KR102503465B1 - 진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 클리닝 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 진공 처리 장치는, 플라즈마 처리를 실시하는 진공 처리 장치이다. 진공 처리 장치는, 고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와, 상기 전극 플랜지와 이간하여 대향하고 상기 전극 플랜지와 함께 캐소드가 되는 샤워 플레이트와, 상기 샤워 플레이트의 주위에 설치된 절연 실드와, 상기 샤워 플레이트에서의 상기 전극 플랜지와 반대측에 피처리 기판이 배치되는 처리실과, 상기 전극 플랜지의 상기 샤워 플레이트측에 장착되는 전극틀과, 상기 샤워 플레이트의 상기 전극틀측이 되는 주연부에 장착되는 슬라이드 플레이트를 가진다. 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 슬라이드 가능하며, 동시에, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀로 둘러 쌓인 공간이 씰 가능하다. 상기 샤워 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 주연부에 설치된 긴 구멍을 관통하는 지지 부재에 의해 상기 전극틀에 지지되어 있다. 상기 긴 구멍은, 상기 지지 부재가 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 상기 긴 구멍 내에서 상대 이동을 가능하도록 형성되어 있다. 상기 긴 구멍에는, 상기 긴 구멍에 연통하여 퍼지 가스를 공급하는 가스 구멍이 설치되어 있다. 상기 가스 구멍이, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 연통된다.

Description

진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 클리닝 방법
본 발명은, 진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 클리닝 방법에 관한 것으로, 특히, 플라즈마에 의한 성막 처리 등을 실시할 때 이용하기에 바람직한 기술에 관한 것이다.
본원은, 2019년 1월 7일에 일본에 출원된 특원 2019-000529호에 근거해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 인용한다.
종래부터, 플라즈마를 이용한 처리로서 성막, 특히, 플라즈마 CVD 혹은 에칭 등 기판의 표면 처리를 하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이 플라즈마 처리 장치에서는, 성막 공간(반응실)을 가지도록, 챔버 및 전극 플랜지에 의해 사이에 끼워진 절연 플랜지에 의해 처리실이 구성되어 있다. 이 처리실 내에는, 전극 플랜지에 접속되어 복수의 분출구를 가지는 샤워 플레이트와, 기판이 배치되는 히터가 설치되어 있다.
샤워 플레이트와 전극 플랜지와의 사이에 형성되는 공간은, 원료 가스가 도입되는 가스 도입 공간이다. 즉, 샤워 플레이트는, 처리실 내를, 기판에 막이 형성되는 성막 공간과, 가스 도입 공간으로 구획하고 있다.
전극 플랜지에는, 고주파 전원이 접속되어 있다. 전극 플랜지 및 샤워 플레이트는, 캐소드(cathode) 전극으로서 기능한다.
특허문헌 1, 2에는, 샤워 플레이트의 주위가, 전극 플랜지에 직접 접속된 구성이 기재되어 있다.
이러한 구성에서, 플라즈마 처리 시에서 그 처리 온도가 높기 때문에, 샤워 플레이트는 열 팽창하고, 처리 종료 시 등 온도를 하강시켰을 때는 수축하게 된다.
또, 이러한 구성에서, 플라즈마 처리 종료 시에 적절히 성막 공간에 부착된 부착물을 제거하는 클리닝이 실시되고 있었다.
[특허문헌 1] 국제공개 제2010/079756호 [특허문헌 2] 국제공개 제2010/079753호 [특허문헌 3] 일본 특허 제4430253호 공보
그래, 액정 디스플레이나 유기EL 디스플레이 등의 FPD(flat panel display, flat-panel display)의 제조 등에서는, 기판의 크기가 크기 때문에, 샤워 플레이트의 크기(면적)도 커진다. 이 때문에, 1800mm 이상의 변(邊)을 가지는 FPD 등을 구성하는 대면적의 기판에 처리를 실시할 때는, 샤워 플레이트의 열 팽창 및 열 수축이 매우 커진다. 이 샤워 플레이트의 열 팽창 및 열 수축은, 기판의 코너부에서, 수cm~수십cm도 되는 경우가 있다.
그렇지만, 종래의 기술은, 샤워 플레이트의 열 팽창 및 열 수축에 기인한 문제에 주목하고 있지 않고, 샤워 플레이트를 지지하는 부재의 사용 횟수가 감소해버리는 경우가 있었다. 특히, 그 부재의 변형이 현저하게 생기고 있을 경우에는, 유지보수 작업을 1회 실시할 때 마다, 부재를 한 번 쓰고 버리게 되는 문제가 있었다.
또, 샤워 플레이트의 열 팽창 및 열 수축에 따라, 샤워 플레이트를 지지하는 부재가 마찰되어 버리고, 부재가 깎여 나가는 것에 기인한 파티클(particle) 등이 발생하는 경우가 있다. 이것이 플라즈마 처리에서의 불량의 발생 원인이 되기 때문에, 이를 해결하고자 하는 요구가 있다.
이 때문에, 샤워 플레이트의 열 변형 시에, 전극 플랜지와 샤워 플레이트와의 사이에서 서로 슬라이드해서 씰(Seal) 상태를 유지하는 것이 고려된다. 이러한 구성 예가 특허문헌 3에 기재된다.
그렇지만, 특허문헌 3의 기술에서는, 씰이 불충분하였다.
그래서, 본 발명자들은, 전극 플랜지측으로부터 샤워 플레이트를 향해서 볼트 등의 지지 부재를 전극 플랜지의 주면(主面)에 대해 연직으로 설치하고, 볼트 등의 지지 부재가 샤워 플레이트에 설치된 긴 구멍의 내부에서 슬라이드 가능하게 구성하는 구조를 검토하였다.
이 경우, 전극 플랜지에 대한 샤워 플레이트의 지지를 양호하게 유지하는 구성을 발견하였다.
그렇지만, 클리닝 시에, 긴 구멍의 부근 영역, 혹은, 서로 슬라이드하는 부품에 클리닝 가스가 접촉하면, 부식이 진행되어 버린다. 이것이 파티클 발생의 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하려는 요구가 있다.
샤워 플레이트는, 성막 공간에 원료 가스를 분출하는 부재이다. 이 때문에, 샤워 플레이트에 부착되는 부착물의 양은, 다른 부재에 비교해서 많다. 따라서, 클리닝에서의 처리 시간, 즉, 샤워 플레이트가 클리닝 가스에 폭로되는 폭로 시간을 길게 할 필요가 있다. 이 때문에, 부식의 진행이 빨라져 버린다.
이러한 부식에 기인하는 파티클 발생을 해결하기 위해서는, 예를 들면, 샤워 플레이트 및 샤워 플레이트의 부근에 위치하는 부품을 조기에 교환할 필요가 있다.
게다가, 샤워 플레이트 및 샤워 플레이트의 부근에 위치하는 부품을, 내(耐)부식성을 가지는 재질로 제조한 경우에도, 장기적으로는, 클리닝 가스에 의한 부식이 발생되어 버린다. 이 때문에, 부품의 수명, 즉, 교환 시기가 단축되어 버린다. 이 해결책이 요구되고 있다.
본 발명은, 상기의 사정을 감안해 이루어진 것으로, 이하의 목적을 달성하려고 하는 것이다.
1. 클리닝 가스에 의한 부식 발생의 방지를 도모하는 것.
2. 샤워 플레이트 주변으로부터의 가스 누설을 방지하는 가스 씰(Seal)의 향상을 도모하는 것.
3. 부품의 장수명화를 도모하는 것.
본 발명의 진공 처리 장치는, 플라즈마 처리를 실시하는 진공 처리 장치에 있어서, 고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와, 상기 전극 플랜지와 이간하여 대향하고 상기 전극 플랜지와 함께 캐소드가 되는 샤워 플레이트와, 상기 샤워 플레이트의 주위에 설치된 절연 실드(shield)와, 상기 샤워 플레이트에서의 상기 전극 플랜지와 반대측에 피처리 기판이 배치되는 처리실과, 상기 전극 플랜지의 상기 샤워 플레이트측에 장착되는 전극틀(Electrode Frame)과, 상기 샤워 플레이트의 상기 전극틀측이 되는 주연부(周緣部)에 장착되는 슬라이드 플레이트를 가지고, 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강(昇降) 시에 생기는 열 변형에 대응해 슬라이드 가능하며, 동시에, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀로 둘러 쌓인 공간이 씰(Seal) 가능하고, 상기 샤워 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 주연부에 설치된 긴 구멍(長穴)을 관통하는 지지 부재에 의해 상기 전극틀에 지지되고, 상기 긴 구멍은, 상기 지지 부재가 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 상기 긴 구멍 내에서 상대 이동을 가능하도록 형성되고, 상기 긴 구멍에는, 상기 긴 구멍에 연통하여 퍼지 가스를 공급하는 가스 구멍이 설치되어 있고, 상기 가스 구멍이, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 연통된다. 이것에 의해 상기 과제를 해결하였다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 상기 가스 구멍이, 상기 긴 구멍을 관통하는 상기 지지 부재를 축선 방향으로 관통해서 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 상기 긴 구멍의 개구를 폐쇄하는 덮개부를 갖추고, 상기 덮개부는, 상기 긴 구멍의 개구 폐쇄시에, 상기 긴 구멍에 대하여 상기 덮개부가 벗어나지 않도록 부세(付勢)하는 부세부를 가지는 것이 가능하다.
본 발명의 진공 처리 장치에서는, 상기 처리실을 클리닝할 때, 클리닝 가스에 폭로되는 부분에는, 내(耐)부식 표면 처리가 실시되어도 무방하다.
또, 본 발명의 진공 처리 장치의 클리닝 방법은, 상기의 어느 하나에 기재된 진공 처리 장치의 클리닝 방법에 있어서, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 퍼지 가스를 공급하고(퍼지 공정), 상기 가스 구멍을 통해서 상기 긴 구멍에 퍼지 가스를 공급하고(퍼지 가스 봉지 공정), 상기 처리실에 클리닝 가스를 공급하고(클리닝 공정), 상기 퍼지 가스의 공급 후에(퍼지 가스 봉지 공정 후에), 상기 처리실에 상기 클리닝 가스를 공급한다(클리닝 공정을 실시한다).
본 발명의 진공 처리 장치는, 플라즈마 처리를 실시하는 진공 처리 장치에 있어서, 고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와, 상기 전극 플랜지와 이간하여 대향하고 상기 전극 플랜지와 함께 캐소드가 되는 샤워 플레이트와, 상기 샤워 플레이트의 주위에 설치된 절연 실드와, 상기 샤워 플레이트에서의 상기 전극 플랜지와 반대측에 피처리 기판이 배치되는 처리실과, 상기 전극 플랜지의 상기 샤워 플레이트측에 장착되는 전극틀과, 상기 샤워 플레이트의 상기 전극틀측이 되는 주연부에 장착되는 슬라이드 플레이트를 가지고, 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 슬라이드 가능하며, 동시에, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀로 둘러 쌓인 공간이 씰 가능하고, 상기 샤워 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 주연부에 설치된 긴 구멍을 관통하는 지지 부재에 의해 상기 전극틀에 지지되고, 상기 긴 구멍은, 상기 지지 부재가 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 상기 긴 구멍 내에서 상대 이동을 가능하도록 형성되고, 상기 긴 구멍에는, 상기 긴 구멍에 연통하여 퍼지 가스를 공급하는 가스 구멍이 설치되어 있고, 상기 가스 구멍이, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 연통된다.
이에 따라, 긴 구멍의 내부에 샤워 플레이트와 전극 플랜지와의 사이의 공간으로부터 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
따라서, 클리닝 시에, 샤워 플레이트와 전극 플랜지와의 사이의 공간을 퍼지할 때에, 동시에, 긴 구멍의 내부를 퍼지하여, 긴 구멍의 내부에 클리닝 가스가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 긴 구멍의 내부, 및 긴 구멍의 주변에서 클리닝 가스에 의한 부식 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 파티클 발생을 저감하여, 성막 특성에 악영향을 주는 것을 저감할 수 있다.
특히, 긴 구멍은 샤워 플레이트의 열 변형 시에 슬라이드하는 부분의 근방에 위치하기 때문에, 슬라이드 부분 등으로부터의 파티클 발생이 염려되고 있었지만, 이를 해소할 수 있다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 상기 가스 구멍이, 상기 긴 구멍을 관통하는 상기 지지 부재를 축선 방향으로 관통해서 형성되어도 무방하다.
이에 따라, 지지 부재에서의 전극틀측 단부와 긴 구멍측 단부를 이어서(結) 관통하는 가스 구멍에 의해, 긴 구멍의 내부에 샤워 플레이트와 전극 플랜지와의 사이의 공간으로부터 퍼지 가스를 공급할 수 있다.
여기서, 지지 부재의 전체길이(全長)에 걸쳐, 동시에, 지지 부재와 동축(同軸)에 가스 구멍을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 이처럼 가스 구멍이 형성된 숄더볼트(shoulder bolt) 등으로 된 지지 부재를 교환하는 것 만으로, 기존의 진공 처리 장치에서의 클리닝 시에 있어서, 긴 구멍으로의 퍼지 가스 공급을 실시하는 것이 용이하게 가능해진다.
본 발명의 진공 처리 장치는, 상기 긴 구멍의 개구를 폐쇄하는 덮개부를 갖추고, 상기 덮개부는, 상기 긴 구멍의 개구 폐쇄시에, 상기 긴 구멍에 대하여 상기 덮개부가 벗어나지 않도록 부세하는 부세부를 소유해도 무방하다.
이에 따라, 긴 구멍의 처리실측이 되는 개구를 덮개부에 의해 폐쇄함으로써, 클리닝 시에, 처리실측으로부터 클리닝 가스가 긴 구멍의 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
또, 플라즈마 처리 상태에서, 샤워 플레이트의 하면(下面)이 되는 긴 구멍의 개구에, 덮개부를 장착했을 경우에도, 부세부(부세부품)에 의해, 덮개부가 낙하하지 않도록 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다.
또, 본 발명에서, 상기 처리실을 클리닝할 때, 클리닝 가스에 폭로(暴露)되는 부분에는, 내부식 표면 처리가 실시되어도 무방하다.
이에 따라, 클리닝 가스에 폭로되는 부분에서의 내부식성을 향상시켜, 파티클 발생을 방지할 수 있다.
여기서, 내부식 표면 처리는, 클리닝 가스종류에 따라서 설정할 수 있다. 예를 들면, 클리닝 가스가 NF3(산불화질소)로 되어, 발생시킨 F라디칼에 의한 처리실 내의 클리닝을 실시하는 경우가 있다. 이 경우에는, 내부식 표면 처리로서, 이트리아(Yttria) 코팅, 즉, Y2O3의 박막을 형성하는 처리로 할 수 있다. Y2O3의 박막 형성은, CVD 처리로 할 수 있다.
게다가, 이트리아 코팅을 실시하는 부품이, 니켈 등을 포함한 합금 혹은 알루미늄 등을 포함한 합금으로 된 경우에는, 이트리아 코팅에 앞서, 전해(電解) 연마 처리나, 표면 확산 처리를 실시해 내식성(corrosion resistance)을 더 향상시킬 수도 있다.
여기서, 인코넬(Inconel)(등록상표)이나, 하스텔로이(Hastelloy)(등록상표) 등의 니켈 합금으로 된 부품을 대상으로 할 수 있다. 특히, 하스텔로이로 된 부품의 경우에는, 표면 확산 처리를 하는 것이 바람직하다. 또, 인코넬로 된 부품의 경우에는, 전해 연마 처리를 하는 것이 바람직하다.
게다가, 이러한 표면 처리를 실시하는 부품으로는, 슬라이드하는 부품, 특히, 전극틀, 슬라이드 플레이트, 숄더볼트 등의 지지 부재, 워셔(washer), 등의 고온용 강도 부재를 들 수 있다.
또, 본 발명의 진공 처리 장치의 클리닝 방법은, 상기의 어느 하나에 기재된 진공 처리 장치의 클리닝 방법에 있어서, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 퍼지 가스를 공급하고(퍼지 공정), 상기 가스 구멍을 통해서 상기 긴 구멍에 퍼지 가스를 공급하고(퍼지 가스 봉지 공정), 상기 처리실에 클리닝 가스를 공급하고(클리닝 공정), 상기 퍼지 가스의 공급 후에(퍼지 가스 봉지 공정 후에), 상기 처리실에 상기 클리닝 가스를 공급한다(클리닝 공정을 실시한다).
이에 따라, 클리닝 처리에서, 샤워 플레이트가 클리닝 가스에 폭로되기 전에 샤워 플레이트에 형성된 긴 구멍의 내부에 퍼지 가스를 충전한다. 그리고, 긴 구멍의 내부를 봉지 상태로 할 수 있다. 봉지된 긴 구멍의 내부에는, 클리닝 가스가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
이 때문에, 긴 구멍의 내부, 및 긴 구멍의 내부에 노출한 숄더볼트 등의 지지 부재, 워셔, 혹은, 슬라이드 가능하게 구성되어 긴 구멍의 내부에 연통한 위치에 있는 부품에 대해서, 클리닝 가스에 폭로되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 파티클 발생을 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 샤워 플레이트에 형성된 긴 구멍의 내부 및 긴 구멍의 내부에 위치하는 부품, 게다가, 긴 구멍에 연통한 위치에 있는 부품에 있어서, 이들 표면의 내부식성을 향상시킬 수 있다. 또, 이들 부품 표면이 클리닝 가스에 폭로되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 파티클의 발생을 저감하는 것이 가능해지는 효과를 나타내는 것이 가능하게 된다.
[도 1] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치를 나타내는 모식 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 샤워 플레이트를 나타내는 상면도이다.
[도 3] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 전극틀, 슬라이드 플레이트 및 샤워 플레이트 가장자리부(緣部)를 나타내는 단면도이다.
[도 4] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 슬라이드 플레이트의 각부(角部)를 포함한 영역의 하면측을 나타내는 부분 사시도이다.
[도 5] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 슬라이드 플레이트 및 샤워 플레이트의 가장자리부를 포함한 영역을 나타내는 상면도이다.
[도 6] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 숄더볼트(지지 부재)를 포함한 영역을 나타내는 확대 단면도이다.
[도 7] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 전극틀, 슬라이드 플레이트 및 샤워 플레이트의 가장자리부의 열 신장 상태를 나타내는 단면도이다.
[도 8] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치의 클리닝 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
[도 9] 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 숄더볼트(지지 부재)를 포함한 영역의 다른 예를 나타내는 확대 단면도이다.
[도 10] 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 진공 처리 장치에서의 전극틀, 슬라이드 플레이트 및 샤워 플레이트의 가장자리부를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 클리닝 방법을, 도면에 근거해서 설명한다.
도 1은, 본 실시 형태에서의 진공 처리 장치를 나타내는 모식 단면도이며, 도 1에 있어서, 부호 100은, 진공 처리 장치이다.
또, 본 실시 형태에서는, 플라즈마 처리로서 플라즈마 CVD법을 이용한 성막 장치로 설명한다.
본 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(100)는, 플라즈마 CVD법에 의한 기판(피처리 기판)(S)에 대한 성막을 실시하는 것으로 된다.
본 실시 형태에 따른 진공 처리 장치(100)는, 도 1에 도시한 것처럼, 반응실인 성막 공간(101a)을 가지는 처리실(101)을 가진다. 처리실(101)은, 진공 챔버(102)(챔버)와, 전극 플랜지(104)와, 진공 챔버(102) 및 전극 플랜지(104)에 협지(狹持)된 절연 플랜지(103)로 구성되어 있다.
진공 챔버(102)의 저부(底部)(102a)(내저면)에는, 개구부가 형성되어 있다. 이 개구부에는 지주(支柱)(145)가 삽통(揷通)되고, 지주(145)는 진공 챔버(102)의 하부에 배치되어 있다. 지주(145)의 선단(先端)(진공 챔버(102) 내)에는, 판상(板狀)의 지지부(히터)(141)가 접속되어 있다.
또, 진공 챔버(102)에는, 배기관을 통해서 진공 펌프(배기 수단)(148)가 설치되어 있다. 진공 펌프(148)는, 진공 챔버(102) 내부가 진공 상태가 되도록 감압한다.
지주(145)는, 진공 챔버(102)의 외부에 설치된 승강 기구(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 기판(S)의 연직 방향에 있어서 상하로 이동 가능하다.
또, 진공 챔버(102)에는, 공급관을 통해서 클리닝 가스 공급부(149)가 설치되어 있다. 클리닝 가스 공급부(149)는, 진공 챔버(102)의 내부, 특히, 성막 공간(101a)측에 부착된 부착물을 클리닝하기 위해, 후술하는 클리닝 가스를 성막 공간(101a)에 분출 가능하게 된다.
클리닝 가스 공급부(149)에서의 공급관의 개구는, 샤워 플레이트(105)의 가장자리부 근방에 배치된다.
전극 플랜지(104)는, 상벽(上壁)(104a)과 주벽(周壁)(104b)을 가진다. 전극 플랜지(104)는, 전극 플랜지(104)의 개구부가 기판(S)의 연직 방향에 있어서 하방에 위치하도록 배치되어 있다. 또, 전극 플랜지(104)의 개구부에는, 샤워 플레이트(105)가 장착되어 있다.
이에 따라, 전극 플랜지(104)와 샤워 플레이트(105)와의 사이에 공간(10lb)(가스 도입 공간)이 형성되고 있다. 또, 전극 플랜지(104)의 상벽(104a)은, 샤워 플레이트(105)에 대향하고 있다. 상벽(104a)에는, 가스 도입구를 통해서 가스 공급부(142)(가스 공급 수단)가 접속되어 있다.
공간(10lb)은, 가스 공급부(142)로부터 프로세스 가스가 도입되는 가스 도입 공간으로서 기능하고 있다.
전극 플랜지(104)와 샤워 플레이트(105)는, 각각 도전 재료로 구성되어 있고, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속제로 된다.
샤워 플레이트(105)의 공간(10lb)측 표면에는, 그 주연부를 덮도록 전극 마스크(107)가 배치되어 있다.
전극 마스크(107)는, 절연 실드(106)에 장착된다.
전극 플랜지(104)의 주위에는, 전극 플랜지(104)를 덮도록 실드 커버가 설치되어 있다. 실드 커버는, 전극 플랜지(104)와 비접촉이며, 동시에, 진공 챔버(102)의 주연부에 연설(連設)하도록 배치되어 있다.
또, 전극 플랜지(104)에는, 진공 챔버(102)의 외부에 설치된 RF 전원(147)(고주파 전원)이 매칭 박스를 통해서 접속되어 있다. 매칭 박스는, 실드 커버에 장착되어 있고, 진공 챔버(102)는, 실드 커버를 통해서 접지되어 있다.
전극 플랜지(104) 및 샤워 플레이트(105)는, 캐소드 전극으로서 구성되어 있다. 샤워 플레이트(105)에는, 복수의 가스 분출구(105a)가 형성되어 있다. 공간(10lb) 내에 도입된 프로세스 가스는, 가스 분출구(105a)로부터 진공 챔버(102) 내의 성막 공간(101a)에 분출한다.
동시에, RF 전원(147)으로부터 전력 공급된 전극 플랜지(104) 및 샤워 플레이트(105)가 캐소드 전극이 되고, 성막 공간(101a)에 플라즈마가 발생하여 성막 등의 처리가 실시된다.
도 2은, 본 실시 형태에서의 샤워 플레이트(105)를 평면시(平面視)한 상면도이다.
샤워 플레이트(105)는, 봉상(棒狀)의 고정 샤프트(109) 및 가동 샤프트(108)에 의해, 전극 플랜지(104)로부터 하향으로 현수(懸垂; suspend)되어 지지되고 있다.
고정 샤프트(109)는, 샤워 플레이트(105)를 평면시한 중앙 위치에 고착(固着)해서 장착된다. 가동 샤프트(108)는, 고정 샤프트(109)를 중심으로 한 구형(矩形)의 정점 및 네 변의 중점에 배치된다.
가동 샤프트(108)는, 고정 샤프트(109)와 달리, 샤워 플레이트(105)의 열 신장에 대응해 이동하는 구조를 가진다. 구체적으로, 가동 샤프트(108)의 하단에 설치된 구면(球面) 부시(Bush)를 통해서, 가동 샤프트(108)는 샤워 플레이트(105)에 접속되어 있다. 가동 샤프트(108)는, 수평 방향에서의 샤워 플레이트(105)의 변형에 대응해 이동하면서, 샤워 플레이트(105)를 지지 가능하게 되어 있다.
도 3은, 본 실시 형태에서의 샤워 플레이트(105)의 가장자리부를 포함한 영역을 확대해서 나타내는 단면도이다.
샤워 플레이트(105)의 주연부의 외측 위치에는, 이 샤워 플레이트(105)의 가장자리부와 이간하도록 절연 실드(106)가 주설(周設)되어 있다. 절연 실드(106)는, 전극 플랜지(104)의 주벽(104b)에 장착되어 있다. 절연 실드(106)의 내측 위치와, 샤워 플레이트(105)의 주단면(周端面)의 외측 위치에는, 열 신장 흡수 공간(간극부)(106a)이 형성되어 있다.
샤워 플레이트(105)의 주연부 상측에는, 도 3에 도시한 것처럼, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)가 주설된다.
전극틀(110)은, 도 3에 도시한 것처럼, 볼트 등의 지지 부재(111)에 의해 전극 플랜지(104)의 주벽(104b) 하측에 장착되어 있다. 전극틀(110)은, 절연 실드(106)의 내측 위치에 주설된다. 전극틀(110)은, 평면에서 볼 때 가스 도입 공간(10lb)의 외측 윤곽이 되는 위치에 주설된다.
슬라이드 플레이트(120)는, 도 2, 도 3에 도시한 것처럼, 평면에서 볼 때 전극틀(110)과 거의 중첩되도록 샤워 플레이트(105)의 주연부에 주설된다. 슬라이드 플레이트(120)는, 샤워 플레이트(105)에 장착된다. 샤워 플레이트(105)와 전극틀(110)은 슬라이드 가능하게 된다.
샤워 플레이트(105)의 가장자리부는, 숄더볼트(121)에 의해 전극틀(110)에 현수되어 지지되고 있다.
숄더볼트(121)는, 하측부터 샤워 플레이트(105) 및 슬라이드 플레이트(120)를 관통하여, 그 선단이 전극틀(110)에 체결된다.
슬라이드 플레이트(120)는, 전극틀(110)과 샤워 플레이트(105)와의 사이에 위치한다. 슬라이드 플레이트(120)는, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 샤워 플레이트(105)의 가장자리부와 일체로서, 샤워 플레이트(105)의 면과 평행한 방향으로 이동 가능하게 된다.
전극틀(110)은, 도 1~도 3에 도시한 것처럼, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 샤워 플레이트(105)의 열 변형에 대응하여, 슬라이드 플레이트(120)를 미끄러지게(Slip)해, 슬라이드의 위치가 변화되도록 이동시킨다.
전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)는, 샤워 플레이트(105)와 전극 플랜지(104)로 둘러 쌓인 가스 도입 공간(10lb)의 씰 측벽으로 되고 있다.
전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)는, 도 3에 도시한 것처럼, 샤워 플레이트(105)에 장착되는 슬라이드 플레이트(120)와, 이 슬라이드 플레이트(120)에 대응해 전극 플랜지(104)에 장착되는 전극틀(110)이 접동해도, 서로 접촉한 상태를 유지한다.
따라서, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)는, 서로 슬라이드 했을 경우에도, 가스 도입 공간(10lb)을 씰 가능하게 되어 있다.
전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)는, 샤워 플레이트(105)의 주연부와 전극 플랜지(104)를 전기적으로 접속하고 있다.
전극틀(110)은, 도 2에 도시한 것처럼, 평면에서 볼 때 샤워 플레이트(105)의 주연부와 거의 동등한 외형 윤곽인 구형(矩形) 윤곽을 가진다. 전극틀(110)은, 또, 샤워 플레이트(105)의 주위에서 대략 동등한 폭 치수를 가진다. 전극틀(110)은, 예를 들면, 하스텔로이 등의 금속제로 된다.
슬라이드 플레이트(120)는, 도 2에 도시한 것처럼, 전극틀(110)과 마찬가지로, 평면에서 볼 때 샤워 플레이트(105)의 주연부와 거의 동등한 외형 윤곽인 구형 윤곽을 가진다. 슬라이드 플레이트(120)는, 또, 샤워 플레이트(105)의 주위에서 대략 동등한 폭 치수를 가진다. 슬라이드 플레이트(120)는, 전극틀(110)과 같은 재질, 예를 들면, 하스텔로이 등의 금속제로 될 수 있다.
전극틀(110)은, 도 3에 도시한 것처럼, 상판면부(고정부)(112)와, 종판면부(벽부)(113)와, 하판면부(기부(基部))(114)를 가진다.
상판면부(고정부)(112)는, 전극 플랜지(104)에서의 샤워 플레이트(105)에 대향하는 하면에 고정해서 장착된다.
종판면부(벽부)(113)는, 상판면부(고정부)(112)의 윤곽 외측 단부의 전둘레(全周)로부터 샤워 플레이트(105)를 향해서 입설(立設)된다.
하판면부(기부)(114)는, 종판면부(벽부)(113)의 하단으로부터 상판면부(고정부)(112)와 대략 평행하게 연재(延在)한다.
전극틀(110)은, 상판면부(고정부)(112)와 종판면부(벽부)(113)와 하판면부(기부)(114)에 의해, 샤워 플레이트(105)의 윤곽과 직교하는 단면 형상이 U자 형상이 되도록 형성되어 있다. 전극틀(110)은, 상판면부(고정부)(112)와 종판면부(벽부)(113)와 하판면부(기부)(114)에 의해, U자 형상의 내측에 내부 공간(110A)을 가지도록 형성되어 있다.
상판면부(고정부)(112)는, 볼트 등의 지지 부재(111)에 의해 전극 플랜지(104)의 주벽(104b)에 장착되어 있다. 지지 부재(111)는 상판면부(고정부)(112)를 관통하고 있다.
종판면부(벽부)(113)는, 전극 플랜지(104)로부터 대략 수직으로 샤워 플레이트(105)의 주면(主面)을 향해서 입설된다. 종판면부(벽부)(113)의 상단은, 전극틀(110)의 윤곽 외측 전둘레에 있어서 상판면부(고정부)(112)의 단부에 접속되어 있다.
종판면부(벽부)(113)는, 절연 실드(106)의 내측에 배치된다. 종판면부(벽부)(113)는, 절연 실드(106)의 내주면(內周面)과 대향하고 있다.
종판면부(벽부)(113) 주연부의 외주면(外周面)과 절연 실드(106)의 내주면은 이간하고 있다. 종판면부(벽부)(113) 주연부의 외주면과 절연 실드(106)의 내주면과의 사이에는, 간극(106b)이 형성되어 있다.
여기서, 전극틀(110)은 전극 플랜지(104)에 장착되어 있고 저온측이 된다. 따라서, 온도 상승했을 때에 상정되는 전극틀(110)의 열 팽창하는 치수가, 온도 상승했을 때에 상정되는 샤워 플레이트(105) 및 슬라이드 플레이트(120)의 열 팽창하는 치수 보다 작다.
이에 따라, 간극(106b)은, 열 신장 흡수 공간(106a) 보다도 작게 설정된다. 즉, 종판면부(벽부)(113)의 외주면과 절연 실드(106)의 내주면과의 거리는, 샤워 플레이트(105)의 외주 단면과 절연 실드(106)의 내주 측면과의 거리 보다도 작게 설정된다.
간극(106b) 및 열 신장 흡수 공간(106a)에 대응하여, 절연 실드(106)의 내주면에는, 단차(段差)가 형성되어 있다. 이 단차는, 슬라이드 플레이트(120)와 전극틀(110)과의 접촉 위치인 미끄러짐 씰면(Slip Seal surface)(114a) 및 미끄러짐 씰면(120a) 보다도 전극틀(110)측에 형성된다.
종판면부(벽부)(113)의 하단은, 하판면부(기부)(114)의 외주측 단부에 접속되어 있다.
하판면부(기부)(114)는, 종판면부(벽부)(113)의 하단으로부터 가스 도입 공간(10lb)의 중심측을 향하는 배치로 된다. 즉, 하판면부(기부)(114)는, 종판면부(벽부)(113)의 하단으로부터 전극틀(110)의 윤곽 내측을 향해서 연재한다. 하판면부(기부)(114)는, 상판면부(고정부)(112)와 평행하게 연재한다.
하판면부(기부)(114)는, 샤워 플레이트(105)의 전둘레에서 대략 동등한 폭 치수를 가진다.
하판면부(기부)(114)의 판두께는, 상판면부(고정부)(112)의 판두께에 비교해서 크게 설정할 수 있다.
하판면부(기부)(114)의 샤워 플레이트(105)측이 되는 하면은, 샤워 플레이트(105)의 주면과 병행한 미끄러짐 씰면(114a)으로 되어 있다.
미끄러짐 씰면(114a)은, 슬라이드 플레이트(120)의 상면에 설치된 미끄러짐 씰면(120a)과 접촉하고 있다.
미끄러짐 씰면(114a)은, 하판면부(기부)(114)의 샤워 플레이트(105)측이 되는 하면의 전역(全域)이 된다.
하판면부(기부)(114)에는, 하측부터 숄더볼트(121)가 나사고정(Screwing)되어 있다.
전극틀(110)의 내주측에는, 도 3에 도시한 것처럼, 그 전둘레에 판상의 리플렉터(reflector)(117)가 설치된다. 리플렉터(117)는, 구형 윤곽으로 된 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변과 평행하게 4개소 설치된다. 리플렉터(117)는, 전극틀(110)의 내주측에 근접하게 배치된다.
리플렉터(117)는, L자 형상으로 접어 구부러진 금속판으로 된다. 리플렉터(117)의 상단은, 가스 도입 공간(10lb)의 중심측으로 접어 구부러진다. 이 리플렉터(117)의 상단에서 접어 구부러진 부분은, 나사(117a)에 의해 전극 플랜지(104)의 주벽(104b)에 장착된다. 리플렉터(117)의 상단 외측은, 전극틀(110)의 상판면부(고정부)(112)의 내측 선단에 근접하게 배치된다.
리플렉터(117)의 하단은, 전극틀(110)의 하판면부(기부)(114)의 내측단 부근에 위치한다.
따라서, 리플렉터(117)는, 단면시(斷面視)에서 U자 형상으로 된 전극틀(110)의 내부 공간(110A)의 개구에 이간해서 대향하도록 배치된다. 덧붙여, 리플렉터(117)의 하단과, 전극틀(110)의 하판면부(기부)(114)의 내측단은, 접속되어 있지 않다. 이 때문에, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 전극틀(110)의 내부 공간(110A)으로, 가스가 용이하게 침입할 수 있다.
도 4은, 본 실시 형태에서의 슬라이드 플레이트(120)의 하면측에서의 각부(角部)를 확대한 사시도이다.
도 5은, 본 실시 형태에서의 샤워 플레이트(105)의 주연부를 포함한 영역을 나타내는 하면도이다.
슬라이드 플레이트(120)의 상면은, 그 전역이 미끄러짐 씰면(120a)으로 된다.
슬라이드 플레이트(120)는, 도 2~도 5에 도시한 것처럼, 샤워 플레이트(105)의 상면과 평행한 판체가 대략 등폭(等幅)의 틀 형상으로 형성된 구성으로 된다.
슬라이드 플레이트(120)는, 도 4, 도 5에 도시한 것처럼, 대략 구형 윤곽으로 된 샤워 플레이트(105)의 네 변(邊)에 대응하여 위치하는 변 슬라이드부(122)와, 샤워 플레이트(105)의 네 각(角)(코너)에 대응하여 위치하는 각 슬라이드부(127)를 가진다.
변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)는, 도 5에 도시한 것처럼, 동일한 두께 치수를 가진다. 변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)는, 모두 샤워 플레이트(105)의 상면에 장착되어 있다.
각 슬라이드부(127)는, 샤워 플레이트(105)의 인접한 두 변에 연재하는 변 슬라이드부(122)의 단부측과 각각 조합되어 있다.
각 슬라이드부(127)는, 체결 나사(127a)에 의해 샤워 플레이트(105)의 상면에 고정되어 있다.
변 슬라이드부(122)는, 샤워 플레이트(105)에 고정된 각 슬라이드부(127)와, 샤워 플레이트(105) 및 전극틀(110)로 협지됨으로써 샤워 플레이트(105)의 상면에 장착된다. 또, 변 슬라이드부(122)는, 후술하는 것처럼, 관통공(貫通孔)(125a)을 관통하는 숄더볼트(121)에 의해서도 벗어나지 않도록 위치 규제된다.
각 슬라이드부(127)에는, 조합된 변 슬라이드부(122)를 향해서, 각각 돌출하는 2개소의 래버린스 볼록부(labyrinth 凸部)(128, 128)가 설치된다. 래버린스 볼록부(128)는, 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변에 따른 방향으로 돌출한다.
각 슬라이드부(127)에서의 2개소의 래버린스 볼록부(128)는, 서로 직교하는 방향으로 돌출하고 있다. 래버린스 볼록부(128)는, 각 슬라이드부(127)의 폭방향에 있어서 중앙에 배치된다. 즉, 2개소의 래버린스 볼록부(128)는, 모두, 각각 대향하는 슬라이드 플레이트(120)의 폭방향에 있어서 중앙 위치가 되도록 배치된다.
변 슬라이드부(122)에는, 조합된 각 슬라이드부(127)를 향해서 돌출하는 2개소의 래버린스 볼록부(123, 124)가 설치된다. 래버린스 볼록부(123) 및 래버린스 볼록부(124)는, 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변에 따른 방향으로 돌출한다. 래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(124)는, 서로 평행하게 형성된다.
래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(124)는, 각 슬라이드부(127)의 래버린스 볼록부(128)에 대하여, 슬라이드 플레이트(120)의 폭방향에서의 양 외측 위치에 각각 배치된다. 래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(124)는, 슬라이드 플레이트(120)의 폭방향에서의 치수가 서로 동등하게 설정된다.
슬라이드 플레이트(120)의 폭방향에 있어서, 래버린스 볼록부(123) 및 래버린스 볼록부(124)의 폭 치수는, 래버린스 볼록부(128)의 폭 치수에 비교해, 모두 작게 설정될 수 있다.
래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(128)는 서로 접촉하고 있다. 또, 래버린스 볼록부(124)와 래버린스 볼록부(128)는 서로 접촉하고 있다.
래버린스 볼록부(123)의 내측면은, 미끄러짐 씰면(123a)으로 되고, 래버린스 볼록부(128)의 외측면은, 미끄러짐 씰면(128a)으로 된다. 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(128a)은, 서로 접촉하고 있다.
래버린스 볼록부(124)의 외측면은, 미끄러짐 씰면(124b)으로 되고, 래버린스 볼록부(128)의 내측면은, 미끄러짐 씰면(128b)으로 된다. 미끄러짐 씰면(124b)과 미끄러짐 씰면(128b)은, 서로 접촉하고 있다.
여기서, 래버린스 볼록부(123, 124, 128)에 있어서, 내측과 외측은, 가스 도입 공간(10lb)에 대한 내외 방향, 즉, 샤워 플레이트(105)의 면 내에서, 중심으로부터의 지름방향에서의 위치를 의미하고 있다.
각 슬라이드부(127)의 편측(片側)에 설치된 래버린스 볼록부(128)에서는, 미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(128b)이 서로 평행하게 형성된다.
또, 변 슬라이드부(122)의 일단에 설치된 2개의 래버린스 볼록부(123) 및 래버린스 볼록부(124)에서는, 서로 대향하는 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(124b)이 서로 평행하게 형성된다.
미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(128b)과 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(124b)은, 모두 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변과 평행한 방향으로 형성되어 있다.
미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(128b)과 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(124b)은, 모두 연직 방향으로 형성되어 있다.
미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(128b)과 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(124b)은, 모두 상단이 전극틀(110)에 접한다. 미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(128b)과 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(124b)은, 모두 하단이 샤워 플레이트(105)에 접한다.
이처럼, 변 슬라이드부(122)의 래버린스 볼록부(123)와, 각 슬라이드부(127)의 래버린스 볼록부(128)와, 변 슬라이드부(122)의 래버린스 볼록부(124)가, 가스 도입 공간(10lb)의 윤곽 방향으로 나열되어 있다.
즉, 래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(128)와 래버린스 볼록부(124)가, 가스 도입 공간(10lb)의 내측부터 외측을 향해 다단이 되도록, 가스 도입 공간(10lb)의 윤곽 방향으로 번갈아 가며 배치되어 있다.
따라서, 변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)가, 상대적으로 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변과 평행한 방향으로 이동해도, 래버린스 볼록부(124)와 래버린스 볼록부(128)는 접촉한 상태를 유지한다.
이처럼 미끄러짐 씰면(124b)과 미끄러짐 씰면(128b)이 이간하지 않기 때문에, 이 부분의 씰은 유지된다.
동시에, 변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)가, 상대적으로 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변과 평행한 방향으로 이동해도, 래버린스 볼록부(128)와 래버린스 볼록부(123)는 접촉한 상태를 유지한다.
이처럼 미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(123a)이 이간하지 않기 때문에, 이 부분의 씰은 유지된다.
게다가, 각 슬라이드부(127)의 래버린스 볼록부(128)가, 그 양측에 위치하는 변 슬라이드부(122)의 래버린스 볼록부(123)와 래버린스 볼록부(124)에 협지된 상태에서, 슬라이드한다.
이에 따라, 미끄러짐 씰면(124b)과 미끄러짐 씰면(128b)이 이간하지 않는다. 동시에, 미끄러짐 씰면(128a)과 미끄러짐 씰면(123a)이 이간하지 않는다.
이처럼, 미끄러짐 씰면(123a~128b)을 통해서, 변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)가, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여 씰 상태를 유지한 채 슬라이드 가능하게 된다.
따라서, 이러한 구성에 의해, 슬라이드 플레이트(120)의 높이 위치에서는, 온도 상태에 관계없이, 가스 도입 공간(10lb)의 측벽 부분에서의 씰 상태를 유지할 수 있다.
슬라이드 플레이트(120)에는, 도 3, 도 4, 도 5에 도시한 것처럼, 샤워 플레이트(105)에 당접하는 부분, 즉, 슬라이드 플레이트(120)의 하면에 오목홈(凹溝; Concave Groove)(125)이 형성되어 있다.
오목홈(125)은, 변 슬라이드부(122)의 전둘레에 샤워 플레이트(105)에 당접하는 각부(脚部)(126)가 위치하도록 형성된다.
오목홈(125)의 깊이 치수는, 슬라이드 플레이트(120)의 두께 치수 보다 작고, 슬라이드 플레이트(120)의 강도가 저하되지 않을 정도라면 임의로 설정할 수 있다.
각부(脚部)(126)의 폭 치수, 즉, 슬라이드 플레이트(120)의 폭방향 치수는, 슬라이드 플레이트(120)의 강도가 저하되지 않을 정도라면, 되도록 작게 하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에서는, 오목홈(125)이, 변 슬라이드부(122)에 형성되어 있다. 덧붙여, 오목홈이, 각 슬라이드부(127)에 형성될 수도 있다.
이 경우, 변 슬라이드부(122)와 마찬가지로, 각 슬라이드부(127)의 전둘레에 샤워 플레이트(105)에 당접하는 각부(脚部)가 위치하도록 오목홈이 형성될 수 있다. 게다가, 이 경우, 각 슬라이드부(127)에서, 래버린스 볼록부(128)에도 오목홈이 형성될 수 있다.
오목홈(125)의 내부에는, 관통공(125a)이 설치된다. 관통공(125a)은, 슬라이드 플레이트(120)를 관통하고 있다. 관통공(125a)은, 변 슬라이드부(122)가 연재하는 방향으로 복수 설치된다. 복수의 관통공(125a)은 서로 이간해서 배치된다.
덧붙여, 슬라이드 플레이트(120)에는, 관통공(125a)만을 형성하고, 오목홈(125)을 설치하지 않는 구성으로 하는 것도 가능하다.
관통공(125a)에는, 숄더볼트(121)가 관통하고 있다.
관통공(125a)의 지름치수는, 숄더볼트(121)의 지름치수 보다도 크게 설정된다. 관통공(125a)의 윤곽 형상은, 후술하는 긴 구멍(131)에 대응한다.
여기서, 관통공(125a)이 긴 구멍(131)에 대응하는 형상이란, 후술하는 것처럼, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(軸部)(12lb)가 지장없이 슬라이드 가능한 형상인 것을 의미한다. 즉, 관통공(125a)이, 긴 구멍(131) 내부에서의 숄더볼트(121)의 상대 이동에 영향을 미치지 않는 형상인 것을 의미한다.
구체적으로는, 관통공(125a)의 지름치수는, 긴 구멍(131)의 장축 보다도 큰 치수가 된다. 즉, 평면에서 볼 때, 관통공(125a)이 긴 구멍(131) 보다도 크게 형성되어 있으면, 긴 구멍(131)의 내부에서 상대 이동하는 숄더볼트(121)의 축부(12lb)와 접촉하지 않는다.
또, 상기의 치수를 만족하고 있으면, 관통공(125a)의 윤곽 형상은 특별히 한정되지 않는다.
도 6은, 본 실시 형태에서의 샤워 플레이트(105)의 현수홈(懸垂溝; Suspension Groove)(130), 긴 구멍(131)을 포함한 영역을 나타내는 단면도이며, 도 3에 나타내는 확대 화살시(矢視) 단면도이다.
샤워 플레이트(105)의 하면에는, 도 3, 도 5, 도 6에 도시한 것처럼, 샤워 플레이트(105)의 주연부에 현수홈(130)이 설치된다.
현수홈(130)은, 샤워 플레이트(105)의 주연부에 소정의 간격으로 복수 설치된다.
현수홈(130)의 내부에는, 샤워 플레이트(105)를 두께 방향으로 관통하는 긴 구멍(131)이 설치된다.
현수홈(130)은, 긴 구멍(131)을 확대한 상사(相似) 형상으로서 형성된다.
긴 구멍(131)에는, 도 3, 도 5, 도 6에 도시한 것처럼, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 관통하여, 전극틀(110)에 고정되어 있다.
긴 구멍(131)은, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 슬라이드 가능하도록, 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형 방향으로 길게 형성된다.
즉, 긴 구멍(131)은, 샤워 플레이트(105)를 평면시한 중앙 위치인 고정 샤프트(109)로부터 방사상으로 그린 직선과 평행한 장축(長軸)을 가진다. 따라서, 긴 구멍(131)은, 그 배치되는 위치에 따라, 경사(傾斜) 방향의 다른 장축을 가지는 타원(각이 둥근 장방형)이 된다.
긴 구멍(131)은, 그 장축 방향의 개구 치수가, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 상대 이동하는 거리 보다 긴 치수로서 설정된다. 따라서, 긴 구멍(131)의 장축 방향의 치수는, 샤워 플레이트(105)의 치수 및 재질에서 규정되는 열 팽창률에 따라 적당히 변경하는 것이 필요하다.
긴 구멍(131)의 단축 방향의 개구 치수는, 숄더볼트(121)의 축부(12lb) 외경(外徑) 치수와 동일한 정도 보다 약간 크면 무방하다.
긴 구멍(131)의 현수홈(130)측의 개구에는, 도 3, 도 5, 도 6에 도시한 것처럼, 긴 슬라이드 부재(롱 워셔(long washer))(132)가 배치된다. 긴 슬라이드 부재(132)에는, 숄더볼트(지지 부재)(121)의 축부(12lb)가 관통하고 있다.
긴 슬라이드 부재(132)는, 현수홈(130)과 동일하거나 약간 작은 상사형으로 된 윤곽 형상을 가진다. 긴 슬라이드 부재(132)는, 긴 구멍(131)과 동일하거나 약간 작은 상사형으로 된 개구 형상을 가진다.
긴 슬라이드 부재(132)의 단축 방향에서의 개구 지름치수는, 긴 구멍(131)의 단축 방향의 개구 지름치수와 동일하거나 약간 작게 설정된다. 긴 슬라이드 부재(132)의 장축 방향의 개구 지름치수는, 긴 구멍(131)의 장축 방향의 개구 지름치수와 동일하거나 약간 작게 설정된다.
긴 슬라이드 부재(132)의 하측에는, 숄더볼트(121)의 볼트헤드(121a)가 위치한다. 긴 슬라이드 부재(132)와 볼트헤드(121a)와의 사이에는, 슬라이드 부재(워셔)(133), 접시 용수철(134, 135)이 위로부터 적층 배치된다.
슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135)에는, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 관통하고 있다.
긴 슬라이드 부재(132)의 단축 방향에서의 개구 지름치수는, 숄더볼트(121)의 볼트헤드(121a)의 외경 치수 보다도 작게 설정된다.
또, 긴 슬라이드 부재(132)의 단축 방향에서의 개구 지름치수는, 슬라이드 부재(133)의 외경 치수 보다도 작게 설정된다.
슬라이드 부재(133)의 외경 치수는, 볼트헤드(121a)의 외경 치수와 동일하거나, 약간 크게 설정된다. 또, 슬라이드 부재(133)의 외경 치수는, 긴 슬라이드 부재(132)의 단축 방향의 개구 지름치수 보다도 크게 설정된다.
슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135)의 내경 치수는, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)의 외경 치수와 동일하거나 약간 크게 설정된다.
슬라이드 부재(133) 및 접시 용수철(134, 135)은, 현수홈(130)의 내부에서 슬라이드 가능하게 된 숄더볼트(121)의 슬라이드에 추종한다.
긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)는, 슬라이드 가능하게 서로 접하고 있다.
샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)는 상대 이동한다. 이때, 축부(12lb)가 현수홈(130)의 내부에서 긴 구멍(131)의 장축 방향으로 슬라이드한다. 이 슬라이드 이동에 추종하여, 슬라이드 부재(133)도 현수홈(130)의 내부에서 긴 구멍(131)의 장축 방향으로 슬라이드한다.
이때, 슬라이드 부재(133)는, 현수홈(130)의 내부에서 긴 구멍(131)의 주위 하측에 위치하는 긴 슬라이드 부재(132)와 접동한다.
이때, 위부터 순서대로, 긴 구멍(131)의 단축 방향에서의 개구 치수, 긴 슬라이드 부재(132)의 단축 방향에서의 개구 치수, 슬라이드 부재(133)의 외경 치수, 볼트헤드(121a)의 외경 치수의 관계는, 상기한 것처럼 설정되어 있다.
이에 따라, 긴 구멍(131)의 개구로부터 긴 슬라이드 부재(132)가 오목홈(125)측에 이동하지 않도록 규제할 수 있다. 긴 슬라이드 부재(132) 개구로부터 슬라이드 부재(133)가 오목홈(125)측에 이동하지 않도록 규제할 수 있다. 슬라이드 부재(133)에 대하여 볼트헤드(121a)가 상하 방향으로 이동하지 않도록 규제할 수 있다.
따라서, 긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)에 의해, 볼트헤드(121a)가 전극틀(110)측에 이동하지 않도록 위치 규제한다.
즉, 숄더볼트(121)의 볼트헤드(121a)가 오목홈(125)측에 빠지지 않도록 규제할 수 있다.
이에 따라, 긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)는, 숄더볼트(121)의 축방향에서의 볼트헤드(121a)의 위치가 일정해지도록 규제하고 있다.
즉, 긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)는, 숄더볼트(121)에 의한 샤워 플레이트(105)의 현수 상태를 유지하면서 슬라이드한다. 이에 따라, 샤워 플레이트(105)의 현수 높이 위치를 유지하여, 숄더볼트(121)가 현수홈(130)의 내부에서 슬라이드 가능하다.
긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)는, 슬라이드 플레이트(120)와 같은 재질로 될 수 있다. 구체적으로는, 긴 슬라이드 부재(132)와 슬라이드 부재(133)는, 하스텔로이 등의 금속으로 될 수 있다.
접시 용수철(134, 135)은, 숄더볼트(121)의 볼트헤드(121a)를 하향으로 부세하도록 장착된다. 접시 용수철(134, 135)은, 도 6에 도시한 것처럼, 각각 복수 매가 될 수도 있다.
접시 용수철(134, 135)은, 슬라이드 부재(133)와 마찬가지로, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)의 슬라이드에 추종하여 현수홈(130)의 내부에서 이동 가능하게 되어 있다. 이때, 접시 용수철(134, 135)에 의한 볼트헤드(121a)와 슬라이드 부재(133)에 대한 부세 상태를 유지한다.
덧붙여, 접시 용수철(134, 135)은, 복수 설치되어 있으면 무방하고, 그 매수는 한정되지 않는다. 슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135)은, 탄성을 가지는 재료, 예를 들면, 인코넬 등으로 될 수 있다.
덧붙여, 도 5에서는, 긴 슬라이드 부재(132), 슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135), 덮개부(캡)(136)의 도시를 생략하고 있다. 또, 도 5에서는, 슬라이드 플레이트(120) 및 전극틀(110) 등의 주요부를 파선으로 나타내고 있다.
현수홈(130)의 하측 개구 위치에는, 도 3, 도 6에 도시한 것처럼, 덮개부(136)가 설치된다. 덮개부(136)는, 현수홈(130)의 하측 개구를 폐쇄한다. 즉, 덮개부(136)는, 긴 구멍(131)의 개구를 폐쇄한다.
덮개부(136)는, 현수홈(130)의 개구 보다도 내측에 삽입되는 삽입부(136a)와, 삽입부(136a)의 주위에 설치된 플랜지부(136f)와, 덮개부(136)가 현수홈(130)으로부터 벗어나지 않도록 덮개부(136)를 부세하는 부세부(137)를 가진다.
삽입부(136a)의 평면 윤곽 형상은, 현수홈(130)의 개구와 상사형(相似形)이 된다. 삽입부(136a)는, 현수홈(130)의 개구 보다도 한 단계 작은 윤곽 형상이 된다. 삽입부(136a)는, 현수홈(130)의 개구를 폐쇄하는 판체(板體)와, 현수홈(130)의 내벽에 따른 판상(板狀)이 접속된 구성이 된다.
삽입부(136a)에서, 현수홈(130)의 내벽에 대향하는 외주에는, 플랜지부(136f)로부터 이간하는 방향에 따라, 현수홈(130)의 내벽에 근접하는 방향으로 경사지는 경사면(136c)이 형성되어 있다. 삽입부(136a)는, 경사면(136c)에 의해 플랜지부(136f)로부터 이간하는 방향으로 확경(擴徑)하고 있다.
덧붙여, 삽입부(136a)는, 현수홈(130)의 개구를 폐쇄하는 벌크상의 부재로 될 수도 있다.
플랜지부(136f)는, 현수홈(130)의 개구 주위의 샤워 플레이트(105) 하면에 당접한다. 플랜지부(136f)의 윤곽 형상은, 현수홈(130)의 개구와 상사형이 된다. 플랜지부(136f)는, 현수홈(130)의 개구 보다도 한 단계 큰 윤곽 형상이 된다.
플랜지부(136f)가 현수홈(130)의 개구 전둘레에서 샤워 플레이트(105) 하면과 당접하도록, 덮개부(136)가 장착된다.
삽입부(136a)와 플랜지부(136f)는, 현수홈(130)을 폐쇄하도록 덮개부(136)를 장착했을 때, 덮개부(136)의 표면이 샤워 플레이트(105) 하면과 평행한 평면이 되도록 형성되어 있다.
부세부(137)는, 현수홈(130)을 폐쇄하도록 덮개부(136)를 장착했을 때, 삽입부(136a)를 부세해서 조이는 탄성 부재로 된다.
부세부(137)는, 예를 들면, 판 용수철로 된다.
부세부(137)는, 현수홈(130)의 가장 안쪽부, 즉, 긴 슬라이드 부재(132)의 긴 구멍(131)측에 위치하는 기부(137b)를 가진다.
기부(137b)는, 현수홈(130)의 가장 안쪽부와 긴 슬라이드 부재(132)에 끼워져, 현수홈(130) 내부에서 고정되어 있다. 덧붙여, 기부(137b)는, 긴 구멍(131)에 대응한 크기의 개구를 가지거나, 긴 구멍(131)을 폐쇄하지 않는 평면 윤곽 형상으로 되고 있다.
기부(137b)에는, 기부(137b)의 양단측으로부터 접어 구부러져 현수홈(130)의 내벽에 따라 연재하는 탄성부(137s)가 2매 접속된다.
탄성부(137s)는, 탄성부(137s)의 판면이, 긴 구멍(131)의 장축 방향과 대략 평행해지도록 배치된다. 탄성부(137s)는, 긴 구멍(131)의 단축 방향에서의 양측 위치에 1매씩 설치된다.
2매의 탄성부(137s)는, 기부(137b)측으로부터 현수홈(130)의 개구측을 향해서, 현수홈(130)의 중심측으로 모두 경사지고 있다.
탄성부(137s)에서의 현수홈(130)의 개구측 선단(137t)은, 반대측, 즉, 현수홈(130)의 측벽에 가까워지도록 경사지고 있다.
즉, 2매의 탄성부(137s)는, 기부(137b)측으로부터 선단(137t)을 향해서, 2매의 탄성부(137s)가 서로 대향하는 방향에서의 거리가 점차 감소하고, 선단(137t) 측에서 이간한다.
2매의 탄성부(137s)는, 현수홈(130)을 폐쇄하도록 덮개부(136)를 장착했을 때, 삽입된 삽입부(136a)에 당접하여, 우선, 대향하는 2개의 선단(137t) 간 거리를 확대하도록 압압한다.
다음으로, 삽입부(136a)가 현수홈(130)의 깊이 방향으로 침입함에 따라, 한번 확대된 2개의 선단(137t) 간 거리는, 탄성부(137s)의 탄성에 의해, 삽입부(136a)의 경사면(136c)을 따라 점차 감소한다.
거리가 확대된 2개의 선단(137t)이 각각 당접함에 따라, 탄성부(137s)는, 삽입부(136a)의 경사면(136c)을 협지하도록 부세한다.
현수홈(130)의 깊이 방향에서의 삽입부(136a)의 삽입은, 플랜지부(136f)가 현수홈(130)의 개구 전둘레에서 샤워 플레이트(105) 하면과 당접하여 종료한다. 이에 따라, 현수홈(130)의 개구가 덮개부(136)에 의해 폐쇄된다.
이 상태에서는, 성막 공간(101a)측으로부터 현수홈(130)의 내부에 가스가 침입하는 것이, 덮개부(136)에 의해 저해된다.
이때, 부세부(137)의 2개의 선단(137t)이, 삽입부(136a)의 경사면(136c)에 각각 당접하고 있다. 2개의 선단(137t)은, 모두 삽입부(136a)의 경사면(136c)을 협지하는 방향으로 부세하고 있다.
이 상태에서는, 삽입부(136a)의 외주에는, 경사면(136c)이 형성되어 경사지고 있기 때문에, 삽입부(136a)를 뽑아 제거하기 위해서는, 2개의 탄성부(137s)를 부세력에 저항해서 확대하지 않으면 안 된다. 따라서, 장착된 덮개부(136)가 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
이처럼, 2매의 탄성부(137s)가 삽입부(136a)의 경사면(136c)을 협지함으로써, 현수홈(130)으로부터 벗어나지 않도록 덮개부(136)를 장착할 수 있다.
따라서, 성막 공간(101a)측으로부터 현수홈(130)의 내부에 가스가 침입하는 것을 방지할 수 있다.
숄더볼트(121)는, 도 3, 도 6에 도시한 것처럼, 축부(12lb)의 선단이 하판면부(기부)(114)에 하측부터 나사고정 되어 있다. 숄더볼트(121)는, 하판면부(기부)(114)를 관통하고 있다.
이 때문에, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)는, 상판면부(고정부)(112)와 종판면부(벽부)(113)와 하판면부(기부)(114)로 형성된 전극틀(110)의 U자 형상의 내부 공간(110A)에 돌출하고 있다. 이 전극틀(110)의 내부 공간(110A)는, 리플렉터(117)의 하단 부근에서, 가스 도입 공간(10lb)에 연통(連通)하고 있다.
숄더볼트(121)는, 볼트헤드(121a)의 하단이 현수홈(130)의 내부에 위치하고 있다. 볼트헤드(121a)에는, 숄더볼트(121)를 공구로 돌리기 위한 오목부(凹部)(121d)가 설치된다.
숄더볼트(121)의 축부(12lb) 및 볼트헤드(121a)에는, 숄더볼트(121)의 축선 방향으로 가스 구멍(121g)이 형성되어 있다. 가스 구멍(121g)은, 축부(12lb)의 선단으로부터 볼트헤드(121a)의 하단까지 관통하고 있다. 가스 구멍(121g)은, 축부(12lb)의 중심축선과 동축에 형성된다.
가스 구멍(121g)은, 볼트헤드(121a)에 있어서, 오목부(121d)의 저면에 개구한다.
숄더볼트(121)는, 전극틀(110)의 하판면부(기부)(114), 슬라이드 플레이트(120)의 관통공(125a) 및 오목홈(125), 샤워 플레이트(105)의 긴 구멍(131)을 관통하고 있다.
따라서, 가스 구멍(121g)은, 하판면부(기부)(114)의 미끄러짐 씰면(114a)과 슬라이드 플레이트(120)의 미끄러짐 씰면(120a)과의 상하 방향에 있어서, 내부 공간(110A)과 연통하고 있다.
샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 긴 구멍(131)의 내부에서 슬라이드 했을 경우에도, 볼트헤드(121a)의 하단은 현수홈(130)의 내부에 위치하고 있다. 동시에, 축부(12lb)의 선단도, 전극틀(110)의 U자 형상의 내부 공간(110A)에 돌출하고 있다.
이에 따라, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)가 슬라이드해서 위치 이동했을 때에도, U자 형상의 내부 공간(110A)과 현수홈(130)의 내부와의 연통 상태를 유지할 수 있다.
이에 따라, 현수홈(130)의 내부는, 내부 공간(110A)에 연통하는 가스 도입 공간(10lb)과의 연통 상태를 유지할 수 있다.
게다가, 현수홈(130)의 내부와 연통하는 긴 구멍(131)의 내부가, 가스 도입 공간(10lb)과 연통한다. 긴 구멍(131)과 연통하는 오목홈(125)의 내부가, 가스 도입 공간(10lb)과 연통한다. 오목홈(125)과 연통하는 관통공(125a)의 내부가, 가스 도입 공간(10lb)과 연통한다.
동시에, 이들 현수홈(130), 긴 구멍(131), 오목홈(125), 관통공(125a)이, 모두 가스 도입 공간(10lb)과 연통한 상태를 유지할 수 있다.
또, 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a)의 부근에서도, 가스 도입 공간(10lb)과 연통한 상태를 유지한다.
본 실시 형태에서는, 숄더볼트(121)에 가스 구멍(121g)을 설치함으로써, 연통하고 있는 현수홈(130)의 내부에, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 가스를 공급할 수 있다.
동시에, 긴 구멍(131)의 내부, 오목홈(125)의 내부, 관통공(125a)의 내부, 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a) 부근에도, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 가스를 공급할 수 있다.
본 실시 형태의 진공 처리 장치(100)에서는, 성막 처리 종료 시에, 성막 공간(101a)의 클리닝 처리를 실시한다. 클리닝할 때에, 클리닝 가스에 폭로될 가능성이 있는 부품에는, 내(耐)부식 표면 처리가 실시된다.
내부식 표면 처리가 실시되는 부품으로는, 하스텔로이, 인코넬, 알루미늄 등으로 이루어진 부품을 들 수 있다. 예를 들면, 샤워 플레이트(105), 덮개부(136), 전극틀(110), 슬라이드 플레이트(120)이다.
게다가, 내부식 표면 처리가 실시되는 부품으로서, 현수홈(130)의 내부 부품으로, 숄더볼트(121), 긴 슬라이드 부재(132), 슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135)을 들 수 있다.
내부식 표면 처리는, 이들 부품의 전 표면, 혹은, 클리닝 가스에 폭로될 가능성이 있는 영역에만 실시할 수 있다.
여기서, 후술하는 것처럼, 클리닝 가스가 NF3(산불화질소)로 되어, 발생시킨 F라디칼에 의한 처리실 내의 클리닝을 실시하는 경우에는, 내부식 표면 처리로서, Y2O3의 박막을 형성하는 처리로 한다.
Y2O3의 박막 형성, 즉, 이트리아 코팅은, CVD 처리에 의해 실시한다. 이트리아 코팅의 조건으로는, Y2O3의 막두께가 50~1000nm 정도, 바람직하게는 100nm 정도로 할 수 있다.
게다가, 이트리아 코팅을 실시하는 부품에는, 이트리아 코팅에 앞서, 전해 연마나, 알루미늄 표면 확산 처리를 실시해 내식성을 더 향상시킨다.
여기서, 이트리아 코팅을 실시하는 부품에는, 인코넬이나, 하스텔로이 등의 니켈 합금으로 된 부품을 대상으로 한다.
이에 따라, 클리닝 가스에 폭로되는 부분에서의 내부식성을 향상시켜, 파티클 발생을 방지할 수 있다.
특히, 슬라이드 플레이트(120)나 전극틀(110)처럼 슬라이드하는 부품이나, 숄더볼트(121)처럼 클리닝 가스에 대한 폭로 양이 많은 부품에서는, 이트리아 코팅에 의한 내부식성 향상은 매우 높다.
이 때문에, 이트리아 코팅에 의해, 클리닝 가스의 부식에 기인하는 파티클 발생에 대해, 매우 높은 억제 효과를 나타낼 수 있다.
도 7은, 본 실시 형태의 열 신장 상태에서의 샤워 플레이트(105)의 가장자리부 부근을 확대한 단면도이다.
후술하는 진공 처리 장치(100)를 사용한 플라즈마 발생 시에는, 가열되기 때문에 샤워 플레이트(105)가 열 신장(열 변형)한다. 이러한 열 신장 시에는, 도 7에 화살표로 나타낸 것처럼, 샤워 플레이트(105)가 고정 샤프트(109)를 중심으로 해서 면 내 방향 외향으로 팽창한다.
열 신장한 샤워 플레이트(105)의 주연부는, 열 신장 흡수 공간(106a)에 신장하는 것으로, 절연 실드(106)에 당접하지 않는다. 이 때문에, 샤워 플레이트(105)의 팽창이 전극 플랜지(104), 전극틀(110)이나 절연 실드(106) 등에 응력을 주지 않도록 흡수된다.
이때, 가동 샤프트(108)는, 하단의 구면 부시(Bush)에 의해, 변형한 샤워 플레이트(105)를 지지 가능하게 되어 있다.
게다가, 열 신장한 샤워 플레이트(105)의 주연부에 고정된 슬라이드 플레이트(120)는, 일체로서, 샤워 플레이트(105)의 외주 외측을 향해서 이동한다. 이때, 샤워 플레이트(105)의 주연부 및 슬라이드 플레이트(120)도, 도 7에 도시한 것처럼, 열 신장 흡수 공간(106a)이 좁아지도록 이동한다.
슬라이드 플레이트(120)는, 절연 실드(106)에 당접하지 않기 때문에, 슬라이드 플레이트(120)의 이동이, 전극 플랜지(104), 전극틀(110)이나 절연 실드(106) 등에 응력을 주지 않도록 흡수된다.
또, 슬라이드 플레이트(120)는, 열 변형한 샤워 플레이트(105)의 가장자리부와 일체로서 이동한다. 이에 대해, 전극틀(110)은, 전극 플랜지(104)에 고정되어 있기 때문에, 전극 플랜지(104) 및 절연 실드(106)에 대한 상대 위치는 그다지 변화하지 않는다.
따라서, 전극틀(110)은 변형하지 않고, 전극틀(110)의 미끄러짐 씰면(114a)과, 슬라이드 플레이트(120)의 미끄러짐 씰면(120a)이 접동해서, 씰 상태를 유지한 채 샤워 플레이트(105)가 열 신장 상태가 된다.
이때, 숄더볼트(121)는, 전극틀(110)에 고정되어 있다. 이 때문에, 숄더볼트(121)는, 전극 플랜지(104) 및 절연 실드(106)에 대한 상대 위치는 그다지 변화하지 않는다.
또, 샤워 플레이트(105)의 주연부에서, 긴 구멍(131) 및 현수홈(130)도, 샤워 플레이트(105)의 외주 외측을 향해서 이동한다.
이에 따라, 숄더볼트(121)는, 긴 구멍(131)의 장축 방향으로 상대 이동한다.
본 실시 형태에서는, 긴 구멍(131)의 장축 방향이, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형 방향과 일치하고 있다. 이 때문에, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 긴 구멍(131)의 내부에서 슬라이드 가능하다.
따라서, 숄더볼트(121)의 이동은, 긴 구멍(131)의 근방에 위치하는 샤워 플레이트(105) 및 숄더볼트(121)에 응력을 주지 않도록 흡수된다.
또, 숄더볼트(121)에 대해서는, 슬라이드 플레이트(120)의 관통공(125a)도, 샤워 플레이트(105)의 외주 외측을 향해서 이동한다.
이에 따라, 숄더볼트(121)는, 관통공(125a)에 대하여 상대 이동한다.
관통공(125a)이 긴 구멍(131)에 대응한 형상으로 되어 있기 때문에, 샤워 플레이트(105)의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응하여, 숄더볼트(121)의 축부(12lb)가 관통공(125a)의 내부에서 슬라이드 가능하다. 따라서, 숄더볼트(121)의 이동은, 관통공(125a)의 근방에 위치하는 슬라이드 플레이트(120) 및 숄더볼트(121)에 응력을 주지 않도록 흡수된다.
이에 따라, 전극틀(110)에 대한 숄더볼트(121)에 의한 샤워 플레이트(105)의 현수 지지는, 유지된다.
동시에, 숄더볼트(121)의 가스 구멍(121g)에 의해, U자 형상의 내부 공간(110A)과 현수홈(130)의 내부와의 연통 상태를 유지할 수 있다.
게다가, 현수홈(130)의 개구가 덮개부(136)에 의해 폐쇄되고 있기 때문에, 현수홈(130)에 대한 가스 유입을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 전극틀(110)에서의 하판면부(기부)(114)의 미끄러짐 씰면(114a)과, 슬라이드 플레이트(120)의 미끄러짐 씰면(120a)이, 샤워 플레이트(105)의 열 신장 방향으로 접동한다. 이 때문에, 열 신장 시에도, 이들이 변형하지 않고 접촉 상태를 유지함으로써, 씰 상태의 유지 및 샤워 플레이트(105)의 하중 지지 상태를 유지할 수 있다.
또, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)이, 동일 재료인 하스텔로이제로 되어 있기 때문에, 부재가 깎여 나가는 것에 기인한 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
이 때문에, 진공 처리 장치(100)에서의 막두께 특성의 악화를 방지하는 것이 가능해진다.
게다가, 본 실시 형태에서, 구형 윤곽 형상으로 된 샤워 플레이트(105) 상면의 각부(角部)(코너부) 위치에는, 슬라이드 플레이트(120)에서의 변 슬라이드부(122)의 단부끼리 슬라이드 가능하게 씰(Seal)하는 각 슬라이드부(127)가 설치된다.
열 신장한 샤워 플레이트(105)의 주연부에서는, 샤워 플레이트(105)의 주연부에 고정된 변 슬라이드부(122)와, 각 슬라이드부(127)가, 샤워 플레이트(105)의 윤곽 변에 따른 직선 방향으로 이간한다.
이에 따라, 변 슬라이드부(122)의 래버린스 볼록부(123) 및 래버린스 볼록부(124)와, 각 슬라이드부(127)의 래버린스 볼록부(128)가, 서로 이간한다.
이때, 미끄러짐 씰면(123a)과 미끄러짐 씰면(128a)이, 샤워 플레이트(105) 윤곽 변 직선에 따른 방향으로 접동한다. 또, 미끄러짐 씰면(124b)과 미끄러짐 씰면(128b)이, 샤워 플레이트(105) 윤곽 변 직선에 따른 방향으로 접동한다.
이에 따라, 씰 상태를 유지한 채, 변 슬라이드부(122)와 각 슬라이드부(127)가 이간할 수 있다.
이처럼 래버린스 구조로 된 변 슬라이드부(122) 및 각 슬라이드부(127)에 의해, 샤워 플레이트(105)에서의 가스 누설을 방지하여, 가스 도입 공간(10lb)의 씰 상태를 유지할 수 있다.
다음으로, 진공 처리 장치(100)의 클리닝 방법에 대해, 도면에 근거해서 설명한다.
도 8은, 본 실시 형태에서의 진공 처리 장치의 클리닝 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
본 실시 형태에서의 진공 처리 장치의 클리닝 방법은, 도 8에 도시한 것처럼, 성막 공정(S01)과, 클리닝 준비 공정(S02)과, Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03)과, Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)을 가진다. 또, 본 실시 형태에서의 진공 처리 장치의 클리닝 방법은, 클리닝 가스 공급 공정(클리닝 공정)(S05)과, 클리닝 가스 배출 공정(S06)과, 확인 공정(S07)을 가진다.
도 8에 나타내는 성막 공정(S01)에서는, 진공 처리 장치(100)를 이용해서 기판(S)의 처리면에 막을 형성한다.
먼저, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 감압한다. 진공 챔버(102) 내부가 진공으로 유지된 상태에서, 진공 챔버(102)의 외부로부터 성막 공간(101a)을 향해서 기판(S)이 반입된다. 기판(S)은, 지지부(히터)(141) 상에 재치(載置)된다.
지주(145)가 상방으로 밀어 올려지고, 지지부(히터)(141) 상에 재치된 기판(S)도 상방으로 이동한다. 이에 따라, 적절하게 성막을 하기 위해 필요한 간격이 되도록, 샤워 플레이트(105)와 기판(S)과의 간격이 소망하는 대로 결정되고, 이 간격이 유지된다.
그 후, 가스 공급부(142)로부터 가스 도입관 및 가스 도입구를 통해서, 가스 도입 공간(10lb)에 프로세스 가스가 도입된다. 그리고, 샤워 플레이트(105)의 가스 분출구(105a)로부터 성막 공간(101a) 내부에 프로세스 가스가 분출된다.
다음으로, RF 전원(147)을 기동해서 전극 플랜지(104)에 고주파 전력을 인가한다.
그러면, 전극 플랜지(104)의 표면으로부터 샤워 플레이트(105)의 표면을 따라 고주파 전류가 흐르고, 샤워 플레이트(105)와 지지부(히터)(141)와의 사이에 방전이 생긴다.
그리고, 샤워 플레이트(105)와 기판(S)의 처리면과의 사이에 플라즈마가 발생한다.
이와 같이 해서 발생한 플라즈마 내에서 프로세스 가스가 분해되어, 플라즈마 상태의 프로세스 가스를 얻을 수 있고, 기판(S)의 처리면에서 기상(氣相) 성장 반응이 생겨, 박막이 처리면 상에 성막된다.
진공 처리 장치(100)의 처리 시에는, 샤워 플레이트(105)가 열 신장(열 변형)한다.
이때, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)에 의해 씰 상태가 유지된다.
이에 따라, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 가스 분출구(105a) 이외를 통해서 성막 공간(101a)으로 누출되는 가스를 저감한다.
또, 진공 처리 장치(100)의 처리 종료 시에는, 샤워 플레이트(105)가 열 수축(열 변형)한다. 이때, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)에 의해, 씰 상태가 유지됨에 따라, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 가스 분출구(105a) 이외를 통해서 성막 공간(101a)으로 누출되는 가스를 저감한다.
또, 샤워 플레이트(105)의 열 변형에 의해, 무리하게 변형되는 부품이 없기 때문에, 부품의 수명을 연장시키는 것이 가능해진다.
도 8에 나타내는 클리닝 준비 공정(S02)에서는, 성막 공정(S01)이 종료한 후에, 클리닝의 준비를 갖춘다. 여기서, 성막 공정(S01)의 종료는, 소정 횟수 성막을 실시했거나, 샤워 플레이트(105) 등의 성막 공간(101a)에 노출한 부품, 혹은, 그 이외라도 프로세스 가스가 접촉한 부품에서, 일정 이상의 부착물이 부착된 경우를 의미한다.
또, 성막 특성에 영향을 주는 파티클이 발생되지 않도록, 클리닝을 실시하는 시기로서, 적산(積算) 성막 횟수나 누적(累積) 성막 시간을 미리 설정해 둔다.
클리닝 준비 공정(S02)에서는, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기한다. 이로써, 성막 공간(101a)으로부터 프로세스 가스를 제거한다.
도 8에 나타내는 Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03)에서는, 클리닝에 앞서, 가스 도입 공간(10lb)에 퍼지 가스로서의 Ar 가스를 충전한다. 여기서, 퍼지 가스는, 반응성이 낮은 것이면 Ar 가스로 한정되지 않는다.
Ar 가스는, 가스 공급부(142)로부터 가스 도입관 및 가스 도입구를 통해서, 가스 도입 공간(10lb)에 도입된다.
또, 동시에, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기해도 무방하다.
계속해서, 도 8에 나타내는 Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)으로서, 클리닝 가스의 침입 방지용으로, 현수홈(130)의 내부에 Ar 가스를 충전한다.
이때, 현수홈(130)의 내부에는, Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03)에서, 가스 도입 공간(10lb)에 도입된 Ar 가스를 충전한다.
또, 동시에, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기해도 무방하다.
Ar 가스는, 가스 도입 공간(10lb)으로부터, 전극틀(110)의 U자 형상의 내부 공간(110A) 및 숄더볼트(121)의 가스 구멍(121g)을 통해서, 현수홈(130)의 내부에 충전된다.
게다가, Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)에서는, 긴 구멍(131), 오목홈(125), 관통공(125a)의 내부에, 현수홈(130)의 내부에 도입된 Ar 가스를 충전한다.
Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03) 및 Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)에 의해, 가스 도입 공간(10lb), 현수홈(130), 긴 구멍(131), 오목홈(125), 관통공(125a)에서의 각각의 내표면, 및 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a) 부근이, Ar 가스로 봉지되고, Ar 가스 분위기로서 유지된다.
이 상태에서, 도 8에 나타내는 클리닝 가스 공급 공정(클리닝 공정)(S05)으로서, 클리닝 가스 공급부(149)를 통해서, 성막 공간(101a)에 클리닝 가스가 도입된다. 동시에, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기한다.
여기서, 가스 도입 공간(10lb)에 공급된 Ar 가스에 대하여, 성막 공간(101a)에 도입된 클리닝 가스의 가스량(유속·유량)이 작아지도록 설정된다.
또, 동시에, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기해도 무방하다.
클리닝 가스로는, NF3(산불화질소)로 할 수 있고, 클리닝 가스 공급부(149)에 의해 발생시킨 F라디칼에 의한 진공 챔버(102) 내부의 클리닝을 실시한다.
혹은, 클리닝 가스로서, CF4, F2도, 이용할 수 있다.
여기서, 클리닝 가스 공급부(149)로부터 공급된 클리닝 가스는, 샤워 플레이트(105)의 가장자리부의 근방에 배치된 공급관의 개구로부터 분출된다.
이에 따라, 성막 공간(101a)에서의 부착물을 제거하는 클리닝을 실시한다.
클리닝 가스가 샤워 플레이트(105)의 가장자리부의 근방에 분출됨으로써, 부착물이 많은 샤워 플레이트(105)의 가장자리부의 근방에서의 클리닝을 충분히 실시할 수 있다.
한편, 이 샤워 플레이트(105)의 가장자리부 근방에서는, 클리닝 가스에 폭로되는 정도가 높아진다. 즉, 샤워 플레이트(105)의 가장자리부 근방은, 고농도의 클리닝 가스에 폭로되는 것과 함께, 클리닝 가스에 폭로되는 시간이 길어진다.
따라서, 샤워 플레이트(105)의 가장자리부의 근방에서는, 클리닝 가스에 의한 부식 발생 정도도 높아진다.
그렇지만, 본 실시 형태에서의 진공 처리 장치(100)에서는, 클리닝 가스에 폭로되는 부분에 이트리아 코팅이 실시되고 있으므로, 이 내식성이 향상되고 있다.
또, 현수홈(130)은, 덮개부(136)에 의해 하측 개구가 폐쇄되어 있기 때문에, 클리닝 가스가 침입하지 않는다.
게다가, 현수홈(130)에는, Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)에서 Ar 가스가 충전되고 있기 때문에, 클리닝 가스가 침입하지 않는다.
따라서, 클리닝 가스 공급 공정(클리닝 공정)(S05)에서도, 현수홈(130), 긴 구멍(131), 오목홈(125), 관통공(125a)에서의 각각의 내표면, 및 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a) 부근이, 클리닝 가스에 폭로되지 않는다.
또, 현수홈(130) 내부의 숄더볼트(121), 긴 슬라이드 부재(132), 슬라이드 부재(133), 접시 용수철(134, 135)도, 클리닝 가스에 폭로되지 않는다.
따라서, 이들 표면에서, 클리닝 가스에 의한 부식의 발생을 방지할 수 있다. 게다가, 이들 표면에서, 클리닝 가스에 의한 부식에 기인하는 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
덧붙여, 파티클의 발생 방지는, 클리닝 시 뿐만이 아니라, 클리닝 종료 후에도 그 효과를 나타낼 수 있다.
필요한 처리 시간이 경과한 후, 클리닝 가스 공급부(149)로부터 성막 공간(101a)으로의 클리닝 가스의 공급을 정지한다.
도 8에 나타내는 클리닝 가스 배출 공정(S06)으로서, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기한다.
이때, 가스 도입 공간(10lb)에는, Ar 가스를 계속해서 공급해도 무방하다.
도 8에 나타내는 확인 공정(S07)으로서, 진공 챔버(102) 내에서 부착물의 제거가 충분히 실시되었는지를 확인한다.
부착물 제거가 완료한 경우에는, 성막 공정(S01)으로서 새로운 성막을 하거나, 혹은, 장치의 동작을 정지하는 등, 다른 공정으로 이행한다.
부착물 제거가 완료하지 않은 경우에는, Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03)으로 돌아가서, 다시 클리닝을 실시한다.
이에 따라, 클리닝 처리를 종료한다.
본 실시 형태에서의 진공 처리 장치의 클리닝 방법에서는, 현수홈(130)이, 사전에, 덮개부(136)로 개구를 폐쇄하는 것과 함께, Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03) 및 Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)에 의해, Ar 가스로 봉지되고 있다. 이에 따라, 클리닝 가스에 의한 부식의 발생을 방지할 수 있다. 게다가, 클리닝 가스에 의한 부식에 기인하는 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
덧붙여, 본 실시 형태에서는, 숄더볼트(121)가, 축부(12lb)의 선단으로부터 볼트헤드(121a)의 하단까지 관통하여, 축부(12lb)의 중심축선과 동축에 가스 구멍(121g)을 가지는 구성으로 했지만, 이 이외의 형상의 가스 구멍으로 할 수도 있다.
예를 들면, 도 9에 도시한 것처럼, 숄더볼트(121)가, 축부(12lb)의 선단으로부터 슬라이드 플레이트(120)의 오목홈(125)에 연통하는 가스 구멍(121g1)을 가지는 구성으로 할 수 있다.
이 형상의 가스 구멍(121g1)을 가지는 구성이라도, 연통하고 있는 현수홈(130)의 내부에, 가스 도입 공간(10lb)으로부터 가스를 공급할 수 있다.
이하, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 진공 처리 장치, 진공 처리 장치의 클리닝 방법을, 도면에 근거해서 설명한다.
도 10은, 본 실시 형태에서의 샤워 플레이트(105)의 가장자리부를 포함한 영역을 확대한 단면도이다.
본 실시 형태에서, 상술한 제1 실시 형태와 다른 것은, 가스 구멍의 형성 위치에 관한 점이며, 이 이외의 상술한 제1 실시 형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 도 10에 도시한 것처럼, 가스 구멍(114g)이 하판면부(기부)(114)에 형성된다.
가스 구멍(114g)은, 하판면부(기부)(114)를 상하 방향으로 관통하고 있다.
가스 구멍(114g)은, 하판면부(기부)(114)에 있어서, 전극틀(110)의 U자 형상의 내부 공간(110A)에 개구하고 있다. 또, 가스 구멍(114g)은, 하판면부(기부)(114)에 있어서, 관통공(125a)에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a)에 개구하고 있다.
덧붙여, 미끄러짐 씰면(114a)에서의 가스 구멍(114g)의 개구 위치는, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)가 슬라이드하여 위치 이동했을 때 폐쇄되지 않는 위치가 된다.
따라서, 가스 구멍(114g)은, 하판면부(기부)(114)의 미끄러짐 씰면(114a)과 슬라이드 플레이트(120)의 미끄러짐 씰면(120a)과의 상하를 연통 가능하게 된다.
이에 따라, 전극틀(110)과 슬라이드 플레이트(120)가 슬라이드하여 위치 이동했을 때에도, U자 형상의 내부 공간(110A)과 관통공(125a)의 내부와의 연통 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 관통공(125a)에 연통한 오목홈(125), 긴 구멍(131), 현수홈(130)이, 모두 가스 도입 공간(10lb)과 연통한 상태를 유지할 수 있다.
또, 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a)의 부근의 공간도, 가스 도입 공간(10lb)과 연통한 상태를 유지한다.
이에 따라, 클리닝 가스 공급 공정(클리닝 공정)(S05)에서도, 관통공(125a), 오목홈(125), 긴 구멍(131), 현수홈(130)에서의 각각의 내표면, 및 관통공(125a)의 개구에 노출하는 미끄러짐 씰면(114a) 부근을 Ar 가스 분위기로서 봉지하여, 이들이, 클리닝 가스에 폭로되지 않는다.
본 실시 형태에서는, 상술한 제1 실시 형태와 동등한 효과를 나타낼 수 있다.
덧붙여, 본 실시 형태에서는, 숄더볼트(121)에 가스 구멍(121g)이 형성되어 있어도 무방하고, 가스 구멍(121g)이 형성되어 있지 않은 조밀한 숄더볼트(121)로 할 수도 있다.
숄더볼트(121)의 가스 구멍(121g)과, 하판면부(기부)(114)의 가스 구멍(114g)이 형성되어 있는 경우에는, 현수홈(130) 등에 있어서 봉지하기 위한 Ar 가스 유량을 증가하는 것이 가능하게 된다.
또, 제1 실시 형태에서는, 조밀한 숄더볼트(121)를, 가스 구멍(121g)이 형성된 숄더볼트(121)로 교환하는 것만으로, Ar 가스에 의한 현수홈(130) 등에 대한 봉지를 가능하게 할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
덧붙여, 본 발명에서의 진공 처리 장치의 클리닝 방법의 구체 예로서, 부식 확인 시험에 대해서 설명한다.
<실험 예>
여기서는, 도 3에 도시한 것처럼, 클리닝 처리에 있어서, 클리닝 가스에 폭로되는 부품으로서, 덮개부(136)에 의해 폐쇄된 현수홈(130)에 배치된 숄더볼트(121)에서의 부식 발생 정도를 검증하였다.
클리닝 처리 시험으로서는, 상술한 제1 실시 형태에서의 클리닝 가스 공급 공정(클리닝 공정)(S05)에서, 클리닝 가스로는 NF3(산불화질소)로 해서, 클리닝 가스 공급부(149)에 의해 발생시킨 F라디칼에 의한 클리닝을 실시하였다.
동시에, 진공 펌프(148)를 이용해서 진공 챔버(102) 내부를 배기하였다.
또, Ar 가스 충전 공정(퍼지 공정)(S03) 및 Ar 가스 봉지 공정(퍼지 가스 봉지 공정)(S04)으로서, 현수홈(130)에 퍼지 가스로 Ar 가스를 공급해 충전하는 Ar 봉지의 유무를 변경하였다.
여기서, 슬라이드 플레이트(120)와 숄더볼트(121)의 재질 및 표면 처리의 종류를 바꾸어서 클리닝을 실시하였다. 또, 숄더볼트(121)의 가스 구멍(121g)의 유무에 따라, Ar 봉지의 유무를 변경하였다.
또, 부식 정도의 검증은, 지지부(히터)(141)의 온도 450℃에서, a-Si/SiO/SiN의 적층막을 3회 적층하고, 클리닝을 100회 반복해서 실시하였다.
이하에, 클리닝 처리 시험에서의 제원을 나타낸다.
숄더볼트(121)의 재질; 인코넬 600, 하스텔로이 C22
알루미늄 확산 처리 조건; 불활성 가스(Ar) 혹은 환원성 가스(H2) 분위기 중에서 고온 가열 처리(1000°부근)
Y2O3의 막두께; 100nm
퍼지 가스; Ar
퍼지 가스 유량; 35 SLM
클리닝 가스; NF3에 의한 F라디칼
클리닝 가스 유량; 15 SLM
클리닝 시간; 300sec
클리닝 온도; 450℃ (히터(141) 온도)
성막 공간(101a) 압력; 200 Pa
이 결과를 표 1에 나타낸다.
표에서, 기호 ○은, 변화 없음을 나타내고 있다(우수). 기호 △는, 변색 있음을 나타내고 있다(가능). 기호 ×는, 부식 있음을 나타내고 있다(불가).
Figure 112021070011826-pct00001
표 1에 나타낸 결과로부터, 이트리아 코팅을 실시했을 경우, 부식은 발생하지 않는 것을 알 수 있다. 또, Ar 봉지, 즉, 퍼지 가스에 의한 퍼지를 실시했을 경우, 부식은 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
본 발명의 활용 예로서, 플라즈마를 이용한 처리로서 성막, 특히 플라즈마 CVD, 혹은, 에칭 등 기판의 표면 처리를 하는 플라즈마 처리 장치를 들 수 있다.
100 … 진공 처리 장치
101 … 처리실
101a … 성막 공간
10lb … 공간(가스 도입 공간)
102 … 진공 챔버
103 … 절연 플랜지
104 … 전극 플랜지
104a … 상벽(전극 플랜지)
104b … 주벽(전극 플랜지)
105 … 샤워 플레이트
105a … 가스 분출구
106 … 절연 실드
106a … 열 신장 흡수 공간(간극부)
106b … 간극
108 … 가동 샤프트
109 … 고정 샤프트
110 … 전극틀
110A … 내부 공간
111 … 지지 부재
112 … 상판면부(고정부)
112a … 절결(切缺; notch cut)
113 … 종판면부(벽부)
114 … 하판면부(기부)
114a, 120a, 123a, 124b, 128a, 128b … 미끄러짐 씰면
117 … 리플렉터
117a … 나사
120 … 슬라이드 플레이트
121 … 숄더볼트(지지 부재)
121a … 볼트헤드
12lb … 축부
121d … 오목부
121g, 121g1, 114g … 가스 구멍
122 … 변(邊) 슬라이드부
123, 124, 128 … 래버린스 볼록부
125 … 오목홈
125a … 관통공
126 … 각부(脚部)
127 … 각(角) 슬라이드부
127a … 체결 나사
130 … 현수홈
131 … 긴 구멍
132 … 긴 슬라이드 부재
133 … 슬라이드 부재
134, 135 … 접시 용수철
136 … 덮개부(캡)
136a … 삽입부
136c … 경사면
136f … 플랜지부
137 … 부세부
137b … 기부
137s … 탄성부
137t … 선단
141 … 지지부(히터)
142 … 가스 공급부(가스 공급 수단)
145 … 지주
147 … RF 전원(고주파 전원)
148 … 진공 펌프(배기 수단)
149 … 클리닝 가스 공급부
S … 기판(피처리 기판)

Claims (5)

  1. 플라즈마 처리를 실시하는 진공 처리 장치에 있어서,
    고주파 전원에 접속된 전극 플랜지와,
    상기 전극 플랜지와 이간하여 대향하고 상기 전극 플랜지와 함께 캐소드가 되는 샤워 플레이트와,
    상기 샤워 플레이트의 주위에 설치된 절연 실드와,
    상기 샤워 플레이트에서의 상기 전극 플랜지와 반대측에 피처리 기판이 배치되는 처리실과,
    상기 전극 플랜지의 상기 샤워 플레이트측에 장착되는 전극틀과, 상기 샤워 플레이트의 상기 전극틀측이 되는 주연부에 장착되는 슬라이드 플레이트
    를 가지고,
    상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 슬라이드 가능하며, 동시에, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀로 둘러 쌓인 공간이 씰 가능하고,
    상기 샤워 플레이트가, 상기 샤워 플레이트의 주연부에 설치된 긴 구멍(長穴)을 관통하는 지지 부재에 의해 상기 전극틀에 지지되고,
    상기 긴 구멍은, 상기 지지 부재가 상기 샤워 플레이트의 온도 상승하강 시에 생기는 열 변형에 대응해 상기 긴 구멍 내에서 상대 이동을 가능하도록 형성되고,
    상기 긴 구멍에는, 상기 긴 구멍에 연통하여 퍼지 가스를 공급하는 가스 구멍이 설치되어 있고,
    상기 가스 구멍이, 상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 연통되는
    진공 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 구멍이, 상기 긴 구멍을 관통하는 상기 지지 부재를 축선 방향으로 관통해서 형성되어 있는
    진공 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 긴 구멍의 개구를 폐쇄하는 덮개부를 갖추고,
    상기 덮개부는, 상기 긴 구멍의 개구 폐쇄시에, 상기 긴 구멍에 대하여 상기 덮개부가 벗어나지 않도록 부세하는 부세부를 가지는
    진공 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리실을 클리닝할 때, 클리닝 가스에 폭로되는 부분에는, 내부식 표면 처리가 실시되는
    진공 처리 장치.
  5. 제1항에 기재된 진공 처리 장치의 클리닝 방법에 있어서,
    상기 샤워 플레이트와 상기 전극 플랜지와 상기 전극틀과 상기 슬라이드 플레이트로 둘러 쌓인 공간에 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 가스 구멍을 통해서 상기 긴 구멍에 퍼지 가스를 공급하고,
    상기 처리실에 클리닝 가스를 공급하고,
    상기 퍼지 가스의 공급 후에, 상기 처리실에 상기 클리닝 가스를 공급하는
    진공 처리 장치의 클리닝 방법.
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