JPH06163674A - 試料保持装置のモニタ方法 - Google Patents
試料保持装置のモニタ方法Info
- Publication number
- JPH06163674A JPH06163674A JP30844292A JP30844292A JPH06163674A JP H06163674 A JPH06163674 A JP H06163674A JP 30844292 A JP30844292 A JP 30844292A JP 30844292 A JP30844292 A JP 30844292A JP H06163674 A JPH06163674 A JP H06163674A
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- Japan
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- wafer
- distance
- electrode plate
- attracting
- electrostatic
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Abstract
(57)【要約】
【構成】複数個の距離センサ５ａ，５ｂ，５ｃによっ
て、センサの設置された位置でのウエハと静電吸着装置
の表面との間の距離が計測し、計測された距離の差の値
によって、ウエハの平坦化がなったを判断し、制御装置
７より、電圧値のコントロールを行う。 【効果】ウエハ吸着、またウエハ平坦化の確認手段とな
る。
て、センサの設置された位置でのウエハと静電吸着装置
の表面との間の距離が計測し、計測された距離の差の値
によって、ウエハの平坦化がなったを判断し、制御装置
７より、電圧値のコントロールを行う。 【効果】ウエハ吸着、またウエハ平坦化の確認手段とな
る。
Description
【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。
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。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハ等の試料をエッチング、あ
るいはスパッタ，ＣＶＤ等のような成膜を施す場合に
は、試料を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、ウエハの反りを矯正し平坦化を行う、あるい
は、熱伝導率向上のため、ウエハを確実に密着固定する
こと等が要求される。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。さらに、真空中でウエハ保持ができる
ため、真空中高速搬送の保持装置としても利用されてい
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。
るいはスパッタ，ＣＶＤ等のような成膜を施す場合に
は、試料を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、ウエハの反りを矯正し平坦化を行う、あるい
は、熱伝導率向上のため、ウエハを確実に密着固定する
こと等が要求される。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。さらに、真空中でウエハ保持ができる
ため、真空中高速搬送の保持装置としても利用されてい
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。
【０００３】このような静電吸着装置に関しては、例え
ば、特開昭58−114437号，特開昭59−79545 号公報があ
る。
ば、特開昭58−114437号，特開昭59−79545 号公報があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように半導体製
造行程におけるエッチング、あるいはスパッタ，ＣＶＤ
等の半導体ウエハ上に微細パターンを加工する場合に
は、ウエハの反りを矯正し平坦化を行う、あるいは熱伝
導率向上の目的で、ウエハを確実に密着固定すること等
が要求される。
造行程におけるエッチング、あるいはスパッタ，ＣＶＤ
等の半導体ウエハ上に微細パターンを加工する場合に
は、ウエハの反りを矯正し平坦化を行う、あるいは熱伝
導率向上の目的で、ウエハを確実に密着固定すること等
が要求される。
【０００５】しかし、特開昭58−114437号公報に挙げら
れる開示例では、静電吸着装置によってウエハの反りが
矯正され、確実に固定保持されたか否かの確認手段が考
慮されていなかった。また、特開昭59−79545 号公報に
示される開示例では、静電吸着の確認手段として静電吸
着装置を構成する回路に流れる電流値によって、ウエハ
が固定保持されたか否かの確認手段としているが、プロ
セスを経てきたウエハの被吸着面には、プロセスの種類
によって異なった膜が形成されており、抵抗値が異なる
ため、測定された電流値によって真に平坦化されたか否
かは確認することができず不十分である。
れる開示例では、静電吸着装置によってウエハの反りが
矯正され、確実に固定保持されたか否かの確認手段が考
慮されていなかった。また、特開昭59−79545 号公報に
示される開示例では、静電吸着の確認手段として静電吸
着装置を構成する回路に流れる電流値によって、ウエハ
が固定保持されたか否かの確認手段としているが、プロ
セスを経てきたウエハの被吸着面には、プロセスの種類
によって異なった膜が形成されており、抵抗値が異なる
ため、測定された電流値によって真に平坦化されたか否
かは確認することができず不十分である。
【０００６】本発明の目的は、静電吸着装置によってウ
エハの反りが矯正され、確実に固定されたか否かの確認
手段となる、静電吸着式試料保持装置のモニタ方法を提
供することにある。
エハの反りが矯正され、確実に固定されたか否かの確認
手段となる、静電吸着式試料保持装置のモニタ方法を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、静電吸着式
試料保持装置に、被保持物体、すなわち、ウエハとの間
の距離測定手段、例えば、距離センサを複数個設け、測
定した距離情報によって印加電圧を制御する制御装置を
設けることによって達成される。
試料保持装置に、被保持物体、すなわち、ウエハとの間
の距離測定手段、例えば、距離センサを複数個設け、測
定した距離情報によって印加電圧を制御する制御装置を
設けることによって達成される。
【０００８】
【作用】本発明の試料保持装置は、被保持物体、すなわ
ち、ウエハとの間の距離測定手段、例えば、距離センサ
を複数個設けられているため、これらの複数個の距離セ
ンサによって、センサの設置された位置でのウエハと静
電吸着装置の表面との間の距離が計測される。すなわ
ち、これらの計測された距離が、静電吸着装置表面のう
ねりの値と同等になった場合に、平坦化は達成され、確
実に吸着保持されたと判断することができる。いずれか
のセンサが計測した距離が、静電吸着装置表面のうねり
に対して大きな値であれば、計測される距離が、静電吸
着装置表面のうねりの値と同等になるまで、すなわち平
坦化されるまで電極板と被保持物体間の電位差を増加さ
せ、吸着力を増加させればよい。
ち、ウエハとの間の距離測定手段、例えば、距離センサ
を複数個設けられているため、これらの複数個の距離セ
ンサによって、センサの設置された位置でのウエハと静
電吸着装置の表面との間の距離が計測される。すなわ
ち、これらの計測された距離が、静電吸着装置表面のう
ねりの値と同等になった場合に、平坦化は達成され、確
実に吸着保持されたと判断することができる。いずれか
のセンサが計測した距離が、静電吸着装置表面のうねり
に対して大きな値であれば、計測される距離が、静電吸
着装置表面のうねりの値と同等になるまで、すなわち平
坦化されるまで電極板と被保持物体間の電位差を増加さ
せ、吸着力を増加させればよい。
【０００９】さらに、これらに加えて、電極板、あるい
は誘電体及び電極板を分割し各々独立に電源を備える構
造とすれば、吸着力の発生する面積部分が分割され、か
つ各々独立に吸着力を発生させられることとなり、ウエ
ハのたわみの大きい面積部分のみ電位差を増加させれば
よく制御性が良くなり、余計な電位差をウエハ全面に印
加させることもなくすことができる。
は誘電体及び電極板を分割し各々独立に電源を備える構
造とすれば、吸着力の発生する面積部分が分割され、か
つ各々独立に吸着力を発生させられることとなり、ウエ
ハのたわみの大きい面積部分のみ電位差を増加させれば
よく制御性が良くなり、余計な電位差をウエハ全面に印
加させることもなくすことができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図に従って説明する。
【００１１】図１，図２は本発明の第一の実施例を示す
図であり、図１は第一の実施例を示す断面図、図２はウ
エハ吸着面の拡大図である。
図であり、図１は第一の実施例を示す断面図、図２はウ
エハ吸着面の拡大図である。
【００１２】まず図１，図２において、本出願提案の試
料保持装置のモニタ方法の動作について説明する。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、２，３はそれぞれ、静電吸着装置を構
成する誘電体、及び電極板であり、１３はウエハから取
られる導通部、４は誘電体２と電極板３との間に電位差
を発生させる電源である。なお、誘電体２の抵抗率は使
用温度で抵抗率１０８Ωｃｍから１０11Ωcm程度が好ま
しい。５ａ，ｂ，ｃは、被保持物体であるウエハ１との
間の距離を計測する距離センサのセンサヘッドであり、
６ａ，ｂ，ｃはセンサ本体である。センサヘッド５ａ，
ｂ，ｃは、電極板３，誘電体２を貫通した一定位置に取
り付けられる。したがって、距離センサの測定する距離
は、ウエハの被吸着面と誘電体の吸着面２′との間の距
離を測定していることになる。７は各センサから送られ
てくる距離の情報に従って、電源４により印加される電
圧をコントロールする制御装置である。距離センサに
は、磁歪式，静電容量式，光学式，超音波式，レーザ方
式等がある。
料保持装置のモニタ方法の動作について説明する。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、２，３はそれぞれ、静電吸着装置を構
成する誘電体、及び電極板であり、１３はウエハから取
られる導通部、４は誘電体２と電極板３との間に電位差
を発生させる電源である。なお、誘電体２の抵抗率は使
用温度で抵抗率１０８Ωｃｍから１０11Ωcm程度が好ま
しい。５ａ，ｂ，ｃは、被保持物体であるウエハ１との
間の距離を計測する距離センサのセンサヘッドであり、
６ａ，ｂ，ｃはセンサ本体である。センサヘッド５ａ，
ｂ，ｃは、電極板３，誘電体２を貫通した一定位置に取
り付けられる。したがって、距離センサの測定する距離
は、ウエハの被吸着面と誘電体の吸着面２′との間の距
離を測定していることになる。７は各センサから送られ
てくる距離の情報に従って、電源４により印加される電
圧をコントロールする制御装置である。距離センサに
は、磁歪式，静電容量式，光学式，超音波式，レーザ方
式等がある。
【００１３】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１は静電吸着装置の吸着面
２′に載せられ、電源４により所定の電圧が電極板３と
ウエハ１との間に印加される。そして、ウエハ１はこの
とき発生する静電気力によって吸着面２′に吸着保持、
すなわち、吸着面２′に倣って平坦化される。
持装置において、まずウエハ１は静電吸着装置の吸着面
２′に載せられ、電源４により所定の電圧が電極板３と
ウエハ１との間に印加される。そして、ウエハ１はこの
とき発生する静電気力によって吸着面２′に吸着保持、
すなわち、吸着面２′に倣って平坦化される。
【００１４】このとき、被保持物体であるウエハ１との
間の距離を計測する距離センサのセンサヘッド５ａ，
ｂ，ｃは、電極板３，誘電体２を貫通して、ウエハ１に
対して一定位置に取り付けられているため、ウエハ１と
吸着面２′との距離を測定していることとなる。すなわ
ち、図２において、センサヘッド５と吸着面表面２′ま
での距離をｈ１、センサヘッドが測定するウエハ１の被
吸着面１′までの距離をｈ２とすれば、吸着面２′とウ
エハ１との距離はｈ３は、ｈ３＝ｈ２−ｈ１であり、ｈ
１は一定距離であることから、ウエハ１と吸着面２′と
の距離を測定していることとなる。
間の距離を計測する距離センサのセンサヘッド５ａ，
ｂ，ｃは、電極板３，誘電体２を貫通して、ウエハ１に
対して一定位置に取り付けられているため、ウエハ１と
吸着面２′との距離を測定していることとなる。すなわ
ち、図２において、センサヘッド５と吸着面表面２′ま
での距離をｈ１、センサヘッドが測定するウエハ１の被
吸着面１′までの距離をｈ２とすれば、吸着面２′とウ
エハ１との距離はｈ３は、ｈ３＝ｈ２−ｈ１であり、ｈ
１は一定距離であることから、ウエハ１と吸着面２′と
の距離を測定していることとなる。
【００１５】ここで、センサが測定したウエハ１，吸着
面２′間の距離ｈ３が、静電吸着装置表面のうねりの値
ｈ０と同等であれば、ウエハ１は吸着面２に倣ったと判
断する。したがって、図１に示した例のように、少なく
ともウエハ１の周辺部に相当する位置、そして中心部に
相当する位置にそれぞれセンサを配置し、制御装置７を
設け、それぞれがウエハ１が吸着面２に倣ったかどうか
を判断させることによって、ウエハ全面が確実に固定保
持され、平坦化が達成されたかどうかをモニタする。
面２′間の距離ｈ３が、静電吸着装置表面のうねりの値
ｈ０と同等であれば、ウエハ１は吸着面２に倣ったと判
断する。したがって、図１に示した例のように、少なく
ともウエハ１の周辺部に相当する位置、そして中心部に
相当する位置にそれぞれセンサを配置し、制御装置７を
設け、それぞれがウエハ１が吸着面２に倣ったかどうか
を判断させることによって、ウエハ全面が確実に固定保
持され、平坦化が達成されたかどうかをモニタする。
【００１６】もし、いずれかのセンサが計測した距離ｈ
３が、静電吸着装置表面のうねりｈ０に対して大きな値
であれば、計測される距離が静電吸着装置表面のうねり
の値と同等になるまで、電極板と被保持物体間の電位差
を増加させ、吸着力を増加させるようコントロールさ
せ、また、ある電圧のしきい値を決め、その値以上電圧
を上げても平坦化できない場合は、ウエハの初期たわみ
がありすぎ不良であると判断するよう制御装置７にコン
トロールさせれば、加工プロセスをより円滑に進めるこ
とが可能になる。
３が、静電吸着装置表面のうねりｈ０に対して大きな値
であれば、計測される距離が静電吸着装置表面のうねり
の値と同等になるまで、電極板と被保持物体間の電位差
を増加させ、吸着力を増加させるようコントロールさ
せ、また、ある電圧のしきい値を決め、その値以上電圧
を上げても平坦化できない場合は、ウエハの初期たわみ
がありすぎ不良であると判断するよう制御装置７にコン
トロールさせれば、加工プロセスをより円滑に進めるこ
とが可能になる。
【００１７】また、静電吸着力はウエハに反りがあり、
ウエハと吸着面に隙間が存在するときはその値が小さ
く、比較的大きな電圧が必要とされるが、一旦吸着固定
されれば、ウエハと吸着面との間に隙間がなくなるため
に、吸着を維持するための電圧は比較的小さな電圧でよ
い。従って、制御装置７に吸着を開始させる時のみ大電
圧を印加し、一旦、吸着した後は電圧を降下させるよう
電圧コントロールさせれば、ウエハに必要以上の電圧を
長時間かける必要がなくなり、省電力にもなる。
ウエハと吸着面に隙間が存在するときはその値が小さ
く、比較的大きな電圧が必要とされるが、一旦吸着固定
されれば、ウエハと吸着面との間に隙間がなくなるため
に、吸着を維持するための電圧は比較的小さな電圧でよ
い。従って、制御装置７に吸着を開始させる時のみ大電
圧を印加し、一旦、吸着した後は電圧を降下させるよう
電圧コントロールさせれば、ウエハに必要以上の電圧を
長時間かける必要がなくなり、省電力にもなる。
【００１８】本実施例では、電極板が一枚であり、ウエ
ハから導通を取る方式のいわゆる単極型の静電吸着装置
に関して説明したが、図３に示したような双極型の静電
吸着装置でも同様である。この場合、電極板は３ａ，ｂ
の２枚あり、この２枚の電極間に電圧は印加される。
ハから導通を取る方式のいわゆる単極型の静電吸着装置
に関して説明したが、図３に示したような双極型の静電
吸着装置でも同様である。この場合、電極板は３ａ，ｂ
の２枚あり、この２枚の電極間に電圧は印加される。
【００１９】次に本発明の第二の実施例を図４を用いて
説明する。本実施例は図１に示した実施例の一枚の電極
板を複数個、この実施例では３部分１０，１１，１２に
分割し、各々の電極板の間を電気的に絶縁し、各々に独
立の電源４ａ，４ｂ，４ｃを設けてウエハ１との間に導
通部１３から導通を取り、独立に電圧印加をできるよう
構成したものである。この場合、距離センサは、分割さ
れた電極板に少なくとも一つずつ、誘電体を貫通して取
り付けられる。
説明する。本実施例は図１に示した実施例の一枚の電極
板を複数個、この実施例では３部分１０，１１，１２に
分割し、各々の電極板の間を電気的に絶縁し、各々に独
立の電源４ａ，４ｂ，４ｃを設けてウエハ１との間に導
通部１３から導通を取り、独立に電圧印加をできるよう
構成したものである。この場合、距離センサは、分割さ
れた電極板に少なくとも一つずつ、誘電体を貫通して取
り付けられる。
【００２０】この場合も第一の実施例と同様にセンサが
計測した距離ｈ３と、静電吸着装置表面のうねりｈ０の
値の比較によって、吸着されたかどうか、すなわち、平
坦化が達成されたかどうかをモニタする。本実施例の場
合は、静電吸着力が働く部分が３分割、すなわち、１
０，１１，１２に分割されており、それぞれ独立に吸着
力を制御できるために、ウエハ１が誘電体表面２′に対
して大きく反っている部分、すなわち、取り付けられた
センサの測定した距離ｈ３とｈ０との値が大きく食い違
っている吸着部分に、大きな電位差を発生させ、その部
分のみ吸着力を大きくしてウエハ平坦化を促進すること
ができる。すなわち、ウエハ平坦化のための制御性を良
くすることができる。
計測した距離ｈ３と、静電吸着装置表面のうねりｈ０の
値の比較によって、吸着されたかどうか、すなわち、平
坦化が達成されたかどうかをモニタする。本実施例の場
合は、静電吸着力が働く部分が３分割、すなわち、１
０，１１，１２に分割されており、それぞれ独立に吸着
力を制御できるために、ウエハ１が誘電体表面２′に対
して大きく反っている部分、すなわち、取り付けられた
センサの測定した距離ｈ３とｈ０との値が大きく食い違
っている吸着部分に、大きな電位差を発生させ、その部
分のみ吸着力を大きくしてウエハ平坦化を促進すること
ができる。すなわち、ウエハ平坦化のための制御性を良
くすることができる。
【００２１】本実施例では電極板のみ分割した例を挙げ
たが、電極板と誘電体が積層した状態のものを分割して
も同じ効果が得られる。
たが、電極板と誘電体が積層した状態のものを分割して
も同じ効果が得られる。
【００２２】また、本実施例では、電極板が一枚であ
り、ウエハから導通を取り、各々の電極板とウエハとの
間に電位差を発生させる方式のいわゆる単極型の静電吸
着装置に関して説明したが、図５に示したような双極型
の静電吸着装置においても同様である。この場合、電極
板は１０ａと１０ｂ，１１ａと１１ｂ，１２ａと１２ｂ
がそれぞれ対になっており、電源４ａ，４ｂ，４ｃか
ら、この対の電極間に独立に電圧は印加される。
り、ウエハから導通を取り、各々の電極板とウエハとの
間に電位差を発生させる方式のいわゆる単極型の静電吸
着装置に関して説明したが、図５に示したような双極型
の静電吸着装置においても同様である。この場合、電極
板は１０ａと１０ｂ，１１ａと１１ｂ，１２ａと１２ｂ
がそれぞれ対になっており、電源４ａ，４ｂ，４ｃか
ら、この対の電極間に独立に電圧は印加される。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、静電吸着装置上で、ウ
エハが確実に保持されたか否か、また平坦化されたか否
かモニタをすることができる。すなわち、確実なウエハ
上への処理を行うための試料保持装置のモニタ方法を提
供することができる。
エハが確実に保持されたか否か、また平坦化されたか否
かモニタをすることができる。すなわち、確実なウエハ
上への処理を行うための試料保持装置のモニタ方法を提
供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】本発明の他の実施例を示す平面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面図。
【図５】本発明の他の実施例を示す平面図。
【符号の説明】 １…ウエハ、２…誘電体、３…電極板、４…電源、５
ａ，５ｂ，５ｃ…距離センサ、６ａ，６ｂ，６ｃ…距離
センサ本体、７…制御装置、８…絶縁体、１３…導通
部。
ａ，５ｂ，５ｃ…距離センサ、６ａ，６ｂ，６ｃ…距離
センサ本体、７…制御装置、８…絶縁体、１３…導通
部。
Claims (1)
- 【請求項１】電極板及び誘電体とを積層してなり、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、 前記静電吸着式試料保持装置に、前記被保持物体との間
の距離測定手段を複数個設け、前記複数個の距離測定手
段により計測された被保持物体，試料保持装置間の距離
によって、前記電極板と前記被保持物体間に生じさせる
電位差を変化させる制御装置を設けたことを特徴とする
試料保持装置のモニタ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844292A JPH06163674A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 試料保持装置のモニタ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30844292A JPH06163674A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 試料保持装置のモニタ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06163674A true JPH06163674A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=17981090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30844292A Pending JPH06163674A (ja) | 1992-11-18 | 1992-11-18 | 試料保持装置のモニタ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06163674A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0926708A2 (en) * | 1997-12-23 | 1999-06-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for processing semiconductor wafers |
| US6416618B2 (en) | 1999-03-10 | 2002-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wafer processing apparatus |
| JP2009224519A (ja) * | 2008-03-14 | 2009-10-01 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 基板検知装置及び方法、並びに半導体装置の製造方法 |
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| US11114327B2 (en) | 2017-08-29 | 2021-09-07 | Applied Materials, Inc. | ESC substrate support with chucking force control |
-
1992
- 1992-11-18 JP JP30844292A patent/JPH06163674A/ja active Pending
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