JP2007258449A

JP2007258449A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2007258449A
Application number: JP2006080974A
Authority: JP
Inventors: Hidehiro Nouchi; 英博野内; Atsushi Sano; 敦佐野
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2007-10-04

Abstract

【課題】基板を処理する処理室のメンテナンスを短時間で行うことを可能とする基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１０は、開放部７６が形成された処理室７８と、開放部７６を開閉する蓋部８０と、処理室７８に供給するガスを活性化するプラズマユニット８２とを有している。プラズマユニット８２は、スライドガイド台１４０に摺動可能に支持されるスライドプレート１３４に、固定プレート１２８等を介して固定されていて、処理室７８にガスを供給する第１の位置と、蓋部８０の開閉を可能とする第２の位置と間で移動可能となっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）等の成膜方式を用いて基板に薄膜を形成する薄膜形成装置等の基板処理装置に関する。

この種の基板処理装置であって、基板処理に用いるガスを活性化手段で活性化して、この活性化されたガスを、基板を処理する処理室に供給する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００４−１５８８１１号

しかしながら、従来の技術では、処理室に蓋部を設け、この蓋部を開いて基板処理装置のメンテナンスを行うようにした場合、蓋部の開閉の軌跡と活性化手段とが干渉してしまって、簡単に蓋部の開閉ができなくなることがあった。この場合、蓋部を開いて処理室内のメンテナンスを行うには、活性化手段を装置本体から取り外す等の作業が必要になり、装置のメンテナンスに時間を要するとの問題点が発生する。活性化手段を処理室から十分に離れた位置に配置すれば、蓋部の開閉の軌跡と活性化手段との干渉が生じることがなくなり、問題は解決するように思われる。しかしながら、この場合は、活性化手段で活性化されたガスが処理室に到達するまでに時間を要し、この間にガスが失活してしまう虞があるとの新たな問題が生じてしまう。

本発明は上記問題を解決し、処理室のメンテナンスを短時間で行うことを可能とする基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、前記処理室を閉塞する蓋部と、前記処理室の外部に設けられ、ガスを活性化する活性化手段と、前記蓋部に設けられ、前記活性化手段により活性化したガスを前記処理室に供給する活性化ガス供給口と、前記活性化手段を、前記蓋部に対向する第１の位置と、前記蓋部の開閉を可能とする第２の位置との間で移動可能に支持する支持手段とを有する基板処理装置にある。

好適には、前記活性化手段は、前記第１の位置に配置された状態で前記処理室に活性化したガスを供給する。

また、好適には、前記処理室は、前記活性化手段が前記第２の位置に配置された状態でメンテナンスがなされる。

また、好適には、前記活性化手段に設けられ、前記処理室に活性化したガスを供給する供給管と、前記活性化ガス供給口に装着され、前記供給管に連結されて活性化したガスの供給を受ける被供給管と、前記供給管と前記被供給管との連結を解除する解除手段とを有する。

また、好適には、前記解除手段は、前記活性化手段を重力方向上方に移動させる移動手段を有する。

また、本発明の第２の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、前記処理室を閉塞する第１の蓋部と、前記処理室に隣接し前記処理室に基板を搬送する搬送装置を有する搬送室と、前記搬送室を閉塞する第２の蓋部と、前記処理室及び前記搬送室の外部に設けられ、ガスを活性化する活性化手段と、前記第１の蓋部に設けられ、前記活性化手段により活性化されたガスを前記処理室に供給する活性化ガス供給口と、前記活性化手段を、前記第２の蓋部の開閉を可能とする第１の位置と、前記第１の蓋部の開閉を可能とする第２の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、を有する基板処理装置にある。

また、好適には、前記処理室は、前記活性化手段が前記第２の位置に配置された状態でメンテナンスがなされ、前記搬送室は前記活性化手段が前記第１の位置に配置された状態でメンテナンスがなされる。

また、好適には、前記支持手段は、前記活性化手段の前記第１の位置と前記第２の位置との間の移動をガイドするガイド手段を有する。

また、好適には、前記ガイド手段は、前記活性化手段に設けられた被支持部材と、この被支持部材を摺動可能に支持する支持部材とを有する。

また、好適には、前記活性化手段に加わる外力を吸収する吸収手段を有する。

また、好適には、前記吸収手段は、前記活性化手段を重力方向下方から支持する弾性体と、この弾性体を重力方向下方から支持する弾性体支持部材とを有する。

本発明によれば、処理室のメンテナンスを短時間で行うことを可能とする基板処理装置が提供される。

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。図１及び図２において、本発明が適用される基板処理装置１０の概要を説明する。

なお、本発明が適用される基板処理装置１０においては、ウエハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod 。以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とする。すなわち、図１が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。

図１及び図２に示されているように、基板処理装置１０は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第１の搬送室１２を備えており、第１の搬送室１２の第１の筺体１４は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第１の搬送室１２には負圧下で基板１８を移載する第１の基板移載機１６が設置されている。第１の基板移載機１６は、エレベータ２０によって、第１の搬送室１２の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。

第１の筺体１４の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用予備室２２と搬出用予備室２４とがそれぞれゲートバルブ２６、２８を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、搬入用予備室２２には搬入室用の基板置き台３０が設置され、搬出用予備室２４には搬出室用の基板置き台３２が設置されている。

搬入用予備室２２及び搬出用予備室２４の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室３４がゲートバルブ３６、３８を介して連結されている。第２の搬送室３４には基板１８を移載する第２の基板移載機４０が設置されている。第２の基板移載機４０は第２の搬送室３４に設置されたエレベータ３５によって昇降されるように構成されていると共に、リニアアクチュエータ３１によって左右方向に往復移動されるように構成されている。

図１に示されているように、第２の搬送室３４の左側にはノッチ又はオリフラ合わせ装置４６が設置されている。また、図２に示されているように、第２の搬送室３４の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット４７が設置されている。

図１及び図２に示されているように、第２の搬送室３４の第２筐体５０の前側には、基板１８を第２の搬送室３４に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口５２と、ポットオープナ５６が設置されている。基板搬入搬出口５２を挟んでポットオープナ５６と反対側、すなわち第２の筐体５０の外側にはＩＯステージ６０が設置されている。ポットオープナ５６は、ポッド５８のキャップ５８ａを開閉すると共に基板搬入搬出口５２を閉塞可能なクロージャ６１と、クロージャ６１を駆動する駆動機構６３とを備えており、ＩＯステージ６０に載置されたポッド５８のキャップ５８ａを開閉することにより、ポッド５８に対する基板１８の出し入れを可能にする。また、ポッド５８は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ６０に対して、供給及び排出されるようになっている。

図１に示されているように、第１の筺体１４の六枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する二枚の側壁には、ウエハに所望の処理を行う第１の処理炉６４と、第２の処理炉６６とがゲートバルブ６８、７０を介してそれぞれ隣接して連結されている。第１の処理炉６４及び第２の処理炉６６はいずれもコールドウォール式の処理炉によって構成されている。また、第１の筺体１４における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第１のクーリングユニット７２と、第２のクーリングユニット７４とがそれぞれ連結されており、第１のクーリングユニット７２及び第２のクーリングユニット７４はいずれも処理済みの基板１８を冷却するように構成されている。

以下、前記構成をもつ基板処理装置１０を使用した処理工程を説明する。
未処理の基板１８は２５枚がポッド５８に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置１０へ工程内搬送装置によって搬送されてくる。図１及び図２に示されているように、搬送されて来たポッド５８はＩＯステージ６０の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド５８のキャップ５８ａがポットオープナ５６によって取り外され、ポッド５８のウエハ出し入れ口が開放される。

ポッド５８がポットオープナ５６により開放されると、第２の搬送室３４に設置された第２の基板移載機４０は、ポッド５８から基板１８をピックアップして搬入用予備室２２に搬入し、基板１８を基板置き台３０に移載する。この移載作業中には、搬入用予備室２２の第１の搬送室１２側のゲートバルブ２６は閉じられており、第１の搬送室１２内の負圧は維持されている。ポッド５８に収納された所定枚数、例えば２５枚の基板１８の基板置き台３０への移載が完了すると、ゲートバルブ３６が閉じられ、搬入用予備室２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。

搬入用予備室２２内が予め設定された圧力値となると、ゲートバルブ２６が開かれ、搬入用予備室２２と第１の搬送室１２とが連通される。続いて、第１の搬送室１２の第１の基板移載機１６は基板置き台３０から基板１８をピックアップして第１の搬送室１２に搬入する。ゲートバルブ２６が閉じられた後、ゲートバルブ６８が開かれ、第１の搬送室１２と第１の処理炉６４とが連通される。続いて第１の基板移載機１６は、基板１８を第１の搬送室１２から第１の処理炉６４に搬入して、第１の処理炉６４内の支持具に移載する。ゲートバルブ６８が閉じられた後、第１の処理炉６４内に処理ガスが供給され、基板１８に所望の処理が施される。

第１の処理炉６４で基板１８に対する処理が完了すると、ゲートバルブ６８が開かれ、処理済みの基板１８は第１の基板移載機１６によって第１の搬送室１２に搬出される。搬出後、ゲートバルブ６８は閉じられる。

第１の基板移載機１６は第１の処理炉６４から搬出した基板１８を第１のクーリングユニット７２へ搬送し、処理済みのウエハは冷却される。

第１のクーリングユニット７２に処理済み基板１８を搬送すると、第１の基板移載機１６は搬入用予備室２２の基板置き台３０に予め準備された基板１８を前述した作動と同様に、第１の処理炉６４に搬送し、第１の処理炉６４内で基板１８に所望の処理が施される。

第１のクーリングユニット７２において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みの基板１８は第１の基板移載機１６によって第１のクーリングユニット７２から第１の搬送室１２に搬出される。

冷却済みの基板１８が第１のクーリングユニット７２から第１の搬送室１２に搬出されたのち、ゲートバルブ２８が開かれる。第１の基板移載機１６は第１のクーリングユニット７２から搬出した基板１８を搬出用予備室２４へ搬送し、基板置き台３２に移載した後、搬出用予備室２４はゲートバルブ２８によって閉じられる。

以上の作動が繰り返されることにより、搬入用予備室２２内に搬入された所定枚数、例えば２５枚の基板１８が順次処理されて行く。

搬入用予備室２２内に搬入された全ての基板１８に対する処理が終了し、全ての処理済み基板１８が搬出用予備室２４に収納され、搬出用予備室２４がゲートバルブ２８によって閉じられると、搬出用予備室２４内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。搬出用予備室２４内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ３８が開かれ、ＩＯステージ６０に載置された空のポッド５８のキャップ５８ａがポットオープナ５６によって開かれる。続いて、第２の搬送室３４の第２の基板移載機４０は基板置き台３２から基板１８をピックアップして第２の搬送室３４に搬出し、第２の搬送室３４の基板搬入搬出口５２を通してポッド５８に収納して行く。２５枚の処理済み基板１８のポッド５８への収納が完了すると、ポッド５８のキャップ５８ａがポットオープナ５６によって閉じられる。閉じられたポッド５８はＩＯステージ６０の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。

以上の作動は第１の処理炉６４及び第１のクーリングユニット７２が使用される場合を例にして説明したが、第２の処理炉６６及び第２のクーリングユニット７４が使用される場合についても同様の作動が実施される。また、上述の基板処理装置１０では、搬入用予備室２２を搬入用、搬出用予備室２４を搬出用としたが、搬出用予備室２４を搬入用、搬入用予備室２２を搬出用としてもよい。

また、第１の処理炉６４と第２の処理炉６６は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第１の処理炉６４と第２の処理炉６６で別の処理を行う場合、例えば第１の処理炉６４で基板１８にある処理を行った後、続けて第２の処理炉６６で別の処理を行わせてもよい。また、第１の処理炉６４で基板１８にある処理を行った後、第２の処理炉６６で別の処理を行わせる場合、第１のクーリングユニット７２又は第２のクーリングユニット７４を経由するようにしてもよい。

図３乃至６には、処理炉６４と、第１の搬送室１２とが示されている。処理炉６４は、基板１８に薄膜を形成するＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）方式の薄膜形成装置であり、第１の開放部として用いられる開放部７６が形成され、第１の処理室として用いられる処理室７８と、開放部７６を開閉し、処理室７８を閉塞する第１の蓋部として用いられる蓋部８０と、処理室７８に供給するガスを活性化する活性化手段として用いられるリモートプラズマユニット等のプラズマユニット８２とを有する。

処理室７８は、基板処理容器８４内に形成される空間であり、処理室７８内に、例えばセラミックヒータからなる加熱手段８５と、加熱手段８５によって加熱され、例えば、石英、ＳｉＣ、又は窒化アルミ等からなるサセプタ８６と、例えば、石英又はアルミナ等からなるリフトピン９０が配設されている。リフトピン９０は、リフトピン支持部８８に支持されている。また、基板処理容器８４の壁面には図示を省略するヒータが設けられていて、このヒータにより処理室内壁面が１００〜１５０℃に保たれるように、基板処理容器８４の壁面が加熱されている。

加熱手段８５は、加熱手段台８７により重力方向下側から支持されている。加熱手段台８７は、基板処理容器８４との間の気密性を確保するために、例えばベローズからなる気密部材８９の中空部内に配置されている。気密部材８９は、中空部を備え、蛇腹形状で伸縮可能な金属から構成される。気密部材８９は、加熱手段台８７が中空部に挿入された状態で上端部が基板処理容器８４に固定され、下端部が加熱手段台８７のフランジに固定される。これらの部材のうち、加熱手段８５、サセプタ８６、及び加熱手段台８７は、例えば油圧機構等からなる図示を省略する昇降手段により昇降可能となっている。

基板処理容器８４には、基板搬送口９２が開設されていて、この基板搬送口９２を介して薄膜形成がなされる基板１８が第１の基板移載機１６により搬入され、薄膜形成がなされた基板１８が搬出される。また、基板処理容器８４には、排気口９４が開設されていて、排気口９４に排気ポート９５を介してポンプ等からかる排気装置（図示を省略）が接続されていて、この排気装置により処理室７８の排気がなされる。

蓋部８０は、蓋部本体９６と、蓋部本体９６の中央部に設けられた開口部に嵌合されたシャワーヘッド９８と、シャワーヘッド９８の上部に設けられた分散板１００と、シャワーヘッド９８と分散板１００とを蓋部本体９６に固定するように設けられた固定部材１０２とを有する。蓋部８０は、ヒンジ部８１を用いて基板処理容器８４に対して回動可動に取り付けられている。すなわち、ヒンジ部８１は、可動部分が蓋部本体９６に装着され、この可動部分を回動可能に支持する固定部分が排気ポート９５に装着されている。固定部材１０２には活性化ガス供給口１０２ａが形成され、この活性化ガス供給口１０２ａを介してプラズマユニット８２により活性化したガスが処理室７８に供給される。

固定部材１０２の活性化ガス供給口１０２ａには、被供給管として用いられる活性化ガス供給管１０６が装着されている。活性化ガス供給管１０６は、プラズマユニット８２で活性化された酸化剤を処理室７８に供給するために用いられる。また、固定部材１０２には、原料ガス供給口１０２ｂが形成され、原料ガス供給口１０２ｂには原料ガス供給管１０４が接続されている。原料ガス供給管１０４の固定部材１０２に接続された端部と逆側の端部には、例えばボンベ等からなる原料ガス供給手段（不図示）が接続されていて、この原料ガス供給手段からの原料ガスが原料ガス供給管１０４を通過して処理室７８に供給される。

活性化ガス供給管１０６は、内径がφ３０〜５０ｍｍ程度で、例えばアルミニウムやＳＵＳを材料とする管本体の中に、石英を材料とする円筒状のライナーが挿入されて構成される。石英からなるライナーが挿入されるため、プラズマユニット８２で活性化されたラジカル等の活性種が、活性化ガス供給管１０６を通過する間に失活しにくい。

プラズマユニット８２は、酸素（Ｏ_２）等の酸化剤を活性化させる空間が形成されたプラズマユニット本体１０８有し、このプラズマユニット本体１０８に供給管１１０が接続されていて、この供給管１１０を介して酸化剤として用いられる酸素がプラズマユニット本体１０８内に供給される。そして、この酸素がプラズマユニット本体１０８内で発生するプラズマにより活性化されることで酸素ラジカルが生成される。供給管１１０から酸素を供給することと併せて、アルゴン（Ａｒ）を供給しても良い。アルゴンを供給することで、プラズマユニット本体１０８内でプラズマが発生しやすくなる。

プラズマユニット本体１０８の底部には、供給管として用いられる活性化ガス供給管１１２が取り付けられていて、この活性化ガス供給管１１２を介してプラズマユニット本体１０８で活性化された酸化剤が処理室７８に供給される。活性化ガス供給管１１２も、活性化ガス供給管１０６と同様に、内径がφ３０〜５０ｍｍ程度で、例えばアルミニウムやＳＵＳを材料とする管本体の中に、石英を材料とする円筒状のライナーが挿入されて構成されている。この活性化ガス供給管１１２の長さと活性化ガス供給管１０６に長さの合計にあたる、プラズマユニット８２と処理室７８とを連結する配管の長さは５００ｍｍ以下であることが望ましい。他の条件にも依存するが、配管の長さが概ね５００ｍｍ以下であれば、プラズマユニット８２から処理室７８へ供給される間に活性種の失活が生じにくくなる。プラズマユニット８２側の活性化ガス供給管１１２のプラズマユニット本体１０８に接続された側の端部と逆側の端部（図３における下側の端部）は、シャットオフバルブ１１４を介して処理室７８側の活性化ガス供給管１０６に接続されている。

シャットオフバルブ１１４は、ガスの入口側がセンタリング１１６を挟み込むように活性化ガス供給管１１２に接続され、ガスの出口側がセンタリング１１８を挟み込むようにして活性化ガス供給管１０６に接続されている。シャットオフバルブ１１４と活性化ガス供給管１１２との接続部分には、図示を省略するクランプが着脱可能に取り付けられていて、このクランプを装着することによりシャットオフバルブ１１４と活性化ガス供給管１１２とが連結され、このクランプを取り外すことでシャットオフバルブ１１４と活性化ガス供給管１１２との連結が解除される。なお、シャットオフバルブ１１４と活性化ガス供給管１０６との接続部分にも図示を省略するクランプが着脱自在に取り付けられている。

センタリング１１６は、活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４との接続部分の気密性を高めるために用いられる。また、センタリング１１８は、シャットオフバルブ１１４と活性化ガス供給管１０６との接続部分の気密性を高めるために用いられる。

第１の搬送室１２内には、基板搬送手段として用いられる第１の基板移載機１６が配設されている。また、第１の筺体１４の上部に第２の開放部として用いられる開放部１２０が形成されていて、この開放部１２０を開閉し、第２の蓋部として用いられる蓋部１２２が第１の筺体１４に取り付けられている。この第１の搬送室１２は、蓋部８０の開閉の軌跡と干渉しない位置に設けられている。

次に、以上の構成に係る処理炉６４の作用を説明する。
まず、ゲートバルブ６８が開かれ、基板１８が第１の基板移載機１６によって、基板搬送・搬出口９２を介して処理室７８内に搬送される。次に、処理室７８内に搬送された基板１８は、リフトピン９０の上に載置される。次に、ゲートバルブ６８が閉じられた後、図示を省略する昇降手段が、加熱手段台８７、加熱手段８５、及びサセプタ８６を上昇させることで、基板１８はサセプタ８６に載置された状態となる。そして、この基板１８が加熱手段８５によって、例えば２００〜３５０℃程度の処理温度に加熱される。

次に、原料ガス供給管１０４から処理室７８内に、例えばハフニウム（Ｈｆ）系の原料ガスが供給される。次に、一定時間のパージがなされた後、処理室７８内に酸化剤が供給される。すなわち、供給管１１０から供給された酸素がプラズマユニット本体１０８で活性化されることで酸素ラジカルが生成され、生成された酸素ラジカルを含むガスが、活性化ガス供給管１１２、１０６を介して処理室７８に供給される。酸化剤としては、水（H_２Ｏ）、酸素（Ｏ_２）、オゾン（Ｏ_３）、酸素ラジカル等が挙げられるが、ここでは酸素をプラズマユニット本体１０８で活性化したガスが用いられる。次に、処理室７８内がパージされて基板１８に薄膜を堆積する薄膜形成処理の１サイクルが終了する。

処理炉６４においては、処理室７８への原料ガスの供給、パージ、活性化ガスの供給、パージとの４工程が１サイクルとされ、このサイクルを所定の回数、繰り返すことで、基板１８に所定膜厚の薄膜が形成される。基板１８に薄膜が形成されると、図示を省略する昇降手段が、加熱手段台８７、加熱手段８５、及びサセプタ８６を下降させ、基板１８がリフトピン９０によって支持された状態とする。そして、この基板１８が基板搬送・搬出口９２を介して処理室７８から搬出される。

以上のように構成された基板処理装置１０においては、蓋部８０を開き、基板処理容器８４の開放部７６を開放した状態で、開放部７６を用いて処理室７８内のメンテナンスがなされる。しかしながら、蓋部８０を開こうとするとプラズマユニット８２が邪魔になってしまって蓋部８０を開くことができないことがある。この場合、処理室７８内のメンテナンスを行うためには、プラズマユニット８２を第１の処理炉６４から取り外して蓋部８０が開放できる状態として、メンテナンスが終了した後に再びプラズマユニット８２を第１の処理炉６４に装着する作業が必要になり、処理室７８のメンテナンスに時間を要するとの問題点があった。プラズマユニット８２を蓋部８０の開閉を可能とする位置に配置すれば良いとも思われる。しかしながら、プラズマユニット８２を蓋部８０の開閉を可能とする位置に配置すると、プラズマユニット８２と処理室７８との間の距離が大きくなってしまい、プラズマユニット８２から処理室７８まで供給する間に、プラズマユニット８２で生成されたラジカル等の活性種が失活してしまうとの新たな問題が生じてしまう。この実施形態においては、プラズマユニット８２を第１の処理炉６４に装着する方法を工夫することで、活性種の失活との新たな問題を生じさせることなく、処理室７８のメンテナンスに要する時間を短縮することができるようにしている。

プラズマユニット８２は、固定プレート１２８に重力方向下方から支持されている。固定プレート１２８は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等からなり、重力方向下向きの面には複数のシャフトホルダ１３０が設けられていて、シャフトホルダ１３０に固定されるシャフト１３２によって、固定プレート１２８はスライドプレート１３４に固定される。すなわち、スライドプレート１３４の上向きの面に複数のシャフトホルダ１３６が装着されていて、このシャフトホルダ１３６にシャフト１３２のシャフトホルダ１３０が固定された側の端部と逆側の端部（下端部）が支持されている。

スライドプレート１３４は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等からなる。スライドプレート１３４の下側の面にはスライドガイド１３８が設けられている。スライドガイド１３８は、被支持部材として用いられ、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等からなり、図３中におけるスライドプレート１３４の左端部近傍から右端部近傍までの位置に形成された突起である。そして、このスライドガイド１３８が、支持部材として用いられるスライドガイド台１４０に摺動可能に支持される。すなわち、スライドガイド台１４０には溝が形成されていて、この溝にスライドガイド１３８が図３中における左右方向に摺動できるように支持される。スライドガイド台１４０は、下側からアーム１４２に支持されることで基板処理装置１０に固定されている。アーム１４２は、例えばアルミニウム、ＳＵＳ等からなる。

スライドプレート１３４、スライドガイド台１４０、及びアーム１４２の側面には、安全固定手段として用いられるクランプ１４４が取り付けられている。このようにクランプ１４４を取り付けることで、スライドプレート１３４、スライドガイド１３８等はスライドガイド台１４０に固定されて、スライドガイド台１４０に対する摺動ができなくなる。そして、クランプ１４４を取り外すことで、スライドプレート１３４、スライドガイド１３８等は、スライドガイド台１４０に対して摺動できるようになる。

以上のように、スライドガイド１３８を介してスライドプレート１３４がスライドガイド台１４０に摺動自在に支持されているので、クランプ１４４を取り外した状態においては、スライドガイド１３８、スライドプレート１３４、シャフトホルダ１３６、シャフト１３２、シャフトホルダ１３０、固定プレート１２８、及びプラズマユニット本体１０８は、一体として図３に示される位置と図４に示される位置との間で移動することができるようになっている。すなわち、スライドプレート１３４、スライドガイド１３８、及びスライドガイド台１４０は、図３に示される位置と図４に示される位置との間でプラズマユニット８２の移動をガイドするガイド手段として用いられていて、また、プラズマユニット８２を移動可能に支持する支持手段として用いられている。

図３に示される状態において、プラズマユニット本体１０８は第１の位置として用いられ、蓋部８０上方の基板処理容器８４に設けられた開放部７６に対向する位置に配置される。プラズマユニット本体１０８が第１の位置に配置された状態において、プラズマユニット８２から処理室７８への活性化されたガスの供給がなされる。一方、プラズマユニット本体１０８が第１の位置に配置された状態においては、プラズマユニット本体１０８が邪魔になって蓋部８０を開くことができないため、開放部７６を開放して処理室７８内のメンテナンスを行うことはできない。また、プラズマユニット８２が第１の位置に配置された状態においては、プラズマユニット８２は第１の搬送室１２の第１の筺体１４に設けられた蓋部１２２の開閉の軌跡と干渉しない位置にあり、図中矢印で示ように、図示しないヒンジ部を中心に蓋部１２２を反時計回りに回動させることで、蓋部１２２を開いて開放部１２０を開放することが可能である。よって、プラズマユニット８２が第１の位置に配置された状態において、第１の搬送室１２内のメンテナンスを行うことができる。

図４に示される状態において、プラズマユニット本体１０８は第２の位置として用いられ、蓋部１２２上方の基板処理容器８４を閉塞する蓋部８０の開閉を可能とする位置に配置される。プラズマユニット８２が第２の位置に配置された状態においては、スライドプレート１３４が、蓋部８０と、蓋部８０に装着された活性化ガス供給管１０６及びシャットオフバルブ１１４との移動の軌跡と干渉しない位置に配置される。よって、この状態において、図中矢印で示ようにヒンジ部８１を中心に蓋部８０を時計回りに回動させることで、蓋部８０を開いて開放部７６を開放し、処理室７８のメンテナンスを行うことが可能である。一方、プラズマユニット本体１０８が第２の位置に配置された状態においては、スライドプレート１３４が、第１の搬送室１２の第１の筺体１４に設けられた蓋部１２２の開閉の軌跡と干渉する位置に配置されるため、蓋部１２２を開くことができず、第１の搬送室１２内のメンテナンスを行うことができない。

以上の構成により、基板処理装置１０においては、プラズマユニット８２を第１の位置に移動させることで、プラズマユニット８２で生成された活性種を失活させることなく処理室に供給することを可能とし、第２の位置にプラズマユニット８２を移動させることで、プラズマユニット８２を基板処理装置１０から取り外すことなく、短時間で処理室７８内のメンテナンスを行うことを可能としている。

図５には、固定プレート１２８をスライドプレート１３４に固定する構成が示されている。図５に示されるように、シャフトホルダ１３０にはシャフト１３２の長軸方向と垂直な方向にネジ孔が形成されていて、このネジ孔に螺合されるイモネジ１５０によってシャフトホルダ１３０がシャフト１３２に固定される。また、シャフトホルダ１３６にはシャフト１３２の長軸方向と垂直な方向にネジ孔が形成されていて、このネジ孔に螺合されるイモネジ１５２によりシャフトホルダ１３６がシャフト１３２に固定される。また、スライドプレート１３４には、シャフト１３２の長軸方向にネジ孔が形成されていて、このネジ孔に、移動手段として用いられる押しビス１５４が螺合されている。押しビス１５４の上端部は、シャフト１３２の下端部に接触している。

イモネジ１５２を緩めると、シャフト１３２はシャフトホルダ１３６内を上下動可能な状態となり、また、押しビス１５４に重力方向下方から支持された状態となる。この状態において、押しビス１５４を先端部が上昇する方向に回転させると、押しビス１５４の先端部によりシャフト１３２が持ち上げられて、スライドプレート１３４に対して、シャフト１３２、シャフトホルダ１３０、固定プレート１２８、及びプラズマユニット８２が上昇する。

以上のように構成された基板処理装置１０において、プラズマユニット８２を第１の位置から第２の位置へと移動させるためには、クランプ１４４を取り外し、スライドガイド台１４０に対してスライドプレート１３４が摺動可能な状態とする。そして、活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４とを連結している図示しないクランプを取り外し、活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４との連結を解除する。そして、イモネジ１５２を緩めた後に押しビス１５４を回転させ、スライドプレート１３４に対して固定プレート１２８を５〜２０ｍｍ程度上昇させる。固定プレート１２８を上昇させると、これに伴って固定プレート１２８に装着された活性化ガス供給管１１２が上昇して、活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４との間に５〜２０ｍｍの隙間が形成される。この隙間からセンタリング１１６を取り除く。そして、センタリング１１６を取り除いた後に、図３における右側から左側にプラズマユニット８２、スライドプレート１３４等を押圧し、スライドプレート１３４等をスライドガイド台１４０に対して摺動させることで、プラズマユニット８２等を図３に示される第１の位置から図４に示される第２の位置へと移動させる。そして、プラズマユニット８２等を第２の位置へ移動させた後、クランプ１４４を用いてプラズマユニット８２等を第２の位置に固定する。

第２の位置から第１の位置へプラズマユニット８２等を戻すためには、上述した動作と逆の動作を行う。すなわち、クランプ１４４を取り外して、スライドプレート１３４をスライドガイド台１４０に対して摺動可能な状態とし、プラズマユニット８２等を図４における左側から右側に押圧することにより、プラズマユニット８２等を図４に示される第２の位置から図３に示される第１の位置へと移動させ後、クランプ１４４でスライドプレート１３４を固定する。その後、活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４との間にセンタリング１１６を入れ、押しビス１５４を回転させて固定プレート１２８を下降させ、図示しないクランプにより活性化ガス供給管１１２と活性化ガス供給管１０６とを連結させる。

以上のように構成された基板処理装置１０においては、処理室７８内を真空引することで蓋部８０が処理室７８側に引かれ、基板処理容器８４に対して押圧される。処理室７８内が真空引きされると、蓋部８０と基板処理容器８４との間に設けられたＯリング等の弾性体（不図示）が弾性変形し、蓋部８０が０．２〜１．０ｍｍ程度、基板処理容器８４側に引き寄せられ下降する。そして、蓋部８０が下降すると、蓋部と一体となっている活性化ガス供給管１０６、シャットオフバルブ１１４、活性化ガス供給管１１２、プラズマユニット８２が下方向の力を受けて、例えば活性化ガス供給管１１２とシャットオフバルブ１１４との間に隙間が生じる等、活性化ガスが供給される流路の気密性が低下するおそれがある。そこで、この実施形態では、プラズマユニット本体１０８の支持方法を工夫することにより、真空引きによる蓋部８０の移動により活性化ガスが供給される流路の気密性の低下が生じないようにしている。

図６には、プラズマユニット本体１０８を固定プレート１２８に固定する構成が示されている。図６に示されるように、固定プレート１２８には鉛直方向の貫通孔が形成されていて、この貫通孔は上部が大径に、下部が小径になっている。この貫通孔の大径部には、吸収手段として用いられ、例えばスプリング等からなる弾性体１５６が挿入されている。弾性体１５６は、上端部がプラズマユニット本体１０８に当接し、下端部が、弾性体支持手段として用いられる固定プレート１２８により重力方向下側から支持されていている。このような構成により、プラズマユニット本体１０８底面と固定プレート１２８の上向きの面との間に５〜２０ｍｍの間隔Ｌが形成される。固定プレート１２８の貫通孔には、下方向から固定ボルト１５８が挿入され、この固定ボルトの先端部がプラズマユニット本体１０８の底部に固定されている。弾性体１５６は、複数、望ましくは３乃至６個が設けられ、これらの弾性体１５６によってプラズマユニット本体１０８が重力方向下側から支持される。また、これらの弾性体１５６の反発力の合計が、例えば、２０〜６０ｋｇ程度であるプラズマユニット本体１０８の荷重よりも若干大きくなるように弾性体１５６の反発力と用いる弾性体１５６の個数とが設定される。

以上のように、プラズマユニット本体１０８は弾性体１５６に重力方向下方から支持される。このため、蓋部８０が下方向に移動することで、活性化ガス供給管１０６、シャットオフバルブ１１４、活性化ガス供給管１１２、及びプラズマユニット本体１０８が重力方向下向きの力を受けても、この力は弾性体１５６が弾性変形することで吸収される。

以上で説明した実施形態においては、処理炉６４にてＡＬＤ法による原子膜堆積で基板１８に薄膜形成を行う方法について説明したが、処理炉６４にてＣＶＤ成膜法により薄膜を形成するようにしても良い。ＣＶＤ法は、原料ガスを分解させて基板に堆積させる成膜法であり、ＣＶＤ成膜法を用いる場合も、ＡＬＤ法による場合と同様に、原料ガスの供給、パージ、酸素ラジカルの供給、そして、再度のパージとの４工程を１サイクルとしてこのサイクルが繰り返される。ＡＬＤ法においては、処理室７８で基板１８は例えば２００〜３５０℃程度に加熱されたのに対して、ＣＶＤ法においては、基板は例えば４００〜５００℃程度に加熱される。

以上述べたように、本発明は基板を処理する処理室と、この処理室に供給するガスを活性化するプラズマユニット等の活性化手段とを有する基板処理装置に利用することができる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す平面図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置を示す右側面図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置の、活性化手段が処理室にガスを供給する位置に配置された状態を示す断面図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置の活性化手段が処理室内のメンテナンスを行うための位置に配置された状態を示す断面図である。本発明の実施形態に用いられる活性化手段を支持する部材の構成を示し、図３の点線Ａで囲まれた部分を拡大して示す第１の説明図である。本発明の実施形態に用いられる活性化手段と、それを支持する部材の構成を示し、図３の点線Ｂで囲まれた部分を拡大して示す第２の説明図である。

符号の説明

１０基板処理装置
１２第１の搬送室
１４第１の筺体
１８基板
５２基板搬入搬出口
５６ポッドオープナ
５８ポッド
６４第１の処理炉
７６開放部
７８処理室
８０蓋部
８２プラズマユニット
８４基板処理容器
９４排気口
９６蓋部本体
９８シャワーヘッド
１００分散板
１０２固定部材
１０２ａ活性化ガス供給口
１０２ｂ原料ガス供給口
１０６活性化ガス供給管
１０８プラズマユニット本体
１１２活性化ガス供給管
１１４シャットオフバルブ
１１６センタリング
１１８センタリング
１２０開放部
１２２蓋部
１２８固定プレート
１３０シャフトホルダ
１３２シャフト
１３４スライドプレート
１３６シャフトホルダ
１３８スライドガイド
１４０スライドガイド台
１４２アーム
１４４クランプ
１５４押しビス
１５６弾性体

Claims

基板を処理する処理室と、
前記処理室を閉塞する蓋部と、
前記処理室の外部に設けられ、ガスを活性化する活性化手段と、
前記蓋部に設けられ、前記活性化手段により活性化したガスを前記処理室に供給する活性化ガス供給口と、
前記活性化手段を、前記蓋部に対向する第１の位置と、前記蓋部の開閉を可能とする第２の位置との間で移動可能に支持する支持手段と、
を有することを特徴とする基板処理装置。