JP2008187102A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】載置台における貫通穴の密封を適切に行うことができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置１０において、ステージ１３はシール面２０及び該シール面２０に開口するステージ貫通穴２７を有し、ステージ１３に向けて移動自在な基部アーム１８はステージ貫通穴２７に対向するアーム貫通穴２８を有し、アーム貫通穴２８の側面には雌ねじ部２９が形成され、ステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８を嵌通するプッシャーピン１７は基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側に位置する雄ねじ部３０を有し、プッシャーピン１７が上方に移動してプッシャーピン１７のフランジ３５及びシール面２０の開口部を囲うように配されたＯリング２１が離間した後、基部アーム１８が下方に移動するとき、雌ねじ部２９の端部２９ｂが、雄ねじ部３０の端部３０ａに当接する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、基板を昇降させるプッシャーピンを備える基板処理装置に関する。

図５に示すように、基板としてのウエハＷを収容して所定の処理を施す処理容器（図示しない）と、該処理容器内に配されてウエハＷを載置するステージ５０と、該ステージ５０から突出自在な複数のプッシャーピン５１とを備える基板処理装置５２が知られている。プッシャーピン５１はステージ５０を貫通する棒状部材であり、ステージ５０の下方に配されたアーム５３上に配置されている。また、アーム５３はモータ５４によって上昇・下降する。したがって、プッシャーピン５１も上昇・下降する（例えば、特許文献１参照。）。

プッシャーピン５１のアーム５３上への配置方法としては、プッシャーピン５１をアーム５３に固定する方法（以下、単に「固定方法」という。）や、プッシャーピン５１をアーム５３に固定することなく、アーム５３によって支持する方法（以下、単に「支持方法」という。）が知られている。固定方法ではプッシャーピン５１の上昇・下降はアーム５３によって規制される。また、支持方法ではプッシャーピン５１の上昇はアーム５３によって規制されるが、プッシャーピン５１の下降はアーム５３によって規制されず、プッシャーピン５１は自重等によって下降する。

また、近年、処理容器内において圧力差を発生させる場合がある。具体的には、ステージ５０の上方における圧力がステージ５０の下方における圧力よりも高い場合がある。この場合、ステージ５０におけるピン貫通穴５５を経由してステージ５０の上方のガスがステージ５０の下方へ流出して圧力差が解消されるのを防止するために、ピン貫通穴５５を密封する必要がある。通常、ピン貫通穴５５を密封するためには、プッシャーピン５１におけるピン貫通穴５５に収容される部位にＯリングを配してピン貫通穴５５の側面及びプッシャーピン５１の側面の間隙に該Ｏリングを介在させる。

ところが、ステージ５０がヒータを内蔵し、該ヒータがウエハＷを加熱するような場合、ステージ５０及びアーム５３の熱膨張量差に起因して上記間隙が狭くなり、Ｏリングが過圧縮されることがある。Ｏリングは過圧縮されると復元することがなく、その結果、ピン貫通穴５５を密封することができなくなる。

そこで、近年、Ｏリングを上記間隙に介在させることなく、ピン貫通穴を密封する方法が検討されている。具体的には、図６に示すように、プッシャーピン６０の途中に、該プッシャーピン６０の上昇・下降方向に関して垂直方向にフランジ６０ａを延設する一方、フランジ６０ａと平行なシール面６１をステージに設け、該シール面６１上にＯリング６２を配する。

この方法では、プッシャーピン６０が下降したときに、フランジ６０ａがＯリング６２と当接して該Ｏリング６２を圧縮する。これにより、フランジ６０ａ及びシール面６１の間隙が密封され、結果として、ピン貫通穴６３が密封される。
特開２００２−１３４４８９号公報

しかしながら、図６に示す方法において、プッシャーピン６０をアーム６４に固定すると、図中上下方向に関するプッシャーピン６０及びステージの熱膨張量差により、Ｏリング６２が過圧縮され、若しくはＯリング６２が圧縮されないことがあり、ピン貫通穴６３の密封を適切に行うことができない場合がある。

また、プッシャーピン６０をアーム６４に固定することなく、アーム６４によって支持すると、プッシャーピン６０の下降はアーム６４によって規制されないため、プッシャーピン６０がピン貫通穴６３の側面と当接したときにプッシャーピン６０が下降しない。また、プッシャーピン６０が下降しないことを検出することもできない。プッシャーピン６０が下降しないと、Ｏリング６２が圧縮されず、ピン貫通穴６３の密封を適切に行うことができない。

本発明の目的は、載置台における貫通穴の密封を適切に行うことができる基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置は、基板を収容する第１の空間を有する処理室と、該第１の空間に配されて前記基板を載置する板状の載置台と、該載置台における前記基板が載置される基板載置面に当接自在な被覆体と、該被覆体に接続されたガス供給部と、前記基板載置面から突出自在であり且つ前記基板を支持する複数のピン状部材と、前記第１の空間であって前記基板載置面とは反対側に配され且つ前記載置台に向けて移動自在な基部材と、前記載置台において前記載置された基板と対向するように形成された複数の封止面と、各前記封止面に配される複数の封止部材とを備える基板処理装置であって、前記被覆体は、前記基板載置面と当接したときに該被覆体及び前記基板載置面の間に第２の空間を画成し、前記ガス供給部は、前記第２の空間の圧力が前記第１の空間の圧力よりも高くなるようにガスを前記第２の空間に供給し、前記載置台は、前記基板載置面とは反対側の面から各前記封止面へ貫通する複数の第１の貫通穴を有し、各前記封止部材は各前記封止面に開口する各前記第１の貫通穴の開口部を囲うように配され、前記基部材は、該基部材の移動方向に沿って前記基部材を貫通し、側面に雌ねじ部が形成された複数の第２の貫通穴を有し、各前記第２の貫通穴は各前記第１の貫通穴と対向し、各前記ピン状部材は各前記第１の貫通穴及び該第１の貫通穴に対向する各前記第２の貫通穴を嵌通し、その一端が各前記封止面から突出するとともに、その他端において各前記第２の貫通穴の雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部を有し、該雄ねじ部は前記雌ねじ部と螺合することなく前記基部材における前記載置台とは反対側に位置し、各前記ピン状部材は、前記基部材が前記載置台に近づくように移動するとき、前記基部材と係合して該基部材の移動に応じて前記基板に近づくように移動し、各前記ピン状部材は、各前記封止面から突出した部分において該ピン状部材の移動方向に関して垂直に延出する鍔部を有し、該鍔部は、前記ピン状部材の移動に応じて前記封止部材と離間自在であり、前記鍔部及び前記封止部材が離間した後、前記基部材が前記載置台から遠ざかるように移動するとき、前記雌ねじ部における前記雄ねじ部側の端部が前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部に当接することを特徴とする。

請求項２記載の基板処理装置は、請求項１記載の基板処理装置において、前記鍔部における前記封止部材側の端部から前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部までの第１の距離が、前記基部材の位置に拘わらず、前記封止部材における前記鍔部側の端部から前記雌ねじ部における前記雄ねじ部側の端部までの第２の距離よりも大きいことを特徴とする。

請求項３記載の基板処理装置は、請求項２記載の基板処理装置において、前記載置台は前記基板を加熱する発熱体を有し、前記発熱体の発熱の有無に拘わらず、前記第１の距離−前記第２の距離＞０が成立することを特徴とする。

請求項４記載の基板処理装置は、請求項３記載の基板処理装置において、前記ピン状部材は細首部を有し、該細首部は前記第２の貫通穴と遊嵌し、前記発熱体の発熱の有無に拘わらず、前記細首部の直径は前記雌ねじ部の内径よりも小さいことを特徴とする。

請求項５記載の基板処理装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置において、前記第１の貫通穴の直径は前記雄ねじ部の外径よりも大きいことを特徴とする。

請求項６記載の基板処理装置は、請求項５記載の基板処理装置において、前記ピン状部材は前記雄ねじ部の先端に細軸部を有することを特徴とする。

請求項７記載の基板処理装置は、請求項５又は６記載の基板処理装置において、前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部には、前記雌ねじ部に向けて径が小さくなるテーパ部が形成されていることを特徴とする。

請求項１記載の基板処理装置によれば、載置台は載置された基板と対向する封止面及び該封止面に開口する第１の貫通穴を有し、載置台に向けて移動自在な基部材は第１の貫通穴に対向する第２の貫通穴を有し、第２の貫通穴の側面には雌ねじ部が形成され、第１の貫通穴及び第２の貫通穴を嵌通するピン状部材は基部材における載置台とは反対側に位置する雄ねじ部を有し、ピン状部材の鍔部及び封止面の開口部を囲うように配された封止部材が離間した後、基部材が載置台から遠ざかるように移動するとき、第２の貫通穴の雌ねじ部における雄ねじ部側の端部が、ピン状部材の雄ねじ部における雌ねじ部側の端部に当接する。これにより、ピン状部材は基部材と係合し、基部材の載置台から遠ざかるための移動によって強制的に載置台から遠ざかるように移動させられ、ピン状部材の鍔部は封止部材に近づくように移動する。したがって、ピン状部材が移動せず、ピン状部材の鍔部が封止部材に向けて移動しないのを防止することができる。その結果、ピン状部材の鍔部を封止部材へ確実に当接させることができる。鍔部が当接した封止部材は圧縮され、鍔部及び封止面の間隙を密封する。これにより、鍔部及び封止面の間隙を経由してガスが第１の貫通穴へ流入するのを防止でき、もって、載置台における貫通穴の密封を適切に行うことができる。

請求項２記載の基板処理装置によれば、鍔部における封止部材側の端部から雄ねじ部における雌ねじ部側の端部までの第１の距離が、基部材の位置に拘わらず、封止部材における鍔部側の端部から雌ねじ部における雄ねじ部側の端部までの第２の距離よりも大きいので、組み付け時等において雄ねじ部が雌ねじ部と螺合している間、回転する鍔部と封止部材が当接することがなく、これにより、鍔部によって封止部材が摩耗又は変形することがない。また、ピン状部材が強制的に基板から遠ざかるように移動させられる間、鍔部と封止部材が当接することがなく、これにより、封止部材が強制的に過圧縮されることがない。したがって、封止部材は封止機能を損なうことが無く、その結果、載置台における貫通穴の密封を確実に行うことができる。

請求項３記載の基板処理装置によれば、発熱体の発熱の有無に拘わらず、第１の距離−第２の距離＞０が成立するので、発熱体の発熱によって載置台、ピン状部材及び基部材が熱膨張しても、組み付け時等において雄ねじ部が雌ねじ部と螺合している間、回転する鍔部と封止部材が当接することがなく、また、ピン状部材が強制的に基板から遠ざかるように移動させられる間、鍔部と封止部材が当接することがない。その結果、封止部材が封止機能を損なうのを確実に防止することができる。

請求項４記載の基板処理装置によれば、発熱体の発熱の有無に拘わらず、基部材における第２の貫通穴と遊嵌するピン状部材の細首部の直径は雌ねじ部の内径よりも小さいので、発熱体の発熱によってピン状部材及び基部材が熱膨張しても、ピン状部材の細首部と第２の貫通穴における雌ねじ部とが当接することがない。したがって、細首部と雄ねじ部が当接してピン状部材が倒れて鍔部が傾き、封止部材を適切に圧縮できなくなるのを防止することができる。その結果、ピン状部材及び基部材が熱膨張しても、載置台における貫通穴の密封を適切に行うことができる。

請求項５記載の基板処理装置によれば、載置台における第１の貫通穴の直径は雄ねじ部の外径よりも大きいので、ピン状部材の雄ねじ部は第１の貫通穴を封止面側から基板載置面とは反対側へ通過することができる。第１の貫通穴を通過した雄ねじ部は、第２の貫通穴の雌ねじ部と螺合し、さらに、基部材における載置台とは反対側に到達する。したがって、載置台及び基部材を移動、分解又は取り外すことなく、ピン状部材を第１の貫通穴及び第２の貫通穴に嵌通させることができ、もって、ピン状部材の載置台及び基部材への組付けを容易に行うことができる。また、第２の貫通穴を経由して基部材における載置台とは反対側から基部材における載置台側に移動した雄ねじ部は、第１の貫通穴を基板載置面とは反対側から封止面側へ通過することができる。したがって、載置台及び基部材を移動、分解又は取り外すことなく、ピン状部材を載置台及び基部材から容易に取り外すことができる。

請求項６記載の基板処理装置によれば、ピン状部材は雄ねじ部の先端に細軸部を有するので、雄ねじ部に第１の貫通穴を封止面側から基板載置面とは反対側へ通過させ且つ第２の貫通穴の雌ねじ部と螺合させる際、細軸部がガイドとして機能する。したがって、ピン状部材の載置台及び基部材への組付けをさらに容易に行うことができる。

請求項７記載の基板処理装置によれば、雄ねじ部における雌ねじ部側の端部には、雌ねじ部に向けて径が小さくなるテーパ部が形成されているので、雄ねじ部が第２の貫通穴を経由して基部材における載置台とは反対側から基部材における載置台側に移動する際、該テーパ部がガイドとして機能する。したがって、ピン状部材を載置台及び基部材からさらに容易に取り外すことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。

図1において、基板処理装置１０は、半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を収容する内部空間１１（第１の空間）を有するチャンバ１２（処理室）と、内部空間１１に配され且つウエハＷを載置する円板状のステージ１３（載置台）と、チャンバ１２の底部に立設されてステージ１３を支持するステム１４と、ステージ１３におけるウエハＷが載置される面（以下、「ウエハ載置面」という。）１３ａ（基板載置面）に対向して配されるエンクロージャ１５（被覆部材）と、該エンクロージャ１５に接続される処理ガス供給管１６（ガス供給部）と、ウエハ載置面１３ａから突出自在であり、ウエハＷを支持する丸棒状の３本のプッシャーピン１７（ピン状部材）と、内部空間１１であってステージ１３のウエハ載置面１３ａとは反対側、すなわち、図中においてステージ１３の下方に配される基部アーム１８（基部材）と、ステージ１３に形成され且つウエハ載置面１３ａに開口する３つの凹部１９と、各凹部１９の底においてウエハ載置面１３ａに載置されたウエハＷと対向するように形成された３つのシール面２０（封止面）と、各シール面２０に配される３つのＯリング２１（封止部材）と、基部アーム１８を支持するロッド２２と、該ロッド２２を図中において上下降させるロッド駆動部２３と、内部空間１１のガスを排出する排気口２４とを備える。

ステージ１３はヒータ２５（発熱体）を内蔵し、該ヒータ２５は載置されたウエハＷを加熱する。

エンクロージャ１５は蓋部材であって、図中の上下方向に沿ってステージ１３に向けて移動自在に構成されるため、ウエハ載置面１３ａに当接自在であり、エンクロージャ１５のエッジ部がウエハ載置面１３ａに当接したとき、エンクロージャ１５はウエハ載置面１３ａを覆い、ウエハ載置面１３ａとの間に処理空間２６（第２の空間）を画成する。

処理ガス供給管１６はエンクロージャ１５において処理空間２６に対向するように開口し、処理ガス、例えば、シラン系ガスを処理空間２６に供給する。このとき、処理空間２６の圧力は排気口２４によって減圧された内部空間１１の圧力よりも高くなるように設定される。

基部アーム１８はロッド２２の上下降に応じて図中において上下降するため、ステージ１３に向けて移動自在である。また、基部アーム１８は環状又はＣ字状の部材であり、その円周方向に沿って３つのプッシャーピン１７が均等に配置される。基部アーム１８及び各プッシャーピン１７の係合関係については後に詳細に説明する。

この基板処理装置１０では、Ｌｏｗ−ｋ膜が損傷したウエハＷが内部空間１１に搬入されてステージ１３のウエハ載置面１３ａに載置されると、エンクロージャ１５がウエハ載置面１３ａとの間に処理空間２６を画成し、処理ガス供給管１６がシラン系ガスを処理空間２６に供給し、ヒータ２５がウエハＷを加熱する。このとき、損傷したＬｏｗ−ｋ膜はシラン系ガスと反応して回復する。

Ｌｏｗ−ｋ膜が回復されたウエハＷは、エンクロージャ１５がステージ１３から離間した後、３つのプッシャーピン１７によって上方に持ち上げられ、外部から内部空間１１に進入したアーム等によって内部空間１１から搬出される。

図２は、図１におけるプッシャーピンの近傍における構成を概略的に示す拡大断面図である。なお、図２における（白抜きの矢印で示す）上下方向は、図１における上下方向と同じであり、基板処理装置１０は、３本のプッシャーピン１７のそれぞれに関し、図２に示す構成を有する。

図２において、ステージ１３は、ウエハ載置面１３ａの反対側の面（以下、「ステージ下面」という。）１３ｂからシール面２０へ貫通する円筒穴であるステージ貫通穴２７（第１の貫通穴）を有する。ステージ貫通穴２７は図中における上下方向に沿って形成される。また、その直径は、後述するプッシャーピン１７の雄ねじ部３０の外径及び太首部３３の直径よりも大きく設定されている。

Ｏリング２１は凹部１９のシール面２０において開口するステージ貫通穴２７の開口部２０ａを囲うように配される。また、Ｏリング２１は開口部２０ａと同心円状に配される。ここで、凹部１９はウエハ載置面１３ａにおいて開口するため、エンクロージャ１５がウエハ載置面１３ａと処理空間２６を画成するとき、凹部１９内の圧力は処理空間２６の圧力と同じになる。

基部アーム１８は、該基部アーム１８の上下降移動方向に沿って基部アーム１８を貫通するアーム貫通穴２８（第２の貫通穴）を有する。アーム貫通穴２８は各ステージ貫通穴２７と対向するように形成されるため、基部アーム１８は３つのアーム貫通穴２８を有する。また、基部アーム１８の上下降移動方向は図中における上下方向と同じであるため、アーム貫通穴２８は各ステージ貫通穴２７と同軸上に位置する。

アーム貫通穴２８の側面には図中上下方向に沿って雌ねじ部２９が形成されている。雌ねじ部２９の内径は、後述するプッシャーピン１７の細首部３２の直径よりも小さく、その長さも細首部３２の長さより短い。

プッシャーピン１７は、図に示すように、ステージ貫通穴２７及び該ステージ貫通穴２７に対向するアーム貫通穴２８と嵌通する。プッシャーピン１７は、ステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８と嵌通した際、図中における上端１７ａ（一端）がシール面２０から突出する。上端１７ａは半球状に成形されている。また、プッシャーピン１７は図中における下端１７ｂにおいて、アーム貫通穴２８の雌ねじ部２９に螺合可能な雄ねじ部３０を有する。該雄ねじ部３０は、プッシャーピン１７がステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８と嵌通した際、雌ねじ部２９と螺合することなく、雌ねじ部２９より下方に位置する。すなわち、雄ねじ部３０は基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側に位置する。

プッシャーピン１７は、雄ねじ部３０より下方である先端において細軸のガイド部３１（細軸部）を有し、また、雄ねじ部３０の上方において細首部３２を有する。上述したように、細首部３２の直径は雌ねじ部２９の内径よりも小さく設定されている。

また、プッシャーピン１７は、細首部３２の上方において後述するフランジ３５まで続く太首部３３を有する。したがって、太首部３３及び細首部３２の境界には段差３４が発生する。この太首部３３の直径は雌ねじ部２９の内径よりも大きく設定されている。したがって、基部アーム１８がステージ１３に近づくように（図中上方に）移動するとき、雌ねじ部２９におけるステージ１３側の端部２９ａと段差３４が当接する。その結果、プッシャーピン１７は基部アーム１８と係合して、該基部アーム１８の図中上方への移動に応じてステージ１３に近づくように（図中上方へ）移動する。これにより、プッシャーピン１７の上端１７ａは凹部１９から突出してウエハＷを図中上方に持ち上げる。

さらに、プッシャーピン１７は、図に示すように、シール面２０から突出した部分において、プッシャーピン１７の図中上方への移動方向に関して垂直に延出するフランジ３５（鍔部）を有する。フランジ３５はプッシャーピン１７の中心軸を中心とする円板状の鍔部材であり、その直径はＯリング２１の径よりも大きい。また、プッシャーピン１７がステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８に嵌通する際、フランジ３５はシール面２０と略平行になるように形成されている。

基板処理装置１０では、基部アーム１８が図中上下方向に関する移動可能範囲の最下部に位置するとき、フランジ３５のＯリング２１に対向する下面３５ａ（封止部材側の端部）から段差３４までの距離Ｘは、Ｏリング２１におけるフランジ３５側の端部２１ａから雌ねじ部２９におけるステージ１３側の端部２９ａまでの距離ｘよりも小さく設定されている。したがって、基部アーム１８が最下部に位置し且つプッシャーピン１７がステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８に嵌通する際、プッシャーピン１７は自重によって図中下方に移動するが、このとき、距離Ｘが距離ｘよりも小さく設定されているため、段差３４が雌ねじ部２９の端部２９ａと当接する前に、フランジ３５の下面３５ａがＯリング２１の端部２１ａと当接する。これにより、Ｏリング２１はプッシャーピン１７の自重によって圧縮され、Ｏリング２１はフランジ３５及びシール面２０の間隙を密封する。

ここで、凹部１９の圧力は処理空間２６の圧力と同じであり、フランジ３５及びシール面２０の間隙と連通するステージ貫通穴２７はステージ下面１３ｂにおいて開口する、すなわち、内部空間１１に向けて開口する。また、処理空間２６の圧力は内部空間１１の圧力よりも高いので、処理空間２６に供給されたシラン系ガスが、凹部１９に進入してフランジ３５及びシール面２０の間隙、並びにステージ貫通穴２７を経由して内部空間１１に漏れる虞があるが、上述したように、Ｏリング２１がフランジ３５及びシール面２０の間隙を密封するので、フランジ３５及びシール面２０の間隙を経由してシラン系ガスがステージ貫通穴２７に流入するのを防止できる。

また、フランジ３５はプッシャーピン１７に形成されているため、プッシャーピン１７と一体的に移動する。したがって、プッシャーピン１７が図中上方に移動するとき、フランジ３５はＯリング２１から離間し、プッシャーピン１７が図中下方に移動するとき、フランジ３５はＯリング２１と当接する。すなわち、フランジ３５は、プッシャーピン１７の移動に応じてＯリング２１と離間自在である。

ところで、基板処理装置１０では、プッシャーピン１７が図中上方に移動してフランジ３５がＯリング２１から離間した後、プッシャーピン１７の図中下方への移動をプッシャーピン１７の自重のみで行う場合、プッシャーピン１７が傾いて太首部３３がステージ貫通穴２７の側面と当接してプッシャーピン１７が図中下方に移動しないことがある。プッシャーピン１７が図中下方に移動しないと、フランジ３５がＯリング２１に当接しないため、Ｏリング２１はフランジ３５及びシール面２０の間隙を密封することができず、シラン系ガスがフランジ３５及びシール面２０の間隙を経由してステージ貫通穴２７に流入し、内部空間１１へ漏れる虞がある。本実施の形態では、これに対応して、基部アーム１８が図中下方へ移動するとき、基部アーム１８によってプッシャーピン１７を強制的に図中下方へ移動させる。

また、プッシャーピン１７を強制的に図中下方へ移動させる間、フランジ３５がＯリング２１に当接すると、Ｏリング２１が強制的に過圧縮されてＯリング２１の封止機能が損なわれる虞がある。本実施の形態では、これに対応して、基板処理装置１０は下記の構成を有する。具体的には、基部アーム１８が図中上下方向に関する移動可能範囲の最下部に位置するとき、フランジ３５の下面３５ａから雄ねじ部３０における雌ねじ部２９側の端部３０ａまでの距離Ｌ（第１の距離）が、Ｏリング２１の端部２１ａから雌ねじ部２９における雄ねじ部３０側の端部２９ｂまでの距離ｌ（第２の距離）よりも大きく設定されている。

図３は、図２におけるプッシャーピンの強制移動を示す工程図である。なお、図３における上下方向も図２における上下方向と同じである。

まず、基部アーム１８の図中上方の移動に応じてプッシャーピン１７も図中上方に移動する。このとき、フランジ３５はＯリング２１から離間する（図３（Ａ））。

次いで、基部アーム１８が図中下方へ移動を開始する。ここで、上述したように、雄ねじ部３０は、雌ねじ部２９と螺合することなく雌ねじ部２９より下方に位置するため、雌ねじ部２９の端部２９ｂが雄ねじ部３０の端部３０ａに当接する（図３（Ｂ））。これにより、プッシャーピン１７は基部アーム１８と係合して、該基部アーム１８の図中下方へへの移動に応じて強制的にステージ１３から遠ざかるように（図中下方へ）移動させられる（図３（Ｃ））。次いで、基部アーム１８が図中上下方向に関する移動可能範囲の最下部に到達する（図３（Ｄ））。

プッシャーピン１７の図中下方への強制的な移動の間、雌ねじ部２９の端部２９ｂが雄ねじ部３０の端部３０ａに当接しつづける（図３（Ｃ）、図３（Ｄ））。すなわち、雌ねじ部２９の端部２９ｂの位置と雄ねじ部３０の端部３０ａの位置が一致する。ここで、上述したように、図２における距離Ｌが、距離ｌよりも大きく設定されているため、プッシャーピン１７の図中下方への強制的な移動の間、雌ねじ部２９の端部２９ｂ（雄ねじ部３０の端部３０ａ）からフランジ３５の下面３５ａまでの距離が、雌ねじ部２９の端部２９ｂ（雄ねじ部３０の端部３０ａ）からＯリング２１の端部２１ａまでの距離よりも大きい状態が維持される。したがって、プッシャーピン１７を強制的に図中下方へ移動させる間、フランジ３５がＯリング２１に当接することがない。

その後、プッシャーピン１７は自重によって図中下方へ移動するが、上述したように、図２における距離Ｘは距離ｘよりも小さく設定されているため、段差３４が雌ねじ部２９の端部２９ａと当接する前に、フランジ３５の下面３５ａがＯリング２１の端部２１ａと当接する（図３（Ｅ））。これにより、Ｏリング２１はフランジ３５及びシール面２０の間隙を密封する。

また、基板処理装置１０では、上述したように、ステージ貫通穴２７の直径は、プッシャーピン１７の雄ねじ部３０の外径よりも大きく設定されているため、雄ねじ部３０にステージ貫通穴２７を通過させることができる。また、雄ねじ部３０は雌ねじ部２９と螺合可能である。したがって、プッシャーピン１７をステージ１３や基部アーム１８へ組み付ける際、図２中の上方から下方に向けてプッシャーピン１７をステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８を嵌通させることができる。

プッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組み付けにおいて、雄ねじ部３０が雌ねじ部２９と螺合するときにプッシャーピン１７は回転する。したがって、回転するフランジ３５がＯリング２１に当接すると、Ｏリング２１が回転するフランジ３５によって摩耗若しくは変形し、Ｏリング２１の封止機能が損なわれる虞がある。本実施の形態では、これに対応して、図２中の距離Ｌが距離ｌよりも大きく設定されている。

図４は、図２におけるプッシャーピンのステージや基部アームへの組み付けを示す工程図である。なお、図４における上下方向も図２における上下方向と同じである。

まず、図中上方からプッシャーピン１７をステージ貫通穴２７に貫通させる（図４（Ａ））。このとき、ステージ貫通穴２７の直径は雄ねじ部３０の外径よりも大きく設定されているため、雄ねじ部３０はステージ貫通穴２７をシール面２０側からステージ下面１３ｂ側へ通過することができる。

ステージ貫通穴２７を通過した雄ねじ部３０は、図中の下方へ移動し、雄ねじ部３０の下方端部３０ｂと基部アーム１８における雌ねじ部２９の端部２９ａが当接する（図４（Ｂ））。その後、雄ねじ部３０は雌ねじ部２９と螺合しつつ図中の下方へ移動し（図４（Ｃ））、やがて、雄ねじ部３０の端部３０ａが雌ねじ部２９の端部２９ｂから離間する（図４（Ｄ））。

プッシャーピン１７が回転してフランジ３５が回転する間において、フランジ３５がＯリング２１に最も接近するのは、雄ねじ部３０の端部３０ａが雌ねじ部２９の端部２９ｂから離間するとき（図４（Ｄ））である。このとき、雌ねじ部２９の端部２９ｂの位置と雄ねじ部３０の端部３０ａの位置が一致する。ここで、上述したように、図２における距離Ｌが、距離ｌよりも大きく設定されているため、このときにおける、雌ねじ部２９の端部２９ｂ（雄ねじ部３０の端部３０ａ）からフランジ３５の下面３５ａまでの距離が、雌ねじ部２９の端部２９ｂ（雄ねじ部３０の端部３０ａ）からＯリング２１の端部２１ａまでの距離よりも大きい。したがって、フランジ３５が回転している間においてフランジ３５がＯリング２１に最も接近するときであっても、フランジ３５がＯリング２１に当接することがない。

その後、プッシャーピン１７は自重によって図中下方へ移動するが、上述したように、段差３４が雌ねじ部２９の端部２９ａと当接する前に、フランジ３５の下面３５ａがＯリング２１の端部２１ａと当接する（図４（Ｅ））。これにより、Ｏリング２１はフランジ３５及びシール面２０の間隙を密封する。そして、雄ねじ部３０はアーム貫通穴２８を通過して基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側に到達する。

また、プッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組み付けにおいて、ガイド部３１は、雄ねじ部３０にステージ貫通穴２７を通過させるときや、雄ねじ部３０を雌ねじ部２９と螺号させるときに、ガイドとして機能する。これにより、プッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組み付けを容易に行うことができる。

なお、プッシャーピン１７の雄ねじ部３０の端部３０ａに雌ねじ部２９に向けて径が小さくなるテーパ部を形成してもよい。プッシャーピン１７をステージ１３や基部アーム１８から外す場合において、雄ねじ部３０がアーム貫通穴２８を経由して基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側から基部アーム１８におけるステージ１３側に移動するとき、該テーパ部がアーム貫通穴２８へのガイドとして機能する。これにより、プッシャーピン１７をステージ１３や基部アーム１８から容易に取り外すことができる。

また、プッシャーピン１７をステージ１３や基部アーム１８に組み付けた後、ステージ１３のヒータ２５が発熱することによって、プッシャーピン１７、ステージ１３や基部アーム１８が熱膨張し、図２における距離Ｌや距離ｌが変化し、その結果、プッシャーピン１７を強制的に下方へ移動させる間、フランジ３５がＯリング２１に当接したり、又は、プッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組み付けにおいて、回転するフランジ３５がＯリング２１に当接する虞がある。

本実施の形態では、これに対応して、ヒータ２５の発熱の有無に拘わらず、距離Ｌ−距離ｌ＞０が成立するように、距離Ｌ及び距離ｌが設定されている。例えば、距離Ｌ−距離ｌは室温時（２０℃）で０．６ｍｍに設定されている。これにより、プッシャーピン１７、ステージ１３や基部アーム１８が熱膨張しても、プッシャーピン１７を強制的に下方へ移動させる間やプッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組み付けにおいて、フランジ３５がＯリング２１に当接するのを防止することができる。

さらに、プッシャーピン１７を基部アーム１８に組み付けた後、ステージ１３のヒータ２５が発熱することによって、プッシャーピン１７や基部アーム１８が熱膨張し、プッシャーピン１７の細首部３２がアーム貫通穴２８の雌ねじ部２９と当接し、プッシャーピン１７が倒れてフランジ３５が傾き、Ｏリング２１を適切に圧縮できない虞がある。

本実施の形態では、これに対応して、ヒータ２５の発熱の有無に拘わらず、細首部３２の直径は雌ねじ部２９の内径よりも小さくなるように設定されている。これにより、プッシャーピン１７や基部アーム１８が熱膨張しても、細首部３２が雌ねじ部２９と当接するのを防止することができる。

本実施の形態に係る基板処理装置によれば、ステージ１３はシール面２０及び該シール面２０に開口するステージ貫通穴２７を有し、ステージ１３に向けて移動自在な基部アーム１８はステージ貫通穴２７に対向するアーム貫通穴２８を有し、アーム貫通穴２８の側面には雌ねじ部２９が形成され、ステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８を嵌通するプッシャーピン１７は基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側に位置する雄ねじ部３０を有し、フランジ３５及びシール面２０の開口部を囲うように配されたＯリング２１が離間した後、基部アーム１８がステージ１３から遠ざかるように移動するとき、雌ねじ部２９の端部２９ｂが、雄ねじ部３０の端部３０ａに当接する。これにより、プッシャーピン１７は基部アーム１８と係合し、基部アーム１８のステージ１３から遠ざかるための移動によって強制的にウエハＷから遠ざかるように移動させられ、フランジ３５はＯリング２１に近づくように移動する。したがって、プッシャーピン１７が図２中の下方に移動せずにフランジ３５がＯリング２１に向けて移動しないのを防止することができる。その結果、フランジ３５をＯリング２１へ確実に当接させることができる。フランジ３５が当接したＯリング２１は圧縮され、フランジ３５及びシール面２０の間隙を密封する。その結果、フランジ３５及びシール面２０の間隙を経由してシラン系ガスがステージ貫通穴２７へ流入するのを防止でき、もって、ステージ１３における貫通穴の密封を適切に行うことができる。

基板処理装置１０では、基部アーム１８が図中上下方向に関する移動可能範囲の最下部に位置するとき、フランジ３５の下面３５ａから雄ねじ部３０の端部３０ａまでの距離Ｌが、Ｏリング２１の端部２１ａから雌ねじ部２９の端部２９ｂまでの距離ｌよりも大きいので、組み付け時等において雄ねじ部３０が雌ねじ部２９と螺合している間、回転するフランジ３５とＯリング２１が当接することがなく、これにより、フランジ３５によってＯリング２１が摩耗又は変形することがない。また、プッシャーピン１７が強制的にウエハＷから遠ざかるように移動させられる間、フランジ３５とＯリング２１が当接することがなく、これにより、Ｏリング２１が強制的に過圧縮されることがない。したがって、Ｏリング２１が封止機能を損なうのを防止することができる。

また、基板処理装置１０では、ヒータ２５の発熱の有無に拘わらず、距離Ｌ−距離ｌ＞０が成立するので、ヒータ２５の発熱によってステージ１３、プッシャーピン１７及び基部アーム１８が熱膨張しても、組み付け時等において雄ねじ部３０が雌ねじ部２９と螺合している間、回転するフランジ３５とＯリング２１が当接することがなく、また、プッシャーピン１７が強制的にウエハＷから遠ざかるように移動させられる間、フランジ３５とＯリング２１が当接することがない。その結果、ヒータ２５が発熱しても、Ｏリング２１が封止機能を損なうのを確実に防止することができる。

さらに、基板処理装置１０では、ヒータ２５の発熱の有無に拘わらず、プッシャーピン１７の細首部３２の直径は雌ねじ部２９の内径よりも小さいので、ヒータ２５の発熱によってプッシャーピン１７及び基部アーム１８が熱膨張しても、細首部３２と雌ねじ部２９とが当接することがない。したがって、細首部３２と雄ねじ部３０が当接してプッシャーピン１７が倒れてフランジ３５が傾き、Ｏリング２１を適切に圧縮できなくなるのを防止することができる。その結果、プッシャーピン１７及び基部アーム１８が熱膨張しても、ステージ１３における貫通穴の密封を適切に行うことができる。

また、基板処理装置１０では、ステージ貫通穴２７の直径は雄ねじ部３０の外径よりも大きいので、雄ねじ部３０はステージ貫通穴２７をシール面２０側からステージ下面１３ｂ側へ通過することができる。ステージ貫通穴２７を通過した雄ねじ部３０は、アーム貫通穴２８の雌ねじ部２９と螺合し、さらに、基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側に到達する。したがって、ステージ１３や基部アーム１８を移動、分解又は取り外すことなく、プッシャーピン１７をステージ貫通穴２７及びアーム貫通穴２８に嵌通させることができ、もって、プッシャーピン１７のステージ１３や基部アーム１８への組付けを容易に行うことができる。また、ステージ貫通穴２７を経由して基部アーム１８におけるステージ１３とは反対側から基部アーム１８におけるステージ１３側に移動した雄ねじ部３０は、ステージ貫通穴２７をステージ下面１３ｂ側からシール面２０側へ通過することができる。したがって、ステージ１３や基部アーム１８を移動、分解又は取り外すことなく、プッシャーピン１７をステージ１３や基部アーム１８から容易に取り外すことができる。

なお、上述した各実施の形態では、基板が半導体ウエハＷであったが、基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。 図１におけるプッシャーピンの近傍における構成を概略的に示す拡大断面図である。 図２におけるプッシャーピンの強制移動を示す工程図である。 図２におけるプッシャーピンのステージや基部アームへの組み付けを示す工程図である。 従来の基板処理装置の構成を概略的に示す断面図である。 従来の基板処理装置におけるプッシャーピンの構成を概略的に示す拡大断面図である。

符号の説明

Ｗ ウエハ
１０ 基板処理装置
１１ 内部空間
１２ チャンバ
１３ ステージ
１３ｂ ステージ下面
１５ エンクロージャ
１６ 処理ガス供給管
１７ プッシャーピン
１８ 基部アーム
２０ シール面
２１ Ｏリング
２１ａ，２９ａ，２９ｂ，３０ａ 端部
２５ ヒータ
２６ 処理空間
２７ ステージ貫通穴
２８ アーム貫通穴
２９ 雌ねじ部
３０ 雄ねじ部
３１ ガイド部
３２ 細首部
３４ 段差
３５ フランジ
３５ａ 下面

Claims (7)

1. 基板を収容する第１の空間を有する処理室と、該第１の空間に配されて前記基板を載置する板状の載置台と、該載置台における前記基板が載置される基板載置面に当接自在な被覆体と、該被覆体に接続されたガス供給部と、前記基板載置面から突出自在であり且つ前記基板を支持する複数のピン状部材と、前記第１の空間であって前記基板載置面とは反対側に配され且つ前記載置台に向けて移動自在な基部材と、前記載置台において前記載置された基板と対向するように形成された複数の封止面と、各前記封止面に配される複数の封止部材とを備える基板処理装置であって、
   前記被覆体は、前記基板載置面と当接したときに該被覆体及び前記基板載置面の間に第２の空間を画成し、
   前記ガス供給部は、前記第２の空間の圧力が前記第１の空間の圧力よりも高くなるようにガスを前記第２の空間に供給し、
   前記載置台は、前記基板載置面とは反対側の面から各前記封止面へ貫通する複数の第１の貫通穴を有し、各前記封止部材は各前記封止面に開口する各前記第１の貫通穴の開口部を囲うように配され、
   前記基部材は、該基部材の移動方向に沿って前記基部材を貫通し、側面に雌ねじ部が形成された複数の第２の貫通穴を有し、各前記第２の貫通穴は各前記第１の貫通穴と対向し、
   各前記ピン状部材は各前記第１の貫通穴及び該第１の貫通穴に対向する各前記第２の貫通穴を嵌通し、その一端が各前記封止面から突出するとともに、その他端において各前記第２の貫通穴の雌ねじ部に螺合可能な雄ねじ部を有し、該雄ねじ部は前記雌ねじ部と螺合することなく前記基部材における前記載置台とは反対側に位置し、
   各前記ピン状部材は、前記基部材が前記載置台に近づくように移動するとき、前記基部材と係合して該基部材の移動に応じて前記基板に近づくように移動し、
   各前記ピン状部材は、各前記封止面から突出した部分において該ピン状部材の移動方向に関して垂直に延出する鍔部を有し、該鍔部は、前記ピン状部材の移動に応じて前記封止部材と離間自在であり、
   前記鍔部及び前記封止部材が離間した後、前記基部材が前記載置台から遠ざかるように移動するとき、前記雌ねじ部における前記雄ねじ部側の端部が前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部に当接することを特徴とする基板処理装置。
2. 前記鍔部における前記封止部材側の端部から前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部までの第１の距離が、前記基部材の位置に拘わらず、前記封止部材における前記鍔部側の端部から前記雌ねじ部における前記雄ねじ部側の端部までの第２の距離よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記載置台は前記基板を加熱する発熱体を有し、
   前記発熱体の発熱の有無に拘わらず、下記式
   前記第１の距離−前記第２の距離＞０
   が成立することを特徴とする請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記ピン状部材は細首部を有し、該細首部は前記第２の貫通穴と遊嵌し、前記発熱体の発熱の有無に拘わらず、前記細首部の直径は前記雌ねじ部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記第１の貫通穴の直径は前記雄ねじ部の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記ピン状部材は前記雄ねじ部の先端に細軸部を有することを特徴とする請求項５記載の基板処理装置。
7. 前記雄ねじ部における前記雌ねじ部側の端部には、前記雌ねじ部に向けて径が小さくなるテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の基板処理装置。

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