(57)【要約】【課題】高周波の伝送路における熱的負荷を軽減することを提供する。【解決手段】高周波電力を供給する高周波給電部材であって、中空を形成する内部導体と、前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、高周波給電部材が提供される。【選択図】図１
2022003628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力を供給する高周波給電部材であって、
中空を形成する内部導体と、
前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、
前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、
高周波給電部材。
【請求項２】
前記内部導体は前記高周波を負荷へ供給し、
前記外部導体は前記負荷から帰還する前記高周波を接地電位領域へ戻すために設けられている、
請求項１に記載の高周波給電部材。
【請求項３】
前記冷媒流路は、らせん構造である、
請求項１又は２に記載の高周波給電部材。
【請求項４】
前記冷媒流路の内部には、突起が形成されている、
請求項３に記載の高周波給電部材。
【請求項５】
前記突起は、格子状、柱状又はフィン状の部材である、
請求項４に記載の高周波給電部材。
【請求項６】
前記内部導体及び前記外部導体は、同軸構造である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の高周波給電部材。
【請求項７】
前記内部導体及び前記外部導体は、湾曲構造である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の高周波給電部材。
【請求項８】
高周波電力を供給する高周波給電部材を有するプラズマ処理装置であって、
前記高周波給電部材は、
中空を形成する内部導体と、
前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、
前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、
プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記内部導体は前記高周波を負荷へ供給し、
前記外部導体は前記負荷から帰還する前記高周波を接地電位領域へ戻すために設けられている、
請求項８に記載の高周波給電部材。
【請求項１０】
前記高周波給電部材は、下部電極及び／又は上部電極に連結されている、
請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、高周波給電部材及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、第１の高周波電源及び第２の高周波電源を下部電極に電気的に接続する高周波給電部材を有し、下部電極に高周波電力を印加するプラズマ処理装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−２１８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、高周波の伝送路における熱的負荷を軽減することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一の態様によれば、高周波電力を供給する高周波給電部材であって、中空を形成する内部導体と、前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、高周波給電部材が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
一の側面によれば、高周波の伝送路における熱的負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係る高周波給電部材を示す図である。
【図３】一実施形態に係る冷媒流路内の突起の一例を示す図である。
【図４】一実施形態に係る高周波給電部材の造形に使用する３Ｄプリンタの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【０００９】
［プラズマ処理装置］
一実施形態に係るプラズマ処理装置１０について、図１を用いて説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマ処理装置である。
【００１０】
プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウム又はステンレス鋼から形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。チャンバ本体１２の内壁面、即ち、チャンバ１２ｃを画成する壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミックス製の膜であり得る。チャンバ本体１２の側壁には、開口１２ｐが形成されている。半導体ウェハを一例とする基板Ｗは、チャンバ１２ｃに搬入されるとき、また、チャンバ１２ｃから搬出されるときに、開口１２ｐを通過する。チャンバ本体１２の側壁には、開口１２ｐを開閉するためのゲートバルブ１２ｇが取り付けられている。なお、基板Ｗは、例えば、シリコンといった素材から形成された略円盤形状の板であり得る。
【００１１】
チャンバ１２ｃ内には、ステージ１４が設けられている。ステージ１４は、チャンバ１２ｃ内において、基板Ｗを支持するように構成されている。ステージ１４は、支持部１５によって支持されている。支持部１５は、一実施形態では、第１部材１５ａ及び第２部材１５ｂを有する。第１部材１５ａは、セラミックスといった絶縁体から形成されている。第１部材１５ａは、略円筒形状を有している。第１部材１５ａは、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。第２部材１５ｂは、第１部材１５ａの上端の上に設けられている。第２部材１５ｂは、セラミックスといった絶縁体から形成されている。第２部材１５ｂは、略環状板形状を有している。即ち、第２部材１５ｂは、その中央において開口した略円盤形状を有している。ステージ１４は、第２部材１５ｂ上に配置されている。ステージ１４と支持部１５は、チャンバ本体１２内の空間の気密を確保するように結合されている。
【００１２】
チャンバ本体１２の底部からは、筒状部１６が上方に延在している。筒状部１６は、導体から形成されており、略円筒形状を有している。筒状部１６は、支持部１５の第１部材１５ａの外周に沿って延在している。筒状部１６の電位は、接地電位に設定されている。筒状部１６の上方には、絶縁部材１７が設けられている。絶縁部材１７は、石英といった絶縁体から形成されており、略円筒形状を有している。絶縁部材１７は、ステージ１４及び支持部１５の第２部材１５ｂの外周に沿って延在している。筒状部１６とチャンバ本体１２の側壁との間、及び、絶縁部材１７とチャンバ本体１２の側壁との間には、排気路１８が形成されている。
【００１３】
排気路１８には、バッフル板１９が設けられている。バッフル板１９は、略環状板形状を有する。バッフル板１９は、例えば、アルミニウム製の母材に酸化イットリウム等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。バッフル板１９には、多数の貫通孔が形成されている。バッフル板１９の内縁部は、筒状部１６と絶縁部材１７との間に保持されている。バッフル板１９の外縁部は、チャンバ本体１２の側壁に結合している。バッフル板１９の下方では、排気管２０がチャンバ本体１２の底部に接続されている。排気管２０には、排気装置２２が接続されている。排気装置２２は、自動圧力制御弁といった圧力制御器、及び、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１２ｃを減圧することができる。
【００１４】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、ステージ１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２と共にチャンバ本体１２の上部開口を閉じている。部材３２は、絶縁性を有している。上部電極３０は、部材３２を介してチャンバ本体１２の上部に支持されている。なお、上部電極３０の電位は、後述する第１の高周波電源がステージ１４の下部電極に電気的に接続される場合には、接地電位に設定される。
【００１５】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含んでいる。天板３４の下面は、チャンバ１２ｃを画成している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。複数のガス吐出孔３４ａの各々は、天板３４を板厚方向（垂直方向）に貫通している。この天板３４は、限定されるものではないが、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３４は、アルミニウム製の母材の表面に耐プラズマ性の膜を設けた構造を有し得る。この膜は、陽極酸化処理によって形成された膜、又は、酸化イットリウムから形成された膜といったセラミックス製の膜であり得る。
【００１６】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する部品である。支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から形成され得る。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。ガス拡散室３６ａからは、複数のガス孔３６ｂが下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス拡散室３６ａにガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００１７】
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、流量制御器群４４は複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４４の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。プラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、チャンバ１２ｃに供給することが可能である。
【００１８】
プラズマ処理装置１０は、制御部９０を更に備えている。制御部９０は、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。具体的に、制御部９０は、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいてプラズマ処理装置１０の各部を制御する。かかる制御部９０による制御によって、プラズマ処理装置１０では、レシピデータによって指定されたプロセスが実行される。
【００１９】
[高周波給電部材]
以下、ステージ１４、及び、当該ステージ１４に関連するプラズマ処理装置１０の構成要素について詳細に説明する。以下、図１と共に、図２を参照する。図２（ａ）は、一実施形態に係る高周波給電部材６８の縦断面図を示し、図２（ｂ）は、一実施形態に係る高周波給電部材６８の斜視図を示す。
【００２０】
図１に示すように、ステージ１４は、下部電極５０及び静電チャック５２を有する。一実施形態において、ステージ１４は、導電部材５４を更に有する。下部電極５０は、略円盤形状を有しており、アルミニウムといった導体から形成されている。下部電極５０の内部には、流路５０ｆが形成されている。流路５０ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニット５５から冷媒が供給される。流路５０ｆに供給された冷媒はチラーユニット５５に戻される。
【００２１】
導電部材５４は、下部電極５０の下方に設けられている。導電部材５４は、導体、例えばアルミニウムから形成されている。導電部材５４は、下部電極５０に電気的に接続されている。一実施形態において、導電部材５４は、略環状板形状を有している。一実施形態において、導電部材５４の中心軸線、下部電極５０の中心軸線、及び、静電チャック５２の中心軸線は、共通の中心軸線（以下、「軸線ＡＸ」という）である。なお、軸線ＡＸは、一実施形態においては、チャンバ本体１２及びチャンバ１２ｃの中心軸線でもある。
【００２２】
一実施形態において、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２を更に備えている。第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２は、チャンバ本体１２の外側に設けられている。第１の高周波電源６１は、主としてプラズマの生成に寄与する第１の高周波を発生する。第１の高周波の周波数は、例えば１００ＭＨｚである。第１の高周波電源６１は、インピーダンス整合用の整合器６４の整合回路６５を介して下部電極５０に電気的に接続されている。整合回路６５は、第１の高周波電源６１の出力インピーダンスと負荷側のインピーダンスを整合させるように構成された回路を有している。なお、第１の高周波電源６１は、整合回路６５を介して、上部電極３０に接続されていてもよい。
【００２３】
第２の高周波電源６２は、主として基板Ｗに対するイオンの引き込みに寄与する第２の高周波を出力する。第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低く、例えば１３ＭＨｚである。第２の高周波電源６２は、整合器６４の整合回路６６を介して下部電極５０に電気的に接続されている。整合回路６６は、第２の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側のインピーダンスを整合させるように構成された回路を有している。
【００２４】
プラズマ処理装置１０は、高周波給電部材６８を更に備えている。高周波給電部材６８は、アルミニウムといった導体から形成されており、略円筒形状を有している。高周波給電部材６８は、第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２を下部電極５０に電気的に接続するように設けられている。高周波給電部材６８は、下部電極５０の側からチャンバ本体１２の外側まで延び、チャンバ本体１２の外側で湾曲する構造を有する。
【００２５】
一実施形態において、高周波給電部材６８の上端は、軸線ＡＸをその中心軸線とするように設けられている。高周波給電部材６８の一端（上端）は垂直方向に延び、その中央において開口する第２部材１５ｂの開口部に設けられた接合部材７１を介して下部電極５０に接続されている。高周波給電部材６８は、一端（上端）から垂直方向に下がった途中で略９０°湾曲した後、水平方向に延び、高周波給電部材６８の他端となる。高周波給電部材６８の他端は、整合器６４を介して第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２に接続されている。一実施形態において、整合器６４は、高周波給電部材６８の側方に設けられている。なお、本実施形態では、高周波給電部材６８は湾曲構造を有するが、湾曲せずに垂直方向に延びる直線形状であってもよい。
【００２６】
図１及び図２に示すように、一実施形態において、高周波給電部材６８は、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂを有している。内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂは、湾曲構造である。内部導体６８ａはアルミニウムといった導体から形成されており、中空を形成する。外部導体６８ｂは、アルミニウムといった導体から形成されており、中空を形成し、内部導体６８ａを囲むように配置される。内部導体６８ａは、外部導体６８ｂの内孔の中に嵌め込まれ、内部導体６８ａの上端部分が外部導体６８ｂから露出している。内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂは、同一方向に湾曲している。
【００２７】
第１の高周波電源６１及び第２の高周波電源６２から出力された高周波電流は、整合器６４から内部導体６８ａの表面を通って下部電極５０に向かって流れる。つまり、内部導体６８ａは、整合器６４から下部電極５０に供給される高周波の伝送路になっている。外部導体６８ｂは、プラズマを介してチャンバ本体１２から接地電位領域に高周波が戻るときの伝送路になっている。
【００２８】
内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂは、同軸構造である。軸線ＡＸは、一実施形態においては、内部導体６８ａの上部及び外部導体６８ｂの上部において内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの中心軸線である。外部導体６８ｂの電位は、接地電位に設定される。
【００２９】
なお、本実施形態では、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂは、湾曲構造を有するが、湾曲せずに垂直方向に延びる直線形状であってもよい。また、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの断面は真円に限られず、矩形状、楕円であってもよい。
【００３０】
静電チャック５２は、下部電極５０上に設けられている。静電チャック５２は、その上に載置される基板Ｗを保持するように構成されている。静電チャック５２は、略円盤形状を有しており、セラミックスといった絶縁体から形成された層を有している。静電チャック５２は、絶縁体から形成された層の内層として、電極５２ａを更に有している。例えば、直流電圧が電極５２ａに印加されると、静電チャック５２は静電引力を発生する。この静電引力により、静電チャック５２は基板Ｗを保持する。基板Ｗの周縁には、基板Ｗを囲むようにエッジリング３５が配置される。エッジリング３５は、フォーカスリングとも呼ばれる。
【００３１】
静電チャック５２内には、ヒータが設けられてもよい。ヒータは、抵抗発熱体から構成され得る。ステージ１４上に載置される基板Ｗの温度は、ヒータ及び流路５０ｆに供給される冷媒の温度によって調整される。なお、ステージ１４には、基板Ｗと静電チャック５２との間にＨｅガスといった伝熱ガスを供給するガスラインが設けられてもよい。
【００３２】
本実施形態では、高周波給電部材６８には、内部導体６８ａの壁面の内部に冷媒流路７８ａが設けられている。また、外部導体６８ｂの壁面の内部に冷媒流路７８ｂが設けられている。ただし、冷媒流路は、内部導体６８ａと外部導体６８ｂとの少なくともいずれか一方の壁面に設けられていればよい。
【００３３】
図２（ｂ）の例では、内部導体６８ａの壁面の内部に冷媒流路７８ａが設けられ、外部導体６８ｂの壁面の内部の冷媒流路７８ｂの図示を省略している。冷媒流路７８ａは、らせん構造である。これにより、内部導体６８ａの壁面の内部において冷媒流路７８ａの流路長を最大限長くでき、冷却効率を高めることができる。同様に、冷却効率を高めるために、外部導体６８ｂの壁面の内部に形成される冷媒流路７８ｂは、らせん構造であることが好ましい。ただし、冷媒流路７８ａ及び冷媒流路７８ｂの構造は、これに限られず、例えば、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの壁面の内部にて分岐を含む直線形状の流路を形成してもよいし、環状の流路であってもよい。また、冷媒流路７８ａ及び冷媒流路７８ｂは、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの壁面の内部から一部が出っ張っていてもよい。
【００３４】
なお、本実施形態では、高周波の伝送路としては内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの表面には凹凸がないが、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの表面には凹凸があってもよい。
【００３５】
なお、下部電極５０及び／又はエッジリング３５に直流電圧等を印加する場合や静電チャック５２内のヒータに交流電圧を印加する場合、中空の内部導体６８ａ内に配線を這わせることができる。
【００３６】
［冷媒流路］
図１に示すように、高周波給電部材６８は、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂを支持する絶縁部品６９、７０を有する。内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂは金属で形成されている。内部導体６８ａは高周波の供給経路であり、外部導体６８ｂは高周波の戻り経路である。このため、内部導体６８ａと外部導体６８ｂとは電気的に接続させないことが重要である。このため、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの間に絶縁部品６９、７０を介在させ、これにより、内部導体６８ａと外部導体６８ｂとを絶縁し、電気的に接続しないようにしている。
【００３７】
例えば基板Ｗに形成するデバイス構造としてアスペクト比の高い深穴をエッチングする工程がある。このような工程では、第１の高周波電源６１及び／又は第２の高周波電源６２から単位時間当たりに出力される高周波電力が高く、高周波の伝送路である高周波給電部材６８への熱的負荷が増大する。本実施形態では、このように高出力な高周波電力を印加する工程においても冷媒流路７８ａ、７８ｂに冷媒を流すことにより、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの温度上昇が低減される。これにより、絶縁部品６９、７０の温度上昇を抑制でき、絶縁部品６９、７０を、これらの部品を構成する樹脂材料の許容温度以下で使用することができる。
【００３８】
図１では省略しているが、絶縁部品６９、７０の周りには様々な部品が組み合わさって構成されている。このため、高周波給電部材６８への熱的負荷が大きくなると、温度上昇により熱膨張によって組み合わさった各部品の係合部分に隙間ができ、接点部分において電気接点の接触抵抗が上がり、接点部分において異常加熱による焼損が起きる場合がある。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、冷媒流路７８ａ、７８ｂに冷媒を流すことにより、高周波給電部材６８への熱的負荷が低減され、温度上昇が抑制される。これにより、温度上昇による絶縁部品６９、７０及びその周りの部品同士の接合部のゆるみを抑制することができる。この結果、電気接点の接触抵抗を下げ、接点部分の焼損を回避することができる。また、絶縁部品６９、７０がその部材の融点を超えて溶けることを回避することができる。
【００４０】
冷媒流路７８ａ、７８ｂに流す冷媒としては、冷媒が１００℃以上で使用される場合があるとき、フロン系の冷媒であるブラインを使用することができるが、１００℃で沸点となる水は使用できない。一方、冷媒が１００℃未満で使用される場合、冷媒としては、冷却水でもよいし、空冷でもよい。空冷の場合、空気、ドライエアー、Ｎ２ガス等の不活性ガス等を使用することができる。
【００４１】
図１に示すように、冷媒は、チラーユニット５５において所定の温度に制御されて冷媒流路７８ａ、７８ｂに供給される。また、冷媒は、チラーユニット５５から下部電極５０の内部の流路５０ｆに供給される。下部電極５０の内部の流路５０ｆと冷媒流路７８ａ、７８ｂとは繋がっていてもよいし、繋がっていなくてもよい。
【００４２】
冷媒流路７８ａ、７８ｂの内部には、突起が形成されていてもよい。図３は、一実施形態に係る内部導体６８ａに形成された冷媒流路７８ａ内の突起７８ａ１の一例を示す図である。図３（ａ）は冷媒流路７８ａ内の突起の一例を示し、以下では、冷媒流路７８ａ内の突起の形状を説明する。冷媒流路７８ｂの内部にも、冷媒流路７８ａと同様に突起が形成されていてもよい。
【００４３】
冷媒流路７８ａ内の突起の形状の一例を、図３（ａ）〜（ｃ）に示す。図３（ａ）〜（ｃ）は、冷媒流路７８ａを冷媒の流れる方向に垂直に切った面を示す。図３（ａ）では、複数の突起７８ａ１がフィン状に形成されている。冷媒が複数のフィン状の突起７８ａ１の間を流れることにより、冷媒が接触する表面積を増やし、放熱効率を上げることができる。ただし、冷媒流路７８ａの内部の突起７８ａ１は、フィン状の部材に限られず、図３（ｂ）に示す格子状、又は図３（ｃ）に示す柱状であってもよいし、他の形状であってもよい。
【００４４】
［高周波給電部材の製造］
従来、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂとは、切削加工等で別々に製造していた。このため、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂを製造後に内部導体６８ａを外部導体６８ｂ内に挿入する必要が生じ、そのために内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂに形状上の制約があった。
【００４５】
これに対して、高周波給電部材６８を３Ｄプリンタで造形すると、後から内部導体６８ａを外部導体６８ｂ内に挿入するための製造上の制約がなくなり、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの形状上の設計の自由度を高めることができる。
【００４６】
高周波給電部材６８は、３Ｄプリンタに限られず鋳造でも製造できる可能性はある。しかし、内部導体６８ａ、６８ｂの内部に冷媒流路を形成したり、冷媒流路の内部に更に突起を形成したりする複雑な構造を有する本実施形態に係る高周波給電部材６８は、３Ｄプリンタにより造形することが好ましい。
【００４７】
高周波給電部材６８を造形する３Ｄプリンタの一例について、図４を参照しながら説明する。図４は、一実施形態に係る高周波給電部材６８の造形に使用する３Ｄプリンタ２００の一例を示す図である。
【００４８】
本実施形態に係る３Ｄプリンタ２００では、３次元形状の造形物として高周波給電部材６８を形成するための３次元データをＲＡＭ２５６等の記憶部に記憶し、３次元データに基づき高周波給電部材６８を製造する。高周波給電部材６８は、テーブルに備えられたステージ２０２の載置面上で形成される。ステージ２０２は、高周波給電部材６８の形成の進行に応じて、例えば除々に下降させるように昇降可能である。
【００４９】
本実施形態では、テーブルに備えられた原料格納部２０３に高周波給電部材６８を形成する各材料の原料の粉末が格納されている。なお、高周波給電部材６８を形成する各材料の原料は粉末状に限られず、ワイヤ状であってもよい。チャンバ２１０内では、原料の粉末を供給しながらエネルギービームを照射し、原料の粉末を溶かす。本実施形態では、照射するエネルギービームとしてレーザ光Ａ（光学レーザ）が用いられる。
【００５０】
レーザ光Ａは、光源２０６から出力され、２次元走査するレーザ走査装置２０４により位置決めされた所定の位置に照射される。光源２０６及びレーザ走査装置２０４は、チャンバ２１０の外部に配置されることが好ましい。レーザ走査装置２０４は、第２制御部２５０がレーザ駆動部２０８を駆動することにより所定の位置に移動する。
【００５１】
レーザ走査装置２０４は、ステージ２０２上でレーザ光Ａを少なくとも２次元（ＸＹ）方向に走査する。例えばレーザ走査装置２０４は、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂ内の冷媒流路７８ａ、７８ｂを含めた立体構造を示す３次元データに応じてステージ２０２上でレーザ光Ａの照射スポットを移動させるよう制御される。
【００５２】
第２制御部２５０は、ローラ駆動部２０７を制御し、ローラ２０５を駆動させる。これにより、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの材料の粉末は、レーザ光走査スペース２０９に供給される。なお、原料格納部２０３は、加熱手段により温度が調整されていることが好ましい。また、チャンバ２１０には、不活性ガスの供給及びチャンバ２１０内の排気が可能な機構が設けられていることが好ましい。
【００５３】
レーザ走査装置２０４により２次元方向に走査されるレーザ光Ａは、チャンバ２１０の天井部、例えばステージ２０２の上方に設けられたレーザ透過窓２１１を介してステージ２０２上の照射領域に照射される。レーザ光Ａは、粉末を加熱し、Ｂに示すように粉末を融解固化させ、冷媒流路７８ａ、７８ｂが形成された内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂを含む高周波給電部材６８を形成する。
【００５４】
第２制御部２５０は、ＣＰＵ２５２、ＲＯＭ２５４及びＲＡＭ２５６を有する。第２制御部２５０は、原料格納部２０３からの原料粉末の供給制御、ステージ２０２の昇降制御を行う。また、第２制御部２５０は、光源２０６の点灯制御、レーザ走査装置２０４の走査制御、ローラ駆動部２０７及びレーザ駆動部２０８の制御を行う。これにより、第２制御部２５０は、基台１１７を製造する動作を制御する。
【００５５】
ＣＰＵ２５２が実行する制御プログラムは、例えばＲＯＭ２５４に格納されている。ＣＰＵ２５２は、例えばＲＡＭ２５６に格納された３次元データに基づき、制御プログラムを実行することで、高周波給電部材６８の造形を制御する。なお、制御プログラムは、固定的な記録媒体に格納してもよいし、各種フラッシュメモリや光（磁気）ディスク等の着脱可能であって、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。
【００５６】
さらに、第２制御部２５０は、ディスプレイ２５８及びキーボードやポインティングデバイスなどの入力装置２６０を有する。ディスプレイ２５８は、高周波給電部材６８の造形の進行状態等を表示するために用いられる。入力装置２６０は、高周波給電部材６８の造形動作の開始、停止などの指令や設定時の制御パラメータの入力などに用いられる。
【００５７】
以上により製造した、本実施形態の高周波給電部材６８及び高周波給電部材６８を有するプラズマ処理装置１０によれば、内部導体６８ａ及び外部導体６８ｂの内部に冷媒流路７８ａ、７８ｂが形成される。これにより、冷媒流路７８ａ、７８ｂに冷媒を流すことにより高周波給電部材６８及びその周辺の高周波の伝送路における熱的負荷を軽減することができる。
【００５８】
今回開示された一実施形態に係る高周波給電部材及びプラズマ処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００５９】
例えば、高周波給電部材６８は、下部電極５０に高周波電力を供給する伝送路として使用する実施形態について説明したが、これに限られず、上部電極３０に高周波電力を供給する伝送路としても使用できる。
【００６０】
本開示の高周波給電部材は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプのプラズマ処理装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１４…ステージ、１５…支持部、２２…排気装置、３０…上部電極、５０…下部電極、５２…静電チャック、５４…導電部材、６１…第１の高周波電源、６２…第２の高周波電源、６４…整合器、６８…高周波給電部材、６８ａ…内部導体、６８ｂ…外部導体、６９、７０…絶縁部品、９０…制御部、２００…３Ｄプリンタ、ＡＸ…軸線
【図１】
2022003628.tif 000003
【図２】
2022003628.tif 000004
【図３】
2022003628.tif 000005
【図４】
2022003628.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和3年6月16日(2021.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波の電力を供給する高周波給電部材であって、
中空を形成する内部導体と、
前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、
前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、
高周波給電部材。
【請求項２】
前記内部導体は前記高周波を負荷へ供給し、
前記外部導体は前記負荷から帰還する前記高周波を接地電位領域へ戻すために設けられている、
請求項１に記載の高周波給電部材。
【請求項３】
前記冷媒流路は、らせん構造である、
請求項１又は２に記載の高周波給電部材。
【請求項４】
前記冷媒流路の内部には、突起が形成されている、
請求項３に記載の高周波給電部材。
【請求項５】
前記突起は、格子状、柱状又はフィン状の部材である、
請求項４に記載の高周波給電部材。
【請求項６】
前記内部導体及び前記外部導体は、同軸構造である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の高周波給電部材。
【請求項７】
前記内部導体及び前記外部導体は、湾曲構造である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の高周波給電部材。
【請求項８】
高周波の電力を供給する高周波給電部材を有するプラズマ処理装置であって、
前記高周波給電部材は、
中空を形成する内部導体と、
前記内部導体を囲むように配置される外部導体と、を有し、
前記内部導体と前記外部導体との少なくともいずれか一方の壁面の内部に冷媒流路が設けられている、
プラズマ処理装置。
【請求項９】
前記内部導体は前記高周波を負荷へ供給し、
前記外部導体は前記負荷から帰還する前記高周波を接地電位領域へ戻すために設けられている、
請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記高周波給電部材は、下部電極及び／又は上部電極に連結されている、
請求項８又は９に記載のプラズマ処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
高周波給電部材６８は、３Ｄプリンタに限られず鋳造でも製造できる可能性はある。しかし、内部導体６８ａや、外部導体６８ｂの内部に冷媒流路を形成したり、冷媒流路の内部に更に突起を形成したりする複雑な構造を有する本実施形態に係る高周波給電部材６８は、３Ｄプリンタにより造形することが好ましい。