JPH07211767A

JPH07211767A - 静電クランプ及び方法

Info

Publication number: JPH07211767A
Application number: JP684591A
Authority: JP
Inventors: Stephen E Savas; イーサヴァススティーヴン
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1991-01-24
Publication date: 1995-08-11
Also published as: DE69103915D1; DE69103915T2; EP0439000A1; EP0439000B1

Abstract

(57)【要約】プラズマ処理反応装置内のペデスタル電極の様な支持体
上に半導体ウェーハの様な被加工物を均一にクランプす
るのに好適な静電クランプが開示される。プラズマにさ
らされる基準電極は正および負クランプ電極に加わる力
を、半導体ウェーハ上へプラズマにより誘起された電圧
を共通基準電圧として前記クランプ電極に与えることに
より同一の強度に維持する。更に、電極の構造及び構成
はクランプでの高周波電圧降下を最小にし、クランプ電
圧が除去された時クランプが電極ペデスタルから離れる
のに必要とされる時間を減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、静電クランプに関し、特に、プ
ラズマ処理反応装置におけるペデスタル等の支持体上に
半導体ウェーハ等の工作物を保持する静電クランプの使
用方法に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】半導体ウェーハプラズマ処理
反応装置においてペデスタル又はその他の支持体上にウ
ェーハを保持するために利用できる技術としては、機械
式クランプ法、真空クランプ法及び静電クランプ法など
がある。

【０００３】真空クランプ法は、現在の反応装置及び将
来の反応装置に役立つ相対的に高い真空レベルでは無効
である。

【０００４】機械式クランプ法は、周辺部リング又はフ
ィンガーを使ってウェーハを支持体にクランプする。機
械式クランプは、真空条件下で有効であるけれども、幾
つかの短所を持っている。例えば、機械工具は、機械式
クランプとウェーハ表面との接触がそうである様に、微
粒子を生じさせる可能性がある。更に、クランプは、ウ
ェーハの下の領域を陰にして、ウェーハを破壊したり傷
つけたりすることがある。

【０００５】また、プラズマの性質がクランプの付近で
変化して、ウェーハにプロセス不均一性を生じさせ、特
にウェーハの縁で中央部に対してプロセス不均一性を生
じさせることとなる。例えば、エッチング速度は、ウェ
ーハのクランプされている縁では低下する。この問題
は、産業全体にわたって、円形のウェーハ上に長方形の
チップを形成する慣行となっているために一層悪化す
る。無駄になるスペースを減少させるために、ウェーハ
の縁に非常に近い領域、即ち、プラズマの不均一性の影
響を受ける領域、を含む全面にわたってチップが配置さ
れる。

【０００６】静電式ウェーハクランプは、本来、上記の
問題を持っていない。代表的な静電クランプのデザイン
は、誘電性マトリックスに埋設して、グランドに関して
反対極性に且つ均等にバイアスをかけた（例えば±３０
０ボルト）電極対を使用する。

【０００７】代表的な複数電極対型の静電クランプが米
国特許第4,184,188 号に開示されている。このクランプ
は、ブレードと、該ブレードの表面に配置された複数
の、介在配置された正負の対をなす電極と、該電極の上
に形成された誘電層とを含む。電導性のウェーハを該電
極の上に置いて充分な電圧を該電極にかけると、ウェー
ハ内の負電荷は、ウェーハの、正電圧がかけられている
電極の上の領域に流れ、ウェーハ表面の、負電圧がかけ
られている電極の真上の領域には、正電荷が残る。

【０００８】この様なクランプに伴う静電界及び分極し
た電荷が図１に示されている。この図は、誘電層１、２
と層２に埋設された正電極３及び負電極４と、ウェーハ
１１とから成るクランプ構造を示す。誘電層１、２は伝
導構造３、４（これらには外部からバイアスがかけられ
る）とウェーハ１１とを絶縁すると共に、ウェーハ１１
と上側誘電層１との間の真空ギャップ中の電解Ｅ₀を増
強する。クランプ圧力Ｐ_clampは、誘電層の厚み、その
誘電率、及び、クランプ電極にかけられる電圧Ｖ_clamp
から計算できるものである。このデザインについて、ク
ランプ電極３、４にはウェーハ表面の自己バイアスに関
して等しく正負にバイアスされるので、クランプ電圧が
かけられる時にはウェーハには正味の電荷が無いと仮定
する。

【０００９】図１を参照すると、一般に、Ｅ_i＝Ｅ₁，
Ｅ₂，・・・Ｅ_nは、それぞれの層ｉ＝１，２，・・・
ｎ内の電界強度であり、該層は、誘電率ｋ_i＝ｋ₁，ｋ
₂，・・・ｋ_nと、厚みｔ_i＝ｔ₁，ｔ₂，・・・ｔ_n
とを有する。Ｅ_nの値はＥ₀／ｋ_nであり、ここでＥ₀
は、ウェーハ１１の底と上側誘電層１の上面との間の極
めて薄い真空ギャップ中の電界である。

【００１０】｛ｔ₁ ／ｋ₁ ＋ｔ₂ ／ｋ₂ ＋・・・＋ｔ_n／ｋ_n｝Ｅ₀ ＝Ｖ_clamp （１）とわかるが、ここでＶ_clampは、ウェーハに対する両ク
ランプ電極の電位である。数式（１）をＥ₀について解
くと、Ｅ₀ ＝Ｖ_clamp／｛t₁／k₁＋t₂／k₂＋・・・＋ｔ_n／ｋ_n｝（２）が得られる。クランプ圧力Ｐ_clampは、Ｐ_clamp＝σＥ₀ （３）を使って見出される。数式（３）において、σはウェ
ーハ１１の底面の表面電荷密度（ｍｋｓ単位でのクーロ
ン／ｍ²）であり、或いは、等しく、クランプ内の導体
３、４の上面の表面電荷密度である。電荷密度はガウス
の法則を使って見出されるが、その結果はＥ₀＝σ／ε_O （４）で表される。数式（４）において、ε_Oは、自由空間の
絶対誘電率、即ち、ｍｋｓ単位で8.８×１０^-12、であ
る。図示した、無視できる真空ギャップを持った２誘電
層の場合には、数式（４）から数式（３）にσを代入
し、数式（２）から数式（３）にＥ₀ ²を代入すること
により、Ｐ_clamp＝ε_OＥ₀ ² ＝ε_O｛Ｖ_clamp／（t₁／k₁＋t₂／k₂) ｝²（５）が得られ。。数式（５）において、ｔ₁＝ｘ₁−ｘ
₀は、誘電体の上側層１の厚みであり、ｔ₂＝ｘ₂−ｘ
₁は第二の層２の厚みである。Ｐ_clampの単位はニュー
トン／ｍ²で、１ニュートン／ｍ²は約1.４２×１０^-4
ｐｓｉである。

【００１１】若し、例えば、ｋ₁＝９のＡｌ₂Ｏ₃の上
側層について、ｔ₁＝0.０３mm（３０μｍ）であり。ｋ
₂＝６０のＴｉＯ₂の下側層２についてｔ₂＝0.１mm
（１００μｍ）であれば、数式（５）から、Ｐ_clamp＝
3.５Ｖ² _clamp（ニュートン／ｍ²）≒5.１０^-4Ｖ²
_clamp（ｐｓｉ）となる。

【００１２】よって、１００ボルトのクランプ電圧は、
約５ｐｓｉのクランプ圧力（5.１０ ^-4×（１０²）²）
を生じさせる。若し、塵埃粒子や表面の凹凸によって１
μｍの真空ギャップが加わると、数式（５）から容易に
示すことが出来る様に、該ギャップがある領域で圧力が
約３０％低下する。

【００１３】上に示した様に、単一対クランプ及び複数
対クランプの両方において、生じるクランプ圧力Ｐ
_clampは、ウェーハに作用する静電力に正比例する。詳
しく言うと、この力は、かけられた電圧Ｖ_clampの平方
と誘電率ｋ_iの平方とに正比例し、誘電層の厚みｔ_iの
平方に反比例する。全く明らかに、数式（５）で証明さ
れる関係は、出来れば薄くてｋの大きな誘電体を使いた
いという動機を与える。この圧力Ｐ_clampは、真空内で
運動する機械部品無しに、且つ、工作物に機械的に接触
することなく、プラズマを乱さずにかけられる。しか
し、この様な静電クランプ技術には幾つかの重要なデザ
イン要件及び運転要件と、潜在的な欠点とがあり、以下
にそれを要約する。

【００１４】1. 均一なクランプ力第１に、ウェーハ又は工作物が確実に平らに保持されて
力が均一にかかる様にし、且つ、下にあるチャック又は
ペデスタルに均一に熱が伝達される様に、充分な、均一
なクランプ圧力が維持されなければならない。しかし、
プラズマ操作時に、プラズマはウェーハに充電してその
電位を負にバイアスし、その結果として、負電極及びウ
ェーハの間の電位差と、それに伴うクランプ力とは減少
し、正電極とウェーハとの間の電位差及びクランプ力は
増大する。その明白な結果として、クランプ力が不均一
となり、ウェーハとペデスタルとの間の熱伝導が不均一
で不十分となり（伝導は、真空中では主要なウェーハ冷
却方法である）、従って、冷却が不均一で不十分とな
り、処理が不均一となる。

【００１５】2. 高抵抗率誘電体における電圧降下第２に、クランプ構造は高周波パワー浸透に対して実質
的なインピーダンスを有するべきではない。その利用
は、それに伴う電圧降下により、インピーダンス整合回
路網で消費されるパワーと、ウェーハ保持電極に給電す
る高周波放電を維持するのに必要な電圧とが増大するか
らである。一般的には、上記した様に、ウェーハは、静
電クランプがその上に形成され又は取りつけられるとこ
ろの高周波電極の一つに支持される。高周波電流（即
ち、変位電流）を、クランプ誘電体を通してプラズマに
伝導させて高周波回路を完成させなければならない。該
誘電体は、数百ボルトのクランプ力に伴う強い電界と、
例えばクランプ回路がオンにされるときに生じることの
あるパワーの動揺及び過渡電流に耐えるために、割合に
強い絶縁耐力も持っていなければならない。静電クラン
プに一般的に使用される厚い誘電体の大きな高周波イン
ピーダンスは、著しい電圧降下を引き起こすことを示す
ことが出来る。例えば、誘電率ｋが約１０で、ε₀が約
8.８×１０^-12の、約８−１０mmの厚みの、Ａｌ₂Ｏ₃
等の誘電体については、１3.５６ＭＨz で生じる高周波
電圧降下は、１００ボルトを越える可能性がある。要す
るに、割合に厚い誘電体を使用すると、電圧降下が割合
に大きくなり、それに伴って高周波電流が該誘電体を流
れる結果となり、与えられたパワーレベルでの放電を維
持するために、それに比例して高い電圧をかけることが
必要となり、従って、給電される電極の寄生容量を大き
な電流が流れることとなる。

【００１６】3. 解放時間第３に、クランプ電圧が取り除かれた後、クランプ力を
生じさせた表面電荷は急速に消散してウェーハをクラン
プから即座に解放する。しかし、静電クランプ又はチャ
ックは、１０^-15オーム・センチメートルより多い程度
の大きな抵抗率を有する誘電体をしばしば使用する。そ
の結果として、かけられていたクランプ電圧がオフにさ
れた後、多分、ウェーハがクランプから解放されるのに
充分な程度まで表面電荷が消散するまでに３０秒程かか
るであろう。この遅延は、反応装置の処理量を低下させ
る。

【００１７】

【発明の概要】目的上記の記述が示唆するように、本発明の目的は、プラズ
マ処理の環境で役立つ、時間的に且つ空間的に均一な力
をもって付随の支持体に工作物をクランプする静電クラ
ンプを提供することである。

【００１８】私の発明の第２の、関連する目的は、高周
波パワー浸透に対する抵抗を、上記の従来型デザインな
どに見られるレベルから相当減少させた上記クランプ構
造を提供することである。

【００１９】私の発明の他の、関連する目的は、抵抗率
を低下させた誘電体を有するので、クランプ力を生じさ
せる表面電荷がクランプ電圧除去後に急速に消散して該
クランプからのウェーハの速やかな解放を許す静電クラ
ンプを提供することである。

【００２０】本発明の他の目的は、電気的破壊に対する
抵抗性を与えると共に、クランプされる工作物が半導体
ウェーハであるときに装置又は回路の損傷の発生源とな
り得るプラズマに、汚染を生じさせる可能性を持ってい
る物質をさらすのを防止する多層誘電体を有する静電ク
ランプ構造を提供することである。

【００２１】概要一面において、上記目的と、関連する他の目的とを達成
する私の発明は、静電式工作物クランプと、それに関連
する使用方法とにおいて具体化される。このクランプは
プラズマ処理チャンバ内の工作物支持体上に形成される
が、それは、該支持体に装置されるなどして取りつけら
れた誘電性物質に埋設された電極の対と；その電極に正
電圧及び負電圧をそれぞれ供給する手段と；プラズマに
さらされると共に該電圧供給手段に接続されて該プラズ
マ電圧を基準電圧として該電圧供給手段に加える電極と
から成る。厚い誘電体は、高いクランプ電圧を必要とす
ると共に、該静電チャックを流れる一定の高周波電流に
対して大きな高周波降下を引き起こすという事実を反映
して、該誘電体の厚みを８mmよりも相当薄くして、該ク
ランプにおける高周波電圧降下を１００ボルトより相当
小さくすることが好ましい。一般的に、薄い誘電体は、
熱がウェーハの底面から該誘電体の上面に伝導された後
は、一層容易に該誘電体を通して伝導され得るから、ウ
ェーハを冷却するという課題を簡単にする。

【００２２】他の好適な面において、該誘電体は、クラ
ンプ電圧除去後の電荷消散を促進することにより３０秒
より相当短いウェーハ解放時間を得るために、約１０¹²
オーム・センチメートルより小さい抵抗率を有する。

【００２３】他の特別の面において、私の発明は、プラ
ズマ処理チャンバ内のペデスタル上に形成される静電式
工作物クランプに具体化され、それは、誘電体に埋設さ
れ、該ペデスタルに熱伝導接触して装置された少なくと
も１対のほぼ平らな半円形電極又は導体と；該対のそれ
ぞれの電極に正及び負の電圧を加える直列接続された電
源の対と；該プラズマ内に位置してウェーハと同じプラ
ズマ電圧にさらされる基準電極とから成る。該基準電極
は、該二電源を電気的に接続して、ウェーハが受けるプ
ラズマ電圧レベルを基準電圧として該正負の電源に加え
て、該クランプ電極を等しく反対極性にバイアスする様
になっている。

【００２４】他の面において、私の発明は、静電クラン
プ上に工作物を置くことによりプラズマ処理環境におい
て工作物を電極上にクランプする方法に関し、該静電ク
ランプは、少なくとも１対の導体を有すると共に、工作
物をこれにクランプして該工作物の表面電位を該正負の
電圧に対する共通基準とするために（工作物に対して）
正及び負である電圧を付随の導体に加えながら該工作物
の付近にプラズマを生じさせる。

【００２５】

【実施例】私の発明の一面によれば、静電クランプの正
負の電極が作用させるクランプ力の差は、ペデスタル又
はチャックの、プラズマにさらされる部分に基準電極を
設けた回路を用いることによって解消される。該基準電
極は、正負の電極をウェーハに関して等しくバイアスす
る。

【００２６】そのバイアス回路、基準電極及びその他の
私の発明の特徴が図２に示されており、この図は、低圧
プラズマ反応チャンバ１５内に位置する高周波給電金属
電極ペデスタル１２上に形成された静電クランプ１０に
支持される半導体ウェーハ１１などの平らな工作物を示
す。クランプ１０は、ｋ（誘電率）の高い電気絶縁性物
質１６及び、随意に、薄い保護誘電表面コーティング１
７に埋設され又は被覆された１対のほぼ半円形の伝導性
金属電極１３、１４から成る。表面コーティング１７
は、好ましくは、非常に清浄で微粒子を処理チャンバ環
境にもたらさないポリイミド又はテフロン（Teflon^TM）
などの物質から形成される。

【００２７】基準電極２１は、該チャンバのプラズマ処
理環境にさらされるクランプ１０の部分上にシリコン又
は金属などの導体から形成される。図２に示されている
様に、好ましくは電極２１はウェーハ１１の近傍に配置
される。直列接続されたバッテリー又はその他のＤＣ電
源２６、２７の対と、スイッチ２３、２４とは、正負の
電圧を該電源からそれぞれの正負クランプ電極１３、１
４に選択的に加える。該電極から高周波電圧がバイアス
回路に入り込むのを防ぐと共に、電極電圧の過度に急速
な変化を阻止するために、適当な抵抗器、コンデンサ及
び誘導子を設けることが出来る。基準電極２１は、該電
源間に接続されている。スイッチ２８を開いて電源をシ
ステムのグランドから切り離すと、基準電極は、ペデス
タルの表面とウェーハとが基準電圧として受けるバイア
ス電位をＤＣ電源２６、２７に加え、電極にかけられる
正負の電位が該クランプ及びウェーハの外面に対して同
じ強さ（例えば３００ボルト）となることを保証する。

【００２８】要するに、基準電極２１は、プラズマ自己
バイアス電圧が存在し且つ変動するにも係わらず、正電
極及びウェーハの間と、負電極及びウェーハの間とに同
じ大きさの電位差を維持する。その結果、基準電極は、
正負の電極が等しいクランプ力を作用させることを保証
する。その結果として生じる、ウェーハの面にわたる均
一なクランプ力は、ウェーハの側に平坦性からのずれが
あっても、ウェーハ１１をペデスタル１２に押しつけて
平らにする様に作用し、均一なパワー配置を可能にす
る。また、この均一なクランプ力は、ガス冷却を行わな
い場合に充分に且つ均一にウェーハを冷却するために不
可欠で、それ故に均一なプロセス特性に不可欠な、ウェ
ーハ及びペデスタル間の均一な熱伝導を可能にする。

【００２９】好ましくは、誘電性物質は、（１）静電ク
ランプに一般的に使用される誘電体の層に比して非常に
薄い誘電体コーティング１６の使用を可能にする高い絶
縁耐力と、（２）クランプ圧力を損なわずに低クランプ
電圧の使用を可能にする高い誘電率とを併せ持つ。数式
５を見よ。

【００３０】一つの適当な誘電性物質は、ゼネラル・マ
グナプレート（General Magnaplate）がMagnaplate Ｈ
ＣＲ^TMという商品名で市販している硬質陽極酸化アルミ
ニウムコーティング材料である。Magnaplate ＨＣＲ^TM
陽極酸化アルミニウムの誘電率ｋは約９である。この材
料を使うと、誘電性コーティングを厚み１mmよりも遥か
に薄く、例えば0.０５mmまで薄くすることが出来る。こ
れにより、下の電極から該クランプを通しての高周波電
圧降下が１００ボルトから１ボルト未満まで減少し該ク
ランプを通して高周波パワーが低インピーダンス伝送さ
れる。この様に電圧降下が相当減少するので、それに比
例して、インピーダンス整合回路網におけるパワー損失
を減少させるプラズマ放電を維持するために、給電され
る電極に供給されなければならない電圧が低下する。薄
い、ｋの大きな誘電体は、大クランプ圧力（＞１ｐｓ
ｉ）を維持しながらクランプ電極のオフセットのために
低いｄ．ｃ．電圧を使用することを可能にするものであ
る。

【００３１】他の適当な誘電性物質はCoors Porcelain
ＡＤ９４などであり、その誘電率は約8.９であり、誘電
損失は非常に低く（１０^-3）、熱伝導率は適度（約0.０
４cal ／cm²／cm／sec ／℃である。この物質の絶縁耐
力は充分に高い（約６００ボルト／ミル）ので、クラン
プにかかる電圧の数倍の電圧に耐えることが出来る。即
ち、それは過渡電流及びパワーサージに容易に耐えるこ
とが出来る。

【００３２】また、ウェーハと静電チャックとの間に柔
軟な熱伝導熱伝達層を設けるために追加の薄い誘電コー
ティング１７の厚みを調整することが出来る。その様な
誘電体の厚みでは、小さなギャップや粒子によってクラ
ンプ力が著しく減少することはない。よって、厚みが0.
１５mm（0.００６インチ）のアルミニウム磁器では、微
粒子や、ウェーハの平坦性が不完全であることに起因し
てウェーハとクランプとの間に１ミクロンのギャップが
あっても、クランプ圧力が局所的に僅か６％減少するだ
けである。

【００３３】また、私は、銅などの不純物を数重量％だ
け上記の陽極酸化アルミニウム及び磁器セラミック物質
にドーピングして通常の抵抗率を１０¹⁵−１０¹⁶オーム
・センチメートルから約１０¹²オーム・センチメートル
以下に低下させることが出来る。これにより、表面電荷
消散が大いに促進されることになり、解放時間が数秒に
短縮する。好ましくは、そのドーピングは、形成された
誘電体コーティング１６のイオン打ち込みにより、又は
該コーティングの形成時に、不純物を該誘電体のスパッ
タリングコーティング時に導入するなどして、なされ
る。

【００３４】更に、誘電抵抗率がこの様に低いと、ウェ
ーハクランプ電圧がかけられていない時に又はプラズマ
クリーニングプロセスが用いられている時に、露出した
クランプ表面とクランプ電極との間に非常に低い電圧を
維持して、該クランプの表面への粒子堆積を極めて少な
くし、或いは防止することが出来る。

【００３５】図３及び図４は、図１に示されている私の
静電クランプの図式化された形１０の非冷却型実施例１
０Ａを示す。図示された半円形電極１３、１４は、アル
ミニウム等の導体である。一般に、反対極性電極は、実
質的に同等の面積を有し、共にクランプ表面積の大部分
を占める相補的形態であれば本質的にどの様な形態でも
よい（例えば互いに組み合う指の形）。上記の好適なMa
gnaplate ＨＣＲ^TMなどの高ｋ誘電体物質のコーティン
グを、陽極酸化によりクランプ電極の上面及び底面に形
成することが出来る。（その代わりに、その誘電体をス
パッタリングにより堆積させることも出来る。）その陽
極酸化電極に、ウェーハ支持ピン用の穴３１及びペデス
タル１２へのボルト止めのための穴３２などの穴を形成
することが出来る。導線（図示せず）が陽極酸化電極の
周辺部に取り付けられ、該電極を、Ardel ^TM絶縁体（又
は他の適当な絶縁体）から成るフレーム３３内に、該電
極が該フレームの上面及び底面と同一平面となる様に、
配置することが出来る。前述した様に、電気抵抗率を約
１０¹²オーム・センチメートル以下に低下させるため
に、該陽極酸化物形成時又はその後に、銅、ニッケル、
クロム、シリコン、窒素などの不純物で該誘電体をドー
ピングすることが出来る。Magnaplate ＨＣＲ ^TM誘電体
を使用する厚みの好適な範囲は0.０２５−0.０５mmであ
る。

【００３６】厚み0.０２５mmのMagnaplate ＨＣＲ^TM誘
電体材料を上面及び底面に使って上記クランプを形成
し、電極の露出した面の外面／上面にシリコン又はSiC
の基準電極を形成すれば、１００ボルト未満のクランプ
電圧を電極にかけると１ｐｓｉ以上のクランプ力が発生
すると共に、該静電クランプにおける高周波放電降下は
１ボルト未満となる。また、解放時間は１−３秒であ
る。

【００３７】図５及び図６は、別の形の静電クランプ１
０Ｂを示すが、これはガス冷却用に設計されたものであ
る。この場合、ウェーハの背後にガスだめを形成する目
的で、複数の、環状でほぼ同心の隆起領域３６、３７が
上側誘電体層１６Ａに形成されている。周囲のガスケッ
ト３８は、クランプとウェーハとの間を密封する。（該
シールは、ガスを通さないものでなくてもよい）。実際
には、プロセスガスを冷却ガスとして使用し、該プロセ
スガスをウェーハ周辺部からプロセスチャンバ１５内に
流し込むのが望ましいかも知れない。略図示されている
様に、ペテスタル１２内の適当な導管３９とクランプの
中心穴４１とを介してウェーハ１１とクランプ１０との
間の界面にプロセスガスを加えることが出来る。

【００３８】上記した私の発明の好適な実施例及び代替
実施例とから、当業者は、本発明の範囲内で他の応用例
や実施例に容易に相到するであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、２誘電体層静電クランプに伴う電界を
略図示する。

【図２】図２は、私の静電クランプの構造を略図示す
る。

【図３】本願の静電クランプの好適な非冷却型実施例の
平面図を示す。

【図４】図３の４−４断面図。

【図５】本願の静電クランプの好適なガス冷却型実施例
の平面図を示す。

【図６】図５の６−６断面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラズマ処理環境に適した静電式工作物
クランプであって、誘電性物質に埋設された少なくとも
１対の電極と；それぞれの電極に正及び負の電圧を供給
する手段と；該プラズマ環境にさらされ該供給手段に接
続されて該プラズマ電圧を基準電圧として該供給手段に
加える電極とから成ることを特徴とする静電式工作物ク
ランプ。
【請求項２】該誘電体の厚みは、１００ボルトより相
当低い高周波電圧降下を該クランプに与えるために１mm
より相当薄いことを特徴とする請求項１に記載の静電ク
ランプ。
【請求項３】ウェーハ解放時間を３０秒より相当短く
するために、該誘電体の抵抗率は約１０¹⁰−１０¹²オー
ム・センチメートルであることを特徴とする請求項１に
記載の静電クランプ。
【請求項４】汚染を減少させると共に熱伝達を促進す
るために該誘電体は複数の層を有することを特徴とする
請求項１に記載の静電クランプ。
【請求項５】プラズマ処理チャンバ内のペデスタル上
に形成されて半導体ウェーハ等の平らな工作物を該ペデ
スタル上に保持する静電クランプであって、誘電体に埋
設されて該ペデスタルに熱伝導接触する様に装置された
少なくとも１対のほぼ平らな相補的形状の電極又は導体
と；正及び負の電圧を該対のそれぞれの電極に加える１
対の直列接続された電源と；該プラズマ内で該ウェーハ
と同じ自己バイアス電圧に配置された基準電極とから成
り、該基準電極は、その二つの電源を電気的に接続して
該ウェーハ上の該自己バイアス電圧を基準電圧としてそ
の正及び負の電源に供給することを特徴とする静電クラ
ンプ。
【請求項６】該誘電体の厚みは１mm未満で、１００ボ
ルトより相当低い給電高周波電極と共に使用されたとき
に該クランプに高周波電圧降下を与え、クランプ電極の
バイアスのために割合に低いｄ．ｃ．電圧を必要とする
ことを特徴とする請求項５に記載の静電クランプ。
【請求項７】ウェーハ解放時間を３０秒より相当短く
するために、該誘電体の抵抗率は約１０¹²オーム・セン
チメートル以下であることを特徴とする請求項５に記載
の静電クランプ。
【請求項８】二つの電源は電池であることを特徴とす
る請求項５に記載の静電クランプ。
【請求項９】プラズマ処理チャンバ内の電極上に工作
物をクランプする方法であって、プラズマ処理チャンバ
内で、支持電極に取り付けられた少なくとも１対の正及
び負の導体を有する静電クランプ上に工作物を置き；比
較的に正及び負の電圧をそれぞれの導体に加えながら該
チャンバ内にプラズマを発生させて該工作物をこれにク
ランプすると共に該工作物の付近のプラズマ自己バイア
ス電圧を共通基準としてその正及び負の電圧に加えるこ
とを特徴とする方法。