JP2019208016A - 真空処理装置、シャワーヘッド、および真空処理装置の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を組み立てる際の作業工数を削減する。【解決手段】真空雰囲気の環境下で被処理体を処理する真空処理装置は、容器と、第１の部材と、第２の部材と、ねじとを備える。容器は、被処理体が搬入され、内部が真空雰囲気に制御される。第１の部材および第２の部材は、容器内に設けられる。ねじは、第１の部材と第２の部材とを締結する。また、ねじは、おねじ部と、頭部と、ガイド部とを有する。おねじ部は、側面にねじ溝が形成されている。頭部は、ねじの軸方向においておねじ部の一端側に設けられている。ガイド部は、ねじの軸方向においておねじ部の他端に設けられ、おねじ部から軸方向に突出している。【選択図】図６

Description

本開示の種々の側面および実施形態は、真空処理装置、シャワーヘッド、および真空処理装置の組み立て方法に関する。

フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと記載する）用のガラス基板は、マザーガラス基板のサイズが大きいほど１枚から取れるガラス基板の数が増えるためコストを低減できる。そのため、近年ではマザーガラス基板は大型化の一途をたどっている。また、マザーガラス基板の大型化に伴い、マザーガラス基板を製造または検査する装置においても、年々大型化している。

ＦＰＤ用のガラス基板の製造工程の中には、真空環境下で所定のガスを用いた成膜やエッチング等の処理を行う工程がある。このような工程を行う装置には、ガラス基板が搬入され、真空雰囲気に制御された処理容器内に、所定のガスを供給するシャワーヘッドが設けられる。シャワーヘッドは、複数のガス供給穴を有するシャワープレートと、シャワープレートを支持するベース部材とを有する。シャワープレートは、ねじによりベース部材に締結される。

特開２００４−１９３３４４号公報

ところで、ＦＰＤ用のガラス基板等の半導体基板が大型化すると、半導体基板を製造する装置も大型化する。装置が大型化すると、装置を構成する部材を固定するためのねじの数が多くなり、装置を組み立てる工数が多くなる。

本開示の一側面は、真空雰囲気の環境下で被処理体を処理する真空処理装置であって、容器と、第１の部材と、第２の部材と、ねじとを備える。容器は、被処理体が搬入され、内部が真空雰囲気に制御される。第１の部材および第２の部材は、容器内に設けられる。ねじは、第１の部材と第２の部材とを締結する。また、ねじは、おねじ部と、頭部と、ガイド部とを有する。おねじ部は、側面にねじ溝が形成されている。頭部は、ねじの軸方向においておねじ部の一端側に設けられている。ガイド部は、ねじの軸方向においておねじ部の他端に設けられ、おねじ部から軸方向に突出している。

本開示の種々の側面および実施形態によれば、装置を組み立てる工数を削減することができる。

図１は、本開示の実施形態における真空処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、高周波アンテナの一例を示す平面図である。 図３は、シャワーヘッドの分割態様の一例を示す平面図である。 図４は、シャワーヘッドの一例を示す拡大断面図である。 図５は、シャワーヘッドの下面の一例を示す斜視図である。 図６は、ねじの構造の一例を示す断面図である。 図７は、ねじ穴の一例を示す断面図である。 図８は、ねじ穴にねじが挿入された状態の一例を示す断面図である。 図９は、本実施形態におけるねじの締め込み手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、比較例におけるねじの締め込み手順の一例を示すフローチャートである。 図１１は、電動ドライバの一例を示す概略断面図である。 図１２は、ねじの締め込み手順の一例を示すフローチャートである。 図１３は、ねじの締め込み過程の一例を示す図である。 図１４は、ガイド部材の断面形状の他の例を示す図である。 図１５は、ガイド部材の断面形状の更なる他の例を示す図である。 図１６は、ガイド部材の先端の形状の一例を示す図である。 図１７は、ねじの締め込み手順の他の例を示す図である。

以下に、開示される真空処理装置、シャワーヘッド、および真空処理装置の組み立て方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示される真空処理装置、シャワーヘッド、および真空処理装置の組み立て方法が限定されるものではない。

［真空処理装置１０の構成］
図１は、本開示の実施形態における真空処理装置１０の一例を示す概略断面図である。本実施形態における真空処理装置１０は、誘導結合型のプラズマ処理装置である。真空処理装置１０は、例えば、ＦＰＤ用の矩形状のガラス基板Ｇ上に、薄膜トランジスタを形成する際のメタル膜、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜、酸化膜等のエッチングや、レジスト膜のアッシング等のプラズマ処理を行う。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

真空処理装置１０は、例えば内壁面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料からなる角筒形状の気密な容器１を有する。容器１は、分解可能に組み立てられており、接地線１ａにより電気的に接地されている。

容器１は、矩形状のシャワーヘッド２によって上下にアンテナ室３および処理室４に区画されている。シャワーヘッド２は、容器１と絶縁されている。シャワーヘッド２は、金属窓として機能し、処理室４の天壁を構成する。金属窓となるシャワーヘッド２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウムを含む合金等で構成された、非磁性体で導電性の金属で構成される。また、シャワーヘッド２の耐プラズマ性を向上させるために、シャワーヘッド２の処理室４側の表面には、誘電体膜や誘電体カバーが設けられてもよい。誘電体膜としては、例えば陽極酸化膜または溶射セラミックス膜を挙げることができる。また、誘電体カバーとしては、例えば石英またはセラミックスにより構成された誘電体カバーを挙げることができる。

アンテナ室３の側壁３ａと処理室４の側壁４ａとの間には、支持棚５および支持梁６が設けられている。支持棚５および支持梁６は、例えば、導電性材料、望ましくはアルミニウム等の金属で構成される。シャワーヘッド２は、後述するように絶縁部材７を介して複数のブロックに分割されている。そして、複数のブロックに分割されたシャワーヘッド２は、絶縁部材７を介して支持棚５および支持梁６によって支持されている。支持梁６は、図示しない複数本のサスペンダによって容器１の天井から吊された状態となっている。シャワーヘッド２のそれぞれのブロックには、処理ガス供給機構２０からガス供給管２１および流量制御器２２ａ、２２ｂを介して処理ガスが供給される。シャワーヘッド２のそれぞれのブロックに供給された処理ガスは、それぞれのブロックの下面に形成されたガス供給穴から処理室４内に吐出される。

シャワーヘッド２の上のアンテナ室３内には、シャワーヘッド２に面するように高周波アンテナ１３が配置されている。高周波アンテナ１３とシャワーヘッド２との間には、図示しない絶縁部材からなるスペーサが配置されており、高周波アンテナ１３とシャワーヘッド２とは離間して配置されている。また、高周波アンテナ１３は、例えば図２に示されるように、矩形状のシャワーヘッド２に対応する面内で金属窓として機能するシャワーヘッド２を周回するように、渦巻き状に構成されている。高周波アンテナ１３は、例えば図２に示されるように、例えば４本のアンテナ線１３１、１３２、１３３、および１３４が９０°ずつ位置をずらして巻き回され、全体が渦巻状となるように構成された多重（四重）アンテナである。４本のアンテナ線１３１、１３２、１３３、および１３４のそれぞれは、例えば銅などの導電性の材料により構成される。また、高周波アンテナ１３におけるアンテナ線の配置領域は、略額縁状をなしている。なお、高周波アンテナ１３は、一本または複数のアンテナ線が環状に配置された環状アンテナであってもよい。

高周波アンテナ１３には、給電線１６および整合器１７を介して高周波電源１８が接続されている。高周波電源１８は、プラズマ処理の間、整合器１７および給電線１６を介して、例えば１ＭＨｚ以上２７ＭＨｚ以下の周波数の高周波電力を高周波アンテナ１３に供給する。本実施形態において、高周波電源１８は、プラズマ処理の間、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を高周波アンテナ１３に供給する。これにより、後述するように金属窓として機能するシャワーヘッド２に誘起されるループ電流を介して、処理室４内に誘導電界が形成され、この誘導電界によりシャワーヘッド２から供給された処理ガスが、処理室４内においてプラズマ化される。

処理室４内の底部には、シャワーヘッド２を挟んで高周波アンテナ１３と対向するように、被処理体の一例であるガラス基板Ｇが載置される載置台２３が設けられている。載置台２３は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等の導電性材料で構成されている。載置台２３上には図示しない静電チャックが設けられており、ガラス基板Ｇは、静電チャックにより吸着保持される。載置台２３は、絶縁部材２４を介して処理室４内の底部に支持されている。

載置台２３の上部周縁部には絶縁性のシールドリング２５ａが設けられており、載置台２３の周面には絶縁性のシールドリング２５ｂが設けられている。載置台２３にはガラス基板Ｇの搬入出のためのリフターピン２６が、容器１の底壁および絶縁部材２４を介して挿通されている。リフターピン２６は、容器１外に設けられた図示しない昇降機構により昇降駆動される。

載置台２３には、給電線２８ａおよび整合器２８を介して高周波電源２９が接続されている。高周波電源２９は、プラズマ処理中において、例えば３．２ＭＨｚの周波数のバイアス用の高周波電力を載置台２３に印加する。バイアス用の高周波電力により発生するセルフバイアスによって、処理室４内に生成されたプラズマ中のイオンがガラス基板Ｇに引き込まれる。

なお、図１では図示が省略されているが、載置台２３内には、ガラス基板Ｇの温度を制御するためヒータ等の加熱手段や、冷媒流路等からなる温度制御機構、および温度センサ等を設けることができる。これらの機構や部材に対する配管や配線は、いずれも容器１の底面および絶縁部材２４に設けられた開口部１ｂを介して配置されている。

また、載置台２３内には、図示しないガス供給源からの、例えばＨｅガス等の熱伝達用ガスを流通させるためのガス管４１が設けられている。ガス管４１内の熱伝達用ガスは、図示しない静電チャックと静電チャック上のガラス基板Ｇとの間に供給される。静電チャックとガラス基板Ｇとの間に供給される熱伝達用ガスの圧力を制御することにより、プラズマ処理中において、ガラス基板Ｇの温度を所定範囲の温度に制御することができる。

処理室４の側壁４ａには、ガラス基板Ｇを搬入および搬出するための開口２７ａが形成されている。開口２７ａは、ゲートバルブ２７によって開閉される。また、処理室４の底部には、排気管３１を介して真空ポンプ等を含む排気装置３０が接続されている。排気装置３０により、処理室４内のガスが排気され、プラズマ処理中において、処理室４内が所定の真空雰囲気（例えば１．３３Ｐａ）に設定、維持される。

真空処理装置１０の各構成部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサを有する制御部１００によって統括的に制御される。制御部１００には、オペレータが真空処理装置１０を管理するためにコマンド入力等の操作を行うキーボードや、真空処理装置１０の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等を有するユーザインターフェイス１０１が接続されている。また、制御部１００には、真空処理装置１０で実行される各種処理を制御部１００の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて真空処理装置１０の各構成部に処理を実行させるための処理レシピが格納されたメモリ１０２が接続されている。メモリ１０２は、ＨＤＤや半導体メモリであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、メモリ１０２内のプログラムやレシピ等は、他の装置から、例えば専用回線を介して適宜取得されてメモリ１０２内に格納されてもよい。そして、ユーザインターフェイス１０１からの指示等に基づいて任意の処理レシピがメモリ１０２から呼び出されて制御部１００によって実行させることで、制御部１００の制御下で、真空処理装置１０での所望の処理が行われる。

［シャワーヘッド２の構成］
次に、シャワーヘッド２の構成について説明する。誘導結合プラズマは、高周波アンテナ１３に高周波電流が流れることにより、その周囲に磁界が発生し、その磁界により誘起される誘導電界によって高周波放電が起ることで生成される。処理室４の天壁として金属窓が用いられる場合、金属窓の面内で周方向に周回されるように設けられた高周波アンテナ１３では、渦電流および磁界が金属窓の裏面側、すなわち処理室４側に到達しないため、プラズマが生成されない。このため、本実施形態では、高周波アンテナ１３に流れる高周波電流によって生じる磁界および渦電流が処理室４側に到達するように、金属窓として機能するシャワーヘッド２が絶縁部材７によって複数のブロックに分割されている。

図３は、シャワーヘッド２の分割態様の一例を示す平面図である。例えば図３に示されるように、シャワーヘッド２は、内側領域２０１と、内側領域２０１を囲むように設けられた外側領域２０２とを有する。内側領域２０１は、シャワーヘッド２の長辺２ａに沿う長辺２０１ａとシャワーヘッド２の短辺２ｂに沿う短辺２０１ｂとを有する。内側領域２０１は、長辺２０１ａを含む三角形状の一対の第１ブロック２０１ｃと、短辺２０１ｂを含む三角形状の一対の第２ブロック２０１ｄとに４分割されている。また、外側領域２０２は、一対の第３ブロック２０２ａと、一対の第４ブロック２０２ｂと、４つの第５ブロック２０２ｃとに８分割されている。一対の第３ブロック２０２ａのそれぞれは、シャワーヘッド２の長辺２ａに沿って設けられている。一対の第４ブロック２０２ｂのそれぞれは、シャワーヘッド２の短辺２ｂに沿って設けられている。４つの第５ブロック２０２ｃのそれぞれは、矩形状のシャワーヘッド２の４つの隅部を構成する。

図４は、シャワーヘッド２の一例を示す拡大断面図である。図５は、シャワーヘッド２の下面の一例を示す斜視図である。シャワーヘッド２の各ブロックは、例えば図４に示されるように、ベース部材２１１とシャワープレート２１２とを有する。シャワープレート２１２は、第１の部材の一例であり、ベース部材２１１は、第２の部材の一例である。

ベース部材２１１の下面の周縁部には、シャワープレート２１２を取り付ける取付部２１１ａが形成されており、ベース部材２１１の下面の中央部には、ガス拡散空間となる凹部２１１ｂが形成されている。シャワープレート２１２は、ねじ２１４によって取付部２１１ａに締結される。これにより、ベース部材２１１とシャワープレート２１２との間にガス拡散空間２１３が形成される。また、ベース部材２１１には、上面からガス拡散空間２１３に至るガス導入孔（図示せず）が形成されており、ガス導入孔にはガス供給管２１（図１参照）が接続されている。

シャワープレート２１２には、例えば図４および図５に示されるように、処理室４内に処理ガスを吐出するための複数のガス供給穴２１２ａが設けられている。それぞれのシャワープレート２１２は、複数のねじ２１４によって取付部２１１ａに締結されている。ガス拡散空間２１３内に供給された処理ガスは、ガス拡散空間２１３内をシャワープレート２１２の面方向に拡散し、ガス供給穴２１２ａを介して処理室４内にシャワー状に供給される。

以上のように構成された真空処理装置１０を用いてガラス基板Ｇに対してエッチング等のプラズマ処理を行う際の処理動作について説明する。まず、ゲートバルブ２７が開かれ、図示しない搬送ロボットにより、開口２７ａを介してからガラス基板Ｇが処理室４内に搬入され、載置台２３に載置される。そして、載置台２３の静電チャックがガラス基板Ｇを吸着保持する。

次に、処理ガス供給機構２０からガス供給管２１を介して処理ガスがシャワーヘッド２に供給され、シャワーヘッド２から処理室４内に処理ガスがシャワー状に吐出される。そして、排気装置３０により排気管３１を介して処理室４内のガスが排気され、図示しない圧力制御バルブにより、処理室４内が所定の圧力に制御される。

また、載置台２３に設けられた温度制御機構により、載置台２３の温度が所定温度に制御され、静電チャックとガラス基板Ｇの裏面との間に所定圧力の熱伝達用ガスが供給され、ガラス基板Ｇの温度が所定温度に制御される。

次に、高周波電源１８から所定周波数の高周波電力が高周波アンテナ１３に印加され、金属窓として機能するシャワーヘッド２を介して処理室４内に誘導電界が生成される。そして、誘導電界により、処理室４内で処理ガスがプラズマ化し、処理室４内に高密度の誘導結合プラズマが生成される。また、高周波電源２９から所定周波数の高周波電力が載置台２３に印加される。このプラズマにより、ガラス基板Ｇに対してエッチング等のプラズマ処理が行われる。

［ねじ２１４の構造］
図６は、ねじ２１４の構造の一例を示す断面図である。本実施例において、シャワープレート２１２をベース部材２１１に締結するねじ２１４は、例えば図６に示されるような構造である。本実施形態に用いられるねじ２１４は、例えばＭ５ねじである。

ねじ２１４は、例えば図６に示されるように、頭部２１４０、円筒部２１４１、おねじ部２１４２、およびガイド部２１４３を有する。頭部２１４０は、略円筒状の外形を有し、ねじ２１４の軸Ａの方向においておねじ部２１４２の一端側に設けられている。頭部２１４０には、ねじ２１４を締め込むまたは緩めるための工具の先端に係合する図示しない窪みが設けられている。窪みの形状は、例えば六角孔状、四角孔状、十字状、または一文字状等である。頭部２１４０の直径をＤ２と定義する。円筒部２１４１は、おねじ部２１４２と頭部２１４０の間に設けられ、軸Ａの方向に沿って延伸している。円筒部２１４１には、ワッシャー２１４５が取り付けられている。おねじ部２１４２は、略円筒状の外形を有し、軸Ａに沿って延伸している。おねじ部２１４２の側面には、ねじ溝が形成されている。

ガイド部２１４３は、略円筒状の外形を有し、軸Ａの方向において、おねじ部２１４２の他端に設けられ、おねじ部２１４２から軸Ａの方向に沿って突出している。ガイド部２１４３の側面にはねじ溝が形成されていない。ガイド部２１４３の直径Ｄ１は、おねじ部２１４２のねじ溝の谷底部の直径と略同一であってもよい。ガイド部２１４３の長さをＬと定義する。また、ねじ２１４には、軸Ａに沿って、頭部２１４０、円筒部２１４１、おねじ部２１４２、およびガイド部２１４３を貫通する貫通穴２１４４が形成されている。

ここで、ねじ穴に沿って直立しない構造のねじを、電動ドライバを用いてねじ穴に締め込む場合、ねじ穴に対してねじが斜めに締め込まれることがある。これにより、ねじのねじ溝とねじ穴のねじ溝とが不正な組み合わせで噛み合い、いわゆる噛み込みが生じ、ねじをねじ穴に適切に締め込むことができなくなる。そのため、ねじがねじ穴に沿って直立しない構造のねじを用いる場合には、ある程度まで手作業でねじをねじ穴に締め込む必要がある。そして、ねじがねじ穴に沿って直立するようになった後に、電動ドライバを用いてねじがねじ穴に締め込まれる。

図５に示されたように、シャワープレート２１２は、複数のねじ２１４によってベース部材２１１に締結される。１つのシャワーヘッド２には、複数のシャワープレート２１２が取り付けられるため、シャワープレート２１２を取り付けるためには、多くのねじ２１４をベース部材２１１に締め込む作業が必要になる。近年の真空処理装置１０の大型化に伴い、数百本以上のねじ２１４をベース部材２１１に締め込む作業が必要になっている。

これに対し、本実施形態のねじ２１４では、おねじ部２１４２の他端、即ち、ねじ２１４の先端にガイド部２１４３が設けられている。これにより、ねじ２１４がねじ穴に挿入された場合に、ねじ２１４をねじ穴に締め込まなくても、ねじ２１４がねじ穴に沿って直立する。ねじ２１４がねじ穴に沿って直立すると、電動ドライバを用いてねじ２１４をねじ穴に締め込むことができる。そのため、ねじ２１４をねじ穴に締め込む作業時間を削減することができる。

［ねじ穴２１１０の構造］
図７は、ねじ穴２１１０の一例を示す断面図である。例えば図７に示されるように、シャワープレート２１２には、開口部２１２０が形成されており、ベース部材２１１には、ねじ穴２１１０が形成されている。

開口部２１２０は、略円筒状の第１の開口部２１２０ａおよび第２の開口部２１２０ｂを含む。ねじ穴２１１０の軸Ｂの方向における第１の開口部２１２０ａの長さは、軸Ａの方向におけるねじ２１４の頭部２１４０の長さと同じか、頭部２１４０の長さよりも長い。また、第１の開口部２１２０ａの直径Ｄ３は、頭部２１４０の直径Ｄ２（図６参照）よりも長い。また、第２の開口部２１２０ｂの直径Ｄ４は、頭部２１４０の直径Ｄ２よりも短い。

ねじ穴２１１０は、テーパー部２１１１、めねじ部２１１２、および平坦部２１１３を含む。テーパー部２１１１は、ねじ穴２１１０の底からねじ穴２１１０の開口部へ向かう方向へ拡径するように、ねじ穴２１１０の開口部に形成されている。本実施形態において、テーパー部２１１１は、例えばＣ１０の面取り加工により形成される。ねじ穴２１１０の開口部にテーパー部２１１１が形成されていることにより、ねじ２１４をねじ穴２１１０に挿入しやすくなる。また、本実施形態において、テーパー部２１１１の最上端の直径は、第２の開口部２１２０ｂの直径Ｄ４と略同一である。なお、テーパー部２１１１の最上端の直径は、第２の開口部２１２０ｂの直径Ｄ４より小さくてもよい。

めねじ部２１１２は、側面に、ねじ２１４のおねじ部２１４２のねじ溝に対応するねじ溝が形成されている。平坦部２１１３は、ねじ穴２１１０の下部に設けられており、側面にはねじ溝が形成されておらず、円筒状の内面に沿って平坦である。平坦部２１１３は、ねじ２１４がねじ穴２１１０に締め込まれ、ねじ２１４によってシャワープレート２１２がベース部材２１１に締結された状態において、ねじ２１４のガイド部２１４３に対向する位置に設けられている。平坦部２１１３は、対向面の一例である。

本実施形態において、平坦部２１１３の直径Ｄ５は、めねじ部２１１２のねじ溝の山部の頂上の直径と略同一である。そのため、ねじ２１４がねじ穴２１１０に締め込まれ、ねじ２１４によってシャワープレート２１２がベース部材２１１に締結された状態において、ねじ２１４のガイド部２１４３とねじ穴２１１０の平坦部２１１３との間の隙間は非常に狭い。そのため、ガイド部２１４３と平坦部２１１３との間に存在するガスは少ない。これにより、ねじ２１４によってシャワープレート２１２がベース部材２１１に締結された状態において、排気装置３０により、処理室４内のガスが排気される際に、ガイド部２１４３と平坦部２１１３との間に存在するガスを、ねじ２１４の貫通穴２１４４を介して迅速に排気することができる。

ここで、本実施形態におけるねじ２１４をねじ穴２１１０に挿入すると、例えば図８のように、ねじ２１４は、ねじ穴２１１０に対してほぼ直立する。ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入された状態において、ねじ穴２１１０の軸Ｂに対するねじ２１４の軸Ａの傾きの角度をθと定義する。

本実施形態において、ねじ２１４のガイド部２１４３の直径Ｄ１および長さＬは、ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入された場合に、図８に示された角度θが所定範囲内の傾きとなるように定められる。本実施形態において、ガイド部２１４３の直径Ｄ１および長さＬは、ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入された場合に、角度θが５度以内の傾きとなるように定められる。具体的には、ねじ２１４の項さを考慮して、直径Ｄ１は、例えば３．７〜４．５ｍｍ、長さＬは、例えば２．２〜２．８ｍｍである。

［シャワーヘッド２の組み立て手順］
図９は、本実施形態におけるねじ２１４の締め込み手順の一例を示すフローチャートである。図９のフローチャートでは、１本のねじ２１４の締め込み手順について示されている。なお、シャワーヘッド２の組み立て時（メンテナンス時も含む）には、例えば図２に示されたアンテナ室３と処理室４とが分離される。そして、シャワーヘッド２のシャワープレート２１２が上方を向くようにアンテナ室３全体が１８０°回転され、上方からシャワープレート２１２を締結する複数のねじ２１４が操作される。

まず、ワッシャー２１４５が組み込まれたねじ２１４が準備される（Ｓ１００）。次に、ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入される（Ｓ１０１）。次に、ねじ２１４が電動ドライバによって締め込まれる（Ｓ１０２）。次に、トルクレンチにより、ねじ２１４の締め込みトルクがチェックされる（Ｓ１０３）。そして、１本のねじ２１４の締め込み手順が終了する。

図１０は、比較例におけるねじの締め込み手順の一例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートでは、比較例における１本のねじの締め込み手順について示されている。比較例のねじには、ガイド部２１４３が設けられておらず、ワッシャー２１４５も組み込まれていない。また、比較例のねじ穴には、テーパー部２１１１が形成されていない。

まず、ワッシャーとねじが準備される（Ｓ２００）。次に、ねじにワッシャーが組み込まれる（Ｓ２０１）。次に、ねじがねじ穴に挿入される（Ｓ２０２）。ここで、比較例のねじにはガイド部２１４３が設けられていないため、ねじがねじ穴に挿入されても、ねじはねじ穴に対して直立しない。そのため、ねじがねじ穴に対して直立するまで、レンチを用いてねじが手作業で仮締めされる（Ｓ２０３）。次に、ねじが電動ドライバによって締め込まれる（Ｓ２０４）。次に、トルクレンチにより、ねじの締め込みトルクがチェックされる（Ｓ２０５）。そして、比較例における１本のねじの締め込み手順が終了する。

このように、図１０に示された比較例では、図９に示された本実施形態におけるねじ２１４の締め込み手順に比べて、ステップＳ２０１およびＳ２０３を行う必要がある分、作業時間が長くなる。また、比較例のねじ穴には、テーパー部２１１１が形成されていないため、本実施形態におけるねじ２１４の締め込み手順に比べて、ねじ穴にねじが挿入し難い。そのため、ステップＳ２０２における作業性も本実施形態に比べて悪い。具体的には、比較例におけるねじの締め込み手順では、本実施形態におけるねじの締め込み手順よりも、ねじ１本あたりおよそ２倍の作業時間がかかる。

これに対して、本実施形態のねじ２１４は、おねじ部２１４２と、頭部２１４０と、ガイド部２１４３とを有する。おねじ部２１４２は、側面にねじ溝が形成されている。頭部２１４０は、ねじ２１４の軸Ａの方向においてガイド部２１４３の一端側に設けられている。ガイド部２１４３は、軸Ａの方向においておねじ部２１４２の他端に設けられ、おねじ部２１４２から軸Ａの方向に突出している。これにより、ねじ２１４をねじ穴２１１０に挿入した場合に、ねじ２１４がねじ穴２１１０に対してほぼ直立する。そのため、ねじ穴２１１０に挿入されたねじ２１４を電動ドライバで締め込んでも、いわゆる噛み込みが発生し難い。そのため、ねじ２１４を締め込む際の作業性を向上させることができる。

また、本実施形態のねじ穴２１１０には、開口部にテーパー部２１１１が形成されている。これにより、比較例に比べてねじ穴２１１０にねじ２１４が挿入しやすい。そのため、ねじ２１４をねじ穴２１１０に迅速に挿入することができ、ねじ２１４を締め込む際の作業性をさらに向上させることができる。

以上、真空処理装置１０の実施形態について説明した。上記説明から明らかなように、本実施形態の真空処理装置１０によれば、ねじ２１４により部材を固定する際の作業性を向上させることができる。

なお、それぞれのねじ２１４は、例えば図１１に示されるような電動ドライバ５０によって締め込まれてもよい。電動ドライバ５０は、駆動部５１、ビット部５２、支持部５３、スプリング５４、アタッチメント５５、およびガイド部材５６を備える。ビット部５２は、細長い棒状の部材であり、一端が駆動部５１に保持される。ビット部５２の他端（以下、先端と記載する場合がある）は、ねじ２１４の頭部２１４０に形成された窪みに対応する形状に加工されている。例えば、ねじ２１４の頭部２１４０には、六角孔状、四角孔状、十字状、または一文字状等の窪みが形成されており、ビット部５２の先端は、頭部２１４０の窪みの形状に合わせて六角柱状、四角柱状、十字状、または一文字状等の形状に加工されている。

駆動部５１は、ビット部５２の軸を中心としてビット部５２を回転させる。支持部５３は、ビット部５２に固定されており、内部の空間にスプリング５４が配置されている。スプリング５４は、支持部５３に対して、アタッチメント５５をビット部５２の先端側に付勢する。スプリング５４は、付勢部材の一例である。なお、支持部５３は、ビット部５２に固定された固定部材を介して間接的に固定されるように構成されてもよい。

アタッチメント５５は、回転可能に支持部５３に設けられている。アタッチメント５５には、略円筒状に形成されたガイド部材５６が接続されている。本実施形態において、ガイド部材５６の内側壁は、略円筒形状である。ガイド部材５６の内側壁の中心軸と、ビット部５２の中心軸とは、略平行である。また、ガイド部材５６の内側壁の中心軸と、ビット部５２の中心軸とは、略一致している。ガイド部材５６の少なくとも先端（ビット部５２の先端側）は樹脂により形成されている。

なお、スプリング５４によって、支持部５３に対して、アタッチメント５５がビット部５２の先端側に付勢されていることにより、ビット部５２の先端は、ガイド部材５６に収容される。これにより、ベース部材２１１とシャワープレート２１２とを締結する際に、シャワープレート２１２の表面にビット部５２の先端が接触することが抑制され、シャワープレート２１２の表面に傷がつくことが抑制される。また、ガイド部材５６の少なくとも先端が樹脂により形成されていることにより、ベース部材２１１とシャワープレート２１２とを締結する際に、シャワープレート２１２の表面にガイド部材５６の先端が接触した場合でも、シャワープレート２１２の表面に傷がつきにくい。

図１２は、ねじの締め込み手順の一例を示すフローチャートである。図１２では、図９に例示されたねじの締め込み手順において、ステップＳ１０２の手順の詳細が例示されている。

まず、ワッシャー２１４５が組み込まれたねじ２１４が準備され（Ｓ１００）、ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入される（Ｓ１０１）。ステップＳ１０１は、差し込み工程の一例である。これにより、ねじ２１４の状態は、例えば図１３（ａ）のようになる。図１３は、ねじ２１４の締め込み過程の一例を示す図である。

次に、ガイド部材５６をねじ２１４の頭部２１４０に被せる（Ｓ１０２ａ）。ステップＳ１０２ａは、被せ工程の一例である。そして、ガイド部材５６の先端を、第１の開口部２１２０ａの底面２１２１に当接させる（Ｓ１０２ｂ）。これにより、電動ドライバ５０およびねじ２１４の状態は、例えば図１３（ｂ）のようになる。ガイド部材５６がねじ２１４の頭部２１４０に被せられることにより、ねじ２１４の中心軸と、ガイド部材５６の内側壁の中心軸との角度のずれが抑制される。これにより、ねじ２１４の中心軸と、ビット部５２の中心軸との角度のずれが抑制される。

また、ガイド部材５６の先端が第１の開口部２１２０ａの底面２１２１に当接することにより、ガイド部材５６の中心軸と、ねじ穴２１１０の中心軸との角度のずれが抑制される。これにより、ビット部５２の中心軸と、ねじ２１４の中心軸と、ねじ穴２１１０の中心軸との角度のずれが抑制される。

また、本実施形態において、ガイド部材５６の内周の直径は、ねじ２１４の頭部２１４０の外周の直径よりも大きく、ガイド部材５６の外周の直径は、第１の開口部２１２０ａの内周の直径よりも小さい。そのため、ガイド部材５６の先端は、第１の開口部２１２０ａ内に嵌る。これにより、ビット部５２の中心軸と、ねじ２１４の中心軸と、ねじ穴２１１０の中心軸との位置のずれが抑制される。第１の開口部２１２０ａは、座ぐり部の一例である。

次に、アタッチメント５５およびガイド部材５６に対して、駆動部５１およびビット部５２を、ねじ２１４の方向に押し込むことにより、ビット部５２の先端をねじ２１４の頭部２１４０の窪み２１４６に嵌め込む（Ｓ１０２ｃ）。ステップＳ１０２ｃは、嵌め込み工程の一例である。アタッチメント５５およびガイド部材５６に対して、駆動部５１およびビット部５２がねじ２１４の方向に押し込まれることにより、支持部５３とアタッチメント５５との間に配置されたスプリング５４が縮む。これにより、電動ドライバ５０およびねじ２１４の状態は、例えば図１３（ｃ）のようになる。

ステップＳ１０２ｂまでの工程によって、ビット部５２の中心軸と、ねじ２１４の中心軸と、ねじ穴２１１０の中心軸との角度および位置のずれが抑制されているため、ビット部５２の先端をねじ２１４の頭部２１４０の窪み２１４６に容易に嵌めることができる。

なお、ガイド部材５６の側壁の少なくとも一部は、例えば光を透過する材料により形成されることが好ましい。これにより、ねじ２１４の頭部２１４０にガイド部材５６が被せられた状態であっても、ガイド部材５６内のねじ２１４の状態を、ガイド部材５６の外部から視認することができる。これにより、ビット部５２の先端をねじ２１４の頭部２１４０の窪み２１４６に容易に嵌め込むことができる。

次に、駆動部５１によりビット部５２を回転させることによりねじ２１４を締め込む（Ｓ１０２ｄ）。ステップＳ１０２ｄは、締結工程の一例である。これにより、ねじ２１４がねじ穴２１１０内に締め込まれ、電動ドライバ５０およびねじ２１４の状態は、例えば図１３（ｄ）のようになる。そして、電動ドライバ５０が取り外された後、トルクレンチにより、ねじ２１４の締め込みトルクがチェックされ（Ｓ１０３）、１本のねじ２１４の締め込み手順が終了する。

図１１の例では、ガイド部材５６の先端の外周の断面は略円形状であるが、開示の技術はこれに限られない。ガイド部材５６の少なくとも先端の外周の断面は、円形状以外の形状であってもよい。図１４は、ガイド部材５６の断面形状の他の例を示す図である。図１４（ａ）の例では、ガイド部材５６の先端の断面形状が略四角形状になっている。また、図１４（ｂ）の例では、ガイド部材５６の先端の断面形状が略六角形状になっている。また、図１４（ｃ）の例では、ガイド部材５６の先端の断面形状が略八角形状になっている。

図１５は、ガイド部材５６の断面形状の更なる他の例を示す図である。図１５（ａ）および図１５（ｂ）の例では、ガイド部材５６の先端の略円筒状の外周の一部が内側に凹んでいる。また、図１５（ｃ）の例では、ガイド部材５６の先端の略円筒状の外周の一部が外側に突出している。ガイド部材５６の先端が図１４または図１５に例示された形状であっても、ガイド部材５６の先端が第１の開口部２１２０ａの底面２１２１に当接することで、ビット部５２、ねじ２１４、およびねじ穴２１１０の中心軸の角度および位置のずれが抑制される。

なお、ガイド部材５６の先端には、例えば図１６に示されるように傾斜が設けられてもよい。図１６は、ガイド部材５６の先端の形状の一例を示す図である。図１６（ａ）の例では、ガイド部材５６の先端に、外側から内側へ斜めに傾くテーパー部５６０が形成されている。ガイド部材５６の先端にテーパー部５６０が形成されていることにより、ガイド部材５６の外周の直径と、第１の開口部２１２０ａの内周の直径との差が小さい場合であっても、ガイド部材５６の先端を第１の開口部２１２０ａ内に容易に挿入することができる。

図１６（ｂ）の例では、ガイド部材５６の先端に、内側から外側へ斜めに傾くテーパー部５６１が形成されている。ガイド部材５６の先端にテーパー部５６１が形成されていることにより、ガイド部材５６の内周の直径と、頭部２１４０の外周の直径との差が小さい場合であっても、ねじ２１４の頭部２１４０にガイド部材５６を容易に被せることができる。

図１６（ｃ）の例では、ガイド部材５６の先端に、テーパー部５６０およびテーパー部５６１の両方が形成されている。これにより、ガイド部材５６の先端を第１の開口部２１２０ａ内に容易に挿入することができると共に、ねじ２１４の頭部２１４０にガイド部材５６を容易に被せることができる。

なお、頭部２１４０の直径よりも大きい直径のワッシャー２１４５ａを有するねじ２１４を用いてシャワープレート２１２がベース部材２１１に締結されてもよい。その場合、例えば図１７に示されるような手順でねじ２１４が締め込まれる。図１７は、ねじ２１４の締め込み手順の他の例を示す図である。

まず、例えば図１７（ａ）に示されるように、ワッシャー２１４５ａが組み込まれたねじ２１４が準備され、ねじ２１４がねじ穴２１１０に挿入される。

次に、例えば図１７（ｂ）に示されるように、ガイド部材５６がねじ２１４の頭部２１４０に被せられ、ガイド部材５６の先端が、ワッシャー２１４５ａの上面に当接される。

次に、例えば図１７（ｃ）に示されるように、アタッチメント５５およびガイド部材５６に対して、駆動部５１およびビット部５２が、ねじ２１４の方向に押し込まれることにより、ビット部５２の先端がねじ２１４の頭部２１４０の窪み２１４６に嵌め込まれる。

次に、例えば図１７（ｄ）に示されるように、駆動部５１によりビット部５２が回転することにより、ねじ２１４が締め込まれる。そして、電動ドライバ５０が取り外された後、トルクレンチにより、ねじ２１４の締め込みトルクがチェックされ、１本のねじ２１４の締め込み手順が終了する。

［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記した実施形態において、ねじ２１４が挿入されるシャワープレート２１２の開口部２１２０には、ねじ穴２１１０の開口部と同様にテーパー部が設けられてもよい。これにより、ねじ２１４をさらに容易にねじ穴２１１０内に挿入することができる。

また、上記した実施形態では、ＦＰＤ等に用いられるガラス基板Ｇを真空環境下においてプラズマにより処理する真空処理装置１０を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、シリコンウエハ等の半導体基板を真空環境下でプラズマにより処理する装置に対しても開示の技術を適用することが可能である。

また、上記した実施形態では、プラズマ源として誘導結合プラズマを例に説明したが、開示の技術はこれに限られず、真空環境下で被処理体に対しプラズマを用いて処理を行う装置であれば、誘導結合プラズマ以外のプラズマ源が用いられてもよい。誘導結合プラズマ以外のプラズマ源としては、例えば、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）、マイクロ波励起表面波プラズマ（ＳＷＰ）、電子サイクロトン共鳴プラズマ（ＥＣＰ）、およびヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ）等が挙げられる。

また、上記した実施形態では、電動ドライバ５０によってそれぞれのねじ２１４が締め込まれたが、開示の技術はこれに限られない。例えば、それぞれのねじ２１４は、ビット部５２、支持部５３、スプリング５４、アタッチメント５５、およびガイド部材５６を有するドライバによって、手動で締め込まれてもよい。

なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Ｇ ガラス基板
１ 容器
２ シャワーヘッド
１０ 真空処理装置
１３ 高周波アンテナ
２１１ ベース部材
２１１０ ねじ穴
２１１１ テーパー部
２１１３ 平坦部
２１２ シャワープレート
２１４ ねじ
２１４０ 頭部
２１４２ おねじ部
２１４３ ガイド部
２１４４ 貫通穴
５０ 電動ドライバ
５１ 駆動部
５２ ビット部
５３ 支持部
５４ スプリング
５５ アタッチメント
５６ ガイド部材

Claims (22)

1. 真空雰囲気の環境下で被処理体を処理する真空処理装置であって、
   前記被処理体が搬入され、内部が真空雰囲気に制御される容器と、
   前記容器内に設けられる第１の部材と、
   前記容器内に設けられる第２の部材と、
   前記第１の部材と前記第２の部材とを締結するねじと
   を備え、
   前記ねじは、
   側面にねじ溝が形成されているおねじ部と、
   前記ねじの軸方向において前記おねじ部の一端側に設けられた頭部と、
   前記軸方向において前記おねじ部の他端に設けられ、前記おねじ部から前記軸方向に突出するガイド部と
   を有することを特徴とする真空処理装置。
2. 前記ねじには、前記軸方向に沿って、前記頭部、前記おねじ部、および前記ガイド部を貫通する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
3. 前記軸方向において、前記ガイド部の直径は、前記おねじ部の側面に形成されているねじ溝の谷底部の直径と略同一であることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
4. 前記ねじは、Ｍ５ねじであり、
   前記ガイド部の直径は、３．７ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であり、
   前記軸方向における前記ガイド部の長さは、２．２ｍｍ以上２．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空処理装置。
5. 前記ねじは、前記第１の部材を前記第２の部材に締結し、
   前第２の部材には、前記ねじが挿入されるねじ穴が形成されており、
   前記ねじ穴の側面には、前記おねじ部のねじ溝に対応するねじ溝が形成されており、
   前記第１の部材が前記ねじによって前記第２の部材に締結された状態において、前記ねじの前記ガイド部に対向する前記ねじ穴の側面である対向面は、平坦であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の真空処理装置。
6. 前記ねじ穴の軸方向において、前記対向面の直径は、前記ねじ穴の側面に形成されているねじ溝の山部の頂上の直径と略同一であることを特徴とする請求項５に記載の真空処理装置。
7. 前記ねじ穴の開口部には、前記ねじ穴の底から前記開口部へ向かう方向へ拡径するテーパー部が形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の真空処理装置。
8. 前記被処理体は、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の真空処理装置。
9. 真空雰囲気に制御された容器内で被処理体を処理する真空処理装置に用いられるシャワーヘッドであって、
   前記容器内に設けられ、複数のガス供給穴を有し、それぞれの前記ガス供給穴を介して前記容器内にガスを供給するシャワープレートと、
   前記シャワープレートを支持するベース部材と、
   前記シャワープレートを前記ベース部材に締結するねじと
   を備え、
   前記ねじは、
   側面にねじ溝が形成されているおねじ部と、
   前記ねじの軸方向において前記おねじ部の一端側に設けられた頭部と、
   前記軸方向において前記おねじ部の他端に設けられ、前記おねじ部から前記軸方向に突出するガイド部と
   を有し、
   前記ベース部材には、前記ねじが挿入されるねじ穴が形成されており、
   前記ねじ穴の開口部には、前記ねじ穴の底から前記開口部へ向かう方向へ拡径するテーパー部が形成されていることを特徴とするシャワーヘッド。
10. 被処理体が搬入され、内部が真空雰囲気に制御される容器と、前記容器内に設けられる第１の部材および第２の部材とを備え、真空雰囲気の環境下で前記被処理体を処理する真空処理装置の組み立て方法であって、
    前記第１の部材および前記第２の部材に形成されたねじ穴を合わせるように前記第１の部材を前記第２の部材に重ね合わせ、前記ねじ穴にねじを差し込む差し込み工程と、
    前記ねじ穴に差し込まれた前記ねじの頭部に、ドライバのビット部の先端を囲むように前記ビット部に設けられた筒状のガイド部材を被せる被せ工程と、
    前記ビット部の先端を前記ガイド部材が被せられた前記ねじの方向に押し込むことにより、前記ガイド部材が被せられた前記ねじの頭部に形成されている前記ビット部の先端の形状に対応する形状の窪みに前記ビット部の先端を嵌め込む嵌め込み工程と、
    前記ビット部を回転させることにより、前記ねじを回転させ、前記第１の部材と前記第２の部材とを締結する締結工程と
    を含む真空処理装置の組み立て方法。
11. 前記第１の部材には、前記ねじの頭部よりも内周の直径が大きい座ぐり部が形成されており、
    前記ガイド部材の外周の直径は、前記座ぐり部の内周の直径よりも小さく、
    前記被せ工程では、
    前記ねじ穴に差し込まれた前記ねじの頭部に被せられた前記ガイド部材の先端を、前記座ぐり部の底面に当接させる請求項１０に記載の真空処理装置の組み立て方法。
12. 前記ビット部には、
    前記ビット部に固定された支持部と、
    前記支持部に対して前記ガイド部材を前記ビット部の先端の方向に付勢する付勢部材と
    が設けられている請求項１０または１１に記載の真空処理装置の組み立て方法。
13. 前記ガイド部材の少なくとも先端は樹脂により形成されている請求項１０から１２のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。
14. 前記ガイド部材の側壁の少なくとも一部は、光を透過する材料により形成されている請求項１０から１３のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。
15. 前記ねじは、
    側面にねじ溝が形成されているおねじ部と、
    前記ねじの軸方向において前記おねじ部の一端側に設けられた前記頭部と、
    前記軸方向において前記おねじ部の他端に設けられ、前記おねじ部から前記軸方向に突出するガイド部と
    を有する請求項１０から１４のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。
16. 前記ねじには、前記軸方向に沿って、前記頭部、前記おねじ部、および前記ガイド部を貫通する貫通穴が形成されている請求項１５に記載の真空処理装置の組み立て方法。
17. 前記軸方向において、前記ガイド部の直径は、前記おねじ部の側面に形成されているねじ溝の谷底部の直径と略同一である請求項１５または１６に記載の真空処理装置の組み立て方法。
18. 前記ねじは、Ｍ５ねじであり、
    前記ガイド部の直径は、３．７ｍｍ以上４．５ｍｍ以下であり、
    前記軸方向における前記ガイド部の長さは、２．２ｍｍ以上２．８ｍｍ以下である請求項１５から１７のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。
19. 前第２の部材に形成されている前記ねじ穴の側面には、前記おねじ部のねじ溝に対応するねじ溝が形成されており、
    前記第１の部材が前記ねじによって前記第２の部材に締結された状態において、前記ねじの前記ガイド部に対向する前記ねじ穴の側面である対向面は、平坦である請求項１５から１８のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。
20. 前記ねじ穴の軸方向において、前記対向面の直径は、前記ねじ穴の側面に形成されているねじ溝の山部の頂上の直径と略同一である請求項１９に記載の真空処理装置の組み立て方法。
21. 前記ねじ穴の開口部には、前記ねじ穴の底から前記開口部へ向かう方向へ拡径するテーパー部が形成されている請求項１９または２０に記載の真空処理装置の組み立て方法。
22. 前記被処理体は、ＦＰＤ（Flat Panel Display）用のガラス基板である請求項１５から２１のいずれか一項に記載の真空処理装置の組み立て方法。

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