JP2022033420A - 真空処理装置、及び真空処理装置の制御方法 - Google Patents

真空処理装置、及び真空処理装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】載置台の傾斜を調整可能としつつ、処理容器内のパーティクルの発生を抑制すること。【解決手段】載置台は、処理容器内に設けられ、基板が載置される。支持部材は、処理容器の底部に形成された開口部を貫通して載置台を下方から支持する。ホルダ部は、処理容器の外側に位置し、支持部材の端部が固定されて載置台と一体的に移動可能とされ、処理容器の外側から開口部を覆うように形成され、開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されている。フランジ部は、処理容器の外側の開口部の周囲に配置され、内輪部と係合して球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されている。封止部は、伸縮可能とされ、開口部の周方向に沿って球面軸受の内側に設けられ、少なくともフランジ部とホルダ部の間を気密に封止する。【選択図】図２

Description

本開示は、真空処理装置、及び真空処理装置の制御方法に関する。
特許文献１は、ステージの下面に形成した凸球状の半球体を球面軸受で面接触してステージの傾斜を調整可能に支持すると共に、球面軸受を囲んで圧電素子を配置し、ステージの傾斜調整時に圧電素子を伸長させて半球体と球面軸受を離間させる構造を開示する。
特開２０１０－３４１３２号公報
本開示は、載置台の傾斜を調整可能としつつ、処理容器内のパーティクルの発生を抑制する技術を提供する。
本開示の一態様による真空処理装置は、処理容器と、載置台と、支持部材と、ホルダ部と、フランジ部と、封止部とを有する。処理容器は、内部を真空雰囲気に維持可能とされている。載置台は、処理容器内に設けられ、基板が載置される。支持部材は、処理容器の底部に形成された開口部を貫通して載置台を下方から支持する。ホルダ部は、処理容器の外側に位置し、支持部材の端部が固定されて載置台と一体的に移動可能とされ、処理容器の外側から開口部を覆うように形成され、開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されている。フランジ部は、処理容器の外側の開口部の周囲に配置され、内輪部と係合して球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されている。封止部は、伸縮可能とされ、開口部の周方向に沿って球面軸受の内側に設けられ、少なくともフランジ部とホルダ部の間を気密に封止する。
本開示によれば、載置台の傾斜を調整可能としつつ、処理容器内のパーティクルの発生を抑制できるという効果を奏する。
図１は、第１実施形態に係る真空処理装置の概略構成の一例を示す断面図である。 図２は、第１実施形態に係る支持部の構成の一例を示す断面図である。 図３は、第１実施形態に係る支持部の構成の一例を示す斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る球面軸受部分を拡大した拡大図である。 図５は、第１実施形態に係るフランジ部の構成の一例を示す図である。 図６は、第１実施形態に係る真空処理装置の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態に係る真空処理装置の概略構成の一例を簡略的に示した図である。 図８は、第２実施形態に係る真空処理装置の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図９は、第３実施形態に係る真空処理装置の概略構成の一例を簡略的に示した図である。 図１０は、第３実施形態に係る真空処理装置の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図１１は、第４実施形態に係る真空処理装置の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図１２は、他の実施形態に係る支持部の構成の他の一例を示す斜視図である。
以下、図面を参照して本願の開示する真空処理装置、及び真空処理装置の制御方法の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示する真空処理装置、及び真空処理装置の制御方法が限定されるものではない。
真空処理装置の処理容器は、内部の圧力を大気状態から真空状態に切り替えた場合、圧力差により変形する。また、処理容器は、温度変化によっても変形する。処理容器が変形すると、処理容器の変形による応力が載置台に伝わり、載置台の傾きが所望の傾きからずれる場合がある。そこで、例えば、特許文献１は、ステージの下面に形成した凸球状の半球体を球面軸受で面接触してステージの傾斜を調整可能とする。特許文献１は、球面軸受を囲んで圧電素子を配置し、ステージの傾斜調整時に圧電素子を伸長させて半球体と球面軸受を離間させる。しかし、特許文献１は、ステージの傾斜調整後、圧電素子を収縮させて半球体と球面軸受を接触させるため、半球体と球面軸受の摩擦によって処理容器内にパーティクルが発生する場合がある。そこで、載置台の傾斜を調整可能としつつ、処理容器内のパーティクルの発生を抑制する技術が期待されている。
（第１実施形態）
［真空処理装置１００の構成］
第１実施形態について説明する。最初に、第１実施形態に係る真空処理装置１００について説明する。以下では、真空処理装置１００を、成膜を行う装置とした場合を例に説明する。図１は、第１実施形態に係る真空処理装置１００の概略構成の一例を示す断面図である。
真空処理装置１００は、１つの実施形態において、基板Ｗに対して、基板処理としてプラズマＣＶＤ処理を行なう装置である。図１に示す真空処理装置１００は、処理容器１を有している。処理容器１は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化被膜が形成されたアルミニウム、ニッケル等の金属により構成されている。処理容器１は、電気的に接地電位とされている。処理容器１は、気密に構成され、内部を真空雰囲気に維持可能とされている。処理容器１は、内部に載置台２が設けられている。処理容器１は、下側の底面となる底部１ｂに開口部１ｃが形成されている。開口部１ｃは、載置台２の下方となる位置に形成されている。
載置台２は、扁平な円柱状に形成されている。載置台２の上面には、半導体ウエハ等の処理対象とされた基板Ｗが載置される。載置台２は、載置された基板Ｗを略水平に支持する。載置台２は、例えばアルミニウム、ニッケル等の金属もしくは、金属メッシュ電極を埋め込んだ窒化アルミ(ＡｌＮ) により構成され、下部電極としても機能する。載置台２は、支持部材４により下方から支持されている。支持部材４は、円筒状に形成され、鉛直下方に延伸し、処理容器１の底部１ｂの開口部１ｃを貫通している。底部１ｂの開口部１ｃは、支持部材４の直径よりも大きい直径で形成されている。支持部材４周面と開口部１ｃの周面の間には、隙間が設けられている。
支持部材４の下端部は、処理容器１の外部に位置し、支持部８により支持されている。支持部８は、開口部１ｃを処理容器１の外部から覆うように設けられ、支持部材４の傾斜を変えることで載置台２の傾斜を調整可能とされている。また、支持部８には、支持部材４を回転させる回転駆動機構９が設けられている。支持部材４は、回転駆動機構９により回転される。載置台２は、支持部材４の回転に応じて回転可能に構成されている。支持部８及び回転駆動機構９の詳細の構成は、後述する。
載置台２には、ヒータ５が内蔵されており、載置台２に載置される基板Ｗをヒータ５によって所定の温度に加熱することができる。載置台２は、冷媒を流通させるための流路（図示せず）が内部に形成され、処理容器１の外部に設けられたチラーユニットによって温度制御された冷媒が流路内に循環供給されてもよい。ヒータ５による加熱と、チラーユニットから供給された冷媒による冷却とにより、載置台２は、基板Ｗを所定の温度に制御してもよい。なお、ヒータ５を搭載せず、チラーユニットから供給される冷媒のみで載置台２の温度制御を行ってもよい。
なお、載置台２には、電極が埋め込まれていてもよい。この電極に供給された直流電圧によって発生した静電気力により、載置台２は、上面に載置された基板Ｗを吸着させることができる。また、載置台２には、処理容器１の外部に設けられた図示しない搬送機構との間で基板Ｗを受け渡すための昇降ピン（図示せず）が設けられている。
載置台２の上方であって処理容器１の内側面には、略円盤状に形成されたシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６は、セラミックス等の絶縁部材４５を介して、載置台２の上部に支持されている。これにより、処理容器１とシャワーヘッド１６とは、電気的に絶縁されている。シャワーヘッド１６は、例えばアルミニウム、ニッケル等の導電性の金属により形成されている。
シャワーヘッド１６は、天板部材１６ａと、シャワープレート１６ｂとを有する。天板部材１６ａは、処理容器１内を上側から塞ぐように設けられている。シャワープレート１６ｂは、天板部材１６ａの下方に、載置台２に対向するように設けられている。天板部材１６ａには、ガス拡散空間１６ｃが形成されている。天板部材１６ａとシャワープレート１６ｂは、ガス拡散空間１６ｃに向けて開口する多数のガス吐出孔１６ｄが分散して形成されている。
天板部材１６ａには、ガス拡散空間１６ｃへ各種のガスを導入するためのガス導入口１６ｅが形成されている。ガス導入口１６ｅには、ガス供給路１５ａが接続されている。ガス供給路１５ａには、ガス供給部１５が接続されている。
ガス供給部１５は、成膜に用いる各種のガスのガス供給源にそれぞれ接続されたガス供給ラインを有している。各ガス供給ラインは、成膜のプロセスに対応して適宜分岐し、開閉バルブなどのバルブや、マスフローコントローラなどの流量制御器など、ガスの流量を制御する制御機器が設けられている。ガス供給部１５は、各ガス供給ラインに設けられた開閉バルブや流量制御器などの制御機器を制御することにより、各種のガスの流量の制御が可能とされている。
ガス供給部１５は、ガス供給路１５ａに成膜に用いる各種のガスを供給する。例えば、ガス供給部１５は、成膜の原料ガスをガス供給路１５ａに供給する。また、ガス供給部１５は、パージガスや原料ガスと反応する反応ガスをガス供給路１５ａに供給する。ガス供給路１５ａに供給されたガスは、ガス拡散空間１６ｃで拡散されて各ガス吐出孔１６ｄから吐出される。
シャワープレート１６ｂの下面と載置台２の上面とによって囲まれた空間は、成膜処理が行われる処理空間をなす。また、シャワープレート１６ｂは、支持部材４および処理容器１を介して接地された載置台２と対になり、処理空間に容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を形成するための電極板として構成されている。シャワーヘッド１６には、整合器１１を介して高周波電源１０が接続されており、高周波電源１０からシャワーヘッド１６を介して処理空間に供給されたガスに高周波電力（ＲＦ電力）が供給されることで、上記のＣＣＰが形成される。なお、高周波電源１０は、シャワーヘッド１６に接続される代わりに載置台２に接続され、シャワーヘッド１６が接地されるようにしてもよい。
処理容器１の底部には、排気口７１が形成されている。排気口７１には、排気管７２を介して排気装置７３が接続されている。排気装置７３は、真空ポンプや圧力調整バルブを有しており、真空ポンプや圧力調整バルブを作動させることにより処理容器１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。
処理容器１の側壁には、基板Ｗを搬入出するための搬入出口１ａが設けられている。搬入出口１ａには、当該搬入出口１ａを開閉するゲートバルブＧが設けられている。
上記のように構成された真空処理装置１００は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。制御部６０には、ユーザインターフェース６１と、記憶部６２とが接続されている。
ユーザインターフェース６１は、工程管理者が真空処理装置１００を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボード等の操作部や、真空処理装置１００の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示部から構成されている。ユーザインターフェース６１は、各種の動作を受け付ける。例えば、ユーザインターフェース６１は、プラズマ処理の開始を指示する所定操作を受け付ける。
記憶部６２には、真空処理装置１００で実行される各種処理を制御部６０の制御にて実現するためのプログラム（ソフトウエア）や、処理条件、プロセスパラメータ等のデータが格納されている。なお、プログラムやデータは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用してもよい。或いは、プログラムやデータは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
制御部６０は、例えば、プロセッサ、メモリ等を備えるコンピュータである。制御部６０は、ユーザインターフェース６１からの指示等に基づいてプログラムやデータを記憶部６２から読み出して真空処理装置１００の各部を制御することで、後述する制御方法の各処理を実行する。
［支持部８の構成］
図２は、第１実施形態に係る支持部８の構成の一例を示す断面図である。図３は、第１実施形態に係る支持部８の構成の一例を示す斜視図である。処理容器１の底部１ｂには、載置台２を支持する位置に対応して開口部１ｃが形成されている。開口部１ｃには、載置台２を下方から支持する支持部材４が挿入されている。処理容器１の外部に位置する支持部材４の下端部４ａは、支持部８により支持されている。
支持部８は、ホルダ部８１と、フランジ部８２と、封止部８３とを有する。
ホルダ部８１は、処理容器１の外側から開口部１ｃを覆うように形成されている。例えば、ホルダ部８１は、開口部１ｃの直径よりも直径が大きく、下側の底部を閉じた筒状に形成されている。ホルダ部８１は、処理容器１の外側に位置する支持部材４の下端部４ａが固定されて載置台２と一体的に移動可能とされている。
ここで、支持部８は、回転駆動機構９により、円筒状の支持部材４を円筒の軸を回転軸として回転可能に支持している。回転駆動機構９は、回転軸９１と、真空シール９２と、モータ９３とを有する。
ホルダ部８１は、支持部材４の下端部４ａに対応する位置に支持部材４の径よりも大きい穴８１ａが形成されている。穴８１ａは、支持部材４の直径よりも若干大きい直径で形成されている。
回転軸９１は、穴８１ａを貫通して支持部材４の下端部４ａに接続され、支持部材４と一体的に回転可能に構成される。回転軸９１の下端部には、スリップリング９１ａが設けられている。スリップリング９１ａは、電極を有し、載置台２周辺の部品へ給電するための種々の配線に電気的に接続されている。例えば、スリップリング９１ａは、載置台２に埋設されたヒータ５へ給電するための配線に電気的に接続される。また、例えば、スリップリング９１ａは、載置台２上に基板Ｗを静電吸着するための静電チャックが設けられる場合、静電チャックに印加される直流電圧の配線に電気的に接続される。
モータ９３は、回転軸９１に接続され、回転軸９１を回転させる。回転軸９１が回転すると、支持部材４を介して載置台２が回転する。回転軸９１が回転すると、回転軸９１とともにスリップリング９１ａも回転するが、スリップリング９１ａと載置台２周辺の部品へ給電するための種々の配線との電気的な接続は維持される。
真空シール９２は、例えば磁性流体シールである。真空シール９２は、回転軸９１の周囲に設けられている。真空シール９２は、回転軸９１を気密に封止しつつ、回転軸９１の回転を維持可能としている。真空シール９２は、ホルダ部８１の下面に固定されている。真空シール９２とホルダ部８１の接触部分は、Ｏリングなどの封止部材９４により封止されている。
支持部材４は、回転軸９１及び真空シール９２を介してホルダ部８１に固定されており、ホルダ部８１と一体に移動する。支持部材４の移動に伴って、載置台２が移動する。
ホルダ部８１は、開口部１ｃの周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部８４が形成されている。例えば、ホルダ部８１は、筒状の筒状部８１ｂと、平坦な環状の環状部材８１ｃを有する。環状部材８１ｃは、筒状部８１ｂの開いた上側の端部に固定されている。環状部材８１ｃは、出っ張った球面状の内輪部８４が外周に沿って設けられている。内輪部８４が、球面軸受の可動部を成す。筒状部８１ｂと環状部材８１ｃの接触部分は、Ｏリングなどの封止部材８１ｄにより封止されている。なお、ホルダ部８１は、筒状部８１ｂと環状部材８１ｃが一体として形成されてもよい。
フランジ部８２は、処理容器１の外側の開口部１ｃの周囲に配置されている。例えば、フランジ部８２は、円盤状に形成されており、開口部１ｃの周囲に配置されている。フランジ部８２は、処理容器１の底部１ｂに固定されている。処理容器１の底部１ｂとフランジ部８２の接触部分は、Ｏリングなどの封止部材８２ａにより封止されている。フランジ部８２は、ホルダ部８１の内輪部８４と係合して球面軸受の固定部を成す外輪部８５が形成されている。例えば、フランジ部８２は、平坦な環状の円盤部８２ｂと、環状部材８２ｃを有する。円盤部８２ｂは、処理容器１の底部１ｂに固定されている。環状部材８２ｃは、円盤部８２ｂの下面に設けられ、円盤部８２ｂの下面から突出している。環状部材８２ｃは、ホルダ部８１の環状部材８１ｃの外周を覆うように形成されている。環状部材８２ｃは、環状部材８１ｃと対向する内周面に沿って凹んだ球面状の外輪部８５が形成されている。図４は、第１実施形態に係る球面軸受部分を拡大した拡大図である。内輪部８４の凸状の球面と外輪部８５の凹状の球面は、面接触しており、球面軸受として機能する。球面軸受では、外輪部８５に対して内輪部８４を上下に回転させることで、球面軸受の球面中心を基準に外輪部８５に対して内輪部８４を傾斜させることができる。例えば、基板Ｗを３００ｍｍの半導体ウエハとして、載置台２を基板Ｗと同程度のサイズとした場合、球面軸受は、直径で１５０～２００ｍｍ程度に形成する。ホルダ部８１は、球面軸受により、フランジ部８２に対して角度を変更可能に支持されている。なお、フランジ部８２は、円盤部８２ｂと環状部材８２ｃが一体として形成されてもよい。
封止部８３は、伸縮可能とされている。封止部８３は、開口部１ｃの周方向に沿って球面軸受の内側に設けられ、少なくともフランジ部８２とホルダ部８１の間を気密に封止する。例えば、封止部８３として、ベローズ８３ａが設けられている。ベローズ８３ａは、開口部１ｃの周方向に沿って、支持部材４の周囲を囲むように配置されている。ベローズ８３ａは、上端側がフランジ部８２に固定され、下端側がホルダ部８１に固定されている。ベローズ８３ａの上端側のフランジ部８２との接触部分は、Ｏリングなどの封止部材８３ｂにより封止されている。ベローズ８３ａの下端側のホルダ部８１との接触部分は、Ｏリングなどの封止部材８３ｃにより封止されている。ベローズ８３ａは伸縮可能である。このため、ホルダ部８１は、球面軸受により、フランジ部８２に対してホルダ部８１の角度が変更された場合でも、伸縮してフランジ部８２とホルダ部８１の間の気密性を維持できる。なお、本実施形態では、ベローズ８３ａによりフランジ部８２とホルダ部８１の間を気密に封止した場合を説明した。しかし、ベローズ８３ａの上端を開口部１ｃの側面に接続し、ベローズ８３ａにより、開口部１ｃとホルダ部８１の間を気密に封止してもよい。
ホルダ部８１は、外輪部８５と内輪部８４による球面軸受により、フランジ部８２に支持されている。支持部８は、真空時に発生するスラスト荷重を球面軸受で受け止めながら、球面軸受の球面中心を基準に傾斜さえることで、フランジ部８２に対してホルダ部８１を傾斜させることができる。載置台２及び支持部材４は、ホルダ部８１に固定されているため、ホルダ部８１と一緒に動く。よって、載置台２及び支持部材４は、ホルダ部８１の傾きを変えることで、傾きを変えることができる。
支持部８は、フランジ部８２に対するホルダ部８１の傾きを変更するため、アクチュエータ８６を有する。アクチュエータ８６は、フランジ部８２に直接又は間接的に固定されている。例えば、ホルダ部８１の周囲には、環状のベース８７が設けられている。ベース８７は、フランジ部８２から延びる複数の支柱８７ａにより支持されている。図５は、第１実施形態に係るフランジ部８２の構成の一例を示す図である。図５には、フランジ部８２の下面を上側にした状態を示している。本実施形態では、フランジ部８２に周方向に均等な間隔で４つの支柱８７ａを設けてベース８７を支持している。ベース８７は、支柱８７ａによりフランジ部８２に固定されている。ベース８７には、アクチュエータ８６が設けられている。アクチュエータ８６は、開口部１ｃの周方向に間隔を開けて少なくとも３つ配置されている。例えば、アクチュエータ８６は、開口部１ｃの周方向に均等な間隔で３つ配置されている。アクチュエータ８６は、ベース８７を介して間接的にフランジ部８２に固定されている。なお、アクチュエータ８６は、４つ以上配置してもよい。
アクチュエータ８６は、伸縮するロッド８６ａを有する。ロッド８６ａは、ホルダ部８１（環状部材８１ｃ）に接触するように直接又は間接的に接続されている。図５には、均等な間隔で配置された各アクチュエータ８６のロッド８６ａが示されている。例えば、アクチュエータ８６は、サーボモータ及びボールネジが内部に設けられている。アクチュエータ８６は、サーボモータの回転軸の回転よりボールネジが回転し、ボールネジの回転に伴い、ロッド８６ａが伸縮する。ロッド８６ａの先端の接触面には、ストラスパッド８６ｂが設けられている。ストラスパッド８６ｂは、設けていなくてもよいが、面圧が非常に高くなるので、設けることが好ましい。ストラスパッド８６ｂは、焼き入れした高耐圧のものとすることが好ましい。ストラスパッド８６ｂはホルダ部８１に接続されている。
アクチュエータ８６は、ロッド８６ａを伸長させてホルダ部８１のストラスパッド８６ｂとの接触部分を下側から押し上げることで、フランジ部８２に対してホルダ部８１の傾斜を変えることができる。支持部８は、円周上に等配で設けた３つのアクチュエータ８６がホルダ部８１を押すことで載置台２を傾けることができる。載置台２の傾きは、３つのアクチュエータ８６による押し付け量によって調整される。
なお、複数のアクチュエータ８６により調整される載置台２の傾きは、種々の検知手段を用いて支持部材４やホルダ部８１、回転駆動機構９（例えば、回転軸９１）の傾きを検知することで、特定され得る。検知手段としては、例えば、リニアエンコーダ、ジャイロセンサ、３軸加速度センサ及びレーザトラッカ等が挙げられる。
アクチュエータ８６は、制御部６０の制御によりロッド８６ａを伸縮させる。制御部６０は、３つのアクチュエータ８６のロッド８６ａの伸縮を制御することにより、載置台２の傾きを制御できる。
ところで、上述したように、真空処理装置１００では、処理容器１内部の圧力を大気状態から真空状態に切り替えた場合、圧力差により処理容器１が変形する。また、処理容器１は、処理容器１で実施された基板処理の熱が伝わって温度が変化し、温度変化によっても変形する。処理容器１が変形すると、処理容器１の変形による応力が載置台２に伝わり、載置台２の傾きが変化してしまう場合がある。
そこで、実施形態に係る真空処理装置１００は、上記のような構成の支持部８により載置台２の傾斜を調整可能としている。これにより、真空処理装置１００は、処理容器１の変形等に起因して載置台２の傾きが変化した場合でも、載置台２の傾きを元の傾きに調整することができる。この結果、真空処理装置１００は、処理容器１の変形に起因した、載置台２の傾きのずれを改善することができ、その結果、成膜処理等の基板処理における面内均一性を向上させることができる。例えば、本実施形態に係る支持部８は、最大で±５°～１０°程度、載置台２の傾きを変更できる。実際には、支持部８が±０．ｘ°程度、載置台２の角度を調整できれば、処理容器１の変形等による載置台２の傾きを補正できる。
また、実施形態に係る真空処理装置１００は、載置台２の傾きを調整する球面軸受を大気側としており、ベローズ８３ａにより処理容器１内と遮断している。これにより、真空処理装置１００は、載置台２の傾きを調整する際に、球面軸受で摩擦等によってパーティクルが生じる場合でも、パーティクルを遮断でき、処理容器１内にパーティクルが発生することを抑制できる。
このように本実施形態に係る真空処理装置１００は、載置台２の傾斜を調整可能としつつ、処理容器１内のパーティクルの発生を抑制できる。
［真空処理装置の制御方法の流れの具体例］
次に、真空処理装置１００の制御方法の流れの具体例について説明する。図６は、第１実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
制御部６０は、載置台２の傾きを取得する（ステップＳ１０１）。載置台２の傾きは、種々の検知手段を用いて支持部材４やホルダ部８１、回転駆動機構９の傾きを検知することで取得してもよい。また、載置台２の傾きの計測結果をユーザインターフェース６１から入力させることで取得してもよい。
制御部６０は、取得した載置台２の傾きから載置台２を所望の傾きとするための補正量を算出する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部６０は、載置台２を所望の傾きとするために載置台２を傾斜させる方向及び角度を補正量として算出する。
制御部６０は、算出された補正量だけ傾斜するように各アクチュエータ８６の伸縮を制御し（ステップＳ１０３）、処理を終了する。各アクチュエータ８６の伸縮に伴って、載置台２の傾きが補正される。
［効果］
以上のように、第１実施形態に係る真空処理装置１００は、処理容器１と、載置台２と、支持部材４と、ホルダ部８１と、フランジ部８２と、封止部８３（ベローズ８３ａ）とを有する。処理容器１は、内部を真空雰囲気に維持可能とされている。載置台２は、処理容器１内に設けられ、基板Ｗが載置される。支持部材４は、処理容器１の底部１ｂに形成された開口部１ｃを貫通して載置台２を下方から支持する。ホルダ部８１は、処理容器１の外側に位置し、支持部材４の下端部４ａが固定されて載置台２と一体的に移動可能とされている。ホルダ部８１は、処理容器１の外側から開口部１ｃを覆うように形成されている。ホルダ部８１は、開口部１ｃの周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部８４が形成さている。フランジ部８２は、処理容器１の外側の開口部１ｃの周囲に配置されている。フランジ部８２は、内輪部８４と係合して球面軸受の固定部を成す外輪部８５が形成されている。封止部８３は、伸縮可能とされ、開口部１ｃの周方向に沿って球面軸受の内側に設けられ、少なくともフランジ部８２とホルダ部８１の間を気密に封止する。これにより、真空処理装置１００は、載置台２の傾斜を調整可能としつつ、処理容器１内のパーティクルの発生を抑制できる。
また、第１実施形態に係る真空処理装置１００は、アクチュエータ８６と、制御部６０とをさらに有する。アクチュエータ８６は、フランジ部８２に固定され、伸縮するロッド８６ａがホルダ部８１に接触するように設けられている。制御部６０は、アクチュエータ８６のロッド８６ａの伸縮を制御することで、ホルダ部８１及び載置台２の傾斜を調整する。これにより、真空処理装置１００は、制御部６０の制御により、アクチュエータ８６のロッド８６ａを伸縮させることで、載置台２の傾斜を調整できる。
また、アクチュエータ８６は、開口部１ｃの周方向に間隔を開けて少なくとも３つ配置されている。これにより、真空処理装置１００は、何れの方向に対しても載置台２の傾斜を調整できる。
（第２実施形態）
［真空処理装置１００の構成］
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る真空処理装置１００は、第１実施形態に係る真空処理装置１００と略同様の構成であるため、異なる部分について主に説明を行う。図７は、第２実施形態に係る真空処理装置１００の概略構成の一例を簡略的に示した図である。図７では、真空処理装置１００の構成を簡略化し、説明に関連する部分を示している。第１実施形態に係る真空処理装置１００と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
真空処理装置１００は、シャワーヘッド１６の周囲に膜厚センサ９５が配置されている。膜厚センサ９５は、所定の検知範囲内に位置する基板Ｗの膜厚を非接触で検知可能に構成されている。
載置台２は、支持部材４により支持されている。支持部材４の下端部は、処理容器１の外部に位置し、支持部８により支持されている。支持部８は、支持部材４の傾斜を変えることで載置台２の傾斜を調整可能とされている。また、支持部８は、回転駆動機構９により、円筒状の支持部材４を円筒の軸を回転軸として回転可能に支持している。
制御部６０は、載置台２が傾斜して載置台２に載置された基板Ｗが膜厚センサ９５の検知範囲内となるようにアクチュエータ８６を制御する。また、制御部６０は、回転駆動機構９を制御して支持部材４を回転させて載置台２を回転させる。制御部６０は、基板Ｗ上の膜の膜厚を膜厚センサ９５により計測する。なお、基板Ｗの周方向については膜厚を測定する必要が無い場合、載置台２を回転させなくてもよい。例えば、基板Ｗの径方向の複数個所で膜厚を測定する場合、制御部６０は、載置台２の傾斜を変えることで膜厚センサ９５の検知範囲を基板Ｗの径方向に移動させて、膜厚センサ９５により膜厚を測定してもよい。
図８は、第２実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
制御部６０は、載置台２が傾斜して載置台２に載置された基板Ｗが膜厚センサ９５の検知範囲内となるようにアクチュエータ８６を制御する（ステップＳ２０１）。例えば、制御部６０は、複数のアクチュエータ８６を制御して、載置台２に載置された基板Ｗが膜厚センサ９５の検知範囲内となるまで載置台２を傾斜させる。
制御部６０は、回転駆動機構９を制御して支持部材４を回転させて載置台２を回転させる（ステップＳ２０２）。制御部６０は、基板Ｗ上の膜の膜厚を膜厚センサ９５により計測する（ステップＳ２０３）。
このように、真空処理装置１００では、載置台２に載置された基板Ｗを膜厚センサ９５の検知範囲内に移動させることができる。これにより、真空処理装置１００は、載置台２と対向するシャワーヘッド１６の周囲にしか膜厚センサ９５を配置できない場合でも、基板処理の実行途中にリアルタイムで膜厚検出を行うことができる。
［効果］
以上のように、第２実施形態に係る真空処理装置１００は、シャワーヘッド１６（上部電極）と、膜厚センサ９５とをさらに有する。シャワーヘッド１６は、処理容器１内で載置台２に対向して配置される。膜厚センサ９５は、シャワーヘッド１６の周囲に配置され、所定の検知範囲内に位置する基板Ｗの膜厚を非接触で検知可能とされている。第２実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法は、載置台２が傾斜して載置台２に載置された基板Ｗが膜厚センサ９５の検知範囲内となるようにアクチュエータ８６を制御する。これにより、真空処理装置１００は、載置台２と対向するシャワーヘッド１６の周囲に膜厚センサ９５が配置される場合でも、基板処理の実行中にリアルタイムで膜厚検出を行うことができる。
（第３実施形態）
［真空処理装置１００の構成］
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る真空処理装置１００は、第１実施形態に係る真空処理装置１００と略同様の構成であるため、異なる部分について主に説明を行う。図９は、第３実施形態に係る真空処理装置１００の概略構成の一例を簡略的に示した図である。図９では、真空処理装置１００の構成を簡略化し、説明に関連する部分を示している。第１実施形態に係る真空処理装置１００と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
真空処理装置１００では、シャワーヘッド１６との間の距離（以下、適宜「ギャップ」と呼ぶ。）を測定可能な距離測定基板ＳＷを載置台２に配置する。距離測定基板ＳＷは、載置台２の載置面内の複数の位置夫々について測定したギャップを測定結果として制御部６０に送信する無線通信機能を有する。制御部６０は、距離測定基板ＳＷにより、シャワーヘッド１６と載置台２との間のギャップを測定する。制御部６０は、測定したギャップの測定結果に基づいて、載置台２がシャワーヘッド１６と平行となるようにアクチュエータ８６を制御する。
図１０は、第３実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
制御部６０は、距離測定基板ＳＷを載置台２上に配置する（ステップＳ３０１）。
制御部６０は、距離測定基板ＳＷに対して、ギャップの測定を指示する（ステップＳ３０２）。距離測定基板ＳＷは、載置台２の周方向の複数の位置夫々について測定したギャップを測定結果として制御部６０に送信する。なお、ギャップの測定指示は、制御部６０以外から送信してもよい。
制御部６０は、距離測定基板ＳＷによる測定結果に基づき、載置台２がシャワーヘッド１６と平行となるようにアクチュエータ８６を制御する（ステップＳ３０３）。例えば、制御部６０は、載置台２の載置面内の複数の位置での距離（つまり、ギャップ）が所定範囲に収まるようにアクチュエータ８６を制御する。
このように、真空処理装置１００では、処理容器１を開放することなく、載置台２の載置面内の複数の位置においてギャップを均一化することができる。結果として、真空処理装置１００は、処理容器１の真空状態を維持しつつ、基板Ｗに対する基板処理の面内均一性を向上させることができる。
［効果］
以上のように、第３実施形態に係る真空処理装置１００は、シャワーヘッド１６（上部電極）をさらに有する。シャワーヘッド１６は、処理容器１内で載置台２に対向して配置される。第３実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法は、載置台２の載置面内の複数の位置各々について載置台２とシャワーヘッド１６との間の距離を測定可能な距離測定基板ＳＷを載置台２上に配置する。そして、真空処理装置１００の制御方法は、距離測定基板ＳＷによる測定結果に基づき、載置台２がシャワーヘッド１６と平行となるようにアクチュエータ８６を制御する。これにより、真空処理装置１００は、処理容器１の真空状態を維持しつつ、基板Ｗに対する基板処理の面内均一性を向上させることができる。
（第４実施形態）
［真空処理装置１００の構成］
次に、第４実施形態について説明する。第４実施形態に係る真空処理装置１００は、第１実施形態に係る真空処理装置１００と略同様の構成であるため、異なる部分について主に説明を行う。
真空処理装置１００では、処理容器１内で実行した基板処理ごとに、基板Ｗの状態と載置台２の傾きを示す測定データを記憶部６２に記憶する。基板処理した基板Ｗの状態は、処理容器１内にセンサを設けて測定してもよく、基板処理後、真空処理装置１００から搬出された基板Ｗを別な装置で計測してもよい。制御部６０は、処理容器１内で実行される基板処理ごとに測定された、所定条件を満たす基板Ｗの状態に対する載置台２の傾きを示す測定データを取得する。例えば、制御部６０は、測定データを制御部６０の記憶部６２から読み出して取得する。制御部６０は、処理容器１内で基板処理を順次実行し、基板処理の切り替えのタイミングが到来するたびに、測定データに基づいて、載置台２が基板処理に対応した角度となるようにアクチュエータ８６を制御する。
図１１は、第４実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
制御部６０は、処理容器１内で実行される基板処理ごとに測定された、所定条件を満たす基板Ｗの状態に対する載置台２の傾きを示す測定データを取得する（ステップＳ４０１）。例えば、制御部６０は、測定データを制御部６０の記憶部６２から読み出して取得する。基板Ｗの状態とは、例えば、基板処理により基板Ｗ上に形成される膜の膜質を表す数値である。なお、測定データが他の装置に記憶されている場合、制御部６０は、ネットワークを介して他の装置から測定データを取得してもよい。また、制御部６０は、基板処理ごとの基板Ｗの状態に対する載置台２の傾きに基づく機械学習により測定データを生成して取得してもよい。
制御部６０は、処理容器１内で基板処理を実行する（ステップＳ４０２）。
制御部６０は、実行中の基板処理の切り替えのタイミングが到来したか否かを判定する（ステップＳ４０３）。切り替えのタイミングが到来していない場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、制御部６０は、実行中の基板処理を継続する。
一方、切り替えのタイミングが到来した場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、制御部６０は、全ての基板処理の実行が完了したか否かを判定する（ステップＳ４０４）。全ての基板処理の実行が完了していない場合（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、制御部６０は、ステップＳ４０１で取得した測定データに基づいて複数のアクチュエータ８６を制御する（ステップＳ４０５）。すなわち、制御部６０は、測定データを参照して、切り替え先の次の基板処理に対応する、載置台２の傾きを求める。そして、制御部６０は、複数のアクチュエータ８６を制御して、載置台２の傾きが求めた傾きとなるように、アクチュエータ８６を制御する。アクチュエータ８６の制御後、制御部６０は、処理をステップＳ４０２に戻し、処理容器１内で、切り替え先の次の基板処理を実行する。
一方、全ての基板処理の実行が完了した場合（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、制御部６０は、処理を終了する。
このように、真空処理装置１００は、基板処理ごとに、載置台２の位置及び傾きを動的に調整することができる。結果として、真空処理装置１００は、基板処理を連続的に順次実行する場合に、基板処理ごとに最適な処理結果を得ることができる。
［効果］
以上のように、第４実施形態に係る真空処理装置１００の制御方法は、処理容器１内で実行される基板処理ごとに測定された、所定条件を満たす基板Ｗの状態に対する載置台２の傾きを示す測定データを取得する。真空処理装置１００の制御方法は、処理容器１内で基板処理を順次実行する。真空処理装置１００の制御方法は、基板処理の切り替えのタイミングが到来するたびに、測定データに基づいてアクチュエータ８６を制御する。これにより、真空処理装置１００は、基板処理を連続的に順次実行する場合に、基板処理ごとに最適な処理結果を得ることができる。
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全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、請求の範囲およびその趣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。
例えば、上記実施形態では、真空処理装置１００が基板処理としてプラズマＣＶＤ処理を行なう装置である例を説明した。しかし、開示技術は、これに限定されるものではない。プラズマエッチング等の他の基板処理を行う任意の装置に開示技術を適用してもよい。すなわち、開示技術は、任意のプラズマ処理装置に採用され得る。例えば、真空処理装置１００は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ：Capacitively Coupled Plasma）タイプや、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Inductively-coupled plasma）タイプ、マイクロ波といった表面波によってガスを励起させるプラズマ処理装置のように、任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。
また、上記実施形態では、球面軸受の可動部を成す内輪部８４と固定部を成す外輪部８５の周面全面を球面状とした場合を例に説明した。しかし、開示技術は、これに限定されるものではない。内輪部８４と外輪部８５の周面のうち、一部を球面状としてもよい。例えば、内輪部８４と外輪部８５の周面に間隔を開けて３箇所以上の部分を球面状としてよい。例えば、内輪部８４と外輪部８５は、ストラスパッド８６ｂが当たる付近をそれぞれ球面状としてよい。例えば、内輪部８４と外輪部８５は、ストラスパッド８６ｂが当たる部分を含んだ所定範囲をそれぞれ球面状としてよい。
また、上記実施形態では、内輪部８４と外輪部８５の球面状を同じ曲率半径で形成して面接触する球面軸受として構成した場合を例に説明した。しかし、開示技術は、これに限定されるものではない。内輪部８４と外輪部８５による球面軸受は、自動調心軸受や玉軸受として構成されてもよい。
また、上記実施形態では、排気装置７３と接続された排気口７１を処理容器１の底部の端側に設けた場合を例に説明した。しかし、開示技術は、これに限定されるものではない。処理容器１内を排気する排気部をホルダ部８１に設けてもよい。また、開口部１ｃの側面に周方向に間隔を開けて所定のガスを出力するガス出力口を複数設けてよい。図１２は、他の実施形態に係る支持部の構成の他の一例を示す斜視図である。図２に示した第１実施形態に係る支持部８と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。ホルダ部８１の側面には、排気口７４が形成されている。排気口７４には、排気管７５を介して排気装置７３が接続されている。なお、排気口７４は、ホルダ部８１の底面に形成してもよい。排気装置７３は、排気口７４及びホルダ部８１を介して処理容器１内を所定の真空度まで減圧する。開口部１ｃは、側面にガス出力口９８が形成されている。ガス出力口９８は、開口部１ｃの側面に複数、均等な間隔で設けられている。ガス出力口９８は、不図示の配管を介してガス供給部１５に接続されている。ガス供給部１５は、ガス出力口９８に所定のガスを供給する。例えば、ガス供給部１５は、ベローズ８３ａなど支持部８で発生するパーティクルを排出するため、例えば、Ｎ２ガスなどのパージ用ガスを供給する。これにより、真空処理装置１００は、支持部８で発生するパーティクルを排気口７４から排出できるため、処理容器１内にパーティクルが発生することを抑制できる。
１ 処理容器
１ｂ 底部
１ｃ 開口部
２ 載置台
４ 支持部材
４ａ 下端部
１６ シャワーヘッド
６０ 制御部
６２ 記憶部
７３ 排気装置
７４ 排気口
７５ 排気管
８１ ホルダ部
８２ フランジ部
８３ 封止部
８３ａ ベローズ
８４ 内輪部
８５ 外輪部
８６ アクチュエータ
９５ 膜厚センサ
９８ ガス出力口
１００ 真空処理装置
Ｗ 基板

Claims (7)

  1. 内部を真空雰囲気に維持可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器の底部に形成された開口部を貫通して前記載置台を下方から支持する支持部材と、
    前記処理容器の外側に位置し、前記支持部材の端部が固定されて前記載置台と一体的に移動可能とされ、前記処理容器の外側から前記開口部を覆うように形成され、前記開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されたホルダ部と、
    前記処理容器の外側の前記開口部の周囲に配置され、前記内輪部と係合して前記球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されたフランジ部と、
    伸縮可能とされ、前記開口部の周方向に沿って前記球面軸受の内側に設けられ、少なくとも前記フランジ部と前記ホルダ部の間を気密に封止する封止部と、
    を有する、真空処理装置。
  2. 前記フランジ部に固定され、伸縮するロッドが前記ホルダ部に接触するように設けられたアクチュエータと、
    前記アクチュエータの前記ロッドの伸縮を制御することで、前記ホルダ部及び前記載置台の傾斜を調整する制御部と、
    さらに有する、請求項１に記載の真空処理装置。
  3. 前記アクチュエータは、前記開口部の周方向に間隔を開けて少なくとも３つ配置されている
    請求項２に記載の真空処理装置。
  4. 前記ホルダ部に設けられ、前記開口部及び前記ホルダ部を介して処理容器内を排気する排気部と、
    前記開口部の側面に周方向に間隔を開けて複数設けられ、所定のガスを出力するガス出力口と、
    をさらに有する請求項１～３の何れか１つに記載の真空処理装置。
  5. 内部を真空雰囲気に維持可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器の底部に形成された開口部を貫通して前記載置台を下方から支持する支持部材と、
    前記処理容器の外側に位置し、前記支持部材の端部が固定されて前記載置台と一体的に移動可能とされ、前記処理容器の外側から前記開口部を覆うように形成され、前記開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されたホルダ部と、
    前記処理容器の外側の前記開口部の周囲に配置され、前記内輪部と係合して前記球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されたフランジ部と、
    伸縮可能とされ、前記開口部の周方向に沿って前記球面軸受の内側に設けられ、少なくとも前記フランジ部と前記ホルダ部の間を気密に封止する封止部と、
    前記フランジ部に固定され、伸縮するロッドが前記ホルダ部に接触するように設けられたアクチュエータと、
    を有する真空処理装置の制御方法であって、
    前記真空処理装置は、
    前記処理容器内で前記載置台に対向して配置された上部電極と、
    前記上部電極の周囲に配置され、所定の検知範囲内に位置する前記基板の膜厚を非接触で検知可能な膜厚センサと、
    をさらに有し、
    前記載置台が傾斜して当該載置台に載置された前記基板が前記膜厚センサの検知範囲内となるように前記アクチュエータを制御する工程
    を含む、真空処理装置の制御方法。
  6. 内部を真空雰囲気に維持可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器の底部に形成された開口部を貫通して前記載置台を下方から支持する支持部材と、
    前記処理容器の外側に位置し、前記支持部材の端部が固定されて前記載置台と一体的に移動可能とされ、前記処理容器の外側から前記開口部を覆うように形成され、前記開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されたホルダ部と、
    前記処理容器の外側の前記開口部の周囲に配置され、前記内輪部と係合して前記球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されたフランジ部と、
    伸縮可能とされ、前記開口部の周方向に沿って前記球面軸受の内側に設けられ、少なくとも前記フランジ部と前記ホルダ部の間を気密に封止する封止部と、
    前記フランジ部に固定され、伸縮するロッドが前記ホルダ部に接触するように設けられたアクチュエータと、
    を有する真空処理装置の制御方法であって、
    前記真空処理装置は、
    前記処理容器内で前記載置台に対向して配置された上部電極をさらに有し、
    前記載置台の載置面内の複数の位置各々について前記載置台と前記上部電極との間の距離を測定可能な距離測定基板を前記載置台上に配置する工程と、
    前記距離測定基板による測定結果に基づき、前記載置台が上部電極と平行となるようにアクチュエータを制御する工程と
    を含む、真空処理装置の制御方法。
  7. 内部を真空雰囲気に維持可能な処理容器と、
    前記処理容器内に設けられ、基板が載置される載置台と、
    前記処理容器の底部に形成された開口部を貫通して前記載置台を下方から支持する支持部材と、
    前記処理容器の外側に位置し、前記支持部材の端部が固定されて前記載置台と一体的に移動可能とされ、前記処理容器の外側から前記開口部を覆うように形成され、前記開口部の周方向に沿って球面軸受の可動部を成す内輪部が形成されたホルダ部と、
    前記処理容器の外側の前記開口部の周囲に配置され、前記内輪部と係合して前記球面軸受の固定部を成す外輪部が形成されたフランジ部と、
    伸縮可能とされ、前記開口部の周方向に沿って前記球面軸受の内側に設けられ、少なくとも前記フランジ部と前記ホルダ部の間を気密に封止する封止部と、
    前記フランジ部に固定され、伸縮するロッドが前記ホルダ部に接触するように設けられたアクチュエータと、
    を有する真空処理装置の制御方法であって、
    前記処理容器内で実行される基板処理ごとに測定された、所定条件を満たす前記基板の状態に対する前記載置台の傾きを示す測定データを取得する工程と、
    前記処理容器内で基板処理を順次実行する工程と、
    前記基板処理の切り替えのタイミングが到来するたびに、前記測定データに基づいて前記アクチュエータを制御する工程と
    を含む、真空処理装置の制御方法。
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