(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から３００℃の温度範囲で、５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記支持部材の合わせ面が、前記コンポーネントの合わせ面に平行である、
（ｂ）前記支持部材の合わせ面が、前記コンポーネントの合わせ面に平行ではない、
及び／又は、
（ｃ）前記コンポーネントが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、グラファイト、石英、サファイア、セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリア含有セラミック、ＢＮ、Ｂ４Ｃ又はこれらの組み合わせから形成され、前記支持部材が、アルミニウム、グラファイト、銅、アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、鋼鉄、モリブデン、タングステン又はこれらの組み合わせから形成される、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から３００℃の温度範囲で、５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも８００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から１８０℃の温度範囲で、１００〜２００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪が生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項５】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、前記結合コンポーネント・アセンブリを室温から２５０℃まで加熱する温度サイクルを５０００サイクル繰り返した後、室温から３００℃の温度範囲で、５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートが、２層以上の積層多層構造を備える、
及び／又は、
（ｂ）前記熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートが、二つ以上の共平面部を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項７】
請求項１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記伝導性シリコーン接着剤シートの少なくとも一部が、０．２〜１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導性を有する、及び／又は、前記伝導性シリコーン接着剤シートの少なくとも一部が、１．０Ｗ／ｍＫより大きな熱伝導性を有する、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項８】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、さらに、前記支持部材及び／又は前記コンポーネントの一つ以上の合わせ面上にプライマーを備える、
及び／又は、
（ｂ）前記伝導性シリコーン接着剤シートが、一様に分布した伝導性充填材を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項９】
請求項８に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記熱伝導性充填材が、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン、炭化ケイ素又はこれらの組み合わせから形成される、
及び／又は、
（ｂ）前記熱伝導性シリコーン接着剤シートが、（ｉ）高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、（ｉｉ）グラスファイバースクリーン（スクリム）周囲でマトリックス化された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、（ｉｉｉ）金属スクリーン周囲でマトリックス化された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、又は（ｉｖ）ガラスマイクロビーズ及び／又はナノビーズと混合された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、から形成される、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項１０】
請求項１又は８に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記合わせ面の間隔距離の変動が、±２５μｍ（０．００１インチ）未満である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項１１】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に鋳造又は圧延されたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｂ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に打ち抜かれたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｃ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、レーザー、プロッター及び／又は水ジェットでプリフォーム形状に切断されたエラストマーシート状接着剤を備える、
及び／又は、
（ｄ）前記合わせ面の一つがキャビティを備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記キャビティの深さが、１００〜２００μｍの範囲である、
（ｂ）前記キャビティの深さが、２００〜５００μｍの範囲である、
（ｃ）前記キャビティが、前記シート状接着剤の寸法に一致する大きさの立面ジョグを備える、
（ｄ）前記シート状接着剤が、５０〜４００μｍの間隔をあけて、前記コンポーネントの合わせ面を前記支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に結合させる、
（ｅ）前記シート状接着剤の結合部が、一枚のシート形状のシリコーン接着シートを備える、
（ｆ）前記シート状接着剤の結合部が、一つ以上の平坦リング、立面ジョグを備える平坦リング、シリンダー、平坦又は円柱状ポリゴン、ブロック又はこれらの組み合わせである形状のシリコーン接着シートを備える、
及び／又は、
（ｇ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱硬化させた接着剤を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
【請求項１３】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
前記方法は、さらに、
前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
を備える、
アセンブリを結合する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面にプライマーを塗布する前記工程が、開口部を所定パターンで備えるマスクで前記少なくとも一つの結合面を覆い、前記少なくとも一つの結合面のマスクで覆っていない領域をプライマーで被覆する工程を備える、
及び／又は、
前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面にプライマーを塗布する前記工程が、開口部を所定パターンで備えるマスクで前記少なくとも一つの耐荷重面を覆い、前記少なくとも一つの耐荷重面のマスクで覆っていない領域をプライマーで被覆する工程を備える、
アセンブリを結合する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
前記マスクの前記所定パターンが、複数の半環状ゾーンである、
アセンブリを結合する方法。
【請求項１６】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける工程が、機械的切断、打ち抜き、レーザー切断、水ジェット切断、プラズマ切断、プロッター切断及びこれらの組み合わせのいずれかを用いて、前記未硬化エラストマー接着剤シートを前記所定パターンにプレカットする工程を備える、
（ｂ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び／又は前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面が、前記所定パターンの少なくとも一部にわたる溝を備える、
（ｃ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである、
及び／又は、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、アルミニウム、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、窒化ホウ素又はこれらの合金のいずれかの導電性粒子を充填した充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである、
アセンブリを結合する方法。
【請求項１７】
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記結合させる工程が、静重量をかけた状態で、又は、場合によっては真空バッグ内の大気圧により、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面を押し付けることによって、前記シート状接着剤を着座させる工程を備え、前記未硬化エラストマー接着剤シートが熱硬化性である、
（ｂ）前記静重量又は真空を解除する際に、前記アセンブリを加熱して、着座後の前記未硬化エラストマー接着剤を硬化させる、
（ｃ）前記コンポーネントが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、グラファイト、石英、セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリア含有セラミック、ＢＮ、Ｂ４Ｃ又はこれらの組み合わせから形成され、前記支持部材が、アルミニウム、グラファイト、銅、アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素又はこれらの組み合わせから形成される、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付ける前に、前記第１の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｅ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付ける前に、前記エラストマー接着剤シートの前記第２の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｆ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート及び前記支持部材を真空状態にして、前記第１の表面と前記少なくとも一つの耐荷重面との間に隙間ができないようにする、
（ｇ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート、前記コンポーネント及び前記支持部材を真空状態にして、前記少なくとも一つの結合面と前記第２の表面との間に隙間ができないようにする、
及び／又は、
（ｈ）前記コンポーネントが、基板支持部、前記基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、光学管ウィンドウ、チャンバ側壁ライナー、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、及び／又は、温度制御ガス分配板を備え、前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバに隣接するチャンバ側壁を備える、
アセンブリを結合する方法。
【請求項１８】
請求項１，８，又は１１に記載の結合コンポーネント・アセンブリを備えるプラズマ処理装置において、粒子汚染を抑制しつつ、半導体基板を処理する方法であって、
プラズマ処理チャンバの内部空間において基板支持部上に基板を載置する工程と、
複合シャワーヘッド電極アセンブリ、ガスリング又はガス注入器を備える前記プラズマ処理チャンバの内部空間に処理ガスを導入する工程と、
前記プラズマ処理チャンバの前記内部空間において、前記基板上で、前記処理ガスからプラズマを発生させる工程と、
前記基板を前記プラズマで処理する工程と、
を備える、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、
前記処理する工程が、前記基板をエッチング処理する工程を備える、
方法。
【請求項２０】
半導体基板のプラズマ処理の際に粒子汚染を抑制するコンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有するプラズマ処理チャンバの支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面の間の結合部において硬化する未硬化エラストマーシート状接着剤であって、硬化後の前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、前記支持部材に対する前記コンポーネントの移動を弾性変形可能な範囲内で可能にする未硬化エラストマーシート状接着剤と、を備え、
前記未硬化エラストマーシート状接着剤が、充填剤入り熱硬化性未加硫エラストマーシリコーンシートであり、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備える、
コンポーネント・アセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のコンポーネント・アセンブリであって、
前記未硬化エラストマーシート状接着剤が、過酸化物を架橋反応を行う熱活性化成分として含み、硬化時の前記エラストマーシート状接着剤の体積収縮が３〜５％の範囲内又は３％未満である、
コンポーネント・アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
プラズマ処理システム等の半導体真空処理装置を用いて、エッチング、物理気相成長法（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、イオン注入、レジスト除去等の手法により、基板の処理が行なわれる。プラズマ処理に用いられる半導体真空処理装置は、たとえば、上部電極と下部電極とを含む反応チャンバを備える。これらの電極間に電界を形成し、処理ガスをプラズマ状態に励起し、反応チャンバ内に置かれた基板を処理する。
【０００２】
半導体処理分野では、真空処理チャンバが通常用いられ、真空チャンバにエッチングガス又は蒸着ガスを供給して、ＲＦ電場をガスにかけることによりエネルギーを与えてプラズマ状態にすることにより、基板のエッチング処理を行い、基板上に材料を化学蒸着（ＣＶＤ）させる。平行板リアクター、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）とも呼ばれるＴＣＰ  ＴＭ（transformer coupled plasma）型リアクター及び電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）リアクター並びにそのコンポーネントの例に関しては、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第４，３４０，４６２号、第４，９４８，４５８号、第５，２００，２３２号及び第５，８２０，７２３号に開示されている。このようなリアクターにおけるプラズマ環境が腐食性であること、及び、粒子汚染及び／又は重金属汚染を最小限に抑える要求があることに基づき、このような機器のコンポーネントが高い耐腐食性を備えることが望まれる。
【０００３】
半導体基板処理の間、基板は、通常、メカニカルクランプ及び静電クランプ（ＥＳＣ）により、真空チャンバ内で基板ホルダー上の適当な位置に保持される。このようなクランプシステム及びそのコンポーネントの例に関しては、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第５，２６２，０２９号及び第５，８３８，５２９号に詳述されている。ガスノズル、ガスリング、ガス分配板等、さまざまな方法で処理ガスをチャンバに供給可能である。誘導結合プラズマリアクター用の温度制御ガス分配板及びそのコンポーネントの例に関しては、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第５，８６３，３７６号に詳述されている。
【０００４】
高周波（ＲＦ）源に連結したアンテナを用いて処理チャンバ内でガスにエネルギーを与えてプラズマ状態にするプラズマ処理システムが、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第４，９４８，４５８号に開示されている。このようなシステムでは、アンテナは処理チャンバの外側に配置され、誘電体ウィンドウを介してＲＦエネルギーがチャンバ内に供給される。このような処理システムは、エッチング、蒸着、レジスト除去等、さまざまな半導体処理工程で用いられる。
【０００５】
アルミニウム及びアルミニウム合金は、プラズマリアクターの壁に共通して用いられている。壁の腐食を防ぐために、アルミニウム表面をさまざまな被覆材で被覆する種々の手法が提案されている。たとえば、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第６，４０８，７８６号には、セラミックタイルライナーを、ライナーの各セラミックタイルとチャンバ側壁との間に配置されるエラストマージョイント又は弾性曲げ可能な金属フレーム等の弾性支持部材で支持する手法が提案されている。
【０００６】
シャワーヘッドガス分配システム等のプラズマリアクターコンポーネントに関しては、シャワーヘッドの材料に関するさまざまな提案がなされている。たとえば、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる、同一出願人による米国特許第５，５６９，３５６号及び第５，０７４，３５６号に、シリコン、グラファイト又は炭化ケイ素のシャワーヘッドが開示されている。
【発明の概要】
【０００７】
一態様において、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリを提供する。結合コンポーネント・アセンブリは、コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材を備える。少なくとも一つの耐荷重面上に支持されるコンポーネントは、少なくとも一つのプラズマ露出面を備える。少なくとも一つの耐荷重面とコンポーネントの合わせ面との間を結合するエラストマーシート状接着剤は、支持部材とコンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、支持部材に対するコンポーネントの横方向への移動を可能にする。
（１）本発明の第１の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から３００℃の温度範囲で、５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリである。
（２）本発明の第２の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、さらに、前記支持部材及び／又は前記コンポーネントの一つ以上の合わせ面上にプライマーを備える、
及び／又は、
（ｂ）前記伝導性シリコーン接着剤シートが、一様に分布した伝導性充填材を備える、
結合コンポーネント・アセンブリである。
（３）本発明の第３の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を弾性変形可能な範囲内で可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に鋳造又は圧延されたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｂ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に打ち抜かれたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｃ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、レーザー、プロッター及び／又は水ジェットでプリフォーム形状に切断されたエラストマーシート状接着剤を備える、
及び／又は、
（ｄ）前記合わせ面の一つがキャビティを備える、
結合コンポーネント・アセンブリである。
（４）本発明の第４の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
前記方法は、さらに、
前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
を備える、
アセンブリを結合する方法である。
（５）本発明の第５の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける工程が、機械的切断、打ち抜き、レーザー切断、水ジェット切断、プラズマ切断、プロッター切断及びこれらの組み合わせのいずれかを用いて、前記未硬化エラストマー接着剤シートを前記所定パターンにプレカットする工程を備える、
（ｂ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び／又は前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面が、前記所定パターンの少なくとも一部にわたる溝を備える、
（ｃ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである、
及び／又は、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、アルミニウム、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、窒化ホウ素又はこれらの合金のいずれかの導電性粒子を充填した充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである、
アセンブリを結合する方法である。
（６）本発明の第６の形態は、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備え、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備え、
（ａ）前記結合させる工程が、静重量をかけた状態で、又は、場合によっては真空バッグ内の大気圧により、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面を押し付けることによって、前記シート状接着剤を着座させる工程を備え、前記未硬化エラストマー接着剤シートが熱硬化性である、
（ｂ）前記静重量又は真空を解除する際に、前記アセンブリを加熱して、着座後の前記未硬化エラストマー接着剤を硬化させる、
（ｃ）前記コンポーネントが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、グラファイト、石英、セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリア含有セラミック、ＢＮ、Ｂ４Ｃ又はこれらの組み合わせから形成され、前記支持部材が、アルミニウム、グラファイト、銅、アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素又はこれらの組み合わせから形成される、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付ける前に、前記第１の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｅ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付ける前に、前記エラストマー接着剤シートの前記第２の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｆ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート及び前記支持部材を真空状態にして、前記第１の表面と前記少なくとも一つの耐荷重面との間に隙間ができないようにする、
（ｇ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート、前記コンポーネント及び前記支持部材を真空状態にして、前記少なくとも一つの結合面と前記第２の表面との間に隙間ができないようにする、
及び／又は、
（ｈ）前記コンポーネントが、基板支持部、前記基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、光学管ウィンドウ、チャンバ側壁ライナー、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、及び／又は、温度制御ガス分配板を備え、前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバに隣接するチャンバ側壁を備える、
アセンブリを結合する方法である。
（７）本発明の第７の形態は、半導体基板のプラズマ処理の際に粒子汚染を抑制するコンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有するプラズマ処理チャンバの支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面の間の結合部において硬化する未硬化エラストマーシート状接着剤であって、硬化後の前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、前記支持部材に対する前記コンポーネントの移動を弾性変形可能な範囲内で可能にする未硬化エラストマーシート状接着剤と、を備え、
前記未硬化エラストマーシート状接着剤が、充填剤入り熱硬化性未加硫エラストマーシリコーンシートであり、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備え、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備える、
コンポーネント・アセンブリである。
【０００８】
別の態様において、半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法を提供する。所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける。コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける。ここで、コンポーネントは、プラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する。コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に、エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する。
【０００９】
さらに別の態様は、プラズマ処理装置において、粒子汚染を抑制しつつ、半導体基板を処理する方法を提供する。プラズマ処理装置の反応チャンバ内で、基板支持部上に基板を載置する。複合シャワーヘッド電極アセンブリ、ガスリング又はガス注入器を備える反応チャンバ内及びエラストマーシート状接着剤の結合部を介して支持部材に結合される少なくとも一つのコンポーネントに処理ガスを導入する。反応チャンバにおいて、基板の上で、処理ガスからプラズマを発生させる。ここで、コンポーネントは、少なくとも一つのプラズマ露出面を備える。基板をプラズマで処理する。
【００１０】
別の態様において、半導体基板のプラズマ処理の際に粒子汚染を抑制するコンポーネント・アセンブリを提供する。コンポーネント・アセンブリは、コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有するプラズマ処理チャンバの支持部材を備える。少なくとも一つの耐荷重面上に支持されるコンポーネントは、少なくとも一つのプラズマ露出面を備える。コンポーネント・アセンブリは、少なくとも一つの耐荷重面とコンポーネントの合わせ面との間の結合部において硬化する未硬化エラストマーシート状接着剤を備える。結合部により、硬化後の支持部材とコンポーネントの熱膨張の差に起因して、支持部材に対するコンポーネントの移動を可能にする。ここで、エラストマー接着剤シートは、充填剤入り熱硬化性未加硫エラストマーシリコーンシートである。
本発明は、以下のような形態でも実現可能である。
［形態１］
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられる結合コンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有する支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面とを結合するエラストマーシート状接着剤であって、前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、温度サイクルの間に、前記支持部材に対する前記コンポーネントの横方向への移動を可能にするエラストマーシート状接着剤と、
を備える、結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態２］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバの内部空間に隣接するチャンバ側壁を備え、
前記コンポーネントが、前記内部空間内で処理される基板が載置される基板支持部、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、温度制御ガス分配板、基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、前記処理ガスから前記チャンバ側壁を保護するライナー、及び／又は、光学管ウィンドウを備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態３］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記支持部材の合わせ面が、前記コンポーネントの合わせ面に平行である、
（ｂ）前記支持部材の合わせ面が、前記コンポーネントの合わせ面に平行ではない、
及び／又は、
（ｂ）前記コンポーネントが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、グラファイト、石英、サファイア、セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリア含有セラミック、ＢＮ、Ｂ4Ｃ又はこれらの組み合わせから形成され、前記支持部材が、アルミニウム、グラファイト、銅、アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、鋼鉄、モリブデン、タングステン又はこれらの組み合わせから形成される、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態４］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートを備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態５］
形態４に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から３００℃の温度範囲で、約５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態６］
形態５に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から３００℃の温度範囲で、約５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも８００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態７］
形態５に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、室温から１８０℃の温度範囲で、約１００〜２００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪が生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態８］
形態５に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記エラストマーシート状接着剤の結合部は、前記結合コンポーネント・アセンブリを室温から２５０℃まで加熱する温度サイクルを５０００サイクル繰り返した後、室温から３００℃の温度範囲で、約５０〜３００ｐｓｉのせん断応力により、少なくとも５００％のせん断歪みが生じるように、前記横方向に弾性変形可能である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態９］
形態４に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートが、異なる物理特性を有する２層以上の積層多層構造を備える、
及び／又は、
（ｂ）前記熱伝導性及び／又は電気伝導性シリコーン接着剤シートが、異なる物理特性を有する二つ以上の共平面部を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１０］
形態４に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記伝導性シリコーン接着剤シートの少なくとも一部が、約０．２〜１．０Ｗ／ｍＫの熱伝導性を有する、及び／又は、前記伝導性シリコーン接着剤シートの少なくとも一部が、１．０Ｗ／ｍＫより大きな熱伝導性を有する、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１１］
形態４に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、さらに、前記支持部材及び／又は前記コンポーネントの一つ以上の合わせ面上にプライマーを備える、
及び／又は、
（ｂ）前記伝導性シリコーン接着剤シートが、一様に分布した伝導性充填材を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１２］
形態１１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記熱伝導性充填材が、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、シリコン、炭化ケイ素又はこれらの組み合わせから形成される、
及び／又は、
（ｂ）前記熱伝導性シリコーン接着剤シートが、（ｉ）高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、（ｉｉ）グラスファイバースクリーン（スクリム）周囲でマトリックス化された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、（ｉｉｉ）金属スクリーン周囲でマトリックス化された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、又は（ｉｖ）ガラスマイクロビーズ及び／又はナノビーズと混合された高分子量ジメチルシリコーン及び前記熱伝導性充填材、から形成される、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１３］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
前記合わせ面の間隔距離の変動が、±２５μｍ（０．００１インチ）未満である、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１４］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に鋳造又は圧延されたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｂ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、プリフォーム形状に打ち抜かれたエラストマーシート状接着剤を備える、
（ｃ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、レーザー、プロッター及び／又は水ジェットでプリフォーム形状に切断されたエラストマーシート状接着剤を備える、
及び／又は、
（ｄ）前記合わせ面の一つがキャビティを備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１５］
形態１４に記載の結合コンポーネント・アセンブリであって、
（ａ）前記キャビティの深さが、１００〜２００μｍの範囲である、
（ｂ）前記キャビティの深さが、２００〜５００μｍの範囲である、
（ｃ）前記キャビティが、前記シート状接着剤の寸法に一致する大きさの立面ジョグを備える、
（ｄ）前記シート状接着剤が、５０〜４００μｍの間隔をあけて、前記コンポーネントの合わせ面を前記支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に結合させる、
（ｅ）前記シート状接着剤の結合部が、一枚のシート形状のシリコーン接着シートを備える、
（ｆ）前記シート状接着剤の結合部が、一つ以上の平坦リング、立面ジョグを備える平坦リング、シリンダー、平坦又は円柱状ポリゴン、ブロック又はこれらの組み合わせである形状のシリコーン接着シートを備える、
及び／又は、
（ｇ）前記エラストマーシート状接着剤の結合部が、熱硬化させた接着剤を備える、
結合コンポーネント・アセンブリ。
［形態１６］
半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
所定パターンの未硬化エラストマー接着剤シートの第１の表面を、非結合のまま残す領域を除く結合対象領域を規定する所定パターンで、支持部材の少なくとも一つの耐荷重面に貼り付ける工程と、
コンポーネントの少なくとも一つの結合面を、結合対象領域を規定する所定パターンで、前記未硬化エラストマー接着剤シートの第２の表面に貼り付ける工程であって、前記コンポーネントがプラズマに露出される少なくとも一つの他面を有する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、前記エラストマー接着剤シートを両者の間に挟むことにより、結合させてアセンブリを形成する工程と、
を備える、アセンブリを結合する方法。
［形態１７］
形態１６に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、さらに、
前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面に、所定パターンで、プライマーを塗布する工程と、
を備える、
アセンブリを結合する方法。
［形態１８］
形態１７に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面にプライマーを塗布する前記工程が、開口部を所定パターンで備えるマスクで前記少なくとも一つの結合面を覆い、前記少なくとも一つの結合面のマスクで覆っていない領域をプライマーで被覆する工程を備える、
及び／又は、
前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面にプライマーを塗布する前記工程が、開口部を所定パターンで備えるマスクで前記少なくとも一つの耐荷重面を覆い、前記少なくとも一つの耐荷重面のマスクで覆っていない領域をプライマーで被覆する工程を備える、
アセンブリを結合する方法。
［形態１９］
形態１８に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
前記マスクの前記所定パターンが、複数の半環状ゾーンである、
アセンブリを結合する方法。
［形態２０］
形態１６に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
（ａ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける工程が、機械的切断、打ち抜き、レーザー切断、水ジェット切断、プラズマ切断、プロッター切断及びこれらの組み合わせのいずれかを用いて、前記未硬化エラストマー接着剤結合材シートを前記所定パターンにプレカットする工程を備える、
（ｂ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び／又は前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面が、前記所定パターンの少なくとも一部にわたる溝を備える、
（ｃ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである、
及び／又は、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートが、アルミニウム、酸化アルミニウム、シリコン、炭化ケイ素、窒化ホウ素又はこれらの合金のいずれかの導電性粒子を充填した充填剤入り未硬化エラストマーシリコーンシートである。
アセンブリを結合する方法。
［形態２１］
形態１６に記載の半導体基板の処理を行なうプラズマ処理装置で用いられるアセンブリを結合する方法であって、
（ａ）前記結合させる工程が、静重量をかけた状態で、又は、場合によっては真空バッグ内の大気圧により、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面及び前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面を押し付けることによって、前記シート状接着剤を着座させる工程を備え、前記未硬化エラストマー接着剤シートが熱硬化性である、
（ｂ）前記静重量又は真空を解除する際に、前記アセンブリを加熱して、着座後の前記未硬化エラストマー接着剤を硬化させる、
（ｃ）前記コンポーネントが、単結晶シリコン、多結晶シリコン、グラファイト、石英、セラミック、炭化ケイ素、窒化ケイ素、イットリア含有セラミック、ＢＮ、Ｂ4Ｃ又はこれらの組み合わせから形成され、前記支持部材が、アルミニウム、グラファイト、銅、アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素又はこれらの組み合わせから形成される、
（ｄ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付ける前に、前記第１の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｅ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付ける前に、前記エラストマー接着剤シートの前記第２の表面からトランスファーシートをはずす工程を備える、
（ｆ）前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第１の表面を貼り付ける前記工程が、前記支持部材の前記少なくとも一つの耐荷重面に前記第１の表面を貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート及び前記支持部材を真空状態にして、前記第１の表面と前記少なくとも一つの耐荷重面との間に隙間ができないようにする、
（ｇ）前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を貼り付ける前記工程が、前記コンポーネントの前記少なくとも一つの結合面を前記未硬化エラストマー接着剤シートの前記第２の表面に貼り付けた後に、前記未硬化エラストマー接着剤シート、前記コンポーネント及び前記支持部材を真空状態にして、前記少なくとも一つの結合面と前記第２の表面との間に隙間ができないようにする、
及び／又は、
（ｈ）前記コンポーネントが、基板支持部、前記基板を囲むリング、プラズマ閉じ込めスクリーン、光学管ウィンドウ、チャンバ側壁ライナー、ガス注入器、ガスリング、ガスノズル、ガス分配板、及び／又は、温度制御ガス分配板を備え、前記支持部材が、下部電極、メカニカルクランプ、静電チャックデバイス、光学管、及び／又は、プラズマ処理チャンバに隣接するチャンバ側壁を備える、
アセンブリを結合する方法。
［形態２２］
形態１に記載の結合コンポーネント・アセンブリを備えるプラズマ処理装置において、粒子汚染を抑制しつつ、半導体基板を処理する方法であって、
前記プラズマ処理チャンバの内部空間において基板支持部上に基板を載置する工程と、
複合シャワーヘッド電極アセンブリ、ガスリング又はガス注入器を備える前記プラズマ処理チャンバの内部空間に前記処理ガスを導入する工程と、
前記プラズマ処理チャンバの前記内部空間において、前記基板上で、前記処理ガスからプラズマを発生させる工程と、
前記基板を前記プラズマで処理する工程と、
を備える、方法。
［形態２３］
形態２２に記載の方法であって、
前記処理する工程が、前記基板をエッチング処理する工程を備える、
方法。
［形態２４］
半導体基板のプラズマ処理の際に粒子汚染を抑制するコンポーネント・アセンブリであって、
コンポーネントを支持する少なくとも一つの耐荷重面を有するプラズマ処理チャンバの支持部材と、
少なくとも一つのプラズマ露出面を備える前記少なくとも一つの耐荷重面上に支持される前記コンポーネントと、
前記少なくとも一つの耐荷重面と前記コンポーネントの合わせ面の間の結合部において硬化する未硬化エラストマーシート状接着剤であって、硬化後の前記支持部材と前記コンポーネントの熱膨張の差に起因して、前記支持部材に対する前記コンポーネントの移動を可能にする未硬化エラストマーシート状接着剤と、を備え、
前記エラストマー接着剤シートが、充填剤入り熱硬化性未加硫エラストマーシリコーンシートである、
コンポーネント・アセンブリ。
［形態２５］
形態２４に記載のコンポーネント・アセンブリであって、
前記未硬化エラストマーシート状接着剤が、過酸化物を架橋反応を行う熱活性化成分として含み、硬化時の前記エラストマーシート状接着剤の体積収縮が３〜５％の範囲内又は３％未満である、
コンポーネント・アセンブリ。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】プラズマ処理装置用のセラミック及び石英真空パーツと基板支持部とを示す反応チャンバの実施例の断面図。
【図１Ｂ】プラズマ処理装置用のセラミック及び石英真空パーツと基板支持部とを示す反応チャンバの実施例の断面図。
【００１２】
【図２Ａ】下部電極と基板支持部との間にエラストマーシート状接着剤を貼り付けた下部電極の実施例の側面図。
【図２Ｂ】下部電極と基板支持部との間にエラストマーシート状接着剤を貼り付けた下部電極の実施例の側面図。
【図２Ｃ】下部電極と基板支持部との間にエラストマーシート状接着剤を貼り付けた下部電極の実施例の側面図。
【図２Ｄ】下部電極と基板支持部との間にエラストマーシート状接着剤を貼り付けた下部電極の実施例の側面図。
【００１３】
【図３Ａ】光学管を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す図。
【図３Ｂ】光学管を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す図。
【図３Ｃ】光学管を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す図。
【図３Ｄ】光学管を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す図。
【図３Ｅ】光学管を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す図。
【００１４】
【図４】異なる共平面特性を有するシート状接着剤の実施例を示す図。
【００１５】
【図５】立面ジョグを備えるシート状接着剤の実施例を示す図。
【００１６】
【図６】さまざまな形状のシート状接着剤の実施例を示す図。
【００１７】
【図７】シート状接着剤の実施例を示す図。
【００１８】
【図８】エラストマーシート状接着剤を用いて支持部材に結合させたプラズマ処理チャンバのコンポーネントの実施例を示す図。
【００１９】
【図９Ａ】未硬化のペースト状又は液状接着剤ビーズを支持する支持部材の実施例の一部の結合前の状態を示す断面図。
【図９Ｂ】ペースト状又は液状接着剤を用いてコンポーネントを支持部材に結合させた状態を示す、図９Ａに対応する断面図。
【００２０】
【図１０Ａ】シート状接着剤を用いて支持部材に結合させたコンポーネントの実施例の一部を示す断面図。
【図１０Ｂ】シート状接着剤を用いて支持部材に結合させたコンポーネントの実施例の一部を示す断面図。
【００２１】
【図１１】シート状接着剤を用いて支持部材に結合させる前と後のプラズマ処理チャンバのコンポーネントの実施例の一部を示す図。
【００２２】
【図１２】室温で実施例１のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す図。
【００２３】
【図１３】１８０℃で実施例２のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す図。
【００２４】
【図１４】１８０℃で実施例３のシート状接着剤の疲労試験を行った結果を示す図。
【００２５】
【図１５】疲労試験を行った後、１８０℃で実施例３のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
集積回路の製造の際に、半導体ウェハー表面上の粒子（パーティクル）汚染を抑制することは、製造されるデバイスの信頼性を高め、生産量を高めるために必要不可欠である。プラズマ処理装置等の処理装置は、粒子汚染の原因となりえる。ウェハー表面上に粒子が存在すると、フォトリソグラフィーステップやエッチングステップにおいて、パターン転写が局部的に妨害される。すなわち、このような粒子により、ゲート構造、金属間誘電体層又は金属相互接続線等の重要なフィーチャー（特徴物）に瑕疵が生じ、集積回路コンポーネントの異常や不具合につながる。
【００２７】
比較的寿命の短いリアクタパーツは、一般に「消耗品」とみなされ、本明細書ではコンポーネントと称される、ドライエッチングチャンバ上部電極及び静電チャック下部電極、光学管、ガス注入器、及びその他の真空チャンバ関連パーツがその例としてあげられる。消耗品パーツの寿命が短ければ、所有経費が増加する。誘電体エッチングツールで用いられるコンポーネントは、所定のＲＦ時間（プラズマを発生させるために高周波出力を用いた時間単位の期間）の経過後には劣化する。消耗品やその他パーツのエロージョン（浸食）も、プラズマ処理チャンバにおける粒子汚染の原因となる。
【００２８】
機械的適合性及び／又は熱伝導性を有する結合材を用いて、多様な機能を実現可能なように２つ以上の異なる部材を結合することにより、コンポーネント・アセンブリを製造することができる。コンポーネントの表面をプライマーで処理し、結合材の接着力を高めるようにしてもよい。導電性又は熱伝導性を高めるために、結合材が電気伝導性及び／又は熱伝導性充填材粒子を含むようにしてもよい。ただし、プライマーや結合材と共に用いる充填材粒子も、粒子汚染の原因となりえる。また、コンポーネント・アセンブリにはガス流路やその他精密な公差部分が含まれるため、結合材によってガスの通過が妨害されないように、結合材の流れを制御する必要がある。本発明は、結合材由来の汚染を抑制し、結合材の配置を正確に制御可能な、プラズマ処理装置のコンポーネント結合方法を提供する。
【００２９】
図１Ａ及び図１Ｂに示すプラズマエッチングシステム等、さまざまなプラズマエッチングシステムで、コンポーネント・アセンブリを利用可能である。図１Ａに示すプラズマエッチングシステムは、チャンバ１０１を有する平行板リアクタシステム１００内に配置される上部電極１１２を含む電極アセンブリ１１０を備える。チャンバ１０１は内部に下部電極１３２を備え、下部電極１３２は、その上面で、単一ウェハー基板を支持する。電極アセンブリ１１０は、上部ハウジング１１１に取り付けられる。上部ハウジング１１１は、（図示しない）機構により鉛直方向に移動可能であり、上部電極１１２と下部電極１３２の間隔を調節できる。あるいは、上部電極１１２を固定して、下部電極１３２を移動可能とし、間隔を調節するような構成でもよい。
【００３０】
図１Ｂに示すプラズマエッチングシステムは、基板を支持し、基板にＲＦバイアスを印加する基板保持部１３２と、Ｈｅ冷却下で基板を把持するメカニカルクランプ１３５と、を備える。チャンバ内で高密度（たとえば、１０11〜１０12個のイオン／ｃｍ3）プラズマを維持するためのエネルギー源としては、たとえば、適当なＲＦ源と適当なＲＦインピーダンスマッチング回路により電力を供給されるアンテナ１０７を用いることができ、ＲＦエネルギーをチャンバ１０１に誘導することによって、高密度プラズマを発生させる。チャンバには、適当な真空ポンプ装置が備えられ、チャンバ内部を所望の圧力レベル（たとえば、５０ｍＴｏｒｒ未満、通常は１〜２０ｍＴｏｒｒ）に維持する。均一な厚みのほぼ平面的な誘電体ウィンドウ１０５が、アンテナ１０７と処理チャンバ１０３との間に設置されて、処理チャンバ１０３の上端真空壁を形成する。一般的にシャワーヘッド１１３と称されるガス分配板がウィンドウ１０５の下に配置されて、（図示しない）円形孔等の複数の開口部を備え、ガス供給源からの処理ガスを処理チャンバ１０３内に供給する。ただし、ガス分配板１１３を省略し、ガスリングやガス注入器等、他の構成を用いて、処理ガスをチャンバに供給するようにしてもよい。一実施例において、アンテナ１０７には、チャネル（溝）１０３が形成され、流入管側から流出管側に、チャネル１０３内を温度制御用の流体が流れる。ただし、アンテナやウィンドウ上に空気流を吹き付ける、冷却媒体を流す、又は、ウィンドウ及び／又はガス分配板等に対して熱伝導可能に接触する等、他の手法でアンテナ１０７及び／又はウィンドウ１０５を冷却するようにしてもよい。
【００３１】
参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許第６，８９９，１０９号に詳述されるように、ロードロックを用いて、基板をチャンバ内に入れるようにしてもよい。図１Ａに示すように、処理ガス源１０４がハウジング１１１に連結され、処理ガス供給部１０８を介して、一つ以上のガスを含むエッチャントガスが電極アセンブリ１１０に供給される。真空ポンプ部１３０により、チャンバ内を、所望の真空度レベル、たとえば、０．００１〜１０Ｔｏｒｒ、に維持する。下部電極１３２には温度制御部１２６が接続され、下部電極１３２を所望の温度に維持する。たとえば、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許出願公報第２００４−０１８７７８７号に詳述されるように、下部電極１３２の温度を温度制御部により制御するようにしてもよい。また、たとえば、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許出願公報第２００５−０１３３１６０号に詳述されるように、上部電極の温度を温度制御部により制御するようにしてもよい。電源１０６から、上部電極１１２及び／又は下部電極１３２に高周波（ＲＦ）出力が供給される。
【００３２】
図１Ａに示す容量結合システム及び図１Ｂに示すＲＦ源に連結されるアンテナによりガスにエネルギーを加えてプラズマ化するシステムにおいて、チャンバを、さまざまなプラズマ発生源を載置可能にするモジュール式の設計としてもよい。チャンバは任意の適当な材料で形成可能であり、アルミニウム又はアルミニウム合金から一体成形する構成が望ましい。
【００３３】
図１Ａ及び図１Ｂは、シリコンウェハー等の半導体基板を処理するプラズマ処理装置用のコンポーネント・アセンブリの実施例を示す。コンポーネント・アセンブリには、それぞれ、支持部材に固定されるコンポーネントが含まれる。参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許出願公報第２００４−００９２１２０号及び第２００７−０１８７０３８号に詳述されるように、複数のセグメント（部分）から構成されるコンポーネントの場合には、各セグメントの端部が互いに重なるようにして、下層の結合材がプラズマにさらされることのないように保護する構成が望ましい。コンポーネントとして、支持部材１３８に固定されるチャンバライナー１１８、又は、チャンバ壁面１２０に固定されるチャンバライナー１１８を備えるようにしてもよい。チャンバライナー１１８の内部に抵抗ヒーター１４２を埋め込んだ構成でもよい。また、コンポーネントとして、光学管１１６に固定される光学ウィンドウ１６０を備えるようにしてもよい。この場合、図１Ｂに示すように、光学管１１６が、中心を外れて、ＴＣＰ誘電体ウィンドウ１０５を貫通するように、取り付けられるものでもよい。さらに、コンポーネントとして、支持部材として機能する下部電極１３２に固定される静電チャックデバイス１２４を備えるようにしてもよい。たとえば、上部電極や下部電極の周囲に配置されるシールドリング・セグメント等、図示はされていないが、プラズマ処理装置で用いられる他のパーツをコンポーネントとして備えるようにしてもよい。
【００３４】
コンポーネント・アセンブリにおけるコンポーネントのプラズマ露出面の材料としては、セラミック、石英及びシリコン（たとえば、単結晶シリコン及び多結晶シリコン並びに炭化ケイ素および窒化ケイ素等の化合物）が好ましい。参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許第７，２２０，４９７号に詳述されるように、たとえば、イットリア（Ｙ2Ｏ3）をプラズマ露出面に用いるようにしてもよい。チャンバ壁面１２０等の支持部材の材料としては、アルミニウム及びアルミニウム合金が望ましい。
【００３５】
コンポーネントおよび支持部材を、プラズマ処理チャンバにおける半導体基板の処理に用いる処理ガスと化学的適合性があり、電気伝導性及び／又は熱伝導性を有する材料で形成することが望ましい。支持部材の形成に適した材料の例としては、アルミニウム、アルミニウム合金、グラファイト、誘電体物質、半導体及びＳｉＣが挙げられる。化合物結合部分が陽極酸化されていないアルミニウム合金６０６１を、支持部材の好適な材料として用いることができる。
【００３６】
熱応力を保持し、熱及び／又は電気エネルギーをコンポーネントと支持部材との間で伝達可能な、適当な熱伝導性及び／又は電気伝導性エラストマー結合材を用いて、コンポーネント１１６／１１８／１２４を、支持部材１２０／１３８／１３２に取り付けるようにしてもよい。エラストマーを用いて、電極アセンブリの表面間を結合する構成は、たとえば、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許第６，０７３，５７７号に詳述されている。
【００３７】
エラストマー結合部の一例として、エラストマーシート状接着剤が挙げられる。真空環境に適合性があり、たとえば２００℃を超える高温条件下で熱劣化に強いポリマー材料等、任意の適当なエラストマー材料をシート状接着剤として用いることができる。エラストマー材料が、電気伝導性及び／又は熱伝導性粒子の充填材、又は、金網、導電性織物又は導電性不織布等、他の形状の充填材を含む構成でもよい。１６０℃を超えるプラズマ環境で利用可能なポリマー結合材としては、ポリイミド、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート、フルオロエチレン−プロピレン共重合体、セルロース、トリアセテート、シリコーン及びゴムが挙げられる。
【００３８】
シート状接着剤として熱伝導性シリコーン接着剤を用いて、セラミック又は石英コンポーネントにアルミニウム支持部材を結合させる構成が望ましい。また、室温から１８０℃以上の温度範囲で（たとえば、室温から３００℃の温度範囲で）、少なくとも５００％（たとえば、５００〜９００％、５００〜８００％、５００〜７００％又は５００〜６００％）の高せん断歪みに耐えられる接着剤が望ましい。また、室温から１８０℃以上の温度範囲で（たとえば、室温から３００℃の温度範囲で）、少なくとも８００％（たとえば、８００〜９００％又は８００〜８５０％）の高せん断歪みに耐えられる接着剤が望ましい。（室温から１８０℃以上の温度で）約５０〜３００ｐｓｉの範囲（たとえば、５０〜１００ｐｓｉ、１００〜１５０ｐｓｉ、１５０〜２００ｐｓｉ、２００〜２５０ｐｓｉ又は２５０〜３００ｐｓｉ）のせん断応力により、接着剤に５００％の歪みが生じるものがよい。望ましくは、（室温から１８０℃以上の温度で）約５０〜３００ｐｓｉの範囲のせん断応力により、接着剤に８００％の歪みが生じるものがよい。たとえば、（室温から１８０℃以上の温度で）５０〜１００ｐｓｉ、１００〜２００ｐｓｉ又は２００〜３００ｐｓｉの範囲のせん断応力により、接着剤に８００％の歪みが生じるものがよい。最も望ましくは、（室温から１８０℃以上の温度で）約２２５〜２７５ｐｓｉの範囲のせん断応力により、接着剤に６００〜８００％の歪み（たとえば、６００〜７００％の歪み又は７００〜８００％の歪み）が生じるものがよい。室温から１８０℃の温度範囲で、又は、室温から３００℃の温度範囲で、少なくとも５００％まで、又は、少なくとも８００％まで、線形のせん断応力−歪み曲線を有する接着剤が望ましい。ただし、完全に線形でなくても、ほぼ線形ならばよい。また、最終的に破損が生じる際のせん断応力ができるだけ低い接着剤、たとえば、（室温から１８０℃の温度範囲で、又は、室温から３００℃の温度範囲で）２５０ｐｓｉ以下のせん断応力により８００％の歪みが生じる接着剤が望ましい。
【００３９】
また、結合コンポーネント・アセンブリを室温から２５０℃まで加熱する温度サイクルを５０００サイクル繰り返した後、室温から１８０℃の温度範囲で、又は、室温から３００℃の温度範囲で、５０〜３００ｐｓｉの範囲のせん断応力に対して、少なくとも５００％まで、又は、少なくとも８００％まで、直線的なせん断応力−歪み曲線を有するシート状接着剤が望ましい。
【００４０】
アルミニウム支持部材とシリコン、セラミック、又は石英コンポーネントとが異なる膨張率で熱膨張すると、これら２つのパーツを結合するために用いた接着剤により、２つのパーツ間に荷重がかかる。一方、接着剤が柔らかい（低いせん断応力で所定レベルの歪みを生じる）場合には、２つのパーツ間に応力又はダイヤフラムたわみは生じない。支持部材とコンポーネントの合わせ面における非結合部分で、支持部材とコンポーネントとの間に隙間がある構成が望ましい。２つのパーツが熱膨張する際に、ダイヤフラムたわみが生じると、支持部材表面の非結合部分がコンポーネント表面の非結合部分に接触して、摩擦が起きる。このような摩擦の結果、片方又は両方の合わせ面が摩耗して、摩耗粒子（パーティクル）が生じる可能性がある。柔らかい接着剤を用いれば、ダイヤフラムたわみが全く又はほとんど生じることがなく、また、熱膨張率の差に起因する部分的な歪みによる相対的な摩擦が起こりにくくなるため、粒子（パーティクル）汚染の可能性が低くなる。
【００４１】
シート状接着剤を、必要に応じて充填剤を加えた高分子量ジメチルシリコーンから形成してもよい。また、さまざまな用途の必要に応じて、高分子量ジメチルシリコーンを、グラスファイバースクリーン（スクリム）又はスクリーンの周囲でマトリックス化してもよいし、ガラスマイクロビーズ及び／又はガラス又は他の材料からなるナノビーズと混合してもよい。たとえば、シート状接着剤を、Ａｌ2Ｏ3マイクロビーズの周囲でマトリックス化した高分子量ジメチルシリコーンから形成する構成が望ましい。また、シート状接着剤を、異なる物理特性を有する複合層からなる積層構造としてもよい。シート状接着剤の各部分が異なる物理特性を持つように個別に形成する構成も望ましい。物理特性には、たとえば、熱伝導性、弾性、引っ張り強度、せん断強度、厚み、熱膨張係数、耐化学薬品性、粒子（パーティクル）エロージョン、及び使用温度範囲が含まれる。
【００４２】
プラズマ処理の際に、たとえば、充填材を含むエラストマー材料にプラズマエロージョンが生じて、導電性充填材粒子が放出される可能性がある。プラズマ処理の際に、イオン又はラジカルが通路又は間隙に入り込むと、通路又は間隙周囲の結合面において、充填材を含むエラストマー材料にエロージョンが生じる。たとえば、エラストマー材料のプラズマエロージョンにより放出されるアルミニウム合金充填材の粒子が、ウエハー上に析出して、エッチング工程で不具合を引き起こす可能性がある。導電性充填材粒子の放出を抑制するために、異なる充填材粒子密度を持つようにシート状接着剤の各部分を個別に形成するようにしてもよい。たとえば、通路又は間隙を通って移動するイオン又はラジカルにさらされる結合面のシート状接着剤の部分には充填材を入れず（充填材粒子を含まない）、一方、イオンやラジカルにさらされないシート状接着剤の部分は充填材粒子を含むようにしてもよい。また、異なる物理特性を持つように個別に形成されるシート状接着剤の各部分が同一平面上に存在するようにしてもよい。
【００４３】
エラストマーシート状接着剤の高純度エラストマー材料の好適な例として、ジフェニルジメチルシリコーン共重合体を主体とする熱硬化性熱伝導シリコーンが挙げられる。たとえば、ＮＵＳＩＬ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社からＣＶ−２６８０−１２の商品名で市販されている熱伝導性室温未加硫シリコーンシートからエラストマーシート状接着剤を形成するようにしてもよい。また、シリコーンシート状接着剤生成物にＡｌ2Ｏ3充填材を加えて、熱硬化性を与え、シート状接着剤が架橋反応の開始に別個の活性剤を必要としないような構成も望ましい。所定の硬化温度で架橋反応が進むように、シート状接着剤に適当な熱活性化成分を加える構成も望ましい。熱活性化架橋剤としては、たとえば、過酸化物が用いられる。このような接着剤シートの一例として、ＮＵＳＩＬ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ社から市販されているＨＣＲ−９８００−３０が挙げられる。
【００４４】
用いられるエラストマーが導電性エラストマーである場合には、導電性充填材に導電性材料粒子が含まれている可能性がある。プラズマ反応チャンバの不純物に影響を受けやすい環境で用いられる導電性材料の例として、ニッケル被覆カーボンパウダー、ニッケルパウダー、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００４５】
用いられるエラストマーが熱伝導性エラストマーである場合には、熱伝導性充填材に熱伝導性金属粒子又は金属合金粒子が含まれている可能性がある。プラズマ反応チャンバの不純物に影響を受けやすい環境で用いられる金属の好適な例として、アルミニウム合金、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）又は窒化ホウ素（ＢＮ）が挙げられる。エラストマーシート状接着剤は、望ましくは、強度が低く、高せん断歪みに耐えられ、熱伝導率が高い。熱伝導率は、０．２Ｗ／ｍＫ以上が望ましく、１．０Ｗ／ｍＫ以上がより望ましく、１．５Ｗ／ｍＫ以上が最も望ましい（たとえば、０．２〜２．０Ｗ／ｍＫや０．７５〜１．５Ｗ／ｍＫ）。液状又はペースト状エラストマー結合材と比較して、エラストマーシート状接着剤は、熱伝導性及び／又は電気伝導性粒子をより均一に分布させることが可能である。
【００４６】
最終的に形成される結合部の弾性限界を超えないように、接着剤の厚みを適当な厚さに調節ようにしてもよい。すなわち、シート状接着剤の結合部があまりに薄いと、熱サイクルの間に破れる可能性がある。一方、シート状接着剤の結合部があまりに厚いと、結合対象となるパーツ間の熱伝導度が低下する。必要に応じて、容量結合によりエラストマー結合部の薄い領域を介して充分なＲＦ出力を供給可能なため、電気伝導性及び／又は熱伝導性エラストマーを必ずしも用いなくてもよい。
【００４７】
図２Ａ〜図２Ｃに、下部電極に結合される静電チャックデバイスの実施例を示す。図示した実施例では、支持部材は、電極１３２と中間層１３４とを備え、コンポーネントは、結合材１２２により支持部材中間層１３４に結合される基板支持部１２４を備える。中間層１３４は、温度制御チャネル（溝）及びクランプ電源１２８に接続される静電チャックデバイス１３６を備える。このような支持部材は、特に限定されるものではないが、静電チャックデバイス１３６、中間層１３４及び／又は下部電極１３２を内部に埋め込んだ誘電体又は半導体でもよい。
【００４８】
図２Ａ〜図２Ｃに示す実施例では、接着剤フラットシート１２２が位置する支持部材中間層１３４に凹部１３５が形成され、基板支持部１２４の合わせ面と支持部材中間層１３４の合わせ面とが結合される。図２Ｃに、図２Ｂに示す支持部材の上端部の詳細図を示す。図２Ｃに示す実施例の凹部１３５は、立面ジョグ１２５を備えるフラットシート状接着剤１２２を収容可能な深さ１３７を有する。このような立面ジョグ１２５により、肉厚部を有するフラットシート状接着剤１２２を、基板支持部１２４の周縁部における大きなせん断歪みに対応するように、エラストマーを断裂させたり部材を変形させたりすることなく、支持部材中間層１３４に結合させることができる。あるいは、図２Ｄに示す別の実施例のように、外側保護リング１３９に形成された凹部に充填されるシート状接着剤の円錐形リング１２７を介して、支持部材中間層１３４に外側保護リング１３９を接合させるようにしてもよい。
【００４９】
コンポーネントと支持部材との合わせ面は平面でも非平面でもよい。たとえば、片方の合わせ面を平面とする一方で、もう片方の合わせ面を非平面として、シート状接着結合材を充填可能な凹部を形成するようにしてもよい。図２Ａ〜図２Ｃの例では、基板支持部１２４の下面を平面とする一方、支持部材中間層１３４の上面を非平面として、面１３５と面１３７との間に段部が形成されている。あるいは、インターロック（連結）構造及び／又は自己整合構造を備えるように合わせ面を形成してもよい。
【００５０】
図３Ａに、光学管１１６の実施例を示す。光学管１１６は、たとえば、石英から形成される真空チャンバ（図１Ａ及び図１Ｂ参照）に連結される、内径１５０を有する中空管である。ウィンドウシート１５２とウィンドウシート１５４（１５２）の周縁部を囲む支持リム１５４とにより、エラストマー接着剤シートが支持され、ウィンドウが光学管１１６に接着される。図３Ｂに、すみ肉リング型のエラストマーシート状接着剤１６２により、光学管１１６にウィンドウ１６０が接着された様子を示す。ウィンドウ１６０は、望ましくは、直径が４ｍｍから５５ｍｍの範囲で（たとえば、５ｍｍ、１０ｍｍ、１３ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、４０ｍｍ又は５１ｍｍ）、厚さが０．７５ｍｍから３ｍｍの範囲（たとえば、１ｍｍ又は２ｍｍ）である。
【００５１】
図３Ｃは、ウィンドウ１６０をウィンドウシート１５２に接着する前の、光学管１１６の部分断面図である。図３Ｄは、すみ肉リング型のエラストマーシート状接着剤１６２によりウィンドウ１６０を接着された状態の光学管１１６の側面図である。図３Ｅは、図３ＤのＡＡ詳細図であり、ウィンドウ１６０をウィンドウシート１５２と支持リム１５４とに接着した状態の光学管１１６の上部を示す部分断面図である。エラストマーシート状接着剤１６２は、ウィンドウ１６０の側面部と底面部とに接着する。エラストマーシート状接着剤は、接着領域１６４内において、ウィンドウ１６０の底面をウィンドウシート１５２に接着させる。接着領域１６４に隣接する非接着領域１６６は、光学管１１６の内径面１５０に接する。エラストマーシート状接着剤を用いることにより、非接着領域１６６を汚染することなく、接着領域１６４内に正確に配置することが可能になる。
【００５２】
エラストマー結合材の接着力を高めるために、合わせ面を適当なプライマーで被覆することが望ましい。上述したＮＵＳＩＬ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製のＨＣＲ−９８００−３０を結合材に用いる場合には、プライマーとしてＮＵＳＩＬ  ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ製の商品名ＳＰ−１２０又はＳＰ−２７０のシリコンプライマーを用いることができる。合わせ面の接着部位にシート状接着剤を置く前に、このようなプライマーを合わせ面に塗布して乾燥することが望ましい。
【００５３】
ワイピング、ブラッシング、スプレー等の任意の適当な手法で、プライマーを、コンポーネント及び／又は支持部材の個別の結合面上に薄く被覆して、後で塗布する結合材の接着部位を形成するようにしてもよい。プライマーに溶媒が含有されている場合には、ワイピング手法でプライマーを塗布することにより、表面がきれいになり、結合力が高められる。シロキサン含有プライマーは、空気と反応し、室温で空気中で硬化してシリコン（ケイ素）結合部位を形成する。プライマーが過剰な場所は粉っぽく見えるために、このようなプライマーを用いることによって、結合部位の量を視覚的に表示することができる。
【００５４】
シート状接着剤は、トランスファーシートにはさんで取り扱うことが望ましい。トランスファーシートの好適な例としては、ＤＵＰＯＮＴ社製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）が挙げられる。トランスファーシートを用いることにより、たとえば、未硬化のシート状接着剤の変形や損傷を防ぐことができる。シート状接着剤を合わせ面又はプライマーを塗布した合わせ面に貼り付ける際には、まず、トランスファーシートを一枚はがして、接着剤シートの露出面を第１の合わせ面に貼り付け、次に、もう一枚のトランスファーシートをはがして、接着剤シートのもう一方の露出面を第２の合わせ面に貼り付ける。接着剤シートの表面は粘着性があるため、道具を用いて、トランスファーシートをきちんとはがし、合わせ面上にシート状接着剤を正しく配置することが望ましい。また、真空バッグ等を用いて、減圧下で接着剤シートを合わせ面上に配置して、接着剤の下に隙間ができないようにし、また、着座荷重を一時的に加える構成も望ましい。
【００５５】
シート状接着結合材を合わせ面の少なくとも一つに貼り付けた後、各パーツを組み立てて、静重量等の圧縮により、又は、真空バッグ内の大気圧により、合わせ面同士をぴったりと押し付ける。シート状接着剤はエラストマーであるため、手の圧力等、最初にわずかな圧力をかけて、結合すべき部位にエラストマーを広げる必要はない。ただし、合わせ面に接着剤を着座させる際に、手の圧力等のわずかな圧力又は真空バッグ内の小さな大気荷重が必要となる。着座荷重を最大で約５分かけた後、接着剤にかかるすべての荷重を取り除くことが望ましい。大きな静重量や真空バッグ荷重がかかっていない状態で、接着剤を硬化させることが望ましい。大気圧環境又は保護ガス環境において、高温で、結合材を硬化させてもよい。対流式オーブンを用いてアセンブリを加熱して、結合材を硬化させる架橋処理を活性化するようにしてもよい。たとえば、熱硬化性結合材を、１１０℃〜１２２℃の範囲（たとえば、１１６℃）の一次硬化温度で１０〜２０分間（たとえば、１５分間）処理するようにしてもよい。アセンブリの処理結果を確認後、結合材を、１４０℃〜１６０℃の範囲（たとえば、１５０℃）の二次硬化温度で１．５〜２．５時間（たとえば、２時間）処理するようにしてもよい。必要に応じて、一次硬化を省略して、二次効果のみを２．５〜３．５時間（たとえば、３時間）行うようにしてもよい。
【００５６】
結合及び硬化時に、シート状接着剤が膨らんだり流れたりすることなく、その幾何学的形状を維持することが望ましい。ただし、シート状接着剤の硬化時における最大５％の体積変動は許容可能である。シート状接着剤の硬化時の体積収縮が２〜３％以下であることが望ましい。
【００５７】
プラズマ処理の間、エラストマーにより結合されたコンポーネント・アセンブリは、高い動作温度、高い出力密度及び長いＲＦ時間を持続できる。また、コンポーネント・アセンブリの結合機構として、エラストマーシート状接着剤を用いる場合、シート状でない接着剤を用いる場合に比べて、半導体ウェハーのプラズマ処理における利点がある。
【００５８】
コンポーネント上でプライマーが用いられずに残っている部位（非接着領域）は、汚染源となりえる。たとえば、シロキサンプライマー（たとえば、ＲＨＯＤＩＡ  ＳＩＬＩＣＯＮＥＳ  ＶＩ−ＳＩＬ  Ｖ−０６Ｃ）を用いた場合には、チタン等による汚染の可能性がある。チタン汚染物質は、エッチング工程で、シリコン基板と反応し、基板上の領域で不要なケイ化チタンを形成する可能性がある。
【００５９】
シート状接着剤を用いることにより、コンポーネント・アセンブリの全表面をプライマーで被覆するのではなく、シート状接着結合剤を後で張り付けるコンポーネント・アセンブリの所定の領域（たとえば、コンポーネント１１８と支持部材１３８との結合部位）にプライマーを選択的に塗布することが可能になり、プライマー材由来の汚染を減らすことができる。シート状接着剤を用いる場合には、プライマーを塗布した表面にエラストマーを正確に配置することができ、エラストマー配置の誤差範囲や不確実性を減らすため、結果として、プライマーの正確で無駄のない塗布が可能になる。
【００６０】
好適な実施例において、シート状接着剤は、複合材単一層でもよいし、厚さ方向（積層方向）又は平面方向(共平面方向)に異なる一つ以上の物理特性を有する、さまざまな平面幅の平坦なリング型複合材積層構造でもよい。図４に、異なる共平面物理特性を有する平坦なリング型シート状接着剤１２２の一部を示す。たとえば、内側部分６２と外側部分６４を、粒子状汚染物質の放出が少ない、充填剤無添加のシリコーンエラストマーシート状接着剤から形成し、中央部分６６にはＡｌ2Ｏ3粒子を含有させて、熱伝導性を持たせるようにしてもよい。
【００６１】
図５に、シート状接着剤１２３の一例を示す。シート状接着剤１２３は、立面ジョグ６８（小さな段部）を有するさまざまな幅の複数の平坦な円形又は半円形リングから構成される。コンポーネントの合わせ面における凹部（図示していないが、支持部材中間層１３４における凹部１３５及び１３７と類似のもの）に面７０及び７２を接着する構成でもよいし、あるいは、チャンバーライナー１１８の合わせ面のように凹部のないコンポーネントの合わせ面に面７０を接着する構成でもよい。また、凹部１３５及び１３７のような支持部材中間層１３４の合わせ面における凹部に面７４及び７６を接着する構成でもよいし、図１Ａに示すチャンバーライナー支持部材１３８のように凹部のない支持部材に面７６を接着する構成でもよい。
【００６２】
たとえば、特に限定されることなく、さまざまな幅や厚みのドット形、三角形、円柱形及びその他の幾何学的形状の均一なパターン又は不均一なパターンでシート状接着剤を配置するようにしてもよい。図６に、円錐形２０６、直線帯状２０８、三角形２１０、円形ドット状２１２、立面ジョグ２１４を有する円形ドット状のシート状接着剤を示す。シート状接着剤は、このような幾何学的形状を複数備え、コンポーネントと支持部材の合わせ面上の結合領域に結合される。別の実施例において、シート状接着剤を、非結合領域を残して、結合領域に正確に一致する「クモの巣形」幾何学的形状を有する一枚のシートで構成してもよい。ガス通路、ボルト穴又はリフトピン用の領域等を非結合領域として残す。図７に、たとえば、基板支持コンポーネント１２４と支持部材中間層１３４の合わせ面を結合するために用いられる一枚のシート状接着剤１２２の実施例の平面図を示す。シート状接着剤１２２における空間は、非結合領域に対応する。この実施例では、このような非接着領域は、合わせ面の面積の８０％以上を占める。
【００６３】
図８に、チャンバーライナーコンポーネント及びチャンバーライナー支持部材を備えるコンポーネント・アセンブリの実施例を示す。チャンバーライナー１１８は、タイル１１９から構成される。タイル１１９は、たとえば、石英、ＳｉＣ、窒化ケイ素、セラミック含有イットリア、シリカ等から形成可能である。基板支持部１２４上のウェハーを取り囲む空間にプラズマを閉じ込めるためのプラズマスクリーン３５２が、ライナー１１８の下端から内側に伸長する。図１Ａ及び図１Ｂに示す実施例では、ライナー１１８は、内側支持フレームと外側支持フレームとから構成される弾性曲げ可能なフレームを備える支持部材１３８により支持される。基板処理の間、ライナーの温度を所望の温度レベルに維持するために、支持部材１３８の上部にヒーター１４２を備える。処理時には、ヒーター１４２を用いて、ライナー１１８を加熱し、また、内側フレームと外側フレームとを介してライナーから熱を放出する構造の温度制御部材３５０を用いて、ライナー１１８から熱を放出させる。ライナー埋め込み型ヒーター又は適当な放射加熱構造等、他の種類の加熱構造を用いるようにしてもよい。適当な放射型ヒーターの詳細に関しては、参照することにより本明細書にその全体が組み込まれる同一出願人による米国特許第６，２２７，１４０号に開示されている。
【００６４】
図８に示す実施例では、プラズマチャンバーライナー１１８は、フラットタイル１１９等のインターロック構造の（連結構造の）セラミックライナー素子から構成されている。プラズマの電気接地経路を設けるために、タイル１１９を、シリコン又は炭化ケイ素等の導電性材料から形成することが望ましい。このような材料は、アルミニウムを含有しないため、処理対象基板のアルミニウム汚染を抑制することができるという利点もある。ＳｉＣタイルをアルミニウム裏当て板３３６に結合させた構成が望ましい。好適な結合材として、ＳｉＣとＡｌの熱膨張係数の差に起因する横方向の応力を吸収可能な導電性エラストマーシート状接着剤１４０を用いることができる。内側フレーム３４２と外側フレーム３４４とから構成される弾性曲げ可能なフレーム３４０を用いて、各タイル−裏当て板アセンブリをチャンバー壁に取り付けるようにしてもよい。電気配線により電力を供給されるヒーター１４２及び温度制御部材３５０を用いて、ライナーの温度を調節する。
【００６５】
本実施例において、エラストマーシート状接着剤を、連続的な環状ゾーンパターン１４０で、通路３６０を含む領域間に貼り付けるようにしてもよい。エラストマー接着剤を貼り付ける前に、エラストマー接着剤と同じ環状ゾーンパターンでプライマーを塗布するようにしてもよい。通路３６０は、たとえば、ボルト穴でもよいし、あるいは、温度制御を目的としてタイル１１９の外側面（裏側）に接するように熱伝達ガスを充填した通路でもよい。
【００６６】
図示した例では、環状ゾーンにシート状接着剤を貼り付けているが、シート状接着剤を貼り付けるパターンは、これに限られるものではなく、非環状ゾーン等、他のパターンで貼り付けることもできる。シート状接着剤を所定のパターンに従って切断し、各部分をトランスファーシートからはがして、結合対象部位にシート状接着剤の各部分を貼り付けるようにしてもよい。
【００６７】
タイル１１９の外側面において、非結合領域に囲まれる所定パターンの結合領域に、プライマーを塗布するようにしてもよい。一例として、ディスペンサー（フェルトチップ・ディスペンサー等）を用いて、基準点に対して一つの位置又は複数の位置にディスペンサーの一つ又は複数の出口を接触させることにより、所定のパターンでプライマーを塗布させて、一時に一つ又は複数のゾーンを形成するようにしてもよい。他の例として、タイル１１９の外側面を所定パターンで開口部を備えるマスクで覆うことにより、所定パターンでプライマーを塗布するようにしてもよい。エラストマーシート状接着剤の下の領域にだけプライマーを塗布する場合には、任意の適当な所定パターン（たとえば、複数に分かれたゾーン、径方向のゾーン、及び／又は不連続な環状ゾーン）でプライマーを塗布することができる。また、マスクの開口部を通して、プライマーをワイピング、ブラッシング又はスプレーにより塗布することもできる。上述した方法は、いずれも、支持部材１３８の耐荷重面にプライマーを塗布する際にも、適用可能である。エラストマーシート状接着剤の下の所定の領域にだけプライマーを塗布するようにすれば、プライマーの塗布により生じる汚染の可能性を大幅に低下させることができる。
【００６８】
マスク材の例としては、すべてＤＵ  ＰＯＮＴ社から市販されているポリイミド系材であるＫＡＰＴＯＮ（登録商標）、ポリエステル系材であるＭＹＬＡＲ（登録商標）又はフッ素重合体樹脂であるＴＥＦＬＯＮ（登録商標）が挙げられる。
【００６９】
シート状接着剤は、液状接着剤、ゲル状接着剤及びペースト状接着剤と比べて利点がある。たとえば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、結合対象であるコンポーネント・アセンブリのパーツが通路３２及び／又は４４を備える（すなわち、コンポーネント２４が通路３２を備え、及び／又は、支持部材３４が通路４４を備える）場合、エラストマーが硬化する前にコンポーネント同士を押し付ける際に、未硬化の液状又はペースト状エラストマー結合材５０の動きを制御する必要がある。通路３２及び４４は、たとえば、ボルト穴、ガス通路、リフトピン開口部、伸縮継ぎ手等である。２つのコンポーネントの間に未硬化のペースト５０を塗布して押し付ける際に、未硬化のエラストマー結合材の動きを制御することは難しい。未硬化のエラストマー結合材５０の動きを制御しなければ、図９Ｂに示すように、通路３２及び／又は４４を塞ぐ、又は、封鎖する結果となる。したがって、塞がれた、又は、封鎖された通路３２及び／又は４４をきれいにするために、余分な洗浄又は機械加工が必要となる。一方、図１０Ａに示すように、液状又はペースト状エラストマー結合材と比べて、エラストマーシート状接着剤５２は、結合対象であるコンポーネント・アセンブリのパーツ間に、少ない公差で配置することができるため、このような問題は生じない。シート状接着剤は、体積制御が容易であるため、不要な領域に滲み出たり流れ出したりということがない。このように、エラストマーシート状接着剤５２は、通路３２／４４を塞いだり封鎖したりする恐れがなく、液状、ペースト状又はゲル状の接着材よりも通路３２／４４の近くに配置することができる。
【００７０】
コンポーネント２４と支持部材３４とを異なる熱膨張係数を有する材料から形成する場合、エラストマー結合材の厚みを変えることにより熱膨張の差に対応することができる。たとえば、図８の例において、タイル１１９がシリコンであり、裏当て板３３６が金属（たとえば、アルミニウム、ステンレス鋼、どう、モリブデン又はこれらの合金）であると仮定する。熱膨張係数が大きく異なる２つのコンポーネント（たとえば、アルミニウムとシリコン）を結合させた場合、温度硬化時又は電極動作時の加熱により、熱膨張率の違いに起因して、エラストマー結合材に不均一なせん断応力が生じる。たとえば、図２Ａの例において、円形のアルミニウム支持部材１３４を円形の静電チャック積層体１２４に同心円状に結合させた場合、高温処理時に、支持部材１３４と基板支持部１２４の中心付近のエラストマー結合材には、ごく小さなせん断応力が生じる。一方で、アルミニウム支持部材１３４の外側周縁部は、静電チャック積層体１２４の外側周縁部と比べて熱膨張が大きい。このような２つの異なる材料のコンポーネントを結合させると、熱膨張の差が大きい支持部材１３４又は積層体１２４上面の外側周縁部に、大きなせん断応力が生じる。
【００７１】
図１０Ａ及び図１０Ｂの構成は、コンポーネント・アセンブリの結合機構としてエラストマー結合材を用いた場合に構造を単純化するためのアプローチを示す。図１０Ａに、通路４４間で支持部材３４の耐荷重面に形成される凹部４８にシート状接着剤５２を接着した構成を示す。図１０Ｂに、通路３２／４４間で、支持部材３４の耐荷重面３８とコンポーネント２４の結合面２８とにシート状接着剤５２を接着した構成を示す。
【００７２】
シート形状の接着剤は、非常に優れた結合厚さの制御能力を有し、大きな面積にわたる結合面の平行度を正確に制御することができるため、結合厚さや平行度を制御するためのインサートやスペーサーを必要としない。また、シート形状の接着剤は、非常に優れた体積制御能力を有し、不要な領域への接着剤の滲み出しを抑制する、又は、防ぐことができる。シート状接着剤を適用することにより、液状又はペースト状接着剤を適用する際に必要であった精密ディスペンサーは不要となる。したがって、自動及び／又は手動ディスペンス（分配）の供給速度やこれに伴う接着剤ディスペンス（分配）ビーズの乾燥、ネッキング又はグロービングの問題は生じない。シート状接着剤は、熱伝導充填剤を均一に縣濁することができ、保存性が高く、及び／又は、製造工程の効率や信頼性を高めることができる。
【００７３】
シート状接着剤を、レーザー切断、水ジェット切断、打ち抜き、プロッター切断及びその他の切断方法で、プリフォーム形状に切断する構成も望ましい。あるいは、モールド鋳造や圧延等の鋳造法で、シート状接着剤をプリフォーム形状に鋳造するようにしてもよい。
【００７４】
シート状接着剤を（図示しない）ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）のトランスファーシートの間にはさんだ積層状態で、切断、取り扱い、持ち運ぶ構成が望ましい。図１１は、コンポーネント１１８の結合面１４６に形成された凹部に位置するシート状接着剤１４０ａ／１４０ｂの斜視図である。このような凹部は、レーストラック形状の溝等、任意の形状で形成可能である。シート状接着剤は、部分１４０ａと部分１４０ｂとを備え、部分１４０ａを、粒子状汚染物質の放出が少ない、充填剤無添加のシリコーンエラストマーシート状接着剤から形成し、中央部分１４０ｂには、熱伝導性を与えるためのＡｌ2Ｏ3粒子及び／又は導電性を与えるための粒子を含有させるようにしてもよい。シート状接着剤１４０ａ／１４０ｂは、立面ジョグを有し、コンポーネント１１８と支持部材１３８の合わせ面の間にシートを密着させることができる。合わせ面は、コンポーネント１１８の結合面１４６と支持部材１３８の耐荷重面１４４である。結合面１４６は、プラズマ状態の処理ガスから離れる方向の面である。コンポーネントは、また、プラズマに露出される少なくとも一つの内側面１４２を有する。
【００７５】
結合領域と非結合領域とを正確に制御できるように、合わせ面の凹部４８の位置を決めるようにしてもよい。非結合領域は、合わせ面３８の表面積の１〜９５％の範囲である。たとえば、非結合領域は、合わせ面３８の表面積の１〜５％、５〜１０％、１０〜１５％、１５〜２０％、２０〜３０％、３０〜４０％、４０〜５０％、５０〜６０％、６０〜７０％、７０〜８０％、８０〜９０％又は９０〜９５％の範囲でもよい。通路４４は非結合領域に形成され、シート状接着剤は、結合領域を接着する。コンポーネント及び／又は支持部材が通路を備えない構造でもよい。結合特性を最適化し、上述したように、非シート状エラストマー接着剤のように滲み出したり膨れ上がったりして通路４４を塞ぐ恐れがないように、シート状接着剤の端部、たとえば、平坦リング５２の内径又は外径と面３８に形成された通路４４の開口部との間の距離を正確に制御することができる。シート状接着剤は、元々の大きさを基本的に維持し、硬化前、硬化中及び硬化後に全く又はほとんど収縮することなく、たとえば、硬化後の体積収縮を２〜３％以内に抑え、同じ形状を保持することが望ましい。
【００７６】
図９Ａにおいて、液状又はペースト状接着剤ビーズ５０は、凹部４８の断面に示すように、ビーズ５０の湾曲面に沿って、支持部材３４に接触する。ビーズ５０と支持部材の合わせ面３８との間の接触領域は、ビーズ５０よりも狭く、結合の均一性や再現性を制御することは難しい。図９Ｂにおいて、コンポーネント２４を支持部材３４とを結合させる場合、液状又はペースト状接着剤ビーズ５０と支持部材及びコンポーネントの合わせ面３８／２８との間の接触は限られており、接触面積をビーズの直径よりも狭くするような制御は難しい。したがって、支持部材３４とコンポーネント２４との間で適切な結合強さや熱伝導性及び／又は電気伝導性を与える所望の接触面積にするためには、液状又はペースト状接着剤を余分に使う必要がある。余分なエラストマー接着剤は、コンポーネント２４と支持部材３４との間の熱伝導及び／又は電気伝導を妨げる可能性がある。
【００７７】
図１０Ａにおいて、エラストマーシート状接着剤５２は、凹部４８の断面に示すように、支持部材表面に平行な所定の接着剤シート表面に沿って、支持部材３４に的確に接触させることができる。図１０Ｂに示すように、エラストマー接着剤の体積に対する、接着剤シート５２と支持部材３４及びコンポーネント２４の合わせ面３８／２８との間の接触面積の比を最大にすることができる。シート状接着剤５２の接触面積を大きくすることができれば、液状／ペースト状接着剤と比べて、支持部材３４とコンポーネント２４との間で適切な熱伝導性及び／又は電気伝導性、結合強さ及び結合弾性を与えるエラストマーシート状接着剤５２の使用量を減らすことができる。
【００７８】
シート状接着剤は、硬化前の状態で物理的に安定した性質を持つことが望ましい。硬化前のシート状接着剤は、寸法安定性を有する未加硫で未架橋の組成物である。未硬化のシート状接着剤には、可鍛性がある。上述したように、硬化前のシート状接着剤を変形させることがにように、未硬化のシート状接着剤を取り扱う際にはトランスファーシートを用いることが望ましい。加熱することにより、過酸化物充填材等の架橋剤の働きにより、未硬化時と同じ全体形状のまま、シート状接着剤を硬化させる。硬化後、機械的な力がなくなれば、シート状接着剤は元の形に戻る。接触面積を大きくすることにより、接着部分の熱伝導性及び／又は電気伝導性を増大させることができる。また、充填剤粒子を多量に含有する条件下で、硬化したシート状接着剤は、硬化したゲル状エラストマーと同じくらいの弾性を備え、硬化した液状およびペースト状エラストマーと比べて、高い弾性を備える。エラストマーシート状接着剤に多量の充填剤粒子を含有することにより、結合強さや弾性を犠牲にすることなく、所定量のエラストマー接着剤に対する、接着部分の熱伝導性及び／又は電気伝導性を増大させることができる。
【００７９】
結合アセンブリに形成された収容キャビティ４８にプリフォーム形を入れ込む構成が望ましい。この際、手動で入れ込んでもよいし、結束工具を用いて手動で入れ込んでもよいし、又は、オートメーション化した機械を用いて入れ込んでもよい。使用時間が有限又は無限の接着剤シートを形成した後、硬化させると都合がよい場合には、熱硬化させる。
【００８０】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、コンポーネント２４の第１の通路３２と支持部材３４の第２の通路４４とが流体連結されるように、支持部材３４をコンポーネント２４に結合させる。接着力を高めるために、コンポーネント２４の結合面２８に塗布したパターンと同じ所定パターンで、支持部材３４の耐荷重面３８にプライマー４６を塗布するようにしてもよい。別の実施例において、支持部材３４又はコンポーネント２４がプレナムを備えるようにして、温度制御のために一種類または複数種類のガスを分配させるようにしてもよいし、所望のガス分配パターンで供給処理ガスを分配させるようにしてもよい。また別の実施例において、通路３２を一つ以上の通路４４に対して流体連結する構成でもよい。
【００８１】
好適な実施例において、非結合領域で両者の間に５１〜３８１μｍ（０．００２〜０．０１５インチ）の間隔をあけるように、シート状接着剤を用いて、コンポーネント２８の結合面を支持部材３８の耐荷重面に結合させる。たとえば、支持部材の耐荷重面及び／又はコンポーネントの外側面における凹部４８の深さは、望ましくは１０２〜５０８μｍ（０．００４〜０．０２０インチ）であり、たとえば、１００〜２００μｍ又は２００〜５００μｍである。より望ましい凹部４８の深さは、１７８μｍ（０．００７インチ）である。ただし、凹部を設けることなく、シート状接着剤により、支持部材の耐荷重面とコンポーネントの結合面とを結合するようにしてもよい。また、シート状接着剤により、２つの合わせ面間の距離の変動が±２５μｍ（±０．００１インチ）未満となるように、コンポーネントの結合面と平行に、支持部材の耐荷重面を結合するようにしてもよい。
実施例
【００８２】
上述したように、シート状接着剤の実施例を形成した。シート状接着剤の試験片を用いて、合わせ面間の結合におけるシート状接着剤の性能のシミュレーションを行った。ただし、コンポーネントと支持部材との間を実際に結合させた試験の結果は示していない。室温条件及び高温条件、たとえば、１８０℃で、せん断試験を行った。高温疲労試験を、たとえば、１８０℃で、行った。図１２に、室温で実施例１のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す。実施例１のシート状接着剤は、８００％以上のせん断歪みまでほぼ直線的な応力−歪み曲線を示し、それ以上の高せん断歪みでは低いせん断応力を示した。このような柔らかいシート状接着剤による結合は、結合力により結合させたコンポーネントと支持部材とをほとんど変形させることなく、高いせん断歪みに対応することができる。
【００８３】
図１３及び図１５に、１８０℃で実施例２のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す。実施例２のシート状接着剤は、１８０℃で、７００％以上のせん断歪みまでほぼ直線的な応力−歪み曲線を示し、それ以上の高せん断歪みでは低い強度を示した。このような柔らかいシート状接着剤による結合は、結合させたコンポーネントと支持部材とを変形させることなく、高いせん断歪みに対応することができる。
【００８４】
図１４に、１８０℃で実施例３のシート状接着剤の疲労試験を行った結果を示す。疲労試験は、３６，０００サイクルを超えるまで行った（約３５，０００サイクルの結果を示した）。シート状接着剤の試験片を試験しただけであるが、各サイクルは熱サイクルをシミュレーションしたものである。熱サイクルでは、コンポーネントと支持部材に用いた材料の熱膨張係数の差に起因して、プラズマ処理時における支持部材の膨張量とコンポーネントの膨張量とが異なる。図１５に、３６，０００サイクルを超える疲労試験を行った後、１８０℃で実施例３のシート状接着剤のせん断試験を行った結果を示す。実施例３のシート状接着剤は、１８０℃で、５００％以上のせん断歪みまでほぼ直線的な応力−歪み曲線を示し、それ以上の高せん断歪みでは低い強度を示した。このような柔らかいシート状接着剤による結合は、３６，０００サイクルを超える疲労試験後も、結合させたコンポーネントと支持部材とを変形させることなく、高いせん断歪みに対応することができる。
【００８５】
以上、具体的な実施例を参照して本発明を詳述したが、当業者には自明のように、特許請求の範囲に記載される本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さまざまに変更および変形が可能であり、その等価物も要旨内に含まれる。
【図１Ａ】
0005567494.tif 000002
【図１Ｂ】
0005567494.tif 000003
【図２Ａ】
0005567494.tif 000004
【図２Ｂ】
0005567494.tif 000005
【図２Ｃ】
0005567494.tif 000006
【図２Ｄ】
0005567494.tif 000007
【図３Ａ】
0005567494.tif 000008
【図３Ｂ】
0005567494.tif 000009
【図３Ｃ】
0005567494.tif 000010
【図３Ｄ】
0005567494.tif 000011
【図３Ｅ】
0005567494.tif 000012
【図４】
0005567494.tif 000013
【図５】
0005567494.tif 000014
【図６】
0005567494.tif 000015
【図７】
0005567494.tif 000016
【図８】
0005567494.tif 000017
【図９Ａ】
0005567494.tif 000018
【図９Ｂ】
0005567494.tif 000019
【図１０Ａ】
0005567494.tif 000020
【図１０Ｂ】
0005567494.tif 000021
【図１１】
0005567494.tif 000022
【図１２】
0005567494.tif 000023
【図１３】
0005567494.tif 000024
【図１４】
0005567494.tif 000025
【図１５】
0005567494.tif 000026