(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内の前記ベース部に装着されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、蓋部材が前記ベース部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえとを備え、このワーク押さえは複数の押さえ部材とこれらの複数の押さえ部材を装着して保持するとともに前記蓋部材の内側に着脱自在に取り付けられた単一の保持部材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】
ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内の前記ベース部に装着されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、蓋部材が前記ベース部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえを備えたプラズマ処理装置において前記ワーク押さえを前記蓋部材に対して着脱するワーク押さえの交換方法であって、前記ワーク押さえを構成する複数の押さえ部材を単一の保持部材に装着して保持した状態で一括して前記蓋部材に対して着脱することを特徴とするプラズマ処理装置におけるワーク押さえの交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークのプラズマ処理を行うプラズマ処理装置およびこのプラズマ処理装置においてワーク押さえを交換するプラズマ処理装置におけるワーク押さえの交換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマ処理装置では、密閉空間内の電極上に基板などのワークを載置して減圧下で放電を発生させることにより処理を行う。放電には発熱が伴うため、真空処理を継続する過程で処理対象物の温度が上昇する。ワークが平面サイズに対して厚さが相対的に小さい薄型の基板などである場合には、ワークは温度上昇によってそりを生じ処理過程で基板が電極上面から浮き上がりやすい。そして浮き上がりによって基板と電極面との間に隙間が生じると、この隙間部分で局部放電が発生し均一な処理が妨げられる。
【０００３】
このため、薄型の基板を対象物とする場合には、電極との間に隙間を生じないように基板を電極に対して押さえつけるための手段を必要とする。従来の真空処理装置では、真空の処理室内に基板を電極に対して押さえつけるための押さえ部材を設け、この押さえ部材を駆動する押さえ機構が設けられていた。この押さえ機構は処理室内へ貫通するロッドによって処理室内の押さえ部材と処理室外の駆動部とを連結している。そして異なる形状・サイズのワークを対象とする場合には、ワークに合わせて押さえ部材の交換・位置調整などの段取り替え作業を行う必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の押さえ機構では前述のロッドが処理室を貫通する位置に隙間を密閉するシール部を必要とするため構造が複雑になり、押さえ部材の交換・位置調整の際は多大の手間と時間を要していた。
【０００５】
そこで本発明は、段取り替え作業を容易に行うことができるプラズマ処理装置およびプラズマ処理装置におけるワーク押さえの交換方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のプラズマ処理装置は、ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内の前記ベース部に装着されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、蓋部材が前記ベース部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえとを備え、このワーク押さえは複数の押さえ部材とこれらの複数の押さえ部材を装着して保持するとともに前記蓋部材の内側に着脱自在に取り付けられた単一の保持部材とを有する。
【０００７】
請求項２記載のプラズマ処理装置におけるワーク押さえの交換方法は、ベース部に対して密着して密閉空間である処理室を形成する蓋部材と、前記処理室内の前記ベース部に装着されて上面に処理対象のワークが載置される電極と、蓋部材が前記ベース部に密着した状態で前記電極上のワークに当接して前記電極へ押さえつけるワーク押さえを備えたプラズマ処理装置において前記ワーク押さえを前記蓋部材に対して着脱するワーク押さえの交換方法であって、前記ワーク押さえを構成する複数の押さえ部材を単一の保持部材に装着して保持した状態で一括して前記蓋部材に対して着脱するようにした。
【０００８】
本発明によれば、電極上のワークに当接してワークを電極に押し付けるワーク押さえを構成する複数の押さえ部材を、単一の保持部材に装着した状態で一括して蓋部材に対して着脱することにより、押さえ部材の位置調整作業を作業性のよい状態で行って段取り替え作業を容易にするとともに、段取り替え作業集の装置停止時間を短縮することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の斜視図、図２は同プラズマ処理装置の側面図、図３は同プラズマ処理装置の蓋部材の反転斜視図、図４は同プラズマ処理装置の蓋部材の部分斜視図、図５は同プラズマ処理装置の押さえ機構の斜視図、図６、図８は同プラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図、図７は同プラズマ処理装置の部分断面図、図９は同プラズマ処理装置の押さえ機構の装着方法の説明図である。
【００１０】
まず図１、図２を参照してプラズマ処理装置の構造を説明する。図１、図２において、基台１の上面に水平に配設されたベース部２の中央部には開口部２ａが設けられており、開口部２ａ内には下方から電極３が絶縁部材３ａ（図２）を介して装着されている。電極３の上面は処理対象の基板４を載置する載置部となっている。ベース部２には開口部２ａに近接した位置に排気孔２ｂが設けられており、排気孔２ｂの外側には開口部２ａを囲む形でシール部材５が配設されている（図７も参照）。
【００１１】
図２に示すように、基台１の端部にはフレーム部材６が立設されており、フレーム部材６の天板６ａの下面には、シリンダ８がロッド８ａを下方に向けて垂直に配設されている。なお、図１ではフレーム部材６および天板６ａの図示を省略している。ロッド８ａにはブラケット９が結合されており、ブラケット９に設けられた回転ヒンジ機構９ａには、蓋部材１０が水平方向の軸廻りに回転自在に装着されている。
【００１２】
シリンダ８のロッド８ａを突没させることにより蓋部材１０はベース部材２上で昇降し、蓋部材４が下降した状態では、蓋部材１０の下端部はベース部材２の上面のシール部材５に当接する（図７（ｂ）参照）。これにより、電極３、ベース部材２および蓋部材１０で閉囲される空間は密閉され、プラズマ処理を行うための処理室を形成する。
【００１３】
すなわち蓋部材１０がベース部材２の上面に当接した状態で、排気孔２ｂを介して真空吸引することにより、処理室内部が真空排気される。この後、蓋部材１０の上面に接続された管部材１１からプラズマ発生用ガスを供給し、電極３と蓋部材１０の間に高周波電源７（図７参照）によって高周波電圧を印加することにより、処理室内にはプラズマ放電が発生し電極３上に載置された基板４のプラズマ処理が行われる。
【００１４】
処理対象の基板４が薄い場合には、プラズマ処理の過程で基板４にそりが生じ電極３から浮き上がりやすい為、蓋部材１０にはプラズマ処理中に基板４を電極３に対して押し付けるワーク押さえとして、複数の基板押さえ部材を備えた押さえ機構２０が設けられている。この押さえ機構２０は、基板４の種類によって押さえ部材の位置調整を必要とする。この調整作業を容易に行えるよう、蓋部材１０は回転ヒンジ機構９ａによって回転自在となっており、図２に示すように蓋部材１０を回転させて垂直姿勢とした状態で、側方から作業者が蓋部材１０の内側にアクセスできるようになっている。
【００１５】
次に図３〜図８を参照して蓋部材１０に設けられた押さえ機構２０について説明する。図３、図４は蓋部材１０を反転した状態を示しており、蓋部材１０の天井部材１０ｂの裏面（図３、図４においては上面）には押さえ機構２０が装着されている。押さえ機構２０は、天板２１に基板押さえ用の各種部材を取り付けた構成になっており、天板２１はボルトなどの図示しない固定手段により蓋部材１０の天井部材１０ｂに固定される。
【００１６】
押さえ機構２０には、基板４に線状にまたは細長の面状に当接する当接部材（第１の当接部材）を備え矩形の基板４の４辺を押さえるための４つの基板押さえユニット２２（２２Ａ〜２２Ｃ）と、基板４に対して点状に当接し基板４を局部的に押さえる基板押さえピン２４（第２の当接部材）との２種類の押さえ部材を備えている。このように、２種類の押さえ部材を備えることにより、基板４の周縁部を全面的に押さえ込むとともに基板４の内部の特定位置を選択的に押さえ込むことができ、種類の異なる基板に対応して多様な基板押さえの形態を容易に実現することが可能となる。
【００１７】
図４、図５に示すように、基板押さえユニット２２には、基板の１辺に対応して天板２１の固定位置に取り付けられる固定式の基板押さえユニット２２Ａ、および他の３辺に対応して天板２１に位置調整自在に取り付けられる移動式の基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃがあり、それぞれボルト２３，２８によって天板２１に取り付けられる。したがって、天板２１は複数の押さえ部材を装着して保持する単一の保持部材となっており、これらの複数の押さえ部材の交換に際しては、これらの押さえ部材は天板２１に装着されて保持された状態で、一括して蓋部材１０に対して着脱される。
【００１８】
図５に示すように、基板押さえユニット２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、それぞれプレート状の基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃと、これらの各基部２５に設けられ内蔵されたスプリングにより伸縮自在なシャフトを有する伸縮部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃと、これらの各伸縮部２６のシャフト端部に結合され基板４に当接する当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃより構成される。
【００１９】
当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃを伸縮部２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃを介して基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに取り付けた状態では、図５に示すように各当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの外側の端面を示すエッジ線ＥＬ１の水平方向位置は、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃの両端の２カ所に形成された切り欠き部の端面を示すエッジ線ＥＬ２の水平方向位置と一致するようになっている。
【００２０】
すなわち、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２は、当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃとの位置の対応関係を示す位置合わせ部となっている。この位置合わせ部を備えることにより、基板４に当接する当接部２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃの位置合わせを行う際に、基部２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃに設けられた切り欠き部のエッジ線ＥＬ２を天板２１上での位置合わせの基準として用いることができ、位置合わせ作業を容易に行うことができる。
【００２１】
天板２１には、プラズマ処理時に基板４を電極３に載置した状態での基板４との相対位置を示すマークや穴が設けられている。すなわち、基板４の載置方向や載置中心位置を示す基準線２１ｄや、処理対象基板のうちの最小サイズ、最大サイズの基板の輪郭をそれぞれ示すマーク線２１ｅ，２１ｆ、および格子状に多数設けられ天板２１上での区画を示すタップ穴２１ｂが設けられている。これらのマークや穴を用いることにより、処理対象基板の天板２１上での相対位置を容易にかつ正確に見いだすことができる。
【００２２】
基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃの位置調整は、天板２１に設けられた長穴２１ｃに沿って基部２５Ｂ，２５Ｃを移動させることにより行われる。図６に示すように、天井部材１０ｂ下面の天板２１の長穴２１ｃに対応する位置には長溝１４が設けられており、基部２５Ｂ，２５Ｃと天板２１とを締結するボルト２３が螺合するナット部材１５が、天井部材１０ｂと干渉することなく長溝１４内に収容できるようになっている。位置調整時には、ボルト２３を緩めることにより基部２５Ｂ，２５Ｃを長穴２１ｃに沿って移動させることができ、また基板押さえユニット２２Ｂ，２２Ｃの固定のためにはボルト２３を締め付けて基部２５Ｂ，２５Ｃを天板２１に固定すればよい。
【００２３】
基板押さえピン２４は、ホルダ２４ａに内蔵されたスプリングによって上下方向に伸縮自在に装着されており、ホルダ２４ａを天板２１に格子状に多数設けられたタップ穴２１ｂにボルト２８によって固定することによって取り付けられる。天井２１上でのタップ穴２１ｂの位置を選択することにより、またホルダ２４ａに設けられた長穴の調整代を利用することにより、基板押さえピン２４の位置は自由に調整可能となっている。また天板２１の４隅には、後述する基板押さえの取り付け治具を装着するためのタップ穴２１ａが設けられている。
【００２４】
図７は、処理対象の基板４に応じて基板押さえユニット２２Ｂおよび基板押さえピン２４の位置を調整した状態の蓋部材１０を示している。図７（ａ）では、この蓋部材１０は電極３の上方に位置あわせされており、この後蓋部材１０を下降させることにより、図７（ｂ）に示すように蓋部材１０の下端部がベース部材２に当接するとともに、基板押さえユニット２２Ｂの当接部２７Ｂおよび基板押さえピン２４が基板４の上面に当接する。この状態では、当接部２７Ｂは伸縮部２６Ｂに内蔵されたスプリングの付勢力によって、また基板押さえピン２４も同様に基板４を電極３に対して押さえ付けており、これにより基板４の電極３表面からの浮き上がりが防止される。
【００２５】
図８は図７（ａ）に示すＡ部分の断面を示している。図８において蓋部材１０の天井部材１０ｂの下面には中央部に溝１７が設けられており、溝１７は管継手１８を介して管部材１１と連通している。天井部材１０ｂの下面に固定された基板押さえの取り付けの天板２１には、溝１７の位置に対応してガス噴出孔２１ｄが設けられている。管部材１１を介して供給されるプラズマ発生用ガスは、溝１７の内部を経てガス噴出孔２１ｄから蓋部材１０の内部に供給される。溝１７の形成範囲とガス噴出孔２１ｄの孔径・配置パターンを適切に設定することにより、プラズマ発生用ガスを処理室内部に載置された基板４の表面に対して均一に供給することができる。
【００２６】
次に図９を参照して、押さえ機構２０の蓋部材１０への装着について説明する。図９は、蓋部材１０を反転した状態を示しており、蓋部材１０の天井部材１０ｂの裏側（図９においては上側）には、押さえ機構２０の天板２１を固定するためのタップ穴１３が４隅に設けられている。天井部材１０ｂの裏側に示す１４は、基板押さえユニット２２固定用のナットを収納するための長溝（図６参照）である。
【００２７】
押さえ機構２０は、天板２１に複数の押さえ部材である基板押さえユニット２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃや基板押さえピン２４を装着した状態となっており、天板２１の取付穴２１ａおよび天井部材１０ｂのタップ穴１３を用いて、ボルト１２によって固定される。取付穴２１ａ、タップ穴１３およびボルト１２は、押さえ機構２０を蓋部材に着脱自在に固定する固定手段となっている。
【００２８】
このように、天板２１に基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４を装着した状態で蓋部材１０に一括して着脱することにより、基板押さえユニット２２や基板押さえピン２４の位置調整を、蓋部材１０から取り外した作業性の良い状態で行うことができるとともに、蓋部材１０への脱着作業は短時間で行うことができることにより、段取り替え時の装置停止時間を短縮することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、電極上のワークに当接してワークを電極に押し付けるワーク押さえを構成する複数の押さえ部材を、単一の保持部材に装着した状態で一括して蓋部材に対して着脱するようにしたので、押さえ部材の位置調整作業を作業性のよい状態で行って段取り替え作業絵を容易にするとともに、段取り替え作業中の装置停止時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の斜視図
【図２】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の側面図
【図３】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の反転斜視図
【図４】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分斜視図
【図５】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の押さえ機構の斜視図
【図６】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図
【図７】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の部分断面図
【図８】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の蓋部材の部分断面図
【図９】  本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の押さえ機構の装着方法の説明図
【符号の説明】
２  ベース部材
３  電極
４  基板
８  シリンダ
１０  蓋部材
２０  押さえ機構
２１  天板
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ  基板押さえユニット
２４  基板押さえピン
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ  基部
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ  伸縮部
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ  当接部
ＥＬ１，ＥＬ２  エッジ線
【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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