(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、第１導電支柱部と、第２導電支柱部とを有する支柱と、
前記支柱を回転可能に支持し、第１導電筐体部と、第２導電筐体部とを有する筐体と、
前記第１導電筐体部から前記第１導電支柱部に第１電圧を供給する第１導電部と、
前記第２導電筐体部から前記第２導電支柱部に第２電圧を供給し、前記第１導電部と絶縁されている第２導電部と、
前記第１導電支柱部に接続され、第１電圧を前記基板ホルダに供給する第１電力導入部材と、
前記第２導電支柱部に接続され、第２電圧を前記基板ホルダに供給する第２電力導入部材と、を備え、
前記支柱と前記筐体との隙間には、前記第１導電部に接し、冷媒を流通できる第１空間と、前記第２導電部に接し、冷媒を流通できる第２空間とが形成され、
前記第１空間を前記第２電圧が印加される部材から隔離し、前記第２空間を前記第１電圧が印加される部材から隔離する隔離手段を有し、
前記支柱は、前記第１導電支柱部と第２導電支柱部との間に配置された絶縁支柱部をさらに有し、
前記筐体は、第１導電筐体部と第２導電筐体部との間に配置された絶縁筐体部をさらに有し、
前記隔離手段は、前記絶縁筐体部と前記絶縁支柱部との間に配置されるとともに冷媒をシールする絶縁シール部を備え、
前記第１空間は前記第１導電部と前記絶縁シール部との間に形成され、前記第２空間は前記第２導電部と前記絶縁シール部との間に形成される、
ことを特徴とする電力導入装置。
【請求項２】
前記第１空間と前記第２空間のいずれか一方に供給された冷媒は、基板ホルダ内を流通した後に、いずれか他方から排出されることを特徴とする請求項１に記載の電力導入装置。
【請求項３】
前記支柱は、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、
前記第１流路は前記第１空間と前記第２空間のいずれか一方に連結され、前記第２流路は前記第１空間と前記第２空間のいずれか他方に連結されてい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導電部、前記第２導電部、前記絶縁シール部は、前記支柱の回転軸方向に離間して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力導入装置。
【請求項５】
前記第１導電部、前記第２導電部、前記絶縁シール部は、前記支柱の径方向に離間して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電力導入装置。
【請求項６】
前記第１導電部は、前記第１導電支柱部に設けられた第１回転導電部材と、前記第１導電筐体部に設けられ、前記第１回転導電部材と摺接する第１固定導電部材とを備え、
前記第２導電部は、前記第２導電支柱部に設けられた第２回転導電部材と、前記第２導電筐体部に設けられ、前記第２回転導電部材と摺接する第２固定導電部材とを備え、
前記絶縁シール部は、前記絶縁支柱部に設けられた回転絶縁部材と、前記絶縁筐体部に設けられ、前記回転絶縁部材と摺接する固定絶縁部材とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の電力導入装置。
【請求項７】
前記第１導電部を挟んで前記第１空間とは逆側の空間の内部に気体を導入する流路を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電力導入装置。
【請求項８】
前記第２導電部を挟んで前記第２空間とは逆側の空間の内部に気体を導入する流路を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電力導入装置。
【請求項９】
前記第１導電部を挟んで前記第１空間とは逆側の空間の内部に導入された気体を回収する流路を備え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１０】
前記第２導電部を挟んで前記第２空間とは逆側の空間の内部に導入された気体を回収する流路を備え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１１】
前記筐体を第１の回転軸を中心として回転させる第１の回転駆動装置と、
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の回転駆動装置と、を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の電力導入装置。
【請求項１２】
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１１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７Ａ，７Ｂを参照して従来の電力導入装置について説明する。特許文献１に開示される構成では、例えば、図７Ａ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、複数個のロータリージョイントを回転軸方向に並べ、絶縁部材６０５ａ、６０５ｂ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、６０５ｂ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】  しかしながら、図７Ａ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る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おいては、ロータリージョイントから漏れてきた流体をドレイン口から排出することは難しい場合がある。【０００６】  例えば、内部流路に流通させる純水をその抵抗値１０ＭΩ・ｃｍ以上の値に管理していたとしても、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すぐに低下してしまう。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。【０００７】  本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、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る処理装置に適用できる電力導入装置を提供することを目的とする。
【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、本発明に係る電力導入装置は、基板を保持することが可能な基板ホルダと、基板ホルダに連結され、第１導電支柱部と、第２導電支柱部とを有する支柱と、支柱を回転可能に支持し、第１導電筐体部と、第２導電筐体部とを有する筐体と、第１導電筐体部から第１導電支柱部に第１電圧を供給する第１導電部と、第２導電筐体部から第２導電支柱部に第２電圧を供給し、第１導電部と絶縁されている第２導電部と、第１導電支柱部に接続され、第１電圧を基板ホルダに供給する第１電力導入部材と、第２導電支柱部に接続され、第２電圧を基板ホルダに供給する第２電力導入部材と、を備え、支柱と筐体の隙間には、第１導電部に接し、冷媒を流通できる第１空間と、第２導電部に接し、冷媒を流通できる第２空間とが形成され、第１空間を第２電圧が印加された部材から隔離し、第２空間を第１電圧が印加された部材から隔離する隔離手段を有する。
【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の実施形態に係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４Ａ】図３ＡのＺ−Ｚ断面を示す図である。
【図４Ｂ】図３ＡのＹ−Ｙ断面を示す図である。
【図５】図３Ｂに示す電力導入装置の電流経路を示す模式図である。
【図６Ａ】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と電力導入経路を説明する図である。
【図６Ｂ】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と電力導入経路を説明する図である。
【図７Ａ】従来の電力導入装置を説明する図である。
【図７Ｂ】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】  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を適用可能である。
【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，３Ｂは図２に示す電力導入機構３０（電力導入装置）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に形成されている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（真空処理室内）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。回転支持部７ｂは、真空容器３によって支持されている。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させることができ、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の一端に基板保持部７ａが結合されている。基板保持部７ａの裏面（基板を保持する面とは反対側の面）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の一端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（回転駆動装置２７）によって、基板保持部７ａによって保持された基板Ｗとともに回転する。電力導入機構３０は、回転支持部７ｂを回転軸Ｂ（第１の回転軸）を中心として回転させる第１の回転駆動装置と、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）を中心として基板保持部７ａを回転させる第２の回転駆動装置と、を備える。
【００２０】  例えば、真空シール機構２６から見て基板保持部７ａとは反対側には回転駆動装置２７が設けられている。回転駆動装置２７は回転支柱２５に取り付けられた磁石（図示せず）と、その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。また回転駆動装置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を保持する保持面を有する誘電体板２３と、基板Ｗを適当な静電吸着力で誘電体板２３に引きつ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に対して基板Ｗから効率よく熱が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の電圧が供給される。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の電圧が供給される。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、静電吸着のための互いに異なる電圧（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（電力導入装置）が設けられている。回転支柱２５を介して電力導入機構３０と真空シール機構２６及び回転駆動装置２７とが電気的に接続される状態を回避する為、回転支柱２５のうち電力導入機構３０を貫通する部分の一端および他端には絶縁性部材６４がそれぞれ配置されている。電力導入機構３０と、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とは、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。電力導入機構３０と、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とは、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。これらのケーブル３３ａ、３３ｂは、回転軸Ｂを中心にユニットが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）により回転されうる。
【００２５】  図３Ａ，３Ｂを参照してロータリージョイント３６（３６ａ、３６ｂ）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（第１導電部）は、導電性環状部材３７ａ（第１回転導電部材）と、導電性環状部材３９ａ（第１固定導電部材）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（第１導電支柱部）に固定されている。ここで、導電性環状部材３７ａは、その中心が回転軸Ａの中心と一致するように配置されている。導電性環状部材３９ａは、導電性材料からなる筐体３８ａ（第１導電筐体部）に固定されている。ここで、導電性環状部材３９ａは、その中心が回転軸Ａの中心に一致するように配置されている。筐体３８ａは、環状部材であり、その中心が回転軸Ａの中心に一致するように配置されている。
【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、弾性部材１３５は、摺接する環状部１３０の気密性（シール性）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（第２導電部）は、導電性環状部材３７ｂ（第２回転導電部材）と、導電性環状部材３９ｂ（第２固定導電部材）と、を有する。導電性環状部材３７ｂ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（第２導電支柱部）に固定されている。ここで、導電性環状部材３７ｂは、回転軸Ａの中心と一致するように配置されている。導電性環状部材３９ｂは、筐体３８ａにおける導電性環状部材３９ａ（第１固定導電部材）が固定されている位置から離間した位置に固定されている。ここで、導電性環状部材３９ｂは、その中心が回転軸Ａの中心に一致するように配置されている。導電性環状部材３７ｂ、３９ｂ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は、導電性環状部材３７ｂに対して、弾性部材１３７（例えば、板ばね、コイルばね、ゴム部材など）により付勢され、弾性部材１３７は、摺接する環状部１３９の気密性（シール性）を保持する為の補助機構として機能している。
【００２８】  ロータリージョイント１０３６（絶縁シール部）は、環状部材１０３７（回転絶縁部材）と、環状部材１０３９（固定絶縁部材）と、を有する。この環状部材１０３７及び１０３９は、例えば抵抗率１ＭΩ・ｃｍ以上を有する部材であり、本実施例では、シール性能を考慮し、耐摩耗性の高い炭化珪素を用いている。環状部材１０３７は、回転支柱２５に固定された絶縁性材料からなる回転支柱４５ａ（絶縁支柱部）の回りに固定され、回転軸Ａを中心として同心円上の位置に配置されている。また、環状部材１０３７は、回転支柱１０１ａ，１０１ｂと隔離された位置に配置され、かつ、電気的に浮遊状態にされている。環状部材１０３９は、回転軸Ａを中心として回転支柱４５ａと同心円状に配置された絶縁性材料からなる筐体４５ｂ（絶縁筐体部）に固定されている。また、環状部材１０３９は、筐体３８ａ，３８ｂから隔離した位置に配置され、かつ、電気的に浮遊状態にされている。環状部材１０３７、１０３９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。環状部材１０３９は、環状部材１０３７に対して、弾性部材１３６により付勢され、弾性部材１３６は、摺接する環状部１３８の気密性（シール性）を保持する為の補助機構として機能している。
【００２９】  回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ｂと導電性環状部材３９ｂとはロータリージョイント３６ｂ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。回転支柱２５が回転すると環状部材１０３７と環状部材１０３９とはロータリージョイント１０３６において摺動関係となる。
【００３０】  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によって挟まれるように配置される第１の絶縁性部材４５ａ（回転絶縁性部材）と、筐体３８ａ及び３８によって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、直列に配置されている。
【００３１】  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。
【００３２】  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。分割領域３０ｂ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。
【００３３】  電力導入機構３０は、回転支柱１０１ａ、１０１ｂと、回転支柱１０１ａ、１０１ｂの周囲に配置された筐体３８ａ、３８ｂ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、１０１ｂと筐体３８ａ、３８ｂ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、３６ｂを備える。図３Ｂに示す回転支柱１０１ａ（第１導電支柱部）と、第１の絶縁性部材４５ａ（絶縁支柱部）と、回転支柱１０１ｂ（第２導電支柱部）と、が一体化されて回転支柱２５（図２）が構成される。また、図３Ｂに示す筐体３８ａ、３８ｂ（第１導電筐体部、第２導電筐体部）と、第２の絶縁性部材４５ｂ（絶縁筐体部）とにより、筐体３８（図２）が構成される。
【００３４】  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。
【００３５】  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。第１の電圧供給電源７１ａからは第１電圧が印加される。分割領域３０ｂは、導電性を有するロータリージョイント３６ｂ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。第２の電圧供給電源７１ｂからは第２電圧が印加される。
【００３６】  本実施形態によれば、静電チャック２４に電力を供給す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。
【００３７】  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。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。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。
【００３８】  図３Ａ、図４Ａ，４Ｂ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４Ａは図３ＡにおけるＺ−Ｚ断面を示す図であり、図４Ｂは図３ＡにおけるＹ−Ｙ断面を示す図である。
【００３９】  冷媒供給機構（非図示）は、冷媒として、例えば抵抗値が１ＭΩ・ｃｍ以上に管理された純水（冷却水）を流通させる。図４Ｂ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（第１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、第１の絶縁性部材４５ａ（回転絶縁性部材）から基板保持部７ａ（基板ホルダ内）まで連通している。エラストマー材のＯリング１０１が４５ａ内において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。
【００４０】  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４Ａ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から第１の絶縁性部材４５ａ（回転絶縁性部材）まで連通し、エラストマー材のＯリング１０１が４５ａ内において適宜パイプ状の冷却水供給配管５９の軸をシールするよう構成されている。基板保持部７ａからの純水（冷却水）は、図４Ａに示す矢印５４のように流路（第２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、電力導入機構の外部に排出される。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。図３Ａのロータリージョイント３６ｂ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。
【００４１】  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、その先に配置されたオイルシール等のゴムシール部材１０３ａによって、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。
【００４２】  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、導電性環状部材３９ｂ、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および導電性環状部材３９ｂ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。乾燥用エアー入り口３００、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（第１空間）は、回転支柱２５と筐体３８ａとの隙間に形成され、排出される冷媒が通過する空間である。具体的には、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、環状部材１０３７と、導電性環状部材３９ａと、環状部材１０３９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（第１空間）は、回転支柱１０１ｂの外周面と、筐体３８ｂの内周面と、導電性環状部材３７ｂと、導電性環状部材３９ｂとからは隔離されて形成されている。このため、空間２０１内の冷媒は、筐体３８ａなどに印加される電圧（第１電圧）と異なる電圧が印加された部材に接することがない。空間２０１は、図４（ａ）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（第２空間）は、回転支柱２５と筐体３８ｂとの隙間に形成され、供給される冷媒が通過する空間である。具体的には、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と、環状部材１０３７と、導電性環状部材３９ｂと、環状部材１０３９と、により形成される。空間２０２の内部は気密性が保持されている。空間２０２（第２空間）は、回転支柱１０１ａの外周面と、筐体３８ａの内周面と、導電性環状部材３７ａと、導電性環状部材３９ａからは隔離されて形成されている。このため、空間２０２内の冷媒は、筐体３８ｂなどに印加される電圧（第２電圧）と異なる電圧が印加された部材に接することがない。空間２０２は、図４（ｂ）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３６ａ、３６ｂ、１０３６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３６ａ、３６ｂ、１０３６で発生した発生熱を奪う効果もあり、摺接する各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、各環状部材の寿命は著しく向上する。
【００４６】  分割領域３０ａと３０ｂとの電気的なつながりは、厳密に言うと図５に示すような電気回路を形成することとなる。つまり、空間２０１に存在する純水、環状部材１０３７、１０３９、空間２０２に存在する純水を介した直列回路である。空間２０１、２０２の純水、環状部材１０３７、１０３９、はそれぞれ導電性部材と比較すると極めて高い抵抗値を有しており、分割領域３０ａ、３０ｂ間の絶縁抵抗を一定以上に保つことに貢献している。しかしながら、分割領域３０ａ、３０ｂのそれぞれに異なる電圧が供給されると図５に示す電気回路を介して僅かながら電流は流れる。この僅かながらの電流は、静電吸着に必要な２極の電圧供給を直ちに阻害することはない。但し一般的に知られているとおり、導電性を有する部材間で、水を介して電流が流れると、電食により導電性部材からイオンが析出する。この析出物が空間２０１、２０２を形成する壁に付着し、流路を塞ぐことによる流量低下や、壁に付着した導電物を介しての分割領域３０ａ、３０ｂ間の導通が危惧される。
【００４７】  しかしながら、本明細に示す構造によると、分割領域３０ａ、３０ｂ間に生じる電流を最小限に抑え、結果電食による導電物の析出を極めて少量に抑えることができ、メンテナンス時間の大幅な延長を可能としている。本明細に示す電力導入装置は、以下の条件を満たすように使用するとより好適である。すなわち、一定の比抵抗値以上（１ＭΩ・ｃｍ以上）に管理された純水を使用する冷媒として使用し、空間２０１、２０２を仕切っている環状部材１０３７、１０３９を１ＭΩ・ｃｍ以上の抵抗率を有する部材とし、さらに、分割領域３０ａと３０ｂと電気的に接触しない構造とすること、である。
【００４８】  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、環状部材１０３９及び環状部材１０３７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）の抵抗率が急激に下がることはなく、図５に示す電気回路上の抵抗値を良好に保つことができる。
【００４９】  （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機構（電力導入装置）について説明した。本実施形態では、図６Ａ，６Ｂ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について説明する。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る。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。
【００５０】  図６Ａ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６Ｂ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。
【００５１】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置においては、隔離手段としての環状部材１０３７，１０３９を一組備えているが、環状部材１０３７，１０３９を複数組備える構成でもよい。また、環状部材１０３７，１０３９に替えて、ロータリージョイント３６ａの導電性環状部材３７ａと導電性環状部材３９ａを二組備え、その間に冷媒を流通させても良い。この場合は、導電性環状部材３７ａと導電性環状部材３９ａの一組が隔離手段として機能する。同様に、ロータリージョイント３６ｂの導電性環状部材３７ｂと導電性環状部材３９ｂを二組備える構成でもよい。
【００５２】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置においては、環状部材１０３７，１０３９が、絶縁性の回転支柱４５ａと筐体４５ｂに取り付けられている。しかしながら、回転支柱１０１ａ，１０１ｂと筐体３８ａ，３８ｂに環状部材１０３７，１０３９を取り付ける構成であっても、冷媒に接する導電性部材の一部に絶縁性のコーティングを施すことで本発明の効果を奏することができる。例えば、空間２０１が第１電圧と第２電圧のいずれにも接するように環状部材１０３７，１０３９が配置された場合には、空間２０１に接する部分で回転支柱２５側に給電される電圧とは異なる電圧が印加されている導電性部材に絶縁性のコーティングを施すとよい。
【００５３】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置においては、冷媒を回転支柱１０１ａ，１０１ｂを介して基板ステージ７まで流通させているが、基板を冷却しない処理装置に本発明の電力導入装置を適用してもよい。その場合は、冷却水入り口から供給された冷媒は、４５ａを通過して冷却水出口から排出される。第１の絶縁性部材４５ａ内には、空間２０１と空間２０２を連結する流路が形成される。或いは、３８ａ、３８ｂそれぞれに冷却水入口、出口を設け、外部で合流させてもかまわない。その場合、４５ａには冷却水のための流路穴は不要となる。
【００５４】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置は、イオンビームエッチング装置１の回転支柱２５にのみ設けられているが、回転円筒３２に設けてもよいことはもちろんである。この場合、ケーブル３３ａ，３３ｂの捩れることがなくなる。例えば、ＲＦバイアス電力を印加する処理装置に適用することで、基板ホルダの角度によるケーブル３３ａ，３３ｂの捩れがなくなり、バイアス電力が印加される効果をより安定させることができる。
【００５５】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置は、ロータリージョイント３６ａ，３６ｂ（第１導電部，第２導電部）とロータリージョイント１０３６（絶縁シール部）をいずれも１つずつ備えている。しかしながら、これらを複数備える構成とすることもできる。この場合、ロータリージョイント３６ａ（第１導電部）とロータリージョイント１０３６（絶縁シール部）を一組として積層させて回転支柱を構成するとよい。例えば、４極の電位を基板ホルダに導入するときは、４つのロータリージョイント３６ａのそれぞれの間にロータリージョイント１０３６を挟み込むようにして回転支柱２５の一部を構成すればよい。
【００５６】  上述の第１、及び第２の実施形態の電力導入装置によれば、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。
【００５７】  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。
【００５８】  本願は、２０１１年１２月１３日提出の日本国特許出願特願２０１１−２７２３５９を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
【符号の説明】
【００５９】１  イオンビームエッチング装置３  真空容器５  イオンビームソース７  基板ステージ７ａ  基板保持部（基板ホルダ）７ｂ  回転支持部９  シャッター装置２３  誘電体板２４  静電チャック２５，４５ａ，１０１ａ，１０１ｂ  回転支柱２６  真空シール機構２７  回転駆動装置２８ａ、２８ｂ  電極２９ａ，２９ｂ  電力導入棒３０  電力導入機構３０ａ，３０ｂ  分割領域３１ａ、３１ｂ  絶縁性部材３２  回転円筒３３ａ，３３ｂ  ケーブル３８ａ，３８ｂ，４５ｂ  筐体３６，３６ａ，３６ｂ，１０３６  ロータリージョイント３７ａ，３９ａ，３７ｂ，３９ｂ  導電性環状部材５９  冷却水排出配管６３  冷却水供給配管６４  絶縁性部材７１ａ  第１の電圧供給電源７１ｂ  第２の電圧供給電源１０２，１０４  Ｏリング１０３  ゴムシール部材１０３７，１０３９  環状部材１３０  環状部１３５，１３７  弾性部材１３８  環状部（シール部）１３９  環状部２０１，２０２  空間３００，３１０  乾燥用エアー入り口３２０，３３０  乾燥用エアー出口
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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