JPH04196460A

JPH04196460A - 静電吸着装置

Info

Publication number: JPH04196460A
Application number: JP2327134A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hongo; 俊明本郷
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-16

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、静電吸着装置に関する。

（従来の技術）一般に、半導体製造装置では、被処理体としての半導体
ウェハを吸着保持する手段として、いわゆる真空チャッ
クが広く用いられている。

しかし、例えばイオン注入装置やプラズマエツチング装
置等の真空処理装置においては、半導体ウェハを真空雰
囲気内で保持し、処理する必要があるため、その吸着保
持手段として上記真空チャックを用いることができない
。

そこで、真空容器内での半導体ウエノ１の吸着保持手段
として、例えば特開昭５９−７９５４５号公報、同６０
−１９７３３５号公報、同Ｈ−２９１４０号公報、ｌ’
ｉ　６３−９５６４４号公報、特公平１−３１３７０７
号公報、同１−５２８９９号公報等において静電吸着装
置が提案されている。すなわち静電吸着装置とは、被吸
着体である半導体ウニ／−を誘電体を介して電極上に載
置し、これら電極間に交流もしくは直流の電圧を印加し
てクーロン力を発生させ、このクーロン力によって半導
体ウニ／−を吸着保持する装置である。

ところで、このような静電吸着装置をイオン注入装置や
プラズマエツチング装置等における半導体ウェハの吸着
、保持装置として利用した場合、負。えばイオン注入装
置では半導体ウニＩ＼をアース電位に接続することが必
要であり、またプラズマエツチング装置ではアース電位
への接続もしくは電圧の印加が必要とされる。

そこで、従来の静電吸着装置は、半導体ウェハの載置面
となる誘電体上に導体パターンを形成し、この導体パタ
ーンを半導体ウェハに接触させることによって、半導体
ウェハの導通を得ることが行われていた。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、半導体ウェハの表面には、意図的に酸化
膜が形成されていたり、また酸化処理が施されていない
場合においても、薄く自然酸化膜が形成されている場合
が多いため、上述したような導体パターンを半導体ウェ
ハと接触させる方法では、必ずしも導通が得られるとは
限らないという問題があった。

例えばイオン注入装置において、半導体ウェハが確実に
アース電位に接続されていないと、帯電によって半導体
ウェハが静電破壊等を招くといった問題が生じてしまう
。

本発明は、このような課題に対処してなされたもので、
被吸着体に対する電気的な接続を確実に行うことを可能
にした静電吸着装置を提供することを目的とするもので
ある。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）すなわち本発明の静電吸着装置は、被吸着体と接触すべ
き面が誘電体で構成された支持体と、この支持体内に設
けられ、前記被吸着体を前記誘電体を介して静電吸引力
によって吸着する電極とを具備する静電吸着装置におい
て、前記支持体内に鋭利な先端を有するコンタクトビン
を配置し、前記被吸着体の裏面に該コンタクトビンの先
端を押圧させることにより表面の膜を破り、該被吸着体
の電気的な接続を行うよう構成したことを特徴とするも
のである。

（作　用）本発明の静電吸着装置では、支持体内に設けられた鋭利
な先端を有するコンタクトビンを被吸着体の裏面に押圧
させることによって、被吸着体の表面に形成されている
膜を破り、例えば被吸着体とアース電位等との電気的な
接続を行っている。

よって、被吸着体表面に酸化膜等が形成されている場合
においても、押圧接触させたコンタクトビンの先端が酸
化膜等を突き破るため、確実に導通を得ることができる
。

（実施例）以下、本発明の静電吸着装置の実施例について、図面を
参照して説明する。

この実施例の静電吸着装Ｍ１は、第１図に示すように、
複数例えば３つの電極２ａｘ　２ｂ、２ｃが埋設された
絶縁材料からなる静電吸着装置本体３を存している。こ
の装置本体３の上面３ａは、被吸着体例えば半導体ウェ
ハの載置面となり、この半導体ウェハ載置面３ａと各電
極２ａ、２ｂ。

２０間には、誘電体４が介在されている。

各電極２ａｚ　２ｂｓ　２ｃからは、電極端子５が導出
されており、これらの電極端子５を介して各電極２　ａ
　ｓ　２　ｂ　ｓ　２　ｃには、電源６ａ、６ｂ、６Ｃ
が接続されている。そして、各電源６ａ　％　６　ｂ　
ｓ６Ｃからは、電圧例えば互いに位相が１２０度異なる
同一周波数の　３相の交流電圧が印加されるよう構成さ
れている。なお、各電源６ａ、６　ｂ　％　６　ｃと各
電極２　ａ　％　２　ｂ　ｓ　２　ｃとの間には図示し
ないスイッチ回路が接続されている。また、電源６ａ。

６ｂ、６ｃとしては、例えば商用周波数の３相交流電源
を用いることができる。

また、上記装置本体３の下部には、冷だジャケット７が
内蔵された冷却構造体８が設置されており、冷却水導入
管７ａから冷却水を上記冷却ジャケット７内に供給する
ことによって、静電吸着装置本体３は冷却されるよう構
成されている。なお、図中７ｂは冷却水導出管である。

上記装置本体３および冷却構造体８には、上述した半導
体ウェハの載置面となる装置本体３の上面３ａまで貫通
された複数の貫通孔９が設けられており、これら貫通孔
９内に例えばステンレス材やタングステン材等からなる
コンタクトビン１０が配置されている。このコンタクト
ビン１０は、上記装置本体３上に吸着保持された半導体
ウエハに対して電気的な電位例えば接地電位の接続を行
うものであり、その先端１０ａは５μ１１〜１００μＩ
程度の鋭利なピン形状とされている。

上記各コンタクトピン１０は、ソレノイド１１等によっ
て上下動可能とされており、その先端１０ａが吸着保持
された半導体ウェハに対して押圧した時、表面の絶縁膜
を破って接触することが可能なように、先端が尖った構
成にされている。また、上記ソレノイド１１の動作は、
ソレノイド用電源１２とスイッチ１３とによって制御さ
れる。

なお、各コンタクトビン１０に対する押圧力の印加は、
上記ソレノイド１１等によって機械的に上下動させる構
造に限らず、例えばコンタクトビン１０を弾性力を有す
るゴム材やバネ材等の上に配置することによって行って
もよい。

また、上記各コンタクトビン１０は、適用する処理装置
に応じてアース電位や電源等に接続される。この実施例
では、アース電位１４に接続した状態を示している。

上記した構成の静電吸着装置１は、例えばイオン注入装
置、プラズマエツチング装置、スパッタ装置、その他の
真空処理装置内の搬送保持装置、あるいは天気中におけ
る搬送装置の搬送物（例えば半導体ウェハ）保持部等と
して使用される。

次に、上記した静電吸着装置１の動作について説明する
。

まず、第２図に示すように、静電吸着装置本体３の上面
３ａに半導体ウェハ１５が載置されると、各電源６ａ、
６ｂ、６ｃから各電極２ａｓ　２ｂ。

２Ｃに例えば３相の交流電圧が印加される。この時、半
導体ウェハ１５の電位は、各電極２ａ５２ｂ、２Ｃ相互
間の電位の約半分となり、半導体ウェハ１５と電極２ａ
、２ｂ、２ｃとの間に電位差が生じることによってクー
ロン力による吸着力が発生し、半導体ウェハ１５は装置
本体３の上面３ａに密着するように吸着される。

この時点で上記ソレノイド制御用スイッチ１３を閉じる
ことによって、ソレノイド１１への電力の供給を停止す
る。これにより、ソレノイド１１か上昇して、各コンタ
クトビン１０の先端１０ａは、半導体ウェハ１５の裏面
に適正な圧力で押し付けられる。このように、鋭利なコ
ンタクトビン１０の先端１０ａを半導体ウェハ１５の裏
面に押し付けることによって、半導体ウェハ１５の表面
に酸化膜か形成されているような場合においても、その
酸化膜をコンタクトビン１０の先端１’　Ｏａが突き破
り、確実に半導体ウェハ１５に対する導通を得ることか
できる。

なお、上記コンタクトビン１０の押圧力としては、処理
対象となる半導体ウェハ１５の前処理等によって適宜設
定するものであるが、その先端１０ａの圧力で１００ｇ
程度あれば十分である。

このように、上記構成の静電吸着装置１においては、鋭
利な先端１０ａを有するコンタクトビン１０を半導体ウ
ェハ１５の裏面に押し付けることによって半導体ウェハ
１５に対する導通を得ているため、例えば表面に酸化膜
が形成されているような場合においても、確実に半導体
ウェハ１５に対する電気的な接続を得ることができる。

そして、コンタクトビン１０を例えばアース電位１４に
接続しておくことによって、半導体ウェハ１５のアース
を確実に行うことが可能となる。また、コンタクトビン
１０を所望の電源に接続しておくことによって、任意の
電力印加等を行うことも可能である。

なお、上記実施例では３つの電極２ａ、２ｂ。

２ｃに３相交流電圧を印加するよう構成した例について
説明したが、電極数および多相交流電圧の位相数は３以
上であってもよく、さらに単相交流や直流とすることも
できる。また、被吸着体としては、半導体ウェハに限ら
ず、導電性のものであれば各種のものを適用可能である
。

また、上記したように静電吸着した半導体ウェハは、プ
ラズマエツチング装置、プラズマＣＶＤ装置、イオン注
入装置、スパッタ装置等や、ウェハブローバ等にも適用
でき、何れにおいても適切な効果の得られることは説明
するまでもないことである。

［発明の効果コ以上説明したように本発明の静電吸着装置にょれば、被
吸着体に対−して確実に電気的な接続を得ることができ
る。よって、静電吸着装置が設置される例えば真空処理
装置等において、適切な処理を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の静電吸着装置の構成を示す
図、第２図は第１図に示した静電吸着装置の動作状態を
示す図である。１・・・・・・静電吸着装置、２ａ〜２ｃ・・・・・・
電極、３・・・・・・装置本体、４・・・・・・絶縁層
、５・・・・・・電極端子、６　ａ　ｓ　６　ｂ　ｓ　
６　ｃ・・・・・・電源、８・・・・・・冷却構造体、
９・・・・・・貫通孔、１０・・・・・・コンタクトビ
ン、１１・・・・・・ソレノイド、１２・・・・・・ソ
レノイド用電源、１３・・・・・・ソレノイド用スイッ
チ、１４・・・・・・アース電位、１５・・・・・・半
導体ウェハ。出願人　　　　　東京エレクトロン株式会社代理人　弁
理士　須　山　佐　− （ほか１名）

Claims

【特許請求の範囲】

　被吸着体と接触すべき面が誘電体で構成された支持体
と、この支持体内に設けられ、前記被吸着体を前記誘電
体を介して静電吸引力によって吸着する電極とを具備す
る静電吸着装置において、前記支持体内に鋭利な先端を
有するコンタクトピンを配置し、前記被吸着体の裏面に
該コンタクトピンの先端を押圧させることにより表面の
膜を破り、該被吸着体の電気的な接続を行うよう構成し
たことを特徴とする静電吸着装置。