真空處理設備、真空處理方法和電子裝置製造方法

2023-09-20 08:26:05 2

專利名稱：真空處理設備、真空處理方法和電子裝置製造方法
技術領域：
本發明涉及一種真空處理設備以及使用該真空處理設備的真空處理方法和電子 裝置製造方法，所述真空處理設備改進使用靜電卡盤卡緊處理對象的真空處理設備中的沉 積膜的質量。
背景技術：
在保持設定於襯底保持器中的襯底的處理面豎直地面朝下的同時處理該襯底的 襯底處理設備稱為面朝下式真空處理設備。由於較少的異物(微粒)落在襯底面上，所以 面朝下式真空處理設備比面朝上式真空處理設備更加有利，所述面朝上式真空處理設備在 襯底的處理面豎直地面朝上的情況下處理該襯底。然而，當將襯底設定在襯底保持器中時， 面朝下式真空處理設備需要將襯底固定到襯底保持器的襯底設定面，以不允許襯底由於重 力而掉落。為了固定襯底，使用通過保持襯底的周邊來夾持襯底的方法。在另一種方法中， 在襯底保持器中設置電極，並且對該電極施加DC電壓，以便使襯底設定面通過靜電卡緊 (ESC)襯底(例如，PLTl 至 PLT3)。在上述的襯底固定方法之中，靜電卡緊方法與夾持方法相比確保較高的襯底溫度 可控性。由於保持襯底周邊進行夾持的部件沒有陰影，所以在真空處理中直到襯底周邊都 可以更加均勻地執行處理。當面朝下式真空處理設備處理襯底時，根據以下步驟(1)至(3)，襯底被傳統地傳 輸到靜電卡盤保持器。步驟(1)，將未處理的襯底放置在設置在傳輸室中的傳輸機械手的傳輸臂的端部 上，將襯底從傳輸室傳輸到襯底處理室中，並且使襯底水平地運動到在靜電卡盤保持器的 豎直下方的位置。步驟0)，在步驟(1)之後，使傳輸臂或者靜電卡盤保持器豎直地向下運動，直到 靜電卡盤保持器與襯底接觸為止。步驟(3)，通過供給用於靜電卡盤的功率而使靜電卡盤保持器卡緊襯底。然而，當傳輸臂伸出時，由於沿著重力方向作用的慣性矩，所以傳輸臂在其自身重 量下不能保持水平而發生彎曲。因此，放置在傳輸臂上的襯底和靜電卡盤保持器不能維持 水平的位置關係。當使靜電卡盤保持器卡緊襯底時，如果功率供給到沒有與襯底水平地接 觸(點接觸)的靜電卡盤保持器，則靜電卡緊力沒有作用在整個襯底表面上，產生卡緊誤 差。為了防止卡緊誤差，傳輸臂的端部處的襯底放置部分使用彈簧結構。引用列表專利文獻PLTl 日本專利特開號No. 3-54845PLT2 日本專利特開號 No. 5-343507PLT3 日本專利特開號 No. 2001-29807
發明內容
技術問題然而，用在傳輸臂的端部處的襯底放置部分中的複雜的彈簧結構會用作微粒產生 源。另外，如果真空處理設備是濺射沉積設備，則從彈簧結構產生的異物粘附到位於下側上 的陰極的靶面並且導致異常放電。異常放電影響通過真空處理所沉積的膜的質量。問題的解決方案本發明考慮到上述的問題而作出，並且本發明的目的是提供一種能夠在面朝下式 真空處理設備中抑制微粒產生並可靠地保持和處理襯底的真空處理設備和方法。在本發明中，用於支撐襯底與襯底卡緊面平行的襯底支撐構件與傳輸機械手無關 地設置在真空室中，由此可靠地維持平行的方位。根據本發明一個方面的真空處理設備包括可抽空的真空室；襯底保持器，所述 襯底保持器設置在真空室中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面，並且包括通過靜電卡緊襯 底的靜電卡緊機構；襯底支撐構件，所述襯底支撐構件設置在所述真空室中以將所述襯底 支撐在允許所述襯底卡緊面卡緊所述襯底的方位中；和運動裝置，所述運動裝置使所述襯 底保持器和由所述襯底支撐構件所支撐的襯底中的至少一個運動，以便使所述襯底和所述 襯底保持器彼此接觸，由此使所述襯底保持器卡緊所述襯底。本發明的有利效果根據本發明，能夠在處理期間抑制落到靶上的異物(微粒)的產生並且可靠地保 持襯底。


包含在本說明書中且構成本說明書的一部分的附圖示出本發明的實施例，附圖與 說明一起用於解釋本發明的原理。圖1是示出根據第一實施例的真空處理設備的布置的視圖；圖2是示出主要包括設置在根據第一實施例的真空處理設備中的襯底處理室21 的布置的示例的視圖；圖3A是示出襯底支撐構件IOa的形狀的示意性平面圖；圖;3B是示出襯底支撐構件IOa的另一種形狀的示意性平面圖；圖3C是示出襯底支撐構件IOa的又一種形狀的示意性平面圖；圖4A是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4B是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4C是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4D是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4E是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4F是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4G是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖5是示出通過使用根據第一實施例的真空處理設備所獲得的以及通過使用傳 統的設備所獲得的效果的圖6是示出根據第二實施例的真空處理設備的控制器的操作的流程圖；圖7是示出根據第三實施例的真空處理設備的布置的視圖；圖8是示出根據第三實施例的真空處理設備的掉落防止操作的視圖；以及圖9是用於解釋根據第四實施例的真空處理設備的掉落防止操作的流程圖。
具體實施例方式現在將詳細地說明本發明的優選實施例。注意到，實施例中說明的構成元件僅是 示例。本發明的技術範圍通過權利要求書的範圍確定並且不受以下單獨的實施例的限制。根據本發明的實施例的真空處理設備1包括真空室2、襯底保持器3、襯底支撐構 件IOa和導致襯底保持器3卡緊襯底15的運動機構。在根據本發明的實施例的真空處理設備1中，真空室2是可抽空的室。在根據本發明的實施例的真空處理設備1中，襯底保持器3設置在真空室2中，襯 底保持器3具有豎直地面朝下的襯底卡緊面fe，並且包括通過靜電卡緊襯底15的靜電卡緊 機構。在根據本發明的實施例的真空處理設備1中，襯底支撐構件IOa設置在真空室2 中，並且在保持襯底15和襯底保持器3的襯底卡緊面fe平行的同時將襯底15支撐在允許 襯底卡緊面fe卡緊襯底的方位中。在根據本發明的實施例的真空處理設備1中，運動機構用作這樣的裝置，即，所述 裝置用於使襯底保持器3和由襯底支撐構件IOa所支撐的襯底15中的至少一個運動，以便 使襯底保持器3和襯底15彼此接觸，由此導致襯底保持器3卡緊襯底15。以下將參照附圖詳細地說明根據本發明的真空處理設備1的實施例以及使用所 述真空處理設備1的真空處理方法。(第一實施例)圖1是示出根據本發明的第一實施例的真空處理設備1的布置的示意圖。如圖1 中所示，通過將連接到抽空系統(未示出)的多個可抽空的室(真空室)經由閘閥23連接 到可抽空的傳輸室22而形成該實施例的真空處理設備1。連接到傳輸室22的室的示例是 裝載鎖定室對，其將襯底15引入到真空處理設備1中；襯底處理室21，其對襯底15進行真 空處理；和卸載鎖定室25，其回收處理過的襯底15。圖1中所示的真空處理設備1包括四 個襯底處理室21、一個裝載鎖定室M和一個卸載鎖定室25。然而，本發明的實施例不限於 此。傳輸室22包括傳輸機械手14，所述傳輸機械手14用作襯底傳輸機構，以便能夠將 襯底15傳輸到每個室。圖2是示出主要包括設置在圖1中的真空處理設備1中的襯底處理室21的布置 的示意圖。在圖2中所示的布置中，襯底保持器3具有靜電卡盤保持器5。在該實施例中，沿 著豎直方向的靜電卡盤保持器5的下表面(襯底卡緊面5a)與襯底15的表面平行。靜電卡盤保持器5由介電材料製成，並且包括多個(在該實施例中，兩個)靜電卡 盤電極6和7。靜電卡盤電極6和7連接到靜電卡盤DC電源(ESC DC電源)12。該設備包 括控制器，所述控制器控制ESC DC電源12以將電壓施加到靜電卡盤電極6和7，從而產生6電壓差。襯底保持器3連接到可豎直驅動的運動機構(未示出)，以便可沿著豎直方向運 動。靶8在真空室2內位於下側，並且布置成平行地面對上方的襯底保持器3的靜電 卡盤保持器5。靶8連接有DC電源11。DC電源11將預定的電壓施加到靶8。即，靶8構成陰極部 分。注意到，連接到靶8的電源不限於DC電源。例如，所述電源可以是具有例如13. 56MHz 的頻率的RF電源。在靶8的後側上布置有磁體單元9。磁體單元9在靶8的表面上形成特定的磁場 分布。注意到，磁體單元9使用電磁鐵、永磁體或者類似物。多種磁體可以組合。當使用靶8執行濺射沉積時，DC電源12和磁體單元9保持必需的靶8處於預定 的電壓以在靶8的表面上形成預定的磁場分布。這允許通過低壓力下的放電而進行濺射。在襯底處理室21中設置遮蔽件13。遮蔽件13設置成通過在由襯底保持器3所保 持的襯底15上濺射而防止膜在沉積期間粘到襯底處理室21的內壁。在該實施例中，遮蔽 件13具有包圍襯底保持器3與靶8之間的放電空間的形狀(例如，幾乎圓柱形的形狀)。 遮蔽件13具有開口部分(未示出)以傳輸襯底15到放電空間中。在襯底保持器3與靶8之間存在有襯底支撐機構10。襯底支撐機構10包括襯底 支撐構件10a，在所述襯底支撐構件IOa上可以放置有襯底15，並且襯底支撐機構10具有 用於將襯底15支撐在允許襯底卡緊面fe卡緊襯底15的方位中的結構。更具體地，襯底支 撐機構具有能夠相對於襯底卡緊面如水平地支撐襯底15的結構，如圖2中所示。在該實 施例中，襯底支撐機構水平地保持放置在其上的襯底15。每個襯底支撐機構10還包括驅動 單元10b，例如設置在襯底處理室21外的氣缸(未示出)。驅動單元IOb可以使襯底支撐 構件IOa從遮蔽件13運動出來。在圖2中注意到，導引構件IOe固定到襯底處理室21以 導引襯底支撐構件IOa而使其可以水平地運動。波紋管IOd維持襯底處理室21的真空狀 態。圖3A至3C是示出襯底支撐構件IOa的形狀的平面圖。在該實施例中，如圖2中所示，在放電空間的兩側上設置一對襯底支撐機構10。因 此，如圖3A中所示，每個襯底支撐機構10的襯底支撐構件IOa都具有能夠在至少兩個分離 的點處與襯底15接觸的形狀。每個襯底支撐構件IOa都包括凸出的接觸部分IOc以使接 觸位置處的支撐高度相等。每個襯底支撐構件IOa都由諸如SUS或者鋁合金的材料製成， 並且每個襯底支撐構件IOa都設計成剛性的，以便防止每個端部由於自身重量而彎曲。接 觸部分IOc可以由SUS製成。然而，接觸部分IOc可以由諸如石英或者氧化鋁的陶瓷製成。 使用石英或者氧化鋁允許抑制汙染物在襯底15上的影響。注意到，如圖IBB中所示，襯底支撐構件可以僅設置在一側上。就是說，一個襯底支 撐構件可以是足夠的。接觸部分IOc優選地設置成允許一個襯底支撐構件IOa在至少三個 分離的點處支撐襯底。或者，可以布置三個或者更多個襯底支撐構件10a。例如，可以布置 三個襯底支撐構件10a，如圖3C中所示。在該情況下，每個襯底支撐構件IOa都具有至少一 個接觸部分10c。如果襯底支撐構件IOa較長，則即使設計確保剛度，該襯底支撐構件IOa也在其自身重量下彎曲很多。考慮到該原因，如圖3A或者3C中所示，將多個襯底支撐構件 圍繞襯底中心對稱地布置，這樣允許使襯底支撐構件IOa的彎曲量相等並且水平地支撐襯 底15。接下來將說明傳輸襯底15的處理。圖4A至4G是用於解釋裝載襯底15的方法的視圖。注意到，基於來自控制器的信 號控制圖4A中所示的襯底支撐機構10和襯底保持器3的運動機構(未示出)以及圖2中 所示的ESC DC電源12和電源11。通過執行控制器中的程序來控制襯底15的裝載。注意 到，例如從通用計算機形成控制器。將集中針對控制器的控制來說明裝載襯底15的方法。如圖4A中所示，襯底15放置在傳輸機械手14的端部執行器14a上並且運動到在 襯底保持器3的豎直下方的位置。端部執行器14a向下運動以將襯底15放置在襯底支撐構件IOa上，如圖4B中所示。此後，端部執行器1 從襯底處理室21收回，如圖4C中所示。襯底保持器3從襯底15上方豎直地向下運動直到恰好在襯底保持器3的靜電卡 盤保持器5與襯底15接觸之前的位置，如圖4D中所示。襯底保持器3進一步從襯底15上方豎直地向下運動直到靜電卡盤保持器5與襯 底15接觸的位置，如圖4E中所示。電壓施加到靜電卡盤電極6和7，以便產生電壓差。從而，襯底保持器3的靜電卡 盤保持器5卡緊襯底15。襯底保持器3提升並且運動到預定的處理位置，如圖4F中所示。襯底處理室21內的襯底支撐構件IOa從遮蔽件13運動出來。此時，在運動機構 中包括的驅動單元IOb導致圖2中所示的襯底支撐構件IOa收回到來自靶8的濺射物質不 會粘住的位置(襯底支撐構件IOa的收回位置)，如圖4G中所示。接下來，磁體單元9在靶8的表面上形成預定的磁場分布，並且DC電源11將負DC 電壓施加到靶8。這樣導致在低壓力下放電，從而使靶8通過其表面獲得放電等離子體中 的正離子，並且釋放濺射微粒。濺射微粒粘到襯底15，以便執行濺射沉積處理。通過遮蔽 件13阻隔不但朝向襯底15散射而且沿著所有方向散射的濺射微粒，以便使所述濺射微粒 幾乎不會從遮蔽件13散射出來。因此，濺射微粒幾乎沒有沉積在襯底處理室21內側。注意到，在放電開始之後的沉積處理期間，可以在從供氣系統(未示出)供給氣體 的同時根據需要調節放電壓力。在沉積處理結束之後，以與裝載的順序相反的順序卸載襯底15。更具體地，已經從遮蔽件13運動出來的襯底支撐構件IOa運動到遮蔽件13中， 並且在由襯底保持器3的靜電卡盤保持器5卡緊的襯底15的豎直下方的位置處停止(圖 4F)。此後，襯底保持器3豎直地向下運動直到由靜電卡盤保持器5卡緊的襯底15與襯 底支撐構件IOa接觸的位置(圖4E)。
然後，停止對靜電卡盤電極6和7施加電壓。在襯底15已經在其自身重量下運動 到襯底支撐構件IOa上(圖4D)之後，襯底保持器3豎直地向上運動(圖4C)。
最後，端部執行器14a使襯底15從襯底處理室21運動出來(圖4B和4A)。圖5是示出通過使用根據本發明的第一實施例的真空處理設備1所獲得的以及通 過使用傳統的設備所獲得的效果的圖。圖5中的圖的橫坐標表示連續處理的襯底的數量， 並且縱坐標表示在襯底處理期間觀察到的每個襯底的異常放電的次數。注意到，已知異常 放電的次數與從靶上方掉落並粘到靶的異物(微粒)的數量成比例。通過監測用於放電的 DC電源的電壓和電流來判定異常放電。從圖5的圖可以確定，根據本發明的真空處理設備1，由掉落並粘到靶8的異物 (微粒)所導致的異常放電的頻率顯著地降低。(第二實施例)如果濺射處理中的襯底處理溫度需要是較高的，則襯底保持器3可以包括溫度調 節機構。溫度調節機構調節圖2中所示的襯底卡緊面如的溫度。溫度調節機構例如是包 含在襯底保持器3中的加熱器或者是用於使液體熱傳輸介質循環到襯底保持器3的機構。 注意到，加熱器和熱傳輸介質循環機構可以一起使用以增加襯底保持器3的溫度可控性。當襯底處理溫度需要是較高時，優選地是使溫度調節機構加熱襯底保持器3，並且 從而通過來自襯底保持器3的輻射熱來加熱所處理的襯底15。從襯底處理室21的外側傳輸的襯底15比襯底保持器3更冷。如果比預先加熱的襯底保持器3更冷的襯底15設定在襯底保持器3上並且被通 過靜電卡緊，則襯底15隨著其溫度升高而膨脹。由於此時吸力作用在襯底保持器3與襯底 15之間，所以襯底保持器3的表面可能摩擦襯底15的表面，並且可能從襯底保持器3的表 面和襯底15的表面中的一個表面或者兩個表面產生異物(微粒)。因此，如果襯底處理溫度需要升高，則優選地維持襯底保持器3與運動到襯底保 持器3附近的襯底15之間的位置關係，並且通過來自襯底保持器3的輻射熱來將襯底15 預先加熱到與襯底保持器3相同的溫度。將參照

根據該實施例的襯底15的傳輸。圖6是示出根據第二實施例的 控制器的控制的流程圖。襯底保持器3與襯底支撐機構10的位置關係與圖4A至4G中所 示的那些關係相同。首先，在步驟SlOl中，控制器操作襯底保持器3的溫度調節機構以將用於襯底15 的卡緊面調節到期望的溫度。在步驟S102中，襯底15放置在傳輸機械手14的端部執行器 14a上並且運動到襯底保持器3的豎直下方的位置(圖4A)。在步驟S103中，端部執行器14a向下運動以將襯底15放置在襯底支撐構件IOa 上(圖4B)。此後，在步驟S104中，端部執行器Ha從襯底處理室21收回(圖4C)。在步驟S105中，襯底保持器3從襯底15上方豎直地向下運動直到恰好在襯底保 持器3的靜電卡盤保持器5與襯底15接觸之前的位置，如圖4D中所示。在該狀態中，處理等待直到經過了預定的時間為止(步驟S106)。在該時間期間， 使用來自靜電卡盤保持器5的表面的輻射熱加熱襯底15。襯底15在加熱中隨著其溫度升 高而膨脹。然而，當襯底溫度的升高飽和時，襯底15的膨脹收斂。步驟S106中的預定的時 間如下設定。例如，襯底保持器3的溫度調節機構將卡緊面fe加熱到預定的溫度，使襯底 保持器3運動靠近襯底15，並且預先獲得至襯底溫度飽和為止的時間。該時間設定為預定的時間。在經過預定的時間之後(步驟S106中的「是」)，在步驟S107中，襯底保持器3進 一步從襯底15上方豎直地向下運動直到襯底保持器3與熱膨脹已經收斂的襯底15接觸的 位置，如圖4E中所示。在步驟S108中，電壓施加到靜電卡盤電極6和7，以便產生電壓差。 襯底保持器3的靜電卡盤保持器5由此卡緊襯底15。注意到，代替判定經過了預定的時間， 可以在襯底保持器3內或者在靜電卡盤保持器5與襯底保持器3之間的界面中設置諸如熱 敏電阻的溫度傳感器。由溫度傳感器所檢測到的數據可以輸入到控制器中，以便基於所述 數據判定襯底保持器3與襯底15接觸的定時。對於判定定時的判別準則，例如，可以判定 靜電卡盤保持器5和襯底15的溫度變化是否飽和或者襯底15是否已經達到預定的飽和溫 度。或者，可以判定襯底15是否已經達到預定的溫度。可以設置多個溫度傳感器以判定每 個部分處的溫差是否飽和。隨後的步驟與上述的第一實施例中的步驟相同。更具體地，在步驟S109中，襯底 保持器3提升並且運動到預定的處理位置，如圖4F中所示。然後，在步驟SllO中，襯底支 撐構件IOa從遮蔽件13運動出來並且運動到襯底處理室21的外側。襯底支撐構件IOa收 回到來自靶8的濺射物質不會粘住的位置，如圖4G中所示，並且沉積處理開始。甚至當襯底被加熱到高溫時，根據上述過程的襯底傳輸也使得能夠在還包括溫度 調節機構的真空處理設備中執行高質量的沉積。在維持襯底15位於襯底保持器3附近的狀態的同時加熱襯底15。此時，如果在沒 有使用襯底支撐構件IOa的情況下直接加熱保留在端部執行器Ha上的襯底，則也加熱了 端部執行器14a。如果加熱端部執行器14a，則熱傳輸到機械手以加熱機械手的驅動系統。 這樣會使機械手停止或者出現故障。使用根據本發明的實施例的真空處理設備1，則允許縮 短傳輸機械手14a定位在襯底保持器3下方的時間並且也防止端部執行器1 被加熱。因 此，能夠抑制機械手的上述故障和類似情況。如果加熱保持放置在端部執行器1 上的襯底15時，則襯底15不能在該時間段 傳輸。這降低了具有多個室的真空處理設備中的生產量。如在本發明的真空處理設備1中， 使用襯底支撐構件IOa執行真空處理，解決了生產量的問題。在上述的第一實施例和第二實施例中，已經解釋了具有靶的濺射設備。然而，本發 明的應用不限於此。更具體地，則本發明可適當地應用到除了濺射設備以外的任何設備，例 如PVD (物理氣相沉積)設備、CVD設備、ALD設備、或者幹法刻蝕設備，如果該設備在處理面 豎直地面朝下的同時處理由靜電卡盤固定到襯底保持器的襯底15的話。本發明可應用到例如以下電子裝置的製造。使用陶瓷靶的濺射沉積在除了襯底以 外的構件上容易地產生粉末沉積物。粉末沉積物具有較弱的粘附力並且因此容易變成微 粒。示例是用在LCD中的ITO(銦錫氧化物)以及用在壓電元件或鐵電存儲器中的PZT(鋯 鈦酸鉛)。當形成這種膜時，面朝下式設備有效地抑制微粒混合到襯底上的膜中。當通過使 用( 金屬作為源的MBE或者濺射形成用於LED或者功率器件的GaN膜時，因為( 金屬的 熔點低到29. 8°C，所以需要使用面朝下式設備。本發明的基礎是一種能夠抑制製品混合到 襯底上的面朝下式真空處理設備。因此，本發明可適當地適用於任何遇到微粒混合到襯底 上的類似問題的處理設備和電子裝置製造。襯底支撐機構10不必總是使襯底支撐構件IOa水平地運動。例如，襯底支撐機構1010可以在卡緊時使襯底支撐構件IOa向上運動並且在真空處理期間使襯底支撐構件IOa向 下收回。或者，襯底支撐機構10可以使襯底支撐構件IOa水平地和豎直地運動。襯底支撐 機構優選地使襯底支撐構件IOa僅沿著與靜電卡盤保持器5的襯底卡緊面fe平行的方向 運動，如在本實施例中一樣。襯底支撐機構10可以具有簡單的結構，並且在不妨礙襯底15 的處理的情況下安裝。因此，能夠抑制由複雜的結構所導致的微粒的增加，或者能夠抑制由 遮蔽件13的較大的開口直徑所導致的微粒的增加。從襯底保持器3的豎直下方的位置收回襯底支撐構件IOa在本發明中不是必要 的。然而，這是優選的，因為在襯底處理時進行收回允許防止處理物質粘附並抑制汙染和抑 制微粒的增加。在上述實施例中，遮蔽件13具有包圍襯底處理空間的形狀。然而，遮蔽件13可以 具有包圍已經收回的襯底支撐構件IOa的形狀。如果至少每個襯底支撐構件IOa的襯底支撐部分布置在真空處理室中，則襯底支 撐構件IOa的近端可以從真空室2伸出來。在上述的第一實施例和第二實施例中，已經解釋了豎直地面朝下的襯底卡緊面 如。然而，本發明的主旨不限於該示例。例如，襯底卡緊面如可以傾斜，只要襯底支撐構件 IOa相對於襯底卡緊面fe水平地支撐襯底15就可以。(第三實施例)接下來將參照圖7的示意圖說明第三實施例。注意到，第三實施例中的與第一實 施例相同的附圖標記指示共同的設備部件，並且將不重複其說明。根據第三實施例的真空處理設備1與第一實施例的真空處理設備1的不同之處在 於，當在處理期間襯底保持力(用於保持襯底的力)落到保持襯底所需的力(襯底載荷) 以下(例如，在電源故障的情況下)時，襯底支撐構件IOa布置在襯底保持器3下方。更具 體地，設備包括偏壓構件30，所述偏壓構件30朝向襯底保持器3下方的傳輸位置連續地偏 壓位於收回位置處的襯底支撐構件10a。當驅動單元IOb的操作已經由於電源故障或者類 似情況而停止時，偏壓構件30的偏壓力使襯底支撐構件IOa運動到傳輸位置。每個偏壓構 件30都設計為這樣的柱體，所述柱體通過例如彈性體(例如，彈簧或者流體)的彈力使相 對應的襯底支撐構件IOa沿著平移的方向(從收回位置到傳輸位置或者從傳輸位置到收回 位置)運動。另一方面，襯底支撐構件IOa的驅動單元IOb可以直接使用偏壓力將襯底支撐構 件IOa驅動到傳輸位置。驅動單元IOb也可以產生額外的驅動力來驅動襯底支撐構件IOa 並且使襯底支撐構件IOa運動到傳輸位置。襯底支撐構件IOa通過產生沿著與偏壓力的方 向相反的方向的、等於或者大於偏壓力的驅動力而被驅動到收回位置。例如，當每個驅動單 元IOb都由氣缸或者液壓缸形成時，其可以是用於產生僅朝向收回位置的驅動力的單向作 用的缸，或者可以是能夠產生朝向收回位置和傳輸位置二者的驅動力的雙向作用的缸。注意到在第三實施例中，偏壓構件30和驅動單元IOb形成為分離的構件。然而， 偏壓構件30和驅動單元IOb可以成為一體。例如，偏壓構件30和驅動單元IOb可以形成 為其原始位置(正常位置)是傳輸位置的單向作用的缸。另外，在第三實施例中，襯底保持器3的運動機構33包括其原始位置是傳輸位置 的單向作用的缸，以便基於來自控制器的指令使襯底保持器3豎直地運動。
將參照圖8說明具有上述布置的真空處理設備1的操作。圖8中的附圖標記8a 指示處理期間的真空處理設備1的狀態。假設在該狀態中對靜電卡盤電極6和7的電源由 於例如電源故障而停止。襯底保持器3通過殘留的電荷暫時保持襯底15—會。然後，保持 力消失，並且襯底15在其自身重量作用下掉落。此時，來自驅動源的驅動力供給也停止，並且襯底支撐構件10通過偏壓構件30的 偏壓力被驅動到傳輸位置。類似地，至襯底保持器3的運動機構33的驅動力供給也停止， 並且襯底保持器3通過其載荷向下運動到傳輸位置。在該情況下，甚至當襯底15掉落時，襯底支撐構件IOa也可以接收襯底15，如圖6 中的8b所指示，由此防止破壞襯底15和靶。在第三實施例中，由於襯底保持器3同時地向 下運動，所以掉落距離可以更短。因此，能夠可靠地防止襯底掉落。如上所述，當在處理期間襯底保持力落在保持襯底所需的力(襯底載荷)以下時， 襯底支撐構件IOa運動到襯底處理室21中，以便用作防止襯底掉落的機構。這樣允許解決 只有面朝下式設備才有的襯底掉落的問題。在襯底掉落的情況下，必須通過停止生產線並 將襯底處理室21的內部暴露到大氣而更換接收了所掉落襯底的靶並且去除襯底碎片。用 於生產線停止和回收的成本是巨大的。也可考慮提供另一襯底掉落防止機構。然而，難以 在不影響沉積處理的情況下在沉積空間中提供用於防止掉落的結構。另外，該結構可能是 汙染源。從該觀點，如本發明中這樣，通過襯底支撐構件IOa形成襯底掉落防止機構，則允 許在不產生汙染物的問題或者其它問題的情況下有效地防止襯底掉落。(第四實施例)可以對第三實施例的真空處理設備增加用於檢測襯底卡緊故障的掉落防止傳感 器，以便檢測到襯底保持力低於襯底載荷。將參照圖9說明根據第四實施例的包括掉落防 止傳感器的真空處理設備的掉落防止操作。如圖9中所示，在電源故障的情況下(圖9中 的A)，真空處理設備的控制器執行以下處理，以便使第三實施例的偏壓構件30將襯底支撐 構件IOa布置在掉落防止位置(傳輸位置)處。首先，當出現電源故障時，工作流體的輸 出自動地停止(S901)。該偏壓構件30驅動襯底支撐構件10a，以將其運動到襯底保持器 3下方690 。襯底保持器3在其自身重量下向下運動，並且襯底支撐構件IOa接收襯底 15(S903)。如果靜電卡緊力在沒有電源故障的情況下落在襯底保持力以下(圖9中的B)，則 偏壓構件30或者驅動單元IOb主動將襯底支撐構件IOa布置在掉落防止位置處。真空處理 設備的控制器執行以下處理。首先，控制器基於電流值檢測卡緊故障(S904)。控制器驅動襯 底支撐構件(S905)，並且將襯底支撐構件布置在襯底保持器3下方以接收襯底15(S906)。 這樣能夠可靠地防止襯底15掉落。例如，當用於傳熱的氣體流到由靜電卡盤保持器5所卡緊的襯底15的相反表面側 時，用於測量襯底15的相反表面側上的空間中的壓力的壓力傳感器可以設置為掉落防止 傳感器以檢測壓力小於或者等於預定值。即，如果襯底15沒有被靜電卡盤保持器5卡緊， 則氣體從相反表面側上的空間洩漏，所以不能維持預定的壓力。因此，壓力傳感器可以通過 檢測到壓力小於預定的壓力來檢測襯底15的卡緊故障。當第四實施例的控制器已經基於 壓力傳感器的輸出而判定壓力小於預定的閾值(預定的壓力)時，壓力傳感器判定襯底15 沒有被靜電卡盤保持器5正常地卡緊，從而將用於使襯底支撐構件IOa布置在掉落防止位置處的指令輸入到驅動單元10b。控制器接收該指令並且執行步驟S904至S906中的處理， 由此防止在處理期間襯底15由於卡緊故障或者類似情況而掉落。已經參照

本發明的優選實施例。然而，本發明不限於上述實施例，而可以 在由權利要求書的範圍所確定的技術範圍內進行多種改變和修改。該申請要求享有2008年6月20日提交的日本專利申請號2008-161477的優先權， 其全部內容由此通過參考包含於此。
權利要求
1.一種真空處理設備，包括能抽空的真空室；襯底保持器，所述襯底保持器設置在所述真空室中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面， 並且包括通過靜電卡緊襯底的靜電卡緊機構；襯底支撐構件，所述襯底支撐構件設置在所述真空室中以將所述襯底支撐在允許所述 襯底卡緊面卡緊所述襯底的方位中；和運動裝置，所述運動裝置使所述襯底保持器和由所述襯底支撐構件所支撐的襯底中的 至少一個運動，以便使所述襯底和所述襯底保持器彼此接觸，由此使所述襯底保持器卡緊 所述襯底。
2.根據權利要求1所述的真空處理設備，還包括襯底支撐構件驅動裝置，用於在卡緊 所述襯底之後使所述襯底支撐構件從卡緊所述襯底的位置收回。
3.根據權利要求1或2所述的真空處理設備，還包括遮蔽件，所述遮蔽件使所述襯底支 撐構件的收回位置和所述襯底保持器彼此分離。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的真空處理設備，其中，所述襯底支撐構件支撐襯 底與所述襯底保持器平行。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的真空處理設備，還包括溫度調節機構，所述溫度調節機構包含在所述襯底保持器中；和控制器，其中，所述溫度調節機構調節所述襯底卡緊面的溫度，並且所述控制器控制所述靜電卡緊機構、所述溫度調節機構和所述運動裝置，以便在操作 所述溫度調節機構的同時使所述襯底保持器和由所述襯底支撐構件所支撐的襯底彼此靠 近，在保持所述襯底和所述襯底保持器彼此靠近的同時使所述靜電卡緊機構的操作等待直 到經過了預定的時間為止，並且在保持所述襯底與所述襯底卡緊面接觸的同時經過了所述 預定的時間之後操作所述靜電卡緊機構。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的真空處理設備，其中，如果在靜電卡緊的處理期 間用於保持所述襯底的襯底保持力降低，則所述襯底支撐構件布置在所述襯底保持器下方 的位置處。
7.根據權利要求6所述的真空處理設備，還包括偏壓構件，所述偏壓構件朝向在所述 襯底保持器下方的位置連續地偏壓位於所述收回位置處的所述襯底支撐構件，其中，如果在該處理期間所述襯底保持力降低，則所述襯底支撐構件通過所述偏壓構 件的偏壓力運動到在所述襯底保持器下方的位置。
8.一種真空處理方法，所述真空處理方法使用襯底保持器在保持所述襯底保持器通過 靜電卡緊襯底的同時執行真空處理，所述襯底保持器設置在能抽空的真空室中，具有襯底 卡緊面，並且包括通過靜電卡緊所述襯底的靜電卡緊機構，所述真空處理方法包括以下步 驟使襯底傳輸機構將所述襯底傳輸到所述真空室中；將所述襯底轉移到襯底支撐構件，所述襯底支撐構件將所述襯底支撐在允許所述襯底 卡緊面卡緊所述襯底的方位中；在保持所述襯底支撐構件支撐所述襯底的同時使所述襯底與所述襯底卡緊面彼此接在保持所述襯底與所述襯底卡緊面彼此接觸的同時操作所述靜電卡緊機構以通過靜 電卡緊所述襯底。
9.一種電子裝置製造方法，所述電子裝置製造方法使用用於在保持襯底保持器通過靜 電卡緊襯底的同時執行真空處理的真空處理設備，所述襯底保持器設置在能抽空的真空室 中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面，並且包括通過靜電卡緊所述襯底的靜電卡緊機構，所 述電子裝置製造方法包括以下步驟使襯底傳輸機構將所述襯底傳輸到所述真空室中；將所述襯底轉移到襯底支撐構件，所述襯底支撐構件將所述襯底支撐在允許所述襯底 卡緊面卡緊所述襯底的方位中；在保持所述襯底支撐構件支撐所述襯底的同時使所述襯底與所述襯底卡緊面彼此接觸；在保持所述襯底與所述襯底卡緊面彼此接觸的同時操作所述靜電卡緊機構以通過靜 電卡緊所述襯底；以及執行用於被靜電卡緊的襯底的真空處理。
全文摘要
一種真空處理設備包括可抽空的真空室；設置在真空室中的襯底保持器，其具有豎直地面朝下的襯底卡緊面，並包括通過靜電卡緊襯底的靜電卡緊機構；襯底支撐構件，其設置在真空室中以保持襯底與襯底卡緊面平行並且將襯底支撐在允許襯底卡緊面卡緊襯底的方位中；和運動機構，其使襯底保持器和由襯底支撐構件所支撐的襯底中的至少一個運動，以使襯底和襯底保持器彼此接觸，由此使襯底保持器卡緊襯底。
文檔編號H01L21/3065GK102047406SQ200980119910
公開日2011年5月4日 申請日期2009年6月19日 優先權日2008年6月20日
發明者今井洋之, 山本 一 申請人:佳能安內華股份有限公司