(57)【要約】【課題】極低温において使用可能な静電吸着装置を提供する。【解決手段】この静電吸着装置の静電チャックでは、基台上に第１絶縁層が設けられる。第１絶縁層の第１部分は基台の第１面上で延在し、第１絶縁層の第２部分は基台の第２面の少なくとも一部の上で延在する。第１絶縁層の第１部分上には吸着電極が設けられる。第１絶縁層の第１部分及び吸着電極上には第２絶縁層が設けられている。吸着電極からは導体パターンが延びており、当該導体パターンは、第１絶縁層の第２部分上に給電端子を提供する。この給電端子には、付勢部材によって付勢された端子部材の接触部が当接する。この端子部材には、電源に接続された配線が接続される。【選択図】図２
2015226010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を吸着するための静電チャックであり、
第１面、及び、該第１面とは異なる第２面を含む基台と、
前記基台上に設けられた第１絶縁層であり、前記第１面上で延在する第１部分、及び、前記第２面の少なくとも一部の上で延在する第２部分を含む、該第１絶縁層と、
前記第１部分上に設けられた吸着電極と、
前記第１部分及び前記吸着電極上に設けられた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上に設けられており、且つ、前記吸着電極に電気的に接続された導体パターンであり、前記第２部分上に設けられた給電端子を含む、該導体パターンと、
を有する、該静電チャックと、
前記給電端子に当接される接触部を有する端子部材と、
前記端子部材の前記接触部を前記給電端子に対して付勢する手段と、
前記端子部材に電気的に接続される配線と、
前記配線に電気的に接続される電源と、
を備える、静電吸着装置。
【請求項２】
前記付勢する手段はねじであり、
前記ねじを支持する絶縁性の支持部材を更に備える、
請求項１に記載の静電吸着装置。
【請求項３】
前記接触部は、導電性のバネを含む、請求項１又は２に記載の静電吸着装置。
【請求項４】
前記配線は、前記付勢する手段を介して前記端子部材に電気的に接続される、請求項１〜３の何れか一項に記載の静電吸着装置。
【請求項５】
前記第２面は前記第１面に非平行な方向に延びる領域を含み、
前記給電端子は前記第２部分を介して前記第２面の前記領域上に設けられている、
請求項１〜４の何れか一項に記載の静電吸着装置。
【請求項６】
−２６３℃〜−６０℃の範囲内の温度で被処理体を吸着する、請求項１〜５の何れか一項に記載の静電吸着装置。
【請求項７】
被処理体を吸着するための静電チャックであり、
第１面、及び、該第１面とは異なる第２面を含む基台と、
前記基台上に設けられた第１絶縁層であり、前記第１面上で延在する第１部分、及び、前記第２面の少なくとも一部の上で延在する第２部分を含む、該第１絶縁層と、
前記第１部分上に設けられた吸着電極と、
前記第１部分及び前記吸着電極上に設けられた第２絶縁層と、
前記第１絶縁層上に設けられており、且つ、前記吸着電極に電気的に接続された導体パターンであり、前記第２部分上に設けられた給電端子を含む、該導体パターンと、
を備える静電チャック。
【請求項８】
処理容器と、
請求項１〜６の何れか一項に記載の静電吸着装置であり、前記処理容器内に前記静電チャックが設けられた、該静電吸着装置と、
前記静電チャックを冷却するための冷凍機と、
を備える冷却処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、静電吸着装置、静電チャック、及び冷却処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、処理装置の処理容器内に収容された被処理体に対して種々の処理が行われる。処理装置は、一般的に、処理容器内に収容された被処理体を保持するための機構を有している。かかる機構の一種として、静電チャックを有する静電吸着装置が知られている。静電吸着装置は、静電力によって被処理体を静電チャックに吸着する。
【０００３】
静電チャックは、一般的に、基台、第１絶縁層、吸着電極、及び第２絶縁層を有している。基台は、一般的には金属製であり、平坦な上面を有している。第１絶縁層は、基台の上面の上に形成されている。吸着電極は、第１絶縁層を介して基台の上面の上に形成されている。また、第２絶縁層は、第１絶縁層及び吸着電極を覆うように設けられている。基台及び第１絶縁層には、吸着電極の給電端子に接続する孔が形成されている。この孔には、配線が通されている。この配線は、給電端子に接合される。また、配線の周囲には当該配線と基台の間に介在する絶縁部材が設けられており、絶縁部材と基台の間には、接着剤や真空シールが設けられている。このような静電チャックを有する静電吸着装置については、例えば、下記の特許文献１及び特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４２４１３号公報
【特許文献２】特開２００５−５７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被処理体に対する処理の一種として、被処理体を冷却する処理が行われることがある。また、被処理体は、例えば、−６０度以下の極低温に冷却されることもある。このため、静電チャックを冷却する冷凍機を処理装置に搭載することが考えられる。このように冷凍機を搭載した処理装置では、被処理体を極低温に冷却するために静電チャックが冷却されると、上述した接着剤及び真空シールが脆化することがある。このような要因により、極低温に被処理体を冷却する処理装置では、吸着電極の給電端子と配線の接続に関連する部位の信頼性が確保できないことから、従来の静電吸着装置を用いることができない恐れがある。
【０００６】
したがって、静電チャックの給電端子と配線の接続の信頼性を極低温の環境下でも確保することが必要となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一側面においては、静電吸着装置が提供される。この静電吸着装置は、静電チャック、端子部材、付勢する手段（以下、「付勢手段」という）、配線、及び、電源を備えている。静電チャックは、基台、第１絶縁層、吸着電極、第２絶縁層、及び、導体パターンを有している。基台は、第１面、及び、該第１面とは異なる第２面を含んでいる。第１絶縁層は、基台上に設けられている。第１絶縁層は、基台の第１面上で延在する第１部分、及び、基台の第２面の少なくとも一部の上で延在する第２部分を含んでいる。吸着電極は、第１絶縁層の第１部分上に設けられている。第２絶縁層は、第１絶縁層の第１部分及び吸着電極上に設けられている。導体パターンは、第１絶縁層上に設けられており、且つ、吸着電極に電気的に接続されている。導体パターンは、第１絶縁層の第２部分上に設けられた給電端子を含んでいる。端子部材は、給電端子に当接される接触部を有する。付勢手段は、端子部材の接触部を静電チャックの給電端子に対して付勢する。配線は、端子部材に電気的に接続される。一形態では、配線は、付勢手段を介して端子部材に電気的に接続され得る。電源は、配線に電気的に接続される。
【０００８】
一側面に係る静電吸着装置では、給電端子に端子部材の接触部が当接し、且つ、当該端子部材の接触部が付勢手段によって給電端子に対して付勢される。したがって、この静電吸着装置では、給電端子と配線の接続に関連する部位に、接着剤及び真空シールを必要とすることなく、当該給電端子と配線の電気的接続を確保することができる。故に、給電端子と配線の接続の信頼性を、極低温の環境下でも確保することが可能である。また、この静電吸着装置では、基台の第２面上に設けられた第１絶縁層の第２部分上に給電端子が設けられている。したがって、付勢手段の加圧による静電チャックの破壊が抑制され得る。
【０００９】
一実施形態では、付勢手段はねじであり、静電吸着装置は、当該ねじを支持する絶縁性の支持部材を更に備えていてもよい。この実施形態によれば、簡易な構成で付勢手段を実現することができ、且つ、ねじと基台との絶縁を確保することが可能である。
【００１０】
一実施形態では、接触部は、導電性のバネを含んでいてもよい。この実施形態によれば、端子部材の接触部と給電端子との物理的接触の信頼性が更に高められる。
【００１１】
一実施形態では、基台の第２面は第１面に非平行な方向に延びる領域を含み、給電端子は第１絶縁層の第２部分を介して第２面の当該領域上に設けられていてもよい。例えば、第２面の当該領域は、基台の側面を構成していてもよい。
【００１２】
一実施形態では、静電吸着装置は、−２６３℃〜−６０℃の範囲内の温度で被処理体を吸着してもよい。この範囲の温度の下限値は、一例の冷凍機自体の下限の冷却温度に被処理体での温度上昇分を加味した温度である。また、当該範囲の温度の上限値は、ガルデン（登録商標）といった一般的な冷媒を用いて実現可能な下限温度よりも低い温度であり、当該上限値以下の温度に冷却される箇所に接着剤及び真空シールが用いられると、これら接着剤及び真空シールが脆化し得る温度である。
【００１３】
また、別の側面では、静電チャックが提供される。この静電チャックは、基台、第１絶縁層、吸着電極、第２絶縁層、及び導体パターンを備える。基台は、第１面、及び、該第１面とは異なる第２面を含んでいる。第１絶縁層は、基台上に設けられている。第１絶縁層は、第１面上で延在する第１部分、及び、第２面の少なくとも一部の上で延在する第２部分を含んでいる。吸着電極は、第１絶縁層の第１部分上に設けられている。第２絶縁層は、第１絶縁層の第１部分及び吸着電極上に設けられている。導体パターンは、第１絶縁層上に設けられており、且つ、吸着電極に電気的に接続されている。導体パターンは、第１絶縁層の第２部分上に設けられた給電端子を含んでいる。
【００１４】
更に別の側面においては、冷却処理装置が提供される。この冷却処理装置は、処理容器、静電吸着装置、及び冷凍機を有する。静電吸着装置は、上述した一側面又は種々の実施形態のうち何れかの静電吸着装置である。静電吸着装置の静電チャックは、処理容器内に設けられている。冷凍機は、静電チャックを冷却するよう構成されている。この冷却処理装置は、吸着電極の給電端子と配線の接続の信頼性を確保しつつ、極低温に被処理体を冷却することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、静電チャックの給電端子と配線の接続の信頼性を極低温の環境下でも確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る処理システムを概略的に示す図である。
【図２】一実施形態に係る冷却処理装置を概略的に示す図である。
【図３】一実施形態に係る静電吸着装置の斜視図である。
【図４】一実施形態に係る静電チャックの断面図である。
【図５】一実施形態に係る静電チャックの給電端子を含む一部領域を拡大して示す斜視図である。
【図６】一実施形態に係る静電吸着装置の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】一例に係るＭＴＪ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１８】
まず、一実施形態に係る処理システムについて説明する。図１は、一実施形態に係る処理システムを概略的に示す図である。図１に示す処理システム１００は、被処理体（以下、「ウエハＷ」という）を処理するためのシステムである。処理システム１００は、載置台１０２ａ〜１０２ｃ、収容容器１０４ａ〜１０４ｃ、ローダモジュールＬＭ、ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２、複数のプロセスモジュールＰＭ、並びに、トランスファーチャンバ１１０を備えている。
【００１９】
載置台１０２ａ〜１０２ｃは、ローダモジュールＬＭに沿って設けられている。図示した実施形態では、載置台１０２ａ〜１０２ｃは、ローダモジュールＬＭの一方側の縁部、即ち、Ｙ方向における一方側の縁部に沿って、Ｘ方向に配列されている。載置台１０２ａ〜１０２ｃ上にはそれぞれ、収容容器１０４ａ〜１０４ｃが搭載されている。これら収容容器１０４ａ〜１０４ｃは、ウエハＷを収容する。
【００２０】
ローダモジュールＬＭは、一実施形態においては、Ｙ方向よりもＸ方向において長尺の略箱形状を有している。ローダモジュールＬＭはチャンバ壁を有しており、当該チャンバ壁内には、大気圧状態の搬送空間が提供されている。ローダモジュールＬＭは、この搬送空間に搬送ユニットＴＵを有している。ローダモジュールＬＭの搬送ユニットＴＵは、収容容器１０４ａ〜１０４ｃのうち選択された収容容器からウエハＷを取り出し、取り出したウエハＷをロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２の何れかに搬送する。
【００２１】
ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２は、ローダモジュールＬＭのＹ方向の他方側の縁部に沿ってＸ方向に配列されている。また、ローダモジュールＬＭのＹ方向の他方側には、トランスファーチャンバ１１０が設けられている。図１に示すように、ロードロックチャンバＬＬ１及びＬＬ２は、ローダモジュールＬＭとトランスファーチャンバ１１０との間に設けられている。ロードロックチャンバＬＬ１とローダモジュールＬＭとの間、ロードロックチャンバＬＬ１とトランスファーチャンバ１１０との間、ロードロックチャンバＬＬ２とローダモジュールＬＭとの間、ロードロックチャンバＬＬ２とトランスファーチャンバ１１０との間のそれぞれには、ゲートバルブが設けられている。
【００２２】
ロードロックチャンバＬＬ１及びロードロックチャンバＬＬ２は、予備減圧室を提供している。ウエハＷは、トランスファーチャンバ１１０に搬送される前に、ロードロックチャンバＬＬ１又はＬＬ２に搬送されて、大気圧環境から減圧環境下に置かれる。
【００２３】
トランスファーチャンバ１１０は、減圧可能な搬送空間を提供している。この搬送空間は、一実施形態においてはＹ方向に延在している。トランスファーチャンバ１１０は、搬送空間内に搬送ユニットＴＵ２を有している。搬送ユニットＴＵ２は、搬送空間内でＹ方向にウエハＷを移動させる。また、搬送ユニットＴＵ２は、ウエハＷを複数のプロセスモジュールＰＭのうち何れかに搬送する。トランスファーチャンバ１１０と複数のプロセスモジュールＰＭの各々との間には、ゲートバルブが設けられている。
【００２４】
図１に示す実施形態では、プロセスモジュールＰＭのうち幾つかは、トランスファーチャンバ１１０のＸ方向における一方側の縁部に沿ってＹ方向に配列されている。また、他のプロセスモジュールＰＭは、トランスファーチャンバ１１０のＸ方向における他方側の縁部に沿ってＹ方向に配列されている。複数のプロセスモジュールＰＭの各々は、その内部に収容したウエハＷを処理する。例えば、複数のプロセスモジュールＰＭの各々は、物理気相成長処理、前処理クリーニング、加熱処理、冷却処理といった種々の処理のうちそのプロセスモジュールに専用の処理を実行する。
【００２５】
図１に示す実施形態の処理システム１００では、収容容器１０４ａ〜１０４ｃの何れかに収容されているウエハＷは、ローダモジュールＬＭ、ロードロックチャンバＬＬ１又はロードロックチャンバＬＬ２、及び、トランスファーチャンバ１１０を介して、複数のプロセスモジュールＰＭのうち何れかに搬送され、搬送先のプロセスモジュールにおいて処理される。
【００２６】
図１に示す処理システム１００は、複数のプロセスモジュールＰＭのうち一つ或いは二以上のプロセスモジュールとして、一実施形態に係る冷却処理装置を備えている。図２は、一実施形態に係る冷却処理装置を概略的に示す図である。図２には、一実施形態に係る冷却処理装置１０の垂直断面構造が概略的に示されている。
【００２７】
図２に示す冷却処理装置１０は、処理容器１２、静電吸着装置１４、及び、冷凍機１６を備えている。処理容器１２は、略筒形状を有しており、その内部に空間Ｓを提供している。この処理容器１２には、空間ＳにウエハＷを搬入し、或いは、空間ＳからウエハＷを搬出するための開口が形成されており、当該開口はゲートバルブＧＶによって開閉可能となっている。
【００２８】
冷却処理装置１０は、更に、第１減圧部１８、第２減圧部２０、バルブ２２、及び、ガス供給部２４を備え得る。第１減圧部１８は、空間Ｓを減圧するために処理容器１２に接続されている。第１減圧部１８は、真空ポンプ１８ｐ、及びバルブ１８ｖを有している。真空ポンプ１８ｐは、バルブ１８ｖを介して処理容器１２に接続されている。
【００２９】
第２減圧部２０は、処理容器１２に接続されている。第２減圧部２０は、空間Ｓの圧力を、第１減圧部１８によって到達させることが可能な圧力よりも低圧に到達させるために設けられている。即ち、冷却処理装置１０は、空間Ｓの圧力が大気圧となっている状態から当該空間Ｓを減圧する際に、第１減圧部１８を動作させ、次いで、第２減圧部２０を動作させることができる。一実施形態では、第２減圧部２０は、ターボ分子ポンプ２０ｔ、ウォーターポンプ２０ｗ、及びバルブ２０ｖを有している。
【００３０】
バルブ２２は、処理容器１２内の空間Ｓの圧力を大気圧に設定する際に開放されるバルブである。バルブ２２は、例えば、冷却処理装置１０のメンテナンス時等に開放される。
【００３１】
ガス供給部２４は、ガスを処理容器１２内に供給するために設けられている。ガス供給部２４は、例えば、冷却処理装置１０によってウエハＷを冷却する際に、処理容器１２内に供給される。ガス供給部２４は、例えば、Ａｒガスといった希ガスを供給することができる。このため、ガス供給部２４は、ガスソース２４ｓ、バルブ２４ａ、マスフローコントローラといった流量制御器２４ｆ、及びバルブ２４ｂを有している。ガスソース２４ｓは、バルブ２４ａ、流量制御器２４ｆ、及びバルブ２４ｂを介して、処理容器１２に接続されている。
【００３２】
図２に示すように、処理容器１２内には、静電吸着装置１４の一部である静電チャックＥＳＣが収容されている。静電チャックＥＳＣは、静電力によりその上面に載置されたウエハＷを吸着する。この静電チャックＥＳＣは、一実施形態では、第１支持部２８及び第２支持部３０と共に、ペデスタル２６を構成している。第１支持部２８は、略柱形状を有しており、例えば銅（Ｃｕ）といった高い熱伝導率を有する材料から構成されている。第２支持部３０は、第１支持部２８上に設けられている。第２支持部３０も、例えば銅（Ｃｕ）といった高い熱伝導率を有する材料から構成されている。一例において、第２支持部３０は、略円盤形状の上側部分、及び、下方に向かうにつれて水平断面の面積が小さくなる下側部分を有している。静電チャックＥＳＣは、この第２支持部３０上に設けられている。
【００３３】
ペデスタル２６は、冷凍機１６上に設けられている。冷凍機１６は、冷却ヘッド１６ｈに及び本体部１６ｍを有している。冷却ヘッド１６ｈは、冷却面を提供しており、この冷却面が第１支持部２８に接している。本体部１６ｍは、ヘリウム（Ｈｅ）といったガスを用いたギボード・マクマーン（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ）サイクル（Ｇ−Ｍサイクル）により、冷却ヘッド１６ｈを冷却する。かかる冷凍機１６は、静電チャックＥＳＣ上に載置されたウエハＷを、−２６３℃〜−６０℃の範囲内の温度に冷却する冷却能力を有している。この範囲の温度の下限値は、冷凍機１６自体の下限の冷却温度にウエハＷでの温度上昇分（例えば、２℃）を加味した温度である。また、当該温度範囲の上限値（−６０℃）は、ガルデン（登録商標）といった一般的な冷媒を用いて実現可能な下限温度よりも低い温度であり、当該上限値以下の温度に冷却される箇所に接着剤及び真空シールが用いられると、これら接着剤及び真空シールが脆化し得る温度である。なお、冷凍機１６は、上述した温度範囲内の温度にウエハＷを冷却することができれば、Ｇ−Ｍサイクルを用いる冷凍機に限定されるものではない。
【００３４】
また、図２に示すように、冷却処理装置１０は、リフタピン３２、駆動装置３４、バックサイドガス用のガスライン３６、及び、バックサイドガス用のガス供給部３８を更に備えている。一例において、冷却処理装置１０は、三つのリフタピン３２を有しており、リフタピン３２は、ペデスタル２６を鉛直方向に貫通する孔内に挿入されている。また、三つのリフタピン３２は、ペデスタル２６の中心に対して周方向に略等間隔で配置されている。これらのリフタピン３２は、リンク４０を介して駆動装置３４に接続されている。駆動装置３４は、リフタピン３２を上下に移動させる。リフタピン３２は、処理容器１２内にウエハＷが搬入されるとき、及び、処理容器１２からウエハＷが搬出されるときに、上昇する。これにより、リフタピン３２の先端は、静電チャックＥＳＣの上方に突き出た状態となる。この状態において、ウエハＷは、上述した搬送ユニットＴＵ２からリフタピン３２の先端に渡される。或いは、リフタピン３２の先端に支持されたウエハＷが、搬送ユニットＴＵ２によって受け取られる。一方、リフタピン３２が下降すると、リフタピン３２の先端に支持されたウエハは、静電チャックＥＳＣの上面の上に載置される。
【００３５】
ガスライン３６は、処理容器１２の外部から当該処理容器１２内へと延び、更に、ペデスタル２６の側面から当該ペデスタル２６の内部を通過して、静電チャックＥＳＣの上面まで延びている。このガスライン３６は、ガス供給部３８に接続されている。ガス供給部３８は、熱伝達用のバックサイドガス、例えば、Ｈｅガスを、ガスライン３６に供給する。ガスライン３６に供給されたガスは、静電チャックＥＳＣの上面、即ち、後述する第２絶縁層とウエハＷとの間に供給される。
【００３６】
以下、一実施形態の静電吸着装置１４について、図２と共に、図３、図４、図５、及び図６を参照して、詳細に説明する。図３は、一実施形態に係る静電吸着装置の斜視図である。図４は、一実施形態に係る静電チャックの断面図である。図５は、一実施形態に係る静電チャックの給電端子を含む一部領域を拡大して示す斜視図である。図５では、後述する第２絶縁層は省略されている。図６は、一実施形態に係る静電吸着装置の一部を拡大して示す断面図であり、給電端子と配線との電気的接続に関連する部位を示している。
【００３７】
図２及び図３に示すように、静電吸着装置１４は、静電チャックＥＳＣ、端子部材５０、付勢部５２、配線５４、及び、電源５６を備えている。静電チャックＥＳＣは、図３及び図４に示すように、基台６０、第１絶縁層６２、吸着電極６４、及び第２絶縁層６６を有している。
【００３８】
基台６０は、代表的には金属、例えば、銅（Ｃｕ）又はアルミニウム（Ａｌ）から構成されており、略円盤形状を有している。なお、基台６０は、金属以外のセラミックス等から構成されていてもよい。図４に示すように、基台６０は、その表面として、第１面６０１、及び第２面６０２を有している。第１面６０１は、基台６０の上面であり、略円形であり、且つ、略平坦な面である。第２面６０２は、第１面６０１以外の基台６０の表面であり、一例においては、基台６０の側面６０ｓ及び基台６０の下面６０ｂを含んでいる。なお、側面６０ｓは第１面６０１に交差又は直交する方向に延在しており、下面６０ｂは第１面６０１に対向している。
【００３９】
第１絶縁層６２は、基台６０上に設けられている。第１絶縁層６２は、絶縁体、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成されている。第１絶縁層６２は、基台６０に絶縁体を溶射することによって形成され得る。
【００４０】
図４及び図５に示すように、第１絶縁層６２は、第１部分６２１及び第２部分６２２を含んでいる。第１部分６２１は、基台６０の第１面６０１上で延在している。第２部分６２２は、第１部分６２１に連続して、第２面６０２の一部の上まで延在している。なお、第１絶縁層６２の第２部分６２２の詳細については、後述する。
【００４１】
第１絶縁層６２の第１部分６２１上には、吸着電極６４が設けられている。即ち、吸着電極６４は、第１絶縁層６２の第１部分６２１を介して第１面６０１上に設けられている。一例において、静電チャックＥＳＣは、双極タイプの静電チャックであり、図４及び図５に示すように、吸着電極６４は、第１電極６４ａ及び第２電極６４ｂを含んでいる。第１電極６４ａ及び第２電極６４ｂは、静電チャックＥＳＣの縁部から中央に向けて螺旋状に延在している。
【００４２】
第２絶縁層６６は、第１絶縁層６２の第１部分６２１及び吸着電極６４を覆うように設けられている。第２絶縁層６６は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から構成されている。図３及び図４に示すように、第２絶縁層６６の上面は、底面６６ｂ、突出部６６ａ、及び複数の突出部６６ｐを含んでいる。突出部６６ａ及び複数の突出部６６ｐは、底面６６ｂから上方に隆起するように形成されている。突出部６６ａは、静電チャックＥＳＣの中心に対して周方向において環状に延在している。また、複数の突出部６６ｐは、略柱形状を有しており、突出部６６ａによって囲まれた領域内で分布するよう配置されている。このような形状を有する第２絶縁層６６は、第１絶縁層６２の第１部分６２１及び吸着電極６４上に絶縁体を溶射して絶縁体層を形成し、次いで、当該絶縁体層に対するブラスト加工を行うことにより、形成することができる。
【００４３】
ウエハＷが静電チャックＥＳＣ上に載置されると、突出部６６ａの上端は当該ウエハＷのエッジ領域の裏面に接し、突出部６６ｐの上端は当該ウエハＷの裏面に接するようになっている。ウエハＷが突出部６６ａの上端及び突出部６６ｐの上端に接するように静電チャックＥＳＣ上に載置されると、第２絶縁層６６の底面６６ｂとウエハＷの裏面の間には空間が形成される。この空間には、図３に示すガスライン３６からバックサイドガスが供給されるようになっている。また、当該空間に供給されたガスは、ペデスタル２６を貫通するように設けられたガスライン７０を介して回収される。
【００４４】
一実施形態では、図５及び図６に示すように、基台６０の側面６０ｓは、凹部６０ｃを画成している。第１絶縁層６２の第２部分６２２は、当該凹部６０ｃを画成する基台６０の面上で延在している。また、基台６０の当該凹部６０ｃを画成する面は、第１面６０１に非平行な、即ち、第１面６０１に交差又は直交する方向に延びる領域６０ｒを含んでいる。この領域６０ｒは、一実施形態においては、凹部６０ｃを、静電チャックＥＳＣの中央側から画成する面である。
【００４５】
領域６０ｒ上に設けられた第１絶縁層６２の第２部分６２２上には、吸着電極６４に電気的に接続された導体パターン７２が延在している。導体パターン７２は、領域６０ｒ上に設けられた第２部分６２２上に、給電端子７４を提供している。一実施形態においては、導体パターン７２は、第１導体パターン７２ａ及び第２導体パターン７２ｂを含んでいる。また、給電端子７４は、第１給電端子７４ａ及び第２給電端子７４ｂを含んでいる。第１導体パターン７２ａは、第１電極６４ａに電気的に接続されており、領域６０ｒ上に設けられた第２部分６２２上に第１給電端子７４ａを提供している。また、第２導体パターン７２ｂは、第２電極６４ｂに電気的に接続されており、領域６０ｒ上に設けられた第２部分６２２上に第２給電端子７４ｂを提供している。第１給電端子７４ａ及び第２給電端子７４ｂには、電源５６に接続された二つの配線５４がそれぞれ電気的に接続される。電源５６からは、第１電極６４ａ及び第２電極６４ｂには、電位の異なる電圧が印加されるようになっている。これにより、静電チャックＥＳＣが静電力を発生するようになっている。
【００４６】
以下、第１給電端子７４ａと配線５４の電気的接続のための構成、及び、第２給電端子７４ｂと配線５４の電気的接続のための構成について説明する。なお、第１給電端子７４ａと配線５４の電気的接続のための構成、及び、第２給電端子７４ｂと配線５４の電気的接続のための構成は、同様である。したがって、以下では、参照符号「７２」で示す一つの給電端子と一つの配線５４との電気的接続の構成について説明する。
【００４７】
図３及び図６に示すように、給電端子７４と配線５４との電気的接続は、給電端子７４と配線５４との間に端子部材５０を介在させ、給電端子７４に端子部材５０を物理的に接触させることによって実現される。この端子部材５０は、主部５０ｍ及び先端部５０ｄを含んでいる。主部５０ｍは、略柱形状を有している。主部５０ｍには、ねじ穴が形成されている。このねじ穴は、主部５０ｍの一端から当該主部５０ｍの長手方向に延びている。先端部５０ｄは、主部５０ｍの他端側で当該主部５０ｍに連続している。この先端部５０ｄは、略円盤形状を有している。この先端部５０ｄには、接触部５０ｃを提供している。一実施形態では、先端部５０ｄには、環状に延在する溝が形成されている。この溝には、導体から構成されたバネが収容されている。このバネは、例えば、コイル状のバネである。当該バネは、一実施形態の接触部５０ｃを構成しており、給電端子７４に物理的に接触するようになっている。
【００４８】
また、端子部材５０の接触部５０ｃは、付勢部５２によって、給電端子７４に対して付勢されるように構成されている。一実施形態では、付勢部５２は、導体から構成されたねじである。ねじ５２は、絶縁性の支持部材８０によって支持されている。支持部材８０は、主部８０ｍと突出部８０ｐを含んでいる。主部８０ｍは、基台６０の側面６０ｓ及び第２支持部３０の側面に沿って延在している。主部８０ｍには貫通孔が形成されており、また、基台６０には、主部８０ｍの当該貫通孔に連続して延びるよう、ねじ孔が形成されている。このねじ穴にねじ８２が螺合されると、支持部材８０は基台６０に対して固定される。
【００４９】
支持部材８０の突出部８０ｐは、主部８０ｍから突出するように延びている。支持部材８０の突出部８０ｐは、基台６０の凹部６０ｃに挿入される。この突出部８０ｐは、端子部材５０の主部５０ｍが挿入される穴８０ｈを提供している。また、支持部材８０の主部８０ｍには、穴８０ｈに連続するように貫通穴が形成されている。この貫通穴を通って端子部材５０の主部５０ｍのねじ穴にねじ５２が螺合されることにより、接触部５０ｃは給電端子７４に対して付勢される。
【００５０】
また、図３及び図６に示すように、配線５４は、支持部材８０の主部８０ｍに沿って設けられている。配線５４には、ねじ５２が通る孔が形成されており、配線５４は、主部８０ｍとねじ５２の頭部との間に挟持されるようになっている。これにより、配線５４とねじ５２とが導通し、ねじ５２と端子部材５０とが導通し、結果的に、配線５４と給電端子７４との電気的接続が実現される。なお、一実施形態では、ねじ５２の頭部と配線５４との間には、導体から構成されたワッシャ８４が設けられていてもよい。
【００５１】
以上説明したように、一実施形態の静電吸着装置１４では、給電端子７４に端子部材５０の接触部５０ｃが当接し、且つ、端子部材５０の接触部５０ｃがねじ（付勢部）５２によって給電端子７４に対して付勢される。したがって、静電吸着装置１４では、給電端子７４と配線５４の接続に関連する部位に、接着剤及び真空シールを必要とすることなく、当該給電端子７４と配線５４の電気的接続を確保することができる。故に、給電端子７４と配線５４の接続の信頼性を、極低温の環境下でも確保することが可能である。また、静電吸着装置１４では、基台６０の第２面６０２上に設けられた第１絶縁層６２の第２部分６２２上に給電端子７４が設けられている。したがって、付勢部５２の加圧による静電チャックＥＳＣの破壊が抑制され得る。
【００５２】
また、一実施形態では、付勢部がねじ５２によって構成されており、当該ねじは絶縁性の支持部材８０によって支持される。この実施形態では、簡易な構成の付勢部を実現することが可能である。
【００５３】
さらに、一実施形態では、端子部材５０の接触部５０ｃは、導電性のばねによって構成されている。この実施形態によれば、端子部材５０の接触部５０ｃと給電端子７４との物理的接触の信頼性が更に高められる。
【００５４】
以下、冷却処理装置１０、及び、当該冷却処理装置１０をプロセスモジュールとして備える処理システム１００の応用例について説明する。一つの応用例では、処理システム１００は、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を構成するＭＴＪ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）素子の製造に使用される。
【００５５】
図７は、一例に係るＭＴＪ素子の断面図である。図７に示すＭＴＪ素子２００は、第１磁性層２２２、第２磁性層２２６、及び、トンネル絶縁層２２４を含んでいる。トンネル絶縁層２２４は、第１磁性層２２２と第２磁性層２２６の間に設けられている。第１磁性層２２２及び第２磁性層２２６は、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｂ層等の磁性金属層であり得る。トンネル絶縁層２２４は、例えば酸化マグネシウム層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層等の金属酸化物層であり得る。
【００５６】
ＭＴＪ素子２００は、更に、下部電極層２１２、下地層２１４、反強磁性層２１６、磁性層２１８、磁性層２２０及びキャップ層２２８を備え得る。下地層２１４は下部電極層２１２上に設けられる。反強磁性層２１６は下地層２１４上に設けられる。磁性層２１８は、反強磁性層２１６上に設けられる。磁性層２２０は、磁性層２１８上に設けられる。第１磁性層２２２は、磁性層２２０の上に設けられる。キャップ層２２８は、第２磁性層２２６上に設けられる。一例では、下部電極層２１２はＲｕ層であり、下地層２１４はＴａ層であり、反強磁性層２１６はＭｎ−Ｐｔ層であり、磁性層２１８はＣｏ−Ｆｅ層であり、磁性層２２０はＲｕ層であり、キャップ層２２８はＴａ層である。
【００５７】
冷却処理装置１０は、例えば、ＭＴＪ素子２００の第２磁性層２２６の成膜前、又は成膜時に用いることができる。ＣｏＦｅＢ層である第２磁性層２２６の成膜前又は成膜時に冷却処理装置１０を用いて、ＭＴＪ素子２００が形成されるウエハＷを冷却すると、優れた膜質の第２磁性層２２６を形成することが可能である。なお、冷却処理装置１０が成膜時に利用される場合には、当該冷却処理装置１０は、物理気相成長装置として構成される。この場合には、冷却処理装置１０は、ターゲット、ターゲットホルダ、プラズマ生成用の電極、当該電極に電力を供給する電源等を更に備えた装置となる。
【００５８】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、給電端子７４は、基台６０の第１面６０１に対向する当該基台６０の別の面に形成されていてもよい。また、上述した実施形態の静電チャックＥＳＣは、双極タイプの静電チャックであったが、変形態様においては単極タイプの静電チャックであってもよい。また、上述した応用例では、主として第２磁性層２２６の成膜前、又は成膜時に冷却処理装置１０が用いられているが、冷却処理装置１０はＭＴＪ素子２００の他の層の成膜前又は成膜時に利用されてもよく、或いは、ＭＴＪ素子とは異なる素子の製造における工程に用いられてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０…冷却処理装置、１２…処理容器、１４…静電吸着装置、１６…冷凍機、１８…第１減圧部、２０…第２減圧部、２２…バルブ、２４…ガス供給部、２６…ペデスタル、３２…リフタピン、３４…駆動装置、３６…ガスライン、３８…ガス供給部、５０…端子部材、５０ｃ…接触部、５２…付勢部（ねじ）、５４…配線、５６…電源、ＥＳＣ…静電チャック、６０…基台、６０１…第１面、６０２…第２面、６０ｓ…側面、６０ｂ…下面、６０ｃ…凹部、６０ｒ…領域、６２…第１絶縁層、６２１…第１部分、６２２…第２部分、６４…吸着電極、６４ａ…第１電極、６４ｂ…第２電極、６６…第２絶縁層、６６ｂ…底面、６６ａ…突出部、６６ｐ…突出部、７２…導体パターン、７２ａ…第１導体パターン、７２ｂ…第２導体パターン、７４…給電端子、７４ａ…第１給電端子、７４ｂ…第２給電端子、８０…支持部材、８０ｍ…主部、８０ｐ…突出部、８０ｈ…穴、８４…ワッシャ、１００…処理システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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