JPH02249935A - 静電チャックの吸着力評価方法及び評価装置 - 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） 本発明は静電チャックの全体的な吸着力及び吸着力の分
布状態を評価する方法とその装置に関する。

（従来の技術） プラズマを利用したエツチング装置或いはＣＶＤ装置な
どにあっては処理チャンバー内を減圧した状態で各種処
理を行うため、従来から静電チャックを用いて半導体ウ
ェハーを固定するようにしている。

ところで静電チャックの吸着力が不足したり、部分的に
片寄っていると、静電チャックからウェハーが落下した
りずれたりする。そこで製作した静電チャックについて
その吸着力を予め評価しておく必要がある。

従来の評価方法は静電チャックに吸着させたウェハーを
垂直方向に引き上げることで直接的に吸着力を測定して
いる。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の評価方法による場合、径寸法の大きな静
電チャックの吸着力を評価するため径寸法の大きなウェ
ハーを引き上げるようにすると、ウェハーが割れてしま
う。このためウェハーをそのまま被吸着板として用いる
ことができず、真鍮等からなる被吸着板を特別に作成し
なければならない。

また双極型の静電チャック等にあっては、吸着力の分布
を知るのが好ましいが、従来の方法では測定箇所を変え
て何回も被吸着板を引き上げなければならず極めて面倒
である。

更に実際に知りたい静電チャックの吸着力とは垂直方向
にウェハーを引き剥す力に対する抵抗力ではなく、ウェ
ハーの水平方向のずれに対する抵抗力であることが多い
。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、真空源につながるチャ
ンバー内のセット台上に静電チャックを固定し、この静
電チャック上面に半導体ウェハー或いは真鍮製等の被吸
着板を吸着せしめ、この被吸着板の水平方向に移動させ
る際の最大摩擦力及び動摩擦力を評価の基準とした。

（作用） 被吸着板が水平方向に移動を開始する直前の最大摩擦力
と垂直方向に被吸着板を引っ張り上げる際の吸着力とは
略一定の関係があり、また被吸着板が移動を開始した後
の動摩擦力と吸着力の分布とも略一定の関係がある。し
たがって最大摩擦力及び動摩擦力を測定することで吸着
力の評価を行える。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る吸着力評価装置の縦断面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ線断面図である。

評価装置は移動可能な台等の上に真空源につながるチャ
ンバー１を設けている。チャンバー１は円筒状胴部２の
両端開口を端板３，４にて閉塞し、各端板３，４にはガ
ラス板からなる覗き窓５．６を嵌め付けている。

また胴部２の下部からチャンバー１内に円筒状をなすセ
ット台７を挿入し、このセット台７の周囲に設けたクラ
ンプ８によってセット台７の上端開口を覆うように試験
片である静電チャック９を固定している。尚、静電チャ
ック９はセットされた状態で電源に接続される。ここで
本実施例にあっては静電チャック９を境にして、セット
台７内とチャンバー１内とが隔離されている。そのため
、セット台７とチャンバー１内との雰囲気を独立に制御
することができる。例えば、セット台７内を高真空に保
ちながら、チャンバー１内に微量のガスを導入すること
ができる。

また、胴部２の上部には昇降装置１０を設けている。こ
の昇降装置１０はケース１１内にモータによって回転せ
しめられるボールネジ１２を臨ませ、このボールネジ１
２にシャフト１３を螺合し、ボールネジ１２を回転する
ことでシャフト１３がガイドロッド１４に沿って上下動
するようにしている。

シャフト１３の下端にはロードセル１５を固着し、この
ロードセル１５にワイヤー等の線材１６の端部を止着し
、この線材１６の先端を静電チャツク９上面に吸着され
る被吸着板１７に止着している。ここで被吸着板１７と
しては実際に静電チャック９によって吸着される半導体
ウェハー、或いは真鍮等からなる金属板でもよい。また
線材１６はその中間部を方向変換部材である滑車１８に
掛は渡し、昇降装置１０の作動で被吸着板１７を水平方
向に引張するようにしている。

更に、前記端板４には引っ張られた被吸着板１７を元、
の位置に押し戻し装置１９を設けている。この戻し装置
１９は端板４に固着されるアウターシリンダ２０内に空
気圧によって突出するインナーシリンダ２１を配設し、
このインナーシリンダ２１内に１８０１反転するプッシ
ュ口ツド２２を挿通し、このブツシュロッド２２の先端
に被吸着板１７に当接する爪２３を備えている。

以上の如き構成の評価装置を用いた評価方法を以下に説
明する。

第３図は静電チャック９の全体吸着力を評価する場合の
装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に一
層の電極９ａを埋設した単極タイプを用いた。

斯かる装置において、昇降装置１０を作動させて被吸着
板１７を矢印方向に水平移動させた際の時間と摩擦力と
の関係の代表的な例を示したのが第４図である。また、
（表〕は電圧印加時間（ｓｅｃ）　、最大摩擦力（Ｆ　
ｈ、、、）　、動摩擦力（Ｆ　ｈｃ、□ｔ）及び垂直方
向への引張力（Ｆｖ）との関係を示したものである。

この（表〕からも明らかなように動摩擦力（ＦｈｃＯｎ
、ｔ）については再現性がないが、最大摩擦力（Ｆｈ□
８）及び垂直方向への引張力（Ｆｖ）は再現性があり、
両者の間には略一定の関係つまり〔表〕 したがって第４図に示すようなグラフから最大摩擦力（
Ｆ　ｈ、、、、）を測定し、この値をμによって除する
ことで垂直方向の引張力（Ｆ　ｖ）つまり静電チャック
９の吸着力を知ることができる。

第５図は静電チャック９の吸着力分布を評価する場合の
装置の概略図を示し、静電チャック９としては内部に二
枚の電極９ｂ、９ｂを埋設した双極タイプを用いた。

斯かる装置において、昇降装置１０を作動させて小さな
被吸着板１７を静電チャック９の上面の一端から他端へ
の径方向に水平移動させた場合の時間と摩擦力との関係
の代表例を示したのが第６図である。この図から分るよ
うに電極９ｂ、９ｂの中間位置、つまり静電チャック９
の中央において動摩擦力Ｆ　ｈｃｏｎｇｔが低下してい
る。

また第７図は前記双極タイプの静電チャック９の要所々
々の垂直方向への引張力（Ｆｖ）と当該箇所における動
摩擦力（Ｆｈｅ、。ｇｔ）とを判別して示した平面図で
あり、この図から明らかなように動摩擦力（Ｆｈｅｏ。

、）を測定することで吸着力の分布が分る。

第８図は評価装置の別実施例を示す平面図であり、この
実施例にあってはロードセルにつながるワイヤ等の線材
１６の先端を支点２４を中心として水平回動するアルミ
ニウム製ロッド２５の基端に止着し、このロッド２５の
先端に設けたビン２６を静電チャツク９上面に吸着され
ている被吸着板１７に当て、線材１６を引くことで被吸
着板１７を水平方向に押し出し、この時の摩擦力をロッ
ド２５に設けた歪ゲージ２７で検出し、この検出値をレ
コーダ２８に記録するようにしたものである。尚、図中
２９は、被吸着板１７の移動開始を検知するセンサであ
る。

（発明の効果） 以上に説明した如く本発明によれば、静電チャックに吸
着された被吸着板を水平方向に移動させ、このときの最
大摩擦力で静電チャックの全体吸着力を、動摩擦力で従
来測定できなかった吸着力分布を評価することができ、
静電チャックの評価を正確に且つ短時間のうちに行え、
しかもウェハー等の被吸着板の破損を招くことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る評価装置の縦断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ線断面図、第３図は静電チャックの全体吸
着力を評価する場合の装置の概略図、第４図は移動時間
と吸着力との関係を示すグラフ、第５図は吸着力分布を
評価する場合の装置の概略図、第６図は第４図と同様の
グラフ、第７図は垂直方向への引張力と動摩擦力とを比
較した静電チャックの平面図、第８図は別実施例に係る
装置の概略平面図である。 尚、図面中１はチャンバー　７はセット台、９は静電チ
ャック、９ａ、９ｂは電極、１０は昇降装置、１５はロ
ードセル、１６は線材、１７は被吸着板、１８は方向変
換部材である。 特許

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電チャック上面に被吸着板を吸着させ、この被
   吸着板に水平方向の力を加え、被吸着板が静電チャック
   上面に沿って移動する直前の最大摩擦力を測定し、この
   摩擦力を静電チャックの全体吸着力に換算するようにし
   たことを特徴とする静電チャックの吸着力評価方法。
2. （２）静電チャック上面の一端に小さな被吸着板を吸着
   させ、この小さな被吸着板に水平方向の力を加え、前記
   静電チャック上面の一端から他端へ向けて小さな被吸着
   板を移動させ、この移動の際の動摩擦力を連続的に測定
   することで吸着力の分布を知るようにしたことを特徴と
   する静電チャックの吸着力評価方法。
3. （３）チャンバー内に設けられる静電チャックのセット
   台と、セット台上に取付けられた静電チャックに吸着さ
   れる被吸着板と、一端が被吸着板に他端が昇降装置によ
   って上下動するロードセルに止着される線材と、ロード
   セルの上方への動きを水平方向の引張動として前記被吸
   着板に伝える方向変換部材とからなることを特徴とする
   静電チャックの吸着力評価装置。