KR20170134743A - 기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법 - Google Patents

Abstract

기판홀딩기구(20)는, 기판(S)의 외주부가 안착되는 안착면(21S)을 갖고 그 안착면상에 기판을 홀딩하는 홀딩부(21,22)를 구비한다. 홀딩부(21,22)는, 안착면(21S)의 위치를, 제1 위치(P1)와, 제1 위치와는 다른 제2 위치(P2) 사이에서 변경시킨다. 홀딩부(21,22)는, 안착면(21S)의 적어도 일부에 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 흡착부를 구비한다.

Description

기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법

본 발명은, 기판을 홀딩하는 기판홀딩기구, 기판에 소정의 막을 형성하는 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법에 관한 것이다.

기판에 소정의 막을 형성하는 성막 장치로는, 예를 들면, 매엽식(枚葉式)의 스퍼터 장치가 알려져 있다. 매엽식의 스퍼터 장치는, 성막 처리를 실시하는 처리실을 구비하고, 처리실에는, 거의 수직으로 배치된 타겟과, 기판을 홀딩하면서 타겟에 대한 기판의 자세를 바꾸는 기판홀딩기구, 를 구비하는 구성이 제안되고 있다. 기판홀딩기구는, 타겟에 대하여 거의 수직인 상태와, 타겟과 거의 평행한 상태로 기판의 자세를 바꾼다. 이러한 스퍼터 장치에서는, 기판홀딩기구가 안착대(載置臺)의 안착면에 클램프 기구를 이용하여 기판의 외주를 기계적으로 홀딩한다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본공개특허 특개 2004-332117호 공보

그런데, 최근에는 스퍼터 장치를 이용하여 형성된 막을 구비하는 제품을 경량화하거나, 제품에 가요성이나 유연성을 부여할 목적으로, 성막의 대상인 기판의 두께가 보다 작은 것이 요구되고 있다.

여기서, 클램프 기구를 이용하여 기판을 안착대에 홀딩할 때, 클램프 기구에서는, 클램프편의 기단에서 기판에 걸리는 힘이 가장 크고, 클램프편의 선단으로 향할수록 기판에 걸리는 힘이 작아진다. 그리고 기판의 두께가 작을수록, 클램프편이 기판에 큰 힘을 가하게 되면, 클램프편의 기단과 접하는 기판 부분에 응력이 집중되어 기판이 갈라져 버린다. 이 때문에, 클램프편이 기판에 가할 수 있는 힘에는 한계가 있다. 결과적으로, 기판의 자세가 타겟에 대하여 거의 수직인 상태로부터 거의 평행한 상태로 바뀌었을 때 기판의 위치가 바뀌는 정도, 또한 기판이 좌굴되어 버릴 정도로 클램프편이 기판에 가하는 힘이 약해져 버리는 경우가 있다.

이러한 사항은, 기판의 자세를 거의 90° 바꾸는 기판홀딩기구에 한정되지 않고, 기판을 요동 시키거나 기판의 표리를 반전시키거나 함으로써, 기판의 자세를 바꾸는 기판홀딩기구에서도 공통되며, 또한, 상술한 스퍼터 장치에 한정되지 않고, 다른 기판 처리 장치, 예를 들면, 증착 장치나 에칭 장치 등에서도 공통된다.

본 발명은, 기판의 자세가 바뀜에 따라서 안착면에 대한 기판의 위치가 바뀌는 것이 억제되는 기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일 양태에 따른 기판홀딩기구는, 기판의 외주부가 안착(載置)되는 안착면을 가지고 상기 기판을 홀딩하는 홀딩부로서, 상기 안착면의 위치를 제1 위치와, 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 바꾸는 홀딩부를 구비하고, 상기 홀딩부는, 상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 흡착부를 구비한다.

이러한 구성에 따르면, 기판의 외주부가 안착면에 안착되고, 안착면의 적어도 일부에 기판이 흡착되기 때문에, 기판의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판의 가장자리 등에 집중되는 것이, 기판과 안착면과의 면접촉에 의해 억제된다. 그러므로, 기판의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판의 가장자리 등에 집중되는 클램프편만으로 이루어지는 기판의 홀딩과 비교해서, 기판의 자세가 바뀜에 따라서, 안착면에 대한 기판의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 기판홀딩기구는 상기 기판의 온도를 조절하는 온조부(溫調部)를 더 구비하고, 상기 안착면은 환(環) 형상을 가지며, 상기 온조부는 상기 안착면의 내측에 위치하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 기판홀딩기구에 의해 홀딩되는 기판의 온도를 온조부에 의해 조절할 수 있다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 온조부는, 상기 안착면의 내측에 위치하여 상기 기판에서 떨어져 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 온도가 기판에서 떨어져 위치하는 온조부의 복사열에 의해 조절되므로, 기판의 면내에서의 온도 분포의 편차가 억제된다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 온조부는, 상기 안착면의 내측에 위치하여 상기 기판에 접하도록 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 온도가 기판에 접하는 온조부에 의해 조절되므로, 기판의 온도가 조절되는 효율이 높아진다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 기판홀딩기구는, 상기 안착면의 내측에 배치되어, 상기 기판을 지지하는 제1 지지부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 제1 지지부가, 안착면보다 내측에 위치하는 기판의 내측 부분에 접하므로, 기판의 내측 부분이 휘는 것이 억제된다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 제1 지지부는, 상기 기판에 접하는 선단부를 구비하고, 상기 선단부는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 지지 흡착부를 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 일부가 지지 흡착부에 의해 흡착되므로, 안착면의 위치가 바뀔 때, 안착면에 안착된 기판이 호적하게 홀딩된다.

상기 기판홀딩기구의 다른 양태에 있어서, 상기 홀딩부는, 상기 기판의 가장자리를 기계적으로 지지하는 제2 지지부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 안착면이 흡착부에 의해 흡착되는 것에 더하여, 기판의 가장자리가 제2 지지부에 의해 지지되므로, 안착면에 대한 기판의 위치가 바뀌는 것이 더욱 억제된다.

일 양태에 의한 성막 장치는, 기판을 향해 성막종(成膜種)을 방출하는 성막부와, 상기 기판의 외주부가 안착되는 안착면을 가지고 상기 안착면상에 상기 기판을 홀딩하는 홀딩부로서, 상기 안착면의 위치를 상기 성막부에 대향하는 제1 위치와, 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 바꾸는 상기 홀딩부, 를 구비한다. 상기 홀딩부는, 상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 흡착부를 구비한다.

이러한 구성에 의하면, 기판의 외주부가 안착면에 안착되고, 안착면의 적어도 일부에 기판이 흡착되기 때문에, 기판의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판의 가장자리 등에 집중되는 것이, 기판과 안착면과의 면접촉에 의해 억제된다. 그러므로 기판의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판의 가장자리 등에 집중되는 클램프편만으로 이루어지는 기판의 홀딩과 비교해, 기판의 자세가 바뀜에 따라 안착면에 대한 기판의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

성막 처리에서는, 기판의 중심에 가까울수록, 성막종에 의해 기판에 가해진 열이 기판의 외부로 방출되기 어렵기 때문에, 기판의 중심부에서의 온도, 나아가서는, 기판의 중심부와 겹치는 홀딩부의 중심부에서의 온도가 높아진다. 이로 인해, 홀딩부의 온도가, 흡착부가 기능할 수 있는 온도보다 높을 수 있다.

이러한 점에서, 상기 성막 장치의 구성에 의하면, 흡착부가, 기판의 외주부가 접하는 안착면에 위치하기 때문에, 흡착부가 홀딩부의 다른 부분에 위치하는 구성과 비교하여, 흡착부의 온도가 높아지는 것이 억제된다. 이로 인해, 흡착부의 기능 저하도 억제되고, 결과적으로, 안착면의 위치가 바뀜으로 인해 기판의 자세가 바뀜에 따라서, 안착면에 대한 기판의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

일 양태에 의한 기판의 홀딩방법은, 제1 위치와 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 위치를 변경할 수 있는 안착면상에 상기 기판의 외주부를 안착하는 것, 상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것을 구비한다.

바람직하게는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소에서 상기 기판의 외주부를 흡착하는 것을 포함한다.

일 양태에서는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 하나에서 상기 기판의 외주부의 흡착을 개시하는 것, 상기 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착이 이루어지는 상태가 될 때까지, 상기 흡착을 개시한 개소에서 상기 흡착을 유지한 채로, 상기 적어도 2개소의 각각에서의 상기 흡착을 차례로 개시하는 것을 포함한다.

일 양태에서는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소 모두에서 상기 기판의 외주부의 흡착을 개시하는 것, 상기 흡착을 개시한 후, 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함한다.

바람직하게는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착이 이루어지고 있는 상태로부터 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것, 상기 흡착을 해제한 개소에서 상기 흡착을 재개함으로써 상기 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착을 실시하는 것을 포함한다.

일 양태에서는, 상기 기판은, 상기 안착면이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 안착면상에 수취되고, 상기 안착면이 상기 제1 위치에 있을 때 성막이 이루어진다. 이러한 경우, 바람직하게는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면이 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 안착면의 적어도 2개소의 하나 또는 모두에서 상기 흡착을 개시하는 것, 상기 안착면이 상기 제2 위치 또는 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은, 상기 기판이 성막되기 전, 상기 기판이 성막되고 있는 동안, 및 상기 기판이 성막된 후 중 적어도 하나에서, 상기 안착면의 상기 제1 위치에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함한다.

일 양태에서는, 상기 기판홀딩방법은, 상기 기판이 성막되어 상기 안착면이 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 되돌려진 후, 상기 안착면의 적어도 2개소에서의 상기 흡착을 차례로 해제하는 것을 구비한다.

일 양태에서는, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 하나에서 상기 흡착을 유지하면서, 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나의 남은 개소에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함한다.

일 양태에서는, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은, 상기 흡착이 해제되어 있는 동안, 상기 기판의 상기 외주부를 클램프부에 의해 기계적으로 홀딩하는 것을 포함한다.

도 1은, 성막 장치의 일례인 스퍼터 장치의 제1 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 제1 실시형태에서의 스퍼터 챔버의 개략 구성도이다.
도 3은, 기판홀딩기구의 평면도이다.
도 4는, 제1 실시형태의 변형예에서의 기판홀딩기구의 부분 단면도이다.
도 5는, 제1 실시형태의 다른 변형예에서의 기판홀딩기구의 부분 단면도이다.
도 6은, 제1 실시형태의 변형예에서의 성막 장치의 개략 구성도이다.
도 7은, 제1 실시형태의 다른 변형예에서의 기판홀딩장치의 개략 구성도이다.
도 8은, 제2 실시형태에서의 기판홀딩기구의 부분 단면도이다.
도 9는, 제2 실시형태의 변형예에서의 기판홀딩기구의 부분 단면도이다.
도 10은, 제3 실시형태에서의 기판홀딩기구의 평면도이다.
도 11은, 제3 실시형태에서의 기판홀딩기구의 부분 단면도이다.
도 12는, 제3 실시형태에서의 지지부의 개략 구성을 나타내는 부분 확대도이다.
도 13은, 제4 실시형태에서의 기판홀딩기구의 평면도이다.
도 14는, 클램프부의 일부와 기판의 일부를 나타내는 부분 확대도이다.
도 15는, 제4 실시형태의 기판홀딩기구의 작용을 설명하는 도이다.
도 16은, 제4 실시형태의 변형예에서의 흡착부의 평면도이다.

[제1 실시형태]

도 1에서 도 3을 참조하여, 제1 실시형태의 기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법을 설명한다. 제1 실시형태에서는, 성막 장치의 일례인 스퍼터 장치와, 이러한 스퍼터 장치에 구비되는 기판홀딩기구를 설명한다. 이하에서는, 스퍼터 장치의 전체 구성, 스퍼터 챔버의 구성, 기판홀딩기구의 구성, 및 스퍼터 장치의 작용을 차례로 설명한다.

[스퍼터 장치의 전체 구성]

도 1을 참조하여 스퍼터 장치의 전체 구성을 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 스퍼터 장치(10)는 1개의 반송(搬送) 챔버(11)와, 반송 챔버(11)에 접속하는 2개의 로드락 챔버(12)와, 반송 챔버(11)에 접속하는 2개의 스퍼터 챔버(13), 를 구비한다. 각 로드락 챔버(12)와 반송 챔버(11)와의 사이, 및 각 스퍼터 챔버(13)와 반송 챔버(11)와의 사이에는, 게이트 밸브(14)가 1개씩 배치되어 있다. 각 게이트 밸브(14)는, 반송 챔버(11)와 대응되는 챔버간의 접속로를 연통 상태와 비연통 상태 사이에서 변경시킨다.

로드락 챔버(12)는, 스퍼터 장치(10)에서의 처리 대상인 기판(S)을 스퍼터 장치(10)의 외부에서 내부로 반입시키고, 또한 스퍼터 장치(10)의 내부에서 외부로 반출시킨다. 로드락 챔버(12)는, 기판(S)을 반출입 할 때, 반송 챔버(11)와 연통되지 않은 상태에서 로드락 챔버(12)의 내부를 대기(大氣)에 개방한다. 한편, 로드락 챔버(12)는, 기판(S)을 반송 챔버(11)로 받아 넘길 때 및 기판(S)을 반송 챔버(11)로부터 건네 받을 때, 반송 챔버(11)와 연통된 상태에서 반송 챔버(11)와 함께 소정의 압력으로 감압된 내부 공간을 형성한다.

스퍼터 장치(10)는, 1개의 로드락 챔버(12)를 구비하는 구성일 수 있고, 3개 이상의 로드락 챔버(12)를 구비하는 구성일 수도 있다.

스퍼터 챔버(13)는 캐소드(15)를 구비하고, 캐소드(15)에 의해 기판(S)의 하나의 면에 소정의 막을 형성한다. 스퍼터 챔버(13)는 기판(S)에 막이 형성될 때, 반송 챔버(11)의 내부 압력과 동일하거나 혹은 그보다 낮은 압력으로 감압된 내부 공간을 형성한다.

스퍼터 장치(10)의 2개의 스퍼터 챔버(13)의 각각은, 상호 동일한 막을 기판(S)에 형성하기 위한 캐소드(15)를 구비할 수 있고, 상호 다른 막을 기판(S)에 형성하기 위한 캐소드(15)를 구비할 수도 있다. 또한 스퍼터 장치(10)는 1개의 스퍼터 챔버(13)를 구비하는 구성일 수 있고, 3개 이상의 스퍼터 챔버(13)를 구비하는 구성일 수도 있다.

반송 챔버(11)는 기판(S)을 반송하는 반송 로봇(16)을 구비한다. 반송 로봇(16)은, 반송 챔버(11)를 통하여 로드락 챔버(12)로부터 스퍼터 챔버(13)로 성막전의 기판(S)을 반송하는 한편, 반송 챔버(11)를 통하여 스퍼터 챔버(13)로부터 로드락 챔버(12)로 성막 후의 기판(S)을 반송한다.

스퍼터 장치(10)는, 상술한 로드락 챔버(12) 및 스퍼터 챔버(13) 이외의 챔버, 예를 들면, 기판(S)에 막을 형성하기 전의 처리를 하기 위한 전처리 챔버나, 기판(S)에 막을 형성한 후의 처리를 하기 위한 후처리 챔버 등을 구비할 수 있다.

[스퍼터 챔버의 구성]

도 2를 참조하여 스퍼터 챔버(13)의 구성을 더 설명한다. 이하에서는, 설명의 편의상 스퍼터 챔버(13)의 구성 중, 기판(S)을 홀딩하는 기판홀딩기구(20)와, 기판(S)에 막을 형성하기 위한 캐소드(15)에 대해서만 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 스퍼터 챔버(13)는 진공조(13a)를 구비하고, 진공조(13a) 내부에는, 기판(S)을 홀딩하는 기판홀딩기구(20)와, 기판(S)에 막을 형성하기 위한 캐소드(15)가 배치된다.

진공조(13a)는 상자 형상을 가지며, 기판홀딩기구(20)와 캐소드(15)를 수용할 수 있는 크기를 갖는 내부 공간을 갖는다. 진공조(13a)의 내부 공간은 진공조(13a)에 접속된 배기부에 의해 배기됨으로써, 소정의 압력, 예를 들면 진공까지 감압된다.

캐소드(15)는 진공조(13a)의 내주면에 고정된다. 캐소드(15)는 성막부의 일례이고, 진공조(13a)의 내주면에 고정된 백킹 플레이트(31)와, 백킹 플레이트(31)에 고정된 타겟(32)을 구비한다.

기판홀딩기구(20)는, 기판(S)이 안착되는 스테이지(21)와, 캐소드(15)에 대한 스테이지(21)의 위치를 바꾸는 변경부(22)를 구비한다. 스테이지(21)와 변경부(22)가, 홀딩부의 일례를 구성한다. 스테이지(21)는 기판(S)의 외주부가 안착되는 안착면(21S)을 갖는다. 기판홀딩기구(20)는 안착면(21S)상에 안착된 기판(S)을 홀딩한다.

변경부(22)는, 캐소드(15)에 대하여 스테이지(21)가 거의 직교하는 위치와, 캐소드(15)에 대하여 스테이지(21)가 거의 평행한 위치 사이에서, 캐소드(15)에 대한 스테이지(21)의 위치를 변경시킨다. 즉 변경부(22)는 안착면(21S)이 거의 수평 방향을 따라 위치하는 상태와, 안착면(21S)이 거의 연직 방향을 따라 위치하는 상태 사이에서, 스테이지(21)의 위치를 변경시킨다.

그리고, 캐소드(15)에 대하여 스테이지(21)가 거의 평행한 위치에 있을 때, 안착면(21S)은 캐소드(15)와 대향하는 제1 위치(P1)에 위치한다. 한편, 캐소드(15)에 대하여 스테이지(21)가 거의 직교하는 위치에 있을 때, 안착면(21S)은 제1 위치(P1)와는 다른 위치로서, 캐소드(15)와 대향하지 않는 제2 위치(P2)에 위치한다.

이와 같이 변경부(22)는, 캐소드(15)에 대한 스테이지(21)의 위치를 바꿈으로써, 안착면(21S)의 위치를 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2) 사이에서 변경시키고, 안착면(21S)의 위치 변경으로 인해, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)의 자세가 바뀐다. 그리고, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 있을 때, 기판홀딩기구(20)에 의해 홀딩된 기판(S) 전체가, 기판(S)과 타겟(32)이 대향하는 방향에서, 타겟(32)에 의해 커버된다. 즉, 기판(S)의 면적은 타겟(32)의 면적보다 작다.

기판(S)에 막이 형성될 때에는, 먼저 변경부(22)가 스테이지(21)의 안착면(21S)과 캐소드(15)가 대향하는 제1 위치(P1)에 안착면(21S)을 위치시킨다. 그리고, 진공조(13a)의 내부에 소정의 스퍼터 가스가 공급되고, 이어서, 백킹 플레이트(31)에 접속된 전원으로부터 백킹 플레이트(31)를 통하여 타겟(32)에 전압이 인가된다.

이로 인해, 타겟(32)의 주위에 플라스마가 생성되고, 플라스마중의 이온이 타겟(32)에 충돌함으로써, 타겟(32)이, 성막종으로서의 스퍼터 입자(Sp)를 기판(S)을 향해 방출한다. 그리고, 스퍼터 입자(Sp)가 기판(S)에 도달됨으로써, 캐소드(15)와 대향하는 기판(S)의 성막면에 소정의 막이 형성된다.

[기판홀딩기구의 구성]

도 3을 참조하여 기판홀딩기구(20)의 구성을 보다 상세하게 설명한다. 도 3에서는 도시의 편의상 기판홀딩기구(20)의 스테이지(21)의 평면 구조만을 나타내며, 기판홀딩기구(20)에 홀딩된 기판(S)의 외주부가 2점 쇄선으로 나타나 있다. 또한 도 3에서, 지면에 직교하는 방향에서의 상방(上方)이, 연직 방향에서의 상방이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 안착면(21S)과 대향하는 방향에서 볼 때, 스테이지(21)는 직사각형판 형상을 가지며, 안착면(21S)에 안착되는 기판(S)은, 스테이지(21)보다 작은 직사각형판 형상을 갖는다. 스테이지(21) 및 기판(S)의 각각은, 안착면(21S)과 대향하는 방향에서 볼 때, 직시각형 형상과는 다른 형상, 예를 들면, 원 형상 혹은 다각형 형상을 가질 수도 있다.

스테이지(21)는, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때 캐소드(15)와 대향하는 대향면(21a)을 포함한다. 안착면(21S)은, 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착되는 대향면(21a)의 부분으로 규정된다. 기판(S)의 외주부(Sa)는, 기판(S)의 외주연을 포함하는 소정폭의 띠 형상 부분이다. 즉 기판(S)의 외주부(Sa)는, 기판(S)의 중앙부를 둘러싸는 직사각형 환 형상을 갖는다.

스테이지(21)는 직사각형판 형상을 가지며, 스테이지(21)의 대향면(21a)은 거의 평탄면이다. 이 때문에, 안착면(21S)에 의해 둘러싸이는 대향면(21a)의 내측 부분의 거의 전체가, 기판(S)의 비성막면의 일부와 접한다. 즉 스테이지(21)의 대향면(21a) 중, 안착면(21S)과, 안착면(21S)에 둘러싸이는 내측 부분이, 기판(S)에 접한다.

기판홀딩기구(20)는 또한, 안착면(21S)의 적어도 일부에 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 흡착부(23)를 구비한다. 안착면(21S)은, 기판(S)의 외주부(Sa)의 4개 변에 대응되어 제1~제4 측부(21Sa~21Sd)를 포함한다. 스테이지(21)가 거의 연직 방향을 따라 위치하는 상태에서, 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)는 연직 방향에서의 기판(S)의 상단의 거의 전체에 접하고, 제2 측부(21Sb)는 기판(S)의 하단의 거의 전체에 접하며, 제3 측부(21Sc)는 연직 방향에서의 기판(S)의 우단의 거의 전체에 접하고, 제4 측부(21Sb)는 기판(S)의 좌단의 거의 전체에 접한다. 흡착부(23)는, 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)에 설치된 제1 부분(23a)과, 제2 측부(21Sb)에 설치된 제2 부분(23b)을 포함한다.

흡착부(23)의 제1 부분(23a)과 제2 부분(23b)을, 도 3의 예에서는 기판(S)의 상단과 하단에 대응되는 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)와 제2 측부(21Sb)에 각각 배치하였으나, 흡착부(23)의 배치는 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 및 제2 부분(23a, 23b) 대신, 흡착부(23)는 기판(S)의 우단에 대응되는 안착면(21S)의 제3 측부(21Sc)에 설치된 제3 부분과, 기판(S)의 좌단에 대응되는 안착면(21S)의 제4 측부(21Sd)에 설치된 제4 부분을 포함하는 구성일 수도 있다. 혹은 흡착부(23)는, 이들 제3 및 제4 부분을, 제1 및 제2 부분(23a, 23b)과 함께 포함하고, 기판(S)의 상하좌우단에 대응되는 제1~제4 측부(21Sa~21Sd)에 각각 흡착부가 배치될 수도 있다.

스테이지(21)의 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)은 거의 연직 방향을 따라 위치하는 상태이다. 이 때문에, 기판(S)의 자중에 의해 기판(S)의 상단이 연직 방향의 하방(下方)을 향해 이동하고, 또한 기판(S)의 하단도 연직 방향의 하방을 향해 이동하려고 한다.

이러한 점에서, 흡착부(23)가 연직 방향에서의 기판(S)의 상단의 거의 전체에 대응되는 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa), 및 기판(S)의 하단의 거의 전체에 대응되는 안착면(21S)의 제2 측부(21Sb)에 위치하는 구성은, 상술한 바와 같은 기판(S)의 움직임을 억제하는데 있어서 바람직한 구성이다.

흡착부(23)는, 대향면(21a)의 일부, 즉 안착면(21S)의 일부를 구성한다. 이 때문에 안착면(21S)에 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착되었을 때, 기판(S)의 외주부(Sa)와 흡착부(23)가 직접 면접촉 한다.

이와 같이, 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착면(21S)에 안착되고, 안착면(21S)의 적어도 일부에 기판(S)이 흡착되므로, 기판(S)의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판(S)의 가장자리 등에 집중되는 것이 기판(S)과 안착면(21S)과의 면접촉에 의해 억제된다. 그러므로, 기판(S)의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판(S)의 가장자리 등에 집중되는 클램프편만으로 이루어지는 기판(S)의 홀딩과 비교해서, 기판(S)의 자세가 바뀜에 따라, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다. 또한, 흡착부(23)의 정전기력이 기판(S)에 직접 작용하기 때문에, 기판(S)이 흡착부(23)에 의해 쉽게 흡착된다.

흡착부(23)의 표면 전체가 기판(S)에 직접 접하지 않을 수도 있고, 예를 들면, 흡착부(23) 표면의 일부가, 성막종의 부착을 방지하기 위한 방착판(防着板)에 의해 덮여 있을 수 있다. 흡착부(23)는, 흡착부(23)의 표면 전체가 직접 기판(S)에 접하지 않는 구성이더라도, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)을 흡착할 만한 정전기력을 발생시키는 구성이면 된다.

흡착부(23)는, 예를 들면 정전기력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척이다. 흡착부(23)는, 단극형의 정전척일 수 있고, 쌍극형의 정전척일 수도 있다. 또한 흡착부(23)는, 쿨롱력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척일 수 있고, 존슨/라벡력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척일 수 있으며, 그래디언트력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척일 수도 있다.

[스퍼터 장치의 작용]

상술한 스퍼터 장치(10)의 작용을 설명한다.

변경부(22)는, 성막전의 기판(S)을 반송 로봇(16)으로부터 건네 받을 때, 스테이지(21)를 캐소드(15)와 거의 직교하는 상태로 이동시킴으로써 안착면(21S)을 제2 위치(P2)에 위치시킨다. 그리고, 기판(S)이 스테이지(21)에 안착되면, 흡착부(23)의 제1 및 제2 부분(23a, 23b)(즉 전체 흡착부(23))이 기판(S)을 흡착하고, 변경부(22)는 스테이지(21)를 캐소드(15)와 거의 평행한 상태로 이동시켜 안착면(21S)을 제1 위치(P1)에 위치시킨다. 또한, 기판(S)에의 막의 형성이 개시된 후부터 종료될 때까지에 걸쳐, 변경부(22)는 스테이지(21)를 캐소드(15)와 거의 평행한 상태로 유지한다.

기판(S)에의 막의 형성이 종료되면, 변경부(22)는 스테이지(21)를 캐소드(15)와 거의 직교하는 상태로 이동시킴으로써 안착면(21S)을 다시 제2 위치(P2)에 위치시킨다. 그리고 흡착부(23)의 제1 및 제2 부분(23a, 23b)이 기판(S)의 흡착을 해제한다. 이와 같이 본예에서는 기판(S)에의 성막 중뿐만 아니라, 반송 로봇(16)에 의해 반송된 기판(S)이 기판홀딩기구(20)에 수취된 후부터, 성막된 기판(S)이 반송 로봇(16)에 의해 기판홀딩기구(20)로부터 반송 챔버(11)로 반출될 때까지, 전체 흡착부(23)가 기판(S)의 외주부(Sa)를 흡착한다.

기판(S)에 막을 형성하는 성막 처리에서는, 기판(S)의 중심에 가까울수록, 스퍼터 입자(Sp)에 의해 기판(S)에 주어진 열이, 기판(S)의 외부로 방출되기 어렵기 때문에, 기판(S)의 중심부에서의 온도, 나아가서는 기판(S)의 중심부와 겹치는 대향면(21a)의 중심부에서의 온도가 높아진다. 이로 인해, 대향면(21a)의 온도가, 흡착부(23)의 구성 부재의 내열 온도보다 높은 온도가 될 수 있다.

여기서, 흡착부(23)가 쿨롱력에 의해 기판(S)을 흡착하는 정전척인 경우에는, 흡착부(23)의 구성 부재에는, 정전척의 표면을 형성하고, 전극이 매립된 절연층, 및 그 절연층을 지지하는 베이스부 등이 포함된다. 그리고, 절연층의 형성 재료로는, 예를 들면 폴리이미드 등의 수지가 이용되고, 베이스부의 형성 재료로는, 예를 들면 알루미늄이 이용된다.

이들 형성 재료의 내열 온도는, 예를 들면 200정도이고, 내열 온도란, 구성 부재의 형상을 유지할 수 있고, 및 기계적 기능을 유지할 수 있는 온도이다. 성막 처리 중에 흡착부(23)가 열을 받음으로써, 흡착부(23) 온도가 구성 부재의 내열 온도보다 높아지면, 절연층이 베이스부로부터 박리되거나 베이스부가 변형되거나 하여, 흡착부(23)가 기판(S)을 안정적으로 홀딩하는 기능이 저하되는, 즉, 흡착부(23)의 기능이 저하된다.

상술한 스퍼터 장치(10)에 따르면, 흡착부(23)가 기판(S)의 외주부(Sa)에 접하는 안착면(21S)에 위치하기 때문에, 흡착부(23)가 대향면(21a)의 다른 부분에 위치하는 구성과 비교해서, 흡착부(23)의 온도가 높아지는 것이 억제된다. 즉, 흡착부(23)가 위치하는 대향면(21a)의 부분의 온도는, 흡착부(23)의 구성 부재의 내열 온도보다 높아지기 어렵기 때문에, 흡착부(23)의 온도가 흡착부(23)의 구성 부재의 내열 온도보다 높아짐으로써 흡착부(23)의 기능이 저하되는 것이 억제된다. 결과적으로, 안착면(21S)의 위치가 바뀜으로 인해 기판(S)의 자세가 바뀜에 따라서, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 제1 실시형태에 의하면, 이하에 기재된 효과를 얻을 수 있다.

(1) 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착면(21S)에 안착되고, 안착면(21S)의 적어도 일부에 기판(S)이 흡착되기 때문에, 기판(S)의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판(S)의 가장자리 등에 집중되는 것이 기판(S)과 안착면(21S)과의 면접촉에 의해 억제된다. 그러므로, 기판(S)의 위치를 유지하기 위한 힘이 기판(S)의 가장자리 등에 집중되는 클램프편만으로 이루어지는 기판(S)의 홀딩과 비교해서, 기판(S)의 자세가 바뀜에 따라서 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

(2) 흡착부(23)의 온도가 높아지는 것이 억제되기 때문에, 흡착부(23)의 기능이 저하되는 것이 억제되고, 결과적으로, 기판(S)의 자세가 바뀜에 따라서 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

상술한 제1 실시형태는, 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수도 있다.

기판홀딩기구(20)는, 기판(S)의 온도를 조절하는 온조부를 구비할 수 있고, 온조부는, 안착면(21S)의 내측에 위치하는 것이 바람직하다. 온조부가, 안착면(21S)과 동일한 평면상에 위치하는 면을 포함함으로써 온조부가 기판(S)에 직접 접할 수도 있고, 온조부 전체가 스테이지(21)의 내부에 위치함으로써 온조부가 스테이지(21)를 통하여 기판(S)과 간접적으로 접하는 구성일 수도 있다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 온조부가 기판(S)에 직접 접하는 구성의 예를 설명한다. 도 4 및 도 5는, 스테이지(21)가 거의 수평 방향을 따라 위치하는 상태에서의 스테이지(21)의 단면 구조를 나타내며, 스테이지(21)의 대향면(21a)은, 거의 수평 방향을 따르는 면이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 금속제의 스테이지(21)는, 대향면(21a)으로부터 움푹 팬 홈부(21c)를 안착면(21S)의 내측에 가지며, 홈부(21c)는, 수로(21c1)와, 수로(21c1)의 개구를 막는 금속제의 뚜껑 부재(24a)가 끼워지는 뚜껑용 홈(21c2)으로 구성된다. 수로(21c1)에는, 온매 혹은 냉매인 열 매체가 공급된다. 연직 방향을 따른 뚜껑용 홈(21c2)의 깊이와, 뚜껑 부재(24a)의 두께는 거의 동일하고, 뚜껑 부재(24a)는, 뚜껑용 홈(21c2)에 끼워짐으로써, 안착면(21S)과 동일한 평면상에 위치한다.

수로(21c1)가 구획된 스테이지(21)의 부분은, 열매체에 의해 가열 혹은 냉각되는 온조부분(21d)으로서 기능한다. 이 때문에, 이러한 스테이지(21)를 구비하는 기판홀딩기구(20)에서는, 온조부분(21d) 및 뚜껑 부재(24a)가, 스테이지(21)와 일체의 온조부(24)를 구성하고 있다.

도 5는 다른 온조부(24)의 구성예를 나타낸다. 기판홀딩기구(20)의 안착면(21S)은, 안착면(21S)과 대향하는 방향에서 볼 때, 환형상을 갖는다. 스테이지(21)에서, 안착면(21S)보다 내측에 위치하는 대향면(21a)의 부분에는, 대향면(21a)으로부터 움푹 팬 오목부(21b)가 형성되어 있다. 온조부(24)는 오목부(21b)의 내부에 위치하고, 오목부(21b)에 의해 구획되는 공간과 거의 동일한 크기를 갖고 있다. 이 때문에, 온조부(24)의 상면은, 안착면(21S)과 동일한 평면상에 위치한다. 온조부(24)는, 스테이지(21)와는 별체(別體)인 금속제의 기체(基體)(24b)를 구비하고, 기체(24b)는 열매체가 공급되는 수로(24c)를 갖는다.

기체(24b)의 두께가 오목부(21b)의 깊이와 거의 동일한 한편, 기체(24b)의 평면보기의 크기는, 오목부(21b)에 의해 구획되는 공간보다 작을 수 있다. 즉, 온조부(24)는, 기판(S)에 접하는 한편, 오목부(21b)를 구획하는 스테이지(21)의 내벽면과의 사이에 간극을 갖는 크기일 수 있다.

또한, 스테이지(21)와 별체인 온조부(24)는, 기체와 뚜껑 부재를 구비하는 구성일 수 있고, 이 경우에는, 기체는 기체의 하나의 면에 개구되는 수로를 갖고, 뚜껑 부재는 수로의 개구를 막고 있다.

이와 같이, 스테이지(21)의 안착면(21S)이 환 형상을 갖고, 온조부(24)가 안착면(21S)의 내측에 위치하여 기판(S)에 접하도록 구성되어 있으면, 이하에 기재된 효과를 얻을 수 있다.

(3) 기판(S)의 온도가, 기판(S)에 접하는 온조부(24)에 의해 조절되므로, 기판(S)의 온도가 조절되는 효율이 높아진다.

흡착부(23)는, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)의 상단에 접하는 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)에 간격을 두고 늘어선 복수의 흡착 부위에서 기판(S)을 흡착하는 구성일 수 있다. 또한 흡착부(23)는, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)의 하단에 접하는 안착면(21S)의 제2 측부(21Sb)에 간격을 두고 늘어선 복수의 흡착 부위에서 기판(S)을 흡착하는 구성일 수 있다. 또한 흡착부(23)는, 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)에 이산적(離散的)으로 위치하는 복수의 흡착 부위에서 기판(S)을 흡착하는 구성과, 안착면(21S)의 제2 측부(21Sb)에 이산적으로 위치하는 복수의 흡착 부위에서 기판(S)을 흡착하는 구성을 조합하여 실시될 수도 있다.

흡착부(23)에서 이산적으로 위치하는 복수의 흡착 부위에서 기판(S)을 흡착하는 구성은, 예를 들면 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa) 및 제2 측부(21Sb)의 각각을 따라 복수의 정전척이 간격을 두고 배치된 구성으로 구체화될 수 있다.

흡착부(23)는, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)의 상단에 접하는 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)와 기판(S)의 하단에 접하는 안착면(21S)의 제2 측부(21Sb)에서 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 것에 더하여, 기판(S)의 우단에 접하는 안착면(21S)의 제3 측부(21Sc)와 기판(S)의 좌단에 접하는 안착면(21S)의 제4 측부(21Sd)에서 기판(S)을 정전적으로 흡착할 수도 있다. 이 경우에는, 흡착부(23)는 안착면(21S)의 제1~제4 측부(21Sa~21Sd)의 각각에 1개 이상의 정전척이 위치하도록 구성될 수 있다. 혹은 흡착부(23)는, 안착면(21S)의 전체에서 기판(S)을 정전적으로 흡착할 수 있는 1개의 정전척으로 구성될 수도 있다.

캐소드(15)는, 진공조(13a)에 고정되지 않을 수도 있고, 캐소드(15)는 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치하고 있을 때, 기판(S)에 대한 캐소드(15)의 위치를 바꾸는 캐소드 반송(搬送)기구를 구비하는 구성일 수 있다. 이러한 구성에서는, 캐소드(15)를 구성하는 백킹 플레이트(31) 및 타겟(32)의 각각에 있어서, 캐소드(15)의 반송 방향, 즉, 기판(S)의 4 변 중 하나의 방향을 따른 폭이, 기판(S)보다 작은 것이 바람직하다.

흡착부(23)는, 제1 부분(23a)과 제2 부분(23b)이 서로 독립된 타이밍으로 기판(S)을 흡착할 수 있는 구성일 수 있다. 이러한 구성에서는, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1) 또는 제2 위치(P2)에 위치시킨 상태에서, 예를 들면, 흡착부(23)의 제1 부분(23a)이 기판(S)의 흡착을 유지하는 한편, 제2 부분(23b)은 기판(S)의 흡착을 일단 해제할 수 있다.

기판(S)이 안착면(21S)에 안착될 때, 즉 스테이지(21)의 안착면(21S)이 캐소드(15)와 대향하지 않는 제2 위치(P2)에 위치하고, 이러한 위치에서 기판(S)의 외주부(Sa)를 흡착부(23)에 의해 흡착할 때, 한 번에 모든 흡착부(23)(도 3의 예에서는 제1 부분(23a) 및 제2 부분(23b))에서 기판(S)을 흡착하려고 하면, 흡착 타이밍의 차에 의해, 기판(S)의 일부가 안착면(21S)으로부터 돌출된 상태(즉 기판(S)이 변형된 상태)로 흡착부(23)에 의해 흡착될 수 있다.

또한, 기판(S)에의 막의 형성에 의해 막응력이 발생되어, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)이 변형되는 경우도 있다.

이와 같이, 기판(S)에의 막의 형성 전 및 막의 형성 후에 기판(S)이 변형될 수 있다. 이러한 경우에도, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1) 또는 제2 위치(P2)에 위치시킨 상태에서, 제2 부분(23b)에 의한 기판(S)의 흡착을 일단 해제시킴으로써 기판(S)의 변형을 해소할 수 있고, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)을 변형 없이 홀딩할 수 있게 된다.

또한, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1) 또는 제2 위치(P2)에 위치시킨 상태에서, 흡착부(23)의 제1 부분(23a)이 기판(S)의 흡착을 유지하는 한편, 제2 부분(23b)이 기판(S)의 흡착을 일단 해제한 후, 다시 기판(S)을 흡착할 수도 있다.

이와 같이, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)이 변형된 경우에, 흡착부(23)의 제2 부분(23b)에 의한 기판(S)의 흡착을 일단 해제하고, 다시 기판(S)을 흡착함으로써, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)의 변형을 해소한 후에 기판(S)을 변형 없이 흡착할 수 있게 된다.

또한, 기판(S)에의 막의 형성 중에, 흡착부(23)의 제1 부분(23a)이 기판(S)의 흡착을 유지하는 한편, 제2 부분(23b)은 기판(S)의 흡착을 해제할 수도 있다. 그리고, 기판(S)에의 막의 형성이 종료된 후, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1)에 위치시키고 있는 상태에서, 제2 부분(23b)이, 다시 기판(S)을 흡착할 수도 있다. 이로 인해, 기판(S)에의 입열에 의해 기판(S)이 변형되더라도, 제2 부분(23b)에 의한 기판(S)의 흡착을 해제하고 있기 때문에, 기판(S)이 안착면(21S)을 따라 변형되어(열 신장), 안착면(21S)에 대하여 평탄한 상태를 유지할 수 있다. 또한, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)이 평탄한 상태에서 기판(S)을 변형 없이 흡착할 수 있게 된다.

이러한 구성은, 안착면(21S)이 제2 위치(P2)에 위치한 상태에서, 온조부(24)에 의해 기판(S)의 온도가 조절되어, 기판(S)에 열변형이 발생되는 경우에도 유효하다. 온조부(24)에 의한 온도 조절에 의해 기판(S)이 열 신장되는 경우에도, 흡착부(23)의 제1 부분(23a)이 기판(S)의 흡착을 유지하는 한편, 제2 부분(23b)이 기판(S)의 흡착을 해제하고 있기 때문에, 기판(S)이 안착면(21S)을 따라 변형되어(열 신장), 안착면(21S)에 대하여 평탄한 상태를 유지할 수 있다. 바꾸어 말하면, 온도 조절시에 발생되는 기판(S)의 열 신장을 이용하여, 제2 부분(23b)이 기판(S)의 흡착을 해제하고 있는 동안에 기판(S)의 변형을 해소한다. 그리고, 기판(S)의 변형을 해소한 후에, 제2 부분(23b)에 의한 기판(S)의 흡착을 실시한다.

이 경우에는, 기판(S)이 안착면(21S)에 안착될 때, 처음부터 흡착부(23)의 제1 부분(23a)만으로 기판(S)을 흡착할 수 있다. 즉 처음부터 흡착부(23) 전체에서 기판(S)을 흡착할 필요가 없다. 이와 같이, 제2 위치(P2)에서 기판(S)이 안착면(21S)에 안착될 때, 처음에 일부 흡착부(23)(도 3에서는, 예를 들면 제1 부분(23a))만으로 흡착을 개시하고, 이 후 차례로 나머지 흡착부(23)(도 3에서는 제2 부분(23b))도 기판(S)의 흡착을 개시함으로써, 기판(S)의 변형을 해소하면서 기판(S)을 평탄하게 홀딩할 수 있게 된다.

이러한 구성은, 성막 후의 기판(S)의 흡착을 해제할 때에도 유효하다. 예를 들어, 성막 후의 기판(S)이 제2 위치(P2)에서 안착면(21S)에 안착된 상태에서 변형되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우에, 복수의 흡착부(23)가 한 번에 흡착을 해제하면, 흡착의 해제와 동시에 기판(S)의 변형이 한 번에 해소되고, 이 때문에, 기판(S)이 안착면(21S)에 대하여 미끄러지는 등의 위치 어긋남이 발생될 우려가 있다.

이러한 경우에, 복수의 흡착부(23)를 차례로 해제함으로써 기판(S)의 변형을 단계적으로 해소할 수 있게 되고, 최후의 흡착부(23)를 해제할 때에는 이미 기판(S)은 안착면(21S)에 대하여 평탄한 상태가 될 수 있기 때문에, 기판(S)이 안착면(21S)에 대하여 위치 어긋남이 발생되지 않는다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 스퍼터 장치는, 기판(S)이 거의 연직 방향을 따라 세워진 상태에서 기판(S)을 반송하는 구성일 수 있다. 도 6에는, 기판(S)의 상단과 대향하는 방향에서 본 스퍼터 장치의 개략 구성이 나타나 있다.

예를 들면, 기판홀딩기구(40)는, 기판(S)을 홀딩하는 트레이(41)와, 반송 방향(D)을 따라 트레이(41)를 반송하는 반송부(42)와, 흡착부(23), 를 구비하는 구성일 수 있다. 트레이(41)의 한 면에, 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착되는 안착면(41S)이 형성되고, 흡착부(23)는, 안착면(41S)의 적어도 일부에 기판(S)을 정전적으로 흡착한다.

반송부(42)는, 트레이(41)가 거의 연직 방향을 따른 상태에서 트레이(41)를 홀딩한다. 반송부(42)는 트레이(41)와 스퍼터 챔버(13)의 진공조(13a)내에 고정된 캐소드(15)가 대향하지 않는 위치로부터, 트레이(41)와 캐소드(15)가 대향하는 위치까지, 반송 방향(D)을 따라 트레이(41)을 반송한다. 또한 반송부(42)는, 트레이(41)와 캐소드(15)가 대향하는 위치로부터, 트레이(41)와 캐소드(15)가 대향하지 않는 위치까지, 반송 방향(D)을 따라 트레이(41)을 반송한다.

즉, 트레이(41)와 캐소드(15)가 서로 대향할 때, 캐소드(15)와 대향하는 제1 위치(P1)에 안착면(41S)이 위치한다. 한편, 트레이(41)와 캐소드(15)가 서로 대향하지 않을 때, 안착면(41S)이 제1 위치(P1)와는 다른 제2 위치(P2)에 위치한다.

반송부(42)는, 트레이(41)에 홀딩된 기판(S)에 막이 형성될 때, 캐소드(15)에 대한 기판(S)의 위치를 고정시킬 수도 있고, 캐소드(15)에 대한 기판(S)의 위치를 반송 방향(D)을 따라 바꿀 수도 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 기판홀딩기구(50)는, 기판(S)을 홀딩하는 트레이(51)와, 트레이(51)를 반전시키는 반전부(52)와, 흡착부(23), 를 구비하는 구성일 수 있다. 트레이(51)의 한 면에, 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착되는 안착면(51S)이 형성되고, 흡착부(23)는, 안착면(51S)의 적어도 일부에 기판(S)을 정전적으로 흡착한다.

반전부(52)는, 수평 방향을 따른 회전축을 중심으로 하여 트레이(51)를 반전시킴으로써, 기판(S)이 트레이(51)의 상방에 위치하는 상태와, 기판(S)이 트레이(51)의 하방에 위치하는 상태 사이에서 트레이(51)의 방향을 바꾼다. 그리고, 예를 들면 기판(S)이 트레이(51)의 상방에 위치하는 상태에서, 안착면(51S)은, 성막부(캐소드(15))와 대향하는 제1 위치에 위치한다. 한편, 기판(S)이 트레이(51)의 하방에 위치하는 상태에서, 안착면(51S)은, 제1 위치와는 다른 위치인, 성막부(캐소드(15))와 대향하지 않는 제2 위치에 위치한다.

기판홀딩기구(50)의 안착면(51S)은, 기판(S)이 트레이(51)의 하방에 위치하는 상태에서 성막부(캐소드(15))와 대향하는 제1 위치에 위치하는 한편, 기판(S)이 트레이(51)의 상방에 위치하는 상태에서 성막부(캐소드(15))와 대향하지 않는 제2 위치에 위치하는 구성일 수 있다.

성막 장치는 상술한 스퍼터 장치에 한정되지 않고, 예를 들면 진공증착장치 등, 기판(S)의 한 면에 대하여 소정의 막을 형성할 수 있는 장치이면 된다.

기판홀딩기구는, 상술한 스퍼터 장치 등의 성막 장치에 구비되는 것에 한정되지 않고, 다른 기판처리장치, 예를 들면, 에칭장치나 레이저 조사 장치 등이 구비되는 기판홀딩기구로서 구체화될 수 있다.

제1 실시형태 및 제1 실시형태의 변형예의 구성은, 적절히 조합하여 실시할 수도 있다.

[제2 실시형태]

도 8을 참조하여, 제2 실시형태의 기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법을 설명한다. 제2 실시형태에서는, 성막 장치의 일례인 스퍼터 장치와, 이러한 스퍼터 장치에 구비되는 기판홀딩기구를 설명한다. 제2 실시형태는, 상술한 제1 실시형태와 비교하여, 기판홀딩기구의 안착면 주변의 구성이 다르다. 이 때문에 이하에서는 이러한 차이점을 상세하게 설명하는 한편, 제2 실시형태에 있어서 제1 실시형태와 공통되는 구성에는, 제1 실시형태와 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.

[기판홀딩기구의 구성]

도 8을 참조하여 기판홀딩기구(20)의 구성을 설명한다. 도 8에서는, 도시의 편의상, 기판홀딩기구(20)의 변경부(22)의 도시를 생략하였다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 기판홀딩기구(20)의 안착면(21S)은, 안착면(21S)과 대향하는 방향에서 볼 때 환형상을 갖고, 안착면(21S)의 내측이 중공(中空)이다. 즉, 기판홀딩기구(20)의 스테이지(21)에 있어서, 안착면(21S)보다 내측의 대향면(21a)의 부분에는, 대향면(21a)으로부터 움푹 팬 1개의 오목부(21b)가 형성된다. 이 때문에, 캐소드(15)와 대향하는 기판(S)의 성막면과는 반대측의 비성막면이, 스테이지(21)의 안착면(21S)에 접하는 한편, 안착면(21S) 이외의 부분에서 스테이지(21)에 접하지 않는다.

이로 인해, 기판(S)이 안착면(21S) 이외의 부분에서 기판홀딩기구(20)의 스테이지(21)와 접하지 않기 때문에, 기판(S)과 스테이지(21)와의 접촉 영역에 있어서, 스퍼터 입자(Sp) 등을 포함하는 파티클이 기판(S)과 스테이지(21) 사이에 끼워지는 것이 억제된다. 그러므로 기판(S)에서의 비성막면이, 파티클에 의해 오염되거나 손상되는 것이 억제된다.

기판홀딩기구(20)는, 기판(S)의 온도를 조절하는 온조부(24)를 더 구비하고, 온조부(24)는, 안착면(21S)의 내측에 위치하여 기판(S)에서 떨어져 구성된다. 즉 온조부(24)는, 안착면(21S)의 내측이면서 또한, 오목부(21b)의 내부에 위치한다. 그리고, 스테이지(21)가 거의 수평 방향을 따라 위치하는 상태에서는, 연직 방향을 따른 오목부(21b)의 깊이가, 연직 방향을 따른 온조부(24)의 폭보다 크기 때문에, 온조부(24)는 기판(S)의 비성막면에는 접하지 않는다.

이 때문에, 기판(S)의 온도가 기판(S)으로부터 떨어져 위치하는 온조부(24)의 복사열에 의해 조절되기 때문에, 기판(S)의 면내에서의 온도 분포의 불균일이 억제된다.

이상에서 설명한 바와 같이 제2 실시형태에 의하면, 이하에 기재된 효과를 얻을 수 있다.

(4) 파티클이 기판(S)과 스테이지(21) 사이에 끼워지는 것이 억제되므로, 기판(S)에서의 비성막면이 파티클에 의해 오염되거나 손상되는 것이 억제된다.

(5) 기판(S)의 온도가, 기판(S)에서 떨어져 위치하는 온조부(24)의 복사열에 의해 조절되기 때문에, 기판(S)의 면내에서의 온도 분포의 불균일이 억제된다.

상술한 제2 실시형태는, 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이 온조부(24)는 스테이지(21)에 접하는 제1면(도 9에서는 아래면)과, 그 반대 측에 위치하여 기판(S)과 대향하는 제2면(도 9에서는 상면), 을 포함한다. 이러한 온조부(24)의 제2면에 복수의 패드(61)가 위치할 수 있다. 도 9의 구성에서는, 각 패드(61)가 제1 지지부의 일례이다. 복수의 패드(61)는 수지제이고, 온조부(24)와 기판(S) 사이에서 패드(61)를 통한 열의 전도는 거의 발생되지 않는다. 이 때문에 온조부(24)는 온조부(24)의 복사열에 의해서 기판(S)의 온도를 조절한다.

패드(61)의 두께는, 온조부(24)의 제2면에서부터 스테이지(21)의 대향면(21a)까지의 거리와 거의 동일하고, 패드(61)는, 안착면(21S)과 동일한 평면상에 위치하는 단면(端面, 선단부)을 갖고 있다. 이 때문에, 안착면(21S)에 기판(S)이 안착되었을 때, 각 패드(61)의 단면(端面)은 기판(S)에 접한다.

패드(61)는, 오목부(21b)와 대향하는 기판(S)의 내측 부분을 지지함으로써, 해당 기판(S)의 내측 부분이 온조부(24)를 향해 변형되는 것을 억제한다. 이 때문에, 기판(S)이 온조부(24)에 접하는 것이 억제되고, 결과적으로 기판(S)의 온도가 급격히 변함으로 인해 기판(S)에 스트레스가 가해지는 것이 억제된다. 또한, 기판(S)이 온조부(24)에 접하는 것이 억제되므로, 기판(S)이 온조부(24)에 의해 손상되는 것이 억제된다.

기판홀딩기구(20)에 있어서, 온조부(24)가 할애될 수도 있다. 이러한 구성에서도 스테이지(21)에 오목부(21b)가 형성되어 있는 이상은, 상술한 (4)에 준한 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시형태 및 제2 실시형태의 변형예의 각각의 구성은, 제1 실시형태의 변형예의 각각의 구성과 적절히 조합하여 실시할 수도 있다.

[제3 실시형태]

도 10 내지 도 12를 참조하여 제3 실시형태의 기판홀딩기구, 성막 장치, 및 기판의 홀딩방법을 설명한다. 제3 실시형태에서는, 성막 장치의 일례인 스퍼터 장치와, 이러한 스퍼터 장치에 구비되는 기판홀딩기구를 설명한다. 제3 실시형태는, 상술한 제2 실시형태와 비교해, 기판홀딩기구가 기판을 지지하는 지지부를 구비하는 점이 다르다. 이 때문에 이하에서는 이러한 차이점을 상세하게 설명하는 한편, 제2 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여함으로써 그 상세한 설명을 생략한다.

[기판홀딩기구의 구성]

도 10 내지 도 12를 참조하여 기판홀딩기구(20)의 구성을 설명한다. 도 10에서는, 도시의 편의상 도 3과 동일하게, 기판홀딩기구(20)의 스테이지(21)의 평면 구조만을 나타내고, 기판홀딩기구(20)에 홀딩된 기판(S)의 외주부(Sa)를 2점 쇄선으로 나타내었다. 또한 도 10에서, 지면(紙面)에 직교하는 방향의 상방이 연직 방향의 상방이다. 그리고 도 11에서는, 도시의 편의상 도 6과 동일하게, 기판홀딩기구(20)의 변경부(22)의 도시를 생략하였다. 또한 도 12에서는, 설명의 편의상 기판(S)의 일부와 지지부의 일부를 개략적으로 나타내었다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 기판홀딩기구(20)는 제1 지지부의 일례인 지지부(70)를 더 구비하고, 지지부(70)는 안착면(21S)의 내측에 배치되어 기판(S)을 지지한다. 기판홀딩기구(20)는, 복수의 지지부(70), 예를 들면 4개의 지지부(70)를 구비하고, 각 지지부(70)는 오목부(21b)의 내부에 위치한다. 지지부(70)는, 그 선단부가 기판(S)의 비성막면에 접함으로써 기판(S)을 지지한다.

지지부(70)는, 안착면(21S)보다 내측에 위치하는 기판(S)의 내측 부분을 지지함으로써, 기판(S)의 내측 부분이 변형되는 것을 억제한다. 즉 오목부(21b)와 대향하는 기판(S)의 내측 부분이 오목부(21b)의 저부(底部)를 향해 볼록하게 변형되는 것이 지지부(70)에 의해 억제된다.

오목부(21b)는 바닥있는(有底) 직사각형구멍이고, 각 지지부(70)는 직사각형구멍의 네 귀퉁이에 1개씩 배치되어 있다. 4개의 지지부(70)는 오목부(21b)의 내부에 위치하는 온조부(24)를 둘러싸고 있다. 즉 4개의 지지부(70)는 스테이지(21)의 대향면(21a)과 대향하는 평면보기에서, 오목부(21b)에 의해 둘러싸인 공간내에서 온조부(24)보다 외측에 배치되어 있다.

각 지지부(70)는, 예를 들면 바닥 있는 직사각형구멍의 네 귀퉁이 이외의 부분으로서 오목부(21b)의 저부의 각변을 따른 부분에 배치될 수도 있다. 혹은 각 지지부(70)는, 오목부(21b)에 의해 둘러싸이는 공간내에서, 예를 들면 대향면(21a)과 대향하는 평면보기에서, 온조부(24)와 겹치는 위치에 배치될 수도 있다. 또한 오목부(21b)는, 직사각형구멍 이외의 구멍, 예를 들면 원형구멍일 수 있다. 요지는, 각 지지부(70)가 안착면(21S)의 내측에서 기판(S)을 지지할 수 있는 위치에 배치되면 된다. 또한 기판홀딩기구(20)는, 3개 이하의 지지부(70)을 구비할 수 있고, 5개 이상의 지지부(70)를 구비할 수도 있다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 각 지지부(70)는 1개의 방향을 따라 연장되는 기둥 형상을 갖고, 스테이지(21)의 안착면(21S)이 거의 수평 방향을 따른 상태일 때, 각 지지부(70)는 거의 연직 방향을 따라 연장되어 있다. 오목부(21b)의 저부는, 직사각형 형상을 갖는 평면이고, 지지부(70)의 기단부(70b)가 오목부(21b)의 저부에 위치하고, 지지부(70)는 오목부(21b)의 저부로부터 오목부(21b)의 개구를 향해 연장되어 있다. 지지부(70)는 오목부(21b)의 깊이와 거의 동일한 길이를 갖고, 지지부(70)의 선단부(70a)가 기판(S)의 비성막면에 접하고 있다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 지지부(70)의 선단부(70a)는 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 지지 흡착부(71)를 구비한다. 지지 흡착부(71) 이외의 지지부(70)의 부분은, 지지 흡착부(71)를 지지하는 지지기둥(72)이다. 지지부(70)가 지지 흡착부(71)를 구비하고 있기 때문에 기판(S)의 일부가 지지 흡착부(71)에 의해 흡착된다. 이 때문에, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)을 더욱 쉽게 홀딩할 수 있다. 지지 흡착부(71)는, 예를 들면 정전척이며, 상술한 흡착부(23)와 동일한 흡착 기능을 갖는 것이 바람직하다.

지지 흡착부(71)는, 지지부(70)의 선단부(70a)를 선단면으로서 갖는다. 이 때문에, 지지 흡착부(71)가 기판(S)의 비성막면에 직접 접하고, 결과적으로 기판(S)이 지지 흡착부(71)에 의해 쉽게 흡착될 수 있다.

지지 흡착부(71)가 지지부(70)의 지지기둥(72)의 내부에 위치하여, 지지기둥(72)이 기판(S)에 접하는 구성일 수 있고, 이러한 구성에서도, 지지 흡착부(71)가 기판(S)을 흡착할 수 있는 정도의 정전기력을 갖고 있으면 된다.

이상 설명한 바와 같이, 제3 실시형태에 의하면 이하에 기재된 효과를 얻을 수 있다.

(6) 지지부(70)가, 안착면(21S)보다 내측에 위치하는 기판(S)의 내측 부분에 접하기 때문에, 기판(S)의 내측 부분이 변형되는 것이 억제된다.

(7) 기판(S)의 일부가 지지 흡착부(71)에 의해서 흡착되므로, 안착면(21S)의 위치가 제1 위치(P1)와 제2 위치(P2) 사이에서 바뀔 때에도, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)을 호적하게 홀딩할 수 있다.

상술한 제3 실시형태는, 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수 있다.

기판홀딩기구(20)가 복수의 지지부(70)를 구비하는 구성이면, 복수의 지지부(70) 중, 일부의 지지부(70)만이 지지 흡착부(71)를 구비할 수도 있다.

지지부(70)가 구비하는 지지 흡착부(71)가 할애될 수 있다. 이러한 구성에서도, 기판홀딩기구(20)가 기판(S)의 비성막면에 접하는 지지부(70)를 구비하는 이상은, 상술한 (6)에 준한 효과를 얻을 수 있다.

기판홀딩기구(20)에서 온조부(24)가 할애될 수 있다. 이러한 구성에서도 기판홀딩기구(20)가 기판(S)의 비성막면에 접하는 지지부(70)를 구비하는 이상은, 상술한 (6)에 준하는 효과를 얻을 수 있다.

제3 실시형태 및 제3 실시형태의 변형예의 각각의 구성은, 제1 실시형태의 변형예 및 제2 실시형태의 변형예의 각각의 구성과 적절히 조합하여 실시할 수도 있다.

[제4 실시형태]

도 13 내지 도 15를 참조하여, 제4 실시형태의 성막 장치, 기판홀딩기구, 및 기판의 홀딩방법을 설명한다. 제4 실시형태에서는, 성막 장치의 일례인 스퍼터 장치와, 이러한 스퍼터 장치에 구비되는 기판홀딩기구를 설명한다. 제4 실시형태는, 상술한 제1 실시형태와 비교해, 기판홀딩기구가 클램프부를 구비하는 점이 다르다. 이 때문에 이하에서는 이러한 차이점을 상세하게 설명하는 한편, 제1 실시형태와 동일한 구성에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.

[기판홀딩기구의 구성]

도 13 내지 도 15를 참조하여 기판홀딩기구(20)의 구성을 설명한다. 도 13에서는 도시의 편의상 도 3과 동일하게, 기판홀딩기구(20)의 스테이지(21)의 평면 구조만을 나타내고, 기판홀딩기구(20)에 홀딩된 기판(S)의 외주부(Sa)를 2점 쇄선으로 나타내었다. 또한 도 13에서, 지면에 직교하는 방향의 상방이 연직 방향의 상방이다. 그리고 도 14에는, 클램프부와 기판을 기판의 단면(端面)과 대향하는 방향에서 본 구성으로서, 클램프부와 기판(S)의 일부와의 개략적인 구성을 확대하여 나타내었다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 기판홀딩기구(20)는 흡착부(23)를 구비하고, 흡착부(23)는, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치하는 상태에서, 기판(S)의 상단과 접하는 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)에 기판(S)을 정전적으로 흡착한다. 즉 안착면(21S)의 제1 측부(21Sa)에, 흡착부(23)의 흡착면이 노출되어 있다.

이로 인해, 기판(S)이 안착면(21S)에 안착되었을 때, 기판(S)에서의 비성막면의 일부와 흡착부(23)가 직접 면접촉 하기 때문에, 기판(S)이 흡착부(23)에 의해 쉽게 흡착된다. 제1 실시형태 등에서도 상술한 바와 같이, 흡착부(23) 전체가 스테이지(21)의 내부에 위치할 수도 있다.

기판홀딩기구(20)는, 상술한 바와 같이, 안착면(21S)을 거의 연직 방향을 따라 제1 위치(P1)에 위치시키는 기능을 갖고 있다. 기판홀딩기구(20)는, 제2 지지부의 일례인 클램프부(81)를 더 구비하고, 클램프부(81)는, 안착면(21S)이 거의 연직 방향을 따라 위치하는 상태에서, 기판(S)의 연직 방향의 하단(下端)에서, 기판(S)을 안착면(21S)을 향해 가압한다. 즉 클램프부(81)는 기판(S)의 가장자리에 접함으로 인해 기판(S)을 기계적으로 지지한다.

기판홀딩기구(20)는, 복수의 클램프부(81) 예를 들면 3개의 클램프부(81)를 구비하고, 3개의 클램프부(81)는 기판(S)의 하단에서 소정의 간격을 두고 늘어서 있다. 기판홀딩기구(20)는, 2개 이하의 클램프부(81)를 구비하는 구성일 수 있고, 4개 이상의 클램프부(81)을 구비하는 구성일 수도 있다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 클램프부(81)는 스테이지(21)에 대한 클램프부(81)의 위치를 바꾸는 위치 변경부에 의해, 클램프부(81)와 스테이지(21) 사이의 거리가 작은 홀딩 위치와, 클램프부(81)와 스테이지(21) 사이의 거리가 큰 비홀딩 위치로 바뀌어진다. 도 14에서는, 홀딩 위치에 위치하는 클램프부(81)가 실선으로 나타나는 한편, 비홀딩 위치에 위치하는 클램프부(81)가 2점 쇄선으로 나타나 있다.

기판(S)의 외주부(Sa)가 안착면(21S)에 안착될 때, 및 안착면(21S)으로부터 분리될 때, 클램프부(81)는 비홀딩 위치에 위치한다. 한편, 기판(S)이 스테이지(21)에 홀딩될 때 클램프부(81)는 홀딩 위치에 위치한다.

클램프부(81)가 홀딩 위치에 위치할 때, 기판(S)의 하단은 클램프부(81)에 접하고 있을 수도 있고, 기판(S)의 하단과 클램프부(81) 사이에 간극이 형성되어 있을 수도 있다. 기판(S)의 하단이 클램프부(81)와 접하는 구성에 따르면, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)의 하단이 클램프부(81)에 의해 지지되기 때문에 바람직하다. 또한 기판(S)이 자중(自重)에 의해 연직 방향에서의 하방으로 이동하려고 하더라도, 기판(S)의 하단이 클램프부(81)에 접하고 있기 때문에, 기판(S)의 위치가 하방을 향해 위치가 어긋나기 어렵다는 점에서 바람직하다.

[기판홀딩기구의 작용]

도 15를 참조하여 기판홀딩기구(20)의 작용을 설명한다. 도 15에서는, 도시의 편의상 안착면(21S)이 제2 위치(P2)에 위치할 때의 스테이지(21) 및 기판(S)을 2점 쇄선으로 나타내는 한편, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때의 스테이지(21) 및 기판(S)을 실선으로 나타내었다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 기판(S)에 막이 형성될 때, 안착면(21S)에 기판(S)의 외주부(Sa)가 안착된 상태에서, 변경부(22)가 안착면(21S)의 위치를 제2 위치(P2)로부터 제1 위치(P1)로 바꾼다. 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치할 때, 기판(S)은 거의 연직 방향을 따라 세워진 상태이기 때문에, 기판(S)의 자중이 기판(S)의 하단에 걸린다.

이 때, 기판(S)의 하단은 클램프부(81)에 의해 안착면(21S)으로 가압되는 동시에, 클램프부(81)에 의해 기계적으로 홀딩되고 있다. 그리고, 기판(S)의 하단면이 클램프부(81)에 접하고 있기 때문에, 기판(S)의 하단은, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치하더라도, 안착면(21S)이 제2 위치(P2)에 위치하고 있을 때보다 연직 방향에서의 하방으로 이동되지 않는다. 결과적으로, 안착면(21S)의 위치가 바뀜으로 인해 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

안착면(21S)이 제2 위치(P2)에 위치할 때, 기판(S)의 하단면과 클램프부(81) 사이에 간극이 형성되는 구성에서는, 안착면(21S)의 위치가 제2 위치(P2)로부터 제1 위치(P1)로 바뀌었을 때, 기판(S)의 하단이 기판(S)의 자중에 의해 연직 방향의 하방을 향해 이동하는 경우도 있다. 그러나 이러한 기판(S)의 이동은, 연직 방향에 있어서, 기판(S)의 하단면이 클램프부(81)에 접한 위치에서 멈추기 때문에 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 크게 바뀌는 것이 억제된다.

이상 설명한 바와 같이, 제4 실시형태에 의하면 이하에 기재된 효과를 얻을 수 있다.

(8) 기판(S)의 자중이 걸리는 하단이 클램프부(81)에 의해 기계적으로 홀딩되기 때문에, 만일 기판(S)이 연직 방향의 하방을 향해 이동하더라도, 연직 방향에 있어서, 기판(S)이 클램프부(81)와 접한 위치에서 기판(S)의 이동이 멈춘다. 이 때문에, 안착면(21S)에 대한 정전기적인 홀딩력과, 안착면(21S)에 대한 기계적인 홀딩력이 1개의 기판(S)에 대해 작용하므로, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치가 바뀌는 것이 억제된다.

상술한 제4 실시형태는, 이하와 같이 적절히 변경하여 실시할 수도 있다.

기판(S)에의 막의 형성 전에, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1)에 위치시킨 상태에서, 흡착부(23)가 기판(S)의 흡착을 일단 해제한 후, 다시 기판(S)을 흡착할 수 있다. 이로 인해, 예를 들면 기판(S)의 하단면과 클램프부(81) 사이에 간극이 형성된 상태에서 기판(S)이 흡착된 경우에, 흡착부(23)가 기판(S)의 흡착을 일단 해제함으로써, 기판(S)의 하단면을 클램프부(81)에 접촉시킬 수 있게 된다. 이 때문에, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치를 클램프부(81)를 이용하여 소정의 위치로 맞출 수 있게 된다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 흡착부(91)는 클램프부(81)와 겹치는 부분 이외에 기판(S)의 하단과 접하는 안착면(21S)의 부분에서, 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 구성일 수 있다. 즉 기판(S)의 외주부(Sa) 중 하단이, 클램프부(81)와 흡착부(91)의 양방에 의해 안착면(21S)에 홀딩되는 구성일 수도 있다.

그리고 흡착부(91)는, 기판(S)의 하단에 접하는 안착면(21S)의 제2 측부(21Sb)에서, 클램프부(81)와 겹치는 부분 이외의 부분을 커버하도록 배치될 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 안착면(21S)이 제1 위치(P1)에 위치하고 있을 때, 안착면(21S)의 일부에서 연직 방향을 따라 클램프부(81)와 흡착부(91)의 일부가 늘어서 있다. 이 때문에, 기판(S)의 하단의 일부가 클램프부(81)로만 지지되는 구성과 비교해, 안착면(21S)의 위치가 바뀌더라도, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 하단의 위치가 변하기 어려워진다.

클램프부(81)와 흡착부(91)는, 기판(S)의 하단을 따라 늘어선 구성일 수도 있다. 이러한 구성에서도, 기판(S)의 하단이 클램프부(81)로만 지지되는 구성과 비교해, 안착면(21S)의 위치가 바뀜에 따라, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 하단의 위치가 변하기 어려워진다.

이러한 구성에서는, 기판(S)에의 막의 형성 전에, 변경부(22)가 안착면(21S)을 제1 위치(P1)에 위치시킨 상태에서, 흡착부(23, 91)가 기판(S)의 흡착을 일단 해제한 후, 다시 기판(S)을 흡착할 수 있다. 이로 인해, 예를 들면 기판(S)의 하단면과 클램프부(81) 사이에 간극이 형성된 상태에서 기판(S)이 흡착된 경우에, 흡착부(23)가 기판(S)의 흡착을 일단 해제함으로써, 기판(S)의 하단면을 클램프부(81)에 접촉시킬 수 있게 된다. 이 때문에, 안착면(21S)에 대한 기판(S)의 위치를 클램프부(81)를 이용하여 소정의 위치로 맞출 수 있게 된다.

또한, 흡착부(91)만이 기판(S)의 흡착을 일단 해제한 후, 다시 기판(S)을 흡착할 수도 있다. 이와 같이, 기판(S)이 안착면(21S)으로부터 돌출되는 상태로 흡착부(23)에 의해 흡착되는 구성에 있어서, 흡착부(91)에 의한 기판(S)의 흡착을 일단 해제함으로써, 안착면(21S)에 안착된 기판(S)을 변형 없이 흡착할 수 있게 된다.

기판홀딩기구(20)는, 기판(S)의 상단을 안착면(21S)을 향해 가압하는 상단 클램프부를 더 구비할 수도 있고, 기판(S)의 측단(우단 또는 좌단)을 안착면(21S)을 향해 가압하는 측단 클램프부(우단 클램프부 또는 좌단 클램프부)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상단 클램프부를 구비하는 구성에서는, 기판(S)의 상단을 따라 상단 클램프부와 흡착부가 늘어선 구성일 수 있다. 또한 흡착부가, 상단 클램프부와 겹치는 부분 이외에 기판(S)의 상단과 접하는 안착면(21S)의 부분(제1 측부(21Sa)) 전체에서, 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 구성일 수도 있다. 그리고, 측단 클램프부를 구비하는 구성에서는, 기판(S)의 측단을 따라 측단 클램프부와 흡착부가 늘어선 구성일 수도 있다. 또한 흡착부가, 측단 클램프부와 겹치는 부분 이외에 기판(S)의 측단과 접하는 안착면(21S)의 부분(제2 측부(21Sc) 또는 제3 측부(21Sd)) 전체에서, 기판(S)을 정전적으로 흡착하는 구성일 수도 있다.

상술한 클램프부(81)에 더하여 상단 클램프부를 더 구비하는 구성일 경우, 클램프부(81)와 상단 클램프부가 제2 지지부의 일례이고, 클램프부(81)에 더하여 측단 클램프부를 구비하는 구성일 경우, 클램프부(81)와 측단 클램프부가 제2 지지부의 일례이다.

기판홀딩기구(20)는, 상술한 제4 실시형태에서의 클램프부(81)를 구비하지 않는 한편, 상단 클램프부 및 측단 클램프부의 적어도 일방을 구비하는 구성일 수 있다. 이러한 구성에서는, 상단 클램프부 및 측단 클램프부의 적어도 일방이, 제2 지지부의 일례이다.

제2 지지부는, 상술한 클램프부(81)와 같이, 기판(S)을 안착면(21S)으로 가압함으로써, 스테이지(21)의 안착면(21S)과의 사이에 기판(S)을 끼우는 구성에 한정되지 않고, 안착면(21S)으로 기판(S)을 가압하지 않고, 기판(S)의 가장자리에 접함으로써, 기판(S)의 가장자리를 기계적으로 지지하는 구성일 수 있다. 이러한 구성에서도, 제2 지지부는, 기판(S)의 가장자리를 지지함으로써, 스테이지(21)의 대향면(21a)을 따라 기판(S)의 위치가 바뀌는 것을 억제할 수 있다. 또한 제2 지지부는, 기판(S)의 가장자리가 안착면(21S)으로부터 떨어져 변형되는 것을 억제하는 부분을 구비하는 것이 보다 바람직하다.

여기서, 기판(S)에 막이 형성될 때, 기판(S)에 대한 입열에 의해 기판(S)의 가장자리가, 안착면(21S)으로부터 들뜨듯이 열변형되는 경우가 있다. 상술한 바와 같이, 제2 지지부가 안착면(21S)에서 떨어져 변형되는 것을 억제하는 부분을 구비하고 있으면, 기판의 가장자리가 들뜨는 것이 억제된다.

제2 지지부를 구비하는 구성에서는, 기판(S)의 자세가 변경됨에 수반되어 기판홀딩기구(20)에 대한 기판(S)의 위치가 어긋나는 것이, 흡착부(23)와 제2 지지부의 양방에 의해 억제된다.

제4 실시형태 및 제4 실시형태의 변형예의 각각의 구성은, 제1 실시형태의 변형예, 제2 실시형태, 제2 실시형태의 변형예, 제3 실시형태, 및 제3 실시형태의 변형예의 각각의 구성과 적절히 조합하여 실시할 수도 있다.

10 스퍼터 장치, 11 반송 챔버, 12 로드락 챔버, 13 스퍼터 챔버,
13a 진공조, 14 게이트 밸브, 15 캐소드, 16 반송 로봇, 20,40,50 기판홀딩기구, 21 스테이지, 21a 대향면, 21b 오목부, 21c 홈부, 21c1,24c 수로,
21c2 뚜껑용 홈, 21d 온조 부분, 21S,41S,51S 안착면, 22 변경부, 23,91 흡착부, 24 온조부, 24a 뚜껑 부재, 24b 기체, 31 백킹 플레이트, 32 타겟,
41,51 트레이, 42 반송부, 52 반전부, 61 패드, 70 지지부, 70a 선단부,
70b 기단부, 71 지지 흡착부, 72 지지기둥, 81 클램프부, S 기판, Sa 외주부,
Sp 스퍼터 입자.

Claims (18)

1. 기판의 외주부가 안착되는 안착면을 갖고 상기 안착면상에 상기 기판을 홀딩하는 홀딩부로서, 상기 안착면의 위치를, 제1 위치와, 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 바꾸는 상기 홀딩부를 구비하고,
   상기 홀딩부는,
   상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 흡착부를 구비하는, 기판홀딩기구.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판의 온도를 조절하는 온조부를 더 구비하고,
   상기 안착면은 환 형상을 갖고,
   상기 온조부는, 상기 안착면의 내측에 위치하는, 기판홀딩기구.
3. 제2항에 있어서,
   상기 온조부는, 상기 안착면의 내측에 위치하여 상기 기판으로부터 떨어져 구성되어 있는, 기판홀딩기구.
4. 제2항에 있어서,
   상기 온조부는, 상기 안착면의 내측에 위치하여 상기 기판에 접하도록 구성되어 있는, 기판홀딩기구.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 안착면의 내측에 배치되어, 상기 기판을 지지하는 제1 지지부를 더 구비하는, 기판홀딩기구.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제1 지지부는, 상기 기판에 접하는 선단부를 구비하고,
   상기 선단부는, 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 지지 흡착부를 구비하는,
   기판홀딩기구.
7. 제1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 홀딩부는, 상기 기판의 가장자리를 기계적으로 지지하는 제2 지지부를 더 구비하는, 기판홀딩기구.
8. 기판을 향해 성막종을 방출하는 성막부와,
   상기 기판의 외주부가 안착되는 안착면을 갖고 상기 안착면상에 상기 기판을 홀딩하는 홀딩부로서, 상기 안착면의 위치를, 상기 성막부와 대향하는 제1 위치와, 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 바꾸는 상기 홀딩부, 를 구비하고,
   상기 홀딩부는,
   상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 흡착부를 구비하는, 성막 장치.
9. 기판의 홀딩방법으로서,
   제1 위치와 상기 제1 위치와는 다른 제2 위치와의 사이에서 위치를 변경할 수 있는 안착면상에 상기 기판의 외주부를 안착시키는 것,
   상기 안착면의 적어도 일부에 상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것을 구비하는 기판의 홀딩방법.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은, 상기 안착면의 적어도 2개소에서 상기 기판의 외주부를 흡착하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은,
    상기 안착면의 적어도 2개소 중 하나에서 상기 기판의 외주부의 흡착을 개시하는 것,
    상기 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착이 이루어지는 상태가 될 때까지, 상기 흡착을 개시한 개소에서 상기 흡착을 유지한 채로, 상기 적어도 2개소의 각각에서의 상기 흡착을 차례로 개시하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
12. 제10항에 있어서,
    상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은,
    상기 안착면의 적어도 2개소 모두에서 상기 기판의 외주부의 흡착을 개시하는 것,
    상기 흡착을 개시한 후, 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은,
    상기 안착면의 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착이 이루어지고 있는 상태에서 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것,
    상기 흡착을 해제한 개소에서 상기 흡착을 재개함으로써 상기 적어도 2개소 모두에서 상기 흡착을 실시하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 안착면이 상기 제2 위치에 있을 때 상기 안착면상에 수취되고, 상기 안착면이 상기 제1 위치에 있을 때 성막이 이루어지는 것이고,
    상기 기판을 정전적으로 흡착하는 것은,
    상기 안착면이 상기 제2 위치에 있을 때, 상기 안착면의 적어도 2개소의 하나 또는 모두에서 상기 흡착을 개시하는 것,
    상기 안착면이 상기 제2 위치 또는 상기 제1 위치에 있을 때, 상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은,
    상기 기판이 성막되기 전, 상기 기판이 성막되고 있는 동안, 및 상기 기판이 성막 된 후 중 적어도 하나에서, 상기 안착면의 상기 제1 위치에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 기판이 성막 되어 상기 안착면이 상기 제1 위치에서 상기 제2 위치로 되돌려진 후, 상기 안착면의 적어도 2개소에서의 상기 흡착을 차례로 해제하는 것을 구비하는, 기판의 홀딩방법.
17. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은,
    상기 안착면의 적어도 2개소 중 하나에서 상기 흡착을 유지하면서, 상기 적어도 2개소 중 적어도 하나의 남은 개소에서 상기 흡착을 해제하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.
18. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안착면의 적어도 2개소 중 적어도 하나에서 상기 흡착을 해제하는 것은,
    상기 흡착이 해제되어 있는 동안, 상기 기판의 상기 외주부를 클램프부에 의해 기계적으로 홀딩하는 것을 포함하는, 기판의 홀딩방법.

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