JPH07283296A - 静電吸着装置 - Google Patents

静電吸着装置

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JPH07283296A
JPH07283296A JP6582894A JP6582894A JPH07283296A JP H07283296 A JPH07283296 A JP H07283296A JP 6582894 A JP6582894 A JP 6582894A JP 6582894 A JP6582894 A JP 6582894A JP H07283296 A JPH07283296 A JP H07283296A
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JP
Japan
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wafer
gas
electrostatic
gas supply
electrode plate
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JP6582894A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Kitsunai
浩之 橘内
Ikuyo Moriai
郁代 盛合
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】静電吸着装置に吸着面まで貫通する孔6を設け
て、静電吸着時に、ガス供給源10を介してガスを供給
する。そのときのガス供給配管12の圧力を計測するこ
とにより、ウエハが吸着されたか否かを判断する。 【効果】ウエハ吸着、またウエハ平坦化の確認手段とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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、ウエハのパターン焼き付けのため、反りを
矯正し平坦化を行う、あるいは、スパッタ,成膜時の熱
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59−79545号,特開昭63−142654号公報があ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭59−79
545 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おらず、吸着が不十分なま
まにエッチングや成膜等の処理が行われると、ウエハ内
で異なった条件でエッチングや成膜等が行われることに
なり、製品不良につながるといった不都合があった。ま
た、特開昭63−142654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を判断する基準が明確
でなく不十分である。
【0005】また、開示例では、いずれも電圧の印加方
法、すなわち、吸着のさせ方に考慮が足りず、効果的な
ウエハ平坦度の矯正がなされていなかった。
【0006】本発明の目的は、まず第一に静電吸着装置
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
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、静電吸
着装置内に吸着保持面まで貫通する孔を設けてガス供給
源からガスを供給し、かつガス供給ライン内にガス圧力
をモニタする圧力計を備え付けることにより達成され
る。また、ガス供給ライン内に圧力計を設ける代わり
に、静電吸着装置が設置される真空チャンバの圧力変化
をモニタしても良い。
【0008】
【作用】本発明の静電吸着装置は、静電吸着装置内に吸
着保持面まで貫通する孔を設けてガス供給源からガスを
供給し、かつガス供給ライン内にガス圧力をモニタする
圧力計を備え付けてある。静電気力によってウエハが吸
着保持されれば、ガス供給孔以外の吸着面はウエハと密
着し、表面粗さの大きさの極わずかな隙間しかなくな
る。したがって、ウエハが吸着保持されれば、ガス供給
ライン内のガス圧力にほとんど変化はない。しかし、ウ
エハの反りが大きいなどの原因によりウエハが吸着保持
されない場合には、ガス供給ライン内のガス圧力は低下
することになる。よって、ガス供給ライン内のガス圧力
を監視していれば吸着の有無の判断が可能になる。ま
た、ガス供給ライン内に圧力計を設ける代わりに、静電
吸着装置が設置される真空チャンバの圧力変化をモニタ
しても同様の結果が得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。
【0010】図1は本発明の第一の実施例を示す断面図
である。図1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は静電吸着装置を
構成する誘電体、3は電極板であり、4は誘電体,電極
板からなる静電吸着部を支持するベースである。また、
5はウエハから取られる導通部、7は絶縁材、14はウ
エハ1と電極板3との間に電位差を発生させる電源、1
3は電圧のオンオフを行うスイッチである。なお、導通
部5は、確実にウエハ1から導通を取るため弱いばね系
を介してウエハ1に接触している。なお、誘電体2の抵
抗率は使用温度で抵抗率109Ωcm から1011Ωcmが好
ましい。6,6′は、ベース4,電極板3,誘電体2を
吸着面まで貫通する孔、8は絶縁材であり、9はガス供
給源11からバルブ10を介してガスを供給する配管
系、12は配管内の圧力を計測する圧力計である。ま
た、19は配管9,静電吸着装置内の貫通孔6内のガス
を排気する真空ポンプでありバルブ17を介して配管1
8によって、配管9に連結している。
【0011】このように構成された静電吸着装置におい
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14,スイッチ13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
保持される。次に、バルブ10を開けて配管9、及び静
電吸着装置内の貫通孔6内のガスを供給する。この場
合、供給するガス圧は、静電吸着による吸引力よりも、
ガス圧がウエハに与える力の方が小さな値となるよう設
定する。
【0012】ここで、もし、ウエハ1が吸着面2′に静
電気力によって確実に平坦化されていれば、吸着面2′
はウエハと密着し、表面粗さの大きさの極わずかな隙間
しかなくなる。したがって、ウエハが吸着保持されれ
ば、圧力計12で計測されるガス供給ライン内のガス圧
力にほとんど変化はない。
【0013】しかし、もし、ウエハの一部の変形が矯正
されず、誘電体と接触していないような場合には、その
部分はウエハ1と吸着面2′の隙間は大きく空くため、
さらには、ガス圧がウエハに与える力も加わりさらに隙
間が空くために、圧力計12で計測されるガス供給ライ
ン内のガス圧力は低下する。
【0014】このように、静電吸着装置の吸着面にガス
供給孔を設けて、そのガス圧力をモニタすることによっ
て、ウエハ1が、各誘電体の吸着面2′に密着したかど
うかを判断させる。これによって、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
ることが可能となる。
【0015】もし、ガス圧が低下し、ウエハ全面が吸着
固定されていないと判断されれば印加電圧を上げて吸着
力を増加させれば良い。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。したがって、電圧を増加させた後は速やかに、
初期の電圧まで降下させ、ガス圧の低下が見られなけれ
ば平坦化が達成されたと判断して良い。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
ると判断し、不良品としてそのウエハをはじけば、加工
プロセスをより円滑に進めることが可能になる。
【0016】吸着されたか否かの判断がついたら、バル
ブ10を閉じてガスの供給を停止し、バルブ17を開い
て真空ポンプ19により、配管9、および静電吸着装置
内の貫通孔6内のガスを排気し、真空チャンバ16内の
圧力と同じ圧力にする。これにより、真空チャンバ内の
プロセス条件の乱れを防ぐことができる。
【0017】また、エッチング、あるいは成膜処理が終
わるまで、ガスを供給し続ければ、吸着面2′とウエハ
間の表面粗さの大きさの極わずかな隙間からのガスのリ
ークはあるものの、ガスによる熱伝導性の向上という効
果が期待できる。この場合、エッチング、あるいは成膜
処理が終った後に、バルブ10を閉じてガスの供給を停
止し、バルブ17を開いて真空ポンプ19により、配管
9、および静電吸着装置内の貫通孔6内のガスを排気
し、スイッチ13を開いて電圧を切る。また、配管9、
および静電吸着装置内の貫通孔6が小さなサイズであ
り、ガス量が微量であればバルブ10を閉じてガスの供
給を停止した後に電圧を切って、真空チャンバ16内に
ガスを捨ててもよい。
【0018】次に本発明の第二の実施例を図2を用いて
説明する。本実施例は、ガス供給ライン内に圧力計を設
ける代わりに、静電吸着装置が設置される真空チャンバ
の圧力変化を、真空チャンバ16に取り付けた圧力計2
0によりモニタするものである。
【0019】もし、ウエハ1が吸着面2′に静電気力に
よってウエハが確実に平坦化されていれば、吸着面2′
はウエハと密着するために、真空チャンバ16内の圧力
はほとんど変化しない。しかし、ウエハの一部の変形が
矯正されず、ウエハ1と吸着面2′の隙間が空いている
場合には、隙間より供給するガスがリークするため真空
チャンバ内の圧力は上昇する。
【0020】このように、静電吸着装置の吸着面に設置
される真空チャンバの圧力変化を、モニタすることによ
っても、ウエハ1が、各誘電体の吸着面2′に密着した
かどうかを判断できる。
【0021】なお、本第一,第二の実施例では、静電吸
着装置の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、誘電体の吸着面の反対側の面に電極板を二枚持
つ、双極型の静電吸着装置においても同様である。
【0022】これまでに説明してきたガス供給源11の
ガスは、乾燥空気でも良いし、静電吸着装置が真空内に
置かれることから大気でも良い。
【0023】しかし、ウエハ1が吸着面2′に静電気力
によって確実に平坦化され、吸着面2′とウエハとが密
着して、表面粗さの大きさの極わずかな隙間しかなくな
るとはいえ、わずかなガスのリークが存在して、プロセ
ス条件を乱すことがある。したがって、ガス供給源11
のガスは、プロセスに使用されるガス、例えばエッチン
グ装置ではエッチングガス、CVD装置においては成膜
ガスを用いるのが良い。または、化学的に安定である不
活性ガス、例えば窒素,ヘリウム等が好ましい。
【0024】
【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装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す系統図。
【図2】本発明の第二の実施例を示す系統図。
【符号の説明】
1…ウエハ、2…誘電体、2′…誘電体の吸着面、3…
電極板、4…ベース、5…アース、6…貫通孔、7,8
…絶縁材、9…ガス供給配管、10,17…バルブ、1
1…ガス供給源、12,20…圧力計、13…スイッ
チ、14…電源、16…真空チャンバ、18…ガス排気
配管、19…排気ポンプ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  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装
    置において、 前記誘電体、あるいは前記誘電体及び前記電極板から吸
    着保持面に貫通する孔を一個以上持ち、前記貫通孔には
    ガス供給源からのガス配管,供給ガスを排気するポン
    プ、及び前記ガスの圧力をモニタする圧力計を備えたこ
    とを特徴とする静電吸着装置。
  2. 【請求項2】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
    て前記誘電体に被保持物体を吸着させる静電吸着装置に
    おいて、 前記誘電体、あるいは前記誘電体及び前記電極板から吸
    着保持面に貫通する孔を一個以上持ち、前記貫通孔には
    ガス供給源からのガス配管,供給ガスを排気するポンプ
    を備え、かつ前記静電吸着装置が設置された空間の圧力
    をモニタする圧力計を備えたことを特徴とする静電吸着
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、前記ガス供給
    源から供給されるガスが、プロセスに供されるガスであ
    る静電吸着装置。
  4. 【請求項4】請求項1または2において、前記ガス供給
    源からガス供給されるガスが、不活性ガスである静電吸
    着装置。
JP6582894A 1994-04-04 1994-04-04 静電吸着装置 Pending JPH07283296A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008172255A (ja) * 2008-01-25 2008-07-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 静電チャック
CN103644893A (zh) * 2013-11-15 2014-03-19 昆山艾博机器人系统工程有限公司 一种工件着座检测装置
CN108847382A (zh) * 2018-06-26 2018-11-20 上海华力微电子有限公司 一种气压调节装置、气压调节方法及晶圆刻蚀设备
CN109834609A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种用于燃气表机芯定位的随行夹具
US10438830B2 (en) 2017-09-13 2019-10-08 Toshiba Memory Corporation Semiconductor manufacturing apparatus and wafer holding method

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