(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧された内側に配置されたウエハがプラズマを用いて処理される処理室を有した真空容器と、この真空容器が載せられて当該真空容器内部の処理室からのガスが排出される開口を有したベースプレートとを有し、前記真空容器を構成する少なくとも１つの部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成されたプラズマ処理装置であって、
前記ベースプレートの前記真空容器を挟んで当該真空容器の側方に配置され減圧された内部を前記ウエハが搬送される真空搬送室の反対の側の端部にこれと連結されて取り付けられ、上下方向の軸を有して当該軸周りに前記取り外し可能な部材を水平方向に移動させるヒンジ部材と、前記取り外し可能な部材の前記真空搬送室と連結される側壁面に配置され取り外し可能な部材が前記真空容器を構成した状態で位置決め用のピンが嵌め込まれる幅の小さな上部と大きな下部とを備えた溝とを備えたプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置にであって、
前記真空容器の取り外し可能な部材と前記真空搬送室との間に配置され当該取り外し可能な部材の側壁と当接し、前記取り外し可能な部材の側壁に配置された前記ウエハが搬送されるゲートの開口を開閉するゲートバルブを収納する収納容器とを備え、
前記収納容器の側壁面上に配置された前記ピンに嵌め込まれる前記溝を取り外し可能な部材の側壁面に備えたプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマ処理装置であって、
前記取り外し可能な部材の前記真空搬送室と連結される側壁面に配置され取り外し可能な部材が前記真空容器を構成する際に、前記ピンが前記溝の下部に嵌め込まれた後に前記取り外し可能な部材が下方に移動するに伴って前記溝の上部に嵌め込まれて当該取外し可能な部材の位置が決められるプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理装置であって、
前記取り外し可能な部材は、取り外しされる際に、上方に移動して前記ピンが前記溝の内部を前記上部から下部に移動した後に、前記ヒンジ部材の前記軸周りに水平方向に移動されるプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載のプラズマ処理装置であって、
前記取り外し可能な部材が、その側壁に前記溝を有した上部部材と、この下方に配置されて当該上部部材を載せた状態で上方に移動した後前記ヒンジ部材周りに水平方向に旋回して移動される下部部材とを備えたプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器内の処理室内を減圧してこの処理室内で半導体ウエハ等の基板状の試料を処理するプラズマ処理装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを製造する工程では、一般に、真空容器内部の処理室内に配置された台上に半導体ウエハ等基板状の試料を載せて、処理室内部を減圧してプラズマを形成して試料上面に予め形成された薄膜に所望の処理を行う真空処理装置が用いられる。このような真空処理装置としては、例えば処理室内に形成したプラズマを用いて、試料表面のマスクを含む複数の膜層を有した膜構造の処理対象の膜層を除去するプラズマエッチング処理装置や試料の表面に膜を堆積して積層させるプラズマ成膜装置が挙げられる。
【０００３】
このような処理装置内では、減圧した処理室内に処理用のガスを導入して、当該ガスの原子または分子を励起して化学的に活性なプラズマを形成し、当該プラズマに含まれるイオン等の荷電粒子や活性を有したガスの粒子と試料上面の処理対象の膜層の材料の粒子との間で化学的または物理的な反応を生起させて、是等反応によって膜層の処理を進行させている。このような反応によって処理室内に生成される反応生成物は揮発し気体の分子として試料の表面から脱離し処理室内を浮遊するが、これらの一部は真空容器に接続されたターボ分子ポンプ等の真空ポンプを含む真空排気設備の動作によって処理室外部に排出されるが、一部は処理室の内壁の表面に再度付着してしまい堆積する。
【０００４】
このため、処理される試料の累計の枚数や処理の時間が増大するに伴なって、処理室を構成する部材の表面にはこのような反応生成物が付着して層として堆積し、その量や厚さが増大してしまうことになる。このような堆積した生成物の層は、処理室内に形成されるプラズマとの間で相互作用を生起し、堆積する量が変化することによりこのような相互作用も変化してしまい、処理室内のプラズマやガスの組成や密度、強度とその分布を変化させてしまう。
【０００５】
このような変化は処理の性能や特性を所期のものから変化させ低下させてしまったり、処理室の内壁表面に付着し堆積した生成物がプラズマとの間の相互作用や外部からの力を受けて剥がれてしまい、処理室内に遊離したり試料上面に付着したりして、処理の結果得られる半導体デバイスの性能が損されて不良を発生させて歩留まりを低下させてしまう等の問題が生じてしまう。
【０００６】
このような問題に対して、従来の真空処理装置では、装置の使用者が、所定の期間毎に処理室の内部に配置される部材の表面を清掃する、例えば布等で拭き掃除(ウエットクリーニング)することが行われている。このようなクリーニングを行うためには、処理室内部を大気圧にして開放することが必要であり、試料の処理を当該期間毎に中断する必要がある。このため、このようなクリーニングの作業を行なう時間を出来るだけ短くすることが、真空処理装置の稼働率を高めて全体としての処理の効率を向上するために重要となっている。
【０００７】
ウェットクリーニング時間を短縮する方法としては、真空処理雰囲気に晒され反応生成物が付着する真空容器、あるいは、部品は、取り外して、新品あるいは洗浄品に取り換え可能にする方法が知られている。
【０００８】
ところで、前記真空容器は、処理性能の高い均一性を得るために、試料台の中心軸に対して、同軸、且つ、略軸対称な形状となることが好ましい。従って、真空容器の内面は通常、略円筒形状となる。さらに、この真空容器の側面には、真空容器内に試料を搬入出させるための開口が設けられるが、この開口により、真空容器形状の軸対称性が低下するため、この開口を気密にシール可能なゲートバルブを設ける方法が知られている。この略円筒形状の真空容器と真空容器側面の開口を閉塞するゲートバルブ弁体は、前記理由により、取り外して交換可能な構造とするのが好ましい。
【０００９】
また、真空処理装置は、内部で真空処理を行う真空処理ユニットと、真空処理ユニットに試料を搬送する真空搬送室で構成されており、通常、真空搬送室には複数の真空処理ユニットが接続されるが、ここで、一つの真空処理ユニットをウェットクリーニングするときに、別の真空処理ユニットでは処理を継続できるのが好ましい。そのためには、前記のように真空処理ユニットを構成する部品を交換したり清掃したりする間も搬送室は真空状態を保持する必要ある。そこで真空処理ユニットと真空搬送室の境界には真空搬送室内を気密に保持できるゲートバルブを有している。
【００１０】
前記の通り、真空容器は略円筒形状とし、その側面の開口にはゲートバルブを設けるのが好ましい。また、この真空容器と前記ゲートバルブ弁体は通常のメンテナンス時に解体して、新品や洗浄済み品に交換可能であることが好ましい。一方、前記真空容器と前記ゲートバルブ弁体を交換する間も前記真空搬送室は真空に保持するのが好ましい。
【００１１】
このような課題を達成するために、真空搬送室と真空処理ユニットの真空容器の処理室との間に複数のゲートバルブを配置して、それぞれが独立して動作可能に構成され、処理中またはメンテナンスのため処理室を大気開放している最中にこれらの何れか一方を閉塞することができる装置が、従来から考えられてきた。例えば、特開２００５−１０１５９８号公報（特許文献１）には、真空処理ユニットの真空容器内に配置され処理容器のゲートを開閉するプロセスゲートバルブと真空搬送室内に配置されて真空処理ユニットと真空搬送室との間を連通してウエハが搬送されるゲートを開閉する大気ゲートバルブとを備え、真空処理ユニットがその内部を大気開放する等のメンテナンスの最中には大気ゲートバルブを気密に閉塞するものが開示されている。
【００１２】
また、この従来技術では、真空容器の内部には内外を気密に仕切られた別の真空容器である内側の処理容器が備えられ、大気ゲートバルブが閉じられ外側の真空容器内を大気開放した状態で内側の処理容器を当該外側の真空容器内部から外部に取り外して交換可能に構成されている。このことにより、本従来技術では大気開放して実施するメンテナンスの作業に要する時間が短縮され装置が可動していない非稼働時間（ダウンタイム）を低減して全体的な装置によるウエハの処理の効率を向上させることを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−１０１５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記の従来技術では次の点について考慮が不十分であったため問題が生じていた。
【００１５】
すなわち、上記従来技術では、真空容器の内部に別の容器が多重に配置され最も内側の容器内にプラズマが形成される処理室を備えた構成である。内側の容器の内表面はプラズマに面してウエハの処理に伴なって形成される反応生成物等の粒子が付着するため交換して処理室内表面の状態を処理の性能に悪影響が及ぶことを抑制できる程度に清浄にするための作業の短縮を図っている。しかし、内外の容器を多重に配置した構成では内部の容器の取り外しの際に作業者に大きな負荷を要していた。
【００１６】
このように内側に配置された容器の内外を気密に仕切るためには内側の容器には、内側の容器に接するＯリング等のシール部材を変形させるために上下方向に荷重を印加する必要があるため、これを実現するために内側の容器は、装置が可動される状態で外部から荷重が伝達されるように真空容器の内側に容器が内包されるように収納される構成でなければならない。このため、内側の容器を取り出すには、外側の真空容器の内部から当該真空容器の側壁の上端と距離を開けて作業者が少なくない重量の内側の容器を上下方向に移動させなければならず、メンテナンスの作業に長い時間を要していた。
【００１７】
このため、作業者に大きな負担となっていた。また、装置のダウンタイムが長くなり装置による処理の効率が損なわれていた。
【００１８】
さらに、処理対象のウエハの径が大きくなると、ウエハを内部に収納する内側の容器よりも外側の真空容器の径はさらに大きいものとならざるを得ない。このため、ウエハを処理する装置が設置される建屋の床で占有する面積はさらに増大してしまう。
【００１９】
本発明の目的は、メンテナンスの作業を容易にして作業に要する時間を短縮し効率を向上させた真空処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的は、減圧された内側に配置されたウエハがプラズマを用いて処理される処理室を有した真空容器と、この真空容器が載せられて当該真空容器内部の処理室からのガスが排出される開口を有したベースプレートとを有し、前記真空容器を構成する少なくとも１つの部材が前記ベースプレートに対して水平方向に移動して取り外し可能に構成されたプラズマ処理装置であって、前記ベースプレートの前記真空容器を挟んで当該真空容器の側方に配置され減圧された内部を前記ウエハが搬送される真空搬送室の反対の側の端部にこれと連結されて取り付けられ、上下方向の軸を有して当該軸周りに前記取り外し可能な部材を水平方向に移動させるヒンジ部材と、前記取り外し可能な部材の前記真空搬送室と連結される側壁面に配置され取り外し可能な部材が前記真空容器を構成した状態で位置決め用のピンに嵌め込まれる幅の小さな上部と大きな下部とを備えた溝とを備えたことにより達成される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、メンテナンスの作業を容易にして作業に要する時間を短縮し効率を向上させた真空処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置を備えた真空処理装置の構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す実施例の真空処理ユニットの構成の概略を模式的に示す縦断面図である。
【図３】図１に示す実施例に係る真空処理装置において真空搬送ロボットが試料を真空処理ユニット内部に搬入出する動作を模式的に示す横断面図である。
【図４】図１に示す実施例の真空処理ユニット内において試料が処理されている最中の真空処理装置の状態を模式的に示す横断面図である。
【図５】図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置においてメンテナンスの際に上部容器が取り外された状態を模式的に示す横断面図である。
【図６】図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の真空容器が取り外された状態を模式的に示す斜視図である。
【図７】図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置のバルブボックスの上部容器と接続する側壁を含む構成の概略を模式的に示す斜視図である。
【図８】図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器のバルブボックスに接続する側壁を含む構成の概略を模式的に示す斜視図である。
【図９】図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器がバルブボックスと接続されて真空容器を構成した状態でこれらの部材の配置を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器がバルブボックスと接続された状態から試料台ベース及び上部容器が下方の下部容器とバルブボックスとに接続された位置から所定距離だけ上方に移動させた状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】図１０に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器がバルブボックスに対して所定距離だけ上方に移動させた状態から旋回ヒンジの上下方向の軸周りに水平方向に所定角度だけ旋回させた状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を図面を用いて以下説明する。
【００２４】
発明者等は、上記目的を達成するために、下記の３つを満たす方法について検討した。
（１）良好な処理の均一性を確保するために、被処理物を載置する試料台の中心軸に対して処理チャンバ形状を略同軸軸対称とすること。
（２）容易な定常メンテナンスを可能とするために、定常メンテナンスの対象部品であるチャンバ部材から反応生成物等を迅速に取り除くことができること。なお、ここでは定常メンテナンスが容易とは、電源ケーブルを切り離したり、水冷却パージを行うなど、非定常メンテナンスの際に行う作業を不要にすることを含む。
（３）容易な非定常メンテナンスを可能とするために、非定常メンテナンス対象の部品は、配線ケーブル類が接続されたままの状態でもメンテナンス可能とすること。
【００２５】
その結果、以下の構成とすることが有効であることが分かった。
（１）に対しては、少なくとも真空処理室の水平断面の内壁形状を円形状とし、試料台を支持する支持梁は、試料台の鉛直方向の中心を軸として軸対称に配置し、リング状の支持ベース部材に固定する。
（２）に対しては、定常メンテナンスを行う部品はスワップ（交換）可能とする。すなわち、反応生成物等が付着した部品をその場で清掃するのではなく、新しい部品或いは清掃済みの部品と交換可能とする。更に、非定常メンテナンス対象部品を関連部品毎にユニットに纏め、ユニット単位で水平方向に移動可能とし、定常メンテナンスの際にこれらが作業の障害とならないように回避を容易にする。
（３）に対しては、非定常メンテナンス対象部品を関連部品毎に纏めたユニットをメンテナンスの際に水平方向に移動させ、周囲に作業空間を設ける。
【００２６】
以下、より詳細に説明する。
【実施例】
【００２７】
図１は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置を備えた真空処理装置の構成の概略を示す図である。図１（ａ）は上方から見た横断面図、図１（ｂ）は斜視図である。
【００２８】
本実施例の真空処理装置１００は、大きく分けて、前方側（図上右側）部分を構成する大気ブロック１０１と、後方側（図上左側）部分を構成する真空側ブロックである処理ブロック１０２とを備えている。大気ブロック１０１は、大気圧下で試料を搬送して目標となる下に収納したりその位置決めをする部分であり、処理ブロック１０２は、大気圧から減圧された圧力下でウエハ等の試料を搬送して処理を施したり内部に試料を載置した状態で容器内の圧力を上下させる部分である。
【００２９】
本実施例の大気側ブロック１０１は、直方体またはこれと見做せる程度に近似した形状を有する容器の内部に大気搬送ロボット１０９を備えて大気圧またはこれと見做せる程度に近似した圧力にされた空間である大気搬送室１０６を有した筐体１０６’と、この筐体１０６’の前方側の壁面に沿って並列に配置されて処理用又はクリーニング用の半導体ウエハ等基板状の試料が内部に収納可能なカセットがその上面に載せられる複数のカセット台１０７を備えている。
【００３０】
また、真空側ブロック１０２は、真空容器とその内部が減圧され試料が処理される処理室を有する複数の真空処理ユニット１０３−１，１０３−２，１０３−３，１０３−４と、減圧された内部の空間であって試料をアーム先端部に載せて保持してこれらの真空処理ユニットの処理室内に搬送するための複数の真空搬送ロボット１１０が各々に備えられた室である真空搬送室１０４−１，１０４−２を内部に備えた複数の真空搬送用の真空容器、及びこれら真空搬送室１０４−１，１０４−２を内蔵する真空容器同士の間でこれらと連結されて配置された真空容器であって内部に両者でやり取りされる試料が内部に収納される中間室１０８を備えた中間搬送用の真空容器、さらには真空搬送室１０４−１とその前方に配置された大気ブロック１０１の筐体１０６’の背面との間でこれらを連結して配置され内部にウエハが収納されて大気圧と高い真空度の減圧された圧力値との間で圧力を変更可能なロック室１０５を内蔵する真空容器とを備えている。この処理ブロック１０２は、減圧されて高い真空度の圧力に維持可能な真空容器が複数連結されて構成されたユニットである。
【００３１】
図２を用いて、図１に示す真空処理ユニット１０３の構成について詳細に説明する。図２は、図１に示す実施例の真空処理ユニットの構成の概略を模式的に示す縦断面図である。本実施例の真空処理装置１００は４つ備えた真空処理ユニット１０３は同一またはこれと見做せる程度に近似した同等の構成、構造を備えているが、別の構成を有する真空処理ユニット備えていても良い。
【００３２】
図２に示す例では、真空処理装置１００に備えられたもののうち真空搬送室１０４−１に連結されたもの（１０３−１，２）の一方の真空処理ユニットを示しており代表する符号として１０３を用いて説明する。この真空処理ユニット１０３では、上部容器２０６や下部容器２０８を含む真空容器と、これに連結されて配置された下方の排気ポンプ３１５と、上方の第１の高周波電源３０１および真空容器の上方または側方を囲んで配置されたソレノイドコイル３０４とを備えている。
【００３３】
上部容器２０６や下部容器２０８は水平断面形状が円形状の内壁を有した円筒形を有し、これらが囲む内側の空間である処理室もこれらと中心の位置が合致またはこれと見做せる程度に近似した位置に配置された円筒形を有している。処理室の中央部には、円筒形状の試料台２０４が、処理室の前記上下方向に延在する中心の軸とその中心を合致またはこれと見做せる程度に近似した位置に配置されている。なお、上部容器２０６や下部容器２０８の外壁は真空処理装置１００の外周の雰囲気である大気に曝されており、これら容器が処理室の内部と外部との間を気密に仕切っている真空隔壁を構成している。
【００３４】
試料台２０４は、上部容器２０６と下部容器２０８との間でこれらに挟まれて真空容器を構成する円筒形を有した試料台ベース２０５の中心側に配置され中央に向けて延在する複数本の梁状の部材である支持梁２０９と連結されて当該試料台ベース２０５の円筒形の中央部に、円筒形の上下方向の中心軸を合致またはこれと見做せる程度に近似した位置に配置され保持されている。本実施例の複数本の支持梁２０９は、試料台２０４の中心を軸として軸対称（試料台の中心を通る上下方向の軸３０２の周囲に等しいかこれと見做せる程度に近似した同等の角度の間隔で）配置され、処理室の試料台２０４上下の空間のガスの粒子が通過するこれら支持梁２０９同士の間の空間の上下方向の断面積あるいは容積が同等にされ、試料台２０４の上面上方におけるガスの粒子の流れの流量または速度が同軸周りの方向について軸対称（均等またはこれと見做せる程度に同等に）されている。
【００３５】
すなわち、上部容器２０６内の試料台２０４上方の処理室内空間のガス等（処理ガス、プラズマ中の粒子や反応生成物）が、この支持梁同士の間の空間を通り下部容器２０８を介して排気される。このため、試料Ｗが載置された試料台２０４の中心周りの周方向について当該ガスの流れの不均一が抑制され、試料Ｗ上面の処理の周方向についての不均一が低減される。なお、試料台ベース２０５は支持梁を備えたリング形状を有しており、このリング部分が真空容器である下部容器と上部上記の周囲で保持され、真空シールされるため、試料台等の重量が増加しても対応可能である。
【００３６】
本実施例の処理室は、クリーンルーム等の真空処理装置１００が設置される建屋内の床上の複数本（３本以上の）支柱３１４上に載せられて是等に保持されたベースプレート３１７の上方に、順次上方に載せられた複数の円筒形状を有した部材である下部容器２０８、支持梁を備えたリング状の試料台ベース２０５、円筒形状の上部容器２０６、アースリング３１０、円筒形状の放電ブロック３０７、ガス導入リング３０６を含む複数の部材に囲まれた内部の空間である。これらの部材同士の間にはＯリング３０９等の真空シール用の部材が配置され、上下に配置された部材により挟まれて変形することにより、内部の処理室と外部の大気（雰囲気）との間が気密に封止されている。
【００３７】
円筒形の放電ブロック３０７の部材内側には、その内壁に沿ってこれを覆って配置され円筒形状を有した石英等誘電体製の内筒３１９が配置されて、内周側の表面が処理室の内壁を構成している。また、放電ブロック３０７の外周側壁上にはヒータ３０８が巻き付けられて取り付けられ放電ブロックベース３２０に固定されて放電ブロックユニットを構成している。
【００３８】
さらに、本実施例の上部容器２０６、下部容器２０８、ベースプレート３１７は、後述のようにこれらの外周側に延在するフランジ部を有し、上部容器２０６と下部容器２０８とは当該フランジ部を介してベースプレート３１７にそれぞれネジ止めされ、連結され位置固定されている。なお、真空処理ユニット１０３の処理室を構成する部材は円筒形状を有するが、外壁形状に関しては水平断面形状が円形ではなく矩形であっても、他の形状であってもよい。
【００３９】
処理室の試料台２０４上方には、真空容器を構成して円板形状を有する蓋部材３０３及びその下方で試料台２０４の上面と対向して配置され処理室の天井面を構成する円板形状のシャワープレート３０５が配置されている。これらの蓋部材３０３とシャワープレート３０５は石英等の誘電体製の部材であり、マイクロ波やＵＨＦ、ＶＨＦ波等の高周波電界が透過可能に構成されており、上方に配置された第１の高周波電源からの電界がこれらを通り処理室内に供給される。また、真空容器の外側壁の外周側の箇所にはこれを囲んで磁場の形成手段であるソレノイドコイル３０４が配置され、発生された磁場が処理室内に供給可能に構成されている。
【００４０】
シャワープレート３０５の中央部には複数の貫通孔である処理用ガスの導入孔が配置されており、ガス導入リング３０５を通して図示しないガス源のタンク等の貯留部内から管路を通りシャワープレート３０５と蓋部材３０３との間の空間に導入された処理用ガスが、当該空間内に拡散して充填されこれら導入孔を通して処理室内に試料台２０４の上方から供給される。シャワープレート３０５の導入孔は、試料台２０４の上面である試料の載置面の上方であって試料台２０４の中心軸３０２の回りの軸対称の領域に複数個配置されており、均等に配置された導入孔を通り所定の組成を有して異なるガス成分から構成された処理用ガスが処理室内に導入可能に構成されている。
【００４１】
真空処理室内部に導入された処理用ガスの原子または分子は、電界形成手段である第１高周波電源３０１と磁界形成手段であるソレノイドコイル３０４により発生する電界及び磁場が真空処理室内に供給されることにより励起され、試料台２０４上方の放電ブロック３０７内の空間においてプラズマ化される。このとき、処理用ガスの原子または分子は電子とイオンに電離されたり励起されて活性が増大したラジカルに解離されたりする。このようなプラズマが生成される放電領域を囲む円筒形の放電ブロック３０７の外周側壁には、第１の温度コントローラ３１１に接続されたヒータ３０８が巻かれて取り付けられ、放電ブロック３０７の円筒形の内周側壁あるいはその内側に配置された内筒３１９の表面が処理に適した所望の範囲内の温度となるように調節される。
【００４２】
プラズマによる処理を行う際は試料Ｗであるウエハは、試料台２０４の上面を構成する誘電体製の膜の円形を有した載置面上に載せられて、誘電体膜内に配置された膜状の電極に供給された直流の電力によって膜に形成された静電気により、膜上に吸着されて保持（静電吸着）される。このように試料台２０４は静電チャックの機能を有して、試料Ｗは静電吸着され、その裏面と試料台２０４上面の誘電体の膜上面との間にＨｅ等の熱伝達性のガスが導入された状態で処理が行われる。
【００４３】
また、試料台２０４内部に配置された金属製の電極には、高周波バイアス電源である第２の高周波電源３１６が電気的に接続されて、これから供給される高周波電力により、試料台２０４及びこの上に載せられた試料Ｗの上方に高周波バイアス電位が形成され、プラズマの電位と当該高周波バイアス電位との間の電位差に応じてプラズマ中の荷電粒子が試料Ｗの表面に予め形成されたマスクを含む複数の膜層により構成された膜構造の処理対象の膜上に誘引され衝突する。この衝突による物理的反応とプラズマ中に形成されたラジカル等活性を有した粒子と処理対象の膜層表面の材料との間の化学的反応等の相互反応により、当該膜層のエッチング処理が進行する。
【００４４】
また、試料台２０４の金属製の円筒形を有した基材の内部には、熱交換媒体が通流する中心周りに同心または螺旋状に配置された冷媒流路が配置され、当該冷媒流路に第２の温度コントローラ３１２により所望の範囲内の温度に調節された熱交換媒体が供給されることで基材または試料台２０４の温度が処理に適した温度の範囲内に調節される。試料台２０４の電極への高周波電力の供給や試料台２０４の基材への冷媒の供給は、支持梁２０９を含む試料台ベース２０５内部に予め配置された大気と連通された空間内に配置された電源用配線コードや温度制御用の配線コード或いは冷媒用配管を介して行われる。
【００４５】
なお、図示してはいないが、上記支持梁２０９内部の管路内には配線コードの他、温度センサーや静電チャック用配線コードも含むことができる。試料台ベース２０５の上方に配置され処理室の内壁を構成する上部容器２０６の内側壁面には、処理中に形成される反応生成物が付着し易いため、上部容器２０６は定常メンテナンスでの清掃あるいは交換をする対象の部材である。
【００４６】
処理室の下方にはその底部及び排気開口３１３’を有するベースプレート３１７と、その下方に配置され排気開口連結された排気ポンプ３１５が配置されている。ベースプレート３１７に設けられた排気開口３１３’は、試料台２０４の下方でその円形の中心の軸を試料台２０４の中心の軸と合致またはこれと見做せる程度に近似した同等の位置に配置されている。
【００４７】
また、排気開口３１３’上方には、その中心を合致またはこれと同等の位置に配置された略円板形状を有する排気部蓋３１３が備えられ、当該排気部蓋３１３がその円形の外周縁から外側に延在した腕部の下面と連結されたアクチュエータ３２１の上下方向の伸縮の動作により上下に移動することにより、排気部蓋３１３と排気開口３１３’との間の隙間を増減することで、これらにより影響される排気の流量や速度或いはコンダクタンスが調節される。このことにより、排気開口３１３’の下方でこれと連通されて配置されたターボ分子ポンプ等の排気ポンプ３１５の動作による処理室内部のガスやプラズマ、生成物の処理室外への排出の量、速度が調節される。
【００４８】
この排気部蓋３１３は被処理物を処理する際には開放されており、処理用ガスの供給と共に排気ポンプ３１５等の排気手段の動作とのバランスにより、真空処理室内部の空間の圧力は所望の真空度に保持される。なお、排気部蓋３１３は、処理室内部或いはプラズマ処理装置のメンテナンスの際で処理室を大気開放する必要が生じた場合には排気開口３１３’を気密に閉塞して排気ポンプ３１５と大気開放される処理室内部との間を気密に区画することができる。
【００４９】
処理室内に導入された処理用ガス及びプラズマや処理の際の反応生成物は排気ポンプ３１５等の排気手段の動作により真空処理室上部から試料台２０４の外周壁と試料台ベース２０５との内周壁面との間の空間を通り、下部容器２０８を介して下方の排気開口３１３’を通り排出される。このため、下部容器２０８は試料台２０４上方からの排気のガス流れに曝されることからその表面には反応生成物が付着し易いため、定常メンテナンスの際に、後述のように、試料台リング２０５を水平方向に回転させて移動させることで下部容器２０８上方から取り外した上で、その内部表面を清浄化或いは洗浄済みで清浄なものと交換が可能に構成されている。
【００５０】
上記の実施例において、試料Ｗをエッチング処理中の処理室内部の圧力は、図示しない真空計からの出力を用いて当該真空計と通信可能に接続された図示しない制御部において検出され、この検出された圧力の値に基づいて当該制御部において算出されて制御部から発信された指令信号を受信したアクチュエータ３２１の動作による排気部蓋３１３の上下方向の移動により排気の流量、速度が調節される処理室内部の圧力が調節される。図示していない制御部は、内部に半導体製のマイクロプロセッサ等の演算器と外部と信号を送受信するためのインターフェースと当該演算器が動作するアルゴリズムが記載されたソフトウエアや外部から受信したデータや内部で演算される信号のデータを記憶するＲＡＭ，ＲＯＭやハードディスクドライブ等の記憶装置とを備えてこれらが通信可能に構成されており、プラズマ処理装置の処理用ガスの供給、電界形成手段、磁界形成手段、高周波バイアス電力の供給、排気手段と通信可能に接続され、これらに指令信号を発信してこれらの動作を調節可能に構成されている。
【００５１】
試料Ｗの処理に使用する処理用ガスは、各処理の工程で使用される条件毎に単一種類のガス、あるいは複数種類のガスを最適な流量比で混合された組成を有するガスが用いられる。このような混合ガスは、各種類のガス流量がガス流量制御器（図示せず）により調節されこれと連結されたガス導入リング３０６を介してシャワープレート３０５と蓋部材３０３との間のガス滞留用の空間に導入される。本実施例ではステンレス製のガス導入リング３０６が用いられる。
【００５２】
図３及び４を用いて、本実施例における試料Ｗの真空処理ユニット１０３と真空搬送室１０４との間での搬送の態様を説明する。図３は、図１に示す実施例に係る真空処理装置において真空搬送ロボット１１０が試料Ｗを真空処理ユニット内部に搬入出する動作を模式的に示す横断面図である。
【００５３】
本例において、真空処理ユニット１０３及び真空搬送室１０４は、図上左右方向に連結され、真空処理ユニット１０３を構成する上部容器２０６、バルブボックス２０３と搬送室１０４との各々が、Ｏリング等のシール材を挟んで接続されて所定の真空度に減圧された内部が外部の大気に対して気密に封止されている。真空搬送室１０４の内部には、試料を搬送する真空搬送ロボット１１０が配置されている。上部容器２０６、バルブボックス２０３及び搬送室１０４の各々は、側面に試料Ｗが内部を通り搬送される通路であるゲートの開口を有しており、このゲートと開口とを通過して、真空搬送ロボット１１０のアームの先端部に配置された保持部上に載せられた試料Ｗが上部容器２０６内部の処理室と搬送室１０４との間で搬送される。
【００５４】
また、本実施例では、駆動され上下方向（図上紙面に垂直な方向）に移動して真空搬送室１０４及び上部容器２０６各々のゲートの開口を開放あるいは気密に閉塞するゲートバルブが配置されている。本実施例には、真空搬送室２０４内に配置され内部に面したゲートの開口を閉塞する第１のゲートバルブ２０１、及び上部容器２０６のゲートの外側に配置され当該ゲートの開口の閉塞する第２のゲートバルブ２０２を備えている。第１ゲートバルブは搬送室２０４の内部に、第２ゲートバルブは上部容器２０６の外側壁面に接続され真空搬送室１０４との間でこれらに連結された容器であるバルブボックス２０３の内部に収納されて配置されている。
【００５５】
第１ゲートバルブ２０１および、第２ゲートバルブ２０２が開いた状態で、真空搬送ロボット１１０が複数の梁状部材の両端部が関節により連結されて各関節部のアクチュエータやモータの回転により全体を特定の方向に伸長及び収縮させるアーム先端に配置された保持部上に試料Ｗを載せた状態で当該アームが伸長することによって、試料Ｗが複数のゲートと通り真空搬送室１０４内部から上部容器２０６内の試料台２０４の載置面上方に搬入される。或いは、アームの収縮の動作によって処理が終了した試料Ｗが上部容器２０６内の試料台２０４の上方から真空搬送室１０４内に搬出される。
【００５６】
図４は、図１に示す実施例の真空処理ユニット内において試料Ｗが処理されている最中の真空処理装置の状態を模式的に示す横断面図である。本図において、試料Ｗが処理されている間は、第２のゲートバルブ２０２により上部容器２０６のゲートの開口は気密に閉塞され処理室内部がバルブボックス２０３の内部及び真空搬送室１０４とに対して密封され、この状態で処理室内に形成されたプラズマを用いて試料Ｗに処理が施される。この際、第１のゲートバルブ２０１は開いていても良く、また閉じていても良い。
【００５７】
第２のゲートバルブ２０２が閉じている間、第２のゲートバルブ２０２の弁体は上部容器２０６の開口周囲の上部容器２０６の外周側壁と弁体の当接面上の外周縁に沿って配置されたＯリング等のシール手段とが当接してゲートを通したガスの通流が防止される。この状態で弁体のＯリングの中央側でこれに囲まれて配置された凸部の上面は、上部容器２０６の円筒形を有した内壁面と一体の壁面を構成するような形状を備えている。
【００５８】
つまり、第２のゲートバルブ２０２の弁体のシール面側中央に配置された凸部は、第２のゲートバルブ２０２がゲートを閉塞した状態で、上部容易２０６の内壁または処理室の円筒形状と同軸であってその曲率が同等にされた円弧形状を有している。このことにより、上部容器２０６の内壁面と第２のゲートバルブ２０２の弁体の凸部端面で処理室に面する面とによって形成される処理室の形状は、試料台２０４の中心軸と同軸の円筒の側面を構成する。このことにより、処理室の内側壁面の第２のゲートバルブ２０２の弁体による凹凸が低減され、処理室内のガスやプラズマの周方向の分布が当該弁体による凹凸の存在のために偏ってしまい、この結果試料Ｗの処理に不均一が生起してしまうことが抑制される。
【００５９】
次に、図５に真空容器２０６を分解してこれを構成する部材を真空処理ユニット１０３から取り外す状態を示す。図５は、図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置においてメンテナンスの際に上部容器２０６が取り外された状態を模式的に示す横断面図である。本図において、真空処理ユニット１０３と真空搬送室１０４との連結の方向は図３，４に示したものと同等である。
【００６０】
第１ゲートバルブ２０１は閉状態、第２ゲートバルブは開状態となっている。このように、真空容器２０６を解体するため、真空処理ユニットは大気圧雰囲気となっているが、第１ゲートバルブを閉じることにより、真空搬送室１０４の内部は真空圧を保持可能であり、一つの処理ユニットをメンテナンス中も別の処理ユニットでは真空処理を継続可能な構成としている。
【００６１】
一方、試料台２０４は、上記の通り支持梁２０９内部を通して試料台２０４の基材やその内部のコネクタや電極に接続された配線コードや温度センサー或いは冷媒用の配管が配置されており、保守、点検の作業において試料台２０４を真空容器または真空処理ユニット１０３の本体から取り外す際に、これら配線コードや温度センサー等も分解、取り外してこれを実施する場合は、作業が複雑になり作業の量や要する時間が長くなってしまう。本実施例ではメンテナンスの作業の量や時間を低減するため、試料台２０４、試料台ベース２０５、支持梁２０９を含む部材を一纒まりの試料台ユニットとして構成し、これらの表面であって処理室内を移動するプラズマあるいはガス、反応生成物に接する箇所にはプラズマや反応生成物から当該表面を覆って接触を低減する図示しない保護カバーを取り付けている。この構成により試料台ユニット自体の表面は反応生成物や処理室内の粒子が付着してしまう量が低減され、これら付着物を有する保護カバーを真空容器外に取り外してその表面を洗浄したり新品または清浄にされた別の保護カバーと交換することで、試料台ユニットは他の真空容器の部品の保守や点検の際にはメンテナンスの作業を施す対象外にされている。
【００６２】
さらに、本実施例の真空容器は、蓋部材３０３、ガス導入リング３０６、放電ブロック３０７、放電ブロックベース３２０、アースリング３１０、上部容器２０６、試料台ベース２０５、下部容器２０８、排気部蓋３１３を含んで構成されている。放電ブロック３０７の外周側壁には第１の温度コントローラ３１１に接続されたヒータ３０８が巻かれて取り付けられ、ヒータ３０８に供給される直流の電力による加熱によってプラズマと接触する石英内筒３１９の表面が処理に適した範囲内の温度の値に調節される。このことにより、石英内筒３１９や放電ブロック３０７への反応生成物の付着が低減され、本実施例では、これらの部材は処理室の内壁面を構成する他の部材を保守、点検する際にはその作業の対象から外すことができる。
【００６３】
一方、処理室の内側壁の表面を構成する上部容器２０６、下部容器２０８の表面には、相対的に多量のプラズマや反応生成物の粒子が付着する。本実施例では、試料Ｗを処理した累計の枚数或いは累計の処理時間が予め定められた値に達したことが制御装置により検出されると、真空処理ユニット１０３は運転がメンテナンス用の運転に切り替えられて、真空容器内部が大気圧にされて分解されて処理室内が大気に開放され、これら上部容器２０６、下部容器２０８を新品または表面が清浄にされた別の上部容器２０６、下部容器２０８と交換されて再度真空処理ユニット１０３に取り付けられ真空容器として組み立てられる。このメンテナンスでの部品の交換の作業の際に作業の対象とならない真空容器を構成する放電ブロック３０７とその外周側壁上のヒータ３０８を含むユニットや試料台ユニットを当該作業の実施を妨げて保守や点検に要する時間を長くしてしまわないようにすることが求められる。
【００６４】
本実施例では、放電ブロック３０７のユニット及び試料台ユニット各々は、ベースプレートの端部に連結されて真空容器の上端から下端まで上下方向に延在する円筒形を有した軸を有した旋回ヒンジ２０７の当該軸にその周りに旋回可能に連結されている。例えば、試料台ユニットは、試料台ベース２０５のリング状の部分の外周側のフランジ部分の端部が旋回ヒンジ２０７の上下軸が内部を貫通する貫通孔を有した部材である旋回ベースと接続され、この旋回ベースが貫通孔の中心を通る軸周りに回転することで、図５に示すように、試料台ユニット全体が旋回ヒンジ２０７を挟んで真空処理ユニット１０３の反対の側の真空処理装置１００の前面から見て左右方向外側のメンテナンス用スペースであって隣接した真空処理装置との間のスペースに移動される構成を備えている。
【００６５】
この移動の際にも試料台２０４に支持梁２０９内部を通して接続された配線コード等を取り外したり分解したりすることなく旋回できるように、これらコード等はその引き廻しルートや余り長さが決められて取り付けされている。試料台ユニットを真空処理ユニット１０３の外側の床面上方のメンテナンス用の領域に回転させて移動させその周囲に作業者が立って作業を実施できる空間が確保された状態で、試料台２０４や試料台ベース２０５あるいは支持梁２０９内の配管や配線に対して保守、点検、分解、交換等のメンテナンスの作業が実施されるとともに、これら作業用の空間は同様に真空処理ユニット１０３の周囲の空間であってこれに対する作業用の空間として利用できることから、真空処理ユニット１０３を構成する複数の部材に対するメンテナンスの作業が並行して実施でき、作業の効率が向上し真空処理装置の非稼動時間が短縮される。
【００６６】
さらに、本実施例の真空処理ユニット１０３の保守の作業では、上部容器２０６、下部容器２０８は新品または表面が清浄にされた別の上部容器２０６、下部容器２０８と交換される。これらの容器は、真空処理ユニット１０３本体或いは真空容器が載せられて組み立てられるベースプレート３１７の上方において、容易に取り外し且つ各々の中心を真空容器内部の処理室の中心軸３０２に合致またはこれと見做せる程度に近似した同等の位置に取り付け可能に構成されている。このことにより、メンテナンスの作業を容易にし、作業に要する時間が短縮される。
【００６７】
図６を用いて、上部容器２０６の取り付け、取り外しの態様を説明する。図６は、図１に示す実施例に係るプラズマ処理装置の真空容器が取り外された状態を模式的に示す斜視図である。本図を用いて、上部容器２０６を取り付け、取り外しする際の真空シール面を説明する。
【００６８】
図２に示す本実施例のプラズマ処理装置の上部容器２０６は、試料台ベース２０５の上端上面上方にＯリング３０９等のシール部材を挟んで載せられて積み重ねられて配置される。本図に示すように、試料台ベース２０５のリング状部分の上面に配置され上方に載せられる上部容器２０６の下端面と対向してシール部材を挟む真空シート面にはＯリング４０４が、図示していないリング状の凹み部内に嵌めこめられて配置され、上部容器２０６がその軸を試料台ベース２０５の中心と通る軸と合致させる又は同等の位置にしてさせて上方に載せられた状態でリング状の下端面に配置されるシート面４０３と上下方向に位置が重ね合わされて、前記Ｏリング４０４の形状が変形することで、内部と外部との間を気密に区画する。
【００６９】
さらに、本実施例は、上部容器２０６が試料台ベース２０５の上方に重ね合わされて載せられた状態で、円筒形を有する上部容器２０６の側壁面に配置され側壁を水平方向に貫通するゲートのゲート開口４０５を外周側で囲む壁面上で、当該上部容器２０６の側面とバルブボックス２０３の側面とが対向してシール部材を挟んで接続される構成を備えている。バルブボックス２０３と上部容器２０６とが対向して接続される面は相似した形状を有した曲面であり、両者が接続された状態でＯリング４０２を挟んで隙間なく嵌め合わさるような形状にされている。バルブボックス２０３の側壁面に配置される上部部材２０６の外周側壁に曲率半径を合わせて凹まされた円筒の曲面形状を有する真空シート面には、第２のゲートバルブ２０２が上下、水平方向に移動する空間を構成する貫通孔の周囲を囲んで配置されたＯリング４０２が嵌めこまれるリング状に配置された溝または凹み部が形成されており、当該真空シート面と上部容器２０６の側面に設けられたシート面４０１と重ね合わさって、前記Ｏリング４０２がつぶされることで内外を気密に区画する。
【００７０】
このような構成において、上部容器２０６の上端部上面も真空シート面４０６を構成するとともに、底面及び側面のそれぞれにも真空シート面を有しており、それぞれの真空シート面にて内外を気密に封止する性能を得るために、是等の真空シート面の間に配置されるＯリング３０９，４０２，４０４に十分は力を作用させて変形させる必要がある。
【００７１】
なお、試料台ベース２０５は、これを構成する支持梁２０９を介して試料台２０４と接続された状態で１つのユニットとして、旋回ヒンジ２０７周りに旋回され、作業者用の空間の確保されたメンテナンス位置まで水平方向に移動される。ここで、試料台ベース２０５は、その試料台２０４外周に配置されたリング状の部分の上端部上面に上部容器２０６を載せて連結された状態で、当該旋回を可能に構成されている。上部容器２０６を対象として保守の作業を実施する際には、上部容器２０６を載せた状態の試料台ベース２０５を旋回ヒンジ２０７周りに旋回させて上記メンテナンス位置まで移動させて後、上部の上部容器２０６の取り外しと交換、取り付けの作業が行われる。
【００７２】
メンテナンス位置で上部容器２０６の交換と試料台ベース２０５上への搭載と連結、接続が完了した後、試料台ユニットは上部容器２０６とともに旋回ヒンジ２０７周りに取り外しの際と逆の方向に旋回させて下部容器２０８の上方に移動して、上部容器２０６が下部容器２０８及びバルブボックス２０３に再度連結、接続される。この構成により、その周囲に十分な作業用の空間が確保された位置でメンテナンスを行うことができ、メンテナンスの作業が容易にされ作業に要する時間が短縮される。
【００７３】
上記のように、上部容器２０６と試料台ベース２０５との間及び試料台ベース２０５と下部容器２０８との間は、それらの合わせ面同士の間に配置されるＯリング３０９が、これらの部材に上下方向に印加される荷重によって押しつぶされて、内外を気密に封止するシール性能を発揮している。このため、本実施例では、旋回ヒンジ２０７周りに試料台ベース２０５を旋回させる際に、先ず試料台ベース２０５或いはこれに載せられた上部容器２０６が旋回ヒンジ２０７の軸に沿って上方に移動して試料台ベース２０５と下部容器２０８との間に挟まれたＯリング３０９が両者の少なくとも一方から引き剥されて、両者の間に数ｍｍから十数ｍｍ程度の隙間が形成される。試料台ベース２０５を上昇させるため、図示しない手動あるいは電動のリフターが用いられる。
【００７４】
また、上部容器２０６の円筒形状を有した外周側壁には、その側壁を貫通して配置され上部容器２０６が真空容器を構成した渋滞で試料Ｗが内部を通過して搬送される搬送用の通路であるゲートが備えられている。このため、上部容器２０６の外側からゲートの開口４０５周囲の上部容器２０６側壁に当接して開口４０５内外を気密に封止するバルブボックス２０３内の第２のゲートバルブ２０２の弁体は、旋回して下部容器２０８上方に移動した試料台ベース２０５上の上部容器２０６の外周側壁表面に配置された開口４０５周囲の上部容器２０６の円筒形の外側壁表面に対してＯリング等のシール用部材を挟んだ状態で不均一に押し付けられることが抑制されなければばらない。この実現のために、第２のゲートバルブ２０２の弁体と開口４０５とは、各々の中心の軸の位置または方向が合致またはこれと見做せる程度の同等の位置で、相互に押し付けられ組み合わされることが求められる。
【００７５】
本実施例の第２のゲートバルブ２０２は、図示しない位置決めピン等で予め位置および姿勢が決められてバルブボックス２０３に取り付けられ、バルブボックス２０３と１つのユニットとして真空処理ユニット１０３あるいはベースプレート３１７に接続される。本実施例では、上部容器２０６はバルブボックス２０３に対して、一方に配置された位置決め用のピンを他方に配置された凹みに嵌合させることで位置決めされて組み立てられる。位置決めのためのピンと凹みは、上部容器２０６と第２のゲートバルブ２０２の弁体の中心軸が再現性よく合致する位置に配置される。
【００７６】
図７および図８を用いて上部容器２０６とバルブボックス２０３との間の接続部に配置される位置決め用のピン及び溝（凹み部）の構成を説明する。図７は、図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置のバルブボックスの上部容器と接続する側壁を含む構成の概略を模式的に示す斜視図である。図８は、図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器のバルブボックスに接続する側壁を含む構成の概略を模式的に示す斜視図である。
【００７７】
図７において、開口５０１は、円筒形を有する上部容器２０６の外周側壁の形状に合わせて円筒形に凹まされた斜線が示された凹み部の曲面上に配置され、試料Ｗが内部を搬送される通路であるゲートの開口である。ゲート及びその開口５０１は上部容器２０６の側（図上右下方）から見た場合、上下方向の軸について対称またはこれと見做せる程度に近似した配置を有した矩形状となる円筒形状を有している。第２のゲートバルブ２０２は、上部容器２０６が試料台ベース２０５上方及びバルブボックス２０３側方に配置されてこれらと接続された位置で、その外側側壁にシール部材を挟んで当接してゲートを閉塞した状態で、開口５０１の矩形の中心を上下方向に通る中心軸５０２の位置と方向とが弁体の上部容器２０６外側壁との当接部分または開口５１０内側に挿入される弁体の凸部を上下方向に通る中心軸に対して合致または略これと見做せる程度に近似した位置になるように、予めバルブボックス２０３に組み付けられて真空処理ユニット１０３に取り付けされる
本実施例において、バルブボックス２０３の円筒形の凹み部に配置されるピン５０３は開口５０１の下方の箇所であって中心軸５０２上の位置に配置され、ピン５０３の先端が凹みの円筒の中心方向に突出している。上部容器２０６とバルブボックス２０３とが接続され真空処理ユニット１０３に取り付けられた状態で、このピン５０３の突出部分が上部容器２０６の外周側壁上に配置された溝の内部に挿入されて嵌め合わされる。
【００７８】
図８に示す上部容器２０６の円筒形の外周側壁には、上部容器２０６がバルブボックス２０３と接続された状態で、試料Ｗが内部を通るゲートの一部を構成する通路の開口６０１が配置されている。当該開口６０１も、開口５０１と同様にゲートの方向から見て矩形状を有しこの矩形の中心を上下方向に通る中心軸６０２について、左右が対称に配置されている。上部容器２０６の円筒形を有した外周側壁の開口６０２の下方の表面の中心軸６０２上に正面から見てＬ字またはＪ字状に凹まされて形成された溝６０３が配置され、上記の通り、上部容器２０６とバルブボックス２０３とが接続され真空処理ユニット１０３に取り付けられた状態で、バルブボックス２０３の凹み部に配置されたピン５０３の突出部分が上部容器２０６の外周側壁上に配置された溝６０３の内部に挿入されて嵌め合わされる。
【００７９】
図９を用いて、ピン５０３と溝６０３との位置関係について詳細に説明する。図９は、図２に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器２０６がバルブボックス２０３と接続されて真空容器を構成した状態でこれらの部材の配置を模式的に示す断面図である。図９（ａ）は横断面を、図９（ｂ）は縦断面を、図９（ｃ）は嵌め合わされた状態でのピン５０３及び溝６０３との構成を模式的に示す縦断面図である。
【００８０】
図９（ａ）に示されるように、バルブボックス２０３の円筒形の凹み部の曲率半径は上部容器２０６の円筒形の外周側壁のものと同一または同等のものにされ、上部容器２０６がバルブボックス２０３と接続されて真空容器を構成した状態で、対向するあるいは当接する両者の表面同士の間に不均一な隙間が形成されることが抑制される。両者の接続された状態で、上部容器２０３のゲートが配置された円筒形の外側壁の部分はバルブボックス２０３の側側壁に配置された凹み部の内部に入り込んで、バルブボックス２０３の位置決め用のピン５０３の突出部が上部容器２０６の外側壁面に配置された溝６０３内に挿入されることで、バルブボックス２０３に対して上部容器２０６の水平方向の変位が抑制される。
【００８１】
さらに、図９（ｂ）に示されるように、両者が接続された状態でピン５０３の突出部はＬ字またはＪ字状の溝６０３の上部に挿入されている。上部容器２０６とバルブボックス２０３とが接続された状態で、開口６０１の上下方向の軸６０２と第２ゲートバルブ２０２の弁体の上部容器２０６側壁に押し付けられるシート面の上下方向の中心軸とが合致するように両者が接続され取り付けされる。
【００８２】
図９（ｃ）は、上部容器２０６の側壁面の正面側から見た溝６０３および溝の内部に挿入されるピン５０３を示す縦断面図である。溝６０３はその幅が狭められたＬまたＪ字上部の幅寸法はピン５０３の径に対してわずかに大きくされ、溝６０３の上部内側の空間にピン５０３の突出部が嵌められると、上部容器２０６は水平方向の変位、例えば図上の面内方向の位置ズレや中心軸３０２周りの回転の動きが阻害される。単体または上部容器２０６がその上方に載せられた試料台ベース２０５が下部容器２０８上部及びバルブボックス２０３側壁に接続されて真空容器が組み立てられ内外が気密に封止可能な状態にされた状態で、ピン５０３が溝６０３の上端側に嵌め込まれる一方、メンテナンスの作業の際に上部容器２０６が取り外され或いは取り付けられる作業において、上部容器２０６のバルブボックス２０３に対する上下方向及び旋回を含む水平方向の変位に伴ってピン５０３の突出部は溝６０３のＬまたはＪ字の幅の狭い上部と幅が広い下部との間で上下方向に移動し、下部において水平方向に移動する。
【００８３】
図１０を用いて、試料台ベース２０５の上方で上部容器がバルブボックス２０３に取り付けられ接続された位置から上方に所定の距離だけ移動した態様を説明する。図１０は、図９に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器２０６がバルブボックス２０３と接続された状態から試料台ベース２０５及び上部容器２０６が下方の下部容器２０８とバルブボックス２０３とに接続された位置から所定距離だけ上方に移動させた状態を模式的に示す断面図である。図１０（ａ）は横断面を、図１０（ｂ）は縦断面を、図１０（ｃ）は嵌め合わされた状態でのピン５０３及び溝６０３との構成を模式的に示す縦断面図である。本実施例では、上部容器２０６を上昇させる移動の距離は８ｍｍにされている。
【００８４】
図１０（ｃ）に示されるように、上部容器２０６がバルブボックス２０３に接続され或いは試料台ベース２０５のリング状部材の下端部の下面が下部容器２０８の上端部の上面と接続された状態から、８ｍｍ上方に移動することにより、バルブボックス２０３の側壁面の凹み部内表面上に位置が固定されて配置されたピン６０３の突出部は溝５０３の幅の小さい上部から幅の大きな下部の側に移動する。ここで、ＬまたはＪ字状の溝５０３下部の水平方向の幅はピン６０３の径に対して十分に大きく内部に移動できるスペースが十分に存在する。このため、上部容器２０６がバルブボックス２０３に対して位置や姿勢を変えられる余裕が十分に生じている。
【００８５】
図１１は、図１０に示す実施例に係るプラズマ処理装置の上部容器２０６がバルブボックス２０３に対して所定距離だけ上方に移動させた状態から旋回ヒンジ２０７の上下方向の軸周りに水平方向に所定角度だけ旋回させた状態を模式的に示す断面図である。図１１（ａ）は横断面を、図１１（ｂ）は縦断面を、図１１（ｃ）は嵌め合わされた状態でのピン５０３及び溝６０３との構成を模式的に示す縦断面図である。
【００８６】
図１１は、旋回ヒンジ２０７周りに試料台ベース２０５およびこれに載せられた上部容器２０６を旋回させてバルブボックス２０３から水平方向に移動させた状態を示している。この状態で、上部容器２０６の下端面はバルブボックス２０３と接続されて真空容器を構成していた組立の状態から上方に８ｍｍ移動しており、ピン５０３の突出部は溝６０３の幅の広い下部内に嵌まっている状態であって、ピン５０３表面と溝６０３内壁面の間に相対的に大きな隙間が存在しており、上部容器２０６の旋回による水平方向の移動に伴ってピン５０３表面と溝６０３内表面とが接触することなくピン５０３を水平方向に移動させて溝６０３外部に可能にされている。溝６０３の下部の形状は、上部容器２０６の旋回ヒンジ２０７周りの旋回による水平方向のピン５０３の相対的な移動の途中に突出部との接触を避けて「逃げ」られるものに形成されている。
【００８７】
このような構成により、ピン５０３と溝６０３との干渉を避けて旋回ヒンジ２０７周りに上部容器２０６を旋回させ水平方向の移動させることができる。なお、溝６０３は上部容器２０６を鋳造或いは鍛造して形成した後に側面に機械加工等で形成しても良く、上部容器２０６の側面に同等の溝形状を有した別の部品を組み付けても良い。また、ピン５０３は、当該ピン形状を有した部品をバルブボックス２０３の凹み部側面に嵌めても良く、バルブボックス２０３をその凹み部側壁に突起形状を有するように一体に鋳造或いは鍛造等の一般的な製造方法により形成しても良い。
【００８８】
上記の実施例によれば、第２のゲートバルブ２０２の弁体と開口４０５とは、各々の中心の軸の位置または方向が合致またはこれと見做せる程度の同等の位置で、相互に押し付けられ組み合わされる。このことにより、上部容器２０６の外側からゲートの開口４０５周囲の上部容器２０６側壁に当接して開口４０５内外を気密に封止するバルブボックス２０３内の第２のゲートバルブ２０２の弁体は、旋回して下部容器２０８上方に移動した試料台ベース２０５上の上部容器２０６の外周側壁表面に配置された開口４０５周囲の上部容器２０６の円筒形の外側壁表面に対してＯリング等のシール用部材を挟んだ状態で不均一に押し付けられることが抑制される。さらに、バルブボックス２０３と上部容器２０６とが接続される両者の側壁面の同士の間に不均一な隙間が形成されることが抑制され、これらに挟まれて配置されるＯリング４０２のシール性能が周方向について不均一となることが抑制される。
【符号の説明】
【００８９】
１０１…大気ブロック、
１０２…真空ブロック、
１０３…真空処理室、
１０４…真空搬送室、
１０５…ロック室、
１０６…大気搬送室、
１０７…カセット、
１０８…搬送中間室、
１０９…大気搬送ロボット、
１１０…真空搬送ロボット、
２０１…第１ゲートバルブ、
２０２…第２ゲートバルブ、
２０３…バルブボックス、
２０４…試料台、
２０５…試料台ベース、
２０６…上部容器、
２０７…旋回ヒンジ、
２０８…下部容器、
２０９…支持梁、
３０１…第１高周波電源、
３０２…中心軸、
３０３…蓋部材、
３０４…コイル、
３０５…シャワープレート、
３０６…ガス導入リング、
３０７…放電ブロック、
３０８…ヒータ、
３０９…Ｏリング、
３１０…アースリング、
３１１…第１の温度コントローラ、
３１２…第２の温度コントローラ、
３１３…排気部蓋、
３１４…支柱、
３１５…排気ポンプ、
３１６…第２高周波電源、
３１７…ベースプレート、
３１９…石英内筒、
３２０…放電ブロックベース、
４０１…真空容器側面シート面、
４０２…Ｏリング、
４０３…真空容器(上部容器)下面側シート面、
４０４…Ｏリング、
４０５…開口、
４０６…真空容器(上部容器)上面側シート面、
５０１…開口、
５０２…開口中心軸、
５０３…ピン、
６０１…開口、
６０２…開口中心軸、
６０３…溝。
【図１】
0006557523.tif 000002
【図２】
0006557523.tif 000003
【図３】
0006557523.tif 000004
【図４】
0006557523.tif 000005
【図５】
0006557523.tif 000006
【図６】
0006557523.tif 000007
【図７】
0006557523.tif 000008
【図８】
0006557523.tif 000009
【図９】
0006557523.tif 000010
【図１０】
0006557523.tif 000011
【図１１】
0006557523.tif 000012