JPH0513556A

JPH0513556A - 静電チヤツク

Info

Publication number: JPH0513556A
Application number: JP16056591A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kano; 正明加納
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【構成】この発明の静電チャック２３は、静電チャッ
ク２３に固定されたウエハ２を離脱する際に、上記静電
チャック２３に逆の電圧を印加する電圧切り替え装置
と、上記ウエハ２に上記ウエハ２の電位と反対の電位に
イオン化ガス（イ）を接触させるアイオナイザ−３０と
を有する。【効果】ウエハの残留静電気力の除去を確実かつ迅速
に行えるからウエハの離脱を容易に行うことができ、か
つこのとき上記ウエハを損傷させることがないという効
果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は被処理物を静電気力に
よって保持する静電チャックに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体デバイス製造工程の前処
理工程では、被処理物としてのウエハの汚染を防ぐため
自動化、ドライ化が進んでいる。

【０００３】例えば、ウエハのエッチングを行うドライ
エッチング装置は、真空チャンバ（減圧チャンバ）を有
し、この真空チャンバ内でエッチングを行うようにして
いる。

【０００４】上記真空チャンバ内では、ウエハを保持す
るのに真空チャックを用いることができないから、メカ
ニカルチャックを用いることが考えられるが、メカニカ
ルチャックは上記ウエハを傷付ける恐れがある。そこで
最近では、ウエハを真空チャック内で保持するために、
静電チャックが用いることが一般的になっている。

【０００５】図３中１は例えばドライエッチング装置の
真空チャンバである。この真空チャンバ１内の上部には
下面に上記ウエハ２を保持する静電チャック３が設けら
れている。この静電チャック３は、板状の電極４を有す
る。この電極４は、直流電源５の例えばプラス端子に接
続されている。そして、この電極４の下面は誘電体膜
（ポリイミド等）６で覆われている。

【０００６】また、上記電極４には上面から下面に貫通
する貫通孔４ａが設けられ、上記貫通孔４ａの上端側は
連結管７を介して図示しないＮ₂ガス源に接続されてい
る。

【０００７】上記ドライエッチング装置（以下「装置」
と略す）の場合、真空チャンバ１内は、真空（減圧）に
されると共に、Ｃｌ₂等の反応性ガスが送り込まれ、ガ
ス雰囲気となる。ついで、上記装置は図示しないア−ム
を作動させ、上記ウエハ２を上記静電チャック３の誘電
体膜６の下面に固定する。すなわち、上記静電チャック
３は上記直流電源５をＯＮ状態にすることで作動し、上
記誘電体膜６の下面に上記ウエハ２を静電気力により保
持する。

【０００８】ついで、上記装置は、上記ウエハ２のエッ
チングを行う。エッチングが終わったならば、上記装置
は図示しないＮ₂ガス源を作動させ、上記貫通孔４ａか
ら上記誘電体膜６の下面にＮ₂ガスを送る。上記装置
は、このことで上記誘電体膜６をわずかに膨脹させ、上
記ウエハ２を上記誘電体膜６の下面から離脱させる。

【０００９】しかし、この装置においては、エッチング
の時間が長くなったり、自動運転で連続的に多数枚のウ
エハ２をエッチングした場合に、上記誘電体膜６の表面
に電荷が蓄積してしまい、上記誘電体膜６の膨脹によっ
ては上記ウエハ２を離脱させることができなくなるとい
う問題点がある。この問題点を解決するために特開昭６
０−７９７２５号公報に示される技術が提案されてい
る。

【００１０】この公報に示された発明は、被処理物を静
電的に固定する静電チャックの電極４の上記被処理物固
定側面に粘着された誘電体膜の一部に上記電極に至る放
電孔を設けると共に、この放電孔を誘電体部材により閉
塞自在に構成したことを特徴とする被処理物の離脱装置
である。

【００１１】すなわち、図４（図３と同一の構成要素に
は同一記号を付す）において、上記誘電体膜６の一部に
は放電孔６ａが設けられている。そして、上記真空チャ
ンバ１の内部には、上下駆動されるロッド９が設けられ
ている。このロッド９の上端には誘電体材料からなり、
上記放電孔６ａを閉塞可能なる誘電体部材１０が設けら
れている。

【００１２】この誘電体部材１０は上記ロッド９によっ
て駆動され、上記静電チャック３に上記ウエハ２を固定
する場合には上記誘電体膜６の上記放電孔６ａを閉塞し
ている。そして、上記装置は、上記ウエハ２を静電チャ
ック３から離脱させる場合には、上記ロッド９を下降駆
動し、上記誘電体部材１０を上記貫通孔６ａから離間さ
せ、上記電極４の表面を真空チャンバ１内に露出させ
る。すると、上記電極４と上記ウエハ２の間でプラズマ
放電が起こり上記ウエハ２と上記電極４は同電位にな
る。このことで上記静電チャック３は静電気力を失うの
で上記ウエハ２は上記静電チャック３の下端面から離脱
する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な構成によれば、プラズマ放電により上記電極４と上記
ウエハ２の電位差をなくすものであるため、その放電の
ショックによって上記ウエハ２を損傷させる恐れがあ
る。

【００１４】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、被処理物の離脱を容易にでき、かつ、この
とき被処理物を損傷させる恐れのない静電チャックを提
供することを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明は、被処理物を
静電気力によって保持する静電チャックにおいて、上記
静電チャックと上記被処理物の電荷を中和する中和手段
を有することを特徴とする。

【００１６】

【作用】このような構成によれば、中和手段によって上
記静電チャックの電位と被処理物の電荷を中和して静電
気力を除去することで、この静電チャックから被処理物
を離脱させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１と図２を参
照して説明する。この発明の静電チャックは例えばドラ
イエッチング装置の真空チャンバ内に設けられる。

【００１８】図中１５は接地された真空チャンバであ
る。この真空チャンバ１５には、反応性ガスをこの真空
チャンバ１５内に供給するためのガス供給管１５ａおよ
び真空チャンバ１５内のガスを排気するための排気管１
５ｂがそれぞれ設けられている。

【００１９】また、この真空チャンバ１５内には上方に
一方の電極１６と下方に他方の電極１７が対向して配置
されている。上記一方の電極１６は接地され、上記他方
の電極１７は整合器１８を介して高周波電源１９に接続
されている。

【００２０】また、上記他方の電極１７には冷媒が流通
する中空部１７ａが設けられ、この中空部１７ａには入
り口側冷媒管２０、および出口側冷媒管２１が取り付け
られている。これらの冷媒管２０、２１は図示しない冷
却回路に接続され、上記中空部１７ａ内には冷媒が流通
するようになっている。この中空部１７ａ内に流通する
冷媒は上記他方の電極１７およびこの電極１７上に後述
する静電チャック２３により保持されるウエハ２を冷却
し、上記ウエハ２が所定の温度で一定に保たれるように
する。

【００２１】上記他方の電極１７の上面には上記静電チ
ャック２３が設けられている。この静電チャック２３は
導電体からなる矩形板状の電極２４を有する。この電極
２４はこの電極２４の極性を切り替える第１の中和手段
としての切り替え装置２５に接続されている。この切り
替え装置２５は切り替えスイッチ２６およびこの切り替
えスイッチ２６に接続される第１、第２の直流電源２
７、２８とからなる。

【００２２】上記切り替えスイッチ２６の出力端子は上
記電極２４に接続されている。また上記切り替えスイッ
チ２６の一方の入力端子は、上記第１の直流電源２７の
プラス端子に接続されている。上記切り替えスイッチ２
６の他方の入力端子は上記第２の直流電源２８のマイナ
ス端子に接続されている。そして、上記第１の直流電源
２７のマイナス端子、および第２の直流電源２８のプラ
ス端子はそれぞれ接地されている。

【００２３】また、上記電極２４の上面および下面は例
えばポリイミド等の誘電体からなる誘電体膜２９によっ
て覆われている。そして、上記誘電体膜２９の上面は平
坦に形成され、この静電チャック２３のチャック面２３
ａを構成している。

【００２４】上記静電チャック２３には、上記真空チャ
ンバ１５の下方に配置された第２の中和手段としてのア
イオナイザ−３０に接続され、上記チャック面２３ａに
開放する供給管３１が設けられている。上記アイオナイ
ザ−３０は、吸気管３０ａから吸引したガスを上記ウエ
ハ２の電位と反対の極性にイオン化し、このイオン化さ
れたガス（以下「イオン化ガス」と称する）を上記供給
管３１を介して上記チャック面２３ａに流出させるよう
になっている。次に上記ドライエッチング装置（以下
「装置」と称する）における上記静電チャック２３の動
作を図１、図２を参照して説明する。

【００２５】まず、上記装置は、上記真空チャンバ１５
内の空気を上記ガス排気管１５ｂから排気すると共に、
上記ガス供給管１５ａからＣｌ₂等の反応性ガスを上記
真空チャンバ１５内に導入し、上記真空チャンバ１５内
をガス雰囲気（真空状態）にする。

【００２６】そして、上記装置は図示しないア−ムを作
動させ、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、上記ウエハ
２を上記静電チャック２３のチャック面２３ａに固定す
る。この静電チャック２３は上記切り替えスイッチ２６
を例えば上記第１の直流電源２７側（プラス側）に切り
替えることによって作動し、上記ウエハ２を上記誘電体
膜２９の上面（チャック面２３ａ）に静電気力により保
持する。

【００２７】ついで、上記装置は、高周波電源１９を作
動させ、上記一方の電極１６および他方の電極１７間で
プラズマ放電を起こさせ、上記ウエハ２をエッチング
（反応性イオンエッチング）する。

【００２８】エッチングが終了したならば、上記装置
は、図２（ｃ）に示すように、上記切り替えスイッチ２
６を第２の直流電源２８側（マイナス側）へ切り替える
と共に、上記アイオナイザ−３０を作動させて上記ウエ
ハ２の下面にプラスにイオン化したイオン化ガス（矢印
（イ）で示す）を送り込む。

【００２９】すなわち、上記電極２４にマイナスの電圧
を印加することでこの電極２４に残留するプラス電荷が
中和され、ウエハ２の下面側にプラスのイオン化ガスを
接触させることで、上記ウエハ２に残留するマイナスの
電荷が中和される。このことにより、上記ウエハ２と電
極２４との間の残留静電気力が除去されるからウエハ２
の保持力が消失する。（この状態を図２（ｃ）、（ｄ）
に示す。）上記装置は、切り替えスイッチ２６を上記ウ
エハ２と電極２４の電荷が略中和されたところで中立状
態にする（図２（ｅ）の状態）。

【００３０】ついで、上記装置は、図示しないア−ムを
作動させ、図２（ｅ）に示すように、上記静電チャック
２３から上記ウエハ２を取り外す。そして、上記装置
は、新たなウエハ２を上記静電チャック２３の上面に固
定し上記ウエハ２のエッチングを連続的に行う。

【００３１】このような構成によれば、エッチングが終
わった後に、上記ウエハ２および静電チャック２３に静
電気力が残留している場合であっても、迅速かつ確実に
上記静電チャック２３とウエハ２の電荷を中和し静電気
力の除去を行うことができるから上記ウエハ２をこの静
電チャック２３から容易に離脱させることができる。ま
た、中和手段として、プラズマ放電を利用することがな
いので上記ウエハ２を損傷させることもない。なお、こ
の発明は上記一実施例に限定されるものではなく、発明
の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。上記一
実施例では、中和手段として、上記切り替え装置２５、
アイオナイザ−３０を併用しているが、どちらか一方の
みであっても良い。

【００３２】また、上記一実施例においては、この発明
の静電チャック２３をドライエッチング装置に用いる場
合のみを示したが、スッパッタリング装置、プラズマＣ
ＶＤ装置、イオン注入装置、電子ビ−ム装置、電子ビ−
ムアニ−ル装置等真空チャンバ内でウエハ等の被処理物
を保持する装置であればいずれの装置にも使用すること
ができる。また、上記一致実施例においては、被処理物
としてウエハ２を用いたが、静電チャック２３により静
電保持できるような被処理物であれば他の物でも良い。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の静電チ
ャックは、静電チャックに固定された被処理物を離脱す
る際に、上記静電チャックの電荷と上記被処理物の電荷
を中和して静電チャックと被処理物との間の静電気力を
消失する中和手段を有する。

【００３４】このような構成によれば、上記被処理物と
静電チャックの残留静電気力の除去を迅速かつ確実に行
えるから上記被処理物の離脱を容易に行うことができる
と共に、このとき上記被処理物を損傷させることがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略構成図。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は、同じく、動作を示す工程
図。

【図３】従来例を示す概略構成図。

【図４】従来例を示す概略構成図。

【符号の説明】

２…ウエハ（被処理物）、１５…真空チャンバ、２３…
静電チャック、２５…切り替え装置（第１の中和手
段）、３０…アイオナイザ−（第２の中和手段）。

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】被処理物を静電気力によって保持する静
電チャックにおいて、上記静電チャックと上記被処理物
の電荷を中和する中和手段を有することを特徴とする静
電チャック。