JPH0831755A

JPH0831755A - 処理装置

Info

Publication number: JPH0831755A
Application number: JP18067094A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kazama; 晃一風間; Masami Kubota; 昌巳窪田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd; Tokyo Electron Yamanashi Ltd
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1996-02-02
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: JP3411678B2

Abstract

(57)【要約】【目的】処理容器内の上部電極や載置台の冷却効率を
向上させる。【構成】被処理体を載置する載置台内に形成された冷
媒流路５の内部に、山部と谷部とを交互に連続して有す
る、側面が略波型の放熱体を、複数組み合わされて構成
された熱伝達部材２１を収納する。冷媒との接触面積が
増大して熱交換が促進され、冷媒による載置台の冷却効
率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から例えば半導体製造プロセスにお
いては、半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）など
の表面処理、例えばエッチングやアッシング、スパッタ
リング、ＣＶＤを行うために、プラズマを利用した処理
装置が多く使用されている。

【０００３】そしてこの種の用途に使用される前記処理
装置は、例えば減圧自在な処理室容器内の上下に、上部
電極と下部電極とを対向して平行に設けており、被処理
体であるウエハは、例えば載置台を兼ねた下部電極上に
載置され、例えばエッチング処理の場合には、この処理
室内にエッチングガスを導入すると共に、高周波電力を
前記上部電極又は／及び下部電極に印加してこれら電極
間にプラズマを発生させ、エッチングガスの解離によっ
て生じたラジカル成分によって、前記ウエハをエッチン
グするように構成されている。

【０００４】そして例えば前記上部電極には、前記エッ
チングガスをウエハに対して均一に吐出するためのバッ
フル板と呼ばれる多孔構造のガス拡散体が、例えば周縁
部の支持棒などによって支持されている場合がある。

【０００５】他方前記下部電極の内部には、略環状の冷
媒流路が形成されており、エチレングリコールなどの冷
媒をこの流路内に流通させることによって、前記ウエハ
の温度調節を行うように構成されている。そして従来、
この冷媒と下部電極との熱交換を高めるため、前記流路
内には、切削加工よって創出した垂直方向の複数の板状
のフィンが設けられていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらまず、前
記の上部電極に関していうと、この上部電極における下
部電極との対向面（下面）は、プラズマ発生に伴って極
めて高温になるので、所期の処理を実施するためには、
上部電極の下面を冷却するなどしてその温度を調節する
必要がある。この場合、例えば通常は、前記したバッフ
ル板の上方に、冷媒の流路を形成し、上部電極の熱をこ
の冷媒の流路にまで伝導させることにより、上部電極の
温度調節を行っている。

【０００７】ところが前記したように、ガス拡散体自体
は多孔構造であるため、実際には、上部電極下面の熱の
殆どは、その周縁部にある支持棒のみを熱伝達経路とし
て伝導されている。それゆえ、熱伝導効率が悪く問題で
あった。

【０００８】他方、前記の載置台の方に関していえば、
冷媒との熱交換を担っているフィンは、垂直方向に形成
された板状のフィンであるため、冷媒との熱交換、即ち
冷媒中への放熱に、限界があった。この点、板状のフィ
ン自体を薄くして設置枚数を増加させれば、冷媒との接
触面積が増大して熱伝達効率を向上させることができる
が、削り出し加工では薄くするのに限界があり、またた
とえ実現したとしても、強度等の点で難があった。従っ
て、他の手段による熱伝達効率の向上が望まれていた。

【０００９】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、上部電極や載置台における前記の問題点を解決し
て熱伝達効率を向上させることを目的とするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１によれば、減圧自在な処理容器内の上下に
上部電極と下部電極を対向して有し、処理ガス導入部か
ら導入される処理ガスを前記上部電極を介して前記被処
理体に対して吐出させると共に、前記上部電極と下部電
極との間にプラズマを発生させ、当該処理容器内の被処
理体に対して前記プラズマ雰囲気の下で所定の処理を施
す如く構成された処理装置において、前記上部電極の内
部に、放熱フィンを略格子状に配した構造を有する熱伝
達部材が設けられると共に、この熱伝達部材には例えば
上下方向にガス流通孔が設けられ、前記処理ガスはこの
ガス流通孔を通じて被処理体に対して吐出するように構
成されたことを特徴とする、処理装置が提供される。

【００１１】また請求項２によれば、減圧自在な処理容
器と、この処理容器内に納入された被処理体に対向して
この処理容器内上部に設けられたガス拡散体とを有し、
処理ガス導入部から導入される処理ガスを前記ガス拡散
体を介して前記被処理体に対して吐出させ、前記被処理
体に対して所定の処理を施すように構成された処理装置
において、放熱フィンを略格子状に配した構造を有する
熱伝達部材によって前記ガス拡散体が構成されると共
に、この熱伝達部材にはガス流通孔が設けられ、前記処
理ガスはこのガス流通孔を通じて前記被処理体に対して
吐出するように構成されたことを特徴とする、処理装置
が提供される。

【００１２】前記の各処理装置における熱伝達部材とし
ては、例えば請求項３に記載したように、ハニカム構造
の放熱体によって構成したり、請求項４に記載したよう
に、略筒状の放熱体を水平並びに上下方向に適宜接合し
て積層構造にしたり、あるいは請求項５に記載したよう
に、山部と谷部とを交互に連続して有する側面が略波型
の放熱体を、複数組み合わせて用いてもよい。この請求
項５における複数組み合わせた使用には、例えば従来の
バッフル板、拡散板を併用して、交互に積層させた使用
も含むものである。

【００１３】また請求項６に記載したように、その山部
と谷部とを突き合わせるようにして接合積層して構成し
てもよい。なお以下の各処理装置においても同様である
が、接合積層させる場合、溶接、接着等適宜の接合手段
が放熱体の材質に応じて選択されるが、ろう付けによる
接合が、加工容易で放熱体自体の形態に影響を与えず、
本発明に適している。

【００１４】略波型の放熱体を用いる場合、請求項７の
ように、山部と谷部が交互に連続する方向と平行に所定
の間隔で区画され、区画された部分の山部は、隣接する
他の区画における山部と前記連続方向にずれている放熱
体を使用してもよく、また請求項８のように、山部の頂
部と谷部の底部を平坦に成形した放熱体を用いることが
好ましい。

【００１５】また以上のように構成される処理装置にお
ける各熱伝達部材は、請求項９に記載したように、熱伝
達部材構成ブロックを組み合わせて構成してもよく、そ
の場合、請求項１０のように、熱伝達部材の外形が厚み
のある円板形状の場合には、熱伝達部材構成ブロック
は、この熱伝達部材を放射状に等分分割した形態とする
ことが提案できる。

【００１６】そして以上のように構成される各処理装置
において、請求項１１に記載したように、そのガス流通
孔の径を、熱伝達部材の下層にいくほど、その数が多く
してかつ径が小さくなるようにしてもよい。

【００１７】一方請求項１２によれば、減圧自在な処理
容器内の下部に、被処理体を載置する載置台を有し、こ
の載置台内には、前記被処理体の温度を調整するための
冷媒の流路が設けられた処理装置において、前記冷媒の
流路内に、冷媒の流通を可能としつつ放熱フィンを略格
子状に配した構造を有する熱伝達部材が設けられたこと
を特徴とする、処理装置が提供される。

【００１８】この場合の熱伝達部材を、請求項１３に記
載したように、ハニカム構造の放熱体によって構成して
もよく、あるいは請求項１４に記載したように、略筒状
の放熱体を、その内部を冷媒の流通が可能としつつ、こ
れら放熱体を接合積層して構成したり、また請求項１５
に記載したように、山部と谷部とを交互に連続して有す
る側面が略波型の放熱体を、複数組み合わせて使用して
もよい。その場合、請求項１６のように、その山部と谷
部とを突き合わせるようにして接合積層して構成したも
のを用いてもよい。

【００１９】さらに請求項１５、１６の処理装置におけ
る放熱体を、請求項１７に記載したように、山部と谷部
が交互に連続する方向と平行に所定の間隔で区画し、区
画された部分の山部を、隣接する他の区画における山部
と前記連続方向にずらせて構成してもよい。またこれら
放熱体における山部の頂部と、谷部の底部を、請求項１
８に記載したように、夫々平坦に成形すればなお好まし
い。

【００２０】そして以上のように構成される処理装置に
おいて、請求項１９に記載したように、熱伝達部材を分
割した形態の熱伝達部材構成ブロックを組み合わせて、
熱伝達部材を構成するようにしてもよく、また熱伝達部
材の外形が厚みのある略円板形状の場合には、請求項２
０のように、熱伝達部材構成ブロックは、この熱伝達部
材を放射状に等分分割した形態を有するように構成して
もよい。

【００２１】

【作用】請求項１の処理装置においては、上部電極の内
部に、放熱フィンを略格子状に配した構造を有する熱伝
達部材が設けられているので、上部電極の下面からの熱
は、この放熱フィンの接合部分を介して伝達される。従
って、前記した従来の支持棒のみを伝達経路とする場合
よりも、熱伝達効率は向上している。また格子状の構造
であるから、強度も大きいものとなっている。なおこの
熱伝達部材にはガス流通孔が設けられ、前記処理ガスは
このガス流通孔を通じて吐出するように構成されている
ので、処理ガスの被処理体への吐出には何ら支障をきた
さない。

【００２２】また請求項２の処理装置においては、プラ
ズマの発生を伴わない処理容器のガス拡散体として、熱
伝達部材が構成されており、例えばバッフル板としてこ
の熱伝達部材が機能する。またその作用効果は前記請求
項１の場合と同様であり、熱伝達効率が向上し、強度も
大きいものである。

【００２３】請求項３の処理装置の場合には、熱伝達部
材としては、例えば請求項３に記載したように、ハニカ
ム構造の放熱体が用いられているので、熱伝達効率が向
上し、強度も極めて大きいものとなっている。請求項
４、５の場合にも、熱伝達経路の断面積が増大している
ので、熱伝達効率が向上し、しかも強度も極めて高いも
のとなっている。

【００２４】そして請求項６のように、山部と谷部が交
互に連続する方向と平行に所定の間隔で区画され、区画
された部分の山部が、隣接する他の区画における山部と
前記連続方向にずれている場合には、強度がさらに増加
する。また請求項７のように、山部の頂部と谷部の底部
を平坦に成形した場合には、接合部分の面積が増大する
ので、熱伝達効率がさらに向上する。

【００２５】請求項８に記載したように、熱伝達部材構
成ブロックを組み合わせて熱伝達部材を構成した場合に
は、製作が容易であり、大きいものであっても精度よく
製作できる。請求項９のように、外形が厚みのある略円
板形状の形の熱伝達部材を放射状に分割した形態を有す
る熱伝達部材構成ブロックを用いれば、例えば３等分、
４等分、・・・ｎ等分に分割した同形、同大のブロック
をｎ個用意して、これらを組み合わせることによって平
面円形の熱伝達部材を構成することが可能になる。また
コストも低廉にすることが可能である。

【００２６】請求項１０に記載したように、ガス流通孔
の径を、熱伝達部材の下層にいくほど、その数を多くし
てかつ径が小さくなるようにすれば、被処理体に対して
処理ガスを均等に吐出させることが容易になる。

【００２７】請求項１１によれば、載置台内の冷媒の流
路内に、放熱フィンを略格子状に接合積層させた構造を
有する熱伝達部材が設けられているので、冷媒との接触
面積が増加し、載置台と冷媒との熱交換が促進され、そ
の熱伝達効率が向上する。しかも当該熱伝達部材は略格
子状であるから、強度的にも高いものとなっている。請
求項１２に記載したように、ハニカム構造の放熱体を用
いた場合や、請求項１３に記載した略筒状の放熱体を用
いた場合や、請求項１４に記載したように、山部と谷部
とを交互に連続して有する側面が略波型の放熱体を用い
た場合も、同様に熱伝達効率が向上し、しかも強度も高
いものとなっている。

【００２８】請求項１５に記載したように、山部と谷部
が交互に連続する方向と平行に所定の間隔で区画し、区
画された部分の山部を、隣接する他の区画における山部
と前記連続方向にずれて構成した場合には、冷媒との接
触面積がさらに増加してより一層熱伝達効率が向上する
と共に、強度自体も向上する。そして請求項１６に記載
したように、山部の頂部と谷部の底部を平坦に成形すれ
ば、冷媒との接触面積がなお一層増加するので、熱伝達
効率は極めて高いものとなる。

【００２９】請求項１７に記載したように、熱伝達部材
を分割した熱伝達部材構成ブロックを組み合わせて、熱
伝達部材を構成するようにした場合には、熱伝達部材の
構成、製作が容易であり、大きいものであっても、精度
よく製作できる。そして請求項１８のように、熱伝達部
材構成ブロックが、放射状に分割した形態を有する場合
にはｎ等分に分割した構成とすることにより、同形、同
大の熱伝達部材構成ブロックをｎ個用意することによ
り、熱伝達部材を簡単に構成できる。またコストも低廉
にすることが可能である。

【００３０】

【実施例】以下添付図面に基づき、実施例を説明する
と、本実施例はエッチング装置として構成されており、
図１に示すように、このエッチング装置１は、例えばア
ルミニウムなどからなる略円筒形状に成形され、かつ接
地された処理容器２を有しており、この処理容器２の底
部にはセラミックなどの絶縁材３を介して、被処理体、
たとえば半導体ウエハＷを載置するための、厚みのある
アルミニウムの略円板形状の載置台４が設置されてい
る。

【００３１】そしてこの載置台４の内部には、冷却手段
となる冷媒流路５や加熱手段６などの温度調節手段が設
けられ、前記半導体ウエハＷの処理面を所望の温度に調
整することができるように構成されている。この冷媒流
路５は、略環状に形成され、その中を冷媒が流通するこ
とによって、載置台４を冷却するようになっており、本
実施例においては、処理容器２外部に設置された冷凍機
などの冷却装置７から、例えば−１２０゜Ｃの冷媒、例
えばＣＦ₄（フロンガスＲ−１４）が、直接ポンプ８に
よって供給管９を通じて供給されて、この冷媒流路５内
を流通し、排出管１０から再び冷却装置７へと戻され
て、循環するように構成されている。

【００３２】前記冷媒流路５は、図２に示したように、
環状の外壁１１、及び径の小さな環状の内壁１２、並び
に外壁１１と内壁１２の間に位置する中壁１３によって
その側周が形成されている。またその中心部、即ち内壁
１２の内側には、後述の各種配線、ガス流路を通すため
の貫通部１４が形成されている。そして冷媒流路５に
は、図３〜図６に示した熱伝達部材２１が収納されてい
る。

【００３３】この熱伝達部材２１は、熱伝達部材２１
を、中心角度９０゜で、中壁１３ごと放射状に分割した
形態を有する同大の４つのブロック２１ａ、２１ｂ、２
１ｃ、２１ｄによって構成されている。これら各ブロッ
ク２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは、基本的には、同
一の構成を有しているが、ブロック２１ｂ、２１ｃ、２
１ｄには、前記ウエハＷを上昇下降自在なプッシャーピ
ン（図示せず）用の通路２２が形成されている。

【００３４】そして図４〜図６に示したように、熱伝達
部材２１自体は、山部２３ａと谷部２３ｂとを交互に連
続して有する、側面が略波型の放熱体２３を、その頂部
が平坦な山部２３ａと、底部が平坦な谷部２３ｂとを突
き合わせるようにしてろう付けによって接合積層して構
成されている。この放熱体２３の材質は、熱伝導性が良
好な材質、例えばＣｕ、Ａｌ等からなっている。

【００３５】しかも本実施例においては、さらに山部２
３ａと谷部２３ｂが交互に連続する方向Ａと平行に所定
の間隔ｄで区画され、例えば区画された部分の山部２３
ａは、隣接する他の区画における山部２３ａ’と前記連
続方向Ａに、山部の半分の幅分ずれている。そして以上
の構成から、前記方向Ａと直交する方向Ｂに、冷媒が流
通することが可能である。即ち、冷媒流路５内の冷媒
は、これら放熱体２３の内部を流通することが可能にな
っている。

【００３６】なおかかる放熱体２３は、いわば直交する
略直線形状のものによって構成されているので、そのま
までは、前記の例えばブロック２１ａに収納させること
はできない。従って例えば図３に示したように、放熱体
２３を適当に分割成形した数個の放熱体セルを収納して
いる。従って、必ずしも放熱体２３の内部を冷媒が流通
することはなく、例えば図３におけるエリアＦ、Ｇのよ
うに放熱体２３の設置していない部分では、本来の冷媒
流路を流れることになる。しかしながら、かかる場合で
も、全体としてみると、放熱体２３と接触して流通する
部分の方が格段に多く、本発明の所期の効果を得ること
が可能である。

【００３７】もちろん前記のいわば空白となっているエ
リアＦ、Ｇを形成しないように、放熱体２３をさらに適
当に分割成形加工して、エリアＦ、Ｇを充填するように
放熱体を設置すれば、さらに冷媒が放熱体２３と接触す
る面積が増加し、熱伝達効率が向上するのはいうまでも
ない。

【００３８】前出加熱手段６は、例えばセラミックヒー
タで構成されており、電力供給リード３１によりカット
フィルタ３２を介して電力源３３から所望の電力を受け
て発熱し、半導体ウエハＷの処理面の温度を所望する温
度まで加熱し、温度制御を行うことが可能なように構成
されている。

【００３９】上記載置台４は、上面中央部が凸状に成形
されており、この中央上面には、被処理体を保持するた
めのチャック部として、たとえば静電チャック３４が被
処理体である半導体ウエハＷと略同径大、好ましくは半
導体ウエハＷの径よりも若干小さい径で設けられてい
る。この静電チャック３４は、半導体ウエハＷを載置保
持する面としてポリイミド樹脂などの高分子絶縁材料か
らなる２枚のフィルム３４ａ、３４ｂ間に、銅箔などの
導電膜３４ｃを挟持した静電チャックシートより構成さ
れており、その導電膜３４ｃは、電圧供給リード３５に
より、途中高周波をカットするフィルタ３６、たとえば
コイルを介して可変直流電圧源３７に接続されている。
したがって、その導電膜３７ｃに高電圧を印加すること
により、静電チャック３４の上側のフィルム３４ａの上
面に、半導体ウエハＷをクーロン力により吸着保持する
ことが可能である。

【００４０】また図１に示すように、前記載置台４の周
囲には、静電チャック３４上の半導体ウエハＷの外周を
囲むように、環状のフォーカスリング３８が配置されて
いる。このフォーカスリング３８は反応性イオンを引き
寄せない絶縁性の材料からなり、反応性イオンを内側の
半導体ウエハＷにだけ効果的に入射せしめるように作用
するものである。

【００４１】そして前記載置台４には、中空に成形され
た導体よりなる給電棒３９が接続されており、さらにこ
の給電棒３９にはブロッキングコンデンサ４０を介して
高周波電源４１が接続されており、プロセス時には、た
とえば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を前記給電棒３９
を介して載置台４に印加することが可能である。かかる
構成により載置台４は下部電極として作用し、被処理体
である半導体ウエハＷに対向するように設けられた上部
電極５１との間にグロー放電を生じ、処理容器２内に導
入された処理ガスをプラズマ化し、例えばラジカル粒子
によって被処理体である半導体ウエハＷにエッチング処
理を施すことが可能である。

【００４２】さらに前記載置台４の中心近傍には、Ｈｅ
ガスなどのバッククーリングガスの流路４２が構成され
ており、半導体ウエハＷの裏面に所定温度のＨｅガスな
どを吐出させることが自在に構成されている。

【００４３】上部電極５１は、前記載置台４の載置面か
ら、約１０〜２０ｍｍ程度離間させて配置されている。
この上部電極５１は図１、図７に示したように、最下部
に位置する電極板５２、及び熱伝達部材５３を収納して
前記電極板５２を支持する電極支持体５４とからなって
いる。そしてこの電極支持体５４の内部には、略環状の
冷媒流路５５が形成されており、前出載置台４の冷媒流
路５と同様、供給管５６から供給される冷媒が流通し
て、排出管５７から外部の冷凍機（図示せず）へと戻
り、循環するように構成されている。

【００４４】前記熱伝達部材５３は、載置台４の冷媒流
路５に収納された熱伝達部材２１と基本的に同一の構成
を有しており、まず図７、図８に示したように、熱伝達
部材５３を、中心角度９０゜で、放射状に４分割した形
態を有する同形同大の４つのブロック５３ａ、５３ｂ、
５３ｃ、５３ｄによって構成されている。そして図８、
図９に示したように、熱伝達部材５３自体は、山部６１
ａと谷部６１ｂとを交互に連続して有する、側面が略波
型の放熱体６１を、その山部６１ａと谷部６１ｂとを突
き合わせるようにしてろう付けによって多段に、ろう付
けによって接合積層して構成されている。また前出熱伝
達部材２１の放熱体２３と同様、山部６１ａと、隣接す
る他の区画における山部６１ａ’とは山部の半分の幅分
ずれた構造となっている。この放熱体６１の材質も、熱
伝導性が良好な材質、例えばＣｕ、Ａｌ等からなってい
る。

【００４５】そしてこの放熱体６１には、上下、水平方
向に適宜のガス流通孔５５が穿設されている。これらガ
ス流通孔６２は、放熱体６１の下層側、即ち電極板５２
に向かうほど、その径が小さくなって数が多くなるよう
に設定されている。

【００４６】なお本実施例においては、放熱体６１のみ
を多段に積層した構成を有しているが、このような構成
に代えて例えば図１０に示したように、熱伝導性の良好
な多孔材のバッフル板６３と交互に積層させてもよい。

【００４７】前記ガス流通孔５５は、図１に示したよう
に、電極支持体５４の中央を貫設した６４と連通してお
り、処理ガス源６５より流量制御器（ＭＦＣ）６６を介
して所定の処理ガス、たとえばＣＦ₄などのエッチング
ガスを導入することが可能である。従って、処理ガス源
６５からのエッチングガスは、放熱体６１のガス流通孔
６２を通じて、電極板５２に穿設された多数の吐出孔
（図示せず）から、前記半導体ウエハＷに対して、均等
に吐出されるようになっている。

【００４８】そして前記処理容器２の下方には真空ポン
プなどからなる排気系に通ずる排気口６７が設けられて
おり、処理容器２内部を所定の圧力に、たとえば０．５
Ｔｏｒｒに減圧することが可能である。

【００４９】また前記処理容器２の側部には被処理体の
搬入出口７１が設けられ、この搬入出口７１は、駆動機
構（図示せず）により自動開閉するゲートバルブ７２を
介してロードロック室７３に接続されている。そしてこ
のロードロック室７３内には被処理体である半導体ウエ
ハＷを、一枚ずつ処理容器２内に搬送することが可能な
ハンドリングアーム７４を備えた搬送機構７５が設置さ
れている。

【００５０】本実施例にかかるエッチング装置１は以上
のように構成されており、次にその作用効果等にについ
て説明すると、被処理体である半導体ウエハＷが、載置
台４の静電チャック３４上保持されると、前記した所定
のエッチングガスが、この半導体ウエハＷ上に均等に吐
出されると共に、処理容器２内は所定の減圧度に設定、
維持される。

【００５１】そして高周波電源から、所定の高周波が載
置台４に印加されることによって、プラズマが発生し、
既述したように、前記半導体ウエハＷに対して所定のエ
ッチングが施されるのであるが、このとき、発生したプ
ラズマによって処理容器２内の温度が上昇し、その熱で
上部電極５１や載置台４の温度も上昇する。ところがエ
ッチング処理は、半導体ウエハＷの温度によって大きく
左右されるので、これら載置台４や上部電極５１の温度
を冷却して、半導体ウエハＷの温度や上部電極５１の電
極板５２を適切な温度に維持する必要がある。

【００５２】そのため、前記したように、載置台４の内
部には、冷媒流路５が形成され、また一方、上部電極５
１の電極支持体５４の内部にも冷媒流路５５が形成され
ているのであるが、本実施例においては、熱伝達効率を
向上させる熱伝達部材２１が冷媒流路５に、熱伝達部材
５３が上部電極５１内に夫々収納されているので、従来
よりも冷媒による冷却効率が極めて良好であり、また温
度制御も容易となっている。

【００５３】より詳述すれば、まず載置台４の冷媒流路
５に収納されている熱伝達部材２１は、山部２３ａと谷
部２３ｂとを交互に連続して有する、略波型の放熱体２
３をが、多段に接合積層しているので、冷媒との接触面
積が極めて広くなっている。しかも山部２３ａの頂部と
谷部２３ｂの底部とは、夫々平坦に成形されて接合して
いるので、放熱体２３相互の熱伝達効率もよく、その結
果、冷媒との熱交換が促進され、冷媒による冷却効率が
大きく向上しているのである。また構造的にも極めて強
固であるから、例えば冷媒流路５の断面積を大きくして
も、強度的に問題はない。

【００５４】一方上部電極５１内の熱伝達部材５３も、
前記した熱伝達部材２１と同様な構成を有しているか
ら、電極板５２の熱は効率よく電極支持体５４へと伝達
され、冷媒流路５５内を流れる冷媒による冷却効率が極
めて良好である。また強度的にも何ら問題はないもので
ある。

【００５５】そして前記の熱伝達部材２１、５３は、基
本的に同一構成のブロックを組み合わせて構成されてい
るので、製作も容易であり、また大口径化に対応させる
ことも容易である。

【００５６】なお前記実施例における熱伝達部材２１、
５３は、いずれも断面が略波型の放熱体２３、６１を使
用したが、これに代えて例えば図１１に示したような放
熱体８１を熱伝達部材８２を用いてもよい。この熱伝達
部材８２は、６面のうち対向する１組の面が開口したセ
ル形状を有する放熱体８１を、水平方向に並べ、かつ開
口部がずれるように多段に積層させた構成を持つもので
ある。

【００５７】また図１２に示した熱伝達部材８３は、多
数四角形状の管路を形成するように構成したものであ
り、また図１３に示した熱伝達部材８４は、いわゆるハ
ニカム構造の断面を有するものである。これら熱伝達部
材８３、８４は長尺形状であるが、長さの短くしたもの
を適宜接続して組み合わせてもよく、かかる場合、開口
部分をずらせるように組み合わせてもよい。

【００５８】そして図１４に示した熱伝達部材８５は、
筒状のパイプ材の放熱体８６を多段に接合積層させた構
成を有している。もちろん断面が角型のパイプ材を使用
してもよい。またこの熱伝達部材８５の放熱体８６は、
直線形状を有しているが、載置台や上部電極の曲率に合
わせて、適宜環状に成形してもよい。

【００５９】前記した各熱伝達部材８２、８３、８４、
８５を用いても熱伝達効率が極めて良好であり、かつ強
度も大きいものである。

【００６０】なお前出実施例は、エッチング装置として
構成したが、本発明はかかる構成に限定されず、この他
にも、処理室容器に処理ガスを導入したり、また同時に
プラズマを発生させて処理を行う各種装置、たとえばＣ
ＶＤ装置、スパッタ装置、アッシング装置などにも適用
することが可能である。また被処理体についても半導体
ウエハの場合について説明したが、それに限らず本発明
は、例えばＬＣＤ基板を処理対象とする装置構成とする
ことも可能である。

【００６１】

【発明の効果】請求項１〜請求項１１に記載した処理装
置においては、上部電極やガス拡散体での熱伝達効率が
向上する。従って、これら上部電極やガス拡散体の温度
調節、制御も容易である。しかもかかる作用効果を実現
する熱伝達部材の強度は高いものとなっており、軽量化
も可能である。特に請求項７の処理装置においては、放
熱部の構造が、山部と谷部が交互に連続する方向と平行
に所定の間隔で区画され、区画された部分の山部が、隣
接する他の区画における山部と前記連続方向にずれてい
るので、強度は大きく向上している。また請求項８の処
理装置によれば、山部の頂部と谷部の底部を平坦に成形
しているので、接合部分の面積が増大し、熱伝達効率が
さらに向上する。

【００６２】請求項９の処理装置では、熱伝達部材が大
きいものであっても、その組立、製作が容易であり、か
つ精度よく製作できる。請求項１０の場合には、同形、
同大のブロックを複数用意して、これらを組み合わせる
ことによって平面円形の熱伝達部材を構成することが可
能になる。従って、各ブロックの製作が容易であり、コ
ストも低廉にすることが可能である。

【００６３】請求項１１の処理装置によれば、被処理体
に対して処理ガスを均等に吐出させることが容易にな
る。

【００６４】請求項１２〜請求項２０に記載した処理装
置によれば、載置台と載置台内部に形成した冷媒の流
路、即ち冷媒との接触面積が増大するので、載置台と冷
媒との熱交換が促進され、従来よりも熱伝達効率が向上
する。しかも構造的にみても熱伝達部材の強度が高いの
で、その材質を薄くして、その分多数の放熱体を冷媒流
路内に収納し、より一層熱伝達効率を向上させることが
可能である。

【００６５】特に請求項１７の処理装置においては、放
熱体の構造が、山部と谷部が交互に連続する方向と平行
に所定の間隔で区画され、区画された部分の山部が、隣
接する他の区画における山部と前記連続方向にずれてい
るので、強度がさらに向上している。また請求項１８の
処理装置によれば、接合部分の面積が増大するので、熱
伝達効率が一層向上している。

【００６６】請求項１９の処理装置では、熱伝達部材が
大きいものであっても、その組立、製作が容易であり、
かつ精度よく製作でき、請求項２０の場合には、同形、
同大のブロックを複数用意すれば、これらを組み合わせ
ることによって平面環状の熱伝達部材を構成することが
可能になる。従って、各ブロックの製作が容易であり、
コストも低廉にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかるエッチング装置の断面
を模式的に示した説明図である。

【図２】図１のエッチング装置における冷媒流路の概観
を示す斜視図である。

【図３】図２の冷媒流路に収納した熱伝達部材を構成す
るブロックの平面説明図である。

【図４】図２の冷媒流路に使用した熱伝達部材の放熱体
の概観を示す斜視図である。

【図５】図２の冷媒流路に使用した熱伝達部材の放熱体
の正面図である。

【図６】図２の冷媒流路に使用した熱伝達部材の放熱体
の平面図である。

【図７】図１のエッチング装置における上部電極内に収
納した熱伝達部材の概観を示す斜視図である。

【図８】図７の熱伝達部材を構成するブロックの平面説
明図である。

【図９】図７の熱伝達部材に使用した放熱体の正面図で
ある。

【図１０】図７の熱伝達部材に使用可能な他の放熱体の
正面図である。

【図１１】セル形状の放熱体を使用した他の熱伝達部材
の概観を示す斜視図である。

【図１２】断面が四角形状の管路を有する他の熱伝達部
材の概観を示す斜視図である。

【図１３】断面がハニカム構造を有する他の熱伝達部材
の概観を示す斜視図である。

【図１４】パイプ材の放熱体を接合積層させた他の熱伝
達部材の概観を示す斜視図である。

【符号の説明】

１エッチング装置２処理容器４載置台５冷媒流路２１熱伝達部材２３放熱体２３ａ山部２３ｂ谷部５１上部電極５２電極板５３熱伝達部材６１放熱体Ｗウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 23/467

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】減圧自在な処理容器内の上下に上部電極
と下部電極を対向して有し、処理ガス導入部から導入さ
れる処理ガスを前記上部電極を介して前記被処理体に対
して吐出させると共に、前記上部電極と下部電極との間
にプラズマを発生させ、当該処理容器内の被処理体に対
して前記プラズマ雰囲気の下で所定の処理を施す如く構
成された処理装置において、前記上部電極の内部に、放熱フィンを略格子状に配した
構造を有する熱伝達部材が設けられると共に、この熱伝
達部材にはガス流通孔が設けられ、前記処理ガスはこの
ガス流通孔を通じて前記被処理体に吐出するように構成
されたことを特徴とする、処理装置。
【請求項２】減圧自在な処理容器と、この処理容器内
に納入された被処理体に対向してこの処理容器内上部に
設けられたガス拡散体とを有し、処理ガス導入部から導
入される処理ガスを前記ガス拡散体を介して前記被処理
体に対して吐出させ、前記被処理体に対して所定の処理
を施すように構成された処理装置において、放熱フィンを略格子状に配した構造を有する熱伝達部材
によって前記ガス拡散体が構成されると共に、この熱伝
達部材にはガス流通孔が設けられ、前記処理ガスはこの
ガス流通孔を通じて前記被処理体に吐出するように構成
されたことを特徴とする、処理装置。
【請求項３】前記熱伝達部材は、ハニカム構造の放熱
体によって構成されたことを特徴とする、請求項１又は
２に記載の処理装置。
【請求項４】前記熱伝達部材は、略筒状の放熱体を接
合積層して構成されたことを特徴とする、請求項１又は
２に記載の処理装置。
【請求項５】前記熱伝達部材は、山部と谷部とを交互
に連続して有する側面が略波型の放熱体を、複数組み合
わされて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２
に記載の処理装置。
【請求項６】前記熱伝達部材は、山部と谷部とを交互
に連続して有する側面が略波型の放熱体を、その山部と
谷部とを突き合わせるようにして接合積層して構成され
たことを特徴とする、請求項１又は２に記載の処理装
置。
【請求項７】放熱体は、山部と谷部が交互に連続する
方向と平行に所定の間隔で区画され、区画された部分の
山部は、隣接する他の区画における山部と前記連続方向
にずれていることを特徴とする、請求項５又は６に記載
の処理装置。
【請求項８】山部の頂部と谷部の底部は、平坦に成形
されていることを特徴とする、請求項５、６又は７に記
載の処理装置。
【請求項９】熱伝達部材は、熱伝達部材構成ブロック
を組み合わせてなることを特徴とする、請求項１、２、
３、４、５、６、７又は８に記載の処理装置。
【請求項１０】熱伝達部材の外形は厚みのある略円板
形状をなし、熱伝達部材構成ブロックは、この熱伝達部
材を放射状に等分分割した形態を有することを特徴とす
る、請求項８に記載の処理装置。
【請求項１１】ガス流通孔の径は、熱伝達部材の下層
にいくほど、その数が多くかつ径が小さくなるように形
成されていることを特徴とする、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９又は１０に記載の処理装置。
【請求項１２】減圧自在な処理容器内の下部に、被処
理体を載置する載置台を有し、この載置台内には、前記
被処理体の温度を調整するための冷媒の流路が設けられ
た処理装置において、前記冷媒の流路内に、冷媒の流通を可能としつつ放熱フ
ィンを略格子状配した構造を有する熱伝達部材が設けら
れたことを特徴とする、処理装置。
【請求項１３】前記熱伝達部材は、冷媒の流通が可能
なハニカム構造の放熱体によって構成されたことを特徴
とする、請求項１２に記載の処理装置。
【請求項１４】前記熱伝達部材は、略筒状の放熱体の
内部を冷媒の流通が可能としつつこれら放熱体を接合積
層して構成されたことを特徴とする、請求項１２に記載
の処理装置。
【請求項１５】前記熱伝達部材は、山部と谷部とを交
互に連続して有する側面が略波型の放熱体が、冷媒の流
通を可能としつつ、複数組み合わされて構成されたこと
を特徴とする、請求項１２に記載の処理装置。
【請求項１６】前記熱伝達部材は、山部と谷部とを交
互に連続して有する側面が略波型の放熱体を、冷媒の流
通を可能としつつその山部と谷部とを突き合わせるよう
にして接合積層して構成されたことを特徴とする、請求
項１２に記載の処理装置。
【請求項１７】放熱体は、山部と谷部が交互に連続す
る方向と平行に所定の間隔で区画され、区画された部分
の山部は、隣接する他の区画における山部と前記連続方
向にずれていることを特徴とする、請求項１５又は１６
に記載の処理装置。
【請求項１８】山部の頂部と谷部の底部は、平坦に成
形されていることを特徴とする、請求項１５、１６又は
１７に記載の処理装置。
【請求項１９】熱伝達部材は、熱伝達部材構成ブロッ
クを組み合わせてなることを特徴とする、請求項１２、
１３、１４、１５、１６、１７又は１８に記載の処理装
置。
【請求項２０】熱伝達部材の外形は厚みのある略円板
形状をなし、熱伝達部材構成ブロックは、この熱伝達部
材を放射状に等分分割した形態を有することを特徴とす
る、請求項１９に記載の処理装置。