JPH0992705A - 真空槽の下電極ユニット駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラズマＣＶＤ装置等の半導体製造装置の真
空槽内の下電極ユニットの駆動等に適用され、下電極ユ
ニットの上昇限位置において部材が当接しても、部材に
局部的な歪みが生じることのない真空槽の下電極ユニッ
ト駆動装置を提供する。 【解決手段】 真空槽１に上蓋２を取り付けて真空室Ｃ
を画成し、上蓋２にインナーケース５を設けるととも
に、真空槽１の槽壁に支持ロッド３を摺動自在に貫通さ
せ、この支持ロッド３の真空槽１内に突入した端部にヒ
ータベース４を連結し、このヒータベース４にその上昇
限位置でインナーケース５と当接してプラズマ領域Ｐを
画成するヒータホルダ９を設けるとともに、支持ロッド
３の真空槽１外の端部に連結板１２を取り付け、また、
真空槽１外にエアシリンダ２０を設け、このエアシリン
ダ２０のロッド２２先端のネジ部２２ａに係止部材２５
とナット２３との間で相対変位自在に連結板１２を連結
するとともに、連結板１２とエアシリンダ２０のシリン
ダボディ２１との間にスプリング２９を縮装してヒータ
ベース４を下降方向に付勢するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は真空槽の下電極ユ
ニット駆動機構、特に、プラズマＣＶＤ装置等の半導体
製造装置の真空槽に適用される下電極ユニット駆動機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造に際しては、プラズマＣＶＤ
の処理が真空下で行われる。このため、このようなプラ
ズマＣＶＤ装置等においては、ウェハやガラス基板の保
持体である下電極ユニットを真空槽内に昇降自在に設
け、この下電極ユニット上にウェハ等を載置し、下電極
ユニットを下電極ユニット駆動機構により昇降駆動して
処理を行う。

【０００３】従来、上述した下電極ユニット駆動機構と
しては、図４に示すようなＬＣＤ用枚葉式プラズマＣＶ
Ｄ装置に適用されたものが知られる。図４において、１
は上部が開口した真空槽であり、真空槽１は上部開口が
上蓋２により気密的に閉止されて内部に真空室Ｃを画成
する。上蓋２には、内面にカソード電極２ａが後述する
アノード電極と対向して固設され、このカソード電極２
ａの廻りに枠状のインナーケース５が固設される。

【０００４】また、真空槽１には下部に支持穴１ａが形
成され、この支持穴１ａに筒状のガイドブッシュ６がシ
ールリング７により気密的に設けられる。ガイドブッシ
ュ６内には支持ロッド３がシールリング８を介し気密的
かつ摺動自在に挿通し、支持ロッド３の上端が真空室Ｃ
内に突入して上端部にヒータベース４が固設される。ヒ
ータベース４にはヒータホルダ９により下ヒータ１０が
設けられ、この下ヒータ１０上にアノード電極１１が取
り付けられ、これらヒータベース４、ヒータホルダ９、
下ヒータ１０及びアノード電極１１により下電極ユニッ
トが構成されている。ヒータホルダ９は、断面Ｌ字状の
枠部材から構成され、後述するように、ヒータベース４
の上昇時に前記インナーケース５と当接してプラズマ領
域Ｐを画成する。

【０００５】支持ロッド３は、下部に略アーム状の連結
板１２が嵌着され、連結板１２を介してエアシリンダ２
０と連結する。エアシリンダ２０は、シリンダボディ２
１が真空槽１の外壁下面にシリンダロッド２２を下方に
向けて固設され、シリンダロッド２２先端が連結板１２
の端部と連結する。このシリンダロッド２２には、先端
部分にネジ部２２ａが形成され、このネジ部２２ａに螺
合した２つのナット２３，２３で連結板１２を挟着して
いる。

【０００６】この従来のプラズマＣＶＤ装置にあって
は、支持ロッド３には真空室Ｃの負圧により上向きの力
が常に作用するため、エアシリンダ２０はこの負圧によ
る力と対向できる出力のものが用いられる。そして、エ
アシリンダ２０の伸動でヒータベース４を下降させ、エ
アシリンダ２０の縮動でヒータベース４を上昇させ、こ
のヒータベース４の上昇でヒータホルダ９がインナーケ
ース５と当接してプラズマ領域Ｐを画成し、このプラズ
マ領域Ｐにおいて処理対象のガラス基板に薄膜を形成す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のプラズマＣＶＤ装置にあっては、支持ロッド３
の下端部に連結板１２を介しエアシリンダ２０が連結し
てエアシリンダ２０と支持ロッド３とが偏芯しているた
め、支持ロッド３に曲げモーメントが発生し、ヒータベ
ース４の上昇でインナーケース５とヒータホルダ９が当
接すると上記曲げモーメントに起因してインナーケース
５とヒータホルダ９の接触圧が部分的に大きくなって部
分的な歪みを生じ、この歪みにより隙間が生じてプラズ
マ領域Ｐの気密性が破壊され、プラズマの漏洩を生じる
という問題があった。この問題は、上述したように大き
な出力のエアシリンダ２０が用いられるため顕著であ
り、その解決が強く要望されていた。

【０００８】この発明は、上記問題に鑑みてなされたも
ので、下電極ユニットの上昇限位置においてインナーケ
ースとヒータホルダ等の部材を当接させても部材に歪み
が生じることのない真空槽の下電極ユニット駆動装置、
例えば、プラズマＣＶＤ装置に適用した場合に、プラズ
マ領域の気密性を確実に保持でき、プラズマの漏洩を防
止することができる真空槽の下電極ユニット駆動機構を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、真空槽内に昇降自在に収容された下電
極ユニットと、前記真空槽の槽壁を気密的に摺動自在に
貫通し、該真空槽内に突入した端部が前記下電極ユニッ
トと結合した支持ロッドと、前記真空槽外に設けられて
前記支持ロッドに連結し、該支持ロッドを駆動するアク
チュエータとを備えた真空槽の下電極ユニット駆動機構
において、前記支持ロッドと前記アクチュエータとを前
記支持ロッドの移動方向に所定の相対変位を許容する遊
び部分を持たせて連結し、前記下電極ユニットの上昇作
動を該下電極ユニットに作用する前記真空槽内の負圧
で、前記下電極ユニットの下降作動を前記アクチュエー
タにより行うように構成した。

【００１０】この発明にあっては、下電極ユニットは真
空槽内の負圧により上昇するため、下電極ユニットの上
昇限位置でインナーケースとヒータホルダ等の部材が当
接しても部材に部分的な歪みが生じることが無い。ま
た、下電極ユニットの下降はアクチュエータが遊び部分
に対応した範囲を作動して遊び部分の相対変位が禁止さ
れることでアクチュエータの力が支持ロッドに伝達され
て下電極ユニットが下降し、従前と同様に支障無く下電
極ユニットを下降させることができる。

【００１１】そして、この発明の下電極ユニット駆動機
構は、支持ロッド、すなわち、下電極ユニットを下降方
向に付勢するスプリングを設けることで、下電極ユニッ
トの上昇限位置で当接する部材に生じる力をより小さく
でき、歪みの発生をより有効に防止でき、また、下電極
ユニットの下降時においては下電極ユニットにアクチュ
エータの出力とともにスプリングの弾性力が作用するた
め、アクチュエータの出力を小さくすることもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る真空槽の下
電極ユニット駆動機構の実施の形態を図面を参照して説
明する。図１および図２はこの発明にかかる真空槽の下
電極ユニット駆動装置をプラズマＣＶＤ装置に適用した
実施の一形態を示し、図１が上昇時の状態の断面図、図
２が下降時の状態の断面図である。なお、前述した図４
の従来の真空槽の下電極ユニット駆動機構と同一の部分
には同一の番号を付して一部の説明を割愛する。

【００１３】図１，２に示すように、エアシリンダ２０
は、シリンダロッド２２が連結板１２の連結孔１２ａに
遊挿する。シリンダロッド２２のネジ部２２ａには、先
端に係止部材２５がナット２６により取り付けられ、こ
の係止部材２５と所定間隔（遊び部分）離間してナット
２３がネジ部２２ａに螺着し、係止部材２５とナット２
３との間に連結板１２が変位可能に位置する。

【００１４】また、エアシリンダ２０のシリンダボディ
２１の下側端面と連結板１２との間に２つのコイルスプ
リング２９が縮装され、これらコイルスプリング２９内
にそれぞれシリンダボディ２１の下側端面に垂設された
ガイドロッド２７が遊挿する。コイルスプリング２９は
支持ロッド３をヒータベース４が下降する方向に付勢
し、これらガイドロッド２７が連結板１２を摺動自在に
挿通してシリンダロッド２２と連結板１２の相対変位を
案内する。

【００１５】なお、３１はスプリング２９と連結板１２
との間に介装されたスプリング２９の付勢力調節用のス
ペーサであり、このスペーサ３１は所望するスプリング
２９の弾性力に応じた厚みのものが用いられる。ただ
し、このスペーサ３１は、厚みが同一または異なる複数
を組み合わせて用いることも可能であり、また、シリン
ダボディ２１の端面とスプリング２９との間に介装する
ことも可能である。さらに、上述した実施の形態では、
１つのスプリング２９と連結板１２との間にのみスペー
サ３１を介装するが、全てのスプリング２９についてス
ペーサ３１を設けることも可能である。

【００１６】この実施の形態にあっては、ヒータベース
４を上昇させる場合、図１に示すように、エアシリンダ
２０を自由状態としてヒータベース４に作用する負圧に
よってヒータベース４を上昇させる。すなわち、連結板
１２がスプリング２９の弾性力に抗して図中上動し、こ
の連結板１２の上動に伴いエアシリンダ２０が縮動す
る。そして、この後、ヒータベース４が上限位置に到達
し、ヒータホルダ９がインナーケース５と当接してプラ
ズマ領域Ｐを画成するが、この上限位置においては、ヒ
ータベース４にはスプリング２９により下降方向への付
勢力が作用するため、ヒータホルダ９がインナーケース
５と過大な力で当接することが無く、ヒータホルダ９等
に部分的な歪みが生じることが防止でき、プラズマの漏
洩が防止される。

【００１７】また、ヒータベース４が下降する場合は、
図２に示すように、エアシリンダ２０が伸動し、シリン
ダロッド２２のナット２３が遊び部分を移動して連結板
１２の上面に当接する。そして、この後は、エアシリン
ダ２０のさらなる伸動で連結板１２が下降作動し、ヒー
タベース４が下降する。ここで、この下降作動時におい
ては、真空室Ｃ内の負圧が上昇方向に作用するが、スプ
リング２９の弾性力がエアシリンダ２０の力に加えて下
降方向に作用し、このスプリング２９の弾性力で真空室
Ｃ内の負圧による力を相殺することができるため、大き
な出力のエアシリンダ２０を必要とせず、装置の小型
化、低コスト化が図れる。

【００１８】図３はこの発明にかかる真空槽の下電極ユ
ニット駆動機構の他の実施の形態を示す要部の拡大断面
図である。なお、上述した実施の形態と同一の部分には
同一の番号を付して一部の説明を省略する。

【００１９】この実施の形態は、連結板１２を上下に貫
通する筒状のばね力調節用のガイド部材５０を設け、こ
のガイド部材５０によりスプリング２９の弾性力を調節
可能としたものである。ガイド部材５０は、下端内周部
にリテーナ部５１を、上部外周に雄ねじ部５２を有し、
リテーナ部５１にスプリング２９の端部が係止する。こ
のガイド部材５０は、連結板１２の上面側で雄ねじ部５
２に取付ナット４１およびロックナット４２が螺合し、
これらナット４１，４２により連結板１２に掛止され
る。

【００２０】この実施の形態にあっては、ガイド部材５
０の雄ねじ部５２と各ナット４１，４２との螺合長さを
変えることで、スプリング２９の初期長さが調節される
ため、支持ロッド３に作用する付勢力を容易に変更でき
る。したがって、真空室Ｃ内の負圧に応じてヒータベー
ス４に作用するスプリング２９の弾性力を変えることも
でき、ヒータホルダ９やインナーケース５に歪みが生じ
ることをより確実に防止できる。

【００２１】なお、上述した各実施の形態にあっては、
プラズマＣＶＤ装置に適用した真空槽の下電極ユニット
駆動機構を例示するが、この発明は、真空槽を有する半
導体製造装置一般に適用することが可能である。また、
上述した実施の形態にあっては、ヒータベース４を昇降
駆動し上限位置でインナーケース５等の部材に歪みが生
じることを防止するものを例示するが、下限位置で部材
に歪みが生じることを防止するように構成することも可
能であり、さらに、昇降駆動に限らずヒータベース４等
の下電極ユニットを水平駆動するものにも適用すること
ができる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
真空槽の下電極ユニット駆動機構よれば、下電極ユニッ
トの支持ロッドとアクチュエータとを所定の相対変位を
許容する遊び部分を介して連結し、下電極ユニットの上
昇は真空槽内の負圧により、下電極ユニットの下降はア
クチュエータにより行うように構成したため、下電極ユ
ニットの上昇限位置で当接する部材の接触圧を小さく、
また、部材に局部的な歪みが生じることを防止できると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる真空槽の下電極ユニット駆動
機構の実施の一形態をプラズマＣＶＤ装置に適用して示
す断面図である。

【図２】同下電極ユニット駆動機構の図１と異なる状態
の断面図である。

【図３】この発明の他の実施の形態に係る真空槽の下電
極ユニット駆動機構の要部の拡大断面図である。

【図４】従来の真空槽の下電極ユニット駆動機構の断面
図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 上蓋 ３ 支持ロッド ４ ヒータベース ５ インナーケース ６ ガイドブッシュ ９ ヒータホルダ １０ 下ヒータ １１ アノード電極 １２ 連結板 ２０ エアシリンダ（アクチュエータ） ２１ シリンダボディ ２２ シリンダロッド ２２ａ ネジ部 ２３ ナット ２５ 係止部材 ２７ ガイドロッド ２９ コイルスプリング ３１ スペーサ ４１ 取付ナット ５０ ガイド部材 Ｃ 真空室 Ｐ プラズマ領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽内に昇降自在に収容された下電極
   ユニットと、前記真空槽の槽壁を気密的に摺動自在に貫
   通し、該真空槽内に突入した端部が前記下電極ユニット
   と結合した支持ロッドと、前記真空槽外に設けられて前
   記支持ロッドに連結し、該支持ロッドを駆動するアクチ
   ュエータとを備えた真空槽の下電極ユニット駆動機構に
   おいて、前記支持ロッドと前記アクチュエータとを前記
   支持ロッドの移動方向に所定の相対変位を許容する遊び
   部分を持たせて連結し、前記下電極ユニットの上昇作動
   を該下電極ユニットに作用する前記真空槽内の負圧で、
   前記下電極ユニットの下降作動を前記アクチュエータに
   より行うことを特徴とする真空槽の下電極ユニット駆動
   機構。