JP4489904B2 - 真空処理装置及び基板保持方法 - Google Patents
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Description
【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
Claims (5)
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
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