KR20180098490A - 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

메인터넌스 작업의 효율을 향상하여 처리의 효율을 향상시킨 진공 처리 장치를 제공한다.
웨이퍼가 플라즈마를 이용하여 처리되는 처리실을 가진 진공 용기와, 상기 진공 용기를 구성하는 적어도 1개의 부재가 베이스 플레이트에 대하여 수평 방향으로 이동하여 분리 가능하게 구성된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 베이스 플레이트의 상기 진공 용기를 사이에 두고 당해 진공 용기의 측방에 배치되어 감압된 내부를 상기 웨이퍼가 반송되는 진공 반송실의 반대의 측의 단부에 이것과 연결되어 장착되고, 상하 방향의 축을 가져 상기 분리 가능한 부재를 상하 방향으로 이동시키는 리프터가 상기 상하 방향의 축과 상기 분리 가능한 부재에 연결되어 당해 상하 방향의 축을 따라 이동하는 연결부와, 이 연결부에 배치되어 상하 방향에 회전축을 가지는 관절부로서 상기 분리 가능한 부재가 그 둘레에서 수평 방향으로 선회하는 선회축을 구비하였다.

Description

플라즈마 처리 장치{PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 진공 용기 내부의 감압된 처리실 내로 반송되어 배치된 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료를 당해 처리실 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 처리하는 플라즈마 처리 장치에 관한 것이며, 상하 방향의 위치에 착탈 가능하게 배치되어 진공 용기를 구성하는 복수의 부재를 구비한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료로부터 반도체 디바이스를 제조하기 위한 반도체 웨이퍼의 제조 장치로서, 시료를 진공 용기 내부의 감압된 처리실 내에 배치하여 시료의 상면에 미리 형성된 마스크를 포함하는 복수의 막층을 가지는 막구조의 처리 대상의 막층에 대하여 당해 처리실 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 에칭 등의 처리를 실시하는 것이 일반적으로 알려져 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치에서는, 예를 들면, 진공 용기 내부의 감압된 처리실 내에 처리용 가스를 도입함과 함께 처리실 내로 전계 또는 자계를 공급하여 당해 처리용 가스를 여기하여 플라즈마를 생성하여, 시료대 상에 정전기력을 이용하여 흡착되어 유지된 반도체 웨이퍼 상의 처리 대상의 막층을, 플라즈마에 포함되는 라디칼 등 활성을 가지는 입자와 처리 대상의 막층의 재료와의 화학 반응이나 이온과 같은 하전 입자의 스퍼터링 등의 물리적 반응을 포함하는 상호 작용에 의해 처리하는 것이 행해진다.
웨이퍼 등 시료의 처리 중에 처리실 내에 형성되는 반응 생성물의 입자는 처리실 내에 부유하여 내벽면에 부착된다. 시료의 처리의 매수나 처리를 실시한 시간의 누계가 증대함에 따라, 부착된 입자가 처리실 내 표면에 퇴적되어 막을 형성해 버린다. 그 결과, 이러한 부착물의 퇴적물이 처리실 내에 형성되는 플라즈마와의 사이의 상호 작용에 의해, 그 파편이나 입자가 다시 처리실 내에 부유하여 시료의 표면에 부착되어 시료나 표면에 형성된 반도체 디바이스의 회로용의 막구조를 오염시켜버려, 처리의 결과 얻어지는 반도체 디바이스의 성능이 손상되어 불량을 발생시켜 수율을 저하시켜 버린다는 문제가 발생한다. 또한, 처리실 내 표면의 부착물과 플라즈마와의 상호 작용의 양은 시료의 상면 상방의 플라즈마의 전위, 밀도나 강도의 값과 그 분포에도 영향을 주고 있어, 처리한 시료의 매수나 시간의 누계의 증대에 의해 부착물의 증대가 시료의 처리의 결과에 영향을 끼쳐 복수의 시료의 처리를 개시한 시점부터 처리의 결과를 변동시켜버려, 처리의 결과인 가공된 형상의 소기의 것으로부터의 어긋남이 시간의 경과에 따라 커져버린다는 문제가 발생해 버린다.
이를 해결하기 위하여, 시료를 처리한 누계의 매수나 처리를 실시한 누계의 시간이 소정의 값에 도달하였다고 판정되면, 플라즈마 처리 장치의 운전을 일시적으로 정지하여, 처리실 내 표면에 부착된 물질을 제거하는 청소(클리닝)를 실시하여, 처리실 내 표면을 소기의 처리 결과가 얻어지는 정도까지 회복시키는 것이, 종래부터 행해져 왔다. 이러한 청소로서는, 진공 용기 내부의 처리실을 분위기(대기)압으로 하여 대기에 개방하고, 처리실 내부의 부재의 표면을 약액을 이용하여 천 등으로 걸레질(웨트 클리닝)하는 것이 행해지고 있다.
이러한 클리닝을 행하기 위해서는, 처리실 내부를 대기압으로 하여 개방하는 것이 필요하고, 시료의 처리를 당해 기간마다 중단할 필요가 있다. 이 때문에, 이러한 클리닝의 작업을 행하는 시간을 가능한한 짧게 하는 것이, 진공 처리 장치의 가동률을 높여 전체적으로 처리의 효율을 향상시키기 때문에 중요해지고 있다. 또한, 반응 생성물 등의 처리실 내의 입자는, 처리실을 둘러싸는 부재의 표면뿐만 아니라 처리실 내에 배치되어 반도체 웨이퍼를 그 상면에 올려 유지하는 시료대의 표면에도 부착되기 때문에, 이 시료대 중 적어도 시료가 올려지는 상면 이외의 개소의 표면도 웨트 클리닝 등의 부착물을 제거하는 작업을 실시하는 것이 필요해진다.
처리실을 구성하는 부재 표면의 웨트 클리닝에 필요로 하는 시간을 단축하는데 있어서는, 진공 처리 분위기에 노출되어 반응 생성물이 부착되는 진공 용기, 혹은 부품은, 분리하여 신품 혹은 세정품으로 교환함으로써 가능해진다. 이러한 종래의 기술로서, 예를 들면 일본 공개특허 특개2005-252201호 공보(특허 문헌 1)에 개시된 것이 알려져 있다. 이 종래 기술에는, 외측 챔버의 내부에 피처리물의 처리를 행하는 처리실을 구성하는 상부 내통 챔버와 시료대 및 배기부측에 배치된 하부 내통 챔버를 구비한 진공 처리 장치가 개시되어 있다.
본 종래 기술에서는, 장치의 메인터넌스를 실시할 시에, 상부 내통 챔버의 상부에 배치되고, 플라즈마를 생성하는 방전실을 구성하는 방전실 베이스 플레이트를 반송실측에 배치된 힌지부를 지지점으로 하여 회전시키도록 상방으로 들어 올려, 상부 내측 챔버의 작업 공간을 확보함으로써 상부 내측 챔버를 상방으로 들어 올려 외측 챔버로부터 취출하는 구성이 개시되어 있다. 또한, 시료대의 연직 방향의 중심을 축으로 하여 축 둘레에 배치되어 고정된 지지 빔을 구비한 링 형상의 지지 베이스 부재(시료대 블록)가 고정된 시료대 베이스 플레이트를 반송실측에 배치된 힌지부를 지지점으로 하여 회전시키도록 상방으로 들어 올려, 하부 내측 챔버의 작업 공간을 확보함으로써 하부 내측 챔버를 상방으로 들어 올려 외측 챔버로부터 취출한 후, 표면이 미사용 혹은 세정되어 청정하다고 간주할 수 있는 챔버의 부재를 교환하여 장착하는 기술이 기재되어 있다.
또한, 지지 빔을 시료대의 연직 방향의 중심을 축으로 하여 축 대칭으로 배치(즉, 시료대의 중심축에 대한 가스 유로 형상이 대략 동축 축대칭)함으로써, 상부 내통 챔버 내의 시료대 상의 공간의 가스 등(처리 가스, 플라즈마 중의 입자나 반응 생성물)이, 이 지지 빔끼리의 사이의 공간을 통과하여 하부 내통 챔버를 거쳐 배기된다. 이에 따라, 피처리물 둘레 방향에 있어서의 가스의 흐름이 균일해져, 피처리물에 대한 균일한 처리가 가능해진다.
한편, 일본 공개특허 특개2005-516379호 공보(특허 문헌 2)에는, 진공 처리 챔버의 측벽에 설치된 개구부를 (수평 방향으로)통과시킴으로써, 챔버에 장착·분리 가능하며, 정전 척 어셈블리가 탑재된 외팔보의 기판 지지부가 개시되어 있다. 시료대를 포함하는 기판 지지부를 진공 용기 외부로 취출할 수 있기 때문에, 시료대의 표면의 청소를 하기 위하여 처리실의 내부를 개방할 필요가 없고, 또한 처리실의 내측 측벽의 청소와 시료대를 포함하는 기판 지지부의 표면의 청소를 병행하여 실시할 수 있기 때문에, 작업에 필요로 하는 시간을 단축하여 장치의 비가동 시간을 저감하여 전체적으로 처리의 효율이 향상된다.
일본 공개특허 특개2005-252201호 공보 일본 공개특허 특개2005-516379호 공보
상기의 종래 기술에서는, 다음의 점에 대하여 고려가 불충분하였기 때문에 문제가 발생하고 있었다.
즉, 상기 종래 기술에서는, 진공 용기의 내부에 별도의 용기가 다중으로 배치되고 가장 내측의 용기 내에 플라즈마가 형성되는 처리실을 구비한 구성이다. 내측의 용기의 내표면은 플라즈마에 면(面)하여 웨이퍼의 처리에 따라 형성되는 반응 생성물 등의 입자가 부착되기 때문에 교환하여 처리실 내 표면의 상태를 처리의 성능에 악영향이 미치는 것을 억제할 수 있을 정도로 청정하게 하기 위한 작업의 단축을 도모하고 있다. 그러나, 내외의 용기를 다중으로 배치한 구성에서는 내부의 용기의 분리 시에 작업자에게 큰 부하를 요하고 있었다.
이와 같이 내측에 배치된 용기의 내외를 기밀하게 구분하기 위해서는 내측의 용기에는, 내측의 용기에 접하는 O링 등의 시일 부재를 변형시키기 위하여 상하 방향으로 하중을 인가할 필요가 있기 때문에, 이것을 실현하기 위하여 내측의 용기는, 장치가 가동되는 상태에서 외부로부터 하중이 전달되도록 진공 용기의 내측에 용기가 내포되도록 수납되는 구성이어야 한다. 이 때문에, 내측의 용기를 취출하기 위해서는, 외측의 진공 용기의 내부로부터 당해 진공 용기의 측벽의 상단과 거리를 두고 작업자가 적지 않은 중량의 내측 용기를 상하 방향으로 이동시키지 않으면 안되어, 메인터넌스의 작업에 긴 시간을 요하고 있었다. 이 때문에, 작업자에게 큰 부담이 되고 있었다. 또한, 장치의 다운 타임이 길어져 장치에 의한 처리의 효율이 손상되고 있었다.
또한, 처리 대상의 웨이퍼의 직경이 커지면, 웨이퍼를 내부에 수납하는 내측의 용기보다 외측의 진공 용기의 직경은 더 큰 것이어야 한다. 이 때문에, 웨이퍼를 처리하는 장치가 설치되는 구조물의 바닥에서 점유하는 면적은 더 증대해져 버린다.
특허 문헌 2의 기술에 의하면, 내측의 용기를 상방으로 이동시켜 외측의 진공 용기로부터 취출하는 작업은 필요하지 않지만, 기판 지지부는 챔버 측벽의 개구부로 진공 시일되어 있다. 이 때문에, 직경이 커진 웨이퍼를 지지하기 위하여 치수를 크게 한 결과 중량이 증가하는 기판 지지부를 이용하면, 진공 시일부로의 하중부하가 커져 진공을 유지하는 것이 곤란해질 우려가 있었다. 또한, 본 종래 기술에서는, 외팔보 때문에 시료 지지부의 중심축에 대한 가스 유로 형상이 동축의 축대칭이 되지는 않고, 피처리물의 둘레 방향에 있어서의 가스의 흐름이 불균일해져, 피처리물에 대하여 균일한 처리를 행하는 것이 곤란해져 버린다는 문제가 발생할 우려가 있었다.
상기 종래 기술에서는 이러한 점에 대하여 충분히 고려되어 있지 않았다. 본 발명의 목적은, 메인터넌스 작업의 효율을 향상시켜 처리의 효율을 향상시킨 진공 처리 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적은, 감압된 내측에 배치된 웨이퍼가 플라즈마를 이용하여 처리되는 처리실을 가진 진공 용기와, 이 진공 용기가 올려져 당해 진공 용기 내부의 처리실로부터의 가스가 배출되는 개구를 가진 베이스 플레이트를 가지고, 상기 진공 용기를 구성하여 상하 방향으로 겹쳐져 배치된 적어도 3개의 부재가 상기 베이스 플레이트에 대하여 분리 가능하게 구성된 플라즈마 처리 장치로서, 상기 진공 용기를 사이에 두고 당해 진공 용기의 측방에 배치되어 상기 웨이퍼가 내부에서 반송되는 것으로서 상기 3개의 분리 가능한 부재 중 상하 방향의 중간의 부재의 외측벽에 접속되는 밸브 박스와, 상기 베이스 플레이트의 외주부로서 상기 진공 용기를 사이에 두고 상기 밸브 박스의 반대의 측의 단부에 상기 3개의 분리 가능한 부재 중 상방 및 하방의 부재 각각과 연결되어 장착되고, 이들 2개의 분리 가능한 부재가 상하 방향을 따라 이동하는 상하 방향의 축을 가진 리프터와, 상기 리프터에 구비되어 상기 상하 방향의 축을 따라 이동하는 이동 부재로서, 상기 3개의 부재가 겹쳐져 상기 진공 용기를 구성하고 있는 위치로부터 상기 상하 방향의 축을 따라 상방으로 이동하여 상기 상방 및 하방의 분리 가능한 부재의 각각과 상기 상하 방향의 축과의 사이를 연결하는 2개의 연결부의 각각과 순차 접속하여 각 연결부 및 이것에 연결된 상방 및 하방의 부재의 각각을 상기 축 방향을 따라 이동하여 상기 베이스 플레이트로부터 각각 소정의 거리를 둔 높이로 유지하는 이동 부재를 구비함으로써 달성된다.
본 발명에 의하면, 메인터넌스 작업의 효율을 향상하여 처리의 효율을 향상시킨 진공 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 개략 상면도(일부 투시)이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치에 있어서의 진공 처리 유닛의 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치에 있어서의 피처리물의 반송을 설명하기 위한 주요부 개략 상면도(게이트 밸브가 개방 상태이며, 반송 로봇이 피처리물을 진공 처리 유닛으로 반입하고 있는 상태, 혹은 반출하려고 하고 있는 상태)이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치에 있어서의 피처리물의 반송을 설명하기 위한 주요부 개략 상면도(게이트 밸브가 개방 상태이며, 피처리물이 진공 반송실로 반입된 상태)이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(코일과 전원이 분리된 상태)이다.
도 6은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(석영판, 샤워 플레이트, 석영 내통이 분리된 상태)이다. 도 5a에 나타내는 진공 처리 유닛의 개략적인 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(가스 도입 링이 분리된 상태)이다.
도 8은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(선회 리프터에 의해 방전 블록 유닛이 들어 올려져 선회된 상태)이다.
도 9는, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 종단면도(선회 리프터에 의해 방전 블록 유닛이 들어 올려져 선회된 상태)이다.
도 10은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(어스 링, 상부 용기가 분리된 상태)이다.
도 11은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(선회 리프터에 의해 시료대 유닛이 들어 올려져 선회된 상태)이다.
도 12는, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 종단면도(선회 리프터에 의해 시료대 유닛이 들어 올려져 선회된 상태)이다.
도 13은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 진공 처리 유닛에 있어서의 메인터넌스의 순서를 설명하기 위한 상면도(하부 용기가 분리된 상태)이다.
도 14는, 본 발명의 실시예에 관련된 플라즈마 처리 장치의 도 13에 나타낸 상태에 있어서 보수 또는 점검이 실시되고 있는 상태를 모식적으로 나타내는 상면도이다.
본 발명의 실시 형태를 이하 도면을 이용하여 설명한다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시예를 도 1 내지 14를 이용하여 설명한다. 또한, 도면 중에 있어서 동일한 부호는 동일 구성 요소를 나타낸다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관련된 진공 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1(a)는 본 실시예에 관련된 진공 처리 장치(100)를 상방에서 본 횡단면도이며, 도 1(b)는 진공 처리 장치(100)의 구성을 나타내는 사시도이다.
본 실시예의 진공 처리 장치(100)는, 그 전방측(도면 위 우측)에 배치된 대기 블록(101)과 후방측(도면 위 좌측)에 배치된 진공 블록(102)을 구비하고 있다. 대기 블록(101)은, 대기압하에서 반도체 웨이퍼 등의 기판 형상의 시료가 반송되어, 수납의 위치 결정 등이 이루어지는 부분이며, 진공 블록(102)은 대기압으로부터 감압된 압력하에서 시료가 반송되거나, 혹은 처리 등이 실시되어, 시료를 재치(裁置)한 상태에서 압력을 높이고 낮추는 부분을 포함하고 있다.
대기 블록(101)은, 외형이 직방체 혹은 그것으로 간주할 수 있는 정도로 근사한 동등의 형상을 가지고 그 내부에 대기압 또는 이것으로 간주할 수 있는 정도로 근사한 동등의 압력으로 이루어진 공간인 대기 반송실(106)을 가진 박스체와, 이 박스체의 전면측의 측면을 따라 배열되어 장착되고, 처리용 또는 클리닝용의 시료가 내부에 수납되어 있는 카세트가 그 상면에 올려져 있는 복수의 카세트대(107)를 구비하고 있다. 대기 블록(101)은, 카세트대(107) 상의 각 카세트의 내부에 수납된 처리용 또는 클리닝용의 시료인 웨이퍼가 카세트와 대기 반송실(106)의 배면(背面)에 연결된 진공 블록(102)과의 사이에서 주고 받아지는 지점이며, 대기 반송실(106) 내부에는 이러한 웨이퍼의 반송을 위하여 웨이퍼 유지용의 아암을 구비한 대기 반송 로봇(109)이 배치되어 있다.
진공 블록(102)은, 내부에 감압되어 시료가 처리되는 처리실을 가지는 진공 용기를 구비한 복수의 진공 처리 유닛(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)과, 이들의 진공 처리 유닛과 연결되어 그 내부에 시료를 감압하에서 반송하는 진공 반송 로봇(110-1, 110-2)이 구비된 반송용의 공간인 진공 반송실(104-1, 104-2)을 가지는 진공 용기, 및 당해 진공 반송용의 진공 용기(진공 반송 용기)와 대기 반송실(106)의 박스체와의 사이에서 이들과 접속되어 배치된 웨이퍼를 수납하는 공간으로서 진공 반송실(104-1) 및 대기 반송실(106)과 연통 가능하게 배치된 록 실(105)을 가지는 진공 용기, 2개의 진공 반송 용기의 사이에서 이들과 접속되어 배치된 진공 반송실(104-1) 및 진공 반송실(104-2)의 사이에서 이들과 연통 가능하게 된 웨이퍼 수납용의 공간인 반송 중간실(108)을 내부에 가지는 진공 용기를 구비하고 있다. 이 진공 블록(102)은, 그 내부는 감압되어 소정의 값의 진공도의 압력으로 유지 가능한 진공 용기를 구비하여 구성되어 있다.
또한, 상기 대기 반송 로봇(109)이나 진공 반송 로봇(110)의 반송의 동작이나 진공 처리 유닛에 있어서의 웨이퍼를 처리하는 동작, 록 실(105)에 있어서의 내부의 밀봉, 개방이나 감압, 승압의 동작 등 진공 처리 장치(100)의 동작은, 이들을 실행하는 각 부분과 유선 혹은 무선에 의한 것을 포함하는 통신 경로를 통하여 신호의 송수신 가능하게 접속된 도면에 나타나 있지 않은 제어 장치에 의해 조절된다. 제어 장치는, 외부의 통신의 경로와 신호의 송수신을 행하는 인터페이스와, 반도체 디바이스제의 마이크로프로세서 등의 연산기, 당해 연산기의 연산의 알고리즘이 기재된 소프트웨어나 통신되는 신호의 값 등의 데이터를 기억하는 RAM, ROM이나 하드 디스크, 리무버 디스크 등의 기억 장치와 이들을 통신 가능하게 접속하는 통신 선로를 포함하여 구성되어 있다.
도 2를 이용하여 본 실시예에 관련된 플라즈마 처리 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 도 1에 나타내는 실시예의 진공 처리 유닛의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 종단면도이다. 본 실시예의 진공 처리 유닛(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)은, 장치의 구조나 동작이 동일 또는 이것으로 간주할 수 있는 정도로 근사한 동등의 것이며, 어느 1개를 다른 3개 대신에 배치된 경우에도 웨이퍼의 처리의 결과는 동일 또는 동등한 것이 얻어지도록 구성되어 있다. 본 도면에서는, 진공 반송실(104-1)에 연결된 진공 처리 유닛(200-1, 200-2) 중 어느 것을 예로서, 진공 처리 유닛(200)으로서 설명한다.
본 도면에 나타내는 진공 처리 유닛(200)은, 내부에 웨이퍼(300)가 배치되고 플라즈마가 형성되어 처리되는 공간인 처리실을 가진 상부 용기(230)나 하부 용기(250)를 포함하는 진공 용기와, 이에 연결되어 진공 용기 하방에 배치된 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 포함하는 배기 펌프(270)와, 진공 용기 상방에 배치된 플라즈마 형성용의 전계를 형성하는 장치인 제 1 고주파 전원(201) 및 자계를 형성하는 장치인 솔레노이드 코일(206)을 구비하고 있다. 상부 용기(230)나 하부 용기(250)의 외주는 진공 처리 유닛(200) 주위의 분위기(대기)에 노출되어 있고, 이들 용기는 그 내부의 처리실과 외부의 분위기와의 사이를 기밀하게 구획하는 진공 격벽을 구성하고 있다.
상부 용기(230)나 하부 용기(250)는, 수평 방향에 관한 단면의 형상이 원형 형상의 내벽을 가지고, 그 원형의 내부의 중앙부에 원통 형상의 시료대(241)가 배치되어 있다. 시료대(241)는, 그 외주측에서 이것을 둘러싸 배치된 링 형상의 형상을 가지는 부재인 시료대 베이스(242)와 수평 방향(도면 위 좌우 방향)으로 연장되는 빔 형상의 부재인 지지 빔(246)에 의해 유지되어 있다.
지지 빔(246)은 시료대(241)의 원통형의 중심을 통과하는 연직 방향의 축(중심축(290))에 대하여 그 주위에서 축 대칭, 즉 중심축(290) 둘레에 동일 또는 이것으로 간주할 수 있는 정도로 근사한 동등의 각도로 방사 형상으로 배치되어 있고, 시료대(242)의 측벽의 주위를 통과하여 하방으로 흐르는 처리실의 가스의 유량이나 속도가 중심축(290)의 둘레에서 불균일해지는 것이 억제된다. 상부 용기(230) 내의 시료대(241) 상방의 처리실 내에 도입된 가스 혹은 플라즈마나 반응 생성물의 입자는 지지 빔(246)끼리의 사이의 공간으로서 시료대(241)와 지지 빔(246)과 시료대 베이스(242)로 둘러싸여진 공간을 통과하여, 시료대(241) 하방의 하부 용기(250)로 둘러싸여진 처리실의 공간으로 유입되는 점에서, 시료대(241) 상면을 구성하는 유전체제의 막의 원형의 재치면 상에 올려진 웨이퍼(300)의 둘레 방향의 가스의 흐름의 불균일이 억제되어, 당해 웨이퍼(300)의 둘레 방향의 처리 결과인 가공 형상의 소기의 것으로부터의 어긋남이나 불균일이 저감된다. 또한, 시료대 베이스(242)는 지지 빔을 구비한 링 형상을 가지고 있고, 이 링 부분이 진공 용기인 하부 용기와 상부 상기의 주위에서 유지되고, 진공 시일되기 때문에 시료대 등의 중량이 증가해도 대응 가능하다.
본 실시예의 진공 처리 유닛(200)의 진공 용기는, 진공 처리 장치(100)가 설치되는 클린룸 등의 구조물의 바닥면 상에 배치된 복수 개의 지지 기둥(280)의 상단(上端) 상에 올려져 이들과 접속된 베이스 플레이트(260) 상에, 상하 방향으로 올려져 배치된 원통 형상을 가지는 하부 용기(250), 지지 빔(246)을 구비한 링 형상의 시료대 베이스(242), 원통 형상의 상부 용기(230), 어스 링(225), 원통 형상을 가지는 방전 블록(224), 가스 도입 링(204)을 포함하는 복수의 부재에 의해 구성되어 있고, 각각의 부재끼리의 사이에는 진공 시일용의 부재로서 O링(207)이 끼워져 이들에 하중이 인가됨으로써 상기 용기의 내외가 기밀하게 밀봉된다.
또한, 내주측 벽면이 원통형을 가진 방전 블록(224)의 당해 내측 벽면의 내측에는, 이것을 덮어 원통 형상을 가진 석영 내통(205)이 배치되어 있다. 방전 블록(224)의 원통형의 외주 측벽의 주위에는 히터(222)가 감겨져 장착되어 있다. 방전 블록(224)은 그 하방에 배치된 링 형상을 가진 방전 블록 베이스(221)에 접속되어 장착되고 히터(222)와 함께 후술하는 방전 블록 유닛(220)을 구성하고 있다.
또한, 원통형을 가진 시료대(241)의 하면에는 시료대 바닥부 덮개(245)가 배치되고, 내부의 대기압이 되는 공간과 처리실과의 사이를 기밀하게 밀봉하도록 시료대(241)에 장착되어 이것의 일부로서 구성된다. 내부의 공간은 지지 빔(246) 내부에 배치된 통로를 통하여 진공 처리 유닛(200) 외부의 분위기(대기)와 연통된다. 시료대(241) 및 그 외주측에 링 형상으로 배치된 시료대 베이스(242) 및 복수 개의 지지 빔(246)은 후술의 시료대 유닛(240)을 구성한다.
또한, 상부 용기(230), 하부 용기(250), 베이스 플레이트(260)의 각각은 플랜지부를 가지고, 상부 용기(230)와 하부 용기(250)의 각각은, 플랜지부를 통하여 베이스 플레이트(260)에 각각 볼트 등에 의해 나사 조임되고, 그 위치가 베이스 플레이트(260) 상에 고정된다. 본 실시예에서는, 진공 처리 유닛(200)의 진공 용기를 구성하는 부재는 원통 형상을 가지고 있지만 외벽의 형상에 관해서는 수평 방향의 단면 형상이 원형이 아닌 직사각형이어도 다른 형상이어도 된다.
진공 처리 유닛(200)의 진공 용기 상부에는, 진공 용기를 구성하는 원판 형상을 가지는 덮개 부재(202) 및 그 하방에서 시료대(241) 상면의 웨이퍼(300)의 재치면에 대향하여 이것에 면하여 배치되어 처리실의 천장면을 구성하는 원판 형상을 가진 샤워 플레이트(203)가 배치되어 있다. 이들 덮개 부재(202) 및 샤워 플레이트(203)는 석영 등의 유전체제의 부재이며 마이크로파나 UHF, VHF파 등의 고주파의 전계가 투과 가능하게 구성되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 덮개 부재(202) 상방에 배치된 제 1 고주파 전원(201)으로 발진되어 형성된 전계는, 덮개 부재(202)까지 전파되어, 당해 덮개 부재(202) 및 그 하방에 배치된 샤워 플레이트(203)를 투과하여 처리실 내로 시료대(241) 상방으로부터 하방을 향하여 공급된다. 또한, 진공 용기, 특히 본 예에서는 방전 블록(224)의 외측벽의 외주측 및 덮개 부재의 상방의 개소에는 이들을 둘러싸 자계를 형성하기 위한 수단으로서의 솔레노이드 코일(206)이 배치되고, 당해 솔레노이드 코일(206)에서 발생된 자계는 처리실 내로 공급된다.
샤워 플레이트(203)에는, 복수의 관통 구멍인 처리용 가스의 도입 구멍이 배치되어 있어, 가스 도입 링(204)으로부터 도입된 처리용 가스가 이 도입 구멍을 통과하여 진공 처리 유닛 내로 공급된다. 샤워 플레이트(203)의 도입 구멍은, 시료대(241)의 상면인 시료의 재치면의 상방으로서 시료대(241)의 중심축(290)의 둘레의 축대칭의 영역에 복수 개 배치되어 있고, 균등하게 배치된 도입 구멍을 통과하여 소정의 조성을 가지며 상이한 가스 성분으로 구성된 처리용 가스가 진공 처리 유닛 내에 도입된다.
도면에 나타나 있지 않은 가스원으로서의 가스 탱크 등의 가스원으로부터 관로 및 이것과 접속된 가스 도입 링(204)의 내부의 통로를 통과하여 덮개 부재(202)와 샤워 플레이트(203)의 사이의 간극 공간에 도입된 처리용 가스는, 당해 공간의 내부에서 확산되어 충만된 후, 샤워 플레이트(203)의 중앙부에 배치된 복수의 관통 구멍인 가스 도입 구멍을 통과하여 처리실 내로 유입된다. 처리실 내에 도입된 처리용 가스의 원자 또는 분자는, 제 1 고주파 전원(201)과 솔레노이드 코일(206)로부터 공급되는 전계 및 자계와의 상호 작용에 의해 여기되고, 시료대(241) 상방의 방전 블록(224) 내의 처리실의 공간에 있어서 플라즈마화된다.
이 때, 플라즈마 중의 처리용 가스의 원자나 분자는 해리되어 이온 등의 하전 입자 혹은 에너지 준위가 높아져 활성화된 라디칼 등 활성종으로 변화된다. 본 실시예에서는, 방전 블록(224)의 외주 측벽에는 제 1 온도 컨트롤러(223)에 접속된 히터(222)가 감겨 장착되고, 히터(222)로 공급되는 직류의 전력에 의한 가열에 의해 플라즈마와 접촉하는 석영 내통(205)의 표면이 처리에 적합한 범위 내의 온도의 값으로 조절된다.
이에 의해, 석영 내통(205)이나 방전 블록(224)으로의 반응 생성물의 부착이 저감된다. 본 실시예에서는, 이들의 부재는 정상 메인터넌스의 대상으로부터 제거할 수 있다.
웨이퍼(300)를 재치하는 시료대(241)는, 진공 처리 유닛의 내부에 이 샤워 플레이트(203)의 중심축(290)과 합치하도록 배치된다. 플라즈마에 의한 처리를 행할 시에는 웨이퍼(300)는 시료대(241)의 상면인 원형의 재치면에 올려져 이 면을 구성하는 유전체의 막 정전기에 의해 흡착되어 유지(정전 척)된 상태로 처리가 행해진다.
또한, 시료대(241) 내부에 배치된 원판 또는 원통 형상을 가진 금속제의 기재에는, 시료대(241)의 재치면에 올려진 웨이퍼(300) 상방으로 바이어스 전위를 형성하는 고주파 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원(243)이 접속되어 있고, 전극으로서의 기재로 공급되는 제 1 고주파 전력의 주파수보다 낮은 소정의 주파수의 고주파 전력에 의해, 시료대(241) 및 이 위에 올려진 웨이퍼(300)의 상방에 형성되는 고주파 바이어스 전위와 플라즈마의 전위와의 사이의 전위차에 따라 플라즈마 중의 하전 입자를 웨이퍼(300)의 표면에 미리 형성된 마스크를 포함하는 복수의 막층을 가지는 막구조의 처리 대상의 막층의 표면에 유인하여 충돌시키는 것에 의한 물리 반응과 상기 라디칼과 웨이퍼 표면과의 화학 반응과의 상호 반응에 의해 당해 처리 대상인 막층에 에칭 처리가 실시된다.
또한, 시료대(241)의 기재의 내부에는, 시료대(241)의 상하 방향의 중심축(290)의 둘레에 동심 또는 나선 형상으로 배치된 냉매 유로가 배치되고, 제 2 온도 컨트롤러(244)에 의해 원하는 범위 내의 온도로 된 열교환 매체가 공급되어 통류한다. 이 구성에 의해 웨이퍼(300)가 열교환 매체와 열교환함으로써 시료대(241) 및 웨이퍼(300)의 온도가 처리에 적합한 범위 내의 값으로 조절된다.
시료대(241)로의 고주파 바이어스 전력의 공급을 위한 전원용 배선 코드나 시료대(241)의 온도를 조절하기 위하여 공급되는 열교환 매체(냉매)의 배관 혹은 온도 제어용의 배선 코드는, 지지 빔(246)을 포함하는 시료대 베이스(242) 내부에 형성되어 진공 처리 유닛(200) 외부의 분위기와 연통된 관로 내에 배치되어 있다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 이러한 배선 코드의 이외에도 온도 센서나 정전 척용 배선 코드도 관로 내에 배치할 수 있다. 또한, 시료대(241)의 주변에 배치되는 상부 용기(230)에는 반응 생성물이 부착되기 쉽기 때문에, 정상 메인터넌스의 대상 부재이다.
진공 처리 유닛(200)의 진공 용기의 하방에는, 그 바닥부와 처리실 내의 가스, 플라즈마의 입자를 배출하기 위한 배기 개구(263)를 가지는 베이스 플레이트(260)에 연결된 배기 펌프(270)가 배치되어 있다. 베이스 플레이트(260)에 형성된 원형을 가지는 배기 개구(263)는, 시료대(241)의 바로 아래에서 그 중심을 중심축(290)에 합치 또는 이것으로 간주할 수 있는 정도로 근접한 동등의 위치에 배치되어 있다.
배기 개구(263)는, 그 상방에 배치된 대략 원판 형상을 가지는 배기부 덮개(261)가 이것의 외주측에서 수평 방향(도면 위 좌우 방향)으로 연장된 아암부와 연결된 액추에이터(262)의 상하 방향의 구동에 의해 상하로 이동하여, 배기 개구(263)와 배기부 덮개(261)와의 사이의 거리가 증감되어 처리실로부터의 배기의 컨덕턴스가 조정된다. 웨이퍼(300)의 처리 중에, 당해 컨덕턴스의 값과 배기 펌프(270)의 단위 시간당의 배기량에 의하여 진공 처리 유닛 밖으로 배출되는 내부의 가스나 플라즈마나 생성물의 유량 또는 속도가 조절되고, 당해 배기와 처리용 가스의 공급과의 밸런스에 의해, 처리실의 압력이 원하는 진공도로 조절된다.
처리실 내에 도입된 처리용 가스 및 플라즈마나 처리 시의 반응 생성물은 배기 펌프(270) 등의 배기 수단의 동작에 의해 진공 처리실 상부로부터 시료대(241)의 외주벽과 시료대 베이스(242)와의 내주 벽면과의 사이의 공간을 통과하고, 하부 용기(250)를 거쳐 하방의 배기 개구(263)를 통과하여 배출된다. 이 때문에, 하부 용기(250)는 시료대(241) 상방으로부터의 배기의 가스 흐름에 노출되는 점에서 그 표면에는 반응 생성물이 부착되기 쉽기 때문에, 정상 메인터넌스 시에, 후술하는 바와 같이, 시료대 링(242)을 수평 방향으로 회전시켜 이동시킴으로써 하부 용기(250) 상방으로부터 분리한 후, 그 내부 표면을 청정화 혹은 세정이 끝나 청정한 것과 교환이 가능하게 구성되어 있다.
상기의 실시예에 있어서, 웨이퍼(300)를 에칭 처리 중인 처리실 내부의 압력은, 도면에 나타나 있지 않은 진공계로부터의 출력을 이용하여 당해 진공계와 통신 가능하게 접속된 도면에 나타나 있지 않은 제어부에 있어서 검출되고, 이 검출된 압력의 값에 의거하여 당해 제어부에 있어서 산출되어 제어부로부터 발신된 지령 신호를 수신한 액추에이터(262)의 동작에 의한 배기부 덮개(261)의 상하 방향의 이동에 의해 배기의 유량, 속도가 조절되어 처리실 내부의 압력이 조절된다. 본 실시예에서는, 처리 중의 압력은, 0.1∼4Pa의 범위로 미리 정해진 값으로 조절된다.
또한, 배기부 덮개(261)는, 진공 처리 유닛(200)의 내부를 대기 개방하여 실시되는 메인터넌스 작업 중에는 O링을 사이에 두고 배기 개구(263)를 기밀하게 폐색하여 배기 펌프(270) 입구를 외기로부터 시일 가능하게 구성되어 있다. 하부 용기(250)의 내측 벽면은 상방의 처리실 내에 형성된 반응 생성물이 부착되기 쉽기 때문에 정상 메인터넌스의 대상 부재가 된다.
플라즈마 처리에 사용하는 처리용 가스에는, 웨이퍼(300)의 처리 대상인 막층을 처리하는 공정의 조건마다 단일 종류의 가스, 혹은 복수 종류의 가스를 최적인 유량비로 혼합된 가스가 이용된다. 이 혼합 가스는, 그 유량이 가스 유량 제어기(도시 생략)에 의해 조절되어 이것과 연결된 가스 도입 링(204)을 통하여 샤워 플레이트(203)와 덮개 부재(202)와의 사이의 가스 체류용의 공간에 도입된다. 본 실시예에서는 스테인리스제의 가스 도입 링(204)이 이용된다.
도 3 및 4을 이용하여, 본 실시예에 있어서의 웨이퍼(300)의 진공 처리 유닛(200)과 진공 반송실(104)과의 사이에서의 반송의 양태를 설명한다. 도 3은, 도 1에 나타내는 실시예에 관련된 진공 처리 장치에 있어서 진공 반송 로봇(110)이 시료(W)를 진공 처리 유닛 내부로 반입·반출하는 동작을 모식적으로 나타내는 횡단면도이다.
본 예에 있어서, 진공 처리 유닛(200) 및 진공 반송실(104)은, 도면 위 좌우 방향으로 연결되고, 진공 처리 유닛(200)을 구성하는 상부 용기(230), 밸브 박스(115)와 반송실(104)과의 각각이, O링 등의 시일재를 사이에 두고 접속되어 소정의 진공도로 감압된 내부가 외부의 대기에 대하여 기밀하게 밀봉되어 있다. 진공 반송실(104)의 내부에는, 시료를 반송하는 진공 반송 로봇(110)이 배치되어 있다. 상부 용기(230), 밸브 박스(115) 및 반송실(104)의 각각은, 측면에 웨이퍼(300)가 내부를 통과하여 반송되는 통로인 게이트의 개구를 가지고 있고, 이 게이트와 개구를 통과하여, 진공 반송 로봇(110)의 아암의 선단부에 배치된 유지부 상에 올려진 웨이퍼(300)가 상부 용기(230) 내부의 처리실과 반송실(104)과의 사이에서 반송된다.
또한, 본 실시예에서는, 구동되어 상하 방향(도면 위 지면(紙面)에 수직인 방향)으로 이동하여 진공 반송실(104) 및 상부 용기(230) 각각의 게이트의 개구를 개방 혹은 기밀하게 폐색하는 2개의 게이트 밸브가 배치되어 있다. 본 실시예에는, 진공 반송실(104) 내에 배치되어 내부에 면한 게이트의 개구를 폐색하는 제 1 게이트 밸브(111) 및 상부 용기(230)의 게이트의 외측에 배치되어 당해 게이트의 개구의 폐색하는 제 2 게이트 밸브(112)를 구비하고 있다. 제 1 게이트 밸브(111)는 반송실(104)의 내부에, 제 2 게이트 밸브는 상부 용기(230)의 외측 벽면에 접속되어 진공 반송실(104)과의 사이에서 이들에 연결된 밸브 박스(115)의 내부에 배치되어 있다.
제 1 게이트 밸브(111) 및 제 2 게이트 밸브(112)가 개방된 상태에서, 진공 반송 로봇(110)이 복수의 빔 형상 부재의 양단부가 관절에 의해 연결되어 각 관절부의 액추에이터나 모터의 회전에 의해 전체를 특정한 방향으로 신장 및 수축시키는 아암 선단에 배치된 유지부 상에 웨이퍼(300)를 올린 상태로 당해 아암이 신장됨으로써, 웨이퍼(300)가 복수의 게이트를 통과하여 진공 반송실(104) 내부로부터 상부 용기(230) 내의 시료대(241)의 재치면 상방으로 반입된다. 혹은, 아암의 수축 동작에 의해 처리가 종료된 웨이퍼(300)가 상부 용기(230) 내의 시료대(241)의 상방으로부터 진공 반송실(104) 내로 반출된다.
도 4는, 도 1에 나타내는 실시예의 진공 처리 유닛 내에 있어서 시료(W)가 처리되고 있는 도중의 진공 처리 장치의 상태를 모식적으로 나타내는 횡단면도이다. 본 도면에 있어서, 시료(W)가 처리되고 있는 동안은, 제 2 게이트 밸브(112)에 의해 상부 용기(230)의 게이트의 개구는 기밀하게 폐색되어 처리실 내부가 밸브 박스(115)의 내부 및 진공 반송실(104)에 대하여 밀봉되고, 이 상태에서 처리실 내에 형성된 플라즈마를 이용하여 시료(W)에 처리가 실시된다. 이 때, 제 1 게이트 밸브(111)는 개방되어 있어도 되고, 또한 폐쇄되어 있어도 된다.
제 2 게이트 밸브(112)가 폐쇄되어 있는 동안, 제 2 게이트 밸브(111)의 밸브체는 상부 용기(230)의 개구 주위의 상부 용기(230)의 외주 측벽과 밸브체의 맞닿음면 상의 외주연을 따라 배치된 O링 등의 시일 수단이 맞닿아 게이트를 통과한 가스의 통류가 방지된다. 이 상태에서 밸브체의 O링의 중앙측에서 이에 둘러싸여 배치된 볼록부의 상면은, 상부 용기(230)의 원통형을 가진 내벽면과 일체의 벽면을 구성하는 형상을 구비하고 있다.
즉, 제 2 게이트 밸브(112)의 밸브체의 시일면측 중앙에 배치된 볼록부는, 제 2 게이트 밸브(112)가 게이트를 폐색한 상태에서, 상부 용기(230)의 내벽 또는 처리실의 원통 형상과 동축으로서 그 곡률이 동등하게 된 원호 형상을 가지고 있다. 이에 의해, 상부 용기(230)의 내벽면과 제 2 게이트 밸브(112)의 밸브체의 볼록부 단면에서 처리실에 면하는 면에 의해 형성되는 처리실의 형상은, 시료대(241)의 중심축과 동축의 원통의 측면을 구성한다. 이에 의해, 처리실의 내측 벽면의 제 2 게이트 밸브(112)의 밸브체에 의한 요철이 저감되어, 처리실 내의 가스나 플라즈마의 둘레 방향의 분포가 당해 밸브체에 의한 요철의 존재 때문에 치우쳐져 버리고, 이 결과 시료(W)의 처리에 불균일이 발생되어 버리는 것이 억제된다.
도 5 내지 14를 이용하여, 본 실시예의 플라즈마 처리 장치의 메인터넌스 시의 진공 용기의 착탈 구성에 대하여 설명한다. 도 5는, 도 2에 나타내는 실시예에 관련된 플라즈마 처리 장치에 있어서 메인터넌스 시에 제 1 고주파 전원(201) 및 솔레노이드 코일(206)의 유닛이 진공 용기로부터 상방으로 분리된 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 5(a)는 상방에서 본 상면도이며, 도 5(b)는 종단면도이다.
또한, 도 6 및 도 7은, 도 5에 나타낸 플라즈마 처리 장치로부터 진공 용기의 상부의 부재를 더 분리한 상태의 당해 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타낸 종단면도이다. 이들 도면에 있어서, 진공 처리 유닛(103)과 진공 반송실(104)과의 연결 방향은 도 3, 4에 나타낸 것과 동등하다.
도 5는, 도 2에 나타낸 진공 처리 유닛의 구성으로부터 솔레노이드 코일(206)과 제 1 고주파 전원(201)이 분리됨과 함께, 배기 펌프(270)에 접속되는 베이스 플레이트(260)의 배기 개구(263)가 배기부 덮개(261)에 의해 기밀하게 폐색된 진공 처리 유닛(200)의 상태를 나타내고 있다. 본 예에서는, 메인터넌스 작업이 계속되어 행해진 후 대기 개방되는 처리실 내부와 배기 펌프(270)의 입구를 배기부 덮개(261)에 의해 기밀하게 구획함으로써 진공 펌프(270)를 메인터넌스 작업 중에도 가동시켜 둠으로써, 메인터넌스 후의 진공 처리 유닛(200)을 기동하여 처리를 실시 가능하게 될 때까지 요하는 시간을 단축할 수 있다.
이어서, 처리실 내에 질소 등의 희가스를 도입하여 내측의 압력을 대기압 또는 약간 대기압보다 큰 압력까지 상승시킨다. 이 상태에서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 진공 처리 유닛(200)의 진공 용기의 상부를 구성하는 덮개 부재(202) 및 그 하방의 처리실의 천장면을 구성하는 샤워 플레이트(203), 석영 내통(205)을 방전 블록(224) 및 가스 도입 링(204)의 상방으로 이동시켜 진공 용기로부터 분리한다.
석영 내통(205)이 분리된 상태에서 진공 처리 유닛의 상단에는, 가스 도입 링(204)의 내주측 벽면이 내측의 대기에 노출된다. 또한, 시료대(241)와 시료대 베이스(242)의 지지 빔(246)이 노출된다. 이후, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 가스 도입 링(204)을 방전 블록(224) 상단으로부터 상방으로 이동시켜 진공 용기 본체로부터 분리한다.
여기서, 본 실시예의 진공 처리 유닛이 구비하는 선회 리프터(210)의 구성에 대하여, 이하에 설명한다. 선회 리프터(210)는, 베이스 플레이트(260)의 외주측 단부에서 베이스 플레이트에 연결되어 상하 방향으로 연장된 적어도 1개의 축을 가지는 부재로서, 당해 축은, 진공 용기가 연결되고 이에 따라 상하 방향으로 이동할 수 있는 축과 그 둘레로 선회할 수 있도록 진공 용기가 연결된 것을 포함하고 있다.
본 실시예의 선회 리프터(210)는, 진공 용기를 구성하는 2개의 용기가 이것과 연결되어 상하 방향으로 이동하기 위한 상하축(211)과, 마찬가지로 진공 용기를 구성하는 2개의 용기가 이것과 연결되어 수평 방향으로 선회하기 위한 선회축(212)을 구비하고 있다. 상하축(211)은 베이스 플레이트(260) 상면으로부터 진공 용기의 상단부를 구성하는 가스 도입 링(204)의 상단을 넘어 연장되는 원통 또는 원기둥형의 부재로서 방전 블록 유닛(220)과 시료대 유닛(240)과의 각각이 상하 방향의 상이한 높이 위치에서 연결되어 있다.
방전 블록 유닛(220) 및 시료대 유닛(240)의 각각의 단부는, 상하축(211)이 내측을 관통하는 관통 구멍을 구비하고 당해 관통 구멍을 통과하여 상하축(211)을 따라 상이한 높이로 이동 가능한 부재인 선회 베이스(214, 215)와 연결되고, 이들 선회 베이스(214, 215)의 상하축(211)의 중심축 방향의 이동과 함께 상하로 높이를 변경 가능하게 구성되어 있다. 선회 베이스(214, 215)의 각각은, 상하축(211)이 관통하는 관통 구멍의 축과 평행하게 중심축을 가지는 관통 구멍 내에 원통 또는 원기둥 형상을 가진 관절부인 선회축(212-1, 212-2)을 구비하고 있다.
당해 선회축(212-1, 212-2)을 통하여 선회 베이스(214)는 방전 블록 유닛(220)과 연결되고, 선회 베이스(215)는 시료대 유닛과 연결되어 있다. 그리고, 방전 블록 유닛(220)은 선회축(212-1)의 중심축 둘레로 회전하고, 시료대 유닛(240)은 선회축(212-2)의 중심축 둘레로 회전한다.
도 5 에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에서는, 선회 베이스(214, 215) 각각의 선회축(212-1, 212-2)은, 각각이 선회 리프터(210)의 상하축(211)의 도면 위 좌측인 방전 블록 유닛(220) 및 시료대 유닛(240)을 포함하는 진공 용기 혹은 밸브 박스(115) 또는 도면에 나타나 있지 않은 진공 반송실(104)의 반대의 측에 배치되어 있다. 이들 유닛이 수평 방향으로 회전하는 축이 선회 리프터(210)의 상하축(211)보다 진공 처리 장치(100)의 전후 방향의 축에 대하여 좌우 외측에 위치하고 있음으로써 선회의 각도를 크게 확보하고, 방전 블록 유닛(220) 및 시료대 유닛(240)을 진공 처리 유닛(200)의 진공 용기의 중심축(290)으로부터 보다 먼 위치로 이동할 수 있고, 각 유닛의 메인터넌스의 작업을 위한 스페이스를 보다 크게 확보하여 작업을 용이하게 하여 그 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
본 실시예에서는, 상하축(211)의 선회 베이스(214)의 하방에 배치되고 또한 하방의 선회 베이스(215)를 상하 방향으로 관통하여 배치됨과 함께 상하축(211)이 내부를 관통하는 통 상의 부재인 트래블링 너트(213)를 구비하고 있다. 트래블링 너트(213)는, 상하축(211)의 중심축의 방향으로 원통형의 상하축(211)의 외주 측벽을 따라 상하로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 트래블링 너트(213)는 상하의 단부에 외주측으로 연장되는 링 형상의 플랜지부를 가지고, 트래블링 너트(213)가 소정의 값 이상 상방향으로 이동함으로써, 플랜지부를 포함하는 상단부가 선회 베이스(214)의 하면과 맞닿는다. 트래블링 너트(213)가 더 상방으로 이동함으로써, 선회 베이스(214) 및 이에 연결된 방전 블록 유닛(220)을 상방으로 이동시킬 수 있다.
그리고, 트래블링 너트(213)가 더 상방으로 이동함으로써, 하단측의 플랜지부 상면이 선회 베이스(215)의 하면과 맞닿는다. 이 상태로부터 트래블링 너트(213)가 더 상방으로 이동함으로써, 선회 베이스(214) 및 방전 블록 유닛(220)의 쌍 및 선회 베이스(215)와 시료대 유닛(240)과의 쌍인 양자를 모두 상방향으로 이동시킬 수 있다.
또한, 도 5, 7에 있어서, 트래블링 너트(213)는 상하축(211)의 축방향의 이동 범위의 하한에 위치하고 있는 상태가 나타나 있다. 본 실시예에서는, 이 상태에서 선회 베이스(214) 하면과 이 하면에 맞닿는 트래블링 너트(213)의 상단 상면의 간극은 1∼5㎜로 되어 있다. 또한, 선회 베이스(215)의 하면과 이에 맞닿는 트래블링 너트(213)의 하단측의 플랜지 상면과의 간극은, 양자가 맞닿은 상태에서 트래블링 너트(213)의 상단부에 올려져 있는 선회 베이스(214)에 연결된 방전 블록 유닛(220)을 구성하여 방전 블록(224)의 하단부 또는 링 형상의 방전 블록 베이스(221)의 하단이 하방의 어스 링(225)의 돌기부 상단보다 높아지도록 구성되고, 본 실시예에서는 5㎝로 되어 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이어서, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 방전 블록 유닛(220)을 선회축(212-1) 둘레로 회전시켜 수평 방향(도면 위 좌측 방향)으로 이동시켜 하방의 진공 용기를 구성하는 상부 용기(230) 상방으로부터 제거한다. 도 8은, 도 7에 나타낸 플라즈마 처리 장치로부터 방전 블록 유닛(220)을 더 분리한 상태의 당해 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타낸 도이다. 도 8은, 방전 블록 유닛(220)을 선회시킨 상태를 모식적으로 나타내는 플라즈마 처리 장치의 상면도이며, 도 9는, 방전 블록 유닛(220)을 선회시킨 상태를 모식적으로 나타내는 플라즈마 처리 장치의 종단면도이다.
이들 도면에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에서는, 진공 용기의 보수나 점검의 작업에 있어서 대기 개방된 진공 용기를 구성하는 용기의 분리나 작업자의 접근을 위하여, 선회 베이스(214)에 연결되어 접속된 방전 블록 베이스(221)와 이 상에 접속되어 장착된 방전 블록(224) 및 히터(222)를 포함하는 방전 블록 유닛(220)을, 도 9 화살표(310)로 나타내는 바와 같이, 우선 상하축(211)의 중심축을 따라 상방으로 이동한 후, 선회축(212)을 중심으로 하여 수평으로 반시계 둘레로 선회시킴으로써 시료대(241) 혹은 진공 용기의 중심축(290)의 연직 방향의 상방으로부터, 선회 리프터(210) 또는 선회축(212-1)을 사이에 두고 시료대(241) 혹은 진공 처리 유닛(200) 본체와 반대의 측의 개소로 이동시킨다.
당해 방전 블록 유닛(220)의 상하축(211)의 중심축 방향의 상방의 이동은, 트래블링 너트(213)를 상하축(213)의 원통형의 측벽을 따라 상방으로 이동시키고, 그 상단측의 플랜지부 상면을 선회 베이스(214)의 하면과 맞닿게 하여 소정의 거리만큼 선회 베이스(214)를 더 상방으로 이동시켜 들어 올림으로써 실시된다. 이 때, 트래블링 너트(213)와 선회 베이스(215)에는 상기한 바와 같이 1∼5㎜의 간극이 있기 때문에, 시료대 유닛(240)은 하부 용기(250) 상에 배치된 상태 그대로이다.
본 실시예에서는, 선회 리프터(210)를 베이스 플레이트(260)의 진공 용기를 사이에 두고 밸브 박스(115) 또는 진공 반송실(104)의 반대의 측의 단부에서 방전 블록 유닛(220)을 반시계 방향으로 선회 가능한 위치(도 8 상에서는 시료대(241) 혹은 어스 링(225)의 좌측 하방)에 배치하여, 방전 블록 유닛(220)을 이 선회에 의해 이동되어 진공 용기 상부로부터 분리되는 구성으로 하였지만, 선회 리프터(210)가 배치되는 위치는 이에 한정되지 않는다. 도 8 상의 시료대(241) 혹은 어스 링(225)의 좌측 상방의 위치에서 베이스 플레이트(260)의 단부에 배치하여, 방전 블록 유닛(220)을 시계 방향으로 선회시켜 분리할 수 있는 구성으로 하여도 된다.
본 실시예에서는, 방전 블록 유닛(220)의 분리의 제 1 단계로서 이것을 중심축(290) 방향의 상방으로 이동시키는 거리는, 방전 블록 유닛(220)의 하단이 어스 링(225)의 돌기부 상단을 넘는 높이 이상으로 한다. 본 실시예에서는 5㎝로 하였지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 실시예에서 방전 블록 유닛(220)을 선회시키는 각도는 180도이지만, 90도 이상 270도 이하의 범위에서 작업자, 사용자가 요구하는 사양에 따라 선택된다. 발명자들은 메인터넌스의 작업의 효율을 고려하여 180도 ±20도를 적합하다고 판단하였다.
상기의 실시예에서는, 방전 블록(224)이나 방전 블록 베이스(221), 히터(222) 등을 방전 블록 유닛(220)으로 하여 접속된 상태의 1개의 유닛으로서 선회시킨다. 이것은, 이 방전 블록 유닛(220)에는 반응 생성물의 부착의 양이 상대적으로 작고 다른 진공 용기의 부품의 교환을 포함하는 보수, 점검 시에도 그 대상이 아닌 것에 좌우된다. 상기의 선회 리프터(210) 및 방전 블록 유닛(220)과의 연결의 구성에 의해, 진공 처리 유닛(200)의 상부에서 이들을 신속 또한 용이하게 이동시키켜, 보수 점검의 작업의 양이 저감되어 시간이 단축된다.
도 8, 9에 나타낸 작업에 의해 방전 블록 유닛(220)이 진공 용기 상부로부터 분리되고, 진공 처리 유닛(200)의 진공 용기의 상단에는 어스 링(225)이 노출된다.
이어서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 어스 링(225) 및 상부 용기(230)를 진공 용기의 하방의 부재 또는 베이스 플레이트(260)에 대하여 상방으로 이동시켜 진공 처리 유닛(200)으로부터 분리한다. 도 10은, 도 9에 나타낸 플라즈마 처리 장치로부터 어스 링(225) 및 상부 용기(230)를 더 분리한 상태의 당해 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
본 실시예에서는, 웨이퍼(300)의 처리 매수 혹은 플라즈마를 이용한 처리 시간의 누계가 소정의 값을 초과하였다고 제어 장치가 판단하면 다음의 웨이퍼(300)의 처리의 개시는 일단 연기되고, 진공 처리 유닛(200)은 보수, 점검의 동작, 운전을 개시한다. 이 보수, 점검에서는, 처리실의 내측 벽면을 구성하여 처리 중에 형성되는 반응 생성물이 그 내측 표면에 부착되는 양이 상대적으로 큰 상부 용기(230)는, 진공 처리 유닛(200)에 장착된 상태로 당해 부착물을 천 등으로 닦아내는 청소 작업이 아닌, 상부 용기(230)를 신품 혹은 청소가 끝나 내벽 표면이 청정한 상태의 동일 구성의 다른 상부 용기(230)와 스와프(교환)된다.
상부 용기(230)의 분리는, 베이스 플레이트(260)에 볼트 등의 나사로 그 외주 측벽에 배치된 플랜지부를 통과하여 체결되어 고정하고 있던 상부 용기(230)의 당해 나사를 분리하여, 작업자가 상부 용기(230)를 상방으로 들어 올려서 행해진다. 상부 용기(230)가 장착된 상태에서 상부 용기(230)의 하단부의 하면과 이에 대향하는 시료대 베이스(242)의 외주측 링 형상의 부분의 상단부 상면과의 사이에는 상하 방향으로 인가되는 하중에 의해 O링(207)이 끼워져 있기 때문에, 작업자는 상부 용기(230)의 분리 시에 변형되어 상하면 중 어디에 부착되어 있는 O링(207)을 벗겨낼 필요가 있지만, 상방의 방전 블록 유닛(220)은 선회 베이스(214)의 선회축(212) 둘레로 선회하여 선회 리프터(210)를 사이에 둔 베이스 플레이트(260) 또는 그 상방의 진공 용기의 반대의 측의 인접하는 진공 처리 장치와의 사이의 작업용의 스페이스에 위치하여 작업자가 작업을 실시하는 공간이 충분하게 확보되어 있다. 이 때문에, 클리닝을 요하는 상부 용기(230)를 분리하거나 혹은 별도의 상부 용기(230)를 장착하여 교환하는 작업의 양이나 시간이 증대하는 것을 억제하여 작업의 효율이 향상된다.
또한, 본 실시예에서는, 방전 블록 유닛(220)의 이동은, 제어 장치로부터의 지령에 의해 선회 리프터(210)의 동작을 조절함으로써 행해진다. 이러한 제어 장치는 선회 리프터(210)의 동작의 조절에 전용의 것을 배치해도 되지만, 진공 처리 유닛(200) 혹은 진공 처리 장치(100)의 전체의 동작을 조절하는 제어 장치의 일부에 당해 기능을 구비한 것으로 해도 된다. 상기한 바와 같이, 도 10에 나타낸 상부 용기(230)를 분리함으로써, 시료대(241)와 지지 빔(246)과 그 외주측에 배치된 링 형상의 부분을 포함하는 시료대 베이스(242)가 노출된다.
이어서, 도 11, 12에 나타내는 바와 같이, 선회 리프터(210)의 선회 베이스(215)에 연결되어 접속된 시료대 베이스(242) 및 이에 연결된 시료대(241) 및 시료대 바닥부 덮개(245)를 포함하는 시료대 유닛(240)을, 화살표(320)로 나타내는 바와 같이, 선회축(212-2) 둘레에 수평으로 반시계 둘레로 선회시켜, 진공 용기 또는 진공 처리 유닛(200) 본체로부터 분리한다. 도 11, 12는, 도 10에 나타낸 플라즈마 처리 장치로부터 시료대 유닛(240)을 더 분리한 상태의 당해 플라즈마 처리 장치의 구성의 개략을 모식적으로 나타낸 도이다. 도 11은 시료대 유닛(240)을 선회시킨 상태를 모식적으로 나타내는 플라즈마 처리 장치의 상면도이며, 도 12는 시료대 유닛(240)을 선회시킨 상태를 모식적으로 나타내는 플라즈마 처리 장치의 종단면도이다.
본 실시예의 진공 처리 유닛(200)에서는, 시료대 유닛(240)은, 도 12의 부호 320의 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 우선 중심축(290)을 따라 상방으로 소정 거리만큼 이동된 후에, 도 11에 나타내는 바와 같이 선회축(212-2) 둘레로 반시계 둘레 방향으로 회전하여 하방에 남겨지는 하부 용기(250)의 상방으로부터 분리되어 베이스 플레이트(260)의 외측의 영역으로 이동된다. 이 때, 시료대 유닛(240)과 연결되어 접속된 선회 베이스(215)가, 선회 리프터(210)의 상하축(211)의 외주 측벽을 따라 상방으로 이동하는 트래블링 너트(213)의 하단부의 플랜지부 상면과 맞닿고, 당해 트래블링 너트(213)과 함께 상방으로 소정 거리만큼 이동하여 정지한다.
또한, 본 실시예에서는 시료대 유닛(240)을 반시계 방향으로 선회시키는 구성을 구비하고 있지만, 이에 한정되지 않고 선회 리프터를 베이스 플레이트(260)의 외주연부에 배치하는 위치를 변경하여 시계 방향으로 선회시키는 구성으로 할 수도 있다. 또한, 시료대 유닛(240)을 상방으로 이동시키는 거리는, 시료대 유닛(240)과 하방에 배치되어 이것이 올려지는 하부 용기(250)와의 사이에 끼워져 있던 O링(207)이 시료대 유닛(240) 혹은 하부 용기(250)로부터 벗겨지는 높이 이상으로 한다. 이러한 높이로서는 본 실시예에서 1㎝로 되지만 이에 한정되지 않는다.
또한, 시료대 유닛(240)을 선회시키는 각도는 방전 블록 유닛(220)과 동일하게 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 메인터넌스의 작업 중에, 상방에서 본 경우에 방전 블록 유닛(220)과 시료대 유닛(240)의 양자가 점유하는 면적의 합계를 작게 할 수 있다. 이 결과, 인접하는 진공 처리 장치와의 사이의 작업용의 스페이스가 증대하는 것이 억제되어, 그 바닥면 상에 복수의 진공 처리 장치가 배치되는 구조물에 있어서의 설치 가능한 진공 용기의 수를 보다 크게 하여 제조의 효율을 높일 수 있다.
또한, 시료대(241)를 포함하는 구조를 시료대 유닛(240)으로 하여 1개의 유닛에 모아 선회시켜 이동시킴으로써, 진공 처리 유닛(200)으로부터의 시료대(241) 등 진공 용기를 구성하는 부분의 분리 작업을 용이하게 하여 단시간으로 실행 가능하게 할 수 있다. 시료대(241) 상면의 재치면에는 처리 중은 웨이퍼(300)가 재치되기 위해 반응 생성물은 상대적으로 부착되기 어려운 구성으로 되어 있기 때문에, 상부 용기(230)나 하부 용기(250)의 교환을 포함하는 보수, 점검을 실시할 시에 상시 보수, 점검 작업이 실시되어서는 안된다. 따라서, 시료대(241)를 포함하는 이러한 부품을 모아 시료대 유닛(240)으로서 하부 용기(250)상방으로부터 분리하여 이동시킴으로써, 상기 하부 용기(250)의 보수, 점검 작업의 양이나 시간이 증대되는 것이 억제된다.
또한, 시료대 유닛(240)의 이동도 선회 리프터(210)를 제어하는 제어 장치에 의해 행해진다. 시료대 유닛(240)을 선회축(212-2) 둘레로 회전시켜 베이스 플레이트(260)의 외측의 영역으로 이동시킴으로써, 진공 처리 유닛(200)에 남겨진 진공 용기의 상단에는 하부 용기(250)가 노출된다. 또한, 배기부 덮개(261)의 원형의 상면 전체가 노출된다.
이어서, 하부 용기(250)와 베이스 플레이트(260)를 플랜지부에서 체결하고 있던 나사가 분리된 후, 도 13에 나타내는 바와 같이, 하부 용기(250)를 상방으로 이동시켜 분리한다. 하부 용기(250)가 진공 처리 유닛(200)에 장착되어 있는 상태에서 하부 용기(250)의 하면과 이에 대향하여 맞닿는 베이스 플레이트(260) 상면과의 사이에는 상방으로부터의 하중이 인가되어 변형된 O링(207)이 끼워져 배치되어 있다.
하부 용기(250)의 분리 시에는, 변형되어 부착된 O링(207)을 벗겨낼 만큼의 힘을 가해 들어 올릴 필요가 있다. 도 14 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에서는, 하부 용기(250)의 상방에 배치된 진공 용기를 구성하는 부재인 시료대 유닛(240)이나 방전 블록 유닛(220)은, 선회 리프터(210) 둘레로 선회하여 평면형이 직사각형 형상을 가진 베이스 플레이트(260)의 외측의 영역으로 이동되고, 베이스 플레이트(260)의 주위에 선회 리프터(210)가 배치되어 있지 않아 작업자가 서서 작업 가능한 스페이스가 형성된다. 이 때문에, 상기 하부 용기(250)를 들어 올리는 것에 필요한 외력을 용이하게 발휘하여 하부 용기(250)를 분리하고, 또한 신품 또는 청정해진 다른 하부 용기(230)와 스와프(교환)하는 작업을 행할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 하부 용기(250)의 메인터넌스 작업의 양이나 이에 필요로 하는 시간이 저감되어, 진공 처리 유닛(200)이 웨이퍼(300)를 처리하고 있지 않은, 이른바 비가동 시간의 증대가 억제된다.
하부 용기(250)를 분리한 상태에서는, 베이스 플레이트(260)의 상면 혹은 배기부 덮개(261)의 상면이 분위기에 노출되므로, 도 14에 나타내는 바와 같이, 이들에 대하여 보수, 점검의 작업을 행할 수 있다. 베이스 플레이트(260)의 노출부는 하부 용기(250)로 덮여 있었기 때문에 반응 생성물의 부착이 상대적으로 적다. 또한, 원형을 가지는 배기부 덮개(261)의 상기 표면은, 시료대(241)와 그 중심축을 합치시킨 위치 또는 이것과 동등한 위치에 배치되고, 그 직경은 원통형을 가지는 시료대(241)의 직경을 넘지 않는 것으로 되어 있기 때문에, 웨이퍼(300)의 처리 중에 형성되는 반응 생성물의 부착은 상대적으로 적지만, 이들은 필요에 따라 청소할 수 있다. 상기한 바와 같이, 진공 처리 유닛(200)으로부터 분리되어 보수, 점검의 작업의 대상인 진공 용기를 구성하는 부재의 청소나 교환이 실시된 후에는, 분리 시와 반대의 순서로 진공 처리 유닛(200)의 베이스 플레이트(260) 상에 장착되어 진공 용기를 조립할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 진공 용기를 구성하는 덮개 부재(202), 샤워 플레이트(203), 가스 도입 링(204), 석영 내통(205), 방전 블록 유닛(220), 어스 링(225), 상부 용기(230), 시료대 유닛(240) 및 하부 용기(250)의 진공 처리 유닛(200) 본체로부터의 분리 작업에 있어서, 트래블링 너트(213)는 이것이 그 외주 측벽을 따라 이동하는 원통형의 상하축(211)의 당해 상하 방향의 축 상의 다음의 3개소의 높이 위치에서 정지한다. 즉, (1) 하한 위치(덮개 부재(202), 샤워 플레이트(203), 가스 도입 링(204) 및 석영 내통(205)의 분리 기간, 도 5∼도 7), (2) 중간 위치(방전 블록 유닛(220), 어스 링(225) 및 상부 용기(230)의 분리 기간, 도 8∼도 10), (3) 상단 위치(시료대 유닛(240) 및 하부 용기(250)의 분리 기간, 도 11∼도 14). 본 실시예에서는, 트래블링 너트(213)의 상기 3개의 위치에 대해서는, 도면에 나타내고 있지 않은 표시등과 연동한 위치 센서나 눈금 등으로 작업자가 파악 가능하게 구성되어 있다.
또한, 본 실시예에서는, 상부 용기(230)뿐만 아니라 하부 용기(250)도 교환하였지만, 하부 용기(250) 내면을 덮도록 라이너(커버)를 장착하고, 당해 라이너를 교환하는 구성으로 해도 된다. 또한, 실시예에서는 메인터넌스 작업에 있어서 선회 리프터(210)를 이용하여 이동을 행하는 방전 블록 유닛(220)이나 시료대 유닛(240) 이외의 부품의 이동은 작업자가 자신의 수작업으로 실시하는 구성이지만 크레인 등의 기중기를 이용해도 된다.
또한, 본 실시예에서는, 진공 처리 장치로서 ECR 타입의 진공 처리 장치를 이용하였지만, 이에 한정되지 않고, ICP 타입의 장치 등에도 적용할 수 있다. 또한, 링크 방식으로 배열된 진공 처리 유닛을 구비한 진공 처리 장치를 이용하였지만, 이에 한정되지 않고, 클러스터 방식의 장치에도 적용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 피처리물이 대구경화(大口徑化)된 경우라도, 처리의 균일성이 양호하며(동축의 축대칭 배기), 또한, 정상적인 메인터넌스뿐만 아니라, 비정상적인 메인터넌스도 효율적으로 행하는 것이 가능한 진공 처리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기 실시예는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위하여 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일 구성의 일부를 다른 구성으로 치환하는 것도 가능하고, 또한, 일 구성에 다른 구성을 추가하는 것도 가능하다.
100 진공 처리 장치
101 대기 블록
102 진공 블록
104, 104-1, 104-2 진공 반송실
105 록 실
106 대기 반송실
107 카세트대
108 반송 중간실
109 대기 반송 로봇
110, 110-1, 110-2 진공 반송 로봇
111 제 1 게이트 밸브
112 제 2 게이트 밸브
115 밸브 박스
200, 200-1, 200-2, 200-3, 200-4 진공 처리 유닛
201 제 1 고주파 전원
202 덮개 부재
203 샤워 플레이트
204 가스 도입 링
205 석영 내통
206 솔레노이드 코일
207 O링
210 선회 리프터
211 상하축
212, 212-1, 212-2 선회축
213 트래블링 너트
214 선회 베이스(방전 블록 유닛용)
215 선회 베이스(시료대 유닛용)
220 방전 블록 유닛
221 방전 블록 베이스
222 히터
223 제 1 온도 컨트롤러
224 방전 블록
225 어스 링
230 상부 용기
240 시료대 유닛
241 시료대
242 시료대 베이스
243 제 2 고주파 전원
244 제 2 온도 컨트롤러
245 시료대 바닥부 덮개
246 지지 빔
250 하부 용기
260 베이스 플레이트
261 배기부 덮개
262 액추에이터
270 배기 펌프
280 지지 기둥
290 중심축
300 웨이퍼
310 방전 블록 유닛이 움직이는 방향
320 시료대 유닛이 움직이는 방향
400 작업자

Claims (11)

  1. 감압된 내측에 배치된 웨이퍼가 플라즈마를 이용하여 처리되는 처리실을 가진 진공 용기와, 이 진공 용기가 올려져 당해 진공 용기 내부의 처리실로부터의 가스가 배출되는 개구를 가진 베이스 플레이트를 가지고, 상기 진공 용기를 구성하여 상하 방향으로 겹쳐져 배치된 적어도 3개의 부재가 상기 베이스 플레이트에 대하여 분리 가능하게 구성된 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 진공 용기를 사이에 두고 당해 진공 용기의 측방에 배치되어 상기 웨이퍼가 내부에서 반송되는 것으로서 상기 3개의 분리 가능한 부재 중 상하 방향의 중간의 부재의 외측벽에 접속되는 밸브 박스와,
    상기 베이스 플레이트의 외주부로서 상기 진공 용기를 사이에 두고 상기 밸브 박스의 반대의 측의 단부에 장착되고, 상기 3개의 분리 가능한 부재 중 상방 및 하방의 부재가 각각의 연결부를 통해 연결된 리프터로서, 상기 2개의 분리 가능한 부재가 이것을 따라 상하 방향으로 이동하는 상하 방향의 축을 가진 리프터와,
    상기 리프터에 구비되어 상기 상하 방향의 축을 따라 이동하는 이동 부재로서, 상기 축상의 소정의 위치로부터 상기 상하 방향의 축을 따라 상방으로 이동하여 상기 3개의 부재가 겹쳐져 상기 진공 용기를 구성하고 있는 상태로 상기 상방의 분리 가능한 부재에 연결하는 연결부에 접속하여 당해 상방의 부재를 상기 축을 따른 상방향으로 이동하여 상기 하방의 부재로부터 제 1 소정의 거리만큼 이간시킨 후, 상기 하방의 분리 가능한 부재에 연결하는 연결부에 접속하여 당해 하방의 부재를 상기 축을 따른 상방향으로 이동하여 상기 베이스 플레이트로부터 제 2 소정의 거리만큼 이간시키고, 이들 상방 및 하방의 부재를 상기 베이스 플레이트로부터 각각의 소정의 높이로 유지하는 이동 부재를 구비한, 플라즈마 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 용기를 구성하는 적어도 3개의 분리 가능한 부재가 시일 부재를 사이에 두고 이 진공 용기에 장착되는 것으로서, 당해 진공 용기에 장착된 상태로 상기 시일 부재에 상하 방향으로 하중이 가해져 상기 진공 용기의 내외를 기밀하게 밀봉하는, 플라즈마 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상방 및 하방의 부재의 각각이, 상기 이동 부재의 이동에 의해 순서대로 상방으로 이동하여 상기 각각의 소정의 높이로 유지된 상태에서, 상기 베이스 플레이트의 상방의 개소로부터 상기 밸브 박스에 대하여 멀어진 위치까지 수평 방향으로 이동하여 분리 가능하게 구성된, 플라즈마 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 상방 및 하방의 부재의 각각이, 상기 이동 부재의 이동에 의해 순서대로 상방으로 이동하여 상기 각각의 소정의 높이로 유지된 상태에서, 상기 베이스 플레이트의 상방의 개소로부터 상기 밸브 박스에 대하여 멀어진 위치까지, 상기 연결부에 배치된 관절부의 축 둘레로 수평 방향으로 선회하여 이동하여 분리 가능하게 구성된, 플라즈마 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 부재가, 상기 리프터의 상하 방향의 축을 따라 하방으로 이동하여 상기 베이스 플레이트의 상방에서 당해 베이스 플레이트로부터 소정의 높이로 유지된 각 연결부 및 이것에 연결된 분리 가능한 상방 및 하방의 부재의 각각을 상기 축을 따른 하방향으로 이동시킴과 함께 상기 2개의 연결부의 각각과 순차 이간하여 상기 상방 및 하방의 부재를 상기 베이스 플레이트 상방에서 순차로 겹쳐 쌓아 재치 가능하게 구성된, 플라즈마 처리 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 하방의 부재가 상기 웨이퍼를 그 상면에 올려 지지하는 시료대를 포함하는 유닛인, 플라즈마 처리 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 상방의 부재가, 상기 진공 용기의 상부를 구성하여 내측에서 상기 플라즈마가 형성되는 공간을 둘러싸는 방전 블록을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 하방의 부재가 상기 웨이퍼를 그 상면에 올려 지지하는 시료대를 포함하는 유닛인, 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 상방의 부재가, 상기 진공 용기의 상부를 구성하여 내측에서 상기 플라즈마가 형성되는 공간을 둘러싸는 방전 블록을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 하방의 부재가 상기 웨이퍼를 그 상면에 올려 지지하는 시료대를 포함하는 유닛인, 플라즈마 처리 장치.
  11. 제 4 항에 있어서,
    분리 가능한 상기 상방의 부재가, 상기 진공 용기의 상부를 구성하여 내측에서 상기 플라즈마가 형성되는 공간을 둘러싸는 방전 블록을 포함하는, 플라즈마 처리 장치.
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