JPH07297266A - 静電チャックとウェハ吸着方法 - Google Patents

静電チャックとウェハ吸着方法

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JPH07297266A
JPH07297266A JP9187394A JP9187394A JPH07297266A JP H07297266 A JPH07297266 A JP H07297266A JP 9187394 A JP9187394 A JP 9187394A JP 9187394 A JP9187394 A JP 9187394A JP H07297266 A JPH07297266 A JP H07297266A
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JP
Japan
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electrostatic chuck
wafer
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wafers
electrostatic
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Katsumi Sato
勝美 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、静電チャックの交換の手間を省
き、全てのウェハのサイズに対応できる静電チャックを
用いたウェハ吸着方法を提供する。 【構成】 吸着する複数種類のウェハ1の最大サイズに
外径が一致し、該ウェハ1のそれぞれのサイズに対応し
た複数の同心円状に分割され、且つ、中心の最小サイズ
の第1の静電チャック2aを除く個々の分割された静電チ
ャック2が個々に下方移動可能な構造と、中心の最小サ
イズの第1の静電チャック2aを除く個々の分割された静
電チャック2に対応した形状で中心ならびに下方に移動
可能な静電チャック保護用の保護板3が左右に半等分ず
つ設けられている構造とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体基板(ウェハ)を
保持する真空チャックの構造の改善に関するものであ
る。
【0002】現在、半導体製造のウエハプロセスのCV
D、PVD、イオン注入、エッチング等のそれぞれの工
程において、ウェハを処理するため、装置の処理室(チ
ャンバ)内に静電チャックが使用されている。
【0003】静電チャックは上記のプロセス処理中にウ
ェハのずれを防止するために、ウェハを全体的に吸着さ
せるだけでなく、チラー(冷却器)を使用した場合にも
ウェハ表面の温度制御を効率良く行う役割も果たしてい
る。そのため、通常、静電チャックはウェハとほぼ同じ
大きさのものが使用される。
【0004】近年、半導体装置の製造において、高集積
化等によりウェハのサイズは大きく変化してきている。
しかし、静電チャックは全てのサイズのウェハに対応し
て設計されているわけではなく、ウェハのサイズに合わ
せて、その都度交換せざるを得なかったのが現状であ
る。
【0005】
【従来の技術】従来、上記の対策として、ウェハのサイ
ズよりも表面積の大きい静電チャックならば、そのまま
使用してウェハの吸着を行っていた。(特開平4−34
0249)しかし、これではウェハを吸着していない部
分はプラズマ照射に対して全く無防備であり、結果的に
静電チャック表面の変質を招く恐れがある。
【0006】また、この時、静電チャック内の電極部分
を分離する事により、電位を部分的にかけ、ウェハのサ
イズに合わせている方法(特開平3−145151、特
開平4−236449)もあるが、これらも基本的には
上記と同様に静電チャックの表面がプラズマに曝される
ことに変わりがない。
【0007】また、静電チャック以外の基板ホルダ(真
空吸着)においては真空を部分的に行うことによりウェ
ハのサイズに対応させているものがある。(特開昭56
−46529)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにプラズマ照射時にウェハの吸着していない部分
がプラズマに曝され、静電チャック表面がエッチング、
若しくはスパッタリング効果により変質する可能性があ
る。
【0009】静電チャック表面が変質した場合、ウェハ
の吸着時に電位が十分にかからず、従ってウェハが部分
的にしか吸着されず、このような状態でプラズマ照射を
行えば、ウェハと静電チャックの間で異常放電が起こ
り、プラズマ処理中にウェハが落下する危険性がある。
【0010】また、上記のような異常放電が起こらなか
ったとしてもエッチング工程時にはエッチング分布の悪
化、CVD工程時には堆積膜の膜厚分布の悪化等のプロ
セス処理に対する悪影響を及ぼす可能性が十分に考えら
れる。
【0011】本発明は、以上の点を鑑み、静電チャック
の交換の手間を省き、全てのウェハのサイズに対応でき
る静電チャックを用いたウェハ吸着方法を提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の静電チャ
ックの構造図、図2はこの静電チャックを用いたウェハ
吸着方法の説明図である。
【0013】図において、1はウェハ、2は静電チャッ
ク、3は保護板である。先ず、図1により装置内の本発
明の静電チャックの構造を説明する。それ以外の部分は
省略してある。
【0014】本発明では上記問題点を解決するために、
図1の上段に平面図で示すように、静電チャック2が幾
つかのサイズのウェハ1がそれぞれ吸着出来るように、
静電チャック2を同心円状に分割する。そして、図1の
下段に断面図で示すように、それぞれ分割された静電チ
ャック2は+と−の電極を有している。この電極は1電
極でも良い。
【0015】すなわち、図1の左側は装置内の静電チャ
ック2の部分を拡大したもので、図の上段が平面図、下
段が側面図、且つ、左側が本発明の静電チャック2、右
側が本発明の保護板3の右半分を示し、図示しないが、
静電チャック2の左側にも保護板3の左半分が存在す
る。
【0016】静電チャック2の構造は、図の上段に平面
図で示すように、中心部分に最も小さいサイズの第1の
静電チャック2aを配置し、その外側に同心円状に中位の
サイズの第2の静電チャック2bを配置し、更にその外側
に最も大きいサイズの第3の静電チャック2cを配置した
ものである。また、形状も完全な円ではなくウェハのフ
ァセット部分を考慮した形状となっている。
【0017】この静電チャック2は個々の部分で独立に
電位がかけられる様になっており、更に、個々の静電チ
ャック2が上下に移動が可能である。図1の下段に静電
チャック2を断面図で示すように、必要な部分の静電チ
ャック2のみに電位をかけてウェハ1を静電吸着する。
また、図2に示すように、サイズの大きい不必要な静電
チャック2はウェハ1の吸着面よりも下方に移動させ、
ウェハ1の表面を保護板3で覆い隠す事により、使用し
ている静電チャック2の表面をプラズマ照射の影響から
保護出来る。
【0018】静電チャック2の左右に配置した保護板3
については、静電チャック2を小さいサイズのウェハ1
に適用する場合に、保護板3を部分的に使用可能となっ
ている。
【0019】次に、本発明の静電チャックを用いたウェ
ハ吸着方法を図1〜図2により説明する。図1の下段に
静電チャック2を断面図で示すように、用いるウェハ1
のサイズに適合した必要なサイズの静電チャック2のみ
に電位をかけてウェハ1を静電吸着する。また、図2に
示すように、用いたウェハ1よりサイズの大きい不必要
な静電チャック2はウェハ1の吸着面よりも下方に移動
させ、ウェハ1の表面に左右の保護板3を横に移動させ
て、ウェハ1の表面をプラズマから覆い隠す事により、
不必要な静電チャック2の表面をプラズマ照射の影響か
ら保護出来る。
【0020】すなわち、ウェハ1のサイズが最も小さい
場合には中心部の第1の静電チャック2aのみに電位をか
けてウェハ1を吸着する。この時、中心部の第1の静電
チャック2a以外の第2の静電チャック2bや第3の静電チ
ャック2cは下方に移動している。そして、保護板3が下
方移動した静電チャック2の表面を覆い隠し、プラズマ
照射による静電チャック2の表面の変質を防ぐものであ
る。
【0021】次に、ウェハ1のサイズをもう少し大きく
すると、この時は第1の静電チャック2aと、第2の静電
チャック2bとに電位をかけ、ウェハ1の温度分布の悪化
を防ぐために第1の静電チャック2aと第2の静電チャッ
ク2bとの間にヘリウム(He)等の冷却用のガスを流す。そ
して、第1の保護板3bをあらかじめ下方に移動させた
後、上記と同様に下方移動した第3の静電チャック2cを
第2の保護板3cが覆い隠す。
【0022】最後に、ウェハ1が最も大きいサイズの場
合には、3個の静電チャック2の全てを使用し、保護板
3を使用しない状態でウェハ1を静電チャック2に全面
吸着させれば良い。
【0023】即ち、本発明の目的は、図1に示すよう
に、吸着する複数種類のウェハ1の最大サイズに外径が
一致し、該ウェハ1のそれぞれのサイズに対応した複数
の同心円状に分割され、且つ中心の最小サイズの第1の
静電チャック2aを除く個々の分割された静電チャック2
が個々に下方移動可能な構造と中心の最小サイズの第1
の静電チャック2aを除く個々の分割された静電チャック
2に対応した形状で中心ならびに下方に移動可能な静電
チャック保護用の保護板3が左右に半等分ずつ設けられ
ている構造とを有することにより、また、図2に示すよ
うに、前記静電チャック2を用い、吸着する該ウェハ1
に適合した外径サイズまで順次該静電チャック2で該ウ
ェハ1を静電吸着し、該ウェハ1のサイズより大きい該
静電チャック2は下方に移動させ、左右に配置した保護
板3の内、サイズの同じか小さい該保護板3を下方に移
動させ、該ウエハ1サイズより大きい保護板3を左右よ
り中心方向に移動させて、該ウェハ1のサイズと同等以
下の該静電チャック2の表面を覆うことにより達成され
る。
【0024】
【作用】上記のように、本発明ではウェハのサイズに応
じて分割された静電チャックに順次電位を欠け、且つ、
不要な静電チャックは下方移動して保護板で遮蔽するた
め、プラズマ工程において、不要な静電チャックがダメ
ージを受けることがなく、静電チャックや基板表面の汚
染等の障害を防止出来る。
【0025】
【実施例】図3は本発明の一実施例の説明図である。図
において、1はウェハ、2は静電チャック、3は保護
板、4は高周波電源、5は上部電極、6は下部電極、7
はガス導入口、8は排気口、9は制御装置、10はチャン
バである。
【0026】実施例で使用した装置を図3に示す。上部
電極5、下部電極6はウェハ1に対して平行に、しかも
ウェハ1を挿むように設置されていて、下部電極6には
プラズマを発生させるための高周波電源4が設置されて
いる。また、下部電極6には循環水を通すための溝があ
り、装置外のチラー(冷却器)と繋がっている。
【0027】図示はしていないが、装置の外部にはプラ
ズマ照射時に使用するHBrを封入したガス供給源があ
り、上部電極5の中心に開口形成されたガス導入口7よ
り装置のチャンバ10内に導入される。この時、ガス供給
源とガス導入口7との配管の間にはマスフロー(ガス流
量制御装置)が設けられ、エッチングに使用するガスは
独立して制御される。
【0028】また、チャンバ10の左側には真空ポンプに
連結された排気口8が開口形成されていて使用済のガス
を排気するとともに、チャンバ10の内部を所定の圧力に
調整する。また保護板3を静電チャック2に被せるため
の駆動系を兼ね備えた制御装置9を装置のチャンバ10の
周囲に有している。
【0029】上記の図3に示した装置を用いた実施例を
説明する。ここでの評価内容は、 プラズマ照射時にウェハ落下、異常放電等の確認。 チラー冷却器使用時のウェハ面内での温度分布の均一
性。特に、静電チャックに吸着している部分とガス冷却
を行っている部分での温度差。
【0030】実際にポリSi膜やSiO2膜をHBrでエッ
チングした時のエッチング量とエッチング分布。とす
る。
【0031】プラズマ照射時の条件は以下の通り。 RFパワー: 300W 使用ガス: HBr ガス流量: 100sccm チャンバ内圧力:0.13Torr チラー温度: 80℃ 冷却ガス : He 実験の結果、、に関しては問題はなく、ウエハ内の
温度分布も静電チャックに吸着した部分とガス冷却の部
分の温度差は、ほぼ10℃であった。
【0032】また、エッチング量は、ポリSi膜の場合:
2,000Å/min SiO2膜の場合: 25Å/min で分布は両方とも、±5%であった。
【0033】ここで、上記装置内でウェハのサイズが変
わる毎に、静電チャックを交換した従来例の場合での評
価内容に相当するデータを呈示すると、 エッチング量は、ポリSi膜の場合:2,000Å/mi
n SiO2膜の場合:20Å/min でエッチング分布は、ポリSi膜の場合:±10% SiO2膜の場合:±15% であり、本発明の静電チャックを用いた場合は従来品に
比べて、エッチング量はほぼ同じであり、エッチング分
布において優れた結果を示している。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウェハのサイズが変わる度に静電チャックを交換する手
間が省ける。しかも、従来の静電チャックを用いた場合
と同じ処理を行ってもプロセス上に何の問題も起こさ
ず、エッチング分布の向上、処理時間の短縮に大きく寄
与している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の静電チャック
【図2】 本発明のウェハ吸着方法
【図3】 本発明の一実施例の説明図
【符号の説明】
図において 1 ウェハ 2 静電チャック 3 保護板 4 高周波電源 5 上部電極 6 下部電極 7 ガス導入口 8 排気口 9 制御装置 10 チャンバ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸着する複数種類のウェハ(1) の最大サ
    イズに外径が一致し、該ウェハ(1) のそれぞれのサイズ
    に対応した複数の同心円状に分割され、且つ中心の最小
    サイズの第1の静電チャック(2a)を除く個々の分割され
    た静電チャック(2) が個々に下方移動可能な構造と、中
    心の最小サイズの第1の静電チャック(2a)を除く個々の
    分割された静電チャック(2) に対応した形状で中心なら
    びに下方に移動可能な静電チャック保護用の保護板(3)
    が左右に半等分ずつ設けられている構造とを有すること
    を特徴とする静電チャック。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の静電チャックを用い、吸
    着する該ウェハ(1)に適合した外径サイズまで順次該静
    電チャック(2) で該ウェハ(1) を静電吸着し、該ウェハ
    (1) のサイズより大きい該静電チャック(2) は下方に移
    動させ、左右に配置した保護板(3) の内、サイズの同じ
    か小さい該保護板(3) を下方に移動させ、該ウエハ(1)
    サイズより大きい保護板(3) を左右より中心方向に移動
    させて、該ウェハ(1) のサイズと同等以下の該静電チャ
    ック(2) の表面を覆うことを特徴とするウェハ吸着方
    法。
JP9187394A 1994-04-28 1994-04-28 静電チャックとウェハ吸着方法 Withdrawn JPH07297266A (ja)

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