JP4674641B2 - 真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理基板の処理の均一性を向上させるための真空処理装置に関するものである。

従来、真空処理の一例としてのドライエッチングでは、真空室内で、プラズマを発生させ、その内部で生成されたイオンやラジカルを利用して被処理基板表面を加工するものである。このような処理を行う真空処理装置としては、真空室１０１と、上記真空室１０１に連接されて上記真空室１０１内の真空排気を行う真空排気装置１２０と、上記真空室１０１内に被処理基板処理用ガスをガス吹き出し部１０８のガス吹き出し穴から供給するガス供給装置１０３と、上記真空室１０１内に配置されかつ被処理基板１０４を載置する基板保持台１０５とを備え、プラズマ源１０６に高周波電源１０７Ａから高周波電力が印加されるとともに、ステージ１１３に取り付けられた基板保持台１０５に高周波電源１０７Ｂから高周波電力が印加されて、真空室１０１内でプラズマを発生させ、その内部で生成されたイオンやラジカルを利用して被処理基板１０４の表面を加工するようにしている。

このような装置での真空排気装置１２０のレイアウトでは、図９に示すように、被処理基板１０４を突き上げ機構が被処理基板１０４を載置する基板保持台１０５の下方に配置される必要があるとともに、自動圧力調整機構（ＡＰＣ）１１０の弁体１１０Ａと排気口１１１とメインの真空ポンプ１０２より構成される真空排気装置１２０が基板保持台１０５の横に配置されているため、ガス供給装置１０３から供給されるガスのガス流れ１０９を被処理基板１０４に対して、等方的にすることができず、基板処理の均一性を著しく悪化させる原因となっていた。

また、図９の真空処理装置において、真空排気装置１２０を基板保持台１０５の下方に配置することにより、等方排気に近い構造になっているものでも、図１０のように被処理基板１０４を載置する基板保持台１０５の形状が被処理基板１０４の中心軸に対して対称な形状になっていなかった。

また、図１０装置でも、ゲート弁タイプの自動圧力調整機構（ＡＰＣ）１１０を使用しており、自動圧力調整機構１１０の弁体１１０Ａが水平方向に移動して精度良く圧力を制御するには、弁体１１０Ａの開度を２０〜５０％にする必要があるため、自動圧力調整機構１１０の開口部は、被処理基板１０４から真空ポンプを結ぶ軸に対して対称な形状とはなっていなかった。このため、真空室１０１内でのガスの流れ１０９は等方的にはなっておらず、被処理基板１０４の面内において処理の均一性に偏りがあった。

ドライエッチングでは、真空室内で、プラズマを発生させ、その内部で生成されたイオンやラジカルを利用して被処理基板表面を加工する方法であるが、従来の方法では、真空室内での被処理基板に対するガス流れが対称にならないために、プラズマの分布にも偏りが生じる。このため、被処理基板の面内での処理の均一性が悪くなるという問題が発生している。この問題は、今後、被処理基板が大口径化あるいは、処理パターンが微細化するにつれてますます顕著になってくる。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ガス流れを等方的にすることによって被処理基板の表面処理の均一性を高めることができる真空処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、真空室と、上記真空室内の自動圧力調整機構の弁体、上記真空室に開口された排気口、前記排気口に接続される真空ポンプを備え、かつ、上記真空室に連接されて上記真空室内の真空排気を行う真空排気装置と、上記真空室内に被処理基板処理用ガスをガス吹き出し穴から供給するガス供給装置と、上記真空室内に配置されると共に上記ガス吹き出し穴と対向して配置されかつ被処理基板を載置する基板保持台とを備え、上記弁体は、上記基板保持台と上記排気口との間に配置され、上記真空室、上記ガス供給装置の上記ガス吹き出し穴の配置及び上記基板保持台、並びに上記真空排気装置の上記自動圧力調整機構の上記弁体、上記排気口、上記真空ポンプのそれぞれの中心軸が上記被処理基板の中心軸と同心上にあり、この中心軸に対して、これらすべての形状が対称であると共に、上記基板保持台には上記被処理基板の中心軸に対して対称に４つの足が設けられ、かつ、上記４つの足の間に形成され上記排気口に通じ上記基板保持台の側方に設けられる空間も全て同形状であることを特徴とする真空処理装置を提供する。

また、本発明の第２態様によれば、上記第１態様において、上記排気口は、上記基板保持台の真下に設けられ、上記基板に対して等方的に排気する真空処理装置を提供する。

更に、本発明の第３態様によれば、上記第１又は２の態様において、上記真空ポンプは１つのみで構成されることを特徴とする真空処理装置を提供する。

以上のように、本発明によれば、上記真空室、上記ガス供給装置の上記ガス吹き出し穴の配置、上記真空排気装置の上記自動圧力調整機構の上記弁体、上記排気口、上記真空ポンプのそれぞれの中心軸が上記被処理基板の中心軸と同心上にあり、この中心軸に対して、これらすべての形状が対称であると共に、上記基板保持台には上記被処理基板の中心軸に対して対称に４つの足が設けられ、かつ、上記４つの足の間に形成され上記排気口に通じる空間も全て同形状としている。このような構成によれば、真空室内のガス流れが等方的になり、圧力を精度良く制御することによって被処理基板内での処理の均一性を高めることができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１から図８を用いて説明する。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる真空処理装置及び方法は、図１に示すように、真空室１と、上記真空室１に連接されて上記真空室１内の真空排気を行う真空排気装置５０と、上記真空室１内に被処理基板処理用ガスをガス吹き出し部８の多数のガス吹き出し穴から供給するガス供給装置３と、上記真空室１内に配置されかつ被処理基板４を載置する基板保持台５とを備えて、上記真空室１、上記ガス供給装置３の上記ガス吹き出し穴の配置、上記真空排気装置２０の自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ、排気口１１、メインの真空ポンプ２のそれぞれの中心軸が上記被処理基板４の中心軸Ｘと同心上にあり、この中心軸Ｘに対してこれらすべての形状が対称な状態で上記被処理基板４の表面処理を行うものである。

図１１に示すように、ガス吹き出し部８の多数の穴８ａ，…，８ａの中心軸が上記被処理基板４の中心軸Ｘと同心上にあり、かつ、その軸Ｘについて対称となっている。また、図１２に示すように、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａが被処理基板４の中心軸Ｘと同心上にあり、かつ、その軸Ｘについて対称となっているとともに、弁体１０ａが開位置ａと閉位置ｂとの間で上下方向に移動して、圧力調整できるようにしている。

真空室１内には被処理基板４を載置する基板保持台５をさらに備えるとともに、真空室１の上部にプラズマ源６を備え、プラズマ源６に高周波電力を供給する高周波電源７Ａと、基板保持台５に高周波電力を供給する高周波電源７Ｂと、自動整合機などより構成される高周波印加装置をさらに備えている。ここで、自動整合機とは、真空室１内でプラズマを発生させるとき、そのプラズマの状態は変化するために真空室１内のインピーダンスも変化するが、このような状態で効率良くプラズマを発生させるために用いる機器のことである。

上記真空排気装置５０は、図１３にも示すように、真空室１に開口された排気口１１に接続されかつ真空室１に連接されたターボ分子ポンプなどのメインの真空ポンプ２と、真空ポンプ２に連接されたドライポンプやロータリーポンプなどの補助ポンプ１６０と、真空室１内の圧力を検出する真空計１６１となどから構成される。

上記ガス供給装置３は、図１４にも示すように、被処理基板４を処理するために必要なガスを貯蔵しているガス容器３ａと、ガス容器３ａから真空室１内に供給するガスの供給流量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３ｂと、ガス容器３ａから真空室１内に供給するガス供給管３ｄの途中に設けられてマスフローコントローラ３ｂの制御の下にガスの流量を変化させるバルブ３ｃと、ガス供給管３ｄの途中に設けられたレギュレータ１５３などより構成される。図１４中、１５１はバルブ、１５２はフィルタである。

ガス供給管３ｄの先端は、真空室１内に、ガス吹き出し部８の多数の穴として開口され、真空室１内にガスを供給することができる。上記被処理基板４の材質の一例としては、シリコン、ガリウム砒素、又は、ガラスなどがある。また、上記ガスの一例としては、Ｃｌ₂、Ａｒ、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、ＨＢｒ、Ｏ₂、又は、Ｎ₂などがある。

真空室１、ガス吹き出し部８の穴の配置、基板保持台５、自動圧力調整機構（ＡＰＣ）１０の弁体１０ａ、排気口１１、メインの真空ポンプ２が被処理基板４の中心軸Ｘと同心上にあり、この中心軸Ｘに対して、これらすべての形状が対称になっている。

また、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａが上記被処理基板４の中心軸Ｘ上の上下方向に移動することによって、真空室１内の圧力を調整しつつ、被処理基板４の表面処理を行うように構成されている。弁体１０ａが開位置ａと閉位置ｂとの間で上記被処理基板４の中心軸Ｘ上の上下方向に移動する量と、真空室１内の圧力調整との関係の一例を示すグラフを図１５に示す。

なお、この第１実施形態では、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａが上下方向に移動する構造としたが、これ以外にも、例えば、円盤上に円盤の中心に対して対称に複数の穴があいたものを２枚用意し、それらを中心に対して互いに回転させることにより、穴の大きさを変化させる構造、あるいは、カメラの絞りのような構造など被処理基板４の中心軸に対して対称な形で、排気口１１の大きさが変化するものでも実現可能である。

上記第１実施形態によれば、上記真空室１、上記ガス供給装置３の上記ガス吹き出し穴の配置、上記真空排気装置５０の自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ、排気口１１、メインの真空ポンプ２の各中心軸が上記被処理基板４の中心軸Ｘと同心上にあり、かつ、この中心軸Ｘに対してこれらすべての形状が対称な状態に配置されて上記被処理基板４の表面処理を行うようにしている。このため、真空室１内に供給されるガスの真空室１内でのガス流れ９を図１に示すように被処理基板４に対して等方的にすることができ、上記被処理基板４の表面内での表面処理の均一性を向上させることができる。

また、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａが被処理基板４の中心軸Ｘを上下方向に移動することによって圧力を調整するとき、弁体１０ａが上下方向に移動するようにしたので、被処理基板４の中心軸Ｘに対する真空室１内の構造は変化しないので、ガス流れは被処理基板４に対して等方的にすることができる。これに対して、弁体１０ａが水平方向に移動するようにすれば、中心軸Ｘに対して、弁体１０ａの無い方向へガスが多く流れて不均一なガス流れとなってしまう。よって、弁体１０ａが被処理基板４の中心軸Ｘを上下方向に移動することによって圧力を調整しつつ被処理基板４の表面処理するようにしたので、表面処理に使用するために真空室１内に供給されるガスの真空室１内でのガス流れ９を被処理基板４に対して等方的にすることができ、処理基板４の表面内での処理の均一性を向上させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図２（Ａ），（Ｂ）は、図１の第１実施形態で用いられる自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ，１０ｂの２つの構造例を示すものである。

図２（Ａ）において、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａは、その外側面に真空処理装置の中心軸に対して対称となるように所定間隔おきに切り欠き１２ａ，…，１２ａを設けている。また、図２（Ｂ）の弁体１０ｂは、図２（Ａ）の弁体１０ａと大略同様な構造を有しているが、異なる点は、各切り欠き１２ｂの大きさが切り欠き１２ａより小さいことである。このような切り欠き１２ａ又は１２ｂは、弁体１０ａが上下方向に移動することによって排気口１１の断面積を変化させることができ、排気量を変化させることができるような形状になっている。例えば、具体的には、図１６及び図１７に示すように、複数の切り欠き１２ａを等間隔に有する弁体１０ａが上下方向に移動することにより、排気口１１の断面積を変化させることができ、排気量を変化させることができる。

複数の圧力範囲にそれぞれ対応して最適な形状を有しかつ互に異なる切り欠き１２ａ，１２ｂを有する弁体１０ａ，１０ｂなどを複数用意し、使用する圧力範囲に応じて最適な形状の上記自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ又は１０ｂなどを選択して使用する。例えば、使用する圧力範囲により最適な形状の切り欠き１２ａ，１２ｂを設けた自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ，１０ｂを複数個用意しておき、使用圧力によって、適宜、弁体１０ａを弁体１０ｂ、又は、弁体１０ｂを弁体１０ａと交換することで、真空室１内の圧力を所望の範囲内で精度良く調整できるようにする。

この際、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ又は１０ｂ自体をすべてを交換するのではなく、切り欠き１２ａ又は１２ｂを設けたリング状部材１７２のみを、弁体本体１７０の下側円柱部１７１に対して着脱可能に嵌合させることにより容易に交換できるように別部品としておき、弁体本体１７０にネジ込み可能なボルト１７３，…，１７３などの締結要素にて、異なる形状又は個数の切り欠きを有するリング状部材１７２を弁体本体１７０の下側円柱部１７１に対して適宜付け替えができるようにしておくことも可能である。

上記第２実施形態によれば、複数の圧力範囲にそれぞれ対応して最適な形状を有しかつ互に異なる切り欠き１２ａ，１２ｂを有する弁体１０ａ，１０ｂなどを複数用意し、使用する圧力範囲に応じて最適な形状の上記自動圧力調整機構１０の弁体１０ａ又は１０ｂなどを選択して使用する。このようにすれば、最適形状の弁体１０ａ又は１０ｂの上下方向の移動量によって排気口１１の断面積を変化させることにより、排気量を精度良く変えることができ、真空室１内の圧力を精度よく制御することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図３は、図１の第１実施形態における真空処理装置において、被処理基板４を載置する基板保持台５を取り付けるステージ１３の構造についての概略を示した水平断面図である。

図３において、ステージ１３には、図１９に示すように、貫通口１４Ａをそれぞれ有する複数の足１４，…，１４を設け、それらの足１４，…，１４を被処理基板４の中心軸Ｘに対して対称に配置し、足１４，…，１４を除いた断面（斜線部１３ｃ）をどこも同じ形状として（図２０参照）、ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４に、被処理基板４の冷却用不活性ガスの導入口１５、被処理基板４の突き上げ機構導入口１６、基板保持台５の冷却媒体の導入口１７、基板保持台５への高周波印加系導入口１８、静電吸着基板保持台（ＥＳＣ）用のＤＣ電圧導入口１９など被処理基板４の基板保持台５に必要とされる構造が設けられている。上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４の貫通口１４Ａ，…，１４Ａは、それぞれステージ１３の内部と導通可能な通路１３ｄ−１，１３ｄ−２，１３ｄ−３，１３ｄ−４に連通可能となっている。

図２１に示すように、上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４のうちの１つの足１４の貫通口１４Ａは、上記被処理基板４の突き上げ機構導入口１６として機能させられており、突き上げ駆動用モータ１７９に連結されたシャフト１８０が貫通して配置されている。シャフト１８０は、１対のベアリング１８１，１８２により正逆回転自在に支持されており、シャフト１８０の内端に固定されたギヤ１８３を正逆回転させて、ギヤ１８３にかみ合ったラック１８４を上下動させるようにしている。

ラック１８４はリニアブッシュ１８５により上下方向に直線的に移動可能なように案内されており、ラック１８４の上端にリフタ１８６を介して複数の突き上げピン１８７，…，１８７が固定されて、突き上げピン１８７，…，１８７により被処理基板４を上記ステージ１３から上方に突き上げたり又は下降して上記ステージ１３内に収納されたりする。よって、突き上げ駆動用モータ１７９の回転を、シャフト１８０、ギヤ１８３、ラック１８４を通して、垂直方向の運動に変え、リフター１８６が上下することによって、被処理基板４を上下方向に移動させるようにしている。このようにして、被処理基板４を突き上げ機構は基板保持台の下方以外に配置して、自動圧力調整機構などの配置の妨げとならないようにしている。

また、図２２（Ａ）に示すように、上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４のうちの別の１つの足１４の貫通口１４Ａは、被処理基板４の冷却用不活性ガスの導入口１５として機能し、導入口１５には、冷却用不活性ガスの入口を構成する導入管１５ａと出口を構成する排出管１５ｂとが貫通させられている。導入管１５ａより、上記ステージ１３を介して基板保持台５と被処理基板４との間に供給されて被処理基板４を冷却したのち、上記基板保持台５からステージ１３を介して排出管１５ｂから排出されることにより、被処理基板４が冷却用不活性ガスにより冷却されるようにしている。

また、図２２（Ｂ）に示すように、上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４のうちのさらに別の１つの足１４の貫通口１４Ａは、基板保持台５の冷却媒体の導入口１７として機能し、導入口１７には、冷却媒体の入口を構成する導入管１７ａと出口を構成する排出管１７ｂとが貫通させられている。導入管１７ａより、上記ステージ１３を介して基板保持台５内に供給されて基板保持台５を冷却したのち、上記基板保持台５からステージ１３を介して排出管１７ｂから排出されることにより、基板保持台５が冷却媒体により冷却されるようにしている。

また、図２２（Ｃ）に示すように、上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４のうちのさらに別の１つの足１４の貫通口１４Ａは、基板保持台５への高周波印加系導入口１８として機能し、高周波電源７Ｂから正極側の配線と陰極側の配線がそれぞれ導入口１８を貫通してステージ１３から基板保持台５内の電極に接続されて、高周波電力を基板保持台５に印加可能としている。

また、具体的には図示しないが、図２２（Ｃ）と同様に、上記ステージ１３を支える複数の足１４，…，１４のうちの残りの１つの足１４の貫通口１４Ａは、基板保持台５である静電吸着基板保持台（ＥＳＣ）用のＤＣ電圧導入口１９として機能し、ＤＣ電圧導入口１９を介して基板保持台５に静電吸着用のＤＣ電圧を供給して、静電吸着により基板保持台５に被処理基板４を保持させるようにしている。なお、静電吸着解除後に、上記被処理基板４の突き上げることにより、上記基板保持台５から被処理基板４を円滑に分離させるようにしている。

図３では、ステージ１３を支える足１４，…，１４が４本の場合を示しているが、被処理基板４の中心軸Ｘに対して対称に配置されておれば４本でなくても可能である。また、被処理基板４の冷却用不活性ガスの導入口１５、被処理基板４の突き上げ機構導入口１６、基板保持台５の冷却媒体の導入口１７、基板保持台５への高周波印加系導入口１８、静電吸着基板保持台（ＥＳＣ）用のＤＣ電圧導入口１９などの位置は、どのように配置されてもよいし、これらに使用されない足１４があってもよい。

上記第３実施形態によれば、被処理基板４を載置する基板保持台５を取り付けるステージ１３に複数の足１４，…，１４を設け、それらの複数の足１４，…，１４を被処理基板４の中心軸Ｘに対して対称に配置し、複数の足１４，…，１４を除いた断面をどこも同じ形状とすることにより、処理に使用するために真空室１内に供給されるガスの真空室１内での流れ９を被処理基板４に対して等方的にすることができ、処理基板４の表面内での処理の均一性を向上させることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図４は、図１の第１実施形態を実現する上で、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを例えば水平に保つための自動圧力調整機構１０の弁体１０ａの昇降機構を示したものである。

図４において、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａは、ＡＣサーボモータなどのモータ２５の回転駆動プーリ２５ａの回転を、タイミングベルト４０、内面にメネジをそれぞれ有する２個のプーリ２４，２４、タイミングベルト２３などの伝達要素を介して、２個のプーリ２４，２４のメネジにネジ込まれている２本のボールネジ２２，２２を同期させて駆動し、２本のボールネジ２２，２２に連結された連結プレート２１、弁体１０ａに設けられた２本の支柱２０，２０を介して上下方向に平行移動するように駆動される機構になっている。ここでは、伝達要素としてプーリ２４，２４とタイミングベルト２３を使用しているが、歯車など他の伝達要素でも実現可能である。また、弁体１０ａに設けられた支柱２０，２０については、２本の例を挙げたがそれ以上であってもよい。なお、２８はベローズである。

上記第４実施形態によれば、モータ２５の回転をプーリ２４，２４及びタイミングベルト４０，２３を介して、同期した複数のボールネジ２２，２２に伝え、ボールネジ２２，２２の先端に連結された連結プレート２１によって連結された複数の支柱２０，２０及びそれに連結された自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを水平に保ったまま昇降させることができる。よって、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを水平に平行移動させるように昇降させることにより、真空室１内の圧力を精度よく制御することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図５は、図１の第１実施形態を実現する上で、真空室１内が真空状態、真空ポンプ２内が大気状態のような逆圧状態に対応できるような構造を示すものである。

図５において、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを圧力コントロール時には図４に示したようなモータ２５、ボールネジ２２，２２などによって駆動し、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを閉じている時のみ、一対のシリンダ２６，２６を駆動してそのシリンダロッド２６ａ，２６ａで位置を保持する。

言い替えれば、弁体１０ａが真空室１の下面に接しているときのみ、一対のシリンダ２６，２６が下方向に引張り、位置を保持するように構成されている。このような構成において、圧力をコントロールしている際には、シリンダ２６，２６は自由に動くような駆動用エアの回路とする。この駆動用エアの回路は、３位置５ポートの排気（Ｅｘｈａｕｓｔ）センター型式の電磁弁を用い、通常はフリーに動くようにしている。また、シリンダ２６はモータ２５に負荷がかからないようにするために、低摩擦処理をしたものを使用するのが望ましい。また、シリンダ２６の配置は、図５に示すように自動圧力調整機構の弁体１０の中心に対して対称な位置に複数個設けるのがよい。

上記第５実施形態によれば、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを圧力コントロール時にはモータ２５とボールネジ２２，２２によって駆動し、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを閉じている時のみシリンダー２６，２６で位置を保持するようにしたので、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａのＯリング１７６を十分につぶす事ができ、真空室１中が真空で真空ポンプ２中が大気圧という逆圧状態にも対応できる。すなわち、真空室１内を真空状態に保ったまま、故障した真空ポンプを交換するとき、あるいは、メンテナンスするときに逆圧状態となるが、そのような逆圧状態にも対応できる。上記弁体１０ａのＯリング１７６を図２３及び図２４に示す。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図６及び図７は、図５の第５実施形態を実現するための例を示すものである。図６及び図７に示すように、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａに設けられた各支柱２０と各ボールネジ２２とが圧縮ばね２７を介して連結されている。すなわち、各支柱２０は連結プレート２１の上面に一体的に固定され、各支柱２０の下方でかつ連結プレート２１の下面より一対の案内ロッド４１，４１を下向きに突出させる。

一対の案内ロッド４１，４１の下端には大径部４１ａ，４１ａを備えて、一対の案内ロッド４１，４１が貫通して一対の案内ロッド４１，４１沿いに上下動する案内板４２を備える。一方、各支柱２０の下方でかつ連結プレート２１の下面には凹部２１ｃを設け、凹部２１ｃ内に各ボールネジ２２の上端部を挿入するとともに、各ボールネジ２２の上端部近傍の案内板部２０ｃを一対の案内ロッド４１，４１が貫通して案内板部２０ｃが一対の案内ロッド４１，４１沿いに上下動可能とする。この案内板部２０ｃと、これに対向する案内板４２との間には、上記ばね２７を圧縮状態で挿入する。よって、通常は、各ばね２７の付勢力によって各支柱２０と各ボールネジ２２は一体となって移動するが、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを閉じる際に、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａのＯリング１７８が図２５（Ｂ）に示すように真空室１の下面に接触していない状態から図２５（Ａ）に示すように真空室１の下面に接触したのちは、モータ２５の推力が各ばね２７の力に勝って各ボールネジ２２のみが下降する。この際、Ｏリング１７８のつぶし代よりも大きい移動量を確保しておく。

この後、図５に示すようなシリンダ２６，２６によって自動圧力調整機構１０の弁体１０ａのＯリング１７８がつぶれるまで弁体１０ａを下降させると、モータ２５に負荷をかけることなく、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａを、図１２の閉位置ｂの位置に示すように、閉じることができる。

上記第６実施形態によれば、弁体１０ａに設けられた支柱２０，２０とボールネジ２２，２２がばね２７，２７によって連結され、かつ、弁体１０ａが真空室１の下面に接触する接触状態と接触しない非接触状態を作り出すことができ、モータ２５に負荷をかけずに、シリンダ２６，２６でＯリングをつぶすことができ、真空室１中が真空で真空ポンプ２中が大気圧という逆圧状態にも対応できる。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態にかかる真空処理装置及び方法について説明する。

図８（Ａ），（Ｂ）は、図１の第１実施形態において、自動圧力調整機構１０のメンテナンスを容易にする構造を示すものである。図８において、自動圧力調整機構１０のメンテナンス窓２９は、図８（Ｂ）に示すように、半円を囲むように左右に対称に突出したような、真空室１の内面の対称性を保つ形状であるため、ガス流れ９の等方性は実現でき、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａの取り出し及び真空室１内のメンテナンスを容易に行うことができる構造となっている。

上記第７実施形態によれば、自動圧力調整機構１０の側面に真空室１の内面の対称性を保つ形状であり、自動圧力調整機構１０の弁体１０ａの取り出し及び真空室１内のメンテナンスが容易なメンテナンス窓２９を配設するようにしたので、真空室１内のガス流れ９の等方性を保ちながら、自動圧力調整機構１０のメンテナンス性を向上させることができる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の第１実施形態にかかる真空処理装置の概略構成を示す縦断面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の第２実施形態にかかる真空処理装置で用いられる自動圧力調整機構の弁体の構造例を示す拡大斜視図 本発明の第３実施形態にかかる真空処理装置におけるステージの概略構造を示す横断面図 本発明の第４実施形態にかかる真空処理装置において、自動圧力調整機構の弁体を水平に保つため昇降機構を示す図 本発明の第５実施形態にかかる真空処理装置において、逆圧状態に対応できるような構造を示す概略図 本発明の第６実施形態にかかる真空処理装置において、図５の形態を実現するための例を示す概略図 本発明の第６実施形態にかかる真空処理装置において、図５の第５実施形態を実現するための例を示す断面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の第７実施形態にかかる真空処理装置において、自動圧力調整機構部のメンテナンスを容易にする構造を示す概略図 従来例１における真空処理装置の概略構成を示す縦断面図 従来例２における真空処理装置の概略構成を示す縦断面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第１実施形態にかかる真空処理装置において、ガス吹き出し部の多数の穴の中心軸が上記被処理基板の中心軸と同心上にあり、かつ、その軸について対称となっている状態を示す断面図及び平面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第１実施形態にかかる真空処理装置において、自動圧力調整機構の弁体が被処理基板の中心軸と同心上にあり、かつ、その軸について対称となっている状態を示す断面図及び底面図 上記第１実施形態にかかる真空処理装置の真空排気装置の説明図 上記第１実施形態にかかる真空処理装置のガス供給装置の説明図 上記第１実施形態にかかる真空処理装置において、弁体が上昇位置と下降位置との間で上記被処理基板の中心軸上の上下方向に移動する量と、真空室内の圧力調整との関係を示すグラフ （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第２実施形態にかかる真空処理装置において弁体が上方側の位置に位置している状態を示す断面図及び底面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第２実施形態にかかる真空処理装置において弁体が図１６よりも下方側の位置に位置している状態を示す断面図及び底面図 上記第２実施形態にかかる真空処理装置において弁体の弁体本体の下側円柱部に対して、切り欠きを有するリング状部材着脱交換可能な状態を示す斜視図 上記第３実施形態にかかる真空処理装置のステージを示す斜視図 上記第３実施形態にかかる真空処理装置のステージを示す断面図 上記第３実施形態にかかる真空処理装置のステージを支える足の被処理基板の突き上げ機構導入口を利用して突き上げ機構が配置されている状態を示す概略説明図 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、上記第３実施形態にかかる真空処理装置のステージを支える足の被処理基板の冷却用不活性ガスの導入口を利用して被処理基板の冷却用不活性ガスを導入させる機構が配置されている状態を示す概略説明図、ステージを支える足の基板保持台の冷却媒体の導入口を利用して基板保持台の冷却媒体導入する機構が配置されている状態を示す概略説明図、及び、ステージを支える足の基板保持台への高周波印加系導入口を利用して基板保持台への高周波を印加する機構が配置されている状態を示す概略説明図 上記第５実施形態にかかる真空処理装置のＯリングを有する弁体の底面図 上記第５実施形態にかかる真空処理装置のＯリングを有する弁体の断面図 （Ａ），（Ｂ）はそれぞれ上記第６実施形態にかかる真空処理装置の自動圧力調整機構の弁体のＯリングが真空室の下面に接触した状態の説明図及び真空室の下面に接触していない状態の説明図

１ 真空室
２ 真空ポンプ
３ ガス供給部
３ａ ガス容器
３ｂ マスフローコントローラ
３ｃ バルブ
３ｄ ガス供給管
４ 被処理基板
５ 基板保持台
６ プラズマ源
７ 高周波電源
８ ガス吹き出し部
８ａ 穴
９ ガス流れ
１０ 自動圧力調整機構
１０ａ，１０ｂ 弁体
１１ 排気口
１２ 自動圧力調整機構の弁体の切り欠き
１３ ステージ
１３ｄ−１，１３ｄ−２，１３ｄ−３，１３ｄ−４ 通路
１４ 足
１４Ａ 貫通口
１５ 被処理基板冷却用ガス導入口
１５ａ 導入管
１５ｂ 排出管
１６ 突き上げ機構導入口
１７ 基板保持台冷却水導入口
１７ａ 導入管
１７ｂ 排出管
１８ 高周波印加系導入口
１９ ＥＳＣ用ＤＣ導入口
２０ 支柱
２０ｃ 案内板部
２１ 連結プレート
２１ｃ 凹部
２２ ボールネジ
２３ タイミングベルト
２４ プーリ
２５ モータ
２５ａ 回転駆動プーリ
２６ シリンダ
２６ａ シリンダロッド
２７ 圧縮ばね
２８ ベローズ
２９ メンテナンス窓
４０ タイミングベルト
４１ 案内ロッド
４１ａ 大径部
４２ 案内板
５０ 真空排気装置
１５１ バルブ
１５２ フィルタ
１５３ レギュレータ
１７０ 弁体本体
１７１ 下側円柱部
１７２ リング状部材
１７３ ボルト
１７８ Ｏリング
１７９ 突き上げ駆動用モータ
１８０ シャフト
１８１，１８２ ベアリング
１８３ ギヤ
１８４ ラック
１８５ リニアブッシュ
１８６ リフタ
１８７ 突き上げピン
Ｘ 中心軸

Claims (3)

1. 真空室と、
   上記真空室内の自動圧力調整機構の弁体、上記真空室に開口された排気口、前記排気口に接続される真空ポンプを備え、かつ、上記真空室に連接されて上記真空室内の真空排気を行う真空排気装置と、
   上記真空室内に被処理基板処理用ガスをガス吹き出し穴から供給するガス供給装置と、
   上記真空室内に配置されると共に上記ガス吹き出し穴と対向して配置されかつ被処理基板を載置する基板保持台とを備え、
   上記弁体は、上記基板保持台と上記排気口との間に配置され、
   上記真空室、上記ガス供給装置の上記ガス吹き出し穴の配置及び上記基板保持台、並びに上記真空排気装置の上記自動圧力調整機構の上記弁体、上記排気口、上記真空ポンプのそれぞれの中心軸が上記被処理基板の中心軸と同心上にあり、この中心軸に対して、これらすべての形状が対称であると共に、上記基板保持台には上記被処理基板の中心軸に対して対称に４つの足が設けられ、かつ、上記４つの足の間に形成され上記排気口に通じ上記基板保持台の側方に設けられる空間も全て同形状であること
   を特徴とする真空処理装置。
   
2. 上記排気口は、上記基板保持台の真下に設けられ、上記基板に対して等方的に排気する請求項１に記載の真空処理装置。
3. 上記真空ポンプは１つのみで構成される請求項１又は２に記載の真空処理装置。

Images