(57)【要約】【課題】チャンバを構成する壁材の温度を均一化し、ひいてはチャンバ内の温度を均一化し得るチャンバの加熱構造を提供する。【解決手段】本発明に係るチャンバ加熱構造２００は、チャンバ１を構成する壁材１２上に配置されたヒーター７と、ヒーターを壁材上に固定するためのヒーター固定部材８と、壁材とヒーターとの間に配置された高熱伝導性の金属箔１４とを備える。金属箔は、クレープ加工が施されることで表面が皺状に形成されている。ヒーター固定部材は、金属箔表面の皺の少なくとも一部が変形するまでヒーターを壁材に向けて押圧した状態で、ヒーターを壁材上に固定することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバを構成する壁材上に配置されたヒーターと、
前記ヒーターを前記壁材上に固定するためのヒーター固定部材と、
前記壁材と前記ヒーターとの間に配置された高熱伝導性の金属箔とを備え、
前記金属箔は、クレープ加工が施されることで表面が皺状に形成されており、
前記ヒーター固定部材は、前記金属箔表面の皺の少なくとも一部が変形するまで前記ヒーターを前記壁材に向けて押圧した状態で、前記ヒーターを前記壁材上に固定することを特徴とするチャンバの加熱構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバの加熱構造に関する。特に、本発明は、基板にエッチング処理等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が具備するチャンバに好適に用いられ、チャンバを構成する壁材の温度を均一化し、ひいてはチャンバ内の温度を均一化し得るチャンバの加熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、チャンバ内に所定の処理ガスを供給してプラズマ化し、プラズマ化した処理ガスによって、チャンバ内に配置された基板にエッチング処理等を施すプラズマ処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１は、プラズマ処理装置の概略構成例を示す断面図である。
図１に示すように、プラズマ処理装置１００は、エッチング処理等の対象であるシリコン基板Ｋが内部に配置されるチャンバ１、チャンバ１内において昇降自在に配設され、シリコン基板Ｋが載置される基台２、基台２を昇降させる昇降シリンダ３、チャンバ１内に処理ガスを供給する供給管４、チャンバ１の外部に配設され高周波電力が印加されるコイル５、基台２に高周波電力を印加する高周波電源６、及び、チャンバ１の天板１１に埋め込まれ、チャンバ１を加熱するヒーター７等を備える。
【０００４】
上記の構成を有するプラズマ処理装置１００において、ヒーター７によってチャンバ１（チャンバ１の天板１１）が所定温度まで加熱される。この後、コイル５及び基台２に高周波電力が印加され、供給管４からチャンバ１内に処理ガスが供給される。コイル５に高周波電力が印加されることで磁界が形成され、この磁界によって誘起される電界により、供給された処理ガスがプラズマ化する。一方、基台２に高周波電力が印加されることで基台２とプラズマとの間に電位差が生じ、プラズマ中のイオンがこの電位差によって基台２に向けて移動しシリコン基板Ｋと衝突することで、シリコン基板Ｋがエッチングされる。
【０００５】
図２は、従来のチャンバ加熱構造の概略構成を部分的に示す（図１の矢符Ａで示すヒーター周辺部領域の概略構成を示す）断面図である。
図２に示すように、従来のチャンバ加熱構造２００’は、チャンバ１（チャンバ１の天板１１）を構成する壁材１２上に配置されたヒーター７と、ヒーター７を壁材１２上に固定するためのヒーター固定部材８と、ヒーター固定部材８上に配置された断熱材９とを備える。
【０００６】
より具体的には、従来のチャンバ加熱構造２００’においては、ヒーター固定部材８がねじ１０によって壁材１２に取り付けられており、ヒーター固定部材８と壁材１２との間にヒーター７が配置されている。これにより、ヒーター７がヒーター固定部材８を超えて移動せず、壁材１２上に固定される。ヒーター７と壁材１２との間のねじ１０の近傍には、ヒーター７の熱膨張や断線を考慮して、常温時のヒーター７の厚みよりも若干大きな厚みのスペーサ１３が介挿されている。従って、ヒーター７の上面とヒーター固定部材８の下面との間にはわずかな空隙が存在し、ヒーター７はヒーター固定部材８によって壁材１２に押し付けられることがない。すなわち、ヒーター７と壁材１２とは接触するものの、密着しないおそれがある。
【０００７】
上記のように、ヒーター７と壁材１２とが密着していないと、ヒーター７と壁材１２との間にも、ヒーター７及び壁材１２の表面性状（表面粗さ）に応じた隙間が生じる箇所があると考えられる。このため、壁材１２が均一に加熱されない場合があった。
壁材１２が均一に加熱されなければ、チャンバ１内の温度も均一化されない結果、シリコン基板Ｋが適切にエッチングされないおそれが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２４４２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、斯かる従来技術の問題点を解決するべくなされたものであり、基板にエッチング処理等のプラズマ処理を施すプラズマ処理装置が具備するチャンバに好適に用いられ、チャンバを構成する壁材の温度を均一化し、ひいてはチャンバ内の温度を均一化し得るチャンバの加熱構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は、チャンバを構成する壁材上に配置されたヒーターと、前記ヒーターを前記壁材上に固定するためのヒーター固定部材と、前記壁材と前記ヒーターとの間に配置された高熱伝導性の金属箔とを備え、前記金属箔は、クレープ加工が施されることで表面が皺状に形成されており、前記ヒーター固定部材は、前記金属箔表面の皺の少なくとも一部が変形するまで前記ヒーターを前記壁材に向けて押圧した状態で、前記ヒーターを前記壁材上に固定することを特徴とするチャンバの加熱構造を提供する。
【００１１】
本発明に係るチャンバの加熱構造は、チャンバを構成する壁材とヒーターとの間に配置され、クレープ加工が施されることで表面が皺状に形成された高熱伝導性の金属箔（例えばアルミ箔や銅箔）を備える。そして、ヒーター固定部材は、金属箔表面の皺の少なくとも一部が変形するまでヒーターを壁材に向けて押圧した状態で、ヒーターを壁材上に固定する。このため、ヒーターと金属箔とが密着し易く、なお且つ、金属箔と壁材とが密着し易い。従って、ヒーター及び壁材の表面性状の影響を受け難く、ヒーターの熱が金属箔を介して壁材に均一に伝導する結果、壁材の温度が均一化され、ひいてはチャンバ内の温度が均一化されることが期待できる。また、金属箔の変形がヒーターの熱膨張を吸収すると共に、ヒーターが壁材に過度に押し付けられることによる断線のおそれもない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チャンバを構成する壁材の温度を均一化し、ひいてはチャンバ内の温度を均一化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、プラズマ処理装置の概略構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、従来のチャンバ加熱構造の概略構成を部分的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るチャンバ加熱構造の概略構成を部分的に示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示す金属箔の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るチャンバ加熱構造（図３）と、従来のチャンバ加熱構造（図２）とを用いて加熱試験を行った結果の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係るチャンバ加熱構造の概略構成を部分的に示す断面図である。本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００も、図２を参照して説明した従来のチャンバ加熱構造２００’と同様に、図１に示すエッチング処理を施すプラズマ処理装置１００に用いられる。
図３に示すように、本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００は、従来のチャンバ加熱構造２００’と同様に、チャンバ１（チャンバ１の天板１１）を構成する壁材（本実施形態ではアルミ製の壁材）１２上に配置されたヒーター（本実施形態ではニッケル合金（発熱抵抗体）を人工マイカ（絶縁材）で挟み込んだ面状ヒータを使用。具体的には、河合電気製の面状ヒーターＥＴ−６００を使用）７と、ヒーター７を壁材１２上に固定するためのヒーター固定部材（本実施形態ではステンレス製の部材）８と、ヒーター固定部材８上に配置された断熱材９とを備える。
【００１６】
より具体的には、本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００においては、従来のチャンバ加熱構造２００’と同様に、ヒーター固定部材８がねじ１０によって壁材１２に取り付けられており、ヒーター固定部材８と壁材１２との間にヒーター７が配置されている。また、ヒーター７と壁材１２との間のねじ１０の近傍には、常温時のヒーター７の厚みよりも若干大きな厚みのスペーサ１３が介挿されている点も、従来のチャンバ加熱構造２００’と同様である。
【００１７】
ただし、本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００は、従来のチャンバ加熱構造２００’とは異なり、壁材１２とヒーター７との間に配置された高熱伝導性（好ましくは、熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上）の金属箔１４を備える。
図４は、本実施形態の金属箔の概略構成を示す図である。図４（ａ）は金属箔の概略構成を示す斜視図であり、図４（ｂ）は金属箔の表面状態（図４（ａ）に矢符Ｂで示す領域の表面状態）を示す写真である。
図４に示すように、本実施形態の金属箔１４は、クレープ加工が施されることで表面が皺状に形成されたアルミ箔（Ａ１Ｎ３０Ｈ−Ｏ）であり、厚みが約０．０３ｍｍの環状のアルミ箔が３枚積層されている。
【００１８】
ヒーター固定部材８は、金属箔１４表面の皺の少なくとも一部が変形するまでヒーター７を壁材１２に向けて押圧した状態で、ヒーター７を壁材１２上に固定している。具体的には、常温時のヒーター７の厚みと金属箔１４の積層厚みとの和よりも、スペーサ１３の厚みが若干小さく設定されており、ねじ１０を壁材１２に締め付けることで、金属箔１４表面の皺の少なくとも一部が変形した状態となっている。
【００１９】
斯かる構成によれば、壁材１２とヒーター７との間に配置された金属箔１４表面の皺の少なくとも一部が変形するまでヒーター７が壁材１２に向けて押圧された状態で、ヒーター７が壁材１２上に固定される。このため、ヒーター７と金属箔１４とが密着し易く、なお且つ、金属箔１４と壁材１２とが密着し易い。従って、ヒーター７及び壁材１２の表面性状の影響を受け難く、ヒーター７の熱が金属箔１４を介して壁材１２に均一に伝導する結果、壁材１２の温度が均一化され、ひいてはチャンバ１内の温度が均一化されることが期待できる。また、金属箔１４の変形がヒーター７の熱膨張を吸収すると共に、ヒーター７が壁材１２に過度に押し付けられることによる断線のおそれもない。
【００２０】
図５は、本実施形態に係るチャンバ加熱構造（図３）と、従来のチャンバ加熱構造（図２）とを用いて加熱試験を行った結果の一例を示す。図５（ａ）は、従来のチャンバ加熱構造２００’を用いて加熱試験を行った場合におけるチャンバ１の天板１１の下面の測温例を示す。図５（ｂ）は、本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００を用いて加熱試験を行った場合におけるチャンバ１の天板１１の下面の測温例を示す。図５（ａ）、（ｂ）に記載の数値は、その数値の表示位置近傍における天板１１の下面温度を接触式温度計で測定した値を示す。
本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００による加熱試験及び従来のチャンバ加熱構造２００’による加熱試験の双方共に、温度設定値は１５０℃とした。具体的には、チャンバ１の天板１１の下面近傍（図５（ａ）、（ｂ）の破線で囲んだ領域）に内蔵した温度センサによる測温値が１５０℃に近づくように、ヒーター７の通電量を制御する加熱試験を行った。
【００２１】
図５（ａ）に示すように、従来のチャンバ加熱構造２００’を用いた場合には、実際の測温値（平均値）は１５０℃よりも１６℃程度高温になると共に、位置による温度のばらつきも標準偏差７．５℃で大きかった。これに対し、図５（ｂ）に示すように、本実施形態に係るチャンバ加熱構造２００を用いた場合には、従来のチャンバ加熱構造２００’を用いる場合に比べて、実際の測温値が設定値に近づき、なお且つ、位置による温度のばらつきも低減することがわかった。
【００２２】
なお、本実施形態では、チャンバ加熱構造２００をエッチング処理を施すプラズマ処理装置１００のチャンバ１の天板１１に適用した例について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、天板１以外のチャンバ１を構成する壁材に適用することも可能である。また、チャンバ１の加熱が必要な他のプラズマ処理装置、例えばＣＶＤ装置などにも用いることが可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１・・・チャンバ
７・・・ヒーター
８・・・ヒーター固定部材
９・・・断熱材
１０・・・ねじ
１１・・・天板
１２・・・壁材
１３・・・スペーサ
１４・・・金属箔
２００・・・チャンバ加熱構造
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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