JPH07193050A - 真空プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベロ−ズを均一に加温することによりべロ−ズ
表面への反応生成物の堆積を防止し、処理の歩留まりを
向上させることにある。 【構成】べロ−ズフランジ３０と円筒フランジ４０の間
に、流量制御及び、ヒ−トアップされた熱媒体を、円筒
フランジ４０内の配管を介して供給することにより、べ
ロ−ズフランジ３０を温調する。これにより、べロ−ズ
フランジ３０表面上への反応生成物の堆積，剥離、更
に、塵埃化への進行を防止し、処理の歩留まりを向上さ
せる信頼性の高い装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空プラズマ処理装置に
係わり、特にプラズマ処理に伴う反応生成物が生じやす
いものに好敵な真空プラズマ処理装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空プラズマ処理装置は、例え
ば、特開昭６３−６９２３４号公報に記載のように、真
空槽底部の開口部に取り付けられた円筒フランジと、下
端に前記円筒フランジを有し上端にフランジを有するべ
ロ−ズフランジと、前記円筒フランジの円筒内部をスラ
イド可能で前記上端のフランジに固定されたスライド軸
と、前記真空槽に支持され、前記スライド軸の下部に支
持されたサポ−トの下部で前記スライド軸の軸心上に設
けた伸縮手段を設けて成るものであった。

【０００３】また、処理に伴う蒸着源例えばガスあるい
はガスと基板との反応生成物がプラズマ発生室内で堆積
し、やがて剥離して塵埃化するため、処理の歩留まりを
低下させるという課題を解決する技術として、例えば、
特開昭５８−５３８８３号公報に代表されるように加熱
によって反応生成物の堆積を低減させようとしたもの
や、更に他の技術として、例えば、特公昭６０−５６４
３１号公報では加熱によって堆積物の洗浄除去効果を高
めようとしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、処理
に伴う反応生成物がベロ−ズ表面上に堆積するという問
題点について、配慮がなされていなかった。特に、半導
体産業では半導体デバイスの微細化が進んでおり堆積物
の低減，除去が重要な問題となっている。また、従来の
反応生成物の低減方法はヒ−タの加熱によるものであ
り、被加温部温度の不均一性，ヒ−タ取付によるスペ−
ス効率，メンテナンス性の悪化という問題があった。

【０００５】本発明の目的は、加温システムの占有スペ
−スを最小限に抑え、且つ、ベロ−ズを均一に加温する
ことによりべロ−ズ表面への反応生成物の堆積を防止
し、処理の歩留まりを向上させることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、下端に真空槽底部の開口部に取り付けられる下フラ
ンジを上端に上フランジを有するべロ−ズフランジと、
前記下フランジの内側に挿入される熱媒体供給流路及び
熱媒体排出流路を有する中空円筒付きの円筒フランジ
と、該円筒フランジの円筒内部をスライド可能で前記べ
ロ−ズフランジ上端のフランジに固定したスライド軸
と、前記真空槽に支持され前記スライド軸の下部に支持
されたサポ−トの下部で前記スライド軸の軸心上に設け
た伸縮手段と、前記真空槽に支持され前記円筒フランジ
に熱媒体を供給する供給流路に接続される流量計，レギ
ュレ−タ、及びヒ−タを設けたものである。

【０００７】

【作用】べロ−ズフランジと円筒フランジの間に、流量
制御及びヒ−トアップされた熱媒体を、円筒フランジ内
の配管を介して供給することにより、べロ−ズフランジ
を温調する。これにより、べロ−ズフランジ表面上への
反応生成物の堆積，剥離，更に、塵埃化への進行を防止
し、処理の歩留まりを向上させる信頼性の高い装置を提
供できる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図１，図２により説明す
る。

【０００９】図１は、本発明の真空プラズマ処理装置の
構成を示し、例えば、マイクロ波プラズマエッチング処
理装置に適用した場合について述べる。

【００１０】真空排気装置１６が連結されエッチングガ
ス導入用のガス導管２０が設けられた、この場合、上方
が開放された真空槽１４には、石英，アルミナ等の電気
絶縁材料で形成され、下端が開放された放電管１２が真
空槽１４とＯリング１３で真空シ−ルされ気密に構設さ
れている。放電管１２の外側には、導電性材料で形成さ
れた導波管６が放電管１２を含み同心上に配設されてい
る。導波管６の長手方向、すなわち高さ方向には、空心
ソレノイドコイル８が頂部と対応するような位置で環装
されている。空心ソレノイドコイル８には、処理時に前
記空心ソレノイドコイル８への供給電流を所定振幅で変
動させる機能を有する直流電源１０が、接続されてい
る。導波管６とマイクロ波発生装置２とは、導波管，同
軸ケ−ブル等のマイクロ波伝播手段４で連結されてい
る。ガス導管２０の他端は処理ガス供給装置１８に連結
されている。放電管１２内の放電領域に対応して基板台
２６が設けられ、また、この基板台２６には、イオン入
射エネルギ−を制御するために基板軸７２を介して高周
波電源７９が接続されている。

【００１１】真空槽１４の底部開口部には、下端に下フ
ランジ３０ｂを有し上端に上フランジ３０ａを有するベ
ロ−ズフランジ３０が、真空槽１４の内側から挿入さ
れ、前記下フランジ３０ｂがＯリング４２で真空シ−ル
されている。真空槽１４の外側には、内部が中空の底容
器４６が、ボルト４４で取り付けてある。

【００１２】ベロ−ズフランジ３０の下フランジ３０ｂ
の内側には、熱媒体供給流路３８及び熱媒体排出流路３
４を有する中空円筒付きの円筒フランジ４０が挿入され
ている。円筒フランジ４０には、リニアスリ−ブベアリ
ング３６を介してスライド軸７４が通され、スライド軸
７４の上端は上フランジ３０ａに取り付けて支持され
る。

【００１３】スライド軸７４の内側には基板軸７２が貫
通し、基板軸７２の上端部にはボルト２２によって基板
台２６が取り付けてあり、基板台２６と上フランジ３０
ａとの間、及び基板軸７２とスライド軸７４との間に
は、それぞれ絶縁材２８ａ，２８ｂが挿入されて電気絶
縁を行っている。この場合、絶縁材２８ａと上フランジ
３０ａ、及び基板軸７２と絶縁材２８ｂとの間に、Ｏリ
ング２５及び２３を入れて真空シ−ルを行っている。基
板軸７２はスライド軸７４の下端面に絶縁材２８ｂを介
してナット７５で締め付けて固定されており、スライド
軸７４の下端部にはサポ−ト７６がボルト７７により吊
り下げ支持されている。

【００１４】底容器４６の下側開口部には、支持座７０
がボルト５９で取り付けられ、基板軸７２と同心上で支
持座７０の上面に伸縮手段、この場合はエア−シリンダ
７８が取り付けられ、エア−シリンダ７８のロッド先端
部はサポ−ト７６の下端部にナット７３で取り付けられ
ている。

【００１５】底容器４６の側面には作業用の穴が設けら
れ、エア−導入及び排出用の穴が設けられたカバ−５０
及び６６がボルト４８及び６８で取り付けてある。

【００１６】円筒フランジ４０の熱媒体供給流路３８の
導入口３８ａには、継手６０を介してチュ−ブ６２の一
端が取り付けられ、その一端はカバ−６６に明けられた
穴部に内側から取り付けられたエルボ６４に接続されて
いる。

【００１７】図２は図１におけるＡ−Ａ部の側面図を示
している。

【００１８】カバ−６６の外側には、ヒ−タ８２，ヒ−
タコントロ−ラ８０，流量計９４及びレギュレ−タ９８
が取り付けられている。ヒ−タコントロ−ラ８０は信号
線８１によりヒ−タ８２と接続されている。ヒ−タ８２
は、前記穴部に外側から取り付けられたエルボ８６を介
してヒ−タ排出口８４が接続されており、ヒ−タ導入口
８８はチュ−ブ９０を介して流量計排出口９２に接続さ
れている。流量計導入口９５はチュ−ブ９１を介してレ
ギュレ−タ排出口９６に接続されており、レギュレ−タ
導入口１００には熱媒体供給チュ−ブ１０２が接続され
ている。

【００１９】カバ−５０の前記穴部には、外側からダク
ト５７がボルト５８により取り付けられており、前記ダ
クト５７には熱媒体排出チュ−ブ５４が装着されてい
る。

【００２０】次に、上記のように構成した装置の動作
を、例えば、半導体製造装置の場合について説明する。

【００２１】図１に於いて、基板２４が図示しない搬送
装置によって真空槽１４と放電管１２で形成されるプラ
ズマ発生室１９内に搬入され、被処理面を上面として基
板台２６に積載，保持される。次に、エア−シリンダ７
８を押出し操作すると、エア−シリンダ７８のロッド先
端がサポ−ト７６を押し上げ、これに伴いスライド軸７
４が上昇してベロ−ズフランジ３０が真空を保持したま
ま伸びると共に、基板台２６を押し上げる。その後、真
空排気装置１６を駆動することでプラズマ発生室１９は
所定圧力まで減圧排気される。その後、処理ガス供給装
置１８から処理ガス、例えばエッチングガスがガス導管
２０を経てプラズマ発生室１９に所定流量で導入される
と共に、プラズマ発生室１９の圧力は真空排気装置１６
により処理圧力に調整され維持される。一方、マイクロ
波発生装置２で発生した例えば２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波は、マイクロ波伝播手段４を伝播して導波管６に導
入された後に放電管１２に吸収され電場が発生する。ま
た、直流電源１０から空心ソレノイドコイル８に電流が
供給され、これにより電場と直交する磁場が発生する。
これら電場と磁場とによって分子のサイクロトロン運動
を引越こし、このエネルギでプラズマ発生室１９の放電
管１２に対応する部分に存在しているエッチングガスは
プラズマ化され、このプラズマにより基板２４はエッチ
ング処理される。エッチング処理が終了すると、エア−
シリンダ７８の引込み操作により前記エア−シリンダ７
８が押出し操作時の逆動作をなし、基板台２６が下降す
る。処理後の基板２４は、図示しない搬送装置によって
真空槽１４より運び出される。

【００２２】上記の処理が行われている間、以下の動作
が行われる。

【００２３】図２に於いて、熱媒体供給チュ−ブ１０２
より供給された、例えば常温の加圧エア−は、レギュレ
−タ９８により減圧され流量計９４により所定の流量に
流量制御された後にヒ−タ導入口８８へと供給される。
ヒ−タコントロ−ラ８０で設定の設定温度までヒ−タ８
２によりヒ−トアップされたエア−は、ヒ−タ排出口８
４よりエルボ８６を通じて底容器４６内に導入される。

【００２４】図１に於いて、前記底容器４６内に導入さ
れたエア−はエルボ６４に接続されたチュ−ブ６２，継
手６０を経由して、円筒フランジ４０の熱媒体導入口３
８ａへと流入する。さらに、円筒フランジ４０内の熱媒
体供給流路３８によりベロ−ズフランジ３０の内側へと
導入されたエア−は、ベロ−ズフランジ３０全面を内面
より加熱した後に、リニアスリ−ブベアリング３６と円
筒フランジ４０間流路３４ａ，熱媒体排出流路３４及び
下フランジ３０ｂと円筒フランジ４０間の流路３４ｂを
経由して底容器４０内へと排出される。その後、エア−
は、カバ−５０に取り付けられたダクト５７に装着の熱
媒体排出チュ−ブ５４より排気される。

【００２５】これによって、ベロ−ズフランジ３０の内
面全面にわたって加熱することが可能であり、また、前
記べロ−ズフランジ３０の伸縮動作を妨げること無し
に、基板の処理に伴うべロ−ズフランジ３０への反応生
成物の堆積量を低減でき、真空プラズマ処理装置の信頼
性を向上させることができる。

【００２６】以上、本実施例によれば次の効果がある。

【００２７】（１）べロ−ズフランジの加熱により物品
の処理に伴う前記べロ−ズフランジへの反応生成物の堆
積量を低減できる。

【００２８】（２）堆積物が生じた場合に行うプラズマ
洗浄時に、加熱することによりべロ−ズフランジの洗浄
速度が高められる。

【００２９】（３）熱媒体の使用によりべロ−ズフラン
ジを均一に温調することが可能である。

【００３０】（４）熱媒体供給装置は昇降装置外部への
設置が可能であるためべロ−ズフランジの構造の変更が
なく、また、伸縮動作を妨げること無しに前記べロ−ズ
フランジの温調が可能である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、加温システムの占有ス
ペ−スを最小限に抑え、且つ、ベロ−ズを均一に加温す
ることによりべロ−ズ表面への反応生成物の堆積を防止
し、処理の歩留まりを向上することができるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である真空プラズマ処理装置
の縦断面図である。

【図２】図１の装置をＡ−Ａから見た側面図である。

【符号の説明】

２…マイクロ波発生装置、４…マイクロ波伝播装置、６
…導波管、８…空心ソレノイドコイル、１０…直流電
源、１２…放電管、１４…真空槽、１６…真空排気装
置、１８…処理ガス排気装置、１９…プラズマ発生室、
２４…基板、２６…基板台、３０…ベロ−ズフランジ、
３０ａ…上フランジ、３０ｂ…下フランジ、３４…熱媒
体排出流路、３８…熱媒体供給流路、４０…円筒フラン
ジ、４６…底容器、５０…カバ−、５４…熱媒体排出チ
ュ−ブ、６６…カバ−、７０…支持座、７２…基板軸、
７４…スライド軸、７６…サポ−タ、７８…エア−シリ
ンダ、７９…高周波電源、８０…ヒ−タコントロ−ラ、
８２…ヒ−タ、９４…流量計、９８…レギュレ−タ、１
０２…熱媒体供給チュ−ブ。

フロントページの続き (72)発明者 三井 一彦 山口県下松市大字東豊井794番地 日立笠 戸エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板が配置され内部にプラズマを発生させ
   て前記基板を処理する真空槽と、 前記真空槽内で前記真空槽外から貫通導入され内部で移
   動する移動部材と、 前記真空槽側に一方を気密固定し、他方を前記移動部材
   側に気密固定されたベロ−ズと、前記ベロ−ズの反真空
   槽側の空間に熱媒体を導入する手段とを具備したことを
   特徴とする真空プラズマ処理装置。