WO2018061336A1 - 基板載置台、および基板載置台の作製方法 - Google Patents

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heater
film
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俊洋 立川
尚哉 相川
剛 ▲高▼原
恒平 鈴木
拓史 光田
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日本発條株式会社
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
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    • H01J37/32192—Microwave generated discharge
    • H01J37/32211—Means for coupling power to the plasma
    • H01J37/3222—Antennas

Definitions

  • the present invention relates to a substrate mounting table, or a film processing apparatus having a substrate mounting table and a film forming apparatus.
  • a semiconductor device is a device using semiconductor characteristics of silicon or the like, and is constituted by a large number of thin films including not only semiconductors but also insulators and conductors. Formation and processing of these thin films are performed by a photolithography process.
  • the photolithography process is generally performed by vapor deposition, sputtering, chemical vapor deposition (CVD), or formation of a thin film using a chemical reaction of a substrate, formation of a resist film on the thin film, exposure, and development. It includes formation of a resist mask, partial removal of a thin film by etching, and removal of a resist film.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a stage on which a heater for controlling the temperature of the substrate is mounted. The resistor acting as a heater is sandwiched between two insulating films and formed by thermal spraying (metal spraying).
  • One of the problems of the embodiments of the present invention is to provide a stage for precisely controlling the temperature of the substrate and a manufacturing method thereof.
  • one of the problems of the embodiments of the present invention is to provide a film forming apparatus or a film processing apparatus having the stage.
  • One of the embodiments of the present invention is a stage for mounting a substrate.
  • the stage has a base material and a heater layer on the base material.
  • the heater layer includes a first insulating film, a heater line on the first insulating film, and a second insulating film on the heater line.
  • the heater wire includes a metal selected from tungsten, nickel, chromium, cobalt, and molybdenum.
  • the film processing apparatus includes a chamber, an introduction pipe for supplying gas into the chamber, an exhaust device for lowering the pressure in the chamber, and a stage for mounting a substrate.
  • the stage has a base material and a heater layer on the base material.
  • the heater layer includes a first insulating film, a heater line on the first insulating film, and a second insulating film on the heater line.
  • the heater wire includes a metal selected from tungsten, nickel, chromium, cobalt, and molybdenum.
  • One embodiment of the present invention is a method for manufacturing a stage for placing a substrate.
  • the manufacturing method includes forming a first insulating film on a substrate by a thermal spraying method, processing a metal film containing a metal selected from tungsten, nickel, chromium, cobalt, and molybdenum into a wiring shape, Disposing a processed metal film on the insulating film, and forming a second insulating film on the metal film by a thermal spraying method.
  • the film forming apparatus includes a chamber, an introduction pipe for supplying a gas into the chamber, an exhaust device for lowering the pressure in the chamber, and a stage for mounting a substrate.
  • the stage has a base material and a heater layer on the base material.
  • the heater layer includes a first insulating film, a heater line on the first insulating film, and a second insulating film on the heater line.
  • the heater wire includes a metal selected from tungsten, nickel, chromium, cobalt, and molybdenum.
  • the figure which shows the structure of the film processing apparatus of one Embodiment of this invention The typical sectional view of the stage of one embodiment of the present invention.
  • the typical sectional view of the stage of one embodiment of the present invention The typical sectional view of the stage of one embodiment of the present invention.
  • the typical perspective view of the stage of one embodiment of the present invention The typical perspective view of the stage of one embodiment of the present invention.
  • the figure which shows the structure of the film-forming apparatus of one Embodiment of this invention. shows the structure of the film-forming apparatus of one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the structure of the film-forming apparatus of one Embodiment of this invention. The figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention The figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention The figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention.
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  • the figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention The figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention The figure which shows the preparation methods of the stage of one Embodiment of this invention.
  • the plurality of films when a single film is processed to form a plurality of films, the plurality of films may have different functions and roles.
  • the plurality of films are derived from films formed as the same layer in the same process, and have the same layer structure and the same material. Therefore, these plural films are defined as existing in the same layer.
  • FIG. 1 shows an etching apparatus for performing dry etching on various films as an example of the film processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the etching apparatus 100 has a chamber 102.
  • the chamber 102 provides a space for etching a film of a conductor, an insulator, a semiconductor, or the like formed on, for example, a silicon substrate or a glass substrate.
  • An exhaust device 104 is connected to the chamber 102, whereby the inside of the chamber 102 can be set to a reduced pressure atmosphere.
  • the chamber 102 is further provided with an introduction pipe 106 for introducing a reaction gas, and an etching reaction gas is introduced into the chamber through a valve 108.
  • the reaction gas include carbon tetrafluoride (CF 4 ), octafluorocyclobutane (c—C 4 F 8 ), decafluorocyclopentane (c—C 5 F 10 ), hexafluorobutadiene (C 4 F 6 ), and the like. And a fluorine-containing organic compound.
  • a microwave source 112 can be provided above the chamber 102 via a waveguide 110.
  • the microwave source 112 includes an antenna for supplying a microwave, and outputs a high-frequency microwave such as a 2.45 GHz microwave or a 13.56 MHz radio wave (RF).
  • the microwave generated by the microwave source 112 propagates to the upper portion of the chamber 102 through the waveguide 110 and is introduced into the chamber 102 through the window 114 containing quartz or ceramic.
  • the reaction gas is turned into plasma by the microwave, and the etching of the film proceeds by electrons, ions, and radicals contained in the plasma.
  • a stage 122 for placing a substrate is provided below the chamber 102.
  • the substrate is placed on the stage 122.
  • a power source 124 is connected to the stage 122, high-frequency power is applied to the stage 122, and an electric field by microwaves is formed in a direction perpendicular to the stage surface and the substrate surface.
  • magnets 116, 118, and 120 can be provided on the top and side surfaces of the chamber 102.
  • the magnets 116, 118, 120 may be permanent magnets or electromagnets having electromagnetic coils.
  • Magnetic field components parallel to the stage 122 and the substrate surface are created by the magnets 116, 118, and 120, and the electrons in the plasma resonate under Lorentz force due to cooperation with the electric field by the microwave, and the stage 122 and the substrate surface Be bound by As a result, high density plasma can be generated on the substrate surface.
  • the stage 122 further controls a power supply 126 for the electrostatic chuck for fixing the substrate to the stage 122, a temperature controller 128 for controlling the temperature of the medium circulating in the stage 122, and a heater wire 154 provided in the stage 122.
  • a heater power supply 130 may be connected.
  • the etching apparatus 100 may further include a rotation control device (not shown) for rotating the stage 122 as an arbitrary configuration.
  • FIG. 2A, 2B, and 2C are schematic cross-sectional views of the stage 122.
  • the stage 122 includes a base material 140 on which a heater layer 150 is provided.
  • the main material of the substrate 140 is a metal, and for example, titanium, aluminum, stainless steel, or the like can be used.
  • the base material 140 may be provided with an opening 142 for installing a temperature sensor on the bottom surface.
  • a thermocouple or the like can be used for the temperature sensor.
  • the heater layer 150 mainly has three layers. Specifically, the heater layer 150 includes a first insulating film 152, a heater wire 154 on the first insulating film 152, and a second insulating film 156 on the heater wire 154 (FIG. 2A). Only one heater wire 154 may be provided in the heater layer 150, or a plurality of heater wires 154 may be provided and each may be independently controlled by the heater power supply 130.
  • the heater wire 154 is electrically insulated by the first insulating film 152 and the second insulating film 156.
  • the heater wire 154 is heated by the electric power supplied from the heater power supply 130, thereby controlling the temperature of the stage 122.
  • the first insulating film 152 and the second insulating film 156 can include an inorganic insulator.
  • the inorganic insulator preferably has a thermal expansion coefficient comparable to that of the metal constituting the substrate 140, and the difference is 0.2 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or more and 2.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, or 0.5 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or more and 1.0 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or less, or 0.7 ⁇ 10 ⁇ 6 / K or more and 0.9 ⁇ 10 ⁇ 6 / K. .
  • the inorganic insulator include aluminum oxide, titanium oxide, chromium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, yttrium oxide, and complex oxides thereof.
  • titanium oxide when titanium is used for the base material 140 and aluminum oxide is used for the first insulating film 152 and the second insulating film 156, the thermal expansion coefficients of titanium and aluminum oxide are 8.4 ⁇ 10 ⁇ 6 / K, It is 7.7 ⁇ 10 ⁇ 6 / K, and the difference is small. For this reason, even if the stage 122 is heated to a high temperature, the heater layer 150 can be prevented from peeling from the base material, and the durability of the stage 122 can be improved.
  • Materials other than oxides include carbides such as tungsten carbide-cobalt (WC-Co), tungsten carbide-nickel (WC-Ni), chromium carbide-nickel-chromium (Cr 3 C 2 -Ni: Cr), boron nitride, A nitride such as silicon nitride may be used.
  • carbides such as tungsten carbide-cobalt (WC-Co), tungsten carbide-nickel (WC-Ni), chromium carbide-nickel-chromium (Cr 3 C 2 -Ni: Cr), boron nitride, A nitride such as silicon nitride may be used.
  • the first insulating film 152 and the second insulating film 156 can be formed using a thermal spraying method.
  • the spraying method may be a localoid spraying method, a plasma spraying method, or a spraying method combining these.
  • the heater wire 154 can include a metal that generates heat when energized.
  • a metal selected from tungsten, nickel, chromium, cobalt, and molybdenum can be included.
  • the metal may be an alloy containing these metals, for example, an alloy of nickel and chromium, an alloy containing nickel, chromium, and cobalt.
  • a metal film or a metal foil formed by sputtering, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), vapor deposition, printing, electrolytic plating, or the like is separately processed by etching, and the first insulation is performed. It is preferable to form the film on the film 152. This is because, when the heater wire 154 is formed using a thermal spraying method, it is difficult to ensure a uniform density, thickness and width over the entire heater wire 154, whereas a metal film or a metal foil is etched. This is because when processed, the heater wire 154 with small variations in these physical parameters can be formed. Thereby, the temperature of the stage 122 can be precisely controlled and the temperature distribution can be reduced.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • the heater wire 154 has a larger thickness than the case where a single metal is used when the layout of the heater wire 154, that is, the planar shape is the same. can do. For this reason, the variation in the thickness of the heater wire 154 can be reduced, and a smaller temperature distribution can be realized.
  • the stage 122 may have one or a plurality of through-holes 144 that penetrate the base material 140 and the heater layer 150 simultaneously.
  • a helium inlet tube may be provided in the chamber 102 so that a gas having high thermal conductivity such as helium flows through the through-hole 144. Thereby, gas flows through the gap between the stage 122 and the substrate, and the thermal energy of the stage 122 can be efficiently transmitted to the substrate.
  • a groove (flow path) 146 for circulating a medium for controlling the temperature of the substrate may be provided inside the base material 140 of the stage 122.
  • the medium liquid media such as water, alcohols such as isopropanol and ethylene glycol, and silicone oil can be used.
  • the base material 140 includes a first base material 160 and a second base material 162, and a groove 146 is formed in one or both of the first base material 160 and the second base material 162, and thereafter The one base 160 and the second base 162 are joined by brazing or the like.
  • the medium may be used in either case of cooling the stage 122 or heating.
  • the temperature of the base material 140 can be controlled by flowing a medium whose temperature is controlled by the temperature controller 128 (see FIG. 1) through the groove 146.
  • temperature control using a liquid medium has a slow response, and precise temperature control is relatively difficult. Therefore, it is preferable to roughly control the temperature of the base material 140 using a medium and to precisely control the temperature of the substrate using the heater wire 154 in the heater layer 150. As a result, not only precise temperature control but also temperature adjustment of the stage 122 can be performed at high speed.
  • the stage 122 may further include an electrostatic chuck 170 as a mechanism for fixing the substrate on the stage 122 (FIG. 2C).
  • the electrostatic chuck 170 can have a structure in which, for example, the electrostatic chuck electrode 172 is covered with an insulating film 174.
  • a high voltage severe hundreds to thousands of volts
  • the substrate can be fixed by the Coulomb force with the charge of the polarity.
  • the insulator a ceramic such as aluminum oxide, aluminum nitride, or boron nitride can be used.
  • the insulating film 174 does not have to be completely insulating, and may have a certain degree of conductivity (for example, a resistivity on the order of 10 9 ⁇ ⁇ cm to 10 12 ⁇ ⁇ cm).
  • the film 174 is doped with a metal oxide such as titanium oxide, zirconium oxide, or hafnium oxide on the ceramic described above.
  • Ribs 176 for determining the position of the substrate may be provided around the electrostatic chuck 170.
  • FIG. 3 and 4 are schematic perspective views of the stage 122.
  • FIG. 3 and 4 show a stage 122 having a base material 140 provided with a groove 146.
  • the stage 122 may have an opening 164 in the base material 140 for electrical connection with the heater wire 154.
  • a plurality of through holes 144 may be provided.
  • the stage may have not only a circular shape but also a rectangular or square shape. In the latter case, for example, the main surfaces of the base material 140 and the heater layer 150 are rectangular or square.
  • a semiconductor substrate such as a circular silicon wafer but also a large glass substrate for producing a display device or the like can be placed on the stage 122.
  • the etching apparatus 100 of this embodiment includes the stage 122 having the heater layer 150 sandwiched between the first insulating film 152 and the second insulating film 156 formed by the thermal spraying method.
  • the heater wire 154 can be formed by etching a metal film or a metal foil, the thickness, width, and density can be made uniform in the heater wire 154. As a result, uniform heating can be performed over the entire surface of the stage 122, and precise control of the substrate temperature and high-speed adjustment are possible.
  • the thickness of the heater wire 154 can be increased due to its relatively high volume resistivity, and as a result, variations in thickness and width are further reduced. This can contribute to more precise temperature control of the substrate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a CVD apparatus 200 which is one of film forming apparatuses.
  • the CVD apparatus 200 has a chamber 202 and provides a place where a reaction gas is chemically reacted.
  • the exhaust device 204 is connected to the chamber 202, and the pressure in the chamber 202 can be reduced.
  • the chamber 202 is further provided with an introduction pipe 206 for introducing a reaction gas, and a reaction gas for film formation is introduced into the chamber via a valve 208.
  • gases can be used as the reaction gas depending on the film to be prepared.
  • the gas may be liquid at room temperature.
  • silane, dichlorosilane, tetraethoxysilane, or the like a thin film of silicon, silicon oxide, silicon nitride, or the like can be formed.
  • a metal thin film such as tungsten or aluminum can be formed by using tungsten fluoride or trimethylaluminum.
  • a microwave source 212 may be provided above the chamber 202 via a waveguide 210. Microwaves generated by the microwave source 212 are introduced into the chamber 202 through the waveguide 210. The reaction gas is turned into plasma by the microwave, and the chemical reaction of the gas is promoted by various active species contained in the plasma, and a product obtained by the chemical reaction is deposited on the substrate to form a thin film.
  • a magnet 244 for increasing the plasma density can be provided in the chamber 202.
  • the stage 122 described in the first embodiment is provided below the chamber 202, and a thin film can be deposited in a state where the substrate is placed on the stage 122.
  • magnets 216 and 218 may be further provided on the side surface of the chamber 202.
  • the stage 122 further includes a power source 224 for supplying high-frequency power to the stage 122, a power source 226 for the electrostatic chuck, a temperature controller 228 for controlling the temperature of the medium circulating in the stage 122, and a heater provided in the stage 122.
  • a heater power supply 230 that controls the line 154 may be connected.
  • the CVD apparatus 200 may further include a rotation control device (not shown) for rotating the stage 122 as an arbitrary configuration.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a sputtering apparatus 300 which is one of film forming apparatuses.
  • the sputtering apparatus 300 has a chamber 302 and provides a field for high-speed ion-target collisions and target atom deposition that occurs in the process.
  • An exhaust device 304 for reducing the pressure in the chamber 302 is connected to the chamber 302.
  • the chamber 302 is provided with an introduction pipe 306 and a valve 308 for introducing a sputtering gas such as argon into the chamber 302.
  • a target stage 310 that holds a target including a material to be deposited and functions as a cathode is provided below the chamber 302, and a target 312 is placed thereon.
  • a high frequency power source 314 is connected to the target stage 310, and plasma can be generated in the chamber 302 by the high frequency power source 314.
  • the stage 122 described in the first embodiment can be provided on the upper portion of the chamber 302. In this case, the formation of the thin film proceeds with the substrate placed under the stage 122.
  • a power source 324 for supplying high-frequency power to the stage 122 an electrostatic chuck power source 326, a temperature controller 328, and a heater power source 330 may be connected to the stage 122.
  • the sputtering apparatus 300 may further include a rotation control device (not shown) for rotating the stage 122 as an arbitrary configuration.
  • the stage 122 is installed on the upper portion of the chamber 302 and the target stage 310 is installed on the lower portion of the chamber 302 is illustrated, but this embodiment is not limited to this configuration, and the target is placed on the stage 122.
  • the sputtering apparatus 300 may be configured to be positioned.
  • the stage 122 may be installed so that the main surface of the substrate is arranged perpendicular to the horizontal plane, and the target stage 310 may be provided so as to face the substrate 122.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a vapor deposition apparatus 400 that is one of the film forming apparatuses.
  • the vapor deposition apparatus 400 has a chamber 402 and provides a space for evaporation of the material in the vapor deposition source 410 and deposition of the evaporated material on the substrate.
  • the chamber 402 is connected to an exhaust device 404 for making the inside of the chamber 402 high vacuum.
  • the chamber 402 is provided with an introduction pipe 406 for returning the chamber 402 to atmospheric pressure, and an inert gas such as nitrogen or argon is introduced into the chamber 402 via the valve 408.
  • the stage 122 described in the first embodiment can be provided on the upper portion of the chamber 402. Material deposition proceeds with the substrate placed under stage 122. Similarly to the etching apparatus 100, the CVD apparatus 200, and the sputtering apparatus 300, an electrostatic chuck power supply 424, a temperature controller 426, and a heater power supply 428 may be further connected to the stage 122.
  • the vapor deposition apparatus 400 may further include a rotation control device 430 for rotating the stage 122 as an arbitrary configuration.
  • the stage 122 may further include a mask holder 416 for fixing a metal mask between the substrate and the vapor deposition source 410. Accordingly, the metal mask can be disposed in the vicinity of the substrate so that the opening of the metal mask overlaps the region where the material is deposited.
  • a deposition source 410 is provided on the lower side of the chamber, and a material to be deposited is filled in the deposition source 410.
  • the vapor deposition source 410 is provided with a heater for heating the material, and the heater is controlled by the control device 412. Vapor deposition is started by evacuating the chamber 402 using the exhaust device 404 and heating the vapor deposition source 410 to vaporize the material. When the deposition rate becomes constant, the shutter 414 is opened to start material deposition on the substrate.
  • the film forming apparatus such as the CVD apparatus 200, the sputtering apparatus 300, and the vapor deposition apparatus 400 according to this embodiment can include the stage 122 described in the first embodiment. Therefore, the temperature of the substrate can be precisely controlled and adjusted with good responsiveness, and the physical properties of the formed thin film can be easily controlled.
  • FIG. 2C a method for manufacturing the stage 122 described in Embodiment 1 is described with reference to FIGS.
  • FIGS. 8B, 9B, 11B, 12B, and 13B are schematic top views of the stage 122.
  • FIG. A description of the same configuration as in the first and second embodiments may be omitted.
  • the base material 140 having the groove 146 is produced.
  • the second base material 162 containing titanium is cut to form a groove 146 for circulating the medium.
  • the medium that circulates each may be controlled independently.
  • the groove 146 may be provided in one or both of the first base material 160 and the second base material 162.
  • the 1st base material 160 and the 2nd base material 162 are joined (Drawing 8A and Drawing 8B). The joining can be performed by brazing, for example.
  • the first insulating film 152 is formed on the second base material 162 (FIGS. 9A and 9B).
  • the first insulating film 152 can include the inorganic insulator described in the first embodiment, and can be formed by thermal spraying. As described above, as described above, either the localoid spraying method or the plasma spraying method may be used, or these may be combined.
  • the formation method of the first insulating film 152 is not limited to thermal spraying, and a sputtering method or the like may be employed. If necessary, the openings 142 and 164 (see FIG. 3) may be formed before or after the first insulating film 152 is formed.
  • a heater wire 154 is formed on the first insulating film 152.
  • the peeling layer 182 is formed over the glass substrate 180, and a metal film (or metal foil, hereinafter referred to as a metal foil) 184 is formed thereon (FIG. 10A).
  • a metal film or metal foil, hereinafter referred to as a metal foil
  • the release layer 182 for example, a polymer material such as polyimide, polyamide, polyester, or polysiloxane can be used.
  • the metal foil 184 may be formed by an electrolytic plating method, an MOCVD method, a sputtering method, a printing method, a vapor deposition method, or the like.
  • a metal foil may be formed by physical stretching and placed on the release layer 182.
  • the thickness of the metal foil can be, for example, 0.1 mm to 2 mm, or 0.3 mm to 1 mm, and the metal or alloy described in the first embodiment can be used as the material.
  • a resist 186 is formed on the metal foil 184, and exposure is performed through the photomask 190 (FIG. 10B). Thereafter, development is performed to form a photoresist 192 having a predetermined pattern on the metal foil 184 (FIG. 10C). Dry etching or wet etching is performed on the region 194 exposed from the photoresist 192, and the region exposed from the resist mask is removed to obtain a pattern of the heater line 154 (FIG. 10D). Thereafter, light such as a laser is irradiated from the back surface of the glass substrate 180 (FIG.
  • the heater wire 154 is peeled off:
  • the metal foil 184 may be polished before lithography, or the surface of the heater wire 154 may be polished by chemical mechanical polishing (CMP) or the like after lithography to planarize the surface.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • the obtained heater wire 154 is placed on the first insulating film 152 (FIG. 11A) and FIG. 11B). At this time, an adhesive may be provided between the first insulating film 152 and the heater wire 154 to be fixed.
  • an adhesive an epoxy adhesive, a polyimide adhesive, a silicone adhesive, or the like can be used.
  • An inorganic compound filler such as titanium oxide, aluminum oxide, or silicon oxide may be added to the adhesive.
  • the number of heater wires 154 is not limited to one, and a plurality of heater wires 154 may be provided.
  • a second insulating film 156 is formed on the heater wire 154 (FIGS. 12A and 12B).
  • the second insulating film 156 can be formed by a method similar to that of the first insulating film 152 and can contain a material similar to that of the first insulating film 152. Through the above steps, the heater layer 150 is formed.
  • an electrostatic chuck 170 on the heater layer 150 is installed as an optional configuration (FIGS. 13A and 13B).
  • the electrostatic chuck 170 can be bonded to the heater layer 150 by bonding to the second insulating film 156 using, for example, an adhesive. Thereafter, if necessary, the through hole 144 may be formed.
  • the stage 122 can be formed by the above process.
  • the heater wire 154 having a uniform thickness and density can be formed by using a metal foil as a starting material.
  • the heater wire 154 is formed by processing the metal foil using etching, particularly dry etching, the heater wire 154 having a uniform width can be formed. For this reason, the temperature of the substrate placed on the stage 122 can be precisely controlled and adjusted with good responsiveness, and the temperature distribution can be further reduced.
  • the stage 122 of the embodiment of the present invention it becomes possible to precisely control the structure and physical properties of various thin films formed and processed on the substrate.

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Abstract

基板の温度を精密に制御するためのステージ、およびその作製方法を提供する。あるいは、当該ステージを有する成膜装置、もしくは膜加工装置を提供する。基材と、基材上のヒータ層とを有し、ヒータ層は、第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上のヒータ線と、ヒータ線上の第２の絶縁膜とを有し、ヒータ線はタングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を一種以上含む、基板を載置するためのステージが提供される。

Description

基板載置台、および基板載置台の作製方法
　本発明は基板載置台、あるいは基板載置台を有する膜加工装置、成膜装置に関する。
　半導体デバイスはほぼ全ての電子機器に搭載されており、電子機器の機能に対して重要な役割を担っている。半導体デバイスはシリコンなどが有する半導体特性を利用したデバイスであり、半導体のみならず、絶縁体や導電体などを含む多数の薄膜によって構成される。これらの薄膜の形成と加工は、フォトリソグラフィープロセスによって行われる。フォトリソグラフィープロセスは、一般的に、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、あるいは基板の化学反応などを利用した薄膜の形成、薄膜上へのレジスト膜の形成、露光、現像によるレジストマスクの形成、エッチングによる薄膜の部分的除去、レジスト膜の除去を含む。
　フォトリソグラフィープロセスの各ステップでは、多くの反応条件が薄膜の特性を決定づけており、そのうちの一つが基板の温度である。多くの場合、基板の温度は基板を設置する載置台（以下、ステージと記す）の温度を調節することによって制御される。特許文献１、２には、基板の温度を制御するためのヒータが搭載されたステージが開示されている。ヒータとして働く抵抗体は二枚の絶縁膜に挟持され、溶射（金属溶射）によって形成される。
特許第５８７６９９２号公報 特表２０１２－０９０７８２号公報
　本発明の実施形態の課題の一つは、基板の温度を精密に制御するためのステージ、およびその作製方法を提供することである。あるいは、本発明の実施形態の課題の一つは、当該ステージを有する成膜装置、もしくは膜加工装置を提供することである。
　本発明の実施形態の一つは、基板を載置するためのステージである。ステージは、基材と、基材上のヒータ層を有する。ヒータ層は、第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上のヒータ線と、ヒータ線上の第２の絶縁膜を有する。ヒータ線はタングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含む。
　本発明の実施形態の一つは、膜加工装置である。膜加工装置は、チャンバーと、チャンバー内にガスを供給するための導入管と、チャンバー内の圧力を下げるための排気装置と、基板を載置するためのステージを有する。ステージは、基材と、基材上のヒータ層を有する。ヒータ層は、第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上のヒータ線と、ヒータ線上の第２の絶縁膜を有する。ヒータ線はタングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含む。
　本発明の実施形態の一つは、基板を載置するためのステージの作製方法である。作製方法は、基材上に第１の絶縁膜を溶射法によって形成すること、タングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含む金属膜を配線形状に加工すること、第１の絶縁膜上に加工された金属膜を配置すること、金属膜上に第２の絶縁膜を溶射法によって形成することを含む。
　本発明の実施形態の一つは、成膜装置である。成膜装置は、チャンバーと、チャンバー内にガスを供給するための導入管と、チャンバー内の圧力を下げるための排気装置と、基板を載置するためのステージを有する。ステージは、基材と、基材上のヒータ層を有する。ヒータ層は、第１の絶縁膜と、第１の絶縁膜上のヒータ線と、ヒータ線上の第２の絶縁膜を有する。ヒータ線はタングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含む。
本発明の一実施形態の膜加工装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態のステージの模式的断面図。 本発明の一実施形態のステージの模式的断面図。 本発明の一実施形態のステージの模式的断面図。 本発明の一実施形態のステージの模式的斜視図。 本発明の一実施形態のステージの模式的斜視図。 本発明の一実施形態の成膜装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態の成膜装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態の成膜装置の構成を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。 本発明の一実施形態のステージの作製方法を示す図。
　以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
　本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
（第１実施形態）
　以下、本発明の実施形態の一つであるステージ、およびそれを備える膜加工装置に関し、図１乃至図４を用いて説明する。
［１．膜加工装置］
　図１には、本発明の第１実施形態に係る膜加工装置の一例として、種々の膜に対してドライエッチングを行うためのエッチング装置が示されている。エッチング装置１００は、チャンバー１０２を有している。チャンバー１０２は、例えばシリコン基板やガラス基板上に形成された導電体、絶縁体、半導体などの膜に対してエッチングを行う空間を提供する。
　チャンバー１０２には排気装置１０４が接続され、これにより、チャンバー１０２内を減圧雰囲気に設定することができる。チャンバー１０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管１０６が設けられ、バルブ１０８を介してチャンバー内にエッチング用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、例えば四フッ化炭素（ＣＦ4）、オクタフルオロシクロブタン（ｃ－Ｃ4Ｆ8）、デカフルオロシクロペンタン（ｃ－Ｃ5Ｆ10）、ヘキサフルオロブタジエン（Ｃ4Ｆ6）などの含フッ素有機化合物が挙げられる。
　チャンバー１０２上部には導波管１１０を介してマイクロ波源１１２を設けることができる。マイクロ波源１１２はマイクロ波を供給するためのアンテナなどを有しており、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波や、１３．５６ＭＨｚのラジオ波（ＲＦ）といった高周波数のマイクロ波を出力する。マイクロ波源１１２で発生したマイクロ波は導波管１１０によってチャンバー１０２の上部へ伝播し、石英やセラミックなどを含む窓１１４を介してチャンバー１０２内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる電子やイオン、ラジカルによって膜のエッチングが進行する。
　チャンバー１０２下部には基板を載置するためのステージ１２２が設けられる。基板はステージ１２２上に設置される。ステージ１２２には電源１２４が接続され、高周波電力がステージ１２２に与えられ、マイクロ波による電界がステージ表面、基板表面に対して垂直な方向に形成される。チャンバー１０２の上部や側面にはさらに磁石１１６、１１８、１２０を設けることができる。磁石１１６、１１８、１２０としては永久磁石でもよく、電磁コイルを有する電磁石でもよい。磁石１１６、１１８、１２０によってステージ１２２、および基板表面に平行な磁界成分が作り出され、マイクロ波による電界との連携により、プラズマ中の電子はローレンツ力を受けて共鳴し、ステージ１２２、および基板表面に束縛される。その結果、高い密度のプラズマを基板表面に発生させることができる。
　ステージ１２２にはさらに、基板をステージ１２２に固定するための静電チャック用の電源１２６、ステージ１２２内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ１２８、ステージ１２２に設けられるヒータ線１５４を制御するヒータ電源１３０が接続されてもよい。エッチング装置１００にはさらに、任意の構成として、ステージ１２２を回転させるための回転制御装置（図示せず）が設けられていてもよい。
［２．ステージ］
　図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃにステージ１２２の断面模式図を示す。図２Ａに示すように、ステージ１２２は基材１４０を有し、その上にヒータ層１５０が備えられる。基材１４０の主な材料は金属であり、例えばチタンやアルミニウム、ステンレスなどを用いることができる。基材１４０には、底面に温度センサーを設置するための開口１４２が設けられてもよい。温度センサーには熱電対などを利用することができる。
　ヒータ層１５０は主に三つの層を有している。具体的には、ヒータ層１５０は第１の絶縁膜１５２、第１の絶縁膜１５２上のヒータ線１５４、ヒータ線１５４上の第２の絶縁膜１５６を有している（図２Ａ）。ヒータ線１５４はヒータ層１５０内に一本だけ設けられてもよく、あるいは複数のヒータ線１５４が設けられ、それぞれがヒータ電源１３０によって独立して制御されてもよい。第１の絶縁膜１５２と第２の絶縁膜１５６によってヒータ線１５４が電気的に絶縁される。ヒータ電源１３０から供給される電力によりヒータ線１５４が加熱され、これによってステージ１２２の温度が制御される。
　第１の絶縁膜１５２、第２の絶縁膜１５６は無機絶縁体を含むことができる。無機絶縁体は、基材１４０を構成する金属の熱膨張率と同程度の熱膨張率を有することが好ましく、その差は０．２×１０-6／Ｋ以上２．０×１０-6／Ｋ以下、あるいは０．５×１０-6／Ｋ以上１．０×１０-6／Ｋ以下、あるいは０．７×１０-6／Ｋ以上０．９×１０-6／Ｋとすることができる。
　無機絶縁体として具体的には、酸化アルミニウム、酸化物チタン、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、あるいはこれらの複合酸化物などが挙げられる。例えばチタンを基材１４０に用い、第１の絶縁膜１５２と第２の絶縁膜１５６に酸化アルミニウムを用いた場合、チタンと酸化アルミニウムの熱膨張係数はそれぞれ８．４×１０-6／Ｋ、７．７×１０-6／Ｋであり、その差が小さい。このため、ステージ１２２を高温に加熱しても、ヒータ層１５０が基材から剥離することを防止することができ、ステージ１２２の耐久性を向上させることができる。
　酸化物以外の材料として、炭化タングステン―コバルト（ＷＣ－Ｃｏ）や炭化タングステン―ニッケル（ＷＣ－Ｎｉ）、炭化クロム―ニッケル―クロム（Ｃｒ3Ｃ2－Ｎｉ：Ｃｒ）などの炭化物、窒化ホウ素や窒化ケイ素などの窒化物を用いてもよい。
　第１の絶縁膜１５２と第２の絶縁膜１５６は溶射法を用いて形成することができる。溶射法としては、ローカロイド溶射法やプラズマ溶射法、あるいはこれらを組み合わせた溶射法でもよい。
　ヒータ線１５４は通電することで発熱する金属を含むことができる。具体的には、タングステンやニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含むことができる。金属はこれらの金属を含む合金でもよく、例えばニッケルとクロムの合金、ニッケル、クロム、およびコバルトを含む合金でもよい。
　ヒータ線１５４は、スパッタリング法、有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）法、蒸着法、印刷法、電解めっき法などを用いて形成した金属膜、あるいは金属箔をエッチングにより別途加工し、これを第１の絶縁膜１５２上に配置して形成することが好ましい。これは、溶射法を用いてヒータ線１５４を形成した場合、ヒータ線１５４の全体にわたって均一な密度や厚さや幅を確保することが困難であるのに対し、金属膜、あるいは金属箔をエッチングにより加工した場合には、これらの物理的パラメータのばらつきが小さいヒータ線１５４を形成することができるためである。これにより、ステージ１２２の温度を精密に制御し、かつ温度分布を低減することが可能となる。
　さらに、上述した合金は金属単体と比較すると体積抵抗率が高いため、ヒータ線１５４のレイアウト、すなわち平面形状が同一の場合、金属単体を用いた場合と比較してヒータ線１５４の厚さを大きくすることができる。このため、ヒータ線１５４の厚さのばらつきを小さくすることができ、より小さな温度分布を実現することができる。
　任意の構成として、ステージ１２２は基材１４０とヒータ層１５０を同時に貫通する貫通孔１４４を一つ、あるいは複数有してもよい。貫通孔１４４にヘリウムなどの熱伝導率の高いガスを流すよう、チャンバー１０２にヘリウム導入管を設けてもよい。これにより、ガスがステージ１２２と基板の隙間を流れ、ステージ１２２の熱エネルギーを効率よく基板へ伝えることができる。
　図２Ｂに示すように、ステージ１２２の基材１４０内部に、基板の温度を制御するための媒体を環流するための溝（流路）１４６を設けてもよい。媒体としては、水、イソプロパノールやエチレングリコールなどのアルコール、シリコーンオイルなどの液体の媒体を用いることができる。この場合、基材１４０は第１の基材１６０と第２の基材１６２を含み、第１の基材１６０と第２の基材１６２の一方、あるいは両方に溝１４６が形成され、その後第１の基材１６０と第２の基材１６２がろう付けなどによって接合される。媒体はステージ１２２を冷却する場合、加熱する場合のいずれの場合に用いてもよい。
　温度コントローラ１２８（図１参照）によって温度が制御された媒体を溝１４６に流すことで、基材１４０の温度を制御することができる。ただし、液体の媒体による温度制御は応答が遅く、また、精密な温度制御が比較的難しい。したがって、媒体を用いて基材１４０の温度を大まかに制御し、ヒータ層１５０内のヒータ線１５４を用いて基板の温度を精密に制御することが好ましい。これにより、精密な温度制御のみならず、高速でステージ１２２の温度調整を行うことが可能となる。
　ステージ１２２にはさらに、基板をステージ１２２上に固定するための機構として静電チャック１７０を有してもよい（図２Ｃ）。静電チャック１７０は、例えば静電チャック電極１７２を絶縁性の膜１７４で覆った構造を有することができる。静電チャック電極１７２に高電圧（数百Ｖから数千Ｖ）を印加することで、静電チャック電極１７２に生じる電荷、および基板裏面に発生し、静電チャック電極１７２に生じる電荷とは逆の極性の電荷とのクーロン力により、基板を固定することができる。絶縁体としては、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム、窒化ホウ素などのセラミックを用いることができる。なお、絶縁性の膜１７４は完全に絶縁性である必要はなく、ある程度の導電性（例えば１０9Ω・ｃｍから１０12Ω・ｃｍオーダーの抵抗率）を有してもよい。この場合、膜１７４は上述したセラミックに酸化チタンや、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウムなどの金属酸化物がドープされる。静電チャック１７０の周辺には、基板の位置を決定するためのリブ１７６が設けられていてもよい。
　図３、図４に、ステージ１２２の模式的斜視図を示す。図３、図４には、溝１４６が設けられた基材１４０を有するステージ１２２が示されている。ステージ１２２は、ヒータ線１５４との電気的接続を行うための開口１６４を基材１４０内に有してもよい。また、貫通孔１４４は複数設けられてもよい。さらに図４に示すように、ステージは円形のみならず、長方形や正方形の形状を有してもよい。後者の場合、例えば基材１４０やヒータ層１５０の主面が長方形、あるいは正方形となる。これにより、例えば円形のシリコンウエハーのような半導体基板だけでなく、表示装置などを作成するための大型のガラス基板をステージ１２２上に載置することが可能となる。
　以上述べたように、本実施形態のエッチング装置１００には、溶射法で形成された第１の絶縁膜１５２と第２の絶縁膜１５６によって挟持されたヒータ層１５０を有するステージ１２２が備えられている。そしてヒータ線１５４は金属膜あるいは金属箔のエッチングによって形成することができるため、その厚さや幅、密度をヒータ線１５４内で均一にすることができる。その結果、ステージ１２２の全面にわたって均一な加熱を行うことができ、基板温度の精密な制御と、高速な調整が可能となる。特に合金を用いてヒータ線１５４を形成することで、その比較的高い体積抵抗率に起因し、ヒータ線１５４の厚さを大きくすることができ、その結果、厚さや幅のばらつきをさらに小さくすることができ、より精密な基板の温度制御に寄与することができる。
（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態で述べたステージ１２２を有する種々の成膜装置に関し、図５乃至図７を用いて説明する。第１実施形態と同様の構成に関しては記述を割愛することがある。
［１．ＣＶＤ装置］
　図５は、成膜装置の一つであるＣＶＤ装置２００の模式図である。ＣＶＤ装置２００はチャンバー２０２を有し、反応ガスを化学的に反応させる場を提供する。
　チャンバー２０２には排気装置２０４が接続され、チャンバー２０２内の圧力を低減することができる。チャンバー２０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管２０６が設けられ、バルブ２０８を介してチャンバー内に成膜用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、作成する膜に依存して種々のガスを用いることができる。ガスは、常温で液体でもよい。例えばシランやジクロロシラン、テトラエトキシシランなどを用いることでシリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素などの薄膜を形成することができる。あるいはフッ化タングステンやトリメチルアルミニウムなどを用いることで、タングステンやアルミニウムなどの金属薄膜を形成することができる。
　エッチング装置１００と同様、チャンバー２０２上部には導波管２１０を介してマイクロ波源２１２を設けてもよい。マイクロ波源２１２で発生したマイクロ波は導波管２１０によってチャンバー２０２内部へ導入される。マイクロ波によって反応ガスがプラズマ化し、プラズマに含まれる種々の活性種によってガスの化学反応が促進され、化学反応によって得られる生成物が基板上に堆積し、薄膜が形成される。任意の構成として、プラズマの密度を増大させるための磁石２４４をチャンバー２０２内に設けることができる。チャンバー２０２下部には、第１実施形態で述べたステージ１２２を設けられ、基板がステージ１２２上に設置された状態で薄膜の堆積を行うことができる。エッチング装置１００と同様、チャンバー２０２の側面にはさらに磁石２１６、２１８を設けてもよい。
　ステージ１２２にはさらに、高周波電力をステージ１２２に供給するための電源２２４、静電チャック用の電源２２６、ステージ１２２内部に環流される媒体の温度制御を行う温度コントローラ２２８、ステージ１２２に設けられるヒータ線１５４を制御するヒータ電源２３０が接続されてもよい。ＣＶＤ装置２００にはさらに、任意の構成として、ステージ１２２を回転させるための回転制御装置（図示せず）が設けられていてもよい。
［２．スパッタ装置］
　図６は、成膜装置の一つであるスパッタ装置３００の模式図である。スパッタ装置３００はチャンバー３０２を有し、高速のイオンとターゲットの衝突、およびその際に発生するターゲット原子の堆積のための場を提供する。
　チャンバー３０２にはチャンバー３０２内を減圧にするための排気装置３０４が接続される。チャンバー３０２にはアルゴンなどのスパッタガスをチャンバー３０２へ導入するための導入管３０６、およびバルブ３０８が設けられる。
　チャンバー３０２下部には、成膜する材料を含むターゲットを保持し、かつ陰極として機能するターゲットステージ３１０が設けられ、その上にターゲット３１２が設置される。ターゲットステージ３１０には高周波電源３１４が接続され、高周波電源３１４によってチャンバー３０２内にプラズマを発生することができる。
　チャンバー３０２上部には、第１実施形態で述べたステージ１２２を設けることができる。この場合、基板がステージ１２２下に設置された状態で薄膜の形成が進行する。エッチング装置１００やＣＶＤ装置２００と同様、ステージ１２２にはさらに、高周波電力をステージ１２２に供給するための電源３２４、静電チャック用の電源３２６、温度コントローラ３２８、ヒータ電源３３０が接続されてもよい。スパッタ装置３００にはさらに、任意の構成として、ステージ１２２を回転させるための回転制御装置（図示せず）が設けられていてもよい。
　チャンバー３０２内で発生したプラズマによって加速されたアルゴンイオンは、ターゲット３１２に衝突し、ターゲット３１２の原子が弾き出される。弾き出された原子は、シャッター３１６が開放されている間、ステージ１２２下に設置される基板へ飛翔し、堆積する。
　本実施形態では、ステージ１２２がチャンバー３０２の上部に、ターゲットステージ３１０がチャンバー３０２の下部に設置される構成が例示されるが、本実施形態はこの構成に限られず、ターゲットがステージ１２２の上に位置するようにスパッタ装置３００を構成してもよい。あるいは、基板の主面が水平面に対して垂直に配置されるようにステージ１２２を設置し、それに対向するようにターゲットステージ３１０を設けてもよい。
［３．蒸着装置］
　図７は、成膜装置の一つである蒸着装置４００の模式図である。蒸着装置４００はチャンバー４０２を有し、蒸着源４１０における材料の蒸発、ならびに蒸発した材料の基板上への堆積のための空間が提供される。
　チャンバー４０２にはチャンバー４０２内を高真空にするための排気装置４０４が接続される。チャンバー４０２にはチャンバー４０２を大気圧に戻すための導入管４０６が設けられ、バルブ４０８を介して窒素やアルゴンなどの不活性ガスがチャンバー４０２内に導入される。
　チャンバー４０２上部には、第１実施形態で述べたステージ１２２を設けることができる。基板がステージ１２２下に設置された状態で材料の堆積が進行する。エッチング装置１００、ＣＶＤ装置２００、スパッタ装置３００と同様、ステージ１２２にはさらに、静電チャック用の電源４２４、温度コントローラ４２６、ヒータ電源４２８が接続されてもよい。蒸着装置４００にはさらに、任意の構成として、ステージ１２２を回転させるための回転制御装置４３０が設けられていてもよい。ステージ１２２はさらに、基板と蒸着源４１０の間にメタルマスクを固定するためのマスクホルダ４１６を有してもよい。これにより、材料を堆積する領域にメタルマスクの開口部が重なるように、基板近傍にメタルマスクを配置することができる。
　蒸着源４１０がチャンバーの下側に設けられ、蒸着する材料が蒸着源４１０に充填される。蒸着源４１０には材料を加熱するためのヒータが設けられており、ヒータは制御装置４１２によって制御される。排気装置４０４を用いてチャンバー４０２内を高真空にし、蒸着源４１０を加熱して材料を気化させることで蒸着が開始される。蒸着の速度が一定になった時にシャッター４１４を開放することで、基板上において材料の堆積が開始される。
　上述したように、本実施形態のＣＶＤ装置２００、スパッタ装置３００、蒸着装置４００などの成膜装置には、実施形態１で説明したステージ１２２を有することができる。したがって、基板の温度を精密に制御し、かつ応答性良く調整することができ、形成される薄膜の物性の制御が容易となる。
（第３実施形態）
　本実施形態では、実施形態１で述べたステージ１２２の作製方法を図８Ａ乃至図１２Ｂを用いて説明する。本実施形態では、図２Ｃに示したステージ１２２の作製方法を説明する。図８Ａ、図９Ａ、図１１Ａ、図１２Ａ、図１３Ａはステージ１２２の断面模式図であり、図８Ｂ、図９Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂ、図１３Ｂはステージ１２２の上面模式図である。第１、第２実施形態と同様の構成に関しては記述を割愛することがある。
　まず、溝１４６を有する基材１４０を作製する。例えばチタンを含有する第２の基材１６２に対して切削加工を施し、媒体を環流するための溝１４６を形成する。溝１４６は一本でもよく、複数でもよい。複数の溝１４６を形成する場合、それぞれを環流する媒体を独立して制御してもよい。溝１４６は第１の基材１６０と第２の基材１６２のいずれか一方、あるいは両方に設けてもよい。その後、第１の基材１６０と第２の基材１６２を接合する（図８Ａ、図８Ｂ）。接合は、例えばろう付けによって行うことができる。ろうとしては、例えば銀、銅、および亜鉛を含む合金、銅と亜鉛を含む合金、リンを微量含む銅、アルミニウムやその合金、チタン、銅、およびニッケルを含む合金、チタン、ジルコニウム、および銅を含む合金、チタン、ジルコニウム、銅、およびニッケルを含む合金などが挙げられる。
　次に、第２の基材１６２上に第１の絶縁膜１５２を形成する（図９Ａ、図９Ｂ）。第１の絶縁膜１５２は、第１実施形態で述べた無機絶縁体を含むことができ、溶射によって形成することができる。溶射としては、上述したように、ローカロイド溶射法やプラズマ溶射法のいずれでもよく、あるいはこれらを組み合わせてもよい。第１の絶縁膜１５２の形成方法は溶射に限られず、スパッタリング法などを採用してもよい。必要に応じ、第１の絶縁膜１５２の形成前、あるいは形成後に、開口１４２や１６４（図３参照）を形成してもよい。
　引き続き、第１の絶縁膜１５２上にヒータ線１５４を形成する。例えば、ガラス基板１８０上に剥離層１８２を形成し、その上に金属膜（あるいは金属箔、以下、総じて金属箔と記す）１８４を形成する（図１０Ａ）。剥離層１８２としては、例えばポリイミドやポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサンなどの高分子材料を用いることができる。金属箔１８４は電解めっき法やＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、印刷法、あるいは蒸着法などによって形成すればよい。あるいは金属箔を物理的な延伸加工によって形成し、剥離層１８２上に設置してもよい。金属箔の厚さは、例えば０．１ｍｍから２ｍｍ、あるいは０．３ｍｍから１ｍｍとすることができ、材料としては第１実施形態で述べた金属や合金を使用することができる。
　引き続き金属箔１８４上にレジスト１８６を形成し、フォトマスク１９０を介して露光を行う（図１０Ｂ）。その後現像することで、所定のパターンを有するフォトレジスト１９２が金属箔１８４上に形成される（図１０Ｃ）。フォトレジスト１９２から露出した領域１９４に対してドライエッチング、あるいはウエットエッチングを行い、レジストマスクから露出した領域を除去し、ヒータ線１５４のパターンを得る（図１０Ｄ）。その後、レーザなどの光をガラス基板１８０の裏面から照射し（（図１０Ｄ）、ガラス基板１８０―剥離層１８２、あるいは剥離層１８２―ヒータ線１５４間の接着力を低減させ、その後これらの界面でヒータ線１５４を剥離する。リソグラフィーの前に金属箔１８４を、あるいはリソグラフィーの後にヒータ線１５４の表面を化学機械研磨（ＣＭＰ）などによって研磨し、表面の平坦化を行ってもよい。
　得られたヒータ線１５４を第１の絶縁膜１５２上に設置する（図１１Ａ）、図１１Ｂ）。この時、ヒータ線１５４を固定するため、第１の絶縁膜１５２との間に接着剤を設けてもよい。接着剤としては、エポキシ系接着剤、ポリイミド系接着剤、シリコーン系接着剤などを用いることができる。接着剤中に酸化チタンや酸化アルミニウム、酸化ケイ素などの無機化合物のフィラーが添加されていてもよい。ヒータ線１５４は一本に限られず、複数のヒータ線１５４を設けてもよい。
　この後、第２の絶縁膜１５６をヒータ線１５４上に形成する（図１２Ａ、図１２Ｂ）。第２の絶縁膜１５６は、第１の絶縁膜１５２と同様の方法で形成することができ、第１の絶縁膜１５２と同様の材料を含むことができる。以上の工程により、ヒータ層１５０が形成される。
　最後に、任意の構成として、ヒータ層１５０上の静電チャック１７０を設置する（図１３Ａ、図１３Ｂ）。静電チャック１７０は、例えば接着剤を用いて第２の絶縁膜１５６と接合することでヒータ層１５０と接合することができる。この後、必要に応じ、貫通孔１４４を形成してもよい。
　以上のプロセスにより、ステージ１２２を形成することができる。上述したように、金属箔を出発材料として用いることにより、均一な厚さや密度を有するヒータ線１５４を形成することができる。また、エッチング、特にドライエッチングを用いて金属箔を加工してヒータ線１５４を形成するため、均一な幅を有するヒータ線１５４を形成することができる。このため、ステージ１２２上に載置される基板の温度を精密に制御し、かつ応答性良く調整し、さらに温度分布を小さくすることがでる。その結果、本発明の実施形態のステージ１２２を用いることで、基板上に形成、加工される各種薄膜の構造や物性を精密に制御することが可能となる。
　本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
　また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、または、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。
　１００：エッチング装置、１０２：チャンバー、１０４：排気装置、１０６：導入管、１０８：バルブ、１１０：導波管、１１２：マイクロ波源、１１４：窓、１１６：磁石、１１８：磁石、１２０：磁石、１２２：ステージ、１２４：電源、１２６：電源、１２８：温度コントローラ、１３０：ヒータ電源、１４０：基材、１４２：開口、１４４：貫通孔、１４６：溝、１５０：ヒータ層、１５２：第１の絶縁膜、１５４：ヒータ線、１５６：第２の絶縁膜、１６０：第１の基材、１６２：第２の基材、１６４：開口、１７０：静電チャック、１７２：静電チャック電極、１７４：膜、１７６：リブ、１８０：ガラス基板、１８２：剥離層、１８４：金属箔、１８６：レジスト、１９０：フォトマスク、１９２：フォトレジスト、１９４：領域、２００：ＣＶＤ装置、２０２：チャンバー、２０４：排気装置、２０６：導入管、２０８：バルブ、２１０：導波管、２１２：マイクロ波源、２１６：磁石、２１８：磁石、２２４：電源、２２６：電源、２２８：温度コントローラ、２３０：ヒータ電源、２４４：磁石、３００：スパッタ装置、３０２：チャンバー、３０４：排気装置、３０６：導入管、３０８：バルブ、３１０：ターゲットステージ、３１２：ターゲット、３１４：高周波電源、３１６：シャッター、３２４：電源、３２６：電源、３２８：温度コントローラ、３３０：ヒータ電源、４００：蒸着装置、４０２：チャンバー、４０４：排気装置、４０６：導入管、４０８：バルブ、４１０：蒸着源、４１２：制御装置、４１４：シャッター、４１６：マスクホルダ、４２４：電源、４２６：温度コントローラ、４２８：ヒータ電源、４３０：回転制御装置

Claims (8)

  1. 　基材と、
    　前記基材上のヒータ層とを有し、
    　前記ヒータ層は、
    　　第１の絶縁膜と、
    　　前記第１の絶縁膜上のヒータ線と、
    　　前記ヒータ線上の第２の絶縁膜とを有し、
    　前記ヒータ線はタングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される一種以上の金属を含む、基板を載置するためのステージ。
  2. 　前記基材はチタンを含み、
    　前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜は酸化アルミニウムを含む、請求項１に記載のステージ。
  3. 　前記基材は液体を内部に流すための溝を有する、請求項１に記載のステージ。
  4. 　前記ヒータ層上に静電チャックをさらに有する、請求項１に記載のステージ。
  5. 　基材上に第１の絶縁膜を溶射法によって形成し、
    　タングステン、ニッケル、クロム、コバルト、およびモリブデンから選択される金属を含む金属膜を配線形状に加工し、
    　前記第１の絶縁膜上に前記加工された金属膜を配置し、
    　前記金属膜上に第２の絶縁膜を溶射法によって形成することを含む、基板を載置するためのステージの作製方法。
  6. 　前記基材はチタンを含み、
    　前記第１の絶縁膜と第２の絶縁膜は酸化アルミニウムを含む、請求項５に記載の作製方法。
  7. 　前記基材は液体を内部に流すための溝を有する、請求項５に記載の作製方法。
  8. 　前記第２の絶縁膜上に静電チャックを配置することをさらに含む、請求項５に記載の作製方法。
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