KR101429800B1 - 진공 용기 - Google Patents

Abstract

진공 용기로서 충분한 기계적 강도를 유지하면서, 경량화를 도모하는 동시에 그 재료비 및 가공비를 대폭 경감할 수 있는 진공 용기를 제공한다.
플라즈마 처리 용기(100a)는 각통(角筒) 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 조합되는 상부 용기(10)를 갖고 있다. 상부 용기(10)는 프레임체(21)와, 이 프레임체(21)에 절연 부재(23)를 거쳐 연결된 샤워헤드(25)와, 이들 프레임체(21) 및 샤워헤드(25)의 상방에 배치하여 마련된 비임 구조체(27)를 구비하고, 샤워헤드(25)를 구성하는 베이스판(31)은 대기압의 외부 공간에 노출하고 있다.

Description

진공 용기{VACUUM CONTAINER AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 예를 들면 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 유리 기판 등의 피처리체에 대하여 진공 상태에서 플라즈마 처리 등을 행할 때에 피처리체를 수용하는 진공 용기 및 해당 진공 용기를 구비한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD)로 대표되는 FPD의 제조 과정에 있어서는 진공 하에서 유리 기판 등의 피처리체에 에칭, 성막 등의 각종 처리가 실시된다. 플라즈마를 이용하여 상기 처리를 행하기 위해서 진공 흡인가능한 플라즈마 처리 용기를 구비한 플라즈마 처리 장치가 사용된다. 플라즈마 처리 용기는 진공 상태에서 플라즈마 처리를 행하기 때문에 용기 내외의 압력차에 견딜 수 있을 만큼의 강도가 필요하다. 그 때문에 종래의 플라즈마 처리 용기에서는 내부에 피처리체를 수용하는 용기 본체와, 이 용기 본체에 대하여 개폐가능하게 구성된 덮개를, 모두 알루미늄 등의 재질이 두꺼운 부재로 형성함으로써 진공 장치로서의 기계적 강도를 갖게 하고 있었다(예컨대, 특허 문헌 1).

그러나, 최근 FPD용의 기판에 대한 대형화의 요구가 강해지고 있고, 그것에 대응하여 플라즈마 처리 용기도 대형화하는 경향이 있다. 현재는 한변이 2m를 넘는 거대한 기판을 처리 대상으로 하는 플라즈마 처리 용기도 제조되고 있고, 앞으로 더욱 대형화하는 것이 불가피하다. 이렇게 플라즈마 처리 용기가 대형화한 결과, 대기압에 견딜 수 있는 강도를 유지하기 위해서는, 용기를 구성하는 부재의 두께를 증가시킬 필요가 있다. 예를 들면, 현재의 제 8 세대(2200mm × 2400mm)의 액정 디스플레이용 기판을 처리하는 플라즈마 처리 용기에서마저도, 덮개에 가해지는 대기압은 60t를 넘는다. 이 때문에, 덮개의 휨을 방지하기 위해서는 덮개의 두께를 200mm 정도까지 두껍게 할 필요가 있다. 그 결과, 덮개에 관한 재료비나 가공비만으로도 팽대(膨大)해져, 그 삭감이 요구되고 있었다.

특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 2006-283096 호

본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 진공 용기로서 충분한 기계적 강도를 유지하면서 경량화를 도모하는 동시에, 그 재료비 및 가공비를 대폭 경감할 수 있는 진공 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기는 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 행하는 처리 공간을 형성하는 진공 용기에 있어서, 상부가 개구된 상자형을 이루고, 내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대가 배치되는 하부 용기와, 상기 하부 용기에 대하여 개폐가능하게 구성되고, 폐쇄 상태에서 상기 하부 용기와 기밀하게 접합되는 상부 용기를 구비하고,

상기 상부 용기는 상기 하부 용기의 개구단에 접촉시켜지는 제 1 프레임체와, 상기 제 1 프레임체에 고정된 비임(beam) 구조체와, 상기 비임 구조체에 외측으로부터 연결되어 지지된 상태에서 상기 처리 공간에 처리 가스를 도입하는 샤워헤드를 갖고,

상기 샤워헤드의 상부를 대기압 공간에 노출시킨 상태에서 상기 비임 구조체에 의해 대기압에 대한 내압 강도를 갖게 하고 있다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기에 있어서, 상기 샤워헤드는 다수의 가스 토출 구멍을 갖고 상기 탑재대에 대향하여 배치된 가스 분사판과, 상기 가스 분사판을 지지하는 베이스판과, 상기 가스 분사판과 상기 베이스판에 의해 구획되는 내부의 가스 확산 공간을 갖고 있고, 대기압의 외부 공간에 노출된 상기 베이스판을 상기 비임 구조체에 의해 지지하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 베이스판은, 상기 처리 공간을 진공으로 한 상태에서 단체(單體)로는 대기압에 대한 필요한 내압 강도를 갖지 않는 두께로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기에 있어서, 상기 샤워헤드를 상부 전극으로 하고 상기 탑재대를 하부 전극으로 하여, 상기 처리 공간 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 한쌍의 대향 전극을 형성하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기에 있어서, 상기 베이스판과 상기 제 1 프레임체 사이에, 절연성 재료로 이루어지는 스페이서 부재를 배치하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기는 상기 베이스판과 상기 비임 구조체 사이에 도전성 플레이트 부재를 구비하고 있고, 상기 베이스판으로부터 상기 도전성 플레이트 부재를 거쳐 상기 제 1 프레임체를 향해 전류의 경로가 형성되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 베이스판과 상기 도전성 플레이트 부재가 상기 베이스판의 중앙부에서 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기에 있어서, 상기 비임 구조체와 상기 샤워헤드를, 상기 샤워헤드의 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 복수의 연결 수단에 의해 연결하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 1 관점에 따른 진공 용기에 있어서, 상기 비임 구조체가 아치 형상의 비임 부재를 갖고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2 관점에 따른 진공 용기는 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 행하는 처리 공간을 형성하는 진공 용기에 있어서,

상부가 개구된 상자형을 이루고, 내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대가 배치되는 하부 용기와,

상기 하부 용기에 대하여 개폐가능하게 구성되고, 폐쇄 상태에서 상기 하부 용기와 기밀하게 접합되는 상부 용기를 구비하고,

상기 상부 용기는 상기 하부 용기의 개구단에 접촉시켜지는 제 1 프레임체와, 해당 제 1 프레임체에 고정된 비임 구조체와, 하부 전극으로서의 상기 탑재대에 대향해서 배치됨과 동시에 상기 비임 구조체에 외측으로부터 연결되어 지지된 상부 전극을 갖고,

상기 상부 전극의 상부를 대기압 공간에 노출시킨 상태에서, 상기 비임 구조체에 의해 대기압에 대한 내압 강도를 갖게 하고 있다.

본 발명의 제 2 관점에 따른 진공 용기는 상기 상부 전극과 상기 비임 구조체의 사이에 도전성 플레이트 부재를 구비하고 있고, 상기 상부 전극으로부터 상기 도전성 플레이트 부재를 거쳐 상기 제 1 프레임체를 향해 전류의 경로가 형성되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 상부 전극과 상기 도전성 플레이트 부재가, 상기 상부 전극의 중앙부에서 전기적으로 접속되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 3 관점에 따른 진공 용기는 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 행하는 처리 공간을 형성하는 진공 용기에 있어서,

내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대가 배치되는 하부 용기와,

상기 하부 용기에 대하여 개폐가능하게 구성되고, 폐쇄 상태에서 상기 하부 용기와 기밀하게 접합되는 상부 용기를 구비하고,

상기 하부 용기는 상기 상부 용기에 접촉시켜지는 동시에 상기 탑재대를 지지하는 지지부를 갖는 제 2 프레임체와, 상기 제 2 프레임체에 고정된 비임 구조체를 갖고 있고,

상기 제 2 프레임체의 상기 지지부에서 상기 탑재대를 지지하면서, 상기 탑재대의 바닥부를 대기압 공간에 노출시킨 상태에서 상기 비임 구조체에 의해 대기압에 대한 내압 강도를 갖게 하고 있다.

본 발명의 제 4 관점에 따른 플라즈마 처리 장치는 상기 어느 하나에 기재된 진공 용기를 구비하고 있다.

본 발명의 진공 용기에 의하면, 제 1 프레임체와 비임 구조체와 샤워헤드에 의해 상부 용기를 구성하고, 샤워헤드의 상부를 대기압의 외부 공간에 노출시킨 상태에서, 비임 구조체에 의해 진공 용기로서 필요한 내압 강도를 갖게 하는 구성으로 했다. 이 때문에, 종래의 진공 용기에 필요했던 내압 강도를 갖는 두껍고 무거운 덮개를 마련하여 샤워헤드를 보호할 필요가 없어져서, 종래의 진공 용기와 비교하여 용기의 상부를 대폭 경량화할 수 있는 동시에 재료비·가공비 등을 대폭 경감할 수 있다.

또한, 본 발명의 진공 용기에 의하면, 덮개를 마련하지 않고, 샤워헤드의 상부가 대기압의 외부 공간에 노출된 상태로 되어 있는 점으로부터 샤워헤드에 대한 유지 보수 등을 용이하게 실행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도,
도 2는 도 1의 플라즈마 에칭 장치의 개략 단면도,
도 3은 비임 구조체와 베이스판의 연결 구조를 도시한 도 2의 요부 확대도,
도 4는 실드 플레이트의 장착 상태를 도시한 도 2의 요부 확대도,
도 5는 실드 플레이트의 설명에 제공되는 도면으로서, 도 5의 (a)는 실드 플레이트를 장착한 상태의 상부 용기의 하면의 상태를 도시하는 도면이고, 도 5의 (b) 및 도 5의 (c)는 실드 플레이트의 코너부의 확대도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 요부의 단면도,
도 7은 도전성 플레이트를 장착한 상태의 상부 전극을 도시하는 평면도,
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도,
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도,
도 10은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도,
도 11은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 외관 구성을 도시하는 사시도,
도 12는 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 개략 단면도.

[제 1 실시형태]

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 우선, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 실시형태에 따른 진공 용기를 구비한 플라즈마 에칭 장치(100)에 대해서 설명을 행한다. 도 1은 플라즈마 에칭 장치(100)의 외관을 도시하는 사시도이고, 도 2는 플라즈마 에칭 장치(100)의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 도 2의 요부를 확대한 단면도이다. 플라즈마 에칭 장치(100)는 예를 들면 FPD용의 유리 기판(이하, 단지 「기판」이라고 한다)(S)에 대하여 플라즈마 에칭 처리를 행하기 위한 장치로서 구성되어 있다. 또한, FPD로서는 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로 루미네센스(Electro Luminescence, EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치(100)는 직사각형을 이루는 기판(S)에 대하여 에칭을 실행하는 용량 결합형의 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다. 이 플라즈마 에칭 장치(100)는, 예를 들면 내면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통(角筒) 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 조합되는 상부 용기(10)를 갖고 있다. 하부 용기(1)와 상부 용기(10)에 의해 진공 용기인 플라즈마 처리 용기(100a)가 구성되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 하부 용기(1)는 바닥벽(1a) 및 4방의 측벽(1b)에 의해 구성되며, 상부가 개구된 하우징이다. 바닥벽(1a)과 측벽(1b)은 예를 들면 절삭 가공 등에 의해 상자형으로 일체 성형되고, 표면에 알루마이트 처리(양극 산화 처리)가 실시되어 있다. 또한, 하부 용기(1)는 접지 전위로 되어 있다.

하부 용기(1) 내의 바닥부에는 프레임 형상의 절연 부재(3)가 배치되어 있다. 절연 부재(3) 상에는 기판(S)을 탑재가능한 탑재대인 서셉터(5)가 마련되어 있다.

하부 전극이기도 한 서셉터(5)는 기재(7)를 구비하고 있다. 기재(7)는 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 도전성 재료로 형성되어 있다. 기재(7)는 절연 부재(3) 상에 배치되고, 양쪽 부재의 접합 부분에는 O링 등의 시일 부재(13)가 배치되어 기밀성이 유지되어 있다. 절연 부재(3)와 하부 용기(1)의 바닥벽(1a) 사이도 시일 부재(14)에 의해 기밀성이 유지되어 있다. 기재(7)의 측부 외주는 절연 부재(17)에 의해 둘러싸여져 있다. 이것에 의해, 서셉터(5)의 측면의 절연성이 확보되어 플라즈마 처리시의 이상 방전이 방지되어 있다.

상부 용기(10)는 도시하지 않는 개폐 기구에 의해, 하부 용기(1)에 대하여 개폐가능하게 구성되어 있다. 상부 용기(10)를 폐쇄한 상태에서, 상부 용기(10)와 측벽(1b)의 접합 부분에는 시일 부재로서의 O링(19)이 배치되어, 상부 용기(10)와 측벽(1b)의 접합 부분의 기밀성이 확보되어 있다.

상부 용기(10)는 주요한 구성으로서, 제 1 프레임체로서의 프레임체(21)와, 이 프레임체(21)에 절연 부재(23)를 거쳐 연결된 샤워헤드(25)와, 이들 프레임체(21) 및 샤워헤드(25)의 상방에 배치하여 마련된 비임 구조체(27)를 구비하고 있다. 또한, 샤워헤드(25)를 프레임체(21)에 직접 연결하는 경우는 절연 부재(23)는 불필요하다.

프레임체(21)는 하부 용기(1)와 같은 재질, 예를 들면 내면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄 등에 의해 형성되고, 전체로서 대략 사각형의 프레임 형상을 하고 있다. 프레임체(21)는 하부 용기(1)의 측벽(1b)의 상단[하부 용기(1)의 개구단]에 접촉되어 있다. 프레임체(21)와 측벽(1b)의 접촉 부위에는 상기 O링(19)이 배치되어서 진공 용기로서의 기밀성이 유지되어 있다.

비임 구조체(27)는 프레임체(21) 상에 프레임체(21)와 대략 동일한 크기로 탑재된 프레임 형상의 외측 비임(27a)과, 이 외측 비임(27a)의 내측에 격자 형상으로 배치하여 마련된 내측 비임(27b)을 갖고 있다. 비임 구조체(27)로서는 충분한 강성을 갖는 재질, 예를 들면 철, 스테인리스 등을 이용할 수 있다. 비임 구조체(27)를 구성하는 부재로서는, 예를 들면 H형 강 등을 바람직하게 이용할 수 있다. 외측 비임(27a)과 내측 비임(27b), 그리고 내측 비임(27b)끼리의 교차 부위는 예를 들면 용접 등의 방법으로 접합되어 있다. 외측 비임(27a)은 프레임체(21)에, 예를 들면 볼트 등의 연결 수단(도시 생략)으로 고정되어 있다.

샤워헤드(25)는 서셉터(5)의 상방에 있어서, 서셉터(5)와 평행하게 또한 서셉터(5)에 대향하여 배치되어 있다. 샤워헤드(25)는 플라즈마 처리 용기(100a) 내에서 처리 가스의 플라즈마를 생성시키기 위한 상부 전극으로서도 기능한다. 샤워헤드(25)는, 예를 들면 양극 산화 처리한 알루미늄 등으로 이루어지는 베이스판(31)과, 서셉터(5)와의 대향면에 다수의 가스 토출 구멍(33)을 구비한 가스 분사판(35)을 갖고 있다. 베이스판(31)은 예를 들면 65mm 내지 75mm 범위 내의 두께로 형성되어 있다. 따라서, 베이스판(31)은 플라즈마 처리 용기(100a) 내를 진공 상태(예를 들면, 1×1O^-3Pa 이하의 진공 상태)로 한 경우에 그것 자체[단체(單體)]로는 대기압에 저항하는 내압 강도는 갖고 있지 않다. 베이스판(31)과 가스 분사판(35) 사이에는 가스 확산 공간(36)이 형성되어 있다. 베이스판(31)과 가스 분사판(35)은 양쪽 부재의 주변부 및 가스 확산 공간(36)에 건너질러 마련된 복수의 현수 부재(38)에 의해 고정되어 있다. 상부 전극으로서의 샤워헤드(25)는 하부 전극으로서의 서셉터(5)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.

도 3은 연결 수단(29)에 의한 베이스판(31)과 비임 구조체(27)의 부착 구조를 도시하는 확대 단면도이다. 샤워헤드(25)의 베이스판(31)은 비임 구조체(27)의 외측 비임(27a) 및 내측 비임(27b)에 베이스판(31)의 높이 방향의 위치를 조정가능한 연결 수단(29)에 의해 기계적으로 고정되며, 복수의 접속 부재(115)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이 연결 수단(29)은 절연 스페이서(101), 스크류 조정기(102), 볼트(103), 너트(104) 및 절연 부재(105)를 갖고 있다. 비임 구조체(27)는 베이스판(31)에 절연 스페이서(101) 및 스크류 조정기(102)를 거쳐 볼트(103)에 의해 설치되어 있다. 스크류 조정기(102)는 비임 구조체(27)의 부착 구멍(106)에 삽입되고, 너트(104)에 의해 체결되어 있다. 볼트(103)는 절연 부재의 위로부터 스크류 조정기(102) 내에 삽입되어, 베이스판(31)을 비임 구조체(27) 쪽으로 끌어당기도록 고정되어 있다. 볼트(103)와 스크류 조정기(102) 사이에는 절연을 위한 간극이 형성되어 있다. 이렇게 스크류 조정기(102)와 너트(104)를 이용한 부착 구조로 한 것에 의해, 스크류 조정기(102)의 고정 위치[너트(104)에 의한 체결 위치]를 상하로 미세조정할 수 있으므로, 비임 구조체(27)에 베이스판(31)을 확실하게 고정할 수 있다. 또한, 절연 스페이서(101) 및 절연 부재(105)를 장착하지 않고, 연결 수단(29)에 의해 베이스판(31)과 비임 구조체(27) 사이의 전기적 접속을 도모하는 것도 가능하고, 그 경우는 접속 부재(115)를 생략할 수 있다. 또한, 예를 들면 지그 등을 이용하여 높이 조정을 실행하는 것에 의해, 절연 스페이서(101)를 생략해도 좋다. 또한, 스크류 조정기(102)와 볼트(103) 사이를 대기(간극)로 절연하는 대신에, 절연 부재를 개재시켜서 절연해도 좋다.

샤워헤드(25)의 상부 중앙 부근에는 가스 도입구(37)가 마련되어 있다. 이 가스 도입구(37)에는 처리 가스 공급관(39)이 접속되어 있다. 이 처리 가스 공급관(39)에는 2개의 밸브(41, 41) 및 매스 플로우 컨트롤러(43)를 거쳐 에칭을 위한 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(45)이 접속되어 있다. 처리 가스로서는, 예를 들면 할로겐계 가스나 O₂ 가스 외에, Ar 가스 등의 희가스 등을 이용할 수 있다.

상기 하부 용기(1)의 바닥부의 4구석에는 배기구(51)가 4개소에 형성되어 있다. 배기구(51)에는 배기관(53)이 접속되어 있고, 이 배기관(53)은 배기 장치(55)에 접속되어 있다. 배기 장치(55)는 예를 들면 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 이것에 의해 플라즈마 처리 용기(100a) 내를 소정의 감압 분위기까지 진공 흡인하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

또한, 하부 용기(1)의 일방의 측벽(1b)에는, 해당 측벽(1b)에 관통 형성된 개구부로서의 기판 반송용 개구(61)가 마련되어 있다. 이 기판 반송용 개구(61)는 게이트 밸브(도시 생략)에 의해 개폐된다. 그리고, 이 게이트 밸브를 개방시킨 상태에서, 기판 반송용 개구(61)를 거쳐 기판(S)이 반입반출되도록 되어 있다.

서셉터(5)의 기재(7)에는 급전선(71)이 접속되어 있다. 이 급전선(71)에는 매칭 박스(M.B.)(73)를 거쳐 고주파 전원(75)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 고주파 전원(75)으로부터, 예컨대 13.56MHz의 고주파 전력이 하부 전극으로서의 서셉터(5)에 공급된다. 또한, 급전선(71)은 바닥벽(1a)에 형성된 개구(77)를 거쳐 처리 용기 내에 도입되어 있다.

또한, 상부 용기(10)의 하면에는 프레임체(21), 절연 부재(23) 및 샤워헤드(25)[가스 분사판(35)]의 연결 부분을 덮도록, 예를 들면 세라믹스 등의 절연재료에 의해 프레임 형상으로 형성되어 이루어지는 실드 플레이트(81)가 배치되어 있다. 이 실드 플레이트(81)는 플라즈마 처리 용기(100a) 내에서 생성된 플라즈마를 서셉터(5)의 상방 공간[즉, 기판(S)의 상방]에 집중시키는 동시에 프레임체(21), 절연 부재(23) 및 가스 분사판(35)의 접합 경계 부분을 플라즈마에 의한 폭로로부터 실드하는 기능을 갖고 있다.

도 4에 확대하여 도시한 바와 같이, 실드 플레이트(81)는 나사(91) 등의 고정 수단에 의해 절연 부재(23)에 장착되어 있다. 나사(91)는 플라즈마 처리 용기(100a) 내(플라즈마 생성 공간)에 금속 재료가 노출되는 것을 피할 목적으로, 도시하는 바와 같이 나사 머리(91a)가 통상의 나사와 비교하여 낮게 형성되어 있고, 또한 예를 들면 세라믹스(알루미나)나 석영 등의 절연 재료로 이루어지는 커버(93)에 의해 나사 머리(91a)가 절연 피복되어 있다. 또한, 나사 머리(91a) 및 커버(93)를 실드 플레이트(81)에 매설한 구성으로 해도 좋다.

실드 플레이트(81)는 프레임 형상을 하고 있고, 그 내주측이 외주측과 비교하여 경사져 두께가 얇게 형성된 테이퍼부(81a)를 갖고 있다. 플라즈마 처리 용기(100a)에서 플라즈마 에칭 처리를 반복하여 실행하면, 용기 내부에 반응 생성물 등에 의한 퇴적물이 형성되어 간다. 특히, 부재와 부재의 접합 부분의 단차가 형성되어 있는 경우, 단차 부분은 플라즈마에 직접 노출되기가 어려워지기 때문에 퇴적물이 축적되기 쉽고, 파티클 발생의 원인으로 되기 쉽다. 테이퍼부(81a)는 실드 플레이트(81)와 가스 분사판(35) 사이에 형성되는 단차를 대폭 작게 하여, 단차 부분에서의 퇴적물의 축적을 방지하는 기능을 갖고 있다.

또한, 도 5의 (a)에 실드 플레이트(81)가 장착된 상부 용기(10)를 하방으로부터 본 상태[즉, 상부 용기(10)의 하면]를 도시하는 동시에, 도 5의 (b)에 실드 플레이트(81)의 코너부(81b)의 확대도를 도시했다. 상기와 마찬가지로 퇴적물의 축적을 억제하여 파티클의 발생을 방지하는 관점으로부터, 직사각형의 프레임 형상을 이루는 실드 플레이트(81)의 내주의 네 구석의 코너부(81b)는 둥근 부분을 가진 형상으로 가공되어 있다. 이와 같이, 테이퍼부(81a)를 마련하고, 추가로 각을 둥글게 가공함으로써, 퇴적물의 축적을 대폭 억제하여 파티클의 발생을 방지하고 있다. 또한, 실드 플레이트(81)는 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이 단면 형상이 반구 형상 혹은 반타원 형상이 되도록 형성해도 좋다.

다음에, 이상과 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(100)에 있어서의 처리 동작에 관해서 설명한다. 우선, 도시하지 않는 게이트 밸브가 개방된 상태에서 피처리체인 기판(S)이 도시하지 않는 반송 장치에 의해 기판 반송용 개구(61)를 거쳐 하부 용기(1) 내로 반입되고, 서셉터(5)로 기판(S)의 주고받음이 행해진다. 그 후, 게이트 밸브가 폐쇄되고, 배기 장치(55)에 의해 하부 용기(1) 내가 소정의 진공도까지 진공 흡인된다.

다음에, 밸브(41)를 개방하고, 처리 가스를 가스 공급원(45)으로부터 처리 가스 공급관(39), 가스 도입구(37)를 거쳐 샤워헤드(25)의 가스 확산 공간(36)으로 도입한다. 이 때, 매스 플로우 컨트롤러(43)에 의해 처리 가스의 유량 제어가 실행된다. 가스 확산 공간(36)에 도입된 처리 가스는, 추가로 복수의 가스 토출 구멍(33)을 거쳐 서셉터(5) 상에 탑재된 기판(S)에 대하여 균일하게 토출되고, 하부 용기(1) 내의 압력이 소정의 수치로 유지된다.

이 상태에서, 고주파 전원(75)으로부터 고주파 전력이 매칭 박스(73)를 거쳐 서셉터(5)에 인가된다. 이것에 의해, 하부 전극으로서의 서셉터(5)와 상부 전극으로서의 샤워헤드(25) 사이에 고주파 전계가 발생하고, 처리 가스가 해리되어 플라즈마화한다. 이 플라즈마에 의해 기판(S)에 에칭 처리가 실시된다.

에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(75)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한 후, 하부 용기(1) 내를 소정의 압력까지 감압한다. 다음에, 게이트 밸브를 개방하여, 서셉터(5)로부터 반송 장치로 기판(S)이 건네지고, 하부 용기(1)의 기판 반송용 개구(61)로부터 반출된다. 이상의 조작에 의해, 기판(S)에 대한 에칭 처리가 종료한다.

본 실시형태에 따른 플라즈마 처리 용기(100a)에서는 종래의 FPD용 플라즈마 처리 용기에 필요했던 두껍고 무거운 덮개를 사용하지 않고, 프레임체(21)와 샤워헤드(25)와 비임 구조체(27)를 갖는 상부 용기(10)로 치환하는 구성으로 했다. 진공 상태에서는, 상부 용기(10)의 비임 구조체(27)에 의해 베이스판(31)이 대기압에 저항하여 매달아 올려지도록 고정되기 때문에, 진공 장치로서 충분한 기계적 강도를 유지할 수 있다. 이 때문에, 샤워헤드(25)의 상부를 이루는 베이스판(31)을 대기압의 외부 공간에 노출시킨 상태로 해둘 수 있다. 따라서, 내압성의 덮개로 상부를 덮고 있었던 종래의 플라즈마 처리 용기와 비교하여, 상부 용기(10)를 대폭 경량화할 수 있는 동시에, 재료비·가공비 등을 대폭 절감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 비임 구조체(27)와 베이스판(31)을 베이스판(31)의 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단(29)에 의해 연결한 것에 의해, 베이스판(31)의 높이 위치를 조정할 수 있다.

또한, 종래의 덮개 구조와 달리, 상부 전극[샤워헤드(25)]을 구성하는 베이스판(31)이 노출된 상태이기 때문에, 상부 전극에 대한 작업성도 좋고, 유지 보수 등을 용이하게 실행할 수 있다는 효과도 가져온다.

또한, 본 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(100)에서는 베이스판(31)의 중앙부의 상방에 비임 구조체(27)의 내측 비임(27b)이 위치하지 않도록(겹치지 않도록) 내측 비임(27b)을 격자 형상으로 배치하여 마련했으므로, 베이스판(31)의 중앙부에 가스 도입 설비[가스 도입구(37)]를 접속하거나, 다른 부속 설비(예를 들면, 임피던스 정합 장치 등)을 배치하여 마련하거나 하는 것이 가능해진다. 가스 도입구(37)를 샤워헤드(25)의 베이스판(31)의 중앙에 마련함으로써, 샤워헤드(25)로 가스를 편차없이 균일하게 도입할 수 있다. 그 결과, 기판(S)의 상방 공간으로 가스를 균일하게 도입할 수 있다. 따라서, 대용적의 플라즈마 처리 용기(100a) 내에 있어서도, 기판(S)의 상방 공간에 안정적으로 플라즈마를 생성시켜, 처리의 균일화를 도모할 수 있다. 또한, 베이스판(31)의 중앙부의 상방에 임피던스 조정 장치 등의 설비를 배치하여 마련할 수 있는 것에 의해, 플라즈마 에칭 장치(100)의 풋프린트(footprint)를 억제하여 공간 절약화를 할 수 있다.

[제 2 실시형태]

다음에, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 대해서 설명한다. 도 6은 도 2에 도시한 제 1 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(100)와 거의 동일한 구성의 플라즈마 에칭 장치의 요부를 도시하는 단면도이다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 또한, 본 실시형태의 플라즈마 에칭 장치의 전체의 구성은 제 1 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(100)를 참조함으로써 파악할 수 있으므로, 도시를 생략한다.

이 플라즈마 에칭 장치는 제 1 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(100)와의 상위점으로서, 상부 전극인 샤워헤드(25)의 베이스판(31)과 비임 구조체(27) 사이에, 도전성 플레이트(111) 및 지지 플레이트(113)를 구비하고 있다. 베이스판(31)과 도전성 플레이트(111)는, 예를 들면 단면 「コ」자 형상을 이루는 접속 부재(115)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도전성 플레이트(111) 및 지지 플레이트(113)는, 도시하지 않는 볼트 등의 고정 수단에 의해 비임 구조체(27)에 고정되어 있다. 또한, 지지 플레이트(113)와 비임 구조체(27)의 접합은 용접을 이용해도 좋다.

도전성 플레이트(111)는 베이스판(31)과 프레임체(21)를 전기적으로 접속하는 역할을 수행하는 부재이고, 낮은 전기 저항의 도전성 재료, 예를 들면 알루미늄, 동 등으로 구성되어 있다. 도 7에, 베이스판(31) 상에 도전성 플레이트(111)를 배치한 상태의 평면도를 도시했다. 또한, 도 7에서는 도전성 플레이트(111)의 형상을 표현하기 위해서, 비임 구조체(27) 및 지지 플레이트(113)를 제외하여 도시하고 있다. 도전성 플레이트(111)는 평면에서 보았을 때에 있어서 비임 구조체(27)와 근사한 형상을 하고 있고, 비임 구조체(27)의 하방에 겹쳐서 배치되어 있다. 즉 도전성 플레이트(111)는 외측 비임(27a)에 대응하는 형상의 프레임 형상 부분(111a)과 내측 비임(27b)에 대응하는 격자 형상 부분(111b)을 갖고 있다. 또한, 도전성 플레이트(111)의 프레임 형상 부분(111a)은 대략 같은 크기를 갖는 프레임체(21) 상에 접촉한 상태에서 겹쳐서 배치되어 있다. 또한, 도전성 플레이트(111)는 복수의 부분으로 분할되어 있어도 좋지만, 일체물이어도 좋다.

도 7에 도시한 바와 같이, 베이스판(31)의 중앙부 부근에는, 베이스판(31)과 도전성 플레이트(111)를 전기적으로 접속하는 접속 부재(115)가 복수 개소(도 7에서는 4개소)에 배치되어 있다. 이들의 접속 부재(115)는 베이스판(31)의 중앙부 부근으로부터 도전성 플레이트(111)의 격자 형상 부분(111b)을 거쳐 프레임 형상 부분(111a)을 향해 균등한 전류 경로가 형성되도록 배치되어 있다. 이와 같이, 도전성 플레이트의 중앙 부근으로부터 주변으로 균등하게 흐른 전류는, 추가로 프레임 형상 부분(111a)을 거쳐 하방의 프레임체(21)로 균등하게 전해진다. 이와 같이, 도전성 플레이트(111)의 형상은 상부 전극의 일부인 베이스판(31)의 중앙부로부터 주위의 프레임체(21)로 전류를 편차없이 균등하게 흘리는 기능을 갖고 있고, 이것에 의해 후술하는 바와 같이 플라즈마 에칭 장치에서의 에칭 처리의 균일성을 향상시키는 것이 가능하다.

지지 플레이트(113)는 도전성 플레이트(도통 플레이트)(111)와 대략 같은 크기 및 형상을 하고 있고, 도통 플레이트(111)에 겹쳐서 배치하여 마련되어 있다. 지지 플레이트(113)는 예를 들면 SUS 등의 재질로 구성되어 있고, 비임 구조체(27)에 직접 나사 구멍 등의 가공을 실시하지 않더라도, 도통 플레이트(111)를 비임 구조체(27)에 부착되도록 되어 있다. 또한, 지지 플레이트(113)는 반드시 배치할 필요는 없다.

본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치의 다른 구성은 제 1 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(100)와 같다. 본 실시형태에 있어서, 상부 전극인 샤워헤드(25)의 베이스판(31)과 비임 구조체(27) 사이에, 도전성 플레이트(111)[및 지지 플레이트(113)]를 개재시킨 이유는 이하와 같다.

플라즈마 처리 장치(100)에서는, 플라즈마 에칭 처리 동안에, 고주파 전원(75)으로부터 급전선(71)을 거쳐 서셉터(5)[기재(7)]에 고주파 전력이 공급된다. 이 때, 고주파 전류는 하부 전극[서셉터(5)]으로부터 플라즈마를 거치고, 상부 전극으로서 기능하는 샤워헤드(25)를 지나, 비임 구조체(27)로부터 프레임체(21)를 통과하여, 접지된 하부 용기(1)에 흐른다.

이와 같이, 하부 전극[서셉터(5)]에 공급된 고주파 전력은 하부 전극[서셉터(5)]과 상부 전극[샤워헤드(25)] 사이에 플라즈마를 형성하고, 상부 전극[샤워헤드(25)]으로부터 베이스판(31), 접속 부재(115), 비임 구조체(27)를 통과하고, 추가로 프레임체(21) 및 하부 용기(1)로 흐르는 전류 경로(RF 리턴 전류 경로)를 형성한다.

상기와 같이, 종래 기술에서는 상부 용기(10)에 상당하는 부분으로서, 알루미늄 등의 도전성의 재질의 두꺼운 덮개를 구비하고 있기 때문에, 상부 전극으로부터 이 덮개를 거쳐 상기 RF 리턴 전류 경로가 형성되고 있었다. 그러나, 본 실시형태에서는 덮개를 사용하지 않고, 알루미늄에 비해 도전성이 낮은 재질(예컨대, 철 등)로 형성된 비임 구조체(27)를 갖는 상부 용기(10)를 구비하는 구성으로 한 결과, 종래의 덮개를 사용한 구성에 비해 상부 전극[샤워헤드(25)]으로부터 하부 용기(1)까지 사이의 저항이 높아진다. 그 때문에, 하부 전극[서셉터(5)]으로부터 플라즈마를 거쳐, 상부 전극[샤워헤드(25)]을 향하는 적정한 전류 경로를 흐르는 고주파 전류가 감소하고, 예컨대 하부 전극[서셉터(5)]으로부터 플라즈마를 거쳐, 하부 용기(1)의 벽에 직접 향하는 부적정한 전류 경로를 통과하는 고주파 전류가 증가할 우려가 발생한다. 이 때문에, 베이스판(31)과 프레임체(21) 사이에 저저항의 재료로 이루어지는 도전성 플레이트(111)를 개재시켜 전기적 접속을 도모하여, 적정한 RF 리턴 전류 경로가 형성할 수 있도록 했다. 이와 같이, 적정한 RF 리턴 전류 경로가 형성됨으로써, 플라즈마 에칭 장치에 있어서 에칭 처리의 균일성을 유지할 수 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 접속 부재(115)를 베이스판(31)의 중앙부 부근에 접속한 것에 의해, 서셉터(5)로부터 샤워헤드(25)의 베이스판(31)의 중앙부 부근을 통해 도전성 플레이트(111)로 전류를 효율적으로 흘리는 것이 가능하게 된다. 따라서, 상부 전극인 샤워헤드(25)가 대형이고, 전류의 방향이 분산되어 적정한 경로가 형성되기 어려운 경향이 있는 대형의 플라즈마 처리 용기에 있어서도, 서셉터(5)로부터 샤워헤드(25)로 향하는 전류 경로가 적정화되어 서셉터(5)와 샤워헤드(25) 사이의 공간에 플라즈마를 집중시키는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 에칭 처리의 효율과 기판(S)의 면 내에서의 처리의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 도전성 플레이트는 비임 구조체(27)와 근사한 형상으로 했지만, 베이스판(31)의 중앙부로부터 주위의 프레임체(21)로 전류를 편차없이 균등하게 흘릴 수 있고, 또한 상부 전극에 대한 작업성을 손상하지 않으면, 비임 구조체(27)와 근사한 형상이 아니어도 좋다. 예컨대, 격자 형상으로 빈 부분을 다른 착탈가능한 도전성 플레이트로 막고, 베이스판(31)의 상면 전체를 덮도록 도전성 플레이트를 형성해도 좋다. 또한, 베이스판(31)과 도전성 플레이트(111) 사이를 접속 부재(115)에 의해 직접 접속하는 구성으로 했지만, 베이스판(31)과 도전성 플레이트(111) 사이에 상기 RF 리턴 전류 경로의 임피던스를 조정하는 임피던스 조정 장치(도시하지 않음)를 개재시켜 배치하여도 좋다. 임피던스 조정 장치를 마련함으로써, RF 리턴 전류 경로를 더욱 적정화할 수 있기 때문에, 서셉터(5)의 상방에서 플라즈마를 보다 안정하게 생성시키는 것이 가능하다.

[제 3 실시형태]

다음에, 도 8을 참조하여 본 발명의 제 3 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(200)의 외관 구성을 도시하는 사시도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(200)는, 예를 들면 내면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 개폐가능하게 조합되는 상부 용기(210)를 갖고 있다. 하부 용기(1)와 상부 용기(210)에 의해, 진공 용기인 플라즈마 처리 용기(200a)가 구성되어 있다.

플라즈마 처리 용기(200a)의 상부 용기(210)는 주요한 구성으로서, 프레임체(21)와, 베이스판(31)을 갖는 도시하지 않는 샤워헤드(상부 전극)와, 비임 구조체(201)를 구비하고 있다. 비임 구조체(201)는 단면 H자 형을 하고, 평행으로 배치된 4개의 아치 형상 비임(211)과, 상기 아치 형상 비임(211)에 대하여 대략 직교하여 배치되며 아치 형상 비임(211)끼리의 사이를 접속하는 접속 비임(221)을 갖고 있고, 아치 형상 비임(211)의 양단은 볼트 등에 의해 프레임체(21)에 고정되어 있다. 아치 형상 비임(211)과 접속 비임(221)은, 예를 들면 용접 등의 방법으로 접합되어 있다. 아치 형상 비임(211)의 상면(211a)은 완만한 곡률을 갖게 형성되고, 휨 등의 변형에 대한 기계적 강도가 높아져 있다. 각 아치 형상 비임(211)과 베이스판(31) 사이에는, 가로로 긴 하판(222)이 배치되어 있다. 하판(222)은 프레임체(21) 및 베이스판(31)에 고정되어 있다. 하판(222)과 베이스판(31)은, 예를 들면 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결되어 있다. 그리고, 각 아치 형상 비임(211)과 하판(222) 사이에는 세로판 형상의 복수의 리브(223)가 마련되고, 아치 형상 비임(211)과 하판(222)에 예를 들면 용접 등의 방법으로 접합되어 있다.

또한, 하판(222) 및 리브(223)를 설치하지 않고 아치 형상 비임(211)과 베이스판(31)을 연결하는 것도 가능하다. 이 경우, 각 아치 형상 비임(211)과 베이스판(31)은, 예를 들면 도시하지 않는 와이어 등을 거쳐 연결할 수 있다. 베이스판(31)과 와이어의 접속 부분은, 예를 들면 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결할 수 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(200a)에서는, 비임 구조체(201)에 곡률을 갖는 아치 형상 비임(211)을 사용한 것에 의해, 비임 구조체(201)의 강도가 향상하고, 그 만큼 비임 구조체(201)를 구성하는 부재를 가늘게 할 수 있는 등, 상부 용기(210)의 경량화가 가일층 도모되어 있다. 또한, 본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(200a)에서는, 아치 형상 비임(211)의 양단이 직접 프레임체(21)에 고정되어 있지만, 각 아치 형상 비임(211)의 양단에 비임(도시 생략)을 배치하고, 이 비임을 거쳐 각 아치 형상 비임(211)을 프레임체(21)에 고정하도록 해도 좋다. 또한, 아치 형상 비임(211) 및 접속 비임(221)의 개수는 적당히 변경해도 좋다.

본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다.

[제 4 실시형태]

다음에, 도 9를 참조하여 본 발명의 제 4 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(300)의 외관 구성을 도시하는 사시도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(300)는, 예를 들면 내면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 개폐가능하게 조합되는 상부 용기(310)를 갖고 있다. 하부 용기(1)와 상부 용기(310)에 의해, 진공 용기인 플라즈마 처리 용기(300a)가 구성되어 있다.

플라즈마 처리 용기(300a)의 상부 용기(310)는 주요한 구성으로서, 프레임체(21)와, 베이스판(31)을 갖는 도시하지 않는 샤워헤드(상부 전극)와, 비임 구조체(301)를 구비하고 있다. 비임 구조체(301)는 단면 「T」자 형상을 하는 2개의 아치 형상 비임(311)과, 해당 아치 형상 비임(311)에 대하여 대략 직교하고 아치 형상 비임(311)끼리의 사이를 접속하는 복수(도 9에서는 4개)의 단면 「T」자 형상을 이루는 접속 비임(313)을 갖고 있다. 아치 형상 비임(311)과 접속 비임(313)은 예를 들면 용접 등의 방법으로 접합되어 있다. 단면 「T」자 형상을 이루는 아치 형상 비임(311)은 세로판(311a)과, 이 세로판(311a)에 직교하여 접합된 곡률을 갖는 가로판(311b)을 갖고 있다.

또한, 단면 「T」자 형상을 이루는 각 접속 비임(313)은 세로판(313a)과, 이 세로판(313a)에 직교하여 접합된 평판(313b)을 갖고 있다. 세로판(313a)의 양단부(315)는 하단이 활 형상으로 곡률을 갖고 형성되어 있어, 휨 등의 변형에 대한 접속 비임(313)의 강도를 높이고 있다. 각 아치 형상 비임(311)과 베이스판(31) 사이에는 가로로 긴 하판(312)이 배치되어 있다. 하판(312)은 프레임체(21)에 고정되어 있다. 또한, 하판(312)과 베이스판(31)은 도시는 생략하지만, 예를 들면 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결되어 있다. 또한, 하판(312)을 설치하지 않고, 아치 형상 비임(311)과 베이스판(31)을 연결하는 것도 가능하다.

각 접속 비임(313)과 베이스판(31)은 도시는 생략하지만, 예를 들면 와이어 등을 거쳐 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(300a)에서는, 비임 구조체(301)에 곡률을 갖는 아치 형상 비임(311)을 사용하고, 이것을 접속 비임(313)으로 접속한 것에 의해, 비임 구조체(301)의 강도가 향상하고, 그 만큼 비임 구조체(301)를 구성하는 부재를 가늘게 할 수 있는 등, 상부 용기(310)의 경량화가 가일층 도모되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다.

[제 5 실시형태]

다음에, 도 10을 참조하여 본 발명의 제 5 실시형태에 관하여 설명한다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 10은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(400)의 외관 구성을 도시하는 사시도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(400)는, 예를 들면 내면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 개폐가능하게 조합되는 상부 용기(410)를 갖고 있다. 하부 용기(1)와 상부 용기(410)에 의해, 진공 용기인 플라즈마 처리 용기(400a)가 구성되어 있다.

플라즈마 처리 용기(400a)의 상부 용기(410)는 주요한 구성으로서, 프레임체(21)와, 베이스판(31)을 갖는 도시하지 않는 샤워헤드(상부 전극)와, 비임 구조체(401)를 구비하고 있다. 비임 구조체(401)는 단면 「H」자형을 이루고, 곡률을 갖게 복수 방향(도 10에서는 3방향)으로 연장하여 마련된 아치 형상 비임(411)을 갖고 있다. 아치 형상 비임(411)은 베이스판(31)의 중앙 부분의 바로 위에서 교차하고, 교차 부위는 예컨대 용접 등의 방법으로 접합되어 있다. 각 아치 형상 비임(411)의 단부의 하방에는 베이스판(31)에 접속하는 세로판(413)이 접합되어 휨 등의 변형에 대한 각 아치 형상 비임(411)의 강도를 높이고 있다.

각 아치 형상 비임(411)과 베이스판(31)은, 예를 들면 도시하지 않는 와이어 등을 거쳐 연결되어 있다. 베이스판(31)과 와이어의 접속 부분은, 예컨대 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(400a)에서는, 비임 구조체(401)에 곡률을 갖는 아치 형상 비임(411)을 사용함으로써, 비임 구조체(401)의 강도가 향상하고, 그 만큼 비임 구조체(401)를 구성하는 부재를 가늘게 할 수 있는 등, 상부 용기(410)의 경량화가 가일층 도모되어 있다. 또한, 본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(400a)에서는 아치 형상 비임(411)의 양단이 직접 프레임체(21)에 고정되어 있지만, 각 아치 형상 비임(411)의 양단에 접속하도록 비임(도시 생략)을 프레임 형상으로 배치하고, 그 프레임 형상의 비임을 거쳐 각 아치 형상 비임(411)을 프레임체(21)에 고정하도록 해도 좋다(도 1 참조).

본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다.

[제 6 실시형태]

다음에, 도 11을 참조하여 본 발명의 제 6 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 11은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(500)의 외관 구성을 도시하는 사시도이다. 이 플라즈마 에칭 장치(500)는, 예를 들면 표면이 알루마이트 처리(양극 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통 형상으로 성형된 하부 용기(1)와, 이 하부 용기(1)에 개폐가능하게 조합되는 상부 용기(510)를 갖고 있다. 하부 용기(1)와 상부 용기(510)에 의해, 진공 용기인 플라즈마 처리 용기(500a)가 구성되어 있다.

플라즈마 처리 용기(500a)의 상부 용기(510)는 프레임체(21)와, 베이스판(31)을 갖는 도시하지 않는 샤워헤드(상부 전극)와, 비임 구조체(501)를 구비하고 있다. 비임 구조체(501)는 단면 「T」자 형상을 이루고, 복수 방향(도 11에서는 4방향)으로 연장하여 마련된 「T」자 형상 비임(511)을 갖고 있다. 「T」자 형상 비임(511)은 베이스판(31)의 중앙 부분의 바로 위에서 교차하고, 교차 부위는 예를 들면 용접 등의 방법으로 접합되어 있다. 각 「T」자 형상 비임(511)은 세로판(511a)과, 이 세로판(511a)에 직교하여 접합된 평판(511b)을 갖고 있다. 세로판(511a)의 하단은 활 형상으로 만곡 형성되어 있어, 「T」자 형상 비임(511)의 강도가 높아져 있다.

각 「T」자 형상 비임(511)과 베이스판(31)은 도시는 생략하지만, 「T」자 형상 비임(511)의 평판(511b)의 상면으로부터, 와이어 등을 거쳐, 스크류 조정기를 이용한 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 연결 수단[도 3에 도시한 연결 수단(29)을 참조]에 의해 연결되어 있다.

본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(500a)에서는, 비임 구조체(501)에 「T」자 형상 비임(511)을 사용하고, 그 세로판(511a)의 하단을 만곡 형성시켰으므로, 비임 구조체(501)의 강도가 높고, 그만큼 비임 구조체(501)를 구성하는 부재를 가늘게 할 수 있는 등, 상부 용기(510)의 경량화가 가일층 도모되어 있다. 또한, 본 실시형태의 플라즈마 처리 용기(500a)에서는, 「T」자 형상 비임(511)의 양단이 직접 프레임체(21)에 고정되어 있지만, 각 「T」자 형상 비임(511)의 양단에 접속하도록 비임(도시 생략)을 프레임 형상으로 배치하고, 그 프레임 형상의 비임을 거쳐 각 「T」자 형상 비임(511)을 프레임체(21)에 고정하도록 해도 좋다(도 1 참조).

본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다.

[제 7 실시형태]

다음에, 도 12를 참조하여 본 발명의 제 7 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에서는 제 1 실시형태(도 1 내지 도 5)와의 상위점을 중심으로 설명하고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 본 실시형태에 비임 구조체를 하부 용기에도 배치했다. 도 12에, 본 실시형태에 따른 플라즈마 에칭 장치(600)의 개략 구성을 도시했다. 이 플라즈마 에칭 장치(600)는 기판(S)에 대하여 진공 상태에서 에칭 처리를 행하도록 구성되어 있고, 내부에 기판(S)을 탑재하는 서셉터(5)가 배치되는 하부 용기(1)와, 하부 용기(1)에 대하여 개폐가능하게 구성되고 폐쇄 상태에서 하부 용기(1)와 기밀하게 접합되는 상부 용기(10)를 구비하고 있다. 하부 용기(1)는 상부 용기(10)에 접촉시켜지는 제 2 프레임체로서의 하부 프레임체(1c)와, 이 하부 프레임체(1c)에 고정된 비임 구조체(611)를 갖고 있다. 비임 구조체(611)는 상부에 배치된 비임 구조체(27)와 동일한 구성을 갖고 있다.

하부 프레임체(1c)의 하단은 그 내측으로 돌출하여 지지부(1d)가 형성되어 있다. 이 지지부(1d)에서 프레임 형상의 절연 부재(3)를 지지함으로써, 간접적으로 서셉터(5)[기재(7)]의 바닥 가장자리부를 지지할 수 있도록 되어 있다.

비임 구조체(611)는 하부 프레임체(1c)와 대략 동일한 크기로 배치하여 마련된 프레임 형상의 외측 비임(611a)과, 이 외에 비임(611a)의 내측에 격자 형상으로 배치하여 마련된 내측 비임(611b)을 갖고 있다. 외측 비임(611a)은 높이 방향의 위치를 조정가능한 연결 수단(613a)에 의해, 하부 프레임체(1c)에 기계적으로 고정되어 있다. 내측 비임(611b)은 높이 방향의 위치를 조정가능한 연결 수단(613b)에 의해, 서셉터(5)의 기재(7)에 고정되어 있다. 이것에 의해, 대기압 공간에 노출된 상태의 서셉터(5)에, 대기압에 대한 내압 강도를 갖게 하고 있다.

본 실시형태에 있어서의 그 밖의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 같다. 또한, 본 실시형태의 플라즈마 에칭 장치(600)에서는, 플라즈마 처리 용기(100a)의 상하에 비임 구조체(27, 611)를 배치하여 마련했지만, 하부의 비임 구조체(611)만을 배치하여 마련하고, 플라즈마 처리 용기(100a)의 상부는 비임 구조체를 이용하지 않는 종래의 구성으로 하는 것도 가능하다. 또한, 비임 구조체(611)로서, 제 2 내지 제 6 실시형태 중 어느 하나의 비임 구조체와 동일한 구성의 것을 채용해도 좋다.

이상, 본 발명의 실시형태를 서술했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 제약되는 일은 없이, 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는 하부 전극[기재(7)]에 고주파 전력을 인가하는 RIE 타입의 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치를 예시하여 설명했지만, 상부 전극에 고주파 전력을 공급하는 타입이어도 좋으며, 용량 결합형에 한정되지 않고 유도 결합형이어도 좋다.

또한, 본 발명의 진공 용기는 FPD용 기판을 처리 대상으로 하는 진공 용기에 한정되지 않고, 예를 들면 반도체 웨이퍼를 처리 대상으로 하는 진공 용기에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 진공 용기는 플라즈마 에칭 장치에 한정되지 않고, 진공 상태에서 피처리체에 처리를 행하는 다른 처리 장치, 예컨대 애싱 장치, CVD 장치 등에도 적용할 수 있다.

1 : 하부 용기 1a : 바닥벽
1b : 측벽 3 : 절연 부재
5 : 서셉터 7 : 기재
10 : 상부 용기 21 : 프레임체
23 : 절연 부재 25 : 샤워헤드
27 : 비임 구조체 27a : 외측 비임
27b : 내측 비임 29 : 연결 수단
31 : 베이스판 51 : 배기구
55 : 배기 장치 61 : 기판 반송용 개구
100 : 플라즈마 에칭 장치 100a : 플라즈마 처리 용기

Claims (7)

1. 피처리체에 대하여 진공 상태에서 소정의 처리를 행하는 처리 공간을 형성하는 진공 용기에 있어서,
   상부가 개구된 상자형을 이루고, 내부에 피처리체를 탑재하는 탑재대가 배치되는 하부 용기와,
   상기 하부 용기에 대하여 개폐가능하게 구성되고, 폐쇄 상태에서 상기 하부 용기와 기밀하게 접합되는 상부 용기를 구비하고,
   상기 상부 용기는 상기 하부 용기의 개구단에 접촉시켜지는 제 1 프레임체와, 상기 제 1 프레임체에 고정된 비임(beam) 구조체와, 상기 비임 구조체에 외측으로부터 연결되어 지지된 상태에서 상기 처리 공간에 처리 가스를 도입하는 샤워헤드를 가지며,
   상기 비임 구조체와 상기 샤워헤드를, 상기 샤워헤드의 높이 위치를 가변적으로 조정가능한 복수의 연결수단에 의해 연결하고,
   상기 샤워헤드의 상부를 대기압 공간에 노출시킨 상태에서, 상기 비임 구조체에 의해 대기압에 대한 내압 강도를 갖게 한 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 샤워헤드는 다수의 가스 토출 구멍을 갖고 상기 탑재대에 대향하여 배치된 가스 분사판과, 상기 가스 분사판을 지지하는 베이스판과, 상기 가스 분사판과 상기 베이스판에 의해 구획되는 내부의 가스 확산 공간을 갖고 있고,
   대기압의 외부 공간에 노출된 상기 베이스판을 상기 비임 구조체에 의해 지지한 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 베이스판은, 상기 처리 공간을 진공으로 한 상태에서, 단체(單體)로는 대기압에 대한 필요한 내압 강도를 갖지 않는 두께로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
   상기 샤워헤드를 상부 전극으로 하고 상기 탑재대를 하부 전극으로 하여, 상기 처리 공간 내에 플라즈마를 발생시키기 위한 한쌍의 대향 전극을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 베이스판과 상기 제 1 프레임체 사이에, 절연성 재료로 이루어지는 스페이서 부재를 배치한 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 베이스판과 상기 비임 구조체 사이에 도전성 플레이트 부재를 구비하고 있고, 상기 베이스판으로부터 상기 도전성 플레이트 부재를 거쳐 상기 제 1 프레임체를 향해 전류의 경로가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 베이스판과 상기 도전성 플레이트 부재가 상기 베이스판의 중앙부에서 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는
   진공 용기.
   

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