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TWI508167B - A power inlet device and a vacuum processing device using a power inlet device - Google Patents

A power inlet device and a vacuum processing device using a power inlet device Download PDF

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TWI508167B
TWI508167B TW101146607A TW101146607A TWI508167B TW I508167 B TWI508167 B TW I508167B TW 101146607 A TW101146607 A TW 101146607A TW 101146607 A TW101146607 A TW 101146607A TW I508167 B TWI508167 B TW I508167B
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Inventor
Kyosuke Sugi
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Canon Anelva Corp
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Publication date
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Description

電力導入裝置及使用電力導入裝置之真空處理裝置
本發明係關於電力導入裝置及使用電力導入裝置之真空處理裝置。尤其係關於適於對以可在真空處理室內旋轉的方式而設的基板保持具的靜電吸盤導入電力的電力導入裝置及使用電力導入裝置之真空處理裝置。
參照圖7A、7B，說明習知的電力導入裝置。在專利文獻1所揭示的構成中，例如圖7A所示，電力導入裝置所具有的基板保持具601係被保持在可在真空容器630的內部旋轉的狀態。基板保持具601係在基板保持具601的旋轉支柱602與支撐該旋轉支柱等負荷的台座603之間，具有藉由以旋轉支柱602的旋轉軸C為中心之面接觸所致之滑動面。藉由設置由被配置成同心圓狀的複數導電性環狀構件604所成的旋轉接頭，在基板保持具601的旋轉不會產生不安定性，而可對靜電吸盤的電極安定地供給電力。接著，關於對複數電極導入電力的雙極型靜電吸盤，將複數個旋轉接頭朝旋轉軸方向排列，形成為夾入絕緣構件605a、605b的構成，藉此保持複數電極間的絕緣狀態。
在該構造中，為了獲得安定的旋轉動作，絕緣構件605a、605b係必須分別設在基板保持具601的旋轉支柱602側及支持該旋轉支柱等負荷的台座603側，在各自的 絕緣構件間隔開最小限度的間隙607。另一方面，旋轉接頭並非密封性為完全者，雖微小，但是流體會由旋轉接頭漏洩，因此一般會設置用以將漏洩的流體排出至外部的排水口。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2008-156746號公報
但是，如圖7A所示，除了相對地面，基板保持為水平的基板保持具以外，近年來，由基板的大型化、基板處理裝置的省空間化的觀點來看，在將基板保持具的基板保持面的法線相對重力方向形成為垂直的狀態下，使基板保持具回旋的基板處理裝置亦逐漸增加。在如上所示之基板處理裝置中，係有難以將由旋轉接頭漏洩的流體由排水口排出的情形。
例如，即使將在內部流路流通的純水管理成其電阻值10M Ω．cm以上的值，由旋轉接頭漏洩的純水係其電阻值會立即降低。結果，電阻值低的流體存在於複數電極間，依情形，可透過該流體而在複數極間在電性上形成為導通狀態。
本發明係鑑於上述問題而研創者，目的在提供一種可適用於在將基板保持具的基板保持而的法線相對於重力方 向形成為垂直的狀態下，使基板保持具回旋的處理裝置的電力導入裝置。
為達成上述目的，本發明之電力導入裝置係具備有：可保持基板的基板保持具；與基板保持具相連結，具有第1導電支柱部、及第2導電支柱部的支柱；以可旋轉的方式支持支柱，具有第1導電框體部、及第2導電框體部的框體；由第1導電框體部對第1導電支柱部供給第1電壓的第1導電部；由第2導電框體部對第2導電支柱部供給第2電壓，與第1導電部呈絕緣的第2導電部；與第1導電支柱部相連接，將第1電壓供給至基板保持具的第1電力導入構件；及與第2導電支柱部相連接，將第2電壓供給至基板保持具的第2電力導入構件，在支柱與框體的間隙，係形成有：與第1導電部相接，可流通冷媒的第1空間、及與第2導電部相接，可流通冷媒的第2空間，而且具有將第1空間由被施加第2電壓的構件隔離，將第2空間由被施加第1電壓的構件隔離的隔離手段。
藉由本發明，可適用於在將基板保持具的基板保持面的法線相對於重力方向形成為垂直的狀態下，使基板保持具回旋，將基板進行處理的裝置，可對具有複數電極的基板保持具安定供給電力。
本發明之其他特徵及優點可藉由參照所附圖示之以下說明而清楚可知。其中，在所附圖示中，係對相同或同樣的構成標註相同的元件符號。
根據圖示，說明本發明之實施形態。其中，以下說明的構件、配置等係將發明具體化之一例，並非為限定本發明者，可按照本發明之主旨，作各種改變，自不待言。其中，在以下說明的圖示中，具有同一功能者，係標註相同符號，且省略其重覆的說明。
在本實施形態中，以真空處理裝置而言，以離子束蝕刻裝置為例加以說明，但是本發明之主旨並非限定於該例。例如，在其他蝕刻裝置或濺鍍成膜裝置、PVD裝置、CVD裝置等真空處置裝置亦可適用本發明之電力導入裝置。
(第1實施形態)
圖1係由側面觀看具有本發明之第1實施形態之電力導入裝置的離子束蝕刻裝置的剖面概略圖，圖2係圖1的X-X剖面圖，圖3A、3B係顯示圖2所示之電力導入機構30(電力導入裝置)之詳細的圖。其中，為防止圖示複雜化而省略一部分。離子束蝕刻裝置1係係對被配置在基板載台7的基板W，由離子束源5照射離子，將被形成在基板W的積層膜進行蝕刻的裝置。
圖1所示之離子束蝕刻裝置1係在真空容器3內(真空處理室內)具備有作為蝕刻源的離子束源5、基板載台7、及擋門裝置9。離子束源5係被配備在真空容器3的側面，基板載台7係與離子束源5相對向作配設。
基板載台7係具有保持基板W的基板保持具(以下稱為「基板保持部7a」)、及支持基板保持部7a的框體(以下稱為「旋轉支持部7b」)作為構成要素。旋轉支持部7b係藉由真空容器3予以支持。基板保持部7a係可藉由靜電吸盤機構吸附基板W來保持，可使基板W連同基板保持部7a一起旋轉。此外，旋轉支持部7b係可以旋轉軸B(第1旋轉軸)為旋轉中心來旋動，可改變與離子束源5的離子照射面相對向的基板保持部7a的方向。亦即，可使相對由離子束源5所被照射的離子入射方向的基板蝕刻面的角度改變。藉由使對基板蝕刻面的離子入射角度改變，可由斜方向使離子入射至基板W的蝕刻面，可進行高精度的蝕刻。
離子束源5係藉由電漿將氣體離子化而對基板W進行照射的裝置，在本實施形態中係將Ar氣體離子化，但是所照射的離子並非侷限於Ar離子。例如Kr氣體或Xe氣體、O2 氣體等。此外，在離子束源5的側方的壁面設有用以將由離子束源5所被照射的離子的電荷中和的中和器(未圖示)。
擋門裝置9係被設在離子束源5與基板載台7上的基板W之間，藉由擋門裝置9的開閉動作，可將由離子束 源5對基板W所被照射的離子在到達基板W之前進行遮蔽。
接著參照圖2，說明基板載台7的內部。旋轉支持部7b係可以旋轉軸B(第1旋轉軸)為中心來進行旋轉的載台。基板保持部7a係具備有可以相對旋轉軸B(第1旋轉軸)呈正交的方向的旋轉軸A(第2旋轉軸)為中心來進行旋轉的靜電吸附機構的基板支持載置台。可藉由靜電吸附機構的吸附動作，在基板保持部7a上載置基板。在真空容器3內配置有旋轉支持部7b，在旋轉支持部7b的一端結合有基板保持部7a。在基板保持部7a的背面(與保持基板的面為相反側的面)係連結有旋轉支柱25(支柱)。由導電性材料所成的旋轉支柱25係透過例如磁性流體密封件般的真空密封機構26而以旋轉自如的方式被安裝在形成於旋轉支持部7b之一端的孔部分。藉此維持真空容器3的內部的氣密性。此外，被固定在旋轉支柱25的基板保持部7a係藉由旋轉機構(旋轉驅動裝置27)，連同藉由基板保持部7a予以保持的基板W一起旋轉。電力導入機構30係具備有：使旋轉支持部7b以旋轉軸B(第1旋轉軸)為中心進行旋轉的第1旋轉驅動裝置；及以相對旋轉軸B(第1旋轉軸)呈正交的方向的旋轉軸A(第2旋轉軸)為中心而使基板保持部7a進行旋轉的第2旋轉驅動裝置。
例如，由真空密封機構26觀看，在基板保持部7a的相反側設有旋轉驅動裝置27。旋轉驅動裝置27係作為藉 由被安裝在旋轉支柱25的磁石(未圖示)、與被配置在其周邊的電磁石(未圖示)的相互作用而使旋轉支柱25旋轉的電動機來發揮功能。此外，在旋轉驅動裝置27附設有用以檢測旋轉支柱25的旋轉數及旋轉方向的編碼器(未圖示)。
基板保持部7a係具備有：具有保持基板W的保持面的介電質板23、及用以將基板W以適當的靜電吸附力吸引至介電質板23來進行固定的靜電吸盤(靜電吸附裝置)24。在基板保持部7a係另外形成有用以對藉由靜電吸盤24而被固定在介電質板23上的基板W的背面側，導入熱傳導用的背面氣體的流體路(未圖示)。在真空密封機構26係設有通至流體路的導入口。該背面氣體係用以對藉由冷媒予以冷卻的基板保持部7a，由基板W效率佳地傳達熱的氣體，在以往係使用氬氣(Ar)或氮氣等。其中，將基板W的背面側進行冷卻的冷卻水係透過後述圖4、5所示之冷卻水供給配管63而被導入至基板保持部7a內，透過冷卻水排出配管59予以排出。
靜電吸盤24係正負雙極型的吸盤裝置，在其內部具有2個電極28a、28b。其中一方極性的電極28a、及另一方極性的電極28b係分別被埋設在板狀絕緣構件之中。對電極28a係透過基板保持部7a及被設在旋轉支柱25的內部的電力導入棒29a(第1電力導入構件)而被供給所需的第1電壓。對電極28b係透過基板保持部7a及被設在旋轉支柱25的內部的電力導入棒29b(第2電力導入構 件)而被供給所需的第2電壓。2個電力導入棒29a、29b係如圖2所示，至旋轉支柱25的下方延伸設置來作配置，而且均由絕緣性構件31a、31b予以被覆。
在旋轉支柱25的中途，係在靜電吸盤24的2個電極28a、28b的各個，設有用以由外部電源供給供靜電吸附之用的彼此不同的電壓(例如2種類的偏壓電壓)的電力導入機構30(電力導入裝置)。為了避免透過旋轉支柱25而使電力導入機構30與真空密封機構26及旋轉驅動裝置27作電性連接的狀態，在旋轉支柱25之中貫穿電力導入機構30的部分的一端及另一端分別配置有絕緣性構件64。電力導入機構30、與供給第1電壓(例如DC偏壓電壓、RF電壓)的第1電壓供給電源71a係藉由被施行絕緣性被覆的纜線33a(第1電壓供給線)而相連接。電力導入機構30、與供給第2電壓(例如DC偏壓電壓、RF電壓)的第2電壓供給電源71b係藉由被施行絕緣性被覆的纜線33b(第2電壓供給線)而相連接。該等纜線33a、33b係以旋轉軸B為中心，即使單元旋轉，亦不會扭歪而被切斷的方式，在充分撓曲的狀態下相連接。在電力導入機構30的內部設有旋轉接頭36。關於旋轉接頭36的詳細內容，容後詳述。
旋轉圓筒32係可以旋轉軸B為旋轉中心來進行旋轉，旋轉支持部7b係被固定在旋轉圓筒32。旋轉圓筒32係透過例如磁性流體密封件般的真空密封機構34，以旋轉自如的方式被安裝在形成於真空容器3的孔部分。藉此維 持真空容器3的內部的氣密性。可將旋轉圓筒32，藉由例如伺服馬達(未圖示)予以旋轉。
參照圖3A、3B，說明旋轉接頭36(36a、36b)的電力導入機構30的詳細。旋轉接頭36a(第1導電部)係具有：導電性環狀構件37a(第1旋轉導電構件)、及導電性環狀構件39a(第1固定導電構件)。導電性環狀構件37a係被固定在被固定於旋轉支柱25之由導電性材料所成的旋轉支柱101a(第1導電支柱部)。在此，導電性環狀構件37a係以其中心與旋轉軸A的中心相一致的方式作配置。導電性環狀構件39a係被固定在由導電性材料所成的框體38a(第1導電框體部)。在此，導電性環狀構件39a係以其中心與旋轉軸A的中心相一致的方式作配置。框體38a為環狀構件，以其中心與旋轉軸A的中心相一致的方式作配置。
導電性環狀構件37a、39a係分別以在環狀部130滑動接觸的方式作面接觸的狀態下予以配置。導電性環狀構件39a係對導電性環狀構件37a，藉由彈性構件135(例如平板彈簧、線圈彈簧、橡膠構件等)予以彈壓，彈性構件135係作為用以保持進行滑動接觸的環狀部130的氣密性(密封性)的輔助機構而發揮功能。若旋轉支柱25旋轉時，導電性環狀構件37a與導電性環狀構件39a係在旋轉接頭36a中形成為滑動關係。框體38a係被固定在旋轉支持部7b，利用以絕緣性被覆材被覆表面的導電性纜線33a而與第1電壓供給電源71a相連接。
同樣地，旋轉接頭36b(第2導電部)係具有：導電性環狀構件37b(第2旋轉導電構件)、及導電性環狀構件39b(第2固定導電構件)。導電性環狀構件37b係被固定在被固定於旋轉支柱25之由導電性材料所成的旋轉支柱101b(第2導電支柱部)。在此，導電性環狀構件37b係以與旋轉軸A的中心相一致的方式作配置。導電性環狀構件39b係被固定在由框體38a中固定有導電性環狀構件39a(第1固定導電構件)的位置分離的位置。在此，導電性環狀構件39b係以其中心與旋轉軸A的中心相一致的方式作配置。導電性環狀構件37b、39b係分別以在環狀部139進行滑動接觸的方式作面接觸的狀態下予以配置。導電性環狀構件39b係對導電性環狀構件37b，藉由彈性構件137(例如平板彈簧、線圈彈簧、橡膠構件等)予以彈壓，彈性構件137係作為用以保持進行滑動接觸的環狀部139的氣密性(密封性)的輔助機構來發揮功能。
旋轉接頭1036(絕緣密封部)係具有：環狀構件1037(旋轉絕緣構件)、及環狀構件1039(固定絕緣構件)。該環狀構件1037及1039係具有例如電阻率1M Ω．cm以上的構件，在本實施例中，考慮密封性能而使用耐摩耗性高的碳化矽。環狀構件1037係被固定在被固定於旋轉支柱25之由絕緣性材料所成的旋轉支柱45a(絕緣支柱部)的周圍，以旋轉軸A為中心而被配置在同心圓上的位置。此外，環狀構件1037係被配置在與旋轉支柱 101a、101b相隔離的位置，而且在電性上形成為浮遊狀態。環狀構件1039係被固定在以旋轉軸A為中心而被配置成與旋轉支柱45a呈同心圓狀之由絕緣性材料所成的框體45b(絕緣框體部)。此外，環狀構件1039係被配置在由框體38a、38b相隔離的位置，而且在電性上形成為浮遊狀態。環狀構件1037、1039係分別在以在環狀部138進行滑動接觸的方式作面接觸的狀態下予以配置。環狀構件1039係相對環狀構件1037，藉由彈性構件136予以彈壓，彈性構件136係作為用以保持進行滑動接觸的環狀部138的氣密性(密封性)的輔助機構而發揮功能。
若旋轉支柱25旋轉時，導電性環狀構件37b與導電性環狀構件39b係在旋轉接頭36b中形成為滑動關係。框體38b係被固定在旋轉支持部7b，利用以絕緣性被覆材被覆表面的導電性纜線33b而與第2電壓供給電源71b相連接。若旋轉支柱25旋轉時，環狀構件1037與環狀構件1039係在旋轉接頭1036中形成為滑動關係。
電力導入機構30係可對靜電吸盤24施加DC偏壓電力。藉由以被旋轉支柱101a及101b包夾的方式作配置的第1絕緣性構件45a(旋轉絕緣性構件)、及以被框體38a及38包夾的形式作配置的第2絕緣性構件45b(固定絕緣性構件)，電力導入機構30係形成為在電氣上被分割成2個區域的構造。以旋轉軸B為中心，經分割的2個區域透過第1絕緣性構件45a、第2絕緣性構件45b而作串聯配置。
電力導入機構30之中，對於藉由第1絕緣性構件45a、第2絕緣性構件45b所被分割的區域的其中一方，電性連接靜電吸盤24所具有的2個電極之中的其中一方電極。此外，對經分割的區域的另一方，電性連接靜電吸盤24所具有的2個電極之中的另一方電極。電力導入機構30係藉由第1絕緣性構件45a、第2絕緣性構件45b，被分割成相對於靜電吸盤24為較近的分割區域30a、及相對於靜電吸盤24為較遠的分割區域30b。分割區域30a與分割區域30b係彼此處於絕緣狀態。靜電吸盤24的電極28a與分割區域30a係形成在由導電性材料所成之旋轉支柱25中，而且透過藉由絕緣性構件31a予以被覆的電力導入棒29a作電性連接。
此外，靜電吸盤24的電極28b與分割區域30b係形成在旋轉支柱25中，而且透過藉由絕緣性構件31b予以被覆的電力導入棒29b予以電性連接。在分割區域30b中，電力導入棒29b係藉由絕緣性構件31b予以被覆。
電力導入機構30係具備有：旋轉支柱101a、101b、及被配置在旋轉支柱101a、101b的周圍的框體38a、38b。此外，電力導入機構30係具備有將電力導入機構30分割成分割區域30a及分割區域30b的第1絕緣性構件45a、第2絕緣性構件45b。此外，電力導入機構30係具備有用以使旋轉支柱101a、101b與框體38a、38b進行滑動之由導電性材料所成的旋轉接頭36a、36b。圖3B所示之旋轉支柱101a(第1導電支柱部)、第1絕緣性構件 45a(絕緣支柱部)、及旋轉支柱101b(第2導電支柱部)一體化而構成旋轉支柱25(圖2)。此外，藉由圖3B所示之框體38a、38b(第1導電框體部、第2導電框體部)、及第2絕緣性構件45b(絕緣框體部)，構成框體38(圖2)。
在使由靜電吸盤24所具有的電極28a，至電力導入機構30所對應的分割區域30a為止作絕緣的狀態下，電力導入棒29a係將電極28a、及與電極28a相對應的分割區域30a作電性連接。此外，在使由靜電吸盤24所具有的電極28b，至電力導入機構30所對應的分割區域30b為止作絕緣的狀態下，電力導入棒29b係將電極28b、及與電極28b相對應的分割區域30b作電性連接。
分割區域30a係透過具有導電性的旋轉接頭36a而與具有導電性的框體38a作電性連接。該框體38a係與第1電壓供給電源71a作電性連接。由第1電壓供給電源71a係施加第1電壓。分割區域30b係透過具有導電性的旋轉接頭36b，與具有導電性的框體38b作電性連接。該框體38b係與第2電壓供給電源71b作電性連接。由第2電壓供給電源71b係施加第2電壓。
藉由本實施形態，可在旋轉支柱25內包含用以對靜電吸盤24供給電力的電性路徑。因此，即使未拉繞電氣配線等，亦可確保對靜電吸盤供給電力的路徑。此外，由於可在旋轉支柱25內包含電氣路徑，因此即使使基板保持部7a旋轉，亦可防止電路纏繞。
在本實施形態中，電力導入機構30係被分割成彼此作絕緣的2個分割區域30a及30b。在使由電極28a至分割區域30a為止作絕緣的狀態下，電極28a與分割區域30a係作電性連接。在使由電極28b至分割區域30b為止作絕緣的狀態下，電極28b與分割區域30b係作電性連接。藉由該構成，被供給至靜電吸盤24的正負電壓不會在中途短路，而可由各電源對靜電吸盤24良好地供給電力。
藉由圖3A、圖4A、4B的參照，說明用以使將基板保持部7a冷卻的冷媒作循環的流體流通路徑。圖3A係顯示在圖3B中所說明的電力導入機構30的其他剖面圖。圖4A係顯示圖3A中的Z-Z剖面的圖，圖4B係顯示圖3A中的Y-Y剖面的圖。
冷媒供給機構(未圖示)係使例如電阻值被管理為1M Ω．cm以上的純水(冷卻水)流通來作為冷媒。由圖4B所示之冷卻水入口，係流入冷卻水，如箭號53所示在流路(第1流路)內流動。接著，純水(冷卻水)係由冷卻水供給配管63，透過將圖2的旋轉支柱25內貫穿的貫穿孔(未圖示)而被導入至基板保持部7a。其中，冷卻水供給配管63係管狀的絕緣構件，由第1絕緣性構件45a(旋轉絕緣性構件)連通至基板保持部7a(基板保持具內)。彈性體材料的O型環101係以在45a內適當地將管狀的冷卻水供給配管63的軸進行密封的方式構成。
透過冷卻水入口、冷卻水供給配管63及旋轉支柱25 內的貫穿孔而被供給至基板保持部7a的純水(冷卻水)係在基板保持部7a的內部所構成的冷卻水循環水路(未圖示)流動。接著，純水(冷卻水)係透過旋轉支柱25內的貫穿孔(未圖示)而流入至圖4A所示之冷卻水排出配管59，且由冷卻水出口被排出。冷卻水排出配管59為管狀的絕緣構件，由基板保持部7a連通至第1絕緣性構件45a(旋轉絕緣性構件)，彈性體材料的O型環101以在45a內適當地將管狀的冷卻水供給配管59的軸進行密封的方式構成。來自基板保持部7a的純水(冷卻水)係如圖4A所示之箭號54般在流路(第2流路)內流動。接著，純水(冷卻水)係由冷卻水出口藉由配管構件(未圖示)而被送回至冷媒供給機構(未圖示)，且被排出至電力導入機構的外部。藉由該構成，冷媒(冷卻水)在流路內流通時，可防止冷卻水漏出至分割區域30a、30b的內部。如圖3A的旋轉接頭36b所示，為了防止來自流路的冷卻水漏出，以將各構件間進行密封的方式配置有O型環102，以防止來自流路的冷卻水漏洩的方式構成。O型環104亦以同樣的目的予以配置。
對於在處於滑動關係的導電性環狀構件37a與導電性環狀構件39a的滑動接觸部所產生的些微冷卻水(冷媒)的漏洩，藉由被配置在其前方的油密封件等橡膠密封構件103a予以堵住。此外，為了使已漏洩的冷卻水(冷媒)乾燥，氣體供給機構(未圖示)係由乾燥用空氣入口300(圖3A)供給乾燥用氣體，由乾燥用空氣出口320(圖 3B)，使氣體朝向氣體回收機構(未圖示)排出且進行回收。與乾燥用空氣入口300相連通的氣體流路(第3流路)係對空間201的內部，在導電性環狀構件37a及導電性環狀構件39a的外面側導入由氣體供給機構(未圖示)所被供給的氣體。由氣體流路(第3流路)所被導入的氣體係透過與乾燥用空氣出口320相連通的氣體流路(第4流路)而朝向氣體回收機構(未圖示)被排出。
此外，乾燥用空氣入口310(圖3A)及乾燥用空氣出口330(圖3B)亦設在由導電性環狀構件37b、導電性環狀構件39b、橡膠密封構件103b所形成的空間內。與乾燥用空氣入口310相連通的氣體流路(第5流路)係對空間202的內部，在導電性環狀構件37b及導電性環狀構件39b的外面側，導入由氣體供給機構(未圖示)所被供給的氣體。由氣體流路(第5流路)所被導入的氣體係透過與乾燥用空氣出口330相連通的氣體流路(第6流路)，朝向氣體回收機構(未圖示)被排出。由乾燥用空氣入口300、310導入乾燥用氣體，藉此在藉由滑動接觸部所堵住的冷卻水(冷媒)之中，可使所漏出的冷媒(冷卻水)乾燥。
在圖3A中，空間201(第1空間)係形成在旋轉支柱25與框體38a的間隙，供所被排出的冷媒通過的空間。具體而言，藉由旋轉支柱101a的外周面、與旋轉支柱101a的外周面相對向的框體38a的內周面、導電性環狀構件37a、環狀構件1037、導電性環狀構件39a、環狀 構件1039、第1絕緣性構件45a、及第2絕緣性構件45b所形成。空間201(冷媒排出空間)的內部係保持氣密性。空間201(第1空間)係由旋轉支柱101b的外周面、框體38b的內周面、導電性環狀構件37b、及導電性環狀構件39b被隔離所形成。因此，空間201內的冷媒並不會有與被施加有與被施加至框體38a等的電壓(第1電壓)不同的電壓的構件相接的情形。空間201係構成用以將由圖4(a)所示之冷卻水排出配管59流來的冷媒(冷卻水)流至冷卻水出口的流路。
此外，空間202(第2空間)係形成在旋轉支柱25與框體38b的間隙，供所被供給的冷媒通過的空間。具體而言，藉由旋轉支柱101b的外周面、與旋轉支柱101b的外周面相對向的框體38b的內周面、導電性環狀構件37b、環狀構件1037、導電性環狀構件39b、及環狀構件1039所形成。空間202的內部係保持氣密性。空間202(第2空間)係由旋轉支柱101a的外周面、框體38a的內周面、導電性環狀構件37a、及導電性環狀構件39a被隔離所形成。因此，空間202內的冷媒並不會有與被施加與被施加至框體38b等的電壓(第2電壓)不同的電壓的構件相接的情形。空間202係構成用以供由圖4(b)所示之冷卻水入口流來的冷媒(冷卻水)流通，且對冷卻水供給配管63流通冷媒(冷卻水)的流路。
亦有使冷媒(冷卻水)在藉由旋轉接頭36a、36b、1036所形成的空間201及空間202作循環，藉此奪取在各 個旋轉接頭36a、36b、1036所發生的發生熱的效果，可使進行滑動接觸的各環狀構件間的潤滑性提升。藉此，各環狀構件的壽命明顯提升。
分割區域30a與30b的電性相連，嚴謹而言，形成如圖5所示之電路。亦即，為透過存在於空間201的純水、存在於環狀構件1037、1039、空間202的純水的串聯電路。空間201、202的純水、環狀構件1037、1039若分別與導電性構件相比較，具有極高的電阻值，有助於將分割區域30a、30b間的絕緣電阻保持為一定以上。但是，若對分割區域30a、30b的各個供給不同的電壓時，透過圖5所示之電路，雖些微，但會流通電流。該些微電流並不會有對靜電吸附所需之2極的電壓供給立即造成阻礙的情形。但是，如一般為人所知，若在具有導電性的構件間透過水流通電流時，藉由電蝕而由導電性構件析出離子。有該析出物附著在形成空間201、202的壁，因塞住流路以致流量降低、或透過附著在壁的導電物的分割區域30a、30b間的導通之虞。
但是，藉由本說明書所示之構造，將在分割區域30a、30b間所產生的電流抑制為最小限度，結果可將因電蝕所致之導電物的析出抑制為極為少量，可大幅延長維護時間。本說明書所示之電力導入裝置若以滿足以下條件的方式來使用時，更為適合。亦即，作為使用被管理成一定的比電阻值以上(1M Ω．cm以上)的純水的冷媒來使用，將隔開空間201、202的環狀構件1037、1039形成為具有 1M Ω．cm以上的電阻率的構件，此外，形成為與分割區域30a與30b不作電性接觸的構造。
此外，對基板保持部7a的冷媒(冷卻水)的供給線、與由基板保持部7a返回的冷媒(冷卻水)的排出線係藉由環狀構件1039及環狀構件1037作面接觸的面滑動部予以隔開。即使通過面滑動部而假設產生由冷媒供給線側對排出線側漏洩冷媒，亦藉由被內置在未圖示的冷媒供給機構的離子交換樹脂等，冷媒(冷卻水)係停留在電阻值被管理成一定值以上的循環路徑內。因此，不會有冷媒(冷卻水)的電阻率急遽下降的情形，可良好保持圖5所示之電路上的電阻值。
(第2實施形態)
在上述第1實施形態中，係說明在基板的旋轉軸方向配置有複數導電性環狀構件37a、39a、37b、39b的電力導入機構(電力導入裝置)。在本實施形態中，如圖6A、6B所示，說明相對基板的旋轉軸為徑方向，換言之以基板的旋轉軸為中心的同心圓狀，將複數導電性環狀構件37a、39a、37b、39b並聯配置的電力導入裝置。相對基板的旋轉軸呈同心圓狀將複數導電性環狀構件37a、39a、37b、39b並聯配置，藉此與習知之對複數極數的電力導入裝置相比較，可縮短全長。可達成單元的精簡化。其中，在本實施形態中的導電性環狀構件係與第1實施形態中的導電性環狀構件37a、39a、37b、39b的尺寸或形 狀不同，但是由於具有同樣功能，故標註相同的元件符號。
圖6A係說明用以使本發明之第2實施形態之電力導入裝置的冷媒作循環的流體流通路徑的圖。圖6B係顯示本發明之第2實施形態之電力導入裝置的電力導入機構的圖。本實施形態之電力供給裝置係具有相對基板的旋轉軸呈同心圓狀而將複數導電性環狀構件進行並聯配置的構成。因此，以與旋轉支柱(支柱)的端部(與基板保持具側為相反側的端部)相對而立的方式構成框體。此外，本實施形態之框體係以使冷媒或電力導入管朝支柱的旋轉軸方向出入的方式，水路或電力導入棒貫穿設在與旋轉支柱的端部相對向的框體的壁面。關於構成第2實施形態之電力導入裝置的各構件，對具有與第1實施形態相同的功能的構件標註相同元件符號，且省略其詳細說明。
在上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置中，具備有一組作為隔離手段的環狀構件1037、1039，但是亦可為具備有複數組的環狀構件1037、1039的構成。此外，亦可取代環狀構件1037、1039，而具備二組旋轉接頭36a的導電性環狀構件37a與導電性環狀構件39a，使冷媒流通在其間。此時係導電性環狀構件37a與導電性環狀構件39a的一組作為隔離手段而發揮功能。同樣地，亦可為具備有二組旋轉接頭36b的導電性環狀構件37b與導電性環狀構件39b的構成。
在上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置中，環 狀構件1037、1039被安裝在絕緣性的旋轉支柱45a與框體45b。但是，即使為在旋轉支柱101a、101b與框體38a、38b安裝環狀構件1037、1039的構成，亦可藉由對與冷媒相接的導電性構件的一部分施行絕緣性塗覆來達成本發明之效果。例如，若以空間201亦與第1電壓與第2電壓的任一者相接的方式配置有環狀構件1037、1039時，若對被施加有與在與空間201相接的部分被供給至旋轉支柱25側的電壓為不同的電壓的導電性構件施行絕緣性塗覆即可。
在上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置中，係使冷媒透過旋轉支柱101a、101b而流通至基板載台7為止，但是亦可將本發明之電力導入裝置適用在未將基板冷卻的處理裝置。此時，由冷卻水入口所被供給的冷媒係通過45a而由冷卻水出口被排出。在第1絕緣性構件45a內係形成有將空間201與空間202相連結的流路。或者，亦可在38a、38b各個設置冷卻水入口、出口，而在外部合流。此時，在45a並不需要供冷卻水之用的流路孔。
上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置係僅設在離子束蝕刻裝置1的旋轉支柱25，但是亦可設在旋轉圓筒32，自不待言。此時，纜線33a、33b的扭歪的情形會消失。例如，適用在施加RF偏壓電力的處理裝置，藉此因基板保持具的角度所致之纜線33a、33b的扭歪會消失，可使施加偏壓電力的效果更為安定。
上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置係任一者 各具備有一個旋轉接頭36a，36b(第1導電部、第2導電部)與旋轉接頭1036(絕緣密封部)。但是，亦可形成為具備複數個該等的構成。此時，若使旋轉接頭36a(第1導電部)與旋轉接頭1036(絕緣密封部)形成為一組來作積層而構成旋轉支柱即可。例如，當將4極電位導入至基板保持具時，若在4個旋轉接頭36a的各個之間夾入旋轉接頭1036，而構成旋轉支柱25的一部分即可。
藉由上述第1、及第2實施形態之電力導入裝置，可適用於在將基板保持具的基板保持面的法線相對於重力方向形成為垂直的狀態下使基板保持具回旋，來將基板進行處理的裝置，可對具有複數電極的基板保持具安定供給電力。
本發明並非被限制為上述實施形態，可在未脫離本發明之精神及範圍之情形下作各種變更及變形。因此，為公開本發明之範圍，附上以下請求項。
本案係以2011年12月13日提出之日本專利申請案特願2011-272359為基礎而主張優先權，在此沿用其所有記載內容。
1‧‧‧離子束蝕刻裝置
3‧‧‧真空容器
5‧‧‧離子束源
7‧‧‧基板載台
7a‧‧‧基板保持部(基板保持具)
7b‧‧‧旋轉支持部
9‧‧‧擋門裝置
23‧‧‧介電質板
24‧‧‧靜電吸盤
25、45a、101a、101b‧‧‧旋轉支柱
26‧‧‧真空密封機構
27‧‧‧旋轉驅動裝置
28a、28b‧‧‧電極
29a、29b‧‧‧電力導入棒
30‧‧‧電力導入機構
30a、30b‧‧‧分割區域
31a、31b‧‧‧絕緣性構件
32‧‧‧旋轉圓筒
33a、33b‧‧‧纜線
38a、38b、45b‧‧‧框體
36、36a、36b、1036‧‧‧旋轉接頭
37a、39a、37b、39b‧‧‧導電性環狀構件
59‧‧‧冷卻水排出配管
63‧‧‧冷卻水供給配管
64‧‧‧絕緣性構件
71a‧‧‧第1電壓供給電源
71b‧‧‧第2電壓供給電源
102、104‧‧‧O型環
103‧‧‧橡膠密封構件
1037、1039‧‧‧環狀構件
130‧‧‧環狀部
135、137‧‧‧彈性構件
138‧‧‧環狀部(密封部)
139‧‧‧環狀部
201、202‧‧‧空間
300、310‧‧‧乾燥用空氣入口
320、330‧‧‧乾燥用空氣出口
所附圖示係包含在說明書中，構成其一部分，顯示本發明之實施形態，被使用在用以連同該記述一起說明本發明之原理。
圖1係由側面觀看具有本發明之第1實施形態之電力 導入裝置的離子束蝕刻裝置的剖面概略圖。
圖2係圖1的X-X剖面圖。
圖3A係說明用以使冷媒作循環的流體流通路徑的圖。
圖3B係顯示圖2所示之電力導入機構之詳細的圖。
圖4A係顯示圖3A的Z-Z剖面的圖。
圖4B係顯示圖3A的Y-Y剖面的圖。
圖5係顯示圖3B所示之電力導入裝置之電流路徑的模式圖。
圖6A係說明用以使本發明之第2實施形態之電力導入裝置的冷媒作循環的流體流通路徑與電力導入路徑的圖。
圖6B係說明用以使本發明之第2實施形態之電力導入裝置的冷媒作循環的流體流通路徑與電力導入路徑的圖。
圖7A係說明習知之電力導入裝置的圖。
圖7B係說明習知之電力導入裝置的圖。
1‧‧‧離子束蝕刻裝置
3‧‧‧真空容器
5‧‧‧離子束源
7‧‧‧基板載台
7a‧‧‧基板保持部(基板保持具)
7b‧‧‧旋轉支持部
9‧‧‧擋門裝置

Claims (13)

  1. 一種電力導入裝置，其特徵為具備有：可保持基板的基板保持具；與前述基板保持具相連結，具有第1導電支柱部、及第2導電支柱部的支柱；以可旋轉的方式支持前述支柱，具有第1導電框體部、及第2導電框體部的框體；由前述第1導電框體部對前述第1導電支柱部供給第1電壓的第1導電部；由前述第2導電框體部對前述第2導電支柱部供給第2電壓，與前述第1導電部呈絕緣的第2導電部；與前述第1導電支柱部相連接，將第1電壓供給至前述基板保持具的第1電力導入構件；及與前述第2導電支柱部相連接，將第2電壓供給至前述基板保持具的第2電力導入構件，在前述支柱與前述框體的間隙，係形成有：與前述第1導電部相接，可流通冷媒的第1空間、及與前述第2導電部相接，可流通冷媒的第2空間，而且具有將前述第1空間由被施加前述第2電壓的構件隔離，將前述第2空間由被施加前述第1電壓的構件隔離的隔離手段。
  2. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，前述支柱係另外具備被配置在前述第1導電支柱部與第2導電支柱部之間的絕緣支柱部， 前述框體係另外具有被配置在第1導電框體部與第2導電框體部之間的絕緣框體部，前述電力導入裝置係具備有被配置在前述絕緣框體部與前述絕緣支柱部之間，並且將冷媒進行密封的絕緣密封部，前述第1空間係被形成在前述第1導電部與前述絕緣密封部之間，前述第2空間係被形成在前述第2導電部與前述絕緣密封部之間。
  3. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，被供給至前述第1空間與前述第2空間的任一者的冷媒係在基板保持具內流通之後，由任何另一者被排出。
  4. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，前述支柱係具有：用以對前述基板保持具供給前述冷媒的第1流路、及用以由前述基板保持具排出前述冷媒的第2流路，前述第1流路係與前述第1空間與前述第2空間的任一者相連結，前述第2流路係與前述第1空間與前述第2空間的任何另一者相連結。
  5. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，前述第1導電部、前述第2導電部、前述絕緣密封部係朝前述支柱的旋轉軸方向分離設置。
  6. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，前述第1導電部、前述第2導電部、前述絕緣密封部係朝前述支柱的徑方向分離設置。
  7. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，前述第1導電部係具備有：被設在前述第1導電支柱部的第1旋轉導電構件；及被設在前述第1導電框體部，與前述第1旋轉導電構件進行滑動接觸的第1固定導電構件，前述第2導電部係具備有：被設在前述第2導電支柱部的第2旋轉導電構件；及被設在前述第2導電框體部，與前述第2旋轉導電構件進行滑動接觸的第2固定導電構件，前述絕緣密封部係具備有：被設在前述絕緣支柱部的旋轉絕緣構件；及被設在前述絕緣框體部，與前述旋轉絕緣構件進行滑動接觸的固定絕緣構件。
  8. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，具備有夾著前述第1導電部而在與前述第1空間為相反側的空間的內部導入氣體的流路。
  9. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中，具備有夾著前述第2導電部而在與前述第2空間為相反側的空間的內部導入氣體的流路。
  10. 如申請專利範圍第8項之電力導入裝置，其中，具備有夾著前述第1導電部，將被導入至與前述第1空間為相反側的空間的內部的氣體進行回收的流路。
  11. 如申請專利範圍第9項之電力導入裝置，其中，具備有夾著前述第2導電部，將被導入至與前述第2空間為相反側的空間的內部的氣體進行回收的流路。
  12. 如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，其中， 另外具有：使前述框體以第1旋轉軸為中心進行旋轉的第1旋轉驅動裝置；及以相對前述第1旋轉軸呈正交的方向的第2旋轉軸為中心而使前述基板保持具進行旋轉的第2旋轉驅動裝置。
  13. 一種真空處理裝置，前述基板保持具係被設在真空處理室內，並且具備有用以保持進行預定之真空處理的基板的靜電吸附裝置的真空處理裝置，其特徵為：透過如申請專利範圍第1項之電力導入裝置，對前述靜電吸附裝置導入電力。
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