(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被処理基板を支持する支持台を有する処理容器と、
前記処理容器に結合された排気系と、
前記処理容器上に、前記支持台上の前記被処理基板に対面するように設けられたマイクロ波透過窓と、
前記処理容器にプラズマ生成用ガスを供給するガス供給部と、
前記処理容器上に設けられたマイクロ波アンテナとを具え、
前記マイクロ波アンテナは、冷媒を流通させるための流通孔が形成されてなる冷却部を含む冷却ジャケット、この冷却ジャケットと対向するようにして設けられた遅波板、及びこの遅波板の、前記冷却ジャケットが設けられた側の主面と相対向する側の主面上に形成されたスロット板とを有し、
前記遅波板と前記冷却ジャケットの前記冷却部とが隣接されてなり、前記冷却ジャケットと前記遅波板とが接合されていることを特徴とする、マイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記冷却ジャケットのジャケット構成材料の線膨張係数と前記遅波板の板構成材料の線膨張係数との差が１０％の範囲内であることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項３】
前記ジャケット構成材料はＡｌ−ＳｉＣであり、前記板構成材料はアルミナであることを特徴とする、請求項２に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項４】
前記マイクロ波アンテナは、前記冷却ジャケットの、前記遅波板と相対向する側の主面上に形成した板材を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項５】
前記板材はアルミナからなることを特徴とする、請求項４に記載のマイクロ波プラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項１記載のマイクロ波プラズマ処理装置の、前記冷却ジャケットを製造する冷却ジャケットの製造方法であって、
冷媒を流通させるための流通孔が形成されてなる冷却部本体と、前記流通孔を密閉する蓋体とを、熱拡散接合によって接合することを特徴とする、冷却ジャケットの製造方法。
【請求項７】
前記冷却部本体の接合面上に第１の接合材料を配置し、前記蓋体の接合面上に第２の接合材料を配置することを特徴とする、請求項６に記載の冷却ジャケットの製造方法。
【請求項８】
前記冷却部本体の接合面及び前記蓋体の接合面間にロー材を介在させて前記熱拡散接合により、前記冷却部本体及び前記蓋体を接合することを特徴とする、請求項７に記載の冷却ジャケットの製造方法。
【請求項９】
前記第１の接合材料及び前記第２の接合材料は、それぞれ前記冷却部本体及び前記蓋体の構成材料の一部が前記冷却部本体及び蓋体の前記接合面上に露出してなることを特徴とする、請求項７又は８に記載の冷却ジャケットの製造方法。
【請求項１０】
前記冷却部本体及び前記蓋体はＡｌ−ＳｉＣからなり、前記第１の接合材料及び前記第２の接合材料はＡｌであることを特徴とする、請求項７〜９のいずれか一に記載の冷却ジャケットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超微細化半導体装置の製造や、液晶表示装置を含む高解像度平面表示装置の製造等に好適に用いることのできるマイクロ波プラズマ処理装置、及びこの装置に使用する冷却ジャケットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理工程およびプラズマ処理装置は、近年のいわゆるディープサブミクロン素子あるいはディープサブクォーターミクロン素子と呼ばれる０．１μｍに近い、あるいはそれ以下のゲート長を有する超微細化半導体装置の製造や、液晶表示装置を含む高解像度平面表示装置の製造にとって、不可欠の技術である。【０００３】
半導体装置や液晶表示装置の製造に使われるプラズマ処理装置としては、従来様々なプラズマの励起方式が使われているが、特に平行平板型高周波励起プラズマ処理装置あるいは誘導結合型プラズマ処理装置が一般的である。【０００４】
しかしながら、これら従来のプラズマ処理装置は、プラズマ形成が不均一であり、電子密度の高い領域が限定されているため大きな処理速度すなわちスループットで被処理基板全面にわたり均一なプロセスを行うのが困難である問題点を有している。この問題は、特に大径の基板を処理する場合に深刻になる。しかもこれら従来のプラズマ処理装置では、電子温度が高いため被処理基板上に形成される半導体素子にダメージが生じ、また処理室壁のスパッタリングによる金属汚染が大きいなど、いくつかの本質的な問題を有している。このため、従来のプラズマ処理装置では、半導体装置や液晶表示装置のさらなる微細化およびさらなる生産性の向上に対する厳しい要求を満たすことが困難になりつつある。【０００５】
このような問題に鑑み、直流磁場を用いずにマイクロ波電界により励起された高密度プラズマを使うマイクロ波プラズマ処理装置が提案されている。例えば、均一なマイクロ波を発生するように配列された多数のスロットを有する平面状のアンテナ（ラジアルラインスロットアンテナ）から処理容器内にマイクロ波を放射し、このマイクロ波電界により真空容器内のガスを電離してプラズマを励起させる構成のプラズマ処理装置が提案されている。（例えば特開平９−６３７９３号公報を参照。）【０００６】
このような手法で励起されたマイクロ波プラズマではアンテナ直下の広い領域にわたって高いプラズマ密度を実現でき、短時間で均一なプラズマ処理を行うことが可能である。しかもかかる手法で形成されたマイクロ波プラズマではマイクロ波によりプラズマを励起するため電子温度が低く、被処理基板のダメージや金属汚染を回避することができる。さらに大面積基板上にも均一なプラズマを容易に励起できるため、大口径半導体基板を使った半導体装置の製造工程や大型液晶表示装置の製造にも容易に対応できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−６３７９３号公報
【０００８】
図１は、従来のマイクロ波プラズマ処理装置における構成の一例を示す断面図である。【０００９】
図１に示すマイクロ波プラズマ処理装置１０は、内部に被処理基板Ｓを支持する支持台１１１を有する処理容器１１と、処理容器１１内に配置されたガス管１２及びガス導入管１７とを具えている。ガス導入管１７は、処理容器１１の内壁１１Ｂを貫通するようにして形成されるとともに、内壁１１Ｂによって保持され、主としてプラズマ生成用の不活性ガスを処理容器１１内に供給する。ガスシャワー１２は、図示しない治具によって処理容器１１の内壁に固定され、同じく図示しないガス供給源から開口部１２Ａを介して処理用のガスを処理容器１１内に供給できるように構成されている。また、処理容器１１の下方には図示しない真空ポンプなどの排気系に接続するための開口１１Ａが形成されている。【００１０】
また、処理容器１１上においては、この処理容器１１を真空密閉するようにしてマイクロ波アンテナ１３が設けられている。マイクロ波アンテナ１３の略中心には鉛直上方に延在した同軸導波管１４が設けられており、この同軸導波管１４の、マイクロ波アンテナ１３と相対する側の端部には同軸変換器１５が設けられている。【００１１】
同軸導波管１４は、内導体１４１及び外導体１４２を有し、内導体１４１の上端部１４１Ａと同軸変換器１５の上壁面とがビス２１によって固定され、外導体１４２の上端部１４２Ａと同軸変換器１５の下壁面とがビス２２によって固定されている。これによって、同軸導波管１４と同軸変換器１５とが機械的及び電気的に接続されるようになる。【００１２】
マイクロ波アンテナ１３は、冷却ジャケット１３１、この冷却ジャケット１３１と対向するようにして設けられた遅波板１３２、及びこの遅波板１３２の、冷却ジャケット１３１が設けられた側の主面と相対向する側の主面上に形成されたスロット板１３３とを有している。【００１３】
また、冷却ジャケット１３１、遅波板１３２及びスロット板１３３は上記アンテナ１３の構成要素である天板１３５上に設けられている。天板１３５は、処理容器１１の壁面１１Ｂの上端部によって支持されている。なお、特に図示しないが、冷却ジャケット１３１は壁面１１Ｂの上端部とビスなどによって機械的に固定されている。【００１４】
同軸導波管１４の外導体１４２の下端部１４２Ｂと冷却ジャケット１３１とはビス２３によって固定されている。これによって、同軸導波管１４及びアンテナ１３は機械的及び電気的に接続されることになる。【００１５】
なお、冷却ジャケット１３１は、処理容器１１内で生成したプラズマの輻射熱等により昇温する天板（マイクロ波透過窓）等を冷却するために設けられているものであり、内部に設けられる流通孔１３１Ａ内を冷媒が流れるようにして構成されている。なお、流通孔１３１Ａを含む部分は冷却部１３１Ｂを構成する。【００１６】
また、冷却ジャケット１３１の上面には、Ｏリング２８を介して蓋１３４がビス２４によって締結され、流通孔１３１Ａを蓋１３４によって塞ぐように構成されている。【００１７】
さらに、図１に示すように、スロット板１３３の端部１３３Ａは、ビス２６によって冷却ジャケット１３１に対して固定されている。【００１８】
処理容器１１内でプラズマを生成し、支持台１１１上に設置された被処理基板Ｓの加工処理などを開始すると、前記プラズマの輻射熱によってアンテナ１３、特に天板１３５が１００℃以上にまで加熱されるようになる。したがって、上述したように、冷却ジャケット１３１によってアンテナ１３を冷却する必要がある。【００１９】
しかしながら、前記プラズマによる輻射熱の影響を最も受ける天板１３５の冷却に関しては、冷却ジャケット１３１の冷却部１３１Ｂと天板１３５とは離間して配置されているとともに、それらの間には遅波板１３２及びスロット板１３３が介在している。したがって、冷却部１３１Ｂと天板１３５とが離間していることによって本来的な熱抵抗が増大するとともに、遅波板１３２等と冷却ジャケット１３１との間に上述した輻射熱に起因した変形等によって隙間が生じる場合がある。したがって、このような隙間の形成によっても熱抵抗が増大してしまう。結果として、天板１３５を冷却ジャケット１３１によって十分効果的かつ効率的に冷却することは困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、マイクロ波プラズマ処理装置を構成するマイクロ波アンテナの、特に処理容器に隣接した天板の冷却を効果的かつ効率的に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成すべく、本発明は、内部に被処理基板を支持する支持台を有する処理容器と、前記処理容器に結合された排気系と、前記処理容器上に、前記支持台上の前記被処理基板に対面するように設けられたマイクロ波透過窓と、前記処理容器にプラズマ生成用ガスを供給するガス供給部と、前記処理容器上に設けられたマイクロ波アンテナとを具え、前記マイクロ波アンテナは、冷媒を流通させるための流通孔が形成されてなる冷却部を含む冷却ジャケット、この冷却ジャケットと対向するようにして設けられた遅波板、及びこの遅波板の、前記冷却ジャケットが設けられた側の主面と相対向する側の主面上に形成されたスロット板とを有し、前記遅波板と前記冷却ジャケットの前記冷却部とが隣接されてなることを特徴とする、マイクロ波プラズマ処理装置に関する。【００２２】
本発明によれば、マイクロ波アンテナを構成する冷却ジャケットにおいて、冷媒を流すことによって実際の冷却機能を奏する冷却部と遅波板とが直接隣接している。したがって、前記冷却部と前記遅波板との離間距離が低減されるとともに、前記冷却ジャケットと前記遅波板との間に隙間が形成されるのを防止することができるようになる。この結果、前記冷却部と前記遅波板との間の熱抵抗が低減し、前記冷却部による前記遅波板を介した前記天板の冷却を効果的かつ効率的に行うことができるようになる。【００２３】
また、前記冷却部と前記遅波板とが隣接することによって前記遅波板さらには上記スロット板の冷却効率も増大するので、上記処理容器中で発生したプラズマによる輻射熱によっても前記遅波板及び前記スロット板の熱変形を防止することができる。このため、前記冷却ジャケットと前記遅波板等との間に空隙が形成されるのを防止することができる。したがって、前記空隙に起因した熱抵抗の増大も抑制することができ、これによって、前記冷却ジャケットの前記冷却部による前記天板の冷却をより効果的に行うことができるようになる。【００２４】
なお、“前記冷却部と前記遅波板とが隣接する”とは、上述のような前記冷却部と前記遅波板との離間距離が低減されるとともに、前記冷却ジャケットと前記遅波板との間に隙間が形成されるのを防止することができる限りにおいて、前記冷却部上にメッキ膜等の金属膜が介在することを許容する概念である。すなわち、上述した作用効果を奏する限りにおいて、前記冷却部と前記遅波板との間にメッキ膜等の金属膜が存在してもよい。また、このような金属膜が存在することによって、前記冷却部と前記遅波板との間の熱伝導性が増大し、上述のような作用効果をより向上させることができる場合がある。【００２５】
また、本発明の一態様において、前記冷却ジャケットと前記遅波板とを例えば導電材料で接合することもできる。この場合、前記冷却ジャケットと前記遅波板との隣接状態を固定することができるので、特に前記冷却ジャケットと前記遅波板との間に隙間が形成されるのを防止することができる。【００２６】
本発明の一態様において、前記冷却ジャケットのジャケット構成材料の線膨張係数を前記遅波板の構成材料の線膨張係数と実質的に同一とする。これによって、上記輻射熱による前記冷却ジャケットの熱膨張と前記遅波板の熱膨張とを同一とすることができ、前記冷却ジャケット及び前記遅波板が上記輻射熱に起因して熱変形したような場合においても、それらの変形度合いを互いに同一とすることができる。したがって、前記冷却ジャケットと前記遅波板との接合を良好に維持し、前記冷却部による前記天板の冷却効率を増大させることができるようになる。【００２７】
また、“実質的同一”とは、前記冷却ジャケットの線膨張係数と前記遅波板の線膨張係数との差が、約１０％以内の範囲であることを意味する。【００２８】
また、上記態様において、前記ジャケット構成材料はＡｌ−ＳｉＣとし、前記構成材料はアルミナとすることができる。なお、“実質的同一”に関する上記要件を満足する限りにおいて、当然にその他の材料も使用することができる。但し、Ａｌ−ＳｉＣは金属アルミニウムと同等の熱伝導率を有するため、上記冷却ジャケット自体の熱抵抗を低減させることができ、前記冷却ジャケットによる上述した天板の冷却をも効果的に行うことができる。【００２９】
さらに、本発明の一態様において、前記マイクロ波アンテナは、前記冷却ジャケットの、前記遅波板と相対向する側の主面上に形成した板材を含むようにすることができる。これによって、前記冷却ジャケットの熱変形を効果的に抑制することができる。【００３０】
また、前記板材を例えばアルミナ等から構成することによって、前記冷却ジャケットの表面を安全な温度に保つことができ、前記冷却ジャケットの面内温度をも均一とすることができる。【００３１】
なお、前記冷却ジャケットは、冷媒を流通させるための流通孔が形成されてなる冷却部本体と、前記流通孔を密閉する蓋体とをロー材等の導電性材料を用いて接合して形成することができる。また、前記冷却ジャケットは、ＳｉＣマトリックス中にＡｌを含浸させたＭＭＣから構成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上、本発明によれば、マイクロ波プラズマ処理装置を構成するマイクロ波アンテナの、特に処理容器に隣接した天板の冷却を効果的かつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のマイクロ波プラズマ処理装置における構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のマイクロ波プラズマ処理装置における構成の一例を示す断面図である。
【図３】図２に示すマイクロ波プラズマ処理装置の冷却ジャケットを拡大して示す構成図である。
【図４】図３に示す冷却ジャケットの製造方法の一例を示す図である。
【図５】同じく、図３に示す冷却ジャケットの製造方法の一例を示す図である。
【図６】同じく、図３に示す冷却ジャケットの製造方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の具体的特徴について、発明を実施するための最良の形態に基づいて説明する。
【００３５】
図２は、本発明のマイクロ波プラズマ処理装置における構成の一例を示す断面図であり、図３は、図２に示すマイクロ波プラズマ処理装置の冷却ジャケットの構成を拡大して示す図である。なお、一般にマイクロ波プラズマ処理装置、特にそのマイクロ波アンテナの部分の平面形状は円形であって、特に図示しないものの、以下に示す装置の各構成要素についても、それらの平面形状は円形を呈する。また、図１に示す構成要素と同一あるいは類似の構成要素に関しては、同じ参照数字を用いている。
【００３６】
図２に示すマイクロ波プラズマ処理装置３０は、内部に被処理基板Ｓを支持する支持台１１１を有する処理容器１１と、処理容器１１内に配置されたガス管１２及びガス導入管１７とを具えている。支持台１１１は、アルミナあるいはＳｉＣなどを主材料としたサセプタとすることができる。この場合、被処理基板Ｓは、前記サセプタ内部に設けられた電極から生ぜしめられる静電力によって前記サセプタの主面に吸着固定される。また、前記サセプタ内には必要に応じて、被処理基板Ｓを加熱するためのヒータを内蔵することができる。
【００３７】
ガス導入管１７は、処理容器１１の内壁１１Ｂを貫通するようにして形成されるとともに、内壁１１Ｂによって保持され、主としてプラズマ生成用の不活性ガスを処理容器１１内に供給する。ガスシャワー１２は、図示しない治具によって処理容器１１の内壁に固定され、同じく図示しないガス供給源から開口部１２Ａを介して処理用のガスを処理容器１１内に供給できるように構成されている。なお、開口部１２Ａは、ガス管１２の長さ方向において所定の間隔で複数形成されているので、非処理基板Ｓの近傍に均一に前記ガスを供給することができ、被処理基板Ｓに対して目的とするマイクロ波プラズマ処理を均一に行うことができる。
【００３８】
また、処理容器１１の下方には図示しない真空ポンプなどの排気系に接続するための開口１１Ａが形成されている。処理容器１１内の真空度（圧力）は、開口１１Ａを介した前記真空ポンプ等による排気によって適当な値に保持される。
【００３９】
Ａｒ等の不活性ガスは主としてガス導入管１７から処理容器１１内に導入され、フッ素系ガスなどのエッチング性のガスは主としてガスシャワー１２から処理容器１１内に導入される。なお、このようなエッチングガスは単独で用いることもできるが、通常は不活性ガス等で希釈して用いる。
【００４０】
また、処理容器１１上においては、この処理容器１１を真空密閉するようにしてマイクロ波アンテナ１３が設けられている。マイクロ波アンテナ１３は、例えばＡｌ−ＳｉＣなどからなる冷却ジャケット１３１、この冷却ジャケット１３１と対向するようにして設けられた、例えばアルミナ等の誘電体からなる遅波板１３２、及びこの遅波板１３２の、冷却ジャケット１３１が設けられた側の主面と相対向する側の主面上に形成された、例えばＣｕなどの電気的良導体からなるスロット板１３３とを有している。
【００４１】
また、冷却ジャケット１３１の、遅波板１３２と相対向する側の主面上には、たとえばアルミナからなる板材１３６が形成されている。この板材１３６の存在によって、冷却ジャケット１３１の熱変形を効果的に抑制することができる。
【００４２】
さらに、板材１３６はアルミナ等から構成しているので、冷却ジャケット１３１の表面を安全な温度に保つことができ、冷却ジャケット１３１の面内温度をも均一とすることができる。
【００４３】
冷却ジャケット１３１、遅波板１３２及びスロット板１３３は上記アンテナ１３の構成要素である天板１３５上に設けられており、導電性の材料、例えばＡｌからなる固定部材１３７によって固定されている。天板１３５は、処理容器１１の側壁１１Ｂの上端部によって支持されている。なお、特に図示しないが、固定部材１３７は側壁１１Ｂビスなどによって機械的に固定されている。
【００４４】
また、遅波板及びスロット板は、一体化して構成されていてもよく、その場合、前記遅波板下面と、前記スロット板との間に間隙が生じることがないので、冷却効率をさらに向上させることができる。
【００４５】
なお、冷却ジャケット１３１は、アンテナ１３、特に天板１３５を冷却するために設けられているものであり、主として処理容器１１内で生成したプラズマの輻射熱によってアンテナ１３、特に天板１３５が加熱されるのを抑制するために設けられているものである。冷却ジャケット１３１の内部には複数の流通孔１３１Ａが形成されており、流通孔１３１Ａ内を冷媒が流れるようにして構成されている。
【００４６】
また、マイクロ波アンテナ１３の略中心には鉛直上方に延在した同軸導波管１４が設けられており、この同軸導波管１４の、マイクロ波アンテナ１３と相対する側の端部には同軸変換器１５が設けられている。
【００４７】
同軸導波管１４は、内導体１４１及び外導体１４２を有し、内導体１４１の上端部１４１Ａと同軸変換器１５の上壁面とがビス２１によって固定され、外導体１４２の上端部１４２Ａと同軸変換器１５の下壁面とがビス２２によって固定されている。これによって、同軸導波管１４と同軸変換器１５とが機械的及び電気的に接続されるようになる。
【００４８】
なお、内導体１４１の内部を空洞とし、この空洞内に冷媒を流すことによって、内導体１４１を冷却することもできる。
【００４９】
また、冷却ジャケット１３はビス２６によって天板１３５と固定されている。さらに、同軸導波管１４の外導体１４２と冷却ジャケット１３とは電気的接続され、これによって、同軸導波管１４と冷却ジャケット１３とが電気的に接続されることになる。
【００５０】
図示しないマイクロ波電源から供給されたマイクロ波は、同軸変換器１５に導入することによってＴＭモードのマイクロ波に加えＴＥモードのマイクロ波が混在するようになり、この混在波は同軸導波管１４を導波し、マイクロ波アンテナ１３に供給される。この際、前記ＴＭモードのマイクロ波は、内導体１４１及び外導体１４２で形成される空洞１４３内を伝搬した後、遅波板１３２内を伝搬する。そして、スロット板１３３の図示しない放射孔から放出され、天板１３５を透過して処理容器１１内に供給される。
【００５１】
そして、ガス管１２から処理容器１１内に供給されたガスをプラズマ化し、このプラズマ化したガスを用いて被処理基板Ｓの加工等を行う。
【００５２】
上述のようにして、前記マイクロ波を処理容器１１中に供給してプラズマを生成して被処理基板Ｓの加工等を行うと、前記プラズマの輻射熱によってマイクロ波アンテナ１３、特に天板１３５が加熱されるようになる。マイクロ波アンテナが加熱されると熱変形を起こすため、冷却する必要がある。本例では、効率的に冷却するために、冷却ジャケット１３の冷却機能を奏する冷却部１３１Ｂと遅波板１３２とを隣接させて、冷却ジャケット１３と遅波板１３２とを接合している。
【００５３】
したがって、冷却部１３１Ｂ（冷却ジャケット１３）と遅波板１３２、すなわち天板１３５との離間距離が低減される。この結果、冷却部１３１Ｂ（冷却ジャケット１３）と天板１３５との間の熱抵抗が低減し、冷却部１３１Ｂによる天板１３５の冷却を効果的かつ効率的に行うことができるようになる。
【００５４】
また、冷却部１３１Ｂ（冷却ジャケット１３１）と遅波板１３２とが直接隣接することによって遅波板１３２さらにはスロット板１３３の冷却効率も増大するので、処理容器１１中で発生したプラズマによる輻射熱によっても遅波板１３２及びスロット板１３３の熱変形を防止することができる。このため、冷却部１３１Ｂ（冷却ジャケット１３１）と遅波板１３２等との間に空隙が形成されるのを防止することができる。したがって、前記空隙に起因した熱抵抗の増大も抑制することができ、これによって、冷却部１３１Ｂ（冷却ジャケット１３１）による天板１３５の冷却をより効果的に行うことができるようになる。
【００５５】
但し、冷却部１３１Ｂ及び遅波板１３２は必ずしも接合させる必要はなく、冷却部１３１Ｂ及び遅波板１３２が隣接していれば足りる。この場合、冷却部１３１Ｂと遅波板１３２との間にメッキ膜等の金属膜を介材させてもよい。このような金属膜が存在することによって、前記冷却部と前記遅波板との間の熱伝導性が増大し、上述のような作用効果をより向上させることができる場合がある。
【００５６】
さらに、図１に示す従来のマイクロ波プラズマ処理装置１０と図２に示す本例のマイクロ波プラズマ処理装置３０との比較から、本例では、冷却ジャケット１３１は冷却部１３１Ｂから直接構成されているので、冷却ジャケット１３１の大きさ（厚さ）を低減することができる。したがって、マイクロ波アンテナ１３の大きさ（厚さ）をも低減することができる。
【００５７】
なお、本例では、冷却ジャケット１３１をＡｌ−ＳｉＣから構成し、遅波板１３２をアルミナから構成している。この場合、冷却ジャケット１３１の線膨張係数は約８．０×１０−６／℃となり、遅波板１３２の線膨張係数は約７．０×１０−６／℃となる。したがって、両者の熱膨張係数が極めて近似し、実質的に同一となるので、冷却ジャケット１３１及び遅波板１３２が上記輻射熱に起因して熱変形したような場合においても、それらの変形度合いを互いに同一とすることができる。
【００５８】
結果として、冷却ジャケット１３１（冷却部１３１Ｂ）と遅波板１３２との密着性を十分高く保持することができ、前記熱変形に起因した空隙の形成を抑制して、上記熱抵抗の増大を防止することができる。このため、冷却ジャケット１３１、すなわち冷却部１３１Ｂによる天板１３５の冷却を効果的に行うことができる。
【００５９】
なお、上述したように、冷却ジャケット１３１の線膨張係数と遅波板１３２の線膨張係数とが実質的に同一とは、それらの線膨張係数の差が１０％の範囲内にあることを意味するので、このような要件を満足する限り、冷却ジャケット１３１を構成する材料はＡｌ−ＳｉＣに限定されるものではなく、遅波板１３２を構成する材料もアルミナに限定されるものではない。例えば、遅波板１３２は、アルミナに代えてイットリアから構成することができる。
【００６０】
但し、Ａｌ−ＳｉＣは金属アルミニウムと同等の熱伝導率を有するため、本例では、冷却ジャケット１３１自体の熱抵抗を低減させることができ、冷却ジャケット１３１（冷却部１３１Ｂ）による天板１３５の冷却をより効果的に行うことができる。
【００６１】
なお、Ａｌ−ＳｉＣは如何なる方法でも製造することができるが、一般にはＳｉＣ焼結体を準備し、この焼結体の気孔中に溶融したＡｌを含浸させて製造する。この場合、Ａｌ−ＳｉＣは、Ａｌマトリックス中にＳｉＣの粒子が分散してなるＭＭＣ（Ｍｅｔａｌ  Ｍａｔｒｉｘ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）の構成を採る。したがって、このような部材に対して実用に足るような線膨張率を付与するには、Ａｌの含有量が約３０体積％〜５０体積％の範囲になることが好ましい。また、接合強度を考慮した場合、接合面はアルミニウムの濃度が高いほうが望ましい。
【００６２】
次に、Ａｌ−ＳｉＣからなるＭＭＣを冷却ジャケット１３１に使用した場合の接合例を示す。
【００６３】
図４に示すように、冷媒を流通させるための流通孔１３１Ａが形成されてなる冷却部本体１３１Ｃと、流通孔１３１Ａを密閉する蓋体１３１Ｅをそれぞれ別途に準備する。次いで、冷却部本体１３１Ｃの接合面上に接合材料１３１Ｄを形成する。
【００６４】
接合材料１３１Ｄは、別途塗布工程を経て形成することもできるが、冷却部本体１３１Ｃの構成材料の一部が冷却部本体１３１Ｃの前記接合面上に露出して形成されることが好ましい。この場合、接合部分に向かうにつれ、段階的に接合材（例えばＡｌ）の濃度を増大させるように母材の粒径を制御することで、接合部において急激な濃度変化がなくなり、接合部分の強度を増大させることができる。具体的には、大粒径の母材（ＳｉＣ）を増やし、小径の母材（ＳｉＣ）の濃度を小さくするように制御し、その基材中にＡｌを含浸させれば良い。
【００６５】
本例では、冷却ジャケット１３１をＡｌ−ＳｉＣで構成している。ＳｉＣマトリックス中にＡｌを含浸させたとき、母材ＳｉＣ上にＡｌ層が残存する。このＡｌ層を除去することなく、Ａｌを接合材として用いることもできる。
【００６６】
なお、Ａｌ層を接合材料として用いる場合、接合すべき蓋体１３１Ｅは同じくＡｌから構成することが好ましい。この場合、接合材料１３１Ｄ及び蓋体１３１Ｅは同じＡｌを含むので、以下に示す熱拡散による接合強度が増大するようになる。
【００６７】
次いで、冷却部本体１３１Ｃと蓋体１３１Ｅとを矢印で示す方向に押圧するとともに加熱する。すると、接合材料１３１Ｄの構成元素と蓋体１３１Ｅの構成元素とが互いに熱拡散して接合され、結果として蓋体１３１Ｅによって冷却部本体１３１Ｃの流通孔１３１Ａが塞がれて、冷却ジャケット１３１が完成する。
【００６８】
上述ではＡｌの比率を変化させることにより接合強度を増大させたが、接合面にブラスト処理を施すことによって、接合面の表面積を増大させ、接合強度を増大させることもできる。
【００６９】
図５は、上記図４に示す製造方法の変形例である。本例では、冷却部本体１３１Ｃ及び蓋体１３１Ｅ間に、シート状のロー材１３１Ｇを介在させている。この場合、上述した熱拡散接合は、ロー材１３１Ｇを介して行われるようになるので、接合材料１３１Ｄ、すなわち冷却部本体１３１Ｃ及び蓋体１３１Ｅ間の接合強度を向上させることができる。
【００７０】
なお、図６に示すように、例えば冷却部本体１３１Ｃ及び蓋体１３１Ｅの大きさ（面積）が比較的大きいような場合においては、複数のロー材１３１Ｇを用いても良い。この場合、接合部におけるロー材１３１Ｇの効果を顕著なものとすべく、複数のロー材１３１Ｇの端部が重複するようにする。
【００７１】
図４〜６のいずれに示す方法によっても、冷却ジャケット１３１を簡易かつ効率的に作製することができる。但し、冷却ジャケット１３１の製造方法は上記に限定されるものではない。例えば、第１の接合材料１３１Ｄを介在させることなく、冷却部本体１３１Ｃの接合面と蓋体１３１Ｅの接合面とを直接接合させることもできる。
【００７２】
また、冷却部本体１３１Ｃと蓋体１３１Ｅとの接合は、必ずしも熱拡散接合による必要はなく、その他の方法を用いても良い。しかしながら、上記熱拡散接合によれば、冷却部本体１３１Ｃと蓋体１３１Ｅとの接合強度を向上させることができるとともに、流通孔１３１Ａの密閉性も増大し、冷媒が冷却ジャケット１３１の外部に漏洩するようなことがなくなる。
【００７３】
以上、本発明を上記具体例に基づいて詳細に説明したが、本発明は上記具体例に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいて、あらゆる変形や変更が可能である。
【図１】
0005411136.tif 000002
【図２】
0005411136.tif 000003
【図３】
0005411136.tif 000004
【図４】
0005411136.tif 000005
【図５】
0005411136.tif 000006
【図６】
0005411136.tif 000007