JPH05315435A - Specimen retainer - Google Patents

Specimen retainer

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JPH05315435A
JPH05315435A JP12171192A JP12171192A JPH05315435A JP H05315435 A JPH05315435 A JP H05315435A JP 12171192 A JP12171192 A JP 12171192A JP 12171192 A JP12171192 A JP 12171192A JP H05315435 A JPH05315435 A JP H05315435A
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JP
Japan
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temperature
wafer
dielectric
switch
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP12171192A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kitsunai
浩之 橘内
Hiromitsu Tokisue
裕充 時末
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to JP12171192A priority Critical patent/JPH05315435A/en
Publication of JPH05315435A publication Critical patent/JPH05315435A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To exhibit stable attractive force in a wide temperature range, and cause no damage to an object to be retained, by constituting a plurality of attraction parts different in resistivity. CONSTITUTION:When a wafer is loaded, a load chamber and a carrier chamber 36 connect only a voltage applying switch 10a of a chuck 3 for normal temperature with 10b, and a wafer 1 is attracted and retained, which is carried to a process chamber 3!. When the retaining is released, the switch 10a is turned to the 10c side. When the processing in the process chamber 31 is low temperature etching, only a voltage applying switch 12a of a chuck 5 for lower temperature is connected with 12b, and the wafer 1 is attracted and retained, which is carried to the next process chamber 32. Chucks 3, 4, 5, which are dielectric constituting an electrostatic attraction equipment, are composed of materials different in resistivity. Thereby a specimen retainer can be obtained which has stable attractive force in a wide range from a low temperature to a high temperature, without causing the breakdown of a semiconductor element due to an excessive current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、導体またはシリコンウ
エハのような半導体等、微細加工に供される試料を固定
保持する静電吸着装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chucking device for fixing and holding a sample such as a conductor or a semiconductor such as a silicon wafer to be subjected to microfabrication.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ等の試料をエッチング、あ
るいは成膜するなどの加工を施す工程では、試料を真空
中で高速搬送するため、搬送機構に固定保持する必要が
ある。さらに、エッチングあるいは成膜する際に、装置
の所定の位置に固定保持することが必要となる。特に、
半導体ウエハ上に微細パターンを加工する場合には、ウ
エハの平坦化,熱電動効率向上等の目的で、ウエハを平
坦な面に確実に固定することが要求される。従来から、
このような用途の試料保持手段として、真空中でも使用
でき、またウエハ裏面全面で吸着力を発生させることが
できる静電吸着装置が用いられている。この静電吸着装
置は、電極板および誘電体とを積層して構成され、電極
板と試料間に電位差を生じさせることにより、クーロン
力を発生させ誘電体上に試料を吸着保持させる。
2. Description of the Related Art In a process of performing processing such as etching or film formation of a sample such as a semiconductor wafer, the sample is transported at high speed in a vacuum, and therefore, it is necessary to fix and hold the sample in a transport mechanism. Furthermore, when etching or forming a film, it is necessary to fix and hold the device at a predetermined position. In particular,
When processing a fine pattern on a semiconductor wafer, it is required to securely fix the wafer on a flat surface for the purpose of flattening the wafer and improving thermoelectric efficiency. Traditionally,
As a sample holding means for such an application, an electrostatic adsorption device that can be used even in a vacuum and that can generate an adsorption force on the entire back surface of a wafer is used. This electrostatic adsorption device is configured by laminating an electrode plate and a dielectric, and generates a potential difference between the electrode plate and the sample, thereby generating a Coulomb force and adsorbing and holding the sample on the dielectric.

【0003】このような静電吸着装置に関しては、例え
ば、特開平3−194948 号公報応用機械工学1989年5
月号128頁の引用例等がある。
Regarding such an electrostatic attraction device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-194948, Applied Mechanical Engineering 1989, 5
There is a citing example on page 128 of the monthly issue.

【0004】図9に特開平3−194948 号公報に開示され
ている静電吸着装置を示す。すなわち、特開平3−19494
8 号公報の開示例では、低温から高温まで広域の温度範
囲に対して、静電吸着装置の表面の誘電体膜が内部の電
極との熱膨張差により、破壊されることのないよう、電
極表面の誘電体膜として電極とほぼ等しい熱膨張率の絶
縁層を形成したものである。
FIG. 9 shows an electrostatic attraction device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-194948. That is, Japanese Patent Laid-Open No. 3-19494
In the example disclosed in JP-A-8, in order to prevent the dielectric film on the surface of the electrostatic adsorption device from being destroyed due to the difference in thermal expansion with the internal electrode in a wide temperature range from low temperature to high temperature, As a dielectric film on the surface, an insulating layer having a coefficient of thermal expansion almost equal to that of the electrode is formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体製造
工程におけるエッチング、あるいはスパッタ,CVD等
の成膜等の加工をする際には、試料であるウエハ、及
び、ウエハを保持している静電吸着装置は、室温の雰囲
気の他、低温エッチングなどでは、例えば、マイナス6
0度の低温雰囲気に、さらにスパッタ,CVD等の成膜
プロセスでは、例えば、四百度から六百度程度の高温雰
囲気に曝される。そして半導体プロセスは、図1に示し
たように、一つの搬送装置が備え付けられた搬送チャン
バに各種プロセスチャンバが付加された、いわゆるマル
チチャンバ方式による配線加工が主流である。すなわ
ち、一つの試料保持装置で、上述したように低温から高
温まで広域の温度範囲において安定した吸着力を示す必
要がある。しかし、開示例では、広域の温度範囲におけ
る安定した吸着力を持たせるという点で配慮が欠けてい
たのである。
By the way, when performing etching or film forming such as sputtering or CVD in a semiconductor manufacturing process, a wafer as a sample and an electrostatic chuck holding the wafer are used. In addition to a room temperature atmosphere, the device is used for low temperature etching, for example, minus 6
The film is exposed to a low temperature atmosphere of 0 ° C., and in a high temperature atmosphere of, for example, about 400 to 600 ° C. in a film forming process such as sputtering and CVD. As the semiconductor process, as shown in FIG. 1, wiring processing by a so-called multi-chamber method in which various process chambers are added to a transfer chamber provided with one transfer device is mainstream. That is, it is necessary for one sample holding device to exhibit a stable adsorption force in a wide temperature range from low temperature to high temperature as described above. However, the disclosed example lacks consideration in terms of providing a stable adsorption force in a wide temperature range.

【0006】静電吸着式の試料保持装置には、試料を吸
着させるための誘電体としてセラミックスが用いられ
る。静電吸着に用いられるセラミックスは、多くの場
合、図10に示したように(応用機械工学1989年5
月号128頁の引用例)、温度により抵抗が変化する。
そしてさらに抵抗の変化に伴い、誘電率も変化し吸着力
も変化する。したがって、常温では安定した吸着力を持
っていても、低温では抵抗率が増加して吸着力が少なく
なり、また高温では抵抗率が減少して吸着力が増加する
ものの電流が流れすぎて、半導体素子にダメージを与え
る危険がある。
In the electrostatic adsorption type sample holding device, ceramics are used as a dielectric for adsorbing the sample. In many cases, ceramics used for electrostatic attraction are as shown in FIG.
The resistance changes depending on the temperature.
Further, as the resistance changes, the dielectric constant also changes, and the adsorption force also changes. Therefore, even if it has a stable adsorption force at room temperature, the resistivity increases and the adsorption force decreases at low temperature, and the resistivity decreases and the adsorption force increases at high temperature, but the current flows too much and the semiconductor There is a risk of damaging the element.

【0007】したがって、特開平3−194948 号公報の開
示例では、広域の温度範囲を機械強度的に使用可能にで
はあるが、広域の温度範囲において安定した吸着力を得
るという点については考慮されておらず不十分である。
Therefore, in the disclosed example of Japanese Patent Laid-Open No. 3-194948, although it is possible to use a wide temperature range in terms of mechanical strength, it is considered that a stable adsorption force is obtained in a wide temperature range. Not enough and not enough.

【0008】本発明の目的は、低温から高温まで広域の
温度範囲で安定した吸着力を示し、かつ被保持物体であ
るウエハの素子にダメージを与えることの無い、静電吸
着式試料保持装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electrostatic adsorption type sample holder which exhibits a stable adsorption force in a wide temperature range from low temperature to high temperature and which does not damage the element of the wafer to be held. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的は、静電吸着式
試料保持装置の誘電体を複数の抵抗率の異なる材質、例
えば、抵抗率1013Ωcmから1016Ωcmのアルミナ、抵
抗率109Ωcm から1011Ωcmの炭化けい素、107Ωc
m から1010Ωcmの炭化けい素などの3種類等で形成
し、これら抵抗率の異なる材質各々に独立に電極を設
け、各々の電極と保持物体との間に電位差を生じさせる
電圧発生装置、および電圧を切断,印加するスイッチを
設けることにより達成され、さらに、雰囲気温度あるい
は誘電体温度の情報を基にスイッチの切り替えを行う制
御回路を付加することにより効果的に達成される。
The object of the present invention is to make the dielectric material of the electrostatic adsorption type sample holding device a plurality of materials having different resistivities, such as alumina having a resistivity of 10 13 Ωcm to 10 16 Ωcm and a resistivity of 10 9 Ωcm. Ωcm to 10 11 Ωcm silicon carbide, 10 7 Ωc
A voltage generator that is made of three types such as silicon carbide of m 10 to 10 10 Ωcm, etc., has electrodes independently for each of these materials having different resistivities, and creates a potential difference between each electrode and the holding object, This is achieved by providing a switch for cutting off and applying the voltage, and effectively by adding a control circuit for switching the switch based on the information on the ambient temperature or the dielectric temperature.

【0010】[0010]

【作用】静電吸着に用いられる誘電体であるセラミック
スは、抵抗率が109Ωcm から1011Ωcmのものが吸着
力が大きく好ましい。しかし、セラミックスの抵抗率は
温度により抵抗率が変化するので、温度の変化に伴い誘
電率も変化し吸着力も変化する。すなわち、常温では安
定した吸着力を示していても、温度の低下とともに抵抗
率が増加し吸着力が低下し、また温度の上昇とともに抵
抗率が減少して電流が流れすぎるようになる。
The ceramic, which is a dielectric used for electrostatic attraction, preferably has a resistivity of 10 9 Ωcm to 10 11 Ωcm because it has a large attraction force. However, since the resistivity of ceramics changes with temperature, the permittivity also changes and the adsorption force also changes with changes in temperature. That is, even if the adsorption power is stable at room temperature, the resistivity increases and the adsorption power decreases as the temperature decreases, and the resistivity decreases as the temperature increases and the current flows too much.

【0011】本発明の試料保持装置は、被保持物体が吸
着保持される誘電体を、吸着面を同一面に加工した複数
の抵抗率の異なる材質から形成し、それぞれの吸着面と
反対側の面に独立に電極を設け、独立に電圧を印加させ
ることのできる構造となっている。すなわち、抵抗率の
異なる複数の吸着部分から構成されている。したがっ
て、複数の吸着部分を、試料保持装置が使用される複数
の環境温度に対して、抵抗率が109Ωcm から1011Ω
cmとなる材質複数個によって構成し、使用温度に応じて
使用温度に適した吸着部分を使用するよう切り替えスイ
ッチを作動させることによって、低温から高温まで広域
の温度範囲で安定した吸着力を発生させることができ
る。
In the sample holding device of the present invention, the dielectric for holding and holding the object to be held is formed from a plurality of materials having different resistivities, which have the same suction surface, and are provided on the opposite side of each suction surface. Electrodes are independently provided on the surface so that a voltage can be applied independently. That is, it is composed of a plurality of adsorption portions having different resistivities. Therefore, the plurality of adsorption portions have a resistivity of 10 9 Ωcm to 10 11 Ω with respect to a plurality of environmental temperatures in which the sample holding device is used.
It is composed of multiple materials with a cm size, and by operating the changeover switch to use the adsorption part suitable for the operating temperature according to the operating temperature, stable adsorption force is generated in a wide temperature range from low temperature to high temperature. be able to.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図に従って説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1ないし図3は本発明の第一および第二
の実施例を示す図であり、図1は半導体製造装置を上か
らみた平面図、図2は静電吸着式の試料保持装置を上か
らみた回路図、図3はその断面図である。
1 to 3 are views showing first and second embodiments of the present invention. FIG. 1 is a plan view of a semiconductor manufacturing apparatus seen from above, and FIG. 2 is an electrostatic adsorption type sample holding apparatus. Is a circuit diagram viewed from above, and FIG. 3 is a sectional view thereof.

【0014】まず図1において、半導体製造装置におけ
る本提案の試料保持装置の動作について説明する。図1
に示されたマルチチャンバ形式の半導体製造装置におい
て、ローダ室29内のカセットケース27に納められた
ウエハ1は、搬送チャンバ36内の搬送ロボット35の
先端に取り付けられた静電吸着式の試料保持装置2によ
り固定保持され、搬送ロボット3により、処理室31か
ら34まで、順次、搬送,エッチングや成膜等の処理が
一貫して行われる。そして全ての処理が終了した後にウ
エハ1はアンロード室30内のカセットケース28に戻
される。この場合、例えば、31から34で行われる処
理の一つが低温エッチングである場合、ウエハ1は、例
えば、マイナス60度にまで冷やされることがある、ま
た処理の一つがCVDやスパッタなど成膜プロセスであ
る場合は、ウエハ1は400度から600度にまで熱せ
られ、それにともない処理室内の温度も非常な高温とな
る。このように、試料保持装置2は非常に広い温度範囲
の中でウエハ1を保持しなければならない。
First, referring to FIG. 1, the operation of the proposed sample holder in the semiconductor manufacturing apparatus will be described. Figure 1
In the multi-chamber type semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the wafer 1 stored in the cassette case 27 in the loader chamber 29 is held in the transfer chamber 36 by the electrostatic adsorption type sample holding attached to the tip of the transfer robot 35. The apparatus is fixedly held by the apparatus 2, and the transfer robot 3 sequentially performs processing such as transfer, etching, and film formation from the processing chambers 31 to 34. Then, after all the processing is completed, the wafer 1 is returned to the cassette case 28 in the unload chamber 30. In this case, for example, when one of the processes performed in 31 to 34 is low temperature etching, the wafer 1 may be cooled to, for example, -60 degrees, and one of the processes is a film forming process such as CVD or sputtering. In this case, the wafer 1 is heated from 400 degrees to 600 degrees, and the temperature inside the processing chamber becomes extremely high accordingly. As described above, the sample holder 2 must hold the wafer 1 in a very wide temperature range.

【0015】次に図1から図3において試料保持装置の
動作について説明する。これらの図において、1は固定
保持され搬送される被保持物体、例えば半導体ウエハ、
2は搬送アーム本体である。3,4,5は静電吸着装置
を構成する誘電体であり、それぞれ抵抗率の異なる材質
からなる。例えば、本実施例では、3は高温用チャック
である。例えば、常温で抵抗率1013Ωcmから1016Ω
cmのアルミナなどであり、300度から400度の高温
で109Ωcm から1011Ωcmとなるもので形成する。そ
して、4は常温用のチャックであり、例えば、常温で抵
抗率109Ωcmから1011Ωcmの炭化けい素であり、ま
た5は低温用のチャックである。例えば、常温で抵抗率
107Ωcm から1010Ωcmの炭化けい素であり、マイナ
ス30度から60度の低温で109Ωcm から1011Ωcm
となるものとする。すなわち、いずれも使用温度で抵抗
率109Ωcm から1011Ωcmである誘電体で形成する。
これらの誘電体は絶縁性の接着剤14によって接着,一
体に形成され、被保持物体の固定保持面は同一平面に加
工されている。6,7,8は抵抗率の異なる誘電体3,
4,5の吸着面と反対側の面に形成された電極であり、
9は電圧を印加させる電源、10a,11a,12aは
電源の切り替えスイッチ、13はアースである。また、
15はウエハ1から導通をとるピンである。
Next, the operation of the sample holding device will be described with reference to FIGS. In these figures, 1 is a held object that is fixedly held and conveyed, such as a semiconductor wafer,
Reference numeral 2 is a transfer arm body. Reference numerals 3, 4 and 5 are dielectrics that constitute the electrostatic attraction device, and are made of materials having different resistivities. For example, in this embodiment, 3 is a high temperature chuck. For example, the resistivity at room temperature is 10 13 Ωcm to 10 16 Ω
Alumina or the like having a size of 10 9 Ωcm to 10 11 Ωcm is formed at a high temperature of 300 ° C to 400 ° C. Further, 4 is a chuck for room temperature, for example, silicon carbide having a resistivity of 10 9 Ωcm to 10 11 Ωcm at room temperature, and 5 is a chuck for low temperature. For example, silicon carbide having a resistivity of 10 7 Ωcm to 10 10 Ωcm at room temperature and 10 9 Ωcm to 10 11 Ωcm at a low temperature of -30 ° C to 60 ° C.
Shall be That is, both are made of a dielectric material having a resistivity of 10 9 Ωcm to 10 11 Ωcm at the operating temperature.
These dielectrics are adhered and integrally formed by an insulating adhesive 14, and the fixed holding surface of the held object is processed into the same plane. 6, 7 and 8 are dielectrics 3 having different resistivities 3,
Electrodes formed on the surface opposite to the adsorption surface of 4, 5
Reference numeral 9 is a power source for applying a voltage, 10a, 11a and 12a are power source changeover switches, and 13 is a ground. Also,
Reference numeral 15 is a pin that conducts electricity from the wafer 1.

【0016】このように構成された静電吸着式の試料保
持装置において、まず、ウエハをロードする場合、ロー
ド室、及び搬送室36は常温にあるため常温用チャック
4の電圧印加用スイッチ10aのみ10bに接続し、ウ
エハ1を吸着保持し、次のプロセスチャンバ31へと搬
送を行う。この場合、高温用チャックは常温では抵抗が
高すぎるため十分な吸着力を発生できず、また、低温用
チャックは抵抗が低いため電流が流れすぎて被保持物体
であるウエハにダメージを与えるので電圧は印加しな
い。次のプロセスチャンバのステージで保持を解除する
場合は、切り替えスイッチ10aをアースに接続されて
いる10c側に切り替えれば良い。次のプロセスチャン
バ31の処理において、その処理が、例えば、低温エッ
チングである場合、ウエハ1は、例えば、マイナス60
度にまで冷やされることがある。低温エッチング用チャ
ンバからウエハを取り出し、次のプロセスチャンバへと
搬送する際、試料保持装置2自体も温度が低下する。こ
の場合、低温用チャック4の電圧印加用スイッチ12a
のみ12bに接続し、ウエハ1を吸着保持し、次のプロ
セスチャンバ32へと搬送する。この場合、高温用、及
び常温用チャックでは抵抗が高すぎるため十分な吸着力
を発生できないので電圧は印加せず作動させない。さら
に次のプロセスチャンバ31の処理において、その処理
が、例えば、高温度を必要とされるCVDやスパッタな
ど成膜プロセスである場合は、ウエハ1は400度から
500度にまで熱せられ、それにともない処理室内の温
度も非常な高温となる。したがって、高温用チャック5
の電圧印加用スイッチ13aのみ13bに接続し、ウエ
ハ1を吸着保持し、次のプロセスチャンバ33へと搬送
する。この場合、常温用、及び低温用チャックでは抵抗
が低すぎるため、電流が流れすぎて被保持物体であるウ
エハにダメージを与えるので電圧は印加しない。このよ
うに各プロセスチャンバの雰囲気に応じて、雰囲気温度
に適した吸着部分を使用するよう切り替えスイッチを作
動させて、ウエハ1は処理室31から34まで、順次、
搬送,エッチングや成膜等の処理が一貫して行われ、全
ての処理が終了した後にアンロード室30内のカセット
ケース28に戻される。
In the electrostatic adsorption type sample holding device thus constructed, when loading a wafer, the load chamber and the transfer chamber 36 are at room temperature, so only the voltage application switch 10a of the room temperature chuck 4 is used. 10b, the wafer 1 is suction-held, and the wafer 1 is transferred to the next process chamber 31. In this case, the high temperature chuck has too high resistance at room temperature to generate sufficient adsorption force, and the low temperature chuck has low resistance, which causes too much current to flow and damages the wafer to be held, resulting in damage to the voltage. Is not applied. When releasing the holding at the next stage of the process chamber, the changeover switch 10a may be changed over to the side 10c which is connected to the ground. In the next process of the process chamber 31, if the process is, for example, low temperature etching, the wafer 1 is, for example, minus 60.
May be chilled occasionally. When the wafer is taken out from the low temperature etching chamber and is transferred to the next process chamber, the temperature of the sample holding device 2 itself also drops. In this case, the voltage application switch 12a of the low temperature chuck 4
Only the wafer 12 is connected to the wafer 12b, and the wafer 1 is suction-held and transferred to the next process chamber 32. In this case, a high temperature chuck and a room temperature chuck have too high resistance to generate a sufficient attracting force, and therefore a voltage is not applied and the chuck is not operated. Further, in the next process of the process chamber 31, if the process is, for example, a film forming process such as CVD or sputtering that requires a high temperature, the wafer 1 is heated from 400 degrees to 500 degrees, and accordingly. The temperature inside the processing chamber also becomes extremely high. Therefore, the high temperature chuck 5
The voltage application switch 13a is connected to 13b only, the wafer 1 is adsorbed and held, and is transferred to the next process chamber 33. In this case, no voltage is applied to the chuck for normal temperature and low temperature because the resistance is too low and the current flows too much to damage the wafer as the held object. In this manner, the changeover switch is operated according to the atmosphere of each process chamber so as to use the adsorption portion suitable for the atmosphere temperature, and the wafer 1 is sequentially processed from the processing chambers 31 to 34.
Processing such as transportation, etching, and film formation is consistently performed, and after all processing is completed, the wafer is returned to the cassette case 28 in the unload chamber 30.

【0017】このように、本実施例によれば、温度の低
下による抵抗率が増加,吸着力の低下、そして温度の上
昇による抵抗率が減少、すなわち、過電流による半導体
素子の破壊を引き起こさずに、低温から高温まで広域の
温度範囲に安定した吸着力を持った試料保持装置を得る
ことができる。さらに、図示はしないが、各電圧印加回
路に並列にバックアップ用のバッテリとスイッチを付加
する構成とし、停電時にバッテリから電圧を供給される
ようスイッチを作動することにより、非常時の対策を行
うことが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the resistivity increases due to the temperature decrease, the attraction force decreases, and the resistivity decreases due to the temperature increase, that is, the semiconductor element is not destroyed by the overcurrent. Moreover, it is possible to obtain a sample holding device having a stable adsorption force in a wide temperature range from low temperature to high temperature. Further, although not shown, a backup battery and a switch are added in parallel to each voltage application circuit, and measures are taken in case of an emergency by operating the switch so that voltage is supplied from the battery in case of power failure. Is possible.

【0018】本実施例では、複数の異なる抵抗率を持っ
た材料は、絶縁性の接着剤14によって接着,一体に形
成された例を挙げたが、抵抗率の異なる材質によって誘
電体は形成され、保持面と反対側の面に各々に独立に電
極を設け電極と保持物体との間に独立で電位差を生じさ
せられれば良いのであって、特にこの形式に限定される
ものではない。例えば、図4に示したように各材料間は
空間16であり、吸着面と反対側の面を絶縁性の接着剤
14で接続されていても良いし、あるいは、例えば、図
5に示したように、各材料間は密着していても良い。
In the present embodiment, an example in which a plurality of materials having different resistivities are adhered and integrally formed with an insulating adhesive 14 is used, but a dielectric is formed by materials having different resistivities. It suffices that an electrode is independently provided on the surface opposite to the holding surface so that a potential difference can be independently generated between the electrode and the holding object, and the invention is not particularly limited to this type. For example, as shown in FIG. 4, there is a space 16 between the respective materials, and the surface opposite to the suction surface may be connected by an insulating adhesive 14, or, for example, as shown in FIG. As described above, the materials may be in close contact with each other.

【0019】次に、本発明の第四の実施例を図5を用い
て説明する。保持装置本体は図2,図3及び図4に示し
た実施例と同様であるが、各電極6,7,8とアース1
5とを並列につなぎ、電圧を切断,印加するスイッチ1
0,11,12は各々独立に設けて電源を共通としたも
のである。すなわち一つの電源で全ての電極に電圧印加
できるようにしたものである。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The holding device main body is the same as that of the embodiment shown in FIGS. 2, 3 and 4, but each electrode 6, 7, 8 and ground 1
Switch 1 that connects 5 and 5 in parallel to disconnect and apply voltage
0, 11, and 12 are independently provided and have a common power source. That is, the voltage can be applied to all the electrodes with one power source.

【0020】本発明の第五の実施例を図6に示す。本実
施例は、導通部15を設置する代わりに、各異なる抵抗
率の材質の保持面と反対側の面に、各々に独立に2個の
電極6a,6b,7a,7b,8a,8bを設け、この
電極間に独立で電圧を印加するように構成したもので、
いわゆる双極タイプの静電吸着方式である。
A fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, instead of installing the conducting portion 15, two electrodes 6a, 6b, 7a, 7b, 8a, 8b are independently provided on the surface opposite to the holding surface made of materials having different resistivities. It is provided and configured to apply voltage independently between the electrodes,
This is a so-called bipolar type electrostatic adsorption method.

【0021】本発明の第六の実施例を図7に示す。本実
施例の試料保持装置は、保持装置本体は図2から図5ま
での実施例と同様の構成であるが、さらに本試料保持装
置が使用される雰囲気温度を測定する温度計測手段と計
測された温度によってスイッチの切り替えを行う制御装
置を備えたものである。本実施例では、温度計測手段と
して熱電対17を用い、保持試料本体の温度を測定する
例を示した。計測された温度の情報によって、試料保持
装置がおかれた温度環境に対して、適正な吸着部分を使
用するように制御装置19が命令を出し、各々のリレー
20,21,22によってスイッチ10,11,12の
切り替えを行う。この場合、図1に示したような、広範
囲の温度環境を有した半導体製造装置において、安定し
た吸着力を発生させることができ、かつ効率的に自動運
転が行える。
A sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the sample holding device of this embodiment, the holding device main body has the same configuration as that of the embodiment shown in FIGS. 2 to 5, but it is further measured by temperature measuring means for measuring the ambient temperature in which the sample holding device is used. It is equipped with a control device for switching the switch depending on the temperature. In the present embodiment, an example in which the thermocouple 17 is used as the temperature measuring means and the temperature of the held sample body is measured is shown. Based on the measured temperature information, the control device 19 issues a command to use an appropriate adsorption portion for the temperature environment in which the sample holding device is placed, and the relays 10, 21, 22 switch the switches 10, 21, Switching between 11 and 12. In this case, in a semiconductor manufacturing apparatus having a wide temperature environment as shown in FIG. 1, a stable suction force can be generated and an automatic operation can be efficiently performed.

【0022】図8は本発明の第七の実施例を示したもの
であり、図1に示したような半導体製造装置の各処理室
31から34において、エッチングや成膜が行われる際
に試料を保持している保持装置に適用した例である。こ
のような処理では、ウエハの固定治具からのスパッタに
よる異物の低減、さらには被保持試料であるウエハの平
坦化,熱伝導効率を上げる等のために静電吸着式の試料
保持ステージが用いられる。この場合、低温エッチング
であれば低温度,CVDやスッパタであれば高温度と各
処理室内で行われるプロセスによって使用温度が決まっ
ているため、あらかじめ各プロセスの温度に対応した抵
抗率を持つ誘電体で試料保持装置を作っておけば良い。
ところで、このような処理室内におかれる試料保持装置
は、浮遊塵埃の付着を低減するために、ウエハ1を図8
に示したように垂直に、あるいはウエハ1の表面を下向
きに保持するように設置されることが多い。したがっ
て、図示はしていないが、ウエハ冷却のための冷却装
置、あるいはウエハ加熱のためのヒータが故障した場
合、または停電が起こった場合にウエハの落下等の事故
が考えられる。本実施例では、通常の処理を行っている
場合にはスイッチ10のみ接続して、電極7にのみ電圧
を印加し誘電体4に吸着力を発生させる。そして、ウエ
ハ冷却装置、あるいはウエハ加熱用ヒータが故障し、試
料保持装置が室温に近くなった場合に、電極6にスイッ
チ11を接続して、補助の常温用誘電体3に吸着力を発
生させてウエハを保持する。このときスイッチ11は切
り離すのが望ましい。また、停電時にはバッテリ23か
ら電圧を印加さえるようスイッチ24を接続することに
よりウエハの保持が可能である。
FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention. A sample is used for etching or film formation in each of the processing chambers 31 to 34 of the semiconductor manufacturing apparatus as shown in FIG. This is an example applied to a holding device that holds the. In such a process, an electrostatic adsorption type sample holding stage is used to reduce foreign matters due to sputtering from the wafer fixing jig, to flatten the wafer to be held, and to improve the heat transfer efficiency. Be done. In this case, since the operating temperature is determined by the process performed in each processing chamber, that is, the low temperature for low temperature etching and the high temperature for CVD or sputtering, the dielectric material having the resistivity corresponding to the temperature of each process in advance. The sample holder should be made in.
By the way, in the sample holding device placed in such a processing chamber, in order to reduce the adhesion of floating dust, the wafer 1 is moved to the position shown in FIG.
It is often installed so as to hold the surface of the wafer 1 vertically, as shown in FIG. Therefore, although not shown, if the cooling device for cooling the wafer or the heater for heating the wafer fails, or if a power failure occurs, an accident such as dropping of the wafer is possible. In this embodiment, when normal processing is performed, only the switch 10 is connected, and a voltage is applied only to the electrode 7 to generate an attractive force on the dielectric 4. Then, when the wafer cooling device or the wafer heating heater fails and the sample holding device approaches room temperature, a switch 11 is connected to the electrode 6 to generate an attraction force on the auxiliary room temperature dielectric 3. Hold the wafer. At this time, it is desirable to disconnect the switch 11. Further, the wafer can be held by connecting the switch 24 so as to apply the voltage from the battery 23 at the time of power failure.

【0023】このようなスイッチの切り替えは、前の実
施例で示したように温度センサとスッチ切り替えリレ
ー、これらを制御する制御装置で行うことが望ましい。
Such switching of the switches is preferably performed by the temperature sensor and the switch switching relay as shown in the previous embodiment, and the control device for controlling them.

【0024】本実施例では、処理室内の試料保持装置に
対して非常時の対策として本発明を適用した例を挙げた
が、一つのプロセスで低温から高温にいたるまでの温度
範囲が必要な場合には、図2から図7に挙げた実施例と
同様の構成で適用可能である。
In the present embodiment, an example in which the present invention is applied to the sample holding device in the processing chamber as an emergency measure is taken, but when a temperature range from low temperature to high temperature is required in one process Can be applied to the same configuration as the embodiment shown in FIGS.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明によれば、低温から高温まで広域
の温度範囲において安定した吸着力を示し、ウエハの素
子にダメージを与えることのない良好な試料搬送,試料
保持装置を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a good sample transfer and sample holding device which exhibits a stable adsorption force in a wide temperature range from low temperature to high temperature and does not damage the elements of the wafer. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す図で半導体製造装置の
平面図。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor manufacturing apparatus showing the embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二の実施例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第四の実施例を示す回路図。FIG. 5 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第五の実施例を示す回路図。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第六の実施例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第七の実施例を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a seventh embodiment of the present invention.

【図9】従来例を示す断面図。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional example.

【図10】静電吸着用誘電体セラミックスの温度特性
図。
FIG. 10 is a temperature characteristic diagram of dielectric ceramics for electrostatic attraction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3,4,5…誘電体、6,7,8…電極、9…電源、1
0,11,12…スイッチ。
3, 4, 5 ... Dielectric, 6, 7, 8 ... Electrode, 9 ... Power supply, 1
0, 11, 12, ... Switches.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/302 B 8518−4M H02N 13/00 D 8525−5H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/302 B 8518-4M H02N 13/00 D 8525-5H

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極板と誘電体を積層し、前記電極板と被
保持物体間に電位差を生じさせることによって前記誘電
体に前記被保持物体を吸着させる静電吸着式試料保持装
置において、 前記誘電体を複数の抵抗率の異なる材質で形成し、前記
該誘電体の保持面と反対側の面に、前記抵抗率の異なる
材質の各々に独立に電極を設け、前記電極と前記保持物
体との間に独立で電位差を生じさせる電圧発生装置、お
よび電圧を切断,印加するスイッチを設けたことを特徴
とする試料保持装置。
1. An electrostatic adsorption type sample holding device in which an electrode plate and a dielectric are laminated, and a potential difference is generated between the electrode plate and the held object to adsorb the held object to the dielectric. A dielectric is formed of a plurality of materials having different resistivities, and an electrode is independently provided on each of the materials having different resistivities on the surface opposite to the holding surface of the dielectric, and the electrode and the holding object. A sample holding device characterized in that a voltage generator for independently generating a potential difference between the two and a switch for cutting and applying the voltage are provided.
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