JP7245378B1 - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高温部やロック機構への保護構造を確保した上で、装置の外径寸法を抑制可能で、かつ、ロック機構の操作性を改善させることが可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】この基板処理装置１００は、下部チャンバ１と、上部チャンバ２と、昇降機構３とを備える。上部チャンバ２は、第１アセンブリ２ａと、第２アセンブリ２ｂと、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとを連結解除可能に連結するロック機構８とを含む。第１アセンブリ２ａは、トッププレート２１と第１カバー２２とプラズマ生成室３１の天井面を構成する天板部３１ｂとを含み、第１カバー２２の外側から昇降機構３と連結されている。第２アセンブリ２ｂは、プラズマ生成室３１の内周面を構成する側壁部３１ａと、プラズマ生成室３１の外周を覆う第２カバー３２とを含む。ロック機構８は、第１アセンブリ２ａの第１カバー２２よりも内周側の位置に設けられている。【選択図】図３

Description

この発明は、基板処理装置に関し、特に、上部ユニットである上部チャンバを分割可能に構成された基板処理装置に関する。

従来、上部ユニットを分割可能に構成された基板処理装置が知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。

上記特許文献１には、処理室の天井部を構成する上部電極ユニットと上部電極ユニットを昇降させる昇降機構とを備え、上部電極ユニットが、上部電極ユニットの外周面に設けられたロック機構によって分離合体可能に構成された上部アセンブリと下部アセンブリとから構成された基板処理装置が開示されている。上記特許文献１では、基板処理装置のメンテナンスの際に、ロック機構をロックさせた状態では、上部アセンブリと下部アセンブリとを一体的に上昇させることが可能であり、ロック機構をアンロックさせた状態では、上部アセンブリのみを昇降機構により上昇させることができる。

上記特許文献２では、上部チャンバおよび下部チャンバで構成された処理チャンバと、上部チャンバの一部が取り付けられる昇降板と、昇降板を昇降させる昇降手段と、上部チャンバを固定するための複数の固定ボルトとを備え、上部チャンバが、環状板と、環状板上に載置される筒状の側壁部材と、側壁部材の外方に配置され昇降板の下面に固設されたプラズマ生成手段と、側壁部材上に載置される天板とを含み、これらの昇降板、昇降手段、複数の固定ボルトおよび上部チャンバが、扉を備えた上カバー内に収容された構成のプラズマ処理装置が開示されている。上記特許文献２では、昇降機構によって、上部チャンバのうち、固定ボルトを介して昇降板に固定された部材を、他の部材から分離させて上昇させることが可能である。つまり、メンテナンスの際に、複数の固定ボルトの着脱状態に応じて、上部チャンバの環状板および側壁部材を残して、天板およびプラズマ生成手段を上昇させたり、天板、側壁部材、プラズマ生成手段および環状板を一体的に上昇させたりすることができる。

特許第４８９６３３７号公報 特許第５１８８８４９号公報

上記特許文献１および２には開示されていないが、基板の処理中に基板処理装置のチャンバの側壁などが高温になるため、ユーザが高温部と接触しないようにすることが、安全規格等で要求される。また、上記特許文献１のロック機構や上記特許文献２の固定ボルトなど、ユーザが操作可能な部分であって、基板処理装置が正常に機能するために重要な部分についても、たとえば昇降中にロック解除して重量物が落下するリスクがある場合などでは、ユーザが意図せず接触しないようにすることが、安全規格等で要求される。

上記特許文献１では、そのような高温部に対する保護やロック機構に対する保護は、特に考慮されていないため、実際に安全規格に準拠した装置を構成する場合には、上部アセンブリおよび下部アセンブリのうち高温になる部位の周囲や、ロック機構の周囲に、接触防止のための保護カバーなどの部材を別途設ける必要が生じる。そのため、装置構成が複雑化するとともに、保護カバー等を設ける分だけ装置の外径寸法が大きくなる。

一方、上記特許文献２では、固定ボルトで固定された上部チャンバの各部や昇降手段が、扉を備えた上カバー内に収容されているため、この上カバーによって、高温部に対する保護やロック機構に対する保護が確保されていると考えられる。しかし、この場合、上部チャンバおよび昇降手段の全体を覆う大きなカバーが設けられているため、装置の外径寸法が大きくなる。また、メンテナンス時には、作業者は、上部カバーの扉を介して上部カバー内に手を伸ばして固定ボルト等の脱着を行うことになるが、上部カバー内には昇降機構などが設けられているため昇降機構同士の隙間から固定ボルトの脱着を行う必要があり、ロック機構の操作性に改善の余地がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、高温部やロック機構への保護構造を確保した上で、装置の外径寸法を抑制可能で、かつ、ロック機構の操作性を改善させることが可能な基板処理装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明による基板処理装置は、基板を処理する反応室を含む下部チャンバと、下部チャンバの上部を覆う上部チャンバと、上部チャンバを下部チャンバから着脱する昇降機構とを備え、上部チャンバは、上側の第１アセンブリと、第１アセンブリの下面に配置された第２アセンブリと、第１アセンブリと第２アセンブリとを連結解除可能に連結するロック機構とを含み、第１アセンブリは、トッププレートと、トッププレートの上面を開放可能に覆う第１カバーと、反応室と連結して閉鎖空間を構成するプラズマ生成室の天井面を構成する天板部とを含み、第１カバーの外側から昇降機構と連結されており、第２アセンブリは、プラズマ生成室の内周面を構成する筒状の側壁部と、プラズマ生成室の外周を覆う第２カバーとを含み、ロック機構は、第１アセンブリの第１カバーよりも内周側の位置に設けられている。

本発明による基板処理装置では、上記のように、上部チャンバを構成する第１アセンブリと第２アセンブリとに、それぞれ第１カバーと第２カバーとを設け、ロック機構を、第１アセンブリの第１カバーよりも内周側の位置に設けたので、第１カバーおよび第２カバーによって高温部を保護しつつ、ロック機構の保護を、第１カバーによって実現することができる。このように、ロック機構が第１カバーの外表面に露出せず、ロック機構の保護カバー等を別途設ける必要がないので、装置構成が複雑化することがなく、また装置の外径寸法が大きくなることを抑制できる。また、第１カバーおよび第２カバーが別々に設けられ、かつ、第１アセンブリが、第１カバーの外側から昇降機構と連結される構成により、上部チャンバを昇降機構ごとカバー内に収容する構成と比べて、カバー内に確保すべきスペースを小さくできるので、第１カバーおよび第２カバーの寸法（容積）を抑制することができる。また、カバー内に昇降機構が配置されないので、昇降機構同士の隙間からロック機構を操作せずに済むため、カバー内におけるロック機構の操作性を改善することができる。これらの結果、本発明によれば、高温部やロック機構への保護構造を確保した上で、装置の外径寸法を抑制可能で、かつ、ロック機構の操作性を改善させることができる。

上記発明による基板処理装置において、好ましくは、第１アセンブリは、トッププレートにそれぞれ設けられた、バルブ機構、冷却機構および加熱機構を含み、第２アセンブリは、第２カバーの内周側に、プラズマ生成室の周囲に設けられプラズマ生成室内の処理ガスをプラズマ化するための磁界を発生するコイルを含む。

上記発明による基板処理装置において、好ましくは、昇降機構は、上部チャンバを側方から支持し、上下軸によって、上部チャンバを少なくとも上下方向に移動可能に構成されている。

上記発明による基板処理装置において、好ましくは、ロック機構は、第２アセンブリの第２カバーよりも内周側の位置に設けられ、第２カバーは、第２カバーの内周面から内向きに突出するフランジ部を有し、ロック機構は、トッププレートを上下に貫通する軸部と、軸部の下端に設けられた係合部と、第２カバーのフランジ部を上下に貫通する差込口とを含み、ロック機構は、差込口を通過した係合部の軸部周りの向きに応じて、第１アセンブリおよび第２アセンブリを連結した連結状態と、第１アセンブリと第２アセンブリとの連結を解除した解除状態と、に切り替わるように構成されている。このように構成すれば、軸部を差込口に挿通させて係合部と差込口の縁部との係合状態を変化させるだけのシンプルな構成で、ロック機構を実現できる。また、ロック機構を全体として上下方向に延びる細長の軸状構造にできるので、第１カバーおよび第２カバーの内周側にロック機構を設けても、第１カバーおよび第２カバーの外径寸法が大きくなる事を効果的に抑制できる。

本発明によれば、上記のように、高温部やロック機構への保護構造を確保した上で、装置の外径寸法を抑制可能で、かつ、ロック機構の操作性を改善させることができる。

基板処理装置の概略構成を示した模式的な断面図である。 上部チャンバを上昇位置へ移動させた状態を示した模式的な斜視図である。 上部チャンバの構造を説明するための模式的な断面図である。 第１アセンブリの第１カバー内を示した模式的な平面図である。 ロック機構の構造を説明するための模式的な断面図である。 差込口の配置を説明するための第２カバーの模式的な平面図である。 ロック機構の状態を切り替える際の切り替えレバーの操作（Ａ）、解除状態の係合部（Ｂ）、および連結状態の係合部（Ｃ）を説明するための模式図である。 連結状態で上部チャンバを上昇させた状態を示した模式的な断面図である。 解除状態で第１アセンブリを上昇させた状態を示した模式的な断面図である。 ロック機構が装置外表面に設けられている比較例１の模式図である。 上部チャンバが昇降機構ごとカバー内に収容された比較例２の模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（基板処理装置）
まず、図１を参照して本実施形態の基板処理装置１００を説明する。基板処理装置１００は、閉鎖空間４０内にプラズマを形成して基板Ｗのドライエッチングを行うプラズマ処理装置であり、より具体的には、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）のエッチング装置である。基板Ｗは、たとえばシリコンにより形成されたシリコンウェハである。基板処理装置１００は、下部チャンバ１と、上部チャンバ２と、昇降機構３（図２参照）と、を備える。また、基板処理装置１００は、ガス供給装置４と、高周波電源５と、排気装置６と、高周波電源７とを備える。

下部チャンバ１は、基板Ｗを処理する反応室１１を含む。下部チャンバ１の上部が、上部チャンバ２により覆われている。上部チャンバ２の後述するプラズマ生成室３１と反応室１１とが連結（連通）して、閉鎖空間である閉鎖空間４０が構成されている。

反応室１１内に、基板載置部１２が設置されている。基板載置部１２上に、被処理対象の基板Ｗが載置される。下部チャンバ１には基板Ｗの出入口１３が設けられ、基板Ｗは、搬送装置２００（図２参照）により搬送される。基板載置部１２は、昇降シリンダ１２ａにより閉鎖空間４０内で昇降自在に設けられている。基板載置部１２には、冷媒を循環させるチラー装置（図示せず）によって冷媒を流通させる内部配管（図示せず）が設けられており、プラズマ処理の実行中、冷媒により基板載置部１２が冷却される。

高周波電源７は、基板載置部１２に高周波電力を供給する。高周波電源７は、高周波電力を供給することで、基板載置部１２とプラズマとの間にバイアス電位を与える。

反応室１１は、閉鎖空間４０内の圧力を減圧する排気装置６と接続されている。排気装置６は、排気管６ｂを介して、真空ポンプ６ａが閉鎖空間４０内のガスを排気することにより、閉鎖空間４０内を真空状態とする。なお、基板処理装置１００において閉鎖空間４０以外の領域は大気領域である。

上部チャンバ２は、上側の第１アセンブリ２ａと、第１アセンブリ２ａの下面に配置された第２アセンブリ２ｂと、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとを連結解除可能に連結するロック機構８とを含む。第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとは、ロック機構８により、分離合体可能に連結されている。上部チャンバ２は、第２アセンブリ２ｂの下面に設けられた第３アセンブリ２ｃをさらに含む。

図２に示すように、昇降機構３は、上部チャンバ２を下部チャンバ１から着脱可能である。昇降機構３は、一対の上下軸３ｂによって、上部チャンバ２を側方から両持ち支持するように設けられている。昇降機構３は、上部チャンバ２を、少なくとも上下方向に移動可能に支持している。昇降機構３は、上下軸３ｂに沿って、上部チャンバ２を、下部チャンバ１の上面上の下降位置（図１参照）と、下部チャンバ１から上方に離れた上昇位置（図２参照）と、に移動させることができる。なお、上部チャンバ２および下部チャンバ１に対して、搬送装置２００側を前方向、後述する収容部９側を後方向、水平面内で前後方向と直交する方向を左右方向としたとき、一対の上下軸３ｂは、上部チャンバ２および下部チャンバ１に対して後方向に離れた位置に設けられている。このため、作業者が上部チャンバ２および下部チャンバ１に対して左右方向からメンテナンス作業を行う場合に、昇降機構３の上下軸３ｂが邪魔になることがない。

図１に戻り、ロック機構８は、連結状態と、解除状態と、に切り替わるように構成されている。連結状態（図１、図２、図８参照）は、第１アセンブリ２ａおよび第２アセンブリ２ｂの両方が昇降機構３により下部チャンバ１から分離可能なように、第１アセンブリ２ａおよび第２アセンブリ２ｂを連結した状態である。解除状態（図９参照）は、第１アセンブリ２ａが昇降機構３により第２アセンブリ２ｂおよび下部チャンバ１から分離可能なように、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとの連結を解除した状態である。

（第１アセンブリ）
図３に示すように、第１アセンブリ２ａは、トッププレート２１と、トッププレート２１の上面を開放可能に覆う第１カバー２２とを含む。

トッププレート２１は、第１アセンブリ２ａの基部となる平板状部材である。第１アセンブリ２ａを構成する各部品は、直接または間接的にトッププレート２１に組付けられている。第１カバー２２は、トッププレート２１上に設けられている。第１カバー２２は、トッププレート２１の外周に沿って上下に延びる側面部と、側面部の上端から水平に延びる上面部とを有し、トッププレート２１の上面を取り囲んで覆っている。第１カバー２２は、少なくとも一部がトッププレート２１から着脱可能（または開閉可能）である。本実施形態では、第１カバー２２の側面部の一部がトッププレート２１に固定されている。第１カバー２２の上面部の大部分を含む分離部２２ａ（図２参照）が、トッププレート２１に固定された部分に対して着脱可能に取り付けられている。

第１アセンブリ２ａは、トッププレート２１にそれぞれ設けられた、バルブ機構２３、冷却機構２４および加熱機構２５を含む。

バルブ機構２３は、プラズマ生成室３１内に供給する処理ガスの供給制御を行うためのバルブを含む。バルブ機構２３（図１参照）は、第１アセンブリ２ａの外部に設置されたガス供給装置４と供給管４ａにより接続されている。また、バルブ機構２３は、管部材（点線で示す）を介して、第２アセンブリ２ｂの後述する分配部材３５に着脱するアタッチメント２３ａと接続されている。バルブ機構２３は、アタッチメント２３ａおよび分配部材３５を介して、ガス供給装置４とプラズマ生成室３１の内部とを接続する。これにより、ガス供給装置４は、バルブ機構２３を介して、閉鎖空間４０内に処理ガス（エッチングガス）を供給できる。

冷却機構２４は、基板処理に伴い発生した熱を放熱する機能を有する。冷却機構２４は、冷却ファンを内蔵し、上部チャンバ２の大気領域において加温された空気を、第１カバー２２の上面に形成された通気孔２２ｂから外部へ排出する。加熱機構２５は、トッププレート２１の下面側に設けられ、第２アセンブリ２ｂのプラズマ生成室３１を構成する部品（天板部３１ｂ、側壁部３１ａ）を加熱するように構成されたヒーターである。トッププレート２１の下面には、加熱機構２５が取り付けられた突出部２１ａが設けられている。突出部２１ａは、天板部３１ｂの上面と当接する。加熱機構２５は、突出部２１ａの下面側に設けられ、天板部３１ｂの上面に設けられた分配部材３５と当接し、天板部３１ｂに熱を伝達する。

図２に示したように、第１アセンブリ２ａは、第１カバー２２の外側から昇降機構３と連結されている。具体的には、昇降機構３は、上部チャンバ２の外部からトッププレート２１と連結されている。すなわち、図４に示すように、トッププレート２１の両側部（図４の上下両側）には、昇降機構３の取付ブラケット３ａと接続するための取付部２１ｃが１つずつ設けられている。取付部２１ｃにおいて、昇降機構３の取付ブラケット３ａ（図２参照）がボルトによって固定されている。なお、第１カバー２２には、取付ブラケット３ａを取付部２１ｃへ差し込むための切欠部２２ｃ（図２参照）が設けられている。

また、トッププレート２１には、ロック機構８が設けられている。図４に示すように、ロック機構８は、トッププレート２１において、第１アセンブリ２ａの周方向に沿って略等角度で３箇所に設けられている。基板処理装置１００は、同一構成の３つのロック機構８を備えている。

（第２アセンブリ）
図３に戻り、第２アセンブリ２ｂは、反応室１１と連結して閉鎖空間４０を構成するプラズマ生成室３１と、プラズマ生成室３１の外周を覆う筒状の第２カバー３２とを含む。また、第２アセンブリ２ｂには、第２カバー３２の外部（後方側）に、電気回路を収容する収容部９（図１参照）が設けられている、収容部９には、たとえば高周波電源５に接続された整合器が設けられている。整合器は、高周波電源５とコイル３３とのインピーダンス整合を行う。

第２アセンブリ２ｂは、第２カバー３２の内周側に、プラズマ生成室３１の内周面を構成する筒状の側壁部３１ａと、プラズマ生成室３１の天井面を構成する天板部３１ｂと、プラズマ生成室３１の周囲に設けられプラズマ生成室３１内の処理ガスをプラズマ化するための磁界を発生するコイル３３と、を含む。第２アセンブリ２ｂは、これらの部材を支持する円環状（中央に開口が形成された平板状）の支持板３４を含む。

側壁部３１ａは、誘電体（酸化アルミニウム）からなる円筒部材である。側壁部３１ａは、下端部が支持板３４によって支持されている。天板部３１ｂは、側壁部３１ａの上端に載置された円板部材である。天板部３１ｂと側壁部３１ａの上端面との境界は、シール部材３１ｃを介して密閉されている。天板部３１ｂの下面（プラズマ生成室３１の内面）には、ガス導出用の開口３１ｄが周方向に複数設けられ、天板部３１ｂの上面には、分配部材３５が設けられている。バルブ機構２３を介して供給される処理ガスは、分配部材３５と天板部３１ｂとに形成されたガス流路（図示せず）を通って、開口３１ｄからプラズマ生成室３１内へ導入される。

コイル３３は、側壁部３１ａの外周面に沿って螺旋状に巻き付けられている。支持板３４の上面には、複数本の絶縁性の柱状の保持部材(図示せず)が側壁部３１ａの全周に設けられており、この保持部材にコイル３３が固定されている。コイル３３は、図１に示したように、収容部９内の整合器（回路）を介して高周波電源５に接続されている。高周波電源５によってコイル３３に高周波電力を供給することにより、プラズマ生成室３１内に供給された処理ガスがプラズマ化される。

図３に示すように、第２カバー３２は、天板部３１ｂおよび側壁部３１ａの外周を取り囲む。第２カバー３２は、プラズマ生成室３１およびコイル３３からは離れて非接触となっている。第２カバー３２は、下端部にねじ穴（図示せず）が形成され、支持板３４の貫通孔（図示せず）に下面側から挿通されたボルト（図示せず）がねじ穴に螺合することによって、支持板３４の外周部に締結されている。

なお、上記したトッププレート２１の突出部２１ａは、第２カバー３２の内側で天板部３１ｂと当接する。第２カバー３２の上端面には、トッププレート２１の外周部の下面が設置されている。また、第２カバー３２は、第２カバー３２の内周面３２ａから内向きに突出するフランジ部３２ｂを有する。フランジ部３２ｂは、第２カバー３２の上端に形成され、トッププレート２１の下面に沿っている。

このような構成の上部チャンバ２において、基板Ｗ（図１参照）の処理中に高温になる高温部は、主として、プラズマ生成室３１（側壁部３１ａおよび天板部３１ｂ）、コイル３３および加熱機構２５である。これらの高温部は、第２カバー３２によって周囲が囲まれており、作業者が意図せず接触することが防止されている。

また、ロック機構８は、ユーザが操作可能な部分であって、基板処理装置１００が正常に機能するために重要な部分である、ロック機構８は、第１カバー２２および第２カバー３２の内側にあるため、作業者が意図せず接触することが防止されている。

（第３アセンブリ）
第３アセンブリ２ｃは、環状部材であり、内周部が径方向内側に突出することで、プラズマ生成室３１と反応室１１との接続箇所の開口径を絞っている。第３アセンブリ２ｃは、図示しないボルトによって、支持板３４に着脱可能に取り付けられている。また、第３アセンブリ２ｃの下面は、下部チャンバ１の上面（図１参照）に設置されている。本実施形態の構成では、この第３アセンブリ２ｃの下面が、上部チャンバ２の最下面となる。

（ロック機構）
３つ（図４参照）のロック機構８は、第１アセンブリ２ａの第１カバー２２よりも内周側（半径方向内側）の位置に設けられている。また、ロック機構８は、第２アセンブリ２ｂの第２カバー３２よりも内周側（半径方向内側）の位置に設けられている。図５に示すように、ロック機構８は、第１カバー２２の外周面および内周面よりも内側に配置され、第２カバー３２の外周面および内周面３２ａ（フランジ部３２ｂを除く）よりも内側に配置されている。なお、３つのロック機構８は同一構成を有する。

各ロック機構８は、第１カバー２２内でトッププレート２１上に配置された切り替えレバー８ａ（図４参照）を含み、切り替えレバー８ａの位置に応じて、連結状態と解除状態とに切り替わるように構成されている。各ロック機構８は、トッププレート２１を上下に貫通する軸部８ｂと、軸部８ｂの下端に設けられた係合部８ｃと、第２カバー３２のフランジ部３２ｂを上下に貫通する差込口８ｄとを含む。

軸部８ｂは、トッププレート２１の挿通孔２１ｂおよび差込口８ｄを通過している。軸部８ｂは、円筒状のスリーブ８ｅ内に挿入されており、中心軸Ａ１周りに回転可能に設けられている。軸部８ｂの上端は、トッププレート２１よりも上側に露出し、切り替えレバー８ａが回動可能に取り付けられている。切り替えレバー８ａは、軸部８ｂの中心軸Ａ１と直交する水平軸Ａ２周りに回動可能であり、トッププレート２１に沿う向きに倒した状態と、トッププレート２１から上方に立ち上がるように起こした状態と、に切り替えることができる。そして、切り替えレバー８ａを起こした状態で捻ることで、中心軸Ａ１周りに軸部８ｂを回転させることができる。切り替えレバー８ａを倒した状態では、切り替えレバー８ａおよび軸部８ｂは中心軸Ａ１周りに回転不能となり、中心軸Ａ１周りの回転位置を固定できる。

軸部８ｂの下端は、差込口８ｄを通ってフランジ部３２ｂの下方に突出する。そして、軸部８ｂのうち、フランジ部３２ｂの下方側に突出する位置に、係合部８ｃが固定されている。切り替えレバー８ａは、水平軸Ａ２周りの角度に連動して軸部８ｂを上下移動させるように構成されている。切り替えレバー８ａを倒した状態では、軸部８ｂおよび係合部８ｃが上方移動し、係合部８ｃがフランジ部３２ｂの下面に対して上方に押圧されることにより、切り替えレバー８ａの台座と係合部８ｃとの間でトッププレート２１とフランジ部３２ｂとが挟まれる結果、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとが連結される。切り替えレバー８ａを起こした状態では、軸部８ｂおよび係合部８ｃが下方移動し、係合部８ｃがフランジ部３２ｂの下面から下方に離れることにより、軸部８ｂおよび係合部８ｃを中心軸Ａ１周りに自由に回転させることができる。

図６に示すように、第２カバー３２のフランジ部３２ｂには、３つのロック機構８のそれぞれの差込口８ｄが、周方向に沿って略等角度で３箇所設けられている。

図７（Ｂ）に示すように、フランジ部３２ｂの差込口８ｄは、縦横の長さが異なる長方形状を有する。そして、係合部８ｃも、差込口８ｄより一回り小さい長方形の外形形状を有する。係合部８ｃの長辺の長さは、差込口８ｄの短辺の長さよりも大きい。このため、切り替えレバー８ａをトッププレート２１の径方向内側を向く第１角度Ｐ１まで捻ると（図７（Ａ）の二点鎖線参照）、図７（Ｂ）に示すように、係合部８ｃの長辺方向が差込口８ｄの長辺方向に向くように軸部８ｂが回動し、係合部８ｃが差込口８ｄ内を通過可能となって、軸部８ｂを差込口８ｄに挿入したり、差込口８ｄから軸部８ｂを抜き取ったりできる。軸部８ｂを差込口８ｄに挿入した状態で、図７（Ｃ）に示すように、切り替えレバー８ａをトッププレート２１の周方向を向く第２角度Ｐ２まで捻ると（図７（Ａ）の実線参照）、係合部８ｃの長辺方向が差込口８ｄの短辺方向に向くように軸部８ｂが回動し、係合部８ｃが差込口８ｄの縁部に引っかかって通過不能となる。

ロック機構８を連結状態から解除状態に切り替える場合、まず、切り替えレバー８ａを倒した状態から起こした状態に切り替える。これにより、係合部８ｃがフランジ部３２ｂの下面から離れて回動可能となる。次に、起こした状態の切り替えレバー８ａを第２角度Ｐ２から第１角度Ｐ１まで捻る。これにより、係合部８ｃが差込口８ｄ内を通過可能となる。この切り替えレバー８ａを第１角度Ｐ１に向けた状態が、ロック機構８の解除状態である。解除状態では、切り替えレバー８ａを起こした状態でも、倒した状態でも、係合部８ｃがフランジ部３２ｂと係合しないので、どちらでもよい。

ロック機構８を解除状態から連結状態に切り替える場合、切り替えレバー８ａを起こした状態で、第１角度Ｐ１から第２角度Ｐ２まで捻る。これにより、係合部８ｃが差込口８ｄ内を通過不可能な向きとなる。次に、第２角度Ｐ２に向けた切り替えレバー８ａを、起こした状態から倒した状態に切り替える。これにより、係合部８ｃが上方移動して差込口８ｄの縁部に引っ掛かり、切り替えレバー８ａの台座と係合部８ｃとの間でトッププレート２１とフランジ部３２ｂとが挟まれる結果、連結状態となる。切り替えレバー８ａを第２角度Ｐ２に向けて、かつ、切り替えレバー８ａを倒した状態が、ロック機構８の連結状態である。

切り替え操作は、切り替えレバー８ａを倒した状態と起こした状態との切り替えと、図７（Ａ）に示した第１角度Ｐ１と第２角度Ｐ２との間で切り替えレバー８ａを概ね９０度（差込口８ｄの短辺方向から長辺方向まで）回動させる動作との組み合わせだけで、容易かつ速やかに行える。連結状態では、係合部８ｃがフランジ部３２ｂの下面に押圧されているので、切り替えレバー８ａ（軸部８ｂ）を起こさない限り回転不能となり連結状態が維持される。

このような構成により、切り替えレバー８ａがロック位置にあるとき、係合部８ｃが差込口８ｄの縁部に係合する位置に配置されることによりロック機構８が連結状態となる。切り替えレバー８ａが解除位置にあるとき、係合部８ｃが差込口８ｄの縁部とは係合しない位置に配置されることによりロック機構８が解除状態となる。ロック位置とは、切り替えレバー８ａを第２角度Ｐ２に向け、かつ、切り替えレバー８ａを倒した状態にしたときの、切り替えレバー８ａの位置である。解除位置とは、切り替えレバー８ａを第１角度Ｐ１に向けたときの、切り替えレバー８ａの位置である。

なお、図７（Ａ）に示したように、ロック機構８に対してトッププレート２１の周方向の片側に誤動作防止部品８ｆが設けられている。誤動作防止部品８ｆは、切り替えレバー８ａをＰ２方向に倒した後（ロック機構８を連結状態にした後）、切り替えレバー８ａの上面に係合することができるフック状の部品である。切り替えレバー８ａは、誤動作防止部品８ｆを切り替えレバー８ａの上面から退避させた位置へ移動させることで、ロック位置（倒した状態）から起こした状態に切り替えることができる。このため、誤動作防止部品８ｆは、切り替えレバー８ａを倒した状態から起こした状態へ意図せず切り替えることを防止する。

（基板処理装置の処理動作）
次に、本実施形態の基板処理装置１００による基板処理時の動作の概要について説明する。基板処理装置１００の動作は、図示しない制御装置によって制御される。基板処理装置１００の動作時は、ロック機構８は連結状態に維持される。

図１に示すように、搬送装置２００により、基板載置部１２に基板Ｗが配置される。基板載置部１２が備える静電チャック（図示せず）により基板Ｗが載置面に吸着される。

次に、閉鎖空間４０内に処理ガスを導入して、高周波電力を印加してプラズマを形成する。まず、ガス供給装置４から、バルブ機構２３を介して、プラズマ生成室３１内に処理ガスが供給されるとともに、高周波電源５からコイル３３に高周波電力が供給される。これにより、処理ガスが高周波電力により励起されてプラズマとなる。

また、高周波電源７により基板載置部１２に高周波電力が印加される。これにより、基板載置部１２と閉鎖空間４０中のプラズマとの間で電位差（バイアス電位）が生じる。この結果、プラズマ中のイオンがバイアス電位によって基板Ｗに向けて衝突したり、プラズマ中のラジカルが基板Ｗの被エッチング種と化学反応したりすることで、基板Ｗがエッチングされる。

次に、基板処理装置１００のメンテナンスの概要について説明する。

〈下部チャンバのメンテナンス〉
下部チャンバ１の内部のメンテナンスを行う場合には、図８に示すように、作業者が、３つのロック機構８を連結状態にしたままで、昇降機構３（図２参照）によって上部チャンバ２の全体を上昇させる。これにより、上部チャンバ２の全体が、下部チャンバ１から上方へ離れ、下部チャンバ１の上面が開放される。作業者は、反応室１１の内部に対するメンテナンスを容易に行える。作業後、昇降機構３によって上部チャンバ２を上昇位置から下降位置へ戻して、上部チャンバ２と下部チャンバ１とを結合する。

なお、上部チャンバ２に第３アセンブリ２ｃが設けられているため、第２アセンブリ２ｂの支持板３４と第３アセンブリ２ｃとを接続するボルトを装着した状態で、図８のように上部チャンバ２の全体を下部チャンバ１から分離できるだけでなく、支持板３４と第３アセンブリ２ｃとを接続するボルトを外すことで、第１アセンブリ２ａおよび第２アセンブリ２ｂを、第３アセンブリ２ｃおよび下部チャンバ１から分離することもできる。

〈第２アセンブリのメンテナンス〉
第２アセンブリ２ｂの内部のメンテナンスを行う場合には、作業者が、３つのロック機構８を連結状態から解除状態に切り替えてから、昇降機構３によって上部チャンバ２を上昇させる。

図９に示すように、作業者は、第１カバー２２の分離部２２ａ（図２参照）を外してトッププレート２１上の各ロック機構８（切り替えレバー８ａ）を露出させる。作業者は、各ロック機構８の誤動作防止部品８ｆを切り替えレバー８ａの上面から退避させた位置へ移動させた後、各ロック機構８の切り替えレバー８ａを把持して、切り替えレバー８ａをロック位置から解除位置へそれぞれ切り替える。この結果、各ロック機構８が解除状態に切り替わり、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとが分離可能となる。

作業者は、昇降機構３（図２参照）によって、第１アセンブリ２ａを上昇させる。この場合、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとの連結が解除されているため、第１アセンブリ２ａだけが、第２アセンブリ２ｂから上方へ離れる。これにより、第２カバー３２の上面が開放されて、プラズマ生成室３１の天板部３１ｂが露出する。

作業者は、天板部３１ｂを側壁部３１ａから取り外して分離させる。これにより、プラズマ生成室３１（側壁部３１ａ）の内部が開放されるので、プラズマ生成室３１の内部に対するメンテナンスを容易に行える。作業後、作業者が、天板部３１ｂを側壁部３１ａの上端に取り付ける。作業者は、昇降機構３による昇降移動によらずに天板部３１ｂだけを側壁部３１ａの上端に直接取り付けることができる。

その後、昇降機構３（図２参照）によって第１アセンブリ２ａを上昇位置から下降位置へ戻して、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂの上に設置する。この際、トッププレート２１の突出部２１ａが天板部３１ｂの上面を上から押圧する。これによって、天板部３１ｂと側壁部３１ａとのシール性が向上する。また、押圧により、アタッチメント２３ａと分配部材３５とのシールも確保される。

また、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂの上に設置することで、ロック機構８の軸部８ｂおよび係合部８ｃがフランジ部３２ｂの差込口８ｄの内部を通過して、係合部８ｃがフランジ部３２ｂの下面側に配置される。作業者は、各ロック機構８の切り替えレバー８ａを把持して、解除位置からロック位置へ切り替える。この結果、各ロック機構８が連結状態に切り替わり、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとが互いに固定される。最後に、作業者は、第１カバー２２を閉じてメンテナンスを終了する。なお、ここでは、第１アセンブリ２ａにロック機構８の軸部８ｂおよび係合部８ｃが装着されている状態で第１アセンブリ２ａを上昇・下降させることを説明しているが、第１アセンブリ２ａを上昇させる前に一度第１アセンブリ２ａから軸部８ｂおよび係合部８ｃを取り外し、第１アセンブリ２ａを下降して、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂの上に設置した後で軸部８ｂおよび係合部８ｃを第１アセンブリ２ａから挿入してもよい。

〈第１アセンブリのメンテナンス〉
第１アセンブリ２ａの上面側は、昇降機構３により昇降させることなく、下降位置のまま第１カバー２２を開放して行える。上記と同様に連結状態で上部チャンバ２を上昇位置へ移動させるか、解除状態で第１アセンブリ２ａだけを上昇位置へ移動させてメンテナンス作業を行うこともできる。作業者は、作業後に第１カバー２２に分離部２２ａを取り付けてメンテナンスを終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態の基板処理装置１００では、上記のように、上部チャンバ２を構成する第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとに、それぞれ第１カバー２２と第２カバー３２とを設け、ロック機構８を、第１アセンブリ２ａの第１カバー２２よりも内周側の位置に設けたので、第１カバー２２および第２カバー３２によって高温部を保護しつつ、ロック機構８の保護を、第１カバー２２によって実現することができる。このように、ロック機構８が第１カバー２２の外表面に露出せず、ロック機構８の保護カバー等を別途設ける必要がない。すなわち、図１０に示す比較例１のように、ロック機構Ｃ１１がカバーＣ１２の外周面に露出する構成の場合、このロック機構Ｃ１１への意図しない接触を防ぐために、二点鎖線で示すようなカバー部材Ｃ１３を別途設ける必要がある。そのため、カバー部材Ｃ１３の分だけ装置の外径寸法が大型化したり、装置構成が複雑化したりする。本実施形態では、第１カバー２２がロック機構８のカバーとしても機能するので、図１０に示した比較例と比べて、装置構成が複雑化することがなく、装置の外径寸法が大きくなることを抑制できる。

また、本実施形態では、上記の通り、第１カバー２２および第２カバー３２が別々に設けられ、かつ、第１アセンブリ２ａが、第１カバー２２の外側から昇降機構３と連結されるので、図１１に示す比較例２のように、上部チャンバＣ２１を昇降機構Ｃ２２ごと上部カバーＣ２３内に収容する構成と比べて、カバー（第１カバー２２、第２カバー３２）内に確保すべきスペースを小さくでき、第１カバー２２および第２カバー３２の寸法（容積）を抑制することができる。そして、メンテナンス時には、ロック機構８を操作することで、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとを連結したり連結解除したりすることができる。この際にも、図１１の比較例２では、上部カバーＣ２３内に収容された昇降機構Ｃ２２などが上部カバーＣ２３内でのロック機構Ｃ２４の解除作業や連結作業の邪魔になり易いのに対して、本実施形態では第１カバー２２内に昇降機構３が配置されないので、昇降機構同士の隙間からロック機構８を操作せずに済むため、昇降機構３がロック機構８の操作の邪魔になることがない。これらにより、特に第１カバー２２内におけるロック機構８の操作性を改善することができる。これらの結果、本実施形態によれば、高温部やロック機構８への保護構造を確保した上で、装置の外径寸法を抑制可能で、かつ、ロック機構８の操作性を改善させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１アセンブリ２ａは、トッププレート２１にそれぞれ設けられた、バルブ機構２３、冷却機構２４および加熱機構２５を含み、第２アセンブリ２ｂは、第２カバー３２の内周側に、プラズマ生成室３１の内周面を構成する筒状の側壁部３１ａと、プラズマ生成室３１の天井面を構成する天板部３１ｂと、プラズマ生成室３１の周囲に設けられプラズマ生成室３１内の処理ガスをプラズマ化するための磁界を発生するコイル３３と、を含む。これにより、第１アセンブリ２ａを上昇させたときに、第１アセンブリ２ａに搭載された各機構（バルブ機構２３、冷却機構２４および加熱機構２５）をまとめて第２アセンブリ２ｂから分離させることができる。また、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂから分離させたときに、プラズマ生成室３１を構成する天板部３１ｂと側壁部３１ａとが、共に第２アセンブリ２ｂ側に残る。仮に天板部３１ｂが第１アセンブリ２ａに設けられている場合、昇降機構３による第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとの分離合体の際に、天板部３１ｂと側壁部３１ａとのシール（気密封止）をしなければならないため、昇降機構３による昇降動作に高い位置精度が要求される。これに対して、本実施形態では、天板部３１ｂを側壁部３１ａに取り付けた後で、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂに合体させることができる。このため、天板部３１ｂと側壁部３１ａとのシール（気密封止）を確保するための位置合わせのために、昇降機構３に過度に高い位置精度が要求されることがない。

また、本実施形態では、上記のように、ロック機構８は、第１アセンブリ２ａおよび第２アセンブリ２ｂの両方が昇降機構３により下部チャンバ１から分離可能なように、第１アセンブリ２ａおよび第２アセンブリ２ｂを連結した連結状態と、第１アセンブリ２ａが昇降機構３により第２アセンブリ２ｂおよび下部チャンバ１から分離可能なように、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとの連結を解除した解除状態と、に切り替わるように構成されている。これにより、ロック機構８を操作するだけで、連結状態と解除状態と、に切り替えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロック機構８は、第１カバー２２内でトッププレート２１上に配置された切り替えレバー８ａを含み、切り替えレバー８ａの位置に応じて、連結状態と解除状態とに切り替わるように構成されている。これにより、ボルトなどによりロックを行う構成と異なり、切り替えレバー８ａの操作によって、極めて簡単にかつ速やかに、ロック機構８の状態を連結状態または解除状態に切り替えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ロック機構８は、第２アセンブリ２ｂの第２カバー３２よりも内周側の位置に設けられ、第２カバー３２は、第２カバー３２の内周面３２ａから内向きに突出するフランジ部３２ｂを有し、ロック機構８は、トッププレート２１を上下に貫通する軸部８ｂと、軸部８ｂの下端に設けられた係合部８ｃと、第２カバー３２のフランジ部３２ｂを上下に貫通する差込口８ｄとを含み、切り替えレバー８ａがロック位置にあるとき、係合部８ｃが差込口８ｄの縁部に係合する位置に配置されることによりロック機構８が連結状態となり、切り替えレバー８ａが解除位置にあるとき、係合部８ｃが差込口８ｄの縁部とは係合しない位置に配置されることによりロック機構８が解除状態となる。これにより、軸部８ｂを差込口８ｄに挿通させて係合部８ｃと差込口８ｄの縁部との係合状態を変化させるだけのシンプルな構成で、ロック機構８を実現できる。また、ロック機構８を全体として上下方向に延びる細長の軸状構造にできるので、第１カバー２２および第２カバー３２の内周側にロック機構８を設けても、第１カバー２２および第２カバー３２の外径寸法が大きくなる事を効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、上記のように、昇降機構３は、上部チャンバ２の外部からトッププレート２１と連結されている。ここで、たとえば第１カバー２２を昇降機構３と連結する場合、重量を支持可能な剛性を第１カバー２２で確保する必要が生じ、剛性確保のために第１カバー２２が大型化し易い。これに対して、上記構成では、トッププレート２１が第１アセンブリ２ａの剛性を確保する部品として機能するので、第１カバー２２を小型、軽量に形成することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、軸部８ｂに設けた係合部８ｃを差込口８ｄの縁部と係合させるタイプのロック機構８の例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、たとえばロック機構が第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとを連結する構造は、ボルト（締結手段）、ピン、キーまたはバックル（係合手段）、などであってもよい。また、ロック機構８は、切り替えレバー８ａを操作するタイプでなくてもよい。

また、上記実施形態では、昇降機構３がトッププレート２１と連結された例を示したが、本発明では、昇降機構３が第１カバー２２と連結されてもよい。

また、上記実施形態では、バルブ機構２３、冷却機構２４および加熱機構２５がトッププレート２１（第１アセンブリ２ａ）に設けられ、プラズマ生成室３１を構成する側壁部３１ａと天板部３１ｂとが第２アセンブリ２ｂに設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば天板部３１ｂを第１アセンブリ２ａ（トッププレート２１）側に設けて、第１アセンブリ２ａを第２アセンブリ２ｂから分離することで天板部３１ｂが側壁部３１ａから分離されるように構成してもよい。

また、上記実施形態では、上部チャンバ２に第３アセンブリ２ｃを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第３アセンブリ２ｃを設けずに、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとで上部チャンバ２を構成してもよい。

また、上記実施形態（図６参照）では、第２カバー３２のフランジ部３２ｂが、第２カバー３２の全周にわたって環状に設けられた例を示した。この他、フランジ部３２ｂは、差込口８ｄの回りの部分のみに設けられていてもよい。この場合、第２カバー３２の内側の大気領域と第１カバー２２の内部との通気性を向上させることができるので、冷却機構２４による放熱を効果的に行える。

また、上記実施形態では、冷却機構２４が空冷式の冷却機構である例を示したが、冷却機構２４は冷却水を用いた水冷式であってもよいし、冷却機構２４として空気による冷却と冷却水による冷却とを併用してもよい。

また、上記実施形態では、ロック機構８が、第２アセンブリ２ｂの第２カバー３２よりも内周側の位置に設けられる例を示したが、これに限られない。たとえば、ロック機構が、第１アセンブリ２ａと第２アセンブリ２ｂとを連結するボルトであって、トッププレート２１に形成された挿通孔からボルトを挿入し、第２カバー３２に設けたねじ穴またはナットに対してボルトのねじ部を噛み合わせて締結してもよい。このとき、ナットは、第２カバー３２の外壁に横溝を形成して外側から第２カバー３２内に埋め込むようにして、ナットが第２カバー３２の内周面よりは外側の位置に、第２カバー３２の外部から露出する態様で設けられていてもよい。ナット方式でもナットは昇降時にむやみに触れることはない(触れたとしてもロックの操作側ではないのでロックが解除されることはない)が、上記実施形態の構成では、誤操作防止がより確実であり、ナット方式のようにロック解除時に溝に挿入していたナットが落下してしまうリスクがないため好ましい。

また、本発明の基板処理装置は、エッチング装置以外の基板処理装置であってもよく、たとえば成膜装置でもよい。

１：下部チャンバ、２：上部チャンバ、２ａ：第１アセンブリ、２ｂ：第２アセンブリ、３：昇降機構、８：ロック機構、８ａ：切り替えレバー、８ｂ：軸部、８ｃ：係合部、８ｄ：差込口、１１：反応室、２１：トッププレート、２２：第１カバー、２３：バルブ機構、２４：冷却機構、２５：加熱機構、３１：プラズマ生成室、３１ａ：側壁部、３１ｂ：天板部、３２：第２カバー、３２ｂ：フランジ部、３３：コイル、４０：閉鎖空間、１００：基板処理装置、Ｗ：基板

Claims (4)

1. 基板を処理する反応室を含む下部チャンバと、
   前記下部チャンバの上部を覆う上部チャンバと、
   前記上部チャンバを前記下部チャンバから着脱する昇降機構とを備え、
   前記上部チャンバは、上側の第１アセンブリと、前記第１アセンブリの下面に配置された第２アセンブリと、前記第１アセンブリと前記第２アセンブリとを連結解除可能に連結するロック機構とを含み、
   前記第１アセンブリは、トッププレートと、前記トッププレートの上面を開放可能に覆う第１カバーと、前記反応室と連結して閉鎖空間を構成するプラズマ生成室の天井面を構成する天板部とを含み、前記第１カバーの外側から前記昇降機構と連結されており、
   前記第２アセンブリは、前記プラズマ生成室の内周面を構成する筒状の側壁部と、前記プラズマ生成室の外周を覆う第２カバーとを含み、
   前記ロック機構は、前記第１アセンブリの前記第１カバーよりも内周側の位置に設けられている、基板処理装置。
2. 前記第１アセンブリは、前記トッププレートにそれぞれ設けられた、バルブ機構、冷却機構および加熱機構を含み、
   前記第２アセンブリは、前記第２カバーの内周側に、前記プラズマ生成室の周囲に設けられ前記プラズマ生成室内の処理ガスをプラズマ化するための磁界を発生するコイルを含む、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記昇降機構は、前記上部チャンバを側方から支持し、上下軸によって、前記上部チャンバを少なくとも上下方向に移動可能に構成されている、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記ロック機構は、前記第２アセンブリの前記第２カバーよりも内周側の位置に設けられ、
   前記第２カバーは、前記第２カバーの内周面から内向きに突出するフランジ部を有し、
   前記ロック機構は、前記トッププレートを上下に貫通する軸部と、前記軸部の下端に設けられた係合部と、前記第２カバーの前記フランジ部を上下に貫通する差込口とを含み、
   前記ロック機構は、前記差込口を通過した前記係合部の前記軸部周りの向きに応じて、前記第１アセンブリおよび前記第２アセンブリを連結した連結状態と、前記第１アセンブリと前記第２アセンブリとの連結を解除した解除状態と、に切り替わるように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理装置。

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