CN102047406A - 真空处理设备、真空处理方法和电子装置制造方法 - Google Patents

真空处理设备、真空处理方法和电子装置制造方法 Download PDF

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Abstract

一种真空处理设备包括：可抽空的真空室；设置在真空室中的衬底保持器，其具有竖直地面朝下的衬底卡紧面，并包括通过静电卡紧衬底的静电卡紧机构；衬底支撑构件，其设置在真空室中以保持衬底与衬底卡紧面平行并且将衬底支撑在允许衬底卡紧面卡紧衬底的方位中；和运动机构，其使衬底保持器和由衬底支撑构件所支撑的衬底中的至少一个运动，以使衬底和衬底保持器彼此接触，由此使衬底保持器卡紧衬底。

Description

真空处理设备、真空处理方法和电子装置制造方法
技术领域
本发明涉及一种真空处理设备以及使用该真空处理设备的真空处理方法和电子装置制造方法，所述真空处理设备改进使用静电卡盘卡紧处理对象的真空处理设备中的沉积膜的质量。
背景技术
在保持设定于衬底保持器中的衬底的处理面竖直地面朝下的同时处理该衬底的衬底处理设备称为面朝下式真空处理设备。由于较少的异物(微粒)落在衬底面上，所以面朝下式真空处理设备比面朝上式真空处理设备更加有利，所述面朝上式真空处理设备在衬底的处理面竖直地面朝上的情况下处理该衬底。然而，当将衬底设定在衬底保持器中时，面朝下式真空处理设备需要将衬底固定到衬底保持器的衬底设定面，以不允许衬底由于重力而掉落。
为了固定衬底，使用通过保持衬底的周边来夹持衬底的方法。在另一种方法中，在衬底保持器中设置电极，并且对该电极施加DC电压，以便使衬底设定面通过静电卡紧(ESC)衬底(例如，PLT1至PLT3)。
在上述的衬底固定方法之中，静电卡紧方法与夹持方法相比确保较高的衬底温度可控性。由于保持衬底周边进行夹持的部件没有阴影，所以在真空处理中直到衬底周边都可以更加均匀地执行处理。
当面朝下式真空处理设备处理衬底时，根据以下步骤(1)至(3)，衬底被传统地传输到静电卡盘保持器。
步骤(1)，将未处理的衬底放置在设置在传输室中的传输机械手的传输臂的端部上，将衬底从传输室传输到衬底处理室中，并且使衬底水平地运动到在静电卡盘保持器的竖直下方的位置。
步骤(2)，在步骤(1)之后，使传输臂或者静电卡盘保持器竖直地向下运动，直到静电卡盘保持器与衬底接触为止。
步骤(3)，通过供给用于静电卡盘的功率而使静电卡盘保持器卡紧衬底。
然而，当传输臂伸出时，由于沿着重力方向作用的惯性矩，所以传输臂在其自身重量下不能保持水平而发生弯曲。因此，放置在传输臂上的衬底和静电卡盘保持器不能维持水平的位置关系。当使静电卡盘保持器卡紧衬底时，如果功率供给到没有与衬底水平地接触(点接触)的静电卡盘保持器，则静电卡紧力没有作用在整个衬底表面上，产生卡紧误差。为了防止卡紧误差，传输臂的端部处的衬底放置部分使用弹簧结构。
引用列表
专利文献
PLT1：日本专利特开号No.3-54845
PLT2：日本专利特开号No.5-343507
PLT3：日本专利特开号No.2001-298072
发明内容
技术问题
然而，用在传输臂的端部处的衬底放置部分中的复杂的弹簧结构会用作微粒产生源。另外，如果真空处理设备是溅射沉积设备，则从弹簧结构产生的异物粘附到位于下侧上的阴极的靶面并且导致异常放电。异常放电影响通过真空处理所沉积的膜的质量。
问题的解决方案
本发明考虑到上述的问题而作出，并且本发明的目的是提供一种能够在面朝下式真空处理设备中抑制微粒产生并可靠地保持和处理衬底的真空处理设备和方法。
在本发明中，用于支撑衬底与衬底卡紧面平行的衬底支撑构件与传输机械手无关地设置在真空室中，由此可靠地维持平行的方位。
根据本发明一个方面的真空处理设备包括：可抽空的真空室；衬底保持器，所述衬底保持器设置在真空室中，具有竖直地面朝下的衬底卡紧面，并且包括通过静电卡紧衬底的静电卡紧机构；衬底支撑构件，所述衬底支撑构件设置在所述真空室中以将所述衬底支撑在允许所述衬底卡紧面卡紧所述衬底的方位中；和运动装置，所述运动装置使所述衬底保持器和由所述衬底支撑构件所支撑的衬底中的至少一个运动，以便使所述衬底和所述衬底保持器彼此接触，由此使所述衬底保持器卡紧所述衬底。
本发明的有利效果
根据本发明，能够在处理期间抑制落到靶上的异物(微粒)的产生并且可靠地保持衬底。
附图说明
包含在本说明书中且构成本说明书的一部分的附图示出本发明的实施例，附图与说明一起用于解释本发明的原理。
图1是示出根据第一实施例的真空处理设备的布置的视图；
图2是示出主要包括设置在根据第一实施例的真空处理设备中的衬底处理室21的布置的示例的视图；
图3A是示出衬底支撑构件10a的形状的示意性平面图；
图3B是示出衬底支撑构件10a的另一种形状的示意性平面图；
图3C是示出衬底支撑构件10a的又一种形状的示意性平面图；
图4A是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4B是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4C是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4D是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4E是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4F是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图4G是用于解释装载衬底15的方法的视图；
图5是示出通过使用根据第一实施例的真空处理设备所获得的以及通过使用传统的设备所获得的效果的图；
图6是示出根据第二实施例的真空处理设备的控制器的操作的流程图；
图7是示出根据第三实施例的真空处理设备的布置的视图；
图8是示出根据第三实施例的真空处理设备的掉落防止操作的视图；以及
图9是用于解释根据第四实施例的真空处理设备的掉落防止操作的流程图。
具体实施方式
现在将详细地说明本发明的优选实施例。注意到，实施例中说明的构成元件仅是示例。本发明的技术范围通过权利要求书的范围确定并且不受以下单独的实施例的限制。
根据本发明的实施例的真空处理设备1包括真空室2、衬底保持器3、衬底支撑构件10a和导致衬底保持器3卡紧衬底15的运动机构。
在根据本发明的实施例的真空处理设备1中，真空室2是可抽空的室。
在根据本发明的实施例的真空处理设备1中，衬底保持器3设置在真空室2中，衬底保持器3具有竖直地面朝下的衬底卡紧面5a，并且包括通过静电卡紧衬底15的静电卡紧机构。
在根据本发明的实施例的真空处理设备1中，衬底支撑构件10a设置在真空室2中，并且在保持衬底15和衬底保持器3的衬底卡紧面5a平行的同时将衬底15支撑在允许衬底卡紧面5a卡紧衬底的方位中。
在根据本发明的实施例的真空处理设备1中，运动机构用作这样的装置，即，所述装置用于使衬底保持器3和由衬底支撑构件10a所支撑的衬底15中的至少一个运动，以便使衬底保持器3和衬底15彼此接触，由此导致衬底保持器3卡紧衬底15。
以下将参照附图详细地说明根据本发明的真空处理设备1的实施例以及使用所述真空处理设备1的真空处理方法。
(第一实施例)
图1是示出根据本发明的第一实施例的真空处理设备1的布置的示意图。如图1中所示，通过将连接到抽空系统(未示出)的多个可抽空的室(真空室)经由闸阀23连接到可抽空的传输室22而形成该实施例的真空处理设备1。连接到传输室22的室的示例是：装载锁定室24，其将衬底15引入到真空处理设备1中；衬底处理室21，其对衬底15进行真空处理；和卸载锁定室25，其回收处理过的衬底15。图1中所示的真空处理设备1包括四个衬底处理室21、一个装载锁定室24和一个卸载锁定室25。然而，本发明的实施例不限于此。
传输室22包括传输机械手14，所述传输机械手14用作衬底传输机构，以便能够将衬底15传输到每个室。
图2是示出主要包括设置在图1中的真空处理设备1中的衬底处理室21的布置的示意图。
在图2中所示的布置中，衬底保持器3具有静电卡盘保持器5。在该实施例中，沿着竖直方向的静电卡盘保持器5的下表面(衬底卡紧面5a)与衬底15的表面平行。
静电卡盘保持器5由介电材料制成，并且包括多个(在该实施例中，两个)静电卡盘电极6和7。静电卡盘电极6和7连接到静电卡盘DC电源(ESC DC电源)12。该设备包括控制器，所述控制器控制ESC DC电源12以将电压施加到静电卡盘电极6和7，从而产生电压差。
衬底保持器3连接到可竖直驱动的运动机构(未示出)，以便可沿着竖直方向运动。
靶8在真空室2内位于下侧，并且布置成平行地面对上方的衬底保持器3的静电卡盘保持器5。
靶8连接有DC电源11。DC电源11将预定的电压施加到靶8。即，靶8构成阴极部分。注意到，连接到靶8的电源不限于DC电源。例如，所述电源可以是具有例如13.56MHz的频率的RF电源。
在靶8的后侧上布置有磁体单元9。磁体单元9在靶8的表面上形成特定的磁场分布。
注意到，磁体单元9使用电磁铁、永磁体或者类似物。多种磁体可以组合。
当使用靶8执行溅射沉积时，DC电源12和磁体单元9保持必需的靶8处于预定的电压以在靶8的表面上形成预定的磁场分布。这允许通过低压力下的放电而进行溅射。
在衬底处理室21中设置遮蔽件13。遮蔽件13设置成通过在由衬底保持器3所保持的衬底15上溅射而防止膜在沉积期间粘到衬底处理室21的内壁。在该实施例中，遮蔽件13具有包围衬底保持器3与靶8之间的放电空间的形状(例如，几乎圆柱形的形状)。遮蔽件13具有开口部分(未示出)以传输衬底15到放电空间中。
在衬底保持器3与靶8之间存在有衬底支撑机构10。衬底支撑机构10包括衬底支撑构件10a，在所述衬底支撑构件10a上可以放置有衬底15，并且衬底支撑机构10具有用于将衬底15支撑在允许衬底卡紧面5a卡紧衬底15的方位中的结构。更具体地，衬底支撑机构具有能够相对于衬底卡紧面5a水平地支撑衬底15的结构，如图2中所示。在该实施例中，衬底支撑机构水平地保持放置在其上的衬底15。每个衬底支撑机构10还包括驱动单元10b，例如设置在衬底处理室21外的气缸(未示出)。驱动单元10b可以使衬底支撑构件10a从遮蔽件13运动出来。在图2中注意到，导引构件10e固定到衬底处理室21以导引衬底支撑构件10a而使其可以水平地运动。波纹管10d维持衬底处理室21的真空状态。
图3A至3C是示出衬底支撑构件10a的形状的平面图。
在该实施例中，如图2中所示，在放电空间的两侧上设置一对衬底支撑机构10。因此，如图3A中所示，每个衬底支撑机构10的衬底支撑构件10a都具有能够在至少两个分离的点处与衬底15接触的形状。每个衬底支撑构件10a都包括凸出的接触部分10c以使接触位置处的支撑高度相等。每个衬底支撑构件10a都由诸如SUS或者铝合金的材料制成，并且每个衬底支撑构件10a都设计成刚性的，以便防止每个端部由于自身重量而弯曲。接触部分10c可以由SUS制成。然而，接触部分10c可以由诸如石英或者氧化铝的陶瓷制成。使用石英或者氧化铝允许抑制污染物在衬底15上的影响。
注意到，如图3B中所示，衬底支撑构件可以仅设置在一侧上。就是说，一个衬底支撑构件可以是足够的。接触部分10c优选地设置成允许一个衬底支撑构件10a在至少三个分离的点处支撑衬底。或者，可以布置三个或者更多个衬底支撑构件10a。例如，可以布置三个衬底支撑构件10a，如图3C中所示。在该情况下，每个衬底支撑构件10a都具有至少一个接触部分10c。如果衬底支撑构件10a较长，则即使设计确保刚度，该衬底支撑构件10a也在其自身重量下弯曲很多。考虑到该原因，如图3A或者3C中所示，将多个衬底支撑构件围绕衬底中心对称地布置，这样允许使衬底支撑构件10a的弯曲量相等并且水平地支撑衬底15。
接下来将说明传输衬底15的处理。
图4A至4G是用于解释装载衬底15的方法的视图。注意到，基于来自控制器的信号控制图4A中所示的衬底支撑机构10和衬底保持器3的运动机构(未示出)以及图2中所示的ESC DC电源12和电源11。通过执行控制器中的程序来控制衬底15的装载。注意到，例如从通用计算机形成控制器。
将集中针对控制器的控制来说明装载衬底15的方法。
如图4A中所示，衬底15放置在传输机械手14的端部执行器14a上并且运动到在衬底保持器3的竖直下方的位置。
端部执行器14a向下运动以将衬底15放置在衬底支撑构件10a上，如图4B中所示。
此后，端部执行器14a从衬底处理室21收回，如图4C中所示。
衬底保持器3从衬底15上方竖直地向下运动直到恰好在衬底保持器3的静电卡盘保持器5与衬底15接触之前的位置，如图4D中所示。
衬底保持器3进一步从衬底15上方竖直地向下运动直到静电卡盘保持器5与衬底15接触的位置，如图4E中所示。
电压施加到静电卡盘电极6和7，以便产生电压差。从而，衬底保持器3的静电卡盘保持器5卡紧衬底15。
衬底保持器3提升并且运动到预定的处理位置，如图4F中所示。
衬底处理室21内的衬底支撑构件10a从遮蔽件13运动出来。此时，在运动机构中包括的驱动单元10b导致图2中所示的衬底支撑构件10a收回到来自靶8的溅射物质不会粘住的位置(衬底支撑构件10a的收回位置)，如图4G中所示。
接下来，磁体单元9在靶8的表面上形成预定的磁场分布，并且DC电源11将负DC电压施加到靶8。这样导致在低压力下放电，从而使靶8通过其表面获得放电等离子体中的正离子，并且释放溅射微粒。溅射微粒粘到衬底15，以便执行溅射沉积处理。通过遮蔽件13阻隔不但朝向衬底15散射而且沿着所有方向散射的溅射微粒，以便使所述溅射微粒几乎不会从遮蔽件13散射出来。因此，溅射微粒几乎没有沉积在衬底处理室21内侧。
注意到，在放电开始之后的沉积处理期间，可以在从供气系统(未示出)供给气体的同时根据需要调节放电压力。
在沉积处理结束之后，以与装载的顺序相反的顺序卸载衬底15。
更具体地，已经从遮蔽件13运动出来的衬底支撑构件10a运动到遮蔽件13中，并且在由衬底保持器3的静电卡盘保持器5卡紧的衬底15的竖直下方的位置处停止(图4F)。
此后，衬底保持器3竖直地向下运动直到由静电卡盘保持器5卡紧的衬底15与衬底支撑构件10a接触的位置(图4E)。
然后，停止对静电卡盘电极6和7施加电压。在衬底15已经在其自身重量下运动到衬底支撑构件10a上(图4D)之后，衬底保持器3竖直地向上运动(图4C)。
最后，端部执行器14a使衬底15从衬底处理室21运动出来(图4B和4A)。
图5是示出通过使用根据本发明的第一实施例的真空处理设备1所获得的以及通过使用传统的设备所获得的效果的图。图5中的图的横坐标表示连续处理的衬底的数量，并且纵坐标表示在衬底处理期间观察到的每个衬底的异常放电的次数。注意到，已知异常放电的次数与从靶上方掉落并粘到靶的异物(微粒)的数量成比例。通过监测用于放电的DC电源的电压和电流来判定异常放电。
从图5的图可以确定，根据本发明的真空处理设备1，由掉落并粘到靶8的异物(微粒)所导致的异常放电的频率显著地降低。
(第二实施例)
如果溅射处理中的衬底处理温度需要是较高的，则衬底保持器3可以包括温度调节机构。温度调节机构调节图2中所示的衬底卡紧面5a的温度。温度调节机构例如是包含在衬底保持器3中的加热器或者是用于使液体热传输介质循环到衬底保持器3的机构。注意到，加热器和热传输介质循环机构可以一起使用以增加衬底保持器3的温度可控性。
当衬底处理温度需要是较高时，优选地是使温度调节机构加热衬底保持器3，并且从而通过来自衬底保持器3的辐射热来加热所处理的衬底15。
从衬底处理室21的外侧传输的衬底15比衬底保持器3更冷。
如果比预先加热的衬底保持器3更冷的衬底15设定在衬底保持器3上并且被通过静电卡紧，则衬底15随着其温度升高而膨胀。由于此时吸力作用在衬底保持器3与衬底15之间，所以衬底保持器3的表面可能摩擦衬底15的表面，并且可能从衬底保持器3的表面和衬底15的表面中的一个表面或者两个表面产生异物(微粒)。
因此，如果衬底处理温度需要升高，则优选地维持衬底保持器3与运动到衬底保持器3附近的衬底15之间的位置关系，并且通过来自衬底保持器3的辐射热来将衬底15预先加热到与衬底保持器3相同的温度。
将参照附图说明根据该实施例的衬底15的传输。图6是示出根据第二实施例的控制器的控制的流程图。衬底保持器3与衬底支撑机构10的位置关系与图4A至4G中所示的那些关系相同。
首先，在步骤S101中，控制器操作衬底保持器3的温度调节机构以将用于衬底15的卡紧面调节到期望的温度。在步骤S102中，衬底15放置在传输机械手14的端部执行器14a上并且运动到衬底保持器3的竖直下方的位置(图4A)。
在步骤S103中，端部执行器14a向下运动以将衬底15放置在衬底支撑构件10a上(图4B)。
此后，在步骤S104中，端部执行器14a从衬底处理室21收回(图4C)。
在步骤S105中，衬底保持器3从衬底15上方竖直地向下运动直到恰好在衬底保持器3的静电卡盘保持器5与衬底15接触之前的位置，如图4D中所示。
在该状态中，处理等待直到经过了预定的时间为止(步骤S106)。在该时间期间，使用来自静电卡盘保持器5的表面的辐射热加热衬底15。衬底15在加热中随着其温度升高而膨胀。然而，当衬底温度的升高饱和时，衬底15的膨胀收敛。步骤S106中的预定的时间如下设定。例如，衬底保持器3的温度调节机构将卡紧面5a加热到预定的温度，使衬底保持器3运动靠近衬底15，并且预先获得至衬底温度饱和为止的时间。该时间设定为预定的时间。
在经过预定的时间之后(步骤S106中的“是”)，在步骤S107中，衬底保持器3进一步从衬底15上方竖直地向下运动直到衬底保持器3与热膨胀已经收敛的衬底15接触的位置，如图4E中所示。在步骤S108中，电压施加到静电卡盘电极6和7，以便产生电压差。衬底保持器3的静电卡盘保持器5由此卡紧衬底15。注意到，代替判定经过了预定的时间，可以在衬底保持器3内或者在静电卡盘保持器5与衬底保持器3之间的界面中设置诸如热敏电阻的温度传感器。由温度传感器所检测到的数据可以输入到控制器中，以便基于所述数据判定衬底保持器3与衬底15接触的定时。对于判定定时的判别准则，例如，可以判定静电卡盘保持器5和衬底15的温度变化是否饱和或者衬底15是否已经达到预定的饱和温度。或者，可以判定衬底15是否已经达到预定的温度。可以设置多个温度传感器以判定每个部分处的温差是否饱和。
随后的步骤与上述的第一实施例中的步骤相同。更具体地，在步骤S109中，衬底保持器3提升并且运动到预定的处理位置，如图4F中所示。然后，在步骤S110中，衬底支撑构件10a从遮蔽件13运动出来并且运动到衬底处理室21的外侧。衬底支撑构件10a收回到来自靶8的溅射物质不会粘住的位置，如图4G中所示，并且沉积处理开始。
甚至当衬底被加热到高温时，根据上述过程的衬底传输也使得能够在还包括温度调节机构的真空处理设备中执行高质量的沉积。
在维持衬底15位于衬底保持器3附近的状态的同时加热衬底15。此时，如果在没有使用衬底支撑构件10a的情况下直接加热保留在端部执行器14a上的衬底，则也加热了端部执行器14a。如果加热端部执行器14a，则热传输到机械手以加热机械手的驱动系统。这样会使机械手停止或者出现故障。使用根据本发明的实施例的真空处理设备1，则允许缩短传输机械手14a定位在衬底保持器3下方的时间并且也防止端部执行器14a被加热。因此，能够抑制机械手的上述故障和类似情况。
如果加热保持放置在端部执行器14a上的衬底15时，则衬底15不能在该时间段传输。这降低了具有多个室的真空处理设备中的生产量。如在本发明的真空处理设备1中，使用衬底支撑构件10a执行真空处理，解决了生产量的问题。
在上述的第一实施例和第二实施例中，已经解释了具有靶的溅射设备。然而，本发明的应用不限于此。更具体地，则本发明可适当地应用到除了溅射设备以外的任何设备，例如PVD(物理气相沉积)设备、CVD设备、ALD设备、或者干法刻蚀设备，如果该设备在处理面竖直地面朝下的同时处理由静电卡盘固定到衬底保持器的衬底15的话。
本发明可应用到例如以下电子装置的制造。使用陶瓷靶的溅射沉积在除了衬底以外的构件上容易地产生粉末沉积物。粉末沉积物具有较弱的粘附力并且因此容易变成微粒。示例是用在LCD中的ITO(铟锡氧化物)以及用在压电元件或铁电存储器中的PZT(锆钛酸铅)。当形成这种膜时，面朝下式设备有效地抑制微粒混合到衬底上的膜中。当通过使用Ga金属作为源的MBE或者溅射形成用于LED或者功率器件的GaN膜时，因为Ga金属的熔点低到29.8℃，所以需要使用面朝下式设备。本发明的基础是一种能够抑制制品混合到衬底上的面朝下式真空处理设备。因此，本发明可适当地适用于任何遇到微粒混合到衬底上的类似问题的处理设备和电子装置制造。
衬底支撑机构10不必总是使衬底支撑构件10a水平地运动。例如，衬底支撑机构10可以在卡紧时使衬底支撑构件10a向上运动并且在真空处理期间使衬底支撑构件10a向下收回。或者，衬底支撑机构10可以使衬底支撑构件10a水平地和竖直地运动。衬底支撑机构优选地使衬底支撑构件10a仅沿着与静电卡盘保持器5的衬底卡紧面5a平行的方向运动，如在本实施例中一样。衬底支撑机构10可以具有简单的结构，并且在不妨碍衬底15的处理的情况下安装。因此，能够抑制由复杂的结构所导致的微粒的增加，或者能够抑制由遮蔽件13的较大的开口直径所导致的微粒的增加。
从衬底保持器3的竖直下方的位置收回衬底支撑构件10a在本发明中不是必要的。然而，这是优选的，因为在衬底处理时进行收回允许防止处理物质粘附并抑制污染和抑制微粒的增加。
在上述实施例中，遮蔽件13具有包围衬底处理空间的形状。然而，遮蔽件13可以具有包围已经收回的衬底支撑构件10a的形状。
如果至少每个衬底支撑构件10a的衬底支撑部分布置在真空处理室中，则衬底支撑构件10a的近端可以从真空室2伸出来。
在上述的第一实施例和第二实施例中，已经解释了竖直地面朝下的衬底卡紧面5a。然而，本发明的主旨不限于该示例。例如，衬底卡紧面5a可以倾斜，只要衬底支撑构件10a相对于衬底卡紧面5a水平地支撑衬底15就可以。
(第三实施例)
接下来将参照图7的示意图说明第三实施例。注意到，第三实施例中的与第一实施例相同的附图标记指示共同的设备部件，并且将不重复其说明。
根据第三实施例的真空处理设备1与第一实施例的真空处理设备1的不同之处在于，当在处理期间衬底保持力(用于保持衬底的力)落到保持衬底所需的力(衬底载荷)以下(例如，在电源故障的情况下)时，衬底支撑构件10a布置在衬底保持器3下方。更具体地，设备包括偏压构件30，所述偏压构件30朝向衬底保持器3下方的传输位置连续地偏压位于收回位置处的衬底支撑构件10a。当驱动单元10b的操作已经由于电源故障或者类似情况而停止时，偏压构件30的偏压力使衬底支撑构件10a运动到传输位置。每个偏压构件30都设计为这样的柱体，所述柱体通过例如弹性体(例如，弹簧或者流体)的弹力使相对应的衬底支撑构件10a沿着平移的方向(从收回位置到传输位置或者从传输位置到收回位置)运动。
另一方面，衬底支撑构件10a的驱动单元10b可以直接使用偏压力将衬底支撑构件10a驱动到传输位置。驱动单元10b也可以产生额外的驱动力来驱动衬底支撑构件10a并且使衬底支撑构件10a运动到传输位置。衬底支撑构件10a通过产生沿着与偏压力的方向相反的方向的、等于或者大于偏压力的驱动力而被驱动到收回位置。例如，当每个驱动单元10b都由气缸或者液压缸形成时，其可以是用于产生仅朝向收回位置的驱动力的单向作用的缸，或者可以是能够产生朝向收回位置和传输位置二者的驱动力的双向作用的缸。
注意到在第三实施例中，偏压构件30和驱动单元10b形成为分离的构件。然而，偏压构件30和驱动单元10b可以成为一体。例如，偏压构件30和驱动单元10b可以形成为其原始位置(正常位置)是传输位置的单向作用的缸。
另外，在第三实施例中，衬底保持器3的运动机构33包括其原始位置是传输位置的单向作用的缸，以便基于来自控制器的指令使衬底保持器3竖直地运动。
将参照图8说明具有上述布置的真空处理设备1的操作。图8中的附图标记8a指示处理期间的真空处理设备1的状态。假设在该状态中对静电卡盘电极6和7的电源由于例如电源故障而停止。衬底保持器3通过残留的电荷暂时保持衬底15一会。然后，保持力消失，并且衬底15在其自身重量作用下掉落。
此时，来自驱动源的驱动力供给也停止，并且衬底支撑构件10通过偏压构件30的偏压力被驱动到传输位置。类似地，至衬底保持器3的运动机构33的驱动力供给也停止，并且衬底保持器3通过其载荷向下运动到传输位置。
在该情况下，甚至当衬底15掉落时，衬底支撑构件10a也可以接收衬底15，如图6中的8b所指示，由此防止破坏衬底15和靶。在第三实施例中，由于衬底保持器3同时地向下运动，所以掉落距离可以更短。因此，能够可靠地防止衬底掉落。
如上所述，当在处理期间衬底保持力落在保持衬底所需的力(衬底载荷)以下时，衬底支撑构件10a运动到衬底处理室21中，以便用作防止衬底掉落的机构。这样允许解决只有面朝下式设备才有的衬底掉落的问题。在衬底掉落的情况下，必须通过停止生产线并将衬底处理室21的内部暴露到大气而更换接收了所掉落衬底的靶并且去除衬底碎片。用于生产线停止和回收的成本是巨大的。也可考虑提供另一衬底掉落防止机构。然而，难以在不影响沉积处理的情况下在沉积空间中提供用于防止掉落的结构。另外，该结构可能是污染源。从该观点，如本发明中这样，通过衬底支撑构件10a形成衬底掉落防止机构，则允许在不产生污染物的问题或者其它问题的情况下有效地防止衬底掉落。
(第四实施例)
可以对第三实施例的真空处理设备增加用于检测衬底卡紧故障的掉落防止传感器，以便检测到衬底保持力低于衬底载荷。将参照图9说明根据第四实施例的包括掉落防止传感器的真空处理设备的掉落防止操作。如图9中所示，在电源故障的情况下(图9中的A)，真空处理设备的控制器执行以下处理，以便使第三实施例的偏压构件30将衬底支撑构件10a布置在掉落防止位置(传输位置)处。首先，当出现电源故障时，工作流体的输出自动地停止(S901)。该偏压构件30驱动衬底支撑构件10a，以将其运动到衬底保持器3下方(S902)。衬底保持器3在其自身重量下向下运动，并且衬底支撑构件10a接收衬底15(S903)。
如果静电卡紧力在没有电源故障的情况下落在衬底保持力以下(图9中的B)，则偏压构件30或者驱动单元10b主动将衬底支撑构件10a布置在掉落防止位置处。真空处理设备的控制器执行以下处理。首先，控制器基于电流值检测卡紧故障(S904)。控制器驱动衬底支撑构件(S905)，并且将衬底支撑构件布置在衬底保持器3下方以接收衬底15(S906)。这样能够可靠地防止衬底15掉落。
例如，当用于传热的气体流到由静电卡盘保持器5所卡紧的衬底15的相反表面侧时，用于测量衬底15的相反表面侧上的空间中的压力的压力传感器可以设置为掉落防止传感器以检测压力小于或者等于预定值。即，如果衬底15没有被静电卡盘保持器5卡紧，则气体从相反表面侧上的空间泄漏，所以不能维持预定的压力。因此，压力传感器可以通过检测到压力小于预定的压力来检测衬底15的卡紧故障。当第四实施例的控制器已经基于压力传感器的输出而判定压力小于预定的阈值(预定的压力)时，压力传感器判定衬底15没有被静电卡盘保持器5正常地卡紧，从而将用于使衬底支撑构件10a布置在掉落防止位置处的指令输入到驱动单元10b。控制器接收该指令并且执行步骤S904至S906中的处理，由此防止在处理期间衬底15由于卡紧故障或者类似情况而掉落。
已经参照附图说明本发明的优选实施例。然而，本发明不限于上述实施例，而可以在由权利要求书的范围所确定的技术范围内进行多种改变和修改。
该申请要求享有2008年6月20日提交的日本专利申请号2008-161477的优先权，其全部内容由此通过参考包含于此。

Claims (9)

1.一种真空处理设备，包括：
能抽空的真空室；
衬底保持器，所述衬底保持器设置在所述真空室中，具有竖直地面朝下的衬底卡紧面，并且包括通过静电卡紧衬底的静电卡紧机构；
衬底支撑构件，所述衬底支撑构件设置在所述真空室中以将所述衬底支撑在允许所述衬底卡紧面卡紧所述衬底的方位中；和
运动装置，所述运动装置使所述衬底保持器和由所述衬底支撑构件所支撑的衬底中的至少一个运动，以便使所述衬底和所述衬底保持器彼此接触，由此使所述衬底保持器卡紧所述衬底。
2.根据权利要求1所述的真空处理设备，还包括衬底支撑构件驱动装置，用于在卡紧所述衬底之后使所述衬底支撑构件从卡紧所述衬底的位置收回。
3.根据权利要求1或2所述的真空处理设备，还包括遮蔽件，所述遮蔽件使所述衬底支撑构件的收回位置和所述衬底保持器彼此分离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的真空处理设备，其中，所述衬底支撑构件支撑衬底与所述衬底保持器平行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的真空处理设备，还包括：
温度调节机构，所述温度调节机构包含在所述衬底保持器中；和
控制器，
其中，所述温度调节机构调节所述衬底卡紧面的温度，并且
所述控制器控制所述静电卡紧机构、所述温度调节机构和所述运动装置，以便在操作所述温度调节机构的同时使所述衬底保持器和由所述衬底支撑构件所支撑的衬底彼此靠近，在保持所述衬底和所述衬底保持器彼此靠近的同时使所述静电卡紧机构的操作等待直到经过了预定的时间为止，并且在保持所述衬底与所述衬底卡紧面接触的同时经过了所述预定的时间之后操作所述静电卡紧机构。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的真空处理设备，其中，如果在静电卡紧的处理期间用于保持所述衬底的衬底保持力降低，则所述衬底支撑构件布置在所述衬底保持器下方的位置处。
7.根据权利要求6所述的真空处理设备，还包括偏压构件，所述偏压构件朝向在所述衬底保持器下方的位置连续地偏压位于所述收回位置处的所述衬底支撑构件，
其中，如果在该处理期间所述衬底保持力降低，则所述衬底支撑构件通过所述偏压构件的偏压力运动到在所述衬底保持器下方的位置。
8.一种真空处理方法，所述真空处理方法使用衬底保持器在保持所述衬底保持器通过静电卡紧衬底的同时执行真空处理，所述衬底保持器设置在能抽空的真空室中，具有衬底卡紧面，并且包括通过静电卡紧所述衬底的静电卡紧机构，所述真空处理方法包括以下步骤：
使衬底传输机构将所述衬底传输到所述真空室中；
将所述衬底转移到衬底支撑构件，所述衬底支撑构件将所述衬底支撑在允许所述衬底卡紧面卡紧所述衬底的方位中；
在保持所述衬底支撑构件支撑所述衬底的同时使所述衬底与所述衬底卡紧面彼此接触；以及
在保持所述衬底与所述衬底卡紧面彼此接触的同时操作所述静电卡紧机构以通过静电卡紧所述衬底。
9.一种电子装置制造方法，所述电子装置制造方法使用用于在保持衬底保持器通过静电卡紧衬底的同时执行真空处理的真空处理设备，所述衬底保持器设置在能抽空的真空室中，具有竖直地面朝下的衬底卡紧面，并且包括通过静电卡紧所述衬底的静电卡紧机构，所述电子装置制造方法包括以下步骤：
使衬底传输机构将所述衬底传输到所述真空室中；
将所述衬底转移到衬底支撑构件，所述衬底支撑构件将所述衬底支撑在允许所述衬底卡紧面卡紧所述衬底的方位中；
在保持所述衬底支撑构件支撑所述衬底的同时使所述衬底与所述衬底卡紧面彼此接触；
在保持所述衬底与所述衬底卡紧面彼此接触的同时操作所述静电卡紧机构以通过静电卡紧所述衬底；以及
执行用于被静电卡紧的衬底的真空处理。
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