(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱制御板とシリコン系シャワーヘッド電極とが熱伝導ガスケットを介して積層されている電極アセンブリであって、
前記熱制御板は、前記シャワーヘッド電極側の正面と、当該正面の反対側の裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、前記熱制御板側の裏面と、当該裏面の反対側の正面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面の凹凸形状と前記シャワーヘッド電極の前記裏面の凹凸形状とが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む複数の不連続な熱インターフェースを形成し、
前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが前記シャワーヘッド通路から隔離されるように、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分に沿って配置され、
前記複数の不連続な熱インターフェースのそれぞれは、前記複数のシャワーヘッド通路のそれぞれに隣り合って形成されている
電極アセンブリ。
【請求項２】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆う、
電極アセンブリ。
【請求項３】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
電極アセンブリ。
【請求項４】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記複数の不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
電極アセンブリ。
【請求項５】
請求項４に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記熱伝導ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記熱伝導ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
電極アセンブリ。
【請求項６】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
電極アセンブリ。
【請求項７】
請求項６に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通していることにより、低接触圧力下における前記シャワーヘッド電極の前記裏面と前記熱制御板の前記正面との間の連通が促進され、その結果、前記熱伝導ガスケットは、前記シャワーヘッド電極と前記熱制御板とにより規定される前記複数の不連続な熱インターフェースを介した熱移動を容易にする、
電極アセンブリ。
【請求項８】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、カーボンナノチューブ充填材を備える、
電極アセンブリ。
【請求項９】
請求項１に記載の電極アセンブリであって、
前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分は、前記電極アセンブリを通過可能な前記処理ガスに直接連通している、
電極アセンブリ。
【請求項１０】
熱制御板とシリコン系シャワーヘッド電極とが熱伝導ガスケットを介して積層されている電極アセンブリであって、
前記熱制御板は、前記シャワーヘッド電極側の正面と、当該正面の反対側の裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、前記熱制御板側の裏面と、当該裏面の反対側の正面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面の凹凸形状と前記シャワーヘッド電極の前記裏面の凹凸形状とが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む複数の不連続な熱インターフェースを形成し、
前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆い、
前記複数の不連続な熱インターフェースのそれぞれは、前記複数のシャワーヘッド通路のそれぞれに隣り合って形成されており、
前記複数の不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
電極アセンブリ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記熱伝導ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記熱伝導ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
電極アセンブリ。
【請求項１２】
請求項１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
電極アセンブリ。
【請求項１３】
請求項１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
電極アセンブリ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通していることにより、低接触圧力下における前記シャワーヘッド電極の前記裏面と前記熱制御板の前記正面との間の連通が促進され、その結果、前記熱伝導ガスケットは、前記シャワーヘッド電極と前記熱制御板とにより規定される前記複数の不連続な熱インターフェースを介した熱移動を容易にする、
電極アセンブリ。
【請求項１５】
真空源と、処理ガス供給部と、プラズマ電源と、基板保持部と、上部電極アセンブリと、を備えるプラズマ処理チャンバであって、
前記真空源は、前記プラズマ処理チャンバを少なくとも部分的に真空排気するように構成され、
前記基板保持部は、前記プラズマ処理チャンバの真空排気部分に配置され、前記上部電極アセンブリから距離をあけて配置される基板電極を備え、
前記基板電極と前記上部電極アセンブリとは、動作可能に前記プラズマ電源に連結され、
前記上部電極アセンブリは、熱制御板と、シリコン系シャワーヘッド電極と、熱伝導ガスケットと、を備え、熱制御板とシリコン系シャワーヘッド電極とは前記熱伝導ガスケットを介して積層されており、
前記熱制御板は、前記シャワーヘッド電極側の正面と、当該正面の反対側の裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、前記熱制御板側の裏面と、当該裏面の反対側の正面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面の凹凸形状と前記シャワーヘッド電極の前記裏面の凹凸形状とが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む複数の不連続な熱インターフェースを形成し、
前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが前記シャワーヘッド通路から隔離されるように、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分に沿って配置され、
前記複数の不連続な熱インターフェースのそれぞれは、前記複数のシャワーヘッド通路のそれぞれに隣り合って形成されている、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆う、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記複数の不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記熱伝導ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記熱伝導ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項２０】
請求項１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
プラズマ処理チャンバ。
【請求項２１】
請求項１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記複数の不連続な熱インターフェースの前記隣接部分は、前記シャワーヘッド電極の前記シャワーヘッド通路を通過可能な前記処理ガスに直接連通している、
プラズマ処理チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、一般的にはプラズマ処理に関し、より具体的には、プラズマ処理チャンバと、その内部で用いられる電極アセンブリとに関する。プラズマ処理装置を用いて、何ら以下に限定されるものではないが、エッチング、物理気相成長法、化学蒸着、イオン注入、レジスト除去等を含む種々の手法により基板を処理することができる。例えば、これに限定されるものではないが、プラズマ処理チャンバは、一般にシャワーヘッド電極と称される上部電極と、底部電極と、を備える。この二つの電極間に電界が形成され、処理ガスをプラズマ状態に励起して、反応チャンバ内の基板を処理する。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の一態様において、熱制御板とシリコン系シャワーヘッド電極とが熱伝導ガスケットを介して積層されている電極アセンブリを提供する。熱制御板は、前記シャワーヘッド電極側の正面と、当該正面の反対側の裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、一方、シャワーヘッド電極は、前記熱制御板側の裏面と、当該裏面の反対側の正面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備える。熱制御板の正面がシャワーヘッド電極の裏面に対向するように、熱制御板とシャワーヘッド電極とが係合される。熱制御板の複数の処理ガス通路とシャワーヘッド電極の複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの電極アセンブリ内の通過を可能にする。熱制御板の正面の凹凸形状とシャワーヘッド電極の裏面の凹凸形状とが協働して、シャワーヘッド通路に隣接する部分とシャワーヘッド通路から離れた部分とを含む複数の不連続な熱インターフェースを形成する。前記複数の不連続な熱インターフェースの離れた部分が、前記複数の不連続な熱インターフェースの隣接部分に対して陥凹し、前記複数の不連続な熱インターフェースの隣接部分によってシャワーヘッド通路から分離される。熱伝導ガスケットがシャワーヘッド通路から隔離されるように、前記複数の不連続な熱インターフェースの離れた部分に沿ってガスケットが配置される。前記複数の不連続な熱インターフェースのそれぞれは、前記複数のシャワーヘッド通路のそれぞれに隣り合って形成されている。
【０００３】
本発明の別の態様において、真空源と、処理ガス供給部と、プラズマ電源と、基板保持部と、本発明の一つまたは複数の態様が組み込まれるように製造される上部電極アセンブリと、を備えるプラズマ処理チャンバを提供する。
【０００４】
以下の図面を参照して、本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本発明のいくつかの実施例の態様を組み込んだプラズマ処理チャンバの概略図。
【図２】本発明の一実施例に従うシャワーヘッド電極の裏面を示す平面図。
【図３】本発明の一実施例に従うシャワーヘッド電極の裏面及び厚み寸法を示す等角投影図。
【図４】本発明の一実施例に従う不連続な熱インターフェースを備える電極アセンブリを示す断面図。
【図５】図４に示す電極アセンブリの拡大図。
【図６Ａ】本発明の別の実施例に従う不連続な熱インターフェースの様々な形状の一つを示す断面図。
【図６Ｂ】本発明の別の実施例に従う不連続な熱インターフェースの様々な形状の一つを示す断面図。
【図６Ｃ】本発明の別の実施例に従う不連続な熱インターフェースの様々な形状の一つを示す断面図。
【図６Ｄ】本発明の別の実施例に従う不連続な熱インターフェースの様々な形状の一つを示す断面図。
【図６Ｅ】本発明の別の実施例に従う不連続な熱インターフェースの様々な形状の一つを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
図面に記載した実施例は、例示を目的としたものであり、請求項により規定される本発明を何ら限定する目的ではない。図示した個々の態様や本発明の態様は、以下の詳細な説明により、明確になり理解されるであろう。
【０００７】
本発明の様々な態様を、プラズマ処理チャンバ１０を例にとって説明する。図１にプラズマ処理チャンバ１０の概略を示す。本発明の要旨に不可欠ではない特定のプラズマ処理構造や構成要素に、本発明の概念を限定するものではない。図１に一般的に示すように、プラズマ処理チャンバ１０は、真空源２０と、処理ガス供給部３０と、プラズマ電源４０と、下部電極アセンブリ５５を含む基板保持部５０と、上部電極アセンブリ６０と、を備える。
【０００８】
本発明の上部電極アセンブリ６０の実施例を図４及び図５に示す。一般に、電極アセンブリ６０は、熱制御板７０と、シリコン系シャワーヘッド電極８０と、熱伝導ガスケット９０と、を備える。熱制御板７０は、正面７２と、裏面７４と、複数の処理ガス通路７６と、を備える。処理ガス通路７６は、通常、熱制御板７０の裏面７４から正面７２に伸長する。本発明は、特定の熱制御板の材料や処理ガス通路の形状に何ら限定されるものではないが、好適な熱制御板の材料としては、アルミニウムやアルミニウム合金又はこれに類する熱導体が挙げられる。さらに、熱制御板の設計においては、これに限定されるものではないが、米国特許出願第２００５／０１３３１６０号等の記載内容を参考にするようにしてもよい。
【０００９】
図２ないし図５に示すように、シリコン系シャワーヘッド電極８０は、裏面８２と、正面８４と、複数のシャワーヘッド通路８６と、を備える。シャワーヘッド通路８６は、通常、シャワーヘッド電極８０の裏面８２から正面８４に伸長する。本発明は、特定のシリコン系シャワーヘッド電極の材料やシャワーヘッド通路の形状に何ら限定されるものではないが、好適なシャワーヘッド電極の材料としては、以下に限定されるものではないが、単結晶シリコン、ポリシリコン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム又はこれらの組み合わせが挙げられる。シリコン系シャワーヘッド電極８０は、これらに限定されるものではないが、一体成形の円形シャワーヘッド構造や円形の中心電極と中心電極の外周周りに配置される一つまたは複数の周辺電極とを含む多部品型円形シャワーヘッド構造等、本発明の要旨の範囲内で様々な構造で実現可能である。
【００１０】
図４及び図５に示すように、熱制御板７０とシャワーヘッド電極８０は、熱制御板７０の正面７２がシャワーヘッド電極８０の裏面８２に対向するように、係合される。また、熱制御板７０の複数の処理ガス通路７６とシャワーヘッド電極８０の複数のシャワーヘッド通路８６とが協働して、処理ガスの電極アセンブリ６０内の通過を可能にする。
【００１１】
一実施例において、図４及び図５に示すように、熱制御板７０の正面７２のプロファイルとシャワーヘッド電極８０の裏面８２のプロファイルとが協働して、不連続な熱インターフェース１００を形成するように、電極アセンブリ６０が構成される。不連続な熱インターフェース１００は、シャワーヘッド通路８６に隣接する部分１０２と、シャワーヘッド通路８６から離れた部分１０４と、を含む。シャワーヘッド通路に隣接する部分１０２は、一般に、電極アセンブリ６０をプラズマ処理チャンバ１０に組み込んだ際にシャワーヘッド通路８６を通過可能な処理ガスに直接連通している。不連続な熱インターフェース１００の離れた部分１０４は、不連続な熱インターフェース１００の隣接部分１０２に対して陥凹し、不連続な熱インターフェース１００の隣接部分１０２によってシャワーヘッド通路８６から分離される。このような離れた部分１０４の陥凹及び分離は、以下に記載するような熱伝導ガスケット９０の隔離に役立ち、プラズマ処理チャンバ１０内部での処理ガスや反応種の汚染を実質的に防ぐことができる。本明細書で用いる「隔離（ｉｓｏｌａｔｅｄ）」という用語は、熱伝導ガスケット９０が、シャワーヘッド通路から完全に物理的に分離されると共に、少なくとも実質的に空気圧によってシャワーヘッド通路及びそこを流れる処理ガスからシールされることを意味する。
【００１２】
熱伝導ガスケット９０がシャワーヘッド通路８６及びそこを流れる処理ガスから隔離されるように、通常、熱伝導ガスケット９０を不連続な熱インターフェース１００の離れた部分１０４に沿って配置する。一般に、熱伝導ガスケット９０は、不連続な熱インターフェース１００の離れた部分１０４をほぼ完全に覆う。不連続な熱インターフェース１００の離れた部分１０４に沿って複数の熱伝導ガスケット９０を配置するようにしてもよいが、通常は、一つのガスケット９０で不連続な熱インターフェース１００の離れた部分１０４をほぼ完全に覆う。また、ガスケット９０は、通常、不連続な熱インターフェース１００の隣接部分１０２に沿って配置されないため、ガスケット９０をシャワーヘッド通路８６からより確実に隔離できる。
【００１３】
また、不連続な熱インターフェース１００は、熱伝導ガスケット９０をシャワーヘッド通路８６から隔離するのに十分な熱伝導ガスケット９０の間接的変位度を規定する。図５に示すように、ガスケット９０の間接的変位度を、シャワーヘッド通路８６からのガスケット９０の横変位度（ｄ１）と不連続な熱インターフェース１００の隣接部分１０２の平面からのガスケット９０の鉛直変位度（ｄ２）とにより規定するようにしてもよい。一実施例において、間接的変位度は、横変位度（ｄ１）と鉛直変位度（ｄ２）の合計に等しい。ここで説明するガスケットの隔離に十分な間接的変位度の範囲内で、不連続な熱インターフェースの構造に応じて間接的変位度を変動させてもよい。たとえば、横変位度（ｄ１）が約０．２５インチで、鉛直変位度（ｄ２）が約０．１５インチである場合には、ガスケットの間接的変位度は約０．４０インチに等しくなる。
【００１４】
図６Ａないし図６Ｅに、熱伝導ガスケット９０をシャワーヘッド通路８６から隔離するのに十分な熱伝導ガスケット９０の間接的変位度を規定可能であり、また、本発明の電極アセンブリの種々の実施例に組み込み可能な不連続な熱インターフェース１００の様々な形状の例をいくつか示す。図６Ａは、図４及び図５に示す不連続な熱インターフェース１００をより明確に示した図である。図６Ｃないし図６Ｅに、それぞれ、曲面形状、Ｖ字型溝形状、及び階段状形状の不連続な熱インターフェース１００を示す。図６Ｂに、図６Ａに示す形状の逆形状の不連続な熱インターフェース１００を示す。図６Ｃないし図６Ｅに示す不連続な熱インターフェース１００の逆形状も、プラズマ処理及び／又は本発明の実施例に適用可能である。また、熱伝導ガスケット９０をシャワーヘッド通路８６から隔離するのに十分な熱伝導ガスケット９０の間接的変異度を規定できるのならば、本明細書で説明したり図示したりしていない他の種々の形状の不連続な熱インターフェース１００を本発明の実施例で用いることもできる。
【００１５】
熱制御板７０の正面７２とシャワーヘッド電極８０の裏面８２との間で不連続な熱インターフェース１００に沿って熱伝導ガスケット９０を位置決めすることにより、低接触圧条件下でシャワーヘッド電極８０から熱制御板７０への熱インターフェース１００を介した熱移動が容易になる。一般に、プラズマ処理の間、シリコン系シャワーヘッド電極８０の温度は、プラズマからのイオン衝撃により、増大する。シャワーヘッド電極８０から熱制御板７０への熱移動を熱伝導ガスケット９０が容易にすることにより、シャワーヘッド電極８０の温度のよりよい制御が可能になる。
【００１６】
より具体的に説明すると、図４及び図５に示すように、熱伝導ガスケット９０は、熱制御板７０の正面７２とシャワーヘッド電極８０の裏面８２とに直接連通している。このように熱伝導ガスケット９０が熱制御板７０の正面７２とシャワーヘッド電極８０の裏面８２とに直接連通していることにより、低接触圧力下におけるシャワーヘッド電極８０の裏面８２と熱制御板７０の正面７２との間の連通が促進され、その結果、ガスケット９０は、シャワーヘッド電極８０と熱制御板７０とにより形成される熱インターフェース１００を介した熱移動を容易にする。
【００１７】
低接触圧力条件下において熱インターフェース１００を介して効果的に熱移動を行なうために、ガスケット９０は、実質的に熱伝導材から形成されている。たとえば、ガスケットを熱伝導性および導電性ゴムで被覆されたアルミニウム箔複合物としてもよい。このような複合物の例としては、バーグクイスト社（Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ）製のＱ−ＰＡＤ  ＩＩが挙げられる。すなわち、熱伝導材は導電性のものでもよい。一実施例において、熱伝導ガスケット９０がカーボンナノチューブ充填材を備えるものでもよい。ただし、他の種々の熱伝導性及び導電性ガスケットを本発明の実施例に用いて、熱インターフェース１００を介して効果的に熱移動を行なうことも可能である。
【００１８】
図１に戻り、本発明の別の実施例において、プラズマ処理チャンバ１０は、真空源２０と、処理ガス供給部３０と、プラズマ電源４０と、基板保持部５０と、上部電極アセンブリ６０と、を備える。真空源２０は、プラズマ処理チャンバ１０を少なくとも部分的に真空排気するように構成される。一方、基板保持部５０は、プラズマ処理チャンバ１０の真空排気部分１５に配置され、上部電極アセンブリ６０から距離をあけて配置される基板電極を備える。基板電極及び上部電極アセンブリ６０は、動作可能にプラズマ電源４０に連結される。本出願の詳細な説明および請求項から明らかな何れの実施例の電極アセンブリ６０も、プラズマ処理チャンバ１０における上部電極アセンブリ６０として用いることができる。たとえば、プラズマ処理チャンバ１０が、不連続な熱インターフェース１００を規定する電極アセンブリを備えるようにしてもよい。
【００１９】
プラズマ処理チャンバ１０内部の上部電極アセンブリ６０は、一般に、密閉されたプラズマ隔壁（パーティション）６５を形成し、プラズマ処理チャンバ１０の真空排気部分１５内部のガス及び反応種がプラズマ隔壁６５を越えて侵入し、電極アセンブリ６０及び／又はプラズマ処理チャンバ１０の動作を妨害しないように構成されている。プラズマ隔壁６５の形成手法は、熱制御板７０及びシャワーヘッド電極８０の構造に応じて決まる。多くの場合、熱制御板７０及びシャワーヘッド電極８０を形成する材料により、隔壁６５の大部分が規定される。さらに、熱制御板７０とシャワーヘッド電極８０との接合部分や熱制御板７０やシャワーヘッド電極８０とプラズマ処理チャンバ１０の他の構成部品との接合部分を中心に、種々の密封部材を用いて隔壁６５を補強するようにしてもよい。
【００２０】
また、図４に示すように、電極アセンブリ６０は、一般に、さらに、固定ハードウェア１１０を備える。より具体的に説明すると、熱制御板７０は、シリコン系シャワーヘッド電極８０の裏面８２に沿った部分凹部８９に配置される裏面インサート８８に固定ハードウェア１１０が接近可能なように構成される固定ハードウェア通路７８を備える。固定ハードウェア１１０及び裏面インサート８８とを用いて、熱制御板７０とシリコン系シャワーヘッド電極８０とを係合可能である。係合状態で、固定ハードウェア通路７８は、シャワーヘッド電極８０の裏面８２に沿った部分凹部８９に配置される裏面インサート８８と同一直線上に並ぶ。固定ハードウェア１１０は、熱制御板７０内の固定ハードウェア通路７８を通って伸長し、シャワーヘッド電極８０の裏面８２に沿った部分凹部８９に配置される裏面インサート８８に係合するものでもよい。
【００２１】
固定ハードウェア１１０及び裏面インサート８８は、熱制御板７０とシリコン系シャワーヘッド電極８０との係合を維持し、熱制御板７０とシャワーヘッド電極８０との間の非破壊的な係合及び解放を繰り返し可能なように構成される。一つの実施例において、図４に示すように、裏面インサート８８を、熱制御板７０の固定ハードウェア通路７８の一つに伸長する裏面伸長部８８Ａを備えるスタッドとして構成するようにしてもよい。この場合、固定ハードウェア１１０は、たとえばネジ式の係合を介して、固定ハードウェア通路７８内の裏面インサート８８の裏面伸長部８８Ａに到達するように構成される。別の実施例において、裏面インサート８８を、シャワーヘッド電極８０の裏面８２に形成された部分凹部８９内に配置されるアンカーとして構成するようにしてもよい。裏面インサート８８を所定位置に配置することにより、ネジ又はボルト等を備える固定ハードウェア１１０がインサート８８に係合され、シャワーヘッド電極８０が熱制御板７０に固定される。
【００２２】
一つまたは複数の裏面インサート８８を用いる本明細書に記載の実施例のいずれかにおいて、熱負荷条件下で、固定ハードウェア１１０と裏面インサート８８とが係合状態の場合に、裏面インサート８８が、部分凹部８９から外れることのないように、部分凹部８９内で固定ハードウェア１１０と共に移動可能なように、固定ハードウェア１１０と、裏面インサート８８と、部分凹部８９と、を構成することも望ましい。
【００２３】
したがって、別の実施例において、バネを用いたバネ負荷状態で部分凹部８９内でインサート８８を固定するようにしてもよい。ここで、インサート８８は、バネ荷重状態で部分凹部８９内で移動可能なように構成される。この結果、プラズマ処理の際に通常みられる熱負荷条件下で、裏面インサート８８は、部分凹部８９から外れることのないように、また、固定ハードウェア１１０とインサート８８との係合を弱めることのないように、部分凹部８９内で固定ハードウェア１１０と共に移動できる。
【００２４】
様々なバネ荷重構造を用いて、プラズマ処理の際に誘発される熱負荷の結果として生じる応力により固定ハードウェア１１０が外れる可能性を減らすようにしてもよい。たとえば、熱制御板７０とシャワーヘッド電極８０との間をバネ荷重係合する一つの構造において、シャワーヘッド電極８０の裏面８２に形成された部分凹部８９の一つに配置されるアンカーとして裏面インサート８８を構成する。また、固定ハードウェア１１０は、固定ハードウェア１１０が裏面インサート８８に接近する際にかかる係合力に対抗する力を加えるように構成されたバネ荷重座金形状のバネ部を備える。また、別の構造において、電極材に形成されたネジ穴と直接的にネジ式係合を行なう方が望ましい場合には、裏面インサート８８を省略してもよい。あるいは、バネ部は、固定ハードウェア通路７８内の固定ハードウェア１１０の長手方向伸長部周囲に配置されるコイルバネでもよい。
【００２５】
本明細書の説明において、特定の性質を有するように、又は、特定の方法で機能するように本発明の構成要素が「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」とは、使用目的に言及するものではなく、構造を説明するものである。より具体的に説明すると、本明細書において、ある構成要素が「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」と言う場合、その構成要素の物理的な現状を意味し、その構成要素の構造特性を明確にあらわすものと考えるべきである。
【００２６】
本明細書で用いられる「一般的に（ｇｅｎｅｒａｌｌｙ）」および「通常（ｔｙｐｉｃａｌｌｙ）」という用語は、何ら本発明の要旨を限定するものではなく、本発明の構造又は機能にとって所定の特徴が不可欠である、本質的に必要である、又は、重要であることを意味するものではない。これらの用語は、むしろ、本発明の実施例の特定の態様を説明するため、又は、本発明の特定の実施例において利用される又は利用されない選択可能な又は追加の特性を説明するために用いられる。
【００２７】
以上、本発明を所定の実施例を参照して詳細に説明したが、以下の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、さまざまに変形や変更が可能であることは言うまでもない。さらに、本発明のいくつかの態様を好適な又は特に有用な構成として説明したが、本発明は、このような好適な態様に何ら限定されるものではない。
【００２８】
以下に示す一つ以上の請求項で、用語「であって（ｗｈｅｒｅｉｎ）」が移行句として用いられている。この用語は、本発明を明確にする目的で、構造の一連の特性を説明するための非限定的な移行句として請求項に導入され、非限定的な序文用語である「備え（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同様の意味に解釈されるべきものである。その他に、本発明は以下の適用例１〜２１として実施することも可能である。
（１）熱制御板と、シリコン系シャワーヘッド電極と、熱伝導ガスケットと、を備える電極アセンブリであって、
前記熱制御板は、正面と、裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、正面と、裏面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面のプロファイルと前記シャワーヘッド電極の前記裏面のプロファイルとが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む不連続な熱インターフェースを形成し、
前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが前記シャワーヘッド通路から隔離されるように、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分に沿って前記ガスケットが配置される
電極アセンブリ。
（２）適用例１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆う、
電極アセンブリ。
（３）適用例１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
電極アセンブリ。
（４）適用例１に記載の電極アセンブリであって、
前記不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
電極アセンブリ。
（５）適用例４に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
電極アセンブリ。
（６）適用例１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
電極アセンブリ。
（７）適用例６に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通していることにより、低接触圧力下における前記シャワーヘッド電極の前記裏面と前記熱制御板の前記正面との間の連通が促進され、その結果、前記ガスケットは、前記シャワーヘッド電極と前記熱制御板とにより規定される前記不連続な熱インターフェースを介した熱移動を容易にする、
電極アセンブリ。
（８）適用例１に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、カーボンナノチューブ充填材を備える、
電極アセンブリ。
（９）適用例１に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分は、前記電極アセンブリを通過可能な前記処理ガスに直接連通している、
プラズマ処理チャンバ。
（１０）熱制御板と、シリコン系シャワーヘッド電極と、熱伝導ガスケットと、を備える電極アセンブリであって、
前記熱制御板は、正面と、裏面と、複数の処理ガス通路と、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、正面と、裏面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面のプロファイルと前記シャワーヘッド電極の前記裏面のプロファイルとが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む不連続な熱インターフェースを形成し、
前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆い、
前記不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
電極アセンブリ。
（１１）適用例１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
電極アセンブリ。
（１２）適用例１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
電極アセンブリ。
（１３）適用例１０に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
電極アセンブリ。
（１４）適用例１３に記載の電極アセンブリであって、
前記熱伝導ガスケットが前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通していることにより、低接触圧力下における前記シャワーヘッド電極の前記裏面と前記熱制御板の前記正面との間の連通が促進され、その結果、前記ガスケットは、前記シャワーヘッド電極と前記熱制御板とにより規定される前記不連続な熱インターフェースを介した熱移動を容易にする、
電極アセンブリ。
（１５）真空源と、処理ガス供給部と、プラズマ電源と、基板保持部と、上部電極アセンブリと、を備えるプラズマ処理チャンバであって、
前記真空源は、前記プラズマ処理チャンバを少なくとも部分的に真空排気するように構成され、
前記基板保持部は、前記プラズマ処理チャンバの真空排気部分に配置され、前記上部電極アセンブリから距離をあけて配置される基板電極を備え、
前記基板電極と前記上部電極アセンブリとは、動作可能に前記プラズマ電源に連結され、
前記上部電極アセンブリは、熱制御板と、シリコン系シャワーヘッド電極と、熱伝導ガスケットと、を備え、
前記シャワーヘッド電極は、正面と、裏面と、複数のシャワーヘッド通路と、を備え、
前記熱制御板の前記正面が前記シャワーヘッド電極の前記裏面に対向するように、前記熱制御板と前記シャワーヘッド電極とが係合され、
前記熱制御板の前記複数の処理ガス通路と前記シャワーヘッド電極の前記複数のシャワーヘッド通路とが協働して、処理ガスの前記電極アセンブリ内の通過を可能にし、
前記熱制御板の前記正面のプロファイルと前記シャワーヘッド電極の前記裏面のプロファイルとが協働して、前記シャワーヘッド通路に隣接する部分と前記シャワーヘッド通路から離れた部分とを含む不連続な熱インターフェースを形成し、
前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分が、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に対して陥凹し、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分によって前記シャワーヘッド通路から分離され、
前記熱伝導ガスケットが前記シャワーヘッド通路から隔離されるように、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分に沿って前記ガスケットが配置される、
プラズマ処理チャンバ。
（１６）適用例１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記離れた部分をほぼ完全に覆う、
プラズマ処理チャンバ。
（１７）適用例１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットが、前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分に沿って配置されない、
プラズマ処理チャンバ。
（１８）適用例１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記不連続な熱インターフェースが、前記熱伝導ガスケットを前記シャワーヘッド通路から隔離するのに十分な前記熱伝導ガスケットの間接的変位度を規定する、
プラズマ処理チャンバ。
（１９）適用例１８に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットの前記間接的変位度は、前記シャワーヘッド通路からの前記ガスケットの横変位度（ｄ１）と前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分の平面からの前記ガスケットの鉛直変位度（ｄ２）とにより規定される、
プラズマ処理チャンバ。
（２０）適用例１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記熱伝導ガスケットは、前記熱制御板の前記正面と前記シャワーヘッド電極の前記裏面とに直接連通している、
プラズマ処理チャンバ。
（２１）適用例１５に記載のプラズマ処理チャンバであって、
前記不連続な熱インターフェースの前記隣接部分は、前記シャワーヘッド電極の前記シャワーヘッド通路を通過可能な前記処理ガスに直接連通している、
プラズマ処理チャンバ。
【図１】
0005579162.tif 000002
【図２】
0005579162.tif 000003
【図３】
0005579162.tif 000004
【図４】
0005579162.tif 000005
【図５】
0005579162.tif 000006
【図６Ａ】
0005579162.tif 000007
【図６Ｂ】
0005579162.tif 000008
【図６Ｃ】
0005579162.tif 000009
【図６Ｄ】
0005579162.tif 000010
【図６Ｅ】
0005579162.tif 000011