JP2590571B2 - Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipment - Google Patents
Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipmentInfo
- Publication number
- JP2590571B2 JP2590571B2 JP1282447A JP28244789A JP2590571B2 JP 2590571 B2 JP2590571 B2 JP 2590571B2 JP 1282447 A JP1282447 A JP 1282447A JP 28244789 A JP28244789 A JP 28244789A JP 2590571 B2 JP2590571 B2 JP 2590571B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wafer
- chuck
- gas
- electrostatic chuck
- blow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体ウエハ処理装置のプロセス処理室内
に静電チャックを装備し、室外より搬入した半導体ウエ
ハを静電チャックに吸着保持させてプロセス処理を行う
半導体ウエハ処理装置のウエハ保持機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a process in which an electrostatic chuck is provided in a process chamber of a semiconductor wafer processing apparatus, and a semiconductor wafer carried in from outside is sucked and held by the electrostatic chuck. The present invention relates to a wafer holding mechanism of a semiconductor wafer processing apparatus that performs processing.
半導体ウエハに対してエッチング,CVD,アッシングな
どのプロセス処理を施す頭記した半導体ウエハ処理装置
では、プロセス処理室が真空圧に保持されており、この
減圧下で使用するウエハ保持機構として従来より静電チ
ャックが多用されている。In the semiconductor wafer processing apparatus described above, in which a semiconductor wafer is subjected to process processing such as etching, CVD, and ashing, the processing chamber is held at a vacuum pressure, and a wafer holding mechanism used under this reduced pressure is more static than before. Electric chucks are frequently used.
この静電チャックは、周知のようにチャック面に近接
してチャック本体内に絶縁された分割電極を組み込んだ
構造であり、この電極間への電圧印加により発生する電
荷のクーロン力を利用して半導体ウエハ（以下「ウエ
ハ」と呼称する）をチャック面に吸着保持するものであ
る。As is well known, this electrostatic chuck has a structure in which an insulated divided electrode is incorporated in the chuck body in the vicinity of the chuck surface, and utilizes the Coulomb force of electric charge generated by applying a voltage between the electrodes. A semiconductor wafer (hereinafter, referred to as a “wafer”) is suction-held on a chuck surface.
ところで、ウエハ処理後に静電チャックに吸着保持さ
れているウエハをウエハ搬送機構のトレーに受け渡す際
には、電極への電圧印加を停止してウエハの吸着を解除
するわけであるが、この場合に電極への電圧印加を停止
したたけでは静電チャックの残留電荷によるクーロン力
が作用してウエハを瞬時に離脱させることができず、ま
た残留電荷の自然焼失を待ってウエハを離脱させるよう
にすると、ウエハが離脱されるまでの待ち時間が長くな
り、ウエハ搬送機構への受け渡し工程のスループット性
が低下する。By the way, when the wafer held by the electrostatic chuck is transferred to the tray of the wafer transfer mechanism after the wafer processing, the application of the voltage to the electrodes is stopped to release the suction of the wafer. If the application of voltage to the electrodes is stopped only, the Coulomb force due to the residual charge of the electrostatic chuck acts and the wafer cannot be released instantaneously, and the wafer is released after the residual charge is spontaneously burned off. Then, the waiting time until the wafer is detached becomes longer, and the throughput of the delivery process to the wafer transfer mechanism is reduced.
このための対策として、従来では静電チャックに吸着
されているウエハを電圧印加停止後に強制離脱させる手
段として、電極への電圧印加停止後にウエハの背面側か
らウエハの板面に向けて窒素，ヘリウムなどの不活性ガ
スをブローガスとして吹きつけ、静電チャックの残留電
荷による吸着力に抗してウエハをチャック面から強制離
脱させるガスブロー離脱方式が知られている。As a countermeasure for this, conventionally, as a means for forcibly releasing the wafer that has been attracted to the electrostatic chuck after stopping the voltage application, nitrogen and helium are applied from the back side of the wafer toward the plate surface of the wafer after the voltage application to the electrodes is stopped. There has been known a gas blow separation method in which an inert gas such as a gas is blown as a blow gas, and a wafer is forcibly separated from a chuck surface against a suction force due to a residual charge of an electrostatic chuck.
ここで、前記のガスブロー離脱方式を採用した従来の
ウエハ保持機構を第６図に示す。図において、１はウエ
ハのプロセス処理室、2,3はプロセス処理室１に接続し
た高真空排気ポンプ，粗引き真空排気ポンプ、４は図示
されてないハンドリング用ロボットの操作によりプロセ
ス処理室１の真空バルプ（図示せず）を通じてウエハ５
を室内に搬，出入させるウエハ搬送機構のトレー、６が
ウエハ吸着保持用の静電チャックである。この静電チャ
ック６はチャック保持具７の先端部に下向きに装着され
ている。また、チャック保持具７はプロセス処理室１に
対しベローズ８を介して上下可動に支持されており、室
外に引出した軸部に昇降駆動機構（図示せず）を結合し
て昇降操作するような仕組みになっている。Here, FIG. 6 shows a conventional wafer holding mechanism adopting the above-described gas blow-off separation method. In the figure, 1 is a wafer processing chamber, 2 and 3 are a high vacuum pump, a roughing vacuum pump connected to the processing chamber 1, and 4 is a processing chamber 1 operated by a handling robot (not shown). Wafer 5 through vacuum valve (not shown)
Is a tray of a wafer transfer mechanism for carrying wafers into and out of the room, and 6 is an electrostatic chuck for holding and holding the wafers. The electrostatic chuck 6 is attached to the tip of the chuck holder 7 downward. The chuck holder 7 is supported vertically up and down with respect to the process chamber 1 via a bellows 8. The chuck holder 7 is connected to a shaft part drawn out of the chamber by an elevating drive mechanism (not shown) to perform an elevating operation. It works.
一方、前記のチャック保持具7,静電チャック６を貫通
してその軸中心部には室外に通じるガス通路孔９が穿孔
されており、かつ室外側には前記のガス通路孔９に流量
制御弁10,開閉弁11を介してブローガス源12に接続され
ている。On the other hand, a gas passage hole 9 which penetrates the chuck holder 7 and the electrostatic chuck 6 and is open to the outside at the center of the shaft is formed. It is connected to a blow gas source 12 via a valve 10 and an on-off valve 11.
かかる構成で、静電チャックとウエハ搬送機構との間
のウエハ受け渡しは次記のように行う。室外からプロセ
ス処理室１に搬入したウエハ５を静電チャック６に受け
渡す場合には、まずウエハ５を搭載したトレー４を静電
チャック６と対向する真下の位置まで移送した後に静電
チャック６をチャック保持具７とともに下降操作し、こ
こで静電チャック６のチャック面がウエハ５に近接した
ところで静電チャック６の分割電極6aと6bとの間に電圧
を印加してウエハ５をチャック面に吸着する。その後に
トレー４を室外に退避させ、ウエハ５を静電チャック６
に吸着保持した状態で所定のプロセス処理を行う。With such a configuration, wafer transfer between the electrostatic chuck and the wafer transfer mechanism is performed as follows. When the wafer 5 loaded into the process chamber 1 from outside is delivered to the electrostatic chuck 6, the tray 4 on which the wafer 5 is mounted is first transferred to a position directly below the electrostatic chuck 6, and then the electrostatic chuck 6 is transferred. Is moved down together with the chuck holder 7, and when the chuck surface of the electrostatic chuck 6 approaches the wafer 5, a voltage is applied between the divided electrodes 6a and 6b of the electrostatic chuck 6 to move the wafer 5 to the chuck surface. Adsorb to. Thereafter, the tray 4 is retracted outside the room, and the wafer 5 is
A predetermined process is performed in a state of being suction-held.
次に、プロセス処理後にウエハ５を室外に搬出する工
程では、前記と同様にトレー４を静電チャック６との対
向位置に移動し、次いで静電チャック６をウエハ受け渡
し位置まで下降させた後に電極への電圧印加を停止する
とともに、さらにブローガス源12より不活性ガスである
ブローガスをガス通路孔９を通じてウエハ５の裏面に吹
付ける。これにより残留電荷により静電チャック６に吸
着保持されているウエハ５は、ブローガスの加圧力を受
けて静電チャック６のチャック面から強制離脱し、トレ
ー４に受け渡される。Next, in the step of carrying the wafer 5 out of the room after the processing, the tray 4 is moved to a position facing the electrostatic chuck 6 in the same manner as described above, and then the electrostatic chuck 6 is lowered to the wafer transfer position. While the application of voltage to the wafer 5 is stopped, a blow gas, which is an inert gas, is blown from the blow gas source 12 to the back surface of the wafer 5 through the gas passage hole 9. As a result, the wafer 5 sucked and held by the electrostatic chuck 6 due to the residual charge is forcibly separated from the chuck surface of the electrostatic chuck 6 under the pressure of the blow gas, and is transferred to the tray 4.
ところで、上記した従来構成のように、静電チャック
に対してブローガス吹出し口をチャックの中心位置にの
み開口してウエフへブローガスを吹付ける離脱方式で
は、ウエハを静電チャックに吸着した状態でウエハの中
心とチャック中心との間に僅かな位置のずれがあると、
ブローガスの加圧力点が偏って静電チャックから離脱す
る際のウエハ姿勢が傾き、その下方に待機しているトレ
ーへ安定よくウエハを受け渡しできなくなると言った不
具合がしばしば発生する。しかも、前記従来の構成で
は、静電チャックのチャック面に開口するブローガスの
吹出し孔が小径でそのウエハへの加圧面積が狭いため、
ウエハを強制離脱させるに要する離脱力を与えるにはブ
ローガス圧を高める必要がある。しかも、高圧のブロー
ガスを一点に集中してウエハに吹付けると、ウエハは静
電チャックより離脱した後に、ブローガスの動圧により
勢いよく吹き飛ばされてトレーに突き当たり、その結果
として機械的強度が脆いウエハは簡単に破損してしまう
ことが多い。また、ウエハの離脱に伴いプロセス処理室
内に勢いよく吹出したブローガスが周辺部材に付着して
いる塵埃を飛散させてウエハの処理面を汚損させるなど
の問題もある。By the way, as in the above-described conventional configuration, in a separation method in which a blow gas outlet is opened only at the center position of the chuck with respect to the electrostatic chuck and the blow gas is blown to the wafer, the wafer is suctioned to the electrostatic chuck in a state where the wafer is attracted to the electrostatic chuck. If there is a slight misalignment between the center of
The pressure point of the blow gas is biased, and the posture of the wafer when it is detached from the electrostatic chuck is tilted, so that a problem often occurs that the wafer cannot be stably transferred to the tray waiting thereunder. In addition, in the above-described conventional configuration, the blow gas blowout hole that opens on the chuck surface of the electrostatic chuck has a small diameter, and the pressure area on the wafer is small.
It is necessary to increase the blow gas pressure in order to give a detaching force required for forcibly detaching the wafer. Moreover, when a high-pressure blow gas is blown onto the wafer in a concentrated manner, the wafer separates from the electrostatic chuck and is then blown off vigorously by the dynamic pressure of the blow gas, hitting the tray, and as a result, the wafer has a weak mechanical strength. Is often easily damaged. In addition, there is another problem that the blow gas blown out vigorously into the process chamber when the wafer is detached scatters dust adhering to peripheral members, thereby contaminating the processing surface of the wafer.
なお、前記したガスブローによるウエハ離脱方式の他
に、ノックアウトピンなどを用いた機械的な離脱機構で
ウエハを静電チャックより強制的に離脱させる方式も試
みられているが、この方式では離脱機構が複雑化する
他、特にCVD処理の場合には室内に露呈する離脱機構部
品にも生成膜が付着堆積してノックアウトピンのロック
を引き起こすトラブルが多発する。In addition to the above-described wafer release method using gas blowing, a method of forcibly releasing the wafer from the electrostatic chuck by a mechanical release mechanism using a knockout pin or the like has been attempted. In addition to the complication, especially in the case of the CVD process, the generated film adheres and accumulates on the detachment mechanism parts exposed in the room, and there are many troubles that cause the locking of the knockout pin.
本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前
記のガスブロー離脱方式を採用したウエハ保持機構を対
象に、従来構造に改良の手を加えることにより、ブロー
ガス圧を低く抑えつつ、安定姿勢を保って静電チャック
からウエハを強制離脱できるようにした信頼性の高い半
導体ウエハ処理装置のウエハ保持機構を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and is directed to a wafer holding mechanism employing the above-described gas blow-off method, by improving the conventional structure to reduce the blow gas pressure and maintain a stable posture. It is an object of the present invention to provide a highly reliable wafer holding mechanism of a semiconductor wafer processing apparatus capable of forcibly removing a wafer from an electrostatic chuck while holding the wafer.
上記課題を解決するために、本発明のウエハ保持機構
では、チャック本体のチャック面上に形成したリング状
パターンのガス吹出し溝，および該ガス吹出し溝と連通
してチャック本体に穿孔したガス導入孔を有する静電チ
ャックと、チャック保持具の内部を通して前記静電チャ
ックのガイド導入孔に配管接続したブローガス供給手段
とを備え、ウエハの吸着保持状態で静電チャックへの電
圧印加を停止した後に、ブローガス供給手段から供給し
たブローガスを前記のガス吹出し溝の全周域に導入し、
そのブローガス圧でウエハを静電チャックのチャック面
より強制離脱させるよう構成するものとする。In order to solve the above problems, in a wafer holding mechanism according to the present invention, a gas blowing groove having a ring-shaped pattern formed on a chuck surface of a chuck body, and a gas introducing hole formed in the chuck body in communication with the gas blowing groove. An electrostatic chuck having: and a blow gas supply means connected to the guide introduction hole of the electrostatic chuck through the inside of the chuck holder, and after applying a voltage to the electrostatic chuck in a state of holding the wafer by suction, Blow gas supplied from the blow gas supply means is introduced into the entire peripheral area of the gas blowing groove,
It is configured that the wafer is forcibly released from the chuck surface of the electrostatic chuck by the blow gas pressure.
また、ガスブローによるウエハの強制離脱をより円滑
に行わせるために、前記のウエハ保持機構において、静
電チャックのチャック面上に、チャック面の面領域内で
相互に連通し合う複数条のリング状パターンのガス吹出
し溝を形成するのがよい。Further, in order to make the forced removal of the wafer by the gas blow more smoothly, in the above-mentioned wafer holding mechanism, a plurality of ring-shaped rings communicating with each other in the surface area of the chuck surface on the chuck surface of the electrostatic chuck. It is preferable to form a gas outlet groove of the pattern.
上記の構成において、ガス吹出し溝のリング状パター
ンは必ずしも円形である必要はなく各種形状のパターン
で実施できるが、好ましくは静電チャックのセンタ位置
を中心とした同心円形パターンとして形成し、かつその
溝深さを約20μｍ程度の極浅い溝として形成するのがよ
い。一方、このリング状パターンのガス吹出し溝を複数
条設ける場合には、各条の溝を同心円とした上でその相
互間を放射方向の溝で連通させるものとする。またこの
場合に、リング状パターンのガス吹出し溝の相互ピッチ
は静電チャックで所定の静電吸着力が確保できる範囲で
きるだけ小ピッチに選定するのがよく、かつガスブロー
の際にウエハ離脱以前にガス吹出し溝から流出したブロ
ーガスがチャック面とウエハ面との間に広がってチャッ
ク本体の周縁より外方へ抜け出るのを防ぐためには、チ
ャック本体の外周縁と最外周のガス吹出し溝との間の間
隔をｌとして溝相互間の間隔ピッチを２×ｌ以下に選定
する必要がある。In the above configuration, the ring-shaped pattern of the gas blowing grooves does not necessarily have to be circular, and can be implemented with patterns of various shapes, but is preferably formed as a concentric circular pattern centered on the center position of the electrostatic chuck, and It is preferable to form the groove as a very shallow groove having a groove depth of about 20 μm. On the other hand, when a plurality of gas blowing grooves having this ring-shaped pattern are provided, the grooves of each of the grooves are concentric circles, and the grooves are communicated with each other by radial grooves. In this case, it is preferable that the mutual pitch of the gas blowing grooves of the ring pattern is selected as small as possible as long as a predetermined electrostatic attraction force can be secured by the electrostatic chuck, and that the gas is blown before the wafer is separated during the gas blowing. In order to prevent the blow gas that has flowed out of the blowout groove from spreading between the chuck surface and the wafer surface and out of the periphery of the chuck body, the gap between the outer circumferential edge of the chuck body and the outermost gas blowout groove is required. , And the pitch between the grooves must be set to 2 × l or less.
ここで、静電チャックに吸着したウエハを離脱するに
際し、静電チャックへの電圧印加を停止した後にブロー
ガス供給手段よりブローガスを供給すると、ブローガス
はガス吹出し溝に導入してウエハの裏面を加圧し、ウエ
ハに対してブローガス圧とプロセス処理室内の真空圧と
の差圧が働く。これにより、ウエハが静電チャックの残
留電荷に抗して強制的にチャック面から剥離して離脱さ
れる。しかも、ブローガスはリング状パターンのガス吹
出し溝内全域に行き渡ってウエハの裏面を加圧するの
で、静電チャックから離脱する際にウエハの離脱姿勢が
乱れることがなく、静電チャックへの吸着状態を同じ水
平姿勢を保って離脱し、下方に待機しているウエハ搬送
機構のトレーに安定よく受け渡すことができる。Here, when the wafer adsorbed on the electrostatic chuck is separated, when the blow gas is supplied from the blow gas supply means after stopping the voltage application to the electrostatic chuck, the blow gas is introduced into the gas blowing groove to pressurize the back surface of the wafer. The pressure difference between the blow gas pressure and the vacuum pressure in the process chamber acts on the wafer. As a result, the wafer is forcibly peeled off from the chuck surface against the residual charge of the electrostatic chuck and separated. Moreover, since the blow gas spreads over the entire area of the gas blowing groove of the ring-shaped pattern and pressurizes the back surface of the wafer, when the wafer is separated from the electrostatic chuck, the detaching posture of the wafer is not disturbed. It can be detached while maintaining the same horizontal posture, and can be stably delivered to the tray of the wafer transfer mechanism waiting below.
しかも、前記のようにブローガスの吹出し溝をリング
状パターンとして溝全体の開口面積を増大したことによ
り、低いブローガス圧でもウエハに対して大きな離脱力
が加わるようになる。これにより、室内に吹出したブロ
ーガスのガス圧による周辺部材からの塵埃の飛散を抑え
てウエハ処理面の塵埃による汚損を回避できる。Moreover, as described above, the opening area of the entire groove is increased by forming the blow-out groove of the blow gas as a ring-shaped pattern, so that a large detaching force is applied to the wafer even at a low blow gas pressure. Thus, scattering of dust from peripheral members due to the gas pressure of the blow gas blown into the room can be suppressed, and contamination of the wafer processing surface with dust can be avoided.
第１図は本発明実施例の全体構成図、第２図，第３図
は第１図における静電チャック部の詳細構造図、第４
図，第５図は静電チャックにおけるガス吹出し溝のパタ
ーンを変えた別な実施例の構造図であり、第６図に対応
する同一部材には同じ符号が付してある。FIG. 1 is an overall structural view of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are detailed structural views of an electrostatic chuck portion in FIG.
FIG. 5 and FIG. 5 are structural views of another embodiment in which the pattern of the gas blowing groove in the electrostatic chuck is changed, and the same members corresponding to FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
すなわち、ウエハ保持機構の基本的な構成は第６図と
同様であり、静電チャック６はプロセス処理室１に設置
したチャック保持具７の先端部に装着して使用される。
ここで、静電チャック６には、ウエハ５を吸着するチャ
ック本体のチャック面域に開口する凹溝としてのリング
状パターンのガス吹出し溝13、および該溝13内に連通し
てチャック本体を貫通するように分散穿孔したガス導入
孔14が形成されている。一方、チャック保持具７には、
静電チャック６の装着状態で前記した静電チャック側の
ガス導入14と連通し合うガス通路15,チャック保持具の
軸内に配管したガス導入管16,およびガス導入管16の下
端に結合してチャック保持具内に組み込んだガス導入ブ
ロック17を備えた室外に通じるガス導入通路を構成して
いる。さらにプロセス処理室１の室外へ引出した前記ガ
ス導入管16には、流量制御弁10,開閉弁11などを装備し
たガス制御部18を介してブローガス源12が配管接続され
ている。なお、19（第２図参照）はガス導入通路の途中
の結合面に設けたシール用のＯリング、20はチャック保
持具７に設けた水冷ジャケット、21は静電チャックの電
極に電圧を印加する電源である。That is, the basic configuration of the wafer holding mechanism is the same as that shown in FIG. 6, and the electrostatic chuck 6 is used by being attached to the tip of a chuck holder 7 installed in the process chamber 1.
Here, the electrostatic chuck 6 has a ring-shaped pattern gas blowing groove 13 as a concave groove that opens in the chuck surface area of the chuck body for sucking the wafer 5, and penetrates the chuck body by communicating with the groove 13. In this way, gas introduction holes 14 are formed so as to be dispersed and perforated. On the other hand, the chuck holder 7 has
With the electrostatic chuck 6 mounted, the gas chuck 15 is connected to the gas passage 15 communicating with the gas inlet 14 on the electrostatic chuck side, the gas inlet pipe 16 provided in the axis of the chuck holder, and the lower end of the gas inlet pipe 16. Thus, a gas introduction passage communicating with the outside of the room is provided with a gas introduction block 17 incorporated in the chuck holder. Further, a blow gas source 12 is connected to the gas introduction pipe 16 drawn out of the process processing chamber 1 via a gas control unit 18 equipped with a flow control valve 10, an on-off valve 11, and the like. Reference numeral 19 (see FIG. 2) denotes an O-ring for sealing provided on the coupling surface in the middle of the gas introduction passage, reference numeral 20 denotes a water cooling jacket provided on the chuck holder 7, and reference numeral 21 applies a voltage to the electrodes of the electrostatic chuck. Power supply.
かかる構成で、静電チャック６に吸着保持されている
ウエハ５を離脱させる際には、静電チャックへの電圧印
加を停止した後に、ブローガス源12よりガス制御ブロッ
ク18を経て適正な流量，圧力に調整されたブローガスを
チャック保持具７のガス供給管16へ供給する。これによ
りブローガスは、チャック保持具７内のガス導入通路を
経由して静電チャック６のガス導入用孔14に入り、ここ
からリング状パターンのガス吹出し溝13に吹出してその
ウエハ５の裏面を加圧する。これによりウエハ５はブロ
ーガス圧を受け、静電チャック６の残留電荷に抗してウ
エハ５がチャック面から剥離して強制的に離脱される。
しかも、ブローガスはリング状パターンのガス吹出し溝
13の全周域に均一に行き渡ってウエハ５の裏面を加圧す
るので、ウエハ５は吸着状態と同じ水平姿勢を保ったま
まチャック面から離脱し、その下方に待機しているウエ
ハ搬送機構のトレーに受け渡される。With this configuration, when the wafer 5 held by suction on the electrostatic chuck 6 is released, after the application of voltage to the electrostatic chuck is stopped, the appropriate flow rate and pressure from the blow gas source 12 via the gas control block 18 are set. Is supplied to the gas supply pipe 16 of the chuck holder 7. As a result, the blow gas enters the gas introduction hole 14 of the electrostatic chuck 6 via the gas introduction passage in the chuck holder 7, and blows out from the gas introduction hole 13 into the gas ejection groove 13 having a ring-shaped pattern, thereby cleaning the back surface of the wafer 5. Apply pressure. Thus, the wafer 5 receives the blow gas pressure, and the wafer 5 is separated from the chuck surface against the residual charge of the electrostatic chuck 6 and is forcibly separated.
In addition, the blow gas is a gas discharge groove with a ring-shaped pattern.
The wafer 5 is released from the chuck surface while maintaining the same horizontal posture as the suction state because the back surface of the wafer 5 is uniformly pressed all over the peripheral area of the wafer 13, and the tray of the wafer transfer mechanism waiting below the wafer 5 is held. Passed to.
また、ブローガスの吹出し口をリング状パターンのガ
ス吹出し溝13としたので、第６図に示した従来構造と比
べてその開口面積，つまりウエハ５に対するブローガス
の加圧面積が大幅に増大する。したがって低いブローガ
ス圧でもウエハ５を静電チャック６から強制離脱させる
に必要な離脱力が得られ、これに伴いウエハ５の離脱後
に一時的にプロセス処理室内に吹出したブローガスによ
る周辺部材からの塵埃のまま上げを最小限に抑えること
ができる。Further, since the blow gas outlet is formed as a gas discharge groove 13 having a ring pattern, the opening area, that is, the area for pressurizing the blow gas to the wafer 5 is greatly increased as compared with the conventional structure shown in FIG. Accordingly, a detaching force necessary for forcibly detaching the wafer 5 from the electrostatic chuck 6 is obtained even at a low blow gas pressure, and accordingly, dust from the peripheral members due to the blow gas blown into the process chamber temporarily after the wafer 5 is detached. Lifting can be minimized.
なお、ウエハの離脱に消費するブローガスの供給量を
できるだけ少量に抑えるためにはリング状ガス吹出し溝
13の溝深さを例えば20μｍ程度の極く浅い溝とするのが
よい。さらに、ウエハの離脱操作に際しては、ブローガ
スを連続的に導入してウエハーを一気に強制離脱させる
よりも、ガス圧を制限しつつブローガスの供給，停止，
排気を繰り返すようにガスを間欠的に供給し、ウエハと
静電チャックのチャック面との間の離脱面域を徐々に拡
大する方法を採用することにより、プロセス処理室内へ
のブローガスの放出ガス量の少量に抑え、かつウエハを
ソフト的に離脱できてウエハの破損を防げることが実機
試験の結果からも確認されている。In order to minimize the supply amount of blow gas consumed for releasing the wafer, the ring-shaped gas
It is preferable that the groove depth of the groove 13 is extremely shallow, for example, about 20 μm. Further, in the wafer detaching operation, the supply, stop, and supply of the blow gas are performed while limiting the gas pressure, rather than continuously introducing the blow gas to forcibly detach the wafer at a stretch.
A method of intermittently supplying gas so as to repeat evacuation and gradually expanding the separation surface area between the wafer and the chuck surface of the electrostatic chuck, thereby reducing the amount of blow gas released into the process chamber. It has been confirmed from the results of actual machine tests that the wafer can be detached in a soft manner to prevent breakage of the wafer by suppressing the wafer to a small amount.
一方、ガスブローによりウエハの強制離脱を行う際
に、ウエハの微妙な反りなどが原因で、ウエハ全体がチ
ャック面から離脱する以前にウエハ周域一部のみが局部
的に静電チャックのチャック面から剥離し、この剥離部
分を通じてブローガスがプロセス処理室（第１図参照）
へ漏出することが実際の作業でしばしば発生する。しか
もこのような事態が生じると、その後にブローガスの供
給を継続しても、ブローガスはウエハを加圧することな
く、前記した局部的に離脱部分を通じてチャック面域か
ら外方へ抜け出てしまうため、ガスブローによるウエハ
の強制離脱が不能となる。On the other hand, when the wafer is forcibly released by gas blowing, only a part of the wafer peripheral area is locally removed from the chuck surface of the electrostatic chuck before the entire wafer is released from the chuck surface due to a slight warpage of the wafer. Peeled off, and blow gas was blown through this peeled part (see Fig. 1)
Leaks often occur in actual work. In addition, when such a situation occurs, even if the supply of the blow gas is continued thereafter, the blow gas does not pressurize the wafer and escapes from the chuck surface area through the above-described locally separated portion to the outside. Makes the forced removal of the wafer impossible.
そこで、このような問題に対処するには、プロセス処
理室内にガス圧センサを設けておき、ウエハが離脱され
ない以前にブローガスの漏出を検知した場合には、次記
の制御を行うことでウエハを静電チャックから強制離脱
させることができる。すなわち、前記のようにブローガ
スの漏出によりウエハ離脱不能の事態が生じた場合に
は、ガス圧センサの検知信号を基にブローガスの供給を
一旦停止した上で静電チャックの電極に電圧を印加し、
ウエハをチャック面に再度吸着してウエハの局部的な剥
離部分を静電チャックのチャック面に密着させ、その後
に改めてブローガスを供給する。これによりウエハの強
制離脱が可能となる。Therefore, in order to cope with such a problem, a gas pressure sensor is provided in the process chamber, and when the leakage of the blow gas is detected before the wafer is not released, the wafer is controlled by performing the following control. It can be forcibly removed from the electrostatic chuck. That is, when the wafer cannot be removed due to the leakage of the blow gas as described above, the supply of the blow gas is temporarily stopped based on the detection signal of the gas pressure sensor, and then the voltage is applied to the electrode of the electrostatic chuck. ,
The wafer is attracted again to the chuck surface to bring the locally peeled portion of the wafer into close contact with the chuck surface of the electrostatic chuck, and thereafter, a blow gas is supplied again. This enables the wafer to be forcibly removed.
第４図，第５図は第２図，第３図に示した実施例をさ
らに改良した実施例を示すものであり、静電チャック７
のチャック面上には同心円パターンとして並ぶ複数条の
ガス吹出し溝13が形成されており、かつ各条のリング状
ガス吹出し溝13の相互間を連ねて放射方向の連通溝22が
形成されている。また、ガス導入孔14はチャック面上で
半径方向のほぼ中間に位置するガス吹出し溝に対し、そ
の溝内に沿って周方向に分散して穿孔されている。ここ
で、チャック本体の外周縁と最外周のガス吹出し溝13と
の間の間隔をｌとして、各条のガス吹出し溝13の相互間
隔ａは２×ｌ以下に設定するのがよい。すなわち、ブロ
ーガスはガス吹出し溝13より溝の内外へ向けて広がって
いくものとして、溝ピッチを前記のように選定すれば、
ブローガスがチャック面の面域全体に広がる以前にウエ
ハの周縁が局部的にチャック面より離脱し、ブローガス
がチャック本体の外周縁より抜け出してしまう不具合を
回避できる。また、前記したチャック本体周縁と最外周
のガス吹出し溝との間の間隔ｌをブローガスのガス圧を
考慮して少なくとも1cm程度を確保する必要がある。FIGS. 4 and 5 show an embodiment in which the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 is further improved.
On the chuck surface, a plurality of gas blowing grooves 13 arranged in a concentric pattern are formed, and a communication groove 22 in the radial direction is formed by connecting between the ring-shaped gas blowing grooves 13 of each strip. . In addition, the gas introduction holes 14 are formed in a gas outlet groove located at a substantially middle position in the radial direction on the chuck surface in a circumferentially distributed manner along the inside of the groove. Here, assuming that the distance between the outer peripheral edge of the chuck body and the outermost gas blowing groove 13 is l, the mutual distance a between the gas blowing grooves 13 of each strip is preferably set to 2 × l or less. In other words, if the blow pitch is selected as described above, assuming that the blow gas extends from the gas blowout groove 13 toward the inside and outside of the groove,
It is possible to avoid a problem that the peripheral edge of the wafer is locally separated from the chuck surface before the blow gas spreads over the entire surface area of the chuck surface, and the blow gas escapes from the outer peripheral edge of the chuck body. In addition, it is necessary to secure the interval l between the peripheral edge of the chuck main body and the outermost gas blowing groove at least about 1 cm in consideration of the gas pressure of the blow gas.
本発明によるウエハ保持機構は、以上説明したように
構成されているので、次記の効果を奏する。Since the wafer holding mechanism according to the present invention is configured as described above, it has the following effects.
（１）静電チャックのチャック面に開口したリング状パ
ターンのガス吹出し溝を通じてガス供給手段より導入し
ブローガスでウエハの裏面を加圧させるように構成した
ことにより、ウエハの離脱姿勢を乱すことなく、安定し
た姿勢を保ったまま静電チャックから強制離脱させてウ
エハ搬送機構のトレーへ受け渡すことができる。(1) Since the back surface of the wafer is pressurized by the blow gas and introduced from the gas supply means through the ring-shaped pattern gas blowing groove opened on the chuck surface of the electrostatic chuck, the detaching posture of the wafer is not disturbed. It is possible to forcibly remove the electrostatic chuck from the electrostatic chuck and transfer it to the tray of the wafer transfer mechanism while maintaining a stable posture.
（２）ブローガス吹出し口をリング状パターンのガス吐
出し溝としたので、その開口面積，したがってウエハに
対するブローガスの加圧面積が増大し、低いブローガス
圧でも全体として大きなウエハ離脱力が得られる。これ
により、ウエハの離脱後にプロセス処理室内に一時的に
吹出したブローガスによる塵埃のまき上げ，飛散を抑え
てウエハ処理面の塵埃汚損を良好に回避できる。(2) Since the blow gas outlet is formed as a gas discharge groove having a ring-shaped pattern, the opening area thereof, that is, the pressurizing area of the blow gas with respect to the wafer increases, and a large wafer detaching force can be obtained as a whole even with a low blow gas pressure. As a result, it is possible to prevent dust from being blown up and scattered by the blow gas temporarily blown into the process chamber after the wafer is detached, and to satisfactorily avoid dust contamination on the wafer processing surface.
（３）ノックアウトピンなどを用いた機械的ウエハ離脱
方式に比べて、プロセス処理室内に露呈する複雑な機構
が無く、CVD処理の場合でも成膜の付着，堆積による機
構ロックなどのおそれがなく、高い信頼性が得られる。(3) Compared to the mechanical wafer detachment method using knockout pins, there is no complicated mechanism exposed in the process chamber, and even in the case of CVD processing, there is no risk of mechanism lock due to film deposition and deposition. High reliability is obtained.
第１図は本発明実施例の装置全体の構成断面図、第２
図，第３図は第１図における要部の詳細構造を示す断面
図，および静電チャックの底面図、第４図はガス吹出し
溝のパターンを変えた実施例の静電チャックの底面図、
第５図は第４図における矢視Ｖ−Ｖ断面図、第６図は従
来におけるウエハ保持機構の構成図である。各図におい
て、 1:プロセス処理室、5:ウエハ、6:静電チャック、7:チャ
ック保持具、12:ブローガス源、13:ガス吹出し溝、14:
ガス導入孔、16:ガス導入管、18:ガス制御部。FIG. 1 is a cross-sectional view of the entire apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a sectional view showing a detailed structure of a main part in FIG. 1 and a bottom view of the electrostatic chuck. FIG. 4 is a bottom view of the electrostatic chuck of the embodiment in which the pattern of gas blowing grooves is changed.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 4, and FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional wafer holding mechanism. In each figure, 1: process chamber, 5: wafer, 6: electrostatic chuck, 7: chuck holder, 12: blow gas source, 13: gas blowing groove, 14:
Gas introduction hole, 16: gas introduction pipe, 18: gas control unit.
Claims (2)
具の先端に静電チャックを装着し、室内へ搬入された半
導体ウエハを前記静電チャックに吸着保持して所定のプ
ロセス処理を行う半導体ウエハ処理装置のウエハ保持機
構において、チャック本体のチャック面上に形成したリ
ング状パターンのガス吹出し溝、および該ガス吐出し溝
と連通してチャック本体に穿孔したガス導入孔を有する
静電チャックと、チャック保持具の内部を通して前記静
電チャックのガイド導入孔に配管接続したブローガス供
給手段とを備え、ウエハの吸着保持状態で静電チャック
への電圧印加を停止した後に、ブローガス供給手段から
供給したブローガスを前記ガス吹出し溝の全周域に導入
し、そのブローガス圧でウエハを静電チャックのチャッ
ク面より強制離脱させることを特徴とする半導体ウエハ
処理装置のウエハ保持機構。An electrostatic chuck is mounted on a tip of a chuck holder installed in a processing chamber, and a semiconductor wafer carried into the chamber is suction-held on the electrostatic chuck to perform a predetermined process. In a wafer holding mechanism of an apparatus, an electrostatic chuck having a ring-shaped pattern gas blowing groove formed on a chuck surface of a chuck main body, and a gas introducing hole communicating with the gas discharging groove and perforating the chuck main body; Blow gas supply means connected to the guide introduction hole of the electrostatic chuck through the interior of the holding tool, and after the voltage application to the electrostatic chuck is stopped while the wafer is being suctioned and held, the blow gas supplied from the blow gas supply means is supplied. The wafer is introduced into the entire circumference of the gas outlet groove, and the wafer is forcibly released from the chuck surface of the electrostatic chuck by the blow gas pressure. Wafer retaining mechanism of the semiconductor wafer processing system for causing.
て、静電チャックのチャック面上に、チャック面の面域
内で相互に連通し合う複数条のリング状パターンのガス
吹出し溝が形成されていることを特徴とする半導体ウエ
ハ処理装置のウエハ保持機構。2. A wafer holding mechanism according to claim 1, wherein a plurality of ring-shaped gas blow-out grooves communicating with each other in a surface area of the chuck surface are formed on the chuck surface of the electrostatic chuck. A wafer holding mechanism for a semiconductor wafer processing apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282447A JP2590571B2 (en) | 1988-12-21 | 1989-10-30 | Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipment |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32314588 | 1988-12-21 | ||
| JP63-323145 | 1988-12-21 | ||
| JP1282447A JP2590571B2 (en) | 1988-12-21 | 1989-10-30 | Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256256A JPH02256256A (en) | 1990-10-17 |
| JP2590571B2 true JP2590571B2 (en) | 1997-03-12 |
Family
ID=26554608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282447A Expired - Lifetime JP2590571B2 (en) | 1988-12-21 | 1989-10-30 | Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590571B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9130000B2 (en) | 2008-09-30 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries | Wafer bonding device and wafer bonding method |
| JP2016171291A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 株式会社ディスコ | Decompression processing apparatus |
| TWI800003B (en) * | 2021-09-23 | 2023-04-21 | 均華精密工業股份有限公司 | Chip peeling apparatus and chip pre-peeling device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5708556A (en) * | 1995-07-10 | 1998-01-13 | Watkins Johnson Company | Electrostatic chuck assembly |
| FR2796491B1 (en) * | 1999-07-12 | 2001-08-31 | Commissariat Energie Atomique | METHOD FOR TAKING OFF TWO ELEMENTS AND DEVICE FOR IMPLEMENTING SAME |
| CN111293058B (en) * | 2020-01-16 | 2023-07-11 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Control system and control method of electrostatic chuck |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP1282447A patent/JP2590571B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9130000B2 (en) | 2008-09-30 | 2015-09-08 | Mitsubishi Heavy Industries | Wafer bonding device and wafer bonding method |
| JP2016171291A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 株式会社ディスコ | Decompression processing apparatus |
| TWI800003B (en) * | 2021-09-23 | 2023-04-21 | 均華精密工業股份有限公司 | Chip peeling apparatus and chip pre-peeling device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02256256A (en) | 1990-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI392051B (en) | The method of removing the processed body and the program memory medium and the placing mechanism | |
| JP7454976B2 (en) | Substrate support stand, plasma processing system, and edge ring replacement method | |
| JP2009043992A (en) | Treatment method for wafer | |
| JPH07153740A (en) | Reduction of granular contamination during plasma treatment of semiconductor device | |
| US6684523B2 (en) | Particle removal apparatus | |
| US6805137B2 (en) | Method for removing contamination particles from substrates | |
| US6779226B2 (en) | Factory interface particle removal platform | |
| US10896836B2 (en) | Electrostatic chuck | |
| US6170496B1 (en) | Apparatus and method for servicing a wafer platform | |
| JP2590571B2 (en) | Wafer holding mechanism of semiconductor wafer processing equipment | |
| KR100537934B1 (en) | Backside gas quick dump apparatus for a semiconductor wafer processing system | |
| JPS61254437A (en) | Wafer chuck | |
| US6725564B2 (en) | Processing platform with integrated particle removal system | |
| US10453719B2 (en) | Plasma etching method | |
| JP4685022B2 (en) | System for processing workpieces | |
| JP7189722B2 (en) | Wafer transfer device and transfer method | |
| JPH02159744A (en) | Wafer release mechanism of semiconductor wafer chucking device | |
| JP2002313902A (en) | Electrostatic chuck and method of dismounting substrate therefrom | |
| JP3162886B2 (en) | Processing equipment | |
| JPH07130825A (en) | Sample releasing method and sample holder used in method thereof | |
| KR20180113166A (en) | Processing method | |
| KR100559620B1 (en) | Method for monitoring particle in etch device | |
| JP6934305B2 (en) | Wafer holding method | |
| JPH03155647A (en) | Holder for semiconductor wafer | |
| EP0393637B1 (en) | Plasma processing method |