DE69034092T2 - Vorrichtung zur Behandlung von Proben - Google Patents

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Probe mit einem Ätzschritt und eine Vorrichtung zum Ausführen eines solchen Verfahrens und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung, welche zum Behandeln einer Probe bei der Herstellung einer Halbleitervorrichtung oder einer anderen Vorrichtung, die miniaturisierte Komponenten aufweist, geeignet ist.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Eine Probe in der Art eines Substrats einer Halbleitervorrichtung wird beispielsweise durch eine chemische Lösung oder durch ein Plasma geätzt. Es muß nach der Ätzbehandlung der Korrosionsschutz der Probe ausreichend sorgfältig vorgenommen werden.
  • Eine Korrosionsschutztechnik nach dem Ätzen ist beispielsweise in US-A-4 487 678 offenbart. Bei dieser bekannten Technik wird ein Resistfilm nach dem Ätzen durch ein Plasma innerhalb einer Ätzkammer in einer zweiten Plasmabehandlungskammer, die mit der Ätzkammer verbunden ist, entfernt. Bei der zweiten Plasmabehandlung werden Chlorverbindungen entfernt, die im Resistfilm oder an der geätzten Fläche verbleibende korrosive Verbindungen sind. Es ist auch bekannt, die Probe nach dem Ätzen auf wenigstens 200 °C zu erwärmen, um das Verdampfen von Chloriden zu fördern, die restliche korrosive Verbindungen sind. In der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung JP-A-61-133388 ist ein Verfahren offenbart, bei dem eine Probe nach dem Plasmaätzen zu einer Wärmebehandlungskammer transferiert wird, in der heiße Luft auf sie geblasen wird, um korrosive Verbindungen zu entfernen. Danach wird die Probe mit Wasser gewaschen und getrocknet.
  • Die Anmelder dieser Erfindung haben herausgefunden, daß bei diesen bekannten Techniken das Problem auftritt, daß, zumindest für bestimmte Probenarten, keine ausreichende Korrosionsschutzwirkung erhalten werden kann.
  • Beispielsweise wird angenommen, daß die vorstehend beschriebenen Techniken in manchen Fällen für einen Korrosionsschutz eines einzelnen Metallfilms in der Art eines Aluminium-(Al)-Verdrahtungsfilms wirksam sind. Sie sind jedoch nicht in der Lage, eine ausreichende Korrosionsschutzwirkung nach dem Ätzen einer Probe mit Metallen, die unterschiedliche Ionisationsneigungen aufweisen, wie Filmen von Al, Cu, W, Ti, Mo usw. und ihren Legierungen oder Laminaten, bereitzustellen.
  • Bei dem erheblichen Fortschritt in der Miniaturisierung, der in den letzten Jahren gemacht wurde, wurden Verdrahtungsfilme immer weiter miniaturisiert, und ein Al-Cu-Si-Legierungsfilm mit einem Cu-Gehalt von einigen Prozent an Stelle des herkömmlichen Al-Si-Legierungsfilms und eine Laminatstruktur des Al-Cu-Si-Legierungsfilms und eines Refraktärmetallfilms in der Art eines Titanwolfram-(TiW)-, Titannitrid-(TiN)- und Molybdänsilicium-(MoSi)-Films zum Verringern des Kontaktwiderstands haben weite Anwendung als Verdrahtungsfilm gewonnen, um einen Durchbruch infolge von Elektromigration und einer Spannungsmigration zu verhindern. Bei einer solchen Verdrahtungsfilmstruktur sind die Ionisationsneigungen von Al und Cu, W, Ti, Mo oder dergleichen verschieden, so daß sich infolge von Wasserkomponenten als Medium eine Art einer Batteriewirkung entwickelt und die Korrosion des Verdrahtungsfilms durch sogenannte "elektrolytische Korrosion" beschleunigt wird. Selbst dann, wenn durch Ätzen erzeugte korrosive Materialien unter Verwendung eines Plasmas bei einer hohen Temperatur von 200°C oder darüber entfernt werden, tritt infolge der Wirkung von Feuchtigkeit auf restlichen korrosiven Verbindungen innerhalb einiger Minuten oder mehrerer Stunden nach dem Entnehmen der Probe und dem Einwirken der Atmosphäre Korrosion auf.
  • In WO-A-84/01084 ist eine Behandlungsvorrichtung mit aufeinanderfolgenden Prozeßkammern offenbart, und in US-A-4 487 678 ist eine Trockenätzvorrichtung mit einer Ätzkammer und einer Nachbehandlungskammer offenbart.
  • In EP-A-0 187 249 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen von Halbleitervorrichtungen mit einer Ätzkammer und einer Wärmebehandlungskammer dargestellt.
  • In US-A-4 680 086 ist eine Vorrichtung zum Trockenätzen von Wafern in einer ersten und einer zweiten Trockenätzkammer offenbart.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Probenbehandlungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Korrosion einer Probe nach dem Ätzen unabhängig von der Art der Probe ausreichend verhindern kann.
  • Die Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Behandeln von Proben nach Anspruch 1 vor.
  • Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Bilden eines Plasmas in der ersten Kammer eine Mikrowellen-Plasmaätzvorrichtung mit Magnetfeld und die Einrichtung zum Bilden eines Plasmas in der zweiten Kammer eine Mikrowellen-Plasmaätzvorrichtung ohne Magnetfeld.
  • Die Vorrichtung kann eine erste und eine zweite Einheit aufweisen, die voneinander trennbar sind. Die erste Einheit weist die Plasmaätzeinrichtung und die Einrichtung zur Plasmabehandlung auf, während die zweite Einheit die Einrichtung zum In-Kontakt-Bringen mit der Flüssigkeit und die Trocknungseinrichtung aufweist. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Einrichtung zum Transferieren einer Probe von der ersten Einheit zu der zweiten Einheit auf, die vorzugsweise an der zweiten Einheit angebracht ist.
  • Vorzugsweise befinden sich die Probenaufnahmestation zum Aufnehmen zu behandelnder Proben und eine Probenabgabestation zum Abgeben von Proben nach der Behandlung auf derselben Seite der Vorrichtung.
  • In dieser Beschreibung wird der Bequemlichkeit halber der Plasmabehandlungsschritt nach dem Ätzen als Nachbehandlung, der Flüssigkeitsbehandlungsschritt als Naßbehandlung und der Trocknungsschritt als Trockenbehandlung bezeichnet.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Probe daher unter Verwendung eines Plasmas geätzt. Nach dem Ätzen wird die Probe durch eine Plasma-Nachbehandlungseinrichtung unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck nachbehandelt. Die von der Plasma-Nachbehandlungseinrichtung nachbehandelte Probe wird durch die Naßbehandlungseinrichtung naßbehandelt. Die naßbehandelte Probe wird durch die Trockenbehandlungseinrichtung trockenbehandelt. Weil sowohl eine Nachbehandlung unter Verwendung eines Plasmas als auch eine Naßbehandlung ausgeführt werden, können die durch das Ätzen auftretenden korrosiven Materialien in ausreichendem Maße von der geätzten Probe entfernt werden. Selbst wenn die geätzte Probe beispielsweise in die Außenluft entnommen wird, kann ihre Korrosion daher, unabhängig von der Art der Probe, in ausreichendem Maße verhindert werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand eines nicht einschränkenden Beispiels mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beschrieben, wobei:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Probenbehandlungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • 2 eine schematische Draufsicht der Vorrichtung aus 1 ist,
  • 3 eine schematische Längs-Seitenansicht der in 2 dargestellten Vorrichtung ist,
  • die 4A–4G Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise eines Teils der Vorrichtung aus den 2 und 3 zeigen,
  • die 5A und 5B Einzelheiten des Aufbaus und der Arbeitsweise eines zweiten Teils der Vorrichtung aus den 2 und 3 zeigen,
  • 6 eine Schnittansicht eines Beispiels einer Probe ist,
  • 7 eine perspektivische Ansicht ist, in der ein Beispiel des Auftretens von Korrosion dargestellt ist,
  • 8 ein Diagramm ist, in dem die Beziehung zwischen Behandlungsmodi nach dem Ätzen und der Zeit bis zum Auftreten von Korrosion dargestellt ist, und
  • 9 ein Blockdiagramm einer Probenbehandlungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • In 1 weist die Probenbehandlungsvorrichtung eine Behandlungsvorrichtung 10 zum Ätzen einer Probe, eine Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20, eine Naßbehandlungsvorrichtung 30 und eine Trockenbehandlungsvorrichtung 40 auf, und sie ist wenigstens mit Einrichtungen 50, 60, 70 zum Transferieren der Probe zwischen diesen Behandlungsvorrichtungen versehen.
  • In 1 wird eine Vorrichtung zum Behandeln, beispielsweise zum Ätzen, der Probe unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck als die Behandlungsvorrichtung 10 verwendet. Beispiele der Plasmaätzvorrichtungen, die verwendet werden können, sind eine Plasmaätzvorrichtung, eine reaktive Sputter-Ätzvorrichtung, eine Mikrowellen-Plasmaätzvorrichtung ohne Magnetfeld, eine Magnetfeld-Mikrowellen-Plasmaätzvorrichtung, eine Elektronenzyklotronresonanz-(ECR)Mikrowellen-Plasmaätzvorrichtung, eine Lichtanregungs-Plasmaätzvorrichtung, eine Neutralteilchen-Ätzvorrichtung und dergleichen. Abgesehen von den vorstehend beschriebenen Vorrichtungen können eine Vorrichtung, welche die Probe naßätzt, und eine Vorrichtung, welche die Probe unter Verwendung eines korrosiven Gases ätzt, verwendet werden.
  • In 1 führt die Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 eine Nachbehandlung der von der Behandlungsvorrichtung 10 behandelten Probe, beispielsweise durch Veraschen, also Entfernen von Photoresist durch Oxidation, aus, wobei ein Plasma unter einem Unterdruck verwendet wird. Beispiele der Veraschungsbehandlungsvorrichtungen, die verwendet werden können, sind eine Plasmaveraschungsvorrichtung, Mikrowellen-Plasmaveraschungsvorrichtungen ohne Magnetfeld und mit Magnetfeld, eine ECR-Mikrowellen-Plasmaσeraschungsvorrichtung, eine Lichtanregungs-Plasmaveraschungsvorrichtung usw.
  • In 1 führt die Naßbehandlungsvorrichtung 30 eine Naßbehandlung der von der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 nachbehandelten Probe aus, wobei es sich beispielsweise um eine Schleuder-Naßbehandlungsvorrichtung handelt. Bei der Schleuder-Naßbehandlungsvorrichtung wird die nachbehandelte Probe beispielsweise einer Schleuderwaschung mit Wasser oder anschließend einer Schleuderwaschung mit chemischen Lösungen und Wasser unterzogen. In diesem Fall wird die chemische Lösung geeigneterweise entsprechend den von der nachbehandelten Probe zu entfernenden Materialien ausgewählt. Eine Schutzgasatmosphäre, beispielsweise aus Stickstoffgas, oder eine natürliche Atmosphäre wird als die Behandlungsatmosphäre verwendet. Manchmal wird in diesem Zustand nach dem Naßbehandeln ein Trockenbehandeln, beispielsweise ein Entfernen von Wasser, vorgenommen.
  • In 1 wird eine Vorrichtung zum Trockenbehandeln der von der Naßbehandlungsvorrichtung 30 naßbehandelten Probe in der Art einer Vorrichtung zum Erwärmen und Trocknen der naßbehandelten Probe oder einer Vorrichtung zum Blasen eines Trockengases auf die naßbehandelte Probe, um sie zu trocknen, als die Trockenbehandlungsvorrichtung 40 verwendet. Eine Stickstoffgasatmosphäre oder eine natürliche Atmosphäre wird als die Behandlungsatmosphäre verwendet.
  • In 1 hat die Probentransfereinrichtung 50 die Funktion, die behandelte Probe zwischen einer Behandlungsstation (nicht dargestellt) der Behandlungsvorrichtung 10 und einer Behandlungsstation (nicht dargestellt) der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 zu transferieren. Die Probentransfereinrichtung 60 hat die Funktion, die nachbehandelte Probe zwischen einer Behandlungsstation (nicht dargestellt) der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 und einer Behandlungsstation (nicht dargestellt) der Naßbehandlungsvorrichtung 30 zu transferieren. Die Probentransfereinrichtung 70 hat die Funktion, die naßbehandelte Probe zwischen einer Behandlungsstation der Naßbehandlungsvorrichtung 30 und einer Behandlungsstation (nicht dargestellt) der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 zu transferieren. Die Probentransfereinrichtung 50 kann die Probe zwischen einer Behandlungsstation der Behandlungsvorrichtung 10 und derjenigen der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 übertragen und empfangen. Die Probentransfereinrichtung 60 kann die Probe zwischen der Behandlungsstation der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 und derjenigen der Naßbehandlungsvorrichtung 30 übertragen und empfangen. Die Probentransfereinrichtung 70 kann die Probe zwischen der Behandlungsstation der Naßbehandlungsvorrichtung 30 und derjenigen der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 übertragen und empfangen. Bekannte Transfereinrichtungen werden als die Probentransfereinrichtungen 50, 60, 70 verwendet. Beispiele von diesen umfassen eine Armbeförderungseinrichtung, die mit Probenfaßelementen versehen ist, welche die Probe aufnehmen und halten und mechanisch, elektrisch oder magnetisch gedreht oder hin- und herbewegt werden, oder die mit Probengreifern oder Probenadsorbern versehen ist, welche die Probe beispielsweise durch elektromagnetische Adsorption oder Vakuumadsorption, an ihrem äußeren Umfangsrand halten, eine Riemenbeförderungseinrichtung mit einem Endlosriemen, der sich zwischen einer Antriebsrolle und einer angetriebenen Rolle ausdehnt, eine Vorrichtung zum Übertragen der Probe durch die Blaskraft eines Gases und dergleichen. Falls die Behandlungsvorrichtung 10 die Vorrichtung ist, die die Probe unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck behandelt, wird die Probentransfereinrichtung 50 so angeordnet, daß die behandelte Probe innerhalb eines Raums mit einem verringerten Druck transferiert werden kann, ohne der Außenluft ausgesetzt zu werden.
  • In diesem Fall sind in 1 die Probentransfereinrichtung 80, die die von der Behandlungsvorrichtung 10 zu behandelnde Probe zu dieser transferiert, und die Probentransfereinrichtung 90 zum Transferieren der von der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 trockenbehandelten Probe beispielsweise zu einer Wiedergewinnungskassette (nicht dargestellt) gezeigt. Zu den Probentransfereinrichtungen 50, 60 analoge Probentransfereinrichtungen werden für diese Probentransfereinrichtungen 80 und 90 verwendet.
  • Falls die Behandlungsvorrichtung 10 in 1 die Probe beispielsweise unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck behandelt, kann die Probenbehandlungsatmosphäre der Behandlungsvorrichtung 10 in Verbindung mit dem Raum, in den die von der Behandlungsvorrichtung 10 zu behandelnde Probe transferiert wird, und dem Raum, in den die behandelte Probe transferiert wird, gebracht werden und davon getrennt werden. Die Probenbehandlungsatmosphäre der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20, der Raum, in den die behandelte Probe transferiert wird, und der Raum, in den die nachbehandelte Probe transferiert wird, können in Verbindung miteinander gebracht werden und voneinander getrennt werden. Der Raum, in den die nachbehandelte Probe transferiert wird, die Proben-Naßbehandlungsatmosphäre der Naßbehandlungsvorrichtung 30, der Raum, in den die naßbehandelte Probe transferiert wird, die Proben-Trockenbehandlungsatmosphäre der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 und der Raum, in den die trockenbehandelte Probe transferiert wird, können in Verbindung miteinander gehalten werden oder in Verbindung miteinander gebracht werden und voneinander getrennt werden.
  • In 1 befindet sich die Behandlungsstation in der Probenbehandlungsatmosphäre der Behandlungsvorrichtung 10. Falls die Probenbehandlungsvorrichtung 10 die Probe unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck behandelt, ist die Behandlungsstation ein Probentisch (nicht dargestellt). Der Probentisch (nicht dargestellt) ist als die Behandlungsstation in jeder von der Behandlungsatmosphäre der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20, der Naßbehandlungsvorrichtung 30 und der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 angeordnet. Eine oder mehrere Proben können auf jedem Probentisch angeordnet sein. In der Behandlungsvorrichtung 10 und in der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung 20 wird jeder Probentisch manchmal als einer der Bestandteile verwendet, der die Probenbehandlungsatmosphäre bildet.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die 2 und 3 erklärt.
  • In den 2 und 3 wird in diesem Fall eine Vorrichtung zum Behandeln der Probe unter Verwendung eines Plasmas unter einem Unterdruck als die Behandlungsvorrichtung verwendet.
  • In den 2 und 3 sind in der oberen Wand einer Pufferkammer 100 vier Öffnungen 101a, 101b, 101c und 101d ausgebildet. Eine Abgasdüse 102a ist an der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet. Eines der Enden eines Abgasrohrs (nicht dargestellt) ist mit der Abgasdüse 102a verbunden, und sein anderes Ende ist mit einem Ansaugstutzen einer Evakuiervorrichtung (nicht dargestellt) in der Art einer Vakuumpumpe verbunden. Die planare Form der Pufferkammer 100 ist im wesentlichen L-förmig. Die Pufferkammer 100 besteht in diesem Fall aus Edelstahl. Wenn die Pufferkammer 100 in einer Draufsicht betrachtet wird, sind die Öffnungen 101a, 101b, 101c von der größeren Seite zur kleineren Seite der L-Form gebildet und ist die Öffnung 101d auf der kleineren Seite der L-Form gebildet. Die Öffnungen 101a–101d weisen zwischen den benachbarten Paaren von ihnen vorbestimmte Zwischenräume auf. Ein Arm 81 ist drehbar innerhalb der Pufferkammer 100 angeordnet. Der Arm 81 kann sich in einer Ebene in der Pufferkammer 100 drehen. Ein Probenaufnahmeelement 82 ist am drehbaren Ende des Arms 81 angeordnet. Das Probenaufnahmeelement 82 weist in einer Ebene gegenüberstehende geformte Elemente auf. Die Umlaufbahn, die im wesentlichen im Zentrum des Probenaufnahmeelements 82 liegt, ist so angeordnet, daß sie im wesentlichen dem Zentrum jeder Öffnung 101a, 101b entspricht. Mit anderen Worten ist der Stütz-Drehpunkt des Arms 81 so positioniert, daß in etwa das Zentrum des Probenaufnahmeelements 82 die vorstehend beschriebene Umlaufbahn beschreibt. Der Stütz-Drehpunkt des Arms 81 ist am oberen Ende einer Drehachse 83 angeordnet, deren oberes Ende an dieser Position in die Pufferkammer 100 vorsteht, deren unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht und die drehbar an der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet ist, während die Luftdichtigkeit aufrechterhalten wird. Das untere Ende der Drehachse 83 ist mit einer Drehantriebseinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die so außerhalb der Pufferkammer 100 angeordnet ist, daß sie der unteren Wand der Pufferkammer 100 entspricht. Ein Arm 51 ist an einer Position, die von derjenigen des Arms 81 verschieden ist und auf der entgegengesetzten Seite des Probenwegs liegt, drehbar in der Pufferkammer 100 angeordnet. Der Arm 51 kann sich in der gleichen Ebene wie der Arm 81 in der Pufferkammer 100 drehen. Ein Probenaufnahmeelement 52 befindet sich am Drehende des Arms 51. Die planare Form des Probenaufnahmeelements 52 gleicht im wesentlichen derjenigen des Probenaufnahmeelements 82. Der Arm 51 ist so angeordnet, daß die Umlaufbahn im Zentrum des Probenaufnahmeelements 52 im wesentlichen der Mitte jeder Öffnung 101b, 101c, 101d entspricht. Mit anderen Worten befindet sich der Stütz-Drehpunkt des Arms 51 in etwa an einer Position, an der das Zentrum des Probenaufnahmeelements 52 die vorstehend beschriebene Umlaufbahn beschreibt. Der Stütz-Drehpunkt des Arms 51 befindet sich am oberen Ende einer Drehachse 53, die drehbar an der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet ist, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten wird, wobei ihr oberes Ende an dieser Position in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht. Das untere Ende der Drehachse 53 ist mit einer Antriebsachse der Drehantriebseinrichtung verbunden, welche sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß sie der unteren Wand der Pufferkammer 100 entspricht, wobei es sich beispielsweise um eine Antriebsachse eines Motors 54 handelt.
  • In 3 sind ein Probentisch 110 und ein Abdeckelement 111 so angeordnet, daß sich die Öffnung 101a zwischen ihnen befindet. Der Probentisch 110 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Die planare Form und Größe des Probentisches 100 sind derart, daß sie die Öffnung 101a schließen können. Der Probentisch 110 befindet sich innerhalb der Pufferkammer 100, so daß er die Öffnung 101a öffnen und schließen kann und in diesem Fall nach oben und nach unten bewegt werden kann.
  • Das Zentrum einer Hebeachse 112 befindet sich in der Mitte der Öffnung 101a, wobei ihr oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus dieser vorsteht und sich so an der unteren Wand der Pufferkammer 100 befindet, daß sie nach oben und nach unten bewegt werden kann, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten werden kann. Der Probentisch 110 ist am oberen Ende der Hebeachse 112 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei seine Probenanordnungsfläche die obere Fläche ist. Das untere Ende der Hebeachse 112 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Zylinderstabs eines Zylinders 113 verbunden, der sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß er der unteren Wand von dieser entspricht. Ein Dichtungsring (nicht dargestellt) ist um den Außenrand der oberen Fläche des Probentisches 110 oder der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100, die dieser entgegengesetzt ist, also an der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101a angeordnet.
  • Ein Probenüberführungselement (nicht dargestellt) befindet sich am Probentisch 110. Das Probenüberführungselement ist so angeordnet, daß es sich zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 110 und einer Position, die von der Öffnung 101a nach außen vorsteht, wenn die Öffnung 101a durch den Probentisch 110 geschlossen ist, nach oben und nach unten bewegen kann. Die planare Form und die Größe des Abdeckelements 111 sind derart, daß es die Öffnung 101a schließen kann. Das Abdeckelement 111 befindet sich außerhalb der Pufferkammer 100, so daß es die Öffnung 101a öffnen und schließen kann, und es ist in diesem Fall nach oben und nach unten bewegbar. In diesem Fall befindet sich eine Hebeachse 114 außerhalb der Pufferkammer 100, wobei sie nach oben und nach unten beweglich ist und im wesentlichen mit der Hebeachse 112 übereinstimmt. Das Abdeckelement 111 ist am unteren Ende der Hebeachse 114 im wesentlichen horizontal angeordnet. Das obere Ende der Hebeachse 114 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders 115 verbunden, der sich oberhalb des Abdeckelements 111 außerhalb der Pufferkammer 100 befindet.
  • Ein Dichtungsring (nicht dargestellt) ist um den Außenrand der unteren Fläche des Abdeckelements 111 oder der Außenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100, die der vorstehenden entgegengesetzt ist, oder mit anderen Worten um die Außenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101a angeordnet. Der Probentisch 110 und das Abdeckelement 111 sind demgemäß Tore eines Lufteintrittssperre der Pufferkammer 100.
  • Ein Entladungsrohr 11, das in diesem Fall im wesentlichen halbkugelförmig ist, ist wie dargestellt hermetisch an der oberen Wand der Pufferkammer 100 in 3 angeordnet. Die Form und die Größe der Öffnung des Entladungsrohrs 11 gleichen im wesentlichen denen der Öffnung 101b, und die Öffnung des Entladungsrohrs 11 stimmt im wesentlichen mit der Öffnung 101b überein. Das Entladungsrohr 11 besteht aus einem elektrischen Isolator, wie Quarz. Ein Wellenleiter 12a befindet sich außerhalb des Entladungsrohrs 11 und umgibt dieses. Ein Magnetron 13 als eine Mikrowellen-Oszillationseinrichtung und der Wellenleiter 12a sind durch einen Wellenleiter 12b miteinander verbunden. Die Wellenleiter 12a und 12b besteht aus einem elektrischen Leiter. Der Wellenleiter 12b weist einen Isolator 12c und eine Leistungsüberwachungseinrichtung 12d auf. Eine Magnetspule 14 als Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung befindet sich außerhalb des Wellenleiters 12b und um diesen herum.
  • Ein Probentisch 15 ist innerhalb des in der Pufferkammer 100 und dem Entladungsrohr 11 definierten Raums nach oben und nach unten bewegbar angeordnet. Die Hebeachse 16 stimmt in diesem Fall im wesentlichen mit der Achse des Entladungsrohrs 11 überein. Die Hebeachse 16 ist an der unteren Wand der Pufferkammer 100 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten wird.
  • Weitere Einzelheiten dieses Teils der Vorrichtung sind in den 5A und 5B angegeben, die auch betrachtet werden sollten.
  • Der Probentisch 15 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Die planare Form und die Größe des Probentisches 15 sind derart, daß er durch die Öffnung 101b hindurchtreten kann. Der Probentisch 15 ist am oberen Ende der Hebeachse 16 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei seine Probenanordnungsfläche seine obere Fläche ist. Das untere Ende der Hebeachse 16 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders (nicht dargestellt) verbunden, der sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß er der unteren Wand von dieser entspricht. In diesem Fall ist der untere Endabschnitt der Hebeachse 16 mit einer Vorspannungsquelle, beispielsweise einer Hochfrequenz-Leistungsquelle 18, verbunden. Die Hochfrequenz-Leistungsquelle 18 befindet sich außerhalb der Pufferkammer 100 und ist geerdet. In diesem Fall befinden sich der Probentisch 15 und die Hebeachse 16 in einem elektrisch verbundenen Zustand, die Pufferkammer 100 und die Hebeachse 16 sind jedoch elektrisch isoliert.
  • Ein Probenüberführungselement 15a (5A) befindet sich auf dem Probentisch 15. Das Probenüberführungselement 15a befindet sich an einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 15 und ist so angeordnet, daß es in Bezug auf die Probenaufnahmeelemente 82, 52 nach oben und nach unten bewegt werden kann, wenn die Probenanordnungsfläche des Probentisches 15 unter das Probenaufnahmeelement 82 des Arms 81 und das Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 bewegt wird.
  • Der Probentisch 15 weist eine Einrichtung zum Regeln der Temperatur auf. Ein Wärmemedium-Strömungsweg ist Beispielsweise innerhalb des Probentisches 15 festgelegt, und ein Kühlmedium, wie Kühlwasser, Flüssigammonium, Flüssigstickstoff oder dergleichen, oder ein Heizmedium, wie Heizgas, wird dem Strömungsweg zugeführt. Eine Wärmeerzeugungseinrichtung in der Art einer Heizung befindet sich auf dem Probentisch 15.
  • Flansche 120 und 121 sind um den Probentisch 15 und die Hebeachse 16 innerhalb der Pufferkammer 100 angeordnet. Der Innendurchmesser und die Form jedes Flansches 120, 121 stimmen im wesentlichen mit denen der Öffnung 101b überein. Der Flansch 120 ist luftdicht an der Innenfläche der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet, wobei die Hebeachse 16 im wesentlichen in ihrem Zentrum liegt. Der Flansch 121 liegt dem Flansch 120 gegenüber. Metallbälge 122 als ausdehnbare und zusammenziehbare Unterbrechungseinrichtungen überbrücken diese Flansche 120 und 121.
  • Eine Hebeachse 122a ist nach oben und nach unten beweglich angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten wird. Der Flansch 121 ist mit dem oberen Ende der Hebeachse verbunden. Das untere Ende der Hebeachse ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders (nicht dargestellt) verbunden, der sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß er der unteren Wand der Pufferkammer 100 entspricht.
  • Ein Dichtungsring ist an der oberen Fläche des Flansches 121 oder der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100, der erstgenannten entgegengesetzt, oder mit anderen Worten an der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101b angeordnet.
  • Eine Abgasdüse 102b befindet sich an der unteren Wand der Pufferkammer 100 weiter innen als der Flansch 120. Eines der Enden eines Abgasrohrs (nicht dargestellt) ist mit der Abgasdüse 102b verbunden, und sein anderes Ende ist mit dem Ansaugstutzen einer Evakuiervorrichtung (nicht dargestellt) in der Art einer Vakuumpumpe verbunden. Ein Schaltventil (nicht dargestellt) und ein Druckregelventil, beispielsweise mit einem veränderlichen Widerstandswert (nicht dargestellt) sind im Abgasrohr angeordnet. Eines der Enden eines Gaseinleitungsrohrs (nicht dargestellt) ist mit einer Behandlungsgasquelle (nicht dargestellt) verbunden, und das andere Ende öffnet sich in das Entladungsrohr 11 oder dergleichen. Ein Schaltventil und ein Gasströmungsratenregler (nicht dargestellt) sind im Gaseinleitungsrohr angeordnet.
  • In 3 ist die Plasma-Nachbehandlungskammer 21 hermetisch an der oberen Wand der Pufferkammer 100 angeordnet. Die Form und die Größe der Öffnung der Plasma-Nachbehandlungskammer 21 stimmen im wesentlichen mit jenen der Öffnung 101c überein, und die Öffnung der Plasma-Nachbehandlungskammer 21 stimmt im wesentlichen mit der Öffnung 101c überein. Ein Probentisch 22 ist in dem vom Inneren der Pufferkammer 100 definierten Raum und demjenigen der Plasma-Nachbehandlungskammer 21 angeordnet. In diesem Fall stimmt eine Trägerachse 23 mit der Achse der Plasma- Nachbehandlungskammer 21 überein. Sie ist an der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht, während innerhalb der Pufferkammer 100 die Luftdichtigkeit aufrechterhalten wird.
  • Der Probentisch 22 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Die planare Form und die Größe des Probentisches 22 sind in diesem Fall kleiner als jene der Öffnung 101c. Der Probentisch 22 ist am oberen Ende der Trägerachse 23 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei seine Probenanordnungsfläche die obere Fläche ist. Die Probenanordnungsfläche des Probentisches 22 befindet sich unterhalb des Probenaufnahmeelements 52 des Arms 51.
  • Ein Probenüberführungselement (nicht dargestellt) befindet sich auf dem Probentisch 22. Mit anderen Worten ist das Probenüberführungselement zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 22 und einer Position oberhalb des Probenaufnahmeelements 52 des Arms 51 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet.
  • Flansche 125 und 126 befinden sich außerhalb des Probentisches 22 und der Trägerachse 23, jedoch innerhalb der Pufferkammer 100. Der Innendurchmesser und die Form jedes Flansches 125, 126 stimmen im wesentlichen mit jenen der Öffnung 101c überein. Der Flansch 125 ist an der Innenfläche der unteren Wand der Pufferkammer 100 im wesentlichen koaxial mit der Trägerachse 23 hermetisch angeordnet. Der Flansch 126 steht dem Flansch 125 gegenüber. Metallbälge als ausdehnbare und zusammenziehbare Unterbrechungseinrichtungen überbrücken diese Flansche 125 und 126. Eine Hebeachse (nicht dargestellt) ist an der unteren Wand der Pufferkammer 100 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten wird.
  • Der Flansch 126 ist mit dem oberen Ende der Hebeachse verbunden. Das untere Ende der Hebeachse ist mit der Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders (nicht dargestellt) verbunden, der sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß er der unteren Wand der Pufferkammer 100 entspricht. Ein Dichtungsring (nicht dargestellt) ist an der oberen Fläche des Flansches 126 oder der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 der oberen Fläche des Flansches 126 entgegengesetzt angeordnet oder mit anderen Worten an der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101c angeordnet. Eine Abgasdüse 102c ist an der unteren Wand der Pufferkammer 100 angeordnet, die sich weiter innen als der Flansch 125 befindet. Eines der Enden eines Abgasrohrs (nicht dargestellt) ist mit der Abgasdüse 102c verbunden, und sein anderes Ende ist mit dem Ansaugstutzen einer Evakuiervorrichtung (nicht dargestellt) in der Art einer Vakuumpumpe verbunden.
  • In 3 sind ein Probentisch 130 und ein Abdeckelement 131 so angeordnet, daß sich die Öffnung 101d zwischen ihnen befindet. Dieser Teil der Vorrichtung und seine Arbeitsweise sind in den 4A–G in näheren Einzelheften dargestellt, auf die auch Bezug genommen werden sollte. Der Probentisch 130 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Die planare Form und die Größe des Probentisches 130 sind derart, daß der Probentisch 130 die Öffnung 101d in ausreichendem Maße schließen kann. Der Probentisch 130 ist in diesem Fall innerhalb der Pufferkammer 100, nach oben und nach unten bewegbar angeordnet, so daß er die Öffnung 101d öffnen und schließen kann. In diesem Fall ist eine Hebeachse 132 an der unteren Wand der Pufferkammer 100 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet, wobei sein oberes Ende in die Pufferkammer 100 vorsteht und sein unteres Ende aus der Pufferkammer 100 vorsteht, während die Luftdichtigkeit innerhalb der Pufferkammer 100 aufrechterhalten wird. Der Probentisch 130 ist im wesentlichen horizontal am oberen Ende der Hebeachse 132 angeordnet, wobei seine Probenanordnungsfläche die obere Fläche ist. Das untere Ende der Hebeachse 132 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders 133 verbunden, der sich außerhalb der Pufferkammer 100 befindet, so daß er der unteren Wand der Pufferkammer 100 entspricht.
  • Ein Dichtungsring ist um den äußeren Umfangsrand der oberen Fläche des Probentisches 130 (wie dargestellt) oder die Innenseite der oberen Wand der Pufferkammer 100 gegenüber dem äußeren Umfangsrand, also an der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101d angeordnet. Ein Probenüberführungselement 130a ist am Probentisch 130 angeordnet. Es ist zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 130 und einer von der Öffnung 101d nach außen vorstehenden Position in dem Zustand, in dem die Öffnung 101d durch den Probentisch 130 geschlossen ist, nach oben und nach unten bewegbar angeordnet.
  • Die planare Form und die Größe eines Abdeckelements 131 sind derart, daß das Abdeckelement 131 die Öffnung 101d öffnen und schließen kann. Es ist in diesem Fall außerhalb der Pufferkammer 100 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet. Eine Hebeachse 134 in diesem Fall stimmt im wesentlichen mit der Hebeachse 132 überein. Die Hebeachse 134 ist außerhalb der Pufferkammer 100 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet. Das Abdeckelement 131 ist am unteren Ende der Hebeachse 134 im wesentlichen horizontal angeordnet. Das obere Ende der Hebeachse 134 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung in der Art eines Stabs eines Zylinders 135 verbunden, der sich an einer Position oberhalb des Abdeckelements 131 außerhalb der Pufferkammer 100 befindet. Ein Dichtungsring ist um den äußeren Umfangsrand der unteren Fläche des Abdeckelements 131 (wie dargestellt) oder der äußeren Fläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 gegenüber diesem, also an der Außenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 um die Öffnung 101d angeordnet. Der Probentisch 130 und das Abdeckelement 131 bilden auf diese Weise Tore einer Lufteintrittssperre für die Pufferkammer 100.
  • Ein Kassettentisch 140 ist derart nach oben und nach unten beweglich angeordnet, daß er der Seitenfläche der L-förmigen größeren Seite der Pufferkammer 100 außerhalb von dieser entspricht. Eine Führung 141 ist außerhalb der Pufferkammer 100 so angeordnet, daß sie linear entlang der Seitenfläche der L-förmigen größeren Seite in ihrer Querrichtung verläuft. Der Rand dieser Führung 141 auf der Seite des Kassettentisches 140 verläuft so, daß er in diesem Fall der Mitte des Kassettentisches 140 entspricht. Ein Arm 142 ist in diesem Fall ein lineares Element, und eines seiner Enden ist derart an der Führung 141 angeordnet, daß es sich hin- und herbewegen kann, während es von der Führung 141 geführt wird. Ein Probenüberführungselement 143 befindet sich am anderen Ende des Arms 142. Der Kassettentisch 140 ist im wesentlichen horizontal am oberen Ende einer Hebeachse 144 angeordnet, wobei die Kassettenanordnungsfläche seine obere Fläche ist. Das untere Ende der Hebeachse 144 ist mit einer Hebeantriebseinrichtung 145 verbunden.
  • Die Naßbehandlungskammer 31, die Trockenbehandlungskammer 41 und eine Probenwiedergewinnungskammer 150 sind in diesem Fall außerhalb der Pufferkammer 100 angeordnet. Sie bilden eine Einheit, die mit der Pufferkammereinheit verbindbar und davon trennbar ist. Die Naßbehandlungskammer 31, die Trockenbehandlungskammer 41 und die Probenwiedergewinnungskammer 150 sind in diesem Fall entlang den Seitenwänden auf der Seite der Öffnungen 101c, 101d der Pufferkammer 100 der Reihe nach ausgerichtet. Unter ihnen ist die Naßbehandlungskammer 31 an der der Öffnung 101d nächstgelegenen Position angeordnet.
  • Ein Probentisch 32, befindet sich innerhalb der Naßbehandlungskammer 31. Eine Trägerachse 33 ist drehbar an der unteren Wand der Naßbehandlungskammer 31 angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Naßbehandlungskammer 31 vorsteht und ihr unteres Ende aus der Naßbehandlungskammer 31 vorsteht, so daß in diesem Fall die Luftdichtigkeit und die Wasserdichtigkeit innerhalb der Naßbehandlungskammer 31 aufrechterhalten werden. Das untere Ende der Trägerachse 33 ist beispielsweise mit einer Drehachse eines Motors (nicht dargestellt) als eine Drehantriebseinrichtung verbunden.
  • Der Probentisch 32 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Der Probentisch 32 ist am oberen Ende der Trägerachse 33 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei die Probenanordnungsfläche seine obere Fläche ist. Die Probenanordnungsfläche des Probentisches 32 befindet sich unterhalb eines Probenaufnahmeelements 52 eines Arms 51.
  • Der Probentisch 32 ist mit einem Probenüberführungselement (nicht dargestellt) versehen. Das Probenüberführungselement ist zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 32 und einer Position oberhalb des Probenaufnahmeelements 52 des Arms 61 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet. Ein Behandlungsflüssigkeits-Zufuhrrohr (nicht dargestellt) befindet sich innerhalb der Naßbehandlungskammer 31, so daß es der Probenanordnungsfläche des Probentisches 32 eine Behandlungslösung zuführen kann. Eine Behandlungslösungs-Zufuhrvorrichtung (nicht dargestellt) befindet sich außerhalb der Naßbehandlungskammer 31. Das Behandlungslösungs-Zufuhrrohr ist mit dieser Behandlungslösungs-Zufuhrvorrichtung verbunden. Ein Abfallflüssigkeits-Abführrohr (nicht dargestellt) ist mit der Naßbehandlungskammer 31 verbunden. In diesem Fall ist eine Schutzgas-Einleitungseinrichtung (nicht dargestellt) zum Einleiten eines Schutzgases, wie Stickstoffgas, in die Naßbehandlungskammer 31 bereitgestellt.
  • In den 2 und 3 ist der Arm 61 drehbar angebracht, so daß er den Probentischen 130 und 32 entspricht. Der Arm 61 kann in der gleichen Ebene außerhalb der Pufferkammer 100 gedreht werden. Das Probenaufnahmeelement 62 befindet sich am drehbaren Ende des Arms 61. Die planare Form des Probenaufnahmeelements 62 gleicht im wesentlichen derjenigen der Probenaufnahmeelemente 52 und 82. Der Arm 61 ist so angeordnet, daß die Umlaufbahn des Zentrums des Probenaufnahmeelements 62 im wesentlichen den jeweiligen Zentren der Probentische 130 und 32 entspricht. Mit anderen Worten befindet sich der Stütz-Drehpunkt des Arms 61 in etwa an einer Position, an der das Zentrum des Probenaufnahmeelements 62 die vorstehend beschriebene Umlaufbahn beschreibt.
  • Der Stütz-Drehpunkt des Arms 61 befindet sich am oberen Ende der Drehachse 63 drehbar außerhalb der Pufferkammer 100 und außerhalb der Naßbehandlungskammer 31. Das untere Ende der Drehachse 63 ist mit der Antriebsachse eines Motors 64 als Beispiel einer Drehantriebseinrichtung verbunden. Eine Öffnung 34 ist in die Seitenwand der Naßbehandlungskammer 31 gebohrt, und sie entspricht den Drehzonen des Arms 61 und des Probenaufnahmeelements 62. Die Größe und die Position der Öffnung 34 sind derart, daß sie nicht die Eintritts- und Austrittsvorgänge des Arms 61 und des Probenaufnahmeelements 62 in bezug auf die Naßbehandlungskammer 31 verhindern. Die Öffnung 34 kann in diesem Fall durch eine Schalteinrichtung (nicht dargestellt) geöffnet und geschlossen werden.
  • Ein Probentisch 42 befindet sich innerhalb der Trockenbehandlungskammer 41. Der Probentisch 42 weist an seiner Oberfläche eine Probenanordnungsfläche auf. Sie ist an der unteren Wand der Trockenbehandlungskammer 41 im wesentlichen horizontal angeordnet. Eine Heizung 43 wird in diesem Fall als Heizeinrichtung verwendet. Die Heizung 43 ist derart auf der Rückseite des Probentisches 42 angeordnet, daß sie den Probentisch 42 erwärmen kann. Sie ist mit einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) verbunden.
  • Die Probenanordnungsfläche des Probentisches 42 befindet sich unterhalb eines Probenaufnahmeelements 72 eines Arms 71. Ein Probenüberführungselement (nicht dargestellt) befindet sich auf dem Probentisch 42. Mit anderen Worten ist das Probenüberführungselement zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 42 und einer Position oberhalb des Probenaufnahmeelements 72 des Arms 71 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet. In diesem Fall ist das Probenüberführungselement auch in der Lage, sich zwischen einer Position unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 32 und einer Position oberhalb des Probenaufnahmeelements 72 des Arms 71 nach oben und nach unten zu bewegen. In diesem Fall ist eine Schutzgas-Einleitungseinrichtung (nicht dargestellt) zum Einleiten eines Schutzgases, wie Stickstoffgas, in die Trockenbehandlungskammer 41 bereitgestellt.
  • Ein Kassettentisch 151 befindet sich innerhalb einer Probenwiedergewinnungskammer 150. Eine Hebeachse 152 ist an der unteren Wand der Probenwiedergewinnungskammer 150 nach oben und nach unten bewegbar angeordnet, wobei ihr oberes Ende in die Probenwiedergewinnungskammer vorsteht und ihr unteres Ende aus der Probenwiedergewinnungskammer 150 vorsteht. Der Kassettentisch 151 ist am oberen Ende der Hebeachse 152 im wesentlichen horizontal angeordnet, wobei seine Kassettenanordnungsfläche die untere Fläche ist. Das untere Ende der Hebeachse 152 befindet sich auf der Hebeantriebseinrichtung 153. In diesem Fall ist eine Schutzgas-Einleitungseinrichtung (nicht dargestellt) zum Einleiten eines Schutzgases, wie Stickstoffgas, in die Probenwiedergewinnungskammer 150 angeordnet.
  • In 2 ist eine Führung 73 entlang der Innenwandfläche von jeder von der Naßbehandlungskammer 31, der Trockenbehandlungskammer 41 und der Probenwiedergewinnungskammer 150 angeordnet. Die Führung 73 weist eine lineare Form auf. Mit anderen Worten ist die Linie, die durch die Mitten der Probentische 32, 42 und des Kassettentisches 151 verläuft, eine Gerade, und die Führung 73 ist im wesentlichen parallel zu dieser Linie angeordnet. Der Arm 71 ist in diesem Fall ein lineares Element, und eines seiner Enden befindet sich hin- und herbewegbar an der Führung 73, während es von der Führung 73 geführt wird. Ein Probenaufnahmeelement 72 befindet sich am anderen Ende des Arms 71.
  • Öffnungen (nicht dargestellt) sind an den Seitenwänden der Naßbehandlungskammer 31, der Trockenbehandlungskammer 41 und der Probenwiedergewinnungskammer 150 entsprechend den Hin- und Herbewegungszonen des Arms 71 bzw. des Probenaufnahmeelements 72 angeordnet, so daß nicht verhindert wird, daß der Arm 71 und das Probenaufnahmeelement 72 in die Naßbehandlungskammer 31, die Trockenbehandlungskammer 41 bzw. die Probenwiedergewinnungskammer 150 gelangen. Diese Öffnungen können durch eine Schalteinrichtung (nicht dargestellt) geöffnet bzw. geschlossen werden. Eine Öffnung zum Laden und Entladen einer Kassette und eine Tür (nicht dargestellt) sind in der Probenwiedergewinnungskammer 150 angeordnet.
  • Eine Kassette 160 befindet sich an einem Kassettentisch 140. Sie kann mehrere Proben 170 aufnehmen, die in Längsrichtung nacheinander angeordnet sind, und eine ihrer Seitenflächen ist offen, um die Proben 170 aus der Kassette 160 entnehmen zu können. Die Kassette 160 ist so auf dem Kassettentisch 140 angeordnet, daß ihre Probenentnahme-Seitenfläche der Öffnung 101a zugewandt ist. Der Kassettentisch 140, der die Kassette 160 trägt, wird, beispielsweise in diesem Zustand, herunterbewegt. Die Abwärtsbewegung des Kassettentisches 140 wird an der Position angehalten, an der die an der untersten Stufe der Kassette 160 gespeicherte Probe 170 von dem Probenaufnahmeelement 143 aufgenommen werden kann.
  • Diese Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
  • Die Öffnungen 101a und 101d sind durch die Probentische 110 bzw. 130 geschlossen, und wenn eine Evakuiervorrichtung in diesem Zustand betätigt wird, wird das Innere der Pufferkammer 100 auf einen vorbestimmten Druck evakuiert. Danach wird das Abdeckelement 111 nach oben bewegt, und seine Aufwärtsbewegung wird an der Position angehalten, an der das Probenaufnahmeelement 143 zum Aufnehmen der Probe 170 nicht daran gehindert wird, die Öffnung 101a zu erreichen. Der Arm 142 wird in diesem Zustand zur Kassette 160 bewegt, und diese Bewegung wird an der Position angehalten, an der das Probenaufnahmeelement 143 beispielsweise der Rückseite der an der untersten Stufe der Kassette 160 gespeicherten Probe 170 entspricht. Danach wird die Kassette 160 um die Strecke nach oben bewegt, bei der das Probenaufnahmeelement 143 die Probe 170 aufnehmen kann. Auf diese Weise wird die Probe 170 auf ihrer Rückseite durch das Probenaufnahmeelement 143 aufgenommen und zum Probenaufnahmeelement 143 übertragen.
  • Wenn das Probenaufnahmeelement 143 die Probe 170 empfängt, wird der Arm 142 zur Öffnung 101a hin bewegt. Diese Bewegung des Arms 142 wird an dem Punkt angehalten, an dem das Probenaufnahmeelement 143 mit der Probe 170 die der Öffnung 101a entsprechende Position erreicht. In diesem Zustand wird das Probenüberführungselement des Probentisches 110 nach oben bewegt, so daß die Probe 170 von dem Probenaufnahmeelement 143 zum Probenüberführungselement überführt wird. Danach wird das Probenaufnahmeelement 143 durch die Bewegung des Arms 142 in die Position zurückgezogen, an der es die Abwärtsbewegung des die Probe 170 aufnehmenden Probenüberführungselements nicht verhindert.
  • Danach wird das Probenüberführungselement mit der Probe 170 nach unten bewegt, und die Probe 170 wird vom Probenüberführungselement zum Probentisch 110 überführt und auf seiner Probenanordnungsfläche abgesetzt. Daraufhin wird das Abdeckelement 111 nach unten bewegt. Demgemäß wird die Öffnung 101a durch das Abdeckelement 111 geschlossen, und ihre Verbindung mit der Außenseite wird unterbrochen. Daraufhin wird der Probentisch 110 mit der Probe 170 nach unten bewegt, und diese Abwärtsbewegung wird an dem Punkt angehalten, an dem der Probentisch 110 die Position erreicht, an der die Probe 170 zwischen dem Probenüberführungselement des Probentisches 110 und dem Probenaufnahmeelement 82 des Arms 81 gewechselt werden kann.
  • Der Flansch 121 und der Metallbalg 122 werden von der Achse 122a nach unten bewegt, sofern sie die Drehung des Arms 81 und des Probenaufnahmeelements 82 nicht verhindern, und der Probentisch 15 wird in die Position nach unten bewegt, in der sein Probenüberführungselement 15a und das Probenaufnahmeelement 82 des Arms 81 die Probe 170 zwischen sich wechseln können. In diesem Zustand wird das Probenüberführungselement 15a nach oben bewegt, so daß es die Probe 170 mit dem Probenaufnahmeelement 82 des Arms 81 wechseln kann. Der Arm 81 wird dann in Richtung des Probentisches 110 gedreht, und das Probenaufnahmeelement 82 wird an der Position angeordnet, die der Rückseite der vom Probenüberführungselement des Probentisches 110 gehaltenen Probe 170 entspricht und an der es die Probe 170 aufnehmen kann. In diesem Zustand wird das Probenüberführungselement des Probentisches 110 nach unten bewegt, und die Probe 170 wird zum Probenaufnahmeelement 82 des Arms 81 überführt. Nach dem Aufnehmen der Probe 170 wird das Probenaufnahmeelement 82 in Richtung des Probentisches 15 gedreht, während es sich zwischen dem Flansch 121 und der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 bewegt, während der Arm 81 in Richtung des Probentisches 15 gedreht wird.
  • Der Probentisch 110 wird noch einmal nach oben bewegt, so daß die Öffnung 101a durch den Probentisch 110 geschlossen wird. Die vorstehend beschriebene Drehung des Probenaufnahmeelements 82 wird angehalten, wenn das Probenaufnahmeelement 82 die Position erreicht, an der die Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 82 und dem Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 gewechselt werden kann. Das Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 wird an dieser Stelle nach oben bewegt, so daß die Probe 170 vom Probenaufnahmeelement 82 zum Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 überführt wird. Wenn der Arm 81 danach in die Position zwischen den Öffnungen 101a und 101b gedreht wird, wird das Probenaufnahmeelement 82 in den Bereitschaftszustand versetzt, um die nächste Überführung der Probe zwischen den Probentischen 110 und 15 vorzubereiten.
  • Danach werden der Flansch 121 und der Metallbalg 122 durch die Achse 122a nach oben bewegt, so daß die Verbindung der Pufferkammer 100 im Metallbalg 122 und der Innenseite des Entladungsrohrs 11 mit dem Inneren der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 122 abgeschnitten wird. Wenn die das Probenüberführungselement 15a des die Probe 170 empfangenden Probentisches 15 nach unten bewegt wird, wird die Probe 170 vom Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 zum Probentisch 15 überführt und auf seiner Probenanordnungsfläche angeordnet. Nach dem Aufnehmen der Probe 170 auf seiner Probenanordnungsfläche wird der Probentisch 15 zu einer vorbestimmten Position (siehe 5A) innerhalb des Raums, bei dem die Verbindung mit der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 122 abgeschnitten ist, nach oben bewegt.
  • Ein vorbestimmtes Behandlungsgas wird bei einer vorbestimmten Strömungsrate von der Behandlungsgasquelle in den Raum eingeleitet, in dem die Verbindung mit der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 122 abgeschnitten ist. Ein Teil des in diesen Raum eingeleiteten Behandlungsgases wird durch die Betätigungen der Evakuiervorrichtung und des Ventils mit einem veränderlichen Widerstand aus dem Raum ausgestoßen. Auf diese Weise wird der Druck dieses Raums auf einen vorbestimmten Druck einer Ätzbehandlung geregelt.
  • Das Magnetron 13 oszilliert in diesem Fall bei einer Mikrowellenfrequenz von 2,45 GHz. Die auf diese Weise in Schwingung versetzten Mikrowellen durchlaufen die Wellenleiter 12b und 12a durch den Isolator 12c und die Leistungsüberwachungseinrichtung 12d und werden durch das Entladungsrohr 11 absorbiert, wodurch ein die Mikrowelle enthaltendes Hochfrequenzfeld erzeugt wird. Gleichzeitig wird die Magnetspule 14 betätigt, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Das Behandlungsgas, das in dem Raum vorhanden ist, in dem die Verbindung mit der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 122 abgeschnitten ist, wird durch Zusammenwirken des Mikrowellen-Hochfrequenzfelds und des Magnetfelds in ein Plasma umgewandelt. Die sich auf dem Probentisch 15 befindende Probe 170 wird unter Verwendung dieses Plasmas geätzt.
  • Danach werden der Probentisch 15 und der Flansch 121 nach unten bewegt (5B), und das Probenüberführungselement 15a wird nach oben bewegt.
  • Die Drehung des Probenaufnahmeelements 52 wird an dem Punkt angehalten, an dem das Probenaufnahmeelement 52 die Position erreicht, an der die geätzte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 52 und dem Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 gewechselt werden kann. Das Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 wird in diesem Zustand herunterbewegt, und die geätzte Probe 170 wird vom Probenüberführungselement 15a des Probentisches 15 zum Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 übertragen. Nach dem Aufnehmen der geätzten Probe 170 wird das Probenaufnahmeelement 52 in Richtung des Probentisches 22 gedreht, während es zwischen dem Flansch 121 und der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 entlangläuft, wenn der Arm 51 in Richtung des Probentisches 22 gedreht wird.
  • Eine neue Probe in der Kassette 160 wird durch die vorstehend beschriebenen Operationen auf den Probentisch 15 gelegt, von dem die geätzte Probe 170 entfernt wird. Die auf den Probentisch 15 gelegte neue Probe wird nachfolgend durch die vorstehend beschriebenen Operationen ätzbehandelt.
  • Vor oder während der Drehung des Probenaufnahmeelements 52 mit der geätzten Probe 170 werden der Flansch 126 und der Metallbalg 127 herunterbewegt, damit sie nicht die Drehung des Arms 51 und des Probenaufnahmeelements 52 verhindern. Die Hochfrequenz-Leistungsquelle 18 wird während des Ätzens der Probe 170 betätigt, eine vorbestimmte Hochfrequenzleistung wird durch die Hebeachse 16 auf den Probentisch 15 einwirken gelassen, und eine vorbestimmte Hochfrequenz-Vorspannung wird an die Probe 170 angelegt. Die Probe 170 wird durch den Probentisch 15 auf eine vorbestimmte Temperatur geregelt.
  • Die Operationen des Magnetrons 13, der Magnetspule 14, der Hochfrequenz-Leistungsquelle 18 und dergleichen werden an dem Punkt unterbrochen, an dem das Ätzen der Probe 170 abgeschlossen ist und das Einleiten des Behandlungsgases in den Raum, dessen Verbindung mit dem Inneren der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 122 abgeschnitten ist, unterbrochen ist. Nachdem dieser Raum ausreichend evakuiert wurde, wird das die Evakuiereinrichtung bildende Schaltventil geschlossen. Danach werden der Flansch 121 und der Metallbalg 122 abwärts bewegt, so daß die Drehung des Arms 51 und des Probenaufnahmeelements 52 nicht verhindert wird, und der Probentisch 15 wird in die Position abwärts bewegt, an der sein Probenüberführungselement und das Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 die geätzte Probe 170 wechseln können. Das Probenüberführungselement des Probentisches 15 wird dann nach oben bewegt, so daß es die geätzte Probe 170 mit dem Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 wechseln kann. Wenn der Arm 51 in diesem Zustand in Richtung des Probentisches 15 gedreht wird, läuft das Probenaufnahmeelement 52 zwischen dem Flansch 121 und der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 durch und wird in Richtung des Probentisches 15 gedreht.
  • Das Probenaufnahmeelement 52 mit der geätzten Probe 170 wird in Richtung des Probentisches 22 gedreht, während es zwischen dem Flansch 126 und der Innenfläche der oberen Wand der Pufferkammer 100 durchläuft, wenn der Arm 51 weiter in Richtung des Probentisches 22 gedreht wird. Diese Drehung des Probenaufnahmeelements 52 wird angehalten, wenn das Probenaufnahmeelement 52 die Position erreicht, an der die geätzte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 52 und dem Probenüberführungselement des Probentisches 22 gewechselt werden kann. Das Probenüberführungselement des Probentisches 22 wird in diesem Zustand nach oben bewegt, und die geätzte Probe 170 wird vom Probenaufnahmeelement 52 zum Probenüberführungselement des Probentisches 22 überführt. Danach wird das Probenaufnahmeelement 52 zu der Position zwischen den Öffnungen 101c und 101d gedreht und in den Bereitschaftszustand versetzt.
  • Danach werden der Flansch 126 und der Metallbalg 127 nach oben bewegt, und das Innere der Pufferkammer 100 innerhalb des Metallbalgs 127 und das Innere der Plasma-Nachbehandlungskammer 21 werden von der Verbindung mit dem Inneren der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 127 abgeschnitten. Wenn das die geätzte Probe 170 aufnehmende Probenüberführungselement des Probentisches 22 nach unten bewegt wird, wird die geätzte Probe 170 vom Probenüberführungselement des Probentisches 22 zum Probentisch 22 bewegt und auf der Probenanordnungsfläche des Probentisches 22 abgesetzt.
  • Das Nachbehandlungsgas wird bei einer vorbestimmten Strömungsrate in den Raum eingeleitet, dessen Verbindung mit dem Inneren der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 127 abgeschnitten ist, und ein Teil des Nachbehandlungsgases wird aus diesem Raum ausgestoßen. Auf diese Weise wird der Druck dieses Raums auf einen vorbestimmten Nachbehandlungsdruck geregelt. Danach wird das in diesem Raum existierende Nachbehandlungsgas in diesem Fall durch die Betätigung des die Mikrowellen enthaltenden Hochfrequenzfelds in ein Plasma umgewandelt. Die auf dem Probentisch 22 abgelegte geätzte Probe 170 wird unter Verwendung dieses Plasmas nachbehandelt.
  • Nach Abschluß der Nachbehandlung der geätzten Probe werden das Einleiten des Nachbehandlungsgases in den Raum, der vom Inneren der Pufferkammer 100 außerhalb des Metallbalgs 127 abgeschnitten ist, und das Umwandeln des Nachbehandlungsgases in ein Plasma unterbrochen. Daraufhin werden der Flansch 126 und der Metallbalg 127 nach unten bewegt, so daß sie nicht die Drehung des Arms 51 und des Probenaufnahmeelements 52 verhindern.
  • Das Probenaufnahmeelement 52, das sich zwischen den Öffnungen 101c und 101d im Bereitschaftszustand befindet, wird in die Position gedreht, in der das Anheben der nachbehandelten Probe 170 auf dem Probentisch 22, die über den Probentisch 22 gelaufen ist, nicht verhindert wird. Das Probenüberführungselement des Probentisches 22 wird in diesem Zustand nach oben bewegt, so daß die auf den Probentisch 22 gelegte nachbehandelte Probe 170 zum Probenüberführungs element des Probentisches 22 überführt wird. Wenn der Arm 51 daraufhin in Richtung des Probentisches 22 gedreht wird, wird das Probenaufnahmeelement 52 an der Position angeordnet, an der es die Probe 170 aufnehmen kann, so daß es der Rückseite der vom Probenüberführungselement des Probentisches 22 gehaltenen nachbehandelten Probe 170 entspricht. Das Probenüberführungselement des Probentisches 22 wird in diesem Zustand nach unten bewegt, und die nachbehandelte Probe 170 wird vom Probenüberführungselement des Probentisches 22 zum Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 überführt.
  • Nach dem Aufnehmen der nachbehandelten Probe 170 wird das Probenaufnahmeelement 52 in Richtung des Probentisches 130 gedreht, während es zwischen dem Flansch 126 und der Innenfläche der unteren Wand der Pufferkammer 100 durchläuft, wenn der Arm 51 in Richtung des Probentisches 130 gedreht wird. Nachdem die nachbehandelte Probe 170 entfernt wurde, wird die nächste geätzte Probe auf dem Probentisch 22 angeordnet und dann unter Verwendung eines Plasmas nachbehandelt.
  • Vor oder während der Drehung des Probenaufnahmeelements 52 mit der nachbehandelten Probe 170 wird der Probentisch 130, wie vorstehend beschrieben wurde, in die Position herunterbewegt, an der sein Probenüberführungselement 130a und das Probenaufnahmeelement 52 des Arms 51 die nachbehandelte Probe 170 austauschen können. Die Drehung des Probenaufnahmeelements 52 wird unterbrochen, wenn sie die Position erreicht, an der die nachbehandelte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 52 und dem Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 gewechselt werden kann (4A). Das Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 wird in diesem Zustand nach oben bewegt, so daß die nachbehandelte Probe 170 vom Probenaufnahmeelement 52 zum Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 überführt wird (4B).
  • Wenn der Arm 51 danach in die Position zwischen den Öffnungen 101b und 101c gedreht wird, wird das Proben aufnahmeelement 52 an dieser Position in den Bereitschaftszustand gebracht, um die nächste geätzte Probe zum Probentisch 22 zu transferieren.
  • Nach Empfang der nachbehandelten Probe 170 wird das Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 nach unten bewegt. Dementsprechend wird die nachbehandelte Probe 170 vom Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 zum Probentisch 130 überführt und auf seiner Probenanordnungsfläche abgesetzt (4C). Der Probentisch 130 mit der nachbehandelten Probe 170 wird nach oben bewegt, so daß die Öffnung 101d vom Probentisch 130 luftdicht geschlossen wird (4D). Das Abdeckelement 131 wird in diesem Zustand nach oben bewegt. Das Anheben des Abdeckelements 131 wird unterbrochen, wenn es die Position ( 4E) erreicht, an der das Anheben des Probenüberführungselements 130a des Probentisches 130 nicht verhindert wird und weiterhin nicht verhindert wird, daß das Probenaufnahmeelement 62 des Arms 61 die Position erreicht, an der es die nachbehandelte Probe 170 vom Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 aufnehmen kann. An dieser Stelle wird zuerst das Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 nach oben bewegt. Dementsprechend wird die nachbehandelte Probe 170 vom Probentisch 130 zu seinem Probenüberführungselement 130a überführt (4F).
  • Wenn der Arm 61 als nächstes in Richtung des Probentisches 130 gedreht wird, wird das Probenaufnahmeelement 62 in Richtung des Probentisches 130 gedreht. Diese Drehung des Probenaufnahmeelements 62 wird unterbrochen, wenn es die Position erreicht, an der die nachbehandelte Probe 170 zwischen ihm und dem Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 gewechselt werden kann, oder mit anderen Worten die Position erreicht, die der Rückseite der vom Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 gehaltenen nachbehandelten Probe 170 entspricht (4G). Das Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 wird dann nach unten bewegt, so daß die nachbehandelte Probe 170 vom Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 zum Probenaufnahmeelement 62 überführt wird. Nach dem Empfangen der nachbehandelten Probe 170 wird das Probenaufnahmeelement 62 zum Probentisch 32 innerhalb der Naßbehandlungskammer 31 gedreht, wenn der Arm 61 in Richtung der Naßbehandlungskammer 31 gedreht wird.
  • Nach dem Überführen der nachbehandelten Probe 170 zum Probenaufnahmeelement 62 wird das Probenüberführungselement 130a des Probentisches 130 weiter zu der Position nach unten bewegt, die sich unterhalb der Probenanordnungsfläche des Probentisches 130 befindet. Das Abdeckelement 131 wird danach nach unten bewegt, und die Öffnung 101d wird durch das Abdeckelement 131 luftdicht geschlossen. Der Probentisch 130 wird in diesem Zustand wieder nach unten bewegt, und die nächste nachbehandelte Probe wird zu diesem Probentisch 130 überführt und auf diesem abgesetzt.
  • Die Drehung des Probenaufnahmeelements 62 mit der nachbehandelten Probe 170 wird angehalten, wenn es die Position erreicht, an der es die nachbehandelte Probe 170 mit dem Probenaufnahmeelement des Probentisches 32 austauschen kann. Das Probenüberführungselement des Probentisches 32 wird in diesem Zustand nach oben bewegt. Demgemäß wird die nachbehandelte Probe 170 vom Probenaufnahmeelement 62 zum Probenüberführungselement des Probentisches 32 überführt. Nach dem Überführen der nachbehandelten Probe 170 wird das Probenaufnahmeelement 62 aus der Naßbehandlungskammer 31 herausbewegt, um das Annehmen der nächsten nachbehandelten Probe vorzubereiten. Die Öffnung 34 wird dann geschlossen.
  • Das Probenüberführungselement des Probentisches 32 wird nach dem Empfang der nachbehandelten Probe 170 nach unten bewegt. Demgemäß wird die nachbehandelte Probe 170 vom Probenüberführungselement des Probentisches 32 zum Probentisch 32 überführt und auf seiner Probenanordnungsfläche abgesetzt. Die Behandlungslösung wird dann bei einer vorbestimmten Strömungsrate von der Behandlungslösungs-Zufuhrvorrichtung der behandelten Fläche der auf dem Probentisch 32 abgesetzten nachbehandelten Probe 170 durch das Behandlungslösungs-Zufuhrrohr zugeführt. Gleichzeitig wird die nachbehandelte Probe 170 durch den Betrieb des Motors gedreht. Auf diese Weise wird eine Naßbehandlung der nachbehandelten Probe 170 ausgeführt.
  • Stickstoffgas wird beispielsweise durch die Schutzgas-Einleitungseinrichtung in die Naßbehandlungskammer 31 eingeleitet, so daß eine Naßbehandlung in der Stickstoffgasatmosphäre ausgeführt wird. Die durch die Naßbehandlung erzeugte Abfallflüssigkeit wird durch das Abfallflüssigkeits-Auslaßrohr aus der Naßbehandlungskammer 31 ausgestoßen.
  • Nach Abschluß dieser Naßbehandlung werden die Zufuhr der Behandlungslösung, die Drehung der Probe 170 und dergleichen unterbrochen, und das Probenüberführungselement des Probentisches 32 wird nach oben bewegt. Während dieses Anhebens wird die naßbehandelte Probe 170 vom Probentisch 32 zu seinem Probenüberführungselement überführt. Das Anheben des die naßbehandelte Probe 170 empfangenden Probenüberführungselements wird an der Position unterbrochen, an der diese Probe 170 zwischen dem Probenüberführungselement und dem Probenaufnahmeelement 72 gewechselt werden kann. Das Probenaufnahmeelement 72 wird in diesem Zustand zum Probentisch 32 hin bewegt. Diese Bewegung wird unterbrochen, wenn das Probenaufnahmeelement 72 die Position erreicht, an der die naßbehandelte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 72 und dem Probenüberführungselement des Probentisches 32 gewechselt werden kann. Das Probenüberführungselement des Probentisches 32 wird dann nach unten bewegt. Dementsprechend wird die naßbehandelte Probe 170 zum Probenaufnahmeelement 72 überführt. Nachdem die naßbehandelte Probe 170 entfernt worden ist, wird das Probenüberführungselement des Probentisches 32 für die Entgegennahme der nächsten nachbehandelten Probe vorbereitet.
  • Das Probenaufnahmeelement 72 mit der naßbehandelten Probe 170 wird weiter von der Naßbehandlungskammer 31 zur Trockenbehandlungskammer 41 bewegt, wobei es durch den Arm 71 durch die Öffnung zum Probentisch 42 überführt wird. Diese Bewegung wird unterbrochen, wenn das Probenaufnahmeelement 72 die Position erreicht, an der die naßbehandelte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 72 und dem Probenüberführungselement des Probentisches 42 gewechselt werden kann. Das Probenüberführungselement des Probentisches 42 wird dann nach oben bewegt. Dementsprechend wird die naßbehandelte Probe 170 zum Probenüberführungselement des Probentisches 42 überführt. Nachdem die naßbehandelte Probe 170 entfernt wurde, wird das Probenaufnahmeelement 72 einmal zurück bewegt, und das Probenüberführungselement des Probentisches 42 wird nach unten bewegt. Dementsprechend wird die naßbehandelte Probe 170 vom Probenüberführungselement des Probentisches 42 zum Probentisch 42 überführt und auf seiner Probenanordnungsfläche abgesetzt.
  • Der Probentisch 42 wird durch Leistungszufuhr zur Heizung 43 von außen erwärmt, und die naßbehandelte Probe 170 wird durch den Probentisch 42 erwärmt. Die Temperatur der naßbehandelten Probe 170 wird durch Einstellen der der Heizung 43 zugeführten Menge auf eine vorbestimmte Temperatur geregelt. Auf diese Weise wird die naßbehandelte Probe 170 trockenbehandelt. Stickstoffgas wird beispielsweise durch die Schutzgas-Einleitungseinrichtung in die Trockenbehandlungskammer 41 eingeleitet, und es wird eine Trockenbehandlung in der Stickstoffgasatmosphäre ausgeführt.
  • Nach Abschluß der Trockenbehandlung wird das Probenüberführungselement des Probentisches 42 nach oben bewegt. Während dieses Anhebens wird die trockenbehandelte Probe 170 vom Probentisch 42 zu seinem Probenüberführungselement überführt. Das Anheben des Probenüberführungselements des die trockenbehandelte Probe 170 aufnehmenden Probentisches 42 wird unterbrochen, wenn die trockenbehandelte Probe 170 zwischen ihm und dem Probenaufnahmeelement 72 gewechselt werden kann. In diesem Zustand wird das Probenaufnahmeelement 72 wiederum durch den Arm 71 zum Probentisch 42 hin bewegt. Diese Bewegung wird angehalten, wenn das Probenaufnahme element 72 die Position erreicht, an der die trockenbehandelte Probe 170 zwischen dem Probenaufnahmeelement 72 und dem Probenüberführungselement des Probentisches 42 überführt werden kann. Das Probenüberführungselement des Probentisches 42 wird dann nach unten bewegt. Dementsprechend wird die trockenbehandelte Probe zum Probenaufnahmeelement 72 transferiert. Das Probenüberführungselement des Probentisches 42, von dem die trockenbehandelte Probe 170 entfernt wird, wird für die Annahme der nächsten naßbehandelten Probe vorbereitet.
  • Das Probenaufnahmeelement 72 mit der trockenbehandelten Probe 170 wird weiter durch den Arm 71 von der Trockenbehandlungskammer 41 durch die Öffnung zum Kassettentisch 151 hin zur Probenwiedergewinnungskammer 150 bewegt. Diese Bewegung wird unterbrochen, wenn das Probenaufnahmeelement 72 die Position erreicht, an der die trockenbehandelte Probe 170 zwischen ihm und der auf dem Kassettentisch 151 aufgesetzten Kassette 161 überführt werden kann.
  • Die Kassette 161 weist beispielsweise in Höhenrichtung mehrere Speicherrillen auf, und sie ist so positioniert, daß die oberste Rille die Probe annehmen und speichern kann. Die Kassette 161 wird in diesem Zustand um eine vorbestimmte Strecke intermittierend nach unten bewegt. Dementsprechend wird die trockenbehandelte Probe von der obersten Rille der Kassette 161 getragen und wiedergewonnen und darin gespeichert.
  • Stickstoffgas wird beispielsweise durch die Schutzgas-Einleitungseinrichtung in die Probenwiedergewinnungskammer 150 eingeleitet, so daß die trockenbehandelte Probe 170 in der Stickstoffgasatmosphäre gespeichert wird und in der Probenwiedergewinnungskammer 150 aufbewahrt wird. Das Wiedergewinnen der trockenbehandelten Probe in der Kassette 161 erfolgt danach, und die Kassette 161 wird nach Abschluß dieser Wiedergewinnung aus der Probenwiedergewinnungskammer 150 ausgestoßen. Die auf diese Weise aus der Probenwiedergewinnungskammer 150 entnommene Probe wird, während sie in der Kassette 161 gespeichert ist, zum nächsten Schritt transferiert.
  • BEISPIEL
  • Die folgende Probe wird mehrere Male präpariert. Zuerst wird ein 3000 Å dicker Siliciumdioxidfilm 172 auf einem Si-Substrat 171 gebildet, wie in 6 dargestellt ist. Eine Laminatverdrahtung aus einer TiW-Schicht 173 und einem Al-Cu-Si-Film 174 wird auf dem erstgenannten gebildet, und ein Photoresist 175 wird als Maske verwendet. Diese Probe wird unter Verwendung der in den 2 bis 5 dargestellten Vorrichtung behandelt.
  • Die Ätzbedingungen sind durch BCl3 + Cl2 als Prozeßgas mit einer Strömungsrate des Prozeßgases von 150 sccm (Normkubikzentimeter je Minute), einen Prozeßdruck von 16 mTorr, eine Mikrowellen-Ausgangsleistung von 600 W und eine Hochfrequenz-Vorbelastung von 60 W gegeben.
  • Die Proben, welche ohne jegliche Behandlung nach dem Ätzen durch alle der folgenden Schritte geführt werden, werden als (A) bezeichnet, jene, die geätzt, Plasma-nachbehandelt, jedoch nicht durch die Naß- und Trockenbehandlungen geführt werden, werden als (B) bezeichnet, jene, die an allen Schritten den vorbestimmten Behandlungen unterzogen werden, werden als (D) bezeichnet, und jene, die nach dem Ätzen nicht Plasma-nachbehandelt, jedoch naß- und trockenbehandelt werden, werden als (C) bezeichnet. Die Korrosionsfestigkeitswirkungen dieser Proben werden dann verglichen.
  • Die Behandlungsbedingungen in der Plasma-Nachbehandlungskammer sind durch O2 + CF4 als das Prozeßgas bei einer Strömungsrate des Prozeßgases von 400 sccm (O2) und 35 sccm (CF4) und einen Prozeßdruck von 1,5 Torr gegeben, wobei das Plasma unter Verwendung von Mikrowellen mit 2,45 GHz erzeugt wird. In diesem Fall soll die Plasma-Nachbehandlung im wesentlichen den Photoresist veraschen (entfernen) und an dem Schutzfilm auf der Musterseitenwand und dem unteren Abschnitt des Musters verbleibende Chloride entfernen, und die Veraschung wird etwa 30 Sekunden lang ausgeführt, und eine zusätzliche Behandlung unter derselben Bedingung wird etwa eine Minute lang ausgeführt. Beim Naßbehandeln wird eine Schleuder-Wasserwaschbehandlung mit reinem Wasser eine Minute lang ausgeführt, und ein Schleudertrocknen wird 30 Sekunden lang ausgeführt. Weiterhin wird der Probentisch in der Stickstoffgasatmosphäre auf 150°C erwärmt, und die naßbehandelte Probe wird für die Trockenbehandlung eine Minute lang stehengelassen.
  • Wenn diese Proben (B), die geätzt und dann Plasma-nachbehandelt wurden, jedoch nicht die Naßbehandlung, also die Wasser-Waschbehandlung und die Trockenbehandlung, durchgemacht haben, durch ein optisches Mikroskop betrachtet werden, können fleckartige Stoffe analog einer Korrosion innerhalb von etwa einer Stunde beobachtet werden. Dementsprechend werden sie in näheren Einzelheiten durch ein REM beobachtet. Fächerartige Korrosionsprodukte 180, die an der Grenze zwischen der TiW-Schicht und der Al-Cu-Si-Schicht beginnen, werden beobachtet, wie in 7 dargestellt ist. Wenngleich das Mischverhältnis von CF4 in Bezug auf O2 von 5 bis 20 s geändert wird, der Prozeßdruck von 0,6 bis 2 Torr geändert wird und die Probentemperatur auf 250 °C erhöht wird, wird in jedem Fall innerhalb einiger Stunden eine der vorstehend beschriebenen analoge Korrosion beobachtet.
  • Es wird daher angenommen, daß insbesondere in einer Laminatschichtverdrahtung oder einer Legierungsverdrahtung, die verschiedene Arten von Metallen mit voneinander verschiedenen Ionisationspotentialen enthält, Korrosion durch sogenannte elektrolytische Korrosion infolge des Batteriebetriebs erzeugt und beschleunigt wird.
  • Es wurde herausgefunden, daß zum ausreichenden Verhindern des Auftretens dieser Korrosion eine Plasma-Nach-behandlung allein nach dem Ätzen nicht ausreichend ist und selbst begrenzte Mengen von Chlorverbindungen vollständig entfernt werden müssen.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wurde die Behandlung daher unter verschiedenen Bedingungen ausgeführt, um die Zeit bis zum Auftreten von Korrosion nach der Behandlung zu untersuchen. Das Ergebnis ist in 8 dargestellt.
  • Wie in 8 ersichtlich ist, kann im Fall von Verdrahtungsmaterialien, wie der Laminatschichtverdrahtung, bei der eine starke Korrosion auftritt, eine Plasma-Nachbehandlung in der Art der Resistveraschung nach dem Ätzen oder eine Wasser-Waschbehandlung und eine Trockenbehandlung nach dem Ätzen ohne Ausführen der Plasma-Nachbehandlung keine ausreichende Korrosionsschutzwirkung bieten. Eine hohe Korrosionsschutzwirkung über mehr als 30 Stunden kann nur erhalten werden, indem die Ätzbehandlung, die Plasma-Nachbehandlung in der Art des Veraschens des Resists, die Wasser-Waschbehandlung und die Trockenbehandlung der Reihe nach ausgeführt werden.
  • Abgesehen von dem vorstehend beschriebenen Waschvorgang kann die gleiche Wirkung des Hemmens der Korrosion auch durch eine Passivierungsbehandlung mit einer Mischung von Salpetersäure und Fluorwasserstoff oder durch Salpetersäure erhalten werden, die auch dazu dient, jegliche nach dem Plasmaätzen verbleibende Reste vor der Wasser-Waschbehandlung zu entfernen.
  • Zum Entfernen der Reaktionsprodukte an der Muster-Seitenwand, die durch die Plasma-Nachbehandlung nicht ausreichend entfernt werden können, ist es ratsam, eine Flüssigkeitsbehandlung unter Verwendung einer schwach alkalischen Lösung oder einer schwach sauren Lösung (beispielsweise mit Weinsäure) nach der Plasma-Nachbehandlung anschließend an das Ätzen auszuführen und dann die Wasser-Waschbehandlung und Trockenbehandlung vorzunehmen. Auf diese Weise können Chlorverbindungen vollständiger entfernt werden, und die Korrosionsschutzwirkung kann weiter verbessert werden.
  • Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist die Zeit bis zum Abschluß der Naßbehandlung der Plasmanachbehandelten Probe auf etwa eine Stunde begrenzt, weil die Korrosion innerhalb von etwa einer Stunde auftritt, wie im Fall der in 6 dargestellten Probe in 8 dargestellt ist. Die Naßbehandlung wird jedoch vorzugsweise so schnell wie möglich abgeschlossen. Mit anderen Worten wird die Plasma-nachbehandelte Probe vorzugsweise sofort nach Abschluß der Plasma-Nachbehandlung aus der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung zur Naßbehandlungsvorrichtung transferiert. Wenngleich die Plasma-nachbehandelte Probe gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform innerhalb der Atmosphäre transferiert wird, kann sie auch im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre transferiert werden. Der Transfer in einer solchen Atmosphäre ist sehr wirksam, wenn die Zeit von der Plasma-Nachbehandlung bis zu Beginn der Naßbehandlung länger ist als beispielsweise die Zeit bis zum Auftreten von Korrosion in der Atmosphäre. In diesem Fall können zwischen der Plasma-Nachbehandlungsvorrichtung und der Naßbehandlungsvorrichtung Einrichtungen angeordnet werden, um die Plasma-nachbehandelte Probe im Vakuum oder in der Schutzgasatmosphäre zu halten.
  • 9 erklärt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform besteht darin, daß eine Passivierungsbehandlungsvorrichtung 190 zusätzlich auf der stromabwärts gelegenen Seite der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 angeordnet ist. In diesem Fall hat die Probentransfereinrichtung 90 die Funktion, die trockenbehandelte Probe von der Trockenbehandlungskammer (nicht dargestellt) der Trockenbehandlungsvorrichtung zu einer Passivierungsbehandlungskammer (nicht dargestellt) der Passivierungsbehandlungsvorrichtung 190 zu transferieren. Zusätzlich ist eine Probentransfereinrichtung 200 zum Transferieren der passivierten Probe beispielsweise zu einer Wiedergewinnungskassette (nicht dargestellt) angeordnet. Es werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Bestandteile wie in 1 zu identifizieren, und es wird auf ihre Erklärung verzichtet.
  • In 9 wird die geätzte, Plasma-nachbehandelte Probe (nicht dargestellt) durch die Probentransfereinrichtung 60 in die Naßbehandlungskammer (nicht dargestellt) der Naßbehandlungsvorrichtung 30 transferiert und auf der Probenanordnungsfläche des Probentisches (nicht dargestellt) als die Naßbehandlungsstation innerhalb der Naßbehandlungskammer abgesetzt. Die auf dem Probentisch in der Naßbehandlungskammer abgesetzte Plasma-nachbehandelte Probe wird einer Entwicklungslösungsbehandlunq unterzogen. Reste und die Reaktionsprodukte auf der Musterseitenwand nach dem Ätzen werden durch diese Naßbehandlung vollständig entfernt. Falls die Probe Al als Bestandteil enthält, wird auch das Al teilweise aufgelöst. Wenn eine solche Probe trockenbehandelt und beispielsweise in die Atmosphäre entnommen wird, tritt eine Oxidation als eine Korrosionsform auf, was nachteilig ist. Daher wird die einer Entwicklung und einer Trockenbehandlung in der Trockenbehandlungskammer der Trockenbehandlungsvorrichtung 40 unterzogene Probe in die Passivierungsbehandlungskammer der Passivierungsbehandlungsvorrichtung 190 transferiert und auf der Probenanordnungsfläche des Probentisches (nicht dargestellt) als die Behandlungsstation in der Passivierungsbehandlungsvorrichtung 190 abgesetzt. Ein Gasplasma zur Passivierungsbehandlung oder ein Sauerstoffgasplasma in diesem Fall wird in der Passivierungsbehandlungskammer erzeugt oder in diese eingeleitet. Ozon kann an Stelle von Sauerstoff verwendet werden. Die auf dem Probentisch in der Passivierungsbehandlungskammer abgesetzte trockenbehandelte Probe wird durch das Sauerstoffgasplasma passivierungsbehandelt. Die passivierungsbehandelte Probe wird durch die Probentransfereinrichtung von der Passivierungsbehandlungskammer in die Wiedergewinnungskassette transferiert und wiedergewonnen und darin gespeichert.
  • Bei der Passivierungsbehandlung kann neben den vorstehend beschriebenen Chemikalien Salpetersäure verwendet werden.
  • Weil die vorliegende Erfindung die durch Ätzen der Probe erzeugten korrosiven Materialien in ausreichendem Maße entfernen kann, läßt sich durch sie die Wirkung erzielen, daß eine Korrosion der Probe nach dem Ätzen, unabhängig vom Probentyp, in ausreichendem Maße verhindert werden kann.

Claims (1)

  1. Gerät zum Behandeln von Proben mit: (i) einer ersten Kammer (11) zum Plasmaätzen von Proben, mit einer Einrichtung (13, 14) zum Bilden eines Plasmas darin, die eine Einrichtung zum Zuführen eines ersten plasmabildenden Gases für das Plasmaätzen aufweist; (ii) einer zur Aufnahme der zu behandelnden Proben geeigneten Station (160); (iii) einer ersten Transfereinrichtung (142, 110, 81) zum einzelnen Transferieren der Proben von der Probenaufnahmestation in die erste Kammer (11), während in der ersten Kammer (11) ein Unterdruck aufrechterhalten wird; (iv) einer Naßbehandlungseinrichtung (30, 31) zum Kontaktieren einer Probenfläche mit einer Flüssigkeit, nachdem die Probe dem Plasma der ersten Kammer (11) ausgesetzt wurde, um (a) während des Plasmaätzens gebildete, verbliebene Korrosionsverbindungen zu entfernen und/oder (b) die Fläche zu passivieren; und (v) einer Einrichtung (41) zum Trocknen einer Probe im Anschluß an deren Kontakt mit der Flüssigkeit, gekennzeichnet durch (vi) eine zweite Kammer (21) zur Plasmabehandlung der Proben nach dem Plasmaätzen in der ersten Kammer (11) und vor der Kontaktierung mit der Flüssigkeit in der Naßbehandlungseinrichtung, mit einer Einrichtung zum Bilden eines Plasmas darin, die eine Einrichtung zum Zuführen eines zweiten plasmabildenden Gases aufweist, das von dem ersten plasmabildenden Gas verschieden ist; (vii) eine Pufferkammer (100) zwischen der ersten und der zweiten Kammer (11, 21); (viii) bewegliche Schließelemente (122, 127) zum Trennen der ersten Kammer (11) von der Pufferkammer (100) und der Pufferkammer (100) von der zweiten Kammer (21); (ix) eine zweite Transfereinrichtung (51) in der Pufferkammer (100) zum einzelnen Transferieren der Proben von der ersten Kammer (11) zu der zweiten Kammer (21), während sowohl in der ersten als auch in der zweiten Kammer ein Unterdruck aufrechterhalten wird; und (x) eine dritte Transfereinrichtung (51, 130, 61) zum einzelnen Transferieren der Proben von der zweiten Kammer (21) zu der Naßbehandlungseinrichtung (30, 31), während in der zweiten Kammer (21) ein Unterdruck aufrechterhalten wird; und (xi) eine Einrichtung zum Einleiten eines Schutzgases in die Naßbehandlungseinrichtung, so daß die Probe und die Flüssigkeit darin unter Schutzgas kontaktieren.
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