KR101088289B1 - 탑재대, 처리 장치 및 처리 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 다수의 피처리체를 일괄 수수 가능하고, 또한 일괄 처리하는 것이 가능한 탑재대를 제공하는 것이다. 서셉터(105)에 마련된 수수 기구부(111)에는, 복수의 판형상의 가동 실드 부재(123)가 서로 간극을 두고 같은 방향으로 승강 가능하게 배열되어 있다. 가동 실드 부재(123)는, 반송 장치(25)의 포크(23)와 간섭하는 일 없이, 포크(23)보다도 높은 위치까지 상승한다. 그 도중에, 포크(23)에 탑재되어 있던 소편 기판(S)은 가동 실드 부재(123)에 일괄해서 수수된다.

Description

탑재대, 처리 장치 및 처리 시스템{LOADING TABLE, PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING SYSTEM}
본 발명은, 예를 들면 평판 디스플레이(FPD)용의 소형의 기판 등의 피처리체를 탑재하는 탑재대, 이 탑재대를 구비한 처리 장치 및 처리 시스템에 관한 것이다.
액정 디스플레이(LCD)로 대표되는 FPD의 제조 과정에 있어서는, 진공하에서 유리 기판 등의 피처리체에, 에칭, 성막 등의 각종 처리를 실시하고, 피처리체 상에 TFT(박막 트랜지스터) 등의 전자 디바이스를 형성한다. FPD의 제조에서는, 처리 효율을 높이기 위해서, 한 변의 길이가 1∼2미터에 달하는 대형의 기판을 처리 용기 내의 탑재대에 탑재해서 각종의 처리를 실행한 후, 제품의 크기에 따라 기판을 분할하는 방법이 채용되어 왔다.
그러나, 최근, 예를 들면 휴대 전화나 휴대 게임기 등의 소형의 FPD 제품이나, 태양 전지 패널 등의 수요 증가에 따라, 소형의 기판(소편 기판)에 대하여 직접 에칭이나 성막 등의 가공을 실행하는 검토도 이루어지고 있다. 소편 기판을 처리하는 경우에는, 제조 비용을 억제하는 관점으로부터, 대형의 처리 용기 내에서 복수매의 소편 기판을 일괄해서 패치 처리하는 것이 효율적이다.
소편 기판을 패치 처리하는 경우, 접시 형상의 트레이에 복수매의 소편 기판을 탑재하여 처리 용기 내로 반송하고, 탑재대에 트레이마다 탑재해서 처리를 실행하는 것이 가능하다. 그러나, 트레이를 사용하는 방법의 문제점으로서, 예를 들면 플라즈마 에칭 처리 등의 경우에, 플라즈마의 작용에서 트레이가 손상을 받는다는 문제가 있다. 이 때문에, 트레이를 정기적으로 교환하거나, 내플라즈마성이 높은 소재로 트레이를 구성하는 등의 대책이 필요해서, 트레이의 사용 비용을 무시할 수 없다.
또한, 플라즈마 에칭 처리 등에서는, 통상, 에칭 처리의 정밀도를 올리기 위해서, 기판의 이면측에 냉각용 가스를 도입해서 기판의 온도 상승을 억제하는 조치를 강구할 수 있다. 이 경우, 트레이를 사용하는 방법의 다른 문제점으로서, 트레이를 사용하는 것에 의해 직접 기판을 냉각할 수 없게 되어, 냉각 효율이 저하한다는 문제가 있다.
트레이를 사용하는 방법의 또 다른 문제점으로서, 트레이에 피처리체를 탑재한 상태로 반송할 필요가 있기 때문에, 트레이의 중량분 만큼 피처리체를 반송하는 반송 기구에 가해지는 부하가 증가한다는 문제가 있다. 반송 기구로의 부담을 피하기 위해서, 트레이의 중량분 만큼 피처리체의 처리 매수를 줄이면, 1회의 처리에 있어서의 처리 효율이 저하해 버린다.
트레이를 사용하지 않고 복수매의 기판을 일괄해서 탑재대에 반송하는 기판 반송 시스템으로서, 복수매의 기판을 동시에 지지 가능한 빗형 형상의 핸드를 갖춘 반송 암을 이용하는 기술이 제안되어 있다(예컨대, 특허 문헌 1). 이 특허 문헌 1의 기판 반송 시스템에서는, 빗살 사이에 진입 가능하게 배치되고, 또한 승강 변위 가능한 리프터 핀을 이용해서 상기 핸드와 탑재대의 사이에서 기판의 수수가 행하여진다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-294786호 공보
특허 문헌 1과 같이, 복수매의 소편 기판을 탑재대에 수수할 때에 리프터 핀을 이용하는 기술에서는, 한번에 수수하는 소편 기판의 수가 증가하면, 그에 따라 리프터 핀의 수도 증가시키지 않으면 안된다. 한 장의 소편 기판을 지지하기 위해서는, 3∼4개의 리프터 핀을 필요로 한다. 다수의 소편 기판을 승강 변위시키기 위해서는, 다수의 리프터 핀이 필요하게 되기 때문에 탑재대의 내부에 복잡한 기구를 마련할 필요가 있다. 또한, 리프터 핀을 이용하는 경우에는, 그들의 배치 간격이나 개수를 소편 기판의 매수나 크기에 따라 변경하는 것은 불가능하다. 따라서, 특허 문헌 1의 기술은, 예를 들면 몇십 매의 소편 기판을 일괄 처리하는 목적으로는 적합하지 않다.
또한, 통상 플라즈마 처리를 실행하는 경우에는, 플라즈마의 포커스성을 높이는 동시에, 하부 전극을 겸하는 탑재대의 이상 방전을 방지하기 위해서, 탑재면의 주위에 절연성 부재로 이루어지는 포커스 링 혹은 실드 링이라고 지칭되는 절연성 부재를 배치하고 있다. 다수의 소편 기판을 일괄해서 플라즈마 처리하는 경우에도, 동일한 목적으로 소편 기판의 주위에 절연성 부재를 배치할 필요가 있다. 그러나, 소편 기판을 일괄 처리하는 경우에, 상기 기능을 실현하기 위한 절연성 부재에 관해서는, 검토가 이루어져 있지 않다.
본 발명은, 상기 실정에 비추어 보아서 행해진 것으로서, 그 제 1 목적은, 다수의 피처리체를 일괄 수수하는 것이 가능한 탑재대를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 제 2 목적은, 다수의 피처리체를 일괄 처리하는 것이 가능한 탑재대를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대는, 처리 장치에 있어서 피처리체를 탑재하는 탑재대에 있어서, 복수매의 피처리체를 탑재하는 복수의 탑재면과, 상기 탑재면과 평행한 상태로 서로 간격을 두고 같은 방향으로 배열되고, 승강 가능하게 구성된 복수의 가동 부재를 가지며, 상기 가동 부재에 의해 피처리체를 지지하는 것에 의해 반송 장치와의 사이에서 복수매의 피처리체의 수수를 일괄해서 실행하는 수수 기구를 구비한다.
본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 가동 부재는, 복수매의 피처리체를 지지하면서 하강한 위치에서 상기 탑재면에 피처리체를 탑재하고, 복수매의 피처리체를 지지하면서 상승한 위치에서 상기 반송 장치와의 사이에서 피처리체의 수수를 실행하는 것이어도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 가동 부재는, 절연성 재료로 구성되어 있으며, 상기 탑재면의 주위를 둘러싸고, 상기 탑재면을 구획하는 절연부의 일부분을 이루는 제 1 절연성 부재이어도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 절연부는, 상기 제 1 절연성 부재와 조합되어 상기 탑재면의 주위를 둘러싸는 제 2 절연성 부재를 갖고 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 제 1 절연성 부재 와 상기 제 2 절연성 부재가 직교해서 배치되는 것에 의해 상기 절연 부재가 격자 형상으로 형성되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 제 1 절연성 부재에, 피처리체를 위치 결정하는 단차부를 마련해도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 복수의 탑재면의 각각에 대응하여, 피처리체를 흡착 보지하는 정전 흡착 기구가 마련되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 탑재대에 있어서, 상기 탑재면에는, 피처리체의 이면을 냉각하는 냉각용 기체의 토출구가 마련되어 있어도 좋다.
본 발명의 제 2 관점에 따른 처리 장치는, 복수매의 피처리체를 일괄 처리하는 처리 장치에 있어서, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에 배치된 상기 제 1 관점의 탑재대를 구비하고 있다.
본 발명의 제 2 관점에 따른 처리 장치는, 플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 플라즈마 처리 장치이어도 좋다.
본 발명의 제 3 관점에 따른 처리 시스템은, 복수매의 피처리체를 일괄 처리하는 처리 장치와, 복수매의 피처리체를 동시에 지지하는 빗살 형상의 지지 부재를 갖는 반송 장치를 구비한 처리 시스템에 있어서, 상기 처리 장치는, 처리 용기와, 상기 처리 용기 내에서 복수매의 피처리체를 탑재하는 탑재대를 갖고 있고, 상기 탑재대는, 피처리체를 탑재하는 복수의 탑재면과, 상기 탑재면과 평행한 상태로 서로 간격을 두고 같은 방향으로 배열되어, 승강 가능하게 구성된 복수의 가동 부재 에 의해 피처리체를 지지하는 것에 의해 상기 빗살 형상의 지지 부재와의 사이에서 복수매의 피처리체의 수수를 일괄해서 실행하는 수수 기구를 구비하고 있다.
본 발명의 탑재대는, 탑재면과 평행한 상태로 승강 가능하게 구성된 복수의 가동 부재에 의해 소편 기판 등의 피처리체를 지지하고, 반송 장치와의 사이에서 복수매의 피처리체의 수수를 일괄해서 실행하는 수수 기구를 구비한 것에 의해, 트레이가 불필요해져서, 트레이를 이용하여 피처리체의 일괄 수수를 실행하는 종래 기술에 있어서의 상기의 여러 문제를 해결할 수 있다. 특히, 트레이를 사용하지 않는 것에 의해, 정전 흡착 기구나 피처리체의 이면으로의 백 쿨링 기구를 채용할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한, 리프터 핀을 이용하여 피처리체의 일괄 수수를 실행하는 종래 기술에 비하면, 가동 부재는 외부 부착의 간단한 승강 기구에 의해 상하로 변위시키는 것이 가능하기 때문에, 수수 기구의 구성을 각별히 간소화할 수 있어, 보다 많은 피처리체를 확실하게 일괄 수수하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 탑재대에 있어서, 상기 가동 부재를 절연성 재료로 형성해서 제 1 절연성 부재로 하고, 제 2 절연성 부재와 함께 격자 형상의 절연부를 형성했을 경우에는, 피처리체를 일괄해서 플라즈마 처리할 시에, 탑재대의 상면에 있어서의 이상 방전을 확실하게 방지할 수 있다고 하는 효과가 있다. 더욱이, 격자 형상의 절연부는, 그 내측에 탑재된 피처리체를 향해서 플라즈마를 포커스시키는 역할을 가지므로, 장치 구성의 복잡화를 적극적으로 회피하여, 간이한 구성에 의해 처리 장치에 있어서의 피처리체의 일괄 대량 처리가 가능하게 된다고 하는 효과가 있다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 여기에서는, 본 발명의 탑재대를 구비한 제 1 실시형태의 플라즈마 에칭 장치 및 해당 플라즈마 에칭 장치를 구비한 진공 처리 시스템을 예로 들어서 설명한다. 도 1은 진공 처리 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 사시도이며, 도 2는 각 챔버의 내부를 개략적으로 도시하는 평면도이다. 이 진공 처리 시스템(100)은 복수의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)를 갖는 멀티 챔버 구조를 하고 있다. 진공 처리 시스템(100)은, 예를 들면 FPD용의 소편 유리 기판(이하, 간단히 「소편 기판」이라고 적는다)(S)에 대하여 플라즈마 처리를 실행하기 위한 처리 시스템으로서 구성되어 있다. 또한, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 전기 발광(Electro Luminescence ; EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.
진공 처리 시스템(100)에서는, 복수의 대형 챔버가 평면에서 보았을때 십자형으로 연결되어 있다. 중앙부에는 반송실(3)이 배치되고, 그 3 방향의 측면에 인접해서 소편 기판(S)에 대하여 플라즈마 처리를 실행하는 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)가 배치되어 있다. 또한, 반송실(3)의 나머지의 한쪽의 측면에 인접해서 로드록실(5)이 배치되어 있다. 이들 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c), 반송실(3) 및 로드록실(5)은, 어느 것이나 진공 챔버로서 구성되어 있다. 반송실(3)과 각 프 로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 사이에는 도시하지 않은 개구부가 마련되어 있고, 해당 개구부에는, 개폐 기능을 갖는 게이트 밸브(7a)가 각각 배치되어 있다. 또한, 반송실(3)과 로드록실(5) 사이에는, 게이트 밸브(7b)가 배치되어 있다. 게이트 밸브(7a, 7b)는, 폐쇄된 상태에서 각 챔버 사이를 기밀하게 밀봉하는 동시에, 개방 상태에서 챔버 사이를 연통시켜서 소편 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다. 또한, 로드록실(5)과 외부의 대기 분위기 사이에도 게이트 밸브(7c)가 배치되어 있어, 폐쇄된 상태에서 로드록실(5)의 기밀성을 유지하는 동시에 개방 상태에서 로드록실(5) 내부와 외부 사이에서 소편 기판(S)의 이송을 가능하게 하고 있다.
로드록실(5)의 외측에는, 2개의 카세트 인덱서(9a, 9b)가 마련되어 있다. 각 카세트 인덱서(9a, 9b) 위에는, 각각 소편 기판(S)을 수용하는 카세트(11a, 11b)가 탑재되어 있다. 각 카세트(11a, 11b) 내에는, 복수매의 소편 기판(S)을 지지하는 기판 지지체(도시하지 않음)가, 상하에 간격을 두고 다단으로 배치되어 있다. 또한, 각 카세트(11a, 11b)는, 승강 기구부(13a, 13b)에 의해 각각 승강 가능하게 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 예를 들면 카세트(11a)에는 미처리 기판을 수용하고, 다른쪽의 카세트(11b)에는 처리 완료 기판을 수용할 수 있도록 구성되어 있다.
이들 2개의 카세트(11a, 11b) 사이에는, 소편 기판(S)을 반송하기 위한 반송 장치(15)가 마련되어 있다. 이 반송 장치(15)는, 상하 2단에 마련된 포크(17a, 17b)와, 이들 포크(17a, 17b)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 구동부(19)와, 이 구동부(19)를 지지하는 지지대(21)를 구비하고 있다.
프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)는, 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에는, 도 2에 도시한 것과 같이, 복수의 소편 기판(S)을 탑재하는 탑재대로서의 서셉터(105)가 배치되어 있다. 그리고, 각 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서는, 소편 기판(S)을 서셉터(105)에 탑재한 상태로, 소편 기판(S)에 대하여, 예를 들면 진공 조건에서의 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리가 실행된다. 서셉터(105)의 상세한 구성에 대해서는 후술한다.
본 실시형태에서는, 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)에서 동종의 처리를 실행해도 좋고, 프로세스 챔버 마다 다른 종류의 처리를 실행해도 좋다. 또한, 프로세스 챔버의 수는 3개에 한정되지 않고, 4개 이상이어도 좋다.
반송실(3)은, 진공 처리실인 프로세스 챔버(1a∼1c)와 같이 소정의 감압 분위기로 보지할 수 있도록 구성되어 있다. 반송실(3) 내에는, 도 2에 도시한 것과 같이, 상하 2단으로 마련된 포크(23a, 23b)[상단의 포크(23a)만 도시했다. 이하, 「포크(23)」로 적는다]를 구비한 반송 장치(25)가 배치되어 있다. 반송 장치(25)의 포크(23)는, 1개의 기부(26a)와, 이 기부(26a)에 고정된 복수(본 실시형태에서는 4개)의 가는 판형상의 지지 부재(26b)를 갖고 있다. 포크(23)는, 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 구성되어 있다. 포크(23)는 복수매의 소편 기판(S)을 일괄해서 지지할 수 있다. 그리고, 반송 장치(25)에 의해, 3개의 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 및 로드록실(5) 사이에서 소편 기판(S)의 일괄 반송이 실행된다.
로드록실(5)은, 각 프로세스 챔버(1a∼1c) 및 반송실(3)과 마찬가지로 소정 의 감압 분위기로 보지할 수 있도록 구성되어 있다. 로드록실(5)은, 대기 분위기 에 있는 카세트(11a, 11b)와 감압 분위기의 반송실(3) 사이에서 소편 기판(S)의 수수를 실행하기 위한 것이다. 로드록실(5)은, 대기 분위기와 감압 분위기를 반복하는 관계상, 극히 그 내용적이 작게 구성되어 있다. 로드록실(5)에는, 소편 기판(S)을 일시적으로 수용하는 기판 수용부(27)가 상하 2단에 마련되어 있다(도 2에서는 상단만을 도시). 각 기판 수용부(27)에는, 소편 기판(S)을 지지하는 복수의 가늘고 긴 탑재 부재(29)가 마련되어 있다. 인접하는 탑재 부재(29) 사이는, 소편 기판(S)의 폭보다 좁고, 또한 반송 장치(15)의 포크(17a, 17b)나 반송 장치(25)의 포크(23)의 기판 지지부[예컨대, 포크(23)의 지지 부재(26b)]의 폭보다도 넓게 되어 있다. 따라서, 인접하는 탑재 부재(29)에 걸치도록 탑재된 소편 기판(S)을 포크(17a,17b)나 포크(23)로 건져 올리듯이 수취하거나, 반대로 포크(17a,17b)나 포크(23)로부터 탑재 부재(29)에 소편 기판(S)을 수수할 수 있도록 되어 있다.
도 2에 도시한 것과 같이, 진공 처리 시스템(100)의 각 구성부는, 제어부(30)에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다(도 1에서는 도시를 생략). 제어부(30)는, CPU를 구비한 컨트롤러(31)와, 유저 인터페이스(32)와 기억부(33)를 구비하고 있다. 컨트롤러(31)는, 진공 처리 시스템(100)에 있어서, 예를 들면 프로세스 챔버(1a∼1c), 반송 장치(15), 반송 장치(25) 등의 각 구성부를 통괄해서 제어한다. 유저 인터페이스(32)는, 공정 관리자가 진공 처리 시스템(100)을 관리하기 위해서 명령의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 진공 처리 시스템(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등으로 구성된다. 기억부(33)는, 진공 처리 시스템(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러(31)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트 웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기록된 레시피가 보존되어 있다. 유저 인터페이스(32) 및 기억부(33)는 컨트롤러(31)에 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 유저 인터페이스(32)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(33)로부터 호출해서 컨트롤러(31)에 실행시키는 것으로, 컨트롤러(31)의 제어하에서, 진공 처리 시스템(100)에서의 원하는 처리가 실행된다.
상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 혹은, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 수시로 전송시켜서 온라인에서 이용하는 것도 가능하다.
다음에, 이상과 같이 구성된 진공 처리 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다. 우선, 반송 장치(15)의 2장의 포크(17a, 17b)를 진퇴 구동시켜서, 미처리 기판을 수용한 카세트(11a)로부터 복수매의 소편 기판(S)을 수취해서, 로드록실(5)의 상하 2단의 기판 수용부(27)에 각각 탑재한다.
포크(17a,17b)를 퇴피시킨 후, 로드록실(5)의 대기측의 게이트 밸브(7c)를 폐쇄한다. 그 후, 로드록실(5) 내를 배기하고, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 다음에, 반송실(3)과 로드록실(5) 사이의 게이트 밸브(7b)를 개방하고, 반송 장치(25)의 포크(23)에 의해, 로드록실(5)의 기판 수용부(27)에 수용된 복수매의 소편 기판(S)을 일괄해서 수취한다.
다음에, 반송 장치(25)의 포크(23)에 의해, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 중 어느한 곳에 복수매의 소편 기판(S)을 반입하고, 일괄해서 서셉터(105)에 수수한다. 그리고, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c) 내에서 복수매의 소편 기판(S)에 대하여 에칭 등의 소정의 처리가 실시된다. 다음에, 처리 완료의 복수매의 소편 기판(S)은, 서셉터(105)로부터 반송 장치(25)의 포크(23)에 일괄해서 수수되어, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)로부터 반출된다. 이상의 과정에서 실행되는 포크(23)와 서셉터(105) 사이의 소편 기판(S)의 일괄 수수 기구에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
그리고, 복수의 소편 기판(S)은, 상기와는 반대의 경로로 로드록실(5)을 거쳐, 반송 장치(15)에 의해 카세트(11b)에 수용된다. 또한, 처리 완료의 소편 기판(S)을 원래의 카세트(11a)로 복귀시켜도 좋다.
다음에, 도 3 내지 도 8을 참조하면서, 본 실시형태에 따른 탑재대, 및 이 탑재대를 구비한 처리 장치의 일례인 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치에 대해서 설명한다. 도 3은, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)로서 적용 가능한 플라즈마 에칭 장치(200)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시한 것과 같이, 플라즈마 에칭 장치(200)는, 직사각형을 한 복수의 소편 기판(S)에 대하여 에칭을 실행하는 용량 결합형의 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다.
이 플라즈마 에칭 장치(200)는, 예를 들면 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 처리 용기(101)를 갖고 있다. 이 처리 용기(101) 내의 바닥부에는, 프레임 형상의 절연성 부재(103)가 배 치되어 있다. 절연성 부재(103) 위에는, 복수매의 소편 기판(S)을 동시에 탑재 가능한 탑재대인 서셉터(105)가 마련되어 있다. 도 4에, 서셉터(105)의 외관 사시도를, 도 5에 서셉터(105)의 평면도를 각각 도시했다. 또한, 도 6에 도 5의 Ⅵ-Ⅵ선화살표의 단면을, 도 7에 동 Ⅶ-Ⅶ선 화살표의 단면을, 도 8에 동 Ⅷ-Ⅷ선 화살표의 단면을 각각 도시했다. 또한, 도 3에 있어서의 서셉터(105)의 단면 구조는 도 5내의 Ⅲ-Ⅲ선 화살표의 단면이다.
하부 전극이기도 한 서셉터(105)는, 주요한 구성으로서, 기재(107)와, 기재(107)를 둘러싸는 절연성 부재(117a, 117b)와, 가동 부재로서의 가동 실드 부재(123)를 갖는 수수 기구부(111)를 구비하고 있다. 수수 기구부(111)는, 반송 장치(25)의 포크(23) 사이에서 소편 기판(S)을 일괄해서 수수할 수 있도록 되어 있다.
기재(107)는, 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 도전성 재료로 형성되어 있다. 기재(107)는, 절연성 부재(103) 위에 배치되고, 양쪽 부재의 접합 부분에는 O링 등의 시일 부재(113)가 배치되어서 기밀성이 유지되어 있다. 절연성 부재(103)와 처리 용기(101)의 바닥벽(101a) 사이도, 시일 부재(114)에 의해 기밀성이 유지되어 있다. 기재(107)의 측부 외주는 절연성 부재(117a, 117b)에 의해 둘러싸여져 있다. 이에 의해, 서셉터(105)의 측면의 절연성이 확보되어, 플라즈마 처리 시의 이상 방전이 방지되어 있다.
또한, 기재(107)의 상면에는, 격자 형상으로 요철이 형성되고, 그 볼록부에는, 복수의 소편 기판(S)을 보지하기 위한 복수의 탑재면(107a)이 형성되어 있다. 또한, 격자 형상의 요철의 오목부에는 고정 실드 부재(121) 및 가동 실드 부재(123)가 끼워넣어져 있다. 또한, 기재(107)의 표면은 알루마이트 처리되어 있다.
서셉터(105)의 상면에는, 도 4 및 도 5에도 도시한 것과 같이, 도면 중 X방향으로 배치된 복수의 고정 실드 부재(121)(제 2 절연성 부재)와, X방향과 직교하는 Y방향으로 배치된 복수의 가동 실드 부재(123)(제 1 절연성 부재)가 마련되어 있다. 고정 실드 부재(121)는 표면 부분만이 노출하도록 하여 서셉터(105)의 기재(107)내에 매설되어 있다. 장판 형상의 가동 실드 부재(123)는, 상기 탑재면(107a)에 대하여 평행한 상태를 유지한 채 승강 변위 가능하게 마련되어 있다. 가동 실드 부재(123)는, 하강시킨 위치에서는 기재(107)에 형성된 오목부(107b)에 끼워 넣어지고, 그 상면이 탑재면(107a)과 동일 평면 상에 있게 되어서 소편 기판(S)을 지지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 가동 실드 부재(123)는, 그 상면에서 소편 기판(S)을 지지할 수 있는 것이면 그 형상은 상관없다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시한 것과 같이, 고정 실드 부재(121)의 상면에는, 단차부(121a)가 형성되어 있다. 또한, 가동 실드 부재(123)의 하면에는 단차부(123a)가 형성되어 있다. 그리고, 고정 실드 부재(121)의 상면의 단차부(121a)에 의한 요철과, 가동 실드 부재(123)의 하면의 단차부(123a)에 의한 요철이, 엇갈려서 맞물리도록 양쪽 부재가 교차해서 배치되어 있다. 이렇게, 고정 실드 부재(121)와 가동 실드 부재(123)는, 서로 교차해서 격자 형상 절연부(125)를 형성하고 있다. 이 격자 형상 절연부(125)에 의해 구획된 서셉터(105) 표면의 노출 부분 이, 상기 탑재면(107a)이 되어 있다. 즉, 서셉터(105)의 표면에 복수 형성된 각 탑재면(107a)의 주위는, 고정 실드 부재(121)와 가동 실드 부재(123)로 이루어지는 격자 형상 절연부(125)로 둘러싸여져 있다.
고정 실드 부재(121)와 가동 실드 부재(123)로 이루어지는 격자 형상 절연부(125)는, 플라즈마의 포커스성을 높이고, 탑재면(107a)에 탑재된 소편 기판(S)에 플라즈마를 집중시키는 기능을 갖고 있다. 또한, 격자 형상 절연부(125)는, 플라즈마 처리 시에, 서셉터(105)를 구성하는 기재(107)에 있어서의 이상 방전을 방지하는 기능을 갖고 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 고정 실드 부재(121)의 상면의 단차부(121a)에 의한 요철과, 가동 실드 부재(123)의 하면의 단차부(123a)에 의한 요철이, 엇갈려서 맞물리도록 배치한 구조에 의해 충분한 실드 기능이 확보되어 있다.
또한, 각 가동 실드 부재(123)는, 소편 기판(S)을 지지하면서 동기해서 승강 변위 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 가동 실드 부재(123)는, 반송 장치(25)의 포크(23)와의 사이에서 복수의 소편 기판(S)의 일괄 수수를 실행하는 수수 기구부(111)의 구성 부재로서도 기능한다. 수수 기구부(111)의 상세한 내용에 대해서는 나중에 설명한다.
도 3을 참조하면, 상기 서셉터(105)의 상방에는, 이 서셉터(105)와 평행하게, 또한 대향해서 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(131)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(131)는 처리 용기(101)의 상부에 지지되어 있다. 샤워 헤드(131)는 중공 형상을 하고, 그 내부에는, 가스 확산 공간(133)이 마련되어 있다. 또한, 샤워 헤드(131)의 하면[서셉터(105)와의 대향면]에는, 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍(135)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(131)는 접지되어 있고, 서셉터(105)와 함께 한 쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워 헤드(131)의 상부 중앙 부근에는, 가스 도입구(137)가 마련되어 있다.이 가스 도입구(137)에는, 처리 가스 공급관(139)이 접속되어 있다. 이 처리 가스 공급관(139)에는, 2개 밸브(141, 141) 및 질량 유량 컨트롤러(143)를 거쳐서, 에칭을 위한 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(145)이 접속되어 있다. 처리 가스로서는, 예를 들면 할로겐계 가스나 O2 가스 외에, Ar 가스 등의 희가스 등을 이용할 수 있다.
상기 처리 용기(101)의 바닥부에는, 배기구(151)가 복수 개소(도 3에서는 2개소를 도시함)에 형성되어 있다. 배기구(151)에는 배기관(153)이 접속되어 있고, 이 배기관(153)은 배기 장치(155)에 접속되어 있다. 배기 장치(155)는, 예를 들면 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이로써 처리 용기(101) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인 가능하게 구성되어 있다.
또한, 처리 용기(101)의 측벽에는, 도시하지 않은 기판 반입출구가 마련되어 있다. 이 기판 반입출구는 게이트 밸브(7a)에 의해 개폐된다(도 1 및 도 2 참조). 그리고, 이 게이트 밸브(7a)를 개방한 상태에서 소편 기판(S)이 인접하는 반송실(3)과의 사이에서 반송되도록 되어 있다(도 1 및 도 2 참조).
서셉터(105)의 기재(107)에는, 급전선(171)이 접속되어 있고, 이 급전 선(171)에는 매칭 박스(M.B.)(173)를 거쳐서 고주파 전원(175)이 접속되어 있다. 이로써, 고주파 전원(175)으로부터 예를 들면 13.56MHz의 고주파 전력이, 하부 전극으로서의 서셉터(105)에 공급된다.
다음에, 수수 기구부(111)에 대해서 상세하게 설명한다. 수수 기구부(111)는, 도 4에도 도시한 것과 같이, 복수의 가동 실드 부재(123)와, 각 가동 실드 부재(123)를 양단에서 지지하는 복수의 로드(187)와, 서셉터(105)의 양측부에 있어서 이들의 로드(187)를 연결하는 연결 부재(189)와, 연결 부재(189)를 지지하면서 상하로 변위시키는 구동축(191)과, 구동축(191)을 상하로 구동하는 구동부(193)를 갖고 있다.
가동 부재로서의 가동 실드 부재(123)는, 복수(도 4에서는 5장)가 서로 간격을 두고 같은 방향으로 배열되어 있다. 인접하는 가동 실드 부재(123)끼리의 간격은, 소편 기판(S)의 폭보다도 좁게 형성되어 있어, 소편 기판(S)의 양단에 계합함으로써 인접하는 가동 실드 부재(123) 사이에 소편 기판(S)을 걸치도록 되어 있다. 또한, 가동 실드 부재(123)끼리의 간격은, 반송 장치(25)의 포크(23)의 지지 부재(26b)의 폭보다도 넓게 되어 있어, 가동 실드 부재(123)의 사이를 지지 부재(26b)가 간섭하지 않고 상하로 빠져나갈 수 있도록 되어 있다. 가동 실드 부재(123)는, 예컨대 세라믹스나 석영 등의 절연재료에 의해 구성되어 있다.
로드(187)는, 서셉터(105)의 양측부에 있어서 각 가동 실드 부재(123)의 양단에 거의 직교해서 접합되어, 가동 실드 부재(123)를 수평으로 지지하고 있다. 각 로드(187)의 하단은, 서셉터(105)의 양측부에 있어서 각각 한개씩의 연결 부 재(189)에 의해 연결되어 있다. 각 로드(187)는, 가동 실드 부재(123)를 상승시킨 위치에서 연결 부재(189)가 반송 장치(25)의 포크(23)와 간섭하지 않도록 충분한 높이를 갖고 있다.
연결 부재(189)는, 2개의 구동축(191)에 의해 거의 수평으로 지지된 판형상부재이다. 연결 부재(189)와 로드(187)에 의해, 각 가동 실드 부재(123)의 상면의 높이는 같은 위치에서 수평으로 갖추어지고, 또한 동기해서 상하로 변위 가능하게 되어 있다.
연결 부재(189)를 밑으로부터 지지하는 구동축(191)은, 처리 용기(101)의 바닥벽(101a)을 관통해서 마련되고, 처리 용기(101)의 바닥 외부에 배치된 구동부(193)에 접속되어 있다. 처리 용기(101)의 바닥벽(101a)을 관통하는 구동축(191)의 주위는, 도시하지 않는 벨로즈 등의 시일 기구에 의해 밀봉되어, 처리 용기(101) 내의 기밀성이 확보되어 있다.
구동부(193)는, 구동축(191)을 상하로 진퇴시켜서, 연결 부재(189), 로드(187) 및 가동 실드 부재(123)를 상하로 승강 변위시키는 동시에, 소정 높이에 정지·위치 결정할 수 있는 구동 장치를 갖고 있다. 이러한 구동 장치로서는, 예컨대, 모터에 의해 구동하는 볼 나사 기구, 에어 실린더 등을 이용할 수 있다.
로드(187), 연결 부재(189)의 재질은, 가동 실드 부재(123)와 마찬가지로 예컨대 세라믹스나 석영 등의 절연재료를 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 수수 기구부(111)를, 5장의 가동 실드 부재(123)를 좌우 5개씩의 로드(187)에 의해 연결 부재(189)에 연결하고, 좌우 2개씩의 구동축(191) 에 의해 연결 부재(189)를 승강 변위시키는 구성으로 했다. 그러나, 가동 실드 부재(123)나 로드(187), 구동축(191)의 개수는, 수수를 실행하는 소편 기판(S)의 매수 등에 따라 적절하게 변경 가능하다. 또한, 가동 실드 부재(123)를 서셉터(105)의 양측에서 지지하는 양쪽 지지 구조로 하지 않고, 한쪽만으로 지지하는 편 지지 구조로 해도 좋다. 더욱이, 수수 기구부(111)는, 복수의 소편 기판(S)을 지지하는 가동 실드 부재(123)의 수평 상태를 유지한, 또한 승강 변위시킬 수 있는 기구이면, 상기 구성에 제약되는 것은 아니다.
다음에, 이상과 같은 구성을 갖는 수수 기구부(111)에 의한 소편 기판(S)의 수수에 대해서 도 9 내지 도 12를 참조하면서 설명한다. 우선, 도 9에 도시한 것과 같이, 복수의 소편 기판(S)을 탑재한 반송 장치(25)의 포크(23)를, 프로세스 챔버(1a∼1c) 중 어느 한 곳에 삽입하고, 서셉터(105)의 상방 위치까지 진출시킨다.수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)는, 복수매의 소편 기판(S)을 지지하면서 상승한 위치에서 반송 장치(25)의 포크(23)와의 사이에서 소편 기판(S)의 일괄 수수를 실행한다. 또한, 가동 실드 부재(123)는, 복수매의 소편 기판(S)을 지지하면서 하강한 위치에서 각 탑재면(107a)에 각 소편 기판(S)을 탑재한다. 다음에, 도 10에 도시한 것과 같이, 복수의 소편 기판(S)을 탑재한 포크(23)를, 서셉터(105) 상방의 소정의 높이 위치에서 정지시킨다. 이 정지 위치(A)는, 포크(23)의 각 지지 부재(26b)가 인접하는 가동 실드 부재(123)의 간극의 바로 위에 위치하도록 설정된다.
다음에, 수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)를 소정의 높이[위치(B)]까 지 상승시킨다. 즉, 구동부(193)를 구동시킴으로써 구동축(191)을 거쳐서 연결 부재(189)를 상승시키고, 가동 실드 부재(123)의 수평 상태를 유지한 채 상승시킨다. 상승시킨 가동 실드 부재(123)의 위치(B)는, 포크(23)의 정지 위치(A)보다도 높게 설정되어 있다. 가동 실드 부재(123)는, 포크(23)와 간섭하는 일 없이, 포크(23)보다도 높은 위치(B)까지 상승한다. 그 상승 도중에서, 포크(23)에 탑재되어 있었던 소편 기판(S)은, 도 11에 도시한 것과 같이, 그 양단부에 있어서 인접하는 가동 실드 부재(123)에 지지된 상태에서 가동 실드 부재(123)에 일괄해서 수수된다. 소편 기판(S)을 수수한 후에는, 포크(23)를 퇴피시킨다.
다음에, 수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)를 하강시킨다. 즉, 구동부(193)를 구동시킴으로써 구동축(191)을 거쳐서 연결 부재(189)를 하강시켜, 수평 상태를 유지한 채 가동 실드 부재(123)를 하강시킨다. 본 실시형태에서는, 하강 위치에서의 가동 실드 부재(123)의 상면은, 서셉터(105)의 상면과 동일 평면 상에 있게 되어 있다. 이로써, 도 12에 도시한 것과 같이, 소편 기판(S)은, 일괄해서 서셉터(105)에 탑재된다.
서셉터(105)로부터 반송 장치(25)의 포크(23)로의 소편 기판(S)의 수수는 상기와 반대의 순서로 실시할 수 있다.
이상의 수수 동작에서는, 포크(23) 상에서의 소편 기판(S)의 위치를 결정해 두는 것에 의해, 서셉터(105)로 수수된 후의 각 소편 기판(S)을 서셉터(105)의 탑재면(107a)에 정확하게 위치 맞춤해서 탑재할 수 있다. 이 위치 맞춤을 확실하게 실행하기 위해서, 본 실시형태에서는, 예를 들면 도 13에 도시한 것과 같이, 포 크(23)의 각 지지 부재(26b)의 상면에 단차를 마련하여, 소편 기판(S)을 위치 결정하는 위치 결정용의 탑재부(300)를 형성해도 좋다. 이러한 탑재부(300)를 갖는 포크(23)를 이용하는 것에 의해, 가동 실드 부재(123)로 소편 기판(S)을 수수할 때에 정확한 위치에서 수수를 실행할 수 있다. 또한, 탑재부(300)에 의해, 가감속에 따른 포크(23)의 반송 도중에서의 소편 기판(S)의 위치 어긋남에 대해서도 방지할 수 있다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시한 것과 같이, 가동 실드 부재(123)의 가장자리부에, 소편 기판(S)을 위치 결정하는 단차부로서의 위치 결정용 절결부(301)를 형성해 두는 것도 바람직하다. 이렇게, 가동 실드 부재(123)에 위치 결정용 절결부(301)를 마련하는 것에 의해, 가동 실드 부재(123) 상에서의 각 소편 기판(S)의 위치 맞춤이 용이해진다. 따라서, 가동 실드 부재(123)를 하강시킬 때에, 각 소편 기판(S)을 서셉터(105)의 각 탑재면(107a)에 정확하게 위치 맞춤해서 탑재할 수 있다. 이로써, 예를 들면 에칭 등의 처리를 실행하는 경우의 가공 정밀도를 확보할 수 있다. 또한, 위치 결정용 절결부(301)를 마련하는 것에 의해, 서셉터에 소편 기판(S)을 탑재한 상태에서, 소편 기판(S)의 상면과, 가동 실드 부재(123)의 상면을 동일 평면 상에 있게 할 수 있기 때문에, 소편 기판(S)으로의 플라즈마의 포커스성을 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 반송 장치(25)의 포크(23)로부터 서셉터(105)로의 소편 기판(S)의 일괄 수수 방법은 상기 순서에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 포크(23)가 승강 가능하게 구성되어 있을 경우에는, 가동 실드 부재(123)를 상승시 킨 상태에서 포크(23)를 하강시킴으로써, 포크(23)로부터 가동 실드 부재(123)로의 소편 기판(S)의 일괄 수수를 실행해도 좋다. 이 경우는, 가동 실드 부재(123)를 미리 상승 위치에 설정해 두고, 그 상태에서 소편 기판(S)을 탑재한 포크(23)를 서셉터(105) 위로 이동시켜도 좋다.
다음에, 이상과 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(200)에 있어서의 처리 동작에 대해서 설명한다. 우선, 게이트 밸브(7a)가 개방된 상태에서, 피처리체인 복수매의 소편 기판(S)이, 반송 장치(25)의 포크(23)에 의해 반송실(3)로부터 도시하지 않은 기판 반입출구를 거쳐서 처리 용기(101) 내로 반입된다. 소편 기판(S)은, 반송 장치(25)의 포크(23)에 복수매 예컨대 20장이 일괄해서 지지된 상태에서 이송된다. 그리고, 상기 순서를 따라, 수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)를 거쳐서 포크(23)로부터 서셉터(105)로 소편 기판(S)의 일괄 수수가 실행된다. 복수매의 소편 기판(S)은, 서셉터(105)에 형성된 각 탑재면(107a) 위로 위치 맞춤되어서 탑재된다. 그 후, 게이트 밸브(7a)가 닫히고, 배기 장치(155)에 의해, 처리 용기(101) 내가 소정의 진공도까지 진공 흡인된다.
다음에, 밸브(141)를 개방하고, 가스 공급원(145)으로부터 처리 가스를 처리 가스 공급관(139), 가스 도입구(137)를 거쳐서 샤워 헤드(131)의 가스 확산 공간(133)으로 도입한다. 이때, 질량 유량 컨트롤러(143)에 의해 처리 가스의 유량제어가 실행된다. 가스 확산 공간(133)에 도입된 처리 가스는, 복수의 토출 구멍(135)을 더 거쳐서 서셉터(105) 위로 탑재된 소편 기판(S)에 대하여 균일하게 토출되어, 처리 용기(101) 내의 압력이 소정의 수치로 유지된다.
이 상태에서 고주파 전원(175)으로부터 고주파 전력이 매칭 박스(173)를 거쳐서 서셉터(105)에 인가된다. 이로써, 하부 전극으로서의 서셉터(105)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(131) 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 분해해서 플라즈마화한다. 이 플라즈마에 의해, 소편 기판(S)에 에칭 처리가 실시된다. 각 소편 기판(S)은, 고정 실드 부재(121)와 가동 실드 부재(123)로 이루어지는 격자 형상 절연부(125)에 둘러싸여진 상태에서 플라즈마 처리되기 때문에, 격자 형상 절연부(125)가 플라즈마의 포커스성을 높여, 높은 처리 효율을 얻을 수 있다. 또한, 격자 형상 절연부(125)에 의해 고주파 전계중이라도 서셉터(105) 표면에 있어서의 이상 방전이 방지된다.
에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(175)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한 후, 처리 용기(101) 내를 소정의 압력까지 감압한다. 다음에, 게이트 밸브(7a)를 개방하고, 수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)로부터 반송 장치(25)의 포크(23)에 소편 기판(S)을 일괄해서 수수하고, 처리 용기(101)의 기판 반입출구(도시 생략)로부터 반송실(3)로 반출한다. 이상의 조작에 의해, 소편 기판(S)에 대한 일괄 에칭 처리가 종료한다.
본 실시형태에 따른 서셉터(105)는, 가동 실드 부재(123)를 이용하는 수수 기구(111)를 구비한 것에 의해, 복수의 소편 기판(S)을, 반송 장치(25)의 포크(23)로부터 일괄해서 수취하고, 또한 포크(23)에 일괄해서 수수할 수 있다. 따라서, 트레이를 이용하여 소편 기판(S)의 일괄 수수를 실행하는 종래 기술에 있어서의 상기의 여러 문제를 해결할 수 있다. 특히, 트레이를 사용하지 않는 것에 의해, 정 전 흡착 기구나 소편 기판(S)의 이면으로의 백쿨링 기구를 채용할 수 있는 이점이 있다(후기, 제 2 실시형태를 참조). 또한, 리프터 핀을 이용하여 소편 기판(S)의 일괄 수수를 실행하는 종래 기술에 비하면, 판형상의 가동 실드 부재(123)는, 서셉터(105)에 외부 부착된 간이한 기구로 상하로 승강 변위시킬 수 있으므로, 수수 기구의 구성을 각별히 간소화할 수 있어, 보다 많은 소편 기판(S)을 확실하게 일괄 수수하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 가동 실드 부재(123)를 이용하는 수수 기구(111)는, 구성이 간이하기 때문에, 가동 실드 부재(123)의 교환이나 인접하는 가동 실드 부재(123)의 간격의 조정 등을 용이하게 실행할 수 있다. 따라서, 소편 기판(S)의 크기나 수수의 매수에 따라, 가동 실드 부재(123)의 설치 수, 폭, 간격 등을 자유롭게 설정할 수 있다. 또한, 가동 실드 부재(123)의 교환이나 간격의 조정은, 예를 들면 연결 부재(189)를 포함해서 로드(187) 및 가동 실드 부재(123)를 일괄해서 교환하는 것에 의해 실행해도 좋고, 또는, 연결 부재(189)에 있어서의 로드(187)의 장착 개수나 장착 위치를 변경 가능하게 구성해도 좋다.
또한, 절연 재료로 이루어지는 가동 실드 부재(123)는, 하강 위치 즉 서셉터(105)의 상면에 접촉한 위치에서는, 고정 실드 부재(121)와 함께 소편 기판(S)의 주위를 둘러싸는 격자 형상 절연부(125)를 형성해서 실드 기능을 가지므로, 서셉터(105)의 상면에 있어서의 이상 방전을 확실하게 방지할 수 있다. 더욱이, 격자 형상 절연부(125)는, 그 내측에 탑재된 소편 기판(S)을 향해서 플라즈마를 포커스시키는 역할을 한다. 이렇게, 가동 실드 부재(123)에 기판 수수 기능과 실드 기능과 플라즈마 포커스 기능을 갖게 하는 것에 의해, 장치 구성의 복잡화를 적극적으 로 회피해, 간이한 구성에 의해 서셉터(105)에 있어서의 소편 기판(S)의 일괄 대량 처리가 가능하게 되어, 처리 효율을 향상시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에, 도 16 및 도 17을 참조하면서, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 16은 본 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(201)의 개략 단면 구조를 도시한 도면이다. 본 실시형태에 있어서는, 서셉터(205)에, 소편 기판(S)을 흡착 보지하는 정전 흡착 기구 및 각 소편 기판(S)의 이면에 냉각용의 전열 가스를 도입하는 백쿨링 기구를 마련한 점에서, 제 1 실시형태와 다르다. 이하의 설명에서는, 제 1 실시형태와의 상위점을 중심으로 설명하고, 제 1 실시형태와 같은 구성에는 동일한 부호를 붙여서 설명을 생략한다.
플라즈마 에칭 장치(201)는, 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(200)와 마찬가지로, 진공 처리 시스템(100)에 있어서, 프로세스 챔버(1a, 1b, 1c)로서 적용 가능한 것이다(도 1 및 도 2 참조).
도 16에 도시한 것과 같이, 플라즈마 에칭 장치(201)에 있어서, 하부 전극이기도 한 서셉터(205)는, 주요한 구성으로서, 하부 기재(207)와, 이 하부 기재(207) 위에 적층된 상부 기재(209)와, 상부 기재(209) 위에 형성된 정전 흡착부(211)와, 정전 흡착부(211) 위에 소편 기판(S)을 일괄해서 수수하기 위한 수수 기구부(111)[가동 실드링(123)만 도시]를 구비하고 있다.
하부 기재(207) 및 상부 기재(209)는, 모두 예컨대 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 재질로 형성되어 있다. 하부 기재(207)와 상부 기재(209) 사이에는 시일 부재(215)가 배치되어서 경계 부분의 기밀성이 유지되어 있다. 하부 기재(207)와 상부 기재(209)의 측부 외주는, 절연성 부재(117a, 117b)에 의해 둘러싸여 있는 것에 의해 절연성이 확보되어, 플라즈마 처리 시에 서셉터(205)의 측부에서의 이상 방전이 방지되어 있다.
정전 흡착부(211)는, 주요한 구성으로서, 상부 기재(209) 위에 적층된 유전체막(219)과, 유전체막(219)에 매설된 복수의 전극판(221)을 구비하고 있다. 각 전극판(221)은, 급전선(223)을 거쳐서 직류 전원(225)에 접속되어 있다.
유전체막(219)은, 예를 들면 세라믹스 용사막 등에 의해 형성되어 있다. 유전체막(219)의 상면에는, 소편 기판(S)을 지지하는 복수의 탑재면(219a)이 형성되어 있다. 전극판(221)은, 금속 등의 도전성 재료로 이루어지고, 유전체막(219) 안에, 탑재면(219a)에 대응해서 복수로 분리해서 매설되어 있다. 그리고, 각 전극판(221)에 직류 전원(225)으로부터 직류 전압을 인가함으로써, 예컨대 쿨롱력에 의해 각각 소편 기판(S)을 흡착 보지할 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시형태에서는, 1개의 직류 전원(225)으로부터 급전선(223)을 분기시켜서 각 전극판(221)에 동시 급전하는 구성이 채용된다. 또한, 각 전극판(221)에, 별개의 직류 전원으로부터 개별적으로 급전하는 구성을 해도 좋다. 또한, 전극판(221)은, 탑재면(219a)에 대응해서 개별적으로 분리한 상태에서 배치하지 않고, 1개의 전극판(221)이 복수의 탑재면(219a)에 올라타도록 배치해도 좋다.
유전체막(219)은, 유전성 재료로 구성되어 있으면 그 재료는 상관없다. 또한, 고절연성 재료 뿐만 아니라 전하의 이동을 허용하는 정도의 도전성을 갖는 것 도 사용할 수 있다. 이러한 유전체막(219)은, 내구성 및 내식성의 관점으로부터 세라믹스로 구성하는 것이 바람직하다. 이때의 세라믹스는 특히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 Al2O3, Zr2O3, Si3N4 등의 절연재료를 들 수 있다. 또한, 유전체막(219)은 용사에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
하부 기재(207), 상부 기재(209) 및 유전체막(219)에는, 이들의 내부를 관통하는 가스 공급로(227)가 형성되어 있다. 가스 공급로(227)는, 하부 기재(207)와 상부 기재(209)의 경계에 형성된 수평 공급부(227a)와, 이 수평 공급부(227a)를 거쳐서 분기한 복수의 수직 공급 구멍(227b)을 갖고 있다. 수직 공급 구멍(227b)은, 1개의 탑재면(219a)에 복수 개소 형성되어 있다(도 16 및 도 17에서는, 1개소만을 도시했다). 이 가스 공급로(227)를 거쳐서, 예를 들면 He 가스 등의 열전도 가스가 피처리체인 소편 기판(S)의 이면에 공급된다. 또한, 하부 기재(207)의 내부에는, 도시하지 않는 냉매 순환로가 마련되어 있다. 이 냉매 순환로에 예를 들면 불소계 액체 등의 냉매를 순환시킴으로써, 그 냉열이 상기 열전도 가스를 거쳐서 소편 기판(S)에 대해 열전도된다.
즉, 가스 공급로(227)에 공급된 열전도 가스는, 수평 공급부(227a)를 거쳐서 일단 수평 방향으로 확산한 후, 정전 흡착부(211) 내에 수직으로 형성된 복수의 수직 공급 구멍(227b)을 지나서, 정전 흡착부(211)의 표면으로부터 각 소편 기판(S)의 뒷편을 향해서 분출한다. 이렇게 하여, 서셉터(205)의 냉열이 각 소편 기판(S)에 전달되어, 각 소편 기판(S)이 소정의 온도로 유지된다.
본 실시형태에서는, 정전 흡착부(211)를 마련했으므로, 각 소편 기판(S)을 서셉터(205)의 탑재면(219a)에 안정적으로 보지하는 것이 가능해진다. 또한, 정전 흡착부(211)에 유지된 각 소편 기판(S)의 이면측에 열전도 가스를 개별적으로 공급하는 분기한 가스 공급로(227)를 마련했으므로, 소편 기판(S)의 온도 조절이 가능하게 되어, 예를 들면 에칭 등의 처리의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.
본 실시형태에 따른 수수 기구부(111)의 구성 및 작용은 제 1 실시형태와 같다. 따라서, 본 실시형태에 있어서도, 가동 실드 부재(123)를 갖는 수수 기구부(111)에 의해, 소편 기판(S)의 일괄 수수가 가능하다. 이 경우, 제 1 실시형태 와 마찬가지로, 수수 기구부(111)의 가동 실드 부재(123)에 위치 결정용 절결부(301)를 마련할 수도 있다(도 14 및 도 15 참조). 또한, 고정 실드 부재(121)와 가동 실드 부재(123)로 구성되는 격자 형상 절연부(125)에 의해, 정전 흡착부(211)의 이상 방전을 방지하면서 탑재면(219a)에 탑재된 소편 기판(S)에 플라즈마를 포커스시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에 있어서는, 소편 기판(S)의 이면으로 열전도 가스를 공급하기 위해서, 탑재면(219a)에 탑재한 소편 기판(S)과 탑재면(219a) 사이에 간극을 두는 것이 바람직하다. 이 목적을 위하여, 예를 들면 도 17에 확대해서 도시한 것과 같이, 가동 실드 부재(123)를 하강시킨 상태에서 가동 실드 부재(123)의 상면이 탑재면(219a)보다도 약간 높아지도록 구성할 수 있다. 이로써, 가동 실드 부재(123)에 양단부가 지지된 소편 기판(S)은, 탑재면(219a)으로부터 약간 뜬 상태가 되어 냉각 가스용 공간(302)이 형성된다. 이 냉각 가스용 공간(302)에 수직 공급 구멍(227b)으로부터의 열전도 가스를 공급하는 것에 의해 소편 기판(S)을 효율적으로 냉각할 수 있다. 이 경우, 도시는 생략하지만, 고정 실드 부재(121)의 상면도, 가동 실드 부재(123)의 상면에 맞추어 탑재면(219a)에 대해 약간 높게 형성해도 좋다. 이렇게, 격자 형상 절연부(125)로 사방을 둘러싸는 것에 의해, 냉각 가스용 공간(302)에 있어서의 열전도 가스에 의한 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 17에 도시한 것과 같이, 탑재면(219a)으로부터 냉각 가스용 공간(302)을 관통하도록 세워진 복수의 볼록 형상부(219b)를 마련했다. 볼록 형상부(219b)는, 그 정부에서 소편 기판(S)의 이면에 접촉하고, 소편 기판(S)을 지지하는 역할을 하는 것이다. 또한, 볼록 형상부(219b)는, 유전체막(219a)의 표면[탑재면(219a)]에 형성된 돌기이어도 좋고, 유전체막(219a)의 표면[탑재면(219a)]에 세겨진 홈에 의한 요철의 볼록 부분이어도 좋다.
본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다.
이상, 본 발명의 실시형태를 서술했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되지 않고, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 하부 전극[기재(107), 하부 기재(207) 및 상부 기재(209)]에 고주파 전력을 인가하는 RIE타입의 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예시해서 설명했지만, 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 타입이어도 좋고, 용량 결합형에 한정되지 않고 유도 결합형이어도 좋다.
또한, 본 발명은 플라즈마 에칭 장치에 한정되지 않고, 애싱, CVD 성막 등의 다른 플라즈마 처리 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 복수의 소편 기판(S)의 일괄 수수 기구를 구비한 본 발명의 탑재대는, 진공 처리 장치나 플라즈마 처리 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 열처리 장치 등에도 적용 가능하다. 더욱이, 소편 기판(S)의 일괄 수수 기구를 구비한 탑재대는, 프로세스 챔버 이외의 챔버 예컨대 로드록실에 배치하는 것도 가능하다.
또한, 피처리체로서의 소편 기판(S)은, FPD 제조용의 것에 한정되지 않고, 각종 용도의 것을 대상으로 할 수 있다. 소편 기판(S)은 반도체 웨이퍼이어도 좋다.
도 1은 본 발명의 탑재대를 구비한 진공 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 도 1의 진공 처리 시스템의 평면도.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
도 4는 서셉터에 있어서의 수수 기구의 구성을 도시하는 사시도.
도 5는 서셉터의 평면도.
도 6은 도 5에 있어서의 Ⅵ-Ⅵ선 화살표의 단면도.
도 7은 도 5에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ선 화살표의 단면도.
도 8은 도 5에 있어서의 Ⅷ-Ⅷ선 화살표의 단면도.
도 9는 포크와 서셉터의 가동 실드 부재의 사이의 소편 기판의 일괄 수수를 설명하는 도면.
도 10은 복수의 소편 기판을 지지한 포크를 서셉터 위로 이동시킨 상태를 설명하는 도면.
도 11은 포크로부터 복수의 소편 기판을 가동 실드 부재가 수취한 상태를 설명하는 도면.
도 12는 복수의 소편 기판을 서셉터에 탑재한 상태를 설명하는 도면.
도 13은 탑재부가 형성된 포크를 도시하는 사시도.
도 14는 위치 결정용 절결부가 형성된 가동 실드 부재를 도시하는 주요부 사 시도.
도 15는 도 14의 가동 실드 부재를 구비한 서셉터에 소편 기판을 탑재한 상태를 설명하는 도면.
도 16은 제 2 실시형태에 따른 서셉터를 구비한 플라즈마 에칭 장치의 개략적인 구성을 도시하는 단면도.
도 17은 도 16의 플라즈마 에칭 장치의 서셉터에 소편 기판을 탑재한 상태를 설명하는 도면.
부호의 설명
1a, 1b, 1c : 프로세스 챔버, 3 : 반송실, 5 : 로드록실, 100 : 진공 처리 시스템, 101 : 처리 용기, 103 : 절연성 부재, 105 : 서셉터, 107 : 기재, 107a : 탑재면, 111 : 수수 기구부, 117a, 117b : 절연성 부재, 121 : 고정 실드 부재, 123 : 가동 실드 부재, 125 : 격자 형상 절연부, 131 : 샤워 헤드, 133 : 가스 확산 공간, 135 : 가스 토출 구멍, 137 : 가스 도입구, 139 : 처리 가스 공급관, 151 : 배기구, 153 : 배기관, 155 : 배기 장치, 171 : 급전선, 173 : 매칭 박스, 175 :고주파 전원, 187 : 로드, 189 : 연결 부재, 191 : 구동축, 193 : 구동부, 200, 201 : 플라즈마 에칭 장치

Claims (11)

  1. 처리 장치에서 피처리체를 탑재하는 탑재대에 있어서,
    복수매의 피처리체를 탑재하는 복수의 탑재면과,
    상기 탑재면과 평행한 상태로 서로 간격을 두고 동일 방향으로 배열되고 승강 가능하게 구성된 복수의 가동 부재를 가지며, 상기 가동 부재에 의해 피처리체를 지지함으로써 반송 장치와의 사이에서 복수매의 피처리체의 수수를 일괄해서 실행하는 수수 기구를 구비하며,
    상기 가동 부재는, 절연성 재료로 구성되어 있고, 상기 탑재면의 주위를 둘러싸며, 상기 탑재면을 구획하는 절연부의 일부분을 이루는 제 1 절연성 부재인 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가동 부재는, 복수매의 피처리체를 지지하면서 하강한 위치에서 상기 탑재면에 피처리체를 탑재하고, 복수매의 피처리체를 지지하면서 상승한 위치에서 상기 반송 장치와의 사이에서 피처리체의 수수를 실행하는 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연부는, 상기 제 1 절연성 부재와 조합되어 상기 탑재면의 주위를 둘러싸는 제 2 절연성 부재를 갖는 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 절연성 부재와 상기 제 2 절연성 부재가 직교하여 배치됨으로써 상기 절연부가 격자 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 절연성 부재에 피처리체를 위치 결정하는 단차부를 마련한 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 탑재면 각각에 대응하여, 피처리체를 흡착 보지하는 정전 흡착 기구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탑재면에는 피처리체의 이면을 냉각하는 냉각용 기체의 토출구가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는
    탑재대.
  9. 복수매의 피처리체를 일괄 처리하는 처리 장치에 있어서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 배치된 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 탑재대를 구비하는 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    플라즈마에 의해 피처리체를 처리하는 플라즈마 처리 장치인 것을 특징으로 하는
    처리 장치.
  11. 복수매의 피처리체를 일괄 처리하는 처리 장치와, 복수매의 피처리체를 동시에 지지하는 빗살 형상의 지지 부재를 갖는 반송 장치를 구비한 처리 시스템에 있어서,
    상기 처리 장치는 처리 용기와 상기 처리 용기 내에서 복수매의 피처리체를 탑재하는 탑재대를 가지며,
    상기 탑재대는, 피처리체를 탑재하는 복수의 탑재면과,
    상기 탑재면과 평행한 상태로 서로 간격을 두고 동일 방향으로 배열되며 승강 가능하게 구성된 복수의 가동 부재에 의해 피처리체를 지지함으로써, 상기 빗살 형상의 지지 부재와의 사이에서 복수매의 피처리체의 수수를 일괄해서 실행하는 수수 기구를 구비하며,
    상기 가동 부재는, 절연성 재료로 구성되어 있고, 상기 탑재면의 주위를 둘러싸며, 상기 탑재면을 구획하는 절연부의 일부분을 이루는 제 1 절연성 부재인 것을 특징으로 하는
    처리 시스템.
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