JP2003071271A - プラズマ処理装置 - Google Patents
プラズマ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマ処理空間からの排気を均一に行
う。 【解決手段】プラズマ処理空間を囲う真空チャンバ２
と、その壁を貫通する開口２ａに対して外側から吸引口
５１ａが連通接続された真空ポンプ５０と、プラズマ処
理空間に臨んで基板を乗載可能な基板支持体１２とを備
えたプラズマ処理装置において、真空ポンプ５０を介し
て真空チャンバに基板支持体１２を固設する。また、そ
の支持脚１２ａが、開口２ａの中央を通り、真空ポンプ
５０の支軸５２を兼ねるようにする。さらに、その支軸
５２を中空の杆体にする。これにより、プラズマ処理空
間から開口に至る排気路が基板支持体の周りで同じにな
るうえ、その開口のところでも同一性が維持されて、排
気が均一になる。コンパクトな装置にもなる。
う。 【解決手段】プラズマ処理空間を囲う真空チャンバ２
と、その壁を貫通する開口２ａに対して外側から吸引口
５１ａが連通接続された真空ポンプ５０と、プラズマ処
理空間に臨んで基板を乗載可能な基板支持体１２とを備
えたプラズマ処理装置において、真空ポンプ５０を介し
て真空チャンバに基板支持体１２を固設する。また、そ
の支持脚１２ａが、開口２ａの中央を通り、真空ポンプ
５０の支軸５２を兼ねるようにする。さらに、その支軸
５２を中空の杆体にする。これにより、プラズマ処理空
間から開口に至る排気路が基板支持体の周りで同じにな
るうえ、その開口のところでも同一性が維持されて、排
気が均一になる。コンパクトな装置にもなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ成膜装
置やプラズマエッチング装置などのプラズマ処理装置
（プラズマリアクタ）に関し、ＩＣ（半導体デバイス）
や，ＬＣＤ（液晶表示パネル），ＰＤＰ（プラズマディ
スプレイパネル）など高精度の製造工程において基板等
を処理対象としてプラズマ処理すなわちプラズマ反応に
基づく処理を行わせるのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
置やプラズマエッチング装置などのプラズマ処理装置
（プラズマリアクタ）に関し、ＩＣ（半導体デバイス）
や，ＬＣＤ（液晶表示パネル），ＰＤＰ（プラズマディ
スプレイパネル）など高精度の製造工程において基板等
を処理対象としてプラズマ処理すなわちプラズマ反応に
基づく処理を行わせるのに好適なプラズマ処理装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】シリコンウエハ等の基板を対象とするプ
ラズマ処理装置は、真空チャンバ内に形成されたプラズ
マ処理空間にプラズマを発生させ又は導入するとともに
そのプラズマ処理空間内に所定の処理ガス等も導入し
て、プラズマ処理空間にてプラズマ反応を行わせ、これ
によってプラズマ処理空間内の基板に対して成膜やエッ
チングといった表面処理等を施すものである。図５
（ａ）に縦断面構造図を示した平行平板形の装置は、そ
のようなプラズマリアクタの典型例であり、図５（ｂ）
に縦断面構造図を示した平行平板形の装置は、その改良
例である。
ラズマ処理装置は、真空チャンバ内に形成されたプラズ
マ処理空間にプラズマを発生させ又は導入するとともに
そのプラズマ処理空間内に所定の処理ガス等も導入し
て、プラズマ処理空間にてプラズマ反応を行わせ、これ
によってプラズマ処理空間内の基板に対して成膜やエッ
チングといった表面処理等を施すものである。図５
（ａ）に縦断面構造図を示した平行平板形の装置は、そ
のようなプラズマリアクタの典型例であり、図５（ｂ）
に縦断面構造図を示した平行平板形の装置は、その改良
例である。
【０００３】図５（ａ）の装置は、真空チャンバ本体部
２の上に真空チャンバ蓋部３が開閉可能に取着された真
空チャンバを備えており、被処理物である基板１が平板
状をしていることから、水平に置かれたカソード部１２
が真空チャンバ本体部２内のほぼ中央に設けられ、この
カソード部１２の上面が平坦に形成されたうえ絶縁膜が
張られて基板１を乗載しておくことが可能なようになっ
ている。このようなカソード部１２は、ＲＦ電源３１か
ら高周波電力を印可される下部電極と、真空チャンバに
囲われたプラズマ処理空間１３に臨んで基板１を乗載可
能な基板支持体とを兼ねたものとなっている。真空チャ
ンバ本体部２の内底中央には筒状のローアーサポート１
２ａが貫通して立設されており、カソード部１２はこの
ローアーサポート１２ａの上端に固着して支持されてい
る。また、真空チャンバ蓋部３の内のほぼ中央であって
カソード部１２の上方には、上部電極であるアノード部
１１が筒状のアッパーサポート１１ａによって真空チャ
ンバ蓋部３に垂設されている。さらに、プラズマ処理に
必要な処理ガスＡが、アノード部１１等を介してプラズ
マ処理空間１３に供給されるされるようにもなってい
る。
２の上に真空チャンバ蓋部３が開閉可能に取着された真
空チャンバを備えており、被処理物である基板１が平板
状をしていることから、水平に置かれたカソード部１２
が真空チャンバ本体部２内のほぼ中央に設けられ、この
カソード部１２の上面が平坦に形成されたうえ絶縁膜が
張られて基板１を乗載しておくことが可能なようになっ
ている。このようなカソード部１２は、ＲＦ電源３１か
ら高周波電力を印可される下部電極と、真空チャンバに
囲われたプラズマ処理空間１３に臨んで基板１を乗載可
能な基板支持体とを兼ねたものとなっている。真空チャ
ンバ本体部２の内底中央には筒状のローアーサポート１
２ａが貫通して立設されており、カソード部１２はこの
ローアーサポート１２ａの上端に固着して支持されてい
る。また、真空チャンバ蓋部３の内のほぼ中央であって
カソード部１２の上方には、上部電極であるアノード部
１１が筒状のアッパーサポート１１ａによって真空チャ
ンバ蓋部３に垂設されている。さらに、プラズマ処理に
必要な処理ガスＡが、アノード部１１等を介してプラズ
マ処理空間１３に供給されるされるようにもなってい
る。
【０００４】真空チャンバ本体部２には、真空チャンバ
内ガスを吸い出して適度な真空度を保つために、チャン
バ壁を内外に貫通して開口２ａが加工形成されている。
また、この開口２ａを囲むチャンバ外壁面に対し、順
に、適宜なシールリング等も介在させて、可変バルブ４
と、ターボポンプ等の真空ポンプ５とが連結されてい
る。これにより、真空ポンプ５は、開口２ａに対して外
側から吸引口が間接的に連通接続されたものとなる。間
の可変バルブ４は、バルブ開度を可変駆動するモータ等
が付設されていて、これを電気信号で制御することで遠
隔制御可能な通過流体の可変絞りとして機能する。そし
て、真空チャンバに貫通形成された導圧孔２ｂのところ
に付設された真空圧計４ｂによって真空チャンバ内の真
空圧が検出され、この検出値と所定の設定目標値との差
に基づいてＰＩＤ制御回路４ｃによって制御信号が生成
出力されると、この制御信号に従って可変バルブ４によ
る絞り量が可変駆動される。このような真空圧計４ｂを
圧力検出器としＰＩＤ制御回路４ｃを圧力制御回路とし
可変バルブ４を圧力制御機構とする圧力制御手段によっ
て、真空チャンバ内の真空圧が設定圧力になるように自
動制御される。
内ガスを吸い出して適度な真空度を保つために、チャン
バ壁を内外に貫通して開口２ａが加工形成されている。
また、この開口２ａを囲むチャンバ外壁面に対し、順
に、適宜なシールリング等も介在させて、可変バルブ４
と、ターボポンプ等の真空ポンプ５とが連結されてい
る。これにより、真空ポンプ５は、開口２ａに対して外
側から吸引口が間接的に連通接続されたものとなる。間
の可変バルブ４は、バルブ開度を可変駆動するモータ等
が付設されていて、これを電気信号で制御することで遠
隔制御可能な通過流体の可変絞りとして機能する。そし
て、真空チャンバに貫通形成された導圧孔２ｂのところ
に付設された真空圧計４ｂによって真空チャンバ内の真
空圧が検出され、この検出値と所定の設定目標値との差
に基づいてＰＩＤ制御回路４ｃによって制御信号が生成
出力されると、この制御信号に従って可変バルブ４によ
る絞り量が可変駆動される。このような真空圧計４ｂを
圧力検出器としＰＩＤ制御回路４ｃを圧力制御回路とし
可変バルブ４を圧力制御機構とする圧力制御手段によっ
て、真空チャンバ内の真空圧が設定圧力になるように自
動制御される。
【０００５】このような真空チャンバにおけるプラズマ
やガスの圧力均一性を高めるには、プラズマ処理空間１
３と吸引排気用貫通開口２ａとの間にラビリンスやバッ
フル板を設けることが、一般的に行われる。これに対
し、図５（ｂ）の装置は、圧力制御性や均一性の向上を
達成すべく、可変バルブ４に代えて、カソード部１２の
周囲を縦に囲む可動壁体６を設けるとともに、その可動
壁体６に付随して、溝６ａを形成したり、鍔状絞り６ｂ
も形成したものである（特開２０００−５８２９８号公
報を参照）。
やガスの圧力均一性を高めるには、プラズマ処理空間１
３と吸引排気用貫通開口２ａとの間にラビリンスやバッ
フル板を設けることが、一般的に行われる。これに対
し、図５（ｂ）の装置は、圧力制御性や均一性の向上を
達成すべく、可変バルブ４に代えて、カソード部１２の
周囲を縦に囲む可動壁体６を設けるとともに、その可動
壁体６に付随して、溝６ａを形成したり、鍔状絞り６ｂ
も形成したものである（特開２０００−５８２９８号公
報を参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のプラズマ処理装置では、プラズマ処理空間か
ら基板支持体の周りを通って吸引排気用貫通開口に至る
排気路が基板支持体側面の何処を通るかで形や長さが異
なっているため、それが均一性に及ぼす影響度の相違を
上述のような手法で緩和することで、それなりに圧力均
一性の向上を達成しているが、完全な不均一性の解消は
望めない。そこで、圧力均一性の更なる向上を図るべ
く、それも比較的簡便な手法で達成するべく、プラズマ
処理空間から吸引排気用貫通開口に至る排気路が基板支
持体の周りの何処でも同じになるように、真空ポンプも
含めて真空チャンバの構造に工夫を凝らすことが技術的
な課題となる。
うな従来のプラズマ処理装置では、プラズマ処理空間か
ら基板支持体の周りを通って吸引排気用貫通開口に至る
排気路が基板支持体側面の何処を通るかで形や長さが異
なっているため、それが均一性に及ぼす影響度の相違を
上述のような手法で緩和することで、それなりに圧力均
一性の向上を達成しているが、完全な不均一性の解消は
望めない。そこで、圧力均一性の更なる向上を図るべ
く、それも比較的簡便な手法で達成するべく、プラズマ
処理空間から吸引排気用貫通開口に至る排気路が基板支
持体の周りの何処でも同じになるように、真空ポンプも
含めて真空チャンバの構造に工夫を凝らすことが技術的
な課題となる。
【０００７】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、プラズマ処理空間からの排気
を均一に行うプラズマ処理装置を実現することを目的と
する。
めになされたものであり、プラズマ処理空間からの排気
を均一に行うプラズマ処理装置を実現することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第４の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
るために発明された第１乃至第４の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。
【０００９】［第１の解決手段］第１の解決手段のプラ
ズマ処理装置は、出願当初の請求項１に記載の如く、プ
ラズマ処理空間を囲う真空チャンバと、その壁を貫通す
る開口に対して外側から吸引口が連通接続された真空ポ
ンプと、前記プラズマ処理空間に臨んで基板を乗載可能
な基板支持体とを備えたプラズマ処理装置において、前
記基板支持体が、前記真空ポンプを介して前記真空チャ
ンバに固設されている、というものである。
ズマ処理装置は、出願当初の請求項１に記載の如く、プ
ラズマ処理空間を囲う真空チャンバと、その壁を貫通す
る開口に対して外側から吸引口が連通接続された真空ポ
ンプと、前記プラズマ処理空間に臨んで基板を乗載可能
な基板支持体とを備えたプラズマ処理装置において、前
記基板支持体が、前記真空ポンプを介して前記真空チャ
ンバに固設されている、というものである。
【００１０】このような第１の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、プラズマ処理空間と基板支持体と吸引
排気用貫通開口とが直列に並ぶので、プラズマ処理空間
から吸引排気用貫通開口に至る排気路が基板支持体の周
りの何処でも同じようになる。しかも、可動壁体やバッ
フルの有無等に束縛されないので、排気路に関する制約
がほとんど無いうえ、構造の簡素化もし易い。したがっ
て、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を
均一に行うプラズマ処理装置を実現することができる。
装置にあっては、プラズマ処理空間と基板支持体と吸引
排気用貫通開口とが直列に並ぶので、プラズマ処理空間
から吸引排気用貫通開口に至る排気路が基板支持体の周
りの何処でも同じようになる。しかも、可動壁体やバッ
フルの有無等に束縛されないので、排気路に関する制約
がほとんど無いうえ、構造の簡素化もし易い。したがっ
て、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を
均一に行うプラズマ処理装置を実現することができる。
【００１１】［第２の解決手段］第２の解決手段のプラ
ズマ処理装置は、出願当初の請求項２に記載の如く、上
記の第１の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
基板支持体を支持する支持脚が、前記真空ポンプから延
びて前記開口の中央を通って前記基板支持体に至ってい
る、というものである。
ズマ処理装置は、出願当初の請求項２に記載の如く、上
記の第１の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
基板支持体を支持する支持脚が、前記真空ポンプから延
びて前記開口の中央を通って前記基板支持体に至ってい
る、というものである。
【００１２】このような第２の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、基板支持体の支持に必要な支持脚が、
吸引排気用貫通開口のところで、その中央を通ってい
る。これにより、プラズマ処理空間から吸引排気用貫通
開口に至った排気路は、その開口のところでも、支持脚
の周囲総てについて、同じようになる。したがって、こ
の発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を一層均
一に行うプラズマ処理装置を実現することができる。
装置にあっては、基板支持体の支持に必要な支持脚が、
吸引排気用貫通開口のところで、その中央を通ってい
る。これにより、プラズマ処理空間から吸引排気用貫通
開口に至った排気路は、その開口のところでも、支持脚
の周囲総てについて、同じようになる。したがって、こ
の発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を一層均
一に行うプラズマ処理装置を実現することができる。
【００１３】［第３の解決手段］第３の解決手段のプラ
ズマ処理装置は、出願当初の請求項３に記載の如く、上
記の第２の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
支持脚が、前記真空ポンプにおける排気用回転部材を回
転可能に支持する支軸を兼ねている、というものであ
る。
ズマ処理装置は、出願当初の請求項３に記載の如く、上
記の第２の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
支持脚が、前記真空ポンプにおける排気用回転部材を回
転可能に支持する支軸を兼ねている、というものであ
る。
【００１４】このような第３の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、支持脚と支軸とが一体化されているの
で、装置が簡素化されるとともに小形になる。したがっ
て、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を
一層均一に行うプラズマ処理装置をコンパクトに実現す
ることができる。
装置にあっては、支持脚と支軸とが一体化されているの
で、装置が簡素化されるとともに小形になる。したがっ
て、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気を
一層均一に行うプラズマ処理装置をコンパクトに実現す
ることができる。
【００１５】［第４の解決手段］第４の解決手段のプラ
ズマ処理装置は、出願当初の請求項４に記載の如く、上
記の第３の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
支軸が中空の杆体で出来ている、というものである。
ズマ処理装置は、出願当初の請求項４に記載の如く、上
記の第３の解決手段のプラズマ処理装置であって、前記
支軸が中空の杆体で出来ている、というものである。
【００１６】このような第４の解決手段のプラズマ処理
装置にあっては、支軸の中を通すことにより、外部から
基板支持体に至る配線や配管を付設することが、プラズ
マ処理空間の真空を破ること無く容易に行える。したが
って、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気
を一層均一に行うコンパクトなプラズマ処理装置を簡便
に実現することができる。
装置にあっては、支軸の中を通すことにより、外部から
基板支持体に至る配線や配管を付設することが、プラズ
マ処理空間の真空を破ること無く容易に行える。したが
って、この発明によれば、プラズマ処理空間からの排気
を一層均一に行うコンパクトなプラズマ処理装置を簡便
に実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明のプラズマ処理装置について、これを実施するた
めの具体的な形態を、以下の第１，第２実施例により説
明する。図１，図２に示した第１実施例は、上述した解
決手段を総て具現化したものであり、図３に示した第２
実施例や、図４に示した第３実施例は、その変形例であ
る。なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素に
は同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明
は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
本発明のプラズマ処理装置について、これを実施するた
めの具体的な形態を、以下の第１，第２実施例により説
明する。図１，図２に示した第１実施例は、上述した解
決手段を総て具現化したものであり、図３に示した第２
実施例や、図４に示した第３実施例は、その変形例であ
る。なお、それらの図示に際し従来と同様の構成要素に
は同一の符号を付して示したので、重複する再度の説明
は割愛し、以下、従来との相違点を中心に説明する。
【００１８】
【第１実施例】本発明のプラズマ処理装置の第１実施例
について、その具体的な構成を、図面を引用して説明す
る。図１は、要部である下部電極および真空ポンプの詳
細構造を示し、（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が縦断面図
である。また、図２は、チャンバ全体を含む縦断面模式
図であり、従来例の図５（ａ）に対応している。
について、その具体的な構成を、図面を引用して説明す
る。図１は、要部である下部電極および真空ポンプの詳
細構造を示し、（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が縦断面図
である。また、図２は、チャンバ全体を含む縦断面模式
図であり、従来例の図５（ａ）に対応している。
【００１９】このプラズマ処理装置が、図５（ａ）の従
来装置と相違するのは、吸引排気用貫通開口２ａが真空
チャンバ本体部２の底壁のうちカソード部１２（基板支
持体）の直下のところに形成されている点と、真空ポン
プ５に後述のターボポンプ５０が採用されるとともにそ
の吸引口５１ａが開口２ａに対して直に連通接続されて
いる点と、その支軸５２とローアーサポート１２ａ（支
持脚）とが一体のものになっている点である。これによ
り、プラズマ処理空間１３とカソード部１２と開口２ａ
とターボポンプ５０とが、縦一列に並び、鉛直軸を基準
にして回転対称形になっている。
来装置と相違するのは、吸引排気用貫通開口２ａが真空
チャンバ本体部２の底壁のうちカソード部１２（基板支
持体）の直下のところに形成されている点と、真空ポン
プ５に後述のターボポンプ５０が採用されるとともにそ
の吸引口５１ａが開口２ａに対して直に連通接続されて
いる点と、その支軸５２とローアーサポート１２ａ（支
持脚）とが一体のものになっている点である。これによ
り、プラズマ処理空間１３とカソード部１２と開口２ａ
とターボポンプ５０とが、縦一列に並び、鉛直軸を基準
にして回転対称形になっている。
【００２０】ターボポンプ５０が一般的なターボポンプ
と相違するのは、排気用回転部材であるスリーブ５３及
びフィン５４を回転可能に支持する支軸５２に、中空の
杆体が採用されていることと、その支軸５２がポンプ本
体５１の内底から上に延び更に開口２ａの中央を通って
カソード部１２に至っていることである。これにより、
支軸５２はローアーサポート１２ａを兼ねるものとな
り、カソード部１２はターボポンプ５０を介して真空チ
ャンバ本体部２に固設されたものとなる。
と相違するのは、排気用回転部材であるスリーブ５３及
びフィン５４を回転可能に支持する支軸５２に、中空の
杆体が採用されていることと、その支軸５２がポンプ本
体５１の内底から上に延び更に開口２ａの中央を通って
カソード部１２に至っていることである。これにより、
支軸５２はローアーサポート１２ａを兼ねるものとな
り、カソード部１２はターボポンプ５０を介して真空チ
ャンバ本体部２に固設されたものとなる。
【００２１】支軸５２の軸芯を貫く穴５２ａは、上端部
ではカソード部１２の保護部材１２ｂを貫き、下端部で
はポンプ本体５１の底壁を貫いて大気に通じている。そ
の貫通穴５２ａはＲＦケーブル３２の配線にも利用され
ている。すなわち、外部のＲＦ電源３１から延びた来た
ＲＦケーブル３２が、その貫通穴５２ａを通ってカソー
ド部１２に至り、その電極部材１２ｃに接続されてい
る。図示は割愛したが、冷媒送給用の配管なども、必要
であれば、貫通穴５２ａを利用して簡単に設置される。
ではカソード部１２の保護部材１２ｂを貫き、下端部で
はポンプ本体５１の底壁を貫いて大気に通じている。そ
の貫通穴５２ａはＲＦケーブル３２の配線にも利用され
ている。すなわち、外部のＲＦ電源３１から延びた来た
ＲＦケーブル３２が、その貫通穴５２ａを通ってカソー
ド部１２に至り、その電極部材１２ｃに接続されてい
る。図示は割愛したが、冷媒送給用の配管なども、必要
であれば、貫通穴５２ａを利用して簡単に設置される。
【００２２】ターボポンプ５０の吸引口５１ａが直に開
口２ａと連結されるので、可変バルブ４に代えてゲート
バルブ４０が導入され、それがターボポンプ５０の排出
口５１ｂに連結されるとともに、ポンプ本体５１に固定
されたステータ５５やスリーブ５３に装着されたロータ
５６からなるフィン回転駆動用電動モータを、インバー
タ５７にて可変速制御することで、ＰＩＤ制御回路４ｃ
による圧力制御が遂行されるようになっている。さら
に、それらのＰＩＤ制御回路４ｃ及びインバータ５７の
作動やゲートバルブ４０の開閉も、ＲＦ電源３１の出力
や処理ガスＡの流量と共に、コントローラ４１にセット
したレシピ等に従ってシーケンス制御されるようになっ
ている。
口２ａと連結されるので、可変バルブ４に代えてゲート
バルブ４０が導入され、それがターボポンプ５０の排出
口５１ｂに連結されるとともに、ポンプ本体５１に固定
されたステータ５５やスリーブ５３に装着されたロータ
５６からなるフィン回転駆動用電動モータを、インバー
タ５７にて可変速制御することで、ＰＩＤ制御回路４ｃ
による圧力制御が遂行されるようになっている。さら
に、それらのＰＩＤ制御回路４ｃ及びインバータ５７の
作動やゲートバルブ４０の開閉も、ＲＦ電源３１の出力
や処理ガスＡの流量と共に、コントローラ４１にセット
したレシピ等に従ってシーケンス制御されるようになっ
ている。
【００２３】この第１実施例のプラズマ処理装置につい
て、その使用態様及び動作を説明するが、プラズマ処理
装置の一般的な動作等については特開平１０−３３５３
１５号公報や特開２０００−５８２９８号公報などに開
示されているので、ここでは、従来との主な相違点であ
る真空引き（吸引排気動作）や圧力制御を中心に述べ
る。
て、その使用態様及び動作を説明するが、プラズマ処理
装置の一般的な動作等については特開平１０−３３５３
１５号公報や特開２０００−５８２９８号公報などに開
示されているので、ここでは、従来との主な相違点であ
る真空引き（吸引排気動作）や圧力制御を中心に述べ
る。
【００２４】コントローラ４１のシーケンス制御の下
で、真空チャンバ（２＋３）内へ横から水平状態の基板
１が搬入され、この基板１がカソード部１２の上面に載
置される。そして、図示しない基板搬入口等が閉められ
ると同時にゲートバルブ４０が開けられ、それからター
ボポンプ５０による真空引きが行われる。このとき、可
変バルブ４が存在しないので、真空チャンバ内は速やか
に真空状態となる。
で、真空チャンバ（２＋３）内へ横から水平状態の基板
１が搬入され、この基板１がカソード部１２の上面に載
置される。そして、図示しない基板搬入口等が閉められ
ると同時にゲートバルブ４０が開けられ、それからター
ボポンプ５０による真空引きが行われる。このとき、可
変バルブ４が存在しないので、真空チャンバ内は速やか
に真空状態となる。
【００２５】すなわち、ＰＩＤ制御回路４ｃに真空圧力
の目標値が設定されるが、当初はそれと真空圧計４ｂの
計測値とが離れているので、その差を縮めるようインバ
ータ５７によってモータ５５＋５６及びフィン５４が高
速回転させられて、ターボポンプ５０の排出口５１ｂか
ら急速に排気がなされる。それに伴い、ターボポンプ５
０の吸引口５１ａ及び真空チャンバの吸引排気用貫通開
口２ａからも真空チャンバ内の気体が吸い出される。
の目標値が設定されるが、当初はそれと真空圧計４ｂの
計測値とが離れているので、その差を縮めるようインバ
ータ５７によってモータ５５＋５６及びフィン５４が高
速回転させられて、ターボポンプ５０の排出口５１ｂか
ら急速に排気がなされる。それに伴い、ターボポンプ５
０の吸引口５１ａ及び真空チャンバの吸引排気用貫通開
口２ａからも真空チャンバ内の気体が吸い出される。
【００２６】そのとき、プラズマ処理空間１３の気体
は、カソード部１２の側周部から下方へ回り込み、それ
から支軸５２に沿うように下方へ向きを変えて開口２ａ
を通り抜け、ターボポンプ５０によって排出されるが、
その流れの経路途中には、流路を絞る可変バルブ４が無
いばかりか、カソード部１２から真空チャンバ本体部２
へ直に延びて流路を切り裂くような物も無いことから、
プラズマ処理空間１３の気体は辺縁部の何処からもほぼ
一様に減圧されるので、その分だけ圧力分布の均一性が
改善される。
は、カソード部１２の側周部から下方へ回り込み、それ
から支軸５２に沿うように下方へ向きを変えて開口２ａ
を通り抜け、ターボポンプ５０によって排出されるが、
その流れの経路途中には、流路を絞る可変バルブ４が無
いばかりか、カソード部１２から真空チャンバ本体部２
へ直に延びて流路を切り裂くような物も無いことから、
プラズマ処理空間１３の気体は辺縁部の何処からもほぼ
一様に減圧されるので、その分だけ圧力分布の均一性が
改善される。
【００２７】そして、プラズマ処理空間１３の圧力が目
標圧力に達すると又は充分に近づくと、ＰＩＤ制御回路
４ｃ及びインバータ５７の制御によって、モータ５５＋
５６及びフィン５４の回転速度が下げられ、その後は、
目標圧力を保つよう回転速度が上げ下げされる。プラズ
マ処理空間１３からターボポンプ５０までの排出経路に
は流れを阻害するものが無いので、モータ回転数を可変
する方式であっても圧力制御は応答性も安定性も優れた
ものとなる。
標圧力に達すると又は充分に近づくと、ＰＩＤ制御回路
４ｃ及びインバータ５７の制御によって、モータ５５＋
５６及びフィン５４の回転速度が下げられ、その後は、
目標圧力を保つよう回転速度が上げ下げされる。プラズ
マ処理空間１３からターボポンプ５０までの排出経路に
は流れを阻害するものが無いので、モータ回転数を可変
する方式であっても圧力制御は応答性も安定性も優れた
ものとなる。
【００２８】その状態で、プラズマ処理空間１３に、プ
ラズマが形成され又は導入されるとともに、処理ガスＡ
が供給され、さらにプラズマの励起や異方性の付与等に
必要であればＲＦ電源３１から高周波も印可されて、基
板１にプラズマ処理が施されるが、その状態でも、プラ
ズマや副生成ガスは均一性良く排出される。こうして、
このプラズマ処理装置にあっては、プラズマ処理空間１
３の圧力を可変制御するに際し迅速に可変することがで
きる。しかも、その圧力の均一性まで高めることができ
る。
ラズマが形成され又は導入されるとともに、処理ガスＡ
が供給され、さらにプラズマの励起や異方性の付与等に
必要であればＲＦ電源３１から高周波も印可されて、基
板１にプラズマ処理が施されるが、その状態でも、プラ
ズマや副生成ガスは均一性良く排出される。こうして、
このプラズマ処理装置にあっては、プラズマ処理空間１
３の圧力を可変制御するに際し迅速に可変することがで
きる。しかも、その圧力の均一性まで高めることができ
る。
【００２９】
【第２実施例】図３に要部の縦断面図を示した本発明の
プラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違す
るのは、電動モータ５５＋５６の組み込み箇所が変更さ
れた点である。具体的には、ステータ５５の装着箇所が
ポンプ本体５１の内側面から支軸５２の外側周面に移さ
れ、ロータ５６の装着箇所がスリーブ５３の外側周面か
ら内周面に移されている。
プラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違す
るのは、電動モータ５５＋５６の組み込み箇所が変更さ
れた点である。具体的には、ステータ５５の装着箇所が
ポンプ本体５１の内側面から支軸５２の外側周面に移さ
れ、ロータ５６の装着箇所がスリーブ５３の外側周面か
ら内周面に移されている。
【００３０】この場合、ターボポンプ５０の高さ即ち軸
方向の長さが同じであれば、フィン５４の段数を増やす
ことができ、フィン５４の段数を同じに維持すれば、タ
ーボポンプ５０の高さを低くすることができる。
方向の長さが同じであれば、フィン５４の段数を増やす
ことができ、フィン５４の段数を同じに維持すれば、タ
ーボポンプ５０の高さを低くすることができる。
【００３１】
【第３実施例】図４に要部の縦断面図を示した本発明の
プラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違す
るのは、従来例の図５（ａ）に示した可変バルブ４に対
応する可変バルブ機構６１〜４６が真空チャンバ２内に
設けられている点である。具体的には、真空チャンバ本
体部２の内壁とカソード部１２の下面との間に、リング
状・穴あき円板状の可動弁体６１と、それに一端が連結
され他端が真空チャンバ本体部２の内壁に連結されたベ
ローズ６２とが、開口２ａを通って真空チャンバ２内に
延びた支軸５２すなわちローアーサポート１２ａの周り
を囲むように設けられる。可動弁体６１から延びたロッ
ド６３には、チャンバ外部の電動モータ６５によって進
退駆動されるロッド６４が連結されていて、可動弁体６
１が上下に移動しうるようになっている。
プラズマ処理装置が上述した第１実施例のものと相違す
るのは、従来例の図５（ａ）に示した可変バルブ４に対
応する可変バルブ機構６１〜４６が真空チャンバ２内に
設けられている点である。具体的には、真空チャンバ本
体部２の内壁とカソード部１２の下面との間に、リング
状・穴あき円板状の可動弁体６１と、それに一端が連結
され他端が真空チャンバ本体部２の内壁に連結されたベ
ローズ６２とが、開口２ａを通って真空チャンバ２内に
延びた支軸５２すなわちローアーサポート１２ａの周り
を囲むように設けられる。可動弁体６１から延びたロッ
ド６３には、チャンバ外部の電動モータ６５によって進
退駆動されるロッド６４が連結されていて、可動弁体６
１が上下に移動しうるようになっている。
【００３２】この場合、モータ６５を作動させて可動弁
体６１を上限すなわちカソード部１２の下面まで上昇さ
せると、その状態では（図４（ａ）参照）、開口２ａが
閉めきられる。そして、モータ６５を作動させて可動弁
体６１を下降させると、その状態では（図４（ｂ）参
照）、カソード部１２と可動弁体６１との間に円環状の
間隙６６ができる。その間隙６６を真空チャンバ内の検
出圧力に応じて可変制御することにより、インバータ５
７が無くても圧力制御を行うことができる。また、イン
バータ５７も併用することにより、多様な圧力制御を行
うことができる。なお、この場合、可動弁体６１が真空
チャンバ本体部２の内壁側で移動してそれとの間隙を調
節するようにしても良く、ロッド６４をベローズ６２の
内側に配置しても良く、それに随伴してロッド６３を省
くようにしても良い。
体６１を上限すなわちカソード部１２の下面まで上昇さ
せると、その状態では（図４（ａ）参照）、開口２ａが
閉めきられる。そして、モータ６５を作動させて可動弁
体６１を下降させると、その状態では（図４（ｂ）参
照）、カソード部１２と可動弁体６１との間に円環状の
間隙６６ができる。その間隙６６を真空チャンバ内の検
出圧力に応じて可変制御することにより、インバータ５
７が無くても圧力制御を行うことができる。また、イン
バータ５７も併用することにより、多様な圧力制御を行
うことができる。なお、この場合、可動弁体６１が真空
チャンバ本体部２の内壁側で移動してそれとの間隙を調
節するようにしても良く、ロッド６４をベローズ６２の
内側に配置しても良く、それに随伴してロッド６３を省
くようにしても良い。
【００３３】
【その他】なお、上記の各実施例では、平行平板形のプ
ラズマ処理装置を説明したが、本発明の適用は平行平板
形に限られない。カソード部１２やアノード部１１も、
電極でなくても良い。プラズマ処理空間１３に臨んで基
板１を乗載できるようになっていれば足りる。また、基
板１は、シリコンウエハのように円板状で硬いものに限
らず、ＬＣＤパネルのような角板状のものでも良く、プ
ラスチックフィルムのように柔らかいでも良い。また、
それらを出し入れするために必要であれば適宜な開閉ゲ
ートや昇降リフタ等も真空チャンバに付設される。
ラズマ処理装置を説明したが、本発明の適用は平行平板
形に限られない。カソード部１２やアノード部１１も、
電極でなくても良い。プラズマ処理空間１３に臨んで基
板１を乗載できるようになっていれば足りる。また、基
板１は、シリコンウエハのように円板状で硬いものに限
らず、ＬＣＤパネルのような角板状のものでも良く、プ
ラスチックフィルムのように柔らかいでも良い。また、
それらを出し入れするために必要であれば適宜な開閉ゲ
ートや昇降リフタ等も真空チャンバに付設される。
【００３４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、プラ
ズマ処理空間と基板支持体と吸引排気用貫通開口とが直
列に並ぶようにしたことにより、プラズマ処理空間から
の排気を均一に行うプラズマ処理装置を実現することが
できたという有利な効果が有る。
の第１の解決手段のプラズマ処理装置にあっては、プラ
ズマ処理空間と基板支持体と吸引排気用貫通開口とが直
列に並ぶようにしたことにより、プラズマ処理空間から
の排気を均一に行うプラズマ処理装置を実現することが
できたという有利な効果が有る。
【００３５】また、本発明の第２の解決手段のプラズマ
処理装置にあっては、プラズマ処理空間から吸引排気用
貫通開口に至った排気路がその開口のところでも同一性
が維持されるようにしたことにより、プラズマ処理空間
からの排気を一層均一に行うプラズマ処理装置を実現す
ることことができたという有利な効果を奏する。
処理装置にあっては、プラズマ処理空間から吸引排気用
貫通開口に至った排気路がその開口のところでも同一性
が維持されるようにしたことにより、プラズマ処理空間
からの排気を一層均一に行うプラズマ処理装置を実現す
ることことができたという有利な効果を奏する。
【００３６】さらに、本発明の第３の解決手段のプラズ
マ処理装置にあっては、支持脚と支軸とが一体化される
ようにもしたことにより、プラズマ処理空間からの排気
を一層均一に行うプラズマ処理装置をコンパクトに実現
することができたという有利な効果が有る。
マ処理装置にあっては、支持脚と支軸とが一体化される
ようにもしたことにより、プラズマ処理空間からの排気
を一層均一に行うプラズマ処理装置をコンパクトに実現
することができたという有利な効果が有る。
【００３７】また、本発明の第４の解決手段のプラズマ
処理装置にあっては、 このような第４の解決手段のプ
ラズマ処理装置にあっては、支軸の中を通して配線や配
管が行えるようにもしたことにより、プラズマ処理空間
からの排気を一層均一に行うコンパクトなプラズマ処理
装置を簡便に実現することができたという有利な効果を
奏する。
処理装置にあっては、 このような第４の解決手段のプ
ラズマ処理装置にあっては、支軸の中を通して配線や配
管が行えるようにもしたことにより、プラズマ処理空間
からの排気を一層均一に行うコンパクトなプラズマ処理
装置を簡便に実現することができたという有利な効果を
奏する。
【図１】 本発明のプラズマ処理装置の第１実施例につ
いて、要部である下部電極および真空ポンプの詳細構造
を示し、（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が縦断面図であ
る。
いて、要部である下部電極および真空ポンプの詳細構造
を示し、（ａ）が外観斜視図、（ｂ）が縦断面図であ
る。
【図２】 チャンバ全体を含む縦断面模式図であ
る。
る。
【図３】 本発明のプラズマ処理装置の第２実施例につ
いて、要部の縦断面図である。
いて、要部の縦断面図である。
【図４】 本発明のプラズマ処理装置の第３実施例につ
いて、（ａ），（ｂ）共に要部の縦断面図である。
いて、（ａ），（ｂ）共に要部の縦断面図である。
【図５】 従来のプラズマ処理装置について、（ａ），
（ｂ）何れも縦断面模式図である。
（ｂ）何れも縦断面模式図である。
１ 基板（板状被処理物、フィルム、ウエハ）
２ 真空チャンバ本体部（真空チャンバ）
２ａ 開口（真空ポンプ装着口、吸引排気用貫通
開口、排気路） ２ｂ 導圧孔（導圧路） ３ 真空チャンバ蓋部（真空チャンバ） ４ 可変バルブ（流量制御、可変絞り、圧力制御機
構、圧力制御手段） ４ｂ 真空圧計（圧力検出器、圧力制御手段） ４ｃ ＰＩＤ制御回路（圧力制御回路、圧力制御
手段） ５ 真空ポンプ（排気ポンプ） ６ 可動壁体（流量制御、可変絞り） ６ａ 溝（圧力バッファ空間、リーク圧力緩衝手
段、等圧空間） ６ｂ 鍔状絞り（薄肉リング、張出部、絞り部、
鍔状部材） １１ アノード部（プラズマ空間形成機構、上部電極
部） １１ａ アッパーサポート １２ カソード部（プラズマ空間形成機構、下部電極
部、基板支持体） １２ａ ローアーサポート（支持脚、下部電極支持
部） １２ｂ 保護部材（絶縁体） １２ｃ 電極部材（良導体） １３ プラズマ処理空間（プラズマ形成空間、プラズ
マ導入空間） ３１ ＲＦ電源（高周波印加回路） ３２ ＲＦケーブル（高周波印加回路） ４０ ゲートバルブ（開閉弁） ４１ コントローラ（シーケンス制御手段） ５０ ターボポンプ（ターボモレキュラーポンプ、真
空ポンプ） ５１ ポンプ本体（外筒部） ５１ａ 吸引口 ５１ｂ 排出口 ５２ 支軸（固設部材、中空杆、下部電極支持脚
兼用部材） ５２ａ 貫通穴（中空部分） ５３ スリーブ（回転筒、排気用回転部材） ５４ フィン（羽根部材、翼部材、排気用回転部
材） ５５ ステータ（コイル部、固定部、電動モー
タ） ５６ ロータ（マグネット部、回転部、電動モー
タ） ５７ インバータ（周波数変換、回転数制御、圧
力制御手段）
開口、排気路） ２ｂ 導圧孔（導圧路） ３ 真空チャンバ蓋部（真空チャンバ） ４ 可変バルブ（流量制御、可変絞り、圧力制御機
構、圧力制御手段） ４ｂ 真空圧計（圧力検出器、圧力制御手段） ４ｃ ＰＩＤ制御回路（圧力制御回路、圧力制御
手段） ５ 真空ポンプ（排気ポンプ） ６ 可動壁体（流量制御、可変絞り） ６ａ 溝（圧力バッファ空間、リーク圧力緩衝手
段、等圧空間） ６ｂ 鍔状絞り（薄肉リング、張出部、絞り部、
鍔状部材） １１ アノード部（プラズマ空間形成機構、上部電極
部） １１ａ アッパーサポート １２ カソード部（プラズマ空間形成機構、下部電極
部、基板支持体） １２ａ ローアーサポート（支持脚、下部電極支持
部） １２ｂ 保護部材（絶縁体） １２ｃ 電極部材（良導体） １３ プラズマ処理空間（プラズマ形成空間、プラズ
マ導入空間） ３１ ＲＦ電源（高周波印加回路） ３２ ＲＦケーブル（高周波印加回路） ４０ ゲートバルブ（開閉弁） ４１ コントローラ（シーケンス制御手段） ５０ ターボポンプ（ターボモレキュラーポンプ、真
空ポンプ） ５１ ポンプ本体（外筒部） ５１ａ 吸引口 ５１ｂ 排出口 ５２ 支軸（固設部材、中空杆、下部電極支持脚
兼用部材） ５２ａ 貫通穴（中空部分） ５３ スリーブ（回転筒、排気用回転部材） ５４ フィン（羽根部材、翼部材、排気用回転部
材） ５５ ステータ（コイル部、固定部、電動モー
タ） ５６ ロータ（マグネット部、回転部、電動モー
タ） ５７ インバータ（周波数変換、回転数制御、圧
力制御手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０５Ｈ 1/46 Ａ
Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｍ
Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ
Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 BC01 BC06 CA05
DA02 EB01 EB41 ED02 FC11
FC15
4K030 CA12 EA11 FA03 GA06
4K057 DA16 DA20 DD01 DM03 DM35
DM38 DN01
5F004 AA01 BB18 BC02 BC08 CA09
5F045 AA08 BB01 EF20 EG01 EM02
GB06
Claims (4)
- 【請求項１】プラズマ処理空間を囲う真空チャンバと、
その壁を貫通する開口に対して外側から吸引口が連通接
続された真空ポンプと、前記プラズマ処理空間に臨んで
基板を乗載可能な基板支持体とを備えたプラズマ処理装
置において、前記基板支持体が、前記真空ポンプを介し
て前記真空チャンバに固設されていることを特徴とする
プラズマ処理装置。 - 【請求項２】前記基板支持体を支持する支持脚が、前記
真空ポンプから延びて前記開口の中央を通って前記基板
支持体に至るものであることを特徴とする請求項１記載
のプラズマ処理装置。 - 【請求項３】前記支持脚が、前記真空ポンプにおける排
気用回転部材を回転可能に支持する支軸であることを特
徴とする請求項２記載のプラズマ処理装置。 - 【請求項４】前記支軸が中空の杆体であることを特徴と
する請求項３記載のプラズマ処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266086A JP5241052B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | プラズマ処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001266086A JP5241052B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | プラズマ処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011269330A Division JP2012104488A (ja) | 2011-12-08 | 2011-12-08 | プラズマ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003071271A true JP2003071271A (ja) | 2003-03-11 |
| JP5241052B2 JP5241052B2 (ja) | 2013-07-17 |
Family
ID=19092446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266086A Expired - Lifetime JP5241052B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | プラズマ処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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- 2001-09-03 JP JP2001266086A patent/JP5241052B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| EP3998406A4 (en) * | 2019-07-11 | 2023-07-26 | Edwards Japan Limited | VACUUM PUMPING DEVICE AND SLIDING TYPE SLIDE VALVE |
| JP7345300B2 (ja) | 2019-07-11 | 2023-09-15 | エドワーズ株式会社 | 真空ポンプ装置 |
| US11835048B2 (en) | 2019-07-11 | 2023-12-05 | Edwards Japan Limited | Vacuum pump device and lifting-type gate valve |
| CN113994128B (zh) * | 2019-07-11 | 2024-03-19 | 埃地沃兹日本有限公司 | 真空泵装置 |
| JP2023033356A (ja) * | 2021-10-26 | 2023-03-10 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP7462728B2 (ja) | 2021-10-26 | 2024-04-05 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5241052B2 (ja) | 2013-07-17 |
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