JPH11145265A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
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- JPH11145265A JPH11145265A JP30866497A JP30866497A JPH11145265A JP H11145265 A JPH11145265 A JP H11145265A JP 30866497 A JP30866497 A JP 30866497A JP 30866497 A JP30866497 A JP 30866497A JP H11145265 A JPH11145265 A JP H11145265A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ウエハ押し外し用のピンやその駆動装置を必
要とせず、ホルダのウエハ支持面から容易に離すことが
できる静電チャックを提供する。 【解決手段】 ウエハ支持面１１は、各部の深さW(r)が
以下の条件式を満足する球面状の凹曲面に形成されてい
る。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ここで、ｒは凹曲面の周縁が形成する円Ｃの中心０から
円の半径方向への距離、ａは円Ｃの半径、Ｐstは静電吸
着用電圧印加によりウエハｗｆに加える吸着力であって
ウエハをウエハ支持面１１に吸着するための必要最小吸
着力、Ｐrmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力で
Ｐstより小さいもの、νはウエハのポアソン比、D はEh
3/12(1−ν2)( E はウエハの弾性係数、h はウエハの厚
さ、νはウエハのポアソン比) である。
要とせず、ホルダのウエハ支持面から容易に離すことが
できる静電チャックを提供する。 【解決手段】 ウエハ支持面１１は、各部の深さW(r)が
以下の条件式を満足する球面状の凹曲面に形成されてい
る。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ここで、ｒは凹曲面の周縁が形成する円Ｃの中心０から
円の半径方向への距離、ａは円Ｃの半径、Ｐstは静電吸
着用電圧印加によりウエハｗｆに加える吸着力であって
ウエハをウエハ支持面１１に吸着するための必要最小吸
着力、Ｐrmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力で
Ｐstより小さいもの、νはウエハのポアソン比、D はEh
3/12(1−ν2)( E はウエハの弾性係数、h はウエハの厚
さ、νはウエハのポアソン比) である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体デバイス等の
製造において、ウエハと称される通常平坦な基板に所定
の真空下でイオン注入処理、エッチング処理、成膜処理
等の処理を施すときに、該ウエハを支持する静電チャッ
クに関する。
製造において、ウエハと称される通常平坦な基板に所定
の真空下でイオン注入処理、エッチング処理、成膜処理
等の処理を施すときに、該ウエハを支持する静電チャッ
クに関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン注入処理、エッチング処理、成膜
処理等のウエハ処理においては、該ウエハをホルダに支
持させるが、そのとき、ウエハを冷却或いは加熱等する
ために、また、ウエハの位置ずれを防止するために、ウ
エハをホルダの平坦なウエハ支持面に密着させることが
行われている。
処理等のウエハ処理においては、該ウエハをホルダに支
持させるが、そのとき、ウエハを冷却或いは加熱等する
ために、また、ウエハの位置ずれを防止するために、ウ
エハをホルダの平坦なウエハ支持面に密着させることが
行われている。
【０００３】ウエハ支持面へのウエハ密着は、ウエハ支
持面に被処理ウエハを載置し、そのウエハ周縁部をリン
グ形状の押さえ部材でホルダに押圧することで行われて
きたが、これでは、押さえ部材とウエハとの相互接触等
により、処理不良を招く所謂パーティクルが発生しやす
かったり、ウエハ表面を傷つける恐れがあることから、
このような押さえ部材を必要としない静電チャックが提
案されている。
持面に被処理ウエハを載置し、そのウエハ周縁部をリン
グ形状の押さえ部材でホルダに押圧することで行われて
きたが、これでは、押さえ部材とウエハとの相互接触等
により、処理不良を招く所謂パーティクルが発生しやす
かったり、ウエハ表面を傷つける恐れがあることから、
このような押さえ部材を必要としない静電チャックが提
案されている。
【０００４】静電チャックは、静電吸着用電圧を印加で
きるウエハ支持ホルダを有し、該ホルダに静電吸着用電
圧を印加することで該ホルダのウエハ支持面にウエハを
静電吸着できるものである。かかる静電チャックでは、
ウエハへの所定の処理を終了したあと、例えばウエハ処
理時より高圧の例えば大気圧雰囲気にさらすと、たとえ
静電吸着用電圧印加を停止しても、ウエハは外部気体圧
によりホルダに押しつけられて離れ難く、従って、ウエ
ハ処理終了後、真空下において静電吸着用電圧印加を停
止すればよいのであるが、そのときでも、残留電荷によ
る残留吸着力があるときには、ウエハはホルダから離れ
難いことから、ホルダを貫通してウエハ裏面に到達でき
る押しピンを設けておき、この押しピンでウエハをホル
ダから押し外すことも行われている。
きるウエハ支持ホルダを有し、該ホルダに静電吸着用電
圧を印加することで該ホルダのウエハ支持面にウエハを
静電吸着できるものである。かかる静電チャックでは、
ウエハへの所定の処理を終了したあと、例えばウエハ処
理時より高圧の例えば大気圧雰囲気にさらすと、たとえ
静電吸着用電圧印加を停止しても、ウエハは外部気体圧
によりホルダに押しつけられて離れ難く、従って、ウエ
ハ処理終了後、真空下において静電吸着用電圧印加を停
止すればよいのであるが、そのときでも、残留電荷によ
る残留吸着力があるときには、ウエハはホルダから離れ
難いことから、ホルダを貫通してウエハ裏面に到達でき
る押しピンを設けておき、この押しピンでウエハをホル
ダから押し外すことも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな押しピンは、それ自身が、そして該ピンを駆動する
手段が処理装置の構造を複雑化させる。また、ウエハ外
しはウエハを損傷しないように行わなければならず、そ
のためかかる押しピンによる押し外し力は安全のため小
さいものにならざるを得ず、そのように小さく、且つ、
安定確実な押し外し力を得るために、さらに押しピン駆
動機構が複雑化する。また、押しピンによるウエハ押し
外し力は安全のため小さいものにするため、残留吸着力
が強いときには、ウエハをホルダから外せないことさえ
ある。
うな押しピンは、それ自身が、そして該ピンを駆動する
手段が処理装置の構造を複雑化させる。また、ウエハ外
しはウエハを損傷しないように行わなければならず、そ
のためかかる押しピンによる押し外し力は安全のため小
さいものにならざるを得ず、そのように小さく、且つ、
安定確実な押し外し力を得るために、さらに押しピン駆
動機構が複雑化する。また、押しピンによるウエハ押し
外し力は安全のため小さいものにするため、残留吸着力
が強いときには、ウエハをホルダから外せないことさえ
ある。
【０００６】そこで本発明は、静電吸着用電圧を印加で
きるウエハ支持ホルダを有し、該ホルダに静電吸着用電
圧を印加することで該ホルダのウエハ支持面にウエハを
静電吸着できる静電チャックであって、ウエハ押し外し
用のピンやその駆動装置のような機構を必要とせず、そ
れだけ構造が簡素化され、しかも、静電吸着用電圧印加
の停止によりウエハをホルダのウエハ支持面から容易に
離すことができる静電チャックを提供することを課題と
する。
きるウエハ支持ホルダを有し、該ホルダに静電吸着用電
圧を印加することで該ホルダのウエハ支持面にウエハを
静電吸着できる静電チャックであって、ウエハ押し外し
用のピンやその駆動装置のような機構を必要とせず、そ
れだけ構造が簡素化され、しかも、静電吸着用電圧印加
の停止によりウエハをホルダのウエハ支持面から容易に
離すことができる静電チャックを提供することを課題と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ね、ウエハ支持ホルダのウエハ支持
面を凹曲面に形成し、静電吸着用電圧印加時には、平坦
なウエハをその弾性復元力に抗して撓ませてウエハ支持
面に静電吸着し、静電吸着用電圧印加停止時には、ウエ
ハがその弾性復元力によりウエハ支持面から離れるよう
にすればよいこと、その場合、ウエハが残留吸着力に抗
してウエハ支持面から離れ得る弾性復元力を発生させる
ウエハ撓みを静電吸着時に生じさせるように前記ウエハ
支持面の凹曲面を決めておけばよいことを見出した。
決するため研究を重ね、ウエハ支持ホルダのウエハ支持
面を凹曲面に形成し、静電吸着用電圧印加時には、平坦
なウエハをその弾性復元力に抗して撓ませてウエハ支持
面に静電吸着し、静電吸着用電圧印加停止時には、ウエ
ハがその弾性復元力によりウエハ支持面から離れるよう
にすればよいこと、その場合、ウエハが残留吸着力に抗
してウエハ支持面から離れ得る弾性復元力を発生させる
ウエハ撓みを静電吸着時に生じさせるように前記ウエハ
支持面の凹曲面を決めておけばよいことを見出した。
【０００８】また、本発明者は、ウエハをホルダの支持
面から離すとき、ウエハの中心部が該支持面から離れさ
えすれば、あとはウエハの周縁部へ向かって順次、ウエ
ハの個々の部分が連鎖的に離れていくことも見出した。
本発明は前記知見に基づくものであり、前記課題を解決
するため、静電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホル
ダを有し、該ホルダに静電吸着用電圧を印加することで
該ホルダのウエハ支持面にウエハを静電吸着できる静電
チャックであって、前記ホルダのウエハ支持面は、各部
の深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足す
る球面状の凹曲面に形成されていることを特徴とする静
電チャックを提供する。
面から離すとき、ウエハの中心部が該支持面から離れさ
えすれば、あとはウエハの周縁部へ向かって順次、ウエ
ハの個々の部分が連鎖的に離れていくことも見出した。
本発明は前記知見に基づくものであり、前記課題を解決
するため、静電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホル
ダを有し、該ホルダに静電吸着用電圧を印加することで
該ホルダのウエハ支持面にウエハを静電吸着できる静電
チャックであって、前記ホルダのウエハ支持面は、各部
の深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足す
る球面状の凹曲面に形成されていることを特徴とする静
電チャックを提供する。
【０００９】（Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋
ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕＜W(r) この条件式において、ｒは凹曲面の周縁が形成する円の
中心から該円の半径方向への距離、ａは該円の半径、Ｐ
rmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力であり、静
電吸着用電圧印加によりウエハをウエハ支持面に吸着す
るための必要最小吸着力Ｐstより小さいもの、νはウエ
ハのポアソン比、D はEh3/12(1−ν2)(E はウエハの弾
性係数、h はウエハの厚さ、νはウエハのポアソン比)
である。ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０とする。
ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕＜W(r) この条件式において、ｒは凹曲面の周縁が形成する円の
中心から該円の半径方向への距離、ａは該円の半径、Ｐ
rmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力であり、静
電吸着用電圧印加によりウエハをウエハ支持面に吸着す
るための必要最小吸着力Ｐstより小さいもの、νはウエ
ハのポアソン比、D はEh3/12(1−ν2)(E はウエハの弾
性係数、h はウエハの厚さ、νはウエハのポアソン比)
である。ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０とする。
【００１０】この静電チャックにおいて各部の深さW(r)
はｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足するものでも
よい。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０とする。
はｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足するものでも
よい。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０とする。
【００１１】次ぎに前記条件式について説明する。図２
に示すように、半径ａの円Ｃを周縁とし、各部の深さが
W(r)( 但し、r は円Ｃの中心Ｏから該円の半径方向への
距離) の球面状の凹曲面Ｓを考える。該凹曲面Ｓ上に円
板形ウエハｗｆを載置し、その全面に等分布圧力Ｐを加
えて該ウエハをその弾性復元力に抗して凹曲面Ｓに密着
させるとする。このとき、ウエハｗｆのポアソン比をν
とすると、ウエハｗｆの各部の撓み量、すなわち凹曲面
Ｓの各部の深さW(r)は次のように表せる。
に示すように、半径ａの円Ｃを周縁とし、各部の深さが
W(r)( 但し、r は円Ｃの中心Ｏから該円の半径方向への
距離) の球面状の凹曲面Ｓを考える。該凹曲面Ｓ上に円
板形ウエハｗｆを載置し、その全面に等分布圧力Ｐを加
えて該ウエハをその弾性復元力に抗して凹曲面Ｓに密着
させるとする。このとき、ウエハｗｆのポアソン比をν
とすると、ウエハｗｆの各部の撓み量、すなわち凹曲面
Ｓの各部の深さW(r)は次のように表せる。
【００１２】W(r)＝（Ｐ×ａ4 /64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ここにおいて D＝Eh3/12(1−ν2)である。E はウエハｗ
ｆの弾性係数、h はウエハｗｆの厚さ、νはウエハｗｆ
のポアソン比である。圧力Ｐが解除されると、ウエハｗ
ｆは該圧力Ｐと実質上同等の弾性復元力で凹曲面Ｓから
剥がれようとする。
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 ここにおいて D＝Eh3/12(1−ν2)である。E はウエハｗ
ｆの弾性係数、h はウエハｗｆの厚さ、νはウエハｗｆ
のポアソン比である。圧力Ｐが解除されると、ウエハｗ
ｆは該圧力Ｐと実質上同等の弾性復元力で凹曲面Ｓから
剥がれようとする。
【００１３】ここで前記Ｐに、静電チャックにおいて静
電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力Ｐrmを代入する
と、残留吸着力Ｐrmによるウエハｗｆの撓み凹曲面が得
られる。すなわち、該凹曲面は各部の深さW(r)が、W(r)
＝（Ｐrm×ａ4 /64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋
ν) −ｒ2/a2〕の凹曲面である。
電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力Ｐrmを代入する
と、残留吸着力Ｐrmによるウエハｗｆの撓み凹曲面が得
られる。すなわち、該凹曲面は各部の深さW(r)が、W(r)
＝（Ｐrm×ａ4 /64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋
ν) −ｒ2/a2〕の凹曲面である。
【００１４】そしてウエハ支持面を残留吸着力によるウ
エハｗｆの撓み凹曲面より深い凹曲面に形成し、静電吸
着用電圧印加時にはこの凹曲面に密着する吸着力をウエ
ハｗｆに加えることで、該ウエハｗｆはウエハ支持面に
密着し、且つ、残留吸着力のみが作用するときより大き
い弾性復元力を蓄えることになる。この状態で静電吸着
用電圧印加を停止すると、ウエハｗｆは蓄えた弾性復元
力により残留吸着力に打ち勝ってウエハ支持面から離れ
ることができる。よってウエハ支持面をその各部深さW
(r)がｒ＝ａの部位を除き、（Ｐrm×ａ4 /64D）（１−
ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕＜W(r)の条件
を満足する凹曲面に形成すればよいことになる。
エハｗｆの撓み凹曲面より深い凹曲面に形成し、静電吸
着用電圧印加時にはこの凹曲面に密着する吸着力をウエ
ハｗｆに加えることで、該ウエハｗｆはウエハ支持面に
密着し、且つ、残留吸着力のみが作用するときより大き
い弾性復元力を蓄えることになる。この状態で静電吸着
用電圧印加を停止すると、ウエハｗｆは蓄えた弾性復元
力により残留吸着力に打ち勝ってウエハ支持面から離れ
ることができる。よってウエハ支持面をその各部深さW
(r)がｒ＝ａの部位を除き、（Ｐrm×ａ4 /64D）（１−
ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕＜W(r)の条件
を満足する凹曲面に形成すればよいことになる。
【００１５】また、ウエハ支持凹曲面の深さはいたずら
に大きくする必要はなく、従って例えば、静電吸着用電
圧印加によりウエハに加える吸着力であってウエハをウ
エハ支持面に吸着するための必要最小吸着力Ｐstによる
ウエハの撓み凹曲面より浅く形成することができる。こ
の場合、静電吸着用電圧印加時にはこの凹曲面にウエハ
を密着させる吸着力として、ウエハの静電吸着を確実に
するために、前記最小必要吸着力Ｐstより大きい吸着力
を採用すればよい。そうすることで、該ウエハｗｆはウ
エハ支持面に密着し、且つ、残留吸着力のみが作用する
ときより大きい弾性復元力を蓄えることになる。この状
態で静電吸着用電圧印加を停止すると、ウエハｗｆは蓄
えた弾性復元力により残留吸着力に打ち勝ってウエハ支
持面から離れることができる。よってウエハ支持面をそ
の各部深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件を満足
する凹曲面に形成すればよいことになる。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 前記ＰstやＰrmの値は例えばホルダのウエハ支持面が平
坦な静電チャックを用いた実験から求めることができ
る。
に大きくする必要はなく、従って例えば、静電吸着用電
圧印加によりウエハに加える吸着力であってウエハをウ
エハ支持面に吸着するための必要最小吸着力Ｐstによる
ウエハの撓み凹曲面より浅く形成することができる。こ
の場合、静電吸着用電圧印加時にはこの凹曲面にウエハ
を密着させる吸着力として、ウエハの静電吸着を確実に
するために、前記最小必要吸着力Ｐstより大きい吸着力
を採用すればよい。そうすることで、該ウエハｗｆはウ
エハ支持面に密着し、且つ、残留吸着力のみが作用する
ときより大きい弾性復元力を蓄えることになる。この状
態で静電吸着用電圧印加を停止すると、ウエハｗｆは蓄
えた弾性復元力により残留吸着力に打ち勝ってウエハ支
持面から離れることができる。よってウエハ支持面をそ
の各部深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件を満足
する凹曲面に形成すればよいことになる。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 前記ＰstやＰrmの値は例えばホルダのウエハ支持面が平
坦な静電チャックを用いた実験から求めることができ
る。
【００１６】なお、静電吸着用電圧印加により実際にウ
エハに加える吸着力をＰx とすれば、静電チャックにも
よるが、概ねＰｘ＝α・Ｐｓｔの関係にあり（αは静電
チャックにより定められる係数）、また概ねＰrm＝β・
Ｐｓｔ（βは静電チャックにより定められる係数）の関
係にある。静電チャックによっては、例えば、概ねＰx
＝１．５Ｐstの関係にあり、また、概ねＰrm＝Ｐx ／２
（＝０．７５Ｐst）の関係にある。従って、Ｐstを求め
て、これに基づきＰrmを算出してもよい。
エハに加える吸着力をＰx とすれば、静電チャックにも
よるが、概ねＰｘ＝α・Ｐｓｔの関係にあり（αは静電
チャックにより定められる係数）、また概ねＰrm＝β・
Ｐｓｔ（βは静電チャックにより定められる係数）の関
係にある。静電チャックによっては、例えば、概ねＰx
＝１．５Ｐstの関係にあり、また、概ねＰrm＝Ｐx ／２
（＝０．７５Ｐst）の関係にある。従って、Ｐstを求め
て、これに基づきＰrmを算出してもよい。
【００１７】本発明の静電チャックによると、ウエハを
支持するホルダのウエハ支持面がｒ＝ａの部位を除き、
各部深さW(r)＞（Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋
ν)/(1 ＋ν) −ｒ2/a2〕の球面状の凹曲面に形成され
ているので、ホルダに静電吸着用電圧を印加すると、該
ウエハはホルダのウエハ支持面に撓んで密着する。ま
た、その状態から静電吸着用電圧の印加を停止すると、
残留吸着力があるときでも、ウエハはその弾性復元力に
よりその中心部から周縁部へ向かってウエハ支持面から
容易に剥がれていく。
支持するホルダのウエハ支持面がｒ＝ａの部位を除き、
各部深さW(r)＞（Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋
ν)/(1 ＋ν) −ｒ2/a2〕の球面状の凹曲面に形成され
ているので、ホルダに静電吸着用電圧を印加すると、該
ウエハはホルダのウエハ支持面に撓んで密着する。ま
た、その状態から静電吸着用電圧の印加を停止すると、
残留吸着力があるときでも、ウエハはその弾性復元力に
よりその中心部から周縁部へ向かってウエハ支持面から
容易に剥がれていく。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明に係る静電チャック
の概略断面を示す図である。図示の静電チャックは誘電
体材料からなるホルダ１を備えており、該ホルダ中に
は、平面から見ると半円形板状の電極２、３が、両者で
円板を形成するかのごとき配置状態で若干離して埋設さ
れている。電極２、３には電源ＰＷから静電吸着用電圧
を印加できる。
を参照して説明する。図１は本発明に係る静電チャック
の概略断面を示す図である。図示の静電チャックは誘電
体材料からなるホルダ１を備えており、該ホルダ中に
は、平面から見ると半円形板状の電極２、３が、両者で
円板を形成するかのごとき配置状態で若干離して埋設さ
れている。電極２、３には電源ＰＷから静電吸着用電圧
を印加できる。
【００１９】図示を省略しているが、この静電チャック
は例えばイオン注入処理、エッチング処理、成膜処理等
を行う真空処理室に配置され、被処理体であるウエハｗ
ｆの支持に供される。ホルダ１のウエハ支持面１１は球
面状の凹曲面に形成されている。凹曲面の円周が形成す
る円Ｃの半径はａである。円Ｃは支持対象であるウエハ
ｗｆと実質上同じ大きさである。該円の中心Ｏから半径
方向へ距離ｒの位置での凹曲面深さW(r)は次の条件式を
満足するように形成されている。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 但しｒ＝ａのとき、W(r)＝０である。
は例えばイオン注入処理、エッチング処理、成膜処理等
を行う真空処理室に配置され、被処理体であるウエハｗ
ｆの支持に供される。ホルダ１のウエハ支持面１１は球
面状の凹曲面に形成されている。凹曲面の円周が形成す
る円Ｃの半径はａである。円Ｃは支持対象であるウエハ
ｗｆと実質上同じ大きさである。該円の中心Ｏから半径
方向へ距離ｒの位置での凹曲面深さW(r)は次の条件式を
満足するように形成されている。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 但しｒ＝ａのとき、W(r)＝０である。
【００２０】ここで、Ｐstは静電吸着用電圧印加により
ウエハに加える吸着力であってウエハをウエハ支持面に
吸着するための必要最小吸着力であり、Ｐrmは静電吸着
用電圧印加停止時の残留吸着力でＰstより小さいもので
ある。νはウエハｗｆのポアソン比、D はEh3/12(1−ν
2)( E はウエハの弾性係数、h はウエハの厚さ、νはウ
エハのポアソン比) である。
ウエハに加える吸着力であってウエハをウエハ支持面に
吸着するための必要最小吸着力であり、Ｐrmは静電吸着
用電圧印加停止時の残留吸着力でＰstより小さいもので
ある。νはウエハｗｆのポアソン比、D はEh3/12(1−ν
2)( E はウエハの弾性係数、h はウエハの厚さ、νはウ
エハのポアソン比) である。
【００２１】ここでは、１例として、直径８インチ（半
径ａ＝約１００〔ｍｍ〕）、厚さｈ＝０．７２５〔ｍ
ｍ〕、弾性係数Ｅ＝１１×１０3 〔kg/mm2〕、ポアソン
比ν＝０．１７のウエハｗｆを静電吸着する場合につい
て説明する。これらの値を上記式に代入すると、４３４
４Ｐrm( １−ｒ2/1002)(4.4 −ｒ2/1002)＜W(r)＜４３
４４Ｐst( １−ｒ2/1002)(4.4 −ｒ2/1002) となる。
径ａ＝約１００〔ｍｍ〕）、厚さｈ＝０．７２５〔ｍ
ｍ〕、弾性係数Ｅ＝１１×１０3 〔kg/mm2〕、ポアソン
比ν＝０．１７のウエハｗｆを静電吸着する場合につい
て説明する。これらの値を上記式に代入すると、４３４
４Ｐrm( １−ｒ2/1002)(4.4 −ｒ2/1002)＜W(r)＜４３
４４Ｐst( １−ｒ2/1002)(4.4 −ｒ2/1002) となる。
【００２２】Ｐstの値が6.37×10-5〔kg/mm2〕（８イン
チウエハの最低必要吸着力Ｐｓｔが合計で２ｋｇ重の場
合）である静電チャックシステムとし、既述のとおり概
ねＰrm＝０．７５Ｐstの関係にあるとすると、凹曲面Ｓ
の中心深さ（ｒ＝０の位置の深さ）は約０．９ｍｍ〜
１．２ｍｍの範囲内のものとすればよいことになる。こ
こでは、中心深さをこれらの中央値の１．０５ｍｍに設
定する。
チウエハの最低必要吸着力Ｐｓｔが合計で２ｋｇ重の場
合）である静電チャックシステムとし、既述のとおり概
ねＰrm＝０．７５Ｐstの関係にあるとすると、凹曲面Ｓ
の中心深さ（ｒ＝０の位置の深さ）は約０．９ｍｍ〜
１．２ｍｍの範囲内のものとすればよいことになる。こ
こでは、中心深さをこれらの中央値の１．０５ｍｍに設
定する。
【００２３】すなわちホルダ１のウエハ支持面１１は周
縁が形成する円Ｃの半径が約100mmで中心深さが１．０
５ｍｍの球面状の凹曲面ということになる。ホルダ１の
ウエハ支持面１１がこのような凹曲面に形成されている
ことで、ウエハｗｆはホルダ１のウエハ支持凹曲面１１
に撓んで密着する。また、その状態から静電吸着用電圧
の印加を停止すると、ウエハｗｆはその弾性復元力によ
り、残留吸着力があるときでも、ウエハ支持面１１から
容易に離れることができ、ウエハｗｆを支持面１１から
離すための従来採用されていたような押し外し用のピン
は不要であり、それだけ静電チャックを小型化、コンパ
クト化できる。また、ウエハｗｆを支持面１１に密着さ
せるにあたり該ウエハに押し付け接触するものはないの
で、ウエハｗｆが傷付く恐れがなく、処理不良を招くパ
ーティクルの発生も抑制される。
縁が形成する円Ｃの半径が約100mmで中心深さが１．０
５ｍｍの球面状の凹曲面ということになる。ホルダ１の
ウエハ支持面１１がこのような凹曲面に形成されている
ことで、ウエハｗｆはホルダ１のウエハ支持凹曲面１１
に撓んで密着する。また、その状態から静電吸着用電圧
の印加を停止すると、ウエハｗｆはその弾性復元力によ
り、残留吸着力があるときでも、ウエハ支持面１１から
容易に離れることができ、ウエハｗｆを支持面１１から
離すための従来採用されていたような押し外し用のピン
は不要であり、それだけ静電チャックを小型化、コンパ
クト化できる。また、ウエハｗｆを支持面１１に密着さ
せるにあたり該ウエハに押し付け接触するものはないの
で、ウエハｗｆが傷付く恐れがなく、処理不良を招くパ
ーティクルの発生も抑制される。
【００２４】なお、前記ウエハ支持面１１の凹曲面の中
心深さとして設定した１．０５ｍｍの値は、Ｐst＝6.37
×10-5〔kg/mm2〕とＰrm＝０．７５Ｐstの平均値Ｐavを
ＰstやＰrmの代わりに用いて、４３４４Ｐav( １−ｒ2/
1002)(4.4 −ｒ2/1002) から求めた値に等しい。従っ
て、ウエハ支持ホルダのウエハ支持面は、各部の深さW
(r)が、W(r)＝（Ｐav×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋
ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕の条件を満足する凹曲面に形
成すればよいということにもなる。
心深さとして設定した１．０５ｍｍの値は、Ｐst＝6.37
×10-5〔kg/mm2〕とＰrm＝０．７５Ｐstの平均値Ｐavを
ＰstやＰrmの代わりに用いて、４３４４Ｐav( １−ｒ2/
1002)(4.4 −ｒ2/1002) から求めた値に等しい。従っ
て、ウエハ支持ホルダのウエハ支持面は、各部の深さW
(r)が、W(r)＝（Ｐav×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋
ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕の条件を満足する凹曲面に形
成すればよいということにもなる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、静
電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホルダを有し、該
ホルダに静電吸着用電圧を印加することで該ホルダのウ
エハ支持面にウエハを静電吸着できる静電チャックであ
って、ウエハ押し外し用のピンやその駆動装置のような
機構を必要とせず、それだけ構造が簡素化され、しか
も、静電吸着用電圧印加の停止によりウエハをホルダの
ウエハ支持面から容易に、傷付ける恐れなく離すことが
できる静電チャックを提供できる。
電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホルダを有し、該
ホルダに静電吸着用電圧を印加することで該ホルダのウ
エハ支持面にウエハを静電吸着できる静電チャックであ
って、ウエハ押し外し用のピンやその駆動装置のような
機構を必要とせず、それだけ構造が簡素化され、しか
も、静電吸着用電圧印加の停止によりウエハをホルダの
ウエハ支持面から容易に、傷付ける恐れなく離すことが
できる静電チャックを提供できる。
【図１】図（Ａ）は本発明の１実施形態である静電チャ
ックの概略断面図であり、図（Ｂ）は該静電チャックの
平面図である。
ックの概略断面図であり、図（Ｂ）は該静電チャックの
平面図である。
【図２】図（Ａ）は静電チャックのウエハ支持ホルダに
おけるウエハ支持面（凹曲面)の深さ等を説明する側面
図であり、図（Ｂ）は同平面図である。
おけるウエハ支持面（凹曲面)の深さ等を説明する側面
図であり、図（Ｂ）は同平面図である。
１ ホルダ １１ ウエハ支持面（凹曲面） Ｃ 凹曲面１１の周縁が形成する円 Ｏ 円Ｃの中心 ａ 円Ｃの半径 ｒ 円Ｃの中心から半径方向への距離 ２、３ 電極 ＰＷ 電源 ｗｆ ウエハ
Claims (2)
- 【請求項１】静電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホ
ルダを有し、該ホルダに静電吸着用電圧を印加すること
で該ホルダのウエハ支持面にウエハを静電吸着できる静
電チャックであって、前記ホルダのウエハ支持面は、各
部の深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足
し、ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０である球面状の凹曲面に
形成されていることを特徴とする静電チャック。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r) 〔前記条件式において、ｒは凹曲面の周縁が形成する円
の中心から該円の半径方向への距離、ａは該円の半径、
Ｐrmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着力であり、
静電吸着用電圧印加によりウエハをウエハ支持面に吸着
するための必要最小吸着力Ｐstより小さいもの、νはウ
エハのポアソン比、D はEh3/12(1−ν2)(E はウエハの
弾性係数、h はウエハの厚さ、νはウエハのポアソン
比) である。〕 - 【請求項２】静電吸着用電圧を印加できるウエハ支持ホ
ルダを有し、該ホルダに静電吸着用電圧を印加すること
で該ホルダのウエハ支持面にウエハを静電吸着できる静
電チャックであって、前記ホルダのウエハ支持面は、各
部の深さW(r)がｒ＝ａの部位を除き以下の条件式を満足
し、ｒ＝ａの部位ではW(r)＝０である球面状の凹曲面に
形成されていることを特徴とする静電チャック。 （Ｐrm×a4/64D）（１−ｒ2/a2）〔(5＋ν)/ (1 ＋ν)
−ｒ2/a2〕＜W(r)＜（Ｐst×a4/64D）（１−ｒ2/a2）
〔(5＋ν)/ (1 ＋ν) −ｒ2/a2〕 〔前記条件式において、ｒは凹曲面の周縁が形成する円
の中心から該円の半径方向への距離、ａは該円の半径、
Ｐstは静電吸着用電圧印加によりウエハに加える吸着力
であってウエハをウエハ支持面に吸着するための必要最
小吸着力、Ｐrmは静電吸着用電圧印加停止時の残留吸着
力でＰstより小さいもの、νはウエハのポアソン比、D
はEh3/12(1−ν2)( E はウエハの弾性係数、h はウエハ
の厚さ、νはウエハのポアソン比) である。〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30866497A JPH11145265A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30866497A JPH11145265A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 静電チャック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11145265A true JPH11145265A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17983803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30866497A Pending JPH11145265A (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11145265A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002047126A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-13 | Trikon Holdings Limited | Electrostatic clamping |
| CN110211914A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-06 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种半导体制品的承载方法、传输方法、制造方法及其用途 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP30866497A patent/JPH11145265A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002047126A1 (en) * | 2000-12-05 | 2002-06-13 | Trikon Holdings Limited | Electrostatic clamping |
| GB2375432A (en) * | 2000-12-05 | 2002-11-13 | Trikon Holdings Ltd | Electrostatic clamping |
| US6876534B2 (en) | 2000-12-05 | 2005-04-05 | Trikon Holdings Limited | Method of clamping a wafer during a process that creates asymmetric stress in the wafer |
| GB2375432B (en) * | 2000-12-05 | 2005-06-08 | Trikon Holdings Ltd | Electrostatic clamping |
| CN110211914A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-09-06 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种半导体制品的承载方法、传输方法、制造方法及其用途 |
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