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JP3996002B2 - Vacuum processing equipment - Google Patents

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JP3996002B2
JP3996002B2 JP2002201999A JP2002201999A JP3996002B2 JP 3996002 B2 JP3996002 B2 JP 3996002B2 JP 2002201999 A JP2002201999 A JP 2002201999A JP 2002201999 A JP2002201999 A JP 2002201999A JP 3996002 B2 JP3996002 B2 JP 3996002B2
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JP
Japan
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side block
vacuum
vacuum chamber
processing gas
inlet
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雅 青砥
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Tokyo Electron Ltd
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Tokyo Electron Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理基板に所定の真空処理、例えばプラズマによるエッチング処理、成膜処理等を行う真空処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、被処理基板を真空チャンバ内に収容して所定の真空処理を行う真空処理装置が多用されている。例えば、半導体装置の製造分野においては、半導体装置の微細な回路構造を形成する際に、半導体ウエハ等の被処理基板を真空チャンバ内に収容し、所定の真空雰囲気において真空処理、例えばプラズマを作用させたエッチング処理や成膜処理等を行っている。
【0003】
このような真空処理装置では、定期的に真空チャンバ内のメンテナンスを行う必要があることから、例えば、真空チャンバを、上部開口を有する容器状の真空チャンバ本体部と、この上部開口を開閉自在に且つ気密に閉塞する蓋状の上側部とから構成し、この上側部を開けることによって、上部開口から真空チャンバ内のメンテナンスを行えるようにしたものが知られている。
【0004】
また、真空処理装置のうち、例えば、真空チャンバ内に上部電極と下部電極を設け、これらの上部電極と下部電極との間に高周波電力を供給してプラズマを生起する所謂平行平板型の装置では、下部電極上に載置された半導体ウエハ等の被処理基板の全面に均一に処理ガスを供給するため、上部電極に多数のガス供給孔を設け、シャワー状に処理ガスを供給するよう構成されたものが多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシャワー状に処理ガスを供給する装置では、前述した上側部に、シャワー状に処理ガスを供給するシャワー機構(処理ガス導入部)を設ける必要があるが、この上側部は前述したとおり、開閉動作可能とする必要があるため、この上側部に処理ガス供給源からの処理ガス供給配管を直接接続すると、上側部を開閉させる度に処理ガス供給配管を着脱する必要等が生じてしまう。
【0006】
このため、処理ガス供給源からの処理ガス供給配管を取り付ける取付部は真空チャンバ本体部側に設け、この取付部と、上側部のシャワー機構とを接続する処理ガス流路接続機構、つまり、上側部を閉じた状態では取付部とシャワー機構とが連通し、上側部を開いた状態ではこれらの連通が解かれるよう構成された処理ガス流路接続機構を設けることが行われている。
【0007】
しかしながら、このような処理ガス流路接続機構により、上側部が閉じられた際に、確実に取付部とシャワー機構とが気密な状態で連通されるようにするには、細かな位置調整等が必要となり、そのメンテナンスが繁雑となるという問題があった。また、このような細かな位置調整を行うためには、位置調整用の多くのネジ等を使用する必要があるため、輸送中等にこれらのネジが緩み、部品が脱落したり、接続部分の真空保持力が低下し、真空チャンバ内を真空に保持した状態で輸送している際に、真空保持ができなくなる等の問題があった。
【0008】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、処理ガス流路接続機構における接続状態を確実にかつ良好な状態に維持できるとともに、従来に比べてメンテナンスに要する労力の低減を図ることのできる真空処理装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項1の真空処理装置は、上部開口を有する容器状の真空チャンバ本体部と、前記上部開口を閉塞する上側部とを有し、被処理基板を収容して所定の真空処理を施すための真空チャンバと、所定の処理ガスを供給する処理ガス供給源に接続された入口側ブロックと、前記真空チャンバ内に処理ガスを導入する処理ガス導入部に接続された出口側ブロックとを気密に当接させて、前記処理ガス供給源と処理ガス導入部とを接続するための処理ガス流路接続機構とを具備した真空処理装置であって、前記処理ガス流路接続機構は、前記真空チャンバ本体部又は前記上側部のいずれか一方に設けられ、容器状に形成され、前記入口側ブロック又は出口側ブロックの少なくとも一方が挿入されて内部で移動可能な状態に係止されるガイドと、前記ガイドの底部と前記入口側ブロック又は出口側ブロックとの間に介在し、前記入口側ブロック又は出口側ブロックを、他方に向けて弾性的に付勢し、前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとを弾性的に当接させる弾性部材と、 前記入口側ブロック又は出口側ブロックと、前記ガイドの底部との間に位置し、前記入口側ブロック又は出口側ブロックが前記ガイドから抜けることを防止するストッパと、前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとの当接部に、同心状に設けられた複数のOリングと、前記複数のOリングの間から真空排気するための真空排気用流路とを具備したことを特徴とする。
【0010】
また、請求項2の真空処理装置は、請求項1記載の真空処理装置において、
前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとの当接部が、一方の凹部に他方の凸部を嵌合させることによって、前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとを所定位置に位置決めされた状態で当接させるよう構成されたことを特徴とする。
【0011】
また、請求項3の真空処理装置は、請求項1又は2記載の真空処理装置において、前記真空チャンバが、上部開口を有する容器状の真空チャンバ本体部と、前記上部開口を開閉自在に且つ気密に閉塞する上側部とから構成され、前記入口側ブロックが前記真空チャンバ本体部に設けられ、前記出口側ブロックが前記上側部に設けられていることを特徴とする。
【0012】
また、請求項4の真空処理装置は、請求項1〜3いずれか1項記載の真空処理装置において、前記弾性部材が、前記入口側ブロックを前記出口側ブロックに向けて付勢するコイルスプリングから構成されていることを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をエッチング装置に適用した実施の形態について図面を参照して説明する。
【0015】
図1は、本実施形態に係るエッチング装置の全体の概略構成を模式的に示すもので、同図において、符号1は、材質が例えばアルミニウム等からなり、内部を気密に閉塞可能に構成された円筒状の真空チャンバを示している。この真空チャンバ1は、上部開口を有する容器状、つまり有底円筒状の真空チャンバ本体部1aと、この真空チャンバ本体部1aの上部開口を閉塞する上側部1bとから構成されており、上側部1bは、図中矢印で示すように、係止軸1cの回りに回動することによって、開閉自在とされている。
【0016】
上記真空チャンバ1内には、略円板状に形成され、下部電極を兼ねた基板載置台2が設けられており、この基板載置台2は、セラミックなどの絶縁板3を介して真空チャンバ1の底部から支持されている。
【0017】
この基板載置台2の表面には、図示しない静電チャックが設けられており、基板載置台2内には、温度調節媒体として、例えば冷却用の絶縁性流体を循環させるための温調媒体流路4と、載置面と半導体ウエハWの裏面との間にヘリウム等の温調ガスを供給するためのガス流路5が形成されており、これらの機構によって、基板載置台2上に配置された半導体ウエハWを所定温度に温度調節できるように構成されている。
【0018】
さらに、基板載置台2の半導体ウエハWの載置面の周囲を囲むように、導電性材料または絶縁性材料から環状に形成されたフォーカスリング6が設けられている。
【0019】
また、基板載置台2のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線7が接続されている。この給電線7には、マッチングボックス8及び高周波電源9が接続され、高周波電源9からは、所定周波数、例えば、数MHz〜百数十MHzの範囲の高周波電力が、基板載置台2に供給されるようになっている。
【0020】
さらに、フォーカスリング6の外側には、環状に構成され、多数の排気孔が形成された排気リング10が設けられており、この排気リング10を介して、排気ポート11に接続された排気系12により、真空チャンバ1内の処理空間の真空排気が行われるよう構成されている。
【0021】
一方、基板載置台2の上方の真空チャンバ1の天壁部分、つまり、前述した上側部1bの下面側には、シャワーヘッドを構成する上部電極13が、基板載置台2と平行に対向する如く設けられており、この上部電極13と基板載置台(下部電極)2が、一対の電極として機能するようになっている。
【0022】
上記上部電極13には、その下面に多数のガス吐出孔14が設けられている。また、この上部電極13の周縁部は、絶縁性材料、例えばAl2 3 等から環状に構成されたインシュレータリング15によって、上側部1bの下面側に支持されており、上部電極13の上側にはガス拡散用空隙16が形成されている。また、このガス拡散用空隙16の天井部には、ガス導入口17が設けられ、これらによって、真空チャンバ1内にシャワー状にガスを導入するシャワー機構(処理ガス導入部)が構成されている。
【0023】
上記ガス導入口17には、処理ガスを導入するための処理ガス配管18の一端が接続され、この処理ガス配管18の他端は、真空チャンバ外側の側壁部分に設けられた処理ガス流路接続機構19に接続されている。この処理ガス流路接続機構19の構成については、後述する。
【0024】
一方、真空チャンバ1の外側周囲には、真空チャンバ1と同心状に、環状の磁場形成機構(リング磁石)20が配置されており、基板載置台2と上部電極13との間の処理空間に磁場を形成するようになっている。この磁場形成機構20は、回転機構21によって、その全体が、真空チャンバ1の回りを所定の回転速度で回転可能とされている。
【0025】
次に、前述した処理ガス流路接続機構19の構成について説明する。この処理ガス流路接続機構19は、図2に示すように、真空チャンバ本体部1a側に設けられた入口側ブロック30と、上側部1b側に設けられた出口側ブロック50とを有しており、前述した処理ガス配管18は、出口側ブロック50に接続されている。
【0026】
上記出口側ブロック50内には、処理ガス配管18が接続された上面側から、下面側に至る出口側ガス流路51が形成されており、その下面52は、入口側ブロック30との当接面とされている。この入口側ブロック30との当接面である下面52は、円形とされている。
【0027】
一方、入口側ブロック30内には、上記出口側ガス流路51に対応して、入口側ガス流路31が形成されており、入口側ブロック30の上面32は、出口側ブロック50との当接面とされている。
【0028】
この入口側ブロック30の上面32は、図2,3に示されるように、上記した出口側ブロック50の下面52の形状に合わせて円形の領域が凹陥された形状となっている。そして、この凹陥部に出口側ブロック50の底部が嵌合されることによって、入口側ブロック30と出口側ブロック50が所定位置に位置決めされた状態で当接され、入口側ガス流路31と出口側ガス流路51が、ズレのない状態で連通されるよう構成されている。
【0029】
また、入口側ブロック30の上面32には、図3にも示すように、複数、本実施形態では3本のOリング33,34,35、が、溝36,37,38内に挿入された状態で配置されている。入口側ガス流路31は、このうち中央に配置されたOリング33の内側に位置するよう配置されており、このOリング33と、その外側に配置されたOリング34との間には、真空排気を行うための真空排気用流路39が開口している。
【0030】
図2に示すように、上記真空排気用流路39には、真空排気装置に接続された排気配管40が接続され、また、入口側ガス流路31には、処理ガス供給源に接続された処理ガス供給配管41が接続されている。
【0031】
さらに、上記入口側ブロック30は、この入口側ブロック30の外側形状に合わせた内側形状を有する容器状のガイド42内に挿入された状態で係止されており、ガイド42の底部と入口側ブロック30の下面との間には、入口側ブロック30を出口側ブロック50に向けて付勢する弾性部材、例えばコイルスプリング43が設けられている。
【0032】
なお、コイルスプリング43は、ガイド42の底部から突出するように設けられスプリング係止部材44に挿入され、係止されている。また、ガイド42の底部に設けられた複数の透孔45を貫通して、ストッパ46が入口側ブロック30の下面に固着(ネジ止め)されており、このストッパ46によって、入口側ブロック30が所定位置より上方に上昇したり、ガイド42から抜けたりすることを防止するよう構成されている。
【0033】
このように構成された処理ガス流路接続機構19によれば、入口側ブロック30と出口側ブロック50とが、所定位置に位置決めされた状態で嵌合され、かつ、コイルスプリング43の弾性力によって、入口側ブロック30と出口側ブロック50とが、所定の圧力で当接された状態に維持される。そして、この状態で、Oリング33と、Oリング34との間の排気を行うことにより、Oリング33,34,35のつぶれ量も均一に所定量とすることができる。
【0034】
したがって、これらの微細な位置合せ、つまり、高さ位置の微細な調整や、面だし(当接面同士を平行にする)の微細な調整を行うことなく、接続状態を良好に維持することができ、また、これらの位置合せを行うためのネジ等も設ける必要がないので、真空チャンバ1内を真空に保持した状態で輸送した場合でも、真空保持状態が損なわれることがなく、所望の真空状態を維持したまま輸送することができる。
【0035】
なお、上記の処理ガス流路接続機構19では、入口側ブロック30を、コイルスプリング43によって、出口側ブロック50に向けて弾性的に付勢する場合について説明したが、これとは逆に、出口側ブロック50を、入口側ブロック30に向けて弾性的に付勢するよう構成しても良く、また、これらの双方を弾性的に付勢するよう構成することもできる。
【0036】
次に、上記のように構成されたエッチング装置によるエッチング手順について説明する。
【0037】
まず、真空チャンバ1に設けられた図示しない開閉機構を開放し、図示しない搬送機構により半導体ウエハWを真空チャンバ1内に搬入し、基板載置台2上に載置する。そして、図示しない静電チャックにより、半導体ウエハWをクーロン力等により吸着する。
【0038】
この後、搬送機構を真空チャンバ1外へ退避させた後、開閉機構を閉じ、排気系12の真空ポンプにより排気ポート11を通じて真空チャンバ1内を排気する。真空チャンバ1内が所定の真空度になった後、真空チャンバ1内には、処理ガス供給源から、処理ガス供給配管41、処理ガス流路接続機構19、処理ガス配管18、ガス導入口17等を介して所定のエッチングガスが、所定流量で導入され、真空チャンバ1内が所定の圧力、例えば1.33〜133Pa(10〜1000mTorr)に保持される。
【0039】
そして、この状態で高周波電源9から、基板載置台2に、所定周波数(例えば数MHz〜百数十MHz)の高周波電力を供給する。
【0040】
この場合に、下部電極である基板載置台2と上部電極13との間の処理空間には高周波電界が形成されるとともに、磁場形成機構20による磁場が形成され、この状態でプラズマによる半導体ウエハWのエッチング処理が行われる。
【0041】
このエッチング処理の際に、基板載置台2の温調媒体流路4には、冷却用の絶縁性流体が循環され、また、ガス流路5を通じて、基板載置台2の載置面と半導体ウエハWの裏面との間には、ヘリウム等の温調ガスが供給されることによって、半導体ウエハWは、所定温度に保たれる。
【0042】
そして、所定のエッチング処理が実行されると、高周波電源9からの高周波電力の供給を停止することによって、エッチング処理を停止し、上述した手順とは逆の手順で、半導体ウエハWを真空チャンバ1外に搬出する。
【0043】
以上のようなエッチング処理を繰り返して行うと、所定のメンテナンス周期で、真空チャンバ1内のメンテナンスを行う必要があり、この場合は、前述したとおり、上側部1bを、係止軸1cの回りに回動させて、真空チャンバ本体部1aの上部開口を開放する。この際、処理ガス流路接続機構19の出口側ブロック50が、上側部1bとともに上昇するため、入口側ブロック30と出口側ブロック50とが離間され、処理ガス流路の接続が一旦開放される。
【0044】
そして、メンテナンス終了後は、上側部1bを、係止軸1cの回りに回動させて、再び真空チャンバ本体部1aの上部開口を閉塞するが、このような場合も、処理ガス流路接続機構19の入口側ブロック30と出口側ブロック50とが、所定位置に位置決めされた状態で、所定圧で当接された状態となるので、前述したとおり、これらの微細な位置合せ、つまり、高さ位置の微細な調整や、面だしの微細な調整を行うことなく、接続状態を良好に維持することができる。
【0045】
なお、上述した実施形態では、本発明を、下部電極に高周波電力を供給するタイプのエッチング装置に適用した例について説明したが、本発明はかかる場合に限定されるものではなく、例えば、上部電極と下部電極の双方に高周波電力を供給するタイプのエッチング装置や、成膜を行う成膜装置等、あらゆる真空処理装置に適用することができる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の真空処理装置によれば、処理ガス流路接続機構における接続状態を確実にかつ良好な状態に維持できるとともに、従来に比べてメンテナンスに要する労力の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の真空処理装置の全体の概略構成を示す図。
【図2】図1の真空処理装置の要部概略構成を拡大して示す図。
【図3】図2の入口側部ブロックの上面の構成を示す図。
【符号の説明】
W……半導体ウエハ、1……真空チャンバ、2……基板載置台、13……上部電極、14……ガス吐出孔、16……ガス拡散用空隙、17……ガス導入口、18……処理ガス配管、19……処理ガス流路接続機構、30……入口側ブロック、31……入口側ガス流路、33,34,35……Oリング、39……真空排気用流路、40……排気配管、41……処理ガス供給配管、43……コイルスプリング、50……出口側ブロック、51……出口側ガス流路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum processing apparatus for performing predetermined vacuum processing, for example, plasma etching processing, film forming processing, and the like on a substrate to be processed.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, vacuum processing apparatuses that perform a predetermined vacuum processing by storing a substrate to be processed in a vacuum chamber have been widely used. For example, in the field of semiconductor device manufacturing, when forming a fine circuit structure of a semiconductor device, a substrate to be processed such as a semiconductor wafer is accommodated in a vacuum chamber, and vacuum processing such as plasma is applied in a predetermined vacuum atmosphere. Etching processing and film formation processing are performed.
[0003]
In such a vacuum processing apparatus, since it is necessary to periodically perform maintenance in the vacuum chamber, for example, the vacuum chamber can be opened and closed freely with a container-like vacuum chamber main body having an upper opening and the upper opening. In addition, there is known a structure that is configured from a lid-like upper portion that is airtightly closed, and that allows the maintenance inside the vacuum chamber to be performed from the upper opening by opening the upper portion.
[0004]
Among the vacuum processing apparatuses, for example, in a so-called parallel plate type apparatus in which an upper electrode and a lower electrode are provided in a vacuum chamber and plasma is generated by supplying high-frequency power between the upper electrode and the lower electrode. In order to supply the processing gas uniformly to the entire surface of the substrate to be processed such as a semiconductor wafer mounted on the lower electrode, the upper electrode is provided with a large number of gas supply holes so that the processing gas is supplied in a shower shape. There are many things.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the apparatus for supplying the processing gas in the shower shape as described above, it is necessary to provide a shower mechanism (processing gas introducing portion) for supplying the processing gas in the shower shape in the upper portion described above. As described above, since it is necessary to be able to open and close, if the processing gas supply pipe from the processing gas supply source is directly connected to the upper part, it becomes necessary to attach and detach the processing gas supply pipe every time the upper part is opened and closed. End up.
[0006]
For this reason, the attachment portion for attaching the treatment gas supply pipe from the treatment gas supply source is provided on the vacuum chamber main body side, and the treatment gas flow path connection mechanism for connecting this attachment portion and the upper shower mechanism, that is, the upper side A process gas flow path connection mechanism configured to allow the attachment part and the shower mechanism to communicate with each other when the part is closed and to disconnect the communication when the upper part is opened is performed.
[0007]
However, in order to ensure that the mounting portion and the shower mechanism communicate in an airtight state when the upper portion is closed by such a processing gas flow path connection mechanism, fine position adjustment or the like is required. There is a problem that it is necessary and its maintenance becomes complicated. In addition, in order to perform such a fine position adjustment, it is necessary to use many screws for position adjustment, etc., so these screws are loosened during transportation, etc. There was a problem that the holding force was reduced, and the vacuum chamber could not be held when transported in a vacuum chamber.
[0008]
The present invention has been made in response to such a conventional situation, and the connection state in the processing gas flow path connection mechanism can be reliably maintained in a good state, and the labor required for maintenance can be reduced as compared with the conventional case. An object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus that can handle the above-described problem.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the vacuum processing apparatus according to claim 1 has a container-shaped vacuum chamber main body having an upper opening and an upper portion closing the upper opening, and accommodates a substrate to be processed and performs a predetermined vacuum processing. And an outlet side block connected to a processing gas introduction unit for introducing the processing gas into the vacuum chamber. The vacuum chamber is connected to a processing gas supply source for supplying a predetermined processing gas. And a processing gas flow path connection mechanism for connecting the processing gas supply source and the processing gas introduction part, wherein the processing gas flow path connection mechanism is the vacuum guides provided on one of the chamber body or the upper part, is formed in a container shape, at least one of the inlet side block or outlet side block is locked in a state capable of moving within the inserted , Interposed between the bottom of the guide and the inlet side block or outlet side block, elastically biasing the inlet side block or outlet side block toward the other, the inlet side block and the outlet side Located between the elastic member that elastically abuts the block , the inlet side block or outlet side block, and the bottom of the guide, the inlet side block or outlet side block is prevented from falling out of the guide. And a plurality of O-rings concentrically provided at a contact portion between the inlet-side block and the outlet-side block, and a vacuum exhaust passage for evacuating from between the plurality of O-rings It was characterized by comprising.
[0010]
The vacuum processing apparatus according to claim 2 is the vacuum processing apparatus according to claim 1,
In the state where the inlet side block and the outlet side block are positioned at a predetermined position, the abutment portion between the inlet side block and the outlet side block is fitted into one concave portion with the other convex portion. It is configured to abut.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the vacuum processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the vacuum chamber includes a container-shaped vacuum chamber main body having an upper opening, and the upper opening can be freely opened and closed. The inlet side block is provided in the vacuum chamber main body part, and the outlet side block is provided in the upper part.
[0012]
The vacuum processing apparatus according to claim 4 is the vacuum processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic member is a coil spring that biases the inlet side block toward the outlet side block. It is configured.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments in which the present invention is applied to an etching apparatus will be described below with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 schematically shows an overall schematic configuration of an etching apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 is made of, for example, aluminum and is configured to be airtightly closed. A cylindrical vacuum chamber is shown. The vacuum chamber 1 is composed of a container chamber having an upper opening, that is, a bottomed cylindrical vacuum chamber body 1a, and an upper portion 1b that closes the upper opening of the vacuum chamber body 1a. 1b can be freely opened and closed by rotating around a locking shaft 1c as indicated by an arrow in the figure.
[0016]
The vacuum chamber 1 is provided with a substrate mounting table 2 that is formed in a substantially disc shape and also serves as a lower electrode. The substrate mounting table 2 is provided via an insulating plate 3 made of ceramic or the like. Is supported from the bottom.
[0017]
An electrostatic chuck (not shown) is provided on the surface of the substrate mounting table 2, and a temperature adjusting medium flow for circulating a cooling insulating fluid, for example, as a temperature adjusting medium in the substrate mounting table 2. A gas flow path 5 for supplying a temperature control gas such as helium is formed between the path 4 and the mounting surface and the back surface of the semiconductor wafer W, and is arranged on the substrate mounting table 2 by these mechanisms. The temperature of the semiconductor wafer W is adjusted to a predetermined temperature.
[0018]
Further, a focus ring 6 formed in an annular shape from a conductive material or an insulating material is provided so as to surround the periphery of the mounting surface of the semiconductor wafer W of the substrate mounting table 2.
[0019]
In addition, a power supply line 7 for supplying high-frequency power is connected to substantially the center of the substrate mounting table 2. A matching box 8 and a high-frequency power source 9 are connected to the feeder line 7, and a high-frequency power having a predetermined frequency, for example, a range of several MHz to several tens of MHz, is supplied from the high-frequency power source 9 to the substrate mounting table 2. It has become so.
[0020]
Further, an exhaust ring 10 having an annular shape and formed with a large number of exhaust holes is provided outside the focus ring 6, and an exhaust system 12 connected to an exhaust port 11 through the exhaust ring 10. Thus, the processing space in the vacuum chamber 1 is evacuated.
[0021]
On the other hand, on the top wall portion of the vacuum chamber 1 above the substrate mounting table 2, that is, on the lower surface side of the above-described upper portion 1 b, the upper electrode 13 constituting the shower head faces the substrate mounting table 2 in parallel. The upper electrode 13 and the substrate mounting table (lower electrode) 2 function as a pair of electrodes.
[0022]
The upper electrode 13 is provided with a number of gas discharge holes 14 on the lower surface thereof. Further, the peripheral edge portion of the upper electrode 13 is supported on the lower surface side of the upper portion 1b by an insulator ring 15 formed in an annular shape from an insulating material such as Al 2 O 3. Is formed with a gas diffusion gap 16. In addition, a gas introduction port 17 is provided in the ceiling portion of the gas diffusion gap 16, and a shower mechanism (processing gas introduction portion) for introducing a gas into the vacuum chamber 1 in a shower shape is configured by these. .
[0023]
One end of a processing gas pipe 18 for introducing a processing gas is connected to the gas introduction port 17, and the other end of the processing gas pipe 18 is connected to a processing gas flow path provided in a side wall portion outside the vacuum chamber. It is connected to the mechanism 19. The configuration of the processing gas flow path connection mechanism 19 will be described later.
[0024]
On the other hand, an annular magnetic field forming mechanism (ring magnet) 20 is disposed around the outside of the vacuum chamber 1 concentrically with the vacuum chamber 1, and is disposed in a processing space between the substrate mounting table 2 and the upper electrode 13. A magnetic field is formed. The entire magnetic field forming mechanism 20 can be rotated around the vacuum chamber 1 at a predetermined rotational speed by a rotating mechanism 21.
[0025]
Next, the configuration of the processing gas flow path connection mechanism 19 described above will be described. As shown in FIG. 2, the processing gas flow path connection mechanism 19 has an inlet side block 30 provided on the vacuum chamber body 1a side and an outlet side block 50 provided on the upper side 1b side. The process gas pipe 18 described above is connected to the outlet side block 50.
[0026]
In the outlet side block 50, an outlet side gas flow path 51 extending from the upper surface side to which the processing gas pipe 18 is connected to the lower surface side is formed, and the lower surface 52 is in contact with the inlet side block 30. It is considered as a surface. A lower surface 52 which is a contact surface with the inlet side block 30 is circular.
[0027]
On the other hand, an inlet side gas passage 31 is formed in the inlet side block 30 corresponding to the outlet side gas passage 51, and the upper surface 32 of the inlet side block 30 is in contact with the outlet side block 50. It is said to be a contact surface.
[0028]
As shown in FIGS. 2 and 3, the upper surface 32 of the inlet side block 30 has a shape in which a circular region is recessed according to the shape of the lower surface 52 of the outlet side block 50 described above. Then, by fitting the bottom portion of the outlet side block 50 into this recessed portion, the inlet side block 30 and the outlet side block 50 are brought into contact with each other at a predetermined position, and the inlet side gas flow path 31 and the outlet side are contacted. The side gas flow path 51 is configured to communicate with no deviation.
[0029]
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of, in this embodiment, three O-rings 33, 34, and 35 are inserted into the grooves 36, 37, and 38 on the upper surface 32 of the inlet side block 30. Arranged in a state. The inlet-side gas flow path 31 is disposed so as to be located inside the O-ring 33 disposed in the center, and between the O-ring 33 and the O-ring 34 disposed outside thereof, A vacuum exhaust passage 39 for performing vacuum exhaust is opened.
[0030]
As shown in FIG. 2, the vacuum exhaust passage 39 is connected to an exhaust pipe 40 connected to a vacuum exhaust device, and the inlet side gas passage 31 is connected to a processing gas supply source. A processing gas supply pipe 41 is connected.
[0031]
Further, the inlet side block 30 is locked in a state of being inserted into a container-shaped guide 42 having an inner shape that matches the outer shape of the inlet side block 30, and the bottom of the guide 42 and the inlet side block Between the lower surface of 30, an elastic member, such as a coil spring 43, that biases the inlet side block 30 toward the outlet side block 50 is provided.
[0032]
The coil spring 43 is provided so as to protrude from the bottom of the guide 42 and is inserted and locked in the spring locking member 44. Further, a stopper 46 is fixed (screwed) to the lower surface of the inlet side block 30 through a plurality of through holes 45 provided in the bottom of the guide 42, and the inlet side block 30 is predetermined by the stopper 46. It is configured to prevent it from rising upward from the position or coming off the guide 42.
[0033]
According to the processing gas flow path connection mechanism 19 configured as described above, the inlet side block 30 and the outlet side block 50 are fitted in a state where they are positioned at predetermined positions, and the elastic force of the coil spring 43 is used. The inlet side block 30 and the outlet side block 50 are kept in contact with each other with a predetermined pressure. In this state, by performing exhaust between the O-ring 33 and the O-ring 34, the crushing amount of the O-rings 33, 34, and 35 can be uniformly set to a predetermined amount.
[0034]
Therefore, it is possible to maintain the connection state satisfactorily without performing these fine alignments, that is, fine adjustment of the height position and fine adjustment of the surface alignment (the contact surfaces are made parallel to each other). In addition, since it is not necessary to provide screws or the like for aligning these positions, even if the vacuum chamber 1 is transported in a vacuum state, the vacuum holding state is not impaired, and a desired vacuum can be obtained. It can be transported while maintaining the state.
[0035]
In the processing gas flow path connection mechanism 19 described above, the case where the inlet side block 30 is elastically biased toward the outlet side block 50 by the coil spring 43 has been described. The side block 50 may be configured to be elastically biased toward the inlet side block 30, or may be configured to elastically bias both of them.
[0036]
Next, an etching procedure using the etching apparatus configured as described above will be described.
[0037]
First, an opening / closing mechanism (not shown) provided in the vacuum chamber 1 is opened, and a semiconductor wafer W is loaded into the vacuum chamber 1 by a transfer mechanism (not shown) and placed on the substrate platform 2. The semiconductor wafer W is attracted by a Coulomb force or the like by an electrostatic chuck (not shown).
[0038]
Thereafter, after the transfer mechanism is retracted out of the vacuum chamber 1, the opening / closing mechanism is closed, and the inside of the vacuum chamber 1 is exhausted through the exhaust port 11 by the vacuum pump of the exhaust system 12. After the inside of the vacuum chamber 1 reaches a predetermined degree of vacuum, the processing gas supply source 41, the processing gas flow path connection mechanism 19, the processing gas piping 18, and the gas inlet 17 are connected to the vacuum chamber 1 from the processing gas supply source. A predetermined etching gas is introduced at a predetermined flow rate and the like, and the inside of the vacuum chamber 1 is maintained at a predetermined pressure, for example, 1.33 to 133 Pa (10 to 1000 mTorr).
[0039]
In this state, high frequency power of a predetermined frequency (for example, several MHz to several tens of MHz) is supplied from the high frequency power supply 9 to the substrate mounting table 2.
[0040]
In this case, a high-frequency electric field is formed in the processing space between the substrate mounting table 2 as the lower electrode and the upper electrode 13, and a magnetic field is formed by the magnetic field forming mechanism 20. The etching process is performed.
[0041]
During this etching process, a cooling insulating fluid is circulated through the temperature control medium flow path 4 of the substrate mounting table 2, and the mounting surface of the substrate mounting table 2 and the semiconductor wafer are passed through the gas flow path 5. A temperature control gas such as helium is supplied between the back surface of W and the semiconductor wafer W is maintained at a predetermined temperature.
[0042]
Then, when the predetermined etching process is executed, the etching process is stopped by stopping the supply of the high-frequency power from the high-frequency power source 9, and the semiconductor wafer W is removed from the vacuum chamber 1 by a procedure reverse to the procedure described above. Take it out.
[0043]
When the above etching process is repeated, it is necessary to perform maintenance in the vacuum chamber 1 at a predetermined maintenance cycle. In this case, as described above, the upper portion 1b is moved around the locking shaft 1c. The upper opening of the vacuum chamber body 1a is opened by rotating. At this time, since the outlet side block 50 of the processing gas flow path connection mechanism 19 rises together with the upper portion 1b, the inlet side block 30 and the outlet side block 50 are separated from each other, and the connection of the processing gas flow path is once opened. .
[0044]
After the maintenance is completed, the upper portion 1b is rotated around the locking shaft 1c to again close the upper opening of the vacuum chamber main body 1a. Since the 19 inlet-side blocks 30 and the outlet-side block 50 are in contact with each other at a predetermined pressure while being positioned at predetermined positions, as described above, these fine alignments, that is, heights The connection state can be maintained well without fine adjustment of the position or fine adjustment of the surface.
[0045]
In the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to an etching apparatus that supplies high-frequency power to the lower electrode has been described. However, the present invention is not limited to such a case, for example, the upper electrode. The present invention can be applied to any vacuum processing apparatus such as an etching apparatus that supplies high-frequency power to both the lower electrode and the lower electrode, and a film forming apparatus that performs film formation.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the vacuum processing apparatus of the present invention, the connection state in the processing gas channel connection mechanism can be reliably maintained in a good state, and the labor required for maintenance can be reduced as compared with the conventional case. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration of a vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view showing a schematic configuration of a main part of the vacuum processing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a view showing a configuration of an upper surface of the entrance side block of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
W ... Semiconductor wafer, 1 ... Vacuum chamber, 2 ... Substrate mounting table, 13 ... Upper electrode, 14 ... Gas ejection hole, 16 ... Gas diffusion gap, 17 ... Gas introduction port, 18 ... Process gas piping, 19 ... Process gas flow path connection mechanism, 30 ... Inlet side block, 31 ... Inlet side gas flow path, 33, 34, 35 ... O-ring, 39 ... Vacuum exhaust path, 40 ...... Exhaust piping, 41... Processing gas supply piping, 43... Coil spring, 50... Outlet side block, 51.

Claims (4)

上部開口を有する容器状の真空チャンバ本体部と、前記上部開口を閉塞する上側部とを有し、被処理基板を収容して所定の真空処理を施すための真空チャンバと、
所定の処理ガスを供給する処理ガス供給源に接続された入口側ブロックと、前記真空チャンバ内に処理ガスを導入する処理ガス導入部に接続された出口側ブロックとを気密に当接させて、前記処理ガス供給源と処理ガス導入部とを接続するための処理ガス流路接続機構と
を具備した真空処理装置であって、
前記処理ガス流路接続機構は、
前記真空チャンバ本体部又は前記上側部のいずれか一方に設けられ、容器状に形成され、前記入口側ブロック又は出口側ブロックの少なくとも一方が挿入されて内部で移動可能な状態に係止されるガイドと、
前記ガイドの底部と前記入口側ブロック又は出口側ブロックとの間に介在し、前記入口側ブロック又は出口側ブロックを、他方に向けて弾性的に付勢し、前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとを弾性的に当接させる弾性部材と、
前記入口側ブロック又は出口側ブロックと、前記ガイドの底部との間に位置し、前記入口側ブロック又は出口側ブロックが前記ガイドから抜けることを防止するストッパと、
前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとの当接部に、同心状に設けられた複数のOリングと、
前記複数のOリングの間から真空排気するための真空排気用流路と
を具備したことを特徴とする真空処理装置。
A vacuum chamber body having a container-like vacuum chamber having an upper opening, and an upper part closing the upper opening, and a vacuum chamber for accommodating a substrate to be processed and performing a predetermined vacuum process;
An inlet side block connected to a processing gas supply source for supplying a predetermined processing gas and an outlet side block connected to a processing gas introduction part for introducing the processing gas into the vacuum chamber are brought into airtight contact with each other, A vacuum processing apparatus comprising a processing gas flow path connecting mechanism for connecting the processing gas supply source and the processing gas introduction unit;
The processing gas flow path connection mechanism is
A guide provided in either the vacuum chamber main body or the upper part, formed in a container shape, and inserted into at least one of the inlet side block or the outlet side block and locked in a movable state inside. When,
Interposed between the bottom of the guide and the inlet-side block or outlet-side block, elastically biasing the inlet-side block or outlet-side block toward the other, the inlet-side block and the outlet-side block An elastic member that elastically abuts with
A stopper that is located between the inlet side block or the outlet side block and the bottom of the guide, and prevents the inlet side block or the outlet side block from coming out of the guide,
A plurality of O-rings provided concentrically at the contact portion between the inlet side block and the outlet side block;
A vacuum processing apparatus comprising: an evacuation flow path for evacuating from between the plurality of O-rings.
請求項1記載の真空処理装置において、
前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとの当接部が、一方の凹部に他方の凸部を嵌合させることによって、前記入口側ブロックと前記出口側ブロックとを所定位置に位置決めされた状態で当接させるよう構成されたことを特徴とする真空処理装置。
The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein
In the state where the inlet side block and the outlet side block are positioned at a predetermined position, the abutment portion between the inlet side block and the outlet side block is engaged with the other convex portion in one concave portion. A vacuum processing apparatus configured to abut.
請求項1又は2記載の真空処理装置において、
前記真空チャンバが、上部開口を有する容器状の真空チャンバ本体部と、前記上部開口を開閉自在に且つ気密に閉塞する上側部とから構成され、前記入口側ブロックが前記真空チャンバ本体部に設けられ、前記出口側ブロックが前記上側部に設けられていることを特徴とする真空処理装置。
The vacuum processing apparatus according to claim 1 or 2,
The vacuum chamber includes a container-shaped vacuum chamber main body having an upper opening and an upper part that closes and opens the upper opening in an airtight manner, and the inlet side block is provided in the vacuum chamber main body. The vacuum processing apparatus is characterized in that the outlet side block is provided in the upper part.
請求項1〜3いずれか1項記載の真空処理装置において、
前記弾性部材が、前記入口側ブロックを前記出口側ブロックに向けて付勢するコイルスプリングから構成されていることを特徴とする真空処理装置。
In the vacuum processing apparatus of any one of Claims 1-3,
The vacuum processing apparatus, wherein the elastic member includes a coil spring that urges the inlet side block toward the outlet side block.
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