(57)【要約】【課題】接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を防止し、接合強度の劣化を防止することができる載置台構造を提供する。【解決手段】内部に被給電導体部９４、９６が埋設されると共に、被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子１１０が凹部状の接続穴１１２内に露出しているセラミック製の載置台本体７２と、被給電導体部への給電を行うために先端が接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部１１４を有する給電用ライン部材１１４と、接続端子と給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材１１６と、載置台本体を支持する支柱７１と、を有する載置台構造において、応力緩和部材はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、応力緩和部材と接続端子とがロウ材１２０により接合される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記応力緩和部材はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、前記応力緩和部材と前記接続端子とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項２】
前記応力緩和部材は、コバルト及びニッケルを含まないインバー型合金、コバルト及びニッケルを含まないエリンバー型合金、Ｆｅ−Ｐｄ合金、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｆｅ合金、Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｎ合金、Ｆｅ−Ｂ非晶質合金からなる群より選択される１以上の材料よりなることを特徴とする請求項１記載の載置台構造。
【請求項３】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記応力緩和部材と前記接続端子との対向面の内の少なくともいずれか一方の面にはバリヤ層が設けられると共に、前記応力緩和部材と前記接続端子とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項４】
前記応力緩和部材の全表面及び／又は前記接続端子の全表面には、それぞれバリヤ層が設けられていることを特徴とする請求項３記載の載置台構造。
【請求項５】
前記バリヤ層は、Ｒｅ、白金族金属、金属窒化物、金属珪化物よりなる群より選択される１以上の材料よりなることを特徴とする請求項３又は４記載の載置台構造。
【請求項６】
前記ロウ材には、ニッケルが含まれていないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項７】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記応力緩和部材とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項８】
前記金属間化合物は、ＭｏＳｉ２ 又はＭａｘｔｈａｌ（登録商標）よりなることを特徴とする請求項７記載の載置台構造。
【請求項９】
前記給電用コネクタ部と前記応力緩和部材の外周は、筒体状のガイド部材により囲まれていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１０】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子の前記給電用コネクタ部との対向面にコバルト及びニッケルの拡散を阻止するバリヤ層を設けると共に、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とをロウ材により接合するように構成したことを特徴とする載置台構造。
【請求項１１】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは、所定の押圧力により機械的に接触された状態となるように構成したことを特徴とする載置台構造。
【請求項１２】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部は、導電性を有して耐酸化性が存在する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは溶接により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項１３】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子は、導電性を有して耐酸化性が存在する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とはロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項１４】
前記金属間化合物は、ＭｏＳｉ２ 又はＭａｘｔｈａｌ（登録商標）よりなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の載置台構造。
【請求項１５】
内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、
前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、
前記載置台本体を支持する支柱と、
を有する載置台構造において、
前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは、共に高融点金属よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造。
【請求項１６】
前記給電用コネクタ部と前記給電用ライン部材とはねじ込みにより連結されていることを特徴とする請求項１５記載の載置台構造。
【請求項１７】
前記ロウ材は、ＡｕよりなるＡｕロウ材、及びＡｇとＴｉとよりなるＡｇ−Ｔｉロウ材よりなる群より選択される１のロウ材であることを特徴とする請求項１乃至１１及び１３乃至１６のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１８】
前記高融点金属は、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（Ｍｏ合金）、タングステン（Ｗ）及びタングステン合金（Ｗ合金）よりなる群より選択される１以上の材料であることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項１９】
前記被給電導体部は、発熱体である加熱ヒータ部であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２０】
前記被給電導体部は、静電チャックのチャック電極であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２１】
前記被給電導体部は、高周波電力に対する下部電極であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２２】
前記ロウ材により接合される各部材の表面には、前記ロウ材と同じ材料の金属膜が予め形成されていることを特徴とする請求項１乃至１１及び１３乃至２１のいずれか一項に記載の載置台構造。
【請求項２３】
被処理体に対して処理を施すための処理装置において、
排気可能になされた処理容器と、
被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造と、
前記処理容器内へガスを導入するガス導入手段と、
を備えたことを特徴とする処理装置。
【請求項２４】
前記載置台構造内へは不活性ガスが供給されることを特徴とする請求項２３記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して熱処理やプラズマ処理を施す処理装置及びこれに用いられる載置台構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＣ（集積回路）等の半導体装置を製造するためには、半導体ウエハ等の被処理体に、成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理等の各種の処理を、プラズマを用いて、或いはプラズマを用いないで繰り返し行って目的とする回路装置等を製造するようになっている。
例えば半導体ウエハに対して１枚毎に熱処理を施す枚葉式の処理装置を例にとれば、真空引き可能になされた処理容器内に、例えば抵抗加熱ヒータや静電チャックを内蔵した載置台構造を設置し、この上面に半導体ウエハを載置した状態で所定の処理ガスを流し、プラズマを用いたり、或いは用いないで所定のプロセス条件下にてウエハに各種の熱処理を施すようになっている（特許文献１〜５）。
【０００３】
この場合、半導体ウエハは高温に晒され、また、処理容器内へはクリーニングガスやエッチングガス等の腐食性ガス等が用いられることから、半導体ウエハを載置する上記載置台構造には、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）に代表されるセラミックスが用いられる傾向にあり、このセラミック中に加熱ヒータ部や静電チャックを用いる場合にはこのチャック電極等が埋め込まれて一体成形されている。
【０００４】
ここで従来の処理装置及び載置台構造の一例を説明する。図１４は従来の一般的なプラズマを用いた処理装置を示す概略構成図、図１５は載置台構造の給電部を示す拡大断面図である。図１４において、処理装置として、ここではプラズマ処理装置を示しており、筒体状になされた処理容器２内には、半導体ウエハＷを上面に載置するための載置台構造４が設けられている。この処理容器２の天井部には、ガス導入手段としてシャワーヘッド６が設けられ、この下面のガス噴射孔６ａから必要なガスを噴射するようになっている。そして、このシャワーヘッド６には、プラズマ発生用の、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源８が接続されており、上記シャワーヘッド６を上部電極として機能させるようになっている。
【０００５】
また処理容器２の底部には排気口１０が設けられており、処理容器２内の雰囲気を排気できるようになっている。そして、上記載置台構造４は、ウエハＷを載置する載置台本体１２と、この載置台本体１２を容器底部より起立させる支柱１４とよりなる。この載置台本体１２は例えば耐熱性及び耐腐食性のあるＡｌＮ等のセラミックよりなり、この内部には高周波電力に対する下部電極や静電チャックのチャック電極となる電極１６が一体的に埋め込まれている。そして、この電極１６に対しては、支柱１４内を通る給電棒１８の先端が接続されており、電源２０より必要に応じて電力を供給できるようになっている。
【０００６】
上記電極１６に対する給電棒１８の上端の接続状態の一例は、図１４中のＡ部の拡大図である図１５に示されており（特許文献５参照）、載置台本体１２内の電極１６は、例えばＭｏ（モリブデン）やＷ（タングステン）、或いはこれらの合金よりなり、この電極１６に同じくＭｏ或いはこの合金よりなる接続端子２２が予め接続されている。そして、載置台本体１２の下面に凹部状の接続穴２４を形成して穴奥に上記接続端子２２を露出させている。この接続穴２４内に給電棒１８の先端である給電用コネクタ部２６を挿入し、上記給電用コネクタ部２６とＭｏを含む上記接続端子２２との間に、熱膨張差による応力を吸収する目的でＣｏ（コバルト）及び／又はＮｉ（ニッケル）を含む合金、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ合金であるコバール（登録商標）よりなる応力緩和部材２８を介在させており、そして、上記接続端子２２と応力緩和部材２８との間及びこの応力緩和部材２８と給電用コネクタ部２６との間を、それぞれ例えばＮｉ合金ロウ材３０、３２により接合している。
【０００７】
接合に際しては、上記全体構造を高温炉内へ入れて高温で焼成する。ここで上記給電棒１８及び接続用コネクタ部２６はＮｉ（ニッケル）又はこの合金よりなり、また、給電用コネクタ部２６の先端部分は段部状にその直径が縮径されており、この外周側及び応力緩和部材２８の外周側には、例えばＮｉよりなる筒体状のガイド部材３４が設けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−２７８３２２号公報
【特許文献２】特開平０７−０７８７６６号公報
【特許文献３】特開平０６−２６０４３０号公報
【特許文献４】特開２００４−３５６６２４号公報
【特許文献５】特開平１０−２０９２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記したような載置台構造において、高温、例えば５００℃以上での繰り返し使用を行うと、応力緩和部材２８中に含まれていた金属、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等が、Ｍｏを含有する接続端子２２側へ熱拡散して行ってＭｏと給合し、ロウ材３０との接合面近傍に脆い金属間化合物が形成される現象が発生していた。このため、この脆い金属間化合物の部分で剥離が生じて、給電用コネクタ部２６が接続端子２２から外れてしまう、といった問題があった。
【００１０】
この拡散の現象は、特にＣｏ原子及びＮｉ原子に対して顕著に表れ、例えば図１６は図１５中のＢ部の電子顕微鏡写真の模式図を示すが、図示するように、応力緩和部材２８中のＣｏがロウ材３０中に熱拡散し、特にＭｏを含有する接続端子２２内のロウ材との界面部分に多量のＣｏ元素３６が集積している状況が理解できる。また、Ｃｏと同様に、応力緩和部材２８及びロウ材中のＮｉが熱拡散し、接続端子２２内のロウ材との境界部分に集積しているのが分析された。上記したような脆化現象は接続端子２２の材料がＭｏからＷ（タングステン）に代わっても同様に発生すると考えられ、上述した問題点の早期解決が望まれている。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を防止して、接合強度の劣化を防止することができる載置台構造及びこれを用いた処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記応力緩和部材はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、前記応力緩和部材と前記接続端子とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００１３】
このように、応力緩和部材はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、前記応力緩和部材と接続端子とがロウ材により接合されるように構成したので、コバルト及びニッケルを使用することがなくなり、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００１４】
この場合、例えば請求項２に記載するように、前記応力緩和部材は、コバルト及びニッケルを含まないインバー型合金、コバルト及びニッケルを含まないエリンバー型合金、Ｆｅ−Ｐｄ合金、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｆｅ合金、Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｎ合金、Ｆｅ−Ｂ非晶質合金からなる群より選択される１以上の材料よりなる。
【００１５】
請求項３に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記応力緩和部材と前記接続端子との対向面の内の少なくともいずれか一方の面にはバリヤ層が設けられると共に、前記応力緩和部材と前記接続端子とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００１６】
このように、応力緩和部材と接続端子との対向面の内の少なくともいずれか一方の面にはバリヤ層が設けられると共に、応力緩和部材と接続端子とがロウ材により接合されているように構成したので、バリヤ層によって接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００１７】
この場合、例えば請求項４に記載するように、前記応力緩和部材の全表面及び／又は前記接続端子の全表面には、それぞれバリヤ層が設けられている。
また例えば請求項５に記載するように、前記バリヤ層は、Ｒｅ、白金族金属、金属窒化物、金属珪化物よりなる群より選択される１以上の材料よりなる。
また例えば請求項６に記載するように、前記ロウ材には、ニッケルが含まれていない。
【００１８】
請求項７に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記接続端子と前記給電用コネクタ部との間に介在されて応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記応力緩和部材とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００１９】
このように、接続端子は、導電性を有して耐酸化性が存在し、コバルト及びニッケルが熱拡散により溶け込まない金属間化合物よりなり、接続端子と応力緩和部材とがロウ材により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００２０】
この場合、例えば請求項８に記載するように、前記金属間化合物は、ＭｏＳｉ２ 又はＭａｘｔｈａｌ（登録商標）よりなる。
また例えば請求項９に記載するように、前記給電用コネクタ部と前記応力緩和部材の外周は、筒体状のガイド部材により囲まれている。
【００２１】
請求項１０に係る発明によれば、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とをロウ材により接合するように構成したことを特徴とする載置台構造である。
【００２２】
このように、接続端子と給電用コネクタ部とをロウ材により接合するように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００２３】
請求項１１に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは、所定の押圧力により機械的に接触された状態となるように構成したことを特徴とする載置台構造である。
【００２４】
このように、接続端子と給電用コネクタ部とは、所定の押圧力により機械的に接触された状態となるように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００２５】
請求項１２に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子と前記給電用コネクタ部は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは溶接により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００２６】
このように、接続端子と給電用コネクタ部は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とは溶接により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００２７】
請求項１３に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された高融点金属又はこの合金又は高融点金属の化合物よりなる接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とはロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００２８】
このように、接続端子は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とはロウ材により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００２９】
この場合、例えば請求項１４に記載するように、前記金属間化合物は、ＭｏＳｉ２ 又はＭａｘｔｈａｌ（登録商標）よりなる。
請求項１５に係る発明は、内部に被給電導体部が埋設されると共に、該被給電導体部に電気的に接合された接続端子が凹部状の接続穴内に露出しているセラミック製の載置台本体と、前記被給電導体部への給電を行うために先端が前記接続穴内へ挿入される給電用コネクタ部を有する給電用ライン部材と、前記載置台本体を支持する支柱と、を有する載置台構造において、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とは、共に高融点金属よりなり、前記接続端子と前記給電用コネクタ部とがロウ材により接合されていることを特徴とする載置台構造である。
【００３０】
このように、接続端子と給電用コネクタ部とは、共に高融点金属よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とがロウ材により接合されているようにしたので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を防止して、接合強度の劣化を防止することができる。
【００３１】
この場合、例えば請求項１６に記載するように、前記給電用コネクタ部と前記給電用ライン部材とはねじ込みにより連結されている。
この場合、例えば請求項１７に記載するように、前記ロウ材は、ＡｕよりなるＡｕロウ材、及びＡｇとＴｉとよりなるＡｇ−Ｔｉロウ材よりなる群より選択される１のロウ材である。
【００３２】
この場合、例えば請求項１８に記載するように、前記高融点金属は、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（Ｍｏ合金）、タングステン（Ｗ）及びタングステン合金（Ｗ合金）よりなる群より選択される１以上の材料である。
また例えば請求項１９に記載するように、前記被給電導体部は、発熱体である加熱ヒータ部である。
【００３３】
また例えば請求項２０に記載するように、前記被給電導体部は、静電チャックのチャック電極である。
また例えば請求項２１に記載するように、前記被給電導体部は、高周波電力に対する下部電極である。
また例えば請求項２２に記載するように、前記ロウ材により接合される各部材の表面には、前記ロウ材と同じ材料の金属膜が予め形成されている。
【００３４】
請求項２３に係る発明は、被処理体に対して処理を施すための処理装置において、排気可能になされた処理容器と、被処理体を載置するために前記処理容器内に設けられた請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の載置台構造と、前記処理容器内へガスを導入するガス導入手段と、を備えたことを特徴とする処理装置である。
この場合、例えば請求項２４に記載するように、前記載置台構造内へは不活性ガスが供給される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る載置台構造及び処理装置によれば、次のように優れた作用効果を発揮することができる。
請求項１、２に係る発明によれば、応力緩和部材はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、前記応力緩和部材と接続端子とがロウ材により接合されるように構成したので、コバルト及びニッケルを使用することがなくなり、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００３６】
請求項３〜６に係る発明によれば、応力緩和部材と接続端子との対向面の内の少なくともいずれか一方の面にはバリヤ層が設けられると共に、応力緩和部材と接続端子とがロウ材により接合されているように構成したので、バリヤ層によって接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００３７】
請求項７〜９に係る発明によれば、接続端子は、導電性を有して耐酸化性が存在し、コバルト及びニッケルが熱拡散により溶け込まない金属間化合物よりなり、接続端子と応力緩和部材とがロウ材により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００３８】
請求項１０に係る発明によれば、接続端子と給電用コネクタ部とをロウ材により接合するように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００３９】
請求項１１に係る発明によれば、接続端子と給電用コネクタ部とは、所定の押圧力により機械的に接触された状態となるように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００４０】
請求項１２に係る発明によれば、接続端子と給電用コネクタ部は、導電性を有して耐酸化性が存在する金属間化合物よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とは溶接により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００４１】
請求項１３、１４に係る発明によれば、接続端子は、導電性を有して耐酸化性が存在する金属間化合物よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とはロウ材により接合されているように構成したので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００４２】
請求項１５〜２２に係る発明によれば、接続端子と給電用コネクタ部とは、共に高融点金属よりなり、接続端子と給電用コネクタ部とがロウ材により接合されているようにしたので、接続端子と給電用コネクタ部との接合部における金属元素の熱拡散の発生を防止して、接合強度の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に、本発明に係る載置台構造及び処理装置の好適一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る処理装置を示す構成図、図２は処理装置に用いられる本発明に係る載置台構造を示す部分断面図、図３は載置台構造の第１実施例を示す部分拡大断面図、図４は載置台構造の分解状態を示す部分拡大断面図である。
【００４４】
＜第１実施例＞
ここでは処理装置として平行平板型のプラズマ処理装置を例にとって説明する。図１に示すように、この処理装置としての平行平板型のプラズマ処理装置４０は、例えばアルミニウム合金等により筒体状に成形された処理容器４２を有している。この処理容器４２の底部の中央部は、更に下方へ凸状に窪ませて設けた排気空間４４が有底円筒状の区画壁４６により区画形成されており、この区画壁４６の底部が容器底部の一部となっている。この区画壁４６の側壁には排気口４８が設けられており、この排気口４８には、図示しない圧力調整弁や真空ポンプ等が途中に介設された排気管５０が接続されており、上記処理容器は４２を所望の圧力に真空引きできるようになっている。
【００４５】
また上記処理容器４２の側壁には、被処理体である半導体ウエハＷを搬出入する搬出入口５２が形成されると共に、この搬出入口５２にはゲートバルブ５４が設けられており、ウエハＷの搬出入時にこのゲートバルブ５４を開閉するようになっている。
【００４６】
また処理容器４２の天井は開口され、この開口部には絶縁部材５６を介してガス導入手段としてのシャワーヘッド５８が設けられる。この際、上記シャワーヘッド５８と絶縁部材５６との間には、容器内の気密性を維持するために例えばＯリング等よりなるシール部材６０が介設されている。このシャワーヘッド５８の上部にはガス導入口６２が設けられると共に、下面のガス噴射面には複数のガス噴射孔６４が設けられており、必要な処理ガスを処理空間Ｓに向けて噴射するようになっている。ここではシャワーヘッド５８内は１つの空間になっているが、内部空間を複数に区画し、それぞれ異なるガスをシャワーヘッド５８内で混合させることなく別々に処理空間Ｓへ供給する形式のシャワーヘッドもある。
【００４７】
また、このシャワーヘッド５８は、プラズマ発生用の上部電極としての機能を有し、具体的には、このシャワーヘッド５８にはマッチング回路６６を介してプラズマ発生用の高周波電源６８が接続されている。この高周波電源６８の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚであるが、この周波数に限定されない。
そして、この処理容器４２内には、半導体ウエハＷを載置するために本発明に係る載置台構造７０が設けられている。この載置台構造７０は、その上面である載置面にウエハＷを直接的に載置する略円板状に形成された載置台本体７２と、この載置台本体７２を容器底部から起立させて支持する円筒状の支柱７１とにより主に構成されている。
【００４８】
上記載置台本体７２の下方には、ウエハＷの搬出入時に、これを下から突き上げて支持する昇降ピン機構７４が設けられる。この昇降ピン機構７４は、載置台本体７２の周方向に沿って等間隔で配置された例えば３本（図示例では２本のみ記す）の昇降ピン７６を有しており、各昇降ピン７６の下端部は例えば円弧状のピンベース板７８により支持されている。このピンベース板７８は、容器底部を貫通してアクチュエータ８２により上下動可能になされた昇降ロッド８０に連結されており、また昇降ロッド８０の容器底部の貫通部には容器内の気密性を維持しつつ昇降ロッド８０の上下動を許容するために伸縮可能になされたベローズ８４が設けられる。
【００４９】
また上記載置台本体７２は、上記各昇降ピン７６に対応させてピン挿通孔８６が設けられており、上記昇降ロッド８０を上下動させることにより、上記ピン挿通孔８６内を挿通された昇降ピン７６が、載置面上に出没してウエハＷを突き上げて持ち上げたり、持ち下げたりできるようになっている。
そして、上記載置台本体７２の全体及び支柱７１の全体は、金属汚染がなく、且つ耐熱性に優れた材料、例えばセラミックにより形成されている。この支柱７１の下端部は、容器内の気密性を維持するためにＯリング等のシール部材８８を介して容器底部に形成した開口９０の周辺部分に図示しないボルト等により連結されている。上記セラミックとしては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２ Ｏ３ ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、石英（ＳｉＯ２ ）等を用いることができる。
【００５０】
そして、上記載置台本体７２には、図２にも示すように、第１の被給電導体部として静電チャックのチャック電極９４と第２の被給電導体部として発熱体である加熱ヒータ部９６とがそれぞれ埋め込んで設けられている。上記チャック電極９４は、載置面の直下に設けられてウエハＷを静電力により吸着保持し、このチャック電極９４の下方に上記加熱ヒータ部９６が設けられてウエハＷを加熱するようになっている。
【００５１】
また、ここでは上記チャック電極９４は、プラズマに対する下部電極として兼用されている。上記チャック電極９４及び加熱ヒータ部９６は、高融点金属、またはこれらの化合物、または上記金属の合金よりなり、高融点金属としてはＷ、Ｍｏ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｂ、Ｔａ等を用いることができ、主としてＭｏまたはＷもしくはこれらの合金が用いられる。
【００５２】
そして、上記チャック電極９４には、給電用ライン部材９８が接続され、加熱ヒータ部９６に対しては給電用ライン部材１００、１０２がそれぞれ接続されている。各給電用ライン部材９８〜１０２は、気密状態になされた円筒状の支柱７１内に挿通されて容器底部の開口９０から下方へ延びている。そして、上記チャック電極９４用の給電用ライン部材９８には、チャック用の直流電源１０４とバイアス用の高周波電源１０６とが接続され、加熱ヒータ部９６間の給電用ライン部材１００、１０２にはヒータ電源１０８が接続されている。尚、図示例にあっては、加熱ヒータ部９６は１ゾーンの場合を示すが、例えば同心円状に複数ゾーンの加熱ヒータ部が存在する場合には、それに対応させて各給電用ライン部材が個別に設けられることになる。ここで、必要に応じて、上記給電ライン部材９８を直接グランドに接続するようにしても良い。
【００５３】
ここで上記チャック電極９４や加熱ヒータ部９６と各給電用ライン部材９８〜１０２の上端部との接続構造は、全て同一なので、ここでは図３及び図４も参照して、加熱ヒータ部９６に対する２つの給電用ライン部材１００、１０２の内の一方の給電用ライン部材１０２を例にとって説明する。
【００５４】
図３及び図４にも示すように、載置台本体７２に埋め込まれる加熱ヒータ部９６には、予め接続端子１１０が接続して埋め込まれている。そして、上記載置台本体７２の下面には、凹部状に接続穴１１２を形成して穴奥に上記接続端子１１０の先端部（図３中では下端部）が露出されている。この接続端子１１０は、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａ等の高融点金属、又はこれらの合金、又はこれらの金属の化合物よりなっており、ここでは主としてＭｏまたはＷを含む材料により形成されている。
【００５５】
一方、上記給電用ライン部材１０２は、例えば全体が棒状に形成されて給電棒となっており、その上端部は段部状に縮径されて給電用コネクタ部１１４となっている。尚、上記上端部を段部状に縮径しない状態の給電用コネクタ部１１４を用いてもよい。この給電用ライン部材１０２は、例えばＮｉにより形成されている。
そして、上記給電用コネクタ部１１４と接続端子１１０との間には、これらの間の応力を緩和するための導電性材料よりなる応力緩和部材１１６が介在されている。また、上記応力緩和部材１１６と給電用コネクタ部１１４の外周側には、例えばＴｉよりなる円筒状のガイド部材１１８が装着されている。そして、上記接続端子１１０と応力緩和部材１１６及びガイド部材１１８の一端との間は、例えばＮｉを含まないで、且つＰｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１２０により接合され、応力緩和部材１１６と給電用コネクタ部１１４との間は、例えばＮｉを含まないで、且つＰｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１２２により接合され、またガイド部材１１８の他端と給電用ライン部材１０２との間は、例えばＮｉを含まないで、且つＰｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１２４により接合されている。
【００５６】
ここで上記応力緩和部材１１６は、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）を含まない低熱膨張材料である金属材料、又はその合金よりなる。具体的には、上記応力緩和部材１１６は、コバルト及びニッケルを含まないインバー型合金、コバルト及びニッケルを含まないエリンバー型合金、Ｆｅ−Ｐｄ合金、Ｚｒ−Ｎｂ−Ｆｅ合金、Ｃｒ−Ｆｅ−Ｓｎ合金、Ｆｅ−Ｂ非晶質合金からなる群より選択される１以上の材料を用いる。尚、上記インバー型合金としてはＦｅ−４６Ｐｄ合金やＦｅ−１７ａｔ％Ｂ合金を用いることができる。このように上記応力緩和部材１１６の材料は、Ｍｏとの間で脆い化合物を生成するコバルト及びニッケルを含まないようにし、Ｍｏを主たる構成材料とする接続端子１１０において、従来の載置台構造で発生していたコバルト及びニッケルの拡散が発生することを阻止するようになっている。
【００５７】
この給電用ライン部材１０２の接続に際しては、例えば図４に示すように、給電用ライン部材１０２の先端部である給電用コネクタ部１１４に応力緩和部材１１６やロウ材１２０、１２２、１２４やこれらの部材の組み付けをガイドするガイド部材１１８等を仮り組みし、これを上記接続穴１１２内へ挿入した状態で、加熱することによりセラミックよりなる載置台本体７２と接続されることになる。尚、前述したように、各給電用ライン部材９８、１００、１０２は同じ構造になされており、上述したと同様に接続される。そして、図１に示すように、上記円筒状の支柱７１内へは、不活性ガス供給部１２８によりＮ２ 等の不活性ガス（Ａｒ等の希ガスも含む）が導入され、上記各金属表面の酸化を防ぐようになっている。
【００５８】
次に、以上のように構成されたプラズマ処理装置４０の動作について説明する。
まず、未処理の半導体ウエハＷは、図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ５４、搬出入口５２を介して処理容器４２内へ搬入され、このウエハＷは、上昇された昇降ピン７６に受け渡された後に、この昇降ピン７６を降下させることにより、ウエハＷを載置台構造７０の載置台本体７２の上面に載置してこれを支持する。
【００５９】
次に、シャワーヘッド５８へ各種の処理ガスとして例えば成膜ガスを、それぞれ流量制御しつつ供給して、このガスをガス噴射孔６４より吹き出して噴射し、処理空間Ｓへ導入する。そして、図示してないが排気管５０に設けた真空ポンプの駆動を継続することにより、処理容器４２内や排気空間４４内の雰囲気を真空引きし、そして、圧力調整弁の弁開度を調整して処理空間Ｓの雰囲気を所定のプロセス圧力に維持する。この時、ウエハＷの温度は所定のプロセス温度に維持されている。すなわち、載置台本体７２の加熱ヒータ部９６にヒータ電源１０８より給電用ライン部材１００、１０２を介して電圧を印加することにより加熱ヒータ部９６を加熱し、これにより載置台本体７２の全体が加熱される。
【００６０】
この結果、載置台本体７２上に載置したウエハＷが昇温加熱される。この時、載置台本体７２に設けた図示しない熱電対ではウエハ温度が測定され、この測定値に基づいて温度制御されることになる。
またこれと同時にプラズマ処理を行うために、高周波電源６８を駆動することにより、上部電極であるシャワーヘッド５８と下部電極である載置台本体７２との間に高周波を印加し、処理空間Ｓにプラズマを立てると同時に、静電チャックを形成するチャック電極９４に電圧を印加し、静電力によりウエハＷを吸着する。そして、この状態で所定のプラズマ処理を行う。また、この際に、載置台本体７２のチャック用電極９４にバイアス用の高周波電源１０６から高周波を印加することにより、プラズマイオンの引き込みを行うことができる。
【００６１】
このようなウエハＷの処理を繰り返し行うと、その都度、載置台本体７２は、高温に晒され、この温度は、処理の態様にもよるが７００℃程度まで上昇する場合がある。このような、高温に晒されると、各部材を構成する材料中の各金属元素がその拡散係数に応じて熱拡散を生じる可能性が発生する。
この場合、従来の載置台構造にあっては、図１５及び図１６を参照して説明したように、応力緩和部材２８中に含まれるコバルト及びニッケル、又はロウ材に含まれるニッケルが拡散して接続端子２２側に至ってここで脆い金属間化合物となり、この金属間化合物と、コバルト及びニッケルが拡散していない領域の境界部分で剥離等の問題が生ずる恐れがあった。
【００６２】
しかしながら、上述した本発明の第１実施例の場合には、上記応力緩和部材１１６中にはコバルト及びニッケルを含んでいないので、すなわちこの応力緩和部材１１６は、コバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなるので、上述したような拡散コバルト及び拡散ニッケルによる脆い金属間化合物が発生することを防止することができる。また、ロウ材が、ニッケルを含まないようにしたので、ニッケルの拡散による脆い金属間化合物の発生を防止することができる。この結果、上記給電用ライン部材１０２が、接続端子１１０側から剥がれて外れることを防止することができる。
このような作用効果は、同じ接続構造になされている上記各給電用ライン部材９８、１００、１０２において同様に発揮することになる。
【００６３】
このように、応力緩和部材１１６はコバルト及びニッケルを含まない金属材料又はその合金よりなり、上記応力緩和部材１１６と接続端子１１０とがニッケルを含まないロウ材により接合されるように構成したので、コバルト及びニッケルを使用することがなくなり、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００６４】
＜第２実施例＞
次に本発明の載置台構造の第２実施例について説明する。
図５は本発明に係る載置台構造の第２実施例の要部拡大断面図、図６は載置台構造の第２実施例における応力緩和部材と接続端子の変形例を示す図である。尚、図２乃至図４に示す部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。先の第１実施例の場合には、応力緩和部材１１６の材料中からコバルト及びニッケルを排除したが、この第２実施例では、コバルト及びニッケルの拡散を阻止するバリヤ層を設けるようにしている。
【００６５】
具体的には、図５に示すように、上記応力緩和部材１１６と接続端子１１０との対向面に、コバルト及びニッケルの拡散防止用のバリヤ層１３０、１３２を設けており、応力緩和部材１１６側からのコバルト及びニッケルの拡散を防止するようになっている。そして、応力緩和部材１１６と接続端子１１０がＮｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１２０で接合されている。
【００６６】
この場合、上記説明で明らかなように、上記応力緩和部材１１６としては、第１実施例で説明したコバルト及びニッケルを含まない応力緩和部材を用いてもよいし、図１６の従来構造で説明したようなコバルト及び／又はニッケルを含む応力緩和部材を用いてもよい。
【００６７】
ここで上記バリヤ層１３０、１３２としては、Ｒｅ、白金族金属、金属窒化物、金属珪化物よりなる群より選択される１以上の材料を用いることができる。具体的には、Ｒｅ（レニウム）の他に白金族金属として、例えばＲｕ（ルテニウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）等を用いることができ、金属窒化物としてはＴｉＮ、ＴａＮ等を用いることができ、金属珪化物としてはＭｏＳｉ２ 等を用いることができる。特に、接続端子１１０がＭｏを多く含んでいる場合には、バリヤ層１３０、１３２としては、ＲｅやＰｔを単独で、或いはこれらの合金を用いるのが好ましく、また接続端子１１０がＷを多く含んでいる場合には、バリヤ層１３０、１３２としては、Ｒｅ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｐｔを単独で、或いはこれらより選択される２以上の合金を用いるのが好ましい。
【００６８】
この場合、図６に示すように、接続端子１１０の全表面をバリヤ層１３２で覆ったり、及び／又は応力緩和部材１１６の全表面をバリヤ層１３０で覆うようにしてもよく、この場合にはより効果的にコバルト及びニッケルの拡散による脆い金属間化合物の発生を防止することができる。
このように、応力緩和部材１１６と接続端子１１０との対向面にはバリヤ層１３０、１３２が設けられると共に、応力緩和部材１１６と接続端子１１０とがロウ材１２０により接合されているように構成したので、バリヤ層１３０、１３２によって接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。図示例では両対向面にそれぞれバリヤ層１３０、１３２を設けているが、バリヤ層１３２のみを設けるようにしてもよい。この場合には、ロウ材１２０はＮｉを含まないようにする。
【００６９】
＜第３実施例＞
次に本発明の載置台構造の第３実施例について説明する。
図７は本発明に係る載置台構造の第３実施例の要部拡大断面図である。尚、図２乃至図６に示す部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。先の第１実施例の場合には、応力緩和部材１１６の材料中からコバルト及びニッケルを排除したが、この第３実施例では接続端子１１０の材料としてコバルト及びニッケルが熱拡散して溶け込まない材料を用いている。
【００７０】
具体的には、図７に示すように、接続端子１１０の材料として、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物を用いている。そして、この接続端子１１０と応力緩和部材１１６とがロウ材１２０を介して接合されている。ここで上記接続端子１１０を形成する金属間化合物としては、ＭｏＳｉ２ 又はＭａｘｔｈａｌ（登録商標）等を用いることができる。上記Ｍａｘｔｈａｌとしては、具体的にはＭａｘｔｈａｌ３１２、２１１を用いることができる。
【００７１】
この場合、上記説明で明らかなように、上記応力緩和部材１１６としては、第１実施例で説明したコバルト及びニッケルを含まない応力緩和部材を用いてもよいし、図１６の従来構造で説明したようなコバルト及び／又はニッケルを含む応力緩和部材を用いてもよい。
【００７２】
このように、接続端子１１０は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、接続端子１１０と応力緩和部材１１６とがＮｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１２０により接合されているように構成したので、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
尚、上記各第１〜第３実施例では、ガイド部材１１８を設けた場合を例にとって説明したが、このガイド部材１１８を設けないで省略してもよい。
【００７３】
＜第４実施例＞
次に本発明の載置台構造の第４実施例について説明する。
図８は本発明に係る載置台構造の第４実施例の要部拡大断面図である。尚、図２乃至図７に示す部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。先の第１〜第３実施例の場合には、応力緩和部材１１６を設けたが、ここではこの応力緩和部材１１６を設けないで排除し、これを接続端子１１０へ直接接続するようにしている。また、この第４実施例では、接続端子の給電用コネクタ部との対向面にコバルト及びニッケルの拡散を阻止するバリヤ層を設けるようにしている。
【００７４】
具体的には、図８に示すように、ここでは先の実施例で用いていた応力緩和部材１１６は設けないで、例えばＭｏを含有する接続端子１１０とＮｉを含有する給電用コネクタ部１１４とを直接接続させている。また接続端子１１０の給電用コネクタ部１１４との対向面にコバルト及びニッケルの拡散防止用のバリヤ層１３２を設けており、上記給電用コネクタ部１１４及びロウ材１３６からのコバルト及びニッケルの拡散を阻止するようになっている。ここでは上記接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とは、例えばＮｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含むロウ材１３６により接合されている。また、ここでもガイド部材１１８（図３参照）の設置は省略している。この場合には、接続端子１１０の材料としては、図３に示す第１実施例で説明したようなＭｏを含む材料でもよく、又は図７に示す第３実施例で説明した金属間化合物を用いてもよい。この実施例の場合には、コバルト及／又はニッケルを含む応力緩和部材１１６を設けていないことから、コバルトコバルト及び／又はニッケルの熱拡散に起因する問題点をなくすことができる。ここでバリヤ層１３２としては第２実施例と同様な材料を用いることができる。
【００７５】
このように、接続端子１１０の給電用コネクタ部１１４との対向面にバリヤ層１３２が設けられると共に、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とをロウ材１３６により接合するように構成したので、バリヤ層１３２によって接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００７６】
＜第５実施例＞
また上記第４実施例の構造から上記ロウ材１３６を省略し、図９に示す第５実施例の拡大図のように、上記接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とを直接的に機械的に接触させた状態としてもよい。この場合には、棒状の給電用ライン部材１０２に対してコイルバネ、板バネ、竹の子バネ等よりなる弾発部材１３８により押圧力を付与し、接続端子１１０との電気的接続を安定的に確保するように構成する。
【００７７】
この場合にも、上記第４実施例と同様な作用効果を発揮でき、例えば接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素の熱拡散の発生を抑制して、特にコバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。更に、ロウ材等による接合を行っていないため、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との間の線膨張数差に起因する熱応力も緩和することができる。
【００７８】
＜第６実施例＞
次に本発明の載置台構造の第６実施例について説明する。
図１０は本発明に係る載置台構造の第６実施例の要部拡大断面図である。尚、図２乃至図９に示す部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
この第６実施例では、第４及び第５実施例と同様に、応力緩和部材１１６は設けておらず、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とを直接的に接合している。具体的には、上記接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とを共に、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物で構成し、この両者を、ロウ材等を用いることなく、例えば電気溶接（スポット溶接）により直接接合し、境界部分に溶接部１４０を形成する。ここで、上記金属間化合物としては、先の第３実施例で説明したようなＭｏＳｉ２ やＭａｘｔｈａｌを用いることができる。
【００７９】
この場合、棒状の給電用ライン部材１０２の全体を上記金属間化合物で形成してもよいが、上記ＭｏＳｉ２ やＭａｘｔｈａｌは高価で、靭性が比較的乏しいので、棒状の給電用ライン部材１０２の先端部分（給電用コネクタ部１１４を含む）側を上記金属間化合物で形成し、他の部分はＮｉ等の耐食性金属で形成するようにしてもよい。
【００８０】
このように、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とは溶接により接合されているように構成したので、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００８１】
＜第７実施例＞
次に本発明の載置台構造の第７実施例について説明する。
図１１は本発明に係る載置台構造の第７実施例の要部拡大断面図である。尚、図２乃至図１０に示す部分と同一構成部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
この第７実施例では先の第４〜第６実施例と同様に応力緩和部材１１６を設けておらず、接続端子１１０に導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物を用いている。すなわち、図７に示す第３実施例から応力緩和部材１１６を設けないで省略した構造と同じである。
【００８２】
具体的には、図１１に示すように、接続端子１１０として上記した金属間化合物を用いており、この接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とはロウ材１３６により接合している。ここで上記ロウ材１３６は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｔｉの内で少なくとも１つを含んでいる。上記金属間化合物としては、図７に示す第３実施例及び図１０に示す第６実施例で説明したものと同じ材料、すなわちＭｏＳｉ２ やＭａｘｔｈａｌを用いることができる。この場合、給電用コネクタ部１１４は従来構造と同様のＮｉを用いてもよいし、上記金属間化合物を用いてもよい。
【００８３】
このように、接続端子１１０は、導電性及び耐酸化性を有する金属間化合物よりなり、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とはロウ材１３６により接合されているように構成したので、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素のうち、特にコバルト及びニッケルの熱拡散の発生を抑制して、コバルト及びニッケルの拡散に伴う接合強度の低下を防止することができる。
【００８４】
＜第８実施例＞
次に本発明の載置台構造の第８実施例について説明する。図１２は本発明に係る載置台構造の第８実施例の要部拡大断面図、図１３は第８実施例の載置台構造の分解状態を示す部分拡大断面図である。
【００８５】
この第８実施例の場合には、応力緩和部材を用いず、しかも接続端子と給電用コネクタ部とに高融点金属を用いて両者をロウ材により接合するようにしている。具体的には、図１２及び図１３に示すように、ここでは上記接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４の材料としては、共に高融点金属が用いられてる。そして、上記給電用コネクタ部１１４には、雌ねじ１５０が形成されると共に、これに対応する給電用ライン部材１０２の上端部には雄ねじ１５２が形成されており、両者を螺合することにより連結するようになっている。そして、この給電用コネクタ部１１４の上端部と上記接続端子１１０とがロウ材１５４により接合されている。
【００８６】
この場合、上記ロウ材１５４としては、Ａｕ（金）よりなるＡｕロウ材、Ａｇ（銀）とＴｉ（チタン）とよりなるＡｇ−Ｔｉロウ材よりなる群より選択される１のロウ材を用いるのがよい。ここで、上記Ａｕロウ材はＡｕが１００％程度であり、上記Ａｇ−Ｔｉロウ材は、Ｔｉ含有量が１０ｗｔ％程度であり、このＴｉは活性剤の機能を果たしている。
【００８７】
ここで、金属原子の熱拡散を抑制するためには純ＡｕよりなるＡｕロウ材を用いるのが最も好ましく、後述するように、このＡｕロウ材を用いた場合には、拡散成分となるＮｉを用いていないので、引張り強度を高くすることができ、且つビッカース硬度を低くして脆性を小さくすることができる。
【００８８】
この載置台構造を組み付けるためには、給電用コネクタ部１１４の雌ねじ１５０と給電用ライン部材１０２の雄ねじ１５２とを螺合して両者を連結した後に、この給電用コネクタ部１７４と接続端子１１０とをロウ材１５４により接合するようにしてもよいし、或いは給電用コネクタ部１１４と接続端子１１０とをロウ材１５４により接合した後に、上記給電用コネクタ部１１４の雌ねじ１５０に給電用ライン部材１０２の雄ねじ１５２を螺合させて両者を連結するようにしてもよい。
【００８９】
このような構造によれば、熱拡散し易いＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等を用いないでシンプルな構造にしたので、脆い金属間化合物が発生することを抑制し、接合強度を高く維持することができる。ここでは上記高融点金属としては、Ｍｏを用いたが、これに限定されず、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（Ｍｏ合金）、タングステン（Ｗ）及びタングステン合金（Ｗ合金）よりなる群より選択される１以上の材料を用いることができる。
【００９０】
このように、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とは、共に高融点金属よりなり、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４とがロウ材１５４により接合されているようにしたので、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４との接合部における金属元素の熱拡散の発生を防止して、接合強度の劣化を防止することができる。また上述したような接続構造は、上記他の給電用ライン部材９８、１００においても同様に採用されている。
【００９１】
ここで、本実施例と従来の載置台構造についてビッカース硬度と引張り強度の試験を行ったので、その評価結果について説明する。ここでは本実施例では図１２に示す構造において、接続端子１１０と給電用コネクタ部１１４の材料として共にＭｏを用い、ロウ材１５４として３種類のロウ材、すなわち、Ａｕロウ材（純Ａｕ）、及びＡｇ−Ｔｉロウ材（Ｔｉ：１０ｗｔ％含有）を用いた場合について試験をした。また比較のために、従来構造として図１５に示すように、Ｎｉの給電用コネクタ部２６とＭｏの接続端子２２との間にコバールの応力緩和部材２８を介在させてロウ材３０、３２で接合した構造について試験を行った。
【００９２】
まず、ビッカース硬度については、従来構造の場合は、７００〜８００［Ｈｖ］であり、硬度がかなり高くて脆い状態であった。これに対して、本実施例に関しては、Ａｕロウ材の場合が６６［Ｈｖ］、Ａｕ−Ｔｉロウ材の場合が５７８［Ｈｖ］であり、全てにおいて従来構造よりもビッカース硬度を小さくでき、脆さを軽減できることを確認することができた。特に、Ａｕロウ材の場合には、従来構造よりもビッカース硬度を１／１０以下に抑制することができ、脆性を大幅に改善できることを、確認することができた。
【００９３】
また引張り強度については、破断時の引張り荷重は従来構造の場合には１００［ｋｇｆ］であった。これに対して、本実施例に関しては、破断時の引張り荷重は、Ａｕロウ材の場合が２００〜２５０［ｋｇｆ］、Ａｇ−Ｔｉロウ材の場合が１４０［ｋｇｆ］であり、引張り強度を向上させることができることを確認することができた。特に、Ａｕロウ材の場合には、従来の構造の場合よりも２倍以上引張り強度を向上させることができることを確認することができた。
【００９４】
以上のように第１〜第８実施例で説明した構造は他の給電用ライン部材９８、１００の上端部のコネクタ部にも同様に適用されるのは前述した通りである。尚、上記第４〜第７実施例では、ガイド部材１１８を設けない場合を例にとって説明したが、このガイド部材１１８を設けてもよいのは勿論である。
【００９５】
また、上記第１〜第８実施例において、ロウ材１２０、１２２、１２４、１３６を用いる場合には、このロウ材により接合される各部材、すなわち接続端子１１０、給電用コネクタ部１１４、応力緩和部材１１６の各表面に、上記接合に用いるロウ材と同じ材料の金属膜を予め形成しておくのがよい。この金属膜の形成方法としては、メッキ処理、スパッタ処理、ＣＶＤ成膜処理等を用いることができる。このような金属膜を予め形成する理由は、次の通りである。すなわち、高温度で使用するロウ材は、当然のこととして金属ロウは融点が高いものであり、ロウ付け作業中の流動性に劣る。このためロウ付け部には巣ができ易くなる。
【００９６】
更に、本発明の特徴である脆化の原因となる元素を含まないロウ材を使用するためには、流動性の面では従来のロウ材よりも悪化する場合がある。そのため、ロウ付けされる部材の双方、或いはいずれか一方の表面に予めロウ材と同じ材料の金属膜を、例えばメッキ処理等により形成しておけば、ロウ材に対する濡れ性を理想的に改善することができる。このように濡れ性が良好であれば、流動性の劣るロウ材であっても容易に狭い空隙に浸透し、上記したような巣の発生を抑制することができる。更に、ロウ付けされる部材の双方の表面に上記金属膜を形成した場合には拡散接合が可能になるため、接合温度を低く抑えることができる。
【００９７】
また、ここでは静電チャックと下部電極の電極を共通に用いた場合を例にとって説明したが、両者を別々に設けてもよい。更には、本発明のプラズマ処理装置では平行平板型の処理装置を例にとって説明したが、これに限定されず、高周波やマイクロ波を用いた全てのプラズマ処理装置に本発明を適用することができる。
【００９８】
更に、本発明の処理装置は、プラズマを用いない処理装置、例えば熱ＣＶＤ成膜装置、熱酸化装置、アニール装置、改質装置等にも適用することができ、この場合には、静電チャックや下部電極は不必要となって設けられないことになる。
また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、ガラス基板、ＬＣＤ基板、セラミック基板等にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係る処理装置を示す構成図である。
【図２】処理装置に用いられる本発明に係る載置台構造を示す部分断面図である。
【図３】載置台構造の第１実施例を示す部分拡大断面図である。
【図４】載置台構造の分解状態を示す部分拡大断面図である。
【図５】本発明に係る載置台構造の第２実施例の要部拡大断面図である。
【図６】載置台構造の第２実施例における応力緩和部材と接続端子の変形例を示す図である。
【図７】本発明に係る載置台構造の第３実施例の要部拡大断面図である。
【図８】本発明に係る載置台構造の第４実施例の要部拡大断面図である。
【図９】本発明に係る載置台構造の第５実施例の要部拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る載置台構造の第６実施例の要部拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る載置台構造の第７実施例の要部拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る載置台構造の第８実施例を示す要部拡大断面図である。
【図１３】第８実施例の載置台構造の分解状態を示す部分拡大断面図である。
【図１４】従来の一般的なプラズマを用いた処理装置を示す概略構成図である。
【図１５】載置台構造の給電部を示す拡大断面図である。
【図１６】図１５中のＢ部の電子顕微鏡写真を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
４０  プラズマ処理装置（処理装置）
４２  処理容器
５８  シャワーヘッド（ガス導入手段）
６８  高周波電源
７０  載置台構造
７１  支柱
７２  載置台本体
７４  昇降ピン機構
９４  チャック電極（第１の被給電導体部）
９６  加熱ヒータ部（第２の被給電導体部）
９８，１００，１０２  給電用ライン部材
１１０  接続端子
１１２  接続穴
１１４  給電用コネクタ部
１１６  応力緩和部材
１１８  ガイド部材
１２０，１２２，１２４，１３６  ロウ材
１３０，１３２  バリヤ層
１５０  雌ねじ
１５２  雄ねじ
１５４  ロウ材
Ｗ  半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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