(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを支持するステージを内部に有するウェハ処理室と、
非金属製のリフトピン本体に、該リフトピン本体の径より小さい径の鉄製の柱部が取付けられた構成であり、上動して上記ウェハを上記ステージより押し上げるリフトピンと、
有底筒形状を有し、上記ウェハ処理室より下方に延出しており、上記リフトピンを収容しているリフトピン収容部と、
該リフトピン収容部に沿って上下動する昇降手段と、
該昇降手段と上記リフトピンの上記鉄製の柱部とを所定の強さで磁気的に結合する磁気的結合手段とを有し、
上記磁気的結合手段による上記所定の強さは、上記リフトピンに作用するウェハを押し上げる力が該ウェハを割る力に達する前に、磁気的結合が解除される強さであり、
該昇降手段が上動すると、上記磁気的結合手段を介して上記リフトピンが上記リフトピン収容部内で上動して上記ウェハを上記ステージから離して支持し、
上記ウェハが上記ステージに強く吸着されている場合には、上記昇降手段が上動すると、磁気的結合が解除され、上記リフトピンは上動しないように構成したことを特徴とするウェハ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のウェハ処理装置において、
上記昇降手段は、上記リフトピン収容部の外周を摺動する軸受部材と、永久磁石組立体と有し、
該永久磁石組立体は、筒状の永久磁石と該永久磁石を囲む筒状のヨークとよりなり、該永久磁石の内径は、該軸受部材の内径より大きい構成としたことを特徴とするウェハ処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載のウェハ処理装置において、
上記昇降手段は、上記リフトピン収容部の外周を摺動する軸受部材と、電磁石組立体とを有し、
該電磁石組立体は、ボビンに巻かれたコイルと、該コイルに電流を供給する電源と、ウェハ処理室内でウェハの処理が行われているときには該コイルへの電流の供給を制御する手段とよりなり、該ボビンの内径は、該軸受部材の内径より大きい構成としたことを特徴とするウェハ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はウェハ処理装置に係り、特に、真空の処理室とリフトピンとを備えたウェハ処理装置に関する。
ウェハ処理装置においては、処理室の真空度を信頼性良く維持出来ることが重要である。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の１例のウェハ処理装置１０を示す。１１は処理室であり、静電チャック１２が設けてある。１３はリフトピンであり、筒状のガイド１４内に、摺動可能に設けてある。リフトピン１３とガイド１４との間には、Ｏリング１５が設けてあり、処理室１１の真空が保たれている。
リフトピン１３の下端は、エアアクチュエータ１６と機械的に連結してある。
エアアクチュエータ１６が作動すると、二点鎖線で示すように、リフトピン１３がバネ１７に抗して上動し、ウェハ１８を、静電チャック１２から浮かせて支持する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、Ｏリング１５は、高温に弱い。一方、ウェハの処理は、より高温の下で行われるようになってきている。このため、Ｏリング１５は比較的早くに劣化してしまい、その結果、処理室１１の真空度が低下してしまう。
処理室１１の真空度が低下すると、ウェハ処理に不都合が生じてしまう。
また、静電チァック１２にあっては、電流の供給を断った後にも、ある時間にわたって電荷が残留し、ウェハ１８が吸着された状態とされる。一方、リフトピン１３はエアアクチュエータ１６と機械的に結合されているため、エアエクチュエータ１６が作動すると、リフトピン１３は必ず上動する。このため、ウェハ１８が残留電荷によって比較的強く吸着されている状態のときにエアアクチュエータ１６が作動した場合には、ウェハ１８に強い力が加わって、ウェハ１８が割れてしまう。
【０００４】
そこで、本発明は、上記課題を解決したウェハ処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理構成図を示す。ウェハ処理装置３０は、ステージ３１が収容してあるウェハ処理室３２と、リフトピン３３と、有底筒形状を有し、ウェハ処理室３２より下方に延出しており、リフトピン３３を収容しているリフトピン収容部３４と、リフトピン収容部３４に沿って上下動する昇降手段３５と、昇降手段３５とリフトピン３３とを磁気的に結合する磁気的結合手段３６とを有する。昇降手段３５が上動すると、磁気的結合手段３６を介してリフトピン３３がリフトピン収容部３４内で上動する。
【０００６】
【作用】
リフトピン収容部３４は、ウェハ処理室３２の気密を維持するように作用する。
【０００７】
【実施例】
図２は本発明の一実施例のウェハ処理装置４０を示す。
ウェハ処理室４１内には、ステージとしての静電チャック４２及びエッチング用のプラズマ発生装置（図示せず）が設けてある。
【０００８】
４３はリフトピン収容部であり、筒体４４と、この下端に溶接されており筒体４４の下端をを塞いでいる底板４５とよりなり、ウェハ処理室４１の下面に取り付けてあり、下方に延出している。筒体４４は、静電チャック４２の孔４６と整列している。後述する磁気的結合装置との関係で、筒体４４及び底板４５は、共に非磁性であるステンレス製である。
【０００９】
５０はリフトピンであり、図４に示すように、テフロン（登録商標）製のリフトピン本体５１と、鉄製の中間柱部５２と、テフロン（登録商標）製の補助体５３とよりなる。中間柱部５２の両側に、リフトピン本体５１と補助体５３とがねじどめしてある。リフトピン本体５１及び補助体５３は、径がｄ１であり、中間柱部５２の径ｄ2 は、ｄ1 より少し小さい。リフトピン５０は、孔４６及び筒部４４内に、摺動可能に収容されている。図３に示すように、中間柱部５２の外周面と筒体４４の内周面との間には、隙間５４がある。
【００１０】
６０は昇降手段としての駆動体であり、図３に示すように、貫通孔６１を有するステンレス製のブロック６２内の中央に、永久磁石組立体６３が組み込まれ、上下側に、テフロン（登録商標）製の軸受部材６４、６５が組み込まれた構造を有する。この駆動体６０は、筒体４４の外側に摺動可能に嵌合している。後述する永久磁石７０の内径ｄ10は、軸受部材６４，６５の内径ｄ11より少し大きく、永久磁石７０と筒体４４との間には、隙間６８がある。また、駆動体６０は、エアアクチュエータ６６のアーム６７にねじ止めされている。
【００１１】
永久磁石組立体６３は、図５に示すように、周方向に複数の磁極が並び且つ軸方向上両端が異極となるように、着磁されている筒状の永久磁石７０と、この外側を囲む筒状のヨーク７１とよりなる。永久磁石７０は、磁界を発生する。内側には、磁力線７３で表される磁界が発生し、外側には、磁力線７４で表される磁界が発生する。
【００１２】
図３に示すように、磁力線７３は、筒体４４を通過して中間柱部５２に及んでおり、この磁力線７３によって、永久磁石７０と中間柱部５２、即ち、駆動体６０とリフトピン５０とが磁気的に結合されている。ここで、磁気的結合の力は、ウェハを割るのに要する力より小さい力に定めてある。また、ヨーク７１があることによって、磁界が駆動体６０の外部に及ぶことがない。
【００１３】
上記の磁力線７３が請求項１の磁気的結合手段を構成する。
また、ウェハ処理装置４０は、図２に示すように、ＣＰＵ８０、駆動制御回路８１，８２、ブザー８３、操作部８４、及びウェハ９０までの距離を測定するセンサ８５を有する。
【００１４】
次に、上記構成になるウェハ処理装置４０の動作について説明する。
図２は、ウェハ９０が静電チャック４２に吸着されており、プラズマエッチング処理がなされている状態を示す。
この処理が完了すると、静電チャック４２への通電が断たれる。この後、ＣＰＵ８０からの指令によって、駆動制御回路８１を介してエアアクチュエータ６６が駆動され、駆動体６０がＺ１方向に上動する。リフトピン５０は、駆動体６０と磁気的に結合されつつ、二点鎖線で示すように、駆動体６０と一体的にＺ１方向に上動し、ウェハ９０を静電チャック４２から離して支持する。ロボット（図示せず）によってウェハ９０がウェハ処理室４１から搬出された後、エアアクチュエータ６６が元の状態に戻る方向に動作し、リフトピン５０はＺ２方向に下動する。即ち、リフトピン５０は、リフトピン収容部４３の内部において上下動を繰り返す。従って、ウェハ処理室４１の真空度は、リフトピン５０が上下動を多数開繰り返しても、少しも損なわれず、長期にわたって良好に保たれる。
【００１５】
ここで、ウェハ９０が残留電荷によって比較的強く吸着されている状態のときにエアアクチュエータ６６が作動した場合の動作について説明する。
ウェハ９０が残留電荷によって比較的強く吸着されているため、リフトピン５０のＺ１方向への上動は、比較的強く制限されている。このため、駆動体６０がエアアクチュエータ６６によって上動を開始した時に、リフトピン５０は動かず、駆動体６０が中間柱部５２から離れ、上記の磁気的結合が解除される。この後は、リフトピン５０にＺ１方向の力を作用させない状態で、駆動体６０が上動する。従って、ウェハ９０を割ってしまう事故は防止される。
【００１６】
なお、エアアクチュエータ６６が作動したにも拘わらずウェハ９０が静電チャック４２から浮かされないことは、センサ８５によって感知され、更には、ＣＰＵ８０よりの指令により、駆動制御回路８２を介して、ブザー８３が発音する。ブザー音を聞いた操作者は、操作部８４を操作して、エアアクチュエータ６６を逆方向に作動させる。これにより、駆動体６０は元の位置まで下動し、リフトピン５０と再び磁気的に結合し、ウェハ処理装置４０は正常に動作する状態となる。
【００１７】
また、リフトピン５０が上下動するとき、テフロン（登録商標）製の部分５１、５３だけが筒体４４の内面を接触しつつ移動し、鉄製の中間柱部５２は、筒体４４の内面に対して非接触状態を保ちつつ移動する。このため、リフトピン５０は、ゴミを発生させずに、かつ、円滑に移動する。従って、ウェハ処理室４４内が、ゴミによって汚染されることが防止される。
【００１８】
同様に、駆動体６０も、テフロン（登録商標）製の軸受部材６４、６５が筒体４４の外面に接触して、永久磁石７０は筒体４４の外面に対して非接触状態を保ちつつ移動する。このため、駆動体６００は、ゴミを発生させずに、かつ、円滑に移動する。従って、ウェハ処理装置４０が、ゴミによって汚染されることが防止される。
【００１９】
また、図３に示すように、磁力線７４は、ヨーク７１内を通り、磁束は駆動体６０の外部には漏洩していない。このため、磁気的結合を採っていても、プラズマエッチングは少しも影響をうけず、正常に行われる。
また、リフトピン本体５１及び補助体５３は、テフロン（登録商標）に限らず、石英、セラミックなどの金属不純物を含まない高純度材料製であればよい。  次に、本発明の別の実施例について説明する。
【００２０】
図６は、図３に対応する図である。図３の永久磁石組立体６３に代えて、電磁石組立体１００が設けてある。
電磁石組立体１００は、内径が上記の永久磁石７０の内径と同じくｄ10であるボビン１０１に巻かれたコイル１０２と、コイル１０２に直列に接続してある電源１０３、可変抵抗１０４、スイッチ１０５と、スイッチ１０５の開閉を制御するスイッチ制御装置１０６とを有する。
【００２１】
スイッチ１０５は、図７に示すように、プラズマエッチング処理期間中はＯＦＦとされている。これによって、プラズマエッチング処理期間中は磁束が発生していず、プラズマエッチングは、正常に行われる。
プラズマエッチング処理が完了すると、スイッチ制御装置１０６によってスイッチ１０５がＯＮとされ、コイル１０２に通電され、駆動体６０Ａが、リフトピン５０と磁気的に結合される。ここで、可変抵抗１０６を適宜調整することによって、電磁石組立体１００が発生する磁力の強さが、約５，０００Ｇから１２，０００Ｇ程度の範囲内で調節され、駆動体６０Ａとリフトピン５０との磁気的結合力の強さが、処理中のウェハの強度に応じた強さとされる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、リフトピンが有底筒形状のリフトピン収容部内に納まっているため、ウェハ処理室の真空度を良好に維持することができる。また、リフトピンが、非金属製のリフトピン本体に、鉄製の柱部が取付けられた構成であり、磁気的結合手段は鉄製の柱部に磁気的に結合しており、その磁気的結合の強さが、リフトピンに作用するウェハを押し上げる力がウェハを割る力に達する前に、磁気的結合が解除される強さに定めてあるため、ウェハを無理やりに押し上げることが起きず、よって、ウェハを割ってしまう事故を防止できる。また、ステージとして静電チャックを使用した場合に特に効果がある。また、鉄製柱部はリフトピン本体の径より小さい径であるため、鉄製の柱部はリフトピン収容部に対して非接触となり、リフトピンの上下動は、ゴミを発生させることなく、かつ、円滑に行われる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、ヨークによって磁束の外部への漏洩が制限され、ウェハ処理に影響が及ばないようにすることができる。また、永久磁石はリフトピン収容部に対して非接触であるため、昇降手段の上下動は、ゴミを発生させることなく、かつ、円滑に行われる。
請求項３の発明によれば、ウェハ処理中には磁束が発生しないため、ウェハ処理を全く正常に行うことができる。また、ボビンはリフトピン収容部に対して非接触であるため、昇降手段の上下動は、ゴミを発生させることなく、かつ、円滑に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の第１実施例になるウェハ処理装置を示す図である。
【図３】図１中、駆動体とリフトピンとの磁気的結合を説明する図である。
【図４】リフトピンの分解斜視図である。
【図５】図３中の永久磁石組立体を示す図である。
【図６】本発明の別の実施例になるウェハ処理装置の要部を示す図である。
【図７】図６中のスイッチの開閉のタイミングを説明する図である。
【図８】従来のウェハ処理装置の１例を示す図である。
【符号の説明】
３０，４０  ウェハ処理装置
３１  ステージ
３２，４１  ウェハ処理室
３３，５０  リフトピン
３４，４３  リフトピン収容部
３５  駆動手段
３６  磁気的結合手段
４２  静電チャック（ステージ）
４４  筒体
４５  底板
４６  孔
５１  リフトピン本体
５２  中間柱部
５３  補助体
５４，６８    隙間
６０，６０Ａ  駆動体（昇降手段）
６１  貫通孔
６２  ブロック
６３  永久磁石組立体
６４，６５  軸受部材
６６  エアアクチュエタ
６７  アーム
７０  永久磁石
７１  ヨーク
７３  磁力線（磁気的結手段）
７４  磁力線
８０  ＣＰＵ
８１，８２  駆動制御回路
８３  ブザー
８４  操作部
８５  センサー
９０  ウェハ
１００  電磁石組立体
１０１  ボビン
１０２  コイル
１０３  電源
１０４  可変抵抗
１０５  スイッチ
１０６  スイッチ制御装置
【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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