(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持することが可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダに連結された支柱と、
前記支柱を回転可能に支持する筐体と、
前記支柱に設けられた第１回転導電性部材と、
前記支柱に設けられ、前記第１回転導電性部材と絶縁されている第２回転導電性部材と、
前記筐体に設けられ、前記第１回転導電性部材と摺接する第１固定導電性部材と、
前記筐体に設けられ、前記第２回転導電性部材と摺接する第２固定導電性部材と、
前記第１回転導電性部材および前記第１固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第１の電圧を供給する第１電力導入部材と、
前記第２回転導電性部材および前記第２固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第２の電圧を供給する第２電力導入部材と、を備え、
前記支柱の表面、前記筐体、前記第１回転導電性部材、前記第１固定導電性部材、前記第２回転導電性部材、前記第２固定導電性部材により形成される空間の内部には、前記第１固定導電性部材および前記第２固定導電性部材の間で絶縁を維持するために抵抗値を所定値以上にした冷媒を流通でき、
前記空間を介して、前記冷媒が前記基板ホルダに供給されることを特徴とする電力導入装置。
【請求項２】
真空容器の内部に配置され、基板を保持することが可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダに連結された支柱と、
前記支柱を回転可能に支持する筐体と、
前記支柱を介して前記基板ホルダを回転させる回転駆動部と、
前記支柱を介して前記基板ホルダに外部から供給された電力を導入する電力導入部と、
前記基板ホルダに、外部から供給された冷媒の抵抗値を所定値以上にして前記冷媒を流通させる冷媒供給機構と、を有し、
前記電力導入部は、
前記筐体に設けられた第１固定導電性部材と、
前記第１固定導電性部材と離間した前記筐体の位置に設けられ、前記第１固定導電性部材と絶縁されている第２固定導電性部材と、
前記第１固定導電性部材と摺接するように前記支柱に設けられた第１回転導電性部材と、
前記第２固定導電性部材と摺接するように前記支柱に設けられ、前記第１回転導電性部材と絶縁されている第２回転導電性部材と、
前記第１回転導電性部材および前記第１固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第１の電圧を供給する第１電力導入部材と、
前記第２回転導電性部材および前記第２固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第２の電圧を供給する第２電力導入部材と、を備え、
前記支柱の表面と、前記支柱の表面と対向する前記筐体と、前記第１回転導電性部材と、前記第１固定導電性部材と、前記第２回転導電性部材と、前記第２固定導電性部材と、により形成される空間の内部には、絶縁を維持するために前記抵抗値を所定値以上にした前記冷媒が流通され、
前記空間は、前記支柱内に形成された冷媒流路を介して前記冷媒供給機構と連結されていることを特徴とする電力導入装置。
【請求項３】
前記第１回転導電性部材及び前記第２回転導電性部材はいずれも、前記支柱の外周面に設けられ、
前記第２固定導電性部材は、前記第１固定導電性部材と回転軸方向に離間した前記筐体の位置に設けられ、
前記空間は、前記支柱の外周面と、前記支柱の外周面と対向する前記筐体の内周面と、前記第１回転導電性部材と、前記第１固定導電性部材と、前記第２回転導電性部材と、前記第２固定導電性部材と、により形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力導入装置。
【請求項４】
前記第１回転導電性部材及び前記第２回転導電性部材はいずれも、前記支柱の端部に設けられ、
前記第２固定導電性部材は、前記支柱の径方向で前記第１固定導電性部材と離間した前記筐体の位置に固定され、
前記空間は、前記支柱の端部の表面と、前記支柱の端部の表面と対向する前記筐体の表面と、前記第１回転導電性部材と、前記第１固定導電性部材と、前記第２回転導電性部材と、前記第２固定導電性部材と、により形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力導入装置。
【請求項５】
前記冷媒流路は、
前記筐体および前記支柱を介して、前記冷媒供給機構から前記基板ホルダに前記冷媒を供給するための第１流路と、
前記支柱および前記筐体を介して前記基板ホルダから前記冷媒を排出するための第２流路と、を有していることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電力導入装置。
【請求項６】
前記第２回転導電性部材は、前記支柱の回転軸方向に離間し、前記支柱に設けられた２つのリング状の部材から構成され、
前記第２固定導電性部材は、２つの前記第２回転導電性部材のそれぞれと摺接するように、前記筐体に設けられた２つのリング状の部材から構成され、
前記支柱の表面と、前記支柱の外周面と対向する前記筐体の表面と、２つの前記第２回転導電性部材と、２つの前記第２固定導電性部材と、により囲まれた第２空間が形成され、
前記第２空間は、内部の気密性が保持されるとともに、前記第１流路と連通していることを特徴とする請求項５に記載の電力導入装置。
【請求項７】
前記第２流路は、前記空間と連通し、
前記空間の内部は気密性が保持され、
前記空間を形成する前記支柱には、前記第１回転導電性部材と前記第２回転導電性部材との間を絶縁する回転絶縁性部材が設けられ、
前記空間を形成する前記筐体の表面には、前記第２固定導電性部材と前記第１固定導電性部材との間を絶縁する固定絶縁性部材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の電力導入装置。
【請求項８】
前記空間の内部に対して、前記第１回転導電性部材および前記第１固定導電性部材の外面側に、気体供給機構から供給された気体を導入するための第３の流路と、
前記第３の流路から導入された前記気体を、気体回収機構に向けて排出するための第４の流路と、
を更に有することを特徴とする請求項７に記載の電力導入装置。
【請求項９】
冷媒供給空間の内部に対して、前記第２回転導電性部材および前記第２固定導電性部材の外面側に、気体供給機構から供給された気体を導入する第５の流路と、
前記第５の流路から導入された前記気体を、気体回収機構に向けて排出するための第６の流路と、
を更に有することを特徴とする請求項８に記載の電力導入装置。
【請求項１０】
前記筐体を第１の回転軸回りに回転させる第１の回転駆動機構と、
前記第１の回転軸に対して直交する方向の第２の回転軸を中心として前記基板ホルダを回転させる第２の回転駆動機構と、を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力導入装置。
【請求項１１】
前記基板ホルダは、真空処理室内に設けられるとともに、所定の真空処理を行う基板を保持するための静電吸着装置を備えた真空処理装置であって、
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電力導入装置を介して前記静電吸着装置に対して電力が導入されることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は電力導入装置及び電力導入装置を用いた真空処理装置に関する。特に、真空処理室内で回転可能に設けられた基板ホルダの静電チャックに対して電力を導入するのに好適な電力導入装置及び電力導入装置を用いた真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  図６Ａ、図６Ｂ、図７を参照して従来の電力導入装置について説明する。図６Ｂは図６Ａの中の電力導入機構の詳細図である。特許文献１に開示される構成では、例えば、図６Ａに示すように、電力導入装置が有する基板ホルダ６０１は真空容器６３０の内部に回転可能な状態で保持されている。基板ホルダ６０１は、基板ホルダ６０１の回転支柱６０２とその回転支柱等の荷重を支える台座６０３との間で、回転支柱６０２の回転軸Ｃを中心にした面接触による摺動面を持つ。同心円状に配置された複数の導電性環状部材６０４からなるロータリージョイントを設けることにより、基板ホルダ６０１の回転に不安定さを生じることなく、静電チャックの電極に安定して電力を供給することができる。そして、複数の電極に電力を導入する双極タイプの静電チャックについては、図６Ａ、図６Ｂに示す機構を複数個、回転軸方向に並べ、絶縁部材６０５ａ、ｂを挟みこむ構成にすることで複数の電極間の絶縁状態を保っている。【０００３】  この構造では安定した回転動作を得るため、絶縁部材６０５ａ、ｂは基板ホルダ６０１の回転支柱６０２側とその回転支柱等の荷重を支える台座６０３側とそれぞれに設けられ、それぞれの絶縁部材間には最小限度の隙間６０７をあける必要があった。一方、ロータリージョイントはシール性が完全なものではなく、微小ではあるがロータリージョイントから流体が漏れてくるため、漏れてきた流体を外部へ排出する為のドレイン口を設けるのが一般的である。そして、このロータリージョイントから漏れてきた流体は、静電チャックを冷却するための冷却水を循環させる循環流路から外れることになる。そのため、例えば、抵抗値１０ＭΩ・cm以上の値に管理された純水を、内部流路に流通させていたとしてもロータリージョイントから漏れてきた純水はその抵抗値がまもなく低下してしまう。結果として抵抗値が低い流体が複数の電極間に存在することとなり、場合によってはその流体を介して複数極間で電気的に導通状態となり得る。双極タイプの静電チャックに適用された場合は双極間の絶縁が保てない状態となるため、基板を吸着するための動作が不能となり、結果として基板の吸着不良に起因した製品不良をおこすという懸念があった。【０００４】  その対策として、従来技術では、図７に示すように、回転支柱６０２側及び台座６０３側の絶縁部材６０５ａ、６０５ｂの形状を、いわゆるラビリンス構造７０８とすることが試みられている。ラビリンス構造７０８とした場合、ロータリージョイントから漏れてきた流体７０９は重力の作用に従って台座６０３側の絶縁部材に設けられた受け部７１０に落ちてくる。その受け部７１０の一部にドレイン口７０６を設けて、受け部７１０に落ちてきた流体を外部へ排出することで、流体７０９が他の電極側と繋がることを防ぐようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５６７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  図６Ａ、図６Ｂおよび図７に示したように地面に対して基板が水平に保持されるような基板ホルダ以外にも、近年では、基板の大型化、基板処理装置の省スペース化の観点から、基板ホルダの基板保持面の法線を重力方向に対して垂直にした状態で基板ホルダを旋回させて、成膜やエッチングを行う基板処理装置も増えてきている。そのような基板処理装置に対しては図６Ｂで説明したような重力を利用して流体７０９を排出するラビリンス構造７０８では対応できない。【０００７】  本発明は、基板ホルダの基板保持面の法線を重力方向に対して垂直にした状態で基板ホルダを旋回させて、基板を処理する装置に適用でき、複数電極を有する基板ホルダに電力を安定して供給可能な電力導入技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明にかかる電力導入装置は、
基板を保持することが可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダに連結された支柱と、
前記支柱を回転可能に支持する筐体と、
前記支柱に設けられた第１回転導電性部材と、
前記支柱に設けられ、前記第１回転導電性部材と絶縁されている第２回転導電性部材と、
前記筐体に設けられ、前記第１回転導電性部材と摺接する第１固定導電性部材と、
前記筐体に設けられ、前記第２回転導電性部材と摺接する第２固定導電性部材と、
前記第１回転導電性部材および前記第１固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第１の電圧を供給する第１電力導入部材と、
前記第２回転導電性部材および前記第２固定導電性部材を介して前記基板ホルダに第２の電圧を供給する第２電力導入部材と、を備え、
前記支柱の表面、前記筐体、前記第１回転導電性部材、前記第１固定導電性部材、前記第２回転導電性部材、前記第２固定導電性部材により形成される空間の内部には、前記第１固定導電性部材および前記第２固定導電性部材の間で絶縁を維持するために抵抗値を所定値以上にした冷媒を流通でき、
前記空間を介して、前記冷媒が前記基板ホルダに供給されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によれば、基板ホルダの基板保持面の法線を重力方向に対して垂直にした状態で基板ホルダを旋回させて、基板を処理する装置に適用でき、複数電極を有する基板ホルダに電力を安定して供給することが可能になる。【００１０】  本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】  添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。【図１】本発明の第１の実施形態にかかる電力導入装置を有するイオンビームエッチング装置を側面から見た断面概略図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３Ａ】冷媒を循環させるための流体流通経路を説明する図である。
【図３Ｂ】図２に示す電力導入機構の詳細を示す図である。
【図４】図３ＡのＺ−Ｚ断面を示す図である。
【図５Ａ】図３ＡのＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態にかかる電力導入装置の冷媒を循環させるための流体流通経路を説明する図である。
【図５Ｃ】本発明の第２の実施形態にかかる電力導入装置の電力導入機構を示す図である。
【図６Ａ】従来の電力導入装置を説明する図である。
【図６Ｂ】従来の電力導入装置を説明する図である。
【図７】従来の電力導入装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】  本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】  なお、本実施形態では真空処理装置として、イオンビームエッチング装置を例に挙げて説明するが本発明の趣旨はこの例に限定されるものではい。例えば、他のエッチング装置やスパッタ成膜装置、ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置などの真空処置装置にも本発明に係る電力導入装置は好適に適用可能である。
【００１４】  （第１の実施形態）  図１は本発明の第１の実施形態にかかる電力導入装置を有するイオンビームエッチング装置を側面から見た断面概略図であり、図２は図１のＸ−Ｘ断面図であり、図３Ａ、Ｂは図２に示す電力導入機構３０の詳細を示す図である。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。イオンビームエッチング装置１は、基板ステージ７に載置された基板Ｗに対してイオンビームソース５からイオンを照射し、基板Ｗに所定の積層膜をエッチングする装置である。
【００１５】  図１に示したイオンビームエッチング装置１は、真空容器３内にエッチング源であるイオンビームソース５と基板ステージ７とシャッター装置９とを備えている。イオンビームソース５は真空容器３の側面に備えられ、基板ステージ７はイオンビームソース５に対向して配設されている。
【００１６】  基板ステージ７は、基板Ｗを保持する基板ホルダ（以下、「基板保持部７ａ」という。）と基板保持部７ａを真空容器３に対して支持する筐体（以下、「回転支持部７ｂ」という。）とを構成要素として有する。基板保持部７ａは静電チャック機構により基板Ｗを吸着して保持することができ、基板Ｗを基板保持部７ａともに回転させることができる。また、回転支持部７ｂは、回転軸Ｂ（第１の回転軸）を回転中心にして回動可能であり、イオンビームソース５のイオン照射面に対向する基板保持部７ａの向きを変えることができる。すなわち、イオンビームソース５から照射されるイオンの入射方向に対する基板エッチング面の角度を変化させることができる。基板エッチング面へのイオンの入射角度を変化させることで、基板Ｗのエッチング面に斜め方向からイオンを入射することができ、高精度なエッチングを行うことができる。
【００１７】  イオンビームソース５は、プラズマによりガスをイオン化して基板Ｗに対して照射する装置であり、本実施形態においてはＡｒガスをイオン化しているが、照射するイオンはＡｒイオンに限られない。例えば、ＫｒガスやＸｅガス、O２ガス等である。また、イオンビームソース５から照射されるイオンの電荷を中和するためのニュートラライザ（不図示）がイオンビームソース５の側方の壁面に設けられている。
【００１８】  シャッター装置９は、イオンビームソース５と基板ステージ７上の基板Ｗとの間に設けられており、シャッター装置９の開閉動作によりイオンビームソース５より基板Ｗに対して照射されるイオンを基板Ｗに届く前に遮蔽することができる。
【００１９】  次に図２を参照して基板ステージ７の内部を説明する。回転支持部７ｂは、回転軸Ｂ（第１の回転軸）を中心として回転可能なステージである。基板保持部７ａは、回転軸Ｂ（第１の回転軸）に対して直交する方向の回転軸Ａ（第２の回転軸）を中心として回転可能な静電吸着機構を備えた基板支持載置台である。静電吸着機構の吸着動作により基板保持部７ａ上に基板を載置することができる。真空容器３内に回転支持部７ｂが配置されており、回転支持部７ｂの上部に基板保持部７ａが配置されている。基板保持部７ａの底面には回転支柱２５（支柱）が連結されている。導電性材料からなる回転支柱２５は回転支持部７ｂの上部に形成された孔部分に、例えば、磁性流体シールのような真空シール機構２６を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空容器３の内部の気密性が維持される。また回転支柱２５に固定された基板保持部７ａは、回転機構（後述の回転駆動機構２７）によって、基板保持部７ａ上に載置された基板Ｗとともに回転する。電力導入機構３０は、回転支持部７ｂを第１の回転軸回りに回転させる第１の回転駆動機構と、第１の回転軸に対して直交する方向の第２の回転軸を中心として基板保持部７ａを回転させる第２の回転駆動機構と、を備える。
【００２０】  例えば、真空シール機構２６の下方には回転駆動機構２７が設けられている。回転駆動機構２７は回転支柱２５に取り付けた磁石（図示せず）と、その外周周辺に配置された電磁石（図示せず）との相互作用によって回転支柱２５を回転させるモータとして機能する。また回転駆動機構２７には、回転支柱２５の回転数及び回転方向を検出するエンコーダ（図示せず）が付設されている。
【００２１】  基板保持部７ａは、基板Ｗを載置する載置面としての誘電体板２３と、搭載された基板Ｗを適当な静電吸着力で誘電体板２３に押し付けて固定するための静電チャック（静電吸着装置）２４とを備えている。基板保持部７ａには、さらに、静電チャック２４によって誘電体板２３上に固定された基板Ｗの裏面側に対して、熱伝導用の裏面ガスを導入するための流体路（非図示）が形成されている。真空シール機構２６には流体路に通じる導入口が設けられている。この裏面ガスは、冷媒により冷却されている基板保持部７ａの熱が基板Ｗに効率よく伝達されるようにするためのガスであり、従来では、アルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス等が用いられている。なお、基板Ｗの裏面側を冷却する冷却水は、後述する図４、５に示した冷却水供給配管６３を介して基板保持部７ａ内に導入され、冷却水排出配管５９を介して排出される。
【００２２】  静電チャック２４は正負双極型のチャック装置であり、その内部には２つの電極２８a、２８bを有している。一方の極性の電極２８a、および他方の極性の電極２８bはそれぞれ、板状の絶縁部材の中に埋設されている。電極２８aには、基板保持部７ａ及び回転支柱２５の内部に設けられた電力導入棒２９a（第１電力導入部材）を介して所要の第１の電圧が導入される。電極２８bには、基板保持部７ａ及び回転支柱２５の内部に設けられた電力導入棒２９b第２電力導入部材を介して所要の第２の電圧が導入される。２つの電力導入棒２９a、２９bは、図２に示すごとく回転支柱２５の下方まで延設されて配置され、かついずれも絶縁性部材３１a、３１bで被覆されている。
【００２３】  回転支柱２５の途中には、静電チャック２４の２つの電極２８a、２８bの各々に、静電吸着のための異なる電圧（例えば、２種類のバイアス電圧）を外部電源から供給するための電力導入機構３０が設けられている。なお、電力導入機構３０と、回転支柱２５を介して真空シール機構２６及び回転駆動機構２７と、が電気的に接続される状態を回避する為、電力導入機構３０を貫通する回転支柱２５の上下部分には絶縁性部材６４がそれぞれ挿入されている。電力導入機構３０は、第１の電圧（例えば、ＤＣバイアス電圧、ＲＦ電圧）を供給する第１の電圧供給電源７１ａと、絶縁性の被覆が施されたケーブル３３ａ（第１の電圧供給ライン）によって接続されている。また、電力導入機構３０は、第２の電圧（例えば、ＤＣバイアス電圧、ＲＦ電圧）を供給する第２の電圧供給電源７１ｂと、絶縁性の被覆が施されたケーブル３３ｂ（第２の電圧供給ライン）によって接続されている。尚、これらのケーブル３３ａ、３３ｂは、回転軸Ｂを中心にユニットが一定角度回転してもねじれて切断されないように十分撓ませた状態で接続されている。電力導入機構３０の内部にはロータリージョイント３６が設けられている。ロータリージョイント３６の詳細については後述する。
【００２４】  回転円筒３２は、回転軸Ｂを回転中心として回転することが可能であり、回転支持部７ｂは、回転円筒３２に固定されている。回転円筒３２は、真空容器３に形成された孔部分に、例えば、磁性流体シールのような真空シール機構３４を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空容器３の内部の気密性が維持される。回転円筒３２を、例えば、サーボモータ（非図示）により回転させている。
【００２５】  図３Ｂの参照によりロータリージョイント３６の電力導入機構３０の詳細を説明する。ロータリージョイント３６aは、導電性環状部材３７a（第１回転導電性部材）と、導電性環状部材３９a（第１固定導電性部材）と、を有する。導電性環状部材３７aは、回転支柱２５に固定された導電性材料からなる回転支柱１０１aの回りに固定され、回転軸Ｂを中心として同心円上の位置に配置されている。導電性環状部材３９aは、回転支柱１０１aに対して回転軸Ｂの回りに同心円上に配置される導電性材料からなる筐体３８aに固定され、かつ回転軸Ｂを中心とした同心円上に配置されている。
【００２６】  導電性環状部材３７ａ、３９ａはそれぞれ、環状部１３０で摺接するように面接触した状態にて配置されている。導電性環状部材３９ａは、導電性環状部材３７ａに対して、弾性部材１３５（例えば、板ばね、コイルバネ、ゴム部材など）により付勢され、摺接する環状部１３０の気密性を保持する為の補助機構として機能している。回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ａと導電性環状部材３９ａとはロータリージョイント３６ａにおいて摺動関係となる。筐体３８aは、回転支持部７ｂに固定されており、絶縁性被覆材にて表面が被覆された導電性のケーブル３３aにて第１の電圧供給電源７１ａと接続されている。
【００２７】  同様に、ロータリージョイント３６ｂ−１は、導電性環状部材３７ｂ−１（第２回転導電性部材）と、導電性環状部材３９ｂ−１（第２固定導電性部材）と、を有する。ロータリージョイント３６ｂ−２は、導電性環状部材３７ｂ−２（第２回転導電性部材）と、導電性環状部材３９ｂ−２（第２固定導電性部材）と、を有する。２つの導電性環状部材３７ｂ−１、３７ｂ−２は、回転支柱２５に固定された導電性材料からなる回転支柱１０１ｂの回りに固定され、回転軸Ｂを中心として同心円上の位置に配置されている。導電性環状部材３９ｂ−１、３９ｂ−２（第２固定導電性部材）は、導電性環状部材３９a（第１固定導電性部材）が固定されている位置に対して離間した筐体の位置に固定されている。２つの導電性環状部材３９ｂ−１、３９ｂ−２は、回転支柱１０１ｂに対して回転軸Ｂの回りに同心円上に配置される導電性材料からなる筐体３８ｂに固定され、かつ回転軸Ｂを中心とした同心円上に配置されている。導電性環状部材３７ｂ−１、３９ｂ−１はそれぞれ、環状部１３８で摺接するように面接触した状態で配置されている。また、導電性環状部材３７ｂ−２、３９ｂ−２はそれぞれ、環状部１３９で摺接するように面接触した状態で配置されている。導電性環状部材３９ｂ−１は、導電性環状部材３７ｂ−１に対して、弾性部材１３６（例えば、板ばね、コイルバネ、ゴム部材など）により付勢され、摺接する環状部１３８の気密性を保持する為の補助機構として機能している。同様に、導電性環状部材３９ｂ−２は、導電性環状部材３７ｂ−２に対して、弾性部材１３７により付勢され、摺接する環状部１３９の気密性を保持する為の補助機構として機能している。
【００２８】  回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ｂ−１と導電性環状部材３９ｂ−１とはロータリージョイント３６ｂ−１において摺動関係となる。また、回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ｂ−２と導電性環状部材３９ｂ−２とはロータリージョイント３６ｂ−２において摺動関係となる。筐体３８ｂは、回転支持部７ｂに固定されており、絶縁性被覆材にて表面が被覆された導電性のケーブル３３ｂにて第２の電圧供給電源７１ｂと接続されている。
【００２９】  電力導入機構３０は、静電チャック２４にＤＣバイアス電力を印加することが可能である。回転支柱１０１a及び１０１ｂの間に挟まれる形で配置される第１の絶縁性部材４５ａ（回転絶縁性部材）と、筐体３８a及び３８ｂの間に挟まれる形で配置される第２の絶縁性部材４５ｂ（固定絶縁性部材）と、によって電力導入機構３０は電気的に２つのゾーンに分割された構造となっている。回転軸Ｂを中心として、分割された２つのゾーンが、第１の絶縁性部材４５ａ、第２の絶縁性部材４５ｂを介して、上下に直列に配置されている。
【００３０】  電力導入機構３０のうち、第１の絶縁性部材４５ａ、第２の絶縁性部材４５ｂによって分割された領域の一方に対して静電チャック２４が有する２つの電極のうちの一方の電極が電気的に接続される。また、分割された領域の他方に対して静電チャック２４が有する２つの電極のうちの他方の電極が電気的に接続される。電力導入機構３０は、第１の絶縁性部材４５ａ、第２の絶縁性部材４５ｂによって、静電チャック２４に対して近い方の分割領域３０ａと静電チャック２４に対して遠い方の分割領域３０ｂとに分割される。分割領域３０ａと分割領域３０ｂとは互いに絶縁状態にある。静電チャック２４の電極２８ａと分割領域３０ａとは、導電性材料からなる回転支柱２５中に形成され、かつ絶縁性部材３１ａによって被覆された電力導入棒２９ａを介して、電気的に接続される。
【００３１】  また、静電チャック２４の電極２８ｂと分割領域３０ｂとは、回転支柱２５中に形成し、かつ絶縁性部材３１ｂによって被覆された電力導入棒２９ｂを介して電気的に接続される。なお、分割領域３０ａにおいて、電力導入棒２９ｂは絶縁性部材３１ｂによって被覆されている。
【００３２】  電力導入機構３０は、回転支柱１０１ａ、ｂと、回転支柱１０１ａ、ｂの周囲に配置された筐体３８ａ、ｂとを備える。また、電力導入機構３０は、電力導入機構３０を、分割領域３０ａと分割領域３０ｂとに分割する第１の絶縁性部材４５ａ、第２の絶縁性部材４５ｂを備える。また、電力導入機構３０は、回転支柱１０１ａ、ｂと筐体３８ａ、ｂとを摺動させるための導電性材料からなるロータリージョイント３６ａ、ｂ−１、ｂ−２を備える。図３Ｂに示す回転支柱１０１ａと、第１の絶縁性部材４５ａと、回転支柱１０１ｂと、が一体として回転支柱２５（図２）が構成されるものとする。また、図３Ｂに示す筐体３８ａ、ｂと、第２の絶縁性部材４５ｂとにより、筐体３８（図２）が構成されるものとする。
【００３３】  静電チャック２４が有する電極２８ａから、電力導入機構３０の対応する分割領域３０ａまでを絶縁させた状態で、電力導入棒２９ａは、電極２８ａと電極２８ａに対応する分割領域３０ａとを電気的に接続する。また、静電チャック２４が有する電極２８ｂから、電力導入機構３０の対応する分割領域３０ｂまでを絶縁させた状態で、電力導入棒２９ｂは、電極２８ｂと電極２８ｂに対応する分割領域３０ｂとを電気的に接続する。
【００３４】  分割領域３０ａは導電性を有するロータリージョイント３６ａを介して導電性を有する筐体３８ａに電気的に接続されている。この筐体３８ａは、第１の電圧供給電源７１ａに電気的に接続されることになる。また、分割領域３０ｂは、導電性を有するロータリージョイント３６ｂ−１、ｂ−２を介して、導電性を有する筐体３８ｂに電気的に接続されている。この筐体３８ｂは第２の電圧供給電源７１ｂに電気的に接続されることになる。
【００３５】  本実施形態に拠れば、静電チャック２４に所定の電力を導入させるための電気的な経路を回転支柱２５内に含めることができる。よって、電気配線等を引き回さなくても、静電チャックへの電力供給の経路を確保することができる。また、電気経路を回転支柱２５内に含めることができるので、基板保持部７ａを回転させても、電気回路が絡まることを防ぐことができる。
【００３６】  本実施形態では、電力導入機構３０は、互いに絶縁された２つの分割領域３０ａおよび３０ｂに分割される。また、電極２８ａから分割領域３０ａまでを絶縁させた状態で、電極２８ａと分割領域３０ａとは電気的に接続される。また、電極２８ｂから分割領域３０ｂまでを絶縁させた状態で、電極２８ｂと分割領域３０ｂとは電気的に接続される。この構成により、静電チャック２４へと供給される正負の電圧が途中でショートすることなく、各電源から静電チャック２４へと電力を良好に供給することができる。
【００３７】  図３Ａ、図４および図５Ａの参照により、基板保持部７ａを冷却する冷媒を循環させるための流体流通経路を説明する。図３Ａは図３Ｂで説明した電力導入機構３０の別の断面を示す図である。図４は図３ＡにおけるＺ−Ｚ断面を示す図であり、図５Ａは図３ＡにおけるＹ−Ｙ断面を示す図である。
【００３８】  冷媒供給機構（非図示）は冷媒として抵抗値が１０ＭΩ・cm以上に管理された純水（冷却水）を流通させる。図５Ａに示す冷却水入口から冷却水は流入し、矢印５３のごとく流路内を流れる。そして、純水（冷却水）は冷却水供給配管６３から図２の回転支柱２５内を貫通している貫通孔（非図示）を介して基板保持部７ａに導入される。尚、冷却水供給配管６３は、パイプ状の絶縁部材であり、分割領域３０ｂから基板保持部７ａまで連通している。エラストマー材のＯリング１０１が適宜パイプ状の冷却水供給配管６３の軸をシールするよう構成されている。
【００３９】  冷却水入口、冷却水供給配管６３および回転支柱２５内の貫通孔を介して基板保持部７ａに供給された純水（冷却水）は、基板保持部７ａの内部に構成された冷却水循環水路（不図示）を流れる。そして、純水（冷却水）は回転支柱２５内の貫通穴（非図示）を介して図４に示す冷却水排出配管５９に流入し、冷却水出口から排出される。冷却水排出配管５９はパイプ状の絶縁部材であり、基板保持部７ａから分割領域３０ａまで連通し、基板保持部７ａからの純水（冷却水）は、図４に示す矢印５４のように流路内を流れる。そして、純水（冷却水）は、冷却水出口から配管部材（非図示）によって冷媒供給機構（非図示）へと戻され、電力導入装置の外部に排出される。エラストマー材のＯリング１０１が適宜パイプ状の冷却水排出配管５９の軸をシールするよう構成されている。この構成により冷媒（冷却水）が流路内を流通する際に、冷却水が分割領域３０ａ、３０ｂの内部に漏れ出すことを防ぐことができる。また、図３Ａのロータリージョイント３６ｂ−２に示すようにＯリング１０２が流路からの冷却水の漏れ出しを防ぐ為に各部材間をシールするよう配置されていて、流路からの冷却水漏れを防ぐよう構成されている。Ｏリング１０４も同様の目的で配置されている。
【００４０】  摺動関係にある導電性環状部材３７ａと導電性環状部材３９ａとの摺接部で生じる僅かな冷却水（冷媒）の漏れに対しては、その先に、オイルシール等のゴムシール部材１０３ａを配置させて、せき止める。また、漏れた冷却水（冷媒）を乾燥させるために気体供給機構（不図示）は、乾燥用エアー入り口３００（図３Ａ）から乾燥用の気体を供給し、乾燥用エアー出口３２０（図３Ｂ）から気体を気体回収機構（不図示）に向けて排出させて、回収する。乾燥用エアー入り口３００と連通する気体流路（第３の流路）は、空間（２０１）の内部に対して、導電性環状部材３７aおよび導電性環状部材３９aの外面側に、気体供給機構（不図示）から供給された気体を導入する。気体流路（第３の流路）から導入された気体は、乾燥用エアー出口３２０と連通する気体流路（第４の流路）を介して気体回収機構（不図示）に向けて排出される。
【００４１】  さらに、乾燥用エアー入り口３１０（図３Ａ）及び乾燥用エアー出口３３０（図３Ｂ）が、導電性環状部材３７ｂ−２、導電性環状部材３９ｂ−２、ゴムシール部材１０３ｂで形成される空間内にも設けられている。乾燥用エアー入り口３１０と連通する気体流路（第５の流路）は、空間（２０２）の内部に対して、導電性環状部材３７ｂ−２および導電性環状部材３９ｂ−２の外面側に、気体供給機構（不図示）から供給された気体を導入する。気体流路（第５の流路）から導入された気体は、乾燥用エアー出口３３０と連通する気体流路（第６の流路）を介して気体回収機構（不図示）に向けて排出される。
【００４２】  乾燥用エアー入り口３１０、３１０から乾燥用の気体を導入することにより、摺接部によりせき止められた冷却水（冷媒）のうち、漏れ出た冷媒（冷却水）を乾燥させることができる。
【００４３】  図３Ａにおいて、空間２０１（冷媒排出空間）は、回転支柱１０１ａの外周面と、回転支柱１０１ａの外周面と対向する筐体３８ａの内周面と、導電性環状部材３７ａと、導電性環状部材３７ｂ−１と、導電性環状部材３９ａと、導電性環状部材３９ｂ−１と、第１の絶縁性部材４５ａと、第２の絶縁性部材４５ｂと、により形成される。空間２０１（冷媒排出空間）の内部は気密性が保持されている。空間２０１（冷媒排出空間）は、図４に示した冷却水排出配管５９から流れてくる冷媒（冷却水）を冷却水出口に流すための流路を構成する。
【００４４】  また、空間２０２（冷媒供給空間）は、回転支柱１０１ｂの外周面と、回転支柱１０１ｂの外周面と対向する筐体３８ｂの内周面と、導電性環状部材３７ｂ−１と、導電性環状部材３７ｂ−２と、導電性環状部材３９ｂ−１と、導電性環状部材３９ｂ−２と、により形成される。空間２０２（冷媒供給空間）の内部は気密性が保持されている。空間２０２（冷媒供給空間）の内部は気密性が保持されている。空間２０２（冷媒供給空間）は、図５Ａに示した冷却水入口から流れてくる冷媒（冷却水）が流通し、冷却水供給配管６３に冷媒（冷却水）を流すための流路を構成する。
【００４５】  ロータリージョイント３６、３６ｂ−１、３６ｂ−２により形成された空間２０１及び空間２０２に冷媒（冷却水）を循環させることで各々のロータリージョイント３６、３６ｂ−１、３６ｂ−２で発生した発生熱を奪う効果もあり、摺接する導電性環状部材間の潤滑性を向上させることも可能である。これにより、導電性環状部材の寿命は著しく向上する。
【００４６】  導電性環状部材３７ｂ−１と回転支柱１０１ａとは共に導電性部材であるが、第１の絶縁性部材４５ａを介して絶縁沿面距離を供給電圧に対して適切にとることで分割領域３０ａと分割領域３０ｂとが導通することを防いでいる。同時に筐体３８ａと３８ｂとは共に導電性部材であるが、第２の絶縁性部材４５ｂを介して絶縁沿面距離を供給電圧に対して適切にとることで分割領域３０ａと分割領域３０ｂとが導通することを防いでいる。また冷媒（冷却水）が抵抗値１０ＭΩ・ｃｍ以上に管理されている純水の為、冷媒（冷却水）を介しての導通もおこらない。
【００４７】  更に、基板保持部７ａへの冷媒（冷却水）の供給ラインと基板保持部７ａから戻る冷媒（冷却水）の排出ラインとは、導電性環状部材３９ｂ−１及び導電性環状部材３７ｂ−１が面接触する面摺動部によって仕切られる。面摺動部を通過して仮に冷媒の供給ライン側から排出ライン側へ冷媒の漏れが生じたとしても、非図示の冷媒供給機構に内蔵されるイオン交換樹脂等により抵抗値が一定値以上に管理されている循環経路内に冷媒（冷却水）は留まる。そのため、冷媒（冷却水）を介して第１の電圧供給電源７１ａに接続するケーブル３３ａ（第１の電圧供給ライン）と第２の電圧供給電源７１ｂに接続するケーブル３３ｂ（第２の電圧供給ライン）とが電気的に導通状態となることを防止することができる。
【００４８】  （第２の実施形態）  上述した第１の実施形態では、基板の回転軸方向に複数の導電性環状部材３７ａ，３９ａ，３７ｂ，３９ｂを配置した電力導入装置について説明したが、図５Ｂ、Ｃに示すように基板の回転軸に対して径方向、言い換えると基板の回転軸を中心とする同心円状に、複数の導電性環状部材３７ａ，３９ａ，３７ｂ，３９ｂを並列に配置した電力導入装置として構成することも可能である。基板の回転軸に対して同心円状に複数の導電性環状部材３７ａ，３９ａ，３７ｂ，３９ｂを並列配置することで、従来の複数の極数への電力導入装置と比較して全長を短くすることが可能となりユニットのコンパクト化を図ることができる。なお、本実施形態での導電性環状部材は第１の実施形態における導電性環状部材３７ａ，３９ａ，３７ｂ，３９ｂとは寸法や形状が異なるが、同様の機能を有するため同一の符号を付する。
【００４９】  図５Ｂは、本発明の第２の実施形態にかかる電力導入装置の冷媒を循環させるための流体流通経路を説明する図である。図５Ｃは、本発明の第２の実施形態にかかる電力導入装置の電力導入機構を示す図である。本実施形態に係る電力供給装置は、基板の回転軸に対して同心円状に複数の導電性環状部材を並列配置した構成を有している。このため、回転支柱（支柱）の端部（基板ホルダ側とは逆側の端部）と対峙するように筐体が構成されている。また、本実施形態に係る筐体は、冷媒や電力導入管を支柱の回転軸方向に出入りさせるように、回転支柱の端部に対向する筐体の壁面に水路や電力導入棒が貫通して設けられている。第２の実施形態にかかる電力導入装置を構成する各部材について、第１の実施形態と同様の機能を有する部材に同一の符号を付し、その詳細な説明を省略した。
【００５０】  本実施形態によれば、基板ホルダの基板保持面の法線を重力方向に対して垂直にした状態で基板ホルダを旋回させて、基板を処理する装置に適用でき、複数電極を有する基板ホルダに電力を安定して供給することが可能になる。
【００５１】  なお、上述した各実施形態においては、導電性環状部材（第２固定導電性部材）３９ｂ−１、３９ｂ−２、及び導電性環状部材（第２回転導電性部材）３７ｂ−１、３７ｂ−２をそれぞれ一組用いて、これらの部材の間に空間２０２を形成しているが、導電性環状部材３９ｂ−２，３７ｂ−２を用いない構成にすることができる。この場合は、導電性環状部材３９ｂ−２，３７ｂ−２の代わりに他の回転シール材を用いる必要がある。
【００５２】  本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【図１】
0005462364.tif 000002
【図２】
0005462364.tif 000003
【図３Ａ】
0005462364.tif 000004
【図３Ｂ】
0005462364.tif 000005
【図４】
0005462364.tif 000006
【図５Ａ】
0005462364.tif 000007
【図５Ｂ】
0005462364.tif 000008
【図５Ｃ】
0005462364.tif 000009
【図６Ａ】
0005462364.tif 000010
【図６Ｂ】
0005462364.tif 000011
【図７】
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