JP4607292B2 - 基板処理装置及び静電吸着ステージ用電源ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置等において対象物を静電吸着する静電吸着ステージに関し、特に、そのような静電吸着ステージに電圧を供給する電圧供給系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子デバイスや液晶ディスプレイ等の表示デバイスの製造においては、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置が多用されている。このような基板処理装置は、処理チャンバー内の所定位置に基板を保持するため、基板を静電気によって吸着して保持する静電吸着ステージを備えている場合が多い。
【０００３】
図３は、このような静電吸着ステージを備えた従来の基板処理装置の正面概略図である。静電吸着ステージ１は、排気系２１及びガス導入系２２を備えた処理チャンバー２内に設けられている。静電吸着ステージ１は、表面の吸着面である誘電ブロック１１を有しており、誘電体ブロック１１内に一対の吸着電極１２，１３を有している。そして、一対の吸着電極１２，１３に所定の電圧を供給する電圧供給系３が設けられている。電圧供給系３は、一方の吸着電極（以下、＋側電極）１２に正の電圧を供給する正電圧供給部３１と、他方の吸着電極（以下、−側電極）１３に負の電圧を供給する負電圧供給部３２とを有している。
【０００４】
正電圧供給部３１は、商用交流入力を正の直流電圧に変換する＋側ＤＣコンバータ３１１と、＋側ＤＣコンバータ３１１の出力が入力される＋側トランジスタ３１２と、＋側トランジスタ３１２を制御する＋側制御回路３１３とから主に構成されている。負電圧供給部３２も同様であり、商用交流入力を負の直流電圧に変換する−側ＤＣコンバータ３２１と、−側ＤＣコンバータ３２１の出力が入力される−側トランジスタ３２２と、−側トランジスタ３２２を制御する−側制御回路３２３とから主に構成されている。＋側制御回路３１３及び−側制御回路３２３によって制御しながら、＋側電極１２及び−側電極１３に正負の直流電圧を供給すると、誘電体ブロック１１に誘電分極が生じ、吸着面に静電気が誘起されて基板９が静電吸着される。
【０００５】
このような静電吸着ステージ１を備えた基板処理装置では、ある程度の回数の処理を繰り返した後、静電吸着ステージ１の吸着面をクリーニングする必要が生じる。即ち、基板９の裏面に付着していた異物が吸着面に移動して付着したり、基板９の裏面が傷つけられて生じたゴミが吸着面に残留付着していたりする場合がある。このような異物やゴミ等が付着している状態で基板９を静電吸着しようとしても、基板９と吸着面との間の密着性が悪いために、基板９が吸着面に充分吸着されない。このような問題を未然に防止するため、吸着面のクリーニングが行えるようになっている。
【０００６】
吸着面のクリーニングは、処理チャンバー２内を大気に開放することなく行う必要があるため、プラズマクリーニングの手法が通常採用される。プラズマクリーニングは、高周波放電により形成したプラズマの作用により行われる。即ち、電圧供給系３は、静電吸着ステージ１に高周波電圧も供給できるよう構成されている。
【０００７】
より具体的に説明すると、上述した正電圧供給部３１及び負電圧供給部３２に対して並列に高周波電圧供給部３３が設けられている。高周波電圧供給部３３は、商用交流入力を所定の直流電圧に変換する高周波用ＤＣコンバータ３３１と、高周波用ＤＣコンバータ３３１の出力が入力される高周波用トランジスタ３３２と、高周波用トランジスタ３３２を制御する高周波用制御回路３３３とから主に構成されている。高周波用制御回路３３３は、高周波発振器３３４から入力される高周波の振幅を制御して高周波用トランジスタ３３２のベースに入力するようになっている。高周波用トランジスタ３３２は、高周波用ＤＣコンバータ３３１からの直流電圧を所定の振幅の高周波電圧に変換して出力する。
【０００８】
図３に示すように、高周波用トランジスタ３３２の出力電圧は、バイアス用コンデンサ３３５を介して、一対の吸着電極１２，１３に並列に供給される。処理チャンバー２内にガス導入系２１によって所定のガスが導入されている状態で、一対の吸着電極１２，１３に高周波電圧が供給されると、静電吸着ステージ１を臨む空間に高周波放電が生じてプラズマが形成される。そして、バイアス用コンデンサ３３５の作用により、負の直流分の電圧である自己バイアス電圧が静電吸着ステージ１に与えられ、プラズマ中のイオンが加速されて吸着面を衝撃し、異物やゴミが弾き出される。
【０００９】
尚、反射波の防止等のため、高周波電圧供給部３３と静電吸着ステージ１との間には整合器３３６が設けられている。また、高周波電圧供給部３３が発生させる高周波が正電圧供給部３１及び負電圧供給部３２に伝搬すると、回路素子が壊れたり性能に障害が出たりするので、高周波フィルタ３４が設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の基板処理装置では、静電吸着ステージ１への電圧供給系３の構成として、正負の電圧供給部３１，３２とは別に高周波電圧供給部３３が設けられているため、電圧供給系３の構成が大がかりであるという欠点がある。加えて、整合器３３６等を途中に介在させており、さらに構造的に複雑になっている。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、静電吸着ステージへの電圧供給系の構造を簡略化し、部品点数の削減等によりコストを低減させる技術的意義を有する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、処理チャンバーと、
静電気によって基板を吸着して処理チャンバー内の所定位置に基板を保持する静電吸着ステージとを備えた基板処理装置であって、
前記静電吸着ステージは、表面が吸着面である誘電体ブロックと吸着電極とを有するとともに、前記吸着電極に所定の電圧を供給する電圧供給系が設けられており、前記電圧供給系は、入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、を備え、前記電圧供給系は、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっているという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記制御素子は、トランジスタであり、前記トランジスタに入力される直流電圧を発生させるＤＣコンバータを備えるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記電圧供給系は、整合器が不要な程度に高い出力インピーダンスで高周波電圧を供給するものであるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記電圧供給系は、一つの電源ボックス内に収められているという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記制御素子には前記吸着電極に供給される電圧がフィードバックされるようになっており、前記吸着電極に供給される電圧が負帰還制御されるものであるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記処理チャンバーに、ガスを導入するためのガス導入系が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記処理チャンバーに、ガスを導入するためのガス導入系が設けられているという構成を有する。請求項７記載の発明は、対象物を静電気により吸着する静電吸着ステージに設けられた吸着電極に直流電圧及び高周波電圧を選択的に供給する静電吸着ステージ用電源ユニットであって、入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、を備え、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっているという構成を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。本願発明は、どのような処理を行う装置についても適用が可能であるが、以下の説明では、一例としてスパッタリングを行う装置を採り上げる。図１は、本願発明の実施形態の基板処理装置の正面概略図である。図１に示す装置は、排気系２１及びガス導入系２２を備えた処理チャンバー２と、処理チャンバー２内の所定位置に基板９を保持する静電吸着ステージ１と、静電吸着ステージ１に所定の電圧を供給する電圧供給系３と、ターゲット４１及び磁石機構４２とからなるカソード４と、カソード４に電圧を印加してスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源５とから主に構成されている。
【００１３】
処理チャンバー２は気密な真空容器であり、不図示のゲートバルブを介して不図示のロードロックチャンバーが接続されている。ガス導入系２１は、アルゴン等のスパッタ率の高いガスを導入するようになっている。
ターゲット４１は、被スパッタ面を処理チャンバー２内に露出されせて設けられている。ターゲット４１は、基板９の表面に作成する薄膜の材料で形成されている。ターゲット４１は、絶縁材４１１を介して処理チャンバー２の開口を気密に塞ぐように設けられている。
【００１４】
磁石機構４２は、マグネトロンスパッタリングを可能にするものである。磁石機構４２は、中央磁石４２１と、中央磁石を取り囲む周辺磁石４２２と、中央磁石４２１及び周辺磁石４２２をつなぐヨーク４２３とから構成されている。スパッタ電源５は、負の直流電圧又は高周波電圧をターゲット４１に印加するようになっている。
【００１５】
静電吸着ステージ１は、ステージ本体１０と、ステージ本体１０に固定した誘電体ブロック１１と、誘電体ブロック１１内に設けた一対の吸着電極１２，１３とから成る構成である。誘電体ブロック１１の表面が、吸着面である。一対の電極１２，１３を、同様に、＋側電極１２、−側電極１３とする。尚、静電吸着ステージ１のステージ本体１０内には、基板９を加熱して温度制御するヒータ１４が設けられている。ヒータ１４に代え、又はヒータ１４に加えて、冷媒を流通させて基板９を冷却する冷却機構が必要に応じて設けられる。
また、静電吸着ステージとターゲット４１との間の空間を取り囲むようにして、防着シールド６が設けられている。防着シールド６は、基板９の表面以外の不必要な場所へのスパッタ粒子の付着を防止するものである。
【００１６】
さて、本実施形態の特徴点である静電吸着ステージ１への電圧供給系３について図２を使用して説明する。図２は、図１に示す電圧供給系３のより詳細な構成について示す図である。図２示す電圧供給系３は、一つの電源ボックス３００内に収められている。
【００１７】
電源ボックス３００には、二つの商用交流入力部３０１，３０２が設けられている。二つの商用交流入力部３０１，３０２には、不図示のメインスイッチを経由して５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの２００Ｖの商用交流電圧が入力されるようになっている。また、電源ボックス３００には、＋側出力端子３０３、＋側帰還端子３０４、−側出力端子３０５及び−側帰還端子３０６が設けられている。
電圧供給系３は、＋側出力端子３０３から静電吸着ステージ１内の＋側電極１２に所定の正の直流電圧又は高周波電圧を出力する＋側供給部３５と、−側端子から静電吸着ステージ１内の−側電極１３に所定の負の直流電圧又は高周波電圧を出力する−側供給部３６とから成っている。両者の構成は、ほぼ同様である。
【００１８】
＋側供給部３５は、一方の商用交流入力部３０１からの電圧を直流電圧に変換する＋側ＤＣコンバータ３５１と、＋側ＤＣコンバータ３５１の出力が入力される＋側トランジスタ３５２と、＋側トランジスタ３５２を制御する二つの制御回路３５３，３５４と、二つの制御回路３５３，３５４を切り替える＋側スイッチ３５５とから主に構成されている。
＋側ＤＣコンバータ３５１は、一方の商用交流入力部３０１からの交流電圧を所定の正の直流電圧に変換するよう構成されている。＋側トランジスタ３５２は、ｎｐｎ型のジャンクション形トランジスタ又はｎ形チャンネルのＴＦＴで構成されている。＋側トランジスタ３５２のエミッタ（又はドレイン）は、＋側出力端子３０３につながっている。
【００１９】
二つの制御回路のうちの一方３５３は、＋側出力端子３０３に正の直流電圧を出力する際に使用されるもの（以下、この制御回路を＋側直流用制御回路と呼ぶ）。＋側直流用制御回路３５３は、第一制御用直流電源回路３５６（正）からの入力を得て、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に制御用の電圧を出力するようになっている。＋側直流用制御回路３５３は、オペアンプ等を使用した制御回路であり、電源ボックス３００の外面に設けられた不図示の操作部によって操作されるようになっている。
【００２０】
また、もう一方の制御回路３５４は、＋側出力端子３０３に高周波電圧を出力する際に使用されるもの（以下、この制御回路を＋側高周波用制御回路と呼ぶ）。＋側高周波用制御回路３５４は、第二制御用直流電源回路３５７（正）からの入力を得て、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に制御用の高周波電圧を出力するようになっている。
【００２１】
また、＋側高周波用制御回路３５４に入力する高周波を発生させる高周波発振器３７が設けられている。高周波発振器３７は、発振周波数が可変のものである。＋側高周波用制御回路３５４は、第二制御用直流電源回路３５７を電源電圧とし、高周波発振器３７からの高周波の振幅を制御して＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に入力するようになっている。
【００２２】
＋側帰還端子３０４には、静電吸着ステージ１内の＋側電極１２に供給されている電圧がそのまま帰還される。この帰還電圧は、図２に示すように、＋側出力端子３０３から出力される電圧と比較され、その結果が＋側直流用制御回路３５３及び＋側高周波用制御回路３５４にそれぞれ入力されるようになっている。即ち、出力電圧が負帰還制御されるようになっている。
【００２３】
−側供給部３６は、他方の商用交流入力部３０２からの電圧を直流電圧に変換する−側ＤＣコンバータ３６１と、−側ＤＣコンバータ３６１の出力が入力される−側トランジスタ３６２と、−側トランジスタ３６２を制御する二つの制御回路３６３，３６４と、二つの制御回路３６３，３６４を切り替える−側スイッチ３６５とから主に構成されている。
【００２４】
−側ＤＣコンバータ３６１は、＋側ＤＣコンバータ３５１と絶対値が等しい負の直流電圧を出力するようになっている。−側トランジスタ３６２は、ｐｎｐ型のジャンクション形トランジスタ又はｐ形チャンネルのＴＦＴである。二つの制御回路のうちの一つ３６３は、第三制御用直流電源回路３６６（負）からの入力を得て−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に制御用の負の直流電圧を制御して入力するもの（以下、−側直流用制御回路）である。他方の制御回路３６４は、第四制御用直流電源回路３６７（負）からの入力を得るとともに、高周波発振器３７からの高周波の振幅を制御して−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に入力するもの（以下、−側高周波用制御回路）である。
そして、同様に、−側電極１３に供給されている電圧が−側帰還端子３０６を経由して−側直流用制御回路３６３及び−側高周波用制御回路３６４にフィードバックされる。
【００２５】
次に、上記構成に係る電圧供給系３の動作について説明する。
まず、基板９の静電吸着のため、一対の吸着電極１２，１３に直流電圧を供給する場合、＋側スイッチ３５５を操作して＋側直流用制御回路３５３を＋側トランジスタ３５２に接続するとともに−側スイッチ３６５を操作して−側直流用制御回路３６３を−側トランジスタ３６２に接続する。この状態で、不図示のメインスイッチをオンにすると、＋側ＤＣコンバータ３５１から出力される正の直流電圧は、＋側トランジスタ３５２で増幅されて＋側出力端子３０３から出力され、−側ＤＣコンバータ３６１から出力される負の直流電圧は、−側トランジスタ３６２で増幅されて−側出力端子３０５から出力される。
【００２６】
この際、＋側直流用制御回路３５３は、不図示の操作部からの信号に応じて、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に与える電圧を制御する。同様に、−側直流用制御回路３６３は、−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に与える電圧を制御する。また、＋側電極１２への供給電圧が＋側帰還端子３０４を経由してフィードバックされて＋側トランジスタ３５２が負帰還制御されるとともに、−側電極１３への供給電圧が−側帰還端子３０６を経由してフィードバックされて−側トランジスタ３６２が負帰還制御される。
【００２７】
また、静電吸着ステージ１のクリーニングのため、一対の吸着電極１２，１３に高周波電圧を印加する場合、メインスイッチがオフの状態で、＋側スイッチ３５５を操作して＋側高周波用制御回路３５４を＋側トランジスタ３５２に接続するとともに−側スイッチ３６５を操作して−側高周波用制御回路３６４を−側トランジスタ３６２に接続する。この状態で、メインスイッチをオンにすると、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）には高周波が印加されているので、＋側ＤＣコンバータ３５１から出力される正の直流電圧は、＋側トランジスタ３５２で所定の高周波電圧に変換されて＋側出力端子３０３から出力される。また、同様に、−側ＤＣコンバータ３６１から出力される負の直流電圧は、−側トランジスタ３６２で所定の高周波に変換されて−側出力端子３０５から出力される。
【００２８】
この際、＋側高周波用制御回路３５４は、不図示の操作部からの信号に応じて、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に与える高周波電圧を制御する。同様に、−側高周波用制御回路３６４は、−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に与える高周波電圧を制御する。また、同様に、＋側帰還端子３０４及び−側帰還端子３０６からの信号により、＋側トランジスタ３５２及び−側トランジスタ３６２がそれぞれ負帰還制御される。
【００２９】
上述した電圧供給系３の構成において、高周波発振器３７、高周波用制御回路３５４，３６４、トランジスタ３５２，３６２、及びＤＣコンバータ３５１，３６１は、いわゆる高周波電源を構成している。本実施形態の特徴点は、この高周波電源が、整合器が不要になるよう、通常の高周波電源に比べて非常に高い出力インピーダンスとなっている点である。
即ち、通常の高周波電源の出力インピーダンスは５０Ω程度である。この場合、静電吸着ステージ１等の負荷側のインピーダンスを５０Ωになるよう設計しても、静電吸着ステージ１等の各部の製造上のバラツキ等から、実際には５０Ωから大きくずれてしまう。従って、整合器に設けた調整部を操作してインピーダンスを調整し、負荷側全体のインピーダンスをマッチングさせることが必要になる。
【００３０】
一方、本実施形態の装置では、出力インピーダンス（具体的には、出力端子から電源側の特性インピーダンス）は、５００Ωの設計となっている。そして、静電吸着ステージ１等の負荷側の各部は、全体のインピーダンスが５００Ωになるよう設計されている。静電吸着ステージ１等の各部の製造上のバラツキ等からくるインピーダンスのずれは、５００Ωという高インピーダンスに比べると、無視できる程小さい。従って、本実施形態では、マッチングは不要であり、整合器は設けられていない。どの程度の高インピーダンスの設計にしておけば整合器が不要になるかは、高周波の周波数等にもよるので一概に言えないが、例えば１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の周波数帯においては、４００Ω以上の設計にしておけば良い。
【００３１】
尚、スイッチ３５５，３６５は、直流用制御回路３５３，３５４と高周波用制御回路３５４，３６４とを同時にトランジスタ３５２，３６２に接続することはないので、高周波発振器３７が発振する高周波により直流用制御回路３５３，３６３が損傷を受けることはない。但し、ＤＣコンバータ３５１，３６１の損傷があり得るので、トランジスタ３５２，３６２とＤＣコンバータ３５１，３６１の間には、高周波を除去するフィルタが設けられることが好ましい。また、＋側供給部３５からの高周波と−側供給部３６からの高周波との位相差が問題となるときは、両者を同期させる同期回路が必要に応じて設けられる。
【００３２】
次に、本実施形態の装置の全体の動作について説明する。
処理対象である基板９は、大気側から不図示のロードロックチャンバーに搬入される。ロードロックチャンバー及び処理チャンバー２が所定の真空圧力まで排気された後、不図示のゲートバルブが開けられ、不図示の搬送系により基板９は処理チャンバー２内に搬入され、静電吸着ステージ１の上に載置される。
そして、電圧供給系３が動作し、上述したように＋側電極１２に正の直流電圧が供給され、−側電極１３に負の直流電圧が供給される。この結果、誘電体ブロック１１に誘電分極が生じ、基板９が静電吸着される。
【００３３】
次に、ガス導入系２１が動作して所定のガスが所定の流量で導入される。この状態で、スパッタ電源５が動作し、スパッタ放電を生じさせてターゲット４１をスパッタする。スパッタにより放出されたターゲット４１の材料の粒子（スパッタ粒子）が、基板９の表面に達して堆積し、この堆積が重なって薄膜が作成される。
【００３４】
薄膜が所定の厚さになるまでスパッタを行った後、スパッタ電源５及びガス導入系２１の動作を止める。そして、電圧供給系３のメインスイッチを止めて静電吸着ステージ１への電圧供給を停止させる。その後、基板９を静電吸着ステージ１から取り去り、ロードロックチャンバーを経由して大気側に取り出す。尚、基板９を静電吸着ステージ１から取り去る際、必要に応じて、＋側電極１２及び−側電極１３に静電吸着時とは逆極性の電圧を供給して電荷の消滅を促進させる。
【００３５】
上記説明から解る通り、本実施形態では、静電吸着ステージ１への電圧供給系３の構成として、一対の吸着電極１２，１３に正負の直流電圧を供給する直流電圧供給部と高周波電圧を供給する高周波電圧供給部とを合体させている。即ち、静電吸着ステージ１に供給される直流電圧と高周波電圧は、同じトランジスタ３５２，３６２によって制御されており、そのトランジスタ３５２，３６２に直流電圧を供給するＤＣコンバータ３５１，３６１も共通化されている。そして、トランジスタ３５２，３６２に対しては、スイッチ３５５，３６５によって切り替えて直流電圧制御と高周波電圧制御とを行うようになっている。従って、前述した従来の電圧供給系３に比べると、多くの部品や回路が共通化され、構造が簡略化されている。
【００３６】
そして、部品点数が少ないことから装置の製造コストも安価になる。また、メンテナンスの対象箇所も少なくなることから、メンテナンスも容易であり、ランニングコストも安くなる。また、前述したように、整合器が無いため、電圧供給系３の構成は、さらに簡略化されたものとなっている。
また、本実施形態では、電圧供給系３全体が一つの電源ボックス３００内に収められているので、この点で構造がさらに簡略化されていて装置全体がシンプルになるとともに、取り扱いが容易である。さらに、本実施形態では、一対の吸着電極１２，１３に供給する電圧がフィードバックされて負帰還制御されるので、供給する電圧が所望の値に高い精度で維持される。
【００３７】
また、静電吸着ステージ用電源ユニットの発明の実施形態としては、前述した基板処理装置の実施形態における電圧供給系３の構成をそのまま採用することができる。従って、詳細な説明は省略する。
上述した構成では、制御素子としてトランジスタ３５２，３６２が使用されたが、オペアンプや集積回路等を使用しても良い。また、直流用制御回路３５３，３６３及び高周波用制御回路３５４，３６４は、トランジスタ３５２，３６２のベース（又はゲート）に接続されたが、コレクタ（又はソース）等に接続しても良い。この場合、ＤＣコンバータ３５１，３６１の出力は、ベース（又はゲート）に接続する。
【００３８】
尚、図２に示す構成において、第一第二制御用直流電源回路３５６，３５７は、一つの回路で兼用することができるし、第三第四制御用直流電源回路３６６，３６７も、一つの回路で兼用することができる。また、＋側ＤＣコンバータ３５１の出力を利用して＋側直流用制御回路３５３及び＋側高周波用制御回路３５４の電源電圧とすることができるし、−側ＤＣコンバータ３６１の出力を利用して−側直流用制御回路３６３及び−側高周波用制御回路３６４の電源電圧とすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、一対の吸着電極１２，１３を用いたいわゆる双極型の静電吸着ステージであったが、一つの吸着電極のみを用いたいわゆる単極型の静電吸着ステージでも良い。この場合、一つの吸着電極には、正又は負の直流電圧が供給される。さらに、一対の吸着電極を多数設けた多極型の静電吸着ステージでも良い。
上記説明では、基板処理の例としてスパッタリングを採り上げたが、ＣＶＤ（化学蒸着）等の他の成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等、各種の基板処理を行う装置に、本願発明は適用が可能である。また、基板９の例としては、ＬＳＩ用の半導体ウェーハの他、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用のガラス基板等が挙げられる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１又は６記載の発明によれば、直流電圧供給部と高周波電圧供給部が、スイッチによって切り替えながら同一の制御素子を使用して供給電圧を制御するようになっているので、部品や回路が共通化され、構造が簡略化される。部品点数が少ないことから装置の製造コストも安価になる。また、メンテナンスの対象箇所も少なくなることから、メンテナンスも容易であり、ランニングコストも安くなる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、ＤＣコンバータも直流電圧供給部と高周波電圧供給部とに兼用されているので、この点でさらに構造が簡略化され、製造コスト及びランニングコストも安くなる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、整合器が不要になるので、この点でさらに構造が簡略化される。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、電圧供給系が一つの電源ボックス内に収められているので、この点でさらに構造が簡略化され、また取り扱いが容易になる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、吸着電極に供給する電圧がフィードバックされて負帰還制御されるので、供給する電圧が所望の値に高い精度で維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態の基板処理装置の正面概略図である。
【図２】図１に示す電圧供給系３のより詳細な構成について示す図である。
【図３】静電吸着ステージ１を備えた従来の基板処理装置の正面概略図である。
【符号の説明】
１ 静電吸着ステージ
１０ ステージ本体
１１ 誘電体ブロック
１２ 吸着電極
１３ 吸着電極
１４ ヒータ
２ 処理チャンバー
２１ 排気系
２２ ガス導入系
３ 電圧供給系
３００ 電源ボックス
３０１ 商用交流入力部
３０２ 商用交流入力部
３０３ ＋側出力端子
３０４ ＋側帰還端子
３０５ −側出力端子
３０６ −側帰還端子
３５ ＋側供給部
３５１ ＋側ＤＣコンバータ
３５２ ＋側トランジスタ
３５３ ＋側直流用制御回路
３５４ ＋側高周波用制御回路
３６１ −側ＤＣコンバータ
３６２ −側トランジスタ
３６３ −側直流用制御回路
３６４ −側高周波用制御回路
３７ 高周波発振器
４ カソード
４１ ターゲット
４２ 磁石機構
５ スパッタ電源
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置等において対象物を静電吸着する静電吸着ステージに関し、特に、そのような静電吸着ステージに電圧を供給する電圧供給系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＳＩ（大規模集積回路）等の電子デバイスや液晶ディスプレイ等の表示デバイスの製造においては、基板の表面に所定の処理を施す基板処理装置が多用されている。このような基板処理装置は、処理チャンバー内の所定位置に基板を保持するため、基板を静電気によって吸着して保持する静電吸着ステージを備えている場合が多い。
【０００３】
図３は、このような静電吸着ステージを備えた従来の基板処理装置の正面概略図である。静電吸着ステージ１は、排気系２１及びガス導入系２２を備えた処理チャンバー２内に設けられている。静電吸着ステージ１は、表面の吸着面である誘電ブロック１１を有しており、誘電体ブロック１１内に一対の吸着電極１２，１３を有している。そして、一対の吸着電極１２，１３に所定の電圧を供給する電圧供給系３が設けられている。電圧供給系３は、一方の吸着電極（以下、＋側電極）１２に正の電圧を供給する正電圧供給部３１と、他方の吸着電極（以下、−側電極）１３に負の電圧を供給する負電圧供給部３２とを有している。
【０００４】
正電圧供給部３１は、商用交流入力を正の直流電圧に変換する＋側ＤＣコンバータ３１１と、＋側ＤＣコンバータ３１１の出力が入力される＋側トランジスタ３１２と、＋側トランジスタ３１２を制御する＋側制御回路３１３とから主に構成されている。負電圧供給部３２も同様であり、商用交流入力を負の直流電圧に変換する−側ＤＣコンバータ３２１と、−側ＤＣコンバータ３２１の出力が入力される−側トランジスタ３２２と、−側トランジスタ３２２を制御する−側制御回路３２３とから主に構成されている。＋側制御回路３１３及び−側制御回路３２３によって制御しながら、＋側電極１２及び−側電極１３に正負の直流電圧を供給すると、誘電体ブロック１１に誘電分極が生じ、吸着面に静電気が誘起されて基板９が静電吸着される。
【０００５】
このような静電吸着ステージ１を備えた基板処理装置では、ある程度の回数の処理を繰り返した後、静電吸着ステージ１の吸着面をクリーニングする必要が生じる。即ち、基板９の裏面に付着していた異物が吸着面に移動して付着したり、基板９の裏面が傷つけられて生じたゴミが吸着面に残留付着していたりする場合がある。このような異物やゴミ等が付着している状態で基板９を静電吸着しようとしても、基板９と吸着面との間の密着性が悪いために、基板９が吸着面に充分吸着されない。このような問題を未然に防止するため、吸着面のクリーニングが行えるようになっている。
【０００６】
吸着面のクリーニングは、処理チャンバー２内を大気に開放することなく行う必要があるため、プラズマクリーニングの手法が通常採用される。プラズマクリーニングは、高周波放電により形成したプラズマの作用により行われる。即ち、電圧供給系３は、静電吸着ステージ１に高周波電圧も供給できるよう構成されている。
【０００７】
より具体的に説明すると、上述した正電圧供給部３１及び負電圧供給部３２に対して並列に高周波電圧供給部３３が設けられている。高周波電圧供給部３３は、商用交流入力を所定の直流電圧に変換する高周波用ＤＣコンバータ３３１と、高周波用ＤＣコンバータ３３１の出力が入力される高周波用トランジスタ３３２と、高周波用トランジスタ３３２を制御する高周波用制御回路３３３とから主に構成されている。高周波用制御回路３３３は、高周波発振器３３４から入力される高周波の振幅を制御して高周波用トランジスタ３３２のベースに入力するようになっている。高周波用トランジスタ３３２は、高周波用ＤＣコンバータ３３１からの直流電圧を所定の振幅の高周波電圧に変換して出力する。
【０００８】
図３に示すように、高周波用トランジスタ３３２の出力電圧は、バイアス用コンデンサ３３５を介して、一対の吸着電極１２，１３に並列に供給される。処理チャンバー２内にガス導入系２１によって所定のガスが導入されている状態で、一対の吸着電極１２，１３に高周波電圧が供給されると、静電吸着ステージ１を臨む空間に高周波放電が生じてプラズマが形成される。そして、バイアス用コンデンサ３３５の作用により、負の直流分の電圧である自己バイアス電圧が静電吸着ステージ１に与えられ、プラズマ中のイオンが加速されて吸着面を衝撃し、異物やゴミが弾き出される。
【０００９】
尚、反射波の防止等のため、高周波電圧供給部３３と静電吸着ステージ１との間には整合器３３６が設けられている。また、高周波電圧供給部３３が発生させる高周波が正電圧供給部３１及び負電圧供給部３２に伝搬すると、回路素子が壊れたり性能に障害が出たりするので、高周波フィルタ３４が設けられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の基板処理装置では、静電吸着ステージ１への電圧供給系３の構成として、正負の電圧供給部３１，３２とは別に高周波電圧供給部３３が設けられているため、電圧供給系３の構成が大がかりであるという欠点がある。加えて、整合器３３６等を途中に介在させており、さらに構造的に複雑になっている。
本願の発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、静電吸着ステージへの電圧供給系の構造を簡略化し、部品点数の削減等によりコストを低減させる技術的意義を有する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、処理チャンバーと、
静電気によって基板を吸着して処理チャンバー内の所定位置に基板を保持する静電吸着ステージとを備えた基板処理装置であって、
前記静電吸着ステージは、表面が吸着面である誘電体ブロックと吸着電極とを有するとともに、前記吸着電極に所定の電圧を供給する電圧供給系が設けられており、前記電圧供給系は、入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、を備え、前記電圧供給系は、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっているという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記制御素子は、トランジスタであり、前記トランジスタに入力される直流電圧を発生させるＤＣコンバータを備えるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記電圧供給系は、整合器が不要な程度に高い出力インピーダンスで高周波電圧を供給するものであるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記電圧供給系は、一つの電源ボックス内に収められているという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記制御素子には前記吸着電極に供給される電圧がフィードバックされるようになっており、前記吸着電極に供給される電圧が負帰還制御されるものであるという構成を有する。また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、前記処理チャンバーに、ガスを導入するためのガス導入系が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、前記処理チャンバーに、ガスを導入するためのガス導入系が設けられているという構成を有する。請求項７記載の発明は、対象物を静電気により吸着する静電吸着ステージに設けられた吸着電極に直流電圧及び高周波電圧を選択的に供給する静電吸着ステージ用電源ユニットであって、入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、を備え、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっているという構成を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。本願発明は、どのような処理を行う装置についても適用が可能であるが、以下の説明では、一例としてスパッタリングを行う装置を採り上げる。図１は、本願発明の実施形態の基板処理装置の正面概略図である。図１に示す装置は、排気系２１及びガス導入系２２を備えた処理チャンバー２と、処理チャンバー２内の所定位置に基板９を保持する静電吸着ステージ１と、静電吸着ステージ１に所定の電圧を供給する電圧供給系３と、ターゲット４１及び磁石機構４２とからなるカソード４と、カソード４に電圧を印加してスパッタ放電を生じさせるスパッタ電源５とから主に構成されている。
【００１３】
処理チャンバー２は気密な真空容器であり、不図示のゲートバルブを介して不図示のロードロックチャンバーが接続されている。ガス導入系２１は、アルゴン等のスパッタ率の高いガスを導入するようになっている。
ターゲット４１は、被スパッタ面を処理チャンバー２内に露出されせて設けられている。ターゲット４１は、基板９の表面に作成する薄膜の材料で形成されている。ターゲット４１は、絶縁材４１１を介して処理チャンバー２の開口を気密に塞ぐように設けられている。
【００１４】
磁石機構４２は、マグネトロンスパッタリングを可能にするものである。磁石機構４２は、中央磁石４２１と、中央磁石を取り囲む周辺磁石４２２と、中央磁石４２１及び周辺磁石４２２をつなぐヨーク４２３とから構成されている。スパッタ電源５は、負の直流電圧又は高周波電圧をターゲット４１に印加するようになっている。
【００１５】
静電吸着ステージ１は、ステージ本体１０と、ステージ本体１０に固定した誘電体ブロック１１と、誘電体ブロック１１内に設けた一対の吸着電極１２，１３とから成る構成である。誘電体ブロック１１の表面が、吸着面である。一対の電極１２，１３を、同様に、＋側電極１２、−側電極１３とする。尚、静電吸着ステージ１のステージ本体１０内には、基板９を加熱して温度制御するヒータ１４が設けられている。ヒータ１４に代え、又はヒータ１４に加えて、冷媒を流通させて基板９を冷却する冷却機構が必要に応じて設けられる。
また、静電吸着ステージとターゲット４１との間の空間を取り囲むようにして、防着シールド６が設けられている。防着シールド６は、基板９の表面以外の不必要な場所へのスパッタ粒子の付着を防止するものである。
【００１６】
さて、本実施形態の特徴点である静電吸着ステージ１への電圧供給系３について図２を使用して説明する。図２は、図１に示す電圧供給系３のより詳細な構成について示す図である。図２示す電圧供給系３は、一つの電源ボックス３００内に収められている。
【００１７】
電源ボックス３００には、二つの商用交流入力部３０１，３０２が設けられている。二つの商用交流入力部３０１，３０２には、不図示のメインスイッチを経由して５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの２００Ｖの商用交流電圧が入力されるようになっている。また、電源ボックス３００には、＋側出力端子３０３、＋側帰還端子３０４、−側出力端子３０５及び−側帰還端子３０６が設けられている。
電圧供給系３は、＋側出力端子３０３から静電吸着ステージ１内の＋側電極１２に所定の正の直流電圧又は高周波電圧を出力する＋側供給部３５と、−側端子から静電吸着ステージ１内の−側電極１３に所定の負の直流電圧又は高周波電圧を出力する−側供給部３６とから成っている。両者の構成は、ほぼ同様である。
【００１８】
＋側供給部３５は、一方の商用交流入力部３０１からの電圧を直流電圧に変換する＋側ＤＣコンバータ３５１と、＋側ＤＣコンバータ３５１の出力が入力される＋側トランジスタ３５２と、＋側トランジスタ３５２を制御する二つの制御回路３５３，３５４と、二つの制御回路３５３，３５４を切り替える＋側スイッチ３５５とから主に構成されている。
＋側ＤＣコンバータ３５１は、一方の商用交流入力部３０１からの交流電圧を所定の正の直流電圧に変換するよう構成されている。＋側トランジスタ３５２は、ｎｐｎ型のジャンクション形トランジスタ又はｎ形チャンネルのＴＦＴで構成されている。＋側トランジスタ３５２のエミッタ（又はドレイン）は、＋側出力端子３０３につながっている。
【００１９】
二つの制御回路のうちの一方３５３は、＋側出力端子３０３に正の直流電圧を出力する際に使用されるもの（以下、この制御回路を＋側直流用制御回路と呼ぶ）。＋側直流用制御回路３５３は、第一制御用直流電源回路３５６（正）からの入力を得て、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に制御用の電圧を出力するようになっている。＋側直流用制御回路３５３は、オペアンプ等を使用した制御回路であり、電源ボックス３００の外面に設けられた不図示の操作部によって操作されるようになっている。
【００２０】
また、もう一方の制御回路３５４は、＋側出力端子３０３に高周波電圧を出力する際に使用されるもの（以下、この制御回路を＋側高周波用制御回路と呼ぶ）。＋側高周波用制御回路３５４は、第二制御用直流電源回路３５７（正）からの入力を得て、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に制御用の高周波電圧を出力するようになっている。
【００２１】
また、＋側高周波用制御回路３５４に入力する高周波を発生させる高周波発振器３７が設けられている。高周波発振器３７は、発振周波数が可変のものである。＋側高周波用制御回路３５４は、第二制御用直流電源回路３５７を電源電圧とし、高周波発振器３７からの高周波の振幅を制御して＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に入力するようになっている。
【００２２】
＋側帰還端子３０４には、静電吸着ステージ１内の＋側電極１２に供給されている電圧がそのまま帰還される。この帰還電圧は、図２に示すように、＋側出力端子３０３から出力される電圧と比較され、その結果が＋側直流用制御回路３５３及び＋側高周波用制御回路３５４にそれぞれ入力されるようになっている。即ち、出力電圧が負帰還制御されるようになっている。
【００２３】
−側供給部３６は、他方の商用交流入力部３０２からの電圧を直流電圧に変換する−側ＤＣコンバータ３６１と、−側ＤＣコンバータ３６１の出力が入力される−側トランジスタ３６２と、−側トランジスタ３６２を制御する二つの制御回路３６３，３６４と、二つの制御回路３６３，３６４を切り替える−側スイッチ３６５とから主に構成されている。
【００２４】
−側ＤＣコンバータ３６１は、＋側ＤＣコンバータ３５１と絶対値が等しい負の直流電圧を出力するようになっている。−側トランジスタ３６２は、ｐｎｐ型のジャンクション形トランジスタ又はｐ形チャンネルのＴＦＴである。二つの制御回路のうちの一つ３６３は、第三制御用直流電源回路３６６（負）からの入力を得て−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に制御用の負の直流電圧を制御して入力するもの（以下、−側直流用制御回路）である。他方の制御回路３６４は、第四制御用直流電源回路３６７（負）からの入力を得るとともに、高周波発振器３７からの高周波の振幅を制御して−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に入力するもの（以下、−側高周波用制御回路）である。
そして、同様に、−側電極１３に供給されている電圧が−側帰還端子３０６を経由して−側直流用制御回路３６３及び−側高周波用制御回路３６４にフィードバックされる。
【００２５】
次に、上記構成に係る電圧供給系３の動作について説明する。
まず、基板９の静電吸着のため、一対の吸着電極１２，１３に直流電圧を供給する場合、＋側スイッチ３５５を操作して＋側直流用制御回路３５３を＋側トランジスタ３５２に接続するとともに−側スイッチ３６５を操作して−側直流用制御回路３６３を−側トランジスタ３６２に接続する。この状態で、不図示のメインスイッチをオンにすると、＋側ＤＣコンバータ３５１から出力される正の直流電圧は、＋側トランジスタ３５２で増幅されて＋側出力端子３０３から出力され、−側ＤＣコンバータ３６１から出力される負の直流電圧は、−側トランジスタ３６２で増幅されて−側出力端子３０５から出力される。
【００２６】
この際、＋側直流用制御回路３５３は、不図示の操作部からの信号に応じて、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に与える電圧を制御する。同様に、−側直流用制御回路３６３は、−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に与える電圧を制御する。また、＋側電極１２への供給電圧が＋側帰還端子３０４を経由してフィードバックされて＋側トランジスタ３５２が負帰還制御されるとともに、−側電極１３への供給電圧が−側帰還端子３０６を経由してフィードバックされて−側トランジスタ３６２が負帰還制御される。
【００２７】
また、静電吸着ステージ１のクリーニングのため、一対の吸着電極１２，１３に高周波電圧を印加する場合、メインスイッチがオフの状態で、＋側スイッチ３５５を操作して＋側高周波用制御回路３５４を＋側トランジスタ３５２に接続するとともに−側スイッチ３６５を操作して−側高周波用制御回路３６４を−側トランジスタ３６２に接続する。この状態で、メインスイッチをオンにすると、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）には高周波が印加されているので、＋側ＤＣコンバータ３５１から出力される正の直流電圧は、＋側トランジスタ３５２で所定の高周波電圧に変換されて＋側出力端子３０３から出力される。また、同様に、−側ＤＣコンバータ３６１から出力される負の直流電圧は、−側トランジスタ３６２で所定の高周波に変換されて−側出力端子３０５から出力される。
【００２８】
この際、＋側高周波用制御回路３５４は、不図示の操作部からの信号に応じて、＋側トランジスタ３５２のベース（又はゲート）に与える高周波電圧を制御する。同様に、−側高周波用制御回路３６４は、−側トランジスタ３６２のベース（又はゲート）に与える高周波電圧を制御する。また、同様に、＋側帰還端子３０４及び−側帰還端子３０６からの信号により、＋側トランジスタ３５２及び−側トランジスタ３６２がそれぞれ負帰還制御される。
【００２９】
上述した電圧供給系３の構成において、高周波発振器３７、高周波用制御回路３５４，３６４、トランジスタ３５２，３６２、及びＤＣコンバータ３５１，３６１は、いわゆる高周波電源を構成している。本実施形態の特徴点は、この高周波電源が、整合器が不要になるよう、通常の高周波電源に比べて非常に高い出力インピーダンスとなっている点である。
即ち、通常の高周波電源の出力インピーダンスは５０Ω程度である。この場合、静電吸着ステージ１等の負荷側のインピーダンスを５０Ωになるよう設計しても、静電吸着ステージ１等の各部の製造上のバラツキ等から、実際には５０Ωから大きくずれてしまう。従って、整合器に設けた調整部を操作してインピーダンスを調整し、負荷側全体のインピーダンスをマッチングさせることが必要になる。
【００３０】
一方、本実施形態の装置では、出力インピーダンス（具体的には、出力端子から電源側の特性インピーダンス）は、５００Ωの設計となっている。そして、静電吸着ステージ１等の負荷側の各部は、全体のインピーダンスが５００Ωになるよう設計されている。静電吸着ステージ１等の各部の製造上のバラツキ等からくるインピーダンスのずれは、５００Ωという高インピーダンスに比べると、無視できる程小さい。従って、本実施形態では、マッチングは不要であり、整合器は設けられていない。どの程度の高インピーダンスの設計にしておけば整合器が不要になるかは、高周波の周波数等にもよるので一概に言えないが、例えば１００ｋＨｚ以上１ＭＨｚ以下の周波数帯においては、４００Ω以上の設計にしておけば良い。
【００３１】
尚、スイッチ３５５，３６５は、直流用制御回路３５３，３５４と高周波用制御回路３５４，３６４とを同時にトランジスタ３５２，３６２に接続することはないので、高周波発振器３７が発振する高周波により直流用制御回路３５３，３６３が損傷を受けることはない。但し、ＤＣコンバータ３５１，３６１の損傷があり得るので、トランジスタ３５２，３６２とＤＣコンバータ３５１，３６１の間には、高周波を除去するフィルタが設けられることが好ましい。また、＋側供給部３５からの高周波と−側供給部３６からの高周波との位相差が問題となるときは、両者を同期させる同期回路が必要に応じて設けられる。
【００３２】
次に、本実施形態の装置の全体の動作について説明する。
処理対象である基板９は、大気側から不図示のロードロックチャンバーに搬入される。ロードロックチャンバー及び処理チャンバー２が所定の真空圧力まで排気された後、不図示のゲートバルブが開けられ、不図示の搬送系により基板９は処理チャンバー２内に搬入され、静電吸着ステージ１の上に載置される。
そして、電圧供給系３が動作し、上述したように＋側電極１２に正の直流電圧が供給され、−側電極１３に負の直流電圧が供給される。この結果、誘電体ブロック１１に誘電分極が生じ、基板９が静電吸着される。
【００３３】
次に、ガス導入系２１が動作して所定のガスが所定の流量で導入される。この状態で、スパッタ電源５が動作し、スパッタ放電を生じさせてターゲット４１をスパッタする。スパッタにより放出されたターゲット４１の材料の粒子（スパッタ粒子）が、基板９の表面に達して堆積し、この堆積が重なって薄膜が作成される。
【００３４】
薄膜が所定の厚さになるまでスパッタを行った後、スパッタ電源５及びガス導入系２１の動作を止める。そして、電圧供給系３のメインスイッチを止めて静電吸着ステージ１への電圧供給を停止させる。その後、基板９を静電吸着ステージ１から取り去り、ロードロックチャンバーを経由して大気側に取り出す。尚、基板９を静電吸着ステージ１から取り去る際、必要に応じて、＋側電極１２及び−側電極１３に静電吸着時とは逆極性の電圧を供給して電荷の消滅を促進させる。
【００３５】
上記説明から解る通り、本実施形態では、静電吸着ステージ１への電圧供給系３の構成として、一対の吸着電極１２，１３に正負の直流電圧を供給する直流電圧供給部と高周波電圧を供給する高周波電圧供給部とを合体させている。即ち、静電吸着ステージ１に供給される直流電圧と高周波電圧は、同じトランジスタ３５２，３６２によって制御されており、そのトランジスタ３５２，３６２に直流電圧を供給するＤＣコンバータ３５１，３６１も共通化されている。そして、トランジスタ３５２，３６２に対しては、スイッチ３５５，３６５によって切り替えて直流電圧制御と高周波電圧制御とを行うようになっている。従って、前述した従来の電圧供給系３に比べると、多くの部品や回路が共通化され、構造が簡略化されている。
【００３６】
そして、部品点数が少ないことから装置の製造コストも安価になる。また、メンテナンスの対象箇所も少なくなることから、メンテナンスも容易であり、ランニングコストも安くなる。また、前述したように、整合器が無いため、電圧供給系３の構成は、さらに簡略化されたものとなっている。
また、本実施形態では、電圧供給系３全体が一つの電源ボックス３００内に収められているので、この点で構造がさらに簡略化されていて装置全体がシンプルになるとともに、取り扱いが容易である。さらに、本実施形態では、一対の吸着電極１２，１３に供給する電圧がフィードバックされて負帰還制御されるので、供給する電圧が所望の値に高い精度で維持される。
【００３７】
また、静電吸着ステージ用電源ユニットの発明の実施形態としては、前述した基板処理装置の実施形態における電圧供給系３の構成をそのまま採用することができる。従って、詳細な説明は省略する。
上述した構成では、制御素子としてトランジスタ３５２，３６２が使用されたが、オペアンプや集積回路等を使用しても良い。また、直流用制御回路３５３，３６３及び高周波用制御回路３５４，３６４は、トランジスタ３５２，３６２のベース（又はゲート）に接続されたが、コレクタ（又はソース）等に接続しても良い。この場合、ＤＣコンバータ３５１，３６１の出力は、ベース（又はゲート）に接続する。
【００３８】
尚、図２に示す構成において、第一第二制御用直流電源回路３５６，３５７は、一つの回路で兼用することができるし、第三第四制御用直流電源回路３６６，３６７も、一つの回路で兼用することができる。また、＋側ＤＣコンバータ３５１の出力を利用して＋側直流用制御回路３５３及び＋側高周波用制御回路３５４の電源電圧とすることができるし、−側ＤＣコンバータ３６１の出力を利用して−側直流用制御回路３６３及び−側高周波用制御回路３６４の電源電圧とすることができる。
【００３９】
また、上記実施形態では、一対の吸着電極１２，１３を用いたいわゆる双極型の静電吸着ステージであったが、一つの吸着電極のみを用いたいわゆる単極型の静電吸着ステージでも良い。この場合、一つの吸着電極には、正又は負の直流電圧が供給される。さらに、一対の吸着電極を多数設けた多極型の静電吸着ステージでも良い。
上記説明では、基板処理の例としてスパッタリングを採り上げたが、ＣＶＤ（化学蒸着）等の他の成膜処理、エッチング処理、アッシング処理等、各種の基板処理を行う装置に、本願発明は適用が可能である。また、基板９の例としては、ＬＳＩ用の半導体ウェーハの他、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用のガラス基板等が挙げられる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１又は６記載の発明によれば、直流電圧供給部と高周波電圧供給部が、スイッチによって切り替えながら同一の制御素子を使用して供給電圧を制御するようになっているので、部品や回路が共通化され、構造が簡略化される。部品点数が少ないことから装置の製造コストも安価になる。また、メンテナンスの対象箇所も少なくなることから、メンテナンスも容易であり、ランニングコストも安くなる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、ＤＣコンバータも直流電圧供給部と高周波電圧供給部とに兼用されているので、この点でさらに構造が簡略化され、製造コスト及びランニングコストも安くなる。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、整合器が不要になるので、この点でさらに構造が簡略化される。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、電圧供給系が一つの電源ボックス内に収められているので、この点でさらに構造が簡略化され、また取り扱いが容易になる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、吸着電極に供給する電圧がフィードバックされて負帰還制御されるので、供給する電圧が所望の値に高い精度で維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態の基板処理装置の正面概略図である。
【図２】図１に示す電圧供給系３のより詳細な構成について示す図である。
【図３】静電吸着ステージ１を備えた従来の基板処理装置の正面概略図である。
【符号の説明】
１ 静電吸着ステージ
１０ ステージ本体
１１ 誘電体ブロック
１２ 吸着電極
１３ 吸着電極
１４ ヒータ
２ 処理チャンバー
２１ 排気系
２２ ガス導入系
３ 電圧供給系
３００ 電源ボックス
３０１ 商用交流入力部
３０２ 商用交流入力部
３０３ ＋側出力端子
３０４ ＋側帰還端子
３０５ −側出力端子
３０６ −側帰還端子
３５ ＋側供給部
３５１ ＋側ＤＣコンバータ
３５２ ＋側トランジスタ
３５３ ＋側直流用制御回路
３５４ ＋側高周波用制御回路
３６１ −側ＤＣコンバータ
３６２ −側トランジスタ
３６３ −側直流用制御回路
３６４ −側高周波用制御回路
３７ 高周波発振器
４ カソード
４１ ターゲット
４２ 磁石機構
５ スパッタ電源
Claims (9)
- 処理チャンバーと、
静電気によって基板を吸着して処理チャンバー内の所定位置に基板を保持する静電吸着ステージとを備えた基板処理装置であって、
前記静電吸着ステージは、表面が吸着面である誘電体ブロックと吸着電極とを有するとともに、前記吸着電極に所定の電圧を供給する電圧供給系が設けられており、
前記電圧供給系は、
入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、
第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、
第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、
を備え、
前記電圧供給系は、前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっていることを特徴とする基板処理装置。 - 前記制御素子は、トランジスタであり、前記トランジスタに入力される直流電圧を発生させるＤＣコンバータを備えることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記電圧供給系は、整合器が不要な程度に高い出力インピーダンスで高周波電圧を供給するものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記電圧供給系は、一つの電源ボックス内に収められている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置。 - 前記制御素子には前記吸着電極に供給される電圧がフィードバックされるようになっており、前記吸着電極に供給される電圧が負帰還制御されるものであることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記処理チャンバーに、ガスを導入するためのガス導入系が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 前記直流用制御回路に接続された第一制御用直流電源回路と、
前記高周波用制御回路に接続された第二制御用直流電源回路と、を有することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。 - 前記高周波用制御回路に出力する高周波を発生させる高周波発振器が設けられていることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
- 対象物を静電気により吸着する静電吸着ステージに設けられた吸着電極に直流電圧及び高周波電圧を選択的に供給する静電吸着ステージ用電源ユニットであって、
入力された電圧を制御して、前記吸着電極に出力電圧として出力する制御素子と、
第一スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の直流電圧を出力する直流用制御回路と、
第二スイッチを介して、前記制御素子と接続され、かつ外部からの入力を得て前記制御素子に制御用の高周波電圧を出力する高周波用制御回路と、
を備え、
前記第一スイッチ及び前記第二スイッチによって、前記制御素子から前記吸着電極に出力される出力電圧を、直流電圧にするか高周波電圧にするか切り替えられるようになっていることを特徴とする静電吸着ステージ用電源ユニット。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0393467A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| JPH06177081A (ja) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH08241885A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-09-17 | Hitachi Ltd | 表面処理方法および表面処理装置 |
| JPH08250579A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体製造装置の静電チャック用電源および半導体製造装置 |
| JPH104085A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Sony Corp | ドライエッチング方法および装置 |
| JPH10303287A (ja) * | 1997-04-25 | 1998-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | 静電チャック装置及び半導体装置 |
-
2000
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0393467A (ja) * | 1989-09-05 | 1991-04-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| JPH06177081A (ja) * | 1992-12-04 | 1994-06-24 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理装置 |
| JPH08241885A (ja) * | 1995-03-06 | 1996-09-17 | Hitachi Ltd | 表面処理方法および表面処理装置 |
| JPH08250579A (ja) * | 1995-03-14 | 1996-09-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体製造装置の静電チャック用電源および半導体製造装置 |
| JPH104085A (ja) * | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Sony Corp | ドライエッチング方法および装置 |
| JPH10303287A (ja) * | 1997-04-25 | 1998-11-13 | Mitsubishi Electric Corp | 静電チャック装置及び半導体装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110867406A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-06 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 静电卡盘及半导体加工设备 |
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