JP3459790B2 - 除電機能付静電チャック及び静電チャックの除電方法 - Google Patents

除電機能付静電チャック及び静電チャックの除電方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術】本発明は、半導体装置の製造工程
でウエハに各種のプラズマ処理を施す処理装置に使用さ
れる静電チャックに関し、特に、静電チャック上の基板
等から残留電荷を除去する除電機能付静電チャックに関
する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の製造工程でウエハ
に各種のプラズマ処理を施す際に、半導体ウエハを対向
電極に対して固定するために静電チャックが使用されて
いる。しかし、プラズマ処理を繰り返し行うことにより
静電チャック上に半導体ウエハを多数回吸着させると、
静電チャックの絶縁体表面や半導体ウエハ自体に電荷が
残留して、静電チャック上からウエハを円滑に取り外す
事ができなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】具体的には、取り外す
瞬間に半導体ウエハがリフトピンの上で揺れたり、跳ね
上がったりする欠点が存在した。このように半導体ウエ
ハがリフト機構の上で跳ねてしまうと、ウエハの位置が
定まらず、搬送不良を引き起こし安定した稼動できなか
った。そこで、残留電荷を除去する目的のために、例え
ば処理室である真空チャンバーを大気開放し基板の回収
やリフトピン先端に付着した生成物の除去作業を実施し
ており、生産する上でロスが生じていた。この様に、除
電不良に起因する搬送エラーにおいては、グランドライ
ンの導通効果を高めるためリフトピン先端の各接点を研
磨する必要が存在した。したがって、研磨作業のために
作業工程を停止させなければならず、時間的なロスを招
いていた。
【0004】そこで、例えば特開平8−83832号に
は、静電チャックを備えた移動体に切り換えスイッチを
設ける事なく、給電と除電とを切り換え可能とし、移動
体からの発塵を防止すると共に、静電チャックの表面へ
の電荷の蓄積を防止する給電装置が開示されている。し
かし、ここに開示されている技術は、移動体に切り換え
スイッチを設ける事なく給電と除電ができるので、移動
体から切り換えスイッチを除く事ができ、移動体からの
発塵を防止するものである。
【0005】また、例えば特開平9−64021号に
は、静電チャックの絶縁体表面に溜まった残留電荷をウ
エハ裏面との間で、互に残留電荷同志を放電する事で除
電するものが開示されている。この技術は、プラズマ処
理を施した後、処理室内に気体を導入して処理室内を圧
力0.5〜3Torrの真空度にした後に相互の残留電荷を
放電によって除電するものである。したがって、本願発
明のように基板の残留電荷を測定して、それに応じて効
果的に除電するものではない。
【0006】そこで、本発明の目的は、基板上の残留帯
電量を正確に測定し、除電量を的確に把握することで基
板からの除電を確実に行える除電機能付静電チャックを
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、基本的に以下に記載されたような構成を採用
するものである。すなわち本発明に係る第1の態様は、
真空チャンバー内に配置された静電吸着ステージとリフ
ト機構とを備えた静電チャックにおいて、該静電吸着ス
テージの上に移動可能に搭載された除電アームを配設し
たことを特徴とするものであり、本発明に係る第2の態
様は、静電吸着ステージ上に基板を搬入する搬入工程
と、真空チャンバー内に処理ガスを満たす充填工程と、
静電吸着ステージに基板を吸着させる吸着工程と、真空
チャンバー内の基板に高周波を印加する印加工程と、当
該高周波を印加する印加工程の終了後に前記基板を吸着
させる吸着工程を終了させ、更に真空チャンバー内から
処理ガスを排出する排出工程と、静電吸着ステージ上の
基板に帯電した電荷を測定する測定工程と、前記測定工
程の測定結果に応じて除電アームから基板へ除電電圧を
印加する印加工程を備えたことを特徴とする静電チャッ
クの除電方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の除電機能付静電チャック
は、上記した様な従来技術に於ける問題点を解決する
為、真空チャンバー内に配置された静電吸着ステージと
リフト機構とを備えた静電チャックにおいて、該静電吸
着ステージの上に移動可能に搭載された除電アームを配
設したので、基板上の残留電荷を的確に除電する事が出
来る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明に係る除電機能付静電チャッ
クの一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明す
る。即ち、図1は、本発明の一実施の形態である除電機
能付静電チャックを示す断面図である。ここで、除電機
能付静電チャックは、真空チャンバー10内に配置され
た静電吸着ステージ11とリフト機構12とを備えた静
電チャック13において、該静電吸着ステージ11の上
に移動可能に搭載された除電アーム14を配設してい
る。
【0010】除電アーム14は、図1に示す紙面に垂直
方向に移動退避可能であり、真空チャンバー10の外部
に配置された測定機構部15に接続されている。また、
除電アーム14は、基板16の絶縁膜層の薄い部位、つ
まり基板16のエッジ部16aに接触して除電できる様
に両端に上に向かって拡開したテーパ状の接触腕14a
を備えている。
【0011】測定機構部15は、一端が除電アーム14
と接続されており、他端が接地されている。また、測定
機構部15は、静電吸着ステージ11とも接続されてい
る。この測定機構部15によって、基板16の帯電量を
検出する事が出来る。
【0012】真空チャンバー10内の静電吸着ステージ
11と対向した上端には、対向電極17が配置されてお
り、プラズマ放電が行われる。また、静電吸着ステージ
11は、マッチング回路18を介して高周波電源19と
接続されている。
【0013】リフト機構12は、静電吸着ステージ11
の突出穴から突出するリフトピン20とリフトピン20
を後退させる方向に付勢するコイルスプリング21と駆
動ロッド22等から構成されている。したがって、駆動
ロッド22を上昇させる事により、リフトピン20を静
電吸着ステージ11の突出穴から突出する事が出来る。
【0014】次に以上のように構成された本発明の除電
機能付静電チャックを使用した静電チャックの除電方法
について説明する。まず、搬入工程で 静電吸着ステー
ジ11上に基板16を搬入する。この時、除電アーム1
4は、静電吸着ステージ11から横に退避している。
【0015】次に、ガス充満工程で真空チャンバー10
内を処理ガスで充満させる。処理ガスとしては、ドライ
エッチングの場合、酸化膜エッチングでは、CF4、C
HF ,C等が使用される。また、シリコンエッ
チングでは、Cl、HBr、SF等が使用される。
【0016】吸着工程では、静電吸着ステージ11に基
板16を静電吸着させる。この静電チャック13に基板
16を静電吸着させる吸着工程を繰り返すと、静電吸着
ステージ11及び基板16に残留電荷が生じる。また、
印加工程では、真空チャンバー10内の基板16に高周
波電源19をマッチング回路18を介して印加する。
【0017】次に、処理ガス排出する排出工程では、高
周波を印加する印加工程の終了後に前記基板を吸着させ
る吸着工程を終了させ、更に真空チャンバー10内から
処理ガスを排出する。また、測定工程で静電吸着ステー
ジ11上の基板16に帯電した電荷を測定する。この、
測定工程の測定結果に応じて除電アーム14から基板1
6へ除電電圧を印加する。
【0018】このようにして、基板16から残留電荷を
的確に除去する事が出来るので、基板16をリフト機構
12で持ち上げる際に飛び跳ねたりする事がない。
【0019】図2は、本発明の一実施例を示すタイムチ
ャート図である。このタイムチャート図に従って、本願
発明の除電機能付静電チャックの動作について説明す
る。先ず、真空チャンバー10内に処理ガスがされ、続
いて搬入された基板16が静電吸着ステージ11上に静
電吸着される。
【0020】次に、高周波電源19によるプラズマ放電
によって、基板16の電位が上昇する。所定の処理時間
が経過後、高周波電源19がOFFとされる。続いて静
電チャック13がOFFされた後、真空チャンバー10
内の処理ガスが排出される。処理ガスが排出された後、
除電アーム14を静電吸着ステージ11上に移動する。
【0021】静電吸着ステージ11上でアーム14が基
板16のエッジ部に接触して除電する。この時、基板1
6の除電量を測定機構部15で検出し、除電状態が不十
分な場合には、さらに強制的に負の電荷を除電アーム1
4に印加する。これにより、基板16に残留している電
荷を速やかに除電する事が出来る。
【0022】以上のように、本発明の除電機能付静電チ
ャックによれば、基板から帯電電荷を的確にに除電でき
るので、基板が飛び跳ねたりする事がない。また、アー
ムで掴んで基板を搬送する場合にも位置ずれ等が生じな
い。
【0023】尚、本発明は以上の実施例に限ることなく
本発明の技術思想に基づいて種々の設計変更が可能であ
る。
【0024】
【発明の効果】本発明は、上記した様な技術構成を採用
しているので、半導体ウエハがリフトピンの上で揺れた
り、跳ね上がったりすることがない。また、ウエハの位
置が安定し、搬送不良を引き起こす虞がなく、安定した
稼動が可能である。それらの理由は、半導体ウエハに帯
電したままの残留電荷を除電アームによって強制的に除
電するためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態である除電機能
付静電チャックを示す断面図である。
【図2】図2は、本発明の一実施例を示すタイムチャー
ト図である。
【符号の説明】
10 真空チャンバー 11 静電吸着ステージ 12 リフト機構 13 静電チャック 14 除電アーム 15 測定機構部 16 基板 16a エッジ部 17 対向電極 18 マッチング回路 19 高周波電源 20 リフトピン 21 コイルスプリング

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 真空チャンバー内に配置された静電吸着
    ステージとリフト機構とを備えた静電チャックにおい
    て、該静電吸着ステージの上に移動可能に搭載された除
    電アームを配設したことを特徴とする除電機能付静電チ
    ャック。
  2. 【請求項2】 前記除電アームは、水平方向に移動可能
    であることを特徴とする請求項1記載の除電機能付静電
    チャック。
  3. 【請求項3】 前記除電アームは、基板の絶縁膜層の薄
    い部位に接触して除電することを特徴とする請求項1記
    載の除電機能付静電チャック。
  4. 【請求項4】 前記除電アームは、基板のエッジ部に接
    触して除電することを特徴とする請求項1記載の除電機
    能付静電チャック。
  5. 【請求項5】 基板の帯電量を測定する測定機構部を
    らに備えることを特徴とする請求項1記載の除電機能付
    静電チャック。
  6. 【請求項6】 基板の帯電量を検出、分析する測定機構
    部をさらに備え、前記測定機構部の測定結果に応じて
    記除電アームによる除電動作を制御することを特徴とす
    る請求項1記載の除電機能付静電チャック。
  7. 【請求項7】 基板の帯電量を検出、分析する測定機構
    部をさらに備え、前期測定機構部の測定結果に応じた負
    の電荷を前記除電アームに印加することを特徴とする請
    求項1記載の除電機能付静電チャック。
  8. 【請求項8】 静電吸着ステージ上に基板を搬入する搬
    入工程と、真空チャンバー内に処理ガスを満たす充填工
    程と、静電吸着ステージに基板を吸着させる吸着工程
    と、真空チャンバー内の基板に高周波を印加する印加工
    程と、当該高周波を印加する印加工程の終了後に前記基
    板を吸着させる吸着工程を終了させ、更に真空チャンバ
    ー内から処理ガスを排出する排出工程と、静電吸着ステ
    ージ上の基板に帯電した電荷を測定する測定工程と、前
    記測定工程の測定結果に応じて除電アームから基板へ除
    電電圧を印加する印加工程を備えたことを特徴とする静
    電チャックの除電方法。
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