(57)【要約】  基板ホルダ装置は、チャンバの中の減圧された処理空間において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た支柱と、支柱を回転可能に支持する第１の回転支持部と、第１の回転支持部が支柱を支持する位置から支柱の軸方向に離間した位置で支柱を回転可能に支持する第２の回転支持部と、第１および第２の回転支持部を支持する筐体と、支柱と筐体とを電気的に接続する導電性部材と、を備える。
2013088598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバの中の減圧された処理空間において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第１の回転支持手段と、
前記第１の回転支持手段が前記支柱を支持する位置から前記支柱の軸方向に離間した位置で前記支柱を回転可能に支持する第２の回転支持手段と、
前記第１および第２の回転支持手段を支持する筐体と、
前記支柱と前記筐体とを電気的に接続する導電性部材と、
を備えることを特徴とする基板ホルダ装置。
【請求項２】
前記導電性部材は、前記筐体に設けられ、前記支柱の外周に接触する通電部材を有することを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ装置。
【請求項３】
前記導電性部材は、前記支柱と前記第２の回転支持手段との間に設けられた弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ装置。
【請求項４】
前記導電性部材は、前記第２の回転支持手段と前記筐体との間に設けられた弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の基板ホルダ装置。
【請求項５】
電源からの電力を、前記支柱の内部に設けられた電力導入ラインを介して、前記基板ホルダが備える電極に供給する電力導入手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板ホルダ装置。
【請求項６】
基板を処理するための真空処理室と、
前記真空処理室の内部に設けられた請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板ホルダ装置と、
前記基板ホルダ装置によって保持可能な基板を処理する処理手段と、
を備え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、基板ホルダ装置および真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電力導入機構を用いて基板ホルダの静電チャックに電力を供給する構成が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１における基板ホルダは支柱によって支持されており、支柱は駆動部により回転可能である。駆動部の構成として、回転シール、ベアリング、モータ、電力導入回転機構などが支柱の回転軸方向に沿って順番に配置されるため、支柱の軸方向の寸法は長くなる。支柱が長尺になった場合、組み立て時や加工時の公差の影響によって、支柱の回転位置精度が低下したり、支柱の回転振れによりベアリングに対する負荷が大きくなり、ベアリングの寿命が低下するおそれがある。【０００３】
そのため、基板ホルダを支持する支柱の軸方向の２箇所でベアリングによって支柱を支持し、回転位置精度の向上とベアリング寿命の向上を図っている。
【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】
２箇所のベアリングによって支柱を支持する構造では、一方のベアリングで支柱の位置決めをして、他方のベアリングは支柱の外周部とベアリングの内周部との間に隙間を設けてベアリングに過大な負荷がかかることを防止している。そのため、組み立て時や加工時の公差によって生じる回転角度の変化により、支柱との間に隙間を設けて配置されたベアリングと支柱との接触状態が変動することが起こりうる。【０００６】
一方、基板ホルダを介して基板にＥＳＣ用の電極に印加する電力にバイアス電力を重ねて基板に印加する構成が知られている。このようなバイアス電力を印加する基板ホルダにおいては、ベアリングの接触状態の変動が、基板に印加されるバイアス電力に影響する可能性がある。具体的には、基板に印加されたバイアス電力の帰還側の経路の抵抗値がベアリングの接触状態によって変化することで、プラズマへの入射波に対する反射波が生じ、プラズマの放電状態に影響することが懸念されている。従って、ベアリングの接触状態の変化の影響を受けずに、印加されるバイアス電力をより安定化できる基板ホルダ装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を鑑みて、ベアリングの接触状態の変化の影響を受けずに、印加されるバイアス電力をより安定化できる技術の提供を目的とする。【０００８】
上記の目的を達成する本発明の一つの側面に係る基板ホルダ装置は、チャンバの中の減圧された処理空間において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第１の回転支持手段と、
前記第１の回転支持手段が前記支柱を支持する位置から前記支柱の軸方向に離間した位置で前記支柱を回転可能に支持する第２の回転支持手段と、
前記第１および第２の回転支持手段を支持する筐体と、
前記支柱と前記筐体とを電気的に接続する導電性部材と、
を備えることを特徴とする。【０００９】
あるいは、本発明の他の側面に係る真空処理装置は、基板を処理するための真空処理室と、
真空処理室の内部に設けられた前記基板ホルダ装置と、
前記基板ホルダ装置によって保持可能な基板を処理する処理手段と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベアリングの接触状態の変化の影響を受けずに、印加されるバイアス電力をより安定化できる。【００１１】
バイアス電力の安定化により、プラズマの放電状態の安定化が可能になる。【００１２】
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】
【００１３】
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】実施形態に係る基板処理装置の構成を示す図。
【図２】第１実施形態に係る基板ホルダ装置の構成例を示す図。
【図３】第２実施形態に係る基板ホルダ装置の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
（基板処理装置の構成）
本発明の実施形態に係る基板処理装置１００（真空処理装置）の構成について図１を参照して説明する。スパッタ装置を例として基板処理装置１００の構成を説明する。
【００１６】
基板処理装置１００は、チャンバ１、ステージ１３、電源１４、スパッタ電極１５、スパッタ電源１７、ガス供給装置１８、排気装置１９、排気バルブ２０、支柱３０、電力導入ユニット６１、駆動部７９および筐体５０を備える。
【００１７】
チャンバ１の内部（真空処理室Ｓ）は排気バルブ２０を介して排気装置１９と接続されている。排気バルブ２０はチャンバ１の内部圧力を制御することが可能であり、排気装置１９はチャンバ１の内部を基板処理に適した所要の減圧状態にする。また、チャンバ１の内部（真空処理室Ｓ）はガス供給装置１８と接続されている。ガス供給装置１８はプラズマ発生に用いられるガスをチャンバ１の真空処理室Ｓに導入する。
【００１８】
基板を処理する構成として機能するスパッタ電源１７はスパッタ電極１５を介してターゲット１６に電力を供給する。スパッタ電源１７から電力が供給されると、スパッタ放電によりターゲット１６がスパッタされ、ターゲット１６からスパッタされた材料が基板１０上に成膜される。ターゲット１６は基板１０に成膜する物質に応じた材料が用いられる。
【００１９】
排気装置１９にてチャンバ１内の排気を行い、ガス供給装置１８にてスパッタ用のガスをチャンバ１に導入する。排気バルブ２０にて圧力をコントロールした後、スパッタ電源１７から電力をスパッタ電極１５に供給してターゲット１６をスパッタすることによりステージ１３に保持された基板１０に膜付けを行う。
【００２０】
ステージ１３（基板ホルダ）は、チャンバ１の中の減圧された処理空間Ｓにおいて基板１０を保持することが可能な基板載置面と、載置された基板１０を静電吸着力で基板載置面に固定するための静電チャックとを備える。静電チャックの内部には電極５３が設けられている。電極５３には、ステージ１３および中空構造を有する支柱３０の内部に設けられた電力導入ライン５４を介して所要の電力が印加される。電力導入ライン５４は支柱３０の内部において絶縁部材５５で被覆されている。
【００２１】
ステージ１３（基板ホルダ）は支柱の上端部に連結されている。支柱３０の下端部には、静電チャックの電極５３に電力を与えるための電力導入ユニット６１が設けられている。電力導入ユニット６１には、電源１４が接続されている。電力導入ユニット６１は、電力導入ライン５４を介して、静電チャックを動作させるための電力と、膜の性質やスパッタカバレッジをコントロールするためのバイアス電力とを供給する。
【００２２】
基板面上の成膜分布の均一性を高めるため、駆動部７９は支柱３０を介してステージ１３に保持されている基板１０を回転させる。
【００２３】
駆動部７９は支柱３０の外周部に配置された可動子部７７と、筐体５０の内周面に固定された固定子部５８とを有する。駆動部７９は可動子部７７と、可動子部７７の周囲に配置された固定子部５８との相互作用によって支柱３０を回転させるモータとして機能する。ここで、筐体５０はチャンバ１と接続しており、チャンバ１を介して接地されているものとする。
【００２４】
駆動部７９による支柱３０の回転は、ベアリング５７（メインベアリング）およびベアリング５９（サブベアリング）により支持されている。
【００２５】
ベアリング５７およびベアリング５９の外周部は筐体５０の内周面に固定されている。支柱３０と筐体５０との間には、真空回転シール５６が設けられており、チャンバ１内の真空雰囲気が維持される。
【００２６】
基板処理装置１００（真空処理装置）の構成のうち、ステージ１３、支柱３０、ベアリング５７、ベアリング５９、および筐体５０は、基板を保持可能な基板ホルダ装置を構成する。本発明の実施形態に係る基板ホルダ装置の構成を以下、具体的に説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図２は本発明の第１実施形態に係る基板ホルダ装置２００の構成例を示す図である。図１に示した構成と同一の構成については同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００２８】
メインベアリング１５７（第１の回転支持部）は、支柱１３０を位置決めし、かつ、支柱１３０を回転可能に支持する。サブベアリング１５９（第２の回転支持部）は支柱１３０を回転可能に支持する。メインベアリング１５７およびサブベアリング１５９の外周部は筐体１５０によって保持されている。なお、メインベアリング１５７は複数のベアリングから構成されているが、１つのベアリングから構成されていてもかまわない。
【００２９】
サブベアリング１５９の内周部と支柱１３０の外周部との間には僅かな隙間が設けられている。この隙間により、基板ホルダ装置２００の組み立て時や支柱１３０の加工時の公差の影響によって、支柱の回転位置精度が低下したり、支柱の回転振れによりサブベアリング１５９に対する負荷を低減することができる。
【００３０】
支柱１３０と筐体１５０との間には、支柱１３０と筐体１５０とを電気的に接続する導電性部材１８２が設けられている。導電性部材１８２は、構成要素として、筐体１５０に設けられた導電性の弾性部材１８１と、弾性部材１８１の弾性力で支柱１３０の外周と接触する導電性の通電部材１８０とを有する。通電部材１８０は、弾性部材１８１の弾性力によって、支柱１３０の外周に対して押圧され、支柱１３０の外周と接触する。通電部材１８０を介して支柱１３０と筐体１５０とが電気的に接続されることによって、支柱１３０と筐体１５０とは同電位となる。
【００３１】
サブベアリング１５９と支柱１３０との接触状態が変化した場合でも、弾性部材１８１からの弾性力により支柱１３０の外周と通電部材１８０とが接触した状態は維持される。このため、支柱１３０の回転によりサブベアリング１５９と支柱１３０との接触状態が変化した場合でも、導電性部材１８２を介して支柱１３０と筐体１５０とは安定して電気的に接続され、基板ホルダ装置２００の導電状態に変化は生じない。
【００３２】
本実施形態によれば、サブベアリング１５９の接触状態の変化の影響を受けずに、印加されるバイアス電力をより安定化することができ、バイアス電力の安定化により、プラズマの放電状態の安定化が可能になる。
【００３３】
尚、図２の構成中では、メインベアリング１５７をステージ１３側（上側）に配置し、サブベアリング１５９をメインベアリング１５７に対して下側に配置した構成例を示している。本発明の趣旨はこの例に限定されず、サブベアリング１５９をステージ１３側（上側）、メインベアリング１５７をサブベアリング１５９に対して下側に配置した構成にも適用可能である。すなわち、支柱１３０の回転軸方向に沿って、２つのベアリング（メインベアリング１５７、サブベアリング１５９）が離間して配置される構成に適用可能である。
【００３４】
（第２実施形態）
図３は本発明の第２実施形態に係る基板ホルダ装置３００の構成例を示す図である。メインベアリング２５７（第１の回転支持部）は、支柱２３０を位置決めし、かつ、支柱２３０を回転可能に支持する。導電性のサブベアリング２５９（第２の回転支持部）は支柱２３０を回転可能に支持する。メインベアリング２５７の外周部は筐体２５０によって保持されている。導電性のサブベアリング２５９の外周部と筐体２５０との間には、導電性の弾性部材２８５が設けられている。導電性のサブベアリング２５９は弾性部材２８５を介して筐体２５０によって保持される。弾性部材２８５の弾性力によって、サブベアリング２５９は支柱２３０の外周に対して押圧される。サブベアリング２５９は導電性であるため、導電性の弾性部材２８５（導電性部材）を介して、支柱２３０と筐体２５０とが電気的に接続されることによって、支柱２３０と筐体２５０とは同電位となる。
【００３５】
サブベアリング２５９の内周部と支柱２３０の外周部との間には僅かな隙間が設けられている。この隙間により、基板ホルダ装置３００の組み立て時や支柱２３０の加工時の公差の影響によって、支柱の回転位置精度が低下したり、支柱の回転振れによりサブベアリング２５９に対する負荷を低減することができる。
【００３６】
支柱２３０とサブベアリング２５９との接触状態が変化した場合でも、導電性のサブベアリング２５９と接続する弾性部材２８５（導電性部材）を設けることにより、支柱２３０と筐体２５０とは安定して電気的に接続される。このため、支柱２３０とサブベアリング２５９との接触状態が変化した場合でも、基板ホルダ装置３００の導電状態に変化は生じない。
【００３７】
図３の構成では、弾性部材２８５（導電性部材）がサブベアリング２５９の外周部と筐体２５０との間に設けられている例を示している。本発明の趣旨はこの例に限定されるものではなく、弾性部材２８５（導電性部材）が支柱２３０とサブベアリング２５９の内周部との間に設けられてもよい。この場合でも、導電性のサブベアリング２５９と接続する弾性部材２８５（導電性部材）を設けることにより、支柱２３０と筐体２５０とは安定して電気的に接続される。このため、支柱２３０とサブベアリング２５９との接触状態が変化した場合でも、基板ホルダ装置３００の導電状態に変化は生じない。
【００３８】
本実施形態によれば、サブベアリング２５９の接触状態の変化の影響を受けずに、印加されるバイアス電力をより安定化することができ、バイアス電力の安定化により、プラズマの放電状態の安定化が可能になる。
【００３９】
図３の構成中では、メインベアリング２５７をステージ１３側（上側）に配置し、サブベアリング２５９をメインベアリング２５７に対して下側に配置した構成例を示している。本発明の趣旨はこの例に限定されず、サブベアリング２５９をステージ１３側（上側）、メインベアリング２５７をサブベアリング２５９に対して下側に配置した構成にも適用可能である。すなわち、支柱２３０の回転軸方向に沿って、２つのベアリング（メインベアリング２５７、サブベアリング２５９）が離間して配置される構成に適用可能である。
【００４０】
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。
【００４１】
本願は、２０１１年１２月１５日提出の日本国特許出願特願２０１１−２７５０７５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。
【図１】
2013088598.tif 000003
【図２】
2013088598.tif 000004
【図３】
2013088598.tif 000005
【国際調査報告】
2013088598.tif 000006
2013088598.tif 000007