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JP2021097162A - 基板処理装置及び載置台 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板支持ピンが挿通される貫通孔を有する載置台に載置された基板の温度の面内均一性を改善する基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置は、上下方向に貫通する貫通孔２０ａを有し、上面に載置された基板Ｗの加熱及び冷却の少なくともいずれか一方を行う載置台２０と、貫通孔に挿通されたリフトピン３０と、リフトピンを支持可能に構成された支持部材を備える。リフトピンは、貫通孔を介して載置台の上面から突出可能に構成された突出部３１と、突出部の下方に位置し突出部より太く形成された大径部３２と、を有する。載置台は、載置台の側面から延び、貫通孔と交わるように形成された横穴２０ｄを有する。横穴には、支持部材が挿入される。支持部材は、載置台の前記横穴に挿入された状態で、リフトピンの大径部との係合によりリフトピンを支持する。載置台の貫通孔の上側の開口端２０ｃは、リフトピンの大径部より細い。【選択図】図２

Description

本開示は、基板処理装置及び載置台に関する。
特許文献１には、基板を高温処理する場合に、プロセスガスの回り込み等により基板処理の均一性が悪影響を受けることを防止する基板処理装置が開示されている。この基板処理装置は、サセプタと、昇降駆動装置と、複数の基板支持ピンと、移動阻止部材と、を有する。サセプタは、水平に配設され、基板を上面に乗せるようにして支持する。昇降駆動装置は、サセプタを、基板を支持する第１の位置とこの第１の位置より低く基板の支持を待機する第２の位置との間で昇降駆動する。基板支持ピンは、サセプタに対して上下方向に移動自在に支持され、サセプタが第２の位置に位置決めされている場合、基板を支持する。移動阻止部材は、サセプタが第１の位置から第２の位置に移動させられるとき、基板支持ピンの下方への移動を阻止する。サセプタには、基板支持ピンを挿入するためのピン挿入孔が形成されており、また、基板支持ピンの上端部の径は、ピン挿入孔の径より大きくなるように設定されている。これにより、基板支持ピンが、サセプタに対して上下方向に移動自在に支持されている。なお、サセプタのピン挿入孔の上端部には、径大の基板支持ピンの上端部を収容するための凹部が形成されている。
特開平１１−１１１８２１号公報
本開示にかかる技術は、基板支持ピンが挿通される貫通孔を有する載置台に載置された基板を当該載置台で加熱したり冷却したりする場合において、基板の温度の面内均一性を改善する。
本開示の一態様は、基板を処理する基板処理装置であって、上下方向に貫通する貫通孔を有し、上面に基板が載置されると共に載置された当該基板の加熱及び冷却の少なくともいずれか一方を行う載置台と、前記貫通孔に挿通された基板支持ピンと、前記基板支持ピンを支持可能に構成された支持部材と、を備え、前記基板支持ピンは、前記載置台の前記貫通孔を介して当該載置台の上面から突出可能に構成された突出部と、前記突出部の下方に位置し前記突出部より太く形成された大径部と、を有し、前記載置台は、当該載置台の側面から延び前記貫通孔と交わるように形成された横穴をさらに有し、前記横穴は、前記支持部材が挿入され、前記支持部材は、前記載置台の前記横穴に挿入された状態で、前記基板支持ピンの前記大径部との係合により当該基板支持ピンを支持し、前記載置台の貫通孔の上側の開口端は、前記基板支持ピンの大径部より細い。
本開示によれば、基板支持ピンが挿通される貫通孔を有する載置台に載置された基板を当該載置台で加熱したり冷却したりする場合において、基板の温度の面内均一性を改善する。
本実施形態にかかる基板処理装置としての成膜装置の構成の概略を模式的に示す説明図であり、成膜装置の一部を断面で示している。 図１の部分拡大図である。 支持部材の先端の拡大平面図である。 載置台の貫通孔付近を拡大して示す図である。 ウェハ処理時の図１の成膜装置の内部状態を示す部分拡大断面図である。 ウェハ処理時の図１の成膜装置の内部状態を示す部分拡大断面図である。 支持部材の他の例を説明する部分拡大平面図である。 リフトピンの支持構造の他の例を示す部分拡大断面図である。 図８の支持構造の一部を構成する支持部材の先端の拡大平面図である。
例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）等の基板に対して、成膜処理等の基板処理が行われる。この基板処理は、基板処理装置を用いて行われる。基板処理装置が基板を一枚ずつ処理する枚葉式である場合、基板が上面に載置される載置台が装置内に設けられる。また、枚葉式の基板処理装置には、基板を搬送する基板搬送装置と載置台との間で基板を受け渡すために、載置台に形成された孔に挿入される基板支持ピンが設けられている。例えば、基板支持ピンが基板を収容する処理容器の底壁に固定されると共に、載置台が上下動可能に構成され、この構成により、載置台に対して基板支持ピンを相対的に上下動させることができるため、基板搬送装置と載置台との間で基板を受け渡すことができる。
ところで、基板処理に際し、載置台に載置された基板を、当該載置台を介して加熱したり冷却したりする場合がある。この場合、上述のように基板支持ピンを処理容器の底壁に対し固定すると、載置台の熱膨張や熱収縮により、載置台の孔と基板支持ピンとの位置ずれが生じる。上記位置ずれが生じていると、基板の受け渡し等のために基板支持ピンと載置台とを相対的に昇降させた際に、基板支持ピンの破損等が生じることがある。そのため、特許文献１では、基板支持ピンを処理容器の底壁に固定せずに、基板支持ピンの上端部の径をサセプタのピン挿入孔の径より大きくし、基板支持ピンを、サセプタに対して上下方向に移動自在に支持するようにしている。
しかし、基板支持ピンの上端部の径を大きくすると、その上端部を収容するために、径が当該上端部より大きい凹所を載置台の上面に設ける必要がある。このような凹所を設けると、載置台上の基板の温度の面内均一性が損なわれる。
そこで本開示にかかる技術は、基板支持ピンが挿通される貫通孔を有する載置台に載置された基板を当該載置台で加熱したり冷却したりする場合において、基板の温度の面内均一性を改善する。
以下、本実施形態にかかる基板処理装置及び基板の受け渡し方法について、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。
図１は、本実施形態にかかる基板処理装置としての成膜装置の構成の概略を模式的に示す説明図であり、成膜装置の一部を断面で示している。
図１の成膜装置１は、減圧可能に構成され、基板としてのウェハＷを収容する処理容器１０を有する。
処理容器１０は、有底の円筒形状に形成された容器本体１０ａを有する。
容器本体１０ａの側壁には、ウェハＷの搬入出口１１が設けられており、この搬入出口１１には、当該搬入出口１１を開閉するゲートバルブ１２が設けられている。搬入出口１１よりも上部側には、容器本体１０ａの側壁の一部をなす、後述の排気ダクト６０が設けられている。容器本体１０ａの上部には、具体的には排気ダクト６０には、開口１０ｂが設けられており、この開口１０ｂを塞ぐように蓋１３が取り付けられている。排気ダクト６０と蓋１３との間には、処理容器１０内を気密に保つためのＯリング１４が設けられている。
処理容器１０内には、上面にウェハＷが水平に載置される載置台２０が設けられている。載置台２０の内部には、温度調節機構としてのヒーターパターン２１が形成されている。ヒーターパターン２１は、ウェハＷを加熱するためのものである。なお、載置台２０でウェハＷを冷却する場合には、温度調節機構として、ヒーターパターン２１の代わりに、例えば冷却媒体の流路を有する冷却機構が設けられる。載置台２０の内部にヒーターパターン２１と冷却機構の両方を設け、ウェハＷの加熱と冷却の両方を行うことができるようにしてもよい。
この載置台２０には、その上面のウェハＷの載置領域よりも外周側の領域及びその側周面を周方向に亘って覆うように、カバー部材２２が設けられている。
載置台２０の下面中央部には、処理容器１０の底壁に形成された開口１５を通じて当該底壁を貫通し、上下方向に延在する台支持部材である支軸部材２３の上端が接続されている。支軸部材２３の下端は駆動機構２４に接続されている。駆動機構２４は、支軸部材２３を昇降及び回転させるための駆動力を発生するものであり、例えばエアシリンダ（図示せず）やモータ（図示せず）を有する。支軸部材２３が駆動機構２４の駆動により上下に移動することに伴って、載置台２０は、二点鎖線で示す搬送位置と、その上方の処理位置との間とを上下に移動することができる。上述の搬送位置とは、処理容器１０の搬入出口１１から処理容器１０内に進入する基板搬送装置としてのウェハ搬送装置Ｍ（図５参照）と後述のリフトピン３０との間で、ウェハＷを受け渡している時に、載置台２０が待機する位置である。また、上述の処理位置とは、ウェハＷに成膜処理が行われる位置である。また、支軸部材２３が駆動機構２４の駆動によりその軸線を中心に回転することに伴って、載置台２０が上記軸線を中心に回転する。
また、支軸部材２３における処理容器１０の外側には、当該支軸部材２３より大径のフランジ２５が設けられている。そして、このフランジ２５と、処理容器１０の底壁における支軸部材２３の貫通部との間には、支軸部材２３の外周部を囲むように、ベローズ２６が設けられている。これによって、処理容器１０の気密が保たれる。
さらに、載置台２０には、上下方向に貫通する貫通孔２０ａが複数形成されている。また、載置台２０に対して、貫通孔２０ａに下方から挿通された基板支持ピンとしてのリフトピン３０が設けられている。リフトピン３０は、処理容器１０の外部から当該処理容器１０内に挿入されるウェハ搬送装置Ｍ（図５参照）と載置台２０との間でウェハＷを受け渡すためのものである。このリフトピン３０は、上述の搬送位置の載置台２０の上面から貫通孔２０ａを介して突出可能に構成されている。なお、リフトピン３０は、貫通孔２０ａ毎に設けられている。
リフトピン３０の形状や、リフトピン３０の支持構造、リフトピン３０を昇降するための構造については後述する。
さらに、処理容器１０内における載置台２０と蓋１３との間には、載置台２０との間に処理空間Ｓを形成するためのキャップ部材４０が、載置台２０と対向するように設けられている。キャップ部材４０は蓋１３とボルト（図示せず）により固定されている。
キャップ部材４０の下部には、逆すり鉢状の凹部４１が形成されている。凹部４１の外側には、平坦なリム４２が形成されている。
そして、前述の処理位置に位置する載置台２０の上面とキャップ部材４０の凹部４１とにより、処理空間Ｓが形成される。処理空間Ｓが形成されたときの載置台２０の高さは、キャップ部材４０のリム４２の下面と、カバー部材２２の上面との間に隙間４３が形成されるように設定される。凹部４１は、例えば、処理空間Ｓの容積が極力小さくなると共に、処理ガスをパージガスで置換する際のガス置換性が良好になるように、形成される。
キャップ部材４０の中央部には、処理空間Ｓ内へ処理ガスやパージガスを導入するためのガス導入路４４が形成されている。ガス導入路４４は、キャップ部材４０の中央部を貫通し、その下端が、載置台２０上のウェハＷの中央部と対向するように設けられている。また、キャップ部材４０の中央部には流路形成部材４０ａが嵌め込まれており、この流路形成部材４０ａにより、ガス導入路４４の上側は分岐され、それぞれ蓋１３を貫通するガス導入路４５と連通している。
キャップ部材４０のガス導入路４４の下端の下方には、ガス導入路４４から吐出されたガスを処理空間Ｓ内に分散させるための分散板４６が設けられている。分散板４６は、支持棒４６ａを介して、キャップ部材４０に固定されている。
ガス導入路４５には、処理ガスとしてのＴｉＣｌ４ガス、ＮＨ３ガスやパージ用のＮ２ガス等を、ガス供給源（図示せず）から処理容器１０へ導くガス導入機構５０が設けられている。ガス導入機構５０と処理容器１０との間、具体的には、ガス導入機構５０と蓋１３との間には、処理容器１０内を気密に保つためのＯリング（図示せず）が設けられている。
さらにまた、容器本体１０ａの排気ダクト６０には、排気管６１の一端部が接続されている。排気管６１の他端部は、例えば真空ポンプにより構成される排気装置６２が接続されている。また、排気管６１の排気装置６２より上流側には、処理空間Ｓ内の圧力を調整するためのＡＰＣバルブ６３が設けられている。
なお、排気ダクト６０は、縦断面形状が角型のガス通流路６４を環状に形成したものである。排気ダクト６０の内周面には、全周に亘ってスリット６５が形成されている。排気ダクト６０の外壁には、排気口６６が設けられており、当該排気口６６に排気管６１が接続されている。スリット６５は、載置台２０が前述の処理位置まで上昇した際に形成される前述の隙間４３に対応する位置に形成されている。したがって、処理空間Ｓ内のガスは、排気装置６２を作動させることにより、隙間４３及びスリット６５を介して、排気ダクト６０のガス通流路６４に至り、排気管６１を経て排出される。
以上のように構成される成膜装置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により構成され、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、成膜装置１における後述のウェハ処理を実現するためのプログラム等が格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能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。また、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。
続いて、リフトピン３０の形状や、リフトピン３０の支持構造、リフトピン３０を昇降するための構造について、図１を参照し、図２及び図３を用いて説明する。図２は、図１の部分拡大図である。図３は、後述の支持部材７０の先端の拡大平面図である。
リフトピン３０は、図２に示すように、載置台２０の貫通孔２０ａを介して当該載置台２０の上面から突出可能に構成された突出部３１と、突出部３１の下方に位置し突出部３１より太く形成された大径部３２と、を有する。大径部３２は、当該大径部３２の周囲より太く形成され、言い換えると、鍔状に形成されている。大径部３２は、リフトピン３０の略中央部に形成されている。また、リフトピン３０は、大径部３２より下方に、具体的にはピン下端に、当接部３３を有する。当接部３３は、大径部３２より太く形成されており、後述のピン移動機構１００に当接する。なお、リフトピン３０において、大径部３２と当接部３３とは、接続部３４によって接続されており、接続部３４の太さは突出部３１と略同じである。また、本実施形態において、突出部３１、大径部３２、当接部３３及び接続部３４は全て断面視円形状に形成されている。
上述の各部を有するリフトピン３０は、少なくとも大径部３２の形成部分より上側の部分が、載置台２０の貫通孔２０ａに下方から挿入される。そのため、貫通孔２０ａの下側の開口端２０ｂは、リフトピン３０の大径部３２より太く形成されている。一方、貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃは、リフトピン３０の大径部３２より細く形成されている。以下では、貫通孔２０ａの上部において、リフトピン３０の大径部３２より細く形成されている部分を細径部２０ａ１と言う。また、リフトピン３０が上下動し当該リフトピン３０の突出部３１が載置台２０の上面から突没できるように、貫通孔２０ａは、上述の細径部２０ａ１を除き、リフトピン３０の大径部３２より太く形成されている。
貫通孔２０ａに挿入されたリフトピン３０を支持するため、載置台２０の内部には、支持部材７０が設けられている。具体的には、載置台２０に、当該載置台２０の側面から水平方向に延び貫通孔２０ａと交わるように横穴２０ｄが形成されており、当該横穴２０ｄに上記支持部材７０が挿入されている。横穴２０ｄは貫通孔２０ａ毎に設けられている。また、上記横穴２０ｄの開口端はカバー部材２２に覆われる。
支持部材７０は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された状態で、リフトピン３０の大径部３２との係合により当該リフトピン３０を支持する。具体的には、支持部材７０は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された状態で、当該支持部材７０の先端の上面とリフトピン３０の大径部３２の下面との当接係合により、当該リフトピン３０を吊持する。支持部材７０は、少なくとも、載置台２０が前述の処理位置に移動されている状態において、上述のようにリフトピン３０を吊持する。
載置台２０が処理位置に移動されている状態において、すなわち、支持部材７０にリフトピン３０が吊持されている状態において、以下の条件（Ａ）を満たすように、横穴２０ｄの高さ方向の形成位置やリフトピン３０の突出部３１の長さは設定されている。
（Ａ）リフトピン３０の突出部３１の上端面が載置台２０の上面から突出しない（例えば上記突出部３１の上端面は載置台２０の上面から０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ下方に位置する）。
また、支持部材７０の先端には、図３に示すように切り欠き７１が形成され、この切り欠き７１により、リフトピン３０が引掛けられるＵ字状の引掛け部７２が形成されている。切り欠き７１は、載置台２０の横穴２０ｄへの支持部材７０の挿入方向に切り欠かれている。切り欠き７１の幅Ｗ１は、リフトピン３０の大径部３２の直径Ｒ１より小さく、リフトピン３０の接続部３４の直径Ｒ２より大きい。したがって、支持部材７０を載置台２０の横穴２０ｄの奥側まで挿入するときに、その挿入が、貫通孔２０ａ内のリフトピン３０によって妨げられることがなく、また、支持部材７０の引掛け部７２の略全体でリフトピン３０を支持することができる。
なお、上述のリフトピン３０及び支持部材７０は例えばアルミナや窒化アルミニウムから形成される。
また、リフトピン３０に対しては、図１に示すように、当該リフトピン３０を支持可能に構成されると共に支持した当該リフトピン３０を上下方向に移動させるピン移動機構１００が設けられている。ピン移動機構１００は、載置台２０と処理容器１０の底壁との間に設けられている。
ピン移動機構１００は、リフトピン３０との係合により当該リフトピン３０を支持する。具体的には、ピン移動機構１００は、当接部材１０１を有し、リフトピン３０において載置台２０の貫通孔２０ａに挿入されていない当接部３３の下端面と上記当接部材１０１の上面とが当接することにより、当該リフトピン３０を支持する。当接部材１０１は、例えば平面視円環状の部材から構成される。
当接部材１０１の下面側には支持柱１０２が設けられており、支持柱１０２は、処理容器１０の底壁を貫通して、処理容器１０の外側に設けられた駆動機構１０４に接続されている。駆動機構１０４は、支持柱１０２を昇降させるための駆動力を発生するものであり、例えばエアシリンダ（図示せず）を有する。支持柱１０２が駆動機構１０４の駆動により上下に移動することに伴って、当接部材１０１が上下に移動し、これにより当該当接部材１０１に支持されたリフトピン３０が載置台２０と独立して上下に移動する。特に、支持柱１０２が駆動機構１０４の駆動により上方に移動することに伴って、リフトピン３０が上方に移動し、当該リフトピン３０の上端部が、上述の搬送位置に移動された載置台２０の上面から突出する。
なお、駆動機構１０４と処理容器１０の底壁における支持柱１０２の貫通部との間には、支持柱１０２の外周部を囲むように、ベローズ１０３が設けられている。これによって、処理容器１０の気密が保たれる。
ここで、載置台２０やリフトピン３０の寸法について説明する。
ウェハＷの直径が３００ｍｍの場合、載置台２０の直径は例えば３３０ｍｍ〜３５０ｍｍであり、貫通孔２０ａは載置台２０の周端から２０〜４０ｍｍの位置に形成される。
貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃは、前述のようにリフトピン３０の大径部３２より細く形成されている。具体的には、例えば、リフトピン３０の突出部３１の直径が１ｍｍ〜３ｍｍであり大径部３２の直径がその２倍以上であるのに対し、貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃの内径は突出部３１の直径の１．２〜１．５倍に設定され、例えば、１．２〜４．５ｍｍである。開口端２０ｃの内径を小さくするほど、載置台２０上のウェハＷの温度の面内均一性を向上させることが可能となる。なお、貫通孔２０ａの下側の開口端２０ｂの内径は、例えば、７〜１０ｍｍである。
載置台２０やリフトピン３０の寸法について図４を用いてさらに説明する。図４は、載置台２０の貫通孔２０ａ付近を拡大して示す図である。
載置台２０の厚みが１５〜２５ｍｍの場合、横穴２０ｄの形成位置等は例えば以下の通りである。ただし、ヒーターパターン２１の形成位置等によってはこの限りではない。
載置台２０の貫通孔２０ａの細径部２０ａ１の厚みＴ１：１．５〜２．５ｍｍ
載置台２０における細径部２０ａ１から横穴２０ｄまでの距離Ｌ１：８〜１２ｍｍ
載置台２０の横穴２０ｄの高さＨ１：２〜４ｍｍ
リフトピン３０の突出部３１の長さＬ２：８〜１３ｍｍ
リフトピン３０大径部３２の長さＬ３：１．５〜２．５ｍｍ
支持部材７０の厚みＴ２：１．５〜２．５ｍｍ
載置台２０の貫通孔２０ａの細径部２０ａ１の厚みＴ１には、強度の観点から上述のような寸法が採用される。
なお、処理位置における載置台２０の周端面と処理容器１０の内壁面との間の距離は例えば１００〜１５０ｍｍとされる。
続いて、成膜装置１を用いて行われるウェハ処理について説明する。図１及び図２を参照し、図５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、ウェハ処理時の成膜装置１の内部状態を示す部分拡大断面図である。
まず、ゲートバルブ１２が開かれ、処理容器１０に隣接する真空雰囲気の搬送室（図示せず）から、搬入出口１１を介して、ウェハＷが処理容器１０内に搬入される。ウェハＷの搬入は、図５に示すように、ウェハ搬送装置Ｍによって行われる。搬入されたウェハＷは、前述の待機位置に移動されている載置台２０の上方に搬送される。次いで、支持部材７０の先端とリフトピン３０の大径部３２との係合により吊持されていた当該リフトピン３０が、ピン移動機構１００により上昇する。これにより、図６に示すように、上記支持部材７０によるリフトピン３０の吊持が解除されると共に、当該リフトピン３０が載置台２０の上面から所定距離突出し、当該リフトピン３０の上にウェハＷが受け渡される。このときのリフトピン３０の突出量を大きくするため、横穴２０ｄは載置台２０のなるべく下側に設けてもよい。
リフトピン３０上へのウェハＷの受け渡し後、ウェハ搬送装置Ｍが処理容器１０から抜き出され、ゲートバルブ１２が閉じられる。それと共に、ピン移動機構１００によるリフトピン３０の下降、駆動機構２４による載置台２０の上昇が行われる。これにより、ピン移動機構１００によるリフトピン３０の支持が解除され、図２に示すように、リフトピン３０が再び支持部材７０により吊持されると共に、リフトピン３０の上端部が載置台２０の貫通孔２０ａに収納され上面から突出していない状態となり、載置台２０上にウェハＷが載置される。次いで、処理容器１０内が所定の圧力に調整され、駆動機構２４により載置台２０が処理位置へ移動され、処理空間Ｓが形成される。
この状態で、ガス導入機構５０を介して、処理空間Ｓに、パージガスであるＮ２ガスが供給されると共にＴｉＣｌ４ガスとＮＨ３ガスが交互に且つ間欠的に供給され、ＡＬＤ法によりウェハＷ上にＴｉＮ膜が成膜される。この成膜の際、ウェハＷは載置台２０により加熱され、例えば、ウェハＷの温度（具体的には載置台２０の温度）は３００℃〜６００℃とされる。
上述のようなＡＬＤ法でのＴｉＮ膜の成膜終了後、ウェハＷが載置された載置台２０が搬送位置まで下降される。次いで、ピン移動機構１００によりリフトピン３０が上昇する。これにより、支持部材７０によるリフトピン３０の吊持が解除される共に、当該リフトピン３０が載置台２０の上面から所定距離突出し、当該リフトピン３０の上にウェハＷが受け渡される。その後、ゲートバルブ１２が開かれ、搬入出口１１を介して、ウェハＷを保持していないウェハ搬送装置Ｍが処理容器１０内に挿入される。ウェハ搬送装置Ｍは、リフトピン３０に保持されたウェハＷと搬送位置の載置台２０との間まで挿入される。次いで、ピン移動機構１００によりリフトピン３０が下降する。これにより、リフトピン３０上のウェハＷがウェハ搬送装置Ｍに受け渡される。そして、ウェハ搬送装置Ｍが処理容器１０から抜き出され、ゲートバルブ１２が閉じられる。これにより、一連のウェハ処理が完了する。
その後、他のウェハＷに対し、上述の一連のウェハ処理が行われる。
次に、リフトピン３０の取り付け方法の一例について説明する。
例えば、まず、裏返された状態の載置台２０の貫通孔２０ａそれぞれにリフトピン３０が挿入される。次いで、貫通孔２０ａそれぞれに対する横穴２０ｄに支持部材７０が挿入される。その後、裏返しにされていた載置台２０が戻されると、支持部材７０の上面とリフトピン３０の大径部３２の下面との当接係合により、各リフトピン３０が支持部材７０に吊持される。そして、載置台２０が、処理容器１０内に取り付けられる。その後、カバー部材２２が載置台２０の上面に取り付けられる。リフトピン３０の取り付けは例えばこのようにして行われる。
以上のように、本実施形態では、成膜装置１が、上下方向に貫通する貫通孔２０ａを有し且つ上面に基板が載置され当該載置されたウェハＷを加熱する載置台２０と、貫通孔２０ａに挿通されたリフトピン３０と、リフトピン３０を支持可能に構成された支持部材７０とを備える。また、本実施形態では、リフトピン３０が、載置台２０の貫通孔２０ａを介して当該載置台２０の上面から突出可能に構成された突出部３１と、突出部３１の下方に位置し突出部３１より太く形成された大径部３２と、を有している。さらに、載置台２０が、当該載置台２０の側面から延び貫通孔２０ａと交わるように形成され且つ支持部材７０が挿入される横穴２０ｄを有している。そして、本実施形態においては、載置台２０の内部に横穴２０ｄを介して挿入された支持部材７０とリフトピン３０の大径部３２との係合により当該リフトピン３０を支持している。つまりは、リフトピン３０がピン移動機構１００等に固定されていない。そのため、載置台２０の熱膨張等の影響で、リフトピン３０の破損や、リフトピン３０の円滑な昇降動作が損なわれることがない。そして、本実施形態では、載置台２０の貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃは、リフトピン３０を支持するための当該リフトピン３０の大径部３２より細い。したがって、本実施形態によれば、例えば貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃをリフトピン３０の大径部３２より太くした場合に比べて、ウェハＷの貫通孔２０ａに対応する部分の温度が低下するのを抑制することができるため、ウェハＷの温度の面内均一性を改善することができる。
また、本実施形態によれば、リフトピン３０を簡単に取り付けることができる。
さらに、本実施形態では、支持部材７０等の、リフトピン３０の支持をするための部材は、複雑な形状を有しておらず、また、小型であるため、低コストで作製することができる。
さらにまた、本実施形態では、リフトピン３０の大径部３２によって当該リフトピン３０を支持する形態であるため、リフトピン３０の突出部３１の直径を極力小さくでき、これにより開口端２０ｃの寸法を極力小さくできる。開口端２０ｃの寸法を小さくすることで、ウェハＷの温度の面内均一性をさらに改善することができる。
また、本実施形態では、リフトピン３０の少なくとも一部が常に貫通孔２０ａ内に位置しているため、リフトピン３０と貫通孔２０ａとの位置ずれが発生しない。上記位置ずれが発生していると、リフトピンを上昇させたときに当該リフトピンが破損することがあるが、本実施形態によれば上記位置ずれが発生しないため、リフトピン３０の破損を避けることができる。リフトピンの破損を避けるため、特に、リフトピンの突出部の破損を避けるため、当該リフトピンの突出部を太くする場合があるが、本実施形態によれば上述のように破損が生じないため、リフトピンの突出部を太くする必要がない。つまり、リフトピンの突出部を細くすることができる。
なお、ウェハＷの温度の面内均一性を改善する技術として、ウェハＷのエッジを支持するエッジピンを用いる技術がある。しかし、この技術では、載置台にエッジピンが挿通される挿通孔を設ける必要があり、この挿通孔上にウェハＷのエッジが位置するため、ウェハ裏面にも成膜されてしまう。本実施形態では、このようなウェハ裏面への成膜も生じない。
また、本実施形態にかかるリフトピン３０の支持構造は、リフトピン３０を支持部材７０で吊持しており、リフトピン３０を支持するために、異物の放出源と成り得るクランプ等の動作部材を用いていない簡易な構造である。したがって、本実施形態によれば、ウェハＷ上に形成されたＴｉＮ膜等の膜の低品質化を防ぐことができる。
さらに、本実施形態では、リフトピン３０が、大径部３２より下方に当該大径部３２より太く形成されピン移動機構１００が当接する当接部３３を有する。そのため、ピン移動機構１００を下方からリフトピン３０へ当接させてリフトピン３０を移動させるときに、リフトピン３０を安定的に支持することができる。したがって、リフトピン３０が傾いた状態で上昇して、当該リフトピン３０に折れ等の破損が生じることがない。また、上述のような当接部３３を設けることにより、ピン移動機構１００の当接部材１０１の下降に伴ってリフトピン３０を自重でスムーズに下降させることができる。
さらにまた、本実施形態では、リフトピン３０の接続部３４が全体的に大径部３２より細く形成されているため、リフトピン３０が多少傾いても、当該リフトピン３０の上昇時に、接続部３４が載置台２０の下面等に当接して破損することがない。
また、本実施形態では、載置台２０の横穴２０ｄの開口端がカバー部材２２で覆われている。したがって、横穴２０ｄから支持部材７０が抜け落ちるのを防止することができる。カバー部材２２を設けることで、載置台２０の周端面や裏面に不要な成膜が行われるのを防ぐこともできる。
以上の例では、リフトピン３０の大径部３２と支持部材７０との係合は、載置台２０が搬送位置に移動されるだけでは解除されず、ピン移動機構１００によりリフトピン３０が上昇されたときに、上記係合は解除されていた。ただし、載置台２０が搬送位置に移動される過程において、リフトピン３０の当接部３３の下面とピン移動機構１００の上面とが当接しリフトピン３０のさらなる下方への移動が妨げられ、載置台２０の搬送位置への移動が完了した状態のときには上記係合が解除されているようにしてもよい。
図７は、支持部材の他の例を説明する部分拡大平面図である。
図３等を用いて説明した支持部材７０は、その先端に設けられた引掛け部７２がＵ字状に形成されていた。支持部材の引掛け部は、この形状に限られず、リフトピン３０が引掛けられれば良く、具体的には、リフトピン３０の大径部３２が引掛けられれば良く、例えば図７の支持部材２００の引掛け部２０１のように、Ｌ字状に形成されていてもよい。
図８及び図９を用いて、リフトピンの支持構造の他の例を説明する。図８は、リフトピンの支持構造の他の例を示す部分拡大断面図であり、図９は、図８の支持構造の一部を構成する支持部材の先端の拡大平面図である。
以上の例では、リフトピン３０は、当該リフトピン３０の大径部３２の下面と支持部材７０の上面とが当接する形態で、当該支持部材７０と係合し、当該支持部材７０によって支持されていた。つまり、以上の例では、リフトピン３０は、支持部材７０と直接的に係合し、当該支持部材７０によって支持されていた。
それに対し、図８の例では、リフトピン２１０は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された支持部材２２０に、支持補助部材２３０を介して間接的に係合し、当該間接的な係合により、当該支持部材２２０で支持される。
支持補助部材２３０は、例えば、アルミナや窒化アルミニウムから形成され、第１係合部２３１と第２係合部２３２とを有する。
第１係合部２３１は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された支持部材２２０と係合する。具体的には、第１係合部２３１は、その下面と上記支持部材２２０の先端に形成された後述の引掛け部２２２の上面とが当接する形態で、当該支持部材２２０と係合する。
第２係合部２３２は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された支持部材２２０の下方に位置し、リフトピン２１０の大径部２１１と係合する。具体的には、第２係合部２３２は、上記支持部材２２０の下方に位置し、当該第２係合部２３２の上面と、リフトピン２１０の大径部２１１の下面とが当接する形態で、当該リフトピン２１０と係合する。
さらに、支持補助部材２３０は、リフトピン２１０の大径部２１１を収容する筒状部２３３が、第１係合部２３１と第２係合部２３２とを接続するように形成されている。
筒状部２３３は、例えば、その内径がリフトピン２１０の大径部２１１より大きい円筒状に形成されている。
本例において、第１係合部２３１は、筒状部２３３の外周面から外側に突出するように円環状に形成されており、第２係合部２３２は、筒状部２３３の内周面から内側に突出するように円環状に形成されている。
支持部材２２０は、載置台２０の横穴２０ｄに挿入された状態で、支持補助部材２３０を介したリフトピン２１０の大径部２１１との係合により、当該リフトピン２１０を支持する。具体的には、支持部材２２０は、リフトピン２１０の大径部２１１との係合により当該リフトピン２１０を吊持した支持補助部材２３０を、当該支持補助部材２３０の第１係合部２３１との係合により吊持することで、リフトピン２１０を吊持する。
また、支持部材２２０の先端には、図９に示すように切り欠き２２１が形成され、この切り欠き２２１により、リフトピン２１０が引掛けられるＵ字状の引掛け部２２２が形成されている。切り欠き２２１は、載置台２０の横穴２０ｄへの支持部材２２０の挿入方向に切り欠かれている。切り欠き２２１の幅Ｗ２は、支持補助部材２３０の第１係合部２３１の直径Ｒ３より小さく、支持補助部材２３０の筒状部２３３の直径Ｒ４より大きい。そのため、支持部材２２０を載置台２０の横穴２０ｄの奥側まで挿入するときに、その挿入が、貫通孔２０ａ内の支持補助部材２３０によって妨げられることがなく、また、支持部材２２０の引掛け部２２２の略全体で支持補助部材２３０を吊持することができる。
なお、本例において、載置台２０の貫通孔２０ａの下側の開口端２０ｂは、支持補助部材２３０の第１係合部２３１より太く形成されている。したがって、載置台２０の貫通孔２０ａに、支持補助部材２３０の第１係合部２３１側の部分を、下方から挿入することができる。
本例においても、載置台２０の貫通孔２０ａの上側の開口端２０ｃは、リフトピン２１０の大径部２１１より細い。そのため、ウェハＷの貫通孔２０ａに対応する部分の温度が低下するのを抑制することができるので、ウェハＷの温度の面内均一性を改善することができる。
なお、支持部材２２０が挿入される載置台２０の横穴２０ｄは、ヒーターパターン２１の配設位置には形成することはできない。したがって、上記横穴２０ｄの形成位置は自由に設定できない。ただし、本例では、支持補助部材２３０の第２係合部２３２が支持部材２２０の下方に位置するため、横穴２０ｄの形成位置によらず、リフトピン２１０の先端から大径部２１１の下面までの距離を所望の値にすることができる。したがって、横穴２０ｄの形成位置によらず、載置台２０の上面からリフトピン２１０を所望量突出させることができる。
なお、図３等の例では、リフトピン３０が傾いた状態でピン移動機構１００によって移動されるのを防止するように、リフトピン３０に当接部３３が形成されていた。
それに対し、本例では、リフトピン２１０は、当接部３３が省略されており、その代わりに、支持補助部材２３０にリフトピン２１０の大径部２１１を収容する筒状部２３３が設けられている。この構成では、リフトピン２１０の外周面と筒状部２３３の内周面との当接で、リフトピン２１０の傾きが制限される。これにより、本例では、リフトピン２１０が傾いた状態でピン移動機構１００によって移動されるのを防止している。
リフトピン２１０の大径部２１１及び支持補助部材２３０の筒状部２３３の長さは、少なくとも、リフトピン２１０が最も上昇したときでも大径部２１１が筒状部２３３内に位置するように設定される。
また、大径部２１１の長さ及び外径や、筒状部２３３の長さ及び内径は、リフトピン２１０が最も傾いた状態でも当該リフトピン２１０が貫通孔２０ａの内周面に当接しないように、設定される。
なお、大径部２１１の長さは例えば１０ｍｍ〜１５ｍｍであり、筒状部２３３の長さは例えば１５ｍｍ〜２５ｍｍである。
以上の例では、載置台２０の横穴２０ｄは、水平方向に延びていたが、すなわち、載置台２０の上面と平行方向に延びていたが、横穴２０ｄは、載置台２０の上面に対し傾いて、載置台２０の側面から斜め下方に延びるように形成されていてもよい。この場合、カバー部材２２を省略してもよい。
また、以上では、ＡＬＤ法で成膜を行っていたが、本開示にかかる技術は、ＣＶＤ法で成膜を行う場合にも適用することができる。例えば、Ｓｉ含有ガスを使用してＣＶＤ法でＳｉ膜やＳｉＮ膜を形成する場合にも、本開示にかかる技術を適用することができる。
以上では、成膜装置を例に説明したが、本開示にかかる技術は、載置台を有する、成膜処理以外の処理を行う基板処理装置にも適用することができる。例えば、検査処理を行う検査装置やエッチング装置にも適用することができる。
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。
１ 成膜装置
２０ 載置台
２０ａ 貫通孔
２０ｃ 開口端
２０ｄ 横穴
２１ ヒーターパターン
３０、２１０ リフトピン
３１ 突出部
３２、２１１ 大径部
７０、２００、２２０ 支持部材
Ｗ ウェハ

Claims (8)

  1. 基板を処理する基板処理装置であって、
    上下方向に貫通する貫通孔を有し、上面に基板が載置されると共に載置された当該基板の加熱及び冷却の少なくともいずれか一方を行う載置台と、
    前記貫通孔に挿通された基板支持ピンと、
    前記基板支持ピンを支持可能に構成された支持部材と、を備え、
    前記基板支持ピンは、前記載置台の前記貫通孔を介して当該載置台の上面から突出可能に構成された突出部と、前記突出部の下方に位置し前記突出部より太く形成された大径部と、を有し、
    前記載置台は、当該載置台の側面から延び前記貫通孔と交わるように形成された横穴をさらに有し、
    前記横穴は、前記支持部材が挿入され、
    前記支持部材は、前記載置台の前記横穴に挿入された状態で、前記基板支持ピンの前記大径部との係合により当該基板支持ピンを支持し、
    前記載置台の貫通孔の上側の開口端は、前記基板支持ピンの大径部より細い、基板処理装置。
  2. 前記支持部材は、前記載置台の前記横穴に挿入された状態で、当該支持部材の上面と前記大径部の下面との当接係合により前記基板支持ピンを支持する、請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記基板支持ピンを上下方向に移動させるピン移動機構をさらに備え、
    前記基板支持ピンは、前記大径部より下方に、当該大径部より太く形成され前記ピン移動機構と当接する当接部を有する、請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記載置台の横穴に挿入された前記支持部材と係合する第１係合部と、前記載置台の横穴に挿入された前記支持部材の下方に位置し前記基板支持ピンの大径部と係合する第２係合部と、を有する支持補助部材をさらに備え、
    前記支持部材は、前記横穴に挿入された状態で、前記支持補助部材を介した前記大径部との係合により、前記基板支持ピンを支持する、請求項１に記載の基板処理装置。
  5. 前記支持補助部材は、前記基板支持ピンの大径部を収容する筒状部が、前記第１係合部と前記第２係合部とを接続するように形成されている、請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記載置台の前記横穴の開口端を覆うカバー部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 前記支持部材は、当該支持部材の前記横穴への挿入方向に切り欠かれた切り欠きを有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 基板が上面に載置される載置台であって、
    上面に載置された基板の加熱及び冷却の少なくともいずれか一方を行う温度調節機構と、
    当該載置台を上下方向に貫通する貫通孔と、
    当該載置台の側面から延び前記貫通孔と交わるように形成された横穴と、を有し、
    前記貫通孔には、当該貫通孔を介して当該載置台の上面から突出可能に構成された突出部と当該突出部の下方に位置し前記突出部より太く形成された大径部とを有する基板支持ピンが挿通され、
    前記横穴には、前記基板支持ピンの前記大径部と係合し当該基板支持ピンを支持する支持部材が挿入され、
    前記貫通孔の上側の開口端は、前記基板支持ピンの大径部より細い、載置台。
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