JPH07326584A - 処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理装置の載置台／リフトピン駆動機構を簡
略化する。 【構成】 本装置は、載置台（３）を処理室（２）に対
して定位置に保持された被処理体に対して離隔接近駆動
する載置台駆動手段（４０〜４３）と、載置台（３）に
対して相対運動可能であり定位置にある被処理体を支持
可能なリフタピン（３０）と、処理室により支持されて
リフタピンを定位置方向に付勢する付勢手段（３８）
と、リフタピンが付勢手段により定位置より前進しない
ように制限する第１の制限手段（３５）と、さらにリフ
タピンを載置台よりも所定量以上先行しないように制限
するための第２の制限手段（３７）を備えているので、
載置台の昇降運動と連動してリフトピンを最適に駆動で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、気密に構成
された処理室内に設置された載置台に被処理体を載置固
定して成膜やエッチングなどの各種処理を施している。
その際には、図５に示すように、ロードロック室１０１
に設置された搬送アーム１０２により被処理体Ｗを処理
室１０３内に搬入し、載置台１０４の上方に位置決めし
てから、載置台１０４に内装されたリフタピン１０５を
上昇させ、被処理体Ｗを支持し、搬送アーム１０２を後
退させた後、リフタピン１０５を下降させるか、または
載置台１０４を上昇させることにより、被処理体Ｗを載
置台１０４の載置面に載置し、チャック手段により固定
した後、処理室１０３内に導入した処理ガスにより所定
の処理を施している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の処理装置においては、載置台１０４を昇降
駆動する機構１０６とリフタピンを昇降駆動する機構１
０７とが別途必要であった。そこで、それぞれの機構に
ついてモータやエアシリンダなどのアクチュエータを設
置せねばならず、アクチュエータ取り付けスペースを確
保するために、装置の肥大化、機構の複雑化、駆動シー
ケンスの開発・管理の複雑化といった問題を抱えてい
た。

【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、リフタピン用の
駆動機構を簡略化することにより、装置を小型・単純化
することが可能であり、その結果、コストの低減および
信頼性の向上を図ることが可能な新規かつ改良された処
理装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の処理装置は、気密処理室内に設け
られた載置台に載置された被処理体に対してプラズマま
たは熱による処理を施すための処理装置であって、前記
載置台と前記処理室内の定位置に搬入された被処理体と
を相対的に移動させて前記被処理体を前記載置台に設置
する載置台駆動手段と、前記載置台に対して相対運動可
能であり、前記定位置にある被処理体を支持可能なリフ
タピンと、前記リフタピンを前記被処理体が搬入された
前記定位置方向に付勢する付勢手段と、前記リフタピン
が前記付勢手段により前記定位置より前進しないように
制限する第１の制限手段と、を備えたことを特徴として
いる。

【０００６】また請求項２に記載の処理装置の載置台
は、前記リフタピンを前記載置台よりも所定量以上先行
しないように制限するための第２の制限手段を備えてい
ることを特徴としている。さらに請求項３に記載の処理
装置は、搬送アームにより前記被処理体を前記定位置に
保持することが可能である。さらにまた請求項４に記載
の処理装置は、前記載置台が前記定位置よりも前進した
位置において前記被処理体を保持することを特徴として
いる。

【０００７】

【作用】次に上記構成にかかる処理装置の動作を説明す
る。まず、上記搬送アームにより被処理体を上記処理室
内に搬入し、所定の位置に位置決めする。ついで、上記
載置台を被処理体の方向に前進させると、上記付勢手段
により被処理体方向に付勢されている上記リフタピンも
上記載置台の運動に伴って前進する。その際に、このリ
フタピンは上記載置台に設置された上記第２の制限手段
により上記載置台の運動よりも所定量以上先行しないよ
うに制御されているので、上記リフタピンが急に突出し
て被処理体に損傷を与えるようなことはない。そして所
定量分だけ上記載置台よりも先行して突出する上記リフ
タピンの先端が被処理体に当接し、被処理体を支持した
後、一旦上記載置台の運動が停止される。ついで、被処
理体を支える上記搬送アームを引っ込めてから、再び上
記載置台を前進させる。しかし、その際には、リフタピ
ンの運動は上記第１の制限手段により被処理体の支持位
置以上に前進しないように制限されているので、上記載
置台のみが被処理体方向に前進し、被処理体を上記載置
台の載置面にて支持することが可能となる。このよう
に、本発明によれば、簡単な構造で、上記載置台と上記
リフタピンに支持された上記被処理体を近接せしめるこ
とにより上記被処理体を上記載置台に移載することが可
能である。必要な場合には、さらに上記載置台を所定の
処理位置にまで前進させた後、上記載置台を停止し、所
定の処理を被処理体に対して施すことが可能である。

【０００８】一連の処理が終了した後は、上記載置台を
被処理体とともに後退させる。その間に、上記リフタピ
ンは上記第１の制限手段により所定の位置に保持されて
おり、上記載置台の後退に伴い、その先端が被処理体に
当接し、被処理体を支持することになる。それから、上
記載置台をさらに上記所定量分だけ後退させた後、一旦
上記載置台を停止する。この時点で、被処理体は上記リ
フタピンのみにより支持されているので、上記搬送アー
ムにより把持することが可能である。上記搬送アームに
より被処理体を把持した後、さらに上記載置台をさらに
後退させると、上記リフタピンは上記第２の制限手段に
より上記載置台よりも所定量以上先行しないように制限
されているので、上記リフタピンは上記付勢手段の付勢
力に抗して上記載置台とともに後退し、上記被処理体を
解放する。その後、上記搬送アームにより被処理体を上
記処理室外に搬出することにより一連の作業が完了す
る。

【０００９】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明に基
づいて構成された処理装置をプラズマＣＶＤ装置に適用
した一実施例について説明する。

【００１０】図１に示すプラズマＣＶＤ装置１は、導電
性材料、たとえばアルミニウムなどから成る円筒あるい
は矩形状に成形された処理室２を有しており、この処理
室２内に、被処理体、たとえば半導体ウェハＷを載置す
るための略円筒状の載置台３が収容される。この載置台
３は、アルミニウムなどより形成された複数の部材をボ
ルトなどにより組み付けることにより構成することが可
能であり、その内部には、被処理体を所定の温度にまで
加熱するためのヒータなどの加熱手段４や上記載置台３
の過熱を防止するための冷却手段５が内設されるととも
に、後述するように、駆動機構６により昇降駆動するこ
とが可能なように構成されている。

【００１１】上記加熱手段４としては、たとえば窒化ア
ルミニウムなどの絶縁性焼結体にタングステンなどの導
電性抵抗発熱体をインサートした構成を採用することが
可能であり、この抵抗発熱体が電力供給リード７により
電力源８から所望の電力を受けて発熱し、半導体ウェハ
Ｗの処理面の温度を所望する温度、たとえば３５０℃〜
４００℃にまで加熱することができるように構成されて
いる。また上記冷却手段５としては、たとえば冷水など
の冷媒を循環させることが可能な冷却ジャケットを採用
することが可能であり、上記載置台３が過熱し過ぎない
ように温度調整することができるように構成されてい
る。

【００１２】また上記載置台３は、上面中央部が凸状に
された円板状で、この中央上面には、被処理体を保持す
るためのチャック部として、たとえば静電チャック７が
被処理体である半導体ウェハＷと略同径大、好ましくは
ウェハＷの径よりも若干小さい径で設けられている。こ
の静電チャック７０は、ウェハＷを載置保持する面とし
てポリベンズイミダゾール（ＰＢＩ）樹脂などの高分子
絶縁材料からなる２枚のフィルム間に銅箔などの導電膜
７１を挟持した静電チャックシートより構成されてお
り、その導電膜７１には、電圧供給リード９により、途
中高周波をカットするフィルタ１０、たとえばコイルを
介して可変直流電圧源１１が接続されている。したがっ
て、その導電膜７１に直流高電圧を印加することによ
り、静電チャック７０の上側フィルムの上面にウェハＷ
をクーロン力により吸着保持し得るように構成されてい
る。

【００１３】さらに上記載置台３には、給電リード１２
により、途中ブロッキングコンデンサ１３を介して高周
波電源１４が接続されており、プロセス時には、たとえ
ば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を上記給電リード１２
を介して上記載置台３に印加することが可能である。か
かる構成により上記載置台３は下部電極として作用し、
被処理体Ｗに対向するように設けられた上部電極１５と
の間にグロー放電を生じさせ、上記処理室２内に導入さ
れた処理ガス、たとえばＴＥＯＳガスをプラズマ化し、
そのプラズマ粒子を被処理体の処理面に化学気相反応さ
せＳｉＯ₂を成膜させることが可能である。

【００１４】上記上部電極１５は、上記載置台３の載置
面上方に、これより約１０〜２０ｍｍ程度離間させて配
置されている。この上部電極は中空に形成され、その中
空部に処理ガス供給管１６が接続され、処理ガス源１７
より流量制御器（ＭＦＣ）１８を介して所定の処理ガ
ス、たとえばＴＥＯＳガスなどの処理ガスを導入するこ
とが可能である。なお上記上部電極１５の下面には多数
の小孔１９が穿設されており、この小孔１９から処理ガ
スを噴出させることにより、処理ガスを上記処理室２内
に均一拡散させることが可能なように構成されている。

【００１５】さらに上記処理室２の下方には真空ポンプ
などからなる排気系に連通する排気口２０が設けられて
おり、上記処理室２内を所定の圧力に、たとえば０．５
Ｔｏｒｒに真空排気することが可能である。また上記載
置台３と上記処理室２の内壁との間には複数のバッフル
孔が穿設されたバッフル板２１が、上記載置台３を囲む
ように配置されている。このバッフル板２１は、プロテ
クトリングあるいは排気リングとも称されるもので、排
気流の流れを整え、処理室２内から処理ガスなどを均一
に排気するためのものである。

【００１６】また上記処理室２の側部には被処理体搬入
出口２２が設けられ、この搬入出口２２が図示しない駆
動機構により自動開閉するゲートバルブ２３を介してロ
ードロック室２４に連通している。そしてこのロードロ
ック室２４内には被処理体である半導体ウェハＷを一枚
ずつ処理室２内に挿脱することが可能な搬送アーム２５
を備えた搬送機構２６が設置されている。

【００１７】次に図２〜図４を参照しながら、本発明に
基づいて構成された載置台駆動機構６の構成について説
明する。

【００１８】図示のように、この載置台駆動機構６は、
上記搬送アーム２５と上記載置台３との間で被処理体の
受け渡しを行うためのリフタピン３０を駆動するリフタ
ピン駆動部と、載置台３自体を駆動する載置台駆動部と
から構成されている。

【００１９】上記リフタピン駆動部は、上記載置台３と
上記静電チャック７０とを貫通するように設けられたリ
フタピン用穴３１内を昇降運動可能な複数のリフタピン
３０と、それらのリフタピン３０を支持する支柱３２と
を備えている。そしてその支柱３２の中程には、水平方
向に張り出す張り出し部３３が設けられており、その張
り出し部３３の上面と上記載置台３の下面とがリフトピ
ン部ベローズ３４により連絡されており、上記載置台３
と上記リフタピン３０とが相対的に移動した場合であっ
ても、その伸縮動作により上記リフタピン駆動部を気密
に保持することが可能なように構成されている。

【００２０】そして、上記張りだし部３３の端部付近に
は、上記処理室２の底部２ａに固定された第１の制限手
段３５が設けられている。この第１の制限手段３５はそ
の上端３５ａが内側に突出しており、この突出部３５ａ
の下面とリフタピンの上記張りだし部３３の上面とが係
合することにより、上記リフタピン３０の上方への運動
を制限することが可能である。この第１の制限手段３５
による上記リフタピン３０の第１の制限位置は、そのリ
フタピン３０の先端がウェハＷを支持する位置に設定さ
れているので、この第１の制限位置において、上記搬送
アーム２５よりウェハＷを上記リフタピン３０が受け取
り、リフタピン３０のみによりウェハＷを支持すること
が可能である。

【００２１】また上記張りだし部３３の下面には、バネ
などの付勢手段３８が設置されている。この付勢手段３
８は、上記処理室２の底部２ａと上記張りだし部３３の
下面との間に付勢力を作用させるもので、したがって、
上記リフタピン３０を上記処理室２の底部２ａに相対し
て離隔させるように付勢するものである。

【００２２】さらに上記リフタピンの支柱３２の下端に
も水平方向張り出し部３６が設けられている。そして、
この張り出し部３６の上面と、上記載置台３とともに昇
降運動可能な第２の制限手段３７として構成され内側に
突出する突出部３７ａの下面とが係合することにより、
上記リフタピン３０の先端が上記載置台３の載置面より
も所定量Ｓ以上、上方に突出しないように、その運動を
制限することが可能なように構成されている。

【００２３】上記載置台駆動部は、上記載置台３をその
下面から支持する複数本の案内軸４０と、それらの案内
軸４０を支持するベース４１と、そのベース４１を駆動
軸カップリング４２を介して昇降駆動するモータ４３を
備えている。なお上記案内軸４０は、上記処理室２の底
部２ａと上記リフタピン用支柱３２の張り出し部３８を
貫通するように形成された案内路内を昇降自在に配置さ
れており、その案内路の周囲は、上記載置台３の下面と
上記処理室２の底部２ａとを連絡するように、載置台駆
動用ベローズ４４により連絡されており、上記載置台３
と上記処理室２の底部２ａとが相対的に移動した場合で
あっても、その伸縮動作により上記載置台駆動部を気密
に保持することが可能なように構成されている。かかる
構成により、上記モータ４３の駆動力をカップリング４
２を介して昇降動力に変換することにより、ベース４１
を昇降駆動させることが可能であり、そしてベース４１
の昇降運動にしたがってベース４１に支持された上記案
内軸４０および上記載置台３を、所望量だけ昇降駆動す
ることが可能なように構成されている。

【００２４】次に図１の装置概略図および図２〜図４の
動作説明図を参照しながら、上記実施例に基づく処理装
置の動作について説明する。

【００２５】まずロードロック室２４および処理室２を
所定の圧力、たとえば０．１Ｔｏｒｒに減圧してから、
上記ゲートバルブ２３を開放し、上記搬送アーム２５に
より、半導体ウェハなどの被処理体を上記処理室２内に
搬入し、図２に示すようなウェハ受け渡し位置に位置決
めする。この位置においては、上記リフタピン３０は上
記第２の制限手段３７により上記載置台３の載置面から
所定量Ｓ分だけ突出するように位置決めされているとと
もに、上記リフタピン３０を押し上げる付勢手段３８は
上記リフタピン用支柱３２の張り出し部３８により圧縮
された状態に保持されている。

【００２６】ついで、図３に示すように、上記モータ４
３を駆動し、上記案内軸４０を介して上記載置台３を上
昇駆動すると、その上昇運動に伴い、上記リフタピン３
０も、上記第２の制限手段３７により上記載置台３の載
置面から所定量Ｓ分だけ突出した状態を保持しながら、
上記付勢手段３８の付勢力により上昇する。しかしなが
ら、図３に示すように、上記リフタピン用張り出し部３
８が上記第１の制限手段３５に当接すると、上記リフタ
ピン３０の上昇運動は停止する。そして、このリフタピ
ン３０の運動により、上記リフタピン３０の先端が上記
搬送アーム２５により保持された被処理体Ｗの裏面を押
し上げ支持し、上記搬送アーム２５からリフタピン３０
への被処理体Ｗの受け渡しが完了する。それから、上記
搬送アーム２５を後退させる。

【００２７】ついで、図４に示すように、さらに上記モ
ータ４３が駆動され、上記載置台３がさらに上昇駆動す
る。その際に、上記リフタピン３０の上方への運動は上
記第１の制限手段３５により制限されているので、上記
載置台３のみが上昇運動し、上記リフタピン３０が相対
的に上記載置台３内に引き込むように動作するので、結
果的に上記リフタピン３０より上記載置台３の載置面に
対して被処理体Ｗが受け渡される。その後、被処理体Ｗ
を静電チャック７０により吸着保持しながら、上記載置
台３を所定の処理位置にまで移動させ、セットアップが
完了する。

【００２８】ついで、上記上部電極１５より所定の処理
ガス、たとえばＴＥＯＳガスを上記処理室２内に導入す
るとともに、上記載置台３に、たとえば１３．５６ＭＨ
ｚの高周波を印加することにより、処理ガスをプラズマ
化し、被処理体Ｗの処理面に化学気相反応させることに
より、所望の成膜処理を行うことが可能である。

【００２９】一連のプロセスが終了後、被処理体の搬出
動作が行われるが、この搬出動作は、基本的には、図２
〜図４に関連して説明した被処理体の搬入動作を逆に行
うものである。すなわち、まず図４に示すように、被処
理体Ｗを載置した状態の上記載置台３を下降させる。そ
の際に、上記リフタピン３０は付勢手段３８により上方
に付勢されているので、上記載置台３のみが下降し、結
果的に、上記リフタピン３０のみが上記載置台３の載置
面から突出し、被処理体Ｗをその先端により支持するこ
とになり、上記載置台３から上記リフタピン３０へ被処
理体Ｗが受け渡される。

【００３０】さらに上記載置台３を下降させると、上記
リフタピン３０は上記第２の制限手段３７により上記載
置台３の載置面より所定量Ｓ以上突出しないように制限
されているので、上記載置台３とともに被処理体Ｗを先
端に支持したまま下降する。このようにして、上記載置
台３を上記搬送アーム２５に被処理体Ｗを受け渡す位置
まで下降させた後一旦停止する。ついで上記搬送アーム
２５を処理室内に前進させ、上記リフタピン３０のみに
より支持されている被処理体Ｗを把持する。その後、図
２に示すように、さらに上記載置台３を上記リフタピン
３０とともに下降させることにより、上記リフタピン３
０から上記搬送アーム２５への被処理体Ｗの受け渡しが
完了する。そして搬送アーム２５が処理が終了した被処
理体Ｗを上記ロードロック室２４に搬出することにより
一連の動作が終了する。

【００３１】なお以上において、プラズマＣＶＤ装置に
本発明を適用した一実施例に基づいて構成される処理装
置を説明したが、本発明はかかる実施例に限定されな
い。たとえば熱ＣＶＤ装置を始めとして、載置台あるい
はサセプタ上に被処理体を載置して処理を行う様々な半
導体処理装置、たとえばエッチング装置、アッシング装
置、スパッタ装置などにも適用可能である。

【００３２】また本発明は、特許請求の範囲に記載した
範囲内でさまざまな変更および修正を行うことが可能で
ある。特に、リフタピンの構造については、さまざまな
変更及び修正が可能であり、たとえばリフタピンを介し
て被処理体を接地させる構造を採用することも可能であ
る。あるいは、また被処理体と静電チャックとの間に形
成される微小空間に伝熱ガスを供給し、被処理体の温度
制御の応答性を高める構成においては、上記リフタピン
昇降用の穴を介して伝熱ガスを供給する構成を採用する
ことも可能である。また被処理体として、半導体ウェハ
の他にも、液晶基板を形成するガラス基板をプラズマま
たは熱により成膜、エッチング、アッシングする処理装
置にも本願発明は適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リフタピンの昇降用の駆動機構を簡略化し、載置台の昇
降に連動してリフタピンを昇降させることができるの
で、従来のリフタピン駆動用部材の分だけスペースを省
略することが可能となり、装置の小型化、単純化を図る
ことができ、コストの低減および信頼性の向上を図るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成された処理装置をプラズ
マＣＶＤ装置に適用した一実施例の概略的な断面図であ
る。

【図２】本発明に基づいて構成された載置台／リフタピ
ン駆動機構の動作を説明する説明図である。

【図３】本発明に基づいて構成された載置台／リフタピ
ン駆動機構の動作を説明する説明図である。

【図４】本発明に基づいて構成された載置台／リフタピ
ン駆動機構の動作を説明する説明図である。

【図５】従来の載置台／リフタピン駆動機構を有するプ
ラズマＣＶＤ装置の概略を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 処理装置 ２ 処理室 ３ 載置台 ３０ リフタピン ３２ リフタピン用支柱 ３３ 張り出し部 ３４ リフタピン用ベローズ ３５ 第１の制限手段 ３６ 張り出し部 ３７ 第２の制限手段 ４０ 載置台用案内軸 ４１ ベース ４２ カップリング ４３ モータ ４４ 載置台用ベローズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密処理室内に設けられた載置台に載置
   された被処理体に対してプラズマまたは熱による処理を
   施すための処理装置において、 前記載置台と前記処理室内の定位置に搬入された被処理
   体とを相対的に移動させて前記被処理体を前記載置台に
   設置する載置台駆動手段と、 前記載置台に対して相対運動可能であり、前記定位置に
   ある被処理体を支持可能なリフタピンと、 前記リフタピンを前記被処理体が搬入された前記定位置
   方向に付勢する付勢手段と、 前記リフタピンが前記付勢手段により前記定位置より前
   進しないように制限する第１の制限手段と、 を備えたことを特徴とする、処理装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記載置台が、前記リフタピン
   を前記載置台よりも所定量以上先行しないように制限す
   るための第２の制限手段を備えていることを特徴とす
   る、請求項１に記載の処理装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記被処理体を前記定位置に保
   持するための搬送アームを備えたことを特徴とする、請
   求項１または２に記載の処理装置。
4. 【請求項４】 前記載置台が前記定位置よりも前進した
   位置において前記被処理体を保持することを特徴とす
   る、請求項１、２または３のいずれかに記載の処理装
   置。