(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器のボトムプレートと、このボトムプレートに昇降可能に配設され且つ被処理体を支持する電極と、この電極に高周波電力を印加する高周波電源と、この高周波電源と上記電極間に介在するマッチングボックスと、このマッチングボックスを支持するマッチングプレートとを備え、上記処理容器内でプラズマを発生させ上記被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、上記ボトムプレートを貫通し且つ上記電極と上記マッチングボックスを連結して上記電極のグランド電位を取るグランドパイプと、このグランドパイプに取り付けられ且つ上記電極の上昇に伴って上記ボトムプレートと弾接して上記グランドパイプと上記マッチングボックスを導通させる第１の導通手段とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
上記第１の導通手段は、上記グランドパイプが貫通するフランジ付きの筒状部材と、この筒状部材のフランジと上記マッチングボックス間に介装されたスプリングとを有し、上記筒状部材の内周面に上記グランドパイプと弾接して電気的に導通させる第１の電気的接触部材を設けると共に上記筒状部材の上端面に上記ボトムプレートと弾接して電気的に導通させる第２の電気的接触部材を設けた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】
上記ボトムプレートと上記マッチングプレートを介して上記グランドパイプとを電気的に導通させる第２の導通手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
上記第２の導通手段は、上記ボトムプレートに連結された第１のプレートと、上記第１のプレートに昇降自在に連結された第２のプレートと、上記第１、第２のプレート間に介装され且つこれら両者を電気的に導通させる連結部材と、上記第１、第２のプレート間に介装されたスプリングと、上記各プレートにそれぞれ取り付けられ且つ上記ボトムプレート側及び上記マッチングプレート側とそれぞれ弾接して電気的に導通させる第３、第４の電気的接触部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プラズマ処理装置に関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ処理装置は、例えば図１４に示すように、所定の真空度を保持できる気密構造の処理容器（以下、「チャンバー」と称す。）１と、このチャンバー１の底面１Ａに配置された載置台を兼ねる下部電極２と、この下部電極２の上方に下部電極２と平行に配置された上部電極３とを備え、上部電極３からチャンバー１内へエッチング等のプラズマ処理用ガスを同図のＡで示すように供給するようにしてある。下部電極２にはバイアス発生用の高周波電源４がマッチングボックス４Ａを介して接続され、上部電極３にはプラズマ発生用の高周波電源５がマッチングボックス５Ａを介して接続されている。そして、上部電極３からプラズマ処理用ガスを供給しながら上下両電極２、３にそれぞれの高周波電力を印加して上下の電極２、３間で所定のプラズマを発生させ、使用後のガスを矢印Ｂで示すように排気口１Ｂから排気する。
【０００３】
また、下部電極２にはチャンバー１のボトムプレート１Ａの中央孔を貫通する筒状の支持部材６Ａが接続され、ボトムプレート１Ａの下方でボールネジ等を有する駆動機構６Ｂに連結されている。支持部材６Ａ上端の外周とボトムプレート１Ａ間にはベローズ７が取り付けられている。従って、下部電極２はチャンバー１内で駆動機構６Ｂを介して昇降し、プラズマ処理を行う時には下部電極２は上部電極３との間で所定の隙間を形成するようにしてある。
【０００４】
下部電極２の上端近傍にはリング状のバッフルプレート２Ａが取り付けられ、使用後のガスをバッフルプレート２Ａを介してチャンバー１内のプラズマ処理部１Ｃから排気部１Ｂへ排出する。また、チャンバー１の内周面には遮蔽部材１Ｄが着脱可能に取り付けられ、遮蔽部材１Ｄによってチャンバー１の内周面を保護している。
【０００５】
ところで、例えばプラズマ処理装置のメンテナンスを行う場合には、チャンバー１から上部電極３を取り外してチャンバー１の上端を開放した後、チャンバー１内に頭を入れて下部電極２及びその関連部品を分解してチャンバー１外へ取り出し、個々の部品について点検を行う。また、チャンバー１の下方にある部品についはチャンバー１を支持する支持体（図示せず）の下方に潜り込み、チャンバー１の下方から部品を点検し、必要に応じて部品を取り外して点検している。メンテナンス終了後、チャンバー１下方の部品は支持体の下方に潜り込んで組付け、チャンバー１内の部品はチャンバー１の上端開口から組み付けている。
【０００６】
また、例えば図１４に示す下部電極２の高周波給電ラインは図１５に示すように給電棒８によって形成され、この給電棒８がマッチングボックス４Ａに対して接続されている。即ち、給電棒８の給電端子部８Ａはマッチングボックス４Ａ側の給電端子部４Ｂに対して接続板８Ｂを介してネジ止めされている。更に、接続された給電端子部４Ｂ、８Ａは一対のクランプ８Ｃ、８Ｃで挟まれている。尚、図１５において、８Ｄはマッチングボックス４Ａにおいて給電棒８の下端を支持する支持部材である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置のチャンバー１内をメンテナンスする場合にはチャンバー１の上端を開放して開口した後チャンバー１内に頭を入れて点検部品等にアクセスし、チャンバー１の下方をメンテナンスする場合にはチャンバー１の下側に潜り込んでアクセスするため、作業姿勢が悪く、重量物の取扱いに危険を伴う虞がある。また、マッチングボックス４Ａをメンテナンスする場合にはチャンバー１下方の狭い空間で高周波給電棒８とマッチングボックス４Ａの接続部を切り離すため、作業性が悪く、長時間を要するという課題があった。
【０００８】
また、従来のプラズマ処理装置は、下部電極２が駆動機構６Ｂを介して昇降する構造であるため、下部電極２に連結されたグランドパイプ（図示せず）のみからグランド電位を取っているため、グランド電位を十分に取ることが難しく、チャンバー１内で異常放電を誘発する虞があった。更に、下部電極２の従来の昇降駆動機構６Ｂは複数のボールネジをベルトを介して連動させる構造になっているため、稼働中に昇降駆動機構６Ｂのベルトが破損したり、あるいは空転すると、チャンバー１内の真空により下部電極２が上昇したり、場合によっては下部電極２が自重で支持できなくなる虞がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、チャンバー内での異常放電を確実に防止することができるプラズマ処理装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載のプラズマ処理装置は、処理容器のボトムプレートと、このボトムプレートに昇降可能に配設され且つ被処理体を支持する電極と、この電極に高周波電力を印加する高周波電源と、この高周波電源と上記電極間に介在するマッチングボックスと、このマッチングボックスを支持するマッチングプレートとを備え、上記処理容器内でプラズマを発生させ上記被処理体にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置において、上記ボトムプレートを貫通し且つ上記電極と上記マッチングボックスを連結して上記電極のグランド電位を取るグランドパイプと、このグランドパイプに取り付けられ且つ上記電極の上昇に伴って上記ボトムプレートと弾接して上記グランドパイプと上記マッチングボックスを導通させる第１の導通手段とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載のプラズマ処理装置は、請求項１に記載の発明において、上記第１の導通手段は、上記グランドパイプが貫通するフランジ付きの筒状部材と、この筒状部材のフランジと上記マッチングボックス間に介装されたスプリングとを有し、上記筒状部材の内周面に上記グランドパイプと弾接して電気的に導通させる第１の電気的接触部材を設けると共に上記筒状部材の上端面に上記ボトムプレートと弾接して電気的に導通させる第２の電気的接触部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載のプラズマ処理装置は、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記ボトムプレートと上記マッチングプレートを介して上記グランドパイプとを電気的に導通させる第２の導通手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載のプラズマ処理装置は、請求項３に記載の発明において、上記第２の導通手段は、上記ボトムプレートに連結された第１のプレートと、上記第１のプレートに昇降自在に連結された第２のプレートと、上記第１、第２のプレート間に介装され且つこれら両者を電気的に導通させる連結部材と、上記第１、第２のプレート間に介装されたスプリングと、上記各プレートにそれぞれ取り付けられ且つ上記ボトムプレート側及び上記マッチングプレート側とそれぞれ弾接して電気的に導通させる第３、第４の電気的接触部材を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１１に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。
本実施形態のプラズマ処理装置１０は、例えば図１に示すように、アルミニウム等の導電性材料からなる処理容器（チャンバー）１１と、このチャンバー１１内の底面に配設され且つ被処理体としてのウエハ（図示せず）を載置する下部電極１２と、この下部電極１２と対向して平行に配設され且つ処理用ガスの供給部を兼ねた上部電極１３とを備え、以下で説明する部分以外は図１４に示すプラズマ処理装置に準じて構成されている。そして、チャンバー１１の底面はチャンバー１１に対して着脱可能なボトムプレート１１Ａとして形成されている。下部電極１２には高周波電源１４がマッチングボックス１５を介して接続され、上部電極１３には高周波電源１４より周波数の高い第２の高周波電源（図示せず）がマッチングボックス（図示せず）を介して接続されている。図示してないが上部電極１３にはガス供給源がバルブ、マスフローコントローラを介して接続され、ガス供給源から上部電極１３へフルオロカーボンガス（ＣＦｘ）等の処理用ガスを供給する。また、チャンバー１１の底面には排気口（図示せず）が形成され、排気口に接続された図示しない排気装置を介してチャンバー１１内を排気して処理用ガスで所定の真空度を維持する。
【００２２】
従って、例えばチャンバー１１内を処理用ガスで所定の真空度を維持した状態で高周波電源１４からマッチングボックス１５を介して下部電極１２に２ＭＨｚの第１の高周波電力を印加すると共に第２の高周波電源から上部電極１３に６０ＭＨｚの第２の高周波電力を印加すると、第２の高周波電力の働きで下部電極１２と上部電極１３の間で処理用ガスのプラズマを発生すると共に高周波電力の働きで下部電極１２にバイアス電位が発生し、下部電極１２上のウエハＷに対して例えば反応性イオンエッチング等のプラズマ処理を行うことができる。
【００２３】
また、下部電極１２は図１に示すように昇降駆動機構１６を介して昇降可能に構成されている。この昇降駆動機構１６は、例えば図１、図２に示すように、下部電極１２に正逆回転自在に連結された３本のボールネジ１６Ａと、これらのボールネジ１６Ａを回転させる減速機１６Ｂ及びモータ１６Ｃとを備えている。３本のボールネジ１６Ａには無端状の第１タイミングベルト１６Ｄが掛け廻され、これらのボールネジ１６Ａが第１タイミングベルト１６Ｄを介して同期回転する。１本のボールネジ１６Ａと減速機１６Ｂには無端状の第２タイミングベルト１６Ｅが掛け廻され、減速機１６Ｂとモータ１６Ｃには無端状の第３タイミングベルトＦが掛け廻され、第３タイミングベルト１６Ｆ、減速機１６Ｂ及び第２タイミングベルト１６Ｅを介してモータ１６Ｃの動力をボールネジ１６Ａに伝達する。３本のボールネジ１６Ａの間にはガイドローラ１６Ｇ、１６Ｈが配設され、これらのガイドローラ１６Ｇ、１６Ｈで第１タイミングベルト１６Ｄに張力を付与している。そして、モータ１６Ａ、減速機１６Ｂ及びガイドローラ１６Ｇ、１６Ｈは図２に示すようにいずれもボトムプレート１１Ａの裏面側に配設され、モータ１６Ｃの正逆回転により３本のボールネジ１６Ａの上端に連結された下部電極１２が昇降する。
【００２４】
而して、図２、図３に示すようにボトムプレート１１Ａの裏面には第１、第２異常検出機構１７、１８が配設され、第１、第２異常検出機構１７、１８を介して第１、第２、第３タイミングベルト１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆの切断の有無を検出するようにしている。第１の異常検出機構１７は、図３に示すように、ガイドローラ１６Ｇを支持する正逆回転自在なレバー１７１と、このレバー１７１を介してガイドローラ１６Ｇを第１タイミングベルト１６Ｄに弾接させる付勢手段（コイルスプリング）１７２と、このコイルスプリング１７２で付勢されたレバー１７１の回転異常を検出する第１のセンサ１７３とを備えている。レバー１７１は一端がボトムプレート１１Ａに枢着されていると共に他端がコイルスプリング１７２に連結され、その中間部にガイドローラ１６Ｇが回転自在に取り付けられている。第１のセンサ１７３は本体１７３Ａから側方に突出したスイッチ１７３Ｂを有し、第１タイミングベルト１６Ｄが切断し、コイルスプリング１７２のバネ力でレバー１７１の中間に連結されたセンシングバー１７４がガイドピン１７５に従って右方に移動することによりスイッチ１７３Ｂを付勢する。
【００２５】
また、第２の異常検出機構１８は、図３に示すように、第１、第２タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆとそれぞれ弾接する第２、第３ローラ１８１、１８２と、これらのローラ１８１、１８２を支持する正逆回転自在な第２、第３のレバー１８３、１８４と、これらのレバー１８３、１８４を介して第２、第３ローラ１８１、１８２を第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆに弾接させる第２、第３のＶ字状のスプリング１８５、１８６と、これらのＶ字状スプリング１８５、１８６で付勢された第２、第３のレバー１８３、１８４の回転異常を検出する、上記センサ１７３と同種の第２のセンサ１８７とを有している。第２、第３のレバー１８３、１８４はそれぞれ軸１８３Ａ、１８４Ａを介して枢着され、これらの軸１８３Ａ、１８４Ａに第２、第３スプリング１８５、１８６が１それぞれ取り付けられている。スプリング１８５、１８６の一端は係止部材１８５Ａ、１８６Ａと係合し、それぞれの他端は第２、第３のレバー１８３、１８４に形成された折曲部１８３Ｂ、１８４Ｂとバネ力を持って係合している。従って、第２、第３のレバー１８３、１８４は第２、第３スプリング１８５、１８６を介して軸１８３Ａ、１８４Ａを中心に時計方向へ回転するように付勢されている。更に、これらのレバー１８３、１８４はいずれも第２センシングバー１８８と係合している。従って、第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆが切断すると、第２、第３のレバー１８３、１８４が第２、第３スプリング１８５、１８６を介して軸１８３Ａ、１８４Ａを中心に時計方向へ異常に回転し、第２センシングバー１８８がガイドピン１８９に従って右方へ移動することによりスイッチ１８７Ｂを付勢する。
【００２６】
更に、上記ボトムプレート１１Ａに裏面には第１、第２の異常検出機構１７、１８の異常検出に基づいてボールネジ１６Ａを制動する制動機構１９が設けられている。この制動機構１９は、図２、図３に示すように、制動ドラム１９Ａと、この制動ドラム１９Ａとボールネジ１６Ａに掛け廻された第４タイミングベルト１９Ｂとを備え、第１、第２、第３タイミングベルト１６Ｄ、１６Ｅ、１６Ｆのいずれかが切断した時に第１、第２のセンサ１７３、１８７のいずれかが付勢されて制動ドラム１９Ａが作動して第４タイミングベルト１９Ｂを介してボールネジ１６Ａの回転を停止させる。
【００２７】
また、図４に示すように下部電極１２にはグランド電位を取るグランドパイプ２０の上端が連結され、このグランドパイプ２０は下部電極１２と一体的に昇降する。このグランドパイプ２０はボトムプレート１１Ａの中心孔１１Ｂを貫通し、その下端がマッチングボックス１５に導通自在に接続できるようになっている。マッチングボックス１５は後述のようにマッチングプレート１５Ａに対して着脱可能に構成されている。グランドパイプ２０のみではグランド電位を十分に取ることができないため、本実施形態ではボトムプレート１１Ａからも第１の導通手段２１を介してグランド電位を取り、チャンバー１１内での静電気による異常放電を防止するようにしている。即ち、第１の導通手段２１はグランドパイプ２０の下端部に取り付けられ、下部電極１２が上昇した時にボトムプレート１１Ａと弾接し、下部電極１２が下降した時にボトムプレート１１Ａから切り離されるようになっている。
【００２８】
第１の導通手段２１は、図４、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように、グランドパイプ２０が貫通するフランジ付きの筒状部材２１１と、この筒状部材２１１のフランジ２１１Ａとグランドパイプ２０に固定されたリングプレート２１２間に介装されたコイルスプリング２１３とを有している。また、筒状部材２１１の内周面の軸方向中程には表面に多数の波状突起２１４Ａが形成された第１バンド２１４が第１の電気的接触手段として全周に渡って設けられ、第１バンド２１４を介して筒状部材２１１とグランドパイプ２０を電気的に導通させている。また、筒状部材２１１の上端面には第１バンド２１４と同種の第２バンド２１５が第２の電気的接触手段として全周に渡って設けられ、下部電極１２が図４に示すように上昇した時に第２バンド２１５を介して筒状部材２１１とボトムプレート１１Ａが接触し両者間を電気的に導通させる。筒状部材２１１とリングプレート２１２は図５の（ｂ）に示すようにフランジ２１１Ａ全周に渡って等間隔に配置された複数の連結棒２１６を介して連結され、これらの連結棒２１６がコイルスプリング２１３によって囲まれている。従って、図４に示すように下部電極１２が上昇すると、コイルスプリング２１３が圧縮されると共に筒状部材２１１の上端がボトムプレート１１Ａの中心に形成された中心孔１１Ｂに嵌入して弾接し、第２バンド２１５を介して筒状部材２１１とボトムプレート１１Ａが電気的に導通すると共に第１バンド２１４を介して筒状部材２１１とグランドパイプ２０が電気的に導通する。連結棒２１６は、図５の（ｂ）に示すように、下端がリングプレート２１２にボルト２１６Ａを介して固定され、上端が筒状部材２１１のフランジ２１１Ａを貫通しフランジ２１６Ｂで吊持されている。
【００２９】
また、図６の（ａ）に示すように上記筒状部材２１１の内周面の上下端部に全周に渡って形成された溝内に樹脂製のガイドリング２１７がそれぞれ装着され、これらのガイドリング２１７を介して筒状部材２１１がグランドパイプ２０に沿って昇降できるようにしてある。更に、上下のガイドリング２１７の軸方向やや内側に全周に渡って形成された溝内にＯリング２１８がそれぞれ装着されている。そして、これらのＯリング２１８間に導電性グリース２１９が封止され、導電性グリース２１９を介して筒状部材２１１がグランドパイプ２０に従って円滑に昇降すると共に両者間の電気的導通を図っている。尚、図６の（ｂ）は第１バンド２１４を拡大して示す断面図である。このバンド２１４は例えばアルミニウム製でその表面に銀メッキが施され、電気的導通性が高められたものであり、以下のバンドも同様に形成されている。
【００３０】
また、グランドパイプ２０の外方には図７の（ａ）〜（ｃ）に示す第２の導通手段２２が配設され、下部電極１２が上昇した時に、第２の導通手段２２を介してボトムプレート１１Ａとマッチングプレート１５Ａ間を電気的に導通し、ひいてはボトムプレート１１Ａとグランドパイプ２０間を導通し、第１の導通手段２１と同様にグランドパイプ２０を介してより十分なグランド電位を取るようにしている。
【００３１】
第２の導通手段２２は、図７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、ボトムプレート１１Ａに連結された円弧状の第１のプレート２２１と、第１のプレート２２１と両端で複数の連結棒２２２を介して昇降自在に連結された第２のプレート２２３と、第１、第２のプレート２２１、２２３間に介装された複数のコイルスプリング２２４とを備えている。複数のコイルスプリング２２４は両端の連結棒２２２間に互いに等間隔を隔てて配置され、各コイルスプリング２２４は図７の（ｂ）に示すように内部に装着されたシリンダ機構２２５に従って伸縮する。シリンダ機構２２５は、第１のプレート２２１に上端が固定されたシリンダ２２５Ａと、このシリンダ２２５Ａ内を摺動し且つ第２プレート２２３に下端が固定されたピストン２２５Ｂとを有している。そして、コイルスプリング２２４はシリンダ２２５Ａ上部のフランジとピストン２２５Ｂ下部のフランジ間に弾装されている。連結棒２２２は図７の（ｂ）に示すように上端が第１のプレート２２１にボルト２２２Ａによって固定され、下端が第２のプレート２２３の孔を貫通しフランジ２２２Ｂを介して第２のプレート２２３を吊持している。
【００３２】
図７の（ａ）、（ｂ）に示すように第１のプレート２２１上面にはボトムプレート１１Ａの下面に形成された凹部（図示せず）と嵌合する第１、第２突起２２１Ａ、２２１Ｂが形成されている。第１突起２２１Ａは第１のプレート２２１の左右中央に配置され、第２突起２２１Ｂは第１突起２２１Ａの左右に配置されている。そして、第１突起２２１Ａの上端面には第３バンド２２６が電気的接触部材として設けられている。第２のプレート２２３の下面には左右のほぼ全長に渡って第４バンド２２７が電気的接触部材として設けられている。
【００３３】
また、上記グランドパイプ２０に対してはマッチングボックス１５が着脱自在に接続され、マッチングボックス１５を介してグランドパイプ２０のグランド電位を取るようにしている。本実施形態のマッチングプレート１５Ａは図８の（ａ）、（ｂ）に模式的に示すように中央孔１５Ｂを有する矩形状に形成され、四隅に設けられたボールネジ１５Ｃによってガイドレール１５Ｄを昇降可能に吊持している。また、マッチングボックス１５の両側面にはガイドレール１５Ｄと係合するレール１５Ｅが取り付けられ、同図の（ａ）の矢印で示すようにレール１５Ｅを介してマッチングボックス１５がガイドレール１５Ｄに従って下部電極１２の真下まで移動する。そして、下部電極１２の真下に達したマッチングボックス１５は同図の（ｂ）の矢印で示すようにボールネジ１５Ｃを介して上昇しマッチングプレート１５Ａに接触すると共にグランドパイプ２０に接続される。ボールネジ１５Ｃは操作ハンドル１５Ｆ及び無端状ベルト（図示せず）を介して同期回転し、マッチングボックス１５を昇降させるようになっている。操作ハンドル１５Ｆの動力伝達機構は従来周知の技術を利用することができる。例えば、操作ハンドル１５Ｆの駆動力はベベルギア（図示せず）を介して無端状ベルトに伝達するようにすれば良い。従って、ボールネジ１５Ｃ、ガイドレール１５Ｄ、レール１５Ｅ、操作ハンドル１５Ｆ及び無端状ベルトによって昇降駆動機構１５Ｇが構成され、この昇降駆動機構１５Ｇを介してマッチングボックス１５とグランドパイプ２０とを電気的に接続し、切り離すようにしてある。
【００３４】
上記グランドパイプ２０内には図９の（ａ）に示すように筒状の高周波給電棒２３が絶縁部材２０Ａを介して同軸に支持され、この筒状の高周波給電棒２３内には静電チャック（図示せず）の高圧電源ライン端子２４が絶縁部材２０Ｂを介して同軸に支持されている。グランドパイプ２０と高周波給電棒２３の下端は揃っており、高圧電源ライン端子２４はグランドパイプ２０の軸方向内方で絶縁部材２０Ｂの下面から突出している。一方、マッチングボックス１５の上面中央には高周波電源ライン端子１４Ａが突出していると共に高圧電源ライン端子２４Ａが高周波電源ライン端子１４Ａと同軸に突出している。更に、パイプ状のグランド電位用端子２０Ｃがマッチングボックス１５上面中央に取り付けられ、上記各端子１４Ａ、２４Ａを取り囲んでいる。
【００３５】
従って、図８の（ａ）に示すようにマッチングボックス１５をマッチングプレート１５Ａに装着した後、昇降駆動機構１５Ｇの操作ハンドル１５Ｆを操作してマッチングボックス１５を上昇させると、マッチングボックス１５は図９の（ａ）に示す状態から同図の（ｂ）に示すようにマッチングプレート１５Ａと接触し、マッチングボックス１５と下部電極１２を電気的に接続することができる。即ち、高周波電源ライン端子２４Ａは高周波給電棒２３と嵌合すると共に高圧電源ライン端子２４Ａは高圧電源ライン端子２４と電気的に接合し、高周波電源１４を下部電極１２の高周波給電棒２３に接続すると共に高圧電源を静電チャックに接続することができる。また、グランド電位用端子２０Ｃはグランドパイプ２０と嵌合し、グランドパイプ２０とグランド電位用端子２０Ｃを電気的に接続しグランド電位を同時に取ることができる。
【００３６】
次に、プラズマ処理装置の組付け解体方法について説明する。本実施形態の組付け解体方法には専用治具が用いられる。この専用治具３０は、例えば図１０に示すように、基台３１と、この基台３１の外周縁部上に配設された３本の支柱３２と、これらの支柱３２をそれぞれ昇降させる昇降駆動機構３３とを備えている。昇降駆動機構３３は、基台３１上に配設された操作ハンドル３３Ａと、この操作ハンドル３３Ａの回転駆動力を伝達するベベルギア等から構成され且つハウジング３３Ｂ内に収納された歯車機構（図示せず）と、この歯車機構の回転駆動力を３本のリードネジ３３Ｃに伝達する無端状ベルト（図示せず）とを備えている。リードネジ３３Ｃは基台３１を貫通し、その下端に無端状ベルト３３Ｄが掛け廻されたプーリ（図示せず）が固定されている。リードネジ３３Ｃは基台３１の外周縁部に沿って配設されたハウジング３３Ｅ内に収納されている。リードネジ３３Ｃはハウジング３３Ｅ内の上下端に設けられた支持体３３Ｆ、３３Ｆで垂直に正逆回転自在に支持されている。リードネジ３３Ｃにはナット部材３３Ｇが螺合し、このナット部材３３Ｇに支柱３２の下端が垂直を保持して固定されている。また、ボトムプレート１１Ａの裏面には図１１に示すように３本の支柱３２に対応する３個の凹部１１Ｃが形成され、３本の支柱３２の先端がボトムプレート１１Ａの凹部１１Ｃに嵌入し、ボトムプレート１１Ａを水平に支持するようになっている。また、基台３１の裏面にキャスター３４が取り付けられ、専用治具３０を任意の場所へ移動させることができるようになっている。尚、本実施形態では操作ハンドル３３Ａを用いて手動で昇降駆動機構３３を操作しているが、操作手段としては操作ハンドル３３Ａに代えて電動式にすることもできる。
【００３７】
従って、昇降駆動機構３３の操作ハンドル３３Ａを正逆回転すると、ハウジング３３Ｂ内の歯車機構、無端状ベルト３３Ｄ、プーリを介して３本のリードネジ３３Ｃが同期して正逆回転する。リードネジ３３Ｃが正逆回転するとナット部材３３Ｇを介して３本の支柱３２が同図に矢印で示すように昇降する。尚、図１０において、１１Ｄはボールネジ１６Ａ用の孔である。
【００３８】
而して、本実施形態ではチャンバー１１内の下部電極１２及びその関連部品は専用治具３０を用いてチャンバー１１の外側で組み立てるようにしてある。即ち、図１０に示すように３本の支柱３２をボトムプレート１１Ａの凹部１１Ｃ内に差し込み、ボトムプレート１１Ａを専用治具３０で水平に支持する。次いで、操作ハンドル３３Ａを操作して各支柱３２を最も高い位置まで持ち上げる。この状態で下部電極１２に昇降駆動機構１６のボールネジ１６Ａを装着すると共にその構成部品をボトムプレート１１Ａの裏面側に装着してボトムプレート１１Ａに昇降駆動機構１６を組付ける。次いで、下部電極１２や高周波給電棒２３、マッチングプレート１５Ａ等の給電部品等をボトムプレート１１Ａの上下に組付け、ボトムプレート１１Ａへの下部電極１２及びその関連部品の組付けを終了する。しかる後、操作ハンドル３３Ａを操作してチャンバー１１へ下部電極１２を取り付けられる位置までボトムプレート１１Ａを下降させた上で専用治具３０をチャンバー１１の真下まで移動させ、ボトムプレート１１Ａ及び下部電極１２等を搬送する。この位置で操作ハンドルを操作し、下部電極１２を上昇させると下部電極１２がチャンバー１１内に進入し、ボトムプレート１１Ａがチャンバー１１の下端に当接する。後はボトムプレート１１Ａをチャンバー１１の下端へネジ等で固定すれば、下部電極１２及びその関連部品のチャンバー１１内への組付けが終了する。
【００３９】
また、プラズマ処理装置のメンテナンスやクリーニングを行う場合には例えば上部電極１３をチャンバー１１から取り外す。上部電極１３は重量物であるため、本実施形態では図１２（ａ）、（ｂ）に示すホイスト機構４０が用いられる。このホイスト機構４０は、同図の（ａ）に示すよう、旋回可能なＬ字状のアーム４１と、このアーム４１の先端に取り付けられ且つ上部電極１３等の重量のあるパーツＰを吊持する吊持機構４２と、この吊持機構４２のワイヤ４３を卷き取るドラム（図示せず）に連結され且つボックス４４内に収納されたウォームギア（図示せず）と、このウォームギアに連結された操作ハンドル４５とを備え、操作ハンドル４５を正逆回転させることにより吊持機構４２で吊持されたパーツＰを昇降することができる。吊持機構４２は、同図に（ｂ）に示すように、カップ４２Ａと、このカップ４２Ａと係合するコーン４２Ｂと、このコーン４２Ｂを中心に有する円盤４２Ｃとを備えている。カップ４２Ａの内周面はテーパ面が係合面として形成され、コーン４２Ｂの外周面はカップ４２Ａの内周面（係合面）に係合するテーパ面が係合面として形成されている。これらの係合面はテーパ面に限られるものではなく、必要に応じて適宜の形状の係合面を形成することができる。また、コーン４２Ｂには貫通孔が形成され、この貫通孔にワイヤ４３に接続された連結具４２Ｄが固定されている。また、円盤４２Ｃの外周縁部には周方向等間隔を空けた孔（図示せず）が形成され、これらの孔に重量物に取り付けられたロープＲを連結する。尚、本実施形態では操作ハンドル４５を用いて手動でホイスト機構４０を操作しているが、操作手段としては操作ハンドル４５に代えて電動式にすることもできる。
【００４０】
従って、上部電極１３等の重量のあるパーツＰを装置本体から取り外す時には、例えばパーツＰの４箇所にロープＲを取り付ける一方、パーツＰを取り付け易い位置まで円盤４２Ｃをカップ４２Ａから引き出しておく。そして、これらのロープＲを円盤４２Ｃの孔に接続する。次いで、操作ハンドル４５を回転させてワイヤ４３を卷き取ると、コーン４２Ｂがカップ４２Ａと係合して円盤４２Ｃをアーム４１に対してしっかりと固定する。引き続きアーム４１を旋回させてパーツＰを装置本体から退避させる。パーツＰを持ち上げる際にカップ４２Ａとコーン４２Ｂが係合して円盤４２Ｃを固定し、しかも、パーツＰを４点で吊持しているため、吊持機構４２でパーツＰを持ち上げ、旋回させる時にパーツＰの揺れを最小限に抑制することができ、パーツＰの揺れによる装置本体は勿論のこと他設備との接触を防止することができる。尚、パーツＰを持ち上げる際に、万一操作ハンドル４５から手を離すことがあっても、ウォームギアに常に一定の負荷が掛かっているため、パーツＰが自重で落下することはない。
【００４１】
ところが、従来のホイスト機構は図１３に示すようにシャックル５１でパーツＰを吊持するようにしている。従って、ロープＲをシャックル５１に接続すると、同図に示すようにロープＲがシャックル５１の一点に集中し、パーツＰをシャックル５１の一点で吊持することになるため、パーツＰを持ち上げ、装置本体から移動させる際に同図の矢印で示すように前後左右に大きく揺れ、装置本体や他設備と接触し、損傷させる虞がある。
【００４２】
上述のようにしてホイスト機構４０を用いて上部電極１２を装置本体から取り外した後、専用治具３０をチャンバー１１の下方へ搬送し操作ハンドル３３Ａを操作して支柱３２を上昇させてボトムプレート１１Ａの凹部１１Ｃへ差し込んでボトムプレート１１Ａを専用治具３０で支持する。次いで、ボトムプレート１１Ａとチャンバー１１のネジを取り外した後、操作ハンドル３３Ａを操作して支柱３２を下降させるとボトムプレート１１Ａ及び下部電極１２及びその関連部品をチャンバー１１から切り離すことができる。引き続き、専用治具３０をチャンバー１１の真下から移動させて別の場所へ下部電極１２等を搬送する。そして、必要に応じて下部電極１２等の分解点検を行って各部品のメンテナンスを行う。
【００４３】
以上説明したように本実施形態によれば、ボトムプレート１１Ａを貫通し且つ下部電極１２とマッチングボックス１５を連結して下部電極１２のグランド電位を取るグランドパイプ２０と、このグランドパイプ２０に取り付けられ且つ下部電極１２の上昇に伴ってボトムプレート１１Ａと弾接してグランドパイプ２０とマッチングボックス１５を導通させる第１の導通手段２１とを設けたため、下部電極１２及びボトムプレート１１Ａから十分にグランド電位を取ることができ、下部電極１２やボトムプレート１１Ａでの異常放電を確実に防止することができる。
【００４４】
また、第１の導通手段２１は、グランドパイプ２０が貫通するフランジ２１１Ａ付きの筒状部材２１１と、この筒状部材２１１のフランジ２１１Ａとリングプレート２１２間に介装されたコイルスプリング２１３とを有し、筒状部材２１１の内周面にグランドパイプ２０と弾接して電気的に導通させる第１バンド２１４を設けると共に筒状部材２１１の上端面にボトムプレート１１Ａと弾接して電気的に導通させる第２バンド２１５を設けたため、第１の導通手段２１によってボトムプレート１１Ａとグランドパイプ２０とを確実に導通させてボトムプレート１１Ａのグランド電位を確実に取ることができる。
【００４５】
更に、ボトムプレート１１Ａとマッチングプレート１５Ａを電気的に導通可能な第２の導通手段２２を設け、第２の導通手段２２は、ボトムプレート１１Ａに連結された第１のプレート２２１と、第１のプレート２２１と連結棒２２２を介して昇降自在に連結された第２のプレート２２３と、これら両プレート２２１、２２３間に介装され且つこれら両者２２１、２２３を電気的に導通させるシリンダ機構２２５と、各プレート２２１、２２３にそれぞれ取り付けられ且つボトムプレート１１Ａ及びマッチングプレート１５Ａ側とそれぞれ弾接して電気的に導通させる第３、第４バンド２２６、２２７を設けたため、第１の導通手段２１と相俟って第２の導通手段２２によってボトムプレート１１Ａとグランドパイプ２０とをより確実に導通させてボトムプレート１１Ａのグランド電位をより確実に取ることができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、マッチングプレート１５Ａにマッチングボックス１５を昇降させる昇降駆動機構１５Ｇを設けると共に高周波給電棒２３とマッチングボックス１５の接続部に嵌合部を設け、昇降駆動機構１５Ｇを介して上昇するマッチングボックス１５と高周波給電棒２３をワンタッチ接合させるようにしたため、従来のように高周波電源棒２３とマッチングボックス１５とをネジ止めのような面倒な作業をしなくても、昇降駆動機構１５Ｇを操作するだけでマッチングボックス１５を高周波給電棒２３に簡単に接続することができ、組立、メンテナンス時における接続作業が簡単になり、作業時間を格段に短縮することができる。
【００４７】
また、本実施形態によれば、下部電極１２の昇降駆動機構１６のボールネジ１６Ａを同期回転させるタイミングベルト１６Ｄの切断を検出する第１の異常検出手段１７を設け、第１の異常検出手段１７は、第１のタイミングベルト１６Ｄと弾接するガイドローラ１６Ｇと、このガイドローラ１６Ｇを支持する正逆回転自在なレバー１７１と、このレバー１７１を介してガイドローラ１６Ｇを第１タイミングベルト１６Ｄに弾接させるコイルスプリング１７２と、このコイルスプリング１７２で付勢されたレバー１７１の異常を検出する第１のセンサ１７３とを備えているため、第１タイミングベルト１６Ｄが切断すれば、コイルスプリング１７２を介してレバー１７１が回転して第１のセンサ１７３のスイッチ１７３Ａが入ってベルト切れを自動的に検出することできると共に、第１のセンサ１７３のスイッチ１７３Ａの投入により制動機構１９が作動してボールネジ１６Ａの正逆回転を制動し、下部電極１２の現在位置を保持することができる。従って、装置の稼働中にベルト切れがあっても、下部電極１２はチャンバー１１内で上昇したり下降したりすることがなく、チャンバー１１内の真空をそのまま維持することができ、プラズマ処理を継続することができる。
【００４８】
また、下部電極１２の昇降駆動機構１６は、ボールネジ１６Ａとモータ１６Ｃ間に介在する減速機１６Ｂと、この減速機１６Ｂとモータ１６Ｃ間及び減速機１６Ｂとボールネジ１６Ａ間にそれぞれ掛け廻された第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆを有していても、第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆの切断をそれぞれ検出する第２の異常検出機構１８を有し、しかも、第２の異常検出機構１８は、第１、第２タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆとそれぞれ弾接する第２、第３ローラ１８１、１８２と、これらのローラ１８１、１８２を支持する正逆回転自在な第２、第３レバー１８３、１８４と、これらのレバー１８３、１８４を介して第２、第３ローラ１８１、１８２を第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆに弾接させる第２、第３のＶ状スプリング１８５、１８６と、これらのＶ状スプリング１８５、１８６で付勢された第２、第３レバー１８３、１８４の異常回転を検出する第２のセンサ１８７とを有するため、第２、第３タイミングベルト１６Ｅ、１６Ｆが切断しても第２の異常検出機構１８で確実に切断異常を検出することができ、この切断異常は第２のセンサ１８７のスイッチ１８７Ａの投入を介して制動機構１９が作動し、異常検出機構１７と同様に下部電極１２の現在位置を保持することができる。
【００４９】
また、本実施形態によれば、プラズマ処理装置１０の組立あるいはメンテナンスに際し、チャンバー１１に下部電極１２及びその関連部品を組付ける場合には、チャンバー１１から離れた場所で専用治具３０を用いて下部電極１２及びその関連部品を組み立てることができるため、従来のようにチャンバー１１内やチャンバー１１の下部に潜っての窮屈な組付け作業が無いため、これらの部品の組付け作業を極めて円滑に行うことができ、その作業効率を格段に高めることができ、ひいては組立、メンテナンス作業時間を格段に短縮することができる。チャンバー１１からの下部電極１２及びその関連部品の解体も同様に極めて短時間で行うことができる。
【００５０】
尚、上記実施形態に何等制限されるものではない。必要に応じて各構成要素をい適宜変更することができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明によれば、チャンバー内での異常放電を確実に防止することができるプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプラズマ処理装置の一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す下部電極の昇降駆動機構及びその異常検出機構を示す平面図である。
【図３】図２の異常検出機構を拡大して示す平面図である。
【図４】図１に示す下部電極に接続されたグランドパイプ及び第１、第２の導通手段を示す模式図である。
【図５】図４に示す第１の導通手段を示す図で、（ａ）はその上方からの平面図、（ｂ）は一部を破断して示す側面図である。
【図６】図５に示す第１の導通手段を拡大して示す図で、（ａ）は第１の導通手段とグランドパイプの関係を示す断面図、（ｂ）は第１の導通手段に用いられたバンドを拡大して示す長手方向の断面図である。
【図７】図４に示す第２の導通手段を示す図で、（ａ）は上方からの平面図、（ｂ）は一部を破断して示す側面図、（ｃ）は下方からの平面図である。
【図８】マッチングボックスを下部電極に接続するための昇降駆動機構を模式的に示す斜視図で、（ａ）はマッチングボックスを昇降駆動機構へ装着する状態を示す図、（ｂ）は昇降駆動機構を介してマッチングボックスを持ち上げる状態を示す図である。
【図９】マッチングボックスを下部電極側に接続する状態を説明するための断面図で、（ａ）は接続直前の状態を示す図、（ｂ）は接続状態を示す図である。
【図１０】下部電極及びその関連部品を組付け解体するための専用治具とボトムプレートを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す専用治具を用いて下部電極及びその関連部品をボトムプレートへ組付ける状態を示す側面図である。
【図１２】本実施形態に用いられる巻き上げ機を示す斜視図で、（ａ）はプラズマ処理装置の重量パーツを持ち上げる状態を模式的に示す図、（ｂ）は巻き上げ機の要部を破断して示す図である。
【図１３】従来の巻き上げ機を用いて重量パーツを持ち上げる状態を模式的に示す斜視図である。
【図１４】従来のプラズマ処理装置を模式的に示す断面図である。
【図１５】図１４のプラズマ処理装置に用いられた高周波給電棒とマッチングボックスを接続する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ プラズマ処理装置
１１ チャンバー
１２ 下部電極（電極）
１４ 第１の高周波電源
１５ マッチングボックス
１５Ａ マッチングプレート
１５Ｇ 昇降駆動機構
１６ 昇降駆動機構
１６Ａ ボールネジ
１６Ｂ 減速機
１６Ｃ モータ
１６Ｄ 第１タイミングベルト（第１の無端状ベルト）
１６Ｅ 第２タイミングベルト（第２の無端状ベルト）
１６Ｆ 第３タイミングベルト（第３の無端状ベルト）
１６Ｇ ガイドローラ
１７ 第１の異常検出機構
１８ 第２の異常検出機構
１９ 制動機構（制動手段）
２０ グランドパイプ
２１ 第１の導通手段
２２ 第２の導通手段
２３ 高周波給電棒
３０ 専用治具
３２ 支柱
３３ 昇降駆動機構
１７１ レバー
１７２ コイルスプリング（付勢手段）
１７３ 第１のセンサ
１８１ 第２ローラ
１８２ 第３ローラ
１８３、１８４ レバー
１８５ 第２スプリング（第２の付勢手段）
１８６ 第３スプリング（第３の付勢手段）
１８７ 第２のセンサ
２１１ 筒状部材
２１３ コイルスプリング
２１４ 第１バンド（第１の電気的接触部材）
２１５ 第２バンド（第２の電気的接触部材）
２２１ 第１のプレート
２２２ 第２のプレート
２２３ コイルスプリング
２２６ 第３バンド（第３の電気的接触部材）
２２７ 第４バンド（第４の電気的接触部材）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0004672861.tif 000013
【図１３】
0004672861.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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