KR102640515B1 - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

(과제) 핀이 삽입되는 삽입 구멍을 적절히 밀봉한다.
(해결 수단) 플라즈마 처리 장치는, 진공 공간 쪽에 배치되는 제 1 면과 비진공 공간 쪽에 배치되는 제 2 면을 갖고, 제 1 면 및 제 2 면을 관통하는 삽입 구멍이 형성된 삽입 부재와, 삽입 구멍에 삽입되고, 상하 방향으로 이동하는 핀과, 핀이 삽입되고, 삽입 구멍의 핀과 대향하는 벽면에 형성된 오목부에, 그 오목부의 핀의 축 방향에 교차하는 면을 따라 이동 가능하게 마련된 가동 부재와, 가동 부재와 핀의 사이에 배치된 제 1 밀봉 부재와, 가동 부재와 오목부의 면의 사이에 배치되고, 핀으로부터 제 1 밀봉 부재에 제 1 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 해당 가압력을 해방하는 방향으로 가동 부재의 이동을 허용하는 제 2 밀봉 부재를 갖는다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
종래로부터, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 피처리체에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치는, 예컨대, 진공 공간을 구성 가능한 처리 용기 내에, 전극을 겸한 피처리체를 유지하는 탑재대를 갖는다. 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기 내에 형성된 진공 공간에 있어서, 탑재대에 소정의 고주파 전력을 인가하는 것에 의해, 탑재대에 배치된 피처리체에 대하여, 플라즈마 처리를 행한다. 탑재대에는, 탑재대의 진공 공간 쪽의 표면 및 그 이면을 관통하는 삽입 구멍이 형성되어 있고, 삽입 구멍에는, 핀이 삽입된다. 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리체를 반송하는 경우, 삽입 구멍으로부터 핀을 돌출시키고, 핀으로 피처리체를 이면으로부터 지지하여 탑재대로부터 이탈시킨다.
삽입 구멍의 핀과 대향하는 벽면에는, 삽입 구멍의 둘레 방향을 따라 O링 등의 밀봉 부재가 마련되어 있다. 밀봉 부재는, 핀과 접촉함으로써 삽입 구멍을 밀봉하고 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 밀봉 부재에 의해 삽입 구멍이 밀봉됨으로써, 처리 용기 내의 진공 공간의 기밀성이 유지되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2013-42012호 공보
본 개시는, 핀이 삽입되는 삽입 구멍을 적절히 밀봉할 수 있는 기술을 제공한다.
개시하는 플라즈마 처리 장치는, 하나의 실시 태양에 있어서, 진공 공간 쪽에 배치되는 제 1 면과 비진공 공간 쪽에 배치되는 제 2 면을 갖고, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면을 관통하는 삽입 구멍이 형성된 삽입 부재와, 상기 삽입 구멍에 삽입되고, 상하 방향으로 이동하는 핀과, 상기 핀이 삽입되고, 상기 삽입 구멍의 상기 핀과 대향하는 벽면에 형성된 오목부에, 그 오목부의 상기 핀의 축 방향에 교차하는 면을 따라 이동 가능하게 마련된 가동 부재와, 상기 가동 부재와 상기 핀의 사이에 배치된 제 1 밀봉 부재와, 상기 가동 부재와 상기 오목부의 상기 면의 사이에 배치되고, 상기 핀으로부터 상기 제 1 밀봉 부재에 상기 제 1 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 해당 가압력을 해방하는 방향으로 상기 가동 부재의 이동을 허용하는 제 2 밀봉 부재를 갖는다.
개시하는 플라즈마 처리 장치의 하나의 태양에 의하면, 핀이 삽입되는 삽입 구멍을 적절히 밀봉할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 제 1 실시 형태와 관련되는 탑재대의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 탑재대의 핀용 삽입 구멍의 축과 핀의 축의 어긋남을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제 2 실시 형태와 관련되는 탑재대의 요부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 제 2 실시 형태와 관련되는 제 1 탑재대 및 제 2 탑재대의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 평가 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 7은 핀의 축의 어긋남량과 리크량의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 종래 기술에 있어서의 탑재대의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
이하에, 개시하는 플라즈마 처리 장치의 실시 형태에 대하여, 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 또, 본 실시 형태에 의해 개시 기술이 한정되는 것이 아니다.
종래로부터, 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 등의 피처리체에 플라즈마 처리를 행하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 이와 같은 플라즈마 처리 장치는, 예컨대, 진공 공간을 구성 가능한 처리 용기 내에, 전극을 겸한 피처리체를 유지하는 탑재대를 갖는다. 플라즈마 처리 장치는, 처리 용기 내에 형성된 진공 공간에 있어서, 탑재대에 소정의 고주파 전력을 인가하는 것에 의해, 탑재대에 배치된 피처리체에 대하여, 플라즈마 처리를 행한다.
여기서, 도 8을 참조하여, 종래 기술에 있어서의 탑재대(130)의 요부 구성에 대하여 설명한다. 도 8은 종래 기술에 있어서의 탑재대(130)의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 탑재대(130)에는, 탑재대(130)의 진공 공간 쪽의 표면 및 그 이면을 관통하는 삽입 구멍(170)이 형성되어 있고, 삽입 구멍(170)에는, 핀(172)이 삽입된다. 플라즈마 처리 장치에서는, 피처리체인 웨이퍼를 반송하는 경우, 삽입 구멍(170)으로부터 핀(172)을 돌출시켜, 핀(172)으로 웨이퍼를 이면으로부터 지지하여 탑재대(130)로부터 이탈시킨다.
삽입 구멍(170)의 핀(172)과 대향하는 벽면에는, 삽입 구멍(170)의 둘레 방향을 따라 O링 등의 밀봉 부재(286)가 마련되어 있다. 밀봉 부재(286)는, 핀(172)과 접촉함으로써 삽입 구멍(170)을 밀봉하고 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 밀봉 부재(286)에 의해 삽입 구멍(170)이 밀봉됨으로써, 처리 용기 내의 진공 공간의 기밀성이 유지되어 있다.
그런데, 플라즈마 처리 장치에서는, 각종 플라즈마 처리에 따라 탑재대의 온도가 제어되는 경우, 탑재대는, 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축한다. 탑재대가 팽창 또는 수축하는 것에 의해, 탑재대의 삽입 구멍의 축과 핀의 축이 어긋나기 때문에, 핀으로부터 삽입 구멍에 마련된 밀봉 부재에 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용한다. 밀봉 부재가 국소적으로 압축되면, 밀봉 부재의 압축되어 있지 않은 부분과 핀의 사이에 극간이 생길 가능성이 있고, 그 결과, 삽입 구멍을 충분히 밀봉하는 것이 곤란하게 된다고 하는 문제를 초래한다. 예컨대, 도 8에 나타내는 예에서는, 탑재대(130)가 온도 변화에 따라 탑재대(130)의 지름 방향으로 팽창하는 것에 의해, 밀봉 부재(286)가 국소적으로 압축되고, 밀봉 부재(286)의 압축되어 있지 않은 부분과 핀(172)의 사이에 극간이 생길 가능성이 있다. 또, 이 문제는, 탑재대로 한정되지 않고, 핀이 삽입되는 삽입 구멍이 형성된 다른 부품에도 마찬가지로 생길 수 있다. 삽입 구멍이 적절히 밀봉되지 않는 경우, 처리 용기 내의 진공 공간의 기밀성이 저하될 우려가 있다.
(제 1 실시 형태)
[플라즈마 처리 장치의 구성]
도 1은 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 1에서는, 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치의 단면이 나타나 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 플라즈마 처리 장치(10)는, 평행 평판형의 플라즈마 처리 장치이다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 기밀로 구성된 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 내부 공간으로서, 플라즈마가 생성되는 처리 공간 S를 구획하고 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 처리 용기(12) 내에, 탑재대(13)를 구비한다. 탑재대(13)의 상면은, 피처리체인 반도체 웨이퍼(이하, "웨이퍼"라고 한다) W가 탑재되는 탑재면(54d)으로서 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 탑재대(13)는, 기대(14) 및 정전 척(50)을 갖는다. 기대(14)는, 대략 원판 형상을 갖고 있고, 처리 공간 S의 아래쪽에 마련되어 있다. 기대(14)는, 예컨대 알루미늄제이고, 하부 전극으로서의 기능을 갖는다.
정전 척(50)은, 기대(14)의 상면에 마련되어 있다. 정전 척(50)은, 상면이 평탄한 원반 형상이 되고, 해당 상면이 웨이퍼 W가 탑재되는 탑재면(54d)에 상당한다. 정전 척(50)은, 전극(54a) 및 절연체(54b)를 갖고 있다. 전극(54a)은, 절연체(54b)의 내부에 마련되어 있고, 전극(54a)에는, 스위치 SW를 거쳐서 직류 전원(56)이 접속되어 있다. 직류 전원(56)으로부터 전극(54a)에 직류 전압이 주어지는 것에 의해, 쿨롱력이 발생하고, 해당 쿨롱력에 의해 웨이퍼 W가 정전 척(50) 상에 흡착 유지된다. 또한, 정전 척(50)은, 절연체(54b)의 내부에 히터(54c)를 갖고 있다. 히터(54c)는, 도시하지 않는 급전 기구로부터 전력이 공급되는 것에 의해, 정전 척(50)을 가열한다. 이것에 의해, 탑재대(13) 및 웨이퍼 W의 온도가 제어된다.
본 실시 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는, 통 형상 유지부(16) 및 통 형상 지지부(17)를 더 구비하고 있다. 통 형상 유지부(16)는, 기대(14)의 측면 및 저면의 가장자리에 접하여, 기대(14)를 유지하고 있다. 통 형상 지지부(17)는, 처리 용기(12)의 저부로부터 수직 방향으로 연장되고, 통 형상 유지부(16)를 사이에 두고 기대(14)를 지지하고 있다.
기대(14)의 주연 부분의 상면에는, 포커스 링(18)이 마련되어 있다. 포커스 링(18)은, 웨이퍼 W의 처리 정밀도인 면 내 균일성을 개선하기 위한 부재이다. 포커스 링(18)은, 대략 고리 형상을 갖는 판 형상 부재이고, 예컨대, 실리콘, 석영, 또는 실리콘 카바이드로 구성된다.
본 실시 형태에 있어서는, 처리 용기(12)의 측벽과 통 형상 지지부(17)의 사이에는, 배기로(20)가 형성되어 있다. 배기로(20)의 입구 또는 그 도중에는, 배플판(22)이 설치되어 있다. 또한, 배기로(20)의 저부에는, 배기구(24)가 마련되어 있다. 배기구(24)는, 처리 용기(12)의 저부에 끼워진 배기관(28)에 의해 구획되어 있다. 이 배기관(28)에는, 배기 장치(26)가 접속되어 있다. 배기 장치(26)는, 진공 펌프를 갖고 있고, 진공 펌프를 작동시키는 것에 의해 처리 용기(12) 내의 처리 공간 S를 소정의 진공도까지 감압할 수 있다. 이것에 의해, 처리 용기(12) 내의 처리 공간 S는, 진공 분위기로 유지된다. 처리 공간 S는, 진공 공간의 일례이다. 처리 용기(12)의 측벽에는, 웨이퍼 W의 반입출구를 개폐하는 게이트 밸브(30)가 설치되어 있다.
기대(14)에는, 고주파 전원(32)이 정합기(34)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(32)은, 플라즈마 생성용의 전원이고, 소정의 고주파수(예컨대 13㎒)의 고주파 전력을 하부 전극, 즉, 기대(14)에 인가한다. 또한, 기대(14)의 내부에는, 도시하지 않는 냉매 유로가 형성되어 있고, 플라즈마 처리 장치(10)는, 냉매 유로에 냉매를 순환시키는 것에 의해, 탑재대(13)를 냉각한다. 이것에 의해, 탑재대(13) 및 웨이퍼 W의 온도가 제어된다.
탑재대(13)에는, 복수, 예컨대 3개의 핀용 삽입 구멍(70)이 마련되어 있고(도 1에서는 2개의 핀용 삽입 구멍(70)만 나타낸다), 이들 핀용 삽입 구멍(70)에는, 각각 핀(72)이 삽입되어 있다. 핀(72)은, 구동 기구(74)에 접속되어 있고, 구동 기구(74)에 의해 상하 방향으로 구동된다. 핀용 삽입 구멍(70) 및 핀(72)을 포함하는 탑재대(13)의 구성에 대해서는, 후술한다.
플라즈마 처리 장치(10)는, 처리 용기(12) 내에 샤워 헤드(38)를 더 구비하고 있다. 샤워 헤드(38)는, 처리 공간 S의 위쪽에 마련되어 있다. 샤워 헤드(38)는, 전극판(40) 및 전극 지지체(42)를 포함하고 있다.
전극판(40)은, 대략 원판 형상을 갖는 도전성의 판이고, 상부 전극을 구성하고 있다. 전극판(40)에는, 고주파 전원(35)이 정합기(36)를 거쳐서 전기적으로 접속되어 있다. 고주파 전원(35)은, 플라즈마 생성용의 전원이고, 소정의 고주파수(예컨대 60㎒)의 고주파 전력을 전극판(40)에 인가한다. 고주파 전원(32) 및 고주파 전원(35)에 의해 기대(14) 및 전극판(40)에 고주파 전력이 각각 주어지면, 기대(14)와 전극판(40)의 사이의 공간, 즉, 처리 공간 S에는 고주파 전계가 형성되고, 플라즈마가 생성된다.
전극판(40)에는, 복수의 가스 통기 구멍(40h)이 형성되어 있다. 전극판(40)은, 전극 지지체(42)에 의해 탈착 가능하게 지지되어 있다. 전극 지지체(42)의 내부에는, 버퍼실(42a)이 마련되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 가스 공급부(44)를 더 구비하고 있고, 버퍼실(42a)의 가스 도입구(25)에는 가스 공급 도관(46)을 거쳐서 가스 공급부(44)가 접속되어 있다. 가스 공급부(44)는, 처리 공간 S에 처리 가스를 공급한다. 이 처리 가스는, 예컨대, 에칭용의 처리 가스이더라도 좋고, 또는, 성막용의 처리 가스이더라도 좋다. 전극 지지체(42)에는, 복수의 가스 통기 구멍(40h)에 각각 연속하는 복수의 구멍이 형성되어 있고, 해당 복수의 구멍은 버퍼실(42a)에 연통하고 있다. 가스 공급부(44)로부터 공급되는 가스는, 버퍼실(42a), 가스 통기 구멍(40h)을 경유하여, 처리 공간 S에 공급된다.
본 실시 형태에 있어서는, 처리 용기(12)의 천정부에, 고리 형상 또는 동심 형상으로 연장되는 자장 형성 기구(48)가 마련되어 있다. 이 자장 형성 기구(48)는, 처리 공간 S에 있어서의 고주파 방전의 개시(플라즈마 착화)를 용이하게 하여 방전을 안정하게 유지하도록 기능한다.
본 실시 형태에 있어서는, 플라즈마 처리 장치(10)는, 가스 공급 라인(58), 및, 전열 가스 공급부(62)를 더 구비하고 있다. 전열 가스 공급부(62)는, 가스 공급 라인(58)에 접속되어 있다. 이 가스 공급 라인(58)은, 정전 척(50)의 상면까지 연장되고, 해당 상면에 있어서 고리 형상으로 연장되어 있다. 전열 가스 공급부(62)는, 예컨대 He 가스라고 하는 전열 가스를, 정전 척(50)의 상면과 웨이퍼 W의 사이에 공급한다.
상기 구성의 플라즈마 처리 장치(10)는, 제어부(90)에 의해, 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 이 제어부(90)에는, CPU(Central Processing Unit)를 구비하고 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부를 제어하는 프로세스 컨트롤러(91)와, 유저 인터페이스(92)와, 기억부(93)가 마련되어 있다.
유저 인터페이스(92)는, 공정 관리자가 플라즈마 처리 장치(10)를 관리하기 위해 커맨드의 입력 조작을 행하는 키보드나, 플라즈마 처리 장치(10)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다.
기억부(93)에는, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 컨트롤러(91)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스(92)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(93)로부터 호출하여 프로세스 컨트롤러(91)에 실행시킴으로써, 프로세스 컨트롤러(91)의 제어 하에서, 플라즈마 처리 장치(10)에서의 소망하는 처리가 행하여진다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 컴퓨터로 판독 가능한 컴퓨터 기억 매체(예컨대, 하드 디스크, CD, 플렉서블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태의 것을 이용하거나 하는 것도 가능하다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는, 다른 장치로부터, 예컨대 전용 회선을 통해서 수시로 전송시켜 온라인으로 사용하거나 하는 것도 가능하다.
[탑재대(13)의 구성]
다음으로, 도 2를 참조하여, 제 1 실시 형태와 관련되는 탑재대(13)의 요부 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 제 1 실시 형태와 관련되는 탑재대(13)의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 탑재대(13)는, 상술한 바와 같이, 기대(14)와, 정전 척(50)을 포함하고 있고, 기대(14)의 아래쪽으로부터 정전 척(50)의 위쪽으로 핀(72)이 삽입 통과 가능하게 구성되어 있다. 탑재대(13)는, 삽입 부재의 일례이다.
정전 척(50)은, 원판 형상으로 형성되고, 기대(14)에 지지되어 있다. 정전 척(50)의 상면은, 웨이퍼 W가 탑재되는 탑재면(54d)을 형성하고 있다. 기대(14)는, 그 상면이 정전 척(50)의 하면에 접합되어 있다. 기대(14)의 하면은, 탑재면(54d)에 대한 이면(14a)을 형성하고 있다.
탑재면(54d)에는, 핀(72)이 삽입되는 핀용 삽입 구멍(70)이 형성되어 있다. 핀용 삽입 구멍(70)은, 탑재면(54d) 및 탑재면(54d)에 대한 이면(14a)을 관통하고 있다. 핀용 삽입 구멍(70)은, 제 1 관통 구멍(76) 및 제 2 관통 구멍(78)에 의해 형성되어 있다. 제 1 관통 구멍(76)은, 정전 척(50)에 형성되고, 제 2 관통 구멍(78)은, 기대(14)에 형성되어 있다. 핀용 삽입 구멍(70)의 핀(72)과 대향하는 벽면에는, 오목부(82)가 형성되어 있다.
핀(72)은, 도 1에 나타내는 구동 기구(74)에 접속되어 있고, 구동 기구(74)에 의한 구동에 의해 핀용 삽입 구멍(70) 내를 상하 방향으로 이동하여, 탑재대(13)의 탑재면(54d)으로부터 출몰이 자유롭게 동작한다. 즉, 핀(72)이 상승된 상태에서는, 핀(72)의 선단부가 탑재대(13)의 탑재면(54d)으로부터 돌출하여, 웨이퍼 W를 지지한다. 한편, 핀(72)이 하강된 상태에서는, 핀(72)의 선단부가 핀용 삽입 구멍(70) 내에 수용되어, 웨이퍼 W는 탑재면(54d)에 탑재된다.
핀용 삽입 구멍(70)의 오목부(82)에는, 가동 부재(84)가 마련되어 있다. 가동 부재(84)는, 핀(72)이 삽입되는 개구부를 갖고, 오목부(82)에, 오목부(82)의 핀(72)의 축 방향에 교차하는 상면(82a)을 따라 이동 가능하게 마련되어 있다.
가동 부재(84)와 핀(72)의 사이에는, 제 1 밀봉 부재(86)가 배치되어 있다. 핀용 삽입 구멍(70)에 있어서, 가동 부재(84)와 핀용 삽입 구멍(70) 내를 상하 방향으로 이동하는 핀(72)에 의해 형성되는 극간은, 제 1 밀봉 부재(86)에 의해 밀봉된다. 제 1 밀봉 부재(86)는, 예컨대, 옴니씰(등록상표) 또는 O링이다.
가동 부재(84)와 오목부(82)의 상면(82a)의 사이에는, 제 2 밀봉 부재(88)가 배치되어 있다. 핀용 삽입 구멍(70)에 있어서, 가동 부재(84)와 오목부(82)의 상면(82a)에 의해 형성되는 극간은, 제 2 밀봉 부재(88)에 의해 밀봉된다. 제 2 밀봉 부재(88)는, 예컨대, 옴니씰(등록상표) 또는 O링이다.
탑재대(13)의 상면은, 웨이퍼 W가 탑재되는 탑재면(54d)으로서 형성되어 있고, 탑재대(13)의 하면은, 탑재면(54d)에 대한 이면(14a)으로서 형성되어 있다. 탑재대(13)의 탑재면(54d)은, 진공 분위기로 유지되는 진공 공간인 처리 공간 S 쪽에 배치되어 있다. 한편, 탑재대(13)의 이면(14a)은, 대기 분위기로 유지되는 비진공 공간 쪽에 배치되어 있다. 비진공 공간은, 예컨대, 통 형상 유지부(16)의 내측면에 의해 둘러싸이는 공간 R이다. 처리 공간 S와 공간 R은, 핀용 삽입 구멍(70)에 의해 연통되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)에 의해 핀용 삽입 구멍(70)을 밀봉함으로써, 공간 R 쪽의 대기가 처리 공간 S(다시 말해, 처리 용기(12) 내의 진공 공간)에 유입되는 것을 억제하고 있다.
그런데, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 각종 플라즈마 처리에 따라 탑재대(13)의 온도가 제어되는 경우, 탑재대(13)는, 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축한다. 탑재대(13)가 팽창 또는 수축하는 것에 의해, 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축과 핀(72)의 축이 어긋나기 때문에, 핀(72)으로부터 제 1 밀봉 부재(86)에 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용한다. 제 1 밀봉 부재(86)가 국소적으로 압축되면, 제 1 밀봉 부재(86)의 압축되어 있지 않은 부분과 핀(72)의 사이에 극간이 생길 가능성이 있고, 그 결과, 핀용 삽입 구멍(70)을 충분히 밀봉하는 것이 곤란하게 된다.
도 3은 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축과 핀(72)의 축의 어긋남을 설명하기 위한 도면이다. 탑재대(13)는, 탑재면(54d) 및 탑재면(54d)에 대한 이면(14a)을 갖는다. 또한, 탑재대(13)에는, 탑재면(54d) 및 탑재면(54d)에 대한 이면(14a)을 관통하는 핀용 삽입 구멍(70)이 형성되어 있다. 탑재대(13)의 온도는, 정전 척(50)의 히터(54c) 및 기대(14)의 냉매 유로(도시하지 않음)에 의해 제어된다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 탑재대(13)의 온도가 제어되는 경우, 탑재대(13)는, 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축한다. 본 실시 형태에서는, 탑재대(13)가 온도 변화에 따라 팽창하는 것으로 한다. 예컨대, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 탑재대(13)는, 온도 변화에 따라 탑재대(13)의 지름 방향으로 팽창한다. 도 3에서는, 탑재대(13)의 팽창 방향이 백색의 화살표로 나타나 있다. 탑재대(13)가 탑재대(13)의 지름 방향으로 팽창하는 것에 의해, 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축(70a)이 핀(72)의 축(72a)에 대하여 탑재대(13)의 지름 방향으로 어긋난다. 이 때문에, 탑재대(13), 제 2 밀봉 부재(88) 및 가동 부재(84)에 의해 제 1 밀봉 부재(86)가 핀(72)에 눌린다. 이것에 의해, 제 1 밀봉 부재(86)가 핀(72)에 눌리는 힘의 반력으로서, 핀(72)으로부터 제 1 밀봉 부재(86)에 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용한다. 도 3에서는, 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력은, 탑재대(13)의 팽창 방향(다시 말해, 백색의 화살표로 나타나는 방향)과는 반대의 방향으로 작용하고, 제 1 밀봉 부재(86)에 있어서의 우측 부분이 핀(72)에 의해 국소적으로 압축된다. 제 1 밀봉 부재(86)에 있어서의 우측 부분이 국소적으로 압축되면, 제 1 밀봉 부재(86)의 압축되어 있지 않은 좌측 부분과 핀(72)의 사이에 극간이 생기고, 이 극간으로부터 대기가 유입될 가능성이 있다.
그래서, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제 2 밀봉 부재(88)는, 핀(72)으로부터 제 1 밀봉 부재(86)에 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 해당 가압력을 해방하는 방향으로 가동 부재(84)의 이동을 허용한다. 예컨대, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이, 탑재대(13)의 팽창 방향(다시 말해, 백색의 화살표로 나타나는 방향)과는 반대의 방향으로 작용하는 경우를 상정한다. 이 경우, 제 2 밀봉 부재(88)는, 오목부(82)의 상면(82a)을 따라, 탑재대(13)의 팽창 방향과는 반대의 방향으로 슬라이딩하는 것에 의해, 가동 부재(84)의 이동을 허용한다.
이것에 의해, 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이 해방되므로, 제 1 밀봉 부재(86)의 압축되어 있지 않은 좌측 부분과 핀(72)의 사이에 극간이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 처리 장치(10)는, 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축과 핀(72)의 축이 어긋나는 경우에도, 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)에 의해 핀용 삽입 구멍(70)을 적절히 밀봉할 수 있다.
이상, 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)는, 탑재대(13)와, 핀(72)과, 가동 부재(84)와, 제 1 밀봉 부재(86)와, 제 2 밀봉 부재(88)를 갖는다. 탑재대(13)는, 진공 공간 쪽에 배치되는 탑재면(54d)과 비진공 공간 쪽에 배치되는 이면(14a)을 갖고, 탑재면(54d) 및 이면(14a)을 관통하는 핀용 삽입 구멍(70)이 형성되어 있다. 핀(72)은, 핀용 삽입 구멍(70)에 삽입되어, 상하 방향으로 이동한다. 가동 부재(84)는, 핀(72)이 삽입되고, 핀용 삽입 구멍(70)의 핀(72)과 대향하는 벽면에 형성된 오목부(82)에, 오목부(82)의 핀(72)의 축 방향에 교차하는 상면(82a)을 따라 이동 가능하게 마련되어 있다. 제 1 밀봉 부재(86)는, 가동 부재(84)와 핀(72)의 사이에 배치되어 있다. 제 2 밀봉 부재(88)는, 가동 부재(84)와 오목부(82)의 상면(82a)의 사이에 배치되고, 핀(72)으로부터 제 1 밀봉 부재(86)에 제 1 밀봉 부재(86)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 해당 가압력을 해방하는 방향으로 가동 부재(84)의 이동을 허용한다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 장치(10)는, 탑재대(13)의 팽창 또는 수축에 따라 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축과 핀(72)의 축이 어긋나는 경우에도, 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)에 의해 핀용 삽입 구멍(70)을 적절히 밀봉할 수 있다.
이하, 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)의 효과를 검증하기 위해 행한 평가 실험에 대하여 설명한다.
[평가 장치]
우선, 평가 실험에 이용되는 평가 장치(500)에 대하여 설명한다. 도 6은 평가 장치(500)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 평가 장치(500)는, 실험용 용기(121)를 갖는다. 실험용 용기(121)는, 대략 원통 형상으로 형성되어 있고, 저부에 개구를 갖고 있다. 실험용 용기(121)의 개구에는, 샘플(510)이 설치되어 있다. 실험용 용기(121)의 개구에 샘플(510)이 설치되는 것에 의해, 실험용 용기(121)의 내부에, 공간 Q가 형성된다.
샘플(510)은, 베이스판(141)과, 핀(72)과, 가동 부재(84)와, 제 1 밀봉 부재(86)와, 제 2 밀봉 부재(88)를 갖는다. 베이스판(141), 핀(72), 가동 부재(84), 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)는, 각각, 도 2에 나타낸 탑재대(13), 핀(72), 가동 부재(84), 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)에 대응한다.
또한, 실험용 용기(121)의 측벽에는, 배기구(121a)가 형성되어 있고, 배기구(121a)에는, 배기관(122)을 거쳐서 진공 펌프(123)가 접속되어 있다. 배기관(122)에는, 개폐 밸브(122a)가 마련되어 있다. 진공 펌프(123)는, 실험용 용기(121) 내를 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 구성되어 있다. 실험용 용기(121)의 진공도(압력)는, 압력계(121b)에 의해 계측된다.
[평가 실험]
평가 실험에서는, 평가 장치(500)에 샘플(510)을 설치하고, 이하에 나타내는 수순 (1)~(6)을 차례로 행함으로써, 베이스판(141)의 핀용 삽입 구멍(70)으로부터 공간 Q로 유입되는 공기의 양(이하 "리크량"이라고 한다)을 측정했다. 샘플(510)은, 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)에 상당한다.
수순 (1) : 진공 펌프(123)에 의해, 실험용 용기(121)의 진공도를 2.5㎩ 정도까지 감압한다.
수순 (2) : 베이스판(141)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축(70a)에 대하여 핀(72)의 축(72a)을 베이스판(141)의 지름 방향으로 비키어 놓는다.
수순 (3) : 개폐 밸브(122a)를 닫는다.
수순 (4) : 구동 기구(74)에 의해, 핀(72)을 상하 방향으로 5㎜의 범위에서 10분간 100회 왕복시킨다.
수순 (5) : 수순 (4)를 10분간 실행한 후, 압력계(121b)에 의해, 실험용 용기(121)의 진공도(압력)를 계측한다.
수순 (6) : 수순 (4)를 실행한 10분간(=600초)에 있어서의, 실험용 용기(121)의 진공도(압력)의 상승량에 실험용 용기(121)의 용적을 곱함으로써, 리크량(㎩ㆍ㎥/sec)을 산출한다.
[비교 실험]
또한, 비교 실험에서는, 평가 장치(500)에 비교 샘플을 설치하고, 상기 수순 (1)~(6)을 차례로 행함으로써, 리크량을 측정했다. 비교 샘플은, 종래 기술에 있어서의 탑재대(130)(도 8 참조)를 갖는 플라즈마 처리 장치에 상당하고, 가동 부재(84), 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88) 대신에, 단일 밀봉 부재(286)를 핀(72)의 주위에 갖는 점이, 샘플(510)과 상이하다.
도 7은 핀(72)의 축(72a)의 어긋남량과 리크량의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7은 핀(72)의 축(72a)의 어긋남량을 바꾸어 리크량을 측정한 결과이다. 도 7에 있어서, "비교예"는, 비교 실험에 대응하는 리크량이고, "실시예"는, 평가 실험에 대응하는 리크량이다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 비교 실험에서는, 핀(72)의 축(72a)의 어긋남량이 0.1㎜인 경우에, 리크량이 미리 정해진 허용 스펙의 범위를 넘었다. 이것에 비하여, 평가 실험에서는, 핀(72)의 축(72a)의 어긋남량이 0.9㎜인 경우에도, 리크량이 미리 정해진 허용 스펙의 범위 내에 들어갔다. 즉, 탑재대(13)의 핀용 삽입 구멍(70)의 축(70a)과 핀(72)의 축(72a)이 어긋나는 경우에도, 제 1 밀봉 부재(86) 및 제 2 밀봉 부재(88)에 의해 핀용 삽입 구멍(70)을 적절히 밀봉할 수 있는 것이 확인되었다.
(제 2 실시 형태)
다음으로, 제 2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제 2 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)는, 탑재대(13)의 구성을 제외하고, 상기 제 1 실시 형태와 관련되는 플라즈마 처리 장치(10)와 마찬가지의 구성을 갖는다. 따라서, 제 2 실시 형태에서는, 상기 제 1 실시 형태와 공통되는 구성 요소에는, 동일한 참조 부호를 이용함과 아울러, 그 상세한 설명은 생략한다.
[탑재대(13)의 구성]
도 4, 도 5를 참조하여, 제 2 실시 형태와 관련되는 탑재대(13)의 요부 구성에 대하여 설명한다. 도 4는 제 2 실시 형태와 관련되는 탑재대(13)의 요부 구성을 나타내는 사시도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 탑재대(13)는, 제 1 탑재대(102)와, 제 1 탑재대(102)의 외주에 마련된 제 2 탑재대(107)를 갖는다. 제 1 탑재대(102)와 제 2 탑재대(107)는, 서로 동축이 되도록 배치되어 있다.
제 1 탑재대(102)는, 기대(103)를 포함하고 있다. 기대(103)는, 원기둥 형상으로 형성되고, 축 방향의 한쪽의 면(103a)에, 상술한 정전 척(50)이 배치된다. 또한, 기대(103)는, 외주를 따라 바깥쪽으로 돌출한 플랜지부(200)가 마련되어 있다. 본 실시 형태와 관련되는 기대(103)는, 외주의 측면의 중앙부로부터 아래쪽에서, 외경을 크게 하여 바깥쪽으로 돌출한 돌출부(201)가 형성되어 있고, 측면의 돌출부의 더 하부에서 바깥쪽으로 돌출한 플랜지부(200)가 마련되어 있다. 플랜지부(200)는, 상면의 둘레 방향의 3개 이상의 위치에, 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(210)이 형성되어 있다. 본 실시 형태와 관련되는 플랜지부(200)는, 둘레 방향으로 균등한 간격으로 3개의 관통 구멍(210)이 형성되어 있다. 관통 구멍(210)은, 후술하는 핀(220)이 삽입되는 핀용 삽입 구멍으로서의 기능을 갖는다. 제 1 탑재대(102)는, 삽입 부재의 일례이다.
제 2 탑재대(107)는, 기대(108)를 포함하고 있다. 기대(108)는, 내경이 기대(103)의 면(103a)의 외경보다 소정 사이즈 큰 원통 형상으로 형성되고, 축 방향의 한쪽의 면(108a)에, 상술한 포커스 링(18)이 배치된다. 또한, 기대(108)는, 하면에, 플랜지부(200)의 관통 구멍(210)과 마찬가지의 간격으로 핀(220)이 마련되어 있다. 본 실시 형태와 관련되는 기대(108)는, 하면에, 둘레 방향으로 균등한 간격으로 3개의 핀(220)이 고정되어 있다. 기대(108)는, 공통의 부재의 일례이다.
기대(108)는, 기대(103)와 축을 동일하게 하고, 핀(220)이 관통 구멍(210)에 삽입되도록 둘레 방향의 위치를 맞추어, 기대(103)의 플랜지부(200) 상에 배치된다.
도 5는 제 2 실시 형태와 관련되는 제 1 탑재대(102) 및 제 2 탑재대(107)의 요부 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 도 5의 예는, 관통 구멍(210)의 위치에서의 제 1 탑재대(102) 및 제 2 탑재대(107)의 단면을 나타낸 도면이다.
기대(103)는, 절연체의 지지대(104)에 지지되어 있다. 기대(103) 및 지지대(104)에는, 관통 구멍(210)이 형성되어 있다.
관통 구멍(210)은, 상부보다 중앙 부근으로부터 하부에서 직경이 작게 형성되고, 단(211)이 형성되어 있다. 핀(220)은, 관통 구멍(210)에 대응하여, 상부보다 중앙 부근으로부터 하부에서 직경이 작게 형성되어 있다.
기대(108)는, 기대(103)의 플랜지부(200) 상에 배치되어 있다. 기대(108)는, 외경이 기대(103)보다 크게 형성되어 있고, 기대(103)와 대향하는 하면의, 기대(103)의 외경보다 큰 부분에 하부로 돌출한 원환부(221)가 형성되어 있다. 기대(108)를 기대(103)의 플랜지부(200) 상에 배치한 경우, 원환부(221)는, 플랜지부(200)의 측면을 덮도록 형성되어 있다.
관통 구멍(210)에는, 핀(220)이 삽입되어 있다. 각 관통 구멍(210)에는, 제 2 탑재대(107)를 승강시키는 승강 기구(120)가 마련되어 있다. 예컨대, 기대(103)는, 각 관통 구멍(210)의 하부에, 핀(220)을 승강시키는 승강 기구(120)가 마련되어 있다. 승강 기구(120)는, 액추에이터를 내장하고, 액추에이터의 구동력에 의해 로드(120a)를 신축시켜 핀(220)을 승강시킨다. 핀(220)은, 승강 기구(120)에 의한 승강에 의해 관통 구멍(210) 내를 상하 방향으로 이동한다.
관통 구멍(210)의 핀(220)과 대향하는 벽면에는, 오목부(182)가 형성되어 있다. 오목부(182)에는, 가동 부재(184)가 마련되어 있다. 가동 부재(184)는, 핀(220)이 삽입되는 개구부를 갖고, 오목부(182)에, 오목부(182)의 핀(220)의 축 방향에 교차하는 상면(182a)을 따라 이동 가능하게 마련되어 있다.
가동 부재(184)와 핀(220)의 사이에는, 제 1 밀봉 부재(186)가 배치되어 있다. 관통 구멍(210)에 있어서, 가동 부재(184)와 관통 구멍(210) 내를 상하 방향으로 이동하는 핀(220)에 의해 형성되는 극간은, 제 1 밀봉 부재(186)에 의해 밀봉된다. 제 1 밀봉 부재(186)는, 예컨대, 옴니씰(등록상표) 또는 O링이다.
가동 부재(184)와 오목부(182)의 상면(182a)의 사이에는, 제 2 밀봉 부재(188)가 배치되어 있다. 관통 구멍(210)에 있어서, 가동 부재(184)와 오목부(182)의 상면(182a)에 의해 형성되는 극간은, 제 2 밀봉 부재(188)에 의해 밀봉된다. 제 2 밀봉 부재(188)는, 예컨대, 옴니씰(등록상표) 또는 O링이다.
제 1 탑재대(102)는, 아래쪽의 공간이 대기 분위기로 유지된다. 예컨대, 지지대(104)는, 안쪽의 하부에 공간(270)이 형성되고, 공간(270)은 대기 분위기로 유지된다. 제 1 탑재대(102)의 상면(예컨대, 기대(103)의 플랜지부(200)의 상면)은, 진공 분위기로 유지되는 진공 공간인 처리 공간 S 쪽에 배치되어 있다. 한편, 제 1 탑재대(102)의 하면(예컨대, 지지대(104)의 하면)은, 대기 분위기로 유지되는 비진공 공간인 공간(270) 쪽에 배치되어 있다. 처리 공간 S와 공간(270)은, 관통 구멍(210)에 의해 연통되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는, 제 1 밀봉 부재(186) 및 제 2 밀봉 부재(188)에 의해 관통 구멍(210)을 밀봉함으로써, 공간(270) 쪽의 대기가 처리 공간 S(다시 말해, 처리 용기(12) 내의 진공 공간)에 유입되는 것을 억제하고 있다.
그런데, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 기계 가공에 의해 3개의 핀(220)이 기대(108)의 하면에 고정되는 경우에, 3개의 핀(220) 중, 임의의 핀(220)의 축이, 임의의 핀(220)이 삽입되는 관통 구멍(210)의 축에 대하여 어긋나는 일이 있다. 임의의 핀(220)의 축이, 임의의 핀(220)이 삽입되는 관통 구멍(210)의 축에 대하여 어긋나 있는 경우, 임의의 핀(220)으로부터 제 1 밀봉 부재(186)에 제 1 밀봉 부재(186)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용한다. 제 1 밀봉 부재(186)가 국소적으로 압축되면, 제 1 밀봉 부재(186)의 압축되어 있지 않은 부분과 임의의 핀(220)의 사이에 극간이 생길 가능성이 있고, 그 결과, 관통 구멍(210)을 충분히 밀봉하는 것이 곤란하게 된다.
그래서, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제 2 밀봉 부재(188)는, 핀(220)으로부터 제 1 밀봉 부재(186)에 제 1 밀봉 부재(186)를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 해당 가압력을 해방하는 방향으로 가동 부재(184)의 이동을 허용한다. 예컨대, 제 1 밀봉 부재(186)를 국소적으로 압축하는 가압력이, 임의의 핀(220)의 축의 어긋남의 방향과 동일한 방향으로 작용하는 경우를 상정한다. 이 경우, 제 2 밀봉 부재(188)는, 오목부(182)의 상면(182a)을 따라, 임의의 핀(220)의 축의 어긋남의 방향과 동일한 방향으로 슬라이딩하는 것에 의해, 가동 부재(184)의 이동을 허용한다.
이것에 의해, 제 1 밀봉 부재(186)를 국소적으로 압축하는 가압력이 해방되므로, 제 1 밀봉 부재(186)의 압축되어 있지 않은 부분과 핀(220)의 사이에 극간이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 플라즈마 처리 장치(10)는, 제 1 탑재대(102)의 관통 구멍(210)의 축과 핀(220)의 축이 어긋나 있는 경우에도, 제 1 밀봉 부재(186) 및 제 2 밀봉 부재(188)에 의해 관통 구멍(210)을 적절히 밀봉할 수 있다.
10 : 플라즈마 처리 장치
13 : 탑재대
14 : 기대
14a : 이면
50 : 정전 척
54d : 탑재면
70 : 핀용 삽입 구멍
70a, 72a : 축
72, 220 : 핀
82, 182 : 오목부
82a, 182a : 상면
84, 184 : 가동 부재
86, 186 : 제 1 밀봉 부재
88, 188 : 제 2 밀봉 부재
102 : 제 1 탑재대
200 : 플랜지부
210 : 관통 구멍

Claims (4)

  1. 진공 공간 쪽에 배치되는 제 1 면과 비진공 공간 쪽에 배치되는 제 2 면을 갖고, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면을 관통하는 삽입 구멍이 형성된 삽입 부재와,
    상기 삽입 구멍에 삽입되고, 상하 방향으로 이동하는 핀과,
    상기 핀이 삽입되고, 상기 삽입 구멍의 상기 핀과 대향하는 벽면에 형성된 오목부에, 상기 오목부의 상기 핀의 축 방향에 교차하는 면을 따라 이동 가능하게 마련된 가동 부재와,
    상기 가동 부재와 상기 핀의 사이에 배치된 제 1 밀봉 부재와,
    상기 가동 부재와 상기 오목부의 상기 면의 사이에 배치되고, 상기 핀으로부터 상기 제 1 밀봉 부재에 상기 제 1 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력이 작용하는 경우에, 상기 가압력을 해방하는 방향으로 상기 가동 부재의 이동을 허용하는 제 2 밀봉 부재
    를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입 부재는, 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축하고,
    상기 제 1 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력은, 상기 삽입 부재의 팽창 방향 또는 수축 방향과는 반대의 방향으로 작용하고,
    상기 제 2 밀봉 부재는, 상기 오목부의 상기 면을 따라, 상기 삽입 부재의 팽창 방향 또는 수축 방향과는 반대의 방향으로 슬라이딩하는 것에 의해, 상기 가동 부재의 이동을 허용하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입 구멍은, 상기 삽입 부재에 복수 형성되고,
    상기 핀은, 복수 마련되고,
    상기 복수의 핀은, 공통의 부재에 고정되고,
    상기 복수의 핀 중, 임의의 핀의 축은, 상기 임의의 핀이 삽입되는 상기 삽입 구멍의 축에 대하여, 어긋나 있는 경우,
    상기 제 1 밀봉 부재를 국소적으로 압축하는 가압력은, 상기 임의의 핀의 축의 어긋남의 방향과 동일한 방향으로 작용하고,
    상기 제 2 밀봉 부재는, 상기 오목부의 상기 면을 따라, 상기 임의의 핀의 축의 어긋남의 방향과 동일한 방향으로 슬라이딩하는 것에 의해, 상기 가동 부재의 이동을 허용하는
    것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 밀봉 부재 및 상기 제 2 밀봉 부재는 O링인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4218857A3 (en) 2011-12-22 2023-10-25 ICU Medical, Inc. Fluid transfer devices and methods of use
US10950483B2 (en) * 2017-11-28 2021-03-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Systems and methods for fixed focus ring processing
US11121010B2 (en) * 2018-02-15 2021-09-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus
JP7296829B2 (ja) * 2019-09-05 2023-06-23 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置、処理方法、上部電極構造
CN111081522B (zh) * 2019-12-12 2022-09-27 武汉华星光电技术有限公司 一种防真空泄漏设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270721A (ja) * 2007-03-27 2008-11-06 Tokyo Electron Ltd 基板載置台及び基板処理装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5848670A (en) * 1996-12-04 1998-12-15 Applied Materials, Inc. Lift pin guidance apparatus
US6887317B2 (en) * 2002-09-10 2005-05-03 Applied Materials, Inc. Reduced friction lift pin
US7658816B2 (en) * 2003-09-05 2010-02-09 Tokyo Electron Limited Focus ring and plasma processing apparatus
JP5188385B2 (ja) * 2008-12-26 2013-04-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法
US8409995B2 (en) * 2009-08-07 2013-04-02 Tokyo Electron Limited Substrate processing apparatus, positioning method and focus ring installation method
JP5948026B2 (ja) 2011-08-17 2016-07-06 東京エレクトロン株式会社 半導体製造装置及び処理方法
CN103930985B (zh) * 2011-10-13 2017-03-29 株式会社爱发科 真空处理装置
WO2013058970A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Applied Materials, Inc. Substrate support bushing
JP5936361B2 (ja) * 2012-01-12 2016-06-22 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理装置
JP6017328B2 (ja) * 2013-01-22 2016-10-26 東京エレクトロン株式会社 載置台及びプラズマ処理装置
KR20170014384A (ko) * 2015-07-30 2017-02-08 삼성전자주식회사 건식 식각장치
US11121010B2 (en) * 2018-02-15 2021-09-14 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008270721A (ja) * 2007-03-27 2008-11-06 Tokyo Electron Ltd 基板載置台及び基板処理装置

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