JP6076954B2 - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置及び基板処理方法に関する。

例えば半導体デバイスなどの製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）に対して成膜処理やエッチング処理などの各種処理が行われる。そして、これら成膜処理やエッチング処理では、ウェハ面内で均一な処理が行われる必要がある。

ウェハに均一な処理を行うためは、ウェハを載置台に適切に載置する必要がある。このため、載置台には、例えばウェハの反り抑制や面内温度の均一化を目的として、静電チャックやクランプが用いることが試みられている。しかしながら、載置台に静電チャックを用いた場合、上記目的を達成するためには、当該静電チャックに高電圧を印加する必要がある。かかる場合、静電チャックからウェハを脱離させようとしても、ウェハに電荷が残留して脱離不良となるおそれがある。また、載置台にクランプを用いた場合、ウェハ近傍にクランプする機構を配置することによってウェハ処理への影響があり、あるいはパーティクルや異物が発生するおそれがある。

そこでウェハに均一な処理を行うため、例えば特許文献１に記載された成膜装置では、載置台を回転させながら、載置台に載置されたウェハの表面に膜を成長させることにより、膜厚の均一化を図っている。また、載置台の表面には固体膜が形成されており、固体膜の表面の表面粗さは、固体膜を形成する前の載置台の表面の表面粗さよりも大きくなっている。具体的には、表面粗さとして算術平均粗さ（以下、「Ｒａ」という。）が用いられ、固体膜のＲａが大きくなっている。このように載置台（固体膜）のＲａを大きくすることにより、載置台の回転によるウェハの位置ずれの抑制を図っている。

特開２０１４−３３１６２号公報

しかしながら、発明者らが調べたところ、特許文献１に記載された方法のように、単に載置台の表面のＲａを調整しただけでは、載置台の表面とウェハの裏面との間に生じる摩擦力を十分に大きくできない場合があることが分かった（この理由については、後述において詳細に説明する）。そして、成膜装置では、成膜した膜の応力によりウェハが反る場合があり、摩擦力は特に小さくなってしまう。

このように摩擦力が小さい状態で載置台を回転させると、ウェハと載置台の回転が一致しない場合がある。かかる場合、膜厚分布の均一性を向上させるために定めた、ウェハの運転パターンの再現性が得られなくなり、精度よく均一性を向上させることができなくなる。また、ウェハの位置ずれが発生し、搬送不良を起こす可能性もある。したがって、ウェハ処理を適切に行うことができず、改善の余地があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板を処理する基板処理装置であって、基板を載置する載置台と、前記載置台を回転させる回転機構と、を有し、前記載置台は、当該載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化されていることを特徴としている。

載置台の表面と基板の裏面との間の摩擦力を算出するには、例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づくモデルを用いた考え方もあれば、凝着摩擦に基づくモデルを用いた考え方もある。これらの考え方には、真実接触面積を考えるか否かの違いがいある。アモントン・クーロンの摩擦法則では、真実接触面積を考えないので、摩擦力を変化させるパラメータは表面粗さのみとなる。この場合、摩擦係数を大きくするためには、表面の凹凸形状の斜面を急傾斜にする必要があるので、特許文献１に記載された方法ではＲａを大きくしていると推察される。一方、凝着摩擦では、真実接触面積を考えており、特許文献１に記載されたようにＲａを大きくすると摩擦力を大きくできない。このため、上記課題で述べたとおり、単に載置台の表面のＲａを大きくしただけでは、摩擦力を十分に大きくできない場合がある。

そこで、発明者らはさらに鋭意検討を行い、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力の３つのパラメータを最適化すれば、摩擦力を基板に作用する力以上に大きくできることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化された載置台を用いる。かかる場合、載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を上記のように大きくできるので、例えば載置台が回転する場合でも、基板と載置台の回転を一致させることができ、基板の最適な運転パターンの再現性を向上させることができる。また、載置台に対する基板の位置ずれも抑制することができる。したがって、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことができる。

前記載置台は、当該載置台に印加される所定の電圧によって基板を静電吸着し、前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であってもよい。なお、脱離異常を起こさないとは、載置台から基板が脱離する際に脱離不良が生じない状態であることを意味する。

前記基板処理装置は、前記載置台に載置された基板の裏面において、当該載置台と接触していない部分を支持する支持部をさらに有していてもよい。

かかる場合、前記支持部は、当該支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ及び表面硬度が最適化されていてもよい。

前記基板処理装置は、前記載置台を収容する処理容器と、前記処理容器の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する減圧機構と、をさらに有していてもよい。

別な観点による本発明は、載置台を回転させながら、当該載置台に載置された基板を処理する基板処理方法であって、前記載置台は、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化され、前記載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該載置台に基板が載置されることを特徴としている。

前記載置台に印加される所定の電圧によって基板が静電吸着され、前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であってもよい。

前記載置台に載置された基板は、当該載置台と接触していない部分を支持部によって支持されてもよい。

かかる場合、前記支持部は、表面粗さ及び表面硬度が最適化され、前記支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該支持部に基板が支持されてもよい。

前記載置台に載置された基板の処理は、減圧雰囲気下で行われてもよい。

本発明によれば、載置台に基板を適切に載置して、当該基板に対する処理を適切に行うことができる。

本実施の形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 載置台の概略を示す縦断面図である。 載置台の概略を示す平面図である。 載置台に対して基板が凸型に変形した場合に、当該基板を載置台で載置する様子を示す説明図である。 載置台に対して基板が凹型に変形した場合に、当該基板を載置台で載置する様子を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる載置台の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかる載置台の概略を示す縦断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる基板処理装置としてのプラズマ処理装置１の構成の概略を示す縦断面図である。プラズマ処理装置１は、基板としてのウェハＷの表面（上面）に対してプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｏｔｉｏｎ）処理を行う成膜装置である。なお、以下に示す実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

プラズマ処理装置１は、図１に示すように処理容器１０を有している。処理容器１０は、天井面が開口した略円筒形状を有し、当該天井面開口部には後述するラジアルラインスロットアンテナ４０が配置されている。また、処理容器１０の側面にはウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成され、当該搬入出口にはゲートバルブ（図示せず）が設けられている。そして、処理容器１０はその内部を密閉可能に構成されている。なお、処理容器１０にはアルミニウム又はステンレス鋼等の金属が用いられ、処理容器１０は電気的に接地されている。

処理容器１０内の底部には、ウェハＷを表面（上面）に載置させる円筒形状の載置台２０が設けられている。載置台２０の詳細な構造の説明は後述する。

載置台２０の裏面側には、載置台２０を回転させる回転機構２１が設けられている。回転機構２１は、支柱２２と回転駆動部２３を有している。支柱２２は、載置台２０の裏面を支持し、処理容器１０の底面を貫通して設けられている。回転駆動部２３は、処理容器１０の外部において支柱２２の下端に設けられている。この回転駆動部２３の稼働により、支柱２２を介して載置台２０が回転する。

載置台２０の下方には、載置台２０上に置かれたウェハＷを適宜昇降させる昇降機構３０が設けられている。昇降機構３０は、昇降ピン３１、プレート３２、支柱３３、及び昇降駆動部３４を有している。昇降ピン３１は、プレート３２の表面に例えば３本設けられ、載置台２０の表面に突出自在に構成されている。プレート３２は、処理容器１０の底面を貫通する支柱３３の上端に支持されている。支柱３３の下端には、処理容器１０の外部に配置された昇降駆動部３４が設けられている。この昇降駆動部３４の稼動により、載置台２０を貫通している３本の昇降ピン３１が昇降し、昇降ピン３１の上端が載置台２０の表面から上方に突出した状態と、昇降ピン３１の上端が載置台２０の内部に引き込まれた状態とに切り替えられる。なお、本実施の形態では、昇降ピン３１が、本発明の支持部として機能する。

処理容器１０の天井面開口部には、プラズマ生成用のマイクロ波を供給するラジアルラインスロットアンテナ４０（ｒａｄｉａｌ ｌｉｎｅ ｓｌｏｔ ａｎｔｅｎｎａ）が設けられている。ラジアルラインスロットアンテナ４０は、マイクロ波透過板４１、スロット板４２、遅波板４３、及びシールド蓋体４４を有している。

マイクロ波透過板４１は、例えばＯリング等のシール材（図示せず）を介して、処理容器１０の天井面開口部に密に設けられている。したがって、処理容器１０の内部は気密に保持される。マイクロ波透過板４１には誘電体、例えば石英、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ等が用いられ、マイクロ波透過板４１はマイクロ波を透過させる。

スロット板４２は、マイクロ波透過板４１の表面であって、載置台２０と対向するように設けられている。スロット板４２には、マイクロ波を透過させる複数のスロットが形成され、スロット板４２はアンテナとして機能する。スロット板４２には、導電性を有する材料、たとえば銅、アルミニウム、ニッケル等が用いられる。

遅波板４３は、スロット板４２の表面に設けられている。遅波板４３には低損失誘電体材料、例えば石英、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ等が用いられ、遅波板４３はマイクロ波の波長を短縮する。

シールド蓋体４４は、遅波板４３の表面において、遅波板４３とスロット板４２を覆うように設けられている。シールド蓋体４４の内部には、例えば冷却媒体を流通させる円環状の流路４５が複数設けられている。流路４５を流れる冷却媒体によって、マイクロ波透過板４１、スロット板４２、遅波板４３、シールド蓋体４４が所定の温度に調節される。

シールド蓋体４４の中央部には同軸導波管５０が接続されている。同軸導波管５０は、内部導体５１と外部導体５２を有している。内部導体５１は、スロット板４２と接続されている。内部導体５１の下端部は円錐形に形成され、その径がスロット板４２側に向かって拡大するテーパ形状を有している。この下端部により、スロット板４２に対してマイクロ波を効率よく伝播するようになっている。

同軸導波管５０には、マイクロ波を所定の振動モードに変換するモード変換器５３、矩形導波管５４、マイクロ波を発生するマイクロ波発生器５５が同軸導波管５０側からこの順で接続されている。マイクロ波発生器５５は、所定周波数、例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させる。

かかる構成により、マイクロ波発生器５５により発生されたマイクロ波は、矩形導波管５４、モード変換器５３、同軸導波管５０を順次伝播し、ラジアルラインスロットアンテナ４０内に供給され、遅波板４３で圧縮され短波長化され、スロット板４２で円偏波を発生させた後、スロット板４２からマイクロ波透過板４１を透過して処理容器１０内に放射される。このマイクロ波により処理容器１０内では処理ガスがプラズマ化し、このプラズマによりウェハＷのプラズマ処理が行われる。

処理容器１０内には、上シャワープレート６０と下シャワープレート６１が、載置台２０の上部に設けられている。これら上シャワープレート６０と下シャワープレート６１は、例えば石英管などからなる中空の管材で構成されている。上シャワープレート６０と下シャワープレート６１には、載置台２０上のウェハＷに対してガスを供給する複数の開口部（図示せず）が分布して設けられている。

上シャワープレート６０には、処理容器１０の外部に配置されたプラズマ生成ガス供給源６２が、配管６３を介して接続されている。プラズマ生成ガス供給源６２には、プラズマ生成用のガスとして例えばＡｒガスなどが貯留されている。このプラズマ生成ガス供給源６２から、配管６３を通じて、上シャワープレート６０内にプラズマ生成ガスが導入され、処理容器１０内に均一に分散された状態で、プラズマ生成ガスが供給される。

下シャワープレート６１には、処理容器１０の外部に配置された処理ガス供給源６４が、配管６５を介して接続されている。処理ガス供給源６４には、成膜される膜に応じた処理ガスが貯留されている。例えばウェハＷの表面にＳｉＮ膜を成膜する場合には、処理ガスとしてＴＳＡ（トリシリルアミン）、Ｎ_２ガス、Ｈ_２ガスなどが貯留され、ＳｉＯ_２膜を成膜する場合には、ＴＥＯＳなどが貯留される。この処理ガス供給源６４から、配管６５を通じて、下シャワープレート６１内に処理ガスが導入され、処理容器１０内に均一に分散された状態で、処理ガスが供給される。

処理容器１０の底面には、処理容器１０の内部の雰囲気を減圧する減圧機構７０が設けられている。減圧機構７０は、例えば真空ポンプを備えた排気部７１が、排気管７２を介して処理容器１０の底面に接続された構成を有している。排気部７１は、処理容器１０内の雰囲気を排気して、所定の真空度まで減圧することができる。

次に、上述した載置台２０の詳細な構造について説明する。載置台２０には、例えばＡｌＮ等が用いられる。

図２及び図３に示すように載置台２０の表面には、第１の接触領域１００と第２の接触領域１０１が形成されている。第１の接触領域１００は、載置台２０の外周部において、平面視で円環状に形成されている。第２の接触領域１０１は、載置台２０の中心部において、平面視で円形状に形成されている。

本実施の形態では、載置台２０に載置するウェハＷは、成膜した膜の応力によって反っている。第１の接触領域１００と第２の接触領域１０１は、このように反ったウェハＷが接触する領域である。すなわち、例えば図４に示すようにウェハＷに引張応力が作用し、ウェハＷが上方に凸状に反り、載置台２０に対してウェハＷが凸型に変形する場合、ウェハＷの外周部が第１の接触領域１００と接触する。また、例えば図５に示すようにウェハＷに圧縮応力が作用し、ウェハＷが下方に凸状に反り、載置台２０に対してウェハＷが凹型に変形する場合、ウェハＷの中心部は第２の接触領域１０１と接触する。

載置台２０には、当該載置台２０を厚み方向に貫通する貫通孔１０２が例えば３箇所に形成されている。貫通孔１０２には、昇降ピン３１が挿通して設けられている。

載置台２０の内部には、静電チャック用の電極１０３が設けられている。電極１０３は、処理容器１０の外部に設けられた直流電源１０４に接続されている。この直流電源１０４により載置台２０の表面にジョンソン・ラーベック力を生じさせて、ウェハＷを載置台２０上に静電吸着することができる。

また、載置台２０の内部には、例えば冷却媒体を流通させる温度調節機構１０５が設けられている。温度調節機構１０５は、処理容器１０の外部に設けられ、冷却媒体の温度を調整する液温調節部１０６に接続されている。そして、液温調節部１０６によって冷媒媒体の温度が調節され、載置台２０の温度を制御でき、この結果、載置台２０上に載置されたウェハＷを所定の温度に維持できる。

なお、載置台２０には、ＲＦバイアス用の高周波電源（図示せず）が接続されていてもよい。高周波電源は、ウェハＷに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波を所定のパワーで出力する。

以上のように構成された載置台２０は、ウェハＷを載置した状態で、回転機構２１によって回転する。そこで、載置台２０に対するウェハＷの位置ずれを抑制し、ウェハＷと載置台２０の回転を一致させるため、ウェハＷの裏面と載置台２０の表面との間に生じる摩擦力をウェハＷに作用する力以上、すなわち角加速度や載置のずれによって生じる慣性力以上に大きくする。以下では、このように摩擦力を大きくするための載置台２０の構成について、さらに詳細に説明する。

ウェハＷと載置台２０との間に生じる摩擦力を算出するには、例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づくモデルを用いた考え方もあれば、凝着摩擦に基づくモデルを用いた考え方もある。例えばアモントン・クーロンの摩擦法則に基づく考え方の場合、摩擦力は下記式（１）によって導出される。また、凝着摩擦（介在物を介して生じる摩擦）に基づく考え方の場合、摩擦力は下記式（２）によって導出される。
Ｆ＝μ・Ｎ ・・・・（１）
Ｆ＝ｓ・Ａ＝ｓ・Ｎ／Ｈ ・・・・（２）
但し、Ｆ：摩擦力、μ：摩擦係数、Ｎ：垂直抗力、ｓ：せん断強さ、Ａ：真実接触面積、Ｈ：表面硬度

そこで、発明者らがさらに鋭意検討した結果、載置台２０において、表面粗さ、表面硬度、及びウェハＷを吸着する力の３つのパラメータを最適化すれば、摩擦力をウェハＷに作用する力以上に大きくできることを見出した。

先ず、１つ目のパラメータである、表面粗さについて説明する。例えば物造りにおいて、表面粗さは表面状態を管理する指標として確立されており、計測も容易であるため、当該表面粗さをパラメータとして用いる。そして、表面粗さとしては、真実接触面積と相関の高い表面粗さのパラメータが用いられる。例えば算術平均粗さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚ等を用いることができる。また、本実施の形態では、第１の接触領域１００の表面粗さと第２の接触領域１０１の表面粗さは同一である。

次に、２つ目のパラメータである、表面硬度について説明する。例えば上記式（２）に従えば、表面硬度は小さくする必要がある。すなわち、接触領域１００、１０１の表面硬度を小さくするのがよい。具体的には、例えば接触領域１００、１０１の材料を変更し、あるいは接触領域１００、１０１の表面に膜を形成することにより、載置台２０の表面硬度１０．４（ＧＰａ）より、接触領域１００、１０１の表面硬度を小さくする。接触領域１００、１０１の材料にＡｌ_２Ｏ_３を用いれば、表面硬度を６．０（ＧＰａ）にできる。接触領域１００、１０１にＡｌ_２Ｏ_３を溶射すれば、表面硬度を９．８（ＧＰａ）にできる。接触領域１００、１０１にＹ_２Ｏ_３を溶射すれば、表面硬度を５．８（ＧＰａ）にできる。接触領域１００、１０１にＹＦ_３を溶射すれば、表面硬度を２．９（ＧＰａ）にできる。

最後に、３つ目のパラメータである、ウェハＷを吸着する力について説明する。例えば上記式（１）、（２）に従えば、載置台２０の垂直抗力を大きくする必要がある。ウェハＷの自重は変更できないので、例えばウェハＷを吸着する力を大きくして、ウェハＷの見かけの荷重を大きくし、載置台２０の垂直抗力を大きくするのがよい。

上述したように、載置台２０に高電圧を印加してウェハＷを静電吸着すると、載置台２０からウェハＷを脱離させようとしても、ウェハＷに電荷が残留して脱離不良となるおそれがある。このため、載置台２０でウェハＷを吸着する際には、載置台２０に低電圧を印加する。具体的には、この所定の低電圧は、載置台２０によるウェハＷの吸着を停止する際（すなわち、電圧の印加を停止する際）、少なくともウェハＷに残存する電荷が、載置台２０からウェハＷが脱離する際の脱離異常を起こさない電圧である。かかる場合、上述した脱離不良が生じない。

以上のように載置台２０において、表面粗さ、表面硬度、及びウェハＷを吸着する力の３つのパラメータを、プラズマ処理の処理条件に応じて最適化する。そして、ウェハＷと載置台２０との間の摩擦力をウェハＷに作用する力以上に大きくする。

なお、例えば図５に示したようにウェハＷに圧縮応力が作用し、載置台２０に対してウェハＷが凹型に変形した場合、第２の接触領域１０１と接触するウェハＷの中心部以外の部分において、ウェハＷの裏面と昇降ピン３１を接触させてもよい。そうすると、ウェハＷの裏面が昇降ピン３１と接触する分、ウェハＷに作用する摩擦力を大きくすることができる。なお、本実施の形態では、昇降ピン３１が、本発明の支持部として機能する。

かかる場合、昇降ピン３１の先端部３１ａについても、上記載置台２０と同様に、その表面粗さ及び表面硬度の２つのパラメータを、プラズマ処理の処理条件に応じて最適化するのが好ましい。そうすると、ウェハＷの裏面と先端部３１ａの表面との間に生じる摩擦力を大きくして、ウェハＷに作用する摩擦力をさらに大きくすることができる。

なお、昇降ピン３１は、例えばバネ（図示せず）によって支持され、当該バネの弾性力によってウェハＷの重量と同等の力で支持するように構成されていてもよい。また、載置台２０と昇降ピン３１の温度が同じになるように、昇降ピン３１には比熱の小さい材料を用い、特に先端部３１ａには熱伝導性の高い材料を用いるのが好ましい。

次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置１で行われるウェハＷのプラズマ処理について説明する。

先ず、処理容器１０内に搬入されたウェハＷは、昇降ピン３１によって載置台２０上に載置される。このとき、直流電源１０４をオンにして載置台２０の電極１０３に直流電圧を所定の低電圧で印可し、載置台２０によってウェハＷを吸着する。

その後、処理容器１０内を密閉した後、減圧機構７０によって、処理容器１０内の雰囲気を所定の圧力、例えば４００ｍＴｏｒｒ（＝５３Ｐａ）に減圧する。さらに、上シャワープレート６０から処理容器１０内にプラズマ生成ガスを供給すると共に、下シャワープレート６１から処理容器１０内にプラズマ成膜用の処理ガスを供給する。

このように処理容器１０内にプラズマ生成ガスと処理ガスが供給される際、マイクロ波発生器５５を作動させ、当該マイクロ波発生器５５において、例えば２．４５ＧＨｚの周波数で所定のパワーのマイクロ波を発生させる。そして、マイクロ波透過板４１の下面に電界が発生し、プラズマ生成ガスがプラズマ化され、さらに処理ガスがプラズマ化されて、その際に発生した活性種によって、ウェハＷ上に成膜処理がなされる。こうして、ウェハＷの表面に所定の膜が形成される。

ウェハＷにプラズマ成膜処理を行っている間、回転機構２１によって載置台２０を回転させる。このように載置台２０に載置されたウェハＷを回転させることにより、当該ウェハＷに対してウェハ面内で均一な成膜処理が行われ、所定の膜が均一な膜厚で形成される。

また、載置台２０を回転させて、ウェハＷに角加速度や載置のずれによって生じる慣性力がかかっても、ウェハＷの裏面と載置台２０の表面との間に生じる摩擦力が上記力以上であるので、ウェハＷと載置台２０の回転を一致させることができ、ウェハＷの最適な運転パターンの再現性を向上させることができる。また、載置台２０に対するウェハＷの位置ずれも抑制することができ、ウェハＷの搬送不良を抑制することができる。

その後、所定の膜が成長し、ウェハＷに所定の膜厚の膜が形成されると、プラズマ生成ガス及び処理ガスの供給と、マイクロ波の照射とが停止される。その後、ウェハＷは処理容器１０から搬出されて、一連のプラズマ成膜処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、表面粗さ、表面硬度、及びウェハＷを吸着する力が最適化された載置台２０を用いているので、ウェハＷの裏面と載置台２０の表面との間に生じる摩擦力をウェハＷに作用する力以上に大きくすることができる。このため、プラズマ処理において載置台２０が回転しても、ウェハＷと載置台２０の回転を一致させることができ、また載置台２０に対するウェハＷの位置ずれも抑制することができる。したがって、載置台２０にウェハＷを適切に載置して、当該ウェハＷに対するプラズマ処理を適切に行うことができる。

また、図５に示したように載置台２０に対してウェハＷが凹型に変形した場合、ウェハＷの裏面と昇降ピン３１を接触させるので、当該ウェハＷに作用する摩擦力を大きくすることができる。さらに、昇降ピン３１の先端部３１ａにおいて、表面粗さ及び表面硬度を最適化しているので、ウェハＷに作用する摩擦力をさらに大きくすることができる。

なお、以上の実施の形態では、図４に示したように載置台２０に対してウェハＷが凸型に変形する場合と、図５に示したように載置台２０に対してウェハＷが凹型に変形する場合を想定して、載置台２０に第１の接触領域１００と第２の接触領域１０１を形成した。しかしながら、例えばウェハＷはウェハ面内で波打っている場合もあるし、平坦な場合もあり、すなわち載置台２０の表面においてウェハＷの接触箇所が特定できない場合もある。そこで、図７に示すように載置台２０の表面全面に接触領域２００を形成してもよい。接触領域２００は、上記接触領域１００、１０１と同様に、その表面粗さ及び表面硬度が最適化されて形成される。

本実施の形態でも、上記実施の形態と同様の効果を享受でき、すなわち、ウェハＷの裏面と載置台２０の表面との間に生じる摩擦力を大きくして、載置台２０にウェハＷを適切に載置することができる。しかも、例えば載置台２０の電極１０３を省略して、接触領域２００のみで摩擦力を大きくする場合、載置台２０の材料にＡｌＮ等を用いる必要がなく、プラズマ処理装置１の製造コストを大幅に低廉化することができる。

また、以上の実施の形態では、マイクロ波を用いたプラズマ処理を例にとって説明したが、これに限定されず、高周波電圧を用いたプラズマ処理についても本発明を適用できるのは勿論である。さらに、以上の実施の形態では、本発明を成膜処理を行うプラズマ処理に適用していたが、本発明は、成膜処理以外の基板処理、例えばエッチング処理やスパッタリングを行うプラズマ処理にも適用できる。

また、本発明は、プラズマ処理以外の処理にも適用でき、すなわち載置台に載置された基板に対する処理であれば、任意の処理に適用できる。さらに、本発明は、載置台上の基板を回転させながら処理を行う基板処理に限定されるものではないが、上述したように基板を回転させながら行う基板処理に特に有用となる。

また、本発明のプラズマ処理で処理される基板は、半導体ウェハ、有機ＥＬ基板、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の基板等のいずれのものであってもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ プラズマ処理装置
１０ 処理容器
２０ 載置台
２１ 回転機構
３０ 昇降機構
３１ 昇降ピン
３１ａ 先端部
７０ 減圧機構
１００ 第１の接触領域
１０１ 第２の接触領域
１０３ 電極
２００ 接触領域
Ｗ ウェハ

Claims (10)

1. 基板を処理する基板処理装置であって、
   基板を載置する載置台と、
   前記載置台を回転させる回転機構と、を有し、
   前記載置台は、当該載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化されていることを特徴とする、基板処理装置。
2. 前記載置台は、当該載置台に印加される所定の電圧によって基板を静電吸着し、
   前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であることを特徴とする、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記載置台に載置された基板の裏面において、当該載置台と接触していない部分を支持する支持部をさらに有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
4. 前記支持部は、当該支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力が、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上になるように、表面粗さ及び表面硬度が最適化されていることを特徴とする、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記載置台を収容する処理容器と、
   前記処理容器の内部の雰囲気を所定の真空度まで減圧する減圧機構と、をさらに有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
6. 載置台を回転させながら、当該載置台に載置された基板を処理する基板処理方法であって、
   前記載置台は、表面粗さ、表面硬度、及び基板を吸着する力が最適化され、
   前記載置台の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該載置台に基板が載置されることを特徴とする、基板処理方法。
7. 前記載置台に印加される所定の電圧によって基板が静電吸着され、
   前記所定の電圧は、前記載置台による基板の静電吸着を停止する際、少なくとも基板に残留する電荷が脱離異常を起こさない電圧であることを特徴とする、請求項６に記載の基板処理方法。
8. 前記載置台に載置された基板は、当該載置台と接触していない部分を支持部によって支持されることを特徴とする、請求項６又は７に記載の基板処理方法。
9. 前記支持部は、表面粗さ及び表面硬度が最適化され、
   前記支持部の表面と基板の裏面との間に生じる摩擦力を、載置台の回転における角加速度と、載置台に対する基板の載置のずれとによって基板に生じる慣性力以上にして、当該支持部に基板が支持されることを特徴とする、請求項８に記載の基板処理方法。
10. 前記載置台に載置された基板の処理は、減圧雰囲気下で行われることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか一項に記載の基板処理方法。
    

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