JP2003060016A - 電流導入端子及び半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取り付けやメンテナンス等の作業の手間を低
減し、容易に電気的な接続を行うことのできる電流導入
端子及びそのような電流導入端子を用いた半導体製造装
置を提供する。 【解決手段】本発明に係る電流導入端子１２は、導電ロ
ッド４０と、導電ロッド４０を囲んで、導電ロッド４０
の長手方向に導電ロッド４０を摺動可能に案内する導電
性材料からなる筒状体４２と、筒状体４２内に配置さ
れ、導電ロッド４０の一端が筒状体４２から突出するよ
うに導電ロッド４０を付勢するコイルばね４４（付勢手
段）とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理基板を支持
するための静電チャック等に用いられる電流導入端子及
びそのような電流導入端子を用いた半導体製造装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造装置には、所定の真空度に減
圧される真空チャンバを有するものがある。この真空チ
ャンバ内には一般に種々の電気機器が設置されている。
このような電気機器としては、例えば、半導体ウェハ等
の被処理基板を静電力により吸着して支持する静電チャ
ックや、真空蒸着装置等に用いられ、るつぼ内のソース
に電子ビームを照射する電子銃等がある。

【０００３】上述したような真空チャンバ内に設置され
た電気機器に対する電気の供給は、真空チャンバの壁面
に設置された固定式の電流導入端子からケーブルを介し
て行われるのが一般的である。一例として、静電チャッ
クを備えた従来一般の半導体製造装置の構成を図３に示
す。

【０００４】図示するように、半導体製造装置１は、所
定の真空度に減圧される真空チャンバ２と、真空チャン
バ２内に設置された基板支持装置３とを有している。基
板支持装置３は、上面に半導体ウェハＷが載置されるセ
ラミック製の基板サポート４と、基板サポート４を支持
するステンレス製のステージ５と、両者間に配置されて
熱を絶縁する絶縁プレート６とから構成されている。

【０００５】基板サポート４の上面側には電極４ａが埋
設されている。電極４ａの一端は、基板サポート４の下
面まで延びており、基板サポート４の下面に設けられた
電極端子４ｂに接続されている。この電極端子４ｂは、
真空チャンバ２の壁面に設置された固定式の電流導入端
子７にケーブル８によって接続され、また、電流導入端
子７は、真空チャンバ２外に設けられた電源９に接続さ
れている。これにより、基板サポート４は、ケーブル８
を介して電気を供給され、電極４ａと半導体ウェハＷと
の間に生じた電位差による静電力で半導体ウェハＷを吸
着する静電チャックとして機能する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような電気機器に対する電気の供給にあっては、ケー
ブルが真空チャンバ内にあるため、ケーブルの取り回し
やメンテナンス等の作業は手間がかかるものであった。

【０００７】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、上述した手間を低減し、容易に
電気的な接続を行うことのできる電流導入端子及びその
ような電流導入端子を用いた半導体製造装置を提供する
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、請求項１に記載の本発明に係る電流導入端子は、導
電ロッドと、導電ロッドを囲んで、導電ロッドの長手方
向に導電ロッドを摺動可能に案内する導電性材料からな
る筒状体と、筒状体内に配置され、導電ロッドの一端が
筒状体から突出するように導電ロッドを付勢する付勢手
段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項６に記載するように、真空チャンバ
内に設置された第１の電気機器が有する第１の電極端子
と、第１の電気機器と異なる第２の電気機器が有する第
２の電極端子とを備えた半導体製造装置において、上述
したように構成された電流導入端子を第１の電極端子と
第２の電極端子との間に配置し、導電性材料からなる筒
状体の一端に第２の電極端子を電気的に接続すれば、筒
状体から突出する導電ロッドの一端が付勢手段により付
勢され第１の電極端子に押しつけられて電気的に接続す
る。これにより、半導体製造装置等においてケーブルを
用いることなく、第１の電気機器と第２の電気機器とを
容易に電気的に接続することができる。

【００１０】また、筒状体の外周を囲むように、筒状の
絶縁碍子が設けられていることが好ましい。導電性の筒
状体と、その周囲の導電性部分との放電を防止するため
である。

【００１１】また、付勢手段としては、コイルばねが一
般的である。さらに、筒状体は、一端が開放され、他端
が閉鎖された形状を有し、筒状体の他端には、電気機器
が電気的に接続されるようになっており、コイルばね
が、筒状体の他端と導電ロッドとの間に配置されている
ことが好ましい。電流導入端子を一体的に取り扱うこと
ができ、取り付けやメンテナンス等が容易になるからで
ある。

【００１２】また、導電ロッドの一端の形状は、半球状
であることが好ましい。導電ロッドの一端が他の電気機
器等の電極端子に押し付けられても、経年変形が少ない
からである。

【００１３】また、第１の電気機器としては、被処理基
板を支持するための静電チャックや、電子ビームを照射
する電子銃がある。第２の電気機器としては、電源が一
般的である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明の好適な
一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書に
おいて、「上」、「下」等の語は、図面に示す状態に基
づいており、便宜的なものである。また、図面の説明に
おいては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００１５】図１は、本発明の一実施形態に係る半導体
製造装置１０の構成を示す概略図であり、図２は、図１
の半導体製造装置１０に取り付けられた本発明の一実施
形態に係る電流導入端子１２の構成を示す概略図であ
る。半導体製造装置１０は、例えば熱ＣＶＤ装置等であ
り、図１に示すように、所定の真空度に減圧される真空
チャンバ１４を有している。この真空チャンバ１４内に
は、被処理基板である半導体ウェハＷを支持するための
基板支持装置１６が設置されている。

【００１６】基板支持装置１６は、半導体ウェハＷを静
電力により吸着して支持する静電チャックとしての機能
を有するセラミック製の基板サポート１８（第１の電気
機器）と、基板サポート１８を支持するステンレス製の
ステージ２０と、基板サポート１８とステージ２０との
間に配置され、ＳｉＯ₂等の熱的絶縁性に優れた材料か
らなる絶縁プレート２２とを備えて構成されている。

【００１７】ステージ２０からは、筒状部２３が下方に
向かって延びており、筒状部２３の下端は、真空チャン
バ１４の底部に形成された開口部２４を囲んで真空チャ
ンバ１４の底面に気密に固定されている。

【００１８】基板サポート１８の上面側には電極２６が
埋設されている。この電極２６の一端は、基板サポート
１８の下面まで延びており、基板サポート１８の下面に
設けられた電極端子２８（第１の電極端子）に接続され
ている。

【００１９】図２に示すように、絶縁プレート２２の、
基板サポート１８の下面に設けられた電極端子２８に対
向する位置には、孔３０が形成されている。また、ステ
ージ２０の、電極端子２８に対向する位置には、凹部３
２が形成されている。この凹部３２の底面には、真空チ
ャンバ１４外に設けられた電源３４（第２の電気機器）
に接続された電極端子３６（第２の電極端子）が気密に
固定されている。なお、電極端子３６には、上方に向か
って凹部３２内に延びるボルト部材３８が設けられてい
る。

【００２０】ステージ２０に形成された凹部３２内に
は、電流導入端子１２が収容されている。電流導入端子
１２は、基板サポート１８の下面に設けられた電極端子
２８と凹部３２の底面に固定された電極端子３６との間
に配置され、電極端子２８と電極端子３６とを電気的に
接続している。このように、電流導入端子１２をステー
ジ２０に形成された凹部３２内に配置すれば、上述した
ようにステージ２０は真空チャンバ１４に、電極端子３
６はステージ２０にそれぞれ気密に固定されているた
め、半導体製造装置１０における真空チャンバ１４内の
気密性が破られることはない。

【００２１】図２に示すように、電流導入端子１２は、
上下方向に延びる丸棒状の導電ロッド４０と、導電ロッ
ド４０を囲んで、その長手方向に摺動可能に案内する円
筒状の筒状体４２と、筒状体４２内に配置され、導電ロ
ッド４０の上端が筒状体４２から突出するように導電ロ
ッド４０を付勢するコイルばね４４（付勢手段）とを備
えて構成されている。

【００２２】導電ロッド４０の周囲には、導電ロッド４
０と同軸に、円筒状の摺動子４６が配置されている。こ
の摺動子４６は、導電ロッド４０の下端に、円板状の連
結部４８により連結されている。導電ロッド４０、摺動
子４６及び連結部４８は、導電性材料により一体成形さ
れている。導電ロッド４０の上端は、摺動子４６の上端
から突出しており、コイルばね４４の付勢力により、基
板サポート１８の下面に設けられた電極端子２８に押し
付けられ、接触によって電気的に接続されている。した
がって、導電ロッド４０の上端の形状を半球状とすれ
ば、経年変形を減少させて耐久性を向上させることがで
き、導電ロッド４０と電極端子２８との接触面積を一定
に保つことが可能となる。

【００２３】筒状体４２は、導電性材料からなり、筒状
体４２の内径は、摺動子４６の外径と実質的に等しい。
したがって、摺動子４６は筒状体４２により摺動可能に
案内される。また、筒状体４２と摺動子４６とは接して
いるため、電気的に接続されている。

【００２４】筒状体４２は、下端が閉鎖された形状を有
しており、その下端には、下面からめねじ部５０が形成
されている。このめねじ部５０には、ステージ２０の凹
部３２の底面に固定された電極端子３６のボルト部材３
８が螺合されており、これにより、筒状体４２と電極端
子３６とが電気的に接続されている。

【００２５】コイルばね４４は、筒状体４２内に配置さ
れており、上端が導電ロッド４０の下端に設けられた連
結部４８の下面に当接すると共に、下端が筒状体４２の
閉鎖された下端の上面すなわち底面に当接している。こ
のように、コイルばね４４を筒状体４２内に配置する構
造を採れば、電流導入端子１２を一体的に取り扱うこと
ができ、取り付けやメンテナンス等が容易となる。

【００２６】以上のように構成された電流導入端子１２
により、半導体製造装置１０において、基板サポート１
８の下面に設けられた電極端子２８と、ステージ２０の
凹部３２の底面に固定された電極端子３６とを、ケーブ
ルを用いることなく容易に電気的に接続することが可能
となる。

【００２７】なお、図２に示すように、電流導入端子１
２の筒状体４２と、ステージ２０の凹部３２の内壁面と
の間隙に、円筒状の絶縁碍子５２を設ければ、導電性材
料からなる筒状体４２と、ステンレス製のステージ２０
との放電を容易に防止することができる。

【００２８】次に、基板支持装置１６の組み立てについ
て説明する。絶縁プレート２２上に基板サポート１８を
設置する前の状態において、ステージ２０に形成された
凹部３２内に、絶縁プレート２２に形成された孔３０か
ら電流導入端子１２を挿入する。そして、凹部３２の底
面に固定された電極端子３６のボルト部材３８に、電流
導入端子１２の筒状体４２の下端に形成されためねじ部
５０を螺合する。このとき、電流導入端子１２の導電ロ
ッド４０の上端が、絶縁プレート２２の上面から突出す
るよう調整する。ただし、この突出量は、このときの状
態における摺動子４６の下端と、筒状体４２の底面との
距離よりも小さくする必要がある。後述するように導電
ロッド４０が押し込まれた際に、導電ロッド４０等が破
損するのを防止するためである。

【００２９】この後、基板サポート１８を絶縁プレート
２２上に載置すると、導電ロッド４０が基板サポート１
８の下面に設けられた電極端子２８により押し込まれ
る。これにより、コイルばね４４の付勢力で導電ロッド
４０の上端が電極端子２８に押し付けられるため、極め
て容易に電気的な接続が可能となる。なお、基板サポー
ト１８の下面に設けられた電極端子２８の、導電ロッド
４０による被接触面５４の面積を大きくすれば、絶縁プ
レート２２上に基板サポート１８を載置する際のシビア
な位置合わせが不要となる。

【００３０】次に、半導体製造装置１０が、例えば熱Ｃ
ＶＤ装置等であり、基板サポート１８が加熱される場合
について説明する。基板サポート１８が加熱されると、
熱膨張差により、基板サポート１８の下面に設けられた
電極端子２８が電流導入端子１２に対して水平方向にず
れる。しかし、電極端子２８と電流導入端子１２の導電
ロッド４０の上端との電気的な接続がコイルばね４４の
付勢力による接触によるものであるため、電極端子２８
の被接触面５４の面積を適宜設定すれば、電気的な接続
状態を確実に維持することが可能となる。また、このと
き基板支持装置１６及び電流導入端子１２にストレスが
生じることもなく、これらの破損が防止される。

【００３１】以上、本発明の好適な一実施形態について
詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されな
いことはいうまでもない。

【００３２】上記実施形態では、付勢手段としてコイル
ばねを用いたが、本発明に係る電流導入端子の付勢手段
としては、ベローズを用いてもよい。例えば、上記実施
形態のような半導体製造装置において、筒状体及びステ
ージにそれぞれ貫通孔を設けて導電ロッドの下端を貫通
させ、この下端に電極端子を接続し、さらに、ベローズ
の下端を導電ロッドに気密に固定すると共に、上端をス
テージの貫通孔の周囲に気密に固定するように電流導入
端子を構成してもよい。これにより、真空チャンバが所
定の真空度に減圧されると、真空チャンバ内の減圧によ
る外部との圧力差によってベローズが変形し、導電ロッ
ドの上端が付勢されて基板サポートの下面に設けられた
電極端子に押し付けられ、電気的な接続が可能となる。

【００３３】また、上記実施形態では、静電チャックと
しての機能を有する基板サポートと電源とを電気的に接
続する場合について説明したが、本発明に係る電流導入
端子は、電子ビームを照射する電子銃と電源とを電気的
に接続するような場合にも適用可能である。なお、半導
体製造装置における電気機器間の接続に限られず、種々
の電気機器間の接続においても適用可能であるが、導電
ロッドの一端による電気的な接続は接触によるものであ
るため、低電流の通電を要する電気機器間の接続に対し
て適用するのが好ましい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱ＣＶＤ装置等、真空チャンバ内に設置された第１の電
気機器が有する第１の電極端子と、第１の電気機器と異
なる第２の電気機器が有する第２の電極端子とを備えた
半導体製造装置において、ケーブルを用いることなく、
第１の電気機器と第２の電気機器とを容易に電気的に接
続することができる。したがって、電流導入端子の取り
付けやメンテナンス等の作業の手間を低減することがで
きる。

【００３５】また、電流導入端子の導電ロッドの一端と
第１の電気機器が有する第１の電極端子との電気的な接
続は接触によるものであるため、両者間の位置ずれや熱
膨張差等によりストレスが生じることもなく、電流導入
端子等の破損を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体製造装置の構成を示す概略図である。

【図２】図１の半導体製造装置に取り付けられた電流導
入端子の構成を示す概略図である。

【図３】従来の半導体製造装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１０…半導体製造装置、１２…電流導入端子、１４…真
空チャンバ、１６…基板支持装置、１８…基板サポー
ト、２０…ステージ、２８、３６…電極端子、３４…電
源、４０…導電ロッド、４２…筒状体、４４…コイルば
ね、５２…絶縁碍子。

フロントページの続き (72)発明者 小野 真徳 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F031 CA02 CA05 HA16 HA18 MA28 PA07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電ロッドと、 前記導電ロッドを囲んで、前記導電ロッドの長手方向に
   前記導電ロッドを摺動可能に案内する導電性材料からな
   る筒状体と、 前記筒状体内に配置され、前記導電ロッドの一端が前記
   筒状体から突出するように前記導電ロッドを付勢する付
   勢手段とを備えたことを特徴とする電流導入端子。
2. 【請求項２】 前記筒状体の外周を囲むように、筒状の
   絶縁碍子が設けられていることを特徴とする請求項１に
   記載の電流導入端子。
3. 【請求項３】 前記付勢手段は、コイルばねであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の電流導入端子。
4. 【請求項４】 前記筒状体は、一端が開放され、他端が
   閉鎖された形状を有し、前記筒状体の前記他端には、電
   気機器が電気的に接続されるようになっており、 前記コイルばねは、前記筒状体の前記他端と前記導電ロ
   ッドとの間に配置されていることを特徴とする請求項３
   に記載の電流導入端子。
5. 【請求項５】 前記導電ロッドの前記一端の形状は、半
   球状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
   項に記載の電流導入端子。
6. 【請求項６】 真空チャンバと、前記真空チャンバ内に
   設置された、第１の電極端子を有する第１の電気機器
   と、前記第１の電気機器と異なる第２の電気機器が有す
   る第２の電極端子とを備えた半導体製造装置であって、 前記第１の電極端子と前記第２の電極端子との間には電
   流導入端子が配置されており、 前記電流導入端子は、 一端が前記第１の電極端子に接触して電気的に接続され
   る導電ロッドと、 一端が前記第２の電極端子に電気的に接続され、前記導
   電ロッドを囲んで、前記導電ロッドの長手方向に前記導
   電ロッドを摺動可能に案内する導電性材料からなる筒状
   体と、 前記筒状体内に配置され、前記導電ロッドの一端が前記
   筒状体から突出するように前記導電ロッドを付勢して前
   記第１の電極端子に押し付けている付勢手段とを備えた
   ことを特徴とする半導体製造装置。
7. 【請求項７】 前記第１の電気機器は、被処理基板を支
   持するための静電チャックであることを特徴とする請求
   項６に記載の半導体製造装置。
8. 【請求項８】 前記第１の電気機器は、電子ビームを照
   射する電子銃であることを特徴とする請求項６に記載の
   半導体製造装置。