JP5451895B2 - 基板処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、基板に所定の処理を施すための基板処理装置に関する。
一般に、電子デバイスを製造するためには基板に対して成膜、エッチング、酸化、拡散等の各種処理が行なわれる。そして、電子デバイスの微細化および高集積化によって、スループットおよび歩留りを向上させるために、同一処理を行なう複数の基板処理装置を、共通の搬送室を介して相互に結合した、いわゆるクラスタ化された処理システムが、すでに知られている。
処理システムには、屈伸、旋回、或いは水平移動等が可能な複数の搬送ロボットが設けられている。クラスタ化された処理システム内にて基板を搬送する場合、例えば、カセットから基板処理装置側へ、或いは、基板処理装置側からカセットへ搬送するために、複数の搬送ロボットの搬送アーム間で、基板を受け渡すことにより、基板を搬送することが可能である。
特許文献１には、搬送ロボットと、昇降動作が可能なリフトピンを用いて基板を基板ステージに載置する構成が開示されている。特許文献１の構成では、搬送ロボットが基板を基板ステージに載置する場合には、搬送ロボットから基板を基板ステージに直接載置するのではなく、２つのステップによって基板の載置を行っている。まず、基板ステージ内に設けられたリフトピンを基板ステージの基板載置面より高い位置まで上昇させて、搬送ロボットからリフトピン上に基板を受け渡す。そして、リフトピンを降下させて、リフトピンから基板ステージの基板載置面に基板を受け渡す。２つの受け渡しのステップによって、基板を基板ステージの基板載置面に安定して載置することができる。
ところが近年、基板ステージの下方には、例えば、静電吸着電極に電力を導入するための電力導入機構や、基板ステージを回転するための回転機構などが設けられるようになり、基板ホルダーの構成は、ますます複雑化している。そのため、基板ホルダーの下方に、リフトピンを昇降動作させるための昇降機構を設けることは、困難となっている。
一方、装置の寸法が、規格されている場合、さまざまな制約がある。例えばイオンビームエッチング装置においては、イオンソースから発生するパーティクルが基板へ付着するのを最小限に抑える為、イオンソースの放射面を地面に対して垂直に立てるように配置している。基板がイオンソースと対抗する位置に配置されるようにする為、搬送チャンバーからイオンビームエッチング装置内の基板ホルダーに搬送された基板を静電吸着ステージに吸着させた後、基板ホルダーをイオンソースに向けて回転させて、エッチング処理を行っている。この一連の動きにおいて、基板ホルダーはイオンビームエッチング装置の真空チャンバーと干渉してはならない。ところがＳＥＭＩ／ＭＥＳＣ規格で、搬送ロボットの伸縮アームが届く範囲の制約から、この基板処理装置の搬送チャンバーとの接続面から基板ホルダーの中心までの距離は規定されている為、基板ホルダーは小型化させる必要がある。
こうした制約の中、発明者は鋭意検討した結果、基板ホルダーを小型化するとともに、基板を同期して昇降する技術を見出した。
本発明は、上記従来技術の問題を鑑みてなされたものであり、装置の薄型化を図るとともに、基板を同期して昇降させることが可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成させるため、本発明の基板処理装置は、基板ステージと、前記基板ステージを支持する支柱と、前記支柱を回転させる第一回転駆動部と、前記基板ステージの内部に設けられ、基板ステージ上において基板を載置することが可能な面に対して垂直方向に上下移動が可能な少なくとも３つのリフトピンと、を備えた基板処理装置であって、
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンを上下移動させるピンと、を備えたことを特徴とする。
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンを上下移動させるピンと、を備えたことを特徴とする。
本発明の他の基板処理装置は、基板ステージと、前記基板ステージを支持する支柱と、前記基板ステージの内部に設けられ、基板ステージ上において基板を載置することが可能な面に対して垂直方向に上下移動が可能な少なくとも３つのリフトピンと、を備えた基板処理装置であって、
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、を有し、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンは上下移動することを特徴とする。
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、を有し、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンは上下移動することを特徴とする。
本発明によれば、第一回転部材を介してリフトピンを昇降させることにより、装置の小型化を図るとともに、基板を同期して昇降可能な基板処理装置を提供することができる。
あるいは、基板ステージの回転軸よりオフセットとした位置に配置された第二回転駆動部を作動させる場合であっても、リフトピンの上下移動のばらつきを無くし、基板を昇降させることが可能となる
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
なお、本実施形態では基板処理装置の一例としてイオンビームエッチング装置（以下、ＩＢＥ装置と称す）を例に挙げて説明するが本発明はこの限りではない。本発明に係る基板処理装置としては、例えば、他のエッチング装置やスパッタ成膜、ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置などのプラズマ処置装置が含まれる。本発明の実施形態に係る基板支持装置（基板ホルダー）は、搬送ロボットなどから受取った基板を基板ステージ上に載置し、支持（固定）する構成を提供するもので、上述の基板処理装置に適用可能である。
図１は本発明の第１の実施形態に係るＩＢＥ装置１の全体構成を説明する図であり、ＩＢＥ装置を側面から見た概略断面図である。
図１に示したＩＢＥ装置１は、真空容器３と、放電室５と、引き出し電極４と、基板ホルダー１１と、シャッター装置９と、を備えている。放電室５は、導入されたガスに高周波電力を印加することによりプラズマを発生する。引き出し電極４は、放電室５で発生したプラズマからイオンを真空容器３のプロセス空間に引き出すための電界を発生させる。基板ホルダー１１は基板２を保持するシャッター装置９は放電室５から基板２が載置されているプロセス空間に放射されるイオンビームを遮蔽する。放電室５は真空容器３の側面に連結されている。基板ホルダー１１は放電室５に対向して配設されている。放電室５から照射されるイオンの電荷を中和するためのニュートラライザ（不図示）がプロセス空間の側面に設けられている。なお、図示していないが、真空容器３には、ゲートバルブを介して、搬送室が連結されており、その搬送室の中央には、搬送ロボットが設けられている。
搬送ロボットにより搬送された基板２は、基板ホルダー１１のリフトピン１６の上に置かれ、その後、リフトピン１６の降下により、基板ステージ７上に載置される。その後、静電チャックやメカチャックなどの固定手段により、基板２は、基板ステージ７に固定される。リフトピン１６は基板ステージ７の内部に設けられ、基板ステージ上において基板を載置することが可能な面に対して垂直方向に上下移動が可能である。基板２を支持するために、リフトピン１６は少なくとも３つにより構成される。本実施形態では、３つのリフトピンの構成例を説明するが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、３つ以上のリフトピンに対しても適用可能である。
図２は、基板ホルダー１１の回転動作を説明する図である。回転支持部８は、真空容器３に対して回転軸Ａを中心として回転可能であり、この回転（１分間に約６０回転）によって、回転支持部８に支持されている基板ステージ７も回転する。さらに、回転支持部８は、回転軸Ｂを中心として基板ステージ７に保持された基板表面の向きを、イオンビームに対して、変えることができる。すなわち、回転支持部８の回転動作によって、放電室５からのイオンの入射方向に対する基板成膜面の角度を変化させることができる。基板成膜面へのイオンの入射角度を変化させることで、基板２の成膜面に斜め方向からイオンを入射することができ、高精度なエッチングを行うことができる。この際、前述したように、基板２は、固定手段により、基板ステージ７に固定されているので、回転支持部８によって、基板ステージ７とともにイオンビームに対して、回転することができる。
ＩＢＥ装置１は、基板ホルダー１１に載置された基板２に対して放電室５からイオンを照射し、基板２上の積層膜をエッチングする。基板ホルダー１１は、回転支持部８によって支持されている。基板ホルダー１１の内部に設けられた静電チャック機構によって、基板２は基板ステージ７に吸着され、保持されている。
シャッター装置９は、放電室５と基板ホルダー１１との間に設けられておりシャッター装置９の開閉動作により放電室５より基板ホルダー１１における基板ステージ７上の基板２に対して照射されるイオンを遮蔽することができる。
まず、放電室５は、ガス導入手段（不図示）により導入された不活性ガス（例えば、アルゴンガス）に電力を印加することで、プラズマを発生させる。引き出し電極４は、放電室５内で発生したプラズマからイオンを引出し、基板２に向けて照射する。所定時間イオンビームを基板２に照射した後、シャッター装置９が作動し、イオンビームが遮蔽され、エッチングが終了する。なお、プラズマ発生のために使用する不活性ガスとしては、アルゴンガスに限定されず、例えば、クリプトン（Ｋｒ）ガスやキセノン（Ｘｅ）ガス，酸素（Ｏ２）ガスでもよい。
基板ホルダー１１は、再び搬送位置まで、回動すると、基板はリフトピンにより持ち上げられ、搬送ロボットに受け渡される。
次に、図３から図８を参照して、本発明の特徴部分である基板支持装置（基板ホルダー）の構成を説明する。図３は、図１のｘ−ｘ断面における基板ホルダー１１の構成を説明するための側断面図であり、昇降手段１５が動作する前、即ち基板が基板ステージ７に載置されている状態を示している。図４は、リフトピン１６を除いた、昇降手段１５の詳細斜視図である。図５は、第一回転部材の概略上面図である。図６は、昇降手段１５の側断面図である。図７は、昇降手段１５が動作後、即ち基板を持ち上げた状態を示している側断面図である。図８は、移動体（ボールネジ）２６の動作を説明するための概略断面図である。
図３に示される基板ステージ７の下方には、基板ステージ７を支持する支柱６と、支柱６を介して基板を回転させるための第一回転駆動部１４とが設けられている。本実施形態では、第一回転駆動部１４は、回転軸Ａと同軸の回転軸を中心に回転可能なモータによって構成されている。基板ステージ７の下方には、第一回転駆動部１４が設けられているため、リフトピン１６を昇降する昇降手段１５を駆動するための第二回転駆動部１７は、基板ステージ７の中央（回転軸Ａ）からオフセットした位置に配置されている。なお、本実施形態では、第二回転駆動部１７は、回転軸Ａからオフセットした回転軸を中心に回転可能なモータによって構成されている。
第二回転駆動部１７が回転軸Ａからオフセットした位置に配置されるため、第二回転駆動部１７からの距離に応じて生じる昇降手段１５の変形や傾き等の影響により、複数のリフトピン１６のそれぞれの昇降量にばらつきが生じ得る。例えば、第二回転駆動部１７に近い位置に配置されているリフトピンに比べて、遠い位置に配置されているリフトピンは、昇降手段１５の傾きの影響を受けやすい。
複数のリフトピン１６の昇降量にばらつきが生じ得る問題を解決するため、昇降手段１５は、オフセット配置された第二回転駆動部１７の回転を、外側ギア１８（伝達部材）を介して回転軸Ａと同軸に設けられた第一回転部材１９に伝達する構成としている。第一回転部材１９は、環状のリングギアであり、外周側にも、内周側にもギアが形成されている。外周側に形成されたギアと第二回転駆動部１７の回転軸に設けられた外側ギア１８とが係合することにより、第二回転駆動部１７の回転が第一回転部材（リングギア）１９に伝達され、第一回転部材（リングギア）１９が回転軸Ａを回転中心として回転する。回転軸Ａを回転中心とする回転、即ち、第一回転部材（リングギア）１９の回転に変換した後、さらに、第一回転部材（リングギア）１９の回転を直線運動に変換して、この直線運動によりリフトピン１６を上下動させている。回転軸Ａを回転中心とする第一回転部材（リングギア）１９の回転を直線運動に変換することにより昇降手段１５の傾き等の影響によるリフトピン１６のばらつきを改善することができる。以下、図面を参照して詳細に説明する。
図３に示すように、基板ホルダー１１は、基板ステージ７と、支柱６と、第一回転駆動部１４と、支持部１０と、昇降手段１５と、リフトピン１６とを備えている。支柱６は基板ステージ７を支持する。第一回転駆動部１４は、支柱６を回転させる。昇降手段１５は、支持部１０の内部に設けられ、リフトピン１６の昇降により基板ステージ７上に載置された基板２を上下動させることが可能である。
リフトピン１６は、基板ステージ７内に設けられ、昇降手段１５の昇降動作によって昇降する。リフトピン１６の端部が基板ステージ７の基板載置面より高い位置まで上昇すると、リフトピン１６の端部に基板２の裏面が当接し、基板２を支持する。リフトピン１６は、基板２を支持するために少なくとも３つのリフトピンによって構成される。支持部１０は、支柱６を回転可能な状態で支持する筐体である。支持部１０は、支柱６を挿入することが可能な挿通孔を有する筐体であり、その挿通孔に支柱６を挿入することで、基板ステージ７を回転可能に支持している。また、支持部１０は、大気側と真空側を分離する役割を担っており、支持部１０の上部で磁性流体外周部材３４と接続されている。磁性流体外周部材３４は、支柱６が回転する際に第一または第二回転駆動部材などから出る粉塵がプロセス空間に放出されるのを効果的に予防することができる。
昇降手段１５は、支柱６の周囲に配置されている。昇降手段１５は、第一回転部材１９、第二回転駆動部１７、第二回転部材２４、および移動体２６を有する。第一回転部材１９は、第二回転駆動部１７の回転軸に設けられた外側ギア１８を介して伝達される回転により支柱６の周囲を回転する。第二回転駆動部１７は、第一回転部材１９を回転させるための回転駆動を行う。第二回転部材２４は、リフトピン１６の下方に配置され、第一回転部材１９の回転動作と連動して回転する。第二回転部材２４は、リフトピン１６の下方に配置された、少なくとも３つの第二回転部材２４ａ、２４ｂ、２４ｃ（図４）により構成される。３つの第二回転部材２４ａ、２４ｂ、２４ｃは環状のリングギアであり、外周側にはギアが形成されている。第二回転部材（内側ギア）２４ａ、２４ｂ、２４ｃ（図４）のそれぞれの内周側には、ナットの回転を直線運動に変換することが可能な少なくとも３つの移動体（ボールネジ）２６が設けられている。第一回転部材（リングギア）１９の内周側に形成されたギアと第二回転部材（内側ギア）２４ａ、２４ｂ、２４ｃの外周側に形成されたギアとが噛み合う。第一回転部材（リングギア）１９が回転すると、第二回転部材（内側ギア）２４ａ、２４ｂ、２４ｃが回転する。第二回転部材（内側ギア）２４ａ、２４ｂ、２４ｃの回転が移動体２６のナット２６１に伝達され、ボールネジ軸２６２のまわりをナット２６１が回転することにより、ボールネジ軸２６２が直線運動する。ボールネジ軸２６２の直線運動（移動量）は、ボールネジ軸２６２のネジのピッチとナット２６１の回転数によって決まる。第一回転部材（リングギア）１９の回転に従って、第二回転部材（内側ギア）２４ａ、２４ｂ、２４ｃを介して回転するそれぞれの移動体（ボールネジ）２６のナット２６１の回転数は同一である。同一ピッチのボールネジ軸２６２を使用する場合、ボールネジ軸２６２の移動量は、それぞれの移動体（ボールネジ）２６において同一となる。ナット２６１の回転方向を切替えることにより、ボールネジ軸２６２の上下運動の方向を制御することができる。例えば、コントローラ（不図示）は第二回転駆動部１７の回転方向を制御することにより、ボールネジ軸２６２の上下運動の方向を制御することができる。
移動体２６のボールネジ軸２６２の直線運動は、押し上げピン３２ａ、３２ｂ、３２ｃ（図４）を介して、３つのリフトピン１６に伝達される。３つのリフトピン１６は、押し上げピン３２ａ、３２ｂ、３２ｃから伝達された直線運動により上下動する。第一回転駆動部１４は、サーボモータやステッピングモータなどにより構成され、コントローラ（不図示）は、サーボモータやステッピングモータなどの回転数を制御可能である。基板ステージ７から基板２を搬出する際、コントローラ（不図示）は、リフトピン１６の真下に押し上げピン３２が位置するように、基板ステージ７の回転位置を位置決め制御することができる。位置決め後、コントローラは第二回転駆動部１７の回転を制御して、外側ギア１８、第一回転部材１９、第二回転部材２４、ナット２６１を回転駆動する。そして、かかる回転駆動から変換されたボールネジ軸２６２および押し上げピン３２の直線運動によって、リフトピン１６は上下移動する。
図６、図８に示すように、移動体（ボールネジ）２６は、ナット２６１と、ボールネジ軸２６２とを有する。ナット２６１の外周側は、第二回転部材２４の内周に固定されている。第二回転部材２４が回転するとナット２６１が回転する。
図４に示すように、ベースプレート２２の下面側には、第二回転駆動部１７が配置されている。第二回転駆動部１７の回転により、同期して回転する外側ギア１８は、ベースプレート２２の上面側に配置されている。図５に示すように、外側ギア１８は、第一回転部材（リングギア）１９の外周側のギアと係合している。また、第二回転部材（内側ギア）２４は、内側ギア２４の中心軸と同軸上に配置されるベアリング２３（図６）によって、第一回転部材（リングギア）１９の内周側のギアと噛み合った状態で回転可能に保持されている。第一回転部材（リングギア）１９の上面側に固定されているガイドリング２０は、３つのベアリング２１ａ、２１ｂ、および２１ｃによって、基板ステージ７の回転軸（回転軸Ａ）まわりに回転可能に保持されている。
図４に示すようにベースプレート２２の上面側には、第二回転部材（内側ギア）２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）が回転軸Ａを中心とした同心円上に等間隔で配置されている。第二回転部材２４ａ、２４ｂの間には、ベアリング２１ｂが配置され、第二回転部材２４ｂ、２４ｃの間には、ベアリング２１ｃが配置されている。そして、第二回転部材２４ａ、２４ｃの間には、ベアリング２１ａが配置されている。
図６に示すように、ベアリング２１（２１ａ、ｂ、ｃ）の外輪２１１の上部外周面には、端部に曲率を有する凸部が形成されており、このＲ形状の凸部はガイドリング２０内周面に形成されたＶ型溝と接してガイドリング２０の回転を支持している。ガイドリング２０の下面側には、ガイドリング２０の回転軸と同軸の第一回転部材（リングギア）１９が固定されている。第一回転部材（リングギア）１９の形状（内形、外形および厚さ）は、例えば、ガイドリング２０の形状と同一のものとして構成することができる。
昇降手段１５は、大気側からベローズ２８と一体の押し上げピン３２を押し上げる事により真空側のリフトピン１６を押しあげる。押し上げられたリフトピン１６の端部が基板２の裏面に当接し、リフトピン１６の上昇によって基板２が持ち上げられる（図７）。また、リフトピン１６が降下すると、基板２も降下し、リフトピン１６の端部が基板ステージ７の基板載置面より下方に降下すると、リフトピン１６により支持されていた基板２がリフトピン１６から基板載置面上に載置される（図３）。
図６に示すように、第二回転部材（内側ギア）２４の中心軸と同軸上に、移動体（ボールネジ）２６およびベアリング２３が配置されている。内側ギア２４と、移動体（ボールネジ）２６のナット２６１と、ベアリング２３の内輪が互いに固定され、第一回転部材（リングギア）１９の回転に伴い、一体となって回転する。ベアリング２３の外輪はベアリング外周部材２９を介してベースプレート２２に固定されており、第二回転部材（内側ギア）２４はその場所で回転可能に保持される。尚、図４に示すように、３箇所配置されているボールネジ軸２６２の上端部をリングプレート２７に連結することで、図５に示す移動体（ボールネジ）２６のボールネジ軸２６２は回転止めされる。ナット２６１が回転する際に、ナット２６１とボールネジ軸２６２とが一緒に回転することなく、ナット２６１が回転し、かかる回転に従ってボールネジ軸２６２が上下に移動する。
第一回転部材（リングギア）１９が回転すると第一回転部材１９の内周側のギアと噛み合っている第二回転部材（内側ギア）２４は第一回転部材（リングギア）１９と同期して回転する。尚、本実施形態では第二回転部材（内側ギア）２４を３ヶ所使用しているが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、３ヶ所以上取り付けたとしてもよい。
上昇したリングプレート２７により、ベローズ２８に一体製作されている押し上げピン３２を押し上げることにより真空側にあるリフトピン１６を押し上げ、基板２を持ち上げる。以上説明した構成により、基板ステージの回転軸Ａよりオフセットとした位置に配置された第二回転駆動部１７を作動させる場合であっても、リフトピン１６の上下動のばらつきを無くし、基板２を昇降させることが可能となる。
ボールネジ軸２６２の直上に押し上げピン３２およびリフトピン１６を配置することがより望ましい。このような配置とすることでボールネジ軸２６２に対してモーメント荷重がかかる事を防ぐことができ、特にリニアブッシュ等の直進性を保つ為のガイド部材を補助的に使用しなくても移動体（ボールネジ）２６の著しい寿命低下を防ぐことが可能になる。このことは、本装置の信頼性の向上とコストの低減に対して効果がある。
基板ステージ７は、静電吸着電極（不図示）と、静電吸着電極に電圧を印加するための電力導入部１３と、基板２を冷却するために、基板ステージ７内に形成された配管に冷却水を導入するための冷却水導入部１１３と、を備えている。回転する支柱６と、固定された支持部１０側に設けられた磁性流体外周部材３４との間には、真空空間と大気空間を分離するための磁性流体１２が設けられている。
次に、本実施形態の基板ホルダー１１を用いて、基板ステージ７上に載置されている基板２を持ち上げる動作を説明する。図３に示すように、第二回転駆動部１７が駆動することで、外側ギア１８も第二回転駆動部１７の回転軸と同軸で回転する。外側ギア１８の回転に伴い、外側ギア１８と外輪側でかみ合っている第一回転部材（リングギア）１９も、回転軸Ａ（支柱６の回転軸）を中心として回転し始める。
図５に示すように、第一回転部材（リングギア）１９が回転すると同時に、第一回転部材（リングギア）１９の内周側のギアとかみ合っている、３箇所の第二回転部材（内側ギア）２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）が回転する。
第二回転部材（内側ギア）２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）の回転に伴い、図６に示すように、第二回転部材（内側ギア）２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）と同軸上に配置される移動体（ボールネジ）２６のナット２６１が回転する。このナット２６１の回転運動は、ボールネジ軸２６２の直線運動に変換されて、ボールネジ軸２６２は上昇する。それに伴い、ボールネジ軸２６２と連結されたリングプレート２７も上昇する。少なくとも３箇所の移動体（ボールネジ）２６の直上に配置される少なくとも３箇所のベローズ２８底面を、リングプレート２７が押し上げ、ベローズ２８と一体製作されている押し上げピン３２ａ、３２ｂ、３２ｃも同時に押し上げられる。こうして押し上げピン３２は、ベローズ２８の直上に配置される少なくとも３箇所のリフトピン１６を押し上げることができる。最後に、図６に示すように、少なくとも３箇所のリフトピン１６が基板２を押し上げる。
（第２の実施形態）
図９は、本発明に適用可能な第２の実施形態に係る基板処理装置の概略断面図である。この実施形態の基板処理装置は、図３に示した基板ホルダー１１と基本的には同様な構成を備える。同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。しかしながら、本実施形態の基板処理装置は、第１の実施形態の基板支持装置（基板ホルダー）と異なり、支柱６と基板ステージ７は回転しないため、第一回転駆動部１４は設けられていない。代わりに、支柱６の下部には、基板ステージ７の内部に設けられた静電吸着電極７０に電力を導入するための電力導入部１３が配置されている。第二回転駆動部１７は、基板ステージ７の中央部に配置できない為、第１の実施形態と同様に、基板ステージ７の中央部（回転軸Ａ）からオフセットされた位置に配置されている。本実施形態の基板支持装置（基板ホルダー）では、基板ステージ７が回転しない為、押し上げピン３２とリフトピン１６とを別体として設ける必要はなく、リフトピン１６が基板２を直接昇降できる構成となっている。
図９は、本発明に適用可能な第２の実施形態に係る基板処理装置の概略断面図である。この実施形態の基板処理装置は、図３に示した基板ホルダー１１と基本的には同様な構成を備える。同一の構成部材には同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。しかしながら、本実施形態の基板処理装置は、第１の実施形態の基板支持装置（基板ホルダー）と異なり、支柱６と基板ステージ７は回転しないため、第一回転駆動部１４は設けられていない。代わりに、支柱６の下部には、基板ステージ７の内部に設けられた静電吸着電極７０に電力を導入するための電力導入部１３が配置されている。第二回転駆動部１７は、基板ステージ７の中央部に配置できない為、第１の実施形態と同様に、基板ステージ７の中央部（回転軸Ａ）からオフセットされた位置に配置されている。本実施形態の基板支持装置（基板ホルダー）では、基板ステージ７が回転しない為、押し上げピン３２とリフトピン１６とを別体として設ける必要はなく、リフトピン１６が基板２を直接昇降できる構成となっている。
尚、第一、第二の実施形態における外側ギア１８、第一回転部材（リングギア）１９、第二回転部材（内側ギア）２４は、例えば、プーリーとタイミングベルトに置き換えても同じことが実現できる。
例えば、外側ギア１８を外側プーリー、第一回転部材１９を第一回転プーリーとして、置き換えた場合を想定する。この場合、外側プーリーと第一回転プーリーとの間を第一タイミングベルト（第一ベルト）で連結し、外側プーリーの回転を、ベルトを介して第一回転プーリーに伝達することも可能である。
第二回転部材２４を第二回転プーリーとした場合、第一回転プーリーの回転は、第一回転プーリーと第二回転プーリーとの間を連結する第二タイミングベルト（第二ベルト）を介して第二回転プーリーへ伝達することも可能である。
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態に係る電子デバイス製造装置を説明する上面図である。図１０に示す電子デバイス製造装置５００は、いわゆるクラスタ化された処理システムである。電子デバイス製造装置５００は中央部に、２機の搬送ロボット５１０を備えた真空搬送室５０６を有している。真空搬送室５０６の周囲には、４つのＰＶＤ（スパッタリング）室５０１，５０２，５０３、５０４と、２つのロードロック室５０７、５０８と、イオンビームエッチング装置５０５とが、それぞれゲートバルブを介して連結されている。各室には、排気手段が接続されており、容器内を減圧可能である。図１０に示すイオンビームエッチング装置（ＩＢＥ装置）１は、前述した基板ホルダー１１を備えている。なお、本実施形態の電子デバイス製造装置は、ＳＥＭＩ／ＭＥＳＣ規格で、搬送ロボット５１０の伸縮アームが届く範囲は制約される。この基板処理装置の真空搬送室５０６との接続面から、イオンビームエッチング装置５０５の基板ホルダー１１（図１）の中心までの距離は規定されている。
図１０は、第３の実施形態に係る電子デバイス製造装置を説明する上面図である。図１０に示す電子デバイス製造装置５００は、いわゆるクラスタ化された処理システムである。電子デバイス製造装置５００は中央部に、２機の搬送ロボット５１０を備えた真空搬送室５０６を有している。真空搬送室５０６の周囲には、４つのＰＶＤ（スパッタリング）室５０１，５０２，５０３、５０４と、２つのロードロック室５０７、５０８と、イオンビームエッチング装置５０５とが、それぞれゲートバルブを介して連結されている。各室には、排気手段が接続されており、容器内を減圧可能である。図１０に示すイオンビームエッチング装置（ＩＢＥ装置）１は、前述した基板ホルダー１１を備えている。なお、本実施形態の電子デバイス製造装置は、ＳＥＭＩ／ＭＥＳＣ規格で、搬送ロボット５１０の伸縮アームが届く範囲は制約される。この基板処理装置の真空搬送室５０６との接続面から、イオンビームエッチング装置５０５の基板ホルダー１１（図１）の中心までの距離は規定されている。
なお、本発明の基板処理装置は、各実施形態で述べられたいかなる特徴をも組み合わせることによって構成することができる。
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
本願は、２０１０年１０月７日提出の特願２０１０−２２７４６５を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
Claims (5)
- 基板ステージと、前記基板ステージを支持する支柱と、前記支柱を回転させる第一回転駆動部と、前記基板ステージの内部に設けられ、基板ステージ上において基板を載置することが可能な面に対して垂直方向に上下移動が可能な少なくとも３つのリフトピンと、を備えた基板処理装置であって、
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンを上下移動させるピンと、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。 - 基板ステージと、前記基板ステージを支持する支柱と、前記基板ステージの内部に設けられ、基板ステージ上において基板を載置することが可能な面に対して垂直方向に上下移動が可能な少なくとも３つのリフトピンと、を備えた基板処理装置であって、
前記リフトピンを上下移動するための昇降手段を備え、
前記昇降手段は、
前記支柱の周囲に配置され、前記支柱の周囲を前記支柱の回転軸と同軸まわりに回転する第一回転部材と、
前記回転軸からオフセットした位置にある回転軸まわりに回転し、当該回転を伝達部材を介して前記第一回転部材に伝達し、当該第一回転部材を回転させるための第二回転駆動部と、
前記第一回転部材の回転と係合して回転するとともに、前記リフトピンの下側に配置された、少なくとも３つの第二回転部材と、
前記第二回転部材の回転により、直線運動する移動体と、を有し、
前記移動体の直線運動によって、前記リフトピンは上下移動することを特徴とする基板処理装置。 - 前記第一回転部材は、リング形状を有する部材であり、当該リング形状の外周側および内周側にギアが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
- 前記伝達部材は、前記第一回転部材の外周側に形成されているギアと係合するギアであることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
- 前記第二回転部材の外周部には、前記第一回転部材の内周側に形成されているギアと係合するギアが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
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