JP4288130B2 - 電気的接合部材及びプラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体製造装置の互いに異なる導電性部材間に設けられる電気的接合部材、及びこの電気的接合部材を用いたプラズマ処理装置に関する。

半導体デバイスの製造工程の中には、高周波電力により処理ガスをプラズマ化し、そのプラズマを用いてエッチングや成膜などの処理を行うプロセスがある。この種のプラズマ処理装置における真空チャンバやその周辺部品は、組立及び分解を容易にするために複数の部材から構成されており、各部材の接合部位は場所によって真空シールを確保する機能や高周波を導通させる機能を有する。そして高周波の導通を確保するためには、例えばアルミニウム部材の無垢面同士を接触させると共に複数のボルトで締め付けることで電気的接触をとっており、また電気的接触の向上を図るために導電性のクッション材を接合面に挟むことも行われている。

このような構造のイメージを示すために図１５にプラズマ処理装置であるエッチング装置の略解図を示しておくと、１はアルミニウム製の真空チャンバであり、この真空チャンバ１の下部側には絶縁材１１を介して下部電極１２を構成する載置台が設けられている。また真空チャンバ１の天井部は上部電極１３を兼用する処理ガス供給用のシャワーヘッドとして構成されており、更に真空チャンバ１の内周面側には堆積物が内壁に付着しないように円筒状のデポシールド１４が設けられている。そして下部電極１２には高周波電源１５が接続されると共に真空チャンバ１側が接地されていることから、高周波は上部電極１３からデポシールド１４の表層部を介してアースに流れる。

真空チャンバ内の雰囲気に接するデポシールド１４などの導電性部材は、均一なプラズマを得るためにはいずれの部位においても同電位（アース電位）であることが要請される。このため例えば真空チャンバ１とデポシールド１４とのお互いの接合面は図示しないボルトにより圧接され、またその間にクッション材１６を挟み込むようにしている。このクッション材１６としては、例えばステンレス製のスパイラルシールが用いられている（例えば、特許文献１。）。

しかしながら、後述の実験結果から明らかなように、導電性部材間に前記スパイラルシールを介在させてボルト締めした場合、スパイラスシールが設けられている部位は、ボルト締めをした部位の面圧の５分の１程度にも満たない。真空チャンバなどは通常アルミニウムが用いられているため、ボルト締めしたときに想定される面圧が加わったときのアルミニウム部材とステンレス製のスパイラルシールとの間の接触抵抗を試験ピースを用いて調べたところ、かなり大きいことが分った。

ここでプラズマ処理装置に使用される高周波は高くなる傾向にあり、高周波は導電性部材の表面のかなり浅い部分を流れることから、導電性部材間の接触状態が導電性部材の表面電位に与える影響が大きくなり、結局半導体ウエハ（以下ウエハ）に施される処理例えばエッチングに対して前記接触状態が敏感になってきている。例えば図１５のプラズマ処理装置ではデポシールド１４の表面の電位が一律にアース電位になっていることが理想であるが、導電性部材間の接触抵抗が大きいと、前記表面の電位の均一性が悪くなり、これによりプラズマ状態の均一性が悪くなったり、高周波電力のエネルギー効率が悪くなってエッチングレートが低くなるなどの問題が起こってくる。そして半導体集積回路のパターンは益々微細化していることを考え合わせると、プラズマ処理の状態が導電性部材の表面電位の大きさやばらつきに対してより一層敏感になり、ステンレス製のスパイラルシールを用いた接合構造では接触抵抗が大きいことから、歩留まりの低下が懸念される。

こうしたことに加えて、ボルト締めのトルクが大きいことから度重なるメンテナンスによる脱着や長期的な使用による経時変化によって導電性部材間の面圧が変わってきてしまい、特にウエハの大口径化のために部品サイズも大型化し、変形の度合いも大きくなってくるので、ウエハのプラズマ処理の面内均一性やエッチング速度などが変化するといった課題もあった。またスパイラルシールが設けられている部位の面圧を高めるためにボルトの数を増やすと、メンテナンス性が悪くなる不利益がある。

更にまた他のクッション材として、チューブゴムの表面をステンレスや銅などでメッシュしたものも知られているが（例えば、特許文献２。）、ステンレスを用いた場合には同様に十分な電気的接触が得られず同様の問題がある。また銅については比抵抗値が低いので接触抵抗を小さくすることはできるが、半導体集積回路に対するメタル汚染の要因になり、現実的には半導体製造装置には使用できない。

ＷＯ００−７５９７２号（第１１貢最終段〜第１２貢中、図８Ａ、図８Ｂ） 特許第３２９００３６号（段落００１６）

本発明はこのような背景の下になされたものであり、その目的は、半導体製造装置における導電性部材間の電気的抵抗を低減させることができ、また半導体装置に対する金属汚染のおそれがない電気的接合部材を提供することにある。更にまた繰り返し使用による変形性の度合いが小さい電気的接合部材を提供することにある。

本発明の他の目的は、高周波電力を用いてプラズマ処理を行う装置において前記電気的接合部材を用いることにより、プラズマ空間に面する導電性部材の表面電位の均一化を図ることができて、良好な処理を行うことのできるプラズマ処理装置を提供することにある。

本発明は、半導体製造装置における異なる導電性部材間に設けられ、これら導電性部材間の電気的抵抗を低減させるための電気的接合部材であって、チタン層により構成された弾性体の表面に冷間圧接法によりアルミニウム層を形成してなることを特徴とする。この弾性体は、例えばスパイラルであり、また発明において、前記電気的接合部材により接合される導電性部材間には例えば高周波が流れる。なおアルミニウム層の厚さは例えば５０μｍ以下とされるが、アルミニウム層は弾性体として機能しないため、製法上は１５μｍ以下であることがより好ましい。またアルミニウム層が形成される弾性体の表面とは、導電性部材に接触する側の面であるが、アルミニウム層は弾性体の表面のみに形成されていてもよいし、表面及び裏面の両面に形成されていてもよい。

更に他の発明は、複数の導電性部材を組立てて構成され、高周波電力により処理ガスをプラズマ化させそのプラズマにより半導体装置製造用の基板の表面に対して所定の処理を行うプラズマ処理装置において、上述の電気的接合部材を設けたことを特徴とする。半導体装置製造用の基板とは、ウエハに限らず液晶ディスプレイ用のガラス基板も含まれる。

本発明によれば、比抵抗値は小さいが弾性のないアルミニウム材を複合材化して、全体として弾性を有し且つ比抵抗値が小さい電気的接合部材とすることができ、導電性部材間の電気的抵抗を低減させることができる。また弾性体の表面はアルミニウムであるから半導体装置に対して金属汚染が起こるおそれもない。このため半導体製造装置に対して良好な処理を行うことができ、また電力の損失の低減などに対して寄与することができる。更にまたアルミニウム、チタンの積層体によりスパイラルを構成した電気的接合部材は、繰り返し使用しても変形しない特性を併せ持つことから、度重なるメンテナンスを行っても導電性部材間の電気的抵抗が変わらないか或いはその変化の度合いが小さく、このため装置の電気的特性が安定する。

他の発明であるプラズマ処理装置によれば、こうした電気的接合部材を用いて導電性部材間の電気的抵抗を低減させることにより、プラズマ空間に面する導電性部材の電位の均一化を図ることができ、このため均一性の高いプラズマを得ることができ、基板に対して良好な処理を行うことができる。

以下図面を参照しながら本発明の実施の形態に係る電気的接合部材及び半導体製造装置であるプラズマ処理装置について説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る電気的接合部材２の概観を示しており、この電気的接合部材２は、例えば厚さが７５μｍ、幅Ｗが２ｍｍ程度のチタンの帯状体を用いて形成した弾性体であるスパイラル２１の表裏両面に、冷間圧接法により例えば厚さ７μｍのアルミニウム層２２を形成して構成される。

電気的接合部材２の具体的製法については、先ずチタンの帯状体（板）をコイル状に巻回したチタンコイルの上下に、アルミニウムの帯状体（板）をコイル状に巻回したアルミニウムコイルを配置し、これら各コイルから板を引き出してチタン板の両面にアルミニウム板を重ねた状態で圧接ロールを走行させて圧接し、所定の圧下率にて冷間圧接する。次いで焼鈍炉にて真空雰囲気または不活性ガス雰囲気で所定の温度で拡散焼鈍を行い、必要に応じて圧延ロールにより冷間圧延を施し、チタン板の表裏両面側にアルミニウム層２２を形成した帯状体（３層クラッド板）を得る。そしてこの帯状体をコイル状に巻回して図１に示すように例えば外径ｄ（図１（ｂ）参照）が２．４ｍｍ程度のスパイラル状の電気的接合部材２を得る。

以上のようにして構成された電気的接合部材２は、図２及び図３に示すように導電性部材３１、３２のうちの例えば一方の導電性部材３１に形成された凹部である溝部３３に横にして収容され、ボルト３４、３５（図３参照）により締め付けて導電性部材３１、３２が互いに圧接される。前記溝部３３の深さは、電気的接合部材２の外径ｄよりも小さく設定されており、ボルト３４、３５により締め付けて導電性部材３１、３２の面同士が接合したときに電気的接合部材２が所定量だけつぶれ、そのつぶし代（つぶれていない状態とつぶれた状態とにおける外径ｄの差）に対応して電気的接合部材２と導電性部材３１（３２）との間の接触抵抗が決まる。

上述の実施の形態によれば、チタンのスパイラル２１の表裏両面にアルミニウム層２２を形成しているので、比抵抗値は小さいが弾性のないアルミニウム材を複合材化して、弾性を有し且つ導電性部材３１、３２との間の接触抵抗が小さい電気的接合部材２とすることができる。即ち、後述の実験例からも明らかなようにアルミニウム部材同士を１０ｍｍ当りの面圧が５０ｋｇｆで接合したときの接触抵抗と同等の接触抵抗を１０分の１以下の面圧で達成することができる。従って導電性部材３１、３２間の電気的抵抗を低減することができ、このため例えばプラズマ処理装置の導電性部材の表面部に高周波が流れる場合にはその表面部の電位を均一にすることができ、この結果、プラズマの均一性が向上して基板に対して面内均一性の高いプラズマ処理例えばエッチングを行うことができる。更にまた電気的抵抗を低減できることから高周波の損失を小さく抑え、高周波の効率を高めることができ、そのため例えばエッチングレートの低下を抑えることができる。そして電気的接合部材２と導電性部材３１、３２との間の面圧が小さくてよいので、ボルト締めのトルクが小さくて済み、従って部品の変形を抑えることができ、装置性能の経時変化、言い換えると処理状態の経時変化を低減して長期的に安定した処理を行うことができる。また繰り返し使用しても変形しないことから、耐久性においても優れた特性を持つ。このため度重なるメンテナンスを行っても導電性部材間の電気抵抗が実質変わらないので、例えばプラズマ処理装置に適用した場合、メンテナンス前後においてその性能が変わらない。また導電性部材を分解するか否かにかかわらず、長時間において接触抵抗低減の機能に対する信頼性が高い。

なお導電性部材３１、３２の間に電気的接合部材２を介在させる構造としては、既述のように溝部（凹部）３３の中に電気的接合部材２を収容することに限られず、例えば図４に示すように導電性部材３１、３２の平坦な面の間に電気的接合部材２を介在させる構造であってもよい。

次に上述の電気的接合部材２の適用例として、プラズマ処理装置であるエッチング装置について図５を参照しながら述べる。図５において４は気密に形成された概ね円筒状の真空チャンバをなす処理容器であり、上部部材４１と、側面及び底面を構成する本体部材４２とを備えている。本体部材４２の上端側にはウエハ１００の搬送口を備えた突出ポート４３が形成されていると共に本体部材４２の内側には当該本体部材４２の内周面を覆うように円筒状のデポシールド５が例えば図示しないスペーサを介して設けられている。処理容器４及びデポシールド５は例えばアルミニウムからなる導電性部材により構成されている。

前記デポシールド５の上縁は外側に屈曲されており、その屈曲縁であるフランジ部５１が本体部材４２と前記上部部材４１の周縁部との間に挟入されると共に、フランジ部５１の上面と上部部材４１の周縁部の下面との間には前記電気的接合部材２が設けられている。フランジ部５１と上部部材４１との接合構造については、既に図２及び図３に示したように例えばフランジ部５１側に設けられた凹部３３内に電気的接合部材２を収容し、両者をボルト締めすることにより圧接して電気的な接触を確保している。ボルトは図５では見えないが、電気的接合部材２と共に処理容器４の周方向に複数配列して設けられている。前記デポシールド５は図示しない電気ヒータを備えており、処理容器４内の熱損失を防止して処理効率のアップを図りつつ、反応生成物の付着を抑制してメンテナンス周期を延ばす機能を有している。

デポシールド５の下端部は内側に屈曲されており、この屈曲縁５２の上面には、すり鉢状に形成された整流部材６の上縁６１の下面が電気的接合部材２を介して接合されている。また整流部材６の下縁６２の下面は支持リング６３の上面に電気的接合部材２を介して接合されている。更に支持リング６３の内周面には、筒状体６４の上端部の外周面が電気的接合部材２を介して接合されており、当該筒状体６４の下端部側は接地されている。そして整流部材６、支持リング６３及び筒状体６４は、例えばアルミニウムからなる導電性部材により構成されており、これら電気的接合部材２を介して接合した接合箇所は同様にボルト締めされている。このような構成とすることにより、上部部材４１、デポシールド５、整流部材６、支持リング６３及び筒状体６４は、アース電位に維持されることになる。なお支持リング６３と筒状体６４との接合箇所は処理雰囲気の外側にあるため、必ずしも上述の電気的接合部材２を用いなくても例えば銅とベリリウムの合金からなるスパイラルにより構成された電気的接合部材２を用いてもよい。

一方前記本体部材４２の下部側は内側に屈曲して排気室４４を形成し、前記支持リング６３の下面に気密に接合されている。排気室４４の底面には真空排気するための排気管４５が接続され、また整流部材６には処理空間側から排気室４４側にガスが流れるように孔部６ａが穿設されている。そして支持リング６３の上面側には絶縁材例えばセラミックスからなる筒状の載置台支持部４６が気密に接合して設けられると共にこの載置台支持部４６の上には例えばアルミニウムからなる導電性部材である載置台４７が設けられている。この載置台４７には図示しないが温調手段や静電チャックなどが設けられ、また２つの高周波電源部４８及び４９が夫々マッチング回路４８ａ及び４９ａを介して接続されている。更にまた前記上部部材４１における載置台４７に対向する部位は、処理ガス供給管４０ａからの処理ガスを載置台４７上の処理空間に供給するためのシャワーヘッド４０を構成している。なお実際には処理容器４等はもう少し細かく分割されているが、説明の便宜上簡略化して記載している。

続いて上述のプラズマ処理装置の作用について説明する。先ず図示しないロードロック室から突出ポート４３内の搬送口を介して半導体装置製造用の基板であるウエハ１００を処理容器４内に搬入して載置台４７上に載置し、この後図示しないゲートバルブを閉じて処理容器４を気密な状態にする。そして排気管４５を介して処理容器４内を真空排気すると共に、シャワーヘッド４０を介して処理ガスを所定の流量で処理容器４内に導入し、処理容器４内を例えば数十ｍＴｏｒｒの真空度に維持する。

一方下部電極を構成する載置台４７に高周波電源部４８から例えば１００ＭＨｚの高周波電圧を例えば１５００Ｗで印加することで、載置台４７と上部電極をなすシャワーヘッド４１との間の処理ガスがプラズマ化され、そのプラズマによりウエハ１００に対してプラズマ処理であるエッチングが行われる。このとき高周波電源部４９からも載置台４７に例えば３．２ＭＨｚのバイアス用の高周波電圧が例えば５８００Ｗで印加され、これによりプラズマ中のイオンがウエハ１００側に引き込まれる。そして高周波はプラズマを介して上部部材４１側に流れ、更にデポシールド５→整流部材６→支持リング６３→筒状体６４→アースの経路で流れる。

このプラズマ処理装置における処理空間側の導電性部材間、つまり表面部を高周波が流れる互いに隣接した導電性部材間において、ここに使用されている電気的接合部材２は接触抵抗が小さいので、既に詳述したように導電性部材間の電気的抵抗を低減することができ、このため導電性部材に表面部の電位を均一にすることができる。

ここで本発明の弾性体であるチタンについては、弾性を有する構造であれば必ずしもスパイラルに限られるものではなく、他の弾性構造体であってもよい。またアルミニウム層は、冷間圧接法によりスパイラル２１の表面（導電性部材との接触面）のみに接合するようにしてもよい。

本発明が適用されるプラズマ処理装置は、平行平板方式のプラズマ処理装置に限られるものではなく、例えばマイクロ波をアンテナを通じて処理容器内に導入してプラズマを発生させる装置或いは電子サイクロトロン共鳴を利用してプラズマを発生させる装置などであってもよい。

次に本発明の効果を確認するために行った実験について述べる。
（電気的接合部材の作成）
Ａ．実施例１
厚さが７５μｍ、幅が２ｍｍのチタン製の帯状体の表裏両面に、夫々厚さが７μｍのアルミニウム層を形成し、この帯状体を外径が２．４ｍｍ、長さが１０ｍｍのスパイラル状に形成した。このスパイラルを実施例１とする。
Ｂ．比較例１
厚さが８０μｍ、幅が２ｍｍのステンレス製の帯状体を実施例１と同様のスパイラル状に形成した。このスパイラルを比較例１とする。
Ｃ．比較例２
厚さが６８μｍ、幅が２ｍｍの亜鉛−銅（Ｚｎ−Ｃｕ）合金からなる帯状体の表裏両面に、夫々厚さが７μｍのアルミニウム層を形成し、この帯状体を実施例１と同様にスパイラル状に形成した。このスパイラルを比較例２とする。
Ｄ．比較例３
厚さが７０μｍ、幅が２ｍｍのチタン−銅（Ｔｉ−Ｃｕ）合金からなる帯状体の表裏両面に、夫々厚さが７μｍのアルミニウム層を形成し、この帯状体を実施例１と同様にスパイラル状に形成した。このスパイラルを比較例３とする。
Ｅ．比較例４
厚さが８０μｍ、幅が２ｍｍのステンレス製の帯状体の表面に、厚さが７μｍのアルミニウム層を形成し、この帯状体を実施例１と同様にスパイラル状に形成した。このスパイラルを比較例４とする。
（予備試験）
プラズマ処理装置に用いられる導電性部材間を電気的接合部材を用いてボルト締めしたときにおいて、各部位の面圧がどれくらいであるのかを把握するための試験を行った。デポシールドの接合をモチーフに導電性部材の接合構造と面圧のイメージ図を図６（ａ）、（ｂ）に示しておく。図６において７０は電気的接合部材、７１、７３は夫々一方の導電性部材及び他方の導電性部材、７２はボルト孔、７４はボルトであり、ボルト締めした箇所Ｅ１、ボルト締め箇所から３０ｍｍ離れた箇所Ｅ２及び電気的接合部材２が設けられている箇所Ｅ３について面圧を調べた。導電性部材の外径は５９５ｍｍであり、８本のボルトで等間隔に５０ｋｇｆ・ｃｍのトルクで締め付けている。但し面圧の測定は実際の装置では測定できないので、アルミニウムプレートを試験ピースを用い、面圧の大きさに応じてプシュプルゲージとロードセルとを使い分けて各部位Ｅ１〜Ｅ３に対応する面圧を接触面１０ｍｍ長さ当りの面圧で求めた。

図６（ｂ）に面圧のイメージを示してあるように、ボルト締めしているＥ１においては面圧は５０ｋｇｆ以上であるが、その近傍のＥ２における面圧は１０ｋｇｆ以下である。また電気的接合部材７０が設けられている部位Ｅ３は、面圧を直接的には測定できないので、樹脂シールであるＯリングを介在させてつぶした結果から少なくとも３ｋｇｆを越えていると推測される。また各面圧がかかっている状態で直流レベルによる接触抵抗を測定したところ、ボルト締めされているＥ１においては１〜６ｍΩ、その近傍のＥ２においては３０ｍΩ以上であった。また電気的接合部材として従来のステンレス製のスパイラル（比較例１）を試験ピース間に介在させ、３〜９ｋｇｆの面圧を加えた状態で接触抵抗を測定したところ、３７〜４９ｍΩであった。従ってボルト締めを行っていてもそれ以外の箇所においては大きな面圧を得ることができず、このため従来のステンレス製のスパイラルを電気的接合部材として用いた場合には、十分低い接触抵抗を得られないことが分った。
（接触抵抗の評価）
一対のアルミニウムの試験ピースの間に各電気的接合部材をスパイラルが接触面に沿うようにして介在させ、マイクロメータを用いたステージ移動装置とプシュプルゲージとを組み合わせた試験装置を用いて前記一対の試験ピースを互いに押圧し、電気的接合部材に加わる応力とそのつぶし代と直流レベルの接触抵抗（一対の試験ピース間の接触抵抗）とについて調べた。その結果は、図７及び図８に示す通りである。なお応力は接触面１０ｍｍ長さ当りの面圧として算出した。

図７から分かるように、同じ応力を加えたときのつぶし代は比較例４が一番少なく、比較例１がその次に小さい。即ち、ＳＵＳのスパイラルにアルミニウムをコーティングすると、弾性変形が小さくなっていることを示している。そしてスパイラルの材料として両面がアルミニウムで挟まれたチタン（実施例１）、亜鉛−銅合金（比較例２）及びチタン−銅合金（比較例３）を用いた場合にはＳＵＳのスパイラルよりもつぶし代が大きくなっている。また図８をみると、つぶし代が０．６〜２．４ｍｍの範囲においては、どれもつぶし代が大きくなるにつれて接触抵抗が少しずつ小さくなる傾向にあるが、その範囲において同じつぶし代（つぶし代０．６ｍｍ）で接触抵抗を比較すると、比較例１（図中○）が最も大きく、次いで比較例３（図中×）が大きい。実施例１（図中△）及び比較例２、４（図中■及び▲）については、接触抵抗がかなり小さい。

図９は、図７及び図８から応力と接触抵抗との関係を導き出した結果であり、応力が同じであればアルミニウムを表面若しくは表裏両面に蒸着したスパイラル（実施例１、比較例２〜４）の接触抵抗の方がアルミニウムを蒸着しないＳＵＳからなるスパイラル（比較例１）の接触抵抗に比べて小さいことが分かる。中でも実施例１及び比較例４については、比較例１の接触抵抗に比べて概ね１桁小さくなっていることが分かる。図７〜図９から接触抵抗については、アルミニウムを表面若しくは表裏両面に蒸着したスパイラル（実施例１、比較例２〜４）の方が、アルミニウムを蒸着しないＳＵＳのみからなるスパイラル（比較例１）より優れていることが読取れる。
（変形試験）
実施例１及び比較例１〜４の各電気的接合部材を一対の試験ピース間にスパイラルの周面が接触面に沿うようにして介在させ、上述の試験装置を用いて外径２．４ｍｍの各電気的接合部材を０．６ｍｍの一定のつぶし代で２秒間静止した後、その応力から解放し、このような試行を２０回繰り返し、その後各電気的接合部材の外径を測定した。図１０はその測定結果を示し、斜線部位は外径の変化分を示している。この結果から分かるように比較例１〜４については繰り返し押し潰されることにより外径が小さくなっているが、実施例１については繰り返し押し潰されても外径が変わらず変形しない。既述のようにスパイラルの表裏両面或いは表面をアルミニウム層で覆うことにより接触抵抗を小さくできるが、その中でも実施例１は比較例１〜４に比べて耐久性が大きいこと、即ち、繰り返し使用による変形の度合いが小さい（上述の試験では変形していない）ことが理解される。
（通電試験）
電気的接合体を高周波の通電路に介在させたときに通電路がどのくらい昇温するか調べ、その昇温の程度によって高周波に対する電気的接合体と導電路部材との接触抵抗を評価する試験を行った。図１１は試験装置を示し、図中９は軸方向に２分割されている導電路部材をなすパイプであり、その一端側及び他端側には夫々入射用パワーモニター９１、出力モニター９２を介して高周波電源部９３及びダミーロード９４が接続されている。２分割されたパイプ部分９ａ、９ｂの間には、電気的接合部材９０が介在し、この電気的接合部材９０のみでパイプ部分９ａ、９ｂが電気的に接触している状態となっている。なお図中９５及び９６は特性インピーダンスが５０Ωの同軸線路である。

上記の試験装置を用いたパイプ９に高周波を通電し、８０分間通電したときのパイプ９の表面温度を熱電対により測定した。測定ポイントは図１２に示す通りである。電気的接合部材９０としては、実施例１及び比較例１〜４を用い、各電気的接合部材９０は長さが３０ｍｍであり、パイプ９の直径方向に対向する２ヶ所に設けた。高周波電源が１００ＭＨｚ、２ｋｗである場合の結果を図１３に示し、高周波電源が３．２ＭＨｚ、５ｋｗである場合の結果を図１４に示す。図１３及び図１４の縦軸は各部位の温度測定値を雰囲気温度で規格化した値であり、通電により昇温した温度上昇分に対応するものである。またこれらの試験において電気的接合部材９０を用いずに一体型パイプを用いて同様の試験を行った場合の結果を各図に「□」で示してある。

高周波電力が１００ＭＨｚ、２ｋｗの場合において、アルミニウムを蒸着しないＳＵＳのスパイラル（比較例１）は、各部位の温度が９〜１１℃上昇して安定し、アルミニウムを蒸着したスパイラル（実施例１及び比較例４）は、各部位の温度が８〜９℃上昇して安定している。図１３から分かるようにアルミニウムを蒸着したスパイラル（実施例１及び比較例４）を用いたときの温度がアルミニウムを蒸着しないＳＵＳのスパイラル（比較例１）を用いたときの温度よりも２℃程度低くなっている。

また高周波電力が３．２ＭＨｚ、５ｋｗの場合において、アルミニウムを蒸着しないＳＵＳのスパイラル（比較例１）は、各部位の温度が８〜１０℃上昇して安定し、アルミニウムを蒸着したスパイラル（実施例１及び比較例２〜４）は、各部位の温度が４〜６℃上昇して安定している。図１４から分かるようにアルミニウムを蒸着した弾性体（実施例１及び比較例２〜４）を用いたときの温度がアルミニウムを蒸着しないＳＵＳのスパイラル（比較例１）を用いたときの温度よりも４〜５℃程度低くなっている。

従ってアルミニウム層を形成することによって高周波のロスを低くすることができ、そして一体型パイプの場合と温度レベルが同程度（一体型パイプの方が実施例１及び比較例２〜４の場合よりも僅かに高くなっているが）であることから、スパイラルの表裏両面或いは表面にアルミニウムを形成することが極めて有効であることが裏付けられる。

本発明の実施の形態に用いられる電気的接合部材の概観及び断面を示す図である。 上記の電気的接合部材の使用状態の一例を示す分解斜視図である。 上記の電気的接合部材の一例を示す断面図である。 上記の電気的接合部材の使用状態の他の例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に用いられるプラズマ処理装置を示す縦断面図である。 ボルト締めによる導電性部材同士の接合と接合面の面圧とをイメージ的に示す説明図である。 本発明の電気的接合部材と比較例の電気的接合部材とについて、つぶし代と応力との関係を示す特性図である。 本発明の電気的接合部材と比較例の電気的接合部材とについて、つぶし代と接触抵抗との関係を示す特性図である。 本発明の電気的接合部材と比較例の電気的接合部材とについて、応力と接触抵抗との関係を示す特性図である。 本発明の電気的接合部材と比較例の電気的接合部材とについて、耐久試験を示す測定図である。 高周波による発熱の状態を調べるために使用した実験器具を示す断面図である。 上記の実験器具において温度測定の位置を示す説明図である。 上記の実験器具を用いて高周波を通電したときの各導電路部位の温度を示す特性図である。 上記の実験器具を用いて高周波を通電したときの各導電路部位の温度を示す特性図である。 従来の電気的接合部材を用いたプラズマ処理装置を略解的に示す断面図である。

符号の説明

２ 電気的接合部材
２１ スパイラル
２２ アルミニウム層
３１、３２ 導電性部材
３３ 溝部
３４、３５ ボルト
４ 処理容器
４０ シャワーヘッド
４１ 上部部材
５ デポシールド
５１ フランジ部
６ 整流部材
６１ 上縁
６２ 下縁
６３ 支持リング

Claims (5)

1. 半導体製造装置における異なる導電性部材間に設けられ、これらの導電性部材間の電気抵抗を低減させるための電気的接合部材であって、
   チタン層により構成された弾性体の表面に冷間圧接法によりアルミニウム層を形成してなることを特徴とする電気的接合部材。
2. 弾性体は、スパイラルであることを特徴とする請求項１記載の電気的接合部材。
3. アルミニウム層の厚さが５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電気的接合部材。
4. 異なる導電性部材間には高周波が流れることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電気的接合部材。
5. 複数の導電性部材を組み立てて構成され、高周波電力により処理ガスをプラズマ化させそのプラズマにより半導体装置製造用の基板の表面に対して所定の処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記導電性部材間に請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電気的接合部材を設けたことを特徴とするプラズマ処理装置。

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