特許 7595473 締結構造、プラズマ処理装置及び締結方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】締結構造、プラズマ処理装置及び締結方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20241129BHJP

   H05H 1/46 20060101ALI20241129BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241129BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101C

H05H1/46 L

H01L21/31 C

C23C16/44 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021010996

(22)【出願日】2021-01-27

(65)【公開番号】P2022114629

(43)【公開日】2022-08-08

【審査請求日】2023-09-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096389

【弁理士】

【氏名又は名称】金本 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100101557

【弁理士】

【氏名又は名称】萩原 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100167634

【弁理士】

【氏名又は名称】扇田 尚紀

(74)【代理人】

【識別番号】100187849

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 隆史

(74)【代理人】

【識別番号】100212059

【弁理士】

【氏名又は名称】三根 卓也

(72)【発明者】

【氏名】中川 太一

(72)【発明者】

【氏名】天野 健次

(72)【発明者】

【氏名】末木 英人

(72)【発明者】

【氏名】大森 貴史

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 健一

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１３７２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１３５１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１３９３７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／１４５１９０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０５Ｈ １／４６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｃ２３Ｃ １６／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理装置を構成する第１の部材と第２の部材とを締結ネジにより締結する締結構造であって、
前記第１の部材は、雌ネジ部を有し、
前記締結ネジは、前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成されたネジ軸部と、ネジ頭部とを有し、
前記第２の部材は、前記ネジ軸部が貫通する貫通孔を有し、
前記ネジ頭部と前記第２の部材との間において重ねて配置され、前記ネジ軸部が貫通し、直径の差が２ｍｍ以内であり、厚みが２ｍｍ以上であるステンレス素材からなる第１の座金及び第２の座金とを備え、
前記貫通孔は断面が長丸形状であり、
前記第１の座金は前記ネジ頭部の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する穴を有し、
前記第２の座金は前記第２の部材の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する長丸形状の穴と、前記貫通孔に挿入され前記長丸形状の穴の長径方向に沿ってのみ形成される突出部とを有する、部材の締結構造。

【請求項2】

前記第１の座金における前記第２の座金と接触する第１の接触面と、前記第２の座金における前記第１の座金と接触する第２の接触面の、いずれか一方若しくは両方が潤滑性被覆膜で覆われている、請求項１に記載の締結構造。

【請求項3】

前記潤滑性被覆膜は、導電性を有するテフロン潤滑メッキ膜である、請求項２に記載の締結構造。

【請求項4】

基板に対しプラズマ処理を行うプラズマ処理装置であって、
雌ネジ部を有する第１の部材と、
前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成されたネジ軸部と、ネジ頭部とを有する締結ネジと、
前記締結ネジにより前記第１の部材と締結され、前記ネジ軸部が貫通する貫通孔を有する第２の部材と、
前記ネジ頭部と前記第２の部材との間において重ねて配置され、前記ネジ軸部が貫通し、直径の差が２ｍｍ以内であり、厚みが２ｍｍ以上であるステンレス素材からなる第１の座金及び第２の座金とを備え、
前記貫通孔は断面が長丸形状であり、
前記第１の座金は前記ネジ頭部の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する穴を有し、
前記第２の座金は前記第２の部材の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する長丸形状の穴と、前記貫通孔に挿入され前記長丸形状の穴の長径方向に沿ってのみ形成される突出部とを有する、プラズマ処理装置。

【請求項5】

プラズマ処理の処理対象の基板が載置される載置台と、
前記載置台が内部に設けられた処理容器と、
前記載置台の側面を覆い、前記処理容器の底壁を介して接地される接地部材と、を備え、
前記第１の部材は、前記処理容器の底壁であり、
前記第２の部材は、前記接地部材である、請求項４に記載のプラズマ処理装置。

【請求項6】

基板処理装置を構成する、雌ネジ部を有する第１の部材と、断面が長丸形状の貫通孔を有する第２の部材とを用意する工程と、
雄ネジ部が形成されたネジ軸部と、ネジ頭部とを有する締結ネジを用意する工程と、
前記ネジ軸部が貫通し、直径の差が２ｍｍ以内であり、厚みが２ｍｍ以上であるステンレス素材からなる第１の座金及び第２の座金とを用意する工程と、を含み、前記第１の座金は、前記ネジ軸部が貫通する穴を有し、前記第２の座金は、前記ネジ軸部が貫通する長丸形状の穴と、前記貫通孔に挿入され前記長丸形状の穴に長径方向に沿ってのみ形成される突出部と、を有し、
前記雌ネジ部と前記貫通孔が連通するように前記第１の部材と前記第２の部材を重ね合わせる工程と、
前記第２の座金の前記突出部を前記貫通孔に挿入させる工程と、
前記締結ネジの前記ネジ軸部を、前記第１の座金の穴、前記突出部が前記貫通孔に挿入された前記第２の座金の穴、及び、前記貫通孔を貫通させ、前記雄ネジ部を前記雌ネジ部に螺合させて前記第１の部材と前記第２の部材とを締結する工程と、を含む、部材の締結方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、締結構造、プラズマ処理装置及び締結方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、真空排気された処理空間内のガラス基板に対し、プラズマ化された処理ガスによるプラズマ処理を実行するプラズマ処理装置が開示されている。このプラズマ処理装置は、ガラス基板が載置される載置台を備え、当該載置台に対向する上面が開口すると共に、電気的に接地された金属製の処理容器と、当該処理容器の開口を塞いで処理空間を形成するように並べられた複数の導電性の部分窓からなる金属窓と、当該金属窓の上方側に、当該金属窓と対向するように設けられ、誘導結合により処理ガスをプラズマ化するためのプラズマアンテナと、備える。特許文献１のプラズマ処理装置において、金属窓の各部分窓は、処理ガス供給用のシャワーヘッドを兼ねている。また、各部分窓は、処理空間に対して処理ガスを供給するための多数の処理ガス吐出孔が形成されたシャワープレートと、当該シャワープレートとの間に、処理ガスを拡散させる処理ガス拡散室を形成するための金属窓本体とを、下からこの順に重ねた構成となっている。さらに、特許文献１のプラズマ処理装置では、ネジによってシャワープレートを金属窓本体に締結している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－２７７７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示にかかる技術は、基板処理装置を構成する部材同士を締結ネジにより締結する締結構造において、部材間の熱膨張差により締結ネジが変形することを抑制する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は基板処理装置を構成する第１の部材と第２の部材とを締結ネジにより締結する締結構造であって、前記第１の部材は、雌ネジ部を有し、前記締結ネジは、前記雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成されたネジ軸部と、ネジ頭部とを有し、前記第２の部材は、前記ネジ軸部が貫通する貫通孔を有し、前記ネジ頭部と前記第２の部材との間において重ねて配置され、前記ネジ軸部が貫通し、直径の差が２ｍｍ以内であり、厚みが２ｍｍ以上であるステンレス素材からなる第１の座金及び第２の座金とを備え、前記貫通孔は断面が長丸形状であり、前記第１の座金は前記ネジ頭部の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する穴を有し、前記第２の座金は前記第２の部材の側に配置されるとともに、前記ネジ軸部が貫通する長丸形状の穴と、前記貫通孔に挿入され前記長丸形状の穴の長径方向に沿ってのみ形成される突出部とを有する。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板処理装置を構成する部材同士を締結ネジにより締結する締結構造において、部材間の熱膨張差により締結ネジが変形するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示にかかる技術の課題を説明するための図である。

【図2】本開示にかかる技術の課題を説明するための図である。

【図3】本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。

【図4】本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す横断面図である。

【図5】接地部材の構成の概略を示す部分拡大平面図である。

【図6】プラズマ処理装置が備える締結構造の構成の概略を示す縦断面図である。

【図7】プラズマ処理装置が備える締結構造の構成の概略を示す縦断面図である。

【図8】第２の座金の下面図である。

【図9】第２の座金の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程では、ガラス基板等の基板に対し、エッチング処理や成膜処理等の基板処理が行われる。これらの基板処理には、処理対象の基板が収容される処理容器等を有する基板処理装置が用いられる。また、基板処理装置としては、処理ガスのプラズマを用いて基板処理を行うプラズマ処理装置がある。

【0009】

プラズマ処理装置は、基板が載置される載置台と、載置台が内部に設けられた処理容器と、を備える。また、プラズマ処理装置は、載置台の側面を覆うように接地部材を備えることがある。図１に示すように、接地部材５０１は、処理容器の底壁５００に固定され、当該底壁５００を介して電気的に接地される。接地部材５０１は、当該接地部材５０１または当該接地部材５０１に接続された部材（図示せず）を、後述の、バイアス用の高周波電力が印加され下部電極として機能する載置台に対する対向電極の一部として機能させること等を目的として設けられる。また、処理容器の底壁５００と接地部材５０１との固定は、特許文献１に開示のプラズマ処理装置におけるシャワープレートと金属窓本体との固定と同様、ネジ５０２を用いた締結で行われる。

【0010】

ところで、接地部材５０１には処理ガスのプラズマからの熱が入りやすいため、接地部材５０１と処理容器の底壁５００との間に温度差が生じ、これにより、両者の間に熱膨張差が生じることがある。

【0011】

そのため、例えば、接地部材５０１の貫通孔５０１ａを、その断面が、接地部材５０１が主に熱膨張する方向すなわち接地部材５０１が延在する方向（図１の左右方向）に長い長丸形状となるように形成している。これにより、上述の熱膨張差が生じても、貫通孔５０１ａ内をネジ５０２の軸部５０２ａが相対的に移動するため、接地部材５０１の内壁面がネジ５０２の軸部５０２ａに接触しないので、ネジ５０２の変形を防ぐことができる。なお、ネジ５０２が変形すると、締結力の低下や、処理容器の底壁５００を介して接地部材５０２を適切に電気的に接地できなくなってしまう等、問題がある。

【0012】

しかし、接地部材５０１の貫通孔５０１ａの断面を上述のように長丸形状としても、ネジ５０２が変形してしまうことがある。例えば、図２に示すように、接地部材５０１がその延在方向（図の左右方向）だけでなくネジ５０２の軸方向（図の上下方向）にも膨張することによってネジ頭５０２ｂに対向する接地部材５０１の座面側が陥没すること等により、接地部材５０１の延在方向への熱膨張にネジ５０２のネジ頭５０２ｂが追従してしまう。これにより、ネジ５０２が変形してしまうこと、具体的には、ネジ５０２の軸部５０２ａが曲がってしまうことがある。

【0013】

プラズマ処理装置を構成する構成部材同士を締結する他の締結構造や、プラズマ処理装置以外の基板処理装置を構成する部材同士を締結する締結構造でも、上述と同様にネジが変形するおそれがあり、変形すると基板処理等に悪影響が及ぶことがある。

【0014】

そこで、本開示にかかる技術は、基板処理装置を構成する部材同士を締結ネジにより締結する締結構造において、部材間の熱膨張差による締結ネジの変形を抑制する。

【0015】

以下、本実施形態にかかる締結構造、プラズマ処理装置及び締結方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0016】

＜プラズマ処理装置１＞
図３及び図４はそれぞれ、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の構成の概略を示す縦断面図及び横断面図である。図５は、後述の接地部材の構成の概略を示す部分拡大平面図である。
図３のプラズマ処理装置１は、基板としての、矩形のガラス基板Ｇ（以下、「基板Ｇ」という）に対し、処理ガスのプラズマを用いた基板処理すなわちプラズマ処理を行う。プラズマ処理装置１が行うプラズマ処理は、例えばＦＰＤ用の成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等である。これらの処理により、基板Ｇ上に、発光素子や発光素子の駆動回路などの電子デバイスが形成される。

【0017】

プラズマ処理装置１は、有底の角筒形状の容器本体１０を備える。容器本体１０は、導電性材料、例えばアルミニウムから形成され、電気的に接地されている。プラズマ処理にはしばしば腐食性のガスが用いられるため、容器本体１０の内壁面は、耐腐食性を向上させる目的で、陽極酸化処理等の耐腐食コーティング処理が施されている。また、容器本体１０の上面には開口が形成されている。この開口は、容器本体１０と絶縁されて設けられた矩形状の金属窓２０によって気密に塞がれ、具体的には、金属窓２０及び後述の金属枠１４によって気密に塞がれる。容器本体１０及び金属窓２０によって囲まれた空間は、プラズマ処理の処理対象の基板Ｇがプラズマ処理時に位置する処理空間Ｓ１となり、金属窓２０の上方側の空間は、後述の高周波アンテナ（プラズマアンテナ）９０が配置されるアンテナ室Ｓ２となる。容器本体１０のＸ方向負側（図１の左側）の側壁には、処理空間Ｓ１内に基板Ｇを搬入出するための搬入出口１１及び搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２が設けられている。

【0018】

容器本体１０の底壁１０ａ上には、金属窓２０と対向するように、基板Ｇが載置される載置台３０が設けられている。載置台３０は例えば平面視矩形状に形成されている。
載置台３０は、その上面３１ａが基板Ｇの載置面となる台本体３１を有し、台本体３１が、絶縁性の材料で構成された脚部３２を介して、容器本体１０の底壁１０ａ上に設置されている。なお、本実施形態では絶縁性の脚部３２により台本体３１を支持しつつ当該台本体３１の側面も覆っているが、台本体３１の側面を覆う絶縁性の部材を台本体３１を支持する部材と分離可能に設けてもよい。いずれの場合においても、台本体３１の側面は絶縁性の部材で覆われている。

【0019】

台本体３１は、導電性材料、例えばアルミニウムから形成されている。台本体３１の処理空間Ｓ１側の表面は、絶縁性及び耐腐食性を向上させるため、陽極酸化処理若しくはセラミック溶射処理等のコーティング処理が施されている。また、台本体３１には、基板Ｇを吸着保持する静電チャック（図示せず）が設けられている。

【0020】

さらに、台本体３１には、整合器４０を介して高周波電源４１が接続されている。高周波電源４１は、バイアス用の高周波電力、例えば周波数が３．２ＭＨｚの高周波電力を台本体３１に供給する。これにより、処理空間Ｓ１内に生成されたプラズマ中のイオンを基板Ｇに引き込むことができる。

【0021】

また、容器本体１０の底壁１０ａ（「第１の部材」の一例）上には、図４に示すように、電気的に接地される接地部材５０（「第２の部材」の一例）が複数設けられており、具体的には、例えば、電気的に接地される接地部材５０_１～５０_４が設けられている。

【0022】

接地部材５０はそれぞれ、導電性材料、例えばアルミニウムから形成されている。また、接地部材５０はそれぞれ、載置台３０の側面を、絶縁性の部材（具体的には脚部３２）を介して覆うように設けられている。具体的には、接地部材５０_１は、Ｘ方向（図４の左右方向）に沿って延び、載置台３０のＹ方向正側（図４の上側）の側壁を覆うように設けられている。接地部材５０_２は、Ｘ方向に沿って延び、載置台３０のＹ方向負側（図４の下側）の側壁を覆うように設けられている。接地部材５０_３は、Ｙ方向（図４の上下方向）に沿って延び、載置台３０のＸ方向正側（図４の右側）の側壁を覆うように設けられている。接地部材５０_４は、Ｙ方向（図４の上下方向）に沿って延び、載置台３０のＸ方向負側（図４の左側）の側壁を覆うように設けられている。

【0023】

接地部材５０は、例えば断面視Ｌ字状に形成され、容器本体１０の底壁１０ａに沿って延びる水平部５１と、載置台３０の側面に沿って延び容器本体１０の底壁１０ａと垂直となる垂直部５２と、を有する。
また、接地部材５０はそれぞれ、台本体３１とは電気的に絶縁され、容器本体１０の底壁１０ａを介して電気的に接地される。

【0024】

また、接地部材５０はそれぞれ、締結ネジ５３によって、容器本体１０の底壁１０ａに締結されている。具体的には、各接地部材５０は、図５に示すように、水平部５１に、当該水平部５１を上下方向（厚み方向）に貫通する貫通孔５１ａが形成されており、当該貫通孔５１ａに挿通された締結ネジ５３によって締結されている。なお、締結ネジ５３には、当該締結ネジ５３のネジ頭と、後述の第１の座金及び第２の座金とを一括して覆うカバー（図示せず）が設けられている。これにより、締結ネジ５３、第１の座金及び第２の座金を耐腐食性ガス等から保護している。

【0025】

締結ネジ５３が挿通される貫通孔５１ａは、接地部材５０毎に、当該接地部材５０が延びる方向すなわち当該接地部材５０の長手方向に沿って、複数設けられている。また、各貫通孔５１ａは、その断面（貫通孔５１ａの中心軸に直交する断面）が、当該貫通孔５１ａが設けられた接地部材５０の長手方向に長い長丸形状（すなわち長円形状）である。
接地部材５０の処理空間Ｓ１側の表面は、耐腐食性を向上させるため、陽極酸化処理若しくはセラミック溶射処理等のコーティング処理が施されている。ただし、接地部材５０の処理空間Ｓ１側の表面は、上記コーティング処理が施され絶縁性の領域である被覆領域Ｒ１（図５において灰色で示す。）と、上記コーティング処理が施されず導電性の領域である非被覆領域Ｒ２とを有する。例えば、貫通孔５１ａの周囲の、後述の第２の座金が１２０接触する領域は、非被覆領域Ｒ２とされる。

【0026】

接地部材５０には、バッフルプレート（図示せず）が接続されていてもよい。プラズマ処理装置１において、接地部材５０及び上記バッフルプレートは、載置台３０に印加されるバイアス用の高周波電力に対して対向電極として機能し、プラズマが不用意に異常放電を引き起こすことを抑制する。また、後述の排気口１３を覆い接地電位となる網部材を設けてもよい。当該網部材により、プラズマ化した処理ガスは失活する。これにより、プラズマ化した処理ガスが排気されることが抑制され、排気口１３、排気部６０において放電が生じることが抑制される。

【0027】

また、容器本体１０の底壁１０ａには、図４に示すように、排気口１３が形成されている。排気口１３は、平面視矩形状の載置台３０の各辺に、当該辺に沿って複数設けられている。排気口１３には、図３に示すように、真空ポンプ等を有する排気部６０が接続されている。処理空間Ｓ１は、この排気部６０によって減圧される。排気部６０は、複数の排気口１３のそれぞれに設けられてもよいし、複数の排気口１３に共通に設けられてもよい。

【0028】

容器本体１０の側壁の上面側には、アルミニウム等の金属材料から形成された矩形状の枠体である金属枠１４が設けられている。容器本体１０と金属枠１４との間には、処理空間Ｓ１を気密に保つためのシール部材１５が設けられている。また、容器本体１０と金属枠１４と金属窓２０とが、載置台３０が内部に設けられた処理容器を構成する。

【0029】

金属窓２０は、複数の部分窓２１に分割され、これらの部分窓２１が金属枠１４の内側に配置され、全体として矩形状の金属窓２０を構成している。

【0030】

部分窓２１はそれぞれ、処理空間Ｓ１に処理ガスを供給するシャワーヘッドとして機能する。例えば、各部分窓２１には、処理ガスを下方に吐出する多数のガス吐出孔２１ａと、処理ガスを拡散させる拡散室２１ｂが形成されており、ガス吐出孔２１ａと拡散室２１ｂとが連通している。

【0031】

各部分窓２１の拡散室２１ｂは、ガス供給管７０を介して処理ガス供給部７１に接続されている。処理ガス供給部７１は、流量調整弁（図示せず）や開閉弁（図示せず）等を備え、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等に必要な処理ガスを拡散室２１ｂに供給する。なお、図示の便宜上、図３には、１つの部分窓２１に処理ガス供給部７１が接続された状態を示しているが、実際には各部分窓２１の拡散室２１ｂに処理ガス供給部７１が接続される。

【0032】

また、部分窓２１は、絶縁部材２２によって金属枠１４から電気的に絶縁されると共に、隣り合う部分窓２１同士も絶縁部材２２によって互いに電気的に絶縁されている。
絶縁部材２２には、当該絶縁部材２２を保護するため、当該絶縁部材２２の処理空間Ｓ１側の面を覆う絶縁部材カバー２３が設けられている。

【0033】

さらに、金属窓２０の上方側には天板部８０が配置されている。天板部８０は、金属枠１４上に設けられた側壁部８１によって支持されている。
なお、金属窓２０を構成する部分窓２１は、吊り下げ部材（図示せず）を介して天板部８０から吊り下げられている。

【0034】

上述の金属窓２０、側壁部８１及び天板部８０にて囲まれた空間はアンテナ室Ｓ２を構成し、アンテナ室Ｓ２の内部には、部分窓２１に面するように高周波アンテナ９０が配置されている。

【0035】

高周波アンテナ９０は、例えば、絶縁材料から形成されるスペーサ（図示せず）を介して部分窓２１から離間して配置される。高周波アンテナ９０は、各部分窓２１に対応する面に沿い、矩形状の金属窓２０の周方向に沿って周回するように、例えば渦巻状に、同心状に複数形成され多環状のアンテナを構成する。

【0036】

各高周波アンテナ９０には、整合器４２を介して高周波電源４３が接続されている。各高周波アンテナ９０には、高周波電源４３から整合器４２を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が供給される。これにより、プラズマ処理の間、部分窓２１それぞれの表面の上面から下面を循環する渦電流が誘起され、この渦電流によって処理空間Ｓ１の内部に誘導電界が形成される。ガス吐出孔２１ａから吐出された処理ガスは、誘導電界によって処理空間Ｓ１の内部においてプラズマ化される。

【0037】

さらに、プラズマ処理装置１には制御部Ｕが設けられている。制御部Ｕは、例えばＣＰＵやメモリ等を備えたコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、プラズマ処理装置１における基板Ｇの処理を制御するプログラムが格納されている。上述のプログラムは、コンピュータに読み取り可能な非一時的な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御部Ｕにインストールされたものであってもよい。プログラムの一部または全ては専用ハードウェア（回路基板）で実現してもよい。

【0038】

＜基板処理＞
次に、プラズマ処理装置１における基板処理について説明する。なお、以下の基板処理は、制御部Ｕの制御の下、行われる。
まず、ゲートバルブ１２が開かれ、基板Ｇが、搬入出口１１を介して処理空間Ｓ１内に搬入され、載置台３０上に載置される。その後、ゲートバルブ１２が閉じられる。

【0039】

続いて、処理ガス供給部７１から、各部分窓２１の拡散室２１ｂを介して処理空間Ｓ１内に処理ガスが供給される。また、排気部６０による処理空間Ｓ１の排気が行われ、処理空間Ｓ１内が所望の圧力に調節される。

【0040】

次いで、高周波電源４３から高周波アンテナ９０に高周波電力が供給され、これにより金属窓２０を介して処理空間Ｓ１内に均一な誘導電界が生じる。その結果、誘導電界により、処理空間Ｓ１内の処理ガスがプラズマ化し、高密度の誘導結合プラズマが生成される。そして、高周波電源４１から載置台３０の台本体３１に供給されたバイアス用の高周波電力により、プラズマ中のイオンが基板Ｇに引き込まれ、基板Ｇに対しプラズマ処理が行われる。

【0041】

プラズマ処理の終了後、高周波電源４１、４３からの電力供給、処理ガス供給部７１からの処理ガス供給が停止され、搬入時とは逆の順序で基板Ｇが搬出される。
これにより一連の基板処理が終了する。

【0042】

＜締結構造Ｋ＞
前述のように、接地部材５０はそれぞれ、締結ネジ５３によって、容器本体１０の底壁１０ａに締結されている。言い換えると、プラズマ処理装置１は、接地部材５０毎に、接地部材５０と容器本体１０の底壁１０ａとを締結ネジ５３によって締結する締結構造を備える。具体的には、プラズマ処理装置１は、接地部材５０毎に、当該接地部材５０の長手方向に沿って、上記締結構造を複数備える。
また、前述のように、従来、接地部材と処理容器の底壁とを締結ネジにより締結する場合、部材間の熱膨張差により締結ネジが変形することがある。そこで、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１では、部材間の熱膨張差による締結ネジ５３の変形を抑制するため、以下の締結構造Ｋを備える。

【0043】

図６及び図７はそれぞれ、プラズマ処理装置１が備える締結構造Ｋの構成の概略を示す縦断面図であり、図６は熱膨張前の様子を示し、図７は熱膨張後の様子を示している。また、図８及び図９はそれぞれ、後述の第２の座金の下面図及び断面図である。

【0044】

締結構造Ｋにおいて、容器本体１０の底壁１０ａは、図６及び図７に示すように、雌ネジ部１００を有する。

【0045】

また、締結構造Ｋにおいて、締結ネジ５３は、雌ネジ部１００に螺合する雄ネジ部５３ａを有するネジ軸部５３ｂと、該ネジ軸部５３ｂの基端部に接続されたネジ頭部５３ｃとを有する。締結ネジ５３は例えばステンレスから形成される。

【0046】

さらに、締結構造Ｋにおいて、接地部材５０は、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂが貫通する貫通孔５１ａを有する。貫通孔５１ａは、接地部材５０の水平部５１（図４等参照）における、雌ネジ部１００に対応する位置に形成されている。貫通孔５１ａは、前述のように、その中心軸に直交する断面が、当該貫通孔５１ａが設けられた接地部材５０の長手方向（図６及び図７の左右方向）に長い長丸形状（すなわち長円形状）である。言い換えると、貫通孔５１ａは、対応する接地部材５０の長手方向に長径を有し、上記接地部材５０の長手方向と直交する方向（図６及び図７の紙面に垂直方向）すなわち短手方向に短径を有する長穴である。貫通孔５１ａの短径Ｌ１（図５参照）は、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂのみ当該貫通孔５１ａに挿入でき第２の座金１２０等は挿入できないように設定されている。また、貫通孔５１ａの長径Ｌ２（図５参照）は、底壁１０ａと接地部材５０との間に接地部材５０の長手方向にかかる熱膨張差が生じたときに、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分の底壁１０ａに対する相対的な移動が締結ネジ５３に妨げられないように設定されている。なお、貫通孔５１ａの短径Ｌ１は例えば４ｍｍ～８ｍｍであり、長径Ｌ２は例えば１０ｍｍ～２０ｍｍである。

【0047】

そして、締結構造Ｋは、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間において配置され、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂが貫通する第１の座金１１０及び第２の座金１２０を備える。第１の座金１１０は、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃ側（「ネジ頭部の側」の一例）に配置され、第２の座金１２０は、接地部材５０側（「第２の部材の側」の一例）に配置される。

【0048】

第１の座金１１０は、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂが貫通する穴１１１を有する。具体的には、第１の座金１１０は、例えば平座金であり、締結ネジ５３のうちネジ軸部５３ｂのみが通過可能な円形の穴１１１を中央に有する。

【0049】

第２の座金１２０は、図８及び図９に示すように、座金本体１２１と突出部１２２とを有する。
座金本体１２１は、例えば、円板状に形成され、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂが貫通する、長丸形状の穴である長穴１２１ａを中央に有する。
突出部１２２は、座金本体１２１の下面から突出するように形成されている。突出部１２２は、座金本体１２１の長穴１２１ａの長径方向と接地部材５０の貫通孔５１ａの長径方向とが一致した状態で、当該貫通孔５１ａと係合するように当該貫通孔５１ａに挿入され、具体的には、当該貫通孔５１ａに嵌入される。突出部１２２は、座金本体１２１の下面において、接地部材５０の貫通孔５１ａと係合可能な位置に設けられればよく、例えば、長穴１２１ａの短径方向の端部に、長径方向に沿って設けられるとよい。これにより、第２の座金１２０は、接地部材５０に対し固定される。

【0050】

第１の座金１１０及び第２の座金１２０は、剛性が高い導電性材料、例えばステンレスで形成される。また、第１の座金１１０及び第２の座金１２０は、接地部材５０が締結ネジ５３の軸方向に膨張したときに当該第１の座金１１０及び第２の座金１２０が変形することを抑制するため、厚い方が好ましい。市場に流通している一般的な座金の厚みが、約１ｍｍであるのに対し、第１の座金１１０及び第２の座金１２０の厚みは、例えばそれぞれ２ｍｍ～４ｍｍである。

【0051】

第１の座金１１０及び座金本体１２１の直径は、例えば、互いに略等しく、１０ｍｍ～１２ｍｍである。
また、第２の座金１２０の長穴１２１ａの長径は、例えば、接地部材５０の貫通孔５１ａの長径Ｌ２と等しく、１０ｍｍ～２０ｍｍである。第２の座金１２０の長穴１２１ａの短径に関する寸法は以下の通りである。すなわち、例えば、突出部１２２が長穴１２１ａの端部に設けられる場合においては、突出部１２２を含めた長穴１２１ａの短径は、接地部材５０の貫通孔５１ａの短径Ｌ１と等しく、４ｍｍ～８ｍｍであり、両端の突出部１２２の間の寸法は、貫通孔５１ａの短径Ｌ１より、突出部１２２の分、小さく、３ｍｍ～７ｍｍである。
なお、第１の座金１１０の、円形の穴１１１の直径は、例えば、第２の座金１２０の長穴１２１ａの短径と等しく、４ｍｍ～８ｍｍ、若しくは突出部１２２の間の寸法と等しく、３ｍｍ～７ｍｍである。

【0052】

また、締結構造Ｋでは、第１の座金１１０における第２の座金１２０と接触する第１の接触面１１２と、第２の座金１２０における第１の座金１１０と接触する第２の接触面（具体的には、座金本体１２１の上面）１２１ｂの、いずれか一方若しくは両方が、潤滑性被覆膜で覆われている。これにより、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間の摩擦力を低減することができる。なお、潤滑性被覆膜とは、摩擦力を低減するための潤滑材料により被覆することにより形成される膜である。

【0053】

上記第１の接触面１１２及び第２の接触面１２１ｂの少なくともいずれか一方に形成する潤滑性被覆膜は、締結ネジ５３と接地部材５０との間で電気的導通を維持する必要があるため、導電性を有している。導電性を有する潤滑性被覆膜とは、例えば、導電性を有するテフロン潤滑メッキ膜であり、より具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）含有無電解ニッケルメッキによる被覆によって形成される膜である。

【0054】

＜締結構造Ｋにおける締結方法＞
続いて、締結構造Ｋにおける締結方法の一例について説明する。
この締結方法ではまず、容器本体１０（具体的にはその底壁１０ａ）と、接地部材５０とを用意し、第１の座金１１０と第２の座金１２０とを用意し、締結ネジ５３を用意する。

【0055】

次いで、容器本体１０の底壁１０ａの雌ネジ部１００と、対応する接地部材５０の貫通孔５１ａが連通するように、底壁１０ａと接地部材５０を重ねわせる。

【0056】

また、第２の座金１２０の突出部１２２を、接地部材５０の貫通孔５１ａに挿入させる。具体的には、第２の座金１２０の長穴１２１ａの長径方向と接地部材５０の貫通孔５１ａの長径方向とを一致させ、その状態で、第２の座金１２０の突出部１２２を、上記貫通孔５１ａに嵌入させる。

【0057】

そして、締結ネジ５３のネジ軸部５３ｂを、第１の座金１１０の穴１１１、突出部１２２が接地部材５０の貫通孔５１ａに嵌入された第２の座金１２０の長穴１２１ａ、及び、接地部材５０の貫通孔５１ａを貫通させ、雄ネジ部５３ａを容器本体１０の底壁１０ａの雌ネジ部１００に螺合させ、容器本体１０の底壁１０ａと接地部材５０とを締結する。

【0058】

＜締結構造Ｋの作用及び効果＞
続いて、プラズマ処理装置１における締結構造Ｋの作用及び効果について説明する。
プラズマ処理装置１において、接地部材５０は、接地部材５０が固定される容器本体１０の底壁１０ａに比べ、処理ガスのプラズマからの直接的な入熱が多い。そのため、プラズマ処理中に、接地部材５０と底壁１０ａとの間に温度差が生じ、両者の間に熱膨張差が生じ、具体的には、接地部材５０が、容器本体１０の底壁１０ａより高温となり且つより大きく膨張する。

【0059】

したがって、プラズマ処理中に、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分が、底壁１０ａに対して、接地部材５０の長手方向に相対的に移動する。
また、接地部材５０が厚い場合、プラズマ処理中に締結ネジ５３の軸方向すなわち接地部材５０の厚み方向にも、接地部材５０が膨張し、この膨張によって接地部材５０から締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃを押し上げる力が作用することで、締結ネジ５３の軸力が増加することがある。なお、締結ネジ５３もその軸方向に膨張するが、本実施形態のように、接地部材５０の材料がアルミニウムであり締結ネジ５３の材料がステンレスである場合等、接地部材５０の方が締結ネジ５３より熱膨張率が高い場合、接地部材５０の膨張により、締結ネジ５３の軸力はより増加する。

【0060】

上述のように接地部材５０の熱膨張により締結ネジ５３の軸力が増加すると、図１を用いて説明した従来の座金を用いない締結構造では、接地部材５０の座面側が陥没し、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間で滑りが生じなくなってしまう場合がある。この場合、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分が、熱膨張に伴って、底壁１０ａに対して、接地部材５０の長手方向に相対的に移動すると、その移動に、ネジ頭部５３ｃが追従してしまい、締結ネジ５３が曲がってしまう。

【0061】

ここで、本実施形態にかかる締結構造と異なり、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間に１枚の平座金を用いる締結構造（以下、「比較の締結構造」という。）を考える。この比較の締結構造では、１枚の平座金が薄いと、接地部材５０の熱膨張により締結ネジ５３の軸力が増加すると、平座金が破損する場合がある。また、比較の締結構造では、接地部材５０の熱膨張により締結ネジ５３の軸力が増加すると、平座金の破損が生じなくても、接地部材５０の座面側が、座金を用いない場合に比べて浅くではあるが、陥没する場合がある。いずれの場合も、接地部材５０と平座金との間で滑りが生じなくなってしまう。そうすると、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分が、熱膨張に伴って、容器本体１０の底壁１０ａに対して、接地部材５０の長手方向に相対的に移動すると、その移動にネジ頭部５３ｃが追従してしまい、締結ネジ５３が曲がってしまう。

【0062】

それに対し、本実施形態にかかる締結構造Ｋでは、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間に、第１の座金１１０と第２の座金１２０とを重ねて用いており、実質的に、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間に用いる座金を、上記比較の締結構造よりも厚くし剛性を高くしている。したがって、接地部材５０の熱膨張により締結ネジ５３の軸力が増加したときに、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃと接地部材５０との間に用いる座金（第１の座金１１０と第２の座金１２０）が変形するのを抑制することができる。また、上述のように第１の座金１１０と第２の座金１２０とを重ねて用いているため、接地部材５０の熱膨張により締結ネジ５３の軸力が増加したときに、接地部材５０の座面側が浅く陥没し接地部材５０と第２の座金１２０との間で滑りが生じなくなっても、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で滑りが生じ得る。なぜならば、第１の座金１１０と第２の座金１２０との直径が略等しいこと、これらの材料に剛性が高いステンレスが用いられていること等から、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で陥没が生じないからである。したがって、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分が、熱膨張に伴って、容器本体１０の底壁１０ａに対して、接地部材５０の長手方向に相対的に移動したときに、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で滑りが生じるため、上記相対的な移動に、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃが追従するのを抑制することができる。その結果、締結ネジ５３が曲がるのを抑制することができる。
つまり、本実施形態によれば、底壁１０ａと接地部材５０とを締結ネジ５３により締結する締結構造において、部材間の熱膨張差により締結ネジ５３が変形するのを抑制することができる。
なお、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で滑りが生じるようにしたため、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃに偶発的にトルク力がかかることを防ぐことができ、締結ネジ５３が意図せず緩むのを抑制することができる。

【0063】

また、本実施形態にかかる接触構造では、接地部材５０の貫通孔５１ａに挿入される突出部１２２を第２の座金１２０に設け、意図的に、接地部材５０と第２の座金１２０との間で滑りが生じないようにし、つまり、接地部材５０に対し第２の座金１２０を固定している。接地部材５０に対し第２の座金１２０が固定されていないと、第２の座金１２０が導電性の非被覆領域Ｒ２からはみ出し、絶縁性の被覆領域Ｒ１にかかり、第２の座金１２０と接地部材５０との間の電気的導通が不良となるおそれがある。それに対し、上述のように接地部材５０に対し第２の座金１２０を固定することで、第２の座金１２０を常に非被覆領域Ｒ２内に位置させることができるため、第２の座金１２０と接地部材５０との間の電気的導通が不良となるのを防ぐことができる。その結果、接地部材５０をより確実に電気的に接地させることができる。

【0064】

さらに、本実施形態では、第１の座金１１０における第２の座金１２０と接触する第１の接触面１１２と、第２の座金１２０における第１の座金１１０と接触する第２の接触面（具体的には、座金本体１２１の上面）１２１ｂの、いずれか一方若しくは両方が、潤滑性被覆膜で覆われている。そのため、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で滑りが簡単に生じる。したがって、接地部材５０における貫通孔５１ａの形成部分が、熱膨張に伴って、容器本体１０の底壁１０ａに対して、接地部材５０の長手方向に相対的に移動したときに、その移動に、締結ネジ５３のネジ頭部５３ｃが追従するのをより確実に抑制することができる。その結果、締結ネジ５３が曲がるのをより確実に抑制することができる。
さらに、潤滑性被覆膜が導電性を有するため、接地部材５０と底壁１０ａとの電気的導通を損なわずに、締結ネジ５３が曲がるのを抑制することができる。
なお、上記第１の接触面１１２と上記第２の接触面１２１ｂの両方を、潤滑性被覆膜で覆っておくことにより、第１の座金１１０と第２の座金１２０との間で滑りが生じたときに第１の座金１１０と第２の座金１２０との間に作用する摩擦力が低減される。したがって、潤滑性被覆膜が剥離されるのを抑制することができる。

【0065】

＜変形例＞
以上の例では、第１の座金１１０における第２の座金１２０と接触する第１の接触面１１２と、第２の座金１２０における第１の座金１１０と接触する第２の接触面１２１ｂの、いずれか一方若しくは両方が、潤滑性被覆膜で覆われていた。潤滑性被覆膜で覆われる部分は、これに限られず、例えば、第１の座金１１０の全体及び第２の座金１２０の全体のいずれか一方若しくは両方であってもよい。つまり、締結構造Ｋでは、少なくとも、上記第１の接触面１１２と上記第２の接触面１２１ｂのいずれか一方若しくは両方が潤滑性被覆膜で覆われていればよい。

【0066】

また、以上の例では、プラズマ処理の処理対象の基板はガラス基板であったが、半導体ウェハ等の他の基板であってもよい。

【0067】

以上の例では、プラズマ処理装置１を構成する容器本体１０の底壁１０ａと接地部材５０との、締結ネジ５３を用いた締結構造に、本開示にかかる技術を用いていたが、本開示にかかる技術は、プラズマ処理装置１における締結ネジを用いた他の締結構造にも適用することができる。また、本開示にかかる技術は、プラズマ処理装置以外の基板処理装置における、締結ネジを用いる締結構造に適用することができる。

【0068】

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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１ プラズマ処理装置
１０ 容器本体
１０ａ 底壁
５０、５０_１、５０_２、５０_３、５０_４ 接地部材
５１ａ 貫通孔
５３ 締結ネジ
５３ａ 雄ネジ部
５３ｂ ネジ軸部
５３ｃ ネジ頭部
１００ 雌ネジ部
１１０ 第１の座金
１１１ 穴
１２０ 第２の座金
１２１ａ 長穴
１２２ 突出部
Ｇ ガラス基板
Ｋ 締結構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】