JP2024051768A - ステージ - Google Patents

Abstract

【課題】内側領域と外側領域との温度差の大きい温度勾配プロファイルを実現することができるステージを提供すること。
【解決手段】
ステージは、第１の金属プレートと、第１の金属プレートの下方に位置する第２の金属プレートと、第１の金属プレート内に設けられた第１の空間と第２の金属プレート内に設けられた第２の空間とを含む断熱部と、断熱部を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、断面視において、第１の金属プレートにおける断熱部の幅は、第２の金属プレートにおける断熱部の幅と異なる。
【選択図】図３

Description

本発明の一実施形態は、ウェハ等が載置されるステージに関する。

半導体を製造する半導体装置には、ウェハを載置するステージが設けられている。ステージには、ヒータの配置の自由度、コンタミネーション、および耐熱性等の観点から、一般的にセラミックが用いられている。例えば、セラミックを用いたステージとして、特許文献１には、内周領域のヒータエレメントと、外周領域のヒータエレメントとをそれぞれ制御することにより、内周領域の温度と外周領域の温度とが異なる温度勾配プロファイルを有するセラミックプレートが開示されている。特許文献１に開示されているようなセラミックプレートでは、内周領域から外周領域に向かって高温になり、内周領域と外周領域との温度差が１０℃程度の温度勾配プロファイルを実現することが可能である。

国際公開第２０１８／０３０４３３号

近年、ステージの内側領域と外側領域との温度差をさらに大きくしたいという要望がある。しかしながら、セラミックを用いたステージでは、内側領域と外側領域との温度差が１０℃以上になると、ステージが破損するおそれがある。

本発明の一実施形態は、上記問題に鑑み、内側領域と外側領域との温度差の大きい温度勾配プロファイルを実現することができるステージを提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態に係るステージは、第１の金属プレートと、第１の金属プレートの下方に位置する第２の金属プレートと、第１の金属プレート内に設けられた第１の空間と第２の金属プレート内に設けられた第２の空間とを含む断熱部と、断熱部を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、断面視において、第１の金属プレートにおける断熱部の幅は、第２の金属プレートにおける断熱部の幅と異なる。

本発明の一実施形態に係るステージは、第１の溝を含む第１の金属プレートと、第１の金属プレートの下方に位置する、貫通口を含む第２の金属プレートと、第２の金属プレートの下方に位置する、第２の溝を含む第３の金属プレートと、第１の溝を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、第１の溝、貫通口、および第２の溝が、互いに連通されている。

断面視において、第１の溝の幅は、貫通口および第２の溝の少なくとも１つの幅と異なっていてもよい。

また、本発明の一実施形態に係るステージは、第１の貫通口を含む第１の金属プレートと、第１の金属プレートの下方に位置する、第２の貫通口を含む第２の金属プレートと、第２の金属プレートの下方に位置する、溝を含む第３の金属プレートと、第１の貫通口を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、第１の貫通口、第２の貫通口、および溝が、互いに連通されている。

断面視において、第１の貫通口の幅は、第２の貫通口および溝の少なくとも１つの幅と異なっていてもよい。

断面視において、第１の貫通口、第２の貫通口、および溝の少なくとも１つは、テーパー形状を有していてもよい。テーパー形状は、第１の金属プレートの表面に向かって幅が大きくなってもよい。テーパー形状は、第１の金属プレートの表面に向かって幅が小さくなってもよい。

また、本発明の一実施形態に係るステージは、第１の溝ならびに第１の溝を間に挟んで配置される環流路およびヒータを含む第１の金属プレートと、第１の金属プレートの下方に位置する、貫通口を含む第２の金属プレートと、第２の金属プレートの下方に位置する、第２の溝を含む第３の金属プレートと、を含み、貫通口および第２の溝が、互いに連通され、第１の溝は、貫通口と重畳し、貫通口の一端は、第１の金属プレートによって閉塞されている。

断面視において、第１の溝の幅は、貫通口および第２の溝の少なくとも１つの幅と異なっていてもよい。

第１の金属プレートの最低表面温度と最大表面温度との温度差が２０℃以上であってもよい。

本発明の一実施形態に係るステージは、内側領域と外側領域との温度差の大きい温度勾配プロファイルを実現することができる。そのため、ステージに載置されるウェハの外側領域の温度低下が顕著な場合であっても、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布の均一化をすることができる。

本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの環流路の構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの第２の金属プレートの構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの第２の金属プレートの構成を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの温度勾配プロファイルを説明するグラフである。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの構成を示す模式的な上面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るステージの断熱部の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るエッチング装置の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るＣＶＤ装置の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の構成を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る蒸着装置の構成を示す模式的な断面図である。

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。

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。また、説明の便宜上、上方または下方という語句を用いて説明するが、上方または下方はそれぞれステージの使用時（ウェハ載置時）における向きを示す。

本明細書および図面において、同一または類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、さらに大文字のアルファベットを添えて表記する。一つの構成のうちの複数の部分をそれぞれ区別して表記する際には、同一の符号を用い、さらにハイフンと自然数を用いる。

本明細書において、ステージの「内側領域」とは、断熱部で囲まれる内側の領域および当該領域と重畳する領域をいう。また、本明細書において、ステージの「外側領域」とは、内側領域の外側の領域をいう。すなわち、「外側領域」は、ステージの外周側の領域である。なお、本明細書では、ステージだけでなく、ウェハに対しても、「内側領域」および「外側領域」の用語を使用するが、ウェハの「内側領域」および「外側領域」は、それぞれ、ステージにウェハが載置されたときのステージの「内側領域」および「外側領域」と重畳する領域をいう。

＜第１実施形態＞
図１～図８を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１０について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の構成を示す模式的な斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の構成を示す模式的な上面図である。図２では、後述する環流路１１２が点線で示されている。図３は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の構成を示す断面図である。具体的には、図３は、図２に示すＡ１－Ａ２線で切断されたステージ１０の一部の断面が示された断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の環流路１１２の構成を示す模式的な断面図である。

図１に示すように、ステージ１０は、プレート部１００およびシャフト部２００を含む。ステージ１０において、ウェハは、プレート部１００の第１の面１０１に載置される。シャフト部２００は、プレート部１００の第１の面１０１と反対の第２の面１０２に接続している。

ステージ１０に載置されるウェハとして、例えば、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、サファイア、石英、ガラス、リン化ガリウム（ＧａＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、または窒化ガリウム（ＧａＮ）などが用いられるが、これに限られない。上述したように、ウェハはプレート部１００の第１の面１０１に載置されるため、第１の面１０１には、載置されるウェハをガイドするための段差が設けられていてもよい。

プレート部１００は、第１の金属プレート１１０、第２の金属プレート１２０、第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０を含む。第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０は、この順に積層されている。すなわち、第２の金属プレート１２０は第１の金属プレート１１０の下方に位置し、第３の金属プレート１３０は第２の金属プレート１２０の下方に位置し、および第４の金属プレート１４０は第３の金属プレート１３０の下方に位置する。

第１の金属プレート１１０と第２の金属プレート１２０、第２の金属プレート１２０と第３の金属プレート１３０、および第３の金属プレート１３０と第４の金属プレート１４０とは、溶接、ネジ止め、固相拡散接合、またはろう付などを用いて、互いに接続されている。ろう付用のろうとして、例えば、銀、銅、および亜鉛を含む合金、銅および亜鉛を含む合金、リンを微量含む銅、アルミニウムを含む合金、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、またはチタン、ジルコニウム、銅、およびニッケルを含む合金などを用いることができる。

図２に示すように、上面視において、第１の金属プレート１１０は、円形状を有する。第１の金属プレート１１０と重畳する第２の金属プレート１２０～第４の金属プレート１４０も、円形状を有する。但し、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０の形状は、円形状に限られない。第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０の形状はウェハの形状に合わせて適宜決定されればよく、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０は、楕円形状または多角形状を有していてもよい。

また、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０の厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。

第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０の材料として、例えば、アルミニウム、チタン、鉄、銅、ニッケル、モリブデン、タングステン、もしくは金などの金属、またはこれらの金属を含む合金が用いられる。鉄を含む合金は、例えば、ステンレス鋼、コバール、または４２アロイなどである。また、ニッケルを含む合金は、例えば、インコネルまたはハイステロイなどである。後述するように、第１の金属プレート１１０には、冷却媒体を流通する環流路１１２およびヒータ１１３が設けられる。第１の金属プレート１１０の表面は、プレート部１００の第１の面１０１に相当し、ウェハは第１の金属プレート１１０の表面上に載置される。そのため、ヒータ１１３が発する熱をウェハに効率よく伝導し、および環流路１１２を流通する冷却媒体が熱を効率よく吸収するため、第１の金属プレート１１０には、熱伝導性の高い材料が用いられることが好ましい。例えば、第１の金属プレート１１０の材料として、２００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下の熱伝導率を有する金属または合金を用いることができる。なお、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０には、同じ材料が用いられてもよく、異なる材料が用いられてもよい。第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０が異なる場合、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０に含まれる金属または合金は、５×１０^－６／Ｋ以上２５×１０^－６／Ｋ以下の熱膨張率を有することが好ましい。また、隣接する２つの金属プレートの熱膨張率の差が１０×１０^－６／Ｋ以下となるように、それぞれの材料が選択されることが好ましい。これにより、熱膨張の違いによるステージ１０の変形が抑制されるため、ステージ１０の信頼性を向上させることができる。

図３に示すように、第１の金属プレート１１０は、環流路１１２およびヒータ１１３を含む。環流路１１２およびヒータ１１３は、第１の金属プレート１１０の第２の金属プレート１２０側に設けられ、第２の金属プレート１２０によって閉塞されている。また、環流路１１２はプレート部１００の内側領域に設けられ、ヒータ１１３はプレート部１００の外側領域に設けられている。

環流路１１２には、入口１１２ａから水などの液体または気体などの冷却媒体が導入され、環流路１１２に沿って第１の金属プレート１１０内を広範囲にわたって流通した後、冷却媒体は出口１１２ｂから第１の金属プレート１１０の外部に放出される（図２参照）。冷却媒体の流通により、冷却媒体とプレート部１００またはウェハとの間で熱交換が行われ、ウェハの内側領域が冷却される。環流路１１２は、第１の金属プレート１１０に直接形成された構造であってもよく、第１の金属プレート１１０に設けられた溝内に管状部材が配置された構造であってもよい。

平面視において、図２に示す環流路１１２は、滑らかな曲線形状を有する（すなわち、環流路１１２の側面が滑らかな曲面を有する。）が、環流路１１２の構成はこれに限られない。例えば、図４（Ａ）に示すように、平面視において、環流路１１２は、ジグザグ形状を有していてもよい。また、図４（Ｂ）に示すように、平面視において、環流路１１２は、凹凸形状を有していてもよい。すなわち、環流路１１２の幅は周方向において一定ではなく、変化していてもよい。

ヒータ１１３は、制御装置（図示せず）の制御の下で駆動する。ヒータ１１３は、例えば、電熱線を用いて構成され、第１の金属プレート１１０の外周に沿って配設されている。ヒータ１１３は、第１の金属プレート１１０内に埋設されていてもよく、第１の金属プレート１１０に設けられた溝内に配設されていてもよい。例えば、第１の金属プレート１１０の溝にヒータ１１３が配設された後、溶射膜などで覆うことにより、第１の金属プレート１１０にヒータ１１３を設置することができる。ヒータ１１３は、第１の金属プレート１１０を介して、ウェハの外側領域を加熱する。

プレート部１００では、第１の金属プレート１１０の内側領域に配置された環流路１１２と第１の金属プレート１１０の外側領域に配置されたヒータ１１３との間に、断熱部１５０が設けられている。ここで、図５～図７を参照して、断熱部１５０の構成について説明する。

図５は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の断熱部１５０の構成を示す模式的な断面図である。図６および図７の各々は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の第２の金属プレート１２０の構成を示す模式的な平面図である。具体的には、図６および図７の各々は、第２の金属プレート１２０の上面図である。

図５に示すように、断熱部１５０は、第１の金属プレート１１０に形成された第１の溝１１１、第２の金属プレート１２０に形成された貫通口１２１、および第３の金属プレート１３０に形成された第２の溝１３１を含む。第１の溝１１１、貫通口１２１、および第２の溝１３１は、互いに重畳している。第１の溝１１１は、第２の金属プレート１２０側に開口面を有する。貫通口１２１は、第２の金属プレート１２０内を貫通し、第１の金属プレート１１０側および第３の金属プレート１３０側に開口面を有する。第２の溝１３１は、第２の金属プレート１２０側に開口面を有する。第１の溝１１１の開口面は貫通口１２１の一端の開口面と略一致し、第２の溝１３１の開口面は貫通口１２１の他端の開口面と略一致している。すなわち、断熱部１５０は、第１の溝１１１、貫通口１２１、および第２の溝１３１が、互いに連通された構造を有する。換言すると、断熱部１５０は、第２の金属プレート１２０を貫通し、第１の金属プレート１１０に上面が形成され、第３の金属プレートに底面が形成された閉塞された空間を有する。断熱部１５０内は、真空であってもよく、液体または気体が充填されていてもよい。また、断熱部１５０内は、外部の真空ポンプなどと接続され、圧力、温度、またはガス流量を調整することができてもよい。断熱部１５０内に充填または断熱部１５０内を流通するガスとして、ヘリウムガス、アルゴンガス、または窒素ガスなどの不活性ガスを用いることができる。また、断熱部１５０内に、断熱材が充填されていてもよい。

平面視において、第１の溝１１１、貫通口１２１、および第２の溝１３１は、それぞれ、第１の金属プレート１１０、第２の金属プレート１２０、および第３の金属プレート１３０に円周状に形成されている。図６に示すように、第２の金属プレート１２０においても、貫通口１２１が円周状に設けられている。すなわち、第２の金属プレート１２０では、内側領域と外側領域とが分離されている。この場合、第２の金属プレート１２０が第１の金属プレート１１０または第３の金属プレート１３０と接続されるときに、第２の金属プレート１２０の分離された内側領域と外側領域とが接しないように、第２の金属プレート１２０を配置し、第１の金属プレート１１０または第３の金属プレート１３０と接続する。但し、第２の金属プレート１２０に形成される貫通口１２１が円周状の全体に設けられ、第２の金属プレート１２０の内側領域と外側領域とが分離されていると、第２の金属プレート１２０の接続の際の取り扱いが困難な場合がある。そのため、図７に示すように、第２の金属プレート１２０には、内側領域と外側領域とを接続する接続領域１２５ａおよび１２５ｂが設けられていてもよい。接続領域１２５ａおよび接続領域１２５ｂは熱伝導経路となり得るため、接続領域１２５ａおよび接続領域１２５ｂの幅は、できる限り小さいことが好ましい。また、図７には、２つの接続領域１２５ａおよび１２５ｂが図示されているが、第２の金属プレート１２０には、少なくとも１つの接続領域１２５が設けられていればよい。接続領域１２５の数は貫通口１２１の数と対応している。例えば、第２の金属プレート１２０に３つの接続領域１２５が設けられている場合、第２の金属プレート１２０は、３つの貫通口１２１を有する。

また、第１の溝１１１および第２の溝１３１の各々も、複数に分割されて設けられていてもよい。

第１の溝１１１は、環流路１１２とヒータ１１３との間に設けられている。換言すると、断熱部１５０は、内側領域の環流路１１２と外側領域のヒータ１１３との間に位置する。また、断熱部１５０は、第１の金属プレート１１０、第２の金属プレート１２０、および第３の金属プレート１３０にわたって設けられており、広い空間を有する。そのため、断熱部１５０は、第１の金属プレート１１０だけでなく、第２の金属プレート１２０および第３の金属プレート１３０においても、内側領域から外側領域への熱伝導および外側領域から内側領域への熱伝導を抑制することができる。これにより、ステージ１０では、内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。

図８は、本発明の一実施形態に係るステージ１０の温度勾配プロファイルを説明するグラフである。

図８に示すグラフの横軸には、第１の金属プレート１１０の表面の中心位置をゼロとし、所定の方向（例えば、Ａ１－Ａ２線の方向）に沿った第１の金属プレート１１０の表面の位置が示され、グラフの縦軸には、第１の金属プレート１１０の表面の表面温度が示されている。第１の位置Ｐ１および第２の位置Ｐ２は、それぞれ、断熱部１５０およびヒータ１１３の位置を表している。すなわち、２つのＰ１の間が内側領域に相当し、Ｐ１とＰ２との間が外側領域に相当する。

ステージ１０では、第１の金属プレート１１０の内側領域の環流路１１２を流通する冷却媒体によって、第１の金属プレート１１０の内側領域が冷却される。一方、第１の金属プレート１１０の外側領域のヒータ１１３によって、第１の金属プレート１１０の外側領域が加熱される。第１の金属プレートの外側領域の熱は内側領域へと伝導されるが、内側領域と外側領域との間に断熱部１５０が設けられているため、内側領域と外側領域との熱伝導経路が制限され、外側領域から内側領域への熱伝導が抑制される。そのため、ヒータ１１３によって外側領域が加熱されても、内側領域における温度上昇が抑制される。また、断熱部１５０による熱流量の減少により、内側領域と外側領域との温度差が大きくなる。例えば、第１の金属プレート１１０の中心近傍において測定される最低表面温度Ｔ０とヒータ１１３近傍において測定される最高表面温度Ｔ２との最大温度差は、２０℃以上であり、好ましくは６０℃以上であり、さらに好ましくは１００℃以上である。ステージ１０の内側領域と外側領域との温度差は、ヒータ１１３へ供給する電力、または環流路１１２を流通する冷却媒体の種類、温度、もしくは流量を変化させることにより、調整することができる。

シャフト部２００の内部には、冷却媒体が流通する流路（図示せず）が形成されている。具体的には、シャフト部２００は、流路を介して入口１１２ａに冷却媒体を送り込むとともに、出口１１２ｂから放出される冷却媒体を受け入れる。シャフト部２００の一端は、プレート部１００の第２の面１０２と接続されている。シャフト部２００の他端は、冷却媒体の供給源に接続されている。供給源は、冷却媒体を保持するタンクおよびポンプ、または水道管などであるが、これに限られない。

また、シャフト部２００の内部には、ヒータ１１３のリード線が格納されていてもよい。また、静電チャックが設けられる場合、シャフト部２００の内部に、静電チャックと接続される配線が格納されていてもよい。

また、シャフト部２００は、回転機構と接続されていてもよい。シャフト部２００が回転機構と接続されることにより、ステージ１０をシャフト部２００の長軸を中心として回転させることができる。

以上、ステージ１０の構成について説明したが、ここで、従来のステージと比較したときのステージ１０の優位性について説明する。

半導体装置における処理では、ステージに載置されたウェハが加熱される場合があり、その場合、ウェハ内の温度分布を均一化することが要求される。従来のステージでは、加熱した際に、外側領域が内側領域よりも温度が低下する場合がある。また、半導体装置によっては、ステージに載置されたウェハの内側領域の温度が上昇する場合がある。例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置またはＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置においてウェハ上に膜を成膜する場合、プラズマの印加によって、ウェハの中央部が局所的に温度上昇し、ウェハの外側領域の温度よりも内側領域の温度が高くなる。そのため、従来のステージでは、ウェハの外側領域において、顕著な温度低下が見られる。

一方、ステージ１０を用いる半導体装置では、ステージ１０の内側領域と外側領域との温度差が大きく、上述したような顕著な温度低下を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化することができる。特に、ステージ１０では、セラミックによって割れが発生する温度差よりも大きな温度差を得ることができるため、ステージ１０は、セラミックを用いるステージよりも多くの半導体装置に対して適用することができる。

しかしながら、第１の金属プレート１１０～第４の金属プレート１４０に含まれる金属または合金の熱膨張係数は、セラミックの熱膨張係数よりも比較的大きい。そのため、断熱部１５０が設けられず、単に環流路１１２およびヒータ１１３のみの制御によって内側領域と外側領域との温度差を大きくする従来のステージでは、熱応力によってステージが変形する場合がある。換言すれば、断熱部１５０が設けられていない従来のステージの場合、熱応力によるステージの変形が生じるため、ステージの内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができない。一方、ステージ１０では、断熱部１５０の空間が収縮し、または膨張することよって、熱応力を緩和することができる。すなわち、断熱部１５０は、ステージ１０の内側領域と外側領域との温度差によって生じた熱応力を吸収するダンパーとして機能する。また、ステージ１０では、第１の金属プレート１１０、第２の金属プレート１２０、および第３の金属プレート１３０にわたって断熱部１５０が設けられている。そのため、ステージ１０では、ヒータ１１３が設けられている第１の金属プレート１１０における熱応力だけでなく、ヒータ１１３からの熱が伝導される第２の金属プレート１２０および第３の金属プレート１３０における熱応力も緩和されるため、内側領域と外側領域との温度差を大きくする場合であっても、ステージ１０が変形しにくい。

また、金属の弾塑性によって降伏応力以上の熱応力が第１の金属プレート１１０に加わった場合であっても、断熱部１５０が変形してダンパーとして機能することにより、第１の金属プレート１１０のさらなる変形を抑制することができる。

以上説明したように、ステージ１０では、断熱部１５０によって、外側領域に設けられたヒータ１１３からの熱が内側領域に伝導されることを抑制することができる。すなわち、断熱部１５０による空間によって、プレート部１００の外側領域と内側領域とが接続される熱伝導経路の断面積が減少するため、断熱部１５０は熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。ステージ１０では、内側領域と外側領域との温度差が大きいため、例えば、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対してステージ１０を適用すると、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化させることができる。

以下では、本発明の一実施形態に係るステージ１０のいくつかの変形例について説明する。なお、ステージ１０の構成の変形は、以下で説明する変形例に限定されるものではない。

＜変形例１＞
図９を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１０の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図９は、本発明の一実施形態に係るステージ１０Ａの断熱部１５０Ａの構成を示す模式的な断面図である。

図９に示すように、断熱部１５０Ａは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の溝１１１Ａ、第２の金属プレート１２０に形成された貫通口１２１Ａ、および第３の金属プレート１３０に形成された第２の溝１３１Ａを含む。

第１の溝１１１Ａは、第１の幅ｗ_１を有する。貫通口１２１Ａおよび第２の溝１３１Ａの各々は、第２の幅ｗ_２を有する。第１の幅ｗ_１は、第２の幅ｗ_２よりも小さい。そのため、第２の溝１３１Ａの側面と貫通口１２１Ａの側面とは一致するが、第１の溝１１１Ａの側面と貫通口１２１Ａの側面とは一致していない。なお、第１の溝１１１Ａの側面の一方が貫通口１２１Ａの側面と一致していてもよい。

＜変形例２＞
図１０を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１０の別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１０およびステージ１０Ａの構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１０は、本発明の一実施形態に係るステージ１０Ｂの断熱部１５０Ｂの構成を示す模式的な断面図である。

図１０に示すように、断熱部１５０Ｂは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の溝１１１Ｂ、第２の金属プレート１２０に形成された貫通口１２１Ｂ、および第３の金属プレート１３０に形成された第２の溝１３１Ｂを含む。

第１の溝１１１Ｂは、第１の幅ｗ_１を有する。貫通口１２１Ｂは、第２の幅ｗ_２を有する。第２の溝１３１Ｂは、第３の幅ｗ_３を有する。第１の幅ｗ_１および第３の幅ｗ_３の各々は、第２の幅ｗ_２よりも小さい。第１の幅ｗ_１は、第３の幅ｗ_３と同じであってもよく、第３の幅ｗ_３よりも大きくてもよく、または第３の幅ｗ_３よりも小さくてもよい。そのため、第１の溝１１１Ｂおよび第２の溝１３１Ｂの各々の側面は、貫通口１２１Ｂの側面と一致していない。なお、第１の溝１１１Ｂまたは第２の溝１３１Ｂの側面の一方が貫通口１２１Ｂの側面と一致していてもよい。

＜変形例３＞
図１１を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１０のさらに別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１０～ステージ１０Ｂの構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１１は、本発明の一実施形態に係るステージ１０Ｃの断熱部１５０Ｃの構成を示す模式的な断面図である。

図１１に示すように、断熱部１５０Ｃは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の溝１１１Ｃ、第２の金属プレート１２０に形成された貫通口１２１Ｃ、および第３の金属プレート１３０に形成された第２の溝１３１Ｃを含む。

第１の溝１１１Ｃは、第１の幅ｗ_１を有する。貫通口１２１Ｃは、第２の幅ｗ_２を有する。第２の溝１３１Ｃは、第３の幅ｗ_３を有する。第１の幅ｗ_１および第３の幅ｗ_３の各々は、第２の幅ｗ_２よりも大きい。第１の幅ｗ_１は、第３の幅ｗ_３と同じであってもよく、第３の幅ｗ_３よりも大きくてもよく、または第３の幅ｗ_３よりも小さくてもよい。そのため、第１の溝１１１Ｃおよび第２の溝１３１Ｃの各々の側面は、貫通口１２１Ｃの側面と一致していない。なお、第１の溝１１１Ｃまたは第２の溝１３１Ｃの側面の一方が貫通口１２１Ｃの側面と一致していてもよい。

＜変形例４＞
図１２を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１０のさらに別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１０～ステージ１０Ｃの構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１２は、本発明の一実施形態に係るステージ１０Ｄの断熱部１５０Ｄの構成を示す模式的な断面図である。

図１２に示すように、断熱部１５０Ｄは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の溝１１１Ｄ、第２の金属プレート１２０に形成された貫通口１２１Ｄ、および第３の金属プレート１３０に形成された第２の溝１３１Ｄを含む。

第１の溝１１１Ｄは、第１の幅ｗ_１を有する。貫通口１２１Ｄは、第２－１の幅ｗ_２１および第２－１の幅ｗ_２１と異なる第２－２の幅ｗ_２２を有する。すなわち、貫通口１２１Ｄ内に段差が形成されている。第２の溝１３１Ｄは、第３の幅ｗ_３を有する。

図１２に示す断熱部１５０Ｄでは、第２－１の幅ｗ２１が、第２－２の幅ｗ２２よりも小さい。しかしながら、断熱部１５０Ｄの構成はこれに限られない。第２－１の幅ｗ２１は、第２－２の幅ｗ２２よりも大きくてもよい。また、断熱部１５０Ｄの貫通口１２１Ｄは、３つの幅を有していてもよい。さらに、断熱部１５０Ｄの第１の溝１１１Ｄまたは第２の溝１３１Ｄが、２つ以上の幅を有していてもよい。

以上、変形例１～変形例４において説明したように、本発明の一実施形態に係るステージ１０では、第１の溝１１１の幅、貫通口１２１の幅、および第２の溝１３１の幅をそれぞれ調整することにより、様々な断面形状を有する断熱部１５０を形成することができる。例えば、第１の溝１１１の幅を、貫通口１２１および第２の溝の幅よりも大きくし、断熱部１５０の第１の金属プレート１１０における空間を大きくする。これにより、第１の金属プレート１１０の外側領域から内側領域への熱伝導経路が減少し、ステージ１０の内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。また、例えば、第２の金属プレート１２０の熱伝導率が第１の金属プレート１１０の熱伝導率よりも大きい場合、貫通口１２１の幅を、第１の溝の幅よりも大きくする。この場合、ヒータ１１３からの熱は第２の金属プレート１２０に伝導しやすく、断熱部１５０の第２の金属プレート１２０における空間を大きくすることで、第２の金属プレート１２０の外側領域から内側領域への熱伝導経路が減少し、ステージ１０の内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。このように、第１の溝１１１の幅、貫通口１２１の幅、および第２の溝１３１の幅は、ステージ１０の外側領域から内側領域への熱伝導経路を考慮して調整することができる。

＜第２実施形態＞
図１３および図１４を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１１について説明する。なお、以下では、ステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１３は、本発明の一実施形態に係るステージ１１の構成を示す模式的な上面図である。図１４は、本発明の一実施形態に係るステージ１１の構成を示す模式的な断面図である。

図１４に示すように、ステージ１１は、第１の貫通口１１４が形成された第１の金属プレート１１０、第２の貫通口１２１（第１実施形態における貫通口１２１に相当する。）が形成された第２の金属プレート１２０、溝１３１（第１実施形態における第２の溝１３１に相当する。）が形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の貫通口１１４、第２の貫通口１２１、および溝１３１は、互いに重畳している。第１の貫通口１１４は、第１の金属プレート１１０内を貫通し、ステージ１０の第１の面１０１側および第２の金属プレート１２０側に開口面を有する。第１の貫通口１１４の一端の開口面は、ステージ１０の第１の面１０１内で露出され、第１の貫通口１１４の他端の開口面は、第２の貫通口１２１の一端の開口面と略一致している。すなわち、断熱部１５１は、第１の貫通口１１４、第２の貫通口１２１、および溝１３１が、互いに連通された構造を有する。換言すると、断熱部１５１は、第１の金属プレート１１０および第２の金属プレート１２０を貫通し、第３の金属プレート１３０に底面が形成された溝構造を有する。

平面視において、第１の貫通口１１４、第２の貫通口１２１、および溝１３１は、それぞれ、第１の金属プレート１１０、第２の金属プレート１２０、および第３の金属プレート１３０に円周状に形成されている（図１３参照）。なお、図示しないが、図７に示したように、内側領域と外側領域とが接続されるように、第１の貫通口１１４および第２の貫通口１２１に接続領域が設けられていてもよい。この場合、第１の金属プレート１１０に設けられた接続領域と、第２の金属プレート１２０に設けられた接続領域とが、重畳していてもよく、重畳していなくてもよい。

断熱部１５１内は、空気に曝されていてもよく、液体または断熱材が充填されていてもよい。ステージ１１では、断熱部１５１の一部が露出されており、断熱部１５１からステージ１１の外部への熱放出によって、プレート部１００の外側領域から内側領域への熱伝導および内側領域から外側領域への熱伝導を抑制することができる。これにより、ステージ１１では、内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。

以上説明したように、ステージ１１では、断熱部１５１が熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。ステージ１１では、内側領域と外側領域との温度差が大きいため、例えば、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対してステージ１１を適用すると、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化させることができる。

以下では、本発明の一実施形態に係るステージ１１のいくつかの変形例について説明する。なお、ステージ１１の構成の変形は、以下で説明する変形例に限定されるものではない。

＜変形例１＞
図１５を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１１の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１１の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１５は、本発明の一実施形態に係るステージ１１Ｄの断熱部１５１Ｄの構成を示す模式的な断面図である。

図１５に示すように、断熱部１５１Ｄは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の貫通口１１４Ｄ、第２の金属プレート１２０に形成された第２の貫通口１２１Ｄ、および第３の金属プレート１３０に形成された溝１３１Ｄを含む。

第１の貫通口１１４Ｄは、第１の幅ｗ_１を有する。第２の貫通口１２１Ｄは、第２の幅ｗ_２を有する。溝１３１Ｄは、第３の幅ｗ_３を有する。第１の幅ｗ_１および第３の幅ｗ_３の各々は、第２の幅ｗ_２よりも小さい。第１の幅ｗ_１は、第３の幅ｗ_３と同じであってもよく、第３の幅ｗ_３よりも大きくてもよく、または第３の幅ｗ_３よりも小さくてもよい。そのため、第１の貫通口１１４Ｄおよび溝１３１Ｄの各々の側面は、第２の貫通口１２１Ｄの側面と一致していない。なお、第１の貫通口１１４Ｄまたは溝１３１Ｄの側面の一方が第２の貫通口１２１Ｄの側面と一致していてもよい。

＜変形例２＞
図１６を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１１の別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１１またはステージ１１Ｄの構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１６は、本発明の一実施形態に係るステージ１１Ｅの断熱部１５１Ｅの構成を示す模式的な断面図である。

図１６に示すように、断熱部１５１Ｅは、第１の金属プレート１１０に形成された第１の貫通口１１４Ｅ、第２の金属プレートに形成された第２の貫通口１２１Ｅ、および第３の金属プレート１３０に形成された溝１３１Ｅを含む。

第１の貫通口１１４Ｅは、第２の金属プレート１２０側からステージ１１Ｅの第１の面１０１側に向かって（第１の金属プレート１１０の表面に向かって）、徐々に開口径が小さくなっている。すなわち、第１の貫通口１１４Ｅの側面はテーバー形状を有する。

なお、第１の貫通口１１４Ｅは、図１６に示す第１の貫通口１１４Ｅのテーパー形状と逆の構成であってもよい。すなわち、第１の貫通口１１４Ｅは、第２の金属プレート１２０側からステージ１１Ｅの第１の面１０１側に向かって（第１の金属プレートの表面に向かって）、徐々に開口径が大きくなってもよい。また、第２の貫通口１２１Ｅおよび溝１３１Ｅがテーパー形状を有していてもよい。

以上、変形例１および変形例２において説明したように、本発明の一実施形態に係るステージ１１では、第１の貫通口１１４の幅、第２の貫通口１２１の幅、および溝１３１の幅、ならびに第１の貫通口１１４のテーパー形状、第２の貫通口１２１のテーパー形状、および溝１３１のテーパー形状をそれぞれ調整することにより、様々な断面形状を有する断熱部１５１を形成することができる。

＜第３実施形態＞
図１７を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１２について説明する。なお、以下では、ステージ１０またはステージ１１の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１７は、本発明の一実施形態に係るステージ１２の構成を示す模式的な断面図である。

図１７に示すように、ステージ１２のプレート部１００は、第１の溝１１６が形成された第１の金属プレート１１０、貫通口１２１が形成された第２の金属プレート１２０、第２の溝１３１が形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０を含む。

第１の溝１１６、貫通口１２１、および第２の溝１３１は、互いに重畳している。第１の溝１１６は、ステージ１２の第１の面１０１側に開口面を有する。貫通口１２１の一端の開口面は、第１の金属プレート１１０によって閉塞されている。貫通口１２１の他端の開口面は、第２の溝１３１の開口面と略一致している。すなわち、断熱部１５２は、貫通口１２１および第２の溝１３１が連通され、貫通口１２１の一端が第１の金属プレート１１０によって閉塞された構造を有する。また、断熱部１５２の上方に、断熱部１５２と重畳するように、第１の溝１１６が設けられている。

断熱部１５２内は、真空であってもよく、液体、気体、または断熱材が充填されていてもよい。また、第１の溝１１６内は、空気に曝されていてもよく、液体または断熱材が充填されていてもよい。ステージ１２では、断熱部１５２による空間によって、プレート部１００の外側領域と内側領域とが接続される熱伝導経路が減少するため、断熱部１５２は熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。さらに、第１の溝１１６からステージ１２の外部への熱放出によって、第１の金属プレート１１０の外側領域から内側領域への熱伝導および内側領域から外側領域への熱伝導を抑制することができる。これにより、ステージ１２では、内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。

以上説明したように、ステージ１２は、断熱部１５２および第１の溝１１６が熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。ステージ１２は、内側領域と外側領域との温度差が大きいため、例えば、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対してステージ１２適用すると、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化させることができる。

＜第４実施形態＞
図１８を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１３について説明する。なお、以下では、ステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１８は、本発明の一実施形態に係るステージ１３の構成を示す模式的な断面図である。

図１８に示すように、ステージ１３は、第１の貫通口１１４が形成された第１の金属プレート、第２の貫通口１２１（第１実施形態における貫通口１２１に相当する。）が形成された第２の金属プレート１２０、溝１３１（第１実施形態における第２の溝１３１に相当する。）が形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の貫通口１１４、第２の貫通口１２１、および溝１３１は、互いに重畳している。第１の貫通口１１４は、第１の金属プレート１１０内を貫通し、ステージ１０の第１の面１０１側および第２の金属プレート１２０側に開口面を有する。第１の貫通口１１４の一端の開口面は、ステージ１０の第１の面１０１内で露出され、第１の貫通口１１４の他端の開口面は、第２の貫通口１２１の一端の開口面と略一致している。すなわち、断熱部１５３は、第１の貫通口１１４、第２の貫通口１２１、および溝１３１が、互いに連通された構造を有する。換言すると、断熱部１５３は、第１の金属プレート１１０および第２の金属プレート１２０を貫通し、第３の金属プレート１３０に底面が形成された溝構造を有する。

また、ステージ１３では、第２の金属プレート１２０に、断熱部１４３を間に挟んで環流路１２２およびヒータ１２３が設けられている。環流路１２２は、第２の金属プレート１２０の第１の金属プレート１１０側に設けられ、第１の金属プレート１１０によって閉塞されている。ヒータ１２３も、第２の金属プレート１２０の第１の金属プレート１１０側に設けられている。そのため、第１の金属プレート１１０の内側領域は、環流路１２２を流通する冷却媒体によって冷却され、第１の金属プレート１１０の外側領域は、ヒータ１２３によって加熱される。第１の金属プレート１１０の内側領域と外側領域との間には断熱部１５０が設けられているため、内側領域から外側領域への熱伝導および外側領域から内側領域への熱伝導が抑制される。したがって、ステージ１３では、内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。

以上説明したように、ステージ１３では、断熱部１５３が熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。ステージ１３では、内側領域と外側領域との温度差が大きいため、例えば、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対してステージ１３を適用すると、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化させることができる。

＜第５実施形態＞
図１９を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１４について説明する。なお、以下では、ステージ１０～ステージ１３の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図１９は、本発明の一実施形態に係るステージ１４の断熱部１５４の構成を示す模式的な断面図である。

図１９に示すように、ステージ１４は、第１の溝１１１が形成された第１の金属プレート１１０、貫通口１２１および第２の溝１２４が形成された第２の金属プレート１２０、第３の溝１３１（第１実施形態における第２の溝１３１に相当する。）が形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の溝１１１、貫通口１２１、および第３の溝１３１は、平面視において互いに重畳している。すなわち、ステージ１４は、第１の溝１１１、貫通口１２１、および第３の溝１３１が、互いに連通された第１の断熱部１５４－１を含む。また、第２の溝１２４の開口面は、第３の金属プレート１３０によって閉塞されている。すなわち、ステージ１４は、第２の溝１２４によって形成される第２の断熱部１５４－２を含む。第２の断熱部１５４－２は、ヒータ１１３と重畳している。第１の断熱部１５４－１と第２の断熱部１５４－２とは連通されていない。すなわち、ステージ１４は、複数の断熱部１５４を含む。

第１の断熱部１５４－１は、内側領域から外側領域への熱伝導および外側領域から内側領域への熱伝導を抑制することができる。また、第２の断熱部１５４－２は、外側領域に設けられたヒータ１１３で発生した熱が第３の金属プレート１３０を介して内側領域に伝導されることを抑制することができる。これにより、ステージ１４では、内側領域と外側領域との温度差を大きくすることができる。

以上説明したように、ステージ１４では、複数の断熱部１５４によって、外側領域に設けられたヒータ１１３からの熱が内側領域に伝導されることを抑制することができる。すなわち、複数の断熱部１５４による空間によって、プレート部１００の外側領域と内側領域とが接続される熱伝導経路の断面積が減少するため、断熱部１５４は熱閉塞／サーマルチョークとして機能することができる。ステージ１４では、内側領域と外側領域との温度差が大きいため、例えば、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対してステージ１４を適用すると、ウェハの外側領域の温度を補正し、ウェハ内の温度分布を均一化させることができる。

以下では、本発明の一実施形態に係るステージ１４のいくつかの変形例について説明する。なお、ステージ１４の構成の変形は、以下で説明する変形例に限定されるものではない。

＜変形例１＞
図２０を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１４の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１４の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２０は、本発明の一実施形態に係るステージ１４Ｆの断熱部１５４Ｆの構成を示す模式的な断面図である。

図２０に示すように、ステージ１４Ｆは、第１の溝１１１Ｆが形成された第１の金属プレート１１０、貫通口１２１が形成された第２の金属プレート１２０、第２の溝１３１Ｆおよび第３の溝１３４Ｆが形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の溝１１１Ｆ、貫通口１２１Ｆ、および第２の溝１３１Ｆは、平面視において互いに重畳している。すなわち、ステージ１４Ｆは、第１の溝１１１Ｆ、貫通口１２１Ｆ、および第２の溝１３１Ｆが、互いに連通された第１の断熱部１５４Ｆ－１を含む。また、第３の溝１３４Ｆの開口面は、第４の金属プレート１４０によって閉塞されている。すなわち、ステージ１４Ｆは、第３の溝１３４Ｆによって形成される第２の断熱部１５４Ｆ－２を含む。第２の断熱部１５３－２は、ヒータ１１３と重畳している。第１の断熱部１５４Ｆ－１と第２の断熱部１５４－２とは連通されていない。すなわち、ステージ１４Ｆは、複数の断熱部１５４Ｆを含む。

＜変形例２＞
図２１を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１４の別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１４またはステージ１４Ｆと同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２１は、本発明の一実施形態に係るステージ１４Ｇの断熱部１５４Ｇの構成を示す模式的な断面図である。

図２１に示すように、ステージ１４Ｇは、第１の溝１１１Ｇが形成された第１の金属プレート１１０、貫通口１２１Ｇおよび第２の溝１２４Ｇが形成された第２の金属プレート１２０、第３の溝１３１Ｇおよび第４の溝１３４Ｇが形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の溝１１１Ｇ、貫通口１２１Ｇ、および第３の溝１３１Ｇは、平面視において互いに重畳している。すなわち、ステージ１４Ｇは、第１の溝１１１Ｇ、貫通口１２１Ｇ、および第３の溝１３１Ｇが、互いに連通された第１の断熱部１５４Ｇ－１を含む。また、第２の溝１２４Ｇの開口面は、第３の金属プレート１３０によって閉塞され、第４の溝１３４Ｇの開口面は、第４の金属プレート１４０によって閉塞されている。すなわち、ステージ１４Ｇは、第２の溝１２４Ｇによって形成される第２の断熱部１５４Ｇ－２、および第４の溝１３４Ｇによって形成される第３の断熱部１５４Ｇ－３を含む。第２の断熱部１５４Ｇ－２および第３の断熱部１５４Ｇ－３は、ヒータ１１３と重畳している。第１の断熱部１５４ＦＧ－１、第２の断熱部１５４Ｇ－２、および第３の断熱部１５４Ｇ－３は、いずれも連通されていない。すなわち、ステージ１４Ｇは、複数の断熱部１５４Ｇを含む。

＜変形例３＞
図２２を参照して、本発明の一実施形態に係るステージ１４の別の一変形例について説明する。なお、以下では、ステージ１４～ステージ１４Ｇと同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２２は、本発明の一実施形態に係るステージ１４Ｈの断熱部１５４Ｈの構成を示す模式的な断面図である。

図２２に示すように、ステージ１４Ｈは、第１の溝１１１Ｈが形成された第１の金属プレート１１０、第１の貫通口１２１Ｇおよび第２の溝１２４Ｈが形成された第２の金属プレート１２０、第３の溝１３１Ｈおよび第２の貫通口１３３Ｈが形成された第３の金属プレート１３０、および第４の金属プレート１４０が順に積層されたプレート部１００を含む。

第１の溝１１１Ｈ、第１の貫通口１２１Ｈ、および第３の溝１３１Ｈが、平面視において互いに重畳している。すなわち、ステージ１４Ｈは、第１の溝１１１Ｇ、第１の貫通口１２１Ｈ、および第３の溝１３１Ｈが、互いに連通された第１の断熱部１５４Ｈ－１を含む。また、第２の溝１２４Ｈは第２の貫通口１３３Ｈと連通し、第２の貫通口１３３Ｈの一端は第４の金属プレート１４０によって閉塞されている。すなわち、ステージ１４Ｈは、第２の溝１２４Ｈおよび第２の貫通口１３３Ｈによって形成される第２の断熱部１５４Ｈ－２を含む。第２の断熱部１５４Ｈ－２は、ヒータ１１３と重畳している。第１の断熱部１５４Ｈ－１と第２の断熱部１５４Ｈ－２とは連通されていない。すなわち、ステージ１４Ｈは、複数の断熱部１５４Ｈを含む。

以上、変形例１～変形例３において説明したように、本発明の一実施形態に係るステージ１４では、溝および貫通口を組み合わせ、複数の断熱部１５４を形成することができる。なお、変形例１～変形例３では、内側領域と外側領域の境界となる断熱部１５４以外に、別の断熱部１５４が外側領域に形成されている構成を説明したが、別の断熱部１５４は内側領域に形成されていてもよい。

＜第６実施形態＞
図２３を参照して、本発明の一実施形態に係るエッチング装置５０について説明する。エッチング装置５０は、ステージ１０を含む。そのため、以下では、第１実施形態で説明したステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２３は、本発明の一実施形態に係るエッチング装置５０の構成を示す模式的な断面図である。

エッチング装置５０は、種々の膜に対してドライエッチングを行うことができる。エッチング装置５０は、チャンバー５０２を有している。チャンバー５０２は、ウェハ上に形成された導電体、絶縁体、または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５０２には排気装置５０４が接続され、これにより、チャンバー５０２内を減圧雰囲気に設定することができる。チャンバー５０２には、さらに反応ガスを導入するための導入管５０６が設けられ、バルブ５０８を介してチャンバー５０２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（ＣＦ_４）、オクタフルオロシクロブタン（ｃ－Ｃ_４Ｆ_８）、デカフルオロシクロペンタン（ｃ－Ｃ_５Ｆ_１０）、またはヘキサフルオロブタジエン（Ｃ_４Ｆ_６）などの含フッ素有機化合物を用いることができる。

チャンバー５０２上部には導波管５１０を介してマイクロ波源５１２を設けることができる。マイクロ波源５１２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５１２で発生したマイクロ波は導波管５１０によってチャンバー５０２の上部へ伝播し、石英またはセラミックなどを含む窓５１４を介してチャンバー５０２内へ導入される。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、イオン、または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５０２下部には、ウェハを載置するためのステージ１０が設けられる。ステージ１０には電源５２４が接続され、高周波電力がステージ１０に与えられ、マイクロ波による電界がステージ１０の表面、ウェハ表面に対して垂直な方向に形成される。チャンバー５０２の上部および側面には、さらに磁石５１６、磁石５１８、および磁石５２０を設けることができる。磁石５１６、磁石５１８、および磁石５２０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５１６、磁石５１８、および磁石５２０により、ステージ１０およびウェハ表面に平行な磁界が生成される。磁界と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１０およびウェハ表面に束縛される。その結果、高い密度のプラズマをウェハ表面に発生させることができる。

ステージ１０には、さらに、ステージ１０に設けられるヒータ１１３を制御するヒータ電源５３０が接続される。ステージ１０には、さらに、任意の構成として、ウェハをステージ１０に固定するための静電チャック用の電源５２６、ステージ１０の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５２８、およびステージ１０を回転させるための回転制御装置（図示せず）が接続されてもよい。

＜第７実施形態＞
図２４を参照して、本発明の一実施形態に係るＣＶＤ装置６０について説明する。ＣＶＤ装置６０は、ステージ１０を含む。そのため、以下では、第１実施形態で説明したステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２４は、本発明の一実施形態に係るＣＶＤ装置６０の構成を示す模式的な断面図である。

ＣＶＤ装置６０はチャンバー６０２を有している。ＣＶＤ装置６０は、反応ガスを化学的に反応させ、種々の膜をウェハ上に化学的に形成する場を提供する。

チャンバー６０２には排気装置６０４が接続され、チャンバー６０２内の圧力を低減することができる。チャンバー６０２にはさらに反応ガスを導入するための導入管６０６が設けられ、バルブ６０８を介してチャンバー６０２内に成膜用の反応ガスが導入される。反応ガスとしては、作製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、ジクロロシラン、または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、または窒化ケイ素などの薄膜を形成することができる。また、フッ化タングステンまたはトリメチルアルミニウムなどを用いることで、タングステンまたは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５０と同様、チャンバー６０２上部には導波管６１０を介してマイクロ波源６１２を設けてもよい。マイクロ波源６１２で発生したマイクロ波は導波管６１０によってチャンバー６０２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ウェハ上に堆積し、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６４４をチャンバー６０２内に設けることができる。チャンバー６０２の下部には、ステージ１０が設けられ、ウェハがステージ１０上に載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５０と同様、チャンバー６０２の側面にはさらに磁石６１６および磁石６１８を設けてもよい。

ステージ１０には、さらに、ステージ１０に設けられるヒータ１１３を制御するヒータ電源６３０が接続される。ステージ１０には、さらに、任意の構成として、高周波電力をステージ１０に供給するための電源６２４、静電チャック用の電源６２６、ステージ１０の内部に環流される冷却媒体の温度制御を行う温度コントローラ６２８、およびステージ１０を回転させるための回転制御装置（図示しない）が接続されてもよい。

＜第８実施形態＞
図２５を参照して、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置７０について説明する。スパッタリング装置７０は、ステージ１０を含む。そのため、以下では、第２実施形態で説明したステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２５は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置７０の構成を示す模式的な断面図である。

スパッタリング装置７０はチャンバー７０２を有する。スパッタリング装置７０は、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をウェハ上に堆積させるための場を提供する。

チャンバー７０２にはチャンバー７０２内を減圧にするための排気装置７０４が接続される。チャンバー７０２にはアルゴンなどのスパッタリングガスをチャンバー７０２へ導入するための導入管７０６およびバルブ７０８が設けられる。

チャンバー７０２の下部には、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７１０が設けられ、その上にターゲット７１２が設置される。ターゲットステージ７１０には高周波電源７１４が接続され、高周波電源７１４によってチャンバー７０２内にプラズマを発生することができる。

チャンバー７０２の上部には、ステージ１０を設けることができる。この場合、ウェハがステージ１０の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５０やＣＶＤ装置６０と同様、ステージ１０にはヒータ電源７３０が接続される。ステージ１０には、さらに、高周波電力をステージ１０に供給するための電源７２４、静電チャック用の電源７２６、温度コントローラ７２８、およびステージ１０を回転させるための回転制御装置（図示せず）が接続されてもよい。

チャンバー７０２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７１２に衝突し、ターゲット７１２の原子が弾き出される。弾き出された原子は、シャッター７１６が開放されている間、ステージ１０の下に設置されるウェハへ飛翔し、堆積する。

図２５には、ステージ１０がチャンバー７０２の上部に、ターゲットステージ７１０がチャンバー７０２の下部に設置される構成が図示されているが、スパッタリング装置７０の構成はこれに限られず、ターゲット７１２がステージ１０の上に位置するような構成であってもよい。あるいは、ウェハ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１０を設置し、それに対向するようにターゲットステージ７１０を設ける構成であってもよい。

＜第９実施形態＞
図２６を参照して、本発明の一実施形態に係る蒸着装置８０について説明する。蒸着装置８０は、ステージ１０を含む。そのため、以下では、第１実施形態で説明したステージ１０の構成と同一または類似の構成の説明を省略する場合がある。

図２６は、本発明の一実施形態に係る蒸着装置８０の構成を示す模式的な断面図である。

蒸着装置８０はチャンバー８０２を有する。蒸着装置８０は、蒸着源８１０における材料の蒸発、ならびに蒸発した材料をウェハ上へ堆積させるための空間が提供される。

チャンバー８０２にはチャンバー８０２内を高真空にするための排気装置５０４が接続される。チャンバー８０２には、チャンバー８０２を大気圧に戻すための導入管８０６が設けられ、バルブ８０８を介して窒素またはアルゴンなどの不活性ガスがチャンバー８０２内に導入される。

チャンバー８０２の上部には、ステージ１０を設けることができる。ウェハがステージ１０の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５０、ＣＶＤ装置６０、およびスパッタリング装置７０と同様、ステージ１０には、さらに、ヒータ電源８２８が接続される。ステージ１０には、さらに、任意の構成として、静電チャック用の電源８２４、温度コントローラ８２６、およびステージ１０を回転させるための回転制御装置８３０が接続されてもよい。ステージ１０は、さらに、ウェハと蒸着源８１０の間にメタルマスクを固定するためのマスクホルダ８１６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、ウェハ近傍にメタルマスクを配置することができる。

蒸着源８１０がチャンバーの下側に設けられ、蒸着する材料が蒸着源８１０に充填される。蒸着源８１０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８１２によって制御される。排気装置８０４を用いてチャンバー８０２内を高真空にし、蒸着源８１０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８１４を開放することで、ウェハ上において材料の堆積が開始される。

以上、第６実施形態～第９実施形態において説明したエッチング装置５０、ＣＶＤ装置６０、スパッタリング装置７０、および蒸着装置８０には、ステージ１０が用いられる。ステージ１０を用いることで、外側領域の温度低下が顕著であるウェハに対して、ウェハ内の温度分布を均一化することができる。

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。

１０、１１、１２：ステージ、 ５０：エッチング装置、 ６０：ＣＶＤ装置、 ７０：スパッタリング装置、 ８０：蒸着装置、 １００：プレート部、 １０１：第１の面、 １０２：第２の面、 １１０：第１の金属プレート、 １１１：溝、 １１２：環流路、 １１２ａ：入口、 １１２ｂ：出口、 １１３：ヒータ、 １１４：貫通口、 １１６：溝、 １２０：第２の金属プレート、 １２１：貫通口、 １２２：環流路、 １２３：ヒータ、 １２４：溝、 １２５：接続領域、 １２５ａ、１２５ｂ：接続領域、 １３０：第３の金属プレート、 １３１：溝、 １３３：貫通口、 １３４：溝 １４０：第４の金属プレート、 １５０、１５１、１５２、１５３、１５４：断熱部、 ２００：シャフト部、 ５０２：チャンバー、 ５０４：排気装置、 ５０６：導入管、 ５０８：バルブ、 ５１０：導波管、 ５１２：マイクロ波源、 ５１４：窓、 ５１６、５１８、５２０：磁石、 ５２４、５２６：電源、 ５２８：温度コントローラ、 ５３０：ヒータ電源、 ６０２：チャンバー、 ６０４：排気装置、 ６０６：導入管、 ６０８：バルブ、 ６１０：導波管、 ６１２：マイクロ波源、 ６１６、６１８：磁石、 ６２４、６２６：電源、 ６２８：温度コントローラ、 ６３０：ヒータ電源、 ６４４：磁石、 ７０２：チャンバー、 ７０４：排気装置、 ７０６：導入管、 ７０８：バルブ、 ７１０：ターゲットステージ、 ７１２：ターゲット、 ７１４：高周波電源、 ７１６：シャッター、 ７２４、７２６：電源、 ７２８：温度コントローラ、 ７３０：ヒータ電源、 ８０２：チャンバー、 ８０４：排気装置、 ８０６：導入管、 ８０８：バルブ、 ８１０：蒸着源、 ８１２：制御装置、 ８１４：シャッター、 ８１６：マスクホルダ、 ８２４：電源、 ８２６：温度コントローラ、 ８２８：ヒータ電源、 ８３０：回転制御装置

Claims (15)

1. 第１の金属プレートと、
   前記第１の金属プレートの下方に位置する第２の金属プレートと、
   前記第１の金属プレート内に設けられた第１の空間と前記第２の金属プレート内に設けられた第２の空間とを含む断熱部と、
   前記断熱部を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、
   断面視において、前記第１の金属プレートにおける前記断熱部の幅は、前記第２の金属プレートにおける前記断熱部の幅と異なる、ステージ。
2. 第１の溝を含む第１の金属プレートと、
   前記第１の金属プレートの下方に位置する、貫通口を含む第２の金属プレートと、
   前記第２の金属プレートの下方に位置する、第２の溝を含む第３の金属プレートと、
   前記第１の溝を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、
   前記第１の溝、前記貫通口、および前記第２の溝が、互いに連通されている、ステージ。
3. 断面視において、前記第１の溝の幅は、前記貫通口および前記第２の溝の少なくとも１つの幅と異なる、請求項２に記載のステージ。
4. 第１の貫通口を含む第１の金属プレートと、
   前記第１の金属プレートの下方に位置する、第２の貫通口を含む第２の金属プレートと、
   前記第２の金属プレートの下方に位置する、溝を含む第３の金属プレートと、
   前記第１の貫通口を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、
   前記第１の貫通口、前記第２の貫通口、および前記溝が、互いに連通されている、ステージ。
5. 断面視において、前記第１の貫通口の幅は、前記第２の貫通口および前記溝の少なくとも１つの幅と異なる、請求項４に記載のステージ。
6. 断面視において、前記第１の貫通口、前記第２の貫通口、および前記溝の少なくとも１つは、テーパー形状を有する、請求項４に記載のステージ。
7. 前記テーパー形状は、前記第１の金属プレートの表面に向かって幅が大きくなる、請求項６に記載のステージ。
8. 前記テーパー形状は、前記第１の金属プレートの表面に向かって幅が小さくなる、請求項６に記載のステージ。
9. 第１の溝を含む第１の金属プレートと、
   前記第１の金属プレートの下方に位置する、貫通口を含む第２の金属プレートと、
   前記第２の金属プレートの下方に位置する、第２の溝を含む第３の金属プレートと、
   前記第１の溝を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、を含み、
   前記貫通口および前記第２の溝が、互いに連通され、
   前記第１の溝は、前記貫通口と重畳し、
   前記貫通口の一端は、前記第１の金属プレートによって閉塞されている、ステージ。
10. 断面視において、前記第１の溝の幅は、前記貫通口および前記第２の溝の少なくとも１つの幅と異なる、請求項９に記載のステージ。
11. 第１の溝を含む第１の金属プレートと、
    前記第１の金属プレートの下方に位置する、第１の貫通口を含む第２の金属プレートと、
    前記第２の金属プレートの下方に位置する、第２の溝を含む第３の金属プレートと、
    前記第１の溝を間に挟んで配置される環流路およびヒータと、
    前記第１の溝、前記第１の貫通口、および前記第２の溝が互いに連通される第１の断熱部と、
    平面視において、前記ヒータと重畳する第２の断熱部と、を含む、ステージ。
12. 前記第２の断熱部は、前記第２の金属プレートに設けられた第３の溝を含む、請求項１１に記載のステージ。
13. 前記第２の断熱部は、さらに、前記第３の金属プレートに設けられた第２の貫通口を含む、請求項１２に記載のステージ。
14. さらに、平面視において、前記ヒータと重畳する第３の断熱部を含み、
    前記第３の断熱部は、前記第３の金属プレートに設けられた第４の溝を含む、請求項１２に記載のステージ。
15. 前記第１の金属プレートの最低表面温度と最大表面温度との温度差が２０℃以上である、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のステージ。
    

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