JPH03227554A - 静電チャック - 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に関する。

［従来の技術］ 従来から半導体ウェハ製造工程において、真空の反応容
器に反応気体を供給して処理を行うドーピング装置、Ｃ
ＶＤ装置、ドライエツチング装置、洗浄装置等がある。

第３図に示すように直流電源（ＤＣ電源）に接続された
電極板１をアルミニウム製の載置体２に内蔵させ、この
載置体２の表面を酸化膜２ａで被い、プラス（あるいは
マイナス）に帯電した上記電極１により載置体２を分極
させ、この載置体２の表面がこの場合はプラスに帯電さ
れ半導体ウェハ３をプラスの静電気により吸引固着させ
て処理を行っていた。上記技術としては、特開昭５９−
７９５４５号等多数の公報に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記半導体ウェハ３の裏面を載置体２の表面に
対接させて吸引固定するに際し、上記半導体ウェハ３の
裏面と上記載置体２の表面との密着度は略半分精度であ
って密着面積は半導体ウェハ３の裏面の半分しかなく、
残りの半分の面積の裏面が気体と接触した状態で載置体
に載置されているので、分極した静電吸引力が弱く、載
置体表面からずれるという問題があった。

本発明は上記の欠点を解消するためになされたものであ
って、静電吸引力を効率よく引き出し、吸引力を増した
静電チャックを提供することを本発明の目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため本発明の静電チャックは、被
処理体が載置される表面を酸化膜で被覆した絶縁性の載
置体の内部に電極を設け、前記電極に直流電源を印加す
ることにより分極した静電気で被処理体を吸引固定する
静電チャックにおいて、前記載置体の表面にゲル状接着
材で固着されたポリイミド系樹脂板を設けたものである
。

［作用］ 本発明の静電チャックは、被処理体が対接される載置体
の対接面の面粗度を向上させたので、載置体内部に設け
られた電極からの吸着力、クローンカ損欠かなくなる。

その結果、載置体に対接した被処理体の吸着力は従来に
比べて５倍以上に向上させることが可能となる。

［実施例］ 本発明の静電チャックを半導体ウェハ製造工程における
ドライエツチング装置に適用した一実施例を図面を参照
して説明する。

第１図において、ドライエツチング処理が施されるチャ
ンバー４内を真空にするためのロータリポンプやメカニ
カルブースタポンプ等を備えた排気系５が備えられ、チ
ャンバー４内が真空にされると図示しないハンドリング
アーム等の搬送機構により被処理体である半導体ウェハ
３が下部電極１２上に設けられた静電チャック６上に搬
送されるようになっている。静電チャック６には上下駆
動機構７により上下運動するピン８が設けられ、上昇し
たピン８上に半導体ウェハ３が載置されると、上下駆動
機構７によりピン８が下降され、半導体ウェハ３は静電
チャック６の周縁に設けられた石英製フォーカスリング
９により位置決めされると同時に静電チャック６の載置
体６１上に載置される。この載置体６１上に載置された
半導体ウェハ３上に所定の間隔を保つよう上部電極１１
が図示しない駆動機構により下降され、下部電極１２と
の間に高周波電源であるＲＦ電源より高周波を印加する
。この高周波によりエツチングガス供給系１３からチャ
ンバー４が所定の圧力になるよう流入されたエツチング
ガスのプラズマを発生させこれを照射して半導体ウェハ
３のエツチング処理を行うようになっている。

ここで、上記静電チャック６は第２図に示すようにＤＣ
電源に接続されるアルミニウム製電極１０が酸化膜例え
ば酸化アルミニウムの被覆１０Ａを有して成り、ＤＣ電
源により例えばアルミニウム製電極１０にプラスを印加
させると、酸化アルミニウム被覆１０Ａはアルミニウム
製電極１０に接する部分をプラス、表面はマイナスに分
極し、酸化アルミニウム被覆１０Ａに接触した半導体ウ
ェハ３を分極させ表面をプラスに帯電させ、この間に働
くクーロン力によって接着させる。アルミニウム製電極
１０には冷却流体の流路１４が設けられ、必要に応じて
冷却流体供給系１５から冷却流体が供給され冷却可能と
なっている。

上記アルミニウム製電極１０を設けた静電チャック６は
半導体ウェハ３の形状に対応して形成され、例えば外径
φ１２５ＩＩ１１１の半導体ウェハ３には。

外径φ１２０ｍｍ、厚さ数Ｉｍ〜１０ＩＩＩＩ例えば８
ｍｍに対し酸化アルミニウム被覆１０Ａの被覆厚は数１
００μｍ例えば３００μｍに形成される。酸化アルミニ
ウム被覆１０Ａはアルミニウム板の素地の表面を酸化さ
れ硬質アルマイトに形成される。従来のセラミック製の
ものに比べ、非常に簡単に電極と共に一体化して作製す
ることができ、安価に製造することができる。この硬質
アルマイトから成る酸化アミニウム被覆１０Ａの面粗度
は３．５Ｒａ面の平均荒さである。

この酸化アルミニウム被覆１０Ａの上面には、この面粗
度を改質しかつ酸化アルミニウム被覆１０Ａの分極を促
進させる絶縁板１６が設けられている。この絶縁板１６
としては分極力の大きいものならば何れのものでも用い
ることができるが、厚さ数μｍ−１００μｍ等例えば５
０μｍのポリイミド樹脂のフィルム等が好適であり、ゲ
ル状の接着剤１６ａを介して酸化アルミニウム被覆１０
Ａに接着される。載置体の表面にはポリイミド樹脂フィ
ルムを用いているので、載置体の面粗度例えば０．ＩＲ
ａ面の平均荒の面粗度に改良され、酸化アルミニウム被
覆の面粗度より少なくとも３０倍に向上する。その結果
、クローン力による吸引力を向上させることが可能とな
る。また、ポリイミド樹脂フィルムと載置体の表面との
間にゲル状の接着材で固着しているので、酸化アルミニ
ウム被覆の表面の凹凸に接着材が挿入され、気体まはた
気泡の発生を防止することが可能である。

次に作用について説明する。

先ず、ドライエツチング処理されるチャンバ４内に半導
体ウェハ３を搬送する。即ち、上記チャンバ４内をロー
タリポンプやメカニカルブースタポンプ等で排気系５を
介して所定の真空度例えば０．０ＩＴｏｒｒまで排気す
る。次に、上記チャンバ４とゲートバルブ（図示せず）
を介して隣設したロードロック室（図示せず）内のハン
ドリングアームでこのロードロック室内に半導体ウェハ
３を取り込み搬入用ゲートバルブ（図示せず）を閉鎖す
る。取り込まれたロードロック室内には大気が存在して
いるので、この大気をロータリポンプやメカニカルブー
スタポンプ等で上記チャンバ４内の気圧、例えばＱ、Ｑ
ＩＴｏｒｒ程度まで排気する。

所定の真空圧に到達すると、到達センサ信号が制御部（
図示せず）に伝達される。この信号情報に基づいて、予
め記憶されているプログラムに従って、チャンバ４とロ
ードロック室（図示せず）との間に設けられたゲートバ
ルブ（図示せず）を開口する。この開口動作は開口検出
センサによって検出される。この信号に基づいて、ロー
ドロック室に取り込まれた半導体ウェハ３はハンドリン
グアームを介して載置体に載置される。載置されたこと
を載置検出センサで検出すると、この信号に基づいて、
上記アルミニウム製電極１０に電源を印加する電源、例
えばＤＣ電源から電流を流す。

この電流を流されたアルミニウム製電極１０は分極して
、半導体ウェハ３の裏面と載置体６１の上表面との間が
気密になっているので、載置体６１の上表面全域からの
吸引力、例えばクーロン力は半導体ウェハ３の裏面全域
に亘って及ぶことになる。その結果、半導体ウェハ３は
下部電極に従来より強固に吸着固定することができる。

以上の説明は本発明の一実施例の説明であって、本発明
はこれに限定するものでない。絶縁体としてポリイミド
樹脂を用いたが他の公知の分極性の高い絶縁体を用いて
もよいことは言うまでもないことである。また、本発明
の静電チャックは、エツチング装置に限らず、Ｃ，ＶＤ
装置、露光装置あるいは真空中での半導体ウェハの搬送
等の装置に適用することができる。

［発明の効果コ 本発明の静電チャックは、ポリイミド系樹脂板を載置体
の表面に設は面粗度を改質したため静電吸引力を向上さ
せた静電チャックを得ことができる。そのため被処理体
の固定も強力になり、しかも安価に製造することができ
経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静電チャックを適用した一実施例の構
成図、第２図は第１図に示す一実施例の要部を示す図、
第３図は従来例を示す図である。 ３・・・・・・・・・・・半導体ウェハ（被処理体）６
・・・・・・・・・・・静電チャック１０・・・・・・
・・・アルミニウム製電極（電極）１６・・・・・・・
・・絶縁体（ポリイミド系樹脂板）１６ａ・・・・・・
・接着材 ５０−１・・・・・酸化アルミニウム被覆（酸化膜）Ｄ
Ｃ・・・・・・・・・直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理体が載置される表面を酸化膜で被覆した絶縁性の
   載置体の内部に電極を設け、前記電極に直流電源を印加
   することにより分極した静電気で被処理体を吸引固定す
   る静電チャックにおいて、前記載置体の表面にゲル状接
   着材で固着されたポリイミド系樹脂板を設けたことを特
   徴とする静電チャック。