JP3169793B2 - プラズマ処理装置用静電吸着方法 - Google Patents
プラズマ処理装置用静電吸着方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置用静
電吸着方法に関するものである。
電吸着方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラズマ処理等の真空中で試料を
静電吸着する技術としては、例えば、特開昭５９ー７９
５４５号公報に記載のように、導電性基板の全面にアル
ミナを溶射し、基板の下面に電極端子を取り付けて、端
子に保護抵抗を介して電源の正極を接続し、試料に電流
計を介して電源の負極を接続し、基板と試料間に高電圧
を加えて試料を本体上にチャックし、吸着状態によって
試料と基板間の抵抗が変わって電流計の指示値が変わる
ので、確実にチャックされたときの電流値と比較し、差
が所定値を越えると異状信号を出力するように、静電チ
ャック本体に流れる電流を検出し、その値から真空中の
試料の吸着状態を判断することにより、加工精度,検査
精度の向上を図るものが知られている。
静電吸着する技術としては、例えば、特開昭５９ー７９
５４５号公報に記載のように、導電性基板の全面にアル
ミナを溶射し、基板の下面に電極端子を取り付けて、端
子に保護抵抗を介して電源の正極を接続し、試料に電流
計を介して電源の負極を接続し、基板と試料間に高電圧
を加えて試料を本体上にチャックし、吸着状態によって
試料と基板間の抵抗が変わって電流計の指示値が変わる
ので、確実にチャックされたときの電流値と比較し、差
が所定値を越えると異状信号を出力するように、静電チ
ャック本体に流れる電流を検出し、その値から真空中の
試料の吸着状態を判断することにより、加工精度,検査
精度の向上を図るものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、静電
チャックにおける有効吸着電圧の点について配慮されて
いなかった。すなわち、プラズマ処理中の試料の電位
（Ｖdc）が不明なため、実際に静電吸着に使用されてい
る有効吸着電圧が不明である。そのためプラズマ処理中
の静電吸着力がわからず、必要十分な直流電圧よりも高
い電圧を基板（電極）に印加して試料を電極に静電吸着
させる恐れがあった。それゆえ、プラズマ処理終了後に
残っている静電吸着力（残留吸着力）が大きく、電極か
らの試料の取外しに支障をきたすという問題がある。こ
のため、プラズマ処理終了後に残留吸着力を試料の取外
しに支障をきたさない吸着力以下に下げるために除電処
理を行わなければならなかった。また、プラズマ処理終
了後に除電処理を行わなければならないため、試料とし
てのウエハ一枚当たりの処理時間が長く掛かるという問
題があった。
チャックにおける有効吸着電圧の点について配慮されて
いなかった。すなわち、プラズマ処理中の試料の電位
（Ｖdc）が不明なため、実際に静電吸着に使用されてい
る有効吸着電圧が不明である。そのためプラズマ処理中
の静電吸着力がわからず、必要十分な直流電圧よりも高
い電圧を基板（電極）に印加して試料を電極に静電吸着
させる恐れがあった。それゆえ、プラズマ処理終了後に
残っている静電吸着力（残留吸着力）が大きく、電極か
らの試料の取外しに支障をきたすという問題がある。こ
のため、プラズマ処理終了後に残留吸着力を試料の取外
しに支障をきたさない吸着力以下に下げるために除電処
理を行わなければならなかった。また、プラズマ処理終
了後に除電処理を行わなければならないため、試料とし
てのウエハ一枚当たりの処理時間が長く掛かるという問
題があった。
【０００４】本発明の目的は、プラズマ処理終了後の除
電処理をなくし、試料一枚当たりの処理時間を短くする
ことのできるプラズマ処理装置用静電吸着方法を提供す
ることにある。
電処理をなくし、試料一枚当たりの処理時間を短くする
ことのできるプラズマ処理装置用静電吸着方法を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、プラズマ処理中の試料の電位（Ｖdc）を測定し、該
電位（Ｖdc）とプラズマ処理中の静電吸着力が試料の処
理後の取外しに支障を来たさない静電吸着力以下であ
り、かつ試料裏面に供給される伝熱ガス圧による試料の
浮き上がりを防止可能な静電吸着力を生み出すための有
効吸着電圧とを加えた電圧を直流電圧とし電極に印加す
るようにしたものである。
め、プラズマ処理中の試料の電位（Ｖdc）を測定し、該
電位（Ｖdc）とプラズマ処理中の静電吸着力が試料の処
理後の取外しに支障を来たさない静電吸着力以下であ
り、かつ試料裏面に供給される伝熱ガス圧による試料の
浮き上がりを防止可能な静電吸着力を生み出すための有
効吸着電圧とを加えた電圧を直流電圧とし電極に印加す
るようにしたものである。
【０００６】
【作用】処理中の試料の電位（Ｖdc）を測定し、プラズ
マ処理中の静電吸着力が試料の処理後の取外しに支障を
来たさない静電吸着力以下であり、かつ試料裏面に供給
される伝熱ガス圧による試料の浮き上がりを防止可能な
静電吸着力を生み出すための有効吸着電圧とを加えた電
圧を直流電圧として電極に印加し、試料を静電吸着させ
ることにより、プラズマ処理中に試料の裏面に導入され
る伝熱ガスの圧力により試料が電極から浮き上がること
もなく、プラズマ処理終了直後の残留吸着力が試料の取
外しに支障を来すことがない吸着力以下になるため、除
電処理を省略しても試料の搬送に支障はきたさない。し
たがって、除電処理を省略することができ、試料一枚を
処理する時間を短くできる。
マ処理中の静電吸着力が試料の処理後の取外しに支障を
来たさない静電吸着力以下であり、かつ試料裏面に供給
される伝熱ガス圧による試料の浮き上がりを防止可能な
静電吸着力を生み出すための有効吸着電圧とを加えた電
圧を直流電圧として電極に印加し、試料を静電吸着させ
ることにより、プラズマ処理中に試料の裏面に導入され
る伝熱ガスの圧力により試料が電極から浮き上がること
もなく、プラズマ処理終了直後の残留吸着力が試料の取
外しに支障を来すことがない吸着力以下になるため、除
電処理を省略しても試料の搬送に支障はきたさない。し
たがって、除電処理を省略することができ、試料一枚を
処理する時間を短くできる。
【０００７】
【実施例】本発明のー実施例を図１ないし図３により説
明する。図１は本発明の実施に用いられるプラズマ処理
装置の一例を示す概略図である。図１において、８は石
英窓であり、１８は処理室壁であり、３は石英窓８と処
理室壁１８とから構成される処理室である。１はプラズ
マ発生用のガスを処理室３内に導入するためのガス導入
口であり、２はプラズマ発生用のガスを導入するときの
ガス流量制御弁である。４は処理室３内を減圧排気する
ための排気口であり、５は処理室３内の圧力を調整する
圧力調整弁であり、１６は圧力調整弁５を介して排気口
４に接続された排気系である。６は処理室３内にプラズ
マを発生させるためのマイクロ波を発生させるマイクロ
波発生器であり、７はマイクロ波を処理室３に導くマイ
クロ波導波管である。９は石英窓８を囲んで導波管７の
外側に巻装された磁場発生用のコイルである。１０は処
理室壁１８に取り付けられ処理室３内に配置された電極
であり、１９は電極１０内部に設けられた空洞部であ
り、１４は空洞部１９に接続された温調器である。１１
は電極１０に接続された直流電源である。２０はコンデ
ンサであり、１５はコンデンサ２０を介して電極１０に
接続された交流電源である。１３は試料であるウエハで
ある。１２は電極１０上面のウエハ１３配置面に設けら
れた絶縁膜である。１７は電圧（Ｖdc）測定器であり、
２１は電圧（Ｖdc）測定器１７によって測定した電圧を
用いて直流電源１１の出力電圧を制御する制御装置であ
る。
明する。図１は本発明の実施に用いられるプラズマ処理
装置の一例を示す概略図である。図１において、８は石
英窓であり、１８は処理室壁であり、３は石英窓８と処
理室壁１８とから構成される処理室である。１はプラズ
マ発生用のガスを処理室３内に導入するためのガス導入
口であり、２はプラズマ発生用のガスを導入するときの
ガス流量制御弁である。４は処理室３内を減圧排気する
ための排気口であり、５は処理室３内の圧力を調整する
圧力調整弁であり、１６は圧力調整弁５を介して排気口
４に接続された排気系である。６は処理室３内にプラズ
マを発生させるためのマイクロ波を発生させるマイクロ
波発生器であり、７はマイクロ波を処理室３に導くマイ
クロ波導波管である。９は石英窓８を囲んで導波管７の
外側に巻装された磁場発生用のコイルである。１０は処
理室壁１８に取り付けられ処理室３内に配置された電極
であり、１９は電極１０内部に設けられた空洞部であ
り、１４は空洞部１９に接続された温調器である。１１
は電極１０に接続された直流電源である。２０はコンデ
ンサであり、１５はコンデンサ２０を介して電極１０に
接続された交流電源である。１３は試料であるウエハで
ある。１２は電極１０上面のウエハ１３配置面に設けら
れた絶縁膜である。１７は電圧（Ｖdc）測定器であり、
２１は電圧（Ｖdc）測定器１７によって測定した電圧を
用いて直流電源１１の出力電圧を制御する制御装置であ
る。
【０００８】プラズマ処理装置は、石英窓８と処理室壁
１８とにより処理室３を大気から気密に遮断する。ま
た、処理室壁１８はアースされている。また、排気口
４，圧力調整弁５および排気系１６により処理室３内を
真空にすることができ、かつ、処理室内の圧力を所定の
圧力に制御することができる。ウエハ１３は図示を省略
した搬送装置により処理室３内の電極１０上に搬送され
る。電極１０内の空洞部１９に温調器１４で温調された
冷媒を流すことにより電極１０を温調できる。ウエハ１
３と電極１０の間には絶縁膜１２が介在し、絶縁膜１２
には溝が設けてあって、該溝にウエハ１３と電極１０と
の間で熱を伝達するための電熱ガスを供給することによ
り、ウエハ１３と電極１０の間で熱交換が行なわれ、ウ
エハ１３は所定の温度に調節される。電極１０には直流
電源１１が接続されており、電極１０に直流電圧を印加
できる。また、電極１０にはコンデンサ２０を介して交
流電源１５が接続されており、交流電圧を印加できる。
１８とにより処理室３を大気から気密に遮断する。ま
た、処理室壁１８はアースされている。また、排気口
４，圧力調整弁５および排気系１６により処理室３内を
真空にすることができ、かつ、処理室内の圧力を所定の
圧力に制御することができる。ウエハ１３は図示を省略
した搬送装置により処理室３内の電極１０上に搬送され
る。電極１０内の空洞部１９に温調器１４で温調された
冷媒を流すことにより電極１０を温調できる。ウエハ１
３と電極１０の間には絶縁膜１２が介在し、絶縁膜１２
には溝が設けてあって、該溝にウエハ１３と電極１０と
の間で熱を伝達するための電熱ガスを供給することによ
り、ウエハ１３と電極１０の間で熱交換が行なわれ、ウ
エハ１３は所定の温度に調節される。電極１０には直流
電源１１が接続されており、電極１０に直流電圧を印加
できる。また、電極１０にはコンデンサ２０を介して交
流電源１５が接続されており、交流電圧を印加できる。
【０００９】上記のように構成された装置において、ガ
ス導入口１からガス流量制御弁２によって流量を制御さ
せたプラズマ発生用ガスを処理室３に導入し、排気口４
を介して真空ポンプ（図示省略）および圧力調整弁５に
よって、処理室３内の圧力をプラズマ処理する所定の圧
力に調節する。この状態でマイクロ波発生器６によって
発信されたマイクロ波がマイクロ波導波管７を介し、石
英窓８を透過して処理室３に導入されるとともに、コイ
ル９により発生された磁場との相互作用によって電子サ
イクロトロン共鳴を生じ、プラズマ発生用ガスがプラズ
マ化される。
ス導入口１からガス流量制御弁２によって流量を制御さ
せたプラズマ発生用ガスを処理室３に導入し、排気口４
を介して真空ポンプ（図示省略）および圧力調整弁５に
よって、処理室３内の圧力をプラズマ処理する所定の圧
力に調節する。この状態でマイクロ波発生器６によって
発信されたマイクロ波がマイクロ波導波管７を介し、石
英窓８を透過して処理室３に導入されるとともに、コイ
ル９により発生された磁場との相互作用によって電子サ
イクロトロン共鳴を生じ、プラズマ発生用ガスがプラズ
マ化される。
【００１０】この状態で、電極１０に直流電源１１によ
って直流電圧を印加し、絶縁膜１２を介してウエハ１３
と電極１０との間に静電吸着力を発生させ、ウエハ１３
を電極に吸着させる。また、電極１０に交流電源１５に
よってバイアス電圧を印加することにより、プラズマ処
理におけるプラズマ中のイオンのウエハ１３への入射エ
ネルギを制御する。このとき、直流電源１１によって印
加する直流電圧は、図３に示すように交流電源１５によ
る交流電圧を電極１０に印加することによってウエハ１
３に生じる電圧、すなわち、ウエハ電位（Ｖdc）と、ウ
エハ１３を処理中に有効に吸着するための有効吸着電圧
とを加えた電圧とする。有効吸着電圧は、この場合、ウ
エハの処理が終了して直流電源１１による直流電圧の印
加を停止した後のウエハ１３の電極１０からの取外し、
すなわち、搬送に支障を来たさない静電吸着力以下であ
り、かつ、ウエハ１３の裏面に導入される伝熱ガスの圧
力によってウエハ１３が電極１０から浮き上がらない静
電吸着力を有する範囲となる吸着電圧とし、この場合、
図２に示すように約８／１００ Kgf/cm2以上、 １５／
１００ Kgf/cm2以下となる吸着圧力が得られる約−５０
０〜−５８０Ｖの範囲で与えられる。なお、この値は、
絶縁膜１２の抵抗および面粗さまた吸着面積等によって
変わり、最適な値は装置毎に事前に測定・設定すれば良
い。
って直流電圧を印加し、絶縁膜１２を介してウエハ１３
と電極１０との間に静電吸着力を発生させ、ウエハ１３
を電極に吸着させる。また、電極１０に交流電源１５に
よってバイアス電圧を印加することにより、プラズマ処
理におけるプラズマ中のイオンのウエハ１３への入射エ
ネルギを制御する。このとき、直流電源１１によって印
加する直流電圧は、図３に示すように交流電源１５によ
る交流電圧を電極１０に印加することによってウエハ１
３に生じる電圧、すなわち、ウエハ電位（Ｖdc）と、ウ
エハ１３を処理中に有効に吸着するための有効吸着電圧
とを加えた電圧とする。有効吸着電圧は、この場合、ウ
エハの処理が終了して直流電源１１による直流電圧の印
加を停止した後のウエハ１３の電極１０からの取外し、
すなわち、搬送に支障を来たさない静電吸着力以下であ
り、かつ、ウエハ１３の裏面に導入される伝熱ガスの圧
力によってウエハ１３が電極１０から浮き上がらない静
電吸着力を有する範囲となる吸着電圧とし、この場合、
図２に示すように約８／１００ Kgf/cm2以上、 １５／
１００ Kgf/cm2以下となる吸着圧力が得られる約−５０
０〜−５８０Ｖの範囲で与えられる。なお、この値は、
絶縁膜１２の抵抗および面粗さまた吸着面積等によって
変わり、最適な値は装置毎に事前に測定・設定すれば良
い。
【００１１】なお、ウエハ１３に生じるウエハ電位（Ｖ
dc）は、静電吸着電極を使用している場合には、ウエハ
１３と電極１０との間に絶縁膜１２を有しているので、
電極１０を介して測定することができないため、直接に
ウエハ１３に接触させて測定する必要がある。また、電
極１０に印加する高周波電圧の振幅（Ｖｐｐ）とウエハ
電位（Ｖｄｃ）との関係が前もって測定され、関係式で
定められているなら、ウエハ電位（Ｖｄｃ）の測定に変
えてＶｐｐを測定し、制御装置内でＶｄｃに換算して用
いるようにしても良い。
dc）は、静電吸着電極を使用している場合には、ウエハ
１３と電極１０との間に絶縁膜１２を有しているので、
電極１０を介して測定することができないため、直接に
ウエハ１３に接触させて測定する必要がある。また、電
極１０に印加する高周波電圧の振幅（Ｖｐｐ）とウエハ
電位（Ｖｄｃ）との関係が前もって測定され、関係式で
定められているなら、ウエハ電位（Ｖｄｃ）の測定に変
えてＶｐｐを測定し、制御装置内でＶｄｃに換算して用
いるようにしても良い。
【００１２】以上、本実施例によれば、電極１０に印加
する直流電圧をウエハの吸着，離脱に支障を生じない範
囲の有効吸着電圧とウエハ電位（Ｖdc）とを足し合わせ
た電圧とし、電圧（Ｖdc）測定器１７によってプラズマ
処理中に発生するウエハ電位Ｖdcを測定し、直流電源１
１に印加する直流電圧を制御するようにしているので、
ウエハ毎に安定した静電吸着力が得られ、処理中にウエ
ハの裏面に導入されているウエハ冷却用ガスの圧力によ
りウエハが電極からはがれることもなく、プラズマ処理
終了直後の残留吸着力がウエハの搬送に支障を来すこと
がない吸着力以下になるため、除電処理を省略すること
ができ、ウエハ一枚あたりの処理時間を短くですること
ができる。
する直流電圧をウエハの吸着，離脱に支障を生じない範
囲の有効吸着電圧とウエハ電位（Ｖdc）とを足し合わせ
た電圧とし、電圧（Ｖdc）測定器１７によってプラズマ
処理中に発生するウエハ電位Ｖdcを測定し、直流電源１
１に印加する直流電圧を制御するようにしているので、
ウエハ毎に安定した静電吸着力が得られ、処理中にウエ
ハの裏面に導入されているウエハ冷却用ガスの圧力によ
りウエハが電極からはがれることもなく、プラズマ処理
終了直後の残留吸着力がウエハの搬送に支障を来すこと
がない吸着力以下になるため、除電処理を省略すること
ができ、ウエハ一枚あたりの処理時間を短くですること
ができる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、設定された有効吸着電
圧にウエハの処理毎に安定しない、すなわち、変化する
ウエハ電位（Ｖｄｃ）を加えて印加直流電圧を制御する
ようにしているので、印加直流電圧は変化しても有効吸
着電圧は常に一定にでき、プラズマ処理終了直後の残留
吸着力がウエハの搬送に支障を来すことがない圧力以下
になるため、プラズマ処理終了後の除電処理を省略し、
ウエハ一枚当たりの処理時間を短くできるという効果が
ある。
圧にウエハの処理毎に安定しない、すなわち、変化する
ウエハ電位（Ｖｄｃ）を加えて印加直流電圧を制御する
ようにしているので、印加直流電圧は変化しても有効吸
着電圧は常に一定にでき、プラズマ処理終了直後の残留
吸着力がウエハの搬送に支障を来すことがない圧力以下
になるため、プラズマ処理終了後の除電処理を省略し、
ウエハ一枚当たりの処理時間を短くできるという効果が
ある。
【図１】本発明のー実施例であるプラズマ処理装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】図１の装置における処理中の吸着圧力と有効吸
着電圧の関係を示す図である。
着電圧の関係を示す図である。
【図３】図１の装置における各電位の関係を示す図であ
る。
る。
１…ガス導入口、２…ガス流量制御弁、３…処理室、４
…排気口、５…圧力調整弁、６…マイクロ波発生器、７
…マイクロ波導波管、８…石英窓、９…コイル（磁場発
生器）、１０…電極、１１…直流電源、１２…絶縁膜、
１３…ウエハ、１４…温調器、１５…交流電源、１６…
排気系、１７…Ｖdc測定器、１８…処理室壁、１９…空
洞部、２０…コンデンサ、２１…制御装置。
…排気口、５…圧力調整弁、６…マイクロ波発生器、７
…マイクロ波導波管、８…石英窓、９…コイル（磁場発
生器）、１０…電極、１１…直流電源、１２…絶縁膜、
１３…ウエハ、１４…温調器、１５…交流電源、１６…
排気系、１７…Ｖdc測定器、１８…処理室壁、１９…空
洞部、２０…コンデンサ、２１…制御装置。
フロントページの続き (72)発明者 藤井 敬 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社 日立製作所 笠戸工場内 (72)発明者 吉開 元彦 山口県下松市大字東豊井794番地 日立 テクノエンジニアリング株式会社笠戸事 業所内 (56)参考文献 特開 平７−86384（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/68
Claims (1)
- 【請求項１】試料配置面に絶縁膜を設けた電極にガスプ
ラズマを用いて処理される試料を配置し、プラズマを生
成するとともに前記電極に直流電圧を印加し、前記試料
を前記電極上に静電吸着させるプラズマ処理装置用静電
吸着方法において、プラズマ処理中の前記試料の電位
（Ｖdc）を測定し、該電位（Ｖdc）と前記プラズマ処理
中の静電吸着力が前記試料の処理後の取外しに支障を来
たさない静電吸着力以下であり、かつ前記試料裏面に供
給される伝熱ガス圧による前記試料の浮き上がりを防止
可能な静電吸着力を生み出すための有効吸着電圧とを加
えた電圧を前記直流電圧とし前記電極に印加することを
特徴とするプラズマ処理用静電吸着方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110095A JP3169793B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プラズマ処理装置用静電吸着方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110095A JP3169793B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プラズマ処理装置用静電吸着方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316295A JPH08316295A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3169793B2 true JP3169793B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=14802881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12110095A Expired - Lifetime JP3169793B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | プラズマ処理装置用静電吸着方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169793B2 (ja) |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP12110095A patent/JP3169793B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08316295A (ja) | 1996-11-29 |
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