JP3846128B2

JP3846128B2 - Work holding jig for plasma processing apparatus and plasma processing apparatus

Info

Publication number: JP3846128B2
Application number: JP28955799A
Authority: JP
Inventors: 哲博岩井; 隆二永留
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-10-12
Filing date: 1999-10-12
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2019-10-12
Also published as: JP2001110875A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理装置においてワーク押さえを装着する際に用いられるプラズマ処理装置におけるワーク押さえの取り付け治具およびこの取り付け治具が装着可能なプラズマ処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ処理装置では、密閉空間内の電極上に基板などのワークを載置して減圧下で放電を発生させることにより処理を行う。放電には発熱が伴うため、真空処理を継続する過程で処理対象物の温度が上昇する。ワークが平面サイズに対して厚さが相対的に小さい薄
型の基板などである場合には、ワークは温度上昇によってそりを生じ処理過程で基板が電極上面から浮き上がりやすい。そして浮き上がりによって基板と電極面との間に隙間が生じると、この隙間部分で局部放電が発生し均一な処理が妨げられる。
【０００３】
このため、薄型の基板を対象物とする場合には、電極との間に隙間を生じないように基板を電極に対して押さえつけるための手段を必要とする。従来の真空処理装置では、真空の処理室内に基板を電極に対して押さえつけるための押さえ部材を設け、この押さえ部材を駆動する押さえ機構が設けられていた。この押さえ機構は処理室内へ貫通するロッドによって処理室内の押さえ部材と処理室外の駆動部とを連結している。そして異なる形状・サイズのワークを対象とする場合には、ワークに合わせて押さえ部材の交換・位置調整などの段取り替え作業を行う必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の押さえ機構では前述のロッドが処理室を貫通する位置に隙間を密閉するシール部を必要とするため構造が複雑になり、押さえ部材の交換・位置調整の際は多大の手間と時間を要していた。さらに押さえ部材が実際にワークを電極に対して押さえつけている状態を確認することが困難であるため、押さえ部材の位置調整には試行錯誤的な作業が必要とされ、正しい位置を押さえつけていない場合には処理対象部位を誤って押さえ部材で覆ってしまうなどの不具合が発生しやすく、プラズマ処理の不良を発生するという問題点もあった。
【０００５】
そこで本発明は、段取り替え作業を容易にかつ正確に行うことができるプラズマ処理装置におけるワーク押さえの取り付け治具およびプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のプラズマ処理装置におけるワーク押さえの取り付け治具は、ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内に配置されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、前記蓋部材の内側に着脱自在に取り付けられ蓋部材が前記基部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえを備えたプラズマ処理装置において、前記ワーク押さえを前記蓋部材の内側に装着する際に用いられるプラズマ処理装置におけるワーク押さえの取り付け治具であって、透明な板状部材とこの板状部材に形成され前記ワーク押さえを蓋部材の内側へ取り付ける際の取り付け位置の目印となる目印手段とを有する。
【０００７】
請求項２記載のプラズマ処理装置は、ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内に配置されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、前記蓋部材の内側に着脱自在に取り付けられ蓋部材が前記基部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえとを備え、このワーク押さえを前記蓋部材の内側に装着する際に用いられるワーク押さえの取り付け治具であって透明な板状部材とこの板状部材に形成され前記ワーク押さえを蓋部材の内側へ取り付ける際の取り付け位置の目印となる目印手段を有する取り付け治具を装着する装着手段が設けられている。
【０００８】
本発明によれば、透明な板部材とこの板部材に形成され前記ワーク押さえの蓋部材の内側への取り付け位置の目印となる目印手段とを有する取り付け治具を用いることにより、処理対象ワークを押さえつける適切な位置を正確に蓋部材に移し替えることができ、ワーク切り換え時にワーク押さえの位置を調整する段取り替え作業を容易にかつ正確に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の斜視図、図２は同プラズマ処理装置の側面図、図３は同プラズマ処理装置の蓋部材の反転斜視図、図４は同プラズマ処理装置の蓋部材の部分斜視図、図５は同プラズマ処理装置の押さえ機構の斜視図、図６、図８は同プラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図、図７は同プラズマ処理装置の部分断面図、図９、図１０は同プラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の斜視図、図１１は同プラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の平面図、図１２、図１３、図１４は同プラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の装着方法の説明図である。
【００１０】
まず図１、図２を参照してプラズマ処理装置の構造を説明する。図１、図２において、基台１の上面に水平に配設されたベース部２の中央部には開口部２ａが設けられており、開口部２ａ内には下方から電極３が絶縁部材３ａ（図２）を介して装着されている。電極３の上面は処理対象の基板４を載置する載置部となっている。ベース部２には開口部２ａに近接した位置に排気孔２ｂが設けられており、排気孔２ｂの外側には開口部２ａを囲む形でシール部材５が配設されている（図７も参照）。
【００１１】
図２に示すように、基台１の端部にはフレーム部材６が立設されており、フレーム部材６の天板６ａの下面には、シリンダ８がロッド８ａを下方に向けて垂直に配設されている。なお、図１ではフレーム部材６および天板６ａの図示を省略している。ロッド８ａにはブラケット９が結合されており、ブラケット９に設けられた回転ヒンジ機構９ａには、蓋部材１０が水平方向の軸廻りに回転自在に装着されている。
【００１２】
シリンダ８のロッド８ａを突没させることにより蓋部材１０はベース部材２上で昇降し、蓋部材４が下降した状態では、蓋部材１０の下端部はベース部材２の上面のシール部材５に当接する（図７（ｂ）参照）。これにより、電極３、ベース部材２および蓋部材１０で閉囲される空間は密閉され、プラズマ処理を行うための処理室を形成する。
【００１３】
すなわち蓋部材１０がベース部材２の上面に当接した状態で、排気孔２ｂを介して真空吸引することにより、処理室内部が真空排気される。この後、蓋部材１０の上面に接続された管部材１１からプラズマ発生用ガスを供給し、電極３と蓋部材１０の間に高周波電源７（図７参照）によって高周波電圧を印加することにより、処理室内にはプラズマ放電が発生し電極３上に載置された基板４のプラズマ処理が行われる。
【００１４】
処理対象の基板４が薄い場合には、プラズマ処理の過程で基板４にそりが生じ電極３から浮き上がりやすい為、蓋部材１０にはプラズマ処理中に基板４を電極３に対して押し付けるワーク押さえとしての基板押さえを複数備えた押さえ機構２０が設けられている。この押さえ機構２０は、基板４の種類によって押さえ部材の位置調整を必要とする。この調整作業を容易に行えるよう、蓋部材１０は回転ヒンジ機構９ａによって回転自在となっており、図２に示すように蓋部材１０を回転させて垂直姿勢とした状態で、側方から作業者が蓋部材１０の内側にアクセスできるようになっている。
【００１５】
次に図３〜図８を参照して蓋部材１０に設けられた押さえ機構２０について説明する。図３、図４は蓋部材１０を反転した状態を示しており、蓋部材１０の天井部材１０ｂの裏面（図３、図４においては上面）には押さえ機構２０が装着されている。押さえ機構２０は、天板２１に基板押さえ用の各種部材を取り付けた構成になっており、天板２１はボルトなどの図示しない固定手段により蓋部材１０の天井部材１０ｂに固定される。
【００１６】
押さえ機構２０には、基板４に線状にまたは細長の面状に当接する当接部材（第１の当接部材）を備え矩形の基板４の４辺を押さえるための４つの基板押さえユニット２２（２２Ａ〜２２Ｃ）と、基板４に対して点状に当接し基板４を局部的に押さえる基板押さえピン２４（第２の当接部材）との２種類の押さえ部材を備えている。このように、２種類の押さえ部材を備えることにより、基板４の周縁部を全面的に押さえ込むとともに基板４の内部の特定位置を選択的に押さえ込むことができ、種類の異なる基板に対応して多様な基板押さえの形態を容易に実現することが可能となる。
【００１７】
図４、図５に示すように、基板押さえユニット２２には、基板の１辺に対応して天板２１の固定位置に取り付けられる固定式の基板押さえユニット２２Ａ、および他の３辺に対応して天板２１に位置調整自在に取り付けられる移動式の基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃがあり、それぞれボルト２３，２８によって天板２１に取り付けられる。
【００１８】
図５に示すように、基板押さえユニット２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、それぞれプレート状の基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、これらの各基部２５に設けられ内蔵されたスプリングにより伸縮自在なシャフトを有する伸縮部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと、これらの各伸縮部２６のシャフト端部に結合され基板４に当接する当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃより構成される。
【００１９】
当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを伸縮部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを介して基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに取り付けた状態では、図５に示すように各当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの外側の端面を示すエッジ線ＥＬ１の水平方向位置は、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの両端の２カ所に形成された切り欠き部の端面を示すエッジ線ＥＬ２の水平方向位置と一致するようになっている。
【００２０】
すなわち、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２は、当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃとの位置の対応関係を示す位置合わせ部となっている。この位置合わせ部を備えることにより、基板４に当接する当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの位置合わせを行う際に、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２を天板２１上での位置合わせの基準として用いることができ、位置合わせ作業を容易に行うことができる。
【００２１】
天板２１には、プラズマ処理時に基板４を電極３に載置した状態での基板４との相対位置を示すマークや穴が設けられている。すなわち、基板４の載置方向や載置中心位置を示す基準線２１ｄや、処理対象基板のうちの最小サイズ、最大サイズの基板の輪郭をそれぞれ示すマーク線２１ｅ，２１ｆ、および格子状に多数設けられ天板２１上での区画を示すタップ穴２１ｂが設けられている。これらのマークや穴を用いることにより、処理対象基板の天板２１上での相対位置を容易にかつ正確に見いだすことができる。
【００２２】
基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃの位置調整は、天板２１に設けられた長穴２１ｃに沿って基部２５Ｂ，２５Ｃを移動させることにより行われる。図６に示すように、天井部材１０ｂ下面の天板２１の長穴２１ｃに対応する位置には長溝１４が設けられており、基部２５Ｂ，２５Ｃと天板２１とを締結するボルト２３が螺合するナット部材１５が、天井部材１０ｂと干渉することなく長溝１４内に収容できるようになっている。位置調整時には、ボルト２３を緩めることにより基部２５Ｂ，２５Ｃを長穴２１ｃに沿って移動させることができ、また基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃの固定のためにはボルト２３を締め付けて基部２５Ｂ，２５Ｃを天板２１に固定すればよい。
【００２３】
基板押さえピン２４は、ホルダ２４ａに内蔵されたスプリングによって上下方向に伸縮自在に装着されており、ホルダ２４ａを天板２１に格子状に多数設けられたタップ穴２１ｂにボルト２８によって固定することによって取り付けられる。天井２１上でのタップ穴２１ｂの位置を選択することにより、またホルダ２４ａに設けられた長穴の調整代を利用することにより、基板押さえピン２４の位置は自由に調整可能となっている。換言すれば、基板押さえピン２４も蓋部材１０の内側に位置調整自在に取り付けられる。また天板２１の４隅には、後述する基板押さえの取り付け治具を装着するためのタップ穴２１ａが設けられている。
【００２４】
図７は、処理対象の基板４に応じて基板押さえユニット２２Ｂおよび基板押さえピン２４の位置を調整した状態の蓋部材１０を示している。図７（ａ）では、この蓋部材１０は電極３の上方に位置あわせされており、この後蓋部材１０を下降させることにより、図７（ｂ）に示すように蓋部材１０の下端部がベース部材２に当接するとともに、基板押さえユニット２２Ｂの当接部２７Ｂおよび基板押さえピン２４が基板４の上面に当接する。この状態では、当接部２７Ｂは伸縮部２６Ｂに内蔵されたスプリングの付勢力によって、また基板押さえピン２４も同様に基板４を電極３に対して押さえ付けており、これにより基板４の電極３表面からの浮き上がりが防止される。
【００２５】
図８は図７（ａ）に示すＡ部分の断面を示している。図８において蓋部材１０の天井部材１０ｂの下面には中央部に溝１７が設けられており、溝１７は管継手１８を介して管部材１１と連通している。天井部材１０ｂの下面に固定された基板押さえの取り付けの天板２１には、溝１７の位置に対応してガス噴出孔２１ｄが設けられている。管部材１１を介して供給されるプラズマ発生用ガスは、溝１７の内部を経てガス噴出孔２１ｄから蓋部材１０の内部に供給される。溝１７の形成範囲とガス噴出孔２１ｄの孔径・配置パターンを適切に設定することにより、プラズマ発生用ガスを処理室内部に載置された基板４の表面に対して均一に供給することができる。
【００２６】
次に図９を参照して、基板押さえの取り付け治具について説明する。図９に示す取り付け治具３０は、アクリル板などの透明素材で製作された透明な板状部材であり、基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４を、蓋部材１０の内側に固定された状態の天板２１に取り付ける際の位置調整を容易に行うために用いられるものである。
【００２７】
取り付け治具３０は天板２１と同サイズであり、天板２１に設けられたタップ穴２１ｂに対応した位置にツール挿入孔３０ｂが、また長孔２１ｃに対応した位置にツール挿入長穴３０ｃが設けられている。ツール挿入孔３０ｂやツール挿入長穴３０ｃは、取り付け治具３０が介在した状態でのドライバなどのツールの使用を可能にするために設けられたものである。
【００２８】
取り付け治具３０の表面に示す３０ｄは、取り付け治具３０と対象の基板４との位置的な相関を示す基準線３０ｄであり、３０ｅ，３０ｆはそれぞれ最小サイズ、最大サイズの基板４を示す目印としてのマーク線（基板の輪郭線）である。これらのマークは、天板２１に設けられた基板４との相対位置を示すマークと対応しており、すなわち、基準線３０ｄは基準線２１ｄと、マーク線３０ｅ，３０ｆは、マーク線２１ｅ，２１ｆとそれぞれ対応している。
【００２９】
これらの基準線３０ｄやマーク線３０ｅ，３０ｆは、前述のタップ穴２１ｂ、長穴２１ｃに対応して設けられたツール挿入挿入孔３０ｂ、ツール挿入長穴３０ｃとともに、基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４を蓋部材１０の内側に取り付ける際の取付位置の目安となる目印手段となっている。
【００３０】
取り付け治具３０の４隅には、天板２１のタップ穴２１ａの位置に対応して取り付け孔３０ａが設けられており、取り付け治具３０はこれらの取付穴３０ａと天板２１のタップ穴２１ａを利用して天板２１に装着される。
【００３１】
次に図１０〜図１４を参照して、この取り付け治具３０を用いた基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４の蓋部材１０への取り付け方法について説明する。図１０（ａ）において、４は処理対象の基板であり、まずこの基板４を被処理面側を取り付け治具３０に当接させて取り付け治具３０にセットする。このとき、図１０（ｂ）に示すように基板４を取り付け治具３０の所定位置に位置合わせする。この位置合わせは基板４の一方の端面と中心位置を基準線３０ｄに合わせることにより行われる。この位置はプラズマ処理時に基板４が電極３上に載置される位置に応じて選択される。そして基板４が取り付け治具３０に正しく位置合わせされたならば、基板４を接着テープ３１にて取り付け治具３０に仮止めする。
【００３２】
次に、基板４が仮止めされた取り付け治具３０を反転する。図１１はこの状態の取り付け治具３０を示しており、取り付け治具３０が透明材質で製作されていることから、取り付け治具３０を透して反対面から基板４を視認することができる。そしてこの状態で基板４の位置や基板４の押さえ位置を示すマークをマーカなどにより取り付け治具３０に記入する。
【００３３】
図１１は、基板４のエッジおよびコーナ部を示すマーク３２ａ，３２ｂと、基板４を局部的に基板押さえピン２４で押さえ込むのに支障のない部位として選択された位置を示すマーク３３が記入された例を示している。これにより、処理時に電極３上に載置される状態での基板４の位置、および基板４の適切な押さえ位置が取り付け治具３０に移し替えられたことになる。
【００３４】
図１２は、既に蓋部材１０に固定された状態の天板２１に、両端部にねじ部が設けられたスペーサ治具３５を用いて、この取り付け治具３０を装着する方法を示している。通常この装着作業時には、天板２１上での基板押さえの配置は当該作業の前回の位置調整時に位置合わせされた状態のままとなっている。したがって、ここで取り付け治具３０を用いて行われる位置合わせ作業では、前回合わされた位置を新たな合わせ位置に変更する作業が行われる。
【００３５】
まず天板２１のタップ穴２１ａに、スペーサ部材３５の一方端のねじ部を螺入し固定する。そしてこの状態でスペーサ部材３５の反対端に取り付け治具３０の取付け穴３０ａを合わせ、ナット３６をスペーサ部材３５の反対端のねじ部に螺合させて締め付けることにより、取り付け治具３０は天板２１に装着される。図１３はこのようにして装着が完了した状態を示している。スペーサ部材３５の長さは、蓋部材１０の端部と取付用治具３０との間に作業用のスペースが確保されるような長さに設定されているため、この状態で必要な作業が容易に行えるようになっている。
【００３６】
この状態で行われる基板押さえの位置合わせ作業について、図１４を参照して説明する。まず最初に、前回作業時に位置調整対象の基板に合わせて固定された基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４の位置固定を解除する。この作業は基部２５Ｂやホルダ２４ａを締結するボルト２３，２８を緩めることにより行われるが、取り付け治具３０には各タップ孔２１ｂやボルト固定用の長穴２１ｃの位置に対応してツール挿入孔３０ｂやツール挿入長穴３０ｃが設けられているため、ドライバ３７などのツールを容易に用いることが可能となっている。
【００３７】
この作業を終えたならば、基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４の位置合わせを行う。すなわち、取り付け治具３０には図１１に示す位置の移し替え作業によって予め対象とする基板４に対応したマーク３２ａ，３２ｂ，３３が記入されており、透明な取り付け治具３０を透して視認される天板２１上の基板押さえユニット２２や基板押さえピン２５を、目視により位置確認しながらマーク３２ａ，３２ｂ，３３に位置合わせする。この位置合わせは、基板押さえユニット２２を長穴２１ｃに沿って移動させることにより、またホルダ２４ａを締結するタップ穴２１ｂを選択することにより、それぞれ行われる。
【００３８】
この基板押さえユニット２２の位置合わせに際し、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２は、当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃとの位置の対応関係を示す位置合わせ部となっているため、基板４に当接する当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの位置合わせを行う際に、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２を位置合わせの基準として用いることができる。天板２１上での基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの位置は容易に視認できることから、基板押さえユニット２２の天板２１に対する位置合わせ作業を正確且つ容易に行うことができる。
【００３９】
位置合わせが正しく行われたならば、基板押さえユニット２２の基部２５や基板押さえピン２４のホルダ２４ａをボルト２３，２８を締め付けることにより固定する。この作業も固定解除と同様に取り付け治具３０に設けられたツール挿入孔３０ｂやツール挿入長穴３０ｃを利用して行う。この後、基板押さえユニット２２や基板押さえピン２５の固定後の位置が、取り付け治具３０のマーク３２ａ，３２ｂ，３３と合致していることを確認する。そして位置合わせが正しく行われていることが確認されたならば、装着と逆の手段で取り付け治具３０を天板２１から取り外して、基板押さえの位置調整作業を完了する。
【００４０】
これらの作業において、作業者は蓋部材１０を水平軸廻りに回転させて垂直姿勢にし、蓋部材１０の裏側を側面に向けた状態で作業を行うことができ（図２参照）、作業アクセスを容易に行える。また位置合わせ作業時には、透明な取り付け治具３０に移し替えられた基板の位置や基板押さえ位置を常に確認しながら作業を行うことができる。このため、従来は複雑な手順で試行錯誤を繰り返しながら行っていた基板押さえの位置合わせ作業を正確に、しかも容易に行うことができる。したがって、位置合わせ時の試行錯誤による反復作業や、基板押さえ位置の不良によるプラズマ処理品質不良の発生を防止することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、透明な板部材とこの板部材に形成され前記ワーク押さえの蓋部材の内側への取り付け位置の目印となる目印手段とを有する取り付け治具を用いるようにしたので、処理対象ワークを押さえつける適切な位置を正確に蓋部材に移し替えることができ、ワーク切り換え時にワーク押さえの位置を調整する段取り替え作業を容易にかつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の反転斜視図
【図４】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分斜視図
【図５】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の押さえ機構の斜視図
【図６】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図
【図７】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の部分断面図
【図８】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図
【図９】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の斜視図
【図１０】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の斜視図
【図１１】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の平面図
【図１２】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の装着方法の説明図
【図１３】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の装着方法の説明図
【図１４】本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の基板押さえの取り付け治具の装着方法の説明図
【符号の説明】
２ベース部材
３電極
４基板
８シリンダ
１０蓋部材
２０押さえ機構
２１天板
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ基板押さえユニット
２４基板押さえピン
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ基部
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ伸縮部
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ当接部
３０ｄ基準線
３０ｅ，３０ｆマーク
ＥＬ１，ＥＬ２エッジ線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a work pressing attachment jig in a plasma processing apparatus used when mounting a work press in a plasma processing apparatus, and a plasma processing apparatus to which the mounting jig can be attached.
[0002]
[Prior art]
In the plasma processing apparatus, processing is performed by placing a workpiece such as a substrate on an electrode in a sealed space and generating electric discharge under reduced pressure. Since discharge is accompanied by heat generation, the temperature of the object to be processed rises in the process of continuing the vacuum process. When the workpiece is a thin substrate having a relatively small thickness with respect to the planar size, the workpiece is warped due to an increase in temperature, and the substrate is likely to rise from the upper surface of the electrode in the process. If a gap is generated between the substrate and the electrode surface due to floating, local discharge is generated in the gap and uniform processing is hindered.
[0003]
For this reason, when a thin substrate is used as an object, a means for pressing the substrate against the electrode is required so that no gap is formed between the substrate and the electrode. In the conventional vacuum processing apparatus, a pressing member for pressing the substrate against the electrode is provided in a vacuum processing chamber, and a pressing mechanism for driving the pressing member is provided. The pressing mechanism connects a pressing member in the processing chamber and a driving unit outside the processing chamber by a rod penetrating into the processing chamber. When a workpiece having a different shape / size is targeted, it is necessary to perform a setup change operation such as replacement / position adjustment of the pressing member in accordance with the workpiece.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional pressing mechanism requires a sealing portion that seals the gap at the position where the rod penetrates the processing chamber, so that the structure becomes complicated, and much effort and time are required when replacing and adjusting the pressing member. Needed. Furthermore, since it is difficult to confirm the state that the pressing member is actually pressing the workpiece against the electrode, trial and error work is required to adjust the position of the pressing member, and the correct position is not pressed However, there is a problem in that a problem such as accidentally covering a processing target part with a pressing member is likely to occur, resulting in a defective plasma processing.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide a workpiece pressing attachment jig and a plasma processing apparatus in a plasma processing apparatus capable of easily and accurately performing a setup change operation.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The work pressing attachment jig in the plasma processing apparatus according to claim 1, a lid member that is in close contact with the base portion to form a processing chamber that is a sealed space, and is disposed in the processing chamber and has an upper surface to be processed. Plasma processing comprising an electrode on which a workpiece is placed, and a workpiece presser that is detachably attached to the inside of the lid member and presses against the electrode by contacting the workpiece on the electrode while the lid member is in close contact with the base In the apparatus, there is a jig for attaching a work holder in a plasma processing apparatus used when the work holder is mounted on the inner side of the lid member, and the workpiece holder is formed on a transparent plate member and the plate member. And mark means that serves as a mark of an attachment position when attached to the inside of the lid member.
[0007]
The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein a lid member is formed in close contact with the base portion to form a processing chamber that is a sealed space, and an electrode that is disposed in the processing chamber and on which an object to be processed is placed on an upper surface. And a work presser that is detachably attached to the inside of the lid member and that presses against the electrode by contacting the work on the electrode while the lid member is in close contact with the base. A workpiece pressing attachment jig used for mounting inside, a transparent plate-shaped member and marking means formed on the plate-shaped member and serving as a mark of the mounting position when the workpiece pressing is mounted inside the lid member A mounting means for mounting a mounting jig having
[0008]
According to the present invention, by using an attachment jig having a transparent plate member and marking means formed on the plate member and serving as a mark of the attachment position inside the lid member of the workpiece press, An appropriate position to be pressed can be accurately transferred to the lid member, and a setup change operation for adjusting the position of the workpiece pressing at the time of workpiece switching can be easily and accurately performed.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the plasma processing apparatus, FIG. 3 is an inverted perspective view of a lid member of the plasma processing apparatus, and FIG. FIG. 5 is a perspective view of a holding mechanism of the plasma processing apparatus, FIGS. 6 and 8 are partial cross-sectional views of the lid member of the plasma processing apparatus, and FIG. 7 is a part of the plasma processing apparatus. 9 and 10 are perspective views of the substrate pressing attachment jig of the plasma processing apparatus, FIG. 11 is a plan view of the substrate pressing attachment jig of the plasma processing apparatus, and FIGS. 12, 13, and 14. These are explanatory drawings of the mounting method of the mounting jig of the board | substrate holding | suppressing of the plasma processing apparatus.
[0010]
First, the structure of the plasma processing apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, an opening 2a is provided at the center of a base portion 2 disposed horizontally on the upper surface of a base 1, and an electrode 3 is provided in the opening 2a from below from an insulating member 3a. (FIG. 2). The upper surface of the electrode 3 serves as a mounting portion for mounting the substrate 4 to be processed. An exhaust hole 2b is provided in the base 2 at a position close to the opening 2a, and a seal member 5 is disposed outside the exhaust hole 2b so as to surround the opening 2a (see also FIG. 7). ).
[0011]
As shown in FIG. 2, a frame member 6 is erected at the end of the base 1, and a cylinder 8 is vertically arranged on the lower surface of the top plate 6a of the frame member 6 with the rod 8a facing downward. It is installed. In FIG. 1, the frame member 6 and the top plate 6a are not shown. A bracket 9 is coupled to the rod 8a, and a lid member 10 is attached to a rotary hinge mechanism 9a provided on the bracket 9 so as to be rotatable about a horizontal axis.
[0012]
By causing the rod 8a of the cylinder 8 to project and retract, the lid member 10 moves up and down on the base member 2, and when the lid member 4 is lowered, the lower end portion of the lid member 10 contacts the seal member 5 on the upper surface of the base member 2. (Refer to FIG. 7B). Thereby, the space enclosed by the electrode 3, the base member 2, and the cover member 10 is sealed, and the process chamber for performing a plasma process is formed.
[0013]
That is, the inside of the processing chamber is evacuated by vacuum suction through the exhaust hole 2 b in a state where the lid member 10 is in contact with the upper surface of the base member 2. Thereafter, a plasma generating gas is supplied from the tube member 11 connected to the upper surface of the lid member 10, and a high frequency voltage is applied between the electrode 3 and the lid member 10 by a high frequency power source 7 (see FIG. 7). Plasma discharge is generated in the processing chamber, and the plasma processing of the substrate 4 placed on the electrode 3 is performed.
[0014]
When the substrate 4 to be processed is thin, the substrate 4 is warped and easily lifts from the electrode 3 in the course of the plasma processing. Therefore, the lid member 10 serves as a work presser that presses the substrate 4 against the electrode 3 during the plasma processing. A pressing mechanism 20 having a plurality of substrate pressings is provided. The pressing mechanism 20 needs to adjust the position of the pressing member depending on the type of the substrate 4. The lid member 10 is freely rotatable by a rotary hinge mechanism 9a so that this adjustment work can be easily performed. As shown in FIG. Can access the inside of the lid member 10.
[0015]
Next, the pressing mechanism 20 provided on the lid member 10 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 show a state in which the lid member 10 is inverted, and a pressing mechanism 20 is mounted on the back surface (upper surface in FIGS. 3 and 4) of the ceiling member 10b of the lid member 10. FIG. The holding mechanism 20 has a configuration in which various members for holding the substrate are attached to the top plate 21. The top plate 21 is fixed to the ceiling member 10b of the lid member 10 by a fixing means (not shown) such as a bolt.
[0016]
The holding mechanism 20 includes an abutting member (first abutting member) that abuts the substrate 4 in a linear or elongated surface shape, and includes four substrate pressing units 22 for pressing four sides of the rectangular substrate 4. (22A to 22C) and two types of pressing members including a substrate pressing pin 24 (second contact member) that contacts the substrate 4 in a point-like manner and locally presses the substrate 4 are provided. Thus, by providing two types of pressing members, the peripheral edge of the substrate 4 can be pressed all over and a specific position inside the substrate 4 can be selectively pressed. It is possible to easily realize a simple substrate pressing form.
[0017]
As shown in FIGS. 4 and 5, the substrate pressing unit 22 corresponds to the fixed substrate pressing unit 22A attached to the fixing position of the top plate 21 corresponding to one side of the substrate and the other three sides. There are movable substrate pressing units 22B and 22C which are attached to the top plate 21 so as to be adjustable in position, and are attached to the top plate 21 by bolts 23 and 28, respectively.
[0018]
As shown in FIG. 5, the substrate pressing units 22A, 22B, and 22C have plate-like base portions 25A, 25B, and 25C, and expansion / contraction portions each having a shaft that can be expanded and contracted by a spring provided in each of the base portions 25. 26A, 26B, and 26C, and contact portions 27A, 27B, and 27C that are coupled to the shaft ends of the respective expansion and contraction portions 26 and contact the substrate 4.
[0019]
When the contact portions 27A, 27B, and 27C are attached to the base portions 25A, 25B, and 25C via the extendable portions 26A, 26B, and 26C, as shown in FIG. 5, the outer end surfaces of the contact portions 27A, 27B, and 27C The horizontal position of the edge line EL1 indicating the vertical direction coincides with the horizontal position of the edge line EL2 indicating the end surfaces of the notches formed at the two ends of the base portions 25A, 25B, and 25C.
[0020]
That is, the edge line EL2 of the notch portion provided in the base portions 25A, 25B, and 25C is an alignment portion that indicates a positional relationship with the contact portions 27A, 27B, and 27C. By providing this alignment portion, when aligning the contact portions 27A, 27B, and 27C that contact the substrate 4, the edge line EL2 of the notch portions provided in the base portions 25A, 25B, and 25C is displayed on the top plate. 21 can be used as a reference for alignment on 21 and alignment work can be easily performed.
[0021]
The top plate 21 is provided with marks and holes that indicate a relative position with respect to the substrate 4 when the substrate 4 is placed on the electrode 3 during plasma processing. That is, a reference line 21d indicating the mounting direction and mounting center position of the substrate 4, mark lines 21e and 21f indicating the outlines of the substrates of the minimum size and the maximum size among the processing target substrates, and a large number of grid lines are provided. A tapped hole 21b indicating a section on the top plate 21 is provided. By using these marks and holes, the relative position of the substrate to be processed on the top plate 21 can be found easily and accurately.
[0022]
The position adjustment of the substrate pressing units 22B and 22C is performed by moving the base portions 25B and 25C along the long holes 21c provided in the top plate 21. As shown in FIG. 6, a long groove 14 is provided at a position corresponding to the long hole 21c of the top plate 21 on the lower surface of the ceiling member 10b, and a bolt 23 for fastening the base portions 25B and 25C and the top plate 21 is screwed together. The nut member 15 to be accommodated can be accommodated in the long groove 14 without interfering with the ceiling member 10b. At the time of position adjustment, the bases 25B and 25C can be moved along the long holes 21c by loosening the bolts 23, and the bolts 23 are tightened to fix the bases 25B and 25C to fix the board pressing units 22B and 22C. What is necessary is just to fix to the top plate 21.
[0023]
The substrate pressing pin 24 is mounted so as to be vertically expandable and contractable by a spring built in the holder 24a. By fixing the holder 24a to a plurality of tap holes 21b provided in a lattice shape on the top plate 21 by bolts 28. It is attached. The position of the substrate pressing pin 24 can be freely adjusted by selecting the position of the tap hole 21b on the ceiling 21 and using the adjustment allowance of the long hole provided in the holder 24a. In other words, the substrate pressing pin 24 is also attached to the inside of the lid member 10 so that the position thereof can be adjusted. In addition, tap holes 21 a for mounting a substrate pressing attachment jig, which will be described later, are provided at four corners of the top plate 21.
[0024]
FIG. 7 shows the lid member 10 in a state in which the positions of the substrate pressing unit 22B and the substrate pressing pins 24 are adjusted according to the substrate 4 to be processed. In FIG. 7 (a), the lid member 10 is aligned above the electrode 3. By lowering the lid member 10, the lower end of the lid member 10 is moved downward as shown in FIG. 7 (b). While being in contact with the base member 2, the contact portion 27 </ b> B of the substrate pressing unit 22 </ b> B and the substrate pressing pin 24 are in contact with the upper surface of the substrate 4. In this state, the contact portion 27B is pressed against the electrode 3 by the urging force of the spring built in the extendable portion 26B, and the substrate pressing pin 24 similarly presses the substrate 3 against the electrode 3. Lifting from the surface is prevented.
[0025]
FIG. 8 shows a cross section of a portion A shown in FIG. In FIG. 8, a groove 17 is provided in the center of the lower surface of the ceiling member 10 b of the lid member 10, and the groove 17 communicates with the pipe member 11 via a pipe joint 18. A gas ejection hole 21d corresponding to the position of the groove 17 is provided in the top plate 21 to which the substrate holder is attached fixed to the lower surface of the ceiling member 10b. The plasma generating gas supplied through the tube member 11 is supplied to the inside of the lid member 10 from the gas ejection hole 21d through the inside of the groove 17. By appropriately setting the formation range of the grooves 17 and the hole diameter / arrangement pattern of the gas ejection holes 21d, the plasma generating gas can be uniformly supplied to the surface of the substrate 4 placed in the processing chamber. .
[0026]
Next, a substrate pressing attachment jig will be described with reference to FIG. The mounting jig 30 shown in FIG. 9 is a transparent plate-like member made of a transparent material such as an acrylic plate, and the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin 24 are fixed inside the lid member 10. It is used to easily adjust the position when attaching to the top plate 21.
[0027]
The mounting jig 30 is the same size as the top plate 21, and the tool insertion hole 30b is located at a position corresponding to the tap hole 21b provided on the top plate 21, and the tool insertion long hole 30c is located at a position corresponding to the long hole 21c. Is provided. The tool insertion hole 30b and the tool insertion long hole 30c are provided to enable the use of a tool such as a driver with the attachment jig 30 interposed.
[0028]
Reference numeral 30d shown on the surface of the mounting jig 30 is a reference line 30d indicating a positional correlation between the mounting jig 30 and the target substrate 4, and 30e and 30f are marks indicating the minimum size and the maximum size substrate 4, respectively. As a mark line (contour line of the substrate). These marks correspond to marks indicating relative positions with respect to the substrate 4 provided on the top plate 21, that is, the reference line 30d is the reference line 21d, and the mark lines 30e and 30f are the mark lines 21e and 21f. And correspond to each.
[0029]
The reference line 30d and the mark lines 30e and 30f are provided together with the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin together with the tool insertion insertion hole 30b and the tool insertion slot 30c provided corresponding to the tap hole 21b and the long hole 21c. Marking means is provided as a guide for the mounting position when 24 is mounted inside the lid member 10.
[0030]
At the four corners of the mounting jig 30, mounting holes 30 a are provided corresponding to the positions of the tap holes 21 a of the top plate 21, and the mounting jig 30 includes the mounting holes 30 a and the tap holes 21 a of the top plate 21. It is attached to the top plate 21 using.
[0031]
Next, a method for attaching the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin 24 to the lid member 10 using the mounting jig 30 will be described with reference to FIGS. In FIG. 10A, reference numeral 4 denotes a substrate to be processed. First, the substrate 4 is set on the mounting jig 30 with the surface to be processed being brought into contact with the mounting jig 30. At this time, the substrate 4 is aligned with a predetermined position of the mounting jig 30 as shown in FIG. This alignment is performed by aligning one end face of the substrate 4 and the center position with the reference line 30d. This position is selected according to the position where the substrate 4 is placed on the electrode 3 during plasma processing. When the substrate 4 is correctly aligned with the attachment jig 30, the substrate 4 is temporarily fixed to the attachment jig 30 with the adhesive tape 31.
[0032]
Next, the mounting jig 30 to which the substrate 4 is temporarily fixed is reversed. FIG. 11 shows the mounting jig 30 in this state. Since the mounting jig 30 is made of a transparent material, the substrate 4 can be viewed from the opposite surface through the mounting jig 30. In this state, a mark indicating the position of the substrate 4 and the pressing position of the substrate 4 is written on the mounting jig 30 with a marker or the like.
[0033]
In FIG. 11, marks 32 a and 32 b indicating the edge and corner portion of the substrate 4 and a mark 33 indicating a position selected as a site that does not hinder the substrate 4 from being locally pressed by the substrate pressing pins 24 are entered. An example is shown. As a result, the position of the substrate 4 in a state of being placed on the electrode 3 at the time of processing and the appropriate pressing position of the substrate 4 are transferred to the mounting jig 30.
[0034]
FIG. 12 shows a method of attaching the attachment jig 30 to the top plate 21 already fixed to the lid member 10 by using a spacer jig 35 provided with screw portions at both ends. Usually, at the time of this mounting operation, the placement of the substrate holders on the top plate 21 remains aligned when the previous position adjustment of the operation is performed. Therefore, in the alignment operation performed using the attachment jig 30 here, an operation of changing the previously aligned position to a new alignment position is performed.
[0035]
First, the threaded portion at one end of the spacer member 35 is screwed into the tap hole 21a of the top plate 21 and fixed. In this state, the mounting hole 30a of the mounting jig 30 is aligned with the opposite end of the spacer member 35, and the nut 36 is screwed into the threaded portion of the opposite end of the spacer member 35 and tightened. 21 is attached. FIG. 13 shows a state where the mounting is completed in this way. The length of the spacer member 35 is set such that a working space is ensured between the end portion of the lid member 10 and the mounting jig 30. It can be easily done.
[0036]
The substrate pressing alignment operation performed in this state will be described with reference to FIG. First, the position fixing of the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin 24 fixed to the substrate whose position is to be adjusted at the previous work is released. This operation is performed by loosening the bolts 23 and 28 for fastening the base portion 25B and the holder 24a. The attachment jig 30 has tool insertion holes corresponding to the positions of the tap holes 21b and the bolt fixing long holes 21c. Since 30b and the tool insertion long hole 30c are provided, tools, such as a driver 37, can be used easily.
[0037]
When this operation is completed, the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin 24 are aligned. That is, marks 32 a, 32 b, 33 corresponding to the target substrate 4 are previously written in the mounting jig 30 by the position transfer operation shown in FIG. The substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pin 25 on the top plate 21 are aligned with the marks 32a, 32b, 33 while visually confirming the position. This alignment is performed by moving the substrate pressing unit 22 along the long hole 21c and by selecting the tap hole 21b for fastening the holder 24a.
[0038]
When aligning the substrate pressing unit 22, the edge line EL2 of the notch portion provided in the base portions 25A, 25B, and 25C serves as an alignment portion that indicates the positional correspondence with the contact portions 27A, 27B, and 27C. Therefore, when aligning the contact portions 27A, 27B, and 27C that contact the substrate 4, the edge line EL2 of the notch portions provided in the base portions 25A, 25B, and 25C is used as a reference for alignment. Can do. Since the positions of the bases 25A, 25B, and 25C on the top plate 21 can be easily recognized, the alignment operation of the substrate pressing unit 22 with respect to the top plate 21 can be performed accurately and easily.
[0039]
If the alignment is performed correctly, the base 25 of the substrate pressing unit 22 and the holder 24a of the substrate pressing pin 24 are fixed by tightening the bolts 23 and 28. This operation is also performed using the tool insertion hole 30b and the tool insertion long hole 30c provided in the attachment jig 30 in the same manner as the unlocking. Thereafter, it is confirmed that the positions of the substrate pressing unit 22 and the substrate pressing pins 25 after being fixed match the marks 32a, 32b, and 33 of the mounting jig 30. If it is confirmed that the alignment is correctly performed, the mounting jig 30 is removed from the top plate 21 by means opposite to the mounting, and the position adjustment operation of the substrate pressing is completed.
[0040]
In these operations, the operator can rotate the lid member 10 around the horizontal axis to a vertical posture and perform the operation with the back side of the lid member 10 facing the side (see FIG. 2). Easy to do. In the alignment operation, the operation can be performed while always confirming the position of the substrate transferred to the transparent attachment jig 30 and the substrate pressing position. For this reason, it is possible to accurately and easily perform the positioning operation of the substrate presser, which has been conventionally performed while repeating trial and error in a complicated procedure. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of repetitive work due to trial and error at the time of alignment and plasma processing quality defects due to defective substrate pressing positions.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, the mounting jig having the transparent plate member and the mark means that is formed on the plate member and serves as a mark of the mounting position on the inside of the lid member of the work pressing member is used. An appropriate position for pressing the workpiece can be accurately transferred to the lid member, and a setup change operation for adjusting the position of the workpiece pressing at the time of switching the workpiece can be easily and accurately performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a partial perspective view of a lid member of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of a holding mechanism of the plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a partial sectional view of a lid member of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a partial sectional view of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a partial cross-sectional view of a lid member of the plasma processing apparatus of the embodiment. FIG. 9 is a perspective view of a substrate pressing attachment jig of the plasma processing apparatus of the embodiment of the invention. Perspective view of the jig for mounting the substrate holder of the plasma processing equipment FIG. 11 is a plan view of a substrate pressing attachment jig of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a method of mounting a substrate pressing attachment jig of a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Explanatory drawing [FIG. 13] Explanatory drawing of the mounting method of the substrate pressing attachment jig | tool of the plasma processing apparatus of one embodiment of this invention. [FIG. 14] Attaching the substrate pressing of the plasma processing apparatus of one embodiment of this invention. Illustration of jig mounting method [Explanation of symbols]
2 Base member 3 Electrode 4 Substrate 8 Cylinder 10 Lid member 20 Holding mechanism 21 Top plate 22, 22A, 22B, 22C Substrate holding unit 24 Substrate holding pin 25A, 25B, 25C Base 26A, 26B, 26C Extendable part 27A, 27B, 27C Contact part 30d Reference line 30e, 30f Mark EL1, EL2 Edge line

Claims

A lid member that forms a process chamber that is in close contact with the base and forms a sealed space; an electrode that is disposed in the process chamber and on which an object to be processed is placed; and is detachable inside the lid member In a plasma processing apparatus provided with a work presser that comes into contact with the work on the electrode and presses against the electrode while the cover member is in close contact with the base, when the work presser is mounted inside the cover member A workpiece pressing attachment jig in the plasma processing apparatus used, a transparent plate-shaped member, and a marking means formed on the plate-shaped member and serving as a mark of the mounting position when the workpiece pressing is mounted inside the lid member; A jig for attaching a workpiece press in a plasma processing apparatus, comprising:

A lid member that forms a processing chamber that is in close contact with the base and forms a sealed space; an electrode that is disposed in the processing chamber and on which an object to be processed is placed; and is detachable inside the lid member And a work presser that is attached to the base and is in contact with the work on the electrode and presses against the electrode. The work presser used when the work presser is mounted on the inner side of the lid member. A mounting means for mounting a mounting member having a transparent plate-shaped member and a marking means formed on the plate-shaped member and serving as a mark of a mounting position when the work presser is mounted inside the lid member A plasma processing apparatus is provided.