JPH06181186A

JPH06181186A - ジョイント装置

Info

Publication number: JPH06181186A
Application number: JP35304692A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Komino; 光明小美野; Yoichi Ueda; 庸一上田
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1992-12-11
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1994-06-28
Anticipated expiration: 2015-04-17
Also published as: JP3034714B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電気的絶縁性、断熱性及び強度的に優れたジ
ョイント装置を提供する。【構成】冷媒収容部１６に外部の冷媒通路１８、２０
を結合するためのジョイント装置において、収容部１６
に装着される収容部側結合部８８と、冷媒通路に結合さ
れる冷媒通路側結合部９２との間に、熱伝導性が低く且
つ電気的絶縁性の高い材料よりなる絶縁断熱中間部９０
を介在させる。これにより冷媒収容部側と冷媒通路側と
の間の電気的絶縁及び断熱を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジョイント装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造工程においては、被
処理体である例えば半導体ウエハは各種の処理装置にお
いてプラズマ処理、例えばスパッタリング処理やエッチ
ング処理等が繰り返して施されている。例えばプラズマ
エッチング処理は、処理容器内にプロセスガスを導入し
た状態で電極間に高周波を印加することによりプラズマ
を立て、この時発生する反応性イオン等により、下部電
極に載置した半導体ウエハ表面をエッチングすることに
より行われる。

【０００３】そして、半導体集積回路の微細化及び高集
積化に伴って、ウエハにプラズマ処理を施す場合に、例
えば冷媒として液体窒素を載置台に流通させてウエハ温
度を比較的低温状態に維持する、いわゆる低温エッチン
グが行われる場合がある。また、プラズマ処理の効率化
を図る目的で、下部電極、すなわちウエハ載置台側に高
周波電源を付与してカソード側とし、上部電極側をグラ
ンド側として上下電極間の間隔を非常に接近させること
が行われている。

【０００４】ところで、上述のように下部電極側に高周
波を加えてカソード側とし、且つこの部分に液体窒素等
の冷媒を供給するためには、下部電極である載置台の冷
却手段とこれに液体冷媒を供給する供給路とのジョイン
ト部は、載置台と処理容器或いは配管との間の絶縁を維
持しつつ低温に耐え得る構造としなければならない。そ
のため、従来においてはジョイント部に例えばテフロン
等の絶縁体よりなる配管を用い、更に、これにテフロン
製テープを巻回することにより絶縁を図ることが行われ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
のテフロンを用いてジョイント部を構成する場合には絶
縁性は維持できるが、テフロン自体は高分子であるため
に、このテフロンとジョイント部に用いられるステンレ
ス等の金属との間でこれらの熱収縮差に伴って冷却媒体
のリークが発生するという改善点を有していた。特に、
この熱収縮差は、通常の使用温度範囲では問題は生じな
いが、このジョイント部が液体窒素等の極低温に晒され
ることから無視し得なくなっていた。

【０００６】また、他のジョイント構造として、例えば
ステンレス等の金属材料で形成した真空２重管を用いる
ことも考えられるが、この場合には断熱性には比較的優
れるが、上述のように下部電極に高周波を印加してこれ
をカソード側とした場合には、別途絶縁対策を施さねば
ならず、現実的ではなかった。そこで、本出願人は先の
出願（特願平４−２２０６２４号）において、熱伝導性
が低く且つ電気的絶縁材よりなる材料、例えばセラミッ
クス材を用いて真空２重管ジョイントを形成したジョイ
ント装置を提案し、比較的良好な結果を得ることができ
た。

【０００７】しかしながら、このジョイント装置にあっ
ては、異種材料、例えばパイプ状のセラミックス材とス
テンレスとを接合することから真空ろう付けを行う必要
があるが、パイプ状のセラミックス材の端部の接合が非
常に難しく、しかもこの部分に異種材料間における線膨
張率の相異によるストレスが繰り返し加わり、接続を維
持することが困難になる場合も考えられる。更には、セ
ラミックス材自体は、金属材料と比較してもろい材質で
あるので、加工時や取り付け時においてセラミックス材
よりなるパイプに過度の衝撃が加わり、これが破損する
等の改善点も有していた。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、電気的絶縁性、断熱性及び強度
的に優れたジョイント装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、電圧が印加される載置台に形成した冷
媒収容部に外部の冷媒通路を結合するためのジョイント
装置において、中心に流路を有し、前記収容部に装着さ
れる収容部側結合部と、熱伝導性が低く且つ電気的絶縁
性の高い材料よりなり、中心に流路を有して前記収容部
側結合部に接続される絶縁断熱中間部と、中心に流路を
有し、前記絶縁断熱中間部に接続されると共に前記冷媒
通路を結合する冷媒通路側結合部とを備えるようにした
ものである。

【０００９】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、ジョイ
ント装置の途中には、熱伝導性が低く且つ電気的絶縁材
料よりなる絶縁断熱中間部が形成されているので、収容
部側結合部と冷媒通路側結合部とは熱的及び電気的に絶
縁されることになり、また、強度的にも劣化することは
ない。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に係るジョイント装置の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係
るジョイント装置の一実施例を示す断面図、図２は本発
明のジョイント装置を適用したプラズマ処理装置を示す
断面図、図３はプラズマ処理装置への取り付け状態を示
すジョイント装置の断面図、図４はプラズマ処理装置の
載置台を示す概略分解図である。本実施例においてはプ
ラズマエッチング装置にジョイント装置を適用した場合
について説明する。まず、本発明のジョイント装置の説
明に先立ってこのプラズマエッチング装置について説明
する。

【００１１】図示するようにこのエッチング装置２は、
導電性材料、例えばアルミニウム等により円筒或いは矩
形状に成形された処理容器４を有しており、この容器４
内の底部には処理容器４の底部６から絶縁させて、被処
理体、例えば半導体ウエハＷを載置するための略円柱状
の載置台８が収容されている。この載置台８は、アルミ
ニウム等により円柱状に成形されたサセプタ支持台１０
と、この上にボルト１２により着脱自在に設けられたア
ルミニウム等よりなるサセプタ１４とにより主に構成さ
れている。

【００１２】上記サセプタ支持台１０には、冷媒を貯留
しつつ流通させる冷媒収容部、例えば冷却ジャケット１
６が設けられており、このジャケット１６には例えば液
体窒素等の冷媒が冷媒通路としての冷媒供給通路１８を
介して導入されてジャケット内を循環し、同じく冷媒通
路としての冷媒排出通路２０を介して容器外へ排出され
る。

【００１３】上記サセプタ１４は、中央部が突状になさ
れた円板状に成形され、その中央のウエハ載置部には静
電チャック２２がウエハ面積と略同じ面積で形成されて
いる。この静電チャック２２は、例えば２枚の高分子ポ
リイミドフィルム間に銅箔等の導電膜２４を絶縁状態で
挟み込むことにより形成され、この導電膜２４は電圧供
給リード２６により途中高周波をカットするフィルタ２
７を介して直流高電圧源２８に接続されている。従っ
て、この導電膜２４に高電圧を印加することにより、チ
ャック２２の上面にウエハＷをクーロン力により吸引保
持し得るように構成される。そして、サセプタ支持台１
０及びサセプタ１４には、Ｈｅ等の熱伝達ガスをウエハ
Ｗの裏面に供給するためのガス通路３０が形成されてい
る。尚、上記静電チャック２２にも熱伝達ガスを通過さ
せる多数の通気孔（図示せず）が形成される。

【００１４】また、サセプタ１４の上端周縁部には、ウ
エハＷを囲むように環状のフォーカスリング３２が配置
されている。このフォーカスリング３２は反応性イオン
を引き寄せない絶縁性の材質からなり、反応性イオンを
内側の半導体ウエハＷにだけ効果的に入射せしめる。そ
して、このサセプタ１４には、中空に成形された導体よ
りなるパイプリード３４がサセプタ支持台１０を貫通し
て設けられており、このパイプリード３４には配線３６
を介して例えば３８０ＫＨｚのプラズマ発生用の高周波
電源３８に接続されている。従って、上記サセプタ１４
は下部電極として構成されることになる。そして、この
配線３６には、ノイズカット用のフィルタ４０及びマッ
チング用のコンデンサ４２が順次介設される。

【００１５】上記サセプタ１４の上方には、これより約
１５〜２０ｍｍ程度離間させて、接地された上部電極４
４が配設されており、この上部電極４４にはガス供給管
４６を介してプロセスガス、例えばＣＦ₄ 等のエッチン
グガスが供給され、上部電極４４の電極表面に形成され
た多数の小孔４８よりエッチングガスを下方の処理空間
に吹き出すように構成されている。また、処理容器４の
下部側壁には、排気管５０が接続されており、処理容器
４内の雰囲気を図示しない排気ポンプにより排出し得る
ように構成される。

【００１６】そして、上記静電チャック２２と冷媒収容
部１６との間には、温度調整用ヒータ５２が設けられ
る。具体的には、このヒータ５２は、厚さ数ｍｍ程度の
板状のセラミックスヒータよりなり、このヒータ５２
は、図２にも示すようにサセプタ支持台１０の上面に設
けられるヒータ固定台５４の上部に形成されたヒータ収
容溝５６内にその上面を同一レベルにして完全に収容さ
れる。ヒータ固定台５４は、熱伝達性の良好な材料例え
ばアルミニウムにより構成される。このヒータ５２の大
きさは、好ましくはウエハ面積と略同一面積になるよう
に設定されるのが良く、この下方に位置する冷却ジャケ
ット１６からの冷熱がウエハＷに伝達するのを制御して
ウエハＷの温度調整を行い得るように構成される。

【００１７】この温度調整用ヒータ５２やヒータ固定台
５４にはプッシャピン等の貫通する貫通孔（図示せず）
等が形成されている。このヒータ固定台５４の周縁部に
は、ボルト孔５８が適当数形成されており、この固定台
５４をボルト６０によりサセプタ支持台１０側へ着脱可
能に取り付けている。また、サセプタ１４の下面には上
記ヒータ固定台５４全体を収容するための収容凹部６２
が形成されると共に、このヒータ固定台５４には、ヒー
タ５２の上面とサセプタ１４の収容凹部６２の下面との
境界部にＨｅ等の熱伝達媒体を供給するために、前記ガ
ス通路３０に接続された分岐路６４（図２参照）が形成
される。そして、上記ヒータ５２には電力供給リード６
６が接続されると共に、このリード６６にはフィルタ６
７を介して電力源６８が接続されて、所定の電力をヒー
タ５２に供給し得るように構成される。

【００１８】また、前記静電チャック２２には、ウエハ
温度を検出するために温度計、例えばラクストロンや熱
電対等よりなる温度検出器７０が設けられている。そし
て、この温度検出器７０には、検出値を伝達する温度検
出リード７２が接続される。この温度検出リード７２
は、温度検出器７０としてラクストロンを用いた場合に
は光ファイバにより構成されるが、熱電対を用いた場合
には通常の導体が使用され、この場合には高周波ノイズ
を除去するフィルタ７４を途中に介設して、この装置全
体を制御する、例えばコンピュータ等よりなる制御部７
６へ入力される。この制御部７６は、上述のように所定
のプログラムにより装置全体を制御するものであり、例
えば前記高周波電源３８、ヒータ５２への電力源６８、
静電チャック２２への直流高圧源２８の給配を制御す
る。

【００１９】特に、本実施例にあっては、プラズマ発生
用の高周波の影響を受け易い各種配線、例えばヒータに
接続される電力供給リード６６、静電チャック２２に接
続される電圧供給リード２６、温度検出器７０に接続さ
れる温度検出リード７２は全て、プラズマ用の高周波を
供給するパイプリード３４内に収容されており、外部に
対して高周波ノイズの影響を与えないようになされてい
る。そして、上述のように上記各リード６６、２６、７
２にはそれぞれ高周波ノイズカット用のフィルタ６７、
２７、７４が接続されている。また、上記パイプリード
３４の処理容器底部の貫通部には絶縁体７８が介設され
て、容器側との電気的絶縁を図っている。

【００２０】そして、図１にも示すように前記冷却ジャ
ケット１６の冷媒供給口８０と前記冷媒供給通路１８と
の間及び冷媒排出口８２と前記冷媒排出通路２０との間
にはそれぞれ本発明に係るジョイント装置８４、８６に
より接続されており、サセプタ支持台１０と処理容器底
部６及び冷媒通路１８、２０との間の電気的絶縁を図る
と共に処理容器底部６側への冷熱の漏洩を阻止してい
る。

【００２１】尚、冷媒供給口８０と冷媒排出口８２に設
けられるジョイント装置８４、８６は、流路面積を除い
て、同様に形成され且つ同様に設けられるので、図１に
は代表として供給側のジョイント装置８４のみの取り付
け状態を示す。このジョイント装置８４は、中心に流路
を有して上記冷媒収容部に装着される収容部側結合部８
８と、熱伝導性が低く且つ電気的絶縁性の高い材料、例
えばアルミナ等を焼成してなるセラミックスよりなり、
中心に流路を有して上記収容部側結合部９０に接続され
る絶縁断熱中間部９０と、中心に流路を有して上記絶縁
断熱中間部９０に接続されると共に上記冷媒供給通路１
８に接続される冷媒通路側結合部９２とにより主に構成
される。

【００２２】上記収容部側結合部８８は、上部の供給口
９４が冷却ジャケット１６内に挿入されて全体がジャケ
ット１６の区画壁に液密に取り付け固定される例えばア
ルミニウム等の導電部材よりなる先端部材９６と、これ
に接続される例えばステンレス等よりなるリング状のリ
ング部材９８と、このリング部材９８に接続される、例
えばコバール等よりなる線膨張係数緩和部材１００とに
より順次３層構造に接続して構成されている。そして、
この緩和部材１００に、リング状に成形された上記絶縁
断熱中間部９０が接続され、この中間部９０の作用によ
り高周波に対する絶縁及び液体窒素に対する断熱を行
う。

【００２３】上記先端部材９６とリング部材９８との接
続方法は、それぞれの材質がアルミニウムとステンレス
であることから例えば摩擦圧接方式を用いて接続されて
おり、また、このリング部材９８と緩和部材１００との
接続方式はそれぞれの材質がステンレスとコバールであ
ることから例えば電子ビーム溶接が用いられる。そし
て、この緩和部材１００と絶縁断熱中間部９０との接続
方式は、例えば銀と銅よりなるろう付け材を用いた真空
ろう付け方式が採用される。この場合、ろう付け時には
中間部９０の代表的材質であるアルミナの接合面に金属
ペースト等を塗ってメタライズ化しておくことにより濡
れ性を良くし、コバールよりなる緩和部材１００との接
合性を良好にする。

【００２４】また、絶縁断熱中間部９０の上端周縁部に
は、リング状の上側案内凹部１０２が形成されると共に
この部分には緩和部材１００の下端周縁部に形成された
リング状の上側案内凸部１０４が嵌装されており、これ
らの接合時に軸ズレが生じないように軸案内を行い得る
ように構成されている。また、線膨張係数緩和部材１０
０の材料としては、収容部側結合部８８の材料、例えば
ステンレスの線膨張係数と絶縁断熱中間部９０の材料、
例えばセラミックスの線膨張係数との中間の線膨張係数
を有する材料、例えばコバールを用いることにより、こ
れらの部材間の線膨張量の相異を緩和することが可能と
なる。

【００２５】本実施例においては装置全体、すなわち各
部材の直径は約３０ｍｍ程度に設定され、中心の流路の
直径は約６ｍｍ程度に設定されると共に絶縁断熱中間部
８８の厚さは約１０ｍｍ程度に設定されている。この結
果、通常の液体窒素の供給圧が３ｋｇ／ｍｍ² であるの
に対して、上記摩擦圧接による接続部においては９．１
ｋｇ／ｍｍ² 以上、コバールとアルミナによるろう付け
接続部においては９．０ｋｇ／ｍｍ² 以上の引張り強度
を得ることができ、良好な特性を示している。

【００２６】また、上記絶縁断熱中間部９０に接続され
る冷媒通路側結合部９２は、例えばステンレス等よりな
る真空２重管構造を有しており、その上端部には例えば
突き合わせ溶接により接続された例えばコバールよりな
る線膨張係数緩和部材１０６が設けられる。そして、こ
の緩和部材１０６は前述と同様なろう付け接合により、
セラミックスよりなる上記絶縁断熱中間部９０に接続さ
れており、上述のようにこの冷媒通路側結合部９２と収
容部側結合部８８との間の電気的絶縁及び断熱を図って
いる。そして、断熱中間部９０の下端周縁部には、リン
グ状の下側案内凹部１０８が形成されると共にこの部分
には下側の緩和部材１０６の上端周縁部に形成されたリ
ング状の下側案内凸部１１０が嵌装されており、これら
の接合時に軸ズレが生じないようになっている。

【００２７】また、上記下側の緩和部材１０６の下部周
縁部には、例えばアルミナ等よりなるセラミックスやテ
フロンの補助絶縁断熱部材１１２が嵌め込まれている。
そして、上記２重管構造は、例えばステンレスよりなる
内側パイプ１１４と、この外側にこれより所定の距離だ
け離間させて同芯状に配置した例えばステンレスよりな
る外側パイプ１１６を有す。

【００２８】上記外側パイプ１１６の上部は例えばステ
ンレス等よりなる接合部材１１８に接続されており、こ
の接合部材１１８には内側パイプ１１４と外側パイプ１
１６との間に形成される環状の室、すなわち真空室１２
０と外側とを連通するための連通路１２２が形成されて
おり、この真空室１２０と処理容器４内を連通してい
る。従って、処理時に処理容器４内を真空引きすること
によりこの真空室１２０内を真空状態にして外方に冷熱
が伝達することを阻止し得るように構成される。上記内
側及び外側パイプ１１４、１１６の下端部には、中央部
に流路１２４の形成された、例えばステンレスよりなる
下部接合部材１２６が設けられており、これらパイプ間
を固定している。

【００２９】このように構成されたジョイント装置の下
部は、容器底部６に形成した段部状の貫通孔にボルト等
により固定した凹部状貫通補助部材１２８に遊嵌状態で
収容されており、この補助部材１２８の内周面とジョイ
ント装置の外周面との間で、処理容器内と上記連通路１
２２とを連通するリング状の流路１３０を形成するよう
になっている。そして、上記容器底部６と接合部材１１
８とが接する部分及び凹部状貫通補助部材１２８と上記
接合部材１１８とが接する部分にはそれぞれ外部との通
気を遮断するためのシール部材１３２、１３４が介設さ
れている。

【００３０】一方、冷媒供給通路１８は、例えばステン
レスパイプにより２重管構造になされており、冷媒とし
て例えば液体窒素の通る内側ステンレスパイプ１８Ａの
上端は、上記下部接合部材１２６の流路１２４の下端部
へ接合されて、冷媒を内側パイプ１１４内へ供給し得る
ように構成される。そして、内側ステンレスパイプ１８
Ａの上端には、補助部材１３６を介して上記外側パイプ
１１６を囲むように内側補助ステンレスパイプ１８Ｃが
設けられており、この内側補助ステンレスパイプ１８Ｃ
と外側ステンレスパイプ１８Ｂの上端部は、例えばステ
ンレスよりなるフランジ１３８を介して容器底部の下面
に接続されている。尚、１４０は下部接合部材１２６の
下部に設けたリング状のテフロンシールである。

【００３１】次に、以上のように構成された本実施例の
動作について説明する。まず、図示しないロードロック
室より所定の圧力、例えば、１×１０^-4〜数Ｔｏｒｒ程
度に減圧された処理容器４のサセプタ１４の上部にウエ
ハＷを載置し、これを静電チャック２２によりクーロン
力によりサセプタ１４側へ吸着保持する。そして、上部
電極４４と下部電極（サセプタ）１４との間にパイプリ
ード３４を介して高周波を印加することによりプラズマ
を立て、これと同時に上部電極４４側からプロセスガス
を処理空間に流し、エッチング処理を行う。

【００３２】また、プラズマによる熱で、ウエハが所定
の設定温度よりも過度に加熱されるのでこれを冷却する
ためにサセプタ支持台１０の冷却ジャケット１６に冷
媒、例えば液体窒素を流通させてこの部分を所定温度、
例えば−１９６℃に維持し、これからの冷熱をこの上部
のサセプタ１４を介してウエハＷに供給し、これを冷却
するようになっている。

【００３３】そして、冷却ジャケット１６とウエハＷと
の間に温度調整用ヒータ５２を設けて、この部分の発熱
量を調整することによりウエハＷに伝達される冷熱を調
整し、ウエハＷを所定の温度、例えば−１５０℃程度に
維持する。従来装置にあっては、冷却媒体自体の温度を
制御することによってウエハ温度を制御しており、しか
も冷却ジャケットとウエハとの間の距離が長く、部材を
接合する界面も多いので熱応答性が非常に悪かった。こ
れに対して、本実施例においては、上述のように冷却ジ
ャケット１６は一定の低温、例えば−１９６℃に固定さ
れ、これに対してヒータ５２はウエハＷに例えば１５〜
２０ｍｍまでの距離に接近させて設けられているので、
このヒータ５２の発熱量の変化は迅速にウエハＷの温度
変化となって表れ、従って熱応答性が良く、迅速にウエ
ハ温度を制御することが可能となる。従って、ヒータ５
２をオフしたときの液体窒素だけによるウエハ冷却温
度、例えば−１６０℃（液体窒素（−１９６℃）との間
の温度差例えば３６℃はサセプタ等によるロス）を最低
温度値としてそれ以上、常温までの温度範囲内で迅速に
且つ直線的にウエハ温度を制御することが可能となる。
尚、液体窒素の供給を断ってヒータ５２だけにより温度
制御を行ってもよい。

【００３４】また、ヒータ５２とサセプタ１４との界面
部及びウエハＷの下面には、ガス通路３０を介して冷却
されたＨｅ等の熱伝達ガスが導入されているので上下間
の熱伝達効率が劣化することもなく、上記した熱応答性
を一層向上させることができる。

【００３５】また、パイプリード３４を通る高周波は、
表皮効果によりパイプ周辺部を伝達し、このパイプリー
ド３４内には高周波によって影響を受けて誘導ノイズを
発生する各種リード２６、６６、７２が収容されてお
り、しかも出口側においては高周波ノイズカット用のフ
ィルタ２７、６７、７４が介設されているので、制御系
に悪影響を与えることがない。

【００３６】また、プラズマによってダメージを受ける
消耗品であるサセプタを交換する場合にはこのサセプタ
１４とサセプタ支持台１０とを接続するボルト１２を緩
めることによりサセプタ１４を容易に取り外すことがで
きる。更に、過電流によるヒータ５２の破損、寿命によ
るヒータの劣化等が生じた場合には、ヒータ交換等のメ
ンテナンス作業を行うが、この場合には上述のようにサ
セプタ１４を取り外した状態で更にボルト６０を取り外
すことによりヒータ５２をヒータ固定台５４ごとサセプ
タ支持台１０から取り外すことができ、ヒータ５２の交
換作業を容易に行うことができる。上記実施例において
は、冷却媒体として液体窒素を用い、温度調整用ヒータ
５２としてセラミックスヒータを用いた場合を説明した
が、これに限定されず、例えば冷却媒体として液体ヘリ
ウム等を用いてもよいし、また、ヒータとして他の種類
のヒータを用いてもよい。

【００３７】また、プラズマ処理中にあっては、前述の
ように液体窒素（−１９６℃）は冷媒供給通路１８か
ら、本発明に係るジョイント装置８４の内側パイプ１１
４内を介して冷媒収容部である冷却ジャケット１６内に
導入され、この冷媒はこのジャケット１６内でサセプタ
支持台１０との間で熱処理を行い、蒸発潜熱をもらい蒸
発気化し冷媒排出通路２０を介して排出されており、こ
の冷熱によりウエハＷを冷却することになる。この場
合、このジョイント装置８４は、その途中に電気的絶縁
性を有するセラミックスよりなる絶縁断熱中間部９０を
介在させてあるので、高周波電源が付与されてカソード
側となっている冷却ジャケット１６すなわち下部電極側
と冷媒供給通路１８との間は完全に電気的に絶縁される
ことになるのみならず、冷却ジャケット１６側の冷熱
が、容器底部６に伝達することも阻止でき、これらの間
の断熱性を図ることができる。特に、本実施例において
は冷媒通路側結合部９２の途中に補助絶縁断熱部材１１
２を介設してあることから、特に、断熱性に関しては一
層の改善を図ることができる。また、セラミックスより
なる絶縁断熱中間部９０は、この上下のコバールすなわ
ち線膨張係数緩和部材１００、１０６とそれぞれの面で
ろう付け接合されているので、接合強度が高くて容易に
脱落することもなく、しかもセラミックスをステンレス
等に直接接合することもなく、線膨張係数がこれら２つ
の材料の線膨張係数の中間にある材料、例えばコバール
を用いて介在させているので、冷媒である液体窒素流通
時における線膨張量の相互間の変位量を少なくでき、接
合強度を一層向上させることができる。

【００３８】また、内側パイプ１１４と外側パイプ１１
６との間に形成される空間部は、連通路１２２及びリン
グ状の流路１３０を介して処理容器４内と連通されてい
るのでこの空間部は処理容器４内と同様に減圧状態に維
持されて減圧室状態となり、従って、液体窒素と直接接
触する内側パイプ１１４から外側パイプ１１６に対して
対流により伝達される冷熱を大幅に削減することができ
る。

【００３９】また、内側パイプ１１４と外側パイプ１１
６の下端部を支持するステンレス製の下部接合部材１２
６は、冷媒と直接接触することから冷熱が外側パイプ１
１６の下端部から上端部に向けて伝達してくるが、この
外側パイプ１１６の上方向に向かって温度勾配が発生
し、しかも真空室１００の作用により内側パイプ１１４
から供給される対流冷熱が非常に少なくなり、結果的
に、外側パイプ１１６の上端部に到達する冷熱は非常に
少なくなり、処理容器底部６側へ、すなわち外方へ逃げ
る冷熱を大幅に減少させることができる。従って、全体
として断熱性を大幅に向上させることが可能となる。こ
のような構成により、冷媒と処理容器底部６との間の温
度差を約１００℃以上に維持することが可能となった。
また、これら内側及び外側パイプ１１４、１１６は、例
えばステンレスにより形成されているので、取り付け時
等の衝撃によりこれが破損することもない。

【００４０】上記したジョイント装置は、−５０℃以下
の低温領域、特に−１５０℃程度の低温領域でウエハを
処理するプラズマ処理装置に特に有用である。また、上
記実施例にあっては、冷媒供給側のジョイント装置８４
の作用について述べたが、冷媒排出側のジョイント装置
８６においても全く同様に作用するのは勿論である。ま
た、上記実施例においては断熱中間部９０の材料として
アルミナよりなるセラミックスを用いた場合について説
明したが、絶縁性及び断熱性が高い材料ならばどのよう
な材料でもよい。

【００４１】尚、上記実施例にあっては、プラズマエッ
チング装置の冷却機構を例にとって説明したが、これに
限定されず、本発明はプラズマＣＶＤ装置、プラズマア
ッシング装置、プラズマスパッタ装置等の他のプラズマ
処理装置の冷却機構または、被処理体を低温で検査等を
行う場合、例えば電子顕微鏡の試料載置台や半導体材
料、素子の評価を行う試料載置台の冷却機構等にも適用
し得るのは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような優れた作用効果を発揮することができる。装置
の途中に電気的絶縁性及び断熱性に優れた部材を介在さ
せるようにしたので、低温で且つ電気的絶縁性を必要と
する冷却機構等に耐久性を損なうことなく冷媒を安定し
て供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るジョイント装置の一実施例を示す
断面図である。

【図２】本発明のジョイント装置を適用したプラズマ処
理装置を示す断面図である。

【図３】プラズマ処理装置への取り付け状態を示すジョ
イント装置の断面図である。

【図４】プラズマ処理装置の載置台を示す概略分解図で
ある。

【符号の説明】

２エッチング装置４処理容器１６冷却ジャケット（冷媒収容部）１８冷媒供給通路２０冷媒排出通路３８高周波電源８４，８６ジョイント装置８８収容部側結合部９０絶縁断熱中間部９２冷媒通路側結合部１００，１０６線膨張係数緩和部材Ｗ半導体ウエハ（被処理体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電圧が印加される載置台に形成した冷媒
収容部に外部の冷媒通路を結合するためのジョイント装
置において、中心に流路を有し、前記収容部に装着され
る収容部側結合部と、熱伝導性が低く且つ電気的絶縁性
の高い材料よりなり、中心に流路を有して前記収容部側
結合部に接続される絶縁断熱中間部と、中心に流路を有
し、前記絶縁断熱中間部に接続されると共に前記冷媒通
路を結合する冷媒通路側結合部とを備えたことを特徴と
するジョイント装置。
【請求項２】前記冷媒通路側結合部は、真空２重管構
造を有していることを特徴とする請求項１記載のジョイ
ント装置。
【請求項３】前記収容部側結合部と前記冷媒通路側結
合部の少なくともいずれか一方は、前記絶縁断熱中間部
に接合される部分に前記中間部との間における線膨張量
の相異を緩和させるための線膨張係数緩和部材を有する
ことを特徴とする請求項１または２記載のジョイント装
置。