JP2021012952A - 載置台、基板処理装置及び載置台の組立方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制し、また、この位置ずれ抑制のための機構により載置台本体の熱膨張又は熱収縮時に当該載置台本体に破損が生じるのを防ぐ。【解決手段】基板が載置される載置台であって基板が上面に載置される載置台本体と、前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成されている。【選択図】図４

Description

本開示は、載置台、基板処理装置及び載置台の組立方法に関する。
特許文献１には、成膜装置のチャンバ内に設けられ半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）が載置されるステージとして、当該ステージの外縁部及び当該ステージの側周面を周方向に亘って覆うようにカバー部材が設けられたものが開示されている。
特開２０１８−７０９０６号公報
本開示にかかる技術は、載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制し、また、この位置ずれ抑制のための機構により載置台本体の熱膨張又は熱収縮時に当該載置台本体に破損が生じるのを防ぐ。
本開示の一態様は、基板が載置される載置台であって基板が上面に載置される載置台本体と、前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成されている。
本開示によれば、載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制することができ、また、この位置ずれ抑制のための機構により載置台本体の熱膨張又は熱収縮時に当該載置台本体に破損が生じるのを防ぐことができる。
本開示にかかる課題を説明する図である。 第１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る。 図２の成膜装置の内部の状態を示す部分拡大断面図である。 載置台の部分拡大断面図である。 載置台本体の上面図である。 カバー部材の下面図である。 カバー側凹部の平面図である。 位置ずれ防止用部材の他の例を説明する図である。 位置ずれ防止用部材の他の例を説明する図である。 載置台本体の他の例を説明する図である。 第２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る。 図１１のピン支持部材の上面図である。 図１１のカバー部材の下面図である。 図１１のカバー部材が有する係止部の側面図である。 第２実施形態におけるリフトピンの他の例を説明する図である。 第２実施形態におけるカバー部材の他の例を説明する図である。
例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、ウェハ等の基板に対して、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。基板処理装置内には、基板が載置される載置台が設けられている。載置台としては、その上面に基板が載置される載置台本体と、該載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材とを有するものが知られている。また、基板処理に際し、載置台本体を加熱または冷却することにより、当該載置台本体に載置された基板の温度を調節することがある。
ところで、カバー部材と載置台本体との位置関係は一定であることが好ましい。しかし、例えば、基板処理が基板面内で均一に行われるように載置台本体を回転させるとき等に、載置台本体に対してカバー部材の位置がずれることがある。特許文献１には、この載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制する技術は開示されていない。
また、載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制するための機構としては図１に示すような機構が考えられる。図１の位置ずれ抑制機構は、カバー部材５００の下面に一体的に形成された固定用突起５０１と、載置台本体５１０の上面に形成された縦穴５１１とを有する。固定用突起５０１が縦穴５１１に差し込まれるようにカバー部材５００を取り付けることにより、載置台本体５１０に対するカバー部材５００の位置ずれが抑制される。
しかし、図１の位置ずれ抑制機構では、載置台本体５１０が加熱後のメンテナンス時等に降温し熱収縮する際に、該熱収縮が固定用突起５０１により妨げられ、載置台本体５１０に熱応力が生じ、その結果、載置台本体５１０に亀裂等の破損が生じることがある。載置台本体５１０が熱膨張する際も同様である。
そこで本開示にかかる技術は、載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制し、また、この位置ずれ抑制のための機構により載置台本体の熱膨張又は熱収縮時に当該載置台本体に破損が生じるのを防ぐものである。
以下、本実施形態にかかる載置台、基板処理装置及び載置台の組立方法について、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。
（第１実施形態）
図２は、第１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３は、図２の成膜装置の内部の状態を示す部分拡大断面図である。
図２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、すなわち排気ダクト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、ウェハＷが載置される載置台２０が設けられている。
載置台２０は、上面にウェハＷが水平に載置される載置台本体２１を有する。載置台本体２１の内部には、ウェハＷを加熱するためのヒータ２１ａが設けられている。なお、ウェハＷの冷却が必要な場合には、載置台本体２１の内部に冷却機構が設けられる。載置台本体２１の内部にヒータ２１ａ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。
さらに、載置台本体２１には、上下方向に貫通する貫通孔２１ｂが複数形成されている。この貫通孔２１ｂには後述のリフトピン３０が挿通される。
また、載置台２０は、載置台本体２１の上面の外縁部を覆うカバー部材２２を有する。カバー部材２２は、具体的には、載置台本体２１の上面のウェハＷの載置領域よりも外周側の領域及び載置台本体２１の側周面を周方向に亘って覆う。このカバー部材２２は、処理容器１０内を、載置台本体２１の上方の空間と当該載置台本体２１の下方の空間（以下、ボトム空間Ｂ）とに区画する。
さらに、載置台２０は、載置台本体２１の上面とカバー部材２２との間に設けられ載置台本体２１の上面に沿って転動可能に構成された位置ずれ防止用部材としてのボール２３を有する。
載置台本体２１、カバー部材２２及びボール２３の詳細な構成については後述する。
載置台本体２１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としての支軸部材２４の上端が接続されている。支軸部材２４の下端は移動機構としての駆動機構２５に接続されている。駆動機構２５は、支軸部材２４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２４が駆動機構２５の駆動により上下に移動することに伴って、載置台本体２１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。搬送位置とは、処理容器１０の搬入出口１１から処理容器１０内に進入するウェハＷの搬送機構（図示せず）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、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２４が駆動機構２５の駆動によりその軸線を中心に回転することに伴って、載置台本体２１が上記軸線を中心に回転する。
また、支軸部材２４における処理容器１０の外側には、フランジ２６が設けられている。そして、このフランジ２６と、処理容器１０の底壁における支軸部材２４の貫通部との間には、支軸部材２４の外周部を囲むように、ベローズ２７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、載置台本体２１に対して、上述の貫通孔２１ｂに下方から挿通される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（図示せず）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本体２１の上面から貫通孔２１ｂ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２１ｂ毎に設けられている。
リフトピン３０は、載置台２０の下面より下側に位置する鍔部３１を有する棒状部材であり、例えばアルミナから形成される。鍔部３１は、リフトピン３０を後述のピン支持部材１００に係止するためのものであり、例えばリフトピン３０の略中央部に形成されている。図３に示すように、リフトピン３０の鍔部３１より上側の部分３２が載置台本体２１の貫通孔２１ｂに挿入される。また、リフトピン３０の鍔部３１より下側の部分３３が後述のピン支持部材１００の挿入孔１０１に挿入される。
なお、上述のようなリフトピン３０が挿入される載置台本体２１の貫通孔２１ｂは、リフトピン３０の鍔部３１より細く形成されている。言い換えると、載置台本体２１の貫通孔２１ｂの内径は、リフトピン３０の鍔部３１の直径より小さく設定されている。
さらに、図２に示すように、処理容器１０内における載置台本体２１と蓋１３との間には、載置台本体２１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、載置台本体２１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本体２１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本体２１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。
また、処理容器１０に対しては、前述のボトム空間Ｂにボトムパージガスを導入する別のガス導入機構７０が設けられている。ボトムパージガスは、処理空間Ｓに供給された処理ガスがボトム空間Ｂに流れ込むことを防ぐためのガスであり、例えば、Ｎ２ガス等の不活性ガスが用いられる。また、ボトムパージガスは、例えば、フランジ２６に設けられたガス導入孔（図示せず）を介してボトム空間Ｂに導入される。ボトム空間Ｂに導入されたボトムパージガスは、カバー部材２２と処理容器１０の側壁との間の隙間７１を介して、排気ダクト６０に至り、排出される。
さらに、成膜装置１では、リフトピン３０に対し、当該リフトピン３０を支持可能に構成された部材であるピン支持部材１００と、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１１０と、が設けられている。
ピン支持部材１００は、具体的には、リフトピン３０の鍔部３１との係合により当該リフトピン３０を鉛直方向すなわち上下自在に下方から支持する。より具体的には、ピン支持部材１００には、図３に示すように、リフトピン３０の鍔部３１より下側の部分３３が挿入され当該部分３３の外径よりその内径が大きい挿入孔１０１が形成されている。そして、ピン支持部材１００は、当該ピン支持部材１００における挿入孔１０１の周囲の上面と当該挿入孔１０１に挿入されたリフトピン３０の鍔部３１の下面とが当接することにより、リフトピン３０を吊持することができるように構成されている。また、上述のような構成により、リフトピン３０の鍔部３１より下側の部分３３が挿入孔１０１に挿入された状態で、水平方向に延びるピン支持部材１００の上面に沿って当該リフトピン３０が摺動可能となっている。なお、リフトピン３０は、ピン支持部材１００に支持された状態において、鍔部３１より下側の部分３３と挿入孔１０１とで規定される範囲内で、当該ピン支持部材１００の上面に沿って水平方向に移動自在である。
また、ピン支持部材１００は、載置台本体２１に対して固定されている。具体的には、ピン支持部材１００は、例えば載置台本体２１に接続された支軸部材２４に取り付けられている。したがって、ピン支持部材１００は、駆動機構２５によって、載置台本体２１と一体的に上下方向に移動され、また、載置台本体２１と一体的に回転される。
なお、ピン支持部材１００は、例えば、アルミナや石英等の低熱伝導率材料を用いた、平面視円環状の板状部材から構成される。
ピン移動機構１１０は、リフトピン３０の下端部との係合により当該リフトピン３０を下方から支持する。具体的には、ピン移動機構１１０は、当接部材１１１を有し、ピン支持部材１００の挿入孔１０１に挿入され当該ピン支持部材１００の下面から露出したリフトピン３０の下端面と上記当接部材１１１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１１１は、例えば平面視円環状の部材から構成される。
当接部材１１１の下面側には支持柱１１２が設けられており、支持柱１１２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１１３に接続されている。駆動機構１１３は、支持柱１１２を昇降させるための駆動力を発生する。支持柱１１２が駆動機構１１３の駆動により上下に移動することに伴って、当接部材１１１が上下に移動し、これにより当該当接部材１１１に支持されたリフトピン３０が載置台本体２１と独立して上下に移動する。特に、支持柱１１２が駆動機構１１３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、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、上述の駆動機構１１３と処理容器１０の底壁における支持柱１１２の貫通部との間には、支持柱１１２の外周部を囲むように、ベローズ１１４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。
以上のように構成される成膜装置１には、図２に示すように、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。
ここで、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。
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を保持したウェハ搬送装置（図示せず）が処理容器１０内に挿入される。そして、ウェハＷが、前述の待機位置に移動されている載置台本体２１の上方に搬送される。次いで、ピン支持部材１００に吊持されていたリフトピン３０が、ピン移動機構１１０により上昇する。これにより、上記吊持が解除されると共に、当該リフトピン３０が載置台本体２１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、ウェハ搬送装置が処理容器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１１０によるリフトピン３０の下降、駆動機構２５による載置台本体２１の上昇が行われる。これにより、ピン移動機構１１０によるリフトピン３０の支持が解除されリフトピン３０が再びピン支持部材１００により吊持されると共に、リフトピン３０の上端部が載置台本体２１の貫通孔２１ｂ内に収納され載置台本体２１の上面から突出していない状態となり、載置台本体２１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２５により載置台本体２１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は載置台本体２１により加熱され、例えば、ウェハＷの温度（具体的には載置台本体２１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本体２１が搬送位置まで下降される。次いで、ピン移動機構１１０によるリフトピン３０の上昇が行われる。これにより、ピン支持部材１００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が載置台本体２１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が処理容器１０内に挿入される。ウェハ搬送装置は、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本体２１との間まで挿入される。次いで、ピン移動機構１１０によりリフトピン３０が下降し、当該リフトピン３０上のウェハＷがウェハ搬送装置に受け渡される。そして、ウェハ搬送装置が処理容器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。
続いて、載置台２０が有する載置台本体２１、カバー部材２２及びボール２３について、図３を参照し、図４〜図７を用いて説明する。図４は、載置台２０の部分拡大断面図、図５は、載置台本体２１の上面図、図６は、カバー部材２２の下面図、図７は、後述のカバー側凹部の平面図である。
載置台本体２１の上面には、図４に示すように、ボール２３を受容する本体側凹部２１ｃが形成されている。本体側凹部２１ｃは、具体的には、ボール２３の下側を受容する。この本体側凹部２１ｃは、載置台本体２１の径方向に沿った傾斜面２１ｄを有するすり鉢状に形成されている。具体的には、本体側凹部２１ｃは、円錐状に凹むように形成されている。また、本体側凹部２１ｃは、例えば、図５に示すように周方向に沿って複数（図４の例では４つ）形成されている。なお、載置台本体２１は、例えば、アルミナから形成され、また、支軸部材２４と一体に形成される。
カバー部材２２は、図３に示すように、上下端が開口する円筒形状に形成される。このカバー部材２２は、処理容器１０の側壁に沿って延び当該側壁との間でボトムパージガスの流路を形成する流路形成部２２ａを有し、また、流路形成部２２ａの上端の周方向に沿って、内側に向かって水平方向に伸びる係止部２２ｂを有する。係止部２２ｂは、載置台本体２１の上面に係止される。また、係止部２２ｂは、その厚さがウェハＷよりも厚くなるよう形成されている。
カバー部材２２の下面には、図４に示すように、ボール２３を受容するカバー側凹部２２ｃが形成されている。カバー側凹部２２ｃは、具体的には、係止部２２ｂの下面に形成され、ボール２３の上側の部分を受容する。このカバー側凹部２２ｃは、例えば断面視矩形状に形成されている。また、カバー側凹部２２ｃは、例えば、図６に示すように、平面視において径方向に長い長方形状に形成されている。さらに、カバー側凹部２２ｃは、本体側凹部２１ｃと同数設けられており、当該本体側凹部２１ｃと対応する位置に設けられている。なお、カバー部材２２は例えばアルミナまたは石英から形成される。
上述の載置台本体２１とカバー部材２２との間に設けられたボール２３は、載置台本体２１及びカバー部材２２のいずれにも固定されておらず、本体側凹部２１ｃの傾斜面２１ｄに沿って転動可能に構成されている。また、ボール２３は例えばアルミナまたは石英を用いて真球状に形成される。
載置台２０の組み立ての際は、載置台本体２１の本体側凹部２１ｃ内にボール２３の一方側の部分が受容されカバー部材２２のカバー側凹部２２ｃに当該ボール２３の他方側の部分が受容されるように、当該載置台本体２１と当該カバー部材２２とが互いに組み付けられる。具体的には、例えば、まず、載置台本体２１の上面の本体側凹部２１ｃ内にボール２３の下部が受容される。次いで、本体側凹部２１ｃ内に受容されたボール２３の上部がカバー部材２２の下面のカバー側凹部２２ｃ内に受容されるように、カバー部材２２が載置台本体２１に組み付けられる。
上述のように組み付けることにより、載置台本体２１が回転された場合等において当該載置台本体２１に対しカバー部材２２の位置がずれるのを抑制することができる。
上述のような方法で位置ずれを抑制するため、載置台本体２１が降温過程において熱収縮する際に、ボール２３が、この熱収縮に伴って、図４の矢印Ｍや矢印Ｎで示すように回転し、本体側凹部２１ｃの傾斜面２１ｄに沿って移動すること、すなわち転動することができる。そのため、上記熱収縮がボール２３により妨げられることがないため、上記熱収縮の際に、載置台本体２１に熱応力が加わらず、または、載置台本体２１に加わる熱応力が小さい。したがって、載置台本体２１に亀裂等の破損が生じることがない。
載置台本体２１の昇温過程において膨張する場合も同様である。
なお、図７に示すように、カバー側凹部２２ｃの平面視における径方向の長さＬ１は、ボール２３の直径Ｒよりも大きい。これは、カバー側凹部２２ｃの径方向側の側壁の下端部２２ｄ（図４参照）によって、載置台本体２１の熱収縮や熱膨張に伴うボール２３の径方向に沿った転動が阻害されるのを防ぐためである。
また、カバー側凹部２２ｃの平面視における周方向の長さＬ２は、ボール２３の直径Ｒと略同等であり、または、ボール２３の直径Ｒより小さい。これは、カバー側凹部２２ｃを形成する周方向側の側壁とボール２３との係合により、載置台本体２１に対してカバー部材２２が周方向に移動すること、すなわち、載置台本体２１に対してカバー部材２２が回転することを防ぐためである。これにより、カバー部材２２の載置台本体２１に対する位置ずれをより高精度に防ぐことができる。
以上のように、本実施形態では、ウェハＷが載置される載置台２０が、ウェハＷが上面に載置される載置台本体２１と、載置台本体２１の上面の外縁部を覆うカバー部材２２と、載置台本体２１の上面とカバー部材２２の下面との間に設けられるボール２３と、を備える。また、載置台本体２１の上面には、ボール２３を受容する本体側凹部２１ｃが形成され、カバー部材２２の下面には、本体側凹部２１ｃに受容されたボール２３を受容するカバー側凹部２２ｃが形成されている。したがって、本体側凹部２１ｃ内にボール２３の一方側の部分が受容され、カバー側凹部２２ｃに当該ボール２３の他方側の部分が受容されるように、載置台本体２１とカバー部材２２とを組み付けることで、載置台本体２１に対するカバー部材２２の位置ずれを抑制することができる。特に、載置台本体２１が回転する場合における、上記位置ずれを抑制することができる。また、上記位置ずれを抑制することができるため、当該位置ずれによる発塵を防いだり、位置ずれにより載置台本体２１及びカバー部材２２に傷が生じるのを防いだりすることができる。さらに、本実施形態では、本体側凹部２１ｃが、載置台本体２１の径方向に沿った傾斜面２１ｄを有するすり鉢状、具体的には円錐状に形成されている。そのため、載置台本体２１の降温過程または昇温過程における熱収縮または熱膨張に伴って、ボール２３が、傾斜面２１ｄに沿って転動することができる。したがって、上述の熱収縮や熱膨張の際に、載置台本体２１に亀裂等の破損が生じることがない。また、本体側凹部２１ｃやカバー側凹部２２ｃに成膜処理により堆積物が堆積した場合にも、堆積物によりボール２３の動きが阻害されるまでの許容値が図１の位置ずれ抑制機構よりも格段に大きいため、この場合にも載置台本体２１に亀裂等の破損が生じることがない。
本実施形態では、本体側凹部２１ｃ、カバー側凹部２２ｃ及びボール２３の組が４つ設けられている。このように、本体側凹部２１ｃ、カバー側凹部２２ｃ及びボール２３の組を３以上設けることにより、カバー部材２２と載置台本体２１とを同心にすることができる。カバー部材２２が載置台本体２１に対して偏心していると、カバー部材２２と処理容器１０の側壁との間の隙間７１（図２参照）の大きさが周方向で不均一となる。そのため、カバー部材２２によって区画された載置台本体２１の上方の空間に流入する、ボトムパージガスの量が周方向で不均一となる。その結果、処理空間Ｓからの処理ガスの排気が周方向で不均一となり、成膜処理がウェハ面内で不均一となってしまうことがある。この成膜処理のウェハ面内での不均一性を、上述のようにカバー部材２２と載置台本体２１とを同心にすることで解消することができる。
なお、ボール２３が本体側凹部２１ｃ内において最下点に位置するときに、互いに組み付けられたカバー部材２２と載置台本体２１とが同心になるように、本体側凹部２１ｃ、カバー側凹部２２ｃは設けられている。
さらに、本実施形態では、リフトピン３０の載置台本体２１の下面より下側に鍔部３１が設けられ、ピン支持部材１００が、リフトピン３０の鍔部３１との係合により当該リフトピン３０を水平方向に移動自在に支持している。つまりは、リフトピン３０がピン支持部材１００等に固定されていない。したがって、載置台本体２１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、リフトピン３０が挿通される載置台本体２１の貫通孔２１ｂ（特にその上端部）が、リフトピン３０の鍔部３１より細く形成されている。したがって、本実施形態によれば、例えば載置台本体２１の載置面側でリフトピンを吊持するような従来の形態に比べて貫通孔２１ｂに相当する部分の径を小さくできる。よって、ウェハＷの貫通孔２１ｂ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。
図８及び図９は、位置ずれ防止用部材の他の例を説明する図である。
以上の例では、位置ずれ防止用部材はボール２３であり真球状に形成されていた。しかし、位置ずれ防止用部材の形状はこれに限られない。位置ずれ防止用部材は、載置台本体２１が熱収縮または熱膨張したときに本体側凹部２１ｃの傾斜面２１ｄに当接する曲面を有していればよい。
したがって、例えば、図８の位置ずれ防止用部材２００のように、長球状に形成されていてもよい。また、図９の位置ずれ防止用部材２１０のように、側面視角丸方形状に形成されていてもよい。
なお、位置ずれ防止用部材が、図８及び図９に示すように長球状や側面視角丸方形状に形成されていると、本体側凹部２１ｃの傾斜面２１ｄに沿って転動ではなく摺動する場合がある。この場合でも、載置台本体２１の降温過程または昇温過程における熱収縮または熱膨張が位置ずれ防止用部材で妨げられないため、当該熱収縮または熱膨張の際に、載置台本体２１に亀裂等の破損が生じることがない。
図１０は、載置台本体の他の例を説明する図である。
以上の例では、載置台本体２１の上面に形成された本体側凹部２１ｃの底面が凹面で構成されていたが、載置台本体に形成される本体側凹部の形状はこれに限られない。
例えば、図１０の載置台本体２２０に形成された本体側凹部２２０ａのように、底面２２０ｂが平坦面で構成されていてもよい。
なお、図４等の真球状のボール２３や図９の側面視角丸方形状の位置ずれ防止用部材２１０などを用いる場合にも、本体側凹部の底面２２０ｂを平坦面で構成してもよい。
（第２実施形態）
図１１は、第２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、成膜装置の内部の状態を示す部分拡大断面図である。図１２は図１１のピン支持部材の上面図、図１３は図１１のカバー部材の下面図、図１４は図１１のカバー部材が有する後述の係止部の側面図である。
第１実施形態では、ピン支持部材１００が支軸部材２４に取り付けられていた。それに対し、本実施形態では、図１１に示すように、ピン支持部材２３０はカバー部材２４０に取り付けられている。
ピン支持部材２３０は、図１１及び図１２に示すように、リフトピン３０が挿入される挿入孔１０１が形成された平面視円環状の本体部２３１と、本体部２３１から外方に延びる複数の舌片部２３２とを有する。
また、カバー部材２４０は、図１１及び図１３に示すように、係止部２２ｂから下方に延びるように形成された爪部２４１を複数有する。爪部２４１は例えば図１４に示すように側面視Ｌ字状に形成されている。
ピン支持部材２３０の舌片部２３２とカバー部材２４０の爪部２４１の下端部２４２との係合により、ピン支持部材２３０はカバー部材２４０に取り付けられる。
このようにピン支持部材２３０をカバー部材２４０に取り付ける構造の場合、載置台本体２１が回転したときに、当該載置台本体２１に対してカバー部材２４０の位置が周方向にずれると、リフトピン３０が折れることがある。しかし、本実施形態では、前述の本体側凹部２１ｃ、カバー側凹部２２ｃ及びボール２３が設けられており、載置台本体２１に対するカバー部材２４０の周方向の位置ずれがなく、または、当該位置ずれが少ないため、リフトピン３０が折れることがない。また、支軸部材２４に取り付ける構成に比べて、カバー部材２４０に取り付ける構成は、載置台２０の構造に関する従来のものからの変更点が少なくて済む。
図１５は、第２実施形態におけるリフトピンの他の例を説明する図である。
図２等のリフトピン３０は鍔部３１が一体に形成された一体物である。それに対し、図１５のリフトピン２５０は一体物ではなく複数の部材を有する。
具体的には、リフトピン２５０は、鍔部３１を含む第１部材２５１と、第１部材２５１とは別体であると共に載置台本体２１の貫通孔２１ｂに挿通される挿通部２５２ａを含む第２部材２５２とを有する。そして、第１部材２５１が、第２部材２５２が載置され当該第２部材２５２を摺動自在に支持する摺動面２５１ａを有する。言い換えると、第１部材２５１は、第２部材２５２が摺動面２５１ａに沿って摺動自在となるように、第２部材２５２を下方から摺動面２５１ａにより支持する。本例では、鍔部３１の上端面を含む第１部材２５１の上端面が上記摺動面２５１ａとなる。また、第１部材２５１は、鍔部３１より下側の挿入部２５１ｂが棒状に形成されており、当該挿入部２５１ｂがピン支持部材１００の挿入孔１０１に挿入される。
このリフトピン２５０を用いることにより、載置台本体２１が熱収縮または熱膨張したときに当該載置台本体２１とピン支持部材２３０との径方向の位置ずれが生じても、リフトピン３０に比べてリフトピン２５０が折れにくくなる。ただし、載置台本体２１が回転し、当該載置台本体２１とカバー部材２４０との周方向に位置ずれが大きい場合、リフトピン２５０の第２部材２５２が処理容器１０内に落下してしまう。しかし、本実施形態では、前述の本体側凹部２１ｃ、カバー側凹部２２ｃ及びボール２３が設けられており、載置台本体２１に対するカバー部材２４０の周方向の位置ずれがなく、または、当該位置ずれが少ないため、リフトピン２５０の第２部材２５２が落下することがない。
図１６は、第２実施形態におけるカバー部材の他の例を説明する図である。
図１１及び図１３の例のカバー部材２４０は、流路形成部２２ａ、係止部２２ｂ及び爪部２４１が一体に形成された一体物である。それに対し、図１６のカバー部材２６０は一体物ではなく複数の部材を有する。
具体的には、カバー部材２６０は、係止部２２ｂと爪部２４１とを含む内側部材２６１と、当該内側部材２６１とは別体であり流路形成部２２ａを含む外側部材２６２とを有する。
内側部材２６１は、係止部２２ｂの外端下面に、円環状に形成された円環部２６１ａを有し、その下方に爪部２４１が形成されている。
外側部材２６２は、流路形成部２２ａの上端の周方向に沿って、内側に向かって水平方向に伸びる係止部２６２ａを有する。また、係止部２６２ａは、内側部材２６１の上面に係止される。
このように、内側部材２６１と外側部材２６２とを別体とすることにより、カバー部材２６０を容易に作製することができる。
なお、外側部材２６２は、内側部材２６１に対して位置ずれが生じないように取り付けられる。この取り付けのための機構に、以上で説明した、載置台に対するカバー部材の取り付け機構を用いてもよい。
以上の例では、本体側凹部がすり鉢状に形成されていたが、カバー側凹部がすり鉢状に形成されていてもよく、また、本体側凹部およびカバー側凹部の両方がすり鉢状に形成されていてもよい。
以上では、カバー部材として、処理容器１０内を、載置台本体２１の上方の空間とボトム空間Ｂとに区画するカバー部材を用いていた。本開示にかかる技術は、載置台本体２１の上面の外縁部を覆うカバー部材とは別のカバー部材を用いる場合にも適用することができる。例えば、載置台本体を構成する材料（例えばニッケル）がウェハＷに付着するのを防止するために載置台本体２１の上面全部を覆う部材を用いる場合があり、この場合にも本開示にかかる技術を適用することができる。
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、エッチング処理を行う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。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）基板が載置される載置台であって
基板が上面に載置される載置台本体と、
前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、
前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、
前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、
前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、
前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成されている、載置台。
前記（１）によれば、本体側凹部内に位置ずれ防止用部材の一方側の部分が受容されカバー側凹部に当該位置ずれ防止用部材の他方側の部分が受容されるように、載置台本体とカバー部材とを組み付けることで、載置台本体に対するカバー部材の位置ずれを抑制することができる。特に、載置台本体が回転する場合における、上記位置ずれを抑制することができる。さらに、本体側凹部が、載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成されているため、載置台本体の熱収縮または熱膨張に伴って、位置ずれ防止用部材が、傾斜面に沿って転動することができる。したがって、上述の熱収縮や熱膨張の際に、載置台本体に亀裂等の破損が生じることがない。
（２）前記位置ずれ防止用部材は、前記傾斜面に当接する曲面を有する、前記（１）に記載の載置台。
（３）前記位置ずれ防止用部材は、前記傾斜面に沿って転動または摺動する、前記（１）または（２）に記載の載置台。
（４）前記位置ずれ防止用部材の形状は、真球、長球または側面視角丸方形状である、前記（１）〜（３）のいずれか１に記載の載置台。
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１に記載の載置台を備える、基板処理装置。
（６）前記載置台本体に、上下方向に貫通する貫通孔が設けられ、
さらに、前記貫通孔に挿通されると共に、前記載置台本体の上面から前記貫通孔を介して突出可能に構成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ピン支持部材と、を備え、
前記ピン支持部材は、前記カバー部材に取り付けられている、前記（５）に記載の基板処理装置。
（７）前記載置台が内部に配設された処理容器を備え、
前記カバー部材は、前記処理容器内を、前記載置台本体の上方の空間と当該載置台本体の下方の空間とに区画する、前記（５）または（６）に記載の基板処理装置。
（８）基板が載置される載置台の組立方法であって、
前記載置台が、
基板が上面に載置される載置台本体と、
前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、
前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、
前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、
前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、
前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成され、
当該組立方法は、
前記載置台本体の前記本体側凹部内に前記位置ずれ防止用部材の一方側の部分が受容され、前記カバー部材の前記カバー側凹部に当該位置ずれ防止用部材の他方側の部分が受容されるように、当該載置台本体と当該カバー部材とを互いに組み付ける工程を含む、載置台の組立方法。
２０、２２０ 載置台
２１ 載置台本体
２１ｃ、２２０ａ 本体側凹部
２１ｄ 傾斜面
２２、２４０、２６０ カバー部材
２２ｃ カバー側凹部
２３ ボール
２００、２１０ 位置ずれ防止用部材
Ｗ ウェハ

Claims (8)

  1. 基板が載置される載置台であって
    基板が上面に載置される載置台本体と、
    前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、
    前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、
    前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、
    前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、
    前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成されている、載置台。
  2. 前記位置ずれ防止用部材は、前記傾斜面に当接する曲面を有する、請求項１に記載の載置台。
  3. 前記位置ずれ防止用部材は、前記傾斜面に沿って転動または摺動する、請求項１または２に記載の載置台。
  4. 前記位置ずれ防止用部材の形状は、真球、長球または側面視角丸方形状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の載置台。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の載置台を備える、基板処理装置。
  6. 前記載置台本体に、上下方向に貫通する貫通孔が設けられ、
    さらに、前記貫通孔に挿通されると共に、前記載置台本体の上面から前記貫通孔を介して突出可能に構成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ピン支持部材と、を備え、
    前記ピン支持部材は、前記カバー部材に取り付けられている、請求項５に記載の基板処理装置。
  7. 前記載置台が内部に配設された処理容器を備え、
    前記カバー部材は、前記処理容器内を、前記載置台本体の上方の空間と当該載置台本体の下方の空間とに区画する、請求項５または６に記載の基板処理装置。
  8. 基板が載置される載置台の組立方法であって、
    前記載置台が、
    基板が上面に載置される載置台本体と、
    前記載置台本体の上面の外縁部を覆うカバー部材と、
    前記載置台本体の上面と前記カバー部材の下面との間に設けられ、転動または摺動する位置ずれ防止用部材と、を備え、
    前記載置台本体の上面には、前記位置ずれ防止用部材を受容する本体側凹部が形成され、
    前記カバー部材の下面には、前記本体側凹部に受容された前記位置ずれ防止用部材を受容するカバー側凹部が形成され、
    前記本体側凹部及び前記カバー側凹部の少なくともいずれか一方が、前記載置台本体の径方向に沿った傾斜面を有するすり鉢状に形成され、
    当該組立方法は、
    前記載置台本体の前記本体側凹部内に前記位置ずれ防止用部材の一方側の部分が受容され、前記カバー部材の前記カバー側凹部に当該位置ずれ防止用部材の他方側の部分が受容されるように、当該載置台本体と当該カバー部材とを互いに組み付ける工程を含む、載置台の組立方法。
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