JP2016046451A - 基板処理装置及び基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の処理効率や静電部材等のメンテナンスの作業効率の向上を実現する。【解決手段】ＥＳＣプレート２２を保持し真空チャンバ１１内に移送し、下部電極となる支持部材２１に載置し、次いで、基板１を保持し真空チャンバ１１内に移送しＥＳＣプレート２２に載置し、ＥＳＣプレート２２に電圧を印加して、基板１を、ＥＳＣプレート２２に静電吸着し、静電吸着された基板１を処理し、処理された基板１を真空チャンバ１１から搬出し、真空チャンバ１１の内部のＥＳＣプレート２２を交換する場合、支持部材２１に載置されているＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１から搬出し、別のＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１内に移送し、支持部材２１に載置することで、真空チャンバ１１を大気に解放することなく、基板１の処理とＥＳＣプレート２２のメンテナンスとが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、基板を静電的に吸着する静電部材を備える基板処理装置及び基板処理方法に関する。

基板を処理する基板処理装置には、真空チャンバの内部に固定された支持部材と、支持部材に固定された静電部材とを備えて、静電部材に発生した静電力によって基板を吸着する装置が知られている（特許文献１参照）。

この種の基板処理装置において、真空チャンバの内部に設けられる静電部材の保守や処理基板のインチサイズ変更などによる交換には、通常、真空チャンバを大気に解放することが必要である。しかし、真空チャンバを解放した場合、真空チャンバの内部を解放前の状態に戻すには、多大な時間を要する。例えば、真空チャンバの大気解放する場合には、大気解放前のドライクリーニング、大気解放後のウェットクリーニングやコンディショニングなどが必要となる。そこで、基板処理装置においては、さらなるメンテナンスの作業効率の向上が望まれている。

特開２０１３−２１１４０２号公報

本発明は、静電部材のメンテナンスの作業効率の向上を実現することができる基板処理装置及び基板処理方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する基板処理装置は、基板を処理する真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に位置し、前記基板の吸着に必要な電圧を印加する入力端子を有する支持部材と、板状をなし前記支持部材に離脱可能に載置され、前記入力端子に電気的に接続されて電力が供給され前記基板を静電吸着する電極を有する静電部材と、前記真空チャンバに隣接した移送チャンバと、前記移送チャンバに設けられ、前記移送チャンバと前記真空チャンバとの間で、前記静電部材と前記基板とを別々に移送対象として移送する移送部とを備える。ここで、前記静電部材は、前記基板が載置される載置対象であり、前記支持部材は、前記静電部材が載置される載置対象である。前記移送部は、さらに、前記真空チャンバ内に移送された前記移送対象を前記載置対象に対して相対的に下降させて、前記移送対象をそれの前記載置対象に載置するとともに、前記載置対象に載置された前記移送対象をそれの前記載置対象に対して相対的に上昇させて前記移送対象を前記移送部に載置する昇降部を有する。

上記構成によれば、移送部によって、真空チャンバの外部から真空チャンバの内部への静電部材の搬入と、真空チャンバの内部から真空チャンバの外部への静電部材の搬出とが可能となる。したがって、真空チャンバを大気に解放することなく、静電部材のメンテナンスが可能となる。

上記基板処理装置において、さらに、前記移送部と前記昇降部の動作を制御する制御部を備える。前記移送部は、さらに、前記移送チャンバから前記真空チャンバへの進入と前記真空チャンバからの退避とが可能なアームを有する。前記昇降部は、前記基板を昇降対象として前記静電部材に対して昇降し、かつ、前記静電部材を昇降対象として前記支持部材に対して昇降する。前記制御部は、前記昇降対象を、前記真空チャンバから搬出するとき、前記昇降対象が上昇した状態で前記真空チャンバに前記アームを進入させて前記アームに前記昇降対象を保持させ、前記昇降対象が前記アームに保持された状態で前記アームを前記真空チャンバから退避させる。また、前記昇降対象を、前記真空チャンバに搬入するとき、前記昇降対象を保持する前記アームを前記真空チャンバに進入させて前記昇降対象を前記昇降部に保持させ、前記アームを前記真空チャンバから退避させ、前記昇降対象を下降させる。

上記構成によれば、昇降部による昇降対象の昇降と、アームによる昇降対象の進退とによって、基板の搬送と静電部材の搬送とが別々に実現される。したがって、基板の搬送に要する構成と、静電部材の搬送に要する構成との共通化を図ることができる。

上記課題を解決する基板処理装置は、前記昇降部は、前記支持部材及び前記静電部材に前記静電部材が載置される載置方向に連続して形成された第１挿通孔に挿通される第１ホイストピンと、前記支持部材に前記載置方向に形成された第２挿通孔に挿通される第２ホイストピンと、前記第１ホイストピンと前記第２ホイストピンとを昇降する駆動源とを有する。前記第１ホイストピンは、上昇して前記静電部材に載置された前記基板の裏面に当接したとき、前記基板を前記静電部材から離間し、前記第２ホイストピンは、上昇して前記静電部材に当接したときに、前記静電部材を前記支持部材から離間する。この場合、前記駆動源は、前記第１ホイストピンと前記第２ホイストピンを別々に昇降する。

また、上記基板処理装置において、前記昇降部は、二段ピンを有し、前記二段ピンは、第１の太さを有し、前記静電部材に形成された第３挿通孔に挿通されて、前記静電部材に載置された前記基板の裏面に当接し、前記基板を支持する第１支持部と、前記第１支持部より基端側において、前記第１の太さより太い第２の太さを有し、前記支持部材に前記第３挿通孔と連続するように形成された第４挿通孔に挿通されて、前記静電部材の裏面に当接し、前記静電部材を支持する第２支持部とを有する。これにより、昇降部の構成の簡素化を実現することができる。

以上のような構成によれば、移送部によって、真空チャンバの外部から真空チャンバの内部への静電部材の搬入と、真空チャンバの内部から真空チャンバの外部への静電部材の搬出とが可能となる。したがって、真空チャンバを大気に解放することなく、インチの異なる基板の処理と静電部材のメンテナンスとが可能となる。

基板処理装置の全体構成を示す装置構成図である。 真空チャンバの断面構造の一部を電源などの他の構成要素とともに示す断面図である。 ＥＳＣプレートの移送前の支持部材の断面図である。 真空チャンバ内にＥＳＣプレートが移送された状態を示す断面図である。 真空チャンバ内のＥＳＣプレートが第２ホイストピンに支持された状態を示す断面図である。 真空チャンバ内の支持部材にＥＳＣプレートが載置された状態を示す断面図である。 真空チャンバ内の支持部材にＥＳＣプレートがクランプされた状態を示す断面図である。 真空チャンバ内に基板が移送された状態を示す断面図である。 真空チャンバ内の基板が第１ホイストピンに支持された状態を示す断面図である。 基板がＥＳＣプレートに載置された状態を示す断面図である。 処理済みの基板が第１ホイストピンに支持された状態を示す断面図である。 処理済みの基板がロボットアームに移送される状態を示す断面図である。 処理済みの基板がロボットアームに移送された状態を示す断面図である。 交換対象のＥＳＣプレートのクランプが解除された状態を示す断面図である。 交換対象のＥＳＣプレートが第２ホイストピンに持ち上げられた状態を示す断面図である。 交換対象のＥＳＣプレートがロボットアームに移送される状態を示す断面図である。 交換されたＥＳＣプレートが真空チャンバ内の支持部材に載置された状態を示す断面図である。 交換されたＥＳＣプレートに基板が載置された状態を示す断面図である。 支持部材とＥＳＣプレートに温度交換媒体を供給する流路を設けた真空チャンバを示す断面図である。 昇降部を二段ホイストピンで構成した例を示す断面図である。

以下、本発明における基板処理装置、および、基板処理方法を具体化した一実施の形態について図面を参照して説明する。

［基板処理装置の全体構成］
図１に示すように、基板処理装置１０は、半導体ウェハや液晶デバイス等の基材である基板１をプラズマ等によって処理する装置である。基板処理装置１０は、基板１をプラズマに曝す真空チャンバ１１と、処理する基板１が待機する基板チャンバ１２と、基板１を真空チャンバ１１内で静電的に吸着する静電部材であるＥＳＣプレート２２をストックするＥＳＣプレートチャンバ１３とを備える。また、基板処理装置１０は、真空チャンバ１１と基板チャンバ１２との間で基板１を移送し、さらに、真空チャンバ１１とＥＳＣプレートチャンバ１３との間でＥＳＣプレート２２を移送する移送部１５が設けられた移送チャンバ１４を備えている。これら真空チャンバ１１、基板チャンバ１２、ＥＳＣプレートチャンバ１３、および、移送チャンバ１４の各々は、チャンバの内部に真空雰囲気を別々に形成する。

基板処理装置１０では、移送チャンバ１４を中心に、真空チャンバ１１と基板チャンバ１２とＥＳＣプレートチャンバ１３とが真空チャンバ１１に隣接して設けられている。移送部１５は、例えばロボットアームを備え、移送対象である基板１やＥＳＣプレート２２を保持し、チャンバ同士の連通と非連通とを切り替えるバルブが開くときに、移送対象である基板１やＥＳＣプレート２２を目的とするチャンバ１１，１２，１３に移送する。

ＥＳＣプレートチャンバ１３は、基板１の様々なサイズに対応した複数種類のＥＳＣプレート２２をストックしている。移送部１５は、複数のＥＳＣプレート２２の中から、処理の対象となる基板１のサイズに合ったＥＳＣプレート２２を選択し、ＥＳＣプレートチャンバ１３から真空チャンバ１１へ移送する。こうしたＥＳＣプレート２２の移送によれば、基板１のサイズに合ったＥＳＣプレート２２が真空チャンバ１１の処理に用いられるため、ＥＳＣプレート２２に適合する基板サイズと、処理の対象である基板１のサイズとが整合する結果、ＥＳＣプレート２２や基板１に対する負荷が軽減される。そして、ＥＳＣプレートチャンバ１３は、同じサイズのＥＳＣプレート２２を複数枚ストックしておく必要性が少ないため、全体としてのストック枚数を少なくすることができる。

以上のような基板処理装置１０では、基板１の処理を開始する前に、先ず、処理の対象となる基板１に合ったＥＳＣプレート２２が選択されて、移送チャンバ１４に位置する移送部１５が、こうしたＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１に移送する。次いで、移送部１５は、処理の対象となる基板１を基板チャンバ１２から真空チャンバ１１に移送する。そして、基板処理装置１０は、真空チャンバ１１に移送された基板１に対してプラズマ処理を施す。基板１のプラズマ処理が終了すると、移送部１５は、真空チャンバ１１から処理済の基板１を搬出し、次に処理の対象となる基板１を基板チャンバ１２から真空チャンバ１１に移送する。

ところで、処理の対象となる基板１のサイズが変わるときには、ＥＳＣプレート２２のサイズも基板１に合ったものに交換されることが好ましい。そこで、処理の対象となる基板１のサイズの変更に伴ってＥＳＣプレート２２が交換されるときや、ＥＳＣプレート２２が故障したときなど、移送部１５は、先ず、交換の対象となるＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１からＥＳＣプレートチャンバ１３へ移送する。次いで、処理の対象となる基板１に合ったＥＳＣプレート２２や新たなＥＳＣプレート２２がＥＳＣプレートチャンバ１３において選択されて、移送部１５は、選択されたＥＳＣプレート２２をＥＳＣプレートチャンバ１３から真空チャンバ１１へ移送する。結果として、こうした基板処理装置１０によれば、処理の対象となる基板１のサイズに合ったＥＳＣプレート２２や新たなＥＳＣプレート２２への交換を、真空チャンバ１１が大気に解放されることなく実現されるため、ＥＳＣプレート２２のメンテナンスの作業効率の向上、ひいては、基板１の処理効率の向上を実現することができる。

［真空チャンバの構成］
図２に示すように、真空チャンバ１１の内部には、下部電極としての機能を有する支持部材２１が設けられている。支持部材２１は、真空チャンバ１１の内部に位置する冷却プレートやチャンバ本体にボルト等の固定部材によって固定されている。支持部材２１の上には、処理の対象となる基板１のサイズに合ったＥＳＣプレート２２が載置されて、このＥＳＣプレート２２の上には、処理の対象となる基板１が載置される。
支持部材２１には、基板１を静電的に吸着するための電圧をＥＳＣプレート２２に印加する入力端子２４が設けられている。ＥＳＣプレート２２は、例えば円盤形状を有し、アルミナ、サファイア、石英等の誘電性を有した表面を備え、こうした表面は、例えば、電極として機能する導電性材料の表面に誘電体材料が溶射されることによって形成されている。
ＥＳＣプレート２２の表面には、基板１に対して静電力を加えるＥＳＣパターン２５が形成されており、ＥＳＣプレート２２の内部には、支持部材２１の入力端子２４と接触するＥＳＣ電極２５ａが形成されている。入力端子２４は、直流電源２４ａと電気的に接続された例えばバネ端子である。ＥＳＣプレート２２が支持部材２１に載置されるとき、入力端子２４は、ＥＳＣ電極２５ａに弾接されてＥＳＣ電極２５ａと電気的に接続される。

移送部１５は、基板１やＥＳＣプレート２２を目的とするチャンバ１１，１２，１３に別々に移送する機能を有し、こうした移送部１５は、移送チャンバ１４と真空チャンバ１１とに移送に要する機能を分割させている。
移送部１５の一部は、移送チャンバ１４の備えるロボットアームである。ロボットアームは、それに保持された基板１を真空チャンバ１１と基板チャンバ１２との間で移送したり、それに保持されたＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１とＥＳＣプレートチャンバ１３との間で移送したりする。こうしたロボットアームは、基板１の移送とＥＳＣプレート２２の移送とにおいて共通に設けられてもよいし、別々に設けられてもよい。
移送部１５の一部は、真空チャンバ１１の備える昇降部２６である。昇降部２６は、支持部材２１に載置されたＥＳＣプレート２２の交換時にＥＳＣプレート２２を昇降させるとともに、処理済みの基板１と処理前の基板１との交換時に、基板１をＥＳＣプレート２２に対して昇降させる。

昇降部２６は、ＥＳＣプレート２２に載置された基板１を裏面側から支持することの可能な第１ホイストピン２７を有する。支持部材２１には貫通孔２７ｂが形成され、ＥＳＣプレート２２には貫通孔２７ｂから連続する第１挿通孔２７ａが形成されている。支持部材２１に対してＥＳＣプレート２２の載置される方向が載置方向であって、貫通孔２７ｂ、および、第１挿通孔２７ａは載置方向に沿って延びている。
第１ホイストピン２７は、これら貫通孔２７ｂ、および、第１挿通孔２７ａに挿通され、駆動源２９の駆動力を受けて上下動する。第１ホイストピン２７の先端部は、ＥＳＣプレート２２の表面から上動して、ＥＳＣプレート２２に載置されている基板１の裏面に当接して基板１を支持する。第１ホイストピン２７の先端部は、ＥＳＣプレート２２の上方から下動して、第１ホイストピン２７に支持されている基板１をＥＳＣプレート２２に載置する。すなわち、第１ホイストピン２７は、基板１を下げることによって基板１をＥＳＣプレート２２に載置し、基板１を持ち上げることによって基板１をＥＳＣプレート２２から離す。なお、第１ホイストピン２７の本数や大きさや形状は、第１ホイストピン２７が基板１を安定して支持できる範囲において、特に限定されるものではない。

昇降部２６は、支持部材２１に載置されたＥＳＣプレート２２を裏面側から支持することの可能な第２ホイストピン２８を有する。支持部材２１には、載置方向に沿って延びる第２挿通孔２８ａが形成され、第２ホイストピン２８は第２挿通孔２８ａに挿通されている。第２挿通孔２８ａは、駆動源２９の駆動力を受けて上下動する。第２ホイストピン２８の先端部は、支持部材２１の表面から上動して、支持部材２１に載置されているＥＳＣプレート２２の裏面に当接してＥＳＣプレート２２を支持する。第２ホイストピン２８の先端部は、支持部材２１の上方から下動して、第２ホイストピン２８に支持されているＥＳＣプレート２２を支持部材２１に載置する。すなわち、第２ホイストピン２８は、ＥＳＣプレート２２を下げることによってＥＳＣプレート２２を支持部材２１に載置し、ＥＳＣプレート２２を持ち上げることによってＥＳＣプレート２２を支持部材２１から離す。なお、第２ホイストピン２８の本数や大きさや形状は、第２ホイストピン２８がＥＳＣプレート２２を安定して支持できる範囲において、特に限定されるものではない。

以上のような昇降部２６の第１ホイストピン２７や第２ホイストピン２８は、油圧シリンダ、エアシリンダ、モータ等の駆動源２９によって昇降される。

なお、上述した直流電源２４ａにおける電力の供給と遮断、および、駆動源２９における駆動力の出力とその停止は、コンピュータ等で構成されたコントローラ３１によって制御される。コントローラ３１は、さらに、基板１を静電的に吸着する際に、直流電源２４ａを制御する。

以上のように昇降されるＥＳＣプレート２２は、図２に示すように、中央部に、基板１が載置されるステージ３２が形成されている。ステージ３２は、処理の対象である基板１より大きいものであっても小さいものあってもよいが、一般に、処理する基板１と同じ大きさとなっている。ステージ３２の周囲には、フランジ部３３が形成されている。フランジ部３３上には、外周リング３４が載置される。外周リング３４は、クランプ３５の内周縁とステージ３２の外周縁との間においてＥＳＣプレート２２をプラズマから保護する。ＥＳＣプレート２２は、フランジ部３３に載置された状態で、真空チャンバ１１とＥＳＣプレートチャンバ１３との間で移送される。

ＥＳＣプレート２２は、支持部材２１に載置されたとき、クランプ３５によって固定される。具体的に、クランプ３５は、フランジ部３３の外周縁と係合することで、位置決めをする。クランプ３５は、さらに、外周リング３４にオーバーハングするシャドウクランプ構造となっており、外周リング３４やＥＳＣプレート２２をプラズマから保護する。クランプ３５は、昇降機構のガイドシャフト３６に沿って昇降し、支持部材２１や支持部材２１に載置されたＥＳＣプレート２２に対して近接離間する。なお、ＥＳＣプレート２２をクランプする構成は、プラズマに対してＥＳＣプレート２２が見えないように構成されていれば、その構成は特に限定されるものではない。したがって、クランプ３５は、外周リング３４を介してＥＳＣプレート２２を押え付けるようにしてもよい。さらに、ＥＳＣプレート２２を静電的に吸着する機能を支持部材２１が有し、ＥＳＣプレート２２は、支持部材２１に対して静電的に吸着されていてもよい。

［基板処理装置の動作説明］
次に、以上のように構成された基板処理装置１０の動作について、図３〜図１６を参照して説明する。図３に示すように、基板１の処理前は、支持部材２１上に、ＥＳＣプレート２２が載置されていない状態にあり、さらに、クランプ３５が支持部材２１から離間し、ＥＳＣプレート２２が載置可能な状態となっている。

次いで、図４に示すように、移送部１５を構成するロボットアーム１６によって、ＥＳＣプレート２２がＥＳＣプレートチャンバ１３から真空チャンバ１１に移送される。この際、コントローラ３１は、ＥＳＣプレートチャンバ１３にストックされている複数のＥＳＣプレート２２の中から処理する基板１に合ったＥＳＣプレート２２を選択し、ロボットアーム１６で、選択したＥＳＣプレート２２を真空チャンバ１１に移送する。

ロボットアーム１６においてＥＳＣプレート２２を支持する支持部には、１つの方向に沿って延びるスリット１６ａが形成されている。そして、図５に示すように、ロボットアーム１６によってＥＳＣプレート２２が支持部材２１上にまで移送されると、昇降部２６の第２ホイストピン２８が上昇し、その第２ホイストピン２８は、ロボットアーム１６のＥＳＣプレート２２を支持する支持部に形成されたスリット１６ａを貫通してＥＳＣプレート２２の裏面の当接し支持する。ＥＳＣプレート２２が第２ホイストピン２８に支持されると、ロボットアーム１６は、真空チャンバ１１から退避し、この際に、ＥＳＣプレート２２を支持する第２ホイストピン２８は、スリット１６ａを通過する。

図６に示すように、ロボットアーム１６に代わってＥＳＣプレート２２を支持する第２ホイストピン２８は、コントローラ３１の制御に従って、下降され、ＥＳＣプレート２２を支持部材２１上に載置する。

第２ホイストピン２８が下降して支持部材２１に載置されると、図７に示すように、ガイドシャフト３６に沿って、クランプ３５が支持部材２１に近接する方向に下降する。これにより、ＥＳＣプレート２２は、クランプ３５がフランジ部３３の外周部に係合され、支持部材２１に固定される。

かくして、ＥＳＣプレート２２が固定された真空チャンバ１１には、次いで、処理する基板１が搬入される。具体的に、図８に示すように、ロボットアーム１６は、コントローラ３１の制御に従って、処理する基板１を、基板チャンバ１２から真空チャンバ１１に移送する。

図８及び図９に示すように、ロボットアーム１６によって基板１がＥＳＣプレート２２上にまで移送されると、次いで、昇降部２６の第１ホイストピン２７が上昇し、移送された基板１の裏面の当接し支持する。基板１が第１ホイストピン２７に支持されると、ロボットアーム１６は、真空チャンバ１１から退避し、この際に、基板１を支持する第１ホイストピン２７は、スリット１６ｂを通過する。

なお、基板１を移送するロボットアーム１６は、上述したＥＳＣプレート２２を移送するロボットアームと同じあってもよいし、異なるものであってもよい。

図１０に示すように、ロボットアーム１６に代わって基板１を支持する第１ホイストピン２７は、コントローラ３１の制御に従って、下降され、基板１をＥＳＣプレート２２上に載置する。

基板１がＥＳＣプレート２２に載置されると、ＥＳＣプレート２２のＥＳＣ電極２５ａには、支持部材２１側の入力端子２４から基板１の吸着に必要な電圧が印加され、これにより、基板１は、ＥＳＣプレート２２に静電的に吸着される。次いで、真空チャンバ１１では、基板１に対するプラズマ処理が施される。

基板１の処理が終了すると、処理済みの基板１の搬出動作が行われる。図１１に示すように、静電チャックが解除されると、昇降部２６の第１ホイストピン２７が上昇し、処理済みの基板１を裏面側から支持し、ＥＳＣプレート２２から持ち上げる。すると、図１２に示すように、ＥＳＣプレート２２と第１ホイストピン２７によって支持された基板１との間には、真空チャンバ１１の外部からロボットアーム１６が進入し、基板１を保持する。ロボットアーム１６が基板１を支持すると、これに代わって、これまで基板１を支持していた第１ホイストピン２７の先端は、ＥＳＣプレート２２の内部まで下降する。この後、ロボットアーム１６は、図１３に示すように、処理済みの基板１を真空チャンバ１１の外部に搬出する。

ところで、次に処理する基板１が先に処理した基板１とサイズが異なり、ＥＳＣプレート２２を交換した方が好ましい場合がある。また、故障や損傷したＥＳＣプレート２２を交換することが必要な場合がある。このように、ＥＳＣプレート２２を交換する場合にあっても、基板処理装置１０では、真空チャンバ１１を大気解放することなく、ＥＳＣプレート２２を交換することができる。具体的に、ＥＳＣプレート２２を交換する場合には、図１４に示すように、クランプ３５は、昇降機構のガイドシャフト３６に沿って上昇し、支持部材２１に載置されたＥＳＣプレート２２に対して離間する。

次いで、図１５に示すように、ＥＳＣプレート２２は、昇降部２６の第２ホイストピン２８は、上昇し、交換対象のＥＳＣプレート２２の裏面の当接し持ち上げる。すると、図１６に示すように、支持部材２１と第２ホイストピン２８によって支持されたＥＳＣプレート２２との間には、真空チャンバ１１の外部からロボットアーム１６が進入し、ＥＳＣプレート２２を保持する。ロボットアーム１６がＥＳＣプレート２２を支持すると、これに代わって、これまでＥＳＣプレート２２を支持していた第２ホイストピン２８の先端は、支持部材２１の内部まで下降する。この後、ロボットアーム１６は、処理済みの基板１を真空チャンバ１１の外部に搬出する。

コントローラ３１は、次に処理する基板１に合ったＥＳＣプレート２２を選択し、選択したＥＳＣプレート２２をＥＳＣプレートチャンバ１３から真空チャンバ１１へロボットアーム１６に移送させる。真空チャンバ１１内に移送された新たなＥＳＣプレート２２は、図５に示すように、第２ホイストピン２８によって支持され、次いで、図６に示すように、支持部材２１に載置された後、図７に示すように、クランプ３５により支持部材２１に固定される。この後、図８〜図１０に示すように、新たな基板１がＥＳＣプレート２２に移送され、静電チャックされた後、プラズマ処理等が施される。

図１７及び図１８に示すように、小径の基板１に合わせたＥＳＣプレート２２を支持部材２１に載置するときには、ステージ３２が小さくなる一方で、クランプ３５の変更を行わなくてよいようにするため、フランジ部３３の張り出し量が大きくなる。そこで、クランプ３５とステージ３２の外周縁との間には、フランジ部３３の一部が露出することを防止するため、石英、セラミック等の絶縁材料で形成されたエッジリングやフォーカスリングといった保護リング３７が配設される。これにより、ＥＳＣプレート２２のクランプ３５の外周縁とステージ３２の外周縁との間のフランジ部３３は、プラズマから見えないようになり保護される。保護リング３７は、例えば、予めＥＳＣプレート２２のフランジ部３３に、ステージ３２に嵌合するように取り付けられ、ＥＳＣプレート２２は、保護リング３７が取り付けられた状態で、ロボットアーム１６によって真空チャンバ１１に移送される。

上記実施の形態によれば以下のように列挙する効果を得ることができる。
（１）基板処理装置１０は、真空チャンバ１１の外部から真空チャンバ１１の内部へのＥＳＣプレート２２の搬入と、真空チャンバ１１の内部から真空チャンバ１１の外部へのＥＳＣプレート２２の搬出とが可能である。したがって、真空チャンバ１１を大気に解放することなく、基板１の処理とＥＳＣプレート２２のメンテナンスとが可能となる。

（２）基板処理装置１０によれば、昇降部２６によるＥＳＣプレート２２や基板１といった昇降対象の昇降と、ロボットアーム１６による昇降対象の真空チャンバ１１に対する進退とによって、基板１の搬送とＥＳＣプレート２２の搬送とを別々に実現することができる。したがって、基板１の搬送に要する構成と、ＥＳＣプレート２２の搬送に要する構成とを共通化することができる。

（３）具体的に、昇降部２６を構成する第１ホイストピン２７を用いて真空チャンバ１１に移送された基板１を裏面側から支持することができ、第２ホイストピン２８を用いて真空チャンバ１１にＥＳＣプレート２２を移送することができる。

この場合、第１ホイストピン２７は、基板１をＥＳＣプレート２２に対して昇降させるときに動作され、第２ホイストピン２８は、ＥＳＣプレート２２を支持部材２１に対して昇降させるときに動作される。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第１ホイストピン２７や第２ホイストピン２８を備えた昇降部２６が、ＥＳＣプレート２２や基板１を昇降させる。こうした昇降部２６の備える機能の一部、あるいは、全ては、ロボットアーム１６に別途備えられる昇降機構として具体化されて、第１ホイストピン２７、および、第２ホイストピン２８の少なくとも１つを省略するようにしてもよい。こうした昇降部の構成であれば、支持部材２１やＥＳＣプレート２２の構成や構造を簡素化することができる。

例えば、第２ホイストピン２８が省略される構成においては、真空チャンバ１１の内部からロボットアーム１６を退避させるためのスリットが支持部材２１の表面に形成される。そして、支持部材２１の上方にＥＳＣプレート２２が移送された状態からロボットアーム１６がスリットに向けて下降することによって、ＥＳＣプレート２２が支持部材２１の表面に載置される。次いで、支持部材２１の表面に形成されたスリットに沿ってロボットアーム１６が移動することによって、ロボットアーム１６が真空チャンバ１１から退避して、ＥＳＣプレート２２が真空チャンバ１１の内部に残される。

例えば、第１ホイストピン２７が省略される構成においては、真空チャンバ１１の内部からロボットアーム１６を退避させるためのスリットがＥＳＣプレート２２の表面に形成される。そして、ＥＳＣプレート２２の上方に基板１が移送された状態からロボットアーム１６がスリットに向けて下降することによって、基板１がＥＳＣプレート２２の表面に載置される。次いで、ＥＳＣプレート２２の表面に形成されたスリットに沿ってロボットアーム１６が移動することによって、ロボットアーム１６が真空チャンバ１１から退避して、基板１が真空チャンバ１１の内部に残される。

・図１９に示すように、支持部材２１には、温度交換媒体（例えば、Ｈｅガス等の冷却ガス）の流路４１を設け、ＥＳＣプレート２２にも、この温度交換媒体の複数の流路４２を設けるようにし、ＥＳＣプレート２２が支持部材２１に載置されたとき、流路４１，４２が相互に接続されるようにしてもよい。この場合、流路４１，４２との接続部分には、Ｏリング等のシール部材を設けることで、冷却ガスが漏れないようにする。支持部材２１の流路４１に導入された温度交換媒体は、支持部材２１の流路４１を経てＥＳＣプレート２２の基板１の載置面側に形成されている流路４２へ供給され、ＥＳＣプレート２２や基板１を効率的に冷却することができる。なお、流路４１，４２の配管構造は、図１９の例に限定されるものではない。例えば、ＥＳＣプレート２２の流路４２は、ステージ３２の大きさに応じて、基板１やステージ３２の冷却を効果的に行うことができるように適宜変更可能である。

・図２０に示すように、昇降部２６には、第１ホイストピン２７や第２ホイストピン２８に代えて、２つのピンの機能を併せ持つ二段ホイストピン５１を用いてもよい。二段ホイストピン５１は、先端側の基板１を支持する第１の太さの第１支持部５２と、第１支持部５２より太い第２の太さであってＥＳＣプレート２２を支持する第２支持部５３とを有する。第２支持部５３は、第１支持部５２の基端の境界に形成された第１支持部５２の周囲の面で、ＥＳＣプレート２２を支持する。ＥＳＣプレート２２には、二段ホイストピン５１の第１支持部５２のみが挿通可能な第３挿通孔５４が形成され、支持部材２１には、第３挿通孔５４と連続するような位置に、第２支持部５３が挿通可能な第４挿通孔５５が形成されている。二段ホイストピン５１は、駆動源２９によってＥＳＣプレート２２の支持部材２１に対する載置方向に上下動する。

ＥＳＣプレート２２を昇降する場合も基板１を昇降する場合も、二段ホイストピン５１は、コントローラ３１によって同時に昇降される。具体的に、先ず、基板１の処理前にＥＳＣプレート２２がロボットアーム１６によって真空チャンバ１１に移送された場合、二段ホイストピン５１は、上昇することによって、第２支持部５３でＥＳＣプレート２２の裏面を支持し、下降することで、ＥＳＣプレート２２を支持部材２１に載置する。

また、支持部材２１にＥＳＣプレート２２が載置された後、基板１をＥＳＣプレート２２に載置する場合、二段ホイストピン５１は、上昇し、ＥＳＣプレート２２の第３挿通孔５４から突出し、ロボットアーム１６に支持されている基板１を裏面側から支持する。このとき、二段ホイストピン５１は、第２支持部５３がＥＳＣプレート２２の裏面に当接するまでは上昇せず、これにより、ＥＳＣプレート２２が支持部材２１から浮き上がらないようにしている。そして、二段ホイストピン５１は、第１支持部５２で基板１を支持すると、次いで、下降することで、基板１をＥＳＣプレート２２に載置する。

上記変形例によれば下記（４）に示す効果を得ることができる。
（４）二段ホイストピン５１を昇降部２６に用いた場合には、上述の例のように、基板１用の第１ホイストピン２７やＥＳＣプレート２２用の第２ホイストピン２８を設ける必要がなくなり、また、複数の二段ホイストピン５１があっても駆動源２９の駆動を同時に行えばよいことから、制御を容易にすることができる。

なお、二段ホイストピン５１は、基板１やＥＳＣプレート２２を安定して支持できるのであれば、本数や大きさや形状は特に限定されるものではない。また、二段ホイストピン５１は、上述した第１ホイストピン２７や第２ホイストピン２８と併用するようにしてもよい。

・駆動源２９は、第１ホイストピン２７と第２ホイストピン２８とを同時に昇降してもよい。例えば、基板１が持ち上げられる際の第２ホイストピン２８の先端がＥＳＣプレート２２の下面よりも下方に位置し、かつ、第２ホイストピン２８の先端とＥＳＣプレート２２の下面との間の距離が基板１の持ち上げられる距離よりも大きいように昇降部が構成される。こうした構成であれば、第１ホイストピン２７が上昇して基板１を持ち上げるときに、第１ホイストピン２７と第２ホイストピン２８とが同時に上昇しても、第２ホイストピン２８の先端はＥＳＣプレート２２の下面に当接せず、ＥＳＣプレート２２は持ち上げられない。なお、第１ホイストピン２７と第２ホイストピン２８とを別々に昇降する昇降部であれば、こうしたホイストピンの位置が受ける制約を軽減することも可能である。

・基板１をストックする機構やＥＳＣプレート２２をストックする機構を移送チャンバ１４が備え、基板チャンバ１２が有する基板１のストック機能や、ＥＳＣプレートチャンバ１３の有するＥＳＣプレートのストック機能を移送チャンバ１４が兼ね備えてもよい。こうしたチャンバの構成であれば、基板チャンバ１２やＥＳＣプレートチャンバ１３を割愛することも可能である。

１…基板、１０…基板処理装置、１１…真空チャンバ、１２…基板チャンバ、１３…ＥＳＣプレートチャンバ、１４…移送チャンバ、１５…移送部、１６…ロボットアーム、２１…支持部材、２２…ＥＳＣプレート、２４…入力端子、２４ａ…直流電源、２５…ＥＳＣパターン、２５ａ…ＥＳＣ電極、２６…昇降部、２７…第１ホイストピン、２７ａ…第１挿通孔、２７ｂ…貫通孔、２８…第２ホイストピン、２８ａ…第２挿通孔、２９…駆動源、３１…コントローラ、３２…ステージ、３３…フランジ部、３４…外周リング、３５…クランプ、３６…ガイドシャフト、３７…保護リング、４１，４２…流路、５１…二段ホイストピン、５２…第１支持部、５３…第２支持部、５４…第３挿通孔、５５…第４挿通孔。

Claims (7)

1. 基板を処理する真空チャンバと、
   前記真空チャンバの内部に位置し、前記基板の吸着に必要な電圧を印加する入力端子を有する支持部材と、
   板状をなし前記支持部材に離脱可能に載置され、前記入力端子に電気的に接続されて電力が供給され前記基板を静電吸着する電極を有する静電部材と、
   前記真空チャンバに隣接した移送チャンバと、
   前記移送チャンバに設けられ、前記移送チャンバと前記真空チャンバとの間で、前記静電部材と前記基板とを別々に移送対象として移送する移送部と、を備え、
   前記静電部材は、前記基板が載置される載置対象であり、
   前記支持部材は、前記静電部材が載置される載置対象であり、
   前記移送部は、さらに、前記真空チャンバ内に移送された前記移送対象をそれの前記載置対象に対して相対的に下降させて、前記移送対象をそれの前記載置対象に載置するとともに、前記載置対象に載置された前記移送対象をそれの前記載置対象に対して相対的に上昇させて前記移送対象を前記移送部に載置する昇降部を有する基板処理装置。
2. さらに、前記移送部と前記昇降部の動作を制御する制御部を備え、
   前記移送部は、さらに、前記移送チャンバから前記真空チャンバへの進入と前記真空チャンバからの退避とが可能なアームを有し、
   前記昇降部は、前記基板を昇降対象として前記静電部材に対して昇降し、かつ、前記静電部材を昇降対象として前記支持部材に対して昇降し、
   前記制御部は、
   前記昇降対象を、前記真空チャンバから搬出するとき、前記昇降対象が上昇した状態で前記真空チャンバに前記アームを進入させて前記アームに前記昇降対象を保持させ、前記昇降対象が前記アームに保持された状態で前記アームを前記真空チャンバから退避させ、
   前記昇降対象を、前記真空チャンバに搬入するとき、前記昇降対象を保持する前記アームを前記真空チャンバに進入させて前記昇降対象を前記昇降部に保持させ、前記アームを前記真空チャンバから退避させ、前記昇降対象を下降させる
   請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記昇降部は、
   前記支持部材及び前記静電部材に前記静電部材が載置される載置方向に連続して形成された第１挿通孔に挿通される第１ホイストピンと、
   前記支持部材に前記載置方向に形成された第２挿通孔に挿通される第２ホイストピンと、
   前記第１ホイストピンと前記第２ホイストピンとを昇降する駆動源と、を有し、
   前記第１ホイストピンは、上昇して前記静電部材に載置された前記基板の裏面に当接したとき、前記基板を前記静電部材から離間し、
   前記第２ホイストピンは、上昇して前記静電部材に当接したとき、前記静電部材を前記支持部材から離間する
   請求項２記載の基板処理装置。
4. 前記駆動源は、前記第１ホイストピンと前記第２ホイストピンを別々に昇降する
   請求項３記載の基板処理装置。
5. 前記昇降部は、二段ピンを有し、
   前記二段ピンは、第１の太さを有し、前記静電部材に形成された第３挿通孔に挿通されて、前記静電部材に載置された前記基板の裏面に当接し、前記基板を支持する第１支持部と、
   前記第１支持部より基端側において、前記第１の太さより太い第２の太さを有し、前記支持部材に前記第３挿通孔と連続するように形成された第４挿通孔に挿通されて、前記静電部材の裏面に当接し、前記静電部材を支持する第２支持部とを有する
   請求項２から４の何れか１項いずれか１つに記載の基板処理装置。
6. 基板を処理する真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に位置する支持部材と、前記支持部材に離脱可能に載置され前記基板を静電吸着する静電部材と、前記真空チャンバに隣接した移送チャンバと、前記移送チャンバに設けられ、前記移送チャンバと前記真空チャンバとの間で、前記静電部材と前記基板とを別々に移送する移送部と、を備え、前記移送部が、さらに、前記真空チャンバ内に移送された前記静電部材を前記支持部材に対して相対的に下降させて載置するとともに、前記真空チャンバ内に移送された前記基板を前記静電部材に対して相対的に下降させて載置する昇降部を有する基板処理装置を用い、
   前記移送部が前記静電部材を保持し前記真空チャンバ内に移送し、
   前記移送部が前記昇降部で前記静電部材を保持し、下降して、前記支持部材に載置し、
   前記移送部が前記基板を保持し前記真空チャンバ内に移送し、
   前記移送部が前記昇降部で前記基板を保持し、下降して、前記支持部材に載置された前記静電部材に載置し、
   前記静電部材に電圧を印加して、前記基板を、前記静電部材に静電吸着し、静電吸着された前記基板を処理し、
   前記移送部が前記昇降部で、処理された前記基板を前記静電部材に対して上昇し、
   前記移送部が前記基板を保持して前記真空チャンバから退避する基板処理方法。
7. さらに、前記真空チャンバの内部の前記静電部材を交換する場合、
   前記移送部が前記昇降部で前記支持部材に載置されている前記静電部材を上昇し、
   前記移送部が前記静電部材を保持して前記真空チャンバから退避し、
   前記移送部が別の静電部材を保持し前記真空チャンバ内に移送し、
   前記移送部が前記昇降部で前記別の静電部材を保持し、下降して、前記支持部材に載置する
   請求項６記載の基板処理方法。

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