KR100856592B1 - Cooling block and plasma processing apparatus - Google Patents

Cooling block and plasma processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100856592B1
KR100856592B1 KR1020070017965A KR20070017965A KR100856592B1 KR 100856592 B1 KR100856592 B1 KR 100856592B1 KR 1020070017965 A KR1020070017965 A KR 1020070017965A KR 20070017965 A KR20070017965 A KR 20070017965A KR 100856592 B1 KR100856592 B1 KR 100856592B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling block
plasma
electrode
base material
aluminum
Prior art date
Application number
KR1020070017965A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20070088368A (en
Inventor
도시후미 이시다
다이스케 하야시
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20070088368A publication Critical patent/KR20070088368A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100856592B1 publication Critical patent/KR100856592B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/46Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

본 발명은 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생하기 위한 전극을 구성하는 냉각 블록에 있어서, 전극에 요구되는 기능을 만족하면서, 부식을 억제하여, 사용 수명이 긴 냉각 블록을 제공하는 것이다. 각각 알루미늄으로 이루어지고, 적어도 그들 한쪽에 냉각액의 유로 형성용 오목부가 가공되어 있는 제 1 모재 및 제 2 모재를, 양자 사이에 아연을 개재시킨 상태에서 산소를 포함하는 가열 분위기하에서 접합함으로써, 아연이 알루미늄중에 확산된 확산 접합층과 아연 산화막으로 이루어진 방식층이 동시에 형성되는 것에 의해 냉각 블록을 형성한다. 또한, 아연 산화막중의 아연의 양은 1㎡당 30g 이상인 것이 바람직하고, 더욱이 제 1 모재 및 제 2 모재 사이에는, 예를 들어 니켈 등의 땜납재를 개재시키도록 하여도 좋다.The present invention provides a cooling block for constituting an electrode for generating a plasma used for plasma processing, wherein the cooling block satisfies a function required for the electrode while suppressing corrosion and providing a long service life. The zinc is formed by joining each of the first base material and the second base material each made of aluminum and at least one of which is formed with a recess for forming a flow path of the cooling liquid under a heating atmosphere containing oxygen in a state where zinc is interposed therebetween. The cooling block is formed by simultaneously forming an anticorrosive layer composed of a diffusion bonding layer and a zinc oxide film diffused in aluminum. In addition, the amount of zinc in the zinc oxide film is preferably 30 g or more per square meter, and further, a solder material such as nickel may be interposed between the first and second base materials.

Description

냉각 블록 및 플라즈마 처리 장치{COOLING BLOCK AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}COOLING BLOCK AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 블록을 적용한 RIE 플라즈마 에칭 장치를 도시하는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a RIE plasma etching apparatus to which a cooling block according to an embodiment of the present invention is applied;

도 2는 도 1의 장치의 냉각 블록을 확대하여 도시하는 평면도,2 is an enlarged plan view of the cooling block of the apparatus of FIG. 1;

도 3은 도 1의 장치의 냉각 블록을 확대하여 도시하는 단면도,3 is an enlarged cross-sectional view of a cooling block of the apparatus of FIG. 1;

도 4는 상기 냉각 블록의 제조 방법을 도시하는 설명도,4 is an explanatory diagram showing a manufacturing method of the cooling block;

도 5는 상기 냉각 블록의 제조 방법을 도시하는 설명도,5 is an explanatory diagram showing a manufacturing method of the cooling block;

도 6은 다른 냉각 블록의 제조 방법을 도시하는 설명도,6 is an explanatory diagram showing a manufacturing method of another cooling block;

도 7은 다른 냉각 블록의 제조 방법을 도시하는 설명도,7 is an explanatory diagram showing a manufacturing method of another cooling block;

도 8은 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 실행한 실험의 결과를 나타내는 설명도,8 is an explanatory diagram showing the results of experiments performed to confirm the effects of the present invention;

도 9는 종래의 플라즈마 처리 장치를 도시하는 개략 단면도.9 is a schematic cross-sectional view showing a conventional plasma processing apparatus.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

W : 웨이퍼 2 : 처리 용기W: wafer 2: processing container

3 : 지지 테이블 4 : 절연판3: support table 4: insulation plate

5 : 지지대 6 : 샤워헤드5: support 6: shower head

7 : 상부 전극 7a : 전극 플레이트7: upper electrode 7a: electrode plate

71 : 가스 토출 구멍 8 : 모재71 gas discharge hole 8 base material

8a : 제 1 모재 8b : 제 2 모재8a: 1st base material 8b: 2nd base material

80 : 냉각 블록 81 : 유로80: cooling block 81: euro

82 : 가스 토출 구멍 90 : 냉각 블록82: gas discharge hole 90: cooling block

91 : Zn의 도포막 92 : Ni의 도포막91: Zn coating film 92: Ni coating film

93 : 접합층 94 : 아연 산화막93 bonding layer 94 zinc oxide film

94a : 하측 플레이트 94b : 상측 플레이트94a: lower plate 94b: upper plate

본 발명은, 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생하기 위한 전극을 구성하는 냉각 블록 및 그 냉각 블록을 사용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling block constituting an electrode for generating a plasma used for plasma processing, and a plasma processing apparatus using the cooling block.

반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서는, 플라즈마를 사용한 플라즈마 처리가 많이 이용되고 있지만, 이러한 플라즈마 처리를 실행하는 플라즈마 처리 장치는, 예를 들면 도 9에 도시하는 바와 같이, 진공 챔버로 이루어지는 처리 용기(10)내에 하부 전극을 겸용하고, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"라고 함)(W)를 탑재하기 위한 탑재대(11)와, 이 탑재대(11)의 상방측에 마련된, 다수의 가스 공급 구멍(12a)을 갖는 샤워헤드(12)를 구비하고 있다. 이 샤워헤드(12)의 하면은 상부 전극(13)을 구성하고, 이 상부 전극(13) 및 하부 전극인 탑재대(11) 사이에 고주파 전원(15)으로부터 플라즈마 발생용의 고주파를 인가하여, 해당 탑재대(11)와 상부 전극(13) 사이의 처리 공간에 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마에 의해 샤워헤드(12)로부터 처리 용기(10)내에 도입된 처리 가스를 활성화하고, 이에 의해 탑재대(11)에 탑재된 웨이퍼(W)에 대하여 에칭이나 성막 처리와 같은 플라즈마 처리를 실행하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 상부 전극(13)은 전극 플레이트(13a)와 냉각 블록(13b)으로 구성되어 있다.In a manufacturing process such as a semiconductor device, plasma processing using plasma is often used. However, as shown in FIG. 9, the plasma processing apparatus for performing such a plasma processing includes a processing chamber 10 formed of a vacuum chamber. A mounting table 11 for combining a lower electrode inside and mounting a semiconductor wafer (hereinafter referred to as "wafer") W as a substrate, and a plurality of gas supplies provided above the mounting table 11. A shower head 12 having a hole 12a is provided. The lower surface of the shower head 12 constitutes an upper electrode 13, and a high frequency for plasma generation is applied from the high frequency power supply 15 between the upper electrode 13 and the mounting table 11 serving as the lower electrode. Plasma is generated in the processing space between the mounting table 11 and the upper electrode 13, thereby activating the processing gas introduced into the processing container 10 from the showerhead 12 by the plasma, thereby thereby mounting the mounting table. It is comprised so that the plasma process, such as an etching and a film-forming process, may be performed with respect to the wafer W mounted in (11). The upper electrode 13 is composed of an electrode plate 13a and a cooling block 13b.

처리 용기의 상부 전극(13)은 플라즈마 처리에 영향을 미친다. 예를 들면, 플라즈마 에칭의 경우에는, 웨이퍼(W)의 에칭 속도의 면내 균일성 또는 면간 균일성에 영향을 미친다. 온도 조절 구조도 그 요인의 하나이며, 웨이퍼(W)의 동일 직경 면내의 상부 온도를 균일하게 하는 것이 요구된다.· 이러한 요청을 만족하는 구조의 하나로서, 상부 전극(13)은 처리 영역에 접하는 부위에는 세라믹스나 중금속 오염이 없는 도전 재료를 사용한 전극 플레이트(13a)를 배치하고, 이 전극 플레이트(13a)상에 냉각 블록(13b)을 적층하는 구조가 알려져 있다. 이러한 냉각 블록(13b)은 진공중의 가스 분위기에 위치되어 있으므로 가스 공급을 저해하지 않고, 또한 온도를 균일하게 하기 위해서, 각 가스 공급 구멍(12a)을 연결하는 복잡한 유로가 필요하게 된다.The upper electrode 13 of the processing vessel affects the plasma processing. For example, in the case of plasma etching, the in-plane uniformity or the inter-plane uniformity of the etching rate of the wafer W is affected. The temperature control structure is also one of the factors, and it is required to equalize the upper temperature in the same diameter plane of the wafer W. As one of the structures satisfying this request, the upper electrode 13 is in contact with the processing region. The structure which arrange | positions the electrode plate 13a using the electrically-conductive material without ceramics or heavy metal contamination in the site | part, and stacks the cooling block 13b on this electrode plate 13a is known. Since the cooling block 13b is located in the gas atmosphere in vacuum, a complicated flow path connecting each gas supply hole 12a is required in order not to inhibit gas supply and to make the temperature uniform.

여기에서 냉각 블록(13b)으로서는, 2장의 금속 플레이트를 납땜에 의해 접합하고, 내부에 냉각액의 유로(14)를 갖는 구조의 것이 이용되고 있다. 이 냉각 블 록(13b)은 열교환으로서의 기능을 갖기 위해서 높은 열전도 성능이 요구되는 동시에 고주파의 통로로 되기 위해서 높은 전기 도통 성능이 요구된다. 그 때문에 금속 플레이트로서는, 저항률 및 열전도율이 높은 스테인리스 강(이하, "SUS"라고 함)은 사용할 수는 없고, 저항률 및 열전도율이 SUS보다도 매우 낮은 알루미늄(Al)이 널리 사용되고 있다.As the cooling block 13b, two metal plates are joined to each other by soldering, and those having a structure having a flow path 14 of a cooling liquid therein are used. The cooling block 13b requires high heat conduction performance in order to have a function as heat exchange, and high electric conduction performance in order to be a high frequency passage. Therefore, as a metal plate, stainless steel (henceforth "SUS") with high resistivity and thermal conductivity cannot be used, and aluminum (Al) whose resistivity and thermal conductivity is much lower than SUS is widely used.

그러나, 알루미늄을 사용한 경우에는 냉각액에 접촉하는 유로(14)는 순수 알루미늄 면이 노출되어 있기 때문에, 유로(14)를 통과하여 흐르는 냉각액에 의해 유로(14)의 내주면이 부식될 우려가 있고, 유로(14)의 내주면의 부식에 의해 유로(14)에 냉각액이 막힐 우려가 있다. 여기에서 냉각 블록(13b)에 형성되어 있는 유로(14)를 방식할 필요가 있다.However, when aluminum is used, since the pure aluminum surface is exposed in the flow path 14 contacting the coolant, the inner peripheral surface of the flow path 14 may be corroded by the coolant flowing through the flow path 14. There is a fear that the coolant is blocked in the flow path 14 due to the corrosion of the inner circumferential surface of (14). Here, it is necessary to use the flow path 14 formed in the cooling block 13b.

이러한 방식 방법으로서는, 알루마이트 처리에 의해 유로(14)의 내주면에 산화알루미늄 막을 형성하는 방법이 고려되지만, 납땜하기 전에 금속 플레이트의 표면을 알루마이트 처리한 경우, 금속 플레이트를 접합할 때에, 알루마이트가 납땜 온도에 견딜 수 없어, 알루마이트에 균열이 생기기 때문에, 방식막으로서의 기능이 충분히 발휘되지 않는다. 또한, 납땜한 후에 알루마이트 처리한 경우, 유로(14)내에 알루마이트 처리용의 전해액을 흘려넣지 않으면 안 되어, 유로(14)의 복잡함으로 인해 전해액이 골고루 퍼지지 않으므로, 유로(14)에 알루마이트가 형성되지 않는 부분이 생겨서, 핀홀(pinhole)이 형성될 우려가 있다. 또한, 유로(14)내에 있어서 용존 산소와 알루마이트가 결합하여, 유로(14)를 막는 이물질이 석출될 우려가 있다.As such an anticorrosive method, a method of forming an aluminum oxide film on the inner circumferential surface of the flow path 14 by an anodizing process is considered. However, when anodizing the surface of the metal plate before soldering, the alumite is soldered at the time of joining the metal plate. Since it cannot withstand and a crack arises in an alumite, the function as an anticorrosive film is not fully exhibited. In addition, in the case of anodizing after soldering, an electrolyte solution for anodizing treatment must be flowed into the flow path 14, so that the electrolyte solution does not spread evenly due to the complexity of the flow path 14, so that no alumite is formed in the flow path 14. There is a possibility that a portion is formed, and a pinhole is formed. In addition, dissolved oxygen and alumite are combined in the flow passage 14, and there is a fear that foreign substances that block the flow passage 14 may precipitate.

또한, 유로(14)의 내주면에 수지를 코팅하는 방법에서는, 유로(14)내에 수지를 흘려넣지 않으면 안 되어, 유로(14)의 복잡함으로 인해 수지가 널리 퍼지지 않으므로, 유로(14)에 알루마이트가 코팅되지 않는 부분이 생겨서, 핀홀(pinhole)이 형성될 우려가 있다. 또, 냉각 블록(13b)으로서 기능을 만족하는 열전도성을 얻을 수 있을지 우려가 남는다.In addition, in the method of coating the resin on the inner circumferential surface of the flow passage 14, the resin must be poured into the flow passage 14, and the resin does not spread widely due to the complexity of the flow passage 14. There is a fear that a portion that is not coated is formed and a pinhole is formed. Moreover, there remains a concern whether the thermal conductivity satisfying the function as the cooling block 13b can be obtained.

그밖에 냉각 블록(13b)내에 파이프를 설치하는 방법은, 파이프 자체를 복잡하게 구부릴 수 없고, 시공시의 납땜 온도(약 600℃)에 견딜 수 없기 때문에 채용할 수 없다.In addition, the method of installing the pipe in the cooling block 13b cannot be flexibly bent in the pipe itself, and cannot be adopted because it cannot withstand the soldering temperature (about 600 ° C.) at the time of construction.

또한, 칠러(chiller)를 적용하면 내식성을 고려할 필요가 없어지므로, 알루미늄 및 동과 같은 적절한 재료를 사용할 수 있지만, 비용 및 공간의 관계상 어려운 경우가 많다.In addition, applying a chiller eliminates the need to consider corrosion resistance, so that suitable materials such as aluminum and copper can be used, but are often difficult in terms of cost and space.

한편, 특허문헌 1에는 자동차의 라디에이터에 있어서, Si 등을 함유하는 땜납재/알루미늄 합금 코어재/Al-Zn계 합금 희생재의 3개의 복합재를 이용하여, 편평 튜브는 그 복합재의 땜납재측을 외측으로 하여 전봉(電縫) 용접하고 있는 것과, 또 복합재는 코어재의 한쪽 편에 희생제를 도포하여, 열간 압연함으로써 제조되는 것 등이 기재되어 있지만, 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생하기 위한 전극을 구성하는 냉각 블록에 있어서, 적절한 제법에 대해서는 기재되어 있지 않다.On the other hand, Patent Literature 1 discloses a flat tube using three composite materials of a solder material / aluminum alloy core material / Al-Zn-based alloy sacrificial material containing Si or the like in an automobile radiator. And electric welding, and the composite material is produced by applying a sacrificial agent to one side of the core material and hot rolling, etc., but the electrode for generating the plasma used in the plasma treatment is described. The cooling block WHEREIN: The suitable manufacturing method is not described.

[특허문헌 1] 일본 공개 특허 제 2002-86295 호 공보(단락 0002 및 단락 0019)[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-86295 (paragraph 0002 and paragraph 0019)

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생하기 위한 전극을 구성하는 냉각 블록에 있어서, 전극에 요구되는 기능을 만족하면서, 부식을 억제하여 사용 수명이 긴 냉각 블록을 제공하는 것이다. 또한, 다른 목적은 이러한 냉각 블록을 사용한 플라즈마 처리 장치를 제공하는 것이다.This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is that the cooling block which comprises the electrode for generating the plasma used for a plasma process WHEREIN: It satisfies the function required for an electrode, suppresses corrosion, and has long service life. To provide a cooling block. Another object is to provide a plasma processing apparatus using such a cooling block.

본 발명은 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생시키기 위한 전극을 구성하고, 내부에 냉각액의 유로를 구비한 냉각 블록에 있어서, 각각 알루미늄으로 이루어지고, 적어도 그들 한쪽에 냉각액의 유로 형성용 오목부가 가공되어 있는 제 1 모재 및 제 2 모재를, 양자 사이에 아연을 개재시킨 상태에서 산소를 포함하는 가열 분위기하에서 접합함으로써, 아연이 알루미늄중에 확산된 확산 접합층과 아연 산화막으로 이루어진 방식층이 동시에 형성되어 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention constitutes an electrode for generating a plasma for use in plasma processing, the cooling block having a coolant flow path therein, each made of aluminum, and at least one of the recesses for forming the flow path of the coolant is processed The first base material and the second base material are bonded together in a heating atmosphere containing oxygen with zinc interposed therebetween, whereby an anticorrosive layer composed of a diffusion bonding layer in which zinc is diffused in aluminum and a zinc oxide film is formed at the same time. It is characterized by.

전술한 냉각 블록에 있어서, 아연 산화막중의 아연의 양은 1㎡당 30g 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제 1 모재 및 제 2 모재 사이에는, 니켈, 실리콘, 동, 붕소, 인, 크롬, 철 및 카본으로부터 선택되는 땜납재가 개재된 구조이어도 좋다. 이러한 냉각 블록은, 예를 들어 플라즈마 생성용의 처리 가스를 처리 분위기에 공급하기 위해 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스 공급 구멍이 형성되고, 피처리체가 탑재되는 하부 전극에 대향하는 상부 전극으로서 구성된다.In the cooling block described above, the amount of zinc in the zinc oxide film is preferably 30 g or more per m 2. In addition, a structure in which a solder material selected from nickel, silicon, copper, boron, phosphorus, chromium, iron, and carbon may be interposed between the first base material and the second base material. Such a cooling block is formed as an upper electrode facing a lower electrode on which a target object is mounted, for example, a plurality of gas supply holes penetrating in the thickness direction for supplying a processing gas for plasma generation to a processing atmosphere. .

또한, 본 발명은 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생시키기 위한 전극을 구성하고, 내부에 냉각액의 유로를 구비한 냉각 블록에 있어서, 각각 알루미 늄으로 이루어지는 모재의 표면에 스테인리스제의 플레이트가 접합되고, 적어도 그들 한쪽에 냉각액의 유로 형성용 오목부가 가공되어 있는 제 1 부재 및 제 2 부재를, 상기 플레이트를 서로 대향시킨 상태에서 접합하여 구성되고, 제 1 부재의 플레이트와 제 2 부재의 플레이트의 접합부는 스테인리스끼리의 확산 접합층이 형성되고, 알루미늄으로 이루어지는 모재와 플레이트의 접합부는 스테인리스 및 알루미늄의 확산 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이러한 냉각 블록에 대해서도 마찬가지로, 플라즈마 발생용의 처리 가스를 처리 분위기에 공급하기 위해 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스 공급 구멍이 형성되는 동시에, 피처리체가 탑재되는 하부 전극에 대향하는 상부 전극으로서 사용될 수 있다. 이 경우, 스테인리스제의 플레이트에 형성된 가스 공급 구멍의 내주부는 모재의 알루미늄에 의해 피복되어 있는 것이 바람직하다.Moreover, in this invention, in the cooling block which comprises the electrode for generating the plasma used for a plasma process, and has the flow path of a cooling liquid inside, the plate of stainless steel is joined to the surface of the base material which consists of aluminum, respectively, The first member and the second member on which at least one of the recesses for forming a flow path of the cooling liquid are processed are joined to each other in a state where the plates are opposed to each other, and the joining portion of the plate of the first member and the plate of the second member The diffusion bonding layer of stainless steel is formed, The joining part of the base material and plate which consist of aluminum is characterized by the diffusion bonding layer of stainless steel and aluminum being formed. Similarly, for such a cooling block, a plurality of gas supply holes penetrating in the thickness direction are formed to supply the processing gas for plasma generation to the processing atmosphere, and at the same time, it can be used as an upper electrode facing the lower electrode on which the object is to be mounted. have. In this case, it is preferable that the inner peripheral part of the gas supply hole formed in the plate made of stainless steel is covered with aluminum of a base material.

더욱이, 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 기밀한 처리 용기와, 이 처리 용기의 내부에 마련되고, 플라즈마 처리되는 기판을 유지하기 위한 전극을 겸용하는 탑재대와, 상기 처리 용기의 내부에 상기 탑재대와 대향하도록 마련되고, 전술한 냉각 블록을 포함하는 전극과, 상기 처리 용기내에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 공급부와, 상기 탑재대와 이것에 대향하는 상기 전극 사이에 고주파 전계를 형성하여 상기 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 플라즈마 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 플라즈마 처리 장치에 있어서, 상기 처리 가스 도입 수단은 다수의 구멍으로부터 가스를 토출하기 위한 샤워헤드를 갖고, 상기 전극은 상기 샤워헤드의 하면의 샤워판으로서 기능하고, 다수의 가스 토출 구멍이 형성되 도록 구성된다.Moreover, the plasma processing apparatus of this invention is equipped with the airtight processing container, the mounting table which is provided in the inside of this processing container, and combines the electrode for holding the board | substrate processed by plasma, and the said mounting table inside the said processing container. And a high frequency electric field formed between an electrode including the cooling block described above, a gas supply unit for introducing a processing gas into the processing container, the mounting table, and the electrode opposite to the processing gas. It characterized in that it comprises a plasma generating means for making a plasma. Further, in the plasma processing apparatus, the processing gas introduction means has a shower head for discharging gas from the plurality of holes, the electrode functions as a shower plate on the lower surface of the shower head, and the plurality of gas discharge holes It is configured to be formed.

(제 1 실시형태)(1st embodiment)

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 냉각 블록을 적용한 플라즈마 처리 장치인 RIE(Reactive Ion Etching; 반응성 이온 에칭) 플라즈마 에칭 장치를 도시하는 단면도이다. 도 1중의 참조부호(2)는, 예를 들어 알루미늄으로 이루어지는 처리 용기(진공 챔버)이다. 상기 처리 용기(2)는 소직경의 원통형의 상부(2a)와 대직경의 원통형의 하부(2b)로 이루어지고, 기밀하게 구성되어 있다. 이 처리 용기(2)내에는, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)(이하, "웨이퍼"라고 함)를 수평으로 지지하고, 또한 하부 전극으로서 기능하는 탑재대인 지지 테이블(3)이 마련되어 있다. 상기 지지 테이블(3)은 예를 들어 알루미늄으로 구성되어 있고, 절연판(4)을 거쳐서 도체의 지지대(5)에 지지되어 있다. 또한, 상기 지지 테이블(3)의 상방의 외주에는 예를 들어 실리콘(Si)으로 형성된 포커스 링(31)이 마련되어 있다. 상기 지지대(5)의 하방 부분은 커버(32)로 덮여 있다. 또, 상기 지지대(5)의 외측에는 배플판(33)이 마련되어 있고, 이 배플판(33), 지지대(5), 커버(32)를 통하여 처리 용기(2)와 도통하고 있다. 또한, 상기 처리 용기(2)는 접지되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described. 1 is a cross-sectional view showing a reactive ion etching (RIE) plasma etching apparatus which is a plasma processing apparatus to which a cooling block according to an embodiment of the present invention is applied. Reference numeral 2 in FIG. 1 is a processing container (vacuum chamber) made of aluminum, for example. The processing container 2 consists of a small diameter cylindrical upper part 2a and a large diameter cylindrical lower part 2b, and is airtight. In this processing container 2, the support table 3 which is a mounting table which horizontally supports the semiconductor wafer W (henceforth "wafer") which is a to-be-processed substrate, and functions as a lower electrode is provided. The said support table 3 is comprised from aluminum, for example, and is supported by the support stand 5 of a conductor through the insulating plate 4. Further, a focus ring 31 formed of silicon (Si), for example, is provided on the outer circumference of the support table 3 above. The lower portion of the support 5 is covered with a cover 32. Moreover, the baffle plate 33 is provided in the outer side of the said support stand 5, and is electrically conductive with the processing container 2 via this baffle plate 33, the support stand 5, and the cover 32. As shown in FIG. In addition, the processing container 2 is grounded.

상기 처리 용기(2)의 천장벽 부분은 처리 용기(2)내에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 공급부인 샤워헤드(6)로 되어 있고, 이 샤워헤드(6)의 하면에는 샤워판 으로서 기능하는 상부 전극(7)이 마련되어 있다. 이 상부 전극(7)은 처리 영역에 접하는 부위에 세라믹스나 중금속 등의 오염이 없는 도전 재료를 사용한 두께가 예를 들어 20㎜의 원통형의 냉각 블록(80)으로 구성되어 있다. 이 상부 전극(7)은 하부 전극으로서 기능하는 지지 테이블(3)과 평행하게 대향하여 마련되어 있고, 상기 전극 플레이트(7a)에 있어서 다수의 가스 토출 구멍(71)이 형성되어 있다. 즉, 하부 전극인 지지 테이블(3)과 상부 전극(7)은 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다. 또, 상기 상부 전극(7)은 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 전기력선을 방출하는 부위이기 때문에, 웨이퍼(W) 표면에 있어서 면내 균일성이 높은 플라즈마를 발생시키기 위해서, 상부 전극(7)의 사이즈를 웨이퍼(W)의 피처리면과 동일한 크기이거나 그것보다도 크게 형성하고 있다. 또, 상기 상부 전극(7)은 처리 용기(2)를 거쳐서 접지되어 있다.The ceiling wall portion of the processing container 2 is a shower head 6, which is a gas supply unit for introducing a processing gas into the processing container 2, and an upper surface of the shower head 6 functioning as a shower plate. The electrode 7 is provided. The upper electrode 7 is formed of, for example, a cylindrical cooling block 80 having a thickness of 20 mm using a conductive material free of contamination such as ceramics or heavy metal at a portion in contact with the processing region. The upper electrode 7 is provided to face in parallel with the support table 3 functioning as the lower electrode, and a plurality of gas discharge holes 71 are formed in the electrode plate 7a. That is, the support table 3 and the upper electrode 7 which are lower electrodes comprise a pair of parallel plate electrode. In addition, since the upper electrode 7 is a portion that emits electric force lines for plasmaizing the processing gas, the size of the upper electrode 7 is increased in order to generate a high in-plane uniformity plasma on the wafer W surface. The wafer W is formed to be the same size or larger than the surface to be processed. The upper electrode 7 is grounded via the processing container 2.

상기 처리 용기(2)의 하부(2b)의 바닥벽에는, 배기 포트(21)가 형성되어 있고, 이 배기 포트(21)에는 진공 펌프(22)가 접속되어 있다. 그리고, 상기 진공 펌프(22)를 작동시킴으로써 처리 용기(2)내를 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 되어 있다. 한편, 처리 용기(2)의 상부(2a)의 측벽에는, 웨이퍼(W)를 반입출하기 위한 반입출구(23)가 마련되어 있고, 이 반입출구(23)는 게이트 밸브(24)에 의해 개폐되도록 되어 있다.An exhaust port 21 is formed in the bottom wall of the lower part 2b of the processing container 2, and a vacuum pump 22 is connected to the exhaust port 21. The vacuum pump 22 is operated to reduce the pressure in the processing container 2 to a predetermined degree of vacuum. On the other hand, at the side wall of the upper part 2a of the processing container 2, the carrying in / out port 23 for carrying in / out of the wafer W is provided, and this carrying in / out port 23 is opened and closed by the gate valve 24, have.

상기 지지 테이블(3)에는, 정합기(28 및 25)를 거쳐서 각각 플라즈마 형성용의 제 1 고주파 전원(26) 및 이온 인입용의 제 2 고주파 전원(27)이 접속되어 있고, 이 제 1 고주파 전원(26) 및 제 2 고주파 전원(27)으로부터 소정의 주파수의 고주파 전력이 지지 테이블(3)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 제 2 고주파 전원(27)은 제 1 고주파 전원(26)의 주파수보다도 낮은 고주파 전력을 공급한다.The first high frequency power source 26 for plasma formation and the second high frequency power source 27 for ion intake are connected to the support table 3 via a matcher 28 and 25, respectively. High frequency power of a predetermined frequency is supplied to the support table 3 from the power source 26 and the second high frequency power source 27. The second high frequency power supply 27 supplies high frequency power lower than the frequency of the first high frequency power supply 26.

상기 지지 테이블(3)의 표면상에는 웨이퍼(W)를 정전 흡착하여 유지하기 위한 정전 척(34)이 마련되어 있다. 이 정전 척(34)은 절연체(34b) 사이에 전극(34a)이 개재되어 구성되어 있고, 전극(34a)에는 직류 전원(35)이 접속되어 있다. 그리고, 전극(34a)에 전원(35)으로부터 전압이 인가됨으로써, 정전기력, 예를 들어 쿨롱력에 의해 웨이퍼(W)가 흡착 유지된다.On the surface of the support table 3, an electrostatic chuck 34 for electrostatically holding and holding the wafer W is provided. The electrostatic chuck 34 has an electrode 34a interposed between the insulators 34b, and a DC power supply 35 is connected to the electrode 34a. The voltage is applied from the power source 35 to the electrode 34a, whereby the wafer W is adsorbed and held by an electrostatic force, for example, a coulomb force.

또한, 상기 지지 테이블(3)의 내부에는 냉각실(36)이 마련되어 있고, 이 냉각실(36)에는, 냉매가 냉매 도입관(36a)을 거쳐서 도입되고, 냉매 배출관(36b)으로부터 배출되어서 순환하고, 그 냉열이 지지 테이블(3)을 거쳐서 웨이퍼(W)에 대하여 열전도되며, 이로써 웨이퍼(W)의 처리면이 원하는 온도로 제어된다.In addition, a cooling chamber 36 is provided inside the support table 3, and refrigerant is introduced into the cooling chamber 36 through the refrigerant inlet pipe 36a and discharged from the refrigerant discharge pipe 36b to circulate. The cold heat is then conducted to the wafer W via the support table 3, whereby the processing surface of the wafer W is controlled to a desired temperature.

또한, 처리 용기(2) 내부가 진공 펌프(22)에 의해 배기되어 진공으로 유지되고 있어도, 냉각실(36)에 순환되는 냉매에 의해 웨이퍼(W)를 유효하게 냉각할 수 있도록, 냉각 가스가 가스 도입 기구(37)에 의해 그 가스 공급 라인(38)을 거쳐서 정전 척(34)의 표면과 웨이퍼(W)의 이면 사이에 도입된다. 이와 같이 냉각 가스를 도입함으로써, 냉매의 냉열이 웨이퍼(W)에 유효하게 전달되어, 웨이퍼(W)의 냉각 효율을 높일 수 있다.In addition, even when the inside of the processing container 2 is exhausted by the vacuum pump 22 and maintained in a vacuum, a cooling gas is provided so that the wafer W can be effectively cooled by the refrigerant circulated in the cooling chamber 36. The gas introduction mechanism 37 is introduced between the front surface of the electrostatic chuck 34 and the back surface of the wafer W via the gas supply line 38. By introducing the cooling gas in this way, cooling heat of the refrigerant can be effectively transmitted to the wafer W, and the cooling efficiency of the wafer W can be increased.

상기 샤워헤드(6)는, 그 상부에 가스 도입구(72)가 마련되는 동시에, 그 내부에는 가스가 확산하기 위한 공간(73)이 형성되어 있다. 상기 가스 도입구(72)에는 가스 공급 배관(74)이 접속되어 있고, 이 가스 공급 배관(74)의 타단부에는 처 리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급계(75)가 접속되어 있다.The shower head 6 is provided with a gas inlet 72 at an upper portion thereof, and a space 73 for gas diffusion therein is formed therein. A gas supply pipe 74 is connected to the gas inlet 72, and a processing gas supply system 75 for supplying a processing gas is connected to the other end of the gas supply pipe 74.

한편, 처리 용기(2)의 상부(2a)의 주위에는, 반입출구(23)를 사이에 두고 2개의 다극(multi-pole) 링 자석(25a, 25b)이 배치되어 있다. 이 다극 링 자석(25a, 25b)은, 복수의 이방성 세그먼트 주상(柱狀) 자석이 링형상의 자성체의 케이싱에 장착되어서 구성되어 있고, 인접하는 복수의 세그먼트 주상 자석끼리의 방향이 서로 역방향으로 되도록 배치되어 있다. 이에 의해 자력선이 인접하는 세그먼트 자석 사이에 형성되고, 상하 전극 사이의 처리 공간의 주변부에만 자장이 형성되어, 처리 공간에 플라즈마를 가두는 작용을 갖는다.On the other hand, two multi-pole ring magnets 25a and 25b are arranged around the upper portion 2a of the processing container 2 with the carry-in and out ports 23 interposed therebetween. The multipole ring magnets 25a and 25b are formed by attaching a plurality of anisotropic segment column magnets to a casing of a ring-shaped magnetic body, so that the directions of the adjacent plurality of segment column magnets are opposite to each other. It is arranged. As a result, magnetic force lines are formed between adjacent segment magnets, and a magnetic field is formed only in the periphery of the processing space between the upper and lower electrodes, and has a function of confining the plasma in the processing space.

다음에, 냉각 블록(80)에 대하여 상세하게 설명한다. 냉각 블록(80)은 알루미늄(Al)의 모재(8)로 이루어지고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 해당 모재(8)의 내부에는 냉각액, 예를 들어 물을 통과시키기 위한 굴곡된 유로(81)가 형성되어 있다. 상기 냉각 블록(80)의 표면에는 상기 유로(81)를 회피하도록 [이 예에서는 유로(81)와 유로(81) 사이에] 가스 토출 구멍(82)이 형성되어 있다. 상기 전극 플레이트(7a)에 형성된 가스 토출 구멍(71)과 상기 냉각 블록(80)에 형성된 가스 토출 구멍(82)은, 전극 플레이트(7a)와 냉각 블록(80)을 중첩했을 때에 각각 가스 토출 구멍(71, 82)이 일치하여 겹치도록 위치 설정되어 있고, 이 가스 토출 구멍(71, 82)으로부터 처리 가스가 상하 전극 사이의 처리 공간으로 토출되도록 되어 있다. 상기 유로(81)에는, 냉각액이 냉각액 도입관(83a)을 거쳐서 도입되고, 냉각액 배출관(83b)으로부터 배출되어서, 플라즈마 처리 장치 외부의 온도 조절 장치를 통해서 순환하고, 이에 의해 상부 전극(7)이 설정 온도로 제어되어, 웨이퍼(W)의 상방에 생성된 플라즈마를 프로세스에 적당한 상태로 제어하고 있다. 또, 상기 냉각액 도입관(83a) 및 냉각액 배출관(83b)은, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 냉각 블록(80)의 상면으로부터 상방을 향해서 신장하여, 원통형의 상부(2a)내의 유로에 접속되어 있다. 또한, 도 1에 있어서 냉각액 도입관(83a)은 냉각액 배출관(83b)에 가려 있어서 보이지 않는다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 유로(82)의 내주면 전체에는 후술하는 아연 산화막(방식막)(94)이 형성되어 있다.Next, the cooling block 80 is demonstrated in detail. The cooling block 80 is formed of a base material 8 made of aluminum (Al), and as shown in FIG. 2, a curved flow path 81 for passing a coolant, for example, water, inside the base material 8. ) Is formed. A gas discharge hole 82 (between the flow path 81 and the flow path 81 in this example) is formed on the surface of the cooling block 80 to avoid the flow path 81. The gas discharge holes 71 formed in the electrode plate 7a and the gas discharge holes 82 formed in the cooling block 80 each have a gas discharge hole when the electrode plate 7a and the cooling block 80 overlap each other. The positions 71 and 82 coincide and overlap each other, and the processing gas is discharged from the gas discharge holes 71 and 82 into the processing space between the upper and lower electrodes. The coolant is introduced into the flow path 81 via the coolant inlet tube 83a, discharged from the coolant discharge tube 83b, and circulated through a temperature control device outside the plasma processing apparatus, whereby the upper electrode 7 The plasma is controlled at the set temperature, and the plasma generated above the wafer W is controlled in a state suitable for the process. The coolant introduction pipe 83a and the coolant discharge pipe 83b extend upward from the upper surface of the cooling block 80 as shown in Figs. 1 and 2 to form a flow path within the cylindrical upper portion 2a. Connected. In addition, in FIG. 1, the coolant introduction pipe 83a is hidden by the coolant discharge pipe 83b and is not seen. 3, the zinc oxide film (anticorrosive film) 94 mentioned later is formed in the whole inner peripheral surface of the said flow path 82. As shown in FIG.

이 냉각 블록(80)의 제조 방법에 대하여 도 4 및 도 5를 이용하여 구체적으로 설명한다. 우선 일면측에 냉각액의 유로 형성용 오목부(80a)가 가공된 알루미늄으로 이루어지는 제 1 모재(하부 부재)(8a)와 제 2 모재(상부 부재)(8b)를 준비한다[도 4의 (a)]. 그리고 제 1 모재(8a)의 상면에 용제 등의 용매에 아연(Zn) 분말을 분산시킨 도포액[슬러리(slurry)]을 가스 스프레이 등에 의해 도포하는 동시에 제 2 모재(8b)의 상면에 납재, 예를 들어 니켈(Ni) 분말을 용매에 분산시킨 도포액(슬러리)을 도포한다[도 4의 (b)]. 또, 스프레이 도포는 1㎡당 30g 이상의 아연을 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 1 모재(8a)의 표면에는 Zn의 도포막(91)이 형성되는 동시에 제 2 모재(8b)의 표면에는 Ni의 도포막(92)이 형성된다.The manufacturing method of this cooling block 80 is demonstrated concretely using FIG. 4 and FIG. First, the 1st base material (lower member) 8a and the 2nd base material (upper member) 8b which consist of the aluminum which processed the flow path formation recessed part 80a of the cooling liquid on one surface side are prepared (FIG. 4 (a). )]. Then, a coating liquid (slurry) obtained by dispersing zinc (Zn) powder in a solvent such as a solvent on the upper surface of the first base material 8a is applied with a gas spray or the like, and a solder material is applied to the upper surface of the second base material 8b. For example, the coating liquid (slurry) which disperse | distributed nickel (Ni) powder to the solvent is apply | coated (FIG. 4 (b)). Moreover, it is preferable to apply | coat 30 g or more zinc per 1m <2> in spray application. As shown in Fig. 4B, a Zn coating film 91 is formed on the surface of the first base material 8a, and a Ni coating film 92 is formed on the surface of the second base material 8b. Is formed.

그 후, 제 1 모재(8a)에 Zn의 도포막(91)이 형성된 면과 제 2 모재(8b)에 Ni의 도포막(92)이 형성된 면을 서로 맞대서, 산소를 포함하는 감압 분위기, 예를 들어 감압 공기 분위기에 있는 가열로내에 반입하고, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이 예를 들어 제 1 모재(8a)측을 지지부에 의해 지지하고, 제 2 모재(8b)의 상면을 가압하면서 가열한다. 이에 의해 접합면에 있어서 아연 및 니켈이 알루미늄중에 확산하고, Al-Zn-Ni로 이루어지는 접합층(확산 접합층)(93)이 형성되어서 확산 접합이 달성된다. 또한, 제 1 모재(8a)의 오목부(80a)가 제 2 모재(8b)에 의해 덮여진 상태로 되어서 냉각 블록(80)의 유로(81)가 형성된다. 그리고 이 오목부(80a)에 있어서는, 아연과 산소에 의해 아연 산화막(94)이 형성된다. 또한, 이 예에서는 아연 산화막(94)은 상세하게는 Zn-Ni-Al의 복합 산화막이다. 즉, 상기 유로(81)의 내면 전체에 아연 산화막(94)이 형성된다.Thereafter, the surface on which the coating film 91 of Zn is formed on the first base material 8a and the surface on which the coating film 92 of Ni is formed on the second base material 8b are brought into contact with each other to form a reduced pressure atmosphere containing oxygen, For example, it is carried in the heating furnace which exists in a pressure-reduced air atmosphere, and for example, as shown to Fig.5 (a), the 1st base material 8a side is supported by a support part, and the upper surface of the 2nd base material 8b is carried out. Heating while pressing. Thereby, zinc and nickel diffuse in aluminum at the joining surface, and the joining layer (diffusion joining layer) 93 which consists of Al-Zn-Ni is formed and diffusion bonding is achieved. Moreover, the recessed part 80a of the 1st base material 8a is covered with the 2nd base material 8b, and the flow path 81 of the cooling block 80 is formed. In this recessed portion 80a, a zinc oxide film 94 is formed of zinc and oxygen. In this example, the zinc oxide film 94 is specifically a composite oxide film of Zn-Ni-Al. That is, the zinc oxide film 94 is formed on the entire inner surface of the flow path 81.

계속해서 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이 냉각 블록(80)을 절삭 공구, 예를 들어 드릴(85)을 이용하여 유로(81)와 유로(81) 사이를 절삭함으로써 예를 들어 구경 0.5㎜ 내지 1㎜의 가스 토출 구멍(82)이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the cooling block 80 is cut between the flow path 81 and the flow path 81 by using a cutting tool, for example, a drill 85, for example, a diameter of 0.5. Gas discharge holes 82 of 1 mm to 1 mm are formed.

또, 이 예에서는 제 1 모재(8a)의 일면측에 오목부(80a)가 가공되어 있지만, 제 2 모재(8b)의 일면측에 오목부(80a)를 가공하여도 좋고, 혹은 제 1 모재(8a) 및 제 2 모재(8b)의 양면에 있어서의 서로 대응하는 위치에 오목부(80a)를 각각 가공하여, 양쪽 모재(8a, 8b)의 오목부(80a)끼리에서 유로(81)를 형성하도록 하여도 좋다.Moreover, although the recessed part 80a is processed in the one surface side of the 1st base material 8a in this example, you may process the recessed part 80a in the one surface side of the 2nd base material 8b, or a 1st base material The recessed part 80a is processed in the position corresponding to each other in both surfaces of 8a and the 2nd base material 8b, and the flow path 81 is formed between the recessed parts 80a of both base materials 8a and 8b. It may be formed.

다음에, 이렇게 구성된 플라즈마 에칭 장치의 작용의 일례에 대하여 설명한다. 우선, 게이트 밸브(24)를 개방하여 웨이퍼(W)를 반입출구(23)로부터 처리 용기(2)내에 반입하여, 지지 테이블(3)에 탑재하고, 직류 전원(35)으로부터 정전 척(34)의 전극(34a)에 소정의 전압이 인가됨으로써 정전 척(34)에 흡착 유지한 후, 진공 펌프(22)에 의해 배기 포트(21)를 거쳐서 처리 용기(2) 내부를 소정의 진공도 까지 배기한다.Next, an example of the operation of the plasma etching apparatus configured as described above will be described. First, the gate valve 24 is opened, the wafer W is loaded into the processing container 2 from the inlet / outlet 23, mounted on the support table 3, and the electrostatic chuck 34 from the DC power supply 35. After a predetermined voltage is applied to the electrode 34a of the electrode, the electrostatic chuck 34 is sucked and held, and the vacuum pump 22 exhausts the inside of the processing container 2 to a predetermined degree of vacuum through the exhaust port 21. .

그리고 처리 가스 공급계(75)로부터 처리 가스, 예를 들어 불소(F) 등이 가스 공급 배관(74), 가스 도입구(72)를 거쳐서 샤워헤드(6)의 공간(73)에 도달하고, 냉각 블록(80)의 가스 토출 구멍(82) 및 전극 플레이트(7a)의 가스 토출 구멍(71)을 통하여 처리 분위기로 토출된다. 그리고 처리 용기(2)내의 가스 압력을 예를 들어 13Pa 내지 1333Pa(100mTorr 내지 10Torr)로 설정하고, 그 상태에서 제 1 고주파 전원(26)으로부터 지지 테이블(3)에 예를 들어 100MHz의 고주파 전력을 공급한다. 이 고주파는, 지지 테이블(3), 처리 공간, 상부 전극(7), 냉각 블록(80) 및 처리 용기(2)의 경로를 흘러서, 처리 분위기에 고주파 전계가 형성된다.Then, the processing gas, for example, fluorine (F), etc. from the processing gas supply system 75 reaches the space 73 of the shower head 6 via the gas supply pipe 74 and the gas inlet 72. It discharges to a process atmosphere through the gas discharge hole 82 of the cooling block 80, and the gas discharge hole 71 of the electrode plate 7a. Then, the gas pressure in the processing vessel 2 is set to, for example, 13 Pa to 1333 Pa (100 mTorr to 10 Torr), and in this state, a high frequency power of, for example, 100 MHz is supplied from the first high frequency power source 26 to the support table 3. Supply. This high frequency flows through the path of the support table 3, the processing space, the upper electrode 7, the cooling block 80, and the processing container 2, and a high frequency electric field is formed in the processing atmosphere.

또한, 제 2 고주파 전원(27)으로부터는, 플라즈마의 이온 에너지를 제어하기 위해 예를 들어 3.2MHz의 고주파 전력이 공급되는 동시에, 상부 전극(7)과 하부 전극인 지지 테이블(3) 사이에 고주파 전계가 형성된다. 또, 샤워헤드(6)와 지지 테이블(3) 사이에는 이극(dipole) 링 자석(25a, 25b)에 의해 수평 자계가 형성되어 있으므로, 웨이퍼(W)가 존재하는 전극 사이의 처리 공간에는 직교 전자계가 형성되고, 그에 따라서 생긴 전자의 드리프트(drift)에 의해 마그네트론(magnetron) 방전이 형성된다. 그리고 이 마그네트론 방전에 의해 처리 가스가 플라즈마화하고, 이 플라즈마에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 소정의 막이 에칭된다.In addition, from the second high frequency power source 27, for example, 3.2 MHz of high frequency power is supplied to control the ion energy of the plasma, and a high frequency is provided between the upper electrode 7 and the support table 3 which is the lower electrode. An electric field is formed. In addition, since the horizontal magnetic field is formed between the shower head 6 and the support table 3 by the dipole ring magnets 25a and 25b, an orthogonal electromagnetic field is formed in the processing space between the electrodes where the wafer W is present. Is formed, and a magnetron discharge is formed by the drift of the resulting electrons. The magnetron discharge causes the processing gas to be plasma, and the predetermined film formed on the surface of the wafer W is etched by the plasma.

그리고 냉각 블록(80)의 유로(81)에는 냉매액 도입관(83a)으로부터 냉각액, 예를 들어 물이 도입됨으로써, 냉각 블록(80)을 거쳐서 전극 플레이트(7a)의 하면이 설정 온도 예를 들어 60℃로 균일하게 유지되도록 온도 조정되고, 이에 의해 웨 이퍼(W)의 상방의 플라즈마의 전자 밀도의 면내 균일성이 도모된다.The coolant, for example, water, is introduced into the flow path 81 of the cooling block 80 from the coolant liquid introduction pipe 83a, so that the lower surface of the electrode plate 7a passes through the cooling block 80, for example, at a set temperature. Temperature is adjusted so that it may be maintained uniformly at 60 degreeC, and in-plane uniformity of the electron density of the plasma above the wafer W is attained by this.

전술한 실시형태에 따르면, 냉각 블록(80)의 모재(8)로서 알루미늄을 사용하고 있으므로 상부 전극(7)에 요구되는 본래의 기능을 만족하는 동시에, 알루미늄으로 이루어지는 2개의 모재(8a, 8b)끼리를, 아연을 개재시키는 것에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같이 아연을 알루미늄중에 확산시킨 확산 접합과, 냉각액이 통과하는 유로(81)의 내주면으로의 아연 산화막(94)의 형성을 동시에 실행하도록 하고 있기 때문에, 기술한 바와 같이 납땜전에 표면 처리를 실행할 경우 혹은 납땜후에 표면 처리를 실행할 경우와 같은 불량은 없고, 복잡한 유로이어도 구석구석까지 아연 산화막(94)을 형성할 수 있고, 더욱이 막 균열의 우려도 없다. 더더욱, 납땜과 접합이 동시에 실행되므로 제조 프로세스도 간략화된다.According to the embodiment described above, since aluminum is used as the base material 8 of the cooling block 80, the two base materials 8a and 8b made of aluminum are satisfied while satisfying the original functions required for the upper electrode 7. By interposing the zinc with each other, as shown in FIG. 5, diffusion bonding in which zinc is diffused in aluminum and formation of a zinc oxide film 94 on the inner circumferential surface of the flow path 81 through which the coolant passes are simultaneously performed. Therefore, as described above, there is no defect such as when surface treatment is performed before soldering or surface treatment after soldering, and even a complicated flow path can form a zinc oxide film 94 to every corner, furthermore, There is no concern. Furthermore, the soldering and joining are performed simultaneously, simplifying the manufacturing process.

또한, 이 아연 산화막(94)은 냉각액에 의한 부식 작용에 대하여 희생이 되어서 모재(8a, 8b)인 알루미늄을 부식으로부터 보호하므로 냉각 블록(80)의 사용 수명이 길어진다. 가령, 아연 산화막(94)에 막 균열이 생겨서 핀홀이 형성되었다 하여도 전기 음성도의 관계로부터 알루미늄보다도 아연이 먼저 부식되기 때문에, 알루미늄의 부식을 억제하게 된다. 그 때문에 냉각 블록(80)의 교환 빈도가 적어져서, 유지보수 작업이 경감된다. 또한, 이 아연 산화막(94)은, 전기 도통성 및 열전도성이 모재(8)의 알루미늄과 대략 동일하기 때문에, 냉각 블록(80)의 전기적 및 열적인 기능을 저해할 우려가 없다.In addition, the zinc oxide film 94 is sacrificing against the corrosive action of the cooling liquid and thus protects aluminum, which is the base materials 8a and 8b, from corrosion, thereby increasing the service life of the cooling block 80. For example, even if a film crack occurs in the zinc oxide film 94 and a pinhole is formed, zinc is corroded earlier than aluminum from the relationship of electronegativity, thereby suppressing corrosion of aluminum. Therefore, the replacement frequency of the cooling block 80 decreases, and maintenance work is reduced. In addition, since the zinc oxide film 94 has substantially the same electrical conductivity and thermal conductivity as aluminum of the base material 8, there is no fear of impairing the electrical and thermal functions of the cooling block 80.

또한, 전술한 실시형태에서는, 냉각 블록(80)은 전극 플레이트(7a)의 상면에 구비되어 있지만, 예를 들면 지지 테이블(3)측에 마련하여 하부 전극의 일부를 구 성하도록 하여도 좋다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the cooling block 80 is provided in the upper surface of the electrode plate 7a, it may be provided in the support table 3 side, for example, and may comprise a part of lower electrode.

(제 2 실시형태)(2nd embodiment)

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 냉각 블록은, 모재(8)의 내부에 형성된 유로(81)의 내면 전체가 스테인리스 강(SUS)으로 덮어져 있는 구성이다.The cooling block which concerns on 2nd Embodiment of this invention is the structure in which the whole inner surface of the flow path 81 formed in the inside of the base material 8 is covered with stainless steel (SUS).

이 냉각 블록(90)의 제조 방법에 대하여 도 6 및 도 7을 이용하여 구체적으로 설명한다. 우선 도 6에 도시하는 바와 같이 SUS로 이루어지는 하측 플레이트(94a)를 가공하여 예를 들어 평행형상으로 홈을 형성해서 유로 형성용 오목부(80a)를 형성하고, 하측 플레이트(94a)의 홈과 홈 사이 부위의 볼록부(80b)에, 후술하는 모재에 있어서의 가스 토출용의 구멍의 직경보다도 큰 구멍(95)을 형성한다. 또한, SUS로 이루어지는 평탄한 상측 플레이트(94b)의 표면에 후술하는 모재에 있어서의 가스 토출용의 구멍의 직경보다도 큰 구멍(95)을 형성한다. 또, 상기 하측 플레이트(94a)에 형성된 구멍(95)과 상기 상측 플레이트(94b)에 형성된 구멍(95)은, 상기 하측 플레이트(94a)와 상기 상측 플레이트(94b)를 중첩했을 때에 각각 구멍(95)이 일치하여 겹치도록 위치 설정되어 있다. 또한, 하측 플레이트(94a)에 있어서, 도 2에 도시하는 바와 같이 전체가 원형이고, 굴곡된 오목부를 형성하기 위해서는 예를 들어 복수의 플레이트를 이용하여 각각 가공하고, 그들 플레이트를 용접해서 제작할 수 있다. 도 6은 그 일부를 도시한다. 계속해서 하측 플레이트(94a) 및 상측 플레이트(94b)의 하면을 각각 알루미늄을 용융한 도가니중에 침지하고, 냉각하여 고화한 후, 도가니로부터 취출한다. 이에 의해 SUS와 Al의 접촉면에 있어서 SUS가 알루미늄중으로 확산한, SUS상-Al의 확산 접합이 달성되어, 하측 플레이트(94a) 및 상측 플레이트(94b)의 하면에 각각 알루미늄으로 이루어지는 모재(8a, 8b)가 형성된다[도 7의 (a)]. 또, 하측 플레이트(94a) 및 상측 플레이트(94b)에 형성되어 있는 구멍(95)은 Al으로 채워져 있다.The manufacturing method of this cooling block 90 is demonstrated concretely using FIG. 6 and FIG. First, as shown in Fig. 6, the lower plate 94a made of SUS is processed to form a groove, for example, in parallel to form a concave portion 80a for forming a flow path, and the groove and groove of the lower plate 94a are formed. In the convex portion 80b of the intersecting portion, a hole 95 larger than the diameter of the hole for gas discharge in the base material described later is formed. Moreover, the hole 95 larger than the diameter of the hole for gas discharge in the base material mentioned later is formed in the surface of the flat upper plate 94b which consists of SUS. In addition, the hole 95 formed in the lower plate 94a and the hole 95 formed in the upper plate 94b respectively have holes 95 when the lower plate 94a and the upper plate 94b overlap. ) Are positioned to overlap and overlap. In addition, in the lower plate 94a, as shown in FIG. 2, the whole is circular, and in order to form the curved recessed part, it can process by using several plates, respectively, and can manufacture them by welding these plates. . 6 shows a part thereof. Subsequently, the lower surfaces of the lower plate 94a and the upper plate 94b are immersed in a crucible in which aluminum is melted, cooled and solidified, and then taken out from the crucible. This achieves diffusion bonding of SUS phase-Al in which SUS diffuses into aluminum in the contact surface between SUS and Al, and the base materials 8a and 8b made of aluminum are respectively formed on the lower surfaces of the lower plate 94a and the upper plate 94b. ) Is formed (Fig. 7 (a)). In addition, the holes 95 formed in the lower plate 94a and the upper plate 94b are filled with Al.

그 후, 하측 플레이트(94a)와 상측 플레이트(94b)를 서로 맞대어, 예를 들어 감압 공기 분위기에 있는 가열로내에 반입하고, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이 예를 들어 하측 플레이트(94a)측을 지지부에 의해 지지하고, 상측 플레이트(94b)의 상면을 가압하면서 가열한다. 이에 의해 하측 플레이트(94a)와 상측 플레이트(94b)의 접합면에 있어서 SUS끼리의 접합층(확산 접합층)(96)이 형성되어서 확산 접합이 달성된다. 또한, 하측 플레이트(94a)의 오목부(80a)가 상측 플레이트(94b)에 의해 덮여진 상태로 되어서 냉각 블록(90)의 유로(81)가 형성된다. 또, 하측 플레이트(94a)의 구멍(95)에 채워져 있는 Al과 상측 플레이트(94b)의 구멍(95)에 채워져 있는 Al의 접합면에 있어서 Al끼리의 접합층(확산 접합층)(97)이 달성된다. 그 후 냉각함으로써 냉각 블록(90)이 얻어진다[도 7의 (c)]. 또한, SUS로 이루어지는 플레이트(94a, 94b)의 구멍(95)에 Al의 표면이 노출되어 있고, 이 노출면에 있어서 다음 공정에서 가스 토출 구멍(82)이 형성된다.Thereafter, the lower plate 94a and the upper plate 94b are brought into contact with each other, for example, carried into a heating furnace in a reduced pressure air atmosphere, and as shown in FIG. 7B, for example, the lower plate 94a. ) Side is supported by the supporting portion, and is heated while pressing the upper surface of the upper plate 94b. Thereby, the bonding layer (diffusion bonding layer) 96 of SUS is formed in the joining surface of the lower plate 94a and the upper plate 94b, and diffusion bonding is achieved. Moreover, the recessed part 80a of the lower plate 94a is covered with the upper plate 94b, and the flow path 81 of the cooling block 90 is formed. Moreover, the bonding layer (diffusion bonding layer) 97 of Al in the bonding surface of Al filled in the hole 95 of the lower plate 94a, and Al filled in the hole 95 of the upper plate 94b is Is achieved. Thereafter, the cooling block 90 is obtained by cooling (FIG. 7C). In addition, the surface of Al is exposed in the hole 95 of the plates 94a and 94b made of SUS, and the gas discharge hole 82 is formed in the next step on this exposed surface.

즉, 계속해서 도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이 냉각 블록(90)을 구멍(95)보다도 작은 직경의 드릴(85)을 이용하여 플레이트(94a, 94b)의 구멍(95)에 노출되어 있는 Al을 절삭함으로써 가스 토출 구멍(82)이 형성된다.That is, as shown in FIG. 7D, the cooling block 90 is exposed to the holes 95 of the plates 94a and 94b by using a drill 85 having a diameter smaller than that of the holes 95. The gas discharge hole 82 is formed by cutting Al which exists.

또한, 이 예에서는 하측 플레이트(94a)의 일면측에 오목부(80a)가 형성되어 있지만, 상측 플레이트(94b)의 일면측에 오목부(80a)를 형성하여도 좋고, 혹은 하 측 플레이트(94a) 및 상측 플레이트(94b)의 양면에 있어서의 서로 대응하는 위치에 오목부(80a)를 각각 형성하여, 양쪽 플레이트(94a, 94b)의 오목부(80a)끼리에서 유로(81)를 형성하도록 하여도 좋다.In addition, in this example, although the recessed part 80a is formed in the one surface side of the lower plate 94a, the recessed part 80a may be formed in the one surface side of the upper plate 94b, or the lower plate 94a. ) And recesses 80a are formed at positions corresponding to each other on both surfaces of the upper plate 94b and the upper plate 94b so as to form a flow path 81 between the recesses 80a of both plates 94a and 94b. Also good.

또, 전술한 냉각 블록(90)에 있어서, 알루미늄으로 이루어지는 모재(8a, 8b)의 외피에 대하여 알루마이트 처리를 하여도 좋다.In the cooling block 90 described above, anodization may be performed on the shell of the base materials 8a and 8b made of aluminum.

이렇게 하여 얻어진 냉각 블록(90)도 도 1에 도시하는 플라즈마 처리 장치에 적용할 수 있다.The cooling block 90 obtained in this way can also be applied to the plasma processing apparatus shown in FIG.

전술한 실시형태에 따르면, 알루미늄으로 이루어지는 모재에 형성된 유로(81)가 SUS에 의해 형성되어 있기 때문에, 전극에 요구되는 본래의 기능을 만족한다. 즉, 유로(81) 이외에는 알루미늄으로 구성되어 있기 때문에, 내부에 저항률 및 열전도율이 높은 SUS가 있어도, 알루미늄의 외피가 고주파 및 열의 패스가 되는 동시에, 냉각액에 의한 부식을 SUS에 의해 방지할 수 있으므로, 냉각 블록(90)의 사용 수명이 길다.According to the above-mentioned embodiment, since the flow path 81 formed in the base material which consists of aluminum is formed of SUS, the original function calculated | required by an electrode is satisfied. That is, since it is made of aluminum other than the flow path 81, even if there is SUS with high resistivity and thermal conductivity inside, the outer skin of aluminum becomes a path of high frequency and heat, and corrosion by the coolant can be prevented by SUS, The service life of the cooling block 90 is long.

또한, 전술한 실시형태에 따르면, 절삭한 가스 토출 구멍(82)의 주면은 Al으로 덮여 있으므로, 가스 토출 구멍(82)으로부터 처리 가스가 토출될 때, 처리 가스에 의해 SUS가 부식될 우려가 없기 때문에, 이것으로부터도 냉각 블록(90)의 사용 수명을 길게 할 수 있다.In addition, according to the above-described embodiment, since the main surface of the cut gas discharge hole 82 is covered with Al, there is no fear that SUS will be corroded by the processing gas when the processing gas is discharged from the gas discharge hole 82. Therefore, the service life of the cooling block 90 can be extended also from this.

또, 본 발명에 있어서의 기판으로서는, 전술한 실시형태와 같이 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 액정 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이 등에 사용되는 플랫 패널용의 유리 기판, 또는 세라믹스 기판 등이어도 좋다.Moreover, as a board | substrate in this invention, it is not limited to a wafer like embodiment mentioned above, The glass substrate for flat panels used for a liquid crystal display, a plasma display, etc., a ceramic substrate, etc. may be sufficient.

[실시예]EXAMPLE

다음에 본 발명의 효과를 확인하기 위해 실행한 실험에 대하여 기술한다.Next, the experiment performed to confirm the effect of this invention is described.

(실시예 1)(Example 1)

제 1 실시형태에서 기술한 것과 동일한 방법(도 4)에 의해 냉각 블록(80)에 상당하는 시험용 블록을 제조했다. 제 1 모재(8a)의 표면에 있어서 아연의 도포량은 1㎡당 30g이다. 또한, 제 2 모재(8b)의 표면에는 Ni를 80중량% 이상 함유한 땜납재를 도포했다. 이 냉각 블록을 실시예 1이라고 한다.The test block corresponding to the cooling block 80 was manufactured by the same method (FIG. 4) as described in 1st Embodiment. The coating amount of zinc in the surface of the 1st base material 8a is 30g per 1m <2>. Moreover, the solder material containing 80 weight% or more of Ni was apply | coated to the surface of the 2nd base material 8b. This cooling block is called Example 1.

(실시예 2)(Example 2)

아연의 도포량을 1㎡당 60g으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 냉각 블록을 제작하였다. 이 냉각 블록을 실시예 2라고 한다.A cooling block was produced in the same manner as in Example 1 except that the coating amount of zinc was 60 g per 1 m 2. This cooling block is referred to as Example 2.

(비교예)(Comparative Example)

아연의 스프레이 도포를 실행하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 냉각 블록을 제작했다. 이 냉각 블록을 비교예라고 한다.A cooling block was produced in the same manner as in Example 1 except that spray coating of zinc was not performed. This cooling block is called a comparative example.

(시험 순서, 조건 및 결과)(Test sequence, conditions and results)

실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 냉각 블록에 형성되어 있는 유로를 포함하는 순환로에 5000㎖의 pH가 6.4 내지 6.8(실측값 6.6)의 부식 촉진액을 순환시켰다. 또한, 5000㎖중에 함유되는 성분은, 동 이온 10ppm, 염소 이온 100ppm, 황산 이온 100ppm 및 탄산수소 이온 100ppm이다. 그리고 1주간마다 유로를 순환하고 있는 부식 촉진액을 새로운 부식 촉진액으로 교체했다.In the circulation path including the flow path formed in the cooling block of Example 1, Example 2, and the comparative example, the corrosion promoting liquid of 5000 ml pH 6.4-6.8 (measured value 6.6) was circulated. The components contained in 5000 ml are 10 ppm copper ions, 100 ppm chlorine ions, 100 ppm sulfate ions and 100 ppm hydrogen carbonate ions. And every week, the corrosion accelerator circulating in the flow passage was replaced with a new one.

부식 촉진액을 1주간, 2주간, ‥‥ 20주간 순환시킨 각각의 타이밍에 있어서 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 냉각 블록의 유로가 형성되어 있는 부분을 두께 25㎜정도 잘라내고, 그것을 납땜 부분에서 절단하여, 내면의 부식 상태를 관찰했다. 그 결과를 도 8에 도시한다. 도 8에 있어서, 종축은 부식 구멍의 깊이(㎜)를 나타내고, 횡축은 부식 촉진액을 순환시킨 기간을 나타낸다.At each timing in which the corrosion promoting liquid was circulated for one week, two weeks, or 20 weeks, the portions in which the flow paths of the cooling blocks of Examples 1, 2 and Comparative Example were formed were cut out by a thickness of about 25 mm and soldered thereto. It cut | disconnected in the part and observed the corrosion state of the inner surface. The result is shown in FIG. In FIG. 8, the vertical axis | shaft shows the depth (mm) of a corrosion hole, and the horizontal axis shows the period which circulated the corrosion promoting liquid.

도 8에 도시하는 바와 같이, 실시예 1 및 실시예 2에서는 비교예에 비하여, 부식의 진행이 느리다는 것을 알 수 있다. 즉, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 있어서, 부식 구멍의 깊이가 0.48㎜까지 이르는데 필요한 시간은, 실시예 1에서는 11주간, 실시예 2에서는 20주간, 비교예에서는 8.5주간이다. 이것으로부터 실시예 1은 비교예에 비하여 사용 수명이 약 1.3배 길고, 실시예 2는 비교예에 비하여 사용 수명이 약 2.4배 길다는 것을 알 수 있다. 이것은 부식 촉진액에 의한 부식을 아연 산화막(94)에서 희생하고 있기 때문이며, 또한 아연 산화막(94)은 알루미늄보다도 전위가 낮으므로 부식의 진행이 알루미늄보다도 느리기 때문이다. 이러한 것으로부터 냉각 블록(80)의 유로(81)의 내면 전체에 아연 산화막(94)을 형성하는 것이 유효하다는 것을 이해할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 실시예 2는 실시예 1보다도 사용 수명이 긴 것으로부터, 제 1 모재(8a)의 표면에 있어서의 아연의 도포량을 증가시킴으로써, 부식 구멍의 깊이를 더욱더 억제할 수 있어, 1㎡당 30g 이상으로 하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 8, it can be seen that in Examples 1 and 2, the progress of corrosion is slower than in Comparative Examples. That is, in Example 1, Example 2, and a comparative example, the time required for reaching the depth of a corrosion hole to 0.48 mm is 11 weeks in Example 1, 20 weeks in Example 2, and 8.5 weeks in Comparative Example. From this, it can be seen that Example 1 is about 1.3 times longer than the comparative example, and Example 2 is about 2.4 times longer than the comparative example. This is because corrosion by the corrosion promoting liquid is sacrificed in the zinc oxide film 94. Moreover, since the zinc oxide film 94 has a lower potential than aluminum, the progress of corrosion is slower than aluminum. From this, it can be understood that it is effective to form the zinc oxide film 94 on the entire inner surface of the flow path 81 of the cooling block 80. In addition, as described above, since the service life of the second embodiment is longer than that of the first embodiment, the depth of the corrosion hole can be further suppressed by increasing the coating amount of zinc on the surface of the first base material 8a, It turns out that it is desirable to set it as 30 g or more per 1 m <2>.

본 발명에 따르면, 모재로서 알루미늄을 사용하고 있으므로 전극에 요구되는 본래의 기능을 만족하는 동시에, 알루미늄으로 이루어지는 2개의 모재끼리를, 아연을 개재시킴으로써, 아연을 알루미늄중에 확산시킨 확산 접합과, 냉각액이 통과하여 흐르는 유로의 내주면으로의 아연 산화막의 형성을 동시에 실행하도록 하고 있기 때문에, 전술한 바와 같이 납땜전에 표면 처리를 실행하는 경우 또는 납땜후에 표면 처리를 실행하는 경우와 같은 불량은 없고, 복잡한 유로라도 구석구석까지 아연 산화막을 형성할 수 있고, 더욱이 막 균열의 우려도 없다. 더더욱, 납땜과 접합이 동시에 실행되므로 제조 프로세스도 간략화된다.According to the present invention, since aluminum is used as the base material, it satisfies the original function required of the electrode, and the diffusion bonding in which zinc is diffused into aluminum by interposing two base materials made of aluminum through zinc, Since the formation of the zinc oxide film on the inner circumferential surface of the flow passage flowing therethrough is performed at the same time, as described above, there is no defect such as when surface treatment is performed before soldering or surface treatment after soldering. Zinc oxide films can be formed to every corner, and there is no fear of film cracking. Furthermore, the soldering and joining are performed simultaneously, simplifying the manufacturing process.

또한, 이러한 아연 산화막은 냉각액에 의한 부식 작용에 대하여 희생이 되어서 모재인 알루미늄을 부식으로부터 보호하므로 냉각 블록의 사용 수명이 길어진다. 그 때문에 냉각 블록의 교환 빈도가 적어져서, 유지보수 작업이 경감된다. 또, 이러한 아연 산화막은, 전기 도통성 및 열전도성이 모재의 알루미늄과 대략 동일하기 때문에, 냉각 블록의 전기적 및 열적인 기능을 저해할 우려가 없다.In addition, the zinc oxide film is sacrificed against the corrosive action of the cooling liquid to protect the base metal from corrosion, thereby increasing the service life of the cooling block. Therefore, the replacement frequency of a cooling block becomes small, and maintenance work is reduced. Further, since the zinc oxide film has almost the same electrical conductivity and thermal conductivity as aluminum of the base metal, there is no fear of impairing the electrical and thermal functions of the cooling block.

또한, 다른 발명은, 알루미늄으로 이루어지는 모재에 형성된 유로가 SUS에 의해 형성되어 있기 때문에, 전극에 요구되는 본래의 기능을 만족하는 동시에, 냉각액에 의한 부식을 SUS에서 방지할 수 있으므로, 냉각 블록의 사용 수명이 길다.Moreover, since another flow path formed in the base material made of aluminum is formed of SUS, another invention satisfies the original function required for the electrode and can prevent corrosion by the cooling liquid in the SUS. Long lifespan

Claims (7)

플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생시키기 위한 전극을 구성하고, 내부에 냉각액의 유로를 구비한 냉각 블록에 있어서,In the cooling block which comprises the electrode for generating the plasma used for a plasma process, and has the flow path of a cooling liquid inside, 각각 알루미늄으로 이루어지고, 적어도 그들 한쪽에 냉각액의 유로 형성용 오목부가 가공되어 있는 제 1 모재 및 제 2 모재를, 양자 사이에 아연을 개재시킨 상태에서 산소를 포함하는 가열 분위기하에서 접합함으로써, 아연이 알루미늄중에 확산된 확산 접합층과 아연 산화막으로 이루어지는 방식층이 동시에 형성되어서 구성되는 것을 특징으로 하는The zinc is formed by joining each of the first base material and the second base material each made of aluminum and at least one of which is formed with a recess for forming a flow path of the cooling liquid under a heating atmosphere containing oxygen in a state where zinc is interposed therebetween. An anticorrosive layer composed of a diffusion bonding layer and a zinc oxide film diffused in aluminum is formed simultaneously. 냉각 블록.Cooling block. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 아연 산화막중의 아연의 양은 1㎡당 30g 이상인 것을 특징으로 하는The amount of zinc in the zinc oxide film is 30 g or more per m 2 냉각 블록.Cooling block. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 제 1 모재 및 제 2 모재 사이에는, 니켈, 실리콘, 동, 붕소, 인, 크롬, 철 및 카본으로부터 선택되는 땜납재가 개재되는 것을 특징으로 하는Between the first base material and the second base material, a solder material selected from nickel, silicon, copper, boron, phosphorus, chromium, iron and carbon is interposed. 냉각 블록.Cooling block. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 플라즈마 발생용의 처리 가스를 처리 분위기에 공급하기 위해서 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스 공급 구멍이 형성되고, 피처리체가 탑재되는 하부 전극에 대향하는 상부 전극으로서 구성되는 것을 특징으로 하는In order to supply the processing gas for plasma generation to a processing atmosphere, many gas supply holes penetrating in the thickness direction are formed, and it is comprised as an upper electrode which opposes the lower electrode in which a to-be-processed object is mounted, It is characterized by the above-mentioned. 냉각 블록.Cooling block. 플라즈마 처리에 사용되는 플라즈마를 발생시키기 위한 전극을 구성하고, 내부에 냉각액의 유로를 구비한 냉각 블록에 있어서,In the cooling block which comprises the electrode for generating the plasma used for a plasma process, and has the flow path of a cooling liquid inside, 각각 알루미늄으로 이루어지는 모재의 표면에 스테인리스제의 플레이트가 접합되고, 적어도 그들 한쪽에 냉각액의 유로 형성용 오목부가 가공되어 있는 제 1 부재 및 제 2 부재를, 상기 플레이트를 서로 대향시킨 상태에서 접합하여 구성되고, 제 1 부재의 플레이트와 제 2 부재의 플레이트의 접합부는 스테인리스끼리의 확산 접합층이 형성되며,A plate made of stainless steel is bonded to the surface of the base material each made of aluminum, and the first member and the second member, each of which is formed with a recess for forming a flow path of a cooling liquid on at least one of them, are joined in a state where the plates face each other. The joining portion of the plate of the first member and the plate of the second member is formed with a diffusion bonding layer of stainless steel, 알루미늄으로 이루어지는 모재와 플레이트의 접합부는 스테인리스 및 알루미늄의 확산 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는The joining portion of the base material and the plate made of aluminum is characterized in that the diffusion bonding layer of stainless steel and aluminum is formed 냉각 블록.Cooling block. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 플라즈마 발생용의 처리 가스를 처리 분위기에 공급하기 위해서 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스 공급 구멍이 형성되는 동시에, 피처리체가 탑재되는 하부 전극에 대향하는 상부 전극으로서 구성되며,In order to supply the processing gas for plasma generation to a processing atmosphere, a plurality of gas supply holes penetrating in the thickness direction are formed, and are configured as upper electrodes facing the lower electrodes on which the target object is to be mounted, 스테인리스제의 플레이트에 형성된 가스 공급 구멍의 내주부는 모재의 알루미늄에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는The inner circumferential portion of the gas supply hole formed in the plate made of stainless steel is covered with aluminum of the base material. 냉각 블록.Cooling block. 기밀한 처리 용기와, 상기 처리 용기의 내부에 마련되고, 플라즈마 처리되는 기판을 유지하기 위한 전극을 겸용하는 탑재대와, 상기 처리 용기의 내부에 상기 탑재대와 대향하도록 마련되고, 제 1 항 또는 제 5 항에 기재된 냉각 블록을 포함하는 전극과, 상기 처리 용기내에 처리 가스를 도입하기 위한 가스 공급부와, 상기 탑재대와 이것에 대향하는 상기 전극 사이에 고주파 전계를 형성하여 상기 처리 가스를 플라즈마화하기 위한 플라즈마 발생 수단을 구비한 것을 특징으로 하는The airtight processing container, the mounting table which is provided in the inside of the said processing container, and combines the electrode for holding the board | substrate to be plasma-processed, is provided in the inside of the said processing container so as to oppose the said mounting table, Claim 1 or The process gas is plasma-formed by forming a high frequency electric field between an electrode including the cooling block according to claim 5, a gas supply unit for introducing a processing gas into the processing container, and the mounting table and the electrode opposite to the mounting table. Plasma generating means for 플라즈마 처리 장치.Plasma processing apparatus.
KR1020070017965A 2006-02-24 2007-02-22 Cooling block and plasma processing apparatus KR100856592B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2006-00048956 2006-02-24
JP2006048956A JP4844167B2 (en) 2006-02-24 2006-02-24 Cooling block and plasma processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070088368A KR20070088368A (en) 2007-08-29
KR100856592B1 true KR100856592B1 (en) 2008-09-03

Family

ID=38549271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070017965A KR100856592B1 (en) 2006-02-24 2007-02-22 Cooling block and plasma processing apparatus

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4844167B2 (en)
KR (1) KR100856592B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130112383A1 (en) * 2010-07-09 2013-05-09 Nhk Spring Co., Ltd. Method of manufacturing plate with passage, plate with passage, temperature adjustment plate, cold plate, and shower plate

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988291B1 (en) * 2008-01-25 2010-10-18 주식회사 셈테크놀러지 Apparatus for surface treatment with plasma in atmospheric pressure having parallel plates type electrode structure
US9078336B2 (en) 2008-03-05 2015-07-07 Emd Corporation Radio-frequency antenna unit and plasma processing apparatus
US8679288B2 (en) 2008-06-09 2014-03-25 Lam Research Corporation Showerhead electrode assemblies for plasma processing apparatuses
KR101235027B1 (en) * 2008-07-15 2013-02-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Microwave plasma processing apparatus and method for producing cooling jacket
JP5474193B2 (en) 2010-07-12 2014-04-16 株式会社アルバック Deposition equipment
US10316409B2 (en) 2012-12-21 2019-06-11 Novellus Systems, Inc. Radical source design for remote plasma atomic layer deposition
JP6122323B2 (en) * 2013-03-26 2017-04-26 京セラ株式会社 Sample holder
US9677176B2 (en) * 2013-07-03 2017-06-13 Novellus Systems, Inc. Multi-plenum, dual-temperature showerhead
JP5938809B2 (en) * 2014-12-15 2016-06-22 国立大学法人名古屋大学 Molecular beam epitaxy equipment
US10023959B2 (en) 2015-05-26 2018-07-17 Lam Research Corporation Anti-transient showerhead
JP6670189B2 (en) 2016-06-27 2020-03-18 新光電気工業株式会社 Base plate structure, manufacturing method thereof, and substrate fixing device
US10604841B2 (en) 2016-12-14 2020-03-31 Lam Research Corporation Integrated showerhead with thermal control for delivering radical and precursor gas to a downstream chamber to enable remote plasma film deposition
JP7374016B2 (en) * 2019-06-18 2023-11-06 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment
CN114068275A (en) * 2020-08-05 2022-02-18 中微半导体设备(上海)股份有限公司 Semiconductor component, plasma reaction apparatus, and coating layer forming method
JP2024006589A (en) * 2022-07-04 2024-01-17 三菱マテリアル株式会社 Plasma treatment apparatus electrode plate and electrode structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10152767A (en) * 1996-11-22 1998-06-09 Calsonic Corp Corrosion protective treatment for internal surface of heat transfer tube made of aluminum alloy
KR20020022072A (en) * 1999-06-21 2002-03-23 히가시 데쓰로 Plasma process device, electrode structure thereof, and stage structure
KR20040098874A (en) * 2003-05-16 2004-11-26 주성엔지니어링(주) Electrode for apparatus of fabricating semiconductor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2633870B2 (en) * 1987-10-21 1997-07-23 株式会社日立製作所 Dry process equipment
JPH1050811A (en) * 1996-03-16 1998-02-20 Miyata R Andei:Kk Temperature adjustment mechanism for semiconductor substrate
JP2003060019A (en) * 2001-08-13 2003-02-28 Hitachi Ltd Wafer stage
JP4493932B2 (en) * 2003-05-13 2010-06-30 東京エレクトロン株式会社 Upper electrode and plasma processing apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10152767A (en) * 1996-11-22 1998-06-09 Calsonic Corp Corrosion protective treatment for internal surface of heat transfer tube made of aluminum alloy
KR20020022072A (en) * 1999-06-21 2002-03-23 히가시 데쓰로 Plasma process device, electrode structure thereof, and stage structure
KR20040098874A (en) * 2003-05-16 2004-11-26 주성엔지니어링(주) Electrode for apparatus of fabricating semiconductor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130112383A1 (en) * 2010-07-09 2013-05-09 Nhk Spring Co., Ltd. Method of manufacturing plate with passage, plate with passage, temperature adjustment plate, cold plate, and shower plate
US10279441B2 (en) * 2010-07-09 2019-05-07 Nhk Spring Co., Ltd. Method of manufacturing plate with passage, plate with passage, temperature adjustment plate, cold plate, and shower plate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007227789A (en) 2007-09-06
JP4844167B2 (en) 2011-12-28
KR20070088368A (en) 2007-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100856592B1 (en) Cooling block and plasma processing apparatus
US9210791B2 (en) Cooling block forming electrode
JP4628900B2 (en) Plasma processing equipment
US7331307B2 (en) Thermally sprayed member, electrode and plasma processing apparatus using the electrode
JP4402860B2 (en) Plasma processing equipment
TWI692540B (en) Sputtering target with backside cooling grooves
KR101584538B1 (en) Electrostatic chuck with advanced rf and temperature uniformity
CN106716608B (en) Wafer carrier with independently isolated heater zones
KR102251209B1 (en) Gas Distribution Plate Assembly for High Power Plasma Etching Processes
JP5513104B2 (en) Plasma processing equipment
JP4191120B2 (en) Plasma processing equipment
TW201933529A (en) Electrostatic chuck assembly for high temperature processes
KR20090011307U (en) Detachable electrostatic chuck having sealing assembly
TW200809007A (en) Apparatus for an optimized plasma chamber grounded electrode assembly
KR20060126922A (en) Method and apparatus for improved baffle plate
KR100839250B1 (en) Electrode for generating plasma and plasma processing apparatus using same
US20070170156A1 (en) Electrode for generating plasma and plasma processing apparatus using same
JP2004014752A (en) Electrostatic chuck, work piece placement table, and plasma treating apparatus
JP2008243827A (en) Plasma processing method
JP4563760B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor device manufacturing method
JP2006222240A (en) Plasma processing apparatus
JP4619817B2 (en) A substrate stand for a film forming apparatus, a film forming apparatus, and a film forming method.
JP2023066486A (en) Magnetron sputtering apparatus cathode unit and magnetron sputtering apparatus
JP2010219542A (en) Semiconductor fabricating apparatus
JP2003045854A (en) Plasma treatment method and apparatus thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120802

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130801

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140825

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 10