JP2000349140A - 静電チャックを用いた被処理体の処理および搬送方法 - Google Patents

静電チャックを用いた被処理体の処理および搬送方法

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JP2000349140A
JP2000349140A JP15396599A JP15396599A JP2000349140A JP 2000349140 A JP2000349140 A JP 2000349140A JP 15396599 A JP15396599 A JP 15396599A JP 15396599 A JP15396599 A JP 15396599A JP 2000349140 A JP2000349140 A JP 2000349140A
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insulator
electrostatic chuck
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attracted
temperature
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Tetsuo Kitabayashi
徹夫 北林
Kenji Uchimura
健志 内村
Atsushi Miyaji
淳 宮地
Hiroaki Hori
裕明 堀
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Toto Ltd
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Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】半導体処理工程において、被処理体裏面の汚れ
を軽減する被処理体の処理および搬送方法を提供する。 【解決手段】静電チャック1吸着面に絶縁体10を吸着
し、該絶縁体表面に被処理体4を吸着させて処理および
搬送を行うことで、被処理体裏面の汚れを抑えることが
可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体処理工程に
おける、静電チャックによる被処理体の処理方法および
搬送方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造装置において、静電チャック
に求められる重要な性能として、ローコンタミネーショ
ン、処理中の被処理体の温度制御、処理中の被処理体温
度の面内均一化などが挙げられる。被処理体を極力クリ
ーンに保つことを考えると、処理の際、静電チャックと
の固体接触による被処理体裏面の汚れが懸念される。そ
のため従来は、静電チャックの素材としてパーティクル
の発生しにくいものを用いる、被処理体と静電チャック
との接触部面積を小さくするなどの工夫がなされてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、静電チ
ャックの被処理体との接触面積を減らすことは被処理体
吸着力の低下にもつながり、被処理体裏面は少なからず
静電チャックによる汚れの影響を受ける。このように従
来の方法では処理中に被処理体をクリーンに保つにも限
界がある。
【0004】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、本発明の目的は、半導体製造工程において静
電チャックの使用により生じる被処理体裏面の汚れを軽
減する、被処理体の処理方法および搬送方法を提供する
ことである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1は、静電チャック吸着面に絶縁体を吸着し、
該絶縁体表面に被処理体を吸着させることを特徴とす
る。この方法によれば静電チャックと被処理体が接触し
ないため、半導体処理を行う際に静電チャックによる被
処理体裏面の傷や汚れを抑えることができる。特に吸着
する絶縁体はその抵抗率が静電チャックを構成する誘電
体のそれと同程度であると効果が大きい。
【0006】なお請求項1記載のように静電チャックと
被処理体の間に絶縁体を挟むことで、静電チャックで被
処理体を直接吸着した場合と比べて、被処理体と静電チ
ャック間の熱伝達も異なってくる。そこで請求項2で
は、静電チャックと被処理体の間に挟まれる絶縁体にお
いて、絶縁体厚さを調整することで被処理体の温度を最
適なものとすることを特徴とする。該絶縁体厚さを変え
ることで該絶縁体間の温度差を調整し、処理中の被処理
体温度を目標温度に近づけることができる。したがっ
て、予め被処理体の目標処理温度に応じて該絶縁体厚さ
を最適化しておくことによって、処理中の被処理体温度
の最適化が可能である。
【0007】同様の理由により請求項3では、静電チャ
ックと被処理体の間に挟まれる絶縁体において、該絶縁
体の静電チャック被吸着面の面粗さを調整することで被
処理体の温度を最適なものとすることを特徴とする。該
絶縁体の静電チャック被吸着面粗さを変えることで、該
絶縁体と静電チャック間の温度差を調整し、処理中の被
処理体温度の最適化が図れる。したがって、予め該絶縁
体の静電チャック被吸着面の面粗さを調整しておくこと
によって、処理中の被処理体温度の最適化が可能であ
る。
【0008】また、請求項4では、静電チャックと被処
理体の間に挟まれる絶縁体において、該絶縁体の被処理
体吸着面の面粗さを調整することで被処理体の温度を最
適なものとすることを特徴とする。該絶縁体の被処理体
吸着面粗さを変えることで、該絶縁体と被処理体間の温
度差を調整し、処理中の被処理体温度の最適化が図れ
る。したがって、予め該絶縁体の被処理体吸着面の面粗
さを調整しておくことによって、処理中の被処理体温度
の最適化が可能である。
【0009】静電チャックの該絶縁体および被処理体吸
着力特性、静電チャックと該絶縁体との熱膨張率の関
係、耐熱性、耐摩耗性、平面度等を考慮して、請求項5
では、絶縁体にセラミック製薄板を用いることを特徴と
する。絶縁体にセラミック製薄板を用いることで、絶縁
体と静電チャックとの熱膨張率の整合性が良いため、絶
縁体が割れにくく、耐熱性が高く、平面度が良く、かつ
静電チャックによる被処理体吸着力を大きくすることが
可能となる。更に、AlNやAl23など、耐プラズマ
性の強いセラミックを絶縁体に用いれば、絶縁体表面の
劣化を最小限にとどめ、パーティクルの発生が抑えられ
る。そのため、接触する被処理体裏面の汚れを軽減でき
る。また処理はプラズマに限らず、使用用途に応じて該
絶縁体の素材を選択すればよい。
【0010】被処理体裏面が柔らかく傷つきやすい材質
であっても、処理の際に接触する被処理体裏面を傷つけ
ない素材として請求項6では、該絶縁体としてポリイミ
ドフィルムを用いることを特徴とする。ポリイミドフィ
ルムは被処理体を傷つけないだけでなく耐食性にも優れ
ている。また、処理の際に接触する被処理体裏面を傷つ
けない素材としての条件を満たしていれば、他の素材で
あっても良い。例えば、ペットフィルムやナイロン樹脂
であっても良い。
【0011】被処理体の搬送方法として請求項7では、
被処理体を搬送する際、絶縁体ごと被処理体を搬送する
ことを特徴とする。この方法によれば被処理体は搬送治
具と接触しないため、搬送の際に搬送治具により被処理
体裏面を傷つけることもない。次工程での静電チャック
による吸着の際も、被処理体と静電チャックの間に該絶
縁体を挟んでいるため静電チャック表面の汚れの影響を
受けない。
【0012】被処理体裏面の汚れを抑える方法として
は、被処理体に接触する吸着面自体を汚さないという方
法も考えられる。そこで請求項8では、被処理体を搬送
する際、絶縁体は静電チャック上に残し、被処理体のみ
搬送することを特徴とする。この場合、該絶縁体は処理
工程で照射されるプラズマ等から静電チャックを守るカ
バーの役割を果たす。該絶縁体に耐プラズマ性の高い素
材を用いれば該絶縁体表面の劣化を最小限にとどめ、パ
ーティクルの発生が抑えられる。そのため接触する被処
理体裏面の汚れを軽減できる。また被処理体搬送中に静
電チャックがプラズマ等に曝されないため、静電チャッ
ク表面を傷めず、静電チャックの寿命が延びる。
【0013】本発明では、被処理体の被吸着面は、従来
のように静電チャック固体接触部とガス封入部にわかれ
ておらず、一様に絶縁体に接触していることから、処理
中の被処理体面内の温度ばらつきを低減するという効果
も期待できる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を示す。図
1は静電チャック1で絶縁体10を吸着し、該絶縁体1
0表面に被処理体4を吸着させた状態を示す断面図であ
る。絶縁体10上に吸着する被処理体4は導電性である
ことが望ましいが、比較的抵抗率が高く比誘電率が大き
い材料であってもよい。吸着力の発現のメカニズムは静
電チャックに内蔵される複数の各異なる電位を持つ電極
から電束線が静電チャック上の絶縁体を貫いて、被吸着
体4に到達し分極電荷を誘起するためである。
【0015】被処理体の搬送方法として絶縁体10ごと
被処理体4を搬送する例を示す。処理後、リフトピン1
6で絶縁体10ごと持ち上げ、搬送治具により被処理体
4を乗せたまま絶縁体10の搬送を行う。この方法によ
れば被処理体4に触れることなく次工程へ搬送できる。
次工程での静電チャック1による吸着の際も、該静電チ
ャック1と接触するのは絶縁体10であり被処理体4は
該静電チャック1に触れずに処理を行うことが可能であ
る。この搬送方法を用いることで、被処理体4の被吸着
面パーティクル数を従来比1/10以下に軽減すること
ができる。
【0016】また、この処理方法および搬送方法によれ
ば、被処理体4が静電チャック1に比べて大きさや形状
の異なる場合、例えばガラス部材などに対しても有効で
ある。
【0017】図2は静電チャック1で絶縁体10を吸着
し、該絶縁体10表面に静電チャック1よりも小さい被
処理体4を吸着させた状態を示す断面図である。従来、
静電チャック1表面にはドット2が形成されており、被
処理体4吸着時に生じる隙間空間部に伝熱媒体となるガ
スを封入する。被処理体4の被吸着面が静電チャック1
の吸着面よりも小さいと、ガス封入部9に該ガスを封入
できないことから、静電チャック1の形状にあわせて自
ずと被処理体4の大きさや形状が限定される。
【0018】しかしながら本方法によれば、静電チャッ
ク1上には絶縁体10が吸着されており、被処理体4は
該絶縁体10上にあるため、被処理体4の形状が静電チ
ャック1の形状に限定されない。
【0019】以上のように、静電チャック1と被処理体
4が同じ形状、同じ大きさである必要がなく、静電チャ
ック1に比べて被処理体4が小さくても良い。またその
場合、静電チャック1による吸着の範囲内であれば被処
理体4が複数であっても良い。一度に複数の被処理体4
を処理できれば生産性の向上も予想される。
【0020】図2において絶縁体10の体積抵抗率が静
電チャック1の誘電体の体積抵抗率と同等である場合の
実施例を示す。絶縁体10には、体積抵抗率が静電チャ
ック1と同等の1011Ωcmであり、厚さ1mm、該絶
縁体の静電チャック被吸着面の面粗さRa0.2μm、
該絶縁体の被処理体吸着面の面粗さRa0.2μmのA
23セラミック製薄板を用意し、被処理体4は被吸着
面粗さRa0.05μm、面積2cm2のITO膜付き
ガラスを使用した。静電チャック1にDC電圧を1kV
印可して被処理体4を吸着し、そのとき被処理体4に横
方向から力を加え被処理体4が静電吸着力に抗して動き
出すときの力をバネばかりで計測したところ、200g
を示した。絶縁体10と被処理体4の静止摩擦係数を
0.2としても計測値の約5倍の抗力に相当する静電吸
着力が現していることになる。よって計測値200g/
2cm2で約500g/cm2の引張り強度に相当する。
この値は約50KPaに相当し被処理体4を吸着するに
は十分な力である。理論的にも、絶縁体10の抵抗率が
10 15といった大きな値よりも1010ないし1011Ωc
mといったある程度小さい値の方が被処理体4に働く吸
着力が大きくなる。さらに絶縁体10に静電チャック1
の素材と同等のセラミック製薄板を用いれば、絶縁体1
0と静電チャック1との熱膨張率の整合性が良いため絶
縁体10にかかる負荷が小さく割れにくい、耐熱性が高
い、平面度が良いなどの利点がある。これらの点から、
セラミック薄板を絶縁体10に用いることは適している
といえる。また絶縁体10に耐プラズマ性の強いAl2
3セラミックを用いているため、処理中にプラズマに
直接曝される部分が劣化しにくく、パーティクルの発生
が抑えられ、結果として被処理体4の被吸着面パーティ
クル数を軽減することが確認できた。
【0021】また絶縁体10にポリイミドフィルムを用
い、硬度が低く柔らかいガラス基板を処理し、裏面に生
じる傷がないことを確認できた。
【0022】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、静
電チャック吸着面に絶縁体を吸着し、該絶縁体表面に被
処理体を吸着させることとしたので、半導体処理を行う
際に、静電チャックと被処理体が接触しないため、静電
チャックによる被処理体裏面の傷や汚れを抑えることの
可能な処理方法が提供できる。
【0023】また、絶縁体厚さを調整することで被処理
体の温度の最適化が図れ、したがって、予め絶縁体厚さ
を調整しておくことによって、処理中の被処理体温度の
最適化の可能な処理方法が提供できる。
【0024】また、絶縁体の静電チャック被吸着面の面
粗さを調整することで被処理体の温度の最適が図れ、し
たがって、予め絶縁体の静電チャック被吸着面の面粗さ
を調整しておくことによって、処理中の被処理体温度の
最適化の可能な処理方法が提供できる。
【0025】また、絶縁体の被処理体吸着面の面粗さを
調整することで被処理体の温度の最適化が図れ、したが
って、予め絶縁体の被処理体吸着面の面粗さを調整して
おくことによって、処理中の被処理体温度の最適化の可
能な処理方法が提供できる。
【0026】また、絶縁体としてセラミック製薄板を用
いることによって、絶縁体と静電チャックとの熱膨張率
の整合性が良いため絶縁体が割れにくく、耐熱性が高
く、平面度が良く、かつ静電チャックによる被処理体吸
着力を大きくすることの可能な処理方法および搬送方法
が提供できる。更にAlNやAl23のように耐プラズ
マ性の強いセラミックを用いることによって、該絶縁体
表面の劣化を最小限にとどめ、パーティクルの発生を抑
え、接触する被処理体裏面の汚れを軽減することの可能
な処理方法および搬送方法が提供できる。
【0027】また、絶縁体としてポリイミドフィルムを
用いることによって、絶縁体の硬度が低く柔らかいた
め、接触する被処理体裏面を傷つけないことの可能な処
理方法および搬送方法が提供できる。
【0028】また、被処理体を搬送する際、絶縁体ごと
被処理体を搬送することによって、被処理体は搬送治具
と接触しないため、搬送治具により被処理体裏面を傷つ
けることのない搬送方法が提供できる。
【0029】また、被処理体を搬送する際、絶縁体は静
電チャック上に残し、被処理体のみ搬送することによっ
て、絶縁体が処理工程で照射されるプラズマ等から静電
チャックを守るカバーの役割を果たし、さらに、絶縁体
に耐プラズマ性の高い素材を用いれば絶縁体表面の劣化
を最小限にとどめ、パーティクルの発生が抑えられるこ
との可能な搬送方法が提供できる。
【0030】また、本発明では、静電チャックに絶縁体
を介して被処理体を吸着するので、被処理体吸着面が一
様に絶縁体に接触し、処理中の被処理体面内の温度ばら
つきが低減される。
【0031】また、静電チャックに絶縁体を介して被処
理体を吸着するので、静電チャックに比べて被処理体が
小さくても良く、静電チャックによる吸着の範囲内であ
れば、同時に複数の被処理体が吸着できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】静電チャックで絶縁体を吸着し、該絶縁体表面
に被処理体を吸着させた実施例の断面図である。
【図2】静電チャックで絶縁体を吸着し、該絶縁体表面
に静電チャックに比べて小さい被処理体を吸着させた実
施例の断面図である。
【符号の説明】
1…静電チャック 2…ドット 3…外周シールリング 4…被処理体 5…ガス供給口 6…金属プレート 7…内部電極 8…冷媒流路 9…ガス封入部 10…絶縁体 11…金属プレート接合部 12…電圧印可用導線 13…ガス供給配管 14…冷媒供給口 15…冷媒排出口 16…リフトピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 裕明 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 3C016 GA10 5F031 HA10 HA16 HA38 HA40 PA26

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電チャック吸着面に絶縁体を吸着し、
    該絶縁体表面に被処理体を吸着させることを特徴とする
    被処理体の処理方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁体において、該絶縁体厚さを調
    整することで被処理体の温度を最適なものとすることを
    特徴とする請求項1に記載の処理方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁体において、該絶縁体の静電チ
    ャック被吸着面の面粗さを調整することで被処理体の温
    度を最適なものとすることを特徴とする請求項1または
    2に記載の処理方法。
  4. 【請求項4】 前記絶縁体において、該絶縁体の被処理
    体吸着面の面粗さを調整することで被処理体の温度を最
    適なものとすることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
    か1項に記載の処理方法。
  5. 【請求項5】 前記絶縁体としてセラミック製薄板を用
    いる請求項1〜4いずれか1項に記載の処理方法。
  6. 【請求項6】 前記絶縁体としてポリイミドフィルムを
    用いる請求項1〜4いずれか1項に記載の処理方法。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の処
    理方法において、被処理体を搬送する際、絶縁体ごと被
    処理体を搬送することを特徴とする搬送方法。
  8. 【請求項8】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の処
    理方法において、被処理体を搬送する際、絶縁体は静電
    チャック上に残し、被処理体のみ搬送することを特徴と
    する搬送方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113228496A (zh) * 2019-01-24 2021-08-06 京瓷株式会社 静电卡盘

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