KR102650879B1 - 회전 기구 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

커플링을 사용하지 않고, 제1 회전부와 제2 회전부의 설치 오차를 허용해서 제1 회전부와 제2 회전부를 접속한다.
피 회전체는, 제1 회전부 및 제1 고정부를 갖는다. 평판은, 피 회전체의 제1 고정부에 고정되어, 제1 회전부의 회전 방향에 대하여 강성을 갖고, 회전 방향에 대한 축 방향에 대하여 가요성을 갖는다. 모터는, 피 회전체의 제1 회전부에 동축으로 고정된 제2 회전부 및 평판에 고정된 제2 고정부를 갖는다.

Description

회전 기구 및 기판 처리 장치{ROTARY MECHANISM AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 회전 기구 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 회전체의 회전축과 모터의 샤프트를 커플링(축이음)에 의해 직결하는 구조를 개시한다.
일본 특허 공개 제2003-46009호 공보
본 개시는, 커플링을 사용하지 않고, 제1 회전부와 제2 회전부의 설치 오차를 허용해서 제1 회전부와 제2 회전부를 접속하는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 회전 기구는, 피 회전체와, 평판과, 모터를 갖는다. 피 회전체는, 제1 회전부 및 제1 고정부를 갖는다. 평판은, 피 회전체의 제1 고정부에 고정되어, 제1 회전부의 회전 방향에 대하여 강성을 갖고, 회전 방향에 대한 축 방향에 대하여 가요성을 갖는다. 모터는, 피 회전체의 제1 회전부에 동축으로 고정된 제2 회전부, 및 평판에 고정된 제2 고정부를 갖는다.
본 개시에 의하면, 커플링을 사용하지 않고, 제1 회전부와 제2 회전부의 설치 오차를 허용해서 제1 회전부와 제2 회전부를 접속할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 회전 기구의 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 회전 기구의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4는 실시 형태에 따른 회전 기구의 설치 수순을 설명하는 도면이다.
도 5는 다른 실시 형태에 따른 회전 기구의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 다른 실시 형태에 따른 회전 기구의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본원의 개시하는 회전 기구 및 기판 처리 장치의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시하는 회전 기구 및 기판 처리 장치가 한정되는 것은 아니다.
종래, 회전체의 로터(제1 회전부)와 모터의 샤프트(제2 회전부)를 접속하는 경우, 중심 어긋남(변위) 등의 설치 오차를 흡수하기 위해서, 로터와 샤프트가 커플링을 통해서 접속된다. 그러나, 커플링을 통해서 접속함으로써 접속 부분의 두께가 두꺼워진다. 또한, 커플링을 개재시킴으로써 응답성이 저하된다.
그래서, 커플링을 사용하지 않고, 제1 회전부와 제2 회전부의 설치 오차를 허용해서 제1 회전부와 제2 회전부를 접속하는 기술이 기대되고 있다.
[실시 형태]
[기판 처리 장치(100)의 구성]
실시 형태에 대해서 설명한다. 우선, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 기판 처리 장치(100)를, 성막을 행하는 장치로 했을 경우를 예로 들어 설명한다. 도 1은, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 개략 구성의 일례를 도시하는 단면도이다.
기판 처리 장치(100)는, 하나의 실시 형태에 있어서, 기판(W)에 대하여, 기판 처리로서 플라스마 CVD 처리를 행하는 장치이다. 도 1에 도시하는 기판 처리 장치(100)는, 처리 용기(1)를 갖고 있다. 처리 용기(1)는, 원통상으로 되고, 예를 들어 표면에 양극 산화 피막이 형성된 알루미늄, 니켈 등의 금속에 의해 구성되어 있다. 처리 용기(1)는 전기적으로 접지 전위로 되어 있다. 처리 용기(1)는 기밀하게 구성되어, 내부를 진공 분위기로 유지 가능하게 되어 있다. 처리 용기(1)는 내부에 스테이지(2)가 마련되어 있다. 처리 용기(1)는, 하측의 저면이 되는 저부(1b)에 개구부(1c)가 형성되어 있다. 개구부(1c)는, 스테이지(2)의 하방이 되는 위치에 형성되어 있다.
스테이지(2)는 편평한 원주상으로 형성되어 있다. 스테이지(2)의 상면에는, 반도체 웨이퍼 등의 기판 처리의 대상으로 된 기판(W)이 적재된다. 스테이지(2)는, 적재된 기판(W)을 대략 수평하게 지지한다. 스테이지(2)는, 예를 들어 알루미늄, 니켈 등의 금속, 혹은 금속 메쉬 전극을 매립한 질화알루미늄(AlN)에 의해 구성되어, 하부 전극으로서도 기능한다. 스테이지(2)는 지지 부재(4)에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 지지 부재(4)는 원통상으로 형성되고, 연직 하방으로 연신되어, 처리 용기(1)의 저부(1b)의 개구부(1c)까지 도달하고 있다. 저부(1b)의 개구부(1c)는, 지지 부재(4)의 직경보다도 큰 직경으로 형성되어 있다. 지지 부재(4) 둘레면과 개구부(1c)의 둘레면의 사이에는, 간극이 마련되어 있다. 지지 부재(4)의 하단부에는, 회전 기구(6)가 마련되어 있다.
회전 기구(6)는, 처리 용기(1)의 외부로부터 개구부(1c)를 덮도록 배치되어, 개구부(1c)를 외측으로부터 밀봉한다. 회전 기구(6)는 지지 부재(4)를 지지한다. 또한, 회전 기구(6)는 회전 가능하게 되어, 지지 부재(4)를 회전시킨다. 스테이지(2)는 지지 부재(4)의 회전에 따라서 회전한다. 회전 기구(6)의 상세 구성은 후술한다.
스테이지(2)에는 히터(5)가 내장되어 있어, 스테이지(2)에 적재되는 기판(W)을 히터(5)에 의해 소정의 온도로 가열할 수 있다. 스테이지(2)는, 냉매를 유통시키기 위한 유로(도시하지 않음)가 내부에 형성되어, 처리 용기(1)의 외부에 마련된 칠러 유닛에 의해 온도 제어된 냉매가 유로 내에 순환 공급되어도 된다. 히터(5)에 의한 가열과, 칠러 유닛으로부터 공급된 냉매에 의한 냉각에 의해, 스테이지(2)는 기판(W)을 소정의 온도로 제어해도 된다. 또한, 히터(5)를 탑재하지 않고, 칠러 유닛으로부터 공급되는 냉매 및/또는 열 매체만으로 스테이지(2)의 온도 제어를 행해도 된다.
또한, 스테이지(2)에는 전극이 매립되어 있어도 된다. 이 전극에 공급된 직류 전압에 의해 발생한 정전기력에 의해, 스테이지(2)는 상면에 적재된 기판(W)을 흡착시킬 수 있다. 또한, 스테이지(2)에는, 처리 용기(1)의 외부에 마련된 도시하지 않은 반송 기구와의 사이에서 기판(W)을 주고 받기 위한 승강 핀(도시하지 않음)이 마련되어 있다.
스테이지(2)의 상방이며 처리 용기(1)의 내측면에는, 대략 원반상으로 형성된 샤워 헤드(16)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(16)는, 세라믹스 등의 절연 부재(17)를 개재시켜, 스테이지(2)의 상부에 지지되어 있다. 이에 의해, 처리 용기(1)와 샤워 헤드(16)는, 전기적으로 절연되어 있다. 샤워 헤드(16)는, 예를 들어 알루미늄, 니켈 등의 도전성 금속에 의해 형성되어 있다.
샤워 헤드(16)는, 천장판 부재(16a)와, 샤워 플레이트(16b)를 갖는다. 천장판 부재(16a)는, 처리 용기(1) 내를 상측으로부터 막도록 마련되어 있다. 샤워 플레이트(16b)는, 천장판 부재(16a)의 하방에, 스테이지(2)에 대향하도록 마련되어 있다. 천장판 부재(16a)에는 가스 확산 공간(16c)이 형성되어 있다. 천장판 부재(16a)와 샤워 플레이트(16b)는, 가스 확산 공간(16c)을 향해서 개구되는 다수의 가스 토출 구멍(16d)이 분산해서 형성되어 있다.
천장판 부재(16a)에는, 가스 확산 공간(16c)에 각종 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(16e)가 형성되어 있다. 가스 도입구(16e)에는 가스 공급로(15a)가 접속되어 있다. 가스 공급로(15a)에는 가스 공급부(15)가 접속되어 있다.
가스 공급부(15)는, 성막에 사용하는 각종 가스의 가스 공급원에 각각 접속된 가스 공급 라인을 갖고 있다. 각 가스 공급 라인은, 성막의 프로세스에 대응해서 적절히 분기하여, 개폐 밸브 등의 밸브나, 매스 플로 컨트롤러 등의 유량 제어기 등, 가스의 유량을 제어하는 제어 기기가 마련되어 있다. 가스 공급부(15)는, 각 가스 공급 라인에 마련된 개폐 밸브나 유량 제어기 등의 제어 기기를 제어함으로써, 각종 가스의 유량의 제어가 가능하게 되어 있다.
가스 공급부(15)는, 가스 공급로(15a)에 성막에 사용하는 각종 가스를 공급한다. 예를 들어, 가스 공급부(15)는, 성막의 원료 가스를 가스 공급로(15a)에 공급한다. 또한, 가스 공급부(15)는, 퍼지 가스나 원료 가스와 반응하는 반응 가스를 가스 공급로(15a)에 공급한다. 가스 공급로(15a)에 공급된 가스는, 가스 확산 공간(16c)에서 확산되어 각 가스 토출 구멍(16d)으로부터 토출된다.
샤워 플레이트(16b)의 하면과 스테이지(2)의 상면에 의해 둘러싸인 공간은, 성막 처리가 행하여지는 처리 공간을 이룬다. 또한, 샤워 플레이트(16b)는, 지지 부재(4) 및 처리 용기(1)를 통해서 접지된 스테이지(2)와 쌍이 되어, 처리 공간에 용량 결합 플라스마(CCP)를 형성하기 위한 전극판으로서 구성되어 있다. 샤워 헤드(16)에는, 정합기(11)를 통해서 고주파 전원(10)이 접속되어 있어, 고주파 전원(10)으로부터 샤워 헤드(16)를 통해서 처리 공간에 공급된 가스에 고주파 전력(RF 전력)이 공급됨으로써, 상기 CCP가 형성된다. 또한, 고주파 전원(10)은, 샤워 헤드(16)에 접속되는 대신에 스테이지(2)에 접속되어, 샤워 헤드(16)가 접지되도록 해도 된다.
처리 용기(1)의 저부에는 배기구(71)가 형성되어 있다. 배기구(71)에는, 배기관(72)을 통해서 배기 장치(73)가 접속되어 있다. 배기 장치(73)는, 진공 펌프나 압력 조정 밸브를 갖고 있으며, 진공 펌프나 압력 조정 밸브를 작동시킴으로써 처리 용기(1) 내를 소정의 진공도까지 감압할 수 있도록 되어 있다.
처리 용기(1)의 측벽에는, 기판(W)을 반출입하기 위한 반출입구(1a)가 마련되어 있다. 반출입구(1a)에는, 당해 반출입구(1a)를 개폐하는 게이트 밸브(G)가 마련되어 있다.
상기와 같이 구성된 기판 처리 장치(100)는, 제어부(60)에 의해 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 제어부(60)에는, 유저 인터페이스(61)와, 기억부(62)가 접속되어 있다.
유저 인터페이스(61)는, 공정 관리자가 기판 처리 장치(100)를 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작을 행하는 키보드 등의 조작부나, 기판 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화해서 표시하는 디스플레이 등의 표시부로 구성되어 있다. 유저 인터페이스(61)는 각종 동작을 접수한다. 예를 들어, 유저 인터페이스(61)는 플라스마 처리의 개시를 지시하는 소정 조작을 접수한다.
기억부(62)에는, 기판 처리 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 제어부(60)의 제어로 실현하기 위한 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건, 프로세스 파라미터 등의 데이터가 저장되어 있다. 또한, 프로그램이나 데이터는, 컴퓨터로 판독 가능한 컴퓨터 기록 매체(예를 들어, 하드 디스크, CD, 플렉시블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태의 것을 이용해도 된다. 혹은, 프로그램이나 데이터는, 다른 장치로부터, 예를 들어 전용 회선을 통해서 수시 전송시켜서 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.
제어부(60)는, 예를 들어 프로세서, 메모리 등을 구비하는 컴퓨터이다. 제어부(60)는, 유저 인터페이스(61)로부터의 지시 등에 기초하여 프로그램이나 데이터를 기억부(62)로부터 판독해서 기판 처리 장치(100)의 각 부를 제어함으로써, 후술하는 제어 방법의 각 처리를 실행한다.
[회전 기구(6)의 구성]
도 2는, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 3은, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)의 구성의 일례를 도시하는 사시도이다. 처리 용기(1)의 저부(1b)에는, 스테이지(2)를 지지하는 지지 부재(4)의 위치에 대응해서 개구부(1c)가 형성되어 있다. 개구부(1c)에는, 스테이지(2)를 하방으로부터 지지하는 지지 부재(4)가 삽입되어 있다. 지지 부재(4)의 하단부(4a)는 회전 기구(6)에 의해 지지되어 있다.
회전 기구(6)는, 자성 유체 시일(20)과, 다이렉트 드라이브 모터(이하, DD 모터라고도 칭함)(30)를 갖는다.
자성 유체 시일(20)은, 회전축(21)과, 케이싱(22)을 갖는다. 자성 유체 시일(20)은 본 개시의 피 회전체의 일례이다. 회전축(21)은 본 개시의 제1 회전부의 일례이다. 케이싱(22)은 본 개시의 제1 고정부의 일례이다.
회전축(21)은 축을 따라 내부가 중공인 원통상으로 형성되어 있다. 케이싱(22)은, 회전축(21)의 외형보다도 내경이 큰 원통상으로 형성되어, 회전축(21)의 주위를 덮고 있다. 케이싱(22)은, 내주면의 하측에 베어링(23)이 마련되고, 베어링(23)에 의해 회전축(21)을 회전 가능하게 지지한다. 케이싱(22)은, 내주면의 회전축(21)의 상측에 원환상의 영구 자석과 자성체에 의한 시일부(24)가 마련되어, 시일부(24)에 의해 케이싱(22)과 회전축(21)의 사이의 간극을 기밀하게 밀봉한다. 케이싱(22)은, 상하의 양단에 외측으로 넓어진 플랜지(22a, 22b)가 형성되어 있다. 회전축(21)은, 아래의 단부에 외측으로 넓어진 플랜지(21a)가 형성되어 있다.
자성 유체 시일(20)은, 상측의 플랜지(22a)가 O링 등의 밀봉 부재를 개재시켜, 처리 용기(1)의 저부(1b)의 개구부(1c)의 주위가 되는 하면에 체결해서 기밀하게 고정된다. 또한, 자성 유체 시일(20)은, 회전축(21)이 지지 부재(4)의 하단부(4a)에 체결해서 고정된다. 지지 부재(4) 및 회전축(21)에는, 스테이지(2)에 매설된 히터(5)에 급전하기 위한 도시하지 않은 배선이 마련되어 있다. 회전축(21)은, 중공으로 된 내부의 하측 단부에 허메틱 시일(25)이 마련되어, 허메틱 시일(25)에 의해 하측 단부가 기밀하게 밀봉되어 있다. 허메틱 시일(25)에는, 히터(5)에 급전하는 배선과 접속된 도시하지 않은 전극이 마련되어 있다. 자성 유체 시일(20)은, 허메틱 시일(25)에 마련된 전극을 통해서 히터(5)에 급전하는 배선에 전력 공급 가능하게 되어 있다.
DD 모터(30)는, 회전 로터(31)와, 모터 베이스(32)를 갖는다. DD 모터(30)는 본 개시의 모터의 일례이다. 회전 로터(31)는 본 개시의 제2 회전부의 일례이다. 모터 베이스(32)는 본 개시의 제2 고정부의 일례이다. DD 모터(30)는, 평판상의 모터 베이스(32)의 한쪽 면에 회전 로터(31)가 마련되어 있고, 제어부(60)로부터의 제어에 따라서 회전 로터(31)가 회전한다. DD 모터(30)는, 일반적인 서보 모터와 비교해서 저속으로 고토크를 얻을 수 있다. DD 모터(30)는, 회전 로터(31) 및 모터 베이스(32)에, 회전축을 따라 원형의 관통 구멍(33)이 형성되어 있다.
그런데, 종래, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)를 접속하는 경우, 중심 어긋남(변위) 등의 설치 오차를 흡수하기 위해서, 회전축(21)과 회전 로터(31)는 커플링을 통해서 접속된다. 그러나, 커플링을 통해서 접속함으로써 회전축(21)과 회전 로터(31)의 접속 부분이 두꺼워지기 때문에, 공간 절약화가 어려워진다. 또한, 커플링을 개재시킴으로써 응답성이 저하된다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 회전축(21)과 회전 로터(31)를 이하와 같이 접속한다.
본 실시 형태에서는, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)를 동축으로 체결해서 고정한다. 또한, 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)과 DD 모터(30)의 모터 베이스(32)를 평판(40)을 통해서 고정한다.
자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)에는 평판(40)이 고정된다. 실시 형태에서는, 케이싱(22)의 플랜지(22b)에 복수 개소에서 체결해서 평판(40)을 고정한다.
또한, DD 모터(30)의 모터 베이스(32)는, 복수 개소에서 주상 부품(42)을 통해서 평판(40)에 고정된다. 실시 형태에서는, 회전 로터(31)를 둘러싸는 모터 베이스(32)의 4군데에서 주상 부품(42)을 마련하여 평판(40)에 고정한다.
평판(40)은, 회전 로터(31)의 회전 방향에 대하여 강성을 갖고, 회전 로터(31)의 회전 방향에 대한 축 방향에 대하여 가요성을 갖는다. 예를 들어, 평판(40)은, 영률이 70 내지 200GPa인 재료에 의해, 두께를 0.5 내지 2.0mm로 형성한다. 예를 들어, 평판(40)은 재료를 스테인리스 또는 표면을 도금한 철로 할 경우, 0.5 내지 1.0mm의 두께로 형성한다. 또한, 평판(40)은, 재료를 알루미늄으로 할 경우, 1.0 내지 2.0mm의 두께로 형성한다.
이렇게 형성된 평판(40)은, 얇은 판이어도, DD 모터(30)의 회전 방향 등의 면내 방향의 외력에 대해서는 강성이 높아진다. 이에 의해, 평판(40)은, DD 모터(30)의 회전 로터(31)를 회전시켜도, 회전 로터(31)의 회전 방향에 대하여 모터 베이스(32)와 케이싱(22)을 고정할 수 있다. 또한, 평판(40)은, 면내 방향과 다른 각도(면에 수직인 성분을 포함하는 경우)의 외력에는 강성이 낮아진다. 이에 의해, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)에 중심 어긋남(변위) 등의 설치 오차가 있어도, 설치 오차에 의해 생기는 힘에 따라서 평판(40)이 축 방향으로 변형하여, 설치 오차를 흡수할 수 있다. 예를 들어, 평판(40)은 수백 ㎛ 정도의 중심 어긋남을 흡수할 수 있다. 또한, DD 모터(30)의 회전 로터(31)가 회전했을 때의 진동 등의 미소 변위를 평판(40)이 축 방향으로 변형해서 유연하게 흡수할 수도 있다.
또한, 평판(40)은 복수로 분할되어, 각각 DD 모터(30)의 모터 베이스(32)에 고정되어 있어도 된다. 실시 형태에 따른 평판(40)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 한쪽 방향을 따라서 중앙에서 2개의 평판(40a, 40b)으로 분할되어 있다. 평판(40a, 40b)은 각각 모터 베이스(32)에 고정되어 있다. 평판(40a, 40b)은, 분할됨으로써, 분할된 한쪽 방향의 단부에서 축 방향에 대한 유연성이 향상되어, 추종성을 향상시킬 수 있다. 평판(40)의 분할 수는, 2분할에 한하지 않고, 3분할 이상이어도 된다. 또한, 평판(40)을 분할하는 방향은, 한쪽 방향에 한하지 않고, 한쪽 방향에 대한 교차 방향으로 분할해도 된다. 예를 들어, 평판(40)을 세로, 가로로 격자상으로 4분할해도 된다.
또한, 평판(40)은, 모터 베이스(32)에 대하여 회전하지 않도록 고정할 수 있으면, 어떤 고정 방법을 사용해도 된다. 예를 들어, 평판(40)은, 모터 베이스(32)에 나사 등의 고정 부재에 의해 복수 개소에서 고정해도 된다. 또한, 평판(40)은, 절결 등의 걸림 결합부를 마련하여, 모터 베이스(32)에 걸림 결합부를 걸림 결합시켜서 고정해도 된다.
이와 같이, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 커플링을 사용하지 않고, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)의 설치 오차를 허용해서 회전축(21)과 회전 로터(31)를 접속할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는 커플링을 사용하지 않기 때문에, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 접속 부분의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 회전축(21)과 회전 로터(31)를 직접 고정하기 위해서, 응답성 좋게 접속할 수 있다.
DD 모터(30)의 관통 구멍(33)에는 슬립 링(50)이 배치된다. 스테이지(2)에 마련한 히터(5)나 전극에는, 슬립 링(50)을 통해서 전력이 공급된다. 예를 들어, 슬립 링(50)은, 회전부(51)와, 고정부(52)를 갖는다. 회전부(51)는 원주상으로 형성되고, 선단에 전극이 형성되어 있다. 고정부(52)는, 베어링(53)이 마련되어, 베어링(53)에 의해 회전부(51)를 회전 가능하게 지지한다. 회전부(51)는, 관통 구멍(33)을 관통해서 회전축(21)에 직접적 또는 간접적으로 고정되어, 회전축(21)과 함께 회전한다. 회전부(51)의 선단의 전극은, 회전축(21)의 허메틱 시일(25)에 마련된 전극과 접촉해서 도통한다. 회전부(51)는, 고정부(52)와 대향하는 외주면에, 선단의 전극과 배선으로 접속된 링상의 전극이 마련되어 있다. 고정부(52)는, 회전부(51)와 대향하는 내주면의, 링상의 전극에 대응한 위치에 브러시가 마련되어 있다. 슬립 링(50)은, 회전부(51)의 외주면의 링상의 전극과 고정부(52)의 내주면의 브러시가 접촉함으로써, 회전부(51)가 회전해도 회전부(51)와 고정부(52)가 도통한다. 고정부(52)에는, 브러시와 배선으로 접속된 전극이 외면에 마련되고, 당해 전극에 히터(5)에 급전하는 급전선이 접속된다. 히터(5)에는, 슬립 링(50), 자성 유체 시일(20)의 회전축(21), 지지 부재(4)를 통해서 전력이 공급된다.
[회전 기구(6)의 설치 수순]
이어서, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)를 기판 처리 장치(100)에 설치하는 설치 수순에 대해서 설명한다. 도 4는, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)의 설치 수순을 설명하는 도면이다. 도 4에는, 처리 용기(1)의 저부(1b), 자성 유체 시일(20), 평판(40) 및 DD 모터(30)가 간략적으로 도시되어 있다.
회전 기구(6)는, 이하에 나타내는 (1) 내지 (4)의 순으로 처리 용기(1)의 저부(1b)에 설치한다.
(1) 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)를 동축으로 체결해서 고정한다. 회전축(21)과 회전 로터(31)를 최초로 설치함으로써, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 위치를 용이하게 맞출 수 있다. 회전축(21)과 회전 로터(31)를 고정함으로써, DD 모터(30)는 자성 유체 시일(20)에 의해 지지된다.
(2) 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)에 평판(40)을 복수 개소에서 체결해서 고정한다.
(3) 평판(40)의 복수 개소에 주상 부품(42)을 통해서 DD 모터(30)의 모터 베이스(32)를 고정한다.
(4) 처리 용기(1)의 저부(1b)에 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)을 고정한다.
(1) 내지 (4)의 설치 수순은, (2), (3)에서, 회전 기구(6)의 자성 유체 시일(20), 평판(40) 및 DD 모터(30)를 회전 기구(6)로서 유닛화한 후, (4)에서, 유닛화한 회전 기구(6)를 처리 용기(1)의 저부(1b)에 설치한다. (2), (3)의 작업은 처리 용기(1)의 하부 이외의 장소에서도 실시할 수 있기 때문에, (1) 내지 (4)의 설치 수순은, 처리 용기(1)의 하부에서 실시하는 작업을 저감시킬 수 있다.
또한, 상술한 설치 수순의 (1) 내지 (4)의 순번은 일례이며, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, (2)와 (3)의 순번이 바뀌어도 된다. 또한, (4)는 (1) 전에 실시해도 된다.
여기서, 예를 들어 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)의 회전축이 일치하도록 고정밀도의 센터링을 행하여, 설치 오차가 없도록 회전축(21)과 회전 로터(31)를 체결해서 고정하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 센터링을 행한 후, 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)과 DD 모터(30)의 모터 베이스(32)를 어긋남이 발생하지 않도록 강성이 높은 결합 부재를 사용해서 고정한다. 그러나, 고정밀도의 센터링에는, 조정 지그나 조정 지그 등을 배치해서 작업하는 작업 스페이스가 필요하게 되고, 회전 기구(6)를 처리 용기(1)에 설치할 때까지의 조립 공정수가 증가한다. 또한, 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)과 DD 모터(30)의 모터 베이스(32)를 강성이 높은 결합 부재를 사용해서 고정할 필요가 있기 때문에, 간단하게 탈착을 할 수 없게 된다.
이에 반해, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)과 DD 모터(30)의 회전 로터(31)의 설치 오차를 평판(40)에 의해 흡수할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 고정밀도의 센터링을 행하지 않고, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 설치 오차를 허용해서 회전축(21)과 회전 로터(31)를 접속할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는 조립 공정수를 억제할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는 간단하게 탈착할 수 있다.
[효과]
이와 같이, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 자성 유체 시일(20)(피 회전체)과, 평판(40)과, DD 모터(30)(모터)를 갖는다. 자성 유체 시일(20)은, 회전축(21)(제1 회전부) 및 케이싱(22)(제1 고정부)을 갖는다. 평판(40)은 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)에 고정되어, 회전축(21)의 회전 방향에 대하여 강성을 갖고, 회전 방향에 대한 축 방향에 대하여 가요성을 갖는다. DD 모터(30)는, 자성 유체 시일(20)의 회전축(21)에 동축으로 고정된 회전 로터(31)(제2 회전부), 및 평판(40)에 고정된 모터 베이스(32)(제2 고정부)를 갖는다. 이에 의해, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 커플링을 사용하지 않고, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 설치 오차를 허용해서 회전축(21)과 회전 로터(31)를 접속할 수 있다. 이에 의해, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 회전축(21)과 회전 로터(31)의 접속 부분의 두께를 얇게 할 수 있다. 또한, 실시 형태에 따른 회전 기구(6)는, 회전축(21)과 회전 로터(31)를 직접 고정하기 때문에, 응답성 좋게 접속할 수 있다.
또한, 평판(40)은 복수로 분할되어, 각각 자성 유체 시일(20)의 케이싱(22)에 고정된다. 이에 의해, 평판(40)의 유연성이 향상되어, 추종성을 향상시킬 수 있다.
또한, 평판(40)은, 두께가 0.5 내지 2.0mm이다. 또한, 평판(40)은, 영률이 70 내지 200GPa인 재료로 형성된다. 이에 의해, 평판(40)에, 회전 방향에 대하여 모터 베이스(32)와 케이싱(22)을 고정할 수 있는 강성을 갖게 할 수 있다. 또한, 평판(40)에, 설치 오차를 흡수할 수 있는 가요성을 갖게 할 수 있다.
또한, DD 모터(30)의 모터 베이스(32)는, 평판(40)에 복수 개소에서 주상 부품(42)을 통해서 고정된다. 이에 의해, 평판(40)으로부터 간격을 두고 평판(40)에 모터 베이스(32)를 고정할 수 있다.
이상, 실시 형태에 대해서 설명해 왔지만, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 회전 기구(6)의 피 회전체를 자성 유체 시일(20)로 하고, 모터를 DD 모터(30)로 한 예를 설명하였다. 그러나, 개시 기술은 이것에 한정되는 것은 아니다. 피 회전체는, 회전하는 회전부와, 회전부를 회전 가능하게 보유 지지하는 고정부를 갖는 것이라면 어느 것이어도 된다. 모터도, 회전하는 회전부와, 회전부를 회전 가능하게 보유 지지하는 고정부를 갖는 것이라면 어떤 모터이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 주상 부품(42)을 통해서 모터 베이스(32)와 평판(40)을 고정하는 예를 설명하였다. 그러나, 개시 기술은 이것에 한정되는 것은 아니다. 주상 부품(42)과 평판(40)의 사이, 및 주상 부품(42)과 모터 베이스(32)의 사이 중 적어도 한쪽에는, 플로팅 조인트 및 고무 부시의 적어도 한쪽이 마련되어도 된다.
도 5는, 다른 실시 형태에 따른 회전 기구(6)의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 5는, 주상 부품(42)의 평판(40)측에 고무 부시(43)를 마련했을 경우를 도시하고 있다. 고무 부시(43)는, 주상 부품(42)의 모터 베이스(32)측에 마련해도 된다. 고무 부시(43)는, 고무를 포함해서 형성되어, 탄성을 갖는다. 회전 기구(6)는, 고무 부시(43)를 마련함으로써, DD 모터(30)의 회전축 방향에 대한 수직 방향의 진동을 고무 부시(43)에서 흡수할 수 있다. 또한 회전 기구(6)는, DD 모터(30)의 회전축 방향의 진동을 평판(40)에서 흡수할 수 있다.
도 6은, 다른 실시 형태에 따른 회전 기구(6)의 구성의 일례를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 도 6은, 주상 부품(42)의 모터 베이스(32)측에 플로팅 조인트(44)를 마련했을 경우를 도시하고 있다. 플로팅 조인트(44)는 주상 부품(42)의 평판(40)측에 마련해도 된다. 플로팅 조인트(44)는 조인트 부분의 각도를 바꿀 수 있다. 회전 기구(6)는, 플로팅 조인트(44)를 마련함으로써, DD 모터(30)의 회전축 방향에 대한 수직 방향의 진동을 플로팅 조인트(44)에서 흡수할 수 있다. 또한 회전 기구(6)는 DD 모터(30)의 회전축 방향의 진동을 평판(40)에서 흡수할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 회전 기구(6)를 갖는 기판 처리 장치(100)를, 기판 처리로서 플라스마 CVD 처리를 행하는 장치로 한 예를 설명하였다. 그러나, 개시 기술은 이것에 한정되는 것은 아니다. 회전 기구(6)를 갖는 기판 처리 장치는, 기판(W)을 적재한 스테이지(2)를 회전시키는 장치라면 어느 것이어도 된다. 예를 들어, 플라스마 에칭 등의 다른 기판 처리를 행하는 임의의 장치에 개시 기술을 적용해도 된다. 즉, 개시 기술은 임의의 처리 장치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 기판 처리 장치(100)는, 용량 결합 플라스마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 타입이나, 유도 결합형 플라스마(ICP: Inductively-coupled plasma) 타입, 마이크로파와 같은 표면파에 의해 가스를 여기시키는 플라스마 처리 장치와 같이, 임의의 타입의 플라스마 처리 장치이어도 되고, 플라스마를 사용하지 않는 처리 장치이어도 된다.

Claims (8)

  1. 제1 회전부 및 제1 고정부를 갖는 피 회전체와,
    상기 피 회전체의 상기 제1 고정부에 고정되어, 상기 제1 회전부의 회전 방향에 대하여 강성을 갖고, 상기 회전 방향에 대한 축 방향에 대하여 가요성을 갖는 평판과,
    상기 피 회전체의 상기 제1 회전부에 동축으로 고정된 제2 회전부, 및 상기 평판에 고정된 제2 고정부를 갖는 모터를
    포함하고,
    상기 모터의 상기 제2 고정부는, 상기 평판에 복수 개소에서 주상 부품을 통해서 고정된, 회전 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 피 회전체는, 자성 유체 시일이며,
    상기 모터는, 다이렉트 드라이브 모터인, 회전 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평판은, 복수로 분할되어, 각각 상기 피 회전체의 상기 제1 고정부에 고정된, 회전 기구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평판은, 두께가 0.5 내지 2.0mm인, 회전 기구.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평판은, 영률이 70 내지 200GPa인 재료로 형성된, 회전 기구.
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주상 부품과 상기 평판의 사이, 및 상기 주상 부품과 상기 제2 고정부의 사이의 적어도 한쪽에는, 플로팅 조인트 및 고무 부시의 적어도 한쪽이 마련된, 회전 기구.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 회전 기구와,
    기판 처리의 대상으로 된 기판이 적재되어, 상기 회전 기구에 의해 회전하는 스테이지를
    포함하는 기판 처리 장치.
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