专利名称：：基板处理装置以及基板旋转装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及对于半导体晶片等的基板实施热处理等的处理用的基板处理装置，以及用于在该基板处理装置中使基板旋转的基板旋转装置。
背景技术：
：作为在半导体制造装置中有代表性的基板处理装置的一个例子，在现有技术中，具有利用热辐射灯等的加热单元加热半导体晶片等的基板、进行退火等的热处理的装置。作为这样的装置的一个例子，在日本特开2001—57344号公报中公开有在使基板旋转的同时进行处理的、枚页式(单片式)的热处理装置。为了使基板的加热均匀而使基板旋转。在枚页式的热处理装置中，采用着具有从动旋转体和驱动旋转体的旋转机构，上述从动旋转体直接或间接地连接在载置基板的基板支承体上，上述驱动旋转体与上述从动旋转体接触而旋转，使得上述从动旋转体以及与之连接的基板支承体一起旋转。作为构成这样的旋转机构的从动旋转体以及驱动旋转体的材料，使用碳化硅(SiC)等的陶瓷材料，使得即使在超过100(TC的情况下，也能够耐得住热处理装置内的高温。不仅限于热处理装置，在一般的半导体制造装置中，降低成为半导体制造装置的产品质量不好的原因的半导体晶片的颗粒污染，成为重要的课题。通常认为从配置在半导体晶片附近的装置部件以及腔室内的附着物等产生的颗粒是颗粒污染的主要原因，为了减少这样的颗粒而采取了各种各样的对策。但是，在具备上述的旋转机构的热处理装置中，即使采取定期地对腔室内进行清扫等的颗粒对策，仍然会产生不容忽视的量的颗粒。
发明内容因此，本发明的目的在于，在具有旋转装置的基板处理装置中，实现颗粒的减少。为了实现上述目的，根据本发明的第一观点，提供一种基板处理装置，其特征在于，包括间隔用于处理被处理基板的处理空间的处理容器；在所述处理容器内支承所述被处理基板的基板支承体；直接或者间接地连接在所述基板支承体上的从动旋转体；和通过与所述从动旋转体接触并且旋转，使所述从动旋转体旋转，由此使所述基板支承体旋转的驱动旋转体，其中，所述从动旋转体和所述驱动旋转体，由JISR1607标准规定的破坏韧性的值以及/或者JISR1601标准规定的三点弯曲强度的值不同的陶瓷材料构成。在优选的一实施方式中，构成所述驱动旋转体的陶瓷材料，是相比较构成所述从动旋转体的陶瓷材料而言，JISR1607标准规定的破坏韧性的值高的材料。这种情况下，构成所述驱动旋转体的陶瓷材料的破坏韧性能够是4.55.5[MPa(m]，构成所述从动旋转体的陶瓷材料的破坏韧性能够是2.03.0[MPa(m]。在优选的另一实施方式中，构成所述驱动旋转体的陶瓷材料，是相比较构成所述从动旋转体的陶瓷材料而言，JISR1601标准规定的三点弯曲强度的值高的材料。这种情况下，构成所述驱动旋转体的陶瓷材料的三点弯曲强度能够是510570[MPa]，构成所述从动旋转体的陶瓷材料的三点弯曲强度能够是420480[MPa]。在优选的再一其他实施方式中，构成所述驱动旋转体的陶瓷材料，是相比较构成所述从动旋转体的陶瓷材料而言，JISR1607标准规定的破坏韧性的值以及JISR1601标准规定的三点弯曲强度的值高的材料。在优选的一实施方式中，与所述从动旋转体接触的所述驱动旋转体的接触面相对于所述驱动旋转体的旋转轴线倾斜，与所述驱动旋转体接触的所述从动旋转体的接触面相对于所述从动旋转体的旋转轴线倾斜。根据本发明的第二观点，其提供一种基板处理装置，其特征在于，包括间隔用于处理被处理基板的处理空间的处理容器；在所述处理容器内支承所述被处理基板的基板支承体；直接或间接地连接在所述基板支承体上、由陶瓷材料形成的从动旋转体；和经由缓冲部件，与所述从动旋转体接触并且旋转驱动所述从动旋转体，由陶瓷材料形成的驱动旋转体。优选所述缓冲部件由弹性体构成。能够将由弹性体构成的O型环安装在上述驱动旋转体的周面上。或者说，能够将由弹性体构成的覆盖面设置在上述驱动旋转体的周面上。上述第一以及第二观点的基板处理装置能够是还包括用于加热载置在所述基板支承体上的基板的加热单元的热处理装置。再者，根据本发明的第三观点，提供一种基板旋转装置，其特征在于，包括构成为与支承基板的基板支承体直接或间接地连接的从动旋转体；和通过与所述从动旋转体接触并且旋转，使所述从动旋转体旋转的驱动旋转体，其中，所述从动旋转体和所述驱动旋转体，由JISR1607标准规定的破坏韧性的值以及/或者JISR1601标准规定的三点弯曲强度的值不同的陶瓷材料构成。再者，根据本发明的第四观点，提供一种基板旋转装置，其特征在于，包括构成为与支承基板的基板支承体直接或间接地连接，并且，由陶瓷材料形成的从动旋转体，和经由缓冲部件，与所述可动部件接触、并且旋转驱动所述从动旋转体的，由陶瓷材料形成的驱动旋转体。图1是简要地表示本发明的一实施方式所涉及的热处理装置的结构的截面图。图2是表示热处理装置的下部结构的平面图。图3是简要地表示另一实施方式所涉及的热处理装置的主要部分的截面图。图4是简要地表示再一实施方式所涉及的热处理装置的主要部分的截面图。符号说明1:处理腔室(处理容器)la:上部腔室lb:下部腔室2:石英部3:加热部4:水冷盖5:钩丝灯泡6:底板7:转子支架10:驱动转子(驱动旋转体)11:从动环(从动旋转体)12:晶片支承板(基板支承体)13:支承臂(基板支承体)14-晶片支承销(基板支承体)具体实施例方式下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。图1是简要地表示本发明的一实施方式所涉及的热处理装置、即基板处理装置的结构的截面图。热处理装置IOO构成为作为控制性好、适于进行短时间退火(RTA，RapidThermalAnnealing:快速热退火)的RTP(RapidThermalProcessor:快速热处理装置)。对热处理装置100而言，例如，在形成在半导体晶片W(以下，简单地称为"晶片W")的表面上的薄膜内渗入杂质后，能够使用于对其实施6001200"C程度的高温退火处理。在图1中，符号1是圆筒状的处理腔室，该处理腔室1由可以分离的上部腔室la和下部腔室lb构成。在上部腔室la和下部腔室lb中设置有石英窗2。在腔室1的上方以可以装卸的方式设置有加热部3。加热室3具有水冷盖4、和在该水冷盖的下面排列有多个的、作为加热单元的钨丝灯泡5。在处理腔室1的下方以可以装卸的方式安装有圆板状的底板6。在底板6的周围配置有三个转子10(10a、10b、10c)、即驱动旋转体。在加热部3的水冷盖4和上部腔室la之间、在上部腔室la和石英窗2之间、在石英窗2和下部腔室lb之间、以及在下部腔室lb和6底板6之间，分别存在密封部件(未图示)，由此，维持腔室l的气密状态。另外，可以利用未图示的排气装置对腔室1内进行减压。图2是表示在将上部腔室la、石英窗2和加热部3从热处理装置100中取下的状态下的、热处理装置100的下部的平面图。在下部腔室lb的底部，在等分下部腔室lb的底部上面的圆周的位置上，形成有分别开口的多个、这里是三个的转子支架7(7a、7b、7c)。在各转子支架7a、7b、7c内分别收容有陶瓷制的驱动转子10a、10b、10c即驱动旋转体，使其各自的上部从转子支架7a、7b、7c露出。各转子支架7a、7b、7c利用未图示的密封件进行密封，使得确保处理腔室内的气密性。各转子10a、10b、10c的周面Q。形成为圆锥台的锥面形状，因此，各转子10a、10b、10c的周面Cu)相对于旋转轴线AH)倾斜。g卩，各转子10a、10b、10c形成为越接近处理腔室1的中心其直径越小。未图示的电动机等的驱动机构旋转驱动各转子10a、10b、10c。在从旋转支架7露出的转子10a、10b、10c上，载置有从动环ll即从动旋转体。从动环ll是由陶瓷形成的圆形的环。从动环的外周的直径与通过三个转子10a、10b、10c的圆的直径基本相等。另外，在截面视图(图1)中，环11的底面Cu相对于环11的旋转轴线Au倾斜，使得环ll的底面Cu与各转子10a、10b、10c的周面Cu)连续地接触。在从动环11的上部形成有向上方突出的圆周状的肋lla。在与肋lla嵌合的状态下，在中央具有大直径的开口的圆环状的晶片支承板12与环11连接。在晶片支承板12、即晶片支承体的内周面上，设置有向晶片支承板12的中央开口的中心延伸的多个(在图示的例子中是3根)的支承臂13。在各支承臂13的前端部上，设置有与晶片背面接触而支承晶片W的晶片支承销14。此外，通过例如以从底板6上可以突没(突出进入)的方式设置未图示的升降销，能够使晶片W升降。在将晶片W载置在晶片支承销14上之后，在处理腔室1内形成气密的空间，利用排气装置将其中部排气至真空状态。随后，如果向加热部3的钨丝灯泡5通电，则在钨丝灯泡5上产生的热线通过石英窗2到达晶片W，急速地加热晶片W。在热处理期间，使驱动转子10a、10b、10c按规定的旋转速度旋转。由此，利用在转子10a、10b、10c与从动环11的接触面Ch)、Cu之间的运动摩擦，转子10a、10b、10c的旋转驱动力被传达至环11上，环11也旋转。就是说，如果转子10a、10b、10c旋转，则环11以与转子10a、10b、10c的旋转轴线A，o正交的旋转轴线Au为中心而旋转，该旋转经由连接在环11上的晶片支承板12、和支承臂13而被传达至晶片W。所以，被水平支承在处理腔室1内的晶片W绕垂直的旋转轴线旋转。其结果，确保向晶片W的供给热量的面内均一性。另外，因为各驱动转子10a、10b、10c形成为越靠近处理腔室1的中心直径越縮小的圆锥台状，所以通常能够将载置在其上的从动环11的转动中心(旋转轴线Au)保持在相同的位置。由此，因为能够按意图加热晶片W，所以能够正确地控制通过例如退火、在薄膜中扩散的杂质的分布。在加热完成后，停止向加热部3的钨丝灯泡5的加热，通过未图示的清扫口使氮气等的清扫气体流进下部腔室lb内，并且，利用排气装置为其进行排气，冷却晶片W。从动环11以及驱动转子10，由JISR1607标准规定的破坏韧性的值以及JISR1601标准规定的三点弯曲强度的值相互不同的陶瓷材料构成。作为环11以及转子10的材料，破坏韧性的值或者三点弯曲强度的值或者这两个值，通过使用一个值高、而另一个值低的陶瓷材料而能够大幅降低颗粒的产生。这里，作为构成从动环11以及驱动转子10的陶瓷材料，能够举出例如碳化硅(SiC)或者氮化硅(Si3N4)等。虽然这些陶瓷材料具有原本优异的耐磨性，但是在像转子10以及环11一样使用在腔室1内的晶片旋转机构中的情况下，因为在加上荷重的状态下会相互摩擦，如果在两部件上使用破坏韧性或三点弯曲强度的物理值一样的材料，则考虑到可能会产生微细的颗粒。与此相对应，通过使破坏韧性或三点弯曲强度的值具有差别，而可以减少颗粒。在优选的实施方式中，作为构成驱动转子10的陶瓷材料，能够使用相比较构成从动环11的陶瓷材料，破坏韧性以及/或三点弯曲强度的值还高的材料。这种情况下，例如，作为转子10的材料，优选使用破坏韧性在4.55.5[MPa^Tm]左右的SiC，作为环11的材料，优选使用破坏韧性在2.03.0[MPa(m]左右的SiC。另外，例如，作为转子10的材料，优选使用三点弯曲强度在510570[MPa]的SiC，作为环11的材料，优选使用三点弯曲强度在420480[MPa]的SiC。下面，对确认本发明的效果的试验结果进行说明。在该试验中，作为驱动转子10的材料使用了以下两种的陶瓷。此外，对从动环11而言，使用了材料A的陶瓷。材料A:破坏韧性(JISR1607;根据SEPB(Single—EdgePre—CrackedBeam)试验片；下面相同)是2.5[MPa^Tm]，三点弯曲强度(JISR1601)是450[MPa]的SiC(例如，京瓷株式会社制，型号SCIOOO)。材料B:破坏韧性(JISR1607)是4.9[MPa^m]，三点弯曲强度(JISR1601)是540[MPa]的SiC(例如，京瓷株式会社制，型号SC—211)。为如下试验，在图1的热处理装置100中，使驱动转子10按照20rpm的旋转速度旋转之后,用吸引式的颗粒计数器分别计数三处的转子10a、10b、10c(参照图2)处的大于0.3pm的大小的颗粒数。将结果表示在表1中。此外，在表1中的"晶片处理片数"是基于在通常的热处理中的每处理一片晶片的转子10的旋转次数，将试验时的转子IO的旋转次数换算为晶片W的处理片数的结果。另外，在表1中，对比较例而言，表示的是三次试验的平均，对实施例而言，表示的是6次试验的平均。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根据表l，在组合材料A之间的情况下，在相当于处理约三千片晶片w的时间内，产生接近一万几千个的颗粒，与此相对应，在组合材料A和材料B的情况下，在相当于处理约十万片的晶片W的时间内，只产生300个左右的颗粒，产生了极其明显的改善。发明者认为材料A与材料B的组合相对于材料A之间的组合来说能够得到良好的效果的理由如下。即使作为对部件(转子、环)的表面进行表观上平滑的加工，也不能够使得部件表面的微观上的凹凸没有。在部件是由陶瓷材料一类的硬脆性材料形成的情况下，如果两个部件表面的凸部之间接触，则因为凸部几乎不能变形，在凸部上产生较大的应力集中，如果应力超过材料的断裂硬度，则凸部断裂。断裂的凸部成为颗粒。与此相对应，如果由弹性变形能力高的材料形成两个部件中的一个，则即使两个部件表面的凸部之间接触，也能够通过一个部件的凸部的弹性变形产生实质接触面积增大，从而能够缓和应力集中。此外，在作为脆性材料的陶瓷材料中，事实上，破坏韧性以及三点弯曲强度，就是成为材料的弹性变形能力的指标的数值，所谓该数值大，就是材料的变形能力高。但是，根据上述理论，可能会想到可以将两个部件都用弹性变形能力高的陶瓷材料形成。但是，在这种情况下，则因为两个部件之间同样会摩擦，两个部件的摩擦量的总和(即、颗粒的产生量)反而会变得更多。对在试验中使用的材料A、B进行具体地考察。虽然首先说明了材料A、B是SiC材料，但是实际上在材料A、B中也含有少量的由金属氧化物构成的粘合剂(烧结助剂)，对粘合剂含有量而言，材料B比材料A高。对材料A和材料B而言，由粘合剂含有量的差产生有破坏韧性和三点弯曲强度的差。考虑到，由高粘合剂含有量导致材料B的弹性变形能力强，所以，在通过与弹性变形能力低的材料A的组合而使用材料B的情况下，材料B基于上述原理而起到缓冲垫类的作用，抑制了部件表面的凸部的断裂。此外，在这种情况下，如果在转子和环两方面都使用材料B，则如上述所述，不只转子和环的摩擦量的总和增加，金属氧化物粘合剂原有的有害的颗粒的产生量也变多，所以这是不希望得到的结果。下面，参照图3以及图4，对本发明其他的实施方式所涉及的热处理装置进行说明。图3是表示该实施方式的主要部分的驱动转子10以及配置在其附近的部件的截面图。在图中没有表示转子10的截面。在图3中没有表示的该实施方式所涉及的热处理装置的部分的结构，与在图1中表示的部分一样。在该实施方式中，在与从动环11的底面Cu相对的转子10的周面Cu)上，安装着0形环21。由于该0型环21的存在，而能够避免转子10与环11的直接接触，所以不会由于转子10与环11的直接接触而产生颗粒，在O型环21与转子10、和环11的接触部上产生的颗粒是极其少的。该0型环21的材料优选使用柔软的弹性材料，另外，优选具有至少300。C左右的耐热性。作为这样的弹性材料，例如，能够举出全氟化类弹性材料。具体地说就是，能够例举出，BarrelPerfluoro(^—k》/《一7口)MP—300B、MSP—2(商品名株式会社森清化)、KALREZ(力》W;/!y)(卡尔雷兹:注册商标)4079(DuPontDowElastomer(f二求:/、夕、》、工，7卜^一)公司)、ARMORCRYSTAL(包皮晶体7—7—夕U7夕少)(注册商标)等的ARMOR(7—7—)系列(日本valqua(华尔卡/W力一)工业株式会社)等。图4是表示本发明的另一实施方式所涉及的热处理装置的驱动转子10以及其附近的截面图。在图4中没有表示的该实施方式所涉及的热处理装置的部分的结构，与在图1中表示的一样。转子10的截面在图中没有表示。在该实施方式中，在转子10的周面d。上设置着弹性体构成的覆盖层22。因为通过这样设置覆盖层22也能够避免转子10和从动环11直接摩擦接触，能够防止颗粒的产生。作为覆盖层22的材料，能够使用上述的全氟化类弹性材料。本发明并不限定于上述实施方式，可以有各种各样的变形。例如，热处理装置100并不限定于RTP，只要是具有能够使晶片W等的基板在腔室内旋转的旋转机构的装置就可以，例如、也可以是热CVD装置。权利要求1.一种基板处理装置，其特征在于，包括间隔用于处理基板的处理空间的处理容器；在所述处理容器内支承所述基板的基板支承体；直接或间接地连接在所述基板支承体上、由陶瓷材料形成的从动旋转体；和在所述处理容器内，经由缓冲部件与所述从动旋转体接触，支撑所述从动旋转体并且旋转驱动所述从动旋转体的，由陶瓷材料形成的驱动旋转体。2.根据权利要求l所述的基板处理装置，其特征在于所述缓冲部件由弹性体构成。3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于所述缓冲部件是安装在所述驱动旋转体的周面上的O型环。4.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于所述缓冲部件是覆盖在所述驱动旋转体的周面上的覆盖层。5.根据权利要求l所述的基板处理装置，其特征在于所述基板处理装置还包括用于加热载置在所述基板支承体上的基板的加热单元的热处理装置。6.—种基板旋转装置，其特征在于，包括-构成为与支承基板的基板支承体直接或者间接地连接，并且，由陶瓷材料形成的从动旋转体，和经由缓冲部件，与所述从动旋转体接触、并且旋转驱动所述从动旋转体的，由陶瓷材料形成的驱动旋转体。全文摘要本发明提供一种为了大幅降低颗粒的产生量而进行改良后的基板旋转装置、以及具备该基板旋转装置的基板处理装置。基板处理装置，其特征在于，包括间隔用于处理基板的处理空间的处理容器；在所述处理容器内支承所述基板的基板支承体；直接或间接地连接在所述基板支承体上、由陶瓷材料形成的从动旋转体；和在所述处理容器内，经由缓冲部件与所述从动旋转体接触，支撑所述从动旋转体并且旋转驱动所述从动旋转体的，由陶瓷材料形成的驱动旋转体。文档编号H01L21/687GK101515541SQ20091012638公开日2009年8月26日申请日期2005年10月27日优先权日2004年10月28日发明者田中澄,铃木公贵申请人:东京毅力科创株式会社