TWI429016B - Processing device - Google Patents

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TWI429016B
TWI429016B TW097120746A TW97120746A TWI429016B TW I429016 B TWI429016 B TW I429016B TW 097120746 A TW097120746 A TW 097120746A TW 97120746 A TW97120746 A TW 97120746A TW I429016 B TWI429016 B TW I429016B
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Masamichi Nomura
Kenjiro Koizumi
Shigeru Kasai
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Tokyo Electron Ltd
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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Description

處理裝置
本發明是關於對例如半導體晶圓等之被處理體施予處理之處理裝置。
一般，為了製造半導體積體電路，對於半導體晶圓，重複執行複數次的成膜處理、退火處理、氧化擴散處理、濺鍍處理等之各種熱處理。
使半導體晶圓上之膜質、膜厚等之均勻性提升之主要原因則有反應氣體之分布或流動之均勻性、晶圓溫度之均勻性、電漿之均勻性等。
為了使該些主要原因對晶圓之圓周方向成為均勻，使晶圓旋轉為有效。以往，晶圓之旋轉機構具備有支撐晶圓之圓盤，和與該圓盤接觸藉由摩擦力而使圓盤旋轉之驅動機構。
但是，物體摩擦之處由於成為微粒產生主要原因，故以往之晶圓旋轉機構無法避免來自接觸摩擦部之微粒產生。再者，因在支撐晶圓之圓盤，和該圓盤之驅動機構之旋轉部之間，因滑動而產生位置偏差，故每次必須執行返回至基準位置之回復動作，成為處理量下降之原因。
依此，於例如美國專利第6157106號公報(以下稱為文獻1)中，揭示有以不在處理室內產生微粒之方式，使支撐晶圓之轉子磁性浮起而予以旋轉之構成。即是，文獻1所 揭示之技術中，轉子為磁力作用而使轉子系統浮起之構成要素。然後，藉由具有浮起用之永久磁鐵和控制用之電磁鐵之定子組件，產生磁場。
但是，於文獻1中所揭示之技術，係從水平方向對轉子作用磁力而使轉子浮起，但是該磁力因其方向與作用於轉子之重力之垂直方向一致，故該些作用力之向量方向分散，其結果，磁性浮起用之控制為複雜且困難。
本發明之目的係在於提供可以藉由浮起旋轉實現所欲之面內均勻性，並且實現無塵，謀求其構造或控制之簡化的處理裝置。
本發明之一態樣所涉及之處理裝置，具備處理容器，用以收容被處理體，且由非磁性體所構成；和旋轉浮起體，被配置在上述處理容器之內部，支撐上述被處理體；和浮起用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力朝向垂直方向上方作用，以非接觸懸掛保持於上述處理容器之內壁之方式，使上述旋轉浮起體浮起；和位置用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力作用於浮起之上述旋轉浮起體，而控制水平方向位置；和旋轉用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力作用於浮起之上述旋轉浮起體而使旋轉；和處理機構，對被上述旋轉浮起體所支撐之被處理體施予特定處理。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述旋轉浮起體可以設為在其側方具有於徑方向擁有特定寬度之浮起體側浮起用強磁性體。該浮起體側浮起用強磁性體可以形成平板之環狀。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述浮起用電磁鐵組件係可以具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連結背面側；和一對電磁鐵側浮起用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之下方，隔著特定間隙與上述浮起體側浮起用強磁性體對向而被設置，將磁性吸力作用於上述浮起體側浮起用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側浮起用強磁性體、上述浮起體側浮起用強磁性體形成關閉之磁性電路。並且，上述浮起體側浮起用強磁性體型成平板之環狀，上述電磁鐵側浮起用強磁性體可以構成沿著上述浮起體側浮起用強磁性體而延伸於周方向之構成。
此時，上述處理容器可以設為在其外壁具有朝上開口且自上述處理容器之外部上方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側浮起用強磁性體係隔著上述有底孔內側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置之構成。再者，上述處理容器可以設為在其外壁具有貫通於垂直方向且自上述處理容器之外部上方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側浮起用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之 上述電磁體之構成。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述浮起用電磁鐵組件可以構成被配置在至少3個上述旋轉浮起體之外周圍的構成。
在一態樣所涉及之處理裝置中，即使又具備有檢測上述旋轉浮起體之垂直方向之位置資訊的垂直方向位置檢測器亦可。
此時，可以又具備控制手段，該控制手段係根據藉由上述垂直方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之垂直方向之位置資訊，運算在其時點之垂直方向位置、傾斜、變位速度以及加速度，接著，運算該些之最佳值，而將控制電流供給至上述浮起用電磁鐵組件之電磁鐵。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述旋轉浮起體可以設為在側方具有於垂直方向用有特定寬之浮起體側控制用強磁性體之構成。該浮起體側控制用強磁性體可以形成為圓筒狀。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述位置用電磁鐵組件可以設為具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連結背面側；和一對電磁鐵側位置用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之側方，隔著特定間隙與上述浮起體側控制用強磁性體對向而被設置，將磁性吸力作用於上述浮起體側控制用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側位置用強磁性體、上述浮起體側控制用強磁 性體形成關閉之磁性電路。並且，上述浮起體側控制用強磁性體形成圓筒狀，上述電磁鐵側位置用強磁性體可以設為沿著上述浮起體側控制用強磁性體延伸於周方向之構成。
此時，上述處理容器可以設為在其外壁具有朝水平方向開口且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側位置用強磁性體隔著上述有底孔內側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置之構成。再者，上述處理容器可以設為在其外壁具有貫通於水平方向且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側位置用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之上述電磁體之構成。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述位置用電磁鐵組件可以設為被配置在至少3個上述旋轉浮起體之外周圍之構成。
一態樣所涉及之處理裝置中，即使又具備有檢測上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊的水平方向位置檢測器亦可。
此時，可以又具備控制手段，該控制手段係根據藉由上述水平方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊，運算在其時點之水平方向位置、速度以及加速度，接著，運算該些之最佳值，而將控制電流供給至上述位置用電磁鐵組件之電磁鐵。再者，可以又具備 控制手段，該控制手段係根據藉由上述水平方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊，運算其時點之旋轉速度及加速度，接著運算該些最佳值，將控制電流供給至上述旋轉用電磁鐵組件之電磁鐵。
在一態樣所涉及之處理裝置中，上述位置用電磁鐵組件和上述旋轉用電磁鐵組件可以被配置在略相同之水平位置。
此時，上述旋轉用電磁鐵組件可以設為具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連接背面側；和一對電磁鐵側旋轉用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之側方，隔著特定間隙與上述浮起體側控制用強磁性體對向而被設置，將磁性吸力作用於上述浮起體側控制用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側旋轉用強磁性體、上述浮起體側控制用強磁性體形成關閉之磁性電路的構成。再者，上述浮起體側控制用強磁性體，和上述電磁鐵側旋轉用強磁性體可以設為在互相對向之面各自形成有凹凸狀之齒部的構成。並且，上述浮起體側控制用強磁性體可以形成圓筒狀，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體可以設為沿著上述浮起體側控制用強磁性體延伸於周方向之構成。
此時，上述處理容器可以設為在其外壁具有朝水平方向開口且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體係隔著上述有底孔內 側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置之構成。再者，上述處理容器可以設為在其外壁具有貫通於水平方向且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之上述電磁體的構成。
再者，上述旋轉用電磁鐵組件可以構成以兩個構成一組，各組兩個之上述旋轉用電磁鐵組件係被配置在徑方向互相對向，至少兩組之上述旋轉用電磁鐵組件被配置於上述旋轉浮起體之外周圍的構成。
此時，上述位置用電磁鐵組件和上述旋轉用電磁鐵組件可以設為交互被配置於周方向之構成。
以下，參照附件圖面，針對本發明之實施形態具體性予以說明。在此，以用以將使晶圓退火之退火裝置為例予以說明。
第1圖為表示本發明之一實施形態所涉及之退火裝置之概略構成之剖面圖。該退火裝置100具有構成氣密，且被搬入晶圓W之處理室1。
處理室1具有配置晶圓W之圓柱狀之退火處理部1a，和環狀設置在退火處理部1a外側之氣體擴散部1b。氣體擴散部1b之高度高於退火處理部1a，處理室1之剖面構成H狀。
處理室1之氣體擴散部1b由處理容器2所規範。在處理容器2之上壁2a及底壁2b形成有對應於退火處理部1a之圓形之孔3a(僅圖示上側)，在該些孔3a各嵌入由銅等之高熱傳導性材料所形成之冷卻構件4a、4b。
冷卻構件4a、4b具有凸緣部5a(僅圖示上側)，隔著密封構件6a密接於凸緣部5a和處理容器2之上壁2a。然後，藉由該冷卻構件4a、4b規範退火處理部1a。
在處理室1設置有在退火處理部1a內水平支撐晶圓W之旋轉浮起體30，該旋轉浮起體30如後述般，藉由浮起電磁鐵組件F浮起，藉由旋轉電磁鐵組件R旋轉。再者，在處理容器2之天壁設置有自無圖式之處理氣體供給機構導入特定處理氣體之處理體導入口8，在該處理氣體導入口8連接有供給處理氣體之處理氣體配管9。再者，在處理容器2之底壁設置排氣口10，在該排氣口10連接有與無圖示之排氣裝置聯繫之排氣配管11。
並且，在處理容器2之側壁設置有用以對處理容器2執行搬入搬出晶圓之搬入搬出口12，該搬入搬出口12藉由閘閥13可關閉。在處理室1設置有用以測量晶圓W之溫度之溫度檢測器14。再者，溫度檢測器14連接於處理容器2之外側之計測部15，自該計測部15溫度檢測訊號被輸出至後述之製程控制器200。
在冷卻構件4a、4b面，以對應於晶圓W之方式，形成有圓形之凹部16a、16b。在該凹部16a、16b內，以接觸於冷卻構件4a、4b之方式，配置有搭載發光二極體 (LED)17a、17b之加熱源。
加熱源是由在具有絕緣性之高熱傳導性材料，典型為AlN陶瓷所構成之支撐體19a、19b搭載多數之LED17a、17b的複數LED陣列所構成。
在冷卻構件4a之上方及冷卻構件4b之下方，各設置有用以執行供電至LED17a、17b之控制的控制箱24a、24b，該些連接有來自無圖式之電源之配線，以控制對LED17a、17b之供電。
在與冷卻構件4a、4b之晶圓W對向之面，螺絲固定使來自搭載於加熱源之LED17a、17b之光透過至晶圓W側之光透過構件18a、18b。光透過構件18a、18b使用使自LED射出之光有效率透過之材料，例如使用石英。
再者，在以凹部16a和光透過構件18a所形成之空間及以凹部16b和光透過構件18b所構成之空間，填充有透明之樹脂20a、20b。作為可適用之透明樹脂20a、20b可以舉出矽氧樹脂或環氧樹脂。
在冷卻構件4a、4b設置有冷卻媒體流路21a、21b，其中，流通可以將冷卻構件4a、4b冷卻例如0℃以下，例如-50℃左右之液體狀之冷卻媒體，例如氟系惰性液體(產品名：Fluorinert(註冊商標)、GALDEN(註冊商標)等)。於冷卻構件4a、4b之冷卻媒體流路21a、21b連接有冷卻媒體供給配管22a、22b，和冷卻媒體排出配管23a、23b。依此，使冷卻媒體可循環於冷卻媒體流路21a、21b而使冷卻構件4a、4b予以冷卻。
並且，在處理容器2形成有冷卻水流路25，使常溫之冷卻水流通於其中，依此防止處理容器2之溫度過度上昇。再者，在控制箱24a、24b和冷卻構件4a、4b之間，經氣體配管26a、26b導入乾燥氣體。
並且，退火裝置100之各構成部成為連接於具有微處理器(電腦)之製程控制器200而被加以控制之構成。例如，以該製程控制器200執行上述控制箱24a、24b之供電控制、驅動系統之控制、氣體供給控制等。在製程控制器200連接有由操作員用以執行指令之輸入操作等之鍵盤，或將退火裝置100之運轉狀況予以可視化而加以顯示之顯示器等所構成之使用者介面201。並且，製程控制器200連接有記憶部202，該記憶部可儲存用以在製程控制器200之控制下實現在退火裝置100所實行之各種處理之控制程式，或用以因應處理條件使退火裝置100之各構成部實行處理之程式即是處理程式。處理程式即使記憶於硬碟或半導體記憶體亦可，即使為在收容於CDROM、DVD等之可搬運性之記憶媒體之狀態下，設置於記憶部202之特定位置亦可。並且，即使自其他裝置經例如專用迴路適當傳送處理程式亦可。然後，因應所需，利用來自使用者介面201之指示等，自記憶部202叫出任意之處理程式而使製程控制器200實行，依此在製程控制器200之控制下，執行在退火裝置100的所欲處理。
接著，針對旋轉浮起體30之驅動予以說明。
在本實施形態中，藉由浮起用電磁鐵組件F之磁性吸 力，以與處理容器2非接觸之方式使支撐被處理體W之旋轉浮起體30浮起，藉由位置用電磁鐵組件H之磁性吸力控制旋轉浮起體30之水平方向位置，並且藉由旋轉電磁鐵組件R之磁性吸力使旋轉浮起體30旋轉。
第2圖為第1圖所示之旋轉浮氣體及電磁鐵組件之斜視圖，第3圖為第1圖所示之旋轉浮起體及電磁鐵組件之側面圖，第4圖為表示浮起用電磁鐵組件之控制流程之流程圖。
如第1圖所示般，在由鋁等之非磁性體所構成之處理容器2之底壁2b下方，以旋轉浮起體30非接觸浮起而可以升降之方式，形成有形成中空之浮起用壁部2c。
如第1圖及第2圖所示般，旋轉浮起體30在其下部側方具有於徑方向具有特定寬之浮起體側浮起用強磁性體31，該浮起體側浮起用強磁性體31是由鐵等之強磁性體所構成，形成施有鍍Ni之平板環狀。
旋轉浮起體30再者在其上部側方具有於垂直方向具有特定寬之浮起體控制用強磁性體32，該浮起體側控制用強磁性體32是由鐵等之強磁性體所構成，形成施有鍍Ni之圓筒狀。
該些浮起體側浮起用強磁性體31，和浮起體側控制用強磁性體32是藉由由鋁等之非磁性體所構成之多數根支撐構件33而連結。
晶圓W是被薄板環狀構件35所支撐，該薄板環狀構件35係被平板環狀支撐構件36所支撐，該支撐構件36 係被筒狀構件37所支撐，筒狀構件37係被配置在旋轉浮起體30之上方。並且，在支撐構件36之上方設置有均熱環38。
如第3圖所示般，浮起用電磁鐵組件F具有被配置在處理容器2之外部，藉由磁軛41連結背面側之一對電磁鐵42、42；和在處理容器2之內容，且於一對電磁鐵42、42之各個的正面側之下方，隔著特定間隙與浮起體側浮起用強磁性體31對向而被配置，將磁性吸力作用於浮起體側浮起用強磁性體31之一對電磁鐵側浮啟用強磁性體43、43。依此，由一對電磁鐵42、42，和磁軛41，和一對電磁鐵側浮起用強磁性體43、43，和浮起體側浮起用強磁性體31形成關閉之磁性電路。
如第2圖及第3圖所示般，電磁鐵側浮起用強磁性體43、43沿著形成於平板之環狀之浮起體側浮起用強磁性體31，長條狀延伸於周方向。依此，由於磁性電路之磁性對向之面積寬廣，故降低磁阻，可以有效率浮起。
如第1圖所示般，處理容器2之浮起用壁部2c在其外壁具有向上開口且自處理容器2之外部上方嵌合電磁鐵42之有底孔44，電磁鐵側浮起用強磁性體43經有底孔內側之薄壁45，與浮起用壁部2c之外部之電磁鐵42對向而被設置。依此，不需要在處理容器2設置貫通孔等，可以不需要電磁鐵42之真空密封，可以提高相對於處理容器2之真空洩漏的信賴性。並且，薄壁45之厚度例如為2mm。
如第2圖所示般，浮起用電磁鐵組件F是以兩個構成一組，各組兩個之浮起用電磁鐵組件F是被配置在徑方向互相對向，例如每120度配置之三組浮起用電磁鐵組件F被配置在旋轉浮起體30之外周圍。浮起用電磁鐵組件F如後述般，必須獨立控制旋轉浮起體30之傾斜，若至少三組之浮起電磁鐵組件F即可。並且，浮起用電磁鐵組件F即使為1個電磁鐵亦可，若至少3個浮起用電磁鐵組件若配置在旋轉浮起體30之外周圍即可。
如第1圖所示般，旋轉浮起體30係以接觸於處理容器2之底面的狀態，例如浮起2mm之狀態為定位置，在該定位置，執行後述之水平方向位置控制及旋轉控制。然後，自該定位置上昇例如10mm的位置為被處理體交接位置，在該位置，執行搬入搬出被處理體W。並且，旋轉浮起體30係構成可自該被處理體交接位置又上昇例如2mm，以作為預備區域。
如此一來，若設定僅被處理體W升降所需之浮起衝程時，藉由磁性浮起，也可以實現被處理體W之升降機構，依此，可以不需要以往之升降機構用之馬達或汽缸等，可以謀求簡化其構造之簡化。
如第1圖所示般，設置有與浮起體側浮起用強磁性31對向，檢測出旋轉浮起體30之垂直方向之位置資訊的垂直方向位置檢測器50(Z軸檢測器)。垂直方向位置檢測器50(Z軸檢測器)是以例如120度間隔設置3個。
浮起用電磁鐵組件F是如第4圖所示般，根據該Z軸 檢測器50之檢測資料，反饋控制成下述般。
首先，使浮起用電磁鐵組件F之電磁鐵42予以激磁(步驟101)。接著，藉由Z軸檢測器50，檢測出旋轉浮起體30之垂直方向(Z軸)之位置資訊(步驟102)。然後，根據旋轉浮起體30之垂直方向(Z)軸之位置資訊，運算現時點之垂直方向(Z軸)位置、傾斜、變位速度及加速度(步驟103)。接著，藉由電腦運算該些垂直方向(Z軸)位置、傾斜、變位速度及加速度之最佳值(步驟104)。
根據該運算結果，藉由PMW控制電流驅動器，將控制電流供給至浮起用電磁鐵組件F之電磁鐵42而控制電磁鐵42之激磁(步驟105)。並且，PWM(Pulse Width Modulation)控制電流驅動器是以一定週期之脈衝激磁電磁鐵42，變化脈衝之負載比(ON之時間之比率)而控制電磁鐵42之激磁。
如此一來，在本實施形態中，浮起用電磁鐵組件F因構成磁性吸力朝垂直方向上方作用，以非接觸方式懸掛保持於處理容器2之內壁之方式，使旋轉浮起體30浮起，故磁性吸力之方向和作用於旋轉浮起體30之重力之方向為一致，不會在水平方向產生位置偏差，可以實現安定之控制。
第5圖為第1圖所示之旋轉浮起體及電磁鐵組件之平面圖，第6圖為第1圖所示之位置用電磁鐵組件及旋轉用電磁鐵組件之斜視圖，第7圖為表示位置用電磁鐵組件之 電磁鐵側位置用強磁性體，和浮起體側控制用強磁性體之位置關係的平面放大圖，第8圖為表示位置用電磁鐵組件之控制流程之流程圖。
如第2圖、第5圖及第6圖所示般，位置用電磁鐵組件H具備有被配置在處理容器之外部，藉由磁軛61連接背面側之一對電磁鐵62、62，和在處理容器2之內部，且於一對電磁鐵62、62之各個正面側之側方，經特定間隙與浮起體控制用強磁性體32對向而被配置，將磁性吸力作用於浮起體側控制用強磁性體32之一對電磁鐵側位置用強磁性體63、63。依此，由一對電磁鐵62、62、磁軛61、一對電磁鐵位置用強磁性體63、63和浮起體側控制用強磁性體32，形成關閉之磁性電路。
如第2圖及第5圖所示般，電磁鐵側位置用強磁性體63沿著形成圓筒狀之浮起體側控制用強磁性體32，延伸於周方向。依此，由於磁性電路之磁性對向之面積寬廣，故可以降低磁阻，有效率控制水平方向位置。
再者，如第7圖所示般，在形成圓筒狀之浮起體側控制用強磁性體32之外周面，如後述般，因產生旋轉用之吸力，故形成凹凸狀之齒部32a。但是，浮起體側控制用強磁性體32，和電磁鐵側位置用強磁性體63之間的水平位置控制用之吸力即使在任何處皆為相同。因此，為了不產生不所欲之周方向之旋轉吸力，以浮起體側控制用強磁性體32之凹凸狀之齒部32a之凹凸端面，和電磁鐵側位置用強磁性體63之兩端面一致為佳。
如第1圖所示般，處理容器之浮起用壁部2c在其外壁朝具有向水平方向開口且自處理容器2之外部側方嵌合電磁鐵62之有底孔64，電磁鐵側位置強磁性體63經有底孔內側之薄壁65，與處理容器外部之電磁鐵62對向而被設置。依此不需要在處理容器2設置貫通孔等，可以不需要電磁鐵62之真空密封，可以提高相對於處理容器2之真空洩漏的信賴性。並且，薄壁65之厚度為2mm。
如第2圖、第5圖及第6圖所示般，位置用電磁鐵組件H是以兩個為一組((+X軸、-X軸)、(+Y軸、-Y軸)，各組兩個之位置用電磁鐵組件H被配置在徑方向互相對向，以例如每90度配置之兩組位置用電磁鐵組件H被配置在旋轉浮起體30之外圍。位置用電磁鐵組件H如後述般，需要獨立控制旋轉浮起體30，若為至少三組之位置用電磁鐵組件H即可。並且，位置用電磁鐵組件F即使為1個電磁鐵亦可，若至少3個位置用電磁鐵組件配置在旋轉浮起體30之外周圍上即可。
如第1圖所示般，設置有與浮起體側控制用強磁性體32，而檢測出旋轉浮起體之水平方向之位置資訊之水平方向位置檢測器70(X、Y軸檢測器)。該水平方向位置檢測器70(X、Y軸檢測器)是以120度間隔設置3個。
位置用電磁鐵組件H是如第8圖所示般，根據該X、Y軸檢測器70之檢測資料，如以下般被反饋控制。
首先，使位置用電磁鐵組件H之電磁鐵62激磁(步驟201)。接著，藉由X、Y軸檢測器70，檢測出旋轉浮 起體30之水平方向((+X軸、-X軸)、(+Y軸、-Y軸)之位置資訊(步驟202)。然後，根據旋轉浮起體30之水平方向((+X軸、-X軸)、(+Y軸、-Y軸))之位置資訊，運算現時點之±X軸、±Y軸之位置、速度及加速度(步驟203)。接著，藉由電腦，運算該些±X軸、±Y軸之位置、速度及加速度之最佳值(步驟204)。
根據該運算結果，藉由PEM控制電流驅動器，將控制電流供給至位置用電磁鐵組件H之電磁鐵62而控制電磁鐵62之激磁(步驟205)。
並且，即使取代上述3個水平方向位置檢測器70(X、Y軸檢測器)，可以無視旋轉浮起體30之熱變形的裝置為間隔90度所配置之兩個X、Y軸檢測器亦可。再者，即使取代上述Z軸檢測器50和X、Y軸檢測器70，以90度間隔兩段配置之X1、Y1、X2、Y2及Z檢測器般之構成亦可。
旋轉用電磁鐵組件R除電磁鐵側旋轉用強磁性體73之外，電磁鐵60和磁軛61與第6圖所示之位置用電磁鐵組件構成相同。
上述浮起體側控制用強磁性體32和電磁鐵旋轉用強磁性體73是在互相對向之面各形成凹凸狀之齒部32a、73a。
旋轉用電磁鐵組件R是以步進馬達相同之原理旋轉旋轉浮起體30。即是，當使電流流通於一相時，藉由磁性吸力，旋轉側之齒部32a之凸部和固定側之齒部73a之凸部 互相吸引而使旋轉側移動至正對之位置，在其他相中，旋轉側之齒部32a和固定側之齒部73a成為偏移1/N之位置。當使電流流通於其他相之時，旋轉側之齒部32a僅旋轉1/N之角度。其結果，旋轉浮起體30旋轉。
在本實施形態中，如上述般，不使用永久磁石，因推斥力不作用，故使用3相以上之電磁鐵則為有效果。如上述般，可以藉由順序激磁該些取得旋轉力。
再者，因自旋轉用電磁鐵組件R之電磁鐵62也產生與旋轉力同時朝向橫方向之吸力，故在各個相中，將兩個旋轉用電磁鐵組件R當作一組而被配置在徑方向上對向，依此可以使橫方向之吸力互相取消
在本實施形態中，以相位各90度配置之4相電磁鐵組件(Ra、Rb、Rc、Rd)是被配置在徑方向對向。但是，如上述般，若設置至少兩組旋轉用電磁鐵組件R即可。
如上述般，位置用電磁鐵組件H和旋轉用電磁鐵組件R因配置於略相同之水平位置(X、Y平面)，故可以謀求控制之簡化。再者，位置用電磁鐵組件H和旋轉用電磁鐵組件R係在周方向交互配置。旋轉用電磁鐵組件R是根據X、Y軸檢測器70之檢測資料，反饋控制如下述般。第9圖為表示旋轉用電磁鐵組件之控制流程的流程圖。
首先，使旋轉用電磁鐵組件R之電磁鐵62激磁(步驟301)。接著，藉由X、Y軸檢測器70，檢測出旋轉浮起體30之水平方向((+X軸、-X軸)、(+Y軸、-Y 軸))之位置資訊(步驟302)，然後，根據旋轉浮起體30之水平方向((+X軸、-X軸)、(+Y軸、-Y軸))之位置資訊，運算現時點之旋轉速動及加速度(步驟303)。接著，藉由電腦，運算該些旋轉速度及加速度之最加值(步驟304)。
根據該運算結果，藉由PWM控制電流驅動器，將控制電流供給至旋轉用電磁鐵組件R之電磁鐵62而控制電磁鐵62之激磁(步驟305)。
第10圖為本發明之一實施形態之變形例所涉及之退火裝置之擴大部份剖面圖。
在本變形例中，處理容器2之浮起用壁部2c在其外壁具有貫通垂直方向且自處理容器2之外部上方嵌合浮起用電磁鐵組件F之電磁鐵42之貫通孔81，在貫通孔81和電磁鐵2之間安裝有密封構件82，電磁鐵側浮起用強磁性體43是被安裝於處理容器外部之電磁鐵42。
再者，處理容器2之浮起用壁部2c在其外壁具有貫通於水平方向且自處理容器2之外部側方嵌合位置用、旋轉用電磁鐵組件H、R之電磁鐵62的貫通孔，在貫通孔91和電磁鐵62之間，安裝有密封構件92，電磁鐵位置用強磁性63是被安裝於處理容器外部之電磁鐵。
密封構件82、92為例如銅銲、環氧樹脂。
並且，本發明並不限定於上述實施形態，可作各種變形。例如，在上述實施形態中，雖然針對在屬於被處理體之晶圓兩側設置具有LED之加熱源之例予以說明，但是 即使在任一方設置加熱源亦可。再者，在上述實施形態中，雖然針對發光元件使用LED之時予以表示，但是即使使用半導體雷射等之其他發光元件亦可。並且，即使針對被處理體，也並不限定於半導體晶圓，可以以FPD用玻璃基板等之其他作為對象。
若藉由上述實施形態，因藉由電磁鐵之磁性吸力，以與處理容器非接觸方式使支撐被處理體之旋轉浮起體浮起，並藉由電磁鐵之磁性吸力控制旋轉浮起體之水平方向位置，並且藉由電磁鐵之磁性吸力使旋轉浮起體旋轉，故由於安定之浮起旋轉，可以實現所欲之面內均勻性，並且可以實現無塵，實現溫度均勻性高之裝置，並且可以實現膜質或膜厚均勻，處理量高之裝置。
再者，浮起用電磁鐵組件因構成以磁性吸力朝垂直方向上方作用而以非接觸懸掛保持於處理容器內壁之方式使旋轉浮起體浮起，故磁性吸力之方向和作用於旋轉浮起體之重力之方向為一致，不會在水平方向產生位置偏差，可以實現安定之控制。並且，藉由將位置用電磁鐵組件和旋轉用電磁鐵組件配置在大略相同水平位置，則可以謀求控制之簡化。
此時，若設定僅被處理體之升降所需之浮起衝程時，則藉由磁性浮起，亦可以實現被處理體之升降機構，依此，可以不需要以往之升降機構用之馬達或汽缸等，可以謀求其構造之簡化。
並且，於對被處理體所執行之處理為熱處理之時，處 理容器之內部則成為高溫，當如上述專利文獻1般配置永久磁鐵時，雖然必須擔心永久磁鐵受到高溫之熱之影響而惡化之情形，成本也變高，但是藉由組合電磁鐵和強磁性體，則可以解除伴隨著永久磁鐵的缺點。
1‧‧‧處理室
1a‧‧‧退火處理部
1b‧‧‧氣體擴散部
2‧‧‧處理容器
2a‧‧‧上壁
2b‧‧‧底壁
2c‧‧‧浮起用壁部
3a‧‧‧孔
4a‧‧‧冷卻構件
4b‧‧‧冷卻構件
5a‧‧‧凸緣部
6a‧‧‧密封構件
8‧‧‧處理氣體導入口
9‧‧‧處理氣體配管
10‧‧‧排氣口
11‧‧‧排氣配管
12‧‧‧搬入搬出口
13‧‧‧閘閥
14‧‧‧溫度檢測器
15‧‧‧計測部
16a‧‧‧凹部
16b‧‧‧凹部
17a‧‧‧發光二極體
17b‧‧‧發光二極體
18a‧‧‧光透過構件
18b‧‧‧光透過構件
19a‧‧‧支撐體
19b‧‧‧支撐體
20a‧‧‧樹脂
20b‧‧‧樹脂
21a‧‧‧冷卻媒體流路
21b‧‧‧冷卻媒體流路
22a‧‧‧冷卻媒體供給配管
22b‧‧‧冷卻媒體供給配管
23a‧‧‧冷卻媒體排出配管
23b‧‧‧冷卻媒體排出配管
24a‧‧‧控制箱
24b‧‧‧控制箱
25‧‧‧冷卻水流路
26a‧‧‧氣體配管
26b‧‧‧氣體配管
30‧‧‧旋轉浮起體
31‧‧‧浮起體側浮起用強磁性體
32‧‧‧浮起體側控制用強磁性體
32a‧‧‧齒部
33‧‧‧支撐構件
35‧‧‧薄板環狀構件
36‧‧‧支撐構件
37‧‧‧筒狀構件
38‧‧‧均熱環
41‧‧‧磁軛
42‧‧‧電磁鐵
43‧‧‧電磁鐵側浮起用強磁性體
44‧‧‧有底孔
45‧‧‧薄壁
50‧‧‧垂直方向位置檢測器
61‧‧‧磁軛
62‧‧‧電磁鐵
63‧‧‧電磁鐵側位置用強磁性體
64‧‧‧有底孔
65‧‧‧薄壁
73‧‧‧電磁鐵側旋轉用強磁性體
73a‧‧‧齒部
200‧‧‧製程控制器
201‧‧‧使用者介面
202‧‧‧記憶部
W‧‧‧晶圓
第1圖為表示本發明之一實施形態所涉及之退火裝置之概略構成之剖面圖。
第2圖為第1圖所示之旋轉浮起體及電磁鐵組件之斜視圖。
第3圖為第1圖所示之旋轉浮起體及電磁鐵組件之側面圖。
第4圖為表示浮起用電磁鐵組件之控制流程的流程圖。
第5圖為第1圖所示之旋轉浮起體及電磁鐵組件之平面圖。
第6圖為第1圖所示之位置用電磁鐵組件及旋轉用電磁鐵組件之斜視圖。
第7圖為表示位置用電磁鐵組件之電磁鐵側位置用強磁性體，和浮起體側控制強磁性體之位置關係之平面放大圖。
第8圖為表示位置用電磁鐵組件之控制流程的流程圖。
第9圖為表示旋轉用電磁鐵組件之控制流程之流程 圖。
第10圖為本發明之一實施形態之變形例所涉及之退火裝置之放大部份剖面圖。
1‧‧‧處理室
1a‧‧‧退火處理部
1b‧‧‧氣體擴散部
2‧‧‧處理容器
2a‧‧‧上壁
2b‧‧‧底壁
2c‧‧‧浮起用壁部
3a‧‧‧孔
4a‧‧‧冷卻構件
4b‧‧‧冷卻構件
5a‧‧‧凸緣部
6a‧‧‧密封構件
8‧‧‧處理氣體導入口
9‧‧‧處理氣體配管
10‧‧‧排氣口
11‧‧‧排氣配管
12‧‧‧搬入搬出口
13‧‧‧閘閥
14‧‧‧溫度檢測器
15‧‧‧計測部
16a‧‧‧凹部
16b‧‧‧凹部
17a‧‧‧發光二極體
17b‧‧‧發光二極體
18a‧‧‧光透過構件
18b‧‧‧光透過構件
19a‧‧‧支撐體
19b‧‧‧支撐體
20a‧‧‧樹脂
20b‧‧‧樹脂
21a‧‧‧冷卻媒體流路
21b‧‧‧冷卻媒體流路
22a‧‧‧冷卻媒體供給配管
22b‧‧‧冷卻媒體供給配管
23a‧‧‧冷卻媒體排出配管
23b‧‧‧冷卻媒體排出配管
24a‧‧‧控制箱
24b‧‧‧控制箱
25‧‧‧冷卻水流路
26a‧‧‧氣體配管
26b‧‧‧氣體配管
30‧‧‧旋轉浮起體
31‧‧‧浮起體側浮起用強磁性體
32‧‧‧浮起體側控制用強磁性體
33‧‧‧支撐構件
35‧‧‧薄板環狀構件
36‧‧‧支撐構件
37‧‧‧筒狀構件
38‧‧‧均熱環
43‧‧‧電磁鐵側浮起用強磁性體
44‧‧‧有底孔
45‧‧‧薄壁
50‧‧‧Z軸檢測器
62‧‧‧電磁鐵
63‧‧‧電磁鐵側位置用強磁性體
64‧‧‧有底孔
65‧‧‧薄壁
200‧‧‧製程控制器
201‧‧‧使用者介面
202‧‧‧記憶部
W‧‧‧晶圓

Claims (26)

  1. 一種處理裝置，其特徵為：具備處理容器，用以收容被處理體，且由非磁性體所構成；和旋轉浮起體，被配置在上述處理容器之內部，支撐上述被處理體；和浮起用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力朝向垂直方向上方作用，以非接觸懸掛保持於上述處理容器之內壁之方式，使上述旋轉浮起體浮起；和位置用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力作用於浮起之上述旋轉浮起體，而控制水平方向位置；和旋轉用電磁鐵組件，被配置在上述處理容器之外部，使磁性吸力作用於浮起之上述旋轉浮起體而使旋轉；和處理機構，對被上述旋轉浮起體所支撐之被處理體施予特定處理，上述旋轉浮起體在其側方具有於徑方向擁有特定寬度之浮起體側浮起用強磁性體，上述浮起用電磁鐵組件具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連結背面側；和一對電磁鐵側浮起用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之下方，隔著特定間隙與上述浮起體側浮起用強磁性體對向而被設置， 將磁性吸力作用於上述浮起體側浮起用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側浮起用強磁性體、上述浮起體側浮起用強磁性體形成關閉之磁性電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側浮起用強磁性體形成平板之環狀。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側浮起用強磁性體形成平板環狀，上述電磁鐵側浮起用強磁性體沿著上述浮起體側浮起用強磁性體延伸於周方向。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有朝上開口且自上述處理容器之外部上方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側浮起用強磁性體係隔著上述有底孔內側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有貫通於垂直方向且自上述處理容器之外部上方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側浮起用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之上述電磁體。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述浮起用電磁鐵組件被配置在至少3個上述旋轉浮 起體之外周圍。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，又具備有檢測上述旋轉浮起體之垂直方向之位置資訊的垂直方向位置檢測器。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之處理裝置，其中，又具備控制手段，該控制手段係根據藉由上述垂直方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之垂直方向之位置資訊，運算在其時點之垂直方向位置、傾斜、變位速度以及加速度，接著，運算該些之最佳值，而將控制電流供給至上述浮起用電磁鐵組件之電磁鐵。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述旋轉浮起體在其側方具有於垂直方向用有特定寬之浮起體側控制用強磁性體。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側控制用強磁性體形成圓筒狀。
  11. 如申請專利範圍第9項所記載之處理裝置，其中，上述位置用電磁鐵組件具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連結背面側；和一對電磁鐵側位置用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之側方，隔著特定間隙與上述浮起體側控制用強磁性體對向而被設置，將磁性吸力作用於上述浮起體側控制用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側位 置用強磁性體、上述浮起體側控制用強磁性體形成關閉之磁性電路。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側控制用強磁性體形成圓筒狀，上述電磁鐵側位置用強磁性體沿著上述浮起體側控制用強磁性體延伸於周方向。
  13. 如申請專利範圍第11項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有朝水平方向開口且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側位置用強磁性體係隔著上述有底孔內側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置。
  14. 如申請專利範圍第11項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有貫通於水平方向且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側位置用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之上述電磁體。
  15. 如申請專利範圍第9項所記載之處理裝置，其中，上述位置用電磁鐵組件被配置在至少3個上述旋轉浮起體之外周圍。
  16. 如申請專利範圍第9項所記載之處理裝置，其中，又具備有檢測上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊的水平方向位置檢測器。
  17. 如申請專利範圍第16項所記載之處理裝置，其中，又具備控制手段，該控制手段係根據藉由上述水平方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊，運算在其時點之水平方向位置、速度以及加速度，接著，運算該些之最佳值，而將控制電流供給至上述位置用電磁鐵組件之電磁鐵。
  18. 如申請專利範圍第16項所記載之處理裝置，其中，又具備控制手段，該控制手段係根據藉由上述水平方向位置檢測器所檢測出之上述旋轉浮起體之水平方向之位置資訊，運算其時點之旋轉速度及加速度，接著運算該些最佳值，將控制電流供給至上述旋轉用電磁鐵組件之電磁鐵。
  19. 如申請專利範圍第1項所記載之處理裝置，其中，上述位置用電磁鐵組件和上述旋轉用電磁鐵組件被配置在略相同之水平位置。
  20. 如申請專利範圍第19項所記載之處理裝置，其中，上述旋轉用電磁鐵組件具有：一對電磁鐵，被配置在上述處理容器之外部，藉由磁軛連接背面側；和一對電磁鐵側旋轉用強磁性體，係在上述處理容器之內部，且於上述一對電磁鐵之各個的正面側之側方，隔著特定間隙與上述浮起體側控制用強磁性體對向而被設置，將磁性吸力作用於上述浮起體側控制用強磁性體，由上述一對電磁鐵、上述磁軛、上述一對電磁鐵側旋 轉用強磁性體、上述浮起體側控制用強磁性體形成關閉之磁性電路。
  21. 如申請專利範圍第20項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側控制用強磁性體，和上述電磁鐵側旋轉用強磁性體在互相對向之面各自形成有凹凸狀之齒部。
  22. 如申請專利範圍第20項所記載之處理裝置，其中，上述浮起體側控制用強磁性體形成圓筒狀，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體沿著上述浮起體側控制用強磁性體延伸於周方向。
  23. 如申請專利範圍第20項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有朝水平方向開口且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之有底孔，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體係隔著上述有底孔內側之薄壁，與上述處理容器外部之上述電磁鐵對向而被設置。
  24. 如申請專利範圍第20項所記載之處理裝置，其中，上述處理容器在其外壁具有貫通於水平方向且自上述處理容器之外部側方嵌合上述電磁鐵之貫通孔，在上述貫通孔和上述電磁鐵之間安裝密封構件，上述電磁鐵側旋轉用強磁性體被安裝於上述處理容器外部之上述電磁體。
  25. 如申請專利範圍第19項所記載之處理裝置，其中，上述旋轉用電磁鐵組件係以兩個構成一組，各組兩個之上述旋轉用電磁鐵組件係被配置在徑方向 互相對向，至少兩組之上述旋轉用電磁鐵組件被配置於上述旋轉浮起體之外周圍。
  26. 如申請專利範圍第25項所記載之處理裝置，其中，上述位置用電磁鐵組件和上述旋轉用電磁鐵組件交互被配置於周方向。
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