JP3082624B2 - 静電チャックの使用方法 - Google Patents
静電チャックの使用方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウエハ等の半導体素子
基板の試料を吸着保持する試料台に用いられる静電チャ
ックの使用方法に関し、特にプラズマ処理装置内の試料
台に用いられる静電チャックの使用方法に関する。
基板の試料を吸着保持する試料台に用いられる静電チャ
ックの使用方法に関し、特にプラズマ処理装置内の試料
台に用いられる静電チャックの使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】エッチング装置やＣＶＤ装置等におい
て、半導体素子基板を処理室内に保持するために試料台
部分に静電チャックが多く用いられている。
て、半導体素子基板を処理室内に保持するために試料台
部分に静電チャックが多く用いられている。
【０００３】いわゆる単極型の静電チャックは、導電体
と、導電体上の試料の吸着面を被覆する絶縁体と、導電
体と試料との間に直流電圧を印加する手段とから構成さ
れる。導電体と試料との間に所定の直流電圧を印加する
ことにより、両者間にクーロン力を生ぜしめて、試料を
導電体上に吸着し保持することができる。
と、導電体上の試料の吸着面を被覆する絶縁体と、導電
体と試料との間に直流電圧を印加する手段とから構成さ
れる。導電体と試料との間に所定の直流電圧を印加する
ことにより、両者間にクーロン力を生ぜしめて、試料を
導電体上に吸着し保持することができる。
【０００４】この試料を吸着保持する際に試料に電荷を
供給し、脱離の際に試料に蓄積した電荷を除電する方法
として、イジェクターピンを介して試料を接地する方法
が提案されている。例えば、ウエハ脱離時にウエハを接
地し除電するもの（特開平４−２５３３５６号公報）、
ウエハ吸着時にウエハを接地し電荷を供給し、ウエハ脱
離時にウエハを接地し除電するもの（特開平５−２２６
２９２号公報）である。
供給し、脱離の際に試料に蓄積した電荷を除電する方法
として、イジェクターピンを介して試料を接地する方法
が提案されている。例えば、ウエハ脱離時にウエハを接
地し除電するもの（特開平４−２５３３５６号公報）、
ウエハ吸着時にウエハを接地し電荷を供給し、ウエハ脱
離時にウエハを接地し除電するもの（特開平５−２２６
２９２号公報）である。
【０００５】図６は、イジェクターピンを介して試料に
電荷を供給し、また試料に蓄積した電荷を除電する従来
の静電チャックを備えたプラズマ処理装置の模式的断面
図である。静電チャック１１はアルミニウムの導電体１
２をアルミナの絶縁膜１３で被覆して構成され、基台１
４上に配設されている。導電体１２に直流電圧を印加す
る直流電源２７がスイッチ２６を介して接続されてい
る。スイッチ２６と直流電源２７との間には、直流電源
２７を保護するフィルタ（図示せず）が接続されてい
る。導電体１２内には冷却経路（図示せず）が設けら
れ、静電チャック１１を介してウエハ１を冷却できる。
電荷を供給し、また試料に蓄積した電荷を除電する従来
の静電チャックを備えたプラズマ処理装置の模式的断面
図である。静電チャック１１はアルミニウムの導電体１
２をアルミナの絶縁膜１３で被覆して構成され、基台１
４上に配設されている。導電体１２に直流電圧を印加す
る直流電源２７がスイッチ２６を介して接続されてい
る。スイッチ２６と直流電源２７との間には、直流電源
２７を保護するフィルタ（図示せず）が接続されてい
る。導電体１２内には冷却経路（図示せず）が設けら
れ、静電チャック１１を介してウエハ１を冷却できる。
【０００６】静電チャック１１及び基台１４には、上面
から下面に貫通する４つの孔（図６では２つのみ図示）
が設けられ、イジェクターピン１６を挿通可能としてい
る。
から下面に貫通する４つの孔（図６では２つのみ図示）
が設けられ、イジェクターピン１６を挿通可能としてい
る。
【０００７】イジェクターピン１６はイジェクターピン
昇降板１７に固定され、シャフト２１が底板１５の孔を
挿通する。シャフト２１の下端に連結されたエアシリン
ダ２３の駆動により、イジェクターピン１６は昇降す
る。シャフト２１と底板１５の間隙にはスライドガイド
２４が嵌着され、底板１５の下面からシャフト２１の封
止板２２にかけてベローズ２５が環装されており、処理
室５１内を真空封止している。イジェクターピン１６、
イジェクターピン昇降板１７およびシャフト２１はＳＵ
Ｓ３１６等の導電性の金属で形成され、イジェクターピ
ン１６をスイッチ３０により接地できる。
昇降板１７に固定され、シャフト２１が底板１５の孔を
挿通する。シャフト２１の下端に連結されたエアシリン
ダ２３の駆動により、イジェクターピン１６は昇降す
る。シャフト２１と底板１５の間隙にはスライドガイド
２４が嵌着され、底板１５の下面からシャフト２１の封
止板２２にかけてベローズ２５が環装されており、処理
室５１内を真空封止している。イジェクターピン１６、
イジェクターピン昇降板１７およびシャフト２１はＳＵ
Ｓ３１６等の導電性の金属で形成され、イジェクターピ
ン１６をスイッチ３０により接地できる。
【０００８】導電体１２は下部電極を兼ねており、スイ
ッチ２８を介して高周波電源２９が接続されている。ス
イッチ２８と高周波電源２９との間には、直流電流遮断
のためのコンデンサ（図示せず）と高周波の整合をとる
整合器（図示せず）が接続されている。また、静電チャ
ック１１の外周部はアルミナ等のシールド部材４６で被
覆されている。
ッチ２８を介して高周波電源２９が接続されている。ス
イッチ２８と高周波電源２９との間には、直流電流遮断
のためのコンデンサ（図示せず）と高周波の整合をとる
整合器（図示せず）が接続されている。また、静電チャ
ック１１の外周部はアルミナ等のシールド部材４６で被
覆されている。
【０００９】静電チャック１１の上方には、上部電極４
１がシールド部材４２で支持されている。上部電極４１
は接地されている。上部電極４１はアルミニウム等の導
電体で、シールド部材４２はアルミナ等の絶縁体で作製
される。処理室壁４３はアルミニウム等の金属で作製さ
れ、接地されている。プロセスガスはプロセスガス供給
路４４から処理室５１に導入され、排気ポンプ（図示せ
ず）によって排気路４５から排気される。
１がシールド部材４２で支持されている。上部電極４１
は接地されている。上部電極４１はアルミニウム等の導
電体で、シールド部材４２はアルミナ等の絶縁体で作製
される。処理室壁４３はアルミニウム等の金属で作製さ
れ、接地されている。プロセスガスはプロセスガス供給
路４４から処理室５１に導入され、排気ポンプ（図示せ
ず）によって排気路４５から排気される。
【００１０】このプラズマ処理装置において、ウエハ１
にプラズマ処理を施す場合について説明する。
にプラズマ処理を施す場合について説明する。
【００１１】搬送アーム（図示せず）によってウエハ１
を静電チャック１１上に搬送する。
を静電チャック１１上に搬送する。
【００１２】予めイジェクターピン１６はスイッチ３０
をオンにして接地されている。イジェクターピン１６を
上昇させ、ウエハ１をイジェクターピン１６で押し上げ
て、搬送アームを抜き取る。スイッチ２６をオンにして
導電体１２に直流電圧を印加し、またイジェクターピン
１６を下降させてウエハ１を静電チャック１１上に載置
する。イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が
供給されて、クーロン力によってウエハ１が静電チャッ
ク１１に吸着保持される。
をオンにして接地されている。イジェクターピン１６を
上昇させ、ウエハ１をイジェクターピン１６で押し上げ
て、搬送アームを抜き取る。スイッチ２６をオンにして
導電体１２に直流電圧を印加し、またイジェクターピン
１６を下降させてウエハ１を静電チャック１１上に載置
する。イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が
供給されて、クーロン力によってウエハ１が静電チャッ
ク１１に吸着保持される。
【００１３】処理室５１にプロセスガスを供給し、所定
の圧力に設定する。イジェクターピン１６をさらに下降
させた後、スイッチ３０をオフにしてイジェクターピン
１６を接地していない（フローティング）の状態とす
る。スイッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部
電極である導電体１２に高周波電力を印加する。プロセ
スガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が施
される。このとき個々のイジェクターピン１６はウエハ
１の裏面から離れた位置にある。所定のプラズマ処理終
了後、高周波電力の印加を止める。
の圧力に設定する。イジェクターピン１６をさらに下降
させた後、スイッチ３０をオフにしてイジェクターピン
１６を接地していない（フローティング）の状態とす
る。スイッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部
電極である導電体１２に高周波電力を印加する。プロセ
スガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が施
される。このとき個々のイジェクターピン１６はウエハ
１の裏面から離れた位置にある。所定のプラズマ処理終
了後、高周波電力の印加を止める。
【００１４】ウエハ１を脱離するとき、スイッチ２６を
オフにして導電体１２に直流電圧を印加することを止
め、またスイッチ３０をオンにしてイジェクターピン１
６を介してウエハ１を接地する。ウエハ１に蓄積されて
いた電荷が除電され、ウエハ１の静電チャック１１への
吸着力が減少する。イジェクターピン１６を上昇させウ
エハ１を押し上げ、静電チャック１１から脱離させる。
搬送アーム（図示せず）によって、ウエハ１を処理室５
１から搬出する。
オフにして導電体１２に直流電圧を印加することを止
め、またスイッチ３０をオンにしてイジェクターピン１
６を介してウエハ１を接地する。ウエハ１に蓄積されて
いた電荷が除電され、ウエハ１の静電チャック１１への
吸着力が減少する。イジェクターピン１６を上昇させウ
エハ１を押し上げ、静電チャック１１から脱離させる。
搬送アーム（図示せず）によって、ウエハ１を処理室５
１から搬出する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記の構成の静電チャ
ックにおいては、ウエハの吸着および脱離を確実に速や
かに行うためには、静電チャック上にウエハを載置した
状態でイジェクターピンをウエハの裏面に正確に接触さ
せる必要がある。
ックにおいては、ウエハの吸着および脱離を確実に速や
かに行うためには、静電チャック上にウエハを載置した
状態でイジェクターピンをウエハの裏面に正確に接触さ
せる必要がある。
【００１６】しかしながら、このイジェクターピンの昇
降の位置制御が困難であるという問題があった。また、
ウエハを支持するためには、少なくとも３つ以上のイジ
ェクターピンが必要である。したがって、静電チャック
上にウエハを載置するときは４点以上の支持となり、ウ
エハの裏面にイジェクターピンを全て接触させることは
幾何学的にも困難である。このため、イジェクターピン
がウエハの裏面に正確に接触せず、特にウエハの脱離の
とき、ウエハの電荷の除電に時間がかかっていた。
降の位置制御が困難であるという問題があった。また、
ウエハを支持するためには、少なくとも３つ以上のイジ
ェクターピンが必要である。したがって、静電チャック
上にウエハを載置するときは４点以上の支持となり、ウ
エハの裏面にイジェクターピンを全て接触させることは
幾何学的にも困難である。このため、イジェクターピン
がウエハの裏面に正確に接触せず、特にウエハの脱離の
とき、ウエハの電荷の除電に時間がかかっていた。
【００１７】また、プラズマ処理の際には、ウエハ裏面
とイジェクターピンとの隙間で放電が発生する場合があ
った。これはイジェクターピンが接地されていない（フ
ローテイング）状態の場合にも生じていた。このため、
この放電により、（１）ウエハが局部的に温度上昇す
る、（２）静電チャックの絶縁膜が破壊する、（３）イ
ジェクターピンの先端に絶縁物が付着し導電性が低下し
て吸着および脱離に要する時間が長くなるという問題が
あった。
とイジェクターピンとの隙間で放電が発生する場合があ
った。これはイジェクターピンが接地されていない（フ
ローテイング）状態の場合にも生じていた。このため、
この放電により、（１）ウエハが局部的に温度上昇す
る、（２）静電チャックの絶縁膜が破壊する、（３）イ
ジェクターピンの先端に絶縁物が付着し導電性が低下し
て吸着および脱離に要する時間が長くなるという問題が
あった。
【００１８】本発明は、上記の問題点の解決を課題とし
てなされたものであり、イジェクターピンを容易に確実
にウエハの裏面に接触させ、ウエハの吸着および脱離を
確実に速やかに行うことができる静電チャックの使用方
法を提供することを目的としている。
てなされたものであり、イジェクターピンを容易に確実
にウエハの裏面に接触させ、ウエハの吸着および脱離を
確実に速やかに行うことができる静電チャックの使用方
法を提供することを目的としている。
【００１９】即ち、ウエハ裏面とイジェクターピンとの
隙間での放電を防止してこれに起因する上記の種々の問
題を解決できる静電チャックの使用方法を提供すること
を目的としている。
隙間での放電を防止してこれに起因する上記の種々の問
題を解決できる静電チャックの使用方法を提供すること
を目的としている。
【００２０】また、プラズマ処理中にウエハの裏面にイ
ジェクターピンを接触させた状態にしておくとチャージ
アップダメージが生じるおそれがあることがわかった。
ジェクターピンを接触させた状態にしておくとチャージ
アップダメージが生じるおそれがあることがわかった。
【００２１】本発明は、さらにプラズマ処理を施すとき
試料上の絶縁膜にチャージアップダメージを与えない静
電チャックの使用方法を提供することを目的としてい
る。
試料上の絶縁膜にチャージアップダメージを与えない静
電チャックの使用方法を提供することを目的としてい
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明方法で使用する静電チャック（以下、便宜的に
「本発明の静電チャック」という）は、図１に示すよう
に、イジェクターピン１６とイジェクターピンを昇降す
る手段（シャフト２１、エアシリンダ２３等）とイジェ
クターピンを接地する手段（接地するスイッチ３０）と
を備えた静電チャックにおいて、イジェクターピン１６
とイジェクターピンを昇降する手段との間に、個々のイ
ジェクターピンの昇降緩衝機構（バネ２０等）を備えた
ことを特徴としている。
に本発明方法で使用する静電チャック（以下、便宜的に
「本発明の静電チャック」という）は、図１に示すよう
に、イジェクターピン１６とイジェクターピンを昇降す
る手段（シャフト２１、エアシリンダ２３等）とイジェ
クターピンを接地する手段（接地するスイッチ３０）と
を備えた静電チャックにおいて、イジェクターピン１６
とイジェクターピンを昇降する手段との間に、個々のイ
ジェクターピンの昇降緩衝機構（バネ２０等）を備えた
ことを特徴としている。
【００２３】また、本発明の静電チャックの使用方法
は、図２（ｃ）に示すように、試料（ウエハ１）にプラ
ズマ処理を施すときには、全てのイジェクターピン１６
を接地しない状態で試料（ウエハ１）に接触させておく
ことを特徴としている。
は、図２（ｃ）に示すように、試料（ウエハ１）にプラ
ズマ処理を施すときには、全てのイジェクターピン１６
を接地しない状態で試料（ウエハ１）に接触させておく
ことを特徴としている。
【００２４】さらに、チャージアップダメージの問題を
解決する本発明の静電チャックの使用方法は、図３
（ｄ）に示すように、試料（ウエハ１）にプラズマ処理
を施すときには、全てのイジェクターピン１６を接地し
ない状態で、かつ、イジェクターピン１６と試料（ウエ
ハ１）との間で放電が起きない範囲内、即ち、０．６mm
以内の間隔で試料（ウエハ１）から離しておくことを特
徴としている。
解決する本発明の静電チャックの使用方法は、図３
（ｄ）に示すように、試料（ウエハ１）にプラズマ処理
を施すときには、全てのイジェクターピン１６を接地し
ない状態で、かつ、イジェクターピン１６と試料（ウエ
ハ１）との間で放電が起きない範囲内、即ち、０．６mm
以内の間隔で試料（ウエハ１）から離しておくことを特
徴としている。
【００２５】
【作用】本発明の静電チャックは、イジェクターピンと
イジェクターピンを昇降する手段との間に、個々のイジ
ェクターピンの昇降緩衝機構を備えている。こうするこ
とにより、イジェクターピンを昇降する手段の位置制御
を所定の範囲で行えば、個々のイジェクターピンをウエ
ハの裏面に接触させて、ウエハを静電チャック上に載置
できる。このため、イジェクターピンを昇降する手段に
高精度の制御機構を設けなくとも、容易に確実にウエハ
の裏面に接触させることができ、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができる。
イジェクターピンを昇降する手段との間に、個々のイジ
ェクターピンの昇降緩衝機構を備えている。こうするこ
とにより、イジェクターピンを昇降する手段の位置制御
を所定の範囲で行えば、個々のイジェクターピンをウエ
ハの裏面に接触させて、ウエハを静電チャック上に載置
できる。このため、イジェクターピンを昇降する手段に
高精度の制御機構を設けなくとも、容易に確実にウエハ
の裏面に接触させることができ、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができる。
【００２６】また、プラズマ処理を施すとき、全てのイ
ジェクターピンを接地しない状態で、ウエハに接触させ
ておく。こうすることにより、ウエハとイジェクターピ
ン間の電位差がなくなるため、この部分での放電を抑え
ることができる。その結果、この放電に起因する種々の
問題を解決できる。
ジェクターピンを接地しない状態で、ウエハに接触させ
ておく。こうすることにより、ウエハとイジェクターピ
ン間の電位差がなくなるため、この部分での放電を抑え
ることができる。その結果、この放電に起因する種々の
問題を解決できる。
【００２７】さらに、本発明者は、ウエハ裏面とイジェ
クターピンとの隙間の放電が隙間の間隔に依存してお
り、隙間の間隔を所定の範囲内（即ち、０．６mm以内）
とすることにより、放電を抑制できることを発見した。
クターピンとの隙間の放電が隙間の間隔に依存してお
り、隙間の間隔を所定の範囲内（即ち、０．６mm以内）
とすることにより、放電を抑制できることを発見した。
【００２８】また、プラズマ処理を施すとき、ウエハ裏
面とイジェクターピンとを接触させないことにより、ウ
エハ上の絶縁膜へのチャージアップダメージを抑制でき
ることを発見した。プラズマ処理中にウエハの裏面にイ
ジェクターピンを接触させておくと、イジェクターピン
が負荷抵抗、負荷容量となって、正のチャージがイジェ
クターピン接触位置近傍で大きくなるために、チャージ
アップダメージが生じるのである。
面とイジェクターピンとを接触させないことにより、ウ
エハ上の絶縁膜へのチャージアップダメージを抑制でき
ることを発見した。プラズマ処理中にウエハの裏面にイ
ジェクターピンを接触させておくと、イジェクターピン
が負荷抵抗、負荷容量となって、正のチャージがイジェ
クターピン接触位置近傍で大きくなるために、チャージ
アップダメージが生じるのである。
【００２９】すなわち、プラズマ処理を施すとき、全て
のイジェクターピンをイジェクターピンとウエハとの間
で放電を起きない範囲内でウエハから離しておくことに
より、ウエハ上の絶縁膜へのチャージアップダメージを
抑制できる。
のイジェクターピンをイジェクターピンとウエハとの間
で放電を起きない範囲内でウエハから離しておくことに
より、ウエハ上の絶縁膜へのチャージアップダメージを
抑制できる。
【００３０】
【実施例】本発明の静電チャックの実施例を図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００３１】図１は本発明の静電チャックを備えたプラ
ズマ処理装置の模式的断面図である。以下では、図６の
従来の静電チャックを備えたプラズマ処理装置に対する
変更部分のみを説明する。
ズマ処理装置の模式的断面図である。以下では、図６の
従来の静電チャックを備えたプラズマ処理装置に対する
変更部分のみを説明する。
【００３２】図６の従来の静電チャックでは、イジェク
ターピン１６はイジェクターピン昇降板１７を介して直
接シャフト２１に接続されていた。これに対して、本実
施例では、イジェクターピン１６はイジェクターピンボ
ックス１９及びその内部に設けられたバネ２０からなる
イジェクターピンの昇降緩衝機構を介してシャフト２１
に接続されている。
ターピン１６はイジェクターピン昇降板１７を介して直
接シャフト２１に接続されていた。これに対して、本実
施例では、イジェクターピン１６はイジェクターピンボ
ックス１９及びその内部に設けられたバネ２０からなる
イジェクターピンの昇降緩衝機構を介してシャフト２１
に接続されている。
【００３３】イジェクターピンボックス１９は、イジェ
クターピン１６及びバネ２０が設置される空間１９ｃを
有するステンレス鋼（ＪＩＳ−ＳＵＳ３１６）製のボッ
クス基部１９ｂとポリイミド製のボックス蓋部１９ａと
からなる。個々のイジェクターピン１６は個々のイジェ
クターピン昇降板１８に固定されている。イジェクター
ピン昇降板１８とイジェクターピンボックス１９は、ボ
ックス空間１９ｃ内に設置された個々のバネ１８を介し
て接続されている。このバネ２０の伸縮によって、個々
のイジェクターピン１６の昇降がシャフト２１の昇降に
対して緩衝されるのである。本実施例では、バネ２０と
してステンレス鋼製の圧縮バネ（コイル）を用いた。
クターピン１６及びバネ２０が設置される空間１９ｃを
有するステンレス鋼（ＪＩＳ−ＳＵＳ３１６）製のボッ
クス基部１９ｂとポリイミド製のボックス蓋部１９ａと
からなる。個々のイジェクターピン１６は個々のイジェ
クターピン昇降板１８に固定されている。イジェクター
ピン昇降板１８とイジェクターピンボックス１９は、ボ
ックス空間１９ｃ内に設置された個々のバネ１８を介し
て接続されている。このバネ２０の伸縮によって、個々
のイジェクターピン１６の昇降がシャフト２１の昇降に
対して緩衝されるのである。本実施例では、バネ２０と
してステンレス鋼製の圧縮バネ（コイル）を用いた。
【００３４】イジェクターピン１６は、スイッチ３０を
オンにすることにより、イジェクターピン昇降板１８、
バネ２０、ボックス基部１９ｂ、シャフト２１を介して
接地できる。
オンにすることにより、イジェクターピン昇降板１８、
バネ２０、ボックス基部１９ｂ、シャフト２１を介して
接地できる。
【００３５】本発明の静電チャックの使用方法の実施例
について、図１および図２に基づき説明する。
について、図１および図２に基づき説明する。
【００３６】本実施例のイジェクターピン１６の昇降の
基準点について説明する。イジェクターピン１６の昇降
はイジェクターピンボックス１９の下面の位置を基準と
した。これがＵＰ位置のときを、イジェクターピン１６
の上昇位置、これがＤＯＷＮ位置のときを、イジェクタ
ーピン１６の下降位置とした。
基準点について説明する。イジェクターピン１６の昇降
はイジェクターピンボックス１９の下面の位置を基準と
した。これがＵＰ位置のときを、イジェクターピン１６
の上昇位置、これがＤＯＷＮ位置のときを、イジェクタ
ーピン１６の下降位置とした。
【００３７】ＤＯＷＮ位置の位置の決め方について説明
する。ウエハ１をイジェクターピン１６上に載置したと
き個々のバネ２０が縮む長さをＬ２とし、ウエハ１をイ
ジェクターピン１６上に載置しないときイジェクターピ
ン１６が静電チャック１１のウエハ載置面から突出する
長さをＬ１とする。ＤＯＷＮ位置は、Ｌ２に対してＬ１
が小さくなる位置として決めれば良い。本実施例ではＬ
１を０．５ｍｍ、Ｌ２を１．０ｍｍとした。
する。ウエハ１をイジェクターピン１６上に載置したと
き個々のバネ２０が縮む長さをＬ２とし、ウエハ１をイ
ジェクターピン１６上に載置しないときイジェクターピ
ン１６が静電チャック１１のウエハ載置面から突出する
長さをＬ１とする。ＤＯＷＮ位置は、Ｌ２に対してＬ１
が小さくなる位置として決めれば良い。本実施例ではＬ
１を０．５ｍｍ、Ｌ２を１．０ｍｍとした。
【００３８】本実施例のウエハの搬送、吸着、プラズマ
処理および脱離の方法について説明する。
処理および脱離の方法について説明する。
【００３９】待機状態ではイジェクターピンボックス１
９の下面がＤＯＷＮ位置にある。イジェクターピン１６
は静電チャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で
待機する（図２ａ）。
９の下面がＤＯＷＮ位置にある。イジェクターピン１６
は静電チャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で
待機する（図２ａ）。
【００４０】搬送アーム（図示せず）によってウエハ１
を静電チャック１１上に搬送する。
を静電チャック１１上に搬送する。
【００４１】イジェクターピンボックス１９の下面をＵ
Ｐ位置まで上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１
６で押し上げて、搬送アームを抜き取る。バネ２０はウ
エハの荷重によりＬ２だけ縮んだ状態でウエハ１を保持
する（図２ｂ）。
Ｐ位置まで上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１
６で押し上げて、搬送アームを抜き取る。バネ２０はウ
エハの荷重によりＬ２だけ縮んだ状態でウエハ１を保持
する（図２ｂ）。
【００４２】イジェクターピンボックス１９の下面をＤ
ＯＷＮ位置まで下降させる。イジェクターピン１６が下
降し、ウエハ１を静電チャック１１上に載置する。この
イジェクターピンの下降時に、スイッチ２６をオンにし
て導電体１２に直流電圧を印加する。予めスイッチ３０
をオンにしてイジェクターピン１６は接地されており、
イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が供給さ
れる。こうしてウエハ１はクーロン力によって静電チャ
ック１１上に吸着される。Ｌ１＜Ｌ２であるのでバネ２
０の伸張によって、個々のイジェクターピン１６は、ウ
エハ裏面と確実に接触する。（図２ｃ） 処理室５１にプロセスガスを供給し、所定の圧力に設定
する。スイッチ３０をオフにしてイジェクターピン１６
を接地していない（フローティング）状態とする。スイ
ッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部電極を兼
ねている導電体１２に高周波電力を印加する。プロセス
ガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が施さ
れる。所定の時間後、高周波電力の印加を止めプラズマ
処理を終える。
ＯＷＮ位置まで下降させる。イジェクターピン１６が下
降し、ウエハ１を静電チャック１１上に載置する。この
イジェクターピンの下降時に、スイッチ２６をオンにし
て導電体１２に直流電圧を印加する。予めスイッチ３０
をオンにしてイジェクターピン１６は接地されており、
イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が供給さ
れる。こうしてウエハ１はクーロン力によって静電チャ
ック１１上に吸着される。Ｌ１＜Ｌ２であるのでバネ２
０の伸張によって、個々のイジェクターピン１６は、ウ
エハ裏面と確実に接触する。（図２ｃ） 処理室５１にプロセスガスを供給し、所定の圧力に設定
する。スイッチ３０をオフにしてイジェクターピン１６
を接地していない（フローティング）状態とする。スイ
ッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部電極を兼
ねている導電体１２に高周波電力を印加する。プロセス
ガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が施さ
れる。所定の時間後、高周波電力の印加を止めプラズマ
処理を終える。
【００４３】ウエハ１を脱離するとき、スイッチ２６を
オフにして導電体１２に直流電圧の印加を止め、スイッ
チ３０をオンにしてイジェクターピン１６を接地する。
ウエハ１上の電荷はイジェクターピン１６を介して除電
され、静電チャックの吸着力が失われる。
オフにして導電体１２に直流電圧の印加を止め、スイッ
チ３０をオンにしてイジェクターピン１６を接地する。
ウエハ１上の電荷はイジェクターピン１６を介して除電
され、静電チャックの吸着力が失われる。
【００４４】イジェクターピンボックス１９の下面をＵ
Ｐ位置に上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１６
で押し上げて、静電チャック１１から脱離させる（図２
ｂ）。
Ｐ位置に上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１６
で押し上げて、静電チャック１１から脱離させる（図２
ｂ）。
【００４５】搬送アーム（図示せず）によって、ウエハ
１を処理室４１から搬出する。イジェクターピンボック
ス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで下降させる。イジェク
ターピン１６が下降し、イジェクターピン１６が静電チ
ャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する
状態に戻る（図２ａ）。
１を処理室４１から搬出する。イジェクターピンボック
ス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで下降させる。イジェク
ターピン１６が下降し、イジェクターピン１６が静電チ
ャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する
状態に戻る（図２ａ）。
【００４６】これを繰り返すことにより、ウエハの処理
を続けることができる。
を続けることができる。
【００４７】本実施例では、イジェクターピンを昇降す
る手段の位置制御の制御幅に、バネがウエハの荷重によ
って縮む長さＬ２の幅がある。すなわち、１．０ｍｍの
幅があるので、Ｌ１を０．５ｍｍとすることにより、イ
ジェクターピンをウエハの裏面に確実に接触させること
ができた。
る手段の位置制御の制御幅に、バネがウエハの荷重によ
って縮む長さＬ２の幅がある。すなわち、１．０ｍｍの
幅があるので、Ｌ１を０．５ｍｍとすることにより、イ
ジェクターピンをウエハの裏面に確実に接触させること
ができた。
【００４８】この結果、従来に比べてイジェクターピン
の昇降の位置制御を容易にでき、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができた。また、ウエハ裏
面とイジェクターピンとの隙間での放電を抑えることが
できた。
の昇降の位置制御を容易にでき、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができた。また、ウエハ裏
面とイジェクターピンとの隙間での放電を抑えることが
できた。
【００４９】本発明の静電チャックの使用方法の別の実
施例について、図１および図３に基づき説明する。
施例について、図１および図３に基づき説明する。
【００５０】本実施例のイジェクターピン１６の昇降の
基準点について説明する。先の実施例のＵＰ位置および
ＤＯＷＮ位置に加えて、ＤＯＷＮ２位置を設けた。
基準点について説明する。先の実施例のＵＰ位置および
ＤＯＷＮ位置に加えて、ＤＯＷＮ２位置を設けた。
【００５１】このＤＯＷＮ２位置は、イジェクターピン
ボックス１９の下面をＤＯＷＮ位置からさらに下げ、個
々のバネ２０が伸びた状態で、ウエハ１の裏面とイジェ
クターピン１６との隙間Ｌ３が放電を生じない間隔とな
るように決めれば良い。本実施例ではＬ３を０．５ｍｍ
とした。Ｌ１およびＬ２は先の実施例と同じく０．５ｍ
ｍおよび１．０ｍｍとした。
ボックス１９の下面をＤＯＷＮ位置からさらに下げ、個
々のバネ２０が伸びた状態で、ウエハ１の裏面とイジェ
クターピン１６との隙間Ｌ３が放電を生じない間隔とな
るように決めれば良い。本実施例ではＬ３を０．５ｍｍ
とした。Ｌ１およびＬ２は先の実施例と同じく０．５ｍ
ｍおよび１．０ｍｍとした。
【００５２】本実施例のウエハの搬送、吸着、プラズマ
処理および脱離の方法について説明する。本実施例では
プラズマ処理のときのみ、先の実施例と異なる。
処理および脱離の方法について説明する。本実施例では
プラズマ処理のときのみ、先の実施例と異なる。
【００５３】待機状態では、イジェクターピンボックス
１９の下面がＤＯＷＮ位置にある。
１９の下面がＤＯＷＮ位置にある。
【００５４】イジェクターピン１６が静電チャック１１
からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する（図３
ａ）。
からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する（図３
ａ）。
【００５５】搬送アーム（図示せず）によってウエハ１
を静電チャック１１上に搬送する。
を静電チャック１１上に搬送する。
【００５６】イジェクターピンボックス１９の下面をＵ
Ｐ位置まで上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１
６で押し上げ、搬送アームを抜き取る。バネ２０はウエ
ハの荷重によりＬ２だけ縮んだ状態でウエハ１を保持す
る（図３ｂ）。
Ｐ位置まで上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１
６で押し上げ、搬送アームを抜き取る。バネ２０はウエ
ハの荷重によりＬ２だけ縮んだ状態でウエハ１を保持す
る（図３ｂ）。
【００５７】イジェクターピンボックス１９の下面をＤ
ＯＷＮ位置まで下降させる。イジェクターピン１６が下
降し、ウエハ１を静電チャック１１上に載置する。この
イジェクターピンの下降時に、スイッチ２６をオンにし
て導電体１２に直流電圧を印加する。予め、スイッチ３
０をオンにしてイジェクターピン１６は接地されてお
り、イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が供
給される。こうして、ウエハ１はクーロン力によって静
電チャック１１上に吸着される。Ｌ１＜Ｌ２であるので
バネ２０の伸張によって、個々のイジェクターピン１６
は、ウエハ裏面と確実に接触する（図３ｃ）。
ＯＷＮ位置まで下降させる。イジェクターピン１６が下
降し、ウエハ１を静電チャック１１上に載置する。この
イジェクターピンの下降時に、スイッチ２６をオンにし
て導電体１２に直流電圧を印加する。予め、スイッチ３
０をオンにしてイジェクターピン１６は接地されてお
り、イジェクターピン１６を介してウエハ１に電荷が供
給される。こうして、ウエハ１はクーロン力によって静
電チャック１１上に吸着される。Ｌ１＜Ｌ２であるので
バネ２０の伸張によって、個々のイジェクターピン１６
は、ウエハ裏面と確実に接触する（図３ｃ）。
【００５８】処理室５１にプロセスガスを供給し、所定
の圧力に設定する。イジェクターピンボックス１９の下
面をＤＯＷＮ２位置まで下降させる。イジェクターピン
１６がさらに下降し、ウエハ１の裏面とＬ３の間隔だけ
離れる（図３ｄ）。
の圧力に設定する。イジェクターピンボックス１９の下
面をＤＯＷＮ２位置まで下降させる。イジェクターピン
１６がさらに下降し、ウエハ１の裏面とＬ３の間隔だけ
離れる（図３ｄ）。
【００５９】スイッチ３０をオフにしてイジェクターピ
ン１６を接地していない（フローティング）状態とす
る。スイッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部
電極でもある導電体１２に高周波電力を印加する。プロ
セスガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が
施される。所定の時間後、高周波電力の印加を止めてプ
ラズマ処理を終える。
ン１６を接地していない（フローティング）状態とす
る。スイッチ２８をオンにして高周波電源２９から下部
電極でもある導電体１２に高周波電力を印加する。プロ
セスガスがプラズマ化され、ウエハ１にプラズマ処理が
施される。所定の時間後、高周波電力の印加を止めてプ
ラズマ処理を終える。
【００６０】ウエハ１を脱離するとき、イジェクターピ
ンボックス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで上昇させる。
スイッチ２６をオフにして導電体１２に直流電圧の印加
を止めた後、イジェクターピン１６を上昇させて、ウエ
ハ１の裏面に接触させる。スイッチ３０をオンにしてイ
ジェクターピン１６を接地する。ウエハ１上の電荷はイ
ジェクターピン１６を介して除電され、静電チャックの
吸着力が失われる（図３ｃ）。
ンボックス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで上昇させる。
スイッチ２６をオフにして導電体１２に直流電圧の印加
を止めた後、イジェクターピン１６を上昇させて、ウエ
ハ１の裏面に接触させる。スイッチ３０をオンにしてイ
ジェクターピン１６を接地する。ウエハ１上の電荷はイ
ジェクターピン１６を介して除電され、静電チャックの
吸着力が失われる（図３ｃ）。
【００６１】イジェクターピンボックス１９の下面をＵ
Ｐ位置に上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１６
で押し上げ、静電チャック１１から脱離させる（図３
ｂ）。
Ｐ位置に上昇させる。ウエハ１をイジェクターピン１６
で押し上げ、静電チャック１１から脱離させる（図３
ｂ）。
【００６２】搬送アーム（図示せず）によって、ウエハ
１を処理室４１から搬出する。イジェクターピンボック
ス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで下降させる。イジェク
ターピン１６が下降し、イジェクターピン１６が静電チ
ャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する
状態に戻る（図３ａ）。
１を処理室４１から搬出する。イジェクターピンボック
ス１９の下面をＤＯＷＮ位置まで下降させる。イジェク
ターピン１６が下降し、イジェクターピン１６が静電チ
ャック１１からＬ１だけ先端を突出した状態で待機する
状態に戻る（図３ａ）。
【００６３】これを繰り返すことにより、ウエハの処理
を続けることができる。
を続けることができる。
【００６４】本実施例においては、プラズマ処理時にウ
エハ裏面とイジェクターピンとの隙間を所定の範囲とす
ることにより、ウエハ裏面とイジェクターピンとの隙間
での放電を抑制できた。本実施例の静電チャックにおい
ては、隙間を０．６ｍｍ以下とした場合に放電がほぼ抑
制されることを確認した。
エハ裏面とイジェクターピンとの隙間を所定の範囲とす
ることにより、ウエハ裏面とイジェクターピンとの隙間
での放電を抑制できた。本実施例の静電チャックにおい
ては、隙間を０．６ｍｍ以下とした場合に放電がほぼ抑
制されることを確認した。
【００６５】上述のプラズマ処理時にウエハの裏面にイ
ジェクターピンを確実に接触させておく方法と、プラズ
マ処理時にウエハの裏面とイジェクターピンを所定の距
離（０．５ｍｍ）だけ離しておく方法について、チャー
ジアップダメージの評価を行った。
ジェクターピンを確実に接触させておく方法と、プラズ
マ処理時にウエハの裏面とイジェクターピンを所定の距
離（０．５ｍｍ）だけ離しておく方法について、チャー
ジアップダメージの評価を行った。
【００６６】チャージアップダメージの評価にはアンテ
ナＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）を用いた。図
４はこの評価に用いたアンテナＭＯＳの模式図である。
６１はｐ型（１００）シリコンウエハ、６２はシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 ）のゲート絶縁膜、６３はシリコン熱
酸化膜（ＳｉＯ2 ）のフィールド絶縁膜、６４はポリシ
リコン（ poly-Ｓｉ）のゲート電極である。アンテナ比
は６４万倍、ゲート絶縁膜の膜厚は８ｎｍである。
ナＭＯＳ（Metal-Oxide-Semiconductor ）を用いた。図
４はこの評価に用いたアンテナＭＯＳの模式図である。
６１はｐ型（１００）シリコンウエハ、６２はシリコン
酸化膜（ＳｉＯ2 ）のゲート絶縁膜、６３はシリコン熱
酸化膜（ＳｉＯ2 ）のフィールド絶縁膜、６４はポリシ
リコン（ poly-Ｓｉ）のゲート電極である。アンテナ比
は６４万倍、ゲート絶縁膜の膜厚は８ｎｍである。
【００６７】このアンテナＭＯＳが形成されたウエハ上
にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）成膜し、これを図１の静
電チャックを備えたプラズマ処理装置によりエッチバッ
クし、ウエハ上のアンテナＭＯＳの耐圧良品率を評価し
た。評価は、ウエハの裏面とイジェクターピン接触させ
た条件と、ウエハの裏面とイジェクターピンを所定の距
離（０．５ｍｍ）だけ離した条件について行った。シリ
コン酸化膜はＬＰＣＶＤ法により２５０ｎｍの厚さ成膜
した。エッチバックの条件は以下の通りである。Ａｒ：
４００ｓｃｃｍ、ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 ：３
０ｓｃｃｍ、圧力：２５０ｍＴｏｒｒ、高周波の周波
数：１３．５６ＭＨｚ、高周波パワー：８００Ｗ、電極
間距離：１１ｍｍ。
にシリコン酸化膜（ＳｉＯ2 ）成膜し、これを図１の静
電チャックを備えたプラズマ処理装置によりエッチバッ
クし、ウエハ上のアンテナＭＯＳの耐圧良品率を評価し
た。評価は、ウエハの裏面とイジェクターピン接触させ
た条件と、ウエハの裏面とイジェクターピンを所定の距
離（０．５ｍｍ）だけ離した条件について行った。シリ
コン酸化膜はＬＰＣＶＤ法により２５０ｎｍの厚さ成膜
した。エッチバックの条件は以下の通りである。Ａｒ：
４００ｓｃｃｍ、ＣＦ4 ：２０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3 ：３
０ｓｃｃｍ、圧力：２５０ｍＴｏｒｒ、高周波の周波
数：１３．５６ＭＨｚ、高周波パワー：８００Ｗ、電極
間距離：１１ｍｍ。
【００６８】図５は、アンテナＭＯＳの耐圧良品率を示
す図である。本発明例１はウエハの裏面とイジェクター
ピンを接触させた状態でエッチバックを行ったものであ
り、本発明例２はウエハの裏面とイジェクターピンを所
定の距離（０．５ｍｍ）だけ離した状態でエッチバック
を行ったものである。
す図である。本発明例１はウエハの裏面とイジェクター
ピンを接触させた状態でエッチバックを行ったものであ
り、本発明例２はウエハの裏面とイジェクターピンを所
定の距離（０．５ｍｍ）だけ離した状態でエッチバック
を行ったものである。
【００６９】本発明例２のアンテナＭＯＳの耐圧良品率
が向上している。ウエハの裏面とイジェクターピンを所
定の距離（０．５ｍｍ）だけ離した状態でプラズマ処理
を行うことにより、絶縁膜に対するチャージアップダメ
ージを低減できた。
が向上している。ウエハの裏面とイジェクターピンを所
定の距離（０．５ｍｍ）だけ離した状態でプラズマ処理
を行うことにより、絶縁膜に対するチャージアップダメ
ージを低減できた。
【００７０】なお、上述した実施例においては、ウエハ
の吸着時および脱離時ともに、イジェクターピンを介し
てウエハへの電荷の供給およびウエハからの除電を行っ
たが、Ａｒガス等の不活性ガスのプラズマ照射によるウ
エハへの電荷の供給およびウエハからの除電を併用して
も良いことは言うまでもない。
の吸着時および脱離時ともに、イジェクターピンを介し
てウエハへの電荷の供給およびウエハからの除電を行っ
たが、Ａｒガス等の不活性ガスのプラズマ照射によるウ
エハへの電荷の供給およびウエハからの除電を併用して
も良いことは言うまでもない。
【００７１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の静電チャッ
クの使用方法においては、イジェクターピンの昇降の位
置制御を容易にすることができ、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができる。
クの使用方法においては、イジェクターピンの昇降の位
置制御を容易にすることができ、ウエハの吸着および脱
離を確実に速やかに行うことができる。
【００７２】プラズマ処理時には確実にイジェクターピ
ンをウエハの裏面に接触させることにより、ウエハ裏面
とイジェクターピンとの隙間での放電を抑えることがで
き、この放電に起因する種々の問題を解決することがで
きる。
ンをウエハの裏面に接触させることにより、ウエハ裏面
とイジェクターピンとの隙間での放電を抑えることがで
き、この放電に起因する種々の問題を解決することがで
きる。
【００７３】また、プラズマ処理時にウエハの裏面とイ
ジェクターピンを所定の間隔だけ離しておくことによ
り、さらにチャージアップダメージも低減することがで
きる。
ジェクターピンを所定の間隔だけ離しておくことによ
り、さらにチャージアップダメージも低減することがで
きる。
【図１】本発明の静電チャックを用いたプラズマ処理装
置を示した模式的断面図である。
置を示した模式的断面図である。
【図２】本発明の静電チャックの使用方法を説明する模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図３】本発明の静電チャックの別の使用方法を説明す
る模式的断面図である。
る模式的断面図である。
【図４】チャージアップダメージの評価に用いたアンテ
ナＭＯＳの模式図である。
ナＭＯＳの模式図である。
【図５】アンテナＭＯＳの耐圧良品率を示す図である。
【図６】従来の静電チャックを用いたプラズマ処理装置
を示した模式的断面図である。
を示した模式的断面図である。
１ ウエハ １１ 静電チャック １２ 導電体 １３ 絶縁膜 １６ イジェクターピン １７ イジェクターピン昇降板 １８ イジェクターピン昇降板 １９ イジェクターピンボックス ２０ バネ ２１ シャフト ２３ エアシリンダ ２６ スイッチ ２７ 直流電源 ３０ スイッチ ４１ 上部電極 ４３ 処理室壁 ５１ 処理室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−326180（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7072（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68 B23Q 3/15 H01L 21/205 H01L 21/3065
Claims (2)
- 【請求項１】イジェクターピンとイジェクターピンを昇
降する手段とイジェクターピンを接地する手段とを備え
た静電チャックであって、イジェクターピンとイジェク
ターピンを昇降する手段との間に、個々のイジェクター
ピンの昇降緩衝機構を備えた静電チャックを使用し、試
料にプラズマ処理を施すとき、全てのイジェクターピン
を接地しない状態で試料に接触させておくことを特徴と
する静電チャックの使用方法。 - 【請求項２】イジェクターピンとイジェクターピンを昇
降する手段とイジェクターピンを接地する手段とを備え
た静電チャックであって、イジェクターピンとイジェク
ターピンを昇降する手段との間に、個々のイジェクター
ピンの昇降緩衝機構を備えた静電チャックを使用し、試
料にプラズマ処理を施すとき、全てのイジェクターピン
を接地しない状態でその先端と試料裏面との間隔が０．
６mm以下となるように試料から離しておくことを特徴と
する静電チャックの使用方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18283695A JP3082624B2 (ja) | 1994-12-28 | 1995-07-19 | 静電チャックの使用方法 |
| US08/575,864 US5815366A (en) | 1994-12-28 | 1995-12-20 | Electrostatic chuck and the method of operating the same |
| DE69518398T DE69518398D1 (de) | 1994-12-28 | 1995-12-21 | Elektrostatischer Halter |
| EP95120282A EP0720217B1 (en) | 1994-12-28 | 1995-12-21 | Electrostatic chuck |
| KR1019950058350A KR100286622B1 (ko) | 1994-12-28 | 1995-12-27 | 정전척 및 그 사용방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-327150 | 1994-12-28 | ||
| JP32715094 | 1994-12-28 | ||
| JP18283695A JP3082624B2 (ja) | 1994-12-28 | 1995-07-19 | 静電チャックの使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08236604A JPH08236604A (ja) | 1996-09-13 |
| JP3082624B2 true JP3082624B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=26501488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18283695A Expired - Fee Related JP3082624B2 (ja) | 1994-12-28 | 1995-07-19 | 静電チャックの使用方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5815366A (ja) |
| EP (1) | EP0720217B1 (ja) |
| JP (1) | JP3082624B2 (ja) |
| KR (1) | KR100286622B1 (ja) |
| DE (1) | DE69518398D1 (ja) |
Families Citing this family (44)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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