(57)【要約】【課題】吸着面に付着した不純物に起因して吸着力が低下した静電チャックを、簡単な構成により不純物を除去して吸着力を再生することができ、安定して真空処理を行うことが可能な真空処理装置を提供する。【解決手段】本発明の真空処理装置１は、真空チャンバ３と、前記真空チャンバの内部に配され、基板Ｓを静電気によって吸着する静電チャック用の電極、及び該基板を加熱する加熱機構を有する基板保持手段４と、前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射し、該吸着面に付着した不純物を除去するＵＶ照射手段９０と、を少なくとも備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2011023663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバと、
前記真空チャンバの内部に配され、基板を静電気によって吸着する静電チャック用の電極、及び該基板を加熱する加熱機構を有する基板保持手段と、
前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射し、該吸着面に付着した不純物を除去するＵＶ照射手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記ＵＶ光照射手段を、前記真空チャンバの外部に備え、
該チャンバが有するＵＶ光を通過する窓体を通じて、前記ＵＶ光が前記基板保持手段の吸着面に照射されるように構成してなること、を特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電チャックを内蔵した真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、真空排気される処理室内に設置した基板保持手段上に処理すべきＳｉウェハまたはＳｉＣウェハ等の基板（被処理体）を載置し、加速することで所定の注入（イオン）エネルギーを持ったイオンを半導体ウェハなどの基板に照射し、基板に対し所定の浸透深さで所定のイオンを打ち込むイオン注入装置が知られている（例えば特許文献１参照）。例えば、半導体の製造工程においては、上記イオン注入装置が、Ｐ、Ａｓ、Ｉｎ、Ｓｂなどイオンをシリコンウェハに形成されたデバイス構造各部に適切な量で不純物導入するために用いられている。
【０００３】
このイオン注入装置のような、真空中で基板に対して処理を行う真空処理装置においては、基板温度が処理速度、ひいては得られる膜特性などに大きな影響を与えることから、基板をその全面に亘って略均一な温度に制御することが必要になる。
また、真空処理装置においては、基板保持手段に静電気力を用いた静電チャックを設け、この静電チャックの正負一対の吸着電極に所定の電圧を印加して基板を吸着保持することが一般的である。
【０００４】
しかしながら、このような真空処理装置において、静電チャックの寿命（吸着力の低下）はランニングコストを増大させる消耗品になっている。
処理を繰り返すに従い、チャンバ内に存在する物質が静電チャックの吸着面に付着していく。温度によって付着量が多くなること、又は、付着した膜の特性が変化すること等により、静電チャックの表面抵抗が低下し、吸着力の低下を引き起こすものと考えられる。
【０００５】
例えば、静電チャックの材料としてＰｂＮを用いた場合、温度４００℃で１年以上、５００℃以下で１年程度、５３０℃で３ヶ月程度と、高温になるほど寿命が短くなる傾向がある。
【０００６】
本発明者らが、吸着力が低下した静電チャック３０の吸着面３０ａについて表面分析（蛍光Ｘ線分析）を行ったところ、Ｓｉが検出された。その結果を図３及び図４に示す。吸着面３０ａの全体からＳｉが検出されているが、特に、中央部分において多くＳｉが検出されていることがわかる。
チャンバ内においては、被処理体であるＳｉウェハまたはＳｉＣウェハ等の基板以外にはＳｉを用いたものは無いため、処理を繰り返すうちに、前記基板中のＳｉが静電チャックの吸着面に付着したものと考えられる。
【０００７】
このように、静電チャックにおいて吸着力が低下すると、該静電チャックに吸着された基板（被処理体）表面において温度ムラが生じる原因となる。その結果、該基板表面に形成される膜の成長が不安定となり、所望とする膜特性が得られなくなってしまう。
従来、静電チャックの再生（吸着力の復元）は、静電チャックの吸着面を薄く削ることにより行っていた。このため、使用者は静電チャックの予備を用意しておく必要があり、また、部品を交換しながら使用しなければならず、手間とコストがかかっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−０７０８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて考案されたものであり、吸着面に付着した不純物に起因して吸着力が低下した静電チャック（基板保持手段）を、簡単な構成により不純物を除去して吸着力を再生することができ、安定して真空処理を行うことが可能な真空処理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】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の真空処理装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に配され、基板を静電気によって吸着する静電チャック用の電極、及び該基板を加熱する加熱機構を有する基板保持手段と、前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射し、該吸着面に付着した不純物を除去するＵＶ照射手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の真空処理装置は、請求項１において、前記ＵＶ光照射手段を、前記真空チャンバの外部に備え、該チャンバが有するＵＶ光を通過する窓体を通じて、前記ＵＶ光が前記基板保持手段の吸着面に照射されるように構成してなること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ＵＶ照射手段により、前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射することで、該吸着面に付着した不純物を分解、除去することができる。これにより本発明では、簡単な構成により不純物を除去して吸着力を再生することが可能であり、基板保持手段の寿命を延ばした真空処理装置を提供することができる。このような真空処理装置では、静電チャックの吸着力低下に起因する基板の温度ムラを低減することができる。その結果、安定して真空処理を行うことができ、所望とする特性を有する処理物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の真空処理装置（イオン注入装置）の一構成例を模式的に示す図。
【図２】図１のイオン注入装置において基板保持手段を説明する一部分解斜視図。
【図３】静電チャックの表面分析（蛍光Ｘ線分析）の一例を示す図。
【図４】静電チャックの表面分析（蛍光Ｘ線分析）の他の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る真空処理装置の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の真空処理装置の一構成例を模式的に示す図である。
なお、以下の説明では本発明を適用した真空処理装置としてイオン注入装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、スパッタ装置、ＣＶＤ装置等、静電チャックによる基板保持手段を備えた各種真空処理装置について適用可能である。
本発明の真空処理装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバの内部に配され、基板を静電気によって吸着する静電チャック用の電極、及び該基板を加熱する加熱機構を有する基板保持手段と、前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射し、該吸着面に付着した不純物を除去するＵＶ照射手段と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、ＵＶ照射手段により、前記基板保持手段の吸着面に対してＵＶ光を照射することで、該吸着面に付着した不純物を分解、除去することができる。これにより本発明の真空処理装置では、簡単な構成により不純物を除去して吸着力を再生することが可能である。これにより、この真空処理装置では、静電チャックの吸着力低下に起因する基板の温度ムラを低減することができる。その結果、安定して真空処理を行うことができ、所望とする特性を有する処理物を得ることができる。
【００１６】
このイオン注入装置（真空処理装置）１は、公知の構造の高電圧ターミナル１１を有し、高電圧ターミナル１１は、所定の印加電圧に対して十分な耐電圧を有する間隔を置いて遮蔽箱１２内に収納されている。高電圧ターミナル１１内には公知の構造のイオン源１３が設けられ、このイオン源１３は、真空配管１４ａを介して、多種類のイオンの中から必要なイオンを取出す質量分析マグネット１５に接続されている。この質量分析マグネット１５は、高電圧ターミナル１１の外側まで延出する他の真空配管１４ｂを介して、遮蔽箱１３内に位置する加速管１６に接続されている。
【００１７】
高電圧を印加してイオンを加速し、必要な注入エネルギーを与える加速管１６の他端は、遮蔽箱１２の壁面を貫通して、Ｘ−Ｙ走査チャンバ２に接続されている。Ｘ−Ｙ走査チャンバ２には真空排気手段Ｐ１が接続されている。真空排気手段Ｐ１は、ターボ分子ポンプとその背圧側のポンプから構成されている。また、Ｘ−Ｙ走査チャンバ２内には、その上流側からイオンビームの整形を行う四極子レンズ２１と、例えば高周波を印加してイオンビームをＸ、Ｙ方向にそれぞれ走査する一対の偏向電極（スキャンプレート）２２とが配設され、基板Ｓに対するイオンビームの照射を制御するイオン照射手段を構成する。Ｘ−Ｙ走査チャンバ２の下流側にはイオン注入チャンバ３が接続されている。
【００１８】
イオン注入チャンバ（真空チャンバ）３は、Ｘ−Ｙ走査チャンバ２からの延長線上に位置する第一部分３ａと、当該第一部分３ａから略直角に屈曲した方向に延びる第二部分３ｂとから構成され、上記同様、ターボ分子ポンプとその背圧側のロータリポンプから構成された真空排気手段Ｐ２が接続されている。また、イオン注入チャンバ３には、イオンビームが照射されるガラス基板などの矩形の基板Ｓを保持する基板保持手段４が設けられている。
【００１９】
図２に示すように、基板保持手段４は、一面に静電チャック用の正負一対の吸着電極（図示せず）が形成された基台４１を有し、当該一面が、電極に通電して基板Ｓを吸着保持できる基板保持部４２を構成する。
【００２０】
また、基台４２側面中央には、図示しない駆動モータの回転軸５が、イオンビームに対し直交させて固定されている。この駆動モータは筐体６に収納されており、この筐体６にはナット部材６１が形成されている。そして、当該ナット部材６１が、第二部分３ｂの長手方向略全長に亘って設けられた送りねじ７に螺合している。
【００２１】
駆動モータ８を作動させて送りねじ７を回転させると、イオンビームが照射できる照射位置（図１では、実線で示した上昇位置）と、基板保持部４２への基板Ｓの受け取り、受け渡しが行われる第２部分３ｂの他端たる基板搬出入位置（図１では、仮想線で示した下降位置）との間で基板保持手段４が移動自在となる。そして、下降位置では、基板保持部４２を上側に位置させ、他方で、上昇位置では、基板保持部４２で保持された基板Ｓがイオンビームに対し直角となるように回転軸５の回転角が制御される。送りねじ７や駆動モータ８はケース部材９に収納されており、イオン注入チャンバ３内の真空雰囲気に悪影響を及ぼさないようにしている。
【００２２】
なお、基板保持部４２への基板Ｓの受け取り、受け渡しを行うために、第２部分３ｂの端部に、ゲートバルブを介してロードロックチャンバ（図示せず）を連結し、搬送ロボットにより、下降位置にある基板保持手段４に対し真空雰囲気中で基板Ｓを受け取りまたは受け渡しができる構成を採用してもよい。また、基台４１に、例えば抵抗加熱式のヒータを内蔵し、イオン注入のプロセスに応じて基板Ｓを所定温度に加熱して保持できる構成を作用してもよい。
【００２３】
そして、本発明の真空処理装置（イオン注入装置）では、基板保持手段４の基板保持部（吸着面）４２に対してＵＶ光を照射し、該基板保持部４２に付着した不純物を除去するＵＶ照射手段９０を備えている。
このＵＶ光照射手段９０は、前記イオン注入チャンバ３の外部に配され、該イオン注入チャンバ３が有するＵＶ光を通過する窓体３ｃを通じて、前記ＵＶ光が前記基板保持手段４の基板保持部（吸着面）４２に照射されるように構成される。
【００２４】
また、前記イオン注入チャンバ３の内部に配されたままの状態で、前記基板ステージ２（基板保持手段）の（吸着面）基板保持部４２に対してシリコン（Ｓｉ）量を検出する手段９１を備えることが好ましい。この手段９１としては特に限定されないが、例えば蛍光Ｘ線分析装置等を用いることができる。これにより基板保持部４２を監視し、該基板保持部４２に付着したＳi量に応じてＵＶ照射処理の必要の有無を判断したり、適切なタイミングでＵＶ照射処理を行ったりすることができる。
【００２５】
基板保持手段４の基板保持部（吸着面）４２に対してＵＶ光を照射することで、該基板保持部４２に付着した不純物（この場合、例えばＳｉ）を分解、除去することができる。基板保持部４２に付着した不純物を分解、除去することで、静電チャックの吸着力を復元することが可能となる。
これにより、従来のように静電チャックの吸着面を削る必要がなくなり、予備の用意や、部品交換の手間やコストを削減することができる。
【００２６】
このように本発明の真空処理装置では、簡単な構成により、基板保持部（吸着面）に付着した不純物を分解、除去して静電チャックの吸着力を再生することが可能である。これにより、この真空処理装置では、静電チャックの吸着力低下に起因する基板の温度ムラを低減することができる。その結果、安定して真空処理を行うことができ、所望とする特性を有する処理物を得ることができる。
【００２７】
以上、本発明の真空処理装置について説明してきたが、本発明は上述した例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、静電チャックを備えた真空処理装置に広く適用可能である。ここでは、イオン注入装置に適用した例を詳述したが、これ以外に、たとえば蒸着法やスパッタ法、ＣＶＤ法などの各種の成膜装置、あるいはエッチング装置、アッシング装置などにも、本発明に係る静電チャックの吸着力の再生方法は利用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１  イオン注入装置、２  Ｘ−Ｙ走査チャンバ、３  イオン注入チャンバ（真空チャンバ）、４  基板保持手段、４１  基台、４２  基板保持部、５  回転軸、７  送りねじ、８  駆動モータ、９０  ＵＶ照射手段、９１  検出手段、Ｐ１、Ｐ２  真空排気手段、Ｓ  基板。
【図１】
2011023663.tif 000003
【図２】
2011023663.tif 000004
【図３】
2011023663.tif 000005
【図４】
2011023663.tif 000006