KR20080020527A - 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법 - Google Patents

진공 처리 장치 및 진공 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 용기 본체와 덮개체에 의하여 이루어지는 각진 통 형상의 처리 용기를 가열함에 있어서 처리 용기의 승온시에 상기 용기 본체와 덮개체 사이에 형성되는 간극을 좁히는 것이다. 각형의 처리 용기(40)는 용기 본체(41)와, 이 용기 본체(41) 위에 착탈 가능하게 설치된 덮개체(42)에 의하여 구성된다. 상기 덮개체(42)의 천장부에는 상기 처리 용기(40)의 승온시에 있어서, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가, 처리 용기(40)의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 가열하는 제 1 온도 조절 수단(5A)이 설치되는 동시에, 상기 용기 본체(41)의 측벽부(41b)에는 제 2 온도 조절 수단(5B)이 설치된다. 이렇게 하여 상기 접합부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐을 억제하면서 처리 용기(40)를 가열함으로써, 상기 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이의 간극이 좁혀진다.

Description

진공 처리 장치 및 진공 처리 방법{VACUUM PROCESSING APPARATUS AND VACUUM PROCESSING METHOD}
본 발명은 각진 통 형상의 처리 용기 내에 있어서, 예를 들면 FPD(Flat Panel Display; 평판 디스플레이) 기판 등의 각형(角型) 기판에 소정의 진공 처리를 행하는 진공 처리 장치 및 진공 처리 방법에 관한 것이다.
예를 들면 FPD 기판의 제조 공정에 있어서는, 감압 분위기 하에서 FPD 기판에 에칭 처리나, 성막 처리 등의 소정의 진공 처리를 실시하는 공정이 있고, 예를 들면, 이들 처리는 각진 통 형상의 처리 용기를 구비한 진공 처리 장치에서 행해지고 있다. 이 진공 처리 장치의 일례에 대하여, 상기 에칭 처리를 행하는 장치를 예로 들어 도 19에 의거하여 간단하게 설명하면, 도 19에서 도면부호(1)는 각형의 처리 챔버이며, 이 처리 챔버(1)는 용기 본체(11)와 이 용기 본체(11)를 개폐할 수 있는 덮개체(12)에 의하여 구성되어 있다.
상기 처리 챔버(1)의 내부에는, FPD 기판(S)을 탑재하기 위한 탑재대(10)가 설치되는 동시에, 이 탑재대(10)에 대향하도록 플라즈마 발생용의 상부 전극을 이루는 처리 가스 공급부(13)가 설치되어 있다. 그리고 처리 가스 공급부(13)로부터 처리 챔버(1) 내에 처리 가스를 공급하고, 배기로(14)를 거쳐 처리 챔버(1) 내를 진공 배기하는 한편, 고주파 전원(15)으로부터 처리 가스 공급부(13)에 고주파 전력을 인가함으로써, 기판(S)의 상방의 공간에 처리 가스의 플라즈마가 형성되어, 이에 의하여 기판(S)에 대한 에칭 처리가 행해지게 되어 있다.
상기 덮개체(12)는 내부의 유지보수가 가능하도록, 용기 본체(11)에 대하여 착탈 가능하게 설치되어 있고, 용기 본체(11)와 덮개체(12)의 접합면에는 도 19에 나타낸 바와 같이 처리 챔버(1) 내부를 기밀 공간으로 하여 진공 배기 가능하게 하기 위한 시일 부재(16)가 설치되는 동시에, 용기 본체(11)와 덮개체(12)를 서로 도통시키기 위한 실드 스파이럴(shield spiral)(17)이 설치되어 있다.
또, 용기 본체(11)와 덮개체(12)의 측벽부(11A, 12A)에는, 도 19, 도 20에 나타낸 바와 같이, 온도 조절 유체를 통류(通流)시키기 위한 온도 조절 유로(18a, 18b)가 처리 챔버(1)의 내부 공간을 원주방향으로부터 둘러싸도록 각각 형성되어 있다. 그리고 이 온도 조절 유로(18a, 18b)에 온도 조절 유체 공급부(19)로부터 소정의 온도로 온도 조정된 온도 조절 유체를 통류시킴으로써, 처리 챔버(1)의 내부가 소정의 온도, 예를 들면 60℃ 내지 120℃로 조정되도록 되어 있다.
그런데, FPD 기판(S)은 대형이기 때문에, 처리 챔버(1)도 평면 형상에 있어서의 한 변의 크기가 각각 2.5m, 2.2m인 대형의 각진 통형 챔버가 되지만, 이 처리 챔버(1)를 가열하면, 도 21에 나타낸 바와 같이, 처리 챔버(1)의 네 개의 모서리부 에 있어서, 용기 본체(11)와 덮개체(12)의 접합면에 간극(100)이 형성되게 된다. 이 원인에 대해서는 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 상기 온도 조절 유로(18)는 용기 본체(11)와 덮개체(12)의 측벽부(11A, 12A) 내부에 형성되어 있으므로, 가열 시에는 처리 챔버(1)는 주연(周緣) 측(측벽부 측)부터 가열되어 간다.
이 때문에 용기 본체(11) 및 덮개체(12)에서는 그 중앙부보다 용기 본체(11)와 덮개체(12)와의 측벽부 쪽이 먼저 승온하므로, 상기 용기 본체(11) 및 덮개체(12)의 접합부는 상기 중앙부보다 온도가 높아진다. 여기서 온도가 높을수록 열팽창에 의하여 신장되는 정도가 크므로, 상기 접합부 쪽이, 용기 본체(11)의 저면 및 덮개체(12)의 천장부보다 열 팽창에 의하여 신장되는 정도가 크다. 이 때문에 도 22에 나타낸 바와 같이, 상기 접합부의 모서리부(이하 「접합 모서리부」라 함)로부터 덮개체(12)[또는 용기 본체(11)]를 향하는 힘이 발생하여, 상기 접합 모서리부는 덮개체(12)에서는 위를 향하여, 용기 본체(11)에서는 아래를 향하여 각각 이동하므로, 상기 접합 모서리부에 있어서 덮개체(12) 및 용기 본체(11)의 휘어짐이 발생하는 것이라고 추정된다.
여기서 처리 챔버(1)의 가열시에 용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이에 형성되는 간극(100)은, 처리 챔버(1)의 승온시에 챔버 온도가 높아짐에 따라서 커져 가고, 처리 챔버(1)의 온도가 챔버 전체에 있어서 균일해짐에 따라, 점차로 수속(收束)되어 가는 경향에 있다. 그러나, 처리 챔버(1)의 주연부에 이어서 중앙부의 온도가 평형 상태에 도달한 시점에서도 상기 간극(100)은 존재하고, 그 크기는 설정 온도에 비례한다.
용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이의 간극(100)이 얼마 안되는 경우는, 처리 챔버(1) 내를 진공 배기함으로써, 용기 본체(11)와 덮개체(12)가 밀착되고, 이에 따라 소정의 진공도를 유지할 수 있으나, 상기 간극(1OO)이 예를 들어 1㎜ 정도 이상의 크기가 되면, 처리 챔버(1) 내를 진공 배기하더라도 용기 본체(11)와 덮개체(12)가 밀착되지 않아, 소정의 진공도에 도달할 수 없게 된다.
그런데, 상기 에칭 처리를 행함에 있어서, 처리를 개시할 때나 유지보수 등에 의하여 처리 챔버(1)를 일단 대기에 개방한 후 다시 처리를 행하는 경우에는, 스루풋(throughput)을 고려하여 처리 챔버(1)의 진공 배기와 처리 챔버(1)의 가열을 동시에 행하는 것이 일반적이다. 이 경우, 진공 배기 쪽이 처리 챔버(1)의 가열보다 일찍 완료되나, 이미 설명한 바와 같이 처리 챔버(1)의 승온시에 용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이에 간극(100)이 형성되고 점차로 커져 가므로, 설정 온도가 높은 경우에는 처리 챔버(1)를 가열하고 있는 동안에, 일단 진공 배기가 종료된 처리 챔버(1)의 진공도를 유지할 수 없게 되어, 상기 간극(100)이 예를 들어 1㎜를 넘어 버리면 진공 파괴[리크(leak)]가 발생하게 될 우려가 있다.
또, 처리에 따라서는 처리 챔버(1)를 진공 상태로 유지한 채, 처리 챔버(1)의 온도를 변경하는 일이 있으며, 예를 들어 설정 온도 60℃의 조건으로 에칭 처리를 행한 후, 설정 온도를 90℃ 또는 120℃ 정도까지 상승시키는 일이 있으나, 이 경우에 있어서도 처리 챔버(1)를 가열하고 있는 동안에, 용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이의 간극(100)이 점차로 커져 가서, 처리 챔버(1)의 진공도를 유지할 수 없게 되어, 진공 파괴가 발생하게 될 우려도 있다.
이들의 경우, 처리 프로세스는 처리 챔버(1)의 온도와 진공도가 규정값으로 안정되고 나서 행하기 때문에, 승온시에 형성된 처리 챔버(1)의 간극(1OO)이 예를 들어 1㎜ 정도 이하의 크기로 수속될 때까지 기다렸다가, 다시 진공 배기를 행하게 된다. 이 때문에 에칭 처리를 행할 수 없는 시간이 길어지게 되므로, 장치 가동률이 저하되어 버리고 운전 비용도 증대되어 버린다.
또, 용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이의 간극(100)이 예를 들어 0.75㎜ 정도 이상의 크기가 되면, 용기 본체(11)와 덮개체(12) 사이에 있어서 실드 스파이럴(17)의 접촉이 나빠져서 전기적 접촉이 불충분하게 된다. 이 결과, 처리 챔버(1) 내에 있어서의 플라즈마의 분포가 불균일해지거나, 용기 본체(11)와 덮개체(12)의 간극(100) 근방에서 스파크가 일어나는 등의 사태가 발생하게 되어, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 없게 되어, 제품의 수율이 악화되어 버린다.
이를 회피하기 위해서는, 플라즈마 처리를 행하는 경우 등에는 승온시에 형성된 처리 챔버(1)의 간극(100)이 예를 들어 0.75㎜ 정도 이하의 크기로 수속되는 것을 기다렸다가 처리를 행하는 것이 바람직하나, 이 경우에는 상기 간극(100)이 수속되기까지의 동안에 에칭 처리를 행할 수 없게 되어 장치 가동률이 저하되어 버린다.
본 발명은 이와 같은 사정 하에 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 용기 본체와 덮개체를 서로 접합시켜서 형성되는 각진 통 형상의 처리 용기에 있어서, 이 처리 용기를 가열하는 경우에 처리 용기의 승온시에 있어서 상기 용기 본체와 덮개체 사이에 형성되는 간극을 좁힐 수 있는 기술을 제공하는 데에 있다.
이를 위하여 본 발명의 진공 처리 장치는, 그 내부에 기판이 유지되고, 일단측이 개구되는 용기 본체와, 이 용기 본체의 개구부를 폐쇄하도록 착탈 가능하게 설치된 덮개체를 구비하고, 그 내부에 있어서 기판에 대하여 진공 처리가 행해지는 각진 통 형상의 처리 용기와, 이 처리 용기를 가열하기 위하여, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 온도 조절 수단과, 상기 처리 용기의 내부를 진공 배기하기 위한 진공 배기 수단을 구비하며, 상기 온도 조절 수단은 상기 처리 용기의 승온시에 있어서 상기 덮개체 및 용기 본체의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가 처리 용기의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 처리 용기를 설정 온도까지 가열할 때에, 처리 용기의 승온시에 있어서 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가, 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 경우에는, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 외면의 중앙부의 온도와, 상기 측벽 모서리부에 있어서의 덮개체와 용기 본체와의 접합부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 된다.
상기 온도 조절 수단은, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부의 내부에, 상기 처리 용기의 측벽 모서리부를 우회하도록 형성된 온도 조절 유로와, 이 온도 조절 유로에 설정 온도로 조정된 온도 조절 유체를 통류시키는 수단을 포함하는 것을 이용할 수 있다. 또, 상기 온도 조절 수단은, 상기 처리 용기의 온도 조절 수단이 설치되는 면부 이외의 측벽부에, 해당 측벽부를 주회하도록 형성된 온도 조절 유로를 포함하는 것이어도 좋다. 여기서, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 형성된 모든 온도 조절 유로는 하나의 연속된 유로인 것으로 해도 좋고, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 형성된 온도 조절 유로는 분기한 복수의 유로를 갖는 것이어도 좋다.
또, 상기 온도 조절 수단은 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 히터를 포함하는 것이어도 좋다. 여기서 상기 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면부의 한쪽은 덮개체의 천장부이며, 다른 쪽은 용기 본체의 바닥부이다. 또한, 상기 처리 용기의 내부에, 각형의 기판을 탑재하기 위한 탑재대와, 상기 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하기 위한, 상기 처리 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 수단을 구비하도록 해도 좋다.
또, 본 발명의 진공 처리 방법은, 일단측이 개구되는 용기 본체와, 이 용기 본체의 개구부를 폐쇄하도록 착탈 가능하게 설치된 덮개체를 구비한 각진 통 형상의 처리 용기의 내부에서, 기판에 대하여 진공 처리를 행하는 진공 처리 방법에 있어서, 상기 용기 본체의 내부에서 기판을 유지하는 공정과, 그 내부에 기판이 유지된 처리 용기를 진공 배기하는 공정과, 상기 처리 용기의 승온시에 있어서, 상기 덮개체 및 용기 본체의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 온도 조절 수단에 의하여, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가, 처리 용기의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 온도 조절 수단이 설치된 면의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 상기 처리 용기를 가열하는 공정과, 진공 배기되어 가열된 처리 용기의 내부에 있어서, 기판에 대하여 진공 처리를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 후술하는 실시예에 의하여 명백한 바와 같이, 용기 본체와 덮개체를 서로 접합시켜서 형성되는 각진 통 형상의 처리 용기에 있어서, 이 처리 용기를 가열하는 경우에 처리 용기의 승온시에 있어서 상기 용기 본체와 덮개체 사이에 형성되는 간극을 좁힐 수 있다.
이하에 본 발명의 실시형태에 대하여, FPD 기판에 대해서 에칭 처리를 행하기 위한 진공 처리 시스템에 본 발명의 진공 처리 장치를 이용한 경우를 예로 들어 설명한다. 도 1은 상기 진공 처리 시스템의 개관을 도시한 사시도, 도 2는 그 내부를 도시한 수평 단면도이다. 도면에서 도면부호(2A, 2B)는 외부로부터, 다수의 FPD 기판(S)을 수용한 캐리어(C1, C2)를 탑재하기 위한 캐리어 탑재부이며, 이들 캐리어(C1, C2)는 예를 들어 승강 기구(21)에 의하여 승강 가능하게 구성되고, 한쪽의 캐리어(C1)에는 미처리 기판(S1)이 수용되고, 다른 쪽의 캐리어(C2)에는 처리완료 기판(S2)이 수용되도록 되어 있다.
또, 캐리어 탑재부(2A, 2B)의 안쪽에는 로드 로크실(22)과 반송실(23)이 연접(連接)되는 동시에, 캐리어 탑재부(2A, 2B) 사이에는, 상기 두 개의 캐리어(C1, C2)와, 로드 로크실(22)과의 사이에서 기판(S)을 주고받기 위한 기판 반송 수단(31)이 지지대(24) 위에 설치되어 있고, 이 기판 반송 수단(31)은 상하 2단으로 설치된 아암(arm)(32, 33)과, 이들을 진퇴 가능하고 회전 가능하게 지지하는 기대(基臺)(34)를 구비하고 있다. 상기 로드 로크실(22)은 소정의 감압 분위기로 유지되도록 구성되고, 그 내부에는 도 2에 도시한 바와 같이, 기판(S)을 지지하기 위한 버퍼 랙(26)이 배치되어 있다. 도면에서 도면부호(25)는 포지셔너이다. 또, 상기 반송실(23)의 주위에는 세 개의 에칭 처리 장치(4)가 배치되어 있다.
상기 반송실(23)은 소정의 감압 분위기로 유지되도록 구성되고, 그 내부에는 도 2에 도시한 바와 같이 반송 기구(35)가 배치되어 있다. 그리고 이 반송 기구(35)에 의하여, 상기 로드 로크실(22) 및 세 개의 에칭 처리 장치(4)와의 사이에 서 기판(S)이 반송되도록 되어 있다. 상기 반송 기구(35)는 승강 가능하고 회전 가능하게 설치된 기대(36)와, 이 기대(36)의 일단에 설치되고, 해당 기대(36)에 회동 가능하게 설치된 제 1 아암(37)과, 제 1 아암(37)의 선단부에 회동 가능하게 설치된 제 2 아암(38)과, 제 2 아암(38)에 회동 가능하게 설치되고, 기판(S)을 지지하는 포크 형상의 기판 지지 플레이트(39)를 갖고 있으며, 기대(36)에 내장된 구동 기구에 의하여 제 1 아암(37), 제 2 아암(38) 및 기판 지지 플레이트(39)를 구동시킴으로써, 기판(S)을 반송하는 것이 가능하도록 되어 있다.
또, 상기 로드 로크실(22)과 반송실(23) 사이, 반송실(23)과 각 에칭 처리 장치(4) 사이, 및 로드 로크실(22)과 외측의 대기 분위기를 연통(連通)하는 개구부에는, 이들의 사이를 기밀하게 시일하고, 또한 개폐 가능하게 구성된 게이트 밸브(27)가 각각 삽입되어 있다.
다음으로 도면을 참조하여 에칭 처리 장치(4)에 대하여 설명한다. 이 에칭 처리 장치(4)는 본 발명의 진공 처리 장치에 상당하는 것이며, 도 3은 에칭 처리 장치(4)의 종단 단면도이다. 에칭 처리 장치(4)는 그 내부에 있어서 FPD 기판(S)에 대하여, 에칭 처리를 실시하기 위한 각진 통 형상의 처리 용기(40)를 구비하고 있다. 이 처리 용기(40)는 평면 형상이 사각 형상으로 구성되고, 천장부가 개구되는 용기 본체(41)와, 이 용기 본체(41)의 천장 개구부를 개폐하도록 설치된 덮개체(42)를 구비하며, 이 덮개체(42)는 착탈 기구(43)에 의하여 용기 본체(41)에 대하여 착탈 가능하게 구성되어 있다. 상기 착탈 기구(43)는 도 5에 도시한 바와 같이 가이드 레일(43a)을 구비하며, 예를 들어 유지보수할 때 등에 덮개체(42)를 이 가이드 레일(43a)을 따라, 용기 본체(41)로부터 벗어난 위치까지 슬라이딩 이동시켜서 용기 본체(41)로부터 분리하고, 반대의 조작으로 덮개체(42)를 용기 본체(41)에 장착하도록 구성되어 있다. 또한, 도 3, 도 5에는 착탈 기구(43)는 간략하게 묘사되어 있다.
상기 FPD 기판(S)은 예를 들어 한 변이 1500㎜, 다른 변이 1850㎜ 정도의 크기인 각형 기판이며, 상기 처리 용기(40)는 수평 단면의 한 변이 2.5m, 다른 변이 2.2m 정도의 크기로 설정되어 있다. 상기 용기 본체(41)와 덮개체(42)는 예를 들어 알루미늄(Al) 등의 열전도성이 양호한 재질에 의해 구성되어 있다.
이와 같은 처리 용기(40)는 온도 조절 수단(5)에 의하여 가열되도록 구성되어 있다. 이 온도 조절 수단(5)은 예를 들어 상기 덮개체(42) 및/또는 용기 본체(41)에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부, 예를 들면 상기 덮개체(42)의 천장부에 설치되고, 처리 용기(40)를 설정 온도로 가열하기 위한 제 1 온도 조절 수단(5A)을 구비하는 동시에, 상기 용기 본체(41)의 측벽부(41a)에 설치되고, 처리 용기(40)를 설정 온도로 가열하기 위한 제 2 온도 조절 수단(5B)을 구비하고 있다. 상기 제 1 온도 조절 수단(5A)은 상기 처리 용기(40)의 승온시에 있어서 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가 처리 용기(40)의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 설치된 것이다.
상기 덮개체(42)의 중앙부란, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이, 덮개 체(42)의 천장부에 있어서의 2개의 대각선(L1, L2)의 교점(P1)을 말하며, 이 중앙부(P1)의 온도란 덮개체(42)의 외면의 중앙부의 온도를 말한다. 또, 상기 접합 모서리부란, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 접합부의 네 개의 모서리부(P2, P3, P4, P5) 중 적어도 하나를 말하며, 접합 모서리부의 온도란 해당 접합 모서리부의 외면의 온도를 말한다. 또한, 상기 측벽 모서리부란, 온도 조절 수단(5)이 설치된 면에 직교하는 처리 용기(40)의 네 코너의 능선(L3∼L6)을 말하고, 상기 접합 모서리부(P2∼P5)를 포함하는 것이며, 측벽 모서리부의 온도란 해당 측벽 모서리부의 외면의 온도를 말한다.
여기서 상기 덮개체(42)의 천장부의 중앙부의 온도가, 상기 측벽 모서리부의 온도보다 높은 조건에 의하여 처리 용기(40)를 가열하면, 온도가 높을수록 열 팽창에 의하여 신장하는 정도가 크기 때문에, 덮개체(42)의 천장부 쪽이 상기 측벽 모서리부보다 열 팽창에 의하여 신장하는 정도가 크다. 이 때문에 도 7에 도시한 바와 같이, 덮개체(42)로부터 접합 모서리부를 향하여 하부 방향으로 향하는 힘이 발생하여, 상기 덮개체(42)는 접합 모서리부를 향하여 이동하므로, 상기 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐의 발생이 억제되고, 결과적으로 상기 접합 모서리부에 있어서 간극의 형성이 억제된다고 추정된다.
또, 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가, 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 경우이더라도, 상기 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐은 억제되어, 상기 접합 모서리부의 간극의 형성이 억제된다. 여기서 본 발명자들은, 상기 덮개체(42)의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 경 우란, 예를 들면, 처리 용기(40)의 승온시에 있어서의 상기 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부의 온도와, 상기 측벽 모서리부에 있어서의 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되는 조건이라고 파악하고 있다. 이 조건은 예를 들면, 설정 온도가 90℃인 경우에는 처리 용기(40)의 승온시에 있어서 소정 시간마다 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부의 온도(D1)와, 접합 모서리부 외면의 온도(D2)를 측정하여, 이들 온도의 차이(D2-D1)의 평균값을 구했을 때에, 이 차이의 평균값이 8.1℃ 미만인 것을 말하며, 설정 온도가 60℃인 경우에는 상기 차이(D2-D1)의 평균값이 5.4℃ 미만인 경우인 것을 말한다.
이와 같이 처리 용기(40)의 승온시에 있어서 상기 중앙부의 외면의 온도와 상기 접합 모서리부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 설정 온도의 9% 미만이면, 상기 중앙부의 온도와 상기 접합 모서리부의 온도의 온도차가 작으므로, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에서는, 덮개체(42)의 휘어짐의 정도가 작아지고, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극을 종래에 비하여 좁힐 수 있다. 또한, 이 조건은 실험에 의하여 시행착오적으로 도출된 것이다.
또, 온도 조절 수단(5)에 의한 처리 용기(40)의 가열 방법에 대하여, 상기 덮개체(42)의 천장부의 중앙부의 온도와 상기 접합 모서리부의 온도의 온도차에 착안한 것은, 덮개체(42)의 천장부 외면의 중앙부(P1)와, 예를 들어 덮개체(42)의 천장부의 모서리부(P6)(도 6 참조)의 외면 사이의 온도차가 작은 상태에서 가열하더 라도, 해당 모서리부(P6)의 외면과 접합 모서리부(P4)의 외면과의 사이에서의 온도차가 크고, 예를 들면, 접합 모서리부(P4)의 외면의 온도가 모서리부(P6)의 외면의 온도보다 높은 경우에는, 상기 접합 모서리부(P4)에서는 상기 모서리부(P6)보다 열 팽창에 의하여 신장하려고 하는 힘이 크므로, 결과적으로 접합 모서리부(P4)에서는 상부 방향으로 이동하는 힘이 작용하여, 덮개체(42)가 휘어지기 쉬워져서 상기 접합 모서리부(P4)의 간극이 커져 버리기 때문이다.
계속해서 본 발명의 온도 조절 수단(5)에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 3 및 도 8에 본 발명의 제 1 실시형태의 온도 조절 수단(5)에 대하여 도시한다. 이 예에서는, 상기 제 1 온도 조절 수단(5A)은 덮개체(42)의 천장부 내부에 설치된 온도 조절 수단과, 덮개체(42)의 측벽부 내부에 설치된 온도 조절 수단을 구비하고 있다. 또, 제 1 및 제 2 온도 조절 수단(5A, 5B)은 소정의 온도 조절 유체가 통류되는 온도 조절 유로를 구비하고 있어, 제 1 온도 조절 수단(5A)은 덮개체(42)를 가열하기 위한 제 1 온도 조절 유로(51)를 구비하는 동시에, 제 2 온도 조절 수단(5B)은 용기 본체(42)를 가열하기 위한 제 2 온도 조절 유로(52)를 구비하고 있다.
또한, 상기 제 1 온도 조절 유로(51)는 덮개체(42)의 천장부 내부에 형성된 온도 조절 유로(51a)와, 덮개체(42)의 측벽부(42a)의 내부에 형성된 온도 조절 유로(51b)에 의하여 구성되어 있고, 이들은 하나의 연속된 유로로서 서로 접속되어 있다. 여기서 상기 온도 조절 유로(51a)는 상기 처리 용기(40)의 승온시에 상기 덮개체(42)의 중앙부를 처리 용기(40)의 측벽 모서리부보다 적극적으로 가열함으로 써, 상기 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐을 억제하기 위하여 설치된 것이며, 그 형상은 도 8에 도시한 바와 같이 덮개체(42)의 중앙부를 덮개체(42)의 네 개의 모서리부보다 적극적으로 가열하는 것과 같은 온도 구배를 준 상태에서 가열하도록 형성된다.
구체적으로는 상기 온도 조절 유로(51a)는 처리 용기(40)의 각 측벽 모서리부를 우회하도록, 덮개체(42)의 네 개의 모서리부를 우회하여 각각의 모서리부에 있어서 내측으로 들어가고, 또한 덮개체(42)의 변의 중앙 영역에 있어서 측벽부 근방 영역에 위치하도록, 예를 들면, 온도 조절 유로(51a)에 의하여 십자 형상의 외측 프레임이 형성되어, 십자 형상의 네 개의 오목부 부분이 각각 덮개체(42)의 네 개의 모서리부에 대응하는 형상으로 구성되어 있다. 또, 상기 온도 조절 유로(51b)는 덮개체(42)의 측벽부(42a)의 내부에, 해당 측벽부(42a)를 수평 방향으로 주회하도록 형성되어 있다.
또한, 상기 제 2 온도 조절 유로(52)는 이 예에서는 용기 본체(41)의 측벽부(41a)의 내부에, 해당 측벽부(41a)를 수평 방향으로 주회하도록, 상하로 2개 형성되어 있고, 이들 2개의 온도 조절 유로는 하나의 연속된 유로로서 형성되어 있다. 이들 제 1 및 제 2 온도 조절 유로(51, 52)에는 온도 조절 유체 공급부(53)로부터 처리 용기(40)의 설정 온도로 조정된 온도 조절 유체가 공급되고, 제 1 및 제 2 온도 조절 유로(51)을 통류한 온도 조절 유체는, 다시 온도 조절 유체 공급부(53)로 리턴되도록 되어 있어, 이 온도 조절 유체의 통류에 의해서 처리 용기(40)가 설정 온도로 온도 조정되도록 되어 있다.
계속해서 도 3 및 도 4로 되돌아가서 처리 용기(40)의 내부에 대하여 설명하면, 용기 본체(41)의 내부에는, 용기 본체(41)의 저면 위에 절연 부재(43)를 개재하여, 기판(S)을 탑재하기 위한 탑재대(44)가 배치되고, 이 탑재대(44)는 접지되어 있다. 또, 용기 본체(41)의 측벽 하부에는 배기로(45)를 개재하여, 예를 들면 진공 펌프로 이루어지는 진공 배기 수단(46)이 접속되어 있고, 이에 의하여 처리 용기(40)의 내부 공간이 진공 배기되어, 소정의 감압 분위기로 유지되게 되어 있다.
한편, 처리 용기(40)의 상기 탑재대(44)의 상방에는, 이 탑재대(44)의 표면과 대향하도록, 처리 용기(40) 내에 플라즈마를 발생하기 위한 수단인 상부 전극으로서 처리 가스 공급부(6)가 설치되어 있다. 이 처리 가스 공급부(6)는 그 주위에 배치된 절연 부재(61)를 개재하여 덮개체(42)의 내부에 돌출하는 지지부(62)에 의하여 지지되어 있다. 이 처리 가스 공급부(6)의 하면에는 다수의 가스 토출 구멍(6a)이 형성되는 동시에, 이 처리 가스 공급부(6)에는 가스 공급관(63)을 개재하여 에칭 처리를 위한 처리 가스를 해당 처리 가스 공급부(6)에 공급하는 처리 가스 공급계(64)가 접속되어 있고, 이에 의하여 상기 처리 가스가 처리 가스 공급부(6)의 가스 토출 구멍(6a)을 거쳐서 탑재대(44) 위의 기판(S)을 향하여 토출되게 되어 있다.
또, 처리 가스 공급부(6)의 천장부의 중앙에는 급전봉(65), 정합기(66)를 개재하여 고주파 발생 수단인 고주파 전원(67)이 접속되어 있다. 따라서, 진공 펌프(46)에 의하여 처리 용기(40)의 내부 공간을 소정의 감압 상태까지 진공 배기한 후, 고주파 전원(67)으로부터 정합기(66) 및 급전봉(65)을 개재하여 처리 가스 공 급부(6)에 고주파 전력을 인가함으로써, 기판(S)의 상방의 공간에는 처리 가스의 플라즈마가 형성되고, 이에 의하여 기판(S)에 대한 에칭 처리가 진행하도록 되어 있다.
또한, 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 접합면에는, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이, 예를 들면 용기 본체(41) 측에, 처리 용기(40) 내를 기밀 공간으로 하여 진공 배기 가능하게 하기 위한 예를 들어 O-링으로 이루어지는 시일 부재(47)와, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이를 전기적으로 도통시키기 위한 탄성체로 이루어지는 도통 부재를 이루는 실드 스파이럴(48)이 설치되어 있다.
다음으로, 이상과 같이 구성된 진공 처리 시스템의 처리 동작에 대하여 설명한다. 먼저, 기판 반송 수단(31)의 2매의 아암(32, 33)을 진퇴 구동시켜서, 미처리 기판(S1)을 수용한 한쪽의 캐리어(C1)로부터 2매의 기판(S1)을 한번에 로드 로크실(22)에 반입한다. 로드 로크실(22) 내에 있어서는, 버퍼 랙(25)에 의하여 기판(S1)을 유지하고, 아암(32, 33)이 퇴피한 후, 로드 로크실(22) 내를 배기하여, 내부를 소정의 진공도까지 감압한다. 진공 배기 종료후, 포지셔너(25)에 의하여 기판(S1)의 위치맞춤을 행한다.
기판(S1)이 위치맞춤된 후, 로드 로크실(22)과 반송실(23) 사이의 게이트 밸브(27)를 개방하여, 반송 기구(35)에 의하여 2매의 기판(S1) 중 1매를 기판 지지 플레이트(39) 위에 수취하고, 상기 게이트 밸브(27)를 폐쇄한다. 이어서 반송실(23)과 소정의 에칭 처리 장치(4) 사이의 게이트 밸브(27)를 개방하여, 상기 기판(S1)을 반송 기구(35)에 의하여 해당 에칭 처리 장치(4)에 반입하고, 상기 게이 트 밸브(27)를 폐쇄한다.
에칭 처리 장치(4)에 있어서는, 미리 처리 용기(40)의 내부를 온도 조절 수단(5)에 의하여 설정 온도, 예를 들어 80℃까지 가열해 둔다. 기판(S1)이 탑재대(44) 위에 탑재된 상태에서, 처리 가스 공급계(64)로부터 에칭 처리용의 처리 가스를 처리 가스 공급부(6)를 거쳐 기판(S1)을 향하여 토출하는 동시에, 처리 용기(40)의 내부 공간을 소정의 압력으로 조절한 후, 고주파 전원(67)으로부터 정합기(66) 및 급전봉(65)을 거쳐 처리 가스 공급부(6)에 고주파 전력을 공급하고, 이렇게 해서 기판(S1) 위의 공간에 플라즈마를 형성하여, 기판(S1)에 대한 에칭 처리를 진행시킨다.
이 에칭 처리 종료후, 반송 기구(35)의 기판 지지 플레이트(39)에 의하여 처리완료 기판을 수취하여, 로드 로크실(22)에 반송한다. 로드 로크실(22)에 2매의 처리완료 기판(S2)이 반송된 시점에서 처리완료 기판(S2)은 반송 수단(31)의 아암(32, 33)에 의하여, 처리완료 기판용의 캐리어(C2)에 반송된다. 이에 의하여 1매의 기판(S)에 있어서의 처리가 종료되지만, 이 처리를 미처리 기판용의 캐리어(C1)에 탑재된 모든 미처리 기판(S1)에 대하여 행한다.
이와 같은 에칭 처리 장치(4)에서는, 처리 용기(40)는, 덮개체(42)는 제 1 온도 조절 수단(5A)에 의하여, 용기 본체(41)는 제 2 온도 조절 수단(5B)에 의하여 각각 가열되고, 이 때 덮개체(42) 및 용기 본체(41)는 온도 조절 유로가 설치되어 있는 영역부터 가열된다. 이 때문에 용기 본체(41)에서는 측벽부(41a) 측부터 승온되어 가고, 덮개체(42)에서는, 천장부의 중앙부에, 각각의 모서리부를 우회하는 형상으로 설치된 온도 조절 유로(51a)와, 측벽부(42a) 내에 설치된 온도 조절 유로(51b)의 조합에 의하여, 천장부의 중앙부와 측벽부로부터 승온되어 간다. 그리고 이 때, 제 1 및 제 2 온도 조절 수단(5A, 5B)이 이미 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로, 처리 용기(40)에서는, 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 상기 처리 용기(40)의 승온시에 있어서의 상기 덮개체(42)의 천장부 외면의 중앙부의 온도와, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)와의 접합 모서리부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되도록 가열된다.
이 때문에, 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 용기 본체(41)와 덮개체(42)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이, 설정 온도가 60℃인 경우에는 크더라도 0.42㎜ 정도, 설정 온도가 90℃인 경우에는 크더라도 0.62㎜ 정도가 되어, 종래의 온도 조절 수단을 이용하는 경우에 비하여 상기 간극을 좁힐 수 있다. 여기서 이미 설명한 바와 같이, 상기 간극이 예를 들어 0.75㎜ 이상이 되면, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이에서 실드 스파이럴(48)의 접촉이 나빠져서 전기적 접촉이 악화되고, 또한 상기 간극이 예를 들어 1.0㎜ 이상이 되면, 진공 파괴가 발생할 우려가 있으나, 본 발명의 온도 조절 수단(5)을 이용하여 처리 용기(40)를 가열함으로써, 대형의 각진 통 형상의 처리 용기(40)를 이용하여 설정 온도가 90℃로 높은 처리를 행하는 경우이더라도, 처리 용기(40)의 가열(승온)시에, 처리 용기(40)의 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이 0.75㎜ 미만으로 작아진다.
이에 의하여 처리 용기(40)에 있어서는, 처리 용기(40)의 가열과 진공 배기 를 동시에 행함에 있어서, 일단 진공 배기한 처리 용기(40)에 있어서, 처리 용기(40)의 가열시에 진공 파괴가 발생할 우려가 없어, 장치 가동률의 저하가 억제된다. 또, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이의 전기적 접촉이 악화될 우려가 없어, 플라즈마 밀도의 균일성이 악화되거나 스파크가 발생하는 일이 없으므로, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있어, 제품의 수율이 향상한다.
계속해서 온도 조절 수단(71)의 다른 예에 대하여 도 9를 이용하여 설명한다. 이 예의 온도 조절 수단(71)이, 도 8에 도시한 상술한 온도 조절 수단(5)과 다른 점은, 덮개체(42)에 설치되는 제 1 온도 조절 수단이 덮개체(42)의 천장부 내부에 설치되는 온도 조절 유로(72)만을 구비하고, 덮개체(42)의 측벽부(42a)에는 온도 조절 유로가 형성되어 있지 않은 것이며, 제 1 온도 조절 유로(72)의 형상이나 용기 본체(41)에 설치되는 제 2 온도 조절 유로(52)에 대해서는 도 8에 도시한 온도 조절 수단(5)과 동일하도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에서는 덮개체(42)의 측벽부(42a)에 온도 조절 유로가 형성되어 있지 않으므로, 덮개체(42)에서는, 천장부의 중앙부에, 각각의 모서리부를 우회하는 형상으로 설치된 온도 조절 유로(72)에 의하여, 천장의 중앙부부터 승온되어 가고, 용기 본체(41)에서는 측벽부(41a) 측부터 승온되어 간다. 그리고, 이들 제 1 온도 조절 유로(72)와 제 2 온도 조절 유로(52)의 조합에 의하여, 처리 용기(40)에서는 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 덮개체(42)의 천장부 외면의 중앙부가 상기 측벽 모서리부 외면보다 온도가 높은 상태에서 가열된다.
이 때문에, 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 용기 본체(41)와 덮개 체(42)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이, 설정 온도가 90℃인 경우에는 크더라도 0.41㎜ 정도, 설정 온도가 120℃인 경우에는 크더라도 0.69㎜ 정도가 되어, 종래의 온도 조절 수단을 이용하는 경우나 상술한 도 8에 도시한 예에 비하여 상기 간극을 좁힐 수 있다. 이에 의하여, 대형의 각형 처리 용기(40)를 이용하여 설정 온도가 90℃나 120℃로 높은 처리를 행하는 경우이더라도, 처리 용기(40)의 가열(승온)시에, 처리 용기(40)의 진공 파괴가 발생할 우려가 없어, 장치 가동률의 저하가 억제된다. 또, 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 전기적 접촉이 악화될 우려가 없어, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있으므로, 제품의 수율이 향상한다.
이어서, 온도 조절 수단(73)의 또 다른 예에 대하여 도 10을 이용하여 설명한다. 이 예의 온도 조절 수단(73)이, 도 8에 도시한 상술한 온도 조절 수단(5)과 다른 점은, 덮개체(42)에 설치되는 제 1 온도 조절 수단이 덮개체(42)의 천장부 내부에 설치되는 온도 조절 유로(74)만을 구비하며, 덮개체(42)의 측벽부(42a)에는 온도 조절 유로가 형성되어 있지 않고, 제 1 온도 조절 유로(74)와 용기 본체(41)에 설치된 제 2 온도 조절 유로(52)가 서로 접속되어, 이들에 의하여 하나의 연속된 유로가 형성되고, 제 1 온도 조절 유로(74)에 공급된 온도 조절 유체가, 제 1 온도 조절 유로(74)로부터 제 2 온도 조절 유로(52)로 통류되어 가서, 제 2 온도 조절 유로(52)로부터 온도 조절 유로 공급부(53)로 리턴되는 것이다. 이 때 제 1 온도 조절 유로(74)의 형상이나, 용기 본체(41)에 설치되는 제 2 온도 조절 유로(52)의 형상에 대해서는, 도 8에 도시한 온도 조절 수단(5)과 동일하게 구성되어 있다.
이와 같은 구성에서는, 덮개체(42)에서는, 천장부의 중앙부에, 각각의 모서리부를 우회하는 형상으로 설치된 온도 조절 유로(72)에 의하여, 천장의 중앙부부터 승온되어 가고, 용기 본체(41)에서는 측벽부(41a) 측부터 승온되어 간다. 또, 이 예에서는 제 1 온도 조절 유로(74)와 제 2 온도 조절 유로(52)에 의하여 하나의 연속된 유로가 형성되고, 온도 조절 유체가 통류되어 가므로, 제 1 온도 조절 유로(74)를 통류할 때에 온도 조절 유체의 열을 서서히 빼앗겨, 제 2 온도 조절 유로(52)에 통류할 때에는 제 1 온도 조절 유로(74)에 통류할 때보다 온도 조절 유체의 온도가 낮아진다. 이에 의하여 용기 본체(41)의 승온 속도가 도 9에 도시한 예보다 늦어진다. 그 결과, 덮개체(42)에 있어서의 천장부의 중앙부부터의 가열과의 조합에 의하여, 처리 용기(40)는, 덮개체(42)의 천장부 외면의 중앙부가 상기 측벽 모서리부의 외면보다 온도가 높은 상태에서 설정 온도까지 가열된다.
이 때문에 후술하는 실시예로부터 명백한 바와 같이, 용기 본체(41)와 덮개체(42)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극은, 설정 온도가 120℃인 경우에는 크더라도 0.41㎜ 정도가 되어, 도 9에 도시한 온도 조절 수단을 이용하는 경우보다 상기 간극을 더 좁힐 수 있음이 확인되었다. 이에 의하여, 대형의 각형 처리 용기(40)를 이용하여 설정 온도가 90℃나 120℃로 높은 처리를 행하는 경우이더라도, 처리 용기(40)의 가열(승온)시에, 처리 용기(40)의 진공 파괴가 발생할 우려가 없어, 장치 가동률의 저하가 억제된다. 또, 용기 본체(41)와 덮개체(42)와의 전기적 접촉이 악화될 우려가 없어, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있으므로, 제품의 수율이 향상한다.
계속해서 온도 조절 수단(8)의 또 다른 예에 대하여 도 11을 이용하여 설명한다. 이 예의 온도 조절 수단(8)이, 도 8에 도시한 상술한 온도 조절 수단(5)과 다른 점은, 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부에, 온도 조절 수단으로서, 상기 처리 용기의 승온시에, 상기 덮개체의 중앙부와, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 접합 모서리부의 온도차를 작게 하여, 상기 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐을 억제하기 위하여 히터(81)를 설치하는 동시에, 용기 본체(41)의 저면 외면의 중앙부에 상기 접합 모서리부에 있어서의 용기 본체(41)의 휘어짐을 억제하기 위하여 히터(82)를 설치한 것이며, 이들 히터(81, 82)는 예를 들어 저항 발열선에 의하여 형성된다. 또, 덮개체(42)에 설치되는 제 1 온도 조절 유로(51b)와, 용기 본체(41)에 설치되는 제 2 온도 조절 유로(52)는, 이 예에서는 종래와 같이 각각의 측벽부(42a, 41a)의 내부에 이들 측벽부(42a, 41a)를 수평 방향으로 주회하도록 형성되어 있다.
이 예에서는, 상기 히터(81, 82)는 처리 용기(40)의 중앙부 외면의 상하에 설치되고, 처리 용기(40)의 천장부 및 저면부의 중앙부에 있어서는 해당 히터(81, 82)에 의해서 가열된다. 한편, 처리 용기(40)의 주연부에 있어서는, 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 각각의 측벽부(41a, 42a)에 설치된 온도 조절 유로(51, 52)를 거쳐 온도 조절 유체에 의해서 가열된다.
이 때문에, 처리 용기(40)에서는 천장부와 저면부의 중앙부를 히터(81, 82)에 의하여 적극적으로 가열할 수 있으므로, 온도 조절 유체로부터 가열되는 측벽 모서리부 근방 영역에 대하여 온도 구배를 준 상태에서 가열하기 쉽다. 이에 의하 여 처리 용기(40)의 승온시에 있어서, 덮개체(42)의 천장부의 중앙부 또는 용기 본체(41)의 저면부의 중앙부가 상기 측벽 모서리부보다 온도가 높거나, 또는 덮개체(42) 또는 용기 본체(41)의 중앙부가 상기 측벽 모서리부보다 온도가 낮더라도, 상기 덮개체(42)의 천장 외면 또는 용기 본체(41)의 저면 외면의 중앙부의 온도와 상기 접합 모서리부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되는 조건에서의 상기 처리 용기의 가열을 보다 용이하게 행할 수 있다.
그 결과, 상기 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42)의 휘어짐이 억제되어, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이에 형성되는 간극이 작아진다. 이 때문에, 대형의 각형 처리 용기(40)를 이용하여 설정 온도가 높은 처리를 행하는 경우이더라도, 처리 용기(40)의 가열(승온)시에, 처리 용기(40)의 진공 파괴가 발생할 우려가 없어, 장치 가동률의 저하가 억제된다. 또, 용기 본체(41)와 덮개체(42)와의 전기적 접촉이 악화될 우려가 없어, 안정된 플라즈마 처리를 행할 수 있으므로, 제품의 수율이 향상한다.
또, 본 발명에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 각각의 측벽부(41a, 42a)의 외측에, 처리 용기(40) 측면의 변형을 방지하기 위한 예를 들어 알루미늄이나 스테인리스 등의 재료에 의하여 구성된 플레이트를 장착하도록 해도 좋다. 이 예에서는, 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 측벽부(41a, 42a)의 서로 대향하는 부위에 한 쌍의 플레이트[(83, 83), (84, 84)]가 각각 설치되어 있다. 이 플레이트(83, 84)는 도 8 내지 도 11에 도시한 온도 조절 수단과 조합하여 이용할 수 있고, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 중 어느 한쪽에 설치하도록 해도 좋다.
이와 같이 플레이트(83, 84)를 설치하면, 처리 용기(40)의 승온시에, 덮개체(42)의 중앙부와 접합 모서리부와의 사이에서 온도차가 생겨, 열 팽창에 의하여 처리 용기(40)가 변형되려고 하더라도, 플레이트(83, 84)에 의해서 열 팽창에 의하여 신장하려고 하는 힘이 억제된다. 그 결과, 처리 용기(40) 측면의 변형을 방지할 수 있고, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이의 접합 모서리부에 있어서의 용기 본체(41)와 덮개체(42)의 휘어짐이 억제되므로, 용기 본체(41)와 덮개체(42) 사이의 간극의 발생을 방지할 수 있다.
실제로, 본 발명자들은, 처리 용기(40)의 승온시의 상기 간극의 크기에 대하여, 도 1에 도시한 진공 처리 시스템의 에칭 처리 장치에 있어서 측정했으나, 처리 용기(40)의 네 개의 접합 모서리부 중, 반송실(23)과 게이트 밸브(27)로 접속되어 있는 쪽의 접합 모서리부(도 6에서 P2, P3)의 간극은, 게이트 밸브(27)로부터 떨어진 쪽의 접합 모서리부(도 6에서 P4, P5)의 간극보다 작다는 것이 확인되었다. 이 경우에는 게이트 밸브(27)이 플레이트(83, 84)와 동일하도록 처리 용기(40)의 측면의 변형 방지의 역할을 하고 있다고 추정되기 때문에, 플레이트(83, 84)의 유효성이 이해된다.
이상에 있어서, 도 8 내지 도 11의 구성에 있어서는 온도 조절 유로의 위치나, 구멍 직경, 온도 조절 유체의 유량이나 온도 조절 유체의 종류를 조정하거나, 가열 수단(81, 82)의 형상이나 배치, 크기를 조정함으로써, 처리 용기(40)의 온도 구배 분포를 제어할 수 있다. 또, 상술한 예에서는 덮개체(42) 또는 용기 본 체(41)에 형성되는 온도 조절 유로가 수직 방향으로 2개 이상 형성되고, 이들이 서로 접속되어 있을 때와, 덮개체(42)에 형성되는 온도 조절 유로와 용기 본체(41)에 형성되는 온도 조절 유로가 서로 접속되어 있을 때의 각각의 경우를, 하나의 연속된 유로로 하고, 또한 분기한 복수의 유로에는 동일한 형상의 유로가 수직 방향으로 2개 이상 형성되어 있을 때와, 다른 형상의 유로가 조합되어 형성되어 있을 때의 각각의 경우가 포함된다.
또한, 상술한 예에 있어서는, 용기 본체(41)는 그 내부의 중앙부에 탑재대(44)가 설치되어 있고, 그 저면의 중앙부에는 구동 부분이 있으므로, 저면 내부의 중앙 영역에 온도 조절 유로를 배치하기 어렵기 때문에, 측벽부(41a)에 온도 조절 유로(52)를 설치하는 구성으로 하고 있으나, 용기 본체(41)에 제약이 없는 경우에는, 용기 본체(41)의 저면 내부에, 상기 처리 용기(40)의 승온시에 있어서, 상기 덮개체(42) 또는 용기 본체(41)의 중앙부의 온도가, 상기 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 용기 본체(41)의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 조건으로, 상기 용기 본체(41)를 가열함으로써, 상기 접합 모서리부에 있어서의 용기 본체(41)의 휘어짐을 억제하기 위한 제 1 온도 조절 수단을 설치하도록 해도 좋다.
이 때, 용기 본체(41)의 저면부에는 제 1 온도 조절 수단으로서, 도 8 내지 도 11에 도시한 덮개체(42)에 설치된 제 1 온도 조절 수단과 동일한 구성의 것을 설치하고, 한편, 덮개체(42)에는 제 2 온도 조절 수단으로서, 도 8 내지 도 11에 도시한 용기 본체(41)에 설치된 제 2 온도 조절 수단과 동일한 구성의 것을 설치하 도록 해도 좋고, 덮개체(42)와 용기 본체(41)의 양쪽에, 도 8 내지 도 11에 도시한 덮개체(42)에 설치된 제 1 온도 조절 수단과 동일한 구성의 온도 조절 수단을 설치하도록 해도 좋다. 또, 상기 히터(81, 82)는 덮개체(42) 또는 용기 본체(41) 중 어느 한쪽에 설치하도록 해도 좋으며, 구성상의 제약이 없는 경우에는 덮개체(42)의 천장부 내측 또는 용기 본체 측의 저면부 내측에 설치해도 좋다.
또한, 이와 같이 처리 용기(40)의 승온시의 덮개체(42)의 온도 또는 용기 본체(41)의 온도 중 어느 한쪽에 착안한 것은, 덮개체(42) 또는 용기 본체(41) 중 어느 한쪽의 온도 제어를 행함으로써, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 있어서의 덮개체(42) 또는 용기 본체(41)의 휘어짐의 발생이 억제되므로, 만약 다른 쪽의 용기 본체(41) 또는 덮개체(42)에 있어서 어느 정도의 휘어짐이 발생했다고 하더라도 결과적으로 상기 접합 모서리부에 있어서의 간극이 좁혀지기 때문이다.
이와 같은 것 때문에, 온도 조절 수단은 상기 덮개체(42)의 천장부 또는 용기 본체(41)의 저면부의 중앙부의 온도가, 덮개체(42) 및 용기 본체(41)의 측벽 모서리부의 온도보다도 높거나, 또는 상기 덮개체(42)의 천장부 외면 또는 용기 본체(41)의 저면부 외면의 중앙부의 온도와, 상기 접합 모서리부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 설정 온도의 9% 미만이 되도록 가열한다는 조건으로 처리 용기(40)를 가열함으로써, 온도 조절 수단의 형상이나 배치 장소에는 관계없이 상기 접합 모서리부에 형성되는 간극이 좁혀진다고 파악하고 있다. 이 때문에 덮개체(42)의 천장부 또는 용기 본체(41)의 저면부의 어느 한쪽에 온도 조절 수단을 설치하고, 다른 쪽의 측벽부에는 온도 조절 수단을 설치하지 않는 경우이더라도, 처리 용기(40)는 알루미늄 등의 열전도성이 양호한 재질에 의하여 형성되어 있으므로 처리 용기(40)를 충분히 가열할 수 있고, 상기 덮개체(42) 또는 용기 본체(41)의 접합 모서리부의 휘어짐의 발생을 억제할 수 있어, 형성되는 간극이 좁혀지는 것이라고 생각하고 있다. 이 때, 온도 조절 수단의 형상은 상술한 형상에 한정하지 않고, 원형 형상이나 다각형 형상이더라도 상관없고, 덮개체(42)의 천장부 또는 용기 본체(41)의 저면부의 중앙부에 각각 설치하는 가열 수단(81, 82)의 형상도 상술한 형상에 한정하지 않고 원형 형상이나 다각형 형상이더라도 상관없다.
또한, 본 발명은 덮개체가 천장판에 의해서만 구성되어, 용기 본체의 상부 개구부를 천장판으로 이루어지는 덮개체로 폐쇄하는 타입의 진공 용기에도 적용할 수 있다. 이 경우에도 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면부의 한쪽은 덮개체의 천장부이고, 다른 쪽은 용기 본체의 바닥부이다.
또한, 본 발명은 용기 본체의 개구부가 처리 용기의 좌우 방향에 있고, 이 개구부를 덮개체에 의해 가로 방향으로부터 폐쇄하는 타입의 처리 용기에도 적용할 수 있다. 이 경우에는 온도 조절 수단은 상기 덮개체의 개구부와 대향하는 면부 또는, 용기 본체의 개구부와 대향하는 면부의 적어도 한쪽에 설치되고, 처리 용기의 측벽 모서리부는 처리 용기의 온도 조절 수단이 설치되어 있는 면에 직교하는 4개의 능선에 상당한다.
[실시예]
이하에 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예에 대하여 설명한다. 이하의 실험에 있어서는, 도 1에 도시한 진공 처리 시스템의 하나의 에칭 처리 장치(4)를 이용하여 소정의 실험을 하였다.
1. 설정 온도가 60℃인 경우의 처리 용기(40)의 온도의 경시 변화와 간극의 크기에 대하여
(실시예 1)
도 8에 도시한 온도 조절 수단이 형성된 처리 용기(40)에 있어서, 설정 온도를 60℃로 하고, 처리 용기(40)의 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부(P1)와, 덮개체(42) 및 용기 본체(41)와의 접합 모서리부(P3)의 외면의 온도를 소정 시간마다 측정하고, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부(P4)에 형성되는 간극의 크기에 대하여 측정하였다. 여기서 설정 온도가 60℃라는 것은 온도 조절 유체의 온도가 60℃라는 것이다. 상기 중앙부(P1) 및 접합 모서리부(P3)의 위치에 대해서는 각각 도 6에 도시한다. 이 때 상기 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3)의 온도는 백금 저항 온도 센서에 의하여 측정하였다. 또, 상기 간극의 크기는 해당 간극의 높이를 측정함으로써 행하였다. 또한, 접합 모서리부(P2∼P5)의 온도는 모두 거의 동일하기 때문에 여기에서는 접합 모서리부(P3)의 온도를 나타내는 것으로 하였다.
이 온도의 측정 데이터를 표 1에, 이 측정 데이터에 의거한 온도의 경시 변화를 도 13에, 간극의 크기의 경시 변화를 도 14에 각각 나타낸다.
Figure 112007062716216-PAT00001
여기서, 표 1에 있어서 차이란, 상기 중앙부(P1)의 온도와 상기 접합 모서리부(P3)의 온도의 차이로서, [중앙부(P1)의 온도]-[접합 모서리부(P3)의 온도]에 의하여 구해지는 값이다. 또, 평균값이란 상기 차이의 평균값이며, 이 값이 마이너스인 경우에는 중앙부(P1) 쪽이 접합 모서리부(P3)보다 온도가 낮고, 플러스인 경우에는 중앙부(P1) 쪽이 접합 모서리부(P3)보다 온도가 높다는 것을 나타내고 있다. 또, 온도 분포란 상기 평균값을 설정 온도인 60℃로 나누어서 얻어지는 값이며, 이 값이 0에 가까울수록 덮개체(42)의 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3) 사이의 온도차가 작아, 덮개체(42)의 면 내에 있어서의 온도 균일성이 양호하다는 것을 나타내고 있다.
또한, 도 13에 있어서는 중앙부(P1)에 대해서는 ○에 의하여, 접합 모서리부(P3)에 대해서는 ●에 의하여 각각의 측정 데이터를 나타내고, 도 13에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 온도를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 14에 있어서는 실시예 1에 대해서는 ○에 의하여 측정 데이터를 나타내고, 도 14에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 간극의 크기를 각각 나타내고 있다.
(비교예 1)
도 20에 도시한 온도 조절 수단이 형성된 종래의 처리 용기에 있어서, 설정 온도를 60℃로 하고, 실시예 1과 동일하게, 처리 용기의 덮개체의 천장 외면의 중앙부(P1)의 온도와, 상기 접합 모서리부(P3)의 외면 온도를 소정 시간마다 각각 측정하는 동시에, 이 때에 형성되는 접합 모서리부(P4)에 있어서의 간극의 크기를 측정하였다. 그 결과를 표 2, 도 13 및 도 14에 각각 나타내고, 도 13에서는 중앙부(P1)에 대해서는 △에 의하여, 접합 모서리부(P3)에 대해서는 ▲에 의하여, 도 14에서는 △에 의하여 각각의 데이터를 나타내고 있다.
Figure 112007062716216-PAT00002
(실험 결과)
그 결과, 실시예 1 및 비교예 1 모두 덮개체(42)의 온도는 중앙부(P1)보다 접합 모서리부(P3) 쪽이 높다는 것이 확인되었으나, 실시예 1 쪽이 비교예 1보다 중앙부(P1)의 온도가 높아지는 것, 또한 상기 온도 분포는 실시예 1이 -6.53%인 것에 대하여, 비교예 1은 -9.04%이기 때문에, 실시예 1의 온도 조절 수단(5)은 비교 예 1의 온도 조절 수단보다, 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3)의 온도차가 작은 상태에서 처리 용기(40)를 가열할 수 있다는 것이 확인되었다.
또한, 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이에 형성되는 간극에 대해서는, 실시예 1, 비교예 1 모두 처리 용기(40)의 승온시에는 점차로 커지기는 하나, 일정 시간이 경과하면 간극이 수속되는 경향에 있는 것, 및 160분 경과후에는 실시예 1의 간극은 0.42㎜, 비교예 1의 간극은 0.53㎜로서, 실시예 1의 간극 쪽이 작아진다는 것이 확인되었다.
이와 같이 비교예 1의 온도 조절 수단을 이용하여 처리 용기(40)를 가열한 경우에는, 처리 용기(40)의 승온시에는, 상기 중앙부(P1)의 온도와 상기 접합 모서리부(P3)의 온도의 차이의 평균값(-5.42℃)이 상기 설정 온도의 9% 이상이 되고, 그 결과, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이 실시예 1보다 커져 버리기 때문에, 비교예 1의 온도 조절 수단을 이용하여 처리 용기(40)를 가열한 경우보다 상기 중앙부(P1)의 온도와 상기 접합 모서리부(P3)의 온도의 온도차가 작은 조건으로 처리 용기(40)를 가열함으로써, 종래에 비하여 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이 좁혀지는 것이 이해되었다. 이에 의하여 상기 중앙부(P1)의 온도가 상기 접합 모서리부(P3)의 온도보다 낮더라도, 상기 중앙부(P1)의 온도와 상기 접합 모서리부(P3)의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이면, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극이 종래의 예에 비하여 좁혀져서, 이와 같은 처리 용기(40)에서는 진공 파괴나 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이의 전기적 접촉의 악화가 발생하기 어렵다는 것이 이해된다.
이 때, 이 실험예에서는 접합 모서리부(P4)의 위치에서의 간극의 크기를 비교하였으나, 실시예 1 및 비교예 1 모두 접합 모서리부(P2, P3)에 대해서는 접합 모서리부(P4)보다 간극이 작고, 접합 모서리부(P5)의 간극은 접합 모서리부(P4)와 거의 동일한 크기이기 때문에, 접합 모서리부(P4)의 간극에 대하여 평가함으로써, 처리 용기(40)의 진공 파괴나 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 전기적 접촉에 대하여 충분히 검토할 수 있다.
2. 설정 온도가 90℃인 경우의 처리 용기(40)의 온도의 경시 변화와 간극의 크기에 대하여
(실시예 1)
도 8에 도시한 온도 조절 수단(5)이 형성된 처리 용기(40)에 있어서 설정 온도를 90℃로 하고, 그 외의 조건은 이미 서술한 설정 온도가 60℃인 실시예 1의 경우와 동일하게 하여, 처리 용기(40)의 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부(P1)와, 상기 접합 모서리부(P3)의 외면의 온도를 소정 시간마다 측정하고, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극의 크기에 대하여 측정하였다. 여기서 상기 중앙부(P1) 및 접합 모서리부(P3)의 위치나, 온도의 측정 방법은 이미 서술한 대로 하였으나, 상기 간극의 크기는 도 6의 접합 모서리부(P5)에 있어서 해당 간극의 높이를 측정함으로써 행하였다. 또한, 이와 같이 접합 모서리부(P5)의 위치에서의 간극의 크기를 평가하는 것에 의해서도, 이미 서술한 바와 같이, 접합 모서리부(P2, P3)에 대해서는 접합 모서리부(P5)보다 간극이 작고, 접합 모서리부(P4)의 간극은 접합 모서리부(P5)와 거의 동일한 크기이기 때문에, 처리 용기(40)의 진공 파괴나 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 전기적 접촉에 대하여 충분히 검토할 수 있다.
(실시예 2)
도 9에 도시한 온도 조절 수단(71)이 형성된 처리 용기(40)에 있어서 설정 온도를 90℃로 하고, 그 외의 조건은 실시예 1과 동일하게 하여, 처리 용기(40)의 덮개체(42)의 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3)의 온도를 소정 시간마다 측정하고, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부(P5)에 형성되는 간극의 크기에 대하여 측정하였다.
이 온도의 측정 데이터를 표 3에 실시예 1, 표 4에 실시예 2에 대하여 각각 나타내고, 이 측정 데이터에 의거한 온도의 경시 변화를 도 15, 간극의 크기의 경시 변화를 도 16에 각각 나타낸다.
Figure 112007062716216-PAT00003
Figure 112007062716216-PAT00004
여기서 도 15에 있어서는, 실시예 1에 대해서는 중앙부(P1)는 ○, 접합 모서리부(P3)는 ●, 실시예 2에 대해서는 중앙부(P1)는 □, 접합 모서리부(P3)는 ■에 의하여 각각의 측정 데이터를 나타내고, 도 15에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 온도를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 16에 있어서는 실시예 1에 대해서는 ○에 의하여, 실시예 2에 대해서는 □에 의하여 각각 나타내고, 도 16에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 간극의 크기를 각각 나타내고 있다.
(실험 결과)
그 결과, 덮개체(42)의 온도는 실시예 1에 대해서는 접합 모서리부(P3) 쪽이 중앙부(P1)보다 높으나, 실시예 2에 대해서는 중앙부(P1) 쪽이 접합 모서리부(P3)보다 높다는 것이 확인되었다. 또, 상기 온도 분포는 실시예 1이 -7.32%, 실시예 2는 7.64%이며, 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이에 형성되는 간극에 대해서는, 실시예 1에서는 0.62㎜ 정도가 되어, 설정 온도 60℃인 경우에 비하여 커지나, 실시예 2에서는 0.41㎜ 정도가 되어, 실시예 2 쪽이 보다 작아진다는 것이 확인되었다. 이와 같이 실시예 2에서는 설정 온도가 90℃로 높은 경우이더라도, 설정 온도 60℃인 경우의 비교예보다 상기 간극은 작아, 진공 파괴나 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이의 전기적 접촉의 악화가 발생하기 어렵다는 것이 이해된다.
또, 실시예 2에서는 덮개체(42)의 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3)와의 온도차는 실시예 1보다 다소 커지기는 하나, 상기 접합 모서리부의 간극이 실시예 1보다 작기 때문에, 실시예 2와 같이 덮개체(42)의 중앙부(P1)의 온도를 접합 모서리부(P3)의 온도보다 높아지는 상태에서 처리 용기(40)를 가열함으로써, 온도 분포에 관계없이 상기 간극을 보다 작게 할 수 있다는 것이 확인되었다.
3. 설정 온도가 120℃인 경우의 처리 용기(40)의 간극의 크기에 대하여
(실시예 2)
도 9에 도시한 온도 조절 수단(71)이 형성된 처리 용기(40)에 있어서 설정 온도를 120℃로 하고, 그 외의 조건은 설정 온도가 90℃인 경우의 실시예 2와 동일하게 하여, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부(P5)에 형성되는 간극의 크기에 대하여 측정하였다.
(실시예 3)
도 10에 도시한 온도 조절 수단(73)이 형성된 처리 용기(40)에 있어서 설정 온도를 120℃로 하고, 그 외의 조건은 이미 서술한 실시예 2와 동일하게 하여, 처리 용기(40)의 덮개체(42)의 중앙부(P1)와 접합 모서리부(P3)의 온도를 소정 시간마다 측정하고, 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부(P5)에 형성되는 간극의 크기에 대하여 측정하였다.
이 실시예 3의 온도의 측정 데이터를 표 5에, 이 측정 데이터에 의거한 온도의 경시 변화를 도 17, 실시예 2와 실시예 3의 간극의 크기의 경시 변화를 도 18에 각각 나타낸다.
Figure 112007062716216-PAT00005
여기서 도 17에 있어서는, 중앙부(P1)에 대해서는 ◇, 접합 모서리부(P3)에 대해서는 ◆에 의하여 각각의 측정 데이터를 나타내고, 도 17에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 온도를 각각 나타내고 있다. 또한, 도 18에 있어서는 실시예 2에 대해서는 □에 의하여, 실시예 3에 대해서는 ◇에 의하여 각각 나타내고, 도 18에 있어서 가로축은 경과 시간, 세로축은 간극의 크기를 각각 나타내고 있다.
(실험 결과)
그 결과, 실시예 3에 있어서의 덮개체(42)의 온도에 대해서는 중앙부(P1) 쪽이 접합 모서리부(P3)보다 높은 상태에서 승온되어 가고, 양자 모두 처리 용기(40)의 가열을 개시한 직후에는 급격하게 높아져 가나, 그 후에는 점차로 안정되는 것이 확인되고, 온도 분포는 18.4%였다.
또, 간극의 크기에 대해서는 실시예 2에 대해서는 시간의 경과와 함께 점차로 수속되고, 0.7㎜ 정도의 크기에서 안정되나, 분명히 설정 온도 90℃에 비하여 간극은 크고, 처리 용기(40)의 가열을 개시한 직후에는 급격하게 커지고 있다. 한편, 실시예 3에 대해서는 처리 용기(40)의 가열을 개시하고 나서 서서히 간극이 커지고는 있으나, 0.6㎜ 정도의 크기에서 안정되는 것이 확인되었다. 이 실험 결과에 의해서도 덮개체(42)의 중앙부(P1)의 온도를 접합 모서리부(P3)의 온도보다 높아지는 상태에서 처리 용기(40)를 가열함으로써, 온도 분포에 관계없이 상기 간극을 보다 작게 할 수 있다는 것이 이해된다.
이에 의하여 실시예 3의 온도 조절 수단을 이용하여 처리 용기(40)를 가열함으로써, 설정 온도가 120℃로 상당히 높은 처리에 있어서도 진공 파괴나 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이의 전기적 접촉의 악화가 발생하기 어렵다는 것이 이해된다.
4. 고찰
이상의 실험에서, 처리 용기(40)의 덮개체(42)와 용기 본체(41)와의 접합 모서리부에 형성되는 간극은 실시예 3(도 10)의 온도 조절 수단(73)을 이용한 경우가 가장 작아지고, 이어서 실시예 2(도 9)의 온도 조절 수단(71), 실시예 1(도 8)의 온도 조절 수단(5)의 순서대로 작아진다는 것이 확인되었다. 이것으로부터, 처리 용기(40)의 승온시에는, 상기 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부(P1)의 온도가, 상기 접합 모서리부(P3)의 외면의 온도보다 높은 조건이면, 상기 덮개체(42)와 용기 본체(41) 사이에 형성되는 간극을 좁힐 수 있는 것, 또한 상기 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부(P1)의 온도가, 상기 접합 모서리부(P3)의 외면의 온도보다 낮더라도, 처리 용기(40)의 승온시에 있어서, 상기 덮개체(42)의 천장 외면의 중앙부(P1)의 온도와, 상기 접합 모서리부(P3)의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되는 조건이면, 종래에 비하여 상기 간극이 좁혀진다는 것이 이해되었다.
이상에 있어서 본 발명의 진공 처리 장치는 에칭 처리 뿐만 아니라, 애싱이나 CVD 등, 다른 진공 처리를 행하는 처리에 적용할 수 있다. 또, 진공 처리는 반드시 플라즈마 처리에 한정되는 것이 아니라, 다른 가스 처리이더라도 상관없고 가스 처리 이외의 진공 처리이더라도 상관없다.
도 1은 본 발명의 진공 처리 장치를 구비한 진공 처리 시스템의 개관을 도시한 사시도,
도 2는 상기 진공 처리 시스템을 도시한 수평 단면도,
도 3은 상기 진공 처리 시스템에 설치되는 본 발명의 일 실시형태에 관련된 에칭 처리 장치를 도시한 단면도,
도 4는 상기 에칭 처리 장치의 용기 본체의 덮개체와의 접합면을 도시한 평면도,
도 5는 상기 에칭 처리 장치에 있어서, 용기 본체에 대하여 덮개체를 착탈하는 모습을 도시한 사시도,
도 6은 상기 에칭 처리 장치에 있어서, 덮개체의 중앙부와 접합 모서리부를 설명하기 위한 사시도,
도 7은 상기 에칭 처리 장치의 처리 용기에 있어서 간극이 형성되는 모습을 도시한 사시도,
도 8은 상기 에칭 처리 장치의 처리 용기에 설치되는 온도 조절 수단의 일 실시형태를 도시한 사시도와 평면도,
도 9는 상기 온도 조절 수단의 다른 실시형태를 도시한 사시도,
도 10은 상기 온도 조절 수단의 또 다른 실시형태를 도시한 사시도,
도 11은 상기 온도 조절 수단의 또 다른 실시형태를 도시한 사시도와 단면도,
도 12는 상기 에칭 처리 장치의 처리 용기의 다른 실시형태를 도시한 사시도,
도 13은 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 1과 비교예 1의 온도 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 14는 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 1과 비교예 1의 간극의 크기의 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 15는 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 1과 실시예 2의 온도 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 16은 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 1과 실시예 2의 간극의 크기의 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 17은 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 3의 온도 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 18은 본 발명의 효과를 확인하기 위하여 행한 실시예 2와 실시예 3의 간극의 크기의 측정 데이터를 도시한 특성도,
도 19는 종래의 에칭 처리 장치를 도시한 단면도,
도 20은 종래의 에칭 처리 장치의 처리 챔버에 설치된 온도 조절 수단을 도시한 사시도,
도 21은 종래의 에칭 처리 장치의 처리 챔버에 형성되는 간극을 도시한 사시도,
도 22는 종래의 에칭 처리 장치의 처리 챔버에 있어서 간극이 형성되는 모습 을 도시한 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
4 : 에칭 처리 장치 40 : 처리 용기
41 : 용기 본체 42 : 덮개체
44 : 탑재대 46 : 진공 배기 수단
47 : 시일 부재 48 : 실드 스파이럴
5, 71, 73 : 온도 조절 수단 51, 72, 74 : 제 1 온도 조절 유로
52 : 제 2 온도 조절 유로 53 : 온도 조절 유체 공급부
6 : 처리 가스 공급부 81, 82 : 가열 수단
83, 84 : 플레이트 P1 : 덮개체의 중앙부
P2∼P5 : 덮개체의 접합 모서리부 L3∼L6 : 처리 용기의 측벽 모서리부
S : FPD 기판

Claims (12)

  1. 그 내부에 기판이 유지되고, 일단측이 개구되는 용기 본체와, 이 용기 본체의 개구부를 폐쇄하도록 착탈 가능하게 설치된 덮개체를 구비하고, 그 내부에 있어서 기판에 대하여 진공 처리가 행해지는 각진 통 형상의 처리 용기와,
    이 처리 용기를 가열하기 위하여, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 온도 조절 수단과,
    상기 처리 용기의 내부를 진공 배기하기 위한 진공 배기 수단을 구비하며,
    상기 온도 조절 수단은 상기 처리 용기의 승온시에 있어서 상기 덮개체 및 용기 본체의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가 처리 용기의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 용기를 설정 온도까지 가열할 때에, 처리 용기의 승온시에 있어서, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가, 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 경우에는, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 외면의 중앙부의 온도와, 상기 측벽 모서리부에 있어서의 덮개체와 용기 본체와의 접합부의 외 면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부의 내부에, 상기 처리 용기의 측벽 모서리부를 우회하도록 형성된 온도 조절 유로와, 이 온도 조절 유로에 설정 온도로 조정된 온도 조절 유체를 통류시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은, 상기 처리 용기의 온도 조절 수단이 설치되는 면부 이외의 측벽부에, 해당 측벽부를 주회하도록 형성된 온도 조절 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 형성된 모든 온도 조절 유로는 하나의 연속된 유로인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 형성된 온도 조절 유로는 분기한 복수의 유로를 갖는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조절 수단은 상기 덮개체 및/또는 용기 본체에 있어서의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면부의 한쪽은 덮개체의 천장부이며, 다른 쪽은 용기 본체의 바닥부인 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 용기의 내부에, 각형의 기판을 탑재하기 위한 탑재대와,
    상기 기판에 대하여 플라즈마 처리를 행하기 위한, 상기 처리 용기의 내부에 플라즈마를 발생시키기 위한 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    진공 처리 장치.
  10. 일단측이 개구되는 용기 본체와, 이 용기 본체의 개구부를 폐쇄하도록 착탈 가능하게 설치된 덮개체를 구비한 각진 통 형상의 처리 용기의 내부에서, 기판에 대하여 진공 처리를 행하는 진공 처리 방법에 있어서,
    상기 용기 본체의 내부에서 기판을 유지하는 공정과,
    그 내부에 기판이 유지된 처리 용기를 진공 배기하는 공정과,
    상기 처리 용기의 승온시에 있어서, 상기 덮개체 및 용기 본체의 접합부에 있어서의 휘어짐을 억제하기 위하여, 상기 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면부에 설치된 온도 조절 수단에 의하여, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가, 처리 용기의 측벽 모서리부의 온도보다 높거나, 또는 상기 온도 조절 수단이 설치된 면의 중앙부의 온도가 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮아지도록 상기 처리 용기를 가열하는 공정과,
    진공 배기되어, 가열된 처리 용기의 내부에 있어서, 기판에 대하여 진공 처리를 행하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리 용기를 설정 온도까지 가열할 때에, 처리 용기의 승온시에 있어 서, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 중앙부의 온도가, 상기 측벽 모서리부의 온도보다 약간 낮은 경우에는, 상기 온도 조절 수단이 설치된 면부의 외면의 중앙부의 온도와, 상기 측벽 모서리부에 있어서의 덮개체와 용기 본체와의 접합부의 외면의 온도의 차이의 평균값이 상기 설정 온도의 9% 미만이 되는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 덮개체 및/또는 용기 본체의 상기 개구부에 대향하는 면의 내부에, 상기 처리 용기의 측벽 모서리부를 우회하도록 형성된 온도 조절 유로와, 이 온도 조절 유로에 설정 온도로 조정된 온도 조절 유체를 통류시키는 수단을 포함하는 온도 조절 수단에 의하여 처리 용기를 가열하는 것을 특징으로 하는
    진공 처리 방법.
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