少なくなるようになっている。
【００９３】
次に、このような熱電対の取り付け構造の製造方法を説明する。まず、図８（Ａ）に示すように、焼成前の例えばＡｌＮのセラミック材中に兼用電極６６及び２枚の接合板２０４をそれぞれ所定の位置に埋め込み、この状態でこのセラミック材を焼成して硬化させる（Ｓ１）。これにより、下面が平坦な円板状の熱拡散板６１が形成されることになる。
【００９４】
次に、上述のように焼成した円板状のセラミック材よりなる熱拡散板６１の下面を少し研磨処理して平坦化させる（Ｓ２）。この場合、上記円板状のセラミック材の下面の平坦度が良好な場合には、上記研磨処理は不要である。またこの場合、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造と異なり、突起部２００、２０２を削り出し加工する必要がないので、この部分における製造コストを大幅に削除することができる。
【００９５】
次に、図８（Ｂ）に示すように、上記熱拡散板６１の各接合板２０４に対応する部分に、その下面から穴開けの加工を施して、接続用穴２０６、２０８をそれぞれ形成し、その底部（上端）に接合板２０４、２０４をそれぞれ露出させる（Ｓ３）。次に、図８（Ｃ）に示すように、予め熱電対用穴２１０Ａの形成された熱伝導補助部材２１０及び予め熱電対用穴２１２Ａの形成された熱伝導補助部材２１２を用意し、図８（Ｄ）に示すようにこれらの各熱伝導補助部材２１０、２１２をそれぞれ上記接続用穴２０６、２０８内に挿入して各熱伝導補助部材２１０、２１２の上端を各接合板２０４に、ろう材２１４、２１６を用いてそれぞれろう付け接合する（Ｓ４）。
【００９６】
そして、このように各熱伝導補助部材２１０、２１２をそれぞれ各接合板２０４にろう付けしたならば、各熱伝導補助部材２１０、２１２の各熱電対用穴２１０Ａ、２１２Ａ内にそれぞれ熱電対８０、８１の先端部を挿入して取り付け（Ｓ５）、図７（Ｂ）に示すように熱電対８０、８１の取り付けを完了することになる。この後は、この熱拡散板６１を、載置台本体５９上に設置することになり（図５参照）、この際、上記各熱電対８０、８１は、それぞれ保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【００９７】
このように形成した熱電対の取り付け構造にあっては、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造の場合と異なり、熱伝導補助部材２１０、２１２は、熱拡散板６１の構成材料、例えばＡｌＮとは異なった材料、例えばコバールにより形成されているので、この下方に位置する載置台本体５９の発熱体６８からの輻射熱が上記熱伝導補助部材２１０、２１２の突起部分に入射しても、この入射した輻射熱は異種材料よりなる熱拡散板６１に向けては伝導し難くなっている。従って、この熱伝導補助部材２１０、２１２を設けた部分が上記熱輻射により部分的に熱的な悪影響を受ける恐れが抑制されることになり、結果的にウエハＷの面内温度の均一性を高く維持することが可能となる。
【００９８】
また、上記熱拡散板６１の下面に対しては、必要な場合に平坦化加工を行うだけで済むので、図７（Ａ）に示す第１例の取り付け構造の突起部２００、２０２を形成するための複雑な削り出し加工を行う必要がなくなり、その分、加工コストを大幅に削減することが可能となる。
【００９９】
上記熱電対の取り付け構造にあっては、熱伝導補助部材２１０、２１２を用いたが、これに限定されず、上記熱伝導補助部材２１０、２１２を用いないで、図１０に示す熱電対の取り付け構造の変形実施形態に示すように、接続用穴２０６、２０８内に露出している接合板２０４に対して、各熱電対８０、８１をろう材２１４、２１６によりそれぞれ直接的に接合させて取り付けるようにしてもよい。この場合には、上述した作用効果に加えて、熱伝導補助部材２１０、２１２が不要になるので、更にその分のコスト削減を図ることができる。
【０１００】
またここでは、上記熱電対の取り付け構造を、保護支柱管６０を設けた載置台構造に適用した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記した熱電対の取り付け構造は、図１６に示すような太い円筒状の従来の支柱４を用いた従来の載置台構造に対して適用することができる。
【０１０１】
＜第２変形実施形態＞
ところで、先に説明した各実施形態においては、成膜時に成膜用の処理ガスが載置台５８の裏面側に廻り込んでこの処理ガスがボルト１７０に形成されたピン挿通孔１５０内に侵入することは避けられない。このようにピン挿通孔１５０内に成膜用の処理ガスが侵入すると、この内部で薄膜が少しずつ堆積して押し上げピン１５２の昇降操作に支障を生ずるようになるので、定期的、或いは不定期的にドライエッチングやウェットエッチングを施して洗浄操作を行わなければならない。例えばピン挿通孔１５０の内径が４ｍｍ程度であるのに対して、押し上げピン１５２の直径は３．８ｍｍ程度であり、ウエハ移載時の位置ズレを抑制するためにスペース的に僅かな余裕しか設けていない。そのため、上記洗浄操作は頻繁に行われるので、その分、スループットが低下する、といった問題があった。
【０１０２】
そこで、この第２変形実施形態では、上記ピン挿通孔１５０内にパージガスとしてピン挿通孔用パージガスを流すようにしてこの内部で薄膜が堆積することを防止するようにしている。図１１は上記した目的を達成するための載置台構造の第２変形実施形態を示す断面図、図１２は第２変形実施形態の組み立て状態を説明するための説明図、図１３は第２変形実施形態の載置台本体の上面を示す平面図である。尚、図１〜図１０に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１０３】
図１１に示すように、ここでは上述したように載置台本体５９と熱拡散板６１とを着脱可能に締結する締結具であるボルト１７０に形成されたピン挿通孔１５０内へパージガスとしてピン挿通孔用パージガスを流すためのピン挿通孔用パージガス供給手段２２０が設けられている。図１１では１つのボルト１７０しか記載していないが、他の図示しない２つのボルトについても同様に構成されている。このピン挿通孔用パージガス供給手段２２０は、この処理容器２２（図１参照）の底部側より処理容器２２内に導入されて上記載置台５８内を通って上記ピン挿通孔１５０に至るピン挿通孔用ガス通路２２２を有しており、不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを成膜時に供給できるようになっている。
【０１０４】
具体的には、上記複数の保護支柱管６０の内の内部が封止されないで開放されている保護支柱管６０が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として用いられる。図１１では兼用給電棒７８が挿通されている保護支柱管６０が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されており、また、この保護支柱管６０に不活性ガス、例えばＮ２ ガスを導入する不活性ガス路１２２も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されている。
【０１０５】
また、上記載置台本体５９と熱拡散板６１との間には、不活性ガスを一時的に貯留して上記載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部に僅かに形成されている隙間（図示せず）から外周に向けて不活性ガス（Ｎ２ ガス）を放出させるガス貯留空間２２４が形成されている。具体的には、ここでは、上記ガス貯留空間２２４は、図１３にも示すように、上記載置台本体５９の上面側を、その周縁部のみをリング状に残して内側の全面を円形状に削り取ることによって形成された円形凹部２２６よりなり、この円形凹部２２６を上記熱拡散板６１の下面で覆うことによって上記ガス貯留空間２２４が区画形成されている。
【０１０６】
このガス貯留空間２２４は、上記兼用給電棒７８が挿通された保護支柱管６０と貫通孔８４を介して連通されており、この保護支柱管６０を介して導入された不活性ガスを上記ガス貯留空間２２４の半径方向外方に向けて拡散させて上述のように載置台本体５９と熱拡散板６１との接合部の僅かな隙間より処理容器２２内に放射状に放出できるようになっている。尚、このガス貯留空間２２４は図４や図６中では明示されていないが、これらの実施形態でも設けられている。そして、上記ガス貯留空間２２４は、上記各ボルト１７０が設けられている位置まで半径方向に大きく形成されており、従って、このガス貯留空間２２４も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されている。
【０１０７】
そして、上記ボルト１７０が挿通される上記載置台本体５９のボルト孔１７６（図１２参照）の内径は、これに挿通されるボルト１７０の直径よりも少し大きく設定されており、このボルト１７０をボルト孔１７６に挿通した時にこのボルト１７０の外周側に僅かな隙間２２８を形成できるようになっている。この隙間２２８は上記ガス貯留空間２２４に連通されて不活性ガスが流れ込むようになっており、従って、この隙間２２８も上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成されている。
【０１０８】
そして、上記ピン挿通孔１５０の形成されているボルト１７０には、その長さ方向の途中においてガス噴射孔２３０が形成されており、上記隙間２２８に流れ込んだ不活性ガスを上記ガス噴射孔２３０からピン挿通孔１５０内へ噴射できるようになっている。このガス噴射孔２３０は１つ或いは複数個設けることができる。この場合、このガス噴射孔２３０内へ成膜用の処理ガスが流れ込まないようにする作用を高めるためには、上記ガス噴射孔２３０を、上記ボルト１７０の長さ方向の上部に位置させるのがよい。
【０１０９】
さて、このような構成において、成膜処理が開始されると上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０のピン挿通孔用ガス通路２２２を介して不活性ガスとして例えばＮ２ ガスが上記ボルト１７０に設けたガス噴射孔２３０よりピン挿通孔１５０内へ噴射されて供給される。すなわち、処理容器２２の底部の不活性ガス路１２２より導入された不活性ガス（Ｎ２ ガス）は、兼用給電棒７８が挿通されている保護支柱管６０内へ流れてこの内部を上昇し、貫通孔８４を介してガス貯留空間２２４内へ流れ込む。
【０１１０】
このガス貯留空間２２４内へ流れ込んだ不活性ガスは、この半径方向外方へ拡散して大部分は載置台本体５９と熱拡散板６１との間の隙間より処理容器２２内へ放出されるが、一部の不活性ガスはボルト１７０の外周の隙間２２８を通ってガス噴射孔２３０からボルト１７０のピン挿通孔１５０内へ流入することになる。成膜時には、このピン挿通孔１５０の上端の開口はウエハＷの裏面で塞がれているので、このピン挿通孔１５０内へ流入した上記不活性ガスは図１１中の矢印２３２に示すようにピン挿通孔１５０の下端の開口より放出され続けることになる。従って、成膜処理中に載置台５８の裏面側に廻り込んでピン挿通孔１５０内へ侵入しようとした成膜用の処理ガスは、矢印２３２に示すような上記不活性ガスの放出によって侵入が阻止されることになる。
【０１１１】
このように、ピン挿通孔１５０内へ成膜用の処理ガスが侵入することを阻止することができるので、このピン挿通孔１５０内で薄膜が堆積することを防止できる。従って、ピン挿通孔１５０内の薄膜を除去するために従来必要とされたドライエッチングやウェットエッチングの回数を抑制したり、これをなくすことができ、その分、半導体ウエハの処理のためのスループットを向上させることができる。尚、他の構成部分の作用効果は、図１〜図５を参照して説明した内容と同じである。
【０１１２】
＜第３変形実施形態＞
先に説明した各実施形態では、複数の細い保護支柱管６０で載置台５８を支持した場合を例にとって説明したが、これに限定されず、上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０の構成は、図１６の従来の載置台構造で示したような直径の大きな太い支柱４で載置台５８を支持させるようにした装置例にも適用することができる。図１４は載置台構造の第３変形実施形態を示す断面図である。尚、図１〜図１３及び図１６に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１１３】
図１４に示すように、ここでは細い保護支柱管６０は全く設けられておらず、図１６で示したような直径の大きな中空状の例えばセラミック材製の支柱４が設けられている。この支柱４の上端は、例えば熱拡散接合部６によって載置台５８の下面の中心部に接合され、下端部はＯリング等のシール部材２３４を介して処理容器の底部に気密に固定されている。そして、各ヒータ給電棒７０（他は省略）、兼用給電棒７８、熱電対８０、８１等は絶縁部材１６を介して容器底部の外側へ引き出されている。そして、ここでは上記支柱４内の全体が上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成されている。
【０１１４】
従って、ここでは不活性ガス路１２２から導入された不活性ガス（Ｎ２ ガス）は上記支柱４内の全体を通って上方へ流れ、その後は図１１を参照して説明したように貫通孔８４、ガス貯留空間２２４、隙間２２８を順次流れてガス噴射孔２３０からピン挿通孔１５０内へ流れ込み、第２変形実施形態と同様な作用効果を発揮することができる。尚、図１１に示すような複数の保護支柱管６０を設けた構成において、この複数の保護支柱管６０の周囲を囲むようにして図１４に示す支柱４を設けるようにしてもよい。
【０１１５】
＜第４変形実施形態＞
上記各実施形態では、ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面に不活性ガスを供給するガス通路を兼用するようにしたが、これに限定されず、ウエハＷの裏面側に不活性ガスを流すバックサイドガスのガス通路を兼用させるようにしてもよい。図１５は載置台構造の第４変形実施形態を示す断面図である。ここでは図１４に示した装置例をベースにして表している。また図１〜図１４及び図１６に示す構成部分と同一構成部分については、同一参照符号を付して、その説明を省略する。
【０１１６】
まず、太い支柱４の内部には、バックサイド用ガス管２３６が容器底部を貫通して設けられており、この上端は、載置台５８を上下方向へ貫通して設けられたバックサイド用貫通孔２３８に連通されており、ウエハＷの裏面側に不活性ガスとして例えばＮ２ ガスを流すようになっている。上記バックサイド用ガス管２３６は載置台５８の下面に例えば熱拡散接合部６により接合されている。そして、載置台本体５９と熱拡散板６１との接合面、例えば載置台本体５９の上面に、上記バックサイド用貫通孔２３８から上記各ボルト１７０まで届くような長さの溝部２４０を形成して、この溝部２４０を、ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０のピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として構成している。また、上記バックサイド用ガス管２３６は、上記ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部として兼用されることになる。
【０１１７】
この実施形態の場合には、成膜処理時においてバックサイド用ガス管２３６へ導入された大部分の不活性ガスはバックサイド用貫通孔２３８から上方へ放出されて載置台５８の上面に載置されているウエハＷの裏面側へ供給されるが、一部の不活性ガスはバックサイド用貫通孔２３８から分岐させるように設けられた各溝部２４０内を通ってボルト１７０に設けたガス噴射孔２３０よりピン挿通孔１５０内へ流れ込むことになる。従って、この場合にも先の各実施形態で説明した作用効果と同様な作用効果を発揮することができる。
【０１１８】
尚、上記各実施形態では、ピン挿通孔用ガス通路２２２の一部を予め設けられている他の用途のためのガス通路と兼用させるようにしているが、これに限定されず、既設のガス通路と兼用させることなく専用のピン挿通孔用ガス通路２２２を新たに別途設けるようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、ボルト１７０とナット１７８とよりなる締結具にピン挿通孔１５０を設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、例えば載置台本体５９と熱拡散板６１とが接着剤や溶着等により一体的に接合して形成されている場合にも上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０を設けることができる。
【０１２０】
また、上記ピン挿通孔用パージガス供給手段２２０を設けるに際して、載置台５８を支柱４や複数の保護支柱管６０で支持する載置台構造に適用する場合を例にとって説明したが、これに限定されず、支柱４や保護支柱管６０を設けないで基台部を直接的に容器底部に設置するようにした載置台構造にも本発明を適用することができる。
【０１２１】
また上記各実施形態においては、セラミック材として主に窒化アルミニウムを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、アルミナ、ＳｉＣ等の他のセラミック材を用いることができる。また、ここでは載置台５８を載置台本体５９と熱拡散板６１との２層構造にした場合を例にとって説明したが、これに限定されず、載置台５８の全体を同一の誘電体、例えば石英、或いはセラミック材で一層構造としてもよい。
【０１２２】
この場合、石英として透明石英を用いた場合には、発熱体のパターン形状がウエハ裏面に投影されて熱分布が発生することを防止するために、載置台５８の上面に例えばセラミック材よりなる均熱板を設けるのがよい。また、気泡等を内部に含んだ不透明石英を用いた場合には上記均熱板は不要である。また、ここでは不活性ガスとして主にＮ２ ガスを用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスを用いてもよい。
【０１２３】
また、上記各実施形態では、載置台５８に兼用電極６６を設け、これに兼用給電棒７８を介して静電チャック用の直流電圧と、バイアス用の高周波電力とを印加するようにしたが、これらを分離して設けるようにしてもよいし、或いはいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。例えば両者を分離させて設ける場合には、兼用電極６６と同様な構造の電極を上下に２つ設けて、一方をチャック電極とし、他方を高周波電極とする。そして、チャック電極には機能棒体としてチャック用給電棒を電気的に接続し、高周波電極には高周波給電棒を電気的に接続する。これらのチャック用給電棒や高周波給電棒がそれぞれ保護支柱管６０内に挿通される点及びその下部構造は他の機能棒体６２と全く同じである。
【０１２４】
また上記兼用電極６６と同じ構造のグランド電極を設けて、これに接続される機能棒体６２の下端を接地して導電棒として用いることにより、上記グランド電極を接地するようにしてもよい。また、複数ゾーンの発熱体を設けた場合に、１本のヒータ給電棒を接地するようにすれば、各ゾーンの発熱体の一方のヒータ給電棒を上記接地されたヒータ給電棒として共通に用いることができる。
【０１２５】
また、本実施形態ではプラズマを用いた処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、載置台５８に加熱手段６４を埋め込むようにした載置台構造を用いた全ての処理装置、例えばプラズマを用いたプラズマＣＶＤによる成膜装置、プラズマを用いない熱ＣＶＤによる成膜装置、エッチング装置、熱拡散装置、拡散装置、改質装置等にも適用することができる。従って、兼用電極６６（チャック電極や高周波電極を含む）や熱電対８０及びそれらに付属する部材を省略することができる。
【０１２６】
更には、ガス供給手段としてはシャワーヘッド部２４に限定されず、例えば処理容器２２内へ挿通されたガスノズルによりガス供給手段を構成してもよい。
また更には、温度測定手段として、ここでは熱電対８０、８１を用いたが、これに限定されず、放射温度計を用いるようにしてもよい。この場合には、放射温度計に用いられる光を導通する光ファイバが機能棒体となり、この光ファイバが保護支柱管６０内に挿通されることになる。
【０１２７】
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明に係る載置台構造を有する処理装置を示す断面構成図である。
【図２】載置台に設けた加熱手段の一例を示す平面図である。
【図３】図１中のＡ−Ａ線に沿った断面を示す矢視断面図である。
【図４】図１中の載置台構造の一部の保護支柱管の部分を代表的に取り出して示す部分拡大断面図である。
【図５】図４中の載置台構造の組み立て状態を説明するための説明図である。
【図６】クリーニングガスに対する保護板を設けた載置台構造の第１変形実施形態の一部を示す断面図である。
【図７】載置台に対する熱電対の取り付け構造を示す部分拡大断面図である。
【図８】熱電対の取り付け構造の製造工程を説明する工程図である。
【図９】熱電対の取り付け構造の製造工程を説明するフローチャートである。
【図１０】熱電対の取り付け構造の変形実施形態に示す図である。
【図１１】載置台構造の第２変形実施形態を示す断面図である。
【図１２】第２変形実施形態の組み立て状態を説明するための説明図である。
【図１３】第２変形実施形態の載置台本体の上面を示す平面図である。
【図１４】載置台構造の第３変形実施形態を示す断面図である。
【図１５】載置台構造の第４変形実施形態を示す断面図である。
【図１６】従来の載置台構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２０ 処理装置
２２ 処理容器
２４ シャワーヘッド部（ガス供給手段）
３８ 高周波電源
４８ 排気系
５４ 載置台構造
５８ 載置台
５９ 載置台本体
６０ 保護支柱管
６１ 熱拡散板
６２ 機能棒体
６４ 加熱手段
６６ 兼用電極
６８ 発熱体
６８Ａ 内周ゾーン発熱体
６８Ｂ 外周ゾーン発熱体
７０，７２，７４，７６ ヒータ給電棒
７８ 兼用給電棒
８０，８１ 熱電対
１４６ 直流電源
１４８ 高周波電源
１７０ ボルト（締結具）
１９０ 保護板
２０４ 接合板
２０６，２０８ 接続用穴
２１０，２１２ 熱電対補助部材
２１０Ａ，２１２Ａ 熱電対用穴
２１４，２１６ ろう材
２２０ ピン挿通孔用パージガス供給手段
２２２ ピン挿通孔用ガス通路
２２４ ガス貯留空間
２３０ ガス噴射孔
Ｗ 半導体ウエハ（被処理体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気可能になされた処理容器内に設けられて処理すべき被処理体を載置するための載置台構造において、
前記被処理体を載置するために少なくとも加熱手段が設けられた誘電体よりなる載置台と、
前記処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が前記載置台の下面に接合されて前記載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管と、
前記保護支柱管内に挿通されて上端が前記載置台に届くように設けられた機能棒体と、
を備えたことを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記保護支柱管は前記載置台の中心部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
１本の前記保護支柱管内には１本又は複数本の前記機能棒体が収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の載置台構造。
【請求項４】
前記機能棒体は、前記加熱手段側に電気的に接続されるヒータ給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項５】
前記載置台には、静電チャック用のチャック電極が設けられており、前記機能棒体は前記チャック電極に電気的に接続されるチャック用給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項６】
前記載置台には、高周波電力を印加するための高周波電極が設けられており、前記機能棒体は前記高周波電極に電気的に接続される高周波給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項７】
前記載置台には、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための高周波電極とが兼用される兼用電極が設けられており、前記機能棒体は前記兼用電極に電気的に接続される兼用給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項８】
前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための熱電対であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項９】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には前記熱電対の上端部がろう付けされていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１０】
前記熱拡散板の下面には、前記熱電対を挿入するための接続用穴が形成されていることを特徴とする請求項９記載の載置台構造。
【請求項１１】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には、その下部が前記熱拡散板の下面よりも下方へ突出した金属製の熱伝導補助部材がろう付けにより接合されると共に前記熱伝導補助部材には前記熱電対の上端部が接触させて設けられていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１２】
前記熱伝導補助部材には、前記熱電対の先端部を挿入するための熱電対用穴が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の載置台構造。
【請求項１３】
前記熱拡散板の下面には、前記熱伝導補助部材を挿入するための接続用穴が形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の載置台構造。
【請求項１４】
前記熱電対の上端部は、付勢力により前記熱伝導補助部材に押圧接触されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１５】
前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための放射温度計の光ファイバであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１６】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１７】
前記熱拡散板内には、チャック電極、高周波電極及び兼用電極の内のいずれか１つが設けられることを特徴とする請求項１６記載の載置台構造。
【請求項１８】
前記載置台本体は石英よりなり、前記熱拡散板はセラミック材よりなり、前記載置台本体の表面にはセラミック材よりなる保護板が設けられることを特徴とする請求項１６又は１７記載の載置台構造。
【請求項１９】
前記載置台本体と前記熱拡散板とは、セラミック材よりなる締結具により一体的に固定されることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２０】
前記載置台本体と前記熱拡散板との間には、不活性ガスが供給されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２１】
前記誘電体は石英或いはセラミック材であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２２】
前記載置台と前記保護支柱管とは同一の誘電体により形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２３】
前記保護支柱管内へは不活性ガスが供給されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２４】
前記保護支柱管の下端部は封止されて、内部に不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２５】
前記載置台には、前記被処理体を載置する時に昇降される押し上げピンを挿通するピン挿通孔が形成されており、
前記ピン挿通孔内へピン挿通孔用パージガスを流すピン挿通孔用パージガス供給手段が設けられると共に前記保護支柱管は、前記ピン挿通孔用パージガス供給手段のピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２６】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記ピン挿通孔を区画する区画壁は、前記載置台本体と前記熱拡散板とを締結するために前記載置台に着脱可能に取り付けられて中心部に貫通孔が形成されたセラミック材製のボルトよりなることを特徴とする請求項２５記載の載置台構造。
【請求項２７】
前記貫通孔の形成されたボルトの長さ方向の途中には、前記ピン挿通孔用ガス通路に連通されるガス噴射孔が形成されていることを特徴とする請求項２６記載の載置台構造。
【請求項２８】
前記ガス噴射孔は、前記ボルトの長さ方向の上部に位置されていることを特徴とする請求項２７記載の載置台構造。
【請求項２９】
前記ボルトの外周側には、前記ピン挿通孔用ガス通路の一部を形成する隙間が形成されていることを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項３０】
前記載置台本体と前記熱拡散板との接合部には、不活性ガスを一時的に貯留して前記接合部の隙間より外周に向けて不活性ガスを放出させるガス貯留空間が形成されており、前記ガス貯留空間は前記ピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されていることを特徴とする請求項２９記載の載置台構造。
【請求項３１】
被処理体に対して処理を施すための処理装置において、
排気が可能になされた処理容器と、
前記被処理体を載置するために請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の載置台構造と、
前記処理容器内へガスを供給するガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項１】
排気可能になされた処理容器内に設けられて処理すべき被処理体を載置するための載置台構造において、
前記被処理体を載置するために少なくとも加熱手段が設けられた誘電体よりなる載置台と、
前記処理容器の底部側より起立させて設けられると共に、上端部が前記載置台の下面に接合されて前記載置台を支持する誘電体よりなる複数の保護支柱管と、
前記保護支柱管内に挿通されて上端が前記載置台に届くように設けられた機能棒体と、
を備えたことを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記保護支柱管は前記載置台の中心部に接合されていることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
１本の前記保護支柱管内には１本又は複数本の前記機能棒体が収容されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の載置台構造。
【請求項４】
前記機能棒体は、前記加熱手段側に電気的に接続されるヒータ給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項５】
前記載置台には、静電チャック用のチャック電極が設けられており、前記機能棒体は前記チャック電極に電気的に接続されるチャック用給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項６】
前記載置台には、高周波電力を印加するための高周波電極が設けられており、前記機能棒体は前記高周波電極に電気的に接続される高周波給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項７】
前記載置台には、静電チャック用のチャック電極と高周波電力を印加するための高周波電極とが兼用される兼用電極が設けられており、前記機能棒体は前記兼用電極に電気的に接続される兼用給電棒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項８】
前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための熱電対であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項９】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には前記熱電対の上端部がろう付けされていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１０】
前記熱拡散板の下面には、前記熱電対を挿入するための接続用穴が形成されていることを特徴とする請求項９記載の載置台構造。
【請求項１１】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記熱拡散板内には板状の金属製の接合板が埋め込んで設けられており、前記接合板には、その下部が前記熱拡散板の下面よりも下方へ突出した金属製の熱伝導補助部材がろう付けにより接合されると共に前記熱伝導補助部材には前記熱電対の上端部が接触させて設けられていることを特徴とする請求項８記載の載置台構造。
【請求項１２】
前記熱伝導補助部材には、前記熱電対の先端部を挿入するための熱電対用穴が形成されていることを特徴とする請求項１１記載の載置台構造。
【請求項１３】
前記熱拡散板の下面には、前記熱伝導補助部材を挿入するための接続用穴が形成されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の載置台構造。
【請求項１４】
前記熱電対の上端部は、付勢力により前記熱伝導補助部材に押圧接触されていることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１５】
前記機能棒体は、前記載置台の温度を測定するための放射温度計の光ファイバであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１６】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１７】
前記熱拡散板内には、チャック電極、高周波電極及び兼用電極の内のいずれか１つが設けられることを特徴とする請求項１６記載の載置台構造。
【請求項１８】
前記載置台本体は石英よりなり、前記熱拡散板はセラミック材よりなり、前記載置台本体の表面にはセラミック材よりなる保護板が設けられることを特徴とする請求項１６又は１７記載の載置台構造。
【請求項１９】
前記載置台本体と前記熱拡散板とは、セラミック材よりなる締結具により一体的に固定されることを特徴とする請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２０】
前記載置台本体と前記熱拡散板との間には、不活性ガスが供給されていることを特徴とする請求項１６乃至１９のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２１】
前記誘電体は石英或いはセラミック材であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２２】
前記載置台と前記保護支柱管とは同一の誘電体により形成されていることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２３】
前記保護支柱管内へは不活性ガスが供給されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２４】
前記保護支柱管の下端部は封止されて、内部に不活性ガスが封入されていることを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２５】
前記載置台には、前記被処理体を載置する時に昇降される押し上げピンを挿通するピン挿通孔が形成されており、
前記ピン挿通孔内へピン挿通孔用パージガスを流すピン挿通孔用パージガス供給手段が設けられると共に前記保護支柱管は、前記ピン挿通孔用パージガス供給手段のピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されることを特徴とする請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２６】
前記載置台は、前記加熱手段が設けられた載置台本体と、前記載置台本体の上面側に設けられて前記載置台本体の形成材料とは異なる不透明な誘電体よりなる熱拡散板とよりなり、
前記ピン挿通孔を区画する区画壁は、前記載置台本体と前記熱拡散板とを締結するために前記載置台に着脱可能に取り付けられて中心部に貫通孔が形成されたセラミック材製のボルトよりなることを特徴とする請求項２５記載の載置台構造。
【請求項２７】
前記貫通孔の形成されたボルトの長さ方向の途中には、前記ピン挿通孔用ガス通路に連通されるガス噴射孔が形成されていることを特徴とする請求項２６記載の載置台構造。
【請求項２８】
前記ガス噴射孔は、前記ボルトの長さ方向の上部に位置されていることを特徴とする請求項２７記載の載置台構造。
【請求項２９】
前記ボルトの外周側には、前記ピン挿通孔用ガス通路の一部を形成する隙間が形成されていることを特徴とする請求項２６乃至２８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項３０】
前記載置台本体と前記熱拡散板との接合部には、不活性ガスを一時的に貯留して前記接合部の隙間より外周に向けて不活性ガスを放出させるガス貯留空間が形成されており、前記ガス貯留空間は前記ピン挿通孔用ガス通路の一部として兼用されていることを特徴とする請求項２９記載の載置台構造。
【請求項３１】
被処理体に対して処理を施すための処理装置において、
排気が可能になされた処理容器と、
前記被処理体を載置するために請求項１乃至３０のいずれか一項に記載の載置台構造と、
前記処理容器内へガスを供給するガス供給手段と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１０９３１６（Ｐ２０１０−１０９３１６Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８５３８（Ｐ２００９−４８５３８）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【特許番号】特許第４４５０１０６号（Ｐ４４５０１０６）
【特許公報発行日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【特許番号】特許第４４５０１０６号（Ｐ４４５０１０６）
【特許公報発行日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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