KR100638916B1 - 처리 장치 및 그 유지 보수 방법 - Google Patents

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KR100638916B1
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동경 엘렉트론 주식회사
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    • H01J37/32458—Vessel

Abstract

유지 보수를 용이하게 실행하여 작업자의 부담을 경감 가능한 처리 장치 및 그 유지 보수 방법을 제공한다. 에칭 장치(100)의 처리실(102)의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛(106)은 상부 전극(130)을 포함하는 처리실(102)측의 하부 조립체(128)와, 일렉트로-바디(144)를 포함하는 전력 공급측의 상부 조립체(128)로 구성된다. 로크 기구(156)를 해제하고, 승강 기구(164)에 의해 상부 조립체(126)를 단독으로 상승시켜 분리한 후, 상부 조립체(126) 및/또는 하부 조립체(128)의 유지 보수를 한다. 로크 기구(156)를 로크하여, 승강 기구(164)에 의해 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 일체적으로 상승시켜 분리한 후, 처리실(102)내의 유지 보수를 실행한다.

Description

처리 장치 및 그 유지 보수 방법{PROCESSING DEVICE AND METHOD OF MAINTAINING THE DEVICE, MECHANISM AND METHOD FOR ASSEMBLING PROCESSING DEVICE PART, AND LOCK MECHANISM AND METHOD FOR LOCKING THE LOCK MECHANISM}
본 발명은 처리 장치 및 그 유지 보수 방법, 처리 장치 부품의 조립 기구 및 그 조립 방법, 로크 기구 및 그 로크 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 프로세스에는 플라즈마 처리 장치가 널리 사용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는 처리실내에 대향 배치된 상부 전극과 하부 전극을 구비하고 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에는, 상부 전극에 고주파 전력을 인가하여 처리실내의 처리 가스를 플라즈마화함으로써, 하부 전극상의 피처리체에 플라즈마 처리를 실시하고 있다.
그런데, 상부 전극이 배치되는 상부 전극 유닛은 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 급전 막대 등의 급전 부재를 수용하는 실드 박스나, 정합기 등이 수용된 매칭 박스나, 처리 가스 공급계 등을 일체적으로 조립할 수 있는 복잡한 구조를 갖 고 있다. 이 때문에, 상부 전극 유닛은 전체적으로 중량이 무겁고, 또한 용량도 큰 것이었다.
따라서, 상부 전극이나 처리실내의 청소 등의 유지 보수를 실행하는 경우에, 작업자는 상부 전극 유닛을 취급 가능한 중량이나 크기의 부재로 분해한 후에, 유지 보수를 할 필요가 있었다. 또한, 유지 보수 종료 후에는, 다시 각 부재를 상부 전극 유닛에 조립할 필요가 있었다.
이와 같이, 종래에는 유지 보수시에, 장치의 분해 조립을 하지 않으면 안되었다. 그 결과, 장치의 가동 효율이 저하한다는 문제가 있었다. 또한, 조립시에는, 각 부재의 위치를 정확히 맞추지 않으면 안되었다. 이 때문에, 작업이 번잡하게 되고, 또한 작업 시간이 증가한다는 문제점이 있었다. 또한, 일반적으로 실드 박스나 매칭 박스는, 작업자가 작업하기 어려운 높은 장소에 배치되어 있다. 이 때문에, 각 부재의 착탈 작업을 작업자가 고된 자세로 실행하지 않으면 안된다. 그 결과, 작업자에게 부담이 된다는 문제점이 있었다.
상부 전극은 금속제의 나사 등의 체결 수단에 의해, 상부 전극을 지지하는 냉각판 등의 부재에 부착되어 있다. 이 때문에, 이상 방전을 방지하기 위해, 상부 전극의 주위 등의 체결 수단의 부착 부분을 절연성의 실드링으로 피복하고 있다. 종래, 실드링은 체결 수단에 의해 냉각판에 부착되어 있다. 그러나, 체결 수단의 구조에 따라서는, 실드링과 냉각판의 선팽창 계수가 다르면, 처리시의 열에 의해 실드링과 냉각판에 상이한 변형이 생겨, 결과적으로 체결 수단에 부하가 걸려 체결 수단이 손상되는 경우가 있었다.
또한, 종래에는, 실드링이 상부 전극의 처리실 측면상에 단순히 중첩되어 설치되어 있다. 이 때문에, 상부 전극과 실드링 사이에 단차가 생겨, 플라즈마가 흩어지게 하는 한가지 원인으로 되었다. 그 결과, 처리의 균일성을 향상시킬 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 종래의 기술이 갖는 상기 문제점을 감안하여 성립된 것으로, 본 발명의 목적은 상기 문제점 및 그 밖의 문제점을 해결하는 것이 가능한 신규의 개량된 처리 장치 및 그 유지 보수 방법, 처리 장치 부품의 조립 기구 및 그 조립 방법, 로크 기구 및 그 로크 방법을 제공하는 것이다.
발명의 요약
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 관점에 의하면, 처리실의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛과, 이 상부 전극 유닛을 승강시키는 것이 가능한 승강 기구를 구비한 처리 장치에 있어서, 상부 전극 유닛은 처리실측의 하부 조립체와 전력 공급측의 상부 조립체로 구성되고, 하부 조립체와 상부 조립체는 상부 전극 유닛의 외주면에 설치된 로크 기구에 의해서만 분리 합체 가능하고, 하부 조립체는 기계적 기구 없이 처리실내와 외부의 차압 및 상부 전극 유닛의 자중에 의해 처리실의 천정부에 기밀하게 고정 가능한 것을 특징으로 하는 처리 장치가 제공된다.
본 발명에 의하면, 상부 전극 유닛을 작업자가 조작하기 쉬운 2개의 조립체로 구성하고 있다. 따라서, 중량이 무거운 상부 전극 유닛을 분할하여 분리할 수 있다. 또한, 각 조립체는 승강 기구에 의해 착탈할 수 있다. 그 결과, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 로킹 기구의 개폐만으로, 하부 조립체와 상부 조립체를 용이하게 착탈할 수 있다. 또한, 로킹 기구에 기초하여, 하부 조립체와 상부 조립체의 위치를 맞출 수 있다. 이 때문에, 각 조립체를 서로 확실히 합체시켜, 밀착시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 하부 조립체는 처리실 내외의 압력차와 상부 전극 유닛의 자중에 의해 처리실에 고정된다. 이러한 구성에 의해, 처리실 내외의 압력차를 작게 하면, 하부 조립체를 용이하게 분리할 수 있다. 또한, 하부 조립체를 처리실상에 탑재하고, 처리실내를 감압하면, 처리실을 밀폐할 수 있다. 이로써, 처리실내의 개방 및 밀폐 작업을 용이하게 또한 신속하게 실행할 수 있다. 그 결과, 처리실내의 유지 보수 작업 시간을 단축할 수 있다. 또한, 하부 조립체는 기계적 기구에 의하지 않고 고정된다. 이로써, 작업시에 입자가 발생하기 어렵고, 처리실내의 오염을 억제할 수 있다.
또한, 처리실내의 유지 보수시에, 로크 기구를 로크시킨 상태로 상부 조립체와 하부 조립체를 일체적으로 상승시키는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 승강 기구의 동작에 의해, 각 조립체를 처리실로부터 일체적으로 분리할 수 있다. 이로써, 처리실내의 유지 보수를 용이하게 실행할 수 있다. 또한, 작업자의 부담을 더 경감시킬 수 있다.
또한, 하부 조립체에 교환 또는 세정이 필요한 부품이 포함되어 있는 경우, 부품의 유지 보수시에, 로크 기구를 언로크시킨 상태에서 상부 조립체만을 상승시키는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 하부 조립체를 처리실상에 남긴 채 로, 상부 조립체를 분리할 수 있다. 이로써, 상부 조립체와 하부 조립체의 유지 보수를 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 관점에 의하면, 상기와 같이 구성된 처리 장치의 유지 보수 방법으로서, 로크 기구를 로크한 상태로 승강 기구에 의해 상부 조립체와 하부 조립체를 일체적으로 상승시킨 후에, 처리실내를 유지 보수하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치의 유지 보수 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 제 3 관점에 의하면, 상기와 같이 구성된 처리 장치의 유지 보수 방법으로서, 로크 기구를 언로크한 상태에서 승강 기구에 의해 상부 조립체를 상승시킨 후, 상부 조립체 및/또는 하부 조립체를 유지 보수하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치의 유지 보수 방법이 제공된다.
상기 제 2 및 제 3 관점에 따른 발명에 의하면, 처리실내, 혹은 상부 조립체 및/또는 하부 조립체의 유지 보수를 작업자의 부담을 경감시키면서 용이하고 또한 신속하게 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 4 관점에 의하면, 원기둥 형상 전극 조립체와, 이 원기둥 형상 전극 조립체의 주위에 결합 가능한 고리 형상 부재의 처리 장치 부품의 조립 기구로서, 원기둥 형상 전극 조립체의 외주면 또는 고리 형상 부재의 내주면 중 어느 한쪽에는 복수의 돌기가 형성되고, 다른쪽에는 돌기에 대응하는 복수의 홈이 형성되어 있으며, 홈은 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재를 결합시키기 위해 돌기를 결합 방향으로 안내하도록 결합 방향으로 연신하는 제 1 홈과, 일단 결합한 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재를 상대 회전시키기 위해 돌기를 안내하도록 회전 방향으로 연신하는 제 2 홈으로 구성되며, 또한 제 2 홈은 깊어짐에 따라 결합 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 처리 장치 부품의 조립 기구가 제공된다.
본 발명에 의하면, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재를 나사 등의 체결 수단을 사용하지 않고, 회전 동작에 의해 착탈할 수 있다. 이로써, 작업자의 부담 경감 및 작업 시간의 단축을 달성할 수 있다. 또한, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재는 돌기와 홈의 결합에 의해 고정된다. 또한, 고정 후에도, 돌기는 홈을 이동시킬 수 있다. 이 때문에, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재가 각각 선팽창 계수가 다른 재료로 형성되고, 처리시의 열에 의해 상이한 변형이 생겨도, 돌기나 홈에 가해지는 부하를 완화할 수 있다. 그 결과, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재에 채용하는 재료의 선택 폭이 넓어져, 장치 설계의 제약을 해소할 수 있다.
또한, 돌기가 제 2 홈의 가장 깊은 곳에 도달했을 때에, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재의 처리실 측면이 하나의 면으로 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재 사이에 단차가 형성되지 않는다. 이 때문에, 처리실내에 생긴 플라즈마가 흩어지지 않고, 피처리체에 균일한 처리를 실시할 수 있다.
또한, 원기둥 형상 전극 조립체에 고리 형상 부재가 끼워넣어지는 단차부를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재의 처리실 측면을 용이하게 하나의 면으로 할 수 있다.
또한, 원기둥 형상 전극 조립체를 전극판과 냉각판의 조립체로 구성하고, 고리 형상 부재를 실드링으로 구성한 경우, 돌기 또는 홈을 냉각판 또는 실드링으로 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재의 유지 보수 작업을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 5 관점에 의하면, 상기와 같이 구성된 처리 장치 부품의 조립 기구의 조립 방법으로서, 돌기가 제 1 홈을 따라 안내되도록 고리 형상 부재를 원기둥 형상 전극 조립체에 결합시킨 후, 돌기가 제 2 홈을 따라 안내되도록 고리 형상 부재와 원기둥 형상 전극 조립체를 상대 회전시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 장치 부품의 조립 기구의 조립 방법이 제공된다. 이러한 구성에 의하면, 원기둥 형상 전극 조립체와 고리 형상 부재의 결합을 용이하게 또한 신속하게 실행할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 6 관점에 의하면, 축 주위를 회동 가능한 고정 핀을 대응 홈으로 돌출 후퇴 동작시킴으로써 고정 핀측 부재와 대응 홈측 부재를 고정시키는 로크 기구로서, 고정 핀측 부재는 고정 핀이 부착되고, 고정 핀이 수직 방향으로 돌출하는 제 1 위치와 고정 핀이 비스듬한 방향으로 경사져서 후퇴하는 제 2 위치 사이에서 고정 핀의 회동 동작을 허용하는 제 1 부재와, 제 1 부재에 대하여 상대 이동 가능하고, 고정 핀을 삽입 통과시키는 것이 가능한 관통 구멍이 형성된 제 2 부재로 구성되며, 관통 구멍에는 제 1 부재와 제 2 부재를 로크 방향으로 상대 이동시킴으로써 고정 핀이 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하는 경우의 지점으로 되는 제 1 돌기와, 제 1 부재와 제 2 부재를 언로크 방향으로 상대 이동시킴으로써 고정 핀이 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하는 경우의 지점으로 되는 제 2 돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로크 기구가 제공된다.
본 발명에 의하면, 제 1 부재와 제 2 부재의 상대 이동에 의해, 고정 핀측 부재와 대응 홈측 부재를 용이하게 착탈할 수 있다. 이로써, 체결 수단으로 고정하는 경우보다도, 작업자에 대한 부담을 경감할 수 있으며, 또한 작업 시간을 단축할 수 있다. 또한, 체결 부재를 사용하지 않기 때문에, 입자의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 대응 홈측 부재, 제 1 부재, 제 2 부재에, 동심원상에 배치된 원기둥 형상 또는 고리 형상 부재를 채용한 경우, 상대 이동 방향을 회전 방향으로 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의해, 고정 핀측 부재와 대응 홈측 부재의 착탈을 용이하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 7 관점에 의하면, 상기와 같이 구성된 로크 기구의 로크 방법으로서, 제 1 부재와 제 2 부재를 로크 방향으로 상대 이동시켜서 고정 핀을 제 2 위치로부터 제 1 위치로 배치하고, 고정 핀측 부재와 대응 홈 부재를 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 로크 기구의 로크 방법이 제공된다. 이러한 구성에 의하면, 고정 핀측 부재와 대응 홈측 부재를 용이하게 고정할 수 있다.
또한, 제 1 부재와 제 2 부재를 언로크 방향으로 상대 이동시켜 제 1 위치로부터 제 2 위치로 배치하고, 고정 핀측 부재와 대응 홈 부재를 분리하는 공정을 포함하는 공정을 실행하면, 고정 핀측 부재와 대응 홈 부재를 용이하게 분리할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 8 관점에 의하면, 제 1 부재와 제 1 부재에 탑재되는 제 2 부재를 상대 회전시킴으로써 고정하는 로크 기구로서, 제 1 부재 또는 제 2 부재 중 어느 한쪽에 설치되고, 축부와 그 축부보다도 대직경의 헤드부를 갖는 핀 부재가 설치된 수부재와, 제 1 부재 또는 제 2 부재 중 어느 한쪽에 설치되고, 헤드부를 삽입 가능한 홈 폭을 갖는 삽입 구멍과, 삽입 구멍과 연통하여 헤드부보다 작고 축부보다 큰 홈 폭을 갖고 회전 반경에 따른 로크 홈으로 구성되는 암부재를 구비하며, 암부재는 삽입 구멍 부근이 얇게 형성되고, 로크 홈을 따라 삽입 구멍으로부터 멀어짐에 따라 순차적으로 두껍게 형성되어 있는 로크 기구가 제공된다. 또한, 본 발명은, 예컨대 하부 조립체(제 1 부재)와, 하부 조립체에 탑재되는 상부 조립체(제 2 부재)로 구성되는 상부 전극을 조립할 때에 적응 가능하다.
또한, 본 발명의 제 9 관점에 의하면, 상기 로크 기구에 의한 로크 방법이 제공된다. 즉, 수부재의 핀 부재를 암부재의 삽입 구멍에 삽입하여, 로크 홈을 따라 제 1 부재와 제 2 부재를 상대 회전시킴으로써, 제 1 부재와 제 2 부재가 양호하게 로크된다.
도 1은 본 발명을 적용 가능한 에칭 장치를 도시하는 개략적인 단면도,
도 2는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 상부 전극 유닛을 도시하는 개략적인 확대 단면도,
도 3a는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 상부 전극, 냉각판 및 실드링을 결합 했을 때의 상태를 나타내는 개략적인 사시도,
도 3b는 도 3a의 상태로부터 실드링을 분리했을 때의 상태를 나타내는 개략적인 사시도,
도 4는 도 3b의 상태로부터 상부 전극을 분리했을 때의 상태를 도시하는 개략적인 사시도,
도 5는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 실드링의 표면 처리를 설명하기 위한 개략적인 설명도,
도 6은 도 1에 도시하는 에칭 장치의 실드링의 표면 처리를 설명하기 위한 개략적인 설명도,
도 7a는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 실드링의 부착 부분을 나타내는 개략적인 확대 단면도,
도 7b는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 실드링의 내주면을 나타내는 개략적인 확대 측면도,
도 8a는 도 2에 도시하는 로크시의 로크 기구를 A-A 선을 따라 평면으로 절단한 개략적인 단면도,
도 8b는 도 2에 도시하는 언로크시의 로크 기구를 A-A 선을 따라 평면으로 절단한 개략적인 단면도,
도 9는 로크 기구의 별도의 실시 형태를 나타내는 개략적인 단면도,
도 10a는 도 9에 도시하는 로크 기구를 A-A 선을 따라 평면으로 절단한 개략적인 단면도,
도 10b는 도 9에 도시하는 로크 기구의 개략적인 평면도,
도 11a는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 하부 조립체의 유지 보수시의 상태를 나타내는 개략적인 사시도,
도 11b는 도 11a에 대응하는 상부 전극 유닛 주변을 도시하는 개략적인 확대 단면도,
도 12a는 도 1에 도시하는 에칭 장치의 처리실내의 유지 보수시의 상태를 나타내는 개략적인 사시도,
도 12b는 도 12a에 대응하는 상부 전극 유닛 주변을 나타내는 개략적인 확대 단면도,
도 13a는 승강 기구의 변형예를 나타내는 개략적인 정면도,
도 13b는 도 13a에 대응하는 측면도.
이하에, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 처리 장치 및 그 유지 보수 방법, 처리 장치 부품의 조립 기구 및 그 조립 방법, 로크 기구 및 그 로크 방법을 플라즈마 에칭 장치 및 그 유지 보수 방법에 적용한 적절한 실시의 일 형태에 대하여 상세히 설명한다.
(1) 에칭 장치의 전체 구성
우선, 도 1을 참조하면서, 에칭 장치(100)의 구성에 대하여 개략적으로 설명한다. 처리실(102)은 상부가 개구된 대략 원통 형상의 도전성의 처리 용기(104)를 구비하고 있다. 처리 용기(104)는 도시하지 않은 접지선을 거쳐 보안 접지되어 있다. 또한, 처리실(102)의 천정부에는, 상부 전극 유닛(106)이 기밀하게 부착되어 있다. 처리실(102)내에는 피처리체, 예컨대 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라 칭함)(W)를 탑재 가능한 도전성의 하부 전극(108)이 배치되어 있다.
상부 전극 유닛(106)의 구조는 본 발명의 중심을 이루는 것으로, 그 상세한 구성 및 동작에 대해서는 후술하기로 한다. 또한, 상부 전극 유닛(106)에는, 고주파 전원(110)으로부터 출력된 고주파 전력, 예컨대 13.56㎒의 전력이 정합기(112)를 거쳐 인가된다. 또한, 하부 전극(108)에는 고주파 전원(114)으로부터 출력된 고주파 전력, 예컨대 380㎑의 전력이 정합기(116)를 거쳐 인가된다. 이러한 전력의 인가에 의해, 처리실(102)내에 도입된 처리 가스가 플라즈마화하여, 웨이퍼(W)에 에칭 처리가 실시된다. 또한 처리실(102)내의 가스는, 터보 분자 펌프(118)에 의해, 하부 전극(108) 주위의 배기 배플판(120), 개폐 밸브(122), 배기량 조정 밸브(124)를 거쳐 적절히 배기된다.
이상과 같이, 본 발명을 적용 가능한 에칭 장치(100)는 주로 구성되어 있다. 다음에, 본 발명의 중심을 이루는 상부 전극 유닛(106)의 구성에 대하여 상세히 서술한다.
(2) 상부 전극 유닛의 구성
상부 전극 유닛(106)은, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 및 하부 조립체(126, 128)로 주로 구성되어 있다. 하부 조립체(128)는 상부 전극(전극판)(130), 냉각판(쿨링 판)(132), 실드링(134), 절연체(136)로 구성된다. 상부 조립체(128)는 실드 박스(138), 매칭 박스(140), 급전 막대(142), 일렉트로-바디(144), 절연체(146), 배플판(148)으로 구성된다. 이하, 각 조립체의 구성에 대하여 설명한다.
(a) 하부 조립체의 구성
우선, 상부 전극(130)은, 예컨대 CVD 제법 또는 가열 압착 제법에 의한 SiC나 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되고, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 대략 원반 형상으로 형성되어 있다. 또한, 상부 전극(130)에는, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 처리실(102)내로 처리 가스를 토출하기 위한 복수의 가스 토출 구멍(130a)이 형성되어 있다.
또한, CVD 제법은 감압하에서 Si계 가스를 사용하여, 고순도 카본재의 표면에 SiC를 기상 성장시키는 제법이다. 또한, 가열 압착 제법이란 CVD 제법에 의한 SiC 파우더에 붕소 등의 바인더를 첨가하여, 고온 고압하에서 소성하는 제법이다. 또한, 기둥 형상 결정 실리콘은 단결정 실리콘과 동등한 결정 특성과, 단결정 실리콘과 동등한 것 또는 그 이상의 가공성과 열 전도성을 갖고, 매우 간단하며 염가로 제조할 수 있다.
또한, 상부 전극(130)의 처리실(102)측 외측 프레임부에는, 도 2,　도 3b 및 도 4에 도시한 바와 같이, 후술하는 실드링(134)을 결합할 때에, 상부 전극(130)과 실드링(134)의 처리실(102) 측면을 하나의 면으로 하기 위한 본 실시 형태에 따른 단차부(130b)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 도 2 및 도 3a에 도시하는 바와 같이, 실드링(134)을 결합했을 때에, 상부 전극(130)과 실드링(134) 사이에 단차가 생기지 않는다. 그 결과, 처리실(102)내에 생성된 플라즈마가 흩어지지 않고, 균일한 처리를 할 수 있다.
또한, 상부 전극(130)의 상부에는, 도 2 및 도 3b에 도시하는 바와 같이, 나사 등의 체결 부재(150)에 의해, 상부 전극(130)에 전력을 전달하는 동시에, 상부 전극(130)에 생긴 열을 상부 조립체(126)를 구성하는 일렉트로-바디(144)에 전달하는 냉각판(132)이 부착되어 있다. 또한, 체결 부재(150)는 실드링(134)에 피복되기 때문에, 처리실(102)로 노출하지 않는다.
냉각판(132)은, 예컨대 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되고, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 대략 원기둥 형상으로 형성되어 있다. 또한, 냉각판(132)에는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 상부 조립체(126)를 구성하는 배플판(148)을 통과한 처리 가스를 상부 전극(130)의 가스 토출 구멍(130a)으로 보내기 위한 가스 공급 경로(132a)가 설치되어 있다.
또한, 냉각판(132)의 외주에는, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 절연체(136)에 형성된 단차부(136a)와 결합하는 인장부(132b)가 형성되어 있다. 인장부(132b)와 단차부(136a)는 결합시에, 상부 전극(130) 혹은 실드링(134)과 절연체(136)의 처리실(102) 측면이 하나의 면으로 되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 절연체(136)와 실드링(134) 사이에도 단차가 형성되지 않고, 플라즈마의 흩어짐을 방지할 수 있다.
또한, 냉각판(132)에는, 도 2 내지 도 4에 도시하는 바와 같이, 상부 전극(130)의 처리실(102)측 외부 프레임부를 피복하고, 상술한 체결 부재(150)의 처리실(102)내로의 노출을 방지하기 위한 실드링(134)이 부착되어 있다. 실드링(134)은 유전성 재료, 예컨대 석영으로 구성되며, 도 3b 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 대략 고리 형상으로 형성되어 있다.
또한, 실드링(134)은 입자의 발생을 억제하기 위한 표면 처리가 실시되어 있다. 이 표면 처리를 실행하는 경우에는, 우선 기계 가공에 의해 대략 고리 형상으로 형성된 실드링(134)의 표면, 예컨대 처리실(102)내로의 노출면에 샌드 블라스트 처리를 실시하고, 소위 툴(tool) 마크나 버(burr) 등의 파쇄층을 제거하여 표면을 평탄화한다. 또한, 블라스트 처리는, 파쇄층이 제거될 때까지 처리하는 통상 블라스트 처리보다도 과잉으로, 예컨대 통상 블라스트 처리를 실시하는 시간의 약 2배 정도의 시간동안 실행한다. 이어서, 과잉 블라스트 처리 후의 실드링(134)을 농도가 15% 정도의 HF 용액속에 10분 내지 60분간, 바람직하게는 30분 내지 60분간 침지하여, HF(불소산) 처리를 실행한다.
이러한 처리에 의해, 도 5에 도시한 바와 같이, 기계 가공만, 또는 기계 가공과 통상 블라스트 처리를 실행하는 경우보다도, 실드링(134)의 표면 조도를 낮게 할 수 있다. 그 결과, 도 6에 도시하는 바와 같이, 기계 가공만, 또는 기계 가공과 통상 블라스트 처리를 실행한 경우보다도, 실드링(134)으로부터 발생하는 입자수를 저하시킬 수 있다. 또한, 실드링(134)의 표면 조도는, 도 5에 도시하는 바와 같이, HF 처리의 처리 시간에 따라 높아진다. 단, 상기 처리 시간이 10분 내지 60분간이면, 도 6에 도시한 바와 같이, 입자수를 저하시킬 수 있다.
또한, 실드링(134)의 표면(플라즈마에 노출되는 부분)에 CVD 제법에 의해 SiC 막을 피복시킴으로써, 내플라즈마성을 향상시킬 수 있다. SiC 막은 2 내지 3㎜ 정도가 바람직하고, 프로세스 시간으로부터 SiC 막의 소모량을 예측하여, 모재의 석영이 노출하기 이전에 다시 코팅하도록 하면, 모재를 소모시키지 않고, 반복해서 사용하는 것이 가능하다.
또한, 실드링(134)의 냉각판(132) 측면(내주면)에는, 도 2 내지 도 4, 도 7에 도시한 바와 같이, 실드링(134)을 결합하기 위한 본 실시 형태에 따른 복수의 홈(134a)이 형성되어 있다. 홈(134a)은 냉각판(132)의 외주면에 형성된 복수의 돌기(132c)와 대응하도록 형성되어 있다. 또한, 홈(134a)은, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제 1 홈(134aa)과 제 2 홈(134ab)으로 구성된다. 제 1 홈(134aa)은 실드링(134)의 결합 방향, 예컨대 실드링(134)의 처리실(102) 측면에 대하여 수직 방향으로 연신하도록 형성되어 있다. 또한, 제 2 홈(134ab)은 원주 방향으로 깊어짐에 따라서 결합 방향, 예컨대 실드링(134)의 처리실(102) 측면 방향으로 경사지도록 형성되어 있다. 또한, 블라스트 처리의 전후에, 파이어 폴리시(fire polish)나 모래 마찰 등의 처리를 부가해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이러한 구성에 의해, 설치시에는, 우선 돌기(132c)와 제 1 홈(134aa)이 대응하도록 실드링(134)을 냉각판(132)에 결합시킨다. 그 후, 제 2 홈(134ab)의 연신 방향과는 역방향으로 실드링(134)을 회전시키면, 실드링(134)을 냉각판(132)에 부착할 수 있다. 또한, 분리하는 경우에도, 상기와는 역순의 동작을 실행하여, 우선 제 2 홈(134ab)의 연신 방향으로 실드링(132)을 회전시킨다. 그 후, 냉각판(132)으로부터 실드링(134)을 인출하면, 실드링(132)을 분리할 수 있다. 이로써, 실드 링(134)의 착탈을 나사 등의 체결 부재를 사용하지 않고 실행할 수 있다. 그 결과, 실드링(134)의 착탈을 용이하게 실행하는 것이 가능해지고, 유지 보수 작업자의 부담을 경감할 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 실드링(134)은 체결 부재로 고정되어 있지 않기 때문에, 장착후에도 이동 가능하다. 이로써, 실드링(134)이 석영으로 구성되고, 냉각판(132)이 알루미늄으로 구성되는 경우와 같이, 선팽창 계수가 다른 부재를 서로 조합해도, 처리시에 생기는 열에 의한 실드링(134)이나 냉각판(132)으로의 부하를 경감할 수 있다. 그 결과, 실드링(134)이나 냉각판(132)의 구성 재료의 선택 폭을 넓힐 수 있다.
또한, 상술한 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)으로 구성되는 일체화된 조립체는, 도 2에 도시한 바와 같이 절연체(136)에 의해 지지되어 있다. 절연체(136)는 고주파 전력을 전달하는 냉각판(132)과 처리 용기(104)를 절연하는 절연 부재로서 기능하고, 예컨대 세라믹스로 구성된다. 또한, 절연체(136)는 냉각판(132) 및 실드링(134)의 주위를 둘러싸도록 대략 통 형상으로 형성되어 있다.
또한, 절연체(136)의 내주 상부에는, 상술한 냉각판(132)의 외주에 형성된 인장부(132b)와 결합 가능한 단차부(136a)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)으로 구성되는 조립체는 단순히 절연체(136)내에 삽입함으로써 소정 위치에 고정할 수 있다. 이로써, 상기 조립체를 체결 부재를 사용하지 않고 간단히 착탈할 수 있다.
또한, 절연체(136)의 외주 하부에는, 처리 용기(104)의 상단부와 결합 가능한 단차부(136b)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 절연체(136)는 단순히 처리 용기(104)에 결합함으로써, 소정 위치에 배치할 수 있다. 또한, 절연체(136)와 냉각판(132) 사이, 및 처리 용기(104) 사이에는, 밀봉 부재로서의 O링(152, 154)이 설치되어 있다. 또한, 절연체(136)는 이하에 상술하는 로크 기구(156)에 의해 상부 조립체(126)를 구성하는 실드 박스(138)에 착탈 가능하게 고정되어 있다.
(b) 상부 조립체의 구성
다음에, 상부 조립체(126)의 구성에 대하여 설명하면, 실드 박스(138)는 고주파 전력의 장치 외부로의 누설을 방지하기 위한 것으로, 예컨대 스테인레스로 구성되고, 도 2에 도시한 바와 같이, 급전 막대(142) 및 일렉트로-바디(144)와, 하부 조립체(128)의 주위를 둘러싸도록 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 실드 박스(138)는 처리 용기(104)에 의해 지지되어 있다. 또한, 실드 박스(138)는 처리 용기(104) 및 도시하지 않은 접지선을 거쳐 접지되어 있다.
또한, 실드 박스(138)는 본 실시 형태에 따른 로크 기구(156)에 의해, 하부 조립체(128)를 구성하는 절연체(136)에 착탈 가능하게 고정된다. 이 로크 기구(156)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 절연체(대응 홈측 부재)(136)를 고정하는 고정 핀(156a), 고정 핀(156a)을 회전축(156b)을 거쳐 지지하는 지지 부재(제 1 부재)(156c)로 주로 구성되어 있다. 고정 핀(156a)은, 예컨대 스테인레스로 구성되고, 대략 막대 형상으로 형성되어 있다. 지지 부재(156c)는, 예컨대 알루미늄으로 구성되고, 실드 박스(제 2 부재)(138)의 외주면에 대하여 회전 이동 가능하도록 대략 고리 형상으로 형성되어 있다. 또한, 지지 부재(156c)에는, 고정 핀(156a)이 도 8a에 도시하는 바와 같이 절연체(136)에 대하여 수직 방향으로 돌출하는 제 1 위치와, 도 8b에 도시하는 바와 같이 경사지게 절연체(136)로부터 퇴피하는 제 2 위치 사이에서의 이동을 허용하는 홈(156d)이 설치되어 있다.
또한, 실드 박스(138)의 측벽에는, 도 8에 도시한 바와 같이, 고정 핀(156a)을 절연체(136)의 외주면에 설치된 고정 핀 대응 홈(136c)까지 삽입 통과시키는 것이 가능한 관통 구멍(138a)이 형성되어 있다. 관통 구멍(138a)은 고정 핀(156a)이 상기 제 1 및 제 2 위치 사이에서의 이동이 가능한 형상으로 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(138a)의 내벽면에는, 제 1 및 제 2 돌기(138b, 138c)가 설치되어 있다. 제 1 돌기(138b)는 지지 부재(156c)를 도 8a에 도시하는 언로크 방향으로 이동시킬 때에, 고정 핀(156a)이 상기 제 2 위치로부터 제 1 위치로 이동하는 경우의 지점으로 된다. 또한, 제 2 돌기(138c)는 지지 부재(156c)를 도 8b에 도시하는 로크 방향으로 이동시킬 때에, 고정 핀(156a)이 상기 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하는 경우의 지점으로 된다.
이러한 구성에 의해, 실드 박스(138)와 절연체(136)는 지지 부재(156c)를 실드 박스(138)에 대하여 상대 이동, 예컨대 로크 방향으로 회동시킴으로써, 고정 핀(156a)이 제 1 위치에 있어서 고정 핀 대응 홈(136c)으로 돌출하여, 고정된다. 또한, 실드 박스(138)와 절연체(136)는 지지 부재(156c)를 실드 박스(138)에 대하여 언로크 방향으로 회동시킴으로써, 고정 핀(156a)이 제 2 위치로 퇴피하여, 분리된다. 그 결과, 실드 박스(138)를 포함하는 상부 조립체(126)와 절연체(136)를 포함하는 하부 조립체(128)를 나사나 볼트 등의 고정 부재를 사용하지 않고, 용이하 며 또한 신속하게 착탈 가능하게 고정할 수 있다. 또한, 로크 기구(156)는 상부 조립체(126)와 하부 조립체(128)의 위치 결정 기능을 갖고 있고, 각 조립체를 서로 확실히 고정할 수 있다.
상부 조립체(126)와 하부 조립체(128)를 로크하는 로크 기구는 보다 간편한 구성으로 하는 것도 가능하다. 다음에 이러한 간편한 구성의 로크 기구(256)의 구성에 대하여, 도 9 및 도 10을 참조하면서 설명한다.
이 로크 기구(256)는 하부 조립체(128)의 일부를 이루는 절연체(136)에 설치되는 수부재(256c)와, 상부 조립체(126)의 일부를 이루는 실드 박스(138)에 설치되는 암부재(256a)로 구성된다. 도면 중에 도시하는 바와 같이, 수부재(256c)는 절연체(136)에 고정되는 핀 부재로서 구성할 수 있다. 핀 부재는 축부(256")와 그 축부(256")보다도 대직경의 헤드부(256')로 구성된다.
암부재(256a)에는 수부재(256c)를 삽입하여 이동시키기 위한 홈(256b)이 형성되어 있다. 이 홈(256b)은 수부재(256c)의 헤드부(256c')를 삽입 가능한 홈 폭을 갖는 삽입 구멍(256b')과, 그 삽입 구멍(256b')으로 연통되어, 수부재(256c)의 헤드부(256c')보다 작고 축부(256c")보다도 대직경의 홈 폭을 갖는 로크 홈(256b")으로 구성되어 있다. 로크 홈(256")은 실드 박스(138)의 회전 반경을 거의 따르도록 배치되고, 삽입된 수부재(256c)를 회전 운동에 따라 안내하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또한 암부재(256a)는 삽입 구멍(256b') 부근이 얇게 형성되고, 로크 홈(256")으로부터 멀어짐에 따라 순차적으로 두껍게 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 수부재(256c)를 삽입 구멍(254b')으로부터 삽입했을 때에, 그 헤드부(256c')를 삽입 구멍(254b')으로부터 돌출시켜, 수부재(256c)를 로크 홈(256")을 따라 안내함에 따라, 그 헤드부(256c')와 로크 홈(256") 표면이 근접하고, 최종적으로 헤드부(256c')의 이면이 로크 홈(256")의 표면과 접합한 시점에서, 로크가 완료되는 로크 기구가 실현된다.
다음에 상기 로크 기구(256)의 동작에 대하여 간단히 설명하면, 우선 하부 조립체(128)에 상부 조립체(126)를 로크하는 경우에는, 하부 조립체(128)에 형성된 수부재(256c)를 상부 조립체(126)의 수부재(256a)의 삽입 구멍(256b')에 삽입한다. 이어서, 로크 홈(256")에 수부재(256c)를 안내시키면서, 상부 조립체(126)를 회전시켜, 최종적으로 헤드부(256c')의 이면이 로크 홈(256")의 표면과 접합하면 로크가 완료된다. 하부 조립체(128)에 상부 조립체(126)를 언로크하고자 하는 경우에는, 역순 동작을 실행하면 좋다. 이상과 같이, 로크 기구(256)에 의하면, 보다 간편한 구성으로, 로크 기구를 실현할 수 있다. 또한, 수부재와 암부재의 배치에 관해서는, 역으로 구성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 실드 박스(138)상에는, 정합기(112)를 수용하는, 예컨대 스테인레스제의 매칭 박스(140)가 탑재되어 있다. 매칭 박스(140)의 바닥부에는, 실드 박스(138)내로 돌출하는 대략 볼록 형상의 정합기(112)의 출력부(112a)가 도시하지 않은 절연 부재를 거쳐 고정되어 있다. 출력부(112a)에는 일렉트로-바디(144)에 고주파 전력을 전달하기 위한 급전 막대(142)가 접속되어 있다.
급전 막대(142)는, 예컨대 스테인레스제의 대략 튜브 형상 부재로 구성되고, 탄력성을 갖는 도전성의 도시하지 않은 다면(多面) 접촉자를 거쳐 상기 출력부(112a) 및 일렉트로-바디(144)에 형성되어 있는 입력부(144a)에 접속되어 있다. 또한, 정합기(112)의 출력부(112a)와 급전 막대(142)의 상단부는 도시하지 않은 나사로 고정되어 있다. 한편, 급전 막대(142)의 하단부와 일렉트로-바디(144)의 입력부(144a)는, 도시하지 않은 핀 등으로 수 ㎜ 정도 상하 이동 가능하게 고정되어 있다. 이러한 구성에 의해, 상부 조립체(126)를 하부 조립체(128)상에 탑재하면, 일렉트로-바디(144)는 그 자중에 의해 냉각판(132)에 밀착하여, 처리실(102)의 기밀성이 확보된다.
또한, 이러한 경우에는, 냉각판(132)은 일렉트로-바디(144)의 중량에 의해 절연체(136)에 밀착한다. 또한, 절연체(136)는 일렉트로-바디(144)와 하부 조립체(128)의 중량에 의해 처리 용기(104)에 밀착한다. 그 결과, 상기 각 부재가 서로 밀착하기 때문에, 처리실(102)내를 기밀하게 유지할 수 있다. 또한, 처리실(102)내를 진공 배기하면, 처리 용기(104) 내외의 기압차에 의해, 냉각판(132)과 절연체(136) 사이와, 절연체(136)와 처리 용기(104) 사이가 한층 더 밀착하기 때문에, 처리실(102)의 기밀성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 일렉트로-바디(144)는 상술한 바와 같이 고주파 전력을 냉각판(132)으로 전달하기 위한 것으로, 예컨대 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되는 대략 원반 형상 부재로 구성되어 있다. 또한, 일렉트로-바디(144)의 하부에는, 처리 가스를 확산하기 위한 배플판(148)을 수용 가능한 공간(144b)이 형성되어 있다. 또한, 일렉트로-바디(144)에는 도시하지 않은 가스 공급원으로부터의 처리 가스를 공 간(144b)에 공급하기 위한 가스 공급 경로(144c)가 내장되어 있다. 또한, 공간(144b)내에 배치되는 배플판(148)은, 예컨대 양극 산화 처리된 알루미늄으로 구성되는 대략 원반 형상의 상부 및 하부 배플판(148a, 148b)으로 구성되어 있다. 상부 및 하부 배플판(148a, 148b)은 체결 부재(158)에 의해 일렉트로-바디(144)에 고정되어 있다. 또한, 상부 및 하부 배플판(148a, 148b)에는 각각 관통 구멍(148aa, 148ba)이 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 처리 가스는 가스 토출 구멍(130a)에 가스 공급 경로(144c), 배플판(148), 가스 공급 경로(132a)를 거쳐 보내어진다.
또한, 일렉트로-바디(144)에는, 처리시에 상부 전극(130)에 생긴 열을 흡열하여, 상부 전극(130)을 소정 온도로 유지하기 위한 냉매를 순환시키는 냉매 순환로(144d)가 내장되어 있다. 또한, 일렉트로-바디(144)와 냉각판(132) 사이에는, 밀봉 부재로서의 O링(160)과, 도전성을 확보하기 위한 도전성 0링(162)이 개재 장착되어 있다.
또한, 일렉트로-바디(144)는 이 일렉트로-바디(144)와 실드 박스(138)를 절연하기 위한 절연체(146)에 의해 지지되어 있다. 절연체(146)는 절연성 재료, 예컨대 세라믹스로 구성되고, 일렉트로-바디(144)의 주위를 둘러싸는 것이 가능하도록, 대략 통 형상으로 형성되어 있다. 또한, 절연체(146)의 내주 상부에는, 일렉트로-바디(144)의 외주 상부에 형성된 인장부(144e)와 결합 가능한 단차부(146a)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 일렉트로-바디(144)는 절연체(146)내에 삽입함으로써, 절연체(146)에 의해 지지된다. 또한, 절연체(146)의 외주 하부에는, 실드 박스(138)의 내벽 하부에 형성된 인장부(138d)와 결합 가능한 단차부(146b)가 형성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 절연체(146)는 일렉트로-바디(144)와 함께 실드 박스(138)에 지지된다.
또한, 실드 박스(138)의 외주 주위에는, 상부 조립체(126)를 단체로, 혹은 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 일체적으로 장착 위치로부터 이동시켜 에칭 장치(100)로부터 분리하기 위한 승강 기구(164)가 접속되어 있다. 또한, 상부 및 하부 조립체(126, 128)의 착탈 구성에 대해서는, 후술한다.
(3) 상부 및 하부 조립체의 착탈 구성
다음에, 하부 조립체(128)의 유지 보수 및 처리실(102)내의 유지 보수를 하는 경우를 예로 들어 상부 및 하부 조립체(126, 128)의 착탈 구성에 대하여 설명한다.
(a) 하부 조립체의 유지 보수
하부 조립체(128)를 유지 보수하는 경우에는, 우선 도 11에 도시한 바와 같이, 절연체(136)와 실드 박스(138)를 고정하는 로크 기구(156)를 해제한다. 그 후, 승강 기구(164)에 의해, 상부 조립체(126)를 상승시켜, 장착 위치로부터 퇴피시킨다. 이러한 공정에 의해, 하부 조립체(128)가 노출된다. 이미 설명한 바와 같이, 상부 조립체(126)와 하부 조립체(128)가 나사 등으로 고정되어 있지 않기 때문에, 상기 조작이 가능해지고 있다.
이어서, 도 3a에 도시한 바와 같이, 절연체(136)에 결합되어 있는 일체화된 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)으로 구성되는 조립체를 유지 보수 작업 자의 손으로 분리한다. 이러한 공정에 의해, 처리실(102)상에는, 절연체(136)만이 남는다. 분리된 조립체는, 도 3b 및 도 4에 도시한 바와 같이, 실드링(134), 상부 전극(130)의 순서로 분리하고, 냉각판(132)과 분리한다. 그 후, 처리시에 생긴 반응성 생물이 부착되거나, 혹은 플라즈마의 충돌에 의해 소모되고 있는 상부 전극(130) 및 실드링(134)을 클리닝 혹은 교환한다. 또한, 유지 보수 종료 후에는, 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)은, 상기와는 역순의 공정을 실행함으로써 원래 상태로 복귀된다. 상기와 같이, 냉각판(132)과 실드링(134)은 나사 등으로 고정되어 있지 않기 때문에, 신속하며 또한 간단히 유지 보수할 수 있다. 또한, 처리실(102)상에 탑재되어 있는 절연체(136)에 대해서도, 작업자가 분리함으로써, 유지 보수를 실행할 수도 있다. 또한, 상부 조립체(126)에 대해서도, 유지 보수를 실행할 수도 있다.
그 후, 다시 유지 보수 완료한 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)으로 구성되는 조립체를, 절연체(136)에 끼워 넣어 장착한다. 이 때, 분리된 상부 전극(130), 냉각판(132), 실드링(134)으로 구성되는 조립체를 다시 장착하지 않고, 스페어의 유지 보수 완료의 조립체를 장착하면, 유지 보수 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 승강 기구(164)를 강하시켜, 상부 조립체(126)를 하부 조립체(128)에 장착하고, 실드 박스(138)와 절연체(136)를 로크 기구(156)로 고정함으로써, 하부 조립체(128)의 유지 보수 작업이 종료한다.
(b) 처리실내의 유지 보수
처리실(102)내를 유지 보수하는 경우에는, 우선 도 12에 도시하는 바와 같 이, 절연체(136)와 실드 박스(138)를 고정하는 로크 기구(156)를 로크해 둔다. 이어서, 승강 기구(164)에 의해, 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 일체적으로 상승시켜, 장착 위치로부터 퇴피시킨다. 이러한 공정에 의해, 처리실(102)내가 완전히 개방된다. 그 후, 처리실(102)내의 유지 보수, 예컨대 처리 용기(104) 내벽에 부착되어 있는 부착물을 제거하는 클리닝을 실행한다. 그리고, 상기와는 역순으로, 승강 기구(164)를 강하시켜서, 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 일체적으로 처리 용기(104)상에 탑재함으로써, 유지 보수 작업이 종료한다.
이상, 본 발명의 적절한 실시의 일 형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하면서 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되는 것이 아니다. 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범위에 있어서, 당업자라면 각종 변경예 및 수정예에 이를 수 있는 것으로, 그들 변경예 및 수정예에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 사료된다.
예컨대, 상기 실시 형태에 있어서, 상부 및 하부 조립체에 특정한 부재를 규정하고 설명했지만, 본 발명은 이러한 규정에 한정되지 않는다. 본 발명은 각 조립체에 포함되는 부재가 상기 실시 형태와는 다른 경우라도 실시할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 냉각판에 돌기를 형성하고, 실드링에 홈을 형성하는 구성을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 냉각판 또는 실드링 중 어느 한쪽에 돌기 혹은 홈을 형성함으로써 실시할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 승강 기구를 실드 박스에 상시 접속하는 구 성을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 유지 보수시에만 승강 기구를 상부 조립체에 고정해도 실시할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 승강 기구에 의해 상부 조립체나 하부 조립체를 승강시키는 구성을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 상부 조립체나 하부 조립체를 승강뿐만 아니라, 회전시키는 경우에도 적용할 수 있다.
승강 기구의 변형예를 도 13에 나타낸다. 도 13a는 승강 기구(264)의 정면도이며, 도 13b는 승강 기구(264)의 측면도이다. 도 13a 및 도 13b에 있어서, 이점 쇄선은 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 처리 용기(104)에 대하여 개방한 상태를 나타내고 있고, 실선은 상부 및 하부 조립체(126, 128)를 처리 용기(104)에 대하여 폐지한 상태를 나타내고 있다.
이 승강 기구(264)는 상부 및 하부 조립체(126, 128)의 하중을 일체적 또는 독립적으로 지지하는 메인 실린더(265)와, 상부 및 하부 조립체(126, 128)의 하중을 일체적으로 지지하여 상승시키는 경우에 온(ON)되고, 상부 조립체(126)를 단일체로 지지하여 상승시키는 경우에 오프(OFF)되는 서브 실린더(266)로 구성된다. 즉, 서브 실린더(266)는 온/오프 선택식의 조정 스토퍼(267)를 갖는 동시에, 상술한 로크 기구(156)와 연동하도록 구성되고, 로크 기구(156)의 해제 동작에 연동하여, 서브 실린더(266)는 오프(신장 상태로 유지)된다. 도 13b에 있어서, 참조부호(d)는 조정 스토퍼(267)의 이동 범위를 나타내고 있다. 이러한 구성에 의해, 상부 조립체(126)만을 개폐 조작시키는 경우라도, 상부 조립체(126)가 튀어올 라오는 것을 방지하여, 안전히 개폐 조작시킬 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 하부 조립체와 처리실내의 유지 보수를 하는 구성을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은 또한 상부 조립체의 유지 보수를 하는 경우에도 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 상부 전극에 고주파 전력이 인가되는 구성을 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은 상부 전극이 접지 전극이어도 실시할 수 있다. 이 때, 일렉트로-바디, 급전 막대, 냉각판을 접지 경로로서 사용할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 평행 평판형의 에칭 장치를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은, 마그네트론형이나 유도 결합형 등의 각종 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 에칭 처리뿐만 아니라, 아싱 처리나 성막 처리 등의 각종 플라즈마 처리를 실시하는 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, LCD용 유리 기판에 처리를 실시하는 장치에도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 중량이 무거운 상부 전극 유닛을 작업자가 작업하기 쉬운 2개의 상부 및 하부 조립체로 분할하고, 또한 승강 기구에 의해 이동시키기 때문에, 작업자에 대한 부담을 경감할 수 있다. 또한, 상부 및 하부 조립체를 서로, 각 조립체의 구성 부재를 서로 체결 수단을 사용하지 않고, 혹은 체결 수단으로 체결하는 개소를 감소시켰기 때문에, 작업 시간을 단축할 수 있다.
본 발명은 반도체 장치의 제조 공정에 있어서 사용되는 처리 장치에 적용 가능하고, 특히 처리실의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛과 그 상부 전극 유닛을 승강시키는 것이 가능한 승강 기구를 구비한 처리 장치에 적용 가능하다.

Claims (18)

  1. 처리실의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛과 상기 상부 전극 유닛을 승강시키는 것이 가능한 승강 기구를 구비한 처리 장치에 있어서,
    상기 상부 전극 유닛은 상부 조립체와 하부 조립체로 구성되고,
    상기 상부 조립체와 상기 하부 조립체는 상기 상부 전극 유닛의 외주면에 설치된 로크 기구에 의해 분리 합체 가능하며,
    상기 로크 기구를 로크시킨 상태에서는, 상기 상부 조립체와 상기 하부 조립체를 상기 승강 기구에 의해 일체적으로 상승시키는 것이 가능하고,
    상기 로크 기구를 언로크시킨 상태에서는, 상기 상부 조립체만을 상기 승강 기구에 의해 상승시키는 것이 가능한 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 조립체는 밀봉 부재를 거쳐 처리 용기의 상단부에 지지되고, 상기 처리 용기 내외의 기압차 및 상기 상부 전극 조립체의 자중에 의해 상기 처리실의 천정부에 기밀하게 고정 가능한 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  3. 삭제
  4. 처리실의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛과 상기 상부 전극 유닛을 승강시키는 것이 가능한 승강 기구를 구비하고, 상기 상부 전극 유닛은 상기 처리실측의 하부 조립체와 전력 공급측의 상부 조립체로 구성되며, 상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체는 상기 상부 전극 유닛의 외주면에 설치된 로크 기구에 의해서만 분리 합체 가능하고, 상기 하부 조립체는 기계적 기구 없이 상기 처리실내와 외부의 차압 및 상기 상부 전극 유닛의 자중에 의해 상기 처리실의 천정부에 기밀하게 고정 가능한 처리 장치의 유지 보수 방법에 있어서,
    상기 로크 기구를 로크한 상태로 상기 승강 기구에 의해 상기 상부 조립체와 상기 하부 조립체를 일체적으로 상승시킨 후에, 상기 처리실내를 유지 보수하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    처리 장치의 유지 보수 방법.
  5. 처리실의 천정부를 구성하는 상부 전극 유닛과 상기 상부 전극 유닛을 승강시키는 것이 가능한 승강 기구를 구비하고, 상기 상부 전극 유닛은 상기 처리실측의 하부 조립체와 전력 공급측의 상부 조립체로 구성되며, 상기 하부 조립체와 상기 상부 조립체는 상기 상부 전극 유닛의 외주면에 설치된 로크 기구에 의해서만 분리 합체 가능하고, 상기 하부 조립체는 기계적 기구 없이 상기 처리실내와 외부의 차압 및 상기 상부 전극 유닛의 자중에 의해 상기 처리실의 천정부에 기밀하게 고정 가능한 처리 장치의 유지 보수 방법에 있어서,
    상기 로크 기구를 언로크한 상태로 상기 승강 기구에 의해 상기 상부 조립체를 상승시킨 후, 상기 상부 조립체 및/또는 상기 하부 조립체를 유지 보수하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치의 유지 보수 방법.
  6. 삭제
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