JPH11251416A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
- Publication number
- JPH11251416A JPH11251416A JP4600598A JP4600598A JPH11251416A JP H11251416 A JPH11251416 A JP H11251416A JP 4600598 A JP4600598 A JP 4600598A JP 4600598 A JP4600598 A JP 4600598A JP H11251416 A JPH11251416 A JP H11251416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- conductive layer
- concave portion
- electrostatic chuck
- electrostatic
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
する電荷を抑制し、良好な被吸着体の離脱性を実現す
る。 【解決手段】静電電極2を備えた絶縁体1に静電気力に
よる吸着面を設けて成る静電チャックにおいて、前記吸
着面に凹部3を形成しその凹部3内の表面に導電層4を
設層した。また、導電層の端部が、吸着面と同一面以上
の外部へ突出するように、導電層4を延在させる。
Description
液晶表示装置の製造装置などにおいて、シリコン等の半
導体ウエハや液晶表示装置用のガラス板を固定、搬送す
るために用いられる静電チャックに関するものである。
ウエハ等の半導体ウエハ(以下、ウエハと略す)の固
定、搬送にはクランプリングの代わりに静電チャックが
用いられてきており、電子ビーム描画装置、ドライエッ
チング装置、CVD装置、PVD装置等でシリコンウエ
ハの固定、搬送に静電チャックが有効とされている。
電電極を埋設した構造となっており、その吸着力Fは、
F=S/2×ε0 ×εr ×(V/d)2 で表される。
尚、Fは吸着力、Sは静電電極面積、ε0 は真空の誘電
率、εr は絶縁体の比誘電率、Vは印加電圧、dは絶縁
層の厚みである。
チャックを示すように、円板状等の平板状の絶縁体11
中に静電電極12を埋設し、この静電電極12とウエハ
等の被吸着物14間に電源13より電圧を印加すれば、
絶縁体11の吸着面11aに被吸着物14を吸着させら
れるようになっている。また、この絶縁体11には貫通
孔11bが設けられ、この貫通孔11bから冷却ガス又
は加熱ガスを送り込んで、被吸着物14を冷却又は加熱
したり、あるいは貫通孔11bから被吸着物14を離脱
させるためのプッシャーピンを突き上げるようになって
いる。
ために外部には露出しない構造となっている。そのた
め、絶縁体11の外周部および貫通孔11bの周囲は、
内部に静電電極12が存在しない無電極部11cとなっ
ている。
チャックを示したが、双極型の場合は絶縁体11に複数
の静電電極12を備え、互いの静電電極12間に電圧を
印加するようになっている。また、同図(b)は(a)
のA−A線における断面図である。
着力は、単に電圧を切っただけではコンデンサーのよう
に蓄電されたままとなり、残留吸着力となって残ってし
まう。この残留吸着力があると、ウエハを取り除こうと
してプッシャーピンでウエハを持ち上げる際にウエハを
破損してしまうことがあった。
て、一般的には両電極間をアースする方法がとられてい
る。しかし、それだけでは完全に解消できない場合があ
り、電気制御を行ってこの残留吸着力を解消させること
が行われていた。
の印加電圧の極性を交番させつつ電圧を減衰させていく
方法が提案されていた(特開平1−112745号公報
参照)。また、この他に本出願人は、離脱時に瞬時逆電
圧を印加する方法、あるいは離脱時に瞬時交流電圧を印
加する方法を提案している(特開平4−230051号
公報、特開平4−246843号公報参照)。
ックを、エッチング装置、PVD装置、CVD装置内で
使用する場合、図5に示すように、ウエハと吸着面との
間の熱伝導性、熱放散性を向上させるために、静電チャ
ック本体である絶縁体1の吸着面に、溝等の凹部3を形
成し、絶縁体1下面から前記凹部3に通じるパイプ等
(図示せず)によって、ヘリウムやアルゴン等の不活性
ガスを流すことがしばしば行われている。
にも、同様に絶縁体1の吸着面に凹部3を形成するが、
この場合微小なゴミの大部分が凹部3内に存在すること
で、ウエハが微妙に傾斜し難くなる。これにより、露光
時にウエハ上に微細パターンを形成する際に、ウエハの
傾斜による露光の焦点ぼけが発生するのを抑制、防止し
ている。
凹部3を形成すると、図6のように、電源7によって高
電圧を印加して高吸着力を発生させようとした場合、凹
部3の表面に電荷(図6では+電荷)が生じてしまうこ
とが明らかになった。凹部3の表面はウエハ6には接し
ていないため、その電荷はウエハ6側へ逃げることがで
きず、一方の絶縁体1へも電荷が逃げることができず、
その結果前記凹部3内に電荷が滞留してしまい残留吸着
力が発生することが判明した。特に、絶縁体1の誘電分
極によるクーロン力で吸着を行う静電チャックは、絶縁
体1の電気抵抗が高いため凹部3中に電荷が滞留し易い
という問題点があった。
示したものであり、同図中8は静電電極2に電圧を印加
する端子、9は絶縁体1内に内蔵され抵抗加熱方式等の
ヒーター(図示せず)に電圧を印加する端子である。
れたものであり、その目的は静電チャック本体である絶
縁体の吸着面に形成された凹部の表面に発生する電荷を
抑制し、その結果、高電圧を印加して高吸着力を生じさ
せても良好なウエハの離脱性が実現し、ウエハの離脱時
の損傷を防止するとともにスループットも高まり、生産
性を高めることである。
は、静電電極を備えた絶縁体に、静電気力によって被吸
着体を吸着せしめる吸着面を設けて成る静電チャックに
おいて、前記吸着面に凹部を形成しその凹部内の表面に
導電層を設層したことを特徴とする。
の端部が、吸着面と同一面以上の外部へ突出するよう
に、前記導電層を延在させる。
等の被吸着体を吸着させる際に溝等の凹部の表面に発生
する電荷を導電層により逃がし、又は凹部内の電位と被
吸着体の電位を同電位にすることにより被吸着体と凹部
間の電位差がなくなり、凹部内での電荷の発生を抑制、
防止できる。その結果、高電圧を印加して高吸着力を生
じさせても良好な被吸着体の離脱性が実現し、被吸着体
の離脱時の損傷を防止するとともにスループットも高ま
り、生産性が向上する。
下に詳細に説明する。図1〜図4は本発明を示し、図1
は吸着面に凹部3を形成しその凹部3内の表面(底面)
に導電層4を設層したものの断面図、図2は被吸着体が
直接接触する吸着面に導電層4の端部が面一となるよう
に延在させたものの断面図、図3は図2の導電層4を吸
着面よりも外部に突出させたものの断面図、図4は図1
のタイプであって、導電層4をアースさせたものの断面
図である。
体であり円板状等の平板型の絶縁体、2は絶縁体1に内
蔵され静電気力(クーロン力)によって半導体ウエハ等
の被吸着体を吸着する静電電極、3は吸着面に形成され
た凹部、4は凹部3内の表面に形成された導電層、5は
導電層4をアースするためのアース線である。
は、樹脂等でも良いが、セラミックを用いることが好ま
しい。例えば、半導体に対して汚染の少ないアルミナ
(Al2O3 )、シリカ(SiO2 )、窒化アルミニウ
ム(AlN)、炭化珪素(SiC)、窒化ホウ素(B
N)、窒化珪素(Si3 N4 )等を主成分とするもの、
又はアルミナの単結晶体であるサファイアを用いるのが
良い。
少なく耐電圧の高いサファイア製の静電チャックについ
て説明する。
を下記工程(1)〜(6)で説明する。
Growth Method)で、板状体の単結晶サファイアを引き上
げ、それを切断して所定のウエハ形状に加工する。
電極側の面)に、スパッタリング法等により静電電極用
の導電膜を形成し、前記導電膜にパターンエッチングを
施して所望の静電電極パターンにする。
の面と同形状の面を有するアルミナのウエハを接着す
る。
るまで研削加工を行い、また吸着面を研磨する。
削盤による研削法又は超音波加工法等の加工方法で、絶
縁体1の吸着面に凹部3を形成する。
面に導電層4を形成する。
4を形成する方法としては、PVD法,CVD法,イオ
ンプレーティング法等の蒸着法、メッキ法、導電ペース
トを印刷法で塗布する塗布法等がある。簡便且つ薄膜形
成に適した方法としては、まず絶縁体1表面の全面にス
パッタリング法等で導電層4を形成し、絶縁体1表面を
研磨することで吸着面の導電層4を除去することができ
る。また、予め絶縁体1表面にステンレスの薄板等でマ
スキングしておき、スパッタリング法等で凹部3の内表
面だけに導電層4を形成することも可能である。
るように、導電層4の端部を延在させる場合にも、前記
のような導電層4の研磨除去、マスキングしての成膜に
より形成できる。またこの場合、凹部3の全縁において
導電層4を延在させる必要はなく、少なくとも凹部3の
縁部に部分的に導電層4を延在させれば、被吸着体と凹
部3内が同電位となる。
着面上に突出するようにしてもよく、その場合吸着面上
の導電層4が厚さ5μm程度以下であれば吸着力の低下
が少なく、使用上支障ない。より好ましくは、1μm程
度以下である。また、この場合、被吸着体と絶縁体1の
吸着面との間に間隔が生じることになり、たとえ吸着面
上に微小なゴミ等があっても、ゴミが被吸着体に接触し
たりこすれることにより被吸着体に付着することが防止
できる。
される場合があるが、機能上全く問題はない。
熱膨張差が小さいこと、絶縁体1との密着性が良いこと
等を考慮して選択するのが良く、またウエハの特性劣化
につながる物質(アルカリ金属やアルカリ土類金属等)
は避けた方がよい。また、磁性を有する金属、例えば
鉄、ニッケル等は、高周波を使ったり、電子ビームを使
う装置の場合は処理に影響を与えるので使用できない。
電気抵抗は低いほど電荷の移動は早くなるが、半導体レ
ベルの電気抵抗でも全く問題がなく、106 Ωcm以下
であれば十分である。
l,W,Mo,Si,Ag,Cu等及びこれらの元素の
化合物、合金等がよく、半導体ウエハへの汚染による半
導電性等の特性劣化を防止するうえで、Ti,Al,S
i等及びその化合物、合金等がより好ましい。
の範囲とすることが好ましく、0.01μm未満では、
導電層4全体として電気的なつながりが失われて導電層
として機能しなくなり、5μmを超えると熱膨張差によ
る応力で導電層4が剥離し易くなり、その場合吸着面に
延在させる際に部分的な吸着力低下につながる。
ないが、上方よりみた平面形状が放射同心円状、メッシ
ュ形状がよく、その場合ガスを吸着面の全面に行き渡ら
せることができる。
4がない場合20μm以上であれば電荷による残留吸着
力の影響を抑制し得るが、導電層4を設ける場合は20
μm以下と浅くすることができ、1〜20μmが好まし
い。1μm未満では、ガスの流れに対する抵抗が大きく
なり、ガスが吸着面の全面に行き渡らなくなる。20μ
mを超えると、導電層4を設けても設けなくても残留吸
着力の影響を抑制し得る。
0μmとするのが好ましく、20μm未満では、電荷間
の距離の2乗に反比例するクーロン力による残留吸着力
が低下しない。また、50μmを超えると、絶縁体1の
強度が低下して凹部3形成時に絶縁体1が割れる、凹部
3の耐電圧が低く絶縁破壊が生じる。
着体が吸着される吸着面の相当範囲内に設けるのが好適
であり、吸着面から外れた部分では静電電極2による電
場が小さいか、ほとんどないため、本発明の効果を奏し
得ない。少なくとも導電層4は、吸着面の相当範囲内に
あるのがよい。また、前記吸着面とは、絶縁体1の上方
からみた平面形状において、静電電極2が存在する範囲
内である。
体1内にビアホールを設けそのビアホールにCu,A
u,Ag,W,Mo等の導線を接続し、その導線をアー
スするようことで構成することができる。また、凹部3
から外部に通じる絶縁体1内の貫通孔にW等の金属ピン
を挿入、埋設し、その金属ピンにCu,Au,Ag,
W,Mo等の導線を導電性接着剤やロウ付けで接着して
もよい。その他、凹部3から外部に通じるように絶縁体
1内に形成されたネジ孔等に、金属製のネジを螺合させ
アースしてもよい。
e,GaAs,InAs,InGaAs等の半導体ウエ
ハ、液晶表示装置用のガラス板等であり、その他静電気
力により吸着可能なものであればよい。
電極とする単極型の静電チャックについて説明したが、
静電電極2を複数形成しこれらの静電電極2間に電圧を
印加する双極型の静電チャックについても適用できる。
る際に凹部の内表面に発生する電荷を導電層により逃が
し、又は凹部内の電位と被吸着体の電位を同電位にする
ことにより被吸着体と凹部間の電位差がなくなり、凹部
内での電荷の発生を抑制、防止できるという作用効果を
有する。
のではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の
変更を行っても何等差し支えない。
うに構成した。凹部3が吸着面内に相当するように、即
ち凹部3が静電電極2上に存在するように形成され、サ
ファイアから成りφ(直径)8インチで厚さ0.2mm
の吸着面側の絶縁体と、その下面(吸着面と反対面)側
に接合されるアルミナ製の絶縁体とから構成された絶縁
体1を用意した。そして、凹部3の深さを5μm,10
μm,15μm,20μm,25μmとした5種類(比
較例)と、前記5種類のものの凹部3内にTiから成る
厚さ1μmの導電層4を形成した5種類の、合計10種
類を用意した。
の形状は、3mm×3mmの正方形状の凹部を3mm間
隔で平面内にメッシュ(格子)状に形成したものとし
た。
ウエハを吸着させるように電圧を所定時間印加し、電圧
を切った後両静電電極を接地したときの残留吸着力を測
定した。
0.725mmのSiウエハをφ1インチの棒状の治具
の先端に取り付け、その治具をロードセルに接続させ
て、モーターによりロードセルを引き上げるよう構成さ
れた測定器を用いて行った。まず、絶縁体1の吸着面上
に上記Siウエハを載置して高電圧を印加し、このとき
電圧はアーキング防止、安全性等を考慮して2000V
に設定し、電圧印加時間は実際の処理時間と同程度の6
0秒とした。そして、スループットを考慮して、Siウ
エハの離脱開始時間は電圧を切ってから10秒後として
Siウエハを引き上げ、その時の残留吸着力を測定し
た。
うに、導電層4がないもの(黒丸印)の場合、凹部3の
深さが浅いほど残留吸着力が大きく、凹部3の深さを深
くすることによって残留吸着力が小さくなり、20μm
以上ではほとんど残留吸着力が発生しなかった。
たもの(三角印)の場合、凹部3の深さに係わらずほと
んど残留吸着力が発生しなかった。
部内の表面に導電層を設層することにより、絶縁体の吸
着面に形成された凹部の内表面に発生する電荷を抑制
し、その結果、高電圧を印加して高吸着力を生じさせて
も良好な被吸着体の離脱性が実現し、被吸着体の離脱時
の損傷を防止するとともにスループットも高まり、生産
性を高めることができる。
体である絶縁体の断面図である。
である。
である。
である。
ある。
メカニズムを説明するためのもので、絶縁体及び被吸着
体の断面図である。
を示すグラフである。
体の平面図、(b)は静電チャック全体の基本構成の断
面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】静電電極を備えた絶縁体に、静電気力によ
って被吸着体を吸着せしめる吸着面を設けて成る静電チ
ャックにおいて、前記吸着面に凹部を形成しその凹部内
の表面に導電層を設層したことを特徴とする静電チャッ
ク。 - 【請求項2】前記導電層の端部が、吸着面と同一面以上
の外部へ突出するように、前記導電層を延在させた請求
項1記載の静電チャック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4600598A JP3769378B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4600598A JP3769378B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 静電チャック |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11251416A true JPH11251416A (ja) | 1999-09-17 |
JP3769378B2 JP3769378B2 (ja) | 2006-04-26 |
Family
ID=12734966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4600598A Expired - Fee Related JP3769378B2 (ja) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | 静電チャック |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3769378B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002373932A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Anelva Corp | 基板保持機構及び基板処理装置 |
US7623334B2 (en) | 2002-06-18 | 2009-11-24 | Canon Anelva Corporation | Electrostatic chuck device |
JP2012212866A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-11-01 | Applied Materials Israel Ltd | 静電チャック及びウェーハを支持する方法。 |
JP2013251353A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Kyocera Corp | 静電チャック、吸着方法及び吸着装置 |
JP2015162490A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 静電チャック、載置台、プラズマ処理装置、及び、静電チャックの製造方法 |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4600598A patent/JP3769378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002373932A (ja) * | 2001-06-14 | 2002-12-26 | Anelva Corp | 基板保持機構及び基板処理装置 |
US7623334B2 (en) | 2002-06-18 | 2009-11-24 | Canon Anelva Corporation | Electrostatic chuck device |
US7724493B2 (en) | 2002-06-18 | 2010-05-25 | Canon Anelva Corporation | Electrostatic chuck device |
US7791857B2 (en) | 2002-06-18 | 2010-09-07 | Canon Anelva Corporation | Electrostatic chuck device |
US7848077B2 (en) | 2002-06-18 | 2010-12-07 | Canon Anelva Corporation | Electrostatic chuck device |
JP2012212866A (ja) * | 2011-02-14 | 2012-11-01 | Applied Materials Israel Ltd | 静電チャック及びウェーハを支持する方法。 |
JP2013251353A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | Kyocera Corp | 静電チャック、吸着方法及び吸着装置 |
JP2015162490A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 静電チャック、載置台、プラズマ処理装置、及び、静電チャックの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3769378B2 (ja) | 2006-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3238925B2 (ja) | 静電チャック | |
KR100511854B1 (ko) | 정전 흡착 장치 | |
KR100625712B1 (ko) | 웨이퍼 미립자 오염 정도가 낮은 정전 웨이퍼 클램프 | |
US6373681B2 (en) | Electrostatic chuck, and method of and apparatus for processing sample using the chuck | |
CN102282645B (zh) | 衬底处理***中的静电吸盘 | |
US6104596A (en) | Apparatus for retaining a subtrate in a semiconductor wafer processing system and a method of fabricating same | |
JPH10150100A (ja) | 静電チャックとそれを用いた試料処理方法及び装置 | |
JPH08236602A (ja) | 静電吸着装置 | |
KR100537410B1 (ko) | 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법 | |
JPS63283037A (ja) | 静電吸着装置 | |
JP3769378B2 (ja) | 静電チャック | |
JPH10154745A (ja) | 静電吸着装置 | |
JP4033508B2 (ja) | 静電チャック | |
JP2005012144A (ja) | 静電チャック | |
JPH09213773A (ja) | ウェハ保持部材及び耐プラズマ用部材 | |
JPH11340309A (ja) | 導電体内蔵型セラミック製リフトピンとそれを用いた静電チャック | |
JP3578739B2 (ja) | プラズマ装置 | |
JP2004179364A (ja) | 静電チャック | |
JP2851766B2 (ja) | 静電チャック | |
JP4879771B2 (ja) | 静電チャック | |
JPH0964160A (ja) | 半導体製造方法および装置 | |
JP2004111533A (ja) | 静電吸着装置 | |
JPH11251417A (ja) | 静電チャック | |
JP2004031599A (ja) | 静電チャック | |
JP4439126B2 (ja) | 静電吸着装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051108 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060105 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100210 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110210 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120210 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130210 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |