CN114203620A - 旋转机构和基板处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供旋转机构和基板处理装置。不使用联轴器并容许第1旋转部与第2旋转部之间的安装误差地将第1旋转部和第2旋转部连接。被旋转体具有第1旋转部和第1固定部。平板固定于被旋转体的第1固定部，该平板在第1旋转部的旋转方向上具有刚性，并在相对于旋转方向而言的轴向上具有挠性。马达具有与被旋转体的第1旋转部同轴地固定着的第2旋转部和固定于平板的第2固定部。

Description

旋转机构和基板处理装置
技术领域
本公开涉及旋转机构和基板处理装置。
背景技术
专利文献1公开了一种利用联轴器(连轴器)将旋转体的旋转轴和马达的轴直接连结的构造。
专利文献1：日本特开2003-46009号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种不使用联轴器并容许第1旋转部与第2旋转部之间的安装误差地将第1旋转部和第2旋转部连接的技术。
用于解决问题的方案
本公开的一技术方案的旋转机构具有被旋转体、平板以及马达。被旋转体具有第1旋转部和第1固定部。平板固定于被旋转体的第1固定部，该平板在第1旋转部的旋转方向上具有刚性，在相对于旋转方向而言的轴向上具有挠性。马达具有与被旋转体的第1旋转部同轴地固定着的第2旋转部和固定于平板的第2固定部。
发明的效果
根据本公开，起到能够不使用联轴器并容许第1旋转部与第2旋转部之间的安装误差地将第1旋转部和第2旋转部连接的效果。
附图说明
图1是表示实施方式的基板处理装置的概略结构的一个例子的剖视图。
图2是表示实施方式的旋转机构的结构的一个例子的剖视图。
图3是概略地表示实施方式的旋转机构的结构的一个例子的立体图。
图4是说明实施方式的旋转机构的安装步骤的图。
图5是概略地表示另一实施方式的旋转机构的结构的一个例子的剖视图。
图6是概略地表示另一实施方式的旋转机构的结构的一个例子的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本申请所公开的旋转机构和基板处理装置的实施方式。此外，所公开的旋转机构和基板处理装置并不限定于以下的实施方式。
以往，在将旋转体的转子(第1旋转部)和马达的轴(第2旋转部)连接的情况下，借助联轴器将转子和轴连接，以吸收偏心(位移)等安装误差。然而，由于借助联轴器进行连接，因而连接部分的厚度变厚。另外，由于借助联轴器，因而响应性下降。
于是，期待一种能够不使用联轴器并容许第1旋转部与第2旋转部之间的安装误差地将第1旋转部和第2旋转部连接的技术。
[实施方式]
[基板处理装置100的结构]
说明实施方式。首先，说明实施方式的基板处理装置100。以下，以基板处理装置100是进行成膜的装置的情况为例进行说明。图1是表示实施方式的基板处理装置100的概略结构的一个例子的剖视图。
在一个实施方式中，基板处理装置100是作为基板处理而对基板W进行等离子体CVD处理的装置。图1所示的基板处理装置100具有处理容器1。处理容器1被设为圆筒状，例如由在表面形成有阳极氧化覆膜的铝、镍等金属构成。处理容器1被设为电接地电位。处理容器1气密地构成，能够将内部维持为真空气氛。处理容器1在内部设有载物台2。处理容器1在下侧的底面即底部1b形成有开口部1c。开口部1c形成于载物台2的下方的位置。
载物台2形成为扁平的圆柱状。在载物台2的上表面载置有半导体晶圆等作为基板处理的对象的基板W。载物台2将所载置的基板W支承为大致水平。载物台2例如由铝、镍等金属、或埋入有金属网电极的氮化铝(AlN)构成，还作为下部电极发挥功能。载物台2被支承构件4自下方支承。支承构件4形成为圆筒状，向铅垂下方延伸，并到达处理容器1的底部1b的开口部1c。底部1b的开口部1c以比支承构件4的直径大的直径形成。在支承构件4的周面与开口部1c的周面之间设有间隙。在支承构件4的下端部设有旋转机构6。
旋转机构6以自处理容器1的外部覆盖开口部1c的方式配置，并自外侧封闭开口部1c。旋转机构6支承支承构件4。另外，旋转机构6能够旋转，并使支承构件4旋转。载物台2根据支承构件4的旋转而旋转。随后叙述旋转机构6的详细的结构。
在载物台2内置有加热器5，能够利用加热器5将载置于载物台2的基板W加热至规定的温度。载物台2也可以在内部形成有供制冷剂流通的流路(未图示)，向流路内循环供给利用设于处理容器1的外部的冷却单元进行了温度控制的制冷剂。载物台2还可以通过利用加热器5进行的加热和利用自冷却单元供给来的制冷剂进行的冷却来将基板W控制为规定的温度。此外，也可以不搭载加热器5，而仅利用自冷却单元供给的制冷剂和/或载热体来进行载物台2的温度控制。
此外，也可以在载物台2埋入有电极。载物台2能够利用由供给到该电极的直流电压产生的静电力来吸附载置于其上表面的基板W。另外，在载物台2设有升降销(未图示)，该升降销用于与设于处理容器1的外部的未图示的输送机构之间交接基板W。
在载物台2的上方且是处理容器1的内侧面设有形成为大致圆盘状的喷头16。喷头16借助陶瓷等绝缘构件17支承于载物台2的上部。由此，处理容器1与喷头16之间电绝缘。喷头16例如由铝、镍等导电性的金属形成。
喷头16具有顶板构件16a和喷淋板16b。顶板构件16a以自上侧将处理容器1内封闭的方式设置。喷淋板16b以与载物台2相对的方式设于顶板构件16a的下方。在顶板构件16a形成有气体扩散空间16c。在顶板构件16a和喷淋板16b，分散地形成有朝向气体扩散空间16c开口的多个气体喷出孔16d。
在顶板构件16a形成有用于向气体扩散空间16c导入各种气体的气体导入口16e。在气体导入口16e连接有气体供给路径15a。在气体供给路径15a连接有气体供给部15。
气体供给部15具有与成膜所使用的各种气体的气体供给源分别连接的气体供给管线。各气体供给管线与成膜处理对应地适当分支，并设有开闭阀之类的阀、质量流量控制器之类的流量控制器等用于控制气体的流量的控制设备。气体供给部15能够通过控制设于各气体供给管线的开闭阀、流量控制器等控制设备来控制各种气体的流量。
气体供给部15向气体供给路径15a供给成膜所使用的各种气体。例如，气体供给部15向气体供给路径15a供给成膜的原料气体。另外，气体供给部15向气体供给路径15a供给吹扫气体、与原料气体反应的反应气体。供给到气体供给路径15a的气体在气体扩散空间16c扩散而自各气体喷出孔16d喷出。
由喷淋板16b的下表面和载物台2的上表面围成的空间形成进行成膜处理的处理空间。另外，喷淋板16b与借助支承构件4以及处理容器1而接地的载物台2成为一对，构成为用于在处理空间形成电容耦合等离子体(CCP)的电极板。在喷头16借助匹配器11连接有高频电源10，自高频电源10借助喷头16向供给到处理空间的气体供给高频电力(RF电力)，从而形成上述的CCP。此外，也可以是，高频电源10与载物台2连接来代替与喷头16连接，并将喷头16设为接地。
在处理容器1的底部形成有排气口71。在排气口71借助排气管72连接有排气装置73。排气装置73具有真空泵、压力调整阀，通过使真空泵、压力调整阀工作，能够将处理容器1内减压到规定的真空度。
在处理容器1的侧壁设有用于送入送出基板W的送入送出口1a。在送入送出口1a设有打开关闭该送入送出口1a的闸阀G。
如上述这样构成的基板处理装置100的动作由控制部60统一地控制。在控制部60连接有用户接口61和存储部62。
用户接口61包括供工序管理者进行命令的输入操作以对基板处理装置100进行管理的键盘等操作部、可视化地显示基板处理装置100的运行状况的显示器等显示部。用户接口61接受各种动作。例如，用户接口61接受指示等离子体处理的开始的规定操作。
在存储部62存储有：处理条件、处理参数等数据、用于通过控制部60的控制来实现基板处理装置100所执行的各种处理的程序(软件)。此外，程序、数据也可以利用存储于可由计算机读取的计算机存储介质(例如硬盘、CD、软盘、半导体存储器等)等的状态的程序、数据。或者，程序、数据还能够通过自其他的装置借助例如专用线路随时传送而在线地利用。
控制部60例如为包括处理器、存储器等的计算机。控制部60基于来自用户接口61的指示等自存储部62读取程序、数据而控制基板处理装置100的各部分，从而执行后述的控制方法的各个处理。
[旋转机构6的结构]
图2是概略地表示实施方式的旋转机构6的结构的一个例子的剖视图。图3是表示实施方式的旋转机构6的结构的一个例子的立体图。在处理容器1的底部1b，与支承载物台2的支承构件4的位置对应地形成有开口部1c。在开口部1c插入有自下方支承载物台2的支承构件4。支承构件4的下端部4a被旋转机构6支承。
旋转机构6具有磁性流体密封件20和直接驱动马达(以下也称作DD马达)30。
磁性流体密封件20具有旋转轴21和外壳22。磁性流体密封件20为本公开的被旋转体的一个例子。旋转轴21为本公开的第1旋转部的一个例子。外壳22为本公开的第1固定部的一个例子。
旋转轴21沿着轴线形成为内部中空的圆筒状。外壳22形成为内径大于旋转轴21的外形的圆筒状，覆盖在旋转轴21的周围。外壳22在内周面的下侧设有轴承23，利用轴承23将旋转轴21支承为能够旋转。外壳22在内周面的靠旋转轴21的上侧的部分设有圆环状的由永磁体和磁性体形成的密封部24，利用密封部24将外壳22与旋转轴21之间的间隙气密地密封。外壳22在上下两端形成有向外侧扩展而成的凸缘22a、22b。旋转轴21在下方的端部形成有向外侧扩展而成的凸缘21a。
磁性流体密封件20的上侧的凸缘22a借助O形密封圈等密封构件紧固于处理容器1的底部1b的下表面的位于开口部1c的周围的部位而被气密地固定。另外，磁性流体密封件20的旋转轴21紧固于支承构件4的下端部4a而被固定。在支承构件4和旋转轴21设有用于向埋入于载物台2的加热器5供电的未图示的配线。旋转轴21在被设为中空的内部的下侧的端部设有气密密封件25，利用气密密封件25气密地密封下侧的端部。在气密密封件25设有与向加热器5供电的配线连接着的未图示的电极。磁性流体密封件20被设为能够借助设于气密密封件25的电极对向加热器5供电的配线供给电力。
DD马达30具有旋转转子31和马达底座32。DD马达30为本公开的马达的一个例子。旋转转子31为本公开的第2旋转部的一个例子。马达底座32为本公开的第2固定部的一个例子。DD马达30在平板状的马达底座32的一个面设有旋转转子31，旋转转子31根据来自控制部60的控制而旋转。DD马达30相比于一般的伺服马达能够以低速获得高转矩。DD马达30在旋转转子31和马达底座32沿着旋转轴线形成有圆形的贯通孔33。
另外，以往，在将磁性流体密封件20的旋转轴21和DD马达30的旋转转子31连接的情况下，借助联轴器将旋转轴21和旋转转子31连接，以吸收偏心(位移)等安装误差。然而，由于借助联轴器进行连接，因而旋转轴21与旋转转子31的连接部分变厚，因而难以节省空间。另外，由于借助联轴器，因而响应性降低。
于是，在本实施方式中，如以下方式将旋转轴21和旋转转子31连接。
在本实施方式中，将磁性流体密封件20的旋转轴21和DD马达30的旋转转子31同轴地紧固而进行固定。另外，借助平板40将磁性流体密封件20的外壳22和DD马达30的马达底座32固定。
平板40固定于磁性流体密封件20的外壳22。在实施方式中，在多个部位进行紧固，从而将平板40固定于外壳22的凸缘22b。
另外，DD马达30的马达底座32在多个部位借助柱状部件42固定于平板40。在实施方式中，在马达底座32的包围旋转转子31的四个部位设置柱状部件42而固定于平板40。
平板40在旋转转子31的旋转方向上具有刚性，并在旋转转子31的相对于旋转方向而言的轴向上具有挠性。例如，平板40利用杨氏模量为70GPa～200GPa的材料以0.5mm～2.0mm的厚度形成。例如，在材料为不锈钢或在表面进行了镀敷的铁的情况下，平板40形成为0.5mm～1.0mm的厚度。另外，在材料为铝的情况下，平板40形成为1.0mm～2.0mm的厚度。
这样形成的平板40即使是较薄的板，对DD马达30的旋转方向等面内方向上的外力而言，刚性也较高。由此，在使DD马达30的旋转转子31旋转的情况下，平板40也能够将马达底座32和外壳22在旋转转子31的旋转方向上固定。另外，平板40对于与面内方向不同的角度(包含与面垂直的成分的情况)的外力刚性较低。由此，即使磁性流体密封件20的旋转轴21和DD马达30的旋转转子31存在偏心(位移)等安装误差，平板40也会根据由安装误差产生的力在轴向上变形，而能够吸收安装误差。例如，平板40能够吸收几百μm左右的偏心。另外，平板40还能够通过在轴向上变形而灵活地吸收DD马达30的旋转转子31进行旋转时的振动等微小位移。
此外，平板40也可以分割成多个，并分别固定于DD马达30的马达底座32。如图3所示，实施方式的平板40沿着一个方向在中央分割成两个平板40a、40b。平板40a、40b分别固定于马达底座32。由于平板40a、40b进行了分割，因而在进行了分割的一个方向上的端部，相对于轴向的挠性提高，能够提高追随性。平板40的分割数量并不限定于分割为两个，也可以是分割为三个以上。另外，分割平板40的方向并不限定于一个方向，也可以是在与一个方向交叉的方向上进行分割。例如，也可以将平板40在纵向、横向上呈格子状分割为四个。
另外，平板40也可以使用任何固定方法，只要能够相对于马达底座32以不旋转的方式固定即可。例如，平板40也可以在多个部位利用螺纹件等固定构件固定于马达底座32。另外，平板40也可以设置缺口等卡合部，通过使卡合部与马达底座32卡合而进行固定。
如此，实施方式的旋转机构6能够不使用联轴器并容许磁性流体密封件20的旋转轴21与DD马达30的旋转转子31之间的安装误差地将旋转轴21和旋转转子31连接。另外，由于实施方式的旋转机构6不使用联轴器，因而能够使旋转轴21与旋转转子31的连接部分的厚度较薄。另外，由于实施方式的旋转机构6将旋转轴21和旋转转子31直接固定，因而能够响应性良好地进行连接。
在DD马达30的贯通孔33配置有集电环50。借助集电环50向设于载物台2的加热器5、电极供给电力。例如，集电环50具有旋转部51和固定部52。旋转部51形成为圆柱状，在其顶端形成有电极。固定部52设有轴承53，利用轴承53将旋转部51支承为能够旋转。旋转部51贯穿贯通孔33并直接或间接地固定于旋转轴21，而与旋转轴21一起旋转。旋转部51的顶端的电极与设于旋转轴21的气密密封件25的电极接触并导通。旋转部51在与固定部52相对的外周面设有利用配线与顶端的电极连接着的环状的电极。固定部52在与旋转部51相对的内周面的、对应于环状的电极的位置设有刷。对于集电环50，由于旋转部51的外周面的环状的电极与固定部52的内周面的刷接触，因而即使旋转部51旋转，旋转部51与固定部52仍导通。在固定部52，利用配线与刷连接着的电极设于外表面，在该电极连接有向加热器5供电的供电线。借助集电环50、磁性流体密封件20的旋转轴21、支承构件4向加热器5供给电力。
[旋转机构6的安装步骤]
接着，说明将实施方式的旋转机构6安装于基板处理装置100的安装步骤。图4是说明实施方式的旋转机构6的安装步骤的图。在图4中简略地示出了处理容器1的底部1b、磁性流体密封件20、平板40以及DD马达30。
按照以下所示的(1)～(4)的步骤将旋转机构6安装于处理容器1的底部1b。
(1)将磁性流体密封件20的旋转轴21和DD马达30的旋转转子31同轴地紧固而进行固定。通过首先安装旋转轴21和旋转转子31，能够容易地使旋转轴21与旋转转子31的位置对齐。通过将旋转轴21和旋转转子31固定，从而利用磁性流体密封件20支承DD马达30。
(2)在多个部位进行紧固而将平板40固定于磁性流体密封件20的外壳22。
(3)在平板40的多个部位借助柱状部件42固定DD马达30的马达底座32。
(4)在处理容器1的底部1b固定磁性流体密封件20的外壳22。
在(1)～(4)的安装步骤中，在(2)、(3)中使旋转机构6的磁性流体密封件20、平板40以及DD马达30作为旋转机构6而单元化之后，在(4)中，将单元化的旋转机构6安装于处理容器1的底部1b。(2)、(3)的作业在除了处理容器1的下部以外的场所也能够实施，因而，(1)～(4)的安装步骤能够减少在处理容器1的下部实施的作业。
此外，上述的安装步骤的(1)～(4)的顺序为一个例子，并不限定于此。例如，(2)和(3)的顺序也可以替换。另外，(4)也可以在(1)之前实施。
在此，例如，考虑以使磁性流体密封件20的旋转轴21的旋转轴线与DD马达30的旋转转子31的旋转轴线一致的方式进行高精度的定心，并以没有安装误差的方式将旋转轴21和旋转转子31紧固而进行固定。在该情况下，在进行了定心之后，以不产生偏移的方式使用刚性较高的结合构件将磁性流体密封件20的外壳22和DD马达30的马达底座32固定。但是，对于高精度的定心，需要调整治具、配置调整治具等而进行作业的作业空间，将旋转机构6向处理容器1安装之前的组装工时会增加。另外，由于需要使用刚性较高的结合构件固定磁性流体密封件20的外壳22和DD马达30的马达底座32，因而无法简单地进行装卸。
相对于此，实施方式的旋转机构6能够利用平板40吸收磁性流体密封件20的旋转轴21与DD马达30的旋转转子31之间的安装误差。由此，实施方式的旋转机构6不用进行旋转轴21与旋转转子31之间的高精度的定心，而能够容许旋转轴21与旋转转子31之间的安装误差地将旋转轴21和旋转转子31连接。由此，实施方式的旋转机构6能够抑制组装工时。另外，实施方式的旋转机构6能够简单地进行装卸。
[效果]
如此，实施方式的旋转机构6具有磁性流体密封件20(被旋转体)、平板40、DD马达30(马达)。磁性流体密封件20具有旋转轴21(第1旋转部)和外壳22(第1固定部)。平板40固定于磁性流体密封件20的外壳22，该平板40在旋转轴21的旋转方向上具有刚性，并在相对于旋转方向而言的轴向上具有挠性。DD马达30具有与磁性流体密封件20的旋转轴21同轴地固定的旋转转子31(第2旋转部)和固定于平板40的马达底座32(第2固定部)。由此，实施方式的旋转机构6能够不使用联轴器并容许旋转轴21与旋转转子31之间的安装误差地将旋转轴21和旋转转子31连接。由此，实施方式的旋转机构6能够使旋转轴21与旋转转子31的连接部分的厚度较薄。另外，由于实施方式的旋转机构6将旋转轴21和旋转转子31直接固定，因而能够响应性良好地进行连接。
另外，平板40分割成多个，并分别固定于磁性流体密封件20的外壳22。由此，平板40的挠性提高，能够提高追随性。
另外，平板40的厚度为0.5mm～2.0mm。另外，平板40由杨氏模量为70GPa～200GPa的材料形成。由此，能够使平板40在旋转方向上具有能够将马达底座32和外壳22固定的刚性。另外，能够使平板40具有能够吸收安装误差的挠性。
另外，DD马达30的马达底座32在多个部位借助柱状部件42固定于平板40。由此，能够将马达底座32自平板40空开间隔地固定于平板40。
以上，说明了实施方式，但应该认为，此次公开了的实施方式在所有方面均为例示，并不是限制性的。上述的实施方式也可以在不脱离权利要求书及其主旨的范围内以各种各样的形态进行省略、置换、变更。
例如，在上述实施方式中，说明了旋转机构6的被旋转体为磁性流体密封件20且马达为DD马达30的例子。但是，公开技术并不限定于此。被旋转体也可以是任意的被旋转体，只要具有旋转的旋转部和将旋转部保持为能够旋转的固定部即可。马达也可以是任意的马达，也只要具有旋转的旋转部和将旋转部保持为能够旋转的固定部即可。
另外，在上述实施方式中，说明了借助柱状部件42将马达底座32和平板40固定的例子。但是，公开技术并不限定于此。也可以在柱状部件42与平板40之间和/或柱状部件42与马达底座32之间设置浮动接头和橡胶衬套中的至少一者。
图5是概略地表示另一实施方式的旋转机构6的结构的一个例子的剖视图。图5表示在柱状部件42的平板40侧设有橡胶衬套43的情况。橡胶衬套43也可以设于柱状部件42的马达底座32侧。橡胶衬套43含有橡胶地形成，而具有弹性。通过设置橡胶衬套43，从而旋转机构6能够利用橡胶衬套43吸收与DD马达30的旋转轴线方向垂直的方向上的振动。另外，旋转机构6能够利用平板40吸收DD马达30的旋转轴线方向上的振动。
图6是概略地表示另一实施方式的旋转机构6的结构的一个例子的剖视图。图6表示在柱状部件42的马达底座32侧设有浮动接头44的情况。浮动接头44也可以设于柱状部件42的平板40侧。浮动接头44能够改变接头部分的角度。通过设置浮动接头44，从而旋转机构6能够利用浮动接头44吸收与DD马达30的旋转轴线方向垂直的方向上的振动。另外，旋转机构6能够利用平板40吸收DD马达30的旋转轴线方向上的振动。
另外，在上述实施方式中，说明了具有旋转机构6的基板处理装置100是进行等离子体CVD处理作为基板处理的装置的例子。但是，公开技术并不限定于此。具有旋转机构6的基板处理装置也可以是任意的装置，只要是使载置基板W的载物台2旋转的装置即可。例如，也可以将公开技术应用于进行等离子体蚀刻等其他的基板处理的任意的装置。即，公开技术能够被采用在任意的处理装置。例如，基板处理装置100既可以是电容耦合等离子体(CCP：Capacitively Coupled Plasma)类型、感应耦合型等离子体(ICP：Inductively-coupled plasma)类型、利用微波这样的表面波激发气体的等离子体处理装置这样的任意类型的等离子体处理装置，也可以是不使用等离子体的处理装置。

Claims (8)

1.一种旋转机构，其中，
该旋转机构具有：
被旋转体，其具有第1旋转部和第1固定部；
平板，其固定于所述被旋转体的所述第1固定部，该平板在所述第1旋转部的旋转方向上具有刚性，并在相对于所述旋转方向而言的轴向上具有挠性；以及
马达，其具有与所述被旋转体的所述第1旋转部同轴地固定着的第2旋转部和固定于所述平板的第2固定部。
2.根据权利要求1所述的旋转机构，其中，
所述被旋转体为磁性流体密封件，
所述马达为直接驱动马达。
3.根据权利要求1或2所述的旋转机构，其中，
所述平板分割成多个，并分别固定于所述被旋转体的所述第1固定部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转机构，其中，
所述平板的厚度为0.5mm～2.0mm。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的旋转机构，其中，
所述平板由杨氏模量为70GPa～200GPa的材料形成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的旋转机构，其中，
所述马达的所述第2固定部在多个部位借助柱状部件固定于所述平板。
7.根据权利要求6所述的旋转机构，其中，
在所述柱状部件与所述平板之间和/或所述柱状部件与所述第2固定部之间设有浮动接头和橡胶衬套中的至少一者。
8.一种基板处理装置，其中，
该基板处理装置具有：
权利要求1～7中任一项所述的旋转机构；以及
载物台，其载置作为基板处理的对象的基板，该载物台利用所述旋转机构旋转。
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