JP4642550B2 - Substrate mounting table, substrate processing apparatus, and substrate temperature control method - Google Patents

Substrate mounting table, substrate processing apparatus, and substrate temperature control method Download PDF

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本発明は、半導体ウエハ等の基板を載置する基板載置台、基板載置台に載置された基板に対してドライエッチング等の処理を施す基板処理装置、および基板載置台に載置された基板の温度を制御する基板の温度制御方法に関する。   The present invention relates to a substrate mounting table on which a substrate such as a semiconductor wafer is mounted, a substrate processing apparatus for performing a process such as dry etching on the substrate mounted on the substrate mounting table, and a substrate mounted on the substrate mounting table The present invention relates to a substrate temperature control method for controlling the temperature of the substrate.

例えば、半導体デバイスの製造プロセスにおいては、被処理基板である半導体ウエハに対して、ドライエッチングやスパッタリング、ＣＶＤ（化学気相成長）等のプラズマ処理が多用されている。   For example, in a semiconductor device manufacturing process, plasma processing such as dry etching, sputtering, and CVD (chemical vapor deposition) is frequently used for a semiconductor wafer that is a substrate to be processed.

例えば、プラズマエッチング処理においては、チャンバー内に半導体ウエハ（以下単にウエハと記す）を載置する載置台を設け、この載置台の上部を構成する静電チャックによりウエハを静電吸着して保持し、処理ガスのプラズマを形成してウエハに対してプラズマエッチング処理を施す。   For example, in a plasma etching process, a mounting table for mounting a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) is provided in a chamber, and the wafer is electrostatically adsorbed and held by an electrostatic chuck constituting the upper portion of the mounting table. Then, plasma of a processing gas is formed, and a plasma etching process is performed on the wafer.

このような処理の際には、被処理基板であるウエハを所望の温度に制御する必要があり、そのために載置台内に冷媒流路を設けるとともに、ウエハが載置される載置台とウエハ裏面との間にＨｅガス等の熱伝達用ガスを導入してその圧力を変化させることによりウエハの温度制御を行っている。   In such processing, it is necessary to control the wafer, which is a substrate to be processed, to a desired temperature. For this purpose, a coolant channel is provided in the mounting table, and the mounting table on which the wafer is mounted and the wafer back surface. The temperature of the wafer is controlled by introducing a heat transfer gas such as He gas and changing its pressure.

一方、このように熱伝達用のガスを用いてウエハの温度制御を行う際に、吸着面に複数の突起を設け、その高さと熱伝達用のガス圧力とを制御することにより被処理基板の温度を自在に制御する技術が知られている（特許文献１）。   On the other hand, when the temperature of the wafer is controlled using the heat transfer gas in this way, a plurality of protrusions are provided on the adsorption surface, and the height and the gas pressure for heat transfer are controlled to control the substrate to be processed. A technique for freely controlling the temperature is known (Patent Document 1).

また、このような突起の高さを１〜１０μｍに制御し、突起の接触面積の合計値を載置台表面積の１％以下とすることで、被処理基板であるウエハの温度制御性を良好にする技術も知られている（特許文献２）。   In addition, by controlling the height of such protrusions to 1 to 10 μm and setting the total contact area of the protrusions to 1% or less of the surface area of the mounting table, the temperature controllability of the wafer as the substrate to be processed is improved. The technique to do is also known (patent document 2).

しかしながら、上記特許文献１、２の技術では、突起の高さが小さい場合には、熱伝達用のＨｅガスが均一に行き渡り難くなって被処理基板の温度制御応答性や均一性を保ち難くなり、これを防止するために突起を高くすると、被処理基板の温度を広い温度範囲にわたって制御する温度制御性が低くなるという問題点がある。
特開２０００−３１７７６１号公報 特開２００１−２７４２２８号公報 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, when the height of the protrusion is small, the heat transfer He gas is difficult to spread uniformly, and it becomes difficult to maintain the temperature control responsiveness and uniformity of the substrate to be processed. In order to prevent this, if the protrusion is raised, there is a problem that the temperature controllability for controlling the temperature of the substrate to be processed over a wide temperature range is lowered.
JP 2000-317761 A JP 2001-274228 A

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、被処理基板の温度均一性や温度制御応答性が高く、かつ十分な温度制御性を得ることができる基板載置台、そのような載置台を用いた基板処理装置、および基板の温度制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a substrate mounting table that has high temperature uniformity and temperature control responsiveness of a substrate to be processed and that can obtain sufficient temperature controllability, and such a mounting table. It is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus using the substrate and a substrate temperature control method.

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、載置台本体と、前記載置台本体の基板載置側の基準面に、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように形成され、その際に基板の下方部分に熱伝達用ガスが充填される密閉空間を形成する周縁環状凸部と、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に、基板が載置された際に基板と接触するように設けられた複数の第１突起部と、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に、前記第１突起部と独立して、基板が載置された際に基板に接触せずに近接して設けられた複数の第２突起部とを有し、前記第２突起部と前記載置された基板との間の距離は略５μｍ以下であることを特徴とする基板載置台を提供する。 In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate mounting table for mounting a substrate in a substrate processing apparatus, the mounting table main body, and a reference surface on the substrate mounting side of the mounting table main body described above. A peripheral annular convex portion that is formed so as to contact the peripheral portion of the substrate when the substrate is placed, and forms a sealed space in which a heat transfer gas is filled in a lower portion of the substrate, A plurality of first protrusions provided on the inner surface of the peripheral annular protrusion on the reference surface so as to come into contact with the substrate when the substrate is placed, and an inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface the said first independently of the protrusion, the substrate have a second protruding portion of the plurality of provided close without contacting the substrate when placed, before and the second protrusion providing a substrate mounting table, wherein the distance between the said placing the substrates is substantially 5μm or less That.

この場合に、前記第１突起部の前記載置された基板との接触面積および前記第２突起部の前記載置された基板との対向面の面積は、いずれも略０．８ｍｍ２以下であることが好ましい。 In this case, the area of the opposing surfaces of the contact area and the second the placing by the substrate before the projections and the placement has been the substrate before Symbol first protrusion are all substantially 0.8 mm 2 or less It is preferable that

また、前記第１突起部および前記第２突起部は円柱形状を有するものとすることができる。この場合に、前記第１突起部および前記第２突起部の直径が略１ｍｍ以下であることが好ましい。   In addition, the first protrusion and the second protrusion may have a cylindrical shape. In this case, it is preferable that the diameter of the first protrusion and the second protrusion is approximately 1 mm or less.

前記第１突起部の前記載置された基板と接触する面積の総和は、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分の面積に対して、略０．０４〜５％の面積比率であることが好ましい。この場合に、前記第１突起部は、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分全面に均一に形成されることが好ましい。   The total area of the first protrusions in contact with the previously placed substrate is an area ratio of approximately 0.04 to 5% with respect to the area of the inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface. It is preferable. In this case, it is preferable that the first protrusion is uniformly formed on the entire inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface.

前記第２突起部の前記載置された基板と対向する面積の総和は、前記基準面の第２突起部が形成される領域の面積に対して、略１５％以上の面積比率であることが好ましい。この場合に、前記第２突起部は、前記載置された基板の温度分布に応じて前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に所定の分布で形成されることが好ましい。   The total area of the second protrusions facing the substrate placed thereon may be an area ratio of about 15% or more with respect to the area of the region where the second protrusions of the reference surface are formed. preferable. In this case, it is preferable that the second protrusion is formed with a predetermined distribution on an inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface according to the temperature distribution of the substrate placed as described above.

前記周縁環状凸部および前記第１突起部の前記基準面からの高さは、略３０μｍであることが好ましい。   It is preferable that the height from the reference plane of the peripheral annular convex portion and the first protrusion is approximately 30 μm.

また、前記基準面の前記周縁環状凸部の内側に設けられ、基板が載置された際に基板と接触して前記密閉空間を内側部分と外側部分に分離する内側環状凸部をさらに有することが好ましい。
この場合、前記内側環状凸部を、第１の内側環状凸部と、該第１の内側環状凸部に近接して設けられた第２の内側環状凸部と、を有する二重構造にすることが好ましい。この場合、前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、前記第１の内側環状凸部と前記第２の内側環状凸部との間隙に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けることがより好ましい。 Further, it further includes an inner annular convex portion that is provided inside the peripheral annular convex portion of the reference surface and separates the sealed space into an inner portion and an outer portion by contacting the substrate when the substrate is placed. Is preferred.
In this case, the inner annular convex portion has a double structure having a first inner annular convex portion and a second inner annular convex portion provided close to the first inner annular convex portion. It is preferable. In this case, a heat transfer gas introducing portion for introducing a heat transfer gas is provided in each of the inner portion and the outer portion of the sealed space separated by the inner annular convex portion, and the first inner annular convex portion is provided. More preferably, a heat transfer gas introducing portion for introducing a heat transfer gas is further provided in a gap between the first inner annular convex portion and the second inner annular convex portion.

また、前記内側環状凸部は、互いに近接して設けられた第１の環状壁および第２の環状壁と、これら第１の環状壁と第２の環状壁との間に形成された環状の凹部と、を有していることが好ましい。この場合、前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、前記環状の凹部内に熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けることがより好ましい。   The inner annular convex portion includes a first annular wall and a second annular wall provided close to each other, and an annular shape formed between the first annular wall and the second annular wall. And a recess. In this case, a heat transfer gas introduction portion for introducing a heat transfer gas is provided in each of an inner portion and an outer portion of the sealed space separated by the inner annular protrusion, and heat transfer is performed in the annular recess. It is more preferable to further provide a heat transfer gas introduction part for introducing the working gas.

また、前記内側環状凸部と前記周縁環状凸部との間に同心円状に複数の中間環状凸部を配備することが好ましい。この場合、前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、前記同心円状に形成された複数の中間環状凸部の間に形成される複数の間隙に、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けることが好ましい。   In addition, it is preferable that a plurality of intermediate annular projections be arranged concentrically between the inner annular projection and the peripheral annular projection. In this case, a heat transfer gas introduction portion for introducing a heat transfer gas is provided in an inner portion of the sealed space separated by the inner annular protrusion, and a plurality of intermediate annular protrusions formed concentrically. It is preferable to further provide a heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas in each of the plurality of gaps formed between the two.

さらに、前記載置台本体は、静電気力を用いて基板を吸着する静電チャックを有するものとすることができる。   Furthermore, the mounting table main body may have an electrostatic chuck that attracts the substrate using electrostatic force.

本発明の第２の観点では、基板を収容し、内部が減圧保持される処理室と、前記処理室内に設けられ、前記基板が載置され、上記いずれかの構成を有する基板載置台と、前記処理室内で基板に所定の処理を施す処理機構と、前記基板載置台と基板との間に形成された前記密閉空間に熱伝達用ガスを供給する熱伝達用ガス供給機構とを具備することを特徴とする基板処理装置を提供する。   In a second aspect of the present invention, a processing chamber that accommodates a substrate and is held in a reduced pressure inside, a substrate mounting table that is provided in the processing chamber and on which the substrate is mounted, and has any one of the above configurations, A processing mechanism for performing a predetermined process on the substrate in the processing chamber; and a heat transfer gas supply mechanism for supplying a heat transfer gas to the sealed space formed between the substrate mounting table and the substrate. A substrate processing apparatus is provided.

この場合に、前記熱伝達用ガス供給機構から供給される熱伝達用ガスの圧力を制御する制御機構をさらに有することが好ましい。   In this case, it is preferable to further include a control mechanism for controlling the pressure of the heat transfer gas supplied from the heat transfer gas supply mechanism.

本発明の第３の観点では、上記いずれかの構成の基板載置台を用いて基板の温度を制御する基板の温度制御方法であって、前記基板載置台と基板との間に形成された前記密閉空間に導入する熱伝達用ガスの圧力を制御することにより、基板の温度を制御することを特徴とする基板の温度制御方法を提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate temperature control method for controlling the temperature of a substrate using the substrate mounting table having any one of the above configurations, wherein the substrate mounting table is formed between the substrate mounting table and the substrate. There is provided a substrate temperature control method characterized by controlling the temperature of a substrate by controlling the pressure of a heat transfer gas introduced into the sealed space.

ここで、前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設け、前記密閉空間の内側部分と外側部分とを独立的に圧力制御することにより、基板の温度を制御することが好ましい。   Here, a heat transfer gas introduction portion for introducing a heat transfer gas is provided in each of an inner portion and an outer portion of the sealed space separated by the inner annular convex portion, and the inner portion and the outer portion of the sealed space are provided. It is preferable to control the temperature of the substrate by controlling the pressure independently.

この場合に、前記内側環状凸部を、第１の内側環状凸部と、該第１の内側環状凸部に近接して設けられた第２の内側環状凸部と、を有する二重構造とし、
前記第１の内側環状凸部と前記第２の内側環状凸部との間隙に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、前記間隙内の圧力を、前記密閉空間の内側部分および外側部分よりも低く制御することが好ましい。 In this case, the inner annular convex portion has a double structure having a first inner annular convex portion and a second inner annular convex portion provided close to the first inner annular convex portion. ,
A heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas is further provided in a gap between the first inner annular protrusion and the second inner annular protrusion, and the pressure in the gap It is preferable to control lower than the inner part and the outer part.

また、前記内側環状凸部を、互いに近接して設けられた第１の環状壁および第２の環状壁と、これら第１の環状壁と第２の環状壁との間に形成された環状の凹部と、を有するものとし、
前記環状の凹部内に熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、該凹部内の圧力を、前記密閉空間の内側部分および外側部分よりも低く制御することが好ましい。 Further, the inner annular convex portion includes a first annular wall and a second annular wall provided close to each other, and an annular shape formed between the first annular wall and the second annular wall. A recess, and
It is preferable to further provide a heat transfer gas introducing portion for introducing heat transfer gas into the annular recess, and to control the pressure in the recess lower than the inner portion and the outer portion of the sealed space.

さらに、前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設け、前記密閉空間の内側部分を圧力制御するとともに、
前記内側環状凸部と前記周縁環状凸部との間に同心円状に複数の中間環状凸部を配備し、該複数の中間環状凸部の間に形成される複数の間隙に、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、該複数の間隙内の圧力を、それぞれ独立して制御することにより、基板の温度を制御することが好ましい。 Furthermore, a heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas is provided in an inner part of the sealed space separated by the inner annular protrusion, and pressure control is performed on the inner part of the sealed space.
A plurality of intermediate annular projections are arranged concentrically between the inner annular projection and the peripheral annular projection, and heat transfer is performed in a plurality of gaps formed between the plurality of intermediate annular projections. It is preferable that the temperature of the substrate is controlled by further providing a heat transfer gas introducing portion for introducing a gas and independently controlling the pressures in the plurality of gaps.

また、本発明の第４の観点では、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、上記いずれかの基板の温度制御方法が行なわれるようにコンピュータに基板載置台を制御させるものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a computer storage medium storing a control program that operates on a computer,
The control program provides a computer storage medium that, when executed, causes a computer to control a substrate mounting table so that any one of the substrate temperature control methods described above is performed.

本発明によれば、載置台本体の基板載置側の基準面に、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように周縁環状凸部を形成して基板の下方部分に密閉空間を形成し、基準面における周縁環状凸部の内側部分に、基板が載置された際に基板と接触するように複数の第１突起部を設けて基板を支持し、密閉空間内にＨｅガス等の熱伝達ガスを導入して基板の温度制御を行う際に、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に、前記第１突起部と独立して、基板が載置された際に基板に接触せずに近接して複数の第２突起部を設けるので、密閉空間を熱伝達用ガスの均一性を損なわない高さに維持しつつ、第２突起部により良好な温度制御性を維持することができる。   According to the present invention, the peripheral annular protrusion is formed on the reference surface on the substrate mounting side of the mounting table main body so as to come into contact with the peripheral edge of the substrate when the substrate is mounted, and the lower portion of the substrate is hermetically sealed. A space is formed, and a plurality of first protrusions are provided on the inner side of the peripheral annular protrusion on the reference surface so as to come into contact with the substrate when the substrate is placed to support the substrate, and the He is enclosed in the sealed space. When the temperature of the substrate is controlled by introducing a heat transfer gas such as a gas, when the substrate is placed on the inner side portion of the peripheral annular convex portion on the reference surface independently of the first protrusion. Since the plurality of second protrusions are provided in close proximity to each other without contacting the substrate, better temperature controllability is achieved by the second protrusions while maintaining the sealed space at a height that does not impair the uniformity of the heat transfer gas. Can be maintained.

以下、添附図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
ここでは、本発明に係る基板載置台をプラズマ処理装置に適用した例について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るウエハ載置台が設けられたプラズマ処理装置を示す断面図、図２は本発明の一実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Here, an example in which the substrate mounting table according to the present invention is applied to a plasma processing apparatus will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus provided with a wafer mounting table according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the wafer mounting table according to an embodiment of the present invention. It is.

このプラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対向し、これらの間に形成された高周波電界により容量結合プラズマが形成される平行平板エッチング装置として構成されている。   The plasma processing apparatus 1 is configured as a parallel plate etching apparatus in which electrode plates face each other vertically and parallel, and capacitively coupled plasma is formed by a high frequency electric field formed therebetween.

このエッチング処理装置１は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる円筒形状に成形されたチャンバー２を有している。チャンバー２内の底部にはセラミックなどの絶縁部材３を介して、被処理基板である半導体ウエハ（以下単に「ウエハ」と記す）Ｗを載置する本実施形態のウエハ載置台４が設けられている。本実施形態においては、このウエハ載置台４は後述するように下部電極として機能する。   The etching processing apparatus 1 has a chamber 2 formed into a cylindrical shape made of aluminum whose surface is anodized, for example. At the bottom of the chamber 2 is provided a wafer mounting table 4 of the present embodiment on which a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) W, which is a substrate to be processed, is mounted via an insulating member 3 such as ceramic. Yes. In the present embodiment, the wafer mounting table 4 functions as a lower electrode as will be described later.

ウエハ載置台４の上方には、このウエハ載置台４と平行に対向して上部電極として機能するシャワーヘッド１０が設けられている。このシャワーヘッド１０は、ウエハ載置台４との対向面を構成するとともに多数の吐出孔１２を有する電極板１１と、この電極板１１を支持し、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる水冷構造の電極板支持体１３とによって構成されている。電極板支持体１３内にはガス拡散空間１３ａが形成されている。   Above the wafer mounting table 4, a shower head 10 that functions as an upper electrode is provided in parallel with the wafer mounting table 4. The shower head 10 constitutes a surface facing the wafer mounting table 4 and has an electrode plate 11 having a large number of discharge holes 12 and supports the electrode plate 11, and a conductive material, for example, the surface is anodized. It is comprised by the electrode plate support body 13 of the water cooling structure which consists of aluminum. A gas diffusion space 13 a is formed in the electrode plate support 13.

このシャワーヘッド１０とチャンバー２の側壁の間にはリング状に絶縁材１５が設けられている。この絶縁材１５はチャンバー２の側壁に取り付けられている。また、絶縁材１５の下端には、その周囲に沿って内側に延びる絶縁性の支持部材１６が取り付けられており、シャワーヘッド１０は、支持部材１６により支持されている。なお、シャワーヘッド１０とウエハ載置台４とは、例えば１０〜６０ｍｍ程度離間している。   An insulating material 15 is provided in a ring shape between the shower head 10 and the side wall of the chamber 2. This insulating material 15 is attached to the side wall of the chamber 2. An insulating support member 16 extending inward along the periphery of the insulating material 15 is attached to the lower end of the insulating material 15, and the shower head 10 is supported by the support member 16. The shower head 10 and the wafer mounting table 4 are separated from each other by about 10 to 60 mm, for example.

前記シャワーヘッド１０における電極板支持体１３にはガス拡散空間１３ａに至るガス導入口１８が設けられ、このガス導入口１８にはガス供給管１９の一端が接続されており、ガス供給管１９の他端は処理ガス供給源２０に接続されている。そして、処理ガス供給源２０からガス供給管１９を介してエッチングのための処理ガスがシャワーヘッド１０へ供給され、電極板支持体１３のガス拡散空間１３ａを経て吐出孔１２からウエハＷ上へ吐出されるようになっている。ガス供給管１９には、バルブ２１およびマスフローコントローラ２２が設けられている。   The electrode plate support 13 in the shower head 10 is provided with a gas introduction port 18 extending to the gas diffusion space 13 a, and one end of a gas supply pipe 19 is connected to the gas introduction port 18. The other end is connected to the processing gas supply source 20. Then, a processing gas for etching is supplied from the processing gas supply source 20 to the shower head 10 through the gas supply pipe 19, and discharged from the discharge hole 12 onto the wafer W through the gas diffusion space 13 a of the electrode plate support 13. It has come to be. The gas supply pipe 19 is provided with a valve 21 and a mass flow controller 22.

処理ガスとしては、従来用いられている種々のものを採用することができ、例えばフロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）やハイドロフロロカーボンガス（ＣｐＨｑＦｒ）のようなハロゲン元素を含有するガスを好適に用いることができる。他にＡｒ、Ｈｅ等の希ガスやＮ２ガス、Ｏ２ガス等を添加してもよい。 Various conventionally used gases can be employed as the processing gas, for example, a gas containing a halogen element such as a fluorocarbon gas (C x F y ) or a hydrofluorocarbon gas (C p H q F r ). Can be suitably used. In addition, a rare gas such as Ar or He, N 2 gas, O 2 gas, or the like may be added.

チャンバー２の底部には排気管２５が接続されており、この排気管２５には排気装置２６が接続されている。排気装置２６はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、これによりチャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、チャンバー２の側壁にはゲートバルブ２７が設けられており、このゲートバルブ２７を開にした状態でウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。   An exhaust pipe 25 is connected to the bottom of the chamber 2, and an exhaust device 26 is connected to the exhaust pipe 25. The exhaust device 26 includes a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and is configured so that the inside of the chamber 2 can be evacuated to a predetermined reduced pressure atmosphere, for example, a predetermined pressure of 1 Pa or less. Further, a gate valve 27 is provided on the side wall of the chamber 2, and the wafer W is transferred between the adjacent load lock chamber (not shown) with the gate valve 27 opened. ing.

シャワーヘッド１０には、整合器３１を介して第１の高周波電源３０が接続されており、その際の給電はシャワーヘッド１０における電極板支持体１３の上面中央部に接続された給電棒３３により行われる。また、シャワーヘッド１０にはローパスフィルター（ＬＰＦ）３５が接続されている。この第１の高周波電源３０から高周波電力が供給されることにより、ウエハＷの上部電極であるシャワーヘッド１０と下部電極であるウエハ載置台４との間に高周波電界が形成され、処理ガスのプラズマが生成される。この第１の高周波電源３０は、例えば２７ＭＨｚ以上の周波数を有しており、具体例として６０ＭＨｚが用いられる。このように比較的高い周波数を印加することによりチャンバー２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ、低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。   A first high frequency power supply 30 is connected to the shower head 10 via a matching unit 31, and power supply at that time is performed by a power supply rod 33 connected to the center of the upper surface of the electrode plate support 13 in the shower head 10. Done. Further, a low pass filter (LPF) 35 is connected to the shower head 10. When high frequency power is supplied from the first high frequency power supply 30, a high frequency electric field is formed between the shower head 10 as the upper electrode of the wafer W and the wafer mounting table 4 as the lower electrode, and plasma of the processing gas. Is generated. The first high frequency power supply 30 has a frequency of, for example, 27 MHz or more, and 60 MHz is used as a specific example. By applying a relatively high frequency in this way, a high-density plasma can be formed in a preferable dissociated state in the chamber 2, and plasma processing under low-pressure conditions becomes possible.

本実施形態に係るウエハ載置台４は、略円柱状をなしており、絶縁部材３の上に設けられた金属製の電極板４１と、電極板４１の上に設けられた静電チャック４２とを有している。静電チャック４２は電極板４１よりも小径であり、電極板４１の上端周縁部には、静電チャック４２を囲むように、環状のフォーカスリング４３が配置されている。このフォーカスリング４３は例えば絶縁材料からなっており、これによりエッチングの均一性が向上される。   The wafer mounting table 4 according to the present embodiment has a substantially cylindrical shape, and includes a metal electrode plate 41 provided on the insulating member 3 and an electrostatic chuck 42 provided on the electrode plate 41. have. The electrostatic chuck 42 has a smaller diameter than the electrode plate 41, and an annular focus ring 43 is disposed on the upper peripheral edge of the electrode plate 41 so as to surround the electrostatic chuck 42. The focus ring 43 is made of, for example, an insulating material, thereby improving etching uniformity.

電極板４１の内部には、冷媒循環路４５が設けられており、この冷媒循環路４５には、冷媒導入管４６および冷媒排出管４７が接続されている。この冷媒循環路４５には、例えばフッ素不活性液体などの冷媒が冷媒供給機構４８から冷媒導入管４６を介して供給されて循環され、その冷熱によりウエハＷが所望の温度に制御される。冷媒温度は低い方が冷却能力が高く好ましいが、低すぎると結露を起こすため、２０℃程度が好ましく、後に示すシミュレーションにおいては２０℃を用いている。   A refrigerant circulation path 45 is provided inside the electrode plate 41, and a refrigerant introduction pipe 46 and a refrigerant discharge pipe 47 are connected to the refrigerant circulation path 45. A coolant such as a fluorine inert liquid is supplied to the coolant circulation path 45 from the coolant supply mechanism 48 via the coolant introduction pipe 46 and circulated, and the wafer W is controlled to a desired temperature by the cold heat. A lower refrigerant temperature is preferable because it has a higher cooling capacity. However, if the temperature is too low, condensation occurs. Therefore, about 20 ° C. is preferable.

静電チャック４２は、ウエハＷより若干小径に形成され、絶縁材からなる本体４２ａとその中に介在された電極４２ｂとを有している。電極４２ｂには直流電源５０が接続されており、この直流電源５０から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加されることにより、静電気力、例えばクーロン力、ジョンセン・ラーベック力によってその上に載置されたウエハＷを静電吸着する。直流電源５０はスイッチ５１によりオン・オフされるようになっている。本体４２ａを構成する絶縁材としてはＡｌ２Ｏ３、Ｚｒ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４、Ｙ２Ｏ３等のセラミックスが例示される。 The electrostatic chuck 42 is formed to be slightly smaller in diameter than the wafer W, and has a main body 42a made of an insulating material and an electrode 42b interposed therein. A direct current power source 50 is connected to the electrode 42b. When a direct current voltage of, for example, 1.5 kV is applied from the direct current power source 50, the electrode 42b is placed thereon by electrostatic force, for example, Coulomb force or Johnsen Rabeck force. The wafer W is electrostatically adsorbed. The DC power supply 50 is turned on / off by a switch 51. Examples of the insulating material constituting the main body 42a include ceramics such as Al 2 O 3 , Zr 2 O 3 , Si 3 N 4 , and Y 2 O 3 .

ウエハ載置台４に載置されたウエハＷの裏面側には、熱伝達ガスであるＨｅガスを供給するための複数のガス流路５２が接続されている。ガス流路５２は絶縁部材３の上面に形成された環状凹部５３から延びており、この環状凹部５３にはガス供給配管５４を介して熱伝達ガスであるＨｅガスを供給するＨｅ供給機構５５が接続されている。そして、Ｈｅ供給機構５５からガス供給配管５４を経て一旦環状凹部５３に貯留されたＨｅガスがガス流路５２を介してウエハＷの裏面に供給され、Ｈｅガスを介して冷媒の冷熱をウエハＷに伝達してウエハＷの温度制御が行われる。   A plurality of gas flow paths 52 for supplying He gas, which is a heat transfer gas, are connected to the back side of the wafer W placed on the wafer mounting table 4. The gas flow path 52 extends from an annular recess 53 formed on the upper surface of the insulating member 3, and a He supply mechanism 55 that supplies He gas, which is a heat transfer gas, to the annular recess 53 via a gas supply pipe 54. It is connected. Then, the He gas once stored in the annular recess 53 from the He supply mechanism 55 through the gas supply pipe 54 is supplied to the back surface of the wafer W through the gas flow path 52, and the cold of the refrigerant is transferred to the wafer W through the He gas. To control the temperature of the wafer W.

ウエハ載置台４の上部を構成する静電チャック４２は、図２に示すように、ウエハ載置台本体を構成する絶縁材４２ａのウエハ載置側の表面を基準面６０とした場合に、その基準面６０の周縁部に沿って周縁環状凸部６１が形成されている。この周縁環状凸部６１はウエハＷが載置された際にウエハＷの周縁部に接触するように形成され、その際に基板の下方部分に熱伝達用のＨｅガスが充填される密閉空間６２が形成される。また、基準面６０における周縁環状凸部６１の内側部分には、ウエハＷが載置された際にウエハＷと接触してウエハＷを支持する複数の第１突起部６３が設けられている。さらに、基準面６０における周縁環状凸部６１の内側部分に、第１突起部６３と独立して、ウエハＷが載置された際にウエハＷに接触せずに近接するように複数の第２突起部６４が設けられている。密閉空間６２には、上述したガス流路５２を介して熱伝達用のＨｅガスが導入される。   As shown in FIG. 2, the electrostatic chuck 42 constituting the upper part of the wafer mounting table 4 has a reference surface 60 when the surface on the wafer mounting side of the insulating material 42a constituting the wafer mounting table main body is used as a reference surface 60. A peripheral annular convex portion 61 is formed along the peripheral portion of the surface 60. The peripheral annular protrusion 61 is formed so as to come into contact with the peripheral portion of the wafer W when the wafer W is placed, and at that time, a sealed space 62 in which a lower portion of the substrate is filled with He gas for heat transfer. Is formed. A plurality of first protrusions 63 that contact the wafer W and support the wafer W when the wafer W is placed are provided on the inner side of the peripheral annular protrusion 61 on the reference surface 60. Further, a plurality of second portions are arranged on the inner side of the peripheral annular convex portion 61 on the reference surface 60 so as to be close to each other without contacting the wafer W when the wafer W is placed, independently of the first protrusion 63. A protrusion 64 is provided. Helium for heat transfer is introduced into the sealed space 62 through the gas flow path 52 described above.

図３に第１突起部６３と第２突起部６４の配置を例示する。図３の例では、第１突起部６３および第２突起部６４は円柱状をなし、等間隔に配置された第１突起部６３の間に多数の第２突起部６４が等間隔で設けられている。   FIG. 3 illustrates the arrangement of the first protrusion 63 and the second protrusion 64. In the example of FIG. 3, the first protrusion 63 and the second protrusion 64 have a cylindrical shape, and a large number of second protrusions 64 are provided at equal intervals between the first protrusions 63 arranged at equal intervals. ing.

静電チャック４２の上面には熱電対６６が埋め込まれており、これによりウエハＷの温度を検出し、後述するようにその検出値に基づいて密閉空間６２のＨｅガス圧力が制御される。   A thermocouple 66 is embedded in the upper surface of the electrostatic chuck 42, whereby the temperature of the wafer W is detected, and the He gas pressure in the sealed space 62 is controlled based on the detected value as will be described later.

下部電極として機能するウエハ載置台４の電極板４１には、第２の高周波電源７０が接続されており、その給電線には整合器７１が介在されている。この第２の高周波電源７０の周波数は、例えば１００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲であり、具体例として２ＭＨｚが用いられる。このような範囲の周波数を印加することにより、被処理体であるウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。   A second high-frequency power source 70 is connected to the electrode plate 41 of the wafer mounting table 4 that functions as a lower electrode, and a matching unit 71 is interposed in the power supply line. The frequency of the second high frequency power supply 70 is, for example, in the range of 100 kHz to 13.56 MHz, and 2 MHz is used as a specific example. By applying a frequency in such a range, it is possible to give an appropriate ion action without damaging the wafer W that is the object to be processed.

プラズマ処理装置１の各構成部は、プロセスコントローラ８０に接続されて制御される構成となっている。具体的には、冷媒供給機構４８、Ｈｅ供給機構５５、排気装置２６、静電チャック４２のための直流電源５０のスイッチ５１、バルブ２１、マスフローコントローラ２２等が制御される。特に、Ｈｅ供給機構５５に関しては、温度センサーである熱電対６６からの検出信号に基づいてウエハＷが所望の温度になるようにプロセスコントローラ８０からＨｅ供給機構５５に制御信号が送信され、密閉空間６２内のＨｅガス圧力が制御される。なお、電極板４１にはハイパスフィルター７２が接続されている。   Each component of the plasma processing apparatus 1 is connected to and controlled by the process controller 80. Specifically, the refrigerant supply mechanism 48, the He supply mechanism 55, the exhaust device 26, the switch 51 of the DC power supply 50 for the electrostatic chuck 42, the valve 21, the mass flow controller 22, and the like are controlled. In particular, with respect to the He supply mechanism 55, a control signal is transmitted from the process controller 80 to the He supply mechanism 55 so that the wafer W reaches a desired temperature based on a detection signal from the thermocouple 66, which is a temperature sensor, and the sealed space. The He gas pressure in 62 is controlled. A high pass filter 72 is connected to the electrode plate 41.

また、プロセスコントローラ８０には、工程管理者がプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置１の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース８１が接続されている。   Further, the process controller 80 includes a user interface including a keyboard for a process manager to input commands for managing the plasma processing apparatus 1, a display for visualizing and displaying the operating status of the plasma processing apparatus 1, and the like. 81 is connected.

さらに、プロセスコントローラ８０には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理をプロセスコントローラ８０の制御にて実現するための制御プログラムや処理条件データ等が記録されたレシピが格納された記憶部８２が接続されている。   Further, the process controller 80 includes a storage unit 82 that stores a recipe in which a control program, processing condition data, and the like for realizing various processes executed by the plasma processing apparatus 1 are controlled by the process controller 80. It is connected.

そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース８１からの指示等にて任意のレシピを記憶部８２から呼び出してプロセスコントローラ８０に実行させることで、プロセスコントローラ８０の制御下で、プラズマ処理装置１での所望の処理が行われる。また、前記制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリなどに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。   Then, if desired, an arbitrary recipe is called from the storage unit 82 by an instruction from the user interface 81 and is executed by the process controller 80, so that a desired process in the plasma processing apparatus 1 is performed under the control of the process controller 80. Is performed. In addition, recipes such as the control program and processing condition data may be stored in a computer-readable storage medium such as a CD-ROM, a hard disk, a flexible disk, a flash memory, or other recipes. It is also possible to transmit the data from the device at any time via, for example, a dedicated line and use it online.

次に、以上のように構成されるプラズマエッチング装置１における処理動作について説明する。
まず、被処理基板であるウエハＷは、ゲートバルブ２７が開放された後、図示しないロードロック室からチャンバー２内へと搬入され、ウエハ載置台４の静電チャック４２上に載置される。次いで、ゲートバルブ２７が閉じられ、排気装置２６によって、チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされる。 Next, the processing operation in the plasma etching apparatus 1 configured as described above will be described.
First, after the gate valve 27 is opened, the wafer W, which is a substrate to be processed, is loaded into the chamber 2 from a load lock chamber (not shown), and is placed on the electrostatic chuck 42 of the wafer mounting table 4. Next, the gate valve 27 is closed, and the inside of the chamber 2 is evacuated to a predetermined vacuum level by the exhaust device 26.

その後、バルブ２１が開放されて、処理ガス供給源２０から処理ガスがマスフローコントローラ２２によってその流量が調整されつつ、ガス供給管１９、ガス導入口１８を通ってシャワーヘッド１０の内部のガス拡散空間１３ａへ導入され、さらに電極板１１の吐出孔１２を通って、図１の矢印に示すように、ウエハＷに対して均一に吐出され、チャンバー２内の圧力が所定の値に維持される。   Thereafter, the valve 21 is opened, and the flow rate of the processing gas from the processing gas supply source 20 is adjusted by the mass flow controller 22, and the gas diffusion space inside the shower head 10 passes through the gas supply pipe 19 and the gas inlet 18. As shown by the arrow in FIG. 1, the wafer W is introduced into the chamber 13a and is uniformly discharged onto the wafer W, and the pressure in the chamber 2 is maintained at a predetermined value.

その際に、第１の高周波電源３０から２７ＭＨｚ以上、例えば６０ＭＨｚの高周波が上部電極であるシャワーヘッド１０に印加され、これにより、上部電極としてのシャワーヘッド１０と下部電極としてのウエハ載置台４との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化し、このプラズマにより、ウエハＷに対してエッチング処理が施される。このようにしてプラズマが生成されると同時に、直流電源５０から静電チャック４２の電極４２ｂに直流電圧が印加されることによって、ウエハＷが静電チャック１１上に静電吸着される。この際に、ウエハＷが静電チャック４２の絶縁材４２ａにおける基準面に形成された周縁環状凸部６１に吸着されるとともに第１突起部６３に支持され、ウエハＷの下方に密閉空間が形成される。   At that time, a high frequency of 27 MHz or more, for example, 60 MHz, is applied from the first high frequency power supply 30 to the shower head 10 as the upper electrode, and thereby the shower head 10 as the upper electrode and the wafer mounting table 4 as the lower electrode. A high-frequency electric field is generated between the two and the processing gas is dissociated into plasma, and the wafer W is etched by this plasma. At the same time as plasma is generated in this way, a DC voltage is applied from the DC power supply 50 to the electrode 42 b of the electrostatic chuck 42, whereby the wafer W is electrostatically attracted onto the electrostatic chuck 11. At this time, the wafer W is attracted to the peripheral annular convex portion 61 formed on the reference surface of the insulating material 42 a of the electrostatic chuck 42 and supported by the first protrusion 63, and a sealed space is formed below the wafer W. Is done.

他方、第２の高周波電源７０からは、１００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚ、例えば２ＭＨｚの高周波が下部電極であるウエハ載置台４に印加される。これにより、プラズマ中のイオンがウエハ載置台４側へ引き込まれ、イオンアシストによりエッチングの異方性が高められる。   On the other hand, a high frequency of 100 kHz to 13.56 MHz, for example, 2 MHz, is applied from the second high frequency power supply 70 to the wafer mounting table 4 as the lower electrode. As a result, ions in the plasma are attracted to the wafer mounting table 4 and the etching anisotropy is enhanced by ion assist.

このように形成されたプラズマにより高精度でエッチングを行うために、ウエハＷの温度を高精度で制御する必要があり、そのためにウエハＷの下方の密閉空間６２に熱伝達用ガスであるＨｅガスを供給し、そのガス圧を所定値に制御することにより、ウエハを所望の温度に制御する。   In order to perform etching with high accuracy by the plasma formed in this way, it is necessary to control the temperature of the wafer W with high accuracy, and for that purpose, He gas which is a heat transfer gas in the sealed space 62 below the wafer W. And the gas pressure is controlled to a predetermined value to control the wafer to a desired temperature.

ここで、従来は、周縁環状凸部６１により規定された密閉空間６２内には、第１突起部材６３に相当するウエハを支持するための部材が設けられているにすぎなかった。   Here, conventionally, only a member for supporting the wafer corresponding to the first protrusion member 63 is provided in the sealed space 62 defined by the peripheral annular protrusion 61.

このような密閉空間に熱伝達用ガスとしてＨｅガスを供給した場合のガス圧と熱伝達係数との関係は図４に示すようになる。この図４は、伝宝ら（IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING, VOL.11, No.1, 1998 pp25-29）に記載された、ウエハと載置台との間の希薄なガスの熱伝達のモデリングを用い、ＤＳＣＭ（Direct Simulation Monte Carlo)法により実測データに基づいてシミュレーションして求めたものである。この図に示すように、熱伝達係数は、低圧領域では、密閉空間の高さ（距離）によらず圧力に比例して上昇していくが、高圧領域では、密閉空間の高さが高いと圧力を上げても熱伝達率が飽和する傾向にあることがわかる。すなわち、例えば密閉空間の高さが３０μｍ以上では、ガス圧力を変化させることによる熱伝達率の変化マージンが狭くなり、ウエハの温度制御可能な範囲が狭くなる傾向となる。   FIG. 4 shows the relationship between the gas pressure and the heat transfer coefficient when He gas is supplied as heat transfer gas to such a sealed space. Fig. 4 shows the modeling of the heat transfer of a lean gas between a wafer and a mounting table described in Denho et al. (IEEE TRANSACTIONS ON SEMICONDUCTOR MANUFACTURING, VOL.11, No.1, 1998 pp25-29). It is obtained by simulation based on measured data by the DSCM (Direct Simulation Monte Carlo) method. As shown in this figure, in the low pressure region, the heat transfer coefficient increases in proportion to the pressure regardless of the height (distance) of the sealed space, but in the high pressure region, the height of the sealed space is high. It can be seen that the heat transfer coefficient tends to saturate even when the pressure is increased. That is, for example, when the height of the sealed space is 30 μm or more, the change margin of the heat transfer coefficient by changing the gas pressure is narrowed, and the temperature controllable range of the wafer tends to be narrowed.

このことから、ガス圧力を変化させることによるウエハの温度制御性を良好にするには、密閉空間の高さを例えば５μｍ以下程度に狭くすればよいことが理解される。   From this, it is understood that the height of the sealed space should be narrowed to, for example, about 5 μm or less in order to improve the temperature controllability of the wafer by changing the gas pressure.

一方、空間内でのＨｅガスの均一性について、図５に示すような半径５０ｍｍで、高さを３０μｍまたは１０μｍの容器に、その中央下部の半径０．５ｍｍの供給口から１３３３ＰａのＨｅガスを充填する過程をモデルとし容器壁面温度を３００Ｋとしてシミュレーションにより計算した。その結果を図６に示す。図６は横軸に時間をとり、縦軸に容器内分子数をとって、これらの関係を示す図であるが、この図から、容器内分子数が一定になるまでに要する時間が、高さ３０μｍのときは０．６ｓｅｃであったのに対し、高さ１０μｍのときは１．５ｓｅｃであることがわかる。つまり、空間の高さが１０μｍと小さい場合には、分子移動の抵抗が大きく３０μｍの場合よりも分子の充填性が悪く、ガス分布が不均一となりやすくなり、ウエハの温度均一性や温度制御応答性が低下する。   On the other hand, with respect to the uniformity of He gas in the space, 1333 Pa of He gas was supplied from a supply port having a radius of 0.5 mm to a container having a radius of 50 mm and a height of 30 μm or 10 μm as shown in FIG. The process of filling was used as a model, and the container wall surface temperature was set to 300K, which was calculated by simulation. The result is shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the time on the horizontal axis and the number of molecules in the container on the vertical axis. From this figure, the time required for the number of molecules in the container to become constant is high. When the height is 30 μm, it is 0.6 sec. When the height is 10 μm, it is 1.5 sec. In other words, when the height of the space is as small as 10 μm, the resistance of molecular movement is large and the packing property of molecules is worse than when the space is 30 μm, and the gas distribution is likely to be non-uniform. Sex is reduced.

以上の結果から、従来のように周縁環状凸部６１により規定された密閉空間６２内に、第１突起部材６３に相当するウエハを支持するための部材が設けられているのみの場合には、Ｈｅガスを供給する密閉空間の高さを大きくすると温度制御性が悪い傾向にあり、密閉空間の高さを小さくするとガスの充填性が悪くウエハ温度の均一性が低下する傾向にあり、これらを両立させることは困難である。   From the above results, when only a member for supporting the wafer corresponding to the first protruding member 63 is provided in the sealed space 62 defined by the peripheral annular convex portion 61 as in the prior art, Increasing the height of the sealed space for supplying the He gas tends to have poor temperature controllability, and decreasing the height of the sealed space tends to deteriorate the gas filling property and reduce the uniformity of the wafer temperature. It is difficult to achieve both.

これに対し、本実施形態では、基準面６０における周縁環状凸部６１の内側部分に、ウエハＷが載置された際にウエハＷと接触して支持する複数の第１突起部６３の他に、ウエハＷに接触せずに近接して複数の第２突起部６４を独立して設け、この第２突起部６４により実効的な熱伝達が行われるようにしたので、熱伝達の面からは密閉空間６２の高さが小さくなるのと同等の状態となり、ガス圧力を変化させることによる熱伝達率の変化マージンを大きくしてウエハＷの温度制御性を良好にすることができる一方、周縁環状凸部６１および第１突起部６３により実際の密閉空間６２の高さを十分に確保することにより、密閉空間６２内のガス分布を均一としてウエハ温度の均一性を確保することができる。   On the other hand, in this embodiment, in addition to the plurality of first protrusions 63 that are in contact with and support the wafer W when the wafer W is placed on the inner portion of the peripheral annular protrusion 61 on the reference surface 60. Since the plurality of second protrusions 64 are independently provided close to each other without contacting the wafer W, and effective heat transfer is performed by the second protrusions 64, from the aspect of heat transfer, While the height of the sealed space 62 is reduced, the heat transfer coefficient change margin can be increased by changing the gas pressure to improve the temperature controllability of the wafer W. By sufficiently ensuring the actual height of the sealed space 62 by the convex portions 61 and the first protrusions 63, the gas distribution in the sealed space 62 can be made uniform and the uniformity of the wafer temperature can be secured.

本実施形態のように、プラズマ処理（プラズマエッチング）中のウエハＷを熱伝達ガスであるＨｅガスを使用して温度制御する場合、静電チャックの吸着力の点からＨｅガスの圧力が０〜６６５０Ｐａ程度の範囲を使用することができる。そして、プラズマ処理の制御性の観点から前記Ｈｅガス圧力の範囲で、ウエハ温度を約５０〜２００℃の範囲で制御できることが望まれる。この場合に、第１突起部６３がウエハＷに固体接触しているため、第１突起部６３を介しての熱伝達がＨｅガスを介しての熱伝達よりも多くなる。したがって、第１突起部６３のウエハＷへの接触面積が多すぎると、２００℃を確保することが困難となる。そこで、第１突起部６３の全体の接触面積比率（基準面６０における周縁環状凸部６１内側の面積に対する比率に相当）を変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を求めた。その結果を図７に示す。図７は、第２突起部６４を設けず、第１突起部６３として直径０．５ｍｍ、高さ３０μｍの円柱状のものを均等配置し、載置台径３００ｍｍ、ウエハ径３００ｍｍ、入熱２４００Ｗの条件で、上述した伝宝らの手法に基づいてシミュレーションして求めたものである。図７から、最高温度が約２００℃まで制御するためには、第１突起部６３の接触面積比率を２〜５％程度に設定する必要があることがわかる。ただし、最高温度がそれより低い温度でよければ、それに応じて接触面積比率を大きくすることができ、例えば最高温度が８０℃程度でよい場合には、面積比率を２５％程度の大きい値に設定してもよい。   When the temperature of the wafer W during plasma processing (plasma etching) is controlled using He gas, which is a heat transfer gas, as in this embodiment, the pressure of the He gas is 0 to 0 from the viewpoint of the adsorption force of the electrostatic chuck. A range on the order of 6650 Pa can be used. From the viewpoint of controllability of the plasma processing, it is desired that the wafer temperature can be controlled in the range of about 50 to 200 ° C. within the range of the He gas pressure. In this case, since the first protrusion 63 is in solid contact with the wafer W, the heat transfer through the first protrusion 63 is greater than the heat transfer through the He gas. Therefore, if the contact area of the first protrusion 63 with the wafer W is too large, it is difficult to ensure 200 ° C. Therefore, the relationship between the He gas pressure and the wafer temperature when the overall contact area ratio of the first protrusion 63 (corresponding to the ratio of the reference surface 60 to the area inside the peripheral annular protrusion 61) was changed was obtained. The result is shown in FIG. In FIG. 7, the second protrusions 64 are not provided, and the first protrusions 63 are uniformly arranged in a cylindrical shape having a diameter of 0.5 mm and a height of 30 μm. Under the condition, it is obtained by simulation based on the method of Denho et al. From FIG. 7, it can be seen that in order to control the maximum temperature to about 200 ° C., it is necessary to set the contact area ratio of the first protrusion 63 to about 2 to 5%. However, if the maximum temperature is lower than that, the contact area ratio can be increased accordingly. For example, when the maximum temperature may be about 80 ° C., the area ratio is set to a large value of about 25%. May be.

第１突起部６３の接触面積の下限は、温度制御の観点からは設ける必要はないが、第１突起部６３の直径が０．５ｍｍで、均等配置されているとしたときに、圧力１６６３０Ｐａにおいて、最大たわみ量が３μｍで全ての第１突起部６３に均等圧力で接触すれば十分であることから、高さ製作精度が±２．５μｍを考慮して、このような条件を満たす第１突起部６３の間隔を計算すると２１．２ｍｍとなり、その値から接触面積０．０４％が求められるから、第１突起部６３の接触面積は０．０４％が好ましい。   The lower limit of the contact area of the first protrusion 63 is not necessary from the viewpoint of temperature control, but when the first protrusion 63 has a diameter of 0.5 mm and is evenly arranged, the pressure is 16630 Pa. Since the maximum deflection amount is 3 μm and it is sufficient to contact all the first protrusions 63 with equal pressure, the first protrusions satisfying such conditions are considered in consideration of the height manufacturing accuracy of ± 2.5 μm. The distance between the portions 63 is calculated to be 21.2 mm, and the contact area of 0.04% is obtained from this value. Therefore, the contact area of the first protrusion 63 is preferably 0.04%.

この場合に、第１突起部６３は、基準面６０における周縁環状凸部６１の内側部分全面に均一に設けられていることが好ましい。   In this case, it is preferable that the first protrusion 63 is provided uniformly over the entire inner portion of the peripheral annular protrusion 61 on the reference surface 60.

ウエハ温度を下げるためには、Ｈｅガスの圧力を上昇させる必要があり、６６５０Ｐａで最低温度である約５０℃を得るためには、密閉空間６２の高さ、すなわち第１突起部６３の高さを適当な値に設定する必要がある。そこで、第１突起部の高さを変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を求めた。その結果を図８に示す。図８は、図７と同様の条件、手法でシミュレーションして求めたものである。図８から第１突起部６３の高さ（つまり密閉空間６２の高さ）が５０μｍ以上となると圧力が６６５０Ｐａ程度で５０℃近傍まで低下し難く、５０℃付近で精度良く温度制御を行うことが困難であることがわかる。第１突起部６３の高さが５μｍ以下では、上述したようにＨｅガスの均一充填性が劣り、ウエハ温度均一性、温度制御応答性に劣るため、第１突起部６３の高さは略３０μｍが適当であると考えられる。   In order to lower the wafer temperature, it is necessary to increase the pressure of the He gas. In order to obtain a minimum temperature of about 50 ° C. at 6650 Pa, the height of the sealed space 62, that is, the height of the first protrusion 63. Must be set to an appropriate value. Therefore, the relationship between the He gas pressure and the wafer temperature when the height of the first protrusion was changed was obtained. The result is shown in FIG. FIG. 8 is obtained by simulation under the same conditions and method as in FIG. From FIG. 8, when the height of the first protrusion 63 (that is, the height of the sealed space 62) is 50 μm or more, the pressure is hardly lowered to around 50 ° C. at about 6650 Pa, and temperature control can be performed accurately around 50 ° C. It turns out to be difficult. When the height of the first protrusion 63 is 5 μm or less, as described above, the uniform filling of He gas is inferior, the wafer temperature uniformity and the temperature control responsiveness are inferior, and therefore the height of the first protrusion 63 is approximately 30 μm. Is considered appropriate.

第２突起部６４とウエハＷとの間の距離は、Ｈｅガスの熱伝達性に影響を及ぼすので適当な値に設定することが好ましい。そこで、第２突起部６４とウエハＷとの間の距離を変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を求めた。その結果を図９に示す。図９は、図７と同様の条件、手法でシミュレーションして求めたものである。図９から、第２突起部６４とウエハＷとの間の距離が略５μｍ以下とすることにより、熱伝達性がより良好となって、圧力が６６５０Ｐａ程度で５０℃近傍まで低下させることが可能であることがわかる。したがって、第２突起部６４とウエハＷとの間の距離は略５μｍ以下が好ましい。   The distance between the second protrusion 64 and the wafer W affects the heat transfer performance of the He gas, and is preferably set to an appropriate value. Therefore, the relationship between the He gas pressure and the wafer temperature when the distance between the second protrusion 64 and the wafer W was changed was obtained. The result is shown in FIG. FIG. 9 is obtained by simulation under the same conditions and method as in FIG. From FIG. 9, when the distance between the second protrusion 64 and the wafer W is about 5 μm or less, the heat transfer is improved, and the pressure can be reduced to around 50 ° C. at about 6650 Pa. It can be seen that it is. Therefore, the distance between the second protrusion 64 and the wafer W is preferably about 5 μm or less.

プラズマ処理中においては、ウエハ温度を速やかに変更する必要があるが、第１突起部６３の高さを略３０μｍに設定し、第２突起部６４とウエハＷとの間の距離を略５μｍ以下に設定することにより、第１突起部６３および第２突起部６４の周囲の空間のＨｅガス圧力変化の応答性を高いものとすることができる。   During the plasma processing, it is necessary to change the wafer temperature quickly. However, the height of the first protrusion 63 is set to about 30 μm, and the distance between the second protrusion 64 and the wafer W is about 5 μm or less. By setting to, the responsiveness of the change in He gas pressure in the space around the first protrusion 63 and the second protrusion 64 can be increased.

また、第１突起部６３および第２突起部６４の周囲の空間のＨｅガス圧力変化の応答性の観点から、第１突起部６３のウエハＷとの接触面積および第２突起部６４のウエハＷとの対向面の面積は、いずれも略０．８ｍｍ２以下（あるいはその径がウエハの厚さ以下）であることが好ましい。この範囲であれば、上記Ｈｅガス圧力変化の応答遅延は生じ難い。なお、第１および第２突起部６３，６４に対応するウエハ部分においては、横方向の熱伝達距離と厚さ方向の熱伝達距離とがほぼ同じになるので、温度制御の定常状態においても温度ムラが生じ難くなる。 Further, from the viewpoint of the responsiveness of He gas pressure change in the space around the first protrusion 63 and the second protrusion 64, the contact area of the first protrusion 63 with the wafer W and the wafer W of the second protrusion 64. It is preferable that the area of the opposite surface is approximately 0.8 mm 2 or less (or its diameter is equal to or less than the thickness of the wafer). If it is this range, the response delay of the said He gas pressure change hardly arises. In the wafer portions corresponding to the first and second protrusions 63 and 64, the heat transfer distance in the lateral direction and the heat transfer distance in the thickness direction are almost the same. Unevenness is less likely to occur.

第２突起部６４は上述のように熱伝達性を調整する機能を有することから、第２突起部６４を局部的に設置することにより、Ｈｅガスによるその部分の温度制御性を高めること、つまりその部分の温度をより低下させることができる。例えば、ウエハＷにプラズマ処理を施すと、ウエハＷの周縁部のほうが中心部よりも温度が高くなるので、ウエハＷの周縁部に対応する部分のみに第２突起部６４を設ける、またはその部分の第２突起部６４の配置密度を他の部分よりも高くすることにより、ウエハＷの周縁部の温度を低下させることができる。このように、ウエハＷの温度分布に応じて第２突起部６４を形成することにより、ウエハ温度の均一性をより高めることができる。   Since the second protrusion 64 has the function of adjusting the heat transfer property as described above, by locally installing the second protrusion 64, the temperature controllability of the portion by the He gas can be improved. The temperature of the part can be further reduced. For example, when plasma processing is performed on the wafer W, the temperature of the peripheral portion of the wafer W becomes higher than that of the central portion, so the second protrusion 64 is provided only in the portion corresponding to the peripheral portion of the wafer W, or that portion. By making the arrangement density of the second protrusions 64 higher than other portions, the temperature of the peripheral edge of the wafer W can be lowered. Thus, by forming the second protrusions 64 according to the temperature distribution of the wafer W, the uniformity of the wafer temperature can be further improved.

第２突起部６４の面積比率は、ウエハ温度制御性に直接影響を及ぼす。図１０は、第１突起部の面積比率を変化させた場合における、第２突起部の面積比率とウエハ温度との関係を示す図であり、図１１は同様の場合における第２突起部の面積比率とウエハ温度差との関係を示す図である。これらの図は、第１突起部６３の高さ３０μｍ、第２突起部６４とウエハＷとの間の距離を５μｍとして、図７と同様にシミュレーションして求めたものである。図１０に示すように、第１突起部６３の面積比率が小さいほどウエハ温度が高くなる傾向にあるが、図１１に示すように、ウエハ温度差、つまり第２突起部６４の存在による温度制御性も面積比率が小さいほど良好になる。そして、第１突起部６３の面積比率が好ましい範囲である２〜５％において、第２突起部６４の面積比率が１５％程度で温度差が−０．６〜−０．７℃程度と比較的高い温度制御性が得られる。したがって、第２突起部６４の面積比率は略１５％以上が好ましい。また、２０％程度で温度差が−０．８〜−１．０℃程度となるので略２０％以上がより好ましい。第２突起部６４の面積比率は高ければ高いほど温度制御性が上昇するが、同一の大きさおよび形状で均一に配置する場合には、加工性等の観点から２５％が事実上の上限となる。ただし、第２突起部６４を不均一配置したり、加工を工夫することによって、面積比率をさらに上昇させることができる。   The area ratio of the second protrusions 64 directly affects the wafer temperature controllability. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the area ratio of the second protrusion and the wafer temperature when the area ratio of the first protrusion is changed, and FIG. 11 is the area of the second protrusion in the same case. It is a figure which shows the relationship between a ratio and a wafer temperature difference. These figures are obtained by simulation in the same manner as in FIG. 7, assuming that the height of the first protrusion 63 is 30 μm and the distance between the second protrusion 64 and the wafer W is 5 μm. As shown in FIG. 10, the wafer temperature tends to increase as the area ratio of the first protrusion 63 decreases. However, as shown in FIG. 11, temperature control due to the difference in wafer temperature, that is, the presence of the second protrusion 64. The smaller the area ratio, the better. And in the 2-5% which is a preferable area ratio of the 1st projection part 63, the area ratio of the 2nd projection part 64 is about 15%, and a temperature difference is compared with about -0.6--0.7 degreeC. High temperature controllability can be obtained. Therefore, the area ratio of the second protrusion 64 is preferably about 15% or more. Moreover, since a temperature difference is about -0.8 to -1.0 degreeC at about 20%, about 20% or more is more preferable. The higher the area ratio of the second protrusions 64, the higher the temperature controllability. However, in the case of uniform arrangement with the same size and shape, 25% is the practical upper limit from the viewpoint of workability and the like. Become. However, the area ratio can be further increased by unevenly arranging the second protrusions 64 or by devising processing.

なお、第１突起部６３および第２突起部６４は、加工性や温度制御性等の観点から円柱形状であることが好ましく、その直径が略１ｍｍ以下であることが好ましい。   In addition, it is preferable that the 1st projection part 63 and the 2nd projection part 64 are cylindrical shape from viewpoints, such as workability and temperature controllability, and it is preferable that the diameter is about 1 mm or less.

次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の他の実施形態に係るウエハ載置台の要部を拡大して示す断面図であり、図１３はその水平断面図である。本実施形態においては、基準面６０における周縁環状凸部６１の内側に、ウエハＷが載置された際にウエハＷと接触して密閉空間６２を内側部分６２ａと外側部分６２ｂに分離する内側環状凸部６７が設けられている。そして、内側部分６２ａおよび外側部分６２ｂには、それぞれガス流路５２ａ，５２ｂが接続されており、内側部分６２ａおよび外側部分６２ｂのＨｅガス圧力を独立して制御可能となっている。なお、図１３は、周縁環状凸部６１と内側環状凸部６７の配置関係を説明するためのものであり、他の部材は省略している。 Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a wafer mounting table according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a horizontal cross-sectional view thereof. In the present embodiment, an inner annular shape that contacts the wafer W and separates the sealed space 62 into an inner portion 62a and an outer portion 62b when the wafer W is placed inside the peripheral annular protrusion 61 on the reference surface 60. A convex portion 67 is provided. Gas flow paths 52a and 52b are connected to the inner portion 62a and the outer portion 62b, respectively, so that the He gas pressure in the inner portion 62a and the outer portion 62b can be controlled independently. In addition, FIG. 13 is for demonstrating the arrangement | positioning relationship of the peripheral annular convex part 61 and the inner side annular convex part 67, and the other member is abbreviate | omitted.

このように、密閉空間６２を内側部分６２ａと外側部分６２ｂに分離し、これらのＨｅガス圧力を独立して制御することにより、プラズマ処理の際に温度が上昇しやすいウエハＷの周縁部と、それ以外の部分とを別個に温度制御して、ウエハ温度の均一性をより高めることができる。具体的には、外側部分６２ｂの圧力を相対的に高め、熱伝達性を良好にしてウエハＷの周縁部分がより冷却されるようにすることにより、ウエハ温度の均一性を高めることができる。なお、図１２における基本的構成は、図２に示す実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。   Thus, by separating the sealed space 62 into the inner portion 62a and the outer portion 62b and independently controlling these He gas pressures, the peripheral portion of the wafer W that is likely to rise in temperature during plasma processing, The temperature of the other parts can be controlled separately to further increase the uniformity of the wafer temperature. Specifically, the uniformity of the wafer temperature can be improved by relatively increasing the pressure of the outer portion 62b to improve the heat transfer and further cooling the peripheral portion of the wafer W. Note that the basic configuration in FIG. 12 is the same as that of the embodiment shown in FIG.

図１４および図１５は、図１２の実施形態に係るウエハ載置台の変形例を示すものである。図１４は、この実施形態に係るウエハ載置台の要部を拡大して示す断面図であり、図１５はその水平断面図である。本実施形態では、密閉空間６２を内側部分６２ａと外側部分６２ｂとに分離するための内側環状凸部６７を二重構造にし、その間に形成される第３の密閉空間（間隙部６２ｃ）にガスを導入できるようにした。   14 and 15 show a modification of the wafer mounting table according to the embodiment of FIG. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the wafer mounting table according to this embodiment, and FIG. 15 is a horizontal cross-sectional view thereof. In the present embodiment, the inner annular convex portion 67 for separating the sealed space 62 into the inner portion 62a and the outer portion 62b has a double structure, and gas is supplied to the third sealed space (gap portion 62c) formed therebetween. Can be introduced.

内側環状凸部６７は、第１の内側環状凸部６７ａと、その外側に近接して設けられた第２の内側環状凸部６７ｂとにより構成され、これらはともにウエハＷが載置された際にウエハＷに接触する高さで設けられている。そして、これら第１の内側環状凸部６７ａと第２の内側環状凸部６７ｂとの間に形成される間隙部６２ｃに、ガス流路５２ｃを接続する構成とした。これにより、内側部分６２ａ、外側部分６２ｂおよび間隙部６２ｃは、それぞれガス流路５２ａ，５２ｂ，５２ｃによってＨｅガスが導入されるとともに、ガス圧力を独立して制御可能になっている。なお、図１５では、周縁環状凸部６１と内側環状凸部６７（６７ａ，６７ｂ）の配置関係を説明するためのものであり、他の部材は省略している。   The inner annular convex portion 67 is constituted by a first inner annular convex portion 67a and a second inner annular convex portion 67b provided in the vicinity of the first inner annular convex portion 67a. Is provided at a height that contacts the wafer W. The gas flow path 52c is connected to a gap 62c formed between the first inner annular protrusion 67a and the second inner annular protrusion 67b. Thereby, the He gas is introduced into the inner portion 62a, the outer portion 62b, and the gap portion 62c through the gas flow paths 52a, 52b, and 52c, respectively, and the gas pressure can be controlled independently. In addition, in FIG. 15, it is for demonstrating arrangement | positioning relationship of the peripheral annular convex part 61 and the inner side annular convex part 67 (67a, 67b), and other members are abbreviate | omitted.

間隙部６２ｃのガス圧力は、内側部分６２ａ、外側部分６２ｂよりも低くすることが好ましい。通常、静電チャック４２の径は、直接プラズマの影響を受けないように、ウエハＷの径に比較して小さく設計される。従って、ウエハＷは、その周端が、図示のように静電チャック４２よりも横方向に突出した状態で載置される。このため、ウエハＷの周縁部は、中央部に比べて温度が上昇しやすい。そのため、前記のとおり図１２の実施形態では、内側環状凸部６７を設けて密閉空間６２を内側部分６２ａと外側部分６２ｂに分離し、かつ、それぞれにガス流路５２ａ，５２ｂを通じて独立してガス導入を行い、ウエハＷの周縁部に対応する外側部分６２ｂの圧力を、ウエハＷの中央部に対応する内側部分６２ａの圧力よりも高くすることによって、冷却効率を高め、ウエハ面内での温度の均一化を図っている。   The gas pressure in the gap 62c is preferably lower than that of the inner portion 62a and the outer portion 62b. Usually, the diameter of the electrostatic chuck 42 is designed to be smaller than the diameter of the wafer W so as not to be directly affected by plasma. Therefore, the wafer W is placed in a state where the peripheral edge protrudes in the lateral direction from the electrostatic chuck 42 as shown in the drawing. For this reason, the temperature of the peripheral portion of the wafer W is likely to rise compared to the central portion. Therefore, as described above, in the embodiment of FIG. 12, the inner annular protrusion 67 is provided to separate the sealed space 62 into the inner portion 62a and the outer portion 62b, and the gas is independently passed through the gas flow paths 52a and 52b. The cooling efficiency is increased by introducing and making the pressure of the outer portion 62b corresponding to the peripheral portion of the wafer W higher than the pressure of the inner portion 62a corresponding to the central portion of the wafer W, thereby increasing the temperature within the wafer surface. To equalize.

しかし、図１２の実施形態では、内側環状凸部６７の頂部を超えてガス圧力の高い外側部分６２ｂから内側部分６２ａへガスが漏れ込む場合がある。内側環状凸部６７を超えて外側部分６２ｂから内側部分６２ａガスが侵入すると、内側部分６２ａのガス圧力が変動して圧力が不安定になり、ウエハＷの面内温度を均一に制御することが困難になるおそれがある。そこで、本実施形態では、内側環状凸部６７を二重に設け、間に間隙部６２ｃを設けるとともに、間隙部６２ｃのガス圧力を、その両側の内側部分６２ａおよび外側部分６２ｂよりも低くした。このようにすれば、相対的にガス圧力の高い外側部分６２ｂから第２の内側環状凸部６７ｂを超えてガスが漏れだしても、ガス圧力の低い間隙部６２ｃへ流れ込み、そこが緩衝空間をして機能するので、内側部分６２ａの圧力変動を防止できる。
このように、内側環状凸部６７を二重にして、それらの間に間隙部６２ｃを形成することによって、内側部分６２ａと外側部分６２ｂの相互のガス圧力の影響を緩和することができる。 However, in the embodiment of FIG. 12, the gas may leak from the outer portion 62b having a high gas pressure to the inner portion 62a beyond the top of the inner annular convex portion 67. If the inner portion 62a gas enters from the outer portion 62b beyond the inner annular protrusion 67, the gas pressure in the inner portion 62a fluctuates and the pressure becomes unstable, and the in-plane temperature of the wafer W can be uniformly controlled. May be difficult. Therefore, in the present embodiment, the inner annular convex portion 67 is provided twice, the gap portion 62c is provided therebetween, and the gas pressure in the gap portion 62c is made lower than the inner portion 62a and the outer portion 62b on both sides thereof. In this way, even if the gas leaks from the outer portion 62b having a relatively high gas pressure beyond the second inner annular convex portion 67b, it flows into the gap portion 62c having a low gas pressure, and the buffer space is thereby formed. Therefore, the pressure fluctuation of the inner part 62a can be prevented.
Thus, by making the inner annular convex portion 67 double and forming the gap portion 62c therebetween, the influence of the gas pressure between the inner portion 62a and the outer portion 62b can be reduced.

図１４および図１５では、第１の内側環状凸部６７ａおよび第２の内側環状凸部６７ｂの厚みと、間隙部６２ｃの幅を変えて表現しているが、これらの厚みと幅は、同じでも異なっていてもよく、内側部分６２ａ、外側部分６２ｂおよび間隙部６２ｃのガス圧力などに応じて適宜設定可能であり、例えば第１の内側環状凸部６７ａおよび第２の内側環状凸部６７ｂの厚みは共に２ｍｍとし、間隙部６２ｃの幅は、１ｍｍに設定することができる。なお、図１４における基本的構成は、図２に示す実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。   14 and 15, the thickness of the first inner annular convex portion 67a and the second inner annular convex portion 67b and the width of the gap 62c are changed, and these thicknesses and widths are the same. However, they may be different, and can be set as appropriate according to the gas pressures of the inner portion 62a, the outer portion 62b, and the gap portion 62c. For example, the first inner annular protrusion 67a and the second inner annular protrusion 67b Both thicknesses can be set to 2 mm, and the width of the gap 62c can be set to 1 mm. The basic configuration in FIG. 14 is the same as that of the embodiment shown in FIG.

図１６は、図１２の実施形態に係るウエハ載置台の別の変形例を示しており、ウエハ載置台の要部を拡大して示す断面図である。本実施形態では、上面に溝を刻設した内側環状凸部６８を配備した。
すなわち、内側環状凸部６８は、ウエハＷが載置された際にウエハＷに接触する高さで環状に突設された内周壁６８ａおよび外周壁６８ｂと、その間に形成された凹部である溝６８ｃを有しており、溝６８ｃの底には、ガス流路５２ｄが接続されている。本実施形態では、溝６８ｃ内のガス圧力を、内側部分６２ａや外側部分６２ｂよりも低く設定することにより、図１４および図１５に示す実施形態について説明した機構と同様に、内側部分６２ａと外側部分６２ｂの相互のガス圧力の影響を緩和することができる。 FIG. 16 shows another modification of the wafer mounting table according to the embodiment of FIG. 12, and is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the wafer mounting table. In the present embodiment, the inner annular protrusion 68 having a groove formed on the upper surface is provided.
That is, the inner annular convex portion 68 includes an inner peripheral wall 68a and an outer peripheral wall 68b that project annularly at a height that contacts the wafer W when the wafer W is placed, and a groove that is a concave portion formed therebetween. 68c, and a gas flow path 52d is connected to the bottom of the groove 68c. In the present embodiment, by setting the gas pressure in the groove 68c to be lower than that of the inner portion 62a and the outer portion 62b, the inner portion 62a and the outer portion are similar to the mechanism described in the embodiment shown in FIGS. The influence of the mutual gas pressure of the part 62b can be relieved.

本実施形態においても、内側環状凸部６８の内周壁６８ａおよび外周壁６８ｂの厚みと、溝６８ｃの幅は、同じでも異なっていてもよく、適宜設定可能である。なお、図１６における基本的構成は、図２に示す実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。   Also in this embodiment, the thickness of the inner peripheral wall 68a and the outer peripheral wall 68b of the inner annular convex portion 68 and the width of the groove 68c may be the same or different, and can be set as appropriate. Since the basic configuration in FIG. 16 is the same as that of the embodiment shown in FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図１７および図１８は、ウエハ載置台のさらに別の変形例を示すものである。図１７は、この実施形態に係るウエハ載置台の要部を拡大して示す断面図であり、図１８はその水平断面図である。本実施形態では、周縁環状凸部６１と内側環状凸部６７の間に、ウエハＷが載置された際にウエハＷに接触する高さで複数の中間環状凸部６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄを同心円状に設け、その間に形成される複数（本例では５つ）の間隙部６２ｄ，６２ｅ，６２ｆ，６２ｇ，６２ｈにＨｅガスを導入するガス流路５２ｅをそれぞれ接続し、ガス圧力を独立して制御可能にした。このような構成によって、間隙部６２ｈのガス圧力を高く設定した場合は、隣接する間隙部６２ｇのガス圧力は低く設定するというように、間隙部６２ｄ〜６２ｈのガス圧力が交互に高、低、高、低・・・となるように設定できる。なお、図１８では、周縁環状凸部６１と内側環状凸部６７および中間環状凸部６９ａ〜６９ｄの配置関係を説明するためのものであり、他の部材は省略している。   17 and 18 show still another modified example of the wafer mounting table. FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the wafer mounting table according to this embodiment, and FIG. 18 is a horizontal cross-sectional view thereof. In the present embodiment, a plurality of intermediate annular protrusions 69a, 69b, 69c, and 69d are arranged at a height that contacts the wafer W when the wafer W is placed between the peripheral annular protrusion 61 and the inner annular protrusion 67. Are connected concentrically, and a gas flow path 52e for introducing He gas is connected to a plurality (five in this example) of gaps 62d, 62e, 62f, 62g, and 62h formed therebetween, and the gas pressure is independent. And made it controllable. With such a configuration, when the gas pressure in the gap 62h is set high, the gas pressure in the gaps 62d to 62h is alternately set high and low so that the gas pressure in the adjacent gap 62g is set low. It can be set to be high, low. Note that FIG. 18 is for explaining the positional relationship between the peripheral annular convex portion 61, the inner annular convex portion 67, and the intermediate annular convex portions 69a to 69d, and other members are omitted.

前記のとおり、ウエハＷの周縁部は温度が上昇しやすいため、例えば図１２に示す実施形態では、内側環状凸部６７と周縁環状凸部６１との間の外側部分６２ｂのガス圧力を内側部分６２ａに比べて相対的に高く設定し、熱伝達性を良好にしてＨｅガスによる冷却効率を高めている。しかし、ウエハＷ自体の熱伝導率は比較的大きいので、周縁部のみを冷却しても、隣接する内側の領域に冷熱が伝達していく。このようなウエハＷ自体の熱伝導率を考慮に入れると、より細かなガス圧力の制御を行なうことが、ウエハＷの面内の温度の均一性を高める上で好ましいと考えられる。   As described above, since the temperature of the peripheral portion of the wafer W is likely to rise, for example, in the embodiment shown in FIG. 12, the gas pressure of the outer portion 62b between the inner annular convex portion 67 and the peripheral annular convex portion 61 is set to the inner portion. It is set relatively high compared to 62a to improve heat transfer efficiency and improve the cooling efficiency by He gas. However, since the thermal conductivity of the wafer W itself is relatively large, even if only the peripheral portion is cooled, cold heat is transmitted to the adjacent inner region. Considering the thermal conductivity of the wafer W itself, it is considered preferable to control the gas pressure more finely in order to improve the uniformity of the temperature in the surface of the wafer W.

本実施形態では、上記構成により、例えば図１９に示すように、ガス圧力が最も高く設定され、強く冷却される間隙部６２ｈに隣接した間隙部６２ｇでは、ウエハＷの熱伝導を考慮してガス圧力を相対的に低めに設定して冷却を弱め、過度に冷却されないようにし、さらにその内側の間隙部６２ｆでは、間隙部６２ｇよりもガス圧力を高く設定して冷却を少し強める、というようにガス圧力を細かく変化させて冷却精度を高めることができる。これにより、Ｈｅガスによる精密な温度制御が可能になり、ウエハＷにおける面内の温度分布を高精度で制御し、均一化を図ることが可能になる。   In the present embodiment, with the above configuration, for example, as shown in FIG. 19, in the gap 62g adjacent to the gap 62h where the gas pressure is set to the highest and strongly cooled, the heat conduction of the wafer W is taken into consideration. The pressure is set relatively low to weaken the cooling so that it is not excessively cooled, and the gas pressure at the inner gap 62f is set higher than the gap 62g to slightly increase the cooling. It is possible to increase the cooling accuracy by finely changing the gas pressure. As a result, precise temperature control with He gas becomes possible, and the in-plane temperature distribution on the wafer W can be controlled with high accuracy and uniform.

図１７と同様の構成を有するウエハ載置台を用いてウエハＷを加熱した場合のウエハ面内の温度分布を測定した結果を図２０に示した。図２０の横軸は、φ３００ｍｍのウエハＷの中心を０とした場合の距離（半径）を示している。通常、同サイズのウエハＷでは、面内温度に±５℃程度の差が生じるが、図２０では、ウエハＷの周縁部近傍のおよそ１２０ｍｍ〜１５０ｍｍの距離でも、温度の分布（ばらつき）は±１℃以内に抑制されていることが理解される。従って、本実施形態のウエハ載置台を用いることにより、極めて高い精度でウエハ面内温度を均一化できることが確認された。   FIG. 20 shows the result of measuring the temperature distribution in the wafer surface when the wafer W is heated using a wafer mounting table having the same configuration as that of FIG. The horizontal axis in FIG. 20 indicates the distance (radius) when the center of the wafer W having a diameter of 300 mm is assumed to be zero. Normally, a difference of about ± 5 ° C. occurs in the in-plane temperature in the wafer W of the same size, but in FIG. 20, the temperature distribution (variation) is ± even at a distance of about 120 mm to 150 mm near the periphery of the wafer W. It is understood that it is suppressed within 1 ° C. Therefore, it was confirmed that the wafer surface temperature can be made uniform with extremely high accuracy by using the wafer mounting table of the present embodiment.

図１７〜図１９では、内側環状凸部６７および周縁環状凸部６１の厚みと、中間環状凸部６９ａ〜６９ｄの厚みと、間隙部６２ｄ〜６２ｈの幅をそれぞれ変えて表現しているが、これらの厚みと幅は、同じでも異なっていてもよく、適宜設定可能である。また、中間環状凸部と間隙部の数も適宜設定できる。なお、図１７および図１９における基本的構成は、図２に示す実施形態と同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。   17 to 19, the thickness of the inner annular convex portion 67 and the peripheral annular convex portion 61, the thickness of the intermediate annular convex portions 69a to 69d, and the width of the gap portions 62d to 62h are respectively changed. These thicknesses and widths may be the same or different, and can be set as appropriate. Further, the number of intermediate annular protrusions and gaps can be set as appropriate. 17 and 19 are the same as those in the embodiment shown in FIG. 2, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく本発明の思想の範囲内で種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、静電チャック付きのウエハ載置台を対象にしたが、静電チャックは必須なものではない。また、上部電極および下部電極に高周波電力を印加するタイプの平行平板型プラズマエッチング装置を示したが、高周波電力の印加方式はこれに限るものではなく、また、平行平板型に限らず、例えば誘導結合型プラズマ処理装置等、他の方式のプラズマ装置であってもよいし、エッチング処理に限らず、アッシングやＣＶＤ等、他の処理であってもよい。さらには、処理容器内を減圧にする処理であれば、プラズマ処理以外であってもよい。さらに、熱伝達ガスとしてＨｅガスを用いた例を示したが、Ａｒガス、ＨｅガスとＡｒガスとの混合ガス等、他のガスを用いてもよい。さらにまた、被処理基板は半導体ウエハに限るものではなく、フラットパネルディスプレイ基板等、他の基板であってもよい。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified within the scope of the idea of the present invention. For example, in the above embodiment, the wafer mounting table with an electrostatic chuck is targeted, but the electrostatic chuck is not essential. Further, although a parallel plate type plasma etching apparatus of a type that applies high frequency power to the upper electrode and the lower electrode has been shown, the application method of the high frequency power is not limited to this, and is not limited to the parallel plate type. Other types of plasma apparatuses such as a coupled plasma processing apparatus may be used, and other processes such as ashing and CVD are not limited to etching processes. Furthermore, as long as it is a process for reducing the pressure inside the processing container, it may be other than the plasma process. Furthermore, although the example using He gas as the heat transfer gas has been shown, other gases such as Ar gas, a mixed gas of He gas and Ar gas, and the like may be used. Furthermore, the substrate to be processed is not limited to a semiconductor wafer, and may be another substrate such as a flat panel display substrate.

本発明の一実施形態に係るウエハ載置台が設けられたプラズマ処理装置を示す断面図。1 is a cross-sectional view showing a plasma processing apparatus provided with a wafer mounting table according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the wafer mounting base which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るウエハ載置台における第１突起部および第２突起部の配置状態の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the arrangement | positioning state of the 1st projection part and the 2nd projection part in the wafer mounting base which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るウエハ載置台において、ウエハ下方の密閉空間に熱伝達用ガスとしてＨｅガスを供給した場合の各密閉空間高さにおけるガス圧と熱伝達係数との関係を示す図。In the wafer mounting base which concerns on one Embodiment of this invention, the figure which shows the relationship between the gas pressure and heat transfer coefficient in each sealed space height at the time of supplying He gas as heat transfer gas to the sealed space below a wafer. 空間内でのＨｅガスの均一性についてのシミュレーションを行った際のモデルを示す図。The figure which shows the model at the time of performing the simulation about the uniformity of He gas in space. 図５に示すモデルを用いたシミュレーション結果を示す図。The figure which shows the simulation result using the model shown in FIG. 第１突起部の全体の接触面積比率を変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between He gas pressure at the time of changing the whole contact area ratio of a 1st projection part, and wafer temperature. 第１突起部の高さを変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between He gas pressure at the time of changing the height of a 1st projection part, and wafer temperature. 第２突起部６４とウエハＷとの間の距離を変化させた場合のＨｅガス圧力とウエハ温度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between He gas pressure at the time of changing the distance between the 2nd projection part 64 and the wafer W, and wafer temperature. 第１突起部の面積比率を変化させた場合における、第２突起部の面積比率とウエハ温度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the area ratio of a 2nd projection part, and a wafer temperature at the time of changing the area ratio of a 1st projection part. 第１突起部の面積比率を変化させた場合における、第２突起部の面積比率とウエハ温度差との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the area ratio of a 2nd projection part, and a wafer temperature difference at the time of changing the area ratio of a 1st projection part. 本発明の他の実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the wafer mounting base which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るウエハ載置台の主要部の水平断面図。The horizontal sectional view of the principal part of the wafer mounting base which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the wafer mounting base which concerns on another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係るウエハ載置台の主要部の水平断面図。The horizontal sectional view of the principal part of the wafer mounting base which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the wafer mounting base which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係るウエハ載置台の主要部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the principal part of the wafer mounting base which concerns on another embodiment of this invention. 本発明のさらに別の実施形態に係るウエハ載置台の主要部の水平断面図。The horizontal sectional view of the principal part of the wafer mounting base which concerns on another embodiment of this invention. 間隙部のガス圧力の説明に供する模式図。The schematic diagram with which it uses for description of the gas pressure of a gap | interval part. ウエハの面内温度分布の測定結果を示すグラフ図面。The graph figure which shows the measurement result of the in-plane temperature distribution of a wafer.

符号の説明Explanation of symbols

１；プラズマ処理装置（プラズマエッチング装置）
２；チャンバー（処理室）
４；ウエハ載置台（基板載置台）
１０；シャワーヘッド
２０；処理ガス供給源
３０；第１の高周波電源
４１；電極板
４２；静電チャック（載置台本体）
５２，５２ａ，５２ｂ；ガス流路
５５；Ｈｅ供給機構
６０；基準面
６１；周縁環状凸部
６２；密閉空間
６２ａ；内側部分
６２ｂ；外側部分
６３；第１突起部
６４；第２突起部
６７；内側環状凸部
６７ａ；第１の内側環状凸部
６７ｂ；第２の内側環状凸部
６８；内側環状凸部
６８ａ；内周壁
６８ｂ；外周壁
６８ｃ；溝
６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ；中間環状凸部
７０；第２の高周波電源
８０；プロセスコントローラ 1: Plasma processing equipment (plasma etching equipment)
2; Chamber (processing room)
4; Wafer mounting table (substrate mounting table)
10; Shower head 20; Processing gas supply source 30; First high frequency power supply 41; Electrode plate 42; Electrostatic chuck (mounting table main body)
52, 52a, 52b; gas flow path 55; He supply mechanism 60; reference surface 61; peripheral annular convex part 62; sealed space 62a; inner part 62b; outer part 63; first projection part 64; Inner annular projection 67a; first inner annular projection 67b; second inner annular projection 68; inner annular projection 68a; inner peripheral wall 68b; outer peripheral wall 68c; grooves 69a, 69b, 69c, 69d; intermediate annular convex Part 70; second high-frequency power supply 80; process controller

Claims (25)

基板処理装置において基板を載置する基板載置台であって、
載置台本体と、
前記載置台本体の基板載置側の基準面に、基板が載置された際に基板の周縁部に接触するように形成され、その際に基板の下方部分に熱伝達用ガスが充填される密閉空間を形成する周縁環状凸部と、
前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に、基板が載置された際に基板と接触するように設けられた複数の第１突起部と、
前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に、前記第１突起部と独立して、基板が載置された際に基板に接触せずに近接して設けられた複数の第２突起部と
を有し、
前記第２突起部と前記載置された基板との間の距離は略５μｍ以下であることを特徴とする基板載置台。 A substrate mounting table for mounting a substrate in a substrate processing apparatus,
A mounting table body;
When the substrate is placed on the reference surface on the substrate placement side of the mounting table main body, it is formed so as to come into contact with the peripheral portion of the substrate, and at that time, the lower part of the substrate is filled with the heat transfer gas. A peripheral annular projection that forms a sealed space;
A plurality of first protrusions provided in contact with the substrate when the substrate is placed on the inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface;
A plurality of second protrusions provided in close proximity to the inner surface of the peripheral annular protrusion on the reference surface without contacting the substrate when the substrate is placed, independently of the first protrusion. It has a door,
The distance between the said 2nd projection part and the board | substrate set | placed previously is about 5 micrometers or less, The board | substrate mounting stand characterized by the above-mentioned. 前記第１突起部の前記載置された基板との接触面積および前記第２突起部の前記載置された基板との対向面の面積は、いずれも略０．８ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１に記載の基板載置台。 Both the contact area of the first protrusion part with the previously placed substrate and the area of the opposing surface of the second protrusion part with respect to the previously placed substrate are approximately 0.8 mm 2 or less. The substrate mounting table according to claim 1 . 前記第１突起部および前記第２突起部は円柱形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板載置台。 The first substrate mounting table of claim 1 or claim 2 projections and said second projections are characterized by having a cylindrical shape. 前記第１突起部および前記第２突起部の直径が略１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の基板載置台。 4. The substrate mounting table according to claim 3 , wherein a diameter of each of the first protrusion and the second protrusion is approximately 1 mm or less. 前記第１突起部の前記載置された基板と接触する面積の総和は、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分の面積に対して、略０．０４〜５％の面積比率であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の基板載置台。 The total area of the first protrusions in contact with the previously placed substrate is an area ratio of approximately 0.04 to 5% with respect to the area of the inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface. The substrate mounting table according to any one of claims 1 to 4 , wherein the substrate mounting table is provided. 前記第１突起部は、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分全面に均一に形成されることを特徴とする請求項５に記載の基板載置台。 The substrate mounting table according to claim 5 , wherein the first protrusion is uniformly formed on the entire inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface. 前記第２突起部の前記載置された基板と対向する面積の総和は、前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分の面積に対して、略１５％以上の面積比率であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の基板載置台。 The total area of the second protrusions facing the previously placed substrate is an area ratio of about 15% or more with respect to the area of the inner portion of the peripheral annular protrusion on the reference surface . The substrate mounting table according to any one of claims 1 to 6 . 前記第２突起部は、前記載置された基板の温度分布に応じて前記基準面における前記周縁環状凸部の内側部分に所定の分布で形成されることを特徴とする請求項７に記載の基板載置台。 The second protrusion, according to claim 7, characterized in that it is formed in a predetermined distribution on the inside portion of the peripheral annular protrusion portion in the reference plane in accordance with the temperature distribution of the substrate which is the placement Substrate mounting table. 前記周縁環状凸部および前記第１突起部の前記基準面からの高さは、略３０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の基板載置台。 Said peripheral annular protrusions and the height from the reference plane of the first protrusion, the substrate mounting table as claimed in any one of claims 8, characterized in that a substantially 30 [mu] m. 前記基準面の前記周縁環状凸部の内側に設けられ、基板が載置された際に基板と接触して前記密閉空間を内側部分と外側部分に分離する内側環状凸部をさらに有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の基板載置台。 An inner annular convex portion provided inside the peripheral annular convex portion of the reference surface and further contacting the substrate when the substrate is placed to separate the sealed space into an inner portion and an outer portion. The substrate mounting table according to any one of claims 1 to 9 . 前記内側環状凸部を、第１の内側環状凸部と、該第１の内側環状凸部に近接して設けられた第２の内側環状凸部と、を有する二重構造にしたことを特徴とする請求項１０に記載の基板載置台。 The inner annular convex portion has a double structure having a first inner annular convex portion and a second inner annular convex portion provided close to the first inner annular convex portion. The substrate mounting table according to claim 10 . 前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、
前記第１の内側環状凸部と前記第２の内側環状凸部との間隙に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けたことを特徴とする請求項１１に記載の基板載置台。 While providing a heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas to the inner part and the outer part of the sealed space separated by the inner annular convex part,
According to claim 11, characterized in that wherein the first inner annular protrusion in a gap between the second inner annular protrusion, further provided with a heat transfer gas inlet for introducing a heat transfer gas Substrate mounting table. 前記内側環状凸部は、互いに近接して設けられた第１の環状壁および第２の環状壁と、これら第１の環状壁と第２の環状壁との間に形成された環状の凹部と、を有していることを特徴とする請求項１０に記載の基板載置台。 The inner annular convex portion includes a first annular wall and a second annular wall provided close to each other, and an annular recess formed between the first annular wall and the second annular wall. The substrate mounting table according to claim 10 , further comprising: 前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、
前記環状の凹部内に熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けたことを特徴とする請求項１３に記載の基板載置台。 While providing a heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas to the inner part and the outer part of the sealed space separated by the inner annular convex part,
The substrate mounting table according to claim 13 , further comprising a heat transfer gas introducing portion for introducing a heat transfer gas into the annular recess. 前記内側環状凸部と前記周縁環状凸部との間に同心円状に複数の中間環状凸部を配備したことを特徴とする請求項１０に記載の基板載置台。 The substrate mounting table according to claim 10 , wherein a plurality of intermediate annular convex portions are arranged concentrically between the inner annular convex portion and the peripheral annular convex portion. 前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設けるとともに、
前記同心円状に形成された複数の中間環状凸部の間に形成される複数の間隙に、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設けたことを特徴とする請求項１５に記載の基板載置台。 While providing a heat transfer gas introducing portion for introducing a heat transfer gas in the inner portion of the sealed space separated by the inner annular convex portion,
16. A heat transfer gas introduction portion for introducing a heat transfer gas into each of a plurality of gaps formed between the plurality of intermediate annular projections formed concentrically. The substrate mounting table described in 1. 前記載置台本体は、静電気力を用いて基板を吸着する静電チャックを有することを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の基板載置台。 The substrate mounting table according to any one of claims 1 to 16 , wherein the mounting table body includes an electrostatic chuck that attracts the substrate using electrostatic force. 基板を収容し、内部が減圧保持される処理室と、
前記処理室内に設けられ、前記基板が載置され、請求項１から請求項１７のいずれかに記載された構成を有する基板載置台と、
前記処理室内で基板に所定の処理を施す処理機構と、
前記基板載置台と基板との間に形成された前記密閉空間に熱伝達用ガスを供給する熱伝達用ガス供給機構と
を具備することを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber that accommodates the substrate and holds the inside under reduced pressure;
A substrate mounting table provided in the processing chamber, on which the substrate is mounted, and having a configuration according to any one of claims 1 to 17 ,
A processing mechanism for performing a predetermined process on the substrate in the processing chamber;
A substrate processing apparatus comprising: a heat transfer gas supply mechanism that supplies a heat transfer gas to the sealed space formed between the substrate mounting table and the substrate. 前記熱伝達用ガス供給機構から供給される熱伝達用ガスの圧力を制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１８に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 18 , further comprising a control mechanism that controls a pressure of the heat transfer gas supplied from the heat transfer gas supply mechanism. 請求項１から請求項９のいずれかに記載の基板載置台を用いて基板の温度を制御する基板の温度制御方法であって、
前記基板載置台と基板との間に形成された前記密閉空間に導入する熱伝達用ガスの圧力を制御することにより、基板の温度を制御することを特徴とする基板の温度制御方法。 A substrate temperature control method for controlling the temperature of a substrate using the substrate mounting table according to any one of claims 1 to 9 ,
A temperature control method for a substrate, wherein the temperature of the substrate is controlled by controlling the pressure of a heat transfer gas introduced into the sealed space formed between the substrate mounting table and the substrate. 請求項１０に記載の基板載置台を用いて基板の温度を制御する基板の温度制御方法であって、
前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分と外側部分とに、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設け、前記密閉空間の内側部分と外側部分とを独立的に圧力制御することにより、基板の温度を制御することを特徴とする基板の温度制御方法。 A substrate temperature control method for controlling the temperature of a substrate using the substrate mounting table according to claim 10 ,
A heat transfer gas introduction portion for introducing a heat transfer gas is provided in each of the inner portion and the outer portion of the sealed space separated by the inner annular convex portion, and the inner portion and the outer portion of the sealed space are independent. A temperature control method for a substrate, characterized in that the temperature of the substrate is controlled by controlling the pressure automatically. 前記内側環状凸部を、第１の内側環状凸部と、該第１の内側環状凸部に近接して設けられた第２の内側環状凸部と、を有する二重構造とし、
前記第１の内側環状凸部と前記第２の内側環状凸部との間隙に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、前記間隙内の圧力を、前記密閉空間の内側部分および外側部分よりも低く制御するようにしたことを特徴とする請求項２１に記載の基板の温度制御方法。 The inner annular convex portion has a double structure having a first inner annular convex portion and a second inner annular convex portion provided close to the first inner annular convex portion,
A heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas is further provided in a gap between the first inner annular protrusion and the second inner annular protrusion, and the pressure in the gap The substrate temperature control method according to claim 21 , wherein the temperature is controlled to be lower than that of the inner portion and the outer portion. 前記内側環状凸部は、互いに近接して設けられた第１の環状壁および第２の環状壁と、これら第１の環状壁と第２の環状壁との間に形成された環状の凹部と、を有するものとし、
前記環状の凹部内に熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、該凹部内の圧力を、前記密閉空間の内側部分および外側部分よりも低く制御するようにしたことを特徴とする請求項２１に記載の基板の温度制御方法。 The inner annular convex portion includes a first annular wall and a second annular wall provided close to each other, and an annular recess formed between the first annular wall and the second annular wall. , And
A heat transfer gas introducing portion for introducing a heat transfer gas into the annular recess is further provided, and the pressure in the recess is controlled to be lower than the inner portion and the outer portion of the sealed space. The temperature control method for a substrate according to claim 21 . 請求項１０に記載の基板載置台を用いて基板の温度を制御する基板の温度制御方法であって、
前記内側環状凸部により分離される前記密閉空間の内側部分に、熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部を設け、前記密閉空間の内側部分を圧力制御するとともに、
前記内側環状凸部と前記周縁環状凸部との間に同心円状に複数の中間環状凸部を配備し、該複数の中間環状凸部の間に形成される複数の間隙に、それぞれ熱伝達用ガスを導入する熱伝達用ガス導入部をさらに設け、該複数の間隙内の圧力を、それぞれ独立して制御することにより、基板の温度を制御することを特徴とする基板の温度制御方法。 A substrate temperature control method for controlling the temperature of a substrate using the substrate mounting table according to claim 10 ,
A heat transfer gas introduction part for introducing a heat transfer gas is provided in an inner part of the sealed space separated by the inner annular convex part, and pressure control is performed on the inner part of the sealed space.
A plurality of intermediate annular projections are arranged concentrically between the inner annular projection and the peripheral annular projection, and heat transfer is performed in a plurality of gaps formed between the plurality of intermediate annular projections. A temperature control method for a substrate, further comprising a gas introduction portion for heat transfer for introducing gas, and controlling the temperature in the plurality of gaps independently of each other. コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項２０から請求項２４のいずれか１項に記載された基板の温度制御方法が行なわれるようにコンピュータに基板載置台を制御させるものであることを特徴とする、コンピュータ記憶媒体。 A computer storage medium storing a control program that runs on a computer,
The control program causes a computer to control a substrate mounting table so that the substrate temperature control method according to any one of claims 20 to 24 is performed at the time of execution. Computer storage media.
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