專利名稱：電源設(shè)備和利用電源設(shè)備的沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在真空處理裝置諸如將各種薄膜和類似物沉積在基片上 的沉積裝置或?qū)Τ练e在基片上的薄膜和類似物進行刻蝕的千法刻蝕 裝置中，有必要旋轉(zhuǎn)基片并改善溫度控制，以將基片的溫度控制在理 想的溫度下，從而提高在基片表面上的處理的一致性。在許多情況下， 真空處理裝置通常將用于基片溫度控制的加熱裝置或冷卻裝置結(jié)合 到基片座中。為了提高基片溫度控制的精確度，重要的是，提高可旋 轉(zhuǎn)的基片座與安裝在并固定于該基片座上的基片之間的粘附力，以及 通過在基片座和基片之間提供氣體而將基片準(zhǔn)確地設(shè)定在理想的溫 度下。作為用于固定安裝于基片座上的基片的裝置，利用靜電吸盤的 靜電吸引是有效的。然而，將靜電吸盤附著到旋轉(zhuǎn)基片座的基片安裝 表面上，要求電源機構(gòu)能夠穩(wěn)定地供電(DC電壓和除DC電壓以外的 施加到基片上的偏壓，以下稱為DC電壓和類似物)，以便操作靜電吸 盤。在真空室11中，基片座17被安裝在真空室11的底面lla 的上方?？尚D(zhuǎn)的支柱(以下稱為"旋轉(zhuǎn)支柱")18與基片座17的底表 面相連。旋轉(zhuǎn)支柱18通過真空密封機構(gòu)19諸如磁流體密封被可旋轉(zhuǎn) 地附著到形成于真空室11的底面lla中的孔。這在真空室11中保持 了密封。而且，固定于旋轉(zhuǎn)支柱18的基片座17可以通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(隨 后將描述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)20)使安裝在基片座17上的基片21旋轉(zhuǎn)。通過具有絕緣特性的固定構(gòu)件14A，將靶材14固定在真 空室11的最上部(ceiling)。真空室11自身是由導(dǎo)電構(gòu)件制成的， 并且通常被保持在地電勢，如同它接地一樣。旋轉(zhuǎn)接頭34包括(例如)固定于旋轉(zhuǎn)支柱18的底表面18a并繞中心軸43同心地布置的三個導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44A、44B和44C， 以及(例如)固定于殼體41的基底41b并繞中心軸43同心地布置的 三個導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C。旋轉(zhuǎn)側(cè)上的三個導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件 44A、 44B和44C與固定側(cè)上的三個導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C 分別具有相同的直徑，并在環(huán)形區(qū)域內(nèi)以彼此表面相接觸的方式布 置。當(dāng)旋轉(zhuǎn)支柱18旋轉(zhuǎn)時，導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44A、 44B和44C和導(dǎo)電 環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C分別具有表面接觸滑動關(guān)系。
00441圖2B是用于解釋旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44C與固定側(cè) 上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45C之間的表面接觸滑動關(guān)系的示例圖。其剖面面 積小于導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44C和45C的剖面面積的突起45D形成于固定 側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45C之上，并且與旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44C 接觸。可以通過將突起45D和導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44C之間的接觸表面浸 入作為制冷劑的純水中，可以改善其間的潤滑特性。制冷制供給機構(gòu)33將制冷劑提供給用箭頭46表示的基 底41b內(nèi)的溝道47。所提供的制冷劑流入形成于旋轉(zhuǎn)接頭34內(nèi)的溝 道147a內(nèi)。然后，所提供的制冷劑沿圓周方向流入與溝道147a相連 通的溝道147b內(nèi)。通過形成于基片座17和旋轉(zhuǎn)支柱18，內(nèi)部的電源棒27a, 將預(yù)定的笫一DC電壓提供(施加)給電極26a(第一電極)。通過形成于 (例如)基片座17的軸和旋轉(zhuǎn)支柱18，附近的電源棒27b，將預(yù)定的 第二 DC電壓提供(施加)給電極26b(第二電極)。兩個電源棒2<7a和2"7b 延伸到圖3中所示的旋轉(zhuǎn)支柱18，的下端，并分別被絕緣構(gòu)件2Sa和 28b覆蓋。
[0060用于將兩個不同的偏壓施加到靜電吸盤23，的兩個電極 26a和26b的電源機構(gòu)30，被安裝在旋轉(zhuǎn)支柱18，的下端部分內(nèi)(圖3)。 電源機構(gòu)30，與兩個DC電源31和32以及制冷劑供給機構(gòu)33相連。 在電源機構(gòu)30，內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)接頭34，形成于旋轉(zhuǎn)支柱18，的底表面 的下方(圖3)。旋轉(zhuǎn)接頭34，包括旋轉(zhuǎn)接頭34A和34B(圖4)。而且， 滑動環(huán)(未顯示)保持電源棒27b的最下端。
[00611在本實施例中，旋轉(zhuǎn)支柱18，包括旋轉(zhuǎn)支柱18A和18B(圖 4)。兩個旋轉(zhuǎn)支柱18A和18B被集成起來，并作為一個整體形成旋轉(zhuǎn)
支柱18，。兩個旋轉(zhuǎn)支柱18A和18B可以繞中心軸43旋轉(zhuǎn)。上旋轉(zhuǎn) 支柱18A是與電源棒27a對應(yīng)的部分，并與電源棒27a電連接。下旋 轉(zhuǎn)支柱18B是與電源棒27b對應(yīng)的部分，并與電源棒27b電連接。在 本實施例中，電源棒27b被從中心軸43偏離。注意，除了電源棒27a 和27b外，用于將制冷劑提供給冷卻機構(gòu)25的溝道和用于使制冷劑 從冷卻機構(gòu)25流出的溝道形成于旋轉(zhuǎn)支柱18，內(nèi)部，與第一實施例一 樣。
[0062在第二實施例的配置中，電源機構(gòu)30A與旋轉(zhuǎn)支柱18A 對應(yīng)，電源機構(gòu)30B與下旋轉(zhuǎn)支柱18B對應(yīng)。這兩個電源機構(gòu)30A 和30B中的每一個與第一實施例中所解釋的電源機構(gòu)30等效，并且 實際上具有與電源機構(gòu)30相同的結(jié)構(gòu)。電源機構(gòu)30A包括殼體41A、 旋轉(zhuǎn)接頭34A、具有密封特性和絕緣特性的軸承42A以及用于提供制 冷劑46的溝道47a。電源機構(gòu)30B包括殼體41B、旋轉(zhuǎn)接頭34B、具 有密封特性和絕緣特性的軸承42B以及用于提供制冷劑46的溝道 47b。由制冷劑供給機構(gòu)33提供給溝道47a和47b的制冷劑流入溝道 47c并被提供給冷卻機構(gòu)25。在冷卻機構(gòu)25內(nèi)的制冷劑的循環(huán)與第 一實施例相同。從冷卻才幾構(gòu)25流出的制冷劑通過流出溝道48a和48b 從溝道48c流出該i殳備。
0063實際上，旋轉(zhuǎn)接頭34A和34B均具有與第一實施例中所 解釋的旋轉(zhuǎn)接頭34相同的結(jié)構(gòu)。
[0064電源機構(gòu)30A的殼體41A與DC電源31相連，并且電源 機構(gòu)30B的殼體41B與DC電源32相連。而且，具有絕緣特性的環(huán) 形構(gòu)件51被置于電源機構(gòu)30A的殼體41A和電源機構(gòu)30B的殼體41B 之間。
[0065圖4主要顯示了在旋轉(zhuǎn)接頭34A的旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形 構(gòu)件44A、 44B和44C(第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件)的布置、在旋轉(zhuǎn)接頭34A 的固定側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C(第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件)的 布置、在溝道47a和47c內(nèi)的制冷劑的流動(箭頭46)、在溝道48c和 48a內(nèi)的制冷劑的流動(箭頭49)以及旋轉(zhuǎn)支柱18A的中心部分的剖面
結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件44A、 44B和44C與固定側(cè)上的導(dǎo)電 環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C之間的表面接觸滑動關(guān)系與參照圖2B所 解釋的布置的那些關(guān)系相同。
[0066在旋轉(zhuǎn)支柱18B的末端部分中，布置與導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件 44A、 44B和44C同心的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件54A、 54B和54C(第三導(dǎo)電 環(huán)形構(gòu)件)。導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件54A、 54B和54C在旋轉(zhuǎn)側(cè)上起到導(dǎo)電環(huán) 形構(gòu)件的作用。
[0067此外，在殼體42B的基底中，布置與導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件45A、 45B和45C同心的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件55A、 55B和55C(第四導(dǎo)電環(huán)形構(gòu) 件)。導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件55A、 55B和55C在固定側(cè)上起到導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件 的作用。
[0068在第二實施例的結(jié)構(gòu)中，電源設(shè)備30A通過用箭頭52表 示的旋轉(zhuǎn)接頭34A將DC電壓從DC電源31提供(施加)給電源棒27a。 而且，電源設(shè)備30B通過用箭頭53表示旋轉(zhuǎn)接頭34B將DC電壓從 DC電源32提供(施加)給電源棒27b。這使得能夠通過殼體41A的基 底、固定側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件55A、 5B和55C、旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形 構(gòu)件54A、 54B和54C以及電源棒27a,將DC電壓從DC電源31 提供(施加)給電極26a。
[0069此外，還能夠通過殼體41B的基底、固定側(cè)上的導(dǎo)電環(huán) 形構(gòu)件55A、 5B和55C、旋轉(zhuǎn)側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件54A、 54B和54C 以及電源棒27b，將DC電壓從DC電源32施加到電極26a。
0070j當(dāng)通過使用靜電吸盤將基片保持在旋轉(zhuǎn)基片座上時，必 須從真空室外穩(wěn)定地提供極性不同的兩類電壓，以在沒有任何等離子 體的情況下實施靜電吸引。因此，根據(jù)本實施例的電源設(shè)備使用能夠 向電極26a和26b提供正和負DC電壓的雙極結(jié)構(gòu)，以在沒有任何等 離子體的情況下，允許基片的靜電吸引。
[0071在圖3中所示的布置中，控制器300可以全面地控制該 電源設(shè)備的各構(gòu)件，所述構(gòu)件諸如排氣裝置12、氣體供給裝置13、 電源15、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)20以及制冷劑供給機構(gòu)33?？刂破?00還可
以根據(jù)等離子體的產(chǎn)生狀態(tài)來控制DC電源31和32的輸出。當(dāng)電源 15是DC電源時，電源15的內(nèi)部安培表(未顯示)感測電流。這允許控 制器300探測真空室11內(nèi)的等離子體的產(chǎn)生。請注意，還可以通過 利用安裝在真空室11內(nèi)部的光傳感器(未顯示)所感測的結(jié)果來探測 等離子體的產(chǎn)生，而不是通過電源15的內(nèi)部安培表所感測的電流。 基于等離子體產(chǎn)生探測結(jié)果，控制器300可以控制來自DC電源31 和32的輸出電壓，以將具有不同極性的DC電壓的施加狀態(tài)改變到 具有相同極性的DC電壓的施加狀態(tài)。可以通過將具有相同極性的DC 電壓施加到電極26a和26b而使形成于基片21上的膜的厚度均勻。
0072盡管已經(jīng)參照示例的實施例對本發(fā)明進行了描述，但是 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所披露的示例實施例。下列權(quán)利要求的范疇 被給與最廣義的詮釋，以將所有這樣的修改和等同的結(jié)構(gòu)及功能包括 進來。
權(quán)利要求
1.一種電源設(shè)備，包括具有靜電吸盤的基片座，該靜電吸盤產(chǎn)生用于保持基片的吸引力；支柱，其可旋轉(zhuǎn)地支持所述基片座；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，其通過所述支柱使所述基片座旋轉(zhuǎn)；殼體，其支持所述支柱；以及電源機構(gòu)，其從外部電源提供要被提供給所述靜電吸盤的電功率，其中，所述電源機構(gòu)包括固定于所述支柱末端部分上并適合與所述支柱一同旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；固定于所述殼體上并與所述第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件形成表面接觸的第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；以及第一電源構(gòu)件，其通過所述第二環(huán)形構(gòu)件和所述第一環(huán)形構(gòu)件，將所提供的第一電壓提供給所述靜電吸盤的電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括 加熱機構(gòu)，其通過使加熱構(gòu)件加熱，加熱所述基片座； 冷卻機構(gòu)，其通過所提供的制冷劑的循環(huán)來冷卻所述基片座； 第一溝道，其通過所述殼體、所述第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件、所述第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件以及所述支柱，將所述制冷劑提供給所述冷卻機構(gòu)；以 及第二溝道，其通過所述支柱、所述第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件、所述第二 導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件以及所述殼體，使所述制冷劑從所述冷卻機構(gòu)流出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述電源設(shè)備包括 形成與所述第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件同心的第三導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；與所述第三導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件形成表面接觸并形成與所述第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件同心的第四導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；以及第二電源構(gòu)件，其通過所述第四導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件和所述第三導(dǎo)電環(huán) 形構(gòu)件，將所提供的第二電壓提供給所述靜電吸盤的電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述靜電吸盤為正-負雙極靜電吸盤并具有第一電極和第二電極，所述第一電源構(gòu)件通過所述第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件和所述第一導(dǎo)電 環(huán)形構(gòu)件將所提供的第一電壓提供給所述第一電極，以及所述第二電源構(gòu)件通過所述第四導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件和所述第三導(dǎo)電 環(huán)形構(gòu)件將所提供的第二電壓提供給所述第二電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，還包括 探測裝置，用于探測真空室內(nèi)的等離子體的產(chǎn)生；以及 控制器，基于所述探測裝置的探測結(jié)果，該控制器控制所述第一電壓和所述第二電壓。
6. —種在基片上進行沉積的沉積方法，包括以下步驟將傳送入真空室的基片放置在臺上；通過利用權(quán)利要求1所引述的電源設(shè)備來將電壓從外部電源提 供給靜電吸盤的電極，并通過由所述靜電吸盤所產(chǎn)生的吸引力來固定放置于所述臺上的所述基片； 旋轉(zhuǎn)所述基片座；將氣體以預(yù)定的流速提供入所述真空室；以及 通過對氣體放電，將由靶材所濺射的材料沉積在所述基片上。
全文摘要
一種電源設(shè)備包括從外部電源提供要被提供給靜電吸盤的電功率的電源機構(gòu)。該電源機構(gòu)包括固定于支柱的末端部分上并能夠與支柱一同旋轉(zhuǎn)的第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；固定于殼體上并與第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件形成表面接觸的第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件；以及通過第二導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件和第一導(dǎo)電環(huán)形構(gòu)件將所提供的第一電壓提供給靜電吸盤的電極的第一電源構(gòu)件。
文檔編號H01L21/683GK101192557SQ20071019605
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者三浦泰嗣, 關(guān)谷一成 申請人:佳能安內(nèi)華股份有限公司