JP3929175B2 - 静電吸着装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電吸着力により試料を保持する吸着装置に係り、特に、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハを吸着保持する吸着面のクリーニングを容易にした静電吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の高集積化と高機能化に伴って、半導体製造工程におけるクリーン化の要求もますます厳しくなっている。特に、半導体ウエハ表面に対するパーティクルによる汚染は、製品の歩留まりの悪化をもたらすため、重要な問題となっている。そのため、半導体製造装置は、一般に、クリーン度が厳しく管理されたクリーンルーム内に設置され、また、定期的なクリーニングを行うことによって半導体ウエハへのパーティクルの付着を防止している。従来より、半導体装置の製造工程で用いる成膜装置やエッチング装置の処理室内で、半導体ウエハを保持する方法として、静電気力を利用した静電吸着装置がある。図４は、従来の静電吸着装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。図において、静電吸着装置は、静電気力によって半導体ウエハ５を保持する静電チャック１と、静電チャック１の下部に配置されて静電チャック１を固定する載置台２と、半導体ウエハ５の処理前後において、静電チャック１、および、載置台２に設けた複数の貫通孔３、３’を通して、半導体ウエハ５の昇降を行うリフトピン４を備えている。静電チャック１は、金属製の電極板１ｂと、この電極板の両面に貼着されて上部絶縁層１ｃと下部絶縁層１ｄとから構成されている。載置台２は、その上面が平坦に仕上げられており、この面を基準面として静電チャック１が取り付けられる。リフトピン４は、半導体ウエハ５の処理前後において、図示しない搬送フォークと半導体ウエハ５の受け渡しを行うための半導体ウエハ５の昇降機構である。静電吸着装置による半導体ウエハ５の保持は、半導体ウエハ５の裏面を吸着して行うので、半導体ウエハ５表面への傷や汚染を防止でき、また、真空または低圧下でも使用することができる。さらに、静電吸着装置により、半導体ウエハ５を吸着保持すると、半導体ウエハ５の全裏面に吸着力が働き、静電チャック１の吸着面が１ａに半導体ウエハ５の全裏面が密着するため、半導体ウエハ５の歪みを矯正して保持することができる。その結果として、半導体ウエハ５上に形成される素子の加工精度の向上をはかることができる。しかし、成膜装置やエッチング装置などの半導体製造装置を、長期にわたって使用していくと、静電吸着装置が設置されている処理室内は、部材と部材の摺動や接触によって発生したパーティクルや、処理室中に発生した不純物よりなるパーティクル等によって、次第に汚染されていく。特に、静電チャック周辺は、静電気力によりパーティクルが付着しやすい。このため、処理室内は、定期的にクリーニングを行って清浄な環境を維持する必要があり、特に、半導体ウエハと直接、接触する静電チャック１の吸着面は、例えば、エチルアルコール等をしみ込ませたワイピングクロス等によって、付着したパーティクルを定期的に取り除く必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の静電吸着装置では、付着したパーティクルをワイピングクロス等を用いた拭き取りによって取り除く際に、静電チャック１に設けてある貫通孔３や、静電チャック１の外周部から、付着していたパーティクルを落としてしまい、静電チャック１の下方に位置する装置表面や内部などのメンテナンスが極めて困難な部位にパーティクルを堆積させてしまうという問題があった。このようにして堆積したパーティクルは、清掃により完全に除去することができず、処理室内の減圧や、機器の駆動に伴う空気の流れによって、再び飛散し、半導体ウエハを汚染するという事態を引き起こす。そこで、本発明はパーティクルの清掃が容易で、半導体ウエハのパーティクルによる汚染を防止できる静電吸着装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は載置台に設けた複数の貫通孔を通して試料を昇降するリフトピンと、前記載置台に固定された絶縁層の内部に設けた静電電極と前記絶縁層の上部表面からなる吸着面と前記リフトピンを通す貫通孔とを有した静電チャックとを備えた静電吸着装置において、前記吸着面は前記貫通孔の周囲に設けた小径溝と、前記吸着面の外縁部に沿って設けた大径溝とを備えた構成にしている。また、前記小径溝は、前記小径溝同士を連結する第１連結溝と、前記小径溝と大径溝とを連結する第２連結溝とを設けた構成としてもよいし、前記大径溝は、その一部に拡幅したパーティクル溜めを設けた構成としてもよいし、前記パーティクル溜めは、前記第１連結溝と連結する第３連結溝を設けた構成としてもよい。上記手段により、静電チャック吸着面に付着したパーティクルをワイピングクロス等を用いて拭き取る際に、静電チャック吸着面上の貫通孔の周囲および吸着面の外縁部に清掃を行うのに充分な幅を有する溝が設けてあるので、この溝にパーティクルが溜まり、貫通孔や静電チャック外周部などから、パーティクルが静電チャックより下に落下することを防止することができる。また、溝に溜まったパーティクルの除去は、装置最上部での作業となるので、容易かつ確実に行うことができる。ひいては、半導体ウエハのパーティクルによる汚染を防止でき、製品の歩留まりの向上をはかることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）本発明の第１実施例を図１に示す。図１は、本発明の第１実施例を示す静電吸着装置の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。図において、１は静電チャック、２は静電チャック１を固定するための載置台、３は静電チャック１に設けた複数の貫通孔、３’は載置台２に設けた複数の貫通孔、４はリフトピン、５は半導体ウエハ、６ａは上部に開口した小径溝、６ｂは上部に開口した大径溝である。
【０００６】
静電チャック１は、金属製の電極板１ｂとこの電極板の両面に貼着された上部絶縁層１ｃと下部絶縁層１ｄから構成されている。試料である半導体ウエハ５は、静電チャック１の電極に電圧を印加すると、静電気力によって静電チャック１の吸着面１ａに保持される。載置台２は、静電チャック１を固定しており、例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼で形成され、その上面が平坦に仕上げられている。貫通孔３および貫通孔３’は、同じ位置に設けられている。リフトピン４は、貫通孔３、３’内で上下方向に駆動されて半導体ウエハ５を上昇、下降させる昇降機構で、半導体ウエハ５の処理前後において、図示しない搬送フォークと半導体ウエハ５の受け渡しを行う際に駆動される。静電チャック１の吸着面１ａ上の貫通孔３の周囲に設けた小径溝６ａと静電チャック１の吸着面１ａ上の外縁部に設けた大径溝６ｂは上部を開口させており、その断面形状については、清掃の作業性を考慮して、半円状か、あるいはコの字形でコーナー部に大きめのＲをつけた形状が好ましく、幅は１ｍｍ〜３ｍｍ程度、深さは０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度であればよい。
【０００７】
つぎに、本実施例の動作について述べる。静電チャック１の吸着面１ａに付着したパーティクルの除去は、以下のようにして行う。まず、エチルアルコールをしみ込ませたワイピングクロス等を用いて、小径溝６ａ、大径溝６ｂの方向にワイピングクロスを引き寄せるようにして、吸着面１ａ上のパーティクルを拭き取る。このとき、大部分のパーティクルはワイピングクロスに付着して取り去られ、残りは、吸着面１ａ上の貫通孔３の周囲の小径溝６ａおよび吸着面１ａの外縁部の大径溝６ｂに溜まる。この拭き取りの際、小径溝６ａ、大径溝６ｂがあるので、貫通孔３や静電チャック外周部などから、パーティクルが吸着面１ａより落下することはない。小径溝６ａ、大径溝６ｂに溜まったパーティクルは、再度、ワイピングクロス、あるいは、クリーニングスティック等により拭き取ることにより除去する。この小径溝６ａ、大径溝６ｂからのパーティクルの除去は、装置最上部での作業となるので、容易かつ確実に行うことができる。このようにして、静電チャック１の吸着面１ａに付着したパーティクルの除去を行うと、静電チャック１の下方に位置する装置の表面や内部にパーティクルが堆積することがないので、処理室内の減圧や、機器の駆動に伴う気流の流れによって、パーティクルが再び飛散し、半導体ウエハを汚染するということもない。結果として、製品の歩留まりの向上をはかることができる。
【０００８】
（第２実施例）本発明の第２の実施例を図２に示す。図において、７は大径溝６ｂの一部に設けたパーティクル溜め、６ｃは小径溝６ａ同士を連結する第１連結溝、６ｅは第１連結溝６ｃとパーティクル溜め７を連結した第３連結溝である。本実施例の動作は第１実施例と同様であるが、パーティクル溜め７と、第１連結溝６ｃと、第１連結溝６ｃとパーティクル溜め７とを連結する第３連結溝６ｅとを設けているので、拭き取りの際に、パーティクルを小径溝６ａ、大径溝６ｂとともに、第１連結溝、第３連結溝にも溜めることができ、小径溝６ａ等に溜まったパーティクルを、クリーニングスティック等により第１連結溝６ｃ、第３連結溝６ｅを通してパーティクル溜め７に押し運ぶことができるので、パーティクルの除去をより簡単かつ確実に行うことができる。したがって、半導体ウエハのパーティクルによる汚染を防止できる。
【０００９】
（第３実施例）本発明の第３の実施例を図３に示す。図において、７は大径溝６ｂの一部に設けたパーティクル溜め、６ｄは小径溝６ａと大径溝６ｂとを連結した第２連結溝である。本実施例の動作は第１実施例と同様であるが、大径溝６ｂにパーティクル溜め７をそなえ、小径溝６ａと大径溝６ｂとを連結する第２連結溝６ｄとを設けているので、拭き取りの際に、溝６ａ、６ｂとともに第２連結溝６ｄにもパーティクルを溜められ、小径溝６ａに溜まったパーティクルを、クリーニングスティック等により第２連結溝６ｄを通して外側の大径溝６ｂに押し運ぶことができるので、パーティクルの除去を簡単かつ確実に行うことができる。
【００１０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、静電チャック吸着面上の貫通孔の周囲および吸着面の外縁部に溝を設けたので、静電チャック吸着面に付着したパーティクルをワイピングクロス等を用いて拭き取る際に、この溝にパーティクルが溜まり、貫通孔や静電チャック外周部などから、パーティクルが静電チャックより下に落下することを防止できる静電吸着装置を得る効果がある。また、溝に溜まったパーティクルの除去は、装置最上部での作業となるので、容易かつ確実に除去できる。ひいては、半導体ウエハのパーティクルによる汚染を防止でき、製品の歩留まりの向上をはかることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す静電吸着装置の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。
【図２】本発明の第２実施例を示す静電吸着装置の平面図である。
【図３】本発明の第３実施例を示す静電吸着装置の平面図である。
【図４】従来の静電吸着装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。
【符号の説明】
１：静電チャック
１ａ：吸着面
１ｂ：電極板
１ｃ：上部絶縁層
１ｄ：下部絶縁層
２：載置台
３，３’：貫通孔
４：リフトピン
５：半導体ウエハ
６ａ：小径溝
６ｂ：大径溝
６ｃ：第１連結溝
６ｄ：第２連結溝
６ｅ：第３連結溝
７：パーティクル溜め

Claims (4)

1. 載置台と、前記載置台に設けた複数の貫通孔を通して半導体ウエハを昇降するリフトピンと、前記載置台に固定され絶縁層の内部に設けた静電電極と前記絶縁層の上部表面からなる吸着面と前記リフトピンを通す貫通孔とを有した静電チャックとを備えた静電吸着装置において、
   前記吸着面に、前記それぞれの貫通孔の周囲に設けたパーティクルを溜める小径溝と、前記吸着面の外縁部に沿って設けたパーティクルを溜める大径溝とを備えていることを特徴とする静電吸着装置。
2. 前記小径溝は、小径溝同士を連結してパーティクルを溜める第１連結溝、前記小径溝と大径溝とを連結してパーティクルを溜める第２連結溝を設けたことを特徴とする請求項１記載の静電吸着装置。
3. 前記大径溝は、その一部に拡幅したパーティクル溜めを設けたことを特徴とする請求項１または２記載の静電吸着装置。
4. 前記パーティクル溜めは、前記第１連結溝と連結してパーティクルを溜める第３連結溝を有することを特徴とする請求項３記載の静電吸着装置。

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