JP6652665B2 - リフトピン及び真空処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、リフトピン及び真空処理装置に関する。
本願は、２０１７年１１月２１日に日本に出願された特願２０１７−２２３７９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、真空処理装置において処理対象の基板を搬送する際に、搬送アームと基板保持体との間で基板を受け渡しするリフトピンが知られている。リフトピンは、基板が載置される基板保持体の内部に設けられており、基板保持体の表面から突出することで、基板を受け渡しする。
基板の裏面にリフトピンが接触することに起因する基板の傷の発生を防止する構造として、リフトピンの角部にＲ加工が施されたリフトピンが提案されている（特許文献１参照）。また、リフトピンを構成する材料として、強度や耐蝕性の点で、セラミックが一般的に用いられている（特許文献２参照）。

日本国特開２０１４−１１１６６号公報 日本国特開平１１−３４０３０９号公報

基板保持体は、基板が載置される基板載置面と、基板載置面に開口する複数の開口穴とを備える。複数の開口穴の個数及び位置は、リフトピンの個数及び位置に対応している。
リフトピンは、開口穴の内部において、基板保持体を貫通するように相対的に上下に移動し、基板を持ち上げたり、基板を基板保持体の上面に載置したりする。

ところで、基板保持体の基板載置面において、開口穴が形成されている領域における電気力線や温度は、開口穴が形成されていない領域と比べて局所的に異なる。これに起因して、基板載置面に載置された基板の表面に発生するプラズマが不均一になるといった問題がある。プラズマが不均一になることで、成膜やエッチング等の処理が施された基板における膜厚分布が不均一となり、或いは、エッチング均一性が悪化する。結果的に、基板上に形成されるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を備えるデバイスの不良を招く。

リフトピンの接触に起因する基板の傷の発生を防止する構造が特許文献１によって開示されているが、このリフトピン構造は、プラズマが不均一になるといった問題の解決には寄与していない。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、基板の裏面に対する傷の発生を抑制し、基板の表面に発生するプラズマの均一性を図ることができるリフトピンと、このリフトピンを備えた真空処理装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討した結果、特許文献１に開示されたリフトピンの場合、Ｒ加工によって基板の裏面に対する傷の発生が抑制されるものの、Ｒ加工された部分においてリフトピンと基板との間の隙間が大きくなり、プラズマが不均一になることを見出した。さらに、本発明者らは、プラズマが不均一になることに起因して、均一な膜厚分布を有する成膜を行うこと、或いは、均一にエッチングを行うことが難しいことに想到した。

また、特許文献２に開示されたリフトピンの場合、セラミック材料をメタライズすることで導電性を得ようと試みがなされているが、高温の使用条件では強度が低下してしまい、実用には至っていない。
本発明者らは、上記知見に基づき、上記の課題を解決するため、本発明に至った。

本発明の第１態様に係るリフトピンは、第１表面粗さ及び電気絶縁部を有する第１面と、導電性部材である本体とを有し、基板に対向する中央部材と、前記第１表面粗さよりも小さい第２表面粗さ及び電気絶縁部を有する第２面を有し、前記中央部材の周囲を囲い、前記基板に対向する周囲部材と、を備える。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記周囲部材は、電気絶縁部材であってもよい。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記周囲部材は、導電性部材であってもよい。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記中央部材及び前記周囲部材は、導電性部材で構成された一体品であってもよい。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記リフトピンが延在する方向において前記第１面上における前記中央部材の中心位置が前記第２面における前記周囲部材の端部位置よりも外側に位置するように、前記第１面及び前記第２面は曲面を有してもよい。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記周囲部材の外側面と前記周囲部材の前記第２面との間に位置する角部は、曲面を有してもよい。

本発明の第１態様に係るリフトピンにおいては、前記第１面及び前記第２面は、前記基板に接触可能であってもよい。

本発明の第２態様に係る真空処理装置は、真空チャンバと、基板が載置される基板載置面と、前記基板載置面に開口する開口穴とを有し、前記真空チャンバ内に配置された基板保持体と、前記開口穴に対応する位置に設けられ、前記開口穴の内部にて上下に昇降可能な、上述した第１態様に係るリフトピンと、前記真空チャンバ内にプラズマを発生させる高周波電源と、前記基板保持体に対して前記リフトピンを相対的に上下に移動させる昇降機構と、を備える。

本発明の上記態様によれば、基板の裏面に対する傷の発生を抑制し、基板の表面に発生するプラズマの均一性を図ることができる。

本発明の実施形態に係る真空処理装置を部分的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る真空処理装置においてヒータに載置される基板を示す平面図であり、基板を昇降させるリフトピンの位置を示す図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンを示す図であって、リフトピンを示す上面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンを示す図であって、リフトピンを示す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンが基板の裏面と接触する状態を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンがヒータに収納された状態を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンの変形例１の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンの変形例２の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンの変形例３の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンの変形例４の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るリフトピンの変形例５の要部を示す断面図である。 本発明の実施例を説明する図である。 本発明の実施例を説明する図である。

本発明の実施形態に係るリフトピン及び真空処理装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。本実施形態の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

（真空処理装置）
以下に述べる実施形態では、一例として、真空処理装置がプラズマＣＶＤ装置（成膜装置）に適用される場合を説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る真空処理装置１００は、真空チャンバ１０と、ヒータ２０（基板保持体）と、高周波電源３０と、昇降機構４０と、リフトピン５０と、真空ポンプ６０と、ガス供給部７０と、ドアバルブ８０とを備える。

（真空チャンバ）
真空チャンバ１０は、下部チャンバ１１、上部チャンバ１２、及び下部チャンバ１１と上部チャンバ１２との間に挟まれた電極フランジ１３とを備える。

（ヒータ）
ヒータ２０は、真空チャンバ１０内に配置されており、導電性部材であるアルミニウムによって形成されている。ヒータ２０は、基板Ｓが載置される基板載置面２１と、ヒータ２０を貫通して基板載置面２１に開口する複数の開口穴２２とを有する。基板載置面２１とは反対側に位置するヒータ２０の裏面には、ヒータベース２３が設けられている。

開口穴２２の内部には、後述するリフトピン５０が配置（収納）されており、リフトピン５０は、開口穴２２の内部にて上下に昇降可能である。また、開口穴２２の内部には、リフトピン５０の滑らかな上下移動を促進するブッシング（不図示）と、ブッシングを開口穴２２に固定するブッシングボルトが設けられている。

図５に示すように、開口穴２２は、基板載置面２１に開口する上部開口２２Ｕと、上部開口２２Ｕの下方に位置する下部開口２２Ｌとを有する。上部開口２２Ｕの直径は、リフトピン５０の周囲部材５２の直径よりも若干大きく、例えば、１０．５ｍｍである。
下部開口２２Ｌの直径は、リフトピン５０の筒状部材５４の直径よりも若干大きく、例えば、７．５ｍｍである。
上部開口２２Ｕの深さ２２Ｄは、リフトピン５０の周囲部材５２及びリング部材５３の長さよりも若干大きく、例えば、６．５ｍｍである。

図２は、ヒータ２０の基板載置面２１上に載置される基板Ｓと、基板Ｓを昇降させる複数のリフトピン５０の位置Ｐとを示している。なお、開口穴２２にリフトピン５０が配置されているため、開口穴２２の位置（中心位置）は位置Ｐに対応している。
基板Ｓは、基板Ｓの長辺ＳＬの近くにある１０本のリフトピン５０（位置ＰＬ）、基板Ｓの短辺ＳＳの近くにある６本のリフトピン５０（位置ＰＳ）、基板Ｓの略中央に位置する２本のリフトピン５０（位置ＰＣ）、即ち、合計１８本のリフトピン５０によって昇降可能である。

基板Ｓの長辺ＳＬに最も近くにあるリフトピン５０の位置ＰＬは、基板Ｓの長辺ＳＬの端部から距離Ｄ１だけ離れている。基板Ｓの短辺ＳＳに最も近くにあるリフトピン５０の位置ＰＳは、基板Ｓの短辺ＳＳの端部から距離Ｄ２だけ離れている。距離Ｄ１、Ｄ２は、例えば、１０ｍｍ〜１４ｍｍ程度である。
なお、本実施形態におけるリフトピン５０の本数は１８であるが、リフトピン５０の本数は限定されておらず、基板Ｓの撓み等を考慮し、その本数は１９以上であってもよいし、１７以下であってもよい。

（高周波電源）
高周波電源３０は、真空チャンバ１０の外部に設けられており、不図示のマッチングボックス及び配線を通じて真空チャンバ１０内に設けられたカソード電極に電気的に接続されている。高周波電源３０が起動し、マッチング整合された高周波電力（ＲＦ）がカソード電極に供給されることで、真空チャンバ１０内にプラズマが発生する。

（昇降機構）
昇降機構４０は、ヒータ２０に対してリフトピン５０を相対的に上下に移動させる。具体的に、昇降機構４０は、ヒータ２０の上下方向（重力方向）の位置を変更することが可能であり、ヒータ２０を下方へ移動させることで、リフトピン５０がリフトピンベース４５に接触し、リフトピン５０が基板載置面２１から突出する。この時、基板載置面２１上に基板Ｓが載置されている場合には、リフトピン５０は基板Ｓを持ち上げる。

（真空ポンプ）
真空ポンプ６０は、不図示の圧力調整弁及び配管を介して、真空チャンバ１０に形成された排気口に接続されている。真空ポンプ６０を駆動することで、真空チャンバ１０内を真空状態に維持することが可能であり、プロセス終了後に真空チャンバ１０内に残存するガスを除去することが可能である。また、プロセスガスが真空チャンバ１０内に供給されている状態で真空ポンプ６０及び圧力調整弁が駆動することで、プロセス条件に応じて真空チャンバ１０内の圧力を調整することが可能である。

（ガス供給部）
ガス供給部７０は、不図示のマスフローコントローラ及び配管を介して、真空チャンバ１０に形成されたガス供給口に接続されている。ガス供給部７０から供給されるガスの種類は、真空チャンバ１０内のプロセスの種類、例えば、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等に応じて、適宜、選択可能である。ガス供給部７０から供給されたガスは、真空チャンバ１０に供給された後、シャワープレート７５を通じて、基板Ｓに向けて供給される。

（ドアバルブ）
ドアバルブ８０は、不図示の開閉駆動機構を備えている。ドアバルブ８０が開くことで、不図示の搬送アームが真空処理装置１００内に基板Ｓを搬入したり、真空処理装置１００から基板Ｓを搬出したりすることが可能となる。ドアバルブ８０が閉じることで、真空チャンバ１０が密閉状態となり、真空チャンバ１０内で基板Ｓを処理することが可能となる。

真空処理装置１００は、ＮＦ_３等のガスを真空チャンバ１０内の放電空間に供給することによって真空チャンバ１０内の部材の表面をクリーニングするクリーニング装置を備えてもよい。このようなクリーニング装置としては、リモートプラズマを用いる装置が挙げられる。

（リフトピン）
リフトピン５０は、真空処理装置によって処理が施される被処理面と被処理面とは反対の非処理面とを有する基板Ｓに接触する構成を有する。基板Ｓの非処理面は、後述する裏面ＳＢに相当する。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、複数のリフトピン５０の各々は、中央部材５１と、周囲部材５２と、リング部材５３と、筒状部材５４とを有する。

（中央部材）
中央部材５１は、導電性部材である本体５１Ｍと、本体５１Ｍの上面である第１面５１Ｔとを有する。本体５１Ｍは、断面視においてＴ型の形状を有しており、ヘッド部５１Ｈと、ロッド部５１Ｒとを有する。
本体５１Ｍの材料としては、例えば、アルミニウムが採用される。第１面５１Ｔには、アルミニウムが陽極酸化処理されたアルマイト被膜（電気絶縁部）が形成されている。
第１面５１Ｔに形成されているアルマイト被膜の表面粗さ（第１表面粗さ）は、陽極酸化処理の条件によって適宜変更可能であるが、例えば、Ｒａ１〜２μｍの表面粗さが挙げられる。
また、ロッド部５１Ｒは、ヒータ２０と電気的に接続されているため、ロッド部５１Ｒ及びヒータ２０は、同じ電位が維持されている。
中央部材５１のヘッド部５１Ｈの直径は、例えば、６．４ｍｍである。

本実施形態において、第１面５１Ｔは、平坦面（フラット）であるが、本発明は、この構造に限定されない。リフトピン５０が延在する方向（Ｚ方向）において、第１面５１Ｔ上における中央部材５１の中心位置５１Ｃが第２面５２Ｔにおける周囲部材５２の端部位置５２Ｅよりも外側に位置するように、第１面５１Ｔ及び第２面５２Ｔは曲面を有してもよい。曲面の形状は、例えば、球面であってもよいし、緩やかな放物面、半楕円等の非球面であってもよい。加工が容易であり最適値が決め易いといった観点から、曲面は、球面であることが好ましい。このようにリフトピン５０を構成する中央部材５１の第１面５１Ｔが曲面である場合、基板Ｓの裏面ＳＢと第１面５１Ｔとが滑らかに接触し、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。

（周囲部材）
周囲部材５２は、中央部材５１の周囲を囲っており、特に、ヘッド部５１Ｈの側面と、ヘッド部５１Ｈ及びロッド部５１Ｒの接続部分とを囲っている。
本実施形態において、周囲部材５２は、電気絶縁部材である本体５２Ｍと、本体５２Ｍの上面である第２面５２Ｔとを有する。第２面５２Ｔは、曲面であり、電気絶縁部を構成する。
本体５２Ｍの材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素等の絶縁性セラミックが採用される。第２面５２Ｔの表面粗さ（第２表面粗さ）は、第１面５１Ｔの表面粗さよりも小さく、例えば、Ｒａ０．２μｍの表面粗さが挙げられる。
周囲部材５２の直径は、例えば、９．５ｍｍである。

周囲部材５２の外側面５２Ｓと周囲部材５２の第２面５２Ｔとの間に位置する角部は、曲面ＣＶ２を有する。換言すると、外側面５２Ｓと第２面５２Ｔとの間に位置する角部には面取加工が施されている。

リング部材５３は、周囲部材５２の下方に位置するとともに中央部材５１のロッド部５１Ｒの周囲を囲う。リング部材５３の材料としては、例えば、アルミニウムが採用される。
筒状部材５４は、リング部材５３の下方に位置するとともに中央部材５１のロッド部５１Ｒの周囲を囲う。筒状部材５４の材料としては、例えば、絶縁性セラミックが採用される。

次に、以上のように構成されたリフトピン５０を備えた真空処理装置１００の作用について説明する。
真空処理装置１００において、昇降機構４０が駆動し、リフトピン５０が基板載置面２１の上方に向けて上昇することで、リフトピン５０は基板Ｓの受け取りが可能な状態となる。その後、搬送アームが基板載置面２１の上方の空間に基板Ｓを搬送し、搬送アームからリフトピン５０に対して基板Ｓが渡される。このとき、図４に示すようにリフトピン５０の第１面５１Ｔが基板Ｓの裏面ＳＢと接触し、リフトピン５０が搬送アームから基板Ｓを受け取る。このような搬送が行われている際、基板Ｓが振動する場合があり、この振動により、基板Ｓは、第２面５２Ｔにも接触することがある。しかしながら、第２面５２Ｔの表面粗さは、第１面５１Ｔよりも小さいため、第２面５２Ｔと基板Ｓとの接触に起因する基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。さらに、曲面ＣＶ２がリフトピン５０の角部、即ち、第２面５２Ｔに形成されていることで、基板Ｓの裏面ＳＢと第２面５２Ｔとが滑らかに接触し、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。換言すると、曲面ＣＶ２がリフトピン５０の角部に形成されていることで、尖った角部が基板Ｓの裏面ＳＢに接触することがない。

次に、昇降機構４０が駆動することで、基板Ｓを保持しているリフトピン５０が下降し、基板載置面２１上に基板Ｓが載置され、図５に示すようにリフトピン５０がヒータ２０の開口穴２２に収納される。この状態では、中央部材５１及び周囲部材５２は、図２に示す位置Ｐにおいて、基板Ｓの裏面ＳＢと対向している。

次に、ドアバルブ８０が閉じた状態で、真空ポンプ６０、圧力調整弁、高周波電源３０、ガス供給部７０の動作により、基板Ｓ上にプロセスガスのプラズマが生じ、基板Ｓ上に膜が形成される。ここで、リフトピン５０の中央部材５１は、ヒータ２０と同じく導電性部材で形成され、ヒータ２０に電気的に接続されており、中央部材５１及びヒータ２０の電位は同じとなっている。このため、リフトピン５０の位置Ｐに対応する基板Ｓ上に発生するプラズマの状態と、リフトピン５０が形成されていない基板載置面２１上に位置する基板Ｓ上に発生するプラズマの状態とが同じとなり、プラズマが均一に発生し、基板Ｓ上に均一な膜厚分布を有する膜が形成される。

成膜が終了した後、昇降機構４０が駆動することでリフトピン５０が基板載置面２１の上方に向けて上昇し、図４に示すようにリフトピン５０が基板Ｓを持ち上げ、搬送アームが基板Ｓを受け取る。このような搬送が行われている際、上述した搬送と同様に基板Ｓが振動する場合がある。この場合においても、第２面５２Ｔの表面粗さは、第１面５１Ｔよりも小さいため、基板Ｓの振動に起因する第２面５２Ｔと基板Ｓとの接触に起因する基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。さらに、曲面ＣＶ２がリフトピン５０の角部、即ち、第２面５２Ｔに形成されていることで、基板Ｓの裏面ＳＢと第２面５２Ｔとが滑らかに接触し、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。換言すると、曲面ＣＶ２がリフトピン５０の角部に形成されていることで、尖った角部が基板Ｓの裏面ＳＢに接触することがない。基板Ｓを受け取った搬送アームは、真空チャンバ１０から基板Ｓを取り出す。

以上説明したように、本実施形態に係る真空処理装置１００によれば、第２面５２Ｔの表面粗さが第１面５１Ｔよりも小さいため、第２面５２Ｔと基板Ｓとの接触に起因する基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生を抑制することができる。
さらに、中央部材５１は、導電性部材で形成され、ヒータ２０に電気的に接続されており、中央部材５１及びヒータ２０の電位は同じとなっている。このため、複数の開口穴２２にリフトピン５０が収納されている場合であっても、基板Ｓ上に発生するプラズマが不均一にならず、均一なプラズマによって基板Ｓ上に均一な膜厚分布を有する膜を形成することができる。

特に、基板Ｓの長辺ＳＬに最も近くにある位置ＰＬ、或いは、基板Ｓの短辺ＳＳに最も近くにある位置ＰＳにおいては、プラズマが不均一になり易い部分であるが、上述した構成を採用することで、位置ＰＬ、ＰＳにおいてプラズマを均一に発生することができ、均一な膜厚分布を有する膜を形成することができる。

（リフトピンの変形例１）
図６は、本発明の実施形態の変形例１に係るリフトピンの構造の要部を示す断面図である。図６において、上述した実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本変形例１は、中央部材及び周囲部材が導電性部材で構成された一体品である点で、上述した実施形態とは異なる。

具体的に、リフトピン１５０は、中央領域１５１（中央部材）と、周囲領域１５２（周囲部材）とを有しており、アルミニウム（導電性部材）で形成された一体品である。即ち、中央領域１５１と周囲領域１５２との間には境界が形成されていない。中央領域１５１の第１面１５１Ｔ及び周囲領域１５２の第２面１５２Ｔには、アルミニウムが陽極酸化処理されたアルマイト被膜（電気絶縁部）が形成されているが、第１面１５１Ｔの表面粗さは第２面１５２Ｔとは異なっており、第２面１５２Ｔの表面粗さ（第２表面粗さ）は、第１面１５１Ｔの表面粗さよりも小さい。
具体的に、第１面１５１Ｔの表面粗さは、例えば、Ｒａ１〜２μｍの表面粗さが挙げられる。また、第２面１５２Ｔの表面粗さは、例えば、Ｒａ０．２μｍの表面粗さが挙げられる。

本変形例１において、第１面１５１Ｔは、平坦面（フラット）であるが、本発明は、この構造に限定されない。リフトピン１５０が延在する方向（Ｚ方向）において、第１面１５１Ｔ上における中央領域１５１の中心位置１５１Ｃが第２面１５２Ｔにおける周囲領域１５２の端部位置１５２Ｅよりも外側に位置するように、第１面１５１Ｔ及び第２面１５２Ｔは曲面を有してもよい。曲面を形成する第１面１５１Ｔ及び第２面１５２Ｔは、球面であってもよいし、緩やかな放物面、半楕円等の非球面であってもよい。この場合、基板Ｓの裏面ＳＢと第１面１５１Ｔとが滑らかに接触し、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。
リフトピン１５０の外側面１５２Ｓと周囲領域１５２の第２面１５２Ｔとの間に位置する角部は、曲面ＣＶ２を有する。換言すると、外側面１５２Ｓと第２面１５２Ｔとの間に位置する角部には面取加工が施されている。

本変形例１によれば、リフトピン１５０が導電性を有する一体部品で構成されている場合であっても、第１面１５１Ｔの表面粗さよりも第２面１５２Ｔの表面粗さを小さくすることで、第２面１５２Ｔと基板Ｓとの接触に起因する基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生を抑制することができる。さらに、曲面ＣＶ２の形成によって、上述した作用により、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生を抑制することができる。

さらに、リフトピン１５０は、ヒータ２０に電気的に接続されており、リフトピン１５０及びヒータ２０の電位は同じとなっている。このため、複数の開口穴２２にリフトピン１５０が収納されている場合であっても、基板Ｓ上に発生するプラズマが不均一にならず、均一なプラズマによって基板Ｓ上に均一な膜厚分布を有する膜を形成することができる。

（リフトピンの変形例２）
図７は、本発明の実施形態の変形例２に係るリフトピンの構造の要部を示す断面図である。図７において、上述した実施形態及び変形例１と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
本変形例２は、周囲部材が導電性部材である点で、上述した実施形態とは異なる。

具体的に、リフトピン２５０は、上述した中央部材５１と、アルミニウム（導電性部材）で形成された周囲部材２５２とを備える。即ち、本変形例２では、絶縁性セラミックで構成されている周囲部材５２に代えて、アルミニウム製の周囲部材２５２が採用されている。

周囲部材２５２の第２面２５２Ｔには、アルミニウムが陽極酸化処理されたアルマイト被膜（電気絶縁部）が形成されているが、第１面５１Ｔの表面粗さは第２面２５２Ｔとは異なっており、第２面２５２Ｔの表面粗さ（第２表面粗さ）は、第１面５１Ｔの表面粗さよりも小さい。
具体的に、第１面５１Ｔの表面粗さは、例えば、Ｒａ１〜２μｍの表面粗さが挙げられる。また、第２面２５２Ｔの表面粗さは、例えば、Ｒａ０．２μｍの表面粗さが挙げられる。

本変形例２において、中央部材５１の上面は、平坦面（フラット）であるが、本発明は、この構造に限定されない。リフトピン２５０が延在する方向（Ｚ方向）において、中心位置５１Ｃが第２面２５２Ｔにおける周囲部材２５２の端部位置２５２Ｅよりも外側に位置するように、第１面５１Ｔ及び第２面２５２Ｔは曲面を有してもよい。曲面を形成する第１面５１Ｔ及び第２面２５２Ｔは、球面であってもよいし、緩やかな放物面、半楕円等の非球面であってもよい。この場合、基板Ｓの裏面ＳＢと第１面５１Ｔとが滑らかに接触し、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生が抑制される。
周囲部材２５２の外側面２５２Ｓと周囲部材２５２の第２面２５２Ｔとの間に位置する角部は、曲面ＣＶ２を有する。換言すると、外側面２５２Ｓと第２面２５２Ｔとの間に位置する角部には面取加工が施されている。

本変形例２によれば、周囲部材２５２と中央部材５１とが同じ導電性部材で構成されている場合であっても、第１面５１Ｔの表面粗さよりも第２面２５２Ｔの表面粗さを小さくすることで、第２面２５２Ｔと基板Ｓとの接触に起因する基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生を抑制することができる。さらに、曲面ＣＶ２の形成によって、上述した作用により、基板Ｓの裏面ＳＢにおける傷の発生を抑制することができる。

さらに、中央部材５１は、ヒータ２０に電気的に接続されており、中央部材５１及びヒータ２０の電位は同じとなっている。このため、複数の開口穴２２にリフトピン２５０が収納されている場合であっても、基板Ｓ上に発生するプラズマが不均一にならず、均一なプラズマによって基板Ｓ上に均一な膜厚分布を有する膜を形成することができる。

（リフトピンの変形例３）
図８は、本発明の実施形態の変形例３に係るリフトピンの構造の要部を示す断面図である。図８において、上述した実施形態及び変形例１、２と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した実施形態においては、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７に示すように、第１面５１Ｔの端部と第２面５２Ｔの端部とが接触するように、中央部材５１及び周囲部材５２は隣接している。本発明は、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７に示す構造に限定されない。例えば、図８に示すように、段差ＳＴを介して第２面５２Ｔと第１面５１Ｔとが接続されてもよい。この場合、周囲部材５２の上端５２Ｕと第１面５１Ｔ（平坦面）との間には、凹部５５が形成されている。
凹部５５の深さ、即ち、Ｚ方向において、上端５２Ｕと第１面５１Ｔとの間の距離は、図８に示すようにΔｔで規定されている。
換言すると、リフトピン３５０が延在する方向（Ｚ方向）において、第１面５１Ｔ上における中央部材５１の中心位置５１Ｃが周囲部材５２の上端５２Ｕの位置よりも低い。

この構成を有するリフトピン３５０を用いて図４に示すように基板Ｓを持ち上げることにより、中央部材５１の第１面５１Ｔと、基板Ｓの裏面ＳＢとの間に隙間が形成される。
このため、第１面５１Ｔの端部（エッジ）が基板Ｓの裏面ＳＢに接触することに起因して基板Ｓの裏面ＳＢに傷が発生する可能性が低くなる。

（リフトピンの変形例４）
図９は、本発明の実施形態の変形例４に係るリフトピンの構造の要部を示す断面図である。図９において、上述した実施形態及び変形例１〜３と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した変形例３においては、第１面５１Ｔが平坦面である場合に、周囲部材５２の上端５２Ｕと第１面５１Ｔとの間に凹部５５が形成されている例を説明した。本変形例４は、Ｚ方向に向けて膨出する凸形状を有する曲面が第１面５１Ｔに形成されている点で、変形例３と相違する。

第１面５１Ｔの端部５１Ｅ（Ｚ方向から見て上端５２Ｕと同じ位置）における凹部４５５の深さ、即ち、Ｚ方向における上端５２Ｕと端部５１Ｅとの間の距離は、図９に示すようにΔｔで規定されている。
換言すると、リフトピン４５０が延在する方向（Ｚ方向）において、第１面５１Ｔ上における中央部材５１の端部５１Ｅの位置が周囲部材５２の上端５２Ｕの位置よりも低い。
また、中心位置５１Ｃの位置が周囲部材５２の上端５２Ｕの位置よりも低い。

上述した変形例３と同様に、上記構成を有するリフトピン４５０を用いて基板Ｓを持ち上げた場合、中央部材５１の第１面５１Ｔと、基板Ｓの裏面ＳＢとの間に隙間が形成される。このため、第１面５１Ｔの端部５１Ｅ（エッジ）が基板Ｓの裏面ＳＢに接触することに起因して基板Ｓの裏面ＳＢに傷が発生する可能性が低くなる。
なお、本変形例４において、第１面５１Ｔに形成されている凸曲面の形状は、例えば、球面であってもよいし、緩やかな放物面、半楕円等の非球面であってもよい。

（リフトピンの変形例５）
図１０は、本発明の実施形態の変形例５に係るリフトピンの構造の要部を示す断面図である。図１０において、上述した実施形態及び変形例１〜４と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。
上述した変形例４においては、Ｚ方向に向けて膨出する凸形状を有する曲面が第１面５１Ｔに形成されている場合に、周囲部材５２の上端５２Ｕと第１面５１Ｔとの間に凹部４５５が形成されている例を説明した。本変形例５は、凹形状を有する曲面が第１面５１Ｔに形成されている点で、変形例４と相違する。

第１面５１Ｔの中心位置５１Ｃにおける凹部５５５の深さ、即ち、Ｚ方向における上端５２Ｕと中心位置５１Ｃとの間の距離は、図１０に示すようにΔｔで規定されている。
換言すると、リフトピン５５０が延在する方向（Ｚ方向）において、第１面５１Ｔ上における中央部材５１の中心位置５１Ｃの位置が周囲部材５２の上端５２Ｕの位置よりも低い。また、端部５１Ｅの位置が周囲部材５２の上端５２Ｕの位置よりも低い。

上述した変形例３、４と同様に、上記構成を有するリフトピン５５０を用いて基板Ｓを持ち上げた場合、中央部材５１の第１面５１Ｔと、基板Ｓの裏面ＳＢとの間に隙間が形成される。このため、第１面５１Ｔの端部５１Ｅ（エッジ）が基板Ｓの裏面ＳＢに接触することに起因して基板Ｓの裏面ＳＢに傷が発生する可能性が低くなる。
なお、本変形例５において、第１面５１Ｔに形成されている凹曲面の形状は、例えば、球面であってもよいし、緩やかな放物面、半楕円等の非球面であってもよい。

次に、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照し、本発明の実施例について説明する。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、上述した実施形態に係る中央部材５１、周囲部材５２、リング部材５３、及び筒状部材５４の材料種類を変えて２種類の膜を基板上に形成し、成膜分布の評価と、基板の裏面に発生する傷の評価を行った結果を示している。
成膜される膜の種類としては、図１１Ａに示すＴＥＯＳ膜（オルトケイ酸テトラエチル膜、Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）と、図１１Ｂに示すＳｉＮｘ膜（窒化シリコン膜）を採用した。

（評価項目：傷評価）
「傷評価」では、ガラス基板の裏面に対するリフトピンの傷の与え難さを評価している。
具体的に、符号「◎」は「基板に傷が発生しない（最良）」ことを示しており、符号「○」は「基板に傷が僅かに発生する（良好）」ことを示しており、符号「△」は「基板に発生した傷が許容範囲内である（可）」ことを示しており、符号「×」は「基板に発生した傷が許容範囲外である（不可）」ことを示している。

（評価項目：成膜分布評価）
「成膜分布評価」では、ガラス基板の表面に成膜された膜厚分布の均一性の優劣を評価している。
具体的に、符号「◎」は膜厚分布が最良（均一）であったことを示しており、符号「○」は膜厚分布が良好であったことを示しており、符号「△」は膜厚分布が可であったことを示しており、符号「×」は膜厚分布が不可（不均一）であったことを示している。

（材料種類）
中央部材５１、周囲部材５２、リング部材５３、及び筒状部材５４の材料に関し、「セラミック」は、部材を構成する材料としてセラミックを選択したことを示しており、「アルミニウム」は、部材を構成する材料としてアルミニウムを選択したことを示している。
また、「アルミニウムＳＲ」は、部材を構成する材料としてアルミニウムを選択し、かつ、中央部材５１及び周囲部材５２の表面（第１面５１Ｔ及び第２面５２Ｔ）に曲面が形成されていることを示している。
さらに、「アルミニウムＦｌａｔ」は、部材を構成する材料としてアルミニウムを選択し、かつ、中央部材５１及び周囲部材５２の表面（第１面５１Ｔ及び第２面５２Ｔ）が平坦面であることを示している。
さらに、「アルミニウムＳＲｏｒＦｌａｔ」は、部材を構成する材料としてアルミニウムを選択した場合において、中央部材５１の表面（第１面５１Ｔ）が曲面であること、又は、平坦面であることを示している。即ち、以下に説明する実施例Ａ１、Ｂ１の各々は、中央部材５１の表面が曲面である場合の結果と、中央部材５１の表面が平坦面である場合の結果とを含んでいる。
また、「アルミニウム」、「アルミニウムＳＲ」、及び「アルミニウムＦｌａｔ」の何れにおいても、その表面には陽極酸化によってアルマイト被膜が形成されている。

また、「セラミックＳＲ」は、部材を構成する材料としてセラミックを選択し、かつ、中央部材５１及び周囲部材５２の表面（第１面５１Ｔ及び第２面５２Ｔ）に曲面が形成されていることを示している。
さらに、「セラミックＦｌａｔ」は、部材を構成する材料としてセラミックを選択し、かつ、中央部材５１及び周囲部材５２の表面（第１面５１Ｔ及び第２面５２Ｔ）が平坦面であることを示している。

（ＴＥＯＳ膜）
以下の点が明らかとなった。

（比較例Ａ１、Ａ２、Ａ３）
傷評価及び成膜分布評価のうち少なくとも一方の結果が「×（不可）」となった。特に、中央部材５１の材料としてセラミック（セラミックＳＲ、セラミックＦｌａｔ）を用いると、成膜分布評価の結果が不良であることが明らかとなった。
この理由は、中央部材５１の材料としてセラミックを採用することで、リフトピンに対応する位置におけるプラズマが不均一になり、成膜分布に悪影響を与えたと考えられる。

周囲部材５２の材料としてセラミックＳＲを用いることで傷評価の結果が最良となったものの、セラミックＦｌａｔやアルミニウムＦｌａｔを用いると、傷評価の結果が不良であることが明らかとなった。
この理由は、周囲部材５２の表面を平坦にすることで、傷が発生し易くなったと考えられる。

（実施例Ａ１、Ａ２）
実施例Ａ１の場合、傷評価及び成膜分布評価の両方の結果が「○（良好）」となった。また、実施例Ａ２の場合、傷評価の結果が「△（可）」となり、成膜分布評価の結果が「○（良好）」となった。
このことから、中央部材５１及び周囲部材５２の組合せとしては、中央部材５１の材料としてアルミニウムＳＲｏｒＦｌａｔを採用し、周囲部材５２の材料としてセラミックＳＲを採用することで、傷評価及び成膜分布評価の両評価において良好な結果が得られることが明らかとなった。
また、周囲部材５２の材料としてセラミックを用いずにアルミニウムを採用する場合であっても、中央部材５１及び周囲部材５２の材料としてアルミニウムＳＲを採用することで、基板の裏面に発生した傷が許容範囲内であることが明らかとなった。

（ＳｉＮｘ膜）
以下の点が明らかとなった。

（比較例Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）
傷評価及び成膜分布評価のうち少なくとも一方の結果が「×（不可）」となった。特に、中央部材５１の材料としてセラミック（セラミックＳＲ、セラミックＦｌａｔ）を用いると、成膜分布評価の結果が不良であることが明らかとなった。
この理由は、中央部材５１の材料としてセラミックを採用することで、リフトピンに対応する位置におけるプラズマが不均一になり、成膜分布に悪影響を与えたと考えられる。

周囲部材５２の材料としてセラミックＳＲを用いることで傷評価の結果が最良となったものの、セラミックＦｌａｔやアルミニウムＦｌａｔを用いると、傷評価の結果が不良であることが明らかとなった。
この理由は、周囲部材５２の表面を平坦にすることで、傷が発生し易くなったと考えられる。

（実施例Ｂ１、Ｂ２）
実施例Ｂ１の場合、傷評価の結果が「◎（最良）」となり、成膜分布評価の結果が「○（良好）」となった。また、実施例Ｂ２の場合、傷評価の結果が「△（可）」となり、成膜分布評価の結果が「○（良好）」となった。
このことから、中央部材５１及び周囲部材５２の組合せとしては、中央部材５１の材料としてアルミニウムを採用し、周囲部材５２の材料としてセラミックを採用することで、傷評価及び成膜分布評価の両評価において良好な結果が得られることが明らかとなった。
また、周囲部材５２の材料としてセラミックを用いずにアルミニウムを採用する場合であっても、中央部材５１及び周囲部材５２の材料としてアルミニウムＳＲを採用することで、基板の裏面に発生した傷が許容範囲内であることが明らかとなった。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明し、上記で説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、請求の範囲によって制限されている。

上述した実施形態及び変形例においては、成膜装置として知られているプラズマＣＶＤ装置に真空処理装置１００が適用される場合を説明したが、本発明は、プラズマＣＶＤ装置に限定されない。本発明の実施形態に係る真空処理装置は、エッチング装置、アッシング装置等にも、適用可能である。

本発明は、基板の裏面に対する傷の発生を抑制し、基板の表面に発生するプラズマの均一性を図ることができるリフトピンと、このリフトピンを備えた真空処理装置に広く適用可能である。

１０ 真空チャンバ、 １１ 下部チャンバ、 １２ 上部チャンバ、 １３ 電極フランジ、 ２０ ヒータ（基板保持体）、 ２１ 基板載置面、 ２２ 開口穴、 ２２Ｌ 下部開口、 ２２Ｕ 上部開口、 ２３ ヒータベース、 ３０ 高周波電源、 ４０ 昇降機構、 ４５ リフトピンベース、 ５０、１５０、２５０、３５０、４５０、５５０ リフトピン、 ５１ 中央部材、 ５１Ｃ、１５１Ｃ 中心位置、 ５１Ｈ ヘッド部、 ５１Ｍ、５２Ｍ 本体、 ５１Ｒ ロッド部、 ５１Ｔ、１５１Ｔ 第１面、 ５２、２５２ 周囲部材、 ５２Ｅ、１５２Ｅ、２５２Ｅ 端部位置、 ５２Ｓ、１５２Ｓ、２５２Ｓ 外側面、 ５２Ｔ、１５２Ｔ、２５２Ｔ 第２面、５２Ｕ 上端、 ５３ リング部材、 ５４ 筒状部材、５５、４５５、５５５ 凹部、 ６０ 真空ポンプ、 ７０ ガス供給部、 ７５ シャワープレート、 ８０ ドアバルブ、 １００ 真空処理装置、 １５１ 中央領域、 １５２ 周囲領域（周囲部材）、 ＣＶ２ 曲面、 Ｓ 基板、 ＳＢ 裏面、 ＳＬ 長辺、 ＳＳ 短辺、 ＳＴ 段差。

Claims (8)

1. 処理面及び非処理面を有する基板に接触するリフトピンであって、
   第１表面粗さ及び電気絶縁部を有する第１面と、導電性部材である本体とを有し、前記基板の前記非処理面に対向する中央部材と、
   前記第１表面粗さよりも小さい第２表面粗さ及び電気絶縁部を有する第２面を有し、前記中央部材の周囲を囲い、前記基板の前記非処理面に対向する周囲部材と、
   を備えるリフトピン。
2. 前記周囲部材は、電気絶縁部材である
   請求項１に記載のリフトピン。
3. 前記周囲部材は、導電性部材である
   請求項１に記載のリフトピン。
4. 前記中央部材及び前記周囲部材は、導電性部材で構成された一体品である
   請求項３に記載のリフトピン。
5. 前記リフトピンが延在する方向において前記第１面上における前記中央部材の中心位置が前記第２面における前記周囲部材の端部位置よりも外側に位置するように、前記第１面及び前記第２面は曲面を有する
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のリフトピン。
6. 前記周囲部材の外側面と前記周囲部材の前記第２面との間に位置する角部は、曲面を有する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のリフトピン。
7. 前記第１面及び前記第２面は、前記基板の前記非処理面に接触可能である
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のリフトピン。
8. 真空処理装置であって、
   真空チャンバと、
   基板が載置される基板載置面と、前記基板載置面に開口する開口穴とを有し、前記真空チャンバ内に配置された基板保持体と、
   前記開口穴に対応する位置に設けられ、前記開口穴の内部にて上下に昇降可能な、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のリフトピンと、
   前記真空チャンバ内にプラズマを発生させる高周波電源と、
   前記基板保持体に対して前記リフトピンを相対的に上下に移動させる昇降機構と、
   を備える真空処理装置。

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