基板保持机构以及使用该基板保持机构的基板处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种基板保持机构以及使用该基板保持机构的基板处理装置。该基板保持机构是用于将基板保持于基座上的预定的基板保持区域上的基板保持机构，其中，该基板保持机构具有：基板保持构件，其设置于所述基板保持区域的周围，其通过从所述基板保持区域的外侧向内侧旋转，能够以预定的接触面与载置到所述基板保持区域上的所述基板的侧面部接触；施力部件，其对该基板保持构件施加朝向内侧方向的作用力，通过该作用力，使得该基板保持构件与所述基板的侧面部接触而能够保持所述基板；释放构件，其通过对所述基板保持构件施加用于克服与该施力部件的所述作用力的力，而能够将所述基板保持构件释放成能够将所述基板沿着铅垂方向抬起的状态。
【专利说明】
基板保持机构以及使用该基板保持机构的基板处理装置
技术领域
[0001 ]本发明涉及基板保持机构以及使用该基板保持机构的基板处理装置。
【背景技术】
[0002]以往，公知有一种第I成膜装置，在该第I成膜装置中，将多个基板分别载置于设置于真空容器内的旋转台的沿着周向配置的多个凹部，通过使旋转台旋转，使基板依次通过处理气体的供给位置，从而在基板上形成薄膜。在该第I成膜装置中，公知有如下结构:为了防止由于基板所通过的区域中的压力差基板从旋转台飞出，将在基板载置区域的周缘沿着基板的周向形成为环状的环构件固定于贯穿旋转台而升降自由的升降销，在将基板输送到凹部内之后，使升降销下降而将环构件置于与基板的表面周缘部接触的位置或者置于比该接触的位置略微靠上方的位置，在基板要浮起时将基板卡定而防止基板飞出。
[0003]另外，公知有第2成膜装置，在使用有机金属化合物的原料气体而在被处理体W的表面形成薄膜的第2成膜装置中，包括:处理容器;设置有加热器的载置台；与载置台相对地设置的气体导入部件，并且在载置台主体的外侧面以间隙配合状态设置有能够装卸的环状的屏蔽环，防止在载置台主体的侧壁上成膜以及在半导体晶圆的背面上成膜。
[0004]这样，在成膜装置中，若在基板从基板载置区域或基板载置台浮起了状态下进行成膜处理，则在使用旋转台来进行成膜的成膜装置中基板有可能飞出，另外，即使在不是旋转台式的成膜装置的情况下，也有可能在基板的背面进行不需要的成膜，因此，在上述的第I以及第2成膜装置中采用了防止基板飞出、防止在基板的背面进行不需要的成膜这样的情况的结构。
【发明内容】
[0005]发明要解决的问题
[0006]然而，在上述的第I成膜装置的结构中，环构件覆盖基板的表面周缘部的局部，因此，存在如下问题:设有环构件的部位的成膜变得不充分，或者，为了成膜而供给的气流由于环构件的存在而变化，给成膜整体带来不良影响。
[0007]另外，第2成膜装置的结构存在如下问题:在像第I成膜装置那样的旋转台式的成膜装置的情况下，由于旋转台的旋转会使得基板飞出，因此，该第2成膜装置的结构无法直接应用于旋转台式的成膜装置。
[0008]因此，本发明提供一种能够在使基板表面完全暴露了的状态下切实地防止基板的浮起并保持基板的基板保持机构以及使用该基板保持机构的基板处理装置。
[0009]用于解决问题的方案
[0010]本发明的一技术方案的基板保持机构是用于将基板保持于基座上的预定的基板保持区域上的基板保持机构，其中，
[0011 ]该基板保持机构具有:
[0012]基板保持构件，其设置于所述基板保持区域的周围，其通过从所述基板保持区域的外侧向内侧旋转，能够以预定的接触面与载置到所述基板保持区域上的所述基板的侧面部接触；
[0013]施力部件，其对该基板保持构件施加朝向内侧方向的作用力，通过该作用力，使得该基板保持构件与所述基板的侧面部接触而能够保持所述基板；
[0014]释放构件，其通过对所述基板保持构件施加用于克服与该施力部件的所述作用力的力，而能够将所述基板保持构件释放成能够将所述基板沿着铅垂方向抬起的状态。
[0015]本发明的另一技术方案的基板处理装置具有:上述的基板保持机构；用于收容所述基座的处理容器;贯通所述基板保持区域的至少3个贯通孔；以能够在该贯通孔升降的方式设置的多个升降销;能够在所述多个升降销和所述处理容器的外部之间输送所述基板的输送臂，所述释放构件不与该升降销连动而独立地被驱动。
【附图说明】
[0016]附图作为本说明书的一部分而编入，表示本发明的实施方式，与上述的一般性说明以及后述的实施方式的详细内容一起说明本发明构思。
[0017]图1是本发明的实施方式的基板处理装置的剖视图。
[0018]图2是表示图1的基板处理装置的内部的概略结构的立体图。
[0019]图3是图1的基板处理装置的俯视图。
[0020]图4是表示图1的基板处理装置中的处理区域以及分离区域的一个例子的剖视图。
[0021]图5是图1的成膜装置的另一剖视图。
[0022]图6是图1的成膜装置的再一剖视图。
[0023]图7是图1的成膜装置的局部剖切立体图。
[0024]图8的(a)以及图8的(b)是表示本发明的实施方式的基板保持机构的一个例子的图。
[0025]图9是表示本发明的实施方式的基板保持机构的一个例子的基板保持构件的接触面的俯视形状的图。
[0026]图10是用于说明本发明的实施方式的基板保持机构的一个例子的基板保持构件的接触面的铅垂截面形状的图。
[0027]图11是本发明的实施方式的基板保持机构的一个例子的基板保持构件的接触面的铅垂截面形状的放大图。
【具体实施方式】
[0028]以下，参照附图，说明用于实施本发明的形态。在下述的详细的说明中，为了能够充分地理解本发明，提供了大量的具体的详细内容。然而，没有这样的详细说明本领域技术人员能够完成本发明是不言而喻的。在其他例子中，为了避免难以理解各种实施方式，对公知的方法、步骤、系统、构成要素并没有详细示出。
[0029]首先，对本发明的实施方式的适合搭载本发明的实施方式的基板保持机构的基板处理装置的整体结构进行说明。本实施方式的基板保持机构以及基板处理装置能够应用于需要基板的保持的各种基板处理装置，但在本实施方式中，列举将本实施方式的基板处理装置构成为成膜装置的例子来进行说明。
[0030]如图1(沿着图3的I一I线的剖视图)以及图2所示，本发明的实施方式的成膜装置包括:具有大概圆形的俯视形状的扁平的真空容器I;设置于该真空容器I内并在真空容器I的中心具有旋转中心的旋转台2。真空容器I由容器主体12和能够与该容器主体12分离的顶板11构成。顶板11借助例如O形环等密封构件13安装于容器主体12，由此，真空容器I被气密地密闭。顶板11以及容器主体12能够由例如铝(Al)制作。真空容器I在其内部进行晶圆W的处理，因此，也可以称为处理室。
[0031 ]参照图1，旋转台2在中央具有圆形的开口部，在开口部的周围被圆筒形状的芯部21从上下夹着而被保持。芯部21固定于沿着铅垂方向延伸的旋转轴22的上端。旋转轴22贯穿容器主体12的底面部14，其下端安装于使该旋转轴22绕铅垂轴线旋转的驱动部23。利用该结构，旋转台2能够以其中心轴线为旋转中心进行旋转。此外，旋转轴22以及驱动部23被收纳于上表面开口的筒状的壳体20内。该壳体20借助被设置于其上表面的凸缘部20a气密地安装于真空容器I的底面部14的下表面，由此，壳体20的内部气氛与外部气氛被隔离开。
[0032]如图2以及图3所示，在旋转台2的上表面以等角度间隔形成有可分别载置晶圆W的多个(在图示的例中为5个)圆形凹部状的载置部24。不过，在图3中仅示出了一张晶圆W。
[0033]如图2以及图3所示，在载置部24的周围设置有基板保持机构120。基板保持机构120是用于保持晶圆W的机构，用于以即使旋转台2旋转、晶圆W也不会从载置部24飞出的方式固定保持晶圆W。此外，用图8及其以后的附图更详细地对基板保持机构120的详细结构进行说明。
[0034I 参照图4，示出了载置部24和载置到载置部24的晶圆W的截面。如图所示，载置部24具有比晶圆W的直径稍(例如4mm)大的直径和与晶圆W的厚度相等的深度。载置部24的深度和晶圆W的厚度大致相等，因此，在晶圆W被载置到载置部24时，晶圆W的表面处于与旋转台2的除了载置部24之外的区域的表面大致相同的高度。假设在晶圆W和该区域之间存在较大的高度差，则由于该高度差而使气体的流动产生紊流，晶圆W上的膜厚均匀性受到影响。为了降低该影响，两个表面处于大致相同的高度。“大致相同的高度”也可以是高度之差在大约5mm以下，但优选在加工精度允许的范围尽可能接近零。
[0035]参照图2?图4，设置有沿着旋转台2的旋转方向(例如图3的箭头RD)彼此分开的两个凸状部4。在图2以及图3中省略了顶板11，凸状部4如图4所示那样安装于顶板11的下表面45。另外，如从图3可知那样，凸状部4具有大致扇形的俯视形状，其顶部位于真空容器I的大致中心，圆弧位于沿着容器主体12的内周壁的位置。而且，如图4所示，凸状部4以其下表面44位于距旋转台2的高度为hi的位置的方式配置。
[0036]另外，参照图3以及图4，凸状部4具有以凸状部4被一分为二的方式沿着半径方向延伸的槽部43，在槽部43中收容有分离气体喷嘴41 (42)。槽部43在本实施方式中以将凸状部4 二等分的方式形成，但在其他实施方式中，也可以例如以凸状部4中的位于旋转台2的旋转方向上游侧的部分较宽的方式形成槽部43。如图3所示，分离气体喷嘴41(42)被从容器主体12的周壁部导入真空容器I内，通过将作为其基端部的气体导入部41a(42a)安装于容器主体12的外周壁而被支承。
[0037]分离气体喷嘴41(42)与分离气体的气体供给源(未图示)连接。分离气体也可以是氮(N2)气、非活性气体，另外，只要是不给成膜带来影响的气体，分离气体的种类就没有特别限定。在本实施方式中，作为分离气体，可利用他气体。另外，分离气体喷嘴41(42)具有用于朝向旋转台2的表面喷出N2气体的多个喷出孔40(图4)。喷出孔40在长度方向上以预定的间隔配置。在本实施方式中，喷出孔40具有大约0.5mm的口径，沿着分离气体喷嘴41(42)的长度方向以大约1mm的间隔排列。
[0038]利用以上的结构，利用分离气体喷嘴41和与其相对应的凸状部4提供用于划分形成分离空间H的分离区域D1。同样地，利用分离气体喷嘴42和与其相对应的凸状部4提供用于划分形成分离空间H的分离区域D2。另外，相对于分离区域Dl在旋转台2的旋转方向下游侧形成有由分离区域D1、D2、旋转台2、顶板11的下表面45(以下称为顶面45)、容器主体12的内周壁大致围成的第I区域48A(第I供给区域)。而且，相对于分离区域DI在旋转台2的旋转方向上游侧，形成有由分离区域D1、D2、旋转台2、顶面45、容器主体12的内周壁大致围成的第2区域48B(第2供给区域)。在分离区域Dl、D2中，若从分离气体喷嘴41、42喷出N2气体，则分离空间H成为比较高的压力，犯气体从分离空间H朝向第I区域48A以及第2区域48B流动。换言之，分离区域Dl、D2中的凸状部4将来自分离气体喷嘴41、42的犯气体向第I区域48A以及第2区域48B引导。
[0039]另外，参照图2以及图3，处理气体喷嘴31被从容器主体12的周壁部沿着旋转台2的半径方向导入第I区域48A中，处理气体喷嘴32从容器主体12的周壁部沿着旋转台2的半径方向被导入第2区域48B中。这些处理气体喷嘴31、32与分离气体喷嘴41、42同样地通过将作为基端部的气体导入部31a、32a安装于容器主体12的外周壁而被支承。此外，处理气体喷嘴31、32也可以以相对于半径方向呈预定的角度的方式被导入。
[0040]另外，处理气体喷嘴31、32具有用于朝向旋转台2的上表面(设有用于载置晶圆W的载置部24的面)喷出处理气体的多个喷出孔33(参照图4)。在本实施方式中，喷出孔33具有大约0.5mm的口径，沿着处理气体喷嘴31、32的长度方向以大约1mm的间隔排列。
[0041]虽省略图示，但处理气体喷嘴31与第I处理气体的气体供给源连接，处理气体喷嘴32与第2处理气体的气体供给源连接。作为第I处理气体以及第2处理气体，能够使用以后述的气体的组合为主的各种气体，在本实施方式中，作为第I处理气体，可利用双叔丁基氨基硅烷(BTBAS)气体，作为第2处理气体，可利用臭氧(O3)气体。另外，在以下的说明中，存在将处理气体喷嘴31的下方的区域称为用于使BTBAS气体吸附于晶圆W的处理区域P1、将处理气体喷嘴32的下方的区域称为使O3气体与吸附到晶圆W的BTBAS气体反应(氧化)的处理区域P2的情况。
[0042]再次参照图4，在分离区域Dl中存在平坦的较低的顶面44(虽未图示，但在分离区域D2中也是同样的)，在第I区域48A以及第2区域48B中存在比顶面44高的顶面45。因此，第I区域48A以及第2区域48B的容积大于分离区域D1、D2处的分离空间H的容积。另外，如后所述，在本实施方式的真空容器I上设置有用于分别对第I区域48A以及第2区域48B进行排气的排气口 61、62。由此，能够将第1区域48六以及第2区域488维持在比分离区域01、02的分离空间H的压力低的压力。在该情况下，由于分离区域D1、D2的分离空间H的压力较高，因此，从处理气体喷嘴31喷出到第I区域48A中的BTBAS气体无法穿过分离空间H而到达第2区域48B。另外，由于分离区域D1、D2的分离空间H的压力较高，因此，从处理气体喷嘴32喷出到第2区域48B中的O3气体无法穿过分离空间H而到达第I区域48A。因而，两处理气体被分离区域D1、D2分离而几乎不会在真空容器I内的气相中混合。
[0043]此外，较低的顶面44的从旋转台2的上表面起测量到的高度hi(图4)也取决于来自分离气体喷嘴41(42)的他气体的供给量，但以能够使分离区域Dl、D2的分离空间H的压力比第I区域48A以及第2区域48B的压力高的方式设定。高度hi优选是例如0.5mm?10mm，更优选尽可能地小。不过，为了避免由于旋转台2的旋转摇晃而使旋转台2与顶面44碰撞，高度hi可以是3.5mm?6.5mm左右。另外，从收容于凸状部4的槽部43的分离气体喷嘴41 (42)的下端到旋转台2的表面的高度h2(图4)也同样地可以是0.5mm?4_。
[0044]采用具有以上的结构的分离区域Dl、D2，即使在旋转台2以例如大约240rpm的转速旋转的情况下，也能够更切实地分离BTBAS气体和O3气体。
[0045]再次参照图1、图2、以及图3，设置有以围绕芯部21的方式安装于顶板11的下表面45的环状的突出部5。突出部5在比芯部21靠外侧的区域中与旋转台2相对。在本实施方式中，如图6所清楚地所示，空间50的下表面的距旋转台2的上表面的高度hl5稍低于空间H的高度hi。其原因在于，旋转台2的中心部附近处的旋转摇晃较小。具体而言，高度hl5可以是1.0mm?2.0mm左右。此外，在其他实施方式中，高度hl5和hi也可以相等，另外，突出部5和凸状部4既可以一体地形成，也可以分体地形成而结合起来。此外，图2以及图3示出了在将凸状部4保留于真空容器I内的状态下将顶板11拆卸后的真空容器I的内部。
[0046]参照作为图1的大约一半的放大图的图5，真空容器I的顶板11的中心部与分离气体供给管51连接，由此，向顶板11和芯部21之间的空间52供给N2气体。利用被供给到该空间52的犯气体，将突出部5和旋转台2的上表面之间的狭窄的空间50维持在比第I区域48A以及第2区域48B的压力高的压力。因此，从处理气体喷嘴31喷出到第I区域48A中的BTBAS气体无法穿过压力较高的空间50而到达第2区域48B。另外，从处理气体喷嘴32喷出到第2区域48B中的O3气体无法穿过压力较高的空间50而到达第I区域48A。因而，两处理气体被空间50分离而几乎没有在真空容器I内的气相中混合。即，在本实施方式的成膜装置中，为了使BTBAS气体和O3气体分离，设置有由旋转台2的旋转中心部和真空容器I划分形成的、且被维持在比第I区域48A以及第2区域48B的压力高的压力的中心区域C。
[0047]图6表示沿着图3的Π— Π线的剖视图的大约一半，其中图示了凸状部4和与凸状部4 一体地形成的突出部5。如图所示，凸状部4在其外缘具有呈L字状弯曲的弯曲部46。弯曲部46大致填埋旋转台2和容器主体12之间的空间，阻止来自处理气体喷嘴31的BTBAS气体和来自处理气体喷嘴32的O3气体通过其中的间隙而混合。弯曲部46和容器主体12之间的间隙、以及弯曲部46和旋转台2之间的间隙例如可以与从旋转台2的上表面到凸状部4的顶面44的高度hi大致相同。另外，由于存在弯曲部46，所以来自分离气体喷嘴41、42(图3)的N2气体难以朝向旋转台2的外侧流动。因此，促进他气体从分离区域D1、D2向第I区域48A以及第2区域48B流动。此外，如果在弯曲部46的下方设置有块构件71b，则能够进一步抑制分离气体流动到旋转台2的下方，因此，更为优选。
[0048]此外，优选的是，弯曲部46和旋转台2之间的间隙设定为，考虑旋转台2的热膨胀，在旋转台2被后述的加热单元7加热了的情况下，该间隙与上述的高度(hi)大略相同。
[0049]另一方面，在第I区域48A以及第2区域48B中，容器主体12的内周壁如图3所示那样向外方侧凹陷而形成了排气区域6。如图3以及图5所示，在该排气区域6的底部设置有例如排气口 61、62。这些排气口 61、62分别经由排气管63与作为真空排气装置的例如共用的真空栗64连接。由此，主要是第I区域48A以及第2区域48B被排气，因而，如上所述，能够使第I区域48A以及第2区域48B的压力低于分离区域Dl、D2的分离空间H的压力。[0050 ]另外，参照图3，与第I区域48A相对应的排气口 61在旋转台2的外侧(排气区域6)位于处理气体喷嘴31的下方。由此，从处理气体喷嘴31的喷出孔33 (图4)喷出的BTBAS气体能够沿着旋转台2的上表面在处理气体喷嘴31的长度方向朝向排气口 61流动。后面论述这样的配置的优点。
[0051]再次参照图1，在排气管63上设置有压力调整器65，由此，可调整真空容器I内的压力。也可以对应于排气口 61、62设置多个压力调整器65。另外，排气口 61、62并不限于设置于排气区域6的底部(真空容器I的底部14)，也可以设置于真空容器I的容器主体12的周壁部。另外，排气口 61、62也可以设置于顶板11的处于排气区域6的部分。不过，在顶板11上设置排气口 61、62的情况下，真空容器I内的气体朝向上方流动，因此真空容器I内的微粒被卷起，有可能污染晶圆W。因此，优选的是，排气口61、62是如图1、图2以及图5那样设置于底部14、或者设置于容器主体12的周壁部。另外，如果将排气口61、62设置于底部14，能够将排气管63、压力调整器65、以及真空栗64设置于真空容器I的下方，因此，在缩小成膜装置的占用空间这方面是有利的。
[0052]如图1、以及图5?图8所示，在旋转台2和容器主体12的底部14之间的空间中设置有作为加热部的环状的加热单元7，由此，旋转台2上的晶圆W借助旋转台2被加热到预定的温度。另外，块构件71a以围绕加热单元7的方式设置于旋转台2的下方且在旋转台2的外周的附近，因此，放置有加热单元7的空间被与加热单元7的外侧的区域划分开。为了防止气体流入比块构件71a靠内侧的位置，以在块构件71a的上表面和旋转台2的下表面之间维持微小的间隙的方式配置。多个吹扫气体供给管73分别以贯通容器主体12的底部的方式隔开预定的角度间隔与用于收容加热单元7的区域相连，以对该区域进行吹扫。此外，在加热单元7的上方，用于保护加热单元7的保护板7a由块构件71和后述的隆起部R支承，由此，即使BTBAS气体、O3气体流入设有加热单元7的空间，也能够保护加热单元7 ο优选的是，保护板7a由例如石英制作成。
[0053]参照图5，底部14在环状的加热单元7的内侧具有隆起部R。隆起部R的上表面接近旋转台2以及芯部21，在隆起部R的上表面和旋转台2的下表面之间、以及隆起部R的上表面和芯部21的下表面之间保留有微小的间隙。另外，底部14具有供旋转轴22穿过的中心孔O。该中心孔O的内径比旋转轴22的直径稍大，保留有经过凸缘部20a而与壳体20连通的间隙。吹扫气体供给管72与凸缘部20a的上部连接。
[0054]利用这样的结构，如图5所示，N2气体通过旋转轴22和底部14的中心孔O之间的间隙、芯部21和底部14的隆起部R之间的间隙、以及底部14的隆起部R和旋转台2的下表面之间的间隙而从吹扫气体供给管72向加热单元7之上的空间流动。另外，N2气体从吹扫气体供给管73向加热单元7之下的空间流动。然后，这些N2气体通过块构件71a的上表面和旋转台2的下表面之间的间隙流入排气口 61。如此流动的N2气体作为用于防止BTBAS气体(O3气体)这处理气体在旋转台2的下方的空间中回流而与O3气体(BTBAS气体)混合的分离气体发挥作用。
[0055]参照图2、图3以及图7，在容器主体12的周壁部形成有输送口 15。晶圆W通过输送口15被输送臂10输送到真空容器I中、或被从真空容器I输送到外部。在该输送口 15设置有闸阀(未图示)，由此，输送口 15可被开闭。另外，在凹部24的底面形成有3个贯通孔(未图示)，3根升降销16(图7)在这些贯通孔穿过而能够上下运动。升降销16支承晶圆W的下表面而使该晶圆W升降，在旋转台2和输送臂10之间交接晶圆W。
[0056]图8是表示本发明的实施方式的基板保持机构的一个例子的图。图8的(a)是表示本发明的实施方式的基板保持机构的将晶圆W载置于载置部上之前的状态的图。图8的(b)是表示本发明的实施方式的基板保持机构的保持有晶圆W的状态的图。
[0057]如图8的(a)、(b)所示，本实施方式的基板保持机构120具有基板保持构件80、旋转轴81、连结构件82、推压构件83、弹簧90、弹簧支承部91、推压销100和止挡件110。
[0058]如图8的(a)、(b)所示，基板保持机构120设置于载置部24的外周附近。如图8的(b)所示，在载置部24内设置有用于固定保持晶圆W的基板保持区域25，基板保持机构120设置于基板保持区域25的周围。即，基板保持区域25是利用基板保持机构120准确地保持晶圆W的区域且是包含于载置部24的区域。载置部24被设置为具有相对于旋转台2的表面凹陷而成的形状，基板保持机构120设置于载置部24的外侧且在载置部24的下方。
[0059]另外，基板保持机构120的个数多少都没有关系，但优选的是如图2、3所示那样设置有多个，从切实地防止晶圆W的浮起的方面考虑，优选的是设置有至少3个。
[0060]基板保持构件80是与晶圆W接触来保持晶圆W的构件，因此，内侧的面成为与晶圆W接触的接触面80a。旋转轴81是将基板保持构件80支承为能够旋转的中心轴，以将旋转台2的中心和外周连结起来的方式沿着旋转台2的半径方向设置。因此，通过基板保持构件80从基板保持区域25的外侧向内侧绕旋转轴81旋转，基板保持构件80与晶圆W的侧面部接触来保持晶圆W。基板保持构件80可以构成为各种形状，但需要包括具有能够与晶圆W的侧面部接触并保持晶圆W的侧面部的程度的平坦度或曲率的接触面80a、具有能够与晶圆W保持非接触状态的开度角的缺口部80b。另外，基板保持构件80需要具有可旋转地保持于旋转轴81的形状以及构造。
[0061 ]基板保持构件80可以由各种材料形成，但其暴露于真空容器I内的处理空间，因此，优选的是，由产生粉尘较少、耐热性较高的材料形成。优选的是，例如，基板保持构件80与旋转台2同样地由石英形成，或由陶瓷等耐热性较高且产生粉尘较少的材料形成。
[0062]连结构件82是用于将基板保持构件80和弹簧90连结起来的构件。本实施方式的基板保持机构120利用弹簧90的作用力来进行基板保持构件80的开闭。因此，为了将弹簧90的作用力向基板保持构件80传递，设置有将基板保持构件80和弹簧90连结起来的连结构件
82ο
[0063]推压构件83是成为推压销100的目标(推压对象)的构件，通过被推压销100推压，而将克服弹簧90的作用力的力向连结构件82传递。也就是说，推压构件83与弹簧90以及连结构件82连结，通常受到弹簧90的作用力，但通过对推压构件83施加用于克服弹簧90的作用力的力，该推压构件83可施加与弹簧90的作用力的方向相反的方向的力。
[0064]具体而言，图8的(a)所示的状态是推压构件83受到推压销100的朝上的推压力的状态，由此，推压构件83向上方移动，与推压构件83连结着的连结构件82也向上方移动。通过连结构件82向上方移动，基板保持构件80向外旋转，接触面80a张开，成为能够将晶圆W向载置部24上载置的状态。
[0065]图8的(a)的状态下的基板保持构件80的相对于载置部24的面的开度角α需要张开到可接受晶圆W的角度，优选的是至少张开大致90度。另一方面，若为90度以上，则基板保持构件80张开到任何度数都可接受晶圆W，但张开到所需度数以上在处理上没有意义，反倒花费多余的时间，因此，张开到大致90度就已足够。因此，优选的是，基板保持构件80的接受晶圆W时的开度角α是80度?95度，进一步优选的是设定为大致90度。
[0066]弹簧90是借助连结构件82将作用力施加于基板保持构件80的部件。如图8的(b)所示，弹簧90由于收缩而产生将连结构件82向下方牵拉的作用力。通过将连结构件82向下方牵拉，与连结构件82连接着的基板保持构件80被施加向内侧旋转的力。由此，基板保持构件80对晶圆W施加使晶圆W的侧面部朝向旋转台2的中心侧、更准确地说将晶圆W的侧面部从外侧上方朝向中心下方地倾斜推压的力。由此，晶圆W成为在作用力的作用下被弹性地保持的状态，能够不对晶圆W的表面造成损伤而切实地保持晶圆W。
[0067]弹簧支承部91是用于支承弹簧90的支承台，为了从下方支承弹簧90，设置于弹簧90的下方。
[0068]弹簧90可以由各种材料形成，但例如也可以由陶瓷形成。如上所述，优选的是，真空容器I内的构件由产生粉尘较少、且具有耐热性的石英或陶瓷形成。然而，石英缺乏弹性，难以形成弹簧90。因此，弹簧90例如也可以由陶瓷形成。
[0069]另外，弹簧90的形状可以与用途相应地设为各种形状，但除了如图8的(a)、(b)所示的螺旋弹簧形状之外，也可以由板簧构成。若是图8的(a)、(b)所示的螺旋弹簧形状，则弹簧90有可能彼此接触而产生污染，因此，更优选由零部件个数较少的板簧构成。因此，弹簧90也可以由板簧构成。
[0070]如图8的(b)所示，在弹簧90对连结构件82向下施力时，成为基板保持构件80保持着晶圆W的状态。也就是说，弹簧90在通常状态下维持着保持晶圆W的状态。此时，基板保持构件80的接触面80a的开度角β也可以是例如70度?85度，优选的是，也可以是75度?80度。这样，基板保持构件80的接触面80a通过弹性地维持比直角稍稍向内侧倾斜的开度角β，能够将晶圆W切实地保持为表面暴露着的状态。即，若基板保持构件80的接触面80a的开度角β过于接近90度，则晶圆W的保持力变弱。相反，若基板保持构件80的接触面80a的开度角β过小，则基板保持构件80覆盖晶圆W的表面，在基板处理时有可能无法对晶圆W的周缘部进行充分的处理。因此，在本实施方式的基板保持机构120中，通过基板保持构件80对晶圆W的侧面部施力，能够不对处理带来不良影响而切实地保持晶圆W。
[0071]推压销100作为使基板保持构件80的保持释放的释放构件发挥作用。具体而言，在使弹簧90收缩的作用力作用于连结构件82、基板保持构件80合拢而保持着晶圆W时，推压销100克服弹簧90的作用力而将推压构件83向上方推压，使弹簧90伸长，将与推压构件83连结着的连结构件82向上方提起。通过连结构件82的上升，基板保持构件80向外侧旋转而释放晶圆W。由此，晶圆W成为能够利用升降销16的上升而沿着铅垂方向移动的状态。
[0072]作为限制部件的止挡件110是对推压构件83的推压时的移动界限进行限制的限制构件。具体而言，止挡件110设置于推压构件83的上方的预定位置，限定推压构件83的向上方的移动界限。如图8的(b)所示，止挡件110设置于比载置部24的面靠下方的位置，以推压构件83不会移动到比载置部24靠上方的位置的方式限制推压界限。由此，即使基板保持构件80成为张开状态，也能够防止推压构件83推压晶圆W的背面而使晶圆W浮起，能够切实地维持将晶圆W保持于基板保持区域25内的状态。
[0073]此外，如图8的(a)所示，在推压销100从下方推压推压构件83而推压构件83移动到上方时，止挡件110成为由于推压构件83而无法被从侧面看到的状态。其原因在于，在推压构件83的表面形成有槽，该槽构成为可与止挡件110卡合，也可以将推压构件83和止挡件110构成为能够进行那样的卡合或能够嵌合的形状。另外，相反，也可以不设置那样的卡合构造或嵌合构造而将推压构件83构成为平坦的板状。
[0074]接着，说明基板保持机构120的动作。
[0075]首先，如图8的(a)那样，升降销16上升，从输送臂10接受晶圆W。之后，升降销16下降，成为图8的(a)所示的状态。此时，推压销100将推压构件83向上方推压，由此，推压构件83以及连结构件82上升，内侧端与连结构件82的外侧端连结着的基板保持构件80绕旋转轴81向外侧旋转，基板保持构件80的接触面80a张开。由此，成为晶圆W可载置于载置部24上的状态。
[0076]接着，如图8的(b)所示，升降销16下降至比载置部24的面靠下方的位置，晶圆W被载置于载置部24上，接下来，推压销100下降。由此，弹簧90的收缩力起作用，推压构件83以及连结构件82下降。随着连结构件82的下降，基板保持构件80绕旋转轴81向内侧旋转，在与晶圆W的侧面部接触的同时推压晶圆W的侧面部。在基板保持构件80上始终作用有弹簧90的作用力，因此，晶圆W被切实地保持于基板保持区域25上、也就是说载置部24上。由此，即使旋转台2旋转而开始晶圆W的处理，也可将晶圆W以与基板保持区域25接触的状态保持于基板保持区域25上，对晶圆W的表面进行处理。晶圆W以与基板保持区域25接触的状态保持于基板保持区域25上，因此，能够防止对背面进行不需要的处理。
[0077]在晶圆W的处理结束后，推压销100将推压构件83向上方推压，基板保持构件80张开。推压构件83的向上移动被止挡件110限制，因此，基板保持构件80静止在预定的位置、例如相对于载置部24的面张开了大致90度的位置。接下来，如图8的(a)所示，升降销16上升，支承晶圆W而将晶圆W向上方抬起。之后，输送臂10接受晶圆W，将处理后的晶圆W输出到真空容器I的外部。
[0078]这样，采用本实施方式的基板保持机构120，能够在晶圆W的整个表面暴露着的状态下切实地保持晶圆W，但不会对晶圆W的表面的处理带来不良影响，且能够切实地防止对背面进行不需要的处理。
[0079]图9是表示本发明的实施方式的基板保持机构120的一个例子的基板保持构件80的接触面80a的俯视形状的图。在图11中示出了基板保持机构120的基板保持构件80的放大图，基板保持构件80的接触面80a也可以构成为沿着晶圆W的外周形状的形状。即、晶圆W通常具有大致圆形，而基板保持构件80的接触面80a也可以构成为以沿着晶圆W的大致圆形的方式具有呈圆弧状凹陷的弯曲形状。由此，能够增加晶圆W的外周和接触面80a之间的接触面积，可以更切实保持晶圆W。
[0080]图10是用于说明本发明的实施方式的基板保持机构120的一个例子的基板保持构件80的接触面80a的铅垂截面形状的图。在图10中示出了基板保持构件80的接触面80a和晶圆W的侧面部接触时的状态，接触面80a也可以以与晶圆的倾斜(日语:?S )形状相对应的弯曲形状构成。
[0081 ]图11是表示在晶圆W的侧面部形成有倾斜部、基板保持构件80的接触面80a具有以沿着倾斜形状的方式向内弯曲的形状而构成的例子的图。如图11所示，在晶圆W的侧面部形成有上侧的倾斜部BI和下侧的倾斜部B2。并且，基板保持构件80的接触面80a具有沿着上侧的倾斜部BI的那样的弯曲形状。由此，能够增加基板保持构件80的接触面80a和晶圆W的侧面部之间的接触面积，能够更切实地保持晶圆W。
[0082]这样，基板保持构件80的接触面80a也可以根据需要构成为使俯视形状和侧面形状都沿着晶圆W的外周形状的形状。由此，能够更加提高基板保持机构120的保持晶圆W的能力。
[0083]此外，在本实施方式的成膜装置中，如图3所示，设置有用于对装置整体的动作进行控制的控制部150。该控制部150具有例如由计算机构成的工艺控制器150a、用户接口部150b和存储器装置150c。用户接口部150b具有显示成膜装置的动作状况的显示器、用于成膜装置的操作者选择工艺制程或工艺管理者变更工艺制程的参数的键盘、触摸面板(未图不)等。另外，控制部150还可以控制基板保持机构120的基板保持动作。
[0084]存储器装置150c存储有使工艺控制器150a实施各种工艺的控制程序、工艺制程、以及各种工艺中的参数等。另外，在这些程序中存在具有用于进行例如后述的清洁方法的步骤组的程序。这些控制程序、工艺制程按照来自用户接口部150b的指示而被工艺控制器150a读出并执行。另外，也可以是，这些程序存储于计算机可读取介质150d，通过与它们相对应的输入输出装置(未图示)安装于存储器装置150c。计算机可读取存储介质150d也可以是硬盘、CD、⑶-R/RW、DVD-R/RW、软盘、半导体存储器等。另外，程序也可以通过通信线路而下载到存储器装置150c中。
[0085]接着，说明本实施方式的成膜装置的动作(成膜方法)的一个例子。首先，旋转台2旋转，以使载置部24排列于输送口 15，打开闸阀(未图示)。接着，利用输送臂10经由输送口15将晶圆W输入真空容器I内。在晶圆W被升降销16接受、输送臂10被从容器I拉出后，利用由升降机构(未图示)驱动的升降销16使晶圆W下降到载置部24。如以图8的(a)、(b)说明的一样，对于被载置于载置部24上的晶圆W，利用基板保持机构120对晶圆W进行保持。然后，重复进行5次上述的一连串的动作，5张晶圆W被载置于所对应的凹部24。
[0086]接下来，真空容器I内被真空栗64以及压力调整器65维持为预先设定好的压力。旋转台2从上方看来开始顺时针旋转。旋转台2被加热单元7提前加热到预定的温度(例如300°C)，晶圆W通过载置于该旋转台2而被加热。晶圆W被加热并被维持在预定的温度的情况被温度传感器(未图示)确认之后，BTBAS气体通过处理气体喷嘴31向第I处理区域Pl供给，O3气体通过处理气体喷嘴32向第2处理区域P2供给。此外，从分离气体喷嘴41、42供给N2气体。而且，从中心区域C、即、从突出部5和旋转台2之间沿着旋转台2的表面喷出N2气体。另外，也从分离气体供给管51、吹扫气体供给管72、73供给N2气体。
[0087 ] 在晶圆W通过处理气体喷嘴31的下方的第I处理区域PI时，BTBAS分子吸附于晶圆W的表面，在晶圆W通过处理气体喷嘴32的下方的第2处理区域P2时，O3分子吸附于晶圆W的表面，BTBAS分子被O3氧化。因而，每当通过旋转台2的旋转而使晶圆W通过处理区域P1、P2这两者一次，则在晶圆W的表面形成一层氧化硅的分子层(或两层以上的分子层)。接下来，晶圆W交替地多次通过区域P1、P2，具有预定的膜厚的氧化硅膜堆积于晶圆W的表面。此时，晶圆W没有浮起地被基板保持机构120保持于载置部24上，因此，没有对背面进行不需要的成膜。另外，晶圆W的表面保持在全部暴露着的状态，因此，能够在晶圆W的表面均匀地进行成膜。并且，在具有预定的膜厚的氧化硅膜被堆积之后，停止BTBAS气体和O3气体的供给，使旋转台2的旋转停止。然后，利用输送臂10将晶圆W利用与输入动作相反的动作依次从容器I输出，结束成膜工艺。此时的晶圆W的输出的动作与以图8的(a)、(b)说明的动作一样。
[0088]此外，在本实施方式中，列举了将基板保持机构120应用于使用了旋转台2的基板处理装置的例子来进行说明，但本实施方式的基板保持机构120也能够应用于使用了不旋转地保持晶圆W的基座的基板处理装置。
[0089]根据本发明，能够在成为使基板表面的整个区域暴露了的状态的同时、切实地固定保持基板。
[0090]以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述的实施方式，在不脱离本发明的范围内能够对上述实施方式施加各种变形以及置换。
[0091 ]本发明基于2015年2月16日提出申请的日本特许出愿第2015-027717号的优先权的利益，该日本申请的全部内容作为参照文献而编入本说明书中。
【主权项】
1.一种基板保持机构，其用于将基板保持于基座上的预定的基板保持区域上，其中， 该基板保持机构具有: 基板保持构件，其设置于所述基板保持区域的周围，其通过从所述基板保持区域的外侧向内侧旋转，能够以预定的接触面与载置到所述基板保持区域上的所述基板的侧面部接触； 施力部件，其对该基板保持构件施加朝向内侧方向的作用力，通过该作用力，使得该基板保持构件与所述基板的侧面部接触而能够保持所述基板； 释放构件，其通过对所述基板保持构件施加用于克服与该施力部件的所述作用力的力，而能够将所述基板保持构件释放成能够将所述基板沿着铅垂方向抬起的状态。2.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件设置于比所述基板保持区域的外周靠外侧的位置，并被固定保持于能够沿着所述基板保持区域的半径方向旋转的旋转轴。3.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 能够将所述基板沿着铅垂方向抬起的状态是所述基板保持构件的所述预定的接触面相对于所述基板保持区域的面张开了大致90度的状态。4.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持机构还具有与所述基板保持构件连结的连结构件， 所述施力部件借助该连结构件对所述基板保持构件施加所述作用力。5.根据权利要求4所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持机构还具有与所述连结构件连结的推压构件， 所述释放构件通过推压该推压构件，而将克服所述作用力的力借助所述连结构件施加于所述基板保持构件。6.根据权利要求5所述的基板保持机构，其中， 所述连结构件、所述推压构件以及所述施力部件设置于所述基板保持区域的下方。7.根据权利要求5所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持机构还具有限制部件，该限制部件用于对所述推压构件的在所述释放构件的克服所述作用力的力的作用下而产生的移动范围进行限制， 利用该限制部件对所述基板保持构件的张开角度进行限制。8.根据权利要求6所述的基板保持机构，其中， 所述释放构件是能够从下方推压所述推压构件的升降构件。9.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述施力部件是弹簧， 所述作用力是该弹簧的收缩力。10.根据权利要求9所述的基板保持机构，其中， 所述弹簧由陶瓷形成。11.根据权利要求9所述的基板保持机构，其中， 所述弹簧是板簧。12.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件的所述预定的接触面的水平截面形状是沿着所述基板的外周的形状。13.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件的所述预定的接触面的铅垂截面形状是向上凸的弯曲的形状。14.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件保持着所述基板时的所述预定的接触面的相对于所述基板保持区域的面的角度是70度?85度。15.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 在所述基板的所述侧面部形成有倾斜面时，所述基板保持构件的所述预定的接触面与上侧的倾斜面接触。16.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件、所述施力部件以及所述释放构件在所述基板保持区域的周围分别设置有多个。17.根据权利要求16所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持构件、所述施力部件以及所述释放构件在所述基板保持区域的周围分别设置有至少3个。18.根据权利要求1所述的基板保持机构，其中， 所述基板保持区域设置于相对于基座的表面凹陷而成的预定的基板载置区域内。19.一种基板处理装置，其中， 该基板处理装置具有: 权利要求18所述的基板保持机构； 用于收容所述基座的处理容器； 贯通所述基板保持区域的至少3个贯通孔； 以能够在该贯通孔中升降的方式设置的多个升降销； 能够在所述多个升降销和所述处理容器的外部之间输送所述基板的输送臂， 所述释放构件不与该升降销连动而独立地被驱动。20.根据权利要求19所述的基板处理装置，其中， 所述基座构成为能够旋转的旋转台， 所述基板载置区域沿着所述旋转台的旋转方向设置有多个， 该基板处理装置还具有: 第I处理区域以及第2处理区域，其沿着所述旋转台的旋转方向分开地设置，能够分别供给第I处理气体以及第2处理气体； 分离区域，其沿着所述旋转台的旋转方向设置于该第I处理区域和该第2处理区域之间，用于供给能够使所述第I处理气体和所述第2处理气体彼此分离的分离气体。
【文档编号】C23C16/455GK105887047SQ201610086738
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】加藤寿
【申请人】东京毅力科创株式会社