JP6747960B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、載置台上に載置された基板に対してプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関し、特に、リフトピンの昇降動作によって基板を載置台に対して昇降させる機構を備えたプラズマ処理装置に関する。

一般的なプラズマ処理装置は、処理チャンバや、処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成機構、処理チャンバ内に配設され、処理対象たる基板が載置される載置台などを備えており、処理チャンバ内への基板の搬出入は、先端部にブレードが取り付けられた搬送アームによって行われるようになっている。

載置台上に載置されている基板を搬送アームによって外部へ搬出するためには、ブレードによって基板下面を支持した状態にする必要があり、そのためには基板と載置台との間にブレードが進入可能な空間が形成される必要がある。そこで、従来から、載置台上に載置された基板をリフトピンの上昇動作によって載置台上から持ち上げる機構として、例えば、特許文献１に開示されたリフトピンアセンブリが提案されている（特許文献１）。

特許文献１に開示されたリフトピンアセンブリは、基板支持部に設けられた複数のガイド穴に挿通されたリフトピンや、リフトピンの下端に結合された足部、上面に足部が配設されるリフトプレート、リフトプレートを昇降させるアクチュエータなどを備えており、リフトピンと足部とは、リフトピンの下端に取り付けられる係止ピンが足部に係合することで結合されるようになっている。そして、このリフトピンアセンブリによれば、リフトプレートを上昇させることにより、リフトピンによって基板が持ち上げられ、基板と基板支持部との間に空間が形成される。

特許第５５３８３７９号

ところで、上記特許文献１において、リフトピンアセンブリを組み立てる際には、リフトピンの上端がフレア状であるため、リフトピンをガイド穴の上方側から挿通した後にリフトピンの下端に係止ピンを取り付け、その後、係止ピンを足部に係合させるという作業が必要となり、また、摩耗したリフトピンの交換などを行う際にも、その都度上記作業が必要となる。そのため、リフトピンアセンブリの組み立て作業やリフトピンの交換作業には、相応の手間と時間を要するという問題がある。また、リフトピンと足部との結合に係止ピンが必要であるため、部品点数の削減という観点から見て改善の余地が残されている。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、リフトピンと昇降体とを少ない部品点数で容易に連結することができる載置機構を備えたプラズマ処理装置の提供を、その目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、
前記処理チャンバ内に配設され、基板が載置される載置機構とを備えたプラズマ処理装置において、
前記載置機構は、
上面に開口した少なくとも３つの貫通孔が所定の間隔を空けて形成された載置台と、
前記載置台を支持する支持部材と、
前記貫通孔に挿通されたリフトピンと、
前記載置台の下方に配設された昇降体と、
前記昇降体を昇降させる昇降機構とを備えており、
前記リフトピンは、前記貫通孔内に挿通可能な軸部、及び該軸部の下端に形成された同じく前記貫通孔内に挿通可能な係合部とからなり、
前記昇降体は、前記貫通孔に対応する位置に被係合部が形成されており、
前記被係合部に前記係合部が係合して前記リフトピンと前記昇降体とが連結されるプラズマ処理装置に係る。

このプラズマ処理装置においては、前記係合部が貫通孔内を挿通可能であるため、貫通孔の上方側から当該貫通孔にリフトピンを挿通し、被係合部に係合部を係合させることができる。したがって、従来のように、貫通孔にリフトピンを挿通した後、被係合部に係合する部材をリフトピンに取り付けるといった手間が掛かることもなく、装置の組み立て作業やリフトピンの交換作業に要する時間を大幅に短縮することができる。

特に、昇降体がプラズマに曝されるのを防止すべく、支持部材を円筒状の部材で構成し、筒内に昇降体を配置するような場合、従来であれば、リフトピンを抜き差しするために、支持部材上から載置台を取り外す必要がある。しかしながら、上記プラズマ処理装置においては、上述したように、前記係合部が貫通孔内を挿通可能であり、被係合部に係合する部材を取り付ける必要もないため、リフトピンを抜き差しする際に、支持部材上から載置台を取り外す必要がない。そのため、リフトピンの交換作業などに掛かる作業者の負担をより軽減することができ、また、作業に要する時間の大幅な短縮が可能となる。

更に、従来のように、リフトピンと昇降体との連結に係止ピンなどを使用する必要がなく、部品点数を少なくすることができ、コストの低減を図ることができる。

また、例えば、リフトピンが昇降体上に載っただけの状態であり、リフトピンの自然落下を利用して当該リフトピンを下降させるようにした機構である場合には、成膜処理を行った際に、リフトピンの周りに成膜処理で発生した異物が付着し、リフトピンが自然落下しない状態になることで、リフトピンが適切な位置まで下降しないといった問題が生じることがある。

これに対して、上記プラズマ処理装置においては、リフトピンに係合部が形成されており、この係合部が昇降体の被係合部に係合することで両者が連結された状態となるため、昇降体の昇降動作に合わせてリフトピンを強制的に昇降させることができる。

したがって、リフトピンが自然落下しない状態になったとしても、昇降体を下降させることにより、当該昇降体に連結されたリフトピンに下方向への引っ張り力を作用させて、リフトピンを強制的に下降させることができ、リフトピンを適切な位置まで下降させることができる。

尚、本願において、「連結される」とは、完全に固定されること、及びある程度の自由度を持って結合されることの両方を意味する。

尚、上記プラズマ処理装置において、前記貫通孔は、中心が前記載置台の中心軸と同軸に設定されたピッチ円上に形成されていることが好ましい。このようにすれば、リフトピンを載置台上面から突出させた状態で、少なくとも３つのリフトピンで安定して基板を支持することができる。

上記プラズマ処理装置は、
前記リフトピンの軸部が、第１軸部と、該第１軸部の下方に形成された第２軸部とからなり、
前記係合部が、前記第２軸部の下端に形成された、該第２軸部から外方に突出する係合片から構成され、
前記被係合部が、前記第２軸部及び前記係合片が軸方向に上下動可能に挿入される受容部と、該受容部の下方位置に該受容部に連通するように形成され、前記係合片を前記第２軸部の軸中心に旋回可能に受容する収容部とから構成され、
前記受容部は、前記第１軸部が通過できないように構成されており、
前記係合片が前記収容部に収容され、該係合片が該収容部に係止されることで、前記リフトピンの上方向への移動が規制される構成とすることができる。

このように構成されたプラズマ処理装置においては、第２軸部及び係合片を受容部に挿入する。尚、前記受容部は、前記第１軸部が通過できないようになっているため、第１軸部が受容部の入り口に到達した時点で、リフトピンの下方向への移動が規制される。

しかる後、リフトピンを軸中心に回転させ、係合片を収容部内に収容する。これにより、係合片が収容部に係止された状態となり、リフトピンの上方向への移動が規制される。

以上のようにして、リフトピンの上下方向への移動が規制され、係合部が被係合部に係合した状態となり、リフトピンと昇降体とが連結された状態となる。

尚、係合部と被係合部の係合状態を解除するためには、前記リフトピンを回転させて係合片が収容部内から取り出された状態にすれば良い。

このように構成されたプラズマ処理装置においては、リフトピンを貫通孔の上方側から当該貫通孔に挿通し、リフトピンの回転動作だけで係合部を被係合部に係合させ、リフトピンと昇降体とを連結することができる。したがって、従来と比較して、組み立て作業やリフトピンの交換作業に要する時間を大幅に短縮することができる。

また、係合部が被係合部に係合することでリフトピンと昇降体とが連結された状態となるため、昇降体の昇降動作に合わせて、リフトピンを強制的に昇降させることができる。

尚、上記プラズマ処理装置は、前記係合片が前記収容部に係止された状態で、前記リフトピンの軸中心の回転動作を規制する回転規制機構を更に備えていることが好ましい。

このようにすれば、リフトピンの昇降動作などによって生じる振動により当該リフトピンが回転して、係合片が収容部に係止されていない状態となり、予期しないタイミングで係合部と被係合部の係合状態が解除されるといった問題の発生を防止することができる。

尚、上記プラズマ処理装置は、
前記受容部が、互いに平行な一対の内面からなり、前記昇降体の上面に開口した挿通溝から構成され、
前記収容部が、前記挿通溝の内面と平行且つ該挿通溝の内面間よりも広い間隔で形成された互いに平行な一対の内面を有し、
前記挿通溝の内面が、前記係合片の突出方向が該挿通溝の内面と平行な状態では前記第２軸部及び前記係合片が通過できる一方、前記第１軸部は通過できず、且つ前記第２軸部が軸中心に回転できる内幅を有するとともに、前記突出方向が該挿通溝の内面と交差する状態では前記第２軸部及び前記係合片が通過できない内幅を有しており、
前記収容部の内面が、前記係合片が該収容部内に収容された状態で前記リフトピンが軸中心に回転できる内幅を有した構成とすることができる。

このように構成されたプラズマ処理装置においては、前記係合片の突出方向と前記挿通溝の内面とが平行となるように、リフトピンの回転位置を調整し、その状態でリフトピンを下方向に移動させることで、第２軸部及び係合片が挿通溝の内面間を通過して、係合片が収容部内まで移動する。尚、前記挿通溝の内面は、前記第１軸部が通過できない内幅を有しているため、前記第１軸部が挿通溝の開口部に到達した時点で、リフトピンの下方向への移動が規制される。

その後、リフトピンを軸中心に所定角度回転させ、係合片の突出方向と挿通溝の内面とが交差した状態にすることで、第２軸部及び係合片が挿通溝の内面間を通過することができない状態、言い換えれば、係合片が収容部に係止された状態となり、リフトピンの上方向への移動が規制される。

このプラズマ処理装置においては、上記のようにして、リフトピンの上下方向への移動が規制され、係合部が被係合部に係合した状態となり、リフトピンと昇降体とが連結された状態となる。

尚、係合部と被係合部との係合状態を解除するためには、前記係合片の突出方向と挿通溝の内面とが平行となるように、リフトピンを軸中心に回転させて回転位置を調整し、第２軸部及び係合片が挿通溝の内面間を通過できる状態、即ち、係合片が収容部に係止されていない状態にすれば良い。

このように構成されたプラズマ処理装置においても、上記と同様に、リフトピンの回転動作だけで係合部を被係合部に係合させ、リフトピンと昇降体とを連結することができるため、組み立て作業やリフトピンの交換作業に要する時間を従来よりも大幅に短縮することができ、また、昇降体の昇降動作に合わせて、リフトピンを強制的に昇降させることができる。

ところで、上記プラズマ処理装置においては、載置台と昇降体とが熱膨張率の異なる材料で構成されている場合や、熱膨張率が同じ材料で構成したとしても、プラズマに曝される度合いが違うことで温度上昇量に差が生じる場合があり、このような場合、載置台の熱膨張量と昇降体の熱膨張量との間に差が生じる。そして、載置台の熱膨張量と昇降体の熱膨張量とに差が生じると、リフトピンには、貫通孔内に挿通されている部分と前記被係合部に係合している部分との間の位置ずれに起因した負荷が掛かる。その結果、上記プラズマ処理装置においては、リフトピンが変形するといった問題が生じ得る。

そこで、上記プラズマ処理装置においては、
前記貫通孔が、中心が前記載置台の中心軸と同軸に設定されたピッチ円上に形成されており、
前記挿通溝の各内面及び前記収容部の各内面が、前記ピッチ円の法線方向と平行な方向に沿って形成されていることが好ましい。

このようにすれば、リフトピンに掛かる負荷が緩和されるように、当該リフトピンがピッチ円の法線方向と平行な方向に沿ってスライドすることが可能となるため、リフトピンに負荷が掛かるのを防止することができる。

また、上記のように構成されたプラズマ処理装置においては、
前記第１軸部は、その下部外面に、前記リフトピンの軸方向に沿い、且つ前記係合片の突出方向と交差するように形成された互いに平行な一対の平面からなる二面幅部を有しており、
前記被係合部は、前記挿通溝の内面の上方に、該挿通溝の内面間よりも広い間隔で形成された互いに平行な一対の内面からなる係止溝を有しており、
前記係止溝の内面は、前記二面幅部と該係止溝の内面とが平行な状態で、前記二面幅部が嵌合できる内幅を有していても良い。

このように構成した場合、係合片が収容部内に位置するまでリフトピンを移動させた後、前記二面幅部と係止溝の内面とが平行となるように、リフトピンの回転位置を調整した状態で、リフトピンを下方向に移動させる。これにより、係合片の突出方向と挿通溝の内面とが交差し、第２軸部及び係合片が挿通溝の内面間を通過できない状態で、係止溝の内面間に前記二面幅部が嵌合し、リフトピンの回転動作が規制される。即ち、この構成においては、前記二面幅部と係止溝の内面とが前記回転規制機構として機能する。

したがって、上記と同様に、係合片の突出方向と挿通溝の内面とが平行となり、予期しないタイミングで係合状態が解除されるといった問題が発生するのを防止することができる。

また、上記プラズマ処理装置において、前記第１軸部は、その上面に、前記係合片の突出方向を示す印が付されていることが好ましい。

この場合、作業者が前記印を基にして係合片の突出方向を容易に認識することができるようになり、係合片を収容部に収容されるようにリフトピンを回転させる作業や、係合片の突出方向と挿通溝の内面とが平行となるようにリフトピンの回転位置を合わせる作業を容易に行うことができるようになる。

以上のように、本発明に係るプラズマ処理装置によれば、貫通孔の上方側からこの貫通孔内にリフトピンを挿通し、被係合部に係合部を係合させることができ、被係合部に係合する部材をリフトピンに取り付けるといった作業を行う必要がないため、装置の組み立て作業やリフトピンの交換作業に要する手間や時間を従来と比較して大幅に削減することができる。また、部品点数が少なくなるため、コストの低減を図ることもできる。

更に、リフトピンと昇降体とを連結し、昇降体の昇降動作に合わせてリフトピンを強制的に昇降させることができる。そのため、リフトピンに付着した異物によってリフトピンが昇降体に固着するといった問題が生じ難く、復旧のためにこれらを洗浄するといったメンテナンス作業を行う頻度が減り、メンテナンス性の向上を図ることができる。

一実施形態に係る成膜装置を示す断面図であり、載置台上に基板が載置された状態を示している。 一実施形態に係る成膜装置を示す断面図であり、基板が載置台上から持ち上げられた状態を示している。 載置台及び昇降体を示す平面図である。 図３における矢示Ａ−Ａ間の断面図である。 昇降体を示す底面図である。 図３のＢ部を拡大した拡大図である。 図５のＣ部を拡大した拡大図である。 図６におけるＤ−Ｄ間の断面図である。 （ａ）はリフトピンを示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における矢示Ｅ方向から見た図であり、（ｃ）は（ａ）における矢示Ｆ方向から見た図である。 リフトピンと昇降体とを連結する過程を説明するための説明図である。 リフトピンと昇降体とを連結する過程を説明するための説明図である。 リフトピンと昇降体とを連結する過程を説明するための説明図である。 リフトピンと昇降体とを連結する過程を説明するための説明図である。 他の実施形態に係るリフトピン及び昇降体を示す斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。尚、以下においては、プラズマ処理装置をＣＣＰ型成膜装置として説明する。

図１及び図２に示すように、成膜装置１は、有底円筒状の処理チャンバ２と、この処理チャンバ２の天井部に配設され、内部にガス通路３ａが形成されたシャワーヘッド３と、このシャワーヘッド３のガス通路３ａに接続された成膜ガス供給部４と、前記シャワーヘッド３に高周波電力を供給する第１高周波電源５と、前記処理チャンバ２内に配設された載置台１１などからなる載置機構１０と、前記載置台１１に高周波電力を供給する第２高周波電源６と、前記処理チャンバ２内の気体を排気する排気装置（図示せず）とを備えている。尚、図１及び図２は、ハッチングを省略している。

前記処理チャンバ２は、その側面に、この処理チャンバ２内の気体を排気するための排気口（図示せず）が形成されており、この排気口に前記排気装置が接続され、この排気装置によって処理チャンバ２内の気体が排気されるようになっている。更に、この処理チャンバ２の側面には、基板Ｋの搬出入を行うための搬出入口（図示せず）が形成されており、この搬出入口を介して、搬送アームなどを備えた基板搬送機構（図示せず）により、前記載置台１１上方への基板Ｋの搬出入が行われるようになっている。

前記シャワーヘッド３は、その下面に、前記ガス通路３ａと処理チャンバ２内とを連通する複数のガス噴出孔３ｂが形成されており、前記成膜ガス供給部４から供給された成膜ガスがガス噴出孔３ｂから導入されるようになっている。また、このシャワーヘッド３には、前記第１高周波電源が接続されており、当該シャワーヘッド３に高周波電力を供給することにより、ガス噴出孔３ｂから導入された成膜ガスがプラズマ化される。

前記載置機構１０は、表裏に貫通した４つの皿穴１１ａが形成された載置台１１と、前記載置台１１の下方に配設され、前記載置台１１を支持する支持部材１２と、前記載置台１１の下方に配設された昇降体１３と、前記皿穴１１ａに挿通されたリフトピン３０と、前記昇降体１３を昇降させる昇降機構４０とから構成されている。

前記載置台１１は、アルミ合金からなる円板状の部材であり、図３及び図４に示すように、その中心が当該載置台１１の中心軸と同軸に設定されたピッチ円Ｐ上に、前記４つの皿穴１１ａが穿設されている。尚、本例において、この載置台１１は下部電極として機能する。また、第２高周波電源６を設け、必要に応じて、載置台１１に高周波電力を供給できるようになっている。尚、図３及び図４において、載置台１１は二点鎖線で図示し、リフトピン３０や支持部材１２の図示は省略している。

前記昇降体１３は、前記支持部材１２における載置台１１と対向する部分に形成された凹部１２ａ内に配設されており、図３〜図５に示すように、４つの腕部１３ａを備えたアルミ合金からなる平面視Ｘ字状の板状部材である。また、前記各腕部１３ａの先端には、前記載置台１１の各皿穴１１ａに対応する位置に、被係合部１４が形成されている。尚、この昇降体１３の中心部には、ボルトが挿通可能な貫通孔１３ｂが形成されるとともに、下面中央部には、円環状の凸部１３ｃが形成されている。

前記被係合部１４は、図６〜図８に示すように、昇降体１３の上面及び外周面に開口した溝部１５と、この溝部１５の下方に形成され、昇降体１３の下面及び外周面に開口するとともに、前記溝部１５と連通した収容部２５とからなる。

前記溝部１５は、前記収容部２５側から順に形成された挿通溝１６，係止溝１７及び導引溝１８からなる。また、前記挿通溝１６は、互いに平行な対向する一対の内面１６ａを有し、前記係止溝１７は、互いに平行な対向する一対の内面１７ａを有し、前記導引溝１８は、互いに平行な対向する一対の内面１８ａを有している。尚、これら各一対の内面１６ａ，１７ａ，１８ａは、いずれも前記ピッチ円Ｐの法線方向と平行な方向に沿って形成されている。

また、前記挿通溝１６の内面１６ａ間の内幅Ｓ１（以下、「挿通溝１６の幅Ｓ１」という）は、係止溝１７の内面１７ａ間の内幅Ｓ２（以下、「係止溝１７の幅Ｓ２」という）よりも狭く、係止溝１７の幅Ｓ２は、導引溝１８の内面１８ａ間の内幅Ｓ３（以下「導引溝１８の幅Ｓ３」という）よりも狭くなっている。また、挿通溝１６の内面１６ａと係止溝１７の内面１７ａとの間には第１段差部１９が形成され、係止溝１７の内面１７ａと導引溝１８の内面１８ａとの間には第２段差部２０が形成されている。

前記収容部２５は、前記ピッチ円Ｐの法線方向と平行な方向に沿って形成された互いに平行な対向する一対の内面２５ａを有しており、この収容部２５の内面２５ａ間の内幅Ｓ４（以下、「収容部２５の幅Ｓ４」という）は、前記挿通溝１６の幅Ｓ１よりも広くなっている。また、挿通溝１６の内面１６ａと収容部２５の内面２５ａとの間には、第３段差部２６が形成されている。

前記リフトピン３０は、図９に示すように、セラミックからなる丸軸形状を有した部材であって、第１軸部３１と、この第１軸部３１の下方に形成された第２軸部３５とからなる。

前記第１軸部３１は、その上端部が上側に向かうにつれて徐々に拡径した所謂フレア状に形成されており、また、下端部には、リフトピン３０の軸方向に沿って外周面に形成された互いに平行な一対の平面３２ａからなる二面幅部３３を有している。尚、この第１軸部３１の上面には、後述する２つの係合片３７ａ，３７ｂの突出方向と平行な方向に沿った直線状の刻印３１ａが付されている。

また、第１軸部３１は、その直径Ｄ１が、前記皿穴１１ａの直径とほぼ同じ、且つ前記係止溝１７の幅Ｓ２よりも大きくなっており、当該第１軸部３１は、係止溝１７の内面１７ａ間を通過できないようになっている。

一方、前記二面幅部３３の寸法Ｈ１は、第１軸部３１の直径Ｄ１よりも短く、且つ前記係止溝１７の幅Ｓ２よりもわずかに短くなっているとともに、挿通溝１６の幅Ｓ１よりも長くなっている。また、前記二面幅部３３は、この二面幅部３３と係止溝１７の内面１７ａとが平行な状態で、当該係止溝１７の内面１７ａ間に嵌合可能になっている。

前記第２軸部３５は、その下端部に、リフトピン３０の軸方向に沿って形成された互いに平行な一対の平面３６ａを有し、また、この第２軸部３５に形成された平面３６ａと平行且つ第２軸部３５の軸と直交する方向に沿って、当該第２軸部３５の外周面から相対する方向に向けて突出して形成された２つの係合片３７ａ，３７ｂを有している。

前記第２軸部３５は、その直径Ｄ２が、前記第１軸部の直径Ｄ１よりも小さく、挿通溝１６の幅Ｓ１よりもわずかに小さくなっている。尚、この第２軸部３５の長さは、第２段差部２０と第３段差部２６との間の距離よりも長くなっている。

また、前記第２軸部３５に形成された平面３６ａ間の寸法Ｈ２は、挿通溝１６の幅Ｓ１よりもわずかに短くなっており、前記係合片３７ａ，３７ｂの先端間の寸法Ｈ３は、挿通溝１６の幅Ｓ１よりも長く、収容部２５の幅Ｓ４よりも短くなっている。したがって、第２軸部３５は、前記各係合片３７ａ，３７ｂの突出方向と前記挿通溝１６の内面１６ａとが平行な状態で、当該挿通溝１６の内面１６ａ間を通過でき、前記突出方向と挿通溝１６の内面１６ａとが交差する状態では、当該挿通溝１６の内面１６ａ間を通過できないようになっている。

尚、本例においては、皿穴１１ａの内周面とリフトピン３０の外周面との間の隙間で異常放電が発生するのを防止するために、上述したように、第１軸部３１の上端部をフレア状に形成している。したがって、リフトピン３０は、載置台１１の上方側からのみ皿穴１１ａに挿通することができる。

また、前記昇降機構４０は、前記支持部材１２の凹部１２ａ底面に開口した挿通孔１２ｂ内に挿通されたピストンロッド４１や、ピストンロッド４１を進退させるシリンダ（図示せず）などからなる。尚、前記ピストンロッド４１は、その先端部が昇降体１３における円環状凸部１３ｃの環内に嵌合した状態で、ボルトにより昇降体１３に固定されている。

ここで、以上の構成を備えた昇降体１３及びリフトピン３０を連結する過程について、図１０〜図１３を参照しつつ、以下説明する。

リフトピン３０を載置台１１の上方側から皿穴１１ａ内に挿通した後、当該リフトピン３０を軸中心に回転させ、前記各係合片３７ａ，３７ｂの突出方向と前記挿通溝１６の内面１６ａとが平行になる回転位置に合わせ（図１０参照）、第１軸部３１の端面が第２段差部２０に当接するまで、リフトピン３０を移動させる（図１１参照）。これにより、収容部２５内に各係合片３７ａ，３７ｂが収容された状態となる。尚、本例においては、第１軸部３１の上面に刻印３１ａを付しているため、係合片３７ａ，３７ｂの突出方向を作業者が容易に認識することができ、係合片３７ａ，３７ｂの突出方向と挿通溝１６の内面１６ａとが平行となるようにリフトピン３０の回転位置を合わせる作業をスムーズに行うことができる。

次に、リフトピン３０を９０°回転させる。これにより、図１２に示すように、二面幅部３３と係止溝１７の内面１７ａとが平行になるとともに、係合片３７ａ，３７ｂと挿通溝１６の内面１６ａとが交差した状態になる。したがって、リフトピン３０を上方向に移動させたとしても、係合片３７ａ，３７ｂの上面が第３段差部２６に当接し、第２軸部３５及び係合片３７ａ，３７ｂが挿通溝１６の内面１６ａ間を通ることができない状態、即ち、係合片３７ａ，３７ｂが収容部２５に係止された状態となり、リフトピン３０の上方向への移動が規制される。

ついで、第１軸部３１の端面が第１段差部１９に当接するまで、リフトピン３０を移動させる（図１３参照）。これにより、リフトピン３０の下方向への移動が規制された状態になるとともに、二面幅部３３が係止溝１７の内面１７ａ間に嵌合し、リフトピン３０の回転動作が規制された状態になり、リフトピン３０と昇降体１３とが連結された状態となる。

次に、以上の構成を備えた成膜装置１においては、基板Ｋに成膜処理を施す過程を説明する。

基板Ｋに成膜処理を施すに当たり、まず、基板Ｋを載置台１１上に載置する。即ち、前記昇降機構４０を動作させ、昇降体１３及びこれに連結されたリフトピン３０を上昇させ、リフトピン３０を載置台１１の上面に突出させる（図２参照）。次に、搬出入口を介して、搬送アームにより基板Ｋをリフトピン３０の上方に移動させてから、リフトピン３０を上昇させる。これにより、基板Ｋは、４つのリフトピン３０によって搬送アーム上から持ち上げられた状態で支持される。しかる後、搬送アームを処理チャンバ２内から退出させてから、昇降機構４０を動作させて、昇降体１３及びリフトピン３０を下降させる。これにより、リフトピン３０上に載置された基板Ｋが載置台１１上に移載される。尚、４つのリフトピン３０によって基板Ｋを支持した状態にする際、搬送アームを下方向に移動させるようにしても良い。

次に、基板Ｋを載置台１１上に載置した状態で、排気装置によって処理チャンバ２内の気体を排気して、当該処理チャンバ２内を負圧にする。

その後、成膜ガス供給部４から成膜ガスを供給するとともに、第１高周波電源５によってシャワーヘッド３に高周波電力を供給してガス噴出孔３ｂから導入された成膜ガスをプラズマ化する。そして、生成されたプラズマが基板Ｋの表面に到達することで、当該基板Ｋの表面に所望の膜が形成される。尚、必要に応じて、第２高周波電源６により載置台１１に高周波電力を供給するようにしても良い。

その後、所望の膜が形成された基板Ｋを処理チャンバ２内から搬出する。具体的には、まず、昇降機構４０を動作させて、昇降体１３及びリフトピン３０を上昇させ、４つのリフトピン３０によって基板Ｋを載置台１１上から持ち上げた状態にする。これにより、基板Ｋと載置台１１上面との間に、搬送アームが進入可能な空間が形成される。しかる後、搬送アームを基板Ｋと載置台１１上面との間の空間に進入させてから、リフトピン３０を下降させ、リフトピン３０上から搬送アーム上へと基板Ｋを移載し、搬送アームを処理チャンバ２内から退出させる。尚、リフトピン３０上から搬送アーム上へと基板Ｋを移載する際、搬送アームを上方向に移動させるようにしても良い。

以上のように、本例の成膜装置１においては、皿穴１１ａの上方側からリフトピン３０を挿通し、当該リフトピン３０の第２軸部３５に形成された係合片３７ａ，３７ｂと、昇降体１３に形成された被係合部１４とを、リフトピン３０の回転動作で係合させることができるため、従来と比較して、リフトピン３０と昇降体１３とを容易に連結することができ、装置の組み立てや摩耗したリフトピン３０の交換作業に要する時間が大幅に削減される。

特に、本例の成膜装置１のように、昇降体１３が支持部材１２の内部に配設されている、つまり、昇降体１３が処理空間から隔絶されているような場合には、リフトピン３０を交換するために、載置台１１を支持部材１２上から取り外し、昇降体１３を露出させるという大掛かりな作業を行うことなく、リフトピン３０と昇降体１３とを連結することができる。したがって、リフトピン３０の交換作業に要する手間や時間の大幅な削減できるという効果が顕著に現れる。

また、上述したように、リフトピン３０と昇降体１３と連結した状態で、リフトピン３０の回転動作を規制するようにしている。このため、昇降体１３やリフトピン３０の昇降動作や、排気装置の動作などに起因した振動によって、リフトピン３０が回転し、予期しないタイミングで第２軸部３５及び係合片３７ａ，３７ｂが挿通溝１６の内面１６ａ間を通過できる状態になるといった問題も生じない。

更に、本例の成膜装置１では、載置台１１がプラズマに曝されるのに対し、昇降体１３は支持部材１２の内部に配設されているため、プラズマに曝されない。そのため、載置台１１は、成膜処理中に昇降体１３よりも高温になって熱膨張量が大きくなる場合がある。また、載置台１１にヒータを内蔵しているような場合には、ヒータの稼働状況等によって、載置台１１と昇降体１３との間に温度差が生じ、両者の熱膨張量に差が生じる場合もある。

そこで、本例の成膜装置１においては、各溝１６，１７，１８の各内面１６ａ，１７ａ，１８ａ及び収容部２５の内面２５ａをピッチ円Ｐの法線方向に沿って形成し、リフトピン３０がピッチ円Ｐの法線方向に沿って各溝１６，１７，１８及び収容部２５内でスライドできるようにしている。したがって、載置台１１と昇降体１３と間に熱膨張量の差が生じたとしても、リフトピン３０がスライドして熱膨張量の差を吸収することができる。

また、本例の成膜装置１においては、リフトピン３０と昇降体１３とを連結し、昇降体１３の昇降動作に合わせてリフトピン３０を強制的に昇降させるようにしている。

したがって、皿穴１１ａの周辺などに成膜処理によって生じた不要物が溜まり、リフトピン３０を繰り返し昇降させている内に、この不要物がリフトピン３０の外周面に付着してリフトピン３０が昇降体１３に固着するといった問題の発生を抑えることができ、復旧のためにこれらを洗浄するといったメンテナンス作業を行う頻度が減り、メンテナンス性の向上を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明が採り得る具体的な態様は、何らこれらに限定されるものではない。

例えば、リフトピンと昇降体とを連結する態様としては、以下のような態様も採り得る。

即ち、図１４に示すように、昇降体４０には、その腕部４０ａの先端に上下に貫通した挿入孔４１が形成されるとともに、当該挿入孔４１と昇降体４０の外周面側外方とを連通するように、昇降体４０の上面側から順に、受容スリット４２、収容スリット４３、規制スリット４４が形成されている。

前記受容スリット４２は、上下方向に沿って形成されており、前記収容スリット４３は、前記受容スリット４２の下部と連通するように水平方向に沿って形成されている。また、前記規制スリット４４は、前記収容スリット４３における前記受容スリット４２と連通している部分の反対側と連通するように上下方向に沿って形成されている。尚、前記挿入孔４１における受容スリット４２が形成されている部分が受容部に相当し、収容スリット４３が収容部に相当する。

また、リフトピン５０には、その第２軸部５１の下端部に係合片たる突起５２が形成されている。

このような構成を備えたリフトピン５０と昇降体４０とは、以下の手順で連結される。まず、突起５２が受容スリット４２内を通るように第２軸部５２を挿入孔４１内に挿入し、ついで、リフトピン５０を軸中心に回転させて、突起５２を収容スリット４３内に移動する。これにより、突起５２が収容スリット４３に係止された状態となる。

しかる後、第２軸部５２を更に下方向に移動させ、規制スリット４４内に突起５２を移動させる。これにより、リフトピン５０の回転動作が規制された状態となり、リフトピン５０と昇降体４０とが連結された状態となる。

また、上例では、４つのリフトピン３０によって基板Ｋを載置台１１上から持ち上げ、支持するようにしているが、リフトピン３０の数は少なくとも３つ以上であれば良いため、前記皿穴１１ａ及び被係合部１４は、リフトピン３０の数に合わせて、設けるようにすれば良い。

また、上例では、ピッチ円Ｐ上に皿穴１１ａを形成するようにしているが、基板Ｋを安定して支持することができるようにリフトピン３０が配置されるのであれば、皿穴１１ａを形成する位置は、特に限定されるものではない。

更に、上例においては、第２軸部３５の下端部に２つの係合片３７ａ，３７ｂを形成するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば、係合片３７ａのみを形成するようにしても良い。

また、上例では、シャワーヘッド３に高周波電力を供給して成膜ガスをプラズマ化するようにしているが、載置台１１に高周波電力を供給して成膜ガスをプラズマ化するようにしても良い。

尚、上例では、プラズマ処理装置をＣＣＰ型成膜装置としているが、本発明に係るプラズマ処理装置は、これに限られるものではなく、ＩＣＰ型やＥＣＲ型の装置であっても良いし、プラズマを用いて基板をエッチングする装置であっても良い。

１ 成膜装置
２ 処理チャンバ
３ シャワーヘッド
４ 成膜ガス供給部
５ 第１高周波電源
６ 第２高周波電源
１０ 載置機構
１１ 載置台
１１ａ 皿穴
１２ 支持部材
１３ 昇降体
１４ 被係合部
１５ 溝部
１６ 挿通溝
１６ａ 内面
１７ 係止溝
１７ａ 内面
２５ 収容部
２５ａ 平面
３０ リフトピン
３１ 第１軸部
３１ａ 刻印
３３ 二面幅部
３５ 第２軸部
３７ａ，３７ｂ 係合片
４０ 昇降機構

Claims (8)

1. 処理チャンバと、
   前記処理チャンバ内にプラズマを生成するプラズマ生成機構と、
   前記処理チャンバ内に配設され、基板が載置される載置機構とを備えたプラズマ処理装置において、
   前記載置機構は、
   上面に開口した少なくとも３つの貫通孔が所定の間隔を空けて形成された載置台と、
   前記載置台を支持する支持部材と、
   前記貫通孔に挿通されたリフトピンと、
   前記載置台の下方に配設された昇降体と、
   前記昇降体を昇降させる昇降機構とを備えており、
   前記リフトピンは、前記貫通孔内に挿通可能な軸部、及び該軸部の下端に形成された同じく前記貫通孔内に挿通可能な係合部とからなり、
   前記昇降体は、前記貫通孔に対応する位置に被係合部が形成されており、
   前記被係合部に前記係合部が係合して前記リフトピンと前記昇降体とが連結されることを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記貫通孔は、中心が前記載置台の中心軸と同軸に設定されたピッチ円上に形成されていることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記リフトピンの軸部は、第１軸部と、該第１軸部の下方に形成された第２軸部とからなり、
   前記係合部は、前記第２軸部の下端に形成された、該第２軸部から外方に突出する係合片から構成され、
   前記被係合部は、前記第２軸部及び前記係合片が軸方向に上下動可能に挿入される受容部と、該受容部の下方位置に該受容部に連通するように形成され、前記係合片を前記第２軸部の軸中心に旋回可能に受け入れる収容部とから構成され、
   前記受容部は、前記第１軸部が通過できないように構成されており、
   前記係合片が前記収容部に収容され、該係合片が該収容部に係止されることで、前記リフトピンの上方向への移動が規制されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置。
4. 前記係合片が前記収容部に係止された状態で、前記リフトピンの軸中心の回転動作を規制する回転規制機構を更に備えていることを特徴とする請求項３記載のプラズマ処理装置。
5. 前記受容部は、互いに平行な一対の内面からなり、前記昇降体の上面に開口した挿通溝から構成され、
   前記収容部は、前記挿通溝の内面と平行且つ該挿通溝の内面間よりも広い間隔で形成された互いに平行な一対の内面を有し、
   前記挿通溝の内面は、前記係合片の突出方向が該挿通溝の内面と平行な状態では前記第２軸部及び前記係合片が通過できる一方、前記第１軸部は通過できず、且つ前記第２軸部が軸中心に回転できる内幅を有するとともに、前記突出方向が該挿通溝の内面と交差する状態では前記第２軸部及び前記係合片が通過できない内幅を有しており、
   前記収容部の内面は、前記係合片が該収容部内に収容された状態で前記リフトピンが軸中心に回転できる内幅を有していることを特徴とする請求項３又は４記載のプラズマ処理装置。
6. 前記貫通孔は、中心が前記載置台の中心軸と同軸に設定されたピッチ円上に形成されており、
   前記挿通溝の各内面及び前記収容部の各内面は、前記ピッチ円の法線方向と平行な方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。
7. 前記第１軸部は、その下部外面に、前記リフトピンの軸方向に沿い、且つ前記係合片の突出方向と交差するように形成された互いに平行な一対の平面からなる二面幅部を有しており、
   前記被係合部は、前記挿通溝の内面の上方に、該挿通溝の内面間よりも広い間隔で形成された互いに平行な一対の内面からなる係止溝を有しており、
   前記係止溝の内面は、前記二面幅部と該係止溝の内面とが平行な状態で、前記二面幅部が嵌合できる内幅を有していることを特徴とする請求項５又は６記載のプラズマ処理装置。
8. 前記第１軸部は、その上面に、前記係合片の突出方向を示す印が付されていることを特徴とする請求項３乃至７記載のいずれかのプラズマ処理装置。

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