JP2011119708A

JP2011119708A - Substrate holding device and plasma processing device

Info

Publication number: JP2011119708A
Application number: JP2010244221A
Authority: JP
Inventors: Kichizo Kodaira; 吉三小平; Hiroshi Kosugi; 浩小杉
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2011-06-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of speedily cooling a substrate to a target temperature and performing uniform cooling. <P>SOLUTION: An ESC stage is provided with an inner region 25 and an outer region 26 into which a heat transfer gas can be introduced, and an exhaust groove 30 is provided therebetween. An exhaust region is in a shape of a groove sandwiched between an inner peripheral partition 34 for the inner region 25 and an intermediate partition 29 for the outer region 26, and the inner region and the outer region are exhausted through the inner peripheral partition 34 and the intermediate partition 29. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマ処理装置、及び、これに適用可能な基板保持装置に関する。 The present invention relates to a plasma processing apparatus and a substrate holding apparatus applicable thereto.

従来、半導体素子などの製造工程においては、処理室内にてプラズマを発生させて基板に対してエッチング処理や成膜処理を行っている。処理室内のホルダーに載置した基板は、プラズマからの入熱により基板温度が上昇するとエッチング性能や膜特性が変わってしまうため、冷媒等により温度制御された冷却ジャケットと静電吸着ステージ（ＥＳＣステージ）及び熱伝達ガスを用いて基板と冷却ジャケット間の熱伝達効率を上げて、基板の温度変化を抑制しエッチング性能を維持している。 Conventionally, in a manufacturing process of a semiconductor element or the like, plasma is generated in a processing chamber to perform an etching process or a film forming process on a substrate. Since the substrate mounted on the holder in the processing chamber changes its etching performance and film characteristics when the substrate temperature rises due to heat input from the plasma, the cooling jacket and the electrostatic adsorption stage (ESC stage) whose temperature is controlled by a refrigerant or the like. ) And a heat transfer gas to increase the heat transfer efficiency between the substrate and the cooling jacket to suppress the temperature change of the substrate and maintain the etching performance.

近年においては、半導体デバイスの微細化に伴い基板面内における各素子の加工寸法ばらつきは極力小さくする方向に来ている。さらに基板の大口径化に伴い基板面内でのエッチングレートの均一性もより良好な値を実現する必要がある。しかしながら大口径基板においては裏面に導入している熱伝達ガスの封止圧力が完全には一定にならないため、基板面内での冷却効率が変わり、面内の温度分布が悪くなる。具体的には、例えば中央部でガス導入を行う場合、中央部で熱伝達ガスの圧力が高くなり外側に向かうにつれて徐々に熱伝達ガスの圧力が低くなるため、内側で温度が低く外側で高い温度分布が発生する。大口径基板（例えば、直径２００ｍｍ以上）の場合は、この圧力分布による温度分布が大きく、それによりエッチング性能のばらつきが発生し、良好な歩留まりが得られない。 In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, the variation in the processing dimensions of each element within the substrate surface has come to be reduced as much as possible. Furthermore, it is necessary to realize a better value for the uniformity of the etching rate within the substrate surface as the substrate diameter increases. However, in a large-diameter substrate, the sealing pressure of the heat transfer gas introduced on the back surface is not completely constant, so that the cooling efficiency within the substrate surface changes and the in-plane temperature distribution becomes poor. Specifically, for example, when introducing gas at the center, the pressure of the heat transfer gas increases at the center and gradually decreases toward the outside, so the temperature is low on the inside and high on the outside. A temperature distribution occurs. In the case of a large-diameter substrate (for example, a diameter of 200 mm or more), the temperature distribution due to this pressure distribution is large, thereby causing a variation in etching performance, and a good yield cannot be obtained.

さらに、近年においては、特定の場合に、基板の内周と外周に所定の温度差を設けて処理を行う要求もある。 Further, in recent years, there is a demand for processing with a predetermined temperature difference between the inner periphery and the outer periphery of the substrate in a specific case.

特許文献１及び２には、基板ステージにオーバーハングの状態（基板ステージの外周から基板の外周がはみ出す状態）で基板が保持されることにより、基板の外周側が冷却されにくいという問題を解決するための方法が示されている。具体的には、基板の外周側に供給される熱伝達ガスを高圧にするために、特許文献１では外周側、内周側に夫々独立に流量を制御可能なガス導入系を設けた基板保持装置が示されている。また、特許文献２には、外側領域に熱伝達ガスを導入すると共に、シールを隔てて内側領域から排気することで、内側領域に比べて外側領域の熱伝達ガスが高圧になるようにした技術が開示されている。 In Patent Documents 1 and 2, in order to solve the problem that the outer peripheral side of the substrate is hardly cooled by holding the substrate in an overhanging state (a state in which the outer periphery of the substrate protrudes from the outer periphery of the substrate stage). The method is shown. Specifically, in order to increase the pressure of the heat transfer gas supplied to the outer peripheral side of the substrate, in Patent Document 1, the substrate holding is provided with a gas introduction system capable of independently controlling the flow rate on the outer peripheral side and the inner peripheral side. The device is shown. Patent Document 2 discloses a technique in which heat transfer gas is introduced into the outer region and exhausted from the inner region with a seal interposed therebetween, so that the heat transfer gas in the outer region becomes higher than the inner region. Is disclosed.

特開２００８−２５１８５４号公報JP 2008-251854 A 特許第４１７６８４８号Japanese Patent No. 4176848

しかしながら、特許文献１及び２はいずれもオーバーハングによる基板の外周部の局所的な冷却むらの問題を扱ったものであり、上述の本願の課題を解決するのに十分とはいえない。具体的には、特許文献１に示すように内周及び外周領域の夫々にガス導入を行っても、ガスは両側に拡散してしまうため、やはり基板の内側から外側に向かって低くなる圧力勾配ができてしまう。また、特許文献２に示すように、内側領域で排気する構成とした場合、内側が低圧になり過ぎ、冷却効率が低下するという問題がある。 However, both Patent Documents 1 and 2 deal with the problem of local cooling unevenness of the outer peripheral portion of the substrate due to overhang, and cannot be said to be sufficient to solve the above-described problems of the present application. Specifically, as shown in Patent Document 1, even if gas is introduced into each of the inner and outer peripheral regions, the gas diffuses to both sides, so that the pressure gradient also decreases from the inside to the outside of the substrate. Can be done. Moreover, as shown in Patent Literature 2, when the exhaust is performed in the inner region, there is a problem that the inner side becomes too low and cooling efficiency is lowered.

さらに、上述のように、基板の内外周で温度差を設ける場合、特許文献１及び２に示す方法では、冷却するのに十分な圧力を保ちつつ、内外周で差圧を設けることができない。本発明は上述の問題に鑑みてなされたものであり、基板を所定の温度に保つことができる技術を提供することにある。 Furthermore, as described above, when a temperature difference is provided on the inner and outer circumferences of the substrate, the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2 cannot provide a differential pressure on the inner and outer circumferences while maintaining a sufficient pressure for cooling. The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a technique capable of maintaining a substrate at a predetermined temperature.

上述の問題を解決する為に、基板保持部に保持されている基板の裏面側に導入している熱伝達ガスの圧力を基板面内で均一になるように、複数領域に分けて独立に熱伝達ガスを導入する。さらにはそれぞれの領域において熱伝達ガスを独立に圧力制御できる構造にするものである。また、熱伝達ガスを導入する各領域について規制部材を介して排気系に接続することにより、ガス導入と排気を同時に行うことができる。 In order to solve the above-mentioned problems, the heat transfer gas introduced to the back side of the substrate held by the substrate holding unit is divided into a plurality of regions so that the pressure is uniform in the substrate surface. Introduce transfer gas. Further, the structure is such that the pressure of the heat transfer gas can be controlled independently in each region. Further, by connecting each region where the heat transfer gas is introduced to the exhaust system via a regulating member, gas introduction and exhaust can be performed simultaneously.

本発明の一つの側面にかかる基板保持装置は、
静電吸着力により基板を吸着可能な吸着部と、前記吸着部によって吸着された基板の裏面側に空間を形成する凹部と、を有するステージを備え、
前記凹部は、夫々区画された、第１領域、前記第１領域の周囲の第２領域、及び、前記第２領域の周囲の第３領域を有し、
前記第１領域および第３領域は、前記基板の裏面側にガスを導入するガス導入系に接続され、
前記第２領域は、前記ガス導入系により導入された前記ガスを排気する排気系に接続されると共に、前記第１領域からの前記ガスの流れ及び第３領域からの前記ガスの流れを制限する規制部材を有することを特徴とする。 A substrate holding apparatus according to one aspect of the present invention is as follows.
Comprising a stage having an adsorption part capable of adsorbing a substrate by electrostatic adsorption force, and a concave part forming a space on the back side of the substrate adsorbed by the adsorption part;
The recess has a first region, a second region around the first region, and a third region around the second region, each of which is partitioned.
The first region and the third region are connected to a gas introduction system for introducing a gas to the back side of the substrate,
The second region is connected to an exhaust system that exhausts the gas introduced by the gas introduction system, and restricts the flow of the gas from the first region and the flow of the gas from the third region. It has a regulating member.

あるいは、本発明の他の側面にかかるプラズマ処理装置は、
チャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置されている上記の基板保持装置と、
前記チャンバーの内部にプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記基板保持装置を冷却する冷却装置と、
前記チャンバーの内部を排気する排気装置と、を備えることを特徴とする。 Alternatively, a plasma processing apparatus according to another aspect of the present invention is as follows.
A chamber;
The substrate holding device arranged inside the chamber;
A plasma generator for generating plasma inside the chamber;
A cooling device for cooling the substrate holding device;
And an exhaust device for exhausting the inside of the chamber.

本発明によれば、基板の外側領域と内側領域を独立に制御することができるため基板の各領域を所定の温度にすることができる。さらには異なるエッチング面内均一性の傾向を持つ材料に対しても基板温度を変えることによって均一にエッチングすることができる。 According to the present invention, since the outer region and the inner region of the substrate can be controlled independently, each region of the substrate can be set to a predetermined temperature. Furthermore, even materials with different in-plane uniformity tendencies can be etched uniformly by changing the substrate temperature.

本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板保持装置に用いられるＥＳＣステージの上面図。The top view of the ESC stage used for the substrate holding device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態にかかる基板保持装置に用いられるＥＳＣステージの断面図。Sectional drawing of the ESC stage used for the board | substrate holding apparatus concerning embodiment of this invention. （ａ）はＥＳＣステージの中間隔壁及び内周隔壁の一部を示す平面図、（ｂ）はＥＳＣステージの内周隔壁の概略側面図。(A) is a top view which shows a part of intermediate | middle partition and inner peripheral partition of an ESC stage, (b) is a schematic side view of the inner peripheral partition of an ESC stage. 熱伝達Ｈｅ圧力と基板温度の測定値を示す図。The figure which shows the measured value of heat transfer He pressure and a substrate temperature. Ｔａ、ＰＲ面内均一性分布を例示する図。The figure which illustrates Ta, PR in-plane uniformity distribution.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して記述する。本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置は、チャンバーと、チャンバーの内部に配置されている基板保持装置とを有する。また、プラズマ処理装置は、チャンバーの内部にプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、基板保持装置を冷却する冷却装置と、チャンバーの内部を排気する排気装置と、を備える。図１はプラズマ処理装置１の概略構成を示す。図２は、このプラズマ処理装置１が備える、静電吸着ステージ（ＥＳＣステージ２）の上面図である。ＥＳＣステージ２は、静電吸着力により基板を吸着可能な吸着部と、吸着部によって吸着された基板の裏面側に、基板の温度を調整するために導入されたガスを封止することが可能な空間を形成する凹部と、を有する。凹部は、夫々区画された、第１領域、第１領域の周囲の第２領域、及び、第２領域の周囲の第３領域を有する。第１及び第３領域は、基板５の裏面側にガスを導入するガス導入系に接続されている。第２領域は、ガス導入系により導入されたガスを排気する排気系に接続されると共に、第１領域からのガスの流れ及び第３領域からのガスの流れを制限する規制部材を有する。ここで、規制部材は、第１領域および第２領域を区画する第１部材、及び、第２領域および第３領域を区画する第２部材を備えており、第１部材および第２部材の幅が、第３領域とその外側領域を区画する最外周部より小さい。図３はＥＳＣステージ２と冷却ジャケット３の断面図である。プラズマ処理装置１は、電気的に接地された金属製円筒容器（チャンバー）４を有しており、チャンバー４の内部に基板５を載置するためのホルダー６が配置されている。このホルダー６はアルミニウム等の導電性材料からなる冷却ジャケット３と冷却ジャケット３の上部に配置された、基板５を吸着する為のＡｌ_２Ｏ_３等の絶縁材料からなるＥＳＣステージ２を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a chamber and a substrate holding device disposed inside the chamber. In addition, the plasma processing apparatus includes a plasma generation device that generates plasma inside the chamber, a cooling device that cools the substrate holding device, and an exhaust device that exhausts the inside of the chamber. FIG. 1 shows a schematic configuration of a plasma processing apparatus 1. FIG. 2 is a top view of the electrostatic adsorption stage (ESC stage 2) provided in the plasma processing apparatus 1. FIG. The ESC stage 2 is capable of sealing the gas introduced to adjust the temperature of the substrate to the adsorption part capable of adsorbing the substrate by electrostatic adsorption force and the back side of the substrate adsorbed by the adsorption part. And a recess for forming a simple space. The recess has a first region, a second region around the first region, and a third region around the second region, which are partitioned. The first and third regions are connected to a gas introduction system that introduces a gas to the back side of the substrate 5. The second region is connected to an exhaust system that exhausts the gas introduced by the gas introduction system, and has a regulating member that restricts the flow of gas from the first region and the flow of gas from the third region. Here, the regulating member includes a first member that partitions the first region and the second region, and a second member that partitions the second region and the third region, and the width of the first member and the second member. However, it is smaller than the outermost peripheral part that divides the third region and the outer region. FIG. 3 is a cross-sectional view of the ESC stage 2 and the cooling jacket 3. The plasma processing apparatus 1 includes a metal cylindrical container (chamber) 4 that is electrically grounded, and a holder 6 for placing a substrate 5 is disposed inside the chamber 4. The holder 6 includes a cooling jacket 3 made of a conductive material such as aluminum and an ESC stage 2 made of an insulating material such as Al ₂ O ₃ for adsorbing the substrate 5 disposed on the cooling jacket 3. .

処理室７の側面には真空ポンプ（不図示）によって排気される排気ライン８が排気バルブ９をとおして接続されており、所定の真空度まで処理室７の内部を排気することが可能である。ホルダー６には、プラズマ生成及びイオン引き込み制御用の高周波電源１０が接続されている。この高周波電源１０は１．６ＭＨｚの高周波を印加することができる。チャンバー４の上部には、プラズマ発生部としてのベルジャー１１が配置されており、その周縁部に１ターンのＲＦアンテナ１２が１３．５６ＭＨｚの高周波電源１３と接続されている。高周波電源１３に高周波を印加することにより処理室７内に誘導結合プラズマを生成することができる。ＲＦアンテナ１２のさらに外側外周に二つの電磁コイル１４、１５が設置されている。 An exhaust line 8 exhausted by a vacuum pump (not shown) is connected to the side surface of the processing chamber 7 through an exhaust valve 9 so that the inside of the processing chamber 7 can be exhausted to a predetermined degree of vacuum. . The holder 6 is connected with a high frequency power source 10 for controlling plasma generation and ion attraction. The high frequency power supply 10 can apply a high frequency of 1.6 MHz. A bell jar 11 as a plasma generating unit is disposed on the upper portion of the chamber 4, and a one-turn RF antenna 12 is connected to a high frequency power source 13 of 13.56 MHz at the peripheral portion. By applying a high frequency to the high frequency power supply 13, inductively coupled plasma can be generated in the processing chamber 7. Two electromagnetic coils 14 and 15 are installed on the outer periphery of the RF antenna 12.

チャンバー４の上部には、不図示のガスボンベと接続しているガス導入ライン１６からガスバルブ１７を通してプロセスガスが導入される。チャンバー４の外周側壁にはラインカスプ磁場を形成する永久磁石１８が設置されている。 A process gas is introduced into the upper portion of the chamber 4 through a gas valve 17 from a gas introduction line 16 connected to a gas cylinder (not shown). A permanent magnet 18 for forming a line cusp magnetic field is installed on the outer peripheral side wall of the chamber 4.

冷却ジャケット３の内部には冷媒室が設けられておりチラーユニット（不示図）と接続されている。これにより冷却ジャケット３は所定の温度に冷却あるいは加熱保持されている。冷却ジャケット３にはさらに直流電源（不示図）を介して直流電圧が印加され、基板５とＥＳＣステージ２の間に発生するジョンソンラーベック力により基板５を吸着保持できる。 A refrigerant chamber is provided inside the cooling jacket 3 and is connected to a chiller unit (not shown). Thereby, the cooling jacket 3 is cooled or held at a predetermined temperature. A DC voltage is further applied to the cooling jacket 3 via a DC power supply (not shown), and the substrate 5 can be adsorbed and held by the Johnson Rabeck force generated between the substrate 5 and the ESC stage 2.

上述のように所定の温度に保持された冷却ジャケット３とＥＳＣステージ２にて吸着された基板５の間隙にＨｅのような熱伝達ガスをＨｅガス導入ライン１９及び２０より導入し、Ｈｅ圧力コントローラー２１、２２及びＨｅガスバルブ２３、２４を通して所定の圧力に封止する。これによりプラズマから基板５に流入する熱を冷却ジャケット３に排出し、基板５の温度を一定に保つことができる。熱伝達用Ｈｅガスはそれぞれ独立に基板５の外側領域と内側領域に導入される。 As described above, a heat transfer gas such as He is introduced into the gap between the cooling jacket 3 held at a predetermined temperature and the substrate 5 adsorbed by the ESC stage 2 through the He gas introduction lines 19 and 20, and a He pressure controller. 21 and 22 and He gas valves 23 and 24 are sealed to a predetermined pressure. As a result, heat flowing from the plasma into the substrate 5 can be discharged to the cooling jacket 3 to keep the temperature of the substrate 5 constant. The heat transfer He gas is independently introduced into the outer region and the inner region of the substrate 5.

図２、３に示すようにＥＳＣステージ２の上面は外側に配置された外側領域２５とその内側にある内側領域２６の二つに分かれている。外側領域２５と内側領域２６の領域内部には、基板５との間で、基板５の温度を調整するためのＨｅガスを封止することが可能な空間を形成する凹状のくぼみが形成されており、基板５を支持するためのエンボス２７が凸状に配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the upper surface of the ESC stage 2 is divided into an outer region 25 arranged on the outer side and an inner region 26 on the inner side. Inside the outer region 25 and the inner region 26 is formed a concave recess that forms a space between the substrate 5 and capable of sealing He gas for adjusting the temperature of the substrate 5. The emboss 27 for supporting the substrate 5 is arranged in a convex shape.

外側領域２５の最外周部には最外周シール２８が凸状にＥＳＣステージ２の全周にわたって配置されている。最外周シール２８と、後述する中間隔壁２９、内周隔壁３４は、絶縁材料で形成されており、エンボス２７と同様に静電吸着力を発生する。外側領域２５の内側境界には熱伝達ガスの流れを規制する中間隔壁２９が周方向に沿って基板５に接触する高さまで突出して配置されている。中間隔壁２９の更に内側にはＨｅ排気溝３０があり、Ｈｅ排気溝３０内の複数（４ヶ）箇所にはＨｅ排気口３１が設けられておりＨｅ排出ライン３２に繋がっている。Ｈｅ排気溝３０の巾は０．５ｍｍである。外側領域２５内にはＨｅガス導入ライン１９に接続された外側Ｈｅ導入口３３が４箇所（複数個）設けられている。尚、Ｈｅ排気口３１の数および外側Ｈｅ導入口３３の数は例示的なものであり、本発明の趣旨がこの例に限定されるものではない。図２の例では、外側Ｈｅ導入口３３の周方向位置とＨｅ排気口３１の周方向位置とをずらしている。これにより熱伝達ガスを周方向に分散させることができる。Ｈｅ排出ライン３２は、処理室７内部、排気ライン８による排出口の近傍に開放しており、熱伝達ガスはプロセスガスと共に排気される。なお、必ずしも処理室７と真空ポンプを共用する必要は無いが、共用化すると、低コスト化できる。 An outermost peripheral seal 28 is disposed on the outermost peripheral portion of the outer region 25 in a convex shape over the entire periphery of the ESC stage 2. The outermost peripheral seal 28, an intermediate partition wall 29, and an inner peripheral partition wall 34, which will be described later, are formed of an insulating material and generate an electrostatic adsorption force in the same manner as the emboss 27. An intermediate partition wall 29 that restricts the flow of the heat transfer gas is disposed on the inner boundary of the outer region 25 so as to protrude to a height at which it contacts the substrate 5 along the circumferential direction. A He exhaust groove 30 is provided further inside the intermediate partition wall 29, and He exhaust ports 31 are provided at a plurality (four) of the He exhaust groove 30 and are connected to a He exhaust line 32. The width of the He exhaust groove 30 is 0.5 mm. In the outer region 25, four (a plurality of) outer He inlets 33 connected to the He gas inlet line 19 are provided. Note that the number of He exhaust ports 31 and the number of outer He introduction ports 33 are exemplary, and the gist of the present invention is not limited to this example. In the example of FIG. 2, the circumferential position of the outer He introduction port 33 is shifted from the circumferential position of the He exhaust port 31. Thereby, heat transfer gas can be disperse | distributed to the circumferential direction. The He discharge line 32 is opened in the processing chamber 7 and in the vicinity of the discharge port of the exhaust line 8, and the heat transfer gas is exhausted together with the process gas. Although it is not always necessary to share the processing chamber 7 and the vacuum pump, the cost can be reduced if they are shared.

Ｈｅ排気溝３０の内側は、熱伝達ガスの流れを規制する規制部材としての内周隔壁３４が周方向に沿って基板と接触する高さまで突出して設けられており、内側領域２６内のＨｅガスを封止する構造になっている。内側領域２６の中心には内側Ｈｅ導入口３５があり内側Ｈｅ導入ライン２０よりＨｅガスが供給される。この内側Ｈｅ導入口３５は１つに限らず、複数、例えば周方向に等間隔で設けてもよい。 On the inner side of the He exhaust groove 30, an inner peripheral partition wall 34 as a regulating member that regulates the flow of the heat transfer gas is provided so as to protrude to a height in contact with the substrate along the circumferential direction, and the He gas in the inner region 26. It is the structure which seals. There is an inner He introduction port 35 at the center of the inner region 26, and He gas is supplied from the inner He introduction line 20. The inner He introduction port 35 is not limited to one, and a plurality of inner He introduction ports 35 may be provided, for example, at equal intervals in the circumferential direction.

また、図４は、図２，３に示す内周隔壁３４と中間隔壁２９をより詳細に示す図であり、内周隔壁３４と中間隔壁２９の基板との接触面（以下、単に「接触面」と記述することもある）には径方向に沿って延びる複数の溝３４ａ、２９ａを形成されている。各溝３４ａ，２９ａは周方向位置を互いにずらして形成されており、内側領域と外側領域が直接通じないようにされている。 4 is a diagram showing the inner peripheral partition wall 34 and the intermediate partition wall 29 shown in FIGS. 2 and 3 in more detail. The contact surface between the inner peripheral partition wall 34 and the intermediate partition wall 29 (hereinafter simply referred to as “contact surface”). Is formed with a plurality of grooves 34a and 29a extending along the radial direction. The grooves 34a and 29a are formed so that their circumferential positions are shifted from each other so that the inner region and the outer region do not directly communicate with each other.

上述のような構成の装置で、冷却時には、内側領域２６に導入された熱伝達ガスは内周隔壁３４を介し、外側領域に導入された熱伝達ガスは中間隔壁２９を介し、夫々導入と並行してＨｅ排出ライン３２に排気される。 In the apparatus configured as described above, at the time of cooling, the heat transfer gas introduced into the inner region 26 passes through the inner peripheral partition wall 34 and the heat transfer gas introduced into the outer region passes through the intermediate partition wall 29 and is parallel to the introduction. Then, it is exhausted to the He discharge line 32.

また、Ｈｅ排気溝３０の両側に周状に形成された中間隔壁２９，内周隔壁３４は、内側領域と外側領域に圧力差を生じさせるだけでなく、内側領域又は外側領域内での周方向におけるコンダクタンスを均一にし、圧力分布を均一化する役割も果たす。例えば、内側領域内で熱伝達ガスを循環させるためには内周隔壁３４を設けず、内側領域２６内に排気口を設けることも考えられるが、この場合、熱伝達ガスの導入口から排気口に至る経路の流量が多くなりやすく、圧力分布が発生してしまうため、冷却ムラができる。本発明の方法によれば、この問題を解消できる。 Further, the intermediate partition wall 29 and the inner partition wall 34 that are circumferentially formed on both sides of the He exhaust groove 30 not only cause a pressure difference between the inner region and the outer region, but also the circumferential direction in the inner region or the outer region. It also plays a role of making the conductance in the uniform and the pressure distribution uniform. For example, in order to circulate the heat transfer gas in the inner region, it is conceivable to provide an exhaust port in the inner region 26 without providing the inner peripheral partition wall 34. Since the flow rate of the path leading to the point tends to increase and a pressure distribution is generated, uneven cooling is generated. According to the method of the present invention, this problem can be solved.

なお、使用法にもよるが、外側領域２５と内側領域２６で異なる温度にする場合には、外側領域２５に対する内側領域２６の容積比（面積比）は０．１〜１０であることが好ましく、より好ましくは０．３〜５が良い。この時領域内にあるエンボス２７の総体積は除いている。 Although depending on the method of use, when the outer region 25 and the inner region 26 have different temperatures, the volume ratio (area ratio) of the inner region 26 to the outer region 25 is preferably 0.1 to 10. More preferably, 0.3-5 is good. At this time, the total volume of the emboss 27 in the region is excluded.

外側領域２５と内側領域２６とは熱伝達用Ｈｅガスの圧力が独立に制御でき、それぞれ１０ｋＰａ以下が好ましい。あまりに圧力が高いと基板の保持力を確保できず、かつ、熱伝達効率の上昇も少ない。また、あまりに圧力が小さいと均一な冷却効果が得られない。また、熱伝達ガスは、マスフローコントローラなどを介し、流量を独立に制御して導入してもよい。圧力や流量は、目的の冷却温度等に応じ設定されるが、シーケンス制御によっても、温度センサなどを用いたフィードバック制御によってもよい。また、圧力や流量はプロセス中に変更してもよく、例えば、目的の冷却温度に至るまでは高圧、その後に低圧としてもよい。また、例えば、後述する実施例のように意識的に内側領域と外側領域に温度差を設ける場合に、目的の冷却温度に至るまでの降温過程でも温度差が保たれるように、外側領域と内側領域を異なる圧力で一定とすることもできる。 The outer region 25 and the inner region 26 can independently control the pressure of the heat transfer He gas, and each is preferably 10 kPa or less. If the pressure is too high, the holding force of the substrate cannot be secured, and the heat transfer efficiency is not increased. If the pressure is too small, a uniform cooling effect cannot be obtained. Further, the heat transfer gas may be introduced by independently controlling the flow rate via a mass flow controller or the like. The pressure and flow rate are set according to the target cooling temperature or the like, but may be sequence control or feedback control using a temperature sensor or the like. The pressure and flow rate may be changed during the process. For example, the pressure and flow rate may be increased until reaching the target cooling temperature, and then decreased. Further, for example, when a temperature difference is consciously provided in the inner region and the outer region as in the embodiments described later, the outer region and the outer region are maintained so that the temperature difference is maintained even in the temperature lowering process up to the target cooling temperature. The inner region can also be constant at different pressures.

またＨｅ排気溝３０の巾は０．２５ｍｍ〜０．７５ｍｍがよい。Ｈｅ排気溝３０の領域はＨｅ圧力が小さいことにより基板５の積極的な熱伝導が行えない、基板５の温度を均一に制御する為にはできる限り小さいほうが好ましいが、Ｈｅガス排気コンダクタンスを確保する観点から０．５ｍｍの巾が最適である。 The width of the He exhaust groove 30 is preferably 0.25 mm to 0.75 mm. The area of the He exhaust groove 30 is not capable of positive heat conduction of the substrate 5 due to the low He pressure, and is preferably as small as possible in order to uniformly control the temperature of the substrate 5, but the He gas exhaust conductance is ensured. From the viewpoint of achieving this, a width of 0.5 mm is optimal.

最外周シール巾は、外周から基板表面近傍への熱伝達ガスの漏れを防止可能なシール機能を確保するために中間隔壁巾や内周隔壁巾より大きいことが好ましく、０．７５ｍｍ〜２ｍｍが適当である。最適値としては１ｍｍが良い。一方、中間隔壁２９の巾や内周隔壁３４の巾は０．５ｍｍ〜１ｍｍが適当であり、最適値としては０．７５ｍｍが良い。 The outermost peripheral seal width is preferably larger than the intermediate partition wall width and inner peripheral partition wall width to ensure a sealing function capable of preventing leakage of heat transfer gas from the outer periphery to the vicinity of the substrate surface, and is preferably 0.75 mm to 2 mm. It is. The optimum value is 1 mm. On the other hand, the width of the intermediate partition wall 29 and the width of the inner peripheral partition wall 34 are suitably 0.5 mm to 1 mm, and the optimum value is preferably 0.75 mm.

また、中間隔壁２９，内周隔壁３４に溝を形成するのに限らず、ブラスト処理や研磨処理などの表面処理により接触面の粗さを調整したり、接触面の巾を調整したりしてもよい。 Further, not only the grooves are formed in the intermediate partition wall 29 and the inner peripheral partition wall 34, but the roughness of the contact surface is adjusted by surface treatment such as blasting or polishing, and the width of the contact surface is adjusted. Also good.

なお、図１のプラズマ処理装置は、Ｈｅ圧力コントローラー２１などのガス導入ライン１６、１９、２０真空ポンプやオリフィスバルブなどを含む排気ライン８、及び、高周波電源１３に指令信号を送り、所定のシーケンスを実行させるコントローラーｃｏｎを備えて構成される。コントローラーｃｏｎは、第１領域（内側領域２６）に保持される基板部分の温度と、第３領域（外側領域２５）に保持される基板部分の温度が異なる温度で平衡するように、ガスの導入量または圧力を制御する。ガス導入系は、コントローラーｃｏｎで制御されたガスの導入量または圧力に従ってガスを第１領域（内側領域２６）および第３領域（外側領域２５）へ独立に導入可能である。コントローラーｃｏｎは、制御プログラムを格納する記憶部５１、プロセス制御の演算処理を行う演算処理部５２を備える。演算処理部５２は、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）やマイクロコンピュータ等で構成できる。これにより、所定のシーケンスでプラズマ処理を実行する。なお、上述のように、熱伝達ガスは所定のシーケンスに従って、所定流量を導入することで内側領域と外側領域を所定の圧力にしてもよいし、圧力や基板温度に基づくフィードバック制御により流量を調整し、所定の基板温度に調整するものであってもよい。コントローラーｃｏｎの記憶部５１は、静電吸着される基板の裏面の内周側及び外周側に導入する熱伝導ガスの流量を独立に制御することで、基板の内周側と外周側とで異なる温度に調整するためのプログラムを有する。 The plasma processing apparatus of FIG. 1 sends a command signal to the gas introduction lines 16, 19, 20, such as the He pressure controller 21, the exhaust line 8 including a vacuum pump, an orifice valve, and the like, and the high-frequency power source 13, and a predetermined sequence. It is comprised with the controller con which performs. The controller con introduces gas so that the temperature of the substrate portion held in the first region (inner region 26) and the temperature of the substrate portion held in the third region (outer region 25) are balanced at different temperatures. Control volume or pressure. The gas introduction system can independently introduce gas into the first region (inner region 26) and the third region (outer region 25) according to the amount or pressure of gas controlled by the controller con. The controller con includes a storage unit 51 that stores a control program and an arithmetic processing unit 52 that performs arithmetic processing of process control. The arithmetic processing unit 52 can be configured by, for example, a personal computer (PC) or a microcomputer. Thereby, plasma processing is performed in a predetermined sequence. As described above, the heat transfer gas may be set to a predetermined pressure by introducing a predetermined flow rate according to a predetermined sequence, or the flow rate is adjusted by feedback control based on the pressure and the substrate temperature. However, it may be adjusted to a predetermined substrate temperature. The storage unit 51 of the controller con is different between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the substrate by independently controlling the flow rate of the heat conduction gas introduced into the inner peripheral side and the outer peripheral side of the back surface of the substrate to be electrostatically attracted. Have a program to adjust the temperature.

以上、本発明の最適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、基板を冷却する場合について説明したが、基板を昇温させる場合にも本発明は同様に適用できる。また以上説明した実施の形態では、プラズマ発生電極とバイアス電極型のプラズマ処理装置について説明したが、平行平板型一周波及び二周波印加型プラズマ処理装置及びマイクロ波を用いたプラズマ処理装置についても本発明を適用できる。 As mentioned above, although the optimal embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this example. For example, although the case where the substrate is cooled has been described, the present invention can be similarly applied to the case where the temperature of the substrate is raised. In the above-described embodiment, the plasma generation electrode and the bias electrode type plasma processing apparatus have been described. However, the parallel plate type single frequency and dual frequency application type plasma processing apparatus and the plasma processing apparatus using microwaves are also described. The invention can be applied.

また、外側領域と内側領域として２ゾーンについて説明したが、２ゾーン以上の領域を設けることもできる。また本発明はエッチング処理装置以外の基板処理として成膜処理装置にも適用できる。また、本発明で処理される基板は、半導体ウエハ、ＡｌＴｉＣ基板、有機ＥＬ基板、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであっても良い。
［実施例１］
上記構成のプラズマ処理装置の使用例としては、基板温度の面内分布を小さくするように、内側領域と外側領域で異なる圧力で熱伝達ガスを導入する使用例が挙げられる。ここで、従来型ＥＳＣステージと冷却ジャケットを用いて実施したエッチング性能及び基板温度の特性について説明する。従来型ＥＳＣステージは、中央の１箇所に熱伝達ガスの導入口、最外周にのみ熱伝達ガス封止用の隔壁を有するものであり、ＥＳＣの表面に排気口や内側領域、外側領域を分ける隔壁などを設置していないものである。 Moreover, although 2 zones were demonstrated as an outer side area | region and an inner side area | region, the area | region more than 2 zones can also be provided. The present invention can also be applied to a film forming apparatus as a substrate process other than an etching apparatus. The substrate to be processed in the present invention may be any one of a semiconductor wafer, an AlTiC substrate, an organic EL substrate, a substrate for FPD (flat panel display), and the like.
[Example 1]
As a usage example of the plasma processing apparatus having the above-described configuration, a usage example in which the heat transfer gas is introduced at different pressures in the inner region and the outer region so as to reduce the in-plane distribution of the substrate temperature can be given. Here, the characteristics of the etching performance and the substrate temperature performed using the conventional ESC stage and the cooling jacket will be described. The conventional ESC stage has a heat transfer gas introduction port at one central location, and a heat transfer gas sealing partition wall only at the outermost periphery, and separates an exhaust port, an inner region, and an outer region on the surface of the ESC. The partition is not installed.

図１に図示のプラズマ処理装置１に従来型ＥＳＣステージと従来型冷却ジャケットを装着し基板５を搬送設置する。ガス導入ライン１６よりプロセスガスをチャンバー４に導入し、高周波電源１３、内側の電磁コイル１４及び外側の電磁コイル１５を印加して誘導性プラズマを発生させる。これと同時にホルダー６に直流電圧（不図示）を印加して基板５を静電吸着させる。さらに基板５の裏面側に熱伝達用Ｈｅガスを導入し、Ｈｅ封止領域に所定の圧力のＨｅを封止する。実施した放電条件を以下に示す。 A conventional ESC stage and a conventional cooling jacket are mounted on the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. A process gas is introduced into the chamber 4 from the gas introduction line 16 and an inductive plasma is generated by applying the high frequency power source 13, the inner electromagnetic coil 14 and the outer electromagnetic coil 15. At the same time, a DC voltage (not shown) is applied to the holder 6 to electrostatically attract the substrate 5. Further, He gas for heat transfer is introduced into the back surface side of the substrate 5, and He of a predetermined pressure is sealed in the He sealing region. The implemented discharge conditions are shown below.

ＣＨ_３ＯＨ＝１５ｓｃｃｍ
ソース電力：１５００Ｗ
バイアス電力：１３００Ｗ
チャンバー４内の圧力：０．４Ｐａ
ホルダー温度：４０℃
内側コイル電流値：４０Ａ
外側コイル電流値：３０Ａ
ＥＳＣ直流電圧：＋５００Ｖ
放電時間：３ｍｉｎ
図５には熱伝達用Ｈｅ圧力を変更して基板５の温度を測定した結果を示す。なお基板５にはＳｉウエハ(以下、「ウエハ」という。)を用い、温度測定にはサーモラベルを使用し、面内の５点（中心及び端部（中心からの距離：６５ｍｍ））を測定している。熱伝達用Ｈｅ圧力を増加させていくとウエハ裏面とＥＳＣステージとの間の熱伝達効率が上昇するため、ウエハ温度は低下していく（ホルダー６と基板５との温度差が小さくなる）傾向を示している。 CH ₃ OH = 15 sccm
Source power: 1500W
Bias power: 1300W
Pressure in chamber 4: 0.4 Pa
Holder temperature: 40 ° C
Inner coil current value: 40A
Outer coil current value: 30A
ESC DC voltage: + 500V
Discharge time: 3 min
FIG. 5 shows the result of measuring the temperature of the substrate 5 by changing the heat transfer He pressure. Note that a Si wafer (hereinafter referred to as “wafer”) is used for the substrate 5, and a thermo label is used for temperature measurement, and five points in the plane (center and end (distance from the center: 65 mm)) are measured. is doing. Increasing the heat transfer He pressure increases the heat transfer efficiency between the back surface of the wafer and the ESC stage, so the wafer temperature tends to decrease (the temperature difference between the holder 6 and the substrate 5 decreases). Is shown.

ウエハ面内の温度ばらつき（表１に示す）に関しては、熱伝達用Ｈｅ圧力が小さい時（０．５ｋＰａ，１．０ｋＰａ）は見られず、熱伝達用Ｈｅ圧力が大きい時（２ｋＰａ，４ｋＰａ）にはばらつきが見られる。すなわち積極的に熱伝達を行うＨｅガス圧力領域では基板裏面の圧力分布が影響して、ウエハの温度分布にばらつきが発生している。 Regarding the temperature variation in the wafer surface (shown in Table 1), when the heat transfer He pressure is low (0.5 kPa, 1.0 kPa) is not seen, the heat transfer He pressure is high (2 kPa, 4 kPa). The variation is seen. That is, in the He gas pressure region in which heat is actively transferred, the pressure distribution on the back surface of the substrate is affected, and the temperature distribution of the wafer varies.

これらの結果よりウエハ裏面の熱伝達用Ｈｅガス圧力を夫々の領域において設定すれば、領域ごとに熱伝達効率が変わりウエハの面内にて温度分布を変えることが可能である。また大口径基板の冷却において発生する、裏面Ｈｅ封止圧力の不均一からなるウエハ温度のばらつきに対して、複数領域に分割して熱伝達Ｈｅガス圧力を、例えば、０．５ｋＰａ〜５ｋＰａの範囲に制御することにより、基板温度をより均一に制御することが可能となることが分かる。 From these results, if the heat transfer He gas pressure on the back surface of the wafer is set in each region, the heat transfer efficiency changes in each region, and the temperature distribution in the wafer surface can be changed. In addition, with respect to the variation in wafer temperature due to non-uniformity of the backside He sealing pressure that occurs in the cooling of the large-diameter substrate, the heat transfer He gas pressure is divided into a plurality of regions, for example, in the range of 0.5 kPa to 5 kPa. It can be seen that the substrate temperature can be more uniformly controlled by controlling the distance to the upper limit.

［実施例２］
さらにはウエハ面内において意識的に温度分布を作るように、内側領域、外側領域の圧力（流量）を設定することも可能である。 [Example 2]
Further, it is possible to set the pressure (flow rate) in the inner region and the outer region so as to consciously create a temperature distribution in the wafer surface.

本実施例では、フォトレジストマスクを用いてＴａ膜をエッチング加工するときの夫々の膜に対するエッチングレートの面内均一性について実施したものである。実施例１と同様に図１のプラズマ処理装置１に従来型ＥＳＣステージと従来型冷却ジャケットを装着し基板５を搬送設置する。プロセスガスとしてＣＦ_４を導入してウエハのエッチング処理を行う。実施した放電条件ａ及び条件ｂを以下に示す。なお、条件ａと条件ｂは、ほぼ同一であるが、条件ｂの条件ａとは異なるパラメータについては括弧内に示す。 In this example, the in-plane uniformity of the etching rate for each film when etching a Ta film using a photoresist mask was performed. As in the first embodiment, the conventional ESC stage and the conventional cooling jacket are mounted on the plasma processing apparatus 1 of FIG. The wafer is etched by introducing CF ₄ as a process gas. The implemented discharge conditions a and b are shown below. The condition a and the condition b are almost the same, but parameters different from the condition a of the condition b are shown in parentheses.

ＣＦ_４＝１０ｓｃｃｍ
ソース電力：５００Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
チャンバー４内の圧力：０．６Ｐａ（１．２Ｐａ）
ホルダー温度：８０℃
内側コイル電流値：３０Ａ（５０Ａ）
外側コイル電流値：１５Ａ（０Ａ）
ＥＳＣ直流電圧：＋５００Ｖ
図６はＴａ膜とフォトレジスト（ＰＲ）膜の上記条件ａ及び条件ｂの夫々における面内エッチング分布を例示する図である。図６はシート抵抗（ほぼ膜厚の逆数）の分布を等高線で示したものである。条件ａにおいては、ＰＲ膜の面内均一性は非常に良好だが、Ｔａ膜の面内均一性は良好ではない。一方条件ｂにおいてはＴａ膜の面内均一性は非常に良好だが、ＰＲ膜の面内均一性は良好ではない。ＰＲマスクを使用してＴａ膜のエッチング加工を行う上では、両材料の面内均一性を良好にする必要がある。一般的にＰＲは温度に対するエッチングレートの依存性が強くＴａはそれほど大きく依存しない。よって、図６に示すような場合は、ＰＲについて径方向のエッチング分布が生じる条件ｂを選択し、かつ、ウエハ裏面の熱伝達Ｈｅ圧力を内側領域と外側領域にて変え、基板温度が内側と外側で異なるように調整する。これにより、条件により生じる分布が温度差により生じた分布で相殺され、両材料の面内均一性分布を最良の状態に調整することが可能となる。 CF ₄ = 10 sccm
Source power: 500W
Bias power: 25W
Pressure in chamber 4: 0.6 Pa (1.2 Pa)
Holder temperature: 80 ° C
Inner coil current value: 30A (50A)
Outer coil current value: 15A (0A)
ESC DC voltage: + 500V
FIG. 6 is a diagram illustrating in-plane etching distributions of the Ta film and the photoresist (PR) film under the above conditions a and b. FIG. 6 shows the distribution of sheet resistance (substantially the reciprocal of the film thickness) with contour lines. Under condition a, the in-plane uniformity of the PR film is very good, but the in-plane uniformity of the Ta film is not good. On the other hand, in the condition b, the in-plane uniformity of the Ta film is very good, but the in-plane uniformity of the PR film is not good. When etching a Ta film using a PR mask, it is necessary to improve the in-plane uniformity of both materials. In general, PR has a strong dependence of etching rate on temperature, and Ta does not depend so much. Therefore, in the case as shown in FIG. 6, the condition b that causes the radial etching distribution for PR is selected, and the heat transfer He pressure on the wafer back surface is changed between the inner region and the outer region, and the substrate temperature is set to the inner side. Adjust differently on the outside. As a result, the distribution caused by the conditions is offset by the distribution caused by the temperature difference, and the in-plane uniformity distribution of both materials can be adjusted to the best state.

もちろん、Ｔａ膜とＰＲ膜の組合せに限定されない。積層膜のうち、エッチングレートの温度感受性の強い方の膜に径方向の分布の出る条件であって、他方の膜に良好な条件を採用する場合、相殺する分布を生じるように温度差を設けることで、処理の面内均一性を良好にできる。 Of course, the combination is not limited to the Ta film and the PR film. Among the laminated films, if the film having the higher temperature sensitivity of the etching rate has a radial distribution and a favorable condition is adopted for the other film, a temperature difference is provided so as to generate a canceling distribution. Thus, the in-plane uniformity of processing can be improved.

１プラズマ処理装置
２ＥＳＣステージ
３冷却ジャケット
４チャンバー
５基板
６ホルダー
７処理室
８排気ライン
９排気バルブ
１０高周波電源
１１ベルジャー
１２ＲＦアンテナ
１３高周波電源
１４内側コイル
１５外側コイル
１６ガス導入ライン
１７ガスバルブ
１８永久磁石
１９外側Ｈｅ導入ライン
２０内側Ｈｅ導入ライン
２１外側Ｈｅコントローラー
２２内側Ｈｅコントローラー
２３外側Ｈｅガスバルブ
２４内側Ｈｅガスバルブ
２５外側領域
２６内側領域
２７エンボス
２８最外周シール
２９中間隔壁
３０Ｈｅ排気溝
３１Ｈｅ排気口
３２Ｈｅ排出ライン
３３外側Ｈｅ導入口
３４内周隔壁
３５内側Ｈｅ導入口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus 2 ESC stage 3 Cooling jacket 4 Chamber 5 Substrate 6 Holder 7 Processing chamber 8 Exhaust line 9 Exhaust valve 10 High frequency power supply 11 Bell jar 12 RF antenna 13 High frequency power supply 14 Inner coil 15 Outer coil 16 Gas introduction line 17 Gas valve 18 Permanent Magnet 19 Outer He introduction line 20 Inner He introduction line 21 Outer He controller 22 Inner He controller 23 Outer He gas valve 24 Inner He gas valve 25 Outer region 26 Inner region 27 Emboss 28 Outermost peripheral seal 29 Intermediate partition wall 30 He exhaust groove 31 He exhaust port 32 He discharge line 33 Outer He inlet 34 Inner peripheral partition 35 Inner He inlet

Claims

静電吸着力により基板を吸着可能な吸着部と、前記吸着部によって吸着された基板の裏面側に空間を形成する凹部と、を有するステージを備え、
前記凹部は、夫々区画された、第１領域、前記第１領域の周囲の第２領域、及び、前記第２領域の周囲の第３領域を有し、
前記第１領域および第３領域は、前記基板の裏面側にガスを導入するガス導入系に接続され、
前記第２領域は、前記ガス導入系により導入された前記ガスを排気する排気系に接続されると共に、前記第１領域からの前記ガスの流れ及び第３領域からの前記ガスの流れを制限する規制部材を有することを特徴とする基板保持装置。 Comprising a stage having an adsorption part capable of adsorbing a substrate by electrostatic adsorption force, and a concave part forming a space on the back side of the substrate adsorbed by the adsorption part;
The recess has a first region, a second region around the first region, and a third region around the second region, each of which is partitioned.
The first region and the third region are connected to a gas introduction system for introducing a gas to the back side of the substrate,
The second region is connected to an exhaust system that exhausts the gas introduced by the gas introduction system, and restricts the flow of the gas from the first region and the flow of the gas from the third region. A substrate holding device having a regulating member.

前記規制部材は、前記第１領域および第２領域を区画する第１部材、及び、前記第２領域および第３領域を区画する第２部材を備え、
前記第１部材および前記第２部材の幅が、前記第３領域とその外側領域を区画する最外周部より小さいことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 The restriction member includes a first member that partitions the first region and the second region, and a second member that partitions the second region and the third region,
2. The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein widths of the first member and the second member are smaller than an outermost peripheral portion that divides the third region and an outer region thereof.

前記第１領域に保持される基板部分の温度と、第３領域に保持される基板部分の温度が異なる温度で平衡するように、前記ガスの導入量または圧力を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 The apparatus further comprises control means for controlling the introduction amount or pressure of the gas so that the temperature of the substrate portion held in the first region and the temperature of the substrate portion held in the third region are balanced at different temperatures. The substrate holding apparatus according to claim 1.

前記ガス導入系は、前記制御手段で制御された前記ガスの導入量または圧力に従って前記ガスを第１領域および前記第３領域へ独立に導入可能であることを特徴とする請求項３に記載の基板保持装置。 4. The gas introduction system according to claim 3, wherein the gas introduction system can independently introduce the gas into the first region and the third region in accordance with the introduction amount or pressure of the gas controlled by the control unit. Substrate holding device.

前記第２領域の巾は０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein the width of the second region is 0.5 mm.

前記第１領域に対する前記第３領域の面積比が０．１〜１０であることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein an area ratio of the third region to the first region is 0.1 to 10.

前記第１領域および前記第３領域に導入される前記ガスの圧力が０．５ｋＰａ〜５ｋＰａの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。 2. The substrate holding apparatus according to claim 1, wherein the pressure of the gas introduced into the first region and the third region is in a range of 0.5 kPa to 5 kPa.

チャンバーと、
前記チャンバーの内部に配置されている請求項１に記載の基板保持装置と、
前記チャンバーの内部にプラズマを発生させるプラズマ発生装置と、
前記基板保持装置を冷却する冷却装置と、
前記チャンバーの内部を排気する排気装置と、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。 A chamber;
The substrate holding apparatus according to claim 1, which is disposed inside the chamber;
A plasma generator for generating plasma inside the chamber;
A cooling device for cooling the substrate holding device;
An exhaust device for exhausting the interior of the chamber;
A plasma processing apparatus comprising:

前記第２領域に接続される排気系は、前記チャンバーの内部を排気する前記排気装置により排気を行うことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。 The plasma processing apparatus according to claim 8, wherein the exhaust system connected to the second region performs exhaust by the exhaust apparatus that exhausts the inside of the chamber.

前記ガス導入系を制御する制御手段を更に備え、
前記制御手段は、静電吸着される基板の裏面の内周側及び外周側に導入する熱伝導ガスの圧力または流量を独立に制御することで、前記基板の内周側と外周側とで異なる温度に調整するプログラムを有する記憶部を含むことを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。 A control means for controlling the gas introduction system;
The control means independently controls the pressure or flow rate of the heat conduction gas introduced to the inner peripheral side and the outer peripheral side of the back surface of the substrate to be electrostatically attracted, so that it differs between the inner peripheral side and the outer peripheral side of the substrate. The plasma processing apparatus according to claim 8, further comprising a storage unit having a program for adjusting the temperature.