JP2012109446A - 絶縁部材及び絶縁部材を備えた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材のプラズマによる劣化を防止できる絶縁部材を提供する。
【解決手段】基板処理装置のチャンバ内でサセプタとチャンバの底部平面とを絶縁する絶縁部材１４が、内側部材４１と、外側部材４２と、その間に配置されたＯリング４３とを有し、外側部材４２は矩形のサセプタ１２の各辺に対応する長尺状物４４〜４７の組合せ体からなり、各長尺状物の一端の端面が隣接する他の長尺状物の一端の側面に当接し、他端の側面が別の長尺状物の一端の端面に当接するように組合せられ、各長尺状物の一端が固定用のねじ孔４８を介してチャンバ１１の底部平面５１に固定され、他端が支持用のねじ孔４９を介して変位自在に支持されて配列されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理装置の処理室内に設けられた電極と処理室の内壁面とを電気的に絶縁する絶縁部材及び該絶縁部材を備えた基板処理装置に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）をはじめとするＦＰＤ（Flat Panel Display）の製造工程において、ガラス基板をはじめとする各種基板に対してプラズマ処理を施す基板処理装置が知られている。

このような基板処理装置においては、内部が真空領域である処理室（以下、「チャンバ」という。）内で基板を支持する基板載置台（サセプタ）と、該サセプタと処理空間を隔てて対向するように配置された上部電極とを有し、下部電極として機能するサセプタにプラズマ生成用の高周波電力（ＲＦ）を印加すると共に、チャンバ内の処理空間に処理ガスを導入してプラズマを生成させ、生成したプラズマを用いてサセプタに載置された基板に対して所定のプラズマ処理が施される。

サセプタは処理対象である基板と同様の矩形を呈しており、ＲＦの絶縁を確保するためにサセプタとチャンバの内壁面、例えば底部壁面とを電気的に絶縁する絶縁部材は矩形の環状体からなる。絶縁部材は、通常、内側部材と、外側部材と、該内側部材と外側部材との間に配置されたシール部材とから主として構成されている。内側部材及び外側部材は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン(登録商標)）をはじめとする絶縁性の材料で構成されており、内側部材で囲まれた領域は、大気に開放された大気領域となっている。従って、内側部材と外側部材との間に配置されたシール部材は、チャンバ内の真空領域と内部部材に囲まれた大気領域とを区画している。

絶縁部材を構成する内部部材及び外部部材は矩形の環状体であり、近年の産業界の要請等に伴う処理基板の大型化に伴って大型化しているために一体成形することが困難であること、また、形状の簡易化、コストダウン、部材の膨張による寸法変化への対策の観点から、通常、複数の構成部材の組合せによる組合せ体として形成されている。

図７は、従来技術における絶縁部材の構成を示す図であり、図７（Ａ）は、絶縁部材全体の平面図、図７（Ｂ）は、絶縁部材の角部の部分拡大平面図、図７（Ｃ）は、絶縁部材の角部の部分拡大側面図である。

図７において、絶縁部材７０は、矩形の内側部材７１及び外側部材７２と、該内側部材７１及び外側部材７２の間に挟持するように配置されたシール部材としての矩形のＯリング７３とから主として構成されている。内側部材７１及び外側部材７２は複数に分割された構成部材からなり、各構成部材は、図示省略したねじによってチャンバの底部壁面に固定されている。なお、矩形の角部に配置された構成部材はそれぞれＬ字状を呈している。

絶縁部材７０は、処理目的に応じて加熱される下部電極からの伝熱によって加熱され、熱膨張する。従って、熱膨張時に、隣接する構成部材相互の当接面において相互に他方を押し合う力が発生して変形する虞がある。

そこで、各構成部材相互間には、あらかじめ熱膨張代として熱膨張分を吸収するための隙間７４が設けられている。なお、プラズマの、例えば、縦方向の貫通を防止するために、各構成部材相互の当接部に段差部７５が設けられており、隙間７４は段差部７５によって２つに分割されている。

しかしながら、隙間７４は種々の処理条件における各構成部材の熱膨張を吸収するために十分な大きさに設計されていたために、基板処理時に構成部材が熱膨張しても隙間７４が完全に閉じられず、殆どの場合、隙間７４に幾分かの間隙が残留していた。

プラズマ処理時に、各構成部材相互間に隙間７４が存在すると、該隙間７４からプラズマが進入して外側部材７２の内側に配置されたＯリング７３に至り、プラズマの照射を受けたＯリング７３が短時間のうちに劣化するという問題が生じる。

そこで、このような絶縁部材、シールドリングをはじめとするチャンバ内部品の熱膨張に伴って発生する問題を解決するために、チャンバ内部品を構成する各構成部材を相互に引きつけるように付勢する付勢部材又は各構成部材を該構成部材の組み立て体としてのチャンバ内部品の中心部に向かって付勢する付勢部材を取り付け、これによって、各構成部材相互間における隙間の発生を防止する技術が提案されている（例えば、「特許文献１」参照）。

特開２００８−３１１２９８号公報

しかしながら、チャンバ内部品を形成するための各構成部材に対して特定の方向に働く作用力を付与するための付勢部材を取り付けることは、必ずしも容易ではない。一方、熱膨張を吸収するための隙間をなくしたのでは、熱膨張による構成部材の変形または破損を招くことになり、また、熱膨張を十分吸収できる隙間を放置したのでは、該隙間からプラズマが進入して、例えばその内部に配置された他の構成部品の劣化を促進させるという問題がある。

本発明の課題は、シール部材の劣化を防止することができる絶縁部材及び該絶縁部材を備えた基板処理装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の絶縁部材は、矩形の基板にプラズマ処理を施す基板処理装置の処理室内で前記基板を載置する矩形の載置台と前記処理室の内壁面とを電気的に絶縁する絶縁部材であって、内側部材と、外側部材と、該内側部材及び外側部材の間に配置され前記処理室内の真空領域と前記内側部材で囲まれた大気領域とを区画する環状のシール部材と、を有し、前記外側部材は、前記矩形の載置台の各辺に対応して配置された絶縁性の長尺状物の組合せ体からなり、各長尺状物の長さ方向の一端の端面が、隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面に当接し、他端の側面が、前記隣接する他の長尺状物とは異なる隣接する別の長尺状物の長さ方向の一端の端面に当接するようにそれぞれ組合せられ、前記各長尺状物の長さ方向の一端が固定用のねじ孔を介して前記処理室の内壁面に固定され、他端が少なくとも１つの支持用のねじ孔を介して変位自在に支持されて配列されていることを特徴とする。

請求項２記載の絶縁部材は、請求項１記載の絶縁部材において、前記各長尺状物は、前記固定された一端を起点にして前記長尺状物の長さ方向に沿って熱膨張又は熱収縮可能に配列されていることを特徴とする。

請求項３記載の絶縁部材は、請求項１又は２記載の絶縁部材において、前記固定用のねじ孔は、該固定用のねじ孔に垂直な断面において真円形であり、前記支持用のねじ孔は、該支持用のねじ孔に垂直な断面において前記長尺状物の長さ方向に長い楕円形若しくは両端が半円である矩形であることを特徴とする。

請求項４記載の絶縁部材は、請求項３記載の絶縁部材において、前記固定用のねじ孔に装着される固定ねじの締め付けトルクを、前記支持用のねじ孔に装着される支持ねじの締め付けトルクよりも大きくしたことを特徴とする。

請求項５記載の絶縁部材は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記外側部材は、前記環状のシール部材の長さ方向に直交する断面において前記環状のシール部材の外側面側にのみに存在していることを特徴とする。

請求項６記載の絶縁部材は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記外側部材における前記長尺状物相互の当接部の内側面は曲面を呈しており、前記長尺状物の一端の側面に前記曲面を形成する突出部が設けられていることを特徴とする。

請求項７記載の絶縁部材は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記外側部材における前記長尺状物相互の当接部の内側面は実質的に直角の角部を形成しており、前記長尺状物は、突起部を有さない矩形の外形を有することを特徴とする。

請求項８記載の絶縁部材は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記各長尺状物の長さ方向の一端の端面と、前記隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面との当接部に段差構造の組合せ部が形成されていることを特徴とする。

請求項９記載の絶縁部材は、請求項８記載の絶縁部材において、前記段差構造の少なくとも一部は、前記各長尺状物の一端の端面と、前記隣接する他の長尺状物の前記一端の側面との当接部に形成された凹部に遊嵌された絶縁材料からなる入れ子部材で構成されていることを特徴とする。

請求項１０記載の絶縁部材は、請求項９記載の絶縁部材において、前記凹部と前記入れ子部材との間に、前記長尺状物の長さ方向に沿った熱膨張又は熱収縮に起因する変位を吸収する隙間が設けられていることを特徴とする。

請求項１１記載の絶縁部材は、請求項１０記載の絶縁部材において、前記凹部における前記入れ子部材の挿入口は、サイドシールド部材で封止されていることを特徴とする。

請求項１２記載の絶縁部材は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記環状のシール部材の一部は、前記処理室の内壁面に設けられた凹部に嵌合されていることを特徴とする。

請求項１３記載の絶縁部材は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の絶縁部材において、前記内側部材は、複数の構成部材が組み合わされた組合せ体からなり、各構成部材の相互間に熱膨張を吸収するための隙間が設けられていることを特徴とする。

上記課題を解決するために、請求項１４記載の基板処理装置は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の絶縁部材を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、内側部材及び外側部材と、その間に配置された環状のシール部材とを有する絶縁部材における外部部材を長尺状物の組合せ体で絶縁部材を構成し、各長尺状物の長さ方向の一端の端面が、隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面に当接し、他端の側面が、隣接する他の長尺状物とは異なる隣接する別の長尺状物の長さ方向の一端の端面に当接するようにそれぞれ組合せ、各長尺状物の一端を固定するとともに、他端を変位自在に支持するようにしたので、外側部材の構成部材相互間に隙間を形成することなく、熱膨張を吸収して外部部材の内側に配置されたシール部材へのプラズマの進入を阻止し、これによって、プラズマが照射されることによるシール部材の劣化を防止することができる。

本発明の実施の形態に係る絶縁部材を備えた基板処理装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る絶縁部材の構成を示す平面図である。 図２の絶縁部材を図１の基板処理装置に組み込んだ状態における要部を示す断面図である。 絶縁部材の角部の部分拡大図であって、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）は、熱膨張前の状態を示す図であり、図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）は、熱膨張後の状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係る絶縁部材の変形例の要部を示す図であって、図５（Ａ）は、第１の変形例の要部を示す図、図５（Ｂ）は、第２の変形例の要部を示す図である。 本発明の実施の形態に係る絶縁部材の変形例の要部を示す図であって、図６（Ａ）は、第３の変形例の要部を示す図、図６（Ｂ）は、第４の変形例の要部を示す図である。 従来技術における絶縁部材の構成を示す図であり、図７（Ａ）は、絶縁部材全体の平面図、図７（Ｂ）は、絶縁部材の角部の部分拡大平面図、図７（Ｃ）は、絶縁部材の角部の部分拡大側面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る絶縁部材を備えた基板処理装置の概略構成を示す断面図である。この基板処理装置は、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）製造用のガラス基板にプラズマエッチング処理を施すものである。

図１において、基板処理装置１０は、例えば１辺が数ｍの矩形のガラス基板Ｇ（以下、単に「基板」という。）を収容する処理室（チャンバ）１１を有し、該チャンバ１１内部の図中下方には基板Ｇを載置する載置台（サセプタ）１２が配置されている。サセプタ１２は、例えば、表面がアルマイト処理されたアルミニウムやステンレス等からなる基材１３で構成されており、基材１３は絶縁部材１４を介してチャンバ１１の内壁面である底部平面に支持されている。絶縁部材１４は、サセプタ１２とチャンバ１１の底部平面とを電気的に絶縁する。基材１３は断面凸型を呈しており、その上部平面は基板Ｇを載置する基板載置面１３ａとなっている。

基板載置面１３ａの周囲を囲むようにシールドリング１５が設けられている。基材１３の上部は静電電極板１６を内蔵し、静電チャックとして機能する。静電電極板１６には直流電源１７が接続されており、静電電極板１６に正の直流電圧が印加されると、基板載置面１３ａに載置された基板Ｇにおける静電電極板１６側の面（以下、「裏面」という。）には負電荷が誘起され、これによって静電電極板１６及び基板Ｇの裏面の間に電界が生じ、該電界に起因するクーロン力又はジョンソン・ラーベック力により、基板Ｇが基板載置面１３ａに吸着保持される。

基材１３の内部には、基材１３及び基板載置面１３ａに載置された基板Ｇの温度を調節するための温度調節機構（図示省略）が設けられている。この温度調節機構に、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）等の冷媒が循環供給され、該冷媒によって冷却された基材１３は基板Ｇを冷却する。

基材１３の周囲には、シールドリング１５と基材１３との当接部を含む側面を覆うサイドシールド部材としての絶縁リング１８が配置されている。絶縁リング１８は絶縁性のセラミックス、例えばアルミナで構成されている。

チャンバ１１の底部平面、絶縁部材１４で囲まれた空間部及び基材１３を貫通する貫通孔に、昇降ピン２１が昇降可能に挿通されている。昇降ピン２１は基板載置面１３ａに載置される基板Ｇの搬入及び搬出時に作動するものであり、基板Ｇをチャンバ１１内に搬入する際又はチャンバ１１から搬出する際には、サセプタ１２の上方の搬送位置まで上昇し、それ以外のときには基板載置面１３ａ内に埋設状態で収容されている。

基板載置面１３ａには、図示省略した複数の伝熱ガス供給孔が開口している。複数の伝熱ガス供給孔は伝熱ガス供給部に接続され、伝熱ガス供給部から伝熱ガスとして、例えばヘリウム（Ｈｅ）ガスが基板載置面１３ａ及び基板Ｇの裏面の間隙に供給される。基板載置面１３ａ及び基板Ｇの裏面の間隙に供給されたヘリウムガスは基板Ｇとサセプタ１２の間で効果的に熱の伝達を行い、例えば、基板Ｇの熱をサセプタ１２に抜熱して効果的に基板Ｇの冷却を行うことができる。

サセプタ１２の基材１３には、高周波電力を供給するための高周波電源２３が整合器２４を介して接続されている。高周波電源２３からは、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力（ＲＦ）が印加され、サセプタ１２は下部電極として機能する。整合器２４は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への印加効率を最大にする。

基板処理装置１０では、チャンバ１１の内部側壁とサセプタ１２の側面とによって側方排気路２６が形成される。この側方排気路２６は排気管２７を介して排気装置２８に接続されている。排気装置２８としてのＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）若しくはＭＢＰ（Mechanical Booster Pump）（ともに図示省略）はチャンバ１１内を真空引きして減圧する。具体的には、ＤＰ若しくはＭＢＰはチャンバ１１内を大気圧から中真空状態（例えば、１．３×１０Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧し、ＴＭＰはＤＰ若しくはＭＢＰと協働してチャンバ１１内を中真空状態より低い圧力である高真空状態（例えば、１．３×１０^−３Ｐａ（１．０×１０^−５Ｔｏｒｒ）以下）まで減圧する。なお、チャンバ１１内の圧力はＡＰＣバルブ（図示省略）によって制御される。

チャンバ１１の天井部分には、サセプタ１２と対向するようにシャワーヘッド３０が配置されている。シャワーヘッド３０は内部空間３１を有するとともに、サセプタ１２との間の処理空間Ｓに処理ガスを吐出する複数のガス孔３２を有する。シャワーヘッド３０は接地されており、下部電極として機能するサセプタ１２と共に一対の平行平板電極を構成している。

シャワーヘッド３０は、ガス供給管３６を介して処理ガス供給源３９に接続されている。ガス供給管３６には、開閉バルブ３７及びマスフローコントローラ３８が設けられている。また、処理チャンバ１１の側壁には基板搬入出口３４が設けられており、この基板搬入出口３４はゲートバルブ３５により開閉可能となっている。そして、このゲートバルブ３５を介して処理対象である基板Ｇがチャンバ１１に搬入出される。

基板処理装置１０では、処理ガス供給源３９から処理ガス導入管３６を介して処理ガスが供給される。供給された処理ガスは、シャワーヘッド３０の内部空間３１及びガス孔３２を介してチャンバ１１の処理空間Ｓへ導入される。導入された処理ガスは、高周波電源２３からサセプタ１２を介して処理空間Ｓへ印加されたプラズマ生成用の高周波電力（ＲＦ）によって励起されてプラズマとなる。プラズマ中のイオンは、基板Ｇに向かって引きこまれ、基板Ｇに対して所定のプラズマエッチング処理を施す。

基板処理装置１０の各構成部品の動作は、基板処理装置１０が備える制御部（図示省略）のＣＰＵがプラズマエッチング処理に対応するプログラムに応じて制御する。

図２は、本発明の実施の形態に係る絶縁部材の構成を示す平面図である。

図２において、絶縁部材１４は、内側部材４１と、外側部材４２と、該内側部材４１及び外側部材４２の間に挟持されるように配置された環状のシール部材（以下、「Ｏリング」という。）４３とから主として構成されている。

外部部材４２は、矩形のサセプタ１２の各辺に対応して配置された４つの長尺状物からなる矩形を呈しており、対向する２つの短辺を形成する長尺状物４４、４５と、対向する２つの長辺を形成する長尺状物４６、４７との組合せ体で構成されている。長尺状物４４の固定端４４ａの端面は、隣接する他の長尺状物４６の長さ方向の端部（自由端）４６ｂの側面に当接し、他端である移動端４４ｂの側面が、隣接する他の長尺状物４６とは異なる隣接する別の長尺状物４７の端部（固定端）４７ａの端面に当接するように配置されている。長尺状物４５及び４７は、それぞれ内部部材４１で囲まれた空間部である大気領域５０の中心点Ｃに対して長尺状物４４及び４６と点対象となるように組み合わされている。

長尺状物４４〜４７は、その長さ方向の一端である固定端に設けられた固定用のねじ孔４８と、該固定用のねじ孔４８とは長尺状物の長さ方向に離間して設けられた支持用のねじ孔４９を有する。固定端４４ａ〜４７ａはそれぞれ固定用のねじ孔４８に装着された固定ねじ（図示省略）によってチャンバ１１の底部平面に固定されている。一方、自由端４４ｂ〜４７ｂは、支持用のねじ孔４９を貫通する支持ねじ（図示省略）によって、チャンバ１１の底部平面に対して長尺状物の長さ方向に沿って変位自在に支持されている。これによって、各長尺状物４４〜４７は固定端４４ａ〜４７ａを起点にして長尺状物の長さ方向に沿って熱膨張又は熱収縮可能に支持されている。

固定用のねじ孔４８は長尺状物の固定端４４ａ〜４７ａをチャンバ１１の底部平面に固定するためのものであり、ねじ孔に垂直な断面において遊びが少ない真円形に形成されている。一方、支持用のねじ孔４９は、固定端４４ａ〜４７ａに対向する他端である自由端４４ｂ〜４７ｂを、固定端を起点として変位自在に支持するものであり、ねじ孔に垂直な断面において長尺状物の長さ方向に長い楕円形若しくは両端が半円となる矩形に形成されている。

支持用のねじ孔４９は少なくとも１つ設けられるが、長尺状物４４〜４７の長さに応じて２つ又はそれ以上設けることもできる。このとき各支持用のねじ孔４９は、例えば等間隔に設けることが好ましい。支持用のねじ孔４９の長径は、各長尺状物４４〜４７が熱膨張しても、支持用のねじ孔４９に装着された支持ねじが長尺状物の熱膨張を規制しない程度の長さを有するものとし、長径の長さは、例えば、第８世代と呼ばれるＦＰＤ用ガラス基板を処理する際には、１６ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましいが、処理するガラス基板のサイズに応じて設定される。

固定用のねじ孔４８に装着される固定ねじの締め付けトルクは、支持用のねじ孔４９に装着される支持ねじの締め付けトルクよりも大きくすることが好ましい。これによって、長尺状物４４〜４７の固定端４４ａ〜４７ａを確実に固定し、また、自由端４４ｂ〜４７ｂを緩く支持して熱膨張時又は熱収縮時のその変位を確保することができる。

固定ねじの締め付けトルクは、例えば１５〜２０ｋｇｆ・ｃｍ（１．５〜２．０Ｎ・ｍ）程度であり、支持ねじの締め付けトルクは、固定ねじの締め付けトルクよりも若干小さく、例えば１０〜１５ｋｇｆ・ｃｍ（１．０〜１．５Ｎ・ｍ）程度である。ただし、膨張による延び量を制限する必要がある場合などにおいては、これらのトルクを、長尺状物が破損しない程度の範囲内でより強く締め、長尺状物の変位を制約することも可能である。

長尺状物４４〜４７相互の当接部の内側面は曲面を呈しており、各長尺状物４４〜４７の一端の側面には曲面を形成する突出部４４ｃ〜４７ｃが設けられている。これによって、外側部材４２と後述する内側部材４１とでＯリング４３の全周を確実に支持することができ、Ｏリング４３によるチャンバ１１内部の真空領域と内部部材４１で囲まれた大気領域５０とを確実に区画することができる。

なお、長尺状物４４〜４７相互の当接部の内側面は実質的に直角の角部であってもよく、この場合、長尺状物４４〜４７として、突起部を有さない矩形の外形を有するものが適用される。

外側部材４２は、Ｏリング４３の長さ方向に直交する断面においてＯリング４３の外側面側にのみ存在する（図２及び図３参照）。すなわち、各長尺状物４４〜４７はＯリング４３を挟んだり、収容することがなく、Ｏリング４３を拘束しない。これによって、後述の図４に示すように、外部部材を構成する各長尺状物４４〜４７が加熱され、その自由端４４ｂ〜４７ｂがその長さ方向に沿って変位したとしても、長尺状物４４〜４７がＯリング４３をねじることがなく、チャンバ内の真空領域と大気領域５０とを安定に区画する。また、Ｏリング４３はねじられないので、Ｏリング４３の損傷、磨耗、劣化などを防止することができる。

図３は、図２の絶縁部材を図１の基板処理装置に組み込んだ状態における要部を示す断面図である。

図３において、Ｏリング４３の長さ方向に直交する断面形状（以下、単に「断面形状」という。）の高さは、外部部材４２及び内部部材４１の高さ寸法よりも若干大きい。Ｏリング４３の断面形状における上下端はそれぞれそれ以外の部分よりも太くなっており、且つその一部である下方端は、チャンバ１１の底部平面５１に設けられた凹部に嵌合し、これによって安定に支持、固定されている。Ｏリング４３の断面形状における上方端は、サセプタ１２を形成する基材１３の下側面に当接しており、これによってチャンバ１１内の処理空間Ｓとしての真空領域と内部部材４１で囲まれた大気領域５０とを確実に区画して真空領域の真空度を維持している。

内部部材４１は、複数に分割された構成部材の組合せ体で構成されており、各構成部材相互間には、熱膨張による変位を吸収するための隙間４１ａが形成されている。内部部材４１を平面視した際に内部部材４１の矩形の角部に相当する構成部材は、その外側面がＯリング４３の内側面を均等に支持できるような曲面を有するＬ字状の分割部材で構成されている。

このような構成の絶縁部材１４を組み込んだ図１の基板処理装置１０を用い、基板Ｇにプラズマエッチング処理を施す際、処理目的に応じて加熱される下部電極からの伝熱等によって絶縁部材１４は加熱され、熱膨張する。

図４は、絶縁部材の角部の部分拡大図であって、図４（Ａ）及び図４（Ｃ）は、熱膨張前の状態を示す図であり、図４（Ｂ）及び図４（Ｄ）は、熱膨張後の状態を示す図である。

図４（Ａ）において、長尺状物４４の自由端４４ｂは、隣接する長尺状物４７の固定端４７ａの側面よりも所定幅だけ引っ込んでいる。一方、熱膨張後の状態を示す図４（Ｂ）において、長尺状物４４は固定端４４ａ（図示省略）を起点としてその長さ方向に延伸し、これによって自由端４４ｂは変位しており、自由端４４ｂの端面は隣接する長尺状物４７の固定端４７ａの側面と、いわゆる面一になっている。

本実施の形態によれば、外側部材４２を構成する各長尺状物４４〜４７の長さ方向の一端である固定端の端面が、隣接する他の長尺状物の長さ方向の自由端の側面に当接し、他端である自由端の側面が、隣接する他の長尺状物とは異なる隣接する別の長尺状物の長さ方向の一端である固定端の端面に当接するようにそれぞれ隙間なく組合せられ、且つ各長尺状物４４〜４７の固定端４４ａ〜４７ａを固定用のねじ孔４８に装着される固定ねじによって確実に固定し、他端である自由端４４ｂ〜４７ｂを支持用のねじ孔４９に装着される支持ねじによって熱膨張又は熱収縮方向に変位可能に支持するようにしたので、自由端４４ｂ〜４７ｂの移動方向に他の長尺状物が存在せず、これによって、長尺状物４４〜４７が熱膨張しても長尺状物相互間に相手を押圧する力及び隙間が発生することがない。従って、外側部材４２の内部に配置されたＯリング４３へのプラズマの進入を阻止し、プラズマが照射されることによるＯリング４３の劣化を防止することができる。

また、本実施の形態によれば、外側部材４２を長尺状物４４〜４７の組合せ体で構成したので、各長尺状物４４〜４７の形状を、例えば略短冊状の簡易形状とすることができ、これによって、長尺状物４４〜４７及び外側部材４２、ひいては絶縁部材１４の製作コストを削減することができる。

本実施の形態において、長尺状物４４の自由端４４ｂは、隣接する長尺状物４７の固定端４７ａの外側面よりも該長尺状物４４の熱膨張による延伸幅に相当する長さ分だけ引っ込んだ状態となるように長尺状物４４の長さを選定しておくことが好ましい。これによって、長尺状物４４が熱膨張によってその長さ方向に延伸したとしても、その自由端４４ｂが隣接する長尺状物４７の固定端４７ａの外側面から突出することがなく、他のチャンバ内構成部品への衝突を回避することができる。

なお、長尺状物４４の自由端４４ｂの端部を、図４（Ｃ）に示すようにあらかじめ隣接する長尺状物４７の固定端４７ａの外側面とツライチにし、熱膨張時には図４（Ｄ）に示すように固定端４７ａの側面から突出するようにしておき、隣接する別のチャンバ内部品に、長尺状物４４の熱膨張による延伸幅に相当する幅を有する凹部を設け、これによって当該隣接する別のチャンバ内部品と長尺状物４４との衝突を避けるようにしてもよい。

本実施の形態において、長尺状物４４の熱膨張によって、図４（Ｂ）に示したように、該長尺状物４４とＯリング４３との間に隙間５２が生じるが、長尺状物４４の自由端４４ｂの側面と長尺状物４７の固定端４７ａの端面との当接状態は確保されるので、プラズマの進入によってＯリング４３の劣化が生じることはない。

本実施の形態において、外側部材４１を構成する長尺状物４４〜４７は、絶縁性材料、例えばポリテトラフルオロエチレン（商品名：テフロン(登録商標)）等で構成される。

本実施の形態において、長尺状物４４〜４７における固定用のねじ孔４８は、該長尺状物４４〜４７の固定端４４ａ〜４７ａの端面に極力近い位置にあることが好ましく、固定端の端部から、例えば、３０〜４０ｍｍの位置に設けられる。固定用のねじ孔４８と固定端の端面との間隔が数百ｍｍ以上となると、その部分の熱膨張が無視できなくなり、各長尺状物の固定端と、該固定端に当接する他のリング構成部品との接合面に歪みが発生する虞がある。

本実施の形態において、Ｏリング４３は、耐熱性の弾性部材、例えばバイトン等で構成されている。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係る絶縁部材の変形例の要部を示す図であって、図５（Ａ）は、第１の変形例の要部を示す図、図５（Ｂ）は、第２の変形例の要部を示す図である。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、この絶縁部材１４ａ及び１４ｂは、長尺状物の長さ方向の一端の端面と、該長尺状物に隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面との当接部に、プラズマの進入を阻止する段差構造の組合せ部を設けたものである。

図５（Ａ）において、長尺状物５７の長さ方向の一端である固定端５７ａの端面と、該長尺状物５７に隣接する他の長尺状物５４の長さ方向の一端である自由端５４ｂの側面との当接部に、プラズマの進入を阻止するラビリンス状の段差構造が設けられている。長尺状物５４の自由端５４ｂは、長尺状物５７の固定端５７ａの側面よりも長尺状物４４の熱膨張による延伸幅に相当する長さ、例えば１０〜２０ｍｍだけ引っ込んだ状態の長さに調整されている。

なお、前述の本実施形態の場合と同様に、図５（Ｂ）に示したように、長尺状物５４の自由端５４ｂの端面と長尺状物５７の固定端５７ａの側面をツライチにしておき、隣接する別のチャンバ内部品に長尺状物５４の熱膨張による延伸幅に相当する幅を有する凹部を設け、これによって当該隣接する別のチャンバ内部品と長尺状物５４との衝突を避けるようにしても良い。

本実施の形態の第１の変形例によれば、長尺状物５７の固定端５７ａの端面と、該長尺状物５７に隣接する他の長尺状物５４の自由端５４ｂの側面との当接部に段差構造の組合せ部を設けたので、絶縁部材１４の上部に配置された下部電極（図示省略）から絶縁部材１４の下部に配置され且つグラウンドに接続されたチャンバ１１の底部平面（図示省略）へ至る経路の長さを十分確保することができ、これによって、下部電極とチャンバ１１の底部平面との間における短絡的な放電を回避して当接部におけるプラズマの発生を抑制することができ、ひいては、Ｏリング４３の劣化及び近傍のチャンバ内部品の摩耗を防止することができる。

また、本実施の形態の第１の変形例によれば、各長尺状物の当接部に段差構造の組合せ部を設けたので、各長尺状物の当接部からのプラズマの進入がより有効に阻止され、その内部に配置されたＯリングの劣化をより確実に防止することができる。なお、本実施の形態の第１変形例においては、外側部材４２の外側面にはサイドシールド部材１８（図１参照）が配設されており、これによって絶縁部材１４の側面からのプラズマの進入が阻止されている。

図６は、本発明の実施の形態に係る絶縁部材の変形例の要部を示す図であって、図６（Ａ）は、第３の変形例の要部を示す図、図６（Ｂ）は、第４の変形例の要部を示す図である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、この絶縁部材１４ｃ及び１４ｄが、図５の絶縁部材１４ａ及び１４ｂと異なる点は、長尺状物の長さ方向の一端の端面と、該長尺状物に隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面との当接部に設けられた段差構造の一部を、長尺状物の一端の端面と、該長尺状物に隣接する他の長尺状物の一端の側面との当接部に形成された凹部に遊嵌された入れ子部材６０で構成した点である。

図６（Ａ）において、長尺状物６７の固定端６７ａの端面、及び長尺状物６４の自由端６４ｂの側面には、それぞれ図中下方が四角柱状に削り取られた段差部が設けられている。これによって、長尺状物６７の固定端６７ａの端面と長尺状物６４の自由端６４ｂの側面との当接部には、段差部と段差部とで形成される凹部が形成される。そして、この凹部には、入れ子部材６０が遊嵌状に挿入され、段差構造の一部を形成している。

入れ子部材６０と凹部との間には、熱膨張に起因して延伸する長尺状物６４の変位を吸収するための隙間６８が設けられている。入れ子部材６０が遊嵌状に挿入された外側部材４２の側面には、図示省略したサイドシールド部材１８（図１参照）が配置され、垂直方向からだけでなく、水平方向からのプラズマの進入も阻止されている。

本実施の形態の第３の変形例においても、第１及び第２の変形例と同様、絶縁部材１４の上部に配置された下部電極（図示省略）から絶縁部材１４の下部に配置され且つグラウンドに接続されたチャンバの底部平面へ至る経路の長さを十分確保することができ、これによって、下部電極とチャンバの底部平面との間における短絡的な放電を回避して当接部におけるプラズマの発生を抑制することができ、ひいては、Ｏリング４３の劣化及び近傍のチャンバ内部品の摩耗を防止することができる。

また、本実施の形態の第３の変形例によれば、段差構造の一部を入れ子部材６０で構成することによって、長尺状物相互の当接部の構造が比較的単純な形状の部材により構成される。従って、各部材の製作が容易で、取り扱い時の破損の虞も少なくなる。

本実施の形態第３の変形例において、入れ子部材６０は、長尺状物６４、６７及びチャンバ１１の底部平面に固定されることなく、当該長尺状物相互間に形成される凹部に遊嵌した状態でチャンバ１１の底部平面に載置されていることが好ましい。

なお、前述の本実施形態の場合と同様に、図６（Ｂ）に示したように、長尺状物６４の自由端６４ｂの端面と長尺状物６７の固定端６７ａの側面をツライチにしておき、隣接する別のチャンバ内部品に長尺状物６４の熱膨張による延伸幅に相当する幅を有する凹部を設け、これによって当該隣接する別のチャンバ内部品と長尺状物６４との衝突を避けるようにしても良い。

以上、本発明を実施の形態を用いて詳細に説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

上述した各実施の形態において、プラズマ処理が施される基板は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板だけでなく、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence ；EL）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等をはじめとするＦＰＤ（Flat Panel Display）に用いる各種基板であってもよい。

また、上述の実施形態では、平行平板電極による容量結合型のプラズマ発生方式を用いた装置について説明したが、誘導結合型プラズマ発生方式など他のプラズマ発生方式による装置であっても、基板の載置台とシールドリング若しくはそれに相当する部材を有する装置であれば本発明を適用できることは言うまでもない。

１０ 基板処理装置
１１ 処理室（チャンバ）
１２ 載置台（サセプタ）
１３ 基材
１４ 絶縁部材
４１ 内側部材
４２ 外側部材
４３ Ｏリング
４４〜４７ 長尺状物
４４ａ〜４７ａ 固定端
４４ｂ〜４７ｂ 自由端
４８ 固定用ねじ孔
４９ 支持用ねじ孔
５０ 大気領域
５１ 底部平面
Ｇ 基板

Claims (14)

1. 矩形の基板にプラズマ処理を施す基板処理装置の処理室内で前記基板を載置する矩形の載置台と前記処理室の内壁面とを電気的に絶縁する絶縁部材であって、
   内側部材と、外側部材と、該内側部材及び外側部材の間に配置され前記処理室内の真空領域と前記内側部材で囲まれた大気領域とを区画する環状のシール部材と、を有し、
   前記外側部材は、
   前記矩形の載置台の各辺に対応して配置された絶縁性の長尺状物の組合せ体からなり、
   各長尺状物の長さ方向の一端の端面が、隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面に当接し、他端の側面が、前記隣接する他の長尺状物とは異なる隣接する別の長尺状物の長さ方向の一端の端面に当接するようにそれぞれ組合せられ、
   前記各長尺状物の長さ方向の一端が固定用のねじ孔を介して前記処理室の内壁面に固定され、他端が少なくとも１つの支持用のねじ孔を介して変位自在に支持されて配列されていることを特徴とする絶縁部材。
2. 前記各長尺状物は、前記固定された一端を起点にして前記長尺状物の長さ方向に沿って熱膨張又は熱収縮可能に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁部材。
3. 前記固定用のねじ孔は、該固定用のねじ孔に垂直な断面において真円形であり、前記支持用のねじ孔は、該支持用のねじ孔に垂直な断面において前記長尺状物の長さ方向に長い楕円形若しくは両端が半円である矩形であることを特徴とする請求項１又は２記載の絶縁部材。
4. 前記固定用のねじ孔に装着される固定ねじの締め付けトルクを、前記支持用のねじ孔に装着される支持ねじの締め付けトルクよりも大きくしたことを特徴とする請求項３記載の絶縁部材。
5. 前記外側部材は、前記環状のシール部材の長さ方向に直交する断面において前記環状のシール部材の外側面側にのみに存在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の絶縁部材。
6. 前記外側部材における前記長尺状物相互の当接部の内側面は曲面を呈しており、前記長尺状物の一端の側面に前記曲面を形成する突出部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の絶縁部材。
7. 前記外側部材における前記長尺状物相互の当接部の内側面は実質的に直角の角部を形成しており、前記長尺状物は、突起部を有さない矩形の外形を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の絶縁部材。
8. 前記各長尺状物の長さ方向の一端の端面と、前記隣接する他の長尺状物の長さ方向の一端の側面との当接部に段差構造の組合せ部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の絶縁部材。
9. 前記段差構造の少なくとも一部は、前記各長尺状物の一端の端面と、前記隣接する他の長尺状物の前記一端の側面との当接部に形成された凹部に遊嵌された絶縁材料からなる入れ子部材で構成されていることを特徴とする請求項８記載の絶縁部材。
10. 前記凹部と前記入れ子部材との間に、前記長尺状物の長さ方向に沿った熱膨張又は熱収縮に起因する変位を吸収する隙間が設けられていることを特徴とする請求項９記載の絶縁部材。
11. 前記凹部における前記入れ子部材の挿入口は、サイドシールド部材で封止されていることを特徴とする請求項１０記載の絶縁部材。
12. 前記環状のシール部材の一部は、前記処理室の内壁面に設けられた凹部に嵌合されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の絶縁部材。
13. 前記内側部材は、複数の構成部材が組み合わされた組合せ体からなり、各構成部材の相互間に熱膨張を吸収するための隙間が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の絶縁部材。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の絶縁部材を備えていることを特徴とする基板処理装置。

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