JP7325345B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置に関する。
複数のウエハを載置した回転テーブルを回転させることで各ウエハを公転させ、回転テーブルの半径方向に沿うように配置される処理ガスの供給領域を繰り返し通過させることで、ウエハに各種の膜を成膜する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置においては、回転テーブルによりウエハが公転する間、ウエハが自転するようにウエハの載置台を回転させて、当該ウエハの周方向における膜の均一性を高めている。
特開２０１６－９６２２０号公報
本開示は、熱膨張による変形で発生する応力を緩和できる技術を提供する。
本開示の一態様による基板処理装置は、真空容器と、前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、前記回転テーブルの回転中心から離間した位置に回転中心を有し、前記回転テーブルに対して回転可能な載置台であり、下面にフランジ部を含む載置台と、前記フランジ部を挟む第１の挟持体及び第２の挟持体と、前記第１の挟持体及び前記第２の挟持体を互いに近づける方向に押圧する押圧部材と、を有し、前記第１の挟持体は、上端が前記フランジ部の下面と接触する有底の円筒形状を有し、前記第２の挟持体は、前記第１の挟持体の内部に前記第１の挟持体の内壁と隙間を空けて設けられると共に、前記フランジ部の上面と接触する接触部を含む有底の円筒形状を有し、前記押圧部材は、前記第２の挟持体内の底面に配置され、前記第２の挟持体の底部を前記第１の挟持体の底部に向けて押圧する。
本開示によれば、熱膨張による変形で発生する応力を緩和できる。
成膜装置の構成例を示す断面図 図１の成膜装置の真空容器内の構成を示す平面図 図１の成膜装置の回転テーブル及び載置台の構成を示す斜視図 図１の成膜装置の収容ボックス内の構成を示す断面図 載置台を固定する機構の一例を示す図 回転テーブルを固定する機構の一例を示す図 回転駆動装置の動作の一例を示すフローチャート 回転駆動装置の動作の別の一例を示すフローチャート
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一又は対応する部材又は部品については、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
〔基板処理装置〕
図１～図４を参照し、基板処理装置の一例として、基板に膜を形成する成膜装置３００を例示して説明する。
図１は、成膜装置の構成例を示す断面図である。図２は、図１の成膜装置の真空容器内の構成を示す平面図である。図２においては、説明の便宜上、天板の図示を省略している。図３は、図１の成膜装置の回転テーブル及び載置台の構成を示す斜視図である。図４は、図１の成膜装置の収容ボックス内の構成を示す断面図である。
成膜装置３００は、処理部３１０、回転駆動装置３２０及び制御部３９０を備える。
処理部３１０は、基板に膜を形成する成膜処理を実行するように構成される。処理部３１０は、真空容器３１１、ガス導入口３１２、ガス排気口３１３、搬送口３１４、加熱部３１５及び冷却部３１６を有する。
真空容器３１１は、内部を減圧可能な容器である。真空容器３１１は、ほぼ円形の平面形状を有する扁平な形状を有し、内部に複数の基板を収容する。基板は、例えば半導体ウエハであってよい。真空容器３１１は、本体３１１ａ、天板３１１ｂ、側壁体３１１ｃ及び底板３１１ｄを含む（図１）。本体３１１ａは、円筒形状を有する。天板３１１ｂは、本体３１１ａの上面に対してシール部３１１ｅを介して気密に着脱可能に配置される。側壁体３１１ｃは、本体３１１ａの下面に接続され、円筒形状を有する。底板３１１ｄは、側壁体３１１ｃの底面に対して気密に配置される。
ガス導入口３１２は、原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄを含む（図２）。原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、回転テーブル３２１の上方に、真空容器３１１の周方向（図２の矢印Ａで示される方向）に互いに間隔をおいて配置される。図示の例では、搬送口３１４から時計回り（回転テーブル３２１の回転方向）に、分離ガスノズル３１２ｃ、原料ガスノズル３１２ａ、分離ガスノズル３１２ｄ及び反応ガスノズル３１２ｂがこの順に配列される。原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄの基端部であるガス導入ポート３１２ａ１，３１２ｂ１，３１２ｃ１，３１２ｄ１（図２）は、本体３１１ａの外壁に固定される。そして、原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、真空容器３１１の外壁から真空容器３１１内に導入され、本体３１１ａの半径方向に沿って回転テーブル３２１に対して水平に伸びるように取り付けられる。原料ガスノズル３１２ａ、反応ガスノズル３１２ｂ及び分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、例えば石英により形成される。
原料ガスノズル３１２ａは、配管及び流量制御器等（図示せず）を介して、原料ガスの供給源（図示せず）に接続される。原料ガスとしては、例えばシリコン含有ガス、金属含有ガスを利用できる。原料ガスノズル３１２ａには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が、原料ガスノズル３１２ａの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。原料ガスノズル３１２ａの下方領域は、原料ガスを基板Ｗに吸着させるための原料ガス吸着領域Ｐ１となる。
反応ガスノズル３１２ｂは、配管及び流量制御器等（図示せず）を介して、反応ガスの供給源（図示せず）に接続される。反応ガスとしては、例えば酸化ガス、窒化ガスを利用できる。反応ガスノズル３１２ｂには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が、反応ガスノズル３１２ｂの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。反応ガスノズル３１２ｂの下方領域は、原料ガス吸着領域Ｐ１において基板Ｗに吸着された原料ガスを酸化又は窒化させる反応ガス供給領域Ｐ２となる。
分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄは、いずれも配管及び流量制御バルブ等（図示せず）を介して、分離ガスの供給源（図示せず）に接続される。分離ガスとしては、例えばアルゴン（Ａｒ）ガス、窒素（Ｎ２）ガス等の不活性ガスを利用できる。分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄには、回転テーブル３２１に向かって開口する複数の吐出孔（図示せず）が、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄの長さ方向に沿って間隔を有して配列される。
また、図２に示されるように、真空容器３１１内には２つの凸状部３１７が設けられる。凸状部３１７は、分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄと共に分離領域Ｄを構成するため、回転テーブル３２１に向かって突出するように天板３１１ｂの裏面に取り付けられる。また、凸状部３１７は、頂部が円弧状に切断された扇型の平面形状を有し、内円弧が突出部３１８に連結し、外円弧が真空容器３１１の本体３１１ａの内壁に沿うように配置される。
ガス排気口３１３は、第１の排気口３１３ａ及び第２の排気口３１３ｂを含む（図２）。第１の排気口３１３ａは、原料ガス吸着領域Ｐ１に連通する第１の排気領域Ｅ１の底部に形成される。第２の排気口３１３ｂは、反応ガス供給領域Ｐ２に連通する第２の排気領域Ｅ２の底部に形成される。第１の排気口３１３ａ及び第２の排気口３１３ｂは、排気配管（図示せず）を介して排気装置（図示せず）に接続される。
搬送口３１４は、真空容器３１１の側壁に設けられる（図２）。搬送口３１４では、真空容器３１１内の回転テーブル３２１と真空容器３１１の外部の搬送アーム３１４ａとの間で基板Ｗの受け渡しが行われる。搬送口３１４は、ゲートバルブ（図示せず）により開閉される。
加熱部３１５は、固定軸３１５ａ、ヒータ支持部３１５ｂ及びヒータ３１５ｃを含む（図１）。
固定軸３１５ａは、真空容器３１１の中心を中心軸とする円筒形状を有する。固定軸３１５ａは、回転軸３２３の内側に、真空容器３１１の底板３１１ｄを貫通して設けられる。固定軸３１５ａの外壁と回転軸３２３の内壁との間には、シール部３１５ｄが設けられる。これにより、回転軸３２３は、真空容器３１１内の気密状態を維持しながら、固定軸３１５ａに対して回転する。シール部３１５ｄは、例えば磁性流体シールを含む。
ヒータ支持部３１５ｂは、固定軸３１５ａの上部に固定され、円板形状を有する。ヒータ支持部３１５ｂは、ヒータ３１５ｃを支持する。
ヒータ３１５ｃは、ヒータ支持部３１５ｂの上面に設けられる。ヒータ３１５ｃは、ヒータ支持部３１５ｂの上面に加え、本体３１１ａに設けられていてもよい。ヒータ３１５ｃは、電源（図示せず）から電力が供給されることにより発熱し、基板Ｗを加熱する。
冷却部３１６は、流体流路３１６ａ１～３１６ａ４、チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４、入口配管３１６ｃ１～３１６ｃ４及び出口配管３１６ｄ１～３１６ｄ４を含む。流体流路３１６ａ１，３１６ａ２，３１６ａ３，３１６ａ４は、それぞれ本体３１１ａ、天板３１１ｂ、底板３１１ｄ及びヒータ支持部３１５ｂの内部に形成される。チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４は、温調流体を出力する。チラーユニット３１６ｂ１～３１６ｂ４から出力された温調流体は、入口配管３１６ｃ１～３１６ｃ４、流体流路３１６ａ１～３１６ａ４及び出口配管３１６ｄ１～３１６ｄ４をこの順に流れ、循環する。これにより、本体３１１ａ、天板３１１ｂ、底板３１１ｄ及びヒータ支持部３１５ｂの温度が調整される。温調流体としては、例えば水や、ガルデン（登録商標）等のフッ素系流体を利用できる。
回転駆動装置３２０は、回転テーブル３２１、収容ボックス３２２、回転軸３２３及び公転用モータ３２４を有する。
回転テーブル３２１は、真空容器３１１内に設けられ、真空容器３１１の中心に回転中心を有する。回転テーブル３２１は、例えば円板形状を有し、石英により形成される。回転テーブル３２１の上面には、回転方向（周方向）に沿って複数（例えば５つ）の載置台３２１ａが設けられる。回転テーブル３２１は、接続部３２１ｄを介して収容ボックス３２２に接続される。
各載置台３２１ａは、基板Ｗよりも僅かに大きい円板形状を有し、例えば石英により形成される。各載置台３２１ａには、基板Ｗが載置される。基板Ｗは、例えば半導体ウエハであってよい。各載置台３２１ａは、自転軸３２１ｂを介して自転用モータ３２１ｃに接続され、回転テーブル３２１に対して回転可能に構成される。
自転軸３２１ｂは、載置台３２１ａの下面と、収容ボックス３２２内に収容される自転用モータ３２１ｃとを接続し、自転用モータ３２１ｃの動力を載置台３２１ａに伝達する。自転軸３２１ｂは、載置台３２１ａの中心を回転中心として回転可能に構成される。自転軸３２１ｂは、収容ボックス３２２の天井部３２２ｂ及び回転テーブル３２１を貫通して設けられる。収容ボックス３２２の天井部３２２ｂの貫通孔には、シール部３２６ｃが設けられ、収容ボックス３２２内の気密状態が維持される。シール部３２６ｃは、例えば磁性流体シールを含む。
自転用モータ３２１ｃは、自転軸３２１ｂを介して載置台３２１ａを回転テーブル３２１に対して回転させることで基板を自転させる。自転用モータ３２１ｃは、例えばサーボモータであってよい。
接続部３２１ｄは、例えば回転テーブル３２１の下面と収容ボックス３２２の上面とを接続する。接続部３２１ｄは、例えば回転テーブル３２１の周方向に沿って複数設けられる。
なお、回転テーブル３２１、載置台３２１ａ、自転軸３２１ｂ及び接続部３２１ｄの詳細な構造については後述する。
収容ボックス３２２は、真空容器３１１内における回転テーブル３２１の下方に設けられる。収容ボックス３２２は、接続部３２１ｄを介して回転テーブル３２１に接続され、回転テーブル３２１と一体で回転可能に構成される。収容ボックス３２２は、昇降機構（図示せず）により真空容器３１１内で昇降可能に構成されていてもよい。収容ボックス３２２は、本体部３２２ａ及び天井部３２２ｂを有する。
本体部３２２ａは、断面視凹状に形成され、回転テーブル３２１の回転方向に沿ってリング状に形成される。
天井部３２２ｂは、本体部３２２ａの上面に、断面視凹状に形成された本体部３２２ａの開口を覆うように設けられる。これにより、本体部３２２ａ及び天井部３２２ｂは、真空容器３１１内から隔離された収容部３２２ｃを形成する。
収容部３２２ｃは、断面視矩形状に形成され、回転テーブル３２１の回転方向に沿ってリング状に形成される。収容部３２２ｃは、自転用モータ３２１ｃを収容する。本体部３２２ａには、収容部３２２ｃと成膜装置３００の外部とを連通させる連通路３２２ｄが形成される。これにより、収容部３２２ｃに成膜装置３００の外部から大気が導入され、収容部３２２ｃ内が冷却されると共に、大気圧に維持される。
回転軸３２３は、収容ボックス３２２の下部に固定される。回転軸３２３は、真空容器３１１の底板３１１ｄを貫通して設けられる。回転軸３２３は、公転用モータ３２４の動力を回転テーブル３２１及び収容ボックス３２２に伝達し、回転テーブル３２１及び収容ボックス３２２を一体で回転させる。真空容器３１１の底板３１１ｄの貫通孔には、シール部３１１ｆが設けられ、真空容器３１１内の気密状態が維持される。シール部３１１ｆは、例えば磁性流体シールを含む。
回転軸３２３の内部には、貫通孔３２３ａが形成される。貫通孔３２３ａは、収容ボックス３２２の連通路３２２ｄと接続され、収容ボックス３２２内に大気を導入するための流体流路として機能する。また、貫通孔３２３ａは、収容ボックス３２２内に自転用モータ３２１ｃを駆動させるための電力線及び信号線を導入するための配線ダクトとしても機能する。貫通孔３２３ａは、例えば自転用モータ３２１ｃと同じ数だけ設けられる。
制御部３９０は、成膜装置３００の各部を制御する。制御部３９０は、例えばコンピュータであってよい。また、成膜装置３００の各部の動作を行うコンピュータのプログラムは、記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ等であってよい。
〔載置台の固定機構〕
図５を参照し、前述の成膜装置３００における載置台３２１ａを固定する機構の一例について説明する。図５は、載置台を固定する機構の一例を示す図である。図５（ａ）は載置台と挟持体との間の位置関係を示す断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）における挟持体を拡大して示す図である。
まず、載置台３２１ａの構成例について説明する。以下、回転テーブル３２１及び載置台３２１ａを、それぞれ回転テーブル４００及び載置台４１０として説明する。
載置台４１０は、回転テーブル４００の回転中心から離間した位置に回転中心を有し、回転テーブル４００に対して回転可能に構成される。以下、回転テーブル４００の回転中心を公転中心、載置台４１０の回転中心を自転中心とも称する。公転中心と自転中心とは、例えば３００～４００ｍｍ離間する。このため、回転テーブル４００が回転すると、載置台４１０には遠心力が作用する。特に、回転テーブル４００が高速（例えば２００ｒｐｍ以上）で回転すると、載置台４１０には大きな遠心力が作用する。
載置台４１０は、載置部４１１、開口４１２、肉厚部４１３及びフランジ部４１４を含む。
載置部４１１は、載置台４１０の上面に形成される凹部である。載置部４１１は、基板Ｗよりも僅かに大きい外径を有し、基板Ｗと略同じ深さを有する。載置部４１１には、基板Ｗが載置される。
開口４１２は、載置台４１０の回転中心に形成される。言い換えると、開口４１２は、回転テーブル４００の回転中心から離間した位置に形成される。開口４１２は、例えば円形状を有する。
肉厚部４１３は、載置台４１０の開口４１２の周囲に、載置台４１０の下面から下方に延びる部位であり、円環形状を有する。
フランジ部４１４は、肉厚部４１３の内壁から開口４１２の中心に向けて突出する部位であり、円環形状を有する。フランジ部４１４の上面は、載置台４１０の載置部４１１の上面よりも下方に位置する。
固定機構５００は、第１の挟持体５１０、第２の挟持体５２０、押圧部材５３０、蓋体５４０及び軸体５５０を含む。第１の挟持体５１０、第２の挟持体５２０、押圧部材５３０、蓋体５４０及び軸体５５０は、前述の自転軸３２１ｂとして機能する。
第１の挟持体５１０は、有底の円筒形状を有し、円筒形状の上端が載置台４１０のフランジ部４１４の下面と接触するように構成される。第１の挟持体５１０の底部には、軸体５５０の挿通部５５１を挿通可能な第１の貫通孔５１２が形成される。第１の貫通孔５１２は、挿通部５５１の外径よりも僅かに（例えば０．１～５．０ｍｍ）大きい内径を有する。第１の挟持体５１０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。
第２の挟持体５２０は、第１の挟持体５１０の内部に、第１の挟持体５１０の内壁と隙間Ｇ１１を空けて設けられる。隙間Ｇ１１は、例えば０．１～５．０ｍｍであってよい。第２の挟持体５２０は、第１の挟持体５１０の内径よりも小さい外径を有する有底の円筒形状を有する。第２の挟持体５２０は、接触部５２１を含む。接触部５２１は、第２の挟持体５２０の上端の外壁から外方に延びる円環形状を有し、載置台４１０に形成されたフランジ部４１４の上面と接触する。第２の挟持体５２０の底部には、軸体５５０の挿通部５５１を挿通可能な第２の貫通孔５２２が形成される。第２の貫通孔５２２は、挿通部５５１の外径よりも僅かに（例えば０．１～５．０ｍｍ）大きい内径を有する。第２の挟持体５２０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。第２の挟持体５２０は、熱膨張差を生じさせないという観点から、第１の挟持体５１０と同じ材料により形成されることが好ましい。
このように第１の挟持体５１０の上端がフランジ部４１４の下面と接触すると共に、第２の挟持体５２０の接触部５２１がフランジ部４１４の上面と接触することにより、フランジ部４１４が第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０により挟まれる。
押圧部材５３０は、第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０を互いに近づける方向に押圧する。押圧部材５３０は、例えば第２の挟持体５２０内の底面に配置され、第２の挟持体５２０の底部を第１の挟持体５１０の底部に向けて押圧する。これにより、フランジ部４１４が第１の挟持体５１０の上端と第２の挟持体５２０の接触部５２１とにより挟まれると共に、押圧部材５３０の押圧力により固定される。これにより、回転テーブル４００が回転することで生じる遠心力により、載置台４１０、第２の挟持体５２０等が回転テーブル４００の外周側に倒れることが抑制される。押圧部材５３０は、例えば皿ばねを含む。
蓋体５４０は、第２の挟持体５２０の内径と略同じ外径を有する円柱形状を有し、第２の挟持体５２０の内部に挿入されることで第２の挟持体５２０の上部の開口を塞ぐ。これにより、押圧部材５３０が原料ガスや反応ガスに曝露さることが抑制される。そのため、押圧部材５３０が金属材料により形成されている場合においても、押圧部材５３０の腐食を抑制できる。蓋体５４０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。
軸体５５０は、例えば金属材料により形成され、挿通部５５１及び貫通部５５２を含む。
挿通部５５１は、軸体５５０の上側の部位である。挿通部５５１は、第１の貫通孔５１２及び第２の貫通孔５２２を貫通し、上端が第２の挟持体５２０の内部で押圧部材５３０により固定される。挿通部５５１の外径は、第１の貫通孔５１２の内径よりも僅かに大きいので、挿通部５５１の外壁と第１の貫通孔５１２の内壁との間には隙間Ｇ１２が形成される。また、挿通部５５１の外径は、第２の貫通孔５２２の内径よりも僅かに大きいので、挿通部５５１の外壁と第２の貫通孔５２２の内壁との間には隙間Ｇ１３が形成される。
貫通部５５２は、軸体５５０の下側の部位である。貫通部５５２は、収容ボックス３２２の天井部３２２ｂを貫通して設けられる。貫通部５５２は、下端が収容ボックス３２２内に位置する。貫通部５５２は、収容ボックス３２２内に配置される自転用モータ３２１ｃ（図４）の動力を第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０を介して載置台４１０に伝達する。言い換えると、自転用モータ３２１ｃの動力により貫通部５５２が回転すると、第１の挟持体５１０、第２の挟持体５２０及び載置台４１０が回転する。なお、挿通部５５１と貫通部５５２とは、別体で形成されていてもよい。
以上に説明した固定機構５００によれば、載置台４１０を第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０で挟み込み、押圧部材５３０により第１の挟持体５１０と第２の挟持体５２０とを互いに近づける方向に押圧することで、載置台４１０を固定する。これにより、自転の芯を出した状態で熱膨張差を吸収できる。その結果、熱応力に起因する載置台４１０、固定機構５００等の破損を抑制できる。
また、固定機構５００によれば、挿通部５５１と第１の貫通孔５１２及び第２の貫通孔５２２との間に隙間Ｇ１２，Ｇ１３が形成されている。そのため、挿通部５５１と第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０との間で熱膨張差が生じた場合であっても、挿通部５５１、第１の挟持体５１０、第２の挟持体５２０等に応力が生じることを抑制できる。その結果、第１の挟持体５１０、第２の挟持体５２０、載置台４１０等の破損を抑制できる。
また、固定機構５００によれば、軸体５５０が第１の挟持体５１０及び第２の挟持体５２０により覆われ、第２の挟持体５２０内の底面に配置された押圧部材５３０の押圧力により固定されている。これにより、軸体５５０が原料ガスや反応ガスに曝露さることが抑制される。その結果、軸体５５０が原料ガスや反応ガスに対して腐食性を有する材料により形成されている場合においても、軸体５５０の腐食を抑制できる。
また、固定機構５００によれば、軸体５５０が収容ボックス３２２の天井部３２２ｂを貫通して設けられ、収容ボックス３２２内に位置する軸体５５０の下端が自転用モータ３２１ｃと連結される部位となる。これにより、自転用モータ３２１ｃを収容ボックス内３２２内に配置できる。その結果、自転用モータ３２１ｃの温度上昇を抑制できる。
〔回転テーブルの固定機構〕
図６を参照し、前述の成膜装置３００における回転テーブル３２１を固定する機構の一例について説明する。図６は、回転テーブルを固定する機構の一例を示す図である。
まず、回転テーブル３２１の構成例について説明する。以下、回転テーブル３２１を回転テーブル４００として説明する。
回転テーブル４００は、真空容器３１１内に回転可能に設けられる。回転テーブル４００は、開口４０２、肉厚部４０３及びフランジ部４０４を含む。
開口４０２は、回転テーブル４００の回転中心から離間した位置に、回転テーブル４００の周方向に沿って複数形成される。開口４０２は、例えば円形状を有する。
肉厚部４０３は、回転テーブル４００の開口４０２の周囲に、回転テーブル４００の下面から下方に延びる部位であり、円環形状を有する。
フランジ部４０４は、肉厚部４０３の内壁から開口４０２の中心に向けて突出する部位であり、円環形状を有する。フランジ部４０４の上面は、回転テーブル４００の上面よりも下方に位置する。
固定機構６００は、第１の挟持体６１０、第２の挟持体６２０、押圧部材６３０、蓋体６４０及び軸体６５０を含む。第１の挟持体６１０、第２の挟持体６２０、押圧部材６３０、蓋体６４０及び軸体６５０は、前述の接続部３２１ｄとして機能する。
第１の挟持体６１０は、有底の円筒形状を有し、円筒形状の上端が回転テーブル４００のフランジ部４０４の下面と接触するように構成される。第１の挟持体６１０の底部には、軸体６５０の挿通部６５１を挿通可能な第１の貫通孔６１２が形成される。第１の貫通孔６１２は、挿通部６５１の外径よりも僅かに（例えば０．１～５．０ｍｍ）大きい内径を有する。第１の挟持体６１０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。
第２の挟持体６２０は、第１の挟持体６１０の内部に、第１の挟持体６１０の内壁と隙間Ｇ２１を空けて設けられる。隙間Ｇ２１は、例えば０．１～５．０ｍｍであってよい。第２の挟持体６２０は、第１の挟持体６１０の内径よりも小さい外径を有する有底の円筒形状を有する。第２の挟持体６２０は、接触部６２１を含む。接触部６２１は、第２の挟持体６２０の上端の外壁から外方に延びる円環形状を有し、載置台４１０に形成されたフランジ部４０４の上面と接触する。第２の挟持体６２０の底部には、軸体６５０の挿通部６５１を挿通可能な第２の貫通孔６２２が形成される。第２の貫通孔６２２は、挿通部６５１の外径よりも僅かに（例えば０．１～５．０ｍｍ）大きい内径を有する。第２の挟持体６２０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。第２の挟持体６２０は、熱膨張差を生じさせないという観点から、第１の挟持体６１０と同じ材料により形成されることが好ましい。
このように第１の挟持体６１０の上端がフランジ部４０４の下面と接触すると共に、第２の挟持体６２０の接触部６２１がフランジ部４０４の上面と接触することにより、フランジ部４０４が第１の挟持体６１０及び第２の挟持体６２０により挟まれる。
押圧部材６３０は、第１の挟持体６１０及び第２の挟持体６２０を互いに近づける方向に押圧する。押圧部材６３０は、例えば第２の挟持体６２０内の底面に配置され、第２の挟持体６２０の底部を第１の挟持体６１０の底部に向けて押圧する。これにより、フランジ部４０４が第１の挟持体６１０の上端と第２の挟持体６２０の接触部６２１とにより挟まれると共に、押圧部材６３０の押圧力により固定される。押圧部材６３０は、例えば皿ばねを含む。
蓋体６４０は、第２の挟持体６２０の内径と略同じ外径を有する円柱形状を有し、第２の挟持体６２０の内部に挿入されることで第２の挟持体６２０の上部の開口を塞ぐ。これにより、押圧部材６３０が原料ガスや反応ガスに曝露さることが抑制される。そのため、押圧部材６３０が金属材料により形成されている場合においても、押圧部材６３０の腐食を抑制できる。蓋体６４０は、成膜装置３００において実行される成膜処理の温度（例えば６００℃）よりも高い耐熱温度を有する材料、例えば石英、セラミックスにより形成される。
軸体６５０は、例えば金属材料により形成され、挿通部６５１及び支持部６５２を含む。
挿通部６５１は、軸体６５０の上側の部位である。挿通部６５１は、第１の貫通孔６１２及び第２の貫通孔６２２を貫通し、上端が第２の挟持体６２０の内部で押圧部材６３０により固定される。挿通部６５１の外径は、第１の貫通孔６１２の内径よりも僅かに大きいので、挿通部６５１の外壁と第１の貫通孔６１２の内壁との間には隙間Ｇ２２が形成される。また、挿通部６５１の外径は、第２の貫通孔６２２の内径よりも僅かに大きいので、挿通部６５１の外壁と第２の貫通孔６２２の内壁との間には隙間Ｇ２３が形成される。
支持部６５２は、軸体６５０の下側の部位である。支持部６５２は、下端が収容ボックス３２２の天井部３２２ｂの上面に固定される。なお、挿通部６５１と支持部６５２とは、別体で形成されていてもよい。
以上に説明した固定機構６００によれば、回転テーブル４００を第１の挟持体６１０及び第２の挟持体６２０で挟み込み、押圧部材６３０により第１の挟持体６１０と第２の挟持体６２０とを互いに近づける方向に押圧することで、回転テーブル４００を固定する。これにより、公転の芯を出した状態で熱膨張差を吸収できる。その結果、熱応力に起因する回転テーブル４００、固定機構６００等の破損を抑制できる。
また、固定機構６００によれば、挿通部６５１と第１の貫通孔６１２及び第２の貫通孔６２２との間に隙間Ｇ２２，Ｇ２３が形成されている。そのため、挿通部６５１と第１の挟持体６１０及び第２の挟持体６２０との間で熱膨張差が生じた場合であっても、挿通部６５１、第１の挟持体６１０、第２の挟持体６２０等に応力が生じることを抑制できる。その結果、第１の挟持体６１０、第２の挟持体６２０、回転テーブル４００等の破損を抑制できる。
また、固定機構６００によれば、軸体６５０が第１の挟持体６１０及び第２の挟持体６２０により覆われ、第２の挟持体６２０内の底面に配置された押圧部材６３０の押圧力により固定されている。これにより、軸体６５０が原料ガスや反応ガスに曝露さることが抑制される。その結果、軸体６５０が原料ガスや反応ガスに対して腐食性を有する材料により形成されている場合においても、軸体６５０の腐食を抑制できる。
〔回転駆動装置の動作〕
図７を参照し、回転駆動装置３２０の動作（回転駆動方法）の一例について説明する。図７は、回転駆動装置３２０の動作の一例を示すフローチャートである。
以下、制御部３９０が成膜装置３００を制御して、回転テーブル３２１及び載置台３２１ａを回転させた状態で、載置台３２１ａ上の基板に原子層堆積（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）による膜を形成する場合を例示して説明する。図７に示される回転駆動方法は、ステップＳ１１～Ｓ１３を含む。
ステップＳ１１では、制御部３９０は、公転用モータ３２４を制御して、回転テーブル３２１を回転させる。これにより、回転テーブル３２１の周方向に沿って設けられた複数の載置台３２１ａ上の基板Ｗが公転する。回転テーブル３２１の回転速度は、例えば１～５００ｒｐｍであってよい。
ステップＳ１２では、制御部３９０は、自転用モータ３２１ｃを制御して、回転テーブル３２１の周方向に沿って設けられた複数の載置台３２１ａのそれぞれを回転テーブル３２１に対して回転させる。これにより、各載置台３２１ａに載置された基板Ｗが自転する。載置台３２１ａの回転速度は、例えば１～３０ｒｐｍであってよい。
ステップＳ１３では、制御部３９０は、処理部３１０を制御して、基板Ｗに対して成膜処理を実行する。制御部３９０は、例えば分離ガスノズル３１２ｃ，３１２ｄから分離領域Ｄに分離ガスを供給した状態で、原料ガスノズル３１２ａから原料ガス吸着領域Ｐ１に原料ガスを供給し、反応ガスノズル３１２ｂから反応ガス供給領域Ｐ２に反応ガスを供給する。これにより、回転テーブル３２１の載置台３２１ａに載置された基板Ｗが原料ガス吸着領域Ｐ１及び反応ガス供給領域Ｐ２を繰り返し通過した際に、基板Ｗの表面にＡＬＤによる膜が堆積する。
以上の回転駆動方法によれば、各載置台３２１ａに載置された基板Ｗを自転させながら原料ガス吸着領域Ｐ１及び反応ガス供給領域Ｐ２を繰り返し通過させて基板Ｗの表面にＡＬＤによる膜を形成する。これにより、基板Ｗの周方向における膜の均一性が向上する。
また、以上の回転駆動方法によれば、載置台３２１ａを回転させる自転用モータ３２１ｃが真空容器３１１内から隔離された収容ボックス３２２内に配置される。そのため、自転用モータ３２１ｃに含まれるベアリング等の機械的接触に起因するパーティクル等を収容ボックス３２２内に閉じ込めることができる。その結果、パーティクルがプロセスエリアに侵入することを防止できる。また、自転用モータ３２１ｃが真空容器３１１内に導入される原料ガス及び反応ガスと接触しないため、原料ガス及び反応ガスによる自転用モータ３２１ｃの腐食を防止できる。
また、自転用モータ３２１ｃを、真空容器３１１内の減圧環境ではなく、成膜装置３００の設置場所、例えばクリーンルームと同じ環境に維持できる収容ボックス３２２内に配置できるので、自転用モータ３２１ｃの安定動作が可能となる。その結果、自転用モータ３２１ｃにより動作させる載置台３２１ａを精度よく回転させることができる。
図８を参照して、回転駆動装置３２０の動作（回転駆動方法）の別の一例について説明する。図８は、回転駆動装置３２０の動作の別の一例を示すフローチャートである。
以下では、制御部３９０が回転駆動装置３２０を制御して、回転テーブル３２１及び載置台３２１ａを回転させた後、回転テーブル３２１の載置台３２１ａに載置された基板Ｗを真空容器３１１外に搬出する動作を例に挙げて説明する。図８に示される回転駆動方法は、例えば複数の載置台３２１ａに載置された基板Ｗに対して成膜処理が終了した後に実行される。図８に示される回転駆動方法は、ステップＳ２１～Ｓ２４を含む。
ステップＳ２１では、制御部３９０は、公転用モータ３２４を制御して、複数の載置台３２１ａのうちの一つが搬送口３１４に臨む位置まで移動するように、回転テーブル３２１を所定角度回転させる。
ステップＳ２２では、制御部３９０は、自転用モータ３２１ｃを制御して、搬送口３１４に臨む位置に移動した載置台３２１ａを回転させて、載置台３２１ａに載置された基板Ｗを自転させることにより、基板Ｗの回転方向における位置決めを行う。
ステップＳ２３では、制御部３９０は、ゲートバルブを開き、外部から搬送アーム３１４ａにより搬送口３１４を介して、搬送口３１４に臨む位置にある載置台３２１ａに載置された基板Ｗを搬出する。
ステップＳ２４では、制御部３９０は、複数の載置台３２１ａに載置された全ての基板Ｗの搬出が完了したか否かを判定する。ステップＳ２４において、全ての基板Ｗの搬出が完了したと判定した場合、制御部３９０は、処理を終了させる。一方、ステップＳ２４において、全ての基板Ｗの搬出が完了していないと判定した場合、制御部３９０は、処理をステップＳ２１へ戻す。
以上の回転駆動方法によれば、成膜処理が完了した基板Ｗを搬出する際に、回転テーブル３２１を公転させ且つ載置台３２１ａを自転させた後、回転テーブル３２１の載置台３２１ａに載置された基板Ｗを真空容器１１外に搬出する。これにより、回転方向において位置決めされた状態で基板Ｗを搬出できる。
また、以上の回転駆動方法によれば、載置台３２１ａを回転させる自転用モータ３２１ｃが真空容器３１１内から隔離された収容ボックス３２２内に配置される。そのため、自転用モータ３２１ｃに含まれるベアリング等の機械的接触に起因するパーティクル等を収容ボックス３２２内に閉じ込めることができる。その結果、パーティクルがプロセスエリアに侵入することを防止できる。また、自転用モータ３２１ｃが真空容器３１１内に導入されるガスと接触しないため、該ガスによる腐食を防止できる。
また、自転用モータ３２１ｃを、真空容器３１１内の減圧環境ではなく、成膜装置３００の設置場所、例えばクリーンルームと同じ環境に維持できる収容ボックス３２２内に配置できるので、自転用モータ３２１ｃの安定動作が可能となる。その結果、自転用モータ３２１ｃにより動作させる載置台３２１ａを精度よく回転させることができる。
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。
上記の実施形態では、回転テーブル３２１に５つの載置台３２１ａが設けられる場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、載置台３２１ａは、４つ以下であってもよく、６つ以上であってもよい。
上記の実施形態では、処理部３１０が、真空容器３１１、ガス導入口３１２、ガス排気口３１３、搬送口３１４、加熱部３１５及び冷却部３１６を有する場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、処理部３１０は、更に真空容器３１１内に供給される各種のガスを活性化するためのプラズマを生成するプラズマ生成部を有していてもよい。
３００ 成膜装置
３１１ 真空容器
３２１ 回転テーブル
３２１ａ 載置台
４００ 回転テーブル
４０４ フランジ部
４１０ 載置台
４１４ フランジ部
５００ 固定機構
５１０ 第１の挟持体
５１２ 第１の貫通孔
５２０ 第２の挟持体
５２２ 第２の貫通孔
５２１ 接触部
５３０ 押圧部材
５４０ 蓋体
５５０ 軸体
６００ 固定機構
６１０ 第１の挟持体
６１２ 第１の貫通孔
６２０ 第２の挟持体
６２２ 第２の貫通孔
６２１ 接触部
６３０ 押圧部材
６４０ 蓋体

Claims (10)

  1. 真空容器と、
    前記真空容器内に回転可能に設けられる回転テーブルと、
    前記回転テーブルの回転中心から離間した位置に回転中心を有し、前記回転テーブルに対して回転可能な載置台であり、下面にフランジ部を含む載置台と、
    前記フランジ部を挟む第１の挟持体及び第２の挟持体と、
    前記第１の挟持体及び前記第２の挟持体を互いに近づける方向に押圧する押圧部材と、
    を有し、
    前記第１の挟持体は、上端が前記フランジ部の下面と接触する有底の円筒形状を有し、
    前記第２の挟持体は、前記第１の挟持体の内部に前記第１の挟持体の内壁と隙間を空けて設けられると共に、前記フランジ部の上面と接触する接触部を含む有底の円筒形状を有し、
    前記押圧部材は、前記第２の挟持体内の底面に配置され、前記第２の挟持体の底部を前記第１の挟持体の底部に向けて押圧する、
    基板処理装置。
  2. 前記接触部は、前記第２の挟持体の上端の外壁から外方に延びる円環形状を有する、
    請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１の挟持体の底部及び前記第２の挟持体の底部には、それぞれ前記載置台を回転させる軸体を挿通可能な第１の貫通孔及び第２の貫通孔が形成され、
    前記軸体の外壁と前記第１の貫通孔の内壁及び前記第２の貫通孔の内壁との間には、隙間が設けられる、
    請求項１又は２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第２の挟持体の開口を塞ぐ蓋体を更に有する、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  5. 前記押圧部材は、皿ばねを含む、
    請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  6. 真空容器と、
    前記真空容器内に回転可能に設けられ、回転中心から離間した位置の下面にフランジ部を含む回転テーブルと、
    前記フランジ部を挟む第１の挟持体及び第２の挟持体と、
    前記第１の挟持体及び前記第２の挟持体を互いに近づける方向に押圧する押圧部材と、
    を有し、
    前記第１の挟持体は、上端が前記フランジ部の下面と接触する有底の円筒形状を有し、
    前記第２の挟持体は、前記第１の挟持体の内部に前記第１の挟持体の内壁と隙間を空けて設けられると共に、前記フランジ部の上面と接触する接触部を含む有底の円筒形状を有し、
    前記押圧部材は、前記第２の挟持体内の底面に配置され、前記第２の挟持体の底部を前記第１の挟持体の底部に向けて押圧する、
    基板処理装置。
  7. 前記接触部は、前記第２の挟持体の上端の外壁から外方に延びる円環形状を有する、
    請求項６に記載の基板処理装置。
  8. 前記第１の挟持体の底部及び前記第２の挟持体の底部には、それぞれ前記回転テーブルを固定する固定軸を挿通可能な第１の貫通孔及び第２の貫通孔が形成され、
    前記固定軸の外壁と前記第１の貫通孔の内壁及び前記第２の貫通孔の内壁との間には、隙間が設けられる、
    請求項６又は７に記載の基板処理装置。
  9. 前記第２の挟持体の開口を塞ぐ蓋体を更に有する、
    請求項６乃至８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
  10. 前記押圧部材は、皿ばねを含む、
    請求項６乃至９のいずれか一項に記載の基板処理装置。
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