(57)【要約】【課題】静電チャック板３２の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構とする。【解決手段】支持台３１に静電チャック板３２を押え金具で固定することで銅管３４の下端部のプラグ４５が圧縮ばね部材５３によるはね上げ金具５１の押上力に抗して嵌合ソケット４７に嵌合し、支持台３１からの静電チャック板３２の固定を解放することにより圧縮ばね部材５３によるはね上げ金具５１の押上力により銅管３４のプラグ４５を押上げて静電チャック板３２と共に銅管３４を上方側に移動させ、静電チャック板３２の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構とする。【選択図】　　　　図３
2004095722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台の載置部上に取り付けられ基板を静電力により保持する静電チャック板と、
静電チャック板の下面に接続され載置部を貫通して配置される電極棒部材と、
支持台側に固定され給電が行われると共に電極棒部材の下端部が嵌合するソケット部材と、
ソケット部材に設けられ電極棒部材を上方側に押上げる押上げ部材とを備え、
載置部上に静電チャック板を固定することで電極棒部材の下端部が押上げ部材の押上力に抗してソケット部材に嵌合し、載置部からの静電チャック板の固定を解放することにより押上げ部材の押上力により電極棒部材の下端部を押上げて静電チャック板と共に電極棒部材を上方側に移動させること
を特徴とする静電チャック支持機構。
【請求項２】
請求項１に記載の静電チャック支持機構において、
押上げ部材は、
ソケット部材の内部に摺動自在に設けられ上端部が電極棒部材の下端に当接するはね上げ金具と、
はね上げ金具を上方に付勢する圧縮ばね部材と
で構成されていることを特徴とする静電チャック支持機構。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２に記載の静電チャック支持機構において、
電極棒部材及びソケット部材の周囲には絶縁材が配置固定され、
絶縁材の周囲には電磁波をシールドするシールド部材が配置固定されている
ことを特徴とする静電チャック支持機構。
【請求項４】
プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室内に備えられ基板を保持する支持台装置において、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むことを特徴とする支持台装置。
【請求項５】
プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室と、処理室に備えられ基板を保持する支持台装置と、処理室の内部にプラズマを発生させるプラズマ生成手段とからなり、支持台装置として、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載のプラズマ処理装置において、
プラズマ発生手段は、アンテナに給電を行うことで電磁波を透過させてプラズマを処理室に生成し、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に成膜を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気相成長法により基板の表面に成膜を行うプラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の支持台装置及び支持台装置の静電チャック支持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、半導体の製造では、プラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）　装置を用いた成膜が知られている。プラズマＣＶＤ装置は、膜の材料となる材料ガスを容器内の成膜室の中に導入し、高周波アンテナから高周波を入射してプラズマ状態にし、プラズマ中の活性な励起原子によって基板表面の化学的な反応を促進して成膜を行う装置である。
【０００３】
プラズマＣＶＤ装置においては、成膜室の内部に基板を載置するための支持台装置が備えられ、支持台装置には基板を静電気的に密着させる静電チャック支持機構が備えられている。静電チャック支持機構は、基板が直接載置される静電チャック板を備え、基板と静電チャック板との間に電気イオンを帯電させ、バイアス電圧をかけることでマイナスイオンを引き込んで基板を静電チャック板に均一に静電気的に密着させるようものである。基板を静電チャック板に均一に密着させることにより、基板の温度が所望の温度に正確に制御される。
【０００４】
従来の静電チャック支持機構としては、静電電源が接続されるとともに支持台装置の静電チャック板にバイアス電力をかけるための電極が備えられている。電極は、例えば、銅製のパイプ部材で構成され、上端が静電チャック板に接続され、下端にプラグが設けられている。下端のプラグには、電源（静電電源、バイアス電源）につながるソケットが嵌合されるようになっている。
【０００５】
従来の静電チャック支持機構では、メンテナンス時（消耗品である静電チャック板の交換等）には静電チャック板及び接続された電極を外す場合、ソケットを電極のプラグから外し、静電チャック板及び一体の電極を上方に引き抜いている。新たな静電チャック板を装着する場合、電極が一体に接続された静電チャック板を上方から装着し、電極のプラグに電源のソケットを嵌合している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
メンテナンス時に静電チャック板を上方に引き抜く場合、自重のため静電チャック板を持ち上げるのが困難であり、また、下部には電極が一体に接続されているためある程度の高さまで真っ直ぐに引き抜く必要がある。また、電極とプラグとの結合部は結合強度が弱く衝撃等により破損するおそれがあった。従って、静電チャック板を外す作業は作業性が悪い状況にあるのが現状である。
【０００７】
また、電極のプラグに電源のソケットが嵌合して配線等が支えられる状況にあるため、プラグとソケットの嵌合作業は支持台装置の下部の狭隘な場所への頻繁なアクセスが必要となり、静電チャック板の取り外しや装着の作業は作業性が悪い状況にあるのが現状である。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置を有するプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の静電チャック支持機構は、
支持台の載置部上に取り付けられ基板を静電力により保持する静電チャック板と、
静電チャック板の下面に接続され載置部を貫通して配置される電極棒部材と、
支持台側に固定され給電が行われると共に電極棒部材の下端部が嵌合するソケット部材と、
ソケット部材に設けられ電極棒部材を上方側に押上げる押上げ部材とを備え、
載置部上に静電チャック板を固定することで電極棒部材の下端部が押上げ部材の押上力に抗してソケット部材に嵌合し、載置部からの静電チャック板の固定を解放することにより押上げ部材の押上力により電極棒部材の下端部を押上げて静電チャック板と共に電極棒部材を上方側に移動させること
を特徴とする。
【００１２】
そして、請求項１に記載の静電チャック支持機構において、
押上げ部材は、
ソケット部材の内部に摺動自在に設けられ上端部が電極棒部材の下端に当接するはね上げ金具と、
はね上げ金具を上方に付勢する圧縮ばね部材と
で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１もしくは請求項２に記載の静電チャック支持機構において、
電極棒部材及びソケット部材の周囲には絶縁材が配置固定され、
絶縁材の周囲には電磁波をシールドするシールド部材が配置固定されている
ことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の支持台装置は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室内に備えられ基板を保持する支持台装置において、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室と、処理室に備えられ基板を保持する支持台装置と、処理室の内部にプラズマを発生させるプラズマ生成手段とからなり、支持台装置として、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むことを特徴とする。
【００１６】
そして、請求項５に記載のプラズマ処理装置において、
プラズマ発生手段は、アンテナに給電を行うことで電磁波を透過させてプラズマを処理室に生成し、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に成膜を施すことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るプラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の概略側面、図２に支持台装置の概略構成、図３には静電チャック支持機構を説明する図２中の矢印ＩＩＩ　部の断面状況を示してある。
【００１８】
図１に示すように、基部１には円筒状のアルミニウム製の容器２が設けられ、容器２内に成膜室３が形成されている。容器２の上部には円形の天井板４が設けられ、容器２内における成膜室３には支持台装置５が備えられている。支持台装置５は半導体の基板６を静電的に吸着保持する載置部９を備え、載置部９の下部に静電チャック支持機構を備えた保持機構７が備えられている。
【００１９】
支持台装置５の保持機構７にはバイアス電源２１及び静電電源２２が接続され、載置部９に高周波電力を発生させると共に静電気力を発生させる。支持台装置５は全体が昇降自在に構成されることもあり、上下方向の高さが最適な高さに調整できるようになっている。
【００２０】
天井板４の上には、例えば、円形リング状の高周波アンテナ１３が配置され、高周波アンテナ１３には整合器１４を介して高周波電源１５が接続されている。高周波アンテナ１３に電力を供給することにより電磁波が容器２の成膜室３に入射する。容器２内に入射された電磁波は、成膜室３内のガスをイオン化してプラズマを発生させる。
【００２１】
容器２には、例えば、シラン（例えば　ＳｉＨ４）等の材料ガスを供給するガス供給ノズル１６が設けられ、ガス供給ノズル１６から成膜室３内に成膜材料（例えばＳｉ）となる材料ガスが供給される。
【００２２】
また、容器２にはアルゴンやヘリウム等の不活性ガス（希ガス）や酸素、水素等の補助ガスを供給する補助ガス供給ノズル１７が設けられ、基部１には容器２の内部を排気するための真空排気系（図示省略）に接続される排気口１８が設けられている。また、図示は省略したが容器２には基板６の搬入・搬出口が設けられ、図示しない搬送室との間で基板６が搬入・搬出される。
【００２３】
上述したプラズマＣＶＤ装置では、支持台装置５の載置部９に基板６が載せられ、静電的に吸着される。ガス供給ノズル１６から所定流量の材料ガスを成膜室３内に供給すると共に補助ガス供給ノズル１７から所定流量の補助ガスを成膜室３内に供給し、成膜室３内を成膜条件に応じた所定圧力に設定する。
【００２４】
その後、高周波電源１５から高周波アンテナ１３に電力を供給して高周波電磁波を発生させると共にバイアス電源２１から載置部９に電力を供給して高周波電磁波を発生させる。
【００２５】
これにより、成膜室３内の材料ガスが放電して一部がプラズマ状態となる。このプラズマは、材料ガス中の他の中性分子に衝突して更に中性分子を電離、あるいは励起する。こうして生じた活性な粒子は、基板６の表面に吸着して効率良く化学反応を起こし、堆積してＣＶＤ膜となる。
【００２６】
上述したプラズマＣＶＤ装置における静電チャック支持機構を備えた支持台装置５を図２、図３に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図２に示すように、載置部９は、支持台３１の載置部上に静電チャック板３２が取り付けられて構成され、静電チャック板３２は押え金具３３により支持台３１に固定される。静電チャック板３２の下面には電極棒部材としての銅管３４の上端部が固定されている。
【００２８】
一方、支持台３１には固定スタッド３５を介してプレート３６が固定され、プレート３６にはバイアス電源２１及び静電電源２２に接続されるソケット部材としてのソケット３７が固定され、銅管３４の下端部（プラグ：後述する）がソケット３７に嵌合している。
【００２９】
ソケット３７には押上げ部材３８が備えられ、支持台３１に銅管３４を挿入して載置部上に静電チャック板３２を載置し、押え金具３３により静電チャック板３２を載置部９に固定すると、銅管３４の下端部（プラグ）が押上げ部材３８の押上力に抗してソケット３７に嵌合する。
【００３０】
押え金具３３を外して静電チャック板３２を支持台３１から解放することにより、押上げ部材３８の押上力により銅管３４の下端部（プラグ）が押上げられ、銅管３４が上方に移動して静電チャック板３２が支持台３１から押上げられる。
【００３１】
図２、図３に示すように、プレート３６の上部には銅管３４の外周部を覆うセラミックス製の絶縁管４１が固定され、プレート３６の下部にはソケット３７の外周部を覆うセラミックス製の絶縁管４２が固定されている。そして、絶縁管４１の外周には電磁波をシールドするシールド管４３が設けられ、絶縁管４２の外周にはソケット３７をプレート３６を支持する支持管４４が設けられている。
【００３２】
図３に基づいてプラグ、ソケット３７及び押上げ部材３８の構成を説明する。
【００３３】
図に示すように、銅管３４は中空状をなし、下端にプラグ４５が螺合してろう付けにより固定されている。ソケット３７は、絶縁管４２の内周に溶接等により固定されるスリーブ４６が備えられ、スリーブ４６の上側には嵌合ソケット４７が螺合等により取り付けられ、嵌合ソケット４７の下端には貫通穴４８が形成されている。
【００３４】
スリーブ４６の下側には内筒４９が形成され、内筒４９の下部開口には蓋部材５０が固定されている。内筒４９の内部にははね上げ金具５１が上下方向に摺動自在に設けられ、はね上げ金具５１には貫通穴４８を摺動する軸部５２が備えられている。軸部５２の上端面はプラグ４５の下端面に当接している。
【００３５】
蓋部材５０とはね上げ金具５１とにわたり圧縮ばね部材５３が設けられ、圧縮ばね部材５２によりはね上げ金具５１が上側に付勢されている。ソケット３７の下端には図示しないバイアス電源２１及び静電電源２２の配線がコネクタ５４により接続されている。
【００３６】
静電チャック支持機構を備えた支持台装置５の作用を説明する。
【００３７】
支持台３１側にソケット３７が固定され、コネクタ５４によりバイアス電源２１及び静電電源２２の配線が接続されている。銅管３４を載置部９の支持台３１に挿入して載置部上に静電チャック板３２を載置すると、支持台３１側に固定された絶縁管４１の内部に銅管３４が挿入される。
【００３８】
銅管３４が挿入されると、プラグ４５が嵌合ソケット４７に嵌合してプラグ４５の下端面がはね上げ金具５１の軸部５２に当接する。この状態で押え金具３３により静電チャック板３２を支持台３１に押さえ付けて固定すると、はね上げ金具５１が圧縮ばね部材５３の付勢力に抗してプラグ４５により押し下げられる。
【００３９】
これにより、静電チャック板３２が支持台３１に所定状態で固定され、基板６が着脱されて成膜が行われる。
【００４０】
メンテナンス（静電チャック板３２の交換等）により静電チャック板３２を取り外す場合、押え金具３３を外して支持台３１に対する静電チャック板３２の固定を解放する。静電チャック板３２の固定を解放することで、はね上げ金具５１が圧縮ばね部材５３の付勢力によりプラグ４５を押し上げ、静電チャック板３２とともに銅管３４が上方に移動する。この状態で、支持台３１の上側に銅管３４が固定された静電チャック板３２を抜き外し、交換等の所定の作業を行う。
【００４１】
従って、静電チャック板３２を外す場合、支持台３１に対する静電チャック板３２の固定を解放するだけで圧縮ばね部材５３の付勢力により静電チャック板３２が上方に移動し、極めて容易に静電チャック板３２を外すことが可能になる。また、装着時には銅管３４が固定された静電チャック板３２を挿入するだけで、プラグ４５が嵌合ソケット４７に嵌合し、電源側との接続が可能となる。
【００４２】
このため、静電チャック板３２の着脱及び銅管３４の電源側との接続が極めて容易となり、静電チャック板３２の交換性が大幅に向上する。
【００４３】
また、ソケット３７が支持台３１に固定されているため、電源側からのコネクタ５４が支持台３１側に支持された状態になり、電極である銅管３４に対する電源側のコネクタ５４の接続や取り外しの作業が不要になり、支持台３１の下部の狭隘部での作業の負担を軽減することができる。
【００４４】
また、絶縁管４１、４２及びシールド管４３により銅管３４及びソケット３７を覆うことができ、放電及びノイズを防止することができる。従来、電極である銅管３４に電源側のコネクタ５４を接続していた場合は、ソケットの部位がフレキシブルなコードと一体になっているたのでシールド管等を設けることが困難であったが、上述した実施形態例では、ソケット３７が支持台３１に固定されているため、ソケット３７のシールドが容易になる。
【００４５】
尚、圧縮ばね部材５３の付勢力によりはね上げ金具５１を押し上げる構成として極めて簡単な構成としているが、アクチュエータ（空圧・電気等）を用いて制御性よくはね上げ金具５１を押し上げる構成とすることも可能である。
【００４６】
従って、静電チャック板３２の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構となり、静電チャック板３２の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置５とすることができる。また、静電チャック板３２の取付け及び取り外しが容易な支持台装置５を有するプラズマ処理装置とすることが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の静電チャック支持機構は、
支持台の載置部上に取り付けられ基板を静電力により保持する静電チャック板と、
静電チャック板の下面に接続され載置部を貫通して配置される電極棒部材と、
支持台側に固定され給電が行われると共に電極棒部材の下端部が嵌合するソケット部材と、
ソケット部材に設けられ電極棒部材を上方側に押上げる押上げ部材とを備え、
載置部上に静電チャック板を固定することで電極棒部材の下端部が押上げ部材の押上力に抗してソケット部材に嵌合し、載置部からの静電チャック板の固定を解放することにより押上げ部材の押上力により電極棒部材の下端部を押上げて静電チャック板と共に電極棒部材を上方側に移動させるようにしたので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構とすることが可能となる。
【００４８】
そして、請求項１に記載の静電チャック支持機構において、
押上げ部材は、
ソケット部材の内部に摺動自在に設けられ上端部が電極棒部材の下端に当接するはね上げ金具と、
はね上げ金具を上方に付勢する圧縮ばね部材とで構成されているので、
簡単な構成で静電チャック板を押し上げることが可能となる。
【００４９】
また、請求項１もしくは請求項２に記載の静電チャック支持機構において、
電極棒部材及びソケット部材の周囲には絶縁材が配置固定され、
絶縁材の周囲には電磁波をシールドするシールド部材が配置固定されているので、
電極棒部材及びソケット部材の放電及びノイズを防止することが可能となる。
【００５０】
本発明の支持台装置は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室内に備えられ基板を保持する支持台装置において、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置とすることが可能となる。
【００５１】
本発明のプラズマ処理装置は、プラズマを発生させてそこで励起・活性化された原子・分子により基板の表面に処理が施される処理室と、処理室に備えられ基板を保持する支持台装置と、処理室の内部にプラズマを発生させるプラズマ生成手段とからなり、支持台装置として、請求項１乃至請求項３の静電チャック支持機構を含むので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置を有するプラズマ処理装置とすることが可能となる。
【００５２】
そして、請求項５に記載のプラズマ処理装置において、プラズマ発生手段は、アンテナに給電を行うことで電磁波を透過させてプラズマを処理室に生成し、励起・活性化された原子・分子により基板の表面に成膜を施すので、静電チャック板の取付け及び取り外しを容易に行うことができる静電チャック支持機構を備えた支持台装置を有するプラズマ成膜装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るプラズマ処理装置（プラズマＣＶＤ装置）の概略側面図。
【図２】支持台装置の概略構成図。
【図３】静電チャック支持機構を説明する図２中の矢印ＩＩＩ　部の断面図。
【符号の説明】
１　基部
２　容器
３　成膜室
４　天井板
５　支持台装置
６　基板
７　保持機構
９　載置部
１３　高周波アンテナ
１４　整合器
１５　高周波電源
１６　ガス供給ノズル
１７　補助ガス供給ノズル
１８　排気口
２１　バイアス電源
２２　静電電源
３１　支持台
３２　静電チャック板
３３　押え金具
３４　銅管
３５　固定スタッド
３６　プレート
３７　ソケット
４１，４２　絶縁管
４３　シールド管
４４　支持管
４５　プラグ
４６　スリーブ
４７　嵌合ソケット
４８　貫通穴
４９　内筒
５０　蓋部材
５１　はね上げ金具
５２　軸部
５３　圧縮ばね部材
５４　コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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