(57)【要約】      （修正有）【課題】排気管内に容易に取り付け、取り外すことができる防着板、及びそのような防着板を備えたプラズマ処理装置を提供する。【解決手段】プラズマ処理装置の排気管用の防着板３は、所定の長さ及び排気管の内壁２７０の周長と同じ又はそれよりも大きい幅を有する弾性板から成り、排気管の内半径Ｌｂよりも大きい曲率半径Ｒｏで幅方向に丸められている筒状巻体３１を備える。筒状巻体は、弾性板から成るので、幅方向の両端を引き寄せることにより、その曲率半径を排気管の内半径Ｌｂよりも小さくすることができる。このようにした状態で、防着板を排気管の内部に入れ、力を解除することにより排気管の内部に密着させ、排気管の内壁を反応生成物の付着から保護する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さ、及び、排気管の内周長と同じ又はそれよりも大きい幅を有する弾性板から成り、前記排気管の内半径よりも大きい曲率半径で前記幅方向に丸められている筒状巻体、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置の排気管用の防着板。
【請求項２】
前記筒状巻体の内側面であって、前記幅方向の両端部分にそれぞれ設けられた引っ掛かり部、
をさらに備える、請求項１に記載の防着板。
【請求項３】
前記筒状巻体の内側面であって、前記長さ方向の端に設けられた、内方に突出する突起部、
をさらに備える、請求項１または２に記載の防着板。
【請求項４】
前記筒状巻体の内側面が粗面である、
請求項１から３のいずれかに記載の防着板。
【請求項５】
プラズマ処理装置であって、
内部に処理空間を形成する筐体と、
前記筐体に形成された排気口と接続された排気管と、
前記排気管に取り付けられる防着板と、
を備え、
前記防着板が、
所定の長さ、及び、前記排気管の内周長と同じ又はそれよりも大きい幅を有する弾性板から成り、前記排気管の内半径よりも大きい曲率半径で前記幅方向に丸められている筒状巻体、
を備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に関し、特に、該装置の排気管（すなわち、被処理物が収容され、プラズマによりエッチング、成膜等の処理が行われる処理空間からガスを排出するための排気管）に取り付けられる防着板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置として、誘導結合型反応性イオンプラズマ処理装置（ICP-RIE）等が知られている（特許文献１）。
【０００３】
ここで、図６を参照しながら、一般的なプラズマ処理装置の構成例を説明する。プラズマ処理装置１０の筐体１１の天板には、誘電体製の窓１２が設けられ、その直上に高周波コイル１３が設けられる。高周波コイル１３の上端は、整合器１４を介して上部高周波電源１５に接続されている。一方、筐体１１の内部には処理空間Ｖが形成されており、その下側部分に、絶縁板１６を介して下部電極１７が設けられている。下部電極１７はブロッキングコンデンサ１８及び整合器１９を介して、下部高周波電源２０に接続されている。また、下部電極１７には、これに載置される被処理物（例えば、基板）９を固定するための静電チャック２１及び基板９を冷却するための冷却機構２２が設けられている。
【０００４】
また、筐体１１には、処理空間Ｖに各種のガスを導入するためのガス導入口２３が設けられている。ガス導入口２３には、バルブ等が介挿された配管（供給配管）２４を介して、ガス供給源２５が接続されている。筐体１１にはさらに、処理空間Ｖを排気するための排気口２６が設けられている。処理空間Ｖを均一に排気するべく、排気口２６は分散して複数個設けられることもある。排気口２６には、バルブ等が介挿された配管（排気管）２７を介して、真空ポンプ２８が接続されている。筐体１１には、他にも、処理空間Ｖと外部との間で被処理物である基板９の授受を行うための搬出入口２９及びこれを塞ぐロードロック２９０が設けられている。
【０００５】
このプラズマ処理装置１０により基板９をエッチング処理する場合は、次のように行う。まず、ロードロック２９０を開け、搬出入口２９を介して基板９を処理空間Ｖに搬入して、下部電極１７上に載置する。そして、静電チャック２１で基板９を下部電極１７に固定する。続いて、ロードロック２９０を閉鎖して処理空間Ｖを密閉した後、真空ポンプ２８を駆動して処理空間Ｖ内のガスを排気口２６及び排気管２７を介して排気し、十分な真空度に達したら、ガス導入口２３から所定のガスを処理空間Ｖに供給する。そして、上部高周波電源１５から高周波コイル１３に高周波電力を供給するとともに、下部高周波電源２０から下部電極１７にバイアス高周波電圧を印加する。これにより、基板９の上部にプラズマが形成され、それにより生じた反応性イオンにより基板９の表面がエッチングされる。基板９に対する一連のエッチング処理が終了すると、真空ポンプ２８を駆動して処理空間Ｖに残留するガス等を排気口２６及び排気管２７を介して排出し、ロードロック２９０を開けて基板９を搬出する。ガスの種類やプラズマ条件を適宜に調整することによって、上記と同様の手順で基板９に対する成膜処理を行うこともできる。
【０００６】
これら一連のエッチング処理或いは成膜処理の間、処理空間Ｖで発生する反応生成物は、筐体１１の内壁に付着するだけでなく、処理空間Ｖからガスを排出する排気管２７の内壁にも付着する。筐体１１の内壁に付着した反応生成物については、定期的なメンテナンス時に筐体１１を開放してウエスで拭き取るなどして除去することができる。その一方で、排気管２７については、その内径は一般的に小さいため、その内壁に付着した反応生成物をウエス等で完全に拭き取ることは困難である。
【０００７】
このような問題を改善するべく、特許文献２には、予め排気管の内側に、ポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene：PTFE) 製、或いはステンレス製の内挿パイプを取り付けておき、反応生成物が付着した場合は当該内挿パイプを取り替えるという方法が開示されている。また、特許文献３には、排気管の内壁面に密着してカバーを取り付けるという方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2016-219729号公報
【特許文献２】実開昭64-30356号公報
【特許文献３】特開2000-54147号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２，３に開示されている方法を含め、いずれの方法をとるにせよ、排気管の内壁に反応生成物が付着することを防止するために取り付ける内挿パイプやカバーは、排気管の内壁に十分に密着している必要がある。しかし、上記の通り、排気管の内径は小さいため、内挿パイプやカバーをその内壁にうまく密着させて取り付けることは困難である。また、内壁に反応生成物が付着したそれら内挿パイプやカバーを排気管から取り外すことにも困難を伴う。多くの場合、プラズマ処理装置はできるだけコンパクトとなるように設計されており、排気管の近傍には静電チャックや冷却機構など、下部電極に関連する様々な機器やパイプなどが存在するため、上記の取り付けや取り外しの作業をごく狭いスペースで行わなければならず、該作業の困難性はより高まる。また、特許文献３では、排気管を筐体から取り外してカバーを交換することが記載されているが、筐体からの排気管の取り外しも容易とは言えない。
【００１０】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、排気管内に容易に取り付け、取り外すことができる防着板、及びそのような防着板を備えたプラズマ処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係るプラズマ処理装置の排気管用の防着板は、
所定の長さ、及び、排気管の内周長と同じ又はそれよりも大きい幅を有する弾性板から成り、前記排気管の内半径よりも大きい曲率半径で前記幅方向に丸められている筒状巻体を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る防着板は、筒状巻体を備え、その曲率半径は、対象とする排気管の内半径よりも大きいものとされている。しかし、筒状巻体は、弾性板から成るので、幅方向の両端を引き寄せることにより、その曲率半径を排気管の内半径よりも小さくすることができる。このようにした状態で本発明に係る防着板を排気管の内部に入れ、筒状巻体の両端を引き寄せる力を解除すると、筒状巻体は自身の弾性により曲率半径が大きくなり（すなわち、開き）、排気管の内部に密着する。この筒状巻体は、弾性板の幅（つまりは、筒状巻体の幅）が排気管の内周長と同じ又はそれよりも大きいため、こうして密着した状態で、排気管の内壁を、弾性板の長さ（つまりは、筒状巻体の長さ）の分だけ完全に覆う。従って、筒状巻体の長さを、排気管の内壁における保護するべき部分の長さ以上としておくことにより、排気管の内壁の該部分を反応生成物の付着から保護することができる。
【００１３】
筒状巻体の内側面にある程度の反応生成物の付着が進行した後は、筒状巻体の幅方向の両端を上記と同様に引き寄せて、その曲率半径を小さくすることにより、防着板を排気管内から容易に取り出すことができる。その後、この防着板を、筒状巻体の内側面等を清掃してから排気管内に再び取り付けてもよいし、別に用意しておいたきれいな防着板を排気管内に取り付けてもよい。
【００１４】
この防着板において、筒状巻体の幅方向の両端を引き寄せて径を小さくすることを容易にするため、筒状巻体の内側面であって、幅方向の両端部分のそれぞれに引っ掛かり部を設けておくことができる。この引っ掛かり部は、突出部、凹部、溝、等により形成することができる。
【００１５】
この防着板を、排気管の長手方向に複数個取り付けることもできる。その場合、筒状巻体の内側面であって、長さ方向の端に、内方に突出する突起部を設けておくと良い。これにより、防着板を、隣接する防着板と重なり合わずに密接した状態で取り付けることが容易となる。複数の防着板を取り付ける場合、各防着板の筒状巻体の長さの総和が、排気管の内壁における保護するべき部分の長さ以上となればよいので、該部分の長さが比較的長い場合であっても、各防着板を、その筒状巻体の長さを短く抑えてコンパクトなものとすることができる。したがって、防着板を排気管のところまで難なく持っていくことができる。
【００１６】
筒状巻体の内側面は、粗面としておくことが望ましい。これにより、筒状巻体の内側面に付着した反応生成物が剥がれ落ち、反応生成物のパーティクルが処理空間の被処理物等に付着するという事態をできるだけ少なくすることができる。また、これにより、処理空間から排気管に流入した反応生成物の一部を筒状巻体の内側面で捕獲することができるので、真空ポンプに到達する反応生成物の量を少なくすることもできる。
【００１７】
また、本発明は、プラズマ処理装置も対象としている。該プラズマ処理装置は、
内部に処理空間を形成する筐体と、
前記筐体に形成された排気口と接続された排気管と、
前記排気管に取り付けられる防着板と、
を備え、
前記防着板が、
所定の長さ、及び、前記排気管の内周長と同じ又はそれよりも大きい幅を有する弾性板から成り、前記排気管の内半径よりも大きい曲率半径で前記幅方向に丸められている筒状巻体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、径の小さい排気管であっても、また、排気管が他の機器等が密集する箇所に配置されていても、防着板を排気管内に容易に挿入し、内壁に密着して取り付けることができる。また、防着板を排気管から取り外すことも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】弾性板の平面図。
【図２】防着板の上面図。
【図３】防着板が取り付けられたプラズマ処理装置を示す図。
【図４】防着板が排気管に取り付けられた状態を示す上面図及び側断面図。
【図５】排気管の長手方向に沿って複数の防着板が取り付けられた状態の上面図及び側断面図。
【図６】一般的なプラズマ処理装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】
＜１．防着板の構成＞
実施形態に係る防着板の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、弾性板３０の平面図である。図２は、防着板３の上面図である。
【００２２】
防着板３は、筒状巻体３１からなる。この筒状巻体３１は、所定の長さｄ及び所定の幅ｗを有する弾性板３０が、例えば曲げ加工等によって、その幅方向に丸められたものであり、その曲率半径Ｒoが、防着板３が取り付けられる排気管（以下、「対象排気管」という）２７（図３、図４）の内半径（内壁２７０の半径）Ｌｂよりも大きいものとなっている。
【００２３】
弾性板３０の幅（つまりは、筒状巻体３１の幅）ｗは、対象排気管２７の内周長と同じかそれよりも大きいものとされる。また、弾性板３０の長さ（つまりは、筒状巻体３１の長さ）ｄは、対象排気管２７における、保護するべき部分（保護対象部分）の長さＬａ（図４）に応じて規定される。具体的には例えば、該長さｄは、保護対象部分の長さＬａと同じかこれより長いものとされる。
【００２４】
弾性板３０は、弾性変形可能な材料により形成される。ただし、ここでいう「弾性変形可能な材料」の具体例としては、ステンレス鋼、アルミニウム、鉄、等の金属、ポリエステル（polyester：PEs）、ポリテトラフルオロエチレン (polytetrafluoroethylene：PTFE) 、等の樹脂、等が挙げられる。このうち、薄肉でも十分な強度を担保できるという点において、降伏点が100N/mm2以上の材料が好ましく、そのような材料としては前記材料中、金属が挙げられる。金属の中でも、耐食性及び耐熱性にも優れるという点において、ステンレス鋼（降伏点205N/mm2）が好ましい。ステンレス鋼の中でも、降伏点が特に大きいバネ用ステンレス鋼（SUS304-CSP、降伏点880N/mm2）が特に好ましい。
【００２５】
筒状巻体３１を成す弾性板３０が、弾性変形可能な材料により形成されることによって、筒状巻体３１は、その曲率半径が可変となるような弾性を有するものとなっている。したがって、図２に示されるように、幅方向の両端を引き寄せるような外力Ｆを付与することによって、筒状巻体３１を、その曲率半径が対象排気管２７の内半径Ｌｂよりも小さい形状に変形させることができる。
【００２６】
筒状巻体３１の内側面３１０には、幅方向の両端部分のそれぞれに、引っ掛かり部３２が設けられることが好ましい。ただし、ここでいう「端部分」とは、筒状巻体３１の幅方向の端及びその近傍を含む部分を指す。引っ掛かり部３２は、具体的には例えば、図示されるように、一般的な成人の指の半径程度の曲率半径となるように曲げ加工された加工片を、弾性板３０の端部分に溶接することにより形成することができる。もっとも、引っ掛かり部３２は、筒状巻体３１の内側面３１０から内方に突出した突出部を形成するものであればどのようなものであってもよい。あるいは引っ掛かり部３２は、突出部ではなく、凹部、溝、等により形成されてもよい。引っ掛かり部３２が設けられる場合、作業者は、引っ掛かり部３２に指を引っ掛けて筒状巻体３１の幅方向の両端を引き寄せることで、容易に筒状巻体３１をその径を小さくするように変形させることができる。
もっとも、防着板３において引っ掛かり部３２は必須の構成ではない。引っ掛かり部３２が設けられない場合、作業者は、工具（例えばプライヤー、ペンチ、ラジオペンチ等の挟持工具）等を用いて筒状巻体３１の幅方向の両端を引き寄せることで、筒状巻体３１をその径を小さくするように変形させればよい。
【００２７】
筒状巻体３１の内側面３１０は、例えばブラスト加工が施されることによって、粗面とされることが好ましい。内側面３１０が粗面となっていることにより、そこに粒子を付着させることができるとともに、該付着した粒子が剥がれ落ちにくくなる。
【００２８】
＜２．防着板３の対象排気管２７への取り付け態様＞
防着板３は、プラズマ処理装置１０の筐体１１に接続されている排気管２７に取り付けられて使用される。防着板３をプラズマ処理装置１０の排気管２７に取り付ける態様について、図２に加え、図３、図４を参照しながら説明する。図３は、従来の一般的なプラズマ処理装置１０（図６）に、防着板３が取り付けられた状態を示す図である。なお、図３において、図６と同じ要素については同じ符号を付して示し、その説明を省略する。図４は、防着板３が排気管２７に取り付けられた状態を示す上面図及び側断面図である。
【００２９】
上述したとおり、防着板３は筒状巻体３１を備え、自然状態におけるその曲率半径Ｒoは対象排気管２７の内半径Ｌｂよりも大きい（図２の上段）。作業者は、まず、引っ掛かり部３２に指を引っ掛ける等して筒状巻体３１の幅方向の両端を引き寄せる力Ｆを付与することにより、その曲率半径を対象排気管２７の内半径Ｌｂよりも小さい形状に変形させる（図２の下段）。
【００３０】
続いて、作業者は、変形させた状態の防着板３を対象排気管２７の内部に入れて、力Ｆを解除する。すると、防着板３は自身の弾性により曲率半径が大きくなり（すなわち、開き）、対象排気管２７の内部に密着する（図４）。これにより、防着板３が対象排気管２７に取り付けられる。
【００３１】
ここで、筒状巻体３１を成す弾性板３０の形成材料の降伏点が大きいほど、筒状巻体３１と対象排気管２７の内壁２７０の間の密着力は大きくなり、防着板３が対象排気管２７に対して位置ずれを起こしにくくなる。特に、該形成材料がバネ用ステンレス鋼である場合、その降伏点は、880 N/mm2と十分に大きいため、このような位置ずれが生じることを回避することができる。
【００３２】
上述したとおり、筒状巻体３１の幅ｗは、対象排気管２７の内周長と同じ又はそれよりも大きい。したがって、防着板３が対象排気管２７に取り付けられた状態において、筒状巻体３１が、対象排気管２７の内壁２７０を、筒状巻体３１の長さｄの分だけ完全に覆うことになる。上述したとおり、筒状巻体３１の長さｄは、対象排気管２７の内壁２７０における保護対象部分の長さＬａ以上であるので、対象排気管２７の内壁２７０の該保護対象部分の全体が、筒状巻体３１によって覆われることになる。これによって、該保護対象部分が、反応生成物（処理空間Ｖから対象排気管２７に流入した反応生成物）の付着から保護される。
【００３３】
対象排気管２７に防着板３が取り付けられると、筒状巻体３１の内側面３１０への反応生成物の付着が進行する。ここでは、筒状巻体３１の内側面３１０が粗面とされているので、反応生成物の一部を筒状巻体３１の内側面３１０で捕獲することができ、真空ポンプ２８に到達する反応生成物の量を少なくすることができる。また、内側面３１０が粗面とされているので、そこに付着した反応生成物が内側面３１０から剥がれ落ちにくい。したがって、該付着した反応生成物のパーティクルが処理空間Ｖの基板９に付着する、という事態をできるだけ少なくすることもできる。
【００３４】
また、筒状巻体３１の内側面３１０にある程度の反応生成物の付着が進行した後は、取り付け時と同様に、筒状巻体３１の幅方向の両端を引き寄せる力Ｆを付与することによりその曲率半径を対象排気管２７の内半径Ｌｂよりも小さい形状に変形させて、防着板３を対象排気管２７内から容易に取り出すことができる。その後、この防着板３を、筒状巻体３１の内側面３１０等を清掃してそこに付着している反応生成物を除去してから、対象排気管２７内に再び取り付ければよい、もっとも、取り外した防着板３とは別に用意しておいたきれいな防着板３を、対象排気管２７内に取り付けてもよい。
【００３５】
＜３．防着板を重ねて配置する場合＞
上述した防着板３を、対象排気管２７の長手方向に沿って複数個並べて取り付けてもよい。図５には、対象排気管２７の長手方向に沿って３個の防着板３を取り付けた状態の上面図及び側断面図が示されている。
【００３６】
複数の防着板３を並べて取り付ける場合、各防着板３の筒状巻体３１の長さｄ１，ｄ２，ｄ３の総和が、保護対象部分の長さＬａ以上となればよい。例えば、各防着板３の筒状巻体３１の長さｄ１，ｄ２，ｄ３を、保護対象部分の長さＬａの３分の１以上とすればよく、保護対象部分の長さＬａが比較的長い場合であっても、各防着板３を、その筒状巻体３１の長さｄ１，ｄ２，ｄ３を短く抑えてコンパクトなものとすることができる。したがって、各防着板３を排気管２７まで難なく持っていくことができる。
【００３７】
また、この場合、各防着板３の筒状巻体３１の内側面３１０であって、その長さ方向の端に、内方に突出する突起部（重なり止め突起部）３３を設けておくことも好ましい。これにより、防着板３を、隣接する防着板３と重なり合わずに密接した状態で取り付けることが容易となる。なお、図の例では、重なり止め突起部３３は、筒状巻体３１の長さ方向の一方の端のみに設けられているが、該長さ方向の両端のそれぞれに設けてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１０…プラズマ処理装置
１１…筐体
１２…窓
１３…高周波コイル
１４…整合器
１５…上部高周波電源
１６…絶縁板
１７…下部電極
１８…ブロッキングコンデンサ
１９…整合器
２０…下部高周波電源
２１…静電チャック
２２…冷却機構
２３…ガス導入口
２４…供給配管
２５…ガス供給源
２６…排気口
２７…排気管
２７０…排気管の内壁
２８…真空ポンプ
２９…搬出入口
２９０…ロードロック
９…基板
３…防着板
３１…筒状巻体
３１０…内側面
３２…引っ掛かり部
３３…重なり止め突起部
Ｆ…外力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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