KR20180134910A - 플라즈마 처리 장치의 보수 방법 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 처리 장치는, 피가공물을 지지하는 지지 구조체와, 수직 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 제1 축선 둘레에 지지 구조체를 회전시키도록 구성된 제1 구동 장치를 포함한다. 지지 구조체는, 정전 척을 포함하는 유지부와, 유지부의 하측에 설치된 용기를 갖는다. 용기는, 통 형상의 용기 본체와, 용기 본체의 하측 개구를 폐쇄하는 바닥 덮개이며, 용기 본체에 대하여 제거 가능하게 구성된 상기 바닥 덮개를 갖는다. 보수 방법은, 정전 척에 대하여 바닥 덮개가 상측에 위치하도록 지지 구조체를 제1 축선 둘레에 회전시키는 공정과, 바닥 덮개를 용기 본체로부터 제거하는 공정과, 용기 본체 내에 설치된 부품을 보수하는 공정을 포함하는 방법.

Description

플라즈마 처리 장치의 보수 방법
본 발명의 실시형태는, 플라즈마 처리 장치의 보수 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스와 같은 전자 디바이스의 제조에 있어서는, 피가공물에 대한 플라즈마 처리, 예컨대, 플라즈마 에칭이 행해지는 경우가 있다. 플라즈마 처리는, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 행해진다. 플라즈마 처리 장치에서는, 챔버 본체에 의해 제공되는 챔버 내에 가스가 공급되고, 상기 가스가 플라즈마원에 의해 여기된다. 이에 따라, 챔버에 있어서 플라즈마가 생성되고, 시료대에 의해 지지된 피가공물이, 플라즈마 중의 이온 및/또는 라디칼에 의해 가공된다.
이러한 플라즈마 처리 장치의 일종으로서, 시료대를 플라즈마 도출 방향을 축으로 하여 회전시키는 회전 구동 장치와, 시료대를 플라즈마 도출 방향에 대하여 경사지게 하는 틸팅 구동 장치를 포함하는 것이 있다. 이러한 플라즈마 처리 장치는, 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 시료대는 회전체에 부착되어 있고, 상기 회전체는 밀폐 구조의 용기의 내부까지 연장되어 있다. 이 용기의 내부에는 회전 구동 장치가 설치되어 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평1-117317호 공보
특허문헌 1에 기재된 플라즈마 처리 장치에서는, 용기의 내부에 설치된 회전 구동 장치와 같은 여러가지 부품 중의 어느 것을 보수하기 위해, 시료대, 회전체 및 용기를 포함하는 조립체(지지 구조체)를 챔버로부터 취출할 필요가 있다. 따라서, 지지 구조체를 구성하는 부품의 보수가 용이하지 않다.
일양태에서는, 플라즈마 처리 장치의 보수 방법이 제공된다. 이 플라즈마 처리 장치는, 챔버 본체, 가스 공급부, 배기 장치, 플라즈마원, 지지 구조체 및 제1 구동 장치를 포함한다. 챔버 본체는 챔버를 제공한다. 가스 공급부는, 챔버에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 배기 장치는, 챔버를 감압하도록 구성되어 있다. 플라즈마원은, 챔버 내의 가스를 여기시키도록 구성되어 있다. 지지 구조체는, 챔버 내에 있어서 피가공물을 지지하도록 구성되어 있다. 제1 구동 장치는, 챔버 내에 있어서, 수직 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 제1 축선 둘레에 지지 구조체를 회전시키도록 구성되어 있다. 지지 구조체는, 유지부, 용기, 시일 부재, 제2 구동 장치 및 로터리 커넥터를 갖고 있다. 유지부는, 정전 척을 포함하고 있다. 정전 척은, 피가공물을 유지하도록 구성되어 있다. 유지부는, 제1 축선에 직교하는 제2 축선 둘레에 회전 가능하게 설치되어 있다. 용기는, 유지부의 하측에 설치되어 있다. 시일 부재는, 용기와 유지부 사이에 개재되어, 용기 내의 공간을 챔버로부터 분리하도록 구성되어 있다. 제2 구동 장치는, 용기 내에 설치되어 있고, 유지부를 제2 축선 둘레에 회전시키도록 구성되어 있다. 로터리 커넥터는, 정전 척의 전극에 전기적으로 접속되어 있다. 용기는, 통 형상의 용기 본체 및 바닥 덮개를 갖는다. 바닥 덮개는, 용기 본체의 하측 개구를 폐쇄하는 부재이며, 용기 본체에 대하여 제거 가능하게 구성되어 있다.
일양태에 관한 보수 방법은, (i) 정전 척에 대하여 바닥 덮개가 상측에 위치하도록, 지지 구조체를 제1 축선 둘레에 회전시키는 공정과, (ii) 바닥 덮개를 용기 본체로부터 제거하는 공정과, (iii) 용기 본체 내에 설치된 부품을 보수하는 공정을 포함한다.
일양태에 관한 보수 방법에서는, 지지 구조체의 용기의 내부에 설치된 부품의 보수를 행할 때에, 바닥 덮개가 정전 척에 대하여 상방에 위치하도록 지지 구조체를 제1 축선 둘레에 회전시킬 수 있다. 그리고, 바닥 덮개를 용기 본체로부터 제거할 수 있다. 따라서, 지지 구조체를 챔버 본체 내에 배치한 상태로, 용기 내의 부품에 용이하게 액세스하는 것이 가능하다. 이 때문에, 지지 구조체를 구성하는 부품의 보수가 용이하다.
일실시형태에서는, 유지부는, 절연성의 베이스 부재 및 고정구를 더 갖는다. 베이스 부재는, 정전 척과 용기 본체 사이에 개재된다. 고정구는, 정전 척을 베이스 부재에 대하여 제거 가능하게 고정하도록 구성되어 있다. 이 실시형태에 있어서, 보수 방법은, (iv) 고정구에 의한 베이스 부재에 대한 정전 척의 고정을 해제하는 공정과, (v) 정전 척을 베이스 부재로부터 제거하는 공정을 더 포함한다. 이 실시형태에서는, 고정구에 의한 정전 척의 베이스 부재에 대한 고정을 해제함으로써, 정전 척을 베이스 부재로부터 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정전 척의 교환과 같은 보수를 용이하게 행할 수 있다.
일실시형태에서는, 유지부에는, 제2 축선이 연장되는 방향을 따라서 연장되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 지지 구조체는, 복수의 푸셔 핀, 복수의 제3 구동 장치 및 복수의 홀더를 더 갖는다. 복수의 푸셔 핀은 각각 복수의 관통 구멍에 삽입 가능하게 설치되어 있다. 복수의 제3 구동 장치는 용기 내에 설치되어 있다. 복수의 제3 구동 장치는, 복수의 푸셔 핀의 상단의 위치를 정전 척의 상면보다 상방의 위치와 용기 내의 위치 사이에서 변화시키기 위해 상기 복수의 푸셔 핀을 개별로 이동시키도록 구성되어 있다. 복수의 홀더는 통 형상을 이루고 있다. 복수의 홀더는 각각 복수의 제3 구동 장치에 부착되어 있다. 복수의 홀더의 내측 구멍에는, 복수의 푸셔 핀의 기단부가 각각 감입되게 되어 있다. 이 실시형태에 있어서, 보수 방법은, (vi) 복수의 푸셔 핀 중 적어도 하나의 푸셔 핀의 상단이 정전 척의 상면보다 상측에 위치하도록, 상기 적어도 하나의 푸셔 핀을 이동시키는 공정과, (vii) 적어도 하나의 푸셔 핀을 복수의 홀더 중 대응하는 적어도 하나의 홀더로부터 뽑는 공정을 더 포함한다. 이 실시형태에서는, 푸셔 핀의 상단을 정전 척의 상면보다 상방에 위치시킨 상태에서, 홀더로부터 푸셔 핀을 뽑을 수 있다. 따라서, 푸셔 핀의 교환과 같은 보수를 용이하게 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 지지 구조체를 구성하는 부품의 보수가 용이해진다.
도 1은 일실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일실시형태의 플라즈마원을 나타내는 도면이다.
도 4는 일실시형태의 플라즈마원을 나타내는 도면이다.
도 5는 일실시형태에 관한 지지 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 6은 일실시형태에 관한 지지 구조체를 나타내는 단면도이다.
도 7은 별도의 실시형태의 고정구를 나타내는 도면이다.
도 8은 정전 척에 대하여 바닥 덮개를 상방에 위치시킨 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 9는 바닥 덮개를 제거한 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 10은 정전 척을 제거한 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다.
도 11은 푸셔 핀이 뽑힌 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 여러가지 실시형태에 관해 상세히 설명한다. 또, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
도 1 및 도 2는, 일실시형태에 관한 플라즈마 처리 장치를 개략적으로 나타내는 도면이며, 수직 방향으로 연장되는 축선(PX)을 포함하는 하나의 평면에 있어서 챔버 본체를 파단하여, 상기 플라즈마 처리 장치를 나타내고 있다. 또, 도 1에 있어서는, 후술하는 제2 축선(AX2)이 축선(PX)에 일치하도록 지지 구조체의 제1 축선(AX1) 둘레의 회전 방향 위치가 설정된 상태(비경사 상태)의 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다. 도 2에 있어서는, 제2 축선(AX2)이 축선(PX)에 교차하도록 지지 구조체의 제1 축선(AX1) 둘레의 회전 방향 위치가 설정된 상태(경사 상태)의 플라즈마 처리 장치가 나타나 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 플라즈마 처리 장치(10)는, 챔버 본체(12), 가스 공급부(14), 플라즈마원(16), 지지 구조체(18), 배기 장치(20) 및 제1 구동 장치(24)를 포함하고 있다. 일실시형태에서는, 플라즈마 처리 장치(10)는, 바이어스 전력 공급부(22) 및 제어부(Cnt)를 더 포함할 수 있다. 챔버 본체(12)는 대략 원통 형상을 갖고 있다. 일실시형태에서는, 챔버 본체(1)의 중심축선은 축선(PX)과 일치하고 있다. 이 챔버 본체(12)는, 그 내부 공간, 즉 챔버(S)를 제공하고 있다.
일실시형태에서는, 챔버 본체(12)는, 상측 부분(12a), 중간 부분(12b) 및 하측 부분(12c)을 포함하고 있다. 상측 부분(12a)은 중간 부분(12b)의 상방에 위치하고 있고, 중간 부분(12b)은 하측 부분(12c)의 상방에 위치하고 있다. 중간 부분(12b) 및 하측 부분(12c)은 일체의 통 형상체이다. 상측 부분(12a)은, 중간 부분(12b) 및 하측 부분(12c)을 제공하는 통 형상체와는 별개의 부재의 통 형상체이다. 상측 부분(12a)의 하단은 중간 부분(12b)의 상단에 결합된다. 상측 부분(12a)의 하단과 중간 부분(12b)의 상단 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 설치된다. 또한, 상측 부분(12a)과 중간 부분(12b)은, 고정구, 예컨대 나사에 의해 결합된다. 이 상측 부분(12a)은, 중간 부분(12b)으로부터 제거 가능하게 되어 있다. 상측 부분(12a)은, 플라즈마 처리 장치(10)의 보수를 행할 때에, 필요에 따라서 중간 부분(12b)으로부터 제거된다.
중간 부분(12b)에 의해 둘러싸인 영역, 즉, 지지 구조체(18)를 수용하는 영역에 있어서, 챔버(S)는 대략 일정한 폭을 갖고 있다. 또한, 챔버(S)는, 지지 구조체(18)를 수용하는 영역의 하측의 영역에서는, 상기 챔버(S)의 바닥부로 향함에 따라서 서서히 폭이 좁아지는 테이퍼형을 이루고 있다. 또한, 챔버 본체(12)의 바닥부는, 배기구(12e)를 제공하고 있고, 상기 배기구(12e)는 축선(PX)에 대하여 축대칭으로 형성되어 있다.
가스 공급부(14)는, 챔버(S)에 가스를 공급하도록 구성되어 있다. 일실시형태에서는, 가스 공급부(14)는, 제1 가스 공급부(14a) 및 제2 가스 공급부(14b)를 갖고 있어도 좋다. 제1 가스 공급부(14a)는, 제1 처리 가스를 챔버 본체(12) 내에 공급하도록 구성되어 있다. 제2 가스 공급부(14b)는, 제2 처리 가스를 챔버 본체(12) 내에 공급하도록 구성되어 있다. 또, 가스 공급부(14)의 상세에 관해서는 후술한다.
플라즈마원(16)은, 챔버(S) 내의 가스를 여기시키도록 구성되어 있다. 일실시형태에서는, 플라즈마원(16)은 챔버 본체(12)의 천정부에 설치되어 있다. 또한, 일실시형태에서는, 플라즈마원(16)의 중심축선은 축선(PX)과 일치하고 있다. 또, 플라즈마원(16)의 일례에 관한 상세에 관해서는 후술한다.
지지 구조체(18)는, 챔버 본체(12) 내에 있어서 피가공물(W)을 유지하도록 구성되어 있다. 피가공물(W)은, 웨이퍼와 같이 대략 원반형상을 가질 수 있다. 지지 구조체(18)는, 수직 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 제1 축선(AX1) 중심으로 회전 가능하도록 구성되어 있다. 즉, 지지 구조체(18)는, 제2 축선(AX2)과 축선(PX) 사이의 각도를 변경하는 것이 가능하다. 지지 구조체(18)를 회전시키기 위해, 플라즈마 처리 장치(10)는 제1 구동 장치(24)를 갖는다. 제1 구동 장치(24)는 챔버 본체(12)의 외부에 설치되어 있다. 제1 구동 장치(24)는, 제1 축선(AX1) 중심의 지지 구조체(18)의 회전을 위한 구동력을 발생시킨다. 또한, 지지 구조체(18)는, 제1 축선(AX1)에 직교하는 제2 축선(AX2) 중심으로 피가공물(W)을 회전시키도록 구성되어 있다. 또, 지지 구조체(18)의 상세에 관해서는 후술한다.
배기 장치(20)는, 챔버(S)를 감압하도록 구성되어 있다. 일실시형태에서는, 배기 장치(20)는, 자동 압력 제어기(20a), 터보 분자 펌프(20b) 및 드라이 펌프(20c)를 갖고 있다. 자동 압력 제어기(20a)는, 챔버 본체(12)의 바로 아래에 설치되어 있고, 배기구(12e)에 접속되어 있다. 터보 분자 펌프(20b)는 자동 압력 제어기(20a)의 하류에 설치되어 있다. 드라이 펌프(20c)는 밸브(20d)를 통해 챔버(S)에 직결되어 있다. 또한, 드라이 펌프(20c)는 밸브(20e)를 통해 터보 분자 펌프(20b)에 접속되어 있다. 이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 축선(PX)에 대하여 축대칭으로 설치된 배기구(12e)에 배기 장치(20)가 접속되어 있기 때문에, 지지 구조체(18)의 주위로부터 배기 장치(20)까지의 균일한 배기의 흐름을 형성할 수 있다. 이에 따라, 효율이 좋은 배기가 달성될 수 있다. 또한, 챔버(S) 내에서 생성되는 플라즈마를 균일하게 확산시키는 것이 가능하다. 또, 챔버(S) 내에는, 필요에 따라서, 정류 부재(도시되지 않음)가 설치되어 있어도 좋다. 정류 부재는, 지지 구조체(18)를 측방 및 하방으로부터 둘러싸도록, 챔버 본체(12)의 내벽면을 따라서 연장된다. 정류 부재에는 다수의 관통 구멍이 형성되어 있다.
바이어스 전력 공급부(22)는, 피가공물(W)에 이온을 인입하기 위한, 바이어스 전압 및 고주파를 선택적으로 지지 구조체(18)에 부여하도록 구성되어 있다. 일실시형태에서는, 바이어스 전력 공급부(22)는, 제1 전원(22a) 및 제2 전원(22b)을 갖고 있다. 제1 전원(22a)은, 지지 구조체(18)에 인가하는 바이어스 전압으로서, 펄스 변조된 직류 전압(이하, 「변조 직류 전압」이라고 함)을 발생시킨다.
제2 전원(22b)은, 피가공물(W)에 이온을 인입하기 위한 고주파를 지지 구조체(18)에 공급하도록 구성되어 있다. 이 고주파의 주파수는, 이온을 피가공물(W)에 인입하기에 적합한 임의의 주파수이며, 예컨대 400 kHz이다. 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 제1 전원(22a)으로부터의 변조 직류 전압과 제2 전원(22b)으로부터의 고주파를 선택적으로 지지 구조체(18)에 공급할 수 있다. 변조 직류 전압과 고주파의 선택적인 공급은, 제어부(Cnt)에 의해 제어될 수 있다.
제어부(Cnt)는, 예컨대, 프로세서, 기억부, 입력 장치, 표시 장치 등을 포함하는 컴퓨터이다. 제어부(Cnt)는, 입력된 레시피에 기초하는 프로그램에 따라서 동작하고, 제어 신호를 송출한다. 플라즈마 처리 장치(10)의 각 부는, 제어부(Cnt)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.
이하, 가스 공급부(14), 플라즈마원(16), 지지 구조체(18)의 각각에 관해 상세히 설명한다.
[가스 공급부]
가스 공급부(14)는, 전술한 바와 같이, 제1 가스 공급부(14a) 및 제2 가스 공급부(14b)를 갖고 있다. 제1 가스 공급부(14a)는, 1 이상의 가스 토출 구멍(14e)을 통해 챔버(S)에 제1 처리 가스를 공급한다. 또한, 제2 가스 공급부(14b)는, 1 이상의 가스 토출 구멍(14f)을 통해 챔버(S)에 제2 처리 가스를 공급한다. 가스 토출 구멍(14e)은, 가스 토출 구멍(14f)보다 플라즈마원(16)에 가까운 위치에 설치되어 있다. 따라서, 제1 처리 가스는 제2 처리 가스보다 플라즈마원(16)에 가까운 위치에 공급된다. 또, 도 1 및 도 2에 있어서는, 가스 토출 구멍(14e) 및 가스 토출 구멍(14f) 각각의 갯수는 「1」이지만, 복수의 가스 토출 구멍(14e) 및 복수의 가스 토출 구멍(14f)이 형성되어 있어도 좋다. 복수의 가스 토출 구멍(14e)은, 축선(PX)에 대하여 둘레 방향으로 균등하게 배열되어 있어도 좋다. 또한, 복수의 가스 토출 구멍(14f)도, 축선(PX)에 대하여 둘레 방향으로 균등하게 배열되어 있어도 좋다.
일실시형태에서는, 가스 토출 구멍(14e)에 의해 가스가 토출되는 영역과 가스 토출 구멍(14f)에 의해 가스가 토출되는 영역 사이에, 칸막이판, 소위 이온 트랩이 설치되어 있어도 좋다. 이에 따라, 제1 처리 가스의 플라즈마로부터 피가공물(W)로 향하는 이온의 양을 조정하는 것이 가능해진다.
제1 가스 공급부(14a)는, 1 이상의 가스 소스, 1 이상의 유량 제어기, 1 이상의 밸브를 가질 수 있다. 따라서, 제1 가스 공급부(14a)의 1 이상의 가스 소스로부터의 제1 처리 가스의 유량은 조정 가능하게 되어 있다. 또한, 제2 가스 공급부(14b)는, 1 이상의 가스 소스, 1 이상의 유량 제어기, 1 이상의 밸브를 가질 수 있다. 따라서, 제2 가스 공급부(14b)의 1 이상의 가스 소스로부터의 제2 처리 가스의 유량은 조정 가능하게 되어 있다. 제1 가스 공급부(14a)로부터의 제1 처리 가스의 유량 및 상기 제1 처리 가스의 공급 타이밍, 및, 제2 가스 공급부(14b)로부터의 제2 처리 가스의 유량 및 상기 제2 처리 가스의 공급 타이밍은, 제어부(Cnt)에 의해 개별로 조정된다.
일례에서는, 제1 처리 가스는 희가스일 수 있다. 희가스는, He 가스, Ne 가스, Ar 가스, Kr 가스 또는 Xe 가스이다. 또한, 제1 처리 가스는, He 가스, Ne 가스, Ar 가스, Kr 가스 및 Xe 가스 중에서 선택되는 가스일 수 있다. 예컨대, 다층막을 갖는 피가공물(W)을 에칭할 때에는, 각 층의 에칭에 적합한 희가스가 선택된다. 제2 처리 가스는 수소 함유 가스일 수 있다. 수소 함유 가스로는, CH4 가스 또는 NH3 가스가 예시된다. 이러한 제2 처리 가스에 유래하는 수소의 활성종은, 예컨대, 다층막 중의 1 이상의 층에 포함되는 금속을 환원 작용에 의해 에칭하기 쉬운 상태로 개질한다. 이러한 일례에 있어서는, 제어부(Cnt)에 의한 제어에 의해, 플라즈마 생성시의 제1 처리 가스 및 제2 처리 가스의 공급량이 개별로 제어된다.
[플라즈마원]
도 3 및 도 4는, 일실시형태의 플라즈마원을 나타내는 도면이다. 도 3에는, 도 1의 Y 방향(축선(PX) 및 제1 축선(AX1)에 직교하는 방향)에서 본 플라즈마원이 나타나 있고, 도 1에 있어서는, 플라즈마원이 부분적으로 파단되어 있다. 도 4에는, 도 1의 Z 방향(수직 방향)에 있어서 그 상측에서 본 플라즈마원이 나타나 있고, 도 4에 있어서는, 플라즈마원이 부분적으로 파단되어 있다. 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 챔버 본체(12)의 천정부에는 개구가 설치되어 있고, 상기 개구는 유전체판(194)에 의해 폐쇄되어 있다. 유전체판(194)은 판형체이며, 석영 또는 세라믹으로 구성되어 있다. 플라즈마원(16)은 이 유전체판(194) 상에 설치되어 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 플라즈마원(16)은, 고주파 안테나(140) 및 실드 부재(160)를 갖고 있다. 고주파 안테나(140)는, 실드 부재(160)에 의해 덮여 있다. 일실시형태에서는, 고주파 안테나(140)는, 내측 안테나 소자(142A) 및 외측 안테나 소자(142B)를 포함하고 있다. 내측 안테나 소자(142A)는, 외측 안테나 소자(142B)보다 축선(PX)의 근처에 설치되어 있다. 환언하면, 외측 안테나 소자(142B)는, 내측 안테나 소자(142A)를 둘러싸도록, 상기 내측 안테나 소자(142A)의 외측에 설치되어 있다. 내측 안테나 소자(142A) 및 외측 안테나 소자(142B)의 각각은, 예컨대 구리, 알루미늄, 스테인레스 등의 도체로 구성되어 있고, 축선(PX)에 대하여 나선형으로 연장되어 있다.
내측 안테나 소자(142A) 및 외측 안테나 소자(142B)는 모두, 복수의 협지체(144)에 협지되어 있다. 복수의 협지체(144)는, 예컨대 막대형의 부재이며, 축선(PX)에 대하여 방사형으로 연장되어 있다.
실드 부재(160)는, 내측 실드벽(162A) 및 외측 실드벽(162B)을 갖고 있다. 내측 실드벽(162A)은, 수직 방향으로 연장된 통 형상을 갖고 있고, 내측 안테나 소자(142A)와 외측 안테나 소자(142B) 사이에 설치되어 있다. 이 내측 실드벽(162A)은, 내측 안테나 소자(142A)를 둘러싸고 있다. 또한, 외측 실드벽(162B)은, 수직 방향으로 연장된 통 형상을 갖고 있고, 외측 안테나 소자(142B)를 둘러싸도록 설치되어 있다.
내측 안테나 소자(142A) 상에는 내측 실드판(164A)이 설치되어 있다. 내측 실드판(164A)은 원반형상을 갖고 있고, 내측 실드벽(162A)의 개구를 막도록 설치되어 있다. 또한, 외측 안테나 소자(142B) 상에는 외측 실드판(164B)이 설치되어 있다. 외측 실드판(164B)은 고리형판이며, 내측 실드벽(162A)과 외측 실드벽(162B) 사이의 개구를 막도록 설치되어 있다.
내측 안테나 소자(142A), 외측 안테나 소자(142B)에는 각각, 고주파 전원(150A), 고주파 전원(150B)이 접속되어 있다. 고주파 전원(150A) 및 고주파 전원(150B)은, 플라즈마 생성용의 고주파 전원이다. 고주파 전원(150A) 및 고주파 전원(150B)은, 내측 안테나 소자(142A) 및 외측 안테나 소자(142B)의 각각에, 동일한 주파수 또는 상이한 주파수의 고주파를 공급한다. 예컨대, 내측 안테나 소자(142A)에 고주파 전원(150A)으로부터의 소정의 주파수(예컨대 40 MHz)의 고주파를 소정의 파워로 공급하면, 챔버(S) 내에서 형성된 유도 자계에 의해, 챔버(S)에 공급된 처리 가스가 여기되고, 피가공물(W) 상의 중앙 영역에 있어서 도우넛형의 플라즈마가 생성된다. 또한, 외측 안테나 소자(142B)에 고주파 전원(150B)으로부터 소정의 주파수(예컨대 60 MHz)의 고주파를 소정의 파워로 공급하면, 챔버(S) 내에서 형성된 유도 자계에 의해, 챔버(S)에 공급된 처리 가스가 여기되고, 피가공물(W) 상의 둘레 가장자리 영역에 있어서 별도의 도우넛형의 플라즈마가 생성된다. 이러한 플라즈마에 의해, 처리 가스로부터 라디칼과 같은 활성종이 생성된다.
[지지 구조체]
도 5 및 도 6은, 일실시형태에 관한 지지 구조체를 나타내는 단면도이다. 도 5에는, Y 방향에서 본 지지 구조체의 단면도가 나타나 있고, 도 6에는, X 방향(도 2 참조)에서 본 지지 구조체의 단면도가 나타나 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 지지 구조체(18)는, 유지부(30), 용기(40) 및 제1 축부(50)를 갖고 있다.
유지부(30)는, 피가공물(W)을 유지하고, 제2 축선(AX2) 중심으로 회전함으로써, 피가공물(W)을 회전시키는 기구이다. 또, 제2 축선(AX2)은 제1 축선(AX1)에 직교하는 축선이며, 지지 구조체(18)가 비경사 상태에 있을 때에는, 축선(PX)과 일치한다. 이 유지부(30)는, 정전 척(32), 베이스 부재(35) 및 제2 축부(36)를 갖고 있다.
정전 척(32)은, 흡착부(33) 및 하부 전극(34)을 갖고 있다. 흡착부(33)는, 하부 전극(34) 상에 설치되어 있다. 하부 전극(34)은, 베이스 부재(35) 상에 설치된다. 흡착부(33)는, 그 상면에 있어서 피가공물(W)을 유지하도록 구성되어 있다. 흡착부(33)는 대략 원반형상을 갖고 있고, 그 중심축선은 제2 축선(AX2)에 대략 일치하고 있다. 흡착부(33)는, 절연막 및 상기 절연막 내에 설치된 전극막을 갖고 있다. 전극막에 전압이 인가되면, 흡착부(33)는 정전력을 발생시킨다. 이 정전력에 의해, 흡착부(33)는, 그 상면에 재치된 피가공물(W)을 흡착한다. 이 흡착부(33)와 피가공물(W) 사이에는, He 가스와 같은 전열 가스가 공급되도록 되어 있다. 이 흡착부(33)의 내부에는, 피가공물(W)을 가열하기 위한 히터가 내장되어 있어도 좋다.
하부 전극(34)은, 대략 원반형상을 갖고 있고, 그 중심축선은 제2 축선(AX2)에 대략 일치하고 있다. 일실시형태에 있어서, 하부 전극(34)은, 제1 부분(34a) 및 제2 부분(34b)을 갖고 있다. 제1 부분(34a)은, 하부 전극(34)의 중앙측 부분이며, 제2 부분(34b)은, 제1 부분(34a)보다 제2 축선(AX2)으로부터 떨어져, 즉, 제1 부분(34a)보다 외측에서 연장된 부분이다. 제1 부분(34a)의 상면 및 제2 부분(34b)의 상면은 연속해 있고, 제1 부분(34a)의 상면 및 제2 부분(34b)의 상면에 의해 하부 전극(34)의 대략 평탄한 상면이 구성되어 있다. 이 하부 전극(34)의 상면에는 흡착부(33)가 접해 있다. 또한, 제1 부분(34a)은, 제2 부분(34b)보다 하방으로 돌출되어, 원기둥형을 이루고 있다. 즉, 제1 부분(34a)의 하면은, 제2 부분(34b)의 하면보다 하방에 있어서 연장되어 있다. 이 하부 전극(34)은 알루미늄과 같은 도체로 구성되어 있다. 하부 전극(34)은, 전술한 바이어스 전력 공급부(22)와 전기적으로 접속된다. 즉, 하부 전극(34)에는, 제1 전원(22a)으로부터의 변조 직류 전압, 및, 제2 전원(22b)으로부터의 고주파가 선택적으로 부여되도록 되어 있다. 또한, 하부 전극(34)에는 냉매 유로(34f)가 설치되어 있다. 이 냉매 유로(34f)에 냉매가 공급됨으로써, 피가공물(W)의 온도가 제어되도록 되어 있다.
베이스 부재(35)는, 석영, 알루미나와 같은 절연체로 구성되어 있다. 베이스 부재(35)는, 대략 원반형상을 갖고 있고, 중앙에 있어서 개구되어 있다. 일실시형태에서는, 베이스 부재(35)는, 제1 부분(35a) 및 제2 부분(35b)을 갖고 있다. 제1 부분(35a)은, 베이스 부재(35)의 중앙측 부분이며, 제2 부분(35b)은, 제1 부분(35a)보다 제2 축선(AX2)으로부터 떨어져, 즉, 제1 부분(35a)보다 외측에서 연장된 부분이다. 제1 부분(35a)의 상면은 제2 부분(35b)의 상면보다 하방에서 연장되어 있고, 제1 부분(35a)의 하면도 제2 부분(35b)의 하면보다 하방에서 연장되어 있다. 베이스 부재(35)의 제2 부분(35b)의 상면은, 하부 전극(34)의 제2 부분(34b)의 하면에 접해 있다. 한편, 베이스 부재(35)의 제1 부분(35a)의 상면은, 하부 전극(34)의 하면으로부터 이격되어 있다.
지지 구조체(18)는, 절연성의 보호 부재(30p)를 더 갖고 있다. 보호 부재(30p)는, 예컨대, 석영, 알루미나와 같은 절연체로 구성되어 있다. 보호 부재(30p)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 상단 부분은 상기 보호 부재(30p)의 다른 부분보다 직경이 축소되어 있다. 이 보호 부재(30p)는, 정전 척(32)의 상면의 외연부 및 정전 척(32)의 외주면을 덮고 있다. 따라서, 정전 척(32)의 상면의 외연부 및 정전 척(32)의 외주면은, 보호 부재(30p)에 의해 플라즈마로부터 보호된다. 또한, 보호 부재(30p)에 의해, 피가공물(W)의 주위에서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성이 향상된다.
유지부(30)는 고정구(30a)를 더 갖는다. 고정구(30a)는, 정전 척(32)을 베이스 부재(35)에 대하여 제거 가능하게 고정한다. 고정구(30a)는, 일실시형태에서는 복수의 나사를 포함한다. 이 실시형태의 베이스 부재(35) 및 정전 척(32)에는, 베이스 부재(35)의 하면으로부터 수직 방향을 따라서 정전 척(32)의 내부까지 연장되는 복수의 구멍(30b)이 형성되어 있다. 복수의 구멍(30b)을 구획하는 면은 암나사를 제공하고 있다. 이들 암나사에 고정구(30a)의 복수의 나사가 각각 나사 결합됨으로써, 정전 척(32)은 베이스 부재(35)에 대하여 고정된다. 또한, 이들 복수의 나사를 암나사로부터 제거하면, 정전 척(32)을 베이스 부재(35)로부터 용이하게 제거할 수 있다.
도 7은, 별도의 실시형태의 고정구를 나타내는 도면이다. 이 실시형태에서는, 유지부(30)는, 고정구(30a) 대신에 고정구(31)를 갖고 있다. 고정구(31)는, 복수의 제1 기둥형상체(31a) 및 복수의 제2 기둥형상체(31b)를 포함하고 있다. 베이스 부재(35) 및 정전 척(32)에는, 복수의 제1 구멍(31c)이 형성되어 있다. 복수의 제1 구멍(31c)은, 베이스 부재(35)의 하면으로부터 수직 방향을 따라서 정전 척(32)의 내부까지 연장되어 있다. 또한, 정전 척(32)에는 복수의 제2 구멍(31d)이 형성되어 있다. 복수의 제2 구멍(31d)은, 정전 척(32)(하부 전극(34))의 외주면으로부터 연장되어, 복수의 제1 구멍(31c)에 각각 접속하고 있다.
정전 척(32)을 베이스 부재(35)에 고정할 때에는, 도 7의 (a)부에 나타낸 바와 같이, 복수의 제1 기둥형상체(31a)가 각각, 복수의 제1 구멍(31c)에 삽입된다. 그리고, 도 7의 (b)부에 나타낸 바와 같이, 복수의 제2 기둥형상체(31b)가 각각, 복수의 제2 구멍(31d)에 삽입된다. 복수의 제2 기둥형상체(31b)의 선단 부분은 각각, 복수의 제1 기둥형상체(31a)에 형성된 구멍(31e)에 삽입된다. 이에 따라, 정전 척(32)이 베이스 부재(35)에 대하여 고정된다. 그 후에, 도 7의 (c)부에 나타낸 바와 같이, 정전 척(32)의 상면의 외연부 및 정전 척(32)의 외주면을 덮도록 보호 부재(30p)가 부착된다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 축부(36)는, 정전 척(32)으로부터 용기(40) 내까지 제2 축선(AX2)을 따라서 연장되어 있다. 제2 축부(36)는, 대략 원기둥형상을 갖고 있고, 하부 전극(34)의 하면에 결합되어 있다. 구체적으로는, 하부 전극(34)의 제1 부분(34a)의 하면에 결합되어 있다. 제2 축부(36)의 중심축선은, 제2 축선(AX2)과 일치하고 있다. 이 제2 축부(36)에 대하여 회전력이 부여되는 것에 의해, 유지부(30)가 회전하도록 되어 있다.
지지 구조체(18)의 내부 공간(즉, 용기(40) 내의 공간)에는 제2 구동 장치(78)가 설치되어 있다. 제2 축부(36)는 제2 구동 장치(78)에 연결되어 있다. 제2 구동 장치(78)는, 유지부(30)를 제2 축선(AX2) 둘레에 회전시키도록 구성되어 있다. 제2 구동 장치(78)는, 제2 축부(36)를 회전시키기 위한 구동력을 발생시킨다. 일실시형태에서는, 제2 구동 장치(78)는 제2 축부(36)의 측방에 설치되어 있다. 이 제2 구동 장치(78)는, 제2 축부(36)에 부착된 풀리(80)에 전도 벨트(82)를 통해 연결되어 있다. 제2 구동 장치(78)의 회전 구동력은, 풀리(80) 및 전도 벨트(82)를 통해 제2 축부(36)에 전달된다. 이에 따라, 유지부(30)가 제2 축선(AX2) 중심으로 회전한다.
이러한 여러가지 요소에 의해 구성되는 유지부(30)는, 용기(40)와 함께 지지 구조체(18)의 내부 공간으로서 중공의 공간을 형성하고 있다. 용기(40)는, 유지부(30)의 하측에 설치되어 있다. 용기(40)는, 통 형상의 용기 본체(41), 상기 용기 본체(41)의 상부에 설치된 상부 덮개(42), 및, 용기 본체(41)의 하측 개구를 폐쇄하는 바닥 덮개(43)를 갖는다. 상부 덮개(42)는 대략 원반형상을 갖고 있다. 상부 덮개(42)의 중앙에는, 제2 축부(36)가 통과하는 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 상부 덮개(42)는, 베이스 부재(35)의 제2 부분(35b)의 하방에 있어서, 상기 제2 부분(35b)에 대하여 약간의 간극을 제공하도록 설치되어 있다. 상부 덮개(42)의 하면 둘레 가장자리에는, 용기 본체(41)의 상단이 결합하고 있다.
바닥 덮개(43)는, 상단부(43a) 및 하단부(43b)를 포함하고 있다. 하단부(43b)는, 제2 축선(AX2)이 연장되는 방향에 있어서 상단부(43a)보다 용기 본체(41)로부터 떨어져 있다. 이 바닥 덮개(43)는, 용기 본체(41)에 대하여 제거 가능하도록 구성되어 있다. 상단부(43a)는, 용기 본체(41)의 하단에 접속된다. 용기 본체(41)의 하단과 바닥 덮개(43)의 상단부(43a) 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재가 설치될 수 있다. 용기 본체(41)와 바닥 덮개(43)는, 고정구(43c)에서 결합된다. 고정구(43c)는, 예컨대 복수의 나사를 포함한다.
상단부(43a)보다 하단부(43b)의 측에 있어서, 제2 축선(AX2)에 직교하는 임의의 방향에서의 바닥 덮개(43)의 폭은, 상기 임의의 방향에서의 상단부(43a)의 폭보다 작아졌다. 예컨대, 상단부(43a)와 하단부(43b) 사이에 있어서, 바닥 덮개(43)의 폭은 단조롭게 감소하고 있다. 이 바닥 덮개(43)에 의하면, 제1 축선(AX1)과 바닥 덮개(43) 사이의 최대 거리(DL)가 작아진다. 즉, 제1 축선(AX1) 둘레의 지지 구조체(18)의 회전 반경이 작아졌다. 따라서, 챔버(S)의 사이즈를 작게 할 수 있다. 그 때문에, 챔버 본체(12)의 사이즈를 작게 할 수 있다. 또한, 지지 구조체(18), 특히 바닥 덮개(43)의 주위에서의 컨덕턴스가 커진다. 따라서, 챔버(S) 내에서의 균일한 가스의 흐름이 형성된다. 그 때문에, 정전 척(32) 상에서의 플라즈마 밀도 분포의 균일성이 향상된다.
일실시형태에서는, 제1 축선(AX1)은, 제2 축선(AX2) 방향에서의 지지 구조체(18)의 중심과 유지부(30)의 상면 사이의 위치를 포함하고 있다. 즉, 이 실시형태에서는, 제1 축부(50)는, 지지 구조체(18)의 중심보다 정전 척(32)측으로 치우친 위치에서 연장되어 있다. 이 실시형태에 의하면, 제2 축선(AX2)을 축선(PX)에 대하여 경사지게 했을 때, 플라즈마원(16)으로부터 피가공물(W)의 각 위치까지의 거리차를 저감할 수 있다. 따라서, 플라즈마 처리, 예컨대 에칭의 면내 균일성이 향상된다.
별도의 실시형태에서는, 제1 축선(AX1)은, 지지 구조체(18)의 무게 중심을 포함하고 있다. 이 실시형태에서는, 제1 축부(50)는, 상기 무게 중심을 포함하는 제1 축선(AX1) 상에서 연장되어 있다. 이 실시형태에 의하면, 제1 구동 장치(24)에 요구되는 토크가 작아져, 상기 제1 구동 장치(24)의 제어가 용이해진다.
용기(40)와 유지부(30)의 제2 축부(36) 사이에는 시일 부재가 개재되어 있다. 시일 부재는, 용기(40) 내의 공간을 챔버(S)로부터 분리한다. 시일 부재는, 제2 축부(36)와 용기(40) 사이에 설치된 자성 유체 시일(52)일 수 있다. 자성 유체 시일(52)은, 내륜부(52a) 및 외륜부(52b)를 갖고 있다. 내륜부(52a)는, 제2 축부(36)와 동축으로 연장된 대략 원통 형상을 갖고 있고, 제2 축부(36)에 대하여 고정되어 있다. 또한, 내륜부(52a)의 상단부는, 베이스 부재(35)의 제1 부분(35a)의 하면에 결합하고 있다. 이 내륜부(52a)는, 제2 축부(36)와 함께 제2 축선(AX2) 중심으로 회전하도록 되어 있다. 외륜부(52b)는, 대략 원통 형상을 갖고 있고, 내륜부(52a)의 외측에 있어서 상기 내륜부(52a)와 동축으로 설치되어 있다. 외륜부(52b)의 상단부는, 상부 덮개(42)의 중앙측 부분의 하면에 결합하고 있다. 이들 내륜부(52a)와 외륜부(52b) 사이에는 자성 유체(52c)가 개재되어 있다. 또한, 자성 유체(52c)의 하방에 있어서, 내륜부(52a)와 외륜부(52b) 사이에는 베어링(53)이 설치되어 있다. 이 자성 유체 시일(52)은, 지지 구조체(18)의 내부 공간을 기밀하게 밀봉하는 밀봉 구조를 제공하고 있다. 이 자성 유체 시일(52)에 의해, 용기(40) 내의 공간은 플라즈마 처리 장치(10)의 챔버(S)로부터 분리된다. 또, 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 용기(40) 내의 공간의 압력은 대기압으로 유지된다.
일실시형태에서는, 자성 유체 시일(52)과 제2 축부(36) 사이에, 제1 부재(37) 및 제2 부재(38)가 설치되어 있다. 제1 부재(37)는, 제2 축부(36)의 외주면의 일부분, 즉, 후술하는 제3 통형부(36d)의 상측 부분의 외주면 및 하부 전극(34)의 제1 부분(34a)의 외주면을 따라서 연장된 대략 원통 형상을 갖고 있다. 또한, 제1 부재(37)의 상단은, 하부 전극(34)의 제2 부분(34b)의 하면을 따라서 연장된 고리형 판형상을 갖고 있다. 이 제1 부재(37)는, 제3 통형부(36d)의 상측 부분의 외주면, 및, 하부 전극(34)의 제1 부분(34a)의 외주면 및 제2 부분(34b)의 하면에 접해 있다.
제2 부재(38)는, 제2 축부(36)의 외주면, 즉, 제3 통형부(36d)의 외주면 및 제1 부재(37)의 외주면을 따라서 연장된 대략 원통 형상을 갖고 있다. 제2 부재(38)의 상단은, 베이스 부재(35)의 제1 부분(35a)의 상면을 따라서 연장된 고리형 판형상을 갖고 있다. 제2 부재(38)는, 제3 통형부(36d)의 외주면, 제1 부재(37)의 외주면, 베이스 부재(35)의 제1 부분(35a)의 상면, 및, 자성 유체 시일(52)의 내륜부(52a)의 내주면에 접해 있다. 이 제2 부재(38)와 베이스 부재(35)의 제1 부분(35a)의 상면 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재(39a)가 개재되어 있다. 또한, 제2 부재(38)와 자성 유체 시일(52)의 내륜부(52a)의 내주면 사이에는, O링과 같은 밀봉 부재(39b 및 39c)가 개재되어 있다. 이러한 구조에 의해, 제2 축부(36)와 자성 유체 시일(52)의 내륜부(52a) 사이가 밀봉된다. 이에 따라, 제2 축부(36)와 자성 유체 시일(52) 사이에 간극이 존재하더라도, 용기(40) 내의 공간이 플라즈마 처리 장치(10)의 챔버(S)로부터 분리된다.
용기 본체(41)에는, 제1 축선(AX1)을 따라서 개구가 형성되어 있다. 용기 본체(41)에 형성된 개구에는, 제1 축부(50)의 내측 단부가 감입되어 있다. 제1 축부(50)는, 중공이며 대략 원통 형상을 갖고 있고, 그 중심축선은 제1 축선(AX1)과 일치하고 있다. 제1 축부(50)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 제1 축선(AX1)을 따라서 챔버 본체(12)의 내부로부터 상기 챔버 본체(12)의 외부까지 연장되어 있다. 챔버 본체(12)의 외부에 있어서, 제1 축부(50)의 한쪽의 외측 단부에는, 전술한 제1 구동 장치(24)가 결합되어 있다. 이 제1 구동 장치(24)는, 제1 축부(50)의 한쪽의 외측 단부를 피봇 지지하고 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 지지 구조체(18)는, 복수의 푸셔 핀(91), 복수의 제3 구동 장치(92) 및 복수의 홀더(93)를 더 갖는다. 또, 도 5에는, 하나의 푸셔 핀(91), 하나의 제3 구동 장치(92) 및 하나의 홀더(93)를 포함하는 하나의 유닛(90)이 나타나 있지만, 지지 구조체(18)는 복수의 유닛(90)을 갖고 있다. 또한, 유지부(30)에는, 수직 방향으로 연장되는 복수의 관통 구멍(94)이 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(94)은, 제2 축선(AX2)에 대하여 둘레 방향으로 배열되어 있다. 복수의 유닛(90)은, 복수의 푸셔 핀(91)이 각각 복수의 관통 구멍(94)에 삽입 가능하도록, 제2 축선(AX2)에 대하여 둘레 방향으로 배열되어 있다. 즉, 복수의 관통 구멍(94)의 상대적 위치 관계와 동일한 상대적 위치 관계로 복수의 푸셔 핀(91)이 배치되도록, 복수의 유닛(90)이 배열되어 있다. 또한, 복수의 푸셔 핀(91) 각각의 상방에 있어서 상부 덮개(42)에는, 복수의 관통 구멍이 형성되어 있다. 상부 덮개(42)에 있어서 복수의 관통 구멍을 구획하는 면에는, 상기 면과 복수의 푸셔 핀(91) 사이의 간극을 밀봉하도록, O링과 같은 밀봉 부재가 설치될 수 있다.
복수의 제3 구동 장치(92)는 용기(40) 내에 설치되어 있다. 복수의 제3 구동 장치(92)는, 복수의 푸셔 핀(91)의 상단의 위치를 정전 척(32)의 상면보다 상방의 위치와 용기(40) 내의 위치 사이에서 변화시키기 위해 복수의 푸셔 핀(91)을 개별로 이동시키도록 구성되어 있다.
복수의 홀더(93)는 통 형상을 이루고 있다. 각 유닛(90)에 있어서, 홀더(93)는, 상기 홀더(93)가 수직 방향으로 연장되도록 제3 구동 장치(92)의 구동축에 고정되어 있다. 또한, 각 유닛(90)에 있어서, 홀더(93)의 주위에는, 상기 홀더(93)와 동축으로 통 형상의 슬리브(95)가 설치되어 있다. 슬리브(95)의 길이는 홀더(93)의 길이보다 길고, 슬리브(95)는, 상부 덮개(42)의 근방 또는 상부 덮개(42)까지 연장되어 있다. 각 유닛(90)에서는, 푸셔 핀(91)은 슬리브(95)에 의해 안내되어 있다. 또한, 각 유닛(90)에서는, 푸셔 핀(91)의 기단부, 즉 상단과 반대측의 단부가 홀더(93)의 내측 구멍에 감입되어 있다.
이와 같이, 지지 구조체(18)에서는, 복수의 푸셔 핀(91) 각각에 전용의 제3 구동 장치(92)가 설치되어 있다. 따라서, 복수의 푸셔 핀을 지지하는 링크를 하나의 구동 장치에 의해 상하 이동시키는 타입의 구동 기구에 비교해서, 복수의 푸셔 핀(91) 각각의 상단의 위치를 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 피가공물(W)을 정전 척(32)으로부터 상방으로 이동시킬 때에 복수의 푸셔 핀(91)의 각각이 피가공물(W)에 대하여 부여하는 구동력의 감시의 정밀도가 향상된다. 또, 복수의 제3 구동 장치(92)는 모터이며, 상기 구동력은, 복수의 제3 구동 장치(92) 각각의 토크를, 이들 복수의 제3 구동 장치(92)에서의 전류를 감시함으로써 검출할 수 있다. 또한, 지지 구조체(18)는, 용기(40) 내에 링크를 내장하지 않는다. 따라서, 용기(40) 내의 스페이스를 유효하게 이용하는 것이 가능하게 되어 있다.
도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제2 축부(36)는, 기둥형상부(36a), 제1 통형부(36b), 제2 통형부(36c) 및 제3 통형부(36d)를 갖고 있다. 기둥형상부(36a)는, 대략 원기둥형상을 갖고 있고, 제2 축선(AX2) 상에서 연장되어 있다. 기둥형상부(36a)는, 흡착부(33)의 전극막에 전압을 인가하기 위한 배선이다. 기둥형상부(36a)는, 흡착부(33)의 전극막에 전기적으로 접속되어 있고, 또한, 슬립 링과 같은 로터리 커넥터(54)를 통해 배선(60)에 접속되어 있다. 배선(60)은, 용기(40)의 내부 공간으로부터 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통과하여 챔버 본체(12)의 외부까지 연장되어 있다. 이 배선(60)은, 챔버 본체(12)의 외부에 있어서 스위치를 통해 전원(62)(도 1 참조)에 접속되어 있다.
제1 통형부(36b)는, 기둥형상부(36a)의 외측에 있어서 상기 기둥형상부(36a)와 동축으로 설치되어 있다. 제1 통형부(36b)는, 하부 전극(34)에 바이어스용의 변조 직류 전압 및 고주파를 공급하기 위한 배선이다. 제1 통형부(36b)는, 하부 전극(34)에 전기적으로 접속되어 있고, 또한, 로터리 커넥터(54)를 통해 배선(64)에 접속되어 있다. 배선(64)은, 용기(40)의 내부 공간으로부터 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통과하여 챔버 본체(12)의 외부까지 연장되어 있다. 이 배선(64)은, 챔버 본체(12)의 외부에 있어서 바이어스 전력 공급부(22)의 제1 전원(22a) 및 제2 전원(22b)에 접속되어 있다. 또, 제2 전원(22b)과 배선(64) 사이에는, 임피던스 매칭용의 정합기가 설치될 수 있다.
제2 통형부(36c)는, 제1 통형부(36b)의 외측에 있어서 상기 제1 통형부(36b)와 동축으로 설치되어 있다. 일실시형태에서는, 전술한 로터리 커넥터(54) 내에는 베어링(55)이 설치되어 있고, 상기 베어링(55)은 제2 통형부(36c)의 외주면을 따라서 설치되어 있다. 이 베어링(55)은, 제2 통형부(36c)를 통해 제2 축부(36)를 지지하고 있다. 전술한 베어링(53)은 제2 축부(36)의 상측 부분을 지지하고 있는 데 비해, 베어링(55)은 제2 축부(36)의 하측 부분을 지지하고 있다. 이와 같이 2개의 베어링(53) 및 베어링(55)에 의해, 제2 축부(36)가 그 상측 부분 및 하측 부분의 쌍방에 있어서 지지되기 때문에, 제2 축부(36)를 제2 축선(AX2) 중심으로 안정적으로 회전시키는 것이 가능하다.
제2 통형부(36c)에는, 전열 가스 공급용의 가스 라인이 형성되어 있다. 이 가스 라인은, 스위블 조인트와 같은 회전 이음새를 통해 배관(66)에 접속되어 있다. 배관(66)은, 용기(40)의 내부 공간으로부터 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통과하여 챔버 본체(12)의 외부까지 연장되어 있다. 이 배관(66)은, 챔버 본체(12)의 외부에 있어서 전열 가스의 소스(68)(도 1 참조)에 접속되어 있다.
제3 통형부(36d)는, 제2 통형부(36c)의 외측에 있어서 상기 제2 통형부(36c)와 동축으로 설치되어 있다. 이 제3 통형부(36d)에는, 냉매 유로(34f)에 냉매를 공급하기 위한 냉매 공급 라인, 및 냉매 유로(34f)에 공급된 냉매를 회수하는 냉매 회수 라인이 형성되어 있다. 냉매 공급 라인은, 스위블 조인트와 같은 회전 이음새(70)를 통해 배관(72)에 접속되어 있다. 또한, 냉매 회수 라인은 회전 이음새(70)를 통해 배관(74)에 접속되어 있다. 배관(72) 및 배관(74)은, 용기(40)의 내부 공간으로부터 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통과하여 챔버 본체(12)의 외부까지 연장되어 있다. 배관(72) 및 배관(74)은, 챔버 본체(12)의 외부에 있어서, 칠러 유닛(76)(도 1 참조)에 접속되어 있다.
이와 같이, 제1 축부(50)의 내측 구멍에는, 여러가지 전기 계통용의 배선, 전열 가스용의 배관 및 냉매용의 배관이 통해 있다. 예컨대, 제1 축부(50)의 내측 구멍에는, 제2 구동 장치(78)에 전기적으로 접속되는 복수의 배선이 더 통해 있다. 제2 구동 장치(78)에 전력을 공급하기 위한 배선은, 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통과하여 챔버 본체(12)의 외부까지 인출되고, 챔버 본체(12)의 외부에 설치된 모터용 전원에 접속된다.
이 지지 구조체(18)는, 대기압으로 유지 가능한 용기(40)의 내부 공간에 다양한 기구를 설치하는 것이 가능하다. 또한, 지지 구조체(18)는, 상기 내부 공간에 수용한 기구와 챔버 본체(12)의 외부에 설치한 전원, 가스 소스, 칠러 유닛 등의 장치를 접속하기 위한 배선 및 배관을 챔버 본체(12)의 외부까지 인출하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 또, 전술한 배선 및 배관에 더하여, 챔버 본체(12)의 외부에 설치된 히터 전원과 흡착부(33)에 설치된 히터를 접속하는 배선이, 용기(40)의 내부 공간으로부터 챔버 본체(12)의 외부까지 제1 축부(50)의 내측 구멍을 통해 인출되어 있어도 좋다.
이하, 플라즈마 처리 장치(10)의 보수 방법에 관해 설명한다. 도 8은, 정전 척에 대하여 바닥 덮개를 상방에 위치시킨 상태의 지지 구조체(18)를 나타내는 도면이다. 이 보수 방법에서는, 지지 구조체(18)의 내부의 부품 교환과 같은 보수를 행하기 위해, 정전 척(32)에 대하여 바닥 덮개(43)를 상방에 위치시키도록, 제1 구동 장치(24)에 의해 지지 구조체(18)가 제1 축선(AX1) 중심으로 회전된다. 또한, 챔버 본체(12)의 상측 부분(12a)이 중간 부분(12b)으로부터 제거된다.
도 9는, 바닥 덮개를 제거한 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다. 본 보수 방법에서는, 이어서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 바닥 덮개(43)가 용기 본체(41)로부터 제거된다. 그 후에, 용기(40) 내에 수용되어 있는 부품의 교환과 같은 보수가 행해진다. 이와 같이, 지지 구조체(18)를 챔버 본체(12) 내에 배치한 상태로, 지지 구조체(18)의 용기(40) 내에 수용되어 있는 부품에 용이하게 액세스하는 것이 가능하다. 그 때문에, 지지 구조체(18)를 구성하는 부품의 보수가 용이하다.
도 10은, 정전 척을 제거한 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다. 본 보수 방법에서는, 정전 척(32)의 교환과 같은 보수를 위해, 정전 척(32)이 바닥 덮개(43)에 대하여 상방에 위치하고, 또한, 챔버 본체(12)의 상측 부분(12a)이 중간 부분(12b)으로부터 제거된 상태가 형성된다. 이어서, 고정구에 의한 베이스 부재(35)에 대한 정전 척(32)의 고정이 해제된다. 그리고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 정전 척(32)이 베이스 부재로부터 제거된다. 이와 같이, 챔버(S) 내에 지지 구조체(18)를 배치한 상태로, 정전 척(32)의 교환과 같은 보수를 용이하게 행하는 것이 가능하다.
도 11은, 푸셔 핀이 뽑힌 상태의 지지 구조체를 나타내는 도면이다. 본 보수 방법에서는, 푸셔 핀(91)의 교환과 같은 보수를 위해, 정전 척(32)이 바닥 덮개(43)에 대하여 상방에 위치하고, 또한, 챔버 본체(12)의 상측 부분(12a)이 중간 부분(12b)으로부터 제거된 상태가 형성된다. 또한, 푸셔 핀(91)의 상단이 정전 척(32)의 상면보다 상방에 위치하도록(도 5에 나타내는 상태를 참조), 제3 구동 장치(92)에 의해 푸셔 핀(91)이 이동된다. 그리고, 도 11에 나타낸 바와 같이, 푸셔 핀(91)이 대응하는 홀더(93)로부터 상방으로 뽑힌다. 그리고, 뽑힌 후에 수리된 푸셔 핀(91) 또는 별도의 푸셔 핀(91)의 기단부가 홀더(93)에 감입된다. 이와 같이, 푸셔 핀(91)의 상단을 정전 척(32)의 상면보다 상방에 위치시킨 상태에서, 홀더(93)로부터 푸셔 핀을 용이하게 뽑을 수 있다. 따라서, 푸셔 핀(91)의 교환과 같은 보수를 용이하게 행할 수 있다.
10 : 플라즈마 처리 장치, 12 : 챔버 본체, 14 : 가스 공급부, 16 : 플라즈마원, 18 : 지지 구조체, 20 : 배기 장치, 24 : 제1 구동 장치, 30 : 유지부, 30a : 고정구, 30p : 보호 부재, 31 : 고정구, 31a : 제1 기둥형상체, 31b : 제2 기둥형상체, 31c : 제1 구멍, 31d : 제2 구멍, 32 : 정전 척, 33 : 흡착부, 34 : 하부 전극, 35 : 베이스 부재, 36 : 제2 축부, 40 : 용기, 41 : 용기 본체, 43 : 바닥 덮개, 43a : 상단부, 43b : 하단부, 50 : 제1 축부, 52 : 자성 유체 시일, 54 : 로터리 커넥터, 60 : 배선, 62 : 전원, 64 : 배선, 66 : 배관, 68 : 전열 가스의 소스, 70 : 회전 이음새, 72 : 배관, 74 : 배관, 76 : 칠러 유닛, 78 : 제2 구동 장치, 80 : 풀리, 82 : 전도 벨트, 91 : 푸셔 핀, 92 : 제3 구동 장치, 93 : 홀더, 94 : 관통 구멍, 150A, 150B : 고주파 전원, AX1 : 제1 축선, AX2 : 제2 축선, Cnt : 제어부, S : 챔버, W : 피가공물.

Claims (3)

  1. 피가공물에 대한 플라즈마 처리를 행하기 위한 플라즈마 처리 장치의 보수(保守) 방법으로서,
    상기 플라즈마 처리 장치는,
    챔버를 제공하는 챔버 본체와,
    상기 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    상기 챔버를 감압하는 배기 장치와,
    상기 챔버 내의 가스를 여기시키는 플라즈마원과,
    상기 챔버 내에 있어서 상기 피가공물을 지지하는 지지 구조체와,
    상기 챔버 내에 있어서, 수직 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 제1 축선 둘레에 상기 지지 구조체를 회전시키도록 구성된 제1 구동 장치
    를 포함하고,
    상기 지지 구조체는,
    피가공물을 유지하는 정전 척을 포함하고, 상기 제1 축선에 직교하는 제2 축선 둘레에 회전 가능하게 설치된 유지부와,
    상기 유지부의 하측에 설치된 용기와,
    상기 용기와 상기 유지부 사이에 개재되어, 상기 용기 내의 공간을 상기 챔버로부터 분리하는 시일 부재와,
    상기 용기 내에 설치되어 있고, 상기 유지부를 상기 제2 축선 둘레에 회전시키도록 구성된 제2 구동 장치와,
    상기 정전 척의 전극에 전기적으로 접속된 로터리 커넥터
    를 가지며,
    상기 용기는,
    통 형상의 용기 본체와,
    상기 용기 본체의 하측 개구를 폐쇄하는 바닥 덮개이며, 상기 용기 본체에 대하여 제거 가능하게 구성된 상기 바닥 덮개
    를 가지며,
    상기 보수 방법은,
    상기 정전 척에 대하여 상기 바닥 덮개가 상측에 위치하도록, 상기 지지 구조체를 상기 제1 축선 둘레에 회전시키는 공정과,
    상기 바닥 덮개를 상기 용기 본체로부터 제거하는 공정과,
    상기 용기 본체 내에 설치된 부품을 보수하는 공정
    을 포함하는 플라즈마 처리 장치의 보수 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유지부는,
    상기 정전 척과 상기 용기 본체 사이에 개재된 절연성의 베이스 부재와,
    상기 정전 척을 상기 베이스 부재에 대하여 제거 가능하게 고정하기 위한 고정구
    를 더 가지며,
    상기 보수 방법은,
    상기 고정구에 의한 상기 베이스 부재에 대한 상기 정전 척의 고정을 해제하는 공정과,
    상기 정전 척을 상기 베이스 부재로부터 제거하는 공정
    을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치의 보수 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유지부에는, 상기 제2 축선이 연장되는 방향을 따라서 연장되는 복수의 관통 구멍이 형성되어 있고,
    상기 지지 구조체는,
    상기 복수의 관통 구멍에 각각 삽입 가능하게 설치된 복수의 푸셔 핀과,
    상기 용기 내에 설치된 복수의 제3 구동 장치로서, 상기 복수의 푸셔 핀의 상단부의 위치를 상기 정전 척의 상면보다 상방의 위치와 상기 용기 내의 위치 사이에서 변화시키기 위해 상기 복수의 푸셔 핀을 개별로 이동시키도록 구성된, 상기 복수의 제3 구동 장치와,
    각각이 통 형상을 이루며, 상기 복수의 제3 구동 장치에 각각 부착된 복수의 홀더로서, 이들의 내측 구멍에 상기 복수의 푸셔 핀의 기단부가 각각 감입된, 상기 복수의 홀더
    를 더 가지며,
    상기 보수 방법은,
    상기 복수의 푸셔 핀 중 적어도 하나의 푸셔 핀의 상단부가 상기 정전 척의 상면보다 상측에 위치하도록, 상기 적어도 하나의 푸셔 핀을 이동시키는 공정과,
    상기 적어도 하나의 푸셔 핀을 상기 복수의 홀더 중 대응하는 적어도 하나의 홀더로부터 뽑는 공정
    을 더 포함하는 플라즈마 처리 장치의 보수 방법.
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