JP2020167288A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス作業が簡易なプラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法を提供する。【解決手段】プラズマ化された処理ガスにより、基板の処理を行うプラズマ処理装置は、処理ガスが供給部される処理容器内に設けられ、処理対象の基板が載置される載置台を備える。支軸部は、裏面側から載置台を支持し、処理容器の壁部を貫通して外部に突出した突出部分を有すると共に、載置台を軸周りに回転させる回転機構に接続される。高周波電源部は、プラズマ処理用の高周波電力を供給し、高周波シールドは突出部分の支軸部を覆い高周波の漏洩を抑える。支軸部及び高周波シールドは、長さ方向に分割して、一体に取り外し可能なモジュール部を含む。【選択図】図４

Description

本開示は、プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法に関する。

半導体装置の製造工程においては基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対して各種の処理ガスを供給することにより、成膜やエッチングなどの様々な処理が行われる。この種の基板処理には、処理容器内に載置台を配置し、基板が配置された状態の載置台を回転させながら、プラズマ化した処理ガスを供給するものがある。このプラズマ処理を実施するプラズマ処理装置においては、載置台を回転自在としつつ、処理ガスをプラズマ化するための各種の機構が必要となる。

例えば特許文献１には、ボートに複数の基板を搭載して電磁波による加熱を行うにあたり、ボートを回転させる回転軸の周りに電磁波を遮蔽するカバーを設ける技術が記載されている。
また、特許文献２には処理容器内にて処理ガスにマイクロ波を照射してプラズマ処理を行う装置において、基板を保持する基板保持機構の下面を支持すると共に、処理容器を貫通して外部の回転機構に接続された支持軸が記載されている。当該プラズマ処理装置は、磁性流体シールを用いて、当該支持軸と処理容器との間を気密に塞いでいるところ、マイクロ波の漏洩による磁性流体シールの加熱を防止するためのチョーク機構が設けられている。

特開２００９−１８８１６１号公報 特開２０１６−２１５２４号公報

本開示は、メンテナンス作業が簡易なプラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法を提供する。

本開示は、プラズマ化された処理ガスにより、基板の処理を行うプラズマ処理装置において、
前記処理ガスの供給を行う処理ガス供給部が設けられた処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、処理対象の基板が載置される載置台と、
基板が載置される面の裏面側から前記載置台を支持し、前記処理容器の壁部を貫通して外部に突出した突出部分を有すると共に、当該載置台を軸周りに回転させる回転機構に接続された支軸部と、
プラズマ処理用の高周波電力を供給する高周波電源部と、
前記高周波電力の外部への漏洩を抑えるため、前記突出部分の支軸部を覆う高周波シールドと、を備え、
前記支軸部及び前記高周波シールドを長さ方向に分割して、一体に取り外し可能なモジュール部を含む、プラズマ処理装置である。

本開示によれば、メンテナンス作業を簡易にできる。

本開示のプラズマ処理装置を備えた基板処理システムの平面図である。 前記プラズマ処理装置の縦断側面図である。 前記プラズマ処理装置の支軸部の縦断側面図である。 前記支軸部の内部構造を示す縦断側面図である。 前記支軸部の回転機構を示す平面図である。 前記支軸部の分解図である。 前記プラズマ処理装置に設けられる載置台の回転角度を検出する機構を示す説明図である。 前記支軸部に設けられるベアリングの電食を抑えるための等電位化部の構成例を示す縦断側面図である。 前記等電位化部の他の構成例を示す縦断側面図である。

本開示の一実施形態として、プラズマ化した処理ガスを用いて基板に対する成膜を行うプラズマ処理装置２の構成例について説明する。プラズマ処理装置２の詳細な構成を説明する前に、当該プラズマ処理装置２が設けられる基板処理システム１について、図１を参照しながら簡単に説明しておく。

本例の基板処理システム１においては、搬入出ポート１１に対して、例えば直径が３００ｍｍの円形基板であるウエハＷを収容したキャリアＣが載置される。内部が常圧雰囲気である搬入出モジュール１２内には搬送機構１２０が設けられており、搬送機構１２０はキャリアＣからウエハＷを取り出してロードロック室１２２内に搬送する。ロードロック室１２２は、その内部を常圧雰囲気と真空雰囲気との間で切り替え自在に構成されている。

当該ロードロック室１２２に接続された真空搬送モジュール１３は、真空雰囲気が形成された真空搬送室１４を備え、その内部に配置された基板搬送機構１５を用いて、真空雰囲気のロードロック室１２２からウエハＷを受け取る。

ここで図１に示すように、本例の真空搬送モジュール１３は、例えば平面視したとき、前後方向に長辺を有する長方形となっている。また、真空搬送室１４の長方形の互いに対向する長辺に相当する側壁には、各々、複数例えば３つのプラズマ処理装置２が接続されている。後述するように、この例におけるプラズマ処理装置２は、真空雰囲気中で複数枚例えば２枚のウエハＷに対して一括してプラズマ処理を行うことができる。
搬入出モジュール１２と真空搬送モジュール１３との間、真空搬送モジュール１３とプラズマ処理装置２との間は、ゲートバルブＧを用いて開閉が行われる。

図１に示すように、基板搬送機構１５は、多関節アームよりなり、ウエハＷを保持する基板保持部１６を備えている。基板保持部１６は、第１の基板保持部１６１、第２の基板保持部１６２を備える。これらの基板保持部１６１、１６２は、基端部にて接続部１６３に接続されて基板保持部１６を構成し、既述の多関節アームの先端部に設けられる。
基板搬送機構１５は、第１の基板保持部１６１及び第２の基板保持部１６２によって２枚のウエハＷを保持した状態でプラズマ処理装置２に進入する。

以下、図２も参照しながら、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理を行なうプラズマ処理装置２の構成例について説明する。なお、図１中に併記した基板処理システム１内の機器の配置関係を示す座標（Ｘ−Ｙ―Ｚ座標）とは別に、図２〜６には、プラズマ処理装置２内の機器の配置関係を説明するための副座標（Ｘ’−Ｙ’―Ｚ’座標）を併記してある。副座標は、真空搬送モジュール１３と接続ざれる位置を手前側として、Ｘ’方向を前後方向、Ｙ’方向を左右方向として説明する。

真空搬送室１４に接続されている６つのプラズマ処理装置２は互いに同様に構成され、並行してウエハＷの処理を行うことができる。
プラズマ処理装置２は、平面視矩形の処理容器２０を備えている。処理容器２０は、内部雰囲気を真空排気することが可能な真空容器として構成されている。図２中の符号２０１は、処理容器２０の天井部材、符号２０２は容器本体である。

容器本体２０２の手前側の側壁には、ゲートバルブＧを介して真空搬送室１４に接続される、２つの搬入出口（不図示）が、左右方向（図２中、Ｙ’方向）に並ぶように形成されている。この搬入出口はゲートバルブＧによって開閉される。ここで、図２に示すプラズマ処理装置２は、真空搬送室１４側から見て左右に並んで配置された一方側の搬入出口の配置位置にて処理容器２０を縦断した図である。
処理容器２０内には、ウエハＷに対する成膜処理を行うための２つの処理空間Ｓ１、Ｓ２が配置されている。

次いで処理空間Ｓ１、Ｓ２を含む処理容器２０の内部構造について説明する。２つの処理空間Ｓ１、Ｓ２は互いに同様に構成されている。各処理空間Ｓ１、Ｓ２は、ウエハＷが載置される載置台２２と、この載置台２２と対向して配置されたガス供給部４と、の間に形成される。以下、図２に示す処理空間Ｓ２を参照しながら説明する。

載置台２２は下部電極を兼用するものであり、例えば金属もしくは、金属メッシュの電極２３を埋め込んだ窒化アルミ(ＡｌＮ)からなる扁平な円板状に形成される。後述するように、電極２３は、整合器７０などを介して、プラズマ化した処理ガス中のイオンを引き込むための第２の高周波電源７２に接続される。第２の高周波電源７２は、本例におけるプラズマ処理用の高周波電力を供給する高周波電源部に相当する。

図２には、実線にて処理位置にある載置台２２を描き、点線にて受け渡し位置にある載置台２２を夫々示している。処理位置とは、基板処理（成膜処理）を実行するときの位置であり、受け渡し位置とは、既述の基板搬送機構１５との間でウエハＷの受け渡しを行う位置である。載置台２２には、当該載置台２２に載置された各ウエハＷを６０℃〜６００℃に加熱するためのヒーター２４が埋設されている。ヒーター２４は、後述の電源７５から電力の供給を受ける。さらに、載置台２２には、ウエハＷの加熱を行う載置台２２の温度を測定するためのセンサ部である、不図示の熱電対が埋設されている。

さらに、処理容器２０内の底面には、複数本例えば３本の受け渡しピン２５が載置台２２に対応した位置に設けられる一方、載置台２２には、この受け渡しピン２５の通過領域を形成するための貫通孔２６が形成されている。載置台２２を受け渡し位置に下降させると、受け渡しピン２５が貫通孔２６を通過して、受け渡しピン２５の上端が載置台２２の載置面から突出する。この受け渡しピン２５の配置と第１、第２の基板保持部１６１、１６２の形状は、基板搬送機構１５の第１、第２の基板保持部１６１、１６２との間でウエハＷの受け渡しを行なうときに、互いに緩衝しないように設定されている。

載置台２２は支柱部６によって前記円板の中心位置を下面（裏面）側から支持されている。支柱部６の下部側は、処理容器２０の底面部（壁部）２７を貫通して下方側に突出している。支柱部６は、不図示の昇降機構の作用により、載置台２２を昇降させることができる。支柱部６は後述の回転機構に接続され、鉛直軸回りに載置台２２を回転させることもできる。また、既述の第２の高周波電源７２からの高周波電力、電源７５からの電力、熱電対から出力された出力信号（熱電対にて生じた電位差）は、この支柱部６を介して入出力される。

基板保持部１６は、受け渡しピン２５及び載置台２２との協働作用により、各処理空間Ｓ１、Ｓ２の載置台２２に対して、例えば２枚のウエハＷの受け渡しが一括して同時に行われるように構成されている。

さらに、処理容器２０の天井部材２０１における、載置台２２の上方には、絶縁部材よりなるガイド部材３４を介して上部電極をなすガス供給部４が設けられている。ガス供給部４は、蓋体４２と、載置台２２の載置面と対向するように設けられた対向面をなすシャワープレート４３と、蓋体４２とシャワープレート４３との間に形成されたガスの通流室４４と、を備えている。蓋体４２には、ガス分配路５１が接続されると共に、シャワープレート４３には、厚さ方向に貫通するガス吐出孔４５が例えば縦横に配列され、載置台２２に向けてシャワー状にガスを吐出することができる。

各処理空間Ｓ１、Ｓ２のガス供給部４に接続されたガス分配路５１の上流側は、共通のガス供給路５２に合流して、ガス供給系５０に接続されている。ガス供給系５０は、例えば反応ガス（処理ガス）の供給源５３、パージガスの供給源５４、処理容器２０内に堆積した膜を除去するクリーニングガスの供給源５５や、配管、バルブＶ１〜Ｖ３、流量調整部Ｍ１〜Ｍ３等を備えている。

シャワープレート４３には、整合器７０を介して第１の高周波電源７１が接続されている。シャワープレート（上部電極）４３と載置台（下部電極）２２との間に第１の高周波電源７１から高周波電力を印加すると、容量結合により、シャワープレート４３から処理空間Ｓ１、Ｓ２に供給されたガス（本例では反応ガス）をプラズマ化することができる。

各処理空間Ｓ１、Ｓ２の周囲には、これらの処理空間Ｓ１、Ｓ２の周方向に沿ってスリット状に開口したスリット排気口３６を形成する環状のガイド部材３４が設けられている。ガイド部材３４は、容器本体２０２に形成された凹部２０４内に嵌め込まれ、スリット排気口３６を介して処理空間Ｓ１、Ｓ２から排出されたガスを通流させる通流路３５を形成する。通流路３５には、不図示の排気口が形成され、プラズマ処理装置２内は、当該排気口に接続された不図示の排気流路を介して真空排気される。

以上に説明したように、本例のプラズマ処理装置２は、共通の処理容器２０内に複数組のシャワープレート４３と載置台２２とが設けられていることにより、処理空間Ｓ１、Ｓ２を構成し、各処理空間Ｓ１、Ｓ２にて成膜処理が行われる。また、各載置台２２を支持する支柱部６は、回転機構に接続されると共に、載置台２２と外部との間で各種電力や信号の入出力が行われる。さらに、第２の高周波電源７２から高周波電力の供給が行われる支柱部６は、処理容器２０を貫通して外部へ突出しているので、高周波の漏洩を抑える機構を設ける必要もある。

これらの必要性から、支柱部６を含む、処理容器２０の外部への突出部分は後述するように比較的複雑な構造となっている。このため、メンテナンスなどの際に、プラズマ処理装置２（基板処理システム１）の設置された現場にて、当該部を分解することは困難性の高い作業となる。特に、図１に例示する基板処理システム１は、処理空間Ｓ１、Ｓ２が配置されたプラズマ処理装置２を６基備え、合計１２の載置台２２を備える。このため、各載置台２２のメンテナンスに要する時間が長くなると、１台の基板処理システム１にて多大なメンテナンス時間を要することとなってしまう。

この点につき、本例のプラズマ処理装置２は、支柱部６を回転可能に保持しつつ、載置台２２への各種電力や信号の入出力を実行するための構造部分をまとめて取り外すことが可能な構成となっている。以下、図３〜図６も参照しながら、当該構成について説明する。

図３、図４に示すように、載置台２２を下面側から支持する支柱部６は、処理容器２０の底面部２７を貫通し、下方側に突出している。この支柱部６の下端部は、カップリング部６２を介して一体に取り外し可能なモジュール部６３に接続されている。このモジュール部６３内には、回転する載置台２２との間で各種電力や信号の入出力を行う機構が設けられている。
支柱部６、カップリング部６２及びモジュール部６３は、本例の支軸部を構成し、底面部２７よりも下方に位置する部分は、当該支軸部の突出部分に相当する。

カップリング部６２は、上方側へ向けて開口する円筒形状の上部カップ６２２と、下方側へ向けて開口する円筒形状の下部カップ６２３とを、円板形状のカップリング板６２９を介して上下に連結した構造となっている。上部カップ６２２には、支柱部６の下端部が挿入される一方、下部カップ６２３にはモジュール部６３の上端部が挿入される。

上部カップ６２２は、ベアリング６２５を介して円筒形状のケーシング６２０内に回転自在に保持される。ケーシング６２０の上端面と、処理容器２０の下面との間には、支柱部６を貫通させるために形成された底面部２７の開口を囲むようにベローズ６１０が設けられている。

支柱部６は、前記開口を通って底面部２７を貫通し、支柱部６によって周囲を囲まれた状態で上部カップ６２２に挿入されている。ベローズ６１０は、載置台２２の昇降動作に応じて伸縮する。
また、上部カップ６２２を回転自在に保持するベアリング６２５の上部側には、処理容器２０内の真空雰囲気と、外部雰囲気とを区画するための磁性流体シール６２１が設けられている。

図４に示すように、支柱部６の内部は空洞になっていて、載置台２２内の電極２３に高周波電力を供給するための高周波給電線６１１と、載置台２２内のヒーター２４に電力を供給するためのヒーター給電線６１２とが上下方向に伸びるように配設されている。これらヒーター給電線６１２、高周波給電線６１１の下端部は、共通のヘッド部６１４に保持されている。当該ヘッド部６１４を上部カップ６２２に挿入すると、ヘッド部６１４が上部カップ６２２の内周面に案内されて、所定の位置に各ヒーター給電線６１２、高周波給電線６１１の下端部が配置される。
ヘッド部６１４の下面（ヒーター給電線６１２、高周波給電線６１１の下端）からは、モジュール部６３に対する接続用のピン６１１ａ、ピン６１２ａが下方側へ向けて突出するように固定保持されている。

さらに、支柱部６内部には、載置台２２に設けられた熱電対の出力信号（熱電対にて生じた電位差）を出力するための不図示の信号線が上下方向に伸びるように配設されている。当該信号線の下端部は、ヘッド部６１４を貫通して細長い円柱状のコネクタヘッド６１５の底面に形成された接触端子に接続されている（図６参照）。
また、支柱部６の中段の高さ位置には、上部カップ６２２側の開口と嵌合して、予め設定された高さ位置に支柱部６を保持するフランジ部６１３が設けられている。

図４に示すように、モジュール部６３内には、高周波電力が入力されるスリップリングを構成するコマ部６３１と、回転筒６３７とが設けられている。回転筒６３７の下部側領域には、その側周面に沿って、ヒーター２４用の電力の入力や、熱電対の出力信号が出力されるスリップリングを構成するスリップリング部６３ａが形成されている。

モジュール部６３のケーシング６３０の下部領域には、同軸コネクタ７３１の着脱を行うことが可能な同軸ソケット７３２が設けられている。同軸コネクタ７３１は、整合器７０を介して第２の高周波電源７２に接続される（図３、図４）。同軸ソケット７３２のピンは、コマ部６３１の外周面と接触するブラシ７３３に接続されている。同軸ソケット７３２の外部導体はケーシング６３０に電気的に接続され、同軸コネクタ７３１の外部導体を介して接地されている。

図４に示すようにコマ部６３１は高周波給電線６３９ａに接続されている。高周波給電線６３９ａの上端部には、支柱部６側の高周波給電線６１１のピン６１１ａを挿入するための筒状のソケット６４３が設けられている。ソケット６４３は、揺動可能な状態で回転筒６３７の上面から上方側に向けて突出するように設けられている。

スリップリング部６３ａは、金属リング６３２と絶縁板６３３とを交互に多段に積み重ねた構造となっている。
一部の金属リング６３２は、ヒーター給電線６３９ｂに接続されている。ヒーター給電線６３９ｂの上端部には、支柱部６側のヒーター給電線６１２のピン６１２ａを挿入するための筒状のソケット６４２が設けられている。ソケット６４２は、揺動可能な状態で回転筒６３７の上面から上方側に向けて突出するように設けられている。

また、一部の金属リング６３２は、回転筒６３７内を上下方向に延びるように形成された不図示の信号線に接続されている。当該信号線の上端部は、支柱部６側のコネクタヘッド６１５を挿入するために回転筒６３７に形成されたソケット口６３７ａの底面部分に設けられた不図示の接触端子に接続されている。

スリップリング部６３ａの側方にはブラシ保持部６３６が配置され、当該ブラシ保持部６３６に保持された複数のブラシ６３４が各々、金属リング６３２と接触することにより、電力の供給、出力信号の出力を行うための電気的接触が確保される。ブラシ保持部６３６の各ブラシ６３４は、各々、ソケット６３５に接続され、これらソケット６３５にプラグピン７４１、７４２を接続することにより、各金属リング６３２が電源７５や温度検出部７６に接続される（図４）。プラグピン７４１、７４２は、ノイズフィルタボックス７４を介して既述の電源７５、温度検出部７６に接続される。ノイズフィルタボックス７４の筐体は接地されている（図３）。

回転筒６３７は、ケーシング６３０に設けられたベアリング６３８により、回転自在に保持される。
また回転筒６３７の上部側は、カップリング部６２側の下部カップ６２３の開口に挿入可能となっている。

ここでカップリング部６２の上部カップ６２２と下部カップ６２３とを連結するカップリング板６２９には、複数の連通口６２４が設けられている。これらの連通口６２４は、支柱部６側のピン６１１ａ、６１２ａ、コネクタヘッド６１５、及びモジュール部６３側のソケット６４３、６４２を進入させることができる。各ピン６１１ａ、６１２ａとソケット６４３、６４２は、各々、これらの連通口６２４に進入して互いに接続される（図４）。
また、コネクタヘッド６１５はカップリング板６２９の連通口６２４を通って下方側へ進入し、モジュール部６３側の回転筒６３７に形成されたソケット口６３７ａ内に装着される（装着状態は不図示）。

上記支軸部には、高周波給電線６３９ａを介して載置台２２への高周波電力の供給が行われている。このため、高周波の外部への漏洩を抑える必要がある。この観点で、モジュール部６３のケーシング６３０、カップリング部６２のケーシング６２０、ベローズ６１０は、導電性の金属により構成され、互いに電気的に導通した状態になっている。そして、これらケーシング６３０、６２０及びベローズ６１０は、ベローズ６１０に接する処理容器２０や、ケーシング６３０に接するノイズフィルタボックス７４、同軸コネクタ７３１を介して接地されている。この結果、ケーシング６３０、６２０及びベローズ６１０は、処理容器２０の外部へ突出した突出部分の支軸部を覆う高周波シールドを構成する。

以上に説明した構成は、図２に示した処理空間Ｓ１、Ｓ２の各々に設けられている。その一方側（例えば処理空間Ｓ１）に設けられた支軸部、高周波シールド部、載置台２２は、本例の第１の載置台ユニットを構成する。また、他方側（例えば処理空間Ｓ２）に設けられた支軸部、高周波シールド部、載置台２２は、本例の第２の載置台ユニットを構成する。

さらに図２、図３、図５などに示すように、支軸部（支柱部６、カップリング部６２内の上部カップ６２２、下部カップ６２３、モジュール部６３内の回転体）は、ベルトアンドプーリー機構により回転駆動される。
本例のプラズマ処理装置２は処理空間Ｓ１、Ｓ２に配置された２つの載置台２２を同期して回転させるため、共通の駆動軸８３３に設けられた駆動プーリー８３２ａ、８３２ｂを用いてこれらの支持部を回転させる。これらの駆動プーリー８３２ａ、８３２ｂと各支軸部側の受動プーリー６２６との間にはタイミングベルト（駆動ベルト）８４が捲回される。そして、共通の駆動モーター８３を用いて既述の駆動軸８３３を回転させることにより、両支軸部を同期して駆動する２つのベルトアンドプーリー機構が構成される。

図２に示すように、上下に重ねて配置された駆動プーリー８３２ａ、８３２ｂの各高さ位置に対応して、例えば処理空間Ｓ１側の支軸部の受動プーリー６２６はモジュール部６３の回転筒６３７の上部領域の外周面に形成されている。また、処理空間Ｓ２側の支軸部の受動プーリー６２６はカップリング部６２の下部カップ６２３の外周面に形成されている（図３、図４、図６）。
図２中、符号８３１は、駆動プーリー８３２ａ、８３２ｂを収容したケーシングである。

ここで、ベルトアンドプーリー機構を用いて支軸部を回転させる場合には、高周波シールド（本例ではケーシング６２０やケーシング６３０）内から外部へとタイミングベルト８４を引き出す必要がある。この観点で図５に示すように、受動プーリー６２６が配置されている高さ位置に対応するケーシング６２０、６３０には、スリット６２０ａが形成されている。タイミングベルト８４はこれらのスリット６２０ａを通って外部へ引き出される。

上述のベルトアンドプーリー機構を駆動する際、スリット６２０ａを通過するタイミングベルト８４の動作に影響がない範囲で、スリット６２０ａの幅や高さ寸法はできるだけ小さく設定することが好ましい。スリット６２０ａの開口面積を小さくすることにより、高周波の外部への漏洩を最小限に抑えることができる。
また図２に示すように、ベルトアンドプーリー機構を採用することにより、支軸部を駆動する駆動モーター８３は、スリット６２０ａから離れた位置に配置することができる。この結果、駆動モーター８３への高周波の影響を抑えることもできる。

ここで図２に示すように、各処理空間Ｓ１、Ｓ２に対応する支柱部６、モジュール部６３、ノイズフィルタボックス７４は支持台８１上に支持されている。またベルトアンドプーリー機構を構成する駆動プーリー８３２ａ、８３２ｂや駆動モーター８３などは、支持台８２、支柱部８５を介して前記支持台８１上に支持されている。
そして、不図示の昇降機構を用いて支持台８１を昇降させることにより、これらの機器全体を昇降させ、処理容器２０内の載置台２２をウエハＷの受け渡し位置と処理位置との間で移動させることができる。

上述の構成を備えたプラズマ処理装置２において、支軸部のメンテナンスを行う際には、図６に示すように同軸コネクタ７３１を同軸ソケット７３２から取り外し、またノイズフィルタボックス７４のプラグピン７４１、プラグピン７４２をモジュール部６３から引き抜く。しかる後、モジュール部６３を下方側へ引き下ろすことにより、高周波電力の供給用のソケット６４３とピン６１２ａ、電力供給用のソケット６４２とピン６１１ａ、出力信号の出力用のコネクタヘッド６１５とソケット口６３７ａの各接続が解除される。

この結果、支軸部を長さ方向に分割して、その末端部に位置する回転体（コマ部６３１、回転筒６３７）を取り外すことができる。これと同時に、高周波シールドを長さ方向に分割してその末端部に位置するケーシング６３０を取り外すことができる。このとき、回転体とケーシング６３０とはモジュール部６３として一体に構成されているので、これらの機器を取り外す際に二重の手間を要しない。

そして、各種電力や信号の入出力を行うための複雑な構造を含むモジュール部６３は、例えば処理容器２０の下方位置から離れた作業性の良い場所に搬送してから分解し、メンテナンスを行うことができる。
また載置台２２や支柱部６についても処理容器２０の天井部材２０１を開いて、上方へと引き抜くことにより、メンテナンスのために取り出すことができる。

メンテナンスを終了した後は、周方向の位置を調節し、支柱部６の下端のヘッド部６１４を上部カップ６２２に挿入する。この結果、載置台２２が予め設定された高さ位置に保持される。一方、モジュール部６３についても、周方向の位置を調節し、回転筒６３７の上部を下部カップ６２３に挿入する。この結果、ヒーター給電線６１２−ソケット６４２、高周波電力供給用のピン６１１ａ−ソケット６４３、出力信号用のコネクタヘッド６１５−ソケット口６３７ａが各々接続され、支軸部が組み立てられる。

このように、モジュール部６３の抜き差し動作だけで支軸部の分解、組み立てを行うことができるので、ねじなどを用いた細かい接続作業を要さず、工具の持ち替えやねじなどの落下紛失リスクを低減できる。

さらに既述のように、モジュール部６３に設けられた各ソケット６４３、６４２は揺動可能な状態で設けられている。このため、製造時の公差の範囲で支柱部６側のピン６１１ａ、６１２ａの配置位置がずれていたとしても、ソケット６４３、６４２が動くことにより、当該ずれを吸収して確実な接続を行うことができる。

なお、カップリング部６２の脱落を防止し、電気的な導通を確保する観点で、モジュール部６３のケーシング６３０とカップリング部６２のケーシング６２０とは、フランジ部分にて不図示のねじを用いて締結してもよい。ケーシング６２０、６３０は外部に露出しているので、支軸部の内部部品をねじ接続する場合に比べて、作業性が高くメンテナンス作業の過度な負担増加とはならない。また、これらのフランジを締結する際に、フランジ同士の接触面に溝を形成し、当該溝内に高導電性の金属コイルを収容して導通状態の向上を図ってもよい。

以上に説明した実施形態に係るプラズマ処理装置２によれば、支軸部及び高周波シールドを長さ方向に分割して、一体に取り外し可能なモジュール部６３を備えているので、メンテナンス作業を簡易に行うことができる。

また、支軸部は以下に説明する各種構成を備えてもよい。
図７は、タイミングベルト８４によって駆動される受動プーリー６２６の周方向に沿ってドグ６２６ａを設けた例を示している。そして、光ファイバを利用した投受光部７７１を用いてスリット６２６ｂが形成されたドグ６２６ａに投射した光の反射の有無を検出することにより、支軸部（載置台２２）の回転位置（例えば回転を開始するホーム位置）の検出を行うことができる。

光ファイバを介して投受光部７７１から離れた位置に本体部７７２を設けることにより、支軸部の回転位置検出における高周波電力のノイズによる影響を低減することができる。
なお、図７には、ドグ６２６ａへ向けて検出用の光を投光する投光部と、ドグ６２６ａからの反射光を受光する受光部とが一体となった投受光部７７１を設けた例を示した。投光部と受光部とは一体に構成する例に限定されるものではなく、これらを別体として構成し、異なる位置に配置してもよい。

図８、図９は高周波電力が流れる支軸部と、接地された高周波シールドとの間に介設されたベアリング（図示の例は上部カップ６２２とケーシング６２０との間のベアリング６２５）の電食を抑えるための構成を示している。
図８はベアリング６２５の外輪と支軸部（下部カップ６２３）との間に、支軸部の側周面と周方向に電気的に接触する通電ブラシ６２７を設けた例を示している。また、図９は、ベアリング６２５の外輪と支軸部（下部カップ６２３）との間に、スリップリング６２８を設けた例を示している。これらの機構６２７、６２８により、ベアリング６２５の外輪と支軸部とを等電位にしてベアリングボールの電食の発生を抑える。通電ブラシ６２７、スリップリング６２８は、本例の等電位化部に相当する。

またプラズマ処理装置２において、処理ガスをプラズマ化する手法は、シャワープレート（上部電極）４３側にプラズマ形成用の第１の高周波電源７１を接続し、載置台（下部電極）２２にイオンの引き込み用の第２の高周波電源７２を接続する例に限定されない。例えば、載置台２２側に第１の高周波電源７１と第２の高周波電源７２との双方を接続し、シャワープレート４３を接地して容量結合プラズマを形成してもよい。また、シャワープレート（上部電極）４３側に第１の高周波電源７１を接続し、載置台（下部電極）２２を接地して容量結合プラズマを形成してもよい。この場合には、整合器７０に代えて、インピーダンス調整回路（図示せず）が接続される。
また、処理容器２０の天井部材２０１の上面側に、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）アンテナを設けて誘導結合プラズマを形成したり、マイクロ波発生器を設けてマイクロ波プラズマを形成したりしてもよい。

また、プラズマ処理装置２にて実施されるプラズマ処理の種類は、既述の成膜処理に限定されるものではない。例えば、エッチングガスをプラズマ化してウエハＷをエッチングするエッチング処理や、アッシングガスをプラズマ化してウエハＷの表面に形成されたレジスト膜などを除去するアッシング処理であってもよい。

今回開示された実施形態はすべ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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主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。

Ｗ ウエハ
２ プラズマ処理装置
２０ 処理容器
２３ 電極
２４ ヒーター
６ 支軸部
６３ モジュール部
７１ 第１の高周波電源
７２ 第２の高周波電源
８５ 支柱部

Claims (12)

1. プラズマ化された処理ガスにより、基板の処理を行うプラズマ処理装置において、
   前記処理ガスの供給を行う処理ガス供給部が設けられた処理容器と、
   前記処理容器内に設けられ、処理対象の基板が載置される載置台と、
   基板が載置される面の裏面側から前記載置台を支持し、前記処理容器の壁部を貫通して外部に突出した突出部分を有すると共に、当該載置台を軸周りに回転させる回転機構に接続された支軸部と、
   プラズマ処理用の高周波電力を供給する高周波電源部と、
   前記高周波電力の外部への漏洩を抑えるため、前記突出部分の支軸部を覆う高周波シールドと、を備え、
   前記支軸部及び前記高周波シールドを長さ方向に分割して、一体に取り外し可能なモジュール部を含む、プラズマ処理装置。
2. 前記載置台に電力を供給するために前記支軸部の長さ方向に沿って設けられ、前記モジュール部の取り外し位置にて、プラグピン−ソケットを介して接続自在に構成された給電線を備えた、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
3. 前記前記ソケットは、ピン方向へ突出する筒状に設けられ、前記プラグピンの配置位置に応じて揺動可能に構成された、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
4. 前記載置台に設けられたセンサ部の出力信号を送信するために前記支軸部の長さ方向に沿って設けられ、前記モジュール部の取り外し位置にて、プラグピン−ソケットを介して接続自在に構成された信号線を備えた、請求項１ないし３のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
5. 前記モジュール部には、前記出力信号の出力位置となる出力信号用スリップリングが設けられた、請求項４に記載のプラズマ処理装置。
6. 前記回転機構は、駆動プーリーと、前記突出部分の支軸部の外周面に設けられた受動プーリーと、これら駆動プーリー及び受動プーリーに捲回された駆動ベルトとを備え、前記高周波シールドには前記駆動ベルトを通過させるスリットが形成された、請求項１ないし５のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
7. 前記処理容器には、前記載置台と前記支軸部と前記高周波シールド部とを含む載置台ユニットである第１の載置台ユニット及び第２の載置台ユニットが設けられていることと、
   前記第１、第２の載置台ユニットの支軸部を駆動させる各回転機構の駆動プーリーが、共通の駆動軸に設けられていることにより、前記第１、第２の載置台ユニットの両載置台が同期して回転する、請求項６に記載のプラズマ処理装置。
8. 前記突出部分の支軸部側面に設けられ、前記載置台の回転角度を検出するためのドグと、
   前記高周波シールドに設けられ、前記ドグの向きを検出するために、当該ドグに検出光を照射する投光部、及び前記ドグに照射された検出光を受光する受光部と、
   前記高周波シールドから離間した位置に設けられ、前記受光部による検出光の検出信号が入力される検知部と、を備えた、請求項１ないし７のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
9. 前記高周波シールドと前記支軸部との間に設けられ、前記支軸部を回転自在に保持するベアリングと、
   前記高周波シールドと前記支軸部とを等電位にする等電位化部と、を備えた、請求項１ないし８のいずれか一つに記載のプラズマ処理装置。
10. 等電位化部は、前記ベアリングの外筒と、前記支軸部との間に設けられたブラシ電極である、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
11. 等電位化部は、前記高周波シールドと、前記支軸部との間に設けられたスリップリングである、請求項９に記載のプラズマ処理装置。
12. プラズマ化された処理ガスにより、基板の処理を行うプラズマ処理装置のメンテナンス方法において、
    前記プラズマ処理装置は、
    前記処理ガスの供給を行う処理ガス供給部が設けられた処理容器と、
    前記処理容器内に設けられ、処理対象の基板が載置される載置台と、
    基板が載置される面の裏面側から前記載置台を支持し、前記処理容器の壁部を貫通して外部に突出した突出部分を有すると共に、当該載置台を軸周りに回転させる回転機構に接続された支軸部と、
    プラズマ処理用の高周波電力を供給する高周波電源部と、
    高周波電力の外部への漏洩を抑えるため、前記突出部分の支軸部を覆う高周波シールドと、を備えることと、
    メンテナンスのために、前記支軸部及び前記高周波シールド長さ方向に分割して一体に構成されるモジュール部を取り外す工程を含む、プラズマ処理装置のメンテナンス方法。

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