JP2648766B2 - 静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置 - Google Patents
静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置Info
- Publication number
- JP2648766B2 JP2648766B2 JP1071441A JP7144189A JP2648766B2 JP 2648766 B2 JP2648766 B2 JP 2648766B2 JP 1071441 A JP1071441 A JP 1071441A JP 7144189 A JP7144189 A JP 7144189A JP 2648766 B2 JP2648766 B2 JP 2648766B2
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- Japan
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- electrostatic chuck
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- attracted
- force
- frictional force
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- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は静電チャックの全体的な吸着力及び吸着力の
分布状態を評価する方法とその装置に関する。
分布状態を評価する方法とその装置に関する。
（従来の技術） プラズマを利用したエッチング装置或いはCVD装置な
どにあっては処理チャンバー内を減圧した状態で各処置
を行うため、従来から静電チャックを用いて半導体ウエ
ハーを固定するようにしている。
どにあっては処理チャンバー内を減圧した状態で各処置
を行うため、従来から静電チャックを用いて半導体ウエ
ハーを固定するようにしている。
ところで静電チャックの吸着力が不足したり、部分的
に片寄っていると、静電チャックからウエハーが落下し
たりずれたりする。そこで製作した静電チャックについ
てその吸着力を予め評価しておく必要がある。
に片寄っていると、静電チャックからウエハーが落下し
たりずれたりする。そこで製作した静電チャックについ
てその吸着力を予め評価しておく必要がある。
従来の評価方法は静電チャックに吸着させたウエハー
を垂直方向に引き上げることで直接的に吸着力を測定し
ている。
を垂直方向に引き上げることで直接的に吸着力を測定し
ている。
（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の評価方法による場合、径寸法の大きな
静電チャックの吸着力を評価するため径寸法の大きなウ
エハーを引き上げるようにすると、ウエハーが割れてし
まう。このためウエハーをそのまま被吸着板として用い
ることができず、真鍮等からなる被吸着板を特別に作成
しなければならない。
静電チャックの吸着力を評価するため径寸法の大きなウ
エハーを引き上げるようにすると、ウエハーが割れてし
まう。このためウエハーをそのまま被吸着板として用い
ることができず、真鍮等からなる被吸着板を特別に作成
しなければならない。
また双極型の静電チャック等にあっては、吸着力の分
布を知るのが好ましいが、従来の方法では測定箇所を変
えて何回も被吸着板を引き上げなければならず極めて面
倒である。
布を知るのが好ましいが、従来の方法では測定箇所を変
えて何回も被吸着板を引き上げなければならず極めて面
倒である。
更に実際に知りたい静電チャックの吸着力とは垂直方
向にウエハーを引き剥す力に対する抵抗力ではなく、ウ
エハーの水平方向のずれに対する抵抗力であることが多
い。
向にウエハーを引き剥す力に対する抵抗力ではなく、ウ
エハーの水平方向のずれに対する抵抗力であることが多
い。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、真空源につながるチ
ャンバー内のセット台上に静電チャックを固定し、この
静電チャック上面に半導体ウエハー或いは真鍮製等の被
吸着板を吸着せしめ、この被吸着板の水平方向に移動さ
せる際の最大摩擦力及び動摩擦力を評価の基準とした。
ャンバー内のセット台上に静電チャックを固定し、この
静電チャック上面に半導体ウエハー或いは真鍮製等の被
吸着板を吸着せしめ、この被吸着板の水平方向に移動さ
せる際の最大摩擦力及び動摩擦力を評価の基準とした。
（作用） 被吸着板が水平方向に移動を開始する直前の最大摩擦
力と垂直方向に被吸着板を引っ張り上げる際の吸着力と
は略一定の関係があり、また被吸着板が移動を開始した
後の動摩擦力と吸着力の分布とも略一定の関係がある。
したがって最大摩擦力及び動摩擦力を測定することで吸
着力の評価を行える。
力と垂直方向に被吸着板を引っ張り上げる際の吸着力と
は略一定の関係があり、また被吸着板が移動を開始した
後の動摩擦力と吸着力の分布とも略一定の関係がある。
したがって最大摩擦力及び動摩擦力を測定することで吸
着力の評価を行える。
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図は本発明に係る吸着力評価装置の縦断面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。
２図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。
評価装置は移動可能な台等の上に真空源につながるチ
ャンバー１を設けている。チャンバー１は円筒状胴部２
の両端開口を端板3,4にて閉塞し、各端板3,4にはガラス
板からなる覗き窓5,6を嵌め付けている。
ャンバー１を設けている。チャンバー１は円筒状胴部２
の両端開口を端板3,4にて閉塞し、各端板3,4にはガラス
板からなる覗き窓5,6を嵌め付けている。
また胴部２の下部からチャンバー１内に円筒状をなす
セツト台７を挿入し、このセット台７の周囲に設けたク
ランプ８によってセット台７の上端開口を覆うように試
験片である静電チャック９を固定している。尚、静電チ
ャック９はセットされた状態で電源に接続される。ここ
で本実施例にあっては静電チャック９を境にして、セッ
ト台７内とチャンバー１内とが隔離されている。そのた
め、セット台７とチャンバー１内との雰囲気を独立に制
御することができる。例えば、セット台７内を高真空に
保ちながら、チャンバー１内に微量のガスを導入するこ
とができる。
セツト台７を挿入し、このセット台７の周囲に設けたク
ランプ８によってセット台７の上端開口を覆うように試
験片である静電チャック９を固定している。尚、静電チ
ャック９はセットされた状態で電源に接続される。ここ
で本実施例にあっては静電チャック９を境にして、セッ
ト台７内とチャンバー１内とが隔離されている。そのた
め、セット台７とチャンバー１内との雰囲気を独立に制
御することができる。例えば、セット台７内を高真空に
保ちながら、チャンバー１内に微量のガスを導入するこ
とができる。
また、胴部２の上部には昇降装置10を設けている。こ
の昇降装置10はケース11内にモータによって回転せしめ
られるボールネジ12を臨ませ、このボールネジ12にシャ
フト13を螺合し、ボールネジ12を回転することでシャフ
ト13がガイドロッド14に沿って上下動するようにしてい
る。
の昇降装置10はケース11内にモータによって回転せしめ
られるボールネジ12を臨ませ、このボールネジ12にシャ
フト13を螺合し、ボールネジ12を回転することでシャフ
ト13がガイドロッド14に沿って上下動するようにしてい
る。
シャフト13の下端にはロードセル15を固着し、このロ
ードセル15にワイヤー等の線材16の端部を止着し、この
線材16の先端を静電チャック９上面に吸着される被吸着
板17に止着している。ここで被吸着板17としては実際に
静電チャックによって吸着される半導体ウエハー、或い
は真鍮等からなる金属板でもよい。また線材16はその中
間部を方向変換部材である滑車18に掛け渡し、昇降装置
10の作動で被吸着板17を水平方向に引張するようにして
いる。
ードセル15にワイヤー等の線材16の端部を止着し、この
線材16の先端を静電チャック９上面に吸着される被吸着
板17に止着している。ここで被吸着板17としては実際に
静電チャックによって吸着される半導体ウエハー、或い
は真鍮等からなる金属板でもよい。また線材16はその中
間部を方向変換部材である滑車18に掛け渡し、昇降装置
10の作動で被吸着板17を水平方向に引張するようにして
いる。
更に、前記端板４には引っ張られた被吸着板17を元の
位置に押し戻し装置19を設けている。この戻し装置19は
端板４に固着されるアウターシリンダ20内に空気圧によ
って突出するインナーシリンダ21を配設し、このインナ
ーシリンダ21内に180゜反転するプッシュロッド22を挿
通し、このプッシュロッド22の先端に被吸着板17に当接
する爪23を備えている。
位置に押し戻し装置19を設けている。この戻し装置19は
端板４に固着されるアウターシリンダ20内に空気圧によ
って突出するインナーシリンダ21を配設し、このインナ
ーシリンダ21内に180゜反転するプッシュロッド22を挿
通し、このプッシュロッド22の先端に被吸着板17に当接
する爪23を備えている。
以上の如き構成の評価装置を用いた評価方法を以下に
説明する。
説明する。
第３図は静電チャック９の全体吸着力を評価する場合
の装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に
一層の電極9aを埋設した単極タイプを用いた。
の装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に
一層の電極9aを埋設した単極タイプを用いた。
斯かる装置において、昇降装置10を作動させて被吸着
板17を矢印方向に水平移動させた際の時間と摩擦力との
関係の代表的な例を示したのが第４図である。また、
〔表〕は電圧印加時間（sec）、最大摩擦力（Fhmax）、
動摩擦力（Fhconst）及び垂直方向への引張力（Fv）と
の関係を示したものである。
板17を矢印方向に水平移動させた際の時間と摩擦力との
関係の代表的な例を示したのが第４図である。また、
〔表〕は電圧印加時間（sec）、最大摩擦力（Fhmax）、
動摩擦力（Fhconst）及び垂直方向への引張力（Fv）と
の関係を示したものである。
この〔表〕からも明らかなように動摩擦力（F
hconst）については再現性がないが、最大摩擦力（Fh
max）及び垂直方向への引張力（Fv）は再現性があり、
両者の間には略一定の関係つまり したがって第４図に示すようなグラフから最大摩擦力
（Fhmax）を測定し、この値をμによって除することで
垂直方向の引張力（Fv）つまり静電チャック９の吸着力
を知ることができる。
hconst）については再現性がないが、最大摩擦力（Fh
max）及び垂直方向への引張力（Fv）は再現性があり、
両者の間には略一定の関係つまり したがって第４図に示すようなグラフから最大摩擦力
（Fhmax）を測定し、この値をμによって除することで
垂直方向の引張力（Fv）つまり静電チャック９の吸着力
を知ることができる。
第５図は静電チャック９の吸着力分布を評価する場合
の装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に
二枚の電極9b,9bを埋設した双極タイプを用いた。
の装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に
二枚の電極9b,9bを埋設した双極タイプを用いた。
斯かる装置において、昇降装置10を作動させて小さな
被吸着板17を静電チャック９の上面の一端から他端への
径方向に水平移動させた場合の時間と摩擦力との関係の
代表例を示したのが第６図である。この図から分るよう
に電極9b,9bの中間位置、つまり静電チャック９の中央
において動摩擦力Fhconstが低下している。
被吸着板17を静電チャック９の上面の一端から他端への
径方向に水平移動させた場合の時間と摩擦力との関係の
代表例を示したのが第６図である。この図から分るよう
に電極9b,9bの中間位置、つまり静電チャック９の中央
において動摩擦力Fhconstが低下している。
また第７図は前記双極タイプの静電チャック９の要所
々々の垂直方向への引張力（Fv）と当該箇所における動
摩擦力（Fhconst）とを判別して示した平面図であり、
この図から明らかなように動摩擦力（Fhconst）を測定
することで吸着力の分布が分る。
々々の垂直方向への引張力（Fv）と当該箇所における動
摩擦力（Fhconst）とを判別して示した平面図であり、
この図から明らかなように動摩擦力（Fhconst）を測定
することで吸着力の分布が分る。
第８図は評価装置の別実施例を示す平面図であり、こ
の実施例にあってはロードセルにつながるワイヤ等の線
材16の先端を支点24を中心として水平回動するアルミニ
ウム製ロッド25の基端に止着し、このロッド25の先端に
設けたピン26を静電チャック９上面に吸着されている被
吸着板17に当て、線材16を引くことで被吸着板17を水平
方向に押し出し、この時の摩擦力をロッド25に設けた歪
ゲージ27で検出し、この検出値をレコーダ28に記録する
ようにしたものである。尚、図中29は、引吸着板17の移
動開始を検知するセンサである。
の実施例にあってはロードセルにつながるワイヤ等の線
材16の先端を支点24を中心として水平回動するアルミニ
ウム製ロッド25の基端に止着し、このロッド25の先端に
設けたピン26を静電チャック９上面に吸着されている被
吸着板17に当て、線材16を引くことで被吸着板17を水平
方向に押し出し、この時の摩擦力をロッド25に設けた歪
ゲージ27で検出し、この検出値をレコーダ28に記録する
ようにしたものである。尚、図中29は、引吸着板17の移
動開始を検知するセンサである。
（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、静電チャックに
吸着された被吸着板を水平方向に移動させ、このときの
最大摩擦力で静電チャックの全体吸着力を、動摩擦力で
従来測定できなかった吸着力分布を評価することがで
き、静電チャックの評価を正確に且つ短時間のうちに行
え、しかもウエハー等の被吸着板の破損を招くことがな
い。
吸着された被吸着板を水平方向に移動させ、このときの
最大摩擦力で静電チャックの全体吸着力を、動摩擦力で
従来測定できなかった吸着力分布を評価することがで
き、静電チャックの評価を正確に且つ短時間のうちに行
え、しかもウエハー等の被吸着板の破損を招くことがな
い。
第１図は本発明に係る評価装置の縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は静電チャックの全体吸
着力を評価する場合の装置の概略図、第４図は移動時間
と吸着力との関係を示すグラフ、第５図は吸着力分布を
評価する場合の装置の概略図、第６図は第４図と同様の
グラフ、第７図は垂直方向への引張力と動摩擦力とを比
較した静電チャックの平面図、第８図は別実施例に係る
装置の概略平面図である。 尚、図面中１はチャンバー、７はセット台、９は静電チ
ャック、9a,9bは電極、10は昇降装置、15はロードセ
ル、16は線材、17は被吸着板、18は方向変換部材であ
る。
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は静電チャックの全体吸
着力を評価する場合の装置の概略図、第４図は移動時間
と吸着力との関係を示すグラフ、第５図は吸着力分布を
評価する場合の装置の概略図、第６図は第４図と同様の
グラフ、第７図は垂直方向への引張力と動摩擦力とを比
較した静電チャックの平面図、第８図は別実施例に係る
装置の概略平面図である。 尚、図面中１はチャンバー、７はセット台、９は静電チ
ャック、9a,9bは電極、10は昇降装置、15はロードセ
ル、16は線材、17は被吸着板、18は方向変換部材であ
る。
Claims (3)
- 【請求項１】静電チャック上面に被吸着板を吸着させ、
この被吸着板に水平方向の力を加え、被吸着板が静電チ
ャック上面に沿って移動する直前の最大摩擦力を測定
し、この摩擦力を静電チャックの全体吸着力に換算する
ようにしたことを特徴とする静電チャックの吸着力評価
方法。 - 【請求項２】静電チャック上面の一端に小さな被吸着板
を吸着させ、この小さな被吸着板に水平方向の力を加
え、前記静電チャック上面の一端から他端へ向けて小さ
な被吸着板を移動させ、この移動の際の動摩擦力を連続
的に測定することで吸着力の分布を知るようにしたこと
を特徴とする静電チャックの吸着力評価方法。 - 【請求項３】チャンバー内に設けられる静電チャックの
セット台と、セット台上に取付けられた静電チャックに
吸着される被吸着板と、一端が被吸着板に他端が昇降装
置によって上下動するロードセルに止着される線材と、
ロードセルの上方への動きを水平方向の引張動として前
記被吸着板に伝える方向変換部材とからなることを特徴
とする静電チャックの吸着力評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071441A JP2648766B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1071441A JP2648766B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249935A JPH02249935A (ja) | 1990-10-05 |
| JP2648766B2 true JP2648766B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=13460630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1071441A Expired - Lifetime JP2648766B2 (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648766B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10879094B2 (en) | 2016-11-23 | 2020-12-29 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chucking force measurement tool for process chamber carriers |
| KR20210071447A (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-16 | 서울대학교산학협력단 | 정전 흡착용 전극의 설계방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3340313B2 (ja) * | 1996-05-17 | 2002-11-05 | セントラル硝子株式会社 | 接着強度試験治具 |
| JP3820024B2 (ja) * | 1998-03-10 | 2006-09-13 | 新日本製鐵株式会社 | 被吸着体 |
| CN110873640B (zh) * | 2018-08-13 | 2021-10-01 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 静电卡盘性能检测装置及检测方法 |
| CN117053965B (zh) * | 2023-08-09 | 2024-01-30 | 南京航空航天大学 | 一种吸附力测试与自动复位平台及测试与速度规划方法 |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1071441A patent/JP2648766B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10879094B2 (en) | 2016-11-23 | 2020-12-29 | Applied Materials, Inc. | Electrostatic chucking force measurement tool for process chamber carriers |
| KR20210071447A (ko) * | 2019-12-06 | 2021-06-16 | 서울대학교산학협력단 | 정전 흡착용 전극의 설계방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02249935A (ja) | 1990-10-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |