JP2965176B2 - 静電チャックの過渡特性評価方法 - Google Patents
静電チャックの過渡特性評価方法Info
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Description
ことを目的とする静電チャックにおいて、静電チャック
の吸着・剥離過渡特性を測定することを特徴とする、静
電チャックの過渡特性評価方法に関する。
空または低圧下で行われている。真空または低圧下では
真空チャックを用いることができないので、ウエハの保
持には主に静電チャックが使用されている。静電チャッ
クでは吸着物であるウエハの下面に薄い絶縁膜を介して
電極を配置し、この電極に電圧を印加して静電力でウエ
ハを固定する。静電チャックの吸着力は原理的には絶縁
膜の厚み・誘電率、電極面積で決まるが、実際には、こ
れに、静電チャック表面を移動する電荷による、静電力
が加わる。後者の静電力は、絶縁膜の抵抗値、静電チャ
ック表面の状態により大きく変わり、この静電力の発生
には絶縁膜中での電荷の移動が伴うため、時定数が非常
に大きい。従って、静電チャックとしての時定数は、形
状・寸法、材質、仕上げにより数秒〜数分になるが、現
時点で解析的に計算で求めることはできない。しかし、
この時定数を把握してなければ、不十分な吸着状態でプ
ロセス作業を行い、精度を満足できないことや、剥離時
に残留吸着力により、ウエハ搬送機構が壊れる等の問題
点が起きる可能性を生じる。
吸着・剥離ともに問題はないが、これではTAT(ター
ンアラウンドタイム)が長くなり、生産効率が低下する
ので現実には許されない。
特性を把握することは半導体製造装置の信頼性を向上さ
せるために非常に重要である。
明するための模式的構成図を示す。図5において、1は
静電チャック用電極、5は静電チャック表面、6は高圧
直流電源、9は金属柱、10は金属鎖、11はロードセ
ルを示す。従来は、図5に示すように、直径3cm程度の
金属柱9を、静電チャック表面5に吸着させ、この金属
柱9を剥離するのに要する引張力を、ロードセル11で
測定した結果を時間軸上にプロットすることにより、過
渡特性を求めていた。
力をロードセル11で測定して、これから過渡特性を求
める方法には、1)1回の測定では時間軸上の一点での吸
着力しか求まらないので過渡特性を求めるには何回も測
定を繰り返さなければならず労力と時間を要する、2)測
定値のばらつきが大きく再現性に乏しい、3)測定では吸
着物として金属柱9を使用しており実際に吸着するウエ
ハとは材質・形状が異なる、4)引張機構やロードセル1
1を有する特別な装置が必要であるなどの問題があっ
た。
を解決するために、ウエハを使用して静電チャックの過
渡特性を連続的に短時間で、しかも簡単な装置で測定で
きる、静電チャックの過渡特性評価方法を提供すること
を目的としている。
ックの過渡特性評価方法は、ウエハ(3)及び静電チャ
ック用電極(1)により構成される静電容量の変化を測
定することにより、静電チャックの過渡特性を測定する
ことを主要な特徴とする。
ち、静電チャック表面(5)との間に絶縁膜(2)を配
置した静電チャック用電極(1)を複数有し、前記静電
チャック表面(5)にウエハ(3)を吸着固定する静電
チャックの過渡特性評価方法において、前記ウエハ
(3)の吸着過程で前記ウエハ(3)及び前記静電チャ
ック用電極(1)により構成される静電容量の変化を測
定して吸着過渡特性を測定することを特徴とする静電チ
ャックの過渡特性評価方法としての構成を有する。
間に絶縁膜(2)を配置した静電チャック用電極(1)
を複数有し、前記静電チャック表面(5)にウエハ
(3)を吸着固定する静電チャックの過渡特性評価方法
において、前記 ウエハ(3)の剥離過程で前記ウエハ
(3)及び前記静電チャック用電極(1)により構成さ
れる静電容量の変化を測定して剥離過渡特性を測定する
ことを特徴とする静電チャックの過渡特性評価方法とし
ての構成を有する。
として上に凸状に反ったウエハ(3)を使用することを
特徴とする静電チャックの過渡特性評価方法としての構
成を有する。
電チャックの過渡特性評価方法の動作原理説明図であ
る。図1において1は静電チャック用電極、2は絶縁
膜、3はウエハ、4は容量計、5は静電チャック表面、
6は高圧直流電源を示す。図1に示すように、単極型静
電チャック表面5にウエハ3を載せたとき、微視的には
ウエハ3と静電チャック表面5の間には隙間xができ
る。静電チャック用電極1とウエハ3の間に電圧を印加
すると静電力が生じウエハ3が静電チャック表面5に吸
いつけられていくので、ウエハ3と静電チャック表面5
の隙間xは時間とともに小さくなる。このときウエハ3
及び静電チャック用電極1により構成される静電容量C
m (=C1 )は隙間の平均距離をxave 、絶縁膜厚を
d、絶縁膜の誘電率をε、真空の誘電率をε0 、静電チ
ャック用電極面積をSとすると、静電容量Cm =S/
(x/ε0 +d/ε)で与えられる。ウエハ3が静電チ
ャック表面5に吸いつけられていくに従って、静電容量
Cm は増加していき、ウエハ3が静電チャック表面5に
吸着されx≒0になると定常値Cm =εS/dに落ち着
く。従って、静電容量Cm の時間変化は静電チャックの
吸着過渡特性を反映している。静電容量Cm の測定値は
吸着させるウエハ3の形状及びウエハ3の静電チャック
表面5に接する面の状態、絶縁膜の誘電率ε、絶縁膜厚
dにより変わるため、種類の異なる静電チャック間で直
接静電容量Cm を比較することはできないが、評価用リ
ファレンス・ウエハを用意し定常状態になるまでの時間
tsat を比較することによって、種類の異なる静電チャ
ック間で過渡特性の比較を行うことができる。特に評価
用リファレンス・ウエハとして上に凸状のウエハ3を用
いれば縁を拘束したダイヤフラムのように一定の力が働
いたときのように急激にウエハ3が動き静電チャック表
面5に密着するため静電容量Cm の変化が急峻になるの
で定常状態になるまでの時間tsat を求めやすい。
の静電チャック過渡特性評価方法の動作原理説明図を示
す。図2において、1は静電チャック用電極、2は絶縁
膜、3はウエハ、4は容量計、5は静電チャック表面、
6は高圧直流電源を示す。 図2に示すように、静電チャ
ック用電極1が双極型の場合は、静電容量Cm =C2 /
2となるが、作用は単極型静電チャックの場合と同じで
ある。また、ここでは吸着過渡特性についてのみ述べた
が、剥離過渡特性は全く逆過程であり吸着過渡特性と同
様に測定することができる。
の吸着過渡特性の測定を例に詳述する。本発明の実施例
では吸着物として上に凸状の評価用リファレンス・ウエ
ハを用いた場合を説明する。
の実施例としての静電チャック過渡特性評価方法の模式
的構成図を示し、測定における各機器の結線図を示して
いる。図3において、1は静電チャック用電極、2は絶
縁膜、3は評価用リファレンス・ウエハ、4は容量計、
5は静電チャック表面、6は高圧直流電源、7は容量計
4の交流の測定電流が高圧直流電源6に流れるのを防ぐ
ブロッキング用のインダクンス、8及び8′は高圧直流
電源6の直流電圧が容量計4にかかるのを防ぐブロッキ
ング用のキャパシタンスであって、それぞれ第1のキャ
パシタンス及び第2のキャパシタンスを示す。
の動作を説明する。
に評価用リファレンス・ウエハ3を載せ、容量計4の読
みとしての静電容量Cm が定常値になるまで約1分程度
待ち、この値を記録する。次に静電チャックに任意の直
流電圧を印加すると同時に任意の一定時間間隔で容量計
4の読みとしての静電容量Cm を記録する。この時間間
隔は静電チャックの時定数により決定するが、一般的に
は5秒位が適当である。基本的には、容量計4の読みと
しての静電容量Cm が定常値になるまで測定を続ける。
測定後、静電チャックの電圧を印加してから静電容量C
m が定常値をとるまでの時間tsat を読み取る。
る時刻が曖昧な場合は、静電チャック表面5に真空チャ
ックを形成し、大気中で静電チャックを切った状態で真
空チャックのみ働かせた時の静電容量Cm-vac を測定
し、この値のy%(例95%)に達するのに要する時間
をtsat と規定して比較することも可能である。また、
測定結果を左右する評価用リファレンス・ウエハ3の反
り量及び種類は、実際に吸着するウエハ3に応じて決定
しなければならない。
電容量の時間応答を示す図である。本測定では、ベアシ
リコンウエハにタングステンをRFスパッタして、上に
凸状に37μmそらした評価用リファレンス・ウエハ3
を使用している。図4より、tsat =145〔sec〕
である。
的に短時間で、しかも簡単な装置で測定することができ
る。
法によれば、静電チャックの吸着・剥離特性を連続的に
短時間で、しかも簡単な装置で測定することができる。
従って、本発明は電子ビーム描画装置等の半導体製造装
置の信頼性の向上に寄与することができる。
ックの過渡特性評価方法の動作原理説明図である。
ックの過渡特性評価方法の動作原理説明図である。
しての静電チャックの過渡特性評価方法の模式的構成図
である。
間応答を示す図である。
の模式的構成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 静電チャック表面との間に絶縁膜を配置
した静電チャック用電極を複数有し、前記静電チャック
表面にウエハを吸着固定する静電チャックの過渡特性評
価方法において、 前記 ウエハの吸着過程で前記ウエハ及び前記静電チャッ
ク用電極により構成される静電容量の変化を測定して吸
着過渡特性を測定することを特徴とする静電チャックの
過渡特性評価方法。 - 【請求項2】 静電チャック表面との間に絶縁膜を配置
した静電チャック用電極を複数有し、前記静電チャック
表面にウエハを吸着固定する静電チャックの過渡特性評
価方法において、 前記 ウエハの剥離過程で前記ウエハ及び前記静電チャッ
ク用電極により構成される静電容量の変化を測定して剥
離過渡特性を測定することを特徴とする静電チャックの
過渡特性評価方法。 - 【請求項3】 吸着される前記ウエハとして上に凸状に
反ったウエハを使用することを特徴とする請求項1もし
くは請求項2の内、いずれか1項記載の静電チャックの
過渡特性評価方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21015591A JP2965176B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 静電チャックの過渡特性評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21015591A JP2965176B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 静電チャックの過渡特性評価方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0536806A JPH0536806A (ja) | 1993-02-12 |
JP2965176B2 true JP2965176B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16584682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21015591A Expired - Lifetime JP2965176B2 (ja) | 1991-07-26 | 1991-07-26 | 静電チャックの過渡特性評価方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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JP4553375B2 (ja) * | 2005-06-16 | 2010-09-29 | 信越化学工業株式会社 | 静電チャックのデチャック特性の評価方法および評価装置 |
JP4836900B2 (ja) * | 2007-09-03 | 2011-12-14 | ラピスセミコンダクタ株式会社 | 基板保持機構及びこの基板保持機構を用いる半導体装置の製造方法 |
JP5367482B2 (ja) * | 2009-07-10 | 2013-12-11 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 半導体検査装置及び半導体検査方法 |
JP7020311B2 (ja) * | 2018-06-14 | 2022-02-16 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
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JP7390328B2 (ja) | 2021-03-30 | 2023-12-01 | キヤノントッキ株式会社 | 制御装置、基板吸着方法及び電子デバイスの製造方法 |
-
1991
- 1991-07-26 JP JP21015591A patent/JP2965176B2/ja not_active Expired - Lifetime
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