JP2012059858A - Electrostatic chucking device - Google Patents

Electrostatic chucking device Download PDF

Info

Publication number
JP2012059858A
JP2012059858A JP2010200531A JP2010200531A JP2012059858A JP 2012059858 A JP2012059858 A JP 2012059858A JP 2010200531 A JP2010200531 A JP 2010200531A JP 2010200531 A JP2010200531 A JP 2010200531A JP 2012059858 A JP2012059858 A JP 2012059858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
electrostatic
stage
electrostatic adsorption
sections
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
Application number
JP2010200531A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5685408B2 (en
Inventor
Daichi Suzuki
大地 鈴木
Eriko Mase
江理子 眞瀬
Ken Maehira
謙 前平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP2010200531A priority Critical patent/JP5685408B2/en
Publication of JP2012059858A publication Critical patent/JP2012059858A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5685408B2 publication Critical patent/JP5685408B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrostatic chucking device in which different electrostatic chucking forces with different magnitude can be applied to each of sections on a substrate, when the substrate is divided into a plurality of sections.SOLUTION: An electrostatic chucking device includes: a stage 11 formed of an dielectric substance and a surface thereof is formed flat; three or more electrostatic chucking electrodes 12 arranged spaced apart from each other within the stage 11; and an electrostatic power source for applying DC voltage to the respective electrostatic electrodes 12. The device is configured in a manner that, when the surface of the stage 11 is divided into a plurality of sections A to D so that one section does not include the other section and each of the sections includes two or more of the electrostatic electrodes 12, voltages of the same magnitudes are applied to the electrostatic electrodes 12 in the same section, and voltages of different magnitudes are respectively applied to the electrostatic electrodes 12 located in two of the sections adjacent to each other. A cross sectional area of each of the electrostatic electrodes 12 parallel to the surface of the stage 11 is 1 cmor less.

Description

本発明は、静電吸着装置に関する。   The present invention relates to an electrostatic adsorption device.

現在、真空処理装置の真空槽内で処理対象物である基板を吸着保持する装置として静電吸着装置が用いられている。
図7は従来の静電吸着装置110の内部構成図、図8は同F−F線切断断面図を示している。
Currently, an electrostatic chucking device is used as a device for sucking and holding a substrate as a processing target in a vacuum chamber of a vacuum processing apparatus.
FIG. 7 is an internal configuration diagram of a conventional electrostatic chuck 110, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line F-F.

静電吸着装置110は、表面が平面状にされた誘電体から成るステージ111と、ステージ111の内部に互いに離間して配置された第一、第二の電極112a、112bと、第一、第二の電極112a、112bに直流電圧を印加する静電吸着電源115とを有している。
第一、第二の電極112a、112bはここでは櫛の歯状に形成され、歯の部分が互いに一定距離だけ離間してかみ合う向きに向けられている。
The electrostatic adsorption device 110 includes a stage 111 made of a dielectric whose surface is planar, first and second electrodes 112a and 112b that are spaced apart from each other inside the stage 111, and first and first electrodes. And an electrostatic attraction power source 115 for applying a DC voltage to the second electrodes 112a and 112b.
Here, the first and second electrodes 112a and 112b are formed in the shape of comb teeth, and the tooth portions are oriented in such a manner that they are spaced apart from each other by a certain distance.

静電吸着電源115は、正電圧を出力する正電極と、負電圧を出力する負電極とを有している。第一、第二の電極112a、112bは静電吸着電源115の互いに異なる極性の電極に電気的に接続されている。   The electrostatic adsorption power source 115 has a positive electrode that outputs a positive voltage and a negative electrode that outputs a negative voltage. The first and second electrodes 112a and 112b are electrically connected to electrodes of different polarities of the electrostatic adsorption power source 115.

ステージ111の表面に電気絶縁性を有する基板が配置された状態で、静電吸着電源115から第一、第二の電極112a、112bに互いに異なる極性の直流電圧が印加されると、ステージ111の内部に生じた誘電分極により、基板はステージ111の表面に静電吸着される。   When DC voltages having different polarities are applied from the electrostatic adsorption power source 115 to the first and second electrodes 112a and 112b in a state where an electrically insulating substrate is disposed on the surface of the stage 111, the stage 111 The substrate is electrostatically attracted to the surface of the stage 111 by the dielectric polarization generated inside.

プラズマを用いたドライエッチングプロセスにおいて、従来の静電吸着装置110では、一枚の基板に加工できる加工形状や深さは、基板の静電容量の面内分布が均一な場合には、一種類のみであった。   In the dry etching process using plasma, in the conventional electrostatic adsorption device 110, the processing shape and depth that can be processed into one substrate is one type when the in-plane distribution of the capacitance of the substrate is uniform. It was only.

そのため、一枚の基板にエッチングの深さや膜厚の異なる複数種類のデバイスが形成されるいわゆる乗り合い基板の製作は困難であり、複数種類の加工形状を得たい場合には、複数枚の基板に互いに異なるプロセスを用いて形状を作成する事でしか対応できず、複数回プロセスを繰り返すことになるため効率が悪かった。   For this reason, it is difficult to manufacture so-called mating substrates in which a plurality of types of devices with different etching depths and film thicknesses are formed on a single substrate. This was only possible by creating shapes using different processes, and the process was repeated multiple times, which was inefficient.

また、乗り合い基板等の静電容量の面内分布が均一ではない基板をエッチングする場合には、静電吸着装置110から受ける静電吸着力の大きさに面内で差が生じるため、面内で同一の加工レートでエッチングすることが難しいという問題があった。   In addition, when etching a substrate with a non-uniform distribution of electrostatic capacity such as a crossing substrate, an in-plane difference occurs in the size of the electrostatic adsorption force received from the electrostatic adsorption device 110. Therefore, it is difficult to perform etching at the same processing rate.

特開2003−045951号公報JP 2003-059451 A 特開2006−261489号公報JP 2006-261489 A

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、基板を複数の区画に区分けしたとき、各区画を区画毎に異なる大きさの力で静電吸着できる静電吸着装置を提供することにある。   The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and the purpose of the present invention is to electrostatically attract each section with a force having a different size for each section when the substrate is divided into a plurality of sections. It is to provide an electrostatic adsorption device.

上記課題を解決するために本発明は、表面が平面状にされた誘電体から成るステージと、前記ステージの内部に互いに離間して配置された三個以上の静電吸着電極と、各前記静電吸着電極に直流電圧を印加する静電吸着電源と、を有する静電吸着装置であって、前記ステージの前記表面を、一の区画が他の区画に含まれることがなく、かつ各区画がそれぞれ複数個の前記静電吸着電極を含むように、複数の区画に区分けしたとき、各区画内に位置する前記静電吸着電極には区画毎に同一の値の電圧が印加され、隣り合う二つの前記区画内に位置する前記静電吸着電極には区画毎に互いに異なる値の電圧が印加されるように構成された静電吸着装置である。
本発明は、各前記静電吸着電極の前記ステージの前記表面に平行な断面積は1cm2以下である静電吸着装置である。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a stage made of a dielectric having a planar surface, three or more electrostatic chucking electrodes arranged apart from each other in the stage, and each of the static electricity electrodes. An electrostatic attraction power source for applying a DC voltage to the electroadsorption electrode, wherein the section of the stage is not included in another section, and each section is When divided into a plurality of sections so as to include a plurality of the electrostatic adsorption electrodes, the same value of voltage is applied to each of the electrostatic adsorption electrodes located in each section. The electrostatic adsorption device is configured such that different electrostatic voltages are applied to each of the electrostatic adsorption electrodes located in one of the compartments.
The present invention is the electrostatic chucking device in which a cross-sectional area parallel to the surface of the stage of each electrostatic chucking electrode is 1 cm 2 or less.

基板とステージとの間の熱抵抗を区画内では同一の値にし、異なる電圧が印加されている区画間では異なる値にすることができる。
基板に区画内では同一の形状を形成し、または同一の性質の薄膜を形成し、異なる電圧が印加されている区画間では異なる形状を形成し、または異なる性質の薄膜を形成することができる。
The thermal resistance between the substrate and the stage can be the same value within the compartment and different values between the compartments to which different voltages are applied.
The same shape can be formed in the substrate within the compartment, or a thin film having the same property can be formed, and different shapes can be formed between the compartments to which different voltages are applied, or a thin film having a different property can be formed.

区画毎にエッチングの深さや膜厚が互いに異なる複数種類のデバイスを一枚の基板上に形成することができる。
静電容量の面内分布が均一ではない基板に、面内で同一の形状を形成し、または同一の性質の薄膜を形成できる。
A plurality of types of devices having different etching depths and film thicknesses for each section can be formed on a single substrate.
It is possible to form the same shape in a plane or a thin film having the same property on a substrate having a non-uniform distribution of capacitance.

本発明の静電吸着装置の内部構成図The internal block diagram of the electrostatic attraction apparatus of this invention 本発明の静電吸着装置のE−E線切断断面図Sectional view taken along line E-E of the electrostatic chuck of the present invention 本発明の静電吸着装置を有するプラズマエッチング装置の内部構成図The internal block diagram of the plasma etching apparatus which has the electrostatic attraction apparatus of this invention 本発明の静電吸着装置を有するスパッタ成膜装置の内部構成図The internal block diagram of the sputtering film-forming apparatus which has the electrostatic attraction apparatus of this invention 本発明の静電吸着装置を有するCVD成膜装置の内部構成図The internal block diagram of the CVD film-forming apparatus which has the electrostatic attraction apparatus of this invention (a)、(b):静電吸着電極の形状と配置の例を説明するための図(A), (b): The figure for demonstrating the example of the shape and arrangement | positioning of an electrostatic adsorption electrode 従来の静電吸着装置の内部構成図Internal configuration diagram of conventional electrostatic chuck 従来の静電吸着装置のF−F線切断断面図Sectional view taken along line FF of a conventional electrostatic chuck

<静電吸着装置の構造>
本発明の静電吸着装置の構造を説明する。
図1は静電吸着装置10の内部構成図、図2は同E−E線切断断面図を示している。
<Structure of electrostatic chuck>
The structure of the electrostatic attraction apparatus of the present invention will be described.
FIG. 1 is an internal configuration diagram of the electrostatic adsorption device 10, and FIG. 2 is a sectional view taken along line E-E.

静電吸着装置10は、表面が平面状にされた誘電体から成るステージ11と、ステージ11の内部に互いに離間して配置された三個以上の静電吸着電極12と、各静電吸着電極12に直流電圧を印加する静電吸着電源15とを有している。   The electrostatic attraction apparatus 10 includes a stage 11 made of a dielectric having a planar surface, three or more electrostatic attraction electrodes 12 disposed inside the stage 11 and spaced apart from each other, and each electrostatic attraction electrode. 12 has an electrostatic attraction power source 15 for applying a DC voltage.

図2を参照し、ここでは各静電吸着電極12のステージ11の表面に平行な断面形状は正方形であり、ステージ11の表面に平行な一の平面上に行列状に配置されている。
図1を参照し、静電吸着電源15は、接地電位に置かれた接地電極と、接地電位に対して正電位を出力する正電極と、接地電位に対して負電位を出力する負電極とを有している。
Referring to FIG. 2, here, the cross-sectional shape of each electrostatic chucking electrode 12 parallel to the surface of the stage 11 is a square, and is arranged in a matrix on one plane parallel to the surface of the stage 11.
Referring to FIG. 1, electrostatic attraction power supply 15 includes a ground electrode placed at a ground potential, a positive electrode that outputs a positive potential with respect to the ground potential, and a negative electrode that outputs a negative potential with respect to the ground potential. have.

静電吸着装置10は制御回路14と制御装置17とを有している。
制御回路14はここでは、複数の変圧器18と、複数の極性切替器19とを有している。
各変圧器18は、入力端子と、出力端子と、接地端子とを有している。各変圧器18の接地端子は静電吸着電源15の接地電極に電気的に接続され、出力端子はそれぞれ異なる静電吸着電極12に電気的に接続され、入力端子はそれぞれ異なる極性切替器19に電気的に接続されている。
The electrostatic adsorption device 10 includes a control circuit 14 and a control device 17.
Here, the control circuit 14 has a plurality of transformers 18 and a plurality of polarity switches 19.
Each transformer 18 has an input terminal, an output terminal, and a ground terminal. The ground terminal of each transformer 18 is electrically connected to the ground electrode of the electrostatic attraction power source 15, the output terminal is electrically connected to a different electrostatic attraction electrode 12, and the input terminal is connected to a different polarity switch 19. Electrically connected.

各極性切替器19は、制御装置17から制御信号を受けると、制御信号に基づいて、静電吸着電源15の正電極又は負電極のいずれか一方の電極と電気的に接続されるように構成され、すなわち変圧器18の入力端子と静電吸着電源15の正電極又は負電極のいずれか一方の電極とが電気的に接続されるようになっている。   Each polarity switch 19 is configured to be electrically connected to either the positive electrode or the negative electrode of the electrostatic attraction power supply 15 based on the control signal when receiving the control signal from the control device 17. In other words, the input terminal of the transformer 18 and either the positive electrode or the negative electrode of the electrostatic attraction power supply 15 are electrically connected.

各変圧器18は、制御装置17から制御信号を受けると、制御信号に基づいて、入力端子に印加された直流電圧の大きさを増幅又は減衰させて、出力端子から出力するように構成されている。   Each transformer 18 is configured to receive the control signal from the control device 17 and amplify or attenuate the magnitude of the DC voltage applied to the input terminal based on the control signal, and output from the output terminal. Yes.

制御装置17はここでは計算機であり、ステージ11の表面を、一の区画が環状の区画に取り囲まれて、他の区画の内側に位置すること、即ち、一の区画が他の一区画に含まれることがなく、かつ各区画がそれぞれ複数個の静電吸着電極12を含むように、複数の区画A、B、C、Dに区分けしたとき、各区画内A〜Dに位置する静電吸着電極12には区画毎に同一の値の電圧が印加され、隣り合う二つの区画内に位置する静電吸着電極12には区画毎に互いに異なる値の電圧が印加されるように、各変圧器18の電圧変化量と、各極性切替器19が接続すべき静電吸着電源15の電極とを決定するように構成されている。   The control device 17 is a computer here, and the surface of the stage 11 is positioned inside the other compartment, with one compartment surrounded by an annular compartment, that is, one compartment is included in the other compartment. The electrostatic adsorption located in each of the compartments A to D when divided into a plurality of sections A, B, C, and D so that each section includes a plurality of electrostatic adsorption electrodes 12. Each voltage is applied to the electrode 12 so that the same voltage is applied to each section, and to the electrostatic adsorption electrode 12 positioned in two adjacent sections, different voltages are applied to each section. The voltage change amount of 18 and the electrodes of the electrostatic attraction power source 15 to be connected to each polarity switch 19 are determined.

制御装置17はここでは、ステージ11の表面上に配置された基板と、各静電吸着電極12との相対位置関係があらかじめ分かるようにされており、基板に真空処理で形成されるべきパターンが予め定められている場合や、既にパターンが形成されている場合には、基板のパターンに従ってステージ11の表面を区分けするようにされている。   Here, the control device 17 is configured so that the relative positional relationship between the substrate disposed on the surface of the stage 11 and each electrostatic adsorption electrode 12 can be known in advance, and a pattern to be formed on the substrate by vacuum processing is determined. When it is predetermined or when a pattern is already formed, the surface of the stage 11 is divided according to the pattern of the substrate.

各静電吸着電極12のステージ11の表面に平行な断面積は1cm2以下にされている。従って、各区画A〜Dの境界線の位置は1cm以下の単位で決定できるようになっている。
本発明の各静電吸着電極12の断面の形状は、図2に示すような正方形に限定されず、円形状や多角形状のものも本発明に含まれる。
The cross-sectional area parallel to the surface of the stage 11 of each electrostatic chucking electrode 12 is 1 cm 2 or less. Therefore, the position of the boundary line between the sections A to D can be determined in units of 1 cm or less.
The cross-sectional shape of each electrostatic adsorption electrode 12 of the present invention is not limited to a square as shown in FIG. 2, and a circular shape or a polygonal shape is also included in the present invention.

本発明の各静電吸着電極12の配置は、各静電吸着電極12が互いに離間して配置されていれば、図2のように行列状に配置されている場合に限定されず、図6(a)に示すように千鳥配列にされている場合も本発明に含まれる。   The arrangement of the electrostatic attraction electrodes 12 of the present invention is not limited to the case where the electrostatic attraction electrodes 12 are arranged apart from each other as shown in FIG. A case in which a staggered arrangement is used as shown in (a) is also included in the present invention.

また、図6(b)に示すように、各静電吸着電極12の断面の形状は帯状であり、ステージ11の表面に平行な一の平面上に、長手方向が互いに平行に向けられて長手方向と直角な方向に一列に並んで配置されているものも本発明に含まれる。   Further, as shown in FIG. 6B, the cross-sectional shape of each electrostatic chucking electrode 12 is a band shape, and the longitudinal directions are parallel to each other on one plane parallel to the surface of the stage 11 and are long. Those arranged in a line in a direction perpendicular to the direction are also included in the present invention.

しかしながら、図6(b)の構造よりも図2や図6(a)の構造の方が、各静電吸着電極12の断面積が小さく、ステージ11の区画を基板のパターンに合わせて細かく区分けすることができるため好ましい。   However, the structure of FIGS. 2 and 6A has a smaller cross-sectional area of each electrostatic adsorption electrode 12 than the structure of FIG. 6B, and the section of the stage 11 is finely divided according to the pattern of the substrate. This is preferable because it can be performed.

<静電吸着装置を有する真空処理装置の第一例>
本発明の静電吸着装置10を有する真空処理装置の第一例としてプラズマエッチング装置を説明する。
図3はプラズマエッチング装置20の内部構成図を示している。
<First example of vacuum processing apparatus having electrostatic adsorption apparatus>
A plasma etching apparatus will be described as a first example of a vacuum processing apparatus having the electrostatic adsorption apparatus 10 of the present invention.
FIG. 3 shows an internal configuration diagram of the plasma etching apparatus 20.

プラズマエッチング装置20は、真空槽21と、真空排気装置22と、本発明の静電吸着装置10と、基板冷却装置26と、エッチングガス導入部23と、プラズマ生成手段とを有している。
静電吸着装置10のステージ11は真空槽21内に配置され、制御回路14と、静電吸着電源15と、制御装置17は真空槽21の外側に配置されている。
The plasma etching apparatus 20 includes a vacuum chamber 21, an evacuation apparatus 22, an electrostatic adsorption apparatus 10 according to the present invention, a substrate cooling apparatus 26, an etching gas introduction unit 23, and plasma generation means.
The stage 11 of the electrostatic adsorption device 10 is disposed in the vacuum chamber 21, and the control circuit 14, the electrostatic adsorption power source 15, and the control device 17 are disposed outside the vacuum chamber 21.

プラズマ生成手段はここでは対向電極27と、プラズマ生成電源29とを有している。
対向電極27はステージ11の表面と離間して対面する位置に配置されている。プラズマ生成電源29は対向電極27に電気的に接続され、ここでは対向電極27に高周波電圧を印加できるように構成されている。
Here, the plasma generation means includes a counter electrode 27 and a plasma generation power source 29.
The counter electrode 27 is disposed at a position facing the surface of the stage 11 while being separated from the surface of the stage 11. The plasma generation power source 29 is electrically connected to the counter electrode 27, and is configured to apply a high frequency voltage to the counter electrode 27 here.

ステージ11には表面と裏面とを貫通する貫通孔が設けられ、基板冷却装置26はステージ11の裏面側から貫通孔に接続されている。基板冷却装置26は貫通孔内に温度管理された冷却ガスを放出できるように構成されている。
ステージ11の表面に基板25が配置された状態で、基板冷却装置26から冷却ガスを放出させると、冷却ガスはステージ11の表面と基板25の裏面との間を流れ、基板25が冷却されるようになっている。
The stage 11 is provided with a through hole penetrating the front surface and the back surface, and the substrate cooling device 26 is connected to the through hole from the back surface side of the stage 11. The substrate cooling device 26 is configured so as to discharge a cooling gas whose temperature is controlled in the through hole.
When the cooling gas is discharged from the substrate cooling device 26 in a state where the substrate 25 is disposed on the surface of the stage 11, the cooling gas flows between the surface of the stage 11 and the back surface of the substrate 25, thereby cooling the substrate 25. It is like that.

基板25とステージ11との間の熱抵抗が均一な場合には、基板25の裏面全体が均一に冷却されるようになっている。
真空排気装置22は真空槽21内に接続され、真空槽21内を真空排気できるように構成されている。エッチングガス導入部23は真空槽21内に接続され、真空槽21内にエッチングガスを導入できるように構成されている。
真空槽21は接地電位におかれている。
When the thermal resistance between the substrate 25 and the stage 11 is uniform, the entire back surface of the substrate 25 is cooled uniformly.
The vacuum evacuation device 22 is connected to the inside of the vacuum chamber 21 so that the inside of the vacuum chamber 21 can be evacuated. The etching gas introduction unit 23 is connected to the inside of the vacuum chamber 21 and is configured so that the etching gas can be introduced into the vacuum chamber 21.
The vacuum chamber 21 is at ground potential.

プラズマエッチング装置20の使用方法を、GaAs基板のエッチングを例に説明する。
まず、比較例として、真空排気装置22により、真空槽21内を真空排気する。以後真空排気を継続して、真空槽21内の真空雰囲気を維持する。
A method of using the plasma etching apparatus 20 will be described by taking etching of a GaAs substrate as an example.
First, as a comparative example, the inside of the vacuum chamber 21 is evacuated by the evacuation apparatus 22. Thereafter, evacuation is continued, and the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21 is maintained.

真空槽21内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽21内に電気絶縁性を有する基板25を搬入し、ステージ11の表面に載置する。ここでは基板25に直径4インチのGaAs基板を用いる。基板25の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。   While maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21, the substrate 25 having electrical insulation is carried into the vacuum chamber 21 and placed on the surface of the stage 11. Here, a GaAs substrate having a diameter of 4 inches is used as the substrate 25. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 25 is made uniform in the plane.

図2を参照し、ステージ11の表面をここでは4つの区画A、B、C、Dに区分けし、静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内に位置する各静電吸着電極12にいずれも10Vの直流電圧を印加させる。
基板冷却装置26から冷却ガスを放出させて、ステージ11上の基板25を冷却させ、以後冷却を継続する。
Referring to FIG. 2, the surface of the stage 11 is divided into four sections A, B, C, and D here, and each electrostatic suction located in each section A, B, C, and D from the electrostatic suction power supply 15. A DC voltage of 10 V is applied to all the electrodes 12.
The cooling gas is discharged from the substrate cooling device 26 to cool the substrate 25 on the stage 11 and the cooling is continued thereafter.

エッチングガス導入部23から真空槽21内にエッチングガスを導入する。ここではエッチングガスとしてCl2ガスを用いる。
プラズマ生成電源29から対向電極27に高周波電圧を印加すると、導入されたエッチングガスがプラズマ化される。
An etching gas is introduced into the vacuum chamber 21 from the etching gas introduction unit 23. Here, Cl 2 gas is used as an etching gas.
When a high frequency voltage is applied from the plasma generation power source 29 to the counter electrode 27, the introduced etching gas is turned into plasma.

プラズマ中の電子は基板25に到達して、基板25は負に帯電され、ステージ11の表面に静電吸着される。静電吸着電極12にはいずれも同じ大きさの正電圧が印加されており、基板25の各区画A〜D内に位置する各部分は同一の大きさの静電吸着力でステージ11に吸着される。従って、基板25とステージ11との間の熱抵抗は各区画A〜D間で同一にされ、基板25の全体は均一に冷却される。   Electrons in the plasma reach the substrate 25, and the substrate 25 is negatively charged and electrostatically attracted to the surface of the stage 11. A positive voltage of the same magnitude is applied to the electrostatic chucking electrode 12, and each portion located in each of the sections A to D of the substrate 25 is chucked on the stage 11 with the same electrostatic chucking force. Is done. Therefore, the thermal resistance between the substrate 25 and the stage 11 is the same between the sections A to D, and the entire substrate 25 is uniformly cooled.

プラズマ中のラジカルは基板25の表面に到達して、基板25の表面がエッチングされる。
所定の時間エッチングを継続した後、プラズマ生成電源29からの電圧供給を停止すると、プラズマが消失して、基板25の静電吸着が解除される。
The radicals in the plasma reach the surface of the substrate 25, and the surface of the substrate 25 is etched.
When the voltage supply from the plasma generation power supply 29 is stopped after the etching is continued for a predetermined time, the plasma disappears and the electrostatic adsorption of the substrate 25 is released.

エッチングガス導入部23からのエッチングガスの導入を停止し、基板冷却装置26からの冷却ガスの放出を停止する。
真空槽21内の真空雰囲気を維持しながら基板25を真空槽21の外側に搬出する。
The introduction of the etching gas from the etching gas introduction unit 23 is stopped, and the discharge of the cooling gas from the substrate cooling device 26 is stopped.
The substrate 25 is carried out of the vacuum chamber 21 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21.

基板25の単位時間当たりに削られた深さである加工レートを各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A〜Dに対応する各部分の加工レートはいずれも20Å/minであった。   When the processing rate, which is the depth cut per unit time of the substrate 25, is determined for each part corresponding to each of the sections A to D, the processing rate of each part corresponding to each of the sections A to D is 20 Å / min.

次いで、実施例として、真空槽21内の真空雰囲気を維持しながら別の基板25を搬入し、ステージ11の表面上に載置する。基板25には直径4インチのGaAs基板を用いる。基板25の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。   Next, as an example, another substrate 25 is carried in and maintained on the surface of the stage 11 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21. As the substrate 25, a GaAs substrate having a diameter of 4 inches is used. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 25 is made uniform in the plane.

静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内に位置する静電吸着電極12に、ここではそれぞれ0、20、−20、10Vの直流電圧を印加させると、基板25はステージ11の表面に静電吸着される。
基板冷却装置26から冷却ガスを放出させて、ステージ11上の基板25を冷却させ、以後冷却を継続する。
When a DC voltage of 0, 20, -20, or 10 V is applied to the electrostatic chucking electrodes 12 located in the sections A, B, C, and D from the electrostatic chucking power supply 15, respectively, the substrate 25 is moved to the stage 11. It is electrostatically adsorbed on the surface.
The cooling gas is discharged from the substrate cooling device 26 to cool the substrate 25 on the stage 11 and the cooling is continued thereafter.

区画毎に異なる値の電圧が印加されているので、区画毎の静電吸着力の大きさは異なり、区画毎に基板25とステージ11との間の熱抵抗が異なっている。
比較例と同様にして、エッチングガス導入部23から真空槽21内にエッチングガスを導入する。エッチングガスにはCl2ガスを用いる。
Since different values of voltage are applied to each section, the magnitude of the electrostatic attraction force is different for each section, and the thermal resistance between the substrate 25 and the stage 11 is different for each section.
In the same manner as in the comparative example, the etching gas is introduced into the vacuum chamber 21 from the etching gas introduction unit 23. An etching gas is Cl 2 gas.

プラズマ生成電源29から対向電極27に高周波電圧を印加すると、導入されたエッチングガスがプラズマ化される。プラズマ中のラジカルは基板25の表面に到達して、基板25の表面がエッチングされる。   When a high frequency voltage is applied from the plasma generation power source 29 to the counter electrode 27, the introduced etching gas is turned into plasma. The radicals in the plasma reach the surface of the substrate 25, and the surface of the substrate 25 is etched.

所定の時間エッチングを継続した後、プラズマ生成電源29からの電圧供給を停止し、エッチングガス導入部23からのエッチングガスの導入を停止する。基板冷却装置26からの冷却ガスの放出を停止する。   After the etching is continued for a predetermined time, the voltage supply from the plasma generation power supply 29 is stopped, and the introduction of the etching gas from the etching gas introduction unit 23 is stopped. Release of the cooling gas from the substrate cooling device 26 is stopped.

各区画A〜D内に位置する静電吸着電極12に以前とは逆極性の直流電圧を印加して、基板25の静電吸着を解除させた後、真空槽21内の真空雰囲気を維持しながら基板25を真空槽21の外側に搬出する。   After applying a DC voltage having a reverse polarity to the electrostatic adsorption electrode 12 located in each of the sections A to D to release the electrostatic adsorption of the substrate 25, the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 21 is maintained. Then, the substrate 25 is carried out of the vacuum chamber 21.

基板25の単位時間当たりに削られた深さである加工レートを各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A、B、C、Dに対応する各部分の加工レートはそれぞれ20、20、30、5Å/minであった。   When the processing rate, which is the depth cut per unit time of the substrate 25, is obtained for each part corresponding to each of the sections A to D, the processing rate of each part corresponding to each of the sections A, B, C, D is as follows. They were 20, 20, 30, 5 Å / min, respectively.

比較例と実施例の計測結果を表1にまとめて示す。   Table 1 summarizes the measurement results of the comparative example and the example.

Figure 2012059858
Figure 2012059858

つまり、各静電吸着電極12に区画毎に異なる値の電圧を印加して基板25を静電吸着させることで、区画毎に異なる加工レートでエッチングできることがわかる。   In other words, it can be understood that etching can be performed at different processing rates for each section by applying a voltage having a different value for each section to each electrostatic chucking electrode 12 to electrostatically attract the substrate 25.

<静電吸着装置を有する真空処理装置の第二例>
本発明の静電吸着装置10を有する真空処理装置の第二例としてスパッタ成膜装置を説明する。
<Second example of vacuum processing apparatus having electrostatic adsorption apparatus>
A sputtering film forming apparatus will be described as a second example of a vacuum processing apparatus having the electrostatic adsorption apparatus 10 of the present invention.

図4はスパッタ成膜装置30の内部構成図を示している。
スパッタ成膜装置30は、真空槽31と、真空排気装置32と、本発明の静電吸着装置10と、基板冷却装置36と、スパッタガス導入部33と、バッキングプレート37と、スパッタ電源39とを有している。
静電吸着装置10のステージ11は真空槽31内に配置され、制御回路14と、静電吸着電源15と、制御装置17は真空槽31の外側に配置されている。
FIG. 4 shows an internal configuration diagram of the sputter deposition apparatus 30.
The sputter deposition apparatus 30 includes a vacuum chamber 31, an evacuation apparatus 32, an electrostatic adsorption apparatus 10 according to the present invention, a substrate cooling apparatus 36, a sputter gas introduction unit 33, a backing plate 37, and a sputter power supply 39. have.
The stage 11 of the electrostatic adsorption device 10 is disposed in the vacuum chamber 31, and the control circuit 14, the electrostatic adsorption power source 15, and the control device 17 are disposed outside the vacuum chamber 31.

バッキングプレート37はステージ11の表面と離間して対面する位置に配置され、バッキングプレート37のステージ11の表面と対面する面にはターゲット34が密着して固定されている。
スパッタ電源39はバッキングプレート37に電気的に接続され、ここではバッキングプレート37に高周波電圧を印加できるように構成されている。
The backing plate 37 is disposed at a position facing the surface of the stage 11 while being separated from the surface of the stage 11, and the target 34 is fixed in close contact with the surface of the backing plate 37 facing the surface of the stage 11.
The sputter power source 39 is electrically connected to the backing plate 37, and is configured so that a high frequency voltage can be applied to the backing plate 37 here.

ステージ11には表面と裏面とを貫通する貫通孔が設けられ、基板冷却装置36はステージ11の裏面側から貫通孔に接続されている。基板冷却装置36は貫通孔内に温度管理された冷却ガスを放出できるように構成されている。   The stage 11 is provided with a through hole penetrating the front surface and the back surface, and the substrate cooling device 36 is connected to the through hole from the back surface side of the stage 11. The substrate cooling device 36 is configured to be able to release a cooling gas whose temperature is controlled in the through hole.

ステージ11の表面に基板35が配置された状態で、基板冷却装置36から冷却ガスを放出させると、冷却ガスはステージ11の表面と基板35の裏面との間を流れて、基板35が冷却されるようになっている。   When the cooling gas is discharged from the substrate cooling device 36 with the substrate 35 placed on the surface of the stage 11, the cooling gas flows between the surface of the stage 11 and the back surface of the substrate 35, and the substrate 35 is cooled. It has become so.

基板35とステージ11との間の熱抵抗が均一な場合には、基板35の裏面全体が均一に冷却されるようになっている。
真空排気装置32は真空槽31内に接続され、真空槽31内を真空排気できるように構成されている。スパッタガス導入部33は真空槽31内に接続され、真空槽31内にスパッタガスを導入できるように構成されている。
When the thermal resistance between the substrate 35 and the stage 11 is uniform, the entire back surface of the substrate 35 is uniformly cooled.
The evacuation device 32 is connected to the inside of the vacuum chamber 31 and is configured so that the inside of the vacuum chamber 31 can be evacuated. The sputter gas introduction unit 33 is connected to the inside of the vacuum chamber 31 and is configured so that the sputter gas can be introduced into the vacuum chamber 31.

真空槽31は接地電位におかれている。
スパッタ成膜装置30の使用方法を、TiOx薄膜のスパッタ成膜を例に説明する(xは0より大きく2以下の実数である)。
The vacuum chamber 31 is at ground potential.
A method of using the sputter deposition apparatus 30 will be described by taking sputter deposition of a TiO x thin film as an example (x is a real number greater than 0 and less than or equal to 2).

まず、比較例として、真空排気装置32により、真空槽31内を真空排気する。以後真空排気を継続して、真空槽31内の真空雰囲気を維持する。
バッキングプレート37の表面にはあらかじめTiOxのターゲット34が固定されている。
First, as a comparative example, the vacuum chamber 31 is evacuated by the vacuum evacuation device 32. Thereafter, evacuation is continued, and the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 31 is maintained.
A TiO x target 34 is fixed to the surface of the backing plate 37 in advance.

真空槽31内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽31内に電気絶縁性を有する基板35を搬入し、ステージ11の表面に載置する。基板35の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。   While maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 31, the substrate 35 having electrical insulation is carried into the vacuum chamber 31 and placed on the surface of the stage 11. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 35 is made uniform in the plane.

図2を参照し、ステージ11の表面をここでは4つの区画A、B、C、Dに区分けし、静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内に位置する各静電吸着電極12にいずれも10Vの直流電圧を印加させる。
図4を参照し、基板冷却装置36から冷却ガスを放出させて、ステージ11上の基板35を冷却させ、以後冷却を継続する。
Referring to FIG. 2, the surface of the stage 11 is divided into four sections A, B, C, and D here, and each electrostatic suction located in each section A, B, C, and D from the electrostatic suction power supply 15. A DC voltage of 10 V is applied to all the electrodes 12.
With reference to FIG. 4, the cooling gas is discharged from the substrate cooling device 36 to cool the substrate 35 on the stage 11, and the cooling is continued thereafter.

スパッタガス導入部33から真空槽31内にスパッタガスを導入する。ここではスパッタガスとしてArガスを用いる。
スパッタ電源39からバッキングプレート37に高周波電圧を印加すると、導入されたスパッタガスがプラズマ化される。
A sputtering gas is introduced into the vacuum chamber 31 from the sputtering gas introduction part 33. Here, Ar gas is used as the sputtering gas.
When a high frequency voltage is applied from the sputtering power source 39 to the backing plate 37, the introduced sputtering gas is turned into plasma.

プラズマ中の電子は基板35に到達して、基板35は負に帯電され、ステージ11の表面に静電吸着される。静電吸着電極12にはいずれも同じ大きさの正電圧が印加されており、基板35の各区画A〜D内に位置する各部分は同一の大きさの静電吸着力でステージ11に吸着される。従って、基板35とステージ11との間の熱抵抗は各区画A〜D間で同一にされ、基板35の全体は均一に冷却される。   Electrons in the plasma reach the substrate 35, the substrate 35 is negatively charged, and is electrostatically attracted to the surface of the stage 11. A positive voltage of the same magnitude is applied to the electrostatic chucking electrode 12, and each part located in each of the sections A to D of the substrate 35 is chucked to the stage 11 with the same electrostatic chucking force. Is done. Therefore, the thermal resistance between the substrate 35 and the stage 11 is the same between the sections A to D, and the entire substrate 35 is uniformly cooled.

プラズマ中のイオンはターゲット34の表面に入射して、ターゲット34をスパッタする。ターゲット34から放出されたTiOxの粒子は、基板35の表面に到達して、基板35の表面にTiOxの薄膜が成膜される。
所定の時間スパッタを継続した後、スパッタ電源39からの電圧供給を停止すると、プラズマが消失して、基板35の静電吸着が解除される。
Ions in the plasma are incident on the surface of the target 34 and sputter the target 34. The TiO x particles released from the target 34 reach the surface of the substrate 35, and a TiO x thin film is formed on the surface of the substrate 35.
When the supply of voltage from the sputtering power source 39 is stopped after the sputtering is continued for a predetermined time, the plasma disappears and the electrostatic adsorption of the substrate 35 is released.

スパッタガス導入部33からのスパッタガスの導入を停止し、基板冷却装置36からの冷却ガスの放出を停止する。
真空槽31内の真空雰囲気を維持しながら基板35を真空槽31の外側に搬出する。
The introduction of the sputtering gas from the sputtering gas introduction unit 33 is stopped, and the discharge of the cooling gas from the substrate cooling device 36 is stopped.
The substrate 35 is carried out of the vacuum chamber 31 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 31.

基板35に形成されたTiOxの薄膜の体積抵抗率を各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A〜Dに対応する各部分の体積抵抗率はいずれも1014Ω/cm3であった。 When the volume resistivity of the TiO x thin film formed on the substrate 35 is determined in each part corresponding to each of the sections A to D, the volume resistivity of each part corresponding to each of the sections A to D is 10 14 Ω. / Cm 3 .

次いで、実施例として、真空槽31内の真空雰囲気を維持しながら別の基板35を搬入し、ステージ11の表面上に載置する。基板35の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。
静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内の静電吸着電極12に、ここではそれぞれ0、20、−20、10Vの直流電圧を印加させると、基板35はステージ11の表面に静電吸着される。
Next, as an example, another substrate 35 is carried in and maintained on the surface of the stage 11 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 31. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 35 is made uniform in the plane.
When a DC voltage of 0, 20, -20, or 10 V is applied to the electrostatic chucking electrodes 12 in the sections A, B, C, and D from the electrostatic chucking power source 15, the substrate 35 becomes the surface of the stage 11. Is electrostatically adsorbed on the surface.

基板冷却装置36から冷却ガスを放出させて、ステージ11上の基板35を冷却させ、以後冷却を継続する。
区画毎に異なる値の電圧が印加されているので、区画毎の静電吸着力の大きさは異なり、区画毎に基板35とステージ11との間の熱抵抗が異なっている。
比較例と同様にして、スパッタガス導入部33から真空槽31内にスパッタガスを導入する。
Cooling gas is discharged from the substrate cooling device 36 to cool the substrate 35 on the stage 11, and then cooling is continued.
Since different values of voltage are applied to each section, the magnitude of the electrostatic attraction force is different for each section, and the thermal resistance between the substrate 35 and the stage 11 is different for each section.
As in the comparative example, the sputtering gas is introduced into the vacuum chamber 31 from the sputtering gas introduction unit 33.

スパッタ電源39からバッキングプレート37に高周波電圧を印加すると、導入されたスパッタガスがプラズマ化される。プラズマ中のイオンはターゲット34の表面に入射して、ターゲット34の表面をスパッタする。ターゲット34から放出されたTiOxの粒子は、基板35の表面に到達して、基板35の表面にTiOxの薄膜が成膜される。 When a high frequency voltage is applied from the sputtering power source 39 to the backing plate 37, the introduced sputtering gas is turned into plasma. Ions in the plasma are incident on the surface of the target 34 and sputter the surface of the target 34. The TiO x particles released from the target 34 reach the surface of the substrate 35, and a TiO x thin film is formed on the surface of the substrate 35.

所定の時間スパッタを継続した後、スパッタ電源39からの電圧供給を停止し、スパッタガス導入部33からのスパッタガスの導入を停止する。基板冷却装置36からの冷却ガスの放出を停止する。   After the sputtering is continued for a predetermined time, the voltage supply from the sputtering power source 39 is stopped, and the introduction of the sputtering gas from the sputtering gas introduction unit 33 is stopped. Release of the cooling gas from the substrate cooling device 36 is stopped.

各区画A〜D内に位置する静電吸着電極12に以前とは逆極性の直流電圧を印加して、基板35の静電吸着を解除させた後、真空槽31内の真空雰囲気を維持しながら基板35を真空槽31の外側に搬出する。   After applying a DC voltage having a reverse polarity to the electrostatic adsorption electrodes 12 located in the sections A to D to release the electrostatic adsorption of the substrate 35, the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 31 is maintained. Then, the substrate 35 is carried out of the vacuum chamber 31.

基板35に形成されたTiOxの薄膜の体積抵抗率を各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A、B、C、Dに対応する各部分の体積抵抗率はそれぞれ1013、1012、1012、1014Ω/cm3であった。 When the volume resistivity of the thin film of TiO x formed on the substrate 35 is determined in each part corresponding to each of the sections A to D, the volume resistivity of each part corresponding to each of the sections A, B, C, D is respectively 10 13 , 10 12 , 10 12 , 10 14 Ω / cm 3 .

比較例と実施例の計測結果を表2にまとめて示す。   Table 2 summarizes the measurement results of the comparative example and the example.

Figure 2012059858
Figure 2012059858

つまり、各静電吸着電極12に区画毎に異なる値の電圧を印加して基板35を吸着させることで、区画毎に異なる体積抵抗率のTiOx薄膜を成膜できることがわかる。 That is, it can be seen that a TiO x thin film having a different volume resistivity can be formed for each section by applying a voltage having a different value to each electrostatic adsorption electrode 12 to adsorb the substrate 35.

<静電吸着装置の第三の実施例>
本発明の静電吸着装置10を有する真空処理装置の第三例としてプラズマCVD成膜装置を説明する。
図5はCVD成膜装置40の内部構成図を示している。
<Third embodiment of electrostatic adsorption device>
A plasma CVD film forming apparatus will be described as a third example of a vacuum processing apparatus having the electrostatic adsorption apparatus 10 of the present invention.
FIG. 5 shows an internal configuration diagram of the CVD film forming apparatus 40.

CVD成膜装置40は、真空槽41と、真空排気装置42と、本発明の静電吸着装置10と、基板加熱装置と、シャワープレート47と、原料ガス源44と、反応ガス源43と、プラズマ生成電源49とを有している。
静電吸着装置10のステージ11は真空槽41内に配置され、制御回路14と、静電吸着電源15と、制御装置17は真空槽41の外側に配置されている。
The CVD film formation apparatus 40 includes a vacuum chamber 41, an evacuation apparatus 42, an electrostatic adsorption apparatus 10 of the present invention, a substrate heating apparatus, a shower plate 47, a source gas source 44, a reaction gas source 43, And a plasma generation power source 49.
The stage 11 of the electrostatic adsorption device 10 is disposed in the vacuum chamber 41, and the control circuit 14, the electrostatic adsorption power source 15, and the control device 17 are disposed outside the vacuum chamber 41.

シャワープレート47は中空の筐体であり、一面に複数の放出孔が設けられている。
シャワープレート47はステージ11の表面と離間して対面する位置に配置され、放出孔が設けられた面はステージ11の表面と対面するように向けられている。
The shower plate 47 is a hollow casing, and a plurality of discharge holes are provided on one surface.
The shower plate 47 is disposed at a position facing the surface of the stage 11 so as to be separated from the surface of the stage 11, and the surface provided with the discharge hole is directed to face the surface of the stage 11.

原料ガス源44と反応ガス源43は、それぞれ原料ガスと、原料ガスと混ざると反応する反応ガスとを放出するように構成されている。
原料ガス源44と反応ガス源43はそれぞれシャワープレート47に接続され、原料ガス源44から放出された原料ガスと反応ガス源43から放出された反応ガスは、シャワープレート47の放出孔に到達するまでは互いに混ざることはなく、放出孔から真空槽41内に放出されてから混ざるようにされている。
The source gas source 44 and the reaction gas source 43 are configured to release a source gas and a reaction gas that reacts when mixed with the source gas.
The source gas source 44 and the reaction gas source 43 are respectively connected to the shower plate 47, and the source gas released from the source gas source 44 and the reaction gas released from the reaction gas source 43 reach the discharge holes of the shower plate 47. Until they are mixed with each other, they are mixed after being discharged into the vacuum chamber 41 from the discharge hole.

シャワープレート47にはプラズマ生成電源49が電気的に接続され、シャワープレート47に高周波電圧を印加できるように構成されている。
基板加熱装置はここでは電熱抵抗が埋め込まれたホットプレート48と、加熱電源50とを有している。ホットプレート48はステージ11の裏面に配置され、加熱電源50はホットプレート48内部の電熱抵抗に電気的に接続されている。
A plasma generation power source 49 is electrically connected to the shower plate 47 so that a high frequency voltage can be applied to the shower plate 47.
Here, the substrate heating apparatus has a hot plate 48 in which an electrothermal resistance is embedded, and a heating power source 50. The hot plate 48 is disposed on the back surface of the stage 11, and the heating power supply 50 is electrically connected to an electric heating resistor inside the hot plate 48.

加熱電源50から電熱抵抗に直流電流を流すと、電熱抵抗は発熱して、ステージ11と、ステージ11上に配置された基板45とを加熱するようになっている。
基板45とステージ11との間の熱抵抗が均一な場合には、基板45の裏面全体が均一に加熱されるようになっている。
真空排気装置42は真空槽41内に接続され、真空槽41内を真空排気できるように構成されている。
真空槽41は接地電位におかれている。
When a direct current is passed from the heating power supply 50 to the electrothermal resistor, the electrothermal resistor generates heat and heats the stage 11 and the substrate 45 disposed on the stage 11.
When the thermal resistance between the substrate 45 and the stage 11 is uniform, the entire back surface of the substrate 45 is heated uniformly.
The vacuum exhaust device 42 is connected to the inside of the vacuum chamber 41 so that the inside of the vacuum chamber 41 can be evacuated.
The vacuum chamber 41 is at ground potential.

CVD成膜装置40の使用方法をSiN薄膜のCVD成膜を例に説明する。
まず、比較例として、真空排気装置42により、真空槽41内を真空排気する。以後真空排気を継続して、真空槽41内の真空雰囲気を維持する。
A method of using the CVD film forming apparatus 40 will be described by taking the CVD film formation of a SiN thin film as an example.
First, as a comparative example, the vacuum chamber 41 is evacuated by the vacuum evacuation device 42. Thereafter, evacuation is continued, and the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 41 is maintained.

真空槽41内の真空雰囲気を維持したまま、真空槽41内に電気絶縁性を有する基板45を搬入し、ステージ11の表面に載置する。基板45の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。   While maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 41, the substrate 45 having electrical insulation is carried into the vacuum chamber 41 and placed on the surface of the stage 11. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 45 is made uniform in the plane.

図2を参照し、ステージ11の表面をここでは4つの区画A、B、C、Dに区分けし、静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内に位置する各静電吸着電極12にいずれも10Vの直流電圧を印加させる。
図5を参照し、加熱電源50からホットプレート48内部の電熱抵抗に直流電流を流して、ステージ11上の基板45を加熱させ、以後加熱を継続する。
Referring to FIG. 2, the surface of the stage 11 is divided into four sections A, B, C, and D here, and each electrostatic suction located in each section A, B, C, and D from the electrostatic suction power supply 15. A DC voltage of 10 V is applied to all the electrodes 12.
Referring to FIG. 5, a direct current is passed from the heating power source 50 to the electric heating resistor inside the hot plate 48 to heat the substrate 45 on the stage 11, and then the heating is continued.

ここでは原料ガスにSiH4ガスを使用し、反応ガスにNH3ガスを使用する。
原料ガス源44と反応ガス源43から原料ガスと反応ガスをそれぞれ放出させると、原料ガスと反応ガスはシャワープレート47の放出孔から真空槽41内に放出されて混じり合う。
Here, SiH 4 gas is used as the source gas, and NH 3 gas is used as the reaction gas.
When the source gas and the reaction gas are respectively released from the source gas source 44 and the reaction gas source 43, the source gas and the reaction gas are released from the discharge holes of the shower plate 47 into the vacuum chamber 41 and mixed.

プラズマ生成電源49からシャワープレート47に高周波電圧を印加すると、放出された原料ガスと反応ガスがプラズマ化される。
プラズマ中の電子は基板45に到達して、基板45は負に帯電され、ステージ11の表面に静電吸着される。静電吸着電極12にはいずれも同じ大きさの正電圧が印加されており、基板45の各区画A〜D内に位置する各部分は同一の大きさの静電吸着力でステージ11に吸着される。従って、基板45とステージ11との間の熱抵抗は各区画A〜D間で同一にされ、基板45の全体は均一に加熱される。
When a high frequency voltage is applied from the plasma generation power source 49 to the shower plate 47, the released source gas and reaction gas are turned into plasma.
Electrons in the plasma reach the substrate 45, and the substrate 45 is negatively charged and electrostatically attracted to the surface of the stage 11. A positive voltage of the same magnitude is applied to the electrostatic chucking electrode 12, and each portion located in each of the sections A to D of the substrate 45 is chucked on the stage 11 with the same electrostatic chucking force. Is done. Therefore, the thermal resistance between the substrate 45 and the stage 11 is the same between the sections A to D, and the entire substrate 45 is heated uniformly.

プラズマ中のラジカルは加熱された基板45上で化学反応を起こし、基板45の表面にSiNの薄膜が形成される。
所定の時間CVD成膜を継続した後、プラズマ生成電源49からの電圧供給を停止すると、プラズマが消失して、基板45の静電吸着が解除される。
The radicals in the plasma cause a chemical reaction on the heated substrate 45, and a SiN thin film is formed on the surface of the substrate 45.
After the CVD film formation is continued for a predetermined time, when the voltage supply from the plasma generation power supply 49 is stopped, the plasma disappears and the electrostatic adsorption of the substrate 45 is released.

原料ガス源44と反応ガス源43からの原料ガスと反応ガスの放出を停止し、加熱電源50からの電流供給を停止する。
真空槽41内の真空雰囲気を維持しながら基板45を真空槽41の外側に搬出する。
Release of the source gas and the reaction gas from the source gas source 44 and the reaction gas source 43 is stopped, and the current supply from the heating power source 50 is stopped.
The substrate 45 is carried out of the vacuum chamber 41 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 41.

基板45に形成されたSiNの薄膜の屈折率を各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A〜Dに対応する各部分の屈折率はいずれも1.9であった。   When the refractive index of the SiN thin film formed on the substrate 45 was determined in each part corresponding to each of the sections A to D, the refractive index of each part corresponding to each of the sections A to D was 1.9. .

次いで、実施例として、真空槽41内の真空雰囲気を維持しながら別の基板45を搬入し、ステージ11の表面上に載置する。基板45の静電容量の面内分布は面内で均一にされている。
静電吸着電源15から各区画A、B、C、D内に位置する静電吸着電極12に、ここではそれぞれ0、20、−20、10Vの直流電圧を印加させると、基板45はステージ11の表面に静電吸着される。
Next, as an example, another substrate 45 is carried in and maintained on the surface of the stage 11 while maintaining the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 41. The in-plane distribution of the capacitance of the substrate 45 is made uniform in the plane.
When a DC voltage of 0, 20, -20, or 10 V is applied to the electrostatic chucking electrodes 12 located in the sections A, B, C, and D from the electrostatic chucking power source 15, respectively, the substrate 45 is moved to the stage 11. It is electrostatically adsorbed on the surface.

加熱電源50からホットプレート48内部の電熱抵抗に直流電流を流して、ステージ11上の基板45を加熱させ、以後加熱を継続する。
区画毎に異なる値の電圧が印加されているので、区画毎の静電吸着力の大きさは異なり、区画毎に基板45とステージ11との間の熱抵抗が異なっている。
A direct current is supplied from the heating power source 50 to the electric heating resistor inside the hot plate 48 to heat the substrate 45 on the stage 11 and the heating is continued thereafter.
Since different values of voltage are applied to each section, the magnitude of the electrostatic adsorption force for each section is different, and the thermal resistance between the substrate 45 and the stage 11 is different for each section.

比較例と同様にして、原料ガス源44と反応ガス源43から原料ガスと反応ガスをそれぞれ放出させると、原料ガスと反応ガスはシャワープレート47の放出孔から真空槽41内に放出されて混じり合う。   Similarly to the comparative example, when the source gas and the reaction gas are respectively released from the source gas source 44 and the reaction gas source 43, the source gas and the reaction gas are released into the vacuum chamber 41 from the discharge hole of the shower plate 47 and mixed. Fit.

プラズマ生成電源49からシャワープレート47に高周波電圧を印加すると、放出された原料ガスと反応ガスがプラズマ化される。プラズマ中のラジカルは加熱された基板45上で化学反応を起こし、基板45の表面にSiNの薄膜が形成される。   When a high frequency voltage is applied from the plasma generation power source 49 to the shower plate 47, the released source gas and reaction gas are turned into plasma. The radicals in the plasma cause a chemical reaction on the heated substrate 45, and a SiN thin film is formed on the surface of the substrate 45.

所定の時間CVD成膜を継続した後、プラズマ生成電源49からの電圧供給を停止し、原料ガス源44と反応ガス源43からの原料ガスと反応ガスの放出を停止する。加熱電源50からの電流供給を停止する。   After the CVD film formation is continued for a predetermined time, the voltage supply from the plasma generation power source 49 is stopped, and the release of the source gas and the reaction gas from the source gas source 44 and the reaction gas source 43 is stopped. The current supply from the heating power supply 50 is stopped.

各区画A〜D内に位置する静電吸着電極12に以前とは逆極性の直流電圧を印加して、基板45の静電吸着を解除させた後、真空槽41内の真空雰囲気を維持しながら基板45を真空槽41の外側に搬出する。   After applying a DC voltage having the opposite polarity to the electrostatic adsorption electrode 12 located in each of the sections A to D to release the electrostatic adsorption of the substrate 45, the vacuum atmosphere in the vacuum chamber 41 is maintained. Then, the substrate 45 is carried out of the vacuum chamber 41.

基板45に形成されたSiNの薄膜の屈折率を各区画A〜Dに対応する各部分でそれぞれ求めると、各区画A、B、C、Dに対応する各部分の屈折率はそれぞれ1.8、1.9、2.1、1.9であった。   When the refractive index of the SiN thin film formed on the substrate 45 is determined in each part corresponding to each of the sections A to D, the refractive index of each part corresponding to each of the sections A, B, C, D is 1.8. 1.9, 2.1, and 1.9.

比較例と実施例の計測結果を表3にまとめて示す。   Table 3 summarizes the measurement results of the comparative example and the example.

Figure 2012059858
Figure 2012059858

つまり、各静電吸着電極12に区画毎に異なる値の電圧を印加して基板45を吸着させることで、区画毎に異なる屈折率のSiN薄膜を成膜できることがわかる。   That is, it can be seen that SiN thin films having different refractive indexes can be formed for each section by applying a voltage having a different value to each electrostatic adsorption electrode 12 to adsorb the substrate 45.

上記説明の実施例では、静電容量の面内分布が均一な基板に対して、各区画内に位置する静電吸着電極に区画毎に異なる値の電圧を印加して、基板の各区画内に位置する互いに異なる部分を互いに異なる大きさの力で静電吸着させ、互いに異なる形状を形成させ、または互いに異なる性質の薄膜を形成させたが、本発明は、静電容量の面内分布が均一ではない基板に対して、面内分布が分かっている場合には、面内分布に従って区画を区分けし、各区画内に位置する静電吸着電極に区画毎に異なる値の電圧を印加して、基板の面内を同一の大きさの力で静電吸着させ、面内で同一の形状を形成させ、または面内で同一の性質の薄膜を形成させることもできる。   In the embodiment described above, a voltage having a different value for each section is applied to the electrostatic adsorption electrode located in each section with respect to the substrate having a uniform in-plane electrostatic capacitance distribution. Although different portions located in each other are electrostatically adsorbed by forces of different magnitudes to form different shapes or thin films having different properties, the present invention has an in-plane distribution of capacitance. When the in-plane distribution is known for a non-uniform substrate, sections are divided according to the in-plane distribution, and different values of voltage are applied to the electrostatic adsorption electrodes located in each section. The surface of the substrate can be electrostatically adsorbed with the same magnitude of force to form the same shape within the surface, or a thin film having the same properties can be formed within the surface.

本発明の静電吸着装置10を有する真空処理装置20、30、40のプラズマ生成手段は、真空槽内に導入されたガスをプラズマ化できるならば上記構成に限定されず、平行平板型、マグネトロン型、ECR型、ヘリコン型、ICP型等の他の公知技術で構成することもできる。   The plasma generating means of the vacuum processing apparatuses 20, 30, and 40 having the electrostatic attraction apparatus 10 of the present invention is not limited to the above configuration as long as the gas introduced into the vacuum chamber can be converted into plasma. It can also be constituted by other known techniques such as a mold, an ECR type, a helicon type, and an ICP type.

本発明の静電吸着装置10は、上述のように、プラズマエッチング装置20と、スパッタ成膜装置30と、CVD成膜装置40とで使用するものに限定されず、プラズマアッシング装置等の基板の処理にプラズマを使用する他の真空処理装置で使用することもできる。   As described above, the electrostatic adsorption apparatus 10 of the present invention is not limited to the one used in the plasma etching apparatus 20, the sputter film forming apparatus 30, and the CVD film forming apparatus 40. It can also be used in other vacuum processing equipment that uses plasma for processing.

また本発明の静電吸着装置10は、少なくとも一の区画内に位置する静電吸着電極に正電圧が印加され、他の区画内に位置する静電吸着電極に負電圧が印加されて双極型の静電吸着装置として使用される場合には、真空蒸着装置等の基板の処理にプラズマを使用しない真空処理装置で使用することもできる。   Further, the electrostatic adsorption device 10 of the present invention is a bipolar type in which a positive voltage is applied to an electrostatic adsorption electrode located in at least one section and a negative voltage is applied to an electrostatic adsorption electrode located in another section. When used as an electrostatic attraction apparatus, a vacuum processing apparatus that does not use plasma for processing a substrate, such as a vacuum deposition apparatus, can also be used.

本発明の静電吸着装置10で吸着対象とする基板や基板に形成する薄膜は、電気絶縁性を有するものであれば上述の材質に限定されず、Al23、SiO2、PZT、LiNbO3、SiC等の材質も用いることができる。 The substrate to be adsorbed by the electrostatic adsorption device 10 of the present invention and the thin film formed on the substrate are not limited to the above materials as long as they have electrical insulation properties, and Al 2 O 3 , SiO 2 , PZT, LiNbO. 3. Materials such as SiC can also be used.

10……静電吸着装置
11……ステージ
12……静電吸着電極
15……静電吸着電源
10 …… Electrostatic adsorption device 11 …… Stage 12 …… Electrostatic adsorption electrode 15 …… Electrostatic adsorption power source

Claims (2)

表面が平面状にされた誘電体から成るステージと、
前記ステージの内部に互いに離間して配置された三個以上の静電吸着電極と、
各前記静電吸着電極に直流電圧を印加する静電吸着電源と、
を有する静電吸着装置であって、
前記ステージの前記表面を、一の区画が他の区画に含まれることがなく、かつ各区画がそれぞれ複数個の前記静電吸着電極を含むように、複数の区画に区分けしたとき、
各区画内に位置する前記静電吸着電極には区画毎に同一の値の電圧が印加され、
隣り合う二つの前記区画内に位置する前記静電吸着電極には区画毎に互いに異なる値の電圧が印加されるように構成された静電吸着装置。
A stage made of a dielectric with a planar surface;
Three or more electrostatic chucking electrodes disposed apart from each other inside the stage; and
An electrostatic adsorption power source for applying a DC voltage to each of the electrostatic adsorption electrodes;
An electrostatic adsorption device having
When the surface of the stage is divided into a plurality of sections so that one section is not included in another section and each section includes a plurality of electrostatic adsorption electrodes, respectively.
A voltage having the same value is applied to each electrostatic adsorption electrode located in each compartment for each compartment,
An electrostatic adsorption device configured such that different electrostatic voltages are applied to each of the electrostatic adsorption electrodes positioned in two adjacent compartments.
各前記静電吸着電極の前記ステージの前記表面に平行な断面積は1cm2以下である請求項1記載の静電吸着装置。 The electrostatic attraction apparatus according to claim 1, wherein a cross-sectional area of each electrostatic attraction electrode parallel to the surface of the stage is 1 cm 2 or less.
JP2010200531A 2010-09-08 2010-09-08 Thin film formation method, etching method Active JP5685408B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010200531A JP5685408B2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Thin film formation method, etching method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010200531A JP5685408B2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Thin film formation method, etching method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012059858A true JP2012059858A (en) 2012-03-22
JP5685408B2 JP5685408B2 (en) 2015-03-18

Family

ID=46056620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010200531A Active JP5685408B2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Thin film formation method, etching method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5685408B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180047400A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 삼성전자주식회사 electrostatic chuck assembly, semiconductor manufacturing apparatus having the same
KR20180082327A (en) * 2016-12-12 2018-07-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Apparatus for holding a substrate in a vacuum deposition process, system for depositing a layer on a substrate, and method for holding a substrate
JP2019096712A (en) * 2017-11-22 2019-06-20 大日本印刷株式会社 Substrate holding device and pattern formation device
KR20200088639A (en) * 2019-01-15 2020-07-23 주식회사 엘지화학 Electrostatic chuck and use of electrostatic chuck
CN114347457A (en) * 2021-12-28 2022-04-15 广州国显科技有限公司 Attaching system and attaching method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09223729A (en) * 1996-02-19 1997-08-26 Kyocera Corp Electrostatic chuck
JP2001035907A (en) * 1999-07-26 2001-02-09 Ulvac Japan Ltd Chuck device
JP2005136025A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Trecenti Technologies Inc Semiconductor manufacturing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and wafer stage
JP2006261489A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Ulvac Japan Ltd Attraction method using electrostatic attraction device
JP2007246983A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Seiko Epson Corp Film deposition apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09223729A (en) * 1996-02-19 1997-08-26 Kyocera Corp Electrostatic chuck
JP2001035907A (en) * 1999-07-26 2001-02-09 Ulvac Japan Ltd Chuck device
JP2005136025A (en) * 2003-10-29 2005-05-26 Trecenti Technologies Inc Semiconductor manufacturing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and wafer stage
JP2006261489A (en) * 2005-03-18 2006-09-28 Ulvac Japan Ltd Attraction method using electrostatic attraction device
JP2007246983A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Seiko Epson Corp Film deposition apparatus

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180047400A (en) * 2016-10-31 2018-05-10 삼성전자주식회사 electrostatic chuck assembly, semiconductor manufacturing apparatus having the same
KR102644272B1 (en) * 2016-10-31 2024-03-06 삼성전자주식회사 electrostatic chuck assembly
KR20180082327A (en) * 2016-12-12 2018-07-18 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Apparatus for holding a substrate in a vacuum deposition process, system for depositing a layer on a substrate, and method for holding a substrate
CN108474110A (en) * 2016-12-12 2018-08-31 应用材料公司 Equipment, the system for carrying out layer deposition on substrate and the method for keeping substrate for keeping substrate in vacuum deposition process
JP2019502017A (en) * 2016-12-12 2019-01-24 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated Apparatus for holding a substrate in a vacuum deposition process, system for depositing a layer on a substrate, and method for holding a substrate
KR102110749B1 (en) * 2016-12-12 2020-05-14 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Apparatus for holding a substrate in a vacuum deposition process, a system for depositing a layer on a substrate, and a method for holding a substrate
CN108474110B (en) * 2016-12-12 2020-10-20 应用材料公司 Device for holding a substrate in a vacuum deposition process, system for layer deposition on a substrate and method for holding a substrate
JP2019096712A (en) * 2017-11-22 2019-06-20 大日本印刷株式会社 Substrate holding device and pattern formation device
JP6996251B2 (en) 2017-11-22 2022-01-17 大日本印刷株式会社 Board holding device and pattern forming device
KR20200088639A (en) * 2019-01-15 2020-07-23 주식회사 엘지화학 Electrostatic chuck and use of electrostatic chuck
KR102522181B1 (en) * 2019-01-15 2023-04-14 주식회사 엘지화학 Electrostatic chuck and use of electrostatic chuck
CN114347457A (en) * 2021-12-28 2022-04-15 广州国显科技有限公司 Attaching system and attaching method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5685408B2 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7357664B2 (en) Substrate support with multiple embedded electrodes
TWI801409B (en) System for coupling a voltage to portions of a substrate
JP5960384B2 (en) Electrostatic chuck substrate and electrostatic chuck
KR102594473B1 (en) Semiconductor substrate supports with built-in RF shielding
US10276420B2 (en) Electrostatic chuck and semiconductor manufacturing apparatus
US9472434B2 (en) Locally heated multi-zone substrate support
JP5685408B2 (en) Thin film formation method, etching method
JP5851131B2 (en) Electrostatic chuck, vacuum processing equipment
JP2005223185A (en) Electrostatic chuck and its manufacturing method
JP2014091861A (en) Sputtering method and sputtering apparatus
JP2006179895A (en) Suction method
JP2009087979A (en) Substrate structure and its manufacturing method
JP4993694B2 (en) Plasma CVD apparatus and thin film forming method
JP2006339391A (en) Dry-etching apparatus
JP2017034042A (en) Wafer support device
JP2006066857A (en) Bipolar electrostatic chuck
US11410869B1 (en) Electrostatic chuck with differentiated ceramics
JP6348321B2 (en) Etching device
JPH02130915A (en) Plasma processing equipment
JP2006054445A (en) Attracting device
TWI645499B (en) Apparatus to support a substrate and method of operating an electrostatic clamp
JP5965676B2 (en) Retention method of processing object
JPH0395953A (en) Electrostatic holding type wafer susceptor
JPH01100922A (en) Dry etching apparatus
JPH03232226A (en) Etching device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130710

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20140704

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140704

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: 20150106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5685408

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250