(57)【要約】【課題】熱媒体が流れるチューブに接続された装置が破損するリスクを抑えると共に、当該チューブへの静電気の帯電量を低減する。【解決手段】基板処理装置内に設けられ、基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブ２０は、導電性を有する材料により形成された第２のチューブ２０２と、絶縁性を有する材料により形成された第１のチューブ２００と、導電性チューブと絶縁性チューブとを中継する中継部材２０１とを備える。【選択図】図２
2016121801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置内に設けられ、前記基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、前記基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブであって、
導電性を有する材料により形成された導電性チューブと、
絶縁性を有する材料により形成された絶縁性チューブと、
前記導電性チューブと前記絶縁性チューブとを中継する中継部材と
を備えることを特徴とするチューブ。
【請求項２】
前記導電性チューブは、前記絶縁性チューブよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のチューブ。
【請求項３】
前記導電性チューブの一端は、前記基板処理装置の筐体に電気的に接続されており、
前記導電性チューブの他端は、前記中継部材の一端に接続されており、
前記絶縁性チューブの一端は、前記中継部材の他端に接続されており、
前記絶縁性チューブの他端は、前記熱交換部材に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブ。
【請求項４】
前記導電性チューブの少なくとも一部は、蛇腹状に形成され、
前記絶縁性チューブの少なくとも内壁は、前記導電性チューブにおいて蛇腹状に形成された部分の内壁よりも平滑であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項５】
前記導電性チューブは、ステンレス、アルミニウム、炭素鋼、または銅の少なくともいずれかを含有する材料により形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項６】
前記導電性チューブは、
絶縁性を有する材料により形成された外部チューブと、
導電性を有する材料により形成され、前記外部チューブの内壁を覆う被膜と
を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項７】
前記絶縁性チューブは、ポリテトラフルオロエチレン、ＰＦＥ、またはＦＥＰの少なくともいずれかを含有する材料により形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項８】
前記中継部材は、ステンレス、アルミニウム、炭素鋼、または銅の少なくともいずれかを含有する材料により形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項９】
基板処理装置内に設けられ、導電性を有する材料により形成された導電性チューブと、絶縁性を有する材料により形成された絶縁性チューブと、前記導電性チューブと前記絶縁性チューブとを中継する中継部材とを備えるチューブを用いて、
前記基板処理装置内の温度制御対象熱交換を行う熱交換部材に、前記基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給することを特徴とする熱媒体供給方法。
【請求項１０】
基板処理装置内に設けられ、前記基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、前記基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブであって、
少なくとも内壁が、帯電量が１ｋＶ以下となる導電性材料で形成されていることを特徴とするチューブ。
【請求項１１】
絶縁性を有する材料により形成された外部チューブと、
前記導電性材料により形成され、前記外部チューブの内壁を覆う被膜と
を有することを特徴とする請求項１０に記載のチューブ。
【請求項１２】
前記導電性材料は、カーボン含有材料であることを特徴とする請求項１０または１１に記載のチューブ。
【請求項１３】
前記導電性材料の単位長さあたりの抵抗値は、３ｋΩ／ｍｍ〜２３ｋΩ／ｍｍの範囲内の抵抗値であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項１４】
前記チューブの少なくとも一部は、蛇腹状に形成されることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか一項に記載のチューブ。
【請求項１５】
基板処理装置内に設けられ、少なくとも内壁が、帯電量が１ｋＶ以下となる導電性材料で形成されているチューブを用いて、
前記基板処理装置内の温度制御対象熱交換を行う熱交換部材に、前記基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給することを特徴とする熱媒体供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、チューブおよび熱媒体供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板を処理する基板処理装置等において、装置内の部材の温度を制御する場合、例えば、温度制御の対象となる部材に熱交換部材を接触させ、熱交換部材中に熱媒体を流通させる。これにより、熱交換部材を介して温度制御の対象となる部材と熱媒体との間で熱交換が行われる。そして、基板処理装置の外部に設けられた温度制御装置によって、熱媒体の温度を制御することにより、基板処理装置内の部材の温度を制御することができる。熱交換部材と温度制御装置とは、チューブにより接続され、当該チューブの内部を熱媒体が流れる。
【０００３】
熱媒体には、絶縁性を有する材料が用いられることが多い。そのため、熱媒体がチューブ内を流れる際の摩擦により、チューブの内壁に静電気が帯電する。チューブに帯電した静電気の電圧が一定値を超えると、放電が起り、チューブの内壁が損傷する。これを回避するために、チューブを導電性を有する抵抗値の低い材料により形成し、チューブをアースに接続することにより、チューブに帯電した静電気を逃がすように構成される場合がある。しかし、熱交換部材がアース電位と異なる電位に設定される場合、熱交換部材と温度制御装置との間を、アースに接続された抵抗値の低い導電性のチューブで接続することはできない。
【０００４】
そこで、絶縁性のチューブ内に、熱媒体が流れる方向に沿ってチューブの一端から他端まで延在する導電性のワイヤを配置し、ワイヤの一端をチューブの外部へ導出してアースに接続する技術が知られている。これにより、チューブ内に熱媒体を流した際にチューブと熱媒体との間に発生する静電気を、ワイヤを介して外部へ逃がすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１６８７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、チューブ内に配置されたワイヤにより、チューブと熱媒体との間に発生する静電気をチューブの外部へ逃がす場合、チューブ内の熱媒体の流れに応じて、ワイヤの他端が熱媒体中を漂うことになる。これにより、ワイヤに断続的に負荷がかかり、ワイヤが切れたり、外れたりする場合がある。ワイヤが切れたり外れたりした場合、熱媒体の流れを制御するポンプや温度制御装置の内部が、切れたワイヤにより破損する場合がある。
【０００７】
また、チューブ内を熱媒体が流れる方向と、チューブ内のワイヤの一端から他端へ向かう方向とが逆になると、ワイヤがチューブに接続された熱交換部材や温度制御装置内に進入してしまう。これにより、熱交換部材内の流路が塞がれたり、熱媒体の流れを制御するポンプや温度制御装置の内部が破損する場合がある。そのため、チューブを取り付けた後に、熱媒体が流れる方向を変更することができない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面におけるチューブは、基板処理装置内に設けられ、前記基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、前記基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブであって、導電性を有する材料により形成された導電性チューブと、絶縁性を有する材料により形成された絶縁性チューブと、前記導電性チューブと前記絶縁性チューブとを中継する中継部材とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の種々の側面及び実施形態によれば、熱媒体が流れるチューブに接続された装置が破損するリスクを抑えると共に、当該チューブへの静電気の帯電量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、基板処理装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、実施例１におけるチューブの一例を示す断面図である。
【図３】図３は、実施例１における熱媒体の流通経路の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例２におけるチューブの一例を示す断面図である。
【図５】図５は、実施例３におけるチューブの一例を示す断面図である。
【図６】図６は、実施例４における熱媒体の流通経路の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、実施例４におけるチューブの一例を示す断面図である。
【図８】図８は、比較例のチューブおよび実施例４のチューブにおける帯電量の時間変化の実験結果の一例を示す図である。
【図９】図９は、実施例５におけるチューブの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示するチューブは、１つの実施形態において、基板処理装置内に設けられ、基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブであって、導電性を有する材料により形成された導電性チューブと、絶縁性を有する材料により形成された絶縁性チューブと、導電性チューブと絶縁性チューブとを中継する中継部材とを備える。
【００１２】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性チューブは、絶縁性チューブより長くてもよい。
【００１３】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性チューブの一端は、基板処理装置の筐体に電気的に接続され、導電性チューブの他端は、中継部材に接続され、絶縁性チューブの一端は、中継部材に接続され、絶縁性チューブの他端は、熱交換部材に接続されていてもよい。
【００１４】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性チューブの少なくとも一部は、蛇腹状に形成され、絶縁性チューブの少なくとも内壁は、導電性チューブにおいて蛇腹状に形成された部分の内壁よりも平滑であってもよい。
【００１５】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性チューブは、ステンレス、アルミニウム、炭素鋼、または銅の少なくともいずれかを含有する材料により形成されてもよい。
【００１６】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性チューブは、絶縁性を有する材料により形成された外部チューブと、導電性を有する材料により形成され、外部チューブの内壁を覆う被膜とを有してもよい。
【００１７】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、絶縁性チューブは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、その他フッ素系樹脂（例えばＰＦＥまたはＦＥＰなど）の少なくともいずれかを含有する材料により形成されてもよい。
【００１８】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、中継部材は、ステンレス、アルミニウム、炭素鋼、または銅の少なくともいずれかを含有する材料により形成されてもよい。
【００１９】
また、開示する熱媒体供給方法は、１つの実施形態において、基板処理装置内に設けられ、導電性を有する材料により形成された導電性チューブと、絶縁性を有する材料により形成された絶縁性チューブと、導電性チューブと絶縁性チューブとを中継する中継部材とを備えるチューブを用いて、基板処理装置内の温度制御対象熱交換を行う熱交換部材に、基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給する。
【００２０】
また、開示するチューブは、１つの実施形態において、基板処理装置内に設けられ、基板処理装置内の温度制御対象物と熱交換を行う熱交換部材に、基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給するチューブであって、少なくとも内壁が、帯電量が１ｋＶ以下となる導電性材料で形成されている。
【００２１】
また、開示するチューブは、１つの実施形態において、絶縁性を有する材料により形成された外部チューブと、導電性材料により形成され、外部チューブの内壁を覆う被膜とを有してもよい。
【００２２】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性材料は、カーボン含有材料であってもよい。
【００２３】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、導電性材料の単位長さあたりの抵抗値は、３ｋΩ／ｍｍ〜２３ｋΩ／ｍｍの範囲内の抵抗値であってもよい。
【００２４】
また、開示するチューブの１つの実施形態において、チューブの少なくとも一部は、蛇腹状に形成されていてもよい。
【００２５】
また、開示する熱媒体供給方法は、１つの実施形態において、基板処理装置内に設けられ、少なくとも内壁が、帯電量が１ｋＶ以下となる導電性材料で形成されているチューブを用いて、基板処理装置内の温度制御対象熱交換を行う熱交換部材に、基板処理装置の外部から供給された絶縁性の熱媒体を供給する。
【００２６】
以下に、開示するチューブおよび熱媒体供給方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示される発明が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【００２７】
（実施形態）
図１は、基板処理装置１００の一例を示す概略断面図である。図１に示す基板処理装置１００は、気密に構成され、アースに接続された処理容器１を有する。処理容器１は、円筒状に形成され、上下に、上部容器１ａと下部容器１ｂとに分けられる。上部容器１ａおよび下部容器１ｂは、例えばアルミニウム等の導電性を有する材料により形成され、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されている。下部容器１ｂ内には、被処理体である半導体ウエハＷを略水平に支持する載置台２が設けられている。
【００２８】
載置台２は、その基材２ａが、例えばアルミニウム等の導電性を有する材料で構成されており、下部電極として機能する。この載置台２は、絶縁板３上に設けられた導体の支持台４に支持されている。また、載置台２の上方の外周には、例えば単結晶シリコン等で形成されたフォーカスリング５が設けられている。さらに、載置台２の外周には、載置台２および支持台４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３ａが設けられている。
【００２９】
載置台２の上方には、載置台２と略平行に対向するように、換言すれば、載置台２上に載置された半導体ウエハＷと対向するように、上部電極として機能するシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６と載置台２とは、一対の電極（上部電極と下部電極）として機能する。載置台２の基材２ａには、整合器１１ａを介して高周波電源１０ａが接続されている。また、載置台２の基材２ａには、整合器１１ｂを介して高周波電源１０ｂが接続されている。高周波電源１０ａは、プラズマの発生に用いられる所定の周波数（例えば１００ＭＨｚ）の高周波電力を載置台２の基材２ａに供給する。また、高周波電源１０ｂは、イオンの引き込み（バイアス）に用いられる所定の周波数の高周波電力であって、高周波電源１０ａよりも低い周波数（例えば、１３ＭＨｚ）の高周波電力を載置台２の基材２ａに供給する。
【００３０】
載置台２の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。静電チャック６は、絶縁体６ｂと、絶縁体６ｂの内部に設けられた電極６ａとを有し、電極６ａには直流電源１２が接続されている。そして、静電チャック６は、直流電源１２から印加された直流電圧により静電チャック６の表面に発生したクーロン力によって、半導体ウエハＷを吸着保持する。
【００３１】
載置台２の内部には、ガルデン（登録商標）等のフッ素系の熱媒体が流れる流路２ｂが形成されており、流路２ｂには内部配管２ｃおよび２ｄが接続されている。なお、熱媒体は、温度制御の対象となる部材の冷却に用いられてもよく、加熱に用いられてもよい。内部配管２ｃは、外部配管３２ｃを介して温度制御装置３０に接続され、内部配管２ｄは、外部配管３２ｄを介して温度制御装置３０に接続されている。温度制御装置３０から外部配管３２ｃおよび内部配管２ｃを介して基材２ａに供給された熱媒体は、基材２ａ内の流路２ｂを循環する際に基材２ａとの間で熱交換を行い、内部配管２ｄおよび外部配管３２ｄを介して温度制御装置３０へ戻される。温度制御装置３０によって熱媒体の温度を制御することにより、支持台４および載置台２の温度を所定の範囲内に制御することができる。
【００３２】
また、載置台２には、載置台２を貫通するように、半導体ウエハＷの裏面側にヘリウムガス等の冷却ガス（バックサイドガス）を供給するための配管１８が設けられている。配管１８は、図示しないバックサイドガス供給源に接続されている。これらの構成によって、載置台２の上面に静電チャック６によって吸着保持された半導体ウエハＷの温度を、所定の範囲内に制御することができる。
【００３３】
上記したシャワーヘッド１６は、処理容器１における下部容器１ｂの上部の開口を塞ぐように下部容器１ｂの上部に設けられている。シャワーヘッド１６は、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えており、絶縁性部材１７を介して下部容器１ｂの上部に支持されている。本体部１６ａは、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等により形成され、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持する。上部天板１６ｂは、例えば石英等のシリコン含有物質で形成される。
【００３４】
本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが形成されている。ガス拡散室１６ｃの下部に位置するように、本体部１６ａの底部には、多数のガス通流孔１６ｅが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｆが形成されており、それぞれのガス導入孔１６ｆは、上記したガス通流孔１６ｅに連通している。
【００３５】
また、本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｇが形成されている。ガス導入口１６ｇには、配管１５ａの一端が接続されており、配管１５ａの他端には、弁Ｖ１およびマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｃを介して、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供給源１５が接続されている。
【００３６】
処理ガス供給源１５から供給された処理ガスは、配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給される。そして、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス拡散室１６ｃ内を拡散し、それぞれのガス通流孔１６ｅおよびガス導入孔１６ｆを介して、シャワーヘッド１６の下方にシャワー状に供給される。
【００３７】
本体部１６ａの上面には、内部にガルデン等の熱媒体が流通する流路１６ｋが形成された熱交換部材１６ｊが設けられている。熱交換部材１６ｊは、金属等の熱伝導率の高い材料により形成される。熱交換部材１６ｊ内の流路１６ｋには、継手２２ａおよび継手２２ｂが接続されている。継手２２ａには、チューブ２０ａの一端が接続され、チューブ２０ａの他端は、上部容器１ａの開口に設けられた継手２１ａの一端に接続される。継手２１ａの他端は、外部配管３１ａを介して温度制御装置３０に接続される。
【００３８】
また、継手２２ｂには、チューブ２０ｂの一端が接続され、チューブ２０ｂの他端は、上部容器１ａの開口に設けられた継手２１ｂの一端に接続される。継手２１ｂの他端は、外部配管３１ｂを介して温度制御装置３０に接続される。本実施例において、外部配管３１ａおよび３１ｂは、例えば金属等の導電性を有する材料により形成される。また、本実施例において、外部配管３１ａおよび３１ｂは、基板処理装置１００の筐体である上部容器１ａを介してアースに接続されている。
【００３９】
温度制御装置３０から外部配管３１ａおよびチューブ２０ａを介して熱交換部材１６ｊの流路１６ｋに供給された熱媒体は、熱交換部材１６ｊ内の流路１６ｋを循環する際に熱交換部材１６ｊを介して、シャワーヘッド１６との間で熱交換を行い、チューブ２０ｂおよび外部配管３１ｂを介して温度制御装置３０へ戻る。温度制御装置３０によって熱媒体の温度を制御することにより、熱交換部材１６ｊを介してシャワーヘッド１６の温度を所定の範囲内に制御することができる。
【００４０】
上記した上部電極としてのシャワーヘッド１６には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５１を介して可変直流電源５２が電気的に接続されている。可変直流電源５２は、スイッチ５３により直流電力の供給および遮断が制御可能となっている。可変直流電源５２の電流および電圧ならびにスイッチ５３のオンおよびオフは、後述する制御部６０によって制御される。なお、後述するように、高周波電源１０ａおよび高周波電源１０ｂから高周波電力が載置台２に供給されて処理空間にプラズマが発生する際には、必要に応じて制御部６０によりスイッチ５３がオンとされ、上部電極としてのシャワーヘッド１６に所定の直流電圧が印加される。
【００４１】
下部容器１ｂの底部には、排気口７１が形成されている。排気口７１には、排気管７２を介して排気装置７３が接続されている。排気装置７３は、真空ポンプを有しており、この真空ポンプを作動させることにより処理容器１内を所定の真空度まで減圧することができる。また、下部容器１ｂの側壁には、開口部７４が設けられており、開口部７４には、当該開口部７４を開閉するゲートバルブ７５が設けられている。
【００４２】
下部容器１ｂの内壁には、内壁の面に沿って、デポシールド７６および７７が、着脱自在に設けられている。デポシールド７６および７７は、下部容器１ｂの内壁にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止する機能を有する。また、デポシールド７７は、下部電極として機能する載置台２、内壁部材３ａ、および支持台４の外周面を覆うように設けられている。静電チャック６上に吸着保持された半導体ウエハＷと略同じ高さのデポシールド７６の位置には、直流的にグランドに接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）７９が設けられている。導電性部材７９により、処理容器１内の異常放電が抑制される。
【００４３】
また、処理容器１の周囲には、同心円状にリング磁石８０が配置されている。リング磁石８０は、シャワーヘッド１６と載置台２との間の空間に磁場を形成する。リング磁石８０は、図示しない回転機構により回転自在に保持されている。
【００４４】
上記した構成の基板処理装置１００は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。制御部６０には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を備え、基板処理装置１００の各部を制御するプロセスコントローラ６１と、ユーザインターフェース６２と、記憶部６３とが設けられている。ユーザインターフェース６２は、工程管理者が基板処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、基板処理装置１００の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等である。
【００４５】
記憶部６３には、基板処理装置１００において各種処理を実現するための処理条件データ等を含むレシピや、制御プログラム（ソフトウエア）が格納されている。そして、プロセスコントローラ６１が、ユーザインターフェース６２からの指示に応じて任意のレシピを記憶部６３から呼び出して実行することにより、基板処理装置１００によって所望の処理が行われる。また、処理条件データ等を含むレシピや制御プログラムは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、あるいは、他の装置から、例えば通信回線を介して伝送されたものを利用したりすることも可能である。
【００４６】
ここで、シャワーヘッド１６の上面には、内部に熱媒体が流通する熱交換部材１６ｊが設けられており、熱交換部材１６ｊ内を流通する熱媒体によって、シャワーヘッド１６の温度が所定の範囲内に制御される。熱交換部材１６ｊ内を流通する熱媒体は、外部配管３１ａおよびチューブ２０ａを介して温度制御装置３０から供給され、熱交換部材１６ｊとの熱交換後に、チューブ２０ｂおよび外部配管３１ｂを介して温度制御装置３０へ戻される。本実施例において、熱媒体としては、ガルデン等の絶縁性を有する材料が用いられる。
【００４７】
絶縁性の熱媒体が、絶縁性を有する材料で形成されたチューブ内を流れると、熱媒体とチューブの内壁との摩擦により静電気が発生し、チューブの内壁に帯電する。静電気の帯電量がチューブの耐圧を超えると、チューブ内で放電が発生し、放電によりチューブの内壁が損傷する場合がある。
【００４８】
これを回避するために、チューブ全体を導電性を有する抵抗値の低い材料で形成し、チューブをアース等の基準電位に接続することにより、熱媒体とチューブの内壁との摩擦により発生した静電気を外部へ逃がすことが考えられる。しかし、温度を制御する対象となる部材の電位を、チューブが接続される基準電位とは異なる電位としてプロセスが実行される場合には、導電性を有する抵抗値の低い材料で形成されたチューブを用いることができない。
【００４９】
また、導電性を有する抵抗値の低い材料で形成されたチューブには、熱伝導率の高い材質が多いため、ＩＮ／ＯＵＴの双方向に熱が逃げる状態になり得る。従って熱的に安定な状態を保つことが難しい。そこで、以下では、絶縁性の熱媒体の流通による静電気の帯電量を低減することができるチューブの構造を検討した。
【００５０】
［実施例１］
図２は、実施例１におけるチューブ２０の一例を示す断面図である。本実施例におけるチューブ２０は、第１のチューブ２００、中継部材２０１、および第２のチューブ２０２を備える。なお、本実施例におけるチューブ２０は、機械的強度を増加させるために、外側が熱収縮チューブやガラスブレード等の保護膜で覆われていてもよい。
【００５１】
第１のチューブ２００は、絶縁性を有する材料により形成される。絶縁性を有する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、その他フッ素系樹脂（例えば、ＰＦＥ、ＦＥＰなど）の少なくともいずれかが含まれる。第１のチューブ２００の一端は、継手２２を介して熱交換部材１６ｊの流路１６ｋに接続される。第１のチューブ２００の他端は、中継部材２０１の一端に接続される。
【００５２】
中継部材２０１は、導電性を有する材料により形成され、第１のチューブ２００および第２のチューブ２０２を中継する。中継部材２０１は、例えば、ステンレス、アルミニウム、炭素鋼、または銅の少なくともいずれかを含有する金属により形成される。中継部材２０１の一端は、第１のチューブ２００の他端に接続され、中継部材２０１の他端は、第２のチューブ２０２の一端に接続される。
【００５３】
第２のチューブ２０２は、導電性を有する材料により形成される。本実施例において、第２のチューブ２０２は、例えば、ステンレス、アルミニウム、または銅の少なくともいずれかを含有する金属により形成される。また、第２のチューブ２０２は、第１のチューブ２００よりも長い。
【００５４】
第２のチューブ２０２の一端は、中継部材２０１の他端に接続され、第２のチューブ２０２の他端は、導電性を有する材料により形成された継手２１に接続される。継手２１は、アース等の基準電位に接続される。これにより、熱媒体の流通経路は、例えば図３のようになる。図３は、実施例１における熱媒体の流通経路の一例を示す模式図である。
【００５５】
図３に示すように、熱媒体は、外部配管３１ａを介して温度制御装置３０から上部容器１ａ内に供給され、チューブ２０ａが有する第２のチューブ２０２ａおよび第１のチューブ２００ａを介して熱交換部材１６ｊの流路１６ｋ内に供給される。そして、熱媒体は、熱交換部材１６ｊとの間で熱交換を行った後に、チューブ２０ｂが有する第１のチューブ２００ｂおよび第２のチューブ２０２ｂを介して上部容器１ａの外部へ戻され、外部配管３１ｂを介して温度制御装置３０へ戻される。
【００５６】
このような構成により、絶縁性を有する熱媒体が第２のチューブ２０２内を流通することにより第２のチューブ２０２の内壁に発生した静電気を、継手２１を介して外部へ逃がすことができる。そのため、第２のチューブ２０２の内壁に帯電する静電気の帯電量を低減することができる。
【００５７】
一方、第１のチューブ２００は、絶縁性を有する材料により形成されているため、絶縁性の熱媒体が第１のチューブ２００内を流通することにより第１のチューブ２００の内壁に帯電した静電気は、継手２１へはほとんど流れない。しかし、本実施例における第１のチューブ２００は、チューブ２０の一部であり、チューブ２０が形成する熱媒体の流通経路の大半は、第２のチューブ２０２によって構成されている。
【００５８】
そのため、チューブ２０全体を第１のチューブ２００のみを用いて構成した場合に比べて、本実施例における第１のチューブ２００は、内部を流通する熱媒体との接触面積が小さい。そのため、熱媒体が第１のチューブ２００内を流通することにより第１のチューブ２００の内壁に発生する静電気の量は、チューブ２０全体を第１のチューブ２００のみを用いて構成した場合に比べて少ない。
【００５９】
従って、本実施例のチューブ２０では、チューブ２０全体を、絶縁性を有する材料のみを用いて構成する場合に比べて、熱媒体の流通による静電気の帯電量を少なくすることができる。なお、チューブ２０の長さの中で、第１のチューブ２００が占める割合が低ければ低いほど、第１のチューブ２００によって生じる静電気量を削減できる。そのため、第１のチューブ２００は、極力短くすることが好ましい。
【００６０】
また、本実施例において、導電性を有する材料により形成された中継部材２０１と第２のチューブ２０２とは、電気的に接続されており、上部容器１ａに設けられた継手２１を介してアース等の基準電位に接続される。しかし、熱交換部材１６ｊに設けられた継手２２と中継部材２０１とは、絶縁性を有する材料により形成された第１のチューブ２００により接続される。これにより、熱交換部材１６ｊと、中継部材２０１および第２のチューブ２０２が接続された基準電位とを、電気的に絶縁することができる。これにより、温度を制御する対象となる熱交換部材１６ｊの電位を、中継部材２０１および第２のチューブ２０２が接続された基準電位とは異なる電位として、所定のプロセスを実行することが可能となる。
【００６１】
なお、チューブ２０が長い場合には、導電性を有する材料により形成された第２のチューブ２０２であっても、継手２１から遠い側の端部では、継手２１を介して接続された基準電位に対して、電位差が生じる場合がある。これを回避するために、中継部材２０１から継手２１までの間の第２のチューブ２０２、または、中継部材２０１を、アースバンド等によりアースに接続するようにしてもよい。
【００６２】
さらに、導電性を有する抵抗値の低い材料のみによりチューブ２０を形成した場合、第２のチューブ２０２は、熱伝導率の高い材質が多いために、ＩＮ／ＯＵＴの双方向に熱が逃げる状態になり得る。しかし、本実施例のチューブ２０は、絶縁性を有する材料により形成される第１のチューブ２００と、導電性を有する抵抗値の低い材料により形成されるチューブ２０２で構成されるために、熱の逃げる方向を単方向に分離することで熱が逃げる方向を減らすことが可能となる。
【００６３】
［実施例２］
図４は、実施例２におけるチューブ２０の一例を示す断面図である。チューブ２０は、第１のチューブ２００、中継部材２０１、および第２のチューブ２０２を有する。本実施例において、第２のチューブ２０２は、絶縁性を有する材料により形成され、内側には、例えば図４に示すように、導電性を有する材料により被膜２０３が形成される。第２のチューブ２０２は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、その他フッ素系樹脂（例えば、ＰＦＥ、ＦＥＰなど）の少なくともいずれかを含む材料により形成される。被膜２０３は、導電性を有する材料により形成される。
【００６４】
第２のチューブ２０２が絶縁性を有する材料により形成され、内側に導電性を有する被膜２０３が形成されることにより、チューブ２０の施工時のショートを防止することができると共に、熱媒体の流通に伴うチューブ２０の帯電を抑制することができる。
【００６５】
［実施例３］
図５は、実施例３におけるチューブ２０の一例を示す断面図である。チューブ２０は、第１のチューブ２００、中継部材２０１、および第２のチューブ２０２を有する。第２のチューブ２０２は、導電性を有する材料により形成される。本実施例において、第２のチューブ２０２は、蛇腹部２０５と、蛇腹部２０５よりも内壁が平滑なストレート部２０４とを有する。なお、第１のチューブ２００の内壁も、蛇腹部２０５の内壁よりも平滑である。本実施例において、第２のチューブ２０２に蛇腹部２０５が形成されることにより、蛇腹部２０５が形成された部分において、第２のチューブ２０２の曲げ伸ばしが容易になり、チューブ２０の施工性を向上させることができる。
【００６６】
一方、チューブ２０に蛇腹部２０５を設けると、蛇腹部２０５の内部を熱媒体が流れる際に、熱媒体の流れに乱れが生じ、蛇腹部２０５の内壁と熱媒体との摩擦量が増加する。これにより、蛇腹部２０５の内壁と熱媒体との間で発生する静電気量も増加する。しかし、蛇腹部２０５は、導電性を有する材料により形成され、継手２１を介してアース等の基準電位に接続されている。そのため、蛇腹部２０５の内壁と熱媒体との間で発生した静電気は、継手２１を介してアースに流れ、第２のチューブ２０２における静電気の帯電量は抑制される。
【００６７】
一方、本実施例において、第１のチューブ２００には蛇腹部２０５は形成されていないため、第１のチューブ２００の部分の曲げ伸ばしは困難である。しかし、第１のチューブ２００は、第２のチューブ２０２よりも短いため、第１のチューブ２００の曲げ伸ばしが困難であっても、チューブ２０全体による施工性への影響は軽微である。また、第１のチューブ２００に蛇腹部２０５が形成されていないことで、第１のチューブ２００の内壁と熱媒体との摩擦により発生する静電気の増加が回避される。
【００６８】
［実施例４］
図６は、実施例４における熱媒体の流通経路の一例を示す模式図である。本実施例では、例えば図６に示すように、熱媒体は、外部配管３１ａを介して温度制御装置３０から上部容器１ａ内に供給され、チューブ２０ａを介して熱交換部材１６ｊの流路１６ｋ内に供給される。そして、熱媒体は、熱交換部材１６ｊとの間で熱交換を行った後に、チューブ２０ｂを介して上部容器１ａの外部へ戻され、外部配管３１ｂを介して温度制御装置３０へ戻される。
【００６９】
図７は、実施例４におけるチューブ２０の一例を示す断面図である。本実施例におけるチューブ２０は、外部チューブ２０６および被膜２０７を備える。なお、本実施例におけるチューブ２０は、機械的強度を増加させるために、外部チューブ２０６の外側がさらに熱収縮性のチューブやガラスブレード等の保護膜で覆われていてもよい。
【００７０】
外部チューブ２０６は、絶縁性を有する材料により形成される。絶縁性を有する材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、その他フッ素系樹脂（例えば、ＰＦＥ、ＦＥＰなど）の少なくともいずれかが含まれる材料が用いられる。外部チューブ２０６の内壁には被膜２０７が設けられる。
【００７１】
被膜２０７は、導電性ではあるが、抵抗値が高い材料、例えばカーボンを含有する材料により形成される。被膜２０７の抵抗値は、基板処理装置１００の処理容器１内で行われるプロセスにほとんど影響を与えない抵抗値であることが好ましい。本実施例において、被膜２０７の単位長さあたりの抵抗値は、例えば３ｋΩ／ｍｍ〜２３ｋΩ／ｍｍの範囲内の抵抗値である。また、被膜２０７の単位長さあたりの抵抗値は、例えば３．４ｋΩ／ｍｍ〜２２．４ｋΩ／ｍｍの範囲内の抵抗値であることがより好ましい。そのため、本実施例におけるチューブ２０全体の抵抗値は、数百ｋΩ〜数ＭΩであることが好ましい。被膜２０７の一端は継手２２に接続されている。また、被膜２０７の他端は導電性を有し、被膜２０７よりも抵抗値が低い材料により形成された継手２１に接触し、被膜２０７と継手２１とは電気的に接続されている。継手２１は、アース等の基準電位に接続される。
【００７２】
上部容器１ａと熱交換部材１６ｊとの間を図７に示したチューブ２０で接続することにより、絶縁性を有する熱媒体がチューブ２０内を流通することによりチューブ２０の内壁に発生した静電気を、継手２１を介して外部へ逃がすことができる。そのため、チューブ２０の内壁に帯電する静電気の帯電量を低減することができる。
【００７３】
図８は、比較例のチューブおよび実施例４のチューブ２０における帯電量の時間変化の実験結果の一例を示す図である。図８において、横軸は、絶縁性を有する熱媒体をチューブ内に流した時間を示し、縦軸は、熱媒体が流れることによってチューブに帯電した静電気の帯電量を示す。
【００７４】
比較例のチューブは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で形成され、内壁に導電性材料による被膜が設けられていない。そのため、比較例のチューブでは、内部を流れる熱媒体との摩擦により静電気が溜まり、例えば図８に示すように、熱媒体が流れる時間が長くなる程、静電気の帯電量が増加する。そして、比較例のチューブでは、所定時間が経過すると、静電気の帯電量がチューブの耐圧（例えば３０ｋＶ）に達し、チューブ内で放電が起る。これにより、比較例のチューブでは、チューブの内部が損傷する場合がある。
【００７５】
これに対し、本実施例４のチューブ２０では、熱媒体が内部を流れると、熱媒体との摩擦により静電気がある程度溜まる。しかし、本実施例において、チューブ２０に帯電した静電気は、チューブ２０の内側に設けられた導電性の被膜２０７を流れ、継手２１を介して基準電位に流れる。そのため、本実施例のチューブ２０では、静電気の帯電量は約１ｋＶで飽和する。これにより、本実施例のチューブ２０では、熱媒体が内部を流れる時間が長くなっても、静電気の帯電量がチューブ２０の耐圧（例えば３０ｋＶ）に達することがなく、静電気による放電は発生しない。従って、本実施例のチューブ２０では、絶縁性の熱媒体を流すチューブ２０の劣化を抑制することが可能となる。
【００７６】
また、本実施例のチューブ２０では、内側に導電性の被膜２０７が設けられるが、被膜２０７の抵抗値は比較的高い値である。そのため、上部容器１ａと熱交換部材１６ｊとの間を、内側に導電性の被膜２０７が設けられたチューブ２０で接続したとしても、基板処理装置１００の処理容器１内で行われるプロセスにはほとんど影響を与えない。そのため、温度を制御する対象となる熱交換部材１６ｊの電位を、チューブ２０が接続された基準電位とは異なる電位として、所定のプロセスを実行することが可能となる。
【００７７】
また、本実施例のチューブ２０では、内側に導電性の被膜２０７が設けられ、外側に絶縁性の外部チューブ２０６が設けられる。そのため、基板処理装置１００内でチューブ２０の外側が他の機器に接触した場合等、チューブ２０の施工時のショートを防止することができる。
【００７８】
［実施例５］
図９は、実施例５におけるチューブ２０の一例を示す断面図である。本実施例におけるチューブ２０は、外部チューブ２０６および被膜２０７を備える。外部チューブ２０６は、蛇腹部２０８ａと、蛇腹部２０８ａよりも内壁が平滑なストレート部２０９ａとを有する。被膜２０７は、蛇腹部２０８ｂと、蛇腹部２０８ｂよりも内壁が平滑なストレート部２０９ｂとを有する。本実施例のチューブ２０において、外部チューブ２０６および被膜２０７に蛇腹部２０８が形成されることにより、蛇腹部２０８が形成された部分において、チューブ２０の曲げ伸ばしが容易になり、チューブ２０の施工性を向上させることができる。
【００７９】
また、蛇腹部２０８が設けられた部分では、チューブ２０内を熱媒体が流れる際に、熱媒体の流れに乱れが生じ、蛇腹部２０８の内壁と熱媒体との摩擦量が増加する。これにより、蛇腹部２０８の内壁と熱媒体との間で発生する静電気の帯電量も増加する。しかし、チューブ２０内を流れる熱媒体は、導電性の材料で形成された被膜２０７の蛇腹部２０８に接触する。そのため、蛇腹部２０８の内壁と熱媒体との摩擦によって発生した静電気は、被膜２０７内を流れ、継手２１を介して基準電位に流れる。これにより、本実施例のチューブ２０では、静電気の帯電量はチューブ２０の耐圧まで増加せず、静電気による放電は発生しない。従って、本実施例のチューブ２０では、静電気によるチューブ２０の劣化を抑制することができると共に、チューブ２０の施工性を向上させることができる。
【００８０】
以上、一実施形態について説明した。なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【００８１】
例えば、上記した実施例３では、第２のチューブ２０２に、蛇腹部２０５が設けられたが、本発明はこれに限られず、第１のチューブ２００にも蛇腹部２０５が設けられてもよい。第１のチューブ２００に蛇腹部２０５が設けられることにより、内部を流れる熱媒体との摩擦による静電気量が増加するが、第１のチューブ２００は第２のチューブ２０２よりも短いため、チューブ２０全体として増加する静電気量がそれほど多くはならない。
【００８２】
また、上記した実施例４および５におけるチューブ２０は、外部チューブ２０６および被膜２０７を備えるが、開示の技術はこれに限られず、チューブ２０の少なくとも内壁が導電性の材料により形成されていれば、他の構造であってもよい。例えば、チューブ２０全体が抵抗値の高い導電性の材料により形成されていてもよい。ただし、この場合でも、チューブ２０の帯電量が１ｋＶ以下であることが好ましい。また、チューブ２０全体が抵抗値の高い導電性の材料により形成され、チューブ２０の長手方向の少なくとも一部が蛇腹状に形成されていてもよい。
【００８３】
また、上記した各実施例では、基板処理装置１００として、プラズマを用いてエッチングを行う装置を例に説明したが、本発明が適用可能な基板処理装置１００はこれに限られず、プラズマを用いた成膜装置や、プラズマを用いて基板表面を改質する処理等を行う装置に対しても、本発明を適用することができる。
【００８４】
また、上記した各実施例では、シャワーヘッド１６と熱交換を行う熱交換部材１６ｊに熱媒体を流すチューブ２０を例に説明したが、本発明はこれに限られず、載置台２の基材２ａに形成された流路２ｂに熱媒体を流す内部配管２ｃおよび２ｄ等についても、本発明のチューブ２０を適用することができる。
【００８５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８６】
２０  チューブ
２００  第１のチューブ
２０１  中継部材
２０２  第２のチューブ
２１  継手
２２  継手
【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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