JP2665973B2

JP2665973B2 - プラズマ処理装置

Info

Publication number: JP2665973B2
Application number: JP7343389A
Authority: JP
Inventors: 光祐今福
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH02224235A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はプラズマ処理装置に関する。

（従来の技術）可動機構によって上記電極を上下に移動させて、上部
電極と下部電極との間に所定の間隔を保持した状態で、
前記電極の一方に半導体基板を保持させ、減圧下で両電
極間に高周波電圧を印加してプラズマを発生させ前記基
板のエッチングを行うプラズマ処理装置では、プラズマ
などから発生する電磁波が外部に漏れないように遮蔽す
る必要がある。

そのため従来は、上部電極および上部電極に連結され
た可動機構と、下部電極とのそれぞれの周囲に、上記ハ
ウジング、下部ハウジングを設け、両ハウジングを気密
的に当接させることにより、エッチング処理室を構成す
るとともに、処理室全体をシールドしていた。

ところで、前記可動機構としては、たとえば次のよう
なものが知られている。すなわち、上部電極を、複数の
ボールスクリューに連結された支持部材で支持し、支持
部材に固定されたモータの回転動力を、複数のスプロケ
ットおよびチェーンを介して、前記複数のボールスクリ
ューに同調させて伝え、上部電極を上下に移動させるも
のである。

このような可動機構の可動部と不動部との間には、た
とえばスラストベアリングなどが介在されており、この
ような部品やボールスクリューなどへ定期的にグリス補
給する必要があった。

また、他の可動機構としては、例えば、上記エッチン
グ処理室をロードロックする開閉機構が設けられてい
る。この開閉機構は、エッチング処理室の側面を塞ぐ蓋
体と、この蓋体をエッチング処理室の側面に気密に保持
する機構とから構成されている。

上記機構には、回転ヒンジ、例えば回転軸受に金属例
えばSK鋼等が用いられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記可動機構の周囲には、上述したよ
うに上部ハウジングが設けられているので、前述したス
ラストベアリングやボールスクリューなどヘグリス補給
することは困難で、たとえば、装置を部分的に解体する
などの手間をかけなければグリス補給できなかった。

また、エッチング処理室内に、金属を使用することに
より、プラズマによってスパッタリングされ、発塵の原
因となっている。

本発明はこのような問題を解決すべくなされたもの
で、その第１の目的とするところは、可動機構のグリス
補給を要する部分へ容易にグリス補給できるプラズマ処
理装置を提供することにある。

また、第２の目的とするところは、エッチング処理室
内での発塵を防止したプラズマ処理装置を提供すること
にある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために本発明は、プラズマ発生機
構を気密容器内で移動させる可動機構と、この可動機構
へのグリス補給用の導電性シート材により封止された透
孔を有し、上記可動機構を電磁シールドする如く設けら
れた電磁シールドとを具備してなることを特徴とする。

また、上記可動機構の少なくとも回転部をセラミック
ス系部材で構成したことを特徴としている。

さらに、上記可動機構の少なくとも回転部をフッ素樹
脂系部で構成したことを特徴としている。

（作用）本発明では、プラズマ処理中は、電磁シールドに設け
られた透孔は、導電性シート材によって電磁シールドさ
れるので、電磁シールドを接地することにより、プラズ
マなどにより発生する電磁波は確実に遮蔽される。

また、可動機構の所定部ヘグリス補給する場合は、前
記透孔を電磁シールドする導電性シート材を取り外すこ
とにより、当該孔部にグリス注入器材を挿入することが
可能となり、当該透孔の近傍に存する前記所定部へ容易
にグリス補給できる。

さらに、回転部にセラミックス系部材を設けることに
より気密容器内に発塵を防止できる。

（第１実施例）以下本発明装置をプラズマ処理装置に適用した一実施
例を図面を用いて説明する。

装置本体に設けられた支持部材１上には、接地された
下部電極３が設けられる。この下部電極３の上方にはこ
の下部電極３と対向して、高周波電源４に接続された上
部電極５が設けられる。この上部電極５は、中空の構造
で、上記下部電極３と対向する面に多数のガス通過孔７
を有し、絶縁部材８を介して反応ガスを供給するガス供
給管９に連結される。

ガス供給管９は反応ガス供給装置11および窒素ガス供
給装置13に選択的に連結される。反応ガス供給装置11か
らの反応ガス供給は反応ガスバルブ15によって制御され
る。窒素ガス供給装置13からの窒素ガス供給は窒素ガス
バルブ17によって制御される。

下部電極３の周囲にはアルミニウムからなる処理室壁
19が設けられ、下部ハウジングが形成される。下部ハウ
ジングの上方には、上部電極５を内設する、アルミニウ
ムからなる電磁波シールドカバー21が設けられ、上部ハ
ウジングが形成される。

処理室壁19の上端面にはパッキング23が設けられ、電
磁波シールドカバー21の下面が気密的に当接可能に構成
される。

上部電極５の上方のガス供給管９の周囲には、シリン
ダ状の摺動部材27が設けられる。摺動部材27の側面は、
電磁波シールドカバー21に対して鉛直方向に摺動可能で
あるが、パッキング29を介在させることにより、気密性
が保持される。

摺動部材27の上端面上であって、ガス供給管９の周囲
には、矩形の平板状の支持板31が設けられる。支持板31
の４角には連結アーム33が固設され、４つの連結アーム
のうち１つにはモータ35が固設され、他の連結アーム33
には支軸37が固設される。

モータ35の図示しない回転軸には回転ロッド39が鉛直
方向に連結され、また、支軸37の図示しないベアリング
にも回転ロッド39が鉛直方向に連結される。各回転ロッ
ド39は支持板31を貫通し、さらに支持板31との間にはベ
アリング32が介在される。各回転ロッド39の下部にはボ
ールスクリュー41が形設される。ボールスクリュー41は
電磁波シールドカバー21の下部を貫通して固設される。
一方、支持板31の下面に接する状態で回転ロッド39の周
囲にスラストベアリング43が設けられる。スラストベア
リング43の下面に接した状態で回転ロッド39の周囲にス
プロケット45が設けられる。各スプロケット45は、チェ
ーン47で連結される。したがって、モータ35の回転に連
動して、４つのボールスクリュー41は同調されて動作す
る。

また、電磁波シールドカバー21の、スラストベアリン
グ43の近傍部には、グリス注入器63（第２図）のグリス
圧出口63aを挿入可能なグリス補給用の透孔たる孔部21a
が設けられる。孔部21aの外側には、導電性シート材た
とえばアルミ箔片22が電磁波シールドカバー21との間に
導電性を保って貼着され、この孔部21aは電磁シールド
される。

処理室壁19の下部には、排ガス管49が設けられ、排ガ
ス管49は真空ポンプ51に連結される。一方、処理室壁19
の側面には、処理室内の圧力を導入する圧力検出管53が
設けられ検出管バルブ55を介してポンプスイッチ57に連
結される。ポンプスイッチは、真空ポンプ51に接続さ
れ、検出管バルブ55が解放されたときに処理室内の圧力
を検知し、所定圧力値（たとえば1.0_X10^-2Torr）である
か否かに応じて真空ポンプ51の動作を制御する。

次にこのエッチング装置の動作について説明する。

まず、図示しないモータ制御装置によってモータ35が
作動され、上部電極５が鉛直方向に移動され、上部電極
５と下部電極３との間隔がエッチングに適切な状態に調
整される。

また、真空ポンプ51によって処理室内は1.0_X10^-2Torr
に減圧される。この気圧値の検知・制御は、ポンプスイ
ッチ57によって行なわれる。

次に、あらかじめ処理室内と同様に減圧されている図
示しない真空予備室から、図示しない搬送手段によって
半導体基板61が処理室内の下部電極３上に運び込まれ設
置される。

ここで、反応ガス供給装置11からガス供給管９、ガス
通過孔７を介して、反応ガスが反応室内に供給される。
そして高周波電源４から上部電極５に高周波電圧が印加
され、反応ガスからプラズマが生じ、半導体基板61のエ
ッチングが行なわれる。

その後、あらあかじめ処理室内と同様に減圧されてい
る図示しない真空予備室へ、図示しない搬送手段によっ
てエッチングされた半導体基板61は運び出される。

このような動作が個々の半導体基板毎に繰返される。

以上のようなエッチング処理中は、電磁波シールドカ
バー21に設けられた孔部21aは、アルミ箔片22によって
電磁シールドされるので、上部ハウジングおよび下部ハ
ウジングの一方を接地することにより、プラズマなどに
より発生する電磁波は確実に遮蔽される。

また、スラストベアリング43へグリス補給する場合
は、アルミ箔片22を取り外すことにより、この孔部21a
にグリス注入器63（第２図）のグリス圧出口63aを挿入
可能となり、孔部21の近傍に存するスラストベアリング
43へ容易にグリス補給できる。グリス補給終了後は再び
アルミ箔片22を、当初と同様に孔部21aの外側に貼着
し、その後のエッチング処理が可能な状態にする。

なお、メンテナンス時に処理室内を窒素ガスによって
洗浄する場合は、真空ポンプ51によって反応室内のガス
が排出されるとともに、窒素ガス供給装置からガス供給
管９、ガス通過孔７を介して反応室内に窒素ガスが供給
される。

また、上部ハウジングを図示しない開閉機構によって
持ち上げることによって、処理室内の点検などを容易に
行うことが出来る。

かくして本実施例では、エッチング処理中は、電磁波
シールドカバー21に設けられた孔部21aは、アルミ箔片2
2によって電磁シールドされ、一方、スラストベアリン
グ43へグリス補給する場合は、アルミ箔片22を取り外す
ことにより、この孔部21aにグリス注入器63のグリス圧
出口63aを挿入可能となり、スラストベアリング43へ容
易にグリス補給できる。

なお、モータ35を適量回転させることによって、孔部
21aの近傍に、可動機構のグリス補給を要する他の部分
（たとえばベアリング32、回転ロッド39、ボールスクリ
ュー41など）を配置させてグリス補給することもでき
る。

また、可動機構のグリス補給を要する部分が複数であ
れば、それに応じて複数の透孔を設けてもよいことはい
うまでもない。

本実施例では耐腐蝕性・経済性・着脱の容易性などを
考慮して、導電性シート材としてアルミ箔片を採用した
が、これに限定されるものでなく、導電性を有し電磁波
などのシールドが可能な部材であればよい。

上記実施例では本発明装置をプラズマエッチング装置
に適用した例について説明したが、プラズマ処理をする
装置であれば何れでもよい。

（第２実施例）以下、本発明装置を処理室側面に開閉口を設けたプラ
ズマエッチング装置に適用した他の一実施例を図面を用
いて説明する。

上記プラズマエッチング装置の処理部については既に
第１実施例に説明しているので省略する。

また、第１実施例について説明した部品と同部品は同
符号を用いて説明する。

上記プラズマエッチング装置の処理室には、プラズマ
を生起させる一対の上部電極（５）及び下部電極（３）
と、ウエハ（64）を処理室（65）内にロード・アンロー
ドするに際し、開閉する開閉機構（66）が設けられてい
る。

この開閉機構（66）は上記処理室（65）の対向側面に
設けられている。

この対向側面には、角穴、例えば180mm×幅50mmの角
穴（67）が穿設されており、この角穴（67）の周縁には
パッキング（68）が処理壁（19）に組み込まれている。
このパッキング（68）を介して上記角穴（67）を塞ぐた
めの気密ドアー、例えば長200mm×幅60mm×厚9mmアルミ
ニューム材にアルマイト加工処理された気密ドアー（6
9）が対向側面の内側の各々設けられている。

この気密ドアー（69）で上記角穴（67）を塞ぐように
配置した際に、大気に接する面と、処理室（65）内側の
面に分けられる。この内側の面には、開閉機構（66）が
設けられている。

この開閉機構（66）は、ゲートリング部（70）の中間
がくの字形に屈曲するように間接（71）が設けられてい
る。

この間接（17）がくの字形に屈曲するので、上記気密
ドアー（69）が処理室（65）の側面に貫通口、即ち、ウ
エハ（64）をロード・アンロードする搬送口を設けてい
る。

上記間接（71）は、上記気密ドアー（69）の内側の面
の近傍に設けられたブロック（72）に１ケ所、上述した
中間に１ケ所、及び固定部（73）側に１ケ所、合計３ケ
所が設けられている。さらに、上記間接（71）はシャフ
ト（74）とブッシュ（75）で構成されている。

上記シャフト（74）は例えば直径3mm×長10mmのセラ
ミックス部材等で設けられている。上記ブッシュ（75）
は、例えば内径3.1mm×長10mmのフッ素樹脂、例えばテ
フロン等で設けられている。

さらに、このフッ素樹脂を嵌め込まれる固定部（7
3）、リンク（76）及びブロック（72）は、セラミック
ス材またはテフロン等で設けられている。

次に、気密ドアーの開閉動作について説明する。

先ず、第１実施例で説明した如く、上部電極（５）
と、下部電極（３）との間隔をエッチングに適切な状態
に調整する。

上記、下部電極（３）にウエハ（64）を搬送するため
に気密ドアー（69）をエアー機構（図示せず）からのエ
アー入力によって開口する。

この開口した後、図示されない搬送機構を介して、ウ
エハ（64）が下部電極（３）に載置し、物理的に仮固定
する。

すると、処理室（65）内を気密にするために、気密ド
アー（69）が閉鎖して、真空ポンプ（図示せず）によっ
て処理室（65）内は1.0×10^-2Torrに減圧したのち、印
加され、ウエハ（64）にエッチングが行われる。

このように処理室（65）内に配置した可動機構をセラ
ミックス及びテフロン、テフロン化合物材を用いた場合
に処理室（65）内の発塵したパーティクルを表−１で比
較する。

また、各プラスチックの耐久性を表−２で比較する。

上記テスト条件は下記の通り。

ウエハーサイズ:5インチ、処理時間:5分処理室内圧力:800mTorr、電力:250W プラズマの種類:O₂/CF₄、ガス150/50SCCM プラズマ照射時間:4時間上記表−１、表−２に示すようにプラズマ照射時間が
１時間以内であれば、発塵の少ない処理室でプラズマ処
理が可能となる。

上記実施例について、気密ドアーの可動部分について
説明したが、上述した第１実施例の上下駆動機構をセラ
ミックス材、及びフッ素樹脂を用いても、同時の効果を
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば、プラズマ
処理中は、電磁シールドに設けられた透孔は、導電性シ
ート材によって電磁シールドされ、一方、可動機構の所
定部ヘグリス補給する場合は、前記透孔を電磁シールド
する導電性シート材を取り外すことにより、当該孔部に
グリス注入器材を挿入することが可能となり、当該透孔
の近傍に存する前記所定部へ容易にグリス補給できるプ
ラズマ処理装置を提供することができる。

また、発塵を防止したので、高精のプラズマ処理が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置をプラズマエッチング装置に適用し
て一実施例を説明するための概略説明図、第２図は第１
図に示すプラズマエッチング装置の孔部21aからグリス
補給する時の状態を説明するための部分断面説明図、第３図は、本発明装置を処理室側面に開閉口を設けた他
のプラズマエッチング装置の開口駆動部に適用した一実
施例を説明するための概略構成説明図、第４図は、第３図のゲートリンク部を説明するための部
分拡大説明図である。 21……電磁波シールドカバー 21a……孔部、22……アルミ箔片 39……回転ロッド、41……ボールスクリュー 43……スラストベアリング 74……シャフト、75……ブッシュ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】気密容器内にプラズマを発生させて処理す
る装置において、上記プラズマを発生させるプラズマ発生機構を上記気密
容器内で移動させる可動機構と、この可動機構へのグリス補給用の導電性シート材により
封止された透孔を有し、上記可動機構を電磁シールドす
る如く設けられた電磁シールドとを具備してなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】気密容器内の対向電極間に高周波電圧を印
加してプラズマを発生させ、このプラズマによりエッチ
ング処理する装置において、上記対向電極間を相対的に移動させる螺合機構と、この螺合機構へのグリス補給用の導電性シート材により
封止された透孔を有し、上記螺合機構を電磁シールドす
る如く設けられた電磁シールドとを具備してなることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理
装置において、可動機構の少なくとも回転部をセラミッ
クス系部材で構成したことを特徴とするプラズマ処理装
置。
【請求項４】特許請求の範囲第１項記載のプラズマ処理
装置において、可動機構の少なくとも回転をフッ素樹脂
系部材で構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。