JP3223291B2 - Electrostatic chuck sample table - Google Patents

Electrostatic chuck sample table

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JP3223291B2
JP3223291B2 JP3807393A JP3807393A JP3223291B2 JP 3223291 B2 JP3223291 B2 JP 3223291B2 JP 3807393 A JP3807393 A JP 3807393A JP 3807393 A JP3807393 A JP 3807393A JP 3223291 B2 JP3223291 B2 JP 3223291B2
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detachment
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治 森田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子基板
のような試料を処理する装置において用いられる静電チ
ャック試料台に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck sample stage used in an apparatus for processing a sample such as a semiconductor device substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板に所定処理を行う装置、例え
ばCVD装置,エッチング装置等においては、半導体基
板を試料室内に保持する静電チャック試料台が備えられ
ている。静電チャック試料台は、静電吸着方式を用いた
ものであり、薄膜上の絶縁体で外側を被覆してある平板
状の導電体を前記試料室内に固設し、絶縁体の表面に試
料である半導体基板を密接させ、導電体と半導体基板と
の間に所定の直流電圧を印加して、両者間に静電力を生
ぜしめ、この静電力により半導体基板を導電体上に吸
着,保持するようになっている。
2. Description of the Related Art In an apparatus for performing a predetermined process on a semiconductor substrate, for example, a CVD apparatus, an etching apparatus, etc., an electrostatic chuck sample stage for holding the semiconductor substrate in a sample chamber is provided. The electrostatic chuck sample stage uses an electrostatic chuck method, in which a plate-shaped conductor whose outside is covered with an insulator on a thin film is fixed in the sample chamber, and the sample is placed on the surface of the insulator. The semiconductor substrate is brought into close contact, a predetermined DC voltage is applied between the conductor and the semiconductor substrate to generate an electrostatic force between the two, and the semiconductor substrate is attracted and held on the conductor by the electrostatic force. It has become.

【0003】図5は、従来の静電チャック試料台の模式
的断面図である。図中15は静電チャックが備えられるチ
ャンバ底板であり、チャンバ底板15上に絶縁材からなる
ベースプレート16が載設され、ベースプレート16上に、
導電体を絶縁膜で被覆した静電チャック11が配設されて
この上に試料Sが載置される。ベースプレート16内部に
は、下面に開口する円筒型のベース穴16b が設けられて
おり、ベースプレート16の上面にはベース穴16b に貫通
する様態の複数個の孔16a,16a …が貫設されている。静
電チャック11には孔16a,16a …に対応する孔11a,11a …
が貫設されており、チャンバ底板15には、ベース穴16b
の中央に対応させた孔15a が貫設されている。試料離脱
機構12は、シャフト12c の上端の平板状の基部材12b
と、基部材12b に立設された複数個のリフトピン12a,12
a …とで構成されており、シャフト12c がチャンバ底板
15の孔15a を、基部材12b がベースプレート16の孔16a
を、リフトピン12a,12a …が静電チャック11の孔11a,11
a …を挿通する。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional electrostatic chuck sample stage. In the figure, reference numeral 15 denotes a chamber bottom plate provided with an electrostatic chuck, and a base plate 16 made of an insulating material is placed on the chamber bottom plate 15, and on the base plate 16,
An electrostatic chuck 11 in which a conductor is covered with an insulating film is provided, on which a sample S is mounted. Inside the base plate 16, there is provided a cylindrical base hole 16b opening on the lower surface, and a plurality of holes 16a, 16a,... Penetrating the base hole 16b are formed on the upper surface of the base plate 16. . Holes 11a, 11a... Corresponding to holes 16a, 16a.
The chamber bottom plate 15 has a base hole 16b.
A hole 15a corresponding to the center of the hole is provided. The sample detaching mechanism 12 includes a flat base member 12b at the upper end of the shaft 12c.
And a plurality of lift pins 12a, 12
a… and the shaft 12c is
The base member 12b is connected to the hole 16a of the base plate 16 through the hole 15a.
, The lift pins 12a, 12a...
a ... is inserted.

【0004】また、シャフト12c とチャンバ底板15の孔
15a との間隙にはスライドガイド17が嵌着され、チャン
バ内をシールしている。シャフト12c の下端にはアクチ
ュエータ19が連結され、アクチュエータ19の駆動によ
り、試料離脱機構12は上下方向へ移動する。チャンバ底
板15の下面からシャフト12c の最下端に渡るシャフト12
c の周りにはベローズ18が環装されており、シャフト12
c の移動によるチャンバのシール漏れを防止するように
なっており、チャンバ内が減圧状態のときには、ベロー
ズ18は収縮状態となる。
Also, a hole between the shaft 12c and the chamber bottom plate 15 is provided.
A slide guide 17 is fitted in the gap between the slide guide 15a and the space 15a, and seals the inside of the chamber. An actuator 19 is connected to the lower end of the shaft 12c, and the sample detaching mechanism 12 moves in the vertical direction by driving the actuator 19. The shaft 12 extending from the lower surface of the chamber bottom plate 15 to the lowermost end of the shaft 12c
A bellows 18 is fitted around c and the shaft 12
The leakage of the seal of the chamber due to the movement of c is prevented. When the pressure in the chamber is reduced, the bellows 18 contracts.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような構造の静電
チャック試料台において、吸着状態にある試料を離脱さ
せる場合は、直流電圧の印加を停止して静電力を消滅さ
せた直後、アクチュエータ19による試料離脱機構12の上
昇により、リフトピン12a,12a …の先端が試料Sを押し
上げ、試料Sを静電チャック11から離脱させる。そし
て、試料離脱機構12がさらに上昇し、図に示す上昇位置
まで試料Sを持ち上げる。静電チャック11は、前記直流
電圧の停止後においても、ある期間電荷が残留し、吸着
力が残存する。このために、アクチュエータ19は試料離
脱機構12に大きな離脱力を与えて試料Sを押し上げる。
電圧印加停止直後、まだ試料Sが静電チャック11に吸着
されている期間に離脱力を与えた場合は、試料Sに無理
な力が加わり、試料Sが次工程への搬送のための所定位
置から外れるような位置ずれ,損傷等の離脱ミスが生じ
るという問題があった。
In the electrostatic chuck sample stage having such a structure, when the sample in the suction state is to be released, immediately after the application of the DC voltage is stopped and the electrostatic force is extinguished, the actuator 19 is stopped. The tip of the lift pins 12a, 12a,... Pushes up the sample S, and releases the sample S from the electrostatic chuck 11. Then, the sample detaching mechanism 12 is further raised, and lifts the sample S to the raised position shown in the figure. Even after the stop of the DC voltage, the electrostatic chuck 11 retains a charge for a certain period and retains the attraction force. Therefore, the actuator 19 applies a large detaching force to the sample detaching mechanism 12 to push up the sample S.
Immediately after the voltage application is stopped, if a releasing force is applied during a period when the sample S is still being attracted to the electrostatic chuck 11, an excessive force is applied to the sample S, and the sample S is moved to a predetermined position for transport to the next process. There is a problem in that a detachment error such as displacement, damage, or the like that deviates from the position occurs.

【0006】このような離脱ミスを防止するために、離
脱設定時間即ち直流電圧の印加を停止してからの待ち時
間を経て、静電チャックに残留する吸着力が減少してか
ら、試料離脱機構12により試料Sを離脱する方法が行わ
れている。図6は、従来の種々の試料における残留吸着
力と離脱設定時間とを示したグラフである。縦軸は残留
吸着力を横軸は時間を示している。全ての試料は時間と
共に残留吸着力が減少するが、その減少率は試料により
異なる。これは試料の特性,加工処理温度,印加電圧等
の条件に左右されるものであり、残留吸着力が限界吸着
力(限界離脱力)Fに減少するまでの時間は試料により
異なってくる。ここで限界吸着力(限界離脱力)Fと
は、これより大きな離脱力を試料Sに与えたときに、試
料Sに離脱ミスを発生する限界の残留吸着力(離脱力)
のことである。
In order to prevent such a detachment mistake, after the detachment setting time, that is, the waiting time after stopping the application of the DC voltage, the suction force remaining on the electrostatic chuck is reduced, and then the sample detaching mechanism is started. 12, a method of detaching the sample S is performed. FIG. 6 is a graph showing a residual adsorption force and a desorption set time in various conventional samples. The vertical axis shows the residual adsorption force and the horizontal axis shows time. Although the residual adsorption force of all the samples decreases with time, the rate of the decrease differs depending on the sample. This depends on the characteristics of the sample, the processing temperature, the applied voltage, and other conditions, and the time until the residual suction force decreases to the limit suction force (limit separation force) F differs depending on the sample. Here, the limit suction force (limit separation force) F is a limit residual suction force (separation force) at which a separation error occurs in the sample S when a larger separation force is applied to the sample S.
That is.

【0007】このように、限界吸着力Fよりも小さな残
留吸着力を有するまでの時間が試料により異なるため
に、多くの試料に共通する離脱設定時間Tは、充分長く
設定する必要があり、図に示すように、試料A,Bでは
不要な待ち時間tA ,tB を経たことになる。また、試
料Cのように、極めて残留吸着力の減少率が低い試料で
は、前記離脱設定時間Tの時点で限界吸着力Fよりも大
きな残留吸着力を有しており、離脱・搬送ミスが発生
し、さらに長い期間の離脱設定時間が必要となる。この
ように、離脱設定時間を充分長く設定するために、不要
な待ち時間が必要となり、スループットが低下するとい
う問題があった。
[0007] As described above, since the time until the residual adsorption force is smaller than the limit adsorption force F differs depending on the sample, the separation setting time T common to many samples needs to be set sufficiently long. As shown in the figure, the samples A and B have passed unnecessary waiting times t A and t B. In addition, a sample such as Sample C, which has a very low rate of decrease in residual adsorption force, has a residual adsorption force larger than the limit adsorption force F at the time of the above-mentioned separation setting time T, and a separation / transport error occurs. However, a longer period of time for setting the departure is required. As described above, in order to set the leaving setting time sufficiently long, an unnecessary waiting time is required, and there is a problem that the throughput is reduced.

【0008】また、残留吸着力の減少率を高めるため
に、試料に逆電圧を印加する方法が知られている。図7
は、試料A及びDに直流電圧の印加を停止した後、逆電
圧を印加した場合の時間と残留吸着力との関係を示した
グラフである。縦軸は残留吸着力を横軸は時間を示して
おり、横軸零が逆電圧印加を開始した時点である。試料
A及びDは、残留吸着力の減少率が大きく異なる試料で
あり、図に示すように、試料Aの残留吸着力減少率は逆
電圧を印加しない場合と比べて高くなっているが、試料
A及びD両者が限界吸着力Fよりも小さい残留吸着力を
有する期間は存在せず、試料A,Dの離脱設定時間を夫
々に対して設定しなけらばならないという問題があっ
た。
[0008] Further, a method of applying a reverse voltage to a sample in order to increase the reduction rate of the residual adsorption force is known. FIG.
Is a graph showing the relationship between the time when a reverse voltage is applied to the samples A and D after the application of the DC voltage is stopped and the residual adsorption force. The vertical axis represents the residual adsorption force and the horizontal axis represents time, and zero on the horizontal axis is the time when the application of the reverse voltage is started. Samples A and D are samples in which the rate of decrease in residual adsorption force is significantly different, and as shown in the figure, the rate of decrease in residual adsorption force of sample A is higher than when no reverse voltage is applied. There is no period in which both A and D have a residual adsorbing force smaller than the limit adsorbing force F, and there is a problem that the set-off time of the samples A and D must be set for each.

【0009】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、第1発明では、離脱ミスを起こさない程度の
離脱力を離脱手段に与えることにより、離脱安定性が向
上し、待ち時間が不要でスループットが高い静電チャッ
ク試料台を提供することを目的とする。また、第2発明
では、試料の離脱を検知する離脱検知手段を備えること
により、さらにスループットが高い静電チャック試料台
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and in the first invention, the separation stability is improved by applying a separation force to the separation means that does not cause a separation error, and the waiting time is improved. It is an object of the present invention to provide an unnecessary and high-throughput electrostatic chuck sample stage. Another object of the second invention is to provide an electrostatic chuck sample stage having a higher throughput by providing a detachment detecting means for detecting detachment of the sample.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る静電チャ
ック試料台は、吸着した試料にこれを離脱する方向の離
脱力を移動により加える離脱手段を備えた静電チャック
試料台において、離脱ミス発生の限界離脱力より小さな
離脱力を試料に加えるべく、前記離脱手段への加圧によ
り、前記離脱力と反対方向の引張力を前記離脱手段へ与
える圧力調整手段を備えることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an electrostatic chuck sample stage provided with detaching means for applying a detaching force to a suctioned sample by moving the sample in a detaching direction. In order to apply a detachment force smaller than the limit detachment force of the occurrence of a mistake to the sample, a pressure adjusting means for applying a tensile force in a direction opposite to the detachment force to the detachment means by pressurizing the detachment means is provided. .

【0011】第2発明に係る静電チャック試料台は、吸
着した試料にこれを離脱する方向の離脱力を移動により
加える離脱手段を備えた静電チャック試料台において、
離脱ミス発生の限界離脱力より小さな離脱力を試料に加
えるべく、前記離脱手段への加圧により、前記離脱力と
反対方向の引張力を前記離脱手段へ与える圧力調整手段
を備え、前記離脱手段の位置により、試料の離脱を検知
する離脱検知手段を備えることを特徴とする。
An electrostatic chuck sample table according to a second aspect of the present invention is an electrostatic chuck sample table provided with release means for applying a release force to a suctioned sample in a direction of releasing the sample by movement.
Pressure applying means for applying a pulling force in a direction opposite to the detaching force to the sample by applying pressure to the detaching means so as to apply a detaching force smaller than a limit detaching force at which a detachment error occurs to the sample; Is provided with a detachment detecting means for detecting detachment of the sample depending on the position of.

【0012】[0012]

【作用】本発明の静電チャック試料台では、圧力の調節
により離脱力と反対方向の引張力を離脱手段に与え、限
界離脱力よりも小さな離脱力を離脱手段に与えるので、
試料の吸着力の減少を待たずに離脱力を試料に加えるこ
とができ、試料の離脱ミスが発生しない。また、離脱検
知手段が試料の離脱を検知するので、検知後、直ちに次
工程へ搬送することができる。
In the electrostatic chuck sample stage of the present invention, a tension force in a direction opposite to the release force is applied to the release means by adjusting the pressure, and a release force smaller than the limit release force is applied to the release means.
A detaching force can be applied to the sample without waiting for a decrease in the adsorbing force of the sample, and a sample detaching error does not occur. Further, since the detachment detecting means detects the detachment of the sample, the specimen can be immediately transferred to the next step after the detection.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図1は、本発明の静電チャック試
料台の模式的断面図である。図中5は静電チャックが備
えられるチャンバ底板であり、チャンバ底板5上に絶縁
材からなるベースプレート6が載設され、ベースプレー
ト6上に、導電体を絶縁膜で被覆した静電チャック1が
配設されてこの上に試料Sが載置される。ベースプレー
ト6内部には、下面に開口する円筒型のベース穴6b が
設けられており、ベースプレート6の上面にはベース穴
6b に貫通する様態の複数個の孔6a,6a …が貫設され
ている。静電チャック1には孔6a,6a …に対応する孔
1a,1a …が貫設されており、チャンバ底板5には、ベ
ース穴6b の中央に対応させた孔5a が貫設されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. FIG. 1 is a schematic sectional view of an electrostatic chuck sample stage of the present invention. In the figure, reference numeral 5 denotes a chamber bottom plate provided with an electrostatic chuck. A base plate 6 made of an insulating material is mounted on the chamber bottom plate 5, and the electrostatic chuck 1 having a conductor covered with an insulating film is disposed on the base plate 6. The sample S is mounted thereon. Inside the base plate 6, there is provided a cylindrical base hole 6b opening on the lower surface, and a plurality of holes 6a, 6a,... Penetrating through the base hole 6b are formed on the upper surface of the base plate 6. . Holes 1a, 1a... Corresponding to the holes 6a, 6a... Are formed through the electrostatic chuck 1, and a hole 5a corresponding to the center of the base hole 6b is formed through the chamber bottom plate 5.

【0014】そして、チャンバ底板1の下面には中空円
筒型の収納部9が配設され、収納部9の底面には孔9a
,9b が貫設されている。試料離脱機構2は、シャフ
ト2cの上端及び下端に設けられた平板状の基部材2b
及び押圧部2d と、基部材2b上面に突設された複数個
のリフトピン2a,2a …と、押圧部材2d 下面に突設さ
れた変位測定用部材2e とで構成されており、シャフト
2c がチャンバ底板5の孔5a を、基部材2b がベース
プレート6の孔6a を、リフトピン2a,2a …が静電チ
ャック1の孔1a,1a …を、そして変位測定用部材2e
が孔9a を挿通している。
A hollow cylindrical housing 9 is provided on the lower surface of the chamber bottom plate 1, and a hole 9 a is formed in the bottom of the housing 9.
, 9b. The sample detaching mechanism 2 includes a flat base member 2b provided at an upper end and a lower end of a shaft 2c.
, A plurality of lift pins 2a, 2a... Protruding from the upper surface of the base member 2b, and a displacement measuring member 2e protruding from the lower surface of the pressing member 2d. The base member 2b has a hole 6a in the bottom plate 5, the base member 2b has a hole 6a in the base plate 6, the lift pins 2a, 2a ... have holes 1a, 1a ... in the electrostatic chuck 1, and the displacement measuring member 2e.
Pass through the hole 9a.

【0015】また、シャフト2c とチャンバ底板5の孔
5a との間隙にはスライドガイド7が嵌着され、チャン
バ内をシールしている。そして、シャフト2c の周りに
は、チャンバ底板5の下面から押圧部材2d の上面に渡
って、前記圧力調節手段である二重ベローズ8が環装さ
れており、シャフト2c 及び押圧部材2d が、収納部9
内にて移動するようになっている。内側ベローズ8a が
シャフト12c の移動によるチャンバ内のシール漏れを防
止するようになっており、チャンバ内が減圧状態のとき
には、二重ベローズ8は収縮状態となる。押圧部材2d
には、外側ベローズ8b に対応する位置に孔2f が貫設
されており、孔2f に連結された導管には空気弁3a,3
b,3c が設けられている。圧空源に接続された空気弁3
a により空気を孔2f から外側ベローズ8b 内部に導入
し、大気に開放された空気弁3b及び圧力調整弁3d が
接続された空気弁3c により外側ベローズ8b 内部から
の空気を排出する。これにより二重ベローズ8が伸縮し
て試料離脱機構2を移動せしめるようになっている。
A slide guide 7 is fitted in a gap between the shaft 2c and the hole 5a of the chamber bottom plate 5 to seal the inside of the chamber. Around the shaft 2c, a double bellows 8, which is the pressure adjusting means, is mounted around the lower surface of the chamber bottom plate 5 and the upper surface of the pressing member 2d, and the shaft 2c and the pressing member 2d are housed. Part 9
It is designed to move within. The inner bellows 8a prevents the seal from leaking in the chamber due to the movement of the shaft 12c. When the inside of the chamber is in a reduced pressure state, the double bellows 8 is in a contracted state. Pressing member 2d
Has a hole 2f penetrating therethrough at a position corresponding to the outer bellows 8b, and a conduit connected to the hole 2f has air valves 3a, 3a.
b, 3c are provided. Air valve 3 connected to a compressed air source
The air is introduced into the outer bellows 8b through the hole 2f by a, and the air from the inside of the outer bellows 8b is discharged by the air valve 3c connected to the air valve 3b and the pressure regulating valve 3d opened to the atmosphere. Thereby, the double bellows 8 expands and contracts to move the sample detaching mechanism 2.

【0016】チャンバ内が真空状態のとき、空気弁3b,
3c を閉鎖して空気弁3a から空気を導入し、外側ベロ
ーズ8b 内部圧を大気圧より高く調整すると、収縮状態
であった二重ベローズ8が伸長し、試料離脱機構2が前
記引張力を与えられて下降する。また外側ベローズ8b
内部が圧空状態であるとき、空気弁3b,3c を閉鎖して
空気弁3c から空気を排出し、外側ベローズ8b 内部圧
を大気圧にすると、二重ベローズ8が収縮し、試料離脱
機構2が前記離脱力を与えられて上昇する。また、外側
ベローズ8b 内部が圧空状態であるとき、空気弁3a,3
c を閉鎖して空気弁3b,圧力調整弁3d により外側ベロ
ーズ8b 内部圧の微調整を行うと、試料離脱機構2に与
える前記引張力が一定の力に調整され、試料離脱機構2
は小さな離脱力を試料に加えることができる。また、収
納部9の内法寸法は、基部材2b のベース穴6b 内での
移動範囲で、押圧部材2d が移動できる寸法であれば良
い。
When the chamber is in a vacuum state, the air valve 3b,
When the air is introduced from the air valve 3a by closing the 3c and the internal pressure of the outer bellows 8b is adjusted to be higher than the atmospheric pressure, the double bellows 8, which has been in the contracted state, expands, and the sample detaching mechanism 2 applies the tensile force. And descend. Also outer bellows 8b
When the inside is in a compressed air state, the air valves 3b and 3c are closed to discharge air from the air valve 3c, and when the internal pressure of the outer bellows 8b is set to the atmospheric pressure, the double bellows 8 contracts and the sample detaching mechanism 2 becomes Ascending is given by the detaching force. When the inside of the outer bellows 8b is in a compressed air state, the air valves 3a, 3
When the internal pressure of the outer bellows 8b is finely adjusted by the air valve 3b and the pressure adjusting valve 3d with the c closed, the tensile force applied to the sample detaching mechanism 2 is adjusted to a constant force, and the sample detaching mechanism 2
Can apply a small detachment force to the sample. Further, the inner dimension of the storage portion 9 may be any size as long as the pressing member 2d can move within the movement range of the base member 2b within the base hole 6b.

【0017】また、変位測定用部材2e を挟んで前記離
脱検知手段である変位検出光センサ4が配設されてい
る。変位検出光センサ4により、変位測定用部材2e の
所定変位即ち試料離脱機構2の所定変位を検知するよう
になっている。
Further, a displacement detecting optical sensor 4 as the detachment detecting means is provided with the displacement measuring member 2e interposed therebetween. The displacement detecting optical sensor 4 detects a predetermined displacement of the displacement measuring member 2e, that is, a predetermined displacement of the sample detaching mechanism 2.

【0018】このような構造の静電チャック試料台にお
いて、例えばエッチング処理が施された試料を離脱させ
る場合について説明する。図2は、本発明の静電チャッ
ク試料台を用いて試料の離脱及び持ち上げを実施する手
順を説明するフローチャートである。このフローチャー
トに基づいて説明する。まず、外側ベローズ8b 内部へ
空気弁3c から空気を導入し、外側ベローズ8b 内部圧
を大気圧より高い圧力にして、二重ベローズ8を伸長せ
しめ、試料離脱機構2に前記引張力を与えて下降させ、
リフトピン2a,2a …の先端を静電チャック1より低い
下降位置に停止させる。試料Sが静電チャック1上に吸
着,保持されてエッチング処理が施され、エッチング終
了後、直流電圧の印加を停止する(ステップS21)。
A description will be given of a case in which, for example, a sample subjected to an etching process is detached from the electrostatic chuck sample stage having such a structure. FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure for removing and lifting a sample using the electrostatic chuck sample stage of the present invention. Description will be made based on this flowchart. First, air is introduced from the air valve 3c into the outer bellows 8b, the internal pressure of the outer bellows 8b is made higher than the atmospheric pressure, and the double bellows 8 is extended. Let
Are stopped at a lower position lower than the electrostatic chuck 1. The sample S is sucked and held on the electrostatic chuck 1 to perform an etching process. After the etching is completed, the application of the DC voltage is stopped (step S21).

【0019】直流電圧の印加停止後、直ちに空気弁3b
及び圧力調整弁3d により外側ベローズ8b 内部圧を微
量調整し、二重ベローズ8を収縮せしめて、試料離脱機
構2に与えた前記引張力を調整し、数10g 〜数100gの押
し上げ力即ち離脱力を与える(ステップS22)。この試
料離脱機構2に与える離脱力には、二重ベローズ8のバ
ネ定数による力も加わっているので、これを考慮に入れ
て圧力調整弁3d の圧力を調整する。このとき、離脱力
は試料Sの離脱ミスが発生しない程度の力に設定する。
Immediately after the application of the DC voltage is stopped, the air valve 3b
The internal pressure of the outer bellows 8b is minutely adjusted by the pressure adjusting valve 3d, the double bellows 8 is contracted, and the pulling force applied to the sample detaching mechanism 2 is adjusted. (Step S22). Since the force due to the spring constant of the double bellows 8 is also applied to the detaching force applied to the sample detaching mechanism 2, the pressure of the pressure regulating valve 3d is adjusted taking this into consideration. At this time, the detachment force is set to a force that does not cause a detachment mistake of the sample S.

【0020】そして、変位検出光センサ4により、試料
Sの離脱を判定する(ステップS23)。この判定では、
変位測定用部材2e が所定距離上昇した時点、即ちリフ
トピン2a,2a …先端が離脱検出位置で停止した時点を
もって離脱終了が判断される。このとき、リフトピン2
a,2a …の先端が静電チャック1より所定距離上方の離
脱検出位置に停止し、試料Sは静電チャック1上から離
脱する。
Then, the separation of the sample S is determined by the displacement detecting optical sensor 4 (step S23). In this determination,
When the displacement measuring member 2e has risen a predetermined distance, that is, when the lift pins 2a, 2a... At this time, lift pin 2
.. stop at a separation detection position above the electrostatic chuck 1 by a predetermined distance, and the sample S separates from the electrostatic chuck 1.

【0021】次に、空気弁3c により外側ベローズ8b
内部圧を大気圧とする(ステップS24)。チャンバ内が
真空であり、外側ベローズ8b 内部圧が大気圧となるこ
とにより、二重ベローズ8がさらに収縮せしめられ、試
料離脱機構2が上昇して、基部材2b がベース穴6b の
上面に接触する位置で停止する。このとき、リフトピン
2a,2a …の先端が静電チャック1より所定距離上方の
上昇位置で停止し、試料Sの持ち上げが終了する。
Next, the outer bellows 8b is operated by the air valve 3c.
The internal pressure is set to the atmospheric pressure (step S24). When the inside of the chamber is vacuum and the internal pressure of the outer bellows 8b becomes atmospheric pressure, the double bellows 8 is further contracted, the sample detaching mechanism 2 rises, and the base member 2b comes into contact with the upper surface of the base hole 6b. Stop at the position you want. At this time, the tips of the lift pins 2a, 2a,... Stop at a raised position above the electrostatic chuck 1 by a predetermined distance, and the lifting of the sample S ends.

【0022】図3は、種々の試料における残留吸着力と
本発明の静電チャックを用いた脱離開始時間とを示した
グラフである。縦軸は残留吸着力を横軸は時間を示して
おり、横軸零が試料離脱機構2が試料に離脱力を加えた
時点である。試料A,B,Cの残留吸着力が、上述した
ステップS22で設定した限界吸着力Fよりも小さい値の
離脱力fと同値となった時点で、試料離脱機構2は夫々
の試料を離脱せしめる。このように、無駄な待ち時間を
設定することなく、各試料の残留吸着力減少率に応じた
時間TA ,TB ,TC で静電チャックから離脱すること
ができる。
FIG. 3 is a graph showing the residual attraction force of various samples and the desorption start time using the electrostatic chuck of the present invention. The vertical axis indicates the residual adsorption force and the horizontal axis indicates time, and zero on the horizontal axis indicates the point in time when the sample separation mechanism 2 applies a separation force to the sample. When the residual adsorption forces of the samples A, B, and C reach the same value as the detachment force f smaller than the limit adsorption force F set in step S22 described above, the sample detachment mechanism 2 detaches each sample. . As described above, the sample can be separated from the electrostatic chuck at the times T A , T B , and T C according to the residual suction force reduction rate of each sample without setting a wasteful waiting time.

【0023】また、図4は、試料に直流電圧の印加を停
止した後、逆電圧を印加した場合の残留吸着力と本発明
の静電チャックを用いた脱離開始時間とを示したグラフ
である。横軸零が、逆電圧の印加を開始し、試料に離脱
力を加えた時点である。残留吸着力の減少率が大きく異
なる試料A及びD両者が限界吸着力Fよりも小さい残留
吸着力を有する期間は存在しないが、試料A,Dに対し
て共通の限界吸着力Fよりも小さい値の離脱力fを設定
することにより、夫々の残留吸着力に応じた時間Ta
B で離脱せしめることができる。
FIG. 4 is a graph showing the residual attraction force when a reverse voltage is applied to the sample after the application of the DC voltage is stopped and the desorption start time using the electrostatic chuck of the present invention. is there. Zero on the horizontal axis is the time when the application of the reverse voltage is started and a detaching force is applied to the sample. There is no period in which both samples A and D, which have greatly different reduction rates of the residual adsorption force, have a residual adsorption force smaller than the limit adsorption force F, but a value smaller than the common limit adsorption force F for samples A and D. By setting the detachment force f of the time T a , the time T a ,
It can be allowed to withdrawal in T B.

【0024】次に、上述の如く試料Sの離脱時間、即ち
電圧印加停止から離脱終了(ステップS22)までの時間
を測定した。表1は、この結果を表したものであり、3
種類のウエハについて、本発明の静電チャック試料台で
の平均離脱時間を測定し、従来の離脱設定時間Fと比較
した。
Next, as described above, the separation time of the sample S, that is, the time from the stop of the voltage application to the end of the separation (Step S22) was measured. Table 1 shows this result.
For each type of wafer, the average separation time on the electrostatic chuck sample stage of the present invention was measured and compared with the conventional separation setting time F.

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】表1から明らかなように、本発明の静電チ
ャックを用いて試料を離脱する場合は、従来の5分の1
〜10分の1の時間で離脱されており、離脱に要する時間
が短縮されることが判る。
As is clear from Table 1, when the sample is detached by using the electrostatic chuck of the present invention, one-fifth of the conventional one is used.
Withdrawal took about 1/10 of the time, indicating that the time required for withdrawal was reduced.

【0027】なお、本実施例では離脱検知手段として、
光センサを用いているが、これに限るものではなく、変
位を検出できる装置であれば良い。
In the present embodiment, the separation detecting means is
Although an optical sensor is used, the invention is not limited to this, and any device that can detect displacement can be used.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、本発明においては、圧力
調整手段が離脱ミスを起こさない程度の離脱力を試料に
加えるので、離脱安定性が向上し、待ち時間が不要とな
りスループットが向上する。また、検知手段が試料の離
脱を検知するので、速やかに搬送が行われ、さらにスル
ープットが向上する等、本発明は優れた効果を奏するも
のである。
As described above, in the present invention, since the pressure adjusting means applies a detaching force to the sample such that a detachment error does not occur, the detachment stability is improved, the waiting time is not required, and the throughput is improved. . Further, since the detection means detects the detachment of the sample, the present invention has excellent effects such that the conveyance is performed quickly and the throughput is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の静電チャック試料台の模式的断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an electrostatic chuck sample stage of the present invention.

【図2】本発明の静電チャック試料台を用いて試料の離
脱を実施する手順を説明するフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure for removing a sample using the electrostatic chuck sample stage of the present invention.

【図3】種々の試料における残留吸着力と本発明の静電
チャックを用いた脱離開始時間とを示したグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the residual attraction force of various samples and the desorption start time using the electrostatic chuck of the present invention.

【図4】種々の試料における残留吸着力と本発明の静電
チャックを用いた脱離開始時間とを示したグラフであ
る。
FIG. 4 is a graph showing the residual attraction force of various samples and the desorption start time using the electrostatic chuck of the present invention.

【図5】従来の静電チャック試料台の模式的断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a conventional electrostatic chuck sample stage.

【図6】従来の試料における残留吸着力と離脱設定時間
とを示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a residual adsorption force and a desorption set time in a conventional sample.

【図7】従来の試料における残留吸着力と離脱設定時間
とを示したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a residual adsorption force and a desorption set time in a conventional sample.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 静電チャック 2 試料離脱機構 2a リフトピン 2b 基部材 2c シャフト 2d 押圧部材 2e 変位測定用部材 3a,3b,3c 空気弁 3d 圧力調整弁 4 変位検出光センサ 5 チャンバ底板 8 二重ベローズ Reference Signs List 1 electrostatic chuck 2 sample detaching mechanism 2a lift pin 2b base member 2c shaft 2d pressing member 2e displacement measuring member 3a, 3b, 3c air valve 3d pressure regulating valve 4 displacement detection optical sensor 5 chamber bottom plate 8 double bellows

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/205 B23Q 3/15 H01L 21/3065 H01L 21/68 H02N 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/205 B23Q 3/15 H01L 21/3065 H01L 21/68 H02N 13/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 吸着した試料に、これを離脱する方向の
離脱力を移動により加える離脱手段を備えた静電チャッ
ク試料台において、 離脱ミス発生の限界離脱力より小さな離脱力を試料に加
えるべく、前記離脱手段への加圧により、前記離脱力と
反対方向の引張力を前記離脱手段へ与える圧力調整手段
を備えることを特徴とする静電チャック試料台。
In an electrostatic chuck sample stage provided with a detaching means for applying a detaching force in a direction of detaching the adsorbed sample by moving the adsorbed sample, a detaching force smaller than a limit detaching force at which a detachment error occurs is applied to the sample. And a pressure adjusting means for applying a pulling force in a direction opposite to the detaching force to the detaching means by applying a pressure to the detaching means.
【請求項2】 前記離脱手段の位置により、試料の離脱
を検知する離脱検知手段を備えることを特徴とする請求
項1記載の静電チャック試料台。
2. The electrostatic chuck sample stage according to claim 1, further comprising a detachment detecting means for detecting detachment of the sample according to a position of the detaching means.
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