KR20130141418A - 링 형상 실드 부재, 그 구성부품 및 링 형상 실드 부재를 구비한 기판 탑재대 - Google Patents

링 형상 실드 부재, 그 구성부품 및 링 형상 실드 부재를 구비한 기판 탑재대 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는, 링 형상 실드 부재의 구성부품과 기판 탑재대 사이의 간극의 발생을 방지하는 동시에, 구성부품의 파손을 방지할 수 있는 링 형상 실드 부재를 제공하는 것이다.
실드 링(15)은 4개의 링 구성부품(41 내지 44)으로 이루어지고, 각 링 구성부품(41 내지 44)의 길이방향에 관한 고정단에는 전방위 이동 규제부(45)가 마련되고, 일방향 이동 허용부(46)가 전방위 이동 규제부(45)로부터 이격되어 마련되며, 예를 들면, 하나의 링 구성부품(41)의 고정단(41a)의 단면이, 인접하는 다른 링 구성부품(43)의 자유단(43b)의 측면에 접촉하고, 하나의 링 구성부품(41)의 자유단(41b)의 측면이, 인접하는 다른 링 구성부품(44)의 고정단(44a)의 단면에 접촉하도록, 각 링 구성부품(41 내지 44)이 조립되어 있다.

Description

링 형상 실드 부재, 그 구성부품 및 링 형상 실드 부재를 구비한 기판 탑재대{RING-SHAPED SHIELD MEMBER, COMPONENTS THEREOF AND SUBSTRATE MOUNTING TABLE COMPRISING RING-SHAPED SHIELD MEMBER}
본 발명은 처리실 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대에 적용되는 링 형상 실드 부재, 그 구성부품 및 링 형상 실드 부재를 구비한 기판 탑재대에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD)를 비롯한 FPD(Flat Panel Display)의 제조 공정에 있어서, 유리 기판 등의 각종 기판에 대하여 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치가 알려져 있다.
이와 같은 기판 처리 장치는, 처리실[이하,「챔버」라 함] 내에서 기판을 탑재하는 기판 탑재대와, 해당 기판 탑재대와 처리 공간을 구획하여 대향하도록 배치된 상부 전극을 갖고, 기판 탑재대에 플라즈마 생성용의 고주파 전력(RF)이 공급되어 해당 기판 탑재대가 하부 전극으로서 기능하고, 챔버 내의 처리 공간에 도입된 처리 가스로부터 플라즈마가 생성되며, 생성된 플라즈마를 이용하여 기판 탑재대에 탑재된 기판에 대하여 소정의 플라즈마 처리가 실시된다.
통상, 기판 탑재대의 기판 탑재면은 직사각형을 나타내고, 그 외주부에는, 플라즈마의 포커스성의 향상 및 전기적 절연성을 확보하기 위해서, 링 형상 실드 부재로서의 실드 링이 배치되어 있다. 실드 링은, 알루미나(Al2O3) 등의 절연성의 세라믹스로 구성되어 있으며, 기판 탑재대의 기재에 볼트에 의해서 고정된다. 실드 링은, 직사각형의 기판 탑재면을 둘러싸는 직사각형의 환상체이며, 또한 최근의 산업계의 요청 등에 따라 처리 기판이 대형화되어 있기 때문에, 일체 성형이 곤란하고, 통상, 복수의 구성 부재의 조립에 의해서 형성되어 있다.
도 13은 종래의 실드 링의 구성을 도시하는 평면도이다.
도 13에 있어서, 하부 전극(기판 탑재대)(100)에 있어서의 직사각형의 기판 탑재면(106)의 주위를 둘러싸도록 실드 링(105)이 배치되어 있다. 실드 링(105)은, 평면도 상 대략 L자 형상의 4개의 링 구성부품(101 내지 104)의 조립체이다. 각 링 구성부품(101 내지 104)은, 각각 L자 형상의 코너부의 근방과, 해당 코너부에 연달아 설치된 장척부의 선단부 근방의 2개소에 볼트 구멍(107)을 갖고, 각 링 구성부품(101 내지 104)은, 볼트 구멍(107)에 장착된 고정 볼트에 의해서 하부 전극(100)의 기판 탑재면(106)의 주위를 구성하는 플랜지부에 고정되어 있다.
그런데, 실드 링(105)은, 처리 목적에 따라 가열되는 하부 전극(100)으로부터의 전열 및 플라즈마의 연속 조사 등에 의해서 가열되어 열 팽창 한다. 이 때, 인접하는 링 구성부품 상호의 접촉면에 있어서, 한쪽의 링 구성부품이 다른쪽의 링 구성부품을 도면 중 흰색 화살표로 나타내는 방향으로 누른다. 이 때, 다른쪽의 링 구성부품은 볼트 구멍(107)과 고정 볼트(도시하지 않음)의 클리어런스 분 만큼, 도면 중 흰색 화살표로 나타내는 방향으로 변위하므로, 실드 링(105)과 하부 전극(100) 사이에 간극이 생기는 일이 있다.
실드 링(105)과 하부 전극(100) 사이에 간극이 생기면, 이 간극에 플라즈마가 진입하고, 예를 들면, 하부 전극(100)의 세라믹스 용사가 절삭되어 기재가 노출되어, 하부 전극(100)에 있어서의 이상 방전(아킹) 또는 부식(erosion)이 발생하는 원인이 된다.
상술한 실드 링(105)과 하부 전극(100) 사이의 간극의 발생을 방지하기 위해서, 인접하는 링 구성부품을 끌어당기도록 부세하는 부세 부재를 마련한 링 구성부품이나, 각 링 구성부품(101 내지 104)을 하부 전극(100)의 중심부를 향해 부세하는 부세 부재를 마련한 실드 링이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제 2008-311298 호 공보
그렇지만, 실드 링(105)을 구성하는 각 링 구성부품(101 내지 104)에 대하여 특정의 방향으로 작용하는 작용력을 부여하기 위한 부세 부재를 조립하는 것은, 반드시 용이하지 않다. 한편, 열 팽창에 의한 변형, 이동을 방지하기 위해서, 각 링 구성부품(101 내지 104)을 하부 전극(100)의 기재에 고정하는 고정 볼트의 체결력을 크게 하면, 하부 전극(100)의 기재에의 체결 시 또는 열 팽창시에 있어서 각 링 구성부품(101 내지 104)이 파손되기 쉬워진다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 링 형상 실드 부재의 구성부품과 기판 탑재대 사이의 간극의 발생을 방지하는 동시에, 구성부품의 파손을 방지할 수 있는 링 형상 실드 부재, 그 구성부품 및 링 형상 실드 부재를 구비한 기판 탑재대를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 1 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품은, 직사각형의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 내에서 상기 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 직사각형의 탑재면의 주위를 둘러싸도록 마련된 링 형상 실드 부재의 구성부품에 있어서, 상기 직사각형의 탑재면의 한 변을 따라서 배치되는 절연성의 장척체로 이루어지고, 해당 장척체의 길이방향에 관한 일단에 마련되어 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하는 제 1 이동 규제부와, 상기 제 1 이동 규제부로부터 상기 길이방향으로 이격되어 마련되어 상기 구성부품의 상기 길이방향 이외의 이동을 규제하는 제 2 이동 규제부와, 상기 구성부품을 상기 기판 탑재대에 체결하는 적어도 1개의 체결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 2 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품은, 제 1 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품에 있어서, 상기 제 1 이동 규제부는, 원통 형상의 제 1 칼라와, 해당 제 1 칼라가 유격 끼워맞춤되고, 해당 유격 끼워맞춤된 제 1 칼라의 중심축에 수직인 면에 관하여 원형의 단면을 갖는 제 1 칼라 구멍과, 해당 제 1 칼라 구멍에 유격 끼워맞춤된 상기 제 1 칼라를 상기 기판 탑재대를 향해 가압하는 제 1 볼트를 갖고, 상기 제 1 칼라의 측면과 상기 제 1 칼라 구멍의 측면의 간극은, 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하도록 작게 설정되며, 상기 제 2 이동 규제부는, 원통 형상의 제 2 칼라와, 해당 제 2 칼라가 유격 끼워맞춤되고, 해당 유격 끼워맞춤된 제 2 칼라의 중심축에 수직인 면에 관하여 타원형의 단면을 갖는 제 2 칼라 구멍과 해당 제 2 칼라 구멍에 유격 끼워맞춤된 상기 제 2 칼라를 상기 기판 탑재대를 향하여 가압하는 제 2 볼트를 갖고, 상기 제 2 칼라 구멍에 있어서의 상기 타원형의 단면의 장경은 상기 길이방향을 따르는 것을 특징으로 한다.
제 3 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품은, 제 1 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품에 있어서, 상기 제 1 이동 규제부는, 상기 기판 탑재대에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 제 1 가이드와, 해당 제 1 가이드가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 제 1 가이드 구멍을 갖고, 상기 제 1 가이드의 각 측면과 상기 제 1 가이드 구멍의 각 측면과의 간극은, 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하도록 작게 설정되고, 상기 제 2 이동 규제부는, 상기 기판 탑재대에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 제 2 가이드와, 해당 제 2 가이드가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 제 2 가이드 구멍을 갖고, 상기 제 2 가이드 구멍의 상기 길이방향에 관한 길이는, 상기 제 2 가이드의 상기 길이방향에 관한 길이보다 크게 설정되는 것을 특징으로 한다.
제 4 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품은, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품에 있어서, 상기 장척체는, 상기 길이방향을 따라서 제 1 장척부 및 제 2 장척부로 분할되고, 상기 제 1 이동 규제부는 상기 제 1 장척부의 상기 길이방향에 관한 일단에 마련되며, 상기 제 2 이동 규제부는 상기 제 2 장척부에 마련되고, 상기 제 1 장척부의 상기 길이방향에 관한 타단은, 상기 제 2 장척부의 상기 길이방향에 관한 일단과 접촉하며, 상기 제 1 장척부 및 상기 제 2 장척부는 각각 상기 체결부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제 5 항에 기재된 링 형상 실드 부재는, 상기 제 1 장척부 및 상기 제 2 장척부는 서로 접합되고, 상기 제 1 장척부 및 상기 제 2 장척부의 연결부에 상기 제 1 장척부 및 상기 제 2 장척부의 상대 위치 어긋남을 방지하는 위치 어긋남 방지 기구를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 6 항에 기재된 링 형상 실드 부재는, 직사각형의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 내에서 상기 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 직사각형의 탑재면의 주위를 둘러싸도록 배치되는 링 형상 실드 부재에 있어서, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품의 조립체로 이루어지고, 하나의 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 일단의 단면이, 인접하는 다른 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 타단의 측면에 접촉하며, 상기 하나의 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 타단의 측면이, 상기 인접하는 다른 상기 구성부품과는 다른 인접하는 다른 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 일단의 단면에 접촉하도록, 각 상기 구성부품이 조립되어 있는 것을 특징으로 한다.
제 7 항에 기재된 링 형상 실드 부재는, 제 6 항에 기재된 링 형상 실드 부재에 있어서, 상기 직사각형의 탑재면의 각 코너부에는 각각 평면에 의한 면취 처리가 실시되고, 각 상기 코너부에 있어서의 면취면과, 하나의 상기 구성부품의 일단의 단면 및 인접하는 다른 상기 구성부품의 타단의 측면의 접합부로 구성되는 삼각기둥 형상의 간극을 메우는 삼각기둥 형상의 간극 끼워맞춤 부재를 상기 구성부품과는 별도로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 제 8 항에 기재된 기판 탑재대는, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 링 형상 실드 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 링 형상 실드 부재의 구성부품을 구성하는 장척체가 적어도 1개의 체결부에 의해서 기판 탑재대에 체결되는 한편, 제 1 이동 규제부에 의해서 구성부품의 전방위의 이동이 규제되고, 제 2 이동 규제부에 의해서 구성부품의 길이방향 이외의 이동이 규제되므로, 구성부품의 변형, 이동을 방지하기 위해서 체결부의 체결력을 크게 할 필요가 없다. 또한, 구성부품은 제 1 이동 규제부를 기점으로 하여 장척체의 길이방향으로 변형, 이동할 수 있으므로, 열 팽창에 의한 내부 응력이 높아지는 일이 없다. 이것에 의해, 구성부품의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 구성부품의 길이방향에 관한 일단의 단면이, 인접하는 다른 구성부품의 길이방향에 관한 타단의 측면에 접촉하고, 하나의 구성부품의 타단의 측면이, 인접하는 다른 구성부품과는 다른 인접하는 다른 구성부품의 길이방향에 관한 일단의 단면에 접촉하도록, 구성부품이 조립되어 있으므로, 하나의 구성부품의 타단의 단면이 인접하는 다른 구성부품과 접촉하는 일이 없으며, 하나의 구성부품이 열 팽창에 의해서 일단에 마련된 제 1 이동 규제부를 기점으로 하여 장척체의 길이방향으로 변형, 이동할 때, 하나의 구성부품의 타단의 단면이 인접하는 다른 구성부품을 누르는 일이 없다.
또한, 하나의 구성부품의 타단의 단면이 인접하는 다른 구성부품과 접촉하는 일이 없는 것은, 하나의 구성부품과 인접하는 다른 구성부품과의 위치 관계에 있어서도 마찬가지이며, 하나의 구성부품의 일단의 단면이 인접하는 다른 구성부품에 의해서 밀리는 일이 없다. 　
이것에 의해, 인접하는 다른 구성부품은 하나의 구성부품의 길이방향으로 이동하는 일이 없고, 하나의 구성부품은 인접하는 다른 구성부품의 길이방향으로 이동하는 일이 없다. 그 결과, 링 형상 실드 부재의 구성부품과 기판 탑재대 사이의 간극의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 링 형상 실드 부재가 적용되는 기판 탑재대를 구비한 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도,
도 2는 본 실시형태에 따른 실드 링의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2의 (a)는 평면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 II-II선을 따르는 단면도,
도 3은 도 1에 있어서의 서셉터(susceptor)의 기판 탑재면에 배치되는 간극 끼워맞춤 부재의 사시도,
도 4는 도 2에 있어서의 링 구성부품의 전방위 이동 규제부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 4의 (a)는 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 4의 (b)는 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이고, 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 있어서의 선 IV-IV을 따르는 단면도,
도 5는 도 2에 있어서의 링 구성부품의 일방향 이동 허용부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 5의 (a)는 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 5의 (b)는 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이고, 도 5의 (c)는 도 5의 (a)에 있어서의 선 V-V를 따르는 단면도,
도 6은 도 2에 있어서의 링 구성부품의 체결부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 6의 (a)는 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 6의 (b)는 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이고, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 있어서의 선 VI-VI을 따르는 단면도,
도 7은 도 2의 실드 링의 각 링 구성부품이 열 팽창한 상태를 도시하는 평면도,
도 8은 도 1에 있어서의 서셉터가 열 팽창한 상태를 도시하는 평면도,
도 9는 도 1에 있어서의 서셉터에 기판이 탑재된 상태를 도시하는 평면도,
도 10은 도 2의 본 실시형태에 따른 실드 링의 제 1 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 10의 (a)는 제 1 변형예의 평면도이며, 도 10의 (b)는 제 1 변형예에 있어서의 전방위 이동 규제부의 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이고, 도 10의 (c)는 제 1 변형예에 있어서의 전방위 이동 규제부의 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이며, 도 10의 (d)는 제 1 변형예에 있어서의 일방향 이동 허용부의 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 10의 (e)는 제 1 변형예에 있어서의 일방향 이동 허용부의 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도,
도 11은 도 2의 본 실시형태에 따른 실드 링의 제 2 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도,
도 12는 도 11에 있어서의 제 1 장척 부재 및 제 2 장척 부재의 연결부를 도시하는 도면이고, 도 12의 (a)는 연결부의 확대 평면도이며, 도 12의 (b)는 연결부의 확대 종단면도이며, 도 12의 (c)는 도 12의 (a)에 있어서의 선 XII-XII을 따르는 단면도,
도 13은 종래의 실드 링의 구성을 도시하는 평면도.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 링 형상 실드 부재가 적용되는 기판 탑재대를 구비한 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 이 기판 처리 장치는, 예를 들면, 액정 표시 장치(LCD) 제조용의 유리 기판에 소정의 플라즈마 처리를 실시한다.
도 1에 있어서, 기판 처리 장치(10)는, 예를 들면 한 변이 수 m인 직사각형의 유리 기판[이하, 단순히「기판」이라 함](G)을 수용하는 처리실(챔버)(11)을 갖고, 해당 챔버(11) 내부의 도면 중 하방에는 기판(G)을 탑재하는 기판 탑재대(서셉터)(12)가 배치되어 있다. 서셉터(12)는, 예를 들면, 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄이나 스테인리스 등으로 이루어지는 기재(13)로 구성되어 있으며, 기재(13)는 절연 부재(14)를 거쳐서 챔버(11)의 저부에 지지되어 있다. 기재(13)는 단면 볼록 형태를 나타내고 있으며, 상부 평면은 기판(G)을 탑재하는 기판 탑재면(13a)이다. 기판 탑재면(13a)는 세라믹스 용사로 덮여 있어 기재(13)가 노출되는 것을 방지한다.
기재(13)에는, 기판 탑재면(13a)의 주위를 둘러싸도록 링 형상 실드 부재로서의 실드 링(15)이 마련되어 있으며, 실드 링(15)은, 예를 들면, 알루미나 등의 절연성 세라믹스로 구성된 장척체인 링 구성부품(41 내지 44)(후술)의 조립체로 이루어진다.
기재(13)의 상부는 정전 전극판(16)을 내장하고, 정전 지퍼로서 기능한다. 정전 전극판(16)에는 직류 전원(17)이 접속되어 있으며, 정전 전극판(16)에 플러스의 직류 전압이 인가되면, 기판 탑재면(13a)에 탑재된 기판(G)에 있어서의 정전 전극판(16)측의 면[이하,「이면」이라 함]에는 마이너스 전위가 발생하고, 이것에 의해서 정전 전극판(16) 및 기판(G)의 이면의 사이에 전위 차이가 생기며, 해당 전위 차이에 기인하는 쿨롬력 또는 존슨·라벡력에 의해, 기판(G)이 기판 탑재면(13a)에 흡착 보지된다.
기재(13)의 내부에는, 기재(13) 및 기판 탑재면(13a)에 탑재된 기판(G)의 온도를 조절하기 위한 냉매 유로로 이루어지는 온도 조절 기구(도시하지 않음)가 마련되어 있다. 이 온도 조절 기구에는, 예를 들면, 냉각수나 가든(등록 상표) 등의 냉매가 순환 공급되고, 해당 냉매에 의해서 냉각된 기재(13)는 기판(G)을 냉각한다.
기재(13)의 주위에는, 해당 기재(13)의 측면을 덮는 사이드 링 형상 실드 부재로서의 절연 링(18)이 배치되어 있다. 절연 링(18)은 절연성의 세라믹스, 예를 들면 알루미나로 구성되어 있다.
챔버(11)의 저벽, 절연 부재(14) 및 기재(13)를 관통하는 관통 구멍에, 승강 핀(21)이 승강 가능하게 관통 삽입되어 있다. 승강 핀(21)은 기판 탑재면(13a)에 탑재되는 기판(G)의 반입 및 반출시에 작동하는 것이며, 기판(G)을 챔버(11) 내에 반입할 때 또는 챔버(11)로부터 반출하는 경우에는, 서셉터(12)의 상방의 반송 위치까지 상승하고, 그 이외의 경우에는 기판 탑재면(13a) 내에 매설 상태로 수용되어 있다.
기판 탑재면(13a)에는, 도시하지 않은 복수의 전열 가스 공급 구멍이 개구되어 있다. 복수의 전열 가스 공급 구멍은 전열 가스로서 예를 들면 헬륨(He) 가스를 기판 탑재면(13a) 및 기판(G)의 이면의 간극에 공급한다. 기판 탑재면(13a) 및 기판(G)의 이면의 간극에 공급된 헬륨 가스는 기판(G)의 열을 서셉터(12)에 효과적으로 전달한다.
서셉터(12)의 기재(13)에는, 고주파 전력을 공급하기 위한 고주파 전원(23)이 정합기(24)를 거쳐서 접속되어 있다. 고주파 전원(23)으로부터는, 예를 들면 13.56 MHz의 고주파 전력이 기재(13)에 공급되며, 서셉터(12)는 하부 전극으로서 기능한다. 정합기(24)는, 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 서셉터(12)에의 공급 효율을 최대로 한다.
기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(11)의 내측벽과 서셉터(12)의 측면에 의해서 측방 배기로(26)가 형성된다. 이 측방 배기로(26)는 배기관(27)을 거쳐서 배기 장치(28)에 접속되어 있다. 배기 장치(28)로서의 TMP(Turbo Molecular Pump), DP(Dry Pump)나 MBP(Mechanical Booster Pump)(함께 도시하지 않음)는 챔버(11) 내를 진공 흡인 감압한다. 구체적으로는, DP 혹은 MBP는 챔버(11) 내를 대기압으로부터 중진공 상태[예를 들면, 1.3×10Pa(0.1 Torr) 이하]까지 감압하고, TMP는 DP 또는 MBP와 협동하여 챔버(11) 내를 중진공 상태보다 낮은 압력인 고진공 상태[예를 들면, 1.3×10-3 Pa(1.0×10－5 Torr) 이하]까지 감압한다. 또한, 챔버(11) 내의 압력은 APC 밸브(도시하지 않음)에 의해서 제어된다.
챔버(11)의 천정 부분에는, 서셉터(12)와 대향하도록 샤워 헤드(30)가 배치되어 있다. 샤워 헤드(30)는 내부 공간(31)을 갖는 동시에, 서셉터(12) 사이의 처리 공간(S)에 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 구멍(32)을 갖는다. 샤워 헤드(30)는 접지되어 있으며, 하부 전극으로서 기능하는 서셉터(12)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성한다.
또한, 샤워 헤드(30)는, 가스 공급관(36)을 거쳐서 처리 가스 공급원(39)에 접속되어 있다. 가스 공급관(36)에는, 개폐 밸브(37) 및 매스 플로우 컨트롤러(38)가 마련되어 있다. 또한, 처리 챔버(11)의 측벽에는 기판 반입 출구(34)가 마련되어 있으며, 이 기판 반입 출구(34)는 게이트 밸브(35)에 의해서 개폐 가능하게 되어 있다. 그리고, 이 게이트 밸브(35)를 거쳐서 처리 대상인 기판(G)이 반출입된다.
기판 처리 장치(10)에서는, 처리 가스 공급원(39)으로부터 처리 가스 도입관(36)을 거쳐서 처리 가스가 공급된다. 공급된 처리 가스는, 샤워 헤드(30)의 내부 공간(31) 및 가스 구멍(32)을 거쳐서 챔버(11)의 처리 공간(S)에 도입되고, 해당 도입된 처리 가스는, 고주파 전원(23)으로부터 서셉터(12)를 거쳐서 처리 공간(S)에 인가되는 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 의해서 여기되어 플라즈마가 된다. 플라즈마 중의 이온은, 기판(G)을 향해 인입되며, 기판(G)에 대하여 소정의 플라즈마 처리를 실시한다.
기판 처리 장치(10)의 각 구성부품의 동작은, 기판 처리 장치(10)가 구비한 제어부(도시하지 않는다)의 CPU가 플라즈마 에칭 처리에 대응하는 프로그램을 따라 제어한다.
도 2는 본 실시형태에 따른 실드 링의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 2의 (a)는 평면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 있어서의 II-II 선을 따르는 단면도이다.
도 2의 (a)에 있어서, 실드 링(15)은, 하부 전극으로서 기능하는 서셉터(12)의 직사각형의 기판 탑재면(13a)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있으며, 직사각형의 기판 탑재면(13a)의 대향하는 2개의 단변을 따라서 각각 배치된 직방체 형상의 장척체로 이루어지는 링 구성부품(41, 42)과 대향하는 2개의 장변을 따라서 각각 배치된 직방체 형상의 장척체로 이루어지는 링 구성부품(43, 44)의 조립체로 구성되어 있다.
각 링 구성부품(41 내지 44)은 장척체의 길이방향[이하, 단순히 「길이방향」이라 함]에 관한 일단[이하,「고정단」이라 함](41a 내지 44a)에 마련되는 전방위 이동 규제부(45)(제 1 이동 규제부)와, 해당 전방위 이동 규제부(45)로부터 길이방향으로 이격되어 마련되는 일방향 이동 허용부(46)(제 2 이동 규제부)와 길이방향을 따라서 마련되는 2개의 체결부(47)를 갖는다. 일방향 이동 허용부(46) 및 체결부(47) 모두 전방위 이동 규제부(45)로부터 길이방향으로 이격되어 마련되면, 특히, 설치 위치에 관하여 제한은 없지만, 각 링 구성부품(41 내지 44)을 확실히 길이방향으로 이동시키는 관점에서는, 일방향 이동 허용부(46)는 가능한 한 전방위 이동 규제부(45)로부터 멀어지게 하여 마련하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 장척체의 길이방향에 관한 타단[이하, 「자유단」이라 함](41b 내지 44b)에 마련하여도 좋다.
실드 링(15)에서는, 링 구성부품(41)의 고정단(41a)의 단면은, 인접하는 다른 링 구성부품(43)의 자유단(43b)의 측면에 접촉하고, 자유단(41b)의 측면이 인접하는 다른 링 구성부품(44)의 고정단(44a)의 단면에 접촉하도록, 링 구성부품(41)이 배치되어 있다. 한편, 자유단(41b)의 단면은 링 구성부품(44)의 고정단(44a)에 접촉하는 일이 없다. 본 실시형태에서는, 각 링 구성부품(42 내지 44)도 각각 인접하는 다른 링 구성부품(44, 42, 41)과의 위치 관계에 있어서 링 구성부품(41)과 동일하게 배치되어 있으며, 링 구성부품(42) 및 (44)는, 각각 기판 탑재면(13a)의 중심점에 관하여 링 구성부품(41) 및 (43)과 점 대상이 되도록 배치되어 있다.
도 2의 (b)에 있어서, 서셉터(12)의 기재(13)는 단면 볼록 상태를 나타내고 있으며, 해당 단면 볼록 형상체의 상부 평면이 기판 탑재면(13a)이 되고, 단차부 표면이 플랜지부(13b)가 된다.
또한, 기판 탑재면(13a)의 각 코너부에는 각각 평면에 의한 면취 처리가 실시되며, 이것에 의해, 예를 들면, 기판 탑재면(13a) 중 하나의 코너부에 있어서의 면취면과, 링 구성부품(41)의 고정단(41a)의 단면 및 인접하는 링 구성부품(43)의 자유단(43b)의 측면의 접합부 사이에는 삼각기둥 형상의 간극이 형성되며, 해당 간극에는, 도 3에 도시하는 단면이 직각 삼각형을 나타내는 삼각기둥 형상의 간극 끼워맞춤 부재(48)가 유격 끼워맞춤되어 있다. 기판 탑재면(13a)의 나머지의 각 코너부에도 동일한 삼각기둥 형상의 간극이 형성되고, 각 간극에도 간극 끼워맞춤 부재(48)가 유격 끼워맞춤되어 있다.
도 4는 도 2에 있어서의 링 구성부품의 전방위 이동 규제부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 4의 (a)는 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 4의 (b)는 길이방향에 관한 단면도이며, 도 4의 (c)는 도 4의 (a)에 있어서의 선 IV-IV를 따르는 단면도이다.
도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)에 있어서, 전방위 이동 규제부(45)는, 예를 들면, 링 구성부품(41)을 도 4의 (a), 도 4의 (b) 중의 상방으로부터 절삭하여 형성된 원형의 스폿 페이스(45a)와 해당 스폿 페이스(45a)의 중심에서 링 구성부품(41)을 두께 방향으로 관통하는 원기둥 형상 공간으로 이루어지는 칼라 구멍(45b)(제 1 칼라 구멍)과, 해당 칼라 구멍(45b)에 유격 끼워맞춤되는 원통 형상의 칼라(45c)(제 1 칼라)와, 해당 칼라(45c)의 내부에 삽입되는 동시에, 칼라(45c)를 플랜지부(13b)를 향하여 가압하는 볼트(45d)(제 1 볼트)를 갖는다. 링 구성부품(42 내지 44)의 전방위 이동 규제부(45)도 동일한 구성을 갖는다.
전방위 이동 규제부(45)에서는, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 칼라 구멍(45b)이 칼라(45c)의 중심 축에 수직인 면에 관하여 원형의 단면을 갖고, 칼라(45c)의 측면과 칼라 구멍(45b)의 측면의 간극은 전방위에 걸쳐 거의 일정값으로 설정된다. 본 실시형태에서는, 칼라(45c)의 측면과 칼라 구멍(45b)의 측면의 간극은, 링 구성부품(41)의 전방위의 이동을 규제하도록 작게 설정된다. 구체적으로는, 해당 간극은, 예를 들면, 0.01 내지 0.2mm(직경 방향의 양측의 합계로 0.02 내지 0.4mm)로 설정되기 때문에, 링 구성부품(41)은 전방위 이동 규제부(45)의 근방에서 대부분 이동할 수 없다.
도 5는 도 2에 있어서의 링 구성부품의 일방향 이동 허용부의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이고, 도 5의 (a)는 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 5의 (b)는 길이방향에 관한 단면도이고, 도 5의 (c)는 도 5의 (a)에 있어서의 선 V-V를 따르는 단면도이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)에 있어서, 일방향 이동 허용부(46)는, 예를 들면, 링 구성부품(41)을 도 5의 (a), 도 5의 (b) 중의 상방으로부터 절삭하여 형성된 원형의 스폿 페이스(46a)와 해당 스폿 페이스(46a)의 중심에서 링 구성부품(41)을 두께 방향으로 관통하는 칼라 구멍(46b)(제 2 칼라 구멍)과 해당 칼라 구멍(46b)에 유격 끼워맞춤되는 원통 형상의 칼라(46c)(제 2 칼라)와, 해당 칼라(46c)의 내부에 삽입되는 동시에, 칼라(46c)를 플랜지부(13b)를 향하여 가압하는 볼트(46d)(제 2 볼트)를 갖는다. 링 구성부품(42 내지 44)의 일방향 이동 허용부(46)도 동일한 구성을 갖는다.
일방향 이동 허용부(46)에서는, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 칼라 구멍(46b)이 칼라(46c)의 중심 축에 수직인 면에 관하여 타원형의 단면을 갖고, 해당 타원형의 단면의 장경은 길이방향을 따르기 때문에, 길이방향에 관한 칼라(46c)의 측면과 칼라 구멍(46b)의 측면 사이에 비교적 큰 간극, 예를 들면, 볼트(46d)를 사이에 둔 양측의 간극을 균등하게 했을 경우에 있어서의 편측에서, 예를 들면, 1.5 내지 2.5mm의 간극이 생기고, 이것에 의해, 칼라 구멍(46b)이 마련된 링 구성부품(41)은 칼라(46c)에 대하여 길이방향을 따라서 상대적으로 이동 가능해진다. 한편, 길이방향에 대하여 수직인 방향[이하, 단순히 「수직 방향」이라 함]에 관하여, 칼라(46c)의 측면과 칼라 구멍(46b)의 측면의 간극은, 링 구성부품(41)의 수직 방향에의 이동을 규제하도록 작게 설정된다. 구체적으로는, 해당 간극은, 전방위 이동 규제부(45)에 있어서의 간극과 마찬가지로, 편측에서, 예를 들면, 0.01 내지 0.2mm로 설정되기 때문에, 링 구성부품(41)은 일방향 이동 허용부(46)의 근방에서 수직 방향에 관하여 대부분 이동할 수 없다. 즉, 링 구성부품(41)은 일방향 이동 허용부(46)의 근방에서 길이방향만을 따라 이동 가능해진다. 여기서, 「타원형」이란, 양단이 반원이 되는 직사각형이나 타원형 및 이것들에 유사한 장경과 단경을 갖는 도형을 의미한다. 이하에 있어서도 동일하게 한다.
이상으로부터, 본 실시형태에서는, 링 구성부품(41)이 열 팽창하는 경우, 링 구성부품(41)이 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동한다. 링 구성부품(42 내지 44)도 이와 같이 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동한다.
또한, 전방위 이동 규제부(45) 및 일방향 이동 허용부(46)에서는, 각 볼트(45d, 46d)는, 도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 칼라(45c, 46c)에 접촉해도, 스폿 페이스(45a, 46a)에 접촉하는 일은 없다. 따라서, 볼트(45d, 46d)의 체결력이 링 구성부품(41 내지 44)에 작용하는 일이 없다.
도 6은 도 2에 있어서의 링 구성부품의 체결부(47)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 6의 (a)는 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이고, 도 6의 (b)는 길이방향에 관한 단면도이며, 도 6의 (c)는 도 6의 (a)에 있어서의 선 VI-VI을 따르는 단면도이다.
도 6의 (a) 내지 도 6의 (c)에 있어서, 체결부(47)는, 예를 들면, 링 구성부품(41)을 도 6의 (a), 도 6의 (b) 중 상방으로부터 절삭하여 형성된 원형의 스폿 페이스(47a)와, 해당 스폿 페이스(47a)의 중심에서 링 구성부품(41)을 두께 방향으로 관통하는 타원형 기둥 형상 혹은 원기둥 형상의 공간으로 이루어지는 볼트 구멍(47b)과 해당 볼트 구멍(47b)의 내부에 삽입되는 동시에, 스폿 페이스(47a)를 플랜지부(13b)를 향해 가압하는 볼트(47c)를 갖는다. 체결부(47)에서는, 볼트(47c)가 스폿 페이스(47a)를 플랜지부(13b)를 향해 가압하므로, 링 구성부품(41)이 서셉터(12)의 기재(13)에 체결된다. 또한, 링 구성부품(42 내지 44)의 체결부(47)도 동일한 구성을 갖는다.
체결부(47)에서는, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 볼트 구멍(47b)이 볼트(47c)의 중심 축에 수직인 면에 관하여 타원형의 단면을 갖고, 링 구성부품(41)의 길이방향에 대하여, 간극을 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 볼트(47c)의 측면과 볼트 구멍(47b)의 측면의 간극은, 길이방향에 관하여 비교적 크게 설정되어 있으며, 구체적으로는, 해당 간극은, 볼트(47c)를 사이에 둔 양측의 간극을 균등하게 했을 경우에 있어서의 편측에서, 예를 들면, 3mm로 설정되기 때문에, 링 구성부품(41)은 체결부(47)의 근방에서 자유롭게 이동할 수 있다.
도 7은 도 2의 실드 링의 각 링 구성부품이 열 팽창한 상태를 도시하는 평면도이다.
상술한 바와 같이 열 팽창에 의해서 실드 링(15)의 링 구성 부재(41 내지 44)는 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향(도면 중 흰색 화살표로 나타내는 방향)으로 이동하지만, 실드 링(15)에서는 링 구성부품(41)의 자유단(41b)의 단면은 링 구성부품(44)의 고정단(44a)에 접촉하는 일 없이 해방되어 있으며, 마찬가지로, 링 구성부품(42)의 자유단(42b)의 단면은 링 구성부품(43)의 고정단(43a)에 접촉하는 일 없이 해방되어 있으며, 링 구성부품(43)의 자유단(43b)의 단면은, 링 구성부품(41)의 고정단(41a)에 접촉하는 일 없이 해방되어 있고, 링 구성부품(44)의 자유단(44b)의 단면은, 링 구성부품(42)의 고정단(42a)에 접촉하는 일 없이 해방되어 있기 때문에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 각 링 구성부품(41 내지 44)는 이외의 링 구성부품을 누르는 일이 없다.
도 8은 도 1에 있어서의 서셉터가 열 팽창한 상태를 도시하는 평면도이다.
도 8에 있어서, 실드 링(15)의 각 링 구성부품(41 내지 44)이 기판 탑재면(13a)의 각 변에 일대일로 접촉하도록 배치되어 있으므로, 서셉터(12)가 도면 중 흰색 화살표의 방향으로 열 팽창했을 때, 각 링 구성부품(41 내지 44)은 대응하는 기판 탑재면(13a)의 한 변만으로부터 가압력을 받는다. 따라서, 각 링 구성부품(41 내지 44)은 대응하는 기판 탑재면(13a)의 한 변의 이동과 동 방향으로 이동할 수 있으며, 각 링 구성부품(41 내지 44)과 대응하는 기판 탑재면(13a)의 한 변 사이에 간극이 발생하지 않는다. 　
또한, 서셉터(12)의 열 팽창에 수반하여, 각 링 구성부품 사이, 예를 들면 접촉하고 있던 고정단(41a)의 단면과 자유단(43b)의 측면 사이에 간극이 생기는 일이 있지만(도시하지 않음), 해당 접촉부에 있어서 래비린스 구조를 채용하는 것에 의해서 기재(13)가 노출되지 않도록 할 수 있다. 래비린스 구조는, 예를 들면, 접촉부에 있어서 고정단(41a) 및 자유단(43b)의 각각 단차를 마련하고 이 단차를 조립함으로써 구성할 수 있다.
도 9는 도 1에 있어서의 서셉터에 기판이 탑재된 상태를 도시하는 평면도이다.
서셉터(12)에서는, 기판 탑재면(13a)에 기판(G)이 탑재되었을 때, 도 9에 도시하는 바와 같이, 기판 탑재면(13a)에 대하여 기판(G)이 어긋나 해당 기판(G)의 코너부에 있어서의 노치인 오리엔테이션 플랫(49)이, 기판 탑재면(13a)의 코너부를 덮지 않는 일이 있지만, 서셉터(12)의 기판 탑재면(13a)에 있어서의 각 코너부에는 간극 끼워맞춤 부재(48)가 배치되어 있기 때문에, 기판 탑재면(13a)이 노출되는 일이 없으며, 간극 끼워맞춤 부재(48)가 노출될 뿐이다. 이것에 의해, 플라즈마에 의해서 기판 탑재면(13a)의 세라믹스 용사가 절삭되는 일이 없고, 따라서, 서셉터(12)에 있어서의 이상 방전 또는 부식이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 서셉터(12)에서는, 기판 탑재면(13a)의 모든 코너부에 간극 끼워맞춤 부재(48)가 배치되므로, 플라즈마 처리의 내용에 따라 기판(G)의 방향을 바꾸었을 경우라도, 오리엔테이션 플랫(49)의 위치에 대응하여 어느 하나의 간극 끼워맞춤 부재(48)가 존재한다. 이것에 의해, 기판 탑재면(13a)의 세라믹스 용사가 절삭되는 것을 확실히 방지할 수 있다. 만일 간극 끼워맞춤 부재(48)가 플라즈마에 의해서 소모되어도, 간극 끼워맞춤 부재(48)는 용이하게 교환할 수 있으므로, 서셉터(12)의 플라즈마 내성을 용이하게 유지할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 링 형상 실드 부재로서의 실드 링(15)에 의하면, 실드 링(15)의 각 링 구성부품(41 내지 44)을 구성하는 장척체가 체결부(47)에 의해서 서셉터(12)에 체결되지만, 전방위 이동 규제부(45)에 의해서 각 링 구성부품(41 내지 44)의 전방위의 이동이 규제되고, 일방향 이동 허용부(46)에 의해서 각 링 구성부품(41 내지 44)의 길이방향 이외의 이동이 규제되므로, 각 링 구성부품(41 내지 44)의 변형, 이동을 방지하기 위해서 체결부(47)의 체결력을 크게 할 필요가 없다. 또한, 각 링 구성부품(41 내지 44)은 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 변형, 이동할 수 있으므로, 열 팽창에 의한 내부 응력이 높아지는 일이 없다. 이것에 의해, 각 링 구성부품(41 내지 44)의 파손을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)의 고정단(41a)(42a, 43a 또는 44a)의 단면이, 인접하는 다른 링 구성부품(43)(44, 42 또는 41)의 자유단(43b)(44b, 42b 또는 41b)의 측면에 접촉하고, 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)의 자유단(41b)(42b, 43b 또는 44b)의 측면이, 인접하는 다른 링 구성부품(44)(43, 41 또는 42)의 고정단(44a)(43a, 41a 또는 42a)의 단면에 접촉 하도록, 각 링 구성부품(41 내지 44)이 조합되어 있으므로, 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)의 자유단(41b)(42b, 43b 또는 44b)의 단면이 인접하는 다른 링 구성부품(44)(43, 41 또는 42)에서 접촉하는 일이 없이, 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)이 열 팽창에 의해서 고정단에 마련된 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 변형, 이동할 때, 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)의 자유단(41b)(42b, 43b 또는 44b)의 단면이 다른 링 구성부품(44)(43, 41 또는 42)을 누르는 일이 없다. 이것에 의해, 다른 링 구성부품(44)(43, 41 또는 42)은 하나의 링 구성부품(41)(42, 43 또는 44)의 길이방향으로 이동하는 일이 없으며, 그 결과, 실드 링(15)의 각 링 구성부품(41 내지 44)과 서셉터(12) 사이의 간극의 발생을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여, 상기 실시형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상술한 실드 링(15)에서는, 각 링 구성부품(41 내지 44)의 이동을 규제하기 위해서 칼라(45c, 46c)가 이용되었지만, 이동을 규제하기 위한 부재는 칼라에 한정되지 않는다.
도 10은 도 2의 본 실시형태에 따른 실드 링의 제 1 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이며, 도 10의 (a)는 제 1 변형예의 평면도이고, 도 10의 (b)는 제 1 변형예에 있어서의 전방위 이동 규제부의 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 10의 (c)는 제 1 변형예에 있어서의 전방위 이동 규제부의 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이고, 도 10의 (d)는 제 1 변형예에 있어서의 일방향 이동 허용부의 링 구성부품의 길이방향에 대하여 수직인 방향에 관한 단면도이며, 도 10의 (e)는 제 1 변형예에 있어서의 일방향 이동 허용부의 링 구성부품의 길이방향에 관한 단면도이다.
도 10의 (a)에 있어서, 실드 링(50)은, 직사각형의 기판 탑재면(13a)의 각 변을 따라서 배치된 직방체 형상의 장척체로 이루어지는 각 링 구성부품(51 내지 54)의 조립체로 구성되어 있다.
각 링 구성부품(51 내지 54)은, 고정단(51a 내지 54a)에 마련되는 전방위 이동 규제부(55)(제 1 이동 규제부)와 해당 전방위 이동 규제부(55)로부터 길이방향으로 이격되어 마련되는 일방향 이동 허용부(56)(제 2 이동 규제부)와, 길이방향을 따라서 마련되는 2개의 체결부(47)를 갖는다.
도 10의 (b) 및 도 10의 (c)에 있어서, 전방위 이동 규제부(55)는, 플랜지부(13b)에 일부가 매설되고 서셉터(12)에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 가이드(55a)(제 1 가이드)와, 예를 들면, 링 구성부품(51)에 있어서의 플랜지부(13b)와의 접촉면에 마련되며, 가이드(55a)가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 가이드 구멍(55b)(제 1 가이드 구멍)을 갖는다. 링 구성부품(52 내지 54)의 전방위 이동 규제부(55)도 동일한 구성을 갖는다.
전방위 이동 규제부(55)에서는, 가이드(55a)의 측면과 가이드 구멍(55b)의 측면의 간극은 전방위를 따른 거의 일정값으로 설정된다. 본 실시형태에서는, 가이드(55a)의 측면과 가이드 구멍(55b)의 측면의 간극은, 링 구성부품(51)의 전방위의 이동을 규제하도록 작게 설정된다. 구체적으로는, 해당 간극는, 제 1 실시형태에 있어서의 전방위 이동 규제부(45)와 마찬가지로, 예를 들면, 0.01 내지 0.2mm(예를 들면, 링 구성부품의 길이방향에 관한 가이드(55a)의 양측의 합계로 0.02 내지 0.4mm)로 설정되기 때문에, 링 구성부품(51)은 전방위 이동 규제부(55)의 근방에서 거의 이동할 수 없다.
도 10의 (d) 및 도 10의 (e)에 있어서, 일방향 이동 허용부(56)는, 플랜지부(13b)에 일부가 매설되고 서셉터(12)에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 가이드(56a)(제 2 가이드)와, 예를 들면, 링 구성부품(51)에 있어서의 플랜지부(13b)와의 접촉면에 마련되며, 가이드(56a)가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 가이드 구멍(56b)(제 2 가이드 구멍)을 갖는다. 링 구성부품(52 내지 54)의 일방향 이동 허용부(56)도 동일한 구성을 갖는다.
일방향 이동 허용부(56)에서는, 도 10의 (e)에 도시하는 바와 같이, 가이드 구멍(56b)의 길이방향에 관한 길이는, 가이드(56a)의 길이방향에 관한 길이보다 크게 설정되므로, 길이방향에 관한 가이드(56a)의 측면과 가이드 구멍(56b)의 측면 사이에 비교적 큰 간극, 예를 들면, 제 1 실시형태에 있어서의 일방향 이동 허용부(46)와 마찬가지로, 가이드(55a)를 사이에 둔 길이방향에 관한 양측의 간극을 균등하게 했을 경우에 있어서의 편측에서 1.5 내지 2.5mm의 간극이 생겨, 이것에 의해, 가이드 구멍(56b)이 마련된 링 구성부품(51)은 가이드(56a)에 대하여 길이방향을 따라서 상대적으로 이동 가능해진다. 한편, 수직 방향에 관하여, 가이드(56a)의 측면과 가이드 구멍(56b)의 측면의 간극은, 링 구성부품(51)의 수직 방향에의 이동을 규제하도록 작게 설정된다. 구체적으로는, 해당 간극은 예를 들면, 전방위 이동 규제부(55)와 마찬가지로, 예를 들면, 0.01 내지 0.2mm[예를 들면, 수직 방향에 관한 가이드(55a)의 양측의 합계로 0.02 내지 0.4mm]로 설정되기 때문에, 링 구성부품(51)은 일방향 이동 허용부(56)의 근방에서 수직 방향에 관하여 대부분 이동할 수 없다. 즉, 링 구성부품(51)은 일방향 이동 허용부(56)의 근방에서 길이방향만을 따라 이동 가능해진다.
이상으로, 제 1 변형예에서는, 링 구성부품(51)이 열 팽창하는 경우, 링 구성부품(51)이 전방위 이동 규제부(55)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동한다. 링 구성부품(52 내지 54)도 마찬가지로 전방위 이동 규제부(55)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동한다.
상술한 실드 링(15)에서는, 각 링 구성부품(41 내지 44)이 하나의 장척체로 구성되었지만, 각 링 구성부품은 복수의 장척체로 구성되어도 좋다.
도 11은 도 2의 본 실시형태에 따른 실드 링의 제 2 변형예의 구성을 개략적으로 도시하는 평면도,
도 11에 있어서, 실드 링(57)은, 직사각형의 기판 탑재면(13a)의 각 변을 따라서 배치된 직방체 형상의 장척체로 이루어지는 각 링 구성부품(58 내지 61)의 조립체로 구성되어 있다.
각 링 구성부품(58 내지 61)은, 길이방향을 따라서 제 1 장척 부재(58a 내지 61a)(제 1 장척부) 및 제 2 장척 부재(58b 내지 61b)(제 2 장척부)로 분할되고, 예를 들면, 링 구성부품(58)에 있어서, 전방위 이동 규제부(45)는 제 1 장척 부재(58a)의 길이방향에 관한 일단(고정단)(58aa)에 마련되고, 일방향 이동 허용부(46)는 제 2 장척 부재(58b)에 마련되며, 제 1 장척 부재(58a)의 길이방향에 관한 타단(접촉단)(58ab)은, 제 2 장척 부재(58b)의 길이방향에 관한 일단(접촉단)(58ba)과 접촉하고, 제 1 장척 부재(58a) 및 제 2 장척 부재(58b)는 각각 둘 이상의 체결부(47)를 구비한다. 또한, 도 12의 (a) 내지 도 12의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제 1 장척 부재(58a)와 제 2 장척 부재(58b)는 서로의 연결부에 있어서 볼트 등의 체결 수단(62)에 의해 서로 체결되어 있으며, 또한, 연결부에는 상호의 상대 위치 어긋남을 방지하기 위해서 핀 구멍(63)에 끼워맞춤되는 위치 결정 핀(64)(위치 어긋남 방지 기구)이 배치된다. 또한, 체결 수단(62)은 볼트에 한정되지 않고 연결부를 상하의 면으로부터 협지하는 것이어도 좋고, 또한, 위치 결정 핀(64)만으로 제 1 장척 부재(58a) 및 제 2 장척 부재(58b)의 체결 및 상대 위치 어긋남의 방지를 실현할 수 있다면 체결 수단을 마련하지 않아도 좋다. 이것에 의해, 링 구성부품이 분할된 장척 부재로 구성하여도, 링 구성부품을 일체 부재로 구성했을 경우(제 1 실시형태)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 각 링 구성부품(59 내지 61)도, 링 구성부품(58)과 동일한 구성을 갖는다.
실드 링(57)에서는, 제 1 장척 부재(58a)의 고정단(58aa)의 단면은, 인접하는 제 2 장척 부재(60b)의 길이방향에 관한 타단(자유단)(60bb)의 측면에 접촉하고, 제 2 장척 부재(58b)의 자유단(58bb)의 측면이, 인접하는 제 1 장척 부재(61a)의 고정단(61aa)의 단면에 접촉하도록, 링 구성부품(58)이 배치되어 있다. 한편, 제 2 장척 부재(58b)의 자유단(58bb)의 단면은 제 1 장척 부재(61a)의 고정단(61aa)에 접촉하는 일이 없다. 본 실시형태에서는, 각 링 구성부품(59 내지 61)도 링 구성부품(58)과 동일하게 배치되어 있으며, 링 구성부품(51 및 61)은, 각각 기판 탑재면(13a)의 중심점에 관하여 링 구성부품(58) 및 (60)과 점 대상이 되도록 배치되어 있다.
실드 링(57)에서는, 예를 들면, 링 구성부품(58)이 열 팽창하는 경우, 제 1 장척 부재(58a)는 열 팽창에 기인하여 이동하고, 제 2 장척 부재(58b)는 열 팽창 및 제 1 장척 부재(58a)의 이동에 기인하여 이동하지만, 제 1 장척 부재(58a)는 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동하고, 제 2 장척 부재(58b)는 일방향 이동 허용부(46)에 의해서 이동 방향이 규제되어 길이방향으로 이동한다. 링 구성부품(59 내지 61)에서도 동일하게 제 1 장척 부재(59a 내지 61a)가 전방위 이동 규제부(45)를 기점으로 하여 길이방향으로 이동하고, 제 2 장척 부재(59b 내지 61b)가 일방향 이동 허용부(46)에 의해서 이동 방향이 규제되어 길이방향으로 이동한다. 이것에 의해, 제 1 장척 부재(58a 내지 61a) 및 제 1 장척 부재(58a 내지 61a)에 대하여 열 팽창에 의한 내부 응력이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실드 링(57)에서는, 제 2 장척 부재(58b)(59b, 60b 또는 61b)의 자유단(58bb)(59bb, 60bb 또는 61bb)의 단면은 제 1 장척 부재(61a)(60a, 58a 또는 59a)의 고정단(61aa)(60aa, 58aa 또는 59aa)에 접촉하는 일이 없다. 이것에 의해, 다른 링 구성부품(61)(60, 58 또는 59)은 하나의 링 구성부품(58)(59, 60 또는 61)의 길이방향으로 이동하는 일이 없으며, 그 결과, 실드 링(57)의 각 링 구성부품(58 내지 61)과 서셉터(12) 사이의 간극의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 실드 링(57)에서는, 각 링 구성부품(58 내지 61)이 제 1 장척 부재(58a) 내지 61a 및 제 2 장척 부재(58b 내지 61b)로 분할되기 때문에, 작업자가 취급 부재의 크기가 불필요하게 커지는 것을 방지하여 작업성이 악화되는 것을 방지할 수 있는 동시에, 대형 세대의 FPD 제조 장치, 예를 들면 제 7 세대의 FPD 기판보다 큰 기판을 취급하는 장치에 대해서는 일체 성형에 의한 실드 부재의 제작이 곤란하지만, 본 발명을 실드 부재에 적용함으로써, 종래까지의 소형의 FPD 제조 장치에 이용된 일체 성형에 의한 실드 부재가 발휘하는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 　
G : 기판 10 : 기판 처리 장치
11 : 챔버 12 : 서셉터
13a : 기판 탑재면 13b : 플랜지부
15 : 실드 링
41 내지 44, 51 내지 54, 58 내지 61 : 링 구성부품
41a 내지 44a, 51a 내지 54a, 58aa 내지 61aa : 고정단
41b 내지 44b, 51b 내지 54b, 58bb 내지 61bb : 자유단
45, 55 : 전방위 이동 규제부 45b, 46b : 칼라 구멍
45c, 46c : 칼라 45d, 46d : 볼트
46, 56 : 일방향 이동 허용부 47 : 체결부
48 : 간극 끼워맞춤 부재 55a, 56a : 가이드
55b, 56b : 가이드 구멍 58a 내지 61a : 제 1 장척 부재
58b 내지 61b : 제 2 장척 부재

Claims (6)

  1. 직사각형의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 내에서 상기 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 직사각형의 탑재면의 주위를 둘러싸도록 마련된 링 형상 실드 부재의 구성부품에 있어서,
    상기 직사각형의 탑재면의 한 변을 따라서 배치되는 절연성의 장척체로 이루어지며,
    상기 장척체의 길이방향에 관한 일단에 마련되어 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하는 제 1 이동 규제부와, 상기 제 1 이동 규제부로부터 상기 길이방향으로 이격되어 마련되고 상기 구성부품의 상기 길이방향 이외의 이동을 규제하는 제 2 이동 규제부와, 상기 구성부품을 상기 기판 탑재대에 체결하는 적어도 하나의 체결부를 구비하는 것을 특징으로 하는
    링 형상 실드 부재의 구성부품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 규제부는, 원통 형상의 제 1 칼라와, 상기 제 1 칼라가 유격 끼워맞춤되며, 상기 유격 끼워맞춤된 제 1 칼라의 중심 축에 수직인 면에 관하여 원형의 단면을 갖는 제 1 칼라 구멍과, 상기 제 1 칼라 구멍에 유격 끼워맞춤된 상기 제 1 칼라를 상기 기판 탑재대를 향해 가압하는 제 1 볼트를 갖고, 상기 제 1 칼라의 측면과 상기 제 1 칼라 구멍의 측면의 간극은 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하도록 설정되고,
    상기 제 2 이동 규제부는, 원통 형상의 제 2 칼라와, 상기 제 2 칼라가 유격 끼워맞춤되며, 상기 유격 끼워맞춤된 제 2 칼라의 중심 축에 수직인 면에 관하여 타원형의 단면을 갖는 제 2 칼라 구멍과, 상기 제 2 칼라 구멍에 유격 끼워맞춤된 상기 제 2 칼라를 상기 기판 탑재대를 향하여 가압하는 제 2 볼트를 갖고, 상기 제 2 칼라 구멍에 있어서의 상기 타원형의 단면의 장경(長徑)은 상기 길이방향을 따르는 것을 특징으로 하는
    링 형상 실드 부재의 구성부품.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 이동 규제부는, 상기 기판 탑재대에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 제 1 가이드와, 상기 제 1 가이드가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 제 1 가이드 구멍을 갖고, 상기 제 1 가이드의 각 측면과 상기 제 1 가이드 구멍의 각 측면의 간극은 상기 구성부품의 전방위의 이동을 규제하도록 설정되며,
    상기 제 2 이동 규제부는, 상기 기판 탑재대에 대하여 이동 불가능하게 마련된 직방체 형상의 제 2 가이드와, 상기 제 2 가이드가 유격 끼워맞춤되는 직방체 형상의 오목부인 제 2 가이드 구멍을 갖고, 상기 제 2 가이드 구멍의 상기 길이방향에 관한 길이는 상기 제 2 가이드의 상기 길이방향에 관한 길이보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는
    링 형상 실드 부재의 구성부품.
  4. 직사각형의 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 기판 처리 장치의 처리실 내에서 상기 기판을 탑재하는 기판 탑재대의 직사각형의 탑재면의 주위를 둘러싸도록 배치되는 링 형상 실드 부재에 있어서,
    제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 링 형상 실드 부재의 구성부품의 조립체로 이루어지고,
    하나의 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 일단의 단면이, 인접하는 다른 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 타단의 측면에 접촉하고, 상기 하나의 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 타단의 측면이, 상기 인접하는 다른 상기 구성부품과는 다른 인접하는 다른 상기 구성부품의 상기 길이방향에 관한 일단의 단면에 접촉하도록, 각 상기 구성부품이 조립되어 있는 것을 특징으로 하는
    링 형상 실드 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 직사각형의 탑재면의 각 코너부에는 각각 평면에 의한 면취 처리가 실시되고, 각 상기 코너부에 있어서의 면취면과, 하나의 상기 구성부품의 일단의 단면 및 인접하는 다른 상기 구성부품의 타단의 측면의 접합부로 구성되는 삼각기둥 형상의 간극을 메우는 삼각기둥 형상의 간극 끼워맞춤 부재를, 상기 구성부품과는 별도로 구비하는 것을 특징으로 하는
    링 형상 실드 부재.
  6. 제 4 항에 기재된 링 형상 실드 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는
    기판 탑재대.
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