JP3126561B2 - Vacuum processing equipment - Google Patents

Vacuum processing equipment

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JP3126561B2
JP3126561B2 JP05249923A JP24992393A JP3126561B2 JP 3126561 B2 JP3126561 B2 JP 3126561B2 JP 05249923 A JP05249923 A JP 05249923A JP 24992393 A JP24992393 A JP 24992393A JP 3126561 B2 JP3126561 B2 JP 3126561B2
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vacuum processing
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seal
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシール接合構造およびそ
の製造方法に関し、特に低温低圧処理用の処理装置に用
いられるシール接合構造およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seal bonding structure and a method of manufacturing the same, and more particularly to a seal bonding structure used in a processing apparatus for low-temperature and low-pressure processing and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、プラズマ処理は一般的に常温近傍
の温度雰囲気にて行われているが、集積回路の微細化、
高集積化の要請のために、例えばプラズマエッチング時
において高い選択比および異方性を確保することが望ま
れている。そのため、最近では被処理体を冷媒例えば液
体窒素を用いて低温雰囲気例えば−150℃にまで冷却
し、その状態で減圧してプラズマ処理を施す、いわゆる
低温プラズマ処理装置が開発されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, plasma processing is generally performed in a temperature atmosphere near room temperature.
To meet the demand for higher integration, it is desired to ensure a high selectivity and anisotropy, for example, during plasma etching. For this reason, recently, a so-called low-temperature plasma processing apparatus has been developed in which an object to be processed is cooled to a low-temperature atmosphere, for example, −150 ° C. using a refrigerant, for example, liquid nitrogen, and plasma processing is performed under reduced pressure in that state.

【0003】かかる低温プラズマ処理装置によれば、例
えばポリシリコンやシリコン酸化膜のエッチングを行う
場合には、下地材料に対する選択比を従来方法と比較し
て大幅に向上させることができ、しかも異方性も十分に
確保できることから、アンダーカットのない順テーパ形
状ないし垂直形状のエッチングを実施することが可能と
なる。
According to such a low-temperature plasma processing apparatus, when etching a polysilicon or a silicon oxide film, for example, the selectivity with respect to the underlying material can be greatly improved as compared with the conventional method. Since a sufficient property can be ensured, it becomes possible to carry out etching in a forward tapered shape or a vertical shape without undercut.

【0004】しかしながら低温プラズマ処理装置では、
処理自体を低温で実施するため処理室内部の気密性を保
持することが非常に困難である。そのため、従来より、
処理装置を構成する各部材間をシール接合する場合に
は、フッ素ゴムなどからなるOリングやバネを内蔵した
テフロン製リング等のシール部材を介在させ、例えば2
0〜100Kgf/cmもの強い単位周長あたりの締め
付け力で締結してシール性を確保することが試みられて
いる。
However, in a low-temperature plasma processing apparatus,
Since the processing itself is performed at a low temperature, it is very difficult to maintain the airtightness inside the processing chamber. Therefore,
When the members constituting the processing apparatus are sealed and joined, a sealing member such as an O-ring made of fluorine rubber or a Teflon ring having a built-in spring is interposed.
Attempts have been made to secure sealing properties by fastening with a tightening force per unit circumferential length as strong as 0 to 100 kgf / cm.

【0005】さらに最近では、耐腐食性の高弾性材料、
例えばSUS316のような高級ステンレス材やインコ
ネルやハステロイのようなニッケル−コバルト合金など
に、高い延性または展性を有する材料、例えばインジウ
ム(In)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、
銅(Cu)などの金属材やテフロン、高分子ポリエチレ
ンなどの高分子材料をコーティングしたシール部材を用
いることにより、低温時でも少ない単位周長あたりの締
め付け力で所望の弾性を保持するシール接合技術が開発
されている。
[0005] More recently, corrosion-resistant highly elastic materials,
For example, a material having high ductility or malleability, such as indium (In), gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), is used for a high-grade stainless steel material such as SUS316 or a nickel-cobalt alloy such as Inconel or Hastelloy. ),
Sealing technology that uses a sealing material coated with a metal material such as copper (Cu) or a polymer material such as Teflon or high-molecular polyethylene to maintain the desired elasticity with a small clamping force per unit circumference even at low temperatures. Is being developed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、良好なシー
ルを得るためには、上記のようなシール部材が押圧され
るアルミニウム構成部材の被シール面が荒いと、その凹
凸面からリークが生じるため、被シール部材の表面も平
滑に保持する必要がある。そこで、アルミニウム構成部
材の被シール面を研磨して、上記のようなシール部材を
用いてシール接合を行うことが考えられるが、処理室の
大部分のシール箇所においては電気的絶縁が要求される
ため、このような絶縁箇所においては研磨アルミニウム
面をそのまま被シール面として用いることができなかっ
た。またアルミニウムの表面硬度が低いため、研磨され
た被シール面とシール部材との間に硬質な異物、例えば
デポ生成物などを噛み込んだ場合には、研磨された被シ
ール面が荒れて凹凸が生じ、そこからリークが生じるた
め問題となっていた。
However, in order to obtain a good seal, if the surface to be sealed of the aluminum component member against which the seal member is pressed is rough, a leak is generated from the uneven surface. The surface of the member to be sealed must also be kept smooth. Therefore, it is conceivable that the surface to be sealed of the aluminum component is polished and the seal joining is performed using the above-described sealing member. However, electrical insulation is required in most of the sealing portions of the processing chamber. Therefore, in such an insulating portion, the polished aluminum surface cannot be used as it is as the surface to be sealed. Also, since the surface hardness of aluminum is low, when a hard foreign substance, for example, a deposit product, is caught between the polished surface to be sealed and the sealing member, the polished surface to be sealed becomes rough and irregularities are formed. And leaks therefrom, which has been a problem.

【0007】またシール接合部位の電気的絶縁要求に応
えるために、アルミニウム構成部材の被シール面に対し
て陽極酸化膜処理を施してアルマイト化し、絶縁を図る
ことが試みられているが、アルマイト表面は荒れて凹凸
がある上、多孔質であり、リークが回避できないため問
題となっていた。
[0007] In order to meet the demand for electrical insulation at the sealing joint, it has been attempted to anodize the surface to be sealed of the aluminum component by forming an anodized film thereon to achieve insulation. Has a problem because it is rough and has irregularities and is porous, and leakage cannot be avoided.

【0008】本発明は、上記のような低温プラズマ処理
装置における従来のシール接合構造が有する問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、電
気的絶縁要求を達成可能であり、しかも表面硬度が十分
に高く、耐ガス腐食性に優れ、しかもリークの生じにく
い新規かつ改良されたリーク接合構造およびその被シー
ル面の製造方法を提供することである。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional seal bonding structure in the low-temperature plasma processing apparatus as described above, and an object of the present invention is to achieve a demand for electrical insulation. Further, it is an object of the present invention to provide a new and improved leak-joined structure having a sufficiently high surface hardness, excellent gas corrosion resistance, and less likely to leak, and a method for manufacturing the surface to be sealed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,本発明によれば,被処理体を減圧下で処理するため
の真空処理装置であって,処理装置の一部を構成するア
ルミニウム部材間が,弾力性を有するシール部材を介し
て押圧されてシールされている真空処理装置が提供され
る。そして,この真空処理装置は,請求項1に記載のよ
うに,シール部材に接するアルミニウム部材の被シール
表面には,陽極酸化処理によるアルマイト皮膜が形成さ
れており,該アルマイト皮膜は封孔処理された後に研磨
されていることを特徴としている。かかる構成によれ
ば,陽極酸化膜処理によるアルマイト皮膜により十分な
電気的絶縁性能,耐腐食性および十分な硬度がアルミニ
ウム部材の被シール面に付与される上,そのアルマイト
皮膜は封孔処理された後に研磨された平滑面を有するの
で,シール部材のコーティング膜との密着性が向上し,
従来のものよりも小さな単位周長あたりの締め付け力で
も高いシール性を確保することができる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems
According to the present invention, the object to be processed is processed under reduced pressure.
Vacuum processing equipment, which constitutes a part of the processing equipment.
Luminium members are separated by elastic sealing members.
Vacuum processing equipment is provided which is pressed and sealed
You. And this vacuum processing apparatus is described in claim 1.
As shown in the figure, the aluminum member in contact with the sealing member
Alumite film is formed on the surface by anodizing.
The alumite film is polished after the sealing process.
It is characterized by being. With such a configuration
If the alumite film by anodizing
Electrical insulation performance, corrosion resistance and sufficient hardness
Alumite on the surface to be sealed of the aluminum member
The coating has a smooth surface that is polished after sealing
This improves the adhesion of the sealing member to the coating film,
With a smaller clamping force per unit circumference than the conventional one
Also, high sealing performance can be secured.

【0010】また,請求項2に記載のように,研磨後の
前記アルマイト皮膜の表面は,平均粗さ0.1a〜0.
5aであることが好ましい。なお,本明細書中に云う平
均粗さとは,中心線平均粗さ(Raまたはa)を指し,
粗さ曲線を中心線に対して絶対値化してその粗さ曲線と
中心線からなる面積をマイクロメートルで表したもので
ある。
Further , as described in claim 2, after polishing,
The surface of the alumite film has an average roughness of 0.1a to 0.
5a is preferred. It should be noted that the flat
The average roughness refers to the center line average roughness (Ra or a).
Absolute value of the roughness curve with respect to the center line
The area consisting of the center line is expressed in micrometers.
is there.

【0011】また,請求項3に記載のように,前記アル
マイト皮膜の研磨は,成長層の厚みを越えない範囲で行
われることが好ましい。成長層を越えて浸透層まで研磨
すると,場合によっては下地アルミニウム層が露出して
しまうことがあるからである。
Further , as described in claim 3, the algorism
Polishing of the mite film should be performed within the thickness of the growth layer.
Preferably. Polishing beyond the growth layer to the permeation layer
Then, in some cases, the underlying aluminum layer is exposed
This is because it can happen.

【0012】さらに,請求項4に記載のように,前記ア
ルミニウム部材は,被処理体を載置する載置台を構成す
る部材である場合には,載置台にを介して被処理体の裏
面に供給される熱伝達用ガスのリークを最小限抑えるこ
とが可能となり,そして,請求項5に記載のように,前
記真空処理装置が,前記被処理体を減圧下かつ低温状態
で処理するための低温処理装置である場合には,載置台
に載置された被処理体を効率的に冷却することが可能で
ある。
Further, as set forth in claim 4, the a
The luminium member constitutes a mounting table for mounting the object to be processed.
If it is a member to be processed,
Minimize the leakage of heat transfer gas supplied to the surface.
And, as claimed in claim 5,
The vacuum processing device is configured to reduce the temperature of the object under reduced pressure and low temperature.
If it is a low-temperature processing device for processing at
It is possible to efficiently cool the object placed on the
is there.

【0013】[0013]

【実施例】以下に添付図面に基づいて、本発明に基づい
て構成されたシール接合構造およびその被シール面の製
造方法をプラズマエッチング装置に適用した一実施例に
ついて詳細に説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a plasma bonding apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

【0014】図1に示すエッチング装置1は、導電性材
料、例えばアルミニウムなどからなる円筒あるいは矩形
状に成形された処理容器2を有しており、この処理容器
2の底部にはセラミックなどの絶縁板3を介して、被処
理体、例えば半導体ウェハWを載置するための略円柱状
の載置台4が収容されている。この載置台4は、アルミ
ニウムなどより形成された後述するような複数の部材を
ボルトなどにより組み付けることにより構成される。具
体的には、この載置台4は、アルミニウムなどにより円
柱状に成形されたサセプタ支持台5と、この上にボルト
6により着脱自在に設けられたアルミニウムなどよりな
るサセプタ7とにより主に構成されている。
An etching apparatus 1 shown in FIG. 1 has a processing vessel 2 formed of a cylindrical or rectangular shape made of a conductive material, for example, aluminum or the like. An insulating material such as ceramic is provided at the bottom of the processing vessel 2. A substantially columnar mounting table 4 for mounting an object to be processed, for example, a semiconductor wafer W, is accommodated via the plate 3. The mounting table 4 is configured by assembling a plurality of members, which will be described later, formed of aluminum or the like with bolts or the like. More specifically, the mounting table 4 is mainly constituted by a susceptor support 5 formed in a columnar shape of aluminum or the like, and a susceptor 7 made of aluminum or the like which is detachably provided by bolts 6 thereon. ing.

【0015】上記サセプタ支持台5には、冷却手段、例
えば冷却ジャケット8が設けられており、このジャケッ
ト8には例えば液体窒素などの冷媒が冷媒導入管9を介
して導入されてジャケット内を循環し、冷媒排出管10
より前記液体窒素の蒸発による気体を容器外へ排出す
る。したがって、この−196℃の液体窒素の冷熱が冷
却ジャケット8からサセプタ7を介して半導体ウェハW
に対して伝熱し、半導体ウェハWの処理面を所望する温
度まで冷却することが可能である。
The susceptor support 5 is provided with a cooling means, for example, a cooling jacket 8, into which a refrigerant such as liquid nitrogen is introduced via a refrigerant introduction pipe 9 and circulates in the jacket. And the refrigerant discharge pipe 10
The gas generated by evaporation of the liquid nitrogen is discharged outside the container. Therefore, the cooling heat of the liquid nitrogen at −196 ° C. is supplied from the cooling jacket 8 through the susceptor 7 to the semiconductor wafer W.
, And the processing surface of the semiconductor wafer W can be cooled to a desired temperature.

【0016】上記サセプタ7は、上端中央部が突状にな
された円板状に成形され、その中央のウェハ載置部には
静電チャック11がウェハ面積と略同じ面積で形成され
ている。この静電チャック11は、例えば2枚の高分子
ポリイミドフィルム間に銅箔などの導電膜12を絶縁状
態で挟み込むことにより形成され、この導電膜12はリ
ード線により可変直流高圧電源13に接続されている。
したがってこの導電膜12に高電圧を印加することによ
って、上記静電チャック12の上面に半導体ウェハWを
クーロン力により吸着保持することが可能なように構成
されている。
The susceptor 7 is formed in a disk shape having a central upper end in a protruding shape, and an electrostatic chuck 11 is formed at the center of the wafer mounting portion with an area substantially equal to the wafer area. The electrostatic chuck 11 is formed, for example, by sandwiching a conductive film 12 such as a copper foil between two polymer polyimide films in an insulated state. The conductive film 12 is connected to a variable DC high-voltage power supply 13 by a lead wire. ing.
Therefore, by applying a high voltage to the conductive film 12, the semiconductor wafer W can be suction-held on the upper surface of the electrostatic chuck 12 by Coulomb force.

【0017】上記サセプタ支持台5およびサセプタ7に
は、これらを貫通してHeなどの熱伝達ガスを半導体ウ
ェハWの裏面、これらの接合部、サセプタ7を構成する
部材間の接合部などに供給するためのガス通路14が形
成されている。また上記サセプタ7の上端周縁部には、
半導体ウェハWを囲むように環状のフォーカスリング1
5が配置されている。このフォーカスリング15は反応
性イオンを引き寄せない絶縁性の材質からなり、反応性
イオンを内側の半導体ウェハWにだけ効果的に入射せし
めるように作用する。
Heat transfer gas such as He is supplied to the susceptor support 5 and the susceptor 7 through the susceptor support 5 and the susceptor 7 to the back surface of the semiconductor wafer W, their joints, joints between members constituting the susceptor 7, and the like. Gas passage 14 is formed. In addition, on the peripheral edge of the upper end of the susceptor 7,
An annular focus ring 1 surrounding the semiconductor wafer W
5 are arranged. The focus ring 15 is made of an insulating material that does not attract the reactive ions, and acts so that the reactive ions are effectively incident only on the inner semiconductor wafer W.

【0018】さらに上記サセプタ7には、マッチング用
コンデンサ16を介して高周波電源17が接続されてお
り、処理時には例えば13.56MHzの高周波電力を
サセプタ7に印加することにより、下部電極として作用
せしめることが可能である。上記サセプタ7の上方は、
これより約15〜20mm程度離間させて、接地された
上部電極18が配設されており、この上部電極18には
ガス供給管19を介して処理ガス、例えばCF4などの
エッチングガスが供給され、上部電極18の電極表面に
形成された多数の小孔20よりエッチングガスを下方の
処理空間に均一に吹き出すように構成されている。
Further, a high-frequency power supply 17 is connected to the susceptor 7 via a matching capacitor 16, and a high-frequency power of, for example, 13.56 MHz is applied to the susceptor 7 during processing so that the susceptor 7 functions as a lower electrode. Is possible. Above the susceptor 7
A grounded upper electrode 18 is provided at a distance of about 15 to 20 mm from this, and a processing gas, for example, an etching gas such as CF 4 is supplied to the upper electrode 18 via a gas supply pipe 19. The etching gas is uniformly blown into the processing space below through a large number of small holes 20 formed on the electrode surface of the upper electrode 18.

【0019】また、上記処理容器2の下部側壁には排気
管21が接続されて、この処理容器2内の雰囲気を図示
しない排気ポンプにより排出し得るように構成されると
ともに、中央部側壁には図示しないゲートバルブが設け
られており、このゲートバルブを介して半導体ウェハW
の搬入搬出を行うように構成されている。
An exhaust pipe 21 is connected to the lower side wall of the processing container 2 so that the atmosphere in the processing container 2 can be exhausted by an exhaust pump (not shown). A gate valve (not shown) is provided, and the semiconductor wafer W is connected through the gate valve.
It is configured to carry in and carry out.

【0020】さらに、上記静電チャック11と冷却ジャ
ケット8との間のサセプタ下部にはヒータ固定台22に
収容された温調用ヒータ23が設けられており、この温
調用ヒータ23へ電力源24より供給される電力を調整
することにより、上記冷却ジャケット8からの冷熱の伝
導を制御して、半導体ウェハWの被処理面の温度調節を
行うことができるように構成されている。
Further, below the susceptor between the electrostatic chuck 11 and the cooling jacket 8, there is provided a temperature control heater 23 housed in a heater fixing base 22. By adjusting the supplied electric power, the conduction of the cold heat from the cooling jacket 8 is controlled so that the temperature of the surface to be processed of the semiconductor wafer W can be adjusted.

【0021】上記のように構成された低温プラズマ処理
装置1を構成する各部材であって、気密なシールを必要
とする部位には、後述するシール部材25が介在されて
おり、処理容器2内の気密性を保持している。具体的に
は、サセプタ支持台5の上面とサセプタ7の下面および
ヒータ固定台22の下面とのシール接合部26に一対の
シール部材25A、25Bがリング状に介在され、サセ
プタ7の下面とヒータ固定台22の上面とのシール接合
部27にシール部材25Cが介在され、そしてサセプタ
7の上面と静電チャック11の下面とのシール接合部2
8に一対のシール部材25D、25Eがリング状に介在
される。
In each of the members constituting the low-temperature plasma processing apparatus 1 configured as described above, a seal member 25 to be described later is interposed at a site where an airtight seal is required. The airtightness is maintained. Specifically, a pair of seal members 25A and 25B are interposed in a ring shape at a seal joint 26 between the upper surface of the susceptor support base 5, the lower surface of the susceptor 7, and the lower surface of the heater fixing base 22, and the lower surface of the susceptor 7 and the heater A seal member 25C is interposed in a seal joint 27 between the upper surface of the fixed base 22 and the seal joint 2 between the upper surface of the susceptor 7 and the lower surface of the electrostatic chuck 11.
8, a pair of seal members 25D and 25E are interposed in a ring shape.

【0022】各シール部材25は、図2に示すように、
断面がC字形状の屈曲可能なリング状に形成されたシー
ル母材29を有し、この表面にはコーティング膜30が
形成されている。このシール母材29としては、処理ガ
スが腐食性ガスであることから耐腐食性の高弾性材料、
例えばSUS316のような高級ステンレスや、例えば
インコネルやハステロイのようなニッケル−コバルト合
金などが使用される。これらの材料以外としては、低温
においても高い弾性係数を保証するために弾性係数およ
び降伏点がともに高い材料であるならば、どのような材
料を用いても構わない。
Each seal member 25 is, as shown in FIG.
It has a seal base material 29 formed in a bendable ring shape having a C-shaped cross section, and a coating film 30 is formed on the surface thereof. As the sealing base material 29, a corrosive gas is used as the processing gas, and therefore, a highly elastic material having corrosion resistance,
For example, high-grade stainless steel such as SUS316 or nickel-cobalt alloy such as Inconel or Hastelloy is used. Other than these materials, any material may be used as long as it has a high elastic modulus and a high yield point in order to guarantee a high elastic modulus even at a low temperature.

【0023】またコーティング膜30としては、高い延
性または展性を有する材料、例えばインジウム(I
n)、金(Au)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、銅(C
u)などの金属材やテフロン、高分子ポリエチレンなど
の高分子材料を用いることが可能である。このようなコ
ーティング膜30を形成することにより、部材表面との
なじみ性が良好となり、−150℃程度の超低温におい
てもそのシール性が劣化することはない。またこのコー
ティング膜は、少なくとも介在時に部材表面と接する部
分のみに施してあればよく、したがって図示の例にあっ
てはシール母材29の外側面のみに施してあり、内側面
には施されていない。
As the coating film 30, a material having high ductility or malleability, for example, indium (I
n), gold (Au), silver (Ag), zinc (Zn), copper (C
It is possible to use a metal material such as u) or a polymer material such as Teflon or high-molecular polyethylene. By forming such a coating film 30, the conformability to the member surface is improved, and the sealing property is not deteriorated even at an extremely low temperature of about -150 ° C. Further, the coating film need only be applied to at least a portion that comes into contact with the surface of the member at the time of interposition. Therefore, in the illustrated example, the coating film is applied only to the outer surface of the sealing base material 29, and is applied to the inner surface. Absent.

【0024】図3は各シール部材25が介在された状態
を拡大して示した図であり、図示の例にあっては一例と
して上下部材、例えばヒータ固定台22の上面とサセプ
タ7の下面との間に介在されるシール部材25Cを示
し、これらの部材間には熱伝達用ガスを適度に対流させ
るために幅が0.1mm程度の僅かな間隙Sが形成され
る。このシール部材25Cは、例えば下側部材、すなわ
ち図示の例にあっては、ヒータ固定台22の上面に形成
された断面矩形のリング状のシール溝31内に収容され
ており、その上下端が両部材と接するように溝寸法ある
いはシール部材の寸法が設定されている。
FIG. 3 is an enlarged view showing a state in which each seal member 25 is interposed. In the illustrated example, as an example, upper and lower members, for example, the upper surface of the heater fixing base 22 and the lower surface of the susceptor 7, The seal member 25C is interposed therebetween, and a small gap S having a width of about 0.1 mm is formed between these members in order to appropriately convect the heat transfer gas. The seal member 25C is housed in, for example, a lower member, that is, in the illustrated example, a ring-shaped seal groove 31 having a rectangular cross section formed on the upper surface of the heater fixing base 22, and has upper and lower ends. The groove size or the size of the seal member is set so as to be in contact with both members.

【0025】ここで上記のように構成されたシール部材
25は、ヒータ固定台22およびサセプタ7に対してシ
ール接合面32、33において気密に接触し接合される
ことになるが、低温雰囲気において比較的小さな単位周
長あたりの締め付け力で高い気密性をもってシール接合
構造を完成させるためには、シール接合面32、33が
平滑である必要があり、本発明者の知見によれば、平均
粗さ0.1a〜0.5a、好ましくは0.2a程度に保
持することにより、シール接合面を技術要求に適ったリ
ークタイトな雰囲気に保つ可能である。また同時に、シ
ール接合面32、33は一般的に電気的に絶縁されてい
る必要がある。
Here, the sealing member 25 configured as described above is airtightly contacted and joined to the heater fixing base 22 and the susceptor 7 at the seal joining surfaces 32 and 33. In order to complete the seal joint structure with high airtightness with a tightening force per unit circumferential length, the seal joint surfaces 32 and 33 need to be smooth. According to the knowledge of the present inventor, the average roughness is By keeping the pressure at 0.1a to 0.5a, preferably about 0.2a, it is possible to maintain the seal joint surface in a leaktight atmosphere suitable for technical requirements. At the same time, the sealing surfaces 32, 33 generally need to be electrically insulated.

【0026】このような技術要求に応えるために本発明
者らは、低温プラズマ処理装置の構成材料のシール接合
面を、図4に示すような方法により加工することにより
従来みられなかったような優れた効果を得ることができ
た。まず図4(a)に示すようなアルミニウム部材のシ
ール表面に対して公知の電解技術により陽極酸化膜処理
を施してやることによりアルマイト化し、絶縁性、耐ガ
ス腐食性および硬度を付与することが可能である。電解
液として、例えば硫酸、シュウ酸、クロム酸などを使用
することができるが、クラックの発生および皮膜の硬度
を考慮すれば、好ましくは硫酸またはシュウ酸、より好
ましくは硫酸を用いて、硫酸硬質アルマイトを形成する
ことが好ましい。なお、陽極酸化膜処理前のアルミニウ
ム素材の表面に関しては、ある程度、例えば6.3a〜
12.6aの平均表面粗さにまで研削加工しておくこと
が好ましい。すなわち、処理前の表面が荒れすぎていれ
ば、後述する研磨作業に余分な労力がかかり、またリー
クが生じやすくなるし、あまり平滑に仕上げても陽極酸
化膜処理により表面が荒れるためその作業が無駄になっ
てしまうため、上記のような平均表面粗さ程度まで研削
加工を施してやることが処理の効率上好ましいと考えら
れる。
In order to meet such technical requirements, the present inventors processed the seal joint surface of the constituent material of the low-temperature plasma processing apparatus by a method as shown in FIG. Excellent effects could be obtained. First, the sealing surface of an aluminum member as shown in FIG. 4 (a) is anodized by subjecting it to an anodizing film treatment by a known electrolytic technique, whereby it is possible to impart insulation, gas corrosion resistance and hardness. It is. As the electrolytic solution, for example, sulfuric acid, oxalic acid, chromic acid, and the like can be used.However, in consideration of the occurrence of cracks and the hardness of the film, preferably sulfuric acid or oxalic acid, more preferably sulfuric acid, is used. It is preferred to form alumite. Note that the surface of the aluminum material before the anodic oxide film treatment has a certain degree, for example, 6.3a to 6.3a.
It is preferable to grind to an average surface roughness of 12.6a. In other words, if the surface before the treatment is too rough, extra work is required for the polishing work described later, and the leak is likely to occur. Since it becomes useless, it is considered that it is preferable from the viewpoint of processing efficiency to perform the grinding process up to the above average surface roughness.

【0027】このようにして形成された硫酸硬質アルマ
イト皮膜は、一般に図4(b)に示すように、アルミニ
ウム素材の内部に形成される浸透層とアルミニウム素材
の外部に形成される成長層からなり、例えば50μmの
皮膜を形成した場合には、浸透層と成長層がほぼ25μ
mづづ形成される。また公知のように形成された硫酸硬
質アルマイト皮膜は、小孔が規則的に開いた多孔層とそ
の下部の無孔層とから形成されるが、多孔層をそのまま
残しておくと、その小孔部から腐食あるいはリークが生
じるおそれがあるため、多孔層を除去する必要がある。
そのため本発明によれば、蒸気により酸化膜表面をベー
マイト化する封孔処理が行われる。しかしながら、表1
に示されるように、蒸気封孔処理後の表面粗さは1.0
a以上となるため、その面を研磨処理により平滑に仕上
げる必要がある。
As shown in FIG. 4B, the sulfuric acid hard alumite film thus formed generally comprises a permeation layer formed inside the aluminum material and a growth layer formed outside the aluminum material. For example, when a film of 50 μm is formed, the penetration layer and the growth layer are almost 25 μm.
m. In addition, the sulfuric acid hard alumite film formed in a known manner is formed from a porous layer in which small pores are regularly opened and a non-porous layer under the porous layer, but if the porous layer is left as it is, the small pores are formed. It is necessary to remove the porous layer because there is a possibility of corrosion or leakage from the part.
Therefore, according to the present invention, the sealing treatment for boehmite the oxide film surface with the steam is performed. However, Table 1
As shown in the figure, the surface roughness after the steam sealing treatment is 1.0
Therefore, the surface needs to be smoothed by polishing.

【0028】そのため、本発明によれば、例えばダイヤ
モンドペーストなどの研磨剤を用いて、図4(c)に示
すように50μmの表面を20μm程度研磨することに
より平均表面粗さが0.1a〜0.5a、好ましくは
0.2a程度になるまで加工する。なお、成長層を越え
て浸透層まで研磨すると、場合によっては下地アルミニ
ウム層が露出する必要があるので、研磨は成長層の厚さ
を越えない範囲で行うことが好ましい。
Therefore, according to the present invention, the surface of 50 μm is polished by about 20 μm as shown in FIG. Work until it reaches 0.5a, preferably about 0.2a. In addition, when polishing is performed to the permeation layer beyond the growth layer, the underlying aluminum layer may need to be exposed in some cases. Therefore, it is preferable to perform the polishing within a range not exceeding the thickness of the growth layer.

【0029】次に図5および図6に示す試験片(1)お
よび(2)に対して、(a)硫酸硬質アルマイト50ミ
クロン(蒸気封孔処理)を行ったときにアルマイトの
粗度がどの程度荒れるか、(b)上記処理後処理面を磨
き0.1a、0.2a、0.4aが可能か、さらに比較
のため(c)TiN処理を行い処理面の粗さの測定およ
びTiN処理後処理面を磨いた場合にどのような粗さに
なるかを試験した結果を表1に示す。なお、試験片
(1)はダイヤモンドパウダーで手作業で研磨したもの
であり、試験片(2)はダイヤモンドパウダーで機械的
に研磨したものである。また図中ハッチング部分は磨き
をかけた部分を示し、そのハッチング部分の矢印領域が
面粗さの測定領域を示している。さらに表1において、
A、B、Cは試験片(2)の測定結果であり、D、F、
Hは試験片(1)の場所Xにおける測定結果であり、
E、G、Iは試験片(1)の場所Yにおける測定結果で
あり、J、K、L、Mは試験片(1)の場所Xにおける
測定結果を示している。
Next, when the test pieces (1) and (2) shown in FIGS. 5 and 6 were subjected to (a) 50 micron sulfuric acid hard alumite (steam sealing treatment), the surface of the alumite was removed.
To what extent the roughness is rough, (b) whether the treated surface after the above treatment can be polished to 0.1a, 0.2a, and 0.4a is possible; and for comparison, (c) TiN treatment is performed to determine the roughness of the treated surface. Table 1 shows the results of a measurement and a test of how the surface after polishing with TiN was polished. The test piece (1) was manually polished with diamond powder, and the test piece (2) was polished mechanically with diamond powder. In the figure, the hatched portion indicates a polished portion, and an arrow region of the hatched portion indicates a surface roughness measurement region. Further, in Table 1,
A, B, and C are measurement results of the test piece (2), and D, F,
H is the measurement result at the location X of the test piece (1),
E, G, and I are the measurement results at the location Y of the test piece (1), and J, K, L, and M are the measurement results at the location X of the test piece (1).

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】測定の結果、表1のA〜Iより明らかなよ
うに、硫酸硬質アルマイト50ミクロン(蒸気封孔処
理)を行う前に、表面を平滑に仕上げてからアルマイト
処理を行ったところ、いずれの試料の場合にも表面がか
なり荒れてしまうため、アルマイト処理前に必要以上に
表面研磨を施すことは無意味であり、上記のように、例
えば6.3a〜12.6aの平均表面粗さにまで研磨加
工すれば十分である。
As a result of the measurement, as is clear from A to I in Table 1, before performing 50 μm of sulfuric acid hard alumite (steam sealing treatment), the surface was finished smooth and then anodized. In the case of the sample, the surface is considerably roughened, so it is meaningless to perform the surface polishing more than necessary before the alumite treatment. As described above, for example, the average surface roughness of 6.3a to 12.6a is used. It is enough to grind up to.

【0032】また表1のA〜Iより明らかなように、硫
酸硬質アルマイト50ミクロン(蒸気封孔処理)後に処
理面をダイヤモンドパウダーなどの研磨剤で磨くことに
より、平均粗さ0.1a〜0.5aの範囲には仕上げが
可能なことが判明した。このように耐腐食性、絶縁性、
硬度に優れたアルマイト表面を0.1a〜0.5a、好
ましくは0.2a程度の平均粗さにまで加工することに
より、高いシール効果を得ることができることが判明し
た。
As is clear from Tables A to I, the treated surface is polished with a polishing agent such as diamond powder after 50 μm of sulfuric acid hard alumite (steam sealing treatment) to obtain an average roughness of 0.1a to 0%. It was found that finishing was possible in the range of 0.5a. Thus corrosion resistance, insulation,
It has been found that a high sealing effect can be obtained by processing an alumite surface having excellent hardness to an average roughness of 0.1a to 0.5a, preferably about 0.2a.

【0033】また比較例として表1のJ〜Mに示すよう
に、カニゼンメッキをした下地に対してTiN処理を施
したところ、表面はかなり荒れ、また下地のカニゼンメ
ッキが露出してしまうため研磨処理ができず、低温処理
装置のシール接合部材としては使用することができない
ことが判明した。
As a comparative example, as shown in J to M in Table 1, when the substrate coated with Kanigen was subjected to TiN treatment, the surface was considerably roughened, and the underlying Kanigen plating was exposed. It was found that they could not be treated and could not be used as seal joining members for low-temperature treatment equipment.

【0034】以上のように本発明に基づいて形成された
シール接合面31、32に対して、シール部材25は、
例えば適当数のボルトにより単位周長あたりの締め付け
力、例えば8kgf/cm〜10kgf/cmで締め付
けることにより、例えば1×10-6Atm・cc/se
c以下のリークタイトなシール接合構造を得ることが可
能となる。なお図示例にあっては、説明の容易化のため
にシール接合構造を典型的な接合部のみに設けた場合に
ついて説明したが、低温にさらされ、シール性、耐ガス
腐食性、硬度、電気的絶縁性が要求される複数の部位に
ついて、本発明に基づいて構成されたシール接合構造を
採用することが可能である。
As described above, the seal member 25 is attached to the seal joint surfaces 31 and 32 formed according to the present invention.
For example, by tightening with a suitable number of bolts at a tightening force per unit circumference, for example, 8 kgf / cm to 10 kgf / cm, for example, 1 × 10 −6 Atm · cc / sec.
It is possible to obtain a leak tight seal joint structure of c or less. In the illustrated example, the case where the seal joint structure is provided only at a typical joint portion for the sake of simplicity has been described. However, the seal joint structure is exposed to a low temperature, and the sealability, gas corrosion resistance, hardness, It is possible to adopt a seal joint structure configured based on the present invention for a plurality of parts that require a proper insulating property.

【0035】次に、以上のように構成された低温処理装
置の全体的な動作について説明する。まず、図示しない
ロードロック室より所定の圧力、例えば1×10-4〜数
Torr程度に減圧された処理容器2内のサセプタ7の
上部に被処理体である半導体ウェハWを載置して、これ
を静電チャック11により吸着保持する。次いで上部電
極18と下部電極を構成するサセプタ7との間に高周波
を印加することによりプラズマを立て、これと同時に上
部電極18側からプロセスガスを処理空間に流してエッ
チング処理を行う。
Next, the overall operation of the low-temperature processing apparatus configured as described above will be described. First, a semiconductor wafer W, which is an object to be processed, is placed on a susceptor 7 in a processing vessel 2 which is reduced to a predetermined pressure, for example, about 1 × 10 −4 to several Torr from a load lock chamber (not shown). This is sucked and held by the electrostatic chuck 11. Next, plasma is generated by applying a high frequency between the upper electrode 18 and the susceptor 7 constituting the lower electrode, and at the same time, a process gas is flowed from the upper electrode 18 into the processing space to perform an etching process.

【0036】またプラズマによる熱で、半導体ウェハW
が所定の設定温度よりも過熱されるので、これを冷却す
るためにサセプタ支持台5の冷却ジャケット8に冷媒、
例えば液体窒素を流通させてこの部分を例えば−196
℃に維持し、これからの冷熱をサセプタ7を介して半導
体ウェハWに伝熱し、所望の低温状態に処理面を保持す
るように構成されている。また、冷熱の伝熱は温調用ヒ
ータ23の発熱量を調整することにより制御することが
可能である。
The heat generated by the plasma causes the semiconductor wafer W
Is heated to a temperature higher than a predetermined set temperature, so that a cooling medium,
For example, liquid nitrogen is allowed to flow, and this portion is, for example, -196.
In this case, the temperature is maintained at a temperature of 0 ° C., and the heat of the future is transferred to the semiconductor wafer W via the susceptor 7 to maintain the processing surface in a desired low temperature state. Further, the transfer of cold heat can be controlled by adjusting the amount of heat generated by the temperature control heater 23.

【0037】ここで、冷熱の伝熱を促進するために各部
材間の間隙には伝熱用ヘリウムガスを流したり、また各
部材間の間隙の中には大気に連通しているものもあるこ
とから、各部材間の間隙を介して減圧下の処理容器2内
にヘリウムガスや大気成分が漏出するおそれがある。し
かしながら本発明によれば、耐ガス腐食性、電気的絶縁
性、硬度、シール性に優れたシール接合構造が各部位に
採用されるので、低温処理を行った場合であっても、リ
ークタイトな環境が保持される。
Here, a helium gas for heat transfer is flowed through the gaps between the members in order to promote the heat transfer of cold heat, and some of the gaps between the members are communicated with the atmosphere. Therefore, there is a possibility that helium gas or atmospheric components may leak into the processing container 2 under reduced pressure through the gap between the members. However, according to the present invention, since the gasket resistance, electrical insulation, hardness, seal joint structure excellent in sealability is adopted in each part, even in the case of performing low-temperature treatment, leak tight Environment is preserved.

【0038】エッチング処理終了後には、排気管21を
介して処理室内の残留ガスが排気されるとともに、半導
体ウェハが適当な温度にまで昇温され、図示しないゲー
トバルブを介して隣接するロードロック室に搬出され、
一連の処理が終了する。
After completion of the etching process, the residual gas in the processing chamber is exhausted through the exhaust pipe 21, the semiconductor wafer is heated to an appropriate temperature, and the adjacent load lock chamber is opened via a gate valve (not shown). Is carried out to
A series of processing ends.

【0039】なお上記実施例にあっては、本発明を低温
プラズマエッチング装置に適用した場合について説明し
たが、本発明はかかる実施例に限定されず、低温減圧下
にて被処理体を処理する装置、例えば半導体ウェハやL
CDなどの電気的特性を低温で検査するプローバ装置
や、低温真空下で試料を観察するための電子顕微鏡など
にも適用することができる。また上記実施例にあって
は,真空処理装置として低温処理装置を使用した場合を
例に挙げて本発明について説明したが,本発明はかかる
例に限定されないことは言うまでもない。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a low-temperature plasma etching apparatus has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the object to be processed is processed under low-temperature and reduced-pressure conditions. Equipment such as semiconductor wafers and L
The present invention can also be applied to a prober device for inspecting electrical characteristics of a CD or the like at a low temperature, an electron microscope for observing a sample under a low-temperature vacuum, and the like. In the above embodiment,
Is the case where a low-temperature processing device is used as a vacuum processing device.
Although the present invention has been described by way of example, the present invention is not limited thereto.
Needless to say, it is not limited to the example.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくシ
ール接合構造および被シール表面の製造方法によれば、
電気的絶縁性、耐ガス腐食性、硬度に優れ、かつ表面が
平滑でシール性に優れた被シール面に対してシール部材
が押圧されるので、リークタイトな環境をうることがで
きる。また従来の低温処理装置に比較して単位周長あた
りの締め付け力も小さくすることができるので、装置の
構成を簡略化することができ、またメンテナンス性の向
上も図ることができる。
As described above, according to the seal joining structure and the method of manufacturing the surface to be sealed according to the present invention,
Since the sealing member is pressed against the surface to be sealed having excellent electrical insulation properties, gas corrosion resistance, hardness, smooth surface and excellent sealing properties, a leaktight environment can be obtained. Further, the tightening force per unit circumferential length can be reduced as compared with the conventional low-temperature processing apparatus, so that the configuration of the apparatus can be simplified and the maintainability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる処理装置の一実施例を示す断面
構成図である。
FIG. 1 is a sectional configuration diagram showing an embodiment of a processing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に採用可能なシール部材を示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing a seal member that can be employed in the present invention.

【図3】本発明にかかるシール接合構造を示す断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a seal joint structure according to the present invention.

【図4】本発明に基づいて製造される被シール面構造の
製造工程を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of a sealed surface structure manufactured according to the present invention.

【図5】本発明の効果を測定するための試料を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a sample for measuring the effect of the present invention.

【図6】本発明の効果を測定するための試料を示す説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a sample for measuring the effect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エッチング装置 2 処理容器 4 載置台 25 シール部材 26、27、28 シール接合部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Etching apparatus 2 Processing container 4 Mounting table 25 Seal member 26, 27, 28 Seal joint

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被処理体を減圧下で処理するための真空
処理装置であって,処理装置の一部を構成するアルミニ
ウム部材間が,弾力性を有するシール部材を介して押圧
されてシールされている真空処理装置において, シール部材に接するアルミニウム部材の被シール表面に
は,陽極酸化処理によるアルマイト皮膜が形成されてお
り,該アルマイト皮膜は封孔処理された後に研磨されて
いることを特徴とする,真空処理装置。
1. A vacuum processing apparatus for processing an object to be processed under reduced pressure, wherein an aluminum member forming a part of the processing apparatus is sealed by being pressed via an elastic sealing member. In the vacuum processing apparatus described above, an alumite film is formed on the surface to be sealed of the aluminum member in contact with the sealing member by anodizing treatment, and the alumite film is polished after sealing treatment. , Vacuum processing equipment.
【請求項2】 研磨後の前記アルマイト皮膜の表面は,
平均粗さ0.1a〜0.5aであることを特徴とする,
請求項1に記載の真空処理装置。
2. The surface of the alumite film after polishing is as follows:
Characterized by an average roughness of 0.1a to 0.5a,
The vacuum processing apparatus according to claim 1.
【請求項3】 前記アルマイト皮膜の研磨は,成長層の
厚みを越えない範囲で行われ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。
3. The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the polishing of the alumite film is performed within a range not exceeding the thickness of the growth layer.
【請求項4】 前記アルミニウム部材は,被処理体を載
置する載置台を構成する部材であることを特徴とする,
請求項1ないし3のいずれかに記載の真空処理装置。
4. The method according to claim 1, wherein the aluminum member is a member constituting a mounting table on which the object to be processed is mounted.
The vacuum processing apparatus according to claim 1.
【請求項5】 前記真空処理装置は,前記被処理体を減
圧下かつ低温状態で処理するための低温処理装置である
ことを特徴とする,請求項1ないし4のいずれかに記載
の真空処理装置。
Wherein said vacuum processing apparatus is characterized in that the a low-temperature processing apparatus for processing a workpiece at reduced pressure and low temperature state, according to any one of claims 1 to 4
Vacuum processing equipment.
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