專利名稱：真空處理設(shè)備、真空處理方法和電子裝置制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空處理設(shè)備以及使用該真空處理設(shè)備的真空處理方法和電子 裝置制造方法，所述真空處理設(shè)備改進(jìn)使用靜電卡盤卡緊處理對(duì)象的真空處理設(shè)備中的沉 積膜的質(zhì)量。
背景技術(shù)：
在保持設(shè)定于襯底保持器中的襯底的處理面豎直地面朝下的同時(shí)處理該襯底的 襯底處理設(shè)備稱為面朝下式真空處理設(shè)備。由于較少的異物(微粒)落在襯底面上，所以 面朝下式真空處理設(shè)備比面朝上式真空處理設(shè)備更加有利，所述面朝上式真空處理設(shè)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(dāng)將襯底設(shè)定在襯底保持器中時(shí)， 面朝下式真空處理設(shè)備需要將襯底固定到襯底保持器的襯底設(shè)定面，以不允許襯底由于重 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(shè)置電極，并且對(duì)該電極施加DC電壓，以便使襯底設(shè)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。由于保持襯底周邊進(jìn)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(zhí)行處理。當(dāng)面朝下式真空處理設(shè)備處理襯底時(shí)，根據(jù)以下步驟(1)至(3)，襯底被傳統(tǒng)地傳 輸?shù)届o電卡盤保持器。步驟(1)，將未處理的襯底放置在設(shè)置在傳輸室中的傳輸機(jī)械手的傳輸臂的端部 上，將襯底從傳輸室傳輸?shù)揭r底處理室中，并且使襯底水平地運(yùn)動(dòng)到在靜電卡盤保持器的 豎直下方的位置。步驟0)，在步驟(1)之后，使傳輸臂或者靜電卡盤保持器豎直地向下運(yùn)動(dòng)，直到 靜電卡盤保持器與襯底接觸為止。步驟(3)，通過供給用于靜電卡盤的功率而使靜電卡盤保持器卡緊襯底。然而，當(dāng)傳輸臂伸出時(shí)，由于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(fā)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(guān)系。當(dāng)使靜電卡盤保持器卡緊襯底時(shí)，如果功率供給到?jīng)]有與襯底水平地接 觸(點(diǎn)接觸)的靜電卡盤保持器，則靜電卡緊力沒有作用在整個(gè)襯底表面上，產(chǎn)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(jié)構(gòu)。引用列表專利文獻(xiàn)PLTl 日本專利特開號(hào)No. 3-54845PLT2 日本專利特開號(hào) No. 5-343507PLT3 日本專利特開號(hào) No. 2001-29807
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，用在傳輸臂的端部處的襯底放置部分中的復(fù)雜的彈簧結(jié)構(gòu)會(huì)用作微粒產(chǎn)生 源。另外，如果真空處理設(shè)備是濺射沉積設(shè)備，則從彈簧結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的異物粘附到位于下側(cè)上 的陰極的靶面并且導(dǎo)致異常放電。異常放電影響通過真空處理所沉積的膜的質(zhì)量。問題的解決方案本發(fā)明考慮到上述的問題而作出，并且本發(fā)明的目的是提供一種能夠在面朝下式 真空處理設(shè)備中抑制微粒產(chǎn)生并可靠地保持和處理襯底的真空處理設(shè)備和方法。在本發(fā)明中，用于支撐襯底與襯底卡緊面平行的襯底支撐構(gòu)件與傳輸機(jī)械手無關(guān) 地設(shè)置在真空室中，由此可靠地維持平行的方位。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的真空處理設(shè)備包括可抽空的真空室；襯底保持器，所述 襯底保持器設(shè)置在真空室中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面，并且包括通過靜電卡緊襯 底的靜電卡緊機(jī)構(gòu)；襯底支撐構(gòu)件，所述襯底支撐構(gòu)件設(shè)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(yùn)動(dòng)裝置，所述運(yùn)動(dòng)裝置使所述襯 底保持器和由所述襯底支撐構(gòu)件所支撐的襯底中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)，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(fā)明的有利效果根據(jù)本發(fā)明，能夠在處理期間抑制落到靶上的異物(微粒)的產(chǎn)生并且可靠地保 持襯底。


包含在本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，附圖與 說明一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施例的真空處理設(shè)備的布置的視圖；圖2是示出主要包括設(shè)置在根據(jù)第一實(shí)施例的真空處理設(shè)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(gòu)件IOa的形狀的示意性平面圖；圖;3B是示出襯底支撐構(gòu)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(gòu)件IOa的又一種形狀的示意性平面圖；圖4A是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4B是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4C是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4D是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4E是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4F是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖4G是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖；圖5是示出通過使用根據(jù)第一實(shí)施例的真空處理設(shè)備所獲得的以及通過使用傳 統(tǒng)的設(shè)備所獲得的效果的圖6是示出根據(jù)第二實(shí)施例的真空處理設(shè)備的控制器的操作的流程圖；圖7是示出根據(jù)第三實(shí)施例的真空處理設(shè)備的布置的視圖；圖8是示出根據(jù)第三實(shí)施例的真空處理設(shè)備的掉落防止操作的視圖；以及圖9是用于解釋根據(jù)第四實(shí)施例的真空處理設(shè)備的掉落防止操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。注意到，實(shí)施例中說明的構(gòu)成元件僅是 示例。本發(fā)明的技術(shù)范圍通過權(quán)利要求書的范圍確定并且不受以下單獨(dú)的實(shí)施例的限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1包括真空室2、襯底保持器3、襯底支撐構(gòu) 件IOa和導(dǎo)致襯底保持器3卡緊襯底15的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1中，真空室2是可抽空的室。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1中，襯底保持器3設(shè)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，并且包括通過靜電卡緊襯底15的靜電卡緊 機(jī)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1中，襯底支撐構(gòu)件IOa設(shè)置在真空室2 中，并且在保持襯底15和襯底保持器3的襯底卡緊面fe平行的同時(shí)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(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1中，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用作這樣的裝置，即，所述 裝置用于使襯底保持器3和由襯底支撐構(gòu)件IOa所支撐的襯底15中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)，以便 使襯底保持器3和襯底15彼此接觸，由此導(dǎo)致襯底保持器3卡緊襯底15。以下將參照附圖詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的真空處理設(shè)備1的實(shí)施例以及使用所 述真空處理設(shè)備1的真空處理方法。(第一實(shí)施例)圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的真空處理設(shè)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(tǒng)(未示出)的多個(gè)可抽空的室(真空室)經(jīng)由閘閥23連接 到可抽空的傳輸室22而形成該實(shí)施例的真空處理設(shè)備1。連接到傳輸室22的室的示例是 裝載鎖定室對(duì)，其將襯底15引入到真空處理設(shè)備1中；襯底處理室21，其對(duì)襯底15進(jìn)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(shè)備1包括四 個(gè)襯底處理室21、一個(gè)裝載鎖定室M和一個(gè)卸載鎖定室25。然而，本發(fā)明的實(shí)施例不限于 此。傳輸室22包括傳輸機(jī)械手14，所述傳輸機(jī)械手14用作襯底傳輸機(jī)構(gòu)，以便能夠?qū)?襯底15傳輸?shù)矫總€(gè)室。圖2是示出主要包括設(shè)置在圖1中的真空處理設(shè)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(shí)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由介電材料制成，并且包括多個(gè)(在該實(shí)施例中，兩個(gè))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(shè)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(chǎn)生6電壓差。襯底保持器3連接到可豎直驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)，以便可沿著豎直方向運(yùn) 動(dòng)。靶8在真空室2內(nèi)位于下側(cè)，并且布置成平行地面對(duì)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(yù)定的電壓施加到靶8。即，靶8構(gòu)成陰極部 分。注意到，連接到靶8的電源不限于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的后側(cè)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(chǎng) 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(dāng)使用靶8執(zhí)行濺射沉積時(shí)，DC電源12和磁體單元9保持必需的靶8處于預(yù)定 的電壓以在靶8的表面上形成預(yù)定的磁場(chǎng)分布。這允許通過低壓力下的放電而進(jìn)行濺射。在襯底處理室21中設(shè)置遮蔽件13。遮蔽件13設(shè)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(nèi)壁。在該實(shí)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(jī)構(gòu)10。襯底支撐機(jī)構(gòu)10包括襯底 支撐構(gòu)件10a，在所述襯底支撐構(gòu)件IOa上可以放置有襯底15，并且襯底支撐機(jī)構(gòu)10具有 用于將襯底15支撐在允許襯底卡緊面fe卡緊襯底15的方位中的結(jié)構(gòu)。更具體地，襯底支 撐機(jī)構(gòu)具有能夠相對(duì)于襯底卡緊面如水平地支撐襯底15的結(jié)構(gòu)，如圖2中所示。在該實(shí) 施例中，襯底支撐機(jī)構(gòu)水平地保持放置在其上的襯底15。每個(gè)襯底支撐機(jī)構(gòu)10還包括驅(qū)動(dòng) 單元10b，例如設(shè)置在襯底處理室21外的氣缸(未示出)。驅(qū)動(dòng)單元IOb可以使襯底支撐 構(gòu)件IOa從遮蔽件13運(yùn)動(dòng)出來。在圖2中注意到，導(dǎo)引構(gòu)件IOe固定到襯底處理室21以 導(dǎo)引襯底支撐構(gòu)件IOa而使其可以水平地運(yùn)動(dòng)。波紋管IOd維持襯底處理室21的真空狀 態(tài)。圖3A至3C是示出襯底支撐構(gòu)件IOa的形狀的平面圖。在該實(shí)施例中，如圖2中所示，在放電空間的兩側(cè)上設(shè)置一對(duì)襯底支撐機(jī)構(gòu)10。因 此，如圖3A中所示，每個(gè)襯底支撐機(jī)構(gòu)10的襯底支撐構(gòu)件IOa都具有能夠在至少兩個(gè)分離 的點(diǎn)處與襯底15接觸的形狀。每個(gè)襯底支撐構(gòu)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(gè)襯底支撐構(gòu)件IOa都由諸如SUS或者鋁合金的材料制成， 并且每個(gè)襯底支撐構(gòu)件IOa都設(shè)計(jì)成剛性的，以便防止每個(gè)端部由于自身重量而彎曲。接 觸部分IOc可以由SUS制成。然而，接觸部分IOc可以由諸如石英或者氧化鋁的陶瓷制成。 使用石英或者氧化鋁允許抑制污染物在襯底15上的影響。注意到，如圖IBB中所示，襯底支撐構(gòu)件可以僅設(shè)置在一側(cè)上。就是說，一個(gè)襯底支 撐構(gòu)件可以是足夠的。接觸部分IOc優(yōu)選地設(shè)置成允許一個(gè)襯底支撐構(gòu)件IOa在至少三個(gè) 分離的點(diǎn)處支撐襯底。或者，可以布置三個(gè)或者更多個(gè)襯底支撐構(gòu)件10a。例如，可以布置 三個(gè)襯底支撐構(gòu)件10a，如圖3C中所示。在該情況下，每個(gè)襯底支撐構(gòu)件IOa都具有至少一 個(gè)接觸部分10c。如果襯底支撐構(gòu)件IOa較長(zhǎng)，則即使設(shè)計(jì)確保剛度，該襯底支撐構(gòu)件IOa也在其自身重量下彎曲很多?？紤]到該原因，如圖3A或者3C中所示，將多個(gè)襯底支撐構(gòu)件 圍繞襯底中心對(duì)稱地布置，這樣允許使襯底支撐構(gòu)件IOa的彎曲量相等并且水平地支撐襯 底15。接下來將說明傳輸襯底15的處理。圖4A至4G是用于解釋裝載襯底15的方法的視圖。注意到，基于來自控制器的信 號(hào)控制圖4A中所示的襯底支撐機(jī)構(gòu)10和襯底保持器3的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)以及圖2中 所示的ESC DC電源12和電源11。通過執(zhí)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(jì)算機(jī)形成控制器。將集中針對(duì)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(jī)械手14的端部執(zhí)行器14a上并且運(yùn)動(dòng)到在 襯底保持器3的豎直下方的位置。端部執(zhí)行器14a向下運(yùn)動(dòng)以將襯底15放置在襯底支撐構(gòu)件IOa上，如圖4B中所示。此后，端部執(zhí)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(yùn)動(dòng)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(jìn)一步從襯底15上方豎直地向下運(yùn)動(dòng)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(chǎn)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提升并且運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的處理位置，如圖4F中所示。襯底處理室21內(nèi)的襯底支撐構(gòu)件IOa從遮蔽件13運(yùn)動(dòng)出來。此時(shí)，在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 中包括的驅(qū)動(dòng)單元IOb導(dǎo)致圖2中所示的襯底支撐構(gòu)件IOa收回到來自靶8的濺射物質(zhì)不 會(huì)粘住的位置(襯底支撐構(gòu)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(yù)定的磁場(chǎng)分布，并且DC電源11將負(fù)DC 電壓施加到靶8。這樣導(dǎo)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，并且釋放濺射微粒。濺射微粒粘到襯底15，以便執(zhí)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(huì)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(nèi)側(cè)。注意到，在放電開始之后的沉積處理期間，可以在從供氣系統(tǒng)(未示出)供給氣體 的同時(shí)根據(jù)需要調(diào)節(jié)放電壓力。在沉積處理結(jié)束之后，以與裝載的順序相反的順序卸載襯底15。更具體地，已經(jīng)從遮蔽件13運(yùn)動(dòng)出來的襯底支撐構(gòu)件IOa運(yùn)動(dòng)到遮蔽件13中， 并且在由襯底保持器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)。此后，襯底保持器3豎直地向下運(yùn)動(dòng)直到由靜電卡盤保持器5卡緊的襯底15與襯 底支撐構(gòu)件IOa接觸的位置(圖4E)。
然后，停止對(duì)靜電卡盤電極6和7施加電壓。在襯底15已經(jīng)在其自身重量下運(yùn)動(dòng) 到襯底支撐構(gòu)件IOa上(圖4D)之后，襯底保持器3豎直地向上運(yùn)動(dòng)(圖4C)。
最后，端部執(zhí)行器14a使襯底15從襯底處理室21運(yùn)動(dòng)出來(圖4B和4A)。圖5是示出通過使用根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的真空處理設(shè)備1所獲得的以及通 過使用傳統(tǒng)的設(shè)備所獲得的效果的圖。圖5中的圖的橫坐標(biāo)表示連續(xù)處理的襯底的數(shù)量， 并且縱坐標(biāo)表示在襯底處理期間觀察到的每個(gè)襯底的異常放電的次數(shù)。注意到，已知異常 放電的次數(shù)與從靶上方掉落并粘到靶的異物(微粒)的數(shù)量成比例。通過監(jiān)測(cè)用于放電的 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(jù)本發(fā)明的真空處理設(shè)備1，由掉落并粘到靶8的異物 (微粒)所導(dǎo)致的異常放電的頻率顯著地降低。(第二實(shí)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(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)。溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)圖2中所示的襯底卡緊面如的溫度。溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)例如是包 含在襯底保持器3中的加熱器或者是用于使液體熱傳輸介質(zhì)循環(huán)到襯底保持器3的機(jī)構(gòu)。 注意到，加熱器和熱傳輸介質(zhì)循環(huán)機(jī)構(gòu)可以一起使用以增加襯底保持器3的溫度可控性。當(dāng)襯底處理溫度需要是較高時(shí)，優(yōu)選地是使溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)加熱襯底保持器3，并且 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(cè)傳輸?shù)囊r底15比襯底保持器3更冷。如果比預(yù)先加熱的襯底保持器3更冷的襯底15設(shè)定在襯底保持器3上并且被通 過靜電卡緊，則襯底15隨著其溫度升高而膨脹。由于此時(shí)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，并且可能從襯底保持器3的表 面和襯底15的表面中的一個(gè)表面或者兩個(gè)表面產(chǎn)生異物(微粒)。因此，如果襯底處理溫度需要升高，則優(yōu)選地維持襯底保持器3與運(yùn)動(dòng)到襯底保 持器3附近的襯底15之間的位置關(guān)系，并且通過來自襯底保持器3的輻射熱來將襯底15 預(yù)先加熱到與襯底保持器3相同的溫度。將參照

根據(jù)該實(shí)施例的襯底15的傳輸。圖6是示出根據(jù)第二實(shí)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(jī)構(gòu)10的位置關(guān)系與圖4A至4G中所 示的那些關(guān)系相同。首先，在步驟SlOl中，控制器操作襯底保持器3的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以將用于襯底15 的卡緊面調(diào)節(jié)到期望的溫度。在步驟S102中，襯底15放置在傳輸機(jī)械手14的端部執(zhí)行器 14a上并且運(yùn)動(dòng)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(zhí)行器14a向下運(yùn)動(dòng)以將襯底15放置在襯底支撐構(gòu)件IOa 上(圖4B)。此后，在步驟S104中，端部執(zhí)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(yùn)動(dòng)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(tài)中，處理等待直到經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間為止(步驟S106)。在該時(shí)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(dāng)襯底溫度的升高飽和時(shí)，襯底15的膨脹收斂。步驟S106中的預(yù)定的時(shí) 間如下設(shè)定。例如，襯底保持器3的溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將卡緊面fe加熱到預(yù)定的溫度，使襯底 保持器3運(yùn)動(dòng)靠近襯底15，并且預(yù)先獲得至襯底溫度飽和為止的時(shí)間。該時(shí)間設(shè)定為預(yù)定的時(shí)間。在經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間之后(步驟S106中的“是”)，在步驟S107中，襯底保持器3進(jìn) 一步從襯底15上方豎直地向下運(yùn)動(dòng)直到襯底保持器3與熱膨脹已經(jīng)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(chǎn)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(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間， 可以在襯底保持器3內(nèi)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(shè)置諸如熱 敏電阻的溫度傳感器。由溫度傳感器所檢測(cè)到的數(shù)據(jù)可以輸入到控制器中，以便基于所述 數(shù)據(jù)判定襯底保持器3與襯底15接觸的定時(shí)。對(duì)于判定定時(shí)的判別準(zhǔn)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(jīng)達(dá)到預(yù)定的飽和溫 度。或者，可以判定襯底15是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的溫度?？梢栽O(shè)置多個(gè)溫度傳感器以判定每 個(gè)部分處的溫差是否飽和。隨后的步驟與上述的第一實(shí)施例中的步驟相同。更具體地，在步驟S109中，襯底 保持器3提升并且運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的處理位置，如圖4F中所示。然后，在步驟SllO中，襯底支 撐構(gòu)件IOa從遮蔽件13運(yùn)動(dòng)出來并且運(yùn)動(dòng)到襯底處理室21的外側(cè)。襯底支撐構(gòu)件IOa收 回到來自靶8的濺射物質(zhì)不會(huì)粘住的位置，如圖4G中所示，并且沉積處理開始。甚至當(dāng)襯底被加熱到高溫時(shí)，根據(jù)上述過程的襯底傳輸也使得能夠在還包括溫度 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的真空處理設(shè)備中執(zhí)行高質(zhì)量的沉積。在維持襯底15位于襯底保持器3附近的狀態(tài)的同時(shí)加熱襯底15。此時(shí)，如果在沒 有使用襯底支撐構(gòu)件IOa的情況下直接加熱保留在端部執(zhí)行器Ha上的襯底，則也加熱了 端部執(zhí)行器14a。如果加熱端部執(zhí)行器14a，則熱傳輸?shù)綑C(jī)械手以加熱機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 這樣會(huì)使機(jī)械手停止或者出現(xiàn)故障。使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空處理設(shè)備1，則允許縮 短傳輸機(jī)械手14a定位在襯底保持器3下方的時(shí)間并且也防止端部執(zhí)行器1 被加熱。因 此，能夠抑制機(jī)械手的上述故障和類似情況。如果加熱保持放置在端部執(zhí)行器1 上的襯底15時(shí)，則襯底15不能在該時(shí)間段 傳輸。這降低了具有多個(gè)室的真空處理設(shè)備中的生產(chǎn)量。如在本發(fā)明的真空處理設(shè)備1中， 使用襯底支撐構(gòu)件IOa執(zhí)行真空處理，解決了生產(chǎn)量的問題。在上述的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了具有靶的濺射設(shè)備。然而，本發(fā) 明的應(yīng)用不限于此。更具體地，則本發(fā)明可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用到除了濺射設(shè)備以外的任何設(shè)備，例 如PVD (物理氣相沉積)設(shè)備、CVD設(shè)備、ALD設(shè)備、或者干法刻蝕設(shè)備，如果該設(shè)備在處理面 豎直地面朝下的同時(shí)處理由靜電卡盤固定到襯底保持器的襯底15的話。本發(fā)明可應(yīng)用到例如以下電子裝置的制造。使用陶瓷靶的濺射沉積在除了襯底以 外的構(gòu)件上容易地產(chǎn)生粉末沉積物。粉末沉積物具有較弱的粘附力并且因此容易變成微 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(chǔ)器中的PZT(鋯 鈦酸鉛)。當(dāng)形成這種膜時(shí)，面朝下式設(shè)備有效地抑制微?；旌系揭r底上的膜中。當(dāng)通過使 用( 金屬作為源的MBE或者濺射形成用于LED或者功率器件的GaN膜時(shí)，因?yàn)? 金屬的 熔點(diǎn)低到29. 8°C，所以需要使用面朝下式設(shè)備。本發(fā)明的基礎(chǔ)是一種能夠抑制制品混合到 襯底上的面朝下式真空處理設(shè)備。因此，本發(fā)明可適當(dāng)?shù)剡m用于任何遇到微?；旌系揭r底 上的類似問題的處理設(shè)備和電子裝置制造。襯底支撐機(jī)構(gòu)10不必總是使襯底支撐構(gòu)件IOa水平地運(yùn)動(dòng)。例如，襯底支撐機(jī)構(gòu)1010可以在卡緊時(shí)使襯底支撐構(gòu)件IOa向上運(yùn)動(dòng)并且在真空處理期間使襯底支撐構(gòu)件IOa向 下收回?；蛘撸r底支撐機(jī)構(gòu)10可以使襯底支撐構(gòu)件IOa水平地和豎直地運(yùn)動(dòng)。襯底支撐 機(jī)構(gòu)優(yōu)選地使襯底支撐構(gòu)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(yùn)動(dòng)，如在本實(shí)施例中一樣。襯底支撐機(jī)構(gòu)10可以具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，并且在不妨礙襯底15 的處理的情況下安裝。因此，能夠抑制由復(fù)雜的結(jié)構(gòu)所導(dǎo)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(dǎo)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(gòu)件IOa在本發(fā)明中不是必要 的。然而，這是優(yōu)選的，因?yàn)樵谝r底處理時(shí)進(jìn)行收回允許防止處理物質(zhì)粘附并抑制污染和抑 制微粒的增加。在上述實(shí)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(jīng)收回的襯底支撐構(gòu)件IOa的形狀。如果至少每個(gè)襯底支撐構(gòu)件IOa的襯底支撐部分布置在真空處理室中，則襯底支 撐構(gòu)件IOa的近端可以從真空室2伸出來。在上述的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中，已經(jīng)解釋了豎直地面朝下的襯底卡緊面 如。然而，本發(fā)明的主旨不限于該示例。例如，襯底卡緊面如可以傾斜，只要襯底支撐構(gòu)件 IOa相對(duì)于襯底卡緊面fe水平地支撐襯底15就可以。(第三實(shí)施例)接下來將參照?qǐng)D7的示意圖說明第三實(shí)施例。注意到，第三實(shí)施例中的與第一實(shí) 施例相同的附圖標(biāo)記指示共同的設(shè)備部件，并且將不重復(fù)其說明。根據(jù)第三實(shí)施例的真空處理設(shè)備1與第一實(shí)施例的真空處理設(shè)備1的不同之處在 于，當(dāng)在處理期間襯底保持力(用于保持襯底的力)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(shí)，襯底支撐構(gòu)件IOa布置在襯底保持器3下方。更具 體地，設(shè)備包括偏壓構(gòu)件30，所述偏壓構(gòu)件30朝向襯底保持器3下方的傳輸位置連續(xù)地偏 壓位于收回位置處的襯底支撐構(gòu)件10a。當(dāng)驅(qū)動(dòng)單元IOb的操作已經(jīng)由于電源故障或者類 似情況而停止時(shí)，偏壓構(gòu)件30的偏壓力使襯底支撐構(gòu)件IOa運(yùn)動(dòng)到傳輸位置。每個(gè)偏壓構(gòu) 件30都設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)的襯底支撐構(gòu)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(yùn)動(dòng)。另一方面，襯底支撐構(gòu)件IOa的驅(qū)動(dòng)單元IOb可以直接使用偏壓力將襯底支撐構(gòu) 件IOa驅(qū)動(dòng)到傳輸位置。驅(qū)動(dòng)單元IOb也可以產(chǎn)生額外的驅(qū)動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)襯底支撐構(gòu)件IOa 并且使襯底支撐構(gòu)件IOa運(yùn)動(dòng)到傳輸位置。襯底支撐構(gòu)件IOa通過產(chǎn)生沿著與偏壓力的方 向相反的方向的、等于或者大于偏壓力的驅(qū)動(dòng)力而被驅(qū)動(dòng)到收回位置。例如，當(dāng)每個(gè)驅(qū)動(dòng)單 元IOb都由氣缸或者液壓缸形成時(shí)，其可以是用于產(chǎn)生僅朝向收回位置的驅(qū)動(dòng)力的單向作 用的缸，或者可以是能夠產(chǎn)生朝向收回位置和傳輸位置二者的驅(qū)動(dòng)力的雙向作用的缸。注意到在第三實(shí)施例中，偏壓構(gòu)件30和驅(qū)動(dòng)單元IOb形成為分離的構(gòu)件。然而， 偏壓構(gòu)件30和驅(qū)動(dòng)單元IOb可以成為一體。例如，偏壓構(gòu)件30和驅(qū)動(dòng)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(shí)施例中，襯底保持器3的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)33包括其原始位置是傳輸位置 的單向作用的缸，以便基于來自控制器的指令使襯底保持器3豎直地運(yùn)動(dòng)。
將參照?qǐng)D8說明具有上述布置的真空處理設(shè)備1的操作。圖8中的附圖標(biāo)記8a 指示處理期間的真空處理設(shè)備1的狀態(tài)。假設(shè)在該狀態(tài)中對(duì)靜電卡盤電極6和7的電源由 于例如電源故障而停止。襯底保持器3通過殘留的電荷暫時(shí)保持襯底15—會(huì)。然后，保持 力消失，并且襯底15在其自身重量作用下掉落。此時(shí)，來自驅(qū)動(dòng)源的驅(qū)動(dòng)力供給也停止，并且襯底支撐構(gòu)件10通過偏壓構(gòu)件30的 偏壓力被驅(qū)動(dòng)到傳輸位置。類似地，至襯底保持器3的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)33的驅(qū)動(dòng)力供給也停止， 并且襯底保持器3通過其載荷向下運(yùn)動(dòng)到傳輸位置。在該情況下，甚至當(dāng)襯底15掉落時(shí)，襯底支撐構(gòu)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(shí)施例中，由于襯底保持器3同時(shí)地向 下運(yùn)動(dòng)，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(dāng)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(shí)， 襯底支撐構(gòu)件IOa運(yùn)動(dòng)到襯底處理室21中，以便用作防止襯底掉落的機(jī)構(gòu)。這樣允許解決 只有面朝下式設(shè)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(chǎn)線并 將襯底處理室21的內(nèi)部暴露到大氣而更換接收了所掉落襯底的靶并且去除襯底碎片。用 于生產(chǎn)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(jī)構(gòu)。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于防止掉落的結(jié)構(gòu)。另外，該結(jié)構(gòu)可能是 污染源。從該觀點(diǎn)，如本發(fā)明中這樣，通過襯底支撐構(gòu)件IOa形成襯底掉落防止機(jī)構(gòu)，則允 許在不產(chǎn)生污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(shí)施例)可以對(duì)第三實(shí)施例的真空處理設(shè)備增加用于檢測(cè)襯底卡緊故障的掉落防止傳感 器，以便檢測(cè)到襯底保持力低于襯底載荷。將參照?qǐng)D9說明根據(jù)第四實(shí)施例的包括掉落防 止傳感器的真空處理設(shè)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(shè)備的控制器執(zhí)行以下處理，以便使第三實(shí)施例的偏壓構(gòu)件30將襯底支撐 構(gòu)件IOa布置在掉落防止位置(傳輸位置)處。首先，當(dāng)出現(xiàn)電源故障時(shí)，工作流體的輸 出自動(dòng)地停止(S901)。該偏壓構(gòu)件30驅(qū)動(dòng)襯底支撐構(gòu)件10a，以將其運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，并且襯底支撐構(gòu)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(gòu)件30或者驅(qū)動(dòng)單元IOb主動(dòng)將襯底支撐構(gòu)件IOa布置在掉落防止位置處。真空處理 設(shè)備的控制器執(zhí)行以下處理。首先，控制器基于電流值檢測(cè)卡緊故障(S904)。控制器驅(qū)動(dòng)襯 底支撐構(gòu)件(S905)，并且將襯底支撐構(gòu)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(dāng)用于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?zhèn)?時(shí)，用于測(cè)量襯底15的相反表面?zhèn)壬系目臻g中的壓力的壓力傳感器可以設(shè)置為掉落防止 傳感器以檢測(cè)壓力小于或者等于預(yù)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?zhèn)壬系目臻g泄漏，所以不能維持預(yù)定的壓力。因此，壓力傳感器可以通過 檢測(cè)到壓力小于預(yù)定的壓力來檢測(cè)襯底15的卡緊故障。當(dāng)?shù)谒膶?shí)施例的控制器已經(jīng)基于 壓力傳感器的輸出而判定壓力小于預(yù)定的閾值(預(yù)定的壓力)時(shí)，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，從而將用于使襯底支撐構(gòu)件IOa布置在掉落防止位置處的指令輸入到驅(qū)動(dòng)單元10b。控制器接收該指令并且執(zhí)行步驟S904至S906中的處理， 由此防止在處理期間襯底15由于卡緊故障或者類似情況而掉落。已經(jīng)參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，而可以 在由權(quán)利要求書的范圍所確定的技術(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行多種改變和修改。該申請(qǐng)要求享有2008年6月20日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?008-161477的優(yōu)先權(quán)， 其全部?jī)?nèi)容由此通過參考包含于此。
權(quán)利要求
1.一種真空處理設(shè)備，包括能抽空的真空室；襯底保持器，所述襯底保持器設(shè)置在所述真空室中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面， 并且包括通過靜電卡緊襯底的靜電卡緊機(jī)構(gòu)；襯底支撐構(gòu)件，所述襯底支撐構(gòu)件設(shè)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(yùn)動(dòng)裝置，所述運(yùn)動(dòng)裝置使所述襯底保持器和由所述襯底支撐構(gòu)件所支撐的襯底中的 至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)，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(jù)權(quán)利要求1所述的真空處理設(shè)備，還包括襯底支撐構(gòu)件驅(qū)動(dòng)裝置，用于在卡緊 所述襯底之后使所述襯底支撐構(gòu)件從卡緊所述襯底的位置收回。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空處理設(shè)備，還包括遮蔽件，所述遮蔽件使所述襯底支 撐構(gòu)件的收回位置和所述襯底保持器彼此分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的真空處理設(shè)備，其中，所述襯底支撐構(gòu)件支撐襯 底與所述襯底保持器平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的真空處理設(shè)備，還包括溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包含在所述襯底保持器中；和控制器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述襯底卡緊面的溫度，并且所述控制器控制所述靜電卡緊機(jī)構(gòu)、所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和所述運(yùn)動(dòng)裝置，以便在操作 所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的同時(shí)使所述襯底保持器和由所述襯底支撐構(gòu)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(shí)使所述靜電卡緊機(jī)構(gòu)的操作等待直 到經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間為止，并且在保持所述襯底與所述襯底卡緊面接觸的同時(shí)經(jīng)過了所述 預(yù)定的時(shí)間之后操作所述靜電卡緊機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的真空處理設(shè)備，其中，如果在靜電卡緊的處理期 間用于保持所述襯底的襯底保持力降低，則所述襯底支撐構(gòu)件布置在所述襯底保持器下方 的位置處。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空處理設(shè)備，還包括偏壓構(gòu)件，所述偏壓構(gòu)件朝向在所述 襯底保持器下方的位置連續(xù)地偏壓位于所述收回位置處的所述襯底支撐構(gòu)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(gòu)件通過所述偏壓構(gòu) 件的偏壓力運(yùn)動(dòng)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(shí)執(zhí)行真空處理，所述襯底保持器設(shè)置在能抽空的真空室中，具有襯底 卡緊面，并且包括通過靜電卡緊所述襯底的靜電卡緊機(jī)構(gòu)，所述真空處理方法包括以下步 驟使襯底傳輸機(jī)構(gòu)將所述襯底傳輸?shù)剿稣婵帐抑校粚⑺鲆r底轉(zhuǎn)移到襯底支撐構(gòu)件，所述襯底支撐構(gòu)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(gòu)件支撐所述襯底的同時(shí)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(shí)操作所述靜電卡緊機(jī)構(gòu)以通過靜 電卡緊所述襯底。
9.一種電子裝置制造方法，所述電子裝置制造方法使用用于在保持襯底保持器通過靜 電卡緊襯底的同時(shí)執(zhí)行真空處理的真空處理設(shè)備，所述襯底保持器設(shè)置在能抽空的真空室 中，具有豎直地面朝下的襯底卡緊面，并且包括通過靜電卡緊所述襯底的靜電卡緊機(jī)構(gòu)，所 述電子裝置制造方法包括以下步驟使襯底傳輸機(jī)構(gòu)將所述襯底傳輸?shù)剿稣婵帐抑?；將所述襯底轉(zhuǎn)移到襯底支撐構(gòu)件，所述襯底支撐構(gòu)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(gòu)件支撐所述襯底的同時(shí)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(shí)操作所述靜電卡緊機(jī)構(gòu)以通過靜 電卡緊所述襯底；以及執(zhí)行用于被靜電卡緊的襯底的真空處理。
全文摘要
一種真空處理設(shè)備包括可抽空的真空室；設(shè)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，并包括通過靜電卡緊襯底的靜電卡緊機(jī)構(gòu)；襯底支撐構(gòu)件，其設(shè)置在真空室中以保持襯底與襯底卡緊面平行并且將襯底支撐在允許襯底卡緊面卡緊襯底的方位中；和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使襯底保持器和由襯底支撐構(gòu)件所支撐的襯底中的至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)，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(hào)H01L21/3065GK102047406SQ200980119910
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者今井洋之, 山本 一 申請(qǐng)人:佳能安內(nèi)華股份有限公司