JP2008016727A

JP2008016727A - 伝熱構造体及び基板処理装置

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Publication number: JP2008016727A
Application number: JP2006188262A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Miyagawa; 正章宮川; Tetsuharu Sato; 徹治佐藤
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2008-01-24
Also published as: KR20080005116A; TWI467649B; TW200818311A; KR100861261B1

Abstract

【課題】基板のエッチング処理中における消耗部品の温度を２２５℃以下に維持することができる伝熱構造体を提供する。
【解決手段】基板処理装置１０はチャンバ１１を備え、該チャンバ１１内には冷媒室２５を有するサセプタ１２が配され、サセプタ１２の上部には上部円板状部材及び下部円板状部材からなる静電チャック２２が配され、上部円板状部材の上にはウエハＷが載置され、下部円板状部材の上にはウエハＷを囲むようにフォーカスリング２４が配され、静電チャック２２及びフォーカスリング２４の間にはゲル状物質からなる熱伝導シート３９が配され、熱伝導シート３９におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、伝熱構造体及び基板処理装置に関し、特に基板処理装置の減圧処理室内に配された伝熱構造体に関する。

通常、プラズマを用いて基板を処理する基板処理装置としてエッチング装置が広く知られている。この基板処理装置はプラズマが内部で発生する減圧処理室（チャンバ）を備え、該チャンバ内には、基板としてのウエハを載置する載置台が配されている。この載置台は、該載置台の上部に配された円板状の静電チャック（ＥＳＣ）と、この静電チャック上面の外周縁部に配置された、例えば、シリコンから成るフォーカスリングとを備える。

ウエハにエッチング処理を施す場合には、静電チャック上にウエハを載置した後、チャンバ内を減圧し、処理ガス、例えば、Ｃ_４Ｆ_８ガス、Ｏ_２ガス及びＡｒガスで構成される混合ガスをチャンバ内に導入し、チャンバ内に高周波電流を供給して混合ガスからプラズマを発生させる。このプラズマはフォーカスリングによってウエハ上に収束し、ウエハに対しエッチング処理を施す。エッチング処理が施されることによってウエハの温度は上昇するが、該ウエハは静電チャックが内蔵する冷却機構によって冷却される。この冷却の際、静電チャック上面から熱伝達性に優れたヘリウム（Ｈｅ）ガスをウエハの裏面に向けて流し、静電チャックとウエハとの間の熱伝達性を向上することによってウエハは効率良く冷却される。

一方、フォーカスリングの裏面と静電チャックの外周縁部の上面との界面は、固体同士が接触する界面であるため、フォーカスリングと静電チャックとの密着度が低く、該界面には微少な隙間が発生する。特に、エッチング処理中はチャンバ内が減圧されるため、これらの隙間が真空断熱層を形成し、静電チャックとフォーカスリングとの間における熱伝達性が低くなり、フォーカスリングをウエハのように効率良く冷却できず、その結果、フォーカスリングの温度はウエハの温度よりも高くなる。

フォーカスリングの温度が高いとウエハの外周縁部がその内側部よりも高温になり、ウエハにおけるエッチング処理の面内均一性が悪化する。

また、エッチング処理の際には反応生成物が発生して該反応生成物はポリマーの膜としてチャンバの側壁やフォーカスリングに付着する。該付着したポリマーの膜はフォーカスリング等をプラズマから保護してフォーカスリング等が消耗するのを防止するが、図５のグラフに示すように、ポリマーの膜厚は付着対象物（フォーカスリング等）の温度が上昇すると小さくなる。したがって、上述したように、フォーカスリングの温度が高いとフォーカスリングに反応生成物のポリマーが付着しにくくなり、フォーカスリングがプラズマに直接晒されるため、フォーカスリングの消耗が早くなる。

さらに、形成された真空断熱層によってフォーカスリングは効率よく冷却されないため、時間の経過と共に熱が蓄積し、同一ロットのウエハのエッチング処理において各ウエハ処理時のフォーカスリングの温度が一定とならず、プロセス性能が悪化する、例えば、各ウエハにおけるエッチレートの分布形態が異なる。

そこで、フォーカスリングと静電チャックとの密着度を高くして静電チャックとフォーカスリングとの間における熱伝達性を向上する対策案が本出願人により提案されている。具体的には、フォーカスリングと静電チャックとの間に導電性シリコンゴム等の耐熱性のある弾性部材から形成された熱伝導媒体を介在させる（例えば、特許文献１参照。）。

この対策案では、熱伝導媒体が、フォーカスリングと静電チャックとの間において変形する。これにより、静電チャック及びフォーカスリングの密着度が向上し、もって、静電チャック及びフォーカスリングの熱伝達性が向上する。
特開２００２−１６１２６号公報

しかしながら、近年、ウエハにおけるエッチング処理の面内均一性の要求水準は益々高くなり、また、消耗部品であるフォーカスリングの長寿命化が求められており、その結果、エッチング処理中におけるフォーカスリングの温度を２２５℃以下に維持することが求められている。一方、熱伝導部材の導電性シリコンゴムは流動性が低いため、フォーカスリングと静電チャックとの界面の微少な隙間を埋めることができず、その結果、熱伝導部材を挟むことによる静電チャック及びフォーカスリングの熱伝達性の向上には限界があり、エッチング処理中におけるフォーカスリングの温度を２２５℃以下に維持するのは困難である。

本発明の目的は、基板のエッチング処理中における消耗部品の温度を２２５℃以下に維持することができる伝熱構造体及び基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の伝熱構造体は、減圧環境下で基板にプラズマ処理を施す処理室内に配置された伝熱構造体であって、プラズマに対して露出される露出面を有する消耗部品と、該消耗部品を冷却する冷却部品と、前記消耗部品及び前記冷却部品の間に配され且つゲル状物質からなる熱伝導部材とを備え、前記熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満であることを特徴とする。

請求項２記載の伝熱構造体は、請求項１記載の伝熱構造体において、前記消耗部品は前記基板の外縁を囲むように配される円環状部材であり、前記冷却部品は前記基板及び前記円環状部材を載置する載置台であることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項３記載の基板処理装置は、減圧環境下で基板にプラズマ処理を施す処理室と、該処理室内に配置された伝熱構造体とを備える基板処理装置であって、前記伝熱構造体は、プラズマに対して露出される露出面を有する消耗部品と、該消耗部品を冷却する冷却部品と、前記消耗部品及び前記冷却部品の間に配され且つゲル状物質からなる熱伝導部材とを有し、前記熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満であることを特徴とする。

請求項１記載の伝熱構造体及び請求項３記載の基板処理装置によれば、プラズマに対して露出される露出面を有する消耗部品及び該消耗部品を冷却する冷却部品の間にゲル状物質からなる熱伝導部材が配され、該熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満である。ゲル状物質は消耗部品と冷却部品との界面における微少な隙間を埋め、熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満とされるので、消耗部品及び冷却部品の熱伝達性を従来よりも向上することができる。その結果、基板のエッチング処理中における消耗部品の温度を２２５℃以下に維持することができる。

請求項２記載の伝熱構造体によれば、消耗部品は基板の外縁を囲むように配される円環状部材であり、冷却部品は基板及び円環状部材を載置する載置台であるので、基板のエッチング処理中における円環状部材の温度を２２５℃以下に維持することができ、その結果、載置台に載置された基板におけるエッチング処理の面内均一性の要求水準を満足できると共に、円環状部材の寿命を延ばすことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る伝熱構造体を備える基板処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る伝熱構造体を備える基板処理装置の概略構成を示す断面図である。この基板処理装置は基板としての半導体ウエハ上に形成されたポリシリコン層にエッチング処理を施すように構成されている。

図１において、基板処理装置１０は、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）Ｗを収容するチャンバ１１（処理室）を有し、該チャンバ１１内にはウエハＷを載置する載置台としての円柱状のサセプタ１２（冷却部品）が配置されている。基板処理装置１０では、チャンバ１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方のガスをチャンバ１１の外へ排出する流路として機能する側方排気路１３が形成される。この側方排気路１３の途中には排気プレート１４が配置される。チャンバ１１の内壁面は石英やイットリア（Ｙ_２Ｏ_３）で覆われる。

排気プレート１４は多数の孔を有する板状部材であり、チャンバ１１を上部と下部に仕切る仕切り板として機能する。排気プレート１４によって仕切られたチャンバ１１の上部（以下、「反応室」という。）１７には、後述するプラズマが発生する。また、チャンバ１１の下部（以下、「排気室（マニホールド）」という。）１８にはチャンバ１１内のガスを排出する粗引き排気管１５及び本排気管１６が開口する。粗引き排気管１５にはＤＰ（Dry Pump）（図示しない）が接続され、本排気管１６にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）（図示しない）が接続される。また、排気プレート１４は反応室１７における後述の処理空間Ｓにおいて発生するイオンやラジカルを捕捉又は反射してこれらのマニホールド１８への漏洩を防止する。

粗引き排気管１５及び本排気管１６は反応室１７のガスをマニホールド１８を介してチャンバ１１の外部へ排出する。具体的には、粗引き排気管１５はチャンバ１１内を大気圧から低真空状態まで減圧し、本排気管１６は粗引き排気管１５と協働してチャンバ１１内を低真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。

サセプタ１２には下部高周波電源１９が整合器（Matcher）２０を介して接続されており、該下部高周波電源１９は所定の高周波電力をサセプタ１２に印加する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、下部整合器２０は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。

サセプタ１２の上部には、静電電極板２１を内部に有する静電チャック２２が配置されている。静電チャック２２は或る直径を有する下部円板状部材の上に、該円板状部材より直径の小さい上部円板状部材を重ねた形状を呈する。なお、静電チャック２２はアルミニウムからなり、上部円板状部材の上面にはセラミック等が溶射されている。サセプタ１２がウエハＷを載置するとき、該ウエハＷは静電チャック２２における上部円板状部材の上に配される。

また、静電チャック２２では、静電電極板２１に直流電源２３が電気的に接続されている。静電電極板２１に正の高直流電圧が印加されると、ウエハＷにおける静電チャック２２側の面（以下、「裏面」という。）には負電位が発生して静電電極板２１及びウエハＷの裏面の間に電位差が生じ、該電位差に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、ウエハＷは静電チャック２２における上部円板状部材の上において吸着保持される。

また、静電チャック２２における下部円板状部材の上面における上部円板状部材が重ねられていない部分（以下、「フォーカスリング載置面」という。）には円環状のフォーカスリング２４（消耗部品、円環状部材）が配される。このフォーカスリング２４は、導電性部材、例えば、シリコンからなり、静電チャック２２における上部円板状部材の上に吸着保持されたウエハＷの周りを囲う。また、フォーカスリング２４は、処理空間Ｓに露出する露出面を有し、該処理空間ＳにおいてプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。

また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２５が設けられる。この冷媒室２５には、チラーユニット（図示しない）から冷媒用配管２６を介して低温の冷媒、例えば、冷却水やガルデンが循環供給される。該低温の冷媒によって冷却されたサセプタ１２は静電チャック２２を介してウエハＷ及びフォーカスリング２４を冷却する。したがって、本実施の形態ではサセプタ１２が直接的冷却部品として機能し、静電チャック２２が間接的冷却部品として機能する。なお、ウエハＷ及びフォーカスリング２４の温度は主として冷媒室２５に循環供給される冷媒の温度、流量によって制御される。

静電チャック２２における上部円板状部材の上のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２７が開口している。これら複数の伝熱ガス供給孔２７は、伝熱ガス供給ライン２８を介して伝熱ガス供給部（図示しない）に接続され、該伝熱ガス供給部は伝熱ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスを、伝熱ガス供給孔２７を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給されたヘリウムガスはウエハＷの熱を静電チャック２２に効果的に熱伝達する。

チャンバ１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド２９が配置されている。ガス導入シャワーヘッド２９には上部整合器３０を介して上部高周波電源３１が接続されており、上部高周波電源３１は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド２９に印加するので、ガス導入シャワーヘッド２９は上部電極として機能する。なお、上部整合器３０の機能は上述した下部整合器２０の機能と同じである。

ガス導入シャワーヘッド２９は、多数のガス穴３２を有する天井電極板３３と、該天井電極板３３を着脱可能に支持する電極支持体３４とを有する。また、該電極支持体３４の内部にはバッファ室３５が設けられ、このバッファ室３５には処理ガス導入管３６が接続されている。ガス導入シャワーヘッド２９は、処理ガス導入管３６からバッファ室３５へ供給された処理ガス、例えば、臭素系ガス又は塩素系ガスにＯ_２ガス及びＡｒ等の不活性ガスを添加した混合ガスを反応室１７内へ供給する。

また、チャンバ１１の側壁には、ウエハＷの反応室１７内への搬出入の際に利用される搬出入口３７が設けられ、搬出入口３７には、該搬出入口３７を開閉するゲートバルブ３８が取り付けられている。

この基板処理装置１０の反応室１７内では、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド２９に高周波電力を印加して、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド２９の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド２９から供給された処理ガスを高密度のプラズマにしてイオンやラジカルを発生させ、該イオン等によってウエハＷにエッチング処理を施す。

なお、上述した基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。

上述した基板処理装置１０では、ウエハＷ及び静電チャック２２の間の熱伝達を効果的に行うため、ウエハＷ及び静電チャック２２の間に伝熱ガスが供給されたが、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の間には伝熱ガスが供給されることはない。また、フォーカスリング２４及び静電チャック２２はそれぞれ固体であるため、仮にフォーカスリング２４と静電チャック２２とが直接接触する場合には、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の界面に微少な隙間が発生する。ここで、上述したように、サセプタ１２及びフォーカスリング２４が配されるチャンバ１１内、より具体的には反応室１７内は高真空状態まで減圧されるため、界面の微少な隙間は真空断熱層を形成する。

プラズマに晒されるウエハＷ及びフォーカスリング２４は、エッチング処理中において、プラズマからの入熱により温度が上昇するが、ウエハＷは静電チャック２２を介してサセプタ１２によって冷却されるため、その温度は１００℃程度に維持される。一方、真空断熱層が形成されると、フォーカスリング２４は静電チャック２２を介してサセプタ１２によって冷却されることがないので、その温度は４５０℃程度まで上昇する。すなわち、フォーカスリング２４及びウエハＷの温度差が大きくなるが、このとき、上述したように、ウエハＷにおけるエッチング処理の面内均一性が悪化し、さらに、フォーカスリング２４の消耗が早くなる。また、フォーカスリング２４には、時間の経過と共に熱が蓄積するので、同一ロットにおけるプロセス性能が悪化する。

これらの問題を解決するためには、エッチング処理中におけるウエハＷの温度を２２５℃以下に抑えればよいこと、及び同一ロットのウエハのエッチング処理において各ウエハ処理時におけるフォーカスリング２４の最高温度の差（ばらつき）が±３０℃以内であればよいことが本発明者等によって提言されている。

本実施の形態では、これを鑑みて、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の熱伝達性を改善すべく、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の界面における微少な隙間の発生を抑制する。具体的には、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の間にゲル状物質からなる熱伝導シート３９（熱伝導部材）を配置する。ゲル状物質からなる熱伝導シート３９は流動性を有するので、上記微小な隙間を埋めてフォーカスリング２４及び静電チャック２２の密着度を上げることにより、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の熱伝達性を改善する。ここで、フォーカスリング２４の熱が熱伝導シート３９及び静電チャック２２を介してサセプタ１２に伝達されるため、フォーカスリング２４、熱伝導シート３９、静電チャック２２及びサセプタ１２は伝熱構造体を構成する。

熱伝導シート３９の熱伝達性は、熱伝導シート３９そのものの熱伝導率が大きいほど、また、熱伝導シート３９が柔らかいほど、すなわち、硬度が小さいほど、良くなることが考えられるため、本実施の形態では、後述する本発明者による実験結果に基づいて、熱伝導シート３９におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満に設定されている。なお、熱伝導シート３９としては、具体的に、シート状熱伝導ゲルである「λＧＥＬ」（登録商標）（株式会社ジェルテック）が用いられる。

熱伝導シート３９は絶縁性部材であり、フォーカスリング２４及び静電チャック２２は導電性部材であるので、フォーカスリング２４、熱伝導シート３９及び静電チャック２２はコンデンサを構成する。このコンデンサの電荷が大きくなると、ウエハＷにおけるエッチング処理の面内均一性に影響を及ぼすので、コンデンサの容量を小さくする必要がある。そこで、本実施の形態における熱伝導シート３９の厚さは薄い方が好ましく、具体的に、熱伝導シート３９の厚さの最大値は０．７ｍｍに設定される。

また、熱伝導シート３９は粘着性を有するため、フォーカスリング２４の交換において熱伝導シート３９をフォーカスリング２４や静電チャック２２から引き剥がす際、熱伝導シート３９が破れてその一部がフォーカスリング２４や静電チャック２２に密着して残ることがある。特に、静電チャック２２に密着した熱伝導シート３９の一部は完全に除去する必要があるため、フォーカスリング２４の交換作業性を損なうことがある。そこで、熱伝導シート３９が破れるのを防ぐ観点から、熱伝導シート３９の厚さは或る値以上である方が好ましく、具体的に、熱伝導シート３９の厚さの最小値は０．３ｍｍに設定される。

本実施の形態に係る熱伝導シート３９としての熱伝導シート３９によれば、フォーカスリング２４及びサセプタ１２の間、より具体的には、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の間にゲル状物質からなる熱伝導シート３９が配され、該熱伝導シート３９におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満に設定される。熱伝導シート３９はフォーカスリング２４及び静電チャック２２の界面における微少な隙間を埋めるので、フォーカスリング２４及びサセプタ１２の熱伝達性を従来よりも向上して、サセプタ１２によるフォーカスリング２４の冷却を効率良く行うことができる。その結果、エッチング処理中におけるフォーカスリング２４の温度を２２５℃以下に維持することができ、これにより、ウエハＷにおけるエッチング処理の面内均一性の悪化及びフォーカスリング２４の早期消耗を防止することができる。さらに、フォーカスリング２４に時間の経過と共に熱が蓄積するのを防止して同一ロットにおけるプロセス性能の悪化を防止することができる。

また、静電チャック２２におけるフォーカスリング載置面には研磨加工が施されてその面粗度がＲａで１．６以下に設定される。しかしながら、フォーカスリング載置面の面粗度が大きく、これにより、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の間の微小な隙間が数多く発生しても、熱伝導シート３９はこれらの微小な隙間を十分に埋めることができることから、フォーカスリング載置面に研磨加工を必ずしも施す必要はなく、その面粗度もＲａで６．３以上であってもよい。このとき、研磨加工廃止によって静電チャック２２の製造コストを抑制することができる。また、フォーカスリング載置面の面粗度を大きくすることによって熱伝導シート３９及び静電チャック２２の実接触面積を増加させることができ、もって、フォーカスリング２４及び静電チャック２２の熱伝達性をより向上することができる。

なお、本実施の形態では、熱伝導シート３９が静電チャック２２及びフォーカスリング２４の間に配置されたが、熱伝導シート３９が配置される場所はこれに限られず、チャンバ１１内に配置された、加熱される部材及び該加熱される部材の熱を逃がす部材の間であればよい。

次に、本発明の実施例について説明する。

まず、本発明者はアスカーＣで表される硬度が１０〜１００のいずれかであり、Ｗ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率が０．２〜１７のいずれかである複数の熱伝導シート３９を準備した。そして、熱伝導シート３９毎に、該熱伝導シート３９を基板処理装置１０における静電チャック２２及びフォーカスリング２４の間に配置し、静電チャック２２における上部円板状部材の上にウエハＷを載置して吸着保持させ、チャンバ１１内を高真空状態まで減圧し、吸着面及びウエハＷの裏面の間隙にヘリウムガスを供給するとともに、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド２９に高周波電力を３分間×３サイクルで印加してフォーカスリング２４の温度の飽和値（以下、「飽和温度」という。）を計測した。

その後、本発明者は計測したフォーカスリング２４の飽和温度と、熱伝導率及び硬度とを下記表１にまとめた。

そして、まず、熱伝導率及び飽和温度の関係を図２のグラフに示した。

図２のグラフによると、全体として熱伝導率が大きくなればフォーカスリング２４の飽和温度は低くなるものの、熱伝導率が０．８である場合に飽和温度が４５３．１℃となる場合、熱伝導率が２．０である場合に飽和温度が３８８℃となる場合や熱伝導率が５．０である場合に４５３℃となる場合があり、フォーカスリング２４の温度を飽和温度閾値（２２５℃）以下に留めるための熱伝導率の明確な基準を得ることができなかった。

続いて、本発明者は、硬度及び飽和温度の関係を図３のグラフに示した。

図３のグラフによると、硬度が２０である場合に飽和温度が４５３．１℃となる場合、硬度が５５である場合に飽和温度が３８８℃となる場合や硬度が１００である場合に４５３℃となる場合があり、フォーカスリング２４の温度を飽和温度閾値以下に留めるための硬度の明確な基準を得ることができなかった。

本発明者はフォーカスリング２４の温度を飽和温度閾値以下に留めることができなかった場合について検討したところ、いずれの場合も、熱伝導率は大きいが硬度も大きい場合か、硬度は小さいが熱伝導率も小さい場合に該当することを見出した。そこで、本発明者は熱伝導率に対する硬度の比に注目し、熱伝導率に対する硬度の比及び飽和温度の関係を求め、下記表２にまとめるとともに、熱伝導率に対する硬度の比及び飽和温度の関係を図４のグラフに示した。

図４のグラフによると、熱伝導率に対する硬度の比が２０未満であると、フォーカスリング２４の温度を飽和温度閾値以下に留めることができるのが分かった。

また、本発明者は熱伝導率に対する硬度の比が２０未満の熱伝導シート３９を用いてサセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド２９に高周波電力を３分間×３サイクルで印加したときの各サイクルにおけるフォーカスリング２４の飽和温度を測定したところ、各飽和温度の差が±３０℃以内であることを確認した。

すなわち、熱伝導シート３９におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満であれば、フォーカスリング２４の温度を飽和温度閾値以下に留めることができるとともに、各高周波電力印加サイクルにおけるフォーカスリング２４の飽和温度の差を±３０℃以内に留めることができるのが分かった。

本発明の実施の形態に係る伝熱構造体を備える基板処理装置の概略構成を示す断面図である。図１における熱伝導シートの熱伝導率及びフォーカスリングの飽和温度の関係を示すグラフである。図１における熱伝導シートの硬度及びフォーカスリングの飽和温度の関係を示すグラフである。図１における熱伝導シートの熱伝導率に対する硬度の比及びフォーカスリングの飽和温度の関係を示すグラフである。付着するポリマーの膜厚と付着対象物の温度との関係を示すグラフである。

符号の説明

Ｗウエハ
Ｓ処理空間
１０基板処理装置
１１チャンバ
１２サセプタ
２２静電チャック
２４フォーカスリング
２５冷媒室
３９熱伝導シート

Claims

減圧環境下で基板にプラズマ処理を施す処理室内に配置された伝熱構造体であって、
プラズマに対して露出される露出面を有する消耗部品と、
該消耗部品を冷却する冷却部品と、
前記消耗部品及び前記冷却部品の間に配され且つゲル状物質からなる熱伝導部材とを備え、
前記熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満であることを特徴とする伝熱構造体。
前記消耗部品は前記基板の外縁を囲むように配される円環状部材であり、前記冷却部品は前記基板及び前記円環状部材を載置する載置台であることを特徴とする請求項１記載の伝熱構造体。
減圧環境下で基板にプラズマ処理を施す処理室と、該処理室内に配置された伝熱構造体とを備える基板処理装置であって、
前記伝熱構造体は、プラズマに対して露出される露出面を有する消耗部品と、該消耗部品を冷却する冷却部品と、前記消耗部品及び前記冷却部品の間に配され且つゲル状物質からなる熱伝導部材とを有し、
前記熱伝導部材におけるＷ／ｍ・Ｋで表される熱伝導率に対するアスカーＣで表される硬度の比が２０未満であることを特徴とする基板処理装置。