载置台结构及处理装置转让专利
申请号 : CN200880104506.X
文献号 : CN101790786A
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 田中澄 , 川崎裕雄
申请人 : 东京毅力科创株式会社
摘要 :
本发明提供一种载置台结构，可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身发生破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。载置台结构(54)，设于处理装置(20)的处理容器(22)内，用于载置应当处理的被处理体(W)，该载置台结构(54)具备：设有加热机构(64)的由电介质构成的载置台(58)；从上述处理容器的底部侧向上方延伸、可以拆装地支承上述载置台(58)的由电介质构成的圆筒状的支柱(56)。在上述载置台(58)的下面，接合有具有比上述支柱的直径小的直径的由电介质构成的圆筒状的保护管(60)。在上述保护管(60)内插过功能棒体(62)，该功能棒体(62)有具有达到上述载置台(58)的上端。
权利要求 :
1.一种载置台结构，其设于具有底部的处理装置的处理容器内，用于载置应当处理的被处理体，其特征在于，具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置所述被处理体；
由电介质构成的圆筒状的支柱，其从所述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承所述载置台；
由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与所述载置台的下面接合，并且具有比所述支柱的直径小的直径；及功能棒体，其插入在所述保护管内，具有达到所述载置台的上端。
2.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述支柱的侧壁上，形成有透气孔。
3.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述保护管与所述载置台的中心部接合。
4.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述保护管与所述载置台的周边部接合。
5.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述保护管收纳于所述支柱内。
6.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在1根所述保护管内收纳有1根或多根所述功能棒体。
7.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述保护管的下端部经由能够伸缩地制成的波纹管与所述处理容器的底部连接。
8.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述保护管的下端部，设有惰性气体室，所述保护管内被设为来自所述惰性气体室的惰性气体的气氛。
9.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述功能棒体上安装有弹簧构件，该功能棒体被弹簧构件向所述载置台一侧推压。
10.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述载置台与所述支柱由连结销连结。
11.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述载置台与所述支柱由在中心部形成了顶料销孔的带孔螺栓、和与该带孔螺栓螺合的紧固螺母连结。
12.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述功能棒体是与所述加热机构侧电连接的加热器供电棒。
13.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述载置台中，设有静电卡盘用的卡盘电极，所述功能棒体是与所述卡盘电极侧电连接的卡盘用供电棒。
14.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述载置台中，设有用于施加高频电力的高频电极，所述功能棒体是与所述高频电极侧电连接的高频供电棒。
15.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，在所述载置台中，设有兼用作静电卡盘用的卡盘电极和用于施加高频电力的高频电极的兼用电极，所述功能棒体是与所述兼用电极电连接的兼用供电棒。
16.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述功能棒体是用于测量所述载置台的温度的热电偶的导电棒。
17.根据权利要求1所述的载置台结构，其特征在于，所述功能棒体是用于测量所述载置台的温度的辐射温度计的光纤。
18.一种处理装置，用于对被处理体实施处理，其特征在于，
具备：处理容器，其具有能够真空排气的底部；载置台结构，其用于载置所述被处理体；及气体供给机构，其向所述处理容器内供给气体，所述载置台结构，具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置所述被处理体；由电介质构成的圆筒状的支柱，其从所述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承所述载置台；由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与所述载置台的下面接合，并且具有比所述支柱的直径小的直径；及功能棒体，其插入在所述保护管内，具有达到所述载置台的上端。
说明书 :
技术领域
本发明涉及半导体晶片等被处理体的处理装置及载置台结构。
背景技术
一般来说，在制造半导体集成电路时，对半导体晶片等被处理体反复进行成膜处理、蚀刻处理、热处理、改性处理、结晶化处理等各种单片处理，形成所需的集成电路。在进行如上所述的各种处理时，与该处理的种类对应地将必要的处理气体向处理容器内导入，例如在成膜处理的情况下是导入成膜气体或卤素气体，在改性处理的情况下是导入臭氧气体等，在结晶化处理的情况下是导入N2气等惰性气体或O2气等。
例如，如果以对半导体晶片逐片地实施热处理的单片式的处理装置为例，则在可以抽真空的处理容器内，设置例如内置有电阻加热器的载置台，在其上面载置半导体晶片，在以规定的温度(例如100℃到1000℃)加热的状态下流过规定的处理气体，在规定的加工条件下对晶片实施各种热处理(专利文献1～6)。为此，对于处理容器内的构件，要求有对这些加热的耐热性和即使暴露于处理气体中也不被腐蚀的耐腐蚀性。
但是，载置半导体晶片的载置台结构一般来说具备具有耐热性耐腐蚀性的载置台，该载置台出于防止金属杂质等金属污染的需要，例如是在AlN等陶瓷材料中嵌入电阻加热器作为发热体并在高温下一体化煅烧形成的。另外，在其他工序中同样地煅烧陶瓷材料等而形成支柱，将该一体化煅烧后的载置台和上述支柱例如利用热扩散接合熔接而一体化构成载置台结构。此外，像这样一体化成形的载置台结构从处理容器内的底部向上方延伸。另外，有时也取代上述陶瓷材料而使用具有耐热耐腐蚀性的石英玻璃。
这里，对以往的载置台结构的一例进行说明。图11是表示以往的载置台结构的一例的剖面图。该载置台结构设于能够进行真空排气的处理容器内，如图11所示，该载置台结构具有由AlN等陶瓷材料制成的圆板状的载置台2。此外，在该载置台2的下面的中央部，同样地利用热扩散接合部6例如以热扩散接合而接合有例如由AlN等陶瓷材料制成的圆筒状的支柱4。因此，两者由热扩散接合部6气密性地接合。这里，对于上述载置台2的大小，例如在晶片尺寸为300mm的情况下，直径为350mm左右，支柱4的直径为56mm左右。在上述载置台2内设有例如由加热器等构成的加热机构8，对载置台2上的作为被处理体的半导体晶片W加热。
上述支柱4通过由固定块10固定于容器底部9而被竖立。此外，在上述圆筒状的支柱4内，设有供电棒14，供电棒14的上端借助连接端子12与上述加热机构8连接。该供电棒14的下端部侧经由绝缘构件16向下方贯穿容器底部，并伸出到外部。这样，就可以防止加工气体等侵入到该支柱4内，防止上述供电棒14或连接端子12等被上述腐蚀性的加工气体腐蚀。
专利文献1：日本特开昭63-278322号公报
专利文献2：日本特开平07-078766号公报
专利文献3：日本特开平03-220718号公报
专利文献4：日本特开平06-260430号公报
专利文献5：日本特开2004-356624号公报
专利文献6：日本特开2006-295138号公报
但是，在对半导体晶片进行加工时，载置台2自身会变为高温状态，但该情况下，构成支柱4的材料是热导率不太良好的陶瓷材料，但是，由于载置台2与支柱4通过热扩散接合部6接合，因此大量的热经由该支柱4从载置台2的中心侧向支柱4侧散逸。由此，特别是在载置台2的升温降温时，相对于载置台2的中心部的温度变低，而周边部的温度变高，在载置台2的面内产生很大的温差，其结果是，在载置台2的中心部与周边部之间产生很大的热应力。其结果是，所产生的热应力引起载置台2的破损。
特别是，虽然根据加工的种类而不同，然而载置台2的温度也会达到700℃以上，因此上述温差变得相当大，与之相伴会产生很大的热应力。另外，除此以外，还有如下问题：因反复进行载置台的升温降温，促进上述热应力造成破损。
另外，由于载置台2及支柱4的上部变为高温状态而发生热膨胀，而支柱4的下端部通过固定块10固定于容器底部9，因此应力会集中于载置台2与支柱4的上部的接合部位，从而有以该部分为起点产生破损的问题。
为了解决上述问题，也进行过如下的处理，即，不是将上述载置台2和支柱4利用热扩散接合部6气密性地一体化接合，而是在其间设具有高温耐热性的金属密封构件等而将两者利用由陶瓷材料或石英等制成的销或螺栓松松地连结。该情况下，由于在上述连结部产生微小的间隙，因此出于防止例如腐蚀性的加工气体经由该微小的间隙侵入到支柱4内的目的，作为吹扫气体向上述支柱4内供给N2气、Ar气、He气等惰性气体。根据此种构成，由于上述载置台与支柱的上端部未被牢固地连结，因此从载置台的中心侧向支柱侧散逸的热量减少，可以防止对载置台施加很大的热应力。
但是，该情况下，会有向上述支柱4内供给的吹扫气体经由上述微小的间隙向处理容器内的处理空间侧漏出的情况，其结果是，不仅无法执行高真空下的加工，而且由于吹扫气体被大量地消耗，因此还有运行成本高的问题。
例如，如果以对半导体晶片逐片地实施热处理的单片式的处理装置为例，则在可以抽真空的处理容器内，设置例如内置有电阻加热器的载置台，在其上面载置半导体晶片，在以规定的温度(例如100℃到1000℃)加热的状态下流过规定的处理气体，在规定的加工条件下对晶片实施各种热处理(专利文献1～6)。为此，对于处理容器内的构件，要求有对这些加热的耐热性和即使暴露于处理气体中也不被腐蚀的耐腐蚀性。
但是，载置半导体晶片的载置台结构一般来说具备具有耐热性耐腐蚀性的载置台，该载置台出于防止金属杂质等金属污染的需要，例如是在AlN等陶瓷材料中嵌入电阻加热器作为发热体并在高温下一体化煅烧形成的。另外，在其他工序中同样地煅烧陶瓷材料等而形成支柱，将该一体化煅烧后的载置台和上述支柱例如利用热扩散接合熔接而一体化构成载置台结构。此外，像这样一体化成形的载置台结构从处理容器内的底部向上方延伸。另外，有时也取代上述陶瓷材料而使用具有耐热耐腐蚀性的石英玻璃。
这里，对以往的载置台结构的一例进行说明。图11是表示以往的载置台结构的一例的剖面图。该载置台结构设于能够进行真空排气的处理容器内，如图11所示，该载置台结构具有由AlN等陶瓷材料制成的圆板状的载置台2。此外，在该载置台2的下面的中央部，同样地利用热扩散接合部6例如以热扩散接合而接合有例如由AlN等陶瓷材料制成的圆筒状的支柱4。因此，两者由热扩散接合部6气密性地接合。这里，对于上述载置台2的大小，例如在晶片尺寸为300mm的情况下，直径为350mm左右，支柱4的直径为56mm左右。在上述载置台2内设有例如由加热器等构成的加热机构8，对载置台2上的作为被处理体的半导体晶片W加热。
上述支柱4通过由固定块10固定于容器底部9而被竖立。此外，在上述圆筒状的支柱4内，设有供电棒14，供电棒14的上端借助连接端子12与上述加热机构8连接。该供电棒14的下端部侧经由绝缘构件16向下方贯穿容器底部，并伸出到外部。这样，就可以防止加工气体等侵入到该支柱4内，防止上述供电棒14或连接端子12等被上述腐蚀性的加工气体腐蚀。
专利文献1：日本特开昭63-278322号公报
专利文献2：日本特开平07-078766号公报
专利文献3：日本特开平03-220718号公报
专利文献4：日本特开平06-260430号公报
专利文献5：日本特开2004-356624号公报
专利文献6：日本特开2006-295138号公报
但是，在对半导体晶片进行加工时，载置台2自身会变为高温状态，但该情况下，构成支柱4的材料是热导率不太良好的陶瓷材料，但是，由于载置台2与支柱4通过热扩散接合部6接合，因此大量的热经由该支柱4从载置台2的中心侧向支柱4侧散逸。由此，特别是在载置台2的升温降温时，相对于载置台2的中心部的温度变低，而周边部的温度变高，在载置台2的面内产生很大的温差，其结果是，在载置台2的中心部与周边部之间产生很大的热应力。其结果是，所产生的热应力引起载置台2的破损。
特别是，虽然根据加工的种类而不同，然而载置台2的温度也会达到700℃以上，因此上述温差变得相当大，与之相伴会产生很大的热应力。另外，除此以外，还有如下问题：因反复进行载置台的升温降温，促进上述热应力造成破损。
另外，由于载置台2及支柱4的上部变为高温状态而发生热膨胀，而支柱4的下端部通过固定块10固定于容器底部9，因此应力会集中于载置台2与支柱4的上部的接合部位，从而有以该部分为起点产生破损的问题。
为了解决上述问题，也进行过如下的处理，即，不是将上述载置台2和支柱4利用热扩散接合部6气密性地一体化接合，而是在其间设具有高温耐热性的金属密封构件等而将两者利用由陶瓷材料或石英等制成的销或螺栓松松地连结。该情况下，由于在上述连结部产生微小的间隙，因此出于防止例如腐蚀性的加工气体经由该微小的间隙侵入到支柱4内的目的，作为吹扫气体向上述支柱4内供给N2气、Ar气、He气等惰性气体。根据此种构成，由于上述载置台与支柱的上端部未被牢固地连结，因此从载置台的中心侧向支柱侧散逸的热量减少，可以防止对载置台施加很大的热应力。
但是，该情况下，会有向上述支柱4内供给的吹扫气体经由上述微小的间隙向处理容器内的处理空间侧漏出的情况，其结果是，不仅无法执行高真空下的加工，而且由于吹扫气体被大量地消耗，因此还有运行成本高的问题。
发明内容
本发明是着眼于如上所述的问题，为了将其有效地解决其而提出的。本发明的目的在于，提供一种载置台结构及处理装置，可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。
本发明提供一种载置台结构，其设于具有底部的处理装置的处理容器内，用于载置应当处理的被处理体，其特征在于，具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置上述被处理体；由电介质构成的圆筒状的支柱，其从上述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承上述载置台；由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与上述载置台的下面接合，并且具有比上述支柱的直径小的直径；功能棒体，其插入在上述保护管内，具有达到上述载置台的上端。
这样，就可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身发生破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述支柱的侧壁上，形成有透气孔。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管与上述载置台的中心部接合。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管与上述载置台的周边部接合。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管收纳于上述支柱内。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在一根上述保护管内收纳有一根或多根上述功能棒体。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管的下端部经由能够伸缩的波纹管与上述处理容器的底部连接。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述保护管的下端部，设有惰性气体室，上述保护管内被设为来自上述惰性气体室的惰性气体的气氛。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述功能棒体上安装有弹簧构件，该功能棒体被弹簧构件向上述载置台一侧推压。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述载置台与上述支柱由连结销连结。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述载置台与上述支柱由在中心部形成了顶料销孔(lifter pin)的带孔螺栓、与该带孔螺栓螺合的紧固螺母连结。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是与上述加热机构侧电连接的加热器供电棒。
本发明提供如下的技术方案1所述的载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有静电卡盘用的卡盘电极，上述功能棒体是与上述卡盘电极侧电连接的卡盘用供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有用于施加高频电力的高频电极，上述功能棒体是与上述高频电极侧电连接的高频供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有兼用作静电卡盘用的卡盘电极和用于施加高频电力的高频电极的兼用电极，上述功能棒体是与上述兼用电极电连接的兼用供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是用于测量上述载置台的温度的热电偶的导电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是用于测量上述载置台的温度的辐射温度计的光纤。
本发明提供一种处理装置，其用于对被处理体实施处理，其特征在于，具备：具有能够真空排气的底部的处理容器、用于载置上述被处理体的载置台结构、向上述处理容器内供给气体的气体供给机构，上述载置台结构具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置上述被处理体；由电介质构成的圆筒状的支柱，其从上述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承上述载置台；由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与上述载置台的下面接合，并且具有比上述支柱的直径小的直径；功能棒体，其插入在上述保护管内，具有达到上述载置台的上端。
根据本发明的载置台结构及处理装置，可以如下所示地发挥作用效果。
可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身发生破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。
本发明提供一种载置台结构，其设于具有底部的处理装置的处理容器内，用于载置应当处理的被处理体，其特征在于，具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置上述被处理体；由电介质构成的圆筒状的支柱，其从上述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承上述载置台；由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与上述载置台的下面接合，并且具有比上述支柱的直径小的直径；功能棒体，其插入在上述保护管内，具有达到上述载置台的上端。
这样，就可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身发生破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述支柱的侧壁上，形成有透气孔。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管与上述载置台的中心部接合。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管与上述载置台的周边部接合。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管收纳于上述支柱内。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在一根上述保护管内收纳有一根或多根上述功能棒体。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述保护管的下端部经由能够伸缩的波纹管与上述处理容器的底部连接。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述保护管的下端部，设有惰性气体室，上述保护管内被设为来自上述惰性气体室的惰性气体的气氛。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述功能棒体上安装有弹簧构件，该功能棒体被弹簧构件向上述载置台一侧推压。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述载置台与上述支柱由连结销连结。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述载置台与上述支柱由在中心部形成了顶料销孔(lifter pin)的带孔螺栓、与该带孔螺栓螺合的紧固螺母连结。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是与上述加热机构侧电连接的加热器供电棒。
本发明提供如下的技术方案1所述的载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有静电卡盘用的卡盘电极，上述功能棒体是与上述卡盘电极侧电连接的卡盘用供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有用于施加高频电力的高频电极，上述功能棒体是与上述高频电极侧电连接的高频供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，在上述载置台中，设有兼用作静电卡盘用的卡盘电极和用于施加高频电力的高频电极的兼用电极，上述功能棒体是与上述兼用电极电连接的兼用供电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是用于测量上述载置台的温度的热电偶的导电棒。
本发明提供一种载置台结构，其特征在于，上述功能棒体是用于测量上述载置台的温度的辐射温度计的光纤。
本发明提供一种处理装置，其用于对被处理体实施处理，其特征在于，具备：具有能够真空排气的底部的处理容器、用于载置上述被处理体的载置台结构、向上述处理容器内供给气体的气体供给机构，上述载置台结构具备：由电介质构成的载置台，其设有加热机构，用于载置上述被处理体；由电介质构成的圆筒状的支柱，其从上述处理容器的底部向上方延伸，可以拆装地支承上述载置台；由电介质构成的圆筒状的保护管，其上端部与上述载置台的下面接合，并且具有比上述支柱的直径小的直径；功能棒体，其插入在上述保护管内，具有达到上述载置台的上端。
根据本发明的载置台结构及处理装置，可以如下所示地发挥作用效果。
可以防止在载置台中产生很大的热应力，防止该载置台自身发生破损，并且可以抑制防腐蚀用的吹扫气体的供给量。
附图说明
图1是表示本发明的具有载置台结构的处理装置的剖面构成图。
图2是表示设于载置台中的加热机构的一例的俯视图。
图3是沿着图1中的A-A线的箭头方向剖面图。
图4是将与图1中的载置台结构的加热机构的内侧区对应的部分代表性地取出表示的局部放大剖面图。
图5是用于说明图4中的载置台结构的组装状态的说明图。
图6是表示功能棒体为热电偶的导电棒的情况的局部放大剖面图。
图7是表示载置台与支柱的连结结构的第一变形例的局部剖面图。
图8是沿着图7中的B-B线的箭头方向剖面图。
图9(A)(B)是表示载置台与支柱的连结结构的第二变形例的局部放大剖面图。
图10是表示用于说明热电偶的变形例的载置台结构的剖面图。
图11是表示以往的载置台结构的一例的剖面图。
图2是表示设于载置台中的加热机构的一例的俯视图。
图3是沿着图1中的A-A线的箭头方向剖面图。
图4是将与图1中的载置台结构的加热机构的内侧区对应的部分代表性地取出表示的局部放大剖面图。
图5是用于说明图4中的载置台结构的组装状态的说明图。
图6是表示功能棒体为热电偶的导电棒的情况的局部放大剖面图。
图7是表示载置台与支柱的连结结构的第一变形例的局部剖面图。
图8是沿着图7中的B-B线的箭头方向剖面图。
图9(A)(B)是表示载置台与支柱的连结结构的第二变形例的局部放大剖面图。
图10是表示用于说明热电偶的变形例的载置台结构的剖面图。
图11是表示以往的载置台结构的一例的剖面图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的载置台结构及处理装置的优选的一个实施例进行详细描述。
图1是表示本发明的具有载置台结构的处理装置的剖面构成图，图2是表示设于载置台中的加热机构的一例的俯视图，图3是沿着图1中的A-A线的箭头方向剖面图，图4是将与图1中的载置台结构的加热机构的内侧区对应的部分代表性地取出表示的局部放大剖面图，图5是用于说明图4中的载置台结构的组装状态的说明图。这里以使用等离子体进行成膜处理的情况为例进行说明。
如图所示，该处理装置20具有例如将剖面的内部制成近似圆形的铝制的处理容器22。在该处理容器22内的顶板部，为了导入必要的处理气体，例如导入成膜气体，隔着绝缘层26设有作为气体供给机构的喷淋头部24，从设于其下面的气体喷射面28上的多个气体喷射孔32A、32B向处理空间S喷出处理气体。该喷淋头部24在等离子体处理时兼作上部电极。
在该喷淋头部24内，形成有空心状的划分为2个的气体扩散室30A、30B，使导入其中的处理气体沿平面方向扩散后，从与各气体扩散室30A、30B分别连通的各气体喷射孔32A、32B中喷出。即，气体喷射孔32A、32B被配置为矩阵状。该喷淋头部24的整体例如由镍或哈氏合金(Hastelloy(注册商标))等镍合金、铝、或铝合金形成。而且，作为喷淋头部24也可以是气体扩散室为1个的情况。
此外，在该喷淋头部24与处理容器22的上端开口部的绝缘层26的接合部中，设有例如由O形环等构成的密封构件34，以维持处理容器22内的气密性。此外，在该喷淋头部24上，隔着匹配电路36连接有例如13.56MHz的等离子体用的高频电源38，在需要时产生等离子体。该频率并不限定于上述13.56MHz。
另外，在处理容器22的侧壁，设有用于对该处理容器22内搬入搬出作为被处理体的半导体晶片W的搬出搬入口40，并且在该搬入搬出口40中设有可以气密性地开闭的门阀42。
此外，在该处理容器22的底部44的侧部，设有排气口46。在该排气口46上，连接有用于将处理容器22内抽真空的真空排气系统48。该真空排气系统48具有与上述排气口46连接的排气通道49。在该排气通道49中，依次设有压力调整阀50及真空泵52，从而可以将处理容器22维持为所需的压力。
此外，在该处理容器22的底部44，设有作为本发明的特征的载置台结构54。具体来说，该载置台结构54具备：从处理容器22的底部向上方延伸(竖起)的圆筒状的支柱56、由支柱56的上端部56a(图4)可以拆装地连结、支承的载置台58、具有与上述载置台58连接的上端部60A(图4)的多个保护管60、在这些保护管60内插过的功能棒体62。
图1中，为了容易理解发明，将支柱56画得较粗。具体来说，上述载置台58及支柱56都由例如属于电介质且属于耐热性材料的氮化铝(AlN)等陶瓷材料制成，在上述载置台58内嵌入了加热机构64、兼用电极66，在其上面侧可以载置作为被处理体的半导体晶片W。而且，由于支柱56的材料可以用与载置台58不同的材料制成，因此作为支柱56的材料通过使用热传导低的石英等，就可以进一步抑制从载置台58向支柱56的热传导。
也如图2所示，上述加热机构64例如由以高熔点金属或碳丝(carbon wire)加热器等制成的发热体68构成，该发热体68遍及载置台58的大致整面，制成规定的图案形状而设置。此外，在这里，该发热体68被电分离为载置台58的中心侧的内周区发热体68A、其外侧的外周区发热体68B两个区，各区发热体68A、68B的连接端子集合于载置台58的中心部侧。而且，区数也可以设为1个或3个以上。
另外，上述兼用电极66设于载置台58的上面的正下方。该兼用电极66例如由以形成网状的导体线制成，该兼用电极66的连接端子位于载置台58的中心部。这里，该兼用电极66兼用作静电卡盘用的卡盘电极和成为用于施加高频电力的下部电极的高频电极。
此外，功能棒体62作为对上述发热体68或兼用电极66进行供电的供电棒或测量温度的热电偶的导电棒发挥作用，这些各个功能棒体62在细的上述保护管60内插过。
首先，也如图1及图3所示，这里在支柱56内使6根保护管60集中在载置台58的中心部进行设置。各保护管60由电介质制成，具体来说，由作为与上述载置台58相同的材料的例如氮化铝制成，各保护管60被利用例如热扩散接合按照气密性地且一体化的方式接合在上述载置台58的下面。所以，在各保护管60的上端部60A，就会形成热扩散接合部(参照图4)。此外，在各保护管60内插入上述功能棒体62。图4中如前所述，表示了供电棒相对于内周区发热体68A的连接状态。
即，相对于内周区发热体68A，作为电力输入和电力输出用的2根功能棒体62，在保护管60内分别独立地插过加热器供电棒70、72，借助各加热器供电棒70、72的上端的连接端子70A、72A与上述内周区发热体68A电连接。
另外，相对于外周区发热体68B，作为电力输入和电力输出用的2根功能棒体62，在保护管60内分别独立地插过加热器供电棒74、76，借助各加热器供电棒74、76的上端的连接端子74A、76A与上述外周区发热体68B电连接(参照图1)。上述各加热器供电棒70～76例如由镍合金等制成。
另外，相对于兼用电极66作为功能棒体62在保护管60内插过兼用供电棒78，借助该兼用供电棒78的上端的连接端子78A与兼用电极66电连接。上述兼用供电棒78例如由镍合金等制成。
另外，向剩余的1根保护管60内，为了测量载置台58的温度，作为功能棒体62插过热电偶80的导电棒82，此外，热电偶80的测温触点82A位于与载置台58的中央部的下面相抵的位置。
在上述载置台58的下面，为了与上述支柱56连结而形成环状的凸缘84(也参照图4及图5)，并且在该凸缘84中形成多个销孔84A。另外，在上述支柱56的上端部56a也与上述销孔84A对应地形成销孔86A(参照图5)。在上述两个销孔84A、86A中插过固定销88，以使上述载置台58不从支柱56上脱落的程度将两者以比较松的状态连结，从而可以缓解在该部分产生的热应力。即，例如将凸缘84的内径设定为比支柱56的上端部的外径略大，在这里形成微小的间隙(未图示)，从而可以容许两者间的热伸缩差。
另外，在该支柱56的侧壁，形成有比较大口径的透气孔90，从而不会在该支柱56内残留处理容器22内的气体。此外，在上述支柱56的下端部，设有固定用的环状的凸缘部56A。
另外，处理容器22的底部44例如由不锈钢制成，在其中央部固定有例如由不锈钢等金属制成的圆筒状的安装台座92。此外，在该安装台座92上设有上述支柱56的下端部的凸缘部56A，凸缘部56A由螺栓94夹紧固定，上述支柱56被以竖立状态安装(参照图4)。该螺栓94例如由不锈钢等制成。
此外，在上述安装台座92内的中段部分，形成有中央被开口的环状的安装阶梯部96。此外，在该安装阶梯部96的上面侧隔着O形环等密封构件98利用螺栓101安装固定有例如由不锈钢等金属板制成的密封板100。
在该密封板100中，与上述各保护管60，即各功能棒体62对应地形成通孔102(图4中仅画出2个)，在该通孔102中插过上述各功能棒体62。即，在各通孔102中，分别插过作为功能棒体62的加热器供电棒70、72、74、76或兼用供电棒78或热电偶80的导电棒82。
此外，在上述各保护管60的下端部与上述密封板100之间，气密性地设有例如由不锈钢等金属制成的皱纹状的可以伸缩及弯曲地制成的波纹管104，从而可以容许上述保护管60的热收缩或沿横向的移动。
另外，上述圆筒状的安装台座92的下端部隔着O形环等密封构件108例如利用螺栓110气密性地夹紧固定着例如由不锈钢等金属板制成的底板106，在其内部形成惰性气体室112。在该惰性气体室112中，贯穿上述安装台座92的侧壁，分别设有惰性气体入口114及惰性气体出口116，从而可以向该惰性气体室112内供给惰性气体。作为该惰性气体，除了N2气以外还可以使用包括Ar气或He气等稀有气体的惰性气体。
此外，在上述惰性气体室112内的除去底面的内面及上述安装阶梯部96的开口部，分别设有例如由氧化铝等构成的绝缘构件115、117。
此外，上述各功能棒体62的下端部贯穿上述绝缘构件117、115，向上述惰性气体室112内延伸。另外，在上述各功能棒体62的下端部侧的途中，设有直径扩大了的弹簧托架118。通过削掉上述上侧的绝缘构件115的整体并且直至下侧的绝缘构件117的中部，就会形成上述弹簧托架118可以上下移动的大小的弹簧容纳孔120。
此外，在上述弹簧容纳孔120的底部与上述弹簧托架118之间，设有例如由螺旋弹簧构成的弹簧构件122，从而将上述各功能棒体62向上方的载置台58侧推压。
该情况下，功能棒体62向下方贯穿上述弹簧容纳孔120的底部，在该贯穿部中产生微小的间隙，因而上述惰性气体室112内的惰性气体经由该间隙上升，供给到保护管60内，使该保护管60内成为惰性气体气氛。
对于此种结构，在图4中代表性地记载了作为内周区发热体68A的功能棒体62的加热器供电棒70、72，然而其他的功能棒体62，即外周区发热体68B用的加热器供电棒74、76、兼用供电棒78及热电偶80的导电棒82也全都具有相同的构成。
此外，在上述惰性气体室112的底板106中，与上述各功能棒体62对应地气密性地贯穿设有利用绝缘构件126气密性地绝缘的取出端子128。图4中仅画出2个取出端子128。此外，上述各功能棒体62的下端部与上述取出端子128借助例如由能够屈伸的金属板制成的导电构件130电连接，可以在容许上述各功能棒体62的热伸缩的同时实现与外部侧的电导通。
而且，也可以用沿长度方向留有富余的金属配线来形成该导电构件130。设置了上述导电构件130的结构对于其他的加热器供电棒74、76、兼用供电棒78的情况也相同。另外，如图6所示，在功能棒体62为热电偶的导电棒82的情况下，不使用上述导电构件130，而是穿过贯穿孔131及设于其中的波纹管132气密性地直接向外部侧取出。
在这里如果对各部分来说明尺寸的一个例子，则载置台58的直径，在与300mm(12英寸)晶片对应的情况下为340mm左右，在与200mm(8英寸)晶片对应的情况下为230mm左右，在与400mm(16英寸)晶片对应的情况下为460mm左右。另外，支柱56的直径，则与载置台58的大小无关，例如为50～80mm左右，各保护管60的直径为8～16mm左右，各功能棒体62的直径为4～6mm左右。
这里回到图1，上述热电偶80的导电棒82例如与具有计算机等的加热器电源控制部134连接。另外，与加热机构64的各加热器供电棒70、72、74、76连接的各配线136、138、140、142也与上述加热器电源控制部134连接，从而基于由上述热电偶80测量的温度，分别独立地控制上述内周区发热体68A及外周区发热体68B，维持所需的温度。
另外，在与上述兼用供电棒78连接的配线144上，分别连接有静电卡盘用的直流电源146和用于施加偏置用的高频电力的高频电源148，从而可以将载置台58的晶片W静电吸附，并且可以在加工时对成为下部电极的载置台58作为偏置施加高频电力。作为该高频电力的频率，可以使用13.56MHz，然而还可以使用400kHz等，并不限定于该频率。
另外，在上述载置台58中，沿其上下方向贯穿地形成有多条，例如3条销插孔150(图1中仅画出2条)，在上述各销插孔150中配置有以能够上下移动的松配合状态插过的上推销152。在该上推销152的下端，配置有圆弧状的例如像氧化铝那样的陶瓷制的上推环154，在该上推环154上承载着上述各上推销152的下端。从该上推环154中延伸出的臂部156与贯穿容器底部44设置的出没杆158连结，该出没杆158能够利用致动器160升降。
这样，就能够使上述各个上推销152在晶片W的转交时从各销插孔150的上端向上方出没。另外，在上述出没杆158的容器底部的贯穿部，设有能够伸缩的波纹管162，因而上述出没杆158就可以在维持处理容器22内的气密性的同时升降。
另外，该处理装置20的整体的动作，例如加工压力的控制、载置台58的温度控制、处理气体的供给或停止供给等，是由例如由计算机等构成的装置控制部164进行的。此外，该装置控制部164具有存储对于上述动作来说必需的计算机程序的存储介质165。该存储介质165由软盘、CD(Compact Disc)、硬盘、闪存存储球等构成。
下面，对如上所述地构成的使用等离子体的处理装置的动作进行说明。
首先，未处理的半导体晶片W由未图示的搬送臂保持着经由变成打开状态的门阀42、搬入搬出口40搬入到处理容器22内，在该晶片W被转交给上升了的上推销152后，通过使该上推销152下降，而将晶片W载置于载置台结构54的由支柱56支承的载置台58的上面。此时，通过从直流电源146对载置台58的兼用电极66施加直流电压，静电卡盘发挥作用，将晶片W吸附于载置台58上而保持。而且，有时也取代静电卡盘而使用推压晶片W的周边部的夹钳机构。
然后，向喷淋头部24一边分别进行流量控制一边供给各种处理气体，将该气体从气体喷射孔32A、32B喷出而导入到处理空间S。此后，通过继续驱动真空排气系统48的真空泵52，将处理容器22内的气氛抽真空，此后，调整压力调整阀50的阀开度而将处理空间S的气氛维持为规定的加工压力。此时，晶片W的温度被维持为规定的加工温度。即，通过从加热器电源控制部134侧对构成载置台58的加热机构64的内周区发热体68A及外周区发热体68B分别施加电压而使之发热。
其结果是，利用来自各发热体68A、68B的热量对晶片W升温加热。此时，利用设于载置台58的下面中央部的热电偶80，测量晶片(载置台)温度，加热器电压控制部134基于该测量值按每个区进行温度控制。由此，就可以对晶片W的温度总是以面内均匀性高的状态进行温度控制。该情况下，虽然根据加工的种类而不同，然而载置台58的温度例如到达700℃左右。
另外，在进行等离子体处理时，通过驱动高频电源38，对作为上部电极的喷淋头部24和作为下部电极的载置台58之间施加高频，在处理空间S中产生等离子体而进行规定的等离子体处理。另外，此时，通过从偏置用的高频电源148对载置台58的兼用电极66施加高频电力，就可以进行等离子体离子的导入。
这里对上述载置台结构54的功能进行详细说明。首先，经由作为功能棒体62的加热器供电棒70、72向加热机构的内周区发热体68A供给电力，经由加热器供电棒74、76向外周区发热体68B供给电力。另外，载置台58的中央部的温度经由将其测温触点82A与载置台58的下面中央部相接地配置的热电偶80的导电棒82向上述加热器电源控制部134传递。该情况下，上述测温触点82A测量出内周区的温度，对于朝向外周区发热体68B的供给电力，基于在向上述内周区发热体68A的供给电力之间预先确定的电力比来供给电力。
此外，经由兼用供电棒78向兼用电极66施加静电卡盘用的直流电压和偏置用的高频电力。此外，作为功能棒体62的上述各加热器供电棒70、72、74、76、导电棒82及兼用供电棒78的上端分别被独立地在与载置台58的下面气密性地热扩散接合了的细的保护管60内插过。
另外，作为惰性气体向设于上述支柱56的下方的惰性气体室112内供给Ar气，因而该Ar气就会经由覆盖上述惰性气体室112内进行设置的绝缘构件115、117与上述各功能棒体62之间的间隙及弹簧容纳孔120填充到各保护管60内。
此种状况下，对晶片W反复进行处理的载置台58的升温及降温被反复进行。此外，当因该载置台58的温度的升降，例如载置台58的温度如前所述，达到700℃左右时，就会在载置台58的中心部与支柱56之间以0.2～0.3mm左右的距离产生半径方向的热伸缩差。该情况下，对于以往的载置台结构的情况，由于将由非常硬的陶瓷材料制成的载置台和直径大的支柱利用热扩散接合牢固地一体化结合，因此如果是上述微小的0.2～0.3mm左右的热收缩差，则会由于伴随着该热伸缩差产生的热应力的反复，而频繁地产生载置台与支柱的接合部破损的现象。
与之不同，本发明中由于载置台58与支柱56松松地连结，因此可以容许上述热收缩差。具体来说，例如由于载置台58的下面的凸缘84的内径设定为比支柱56的上端部56a的外径略大，例如大0.6mm左右，而可以在两者间形成间隙，因此就可以容许上述的热收缩差，其结果是不会施加热应力，可以防止支柱56的上端部56a或载置台58的下面，即两者的连结部发生破损。
该情况下，由陶瓷材料制成的上述各保护管60利用热扩散接合牢固地结合在载置台58的下面，然而该保护管60的直径如前所述为10mm左右，远小于上述支柱56的直径，其结果是，可以减小从载置台58向各保护管60的传热量。另外，由于载置台58与支柱56的连结部分松，因此相互的接触面积变少，由此该部分的热阻就会变大，所以就可以减少向支柱56侧散逸的传热量。
另外，虽然上述各个保护管60因对晶片反复进行加工而热收缩，然而由于在各保护管60的下部分别设有波纹管104，因此通过该波纹管104伸缩就可以容许上述保护管60的热收缩，可以防止各保护管60及载置台58发生破损。
另外，由于上述各功能棒体62分别由保护管60包覆，另外向上述保护管60内从设于其下方的惰性气体室112内供给惰性气体作为吹扫气体，因此不会有上述各功能棒体62暴露于腐蚀性的加工气体中的情况，而且可以利用惰性气体防止功能棒体62或连接端子70A～82A等被氧化。另外，由于与以往的载置台结构不同，不会有上述惰性气体向处理容器22内漏出的情况，因此不仅可以实施高真空的加工处理，而且还可以减少惰性气体的消耗量，所以就可以削减运行成本。
此外，由于在各功能棒体62的下端部设有弹簧构件122，将功能棒体62向上方的载置台58侧推压，因此可以防止产生电接触不良的情况，并且对于热电偶80的情况，由于不会有测温触点82A与载置台58的下面分离的情况，因此可以准确地进行温度测量。另外，由于在支柱56的侧壁上形成有大的透气孔90，因此可以防止各种气体残留于其内部。
<载置台与支柱的连结结构的第一变形例>
在先前的实施例的情况下，也如图4中所示，在载置台58的下面设置环状的凸缘84，支柱56的上端部56a利用固定销88卡合在其上而将载置台58与支柱56连结，然而并不限定于此，也可以如图7及图8所示地构成。图7是表示载置台与支柱的连结结构的第一变形例的局部剖面图，图8是沿着图7中的B-B线的箭头方向剖面图。
如图7及图8中所示，这里在载置台58的下面的中央部形成壁厚的环状的凸缘166，并且在支柱56的上端部的外周侧也与上述凸缘166对应地设有环状的凸缘168。这些凸缘166、168都由陶瓷材料，例如由氮化铝与母材侧一体化地形成。
此外，在上述载置台58侧的凸缘166上，沿其圆周方向各自隔开规定的间隔地共计形成8个朝向外方开放的半缺槽170。并不特别限定于该数目。另外，该半缺槽170的周围被形成为低出一截的阶梯部173。
此外，在支柱56侧的凸缘168中也与上述半缺槽170相面对地形成相同的形状的半缺槽172。此外，在上述相互面对的半缺槽170、172之间跨设连结销176而将两个凸缘166、168连结，该连结销176在如图7中所示具有在其两端直径比上述半缺槽170、172的槽宽度略微被扩大了的头部174。而且，在图8中省略了连结销的记载。上述连结销176例如由氮化铝等陶瓷材料制成，可以从陶瓷材料的块材中一体化地削出而成形。
另外，在连结销176的安装时，用手抵抗设于各功能棒体62的下端部的波纹管104(参照图4)的反弹力将该载置台58向下方推压，通过在该状态下将上述连结销176嵌入安装在两个半缺槽170、172内而松手，载置台58就被上述波纹管104向上方推起，因此就可以利用上述连结销176将两个凸缘166、168连结。该情况下，通过上述连结销176沿着半缺槽170、172朝半径方向移动，就可以与先前的实施例相同地容许在载置台58与支柱56之间产生热伸缩差。
<载置台与支柱的连结结构的第二变形例>
下面，对载置台与支柱的连结结构的第二变形例进行说明。图9是表示载置台58与支柱56的连结结构的第二变形例的局部放大剖面图，图9(A)表示局部放大剖面图，图9(B)表示其分解组装状态。
如图9所示，这里将设于支柱56的上端部的环状的凸缘180的宽度朝向半径方向外方设定得较大，延伸至略微超出载置台58的销插孔150(参照图1)的位置的部分。此外，在上述载置台58中形成口径大的螺栓孔182，在上述凸缘180中也形成与上述螺栓孔182相同的大小的螺栓孔186。此外，在使上述载置台58与上述凸缘180重叠的状态下，向上述螺栓孔182、186中插过在中心部形成了销插孔150的带头的带孔螺栓184。
在上述带孔螺栓184的下部，形成有螺纹牙188，如上所述，在使上述带孔螺栓184插过两个螺栓孔182、186的状态下，使紧固螺母190与上述带孔螺栓184的螺纹牙188螺合紧固，由此将两者固定。该情况下，因将载置台58的螺栓孔182的内径设定为略微大于带孔螺栓184的外径，因而在两者间形成具有可以吸收热伸缩差的宽度的微小的间隙。
该情况下，也可以发挥与先前的实施例相同的作用效果。而且，在上述的情况下，带孔螺栓184或紧固螺母190可以用陶瓷材料或铝合金等金属来形成。
<热电偶的变形例>
在先前的实施例中，为了测量载置台58的内周区的温度而设置了1个热电偶，然而并不限定于此，也可以为了测量外周区的温度再追加设置1个热电偶。图10是表示用于说明此种热电偶的变形例的载置台结构的剖面图。而且，对于与图1至图6中所示的构成部分相同的构成部分，使用相同的参照符号。
如图10所示，这里将1根保护管60-1从支柱56的下部的位置朝横向伸出而向斜上方延伸，该保护管60-1的上端部借助例如由氮化铝等陶瓷材料制成的接合块192与载置台58的下面接合。该情况下，上述载置台58与接合块192的接合及该接合块192与保护管60-1的上端部的接合分别是利用热扩散接合一体化地接合。另外，上述接合块192是与外周区的区域对应地设置的。
此外，在支柱56的底部侧的密封板100上，设有形成了插孔的截面为三角形的例如由不锈钢等金属制成的安装辅助台194，在该安装辅助台194与上述保护管60-1的下端之间设有波纹管104-1。此外，在该保护管60-1内作为功能棒体62插过导电棒198，该导电棒198形成外周区用的热电偶196，使导电棒198的头端的测温触点198A与上述接合块192相接，从而可以测量外周区的温度。
另外，该导电棒198的下端部侧被向下方插过用于划分惰性气体室112的底板106的贯穿孔200，在该贯穿孔200的部分中设有可伸缩的波纹管202。而且，该情况下，也是在导电棒198的中间，可以如图4中说明所示，设有弹簧构件122，从而将导电棒198向上方推起。
另外，也可以使上述波纹管104-1或波纹管202具有该弹簧构件122的功能。该情况下也可以发挥与上述相同的作用效果，此外，由于可以对外周区和内周区独立地进行温度测量，因此就可以更为精确地控制载置台58的温度(晶片温度)。
而且，在以上的实施例中，虽然在载置台58中设置兼用电极66，经由兼用供电棒78对其施加静电卡盘用的直流电压、偏置用的高频电力，然而也可以将它们分离地设置，或者可以仅设置任意一方。例如在使两者分离地设置的情况下，沿上下设置2个与兼用电极66相同结构的电极，将一方设为卡盘电极，将另一方设为高频电极。此外，在卡盘电极上作为功能棒体电连接卡盘用供电棒，在高频电极上电连接高频供电棒。这些卡盘用供电棒或高频供电棒被分别插入保护管60内，这一点以及其下部结构都与其他的功能棒体62完全相同。
另外，也可以设置与上述兼用电极66相同结构的接地电极，通过将与之连接的功能棒体62的下端接地而作为导电棒使用，而将上述接地电极接地。
另外，虽然在本实施例中以使用了等离子体的处理装置为例进行说明，然而并不限定于此，也可以适用于使用在载置台58中嵌入了加热机构64的载置台结构的所有的处理装置，例如成膜装置、蚀刻装置、热扩散装置、扩散装置、改性装置等中。所以，可以省略兼用电极66(包括卡盘电极或高频电极)或热电偶80及附属于它们的构件。
此外，作为气体供给机构并不限定于喷淋头部24，例如也可以利用在处理容器22内插过的气体喷嘴来构成气体供给机构。
此外，虽然作为温度测量机构在这里使用了热电偶80、196，然而并不限定于此，也可以使用辐射温度计。该情况下，辐射温度计中所用的导通光的光纤就成为功能棒体，该光纤在保护管60、60-1内插过。
另外，虽然在上述实施例中以向1根保护管60内收纳1根功能棒体62的情况为例进行说明，然而并不限定于此，也可以向1根保护管内收纳多根功能棒体。
另外，虽然在这里作为被处理体以半导体晶片为例进行说明，然而并不限定于此，也可以将本发明应用于玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等中。
图1是表示本发明的具有载置台结构的处理装置的剖面构成图，图2是表示设于载置台中的加热机构的一例的俯视图，图3是沿着图1中的A-A线的箭头方向剖面图，图4是将与图1中的载置台结构的加热机构的内侧区对应的部分代表性地取出表示的局部放大剖面图，图5是用于说明图4中的载置台结构的组装状态的说明图。这里以使用等离子体进行成膜处理的情况为例进行说明。
如图所示，该处理装置20具有例如将剖面的内部制成近似圆形的铝制的处理容器22。在该处理容器22内的顶板部，为了导入必要的处理气体，例如导入成膜气体，隔着绝缘层26设有作为气体供给机构的喷淋头部24，从设于其下面的气体喷射面28上的多个气体喷射孔32A、32B向处理空间S喷出处理气体。该喷淋头部24在等离子体处理时兼作上部电极。
在该喷淋头部24内，形成有空心状的划分为2个的气体扩散室30A、30B，使导入其中的处理气体沿平面方向扩散后，从与各气体扩散室30A、30B分别连通的各气体喷射孔32A、32B中喷出。即，气体喷射孔32A、32B被配置为矩阵状。该喷淋头部24的整体例如由镍或哈氏合金(Hastelloy(注册商标))等镍合金、铝、或铝合金形成。而且，作为喷淋头部24也可以是气体扩散室为1个的情况。
此外，在该喷淋头部24与处理容器22的上端开口部的绝缘层26的接合部中，设有例如由O形环等构成的密封构件34，以维持处理容器22内的气密性。此外，在该喷淋头部24上，隔着匹配电路36连接有例如13.56MHz的等离子体用的高频电源38，在需要时产生等离子体。该频率并不限定于上述13.56MHz。
另外，在处理容器22的侧壁，设有用于对该处理容器22内搬入搬出作为被处理体的半导体晶片W的搬出搬入口40，并且在该搬入搬出口40中设有可以气密性地开闭的门阀42。
此外，在该处理容器22的底部44的侧部，设有排气口46。在该排气口46上，连接有用于将处理容器22内抽真空的真空排气系统48。该真空排气系统48具有与上述排气口46连接的排气通道49。在该排气通道49中，依次设有压力调整阀50及真空泵52，从而可以将处理容器22维持为所需的压力。
此外，在该处理容器22的底部44，设有作为本发明的特征的载置台结构54。具体来说，该载置台结构54具备：从处理容器22的底部向上方延伸(竖起)的圆筒状的支柱56、由支柱56的上端部56a(图4)可以拆装地连结、支承的载置台58、具有与上述载置台58连接的上端部60A(图4)的多个保护管60、在这些保护管60内插过的功能棒体62。
图1中，为了容易理解发明，将支柱56画得较粗。具体来说，上述载置台58及支柱56都由例如属于电介质且属于耐热性材料的氮化铝(AlN)等陶瓷材料制成，在上述载置台58内嵌入了加热机构64、兼用电极66，在其上面侧可以载置作为被处理体的半导体晶片W。而且，由于支柱56的材料可以用与载置台58不同的材料制成，因此作为支柱56的材料通过使用热传导低的石英等，就可以进一步抑制从载置台58向支柱56的热传导。
也如图2所示，上述加热机构64例如由以高熔点金属或碳丝(carbon wire)加热器等制成的发热体68构成，该发热体68遍及载置台58的大致整面，制成规定的图案形状而设置。此外，在这里，该发热体68被电分离为载置台58的中心侧的内周区发热体68A、其外侧的外周区发热体68B两个区，各区发热体68A、68B的连接端子集合于载置台58的中心部侧。而且，区数也可以设为1个或3个以上。
另外，上述兼用电极66设于载置台58的上面的正下方。该兼用电极66例如由以形成网状的导体线制成，该兼用电极66的连接端子位于载置台58的中心部。这里，该兼用电极66兼用作静电卡盘用的卡盘电极和成为用于施加高频电力的下部电极的高频电极。
此外，功能棒体62作为对上述发热体68或兼用电极66进行供电的供电棒或测量温度的热电偶的导电棒发挥作用，这些各个功能棒体62在细的上述保护管60内插过。
首先，也如图1及图3所示，这里在支柱56内使6根保护管60集中在载置台58的中心部进行设置。各保护管60由电介质制成，具体来说，由作为与上述载置台58相同的材料的例如氮化铝制成，各保护管60被利用例如热扩散接合按照气密性地且一体化的方式接合在上述载置台58的下面。所以，在各保护管60的上端部60A，就会形成热扩散接合部(参照图4)。此外，在各保护管60内插入上述功能棒体62。图4中如前所述，表示了供电棒相对于内周区发热体68A的连接状态。
即，相对于内周区发热体68A，作为电力输入和电力输出用的2根功能棒体62，在保护管60内分别独立地插过加热器供电棒70、72，借助各加热器供电棒70、72的上端的连接端子70A、72A与上述内周区发热体68A电连接。
另外，相对于外周区发热体68B，作为电力输入和电力输出用的2根功能棒体62，在保护管60内分别独立地插过加热器供电棒74、76，借助各加热器供电棒74、76的上端的连接端子74A、76A与上述外周区发热体68B电连接(参照图1)。上述各加热器供电棒70～76例如由镍合金等制成。
另外，相对于兼用电极66作为功能棒体62在保护管60内插过兼用供电棒78，借助该兼用供电棒78的上端的连接端子78A与兼用电极66电连接。上述兼用供电棒78例如由镍合金等制成。
另外，向剩余的1根保护管60内，为了测量载置台58的温度，作为功能棒体62插过热电偶80的导电棒82，此外，热电偶80的测温触点82A位于与载置台58的中央部的下面相抵的位置。
在上述载置台58的下面，为了与上述支柱56连结而形成环状的凸缘84(也参照图4及图5)，并且在该凸缘84中形成多个销孔84A。另外，在上述支柱56的上端部56a也与上述销孔84A对应地形成销孔86A(参照图5)。在上述两个销孔84A、86A中插过固定销88，以使上述载置台58不从支柱56上脱落的程度将两者以比较松的状态连结，从而可以缓解在该部分产生的热应力。即，例如将凸缘84的内径设定为比支柱56的上端部的外径略大，在这里形成微小的间隙(未图示)，从而可以容许两者间的热伸缩差。
另外，在该支柱56的侧壁，形成有比较大口径的透气孔90，从而不会在该支柱56内残留处理容器22内的气体。此外，在上述支柱56的下端部，设有固定用的环状的凸缘部56A。
另外，处理容器22的底部44例如由不锈钢制成，在其中央部固定有例如由不锈钢等金属制成的圆筒状的安装台座92。此外，在该安装台座92上设有上述支柱56的下端部的凸缘部56A，凸缘部56A由螺栓94夹紧固定，上述支柱56被以竖立状态安装(参照图4)。该螺栓94例如由不锈钢等制成。
此外，在上述安装台座92内的中段部分，形成有中央被开口的环状的安装阶梯部96。此外，在该安装阶梯部96的上面侧隔着O形环等密封构件98利用螺栓101安装固定有例如由不锈钢等金属板制成的密封板100。
在该密封板100中，与上述各保护管60，即各功能棒体62对应地形成通孔102(图4中仅画出2个)，在该通孔102中插过上述各功能棒体62。即，在各通孔102中，分别插过作为功能棒体62的加热器供电棒70、72、74、76或兼用供电棒78或热电偶80的导电棒82。
此外，在上述各保护管60的下端部与上述密封板100之间，气密性地设有例如由不锈钢等金属制成的皱纹状的可以伸缩及弯曲地制成的波纹管104，从而可以容许上述保护管60的热收缩或沿横向的移动。
另外，上述圆筒状的安装台座92的下端部隔着O形环等密封构件108例如利用螺栓110气密性地夹紧固定着例如由不锈钢等金属板制成的底板106，在其内部形成惰性气体室112。在该惰性气体室112中，贯穿上述安装台座92的侧壁，分别设有惰性气体入口114及惰性气体出口116，从而可以向该惰性气体室112内供给惰性气体。作为该惰性气体，除了N2气以外还可以使用包括Ar气或He气等稀有气体的惰性气体。
此外，在上述惰性气体室112内的除去底面的内面及上述安装阶梯部96的开口部，分别设有例如由氧化铝等构成的绝缘构件115、117。
此外，上述各功能棒体62的下端部贯穿上述绝缘构件117、115，向上述惰性气体室112内延伸。另外，在上述各功能棒体62的下端部侧的途中，设有直径扩大了的弹簧托架118。通过削掉上述上侧的绝缘构件115的整体并且直至下侧的绝缘构件117的中部，就会形成上述弹簧托架118可以上下移动的大小的弹簧容纳孔120。
此外，在上述弹簧容纳孔120的底部与上述弹簧托架118之间，设有例如由螺旋弹簧构成的弹簧构件122，从而将上述各功能棒体62向上方的载置台58侧推压。
该情况下，功能棒体62向下方贯穿上述弹簧容纳孔120的底部，在该贯穿部中产生微小的间隙，因而上述惰性气体室112内的惰性气体经由该间隙上升，供给到保护管60内，使该保护管60内成为惰性气体气氛。
对于此种结构，在图4中代表性地记载了作为内周区发热体68A的功能棒体62的加热器供电棒70、72，然而其他的功能棒体62，即外周区发热体68B用的加热器供电棒74、76、兼用供电棒78及热电偶80的导电棒82也全都具有相同的构成。
此外，在上述惰性气体室112的底板106中，与上述各功能棒体62对应地气密性地贯穿设有利用绝缘构件126气密性地绝缘的取出端子128。图4中仅画出2个取出端子128。此外，上述各功能棒体62的下端部与上述取出端子128借助例如由能够屈伸的金属板制成的导电构件130电连接，可以在容许上述各功能棒体62的热伸缩的同时实现与外部侧的电导通。
而且，也可以用沿长度方向留有富余的金属配线来形成该导电构件130。设置了上述导电构件130的结构对于其他的加热器供电棒74、76、兼用供电棒78的情况也相同。另外，如图6所示，在功能棒体62为热电偶的导电棒82的情况下，不使用上述导电构件130，而是穿过贯穿孔131及设于其中的波纹管132气密性地直接向外部侧取出。
在这里如果对各部分来说明尺寸的一个例子，则载置台58的直径，在与300mm(12英寸)晶片对应的情况下为340mm左右，在与200mm(8英寸)晶片对应的情况下为230mm左右，在与400mm(16英寸)晶片对应的情况下为460mm左右。另外，支柱56的直径，则与载置台58的大小无关，例如为50～80mm左右，各保护管60的直径为8～16mm左右，各功能棒体62的直径为4～6mm左右。
这里回到图1，上述热电偶80的导电棒82例如与具有计算机等的加热器电源控制部134连接。另外，与加热机构64的各加热器供电棒70、72、74、76连接的各配线136、138、140、142也与上述加热器电源控制部134连接，从而基于由上述热电偶80测量的温度，分别独立地控制上述内周区发热体68A及外周区发热体68B，维持所需的温度。
另外，在与上述兼用供电棒78连接的配线144上，分别连接有静电卡盘用的直流电源146和用于施加偏置用的高频电力的高频电源148，从而可以将载置台58的晶片W静电吸附，并且可以在加工时对成为下部电极的载置台58作为偏置施加高频电力。作为该高频电力的频率，可以使用13.56MHz，然而还可以使用400kHz等，并不限定于该频率。
另外，在上述载置台58中，沿其上下方向贯穿地形成有多条，例如3条销插孔150(图1中仅画出2条)，在上述各销插孔150中配置有以能够上下移动的松配合状态插过的上推销152。在该上推销152的下端，配置有圆弧状的例如像氧化铝那样的陶瓷制的上推环154，在该上推环154上承载着上述各上推销152的下端。从该上推环154中延伸出的臂部156与贯穿容器底部44设置的出没杆158连结，该出没杆158能够利用致动器160升降。
这样，就能够使上述各个上推销152在晶片W的转交时从各销插孔150的上端向上方出没。另外，在上述出没杆158的容器底部的贯穿部，设有能够伸缩的波纹管162，因而上述出没杆158就可以在维持处理容器22内的气密性的同时升降。
另外，该处理装置20的整体的动作，例如加工压力的控制、载置台58的温度控制、处理气体的供给或停止供给等，是由例如由计算机等构成的装置控制部164进行的。此外，该装置控制部164具有存储对于上述动作来说必需的计算机程序的存储介质165。该存储介质165由软盘、CD(Compact Disc)、硬盘、闪存存储球等构成。
下面，对如上所述地构成的使用等离子体的处理装置的动作进行说明。
首先，未处理的半导体晶片W由未图示的搬送臂保持着经由变成打开状态的门阀42、搬入搬出口40搬入到处理容器22内，在该晶片W被转交给上升了的上推销152后，通过使该上推销152下降，而将晶片W载置于载置台结构54的由支柱56支承的载置台58的上面。此时，通过从直流电源146对载置台58的兼用电极66施加直流电压，静电卡盘发挥作用，将晶片W吸附于载置台58上而保持。而且，有时也取代静电卡盘而使用推压晶片W的周边部的夹钳机构。
然后，向喷淋头部24一边分别进行流量控制一边供给各种处理气体，将该气体从气体喷射孔32A、32B喷出而导入到处理空间S。此后，通过继续驱动真空排气系统48的真空泵52，将处理容器22内的气氛抽真空，此后，调整压力调整阀50的阀开度而将处理空间S的气氛维持为规定的加工压力。此时，晶片W的温度被维持为规定的加工温度。即，通过从加热器电源控制部134侧对构成载置台58的加热机构64的内周区发热体68A及外周区发热体68B分别施加电压而使之发热。
其结果是，利用来自各发热体68A、68B的热量对晶片W升温加热。此时，利用设于载置台58的下面中央部的热电偶80，测量晶片(载置台)温度，加热器电压控制部134基于该测量值按每个区进行温度控制。由此，就可以对晶片W的温度总是以面内均匀性高的状态进行温度控制。该情况下，虽然根据加工的种类而不同，然而载置台58的温度例如到达700℃左右。
另外，在进行等离子体处理时，通过驱动高频电源38，对作为上部电极的喷淋头部24和作为下部电极的载置台58之间施加高频，在处理空间S中产生等离子体而进行规定的等离子体处理。另外，此时，通过从偏置用的高频电源148对载置台58的兼用电极66施加高频电力，就可以进行等离子体离子的导入。
这里对上述载置台结构54的功能进行详细说明。首先，经由作为功能棒体62的加热器供电棒70、72向加热机构的内周区发热体68A供给电力，经由加热器供电棒74、76向外周区发热体68B供给电力。另外，载置台58的中央部的温度经由将其测温触点82A与载置台58的下面中央部相接地配置的热电偶80的导电棒82向上述加热器电源控制部134传递。该情况下，上述测温触点82A测量出内周区的温度，对于朝向外周区发热体68B的供给电力，基于在向上述内周区发热体68A的供给电力之间预先确定的电力比来供给电力。
此外，经由兼用供电棒78向兼用电极66施加静电卡盘用的直流电压和偏置用的高频电力。此外，作为功能棒体62的上述各加热器供电棒70、72、74、76、导电棒82及兼用供电棒78的上端分别被独立地在与载置台58的下面气密性地热扩散接合了的细的保护管60内插过。
另外，作为惰性气体向设于上述支柱56的下方的惰性气体室112内供给Ar气，因而该Ar气就会经由覆盖上述惰性气体室112内进行设置的绝缘构件115、117与上述各功能棒体62之间的间隙及弹簧容纳孔120填充到各保护管60内。
此种状况下，对晶片W反复进行处理的载置台58的升温及降温被反复进行。此外，当因该载置台58的温度的升降，例如载置台58的温度如前所述，达到700℃左右时，就会在载置台58的中心部与支柱56之间以0.2～0.3mm左右的距离产生半径方向的热伸缩差。该情况下，对于以往的载置台结构的情况，由于将由非常硬的陶瓷材料制成的载置台和直径大的支柱利用热扩散接合牢固地一体化结合，因此如果是上述微小的0.2～0.3mm左右的热收缩差，则会由于伴随着该热伸缩差产生的热应力的反复，而频繁地产生载置台与支柱的接合部破损的现象。
与之不同，本发明中由于载置台58与支柱56松松地连结，因此可以容许上述热收缩差。具体来说，例如由于载置台58的下面的凸缘84的内径设定为比支柱56的上端部56a的外径略大，例如大0.6mm左右，而可以在两者间形成间隙，因此就可以容许上述的热收缩差，其结果是不会施加热应力，可以防止支柱56的上端部56a或载置台58的下面，即两者的连结部发生破损。
该情况下，由陶瓷材料制成的上述各保护管60利用热扩散接合牢固地结合在载置台58的下面，然而该保护管60的直径如前所述为10mm左右，远小于上述支柱56的直径，其结果是，可以减小从载置台58向各保护管60的传热量。另外，由于载置台58与支柱56的连结部分松，因此相互的接触面积变少，由此该部分的热阻就会变大，所以就可以减少向支柱56侧散逸的传热量。
另外，虽然上述各个保护管60因对晶片反复进行加工而热收缩，然而由于在各保护管60的下部分别设有波纹管104，因此通过该波纹管104伸缩就可以容许上述保护管60的热收缩，可以防止各保护管60及载置台58发生破损。
另外，由于上述各功能棒体62分别由保护管60包覆，另外向上述保护管60内从设于其下方的惰性气体室112内供给惰性气体作为吹扫气体，因此不会有上述各功能棒体62暴露于腐蚀性的加工气体中的情况，而且可以利用惰性气体防止功能棒体62或连接端子70A～82A等被氧化。另外，由于与以往的载置台结构不同，不会有上述惰性气体向处理容器22内漏出的情况，因此不仅可以实施高真空的加工处理，而且还可以减少惰性气体的消耗量，所以就可以削减运行成本。
此外，由于在各功能棒体62的下端部设有弹簧构件122，将功能棒体62向上方的载置台58侧推压，因此可以防止产生电接触不良的情况，并且对于热电偶80的情况，由于不会有测温触点82A与载置台58的下面分离的情况，因此可以准确地进行温度测量。另外，由于在支柱56的侧壁上形成有大的透气孔90，因此可以防止各种气体残留于其内部。
<载置台与支柱的连结结构的第一变形例>
在先前的实施例的情况下，也如图4中所示，在载置台58的下面设置环状的凸缘84，支柱56的上端部56a利用固定销88卡合在其上而将载置台58与支柱56连结，然而并不限定于此，也可以如图7及图8所示地构成。图7是表示载置台与支柱的连结结构的第一变形例的局部剖面图，图8是沿着图7中的B-B线的箭头方向剖面图。
如图7及图8中所示，这里在载置台58的下面的中央部形成壁厚的环状的凸缘166，并且在支柱56的上端部的外周侧也与上述凸缘166对应地设有环状的凸缘168。这些凸缘166、168都由陶瓷材料，例如由氮化铝与母材侧一体化地形成。
此外，在上述载置台58侧的凸缘166上，沿其圆周方向各自隔开规定的间隔地共计形成8个朝向外方开放的半缺槽170。并不特别限定于该数目。另外，该半缺槽170的周围被形成为低出一截的阶梯部173。
此外，在支柱56侧的凸缘168中也与上述半缺槽170相面对地形成相同的形状的半缺槽172。此外，在上述相互面对的半缺槽170、172之间跨设连结销176而将两个凸缘166、168连结，该连结销176在如图7中所示具有在其两端直径比上述半缺槽170、172的槽宽度略微被扩大了的头部174。而且，在图8中省略了连结销的记载。上述连结销176例如由氮化铝等陶瓷材料制成，可以从陶瓷材料的块材中一体化地削出而成形。
另外，在连结销176的安装时，用手抵抗设于各功能棒体62的下端部的波纹管104(参照图4)的反弹力将该载置台58向下方推压，通过在该状态下将上述连结销176嵌入安装在两个半缺槽170、172内而松手，载置台58就被上述波纹管104向上方推起，因此就可以利用上述连结销176将两个凸缘166、168连结。该情况下，通过上述连结销176沿着半缺槽170、172朝半径方向移动，就可以与先前的实施例相同地容许在载置台58与支柱56之间产生热伸缩差。
<载置台与支柱的连结结构的第二变形例>
下面，对载置台与支柱的连结结构的第二变形例进行说明。图9是表示载置台58与支柱56的连结结构的第二变形例的局部放大剖面图，图9(A)表示局部放大剖面图，图9(B)表示其分解组装状态。
如图9所示，这里将设于支柱56的上端部的环状的凸缘180的宽度朝向半径方向外方设定得较大，延伸至略微超出载置台58的销插孔150(参照图1)的位置的部分。此外，在上述载置台58中形成口径大的螺栓孔182，在上述凸缘180中也形成与上述螺栓孔182相同的大小的螺栓孔186。此外，在使上述载置台58与上述凸缘180重叠的状态下，向上述螺栓孔182、186中插过在中心部形成了销插孔150的带头的带孔螺栓184。
在上述带孔螺栓184的下部，形成有螺纹牙188，如上所述，在使上述带孔螺栓184插过两个螺栓孔182、186的状态下，使紧固螺母190与上述带孔螺栓184的螺纹牙188螺合紧固，由此将两者固定。该情况下，因将载置台58的螺栓孔182的内径设定为略微大于带孔螺栓184的外径，因而在两者间形成具有可以吸收热伸缩差的宽度的微小的间隙。
该情况下，也可以发挥与先前的实施例相同的作用效果。而且，在上述的情况下，带孔螺栓184或紧固螺母190可以用陶瓷材料或铝合金等金属来形成。
<热电偶的变形例>
在先前的实施例中，为了测量载置台58的内周区的温度而设置了1个热电偶，然而并不限定于此，也可以为了测量外周区的温度再追加设置1个热电偶。图10是表示用于说明此种热电偶的变形例的载置台结构的剖面图。而且，对于与图1至图6中所示的构成部分相同的构成部分，使用相同的参照符号。
如图10所示，这里将1根保护管60-1从支柱56的下部的位置朝横向伸出而向斜上方延伸，该保护管60-1的上端部借助例如由氮化铝等陶瓷材料制成的接合块192与载置台58的下面接合。该情况下，上述载置台58与接合块192的接合及该接合块192与保护管60-1的上端部的接合分别是利用热扩散接合一体化地接合。另外，上述接合块192是与外周区的区域对应地设置的。
此外，在支柱56的底部侧的密封板100上，设有形成了插孔的截面为三角形的例如由不锈钢等金属制成的安装辅助台194，在该安装辅助台194与上述保护管60-1的下端之间设有波纹管104-1。此外，在该保护管60-1内作为功能棒体62插过导电棒198，该导电棒198形成外周区用的热电偶196，使导电棒198的头端的测温触点198A与上述接合块192相接，从而可以测量外周区的温度。
另外，该导电棒198的下端部侧被向下方插过用于划分惰性气体室112的底板106的贯穿孔200，在该贯穿孔200的部分中设有可伸缩的波纹管202。而且，该情况下，也是在导电棒198的中间，可以如图4中说明所示，设有弹簧构件122，从而将导电棒198向上方推起。
另外，也可以使上述波纹管104-1或波纹管202具有该弹簧构件122的功能。该情况下也可以发挥与上述相同的作用效果，此外，由于可以对外周区和内周区独立地进行温度测量，因此就可以更为精确地控制载置台58的温度(晶片温度)。
而且，在以上的实施例中，虽然在载置台58中设置兼用电极66，经由兼用供电棒78对其施加静电卡盘用的直流电压、偏置用的高频电力，然而也可以将它们分离地设置，或者可以仅设置任意一方。例如在使两者分离地设置的情况下，沿上下设置2个与兼用电极66相同结构的电极，将一方设为卡盘电极，将另一方设为高频电极。此外，在卡盘电极上作为功能棒体电连接卡盘用供电棒，在高频电极上电连接高频供电棒。这些卡盘用供电棒或高频供电棒被分别插入保护管60内，这一点以及其下部结构都与其他的功能棒体62完全相同。
另外，也可以设置与上述兼用电极66相同结构的接地电极，通过将与之连接的功能棒体62的下端接地而作为导电棒使用，而将上述接地电极接地。
另外，虽然在本实施例中以使用了等离子体的处理装置为例进行说明，然而并不限定于此，也可以适用于使用在载置台58中嵌入了加热机构64的载置台结构的所有的处理装置，例如成膜装置、蚀刻装置、热扩散装置、扩散装置、改性装置等中。所以，可以省略兼用电极66(包括卡盘电极或高频电极)或热电偶80及附属于它们的构件。
此外，作为气体供给机构并不限定于喷淋头部24，例如也可以利用在处理容器22内插过的气体喷嘴来构成气体供给机构。
此外，虽然作为温度测量机构在这里使用了热电偶80、196，然而并不限定于此，也可以使用辐射温度计。该情况下，辐射温度计中所用的导通光的光纤就成为功能棒体，该光纤在保护管60、60-1内插过。
另外，虽然在上述实施例中以向1根保护管60内收纳1根功能棒体62的情况为例进行说明，然而并不限定于此，也可以向1根保护管内收纳多根功能棒体。
另外，虽然在这里作为被处理体以半导体晶片为例进行说明，然而并不限定于此，也可以将本发明应用于玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等中。