JP2004253402A - Electrostatic chuck - Google Patents
Electrostatic chuck Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004253402A JP2004253402A JP2002303189A JP2002303189A JP2004253402A JP 2004253402 A JP2004253402 A JP 2004253402A JP 2002303189 A JP2002303189 A JP 2002303189A JP 2002303189 A JP2002303189 A JP 2002303189A JP 2004253402 A JP2004253402 A JP 2004253402A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- wafer
- electrostatic chuck
- block
- dielectric layer
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【産業上の応用の分野】
本発明は静電チャック装置に関し、特に、半導体産業における半導体デバイス製造においてプラズマに支援されまたは支援を受けずウェハーを化学的にまたは物理的に処理するためウェハーを静電的にクランプするのに用いられる静電チャック装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体ウェハーが処理される間、電極の上でウェハーをクランプすることはウェハーの温度を制御するため重要である。ウェハーのクランプは2つの異なる方法によって達成することができる。1つの方法は機械的なクランプであり、ウェハーは電極上のOリングに対して機械的に上面から押さえつけられる。他の方法は静電的なクランプであり、電極の上にウェハーをクランプするために静電力が用いられる。現在、機械的なクランプは一般的にはウェハーの上面におけるパーティクル汚染が理由で用いられていない。他方、静電的なクランプはウェハーをクランプすることに関して、より良好で、最も人気がある。しかしながら、この方法は、同様にまた、未だ改善の必要性があるいくつかの技術的な困難な点を持っている。特にウェハーの裏面(背面)におけるパーティクルの発生、そしてウェハーを取り外すときの容易性は、さらに技術的な進歩が必要である。これらの問題は図5、図6、図7、図8を参照して説明される。
【0003】
静電チャック(ESC)には2つの型、ユニポーラ型ESCおよびバイポーラ型ESCと呼ばれる2つの型がある。ユニポーラ型ESCの作動にはウェハー表面の全面に渡りプラズマを必要とする。プラズマはウェハーと接地との間に静電力を作るために必要な電気的な接続関係を作る。しかしながら、バイポーラ型ESCは、プラズマが存在しなくても動作する。それ故に、それらはプラズマプロセスにおいて使うこともでき、同様にプラズマが全く存在しない他のウェハーのプロセスにおいても使うことができる。従来のESCに関連する問題は図5A、図5B、図5Cに示されたユニポーラ型ESCを用いて説明される。
【0004】
図5Aは従来のユニポーラ型ESCの1つの概略構成図を示し、図5Bは当該ESCの上面図を示し、図5Cは、図5Aにおいて文字“A”によって記された箇所における拡大された断面図を示す。
【0005】
図5A,5B,5Cに示されたESC80は、金属電極51、金属電極51上の誘電体層53、絶縁ブロック54、そして絶縁ブロック54の底部および側部の表面の大部分を覆う金属シールド52から構成されている。金属電極51は絶縁物質54に置かれることによりハードウェアの他の部分から電気的に絶縁されている。金属電極51の厚みは重要な事項ではなく、数マイクロメータから数センチメータの範囲に存在することができる。金属電極51は、スイッチ部70を介して、DC電圧供給器55または接地のいずれにも接続できる。
【0006】
通常、誘電体層53のための物質としてはAl2O3,AlN,ポリイミドなどが採用される。誘電体層53の厚みと抵抗特性はウェハーのクランプおよびクランプ解除(またはチャック解除)の効率に覆い大いに影響を与える。しかしながら、誘電体層53の厚みは重要な事項ではなく、通常およそ100 m程度である。誘電体層53の上面には複数のエンボス(emboss)57が形成されている。ウェハー58がESCの上に配置されるとき、ウェハーの裏面はエンボス57のみと接触する。エンボス57の高さは5 mから25 mの範囲に存在する。これらのエンボス57のため、ウェハー58と誘電体層53の間にはスペース59が存在し、そのスペースには、通常、ウェハー58とESC80の間のより良い熱伝達のため不活性ガスによって満たされている。
【0007】
作動の間、金属電極51はDC電圧供給器55に接続され、適当なDC(直流)電圧が与えられている。そのとき、図5Aおよび図5Cに示されるように、金属電極51の上に電荷が堆積する金属電極51とシリコン(Si)ウェハー58の間には誘電体層53があるので、ウェハー58の裏面には反対の電荷が誘導される。ウェハー58とESC80の上の反対の極性を持った電荷は静電力を生じ、これはESC80上にウェハー58を固定させる。
【0008】
加えて、ここで、従来技術として特許文献1が挙げられる。
【0009】
【特許文献1】
米国特許第5,530,616号公報
【0010】
【発明が解決しようとする問題】
パーティクルの発生とウェハーの裏面への付着に関する問題が存在する。金属電極51にDC電圧が与えられるとき、電荷が金属電極51上に蓄積する。しかしながら、これらの電荷は、ウェハー58と金属電極51の間の強い電界E1の存在によって誘電体層53の上面に移動する。これが図6において概略的に示される。誘電体層すなわち絶縁層53の上面への電荷の移動は、同様にまた、誘電体層53が通常では完全な絶縁体でないという事実によって基づいている。さらに、誘電物質53は、意図的に電気的抵抗特性を減じる目的のため不純物をドープされるかもしれない。最終的な結果は、図6に示されるように誘電体層53の上面上に電荷が蓄積するということである。
【0011】
微視的なスケールにおいて、シリコンウェハー58の下面および誘電体層53の上面は荒れた表面を持っている。それ故に、ウェハー58と誘電体層53の間の実際的な接触は、図7に示されるごとく、2、3の場所でのみなされている。ウェハー58と誘電体層53の間の分離はそれらの間の真空または空気のポケット61の厚みに制限される。すなわち、反対の電荷の間の距離は非常に小さなものになっている。このことはウェハー58とESC80の間で極めて強い引付けの静電力の生成をもたらす。生成された静電力は、ウェハーのクランプのために実際に要求される静電力よりもあまりにも強すぎるものである。この非常に強い力は、図8において示されるように、シリコンウェハー58と誘電体層53の両方またはいずれか一方の摩擦による削れに起因してパーティクル56を発生する原因となる。
【0012】
これらのパーティクル56のいくつかは直ぐにウェハーの裏面に付着する。他のパーティクル56はエンボス57から落下し、誘電体層53の表面上に蓄積される。これが、図8において示されている。ESC上におけるシリコンウェハー58に関して繰り返される工程によって、誘電体層53上に蓄積されるパーティクル56の数は増大し、ウェハー裏面に付着し始める。ウェハーの裏面へのパーティクル付着は2つの理由によって起こる。第1の理由は、これらの蓄積されたパーティクル56は、金属電極51にDC電圧が印加されたとき、帯電するからである。これらの誘導電荷のため、パーティクル56は静電力によってウェハー裏面に付着する。第2のメカニズムは、パーティクル56が、エンボス57を通して吹きこまれる不活性ガスの流れによって浮遊し始めることである。帯電された状態にあるパーティクル63は、そのとき容易に静電力の吸引によってウェハーの裏面に付着する。
【0013】
従来のESCには他の欠点がある。それはウェハーのチャック解除である。誘電体層53の上面上に堆積された電荷のために、ウェハー58と金属電極51の間の電界E1が減じられる。その代わりに誘電体層53の上面とシリコンウェハー58の間の電界E2が強くなる。こうして、誘電体層53の上面上における電荷の強化が時間と共に低下する。このことは、静電力を用いるウェハーのクランプについて何も問題を起こさないとしても、クランプ解除(取り外し)のときには問題を起こす。何故ならば、金属電極51がウェハーの取り外しのため接地に接続されるとき、誘電体層53の上面における電荷は金属電極51に直ぐに戻れないからである。金属電極51への電荷の戻りの流れは誘電体層53の電気的抵抗特性に依存して変化する。金属電極51への電荷の戻りの流れを容易にするために、誘電体層53にはその電気的抵抗特性を減少させるための不純物がドープされている。しかしながら、金属電極51への電荷の戻りの流れで、誘電体層53内の電界は弱められ、こうして電荷の戻りの流れも同様にまた時と共にだんだんゆっくりになる。こうして、電荷の戻りの流れによる誘電体層53の完全な中性化はかなりの時間が必要となる。それ故に、ウェハーの迅速なチャック解除を達成することができない。
【0014】
本発明の目的は、ウェハーの裏面におけるパーティクルの発生を最小化することができ、ウェハーの取り外しプロセスを簡単化することができる静電チャック装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明による静電チャック装置は、上記の目的を達成するため、次の通り構成される。
【0016】
ウェハーを配置しかつクランプするために用いられる静電チャック装置は絶縁ブロックを備えている。絶縁ブロックの上面は複数のエンボスを有している。薄い金属電極が各エンボスの上に配置される。全ての金属電極は、好ましくは、少なくとも1つのDC電圧供給器に接続される少なくとも1つの金属ワイヤーによって共に接続されている。薄い誘電体層は金属電極の各々に設けられている。金属プレートは、エンボスが存在する場所を除いて、絶縁ブロックの上面を覆っている。金属プレートは、電気的接地状態または電気的浮遊状態にあり、かつ金属電極から電気的に絶縁されている。上記の構造を有した絶縁ブロックは金属ブロックの上に配置される。
【0017】
上記の静電チャック装置において、金属電極の全ては、好ましくは、ユニポーラ型として、1つのDC電圧供給器に接続される金属ワイヤよって共に接続されている。
【0018】
上記の静電チャック装置において、複数の金属電極は、バイポーラータイプとして、2つのグループに分けられ、そして1つのグループの金属電極は金属ワイヤの1つを通してDC電圧供給器の1つに接続され、他方、他のグループの電極は金属ワイヤの他のものを通してDC電圧供給器の他のものに接続される。
【0019】
上記の静電チャック装置において、金属ブロックは好ましくはその上の温度を希望の温度に維持するため冷却機構または加熱機構を有している。
【0020】
上記の静電チャックにおいて、金属ブロックは好ましくは100KHzから100MHzの範囲における周波数で動作するrf電流(高周波電流)を好ましくは供給される。
【0021】
電極の上に半導体ウェハーをクランプするための本発明のESCによれば、複数のエンボスが絶縁体または誘電体のブロックの上面の上に形成されている。当該誘電体ブロックにおいて、エンボスは、金属電極と当該金属電極の上の薄い誘電体層とから構成され、ESCの上面を覆う金属プレートは電気的絶縁状態または接地状態にある。上記の構成は、ウェハー裏面に付着するパーティクルを減少させるかまたは除き、かつウェハーのチャック解除を容易にする。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、好ましい実施形態を添付図面に従って説明する。実施形態のこの説明を通して本発明の詳細が明らかにされる。
【0023】
本発明の第1の実施形態が図1A,1B,1Cを参照して説明される。説明を簡単にするために、この第1実施形態では、ユニポーラ型のESCが想定される。第1実施形態のESCの断面図は図1Aに示され、“B”として符号が付された箇所の拡大された断面図は図1Bに示される。
【0024】
ESC30の主部分は絶縁ブロック1で作られている。絶縁ブロック1の平面形状は好ましくは円形である。絶縁ブロック1の上面上に、複数のエンボス(emboss)2が存在する。エンボス2の高さは重要なことではなく、10 mから数ミリメータの範囲にある。エンボス2の水平断面形状は通常は円形である。しかしながら、エンボスに対して異なる断面形状を選択することができる。もしエンボスの断面形状が円形であるならば、エンボス2の直径は通常1mmから10mmの範囲に存在する。エンボスの数およびエンボス2の間の間隔は重要な事項ではない。
【0025】
図1Bはエンボス2の拡大された縦断面図を示す。各エンボス2は金属電極3とその上面における薄い誘電体層4を備えている。金属電極3と薄い誘電体層4の厚みは重要な事項ではなく、基本的にエンボス2の全高さに依存している。エンボスの全高さは、図1Bにおいて、文字“h”によって示されている。金属電極3の直径はエンボス2の直径に等しいかまたはより小さい。もし金属電極3の直径がエンボスの直径よりも小さいならば、金属電極3は絶縁ブロック1のエンボスの頂面内に埋め込まれる。この構造は図1Cに示されている。絶縁ブロック1のエンボスの上に設けられるか、またはエンボス内に設けられる全ての金属電極3は共に金属ワイヤ5によって接続され、そして金属ワイヤ5を通してDC電圧供給器6に接続される。金属ワイヤー5は絶縁ブロック1の内部に配線される。従って、金属電極3の各々は適当なDC電圧が与えられうる。
【0026】
薄い誘電体層4と絶縁ブロック1の物質は同じであってもよいし、同じでなくてもよい。通常、薄い誘電体層4にとって、より低い抵抗を持った物質がよりよい。誘電体層4の厚みは通常できるだけ薄いものがよく、例えば1 mよりも小さい。低い抵抗を有する薄い誘電体層4はウェハーのチャック解除プロセスを簡易化する。このことは後で説明される。
【0027】
絶縁ブロック1の上面において金属プレート8が固定される。絶縁ブロック1の上面は、エンボス2を除いて、金属プレート8によって覆われている。これは模式的に図1A,1B,1Cにおいて示される。各エンボス2は金属プレート8に形成された対応する孔を通して飛び出ている。金属プレート8の厚みは重要なことではなく、1 mから数ミリメータの範囲で変化される。この金属プレート8は電気的に接地がされているか、または、浮遊状態にあるかのどちらかである。金属プレート8を接地に接続するための電気的回路は、図1Aでは示されていない。図1A,1Cにおいて、金属プレート8は接地されたものとして示されている。
【0028】
ESC30の前述した複合的な構造は金属ブロック9の上に配置される。金属ブロック9は冷却または加熱の装置を有している。例えば、図1Aに示される金属ブロック9は冷却媒体の流れのための通路16によって形成された冷却装置を備えている。通路16は冷却媒体の入り口14と冷却媒体の出口15を有している。金属ブロック9の厚みは重要な事項ではなく、通常、1cmから10cmの範囲に含まれている。金属ブロック9はその底部と側部の表面を絶縁物質11で覆われることによってハードウェアの残りの部分から電気的に絶縁されている。さらに、絶縁物質11の外側の底部および側部の表面と絶縁ブロック1の外側の周囲縁は金属シールド12によって覆われている。金属ブロック9はrf電源10からのrf電流が与えられてもよいし、与えられなくてもよい。この構成は、例えば図2に示される。もしrf電流が金属ブロック9に与えられるのであれば、rf電流の周波数は重要な事項ではなく、1KHzから10MHzの範囲内に存在する。
【0029】
ウェハーのクランプ機構はすでに従来技術の箇所で詳細に説明された。第1実施形態のESC30におけるウェハー7のクランプでも同じ静電力が用いられる。ウェハー7は絶縁ブロック1の上に配置される。金属電極3がDCバイアス電圧を与えられるとき、電荷が金属電極3とウェハー表面の上に図3に示されるごとく蓄積する。金属電極上の電荷は、誘電体層4は低抵抗の物質で作られているので、すぐに薄い誘電体層4の表面に移動する。それ故に、各エンボス2上で、ウェハー7と薄い誘電体層4との間に静電力が発生し、それがウェハー7をクランプするという結果をもたらす。
【0030】
ここで、ウェハー7をクランプするための静電力はエンボス2の上のみに生成するということに注意すべきである。ESCの表面の他の領域の上では静電力は全く存在しない。何故ならば、ESC30の全ての他の領域は、エンボスの表面領域を除いて金属プレート8によって覆われており、それは電気的に接地されるか、または浮遊状態にある。従って、ウェハー7はエンボス2とウェハー7との間に生成された静電力によってのみクランプされる。
【0031】
ESC30において、金属電極3の上における誘電体層4の厚みは非常に薄いものである。例えば、それは100nmの程度に薄いものにできる。それ故に、薄い誘電体層4を通した電荷の移動による時間の変化に伴なう静電力の増大は有意義な変化を作らない。さらに、誘電体層4が非常に薄いので、薄い誘電体層4の上面への電荷の移動は非常に短い時間間隔内に完了すると考えられる。それ故に、必要な静電力を発生させる目的で印加される必要な電圧がより正確に計算できる。さらに、この力は時間の変化に伴なってほとんど一定であると考えることができる。このことが非常に強い静電力の発生を防止し、こうしてパーティクルの発生を減少する。
【0032】
ESC30におけるパーティクル汚染の減少の第2の理由は、以下に説明される。先に述べられたように、上面の全体は、エンボスが存在する表面領域を除いて、金属プレート8で作られており、それは電気的な接地状態、または浮遊状態にある。金属プレートが電気的に接地された状態にあると仮定する。この状態において、ESC30の上面におけるパーティクルは帯電されない、なぜならそれは接地された金属表面にあるからである。それ故に、これらのパーティクルは静電力によってウェハーの裏面に付着できない。もしESC30の上面における金属プレート8が浮遊状態にあるならば、その表面におけるパーティクルは再び帯電されることはない。というのは、パーティクルへの電荷の流れのための路がないからである。従って、ウェハーの裏面へのパーティクルの付着は第1実施形態によるESCの構成によって効果的に防止される。
【0033】
前述したESCの構成では他の利点もある。“h”で示されたエンボス2の高さは数ミリメータまで増すことができる。その理由は、金属プレート8にとって、静電力を作ること、ウェハー7をクランプすることの役割がないことにある。ウェハーのクランプはウェハー7と金属電極3との間に発生された静電力によってのみ起き、当該静電力はウェハー7に非常に接近して存在する。パーティクルとウェハーの裏面の間の距離は、エンボス2の高さを増大させることによって大きくなる。それ故に、より高い引力の静電力が、ウェハーの裏面にパーティクルを付着させるためには要求される。パーティクルは非常に小さく、例えば1 mより小さいので、パーティクルでのより高い電荷蓄積は期待されない。それ故に、エンボスの高さを増大することは、ウェハーの裏面に付着するパーティクルを減少させる。
【0034】
前述した従来のESCと同様に、金属電極3がDCバイアス電圧を与えられるとき、誘電体層4の上面上に電荷が蓄積する。しかしながら、誘電体層4の厚みは非常に小さく、当該抵抗は低い値である。それ故に、金属電極3がDC電圧供給器6に付加されたスイッチ部(例えば図1における6a)によってウェハーのチャック解除のために電気的に接地されるとき、蓄積した電荷は、電荷の再フローのプロセスによって直ぐに中性化される。さらに、他のDC電圧供給器(例えば図1における106)を用いることによって瞬時に反対のDC電圧を金属電極3に与えることによって、金属電極への電荷の再フローはさらに強化される。従って、この構成はウェハーのチャック解除のプロセスを容易にする。
【0035】
次に図4を参照して第2の実施形態を説明する。ここでは、バイポーラ型ESCの構成が示される。この実施形態における金属電極3は、中央領域のグループと周縁領域のグループの2つのグループに分けられる。金属電極3の2つのグループはそれぞれ2つの異なるDC電源6,13に接続されている。金属電極3の周縁領域のグループはDC電源6によって正の電圧が与えられており、金属電極3の他の中央領域のグループはDC電源13によって負の電圧が与えられている。金属電極の各グループに印加されるべき適当な電圧は、第1実施形態において説明されたそれと類似して同様に計算される。金属電極の構成に関する前述の差異を除いて、全ての他のハードウェアの構成は第1実施形態において説明されたそれと同じである。それ故に、他のハードウェアはここでは説明されない。
【0036】
第2実施形態のESCは、同様にまた、第1実施形態において述べられた利点の全てを与える。加えて、このバイポーラ型ESCはウェハーの表面の全面に渡りプラズマが存在しないときであっても採用することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明のEPCに従えば、ウェハーの裏面に付着するパーティクルを減じることができ、かつウェハーのチャック解除が容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1A】この図は第1実施形態のESCの縦断面図である。
【図1B】この図は図1における縁の部分“B”の拡大図である。
【図1C】この図は、エンボスの内部に設けられた金属電極の他の構成を示す拡大図である。
【図2】この図は金属ブロックに付加されたrf電源を備える第1実施形態の変形例を示す縦断面図である。
【図3】この図はESCの上面における電荷の分布を示す拡大された断面図である。
【図4】この図は第2実施形態のESCの縦断面図である。
【図5A】この図は従来のユニポーラ型のESCの縦断面図である。
【図5B】この図は図5Aに示された従来のESCの平面図である。
【図5C】この図は、図5Aにおいて“A”としてラベルが付された箇所を示す拡大図である。
【図6】この図は誘電体層の上面とウェハーの裏面の近傍における電荷の蓄積を示す拡大された断面図である。
【図7】この図はウェハーの裏面と誘電体層の間の接触の性質を示す拡大された断面図である。
【図8】この図は従来のESCにおけるパーティクルが蓄積する場所を示す拡大された縦断面図である。
【参照符号の説明】
1 絶縁ブロック
2 エンボス
3 金属電極
4 誘電体層
5 金属ワイヤ
6 DC電圧供給器
7 ウェハー
8 金属プレート
9 金属ブロック
10 Rf発生器
11 絶縁物質
13 DC電圧供給器
30 ESC(静電チャック)[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an electrostatic chuck apparatus, and more particularly, to use in plasma-assisted or unassisted plasma-assisted or unassisted wafer processing in semiconductor device manufacturing in the semiconductor industry to electrostatically clamp a wafer. And an electrostatic chuck device.
[0002]
[Prior art]
Clamping the wafer over the electrodes while the semiconductor wafer is being processed is important for controlling the temperature of the wafer. Wafer clamping can be achieved in two different ways. One method is mechanical clamping, in which the wafer is mechanically pressed from above against an O-ring on the electrode. Another method is electrostatic clamping, where electrostatic force is used to clamp the wafer over the electrodes. At present, mechanical clamps are generally not used because of particle contamination on the top surface of the wafer. On the other hand, electrostatic clamping is better and most popular for clamping wafers. However, this method also has some technical difficulties that still need to be improved. In particular, the generation of particles on the back surface (back surface) of the wafer and the ease of removing the wafer require further technical progress. These problems will be explained with reference to FIGS. 5, 6, 7, and 8.
[0003]
There are two types of electrostatic chucks (ESCs), called unipolar ESCs and bipolar ESCs. The operation of the unipolar ESC requires plasma over the entire surface of the wafer. The plasma creates the electrical connection necessary to create an electrostatic force between the wafer and ground. However, bipolar ESCs operate without the presence of plasma. Therefore, they can be used in a plasma process, as well as in the processing of other wafers where no plasma is present. The problems associated with the conventional ESC are explained using the unipolar ESC shown in FIGS. 5A, 5B and 5C.
[0004]
FIG. 5A shows a schematic configuration diagram of one conventional unipolar ESC, FIG. 5B shows a top view of the ESC, and FIG. 5C is an enlarged cross-sectional view at a location marked by the letter “A” in FIG. 5A. Is shown.
[0005]
The ESC 80 shown in FIGS. 5A, 5B, and 5C includes a
[0006]
Usually, Al 2 O 3 , AlN, polyimide or the like is adopted as a material for the
[0007]
During operation, the
[0008]
In addition, here,
[0009]
[Patent Document 1]
US Patent No. 5,530,616
[Problems to be solved by the invention]
There are problems with the generation of particles and adhesion to the backside of the wafer. When a DC voltage is applied to the
[0011]
On a microscopic scale, the lower surface of the
[0012]
Some of these
[0013]
Conventional ESC has other disadvantages. It is the dechucking of the wafer. For the charge deposited on the top surface of the
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrostatic chuck device capable of minimizing generation of particles on the back surface of a wafer and simplifying a wafer removal process.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The electrostatic chuck device according to the present invention is configured as follows to achieve the above object.
[0016]
An electrostatic chuck device used to place and clamp a wafer includes an insulating block. The upper surface of the insulating block has a plurality of embosses. A thin metal electrode is placed on each emboss. All metal electrodes are preferably connected together by at least one metal wire connected to at least one DC voltage supply. A thin dielectric layer is provided on each of the metal electrodes. The metal plate covers the top surface of the insulating block except where the emboss is present. The metal plate is in an electrically grounded or electrically floating state and is electrically insulated from the metal electrode. The insulating block having the above structure is disposed on the metal block.
[0017]
In the above electrostatic chuck device, all of the metal electrodes are preferably connected together by a metal wire connected to one DC voltage supply, preferably as a unipolar type.
[0018]
In the above electrostatic chuck device, the plurality of metal electrodes are divided into two groups as a bipolar type, and one group of metal electrodes is connected to one of the DC voltage supply through one of the metal wires. On the other hand, the other group of electrodes is connected to the other of the DC voltage supply through the other of the metal wires.
[0019]
In the above-described electrostatic chuck device, the metal block preferably has a cooling mechanism or a heating mechanism to maintain the temperature thereon at a desired temperature.
[0020]
In the above electrostatic chuck, the metal block is preferably supplied with an rf current (high frequency current) operating at a frequency preferably in the range of 100 KHz to 100 MHz.
[0021]
According to the ESC of the present invention for clamping a semiconductor wafer over an electrode, a plurality of embossments are formed on the top surface of an insulator or dielectric block. In the dielectric block, the emboss is composed of a metal electrode and a thin dielectric layer on the metal electrode, and the metal plate covering the upper surface of the ESC is in an electrically insulating state or a ground state. The above arrangement reduces or eliminates particles adhering to the backside of the wafer and facilitates dechucking of the wafer.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. Through this description of the embodiments, the details of the invention will be apparent.
[0023]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A, 1B and 1C. For the sake of simplicity, in the first embodiment, a unipolar ESC is assumed. A cross-sectional view of the ESC of the first embodiment is shown in FIG. 1A, and an enlarged cross-sectional view of a portion denoted by “B” is shown in FIG. 1B.
[0024]
The main part of the
[0025]
FIG. 1B shows an enlarged longitudinal sectional view of the
[0026]
The material of the
[0027]
A
[0028]
The above-described composite structure of the
[0029]
Wafer clamping mechanisms have already been described in detail in the prior art. The same electrostatic force is used for clamping the
[0030]
Here, it should be noted that the electrostatic force for clamping the
[0031]
In the
[0032]
A second reason for the reduction of particle contamination in the
[0033]
The ESC configuration described above has other advantages. The height of the
[0034]
Similarly to the above-described conventional ESC, when a DC bias voltage is applied to the
[0035]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Here, a configuration of a bipolar ESC is shown. The
[0036]
The ESC of the second embodiment also provides all of the advantages mentioned in the first embodiment. In addition, the bipolar ESC can be employed even when plasma does not exist over the entire surface of the wafer.
[0037]
【The invention's effect】
According to the EPC of the present invention, particles adhering to the back surface of the wafer can be reduced, and the chuck release of the wafer can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of an ESC according to a first embodiment.
FIG. 1B is an enlarged view of an edge portion “B” in FIG. 1;
FIG. 1C is an enlarged view showing another configuration of the metal electrode provided inside the emboss.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a modification of the first embodiment including an rf power supply added to a metal block.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the distribution of charges on the upper surface of the ESC.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an ESC according to a second embodiment.
FIG. 5A is a longitudinal sectional view of a conventional unipolar type ESC.
FIG. 5B is a plan view of the conventional ESC shown in FIG. 5A.
FIG. 5C is an enlarged view showing a portion labeled “A” in FIG. 5A.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing charge accumulation near the top surface of the dielectric layer and the back surface of the wafer.
FIG. 7 is an enlarged sectional view showing the nature of the contact between the backside of the wafer and the dielectric layer.
FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view showing a place where particles accumulate in a conventional ESC.
[Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
上面に複数のエンボスを有する絶縁ブロックと、
前記エンボスの各々の上に配置される薄い金属電極であって、全ての金属電極は少なくとも1つのDC(直流)電圧供給器に接続された少なくとも1つの金属ワイヤによって共に接続され、
前記金属電極の各々の上に配置される薄い誘電体層と、
前記エンボスの位置を除いて前記絶縁ブロックの上面を覆う金属プレートであって、前記金属プレートは、電気的に接地状態にあるかまたは電気的に浮遊状態にあり、電気的に前記金属電極から絶縁されており、そして
その上に前記絶縁ブロックが配置された金属ブロックと、
から成ることを特徴とする静電チャック装置。An electrostatic chuck device on which a wafer is placed and clamped.
An insulating block having a plurality of embosses on the upper surface,
A thin metal electrode disposed on each of said embosses, wherein all metal electrodes are connected together by at least one metal wire connected to at least one DC (direct current) voltage supply;
A thin dielectric layer disposed on each of the metal electrodes;
A metal plate covering an upper surface of the insulating block except for the embossed position, wherein the metal plate is in an electrically grounded state or in an electrically floating state, and is electrically insulated from the metal electrode. And a metal block on which the insulating block is disposed,
An electrostatic chuck device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002303189A JP2004253402A (en) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | Electrostatic chuck |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002303189A JP2004253402A (en) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | Electrostatic chuck |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004253402A true JP2004253402A (en) | 2004-09-09 |
Family
ID=33018693
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002303189A Pending JP2004253402A (en) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | Electrostatic chuck |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004253402A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007053152A (en) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | Ulvac Japan Ltd | Adsorber, and vacuum processing device |
JP2007059694A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Ulvac Japan Ltd | Suction apparatus, manufacturing method therefor, and vacuum processing apparatus |
JP2007073892A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Ulvac Japan Ltd | Suction apparatus, bonding device, and sealing method |
JP2012514872A (en) * | 2009-01-11 | 2012-06-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Electrostatic end effector apparatus, system, and method for transporting a substrate |
KR101403328B1 (en) * | 2007-02-16 | 2014-06-05 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Electro-Static Chuck Having Embossing Electrode Pattern and Method for Processing Substrate Using The Same |
JP2014112595A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Transport system and transport member |
-
2002
- 2002-10-17 JP JP2002303189A patent/JP2004253402A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007053152A (en) * | 2005-08-16 | 2007-03-01 | Ulvac Japan Ltd | Adsorber, and vacuum processing device |
JP4522926B2 (en) * | 2005-08-16 | 2010-08-11 | 株式会社アルバック | Manufacturing method of adsorption device |
JP2007059694A (en) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Ulvac Japan Ltd | Suction apparatus, manufacturing method therefor, and vacuum processing apparatus |
JP4763380B2 (en) * | 2005-08-25 | 2011-08-31 | 株式会社アルバック | Manufacturing method of adsorption device |
JP2007073892A (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Ulvac Japan Ltd | Suction apparatus, bonding device, and sealing method |
KR101403328B1 (en) * | 2007-02-16 | 2014-06-05 | 엘아이지에이디피 주식회사 | Electro-Static Chuck Having Embossing Electrode Pattern and Method for Processing Substrate Using The Same |
JP2012514872A (en) * | 2009-01-11 | 2012-06-28 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Electrostatic end effector apparatus, system, and method for transporting a substrate |
JP2014112595A (en) * | 2012-12-05 | 2014-06-19 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Transport system and transport member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5969934A (en) | Electrostatic wafer clamp having low particulate contamination of wafers | |
KR100511854B1 (en) | Electrostatic chuck device | |
JP4418032B2 (en) | Electrostatic chuck | |
US5452177A (en) | Electrostatic wafer clamp | |
US9025305B2 (en) | High surface resistivity electrostatic chuck | |
JP3292270B2 (en) | Electrostatic suction device | |
WO2015175429A1 (en) | Electrostatic carrier for handling substrates for processing | |
JP4010541B2 (en) | Electrostatic adsorption device | |
TW201044495A (en) | Removal of charge between a substrate and an electrostatic clamp | |
EP0806797A3 (en) | Monopolar electrostatic chuck having an electrode in contact with a workpiece | |
US6839217B1 (en) | Surface structure and method of making, and electrostatic wafer clamp incorporating surface structure | |
JP3330945B2 (en) | Wafer electrostatic clamping device | |
WO2007005925A1 (en) | Clamp for use in processing semiconductor workpieces | |
JPH09213778A (en) | Semiconductor wafer processor and semiconductor wafer processing method | |
JP2004253402A (en) | Electrostatic chuck | |
JP4338376B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
JP2009088558A (en) | Electrostatic chuck device | |
JP4879771B2 (en) | Electrostatic chuck | |
JP4854056B2 (en) | Cooling device and clamping device | |
JP4367685B2 (en) | Electrostatic chuck device | |
JPH09293775A (en) | Electrostatic chuck | |
KR20110064665A (en) | Dipole type electrostatic chuck by using electric field gradient | |
JPH10233435A (en) | Electrostatic chuck | |
JPH0722498A (en) | Method and device for releasing electrostatic chuck from semiconductor wafer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051006 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080702 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081104 |