CN108534665A - 自转检测用治具、基板处理装置及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自转检测用治具、基板处理装置及其运转方法。该自转检测用治具在使设置于旋转台的一面侧的基板的载置台一边公转一边进行自转时准确地检测载置台的自转量。在设置于旋转台的基板的载置台上，将旋转元件设置为以载置台的自转轴为中心进行旋转，并且通过固定构件将与该旋转元件一同构成旋转编码器的编码器主体固定于旋转台。另外，将具备信号处理部的第一控制器设置于旋转台，该信号处理部对由编码器主体检测出的检测信号进行处理。当载置台旋转时旋转元件旋转，利用编码器主体来检测该旋转角。而且，利用信号处理部求出例如每单位时间的旋转角，发送到外部的第二控制器，并在显示部中进行显示。

Description

自转检测用治具、基板处理装置及其运转方法
技术领域
本发明涉及一种使设置于旋转台的一面侧的基板的载置台一边公转一边自转并且向基板供给处理气体来对该基板进行处理的装置中检测载置台的自转量的技术。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，当对作为基板的半导体晶圆(以下记载为晶圆)进行成膜时，例如进行ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)。为了提高半导体装置的生产率，有时利用如下装置来进行上述的ALD：通过使载置有多个晶圆的旋转台旋转来使晶圆公转且反复通过沿着旋转台的径向配置的处理气体的供给区域。
然而，在作为成膜处理的后工序实施的蚀刻处理中，有时能够以同心圆状调整蚀刻速率。因而，在成膜处理中也需要对晶圆以同心圆状进行均匀性高的成膜、也就是沿晶圆的周向进行均匀性高的成膜。但是，在使上述的晶圆公转的成膜装置中，沿着旋转台的径向供给处理气体，因此形成于晶圆的膜厚度分布具有成为随着从旋转台的中心侧去向周缘侧而膜厚度发生变化的膜厚度分布的倾向。因而，在上述的成膜装置中，需要使晶圆在公转的同时自转。
在专利文献1和专利文献2中，提出一种在成膜处理中使晶圆公转的成膜装置中，通过使载置于旋转台的晶圆自转来沿着晶圆的周向进行均匀的成膜处理的技术。在专利文献1中，使用第一齿轮和第二齿轮，利用电动机使该第二齿轮旋转来使晶圆自转，但存在由于第一齿轮与第二齿轮之间的接触而产生微粒的风险。在专利文献2中，通过利用电动机使设置于晶圆的载置区域的自转轴旋转来进行晶圆的自转，因此在旋转台设置有多个载置区域的情况下，电动机的数量增加，担心控制变得繁琐。
基于这样的情况，本发明的发明人们对利用磁齿轮机构来通过磁力使载置台以非接触方式进行自转的方法进行研究，寻求开发出一种能够准确且容易地检测载置台的自转量的方法。
专利文献1：日本特开2016-96220号公报
专利文献2：日本特开2016-92156号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够在使设置于旋转台的一面侧的基板的载置台一边公转一边自转并且向基板供给处理气体来进行基板处理时检测载置台的自转量的技术。
用于解决问题的方案
因此，本发明的自转检测用治具使用于如下的装置中：在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台进行自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述自转检测用治具的特征在于，具备：旋转元件，其设置为以所述载置台的自转轴为中心进行旋转；编码器主体，其检测所述旋转元件的旋转角，且与该旋转元件一同构成旋转编码器；固定构件，其用于将所述编码器主体固定于包括旋转台的旋转部位；以及信号处理部，其设置于所述旋转部位，对由所述编码器主体检测出的检测信号进行处理。
另外，本发明的基板处理装置为如下的装置：在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台进行自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述基板处理装置的特征在于，具备：自转轴，其自转自如地设置于与所述旋转台一同旋转的部位，且支承所述载置台；从动齿轮，其设置于所述自转轴；驱动齿轮，其设置为面向所述从动齿轮的公转轨道，且与所述从动齿轮构成磁齿轮机构；旋转元件，其设置为以所述载置台的自转轴为中心进行旋转；编码器主体，其检测所述旋转元件的旋转角，且与该旋转元件一同构成旋转编码器；固定构件，其用于将所述编码器主体固定于包括旋转台的旋转部位；以及信号处理部，其设置于所述旋转部位，对由所述编码器主体检测出的检测信号进行处理。
并且，本发明的基板处理装置的运转方法用于使如下的装置运转：在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述运转方法的特征在于，包括以下工序：使用从动齿轮和驱动齿轮，使所述驱动齿轮动作来使所述从动齿轮进行自转，其中，该从动齿轮设置于所述载置台的自转轴，该驱动齿轮设置为面向所述从动齿轮的公转轨道且与所述从动齿轮构成磁齿轮机构；以及使用与旋转元件一同构成旋转编码器的编码器主体来检测所述从动齿轮的旋转角，该旋转元件设置为以所述自转轴为中心进行旋转。
发明的效果
根据本发明，当检测在通过旋转台的旋转而公转的同时进行自转的载置台的自转量时，将旋转元件设置为以载置台的自转轴为中心进行旋转，使用与旋转元件一同构成旋转编码器的编码器主体来检测旋转元件的旋转角。因此，能够准确且容易地检测载置台的自转量。
附图说明
图1是表示具备本发明的自转检测用治具的旋转台的一个实施方式的纵剖侧视图。
图2是表示旋转台的概要立体图。
图3是示意性地表示设置于载置台的下表面的从动齿轮的仰视图。
图4是表示从动齿轮与驱动齿轮的一部分的俯视图。
图5是表示具备自转检测用治具的旋转台的俯视图。
图6是表示自转检测用治具的固定构件的立体图。
图7是表示自转检测用治具的结构图。
图8是表示具备本发明的自转检测用治具的旋转台的其它例子的纵剖侧视图。
图9是表示应用了本发明的基板处理装置的成膜装置的一个实施方式的纵剖侧视图。
图10是表示成膜装置的横剖俯视图。
图11是表示设置于成膜装置的控制部的一例的结构图。
图12是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
图13是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
图14是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
图15是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
图16是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
图17是表示本发明的评价试验的结果的特性图。
附图标记说明
W：晶圆；1：成膜装置；11：真空容器；2：旋转台；21：旋转轴；23、27：公转用旋转机构；3：载置台；32：自转轴；34：轴承单元；4：从动齿轮；5：驱动齿轮；41、51：N极部；42、52：S极部；53：自转用旋转机构；6：旋转编码器；61：旋转元件；62：编码器主体；7、63：固定构件；75：第一控制器；751：信号处理部；752：通信部；77：控制器单元；78：第二控制器；781：通信部；782：显示部；100：控制部。
具体实施方式
本发明用于在如下的装置中检测载置台的自转量：在处理容器内使设置于旋转台的一面侧的基板的载置台一边公转一边自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对基板进行处理。使用与设置为以载置台的自转轴为中心进行旋转的旋转元件一同构成旋转编码器的编码器主体来检测载置台的旋转角，由此检测载置台的自转量。下面，对具备检测载置台的自转量的机构的结构具体地进行说明。
首先，参照图1至图6来说明用于检测载置台的自转量的自转检测用治具的一个实施方式。图1是表示在所述装置中在旋转台安装有自转检测用治具的状态的纵剖侧视图。参照图1至图4来说明旋转台2的构造。图2概要性地表示安装自转检测用治具之前的旋转台2的主要部分。旋转台2的中心部与向铅垂下方延伸的旋转轴21连接，该旋转轴21与公转用旋转机构22连接。使用公转用旋转机构22来使旋转轴21旋转，由此在从上表面侧观察时旋转台2例如顺时针地旋转。
在旋转台2的上表面侧(一面侧)设置有通过旋转台2的旋转来进行公转的载置台3。俯视观察时，载置台3的形状形成为圆形，沿着旋转台2的旋转方向例如设置有五个载置台3。在载置台3的上表面形成有凹部31，在凹部31内水平地容纳作为基板的晶圆W。此外，也可以在该旋转台2设置六个载置台3。
在各载置台3的下表面侧中央部，以向铅垂下方延伸的方式设置有支承载置台3的自转轴32。自转轴32例如被经由筒状体33固定于旋转台2的下表面的轴承单元34支承。因此，自转轴32设置为与旋转台2一同自转自如，载置台3构成为通过旋转台2的旋转来进行公转。轴承单元34具备用于将自转轴32保持为旋转自如的轴承、以及用于防止来自轴承的微粒的飞散的磁密封件(均未图示)。自转轴32的下部侧贯穿轴承单元34，在该自转轴32的下端部设置有从动齿轮4。
图3是从下表面侧观察到的从动齿轮4的图，在该图中示意性地表示从动齿轮4。从动齿轮4构成为圆板状，且与自转轴32以彼此中心轴一致的状态连接。因而，从动齿轮4经由自转轴32而与载置台3连结，从动齿轮4通过旋转台2的旋转进行公转。轴承单元34将自转轴32保持为旋转自如，因此当使从动齿轮4沿周向进行旋转时，各载置台3绕自转轴进行自转。
在从动齿轮4的下表面，沿自转方向交替地排列有由永磁体构成的作为磁极部的N极部41和S极部42。用阴影表示N极部41以区别于S极部42。在该例中，在从动齿轮4的下表面露出的N极部41、S极部42分别形成为相同形状的条状，以自从动齿轮4的下表面的中心部沿横向呈辐射状地延伸的方式在周向上彼此隔开间隔地排列有例如18个。N极部41和S极部42的长度例如设定为比从动齿轮4的半径短，以防超过动齿轮4的底面的中心。
如图1和图2所示，在从动齿轮4的下方侧配置有驱动齿轮5。该驱动齿轮5与从动齿轮4构成磁齿轮机构，以面向从动齿轮4的公转轨道的方式沿着公转轨道的整周设置。该例的驱动齿轮5由在中央部具备圆形的开口部50的圆环状的板状体构成，驱动齿轮5的开口部50的中心配置为与旋转台2的旋转中心对齐。在驱动齿轮5的上表面，沿着从动齿轮4的公转轨道遍及整周地交替排列有由永磁体构成的作为磁极部的N极部51和S极部52。
驱动齿轮5的各磁极部即N极部51和S极部52排列在与从动齿轮4的下表面相对的面上。图4为将一个从动齿轮4的磁极部(N极部41和S极部42)与其下方侧的驱动齿轮5的磁极部(N极部51和S极部52)相对应地绘出的图。像这样，例如在圆环状的驱动齿轮5的表面露出的N极部51、S极部52以同形成于与该表面相对的从动齿轮4的下表面的N极部41、S极部42的形状重合的方式形成为例如条状。图4表示从动齿轮4的N极部41与驱动齿轮5的S极部52重合的状态。例如，如果列举驱动齿轮5的实际的例子，则N极部51和S极部52总计排列300个左右。
在驱动齿轮5的下表面设置有用于使驱动齿轮5旋转的、例如由环形直接驱动电动机(DD电动机)构成的自转用旋转机构53，构成为通过使该自转用旋转机构53旋转而驱动齿轮5以开口部50的中心为旋转中心进行旋转。因此，驱动齿轮5与旋转台2绕相同的旋转轴进行旋转。在该例中，旋转台2的旋转轴21与设置于驱动齿轮5的开口部50的公转用旋转机构22连接。但是，只要是使旋转台2与驱动齿轮5以旋转中心对齐的方式进行旋转的结构即可，不限于上述的结构。
接着，对载置台3的公转和自转进行说明。从动齿轮4停止在通过从动齿轮4的各磁极部(N极部41、S极部42)与驱动齿轮5的各磁极部(N极部51、S极部52)之间的吸引力和排斥力的综合作用而决定的位置。因而，在使旋转台2和驱动齿轮5以相同转速(旋转速度：rpm)进行旋转时，从动齿轮4相对于驱动齿轮5相对地停止，因此从动齿轮4即载置台3不进行自转而停止。
在驱动齿轮5与旋转台2的转速产生差时、即在驱动齿轮5的角速度与基于旋转台2的旋转的从动齿轮4的角速度(换言之公转角速度)之间产生速度差时，载置台3进行自转。在驱动齿轮5的角速度比从动齿轮4的角速度大时(在从驱动齿轮5的角速度减去从动齿轮4的角速度所得的速度差为正时)，驱动齿轮5的N极部51、S极部52的排列在与驱动齿轮5相对的从动齿轮4的N极部41、S极部42的排列位置的下方从图4中的左侧向右侧移动。因此，从驱动齿轮5作用于从动齿轮4的排斥力和吸引力向右侧移动，从动齿轮4的N极部41、S极部42的排列位置也随之被带向右侧，因此结果是从动齿轮4顺时针地自转。
另外，在驱动齿轮5的角速度比从动齿轮4的角速度小时(在从驱动齿轮5的角速度减去从动齿轮4的角速度所得的速度差为负时)，驱动齿轮5的N极部51、S极部52的排列在与驱动齿轮5相对的从动齿轮4的N极部41、S极部42的排列位置的下方从图4中的右侧向左侧移动。因此，从驱动齿轮5作用于从动齿轮4的排斥力和吸引力向左侧移动，从动齿轮4的N极部41、S极部42的配置也随之被带向左侧，因此结果是从动齿轮4逆时针地自转。
接下来，参照图1、图5以及图6对检测载置台3的自转量的自转检测用治具进行说明。在各个载置台3安装以载置台3的自转轴32为中心进行旋转的旋转元件61。如图1所示，该例的旋转元件61以自转轴32的旋转中心与旋转元件61的旋转中心彼此对齐的方式设置于载置台3的一面侧。
例如，在各载置台3形成有用于固定旋转元件61的多个孔部，旋转元件61例如通过螺丝安装于所述孔部。所述载置台3的孔部形成于载置台3的自转轴32的旋转中心与旋转元件61的旋转中心彼此对齐的位置，通过经由该孔部进行安装，旋转元件61以其中心与载置台3的自转轴32的旋转中心对齐的状态固定在所述载置台3的自转轴32的旋转中心上。
另一方面，编码器主体62以被固定构件7支承的状态相对于旋转元件61以非接触的方式配置于该旋转元件61的上方侧。编码器主体62检测旋转元件61的旋转角，且与该旋转元件61一同构成旋转编码器6。
该例中的旋转编码器6构成为通过电磁耦合来检测旋转元件61的旋转角，例如旋转元件61具备共振线圈。另外，编码器主体62具备使旋转元件61的共振线圈励磁的励磁用线圈、以及与旋转元件61内的共振线圈电磁耦合且检测旋转元件61的角度变化来作为电磁耦合系数的位移的检测用线圈。
固定构件7用于将编码器主体62固定于旋转台2。如图1、图5以及图6所示，该例的固定构件7具备例如俯视观察时的形状为长方形状的框体71，该框体71例如通过从其四个角部下表面向下方侧延伸的脚部72固定于旋转台2中的载置台3的外侧处。另外，在框体71的大致中央部例如设置有用于支承编码器主体62的上部的支承部73。像这样，编码器主体62在能够检测设置于载置台3的旋转元件61的旋转角的位置处，通过固定构件7例如以被支承部73支承的状态固定于旋转台2。
另外，例如在旋转台2的一面侧的旋转中心附近，经由保持构件74安装例如第一控制器75、以及第一控制器75的例如由电池构成的电力供给部76。此外，在图1和图5中，将第一控制器75和电力供给部76作为控制器单元77一体地绘出。如图7所示，该例的第一控制器75具备对由编码器主体62检测出的检测信号进行处理的信号处理部751和通信部752，且具备如下功能：基于编码器主体62的检测信号求出例如每单位时间的旋转角，经由通信部752将所求出的旋转角发送到外部的第二控制器78。第二控制器78例如构成为，具备通信部781和显示部782，且在显示部782中显示从第一控制器75发送来的每单位时间的旋转角。
在该例中，针对每个载置台3安装旋转编码器6，例如对五个旋转编码器6设置共用的第一控制器75和电力供给部76。各旋转编码器6的编码器主体62与第一控制器75通过线缆79连接。在图1中，731、741分别为形成于编码器主体62的支承部73和控制器单元77的保持构件74的线缆79用的开口部。
接下来，对载置台3的自转量的检测方法进行说明，例如在制造、维护旋转台2时等实施自转量的检测。首先，在旋转台2的各载置台3的一面侧，通过紧固螺丝将旋转元件61安装于载置台3的未图示的孔部，由此将旋转元件61以旋转中心与载置台3的自转轴32对齐的状态固定于载置台3。另一方面，经由固定构件7将编码器主体62以与各载置台3的旋转元件61对应的方式固定于旋转台2。另外，经由保持构件74将控制器单元77安装于旋转台2的一面侧。而且，如已述的那样，通过使公转用旋转机构22和自转用旋转机构53(驱动齿轮)分别旋转，由此在通过旋转台2的旋转使载置台3公转的同时使载置台3进行自转。由此，在各载置台3上，编码器主体62随着载置台3的公转而进行公转，旋转元件61伴随载置台3的自转而进行旋转。另外，控制器单元77也伴随旋转台2的旋转而进行旋转。
当旋转元件61旋转时，在编码器主体62中通过电磁耦合来检测旋转元件61的旋转角，基于该检测信号，第一控制器75的信号处理部751如已述的那样求出例如每单位时间的旋转角。第一控制器75基于来自五个载置台3各自的旋转编码器6的检测値，求出各个旋转角，将该旋转角的数据发送到第二控制器78。然后，在第二控制器78的显示部782中显示每个载置台3的例如每单位时间的旋转角。
此外，在该例中，直接在载置台3安装旋转元件61，但也可以在晶圆W安装旋转元件61，将该晶圆W载置于载置台3来进行自转量的检测。在该情况下，将旋转元件61以晶圆W的旋转中心与旋转元件61的旋转中心彼此对齐的方式安装于晶圆W，将晶圆W以载置台3的自转轴32与旋转元件61的旋转中心彼此对齐的方式载置于载置台3，如已述的那样进行自转量的检测。
根据上述的实施方式，在检测载置台3的自转量时，将旋转元件61设置为以载置台3的自转轴32为中心进行旋转，通过固定构件7将编码器主体62固定于旋转台2(旋转部位)，该编码器主体62与旋转元件61一同构成旋转编码器6且检测旋转元件的旋转角。另外，在旋转台2设置有包括信号处理部751的第一控制器75，该信号处理部751对由编码器主体62检测出的检测信号进行处理。因此，能够准确且容易地检测载置台3的自转量。
例如，当利用摄像机来拍摄载置台3的自转量且想要基于该摄像结果来进行分析时，在减小了旋转台2的转速的状态下进行拍摄，并且通过目视观察进行分析，因此非常花费精力和时间。另外，由于通过目视观察来进行确认作业，因此难以高精度地检测载置台3的自转量。相对于此，在本发明的方法中能够利用旋转编码器6来掌握自转量，因此即使在旋转台2的转速大的情况下也能够准确地检测载置台3的旋转角，能够在短时间内进行精度高的自转量检测。
另外，将信号处理部751设置于旋转台2，因此编码器主体62与信号处理部751之间的位置关系不会由于旋转台2的旋转而发生变化。因此，即使利用线缆79将编码器主体62与信号处理部751连接，也不存在由于旋转台2的旋转而线缆79缠绕的风险。
并且，针对每个载置台3设置有旋转编码器6，因此能够同时进行多个载置台3的自转量的检测，能够缩短总的检测时间。此外，编码器主体62相对于旋转元件61以非接触的方式进行配置，因此不使用滑动部件就能够检测旋转角，能够抑制灰尘。另外，在载置台3的一面侧(上表面侧)设置有旋转元件61，因此能够容易地进行旋转元件61、编码器主体62的设置。
此外，在该例中，将由第一控制器75的信号处理部751检测出的旋转角发送到第二控制器78，在第二控制器78的显示部782中进行显示。因此，能够实时地掌握载置台3的自转量(旋转角)。另外，通过无线方式发送数据，即使在载置台3进行公转的同时进行自转的情况下，也不担心会发生线缆的缠绕。
另外，自转检测用治具也能够安装于其它旋转台2，因此通过准备该自转检测用治具，能够针对多个旋转台2检测设置于该旋转台2的载置台3的自转量。并且，旋转编码器6的旋转元件61与编码器主体62互不接触，因此相比通过轴将旋转元件61与编码器主体62连结的编码器而言，不会产生由于轴偏移等所引起的额外的转矩，能够进行精度良好的自转量检测。
接下来，参照图8来说明自转检测用治具的其它例。在该例中，在载置台3的自转轴32的下端安装有旋转元件61，并且在该旋转元件61的下方侧设置有编码器主体62。载置台3的自转轴32例如贯穿从动齿轮4且向下方侧延伸，旋转元件61以其旋转中心与自转轴32对齐的状态设置于例如自转轴32的下端侧。另外，编码器主体62通过固定构件63固定于旋转台2(旋转部位)的下部。并且，具备第一控制器75和电力供给部76的控制器单元77经由保持构件64安装于旋转台2的下部侧的例如旋转中心附近。
从动齿轮4和驱动齿轮5的磁极部(N极部51和S极部52)与上述的实施方式同样地构成，但在驱动齿轮5中，关于支承磁极部的部位以确保旋转编码器6的设置区域的方式构成。第一控制器75具备信号处理部751、通信部752，外部的第二控制器78具备通信部781、显示部782等，这些结构与上述实施方式相同，对相同的构成部分标注相同标记，省略说明。
在该例中也是，在检测载置台3的自转量时，在各载置台3的自转轴32的下端安装旋转元件61，另一方面，经由固定构件63将编码器主体62固定于旋转台2。另外，经由保持构件64将控制器单元77固定于旋转台2的下表面，利用线缆79将各载置台3的旋转编码器6与控制器单元77连接。而且，在利用已述的方法使载置台3公转的同时使载置台3自转，利用编码器主体62检测旋转元件61的旋转角，第一控制器75的信号处理部751基于该检测信号求出例如每单位时间的旋转角。而且，在第二控制器78的显示部782中显示每个载置台3的例如每单位时间的旋转角。
与上述的实施方式同样地，在该例中也能够准确且容易地检测在通过旋转台2的旋转进行公转的同时进行自转的载置台3的自转量。另外，能够得到同样的效果：同时进行多个载置台3的自转量的检测；在抑制了灰尘的状态下实时地掌握载置台3的自转量(旋转角)等。并且，在旋转台2的下表面侧设置有旋转编码器6和控制器单元77，因此例如能够在将晶圆W载置于载置台3的状态下掌握载置台3的自转量。
此外，在该例中，也可以是，将旋转元件61和编码器主体62彼此连接而设为一体来构成旋转编码器6，通过固定构件63将该旋转编码器6安装于旋转台2。
在上文中，本发明的自转检测用治具不一定在所有的载置台3上安装旋转编码器6。例如也可以是，在一个载置台3上安装旋转编码器6来检测该载置台3的自转量，接着，卸下该旋转编码器6将其安装于其它载置台3来检测该载置台3的自转量。
接下来，使用图9～图11对作为本发明的基板处理装置的一个实施方式的、在对晶圆W执行成膜处理即ALD的成膜装置1中具备检测载置台3的自转量的机构的结构进行说明。如图9所示，成膜装置1具备真空容器11，该真空容器11形成进行成膜处理的处理容器，且该真空容器11由形成真空容器11的侧壁131和底部132的容器主体13、以及将该容器主体13的上表面侧的开口气密地封闭的顶板12构成。在真空容器11内设置有由圆板构成的旋转台2。该例的旋转台2被圆板状的支承板24从下方侧进行支承，该支承板24构成为将载置台3以与旋转台2相独立的状态进行支承。
在真空容器11中以与底部132相对的方式形成有划分壁部133，在该划分壁部133的上方侧设置有旋转台2，在划分壁部133的下方侧设置有支承板24。在划分壁部133设置有加热器14、制冷剂流路15，并且形成有圆环状的狭缝16。在旋转台2的下表面沿周向设置有多个支柱25，各支柱25以从与所述狭缝16对应的位置朝向铅垂下方延伸的方式设置。各支柱25贯穿狭缝16且与支承板24连接。支承板24的下表面侧中央部经由旋转轴26而与公转用旋转机构27连接。因而，当使旋转轴26旋转时，旋转台2经由支承板24和支柱25绕铅垂轴进行旋转。这样，支承板24相当于包括旋转台的旋转部位。
载置台3的自转轴32贯穿划分壁部133的狭缝16和支承板24的开口部241且向下方侧延伸，与经由筒状体331固定于支承板24的下方侧的轴承单元34连接。载置台3、从动齿轮4、驱动齿轮5的磁极部的结构、在驱动齿轮5的开口部50的内侧设置公转用旋转机构27等结构与图1所示的自转检测用治具同样地构成，但在驱动齿轮5中，关于支承磁极部的部位以确保后述的旋转编码器6的设置区域的方式构成。
在顶板12的下表面中央部形成有俯视观察时为圆形的中心区域形成部C和俯视观察时为扇状的突出部17、17，该突出部17、17以从中心区域形成部C朝向旋转台2的外侧扩展的方式形成。这些中心区域形成部C和突出部17、17在真空容器11的内部空间形成有比真空容器11的外侧区域低的顶面。中心区域形成部C与旋转台2的中心部之间的间隙构成N2气体的流路18。
如图10所示，在真空容器11(容器主体13)的侧壁面设置有构成为能够由闸阀281开闭自如的搬入搬出部28。将被外部的未图示的输送机构保持的晶圆W经由该搬入搬出部28搬入到真空容器11内，并交接到载置台3上。使用构成为经由设置于各载置台3的未图示的贯穿孔升降自如的升降销来进行载置台3与输送机构之间的晶圆W的交接，但省略升降销的记载。
另外，如图9、图10所示，在成膜装置1中的旋转台2的上方侧，原料气体喷嘴81、分离气体喷嘴82、氧化气体喷嘴83、改性气体喷嘴84、分离气体喷嘴85以所记载的顺序在旋转台2的旋转方向上隔开间隔地设置。各气体喷嘴81～85从真空容器11的侧壁朝向中心部形成为沿着旋转台2的径向水平地延伸的棒状，从沿着各气体喷嘴81～85的长度方向彼此隔开间隔地设置的多个喷出口86朝向下方侧喷出各种气体。
原料气体喷嘴81例如喷出BTBAS气体。在图10中，87为覆盖原料气体喷嘴81的喷嘴罩，具有提高其下方的BTBAS气体的浓度的作用。另外，氧化气体喷嘴83例如喷出O3气体。分离气体喷嘴82、85例如喷出N2气体，从上表面侧观察时，分离气体喷嘴82、85配置于将顶板12的突出部17、17分别沿周向分割的位置处。改性气体喷嘴84例如喷出由氩(Ar)气体和氧(O2)气体的混合气体构成的改性气体。在该例中，原料气体、氧化气体和改性气体分别相当于处理气体。
并且，在顶板12且改性气体喷嘴84的上方侧设置有等离子体形成部9。在图10中，用单点划线表示用于设置等离子体形成部9的位置。在由石英等电介质构成的主体部91的上表面侧，经由法拉第屏蔽件93、绝缘构件94设置有将金属线卷绕成线圈状而形成的天线95，该天线95与高频电源96连接。在图10中，97为用于使电磁场的磁场成分朝向下方的狭缝。
在旋转台2上，原料气体喷嘴81的下方区域相当于进行BTBAS气体的吸附的吸附区域R1，氧化气体喷嘴83的下方区域相当于使BTBAS气体氧化的氧化区域R2。另外，等离子体形成部9的下方区域构成利用等离子体进行SiO2膜的改性的改性区域R3，突出部17、17的下方区域构成用于利用从分离气体喷嘴82、85喷出的N2气体将吸附区域R1与氧化区域R2彼此分离的分离区域D1、D2。在图中，291、292为排气口。
接下来，对用于检测载置台3的自转量的机构进行说明。在该例中，在载置台3的自转轴32的下端设置有旋转元件61，并且在该旋转元件61的下方侧设置有编码器主体62。载置台3的自转轴32例如贯穿从动齿轮4且向下方侧延伸，将旋转元件61以其旋转中心与自转轴32对齐的状态设置于自转轴32的下端侧。另外，编码器主体62通过固定构件65安装于旋转部位即支承板24的下部。并且，在支承板24的下部侧的例如旋转中心附近，经由保持构件66设置有具备第一控制器75和电力供给部76的控制器单元77。第一控制器75与上述的实施方式同样地构成为，具备信号处理部751、通信部752且向例如后述的控制部100发送旋转角数据。其它结构与图1所示的实施方式相同，对相同的构成部分标注相同的标记，省略说明。
如图11所示，在成膜装置1设置有用于进行装置整体的动作的控制的由计算机构成的控制部100。该控制部100具备CPU 101、保存用于执行后述的成膜处理、自转量检测所涉及的成膜装置1的运转动作的程序等的程序保存部102、存储部103、输入部104、数据处理部105、显示部106。在图中，110为总线，该总线110与旋转台2的公转用旋转机构27、载置台3的自转用旋转机构53以及旋转编码器6连接。
存储部103例如存储从动齿轮4的基于公转的角速度与驱动齿轮5的角速度的速度差(Va-Vb)同从动齿轮4的自转速度之间的关系。本发明的发明人们确认出，从动齿轮4的基于公转的角速度与驱动齿轮5的角速度的速度差同从动齿轮4的自转速度在速度差的某个范围中大致维持比例关系。例如，在驱动齿轮5的角速度Va与从动齿轮4的基于公转的角速度Vb的速度差(Va-Vb)为正((Va-Vb)>0)时，速度差越大则顺时针的自转速度越大。另外，在速度差为负((Va-Vb)<0)时，速度差越大则逆时针的自转速度越大。
输入部104例如包括操作画面，用于输入从动齿轮4的自转速度、基于公转的角速度(旋转台2的转速)。数据处理部105基于所输入的从动齿轮4的自转速度、旋转台2的转速、所述存储部103中存储的所述关系，来设定驱动齿轮5的转速。从动齿轮4的自转速度、基于公转的角速度构成为例如能够在进行维护时输入，当输入从动齿轮4的自转速度和角速度时，基于该自转速度，根据所述关系来掌握从动齿轮4的基于公转的角速度与驱动齿轮5的角速度的速度差，并设定驱动齿轮5的转速。显示部106显示例如从第一控制器75的通信部751发送来的载置台3的自转量(旋转角)的检测値。
下面，对具备上述的结构的成膜装置1的运转方法进行说明。首先，在进行成膜处理时，一边使旋转台2间歇地旋转一边使各载置台3向与搬入搬出口28相对的位置移动，使用未图示的输送机构从外部向真空容器11内搬入晶圆W并将其载置于载置台3。之后，经由排气口291、292执行真空排气，以使得真空容器11内成为规定的压力。另外，分离气体喷嘴82、85从中心区域形成部C对旋转台2供给N2气体，并且开始利用加热器14对晶圆W进行加热，例如将晶圆W加热到400℃。
然后，利用公转用旋转机构27使旋转台2以80rpm以上例如120rpm的旋转速度旋转，并且利用自转用旋转机构53使驱动齿轮5旋转。由此，载置台3在公转的同时自转。另一方面，在真空容器11内开始从原料气体喷嘴81、氧化气体喷嘴83、改性气体喷嘴84供给各处理气体并且开始从高频电源96向天线95施加高频来形成等离子体。
各晶圆W依次通过吸附区域R1、氧化区域R2、改性区域R3。在吸附区域R1中，BTBAS气体吸附于晶圆W，在氧化区域R2中，所吸附的BTBAS气体被O3气体氧化而形成一层或多层SiO2的分子层。在改性区域R3中，所述SiO2的分子层暴露在改性气体的等离子体中而被改性。然后，通过旋转台2的旋转来将上述的循环重复执行多次，由此SiO2的分子层层叠在晶圆W表面而形成SiO2膜。
在该成膜装置1中，以旋转台2的旋转与载置台3的旋转不同步的方式设定旋转台2的转速和载置台3的自转速度。即，进行设定以使得：在旋转台2以晶圆W朝向第一方向的状态从起点起旋转一周后再次位于起点时，晶圆W朝向与第一方向不同的第二方向。像这样，载置台3以与旋转台2的旋转不同步的方式进行自转，因此各载置台3上的晶圆W通过自转和公转而以各种朝向通过原料气体的吸附区域R1，能够抑制沿晶圆W的周向观察时的形成于晶圆W的SiO2膜的膜厚度的偏差。
通过上述的动作来依次层叠SiO2的分子层，在执行了预先设定的循环次数之后，停止旋转台2的旋转、各种气体的供给、等离子体的形成、公转用旋转机构27和自转用旋转机构53的驱动，结束成膜处理。之后，进行真空容器11内的压力调整，打开闸阀281使外部的输送机构进入，以与搬入时相反的过程搬出晶圆W。
另外，在该成膜装置1中，例如在进行维护时、处理条件的最优化时进行载置台3的自转量的检测。在该情况下，实施在利用已述的方法使载置台3公转的同时使载置台3自转的工序、以及检测载置台3(从动齿轮4)的旋转角的工序。与已述的实施方式相同，通过如下方式进行检测旋转角的工序：利用编码器主体62来检测以载置台3的自转轴32为中心进行旋转的旋转元件61的旋转角，第一控制器75的信号处理部751基于该检测信号求出每个载置台3的例如每单位时间的旋转角。然后，实施经由通信部752向控制部100发送旋转角的数据并在显示部106中显示每个载置台3的例如每单位时间的旋转角的工序。
与上述的实施方式同样地，通过该实施方式也能够准确且容易地检测在通过旋转台2的旋转进行公转的同时进行自转的载置台3的自转量。另外，能够得到相同的效果：同时进行多个载置台3的自转量的检测；以及能够在抑制了灰尘的状态下实时地掌握载置台3的自转量(旋转角)等。并且，在成膜装置1设置有检测载置台3的自转量的机构，因此能够掌握基板处理的状态与载置台3的自转量之间的关系，装置的用户能够根据基板处理的种类来实现自转量的最优化。
此外，在该例中也可以是，将旋转元件61与编码器主体62彼此连结而设置成一体来构成旋转编码器6，通过固定构件65将该旋转编码器6固定于旋转台2。
在本发明中也包括如下结构：使用从动齿轮和驱动齿轮，通过使驱动齿轮动作来使从动齿轮自转，其中，该从动齿轮设置于载置台的自转轴，该驱动齿轮以面向从动齿轮的公转轨道的方式设置且与从动齿轮构成磁齿轮机构。
例如，驱动齿轮也可以构成为：沿旋转台的周向排列多个电磁体，并且将例如连续排列的三个电磁体设为一组来对各组供给三相交流信号，使得磁极沿旋转台的周向移动(磁极的排列随时间经过而变化)。即，驱动齿轮既可以是如已述的实施方式那样使将永磁体环状地排列而成的所谓太阳齿轮旋转的结构，也可以为如下结构：控制向静止的电磁体供给的电流来使沿着公转轨道的磁极的排列随时间经过而变化，由此改变与从动齿轮之间作用的磁力来使从动齿轮自转。即，关于驱动齿轮，只要是使从公转轨道上的静止位置来看的、沿着公转轨道的磁极排列随时间经过而变化的结构即可。
这样，本发明只要是如下结构即可：通过改变从公转轨道上的静止位置来看的、驱动齿轮的沿着公转轨道的磁极排列，来使从动齿轮自转，使用旋转编码器来检测从动齿轮(载置台)的旋转角。载置台的旋转角既可以如已述的那样为每单位时间的载置台的旋转角，也可以为旋转台每旋转一周的载置台的旋转角。
另外，在驱动齿轮环状地排列的情况下，也包括从动齿轮、驱动齿轮中只有一方为磁性体的情况。另外，也包括从动齿轮的N极部、S极部中的一方、或N极部和S极部交替排列且驱动齿轮由磁性体构成的情况。并且，也包括驱动齿轮的N极部、S极部中的一方、或N极部和S极部交替排列且从动齿轮由磁性体构成的情况。
并且，也可以为通过使驱动齿轮动作而多个从动齿轮中的至少一个从动齿轮进行自转的结构。例如，以面向从动齿轮的公转轨道的一部分的方式设置驱动齿轮，例如在通过旋转台而从动齿轮靠近驱动齿轮时，通过驱动齿轮，利用磁齿轮间的排斥力使该从动齿轮进行自转。
另外，不限于设置于第一控制器的信号处理部基于检测信号求出每单位时间的旋转角，也可以构成为将检测信号变换为通信用的信号，在该情况下，利用接收到该信号的外部的第二控制器求出例如每单位时间的旋转角。并且，也可以是，第一控制器将由信号处理部求出的例如每单位时间的旋转角或旋转角的时间序列数据预先存储于以可装卸的方式安装于该第一控制器的外部存储器，在旋转台停止后，卸下该存储器，操作者对存储器内的数据进行分析。此外，电力供给部不一定设置于包括旋转台的旋转部位，例如也可以使用集电环来向第一控制器传输电力。
【实施例】
接下来，对评价试验进行记载。
(评价试验1)
使用在图1所示的旋转台2中分别以300个磁极部(N极部51和S极部52)构成驱动齿轮5、以18个磁极部(N极部41和S极部42)构成从动齿轮4并将驱动齿轮5与从动齿轮4之间的距离设定为5mm的结构来进行评价试验。在旋转台2安装图1所示的自转检测用治具(旋转编码器6和控制器单元77)，使旋转台2以30rpm顺时针地旋转，在使驱动齿轮5的转速加快0.1度/秒(6度/分钟)的情况下、以及使驱动齿轮5的转速减慢0.1度/秒(6度/分钟)的情况下分别测量各个载置台3的旋转角。
为了对五个载置台5同时进行测量，将各个载置台3的自转开始角度设定为不同的值。像这样，利用各个编码器主体62来检测五个载置台3的旋转角，利用第一控制器75的信号处理部751求出每单位时间的旋转角，在第二控制器78的显示部782中进行显示，并求出各个旋转角度的随时间经过的变化。
在图12中表示使驱动齿轮5的转速与旋转台2的转速相同的情况下的测定结果，在图13中表示使转速加快的情况下的测定结果，在图14中表示使转速减慢的情况下的测定结果。在图12～图14中，横轴为时间(秒)，纵轴为旋转角度(度)。以S1～S5分别表示五个载置台3的数据。根据图12确认出：在驱动齿轮5的转速与旋转台2的转速相同的情况下，各载置台3为停止自转的状态。另外，确认出：在使驱动齿轮5的转速加快的情况下，五个载置台3同时顺时针地进行自转；以及在使驱动齿轮5的转速减慢的情况下，五个载置台3同时逆时针地进行自转。
在图13、图14中确认出：五个载置台3的数据S1～S5的斜率一致，通过使用本发明的自转检测用治具，能够准确且在短时间内容易地检测五个载置台3的自转量(旋转角)。确认出：在使转速加快的情况下，在旋转台2旋转一周的期间，各载置台3分别旋转3.35度、3.34度、3.34度、3.34度、3.34度，五个载置台3大致同样地分别以0.28rpm顺时针地进行自转。另一方面，确认出：在使转速减慢的情况下，在旋转台2旋转一周的期间，各载置台3分别旋转3.32度、3.31度、3.32度、3.32度、3.31度，五个载置台3大致同样地分别以0.28rpm逆时针地进行自转。
(评价试验2)
在与评价试验1相同的旋转台2安装自转检测用治具，使旋转台2以30rpm、60rpm、120rpm顺时针地进行旋转，使驱动齿轮5与旋转台2的旋转速度差在-0.8度/秒～0.8度/秒之间变化来进行各载置台3的自转量的评价。如已述的那样，所谓旋转速度差为驱动齿轮5的角速度与从动齿轮4的基于旋转台2的旋转的角速度(公转角速度)之间的速度差。
在图15中表示旋转台2的转速为30rpm时的测定结果，在图16中表示旋转台2的转速为60rpm时的测定结果，在图17中表示旋转台2的转速为120rpm时的测定结果。在图15～图17中，横轴为驱动齿轮的转速(rpm)、纵轴为五个晶圆W的平均自转速度(度/分钟)。通过从驱动齿轮5的转速减去旋转台2的转速来求出已述的旋转速度差，因此确认出所述旋转速度差与从动齿轮4的自转速度彼此维持比例关系。另外，确认出：即使将旋转台2的转速改变为30rpm、60rpm、120rpm，所述旋转速度差与从动齿轮4的自转速度也为相同的比例关系，通过使用本发明的自转检测用治具，能够准确地检测五个载置台3的自转量(旋转角)。

Claims (10)

1.一种自转检测用治具，使用于如下的装置中：在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台进行自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述自转检测用治具的特征在于，具备：
旋转元件，其设置为以所述载置台的自转轴为中心进行旋转；
编码器主体，其检测所述旋转元件的旋转角，且与该旋转元件一同构成旋转编码器；
固定构件，其用于将所述编码器主体固定于包括旋转台的旋转部位；以及
信号处理部，其设置于所述旋转部位，对由所述编码器主体检测出的检测信号进行处理。
2.根据权利要求1所述的自转检测用治具，其特征在于，
沿旋转台的周向设置有多个所述载置台，
针对每个所述载置台设置有所述旋转编码器。
3.根据权利要求1或2所述的自转检测用治具，其特征在于，
所述旋转元件设置于旋转台的一面侧。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的自转检测用治具，其特征在于，
所述编码器主体相对于旋转元件以非接触的方式进行配置。
5.一种基板处理装置，在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台进行自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述基板处理装置的特征在于，具备：
自转轴，其自转自如地设置于与所述旋转台一同旋转的部位，且支承所述载置台；
从动齿轮，其设置于所述自转轴；
驱动齿轮，其设置为面向所述从动齿轮的公转轨道，且与所述从动齿轮构成磁齿轮机构；
旋转元件，其设置为以所述载置台的自转轴为中心进行旋转；
编码器主体，其检测所述旋转元件的旋转角，且与该旋转元件一同构成旋转编码器；
固定构件，其用于将所述编码器主体固定于包括旋转台的旋转部位；以及
信号处理部，其设置于所述旋转部位，对由所述编码器主体检测出的检测信号进行处理。
6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其特征在于，
在所述从动齿轮中，N极部和S极部沿自转方向交替排列，
在所述驱动齿轮中，N极部和S极部沿所述公转轨道遍及整周地交替排列，
所述基板处理装置具备用于使所述驱动齿轮旋转的旋转机构。
7.根据权利要求5或6所述的基板处理装置，其特征在于，
沿旋转台的周向设置有多个所述载置台，
针对每个所述载置台设置有所述旋转编码器。
8.一种基板处理装置的运转方法，用于使如下的装置运转：在处理容器内一边通过旋转台的旋转使设置于该旋转台的一面侧的基板的载置台进行公转一边使该载置台进行自转，并且向载置台所通过的区域供给处理气体来对所述基板进行处理，所述运转方法的特征在于，包括以下工序：
使用由从动齿轮和驱动齿轮，使所述驱动齿轮动作来使所述从动齿轮进行自转，其中，该从动齿轮设置于所述载置台的自转轴，该驱动齿轮设置为面向所述从动齿轮的公转轨道且与所述从动齿轮构成磁齿轮机构；以及
使用与旋转元件一同构成旋转编码器的编码器主体来检测所述从动齿轮的旋转角，该旋转元件设置为以所述自转轴为中心进行旋转。
9.根据权利要求8所述的基板处理装置的运转方法，其特征在于，
沿所述公转轨道的整周设置所述驱动齿轮，
通过改变从所述公转轨道上的静止位置来看的、驱动齿轮的沿着公转轨道的磁极排列，来进行使所述从动齿轮自转的工序。
10.根据权利要求8或9所述的基板处理装置的运转方法，其特征在于，还包括以下工序：
基于在检测从动齿轮的旋转角的所述工序中检测出的从动齿轮的旋转角，来显示每单位时间的载置台的旋转角和旋转台每旋转一周的载置台的旋转角中的至少一方。
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