(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理槽と、
前記真空処理槽内に設けられ、誘電体中に吸着電極を有し且つ鉛直下方側に吸着面を有する静電チャック本体と、前記吸着電極に所定の電圧を印加可能な電源と、前記吸着電極と前記電源との間に流れる電流値を測定する電流測定器とを有する静電吸着装置と、
所定の基板を支持可能な基板支持部を有し、該基板支持部が前記静電チャック本体の吸着面に対して接近又は離間できるように構成された基板搬送ロボットと、
前記静電チャック本体の吸着面に前記基板を吸着させる際に前記電流測定器にて得られた電流値に基づいて前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を制御するように構成された制御部とを有することを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記静電吸着装置は、前記静電チャック本体の誘電体中に複数の吸着電極が設けられ、当該吸着電極に対して極性の異なる電圧を印加するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の真空処理装置。
【請求項３】
前記基板搬送ロボットの基板支持部に所定の弾性材料からなる支持突部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の真空処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空処理装置において前記静電吸着装置の静電チャック本体の吸着面に基板を吸着保持させる方法であって、
前記静電チャック本体の吸着電極に対して所定の電圧を印加した状態において、前記基板搬送ロボットの基板支持部に支持された基板を前記静電チャック本体の吸着面の下方に近接配置し、
前記電流測定器によって測定された前記吸着電極及び前記電源間の電流値に基づいて前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を制御することを特徴とする基板保持方法。
【請求項５】
前記電流測定器によって測定された前記吸着電極及び前記電源間の電流値が所定の値を超えたと判断された時点で前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を停止させることを特徴とする請求項４記載の基板保持方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空処理装置内において処理対象物を吸着するための静電吸着装置の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空処理装置においては、処理対象物である基板上に成膜等の処理を行う場合に、基板の処理面を鉛直下方に向けて（いわゆるフェイスダウン）、成膜等を行う場合がある。
【０００３】
従来、基板の処理面を下方に向けて成膜等を行う場合には、例えば、図４に示すように、機械的なクランプ機構１００を用いて基板１２０を支持し、このクランプ機構１００の基板保持部１０１を上昇させることによって基板１２０をステージ１０２にクランプするようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術においては、次のような問題があった。
すなわち、真空処理装置内で基板を機械的にクランプする従来技術の場合は、クランプ機構１００の基板保持部１０１が基板１２０の処理（成膜）面１２０ａに接触せざるを得ないため、特に成膜等の処理を行う場合に、この基板保持部１０１に付着した成膜材料によってダストが発生するという問題があった。
【０００５】
特に、フェイスダウン方式の真空処理装置は、基板１２０の成膜面１２０ａにおけるダストを低減させる目的で使用される場合が多いため、基板１２０の成膜面１２０ａに非接触の基板保持技術が要望されていた。
【０００６】
さらに、従来の機械的なクランプ機構１００を用いる方式では、基板１２０の温度制御能力及び面内温度分布の均一化の点で十分な結果が得られないため、その向上が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、フェイスダウン方式の真空処理装置において、ダストを発生させることなく基板を保持し、基板の温度制御能力及び面内温度分布の均一性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、真空処理槽と、前記真空処理槽内に設けられ、誘電体中に吸着電極を有し且つ鉛直下方側に吸着面を有する静電チャック本体と、前記吸着電極に所定の電圧を印加可能な電源と、前記吸着電極と前記電源との間に流れる電流値を測定する電流測定器とを有する静電吸着装置と、所定の基板を支持可能な基板支持部を有し、該基板支持部が前記静電チャック本体の吸着面に対して接近又は離間できるように構成された基板搬送ロボットと、前記静電チャック本体の吸着面に前記基板を吸着させる際に前記電流測定器にて得られた電流値に基づいて前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を制御するように構成された制御部とを有することを特徴とする真空処理装置である。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記静電吸着装置は、前記静電チャック本体の誘電体中に複数の吸着電極が設けられ、当該吸着電極に対して極性の異なる電圧を印加するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３記載の発明は、真空処理槽内に請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、基板搬送ロボットの基板支持部に所定の弾性材料からなる支持突部が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の真空処理装置において前記静電吸着装置の静電チャック本体の吸着面に基板を吸着保持させる方法であって、前記静電チャック本体の吸着電極に対して所定の電圧を印加した状態において、前記基板搬送ロボットの基板支持部に支持された基板を前記静電チャック本体の吸着面の下方に近接配置し、前記電流測定器によって測定された前記吸着電極及び前記電源間の電流値に基づいて前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を制御することを特徴とする基板保持方法である。
【００１２】
一方、請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記電流測定器によって測定された前記吸着電極及び前記電源間の電流値が所定の値を超えたと判断された時点で前記基板搬送ロボットの基板支持部の上昇動作を停止させることを特徴とする。
【００１３】
このような構成を有する本発明にあっては、静電吸着装置によって基板を吸着保持させるようにしたことから、フェイスダウン方式の真空処理装置において基板保持部を基板の処理面に接触させずに基板を保持することができ、これによりダストの発生を防止することが可能になる。
【００１４】
特に、基板搬送ロボットの基板支持部に所定の弾性材料からなる支持突部を設けるようにすれば、基板搬送時における基板と支持突部との位置ずれを抑制することができるため、これら両者間の摺動に伴うダストの発生を防止することが可能になる。さらに、基板を静電チャック本体の吸着面から離脱させる際に支持突部が基板落下時の振動や衝撃を緩和するため、ダストの発生を防止することが可能になる。
【００１５】
したがって、このような本発明によれば、従来の機械的なクランプ機構を用いる方式に比べ、基板の温度制御能力を向上させ、また、面内温度分布を均一化させることが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る静電吸着装置及びこれを用いた真空処理装置の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の真空処理装置の一実施の形態の概略構成を示すものである。
図１に示すように、本実施の形態の真空処理装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空処理槽２を有し、この真空処理装置１内の上部にステージ３が配設されている。
【００１７】
ステージ３には、本発明の一実施の形態としての静電チャック（静電吸着装置）４が固定されている。この静電吸着装置は、誘電体からなる静電チャック本体５を有しており、本実施の形態の場合は、静電チャック本体５の鉛直下方側の面が水平面と平行な吸着面５ａとなっている。
【００１８】
静電チャック本体５内には、複数（本実施の形態の場合は２つ）の吸着電極６、７が設けられている。ここで、各吸着電極６、７は、それぞれ電流計（電流測定器）８、９を介して直流電源１０に接続され、各吸着電極６、７に対して極性の異なる電圧が印加されるように構成されている。
【００１９】
図１に示すように、各電流計８、９は、それぞれパーソナルコンピュータ等の制御部１１に接続され、各電流計８、９において測定された電流値がこの制御部１１において解析されるようになっている。
【００２０】
さらに、この制御部１１は、所定のシーケンスに基づいて基板搬送ロボット１２の動作を制御するように構成されている。
【００２１】
基板搬送ロボット１２は、基板２０を載置可能な支持アーム（基板支持部）１３を有している。この支持アーム１３は、真空処理槽２に対して出し入れできるように構成され、さらに、上記制御部１１からの命令に基づいて昇降できるようになっている。
【００２２】
図２（ａ）は、本実施の形態の基板搬送ロボットの支持アームを示す斜視図、図２（ｂ）は、同基板搬送ロボットの支持アームによって基板２０を支持した状態を示す斜視図である。
【００２３】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の支持アーム１３は、Ｕ字状の腕部１４を有している。そして、支持アーム１３の腕部１４の先端部と基端部とに弾性材料からなる支持突部１５が設けられており、この支持突部１５によって基板２０の縁部を支持するようになっている。
【００２４】
本発明の場合、支持突部１５の材料としては、例えば、シリコーンゴム等のゴム材料や、ポリ４フッ化エチレン樹脂等のフッ素系の樹脂材料を好適に用いることができる。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における基板の吸着方法の一例を示す説明図である。
本実施の形態において基板２０を静電チャック４に吸着させる場合には、まず、図１に示すように、支持アーム１３によって支持された基板２０を真空処理槽２内の静電チャック本体５の直下に配置し、図３（ａ）に示すように、支持アーム１３を上昇させる。この場合、静電チャック４の吸着電極６、７には直流電源１０から所定の電圧を印加しておく。
【００２６】
次いで、図３（ｂ）に示すように、基板２０が静電チャック本体５の吸着面５ａに近接した位置（例えば吸着面５ａから５００μｍ下方の位置）で支持アーム１３の上昇を停止させる。
【００２７】
さらに、支持アーム１３を微小な速度で例えば段階的に上昇させながら、各電流計８、９に流れる電流値を測定する。
【００２８】
そして、制御部１１において各電流計８、９に流れる電流値が所定の値を超えたと判断された時点で支持アーム１３の上昇を停止させる。
【００２９】
その後、図３（ｃ）に示すように、支持アーム１３を下降させ、これを真空処理槽２の外に退出させる。
【００３０】
このような構成を有する本実施の形態によれば、静電チャック４によって基板２０を吸着保持させるようにしたことから、フェイスダウン方式の真空処理装置１において基板保持部を基板２０の処理面に接触させずに基板２０を保持することができ、これによりダストの発生を防止することができる。
【００３１】
特に、本実施の形態にあっては、基板搬送ロボット１２の支持アーム１３に所定の弾性材料からなる支持突部１５を設けるようにしたことから、基板２０搬送時における基板２０と支持突部１５との位置ずれを抑制することができるため、これら両者間の摺動に伴うダストの発生を防止することが可能になる。さらに、基板２０を静電チャック本体５の吸着面５ａから離脱させる際において支持突部１５が基板２０落下時の振動や衝撃を緩和するため、ダストの発生を防止することができる。
【００３２】
そして、このような本実施の形態の真空処理装置１によれば、従来の機械的なクランプ機構を用いる方式に比べ、基板２０の温度制御能力を向上させ、また、面内温度分布を均一化させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、静電チャック本体の吸着面を水平面と平行になるようにしたが、本発明はこれに限られず、静電チャック本体の吸着面を水平面に対して所定の角度だけ傾斜させることも可能である。
【００３４】
また、基板搬送ロボットの支持アームの形状、大きさ等は、適宜変更することができる。
【００３５】
さらに、基板を静電チャックに吸着させるシーケンスについても、上述した実施の形態のものには限られず、基板の種類やプロセス等に応じて適宜変更が可能である。
【００３６】
さらにまた、本発明は、いわゆる単極の吸着電極を有する静電吸着装置においても実現可能であるが、上述した実施の形態のように、複数の吸着電極を有する静電吸着装置を用いれば、プロセスの種類を問わず基板を吸着保持しうる点で特に効果があるものである。
【００３７】
加えて、本発明は、例えばシリコンウェハ等の半導体基板のほか、例えばガラス基板等の絶縁性基板等の種々の基板に適用しうるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、フェイスダウン方式の真空処理装置において、ダストを発生させることなく基板を保持することができる。
また、本発明によれば、基板の温度制御能力を向上させ、また、面内温度分布を均一化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空処理装置の一実施の形態の概略構成図
【図２】（ａ）：同実施の形態の基板搬送ロボットの支持アームを示す斜視図
（ｂ）：同基板搬送ロボットの支持アームによって基板を支持した状態を示す斜視図
【図３】（ａ）〜（ｃ）：本実施の形態における基板の吸着方法の一例を示す説明図
【図４】従来の機械的なクランプ機構の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１…真空処理装置  ２…真空処理槽  ４…静電チャック（静電吸着装置）  ５…静電チャック本体  ６、７…吸着電極  ８、９…電流計（電流測定器）   １０…直流電源  １１…制御部  １２…基板搬送ロボット  １３…支持アーム（基板支持部）  １４…腕部  １５…支持突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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