KR20150050482A

KR20150050482A - 기판 처리 장치 및 셔터 부재

Info

Publication number: KR20150050482A
Application number: KR1020140149247A
Authority: KR
Inventors: 도시노리 기타바타; 유스케 하야사카; 가쯔야 마츠모토
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2014-10-30
Publication date: 2015-05-08
Also published as: KR102305372B1; JP2015088624A; JP6227976B2; US20150114564A1; US10529599B2

Abstract

(과제) 챔버의 기밀성을 유지하는 것.
(해결수단) 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 베어링 부재는, 연결축이 삽입되고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와 감압 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와, 연결축에 배치되어 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하여 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재를 갖는다. 또한, 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 연결부로부터 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 경로가 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성된다. 또한, 시일 부재는 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료이다.

Description

기판 처리 장치 및 셔터 부재{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SHUTTER MEMBER}

본 발명의 여러가지 측면 및 실시형태는, 기판 처리 장치 및 셔터 부재에 관한 것이다.

종래부터, 기판으로서의 반도체 디바이스용 웨이퍼에 원하는 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치가 알려져 있다. 플라즈마 처리 장치는, 예컨대, 웨이퍼를 수용하는 챔버를 구비하고, 챔버 내에는 웨이퍼를 얹어 놓고 하부 전극으로서 기능하는 적재대(이하 「서셉터」)와, 서셉터에 대향하는 상부 전극이 배치되어 있다. 또한, 적재대 및 상부 전극의 적어도 한쪽에는 고주파 전원이 접속되어, 적재대 및 상부 전극은 처리실 내 공간에 고주파 전력을 인가한다.

플라즈마 처리 장치에서는, 처리실 내 공간에 공급된 처리 가스를 고주파 전력에 의해 플라즈마로 하여 이온이나 라디칼을 발생시키고, 이온이나 라디칼을 웨이퍼로 유도하여, 웨이퍼에 원하는 플라즈마 처리, 예컨대 에칭 처리를 실시한다.

또한, 챔버의 측벽에는, 반도체 웨이퍼의 반입ㆍ반출용 개구부가 설치되고, 개구부를 개폐하는 게이트 밸브가 배치되고, 게이트 밸브의 개폐에 의해 반도체 웨이퍼의 반입ㆍ반출이 행해진다. 게이트 밸브는 챔버의 밖(대기측에)에 배치되어 있기 때문에, 개구부의 대기측으로 돌출된 공간이 형성되고, 챔버 내에서 생성된 플라즈마가 그 공간까지 확산되어, 플라즈마의 균일성이 나빠진다. 또한, 그 플라즈마에 의해 게이트 밸브의 시일 부재가 열화하기 때문에, 개구부를 셔터에 의해 차단하는 구성으로 하고 있다. 또한, 셔터는, 예컨대 셔터의 구동부가 개구부의 아래쪽에 배치되고, 구동부에 의해 개폐 구동된다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2011-171763호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허 공개 제2006-194303호 공보

그러나, 전술한 기술에서는, 챔버의 기밀성이 저하된다고 하는 문제가 있다. 참고 문헌이 서술된 시기로부터 프로세스가 진화하고, 또한 심한 조건을 사용하도록 되어 있기 때문에, 이 구조 그대로는 문제가 있다.

개시하는 기판 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 개구부를 가지며, 감압하여 기밀하게 유지되는 챔버와, 상기 챔버 내에 기판을 반입 반출하고, 상기 개구부를 개폐하는 제1 개폐 부재와, 상기 개구부를 상기 챔버의 내부로부터 개폐하는 제2 개폐 부재와, 상기 제2 개폐 부재를 개폐하기 위한 구동부와, 상기 제2 개폐 부재와 상기 구동부를 연결하는 축인 연결축과, 상기 연결축에 설치되어, 상기 챔버 내와 대기측을 차단하는 동시에, 라디칼이나 이온을 감쇠시키는 베어링 부재를 갖는다. 또한, 개시하는 기판 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 상기 베어링 부재는, 상기 연결축이 삽입되고, 상기 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와 상기 감압 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와, 상기 연결축에 배치되고, 상기 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하며, 상기 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재를 갖는다. 또한, 개시하는 기판 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 상기 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 상기 연결부로부터 상기 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 상기 경로가 상기 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성된다. 또한, 개시하는 기판 처리 장치는, 하나의 실시양태에 있어서, 상기 시일 부재는 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료이다.

개시하는 기판 처리 장치의 하나의 양태에 의하면, 라디칼을 감쇠시킴으로써 시일 부재에 대한 손상을 억제하고, 또한, 시일 부재의 내구성 부재로 함으로써 챔버의 기밀성을 유지할 수 있게 된다는 효과를 나타낸다.

도 1은, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1에서의 셔터 부재 둘레의 개략 구성을 나타내는 확대 단면도이다.
도 3a는, 제1 실시형태에서의 셔터 부재의 셔터가 폐쇄된 상태의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3b는, 제1 실시형태에서의 셔터 부재의 셔터가 개방된 상태의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 제1 실시형태에서의 베어링 부재의 도면이다.
도 5는, 제1 실시형태에서의 베어링 부재의 도면이다.
도 6a는, 제1 실시형태에서의 제2 부재의 사시도의 일례이다.
도 6b는, 제1 실시형태에서의 제2 부재의 단면도의 일례이다.
도 7a는, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구의 사시도의 일례이다.
도 7b는, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구의 단면도의 일례이다.
도 8은, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구와 시일 기구와 제1 부재와 제2 부재의 관계를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 제1 실시형태에서의 라디칼 침입 경로에 관해 나타내는 도면이다.
도 10은, O링의 열화의 비교 실험한 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은, O링 열화 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는, 리크 레이트 결과를 나타내는 도면이다.

이하에, 개시하는 기판 처리 장치의 실시형태에 관해 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또, 본 실시형태에 의해 개시하는 발명이 한정되는 것은 아니다. 각 실시형태는, 처리 내용이 모순되지 않는 범위에서 적절하게 조합하는 것이 가능하다.

(제1 실시형태)

제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 개구부를 가지며, 감압하여 기밀하게 유지되는 챔버와, 챔버 내에 기판을 반입 반출하고, 개구부를 개폐하는 제1 개폐 부재와, 개구부를 챔버의 내부로부터 개폐하는 제2 개폐 부재와, 제2 개폐 부재를 개폐하기 위한 구동부와, 제2 개폐 부재와 구동부를 연결하는 축인 연결축과, 연결축에 설치되어, 챔버 내와 대기측을 차단하는 동시에, 라디칼이나 이온을 감쇠시키는 베어링 부재를 구비한다. 또한, 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서 베어링 부재는, 연결축이 삽입되고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와 감압 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와, 연결축에 배치되어 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하며, 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재를 갖는다. 또한, 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 연결부로부터 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 경로가 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성된다. 또한, 제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서 시일 부재는 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료이다.

제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 감쇠 기구는, 연결축과 접촉하는 내측에 볼록부가 형성되고, 그 볼록부의 선단이 연결축에 접촉하는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 기판 처리 장치.

제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 감쇠 기구는 라디칼 트랩 링이다.

제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 시일 부재는 O링으로 이루어며, 불소계의 O링이다.

제1 실시형태에서의 기판 처리 장치는, 하나의 실시형태에 있어서, 베어링 부재는, 제2 부재의 연결축측의 내벽과 연결축과의 사이, 및, 제1 부재의 연결축측의 내벽과의 사이에 설치되고, 연결축의 연신 방향으로 연장되어 제1 부재에 들어맞는 볼록부를 가지며, 제1 부재의 연결축측의 내벽과 연결축과의 사이에 시일 부재가 설치되는 제3 부재를 갖는다.

제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 개구부를 가지며 감압하여 기밀하게 유지되는 챔버의 개구부를 챔버의 내부로부터 개폐하는 제2 개폐 부재와, 제2 개폐 부재를 개폐하기 위한 구동부와, 제2 개폐 부재와 구동부를 연결하는 축인 연결축과, 연결축에 설치되어, 챔버 내와 대기측을 차단하는 동시에, 라디칼이나 이온을 감쇠시키는 베어링 부재를 구비한다. 또한, 제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 베어링 부재는, 연결축이 삽입되고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와 감압 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와, 연결축에 배치되어 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하며, 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재를 갖는다. 제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 연결부로부터 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 경로가 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성된다. 또한, 제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 시일 부재는 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료이다.

제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 감쇠 기구는, 연결축과 접촉하는 내측에 볼록부가 형성되고, 그 볼록부의 선단이 연결축에 접촉한다.

제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 감쇠 기구는 라디칼 트랩 링이다.

제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 시일 부재는 O링으로 이루어지며, 불소계의 O링이다.

제1 실시형태에서의 셔터 부재는, 하나의 실시형태에 있어서, 베어링 부재는, 제2 부재의 연결축측의 내벽과 연결축과의 사이, 및, 제1 부재의 연결축측의 내벽과의 사이에 설치되고, 연결축의 연신 방향으로 연장되어 제1 부재에 들어맞는 볼록부를 가지며, 제1 부재의 연결축측의 내벽과 연결축과의 사이에 시일 부재가 설치되는 제3 부재를 갖는다.

(제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치)

도 1은, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성을 나타내는 단면도이다. 또, 이하에서는, 기판 처리 장치가 플라즈마 처리 장치인 경우를 예를 들어 설명하지만, 이것에 한정되지 않고, 셔터 부재를 갖는 임의의 기판 처리 장치이어도 좋다.

도 1에서, 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있고, 예컨대, 표면이 알루마이트 처리(양극(陽極) 산화 처리)된 알루미늄으로 이루어진 원통형의 챔버(처리실)(10)를 구비한다. 챔버(10)는 보안 접지되어 있다. 단, 이것에 한정되는 것이 아니라, 플라즈마 처리 장치(1)는, 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치가 아니어도 좋고, 유도 결합 플라즈마 ICP(Inductively Coupled Plasma), 마이크로파 플라즈마, 마그네트론 플라즈마에도 적용 가능하며, 임의의 형식의 플라즈마 처리 장치이어도 좋다.

챔버(10)의 바닥부에는, 세라믹 등의 절연판(11)을 통해 원기둥형의 서셉터 지지대(12)가 배치되고, 이 서셉터 지지대(12)의 위에, 도전성의, 예컨대 알루미늄으로 이루어진 서셉터(13)가 배치되어 있다. 서셉터(13)는 하부 전극으로서 기능하는 구성을 가지며, 에칭 처리가 실시되는 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼(W)를 얹어 놓는다.

서셉터(13)의 상면에는 반도체 웨이퍼(W)를 정전 흡착력으로 유지하기 위한 정전척(ESC)(14)이 배치되어 있다. 정전척(14)은 도전막으로 이루어진 전극판(15)과, 전극판(15)을 사이에 끼우는 한쌍의 절연층, 예컨대 Y2O4, Al2O3, AlN 등의 유전체로 이루어지며, 전극판(15)에는 직류 전원(16)이 접속 단자를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 이 정전척(14)은, 직류 전원(16)에 의해 인가된 직류 전압에 기인하는 쿨롱력 또는 죤슨ㆍ라벡(Johnsen-Rahbek)력에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지한다.

또한, 정전척(14)의 상면에 있어서 반도체 웨이퍼(W)가 흡착 유지되는 부분에는, 정전척(14)의 상면으로부터 돌출이 자유로운 리프트핀으로서의 복수의 푸셔핀(3개)이 배치되어 있다. 이들 푸셔핀은, 모터(도시하지 않음)에 볼나사(도시하지 않음)를 통해 접속되고, 볼나사에 의해 직선 운동으로 변환된 모터의 회전 운동에 기인하여 정전척(14)의 상면으로부터 자유롭게 돌출된다. 반도체 웨이퍼(W)에 에칭 처리를 실시하는 경우에 있어서 정전척(14)이 반도체 웨이퍼(W)를 흡착 유지할 때에는, 푸셔핀은 정전척(14)에 수용되고, 에칭 처리가 실시된 반도체 웨이퍼(W)를 플라즈마 생성 공간(S)으로부터 반출할 때에는, 푸셔핀은 서셉터(15)로부터 돌출되어 반도체 웨이퍼(W)를 정전척(14)으로부터 이격시켜 위쪽으로 들어 올린다.

서셉터(15)의 주위 상면에는, 에칭의 균일성을 향상시키기 위한, 예컨대 실리콘(Si)으로 이루어진 포커스 링(17)이 배치되고, 포커스 링(17)의 주위에는, 포커스 링(17)의 측부를 보호하는 커버 링(54)이 배치되어 있다. 또한, 서셉터(13) 및 서셉터 지지대(12)의 측면에는, 예컨대 석영(SiO2)으로 이루어진 원통형의 부재(18)가 커버되어 있다.

서셉터 지지대(12)의 내부에는, 예컨대 원둘레 방향으로 연장된 냉매실(19)이 배치되어 있다. 냉매실(19)에는, 외부에 부착된 틸러 유닛(도시하지 않음)으로부터 배관(20a, 20b)을 통해 소정 온도의 냉매, 예컨대 냉각수가 순환 공급된다. 냉매실(19)은 냉매의 온도에 의해 서셉터(13) 상의 반도체 웨이퍼(W)의 처리 온도를 제어한다.

또한, 전열 가스 공급 기구(도시하지 않음)로부터 전열 가스, 예컨대 헬륨(He) 가스가 가스 공급 라인(21)을 통해 정전척(14)의 상면 및 반도체 웨이퍼(W)의 이면의 사이에 공급함으로써, 웨이퍼와 서셉터의 열이동이 효율적으로 균일하게 제어된다.

서셉터(13)의 위쪽에는, 서셉터(13)와 평행 및 대향하도록 상부 전극(22)이 배치되어 있다. 여기서, 서셉터(13)와 상부 전극(22)의 사이에 형성하는 공간은 플라즈마 생성 공간(S)(처리실 내 공간)으로서 기능한다. 상부 전극(22)은, 서셉터(13)와 소정의 간격을 두고 대향 배치되어 있는 고리형 또는 도넛형의 외측 상부 전극(23)과, 외측 상부 전극(23)의 반경 방향 내측에 외측 상부 전극(23)과 절연하여 배치되어 있는 원판형상의 내측 상부 전극(24)으로 구성된다. 또한, 플라즈마 생성에 관해, 외측 상부 전극(23)이 주(主)가 되고, 내측 상부 전극(24)은 보조가 되는 관계를 갖고 있다.

도 2는, 도 1에서의 상부 전극 주위의 개략 구성을 나타내는 확대 단면도이다.

도 2에 있어서, 외측 상부 전극(23)과 내측 상부 전극(24) 사이에는, 예컨대 0.25∼2.0 mm의 고리형 갭(간극)이 형성되며, 갭에, 예컨대 석영으로 이루어진 유전체(25)가 배치된다. 또한, 이 갭에는 석영으로 이루어진 유전체(25) 대신에 세라믹체를 배치해도 좋다. 외측 상부 전극(23)과 내측 상부 전극(24)이 유전체(25)를 사이에 끼움으로써 콘덴서가 형성된다. 콘덴서의 캐패시턴스 C1는, 갭의 크기와 유전체(25)의 유전률에 따라서 원하는 값으로 선정 또는 조정된다. 또한, 외측 상부 전극(23)과 챔버(10)의 측벽 사이에는, 예컨대 알루미나(Al2O3) 혹은 산화이트륨(Y2O3)으로 이루어진 고리형의 절연성 차폐 부재(26)가 기밀하게 배치되어 있다.

외측 상부 전극(23)은, 줄 열이 적은 저저항의 도전체 또는 반도체, 예컨대 실리콘으로 구성되는 것이 좋다. 외측 상부 전극(23)에는, 상부 정합기(27), 상부 급전 막대(28), 커넥터(29) 및 급전통(30)을 통해 상부 고주파 전원(31)이 전기적으로 접속되어 있다. 상부 고주파 전원(31)은, 13.5 MHz 이상의 주파수, 예컨대 60 MHz의 고주파 전압을 출력한다. 상부 정합기(27)는, 상부 고주파 전원(31)의 내부(또는 출력) 임피던스에 부하 임피던스를 정합시켜, 챔버(10) 내에 플라즈마가 생성되어 있을 때에, 상부 고주파 전원(31)의 출력 임피던스와 부하 임피던스가 외관상 일치하도록 기능한다. 또한, 상부 정합기(27)의 출력 단자는 상부 급전 막대(28)의 상단에 접속되어 있다.

급전통(30)은, 대략 원통형 또는 원추형의 도전판, 예컨대 알루미늄판 또는 구리판으로 이루어지며, 하단이 주위 방향에서 연속적으로 외측 상부 전극(23)에 접속되고, 상단이 커넥터(29)를 통해 상부 급전 막대(28)의 하단부에 전기적으로 접속되어 있다. 급전통(30)의 외측에서는, 챔버(10)의 측벽이 상부 전극(22)의 높이 위치보다 위쪽으로 연장되어 원통형의 접지 도체(10a)를 구성하고 있다. 원통형 접지 도체(10a)의 상단부는 통형상의 절연 부재(69)에 의해 상부 급전 막대(28)로부터 전기적으로 절연되어 있다. 본 구성에 있어서는, 커넥터(29)로부터 본 부하회로에 있어서, 급전통(30), 외측 상부 전극(23) 및 원통형 접지 도체(10a)에 의해 급전통(30) 및 외측 상부 전극(23)을 도파로로 하는 동축선로가 형성된다.

내측 상부 전극(24)은, 다수의 전극판 가스 통기 구멍(32a)(제1 가스 통기 구멍)을 갖는, 예컨대 실리콘이나 탄화규소(SiC) 등의 반도체 재료로 이루어진 상부 전극판(32)과, 상부 전극판(32)을 착탈 가능하게 지지하는 도전 재료, 예컨대 표면에 알루마이트 처리가 실시된 알루미늄으로 이루어진 전극 지지체(33)를 갖는다. 상부 전극판(32)은 볼트(도시하지 않음)에 의해 전극 지지체(33)에 체결된다. 볼트의 헤드 부분은 상부 전극판(32)의 하부에 배치된 고리형의 실드 링(53)에 의해 보호된다.

상부 전극판(32)에 있어서 각 전극판 가스 통기 구멍(32a)은 상부 전극판(32)을 관통한다. 전극 지지체(33)의 내부에는, 후술하는 처리 가스가 도입되는 버퍼실이 형성되고, 버퍼실은, 예컨대 O링으로 이루어진 고리형 격벽 부재(43)에 의해 분할된 2개의 버퍼실, 즉, 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)로 이루어지며, 하부가 개방되어 있다. 전극 지지체(33)의 아래쪽에는, 버퍼실의 하부를 폐색하는 쿨링 플레이트(이하, 「C/P」라고 함)(34)(중간 부재)가 배치되어 있다. C/P(34)는, 표면에 알루마이트 처리가 실시된 알루미늄으로 이루어지며, 다수의 C/P 가스 통기 구멍(34a)(제2 가스 통기 구멍)을 갖는다. C/P(34)에 있어서 각 C/P 가스 통기 구멍(34a)은 C/P(34)를 관통한다.

또한, 상부 전극판(32) 및 C/P(34)의 사이에는, 실리콘이나 탄화규소 등의 반도체 재료로 이루어진 스페이서(37)가 개재한다.

스페이서(37)는 원판형 부재이며, C/P(34)에 대향하는 표면(이하, 단순히「상면」이라고 함)에 있어서 원판과 동심으로 형성된 다수의 상면 고리형 홈(37b)과, 스페이서(37)를 관통하고 또한 각 상면 고리형 홈(37b)의 바닥부에 있어서 개구된 다수의 스페이서 가스 통기 구멍(37a)(제3 가스 통기 구멍)을 갖는다.

내측 상부 전극(24)은, 후술하는 처리 가스 공급원(38)으로부터 버퍼실에 도입된 처리 가스를, C/P(34)의 C/P 가스 통기 구멍(34a), 스페이서(37)의 스페이서 가스 유로 및 상부 전극판(32)의 전극판 가스 통기 구멍(32a)을 통해, 플라즈마 생성 공간(S)에 공급한다. 여기서, 중심 버퍼실(35)과, 그 아래쪽에 존재하는 복수의 C/P 가스 통기 구멍(34a), 스페이서 가스 유로 및 전극판 가스 통기 구멍(32a)은 중심 샤워 헤드(처리 가스 공급 경로)를 구성하고, 주변 버퍼실(36)과, 그 아래쪽에 존재하는 복수의 C/P 가스 통기 구멍(34a), 스페이서 가스 유로 및 전극판 가스 통기 구멍(32a)은 주변 샤워 헤드(처리 가스 공급 경로)를 구성한다.

또한, 도 1에는, 챔버(10)의 외부에는 처리 가스 공급원(38)이 배치되어 있다. 처리 가스 공급원(38)은, 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)에 처리 가스를 원하는 유량비로 공급한다. 구체적으로는, 처리 가스 공급원(38)으로부터의 가스 공급관(39)이 도중에 2개의 분기관(39a, 39b)으로 분기되어 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)에 접속되고, 분기관(39a, 39b)은 각각 유량 제어 밸브(40a, 40b)(유량 제어 장치)를 갖는다. 처리 가스 공급원(38)으로부터 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)까지의 유로의 컨덕턴스가 같아지도록 설정되어 있기 때문에, 유량 제어 밸브(40a, 40b)의 조정에 의해, 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)에 공급하는 처리 가스의 유량비를 임의로 조정할 수 있게 되어 있다. 또한, 가스 공급관(39)에는 매스플로우 컨트롤러(MFC)(41) 및 개폐 밸브(42)가 배치되어 있다.

이상의 구성에 의해, 플라즈마 처리 장치(1)는, 중심 버퍼실(35)과 주변 버퍼실(36)에 도입하는 처리 가스의 유량비를 조정함으로써, 중심 샤워 헤드로부터 분출되는 가스의 유량 FC과 주변 샤워 헤드로부터 분출되는 가스의 유량 FE의 비율(FC/FE)을 임의로 조정한다. 또, 중심 샤워 헤드 및 주변 샤워 헤드로부터 각각 분출시키는 처리 가스의 단위면적당 유량을 개별적으로 조정하는 것도 가능하다. 또한, 분기관(39a, 39b)의 각각에 대응하는 2개의 처리 가스 공급원을 배치함으로써 중심 샤워 헤드 및 주변 샤워 헤드로부터 각각 분출시키는 처리 가스의 가스종 또는 가스 혼합비를 독립 또는 별개로 설정하는 것도 가능하다. 단, 이것에 한정되는 것이 아니라, 플라즈마 처리 장치(1)는, 중심 샤워 헤드로부터 분출되는 가스의 유량 FC과 주변 샤워 헤드로부터 분출되는 가스의 유량 FE의 비율을 조정할 수 없는 것이어도 좋다.

또한, 내측 상부 전극(24)의 전극 지지체(33)에는, 상부 정합기(27), 상부 급전 막대(28), 커넥터(29) 및 상부 급전통(44)을 통해 상부 고주파 전원(31)이 전기적으로 접속되어 있다. 상부 급전통(44)의 도중에는, 캐패시턴스를 가변 조정할 수 있는 가변 컨덴서(45)가 배치되어 있다. 또, 외측 상부 전극(23) 및 내측 상부 전극(24)에도 냉매실 또는 냉각 재킷(도시하지 않음)을 설치하여, 외부의 틸러 유닛(도시하지 않음)으로부터 공급되는 냉매에 의해 전극의 온도를 제어해도 좋다.

챔버(10)의 바닥부에는 배기구(46)가 설치되고, 이 배기구(46)에 배기 매니폴드(47)를 통해 가변식 버터플라이 밸브인 자동 압력 제어 밸브(Automatic Pressure Control Valve)(이하, 「APC 밸브」라고 함)(48) 및 터보 분자 펌프(Turbo Molecular Pump)(이하, 「TMP」라고 함)(49)가 접속되어 있다. APC 밸브(48) 및 TMP(49)은 협동하여, 챔버(10) 내의 플라즈마 생성 공간(S)을 원하는 진공도까지 감압한다. 또한, 배기구(46) 및 플라즈마 생성 공간(S)의 사이에는, 복수의 통기 구멍을 갖는 고리형의 배플판(50)이 서셉터 지지대(12)를 둘러싸도록 배치되고, 배플판(50)은 플라즈마 생성 공간(S)으로부터 배기구(46)로의 플라즈마의 누설을 방지한다.

또한, 챔버(10)의 측벽에는, 반도체 웨이퍼(W)의 반입ㆍ반출용의 개구부(51)가 설치되고, 개구부(51)를 개폐하는 게이트 밸브(52)가 배치되고, 게이트 밸브(52)의 개폐에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 반입ㆍ반출이 행해진다. 그러나, 게이트 밸브(52)는 챔버(10)의 밖(대기측에)에 배치되어 있기 때문에, 개구부(51)의 대기측으로 돌출된 공간이 형성되고, 챔버(10) 내에서 생성된 플라즈마가 그 공간까지 확산되어, 플라즈마의 균일성이 나빠진다. 또한, 그 플라즈마에 의해 게이트 밸브(52)의 시일 부재가 열화하기 때문에, 개구부(51)를 셔터(55a)에 의해 차단하는 구성으로 하고 있다. 또한, 셔터(55a)는, 예컨대 셔터(55a)의 구동부(55b)가 개구부(51)의 아래쪽에 배치되고, 구동부(55b)에 의해 개폐 구동된다. 여기서, 후술하는 감쇠 기구(70)와 제1 부재(80)와 제2 부재(100)는 고정되어 있고, 셔터(55a)에 접속된 연결축(55c)이 베어링 부재(55d)의 구멍을 상하 이동시킴으로써, 셔터(55a)가 상하로 이동하여 챔버(10)가 개폐된다. 셔터 부재(55)의 상세에 관해서는 후술하기 때문에, 여기서는 상세한 설명에 관해서는 생략한다.

또한, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 하부 전극으로서의 서셉터(13)에 하부 정합기(58)를 통해 하부 고주파 전원(59)이 전기적으로 접속되어 있다. 이 하부 고주파 전원(59)은, 2∼27 MHz의 범위내의 주파수, 예컨대 2 MHz의 고주파 전압을 출력한다. 하부 정합기(58)는, 하부 고주파 전원(59)의 내부(또는 출력) 임피던스에 부하 임피던스를 정합시키기 위한 것으로, 챔버(10) 내의 플라즈마 생성 공간(S)에 플라즈마가 생성되어 있을 때에 하부 고주파 전원(59)의 내부 임피던스와 부하 임피던스가 외관상 일치하도록 기능한다.

푸셔핀(56)은, 정전척(14) 및 서셉터(13)를 관통하여, 내측 공간에 있어서 돌몰 상하 이동한다.

또한, 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 내측 상부 전극(24)에, 상부 고주파 전원(31)으로부터의 고주파 전력(60 MHz)을 그라운드에 통과시키지 않고, 하부 고주파 전원(59)으로부터의 고주파 전력(2 MHz)을 그라운드에 통과시키는 로우패스 필터(LPF)(61)가 전기적으로 접속되어 있다. 이 LPF(61)는, 바람직하게는 LR 필터 또는 LC 필터로 구성되는 것이 좋다. 단, 1개의 도선으로도 상부 고주파 전원(31)으로부터의 고주파 전력에 대하여 충분히 큰 리액턴스를 부여하는 것이 가능하기 때문에, LR 필터 또는 LC 필터 대신에 1개의 도선을 내측 상부 전극(24)에 전기적으로 접속하기만 해도 좋다. 한편, 서셉터(13)에는, 상부 고주파 전원(31)으로부터의 고주파 전력을 그라운드에 통과시키기 위한 하이패스 필터(HPF)(62)가 전기적으로 접속되어 있다.

다음으로, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서, 에칭을 행하기 위해서는, 우선 게이트 밸브(52)를 개방된 상태로 하여 가공 대상의 반도체 웨이퍼(W)를 챔버(10) 내에 반입하여, 서셉터(13)의 위에 얹어 놓는다. 그리고, 처리 가스 공급원(38)으로부터 처리 가스, 예컨대 C4F8 가스 및 아르곤(Ar) 가스의 혼합 가스를 소정의 유량 및 유량비로 중심 버퍼실(35) 및 주변 버퍼실(36)에 도입하고, APC 밸브(48) 및 TMP(49)에 의해 챔버(10) 내의 플라즈마 생성 공간(S)의 압력을 에칭에 적합한 값, 예컨대 수m Torr∼1 Torr의 범위 내의 어느 값으로 설정한다.

또한, 상부 고주파 전원(31)에 의해 플라즈마 생성용의 고주파 전력을, 예컨대 60 MHz를 소정의 파워로 상부 전극(22)(외측 상부 전극(23), 내측 상부 전극(24))에 인가하는 동시에, 하부 고주파 전원(59)으로부터 바이어스용의 고주파 전력을, 예컨대 2 MHz를 소정의 파워로 서셉터(13)의 하부 전극에 인가한다. 또한, 직류 전원(16)으로부터 직류 전압을 정전척(14)의 전극판(15)에 인가하여, 반도체 웨이퍼(W)를 서셉터(13)에 정전 흡착한다.

이어서, 샤워 헤드로부터 분출된 처리 가스는 상부 전극(22) 및 서셉터(13)의 처리 공간(S)에서 플라즈마가 되고, 이 때 생성되는 라디칼이나 이온에 의해 반도체 웨이퍼(W)의 피처리면이 물리적 또는 화학적으로 에칭된다.

플라즈마 처리 장치(1)에서는, 상부 전극(22)에 대하여 높은 주파수 영역(이온이 움직일 수 없는 5∼10 MHz 이상)의 고주파를 인가함으로써, 플라즈마를 바람직한 해리 상태에서 고밀도화하기 때문에, 보다 저압의 조건하에서도 고밀도 플라즈마를 형성할 수 있다.

한편, 상부 전극(22)에 있어서는, 플라즈마 생성을 위한 고주파 전극으로서 외측 상부 전극(23)을 주(主), 내측 상부 전극(24)을 부(副)로 하고, 상부 고주파 전원(31) 및 하부 고주파 전원(59)에 의해 상부 전극(22) 바로 아래의 전자에 부여하는 전계 강도의 비율을 조정 가능하게 하고 있다. 따라서, 이온 밀도의 공간 분포를 직경 방향에서 제어하여, 반응성 이온 에칭의 공간적인 특성을 임의로 정밀하게 제어할 수 있다.

다음으로, 제1 실시형태에서의 셔터 부재(55)에 관해 설명한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 셔터 부재(55)는, 챔버(10)의 개구부(51)를 챔버(10)의 내부로부터 개폐하기 위한 셔터(55a)와, 셔터(55a)를 개폐하기 위한 구동부(55b)와, 셔터(55a)와 구동부(55b)를 연결하는 축인 연결축(55c)과, 연결축(55c)을 지지하는 베어링인 베어링 부재(55d)를 갖는다. 또, 도 3a에 나타내는 예에서는, 셔터(55a)가 폐쇄되어 있는 상태를 나타내고, 도 3b에 나타내는 예에서는, 셔터(55a)가 개방되어 있는 상태를 나타냈다.

도 4 및 도 5는, 제1 실시형태에서의 베어링 부재의 도면이다. 베어링 부재(55d)는, 연결축(55c)을 삽입하고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구(70)와, 감쇠 기구(70)를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재(80)와, 연결축(55c)에 배치되고, 대기와 차단하는 시일 부재(90)와 접촉하여 삽입하는 제2 블록형의 제2 부재(100)를 갖는다. 또한, 베어링 부재(55d)에 해당하는 개소에는, 연결축(55c)에 시일 부재(90)가 설치된다. 도 5에 나타내는 예에서는, 시일 부재(90)로서 2개의 O링이 설치되는 경우를 예로 나타냈다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 베어링 부재(55d)는, 연결축(55c)이 삽입되고, 제1 부재(80)의 제1 면(81)과, 제2 부재(100)의 제1 면(101)이 접하도록 구동 커버 상에 예컨대 나사 등으로 고정된다.

도 6a는, 제1 실시형태에서의 제2 부재의 사시도의 일례이다. 도 6b는, 제1 실시형태에서의 단면도의 일례이다.

도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 제2 부재(100)는, 제1 면(101)측에, 연결축(55c)이 삽입되는 개구부를 둘러싸는 볼록부(102)와, 볼록부(102)의 주위에 설치되는 홈부(103)와, 홈부(103)보다 직경이 큰 홈부(104)를 갖는다. 홈부(103)에는, 예컨대 후술하는 그리스가 설치된다. 또, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 예에서는, 홈부가 2개 있는 경우를 나타냈지만, 이것에 한정되지 않고, 1개이어도 좋고 3개 이상이어도 좋다.

도 7a는, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구의 일례이다. 도 7b는, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구의 단면도의 일례이다.

또한, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같이, 감쇠 기구(70)는, 연결축(55c)이 삽입되는 개구부를 가지며, 제1 부재(80)와 제2 부재(100)에 둘러싸이도록 베어링 부재(55d)의 내부에 설치된다. 구체적으로는, 감쇠 기구(70)의 제1 면(71)은 제1 부재(80)와 접하도록 설치되고, 감쇠 기구(70)의 제2 면(72)은 제2 부재(100)와 접하도록 설치된다. 여기서, 도 7b의 화살표 a 및 화살표 b에 나타낸 바와 같이, 감쇠 기구(70)의 제2 면(72)측에는, 파선(73)에 나타내는 영역에 있어서, 다른 개소와 비교하여 개구부의 직경이 넓게 되어 있고, 이 파선(73)의 영역에, 제2 부재(100)의 볼록부(102)와 맞물리게 된다. 또한, 감쇠 기구(70)의 제1 면(71)측의 볼록부(74)는, 제2 부재(100)의 홈부(103)에 들어맞는다. 즉, 감쇠 기구(70)는, 제2 부재(100)의 연결축(55c)측의 내벽과 연결축(55c)과의 사이, 및, 제1 부재(80)의 연결축(55c)측의 내벽과의 사이에 설치되고, 연결축(55c)의 연신 방향으로 연장되어 제2 부재(100)의 홈부(103)에 들어맞는 볼록부(74)를 갖는다. 또한, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 감쇠 기구(70)는, 연결축(55c)과 접촉하는 내측에 볼록부(75)가 형성되고, 볼록부(75)의 선단이 연결축(55c)과 접촉한다.

여기서, 도 8을 이용하여, 감쇠 기구(70)와 시일 기구(90)의 관계에 관해 더욱 상세히 설명한다. 도 8은, 제1 실시형태에서의 감쇠 기구와 시일 기구와 제1 부재와 제2 부재의 관계를 나타내는 단면도이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 부재(100)의 셔터(55a)측에 제1 부재(80)가 설치된다. 또한, 제1 부재(80)와 제2 부재(100)에 의해 감쇠 기구(70)가 커버되도록, 감쇠 기구(70)는 베어링 부재(55d)의 내부에 설치되게 된다. 구체적으로는, 제1 부재(80)의 셔터(55a)측과는 반대측의 개구부에 감쇠 기구(70)가 설치되고, 제2 부재(100)가, 감쇠 기구(70) 및 제1 부재(80) 중, 셔터(55a)측과는 반대측의 면을 덮도록 설치된다. 또한, 전술한 바와 같이, 감쇠 기구(70)는, 제2 부재(100)의 볼록부(102) 및 홈부(103)와 들어맞아 수용된다. 바꿔 말하면, 예컨대, 감쇠 기구(70)의 볼록부(74)는 제2 부재(100)의 홈부(103)에 위치하게 된다.

또한, 여기서 시일 부재(90)에 관해 더 설명한다. 시일 부재(90)는 예컨대 O링이다. 여기서, O링은 예컨대 인장 강도가 12.1 MPa보다 큰 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15.4 Mpa 이상인 재료이다. 또한, 예컨대 O링은. 경도가 62 ShoreA보다 딱딱한 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70 ShoreA 이상이다. 또한, O링은 연신율(%)이 높은 것이 바람직하고, 예컨대 250%보다 큰 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 300% 이상이다.

또한, O링은 그리스와 함께 이용되는 것이 바람직하다. 예컨대 그리스로는 불소계 그리스를 이용하는 것이 바람직하다.

도 9는, 제1 실시형태에서의 라디칼 침입 경로에 관해 나타내는 도면이다. 종래에는, 시일 부재와 그 시일 부재를 커버하는 블록 구성으로 했기 때문에, 라디칼이나 이온을 트랩할 수 없어, 라디칼이나 이온이 접촉부의 경로를 경유하여 시일 부재에 도달하여 손상을 주어 진공이 리크되었다. 이것을 감안하여, 제1 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 베어링 부재(55d)는, 연결축(55c)이 삽입되고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구(70)와, 감쇠 기구(70)를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재(80)와, 연결축(55c)에 배치되어 대기와 차단하는 시일 부재(90)와 접촉하여 연결축(55c)이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재(100)를 가지며, 제1 부재(80)의 일단과 제2 부재(100)의 일단을 감합하도록 연결하고, 연결부로부터 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 경로가 연결축(55c)의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성되고, 또한, 시일 부재(90)가, 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료로 형성된다. 그 결과, 도 9의 화살표에 나타낸 바와 같이, 챔버(10) 내에 발생한 라디칼이 침입하는 침입 경로로는, 제1 부재(80)와 제2 부재(100) 사이에서 침입하더라도, 제2 부재(100)의 홈부 103이나 104에 설치되는 그리스나, 제2 부재(100)의 홈부(103), 볼록부(102), 감쇠 기구(70)의 볼록부(74) 등에 의해 형성되는 연결축(55c)의 연신 방향에 있어서 되돌아가는 라디칼 트랩을 거친 뒤에, 시일 부재(90)에 도달하게 된다.

전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 챔버(10)와, 챔버(10)의 개구부를 챔버(10)의 내부로부터 개폐하기 위한 셔터(55a)와, 셔터(55a)를 개폐하기 위한 구동부(55b)와, 셔터(55a)와 구동부(55b)를 연결하는 축인 연결축(55c)과, 연결축(55c)을 지지하는 베어링으로서, 라디칼을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와, 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료로 형성된 시일 부재를 순서대로 갖는 베어링 부재(55d)를 갖는다. 그 결과, 챔버(10)의 기밀성을 유지할 수 있게 된다. 구체적으로는, 셔터(55a)의 개폐에 의해 셔터 부재(55)에 침입하는 라디칼이나 이온을 감쇠 기구에 의해 실활시켜, 시일 부재까지 도달시키지 않기 때문에 시일 부재의 손상이 억제된다. 그 결과, 진공이 유지되어 셔터 부재(55)의 리크 레이트가 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 그 결과, 챔버(10)의 기밀성을 유지할 수 있게 된다.

또한, 플라즈마 처리 장치의 셔터의 개폐에 의해 셔터 부재에 침입하는 라디칼에 의해, 셔터 부재의 리크 레이트가 저하되는 것에 관해, 구체적으로 설명한다. 챔버 내에 발생한 플라즈마의 라디칼이나 이온에 의해 셔터 부재의 O링이 열화에 기인하면, O링을 라디칼 내성이 높은 O링으로 교환한 결과, 리크 레이트가 충분히 저하되지 않는 것을 알 수 있었다. 또한, O링으로서, 종래의 Viton(D0270)로부터, 라디칼 내성이 Viton보다 우수한 DC156로 변경한 결과, 리크 레이트의 저하는 충분히 작아지지 않았다.

도 10은, O링의 열화의 비교 실험한 결과의 일례를 나타내는 도면이다. 비교예로서, 라디칼 내성이 상대적으로 강하고, 기계 강도가 상대적으로 약한 O링으로서 DC156(62 ShoreA(경도), 12.1 MPa(인장 강도), 250%(연신율), 1.5 MPa(100% 응력))을 이용하여, 감쇠 기구를 구성하지 않는 셔터 부재를 이용했다. 또한, 실시예로는, 전술한 감쇠 기구와 함께, DC156과 비교하여 라디칼 내성은 낮은 것, 기계적 강도가 높은 Viton(D0270)(70 ShoreA(경도), 15.4 MPa(인장 강도), 300%(연신율), 3.6 MPa(100% 응력))을 이용하여 실험을 행했다. 구체적인 조건으로는, 처리 압력; 200 mT, RF 파워; HF=2700 W, LF=1500 W로 한 뒤에, 처리 가스로서 C4F8/O2=20/400 sccm, BㆍP(웨이퍼와 서셉터의 사이에 He 가스를 흘렸을 때의 백프레셔 압력)=15/15로 하여, 10분간 처리를 행했다.

도 11은, O링 열화 기구의 일례를 나타내는 도면이다. 즉, 도 9의 (1)에 나타낸 바와 같이, 열이나 라디칼의 존재하에서는, 시간의 경과에 따른 열화에 의해, O링과 함께 이용되었던 그리스가 감소해 간다. 여기서, O링으로서, 라디칼 내성이 상대적으로 강한 것, 기계 강도가 상대적으로 약한 O링을 이용하는 경우, 도 9의 (2)에 나타낸 바와 같이, 셔터의 개폐에 의해, O링이 보다 마찰되어 슬립이 보다 많이 발생한다고 생각된다. 그 결과, 도 9의 (3)에 나타낸 바와 같이, 라디칼 내성이 상대적으로 강한 O링을 이용했음에도 불구하고, 리크 레이트의 저하 속도가 작아지지 않은 원인이라고 생각된다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 96시간 경과후의 비교예에서의 O링은 열화하여 파단된 데 비해, 500시간 경과후의 실시예에서의 O링은 열화가 보이지 않았다. 보다 상세하게는, 비교예에서는, 96시간으로 열화 파단되어 버린 한편, 실시예 1에서는, 96시간 경과후에서의 질량의 감소는 0.017%이며, 500시간 경과후라 하더라도 0.155%의 감소로 오차 범위에 불과했다.

또한, 도 12는, 리크 레이트 결과를 나타낸다. 도면에 나타낸 바와 같이, 리크 레이트는 비교예와 비교하면, 실시예 1의 O링은, 라디칼 내성이 떨어짐에도 불구하고, 약 22.5배나 향상이 보이고, 매우 리크가 작았다.

이러한 것을 감안하여, 전술한 바와 같이, 제1 실시형태에서는, 감쇠 기구와 함께, 기계 강도가 12.1(MPa)보다 큰 O링을 그리스와 함께 이용함으로써, 셔터(55a)의 개폐에 의해 셔터 부재(55)까지 침입하는 라디칼에 의해 O링 열화를 억제하여, 셔터 부재(55)의 리크 레이트가 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 그 결과, 챔버(10)의 기밀성을 유지할 수 있게 되었다.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 감쇠 기구는, 라디칼 트랩 링이며, 라디칼이 침입하는 침입 경로로서, 연결축의 연신 방향에 있어서 되돌아가는 경로를 갖는다. 그 결과, 연결축을 포함하는 셔터 부재의 폭을 넓히지 않고, 라디칼 트랩 구조를 컴팩트하게 도입할 수 있게 된다.

시일 부재는 O링이며, O링을 이용함으로써 챔버(10)의 기밀성을 유지할 수 있게 된다. 또한, 불소계의 그리스를 함께 이용함으로써, 보다 누설을 방지할 수 있게 되는 동시에, O링의 열화를 방지할 수 있게 된다.

또한, 제1 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 베어링 부재(55d)는, 제1 부재(72)와, 제2 부재(74)와, 제3 부재(76)를 갖는다. 그 결과, 셔터(55a)의 개폐에 의해 셔터 부재(55)에 침입하는 라디칼이나 이온을 실활시킴으로써, 셔터 부재(55)의 O링의 열화를 억제하여, 리크 레이트가 저하되는 것을 방지할 수 있게 되고, 그 결과, 챔버(10)의 기밀성을 장기간 유지할 수 있게 된다.

1 : 플라즈마 처리 장치 10 : 챔버
50 : 배플판 51 : 반입 반출구
52 : 게이트 밸브 53 : 실드 링
54 : 커버 링 55 : 셔터 부재
55a : 셔터 55b : 구동부
55c : 연결축 55d : 베어링 부재
70 : 제1 면 71 : 홈부
72 : 제1 부재 73 : 제2 면
74 : 제2 부재 75 : 내벽
76 : 제3 부재

Claims

개구부를 가지며, 감압하여 기밀하게 유지되는 챔버와,
상기 챔버 내에 기판을 반입 반출하고, 상기 개구부를 개폐하는 제1 개폐 부재와,
상기 개구부를 상기 챔버의 내부로부터 개폐하는 제2 개폐 부재와,
상기 제2 개폐 부재를 개폐하기 위한 구동부와,
상기 제2 개폐 부재와 상기 구동부를 연결하는 축인 연결축과,
상기 연결축에 설치되어, 상기 챔버 내와 대기측을 차단하고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키는 베어링 부재
를 구비하고,
상기 베어링 부재는,
상기 연결축이 삽입되고, 상기 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와,
상기 감쇠 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와,
상기 연결축에 배치되어 상기 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하면서 상기 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재
를 가지며,
상기 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 상기 연결부로부터 상기 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 상기 경로가 상기 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성되고,
상기 시일 부재는, 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료인 것을 특징하는 기판 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 감쇠 기구는, 상기 연결축과 접촉하는 내측에 볼록부가 형성되고, 그 볼록부의 선단이 상기 연결축에 접촉하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감쇠 기구는 라디칼 트랩 링인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 시일 부재는 O링으로 이루어지며, 불소계의 O링인 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베어링 부재는,
상기 제2 부재의 상기 연결축측의 내벽과 상기 연결축과의 사이, 및 상기 제1 부재의 상기 연결축측의 내벽과의 사이에 설치되고, 상기 연결축의 연신 방향으로 연장되어 상기 제1 부재에 들어맞는 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
개구부를 가지며 감압하여 기밀하게 유지되는 챔버의 상기 개구부를 상기 챔버의 내부로부터 개폐하는 제2 개폐 부재와,
상기 제2 개폐 부재를 개폐하기 위한 구동부와,
상기 제2 개폐 부재와 상기 구동부를 연결하는 축인 연결축과,
상기 연결축에 설치되어, 상기 챔버 내와 대기측을 차단하고, 라디칼이나 이온을 감쇠시키는 베어링 부재
를 구비하고,
상기 베어링 부재는,
상기 연결축이 삽입되고, 상기 라디칼이나 이온을 감쇠시키기 위한 감쇠 기구와,
상기 감쇠 기구를 커버하는 제1 블록형의 제1 부재와,
상기 연결축에 배치되어 상기 대기와 차단하는 시일 부재와 접촉하며, 상기 연결축이 삽입되는 제2 블록형의 제2 부재
를 가지며,
상기 제1 부재의 일단과 제2 부재의 일단을 감합하도록 연결하고, 상기 연결부로부터 상기 라디칼이 침입하는 침입 경로가 형성되고, 상기 경로가 상기 연결축의 연신 방향으로 되돌아가도록 형성되고,
상기 시일 부재는, 그 인장 강도가 12.1(MPa)보다 큰 재료인 것을 특징으로 하는 셔터 부재.
제6항에 있어서, 상기 감쇠 기구는, 상기 연결축과 접촉하는 내측에 볼록부가 형성되고, 그 볼록부의 선단이 상기 연결축에 접촉하는 것을 특징으로 하는 셔터 부재.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 감쇠 기구는 라디칼 트랩 링인 것을 특징으로 하는 셔터 부재.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 시일 부재는 O링으로 이루어지며, 불소계의 O링인 것을 특징으로 하는 셔터 부재.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 감쇠 기구는,
상기 제2 부재의 상기 연결축측의 내벽과 상기 연결축과의 사이, 및 상기 제1 부재의 상기 연결축측의 내벽과의 사이에 설치되고, 상기 연결축의 연신 방향으로 연장되어 상기 제1 부재에 들어맞는 볼록부를 갖는 것을 특징으로 하는 셔터 부재.