JP2574066C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、静電吸引力により基板を吸着させるための静電吸着装置に関する。
近年、半導体製造において、静電吸着装置を用いて基板を固定し、エッチング
等の処理を行うことが多い。すなわち、基板の固定は静電吸引力によることから
、残留電荷により電極から基板を分離することが困難となる場合があり,速やか
に基板を分離することが要求される。そのため、基板への残留電荷を減少させる
必要がある。
【従来の技術】
従来、半導体製造における静電吸着装置は、電極が絶縁体に内包された静電チ
ャックの該電極に直流電源により高電圧を印加し、静電チャック上に載置した基
板との間で生じるクーロン力により該基板を静電吸着するものである。
ところで、該電極に長時間高電圧を印加して基板に電荷が溜まると、電極への
電圧印加を停止しても基板内に誘導された電荷が残存し、この残留電荷のみで該
基板が吸着状態を維持する。特にこの現象は、静電チェックの絶縁体をアルミナ
セラックスとしてエッチング等で高温に加熱する状態で使用される際に生じ易い
。
このような残留電荷は、長時間放置することで自然放電するが、強制的に残留
電荷を放電させる方法として、基板を静電チャックより分離する際、高電圧の印
加の停止後に交番電圧を除々に小さくさせながら印加することが試みられている
。
【発明が解決しようとする課題】
しかし、長時間放置で残留電荷を自然放電させることは製造工程中において好
ましくなく、また、交番電圧を印加する場合であっても高電圧印加により多量の
電荷が基板に蓄わえられていることから残留電荷が放電しにくく、該基板の分離
が困難である。
従って、静電チャック上の基板をリフトピン等で分離しようとする場合、該基
板に無理な応力が加わり、破損する場合があるという問題がある。
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、残留電荷の発生を抑制して
基板の分離を容易にする静電吸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題は、電極を内包する絶縁部材上に基板を吸着させる静電チャックと、
前記静電チャックの電極に所定の電圧を印加する直流電源と、前記静電チャック
に前記基板を吸着する際に第1の電圧を該直流電源より印加させ、基板の処理を
行う際に第1の電圧より低い第2の電圧を前記直流電源より印加させ、基板を前
記静電チャックから分離する際に前記直流電源からの電圧印加を停止させる電圧
制御部と、を有する構成とすることにより解決される。
【作用】
上述のように、静電チャック上に基板を直流電源により吸着させるに際し、電
圧制御部により吸着時には高電圧を印加させ、吸着後には吸着保持されている電
圧値まで低下させる。これにより必要以上の吸着力が静電チャックに発生せず、
所定の処理後に電圧を印加停止した場合に残留電荷の発生を最小限に抑制するこ
とが可能となる。従って、基板を静電チャックから分離する場合に破損を招くと
いう事態を回避することが可能となる。
【実施例】
図1に、本発明の一実施例の構成図を示す。図1の静電装着装置1において、
静電チャック2が絶縁部材3及びこれに内包される電極4により構成される。こ
の絶縁部材は、例えば厚さ200〜300μmでアルミナセラミックスで形成さ
れる。また、該静電チャック2上には、シリコンウエハ等の基板5が吸着される
。
一方、静電チャック2の電極4は高周波カットフィルタ6を介して直流電源7
に接続され、該直流電源7の一端は設置される。この直流電源7は、電圧制御部
8により、正の電圧若しくは負の電圧の一方を、例えば±1000V〜±150
0Vの任意の電圧値で電極4に印加する。
次に、図2に本発明の動作を説明するための図を示す。まず、電極4に電圧が
印加されない状態では、静電チャック2の表面には電荷が存在しない。そこで、
電圧制御部8により直流電源7からの電極4に、例えば1500Vの正の電圧が
印加する(図2(A)・)。この場合、印加電圧は高周波カットフィルタ6により
高周波成分が除去される。
電極4に正の電圧が印加されると、電極4には正電荷が帯電し、静電誘導によ
り絶縁部材3(静電チャック2)の表面には負電荷、基板5の下部には正電荷、
上部には負電荷がそれぞれ誘導される。このときの絶縁部材3の表面の負電荷と
基板5の下部の正電荷との電荷量の積に応じたクーロン力が生じ、静電チャック
2上に基板5が吸着され始める。
そして、1500Vの正の電圧は約10秒間印加され(図2(A)・)、その後
、徐々に電圧を低下させて(図2(A)・)、電圧印加開始時より15秒間に10
00Vの正電圧まで低下させる(図2(A)・)。これらは電圧制御部8により制
御される。すなわち、1000Vの正電圧は基板5を吸着保持するための電圧値
であり、必要以上の吸着力(クーロン力)が静電チャック2に発進しないように
している。一般に、残留電荷は、図2(B)に示すように、印加電圧の絶対値及
び時間にある程度比例しており、加熱して行うエッチング等の処理終了(時間t
)まで基板5を保持できる電圧値で吸着することから、(図2(A)・)基板5に
発生する残留電荷を最小限に抑制することができる。
従って、直流電源7からの電圧印加が停止しても、基板5を静電気チャック2
より分離する場合、リフトピン等で該基板5に無理な応力を加えることなく容易
に分離することができ、基板5の破損を招くという事態を回避することができる
。
なお、上記実施例では、図2(A)・に示すように1500Vの正電圧から1
000Vの正電圧まで徐々に低下させた場合を示しているが、図2(A)・の一
点鎖線に示すように吸着開始15秒後に1000Vの正電圧までに一度に降下さ
せてもよい。また、上記実例では正の電圧を印加した場合の示しているが、負の
電圧を印加した場合であっても同様の効果を有する。さらに静電チャック2の電
極4への電圧印加時間は基板の大きさ、残留する電荷量を考慮して適宜設定され
る。
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、静電チャックに基板を吸着する際には高電圧
を印加し、吸着後所定電圧に低下させることにより、残留電荷の発生を抑制する
ことができることから処理後の基板を破損することなく容易に分離することがで
き、製造における歩留を向上することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic attraction device for attracting a substrate by electrostatic attraction. 2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor manufacturing, a substrate is often fixed using an electrostatic suction device, and a process such as etching is often performed. That is, since the fixing of the substrate is performed by the electrostatic attraction force, it may be difficult to separate the substrate from the electrode due to the residual charge, and it is required to quickly separate the substrate. Therefore, it is necessary to reduce the residual charge on the substrate. 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrostatic chuck in a semiconductor manufacturing method applies a high voltage from a DC power supply to an electrode of an electrostatic chuck in which an electrode is included in an insulator, and a substrate mounted on the electrostatic chuck. The substrate is electrostatically attracted by the Coulomb force generated between them. By the way, when a high voltage is applied to the electrode for a long time and the electric charge accumulates on the substrate, even if the application of the voltage to the electrode is stopped, the induced electric charge remains in the substrate, and the substrate is absorbed only by the residual electric charge. Maintain state. In particular, this phenomenon is likely to occur when the insulator for the electrostatic check is used as an alumina cerax and heated to a high temperature by etching or the like. Such a residual charge is spontaneously discharged by leaving it for a long time, but as a method of forcibly discharging the residual charge, when the substrate is separated from the electrostatic chuck, the alternating voltage is gradually reduced after the application of the high voltage is stopped. It has been attempted to apply the voltage while reducing it. However, it is not preferable during the manufacturing process to allow the residual charge to be spontaneously discharged after being left for a long time, and even when an alternating voltage is applied, a large amount of charge is generated by applying a high voltage. Since the residual charge is stored in the substrate, it is difficult to discharge the residual charge, and it is difficult to separate the substrate. Therefore, when the substrate on the electrostatic chuck is to be separated by lift pins or the like, there is a problem that the substrate may be subjected to excessive stress and may be damaged. In view of the above, an object of the present invention is to provide an electrostatic attraction device that suppresses generation of residual charges and facilitates substrate separation. Means for Solving the Problems The object is to provide an electrostatic chuck for adsorbing a substrate on an insulating member containing electrodes,
A DC power supply for applying a predetermined voltage to the electrodes of the electrostatic chuck; a first voltage for applying a first voltage from the DC power supply when the substrate is attracted to the electrostatic chuck; And a voltage control unit for applying a second voltage lower than the voltage of the DC power supply from the DC power supply and stopping the voltage application from the DC power supply when the substrate is separated from the electrostatic chuck. Is done. As described above, when the substrate is sucked on the electrostatic chuck by the DC power supply, a high voltage is applied at the time of suction by the voltage control unit, and after the suction, the voltage is reduced to the voltage value held and held. As a result, unnecessary chucking force is not generated in the electrostatic chuck,
When the application of the voltage is stopped after the predetermined processing, it is possible to minimize the generation of residual charges. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the substrate is broken when the substrate is separated from the electrostatic chuck. FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the electrostatic mounting device 1 of FIG.
The electrostatic chuck 2 includes an insulating member 3 and an electrode 4 included therein. This insulating member has a thickness of, for example, 200 to 300 μm and is formed of alumina ceramics. A substrate 5 such as a silicon wafer is attracted onto the electrostatic chuck 2. On the other hand, the electrode 4 of the electrostatic chuck 2 is connected to a DC power source 7 through a high-frequency cut filter 6.
And one end of the DC power supply 7 is installed. The DC power supply 7 controls the voltage control unit 8 to change one of a positive voltage and a negative voltage to, for example,
An arbitrary voltage value of 0 V is applied to the electrode 4. Next, FIG. 2 shows a diagram for explaining the operation of the present invention. First, when no voltage is applied to the electrode 4, no charge exists on the surface of the electrostatic chuck 2. Therefore,
The voltage control unit 8 applies a positive voltage of, for example, 1500 V to the electrode 4 from the DC power supply 7 (FIG. 2A). In this case, the high frequency component is removed from the applied voltage by the high frequency cut filter 6. When a positive voltage is applied to the electrode 4, the electrode 4 is charged with a positive charge, and a negative charge is applied to the surface of the insulating member 3 (electrostatic chuck 2) and a positive charge is applied to the lower portion of the substrate 5 by electrostatic induction. A negative charge is induced at the top. At this time, a Coulomb force corresponding to the product of the charge amount of the negative charge on the surface of the insulating member 3 and the positive charge on the lower part of the substrate 5 is generated, and the substrate 5 starts to be attracted to the electrostatic chuck 2. Then, a positive voltage of 1500 V is applied for about 10 seconds (FIG. 2 (A)), and then the voltage is gradually decreased (FIG. 2 (A).
The voltage is reduced to a positive voltage of 00 V (FIG. 2A). These are controlled by the voltage control unit 8. That is, the positive voltage of 1000 V is a voltage value for holding the substrate 5 by suction, and prevents an unnecessary suction force (Coulomb force) from starting to the electrostatic chuck 2. Generally, as shown in FIG. 2B, the residual charge is proportional to the absolute value of the applied voltage and the time to some extent.
Since the substrate 5 is held at a voltage value that can hold the substrate 5 until (2), the residual charge generated on the substrate 5 (FIG. 2A) can be minimized. Therefore, even if the application of the voltage from the DC power supply 7 is stopped, the substrate 5 is
In the case of further separation, the substrate 5 can be easily separated without applying excessive stress to the substrate 5 with a lift pin or the like, and the situation that the substrate 5 is damaged can be avoided. Note that, in the above embodiment, as shown in FIG.
Although the case where the voltage is gradually lowered to the positive voltage of 000 V is shown, the voltage may be lowered to the positive voltage of 1000 V at a time 15 seconds after the start of adsorption as shown by the dashed line in FIG. In the above example, a case where a positive voltage is applied is shown, but the same effect is obtained even when a negative voltage is applied. Further, the voltage application time to the electrode 4 of the electrostatic chuck 2 is appropriately set in consideration of the size of the substrate and the amount of remaining charge. As described above, according to the present invention, the generation of residual charges is suppressed by applying a high voltage when the substrate is attracted to the electrostatic chuck and reducing the voltage to a predetermined voltage after the attraction. As a result, the processed substrate can be easily separated without being damaged, and the yield in manufacturing can be improved.
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明の一実施例の構成図である。 【図2】 本発明の動作を説明するための図である。 【符号の説明】 1 静電吸着装置 2 静電チャック 3 絶縁部材 4 電極 5 基板 6 高周波カットフィルタ 7 直流電源 8 電圧制御部[Brief description of the drawings] FIG. FIG. 2 is a configuration diagram of one embodiment of the present invention. FIG. 2 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the present invention. [Explanation of symbols] 1 Electrostatic adsorption device 2 Electrostatic chuck 3 Insulation members 4 electrodes 5 Substrate 6 High frequency cut filter 7 DC power supply 8 Voltage control unit
Claims (1)
せる静電チャック(2)と、前記静電チャック(2)の電極(4)に所定の電圧
を印加する直流電源(7)と、前記静電チャック(2)に前記基板(5)を吸着
する際に第1の電圧を前記直流電源(7)より印加させ、前記基板(5)の処理
を行う際に前記基板(5)を吸着保持させる、前記第1の電圧より低い第2の電
圧を前記直流電源(7)より印加させ、前記基板(5)を前記静電チャックから
分離する際に前記直流電源(7)からの電圧印加を停止させる電圧制御部(8)
と、を有することを特徴とする静電吸着装置。1. An electrostatic chuck (2) for adsorbing a substrate (5) on an insulating member (3) containing an electrode (4), and an electrode (2) of the electrostatic chuck (2). And 4) applying a first voltage from the DC power supply (7) when adsorbing the substrate (5) to the electrostatic chuck (2); When the substrate (5) is processed, a second voltage lower than the first voltage is applied from the DC power supply (7) so as to attract and hold the substrate (5), and the substrate (5) is statically held. A voltage control unit (8) for stopping application of a voltage from the DC power supply (7) when separating from the electric chuck;
And an electrostatic chuck.
Family
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