JPH02246136A

JPH02246136A - ウェーハ用静電チャックの検査装置

Info

Publication number: JPH02246136A
Application number: JP1066812A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kawaguchi; 貴弘河口
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-10-01
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JP2896155B2

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】〔概　要〕ウェーハ用静電チャックの検査装置に関し、吸着面に設
けられた絶縁膜のピンホールによって半導体ウェーハに
生じる欠陥を防止することを目的とし、正負両極が平面上に配置された電極に被覆された絶縁膜
と、絶縁膜の上面に開口し、かつ厚み方向に貫通した少
なくとも２個の小孔とを有する静電チャックと、前記静
電チャックが配置され、かつ小孔の各々の位置に対応し
たガス導入口とガス流出口とを有する底蓋と、前記底蓋
に開閉可能に覆設され、かつ側壁に排気口を有するチャ
ンバと、前記絶縁膜の表面に吸着されるダミーウェーハ
と、前記電極に電圧を供給する電源と絶縁膜の欠陥を検
出する検知回路とを有する高圧回路とからなり、前記小
孔の各々と、ガス導入口およびガス流出口とが、小Ｏリ
ングを介して着脱可能に連結され、前記チャンバと静電
チャックとが、大Ｏリングを介して着脱可能に密閉され
るように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体ウェーハの吸着に用いられる静電チャ
ックの検査装置に関する。

近年、エレクトロニクスの発展は目ざましいものがある
が、その発展は、半導体デバイスの技術革新に負うとこ
ろが大きい。

中でも、シリコン半導体を用いた集積回路の大。

規模・高集積化は、非常に急速に推移しており、１チツ
プ内に集積される素子数は、メモリ素子の容量で見て、
数年単位で４倍に拡大している。

それに伴い、シリコンウェーハからデバイスに仕上げる
までの一連の工程の中で、いわゆるウェーハプロセスと
呼ばれるパターニングが終了するまでの工程で、ウェー
ハの取り扱いを如何に効率よ（、しかも、安定に行うか
が、生産性向上の上から重要である。

ウェーハプロセスには、一般に、酸化、レジスト処理、
露光、現像、エツチング、不純物導入といった幾つかの
工程が繰り返されるが、その工程の各所でウェーハの保
持が行われる。

二〇ウェーハを保持する治具には各種あるが、その１つ
に、電界のクーロン力を利用した静電チャックがある。

静電チャックは、真空に吸引して吸着する真空チャック
を行うことができない真空装置の中などにおいて、ウェ
ーハ処理を行うときに用いられることが多（、例えば、
ドライエツチング装置などに装備される。

〔従来の技術〕

第２図は静電チャックの一例の構成図であり、同図（Ａ
）は斜視図、同図（Ｂ）はｘ−ｘ’断面図である。

同図において、静電チャック２は、工作機械の被加工物
をチャックするもので方形の形状もあるが、シリコンウ
ェーハなどを吸着する形式のものでは、円形の形状が多
い。

被吸着物を吸着する凸状の表面には、膜厚が１００〜３
００μｍの絶縁膜４が被覆されており、その絶縁膜４を
剥いでみると、その下には電極３が設けられている。

この電極３は、電極３と被吸着物との間に高電圧を印加
してクーロン力を生じさせるもので、ここでは、同心円
状の櫛歯状パターン電極が交互に配置された形状になっ
ている。

ただし、この電極３のパターン形状は、円を２つに割、
た形状であったり、九十九折り形状であったり、被吸着
物の形状などによって種々の形態が採られている。

また、電極３の隙間には、底から絶縁膜４まで貫通した
小孔５が適宜設けられており、この小孔５は、例えば、
絶縁膜４と被吸着物との隙間にガスを流し込んで、冷却
を行う目的などに用いられている。

凸状の表面から１段下がったドーナツ型の面には、適宜
取り付は孔１６が設けられており、種々の製造装置に固
定するとき用いられる。

静電チャックには、ウェーハなどを吸着する際に、電極
３から引き出された端子１７に、図示してない高圧回路
から、数ｋＶの高い直流電圧が印加される。

従って、絶縁膜４にピンホールと呼ばれるような微小な
穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、放電を起こして
しまうことが間々ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、静電チャックには、半導体ウェーハ
などを吸着する際に、士数ｋＶの高い直流電圧が印加さ
れる。

そのため、絶縁膜にピンホールと呼ばれるような微小な
穴が開いていても、絶縁破壊を起こし、それが原因とな
って放電を起こしてしまうことが間々ある。

この放電が起きると、ウェーハの表面に傷がつき、ウェ
ーハプロセスを通った後で不良品になってしまう。

そこで、静電チャックをウェーハプロセス用の製造装置
に装着して使用する前に、静電チャックの絶縁膜に欠陥
がないかどうかを検査し、もし絶縁膜に、ピンホールな
、どの、ような傷のある欠陥品は予め使わないことにし
ないと、不良品を出してしまう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上で述べた課題は、正負両極が平面上に配置された電極
に被覆された絶縁膜と、絶縁膜の上面に開口し、かつ厚
み方向に貫通した少な（とも２個の小孔とを有する静電
チャックと、前記静電チャックが配置され、かつ小孔の
各々の位置に対応したガス導入口とガス流出口とを有す
る底蓋と、前記底蓋に開閉可能に覆設され、かつ側壁に
排気口、を有するチャンバと、前記絶縁膜の表面に吸着
さ、れるダミーウェーハと、前記電極に電圧を供給する
電源と絶縁膜の欠陥を検出する検知回路とを有、する高
圧回路とからなり、前記小孔の各々と、ガス導入口およ
びガス流出口とが、小。リングを介して着脱可能に連結
され、前記チャンバと静電チャックとが、大０リングを
介して着脱可能に密閉されるように構成したウェーハ用
静電チャックの検査装置によって達成できる。

〔作　用〕

本発明になるウェーハ用静電チャックの検査装置によれ
ば、半導体ウェーハなどを吸着する静電チャックの吸着
面に設けられた絶縁膜に、ビンポールなどの欠陥がない
がどうかを予め検査することによって、欠陥をもった静
電チャックを使用してウェーハを吸着したために、ウェ
ーハの表面に傷がついて不良になってしまうことを防ぐ
ことができる。

すなわち、本装置においては、底蓋とチャンバとに分割
して、検査を行う静電チャックの着脱が容易にできるよ
うにしている。

また、静電チャックの吸着面に設けられた絶縁膜の欠陥
を見出すために、その絶縁膜にダミーウェーハを吸着さ
せ、絶縁膜とダミーウェーハとの微小な隙間に、例えば
、アルゴン（Ａｒ）や四ふっ化炭素（ＣＦａ　）ガスの
ような、電場の中でイオン化してガスプラズマが形成さ
れるガスを導入し、もし絶縁膜にピンホールのような欠
陥があれば、その部分で電界が集中し、ガスプラズマが
発生するようにしている。

そして、このガスプラズマによる絶縁膜の欠陥の検知は
、数ｍＡの大きな放電電流が、あるいは数百Ｖの大きな
電圧降下を測定することによって行っている。

このように、本発明においては、絶縁膜とダミーウェー
ハとの隙間において、絶縁膜に傷があったとき、その傷
の部分でガスプラズマを発生させて、絶縁膜の異常を検
知する方法を採っている。

従って、明らかに孔が開いている場合はもちろんである
が、絶縁膜を貫通していない孔であっても、絶縁耐圧が
低（て何れ絶縁破壊が起こるであろう擬似ピンホールは
、強゛制的に絶縁破壊が起こって欠陥品として検知でき
る。

つまり、初期不良として、欠陥品と見なせないものでも
、合理的に選別除去できる特徴がある。

〔実施例〕

第１図は本発明の詳細な説明図であり、同図（Ａ）は断
面図、同図（Ｂ）は分解斜視図をそれぞれ示す。

同図において、底蓋８とチャンバ１ｏは不錆鋼で作り、
直径２５０ｍφの静電チャック２が検査できる大きさに
した。

また、底蓋８には、８ｎφの不錆綱の管でガス導入口６
とガス流出ロアとを設け、ガス導入口６には図示してな
い配管系によって、ＣＦ　ｓガスが制御性よく導入でき
るようにし、ガス流出ロアには図示してない排気系に連
結した。

チャンバＩＯの側壁には、排気口９を設け、図示してな
い排気系に連結した。

さらに、底蓋８とチャンバｌＯは、ともに接地した。

静電チャック２には、第２図に図示した形状の直径２２
０＋＋ｏａφで、５インチのシリコンウェーハが吸着で
きるものを準備した。

この静電チャック２の吸着面に冠着される絶縁膜４には
、厚さが０．２ｍ−のポリエステルフィルムを用いた。

大小２つの０リング１３．１４には、シリコンゴム製の
ガスケットを用いた。

そして、静電チャック２の２個の小孔５のそれぞれとガ
ス導入口６およびガス流出ロアとの連結ようの小０リン
グ１３には、内径１０ｓφのガスケットを、また静電チ
ャック２とチャンバｌＯとの気密用の大０リング１４に
は、内径２００ａｕｉφのガスケットをそれぞれ用いた
。

こうして製作した底蓋８の上に２個の小Ｏリング１３を
配置して、その上に静電チャック２を乗せ、その静電チ
ャック２の絶縁膜４の上にはダミーウェーハ１１を乗せ
た。

また、電極３に連なる端子１７を、高圧回路１２に接続
した。

この高圧回路１２は、高電圧を発生する電源１８と電流
を計測できる検知回路１９とで構成した。

さらに、チャンバ１０が気密になるように大Ｏリング１
４を配置して、その上にチャンバｌＯを乗せた。

次いで、排気口９から、チャンバ１０の中を１Ｏ−６Ｔ
ｏｒｒの真空度に排気した。

その後、ガス導入口６からＣＦ　ａガスを毎分１５ｍ１
導入して、静電チャック２のｖＡ縁膜４とダミーウェー
ハ１１との隙間をＣＦ、ガスで満たしなか。

ら、ガス流出ロアから排気した。

高圧回路１２から静電チャック２の電極３の端子１７の
一方に＋２ｋＶ、他方に一２ｋＶをそれぞれ印加し、検
知回路１９で電流値を監視した。

その結果、絶縁膜４にピンホールなどの欠陥１５がある
と、その位置でガスプラズマが発生し、電流値が２ｍＡ
程度流れることが分かった。

しかも、この電流値は欠陥の有無とよく対応することが
確認できた。

こ−では、静電チャックの検査装置として、底蓋とチャ
ンバとに分割できる構成とし、静電チャックを間に挟ん
でガスケットで気密を得るようにしたが、真空チャンバ
の中に静電チャック全体を入れてしまう方法もあり、種
々の変形が可能である。

また、ガスプラズマを得るガスの種類や圧力、あるいは
静電チャックの電極のパターン形状や面積などによって
、印加電圧も異なり、種々の変形が可能である。

さらに、放電電流によって、静電チャックの絶縁膜のピ
ンホールなどの欠陥を検出したが、印加電圧の電圧降下
によって検出することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、従来、静電チャックに対しては、絶
縁膜にピンホールなどの欠陥が確認されずに装置の中に
装備され、そのために大量の不良ウェーハを生じさせる
問題が間々あった。

一方、本発明になる静電チャックの検査装置は、簡便な
装置と方法によって、この静電チャックの絶縁膜のピン
ホールなどの欠陥の有無を調べることができる。

すなわち、本発明になる静電チャックの検査装置を用い
て、静電チャックを装置の中に装備する前に予め検査を
行えば問題が解決される。

このようにして、本発明は、半導体装置の生産性の向上
に大きく貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明図、第２図は静電チャックの一例の説明図、である。図において、１は静電チャックの検査装置、２は静電チャック、　　　３は電極、４は絶縁膜、　　　　　　５は小孔、６はガス導入口、　　　　７はガス流出口、８は底蓋、
　　　　　　　９は排気口、１０はチャンバ、１１はダミーウェーハ、１２は高圧回路、１３は小０リング、１４は大０リング、１５は欠陥、である。

Claims

【特許請求の範囲】　正負両極が平面上に配置された電極（３）に被覆され
た絶縁膜（４）と、該絶縁膜（４）の上面に開口し、か
つ厚み方向に貫通した少なくとも２個の小孔（５）とを
有する静電チャック（２）と、前記静電チャック（２）
が配置され、かつ前記小孔（５）の各々の位置に対応し
たガス導入口（６）とガス流出口（７）とを有する底蓋
（８）と、前記底蓋（８）に開閉可能に覆設され、かつ
側壁に排気口（９）を有するチャンバ（１０）と、前記
絶縁膜（４）の表面に吸着されるダミーウェーハ（１１
）と、前記電極（３）に電圧を供給する電源（１８）と前記絶
縁膜（４）の欠陥（１５）を検出する検知回路（１９）
とを有する高圧回路（１２）とからなり、前記小孔（５）の各々と、前記ガス導入口（６）および
ガス流出口（７）とが、小Ｏリング（１３）を介して着
脱可能に連結され、前記チャンバ（１０）と前記静電チャック（２）とが、
大Ｏリング（１４）を介して着脱可能に密閉されること
を特徴とするウェーハ用静電チャックの検査装置。