(57)【要約】【課題】  リフターピンとピン挿通孔の間へのガスの回り込みによる堆積物の付着などの不具合を軽減することのできる新規の被処理体の昇降機構及びこれを備えた処理装置を提供する。【解決手段】  本発明の被処理体の昇降機構は、処理容器内にて処理される被処理体Ｗを載置する載置台３８に上下方向に貫設されたピン挿通孔５０と、ピン挿通孔に対して昇降自在に挿通されるリフターピン５２と、リフターピンを駆動してピン挿通孔からリフターピンを出没動作させる駆動手段とを有し、リフターピンの出没動作によって被処理体を昇降可能とし、載置台には、その底部３８ｂからピン挿通孔５０と同軸に下方へ突出するように構成された延長スリーブ６８が設けられ、延長スリーブ内にリフターピンが挿通されていることを特徴とする。【選択図】          図２
2004343032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内にて処理される被処理体を載置する載置台に上下方向に貫設されたピン挿通孔と、該ピン挿通孔に対して昇降自在に挿通されるリフターピンと、該リフターピンを駆動して前記ピン挿通孔から前記リフターピンを出没動作させる駆動手段とを有し、前記リフターピンの出没動作によって前記被処理体を昇降可能とした被処理体の昇降機構において、
前記載置台には、その底部から前記ピン挿通孔と同軸に下方へ突出するように構成された延長スリーブが設けられ、該延長スリーブ内に前記リフターピンが挿通されていることを特徴とする被処理体の昇降機構。
【請求項２】
前記ピン挿通孔の下部開口縁に前記延長スリーブの上端が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項３】
前記延長スリーブは、前記載置台と別体で、前記載置台に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項４】
前記延長スリーブは、前記ピン挿通孔の内部に挿通され、前記ピン挿通孔の内部から下方外部へ突出していることを特徴とする請求項１又は３に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項５】
前記ピン挿通孔の内部に上方に向いた段部が設けられ、該段部にて前記延長スリーブが下側から規制され、前記載置台の底部から下方へ突出した部分を支持部材で固定した状態で前記底部により上側から規制されていることを特徴とする請求項４に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項６】
前記リフターピンの動作範囲の全体に亘って、前記リフターピンの外面の前記ピン挿通孔若しくは前記延長スリーブの内面に対する下部接触点が、前記延長スリーブの下端内縁より上方内面上に位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項７】
前記リフターピンは、上軸部と、該上軸部の下方に接続され前記上軸部より小径の下軸部とを有し、前記上軸部と前記下軸部との境界位置が前記下部接触点となるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項８】
前記リフターピンは、上軸部と、該上軸部の下方に接続され下方に向けて漸次縮径するテーパ状の外面を備えた下軸部とを有し、前記上軸部と前記下軸部との境界位置が前記下部接触点となるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項９】
前記延長スリーブの下端部近傍の内面が下方に向けて開いた形状に構成されていることを特徴とする請求項６に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項１０】
前記リフターピンの下端部は、前記駆動手段に設けられた駆動面に対して離間可能な状態で当接支持されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項１１】
前記リフターピンの外面の中間位置に環状凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の被処理体の昇降機構。
【請求項１２】
前記処理容器と、前記載置台と、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の被処理体の昇降機構とを有することを特徴とする処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被処理体の昇降機構及び処理装置に係り、特に、半導体の処理装置などにおいて、処理容器内に配置される載置台に設けられた半導体ウエハなどの被処理体を昇降動作させるための機構として好適な構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路の製造工程においては、半導体ウエハ等の被処理体に成膜処理、エッチング処理、熱処理、改質処理、結晶化処理などの各種の処理を繰り返し行うことによって被処理体に集積回路を形成していくようにしている。このような製造工程の各処理段階においては、処理装置の処理容器内に配置された載置台（サセプター）の上に被処理体（半導体ウエハ）を載置した状態とし、この状態で載置台上の被処理体に対して各種処理を施すことが多い。このような処理装置において、被処理体を載置台上に供給したり、載置台上の被処理体を取り出したりする際には、載置台に対して被処理体を昇降動作させる昇降機構を用いる場合がある。
【０００３】
従来の被処理体の昇降機構としては、図８に示すように、載置台１３８に上下に貫通した複数のピン挿通孔１５０を設け、これらのピン挿通孔１５０にそれぞれリフターピン１５２を出没自在に挿通させた状態とし、このリフターピン１５２を所定の駆動手段により駆動することによってリフターピン１５２が載置台１３８の載置面から出没動作するように構成したものが知られている（例えば、以下の特許文献１参照）。この被処理体の昇降機構においては、上記の駆動手段によりリフターピン１５２を載置台１３８の載置面上に突出させることにより被処理体Ｗを載置面から持ち上げることができ、また、リフターピン１５２を降下させることにより図示のように被処理体Ｗを載置面上に配置させることができるようになっている。ここで、図示例では、リフターピン１５２の下端は、駆動部材１５４に取り付けられたピンベース１５６の表面に単に当接した状態で支持され、その駆動部材１５４を上下に移動させることにより、リフターピン１５２がピン挿通孔１５０の内部を上下に摺動するように構成されている。
【０００４】
なお、上記のような被処理体の昇降機構を備えた処理装置が開示されている他の文献としては、以下の特許文献２が挙げられる。この文献には、載置台に設けたピン挿通孔の内部に、リフターピンをガイドするためのスリーブを設けることが記載されている。
【特許文献１】特開平６−３１８６３０号公報
【特許文献２】特表２００２−５３０８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の被処理体の昇降機構においては、リフターピン１５２をピン挿通孔１５０の内部においてスムーズに昇降動作可能に構成するために、リフターピン１５２の外面とピン挿通孔１５０の内面との間に或る程度のクリアランスが必要とされる。ところが、処理装置において被処理体Ｗに成膜処理などを施す場合には、処理中において載置台１３８の下方から上記のクリアランス内に処理ガスが回り込み易く、この処理ガスによって、リフターピン１５２の外面やピン挿通孔１５０の内面、或いは、ピン挿通孔１５０の上部開口に臨む被処理体Ｗの裏面上にまで堆積物が付着するという問題点がある。
【０００６】
このような堆積物がリフターピン１５２の外面やピン挿通孔１５０の内面に付着すると、リフターピン１５２の昇降動作に伴ってリフターピンの外面とピン挿通孔の内面が接触してパーティクルが発生し、膜質の低下など処理性能に悪影響を及ぼすおそれがある。また、この堆積物はリフターピン１５２とピン挿通孔１５０との間の摺動性を妨げるため、リフターピン１５２の動作障害を引き起こす可能性もあり、例えばリフターピンの噛み込みによるリフターピンや載置台の損傷を招く場合がある。
【０００７】
一方、ピン挿通孔の上部開口に臨む被処理体Ｗの裏面部分に局所的に堆積物が付着した場合には、被処理体の取り出し時やその後の工程において上記と同様にパーティクルが発生する恐れがある。この場合にはまた、その後の工程において被処理体Ｗに対して露光処理を施すときに、裏面上に付着した堆積物により被処理体Ｗに傾斜や歪等が生じて露光パターンの焦点ずれを引き起こす場合もある。
【０００８】
特に、近年、半導体集積回路の高集積化に伴って、高カバレッジ特性（すなわち高アスペクト比、例えばアスペクト比１０以上の穴の内面にも成膜できる被覆特性）を有する成膜処理が要求されるようになってきているため、これによりピン挿通孔１５２内への処理ガスの回りこみによる堆積物の付着がさらに著しくなることが予想されることから、成膜処理装置における大きな問題点となっている。
【０００９】
上記のような状況にあって、リフターピン１５２の外面とピン挿通孔１５０の内面との間のクリアランスを小さくすることにより、ガスの回り込みが抑制されて上述のような堆積物の付着を軽減することができることが予想される。ところが、上記クリアランスを小さくするとリフターピン１５２の動作障害が発生しやすくなり、特に、リフターピン１５２の外面やピン挿通孔１５０の内面に堆積物が付着すると、リフターピン１５２の動作障害はさらに生じやすくなることから、現実の装置において上記クリアランスをさらに小さくすることはきわめて難しく、このことが装置設計そのものをきわめて困難にしているという現状がある。
【００１０】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、リフターピンとピン挿通孔の間へのガスの回り込みによる堆積物の付着などの不具合を軽減することのできる新規の被処理体の昇降機構及びこれを備えた処理装置を提供することにある。また、リフターピンの動作障害を回避できる新規の被処理体の昇降機構及びこれを備えた処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の被処理体の昇降機構は、処理容器内にて処理される被処理体を載置する載置台に上下方向に貫設されたピン挿通孔と、該ピン挿通孔に対して昇降自在に挿通されるリフターピンと、該リフターピンを駆動して前記ピン挿通孔から前記リフターピンを出没動作させる駆動手段とを有し、前記リフターピンの出没動作によって前記被処理体を昇降可能とした被処理体の昇降機構において、前記載置台には、その底部から前記ピン挿通孔と同軸に下方へ突出するように構成された延長スリーブが設けられ、該延長スリーブ内に前記リフターピンが挿通されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ピン挿通孔と同軸に載置台の底部から下方に突出する延長スリーブが設けられ、この延長スリーブ内にリフターピンが挿通されることによって、延長スリーブの突出量分だけリフターピンの周囲のクリアランスが軸線方向に延長されることから、当該クリアランスの上部に到達するガス分圧が低下するため、リフターピンの上部外面やピン挿通孔の上部内面への堆積物の付着量を低減することができ、また、ピン挿通孔の上部開口に臨む被処理体の裏面部分への堆積物の付着を防止することが可能になる。したがって、パーティクルの発生を抑制することができ、被処理体の裏面部分への堆積物の付着による不具合も防止される。
【００１３】
この場合、載置台の厚さを増大させなくても延長スリーブによって上記効果を得ることができるため、載置台の製造コストの上昇を抑制することができる。特に、載置台は高価な耐熱セラミックスなどにより構成されることが多いため、載置台の厚さを増大させると製造コストが大幅に増加するが、本発明では載置台そのものを大きく変更することなく対処できるため、既存の載置台に多少の処理を施すだけで用いることができるなど、コスト上きわめて有利である。また、載置台に内部ヒータなどの加熱手段や冷媒通路などの冷却手段が設けられている場合には、載置台を厚く構成すると温度制御性が悪化し、温度均一性が損なわれ、充分な処理性能を得ることができなくなるおそれもあるが、本発明を適用する場合には、載置台そのものを厚く形成する必要がないので、処理性能を低下させるおそれもない。
【００１４】
さらに、上記の効果は、リフターピンとピン挿通孔又は延長スリーブとの間のクリアランスを低減しなくても得られるため、リフターピンの動作障害を招くおそれがないという利点がある。また、リフターピンが延長スリーブに挿通されることによってリフターピンの軸線方向のガイド長を長くすることができるため、上記クリアランスを低減しなくてもリフターピンの傾斜角度を低減することが可能になり、リフターピンをより円滑に動作させることが可能になる。
【００１５】
ここで、載置台、リフターピン、延長スリーブの構成材料としてはＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＣなどのセラミック素材や石英材を用いることができる。また、延長スリーブは載置台と一体に形成されていてもよい。さらに、ピン挿通孔や延長スリーブの内部は内部断面が軸線方向に略一定の孔形状を有することが好ましい。
【００１６】
本発明において、前記ピン挿通孔の下部開口縁に前記延長スリーブの上端が接続されていることが好ましい。この場合には、ピン挿通孔がそのまま延長スリーブに連通した状態に構成されることになり、簡単な構造にて上記効果を得ることができる。この場合にも、載置台と延長スリーブとが一体に構成されていてもよく、或いは、載置台の下部開口縁に延長スリーブが接合されていてもよい。後者の場合には、既存の載置台に延長スリーブを接合することにより容易に改造することができるという利点がある。
【００１７】
本発明において、前記延長スリーブは、前記載置台と別体で、前記載置台に対して着脱可能に構成されていることが好ましい。延長スリーブが載置台とは別体に構成され、載置台に対して着脱可能に構成されていることにより、延長スリーブを交換したり修理したりすることができる。また、既存の載置台にそのまま取付可能に構成することも可能である。この場合には、何らかの原因により延長スリーブが損傷を受けた場合に延長スリーブのみを交換することによって容易に対処できるという利点がある。
【００１８】
本発明において、前記延長スリーブは、前記ピン挿通孔の内部に挿通され、前記ピン挿通孔の内部から下方外部へ突出していることが好ましい。これによれば、延長スリーブをピン挿通孔に対して位置決めすることが容易になる、延長スリーブの載置台に対する取り付け作業が容易になる、延長スリーブの載置台に対する取り付け強度を向上できる、などという利点がある。また、延長スリーブがピン挿通孔の内部に挿通されていることによって、リフターピンが延長スリーブのみにガイドされるように構成することも可能であり、この場合には、リフターピンにより高価な載置台本体が直接損傷を受けることがなくなるという利点もある。
【００１９】
本発明において、前記ピン挿通孔の内部に上方に向いた段部が設けられ、該段部にて前記延長スリーブが下側から規制され、前記載置台の底部から下方へ突出した部分を支持部材で固定した状態で前記底部により上側から規制されていることが好ましい。ピン挿通孔の内部に段部が設けられ、この段部に延長スリーブが係合していることによって、延長スリーブの軸線方向の位置決めを容易に行うことが可能になる。特に、上方に向いた段部（すなわち、その段差面が上方に向いている段部）を設け、この段部により延長スリーブが下側から規制されるように構成する一方で、載置台の底部から突出した延長スリーブの部分に固定された支持部材が載置台の底部により上側から規制されることによって、簡易な構造であるにも拘らず、延長スリーブを載置台に対して確実に取付固定できる。また、この取付構造によれば、載置台にはピン挿通孔に段部を設けるだけで足りるため、既存の載置台を用いることも可能である。特に、延長スリーブに対して支持部材を着脱可能に構成することによって載置台に対して延長スリーブを容易に着脱することができる。このように着脱可能に構成された上記支持部材としては、延長スリーブの下方へ突出した部分に螺合する螺合部材が挙げられる。
【００２０】
本発明において、前記リフターピンの動作範囲の全体に亘って、前記リフターピンの外面の前記ピン挿通孔若しくは前記延長スリーブに対する下部接触点が前記延長スリーブの下端内縁より上方内面上に位置することが好ましい。リフターピンは、ピン挿通孔や延長スリーブとの間に或る程度のクリアランスを有するため、ピン挿通孔又は延長スリーブに対して上部接触点と下部接触点の２点にて接触する場合がある。このとき、リフターピンは、上記クリアランス、及び、上部接触点と下部接触点との間の距離に応じた角度でピン挿通孔又は延長スリーブの内部にて傾斜した姿勢となる。このとき、リフターピンの外面の延長スリーブに対する下部接触点が延長スリーブの下端内縁上に位置するときには、リフターピンの下端部が水平方向に移動しないとリフターピンが上昇できず、リフターピンの噛み込みが発生したり、リフターピンや延長スリーブが損傷を受けたりすることが生じ得る。これに対して、上記下部接触点が延長スリーブの下端内縁ではなく、該下端内縁より上方内面上に位置するように構成されていることにより、リフターピンをよりスムーズに上下動できるように構成できる。特に、前記リフターピンの上下動に伴って前記下部接触点も同期して上下に移動するように構成されていることにより、リフターピンの下端部が水平方向に移動しなくてもリフターピンが上下動可能になるため、さらにリフターピンの動作障害が発生しにくくなり、リフターピンや延長スリーブの損傷が防止される。
【００２１】
なお、この構成は、上記延長スリーブを用いない場合でも有用である。この場合、載置台に設けたピン挿通孔に対する下部接触点が前記ピン挿通孔の下端内縁より上方内面上に位置するとともに、前記リフターピンの上下動に伴って前記下部接触点も同期して上下に移動するように構成される。また、この場合においては、以下に示すより具体的なリフターピンの構成についても同様に適用できる。
【００２２】
本発明において、上記のようにリフターピンの動作障害或いはリフターピンや延長スリーブの損傷を防止できるより具体的な構成として、前記リフターピンは、上軸部と、該上軸部の下方に接続され前記上軸部より小径の下軸部とを有し、前記上軸部と前記下軸部との境界位置が前記下部接触点となるように構成されていることが好ましい。この場合、下軸部の外径は、上記動作範囲において下軸部の外面が延長スリーブの下端内縁に抵触しないように設定される。また、上軸部は、ピン挿通孔又は延長スリーブに対する良好な摺動性を確保するために軸線方向に同一の断面形状を有している（すなわち、円柱形状や角柱形状などである）ことが望ましい。
【００２３】
また、上記と同様の効果を得るための別のより具体的な構成として、前記リフターピンは、上軸部と、該上軸部の下方に接続され下方に向けて漸次縮径するテーパ状の外面を備えた下軸部とを有し、前記上軸部と前記下軸部との境界位置が前記下部接触点となるように構成されていることが好ましい。この場合、下軸部のテーパ角は、上記動作範囲において下軸部の外面が延長スリーブの下端内縁に抵触しないように設定される。また、上軸部は、ピン挿通孔又は延長スリーブに対する良好な摺動性を確保するために軸線方向に同一の断面形状を有している（すなわち、円柱形状や角柱形状などである）ことが望ましい。
【００２４】
さらに、別の具体的な構成として、延長スリーブの下端部近傍の内面が下方に向けて開く形状に構成されている場合がある。この場合には、ストレート形状のリフターピンを用いる場合でも、下部接触点が延長スリーブの下端内縁よりも上方内側に位置するように構成できる。
【００２５】
本発明において、前記リフターピンの下端部は、前記駆動手段に設けられた駆動面に対して離間可能な状態で当接支持されていることが好ましい。これによって、リフターピンの下端部が拘束されていないことから、熱膨張などに起因して発生する応力をリフターピンの下端部の移動により逃がすことができるとともに、リフターピンや延長スリーブが受ける損傷をより低減できる。
【００２６】
本発明において、前記リフターピンの外面のうち少なくとも前記ピン挿通孔若しくは前記延長スリーブの内部に配置されるべき外面部分及び前記延長スリーブの内面の少なくともいずれか一方の表面粗さＲａが１μｍ以下であることが好ましい。これにより、リフターピンの摺動抵抗を低減することができるため、リフターピンの動作障害の発生をより低減できるとともに、摺動部分の損傷も低減できる。特に、表面粗さＲａを０．５μｍ以下とすることによってリフターピンの摺動性を大幅に低減できる。従来は、パーティクル低減を図る目的でリフターピンに付着した堆積物が剥離しにくくなるようにその外面を意図的に粗面状態にしてあり、その表面粗さＲａは１．５μｍ以上であることが一般的であったが、本発明においては上記延長スリーブが設けられることによってリフターピンの上部に堆積物が付着しにくくなるため、上記のように摺動部の表面粗さを低減させてもパーティクルが発生しにくい。この場合に、リフターピンの外面と延長スリーブの内面の双方の表面粗さＲａが１μｍ以下であることがより望ましい。
【００２７】
本発明において、前記リフターピンの外面の中間位置に環状凹部が設けられていることが好ましい。成膜処理に際しては、リフターピンとピン挿通孔との間のクリアランス内にガスが回り込むとき、その成膜条件に応じて、クリアランスの下部開口から所定距離にある部分において堆積物が集中的に付着する場合がある。この堆積物が集中的に付着する位置は、ガス分圧や温度などによって変化する。したがって、リフターピンの外面の中間位置に環状凹部（例えば環状溝）を形成しておき、この環状凹部の内面に集中的に堆積物が付着するように構成することにより、堆積物の付着によるリフターピンの動作障害を回避することが可能になる。
【００２８】
なお、この構成は、上記延長スリーブを設けない場合でも同様に有用である。この場合、載置台に設けられたピン挿通孔にリフターピンが上下動可能に挿通され、このリフターピンの外面の中間部分に環状凹部が設けられる。
【００２９】
さらに、本発明に係る被処理体の昇降機構は、処理容器内にて処理される被処理体を載置する載置台に上下方向に貫設されたピン挿通孔と、該ピン挿通孔に対して昇降自在に挿通されるリフターピンと、該リフターピンを駆動して前記ピン挿通孔から前記リフターピンを出没動作させる駆動手段とを有し、前記リフターピンの出没動作によって前記被処理体を昇降可能とした被処理体の昇降機構において、前記リフターピンの外周面若しくは前記ピン挿通孔の内周面に軸線方向の所定範囲に亘って伸びる表面溝を形成することを特徴とする。
【００３０】
この表面溝を形成することにより、リフターピンとピン挿通孔との間に形成されるガス流通路の断面積を軸線方向の所定範囲に亘って増大させることができるので、クリーニング工程においてクリーニングガスがリフターピンの周囲に拡散しやすくなるため、リフターピンの外周面やピン挿通孔の内周面に付着した堆積物をより効率的に除去することが可能になる。また、このようにクリーニングガスの拡散が促進されるにも拘らず、リフターピンとピン挿通孔との間のクリアランスがほとんど増大しないように構成できるので、リフターピンの倒れ角の増加を抑制できることから、リフターピンの動作障害若しくはリフターピンやピン挿通孔の損傷を低減できる。
【００３１】
ここで、上記表面溝は、リフターピン若しくはピン挿通孔の上半部から中央部に亘る範囲の少なくとも一部に形成されていることが好ましく、さらにリフターピンに形成されるのであればリフターピンの先端がピン挿通孔に没した状態でピン挿通孔の内部に収容される部分の上部から中央部に亘って形成されることが望ましく、ピン挿通孔に形成されるのであればピン挿通孔の上部から中央部に亘って形成されることが望ましい。特に、昇降機構の駆動範囲内において表面溝の少なくとも一部がピン挿通孔から突出し得るように構成されていることが好ましい。これは、ピン挿通孔の中央部分ではクリーニングガスが入り込みにくく、堆積物の除去が難しい一方で、成膜時には成膜ガス分圧が或る程度低下したピン挿通孔の中央部分において大量に堆積物が発生する場合があるためである。
【００３２】
また、表面溝をピン挿通孔の上部から中央部にかけて形成するのは、成膜時におけるピン挿通孔の下部からの成膜ガスの侵入を抑制するためである。一般的には、成膜時におけるピン挿通孔内への成膜ガスの拡散度合を低減するために、表面溝がリフターピンの外周面に形成されている場合にはリフターピンの先端がピン挿通孔に没した状態で、表面溝がピン挿通孔の内周面に形成されている場合にはリフターピンの位置とは無関係に、それぞれ表面溝の下端がピン挿通孔の下端よりも上方に位置することが好ましい。さらに、表面溝は軸線周りに複数設けられていることが好ましく、特に、軸線周りに等角度間隔に形成されていることが好ましい。
【００３３】
さらに、リフターピンの外周面若しくはピン挿通孔の内周面には環状凹部が形成されていることが好ましい。ここで、表面溝は環状凹部の上方に形成されていることが望ましく、特に、表面溝の下端が環状凹部に連通していることが望ましい。これによって、環状凹部内に付着した堆積物によってリフターピンの動作障害が発生することを防止できるとともに、表面溝を利用して環状凹部内に付着した堆積物を効率的に除去できる。
【００３４】
次に、本発明の処理装置は、前記処理容器と、前記載置台と、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の被処理体の昇降機構とを有することを特徴とする。本発明は、特に成膜処理装置においてガスの回り込みによる堆積物の付着を防止する上で有効な技術であるが、成膜処理以外の処理においても、ガスの回り込みに起因する不具合、たとえば、リフターピンとピン挿通孔との間の摺動面の腐食やピン挿通孔の上部開口に臨む被処理体の部位の侵食などを防止する上でエッチング処理装置、表面改質用処理装置などにおいても有効であり、種々の処理装置において処理ガスの回り込みに起因する種々の不具合を回避するものとして効果を有するものである。
【発明の効果】
【００３５】
以上、説明したように本発明によれば、延長スリーブを設けることにより、リフターピン周囲のクリアランス上部における堆積物の発生を低減できるため、被処理物の裏面部分への堆積物の付着やパーティクルの発生を抑止することができる。また、リフターピンのガイド長を長くすることができるため、リフターピンの動作障害を防止できる。さらに、載置台を厚く形成する必要がないため、製造コストの上昇が抑制され、載置台の温度制御性を確保することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
次に、添付図面を参照して本発明に係る被処理体の昇降機構及び処理装置の実施形態について詳細に説明する。
【００３７】
最初に、図１を参照して本発明に係る処理装置の全体構成について説明する。この処理装置２０は、ウエハなどの被処理体（以下、単に「ウエハ」と称する。）上にＴｉＮ薄膜を成膜する成膜処理装置として以下説明する。ただし、本発明はこのような装置に限定されるものではなく、ＴｉＮ以外の種々の薄膜を成膜する成膜処理装置や、成膜処理装置以外の各種の処理装置を包含するものである。
【００３８】
［第１実施形態］
処理装置２０は、アルミニウムやアルミニウム合金などで構成された処理容器２２を有している。この処理容器２２の天井部には、必要な処理ガス、例えばＴｉＣｌ４やＮＨ３などを導入するためにガス供給手段であるシャワーヘッド構造２４が設けられている。シャワーヘッド構造２４の下面には多数のガス噴射口２６Ａ，２６Ｂが設けられ、これらのガス噴射口から上記処理ガスが処理空間Ｓに噴射されるようになっている。
【００３９】
上記のシャワーヘッド構造２４の内部は、例えば２つのガス通路２４Ａ，２４Ｂに分割区画されている。これらのガス通路２４Ａ，２４Ｂには上記各ガス噴射孔２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ連通されており、シャワーヘッド構造２４の内部では２つのガスが混合されないように構成されている。すなわち、２つのガスはシャワーヘッド構造２４の内部では別々の通路を経て処理空間Ｓに噴射され、この処理空間Ｓにおいて初めて２つのガスが混合されるようになっている。
【００４０】
シャワーヘッド２４は、例えばニッケルやハステロイなどのニッケル合金等の導電体により構成され、上部電極を兼ねている。シャワーヘッド構造２４の外周側や上方側は、処理容器２２に対する絶縁性を確保するために、例えば石英やアルミナ等よりなる絶縁体２７により全体が覆われている。すなわち、シャワーヘッド構造２４は絶縁体２７を介して処理容器２２に取り付け固定されている。シャワーヘッド構造２４と絶縁体２７と処理容器２２の各接合部間には、例えばＯリング等よりなるシール部材２９がそれぞれ介在し、処理容器２２の機密性を確保するように構成されている。
【００４１】
このシャワーヘッド構造２４には、例えば４５０ｋＨｚの高周波電圧を発生する高周波電源３３がマッチング回路３５を介して接続されている。これらの高周波電源３３及びマッチング回路３５は、処理の必要に応じて高周波電力をシャワーヘッド構造２４に供給するようになっている。なお、高周波電源の供給する高周波電力の周波数は上記値に限定されるものではなく、例えば、１３．５６ＭＨｚなど、任意の周波数で構わない。ただし、ＴｉＮを形成する場合には、高周波電力を用いずに、熱反応のみで成膜することができる。
【００４２】
処理容器２２の側壁２２Ａには、搬入搬出口２８が設けられ、この搬入搬出口２８には開閉可能に構成されたゲートバルブ３０が設けられている。処理容器２２の底部２２Ｂには開口部３１が設けられ、この開口３１の下流側に排気側空間３２が構成されている。この排気側空間３２は底部２２Ｂに接続された排気側隔壁３４によって画成される。排気側隔壁３４の底部３４Ａには支柱３６が取り付けられ、この支柱３６は処理空間Ｓ内に伸び、載置台３８を支持している。
【００４３】
ここで、開口３１は載置台３８の横断面より小さな開口断面を有し、この開口断面が平面的に見て載置台３８の横断面内に完全に包含されるように構成されている。これにより、処理ガスは載置台３８の外周側から底部側に回り込んで開口部３１に均一に流入するように構成されている。排気側空間３２には、排気側隔壁３４の下部側壁に設けられた排気口４０が開口している。この排気口４０には図示しない真空ポンプなどの排気装置に接続された排気管４２が接続されている。なお、排気管４２の途中には、開度コントロールが可能に構成された図示しない圧力調整弁が介挿されている。この圧力調整弁は処理容器２２の内圧に応じて適宜に制御されるように構成され、処理容器２２の内圧を一定値に維持したり、或いは、目標圧に向けて変化させたりすることができるようになっている。
【００４４】
上記の載置台３８は、内部に抵抗加熱式ヒータなどの加熱手段４４を内蔵している。載置台３８は、例えば、ＡｌＮなどのセラミックスにより構成される。載置台３８の上面は上記ウエハＷを載置可能な載置面となっている。また、上記加熱手段４４は、上記支柱３６内に配設された給電線４６に接続され、この給電線４６を介して供給される電力によって発熱するように構成されている。
【００４５】
載置台３８には、本発明に係る被処理体の昇降機構４８が設置されている。この昇降機構４８には、載置台３８に上下に貫通するように構成されたピン挿通孔５０が含まれる。このピン挿通孔５０は、載置台３８に複数（図示例では３つ；図にはそのうちの２つを示してある。）設けられている。このピン挿通孔５０には、それぞれリフターピン５２が上下動可能に挿通されている。リフタ-ピン５２は、その上部がピン挿通孔５０の内部に挿通され、その下部は載置台３８の底部から下方に突出し、その下端部がピンベース５６に常時当接している。ピンベース５６は駆動部材５４に設けられ、この駆動部材５４のアーム部５４Ａは、容器底部２２Ｂの下面側に配置されたアクチュエータ５８の駆動ロッド６０に接続固定されている。駆動ロッド６０は容器底部２２Ｂを貫通し、処理容器２２の内部にて上記駆動部材５４に連結されている。駆動ロッド６０の貫通部外側には伸縮可能なベローズ６４が設置され、このベローズ６４によって駆動ロッド６０の貫通部において処理容器２２の機密性が確保されている。なお、リフターピン５２は、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２、ＡｌＮなどのセラミックスや石英で構成される。また、上記駆動部材５４、ピンベース５６、アクチュエータ５８及び駆動ロッド６０は上記の駆動手段を構成する。
【００４６】
載置台３８には、上記ピン挿通孔５０と同軸に下方へ突出する延長スリーブ６８が設けられている。そして、上記リフターピン５２は、この延長スリーブ６８に対しても上下動可能に挿通されている。延長スリーブ６８は載置台３８と一体に構成されている。ただし、本実施形態では、別体の延長スリーブ６８を載置台３８の底部のピン挿通孔５０の下端開口縁に接合することによって一体化してある。この場合、延長スリーブ６８は、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２、ＡｌＮなどのセラミックスで構成される。この延長スリーブ６８は、載置台３８の底部に対して直接接合（ダイレクトボンディング）により接合されている。このダイレクトボンディングによる接合方法を用いる場合には、延長スリーブ６８は載置台３８の底部表面の素材と同一素材（例えばＡｌＮ）で構成されていることが好ましい。上記の直接接合は、清浄化された表面同士を圧接させた状態で高温に加熱することによって行うことができる。
【００４７】
図２は、上記延長スリーブ６８の近傍を拡大して示す拡大部分断面図である。延長スリーブ６８はピン挿通孔５０と同軸に配置され、載置台３８の底部３８ｂから下方に突出するように設けられている。延長スリーブ６８のスリーブ孔６８ａの開口断面の形状及び面積はピン挿通孔５０の開口断面の形状及び面積とほぼ等しく構成されている。これによって、リフターピン５２と延長スリーブ６８との間のクリアランスがリフターピン５２とピン挿通孔５０との間のクリアランスとほぼ同一になるように設定されている。したがって、この実施形態では、リフターピン５２はピン挿通孔５０と延長スリーブ６８の双方によって上下方向にガイドされていることになる。
【００４８】
このリフターピン５２は、ほぼ円柱状の上軸部５２Ａと、この上軸部５２Ａの下部に接続された下軸部５２Ｂと、下軸部５２Ｂの下に設けられた下端部５２Ｃとを備えている。下軸部５２Ｂは上軸部５２Ａよりもやや小径に構成されているとともに下方に向かうに従って徐々に縮径する（すなわち横断面積が減少する）テーパ状に構成されている。リフターピン５２の下端部５２Ｃは球面などの少なくとも凸状に構成され、ピンベース５６の表面に離間可能な状態で当接支持されている。
【００４９】
なお、リフターピン５２とピンベース５６とは同じ素材で構成されていることが好ましい。本実施形態では、リフターピン５２、ピンベース５６、駆動部材５４は全てＡｌ２Ｏ３などのセラミック素材により構成されている。
【００５０】
上記のように構成された処理装置２０においては、まず、ウエハＷが図示しない搬送アームに保持されて開状態となったゲートバルブ３０及び搬出搬入口２８を通って処理容器２２内に搬入される。このとき、アクチュエータ５８の駆動力によって駆動部材５４が上昇し、ピンベース５６によってリフターピン５２が上方へ押し上げられることにより、リフターピン５２は載置台３８の載置面上から突出した状態にある。そして、上記搬送アームはウエハＷを複数のリフターピン５２の上端に受け渡す。その後、リフターピン５２は降下してウエハＷは載置台３８の載置面上に配置される。
【００５１】
次に、シャワーヘッド構造２４の噴射孔２６Ａ，２６Ｂから処理ガスとして例えばＴｉＣｌ４及びＮＨ３が噴出され、これらの処理ガスは処理空間Ｓ内にて混合され、熱反応することによって、ウエハＷの表面上にＴｉＮの薄膜が成膜される。ここで、載置台３８は上記熱反応を生起させるに足る温度、例えば４００〜７００℃に加熱される。処理空間Ｓの圧力（処理容器の内圧）は例えば４０〜１３３３Ｐａ（３００ｍｍＴｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）で行われる。また、上部電極であるシャワーヘッド構造２４と下部電極である載置台３８との間に高周波電力を印加して処理空間Ｓにプラズマを発生させた状態で成膜を行ってもよい。
【００５２】
上記の成膜中において、処理ガスはそのまま載置台３８の周囲を通過して載置台３８の底部３８ｂの下にある下方空間Ｓ２に回り込み、最終的に排気口４０から排出される。このとき、本実施形態でも、下方空間Ｓ２中の処理ガスの一部がリフターピン５２の外面と延長スリーブ６８の下端内縁との間の隙間（下端導入位置）からリフターピン５２と延長スリーブ６８とのクリアランス内部に侵入し、このクリアランス内においてリフターピン５２の外面と延長スリーブ６８の内面に僅かではあるが堆積物が付着する。この場合に、下端導入位置からの距離に応じてクリアランス内のガス分圧は低下するため、当該距離に応じて堆積物の付着量も低下する。
【００５３】
成膜処理の圧力が例えば６６６．５Ｐａ（５Ｔｏｒｒ）以上で行われる場合（高カバレッジ成膜条件）では、上記クリアランス内のガス分圧も高くなるため、クリアランス内の堆積物の付着量は全体に増大する。しかし、このような場合であっても、本実施形態では延長スリーブを設けることによりガスの下端導入位置からクリアランスの上部に至る距離を増加させているため、上記クリアランスの上部におけるガス分圧が充分に低下することにより、載置台３８のピン挿通孔５０内部及びリフターピン５２の上部側には堆積物は付着されない。
【００５４】
［第２実施形態］
図３は、上記とは異なる構成例である第２実施形態の構造を示す拡大部分断面図である。この第２実施形態において、ピン挿通孔５０′と延長スリーブ６８′以外は上記実施形態と同様であるので、それらの説明は省略する。この構成例において、ピン挿通孔５０′には、その内部に段部５０ａ′が形成されている。この段部５０ａ′は、ピン挿通孔５０′の上部開口の近傍（直下）に設けられている。そして、段部５０ａ′は上方に向いた段差面を有している。一方、延長スリーブ６８′は、上下に貫通したスリーブ孔６８ａ′を有するとともに、上記段部５０ａ′に係合可能な鍔部６８ｕ′を有している。そして、延長スリーブ６８′は、その鍔部６８ｕ′が段部５０ａ′に係合した状態でピン挿通孔５０′に挿通されている。延長スリーブ６８′は、ピン挿通孔５０′の下端から下方へと突出している。
【００５５】
延長スリーブ６８′のうち、載置台３８の底部から下方に突出した部分の外面には固定部材（螺合部材すなわちナット）６９Ａ，６９Ｂが固定されている。より具体的には、延長スリーブの下部にはネジ構造６８ｂ′が形成され、このネジ構造６８ｂ′に固定部材が螺合している。固定部材６９Ａは載置台３８の底部に当接し、延長スリーブ６８′の鍔部６８ｕ′と固定部材６９Ａとによって載置台３８が挟持されることにより、延長スリーブ６８′が載置台３８に対して締め付け固定されている。ここで、固定部材（ロックナット）６９Ｂは、固定部材６９Ａのゆるみ止めのために装着されている。なお、固定部材はスリーブを固定可能なものであれば何でもよい。
【００５６】
この実施形態では、延長スリーブ６８′がピン挿通孔５０′の内部に挿通され、ピン挿通孔５０′の内部から下方へ突出するように構成されているため、延長スリーブ６８′の載置台３８への取り付け作業が容易になり、その位置決めを行うことができ、さらにその取付強度も大きくすることができる。また、上記のように段部５０ａ′と鍔部６８ｕ′との軸線方向への相互規制及び固定部材６９Ａ，６９Ｂによる軸線方向への相互規制によって、載置台３８に対して延長スリーブ６８′を着脱可能な状態で固定することができるようになっている。したがって、延長スリーブ６８′の交換や清掃が可能になり、メンテナンス性が向上する。さらに、リフターピン５２は延長スリーブ６８′のみにより案内され、延長スリーブ６８′の内面に対してのみ摺接するように構成されているので、リフターピン５２に起因する損傷は延長スリーブ６８′のみが受けることになり、高価な載置台３８に損傷を与えずに済むという利点がある。
【００５７】
［各実施形態の作用効果］
次に、上記第１実施形態及び第２実施形態に共通する作用効果について詳細に説明する。図４（ａ）には、従来の被処理体の昇降機構を示し、図４（ｂ）には本実施形態（第２実施形態）を示す。なお、図４（ｂ）には第２実施形態のみを示すが、以下の説明のうち第１実施形態にも共通な箇所には第１実施形態の参照符号も併せて記載する。
【００５８】
上記各実施形態では、上記クリアランスが延長スリーブ６８，６８′によって下方に延長形成されることになったので、その分、リフターピン５２の外面と延長スリーブ６８，６８′との間のクリアランス内における下端導入位置Ｇからピン挿通孔５０，５０′の上部開口までの距離がＬＰからＬＰ１に増大し、これによってガスが上記下端導入位置Ｇから侵入してもそのガス分圧はクリアランス上部において従来よりも低くなる。このため、リフターピン５２の上部外面とピン挿通孔５０，５０′の上部内面には堆積物が付着しにくく、また、ウエハＷの裏面部分（上記ピン貫通孔５０，５０′の上部開口に臨む部分）への堆積物の付着も低減され若しくは解消される。また、延長スリーブのガイド長ＬＰ１はＬＰを越える長さであり、延長スリーブによるガイド長の延長分ＬＰ２は、ＬＰ／２以上であることが好ましい。
【００５９】
上記のように特にリフターピン上部の堆積物の付着量が低減されることにより、リフターピンの突出動作時においてリフターピン５２の上部やピン挿通孔５０，５０′の上部内面に付着していた堆積物が剥離して載置台３８の載置面上方へ舞い上がるといった事態を回避することができ、処理に有害なパーティクルを大幅に低減できる。また、ウエハＷの裏面に堆積物が付着することも防止できるため、さらにパーティクルを低減できるとともに、当該ウエハＷの後工程における不具合を解消できる。例えば、フォトリソグラフィ工程においては、裏面の一部に付着している堆積物によってウエハＷが歪み、これによって露光パターンの焦点ずれが局部的に発生する場合などである。
【００６０】
また、本実施形態では、リフターピン５２がピン挿通孔５０，５０′だけではなく、その下方に延長するように配置された延長スリーブ６８，６８′によっても上下方向に案内されるので、リフターピン５２のガイド長（上記ＬＰ１と同じである。）を図４（ａ）に示す従来構造よりも実質ＬＰ２分の長さを大きくすることができるため、リフターピン５２の上下動作時の摺動性が向上する。たとえば、従来構造のリフターピン１５２とピン挿通孔１５０との間のクリアランスと、リフターピン５２とピン挿通孔５０，５０′との間のクリアランスＣＲが同じであっても、リフターピン５２のガイド長がＬＰ２分長くなることにより、リフターピン５２の傾斜角は低減されるため、リフターピン５２は従来構造のリフターピン１５２よりもスムーズに上下方向に摺動することが可能になる。
【００６１】
ここで、延長スリーブ６８，６８′の長さを長くするほど上記効果は顕著になるが、その分、リフターピンの長さも長くする必要があり、処理容器２２の上下寸法も増大させる必要があるため、処理内容に応じて設定すればよい。たとえば、成膜処理のカバレッジ特性がアスペクト比ＡＰに対応するものであり、リフターピン５２とピン挿通孔５０及び延長スリーブ６８との間のクリアランスＣＲ、上記距離ＬＰに関して、ＬＰ／ＣＲ>ＡＰが成立するように構成すれば、ピン挿通孔５０の上部開口に臨むウエハＷの裏面部分に付着する堆積物を減らすことができる。たとえば、ピン挿通孔５０の長さが１８ｍｍ、クリアランスＣＲが全周に亘って０．２ｍｍ、延長スリーブの長さが１５ｍｍであれば、延長スリーブを用いない場合には、ＬＰ／ＣＲ＝９０であり、アスペクト比ＡＰ＝１００より小さくなるが、延長スリーブを用いることにより、ＬＰ１／ＣＲ＝１６５となってアスペクト比ＡＰ＝１００よりも大幅に大きくすることができる。
【００６２】
なお、載置台３８を厚く形成し、ピン挿通孔５０の長さを大きくすれば上記と同様の効果が得られるようであるが、実際には、載置台３８を厚くすると高価なセラミックス原料を大量に用いる必要があるとともに長いピン挿通孔５０を加工する必要もあるため、製造コストが大幅に増大する。また、載置台３８を厚く形成すると、上記加熱手段４４（或いは、逆に冷却手段）による載置面の温度制御が困難になり、温度均一性が低下して成膜処理の均一性にも影響を与えるとともに、載置台の熱容量が増大するために加熱・冷却のサイクルタイムが増大して処理効率が低下するという問題点もある。
【００６３】
図５は、上記実施形態において、ほぼストレート形状（すなわち、軸線方向に見て横断面の形状及び面積が変化しない形状）のリフターピン５２′を用いた場合（ａ）と、上記のリフターピン５２を用いた場合（ｂ）とを比較して示す説明図である。リフターピン５２，５２′と、ピン挿通孔５０，５０′との間には、リフターピン５２，５２′を上下動可能に構成するために必ずクリアランスＣＲが存在する。したがって、上記実施形態のようにリフターピン５２，５２′が駆動手段に対してフリーになっている場合には、リフターピン５２，５２′の軸線は、ピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′の軸線ＣＸに対して僅かではあるが傾斜した状態になる。
【００６４】
ところで、図５（ａ）に示すように、ストレート形状のリフターピン５２′を用いる場合には、リフターピン５２′が上述のように上下に摺動して傾斜姿勢となった場合、リフターピン５２′の下端部とピンベース５６との接触支持点Ａは、ピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′の軸線ＣＸより僅かにずれた位置にあり、また、リフターピン５２′とピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′に対して上部接触点Ｂ及び下部接触点Ｃにて接触した状態になる場合が考えられる。この状態で駆動部材５４を上昇させようとすると、ピンベース５６がリフターピン５２′に上方へ向かう押し上げ力を加えるが、上記接触点Ａ，Ｂ，Ｃが固定された状態ではリフターピン５２′は上昇せず、噛み込みが生じ、場合によってはリフターピン５２′や延長スリーブ６８，６８′が上記下部接触点Ｂにおいて損傷を受ける。
【００６５】
この場合にリフターピン５２′が上昇するためには、接触支持点Ａが図示矢印で示す方向（すなわち、上記軸線ＣＸに近づく方向）にピンベース５６上にて移動し、リフターピン５２′の傾斜角が変化しなければならない。つまり、ピンベース５６による押し上げ力によって接触支持点Ａが矢印方向に容易に移動する状況下ではリフターピン５２′は上昇可能であるが、接触支持点Ａの接触面の面粗度などによってピンベース５６上の接触支持点Ａにおけるリフターピン５２′の摺動抵抗が大きく、接触支持点Ａが移動しなければ、リフターピン５２′は上述のように動作障害を生ずることになる。
【００６６】
一方、上記実施形態で用いられているリフターピン５２では、図５（ｃ）に示すように、上軸部５２Ａと下軸部５２Ｂとの間に段差部５２ｆが設けられ、この段差部５２ｆによって下軸部５２Ｂは上軸部５２Ａより小径に構成されている。また、下軸部５２Ｂは下方に向かうほどに縮径したテーパ形状を有している。下軸部５２Ｂは、段差部５２ｆの下側で、そのまま下方へストレートに構成されていてもよい。さらに、上軸部５２Ａと下軸部５２Ｂとの間の境界部５２ｅは、リフターピン５２がその動作範囲の下限位置（図示の位置）にあるときでも、延長スリーブ６８，６８′の下端内縁６８ｅ′よりも少なくとも上方内部に配置されるように構成されている。
【００６７】
実施形態の場合にも、図５（ｂ）に示すように、リフターピン５２は、ピンベース５６に対する接触支持点Ａ′と、上部接触点Ｂ′と、下部接触点Ｃ′の３点にて接触する場合がある。また、接触支持点Ａ′は上記と同様に軸線ＣＸからずれている。ところが、実施形態では、駆動部材５４の上昇とともに下部接触点Ｃ′は同期して上方へ移動し、接触支持点Ａ′が何らピンベース５６上において移動しなくても、リフターピン５２はそのまま上昇可能である。
【００６８】
この場合に、リフターピン５２が上昇していく途中でその外面が延長スリーブ６８，６８′の下端内縁６８ｅ′に当接しない限り、リフターピン５２は、その傾斜姿勢を維持したまま、その動作範囲の上限位置まで上昇し続けることができる。本実施形態のリフターピン５２は、上軸部５２Ａよりも下軸部５２Ｂが小径に構成され、しかも、下軸部５２Ｂが下方に向かうほどに縮径したテーパ形状に構成されているため、その動作範囲の上限位置まで下端内縁６８ｅ′に接触することがないように構成されている。
【００６９】
上記のように、リフターピン５２の下軸部５２Ｂが延長スリーブ６８，６８′の下端内縁に接触しないように構成するためには、段差部５２ｆの段差量や下軸部５２Ｂのテーパ角度を、リフターピン５２の動作範囲、上記クリアランスＣＲ、距離ＬＰなどの状況に応じて設定する必要がある。
【００７０】
ここで、上記クリアランスＣＲは上記のようにきわめて小さく（たとえば全周に亘って０．２ｍｍ程度）であるので、リフターピンの傾斜角も小さいことから、リフターピンの動作範囲にも依存するが、通常、段差部５２ｆの段差量や下軸部５２Ｂのテーパ角度も僅かなもので足りる。たとえば、上記段差量としては０．１〜１．０ｍｍ程度、上記テーパ角としては、０．５〜３．０度程度である。
【００７１】
本発明では、延長スリーブを設けることによってリフターピンのガイド長が長く構成されるため、従来構造に較べると同じクリアランスＣＲでもリフターピンの傾斜角度が小さくなり、その結果、仮に図５（ａ）に示すような構成（例えばストレート形状のリフターピン５２′を用いる場合）においてもリフターピンの動作障害が発生しにくいことがわかる。ただし、この場合においては、動作障害が発生しやすい図示の状況では延長スリーブ６８′にも負担がかかるため、本実施形態のような構成（すなわちリフターピン５２を用いる構成）が望ましいことには変わりがない。
【００７２】
なお、上記状況や段差部５２ｆの段差量によっては、段差部５２ｆのみが形成され、下軸部５２Ｂがテーパ形状でなくストレート形状であっても上記のように動作可能に構成することが可能である。また、上記状況やテーパ角度によっては、逆に、上記段差部５２ｆを設けずに、下軸部５２Ｂをテーパ形状にするだけで上記のように動作可能に構成することも可能である。
【００７３】
上記構成において、リフターピン５２の上軸部５２Ａの長さは、ピン挿通孔及び延長スリーブによるガイド長とほぼ同等か或いはそれよりやや短い長さに設定され、下軸部５２Ｂの長さはリフターピン５２が上限位置にあるときの載置台３８の載置面から突出する長さより長く形成される。
【００７４】
一方、図６に示すように、延長スリーブ６８″の下端部近傍の内面を下方に向けて開くように形成することによっても、リフターピン５２′がスムーズに上下動するように構成することができる。この変形例では、延長スリーブ６８″の下部内面６８ｃ″が下方に向けてテーパ状或いはラッパ状に開いた形状を有している。このため、リフターピン５２′の外面の下部接触点Ｃ″は、延長スリーブ６８″の下端内縁６８ｅ″よりも上方内面上に配置される。このように、リフターピン５２′の外面の下部接触点Ｃ″が下端内縁６８ｅ″ではなく、それよりも上方内面上に位置することにより、リフターピン５２′が上昇する際に下部接触点Ｃ″において大きな反力を受けることがなくなるため、リフターピン５２′の噛み込みやリフターピン５２′及び延長スリーブ６８″の損傷を防止することができる。
【００７５】
［第３実施形態］
図７は、本発明に係る第３実施形態の構成を示す拡大部分断面図である。この実施形態では、リフターピン６２以外の構成は上記第２実施形態と同様であるので、それら同様の部分については説明を省略する。この実施形態において、リフターピン６２は、その外面の中間部分に環状凹部６２ｄを有している点で上記各実施形態と異なり、その他の部分については上記リフターピン５２と同様である。
【００７６】
一般に、成膜処理を行う処理容器２２中においては、処理ガスの分圧がある程度低下した場合に集中的に反応が進み、堆積物が発生する場合がある。このような状況は、たとえば、上記の第１及び第２実施形態を適用することが有利な高カバレッジ特性を有する成膜処理（この場合には、処理容器２２の内圧は９３．３〜１３３３Ｐａ（約０．７〜１０Ｔｏｒｒ）と比較的高い）よりも、むしろ、低カバレッジ特性を有する成膜処理（この場合には、処理容器２２の内圧が２０〜８０Ｐａと比較的低い低圧プロセスとなる。）において生じやすい。
【００７７】
このような状況が発生する環境では、図４に示す下端導入位置Ｇから進入したガスの分圧は、クリアランス上部に進むに従って低下するため、下端導入位置Ｇから所定距離においてリフターピン５２の外面やピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′の内面に集中的に堆積物が付着することになる。すると、局所的に大量に付着した堆積物によってリフターピン５２に動作障害が発生する。
【００７８】
これに対して本実施形態では、成膜条件や載置台及びその近傍の構造などの環境に応じてリフターピン６２の外面の軸線方向の所定位置に設定された環状凹部６２ｄを形成し、この環状凹部６２ｄの内部に集中的に堆積物が付着するようにすれば、付着した堆積物によるリフターピン６２の動作障害の発生を防止することができる。
【００７９】
上記の環状凹部６２ｄは、処理時においてピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′の内部に配置されている位置に設けられる。当該位置は、上記下端導入位置Ｇから所定距離上方へ離間した位置であるが、この所定距離は上述のように処理環境によって異なるため、処理環境毎に適宜に設定される。
【００８０】
以上説明した各実施形態においては、いずれのリフターピン５２，５２′，６２においても、その外面のうち、ピン挿通孔５０，５０′若しくは延長スリーブ６８，６８′に摺接すべき外面部分が従来のリフターピンに較べて平滑に構成されている。従来においては、リフターピンの外面に付着する堆積物を剥離しにくく構成するために、リフターピンの外面を粗面状に構成し、或いは、特に研磨処理などを敢えて行わないようにしていた。この場合、リフターピンの外面の表面粗さＲａは概ね１．５μｍ以上であった。これは、リフターピンが上昇して載置台の載置面の上方に突出したときに、リフターピンの上部に付着した堆積物が剥離することによって載置台の載置面上方にパーティクルが放出されることになり、これが処理環境を悪化させるからである。
【００８１】
ところが、本発明の場合には、リフターピンの上部にはほとんど堆積物が付着しないので、載置台の上方にパーティクルが放出される可能性も大幅に低減される。したがって、リフターピン５２，５２′、６２の上記外面部分を平滑にしてもリフターピンの上部から堆積物が剥離することがなくなった。そして、このように表面を平滑化することによってリフターピンの摺動抵抗を低減するとともにリフターピンの動作障害の発生確率をより低減することが可能になった。実際には、リフターピンの下端部（ピンベースに当接する部分）以外を全てラッピング加工により平滑化した。その表面粗さＲａは０．２〜０．３μｍ程度である。実際には、表面粗さＲａが１．０μｍ以下になると表面平滑化の効果が現れ、表面粗さＲａが０．５μｍ以下になるとより顕著な効果が得られる。セラミックス製品の場合には表面粗さＲａの低減は困難であることから、表面粗さＲａを０．１〜０．５μｍの範囲内に設定することが最も望ましい。
【００８２】
また、本実施形態では、延長スリーブの内面もまた表面粗さＲａが１μｍ以下になるように平滑化してある。これによってさらにリフターピンの上下動を円滑に案内することが可能になる。この延長スリーブの内面についても、上記と同様に表面粗さＲａが０．５μｍ以下であることがさらに好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲内であることが望ましい。
【００８３】
［第４実施形態］
次に、図９を参照して本発明に係る第４実施形態について説明する。図９（ａ）は、本実施形態の構成を示す拡大部分断面図である。この実施形態では、リフターピン７２を除いた他の構成は上記第２実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付し、同様部分の説明は省略する。
【００８４】
また、本実施形態並びに後述する第５実施形態及び第６実施形態の後述する表面溝及びその特徴点に係る構成は、上記第１実施形態にも同様に適用可能であるとともに、従来のリフターピンを含む任意の載置台や昇降機構に係る構成にも同様に適用することができる。このとき、リフターピンが挿通されるピン挿通孔としては、上述の延長スリーブのスリーブ孔に限定されることなく任意のスリーブに設けられた孔や載置台自体のピン挿通孔などの任意の貫通孔であるものとして、以下の記述を引用することができる。
【００８５】
図９（ａ）に示すように、本実施形態のリフターピン７２の外周面には表面溝７２ｘが形成されている。この表面溝７２ｘは、リフターピン７２の外周面の周回方向に複数形成されている。より具体的には、リフターピン７２の軸線周りに等角度間隔で複数の表面溝７２ｘが形成されている。表面溝７２ｘは、リフターピン７２の外周面のうち最も堆積物が多く付着すると考えられる領域Ｘａに向けて上方から伸びるように形成されることが好ましい。図示例では、表面溝７２ｘは上方から領域Ｘａに達するように形成されている。また、この表面溝７２ｘは、図９（ａ）に示すように、成膜時のリフターピンの位置において、すなわちリフターピン７２の先端がスリーブ孔６８ａ′の内部に没した状態で、リフターピン７２のスリーブ孔６８ａ′内に配置される部分の上部から中央部にかけて形成されていることが好ましい。また、図９（ｂ）に示すように、リフターピン７２が上昇したときに表面溝７２ｘの上部が載置台３８若しくは延長スリーブ６８′の上面から突出するように構成されていることが好ましい。本実施形態ではリフターピン７２に上軸部７２Ａと下軸部７２Ｂが設けられているが、上記表面溝７２ｘは上軸部７２Ａの外周面に形成される。
【００８６】
図９（ｃ）には、リフターピン７２の拡大横断面図及び表面溝７２ｘの形成部分をさらに拡大して示す拡大断面図を示す。各表面溝７２ｘはリフターピン７２の外周面上に開口している。この表面溝７２ｘは、リフターピン７２と延長スリーブ６８′との間の空間の断面積を増大させる。このため、クリーニング工程において、クリーニングガスを処理容器の内部に供給することによって堆積物の除去を行う場合に、クリーニングガスの分圧をクリアランスの奥深くまで高めることができるので、リフターピン７２や延長スリーブ６８′の内面に付着した堆積物をより効率的に除去することが可能になる。特に、上記領域Ｘａには多くの堆積物が付着するため、この領域Ｘａにおける堆積物の除去が通常の載置台では困難となるが、本実施形態の場合、表面溝７２ｘが領域Ｘａに向けて伸びている（より具体的には領域Ｘａに到達している）ので、当該領域Ｘａにおけるクリーニングガスの分圧を高めることができることから、堆積物を効率的に除去することができる。
【００８７】
ここで、例えば、反応ガス種としてＴｉＣｌ４とＮＨ３を用いてＴｉＮを成膜する場合、上記クリーニング工程に用いるクリーニングガスとしてはＣｌＦ３やＮＦ３などを用いることができる。このようなクリーニング工程は、処理容器内の堆積物がある程度多くなったときに行われる。クリーニング工程の後には、載置台上に基板を配置せずに反応ガス種を流すことによって成膜材料を処理容器内に或る程度堆積させるプレコート処理を実施することが好ましく、しかる後に、通常の成膜処理を実施することになる。クリーニング工程では、図９（ｂ）に示すように、表面溝７２ｘの上部を載置台３８の上方に突出させることにより、表面溝７２ｘを通してクリーニングガスがリフターピン７２と延長スリーブ６８′との間に拡散しやすくなるようにする。なお、このクリーニング工程の途中でリフターピン７２の上下位置を変更してもよい。
【００８８】
ここで、単にリフターピンの外径を小さくしたり、或いは、スリーブ孔の内径を大きくしたりすることによってリフターピンと延長スリーブの間のクリアランスを大きく設定する方法でも、当該クリアランス内におけるクリーニングガスの分圧を高めることができる。しかし、この方法では、クリアランスが大きくなることによってリフターピンの傾斜角（倒れ角）も大きくなるので、リフターピンの摺動抵抗が増大したり、リフターピンの動作不良が発生しやすくなったりする。本実施形態では、リフターピン７２に上記表面溝７２ｘを設けることにより、クリアランスをほとんど増大させることなく、クリーニングガスの分圧を高めることができる。
【００８９】
また、上記表面溝７２ｘは、リフターピン７２の上半部（より具体的には、最も堆積物が多くなると予想される領域Ｘａよりも上方位置）に設けられているため、成膜時において載置台の下方から侵入する成膜ガスに起因するリフターピン７２の上部や載置台３８上に配置された基板の裏面への堆積物を増大させる恐れはほとんどない。より一般的に言えば、表面溝７２ｘの下端は、スリーブ孔の下端よりも上方に位置するので、スリーブ孔の下端から入り込む成膜ガスが表面溝７２ｘを通してスリーブ孔の上部に導かれることはない。
【００９０】
本実施形態の場合、表面溝７２ｘの上端はリフターピン７２の上端よりも或る程度下方に離れた位置に配置されている。これによって、成膜時において延長スリーブ６８′の下端から入り込んだガスがリフターピン７２の上端まで届きにくくすることができるので、基板（ウエハ）の裏面上に付着する堆積物の量を低減することができる。
【００９１】
実際には、上記表面溝７２ｘの開口幅７２ｘｗが増大すると、この開口幅７２ｘｗの角度範囲にはリフターピン７２の外周面が存在しなくなるため、図９（ｃ）に示すように、リフターピン７２の半径は僅かではあるがΔＤだけ減少する。この半径減少量ΔＤは、開口幅７２ｘｗが増大するほど急激に大きくなるので、開口幅７２ｘｗが或る程度大きくなると、表面溝７２ｘの形成方向にクリアランスが増大し、リフターピン７２の倒れ角が大きくなり、リフターピン７２の摺動抵抗の増大や動作不良の発生確率の増大を招くことになる。したがって、上記の開口幅７２ｘｗはリフターピン７２の動作不良を招くことのないように或る程度の範囲内に制限されることが望ましい。例えば、表面溝７２ｘを設けない場合のクリアランスがＣＲであるとすれば、上記ΔＤがクリアランスＣＲの１０％、より好ましくは５％となる開口幅の値よりも実際の開口幅７２ｘｗが小さいことが好ましい。このように開口幅７２ｘｗを或る程度限定しても、表面溝７２ｘの数を増やしたり、或いは、表面溝７２ｘの深さ７２ｘｄを大きくしたりすることによってリフターピンの周囲にクリーニングガスを充分に拡散させるに足る断面積を有する空間を確保することができる。
【００９２】
なお、表面溝７２ｘの断面形状は、図示例では長方形であるが、表面溝内へのクリーニングガスの拡散を促進するためには、なるべく正方形に近い形状であることが好ましい。例えば、表面溝７２の開口幅７２ｘｗと深さ７２ｘｄの比は０．５〜２．０、より好ましくは０．７５〜１．５の範囲内であることが望ましい。
【００９３】
また、上記表面溝７２ｘによってリフターピン７２と延長スリーブ６８′との間の空間の断面積をどの程度増大させるかは、クリーニング工程の条件に応じて決定される。例えば、表面溝７２ｘを設けない場合のクリアランスＣＲに対応する上記空間の断面積をＣＳとするとき、表面溝７２ｘを設けることによる上記空間の断面積の増分は、当該断面積ＣＳの５０％〜２００％、より好ましくは７５％〜１５０％程度であることが好ましい。表面溝７２ｘによる断面積の増分が上記範囲を下回ると表面溝７２ｘを形成することによるクリーニング効果が充分に得られなくなる。逆に上記範囲を超えると、表面溝７２ｘの開口幅７２ｘｗが増大してリフターピンの半径減少量ΔＤが大きくなったり、或いは、表面溝７２ｘの数を増大させるか若しくは表面溝７２ｘの深さ７２ｘｄを増大させる必要が生ずるためにリフターピン７２の加工が困難になったりする。
【００９４】
本実施形態では、高カバレッジ特性を有する条件（例えば、処理容器の内圧が９３．３〜１３３３Ｐａ）で成膜を行う場合には、リフターピン７２における載置台やスリーブのより奥にある部分にまで堆積物が付着しやすくなることから、リフターピン７２の全体の付着物を奥にある部分までより均一に除去できるという点で有効である。また、低カバレッジ特性を有する条件（例えば、処理容器の内圧が２０〜８０Ｐａ）で成膜を行う場合には、上述のように載置台やスリーブの内部の特定領域に大量の堆積物が集中して付着する傾向があるため、当該領域に付着した大量の堆積物を効率的に除去できるという点で有効である。
【００９５】
［第５実施形態］
次に、図１０を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。この実施形態のリフターピン８２には、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、第３実施形態と同様に構成された環状凹部８２ｄが形成されている。そして、この環状凹部８２ｄの上方に表面溝８２ｘが形成されている。より具体的には、図１０（ｃ）に示すように表面溝８２ｘは上方から環状凹部８２ｄに連通している。この環状凹部８２ｄは、上記と同様にリフターピン８２の外周面のうち最も堆積物の付着量が多くなると予想される領域（第４実施形態の領域Ｘａと同じ領域）に形成され、堆積物の付着によるリフターピン８２の動作不良を防止する効果を奏する。本実施形態では、環状凹部８２ｄに表面溝８２ｘが上方から連通しているため、表面溝８２ｘを通して拡散したクリーニングガスによって環状凹部８２ｄ内に付着した堆積物をより効率的に（より短時間で）除去することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においても、表面溝８２ｘの数、形状、大きさなどに関しては上記第４実施形態の表面溝７２ｘと同様に構成することができる。なお、本実施形態でもリフターピン８２に上軸部８２Ａと下軸部８２Ｂが設けられているが、上記表面溝８２ｘは上軸部８２Ａの外周面に形成されている。
【００９７】
本実施形態の表面溝８２ｘはリフターピン８２の上端に達するように、或いは、表面溝８２ｘがリフターピンの垂直上方にそのまま開いた上端部を有するように構成されている。これによって、クリーニング工程において図１０（ｂ）に示すほどリフターピン８２を載置台３８から大きく突出させなくても、僅かなリフト量で表面溝８２ｘの上部が載置台３８から突き出るように構成できる。
【００９８】
［第６実施形態］
次に、図１１を参照して本発明に係る第６実施形態について説明する。この実施形態では、リフターピンを省略した状態を表す図１１（ａ）に示すように、リフターピンが挿通可能に構成されたスリーブ孔９８ａの上部内周面に表面溝９２ｘが形成されている点で、上記第４実施形態及び第５実施形態とは異なる。この表面溝９２ｘは、スリーブ孔９８ａの上部開口縁から下方に伸びている。表面溝９２ｘの下端は、スリーブ孔９８ａの下部開口縁に達することなく、スリーブ孔９８ａの中間部分に配置されている。すなわち、表面溝９２ｘは、スリーブ孔９８ａの上端から中央部にかけて形成されていることが好ましい。
【００９９】
上記のスリーブ孔９８ａを有する延長スリーブ９８は、表面溝９２ｘが形成されている点以外は上記第２実施形態の延長スリーブ６８′と同様であり、また、延長スリーブ９８以外の他の構成も全て上記第２実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。ただし、この表面溝９２ｘは、延長スリーブ９８に限らず、第１実施形態に適用する場合には載置台のピン挿通孔に直接設けることができ、また、他の任意の載置台においてリフターピンを挿通する任意の貫通孔に設けることもできる。
【０１００】
また、表面溝９２ｘは、上記第４実施形態及び第５実施形態に記載された表面溝と同様に、複数設けられることが好ましく、特に複数の表面溝９２ｘが軸線周りに等角度間隔で形成されることが望ましい。また、表面溝９２ｘの開口幅、深さ、断面形状などについても第４実施形態に記載された表面溝７２ｘと同様に構成できる。
【０１０１】
本実施形態では、表面溝９２ｘを設けることによって、クリーニング工程においてスリーブ孔９８ａの奥部までクリーニングガスを拡散させ、その分圧を高めることができることにより、図１１（ｂ）に示すリフターピン５２に付着した堆積物を効率的に除去することができる。
【０１０２】
この実施形態では、特に、リフターピン５２の上下位置如何に拘らず、リフターピンの周囲にクリーニングガスをより高い分圧となるように拡散させることができ、効率的に堆積物を除去することができる点で有利である。
【０１０３】
なお、本実施形態において、第５実施形態と同様の環状凹部をリフターピンに形成してもよい。このとき、この環状凹部と表面溝の位置関係及び連通構造は、成膜時におけるリフターピンの位置において、すなわちリフターピンの先端がスリーブ孔に没した状態で、第５実施形態と同様に構成されていることが好ましい。また、環状凹部をスリーブ孔の内周面に形成してもよい。この場合でも環状凹部と表面溝の位置関係及び連通構造は第５実施形態と同様に構成されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る実施形態の処理装置の全体構成を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態の拡大部分断面図。
【図３】第２実施形態の拡大部分断面図。
【図４】実施形態の作用効果を説明するための比較図（ａ）及び（ｂ）。
【図５】実施形態の作用効果を説明するための比較図（ａ）及び（ｂ）並びに一部拡大図（ｃ）。
【図６】変形例の構造を示す断面図（ａ）及び一部拡大図（ｂ）
【図７】第３実施形態の拡大部分断面図。
【図８】従来の昇降機構の主要部の構成を模式的に示す拡大部分断面図。
【図９】第４実施形態の拡大部分断面図（ａ）、リフターピンを上昇させた状態を示す拡大部分断面図（ｂ）及びリフターピンの拡大横断面図を表面溝の拡大断面図とともに示す図（ｃ）。
【図１０】第５実施形態の拡大部分断面図（ａ）、リフターピンを上昇させた状態を示す拡大部分断面図（ｂ）及びリフターピンの拡大部分縦断面図（ｃ）。
【図１１】第６実施形態のリフターピンを省略した拡大部分断面図（ａ）及びリフターピンを上昇させた状態を示す拡大部分断面図（ｂ）。
【符号の説明】
【０１０５】
２０…処理装置、２２…処理容器、３８…載置台、４８…昇降機構、５０，５０′…ピン挿通孔、５０ａ′…段部、５２，５２′，６２…リフターピン、５２Ａ…上軸部、５２Ｂ…下軸部、５２Ｃ…下端部、５２ｅ…境界部、５２ｆ…段差部、５４…駆動部材、５６…ピンベース、５８…アクチュエータ、６０…駆動ロッド、６２ｄ，８２ｄ…環状凹部、６８，６８′…延長スリーブ、６８ａ，６８ａ′…スリーブ孔、６８ｂ′…ネジ構造、６８ｅ′…下端内縁、６８ｕ′…鍔部、６９Ａ，６９Ｂ…固定部材、７２ｘ、８２ｘ、９２ｘ…表面溝、７２ｘｗ…開口幅、７２ｘｄ…深さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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