JP3485335B2 - Electrostatic chuck for plasma processing equipment - Google Patents

Electrostatic chuck for plasma processing equipment

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JP3485335B2
JP3485335B2 JP19775693A JP19775693A JP3485335B2 JP 3485335 B2 JP3485335 B2 JP 3485335B2 JP 19775693 A JP19775693 A JP 19775693A JP 19775693 A JP19775693 A JP 19775693A JP 3485335 B2 JP3485335 B2 JP 3485335B2
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electrodes
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勉 塚田
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アネルバ株式会社
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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、真空室内にプラズマを
発生させて基板ホルダー上の基板を処理するプラズマ処
理装置において、基板を基板ホルダーに密着させるため
の静電チャックに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck for bringing a substrate into close contact with a substrate holder in a plasma processing apparatus for processing a substrate on a substrate holder by generating plasma in a vacuum chamber.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、高周波グロ−放電を利用して被処
理基板(以下、単に基板ともいう。)をプラズマ処理す
るプラズマ処理装置が半導体集積回路の製造で盛んに使
用されている。中でも、高周波印加電極上に基板を置い
て、プラズマ中のイオンと励起活性種を用いて物理的か
つ化学的にエッチングする反応性イオンエッチング(R
IE)装置は、異方性エッチングが可能でかつ量産性に
優れているため、半導体デバイス製造の各プロセス工程
で多用されるようになってきた。
2. Description of the Related Art At present, a plasma processing apparatus for plasma processing a substrate to be processed (hereinafter also simply referred to as a substrate) by utilizing high frequency glow discharge is actively used in the manufacture of semiconductor integrated circuits. Among them, reactive ion etching (R) in which a substrate is placed on a high-frequency applying electrode and physically and chemically etched by using ions and excited active species in plasma
Since the IE) device is capable of anisotropic etching and is excellent in mass productivity, it has been widely used in each process step of semiconductor device manufacturing.

【0003】ところが、当初、この種の装置は、被処理
基板を高周波印加電極上(または、その上に置かれた基
板載置台上)に、基板をただ載置するだけの構成をとっ
ていたために、基板はプラズマによって容易に加熱さ
れ、基板温度が上昇してエッチングマスクのフォトレジ
ストが熱損傷を受けたり、エッチング形状が悪化したり
し、エッチング速度の向上をはかることやエッチング形
状を思い通りに制御するのが難しいという欠点があっ
た。
However, in the beginning, this type of apparatus had a structure in which the substrate to be processed was simply placed on the high frequency applying electrode (or on the substrate mounting table placed thereon). In addition, the substrate is easily heated by the plasma, the substrate temperature rises, the photoresist of the etching mask is thermally damaged, the etching shape deteriorates, and the etching rate can be improved and the etching shape can be controlled as desired. It had the drawback of being difficult to control.

【0004】このため、エッチング中に基板を所望の温
度に冷却するための各種の工夫がなされている。第1の
方法は、基板を電極(またはその上に置かれた基板載置
台)に機械的にクランプして両者間の熱接触を向上させ
るものである。第2の方法は、基板の裏面にHe等のガ
スを流して基板と基板載置面との間の熱伝達効果を増大
させて冷却をはかるものである。第3の方法は、静電チ
ャック法と呼ばれるもので、基板載置部の下方に直流電
極を埋め込んで、基板を静電力によって基板載置台に密
着させて熱伝達を向上させるものである。特に、静電チ
ャック法は、構造が比較的簡単で冷却効果が大きいた
め、種々の方法が考案されている。
For this reason, various measures have been taken to cool the substrate to a desired temperature during etching. The first method is to mechanically clamp the substrate to the electrode (or the substrate mounting table placed thereon) to improve the thermal contact between the two. In the second method, a gas such as He is caused to flow on the back surface of the substrate to increase the heat transfer effect between the substrate and the substrate mounting surface for cooling. The third method is called an electrostatic chuck method, in which a direct current electrode is embedded below the substrate mounting portion and the substrate is brought into close contact with the substrate mounting table by an electrostatic force to improve heat transfer. In particular, various methods have been devised because the electrostatic chuck method has a relatively simple structure and a large cooling effect.

【0005】例えば、特公昭56−53853号公報
「ドライエッチング装置」に示される、ガスプラズマの
電気伝導性を利用する静電チャック法は、高周波印加電
極とガスプラズマとが誘電体膜をはさむ電極として働い
ている。この方法は、簡単で、かつ、基板に与えるダメ
−ジが少なく、ガスプラズマが存在する期間だけ静電チ
ャック力が働くため、基板の着脱が容易であり、非常に
有効な方法であった。
For example, in the electrostatic chuck method utilizing the electric conductivity of gas plasma disclosed in Japanese Patent Publication No. 56-53853, "Dry etching apparatus", an electrode in which a high frequency applying electrode and a gas plasma sandwich a dielectric film is used. Working as. This method is simple and has a small amount of damage applied to the substrate, and since the electrostatic chucking force works only while the gas plasma is present, the substrate can be easily attached and detached, and this method is very effective.

【0006】さらに、特開平1−312087号公報
「ドライエッチング装置」に示されるように、高周波印
加電極に重畳する直流電圧を、基板に誘起されるセルフ
バイアス電圧より絶対値の大きな負の電圧とすることに
より、高周波印加電極に大きな電子電流が流れることが
なくなる。これにより、誘電体膜の絶縁破壊はほとんど
なくなり、静電チャックは機構的に信頼性の高いものと
なった。
Further, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-312087, "Dry etching apparatus", the DC voltage superimposed on the high frequency applying electrode is a negative voltage having a larger absolute value than the self-bias voltage induced on the substrate. By doing so, a large electron current does not flow to the high frequency applying electrode. As a result, the dielectric breakdown of the dielectric film was almost eliminated, and the electrostatic chuck became mechanically highly reliable.

【0007】静電チャックの吸着の信頼性を高めて、吸
着効果を増すためには、誘電体膜の比誘電率を増した
り、誘電体膜として用いるアルミナ膜に酸化チタンを混
ぜたりすることが効果的であり、これらの誘電体膜を用
いることにより、強い吸着力が得られ、プラズマ処理中
に基板を効率よく冷却できる。
In order to increase the reliability of adsorption of the electrostatic chuck and increase the adsorption effect, it is necessary to increase the relative permittivity of the dielectric film or mix titanium oxide with the alumina film used as the dielectric film. It is effective, and by using these dielectric films, a strong adsorption force can be obtained and the substrate can be efficiently cooled during the plasma processing.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板に誘起
されるセルフバイアス電圧を利用する上述の静電チャッ
クは、プラズマが発生してから静電吸着力が作用するま
でにある程度時間がかかる。すなわち、静電チャックが
十分に機能するためには、高周波印加電極と基板との間
の誘電体膜の表面近傍に電荷が十分に蓄積する必要があ
るが、それにはある程度の時間がかかり、静電チャック
の吸着力が所定の値になって基板を十分に冷却できるよ
うになるまでには数十秒の時間が必要となる。このよう
な状況では、高パワ−で基板の処理を行う高速枚葉ドラ
イエッチング装置などの場合には、吸着力が発生して基
板の冷却作用が機能するまでに、プラズマによって基板
の温度が必要以上に上昇してしまう問題があった。
By the way, in the above-mentioned electrostatic chuck utilizing the self-bias voltage induced in the substrate, it takes some time from the generation of plasma to the action of the electrostatic attraction force. In other words, in order for the electrostatic chuck to fully function, it is necessary for the electric charges to sufficiently accumulate in the vicinity of the surface of the dielectric film between the high frequency applying electrode and the substrate. It takes several tens of seconds until the chucking force of the electric chuck reaches a predetermined value and the substrate can be cooled sufficiently. In such a situation, in the case of a high-speed single-wafer dry etching apparatus that processes a substrate with high power, the temperature of the substrate is required by plasma before the attraction force is generated and the cooling action of the substrate works. There was a problem of rising above the above.

【0009】また、静電チャックの別の方式として、基
板ホルダーの内部に、互いに絶縁した2個の静電チャッ
ク電極を埋め込んでこれらを誘電体層で覆い、この誘電
体層の上に基板を保持する方法がある。この方法は、2
個の静電チャック電極の間に直流電圧を作用させて両者
の間に電位差を発生させることにより、基板を吸着させ
ている。この方法によれば、プラズマが発生しなくて
も、基板を基板ホルダーに吸着できる。しかし、プラズ
マ処理中に基板がセルフバイアスされると、2個の静電
チャック電極と基板との間の電位がそれぞれ異なるた
め、基板全面にわたって均一に吸着(すなわち均一に冷
却)することができず、基板内で温度分布が生じる問題
があった。
As another method of the electrostatic chuck, two electrostatic chuck electrodes insulated from each other are embedded in a substrate holder, and these electrodes are covered with a dielectric layer, and the substrate is placed on the dielectric layer. There is a way to hold. This method is 2
The substrate is attracted by applying a DC voltage between the electrostatic chuck electrodes to generate a potential difference therebetween. According to this method, the substrate can be adsorbed to the substrate holder even if plasma is not generated. However, when the substrate is self-biased during the plasma processing, the potentials between the two electrostatic chuck electrodes and the substrate are different, so that the entire surface of the substrate cannot be uniformly adsorbed (that is, uniformly cooled). However, there is a problem that a temperature distribution occurs in the substrate.

【0010】本発明の目的は、プラズマ処理装置におい
て、プラズマが発生していないときにも基板を基板ホル
ダーに吸着できるとともに、プラズマが発生していると
きには基板全面にわたって均一な吸着力を維持すること
のできる静電チャックを提供することにある。
An object of the present invention is to allow a substrate to be adsorbed to a substrate holder even when plasma is not generated in a plasma processing apparatus, and to maintain a uniform adsorption force over the entire surface of the substrate when plasma is generated. It is to provide an electrostatic chuck capable of

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、真空室内
に発生させたプラズマを用いて基板ホルダー上の基板を
処理するプラズマ処理装置における静電チャックにおい
て、前記基板ホルダーは、互いに電気的に絶縁された複
数の埋め込み電極と、これらの埋め込み電極を覆ってい
てその表面が基板載置面となる誘電体層とを備え、前記
複数の埋め込み電極が、互いに同じ電位となる同電位状
態と、少なくとも一つの埋め込み電極がその他の埋め込
み電極と異なる電位となる異電位状態との間で、電気的
に切り替え可能になっている。そして、真空容器内にプ
ラズマが発生しているときは前記複数の埋め込み電極は
前記同電位状態にされ、プラズマが発生していないとき
は前記複数の埋め込み電極は前記異電位状態にされる。
さらに、前記基板ホルダーに高周波印加電極が設置さ
れ、前記同電位状態では、前記複数の埋め込み電極のす
べてが前記高周波印加電極に接続されるとともに、基板
に発生する負のバイアス電圧より絶対値の大きな負の直
流電圧が高周波印加電極に重畳され、前記異電位状態で
は、前記複数の埋め込み電極の少なくとも一つが接地状
態の前記高周波印加電極に接続されるとともに、その他
の埋め込み電極に負の直流電圧が印加されることを特徴
としている。
A first invention is an electrostatic chuck in a plasma processing apparatus for processing a substrate on a substrate holder by using plasma generated in a vacuum chamber, wherein the substrate holders are electrically connected to each other. A plurality of embedded electrodes insulated from each other, and a dielectric layer that covers these embedded electrodes and whose surface serves as a substrate mounting surface, and the plurality of embedded electrodes have the same potential state where they are at the same potential. , At least one embedded electrode can be electrically switched between different embedded electrodes and different potential states in which the embedded electrodes have different potentials . Then, insert it into the vacuum container.
When the plasma is generated, the plurality of embedded electrodes
When the same potential is applied and no plasma is generated
The plurality of embedded electrodes are brought to the different potential state.
Furthermore, a high frequency applying electrode is installed on the substrate holder.
In the same potential state, the plurality of embedded electrodes are
All are connected to the high frequency applying electrode and the substrate
Negative bias voltage with a larger absolute value than the negative bias voltage
Current voltage is superimposed on the high frequency applying electrode,
At least one of the plurality of embedded electrodes is grounded.
In addition to being connected to the high frequency applying electrode in the state of
It is characterized in that a negative DC voltage is applied to the buried electrode of .

【0012】この発明の静電チャックは、プラズマを用
いる基板処理装置であれば適用可能であり、プラズマを
用いるドライエッチング装置や成膜装置に適用できる。
基板ホルダーは、プラズマを発生させるための電極と兼
用であってもよいし、単なる基板保持の機能だけでもよ
い。なお、基板と埋め込み電極の間には誘電体層が存在
するので、基板ホルダーをプラズマ発生用の電極として
も用いるためには、基板ホルダーに高周波印加電極を設
置する必要がある。埋め込み電極は2個以上であれば何
個でもよい。埋め込み電極を覆う誘電体層は、少なくと
も基板と埋め込み電極との間に存在する必要があるが、
埋め込み電極の基板とは反対側の面は必ずしも誘電体層
で覆う必要はない。
The electrostatic chuck of the present invention can be applied to any substrate processing apparatus using plasma, and can be applied to a dry etching apparatus or a film forming apparatus using plasma.
The substrate holder may also serve as an electrode for generating plasma, or may simply have a substrate holding function. Since the dielectric layer exists between the substrate and the embedded electrode, it is necessary to install a high frequency applying electrode on the substrate holder in order to use the substrate holder as an electrode for plasma generation. The number of embedded electrodes may be any number as long as it is two or more. The dielectric layer covering the buried electrode must be at least between the substrate and the buried electrode,
The surface of the embedded electrode opposite to the substrate is not necessarily covered with the dielectric layer.

【0013】 削除 Delete

【0014】 削除 Delete

【0015】この発明は基板ホルダーがプラズマ発生用
の電極を兼用するものであって、そのために、基板ホル
ダーには高周波印加電極が設置されている。この発明の
一例としては、同電位状態のときに高周波印加電極をマ
イナス500Vの直流電圧源に接続し、異電位状態のと
きに高周波印加電極を接地するともにその他の埋め込み
電極をマイナス1000Vの直流電圧源に接続すること
ができる。
[0015] inventions of this be one substrate holder also serves the electrode for generating plasma, for which, the substrate holder that has been installed powered electrode. An example of the invention of this, the high frequency application electrode connected to a DC voltage source negative 500V, DC together other embedded electrode for grounding the high frequency application electrode negative 1000V at different potential state when the potential state It can be connected to a voltage source.

【0016】 削除 Delete

【0017】第の発明は、前記基板ホルダーは真空容
器に対して基板載置面に垂直な方向に移動可能であり、
基板ホルダーの移動に伴って、前記同電位状態と前記異
電位状態とが切り替えられるものである。
According to a second aspect of the invention, the substrate holder is movable with respect to the vacuum container in a direction perpendicular to the substrate mounting surface,
With the movement of the substrate holder, the same potential state and the different potential state are switched.

【0018】第3の発明は、前記基板ホルダーに高周波
印加電極が設置され、前記同電位状態では、前記複数の
埋め込み電極のすべてが前記高周波印加電極に接続され
るところまでは、前記第1の発明と同じであり、さら
に、前記複数の埋め込み電極が、前記高周波印加電極に
常に直流的に接続されている少なくとも一つの第1の埋
め込み電極と、前記高周波印加電極に対して選択的に接
続可能な少なくとも一つの第2の埋め込み電極とからな
るものである。
A third invention is that the substrate holder is provided with a high frequency wave.
The application electrode is installed, and in the same potential state, the plurality of
All of the embedded electrodes are connected to the high frequency applying electrode
Up to the point, it is the same as the first invention,
In addition, the plurality of embedded electrodes are at least one first embedded electrode that is always connected to the high frequency applying electrode in a direct current manner, and at least one second embedded electrode that is selectively connectable to the high frequency applying electrode. Of embedded electrodes.

【0019】第の発明は、第の発明において、前記
高周波印加電極の背面が、空洞を備えた絶縁体ブロック
で覆われ、この空洞の内部に移動体が配置され、この移
動体の高周波印加電極側が導電体で形成されるとともに
その他の部分が絶縁物で形成され、前記移動体の移動に
よって前記第2の埋め込み電極が移動体の導電体を介し
て高周波印加電極に選択的に接続されるものである。
In a fourth aspect based on the third aspect , the back surface of the high-frequency applying electrode is covered with an insulator block having a cavity, and a moving body is arranged inside the cavity, and the high frequency of the moving body is high. The applying electrode side is formed of a conductor and the other portion is formed of an insulator, and the second embedded electrode is selectively connected to the high frequency applying electrode via the conductor of the moving body by the movement of the moving body. It is something.

【0020】第の発明は、第の発明において、真空
容器に電圧導入端子が設置され、この電圧導入端子が、
基板ホルダーに対して相対的に、基板載置面に垂直な方
向に移動することによって、前記電圧導入端子が前記移
動体の絶縁物に接触してこれを移動させ、もって前記第
2の埋め込み電極が高周波印加電極との電気的接続を絶
つとともに前記電圧導入端子が前記第2の埋め込み電極
と接触するものである。電圧導入端子を、基板ホルダー
に対して相対的に、基板載置面に垂直な方向に移動させ
る構造としては、電圧導入端子を真空容器に固定してお
いて、基板ホルダーを真空容器に対して移動可能にして
もよいし、これとは逆に、基板ホルダーを真空容器に固
定しておいて、電圧導入端子を真空容器に対して移動可
能にしてもよい。
In a fifth aspect based on the fourth aspect , a voltage introducing terminal is installed in the vacuum container, and the voltage introducing terminal is
By moving in a direction perpendicular to the substrate mounting surface relative to the substrate holder, the voltage introducing terminal comes into contact with and moves the insulator of the moving body, and thus the second embedded electrode. Disconnects the electrical connection with the high frequency applying electrode, and the voltage introducing terminal comes into contact with the second embedded electrode. As a structure for moving the voltage introducing terminal relative to the substrate holder in the direction perpendicular to the substrate mounting surface, the voltage introducing terminal is fixed to the vacuum container and the substrate holder is attached to the vacuum container. It may be movable, or conversely, the substrate holder may be fixed to the vacuum container and the voltage introducing terminal may be movable with respect to the vacuum container.

【0021】[0021]

【作用】プラズマが発生しているときには、複数の埋め
込み電極を同電位状態にする。このとき、プラズマによ
ってセルフバイアスされた基板と埋め込み電極との間で
電位差が生じ、両者の間の誘電体層の表面近傍に電荷が
蓄積されて、基板が基板ホルダーに吸着される。基板と
埋め込み電極の電位差は、どの埋め込み電極との間でも
等しくなるため、プラズマ処理中は基板全体が均一に吸
着される。
When plasma is generated, the plurality of embedded electrodes are brought to the same potential state. At this time, a potential difference occurs between the substrate self-biased by the plasma and the embedded electrode, electric charges are accumulated in the vicinity of the surface of the dielectric layer between the two, and the substrate is attracted to the substrate holder. Since the potential difference between the substrate and the embedded electrode is the same between any of the embedded electrodes, the entire substrate is uniformly adsorbed during the plasma processing.

【0022】プラズマが発生していないときには、複数
の埋め込み電極を異電位状態にする。このときは埋め込
み電極間に電位差が発生し、基板がその電界の影響を受
けて中間電位となり、その結果として、誘電体層の表面
近傍に電荷が蓄積されて、基板が基板ホルダーに吸着さ
れる。これにより、プラズマを発生させる前から基板を
吸着でき、基板をあらかじめ冷却しておくことができ
る。
When no plasma is generated, the plurality of embedded electrodes are brought into different potential states. At this time, a potential difference is generated between the embedded electrodes, and the substrate is affected by the electric field to an intermediate potential. As a result, charges are accumulated near the surface of the dielectric layer and the substrate is attracted to the substrate holder. . As a result, the substrate can be adsorbed before the plasma is generated, and the substrate can be cooled in advance.

【0023】また、基板ホルダーまたは電圧導入端子を
真空容器に対して移動可能にして、高周波印加電極の背
面側に、電圧導入端子に接触可能な移動体を設けること
により、基板ホルダーまたは電圧導入端子を移動させる
だけで、埋め込み電極の同電位状態と異電位状態とを切
り替えることができる。
Further, the substrate holder or the voltage introducing terminal is made movable with respect to the vacuum container, and a moving body capable of contacting the voltage introducing terminal is provided on the back side of the high frequency applying electrode, so that the substrate holder or the voltage introducing terminal is provided. It is possible to switch between the same-potential state and the different-potential state of the embedded electrode simply by moving.

【0024】[0024]

【実施例】図1は本発明の静電チャックの一実施例を備
えた枚葉処理式の平行平板型リアクティブイオンエッチ
ング装置の正面断面図である。接地された真空容器10
内に、上下移動可能な基板ホルダー12と、接地された
対向電極14とが、互いに平行になるように設置されて
いる。基板ホルダー12の内部には高周波印加電極16
が配置され、この高周波印加電極16と対向電極14と
によって高周波プラズマ発生用の電極が構成される。高
周波印加電極16の上には誘電体層18があり、この誘
電体層18の内部に、プラズマから絶縁されるように2
個の埋め込み電極20、21が埋め込まれている。誘電
体層18の上部表面は基板22を置くための基板載置面
となっている。誘電体層18は、酸化チタンを含有した
アルミナで構成されている。このアルミナ膜の厚さ(埋
め込み電極の上側)は約300μmが適当である。アル
ミナ膜の代わりにポリイミド膜を使用する場合は、その
厚さは50〜70μmが適当である。
1 is a front sectional view of a single-wafer processing parallel plate type reactive ion etching apparatus equipped with an embodiment of an electrostatic chuck of the present invention. Grounded vacuum container 10
A vertically movable substrate holder 12 and a grounded counter electrode 14 are installed therein in parallel with each other. A high frequency applying electrode 16 is provided inside the substrate holder 12.
Are arranged, and the high-frequency applying electrode 16 and the counter electrode 14 constitute an electrode for high-frequency plasma generation. There is a dielectric layer 18 on the high-frequency applying electrode 16, and inside the dielectric layer 18, a dielectric layer 18 is provided so as to be insulated from plasma.
The embedded electrodes 20 and 21 are embedded. The upper surface of the dielectric layer 18 serves as a substrate mounting surface on which the substrate 22 is placed. The dielectric layer 18 is composed of alumina containing titanium oxide. A suitable thickness of this alumina film (upper side of the embedded electrode) is about 300 μm. When a polyimide film is used instead of the alumina film, its thickness is preferably 50 to 70 μm.

【0025】高周波印加電極16と誘電体層18の周囲
は絶縁体ブロック24で覆われており、さらにその外側
に金属製のシールド26がある。高周波印加電極16の
内部には冷却水を通すための通路が形成されている。こ
の明細書では、基板ホルダー12は、金属製のシールド
26とその内部の構造(高周波印加電極16や誘電体層
18や埋め込み電極20、21)とから構成されてい
る。
The periphery of the high frequency applying electrode 16 and the dielectric layer 18 is covered with an insulator block 24, and a metal shield 26 is provided outside the insulator block 24. A passage for passing cooling water is formed inside the high frequency applying electrode 16. In this specification, the substrate holder 12 is composed of a metal shield 26 and an internal structure (high-frequency applying electrode 16, dielectric layer 18 and embedded electrodes 20, 21).

【0026】絶縁体ブロック24には空洞28が形成さ
れ、この空洞28は高周波印加電極16の水平部の背面
側(基板22とは反対の側)に開口している。この空洞
28の内部には、移動体30が図面の左右方向に摺動可
能に配置されている。移動体30の上面にはアモルファ
スカーボンからなる導電体32が形成され、移動体30
のその他の部分はフッ素樹脂で形成されている。
A cavity 28 is formed in the insulator block 24, and the cavity 28 is open on the back side of the horizontal portion of the high frequency applying electrode 16 (the side opposite to the substrate 22). Inside the cavity 28, a moving body 30 is arranged slidably in the left-right direction in the drawing. A conductor 32 made of amorphous carbon is formed on the upper surface of the moving body 30.
The other parts of are made of fluororesin.

【0027】高周波印加電極16とアースの間には、ブ
ロッキングコンデンサ34を介して高周波電源36が接
続され、また、これと並列に、スイッチ38を介して第
1の直流電源40が接続されている。第1のスイッチ3
8は、高周波印加電極16を、第1の直流電源40とア
ースとに選択的に接続する役割を果たす。真空容器10
には電圧導入端子42が絶縁材44を介して固定され、
この電圧導入端子42とアースの間には、第2のスイッ
チ46を介して第2の直流電源48が接続されている。
第2のスイッチ46は、電圧導入端子42を第2の直流
電源48に接続したり、これと切り離したりする役割を
果たす。
A high frequency power source 36 is connected between the high frequency applying electrode 16 and the ground via a blocking capacitor 34, and a first DC power source 40 is connected in parallel with the high frequency power source 36 via a switch 38. . First switch 3
Reference numeral 8 serves to selectively connect the high frequency applying electrode 16 to the first DC power supply 40 and the ground. Vacuum container 10
The voltage introduction terminal 42 is fixed to the
A second DC power supply 48 is connected between the voltage introducing terminal 42 and ground via a second switch 46.
The second switch 46 plays a role of connecting the voltage introduction terminal 42 to the second DC power source 48 or disconnecting it from the second DC power source 48.

【0028】図3は、基板ホルダーの内部を拡大して示
した正面断面図である。図3(A)は基板ホルダーが上
方位置にあるときの状態であり、図3(B)は基板ホル
ダーが下方位置にあるときの状態である。図3(A)に
おいて、高周波印加電極基板16は垂直部50とその上
端の水平部52とからなる。第1の埋め込み電極20
は、垂直部54とその上端の水平部56とからなり、垂
直部54の下端は高周波印加電極16の水平部52に直
流的に接続されている。第2の埋め込み電極21は、垂
直部58と水平部60とからなり、垂直部58は、絶縁
材62を介して高周波印加電極16の水平部52の貫通
孔を貫通し、この垂直部58の下端は高周波印加電極1
6の水平部52の背面側に露出している。
FIG. 3 is an enlarged front sectional view showing the inside of the substrate holder. FIG. 3A shows the state when the substrate holder is at the upper position, and FIG. 3B shows the state when the substrate holder is at the lower position. In FIG. 3A, the high frequency applying electrode substrate 16 includes a vertical portion 50 and a horizontal portion 52 at the upper end thereof. First embedded electrode 20
Is composed of a vertical portion 54 and a horizontal portion 56 at the upper end thereof, and the lower end of the vertical portion 54 is DC-connected to the horizontal portion 52 of the high frequency applying electrode 16. The second embedded electrode 21 is composed of a vertical portion 58 and a horizontal portion 60, and the vertical portion 58 penetrates the through hole of the horizontal portion 52 of the high frequency applying electrode 16 through the insulating material 62, and the vertical portion 58 High frequency application electrode 1 at the lower end
6 is exposed on the back side of the horizontal portion 52.

【0029】絶縁体ブロック24の内部に配置された移
動体30は、上面の導電体32以外はフッ素樹脂で形成
されている。なお、移動体30の右側面はその上端まで
フッ素樹脂で形成されている。移動体30の下面は傾斜
面64となっている。移動体30の左側面には凹部66
が形成され、この凹部66と絶縁体ブロック24の間に
圧縮コイルバネ68が結合されている。移動体30に力
がかかっていないときには、圧縮コイルバネ68が自由
状態となり、図に示す位置に移動体30が静止する。こ
の状態では、第2の埋め込み電極21の垂直部58の下
端が移動体30の導電体32に接触し、この導電体32
は一方で高周波印加電極16の水平部52の背面に接触
する。したがって、図3(A)に示す状態では、第1の
埋め込み電極20も、第2の埋め込み電極21も、高周
波印加電極16に直流的に接続された状態となる。
The moving body 30 arranged inside the insulator block 24 is made of fluororesin except for the conductor 32 on the upper surface. The right side surface of the moving body 30 is formed of fluororesin up to its upper end. The lower surface of the moving body 30 is an inclined surface 64. A concave portion 66 is provided on the left side surface of the moving body 30.
A compression coil spring 68 is coupled between the recess 66 and the insulator block 24. When no force is applied to the moving body 30, the compression coil spring 68 becomes free and the moving body 30 stands still at the position shown in the figure. In this state, the lower end of the vertical portion 58 of the second embedded electrode 21 contacts the conductor 32 of the moving body 30, and this conductor 32
On the other hand, it contacts the back surface of the horizontal portion 52 of the high frequency applying electrode 16. Therefore, in the state shown in FIG. 3 (A), both the first embedded electrode 20 and the second embedded electrode 21 are in a state of being DC-connected to the high frequency applying electrode 16.

【0030】基板ホルダーが下方位置まで下がると、図
3(B)に示すように、電圧導入端子42が、絶縁体ブ
ロック24の貫通孔70を通って空洞28内に進入す
る。そして、電圧導入端子42の先端が移動体30の傾
斜面64に接触して、移動体30を圧縮コイルバネ68
に抗して左方向に動かす。これにより、移動体30の導
電体32は第2の埋め込み電極21から離れ、一方で、
電圧導入端子42の上端が第2の埋め込み電極21に接
触する。したがって、図3(B)に示す状態では、第1
の埋め込み電極20だけが高周波印加電極16に直流的
に接続され、第2の埋め込み電極21は電圧導入端子4
2に接続される。
When the substrate holder is lowered to the lower position, the voltage introduction terminal 42 enters the cavity 28 through the through hole 70 of the insulator block 24, as shown in FIG. Then, the tip of the voltage introducing terminal 42 comes into contact with the inclined surface 64 of the moving body 30 to move the moving body 30 to the compression coil spring 68.
Move to the left against. As a result, the conductor 32 of the moving body 30 separates from the second embedded electrode 21, while
The upper end of the voltage introduction terminal 42 contacts the second embedded electrode 21. Therefore, in the state shown in FIG.
Of the embedded electrode 20 is directly connected to the high-frequency applying electrode 16, and the second embedded electrode 21 is connected to the voltage introduction terminal 4
Connected to 2.

【0031】この実施例では、第1の埋め込み電極20
が常に高周波印加電極16と直流的に接続されているの
で、電圧導入端子42は、第2の埋め込み電極21のた
めに1本設けるだけでよい。
In this embodiment, the first embedded electrode 20
Is always connected to the high-frequency applying electrode 16 in a direct current manner, so that only one voltage introducing terminal 42 needs to be provided for the second embedded electrode 21.

【0032】図4は埋め込み電極の形状例を示す平面図
である。図4(A)において、二つの埋め込み電極2
0、21は半円形であり、その周囲は誘電体層18で覆
われている。このように、埋め込み電極の面積を広くと
れば静電吸着力を大きくできる。図4(B)は埋め込み
電極の別の形状例であり、二つの埋め込み電極20a、
21aが渦巻状に組み合わされている。これらの例以外
にも、埋め込み電極の個数や形状を任意に選択できる。
FIG. 4 is a plan view showing an example of the shape of the embedded electrode. In FIG. 4A, two embedded electrodes 2
The numerals 0 and 21 are semicircular, and the periphery thereof is covered with the dielectric layer 18. In this way, the electrostatic attraction force can be increased by increasing the area of the embedded electrode. FIG. 4B shows another example of the shape of the embedded electrode, which includes two embedded electrodes 20a,
21a are combined in a spiral shape. In addition to these examples, the number and shape of embedded electrodes can be arbitrarily selected.

【0033】次に、図1に戻って、この実施例の静電チ
ャックの動作を説明する。基板22をエッチングすると
きには、図1に示すように基板ホルダー12を上方位置
にする。この状態で高周波印加電極16に高周波電力を
印加してプラズマを発生させる。第1のスイッチ38は
第1の直流電源40側にし、これにより、高周波印加電
極16にマイナス500Vの直流電圧を重畳させる。一
方、第2のスイッチ46は開放しておき、電圧導入端子
42を第2の直流電源48から切り離しておく。二つの
埋め込み電極20、21は、上述のようにどちらも高周
波印加電極16に直流的に接続されているので、マイナ
ス500Vの電位となる。基板22の上方にプラズマが
発生すると、基板22に負のセルフバイアス電圧(マイ
ナス約100V)が生じる。これにより、誘電体層18
の上下に電位差が発生し、基板22は静電力により基板
ホルダー12に吸着される。
Next, returning to FIG. 1, the operation of the electrostatic chuck of this embodiment will be described. When etching the substrate 22, the substrate holder 12 is placed in the upper position as shown in FIG. In this state, high frequency power is applied to the high frequency applying electrode 16 to generate plasma. The first switch 38 is set to the side of the first DC power source 40, whereby the DC voltage of −500 V is superimposed on the high frequency applying electrode 16. On the other hand, the second switch 46 is opened and the voltage introduction terminal 42 is disconnected from the second DC power supply 48. Both of the two embedded electrodes 20 and 21 are connected to the high-frequency applying electrode 16 in a DC manner as described above, and thus have a potential of −500V. When plasma is generated above the substrate 22, a negative self-bias voltage (minus about 100 V) is generated on the substrate 22. Thereby, the dielectric layer 18
A potential difference is generated above and below, and the substrate 22 is attracted to the substrate holder 12 by electrostatic force.

【0034】プラズマ処理時には、上述のように2個の
埋め込み電極20、21が高周波印加電極16と同電位
になるので、不要な放電が高周波印加電極16の回りに
発生するのを防ぐことができる。
During the plasma processing, the two embedded electrodes 20 and 21 have the same potential as the high frequency applying electrode 16 as described above, so that unnecessary discharge can be prevented from occurring around the high frequency applying electrode 16. .

【0035】図2は基板ホルダー12を下方位置に下げ
たときの状態を示す正面断面図である。このときには、
図3(B)で述べたように、第2の埋め込み電極21は
電圧導入端子42に接続している。第1のスイッチ38
はアース側に切り替えているので、高周波印加電極16
と第1の埋め込み電極20は接地電位となる。一方、第
2のスイッチ46は閉じているので、電圧導入端子46
と第2の埋め込み電極21にはマイナス1000Vが印
加される。これにより、二つの埋め込み電極20と21
の間には1000Vの電位差が発生し、この電界の影響
を受けて基板22はその中間電位となり、誘電体層18
の上下には、やはり電位差が生じる。その結果、基板2
2は基板ホルダー16に吸着される。
FIG. 2 is a front sectional view showing a state where the substrate holder 12 is lowered to the lower position. At this time,
As described in FIG. 3B, the second embedded electrode 21 is connected to the voltage introduction terminal 42. First switch 38
Is switched to the ground side, so the high frequency application electrode 16
Then, the first embedded electrode 20 becomes the ground potential. On the other hand, since the second switch 46 is closed, the voltage introduction terminal 46
Then, −1000 V is applied to the second embedded electrode 21. As a result, the two embedded electrodes 20 and 21
A potential difference of 1000 V is generated between the two, and the substrate 22 becomes an intermediate potential under the influence of this electric field, and the dielectric layer 18
There is still a potential difference above and below. As a result, the substrate 2
2 is attracted to the substrate holder 16.

【0036】次に、このような静電チャックを用いて基
板のエッチング処理をする動作を説明する。以下の説明
では、シリコン基板上に成長させたシリコンの酸化膜を
フォトレジストでパタ−ニングして、これをエッチング
する場合を例にして述べる。まず、真空ポンプ(図示せ
ず)によって真空容器10内を真空に排気する。次に、
図2に示すように、基板ホルダー12を下方位置に下
げ、ロ−ドロックを介して基板22をロボット等で搬送
し、基板ホルダー12の誘電体層18の表面に載せる。
ガス導入口(図示せず)からCHF3とC26の混合ガ
スを真空容器10内に導入し、圧力を1Torrにす
る。高周波印加電極16は冷却水によって冷却する。こ
の状態で、第2のスイッチ46を閉じ、第2の直流電源
48によって第2の埋め込み電極21にマイナス100
0Vを印加する。一方、第1のスイッチ38をアース側
にして、高周波印加電極16と第1の埋め込み電極20
を接地電位にする。これにより、基板22は基板ホルダ
ー12に吸着され、エッチング処理を行う前から基板2
2を強制的に冷却しておくことができる。
Next, the operation of etching the substrate using such an electrostatic chuck will be described. In the following description, a case where a silicon oxide film grown on a silicon substrate is patterned with a photoresist and this is etched will be described as an example. First, the inside of the vacuum container 10 is evacuated to a vacuum by a vacuum pump (not shown). next,
As shown in FIG. 2, the substrate holder 12 is lowered to a lower position, and the substrate 22 is conveyed by a robot or the like via a load lock and placed on the surface of the dielectric layer 18 of the substrate holder 12.
A mixed gas of CHF 3 and C 2 F 6 is introduced into the vacuum container 10 through a gas inlet (not shown), and the pressure is set to 1 Torr. The high frequency applying electrode 16 is cooled by cooling water. In this state, the second switch 46 is closed, and the second DC power supply 48 causes the second embedded electrode 21 to have a minus 100.
Apply 0V. On the other hand, with the first switch 38 set to the ground side, the high frequency applying electrode 16 and the first embedded electrode 20
To ground potential. As a result, the substrate 22 is adsorbed to the substrate holder 12 and the substrate 2 is retained before the etching process.
2 can be forced to cool.

【0037】次に、図1に示すように、基板ホルダー1
2を上方位置に上げる。これにより、移動体30は元に
戻り、第2の埋め込み電極21も高周波印加電極16に
接続される。この時点で、基板はすでに充分冷却された
状態にある。高周波電源36により13.56MHz、
600Wの高周波電力を高周波印加電極16に印加する
と共に、第1のスイッチ38を直流電源40側に接続し
て、高周波印加電極16にマイナス500Vの直流電圧
を重畳する。二つの埋め込み電極20、21は高周波印
加電極16に直流的に接続しているので、いずれもマイ
ナス500Vとなる。基板22はセルフバイアス電圧
(約マイナス100V)となって、基板22は基板ホル
ダー12に吸着される。
Next, as shown in FIG. 1, the substrate holder 1
Raise 2 to the upper position. As a result, the moving body 30 returns to its original state, and the second embedded electrode 21 is also connected to the high frequency applying electrode 16. At this point, the substrate is already well cooled. 13.56MHz by high frequency power supply 36,
A high frequency power of 600 W is applied to the high frequency applying electrode 16, the first switch 38 is connected to the DC power source 40 side, and a negative 500 V DC voltage is superimposed on the high frequency applying electrode 16. Since the two embedded electrodes 20 and 21 are connected to the high frequency applying electrode 16 in a direct current manner, both of them have a voltage of −500V. The substrate 22 has a self-bias voltage (about −100 V), and the substrate 22 is attracted to the substrate holder 12.

【0038】高周波電力の投入によって、高周波印加電
極16と対向電極14との間の空間にプラズマが発生
し、基板22に負のセルフバイアス電圧(約100V)
が生じて、プラズマ中のイオンが基板22に引き寄せら
れ、このイオンと、プラズマで作られた活性ラジカルと
の相互作用により、基板22がいわゆる反応性イオンエ
ッチング(RIE)される。基板22はエッチング中に
均一に基板ホルダー12に吸着されているので、基板温
度はあまり上昇せずまた基板内で均一となる。このた
め、基板面内で優れた均一性を保ちながら、シリコンに
対して高い選択比を得ることができる。
When high frequency power is applied, plasma is generated in the space between the high frequency applying electrode 16 and the counter electrode 14, and a negative self-bias voltage (about 100 V) is applied to the substrate 22.
Occurs, the ions in the plasma are attracted to the substrate 22, and the interaction between the ions and the active radicals generated by the plasma causes the substrate 22 to be subjected to so-called reactive ion etching (RIE). Since the substrate 22 is uniformly adsorbed on the substrate holder 12 during etching, the substrate temperature does not rise so much and is uniform within the substrate. Therefore, a high selection ratio with respect to silicon can be obtained while maintaining excellent uniformity in the surface of the substrate.

【0039】ところで、プラズマが発生してから、基板
22にセルフバイアス電圧が発生して誘電体層に十分な
電荷が蓄積されるまでには、ある程度の時間がかかる。
しかし、基板ホルダー12が下方位置にあったときから
基板が吸着されていてあらかじめ冷却されているので、
プラズマが発生した直後に基板が必要以上の温度に加熱
される恐れは少なくなる。この結果、高周波パワ−を大
きくした条件でのエッチングでも、基板の温度がエッチ
ング初期に上昇することを防ぐことができた。また、エ
ッチング中の基板の温度変化がほとんど無くなったた
め、エッチング形状がエッチング途中で変化する現象も
見られず、垂直からテ−パ−形状のホ−ルを、形状制御
しながらエッチングすることができた。
By the way, it takes some time after the plasma is generated until a self-bias voltage is generated on the substrate 22 and sufficient charges are accumulated in the dielectric layer.
However, since the substrate has been adsorbed and cooled in advance since the substrate holder 12 was at the lower position,
It is less likely that the substrate will be heated to an unnecessarily high temperature immediately after the plasma is generated. As a result, it was possible to prevent the temperature of the substrate from rising in the initial stage of etching even in the etching under the condition that the high frequency power was increased. In addition, since the temperature change of the substrate during etching is almost eliminated, the phenomenon that the etching shape changes during the etching is not seen, and it is possible to etch the taper-shaped hole from the vertical while controlling the shape. It was

【0040】本発明は上述の実施例に限定されず次のよ
うな変更が可能である。 (1)基板ホルダーを上下に移動させる代わりに、基板
ホルダーを静止させておいて電圧導入端子の方を上下に
移動させてもよい。すなわち、基板を基板ホルダーから
着脱するときには電圧導入端子を上昇させ、プラズマに
よってエッチング処理するときには電圧導入端子を下降
させる。この場合でも、電圧導入端子と移動体との関係
は上述の実施例と全く同じである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but the following modifications are possible. (1) Instead of moving the substrate holder up and down, the substrate holder may be stationary and the voltage introducing terminal may be moved up and down. That is, the voltage introducing terminal is raised when the substrate is attached to and detached from the substrate holder, and the voltage introducing terminal is lowered when etching is performed by plasma. Even in this case, the relationship between the voltage introducing terminal and the moving body is exactly the same as in the above-described embodiment.

【0041】(2)上記実施例では、通常の平行平板型
エツチング装置によるエッチング処理の例を説明した
が、本発明は、高密度プラズマを発生するECRエッチ
ング装置やヘリコン波プラズマエッチング装置にも適用
できる。特に、このような低圧で高密度プラズマを利用
するエツチング装置では、基板の温度上昇が大きいた
め、本発明を用いる効果が大きい。さらに、本発明は、
ドライエッチング装置以外にも、プラズマCVD装置や
スパッタリング装置のような成膜装置にも適用できる。
(2) In the above embodiment, an example of the etching process by the ordinary parallel plate type etching apparatus was explained, but the present invention is also applied to the ECR etching apparatus for generating high density plasma and the helicon wave plasma etching apparatus. it can. In particular, in an etching apparatus that uses high-density plasma at such a low pressure, the temperature of the substrate rises greatly, so the effect of using the present invention is great. Further, the present invention provides
Besides the dry etching apparatus, it can be applied to a film forming apparatus such as a plasma CVD apparatus or a sputtering apparatus.

【0042】(3)上述の実施例に用いた、静電チャッ
クの電圧、エッチングされる材料、ガスの種類、高周波
パワ−、エッチングの圧力等は、特にこの値に限定され
ず、必要に応じて適宜変更できる。
(3) The voltage of the electrostatic chuck, the material to be etched, the type of gas, the high-frequency power, the etching pressure, etc. used in the above-mentioned embodiment are not particularly limited to these values, and may be as necessary. Can be changed accordingly.

【0043】(4)第1の直流電源と第2の直流電源は
1台の電源で共用することも可能である。また、高周波
が直流電源に重畳しないようにするために、第1の直流
電源と第2の直流電源に直列にそれぞれ高周波フィルタ
を接続してもよい。
(4) The first DC power supply and the second DC power supply can be shared by one power supply. Further, high-frequency filters may be connected in series to the first DC power supply and the second DC power supply, respectively, in order to prevent the high frequency from being superimposed on the DC power supply.

【0044】(5)移動体の移動構造は上述の実施例に
限定されるものではなく、別の移動機構を用いてもよ
い。
(5) The moving structure of the moving body is not limited to the above embodiment, and another moving mechanism may be used.

【0045】[0045]

【発明の効果】プラズマが発生しているときには、複数
の埋め込み電極を同電位状態にして、セルフバイアスさ
れた基板と埋め込み電極との間で吸着力を発生させる。
このとき、基板と埋め込み電極の電位差は、どの埋め込
み電極との間でも等しくなるため、プラズマ処理中は基
板全体が均一に吸着され、均一に冷却される。プラズマ
が発生していないときには、複数の埋め込み電極を異電
位状態にして、基板と埋め込み電極との間で吸着力を発
生させる。これにより、プラズマを発生させる前から基
板を吸着でき、基板をあらかじめ冷却しておくことがで
きる。
When plasma is generated, a plurality of embedded electrodes are set to the same potential state to generate an attraction force between the self-biased substrate and the embedded electrodes.
At this time, since the potential difference between the substrate and the embedded electrode is the same between any of the embedded electrodes, the entire substrate is uniformly adsorbed and uniformly cooled during the plasma processing. When the plasma is not generated, the plurality of embedded electrodes are brought into different potential states to generate an attractive force between the substrate and the embedded electrodes. As a result, the substrate can be adsorbed before the plasma is generated, and the substrate can be cooled in advance.

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

【図1】本発明の静電チャックの一実施例の正面断面図
である。
FIG. 1 is a front sectional view of an embodiment of an electrostatic chuck of the present invention.

【図2】基板ホルダーを下方位置に下げたときの状態を
示す正面断面図である。
FIG. 2 is a front cross-sectional view showing a state when the substrate holder is lowered to a lower position.

【図3】基板ホルダーの内部を拡大して示した正面断面
図である。
FIG. 3 is a front cross-sectional view showing an enlarged interior of a substrate holder.

【図4】埋め込み電極の形状例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a shape example of an embedded electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…真空容器 12…基板ホルダー 14…対向電極 16…高周波印加電極 18…誘電体層 20…第1の埋め込み電極 21…第2の埋め込み電極 22…基板 24…絶縁体ブロック 28…空洞 30…移動体 32…導電体 36…高周波電源 40…第1の直流電源 42…電圧導入端子 48…第2の直流電源 10 ... Vacuum container 12 ... Board holder 14 ... Counter electrode 16 ... High-frequency applying electrode 18 ... Dielectric layer 20 ... First embedded electrode 21 ... Second embedded electrode 22 ... Substrate 24 ... Insulator block 28 ... Cavity 30 ... moving body 32 ... Conductor 36 ... High frequency power supply 40 ... First DC power supply 42 ... Voltage introduction terminal 48 ... Second DC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/68 H02N 13/00 B23Q 3/15 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/68 H02N 13/00 B23Q 3/15

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空室内に発生させたプラズマを用いて
基板ホルダー上の基板を処理するプラズマ処理装置にお
ける静電チャックにおいて、 前記基板ホルダーは、互いに電気的に絶縁された複数の
埋め込み電極と、これらの埋め込み電極を覆っていてそ
の表面が基板載置面となる誘電体層とを備え、前記複数
の埋め込み電極が、互いに同じ電位となる同電位状態
と、少なくとも一つの埋め込み電極がその他の埋め込み
電極と異なる電位となる異電位状態との間で、電気的に
切り替え可能であり、 真空容器内にプラズマが発生しているときは前記複数の
埋め込み電極は前記同電位状態にされ、プラズマが発生
していないときは前記複数の埋め込み電極は前記異電位
状態にされ、 前記基板ホルダーに高周波印加電極が設置され、前記同
電位状態では、前記複数の埋め込み電極のすべてが前記
高周波印加電極に接続されるとともに、基板に発生する
負のバイアス電圧より絶対値の大きな負の直流電圧が高
周波印加電極に重畳され、前記異電位状態では、前記複
数の埋め込み電極の少なくとも一つが接地状態の前記高
周波印加電極に接続されるとともに、その他の埋め込み
電極に負の直流電圧が印加される ことを特徴とする静電
チャック。
1. An electrostatic chuck in a plasma processing apparatus for processing a substrate on a substrate holder using plasma generated in a vacuum chamber, wherein the substrate holder comprises a plurality of embedded electrodes electrically insulated from each other. A dielectric layer covering the embedded electrodes and having a surface serving as a substrate mounting surface, the plurality of embedded electrodes being at the same potential, and at least one embedded electrode being the other embedded electrode; between the different potential state to be different from the electrode potential, Ri electrically switchable der, when a plasma is generated in the vacuum vessel of the plurality
The embedded electrode is brought to the same potential state as described above, and plasma is generated.
If not, the plurality of embedded electrodes have the different potentials.
And place the high frequency applying electrode on the substrate holder.
In the potential state, all of the plurality of embedded electrodes are
Generated on the substrate while being connected to the high frequency applying electrode
Negative DC voltage with absolute value larger than negative bias voltage is high
It is superimposed on the frequency applying electrode, and in the different potential state,
At least one of a number of embedded electrodes is grounded.
Connected to the frequency application electrode and embedded in other
An electrostatic chuck characterized in that a negative DC voltage is applied to the electrodes.
【請求項2】 真空室内に発生させたプラズマを用いて
基板ホルダー上の基板を処理するプラズマ処理装置にお
ける静電チャックにおいて、 前記基板ホルダーは、互いに電気的に絶縁された複数の
埋め込み電極と、これらの埋め込み電極を覆っていてそ
の表面が基板載置面となる誘電体層とを備え、前記複数
の埋め込み電極が、互いに同じ電位となる同電位状態
と、少なくとも一つの埋め込み電極がその他の埋め込み
電極と異なる電位となる異電位状態との間で、電気的に
切り替え可能であり、 前記基板ホルダーは真空容器に対して基板載置面に垂直
な方向に移動可能であり、基板ホルダーの移動に伴っ
て、前記同電位状態と前記異電位状態とが切り替えられ
ることを特徴とする 静電チャック。
2. Using plasma generated in a vacuum chamber
For plasma processing equipment that processes substrates on the substrate holder
In the electrostatic chuck, the substrate holder comprises a plurality of electrically insulated ones.
The embedded electrodes and their covering the embedded electrodes.
A dielectric layer whose surface serves as a substrate mounting surface.
The embedded electrodes of are in the same potential state where they are at the same potential
And at least one embedded electrode is the other embedded
Electrically between the electrode and the different potential state with different potential
Switchable, the substrate holder is perpendicular to the substrate mounting surface with respect to the vacuum container
Can be moved in any direction, and as the substrate holder moves.
To switch between the same potential state and the different potential state.
An electrostatic chuck characterized by that .
【請求項3】 真空室内に発生させたプラズマを用いて
基板ホルダー上の基板を処理するプラズマ処理装置にお
ける静電チャックにおいて、 前記基板ホルダーは、互いに電気的に絶縁された複数の
埋め込み電極と、これらの埋め込み電極を覆っていてそ
の表面が基板載置面となる誘電体層とを備え、前記複数
の埋め込み電極が、互いに同じ電位となる同電位状態
と、少なくとも一つの埋め込み電極がその他の埋め込み
電極と異なる電位となる異電位状態との間で、電気的に
切り替え可能であり、 真空容器内にプラズマが発生しているときは前記複数の
埋め込み電極は前記同電位状態にされ、プラズマが発生
していないときは前記複数の埋め込み電極は前記異電位
状態にされ、 前記基板ホルダーに高周波印加電極が設置され、前記同
電位状態では、前記複数の埋め込み電極のすべてが前記
高周波印加電極に接続されるとともにこの高周波印加電
に一定の直流電圧が重畳され、前記異電位状態では、
前記複数の埋め込み電極の少なくとも一つが前記高周波
印加電極に接続されるとともにこの高周波印加電極が第
1の電位に設定されその他の埋め込み電極は前記第1の
電位状態とは異なる第2の電位に設定され、 前記複数の埋め込み電極が、前記高周波印加電極に常に
接続されている少なくとも一つの第1の埋め込み電極
と、前記高周波印加電極に対して選択的に接続可能な少
なくとも一つの第2の埋め込み電極とからなることを特
徴とする静電チャック。
3. An electrostatic chuck in a plasma processing apparatus for processing a substrate on a substrate holder using plasma generated in a vacuum chamber, wherein the substrate holder has a plurality of embedded electrodes electrically insulated from each other. A dielectric layer covering the embedded electrodes and having a surface serving as a substrate mounting surface, the plurality of embedded electrodes being at the same potential, and at least one embedded electrode being the other embedded electrode; It is possible to electrically switch between the electrodes and different potential states with different potentials, and when plasma is generated in the vacuum container, the plurality of embedded electrodes are brought to the same potential state and plasma is generated. When not, the plurality of embedded electrodes are set to the different potential state, the high frequency applying electrode is installed on the substrate holder, and the plurality of embedded electrodes are set to the same potential state. Is that all of the plurality of embedded electrodes are connected to the high frequency applying electrode and a constant DC voltage is superimposed on the high frequency applying electrode , and in the different potential state,
At least one of the plurality of embedded electrodes is connected to the high frequency applying electrode, the high frequency applying electrode is set to a first potential, and the other embedded electrodes are set to a second potential different from the first potential state. The plurality of embedded electrodes are at least one first embedded electrode that is always connected to the high frequency applying electrode, and at least one second embedded electrode that is selectively connectable to the high frequency applying electrode. An electrostatic chuck comprising:
【請求項4】 前記高周波印加電極の背面が、空洞を備
えた絶縁体ブロックで覆われ、この空洞の内部に移動体
が配置され、この移動体の高周波印加電極側が導電体で
形成されるとともにその他の部分が絶縁物で形成され、
前記移動体の移動によって前記第2の埋め込み電極が移
動体の導電体を介して高周波印加電極に選択的に接続さ
れることを特徴とする請求項3記載の静電チャック。
4. The back surface of the high frequency applying electrode has a cavity.
Covered with the insulating block, the moving body is inside this cavity.
Is placed, and the high frequency applying electrode side of this moving body is a conductor.
Is formed and the other part is made of an insulator,
The movement of the moving body moves the second embedded electrode.
Selectively connected to the high frequency applying electrode via the conductor of the moving body.
The electrostatic chuck according to claim 3, characterized in that.
【請求項5】 真空容器に電圧導入端子が設置され、こ
の電圧導入端子が、基板ホルダーに対して相対的に、基
板載置面に垂直な方向に移動することによって、前記電
圧導入端子が前記移動体の絶縁物に接触してこれを移動
させ、もって前記第2の埋め込み電極が高周波印加電極
との電気的接続を絶つとともに前記電圧導入端子が前記
第2の埋め込み電極と接触することを特徴とする請求項
記載の静電チャック。
5. A voltage introducing terminal is installed in a vacuum container,
The voltage input terminal of the
By moving in the direction perpendicular to the plate mounting surface,
The pressure introducing terminal comes into contact with the insulator of the moving body and moves it
As a result, the second embedded electrode is a high frequency applying electrode.
When the electrical connection with the
A contact with the second embedded electrode.
4. The electrostatic chuck according to 4 .
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