JP2010225775A

JP2010225775A - Plasma treatment apparatus

Info

Publication number: JP2010225775A
Application number: JP2009070435A
Authority: JP
Inventors: Shogo Okita; 尚吾置田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-10-07

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for highly efficiently cooling a tray in a plasma treatment apparatus which arranges the tray housing a substrate in a substrate housing hole on a substrate susceptor. SOLUTION: The substrate 2 is housed in the substrate housing holes 19A-19D passing through in the thickness direction of the tray 15. A dielectric plate 23 inside a chamber 3 is provided with a tray support surface supporting the lower surface 15c of the tray 15 and substrate mounting parts 29A-29D projected upwards, and incorporates an electrode 40 for electrostatic attraction. The substrate mounting parts 29A-29D are inserted from the lower surface side of the tray 15 to the substrate housing holes 19A-19D, and the substrate 2 is mounted on a substrate mounting surface which is the upper end face. The space between the tray 15 and the tray support surface is sealed by an O ring, and heat transfer gas is supplied from a heat transfer gas supply mechanism 109 to the space. COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ドライエッチング装置、プラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus such as a dry etching apparatus and a plasma CVD apparatus.

特許文献１には、厚み方向に貫通する基板収容孔に基板を収容した搬入出可能なトレイを下部電極として機能する基板サセプタ上に配置し、基板収容孔に進入させた基板サセプタの基板載置部の上端面（基板載置面）に基板を載置する構成のプラズマ処理装置が開示されている。基板は静電吸着により基板載置面に密着する。基板サセプタには冷却機構が設けられており、基板は基板サセプタとの直接的な熱伝導により冷却される。 In Patent Document 1, a tray that accommodates a substrate in a substrate accommodation hole penetrating in the thickness direction is disposed on a substrate susceptor that functions as a lower electrode, and the substrate placement of the substrate susceptor that has entered the substrate accommodation hole. A plasma processing apparatus having a configuration in which a substrate is placed on the upper end surface (substrate placement surface) of the part is disclosed. The substrate is brought into close contact with the substrate mounting surface by electrostatic adsorption. The substrate susceptor is provided with a cooling mechanism, and the substrate is cooled by direct heat conduction with the substrate susceptor.

しかし、特許文献１のプラズマ処理装置は、トレイを直接的に冷却するための機構を備えていない。プラズマ処理中は基板だけでなくトレイも高温となる。基板の外周縁付近の領域は基板収容孔の孔壁に臨んでいるため、この領域は高温となったトレイ（基板収容孔の孔壁及び孔壁から突出する基板支持部）からの輻射熱の影響を大きく受ける。具体的には、輻射熱により高温となった基板の外周縁付近の領域においてレジスト焼け（熱によりレジストマスクに変形等の劣化が生じる現象）が起こり、歩留まり低下の原因となる。 However, the plasma processing apparatus of Patent Document 1 does not include a mechanism for directly cooling the tray. During the plasma processing, not only the substrate but also the tray becomes hot. Since the region near the outer peripheral edge of the substrate faces the hole wall of the substrate accommodation hole, this region is affected by radiant heat from the tray (the substrate support hole protruding from the hole wall and the hole wall). Receive greatly. Specifically, resist burn (a phenomenon in which the resist mask undergoes deformation or other deterioration due to heat) occurs in a region near the outer peripheral edge of the substrate that has been heated to high temperatures due to radiant heat, which causes a decrease in yield.

特開２００７−１０９７７０号公報JP 2007-109770 A

本発明は、基板収容孔に基板を収容したトレイを基板サセプタ上に配置するプラズマ処理装置において、トレイを高効率で冷却し、それによってレジスト焼けを防止して歩留まり向上を図ることを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a plasma processing apparatus in which a tray containing a substrate in a substrate receiving hole is disposed on a substrate susceptor, thereby cooling the tray with high efficiency, thereby preventing resist burning and improving yield. .

本発明は、減圧可能なチャンバと、前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発生源と、厚み方向に貫通する基板収容孔が設けられ、前記基板収容孔の孔壁から突出し、前記基板収容孔内に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を備える、前記チャンバ内へ搬入搬出可能なトレイと、前記チャンバ内に設けられ、前記チャンバ内に搬入される前記基板を収容した前記トレイの下面を支持するトレイ支持面と、このトレイ支持面から上向きに突出し、前記トレイの下面側から前記基板収容孔に挿入され、かつその上端面である基板載置面に前記基板の下面が載置される基板載置部とを備える、誘電体部材と、前記基板載置部に少なくとも一部が内蔵された、前記基板を前記基板載置面に静電吸着するための静電吸着用電極と、前記静電吸着用電極に直流電圧を印加する直流電圧印加機構と、前記トレイを前記トレイ支持面に押し付けるクランプ部材と、前記基板と前記基板載置面との間の第１の空間に第１の伝熱ガスを供給する第１の伝熱ガス供給機構と、前記トレイと前記トレイ支持面との間の第２の空間に第２の伝熱ガスを供給する第２の伝熱ガス供給機構と、前記トレイ支持面に配置されて前記第２の空間をシールするシール部材とを備えることを特徴とする、プラズマ処理装置を提供する。 The present invention is provided with a chamber capable of depressurization, a plasma generation source for generating plasma in the chamber, and a substrate accommodation hole penetrating in the thickness direction, protruding from a hole wall of the substrate accommodation hole, A substrate support portion that supports an outer peripheral edge portion of the lower surface of the substrate accommodated in the tray, a tray that can be carried into and out of the chamber, and the substrate that is provided in the chamber and carried into the chamber is accommodated. A tray supporting surface that supports the lower surface of the tray, and protrudes upward from the tray supporting surface, is inserted into the substrate receiving hole from the lower surface side of the tray, and is placed on the substrate mounting surface that is the upper end surface of the lower surface of the substrate An electrostatic chuck for electrostatically adsorbing the substrate to the substrate mounting surface, at least a part of which is built in the dielectric member, and a substrate mounting unit on which the substrate is mounted for A first voltage space, a DC voltage application mechanism that applies a DC voltage to the electrostatic chucking electrode, a clamp member that presses the tray against the tray support surface, and a first space between the substrate and the substrate mounting surface A first heat transfer gas supply mechanism for supplying the first heat transfer gas to the second heat transfer gas, and a second heat transfer gas for supplying the second heat transfer gas to the second space between the tray and the tray support surface. A plasma processing apparatus is provided, comprising: a gas supply mechanism; and a seal member that is disposed on the tray support surface and seals the second space.

第１の伝熱ガス供給機構から基板と基板載置面と間の空間に第１の伝熱ガスを供給するだけでなく、クランプ部材で押し付けられるトレイとトレイ支持面との間の第２の空間に第２の伝熱ガス供給機構から第２の伝熱ガスを供給しているので、第２の伝熱ガスを介した誘電体部材との熱伝導によりトレイを直接的に冷却できる。その結果、トレイを高効率で冷却できるので、基板の外周縁付近の領域に対するトレイ（基板収容孔の孔壁及び孔壁から突出する基板支持部）からの輻射熱を大幅に低減でき、この領域におけるレジスト焼けを防止して歩留まりを向上できる。 In addition to supplying the first heat transfer gas from the first heat transfer gas supply mechanism to the space between the substrate and the substrate mounting surface, a second portion between the tray pressed by the clamp member and the tray support surface is provided. Since the second heat transfer gas is supplied to the space from the second heat transfer gas supply mechanism, the tray can be directly cooled by heat conduction with the dielectric member via the second heat transfer gas. As a result, since the tray can be cooled with high efficiency, the radiant heat from the tray (the hole wall of the substrate housing hole and the substrate support portion protruding from the hole wall) to the region near the outer periphery of the substrate can be significantly reduced. Yield can be improved by preventing resist burning.

前記基板載置面に載置された前記基板の下面が前記トレイの前記基板支持部から所定量離間するように、前記トレイの下面から前記基板支持部の上面までの距離が、前記トレイ支持部から前記基板載置面までの距離よりも短く設定されている。 The distance from the lower surface of the tray to the upper surface of the substrate support portion is such that the lower surface of the substrate placed on the substrate placement surface is separated from the substrate support portion of the tray by a predetermined amount. Is set to be shorter than the distance from the substrate mounting surface.

この構成により、トレイの下面がトレイ支持部に載置された状態では、基板載置面で押し上げられた基板は基板支持部から浮き上がった状態となる。 With this configuration, when the lower surface of the tray is placed on the tray support portion, the substrate pushed up by the substrate placement surface is lifted from the substrate support portion.

好ましくは、前記トレイに前記基板収容孔が複数個設けられ、前記誘電体部材は前記基板載置部を複数個備え、個々の前記基板載置部がそれぞれ個々の基板収容孔に挿入される。 Preferably, a plurality of the substrate accommodation holes are provided in the tray, the dielectric member includes a plurality of the substrate placement portions, and each of the substrate placement portions is inserted into each of the substrate accommodation holes.

この構成により、バッチ処理を実現できる。 With this configuration, batch processing can be realized.

本発明のプラズマ処理装置では、基板と基板載置面と間の空間だけでなく、クランプ部材で押し付けられるトレイとトレイ支持面との間の空間にも伝熱ガスを供給しているので、トレイを高効率で冷却でき、トレイからの輻射熱に起因する基板の外周縁付近の領域のレジスト焼けを防止して歩留まりを向上できる。 In the plasma processing apparatus of the present invention, the heat transfer gas is supplied not only to the space between the substrate and the substrate mounting surface but also to the space between the tray pressed by the clamp member and the tray support surface. Can be cooled with high efficiency, and resist baking can be prevented in the region near the outer peripheral edge of the substrate due to radiant heat from the tray, thereby improving the yield.

図１及び図２は、本発明の実施形態に係るＩＣＰ（誘導結合プラズマ）型のドライエッチング装置１を示す。 1 and 2 show an ICP (inductively coupled plasma) type dry etching apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.

ドライエッチング装置１は、その内部が基板２にプラズマ処理を行う処理室を構成する減圧可能なチャンバ（真空容器）３を備える。チャンバ３の上端開口は石英等の誘電体からなる天板４により密閉状態で閉鎖されている。天板４上にはＩＣＰコイル５が配設されている。ＩＣＰコイル５にはマッチング回路６を介して、高周波電源７が電気的に接続されている。天板４と対向するチャンバ３内の底部側には、バイアス電圧が印加される下部電極としての機能及び基板２の保持台としての機能を有する基板サセプタ９が配設されている。また、チャンバ内には昇降可能なクランプリング（クランプ）１００が配置されている。クランプリング１００は鉛直方向に延びる昇降ロッド１０１の上端に固定されている。昇降ロッド１０１の下端はベローズ１０２を介してチャンバ３の外部に突出している。昇降ロッド１０１には駆動装置１０３が機械的に連結されている。この駆動装置１０３が昇降ロッド１０１を昇降させることにより、チャンバ３内でクランプリング１００が昇降する。 The dry etching apparatus 1 includes a depressurizable chamber (vacuum container) 3 that constitutes a processing chamber in which plasma processing is performed on the substrate 2. The upper end opening of the chamber 3 is closed in a sealed state by a top plate 4 made of a dielectric material such as quartz. An ICP coil 5 is disposed on the top plate 4. A high frequency power source 7 is electrically connected to the ICP coil 5 via a matching circuit 6. A substrate susceptor 9 having a function as a lower electrode to which a bias voltage is applied and a function as a holding table for the substrate 2 is disposed on the bottom side in the chamber 3 facing the top plate 4. A clamp ring (clamp) 100 that can be raised and lowered is disposed in the chamber. The clamp ring 100 is fixed to the upper end of a lifting rod 101 extending in the vertical direction. The lower end of the elevating rod 101 protrudes outside the chamber 3 through the bellows 102. A driving device 103 is mechanically connected to the lifting rod 101. When the driving device 103 raises and lowers the lifting rod 101, the clamp ring 100 moves up and down in the chamber 3.

チャンバ３には、隣接するロードドック室１０（図２参照）と連通する開閉可能な搬入出用のゲート３ａが設けられている。また、チャンバ３に設けられたエッチングガス供給口３ｂには、エッチングガス供給源１２が接続されている。エッチングガス供給源１２はＭＦＣ（マスフローコントローラ）等を備え、エッチングガス供給口３ｂから所望の流量でエッチングガスを供給できる。さらに、チャンバ３に設けられた排気口３ｃには、真空ポンプ等を備える真空排気装置１３が接続されている。 The chamber 3 is provided with a loading / unloading gate 3a that can be opened and closed and communicates with an adjacent load dock chamber 10 (see FIG. 2). An etching gas supply source 12 is connected to the etching gas supply port 3 b provided in the chamber 3. The etching gas supply source 12 includes an MFC (mass flow controller) or the like, and can supply an etching gas at a desired flow rate from the etching gas supply port 3b. Further, a vacuum exhaust device 13 including a vacuum pump or the like is connected to the exhaust port 3 c provided in the chamber 3.

本実施形態では、図３から図４Ｂに示す１個のトレイ１５に４枚の基板２が収容され、トレイ１５はゲート３ａを通ってロードドック室１０からチャンバ３内（処理室）に搬入される。図２を参照すると、水平方向の直進移動（矢印Ａ参照）と水平面内での回転（矢印Ｂ参照）が可能な搬送アーム１６が設けられている。また、チャンバ３内には、基板サセプタ９を貫通し、かつ駆動装置１７で駆動されて昇降する昇降ピン１８が設けられている。トレイ１５の搬入時には、トレイ１５を支持した搬送アーム１６がゲート３ａを通ってロードドック室１０からチャンバ３内に進入する。この際、図１において二点鎖線で示すように昇降ピン１８は上昇位置にあり、チャンバ３内に進入した搬送アーム１６から昇降ピン１８の上端にトレイ１５が移載される。この状態では、トレイ１５は基板サセプタ９の上方に間隔をあけて位置している。このトレイ１５の搬入時にはクランプリング１００は搬送アーム１６と干渉しないように上方の退避位置にある。続いて、昇降ピン１８が図１において実線で示す降下位置に降下し、それによってトレイ１５と基板２が基板サセプタ９上に載置される。その後、クランプリング１００が降下してトレイ１５を基板サセプタ９に押し付ける。一方、プラズマ処理終了後のトレイ１５の搬出時には、クランプリング１００が退避位置まで上昇してトレイ１５の基板サセプタ９への押し付けが解除された後、昇降ピン１８が上昇位置まで上昇し、続いてロードドック室１０からチャンバ３内に進入した搬送アーム１６にトレイ１５が移載される。 In this embodiment, four substrates 2 are accommodated in one tray 15 shown in FIGS. 3 to 4B, and the tray 15 is carried into the chamber 3 (processing chamber) from the load dock chamber 10 through the gate 3a. The Referring to FIG. 2, there is provided a transfer arm 16 that can move in a horizontal direction (see arrow A) and rotate in a horizontal plane (see arrow B). In the chamber 3, lift pins 18 that pass through the substrate susceptor 9 and are driven by a drive device 17 to move up and down are provided. When the tray 15 is carried in, the transfer arm 16 that supports the tray 15 enters the chamber 3 from the load dock chamber 10 through the gate 3a. At this time, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the lifting pins 18 are in the raised position, and the tray 15 is transferred from the transfer arm 16 that has entered the chamber 3 to the upper end of the lifting pins 18. In this state, the tray 15 is positioned above the substrate susceptor 9 with a gap. When the tray 15 is carried in, the clamp ring 100 is at the upper retracted position so as not to interfere with the transport arm 16. Subsequently, the elevating pins 18 are lowered to the lowered position indicated by the solid line in FIG. 1, whereby the tray 15 and the substrate 2 are placed on the substrate susceptor 9. Thereafter, the clamp ring 100 is lowered to press the tray 15 against the substrate susceptor 9. On the other hand, when the tray 15 is unloaded after the plasma processing is finished, the clamp ring 100 is raised to the retracted position and the pressing of the tray 15 to the substrate susceptor 9 is released, and then the lifting pins 18 are raised to the raised position. The tray 15 is transferred from the load dock chamber 10 to the transfer arm 16 that has entered the chamber 3.

次に、図３から図４Ｂ及び図６Ａから図６Ｄを参照して、トレイ１５について説明する。トレイ１５は薄板円板状のトレイ本体１５ａを備える。トレイ１５の材質としては、例えばアルミナ（Al₂O₃）、窒化アルミニウム（AlN）、ジルコニア（ZrO）、イットリア（Y₂O₃）、窒化シリコン（SiN）、炭化シリコン（SiC）等のセラミクス材や、アルマイトで被覆したアルミニウム、表面にセラミクスを溶射したアルミニウム、樹脂材料で被覆したアルミニウム等の金属がある。Ｃｌ系プロセスの場合にはアルミナ、イットリア、炭化シリコン、窒化アルミニウム等、Ｆ系プロセスの場合には石英、水晶、イットリア、炭化シリコン、アルマイトを容射したアルミニウム等を採用することが考えられる。 Next, the tray 15 will be described with reference to FIGS. 3 to 4B and FIGS. 6A to 6D. The tray 15 includes a thin disc-shaped tray body 15a. Examples of the material of the tray 15 include ceramic materials such as alumina (Al ₂ O ₃ ), aluminum nitride (AlN), zirconia (ZrO), yttria (Y ₂ O ₃ ), silicon nitride (SiN), and silicon carbide (SiC). There are also metals such as aluminum coated with alumite, aluminum coated with ceramics on the surface, and aluminum coated with a resin material. It is conceivable to employ alumina, yttria, silicon carbide, aluminum nitride or the like in the case of a Cl-based process, and aluminum or the like which applies quartz, quartz, yttria, silicon carbide, anodized or the like in the case of an F-based process.

トレイ本体１５ａには、上面１５ｂから下面１５ｃまで厚み方向に貫通する４個の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄが設けられている。基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄは、上面１５ｂ及び下面１５ｃから見てトレイ本体１５ａの中心に対して等角度間隔で配置されている。図６Ａから図６Ｄに最も明瞭に示すように、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄの孔壁１５ｄの下面１５ｃ側には、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄの中心に向けて突出する基板支持部２１が設けられている。本実施形態では、基板支持部２１は孔壁１５ｄの全周に設けられており、平面視で円環状である。個々の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄに周方向に互いに間隔をあけて配置した複数の基板支持部２１を設けてもよい。 The tray body 15a is provided with four substrate accommodation holes 19A to 19D that penetrate in the thickness direction from the upper surface 15b to the lower surface 15c. The substrate accommodation holes 19A to 19D are arranged at equiangular intervals with respect to the center of the tray body 15a when viewed from the upper surface 15b and the lower surface 15c. As shown most clearly in FIGS. 6A to 6D, a substrate support portion 21 that protrudes toward the center of the substrate accommodation holes 19A to 19D is provided on the lower surface 15c side of the hole wall 15d of the substrate accommodation holes 19A to 19D. ing. In this embodiment, the board | substrate support part 21 is provided in the perimeter of the hole wall 15d, and is annular | circular shape by planar view. You may provide the several board | substrate support part 21 arrange | positioned in the each board | substrate accommodation hole 19A-19D at intervals in the circumferential direction.

個々の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｂにはそれぞれ１枚の基板２が収容される。図６Ａに示すように、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｂに収容された基板２は、その下面２ａの外周縁部分が基板支持部２１の上面２１ａに支持される。また、前述のように基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄはトレイ本体１５ａを厚み方向に貫通するように形成されているので、トレイ本体１５ａの下面１５ｃ側から見ると、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄにより基板２の下面２ａが露出している。 One substrate 2 is accommodated in each of the substrate accommodation holes 19A to 19B. As shown in FIG. 6A, the outer peripheral edge portion of the lower surface 2 a of the substrate 2 accommodated in the substrate accommodating holes 19 A to 19 B is supported by the upper surface 21 a of the substrate support portion 21. Further, as described above, the substrate accommodation holes 19A to 19D are formed so as to penetrate the tray main body 15a in the thickness direction. Therefore, when viewed from the lower surface 15c side of the tray main body 15a, the substrate accommodation holes 19A to 19D allow the substrate 2 to pass through. The lower surface 2a is exposed.

トレイ本体１５ａには、外周縁を部分的に切り欠いた位置決め切欠１５ｅが設けられている。図２に示すように、前述の搬入出用の搬送アーム１６にトレイを載置する際に、位置決め切欠１５ｅに搬送アーム１６の位置決め突起１６ａが嵌め込まれる。位置決め切欠１５ｅ及び位置決め突起１６ａをロードドック室１０内に設けられたセンサ２２Ａ，２２Ｂで検出することにより、トレイ１５の回転角度位置を検出できる。 The tray body 15a is provided with a positioning cutout 15e in which the outer peripheral edge is partially cut out. As shown in FIG. 2, when the tray is placed on the carry-in / out carrying arm 16, the positioning protrusion 16a of the carrying arm 16 is fitted into the positioning notch 15e. By detecting the positioning notches 15e and the positioning protrusions 16a with the sensors 22A and 22B provided in the load dock chamber 10, the rotational angle position of the tray 15 can be detected.

次に、図１、図３、及び図５Ａから図６Ｄを参照して、基板サセプタ９について説明する。まず、図１を参照すると、基板サセプタ９は、セラミクス等からなる誘電体板（誘電体部材）２３、表面にアルマイト被覆を形成したアルミニウム等からなり、本実施形態ではペデスタル電極として機能する金属板（支持部材）２４、セラミクス等からなるスペーサ板２５、セラミクス等からなるガイド筒体２６、及び金属製のアースシールド２７を備える。基板サセプタ９の最上部を構成する誘電体板２３は、金属板２４の上面に固定されている。また、金属板２４はスペーサ板２５上に固定されている。さらに、誘電体板２３と金属板２４の外周をガイド筒２６が覆い、その外側とスペーサ板２５の外周をアースシールド２７が覆っている。 Next, the substrate susceptor 9 will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 5A to 6D. First, referring to FIG. 1, the substrate susceptor 9 is made of a dielectric plate (dielectric member) 23 made of ceramics or the like, aluminum having an alumite coating on the surface, etc., and in this embodiment, a metal plate that functions as a pedestal electrode (Support member) 24, a spacer plate 25 made of ceramics or the like, a guide cylinder 26 made of ceramics or the like, and a metal earth shield 27 are provided. The dielectric plate 23 constituting the uppermost part of the substrate susceptor 9 is fixed to the upper surface of the metal plate 24. The metal plate 24 is fixed on the spacer plate 25. Further, the guide cylinder 26 covers the outer periphery of the dielectric plate 23 and the metal plate 24, and the earth shield 27 covers the outer periphery thereof and the outer periphery of the spacer plate 25.

図３及び図５Ａから図６Ｄを参照すると、誘電体板２３は全体として薄い円板状であり、平面視での外形が円形である。誘電体板２３の上端面は、トレイ１５の下面１５ｃを支持するトレイ支持面（トレイ支持部）２８を構成する。また、それぞれトレイ１５の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄと対応する短円柱状の４個の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄがトレイ支持面２８から上向きに突出している。 Referring to FIGS. 3 and 5A to 6D, the dielectric plate 23 has a thin disk shape as a whole, and has an outer shape in a plan view. The upper end surface of the dielectric plate 23 constitutes a tray support surface (tray support portion) 28 that supports the lower surface 15 c of the tray 15. Further, four short columnar substrate placement portions 29A to 29D respectively corresponding to the substrate accommodation holes 19A to 19D of the tray 15 protrude upward from the tray support surface 28.

基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの上端面は、基板２の下面２ａが載置される基板載置面３１を構成する。また、基板載置部２９Ａ〜２９Ｄには、基板載置面３１の外周縁から上向きに突出し、その上端面が基板２の下面２ａを支持する円環状突出部３２が設けられている。また、基板載置面３１の円環状突出部３２で囲まれた部分には、基板載置面３１よりも十分径が小さい円柱状突起３３が、均一に分布するように複数個設けられている。円環状突出部３２のみでなく円柱状突起３３の上端面も基板２の下面２ａを支持する。 The upper end surfaces of the substrate placement portions 29A to 29D constitute a substrate placement surface 31 on which the lower surface 2a of the substrate 2 is placed. Further, the substrate placement portions 29 A to 29 D are provided with an annular protrusion 32 that protrudes upward from the outer peripheral edge of the substrate placement surface 31 and whose upper end surface supports the lower surface 2 a of the substrate 2. In addition, a plurality of columnar projections 33 having a sufficiently smaller diameter than the substrate mounting surface 31 are provided in a portion surrounded by the annular protrusion 32 of the substrate mounting surface 31 so as to be uniformly distributed. . Not only the annular protrusion 32 but also the upper end surface of the columnar protrusion 33 supports the lower surface 2 a of the substrate 2.

図６Ａ及び図６Ｄを参照すると、基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの外径Ｒ１は、基板支持部２１の先端面２１ｂで囲まれた円形開口３６の径Ｒ２よりも小さく設定されている。従って、前述の搬入時にトレイ１５が誘電体板２３に向けて降下すると、個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄは対応する基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄにトレイ本体１５ａの下面１５ｃ側から進入し、トレイ１５の下面１５ｃは誘電体板２３のトレイ支持面２８上に載置される。また、トレイ本体１５ａの下面１５ｃからの基板支持部２１の上面２１ａの高さＨ１は、トレイ支持面２８からの基板載置面３１の高さＨ２よりも低く設定している。従って、トレイ１５の下面１５ｃがトレイ支持面２８上に載置された状態では、基板２は基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの上端の基板載置面３１で押し上げられ、トレイ１５の基板支持部２１から浮き上がっている。換言すれば、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄに基板２を収容しているトレイ１５を誘電体板２３のトレイ支持面２８上に載置すると、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄに収容された基板２の下面２ａは、基板支持部２１の上面２１ａから浮き上がって所定量だけ上方に離間し（基板支持部２１に対して非接触）、基板載置面３１によって支持される。基板載置面３１によって支持された基板２の外周縁部は、トレイ１５、具体的には基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄの孔壁１５ｄ及び基板載置部２１の先端に対して間隔をあけて臨んでいる。 Referring to FIGS. 6A and 6D, the outer diameter R1 of the substrate placement portions 29A to 29D is set smaller than the diameter R2 of the circular opening 36 surrounded by the front end surface 21b of the substrate support portion 21. Accordingly, when the tray 15 is lowered toward the dielectric plate 23 at the time of carrying in, the individual substrate placement portions 29A to 29D enter the corresponding substrate accommodation holes 19A to 19D from the lower surface 15c side of the tray main body 15a, and the tray. The lower surface 15 c of 15 is placed on the tray support surface 28 of the dielectric plate 23. Further, the height H1 of the upper surface 21a of the substrate support portion 21 from the lower surface 15c of the tray body 15a is set lower than the height H2 of the substrate placement surface 31 from the tray support surface 28. Therefore, in a state where the lower surface 15c of the tray 15 is placed on the tray support surface 28, the substrate 2 is pushed up by the substrate placement surface 31 at the upper end of the substrate placement portions 29A to 29D, and the substrate support portion 21 of the tray 15 is placed. From the surface. In other words, when the tray 15 accommodating the substrate 2 in the substrate accommodating holes 19A to 19D is placed on the tray support surface 28 of the dielectric plate 23, the lower surface of the substrate 2 accommodated in the substrate accommodating holes 19A to 19D. 2 a is lifted from the upper surface 21 a of the substrate support portion 21, separated upward by a predetermined amount (not in contact with the substrate support portion 21), and supported by the substrate placement surface 31. The outer peripheral edge portion of the substrate 2 supported by the substrate placement surface 31 faces the tray 15, specifically, the hole wall 15 d of the substrate accommodation holes 19 A to 19 D and the tip of the substrate placement portion 21. It is out.

図１及び図６Ａから図６Ｄを参照すると、誘電体板２３の個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１付近には単極型の静電吸着用電極４０が内蔵されている。本実施形態では、これらの静電吸着用電極４０は平板状である。静電吸着用電極４０は電気的に互いに絶縁されており、直流電源４１と調整用の抵抗４２等を備える共通の直流電圧印加機構４３から静電吸着用の直流電圧が印加される。静電吸着用電極は双極型でもよい。また、基板載置部２９Ａ〜２９Ｄに共通して１個の静電吸着用電極を設けてもよい。 Referring to FIGS. 1 and 6A to 6D, a monopolar electrostatic attraction electrode 40 is built in the vicinity of the substrate placement surface 31 of each of the substrate placement portions 29A to 29D of the dielectric plate 23. . In the present embodiment, these electrostatic adsorption electrodes 40 have a flat plate shape. The electrostatic chucking electrodes 40 are electrically insulated from each other, and a DC voltage for electrostatic chucking is applied from a common DC voltage applying mechanism 43 including a DC power source 41 and an adjusting resistor 42. The electrode for electrostatic attraction may be a bipolar type. Moreover, you may provide one electrode for electrostatic attraction in common with substrate mounting part 29A-29D.

図３及び図５Ａから図６Ｄを参照すると、個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１には、伝熱ガス（本実施形態ではヘリウム）の供給孔４４が設けられている。これらの供給孔４４は共通の伝熱ガス供給機構４５（図１に図示する）に接続されている。伝熱ガス供給機構（第１の伝熱ガス供給機構）４５は、伝熱ガス源（本実施形態ではヘリウムガス源）４６、伝熱ガス源４６から供給孔４４に到る供給流路４７、供給流路４７の伝熱ガス源４６側から順に設けられた流量計４８、流量制御バルブ４９、及び圧力計５０を備える。また、伝熱ガス供給機構４５は、供給流路４７から分岐する排出流路５１と、この排出流路５１に設けられたカットオフバルブ５２を備える。さらに、伝熱ガス供給機構４５は、供給流路４７の圧力計５０よりも供給孔４４側と排出流路５１を接続するバイパス流路５３を備える。個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１とその上に載置された基板２の下面２ａとの間、詳細には基板２の下面２ａと円環状突出部３２で囲まれた閉鎖された空間（第１の空間）に、伝熱ガス供給機構４５によって伝熱ガスが供給される。伝熱ガスの供給時にはカットオフバルブ５２は閉弁され、伝熱ガス供給源４６から供給路４７を経て供給孔４４へ伝熱ガスが送られる。流量計４８と圧力計５０で検出される供給流路４７の流量及び圧力に基づき、後述するコントローラ６３が流量制御バルブ４９を制御する。一方、伝熱ガスの排出時にはカットオフバルブ５２が開弁され、基板２の下面２ａと基板載置面３１の間の伝熱ガスは、供給孔４４、供給流路４７、及び排出流路５１を経て排気口５４から排気される。 Referring to FIG. 3 and FIGS. 5A to 6D, heat transfer gas (helium in this embodiment) supply holes 44 are provided in the substrate placement surfaces 31 of the individual substrate placement portions 29 A to 29 D. These supply holes 44 are connected to a common heat transfer gas supply mechanism 45 (shown in FIG. 1). A heat transfer gas supply mechanism (first heat transfer gas supply mechanism) 45 includes a heat transfer gas source (in this embodiment, a helium gas source) 46, a supply flow path 47 from the heat transfer gas source 46 to the supply hole 44, A flow meter 48, a flow control valve 49, and a pressure gauge 50 are provided in order from the heat transfer gas source 46 side of the supply flow path 47. The heat transfer gas supply mechanism 45 includes a discharge flow channel 51 that branches from the supply flow channel 47 and a cut-off valve 52 provided in the discharge flow channel 51. Furthermore, the heat transfer gas supply mechanism 45 includes a bypass channel 53 that connects the supply channel 44 side to the discharge channel 51 with respect to the pressure gauge 50 of the supply channel 47. Between the substrate placement surface 31 of each of the substrate placement portions 29A to 29D and the lower surface 2a of the substrate 2 placed thereon, in detail, it is surrounded by the lower surface 2a of the substrate 2 and the annular protrusion 32. The heat transfer gas is supplied to the closed space (first space) by the heat transfer gas supply mechanism 45. When supplying the heat transfer gas, the cutoff valve 52 is closed, and the heat transfer gas is sent from the heat transfer gas supply source 46 to the supply hole 44 through the supply path 47. Based on the flow rate and pressure of the supply flow path 47 detected by the flow meter 48 and the pressure gauge 50, the controller 63 described later controls the flow rate control valve 49. On the other hand, when the heat transfer gas is discharged, the cut-off valve 52 is opened, and the heat transfer gas between the lower surface 2a of the substrate 2 and the substrate placement surface 31 passes through the supply hole 44, the supply flow path 47, and the discharge flow path 51. Then, the air is exhausted from the exhaust port 54.

図５Ａ及び図５Ｂに最も明瞭に示すように、誘電体板２３のトレイ支持面２８には収容溝１０４，１０５Ａ〜１０５Ｄが設けられている。これらの収容溝１０４，１０５Ａ〜１０５ＤにはそれぞれＯリング（シール部材）１０６，１０７Ａ〜１０７Ｄが収容されている。収容溝１０４はトレイ支持面２８の外周縁に沿って形成された大径の円環状の溝である。収容溝１０７Ａ〜１０７Ｄは、それぞれ対応する基板載置部２９Ａ〜２９Ｄを取り囲むように形成された小径の円環状の溝である。これらのＯリング１０６，１０７Ａ〜１０７Ｄにより、トレイ支持面２８にトレイ１５を載置した際に、トレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間に形成される空間（第２の空間）がシールされて密閉状態となる。 As shown most clearly in FIGS. 5A and 5B, receiving grooves 104, 105 A to 105 D are provided on the tray support surface 28 of the dielectric plate 23. O-rings (seal members) 106 and 107A to 107D are accommodated in the accommodating grooves 104 and 105A to 105D, respectively. The housing groove 104 is a large-diameter annular groove formed along the outer peripheral edge of the tray support surface 28. The housing grooves 107A to 107D are small-diameter annular grooves formed so as to surround the corresponding substrate mounting portions 29A to 29D, respectively. A space (second space) formed between the lower surface 15c of the tray 15 and the tray support surface 28 when the tray 15 is placed on the tray support surface 28 by the O-rings 106 and 107A to 107D. Sealed and sealed.

図１、図３、及び図５Ａを参照すると、トレイ支持面２８の中央には、トレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間の空間に連通する供給孔１０８Ａが設けられている。また、昇降ピン１８を収容した孔（より具体的には昇降ピン１８と孔との間の隙間）も供給孔１０８Ｂとして機能する。これらの供給孔１０８Ａ，Ｂは伝熱ガス供給機構（第２の伝熱ガス供給機構）１０９に接続されている。この伝熱ガス供給機構１０９は、前述した基板２の下面２ａと基板載置面３１の間の空間に伝熱ガスを供給するための伝熱ガス供給機構４５と機能及び構成が同様である（同一の要素には同一の符号を付している）。この伝熱ガス供給機構１０９により、トレイ支持面２８にはトレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間の空間に対して供給孔１０８から伝熱ガス（本実施形態ではヘリウム）が供給される。単一の伝熱ガス供給機構により、基板２の下面２ａと基板載置面３１の間の空間と、トレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間の空間の両方に伝熱ガスを供給してもよい。トレイ支持面２８には、供給孔１０８Ａ，Ｂから噴出する伝熱ガスをトレイ１５とトレイ支持面２８との間の空間に速やかに拡散させるために、溝２００，２０１が形成されている。溝２００はトレイ支持面２８の外周縁付近に形成された円環状の溝であり、複数の溝２０１が供給孔１０８Ａと溝２００を接続するように放射状に延びている。供給孔１０８Ｂは溝２００，２０１の接続箇所付近に設けられている。 Referring to FIGS. 1, 3, and 5 A, a supply hole 108 A communicating with the space between the lower surface 15 c of the tray 15 and the tray support surface 28 is provided in the center of the tray support surface 28. Moreover, a hole (more specifically, a gap between the lift pin 18 and the hole) that accommodates the lift pin 18 also functions as the supply hole 108B. These supply holes 108A and 108B are connected to a heat transfer gas supply mechanism (second heat transfer gas supply mechanism) 109. The heat transfer gas supply mechanism 109 has the same function and configuration as the heat transfer gas supply mechanism 45 for supplying heat transfer gas to the space between the lower surface 2a of the substrate 2 and the substrate mounting surface 31 described above ( The same elements are given the same reference numerals). By this heat transfer gas supply mechanism 109, heat transfer gas (helium in this embodiment) is supplied from the supply hole 108 to the space between the lower surface 15 c of the tray 15 and the tray support surface 28 on the tray support surface 28. The Heat transfer gas is supplied to both the space between the lower surface 2a of the substrate 2 and the substrate placement surface 31 and the space between the lower surface 15c of the tray 15 and the tray support surface 28 by a single heat transfer gas supply mechanism. May be. Grooves 200 and 201 are formed in the tray support surface 28 in order to quickly diffuse the heat transfer gas ejected from the supply holes 108A and 108B into the space between the tray 15 and the tray support surface 28. The grooves 200 are annular grooves formed near the outer peripheral edge of the tray support surface 28, and a plurality of grooves 201 extend radially so as to connect the supply holes 108 A and the grooves 200. The supply hole 108B is provided in the vicinity of the connection location of the grooves 200 and 201.

金属板２４には、プラズマ発生用の高周波電圧であるバイアス電圧を印加する高周波印加機構５６が電気的に接続されている。高周波印加機構５６は、高周波電源５７とマッチング用の可変容量コンデンサ５８とを備える。 A high frequency applying mechanism 56 that applies a bias voltage, which is a high frequency voltage for generating plasma, is electrically connected to the metal plate 24. The high frequency applying mechanism 56 includes a high frequency power source 57 and a matching variable capacitor 58.

また、金属板２４を冷却する冷却機構５９が設けられている。冷却機構５９は金属板２４内に形成された冷媒流路６０と、温調された冷媒を冷媒流路６０中で循環させる冷媒循環装置６１とを備える。 Further, a cooling mechanism 59 for cooling the metal plate 24 is provided. The cooling mechanism 59 includes a refrigerant flow path 60 formed in the metal plate 24 and a refrigerant circulation device 61 that circulates the temperature-controlled refrigerant in the refrigerant flow path 60.

図１にのみ模式的に示すコントローラ６３は、流量計４８及び圧力計５０を含む種々のセンサや操作入力に基づいて、高周波電源７、エッチングガス供給源１２、搬送アーム１６、真空排気装置１３、駆動装置１７，１０３、直流電圧印加機構４３、伝熱ガス供給機構４５，１０９、高周波電圧印加機構５６、及び冷却機構５９を含むドライエッチング装置１全体の動作を制御する。 The controller 63 schematically shown only in FIG. 1 is based on various sensors and operation inputs including a flow meter 48 and a pressure gauge 50, and a high-frequency power source 7, an etching gas supply source 12, a transfer arm 16, a vacuum exhaust device 13, The operation of the entire dry etching apparatus 1 including the driving devices 17 and 103, the DC voltage application mechanism 43, the heat transfer gas supply mechanisms 45 and 109, the high frequency voltage application mechanism 56, and the cooling mechanism 59 is controlled.

次に、本実施形態のドライエッチング装置１を使用したドライエッチング方法を説明する。 Next, a dry etching method using the dry etching apparatus 1 of the present embodiment will be described.

まず、トレイ１の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄにそれぞれ基板２が収容される。トレイ１の基板支持部２１ａで支持された基板２は、トレイ本体１５ａの下面側から見ると基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄによりトレイ本体１５ａの下面１５ｃから露出している。 First, the board | substrate 2 is accommodated in the board | substrate accommodation holes 19A-19D of the tray 1, respectively. The substrate 2 supported by the substrate support portion 21a of the tray 1 is exposed from the lower surface 15c of the tray body 15a through the substrate housing holes 19A to 19D when viewed from the lower surface side of the tray body 15a.

次に、基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄにそれぞれ基板２が収容されたトレイ１５が搬送アーム１６で支持され、ロードドック室１０からゲート３ａを通ってチャンバ３内に搬入される。図１の二点鎖線で示すように、トレイ１は基板サセプタ９の上方に間隔をあけて配置される。また、クランプリング１００は搬送アーム１６と干渉しないように上方の退避位置にある。 Next, the tray 15 that accommodates the substrate 2 in each of the substrate accommodation holes 19A to 19D is supported by the transfer arm 16, and is carried into the chamber 3 from the load dock chamber 10 through the gate 3a. As shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the tray 1 is disposed above the substrate susceptor 9 with a gap. Further, the clamp ring 100 is in the upper retracted position so as not to interfere with the transport arm 16.

図６Ａに示すように駆動装置１７によって駆動された昇降ピン１８が上昇し、搬送アーム１６から昇降ピン１８の上端にトレイ１５が移載される。トレイ１５の移載後、搬送アーム１６はロードロック室１０に待避し、ゲート３ａが閉鎖される。 As shown in FIG. 6A, the lifting pins 18 driven by the driving device 17 are raised, and the tray 15 is transferred from the transfer arm 16 to the upper end of the lifting pins 18. After the transfer of the tray 15, the transfer arm 16 is retracted to the load lock chamber 10, and the gate 3a is closed.

上端にトレイ１５を支持した昇降ピン１８は、図１において二点鎖線で示す上昇位置から基板サセプタ９に向けて降下する。図６Ｂ及び図６Ｃを参照すると、トレイ１５は下面１５ｃが基板サセプタ９の誘電体板２３のトレイ支持面２８まで降下し、トレイ１５は誘電体板２３のトレイ支持面２８によって支持される。トレイ１５がトレイ支持面２８に向けて降下する際に、誘電体板２３の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄがトレイ１５の対応する基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄ内にトレイ１５の下面１５ｃ側から進入する。トレイ１５の下面１５ｃがトレイ支持面２８に近付くのに伴い、基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの先端の基板載置面３１は基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄ内をトレイ１５の上面１５ｂに向かって進む。図６Ｃに示すように、トレイ１５の下面１５ｃが誘電体板２３のトレイ支持面２８に載置されると、個々の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄ内の基板２は基板載置部２９Ａ〜２９Ｄによって基板支持部２１の上面２１ａから持ち上げられる。詳細には、基板２はその下面２ａが基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１に載置され、トレイ１５の基板支持部２１の上面２１ａに対して間隔をあけて上方に配置される。 The raising / lowering pins 18 that support the tray 15 at the upper end are lowered toward the substrate susceptor 9 from the raised position indicated by a two-dot chain line in FIG. 6B and 6C, the lower surface 15c of the tray 15 descends to the tray support surface 28 of the dielectric plate 23 of the substrate susceptor 9, and the tray 15 is supported by the tray support surface 28 of the dielectric plate 23. When the tray 15 descends toward the tray support surface 28, the substrate placement portions 29A to 29D of the dielectric plate 23 enter the corresponding substrate accommodation holes 19A to 19D of the tray 15 from the lower surface 15c side of the tray 15. . As the lower surface 15c of the tray 15 approaches the tray support surface 28, the substrate placement surface 31 at the tip of the substrate placement portions 29A to 29D advances in the substrate accommodation holes 19A to 19D toward the upper surface 15b of the tray 15. As shown in FIG. 6C, when the lower surface 15c of the tray 15 is placed on the tray support surface 28 of the dielectric plate 23, the substrates 2 in the individual substrate accommodation holes 19A to 19D are moved by the substrate placement portions 29A to 29D. It is lifted from the upper surface 21 a of the substrate support portion 21. Specifically, the lower surface 2a of the substrate 2 is placed on the substrate placement surface 31 of the substrate placement portions 29A to 29D, and is disposed above the upper surface 21a of the substrate support portion 21 of the tray 15 with a gap. The

このようにトレイ１５の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄ内に基板載置部２９Ａ〜２９Ｄが進入することにより、基板２は基板載置面３１に載置される。従って、トレイ１５に収容された４枚の基板２は、いずれも高い位置決め精度で基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１に載置される。 As described above, the substrate placement portions 29A to 29D enter the substrate accommodation holes 19A to 19D of the tray 15, so that the substrate 2 is placed on the substrate placement surface 31. Accordingly, the four substrates 2 accommodated in the tray 15 are all placed on the substrate placement surfaces 31 of the substrate placement portions 29A to 29D with high positioning accuracy.

次に、図６Ｄで示すように、クランプリング１００が降下し、トレイ支持面２８に載置されたトレイ１５の外周縁付近をトレイ支持面２８に対して下向きに押し付ける。このクランプリング１００による押し付けにより、トレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間の空間がＯリング１０６，１０７Ａ〜１０７Ｂによって密閉される。 Next, as shown in FIG. 6D, the clamp ring 100 is lowered and presses the vicinity of the outer peripheral edge of the tray 15 placed on the tray support surface 28 downward against the tray support surface 28. By the pressing by the clamp ring 100, the space between the lower surface 15c of the tray 15 and the tray support surface 28 is sealed by the O-rings 106 and 107A to 107B.

次に、誘電体板２３に内蔵された静電吸着用電極４０に対して直流電圧印加機構４３から直流電圧が印加され、個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１に基板２が静電吸着される。基板２の下面２ａはトレイ１５を介することなく基板載置面３１上に直接載置されている。従って、基板２は基板載置面３１に対して高い密着度で保持される。 Next, a DC voltage is applied from the DC voltage application mechanism 43 to the electrostatic attraction electrode 40 built in the dielectric plate 23, and the substrate 2 is applied to the substrate placement surfaces 31 of the individual substrate placement portions 29 A to 29 D. Is electrostatically adsorbed. The lower surface 2 a of the substrate 2 is directly placed on the substrate placement surface 31 without using the tray 15. Accordingly, the substrate 2 is held with a high degree of adhesion to the substrate placement surface 31.

続いて、個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの円環状突出部３２と基板２の下面２ａで囲まれた空間に、供給孔４４を通って伝熱ガス供給機構４５から伝熱ガスが供給され、この空間に伝熱ガスが充填される。また、トレイ１５の下面１５ｃとトレイ支持面２８との間の空間に、供給孔１０８Ａ，Ｂを通って伝熱ガス供給装置１０９から伝熱ガスが供給され、この空間に伝熱ガスが充填される。 Subsequently, the heat transfer gas is supplied from the heat transfer gas supply mechanism 45 through the supply holes 44 to the space surrounded by the annular protrusions 32 of the individual substrate placement portions 29 A to 29 D and the lower surface 2 a of the substrate 2. This space is filled with heat transfer gas. A heat transfer gas is supplied from the heat transfer gas supply device 109 to the space between the lower surface 15c of the tray 15 and the tray support surface 28 through the supply holes 108A and B, and this space is filled with the heat transfer gas. The

その後、エッチングガス供給源１２からチャンバ３内にエッチングガスが供給され、真空排気装置１３によりチャンバ３内は所定圧力に維持される。続いて、高周波電源７からＩＣＰコイル５に高周波電圧を印加すると共に、高周波印加機構５６により基板サセプタ９の金属板２４にバイアス電圧を印加し、チャンバ３内にプラズマを発生させる。このプラズマにより基板２がエッチングされる。１枚のトレイ１５で４枚の基板２を基板サセプタ９上に載置できるので、バッチ処理が可能である。 Thereafter, an etching gas is supplied from the etching gas supply source 12 into the chamber 3, and the inside of the chamber 3 is maintained at a predetermined pressure by the vacuum exhaust device 13. Subsequently, a high frequency voltage is applied from the high frequency power supply 7 to the ICP coil 5, and a bias voltage is applied to the metal plate 24 of the substrate susceptor 9 by the high frequency application mechanism 56 to generate plasma in the chamber 3. The substrate 2 is etched by this plasma. Since four substrates 2 can be placed on the substrate susceptor 9 with one tray 15, batch processing is possible.

エッチング中は、冷媒循環装置６１によって冷媒流路６０中で冷媒を循環させて金属板２４を冷却し、それによって誘電体板２３及び誘電体板２３の基板載置面３１に保持された基板２を冷却する。前述のように、基板２はその下面２ａがトレイ１５を介することなく基板載置面３１に直接載置され、高い密着度で保持されている。従って、円環状突出部３２と基板２の下面２ａで囲まれた伝熱ガスが充填されている空間の密閉度が高く、伝熱ガスを介した基板２と基板載置面３１との間の熱伝導性が良好である。その結果、個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１に保持された基板２を高い冷却効率で冷却できるので、高い高周波パワーを供給してドライエッチングの効率を向上できる。また、基板２の温度を高精度で制御できる。また、個々の基板２毎に基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの円環状突出部３２と下面２ａで囲まれた空間に伝熱ガスが充填される。換言すれば、伝熱ガスが充填される空間は個々の基板２毎に異なる。この点でも個々の基板２と誘電体板２３の基板載置面３１との熱伝導性が良好であり、高い冷却効率と高精度の温度制御を実現できる。 During the etching, the refrigerant is circulated in the refrigerant flow path 60 by the refrigerant circulation device 61 to cool the metal plate 24, thereby the substrate 2 held on the dielectric plate 23 and the substrate mounting surface 31 of the dielectric plate 23. Cool down. As described above, the lower surface 2a of the substrate 2 is directly placed on the substrate placement surface 31 without the tray 15 and is held with a high degree of adhesion. Therefore, the sealing degree of the space filled with the heat transfer gas surrounded by the annular protrusion 32 and the lower surface 2a of the substrate 2 is high, and the space between the substrate 2 and the substrate placement surface 31 through the heat transfer gas is high. Good thermal conductivity. As a result, since the substrate 2 held on the substrate placement surfaces 31 of the individual substrate placement portions 29A to 29D can be cooled with high cooling efficiency, high high-frequency power can be supplied to improve dry etching efficiency. Further, the temperature of the substrate 2 can be controlled with high accuracy. In addition, a heat transfer gas is filled in the space surrounded by the annular protrusion 32 and the lower surface 2a of the substrate placement portions 29A to 29D for each individual substrate 2. In other words, the space filled with the heat transfer gas is different for each substrate 2. Also in this respect, the thermal conductivity between the individual substrates 2 and the substrate mounting surface 31 of the dielectric plate 23 is good, and high cooling efficiency and high-accuracy temperature control can be realized.

前述のように、基板２は個々の基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１に直接載置され、かつ静電吸着されるので、基板載置面３１に対する密着度が高い。従って、基板２の上面の外周縁部分を誘電体板２３に対して機械的に加圧するためのクランプリング等の部材は不要である。換言すれば、基板２の上面には、その中央部分だけでなく外周縁付近にもプラズマの状態が不安定化する原因となる部材が存在しない。従って、外周縁付近を含む基板２の表面の全領域で均一なドライエッチング処理を実現できる。 As described above, since the substrate 2 is directly placed on the substrate placement surfaces 31 of the individual substrate placement portions 29A to 29D and is electrostatically attracted, the degree of adhesion to the substrate placement surface 31 is high. Therefore, a member such as a clamp ring for mechanically pressing the outer peripheral edge portion of the upper surface of the substrate 2 against the dielectric plate 23 is unnecessary. In other words, there is no member on the upper surface of the substrate 2 that causes the plasma state to become unstable not only in the central portion but also in the vicinity of the outer periphery. Therefore, a uniform dry etching process can be realized in the entire region of the surface of the substrate 2 including the vicinity of the outer peripheral edge.

また、前述のように基板２の下面２ａと基板載置面３１との間の空間に伝熱ガス供給機構４５により充填しているだけでなく、クランプリング１００で押し付けられるトレイ１５とトレイ支持面２８との間の空間（Ｏリング１０６，１０７Ａ〜１０７Ｂでシールされている。）にも伝熱ガス供給機構１０９により伝熱ガスを充填している。そのため、トレイ１５とトレイ支持面２８（誘電体板２３）との間は、この伝熱ガスにより良好な熱伝導性が確保されている。そして、前述のように誘電体板２３は冷媒循環装置６１によって冷却される金属板２４によって冷却される。このようにトレイ１５を直接的に冷却することで、トレイ１５の温度上昇を防止している。前述のように基板載置面３１によって支持された基板２の外周縁部は、トレイ１５、具体的には基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄの孔壁１５ｄ及び基板載置部２１の先端に対して間隔をあけて臨んでいる。しかし、トレイ１５を直接的に冷却しているので、基板２の外周縁付近の領域に対するトレイ１５（基板収容孔１９Ａ〜１９Ｄの孔壁１５ｄ及び孔壁１５ｄから突出する基板支持部２１）からの輻射熱を大幅に低減でき、この領域におけるレジスト焼けを防止して歩留まりを向上できる。 Further, as described above, the space between the lower surface 2a of the substrate 2 and the substrate mounting surface 31 is not only filled with the heat transfer gas supply mechanism 45, but also the tray 15 pressed against the clamp ring 100 and the tray support surface. The heat transfer gas is also filled by the heat transfer gas supply mechanism 109 in the space between them (sealed by the O-rings 106 and 107A to 107B). Therefore, good heat conductivity is ensured between the tray 15 and the tray support surface 28 (dielectric plate 23) by this heat transfer gas. As described above, the dielectric plate 23 is cooled by the metal plate 24 that is cooled by the refrigerant circulation device 61. Thus, the tray 15 is directly cooled to prevent the temperature of the tray 15 from rising. As described above, the outer peripheral edge portion of the substrate 2 supported by the substrate placement surface 31 is spaced from the tray 15, specifically, the hole wall 15 d of the substrate accommodation holes 19 A to 19 D and the tip of the substrate placement portion 21. Opening up. However, since the tray 15 is directly cooled, the tray 15 (the hole wall 15d of the substrate housing holes 19A to 19D and the substrate support portion 21 protruding from the hole wall 15d) for the region near the outer peripheral edge of the substrate 2 is used. Radiant heat can be greatly reduced, resist burning in this region can be prevented, and yield can be improved.

エッチング終了後、高周波電源７からＩＣＰコイル５への高周波電圧の印加と、高周波印加機構５６から金属板２４へのバイアス電圧の印加を停止する。続いて、真空排気装置１３によりエッチングガスをチャンバ３内から排気する。また、伝熱ガス供給機構４５により基板載置面３１と基板２の下面２ａの間の空間から伝熱ガスを排気、伝熱ガス供給機構１０９によりトレイ支持面２８とトレイ１５の下面１５ｃの間の空間から伝熱ガスを排気する。さらに、直流電圧印加機構４３から静電吸着用電極４０への直流電圧の印加を停止して基板２の静電吸着を解除する。 After the etching is finished, the application of the high frequency voltage from the high frequency power source 7 to the ICP coil 5 and the application of the bias voltage from the high frequency application mechanism 56 to the metal plate 24 are stopped. Subsequently, the etching gas is exhausted from the chamber 3 by the vacuum exhaust device 13. Further, the heat transfer gas supply mechanism 45 exhausts the heat transfer gas from the space between the substrate mounting surface 31 and the lower surface 2a of the substrate 2, and the heat transfer gas supply mechanism 109 connects between the tray support surface 28 and the lower surface 15c of the tray 15. The heat transfer gas is exhausted from the space. Further, the application of the DC voltage from the DC voltage application mechanism 43 to the electrostatic chucking electrode 40 is stopped to release the electrostatic chucking of the substrate 2.

次に、駆動装置１０３によってクランプリング１００を退避位置まで上昇させ、トレイ１５のトレイ支持面２８への押し付けを解除する。その後、駆動装置１７により昇降ピン１８を上昇させる。昇降ピン１８が上昇すると、その上端でトレイ１５の下面１５ｃが押し上げられ誘電体板２３のトレイ支持面２８から浮き上がる。昇降ピン１８と共にトイレ１５がさらに上昇すると、図５Ａに示すように、トレイ１５の基板支持部２１により基板２の下面２ｃが押し上げられ、基板２は基板載置部２９Ａ〜２９Ｄの基板載置面３１から浮き上がる。昇降ピン１８は図１において二点鎖線で示す上昇位置に上昇する。 Next, the clamp ring 100 is raised to the retracted position by the driving device 103, and the pressing of the tray 15 on the tray support surface 28 is released. Thereafter, the lift pins 18 are raised by the driving device 17. When the elevating pin 18 is raised, the lower surface 15c of the tray 15 is pushed up at the upper end of the elevating pin 18 and is lifted from the tray support surface 28 of the dielectric plate 23. When the toilet 15 is further lifted together with the lift pins 18, the lower surface 2c of the substrate 2 is pushed up by the substrate support portion 21 of the tray 15 as shown in FIG. 5A, and the substrate 2 is placed on the substrate placement surfaces of the substrate placement portions 29A to 29D. From 31 The raising / lowering pin 18 rises to a raised position indicated by a two-dot chain line in FIG.

トレイ支持面２８からトレイ１５を上昇させることにより基板載置面３１から基板２を持上げて搬出する際に、基板２の下面２ａの外周縁部分がトレイ１５の基板支持部２１の上面２１ａに支持されて接触する。プラズマ処理中にトレイ１５が冷却されていない場合、プラズマ処理によってトレイ１５が加熱される為、搬出の際に、プラズマ処理時に加熱されたトレイ１５とプラズマ処理時に冷却されている基板２との接触により、トレイ１５からの熱伝導により基板２の温度（特に基板２の外周縁部分）が上昇する。この温度上昇は基板２の反り等の基板２の品質低下の原因となる。しかし、本実施形態では、トレイ１５の下面とトレイ支持面２８との間の空間に伝熱ガスを充填することでトレイ１５は効果的に冷却されているため、トレイ１５の温度上昇が効果的に抑制されている。そのため、搬出の際のトレイ１５から熱伝導に起因する基板２の温度上昇が抑制され、反り等の問題が生じない。 When the substrate 2 is lifted from the substrate mounting surface 31 and carried out by raising the tray 15 from the tray support surface 28, the outer peripheral edge portion of the lower surface 2 a of the substrate 2 is supported on the upper surface 21 a of the substrate support portion 21 of the tray 15. Being touched. When the tray 15 is not cooled during the plasma processing, the tray 15 is heated by the plasma processing. Therefore, when the tray 15 is carried out, the contact between the tray 15 heated during the plasma processing and the substrate 2 cooled during the plasma processing is performed. Thus, the temperature of the substrate 2 (particularly the outer peripheral edge portion of the substrate 2) rises due to heat conduction from the tray 15. This increase in temperature causes a decrease in the quality of the substrate 2 such as a warp of the substrate 2. However, in this embodiment, since the tray 15 is effectively cooled by filling the space between the lower surface of the tray 15 and the tray support surface 28 with the heat transfer gas, the temperature rise of the tray 15 is effective. Is suppressed. Therefore, the temperature rise of the board | substrate 2 resulting from heat conduction from the tray 15 at the time of carrying out is suppressed, and problems, such as curvature, do not arise.

その後、ゲート３ａを通ってロードドック室１０からチャンバ３内に進入した搬送アーム１６に、トレイ１５が移載される。トレイ１５は搬送アーム１６によってロードドック室１０へ搬出される。 Thereafter, the tray 15 is transferred to the transfer arm 16 that has entered the chamber 3 from the load dock chamber 10 through the gate 3a. The tray 15 is carried out to the load dock chamber 10 by the transfer arm 16.

実際にドライエッチングを実行してトレイ１５の材質について検討した。具体的には、基板２としてサファイア基板にＧａＮ層を形成した基板を使用した。また、実験に使用したドライエッチング装置では、トレイ１５の下面とトレイ支持面２８との間の空間への伝熱ガスの充填を行わなかった。実験に使用したドライエッチング装置のその他の点は、実施形態のものと同一である。以下の表１に示す条件１，２について、６種類のトレイ１５の材質についてドライエッチングを実行した。条件１はバイアス電力が大きくエッチング速度が速い場合、条件２はバイアス電力が小さい場合である。結果を表２に示す。表２において選択比は基板２（ＧａＮ基板）のエッチングレートに対するトレイ１５の消耗レートの比率を示す（ＧａＮエッチングレート／トレイ消耗レート）。 The material of the tray 15 was examined by actually performing dry etching. Specifically, a substrate in which a GaN layer is formed on a sapphire substrate was used as the substrate 2. In the dry etching apparatus used in the experiment, the heat transfer gas was not filled into the space between the lower surface of the tray 15 and the tray support surface 28. Other points of the dry etching apparatus used in the experiment are the same as those of the embodiment. Under conditions 1 and 2 shown in Table 1 below, dry etching was performed on six types of tray 15 materials. Condition 1 is when the bias power is large and the etching rate is high, and Condition 2 is when the bias power is small. The results are shown in Table 2. In Table 2, the selection ratio indicates the ratio of the consumption rate of the tray 15 to the etching rate of the substrate 2 (GaN substrate) (GaN etching rate / tray consumption rate).

基板２の外形とトレイ１５の基板収容孔２９Ａ〜２８Ｄの隙間を小さく設定すると、シース電位がトレイ１５の底面に形成され、トレイ底面に直接にイオンが入射しないので、局所的に削れは生じないこの場合には、トレイ１５の上面の削れ量がトレイ１５の寿命を決定する。トレイ１５が薄くなると、基板２の周辺部の均一性が悪化し、トレイ１５の強度も低下するので。基板２の上端面の高さよりトレイ１５の上面が０．４〜０．６ｍｍ程度削れた時点がトレイ１５の寿命である。N-Contact用のＧａＮエッチングの場合、ＧａＮを1.0〜2.0um程度エッチングする。例えば、前述の条件１にて基板２（ＧａＮ）を１．０μmエッチングし、トレイ１５の厚みの消耗限界を０．４mm、トレイ材質をＳｉＣとした場合、実験結果より選択比３．９であるからトレイ１５のバッチ処理回数寿命は、約１５６０回程度（４００÷（１／３．９）である。また、基板２（ＧａＮ）を２．０μmエッチングする場合は同様の条件でトレイ１５のバッチ処理回数寿命は780回程度となる。トレイ材質をトレイ消耗度合いが低いアルミナ、イットリアにすることで、更にトレイ寿命を延ばすことができる。 If the gap between the outer shape of the substrate 2 and the substrate accommodation holes 29A to 28D of the tray 15 is set small, a sheath potential is formed on the bottom surface of the tray 15 and ions are not directly incident on the bottom surface of the tray 15; In this case, the scraping amount of the upper surface of the tray 15 determines the life of the tray 15. If the tray 15 becomes thinner, the uniformity of the peripheral portion of the substrate 2 deteriorates and the strength of the tray 15 also decreases. The time when the upper surface of the tray 15 is scraped by about 0.4 to 0.6 mm from the height of the upper end surface of the substrate 2 is the life of the tray 15. In the case of GaN etching for N-Contact, GaN is etched by about 1.0 to 2.0 μm. For example, when the substrate 2 (GaN) is etched by 1.0 μm under the above condition 1, the consumption limit of the thickness of the tray 15 is 0.4 mm, and the tray material is SiC, the selection ratio is 3.9 from the experimental results. To the tray 15 has a life of about 1560 times (400 / (1 / 3.9). When the substrate 2 (GaN) is etched by 2.0 μm, the batch of the tray 15 is subjected to the same conditions. The service life is about 780. The tray life can be further extended by using alumina and yttria, which have a low level of tray wear.

本発明は、以上の実施形態に限定されず、例えば以下に列挙するような種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications as listed below, for example, are possible.

図７Ａ及び図７Ｂは、誘電体板２３の代案を示す。この代案では、基板載置面３１に、供給孔４４から放射状に延びる４つの直線状溝３４と、円環状突出部３２の内側に配置された円環状溝３５を設けている。直線状溝３４と円環状溝３５は互いに連通している。これら直線状溝３４と円環状溝３５を設けることにより、供給孔４４から噴出される伝熱ガスが基板２の下面２ａと基板載置面３１の間の空間内に均等に拡散する。その結果、基板２の冷却効率と温度制御の精度をさらに高めることができる。 7A and 7B show alternatives of the dielectric plate 23. FIG. In this alternative, the substrate mounting surface 31 is provided with four linear grooves 34 extending radially from the supply holes 44 and an annular groove 35 disposed inside the annular protrusion 32. The linear groove 34 and the annular groove 35 communicate with each other. By providing the linear groove 34 and the annular groove 35, the heat transfer gas ejected from the supply hole 44 is evenly diffused in the space between the lower surface 2 a of the substrate 2 and the substrate mounting surface 31. As a result, the cooling efficiency of the substrate 2 and the accuracy of temperature control can be further increased.

図８及び図９は、トレイ１５に関する種々の代案を示す。図８の例では、トレイ本体１５ａに、７個の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｇが形成されている。図９の例では、トレイ本体１５ａに矩形状の基板を収容するための９個の基板収容孔１９Ａ〜１９Ｉが形成されている。これら図８及び図９に限定されず、トレイ１５の基板収容孔の形状及び個数は、収容する基板の形状や個数に応じて種々設定することが可能である。例えば、トレイ本体１５ａに単一の基板収容孔を設け、１枚の基板をトレイ１５に収容してもよい。また、基板サセプタ９の誘電体板２３に設ける基板載置部の形状や個数も、基板収容孔の形状及び個数に応じて種々設定できる。 8 and 9 show various alternatives for the tray 15. In the example of FIG. 8, seven substrate housing holes 19A to 19G are formed in the tray body 15a. In the example of FIG. 9, nine substrate housing holes 19 A to 19 I for housing a rectangular substrate are formed in the tray body 15 a. The shape and the number of the substrate accommodation holes of the tray 15 can be variously set according to the shape and the number of the substrates to be accommodated. For example, a single substrate accommodation hole may be provided in the tray main body 15 a to accommodate a single substrate in the tray 15. In addition, the shape and number of substrate placement portions provided on the dielectric plate 23 of the substrate susceptor 9 can be variously set according to the shape and number of substrate accommodation holes.

ＩＣＰ型のドライエッチング処理装置を例に本発明を説明したが、平行平板型のＲＩＥ（リアクティブイオン）型のドライエッチング、プラズマＣＶＤ用プラズマ処理装置等の他のプラズマ処理装置にも本発明を適用できる。 Although the present invention has been described by taking an ICP type dry etching processing apparatus as an example, the present invention is also applied to other plasma processing apparatuses such as a parallel plate type RIE (reactive ion) type dry etching and a plasma processing apparatus for plasma CVD. Applicable.

本発明の実施形態に係るドライエッチング装置の模式的な断面図。1 is a schematic cross-sectional view of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るドライエッチング装置の模式的な平面図。1 is a schematic plan view of a dry etching apparatus according to an embodiment of the present invention. クランプリング、トレイ、誘電体板を示す斜視図。The perspective view which shows a clamp ring, a tray, and a dielectric material board. トレイの平面図。The top view of a tray. 図４Ａの断面図。FIG. 4B is a cross-sectional view of FIG. 4A. 誘電体板の平面図。The top view of a dielectric material board. 図５Ａの断面図。FIG. 5B is a cross-sectional view of FIG. 5A. 図１の部分拡大図（トレイは誘電体板の上方に位置している。）。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 (the tray is located above the dielectric plate). 図１の部分拡大図（トレイは誘電体板に向けて降下している。）。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 (the tray is lowered toward the dielectric plate). 図１の部分拡大図（トレイは誘電体板のトレイ支持面に載置されている。）。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 (the tray is placed on the tray support surface of the dielectric plate). 図１の部分拡大図（クランプリングがトレイを誘電体板に押し付けている。）。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1 (a clamp ring presses a tray against a dielectric plate). 誘電体板の代案を示す平面図。The top view which shows the alternative of a dielectric material board. 図１１Ａの断面図。FIG. 11B is a cross-sectional view of FIG. 11A. トレイの第１の代案を示す平面図。The top view which shows the 1st alternative of a tray. トレイの第２の代案を示す平面図。The top view which shows the 2nd alternative of a tray.

１ドライエッチング装置
２基板
２ａ下面
３チャンバ
３ａゲート
３ｂエッチングガス供給口
３ｃ排気口
４天板
５ＩＣＰコイル
６マッチング回路
７高周波電源
９基板サセプタ
１０ロードドック室
１２エッチングガス供給源
１３真空排気装置
１５トレイ
１５ａトレイ本体
１５ｂ上面
１５ｃ下面
１５ｄ孔壁
１５ｅ位置決め切欠
１６搬送アーム
１６ａ位置決め突起
１７駆動装置
１８昇降ピン
１９Ａ〜１９Ｄ基板収容孔
２１基板支持部
２１ａ上面
２１ｂ先端面
２２Ａ，２２Ｂセンサ
２３誘電体板
２４金属板
２５スペーサ板
２６ガイド筒体
２７アースシールド
２８トレイ支持面
２９Ａ〜２９Ｄ基板載置部
３１基板載置面
３２円環状突出部
３３円柱状突起
３４直線状溝
３５円環状溝
３６円形開口
４０，４０Ａ，４０Ｂ静電吸着用電極
４１直流電源
４２抵抗
４３直流電圧印加機構
４４供給孔
４５伝熱ガス供給機構
４６伝熱ガス源
４７供給流路
４８流量計
４９流量制御バルブ
５０圧力計
５１排出流路
５２カットオフバルブ
５３バイパス流路
５４排気口
５６高周波印加機構
５７高周波電源
５８可変容量コンデンサ
５９冷却機構
６０冷媒流路
６１冷媒循環装置
６３コントローラ
１００クランプリング
１０１昇降ロッド
１０２ベローズ
１０３駆動装置
１０４，１０５Ａ〜１０５Ｄ収容溝
１０６，１０７Ａ〜１０７ＤＯリング
１０８Ａ，１０８Ｂ供給孔
２００，２０１溝
１０９伝熱ガス供給機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dry etching apparatus 2 Substrate 2a Lower surface 3 Chamber 3a Gate 3b Etching gas supply port 3c Exhaust port 4 Top plate 5 ICP coil 6 Matching circuit 7 High frequency power supply 9 Substrate susceptor 10 Load dock chamber 12 Etching gas supply source 13 Vacuum exhaust device 15 Tray 15a Tray body 15b Upper surface 15c Lower surface 15d Hole wall 15e Positioning notch 16 Transfer arm 16a Positioning protrusion 17 Drive device 18 Lifting pins 19A to 19D Substrate receiving hole 21 Substrate support portion 21a Upper surface 21b Front end surface 22A, 22B Sensor 23 Dielectric plate 24 Metal Plate 25 Spacer plate 26 Guide cylinder 27 Ground shield 28 Tray support surface 29A to 29D Substrate placement portion 31 Substrate placement surface 32 Toroidal protrusion 33 Cylindrical protrusion 34 Linear groove 35 Toroidal groove 36 Circular opening 0, 40A, 40B Electrostatic adsorption electrode 41 DC power supply 42 Resistance 43 DC voltage application mechanism 44 Supply hole 45 Heat transfer gas supply mechanism 46 Heat transfer gas source 47 Supply flow path 48 Flow meter 49 Flow control valve 50 Pressure gauge 51 Discharge Flow path 52 Cut off valve 53 Bypass flow path 54 Exhaust port 56 High frequency application mechanism 57 High frequency power supply 58 Variable capacity capacitor 59 Cooling mechanism 60 Refrigerant flow path 61 Refrigerant circulation device 63 Controller 100 Clamp ring 101 Lifting rod 102 Bellows 103 Drive device 104, 105A to 105D accommodating groove 106, 107A to 107D O-ring 108A, 108B supply hole 200, 201 groove 109 heat transfer gas supply mechanism

Claims

減圧可能なチャンバと、
前記チャンバ内にプラズマを発生させるプラズマ発生源と、
厚み方向に貫通する基板収容孔が設けられ、前記基板収容孔の孔壁から突出し、前記基板収容孔内に収容された基板の下面の外周縁部分を支持する基板支持部を備える、前記チャンバ内へ搬入搬出可能なトレイと、
前記チャンバ内に設けられ、前記チャンバ内に搬入される前記基板を収容した前記トレイの下面を支持するトレイ支持面と、このトレイ支持面から上向きに突出し、前記トレイの下面側から前記基板収容孔に挿入され、かつその上端面である基板載置面に前記基板の下面が載置される基板載置部とを備える、誘電体部材と、
前記基板載置部に少なくとも一部が内蔵された、前記基板を前記基板載置面に静電吸着するための静電吸着用電極と、
前記静電吸着用電極に直流電圧を印加する直流電圧印加機構と、
前記トレイを前記トレイ支持面に押し付けるクランプ部材と、
前記基板と前記基板載置面との間の第１の空間に第１の伝熱ガスを供給する第１の伝熱ガス供給機構と
前記トレイと前記トレイ支持面との間の第２の空間に第２の伝熱ガスを供給する第２の伝熱ガス供給機構と、
前記トレイ支持面に配置されて前記第２の空間をシールするシール部材と
を備えることを特徴とする、プラズマ処理装置。 A depressurizable chamber;
A plasma generation source for generating plasma in the chamber;
A substrate receiving hole provided in the chamber, the substrate receiving hole penetrating in the thickness direction, and protruding from a hole wall of the substrate receiving hole and supporting an outer peripheral edge portion of a lower surface of the substrate accommodated in the substrate accommodating hole. A tray that can be carried in and out,
A tray support surface that is provided in the chamber and supports the lower surface of the tray that accommodates the substrate to be carried into the chamber, and projects upward from the tray support surface, and the substrate receiving hole from the lower surface side of the tray A dielectric member, and a substrate placing portion on which a lower surface of the substrate is placed on a substrate placing surface that is an upper end surface of the dielectric member,
An electrostatic chucking electrode for electrostatically chucking the substrate on the substrate mounting surface, at least part of which is built in the substrate mounting unit;
A DC voltage application mechanism for applying a DC voltage to the electrostatic adsorption electrode;
A clamp member for pressing the tray against the tray support surface;
A first heat transfer gas supply mechanism for supplying a first heat transfer gas to a first space between the substrate and the substrate mounting surface; and a second space between the tray and the tray support surface. A second heat transfer gas supply mechanism for supplying a second heat transfer gas to
A plasma processing apparatus, comprising: a sealing member that is disposed on the tray support surface and seals the second space.

前記基板載置面に載置された前記基板の下面が前記トレイの前記基板支持部から所定量離間するように、前記トレイの下面から前記基板支持部の上面までの距離が、前記トレイ支持部から前記基板載置面までの距離よりも短く設定されてい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。 The distance from the lower surface of the tray to the upper surface of the substrate support portion is such that the lower surface of the substrate placed on the substrate placement surface is separated from the substrate support portion of the tray by a predetermined amount. The plasma processing apparatus according to claim 1, wherein the plasma processing apparatus is set to be shorter than a distance from the substrate mounting surface to the substrate mounting surface.

前記トレイに前記基板収容孔が複数個設けられ、
前記誘電体部材は前記基板載置部を複数個備え、個々の前記基板載置部がそれぞれ個々の基板収容孔に挿入されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプラズマ処理装置。 A plurality of the substrate accommodation holes are provided in the tray,
3. The plasma according to claim 1, wherein the dielectric member includes a plurality of the substrate mounting portions, and each of the substrate mounting portions is inserted into each of the substrate receiving holes. Processing equipment.