JP6609425B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、真空容器内部の減圧された処理室内に搬送されて配置された半導体ウエハ等の基板状の試料を当該処理室内に形成されたプラズマを用いて処理するプラズマ処理装置に係り、上下方向の位置に着脱可能に配置されて真空容器を構成する複数の部材を備えたプラズマ処理装置に関する。
半導体ウエハ等の基板状の試料から半導体デバイスを製造するための半導体ウエハの製造装置として、試料を真空容器内部の減圧された処理室内に配置して試料の上面に予め形成されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜層に対して当該処理室内に形成されたプラズマを用いてエッチング等の処理を施すものが一般に知られている。このようなプラズマ処理装置では、例えば、真空容器内部の減圧された処理室内に処理用ガスを導入するとともに処理室内に電界または磁界を供給して当該処理用ガスを励起してプラズマを生成して、試料台上に静電気力を用いて吸着されて保持された半導体ウエハ上の処理対象の膜層を、プラズマに含まれるラジカル等活性を有する粒子と処理対象の膜層の材料との化学反応やイオンのような荷電粒子のスパッタリング等の物理的反応を含む相互作用により処理することが行われる。
ウエハ等試料の処理中に処理室内に形成される反応生成物の粒子は処理室内に浮遊して内壁面に付着する。試料の処理の枚数や処理を実施した時間の累計が増大するにつれて、付着した粒子が処理室内表面に堆積して膜を形成してしまう。その結果、このような付着物の堆積物が処理室内に形成されるプラズマとの間の相互作用によって、その欠片や粒子が再度処理室内に浮遊して試料の表面に付着して試料や表面に形成された半導体デバイスの回路用の膜構造を汚染してしまい、処理の結果得られる半導体デバイスの性能が損されて不良を発生させて歩留まりを低下させてしまう、という問題が発生する。また、処理室内表面の付着物とプラズマとの相互作用の量は試料の上面上方のプラズマの電位、密度や強度の値とその分布にも影響を与えており、処理した試料の枚数や時間の累計の増大により付着物の増大が試料の処理の結果に影響を及ぼして複数の試料の処理を開始した時点から処理の結果を変動させてしまい、処理の結果である加工された形状の所期のものからのズレが時間の経過に伴って大きくなってしまう、という問題が生じてしまう。
これを解決するために、試料を処理した累計の枚数や処理を実施した累計の時間が所定の値に達したと判定されると、プラズマ処理装置の運転を一時的に停止して、処理室内表面に付着した物質を取り除く清掃（クリーニング）を実施して、処理室内表面を所期の処理結果が得られる程度まで回復させることが、従来より行われてきた。このような清掃としては、真空容器内部の処理室を雰囲気（大気）圧にして大気に開放して、処理室内部の部材の表面を薬液を用いて布等で拭き掃除(ウエツトクリーニング)することが行われている。
このようなクリーニングを行うためには、処理室内部を大気圧にして開放することが必要であり、試料の処理を当該期間毎に中断する必要がある。このため、このようなクリーニングの作業を行なう時間を出来るだけ短くすることが、真空処理装置の稼働率を高めて全体としての処理の効率を向上するために重要となっている。また、反応生成物等の処理室内の粒子は、処理室を囲む部材の表面だけでなく処理室内に配置され半導体ウエハをその上面に載せて保持する試料台の表面にも付着するため、この試料台の少なくとも試料が載せられる上面以外の箇所の表面もウエットクリーニング等の付着物を取り除く作業を施すことが必要となる。
処理室を構成する部材表面のウエツトクリーニングに要する時間を短縮するうえでは、真空処理雰囲気に晒され反応生成物が付着する真空容器、あるいは、部品は、取り外して、新品あるいは洗浄品に取り換えることで可能となる。このような従来の技術として、例えば、特開２００５−２５２２０１号公報（特許文献１）に開示のものが知られている。この従来技術には、外側チャンバの内部に被処理物の処理を行う処理室を構成する上部内筒チャンバと試料台、及び排気部側に配置された下部内筒チャンバを備えた真空処理装置が開示されている。
本従来技術では、装置のメンテナンスを実施する際に、上部内筒チャンバの上部に配置され、プラズマを生成する放電室を構成する放電室ベースプレートを搬送室側に配置されたヒンジ部を支点として回転させるように上方に持ち上げ、上部内側チャンバの作業空間を確保することにより上部内側チャンバを上方に持ち上げて外側チャンバから取り出す構成が開示されている。また、試料台の鉛直方向の中心を軸として軸周りに配置され固定された支持梁を備えたリング状の支持ベース部材（試料台ブロック）が固定された試料台ベースプレートを搬送室側に配置されたヒンジ部を支点として回転させるように上方に持ち上げ、下部内側チャンバの作業空間を確保することにより下部内側チャンバを上方に持ち上げて外側チャンバから取り出した後、表面が未使用或いは洗浄されて清浄と見做せるチャンバの部材を交換して取り付ける技術が記載されている。
なお、支持梁を試料台の鉛直方向の中心を軸として軸対称に配置（即ち、試料台の中心軸に対するガス流路形状が略同軸軸対称）することにより、上部内筒チャンバ内の試料台上の空間のガス等（処理ガス、プラズマ中の粒子や反応生成物）が、この支持梁同士の間の空間を通り下部内筒チャンバを介して排気される。これにより、被処理物周方向におけるガスの流れが均一になり、被処理物に対する均一な処理が可能となる。
一方、特開２００５−５１６３７９号公報（特許文献２）には、真空処理チャンバの側壁に設けられた開口部を（水平方向に）通過させることにより、チャンバに取り付け・取り外しが可能で、静電チャックアセンブリが搭載された片持ちの基板支持部が開示されている。試料台を含む基板支持部を真空容器外部に取り出すことができるため、試料台の表面の清掃をするために処理室の内部を開放する必要が無く、また処理室の内側側壁の清掃と試料台を含む基板支持部の表面の清掃とを並行して実施できるため、作業に要する時間を短縮して装置の非稼動時間を低減し全体としての処理の効率が向上する。
特開２００５−２５２２０１号公報 特開２００５−５１６３７９号公報
上記の従来技術では、次の点について考慮が不十分であったため問題が生じていた。
すなわち、上記従来技術では、真空容器の内部に別の容器が多重に配置され最も内側の容器内にプラズマが形成される処理室を備えた構成である。内側の容器の内表面はプラズマに面してウエハの処理に伴なって形成される反応生成物等の粒子が付着するため交換して処理室内表面の状態を処理の性能に悪影響が及ぶことを抑制できる程度に清浄にするための作業の短縮を図っている。しかし、内外の容器を多重に配置した構成では内部の容器の取り外しの際に作業者に大きな負荷を要していた。
このように内側に配置された容器の内外を気密に仕切るためには内側の容器には、内側の容器に接するＯリング等のシール部材を変形させるために上下方向に荷重を印加する必要があるため、これを実現するために内側の容器は、装置が可動される状態で外部から荷重が伝達されるように真空容器の内側に容器が内包されるように収納される構成でなければならない。このため、内側の容器を取り出すには、外側の真空容器の内部から当該真空容器の側壁の上端と距離を開けて作業者が少くない重量の内側の容器を上下方向に移動させなければならず、メンテナンスの作業に長い時間を要していた。このため、作業者に大きな負担となっていた。また、装置のダウンタイムが長くなり装置による処理の効率が損なわれていた。
さらに、処理対象のウエハの径が大きくなると、ウエハを内部に収納する内側の容器よりも外側の真空容器の径はさらに大きいものとならざるを得ない。このため、ウエハを処理する装置が設置される建屋の床で占有する面積はさらに増大してしまう。
特許文献２の技術によれば、内側の容器を上方に移動させて外側の真空容器から取り出す作業は要さないものの、基板支持部はチャンバ側壁の開口部で真空シールされている。このため、径が大きくなったウエハを支持するために寸法を大きくした結果重量が増加する基板支持部を用いると、真空シール部への荷重負荷が大きくなり真空を保持することが困難になる虞が有った。また、本従来技術では、片持ちのため試料支持部の中心軸に対するガス流路形状が同軸の軸対称とはならず、被処理物の周方向におけるガスの流れが不均一になり、被処理物に対して均一な処理を行うことが困難になってしまうとう問題が生じる虞が有った。
上記従来技術ではこのような点について十分に考慮されていなかった。本発明の目的は、メンテナンス作業の効率を向上して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。
上記目的は、減圧された内側に配置されたウエハがプラズマを用いて処理される処理室を有した真空容器と、この真空容器が載せられて当該真空容器内部の処理室からのガスが排出される開口を有したベースプレートとを有し、前記真空容器を構成する少なくとも１つの部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成されたプラズマ処理装置であって、前記ベースプレートの前記真空容器を挟んで当該真空容器の側方に配置され減圧された内部を前記ウエハが搬送される真空搬送室の反対の側の端部にこれと連結されて取り付けられ、上下方向の軸を有して前記取り外し可能な部材を上下方向に移動させるリフターを備え、このリフターが前記上下方向の軸と前記取り外し可能な部材とに連結され当該上下方向の軸に沿って移動する連結部と、この連結部に配置され上下方向に回転軸を有する関節部であって前記取り外し可能な部材がその周りで水平方向に旋回する旋回軸とを備えたことにより達成される。
本発明によれば、メンテナンス作業の効率を向上して処理の効率を向上させた真空処理装置を提供することができる。
本発明の実施例に係る真空処理装置の概略上面図（一部透視）である。 本発明の実施例に係る真空処理装置における真空処理ユニットの断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置における被処理物の搬送を説明するための要部概略上面図（ゲートバルブが開の状態であり、搬送ロボットが被処理物を真空処理ユニットに搬入している状態、或いは搬出しようとしている状態）である。 本発明の実施例に係る真空処理装置における被処理物の搬送を説明するための要部概略上面図（ゲートバルブが閉の状態であり、被処理物が真空搬送室へ搬入された状態）である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（コイルと電源が取り外された状態）である。図４Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（石英板、シャワープレート、石英内筒が取り外された状態）である。図５Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（ガス導入リングが取り外された状態）である。図６Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（旋回リフターにより放電ブロックユニットが持ち上げられ旋回された状態）である。 図７Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（アースリング、上部容器が取り外された状態）である。図８Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（旋回リフターにより試料台ユニットが持ち上げられ旋回された状態）である。 図９Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。 本発明の実施例に係る真空処理装置の真空処理ユニットにおけるメンテナンスの手順を説明するための上面図（下部容器が取り外された状態）である。 図１０Ａに示す真空処理ユニットの概略断面図である。
上記目的は、減圧された内側に配置されたウエハがプラズマを用いて処理される処理室を有した真空容器と、この真空容器が載せられて当該真空容器内部の処理室からのガスが排出される開口を有したベースプレートとを有し、前記真空容器を構成する少なくとも１つの部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成されたプラズマ処理装置であって、前記ベースプレートの前記真空容器を挟んで当該真空容器の側方に配置され減圧された内部を前記ウエハが搬送される真空搬送室の反対の側の端部にこれと連結されて取り付けられ、上下方向に延在する軸を有して前記取り外し可能な部材を上下方向に移動させるリフターを備え、このリフターの前記上下方向の軸に連結されて配置され当該軸に沿って上下方向に移動する連結部と、この連結部に配置され前記取り外し可能な部材が連結された関節部であって前記リフターの軸に並列に配置されて当該取外し可能な部材がその周りで水平方向に旋回する旋回軸を有する関節部とを備えたことにより達成される。
以下、本発明の実施例を図１乃至１４を用いて説明する。なお、図中において同一符号は同一構成要素を示す。
図１は、本発明の実施例に係る真空処理装置の構成の概略を模式的に示す図である。図１（ａ）は、本実施例に係る真空処理装置１００を上方から見た横断面図であり、図１（ｂ）は、真空処理装置１００の構成を示す斜視図である。
本実施例の真空処理装置１００は、その前方側（図上右側）に配置された大気ブロック１０１と後方側（図上左側）に配置された真空ブロック１０２とを備えている。大気ブロック１０１は、大気圧下で半導体ウエハ等の基板状の試料が搬送され、収納の位置決め等がされる部分であり、真空ブロック１０２は大気圧から減圧された圧力下で試料が搬送され、或いは処理等が実施され、試料を載置した状態で圧力を上下させる部分を含んでいる。
大気ブロック１０１は、外形が直方体或いはそれと見做せる程度に近似した同等の形状を有しその内部に大気圧またはこれと見做せる程度に近似した同等の圧力にされた空間である大気搬送室１０６を有した筐体と、この筐体の前面側の側面に沿って並べられて取付けられ、処理用又はクリーニング用の試料が内部に収納されているカセットがその上面に載せられる複数のカセット台１０７とを備えている。大気ブロック１０１は、カセット台１０７上の各カセットの内部に収納された処理用またはクリーニング用の試料であるウエハがカセットと大気搬送室１０６の背面に連結された真空ブロック１０２との間でやりとりされる箇所であり、大気搬送室１０６内部にはこのようなウエハの搬送のためにウエハ保持用のアームを備えた大気搬送ロボット１０９が配置されている。
真空ブロック１０２は、内部に減圧され試料が処理される処理室を有する真空容器を備えた複数の真空処理ユニット２００−１，２００−２，２００−３，２００−４と、これらの真空処理ユニットと連結されその内部に試料を減圧下で搬送する真空搬送ロボット１１０−１、１１０−２を備えられた搬送用の空間である真空搬送室１０４−１，１０４−２を有する真空容器、及び当該真空搬送用の真空容器（真空搬送容器）と大気搬送室１０６の筐体との間でこれらと接続されて配置されたウエハを収納する空間であって真空搬送室１０４−１及び大気搬送室１０６と連通可能に配置されたロック室１０５を有する真空容器、２つの真空搬送容器の間でこれらと接続されて配置され真空搬送室１０４−１及び真空搬送室１０４−２の間でこれらと連通可能にされたウエハ収納用の空間である搬送中間室１０８を内部に有する真空容器とを備えている。この真空ブロック１０２は、その内部は減圧されて所定の値の真空度の圧力に維持可能な真空容器を備えて構成されている。
また、上記大気搬送ロボット１０９や真空搬送ロボット１１０の搬送の動作や真空処理ユニットにおけるウエハを処理する動作、ロック室１０５における内部の密封、開放や減圧、昇圧の動作等真空処理装置１００の動作は、これらを実行する各部分と有線あるいは無線によるものを含む通信経路を介して信号の送受信可能に接続された図示しない制御装置により調節される。制御装置は、外部の通信の経路と信号の送受信を行うインターフェースと、半導体デバイス製のマイクロプロセッサ等の演算器、当該演算器の演算のアルゴリズムが記載されたソフトウエアや通信される信号の値等のデータを記憶するＲＡＭ，ＲＯＭやハードディスク、リムーバブルディスク等の記憶装置とこれらを通信可能に接続する通信線路とを含んで構成されている。
図２を用いて本実施例に係るプラズマ処理装置の構成について説明する。図２は、図１に示す実施例の真空処理ユニットの構成の概略を模式的に示す縦断面図である。本実施例の真空処理ユニット２００−１，２００−２，２００−３，２００−４は、装置の構造や動作が同一またはこれと見做せる程度に近似した同等のものであり、何れか１つを他の３つに代えて配置された場合でもウエハの処理の結果は同じまたは同等のものが得られるように構成されている。本図では、真空搬送室１０４−１に連結された真空処理ユニット２００−１，２００−２の何れかを例として、真空処理ユニット２００として説明する。
本図に示す真空処理ユニット２００は、内部にウエハ３００が配置されプラズマが形成されて処理される空間である処理室を有した上部容器２３０や下部容器２５０を含む真空容器と、これに連結されて真空容器下方に配置されたターボ分子ポンプ等の真空ポンプを含む排気ポンプ２７０と、真空容器上方に配置されたプラズマ形成用の電界を形成する装置である第１の高周波電源２０１および磁界を形成する装置であるソレノイドコイル２０６とを備えている。上部容器２３０や下部容器２５０の外周は真空処理ユニット２００周囲の雰囲気（大気）に曝されており、これら容器はその内部の処理室と外部の雰囲気との間を気密に区画する真空隔壁を構成している。
上部容器２３０や下部容器２５０は、水平方向についての断面の形状が円形状の内壁を有し、その円形の内部の中央部に円筒形状の試料台２４１が配置されている。試料台２４１は、その外周側でこれを囲んで配置されたリング状の形状を有する部材である試料台ベース２４２と水平方向（図上左右方向）に延在する梁状の部材である支持梁２４６により保持されている。
支持梁２４６は試料台２４１の円筒形の中心を通る鉛直方向の軸（中心軸２９０）についてその周囲で軸対称、つまり中心軸２９０周りに同一またはこれと見做せる程度に近似した同等の角度で放射状に配置されており、試料台２４２の側壁の周囲を通って下方に流れる処理室のガスの流量や速度が中心軸２９０の周りで不均一となることが抑制される。上部容器２３０内の試料台２４１上方の処理室内に導入されたガス或いはプラズマや反応生成物の粒子は支持梁２４６同士の間の空間であって試料台２４１と支持梁２４６と試料台ベース２４２で囲まれた空間を通り、試料台２４１下方の下部容器２５０で囲まれた処理室の空間へ流入することから、試料台２４１上面を構成する誘電体製の膜の円形の載置面上に載せられたウエハ３００の周方向のガスの流れの不均一が抑制され、当該ウエハ３００の周方向の処理結果である加工形状の所期のものからのズレや不均一が低減される。なお、試料台ベース２４２は支持梁を備えたリング形状を有しており、このリング部分が真空容器である下部容器と上部上記の周囲で保持され、真空シールされるため、試料台等の重量が増加しても対応可能である。
本実施例の真空処理ユニット２００の真空容器は、真空処理装置１００が設置されるクリーンルーム等の建屋の床面上に配置された複数本の支柱２８０の上端上に載せられてこれらと接続されたベースプレート２６０上に、上下方向に載せられて配置された円筒形状を有する下部容器２５０、支持梁２４６を備えたリング状の試料台ベース２４２、円筒形状の上部容器２３０、アースリング２２５、円筒形状を有する放電ブロック２２４、ガス導入リング２０４を含む複数の部材により構成されており、それぞれの部材同士の間には真空シール用の部材としてＯリング２０７が挟まれてこれらに荷重が印加されることで上記容器の内外が気密に封止される。
また、内周側壁面が円筒形を有した放電ブロック２２４の当該内側壁面の内側には、これを覆って円筒形状を有した石英内筒２０５が配置されている。放電ブロック２２４の円筒形の外周側壁の周囲にはヒータ２２２が巻き付けられて取り付けられている。放電ブロック２２４はその下方に配置されたリング形状を有した放電ブロックベース２２１に接続されて取り付けられヒータ２２２とともに後述の放電ブロックユニット２２０を構成している。
また、円筒形を有した試料台２４１の下面には試料台底部蓋２４５が配置され、内部の大気圧にされる空間と処理室との間を気密に封止するように試料台２４１に取り付けられこれの一部として構成される。内部の空間は支持梁２４６内部に配置された通路を介して真空処理ユニット２００外部の雰囲気（大気）と連通される。試料台２４１及びその外周側にリング状に配置された試料台ベース２４２並びに複数本の支持梁２４６は後述の試料台ユニット２４０を構成する。
なお、上部容器２３０、下部容器２５０、ベースプレート２６０の各々はフランジ部を有し、上部容器２３０と下部容器２５０の各々は、フランジ部を介してベースプレート２６０にそれぞれボルト等によりネジ止めされ、その位置がベースプレート２６０上に固定される。本実施例では、真空処理ユニット２００の真空容器を構成する部材は円筒形状を有しているが外壁の形状に関しては水平方向の断面形状が円形ではなく矩形であっても他の形状であってもよい。
真空処理ユニット２００の真空容器上部には、真空容器を構成する円板形状を有する蓋部材２０２及びその下方で試料台２４１上面のウエハ３００の載置面に対向してこれに面して配置され処理室の天井面を構成する円板形状を有したシャワープレート２０３が配置されている。これら蓋部材２０２及びシャワープレート２０３は石英等の誘電体製の部材でありマイクロ波やＵＨＦ、ＶＨＦ波等の高周波の電界が透過可能に構成されている。
このような構成において、蓋部材２０２上方に配置された第１の高周波電源２０１で発振されて形成された電界は、蓋部材２０２まで伝播され、当該蓋部材２０２及びその下方に配置されたシャワープレート２０３を透過して処理室内に試料台２４１上方から下方に向けて供給される。また、真空容器、特に本例では放電ブロック２２４の外側壁の外周側及び蓋部材の上方の箇所にはこれらを囲んで磁界を形成するための手段としてのソレノイドコイル２０６が配置され、当該ソレノイドコイル２０６で発生された磁界は処理室内に供給される。
シャワープレート２０３には、複数の貫通孔である処理用ガスの導入孔が配置されており、ガス導入リング２０４から導入された処理用ガスがこの導入孔を通して真空処理ユニット内に供給される。シャワープレート２０３の導入孔は、試料台２４１の上面である試料の載置面の上方であって試料台２４１の中心軸２９０の回りの軸対称の領域に複数個配置されており、均等に配置された導入孔を通り所定の組成を有して異なるガス成分から構成された処理用ガスが真空処理ユニット内に導入される。
図示しないガス源としてのガスタンク等のガス源から管路及びこれと接続されたガス導入リング２０４の内部の通路を通して蓋部材２０２とシャワープレート２０３との間の隙間空間に導入された処理用ガスは、当該空間の内部で拡散して充満した後、シャワープレート２０３の中央部に配置された複数の貫通孔であるガス導入孔を通して処理室内に流入する。処理室内に導入された処理用ガスの原子または分子は、第１の高周波電源２０１とソレノイドコイル２０６から供給される電界及び磁界との相互作用により励起され、試料台２４１上方の放電ブロック２２４内の処理室の空間においてプラズマ化される。
この際、プラズマ中の処理用ガスの原子や分子は解離してイオン等の荷電粒子あるいはエネルギー準位が高くされて活性化されたラジカル等活性種に変化する。本実施例では、放電ブロック２２４の外周側壁には第１の温度コントローラ２２３に接続されたヒータ２２２が巻かれて取り付けられ、ヒータ２２２に供給される直流の電力による加熱によってプラズマと接触するプ石英内筒２０５の表面が処理に適した範囲内の温度の値に調節される。
このことにより、石英内筒２０５や放電ブロック２２４への反応生成物の付着が低減される。本実施例では、これらの部材は定常のメンテナンスの対象から外すことができる。
ウエハ３００を載置する試料台２４１は、真空処理ユニットの内部にこのシャワープレート２０３の中心軸２９０と合致するように配置される。プラズマによる処理を行う際はウエハ３００は試料台２４１の上面である円形の載置面に載せられてこの面を構成する誘電体の膜静電気により吸着されて保持（静電チャック）された状態で処理が行われる。
また、試料台２４１内部に配置された円板または円筒形状を有した金属製の基材には、試料台２４１の載置面に載せられたウエハ３００上方にバイアス電位を形成する高周波電力を供給する第２の高周波電源２４３が接続されており、電極とちての基材に供給される第１の高周波電力の周波数より低い所定の周波数の高周波電力により、試料台２４１及びこの上に載せられたウエハ３００の上方に形成される高周波バイアス電位とプラズマの電位との間の電位差に応じてプラズマ中の荷電粒子をウエハ３００の表面に予め形成されたマスクを含む複数の膜層を有する膜構造の処理対象の膜層の表面に誘引して衝突させることによる物理反応と前記ラジカルとウエハ表面との化学反応との相互反応により当該処理対象の膜層にエッチング処理が施される。
また、試料台２４１の基材の内部には、試料台２４１の上下方向の中心軸２９０の周りに同心または螺旋状に配置された冷媒流路が配置され、第２の温度コントローラ２４４により所望の範囲内の温度にされた熱交換媒体が供給されて通流する。この構成によりウエハ３００が熱交換媒体と熱交換することで試料台２４１及びウエハ３００の温度が処理に適した範囲内の値に調節される。
試料台２４１への高周波バイアス電力の供給ための電源用配線コードや試料台２４１の温度を調節するために供給される熱交換媒体（冷媒）の配管あるいは温度制御用の配線コードは、支持梁２４６を含む試料台ベース２４２内部に形成され真空処理ユニット２００外部の雰囲気と連通された管路内に配置されている。なお、図示してはいないが、このような配線コードの以外にも温度センサーや静電チャック用配線コードも管路内に配置することができる。また、試料台２４１の周辺に配置される上部容器２３０には反応生成物が付着し易いため、定常メンテナンスの対象部材である。
真空処理ユニット２００の真空容器の下方には、その底部と処理室内のガス、プラズマの粒子を排出するための排気開口２６３を有するベースプレート２６０とに連結された排気ポンプ２７０が配置されている。ベースプレート２６０に設けられた円形を有する排気開口２６３は、試料台２４１の真下でその中心を中心軸２９０に合致またはこれと見做せる程度に近接した同等の位置に配置されている。
排気開口２６３は、その上方に配置された略円板形状を有する排気部蓋２６１がこれの外周側で水平方向（図上左右方向）に延在した腕部と連結されたアクチュエータ２６２の上下方向の駆動により上下に移動して、排気開口２６３と排気部蓋２６１との間の距離が増減されてて処理室からの排気のコンダクタンスが調整される。ウエハ３００の処理中に、当該コンダクタンスの値と排気ポンプ２７０の単位時間当たりの排気量とにより真空処理ユニット外に排出される内部のガスやプラズマや生成物の流量または速度が調節され、当該排気と処理用ガスの供給とのバランスにより、処理室の圧力が所望の真空度に調節される。
処理室内に導入された処理用ガス及びプラズマや処理の際の反応生成物は排気ポンプ２７０等の排気手段の動作により真空処理室上部から試料台２４１の外周壁と試料台ベース２４２との内周壁面との間の空間を通り、下部容器２５０を介して下方の排気開口２６３を通り排出される。このため、下部容器２５０は試料台２４１上方からの排気のガス流れに曝されることからその表面には反応生成物が付着し易いため、定常メンテナンスの際に、後述のように、試料台リング２４２を水平方向に回転させて移動させることで下部容器２５０上方から取り外した上で、その内部表面を清浄化或いは洗浄済みで清浄なものと交換が可能に構成されている。
上記の実施例において、ウエハ３００をエッチング処理中の処理室内部の圧力は、図示しない真空計からの出力を用いて当該真空計と通信可能に接続された図示しない制御部において検出され、この検出された圧力の値に基づいて当該制御部において算出されて制御部から発信された指令信号を受信したアクチュエータ２６２の動作による排気部蓋２６１の上下方向の移動により排気の流量、速度が調節されて処理室内部の圧力が調節される。本実施例では、処理中の圧力は、０．１〜４Ｐａの範囲で予め定められた値に調節される。
なお、排気部蓋２６１は、真空処理ユニット２００の内部を大気開放して実施されるメンテナンス作業中にはＯリングを挟んで排気開口２６３を気密に閉塞して排気ポンプ２７０入口を外気からシール可能に構成されている。下部容器２５０の内側壁面は上方の処理室内に形成された反応生成物が付着し易いため定常メンテナンスの対象部材となる。
プラズマ処理に使用する処理用ガスには、ウエハ３００の処理対象の膜層を処理する工程の条件毎に単一種類のガス、あるいは複数種類のガスを最適な流量比で混合されたガスが用いられる。この混合ガスは、その流量がガス流量制御器（図示せず）により調節されこれと連結されたガス導入リング２０４を介してシャワープレート２０３と蓋部材２０２との間のガス滞留用の空間に導入される。本実施例ではステンレス製のガス導入リング２０４が用いられる。
図３及び４を用いて、本実施例におけるウエハ３００の真空処理ユニット２００と真空搬送室１０４との間での搬送の態様を説明する。図３は、図１に示す実施例に係る真空処理装置において真空搬送ロボット１１０が試料Ｗを真空処理ユニット内部に搬入出する動作を模式的に示す横断面図である。
本例において、真空処理ユニット２００及び真空搬送室１０４は、図上左右方向に連結され、真空処理ユニット２００を構成する上部容器２３０、バルブボックス１１５と搬送室１０４との各々が、Ｏリング等のシール材を挟んで接続されて所定の真空度に減圧された内部が外部の大気に対して気密に封止されている。真空搬送室１０４の内部には、試料を搬送する真空搬送ロボット１１０が配置されている。上部容器２３０、バルブボックス１１５及び搬送室１０４の各々は、側面にウエハ３００が内部を通り搬送される通路であるゲートの開口を有しており、このゲートと開口とを通過して、真空搬送ロボット１１０のアームの先端部に配置された保持部上に載せられたウエハ３００が上部容器２３０内部の処理室と搬送室１０４との間で搬送される。
また、本実施例では、駆動されて上下方向（図上紙面に垂直な方向）に移動して真空搬送室１０４及び上部容器２３０各々のゲートの開口を開放あるいは気密に閉塞する２つのゲートバルブが配置されている。本実施例には、真空搬送室１０４内に配置され内部に面したゲートの開口を閉塞する第１のゲートバルブ１１１、及び上部容器２３０のゲートの外側に配置され当該ゲートの開口の閉塞する第２のゲートバルブ１１２を備えている。第１ゲートバルブ１１１は搬送室１０４の内部に、第２ゲートバルブは上部容器２３０の外側壁面に接続され真空搬送室１０４との間でこれらに連結されたバルブボックス１１５の内部に配置されている。
第１のゲートバルブ１１１および、第２のゲートバルブ１１２が開いた状態で、真空搬送ロボット１１０が複数の梁状部材の両端部が関節により連結されて各関節部のアクチュエータやモータの回転により全体を特定の方向に伸長及び収縮させるアーム先端に配置された保持部上にウエハ３００を載せた状態で当該アームが伸長することによって、ウエハ３００が複数のゲートと通り真空搬送室１０４内部から上部容器２３０内の試料台２４１の載置面上方に搬入される。或いは、アームの収縮の動作によって処理が終了したウエハ３００が上部容器２３０内の試料台２４１の上方から真空搬送室１０４内に搬出される。
図４は、図１に示す実施例の真空処理ユニット内において試料Ｗが処理されている最中の真空処理装置の状態を模式的に示す横断面図である。本図において、試料Ｗが処理されている間は、第２のゲートバルブ１１１２により上部容器２３０のゲートの開口は気密に閉塞され処理室内部がバルブボックス１１５の内部及び真空搬送室１０４とに対して密封され、この状態で処理室内に形成されたプラズマを用いて試料Ｗに処理が施される。この際、第１のゲートバルブ１１１は開いていても良く、また閉じていても良い。
第２のゲートバルブ１１２が閉じている間、第２のゲートバルブ１１１の弁体は上部容器２３０の開口周囲の上部容器２３０の外周側壁と弁体の当接面上の外周縁に沿って配置されたＯリング等のシール手段とが当接してゲートを通したガスの通流が防止される。この状態で弁体のＯリングの中央側でこれに囲まれて配置された凸部の上面は、上部容器２３０の円筒形を有した内壁面と一体の壁面を構成するような形状を備えている。
つまり、第２のゲートバルブ１１２の弁体のシール面側中央に配置された凸部は、第２のゲートバルブ１１２がゲートを閉塞した状態で、上部容器２３０の内壁または処理室の円筒形状と同軸であってその曲率が同等にされた円弧形状を有している。このことにより、上部容器２３０の内壁面と第２のゲートバルブ１１２の弁体の凸部端面で処理室に面する面とによって形成される処理室の形状は、試料台２４１の中心軸と同軸の円筒の側面を構成する。このことにより、処理室の内側壁面の第２のゲートバルブ１１２の弁体による凹凸が低減され、処理室内のガスやプラズマの周方向の分布が当該弁体による凹凸の存在のために偏ってしまい、この結果試料Ｗの処理に不均一が生起してしまうことが抑制される。
図５乃至１４を用いて、本実施例のプラズマ処理装置のメンテナンスの際の真空容器の着脱の構成について説明する。図５は、図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置においてメンテナンスの際に第１の高周波電源２０１及びソレノイドコイル２０６のユニットが真空容器から上方に取り外された状態を模式的に示す図である。図５（ａ）は上方から見た上面図であり、図５（ｂ）は縦断面図である。
また、図６及び図７は、図５に示したプラズマ処理装置からさらに真空容器の上部の部材を取り外した状態の当該プラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示した縦断面図である。これらの図において、真空処理ユニット１０３と真空搬送室１０４との連結の方向は図３，４に示したものと同等である。
図５は、図２に示した真空処理ユニットの構成からソレノイドコイル２０６と第１高周波電源２０１とが取り除かれると共に、排気ポンプ２７０に接続されるベースプレート２６０の排気開口２６３が排気部蓋２６１によって気密に閉塞された真空処理ユニット２００の状態を示している。本例では、メンテナンス作業が引き続いて行われた後大気開放される処理室内部と排気ポンプ２７０の入り口とを排気部蓋２６１により気密に区画することで、真空ポンプ２７０をメンテナンス作業中も稼働させておくことにより、メンテナンス後の真空処理ユニット２００を立ち上げて処理を実施可能にするまでに要する時間を短縮することができる。
次に、処理室内に窒素等の希ガスを導入して内側の圧力を大気圧または僅かに大気圧より大きい圧力まで上昇させる。この状態で、図６に示すように、真空処理ユニット２００の真空容器の上部を構成する蓋部材２０２及びその下方の処理室の天井面を構成するシャワープレート２０３、石英内筒２０５を放電ブロック２２４及びガス導入リング２０４の上方に移動させて真空容器から取り外す。
石英内筒２０５が取り外された状態で真空処理ユニットの上端には、ガス導入リング２０４の内周側壁面が内側の大気に露出する。さらに、試料台２４１と試料台ベース２４２の支持梁２４６が露出する。この後、図７に示すように、ガス導入リング２０４を放電ブロック２２４上端から上方へ移動させて真空容器本体から取り外す。
ここで、本実施例の真空処理ユニットが備える旋回リフター２１０の構成について、以下に説明する。旋回リフター２１０は、ベースプレート２６０の外周側端部でベースプレートに連結され上下方向に延在した少なくとも１つの軸を有する部材であって、当該軸は、真空容器が連結されてこれに沿って上下方向に移動できる軸とその周りに旋回することができるように真空容器が連結されたものとを含んでいる。
本実施例の旋回リフター２１０は、真空容器を構成する２つの容器がこれと連結され上下方向に移動するための上下軸２１１と、同様に真空容器を構成する２つの容器がこれと連結され水平方向に旋回するための旋回軸２１２とを備えている。上下軸２１１はベースプレート２６０上面から真空容器の上端部を構成するガス導入リング２０４の上端を超えて延在する円筒または円柱形の部材であって放電ブロックユニット２２０と試料台ユニット２４０との各々が上下方向の異なる高さ位置で連結されている。
放電ブロックユニット２２０及び試料台ユニット２４０の各々の端部は、上下軸２１１が内側を貫通する貫通孔を備えて当該貫通孔を通して上下軸２１１に沿って異なる高さに移動可能な部材である旋回ベース２１４，２１５と連結され、これら旋回ベース２１４，２１５の上下軸２１１の中心軸方向の移動とともに上下に高さを変更可能に構成されている。旋回ベース２１４，２１５の各々は、上下軸２１１が貫通する貫通孔の軸と並行に中心軸を有する貫通孔内に円筒または円柱形状を有した関節部である旋回軸２１２−１，２１２−２を備えている。
当該旋回軸２１２−１，２１２−２を介して旋回ベース２１４は放電ブロックユニット２２０と連結され、旋回ベース２１５は試料台ユニットと連結されている。そして、放電ブロックユニット２２０は旋回軸２１２−１の中心軸周りに回転し、試料台ユニット２４０は旋回軸２１２−２の中心軸周りに回転する。
図５に示されるように、本実施例では、旋回ベース２１４，２１５各々の旋回軸２１２−１，２１２−２は、各々が旋回リフター２１０の上下軸２１１の図上左側である放電ブロックユニット２２０及び試料台ユニット２４０を含む真空容器あるいはバルブボックス１１５または図示しない真空搬送室１０４の反対の側に配置されている。これらのユニットが水平方向に回転する軸が旋回リフター２１０の上下軸２１１よりも真空処理装置１００の前後方向の軸について左右外側に位置していることで、旋回の角度を大きく確保して、放電ブロックユニット２２０及び試料台ユニット２４０を真空処理ユニット２００の真空容器の中心軸２９０からより遠い位置に移動でき、各ユニットのメンテナンスの作業のためのスペースをより大きく確保して作業を容易にしてその効率を向上させることが可能となる。
本実施例では、上下軸２１１の旋回ベース２１４の下方に配置され且つ下方の旋回ベース２１５を上下方向に貫通して配置されるとともに上下軸２１１が内部を貫通する筒上の部材であるトラベリングナット２１３を備えている。トラベリングナット２１３は、上下軸２１１の中心軸の方向に円筒形の上下軸２１１の外周側壁に沿って上下に移動可能に構成されている。
また、トラベリングナット２１３は上下の端部に外周側に延在するリング状のフランジ部を有し、トラベリングナット２１３が所定の値以上に上方向に移動することによって、フランジ部を含む上端部が旋回ベース２１４の下面と当接する。トラベリングナット２１３がさらに上方に移動することにより、旋回ベース２１４及びこれに連結された放電ブロックユニット２２０を上方に移動させることができる。
そして、さらにトラベリングナット２１３が上方に移動することにより、下端側のフランジ部上面が旋回ベース２１５の下面と当接する。この状態からトラベリングナット２１３がさらに上方に移動することにより、旋回ベース２１４及び放電ブロックユニット２２０の対および旋回ベース２１５と試料台ユニット２４０との対の両者を共に上方向に移動させることができる。
なお、図５，７において、トラベリングナット２１３は上下軸２１１の軸方向の移動範囲の下限に位置している状態が示されている。本実施例では、この状態で旋回ベース２１４下面とこの下面に当接するトラベリングナット２１３の上端上面の隙間は１〜５ｍｍにされている。また、旋回ベース２１５の下面とこれに当接するトラベリングナット２１３の下端側のフランジ上面との隙間は、両者が当接した状態でトラベリングナット２１３の上端部に載せられている旋回ベース２１４に連結された放電ブロックユニット２２０を構成し放電ブロック２２４の下端部またはリング状の放電ブロックベース２２１の下端が下方のアースリング２２５の突起部上端より高くなるように構成され、本実施例では５ｃｍにされているが、これに限定されない。
次に、図８及び図９に示すように、放電ブロックユニット２２０を旋回軸２１２−１周りに回転させて水平方向（図上左方向）に移動させて下方の真空容器を構成する上部容器２３０上方から取り除く。図８は、図７に示したプラズマ処理装置からさらに放電ブロックユニット２２０を取り外した状態の当該プラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示した図である。図８は、放電ブロックユニット２２０を旋回させた状態を模式的に示すプラズマ処理装置の上面図であり、図９は、放電ブロックユニット２２０を旋回させた状態を模式的に示すプラズマ処理装置の縦断面図である。
これらの図に示されるように、本実施例では、真空容器の保守や点検の作業において大気開放された真空容器を構成する容器の取り外しや作業者の接近のため、旋回ベース２１４に連結され接続された放電ブロックベース２２１とこの上に接続されて取り付けられた放電ブロック２２４及びヒータ２２２を含む放電ブロックユニット２２０を、図９矢印３１０に示すように、まず上下軸２１１の中心軸に沿って上方へ移動した後、旋回軸２１２を中心として水平に反時計周りに旋回させることにより試料台２４１あるいは真空容器の中心軸２９０の鉛直方向の上方から、旋回リフター２１０または旋回軸２１２−１を挟んで試料台２４１或いは真空処理ユニット２００本体と反対の側の箇所に移動させる。
当該放電ブロックユニット２２０の上下軸２１１の中心軸方向の上方の移動は、トラベリングナット２１３を上下軸２１３の円筒形の側壁に沿って上方に移動させ、その上端側のフランジ部上面を旋回ベース２１４の下面と当接させて更に所定の距離だけ旋回ベース２１４を上方に移動させ持ち上げることで実施される。この際、トラベリングナット２１３と旋回ベース２１５には上記のように１〜５ｍｍの隙間があるため、試料台ユニット２４０は下部容器２５０の上に配置された状態のままである。
本実施例では、旋回リフター２１０をベースプレート２６０の真空容器を挟んでバルブボックス１１５または真空搬送室１０４の反対の側の端部で放電ブロックユニット２２０を反時計方向に旋回可能な位置（図８上では試料台２４１あるいはアースリング２２５の左下方）に配置して、放電ブロックユニット２２０をこの旋回により移動され真空容器上部から取り外される構成としたが、旋回リフター２１０が配置される位置はこれに限られない。図８上の試料台２４１あるいはアースリング２２５の左上方の位置でベースプレート２６０の端部に配置して、放電ブロックユニット２２０を時計方向に旋回させて取り外すことのできる構成としても良い。
本実施例では、放電ブロックユニット２２０の取り外しの第一段階としてこれを中心軸２９０方向の上方に移動させる距離は、放電ブロックユニット２２０の下端がアースリング２２５の突起部上端を越える高さ以上とする。本実施例では５ｃｍとしたが、これに限定されない。
また、本実施例で放電ブロックユニット２２０を旋回させる角度は１８０度であるが、９０度以上２７０度以下の範囲で作業者、使用者の求められる仕様に応じて選択される。発明者らはメンテナンスの作業の効率を考慮して１８０度±２０度を好適と判断した。
上記の実施例では、放電ブロック２２４や放電ブロックベース２２１、ヒータ２２２等を放電ブロックユニット２２０として接続された状態の１つのユニットとして旋回させる。これは、この放電ブロックユニット２２０には反応生成物の付着の量が相対的に小さく他の真空容器の部品の交換を含む保守、点検の際にもその対象ではないことによる。上記の旋回リフター２１０及び放電ブロックユニット２２０との連結の構成により、真空処理ユニット２００の上部からこれらを迅速かつ容易に移動させ、保守点検の作業の量が低減され時間が短縮される。
図８，９に示した作業により放電ブロックユニット２２０が真空容器上部から取り外され、真空処理ユニット２００の真空容器の上端にはアースリング２２５が露出する。
次に、図１０に示すように、アースリング２２５及び上部容器２３０を真空容器の下方の部材またはベースプレート２６０に対して上方へ移動させて真空処理ユニット２００から取り外す。図１０は、図９に示したプラズマ処理装置からさらにアースリング２２５及び上部容器２３０を取り外した状態の当該プラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
本実施例では、ウエハ３００の処理枚数あるいはプラズマを用いた処理の時間の累計が所定の値を超えたと制御装置が判断すると次のウエハ３００の処理の開始は一端延期され、真空処理ユニット２００は保守、点検の動作、運転を開始する。この保守、点検では、処理室の内側壁面を構成して処理中に形成される反応生成物がその内側表面に付着する量が相対的に大きい上部容器２３０は、真空処理ユニット２００に取り付けられた状態で当該付着物を布等で拭き取りする清掃作業ではなく、上部容器２３０を新品あるいは清掃済で内壁表面が清浄な状態の同一構成の別の上部容器２３０とスワップ（交換）される。
上部容器２３０の取り外しは、ベースプレート２６０にボルト等のネジでその外周側壁に配置されたフランジ部を通して締結して固定していた上部容器２３０の当該ネジを取り外して、作業者が上部容器２３０を上方に持ち上げて行われる。上部容器２３０が取り付けられた状態で上部容器２３０の下端部の下面とこれに対向する試料台ベース２４２の外周側リング状部分の上端部上面との間には上下方向に印加される荷重によりＯリング２０７が挟まれているため、作業者は上部容器２３０の取り外しの際に変形して上下面の何れかに付着しているＯリング２０７を引き剥す必要があるが、上方の放電ブロックユニット２２０は旋回ベース２１４の旋回軸２１２周りに旋回して旋回リフター２１０を挟んだベースプレート２６０またはその上方の真空容器の反対の側の隣接する真空処理装置との間の作業用のスペースに位置し作業者が作業を実施する空間が十分に確保されている。このため、クリーニングを要する上部容器２３０を取り外し或いは別の上部容器２３０を取り付けて交換する作業の量や時間が増大することを抑制し作業の効率が向上する。
なお、本実施例では、放電ブロックユニット２２０の移動は、制御装置からの指令により旋回リフター２１０の動作を調節することにより行われる。このような制御装置は旋回リフター２１０の動作の調節に専用のものを配置しても良いが、真空処理ユニット２００あるいは真空処理装置１００の全体の動作を調節する制御装置の一部に当該機能を備えたものとしても良い。上記のように、図１０に示した上部容器２３０を取り外すことにより、試料台２４１と支持梁２４６とその外周側に配置されたリング状部分を含む試料台ベース２４２が露出する。
次に、図１１，１２に示すように、旋回リフター２１０の旋回ベース２１５に連結され接続された試料台ベース２４２及びこれに連結された試料台２４１及び試料台底部蓋２４５を含む試料台ユニット２４０を、矢印３２０に示すように、旋回軸２１２−２周りに水平に反時計周りに旋回させ、真空容器または真空処理ユニット２００本体から取り外す。図１１，１２は、図１０に示したプラズマ処理装置からさらに試料台ユニット２４０を取り外した状態の当該プラズマ処理装置の構成の概略を模式的に示した図である。図１１は試料台ユニット２４０を旋回させた状態を模式的に示すプラズマ処理装置の上面図であり、図１２は試料台ユニット２４０を旋回させた状態を模式的に示すプラズマ処理装置の縦断面図である。
本実施例の真空処理ユニット２００では、試料台ユニット２４０は、図１２の符号３２０の矢印に示されるように、まず中心軸２９０に沿って上方へ所定距離だけ移動された後に、図１１に示すように旋回軸２１２−２周りで反時計周り方向に回転して下方に残される下部容器２５０の上方から取り外されてベースプレート２６０の外側の領域に移動される。この際、試料台ユニット２４０と連結され接続された旋回ベース２１５が、旋回リフター２１０の上下軸２１１の外周側壁に沿って上方に移動するトラベリングナット２１３の下端部のフランジ部上面と当接し、当該トラベリングナット２１３と共に上方に所定距離だけ移動して停止する。
また、本実施例では試料台ユニット２４０を反時計方向に旋回させる構成を備えているが、これに限られず旋回リフターをベースプレート２６０の外周縁部に配置する位置を変えて時計方向に旋回させる構成とすることもできる。また、試料台ユニット２４０を上方に移動させる距離は、試料台ユニット２４０と下方に配置されてこれが載せられる下部容器２５０との間に挟まれたＯリング２０７が試料台ユニット２４０或いは下部容器２５０から剥がれる高さ以上とする。このような高さとしては本実施例で１ｃｍにされるがこれに限定されない。
また、試料台ユニット２４０を旋回させる角度は放電ブロックユニット２２０と同じとなるように設定することが望ましい。このことにより、メンテナンスの作業中に、上方から見た場合に放電ブロックユニット２２０と試料台ユニット２４０の両者が占有する面積の合計を小さくすることができる。この結果、隣接する真空処理装置との間の作業用のスペースが増大することが抑制され、その床面上に複数の真空処理装置が配置される建屋における設置可能な真空容器の数をより大きくして製造の効率を高くすることができる。
また、試料台２４１を含む構造を試料台ユニット２４０として１つのユニットに纏めて旋回させ移動させることにより、真空処理ユニット２００からの試料台２４１等真空容器を構成する部分の取り外しの作業を容易にし短時間で実行可能にすることができる。試料台２４１上面の載置面には処理中はウエハ３００が載置されるため反応生成物は相対的に付着し難い構成となっているため、上部容器２３０や下部容器２５０の交換を含む保守、点検を実施する際に常時保守、点検の作業が施されるものとならない。そこで、試料台２４１を含むこのような部品を纏めて試料台ユニット２４０として下部容器２５０上方から取り外して移動させることで、上記下部容器２５０の保守、点検の作業の量や時間が増大することが抑制される。
また、試料台ユニット２４０の移動も旋回リフター２１０を制御する制御装置により行われる。試料台ユニット２４０を旋回軸２１２−２周りに回転させベースプレート２６０の外側の領域に移動させることにより、真空処理ユニット２００に残された真空容器の上端には下部容器２５０が露出する。また、排気部蓋２６１の円形の上面全体が露出する。
次に、下部容器２５０とベースプレート２６０とをフランジ部で締結していたネジが取り外された後、図１３に示すように、下部容器２５０を上方へ移動させて取り外す。下部容器２５０が真空処理ユニット２００に取り付けられている状態で下部容器２５０の下面とこれに対向して当接するベースプレート２６０上面との間には上方からの荷重が印加されて変形したＯリング２０７が挟まれて配置されている。
下部容器２５０の取り外しの際には、変形して付着したＯリング２０７を引き剥すだけの力を加え持ち上げる必要がある。図１４に示すように、本実施例では、下部容器２５０の上方に配置された真空容器を構成する部材である試料台ユニット２４０や放電ブロックユニット２２０は、旋回リフター２１０周りに旋回して平面形が矩形状を有したベースプレート２６０の外側の領域に移動され、ベースプレート２６０の周囲に旋回リフター２１０が配置されておらず作業者が立って作業可能なスペースが形成される。このため、上記下部容器２５０を持ち上げるに必要な外力を容易に発揮して下部容器２５０を取り外し、また新品の又は清浄済の別の下部容器２３０とスワップ（交換）する作業を行うことができる。このような構成により、下部容器２５０のメンテナンス作業の量やこれに要する時間が低減され、真空処理ユニット２００がウエハ３００を処理していない、所謂非稼動時間の増大が抑制される。
下部容器２５０を取り外した状態では、ベースプレート２６０の上面あるいは排気部蓋２６１の上面が雰囲気に露出するので、図１４に示すように、これらについて保守、点検の作業を行うことができる。ベースプレート２６０の露出部は下部容器２５０で覆われていたため反応生成物の付着が相対的に少ない。また、円形を有する排気部蓋２６１の上表面は、試料台２４１とその中心軸を合致させた位置またはこれと同等の位置に配置され、その径は円筒形を有する試料台２４１の径を超えないものにされているため、ウエハ３００の処理中に形成される反応生成物の付着は相対的に少ないが、これらは必要に応じて清掃することができる。上記の通り、真空処理ユニット２００から取り外され保守、点検の作業の対象である真空容器を構成する部材の清掃や交換が実施された後には、取り外しの際と逆の手順で真空処理ユニット２００のベースプレート２６０上に取り付けられ真空容器が組み立てられる。
本実施例においては、上記真空容器を構成する蓋部材２０２、シャワープレート２０３、ガス導入リング２０４、石英内筒２０５、放電ブロックユニット２２０、アースリング２２５、上部容器２３０、試料台ユニット２４０及び下部容器２５０の真空処理ユニット２００本体からの取り外しの作業において、トラベリングナット２１３はこれがその外周側壁に沿って移動する円筒形の上下軸２１１に反次の３ヶ所の高さ位置で停止する。すなわ、（１）下限位置（蓋部材２０２、シャワープレート２０３、ガス導入リング２０４及び石英内筒２０５の取り外しの期間、図５〜図７）、（２）中間位置（放電ブロックユニット２２０、アースリング２２５及び上部容器２３０の取り外しの期間、図８〜図１０）、（３）上端位置（試料台ユニット２４０及び下部容器２５０の取り外しの期間、図１１〜図１４）。本実施例では、トラベリングナット２１３の上記３つの位置については、図示していない表示灯と連動した位置センサや目盛等で作業者が把握可能に構成されている。
また、本実施例では、上部容器２３０だけでなく下部容器２５０も交換したが、下部容器２５０内面を覆うようにライナー（カバー）を取り付け、当該ライナーを交換する構成としてもよい。また、実施例ではメンテナンス作業において旋回リフター２１０を用いて移動を行う放電ブロックユニット２２０や試料台ユニット２４０以外の部品の移動は作業者が自らの手作業で実施する構成であるがクレーン等の起重機を用いても良い。
また、本実施例では、真空処理装置としてＥＣＲタイプの真空処理装置を用いたが、これに限らず、ＩＣＰタイプの装置等々にも適用することができる。また、リンク方式で配列された真空処理ユニットを備えた真空処理装置を用いたが、これに限らず、クラスター方式の装置にも適用することができる。
以上説明したように、本実施例によれば、被処理物が大口径化した場合であっても、処理の均一性が良好で（同軸の軸対称排気）で、かつ定常的なメンテナンスだけでなく、非定常的なメンテナンスも効率よく行うことが可能な真空処理装置を提供することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある構成の一部を他の構成に置き換えることも可能であり、また、ある構成に他の構成を加えることも可能である。
１００…真空処理装置、
１０１…大気ブロック、
１０２…真空ブロック、
１０４、１０４−１、１０４−２…真空搬送室、
１０５…ロック室、
１０６…大気搬送室、
１０７…カセット台、
１０８…搬送中間室、
１０９…大気搬送ロボット、
１１０、１１０−１、１１０−２…真空搬送ロボット、
１１１…第１のゲートバルブ、
１１２…第２のゲートバルブ、
１１５…バルブボックス、
２００，２００−１，２００−２，２００−３，２００−４…真空処理ユニット、
２０１…第１の高周波電源、
２０２…蓋部材、
２０３…シャワープレート、
２０４…ガス導入リング、
２０５…石英内筒、
２０６…ソレノイドコイル、
２０７…Ｏリング、
２１０…旋回リフター、
２１１…上下軸、
２１２，２１２−１，２１２−２…旋回軸、
２１３…トラベリングナット
２１４…旋回ベース（放電ブロックユニット用）
２１５…旋回ベース（試料台ユニット用）
２２０…放電ブロックユニット、
２２１…放電ブロックベース、
２２２…ヒータ、
２２３…第１の温度コントローラ、
２２４…放電ブロック、
２２５…アースリング、
２３０…上部容器、
２４０…試料台ユニット、
２４１…試料台、
２４２…試料台ベース、
２４３…第２の高周波電源、
２４４…第２の温度コントローラ、
２４５…試料台底部蓋、
２４６…支持梁、
２５０…下部容器、
２６０…ベースプレート、
２６１…排気部蓋、
２６２…アクチュエータ、
２７０…排気ポンプ、
２８０…支柱、
２９０…中心軸、
３００…ウエハ、
３１０…放電ブロックユニットの動く方向、
３２０…試料台ユニットの動く方向、
４００…作業者。

Claims (6)

  1. 減圧された内側に配置されたウエハがプラズマを用いて処理される処理室を有した真空容器と、この真空容器が載せられて当該真空容器内部の処理室からのガスが排出される開口を有したベースプレートとを有し、前記真空容器を構成する少なくとも１つの部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成されたプラズマ処理装置であって、
    前記ベースプレートの前記真空容器を挟んで当該真空容器の側方に配置され減圧された内部を前記ウエハが搬送される真空搬送室の反対の側の端部にこれと連結されて取り付けられ、上下方向に延在する軸を有して前記取り外し可能な部材を上下方向に移動させるリフターを備え、
    このリフターの前記上下方向の軸に連結されて配置され当該軸に沿って上下方向に移動する連結部と、この連結部に配置され前記取り外し可能な部材が連結された関節部であって前記リフターの軸に並列に配置されて当該取外し可能な部材がその周りで水平方向に旋回する旋回軸を有する関節部とを備えたプラズマ処理装置。
  2. 請求項１に記載のプラズマ処理装置であって、
    前記真空容器を構成する取り外し可能な部材がシール部材を挟んでこの真空容器に取り付けられるものであって、当該真空容器に取り付けられた状態で前記シール部材に上下方向に荷重が加えられて前記真空容器の内外を気密に封止するプラズマ処理装置。
  3. 請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
    前記真空容器を構成する上下に重ねられて配置された複数の部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成され、
    前記リフターが、前記取り外し可能な複数の部材の各々と前記上下方向の軸とに連結された複数の前記連結部の各々と連結されて前記上下方向の軸に沿って移動して前記複数の部材を同時に上下方向に移動させる部材を備えたプラズマ処理装置。
  4. 請求項１乃至３の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
    前記旋回軸が前記リフターの前記上下方向の軸を挟んで前記真空搬送室の反対の側に配置されたプラズマ処理装置。
  5. 請求項１乃至４の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
    前記真空容器を構成する取り外し可能な部材が前記リフターの前記上下方向の軸に沿って移動した後に前記旋回軸周りに回転して移動されるプラズマ処理装置。
  6. 請求項１乃至５の何れかに記載のプラズマ処理装置であって、
    前記真空容器を構成する取り外し可能な部材が前記ウエハをその上面に載せて支持する試料台を含むユニットであるプラズマ処理装置。
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