JPH04132239A - ウエハーチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 ウェハープロセスにおけるウェハー搬送やウェハー処理
装置のステージに用いられるウェハーチャックに関し、 速やかにウェハーの着脱がおこなえるようにすることを
目的とし、 絶縁体に埋没された複数の電極に正負パルスの交番電圧
を印加して、該交番電圧によって誘起された静電力によ
ってウェハーを吸着するようにしたことを特徴とする。

前記交番電圧を複数の電極に位相をずらせて印加するよ
うにしたことを特徴とする。

前記絶縁体がシリコン樹脂またはセラミックスからなる
ことを特徴とする。

前記電極は楔形状板からなり、全体が円形に構成されて
いることを特徴とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明はウェハープロセスにおけるウェハー搬送やウェ
ハー処理装置のステージに用いられるつエバーチャック
に関する。

半導体製造のウェハープロセスにおいては、ウェハーが
自動搬送されており、また、エツチング装置や気相成長
装置などのウェハー処理装置ではウェハーをステージに
吸着（チャッキング）させており、本発明はそのウェハ
ーをチャッキングするウェハーチャックの改善に関して
いる。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕従来より
ウェハープロセスにおいては静電吸着式のウェハーチャ
ックが重用されており、第４図は従来のウェハーチャッ
クの概要断面図を示している。記号１は直流電源、２は
ウェハーチャック。

３はウェハーで、ウェハーチャック２は絶縁体内部にＡ
電極とＢ電極との二電極（例えば、半月形の二電極）が
埋没されている構造で、図のように画電極に正負の直流
電圧（約１〜１．５　ＫＶの高圧）を印加すると絶縁体
が誘電分極をおこし、その絶縁体表面にそれぞれ正負の
電荷が誘起されて、その静電力によってウェハーがチャ
フキングされるものである。

ところが、ウェハーをチャッキングした後、これが容易
に剥がれ難いという問題があって、第５図（ａ）、　（
ｂ）にその従来の問題点を説明する図を示している。即
ち、同図（ａ）に示すように、直流電源１をオン（ｏｎ
）すると正電圧を印加したＡＩ極側の絶縁体が誘電分極
をおこしてウェハーチャック２（絶縁体）表面に正電荷
を誘起する。そうすると、対向面のウェハーに負電荷が
誘起されて、そのためにウェハーが吸着される。同時に
、他方のＢｔ極側に負電圧を印加すると、同様の誘電分
極のために対向したウェハー面に正電荷が誘起されてウ
ェハーが吸着される。このように、ウェハーチャック２
内の電極とは逆極性の電荷がウェハー面に誘起されて、
そのクーロン力（静電力）によってウェハーが吸着され
る。これが静電吸着の原理であり、この方式によるウェ
ハーチャックが静電吸着式チャックである。

しかし、次いで処理完了後にウェハーチャックからウェ
ハーを剥がすため、同図（ｂ）に示すように、直流電源
ｌをオフ（ｏｆｆ）するとウェハーチャック２内の絶縁
体の分極は直ぐに消滅せずに残留して、そのためウェハ
ーチャックの吸着力が消えず、ウェハー３が速やかに剥
離されないという問題がある。特に、シリコン樹脂やア
ルミナなどの絶縁体は分極の残留時間が長く、また、長
時間の吸着や連続的な使用をすれば電荷が蓄積してウェ
ハーが容易に剥離しなくなり易い。

次表はシリコン樹脂からなる絶縁体を用いたウェハーチ
ャックの吸着時間（分）と脱離状態との関係を示す表で
、Ｏは脱離良好、Δは脱離やや困難、×は脱離困難を示
している。

本発明はこのような問題点を解消させて、速やかにウェ
ハーの着脱がおこなえるようにしたウェハーチャックを
提案するものである。

〔課題を解決するための手段〕

その課題は、第１図の実施例に示すように、絶縁体１１
　（例えば、シリコン樹脂、セラミックス）に埋没され
た複数の電極（例えば、円形に構成されに複数の模形状
電掻板”）Ａ、、Ａ、、Ａ３Ｂ、、Ｂｔ、Ｂ２に位相を
ずらせた正負パルスの交番電圧（１３は交番電圧電源）
を印加して、該交番電圧によって誘起された静電力によ
ってウェハーを吸着するようにしたウェハーチャックに
よれば解消される。

このように、ウェハーが速やかに着脱できないことは自
動搬送に支障をきたし、ウェハー処理装置のスルーブツ
ト向上を阻害することになる。

〔作　用〕

即ち、本発明は、複数の電極にパルス交番電圧を印加し
て、且つ、要すれば、隣接電極毎に位相をずらせて印加
する。そうすると、短時間に印加電圧が正負逆転するた
めに絶縁体に誘電分極が残留せず、従って、オフ時に直
ぐにウェハーを離脱させることができる。

〔実　施　例〕

以下に図面を参照して実施例によって詳細に説明すると
、第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明にかかるウェハーチ
ャックの要部図を示しており、同図（ａ）は平面図、同
図ら）は同図（ａ）のＣＣ断面図である。図中の記号１
１はシリコン樹脂からなる絶縁体、１２はアルミニウム
の台座、　１３は交番電圧電源、Ａ、、Ａ。

、Ａｓ　、Ｂ＋　、Ｂｚ　、ＢＩは電極（、タングステ
ン電極）で、電極数は合計１２個、模形状の電極板を円
形に配置しである。絶縁体１１はシリコン樹脂で、その
抵抗率は１０１ｓ〜１０”／Ω１程度であり、厚さは４
００μｍ程度にする。絶縁体はシリコン樹脂の他、セラ
ミックス、石英、ポリイミド、プラスチックなどを用い
てもよい、また、台座１２はエツチング装置の場合に導
電電極として役立たせるものである。

この第１図のように構成し、同一付加記号の電極には同
一相で逆電圧の交番電圧を印加して、例えば、第２図の
交番電圧印加タイムチャート図に示すように、パルス電
圧を３相にずらせて、Ａ。

とＢ＋　、ＡｔとＢｚ　、ＡｓとＢ、とを同相で相互に
逆電圧を印加する。即ち、時間０〜Ｔ、でＡｔに正電圧
、Ｂ、に負電圧を印加して、時間Ｔ２〜Ｔ３でＡ１に負
電圧、ＢＩに正電圧を印加し、その間の時間Ｔ、〜Ｔ２
および時間Ｔ、〜Ｔ４に他の電極をずらせて３相で正負
の電圧を印加し、電圧強度はＩＫＶ、パルス幅５　ｓｅ
ｃで、周波数０．３３Ｈｚ程度のパルス交番電圧を印加
する。

このように、電極を多極化して位相をずらせ、絶えずい
ずれか一対のＡ電極とＢ電極とに正負の電圧を印加して
おけば吸着力は消失しない、しかも、短時間に印加電圧
が正負逆転するために分極が残留せず、直ぐにウェハー
を離脱させることができる。第３図（ａ）〜（ｄ）は本
発明にがかるウエノ＼−チャックの分極状態を示す図で
、ＡＩ電極と８１電極との部分を例示しており、３はウ
ェハー、　１０は本発明にかかるウェハーチャックであ
る。同図（ａ）は時間０〜Ｔ、の状態、同図（ｂ）は時
間Ｔ、〜Ｔ２、同図（Ｃ）は時間Ｔ２〜Ｔ３．同図（ｄ
）は時間Ｔ。

〜Ｔ４の状態を図示しているが、このように前後の印加
時の電圧が逆になるために分極がすぐに消滅して、電圧
をオフした時には分極は残留しない。

次表は本発明にかかるウェハーチャックの吸着時間（分
）と脱離状態との関係を示しており、長時間に亙っても
脱離は良好（０）なことが判る。

上記実施例は１２個の電極を配置して、位相にずらせる
例で説明したが、位相をずらすことなく多電極を２つに
分類し、隣接電極に交互に正負のパルス交番電圧を印加
しても同様の効果が得られる。

また、位相をずらす場合にも、上記実施例にかかわらず
、電極数や位相を多少増減させても良い。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明にかかるウェハ
ーチャックを用いると、ウエノ＼−を速やかに着脱でき
て、ウェハープロセスの円滑な自動処理ができ、ウェハ
ープロセスの効率化、半導体デバイスの高品質化に大き
く寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明にかかるウェハーチャ
ックの要部図、 第２図は交番電圧印加タイムチャート図、第３図（ａ）
〜（ｄ）は本発明にかかるウエノ＼−チャ・ンクの分極
状態を示す図、 第４図は従来のウェハーチャックの概要断面図、第５図
（ａ）、（ｂ）は従来の問題点を説明する図である。 図において、 １は直流電源、　　　　　２はウェハーチャック、３は
ウェハー １０は本発明にかかるウェハーチャック、’ｔｋ １１は絶縁体、 １２は台座、 １３は交番電圧を源、 Ａ。 Ｂ。 Ｂ。 Ｂ。 は 電極 を示している。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体に埋没された複数の電極に正負パルスの交
   番電圧を印加して、該交番電圧によって誘起された静電
   力によってウェハーを吸着するようにしたことを特徴と
   するウェハーチャック。
2. （２）前記交番電圧を複数の電極に位相をずらせて印加
   するようにしたことを特徴とする請求項（１）のウェハ
   ーチャック。
3. （３）前記絶縁体がシリコン樹脂またはセラミックスか
   らなることを特徴とする請求項（１）のウェハーチャッ
   ク。
4. （４）前記電極は楔形状板からなり、全体が円形に構成
   されていることを特徴とする請求項（１）のウェハーチ
   ャック。