JPH02234426A - 静電吸着装置およびそれを用いた反応性イオンエッチング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 木発明は、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の製造工程に
おいて使用され、被処理物を固定保持する静電吸着装置
およびそれを用いた反応性イオンエッチング装置に関す
る。

［従釆の技術］ 従来、ＩＣ．ＬＳＩなどの半導体素子の製造士程におい
ては、露光後、現像液にて現像することによりパターン
を形成するホトリソグラフィ法が採用されている。

しかし、近年ではＬＳＩがさらに微細化し、基板上に形
成されるべきパターンの最少寸法が１μｍ以下の領域に
入りつつあり、このような寸法領域では、現像液を現像
に用いる従来のホトリソグラフィ法を使用しても、特に
段差構造を有する基板が使用される場合には、露光時の
光の反射の影響や露光系における焦点深度の浅さなどの
問題に起因して、十分な解像度が得られないという問題
が発生する。

このような問題を解決する方法として、特開昭６１−１
０７３４６号公報（または対応するＥＰ特許公開第１８
４５８７号）においては、ホトリソグラフィ法において
現像液を用いて現像を行う代りに、酸素プラズマなどの
ガスプラズマを発生させる反応性イオンエッチング装置
を用いてパターンをエッチンクすることにより現像を行
って、レジストパターンを形成する乾式現像プロセスが
提案されている。

この反応性イオンエッチング装置の例として、特開昭５
８−１５１０２８号公報（または対応する米国特許第４
，４２２，８９６号）および特開昭５９−１４０３７５
号公報（または対応する米国特許第４，５８１，１１８
号）には、被エッチング材の支持体であり、かつマイク
ロ波電力が印加される陰極に、被エッチング材の表面に
平行となるような磁界を発生する手段を内蔵させた反応
性イオンエッチング装置が記載ざれている。

また、特開昭５８−１７００１６号公報には、被エッチ
ング材の支持体である陰極に対して垂直な方向に磁界が
形成される反応性イオンエッチング装置が記載されてい
る。

これらの反応性イオンエッチング装置においては、発生
されるガスプラズマ中の反応活性種の濃度を高めること
かでざるので、これらの装置を用いることによって一般
の平行平板型の反応性イオンエッチング装置に比較して
高速のエッチングを行うことができる． 。しかし、これらの装置においては、印加する電力を大
きくすることにより、高速のエッチングが可能となる反
面、エッチング中に被エッチング材の損傷、熱による変
形や変性などが問題となる。

この被エッチング材の温度上昇を防ぐため、被エッチン
グ材が載置される電極や試料台を適当な冷媒を用いて冷
却する方法がある。しかし、被エッチング材を単に冷却
した電極や試料台に載せただけでは、接触面の粗さや被
エッチング材の反りが原因で十分な接触面積が得られず
、被エッチング材の冷却が不十分となる。

そこで、被エッチング材と電極または試料台との熱的コ
ンタクトを十分に行うための被エッチング材固着手段と
して、静電吸着装置が用いられている。通常用いられて
いる静電吸着装置は、電極上面を説電体で覆い、藷電体
上に被処理物を載置するようにしている。そして、被処
理物と電極間に電圧を印加し、静電力によって被処理物
を固着するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる静電吸着装置を用いたドライエッ
チング装置にあっては、被処理物の処理終了後、電圧印
加を停止しても、被処理物や静電吸着装置の誘電体の帯
電や分極が短時間では消滅せず、吸着力が残留すること
から、被処理物を静電吸着装置から離脱させるのに長時
間を要するという問題があった．このため、ドライエッ
チング装置による生産性が阻害されている。

被処理物の帯電を放散させるために、静電吸着装置への
電圧印加の停止後、一端が接地されたピンを被処理物に
接触させる方法や、静電吸着装置の電極へ、吸着時とは
逆の電位を印加する方法等も試みられたが十分な効果を
挙げるには至っていない。

本発明の目的は、かかる従来の問題を解消し、被処理物
の離脱を短時間内で可能とする静電吸着装置を提供する
と共に、生産性の向上がはかれる反応性イオンエッチン
グ装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の静電吸着装置は、
電極と、電極を覆う誕電体層とを具えた静電吸着装置に
おいて、誘電体層の表面を部分的に覆う導電体層と、該
導電体層を所定時に接地する接地手段とを具えたことを
特徴とする。

また、本発明の反応性イオンエッチング装置は、上記静
電吸着装置が陰極に配設されていることを特徴とする。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明にかかる静電吸着装置の基本的構成を示
す断面図、第２図はその表面の平面図である。

第１図において、１は静電吸着装置全体を示し、２はポ
リイミド，ボリフッ化ビニリデンなどの高分子材料やア
ルミナなどのセラミックスからなる誘電体層であり、内
部に平板電極３が設けられている。電極３は直流電源５
に接続され、電圧が印加される。

誘電体層２の表面は第２図にも示すように適当な面積の
誘電体露出面２Ａを残して複数の同心円状の導電体層４
で被覆されており、同心円の各導電体層４は半径方向の
ブリッジで導通されると共にスイッチ６を介して接地で
きる構成になっている。

導電体層４と接地用配線７との接続は電極３の一部に開
口部８を設けてこの部分で誘電体層２を貫通するスルー
ホールや導電ビンを通して行われる。

導電体層４の材質としては、アルミニウム．クロム，金
．チタン．モリブデン．タングステンなどの金属や二酸
化スズ．二酸化チタン等の導電性金属酸化物あるいは導
電性ゴムなどを用いることがでとる。

導電体層４の厚みは好ましくは２００人〜１００μｍ，
特に好ましくは５００　人〜５０００人である。、導電
体層４の厚みが２００人以下では被処理物９との摩擦な
どにより静電吸着装置１の表面で導電体層４が導通不良
を起しやすいなどの問題があり好ましくない。また、導
電体層４の厚みｈ月００μｍ以上では急激に静電吸着力
か弱くなり、被処理物９と静電吸着装置ｌとの充分なコ
ンタクトが得られない。

静電吸着装置１の表面で導電体層４で覆われる面積の占
める割合は、吸着される被処理物９が絶縁膜の付いてい
ないシリコンウエーハ（以下ヘアシリコンと称する）な
ど導電性の場合には、通常９５％以下、好ましくは１０
〜９０％であり、酸化膜のついたシリコンウェー八など
接触面が絶縁性の場合には、通常３０〜９５％、好まし
くは５０〜９０％である。

静電吸着装置１の表面上で導電体層４で覆われた部分の
面積が９５％を越えると充分な吸着力を得るために必要
な電極３に印加すべぎ電圧が高くなりすぎ、３０％未満
では酸化膜の付いたシリコンウエー八などに対して効果
的な帯電放散効果が得られない。

なお、導電体層４と接地用配線７とは、第３図に示すよ
うに導電体層４を静電吸着装置１の側面まで延ばし、こ
の側面延長部でもって接続することもできる。

本実施例の静電吸着装看１を使用する場合には、まずス
イッチ６を開いた状態で被処理物９を静電吸着装置１の
表面に載せ、平板電極３に直流電圧を印加し、被処理物
９を吸看固定する。

ついで、被処理物９に所定の処理（例えばプラズマエッ
チング）を施し、処理終了後、平板電極３への直流電圧
の印加を止める。そして、スイッチ６を閉じて導電体層
４を介して被処理物９に帯電した電荷を放散する。

本実施例の静電吸着装置１では導電体層４と被処理物９
との接触面積が大きいため、被処理物９の帯電放散が効
果的に行われ、短時間で被処理物９を静電吸着装置１の
表面から脱離することかでぎる。

次に、第４図ないし第７図に基いて、被エッチング材に
対して平行な磁場を形成する手段と被エッチング材を冷
却するために陰極に冷媒を流す通路と被エッチング材裏
面にヘリウムなどの熱伝導率の高い玲媒ガスを充填する
手段を有する反応性イオンエッチング装置に本発明の静
電吸着装置を適用した例について説明する。

第４図は上記反応性イオンエッチング装置の陰極部分の
斜視図であり、第５図および第６図はその詳細な構成を
示す断面図である。

１１は陰極本体を構成する陰極ブロックを示し、陰極ブ
ロック１ｌの上面にはアルミニウム製のブロックｌ２が
配設され、アルミニウムブロックｌ２の上に静電吸着装
置１０１が配設されている。静電吸着装首１０１には被
エッチング材を着脱するための昇降装誼のウエーハ受け
アーム１４が出入りする開口部ｌ５が設けてある。

陰極ブロック１１は冷媒人口ｌ６から、冷媒、例えば水
．ブライン，フッ素系冷媒（３Ｍ社製のフロリナートな
ど）などを導入し、ＩＰ１極ブロック１１内に設けた冷
媒通路ｌ８に流すことによって所定の温度に冷却される
。

第５図に示すように、陰極ブロック１１の内部には棒状
の永久磁石ｌ９が配設され、陰極両端には、それぞれ磁
性体からなるボールビース２０，２１が設けられている
。また陰極ブロック１１の上方には永久磁石２２とボー
ルピース２３．２４からなり、補助磁界を形成するため
の補助磁石ブロックが設けられており、陰極ブロック１
１の永久磁石１９と補助ｆｉｌ石ブロックとの相互作用
によって磁力線２６で示されるように被エッチング材２
７の表面に平行な磁場が形成される。静電吸着装置１０
１は第６図に示すように前述の如く誘電体層１０２の内
部に平板電極＋０３が埋設されており、誘電体層１０２
の上面には第６図および第７Ａ図に示すように複数の同
心円状の冷媒ガス導入溝２８と、この同心円状の冷媒ガ
ス導入溝２８を連通ずる半径方向の直線状溝２９が設け
られている。そして、導電体層１０２の表面は第７八図
および第７Ｂ図に示すように、部分的に導電体層１０４
で奮われている（第７Ａ図のハツチング部参照》。導電
体層１０４は本装置の他の部分とは絶縁された配線１０
７によってスイッチ１０Ｂを介して接地できるようにな
っている。また、静電吸着装Ｍ１０１には貫通孔２５が
設けてあり、この貫通孔２５はアルミニウムブロックｌ
２および陰極ブロック１１に設けられた冷媒ガス通路３
０に連通しており、ここからヘリウムなどの冷媒ガスが
被エッチング材裏面に導入される。導入された冷媒ガス
は直線状溝２９および同心円状の冷媒ガス導入溝２８に
よって被エッチング材の裏面全体に行き渡り被エッチン
グ材の熱を静電吸着装置１０１の表面へ放散，伝達し、
被エッチング材を冷却する。

ここで、同心円状の冷媒ガス導入溝２８の謀さは通常５
μｍから１ｍｍ、好ましくは５μｍから１００μｍであ
る。

静電吸看装置１０１の表面における同心円状の冷媒ガス
導入溝２８の部分の面積が占める割合は通常ｌθ〜９０
％、好ましくは３０〜８０％である。

なお、溝の形状は被エッチング材と静電吸着装置ｌＯｌ
の間で冷媒ガスを均一に充填できるものであれは、特に
制限されるものではなく、例えば蝿旋状、あるいは格子
状のものも好適に用いることができる。

導電体層１０４と誘電体層１０２の露出面１０２八との
配置は特定の形に制限されるものではないが、導電体層
１０４は全てつながっていることが必要であり、また、
本実施例のように被エッチング材の裏面に冷却用のガス
を充填する場合には最も外周側の冷媒ガス導入溝２８よ
りも外側に誘電体層１０２の露出面１０２Ａの一部が静
電吸着装置ｌｏｔの中心に対し点対称に配置され、また
平板電８ｉ１０３の外周も最も外周側の冷媒ガス導入溝
２８よりも外側まで存在することか好ましい。

第６図に示すように陰極ブロック１ｌの本体中央部には
被エッチング材の昇降装置３ｌが設けられており、アル
ミニウムブロックｌ２を貫通するシャフト３２およびシ
ャフト３２に取り付けられ静電吸着装置１０１の開口部
ｌ５に配設されたウエーハ受けアームｌ４を上下させて
、被エッチング材の昇降を行う。ここで昇降装置３１は
陰極ブロック１１へフランジ部材３３を介して気密状態
で取り付けられ、被エッチング材裏面へ導入する冷媒ガ
スか反応室内へ漏れないようになっている。

さらに、第８図に本発明にかかる反応性イオンエッチン
グ装置の一実旅例の全体の概略構成を、一部分断面図を
用いて示す。

反応容器３４内に第４図に示す静電吸着装置１０１が配
設された陰極ブロック１１が配設される。

被エッチング材２７は静電吸着装置１０１の上に支持さ
れている。静電吸着装置１０１の電極１０３には高周波
フィルタ６０を介して直流電圧が印加される。陰極ブロ
ックｌ１と対向して陽極１１１が配設されており、陽８
ｉｌｌｌは反応容器３４と共に接地電位にされている。

また、陽極１１１の背面には前述した補助磁石ブロック
が設けられており、木例では永久磁石２２は磁石保持ブ
ロック２２八内に収容されている。

陰極ブロックｌ１と接続されている端子ブロック３５は
反応容器３４に取付けられた絶縁体３６によって反応容
器３４と絶縁されている。陽［１１１　と陰極ブロック
１１との間に高周波電源３７によって高周波電力が印加
されることにより、後述するように反応容器３４内に導
入ざれ．た反応ガスのガスプラズマが発生し、このガス
プラズマ中の反応活性種がエッチングに寄与する。

木例においては、ターボボンブ４０およびメカニカルボ
ンブ４１によって反応容器３４内を高真空に排気した後
、反応ガス容器イ２から酸素などの反応ガス、またはこ
の反応ガスと共に窒素などの不活性ガス容器４３から不
活性ガスを、それぞれ流量制御バルブ４４および４５を
介して反応容器３４内に導入する。

ここで反応ガスの流量および反応容器３４内の圧力は、
流量制御バルブ４４および４５ならびにコントロールバ
ルブ４６によって制御される。被エッチング材２７のエ
ッチングの進行状況は、エッチング検出装置４７によっ
て検出される。

また、木例の装置では、例えば被エッチング材２７がウ
エーハの場合には、複数のウエーハを収容したウェー八
カセット５３から１枚ずつウェーハを取り出して準備室
４８内に装填し、複数の被エッチング材２７を順次に処
理することができる。すなわち、カセット室５２内に複
数の被エッチング材２７を収容したカセット５３を装填
した後、ゲートバルブ５４を開いてカセット室５２内を
排気し、予備排気室４８と同圧となったときにゲートバ
ルプ５８を開く。

そして、搬送機５５の回転＠５６に設けられた伸縮可能
な腕部材５７を伸縮動作させることによって１枚の被エ
ッチング材２７を準備室４８に取り込む。ついでゲート
バルブ５Ｂを閉じると共にゲートバルブ４９を開き、メ
カニカルボンブで準備室４８内を排気する。そして、ゲ
ートバルブ５０を開いた後、腕部材５７を延伸して被エ
ッチング材を自動的に反応容器３４内の静電チャック１
０１上に蔵置するのである。

さらに、準備室４８には、エッチング後に冷却された被
エッチング材２７が大気中に戻った時に大気中の水分が
この被エッチング材２７に露結することを防ぐため、加
温窒素によるパージまたはヒーターによる加熱が行える
手段が備えられていることが好ましい。

第８図に示した反応性イオンエッチング装置を用いて被
エッチング材２７をエッチングする際の条件は、通常、
以下に示すとおりである。

陰極ブロック１１と陽ｉ１１１　との間の距離３〜２０
ｃｍ 陰極ブロックｌ１と陽極１１１との間の印加電力１０Ｗ
　〜４　ｋＷ，好ましくはＩＯＯＷ〜３ｋＷ陰極ブロッ
ク１１の温度 ０℃以下、好ましくはＯ〜−４０℃ 特に好ましくは−２０〜−４０℃ 被エッチング材２７の温度４０”Ｃ以下被エッチング材
近傍の磁場強度 １００〜４００ガウス 反応ガス流量 ２〜２００５（：ＣＭ　，好ましくは２〜１００５（：
ＣＭエッチング時圧力 １　〜１００ＬＩＩＴｏｒｒ、好ましくは２〜８０Ｉ［
ｌＴｏｒｒ反応ガス導入方法 第８図に示した例では、反応容器３４の下面から導入し
ているが、このようにする代わりに、反応容器３４の側
面または陽極１１１に孔を設け、この孔から導入しても
よい。

反応ガス　酸素，酸化窒素．テトラフ口口メタン．ヘキ
サフ口口エタン，ヘキサフ 口口プロパンなど 不活性ガス　窒素，ヘリウム，アルゴンなど被エッチン
グ材と静電吸着装置１０１との間の冷媒ガス圧力 １　〜５０Ｔｏｒｒ，好ましくは５〜２０Ｔｏｒ「本発
明の反応性イオンエッチング装置においては、反応容器
３４の内面を炭素を３０重景％以上、好ましくは５０重
量％以上含有する耐熱性の材料、例えばグラファイト，
ダイヤモンド，テトラフ口口メタン．メタノール，エタ
ノールなどをプラズマ重合した重合体、ポリイミド，ポ
リーｐ−フェニレン，ポリアセチレンなどの合成高分子
、またはこれらの複合材料からなる板．シートまたは膜
で覆うことにより、被エッチング材に対するエッチング
の異方性をさらに高めることができる。この場合、これ
らの板．シートまたは膜は、反応容器３４の内面に着脱
可能に固定することが好ましい。

さらに、炭素を３０重量％以上含有する材料で構成した
カバー１５０（第６図および第８図参照）で、陰極ブロ
ック１ｌの表面のうちの被エッチング材２７の周囲の部
分を覆うと、被エッチング材２７表面でのエッチングの
均一性をさらに良好にすることができる。

本発明の反応性イオンエッ゛チング装置によりエッチン
グすることのできる被エッチング材２７としては、ガラ
ス，シリコン，ガリウム・ヒ素などの基板上にレジスト
層を設けたものを挙げることができる． このレジスト層の材料としては、次の材料を用いること
ができる。

（１）ノボラック樹脂やヒドロキシスチレン樹脂などの
水酸基含有樹脂に、キノンジアジドスルホニルハライド
を一部エステル化させた感放射線性樹脂に放射線を照射
したものを、ヘキサメチルジシラザンやシリルクロライ
ドなどのシラン化合物で選択的にシリル化した材料。

（２）キノンジアジド系ボジ型レジスト．環化ゴム系ネ
ガ型レジスト，ビスアジドーノボラック樹脂系ネガ型レ
ジストなどのレジスト材料、ポリメチルメタクリレート
．ポリメチルイソブロベニルケトン，ポリブテンスルホ
ン，ポリ−２−メチル−１−ペンテルスルホンーノボラ
ック樹脂などの電離放射線感応ボジ型レジスト材料、ま
たは塩素化ポリメチルスチレン，クロロメチル化ボリス
チレン．シリコンラダーボリマーなとの電離放射線感応
ネガ型レジスト材料からなる上層、二酸化ケイ素（Ｓｔ
（ｈ）　＊チタンータングステン（Ｔｉ／Ｗ）などの無
機膜からなる中間層（エツチングバリア）およびポリイ
ミド．ポリアミドイミドなどの高耐熱性重縮合ボリマー
ポリメチルメタクリレート．ポリフェニルアクリレート
などの（メタ）アクリル系ボリマーキノンジアジド系ボ
ジ型レジスト，ビスアジドーノボラック樹脂系ネガ型レ
ジストからなる下層からなる３層膜に放射線を照射した
材料。

《３》キノンジアジド系感光剤またはビスアジド系感光
剤と含タ冫素ポリマーよりなるレジスト材料．ハロアル
キル基を有する含ケイ素ポリマーなどの電離放射線感応
ネガ型レジスト材料、またはカルゴゲナイドガラスなど
の無機レジスト材料からなる上層、および上項（２）に
示した３層膜の下層と同様の下層からなる２層膜に放射
線を照射した材料． （Ａ）　　験例１．２および　較実験例１．２第７Ａ図
および第７Ｂ図に示した構成で、誘電体層１０２として
焼成アルミナセラミックスを平板電極１０３の上に２０
０μｍの厚さで形成した直径１００１の静電吸着装置１
０１の表面に静電吸着装置１０１の表面における導電体
層１０４で覆われる面積の占める割合が８５％となるよ
うに、導電体層＋０４　として厚さ１０００人で第７八
図に示すパターン状にアルミニウムを蒸着した。これを
第８図に示す構成の反応性イオンエッチング装置の真空
反応容器３４内に配置し、反応室内を３ｍＴｏｒｒに減
圧し、上記静電吸着装置１０１に被エッチング材２７と
して径４インチのシリコンウエーハ（ベアシリコン）ま
たは熱酸化膜付シリコンウエー八を乗せ、−２．ＯｋＶ
の電圧を印加してウェーハを吸着固定した。そのまま、
４分間、電圧印加を続けた後、電圧印加を停止し、直後
に静電吸着装置１０１の表面の蒸着アルミニウムに接続
する配線１０７を接地した。接地後、残留吸着力が低下
し、付帯するウエーハ昇降装置３ｌによって、ウェーハ
の破損や引き剥がしによる位置ずれを起こさずに、ウェ
ーハを持ち上げられるようになるまでに要する時間（以
下、脱離可能時間と称す）を測定した．また、誘電体層
１０２の表面に導電体層１０４および接地機構を持たな
い静電吸着装置を用い、上記と同様の操作を行って脱離
可能時間を比較した。

結果を第１表に示す。

第　　１ 表 実験ｆ列　ｌ　　　蒸着アルミニウムパターン　　ベ７
シリコン　　　　　　２０秒および接地機構付 実験例２　　　　〃　　　熱酸化膜付　　４０秒比較実
験　表面の導電体層　べ７シリコン　　３分５０秒例　
ｌ　　　　　　およυ　接地機構なし比較実験　　　　
〃　　　熱酸化膜付　８分以上例２ （Ｂ）　　験例３．４および比較実験例３，４第１図に
示したものと同様の表面に冷媒ガス導入用の溝を形成し
ていない静電吸着装置１に導電体層４およびその接地機
構を設け、冷媒ガス導入機構を用いない以外は第８図に
示す構成の反応性イオンエッチング装置の真空反応容器
３４内に配置し、径６インチのシリコンウェーハ（ベア
シリコン）または熱酸化膜付シリコンウェーハを吸着保
持し、酸素プラズマによる反応性イオンエッチングの操
作を行い、ウエーハの温度およびエッチング操作終了後
の脱離可能時間を調べた（実験例３．４）。

比較実験例３．４として接地機構を持たない静電吸着装
置について同様の測定を行った。静電吸着装置１の構成
、反応性イオンエッチング条件および操作手順は以下の
通りである。

（ａ）静電吸着装置１の構成 誘電体層２の直径；　１５０＋ｎｍ，銹電体材質：焼成
アルミナ，電極３上の誘電体層２の厚み；２００μｍ．
表面導電体層４の材貿；蒸着アルミニウム，表面導電体
層４の厚み．　２０００人静電吸着装置１の表面におけ
る導電体層４で覆われる面積の占める割合＝８０％ （ｂ）反応性イオンエッチング条件 陰極ブロック１１と陽極１１１　との距離；７ｃｍ．高
周波印加電力．２ｋＷ，陰極ブロック１１の冷却；水（
１５℃），酸素流量，　３０５ＣＣＭ．エツチング時圧
力；　３　ｍＴＯｒｒ （Ｃ）操作手順 ウェーハ搬送機構５５により、ウェーハを陰極ブロック
１１の静電吸着装置１に載置し、電極３に−２．５ｋＶ
の直流電圧を印加してウェーハを吸着した。次いで反応
室に酸素を流し、陰極ブロックＩ１に３分間高周波電力
を印加してプラズマ処理（エッチング）を行い、高周波
電力印加終了と同時に静電吸着装置１への直流電圧印加
を切り、表面導電体層４を接地した。ウエーハの温度測
定はアルミニウム箔で覆ったサーモラベルをウェーハ表
面に貼り、サーモラベルの色の変化で行った。

結果を第２表に示す。

第　　２　　表 実験例３ 実験例４ 比較例３ 比較例４ ベアシリコン　　　　　　　　　　　　５０℃　　　　
　　２０秒熱酸化膜付シ！Ｊ：１７　　　５０℃　　　
４５秒ベアシリコン　　　　　　　　　　　　５０℃　
　　　　３分４０秒熱酸化原付　　　　５０℃　　　８
分 （Ｃ）実験例５ 第７Ａ図および第７８図に示す構成となるように、深さ
２０μｍの冷媒ガス導入溝２８を表面積の４５％を占め
るように備えた静電吸着装置１０１の表面に導電体層１
０４として厚さ２０００人、静電吸着装置１０１の表面
における導電体層１０４で覆われる面積の占める割合が
８０％となるように、クロムをスパッタリングにより付
けた。そして、導電体層１０４の接地機構を有する静電
吸着装置１０１を第８図に示す構成の反応性イオンエッ
チング装置の真空反応容器３４内に配置し、陰極ブロッ
クｌ１の冷却を−３５℃のフロリナートで行った。また
、ウェーハと静電吸着装置１０１の間の冷媒ガス導入溝
２８に１０Ｔｏｒｒの圧力でヘリウムを充填して、実験
例３．４と同様の条件で以下に記す手順によりレジスト
のエッチングを行いウエー八の温度測定．エッチング性
およびエッチング後のウェーハの脱離時間の評価を行っ
た。

（ａ）　　レジストの準備 直径６インチのシリコンウエーハ（ペアシリコン）上に
、６−ジアゾー５．６−ジヒドロ−５オキソー１−ナフ
タレンスルホン酸クロリドとノボラック樹脂との部分的
エステル化物を含むレジストをスピンコートにより塗布
し、開口係数が０．４２のｇ線ステッパーを用いてレチ
クルを介して紫外線を照射した。次にそのシリコンウエ
ー八を５０μｍの複数の細孔を有するステンレス製上部
加熱用板とステンレス製下部加熱用板を有するシリル化
装置に収容し、上部加熱用板の細孔からへキサメチルジ
シラザンをシリル化装置に導入した後、密閉してレジス
トの露光部分を全圧力７６０　ｍｍＨｇ，ヘキサメチル
ジシラザン濃度６．６容量％．１４０℃の条件で１分間
シリル化した。

（ｂ）エッチング ウェーハと静電吸着装置１０１の間へのヘリウムの導入
は静電吸着装置１０１への直流電圧印加開始後３０秒の
時点とし、真空反応容器への酸素流入および陰極ブロッ
ク１１への高周波印加はヘリウム導入後に開始した以外
は、実験例３，４と同じ条件でエッチングした。

木例のエッチングにより、解像度０．４５μｍのなど間
隔のラインアンドスペースのレジストパターンが得られ
た。レジスト層のシリル化された紫外線照射部とレジス
ト層のシリル化されない紫外線非照射部とのエッチング
速度の比（選択比）はｌＯ以上の高選択比であり、０．
６μｍのパターンにおける線幅のばらつきが６．２零の
エッチングが可能であった。

また、エッチング終了後のウェーハの脱雛時間は２０秒
であり、ウェーハの温度は３０℃以下で、冷媒ガスであ
るヘリウムのリークも見られなかった。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の静電吸着装置は、吸着操
作終了後、短時間で被処理物を脱離することができ、か
つ、被処理物表面に触れることなく被処理物を支持台に
保持することができる。

また、被処理物と静電吸着装置の間に冷媒ガスを充填す
る使用法にも使用できるため、本発明の静電吸着装置を
適用した反応性イオンエッチング装置を用いることによ
り、効果的にウェーハを冷却して高精度のエッチングを
高い生産性でもフて行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる静電吸着装置の基本的構成を示
す図、 第２図はその平面図、 第３図は本発明の静電吸着装置の他の構成例を示す断面
図、 第４図．第５図および第６図は本発明の静電吸着装置を
用いた反応性イオンエッチング装置の陰極部を示す、そ
れぞれ、斜視図，断面図および第５図と直交する線に沿
った断面図、 第７Ａ図は陰極部に配設された静電吸着装置の平面図、 第７Ｂ図は第７Ａ図のＡ−Ａ線断面図、第８図は本発明
の静電吸着装置を用いる反応性イオンエッチング装置の
全体の構成図である。 １，１０１・・・静電吸着装置、 ２，１０２・・・誘電体層、 ２Ａ，１０２Ａ・・・誘電体露出面、 ３，１０３・・・平板電極、 ４，１０４・・・導電体層、 ６，１０６・・・接地用スイッチ、 ７，１０７・・・接地用配線、 ｌ１・・・陰極ブロック、 １２・・・アルミニウムブロック、 ｌ４・・・ウェーハ受けアーム、 ｌ５・・・開口部、 ｌ６・・・冷媒入口、 １７・・・冷媒出口、 １Ｂ・・・冷媒通路、 ｌ９・・・永久磁石、 ２０，２１，２３．２４・・・ボールピース、２２・・
・補助永久磁石、 ２８・・・冷媒ガス導入溝、 ３０・・・冷媒ガス通路、 ３１・・・ウエーハ昇降装置、 ３４・・・反応容器、 ３５・・・端子ブロック、 ３６・・・絶縁体、 ３７・・・高周波電源、 ４２・・・反応ガス容器、 ４３・・・不活性ガス容器、 ４４４５・・・流量制御バルブ、 ６０・・・ＲＦフィルタ、 １１１・・・陽極、 １５０・・・陰極カバー ２Ａ 第３図 第１図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電極と、該電極を覆う誘電体層とを具えた静電吸着
   装置において、 前記誘電体層の表面を部分的に覆う導電体層と、 該導電体層を所定時に接地する接地手段と を具えたことを特徴とする静電吸着装置。 ２）請求項１記載の静電吸着装置が陰極に配設されてい
   ることを特徴とする反応性イオンエッチング装置。