JP3559760B2 - プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，プラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法に係り，特に半導体製造工程における微細なパターンを形成するのに好適なプラズマ処理装置及びそのメンテナンス方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程では，成膜・エッチング・アッシングなどの微細加工にプラズマ処理装置が広く用いられている。このプラズマ処理装置及びプラズマ処理プロセスにおいては試料を処理加工する際に，処理室内表面に反応生成物が付着・堆積し，やがて剥離して異物としてウエハ表面に付着して歩留まりを低下させる問題がある。このため，たとえば放電時間で数１０〜１００時間程度ごとにプラズマ処理装置を大気開放して，付着物を除去するウエットクリーニングと呼ばれる清掃作業を行う必要がある。また，真空容器内でプラズマにさらされる部品はプロセスを重ねるとともに消耗していくので，定期的に消耗部品を交換する必要がある。こうしたウエットクリーニングや部品交換などのメンテナンス作業においては，装置の稼働率を向上させるために，メンテナンスの作業性を確保して作業効率をあげることが重要な課題である。
【０００３】
このような処理室内部のメンテナンスに関する技術として，たとえば，特開平１１−１４０６４８号公報（以下公知例１）には，プロセスチャンバを上下に分割してメンテナンスを容易に行えるようにした装置が記載されており，上部電極を昇降機構と回転機構により回転して開閉されるようにした構造が開示されている。また，特開平１０−４１０９６号公報（以下公知例２）には，上部排気室ＵＣと処理室ＰＣと下部排気室ＤＣが分離可能に構成され，上部排気室ＵＣが昇降自在であるとともに回転機構により天地逆転可能な装置が開示されている。
【０００４】
これらの公知例は上部電極と下部電極をそなえた平行平板型で，周波数がたとえば１３．５６ ＭＨｚの高周波であるが，プロセス性能の向上やウエハ径の拡大の要求ともあいまって電源系の大出力化が進められており，たとえば５ ｋＷといった大出力の電源系も採用されはじめている。
【０００５】
一方，たとえば第４７回応用物理学会シンポジウム「ＶＨＦ・ＵＨＦ帯の高密度プラズマ生成とその応用技術の最新動向」（２０００．３．２９）で示されているように，デバイス性能の向上やスループットの増大を目的として，ＶＨＦ・ＵＨＦ帯周波数のプラズマ源の研究開発も進められている。本発明者らは，既出願である特願平１１−０７２５７７号公報において，ＵＨＦ帯電磁波放射方式のプラズマエッチング装置のメンテナンス性について記載しており，ＵＨＦ帯電磁波を放射するアンテナ部分を概略１８０度に開放して水平位置とするフルフラットオープン構造とすることでメンテナンス性を確保した装置を開示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように電源系の大出力化やＶＨＦ・ＵＨＦ帯の放電周波数帯の開発が進められている状況は，プラズマを発生する電源系にとっては電源本体および整合器の大型化がさけられない方向となる。特に整合器はインピーダンスマッチングのために上部電極やアンテナと直結する必要があるが，公知例１，２に示されているような上部電極を天地逆転させる方法は，大型の整合器を上部電極と一体としたままでは実現が困難になる。このため，整合器を上部電極と分離する必要が生じてくるが，公知例１，２ではこの点については考慮されていない。
【０００７】
本発明者らの既出願では，この問題をさけるために，メンテナンスのさいにプラズマを発生するＵＨＦ電源系の整合器をアンテナへの導入端子部分で分離する方式をとった。ここで用いたＵＨＦ帯の周波数においては，ＵＨＦ帯電磁波をアンテナに導入する導入端子にはインナーコネクタとカップリングを用いた同軸管を用いるのが一般的であり，既出願においても市販の同軸管（ＮＨＫ規格，日立電線：ＷＸ−３９Ｄ）を用いていた。この同軸管の構造および脱着作業の詳細は後に説明するが，同軸管のアースシールドとして図８に示すようなカップリング１７０を用いており，スリットの入った銅パイプ１７１をバンド１７２のネジで締付けることでアースの接続とＵＨＦ電磁波のシールドをおこなう方式となっている。
【０００８】
しかしながら，この同軸管は本来は通信用の規格品であるため，頻繁に脱着することは想定されておらず，メンテナンス性については十分に考慮されていない。このため，この同軸管をプラズマ処理装置に用いた場合にはウエットクリーニングなどのメンテナンスのさいに，課題として
・カップリングの脱着にさいして，バンドのネジでカップリングを取付ける（あるいははずす）作業が時間と手間がかかる。
・カップリングをバンドとネジで取付ける作業の再現性が十分でなく，ネジの締め具合などによりＵＨＦ電磁波がもれてノイズが発生することがある。
・カップリングの接続状態を検知できないため，接続が不十分でもインターロックがかけられない。
・極端な場合は，カップリングを取付け忘れるなどしてはずしたままでメンテナンス作業を完了してしまうので，装置の誤動作の原因となりうる。
があることが明らかになった。
【０００９】
本発明は，上記の課題を解決するためになされたものであり，大出力のあるいはＶＨＦ・ＵＨＦ帯周波数の電源系を，プラズマ発生部分と容易に脱着・分離させることで処理室内部のメンテナンスの作業性を向上させることで生産性の向上に寄与できる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ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内部に処理室が形成された真空容器と，前記処理室内で処理される試料を保持する電極と，前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と，前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と，前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置において，前記接続部の外周導体の外側に，締結と分割が可能な複数個のユニットを設け、該複数個のユニットを、ヒンジを中心軸とする回転方向に分割した構造とし、前記複数個のユニットを締結機構で締結するようにし、前記複数個のユニット同士を相互に締結して前記のそれぞれの外周導体と接触することで該中心導体および外周導体同士の両方を接続あるいは切断するカップリングユニットを構成し、前記カップリングユニットは前記複数個のユニットを締結機構により締結することで該ユニット相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触し，また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱するように構成して，前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離することを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴は，前記プラズマ発生装置のカップリングユニットについて，前記複数個のユニットのお互いの接触面および前記外周導体との接触面に電磁波シールドを設置したことにある。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴は，前記プラズマ処理装置のカップリングユニットに，前記複数個のユニットが相互に締結されたことを検知することでインターロック機構を解除して，前記電力供給部からの電力供給が可能となるように構成したことにある。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴は，前記プラズマ処理装置のプラズマ発生装置の電力周波数を１００ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下のＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯としたことにある。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴は，内部に処理室が形成された真空容器と，前記処理室内で処理される試料を保持する電極と，前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と，前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と，前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置のメンテナンス方法において，前記接続部の該外周導体の外側に設置されて締結と分割が可能な複数個のユニットで構成されるカップリングユニットについて，前記複数個のユニットを締結機構により締結することで相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触させ，また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱させることで，前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離してメンテナンスを行うことにある。
【００１６】
上記のように構成することにより，プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの外周導体同士がカップリングユニットにより接続と分離が可能になる。
そして，カップリングユニットが複数個のユニットに分割可能であり，さらに締結機構により締結と分割が可能に構成されており，カップリングユニットによる外周導体同士の接続・分離を締結機構の締結・解除という簡便な動作で再現性・信頼性よく確実に行うことができる。
【００１７】
また，カップリングユニットが外周導体と押圧力をもって接触し，さらに接触面に電磁波シールドが設置されているので，接触が確実であり電磁波の漏洩が発生しない。
また，複数個のユニットが相互に締結されたことを検知してインターロックを解除することで，接続部の接続状態を検知できるので，接続状態が不十分な状態で電力が供給されることがない。
これらの結果として，プラズマ発生装置から電力を供給する接続部の着脱作業が容易になるとともに，再現性・信頼性を確保できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施例について，図面に基づいて説明する。
まず，本実施例における装置の構成を図１により説明した上で，部品交換やメンテナンス作業の方法について具体的に説明する。
【００１９】
図１は，本発明を有磁場ＵＨＦ帯電磁波放射放電方式のプラズマエッチング装置へ適用した実施例を示すものである。処理室１００は，１０^−６Ｔｏｒｒ程度の真空度を達成可能な真空容器であり，その上部に電磁波を放射するアンテナ１１０を備え，下部にはウエハなどの試料Ｗを載置する下部電極１３０を備えている。アンテナ１１０と下部電極１３０は，平行して対向する形で設置される。処理室１００の周囲には，たとえば電磁コイルとヨークよりなる磁場形成手段１０１が設置されている。そして，アンテナ１１０から放射される電磁波と磁場形成手段１０１で形成される磁場との相互作用により，処理室内部に導入された処理ガスをプラズマ化して，プラズマＰを発生させ，試料Ｗを処理する。
処理室１００は，側壁１０２に内設される側壁インナーユニット１０３が温度制御手段１０４で温度調整がなされ，真空室１０５に接続された真空排気系１０６により真空排気されて圧力制御手段１０７により圧力が制御される。真空室１０５はアース電位となっている。
【００２０】
アンテナ１１０は，円板状導電体１１１，誘電体プレート１１２，誘電体リング１１３からなり，真空容器の一部としてのハウジング１１４に保持される。また，円板状導電体１１１のプラズマに接する側の面にはたとえばシリコン製のプレート１１５が設置され，さらにその外側にたとえば石英リング製の外周リング１１６が設置される。円板状導電体１１１は図示しない温度制御手段により温度が調整され，円板状導電体１１１に接するプレート１１５の表面温度が制御される。試料のエッチング処理を行なう処理ガスは，ガス供給手段１１７から所定の流量と混合比をもって供給され，円板状導電体１１１とプレート１１５に設けられた多数の孔を通して，処理室１００に供給される。
【００２１】
アンテナ１１０には，アンテナ電源系１２０として，アンテナ電源１２１，アンテナバイアス電源１２２が，それぞれマッチング回路・フィルタ系１２３，１２４を介して，導入端子１５０により接続され，またフィルタ１２５を通してアースに接続される。アンテナ電源１２１は３００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのＵＨＦ帯周波数の電力を，アンテナバイアス電源１２２は数１０ｋＨｚから数１０ＭＨｚの範囲のバイアス電力をそれぞれアンテナ１１０に供給する。本実施例では，アンテナ電源１２１の周波数を４５０ＭＨｚ，アンテナバイアス電源１２２の周波数を１３．５６ＭＨｚとしている。これらの電力は絶縁体１２７で絶縁された導入接続部１２６からアンテナに供給される。
【００２２】
処理室１００の下部には，アンテナ１１０に対向して下部電極１３０が設けられている。アンテナ１１０のプレート１１５の下面とウエハＷの距離（以下，ギャップと呼ぶ）は，たとえば３０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であり，３０ｍｍ以上１００ｍｍ以下が望ましい。下部電極１３０には，例えば４００ｋＨｚから１３．５６ＭＨｚの範囲のバイアス電力を供給するバイアス電源１４１がマッチング回路・フィルタ系１４２を介して接続されて試料Ｗに印加するバイアスを制御するとともに，フィルタ１４３を介してアースに接続される。本実施例では，バイアス電源１４１の周波数を８００ｋＨｚとしている。
【００２３】
下部電極１３０は，静電吸着装置１３１により，その上面，すなわち試料載置面にウエハなどの試料Ｗを載置保持する。静電吸着装置１３１の上面の試料Ｗの外側部には，たとえばシリコン製のフォーカスリング１３２が設けられており，絶縁体１３３により静電吸着装置１３１と絶縁される。電極の外側には電極外周カバー１３４を設けてある。絶縁体１３３，電極外周カバー１３４にはアルミナや石英を用いるのが好適である。さらに，処理室下部の内面には下部カバー１３５が設けてある。
【００２４】
本実施例によるプラズマエッチング装置は以上のように構成されており，このプラズマエッチング装置を用いて，たとえばシリコン酸化膜のエッチングを行う場合の具体的なプロセスを，図１を用いて説明する。
【００２５】
まず，処理の対象物であるウエハＷは，図示していない試料搬入機構から処理室１００に搬入された後，下部電極１３０の上に載置・吸着され，必要に応じて下部電極の高さが調整されて所定のギャップに設定される。ついで，処理室１００内に試料Ｗのエッチング処理に必要なガス，たとえばＣ４Ｆ８とＡｒとＯ２が，ガス供給手段１１７からプレート１１５を通して処理室１００に供給される。同時に，処理室１００は真空排気系１０６により所定の処理圧力になるように調整される。
【００２６】
次に，アンテナ電源１２１からの４５０ＭＨｚの電力供給により電磁波が放射される。そして，磁場形成手段１０１により処理室１００の内部に形成される１６０ガウス（４５０ＭＨｚに対する電子サイクロトロン磁場強度）の概略水平な磁場との相互作用により処理室１００内にプラズマＰが生成され，処理ガスが解離されてイオン・ラジカルが発生する。さらに，アンテナバイアス電源１２２からのアンテナバイアス電力や下部電極からのバイアス電源１４１からのバイアス電力によりイオンやラジカルを制御して，ウェハＷにエッチング処理を行う。そして，エッチング処理の終了にともない，電力・磁場及び処理ガスの供給を停止してエッチングを終了する。
【００２７】
本実施例におけるプラズマ処理装置によるウエハのエッチング処理は上記のようにして行われる。そして，処理プロセスを繰り返すうちに処理室内部には反応生成物が徐々に堆積していき，堆積膜が剥離するなどして異物が発生するようになる。そして異物数がある管理基準（たとえばφ０．２μｍ異物で２０個／ウエハ以下）を越えた時点で，処理室を大気開放してウエットクリーニングを行う。また，部品の消耗が一定の管理値に達した時点で部品の交換を行う。
【００２８】
次にウエットクリ−ニングや部品交換などのメンテナンス作業について説明する。アンテナ１１０は，ヒンジ１１８により側壁１０２に取り付けられており，矢印Ａの部分において側壁１０２と分離されて，ヒンジ１１８の概略水平に設置された回転軸を支点にして開放することが可能になっている。また，アンテナ電源系１２０のマッチング回路・フィルタ系１２３・１２４・１２５（以下，アンテナ電源整合系１２０Ｍとよぶ）がアンテナ１１０の上側に磁場形成手段１０１と一体に載置されており，導入端子１５０においてアンテナ１１０に対して着脱可能に接続されて分離が可能になっている。なおアンテナ電源１２１，アンテナバイアス電源１２２は装置本体とは別にケーブルで接続されている。
【００２９】
メンテナンス作業の際は，まず導入端子１５０の接続を解除し，次に矢印（１）に示すように，磁場形成手段１０１及びアンテナ電源整合系１２０Ｍを一体にして上昇させて，メンテナンス作業に支障がない位置に固定する。そして，矢印（２）に示すように，アンテナ１１０をヒンジ１１８の軸の回りに概略１８０度（図中に破線で示す位置）まで回転させて開いた上で，メンテナンス作業を行う。作業終了後は部品類をとりつけてアンテナ１１０を閉めて，磁場形成手段１０１及びアンテナ電源整合系１２０Ｍを一体に下降させる。このときに図示しない位置決め機構により磁場形成手段１０１とアンテナ１１０の相対的な位置が決定され，導入端子１５０が所定位置で接続された時点で図示しない位置センサが停止位置を検出して下降が停止する。そして導入端子１５０を接続してメンテナンス作業が終了する。
【００３０】
上記のメンテナンス作業の状況は，概略の様子を立体的に示した図２〜図３によればさらに理解が容易になるであろう。図２〜図３は，本実施例によるメンテナンスの状況を示すために，図１で示したプラズマエッチング装置の要部を斜視図により模式的に示したものであり，一部を断面で示している。真空室１０５に載置された側壁１０２の上にアンテナ１１０が取り付けられ，その周囲に磁場形成手段１０１が設置されるとともに，アンテナ１１０に導入端子１５０を介してアンテナ電源整合系１２０Ｍが載置されている。メンテナンス時には，処理室１００及び真空室１０５を大気開放し，アンテナ１１０とアンテナ整合系１２０Ｍを接続する導入端子１５０の接続を解除する。次に図３の矢印（１）に示すように，磁場形成手段１０１及びアンテナ電源整合系１２０Ｍを一体にして上昇させて，メンテナンス作業に支障がない位置に固定する。そして，矢印（２）に示すように，アンテナ１１０をヒンジ１１８の軸の回りに回転させて開いて概略水平位置に保持する。そして，プレート１１５，リング１１６を矢印（３），（４）で示すように上方に取り外す。さらに，図示はしていないが，側壁インナーユニット１０３なども取り外す。その後は，取り外した部品の堆積膜の除去や洗浄・乾燥などの処理を行い，上記と逆の手順により部品類をとりつけて導入端子を接続して装置を復旧させる。そして，真紅引きの後に真空度・異物・エッチングレートなどの性能を確認してウエットクリーニング作業を終了する。
【００３１】
上記のように，導入端子１５０の脱着はメンテナンス作業の開始時および終了時に必ず行われるので，この作業のメンテナンス性の確保が必要である。本発明者らの既出願では導入端子１５０にインナーコネクタとカップリングを用いた市販の同軸管を用いていたわけであるが，この部分にメンテナンス性の課題があり，これを改善したのが本発明の要点である。そこで，まずは従来の同軸管による導入端子について図６〜図８を用いて説明した上で，本発明によりメンテナンス性を改善した導入端子部の構造および着脱方法を図４〜図５により説明する。
【００３２】
まず同軸管を用いた導入端子について説明する。図６はインナーコネクタ１５１を，図７はカップリング１７０を示す。インナーコネクタ１５１は同軸管の中心導体（リン青銅製）である。一方，カップリング１７０は銅管を用いたアースシールドであり，銅パイプ１７１をバンド１７２のネジで締付けることでアースの接続とＵＨＦ電磁波のシールドをおこなう。インナーコネクタ１５１とカップリング１７０には接触状態を確保するためのスリットがはいっている。カップリング１７０の大きさは，従来用いていたＷＸ−３９Ｄ（日立電線）の場合には，外径Φ４５ｍｍ，長さ７０ｍｍである。
【００３３】
図８に，これらを用いてアンテナ電源整合系１２０Ｍとアンテナ１１０を接続する従来型の同軸管導入端子１５０’の構造を示す。インナーコネクタ１５１はアンテナ１１０の導入接続部１２６に接続された中心導体１５２Ａに固定されるともに，アンテナ電源整合系１２０Ｍの中心導体１５２Ｍに噛合して接続される。一方，カップリング１７０の銅パイプ１７１はアンテナ電源整合系１２０Ｍとアンテナ１１０のそれぞれのアースシールド１５４Ｍ，１５４Ａに対して外側から接触して接続し，２本のバンド１７２をネジで締付けることで，アース接続とＵＨＦ電磁波のシールドをおこなう。メンテナンス開始時には，バンド１７２をゆるめて銅パイプ１７１をぬきとりながらインナーコネクタ１５１の噛合部分をずらしてアンテナ電源整合系１２０Ｍを上方に移動させてアンテナと分離する。その後は，銅パイプ１７１やバンド１７２を紛失しないようにアースシールド１５４Ｍにこれらを仮止めしておく。逆にメンテナンス終了時には，アンテナ電源整合系１２０Ｍを下降させてインナーコネクタ１５１の噛合を確認した上で銅パイプ１７１を所定の位置にセットして，バンド１７２が落ちないように支えながらネジを締付けてバンド１７２を固定することになる。
【００３４】
しかしながら，こうした方法では，すでに［従来技術の解決すべき課題］として説明したように，特にカップリング１７０を取付ける際に，
１）バンド１７２をネジで締付ける作業が面倒で，時間と手間がかかる。
２）バンド１７２をネジで締付けるさいに，パイプ１７１やバンド１７２の位置やネジの締め具合によってＵＨＦ電磁波のシールドが不十分となってノイズが発生することがある。
３）カップリング１７０の接続が不十分であっても接続状態を検知できないため，インターロックがかからずに装置の誤動作の原因となりうる。
極端な場合には，カップリング１７０自体を付け忘れたままでメンテナンス作業を完了しまうことがありうる。
といった課題があることが明らかになった。
【００３５】
そこでこれらの点を改良したのが，図４，図５に示す本発明によるカップリングユニット型の導入端子１５０である。この方法では，同軸管のインナーコネクタ１５１や中心導体１５２Ａ・１５２Ｍの接続は従来方法と同等であるが，アースシールド１５４Ｍ，１５４Ａに対する接続を行うのにアンテナに取付けられたカップリングユニット１６０を用いる点が異なっている。
【００３６】
カップリングユニット１６０は，図５に示すように，左右のユニット１６１Ｌ，１６１Ｒに分割可能な構造になっている。クランプ１６３を解除すると図示しないバネ機構によりヒンジ１６２を中心軸に回転するようにして開く。左右に分割されたユニット１６１Ｌ，１６１Ｒは，それぞれの中心部分に内面が半円形の部分を設けてあり，クランプ１６３を締結することにより左右の半円形の部分があわさって円筒形の空隙となるように構成されている。この円筒形の空隙の内径はアースシールド１５４Ｍ，１５４Ａと外径が一致して噛合するようになっており，円筒形の空隙部分に図４で示したアースシールド１５４Ｍ，１５４Ａをはさみこむようにして固定することでアースシールド同士を接続する。このさいに，アースシールド１５４Ｍ，１５４Ａとの接触を確保するために，ユニット１６１Ｌ，１６１Ｒには半円形の部分の変形が可能なようにスリットが形成されている。またＵＨＦ帯電磁波のもれを防止する目的で，ユニット１６１Ｌ，１６１Ｒのお互いの接触面およびアースシールドと接触する半円形部分の上下に電磁シールド１６４，１６５が設置されている。電磁シールド１６４，１６５には，適度な剛性と弾力をもつフィンガー型やスパイラル型のＥＭＣシールド部材が，アース接続とシールドの特性を繰返して再現性・信頼性よく保持できるので好適である。カップリングユニット１６０は，アースシールド１５４Ｍ，１５４Ａに対して所定の位置関係に設置されており，再現よく締結できる。
【００３７】
さらに，カップリングユニット１６０にはインターロックスイッチ１６６が設置されており，クランプ１６３により左右のユニットが締結されることでインターロックが解除されて，図４のアンテナ電源系１２０の投入が可能になるように構成している。このインターロック機構により，メンテナンス作業の際に作業者がカップリングユニット１６０の接続を忘れても，フェールセーフインターロック機構によりアンテナ電源系１２０への電力投入ができないようにしている。
【００３８】
このようなカップリングユニットを用いることにより，従来のカップリングと比較して作業性が大幅に改善されるとともに再現性・信頼性も向上する。
【００３９】
従来のカップリングでの接続作業は，銅パイプ１７１をバンド１７２で締付けるなどの煩雑な作業が必要で，およそ１０分を要していた。時間がかかるだけでなく，作業の手間がかかるので作業者の負担にもなっていた。カップリングユニットを用いることで，メンテナンス作業における導入端子１５０の分離・接続作業はカップリングユニット１６０のクランプ１６３を解除・締結するだけに簡略化され，これはきわめて簡単な作業であり，時間も１０秒程度しかかからない。
【００４０】
また，従来のカップリングでは銅パイプ１７１の位置設定やバンド１７２のネジの締め具合などによりＵＨＦ電磁波ノイズが発生する問題があった。しかし，カップリングユニットを用いる場合には，カップリングユニット１６０とアースシールド１５４Ｍ，１５４Ａの位置関係は機械的に決まるのでずれることはなく，導入端子１５０の接続もカップリングユニット１６０のクランプ１６３の締結により再現性よくおこなえ，さらに弾性のあるＥＭＣ電磁シールド１６４，１６５の効果とあいまって，ＵＨＦ電磁波のシールドが再現性・信頼性よくおこなえてノイズが発生することもない。
【００４１】
また，従来のカップリングにおいてカップリングの接続状態を検知できないため，インターロックがかけられない課題に対しても，カップリングユニットによればカップリングユニット１６０における接続状態をインターロックスイッチ１６６により検知できるので，カップリングユニット１６０の接続が不十分なままでメンテナンス作業を完了した場合でも，インターロック機構により装置は起動しないので装置が誤動作することはない。
【００４２】
このように本発明により，従来のカップリングの課題を解決することができて，メンテナンス時の作業性の向上，作業者の負担の軽減，インターロック機構による装置動作の信頼性の向上といった効果を発現できる。そして，メンテナンス性と使い勝手にすぐれたプラズマ処理装置を実現することができ，特にウエットクリーニングや部品交換などのメンテナンス作業の効率をあげることで装置の稼働率を向上させるとともに，再現性・信頼性をも確保することができて，生産性の向上に寄与しうるプラズマ処理装置を提供することができた。
【００４３】
なお，前記の各実施例では，カップリングユニットは左右の２つのユニットに分割可能な構造を示していたが，もちろんそれ以上の個数に分割してもよい。また，カップリングユニットの複数個のユニットを締結するのにクランプ機構を用いているが，複数個のユニットをお互いに押圧力をもって接触させることが要件であり，クランプ以外のたとえばバネなどの機構を用いてもよいことはいうまでもない。
【００４４】
また，前記の各実施例は，いずれも有磁場ＵＨＦ帯電磁波放射放電方式のプラズマ処理装置の場合であったが，放射される電磁波はＵＨＦ帯以外にも，たとえば２．４５ＧＨｚのマイクロ波や，あるいは１００ＭＨｚ（さらにはそれより低い数１０ＭＨｚ）から３００ＭＨｚ程度までのＶＨＦ帯でもよい。また，磁場強度は，４５０ＭＨｚに対する電子サイクロトロン共鳴磁場強度である１６０ガウスの場合について説明したが，必ずしも共鳴磁場を用いる必要はなく，これよりも強い磁場やあるいは逆に数１０ガウス以下の弱い磁場を用いてもよい。さらには，磁場を用いない例えば無磁場マイクロ波放電でもよい。さらに，上記以外にも，たとえば磁場を用いたマグネトロン型のプラズマ処理装置や平行平板型の容量結合方式プラズマ処理装置，あるいは誘導結合型のプラズマ処理装置などに，前記の各実施例を適用できる。
【００４５】
また，前記の各実施例は，いずれも処理対象が半導体ウエハであり，これに対するエッチング処理の場合であったが，本発明はこれに限らず，例えば処理対象が液晶基板の場合にも適用でき，また処理自体もエッチングに限らず，たとえばスパッタリングややＣＶＤ処理に対しても適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば，クランプ締結機構により締結と分割が可能な複数個のユニットからなるカップリングユニットを用いることで外周導体同士の接続・分離がクランプ締結・分離という簡略な動作で行える。
また，カップリングユニットが外周導体と押圧力をもって接触し，接触面に電磁波シールドが設置されているので電磁波の漏洩が発生しない。
また，接続部の接続状態をカップリングユニットのクランプ締結により検知して電力供給のインターロック機構を解除することにより電力供給が可能となるので，接続状態が不十分な状態で電力が供給されることがない。
【００４７】
これらの結果として，プラズマ発生装置から電力を供給する接続部の着脱作業が容易になるとともに再現性・信頼性を確保できるので，メンテナンス性や使い勝手にすぐれたプラズマ処理装置を実現することができ，生産性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を有磁場ＵＨＦ帯電磁波放射放電方式のプラズマエッチング装置へ適用した実施例の断面図である。
【図２】本実施例によるプラズマエッチング装置のメンテナンスの状況を立体的に示す模式図である。
【図３】本実施例によるプラズマエッチング装置のメンテナンスの状況を立体的に示す模式図である。
【図４】本発明によるカップリングユニットを用いた同軸管導入端子の構造を示す図である。
【図５】本発明によるカップリングユニットの構造を示す図である。
【図６】従来技術による同軸管のインナーコネクタの構造を示す図である。
【図７】従来技術による同軸管のカップリングの構造を示す図である。
【図８】従来技術による同軸管の導入端子の構造を示す図である。
【符号の説明】
１００…処理室，１０１…磁場形成手段，１０２…側壁，１０５…真空室，１０６…真空排気系，１０７…圧力制御手段，１１０…アンテナ，１２０…アンテナ電源系，１２０Ｍ…アンテナ電源整合系，１２１…アンテナ電源，１２２…アンテナバイアス電源，１２６…導入接続部，１３０…下部電極，１３１…静電吸着装置，１４１…バイアス電源，１４４…静電吸着用直流電源，１５０…導入端子，１５１…インナーコネクタ，１５２…中心導体，１５４…アースシールド，１６０…カップリングユニット，１６１…分割ユニット，１６２…ヒンジ，１６３…クランプ，１６４…電磁シールド，１６５…電磁シールド，１６６…インターロックスイッチ，１７０…カップリング，１７１…銅パイプ，１７２…バンド

Claims (4)

1. 内部に処理室が形成された真空容器と，前記処理室内で処理される試料を保持する電極と，前記処理室内にプラズマを発生させるためのプラズマ発生装置と，前記プラズマ発生装置に電力を供給する電力供給部と，前記プラズマ発生装置と電力供給部のそれぞれの中心導体同士および外周導体同士を接続する接続部とを有するプラズマ処理装置において，
   前記接続部の外周導体の外側に，締結と分割が可能な複数個のユニットを設け、該複数個のユニットを、ヒンジを中心軸とする回転方向に分割した構造とし、前記複数個のユニットを締結機構で締結するようにし、
   前記複数個のユニット同士を相互に締結して前記のそれぞれの外周導体と接触することで該中心導体および外周導体同士の両方を接続あるいは切断するカップリングユニットを構成し、
   前記カップリングユニットは前記複数個のユニットを締結機構により締結することで該ユニット相互におよび前記外周導体に対して押圧力をもって接触し，また前記締結機構を解除して前記複数個のユニットを分割することで前記外周導体から離脱するように構成して，前記プラズマ発生装置と前記電力供給部のそれぞれの外周導体同士を接続または分離することを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において，前記カップリングユニットは，前記複数個のユニットのお互いの接触面および前記外周導体との接触面に電磁波シールドを設置したことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 請求項１または２のいずれかに記載のプラズマ処理装置において，前記カップリングユニットの前記複数個のユニットが相互に締結されたことを検知する検知手段を設け，締結を検知することで前記電力供給部からの電力供給のインターロックを解除して電力供給が可能となるように構成したことを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 請求項１に記載のプラズマ処理装置において，前記プラズマ発生装置の電力周波数が１００ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下のＶＨＦ帯またはＵＨＦ帯であることを特徴とするプラズマ処理装置。

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