JP4896337B2 - 処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は，処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法に関する。
背景技術
半導体装置の製造プロセスでは，プラズマ処理装置が広く使用されている。プラズマ処理装置は，処理室内に対向配置された上部電極と下部電極を備えている。かかるプラズマ処理装置では，上部電極に高周波電力を印加して処理室内の処理ガスをプラズマ化することにより，下部電極上の被処理体にプラズマ処理を施している。
ところで，上部電極が配される上部電極ユニットは，上部電極に高周波電力を供給する給電棒などの給電部材を収容するシールドボックスや，整合器などが収容されたマッチングボックスや，処理ガス供給系などが一体的に組み立てられた複雑な構造を有している。このため，上部電極ユニットは，全体として，重量が重く，また容量も大きいものであった。
従って，上部電極や処理室内の清掃等のメンテナンスを行う場合には，作業者は，上部電極ユニットを取扱可能な重量や大きさの部材に分解した後に，メンテナンスを行う必要があった。また，メンテナンス終了後には，再び各部材を上部電極ユニットに組み立てる必要があった。
このように，従来は，メンテナンスの度に，装置の分解組立を行わねばならなかった。その結果，装置の稼働効率が低下するという問題があった。また，組立時には，各部材の位置合わせを正確に行わなければならない。このため，作業が煩雑となり，さらに作業時間が増加するという問題点があった。さらに，一般的に，シールドボックスやマッチングボックスは，作業者が作業し難い高所に配置されている。このため，各部材の着脱作業を作業者が厳しい姿勢で行わなければならない。その結果，作業者に負担がかかるという問題点があった。
上部電極は，金属製のネジなどの締結手段により，上部電極を支持するクーリングプレートなどの部材に取り付けられている。このため，異常放電を防止するために，上部電極の周囲などの締結手段の取り付け部分を絶縁性のシールドリングで覆っている。従来，シールドリングは，締結手段によりクーリングプレートに取り付けられている。しかしながら，締結手段の構造によっては，シールドリングとクーリングプレートの線膨張係数が異なると，処理時の熱によりシールドリングとクーリングプレートに異なる歪みが生じ，結果的に締結手段に負荷がかかって締結手段が損傷することがあった。
また，従来は，シールドリングが上部電極の処理室側面上に単に重ね合わせて設けられていた。このため，上部電極とシールドリングとの間に段差が生じ，プラズマを乱す一因となっていた。その結果，処理の均一性を向上させることができないという問題があった。
本発明は，従来の技術が有する上記問題点に鑑みて成されたものであり，本発明の目的は，上記問題点およびその他の問題点を解決することが可能な，新規かつ改良された処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法を提供することである。
発明の開示
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，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ことが可能な昇降機構を備えた処理装置であって，上部電極ユニットは，処理室側の下部アセンブリと電力供給側の上部アセンブリから構成され，下部アセンブリと上部アセンブリは，上部電極ユニットの外周面に設けられたロック機構のみにより分離合体可能であり，下部アセンブリは，機械的機構なしに処理室内と外部との差圧および上部電極ユニットの自重により処理室の天井部に気密に固定可能であること，を特徴とする処理装置が提供される。
本発明によれば，上部電極ユニットを作業者が操作し易い２つのアセンブリから構成している。従って，重量が重い上部電極ユニットを分割して取り外すことができる。さらに，各アセンブリは，昇降機構により着脱できる。その結果，作業者の負担を軽減できる。また，本発明によれば，ロッキング機構の開閉だけで，下部アセンブリと上部アセンブリとの着脱を容易に行うことができる。さらに，ロッキング機構に基づいて，下部アセンブリと上部アセンブリとの位置合わせを行うことができる。このため，各アセンブリ同士を確実に合体させ，密着させることができる。
また，本発明によれば，下部アセンブリは，処理室内外の圧力差と上部電極ユニットの自重により処理室に固定される。かかる構成により，処理室内外の圧力差を小さくすれば，下部アセンブリを容易に取り外すことができる。また，下部アセンブリを処理室上に載置し，処理室内を減圧すれば，処理室を密閉できる。このため，処理室内の開放および密閉作業を容易かつ迅速に行うことができる。その結果，処理室内のメンテナンス作業時間を短縮できる。また，下部アセンブリは，機械的機構によらず固定される。このため，作業時にパーティクルが発生し難く，処理室内の汚染を抑制できる。
さらに，処理室内のメンテナンス時に，ロック機構をロックさせた状態で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好ましい。かかる構成によれば，昇降機構の動作により，各アセンブリを処理室から一体的に取り外すことができる。このため，処理室内のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに，作業者の負担をさらに軽減できる。
さらに，下部アセンブリに交換または洗浄が必要な部品が含まれている場合，部品のメンテナンス時に，ロック機構をアンロックさせた状態で上部アセンブリのみを上昇させることが好ましい。かかる構成によれば，下部アセンブリを処理室上に残したまま，上部アセンブリを取り外すことができる。このため，上部アセンブリと下部アセンブリのメンテナンスを容易に行うことができる。
また，本発明の第２の観点によれば，上記の如く構成された処理装置のメンテナンス方法であって，ロック機構をロックした状態で昇降機構により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た後に，処理室内をメンテナンスする工程を含むことを特徴とする処理装置のメンテナンス方法が提供される。
また，本発明の第３の観点によれば，上記の如く構成された処理装置のメンテナンス方法であって，ロック機構をアンロックした状態で昇降機構により上部アセンブリを上昇させた後，上部アセンブリおよび／または下部アセンブリをメンテナンスする工程を含むことを特徴とする処理装置のメンテナンス方法が提供される。
上記第２および第３の観点にかかる発明によれば，処理室内，あるいは上部アセンブリおよび／または下部アセンブリのメンテナンスを作業者の負担を軽減しながら容易かつ迅速に行うことができる。
また，本発明の第４の観点によれば，円柱状電極アセンブリと円柱状電極アセンブリの周囲に嵌め合わせ可能な環状部材との処理装置部品の組立機構であって，円柱状電極アセンブリの外周面または環状部材の内周面のいずれか一方には複数の突起が形成され，いずれか他方には突起に対応する複数の溝が形成されており，溝は，円柱状電極アセンブリと環状部材とを嵌め合わせるべく突起を嵌め合わせ方向に案内するように嵌め合わせ方向に延伸する第１溝と，一旦嵌め合わせた円柱状電極アセンブリと環状部材とを相対回転させるべく突起を案内するように回転方向に延伸する第２溝から成り，さらに第２溝は奥まるにつれ嵌め合わせ方向に傾斜していること，を特徴とする処理装置部品の組立機構が提供される。
本発明によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材とをネジなどの締結手段を用いずに，回転動作により着脱できる。このため，作業者の負担軽減および作業時間の短縮を達成できる。また，円柱状電極アセンブリと環状部材とは，突起と溝との嵌め合わせにより固定される。また，固定後も，突起は，溝を移動できる。このため，円柱状電極アセンブリと環状部材とが各々線膨張係数が異なる材料から形成され，処理時の熱により異なる歪みが生じても，突起や溝に加わる負荷を緩和できる。その結果，円柱状電極アセンブリと環状部材に採用する材料の選択幅が広がり，装置設計の制約を解消することができる。
さらに，突起が第２溝の最奥に到達した際に，円柱状電極アセンブリと環状部材との処理室側面が面一になるように構成することが好ましい。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との間に段差が形成されない。このため，処理室内に生じたプラズマが乱されず，被処理体に均一な処理を施すことができる。
さらに，円柱状電極アセンブリに環状部材が嵌め込まれる段部を形成することが好ましい。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との処理室側面を容易に面一にすることができる。
さらに，円柱状電極アセンブリを電極プレートと冷却プレートのアセンブリから構成し，環状部材をシールドリングから構成した場合，突起または溝を冷却プレートまたはシールドリングに形成することが好ましい。かかる構成により，円柱状電極アセンブリと環状部材のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
また，本発明の第５の観点によれば，上記の如く構成された処理装置部品の組立機構の組立方法であって，突起が第１溝に沿って案内されるように環状部材を円柱状電極アセンブリに嵌め合わせた後，突起が第２溝に沿って案内されるように環状部材と円柱状電極アセンブリとを相対回転させる工程を含むことを特徴とする処理装置部品の組立機構の組立方法が提供される。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との嵌め合わせを，容易かつ迅速に行うことができる。
また，本発明の第６の観点によれば，軸回りを回動自在な固定ピンを対応溝に突出後退動作させることにより固定ピン側部材と対応溝側部材とを固定させるロック機構であって，固定ピン側部材は，固定ピンが取り付けられ，固定ピンが垂直方向に突出する第１位置と固定ピンが斜め方向に傾斜して後退する第２位置との間における固定ピンの回動動作を許容する第１部材と，第１部材に対して相対移動可能であって，固定ピンを挿通させることが可能な貫通孔が形成された第２部材とから成り，貫通孔には，第１部材と第２部材とをロック方向に相対移動させることにより固定ピンが第２位置から第１位置に移動する場合の支点となる第１突起と，第１部材と第２部材とをアンロック方向に相対移動させることにより固定ピンが第１位置から第２位置に移動する場合の支点となる第２突起が形成されていること，を特徴とするロック機構が提供される。
本発明によれば，第１部材と第２部材との相対移動により，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に着脱できる。このため，締結手段で固定する場合よりも，作業者への負担を軽減でき，かつ作業時間を短縮できる。また，締結部材を用いないため，パーティクルの発生を抑えることができる。
さらに，対応溝側部材，第１部材，第２部材に，同心円上に配された円柱状または環状部材を採用した場合，相対移動方向を回転方向とすることが好ましい。かかる構成により，固定ピン側部材と対応溝側部材との着脱を容易に行うことができる。
また，本発明の第７の観点によれば，上記の如く構成されたロック機構のロック方法であって，第１部材と第２部材とをロック方向に相対移動させて固定ピンを第２位置から第１位置に配置し，固定ピン側部材と対応溝部材とを固定する工程を含むことを特徴とするロック機構のロック方法が提供される。かかる構成によれば，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に固定できる。
さらに，第１部材と第２部材とをアンロック方向に相対移動させて第１位置から第２位置に配置し，固定ピン側部材と対応溝部材とを分離する工程を含む工程を行えば，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に分離できる。
また，本発明の第８の観点によれば，第１部材と第１部材に載置される第２部材とを相対回転させることにより固定するロック機構であって，第１部材または第２部材のいずれか一方に設けられ，軸部とその軸部よりも大径の頭部とを有するピン部材が設けられたオス部材と，第１部材または第２部材のいずれか他方に設けられ，頭部を挿入可能な溝幅を有する挿入孔と，挿入孔と連通し頭部より小さく軸部より大きい溝幅を有し回転半径に沿うロック溝とから成るメス部材を備え，メス部材は，挿入孔付近が肉薄に形成され，ロック溝に沿って挿入孔から遠ざかるにつれ順次肉厚に形成されているロック機構が提供される。なお，本発明は，例えば，下部アセンブリ（第１部材）と，下部アセンブリに載置される上部アセンブリ（第２部材）とから構成される上部電極を組み立てる際に適応可能である。
さらに，本発明の第９の観点によれば，上記ロック機構によるロック方法が提供される。すなわち，オス部材のピン部材をメス部材の挿入孔に挿入し，ロック溝に沿って第１部材と第２部材とを相対回転させることにより，第１部材と第２部材とが良好にロックされる。
発明を実施するための最良の形態
以下に，添付図面を参照しながら本発明にかかる処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法を，プラズマエッチング装置およびそのメンテナンス方法に適用した好適な実施の一形態について，詳細に説明する。
（１）エッチング装置の全体構成
まず，図１を参照しながら，エッチング装置１００の構成について概略的に説明する。処理室１０２は，上部が開口した略円筒形の導電性の処理容器１０４を備えている。処理容器１０４は，不図示の接地線を介して保安接地されている。また，処理室１０２の天井部には，上部電極ユニット１０６が気密に取り付けられている。処理室１０２内には，被処理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗを載置可能な導電性の下部電極１０８が配置されている。
上部電極ユニット１０６の構造は，本発明の中核を成すものであり，その詳細な構成及び動作については，後述することにする。なお，上部電極ユニット１０６には，高周波電源１１０から出力された高周波電力，例えば１３．５６ＭＨｚの電力が整合器１１２を介して印加される。また，下部電極１０８には，高周波電源１１４から出力された高周波電力，例えば３８０ｋＨｚの電力が，整合器１１６を介して印加される。かかる電力の印加により，処理室１０２内に導入された処理ガスがプラズマ化し，ウェハＷにエッチング処理が施される。また処理室１０２内のガスは，ターボ分子ポンプ１１８により，下部電極１０８周囲の排気バッフル板１２０，開閉バルブ１２２，排気量調整バルブ１２４を介して適宜排気される。
以上のように，本発明を適用可能なエッチング装置１００は主に構成されている。次に，本発明の中核を成す上部電極ユニット１０６の構成について詳述する。
（２）上部電極ユニットの構成
上部電極ユニット１０６は，図１および図２に示すように，上部および下部アセンブリ１２６，１２８から主に構成されている。下部アセンブリ１２８は，上部電極（電極プレート）１３０，クーリングプレート（冷却プレート）１３２，シールドリング１３４，インシュレータ１３６から成る。上部アセンブリ１２８は，シールドボックス１３８，マッチングボックス１４０，給電棒１４２，エレクトロボディ１４４，インシュレータ１４６，バッフル板１４８から成る。以下，各アセンブリの構成について説明する。
（ａ）下部アセンブリの構成
まず，下部アセンブリ１２８の構成について説明すると，上部電極１３０は，例えばＣＶＤ製法またはホットプレス製法によるＳｉＣや陽極酸化処理されたアルミニウムから成り，図３および図４に示すように，略円盤状に形成されている。また，上部電極１３０には，図２〜図４に示すように，処理室１０２内に処理ガスを吐出するための複数のガス吐出孔１３０ａが形成されている。
なお，ＣＶＤ製法とは，減圧下でＳｉ系ガスを用いて，高純度カーボン材の表面にＳｉＣを気相成長させる製法である。また，ホットプレス製法とは，ＣＶＤ製法によるＳｉＣパウダにホウ素などのバインダを添加し，高温高圧下で焼成する製法である。また，柱状結晶シリコンは，単結晶シリコンと同等の結晶特性と，単結晶シリコンと同等のまたはそれ以上の加工性と熱伝導性を有し，非常に簡単かつ安価に製造することができる。
また，上部電極１３０の処理室１０２側外縁部には，図２，図３（ｂ）および図４に示すように，後述するシールドリング１３４を嵌め合わせた際に，上部電極１３０とシールドリング１３４との処理室１０２側面を面一にさせるための本実施の形態にかかる段部１３０ｂが形成されている。かかる構成によれば，図２および図３（ａ）に示すように，シールドリング１３４を嵌め合わせた際に，上部電極１３０とシールドリング１３４との間に段差が生じることがない。その結果，処理室１０２内に生成されたプラズマが乱されず，均一な処理を行うことができる。
また，上部電極１３０の上部には，図２および図３（ｂ）に示すように，ネジなどの締結部材１５０により，上部電極１３０に電力を伝達するとともに，上部電極１３０に生じた熱を上部アセンブリ１２６を構成するエレクトロボディ１４４に伝達するクーリングプレート１３２が取り付けられている。なお，締結部材１５０は，シールドリング１３４に覆われるため，処理室１０２に露出することがない。
クーリングプレート１３２は，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成り，図３および図４に示すように，略円柱状に形成されている。また，クーリングプレート１３２には，図２および図４に示すように，上部アセンブリ１２６を構成するバッフル板１４８を通過した処理ガスを上部電極１３０のガス吐出孔１３０ａに送るためのガス供給経路１３２ａが設けられている。
また，クーリングプレート１３２の外周には，図２〜図４に示すように，インシュレータ１３６に形成された段部１３６ａと係合する張り出し部１３２ｂが形成されている。張り出し部１３２ｂと段部１３６ａは，嵌め合わせ時に，上部電極１３０あるいはシールドリング１３４とインシュレータ１３６との処理室１０２側面が面一になるように形成されている。このため，インシュレータ１３６とシールドリング１３４との間にも段差が形成されず，プラズマの乱れをさらに防止することができる。
また，クーリングプレート１３２には，図２〜図４に示すように，上部電極１３０の処理室１０２側外縁部を覆い，上述した締結部材１５０の処理室１０２内への露出を防止するためのシールドリング１３４が取り付けられている。シールドリング１３４は，誘電性材料，例えば石英から成り，図３（ｂ）および図４に示すように，略環状に形成されている。
また，シールドリング１３４は，パーティクルの発生を抑えるための表面処理が施されている。この表面処理を行う場合には，まず機械加工により略環状形状に形成されたシールドリング１３４の表面，例えば処理室１０２内への露出面にサンドブラスト処理を施し，いわゆるツールマークやバリなどの破砕層を除去して表面を平坦化する。さらに，ブラスト処理は，破砕層が除去されるまで処理を行う通常ブラスト処理よりも過剰に，例えば通常ブラスト処理を行う時間の約２倍程度の時間行う。次いで，過剰ブラスト処理後のシールドリング１３４を，濃度が１５％程度のＨＦ溶液中に１０分〜６０分間，好ましくは３０分〜６０分間浸し，ＨＦ（フッ酸）処理を行う。
かかる処理により，図５に示すように，機械加工のみ，または機械加工と通常ブラスト処理とを行った場合よりも，シールドリング１３４の表面祖度を低くできる。その結果，図６に示すように，機械加工のみ，または機械加工と通常ブラスト処理とを行った場合よりも，シールドリング１３４から発生するパーティクル数を低下させることができる。なお，シールドリング１３４の表面祖度は，図５に示すように，ＨＦ処理の処理時間に応じて高くなる。ただし，該処理時間が１０分〜６０分間であれば，図６に示すように，パーティクル数を低下させることができる。
また，シールドリング１３４の表面（プラズマに曝される部分）にＣＶＤ製法によってＳｉＣ膜を被覆させることによって，耐プラズマ性を向上させることができる。ＳｉＣ膜は，２〜３ｍｍ程度が好ましく，プロセス時間からＳｉＣ膜の消耗量を予測し，母材の石英が露出する以前にリコートするようにすれば，母材を消耗させることなく，繰り返して使用することが可能である。
また，シールドリング１３４のクーリングプレート１３２側面（内周面）には，図２〜図４，図７に示すように，シールドリング１３４を嵌め合わせるための本実施の形態にかかる複数の溝１３４ａが形成されている。溝１３４ａは，クーリングプレート１３２の外周面に形成された複数の突起１３２ｃと対応するように形成されている。また，溝１３４ａは，図７（ｂ）に示すように，第１溝１３４ａａと第２溝１３４ａｂから成る。第１溝１３４ａａは，シールドリング１３４の嵌め合わせ方向，例えばシールドリング１３４の処理室１０２側面に対して垂直方向に延伸するように形成されている。また，第２溝１３４ａｂは，円周方向に奥まるにつれて嵌め合わせ方向，例えばシールドリング１３４の処理室１０２側面方向に傾斜するように形成されている。なお，プラスト処理の前後に，ファイアポリッシュや砂擦り等の処理を付加しても同様の効果を得ることができる。
かかる構成により，取付時には，まず突起１３２ｃと第１溝１３４ａａとが対応するようにシールドリング１３４をクーリングプレート１３２に嵌め合わせる。その後，第２溝１３４ａｂの延伸方向とは逆方向にシールドリング１３４を回転させれば，シールドリング１３４をクーリングプレート１３２に取り付けることができる。また，取り外す場合には，上記とは逆順の動作を行い，まず第２溝１３４ａｂの延伸方向にシールドリング１３２を回転させる。その後，クーリングプレート１３２からシールドリング１３４を引き抜けば，シールドリング１３２を取り外すことができる。このため，シールドリング１３４の着脱をネジなどの締結部材を用いずに行うことができる。その結果，シールドリング１３４の着脱を容易に行うことが可能となり，メンテナンス作業者の負担を軽減できる。また，かかる構成によれば，シールドリング１３４は，締結部材で固定されていないので，装着後も移動可能である。このため，シールドリング１３４が石英から成り，クーリングプレート１３２がアルミニウムから成る場合のように，線膨張係数が異なる部材同士を組み合わせても，処理時に生じる熱によるシールドリング１３４やクーリングプレート１３２への負荷を軽減できる。その結果，シールドリング１３４やクーリングプレート１３２の構成材料の選択幅を広げることができる。
また，上述した上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成る一体化されたアセンブリは，図２に示すようにインシュレータ１３６により支持されている。インシュレータ１３６は，高周波電力を伝達するクーリングプレート１３２と処理容器１０４とを絶縁する絶縁部材として機能し，例えばセラミックスから成る。また，インシュレータ１３６は，クーリングプレート１３２およびシールドリング１３４の周囲を囲うように，略筒状に形成されている。
また，インシュレータ１３６の内周上部には，上述したクーリングプレート１３２の外周に形成された張り出し部１３２ｂと係合可能な段部１３６ａが形成されている。かかる構成により，上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリは，単にインシュレータ１３６内に挿入することにより所定位置に固定できる。このため，該アセンブリを，締結部材を用いずに簡単に着脱できる。
また，インシュレータ１３６の外周下部には，処理容器１０４の上端部と係合可能な段部１３６ｂが形成されている。かかる構成により，インシュレータ１３６は，単に処理容器１０４に嵌め合わせることにより，所定位置に配置できる。また，インシュレータ１３６とクーリングプレート１３２との間，および処理容器１０４との間には，封止部材としてのＯリング１５２，１５４が設けられている。また，インシュレータ１３６は，以下で詳述するロック機構１５６により上部アセンブリ１２６を構成するシールドボックス１３８に着脱自在に固定されている。
（ｂ）上部アセンブリの構成
次に，上部アセンブリ１２６の構成について説明すると，シールドボックス１３８は，高周波電力の装置外部への漏洩を防止するためのもので，例えばステンレスから成り，図２に示すように，給電棒１４２およびエレクトロボディ１４４と，下部アセンブリ１２８の周囲を囲うように略筒状に形成されている。また，シールドボックス１３８は，処理容器１０４により支持されている。また，シールドボックス１３８は，処理容器１０４および不図示の接地線を介して接地されている。
また，シールドボックス１３８は，本実施の形態にかかるロック機構１５６により，下部アセンブリ１２８を構成するインシュレータ１３６に着脱自在に固定される。このロック機構１５６は，図８に示すように，インシュレータ（対応溝側部材）１３６を固定する固定ピン１５６ａ，固定ピン１５６ａを回転軸１５６ｂを介して支持する支持部材（第１部材）１５６ｃから主に構成されている。固定ピン１５６ａは，例えばステンレスから成り，略棒状に形成されている。支持部材１５６ｃは，例えばアルミニウムから成り，シールドボックス（第２部材）１３８の外周面に対して回転移動が可能なように略環状に形成されている。また，支持部材１５６ｃには，固定ピン１５６ａが図８（ａ）に示すようにインシュレータ１３６に対して垂直方向に突出する第１位置と，図８（ｂ）に示すように傾斜してインシュレータ１３６から退避する第２位置との間での移動を許容する溝１５６ｄが設けられている。
また，シールドボックス１３８の側壁には，図８に示すように，固定ピン１５６ａをインシュレータ１３６の外周面に設けられた固定ピン対応溝１３６ｃまで挿通させることが可能な貫通孔１３８ａが形成されている。貫通孔１３８ａは，固定ピン１５６ａが上記第１および第２位置間での移動が可能な形状に形成されている。また，貫通孔１３８ａの内壁面には，第１および第２突起１３８ｂ，１３８ｃが設けられている。第１突起１３８ｂは，支持部材１５６ｃを図８（ａ）に示すアンロック方向に移動させる際に，固定ピン１５６ａが上記第２位置から第１位置に移動する場合の支点となる。また，第２突起１３８ｃは，支持部材１５６ｃを図８（ｂ）に示すロック方向に移動させる際に，固定ピンが１５６ａが上記第１位置から第２位置に移動する場合の支点となる。
かかる構成により，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とは，支持部材１５６ｃをシールドボックス１３８に対して相対移動，例えばロック方向に回動させることにより，固定ピン１５６ａが第１位置において固定ピン対応溝１３６ｃに突出し，固定される。また，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とは，支持部材１５６ｃをシールドボックス１３８に対してアンロック方向に回動させることにより，固定ピン１５６ａが第２位置に退避し，分離される。その結果，シールドボックス１３８を含む上部アセンブリ１２６とインシュレータ１３６を含む下部アセンブリ１２８とを，ネジやボルトなどの固定部材を用いずに，容易かつ迅速に着脱自在に固定できる。また，ロック機構１５６は，上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８との位置決め機能を有しており，各アセンブリ同士を確実に固定できる。
上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８とをロックするロック機構は，より簡便な構成とすることも可能である。次にかかる簡便な構成のロック機構２５６の構成について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
このロック機構２５６は、下部アセンブリ１２８の一部をなすインシュレータ１３６に設けられるオス部材２５６ｃと、上部アセンブリ１２６の一部をなすシールドボックス１３８に設けられるメス部材２５６ａから構成される。図中に示すように、オス部材２５６ｃは，インシュレータ１３６に固定されるピン部材として構成することができる。ピン部材は，軸部２５６”とその軸部２５６”よりも大径の頭部２５６’から構成される。
メス部材に２５６ａには，オス部材２５６ｃを挿入して移動させるための溝２５６ｂが形成されている。この溝２５６ｂは，オス部材２５６ｃの頭部２５６ｃ’を挿入可能な溝幅を有する挿入孔２５６ｂ’と，その挿入孔２５６ｂ’に連通し，オス部材２５６ｃの頭部２５６ｃ’より小さく軸部２５６ｃ”よりも大径の溝幅を有するロック溝２５６ｂ”とから構成されている。ロック溝２５６”は，シールドボックス１３８の回転半径にほぼ沿うように配され，挿入されたオス部材２５６ｃを回転運動に応じて案内することが可能なように構成されている。またメス部材２５６ａは，挿入孔２５６ｂ’付近が肉薄に形成され，ロック溝２５６”から遠ざかるにつれ順次肉厚に形成されている。かかる構成により，オス部材２５６ｃを挿入孔２５４ｂ’から挿入した際に，その頭部２５６ｃ’を挿入孔２５４ｂ’から突出させ，オス部材２５６ｃをロック溝２５６”に沿って案内するにつれ，その頭部２５６ｃ’とロック溝２５６”表面とが近づき，最終的に頭部２５６ｃ’の裏面がロック溝２５６”の表面と当接した時点で，ロックが完了するようなロック機構が実現される。
次に上記ロック機構２５６の動作について簡単に説明すると，まず下部アセンブリ１２８に上部アセンブリ１２６をロックしたい場合には，下部アセンブリ１２８に形成されたオス部材２５６ｃを，上部アセンブリ１２６のメス部材２５６ａの挿入孔２５６ｂ’に挿入する。次いで，ロック溝２５６”にオス部材２５６ｃを案内させながら，上部アセンブリ１２６を回転させ，最終的に頭部２５６ｃ’の裏面がロック溝２５６”の表面と当接するとロックが完了する。下部アセンブリ１２８に上部アセンブリ１２６をアンロックさせたい場合には，逆順の動作を行えばよい。以上のように，ロック機構２５６によれば，より簡便な構成で，ロック機構を実現できる。なお，オス部材とメス部材の配置に関しては，天地逆に構成しても同様の効果を得ることができる。
また，図２に示すように，シールドボックス１３８上には，整合器１１２を収容する，例えばステンレス製のマッチングボックス１４０が載置されている。マッチングボックス１４０の底部には，シールドボックス１３８内に突出する略凸状の整合器１１２の出力部１１２ａが不図示の絶縁部材を介して固定されている。出力部１１２ａには，エレクトロボディ１４４に高周波電力を伝達するための給電棒１４２が接続されている。
給電棒１４２は，例えばステンレス製の略管状部材から成り，弾力性を有する導電性の不図示の多面接触子を介して上記出力部１１２ａおよびエレクトロボディ１４４に形成されている入力部１４４ａに接続されている。また，整合器１１２の出力部１１２ａと給電棒１４２の上端部とは，不図示のネジで固定されている。一方，給電棒１４２の下端部とエレクトロボディ１４４の入力部１４４ａとは，不図示のピン等で数ｍｍ程度上下動自在に固定されている。かかる構成により，上部アセンブリ１２６を下部アセンブリ１２８上に載置すると，エレクトロボディ１４４は，その自重によりクーリングプレート１３２に密着し，処理室１０２の気密性が確保される。
また，かかる場合には，クーリングプレート１３２は，エレクトロボディ１４４の重量によりインシュレータ１３６に密着する。また，インシュレータ１３６は，エレクトロボディ１４４と下部アセンブリ１２８の重量により処理容器１０４に密着する。その結果，上記各部材が相互に密着するので，処理室１０２内を気密に保つことができる。また，処理室１０２内を真空排気すれば，処理容器１０４内外の気圧差により，クーリングプレート１３２とインシュレータ１３６との間と，インシュレータ１３６と処理容器１０４との間がより一層密着するので，処理室１０２の気密性をさらに高めることができる。
また，エレクトロボディ１４４は，上述したように高周波電力をクーリングプレート１３２に伝達するためのもので，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成る略円盤状部材から構成されている。また，エレクトロボディ１４４の下部には，処理ガスを拡散するためのバッフル板１４８を収容可能な空間１４４ｂが形成されている。また，エレクトロボディ１４４には，不図示のガス供給源からの処理ガスを空間１４４ｂは供給するためのガス供給経路１４４ｃが内装されている。また，空間１４４ｂ内に配されるバッフル板１４８は，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成る略円盤状の上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂから構成されている。上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂは，締結部材１５８によりエレクトロボディ１４４に固定されている。また，上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂには，それぞれ貫通孔１４８ａａ，１４８ｂａが形成されている。かかる構成により，処理ガスは，ガス吐出孔１３０ａにガス供給経路１４４ｃ，バッフル板１４８，ガス供給経路１３２ａを介して送られる。
また，エレクトロボディ１４４には，処理時に上部電極１３０に生じた熱を吸熱し，上部電極１３０を所定温度に維持するための冷媒を循環させる冷媒循環路１４４ｄが内装されている。また，エレクトロボディ１４４とクーリングプレート１３２との間には，封止部材としてのＯリング１６０と，導電性を確保するための導電性Ｏリング１６２とが介装されている。
また，エレクトロボディ１４４は，エレクトロボディ１４４とシールドボックス１３８とを絶縁するためのインシュレータ１４６により支持されている。インシュレータ１４６は，絶縁性材料，例えばセラミックスから成り，エレクトロボディ１４４の周囲を囲うことが可能なように，略筒状に形成されている。また，インシュレータ１４６の内周上部には，エレクトロボディ１４４の外周上部に形成された張り出し部１４４ｅと係合可能な段部１４６ａが形成されている。かかる構成により，エレクトロボディ１４４は，インシュレータ１４６内に挿入することにより，インシュレータ１４６により支持される。また，インシュレータ１４６の外周下部には，シールドボックス１３８の内壁下部に形成された張り出し部１３８ｄと係合可能な段部１４６ｂが形成されている。かかる構成により，インシュレータ１４６は，エレクトロボディ１４４とともに，シールドボックス１３８に支持される。
また，シールドボックス１３８の外周周囲には，上部アセンブリ１２６を単体で，あるいは上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に装着位置から移動させてエッチング装置１００から分離するための昇降機構１６４が接続されている。なお，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の着脱構成については，後述する。
（３）上部および下部アセンブリの着脱構成
次に，下部アセンブリ１２８のメンテナンスおよび処理室１０２内のメンテナンスを行う場合を例に挙げて上部および下部アセンブリ１２６，１２８の着脱構成について説明する。
（ａ）下部アセンブリのメンテナンス
下部アセンブリ１２８をメンテナンスする場合には，まず図１１に示すように，インシュレータ１３６とシールドボックス１３８とを固定するロック機構１５６を解除する。その後，昇降機構１６４により，上部アセンブリ１２６を上昇させて，装着位置から退避させる。かかる工程により，下部アセンブリ１２８が露出する。すでに説明したように，上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８とがネジ等で固定されていないので，上記操作が可能となっている。
次いで，図３（ａ）に示すように，インシュレータ１３６に嵌め込まれている一体化された上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリをメンテナンス作業者の手で取り外す。かかる工程により，処理室１０２上には，インシュレータ１３６のみが残される。取り外されたアセンブリは，図３（ｂ）および図４に示すように，シールドリング１３４，上部電極１３０の順に取り外し，クーリングプレート１３２と分離する。その後，処理時に生じた反応性生物が付着したり，あるいはプラズマの衝突により消耗している上部電極１３０およびシールドリング１３４を，クリーニングあるいは交換する。なお，メンテナンス終了後には，上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４は，上記とは逆順の工程を行うことにより元の状態に戻される。上記の如く，クーリングプレート１３２とシールドリング１３４とは，ネジ等で固定されていないので，迅速かつ簡単にメンテナンスできる。また，処理室１０２上に載置されているインシュレータ１３６についても，作業者が取り外すことにより，メンテナンスを行っても良い。また，上部アセンブリ１２６についても，メンテナンスを行っても良い。
その後，再びメンテナンス済みの上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリを，インシュレータ１３６に嵌め込み，装着する。この際，取り外された上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリを再び装着するのではなく，スペアのメンテナンス済みのアセンブリを装着すれば，メンテナンス時間を短縮することができる。そして，昇降機構１６４を降下させて，上部アセンブリ１２６を下部アセンブリ１２８に装着し，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とをロック機構１５６で固定することにより，下部アセンブリ１２８のメンテナンス作業が終了する。
（ｂ）処理室内のメンテナンス
処理室１０２内をメンテナンスする場合には，まず図１２に示すように，インシュレータ１３６とシールドボックス１３８とを固定するロック機構１５６をロックしておく。次いで，昇降機構１６４により，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に上昇させて，装着位置から退避させる。かかる工程により，処理室１０２内が完全に開放される。その後，処理室１０２内のメンテナンス，例えば処理容器１０４内壁に付着している付着物を除去するクリーニングを行う。そして，上記とは逆順に，昇降機構１６４を降下させて，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に処理容器１０４上に載置することにより，メンテナンス作業が終了する。
以上，本発明の好適な実施の一形態について，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，それら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば，上記実施の形態において，上部および下部アセンブリに特定の部材を規定して説明したが，本発明はかかる規定に限定されない。本発明は，各アセンブリに含まれる部材が上記実施の形態とは異なる場合でも実施できる。
また，上記実施の形態において，クーリングプレートに突起を形成し，シールドリングに溝を形成する構成を例に挙げて説明しがた，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，クーリングプレートまたはシールドリングのいずれか一方に突起あるいは溝を形成することにより実施できる。
また，上記実施の形態において，昇降機構をシールドボックスに常時接続する構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，メンテナンス時のみに，昇降機構を上部アセンブリに固定しても実施できる。
また，上記実施の形態において，昇降機構により上部アセンブリや下部アセンブリを昇降させる構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，上部アセンブリや下部アセンブリを昇降のみならず，回転させる場合にも適用できる。
昇降機構の変形例を図１３に示す。図１３（ａ）は昇降機構、２６４の正面図であり，図１３（ｂ）は昇降機構２６４の側面図である。図１３（ａ），（ｂ）において，二点鎖線は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を処理容器１０４に対して開放した状態を示しており，実線は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を処理容器１０４に対して閉止した状態を示している。
この昇降機構２６４は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の荷重を一体的または独立的に支持するメインシリンダ２６５と，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の荷重を一体的に支持して上昇させる場合にオンされ，上部アセンブリ１２６を単体で支持して上昇させる場合にオフされるサブシリンダ２６６とから構成される。すなわち，サブシリンダ２６６は，オン／オフ選択式のアジャストストッパ２６７を有するとともに，上述のロック機構１５６と連動するように構成され，ロック機構１５６の解除動作に連動して，サブシリンダ２６６はオフ（伸長状態で保持）される。図１３（ｂ）において，符号ｄはアジャストストッパ２６７の移動範囲を示している。かかる構成により，上部アセンブリ１２６のみを開閉操作させる場合でも，上部アセンブリ１２６がはねあがるのを防止して，安全に開閉操作させることができる。
また，上記実施の形態において，下部アセンブリと処理室内のメンテナンスを行う構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，さらに上部アセンブリのメンテナンスを行う場合にも適用できる。
また，上記実施の形態において，上部電極に高周波電力が印加される構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，上部電極が接地電極であっても実施できる。この際，エレクトロボディ，給電棒，クーリングプレートを接地経路として使用しても良い。
また，上記実施の形態において，平行平板型のエッチング装置を例にあげて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，マグネトロン型や誘導結合型などの各種プラズマ処理装置にも適用できる。また，本発明は，エッチング処理のみならず，アッシング処理や成膜処理などの各種プラズマ処理処理を行う装置にも適用できる。また，本発明は，ＬＣＤ用ガラス基板に処理を施す装置にも適用できる。
本発明によれば，重量が重い上部電極ユニットを作業者が作業しやすい２つの上部および下部アセンブリに分割し，かつ昇降機構により移動させるので，作業者への負担を軽減できる。また，上部および下部アセンブリ同士，各アセンブリの構成部材同士を締結手段を用いずに，あるいは締結手段で締結する個所を減少させたので，作業時間を短縮することができる。
産業上の利用の可能性
本発明は，半導体装置の製造工程において用いられる処理装置に適用可能であり，特に，処理室の天井部を構成する上部電極ユニットとその上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備えた処理装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略的な断面図である。
図２は図１に示すエッチング装置の上部電極ユニットを表す概略的な拡大断面図である。
図３（ａ）は，図１に示すエッチング装置の上部電極とクーリングプレートとシールドリングとを嵌め合わせた際の状態を表す概略的な斜視図である。図３（ｂ）は，（ａ）の状態からシールドリングを取り外した際の状態を表す概略的な斜視図である。
図４は図３（ｂ）の状態から上部電極を取り外した際の状態を表す概略的な斜視図である。
図５は図１に示すエッチング装置のシールドリングの表面処理を説明するための概略的な説明図である。
図６は図１に示すエッチング装置のシールドリングの表面処理を説明するための概略的な説明図である。
図７（ａ）は，図１に示すエッチング装置のシールドリングの取り付け部分を表す概略的な拡大断面図である。図７（ｂ）は，図１に示すエッチング装置のシールドリングの内周面を表す概略的な拡大側面図である。
図８（ａ）は，図２に示すロック時のロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。図８（ｂ）は，図２に示すアンロック時のロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。
図９はロック機構の別の実施形態を示す概略的な断面図である。
図１０（ａ）は，図９に示すロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図であり，図１０（ｂ）は，図９に示すロック機構の概略的な平面図である。
図１１（ａ）は，図１に示すエッチング装置の下部アセンブリのメンテナンス時の状態を表す概略的な斜視図である。図１１（ｂ）は，（ａ）に対応する上部電極ユニット周辺を表す概略的な拡大断面図である。
図１２（ａ）は，図１に示すエッチング装置の処理室内のメンテナンス時の状態を表す概略的な斜視図である。図１２（ｂ）は，（ａ）に対応する上部電極ユニット周辺を表す概略的な拡大断面図である。
図１３（ａ）は，昇降機構の変形例を表す概略的な正面図である。図１３（ｂ）は，（ａ）に対応する側面図である。
本発明は，処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法に関する。
背景技術
半導体装置の製造プロセスでは，プラズマ処理装置が広く使用されている。プラズマ処理装置は，処理室内に対向配置された上部電極と下部電極を備えている。かかるプラズマ処理装置では，上部電極に高周波電力を印加して処理室内の処理ガスをプラズマ化することにより，下部電極上の被処理体にプラズマ処理を施している。
ところで，上部電極が配される上部電極ユニットは，上部電極に高周波電力を供給する給電棒などの給電部材を収容するシールドボックスや，整合器などが収容されたマッチングボックスや，処理ガス供給系などが一体的に組み立てられた複雑な構造を有している。このため，上部電極ユニットは，全体として，重量が重く，また容量も大きいものであった。
従って，上部電極や処理室内の清掃等のメンテナンスを行う場合には，作業者は，上部電極ユニットを取扱可能な重量や大きさの部材に分解した後に，メンテナンスを行う必要があった。また，メンテナンス終了後には，再び各部材を上部電極ユニットに組み立てる必要があった。
このように，従来は，メンテナンスの度に，装置の分解組立を行わねばならなかった。その結果，装置の稼働効率が低下するという問題があった。また，組立時には，各部材の位置合わせを正確に行わなければならない。このため，作業が煩雑となり，さらに作業時間が増加するという問題点があった。さらに，一般的に，シールドボックスやマッチングボックスは，作業者が作業し難い高所に配置されている。このため，各部材の着脱作業を作業者が厳しい姿勢で行わなければならない。その結果，作業者に負担がかかるという問題点があった。
上部電極は，金属製のネジなどの締結手段により，上部電極を支持するクーリングプレートなどの部材に取り付けられている。このため，異常放電を防止するために，上部電極の周囲などの締結手段の取り付け部分を絶縁性のシールドリングで覆っている。従来，シールドリングは，締結手段によりクーリングプレートに取り付けられている。しかしながら，締結手段の構造によっては，シールドリングとクーリングプレートの線膨張係数が異なると，処理時の熱によりシールドリングとクーリングプレートに異なる歪みが生じ，結果的に締結手段に負荷がかかって締結手段が損傷することがあった。
また，従来は，シールドリングが上部電極の処理室側面上に単に重ね合わせて設けられていた。このため，上部電極とシールドリングとの間に段差が生じ，プラズマを乱す一因となっていた。その結果，処理の均一性を向上させることができないという問題があった。
本発明は，従来の技術が有する上記問題点に鑑みて成されたものであり，本発明の目的は，上記問題点およびその他の問題点を解決することが可能な，新規かつ改良された処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法を提供することである。
発明の開示
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，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ことが可能な昇降機構を備えた処理装置であって，上部電極ユニットは，処理室側の下部アセンブリと電力供給側の上部アセンブリから構成され，下部アセンブリと上部アセンブリは，上部電極ユニットの外周面に設けられたロック機構のみにより分離合体可能であり，下部アセンブリは，機械的機構なしに処理室内と外部との差圧および上部電極ユニットの自重により処理室の天井部に気密に固定可能であること，を特徴とする処理装置が提供される。
本発明によれば，上部電極ユニットを作業者が操作し易い２つのアセンブリから構成している。従って，重量が重い上部電極ユニットを分割して取り外すことができる。さらに，各アセンブリは，昇降機構により着脱できる。その結果，作業者の負担を軽減できる。また，本発明によれば，ロッキング機構の開閉だけで，下部アセンブリと上部アセンブリとの着脱を容易に行うことができる。さらに，ロッキング機構に基づいて，下部アセンブリと上部アセンブリとの位置合わせを行うことができる。このため，各アセンブリ同士を確実に合体させ，密着させることができる。
また，本発明によれば，下部アセンブリは，処理室内外の圧力差と上部電極ユニットの自重により処理室に固定される。かかる構成により，処理室内外の圧力差を小さくすれば，下部アセンブリを容易に取り外すことができる。また，下部アセンブリを処理室上に載置し，処理室内を減圧すれば，処理室を密閉できる。このため，処理室内の開放および密閉作業を容易かつ迅速に行うことができる。その結果，処理室内のメンテナンス作業時間を短縮できる。また，下部アセンブリは，機械的機構によらず固定される。このため，作業時にパーティクルが発生し難く，処理室内の汚染を抑制できる。
さらに，処理室内のメンテナンス時に，ロック機構をロックさせた状態で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好ましい。かかる構成によれば，昇降機構の動作により，各アセンブリを処理室から一体的に取り外すことができる。このため，処理室内のメンテナンスを容易に行うことができる。さらに，作業者の負担をさらに軽減できる。
さらに，下部アセンブリに交換または洗浄が必要な部品が含まれている場合，部品のメンテナンス時に，ロック機構をアンロックさせた状態で上部アセンブリのみを上昇させることが好ましい。かかる構成によれば，下部アセンブリを処理室上に残したまま，上部アセンブリを取り外すことができる。このため，上部アセンブリと下部アセンブリのメンテナンスを容易に行うことができる。
また，本発明の第２の観点によれば，上記の如く構成された処理装置のメンテナンス方法であって，ロック機構をロックした状態で昇降機構により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た後に，処理室内をメンテナンスする工程を含むことを特徴とする処理装置のメンテナンス方法が提供される。
また，本発明の第３の観点によれば，上記の如く構成された処理装置のメンテナンス方法であって，ロック機構をアンロックした状態で昇降機構により上部アセンブリを上昇させた後，上部アセンブリおよび／または下部アセンブリをメンテナンスする工程を含むことを特徴とする処理装置のメンテナンス方法が提供される。
上記第２および第３の観点にかかる発明によれば，処理室内，あるいは上部アセンブリおよび／または下部アセンブリのメンテナンスを作業者の負担を軽減しながら容易かつ迅速に行うことができる。
また，本発明の第４の観点によれば，円柱状電極アセンブリと円柱状電極アセンブリの周囲に嵌め合わせ可能な環状部材との処理装置部品の組立機構であって，円柱状電極アセンブリの外周面または環状部材の内周面のいずれか一方には複数の突起が形成され，いずれか他方には突起に対応する複数の溝が形成されており，溝は，円柱状電極アセンブリと環状部材とを嵌め合わせるべく突起を嵌め合わせ方向に案内するように嵌め合わせ方向に延伸する第１溝と，一旦嵌め合わせた円柱状電極アセンブリと環状部材とを相対回転させるべく突起を案内するように回転方向に延伸する第２溝から成り，さらに第２溝は奥まるにつれ嵌め合わせ方向に傾斜していること，を特徴とする処理装置部品の組立機構が提供される。
本発明によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材とをネジなどの締結手段を用いずに，回転動作により着脱できる。このため，作業者の負担軽減および作業時間の短縮を達成できる。また，円柱状電極アセンブリと環状部材とは，突起と溝との嵌め合わせにより固定される。また，固定後も，突起は，溝を移動できる。このため，円柱状電極アセンブリと環状部材とが各々線膨張係数が異なる材料から形成され，処理時の熱により異なる歪みが生じても，突起や溝に加わる負荷を緩和できる。その結果，円柱状電極アセンブリと環状部材に採用する材料の選択幅が広がり，装置設計の制約を解消することができる。
さらに，突起が第２溝の最奥に到達した際に，円柱状電極アセンブリと環状部材との処理室側面が面一になるように構成することが好ましい。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との間に段差が形成されない。このため，処理室内に生じたプラズマが乱されず，被処理体に均一な処理を施すことができる。
さらに，円柱状電極アセンブリに環状部材が嵌め込まれる段部を形成することが好ましい。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との処理室側面を容易に面一にすることができる。
さらに，円柱状電極アセンブリを電極プレートと冷却プレートのアセンブリから構成し，環状部材をシールドリングから構成した場合，突起または溝を冷却プレートまたはシールドリングに形成することが好ましい。かかる構成により，円柱状電極アセンブリと環状部材のメンテナンス作業を容易に行うことができる。
また，本発明の第５の観点によれば，上記の如く構成された処理装置部品の組立機構の組立方法であって，突起が第１溝に沿って案内されるように環状部材を円柱状電極アセンブリに嵌め合わせた後，突起が第２溝に沿って案内されるように環状部材と円柱状電極アセンブリとを相対回転させる工程を含むことを特徴とする処理装置部品の組立機構の組立方法が提供される。かかる構成によれば，円柱状電極アセンブリと環状部材との嵌め合わせを，容易かつ迅速に行うことができる。
また，本発明の第６の観点によれば，軸回りを回動自在な固定ピンを対応溝に突出後退動作させることにより固定ピン側部材と対応溝側部材とを固定させるロック機構であって，固定ピン側部材は，固定ピンが取り付けられ，固定ピンが垂直方向に突出する第１位置と固定ピンが斜め方向に傾斜して後退する第２位置との間における固定ピンの回動動作を許容する第１部材と，第１部材に対して相対移動可能であって，固定ピンを挿通させることが可能な貫通孔が形成された第２部材とから成り，貫通孔には，第１部材と第２部材とをロック方向に相対移動させることにより固定ピンが第２位置から第１位置に移動する場合の支点となる第１突起と，第１部材と第２部材とをアンロック方向に相対移動させることにより固定ピンが第１位置から第２位置に移動する場合の支点となる第２突起が形成されていること，を特徴とするロック機構が提供される。
本発明によれば，第１部材と第２部材との相対移動により，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に着脱できる。このため，締結手段で固定する場合よりも，作業者への負担を軽減でき，かつ作業時間を短縮できる。また，締結部材を用いないため，パーティクルの発生を抑えることができる。
さらに，対応溝側部材，第１部材，第２部材に，同心円上に配された円柱状または環状部材を採用した場合，相対移動方向を回転方向とすることが好ましい。かかる構成により，固定ピン側部材と対応溝側部材との着脱を容易に行うことができる。
また，本発明の第７の観点によれば，上記の如く構成されたロック機構のロック方法であって，第１部材と第２部材とをロック方向に相対移動させて固定ピンを第２位置から第１位置に配置し，固定ピン側部材と対応溝部材とを固定する工程を含むことを特徴とするロック機構のロック方法が提供される。かかる構成によれば，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に固定できる。
さらに，第１部材と第２部材とをアンロック方向に相対移動させて第１位置から第２位置に配置し，固定ピン側部材と対応溝部材とを分離する工程を含む工程を行えば，固定ピン側部材と対応溝側部材とを容易に分離できる。
また，本発明の第８の観点によれば，第１部材と第１部材に載置される第２部材とを相対回転させることにより固定するロック機構であって，第１部材または第２部材のいずれか一方に設けられ，軸部とその軸部よりも大径の頭部とを有するピン部材が設けられたオス部材と，第１部材または第２部材のいずれか他方に設けられ，頭部を挿入可能な溝幅を有する挿入孔と，挿入孔と連通し頭部より小さく軸部より大きい溝幅を有し回転半径に沿うロック溝とから成るメス部材を備え，メス部材は，挿入孔付近が肉薄に形成され，ロック溝に沿って挿入孔から遠ざかるにつれ順次肉厚に形成されているロック機構が提供される。なお，本発明は，例えば，下部アセンブリ（第１部材）と，下部アセンブリに載置される上部アセンブリ（第２部材）とから構成される上部電極を組み立てる際に適応可能である。
さらに，本発明の第９の観点によれば，上記ロック機構によるロック方法が提供される。すなわち，オス部材のピン部材をメス部材の挿入孔に挿入し，ロック溝に沿って第１部材と第２部材とを相対回転させることにより，第１部材と第２部材とが良好にロックされる。
発明を実施するための最良の形態
以下に，添付図面を参照しながら本発明にかかる処理装置およびそのメンテナンス方法，処理装置部品の組立機構およびその組立方法，ロック機構およびそのロック方法を，プラズマエッチング装置およびそのメンテナンス方法に適用した好適な実施の一形態について，詳細に説明する。
（１）エッチング装置の全体構成
まず，図１を参照しながら，エッチング装置１００の構成について概略的に説明する。処理室１０２は，上部が開口した略円筒形の導電性の処理容器１０４を備えている。処理容器１０４は，不図示の接地線を介して保安接地されている。また，処理室１０２の天井部には，上部電極ユニット１０６が気密に取り付けられている。処理室１０２内には，被処理体，例えば半導体ウェハ（以下，「ウェハ」と称する。）Ｗを載置可能な導電性の下部電極１０８が配置されている。
上部電極ユニット１０６の構造は，本発明の中核を成すものであり，その詳細な構成及び動作については，後述することにする。なお，上部電極ユニット１０６には，高周波電源１１０から出力された高周波電力，例えば１３．５６ＭＨｚの電力が整合器１１２を介して印加される。また，下部電極１０８には，高周波電源１１４から出力された高周波電力，例えば３８０ｋＨｚの電力が，整合器１１６を介して印加される。かかる電力の印加により，処理室１０２内に導入された処理ガスがプラズマ化し，ウェハＷにエッチング処理が施される。また処理室１０２内のガスは，ターボ分子ポンプ１１８により，下部電極１０８周囲の排気バッフル板１２０，開閉バルブ１２２，排気量調整バルブ１２４を介して適宜排気される。
以上のように，本発明を適用可能なエッチング装置１００は主に構成されている。次に，本発明の中核を成す上部電極ユニット１０６の構成について詳述する。
（２）上部電極ユニットの構成
上部電極ユニット１０６は，図１および図２に示すように，上部および下部アセンブリ１２６，１２８から主に構成されている。下部アセンブリ１２８は，上部電極（電極プレート）１３０，クーリングプレート（冷却プレート）１３２，シールドリング１３４，インシュレータ１３６から成る。上部アセンブリ１２８は，シールドボックス１３８，マッチングボックス１４０，給電棒１４２，エレクトロボディ１４４，インシュレータ１４６，バッフル板１４８から成る。以下，各アセンブリの構成について説明する。
（ａ）下部アセンブリの構成
まず，下部アセンブリ１２８の構成について説明すると，上部電極１３０は，例えばＣＶＤ製法またはホットプレス製法によるＳｉＣや陽極酸化処理されたアルミニウムから成り，図３および図４に示すように，略円盤状に形成されている。また，上部電極１３０には，図２〜図４に示すように，処理室１０２内に処理ガスを吐出するための複数のガス吐出孔１３０ａが形成されている。
なお，ＣＶＤ製法とは，減圧下でＳｉ系ガスを用いて，高純度カーボン材の表面にＳｉＣを気相成長させる製法である。また，ホットプレス製法とは，ＣＶＤ製法によるＳｉＣパウダにホウ素などのバインダを添加し，高温高圧下で焼成する製法である。また，柱状結晶シリコンは，単結晶シリコンと同等の結晶特性と，単結晶シリコンと同等のまたはそれ以上の加工性と熱伝導性を有し，非常に簡単かつ安価に製造することができる。
また，上部電極１３０の処理室１０２側外縁部には，図２，図３（ｂ）および図４に示すように，後述するシールドリング１３４を嵌め合わせた際に，上部電極１３０とシールドリング１３４との処理室１０２側面を面一にさせるための本実施の形態にかかる段部１３０ｂが形成されている。かかる構成によれば，図２および図３（ａ）に示すように，シールドリング１３４を嵌め合わせた際に，上部電極１３０とシールドリング１３４との間に段差が生じることがない。その結果，処理室１０２内に生成されたプラズマが乱されず，均一な処理を行うことができる。
また，上部電極１３０の上部には，図２および図３（ｂ）に示すように，ネジなどの締結部材１５０により，上部電極１３０に電力を伝達するとともに，上部電極１３０に生じた熱を上部アセンブリ１２６を構成するエレクトロボディ１４４に伝達するクーリングプレート１３２が取り付けられている。なお，締結部材１５０は，シールドリング１３４に覆われるため，処理室１０２に露出することがない。
クーリングプレート１３２は，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成り，図３および図４に示すように，略円柱状に形成されている。また，クーリングプレート１３２には，図２および図４に示すように，上部アセンブリ１２６を構成するバッフル板１４８を通過した処理ガスを上部電極１３０のガス吐出孔１３０ａに送るためのガス供給経路１３２ａが設けられている。
また，クーリングプレート１３２の外周には，図２〜図４に示すように，インシュレータ１３６に形成された段部１３６ａと係合する張り出し部１３２ｂが形成されている。張り出し部１３２ｂと段部１３６ａは，嵌め合わせ時に，上部電極１３０あるいはシールドリング１３４とインシュレータ１３６との処理室１０２側面が面一になるように形成されている。このため，インシュレータ１３６とシールドリング１３４との間にも段差が形成されず，プラズマの乱れをさらに防止することができる。
また，クーリングプレート１３２には，図２〜図４に示すように，上部電極１３０の処理室１０２側外縁部を覆い，上述した締結部材１５０の処理室１０２内への露出を防止するためのシールドリング１３４が取り付けられている。シールドリング１３４は，誘電性材料，例えば石英から成り，図３（ｂ）および図４に示すように，略環状に形成されている。
また，シールドリング１３４は，パーティクルの発生を抑えるための表面処理が施されている。この表面処理を行う場合には，まず機械加工により略環状形状に形成されたシールドリング１３４の表面，例えば処理室１０２内への露出面にサンドブラスト処理を施し，いわゆるツールマークやバリなどの破砕層を除去して表面を平坦化する。さらに，ブラスト処理は，破砕層が除去されるまで処理を行う通常ブラスト処理よりも過剰に，例えば通常ブラスト処理を行う時間の約２倍程度の時間行う。次いで，過剰ブラスト処理後のシールドリング１３４を，濃度が１５％程度のＨＦ溶液中に１０分〜６０分間，好ましくは３０分〜６０分間浸し，ＨＦ（フッ酸）処理を行う。
かかる処理により，図５に示すように，機械加工のみ，または機械加工と通常ブラスト処理とを行った場合よりも，シールドリング１３４の表面祖度を低くできる。その結果，図６に示すように，機械加工のみ，または機械加工と通常ブラスト処理とを行った場合よりも，シールドリング１３４から発生するパーティクル数を低下させることができる。なお，シールドリング１３４の表面祖度は，図５に示すように，ＨＦ処理の処理時間に応じて高くなる。ただし，該処理時間が１０分〜６０分間であれば，図６に示すように，パーティクル数を低下させることができる。
また，シールドリング１３４の表面（プラズマに曝される部分）にＣＶＤ製法によってＳｉＣ膜を被覆させることによって，耐プラズマ性を向上させることができる。ＳｉＣ膜は，２〜３ｍｍ程度が好ましく，プロセス時間からＳｉＣ膜の消耗量を予測し，母材の石英が露出する以前にリコートするようにすれば，母材を消耗させることなく，繰り返して使用することが可能である。
また，シールドリング１３４のクーリングプレート１３２側面（内周面）には，図２〜図４，図７に示すように，シールドリング１３４を嵌め合わせるための本実施の形態にかかる複数の溝１３４ａが形成されている。溝１３４ａは，クーリングプレート１３２の外周面に形成された複数の突起１３２ｃと対応するように形成されている。また，溝１３４ａは，図７（ｂ）に示すように，第１溝１３４ａａと第２溝１３４ａｂから成る。第１溝１３４ａａは，シールドリング１３４の嵌め合わせ方向，例えばシールドリング１３４の処理室１０２側面に対して垂直方向に延伸するように形成されている。また，第２溝１３４ａｂは，円周方向に奥まるにつれて嵌め合わせ方向，例えばシールドリング１３４の処理室１０２側面方向に傾斜するように形成されている。なお，プラスト処理の前後に，ファイアポリッシュや砂擦り等の処理を付加しても同様の効果を得ることができる。
かかる構成により，取付時には，まず突起１３２ｃと第１溝１３４ａａとが対応するようにシールドリング１３４をクーリングプレート１３２に嵌め合わせる。その後，第２溝１３４ａｂの延伸方向とは逆方向にシールドリング１３４を回転させれば，シールドリング１３４をクーリングプレート１３２に取り付けることができる。また，取り外す場合には，上記とは逆順の動作を行い，まず第２溝１３４ａｂの延伸方向にシールドリング１３２を回転させる。その後，クーリングプレート１３２からシールドリング１３４を引き抜けば，シールドリング１３２を取り外すことができる。このため，シールドリング１３４の着脱をネジなどの締結部材を用いずに行うことができる。その結果，シールドリング１３４の着脱を容易に行うことが可能となり，メンテナンス作業者の負担を軽減できる。また，かかる構成によれば，シールドリング１３４は，締結部材で固定されていないので，装着後も移動可能である。このため，シールドリング１３４が石英から成り，クーリングプレート１３２がアルミニウムから成る場合のように，線膨張係数が異なる部材同士を組み合わせても，処理時に生じる熱によるシールドリング１３４やクーリングプレート１３２への負荷を軽減できる。その結果，シールドリング１３４やクーリングプレート１３２の構成材料の選択幅を広げることができる。
また，上述した上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成る一体化されたアセンブリは，図２に示すようにインシュレータ１３６により支持されている。インシュレータ１３６は，高周波電力を伝達するクーリングプレート１３２と処理容器１０４とを絶縁する絶縁部材として機能し，例えばセラミックスから成る。また，インシュレータ１３６は，クーリングプレート１３２およびシールドリング１３４の周囲を囲うように，略筒状に形成されている。
また，インシュレータ１３６の内周上部には，上述したクーリングプレート１３２の外周に形成された張り出し部１３２ｂと係合可能な段部１３６ａが形成されている。かかる構成により，上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリは，単にインシュレータ１３６内に挿入することにより所定位置に固定できる。このため，該アセンブリを，締結部材を用いずに簡単に着脱できる。
また，インシュレータ１３６の外周下部には，処理容器１０４の上端部と係合可能な段部１３６ｂが形成されている。かかる構成により，インシュレータ１３６は，単に処理容器１０４に嵌め合わせることにより，所定位置に配置できる。また，インシュレータ１３６とクーリングプレート１３２との間，および処理容器１０４との間には，封止部材としてのＯリング１５２，１５４が設けられている。また，インシュレータ１３６は，以下で詳述するロック機構１５６により上部アセンブリ１２６を構成するシールドボックス１３８に着脱自在に固定されている。
（ｂ）上部アセンブリの構成
次に，上部アセンブリ１２６の構成について説明すると，シールドボックス１３８は，高周波電力の装置外部への漏洩を防止するためのもので，例えばステンレスから成り，図２に示すように，給電棒１４２およびエレクトロボディ１４４と，下部アセンブリ１２８の周囲を囲うように略筒状に形成されている。また，シールドボックス１３８は，処理容器１０４により支持されている。また，シールドボックス１３８は，処理容器１０４および不図示の接地線を介して接地されている。
また，シールドボックス１３８は，本実施の形態にかかるロック機構１５６により，下部アセンブリ１２８を構成するインシュレータ１３６に着脱自在に固定される。このロック機構１５６は，図８に示すように，インシュレータ（対応溝側部材）１３６を固定する固定ピン１５６ａ，固定ピン１５６ａを回転軸１５６ｂを介して支持する支持部材（第１部材）１５６ｃから主に構成されている。固定ピン１５６ａは，例えばステンレスから成り，略棒状に形成されている。支持部材１５６ｃは，例えばアルミニウムから成り，シールドボックス（第２部材）１３８の外周面に対して回転移動が可能なように略環状に形成されている。また，支持部材１５６ｃには，固定ピン１５６ａが図８（ａ）に示すようにインシュレータ１３６に対して垂直方向に突出する第１位置と，図８（ｂ）に示すように傾斜してインシュレータ１３６から退避する第２位置との間での移動を許容する溝１５６ｄが設けられている。
また，シールドボックス１３８の側壁には，図８に示すように，固定ピン１５６ａをインシュレータ１３６の外周面に設けられた固定ピン対応溝１３６ｃまで挿通させることが可能な貫通孔１３８ａが形成されている。貫通孔１３８ａは，固定ピン１５６ａが上記第１および第２位置間での移動が可能な形状に形成されている。また，貫通孔１３８ａの内壁面には，第１および第２突起１３８ｂ，１３８ｃが設けられている。第１突起１３８ｂは，支持部材１５６ｃを図８（ａ）に示すアンロック方向に移動させる際に，固定ピン１５６ａが上記第２位置から第１位置に移動する場合の支点となる。また，第２突起１３８ｃは，支持部材１５６ｃを図８（ｂ）に示すロック方向に移動させる際に，固定ピンが１５６ａが上記第１位置から第２位置に移動する場合の支点となる。
かかる構成により，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とは，支持部材１５６ｃをシールドボックス１３８に対して相対移動，例えばロック方向に回動させることにより，固定ピン１５６ａが第１位置において固定ピン対応溝１３６ｃに突出し，固定される。また，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とは，支持部材１５６ｃをシールドボックス１３８に対してアンロック方向に回動させることにより，固定ピン１５６ａが第２位置に退避し，分離される。その結果，シールドボックス１３８を含む上部アセンブリ１２６とインシュレータ１３６を含む下部アセンブリ１２８とを，ネジやボルトなどの固定部材を用いずに，容易かつ迅速に着脱自在に固定できる。また，ロック機構１５６は，上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８との位置決め機能を有しており，各アセンブリ同士を確実に固定できる。
上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８とをロックするロック機構は，より簡便な構成とすることも可能である。次にかかる簡便な構成のロック機構２５６の構成について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
このロック機構２５６は、下部アセンブリ１２８の一部をなすインシュレータ１３６に設けられるオス部材２５６ｃと、上部アセンブリ１２６の一部をなすシールドボックス１３８に設けられるメス部材２５６ａから構成される。図中に示すように、オス部材２５６ｃは，インシュレータ１３６に固定されるピン部材として構成することができる。ピン部材は，軸部２５６”とその軸部２５６”よりも大径の頭部２５６’から構成される。
メス部材に２５６ａには，オス部材２５６ｃを挿入して移動させるための溝２５６ｂが形成されている。この溝２５６ｂは，オス部材２５６ｃの頭部２５６ｃ’を挿入可能な溝幅を有する挿入孔２５６ｂ’と，その挿入孔２５６ｂ’に連通し，オス部材２５６ｃの頭部２５６ｃ’より小さく軸部２５６ｃ”よりも大径の溝幅を有するロック溝２５６ｂ”とから構成されている。ロック溝２５６”は，シールドボックス１３８の回転半径にほぼ沿うように配され，挿入されたオス部材２５６ｃを回転運動に応じて案内することが可能なように構成されている。またメス部材２５６ａは，挿入孔２５６ｂ’付近が肉薄に形成され，ロック溝２５６”から遠ざかるにつれ順次肉厚に形成されている。かかる構成により，オス部材２５６ｃを挿入孔２５４ｂ’から挿入した際に，その頭部２５６ｃ’を挿入孔２５４ｂ’から突出させ，オス部材２５６ｃをロック溝２５６”に沿って案内するにつれ，その頭部２５６ｃ’とロック溝２５６”表面とが近づき，最終的に頭部２５６ｃ’の裏面がロック溝２５６”の表面と当接した時点で，ロックが完了するようなロック機構が実現される。
次に上記ロック機構２５６の動作について簡単に説明すると，まず下部アセンブリ１２８に上部アセンブリ１２６をロックしたい場合には，下部アセンブリ１２８に形成されたオス部材２５６ｃを，上部アセンブリ１２６のメス部材２５６ａの挿入孔２５６ｂ’に挿入する。次いで，ロック溝２５６”にオス部材２５６ｃを案内させながら，上部アセンブリ１２６を回転させ，最終的に頭部２５６ｃ’の裏面がロック溝２５６”の表面と当接するとロックが完了する。下部アセンブリ１２８に上部アセンブリ１２６をアンロックさせたい場合には，逆順の動作を行えばよい。以上のように，ロック機構２５６によれば，より簡便な構成で，ロック機構を実現できる。なお，オス部材とメス部材の配置に関しては，天地逆に構成しても同様の効果を得ることができる。
また，図２に示すように，シールドボックス１３８上には，整合器１１２を収容する，例えばステンレス製のマッチングボックス１４０が載置されている。マッチングボックス１４０の底部には，シールドボックス１３８内に突出する略凸状の整合器１１２の出力部１１２ａが不図示の絶縁部材を介して固定されている。出力部１１２ａには，エレクトロボディ１４４に高周波電力を伝達するための給電棒１４２が接続されている。
給電棒１４２は，例えばステンレス製の略管状部材から成り，弾力性を有する導電性の不図示の多面接触子を介して上記出力部１１２ａおよびエレクトロボディ１４４に形成されている入力部１４４ａに接続されている。また，整合器１１２の出力部１１２ａと給電棒１４２の上端部とは，不図示のネジで固定されている。一方，給電棒１４２の下端部とエレクトロボディ１４４の入力部１４４ａとは，不図示のピン等で数ｍｍ程度上下動自在に固定されている。かかる構成により，上部アセンブリ１２６を下部アセンブリ１２８上に載置すると，エレクトロボディ１４４は，その自重によりクーリングプレート１３２に密着し，処理室１０２の気密性が確保される。
また，かかる場合には，クーリングプレート１３２は，エレクトロボディ１４４の重量によりインシュレータ１３６に密着する。また，インシュレータ１３６は，エレクトロボディ１４４と下部アセンブリ１２８の重量により処理容器１０４に密着する。その結果，上記各部材が相互に密着するので，処理室１０２内を気密に保つことができる。また，処理室１０２内を真空排気すれば，処理容器１０４内外の気圧差により，クーリングプレート１３２とインシュレータ１３６との間と，インシュレータ１３６と処理容器１０４との間がより一層密着するので，処理室１０２の気密性をさらに高めることができる。
また，エレクトロボディ１４４は，上述したように高周波電力をクーリングプレート１３２に伝達するためのもので，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成る略円盤状部材から構成されている。また，エレクトロボディ１４４の下部には，処理ガスを拡散するためのバッフル板１４８を収容可能な空間１４４ｂが形成されている。また，エレクトロボディ１４４には，不図示のガス供給源からの処理ガスを空間１４４ｂは供給するためのガス供給経路１４４ｃが内装されている。また，空間１４４ｂ内に配されるバッフル板１４８は，例えば陽極酸化処理されたアルミニウムから成る略円盤状の上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂから構成されている。上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂは，締結部材１５８によりエレクトロボディ１４４に固定されている。また，上部および下部バッフル板１４８ａ，１４８ｂには，それぞれ貫通孔１４８ａａ，１４８ｂａが形成されている。かかる構成により，処理ガスは，ガス吐出孔１３０ａにガス供給経路１４４ｃ，バッフル板１４８，ガス供給経路１３２ａを介して送られる。
また，エレクトロボディ１４４には，処理時に上部電極１３０に生じた熱を吸熱し，上部電極１３０を所定温度に維持するための冷媒を循環させる冷媒循環路１４４ｄが内装されている。また，エレクトロボディ１４４とクーリングプレート１３２との間には，封止部材としてのＯリング１６０と，導電性を確保するための導電性Ｏリング１６２とが介装されている。
また，エレクトロボディ１４４は，エレクトロボディ１４４とシールドボックス１３８とを絶縁するためのインシュレータ１４６により支持されている。インシュレータ１４６は，絶縁性材料，例えばセラミックスから成り，エレクトロボディ１４４の周囲を囲うことが可能なように，略筒状に形成されている。また，インシュレータ１４６の内周上部には，エレクトロボディ１４４の外周上部に形成された張り出し部１４４ｅと係合可能な段部１４６ａが形成されている。かかる構成により，エレクトロボディ１４４は，インシュレータ１４６内に挿入することにより，インシュレータ１４６により支持される。また，インシュレータ１４６の外周下部には，シールドボックス１３８の内壁下部に形成された張り出し部１３８ｄと係合可能な段部１４６ｂが形成されている。かかる構成により，インシュレータ１４６は，エレクトロボディ１４４とともに，シールドボックス１３８に支持される。
また，シールドボックス１３８の外周周囲には，上部アセンブリ１２６を単体で，あるいは上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に装着位置から移動させてエッチング装置１００から分離するための昇降機構１６４が接続されている。なお，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の着脱構成については，後述する。
（３）上部および下部アセンブリの着脱構成
次に，下部アセンブリ１２８のメンテナンスおよび処理室１０２内のメンテナンスを行う場合を例に挙げて上部および下部アセンブリ１２６，１２８の着脱構成について説明する。
（ａ）下部アセンブリのメンテナンス
下部アセンブリ１２８をメンテナンスする場合には，まず図１１に示すように，インシュレータ１３６とシールドボックス１３８とを固定するロック機構１５６を解除する。その後，昇降機構１６４により，上部アセンブリ１２６を上昇させて，装着位置から退避させる。かかる工程により，下部アセンブリ１２８が露出する。すでに説明したように，上部アセンブリ１２６と下部アセンブリ１２８とがネジ等で固定されていないので，上記操作が可能となっている。
次いで，図３（ａ）に示すように，インシュレータ１３６に嵌め込まれている一体化された上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリをメンテナンス作業者の手で取り外す。かかる工程により，処理室１０２上には，インシュレータ１３６のみが残される。取り外されたアセンブリは，図３（ｂ）および図４に示すように，シールドリング１３４，上部電極１３０の順に取り外し，クーリングプレート１３２と分離する。その後，処理時に生じた反応性生物が付着したり，あるいはプラズマの衝突により消耗している上部電極１３０およびシールドリング１３４を，クリーニングあるいは交換する。なお，メンテナンス終了後には，上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４は，上記とは逆順の工程を行うことにより元の状態に戻される。上記の如く，クーリングプレート１３２とシールドリング１３４とは，ネジ等で固定されていないので，迅速かつ簡単にメンテナンスできる。また，処理室１０２上に載置されているインシュレータ１３６についても，作業者が取り外すことにより，メンテナンスを行っても良い。また，上部アセンブリ１２６についても，メンテナンスを行っても良い。
その後，再びメンテナンス済みの上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリを，インシュレータ１３６に嵌め込み，装着する。この際，取り外された上部電極１３０，クーリングプレート１３２，シールドリング１３４から成るアセンブリを再び装着するのではなく，スペアのメンテナンス済みのアセンブリを装着すれば，メンテナンス時間を短縮することができる。そして，昇降機構１６４を降下させて，上部アセンブリ１２６を下部アセンブリ１２８に装着し，シールドボックス１３８とインシュレータ１３６とをロック機構１５６で固定することにより，下部アセンブリ１２８のメンテナンス作業が終了する。
（ｂ）処理室内のメンテナンス
処理室１０２内をメンテナンスする場合には，まず図１２に示すように，インシュレータ１３６とシールドボックス１３８とを固定するロック機構１５６をロックしておく。次いで，昇降機構１６４により，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に上昇させて，装着位置から退避させる。かかる工程により，処理室１０２内が完全に開放される。その後，処理室１０２内のメンテナンス，例えば処理容器１０４内壁に付着している付着物を除去するクリーニングを行う。そして，上記とは逆順に，昇降機構１６４を降下させて，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を一体的に処理容器１０４上に載置することにより，メンテナンス作業が終了する。
以上，本発明の好適な実施の一形態について，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかかる構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，それら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば，上記実施の形態において，上部および下部アセンブリに特定の部材を規定して説明したが，本発明はかかる規定に限定されない。本発明は，各アセンブリに含まれる部材が上記実施の形態とは異なる場合でも実施できる。
また，上記実施の形態において，クーリングプレートに突起を形成し，シールドリングに溝を形成する構成を例に挙げて説明しがた，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，クーリングプレートまたはシールドリングのいずれか一方に突起あるいは溝を形成することにより実施できる。
また，上記実施の形態において，昇降機構をシールドボックスに常時接続する構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，メンテナンス時のみに，昇降機構を上部アセンブリに固定しても実施できる。
また，上記実施の形態において，昇降機構により上部アセンブリや下部アセンブリを昇降させる構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，上部アセンブリや下部アセンブリを昇降のみならず，回転させる場合にも適用できる。
昇降機構の変形例を図１３に示す。図１３（ａ）は昇降機構、２６４の正面図であり，図１３（ｂ）は昇降機構２６４の側面図である。図１３（ａ），（ｂ）において，二点鎖線は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を処理容器１０４に対して開放した状態を示しており，実線は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８を処理容器１０４に対して閉止した状態を示している。
この昇降機構２６４は，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の荷重を一体的または独立的に支持するメインシリンダ２６５と，上部および下部アセンブリ１２６，１２８の荷重を一体的に支持して上昇させる場合にオンされ，上部アセンブリ１２６を単体で支持して上昇させる場合にオフされるサブシリンダ２６６とから構成される。すなわち，サブシリンダ２６６は，オン／オフ選択式のアジャストストッパ２６７を有するとともに，上述のロック機構１５６と連動するように構成され，ロック機構１５６の解除動作に連動して，サブシリンダ２６６はオフ（伸長状態で保持）される。図１３（ｂ）において，符号ｄはアジャストストッパ２６７の移動範囲を示している。かかる構成により，上部アセンブリ１２６のみを開閉操作させる場合でも，上部アセンブリ１２６がはねあがるのを防止して，安全に開閉操作させることができる。
また，上記実施の形態において，下部アセンブリと処理室内のメンテナンスを行う構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，さらに上部アセンブリのメンテナンスを行う場合にも適用できる。
また，上記実施の形態において，上部電極に高周波電力が印加される構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，上部電極が接地電極であっても実施できる。この際，エレクトロボディ，給電棒，クーリングプレートを接地経路として使用しても良い。
また，上記実施の形態において，平行平板型のエッチング装置を例にあげて説明したが，本発明はかかる構成に限定されない。本発明は，マグネトロン型や誘導結合型などの各種プラズマ処理装置にも適用できる。また，本発明は，エッチング処理のみならず，アッシング処理や成膜処理などの各種プラズマ処理処理を行う装置にも適用できる。また，本発明は，ＬＣＤ用ガラス基板に処理を施す装置にも適用できる。
本発明によれば，重量が重い上部電極ユニットを作業者が作業しやすい２つの上部および下部アセンブリに分割し，かつ昇降機構により移動させるので，作業者への負担を軽減できる。また，上部および下部アセンブリ同士，各アセンブリの構成部材同士を締結手段を用いずに，あるいは締結手段で締結する個所を減少させたので，作業時間を短縮することができる。
産業上の利用の可能性
本発明は，半導体装置の製造工程において用いられる処理装置に適用可能であり，特に，処理室の天井部を構成する上部電極ユニットとその上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備えた処理装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略的な断面図である。
図２は図１に示すエッチング装置の上部電極ユニットを表す概略的な拡大断面図である。
図３（ａ）は，図１に示すエッチング装置の上部電極とクーリングプレートとシールドリングとを嵌め合わせた際の状態を表す概略的な斜視図である。図３（ｂ）は，（ａ）の状態からシールドリングを取り外した際の状態を表す概略的な斜視図である。
図４は図３（ｂ）の状態から上部電極を取り外した際の状態を表す概略的な斜視図である。
図５は図１に示すエッチング装置のシールドリングの表面処理を説明するための概略的な説明図である。
図６は図１に示すエッチング装置のシールドリングの表面処理を説明するための概略的な説明図である。
図７（ａ）は，図１に示すエッチング装置のシールドリングの取り付け部分を表す概略的な拡大断面図である。図７（ｂ）は，図１に示すエッチング装置のシールドリングの内周面を表す概略的な拡大側面図である。
図８（ａ）は，図２に示すロック時のロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。図８（ｂ）は，図２に示すアンロック時のロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図である。
図９はロック機構の別の実施形態を示す概略的な断面図である。
図１０（ａ）は，図９に示すロック機構をＡ−Ａ線に沿う平面において切断した概略的な断面図であり，図１０（ｂ）は，図９に示すロック機構の概略的な平面図である。
図１１（ａ）は，図１に示すエッチング装置の下部アセンブリのメンテナンス時の状態を表す概略的な斜視図である。図１１（ｂ）は，（ａ）に対応する上部電極ユニット周辺を表す概略的な拡大断面図である。
図１２（ａ）は，図１に示すエッチング装置の処理室内のメンテナンス時の状態を表す概略的な斜視図である。図１２（ｂ）は，（ａ）に対応する上部電極ユニット周辺を表す概略的な拡大断面図である。
図１３（ａ）は，昇降機構の変形例を表す概略的な正面図である。図１３（ｂ）は，（ａ）に対応する側面図である。
Claims (8)
- 処理室の天井部を構成する上部電極ユニットと前記上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備えた処理装置であって：
前記上部電極ユニットは，上部アセンブリと下部アセンブリから構成され：
前記上部アセンブリと前記下部アセンブリは，前記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り分離合体可能であり，
前記ロック機構をロックさせた状態では，前記上部アセンブリと前記下部アセンブリとを前記昇降機構により一体的に上昇させることが可能であり，
前記ロック機構をアンロックさせた状態では，前記上部アセンブリのみを前記昇降機構により上昇させることが可能なことを特徴とする，処理装置。 - 前記下部アセンブリは、封止部材を介して処理容器の上端部に支持され、前記処理容器内外の気圧差および前記上部電極ユニットの自重により前記処理室の天井部に気密に固定可能であることを特徴とする，請求項１に記載の処理装置。
- 処理室の天井部を構成する上部電極ユニットと前記上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備え，前記上部電極ユニットは前記処理室側の下部アセンブリと電力供給側の上部アセンブリから構成され，前記下部アセンブリと前記上部アセンブリは前記上部電極ユニットの外周面に設けられたロック機構のみにより分離合体可能であり，前記下部アセンブリは機械的機構なしに前記処理室内と外部との差圧および前記上部電極ユニットの自重により前記処理室の天井部に気密に固定可能な処理装置のメンテナンス方法であって：
前記ロック機構をロックした状態で前記昇降機構により前記上部アセンブリと前記下部アセンブリとを一体的に上昇させた後に，前記処理室内をメンテナンスする工程を含むことを特徴とする，処理装置のメンテナンス方法。 - 処理室の天井部を構成する上部電極ユニットと前記上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備え，前記上部電極ユニットは前記処理室側の下部アセンブリと電力供給側の上部アセンブリから構成され，前記下部アセンブリと前記上部アセンブリは前記上部電極ユニットの外周面に設けられたロック機構のみにより分離合体可能であり，前記下部アセンブリは機械的機構なしに前記処理室内と外部との差圧および前記上部電極ユニットの自重により前記処理室の天井部に気密に固定可能な処理装置のメンテナンス方法であって：
前記ロック機構をアンロックした状態で前記昇降機構により前記上部アセンブリを上昇させた後，前記上部アセンブリおよび／または前記上部アセンブリと分離して前記処理室側に配設された前記下部アセンブリをメンテナンスする工程を含むことを特徴とする，処理装置のメンテナンス方法。 - 処理室の天井部を構成する上部電極ユニットと前記上部電極ユニットを昇降させることが可能な昇降機構を備えた処理装置であって，
前記上部電極ユニットは、上部アセンブリと下部アセンブリから分離合体可能に構成され，
前記下部アセンブリは、円柱状電極アセンブリと前記円柱状電極アセンブリの周囲に嵌め合わせ可能な環状部材とを有し，
前記円柱状電極アセンブリの外周面または前記環状部材の内周面のいずれか一方には複数の突起が形成され，いずれか他方には前記突起に対応する複数の溝が形成されており；
前記溝は，前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材とを嵌め合わせるべく前記突起を嵌め合わせ方向に案内するように嵌め合わせ方向に延伸する第１溝と，一旦嵌め合わせた前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材とを相対回転させるべく前記突起を案内するように回転方向に延伸する第２溝から成り；
さらに，前記第２溝は，奥まるにつれ前記嵌め合わせ方向に傾斜し；
前記突起が前記第２溝の最奥に到達した際に，前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材との処理室側面が面一になることを特徴とする，処理装置部品の組立機構。 - 前記円柱状電極アセンブリには，前記環状部材が嵌め込まれる段部が形成されていることを特徴とする，請求項５に記載の処理装置部品の組立機構。
- 前記円柱状電極アセンブリは電極プレートと冷却プレートのアセンブリであり，前記環状部材はシールドリングであり，前記突起または前記溝は前記冷却プレートまたは前記シールドリングに形成されていることを特徴とする，請求項５に記載の処理装置部品の組立機構。
- 円柱状電極アセンブリと前記円柱状電極アセンブリの周囲に嵌め合わせ可能な環状部材とを備え，
前記円柱状電極アセンブリの外周面または前記環状部材の内周面のいずれか一方には複数の突起が形成され，いずれか他方には前記突起に対応する複数の溝が形成され，前記溝は前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材とを嵌め合わせるべく前記突起を嵌め合わせ方向に案内するように嵌め合わせ方向に延伸する第１溝と，一旦嵌め合わせた前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材とを相対回転させるべく前記突起を案内するように回転方向に延伸する第２溝から成り，前記第２溝は奥まるにつれ前記嵌め合わせ方向に傾斜している処理装置部品の組立機構の組立方法であって：
前記突起が前記第１溝に沿って案内されるように前記環状部材を前記円柱状電極アセンブリに嵌め合わせた後，前記突起が前記第２溝に沿って案内されるように前記環状部材と前記円柱状電極アセンブリとを相対回転させる工程を含み，
前記突起が前記第２溝の最奥に到達した際に，前記円柱状電極アセンブリと前記環状部材との処理室側面が面一になることを特徴とする，処理装置部品の組立機構の組立方法。
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