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技術 プラズマ処理装置

出願人 パナソニック株式会社
発明者 原口秀夫
出願日 2002年3月26日 (18年9ヶ月経過) 出願番号 2002-086367
公開日 2003年10月3日 (17年2ヶ月経過) 公開番号 2003-282548
状態 特許登録済
技術分野 CVD 気相成長(金属層を除く) 半導体のドライエッチング
主要キーワード 上げプレート 水平シャフト 付勢プレート 大気圧開放 基板上昇 硬質アルマイト処理 引込位置 赤外線ランプヒータ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2003年10月3日)のものです。
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図面 (17)

課題

高速信頼性の高い真空容器に対する搬入出を行うことができるプラズマ処理装置を提供する。

解決手段

プラズマ処理装置は、基板が収容された真空容器30の内部空間である真空処理室34にガスを導入すると共に排出しつつプラズマ75を発生させ、このプラズマ75により基板を処理する。真空容器30は、分離可能な上側部31と下側部32とからなる。昇降機構は、下側部32を、上側部31に対して当接させて真空処理室34を閉鎖させる上昇位置と、上側部31に対して離反させて真空処理室34を開放する降下位置とに移動させる。真空処理室34の降下時には真空容器30の水平方向全周で真空処理室と外部空間とが連通する。

概要

背景

図16は従来のプラズマ処理装置の一例である、誘導結合プラズマ(Inductively coupled plasma(ICP))エッチング装置を示している。近年、半導体やLCD等の電子デバイス微細化が急速に進んでおり、その製造工程においてより高い加工精度を得るために、プラズマ高密度化する手段としてこのICPエッチング装置が導入されている。

真空容器1の一部を構成する半球状の石英ベルジャ2の外側には、誘導結合プラズマコイルICPコイル)3が配置されている。また、基板4は真空容器1内にコイル3と対向して配置された下部電極5上に載置される。石英ベルジャ2の頂端部にはガス供給装置6に接続されたガス導入口7が形成されている。また、真空容器1には排気装置として真空ポンプ8が接続されている。

ガス導入口7からガスを導入しつつ真空ポンプ8で排気を行い、真空容器1内の圧力を一定に保持する。ガス導入口7から真空容器1内に噴出されたガスは基板4に向けて拡散し、真空ポンプ8に吸い込まれることによりガス流れ9を形成する。このガス流れ9の途中に基板4が配置されている。

高周波電源11からマッチング回路12を介してコイル3に高周波電力を供給すると、真空容器1内にプラズマ13が発生する。このプラズマ13により、ガス分子解離分子同士の衝突によって正電荷を有するイオン電子、及び電荷的には中性であり高い反応性を有するラジカルが発生する。一般にはイオンやラジカルの衝突より、基板4のエッチングを行う。ICPのプラズマはアース電位付近ではガス分子の解離性極端に低下する特性があるため、真空容器1の壁から距離を隔てた石英ベルジャ2の下側にドーナツ状のプラズマ13を発生させる必要がある。

真空容器1には、基板4を交換するためのゲート開口部14と、このゲート開口部を開閉するためのゲート弁15が設けられている。移載室16に対して複数の真空容器1が配設されているクラスタ形式マルチチャンバ形式の場合には、真空容器1内がメンテナンス等のための大気開放された場合にも移載室16内の真空を保持できるように、ゲート弁15をいわゆる逆圧対応とする必要がある。また、真空容器1には、複数のビューイングポイント17と、その開口部18が設けられている。

概要

高速信頼性の高い真空容器に対する搬入出を行うことができるプラズマ処理装置を提供する。

プラズマ処理装置は、基板が収容された真空容器30の内部空間である真空処理室34にガスを導入すると共に排出しつつプラズマ75を発生させ、このプラズマ75により基板を処理する。真空容器30は、分離可能な上側部31と下側部32とからなる。昇降機構は、下側部32を、上側部31に対して当接させて真空処理室34を閉鎖させる上昇位置と、上側部31に対して離反させて真空処理室34を開放する降下位置とに移動させる。真空処理室34の降下時には真空容器30の水平方向全周で真空処理室と外部空間とが連通する。

目的

そこで、本発明は、真空容器内へ基板を搬入出するためのゲート開口部及びゲート弁をなくし、大型の基板であっても高速で信頼性の高い真空容器に対する搬入出を行うことができるプラズマ処理装置を提供することを課題としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記真空容器の外側に配置されたコイル高周波電力印加する高周波電源と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供給装置からなるプラズマ処理装置であって、上記真空容器は、分離可能な上側部と下側部とからなり、上記下側部を、上記上側部に対して当接させて上記真空処理室閉鎖する上昇位置と、上記上側部に対して離反させて上記真空処理室を開放する降下位置とに移動させる昇降機構を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。

請求項2

上記上側部及び上記下側部は、それぞれ半球殻状であることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。

請求項3

上記真空容器の下側部の外側にケーシングを備え、このケーシングの内部空間は、上記真空容器に対して基板を搬入出するための基板移機構が配設された移載室であり、上記真空容器の下側部が上記上昇位置にあると、上記真空処理室と上記移載室とが遮断され、上記真空容器の下側部が上記降下位置にあると、上記真空処理室と上記移載室とが連通することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のプラズマ処理装置。

請求項4

上記基板搬送機構は、基板を保持して水平方向に旋回する搬送アームを備えることを特徴とする請求項3に記載のプラズマ処理装置。

請求項5

上記真空処理室内に配置され、上記基板を保持する基板保持台と、上記基板保持台に対して基板を上昇させて上記搬送アームによる基板の移載を可能とする突き上げ機構と備えることを特徴とする請求項4に記載のプラズマ処理装置。

請求項6

上記基板保持台は昇降可能であり、上記突き上げ機構は、上記基板保持台の降下と連動して基板保持台から基板を上昇させることを特徴とする請求項5に記載のプラズマ処理装置。

請求項7

上記下側部が上記上昇位置にあるときに、上記下側部を上記上側部に対して付勢する付勢機構を備えることを特徴とする請求項3から請求項6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。

技術分野

背景技術

0002

図16は従来のプラズマ処理装置の一例である、誘導結合プラズマ(Inductively coupled plasma(ICP))エッチング装置を示している。近年、半導体やLCD等の電子デバイスの微細化が急速に進んでおり、その製造工程においてより高い加工精度を得るために、プラズマ高密度化する手段としてこのICPエッチング装置が導入されている。

0003

真空容器1の一部を構成する半球状の石英ベルジャ2の外側には、誘導結合プラズマコイルICPコイル)3が配置されている。また、基板4は真空容器1内にコイル3と対向して配置された下部電極5上に載置される。石英ベルジャ2の頂端部にはガス供給装置6に接続されたガス導入口7が形成されている。また、真空容器1には排気装置として真空ポンプ8が接続されている。

0004

ガス導入口7からガスを導入しつつ真空ポンプ8で排気を行い、真空容器1内の圧力を一定に保持する。ガス導入口7から真空容器1内に噴出されたガスは基板4に向けて拡散し、真空ポンプ8に吸い込まれることによりガス流れ9を形成する。このガス流れ9の途中に基板4が配置されている。

0005

高周波電源11からマッチング回路12を介してコイル3に高周波電力を供給すると、真空容器1内にプラズマ13が発生する。このプラズマ13により、ガス分子解離分子同士の衝突によって正電荷を有するイオン電子、及び電荷的には中性であり高い反応性を有するラジカルが発生する。一般にはイオンやラジカルの衝突より、基板4のエッチングを行う。ICPのプラズマはアース電位付近ではガス分子の解離性極端に低下する特性があるため、真空容器1の壁から距離を隔てた石英ベルジャ2の下側にドーナツ状のプラズマ13を発生させる必要がある。

0006

真空容器1には、基板4を交換するためのゲート開口部14と、このゲート開口部を開閉するためのゲート弁15が設けられている。移載室16に対して複数の真空容器1が配設されているクラスタ形式マルチチャンバ形式の場合には、真空容器1内がメンテナンス等のための大気開放された場合にも移載室16内の真空を保持できるように、ゲート弁15をいわゆる逆圧対応とする必要がある。また、真空容器1には、複数のビューイングポイント17と、その開口部18が設けられている。

発明が解決しようとする課題

0007

しかし、上記図16に示す従来のICPエッチング装置には、基板4の大型化に伴う以下の問題がある。

0008

上記のようにゲート開口部14を開閉するゲート弁15は逆圧対応である必要がある。基板4が大型化すると、ゲート開口部14の断面積を大きく設定する必要があるため、ゲート弁15は機構が複雑化して大型化し、高価になる傾向がある。特に、上記複数の真空容器1を備えるクラスター形式やマルチチャンバ形式の場合には、真空容器1の数に対応する個数のゲート弁15が必要となるため、基板4が大型化すると大幅なコスト増大につながる。

0009

また、ゲート開口部14の断面積を大きくしても、大型の基板4を高速で真空容器1内に搬入出するのは困難であり、スループットを向上することができない。

0010

これらの問題は、ICPエッチング装置に限らず、プラズマエッチング装置を含む他のプラズマエッチング装置、スパッタリング装置、プラズマCVD装置等の他のプラズマ処理装置についても該当する。

0011

そこで、本発明は、真空容器内へ基板を搬入出するためのゲート開口部及びゲート弁をなくし、大型の基板であっても高速で信頼性の高い真空容器に対する搬入出を行うことができるプラズマ処理装置を提供することを課題としている。

課題を解決するための手段

0012

上記課題を解決するための、本発明は、真空を維持することが可能な真空容器と、前記真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板が載置される基板保持台と、前記真空容器の外側に配置されたコイルに高周波電力を印加する高周波電源と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供給装置からなるプラズマ処理装置であって、上記真空容器は、分離可能な上側部と下側部とからなり、上記下側部を、上記上側部に対して当接させて上記真空処理室閉鎖する上昇位置と、上記上側部に対して離反させて上記真空処理室を開放する降下位置とに移動させる昇降機構を備えることを特徴とするプラズマ処理装置を提供する。下側部の昇降により真空処理室を開閉することができるため、基板を搬入出するためのゲート開口部及びこのゲート開口部を開閉するためのゲート弁を設ける必要がない。従って、装置構造簡易化と、コストの低減を図ることができる。また、下側部が上側部に対して離反することにより真空処理室が開放されるため、開放された真空処理室は真空容器の水平方向全周で外部空間と連通する。従って、大型の基板であっても高速で真空処理室への搬入出を行うことができる。上記上側部及び上記下側部は、それぞれ半球殻状であることが好ましい。

0013

具体的には、上記真空容器の下側部の外側にケーシングを備え、このケーシングの内部空間は、上記真空容器に対して基板を搬入出するための基板移載機構が配設された移載室であり、上記真空容器の下側部が上記上昇位置にあると、上記真空処理室と上記移載室とが遮断され、上記真空容器の下側部が上記降下位置にあると、上記真空処理室と上記移載室とが連通する。真空処理室の開放時には、真空処理室と移載室は真空容器の水平方向全周で連通するため、大型の基板であっても移載室内の基板移載機構によって高速で真空処理室へ搬入出することができる。

0014

さらに具体的には、上記基板搬送機構は、基板を保持して水平方向に旋回する搬送アームを備える。真空処理室と移載室は真空容器の水平方向全周で連通するため、水平方向に旋回するアームにより効率的に基板の搬入出を行うことができる。

0015

また、上記真空処理室内に配置され、上記基板を保持する基板保持台と、上記基板保持台に対して基板を上昇させて上記搬送アームによる基板の移載を可能とする突き上げ機構を備える。この基板保持台を昇降可能とし、上記突き上げ機構が、上記基板保持台の降下と連動して基板保持台から基板を上昇させてもよい。

0016

上記下側部が上記上昇位置にあるときに、上記下側部を上記上側部に対して付勢する付勢機構を設けてもよい。この付勢機構を設けることにより、真空処理室の大気圧開放時に下側部を上側部に対して強固に押し付けて真空処理室と移載室を遮断することができる。従って、メンテンナス等のために真空処理室を大気圧開放した場合にも、移載室の真空を確実に保持することができる。

発明を実施するための最良の形態

0017

(第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態に係るICPエッチング装置21を示している。このICPエッチング装置21は、図8に示すマルチチャンバ式のプラズマ処理装置の一部を構成している。詳細には、マルチチャンバ式のプラズマ処理装置は、その内部が移載室22を構成するケーシング23を備えており、この移載室22に複数個(本実施形態では4個)のICPエッチング装置21が取り付けられている。移載室22にはロードドック24から供給された基板25を各ICPエッチング装置21に対して搬入出するためのダブルアーム型基板搬送ロボット(移載機構)26が収容されている。図9に示すように、基板搬送搬送ロボット26はそれぞれ基板25を保持するためのブレード27a,27bを先端に有する進退可能な搬送アーム28a,28bと、これらの搬送アーム28a,28bの基端が取り付けられた旋回及び昇降可能なベース29とを備えている。ICPエッチング装置21の真空容器30は、上半球部(上側部)31、下半球部(下側部)32、及びリングプレート33を備えている。上半球部31と下半球部32は半球殻状であり、その内面及び外面が半球面である。また、リングプレート33の内面も球面の一部を構成している。従って、上半球部31、下半球部32、及びリングプレート33の内面により区画される真空処理室34は球状である。詳細には、真空処理室34の上側の部分(北半球部分)が上半球部31により区画され、下側の部分(南半球部分)が下半球部32により区画され、上下方向中央部分(赤道部分)がリングプレート33により区画されている。基板25をその上面に保持する基板保持台36は下半球部32内のリングプレート33付近に配設されている。そのため、基板25は赤道面(真空処理室34の内部空間の中心を通り、真空容器30の上半球部31の極と下半球部32の極とを結ぶ軸に対して垂直な平面)付近に、水平な姿勢で配置されている。

0018

上半球部31は透明性を有する誘導体である石英からなるが、SiN等の他の誘電体であってもよい。下半球部32及びリングプレート33は、上半球部31と同様に石英であってもよく、コスト及び取扱性を考慮して硬質アルマイト処理を施したアルミニウム製としてもよい。

0019

ケーシング23の上部には開口23aが設けられており、この開口23aの周縁部分にリングプレート33が固定されている。リングプレート33とケーシング23の壁部との間にはOリングにより気密性が確保されている。上半球部31はリングプレート33の上面に固定されている。上半球部31とリングプレート33との間もOリングにより気密性が確保されている。後に詳述するように、下半球部32は、図1に示すようにリングプレート33の下面に当接する上昇位置と、図2に示すようにリングプレート33の下面から離反する降下位置とに移動可能である。下半球部32の上端にもOリングが取り付けられている。

0020

図1及び図4に示すように、半球面状である上半球部31の内面に沿って、真空処理室34内にガスを噴出するための複数の石英チューブ38が配置されている。これらの石英チューブ38は基端側が上半球部31の極の部分で合流し、継手39を介してガス供給源40に接続されている。

0021

図1及び図5に示すように、上半球部31の外面に沿って複数の誘導結合プラズマコイル(ICPコイル)コイル42が配置されている。これらのコイル42は、それぞれ螺旋状に配置されており、いわゆるマルチスパイラルコイルを構成している。各コイル42の基端側は高周波電源43に接続されており、その間にはマッチング回路44が介設されている。

0022

図1及び図6に示すように、コイル42の外側には上半球部31の半球状の輪郭に沿って複数の赤外線ランプヒータ45が配置されている。赤外線ランプヒータ45は上半球部31及びコイル42に対して間隔をあけて配置されている。また、赤外線ランプヒータ45は上半球部31の極に対して対称放射状に延びるように配置されている。赤外線ランプヒータ45の外側には半球状の反射板46が配置されている。

0023

図1に示すように、下半球部32の極(南極)には、真空処理室34からガスを排出するための排出口47が設けられている。この排出口47はベローズ48によりケーシング23の下部に設けられた開口23bに接続されている。また、この開口23bはメインバルブ49兼オートプレッシャーコントロールバルブ49であるバルブ49を介して真空ポンプ50に接続されている。基板保持台は鉛直方向に延びる中空ブラケット51の先端に固定されている。一方、中空ブラケット51の下端は、ケーシング23の開口23bの周縁に取り付けられた支持体52に固定されている。図7に示すように、支持体52には真空容器30の排気部からバルブ49へ向けてガスが通過できるように、開口52aが設けられている。

0024

次に、下半球部32の昇降機構について説明する。下半球部32には昇降シャフト53の上端が固定されている。昇降シャフト53はケーシング23の下部に設けられた挿通孔23cを通って移載室22の外部に突出している。また、昇降シャフト53の下端には昇降プレート54が固定されている。ケーシング23の下面と昇降プレート54はベローズ55により連結されており、このベローズ55内に昇降シャフト53が挿通されている。鉛直方向に延びるボールねじ56が昇降プレート54に固定されたナット57が螺合している。また、ボールねじ56はスプライン継手58を介してモータ59の出力軸に連結されている。従って、モータ59によりボールねじ56が回転駆動されると、その回転方向に応じて昇降プレート54が昇降する。また、昇降プレート54と下半球部32は昇降シャフト53により連結されているため、昇降プレート54と共に下半球部32が昇降する。詳細には、下半球部32は、図1に示すようにリングプレート33の下面に当接して真空処理室34を密閉する上昇位置と、図2に示すようにリングプレート33の下面から離反して真空処理室34を開放する降下位置に移動する。

0025

上記ボールねじ56のみでは下半球部32をリングプレート33に対して押し付ける推力不足し、真空処理室34内を確実に密閉することができない。そこで、下半球部32に対する推力を補助する機構が設けられている。まず、昇降プレート54の下方に、シリンダ60が配設されている。このシリンダ60の上向に延びるロッドの先端には付勢プレート61が固定され、この付勢プレート61に対応する係合孔62が昇降プレート54に設けられている。図2に示すように、下半球部32が降下位置にあるときには、シリンダ60のロッドが引込位置にあり、付勢プレート61は昇降プレート54から離れている。しかし、図1に示すように、下半球部32が上昇位置にあるときには、シリンダ60のロッドが突出位置となり、係合孔62に嵌まり込んだ付勢プレート61により昇降プレート54が上向に付勢される。ボールねじ56とモータ59の出力軸はスプライン継手58を介して連結されているため、ボールねじ56の回転停止中もある程度上昇可能である。従って、付勢プレート61から作用する上向の推力は昇降プレート54から昇降シャフト53を経て下半球部32に伝達される。その結果、下半球部32はリングプレート33の下面に対して強く押し付けられ、下半球部32とリングプレート33の間に介在するOリングが大きく圧縮される。トグル機構等の他の手段で下半球部32を上半球部31に対して付勢してもよい。

0026

このICPエッチング装置21では、下半球部32の昇降により真空処理室34を開閉することができるため、基板25を搬入出するためのゲート開口部及びこのゲート開口部を開閉するためのゲート弁(図16参照)を設ける必要がない。従って、装置構造の簡易化と、コストの低減を図ることができる

0027

次に、図3及び図7を参照して、基板保持台36に対して基板25を昇降させる突き上げ機構について説明する。まず、基板保持台36内に突き上げブラケット63が昇降自在に収容されている。この突き上げブラケット63の上面には突き上げピン64の基端側が固定されている。突き上げピン64は、突き上げブラケット63の位置に応じて基板保持台36から突出可能である。突き上げブラケット63は中空ブラケット51内に延びる駆動シャフト65の上端に固定されている。この駆動シャフト65は中空シャフトの内部と真空処理室34を遮断するためのベローズ66に挿通されている。駆動シャフト65の下端が固定されたプレート67にはボールねじ68の先端が連結されている。また、中空ブラケット51内には、円筒体69が軸受70によってそれ自体の軸線回りに回転自在に支持されている。この円筒体69には、上端にボールねじ68と係合するナット71が固定され、下端にギア72aが固定されている。このギア72aは支持体52内で水平方向に延びる水平シャフト73の一端に固定されているギア72bに係合している。支持体52から外部に突出している水平シャフト73の他端に固定されたギア72cは、モータ74の出力軸に固定されたギア72dに係合している。この突き上げ機構では、モータ74が回転すると円筒体69と共にナット71が回転し、その回転方向に応じてボールねじ68が昇降する。その結果、突き上げブラケット63と共に突き上げピン64が昇降する。エッチング処理時には、突き上げブラケット63は図3において実線で示す降下位置にあり、突き上げピン64の先端は基板保持台36の上面と一致している。一方、基板25の移載時には突き上げブラケット63は図3において点線で示す上昇位置にあり、突き上げピン64の先端が基板保持台36の上面から突出して基板保持台36に対して基板25を上昇させる。

0028

基板25に対してエッチングを行う際には、ガス供給源40から供給されたガスが石英チューブ38のガス噴出口41から真空処理室34内に噴出される。また、真空ポンプ50により真空処理室34から排出口47を介してガスが排出され、バルブ49によって真空処理室34内は一定の圧力に維持される。高周波電源43からコイル42に対して高周波電力が供給されると、真空処理室34内にプラズマ75が発生し、基板25がエッチングされる。

0029

基板交換時には、図2に示すように、下半球部32が降下して、リングプレート33から離れる。その結果、真空処理室34が開放されて移載室22と連通する。次に、突き上げプレート67の上昇により突き上げピン64が基板保持台36から突出し、処理済の基板25が基板保持台36から上昇する。次に、搬送アーム28a,28bにより処理済の基板25が次の基板25と交換される。この際、真空処理室34と移載室22とは真空容器30の水平方向全周で連通しており、搬送アーム28a,28bが真空処理室34内に進入するための空間が水平方向に広く確保されている。従って、両方の搬送アーム28a,28bを同時に延ばした状態で、旋回動作昇降動作とにより基板25の交換を行うことができ、高速で信頼性の高い基板25交換を実現できる。

0030

メンテナンス等のために真空処理室34を大気圧に開放する場合には、図1に示すように、シリンダ60のロッドを突出位置とし、付勢プレート61により下半球部32をリングプレート33に向けて上向きに付勢する。これによって大気圧に開放される真空処理室34と移載室22とが確実に遮断されるため、移載室22の真空は確実に保持される。従って、図8に示すように共通の移載室22に設けられた複数のICPエッチング装置21の真空容器30を互いに独立して大気開放することができる。

0031

(第2実施形態)次に、図10から図15に示す本発明の第2実施形態に係るICPエッチング装置21について説明する。このICPエッチング装置21は基板保持台36の昇降機構を備え、基板保持台36の昇降と突き上げピン64の動作が連動する。

0032

図10及び図13に示すように、突き上げピン64はその下端が基板保持台36の下面から突出するように基板保持台36に挿通されている。突き上げピン64の下端にはばね受け板77が固定され、ばね受け板77と基板保持台36の下面との間にはばね78が配置されている。基板保持台36の下面とばね受け板77とはベローズ79により連結されており、このベローズ79内に突き上げピン64の下部とばね78が収容されている。図13に示すように、ばね78の付勢力により突き上げピン64はその先端が基板保持台36の上面と一致するように位置決めされている。

0033

図13及び図15に示すように、基板保持台36は鉛直方向に延びるボールねじ80の上端に固定されている。基板保持台36の下面と係止部材81がベローズ82により連結されており、ボールネジはこのベローズ82に挿通されている。図14に示すように、係止部材81は中空ブラケット83の上端に固定されており、ボールねじ80の下端側は係止部材81を通過して中空ブラケット83の内部に延びている。中空ブラケット83内には円筒体84が軸受85により支持されている。この円筒体84の上端にはボールねじ80と係合するナット86が固定されている。中空ブラケット83の下端が固定された支持体52内で円筒体84の下端に固定されたギア88aと、水平方向に延びる水平シャフト87の一端に固定されたギア88bが係合している。支持体52外に位置する水平シャフト87の他端に固定されたギア88cは、モータの出力軸に固定されたギア88dと係合している。この突き上げ機構では、モータが回転すると円筒体84と共にナット86が回転し、その回転方向に応じてボールねじ80が昇降する。このボールねじ80の昇降により、基板保持台36が昇降する。

0034

図10及び図13に示すように、基板保持台36が最も上昇した位置にあるときには、ばね受け板77と係止部材81との間には、距離aの隙間が存在している。従って、基板保持台36の最上昇位置からの降下量がこの距離aに達するまでの範囲では、突き上げピン64は駆動されず、基板保持台36の鉛直方向の位置のみが変化する。一方、図12に示すように、基板保持台36の最上昇位置から降下量が距離aを超えると、ばね78の付勢力に抗してばね受け板77が押し上げられるため、基板保持台36の上面から突き上げピン64が突出する。この突き上げピン64の突出により基板25が基板保持台36から上昇する。

0035

図10及び図15に示すように、基板保持台36にはその周囲を取り囲むアースシールド板89が取り付けられている。このアースシールド板89にはガスを通過させるための多数の貫通孔90が設けられている。基板保持台36の昇降と共に、このアースシールド板89も昇降する。第2実施形態のその他の構成は第1実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

0036

図10に示すように、エッチング処理時には、石英チューブ38のガス噴出口41から真空処理室34内にガスが噴出される一方、真空ポンプ50により排気部を介して真空処理室34からガスが排出され、バルブ49によって真空処理室34内は一定の圧力に維持される。真空処理室34は球状であり、上半球部31の極側から供給されたガスが、下半球部32極側から排出されて、ガス流れ76が形成される。高周波電源43からコイル42に高周波電力を供給すると、プラズマ75が発生し、基板25がエッチング処理される。

0037

基板交換時には、下半球部32が図10に示すようにリングプレート33に当接する上昇位置から、図11で示すリングプレート33から離反した降下位置に降下する。その結果、真空処理室34が開放されて移載室22と連通する。次に、図12に示すように、基板保持台36が距離aを越えて降下し、突き上げピン64が基板保持台36から突出することにより処理済の基板25が基板保持台36から上昇する。その後に、搬送アーム28a,28bにより基板25が交換されるが、真空処理室34と移載室22とは真空容器30の水平方向全周で連通しているため、両方の搬送アーム28a,28bを同時に延ばした状態で、高速で信頼性の高い基板25交換を行うことができる。

0038

本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態はICPエッチング装置21を例として説明したが、本発明は、高周波(Very High Frequency(VHF))プラズマエッチング装置、反応イオンエッチング(Reactive Ion etching(RIE))装置、上部電極と下部電極の両方に高周波電力を印加する2周波RIE装置を含む他のプラズマエッチング装置、スパッタリング装置、プラズマ75CVD装置等の他のプラズマ処理装置にも適用することができる。

発明の効果

0039

以上の説明から明らかなように、本発明のプラズマ処理装置では、真空容器が分離可能な上側部及び下側部からなり、昇降機構によって下側部を昇降させることにより、真空処理室を開閉することができる。よって、基板を搬入出するためのゲート開口部及びこのゲート開口部を開閉するためのゲート弁を真空容器に設ける必要がなく、装置構造の簡易化と、コストの低減を図ることができる。また、下側部が上側部に対して離反することにより真空処理室が開放されるため、開放された真空処理室は真空容器の水平方向全周で外部空間と連通する。従って、大型の基板であっても高速で真空処理室への搬入出を行うことができる。

図面の簡単な説明

0040

図1本発明の第1実施形態に係るICPエッチング装置(真空処理室閉鎖時)を示す縦断面図。
図2本発明の第1実施形態に係るICPエッチング装置(真空処理室開放時)を示す縦断面図。
図3基板突き上げ機構を示す概略縦断面図。
図4ガス注入石英チューブを示す斜視図。
図5コイルの配置を示す概略斜視図。
図6赤外線ランプヒータの配置を示す斜視図。
図7支持体を示す概略斜視図。
図8マルチチャンバ式の真空処理装置を示す一部破断斜視図。
図9移載機構を示す斜視図。
図10本発明の第2実施形態に係るICPエッチング装置(真空処理室閉鎖時)を示す縦断面図。
図11本発明の第2実施形態に係るICPエッチング装置(真空処理室開放時)を示す縦断面図。
図12本発明の第2実施形態に係るICPエッチング装置(基板上昇時)を示す縦断面図。
図13基板突き上げ機構を示す概略斜視図。
図14係止部材を示す部分斜視図。
図15基板保持台を示す部分斜視図。
図16従来のプラズマ処理装置の一例を示す縦断面図。

--

0041

22 移載室
23ケーシング
25基板
26基板搬送ロボット
28a,28b搬送アーム
30真空容器
31 上半球部
32 下半球部
33リングプレート
34真空処理室
36基板保持台
38石英チューブ
42コイル
45赤外線ランプヒータ
46反射板
47排気口
50真空ポンプ
61付勢プレート
63 突き上げブラケット
64 突き上げピン
75プラズマ
76ガス流れ
77ばね受け板
78 ばね
81係止部材
89アースシールド板
90 貫通孔

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