JP2012136758A - Device for processing substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To evaluate deterioration and settling of the elasticity of a power feeding member to which a voltage is applied from a voltage application device.SOLUTION: A device for processing a substrate includes: a chamber 85 with a carry-in opening and a carry-out opening; a gas feeding device 12 for feeding a gas into the chamber; a plasma generating device for converting the gas into plasma; a substrate holder 20 for holding the substrate; a carrier 2 that is carried from the carry-in opening to carry the substrate holder to the carry-out opening, while holding the substrate holder; the voltage application device 16 for applying a voltage to the substrate holder 20; a driving device 18 that operates the power feeding member 13 so as to bring the power feeding member into contact with or detach from the substrate holder 20 to feed the voltage from the voltage application device 16; and a current measurement device 17 for measuring a current flowing through the power feeding member 13.

Description

本発明は、搬送可能な基板ホルダに対して、電圧を印加する電圧印加装置を用いた基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus using a voltage applying device that applies a voltage to a transportable substrate holder.

従来、半導体デバイス、液晶表示装置、EL表示装置、太陽電池等の各種薄膜デバイスの製造にはイオンビームスパッタリング装置やイオンビームエッチング装置、CVD装置等が広く使用されている。これらのプラズマ装置で、基板に電圧を印加して、イオン等を引き込むことで、成膜処理又はエッチング処理を行う技術が開示されている。   Conventionally, an ion beam sputtering apparatus, an ion beam etching apparatus, a CVD apparatus, and the like are widely used for manufacturing various thin film devices such as semiconductor devices, liquid crystal display apparatuses, EL display apparatuses, and solar cells. In these plasma apparatuses, a technique for performing a film forming process or an etching process by applying a voltage to a substrate and drawing ions or the like is disclosed.

例えば、特許文献1によれば、基板ホルダを搬送機構によって、搬送し、複数の膜を積層させる磁気記録媒体の製造装置において、基板ホルダが所定のチャンバに到達したとき、バイアス印加電源の出力軸を基板ホルダのカップリングに接触させることより、基板ホルダに電圧を印加しながら、スパッタリング成膜する技術が開示されている。   For example, according to Patent Document 1, in an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium in which a substrate holder is transported by a transport mechanism and a plurality of films are stacked, when the substrate holder reaches a predetermined chamber, an output shaft of a bias application power source A technique for forming a sputtering film while applying a voltage to the substrate holder by bringing the substrate into contact with the coupling of the substrate holder is disclosed.

特開平5−33468号公報JP-A-5-33468

しかしながら、従来の製造装置を用いて、磁気記録媒体を大量生産する場合、バイアス印加電源の出力軸の先端部(板バネなど)と基板ホルダを接触させるので、先端部の弾性の劣化やヘタリが生じ、基板ホルダに正常に電圧を印加できなくなってしまうという問題がある。また、従来技術では、バイアス印加の給電部構造として、板バネを基板ホルダに接触させていたが、板バネも基板ホルダも板状なので、しっかり押し付けたとしても、微視的には板バネの接触させている面積に対して、変形や偏りなどで実際に接触している部分少なくなり、電圧の印加効率が悪い。最悪の場合には、微小なギャップが出来て、そこでアーク放電して板バネが溶ける等の問題も発生する恐れがあった。
従来、こうした問題を発見するため、チャンバに設けられた扉を開け、チャンバ内を大気にし、作業者が、先端部の接触状態を目視して確認する必要があった。しかしながら、こうした目視による確認作業は、あくまで作業者の経験や技能に左右されるものであった。特に、真空装置において、真空状態と大気状態とでは、板バネの接触状態が変わってしまうため、大気状態における板バネの接触状態を目視した上で、真空状態における板バネの接触状態を予測する必要があり、目視作業に熟練の経験や高い技能が必要とされていた。
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、作業者の経験や技能に左右されず、電圧印加電源からの電圧が給電される給電部材の先端部のヘタリを確実に確認可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
However, when mass-producing magnetic recording media using a conventional manufacturing apparatus, the tip of the output shaft of the bias application power source (such as a leaf spring) is brought into contact with the substrate holder. There arises a problem that the voltage cannot be normally applied to the substrate holder. In the prior art, the plate spring is brought into contact with the substrate holder as a power supply structure for bias application. However, since both the plate spring and the substrate holder are plate-like, even if pressed firmly, the plate spring is microscopically. With respect to the contact area, the actual contact portion is reduced due to deformation or bias, and the voltage application efficiency is poor. In the worst case, a minute gap is formed, and there is a possibility that problems such as arc discharge and melting of the leaf spring may occur.
Conventionally, in order to find such a problem, it has been necessary to open a door provided in the chamber and make the inside of the chamber atmospheric, and an operator visually confirms the contact state of the tip. However, such visual confirmation work depends only on the experience and skill of the operator. In particular, in a vacuum device, the contact state of the leaf spring changes between a vacuum state and an atmospheric state, so the contact state of the leaf spring in the vacuum state is predicted after visually checking the contact state of the leaf spring in the atmospheric state. There was a need, and experienced and high skill were required for the visual work.
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and is reliable regardless of the experience and skill of the operator, and ensures that the tip of the power supply member to which the voltage from the voltage application power source is fed is fed. An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus that can be confirmed.

本発明に係る基板処理装置は、搬入口と搬出口を有するチャンバと、前記チャンバ内にガスを供給するガス供給手段と、前記ガスをプラズマにするためのプラズマ発生手段と、基板を保持する基板ホルダと、前記搬入口から搬入され、前記搬出口へと基板ホルダを保持しながら搬送するキャリアと、前記基板ホルダに電圧を印加するための電圧印加手段と、給電部材を可動して、該給電部材を前記基板ホルダに接触又は非接触させることにより、前記電圧印加手段からの電圧を供給するための駆動手段と、前記給電部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、を備えることを特徴とする。   A substrate processing apparatus according to the present invention includes a chamber having a carry-in port and a carry-out port, a gas supply unit that supplies a gas into the chamber, a plasma generation unit that turns the gas into plasma, and a substrate that holds the substrate A holder, a carrier that is carried in from the carry-in port and is transported while holding the substrate holder to the carry-out port, a voltage applying unit for applying a voltage to the substrate holder, and a power feeding member are moved to A driving means for supplying a voltage from the voltage applying means by bringing a member into contact with or non-contacting the substrate holder; and a current measuring means for measuring a current flowing through the power supply member. To do.

本発明によれば、基板ホルダと電圧印加手段との間に、電流測定手段を設けることにより、作業者の経験や技能に左右されることなく、電圧印加装置の先端部の弾性の劣化やヘタリを評価することができる。また、電圧印加装置を備えたチャンバを、大気にさらすことなく、電圧印加装置の給電部材と基板ホルダとの接触状態を確認することができる。   According to the present invention, by providing the current measuring means between the substrate holder and the voltage applying means, the deterioration or sag of the tip of the voltage applying apparatus is not affected by the experience and skill of the operator. Can be evaluated. Further, the contact state between the power supply member of the voltage application device and the substrate holder can be confirmed without exposing the chamber provided with the voltage application device to the atmosphere.

本発明に係る薄膜形成装置の一実施形態を示す構成図である。It is a lineblock diagram showing one embodiment of a thin film formation device concerning the present invention. 本発明に係る基板処理装置の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the substrate processing apparatus which concerns on this invention. 図2の基板ホルダ20付近を詳細に示す構成図である。It is a block diagram which shows the board | substrate holder 20 vicinity of FIG. 2 in detail. 給電部材と基板ホルダとの正常な接触状態を示す図である。It is a figure which shows the normal contact state of an electric power feeding member and a board | substrate holder. 図4の接触状態における電流測定手段による電流波形を説明する図である。It is a figure explaining the current waveform by the current measurement means in the contact state of FIG. 給電部材と基板ホルダとの不十分な接触状態を示す図である。It is a figure which shows the insufficient contact state of an electric power feeding member and a board | substrate holder. 図6の接触状態における電流測定手段による電流波形を説明する図である。It is a figure explaining the current waveform by the current measurement means in the contact state of FIG.

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、本発明を磁気記録ディスクを製造する装置に適用した場合の例について説明する。   Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which the present invention is applied to an apparatus for manufacturing a magnetic recording disk will be described.

図1は本発明に係る薄膜形成装置の一実施形態の構成を示す平面図である。本実施形態の薄膜形成装置は、インライン式の装置である。インライン式とは、複数のチャンバが一列に縦設され、それらのチャンバを経由して基板9の搬送路が設定されている装置の総称である。
本実施形態では、複数のチャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800が方形の輪郭に沿って縦設されており、これに沿って方形の搬送路が設定されている。これら複数のチャンバは真空連結されている。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention. The thin film forming apparatus of this embodiment is an inline apparatus. The in-line type is a general term for apparatuses in which a plurality of chambers are vertically arranged in a line, and a transport path for the substrate 9 is set via the chambers.
In the present embodiment, a plurality of chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, 800 are provided vertically along a rectangular outline, and a rectangular conveyance path is formed along this. Is set. The plurality of chambers are connected by vacuum.

各チャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800は、専用又は兼用の排気手段によって排気される真空チャンバである。各チャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800の境界部分には、ゲートバルブ10が設けられている。基板9はキャリア2に搭載され、図1中の不図示の搬送機構によって搬送路に沿って搬送される。   Each chamber 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, 800 is a vacuum chamber that is evacuated by a dedicated or dual-purpose exhaust means. A gate valve 10 is provided at the boundary between the chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, and 800. The substrate 9 is mounted on the carrier 2 and is transported along the transport path by a transport mechanism (not shown) in FIG.

複数のチャンバ1,80,81,82,83,84,85,87,88,89,800のうち、方形の一辺に隣接して配置されたチャンバ81が、キャリア2に搭載された基板ホルダへの基板9の装着を行うロードロックチャンバである。82がキャリア2からの基板9の回収を行うアンロードロックチャンバである。   Among the plurality of chambers 1, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 87, 88, 89, 800, the chamber 81 arranged adjacent to one side of the square is connected to the substrate holder mounted on the carrier 2. This is a load lock chamber for mounting the substrate 9. An unload lock chamber 82 collects the substrate 9 from the carrier 2.

また、方形の他の三辺に配置されたチャンバ1,80,83,84,85,88,89,800は、各種処理を行う処理チャンバである。具体的には、83は薄膜の作製前に基板9を予め加熱するプリヒートチャンバ、1は異方性付与層を作製する異方性付与層形成チャンバである。   The chambers 1, 80, 83, 84, 85, 88, 89, and 800 arranged on the other three sides of the square are processing chambers for performing various processes. Specifically, 83 is a preheating chamber for preheating the substrate 9 before the thin film is formed, and 1 is an anisotropy layer forming chamber for preparing the anisotropy layer.

84は異方性付与層の上に下地層を作製する下地層形成チャンバ、88は下地層上に中間層を形成する中間層形成チャンバ、80は中間層の上に磁気記録層を形成する磁気記録層形成チャンバである。   84 is an underlayer forming chamber for forming an underlayer on the anisotropy imparting layer, 88 is an intermediate layer forming chamber for forming an intermediate layer on the underlayer, and 80 is a magnetic for forming a magnetic recording layer on the intermediate layer. It is a recording layer forming chamber.

更に、85は磁気記録層の上に保護層を作製する保護層形成チャンバ、800はエッチングチャンバである。また、方形の角の部分のチャンバ87は基板9の搬送方向を90度転換する方向転換機構を備えた方向転換チャンバ87である。処理チャンバ89は予備のものである。   Reference numeral 85 denotes a protective layer forming chamber for forming a protective layer on the magnetic recording layer, and 800 denotes an etching chamber. The square corner chamber 87 is a direction changing chamber 87 provided with a direction changing mechanism for changing the transport direction of the substrate 9 by 90 degrees. The processing chamber 89 is a spare.

キャリア2に搭載された基板ホルダは、基板9の周縁を数カ所で接触保持して基板9を保持するものである。搬送機構は、磁気結合方式により動力を真空側に導入してキャリア2を移動させる。キャリア2は搬送ラインに沿って並べられた多数の従動ローラに支持されながら移動する。このようなキャリア2及び搬送機構の構成としては、例えば、特開平8−274142号公報に開示された構成を採用することができる。   The substrate holder mounted on the carrier 2 holds the substrate 9 by holding the periphery of the substrate 9 in contact with several places. The transport mechanism moves the carrier 2 by introducing power to the vacuum side by a magnetic coupling method. The carrier 2 moves while being supported by a number of driven rollers arranged along the transport line. As the configuration of the carrier 2 and the transport mechanism, for example, the configuration disclosed in JP-A-8-274142 can be employed.

図2は保護層形成チャンバ85の側面断面図を示す。本実施形態では保護層形成チャンバ85を基板処理装置として説明するが、本発明は基板に成膜する場合に基板に電圧を印加する必要になる他の真空チャンバにも使用することが可能である。なお、図2では図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。保護層形成チャンバ85は、磁気記録層の保護膜層をCVD成膜するものである。図2は基板ホルダ20に給電部材13を接触させた状態を示す。   FIG. 2 shows a side sectional view of the protective layer forming chamber 85. In this embodiment, the protective layer forming chamber 85 is described as a substrate processing apparatus. However, the present invention can also be used for other vacuum chambers that require a voltage to be applied to the substrate when a film is formed on the substrate. . In FIG. 2, the same parts as those in FIG. The protective layer forming chamber 85 is for depositing a protective film layer of the magnetic recording layer by CVD. FIG. 2 shows a state in which the power supply member 13 is brought into contact with the substrate holder 20.

具体的には、保護層形成チャンバ85は、内部を排気する排気手段11と、内部にプロセスガス(アルゴンなどの不活性ガス、酸素などの反応性ガス)を導入するガス導入系12と、基板9の周囲に設けられたアノード(チャンバ壁面)100とを備えている。また、基板9を保持するための金属製等の導電性を有する基板ホルダ20を備えている。基板ホルダ20の材質としては、A5052等のアルミニウム合金製であり、その表面は、スパッタリング等による付着膜が剥離しゴミが発生することを防止するために、ブラスト加工が施されている。
また、基板ホルダ20に電圧を印加するための電圧印加装置150として、真空処理チャンバ85と、真空処理チャンバ85内に設けられた基板ホルダ20と、基板ホルダ20に電圧を印加するための給電部材13と、真空処理チャンバ85の外部に設けられ、かつ給電部材13を可動して、基板ホルダ20に接触又は非接触させる駆動機構18と、を備える。
Specifically, the protective layer forming chamber 85 includes an exhaust unit 11 that exhausts the inside, a gas introduction system 12 that introduces a process gas (an inert gas such as argon, a reactive gas such as oxygen), and a substrate. 9 and an anode (chamber wall surface) 100 provided around 9. Moreover, the board | substrate holder 20 which has the electroconductivity of metal etc. for hold | maintaining the board | substrate 9 is provided. The material of the substrate holder 20 is made of an aluminum alloy such as A5052, and the surface thereof is subjected to blasting in order to prevent the adhered film from being peeled off by sputtering or the like and generating dust.
Further, as a voltage application device 150 for applying a voltage to the substrate holder 20, a vacuum processing chamber 85, a substrate holder 20 provided in the vacuum processing chamber 85, and a power supply member for applying a voltage to the substrate holder 20 13 and a drive mechanism 18 that is provided outside the vacuum processing chamber 85 and moves the power supply member 13 to contact or non-contact the substrate holder 20.

駆動機構18は、気密封止のシール部材としてのベローズ14と、ベローズ14の内側に設けられた導体棒15とを備えており、導体棒15の先端に給電部材13が固着又は一体に形成されている。この構造では、ベローズ14により導体棒15を図面上左右方向に駆動することで、給電部材13が基板ホルダ20に対して接触又は非接触となる。   The drive mechanism 18 includes a bellows 14 as a hermetically sealed seal member and a conductor rod 15 provided inside the bellows 14, and the power supply member 13 is fixed or integrally formed at the tip of the conductor rod 15. ing. In this structure, the power supply member 13 is brought into contact or non-contact with the substrate holder 20 by driving the conductor rod 15 in the left-right direction in the drawing by the bellows 14.

給電部材13は、弾性を有する導電性(金属)の部材(例えば、インコネル、ステンレス合金鋼、Co−Ni合金等)を板バネ状に形成してある。駆動機構18の駆動により基板ホルダ20に給電部材13が接触することで、導体棒15に接続されたパルスDC電圧印加手段16から基板ホルダ20に高圧パルスDC電圧を印加することができる。   The power supply member 13 is formed of a conductive (metal) member having elasticity (for example, Inconel, stainless alloy steel, Co—Ni alloy, etc.) in a leaf spring shape. When the power supply member 13 comes into contact with the substrate holder 20 by driving of the drive mechanism 18, a high-voltage pulse DC voltage can be applied to the substrate holder 20 from the pulse DC voltage application unit 16 connected to the conductor rod 15.

排気手段11は、クライオポンプ等の真空ポンプを備えており、保護層形成チャンバ85内を10−5Pa程度まで排気可能に構成されている。本実施形態では、基板9の両面に同時に成膜するため、キャリア2に保持された基板9の周囲にアノード(チャンバ壁面)100が配置されている。 The exhaust means 11 includes a vacuum pump such as a cryopump and is configured to be able to exhaust the inside of the protective layer forming chamber 85 to about 10 −5 Pa. In this embodiment, an anode (chamber wall surface) 100 is disposed around the substrate 9 held by the carrier 2 in order to form films on both surfaces of the substrate 9 simultaneously.

ガス導入手段12によって炭化水素ガスを導入しながら排気手段11によって保護層形成チャンバ85内を所定の圧力に保ち、この状態で、電圧印加電源(パルスDC電源)16を作動させる。この結果、プラズマが生じて基板9に成膜する。つまり、本例では、電圧印加電源16がプラズマ発生手段としての機能も兼用している。本実施形態では、カソード電源である電圧印加電源16が作動中、または作動の直前において、不図示の制御部(コンピュータ)によって給電部材13が基板ホルダ20と接触するように駆動手段18を制御する。即ち、成膜する直前に基板ホルダ20に給電部材13を接触させることにより、基板ホルダ20にパルスDC電圧を印加しながら、成膜することができる。
なお、基板処理装置は、プラズマ発生手段を、電圧印加電源16以外として、備えるようにしてもよい。本例では、プラズマ発生手段としては、対向した平行平板電極(基板ホルダ20とチャンバ100)間に電圧を印加する方式を採用したが、これ以外の方式、例えば、コイル状巻線アンテナ、直流アーク放電によるフィラメント等を別途設けてもよい。
While the hydrocarbon gas is being introduced by the gas introduction means 12, the inside of the protective layer forming chamber 85 is maintained at a predetermined pressure by the exhaust means 11, and the voltage application power source (pulse DC power source) 16 is operated in this state. As a result, plasma is generated and deposited on the substrate 9. That is, in this example, the voltage application power source 16 also functions as a plasma generating means. In this embodiment, the drive means 18 is controlled so that the power supply member 13 contacts the substrate holder 20 by a control unit (computer) (not shown) while the voltage application power supply 16 that is a cathode power supply is operating or immediately before the operation. . That is, by bringing the power supply member 13 into contact with the substrate holder 20 immediately before film formation, the film formation can be performed while applying a pulsed DC voltage to the substrate holder 20.
Note that the substrate processing apparatus may include plasma generation means other than the voltage application power source 16. In this example, a method of applying a voltage between the opposed parallel plate electrodes (substrate holder 20 and chamber 100) is adopted as the plasma generating means, but other methods such as a coiled wire antenna, a direct current arc, etc. You may provide the filament by discharge etc. separately.

電流測定手段17は、給電部材13と電圧印加電源(パルスDC電源)16との間に設けられ、電流波形を測定することができる。つまり、電流測定手段17は、パルスDC電源の高周波成分(RF成分)と直流成分(DC成分)をともに測定することができる。   The current measuring means 17 is provided between the power supply member 13 and the voltage application power source (pulse DC power source) 16 and can measure a current waveform. That is, the current measuring means 17 can measure both the high frequency component (RF component) and the direct current component (DC component) of the pulse DC power supply.

次に、図3を参照して基板ホルダ20の詳細な構成を説明する。図3は基板ホルダ20の周辺を詳細に示す図である。図3(A)は正面図、図3(B)は側面図である。図3では図1、図2と同一部分には同一符号を付している。図中20aは基板ホルダ20の上端部、20bは下端部を示す。5は基板9を基板ホルダ20に保持するための爪、21はシールドである。   Next, a detailed configuration of the substrate holder 20 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a view showing the periphery of the substrate holder 20 in detail. 3A is a front view and FIG. 3B is a side view. 3, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 20a represents the upper end of the substrate holder 20, and 20b represents the lower end. Reference numeral 5 denotes a claw for holding the substrate 9 on the substrate holder 20, and reference numeral 21 denotes a shield.

基板ホルダ20を複数のチャンバ間を移動させるため、基板ホルダ20はキャリア2に搭載されている。基板ホルダ20とキャリア2とは、絶縁石300によって電気的に絶縁電位になるように構成されている。これは、様々な基板処理の際に基板電位を変更してスパッタリングやイオンビームエッチング等の基板処理をするためである。   The substrate holder 20 is mounted on the carrier 2 in order to move the substrate holder 20 between a plurality of chambers. The substrate holder 20 and the carrier 2 are configured to be electrically insulated by the insulating stone 300. This is because substrate processing such as sputtering or ion beam etching is performed by changing the substrate potential during various substrate processing.

図3(B)に示すように、シールド21は、処理チャンバ内を、基板処理空間と排気空間とに分割している。基板処理空間とは、基板ホルダ20に保持された基板9が位置され、基板処理が行なわれる空間である。排気空間は、基板ホルダ20に保持された基板9が位置されておらず、排気手段11と接続された空間である。基板ホルダ20は、排気空間で、シールド21の下方に延設された下端部20bを有し、この下端部20bに給電部材13を接触させることにより、基板ホルダ20へバイアスを印加するものである。基板9を保持する基板ホルダ20の上端部20aに給電部材13を接触させないのは、基板処理の邪魔にならないようにしたり、或いは基板ホルダ20と給電部材13との接触により発生するゴミが基板に付着するのを減少させたりするためである。   As shown in FIG. 3B, the shield 21 divides the inside of the processing chamber into a substrate processing space and an exhaust space. The substrate processing space is a space where the substrate 9 held by the substrate holder 20 is positioned and the substrate processing is performed. The exhaust space is a space where the substrate 9 held by the substrate holder 20 is not located and is connected to the exhaust means 11. The substrate holder 20 has a lower end portion 20b extending below the shield 21 in the exhaust space, and a bias is applied to the substrate holder 20 by bringing the power supply member 13 into contact with the lower end portion 20b. . The reason why the power supply member 13 is not brought into contact with the upper end portion 20a of the substrate holder 20 that holds the substrate 9 is to prevent the substrate processing from interfering with the substrate 9 or the dust generated by the contact between the substrate holder 20 and the power supply member 13 on the substrate. This is to reduce adhesion.

また、弾性を持つ給電部材13を使用したり、接触時の速度制御を行ったりすることにより、下端部20bへの接触時の衝撃を減らし、ゴミの発生を減少させている。本実施形態では、以上のように基板9にCVD成膜している間又は成膜する直前に基板ホルダ20に給電部材13を接触させることにより基板9へバイアスを印加するものである。   Further, by using a power supply member 13 having elasticity or performing speed control at the time of contact, the impact at the time of contact with the lower end portion 20b is reduced and the generation of dust is reduced. In the present embodiment, as described above, a bias is applied to the substrate 9 by bringing the power supply member 13 into contact with the substrate holder 20 during the CVD film formation on the substrate 9 or immediately before the film formation.

図4乃至図7を参照して、給電部材と基板ホルダとの接触状態による電流値の変化を説明する。
図4は、給電部材と基板ホルダとの正常な接触状態を示す図である。図5は、図4の接触状態における電流測定手段による電流波形を説明する図である。
図6は、給電部材と基板ホルダとの不十分な接触状態を示す図である。図7は、図6の接触状態における電流測定手段による電流波形を説明する図である。
図4に示すように、正常な接触状態では、給電部材13と基板ホルダ20との接触面積が大きく、電気抵抗が小さい。また、給電部材13と基板ホルダ20の電気的関係は直接接触による分が多くを占め、給電部材13と基板ホルダ20間の隙間が形成するギャップ部分による容量結合分は少ない。そのため、図5に示すように、電流測定手段17により測定された電流波形では、DC成分におけるRF成分の比率が比較的小さい。
一方、図6に示すように不十分な接触状態では、給電部材13と基板ホルダ20との接触面積が小さく、電気抵抗が比較的大きくなる。また、給電部材13と基板ホルダ20の電気的関係は直接接触による分が少なく、給電部材13と基板ホルダ20間の隙間が形成するギャップ部分による容量結合分の比が図5に示す正常な接触状態に比べて多い。そのため、図7に示すように、電流測定手段17により測定された電流波形では、DC成分におけるRF成分の比率が比較的高い。これに対して、本発明における判定手段24は電流測定手段17による電流波形に基づいて、印加するDC電圧の立ち上がり部分と立ち下がり部分においてDC成分とRF成分の比率や差分を観測することにより、接触状態が正常か、不十分かを判定することができる。また、判定手段24により、接触状態が不十分であると判定された場合は、装置を停止したり、メンテナンスが必要である旨を作業者に報知したりすることができる。判定手段24は、DC成分におけるRF成分の比率や、DC成分とRF成分との差分に基づいて、接触状態が正常か、不十分かを判定するものである。判定をDC成分のみの値に基づいて行うことは理論的には可能であるが、放電条件による変化分が大きく、判定精度の確保が難しいが、本方法によれば(もしくは併用すれば)より精度良く、またはより簡便に判定することが可能となる。
With reference to FIG. 4 thru | or FIG. 7, the change of the electric current value by the contact state of an electric power feeding member and a board | substrate holder is demonstrated.
FIG. 4 is a diagram illustrating a normal contact state between the power feeding member and the substrate holder. FIG. 5 is a diagram for explaining a current waveform by the current measuring means in the contact state of FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating an insufficient contact state between the power feeding member and the substrate holder. FIG. 7 is a diagram for explaining a current waveform by the current measuring means in the contact state of FIG.
As shown in FIG. 4, in a normal contact state, the contact area between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is large, and the electrical resistance is small. In addition, the electrical relationship between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is largely due to direct contact, and the capacitive coupling due to the gap portion formed by the gap between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is small. Therefore, as shown in FIG. 5, in the current waveform measured by the current measuring means 17, the ratio of the RF component to the DC component is relatively small.
On the other hand, in the insufficient contact state as shown in FIG. 6, the contact area between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is small, and the electrical resistance is relatively large. Further, the electrical relationship between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is less due to direct contact, and the ratio of the capacitive coupling due to the gap portion formed by the gap between the power supply member 13 and the substrate holder 20 is normal contact as shown in FIG. More than the state. Therefore, as shown in FIG. 7, in the current waveform measured by the current measuring means 17, the ratio of the RF component to the DC component is relatively high. In contrast, the determination means 24 in the present invention observes the ratio and difference between the DC component and the RF component at the rising and falling portions of the DC voltage to be applied based on the current waveform from the current measuring means 17. It can be determined whether the contact state is normal or insufficient. In addition, when the determination unit 24 determines that the contact state is insufficient, the apparatus can be stopped or the operator can be notified that maintenance is necessary. The determination unit 24 determines whether the contact state is normal or insufficient based on the ratio of the RF component in the DC component and the difference between the DC component and the RF component. Although it is theoretically possible to perform the determination based on the value of only the DC component, the change due to the discharge condition is large and it is difficult to ensure the determination accuracy. However, according to this method (or when used in combination) It becomes possible to determine with high accuracy or more easily.

上述した実施形態では、基板処理装置として、CVD装置を用いたが、これに限定されるものではなく、スパッタリング装置、イオンビーム装置、エッチング装置等のプラズマ処理装置にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the CVD apparatus is used as the substrate processing apparatus. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a plasma processing apparatus such as a sputtering apparatus, an ion beam apparatus, and an etching apparatus.

2 キャリア
9 基板
10 ゲートバルブ
11 排気手段
12 ガス供給手段
13 給電部材
14 ベローズ
15 導体棒
16 電圧印加手段
17 電流測定手段
18 駆動手段
20 基板ホルダ
21 シールド
22 絶縁体
23 駆動手段(モータ)
85 保護層形成チャンバ
100 チャンバ



2 Carrier 9 Substrate 10 Gate valve 11 Exhaust means 12 Gas supply means 13 Power supply member 14 Bellows 15 Conductor bar 16 Voltage application means 17 Current measurement means 18 Drive means 20 Substrate holder 21 Shield 22 Insulator 23 Drive means (motor)
85 Protective layer forming chamber 100 chamber



Claims (4)

搬入口と搬出口を有するチャンバと、
前記チャンバ内にガスを供給するガス供給手段と、
前記ガスをプラズマにするためのプラズマ発生手段と、
基板を保持する基板ホルダと、
前記搬入口から搬入され、前記搬出口へと基板ホルダを保持しながら搬送するキャリアと、
前記基板ホルダに電圧を印加するための電圧印加手段と、
給電部材を可動して、該給電部材を前記基板ホルダに接触又は非接触させることにより、前記電圧印加手段からの電圧を供給するための駆動手段と、
前記給電部材に流れる電流を測定する電流測定手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
A chamber having a carry-in port and a carry-out port;
Gas supply means for supplying gas into the chamber;
Plasma generating means for turning the gas into plasma;
A substrate holder for holding the substrate;
A carrier carried in from the carry-in port and carried while holding the substrate holder to the carry-out port;
Voltage application means for applying a voltage to the substrate holder;
Driving means for supplying a voltage from the voltage applying means by moving the power supply member and bringing the power supply member into contact with or non-contact with the substrate holder;
Current measuring means for measuring a current flowing through the power supply member;
A substrate processing apparatus comprising:
前記電圧印加手段は、直流またはパルス電圧を印加するものであることを特徴とする請求項1に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the voltage applying unit applies a direct current or a pulse voltage. 前記電流測定手段は、前記給電部材と前記電圧印加手段との間に流れる高周波成分と直流成分をそれぞれ測定するものであることを特徴とする請求項2に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 2, wherein the current measuring unit measures a high frequency component and a direct current component flowing between the power supply member and the voltage applying unit. 前記電流測定手段により測定された電流に基づいて、前記給電部材と前記基板ホルダとの接触状態を判定する判定手段を有することを特徴とする請求項3に記載の基板処理装置。   The substrate processing apparatus according to claim 3, further comprising a determination unit that determines a contact state between the power supply member and the substrate holder based on a current measured by the current measurement unit.
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