JPH0766271A - 静電吸着装置 - Google Patents
静電吸着装置Info
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- JPH0766271A JPH0766271A JP21608193A JP21608193A JPH0766271A JP H0766271 A JPH0766271 A JP H0766271A JP 21608193 A JP21608193 A JP 21608193A JP 21608193 A JP21608193 A JP 21608193A JP H0766271 A JPH0766271 A JP H0766271A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 絶縁膜からのアルカリ金属または重金属など
の不純物による基板の汚染防止が可能な、半導体素子の
特性を大きく劣化させることのない、半導体プロセスを
円滑に進めることのできる、半導体素子用の半導体薄膜
の堆積装置に用いる静電吸着装置を提供する。 【構成】 第１の電極上に絶縁物を介して導電性物質ま
たは半導体物質を有する基体を設置し、第１の電極と基
体間に電圧を印加し、静電吸着力により基体を第１の電
極上に保持する静電吸着装置の絶縁物上に、基板と同材
料の薄膜または基板原子を含む化合物の薄膜を汚染防止
層として配設することにより、目的とする静電吸着装置
が提供される。
の不純物による基板の汚染防止が可能な、半導体素子の
特性を大きく劣化させることのない、半導体プロセスを
円滑に進めることのできる、半導体素子用の半導体薄膜
の堆積装置に用いる静電吸着装置を提供する。 【構成】 第１の電極上に絶縁物を介して導電性物質ま
たは半導体物質を有する基体を設置し、第１の電極と基
体間に電圧を印加し、静電吸着力により基体を第１の電
極上に保持する静電吸着装置の絶縁物上に、基板と同材
料の薄膜または基板原子を含む化合物の薄膜を汚染防止
層として配設することにより、目的とする静電吸着装置
が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は物体を保持、固定する静
電吸着装置に関する。特に半導体素子に用いる半導体薄
膜の堆積装置用の静電吸着装置に関する。
電吸着装置に関する。特に半導体素子に用いる半導体薄
膜の堆積装置用の静電吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来物体を保持・固定する方法として、
機械的方法によるメカニカルチャックや真空チャック、
および静電力を原理とする静電チャックなどの方法があ
る。しかしながら通常の半導体製造装置、特にプラズマ
を用いる製造装置内での基体保持の場合に、メカニカル
チャックは、 （１）基体表面を機械的チャックの一部が覆うために、
その部分の基体には所望の処理を行なうことが不可能で
あること。 （２）基体表面に機械的チャックの一部が露出するの
で、プラズマに曝され不純物汚染の要因となるうえに、
プラズマの空間分布を不均一なものにしてしまうこと。 （３）チャッキングの力が基体の一部に不均一にかかる
ため、基体にストレスが生ずること。 （４）基体を均一にチャックして、ストレスなどによる
反りを矯正することができないこと。 等の問題点がある。
機械的方法によるメカニカルチャックや真空チャック、
および静電力を原理とする静電チャックなどの方法があ
る。しかしながら通常の半導体製造装置、特にプラズマ
を用いる製造装置内での基体保持の場合に、メカニカル
チャックは、 （１）基体表面を機械的チャックの一部が覆うために、
その部分の基体には所望の処理を行なうことが不可能で
あること。 （２）基体表面に機械的チャックの一部が露出するの
で、プラズマに曝され不純物汚染の要因となるうえに、
プラズマの空間分布を不均一なものにしてしまうこと。 （３）チャッキングの力が基体の一部に不均一にかかる
ため、基体にストレスが生ずること。 （４）基体を均一にチャックして、ストレスなどによる
反りを矯正することができないこと。 等の問題点がある。
【０００３】一方、真空チャックは、真空装置内での使
用が不可能であるという大問題がある。これらのチャッ
ク法に対して、静電チャックは、真空中での使用は勿論
のこと、基体を均一な力で全面吸着することができ、基
体表面全体を均一なプラズマに曝すことが可能なので、
半導体製造装置の基体保持法としては非常に有利な方法
の一つである。
用が不可能であるという大問題がある。これらのチャッ
ク法に対して、静電チャックは、真空中での使用は勿論
のこと、基体を均一な力で全面吸着することができ、基
体表面全体を均一なプラズマに曝すことが可能なので、
半導体製造装置の基体保持法としては非常に有利な方法
の一つである。
【０００４】静電チャックの原理を簡単に説明する。図
２に示すように、平面上の電極２１上に誘電率ε、膜厚
ｄの絶縁物２２を介して基体２３を設置し、平面電極２
１と基体２３間に電圧Ｖを印加し静電力により基体を吸
着させる。このときの吸着力Ｆは、下記の式（Ｉ）
２に示すように、平面上の電極２１上に誘電率ε、膜厚
ｄの絶縁物２２を介して基体２３を設置し、平面電極２
１と基体２３間に電圧Ｖを印加し静電力により基体を吸
着させる。このときの吸着力Ｆは、下記の式（Ｉ）
【０００５】
【数１】 Ｆ＝１／２・ε・Ｓ・（Ｖ／ｄ）2 （Ｉ） で表わすことができる。但し、Ｓは電極面積、Ｖは印加
電圧を表わす。例えば、Ｓとして直径２インチ（約５１
ｍｍ）の電極を用い、絶縁物として比誘電率１０、膜厚
１００μｍのアルミナを用い、Ｖ＝１ｋＶとするとその
値は理想的には凡そ８．７Ｎとかなり強い力となり、例
えばＳｉウエハなどは問題なく吸着されることになる。
電圧を表わす。例えば、Ｓとして直径２インチ（約５１
ｍｍ）の電極を用い、絶縁物として比誘電率１０、膜厚
１００μｍのアルミナを用い、Ｖ＝１ｋＶとするとその
値は理想的には凡そ８．７Ｎとかなり強い力となり、例
えばＳｉウエハなどは問題なく吸着されることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
静電チャック法では静電チャックの絶縁膜自体、あるい
は絶縁膜中の不純物（特にアルカリ金属、重金属）によ
り基板の表面が汚染される。特に薄膜堆積装置において
は、基板を加熱することが多いために汚染され易い。こ
れらの汚染が半導体製造プロセス中に持ち込まれると半
導体素子の特性を大きく劣化させることとなる。本発明
は、上記に鑑み、不純物による基板の汚染を防止するこ
とのできる半導体薄膜堆積装置用の静電吸着装置の提供
を目的とする。
静電チャック法では静電チャックの絶縁膜自体、あるい
は絶縁膜中の不純物（特にアルカリ金属、重金属）によ
り基板の表面が汚染される。特に薄膜堆積装置において
は、基板を加熱することが多いために汚染され易い。こ
れらの汚染が半導体製造プロセス中に持ち込まれると半
導体素子の特性を大きく劣化させることとなる。本発明
は、上記に鑑み、不純物による基板の汚染を防止するこ
とのできる半導体薄膜堆積装置用の静電吸着装置の提供
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的は下記のよう
な本発明によって達成される。本発明は、静電チャック
を有するような薄膜堆積装置の、静電チャックの絶縁膜
上に、基板と同一材料の薄膜あるいは基板原子を含む化
合物の薄膜を汚染防止層として堆積させることにより、
絶縁膜自体あるいは絶縁膜中の不純物による基板裏面の
汚染を防止することのできる、半導体素子の特性を大き
く劣化させることのない、静電吸着装置を提供するもの
である。
な本発明によって達成される。本発明は、静電チャック
を有するような薄膜堆積装置の、静電チャックの絶縁膜
上に、基板と同一材料の薄膜あるいは基板原子を含む化
合物の薄膜を汚染防止層として堆積させることにより、
絶縁膜自体あるいは絶縁膜中の不純物による基板裏面の
汚染を防止することのできる、半導体素子の特性を大き
く劣化させることのない、静電吸着装置を提供するもの
である。
【０００８】すなわち、本発明は、第１の電極上に絶縁
物を介して導電性物質もしくは半導体物質を有する基体
を設置し、前記第１の電極と基体間に電圧を印加し、該
基体を第１の電極上に静電吸着力により保持する静電吸
着装置において、該静電吸着装置の絶縁物上に基板と同
材料の薄膜あるいは基板原子を含む化合物の薄膜を有す
ることを特徴とする、静電吸着装置である。
物を介して導電性物質もしくは半導体物質を有する基体
を設置し、前記第１の電極と基体間に電圧を印加し、該
基体を第１の電極上に静電吸着力により保持する静電吸
着装置において、該静電吸着装置の絶縁物上に基板と同
材料の薄膜あるいは基板原子を含む化合物の薄膜を有す
ることを特徴とする、静電吸着装置である。
【０００９】（好ましい実施態様）本発明の実施態様を
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施態
様を示す静電吸着装置の概略的断面図である。第１電極
１１上に絶縁性材料１２が形成されており、さらにその
上層に汚染防止層１５が堆積されている。基体１３に電
位を与える第２電極１４は、図１では基体裏面からピン
型の電極で基体に電位を与えるように示されているが、
他の形状であっても何ら支障ない。
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の実施態
様を示す静電吸着装置の概略的断面図である。第１電極
１１上に絶縁性材料１２が形成されており、さらにその
上層に汚染防止層１５が堆積されている。基体１３に電
位を与える第２電極１４は、図１では基体裏面からピン
型の電極で基体に電位を与えるように示されているが、
他の形状であっても何ら支障ない。
【００１０】汚染防止層１５は、基板がシリコンの場
合、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）あるいは多結晶シリコ
ン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）などのシリコン薄膜、あるいは酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）、窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
などのシリコン化合物薄膜など高純度で熱的に安定な薄
膜であれば、半導体膜または絶縁膜の何れでもよい。
合、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）あるいは多結晶シリコ
ン（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）などのシリコン薄膜、あるいは酸
化シリコン（ＳｉＯ2 ）、窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
などのシリコン化合物薄膜など高純度で熱的に安定な薄
膜であれば、半導体膜または絶縁膜の何れでもよい。
【００１１】電極材はＡｌ，Ｗ，Ｍｏ，Ｐｔなどの金
属、金属シリサイド、および低抵抗Ｓｉなど半導体物質
であっても全く支障はない。一方絶縁材料としてはアル
ミナなどの他、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ポリイミド系の
高分子材料などを使用することができる。
属、金属シリサイド、および低抵抗Ｓｉなど半導体物質
であっても全く支障はない。一方絶縁材料としてはアル
ミナなどの他、ＳｉＯ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ポリイミド系の
高分子材料などを使用することができる。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を具体的に
示すが、本発明がこれらのみに何ら制約、限定されるも
のではない。
示すが、本発明がこれらのみに何ら制約、限定されるも
のではない。
【００１３】実施例１ 以下本発明の第１の実施例を示す。第１電極として外径
９ｃｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ電極を用い、その上にアルミ
ナを２５０μｍの厚さに形成した。さらにその上に汚染
防止層として、減圧化学蒸着（ＬＰ−ＣＶＤ）法により
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を２μｍ堆積させた。一方
第２電極としてピン型のＭｏ電極を設けた。
９ｃｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ電極を用い、その上にアルミ
ナを２５０μｍの厚さに形成した。さらにその上に汚染
防止層として、減圧化学蒸着（ＬＰ−ＣＶＤ）法により
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）を２μｍ堆積させた。一方
第２電極としてピン型のＭｏ電極を設けた。
【００１４】この静電チャックに、大気中で第１電極と
第２電極の間に１０００Ｖを印加して４インチ（約１０
２ｍｍ）ウエハを吸着させたところ、０．２Ｎ／ｃｍ2
以上の力で完全に吸着した。この静電吸着装置を、図３
に示すようなｒｆ−ｄｃ（高周波−直流を表わす）結合
のバイアススパッタ装置（Ｔ．Ｏｈｍｉ，Ｔ．Ｉｃｈｉ
ｉｋａｗａ，ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６
６，ｐｐ．４７５６−４７６６（１９８９））の基板側
に用いて試験を行なった。
第２電極の間に１０００Ｖを印加して４インチ（約１０
２ｍｍ）ウエハを吸着させたところ、０．２Ｎ／ｃｍ2
以上の力で完全に吸着した。この静電吸着装置を、図３
に示すようなｒｆ−ｄｃ（高周波−直流を表わす）結合
のバイアススパッタ装置（Ｔ．Ｏｈｍｉ，Ｔ．Ｉｃｈｉ
ｉｋａｗａ，ｅｔ ａｌ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．６
６，ｐｐ．４７５６−４７６６（１９８９））の基板側
に用いて試験を行なった。
【００１５】３１は真空チャンバ、３２は５インチ（約
１２７ｍｍ）Ｓｉターゲット、３３は永久磁石、３４は
４インチ（約１０２ｍｍ）Ｓｉ基板、３５は本発明によ
る静電吸着装置、３６はターゲット電極、３７は１００
ＭＨｚ高周波電源、３８はマッチング回路、３９および
４０はターゲット並びに基板の電位を決定する直流電
源、４１および４２はローパスフィルタ、４３は電極シ
ールドである。
１２７ｍｍ）Ｓｉターゲット、３３は永久磁石、３４は
４インチ（約１０２ｍｍ）Ｓｉ基板、３５は本発明によ
る静電吸着装置、３６はターゲット電極、３７は１００
ＭＨｚ高周波電源、３８はマッチング回路、３９および
４０はターゲット並びに基板の電位を決定する直流電
源、４１および４２はローパスフィルタ、４３は電極シ
ールドである。
【００１６】試験は下記の条件で行なった。 投入ガス：Ａｒ ガス圧力：８ｍＴｏｒｒ ターゲット直流電位：−２００Ｖ 投入高周波電力：４００Ｗ 基板直流電位：＋５Ｖ 基板温度：３００℃。
【００１７】以上の条件による成膜後、Ｓｉ基板の裏面
の不純物を原子吸光法により分析した。その結果、Ｓｉ
基板裏面のアルカリ金属および重金属などの不純物の含
有量は、原子吸光法の検出限界以下（凡そ１×１０10ｃ
ｍ2 程度）であった。
の不純物を原子吸光法により分析した。その結果、Ｓｉ
基板裏面のアルカリ金属および重金属などの不純物の含
有量は、原子吸光法の検出限界以下（凡そ１×１０10ｃ
ｍ2 程度）であった。
【００１８】比較例１ 実施例１と同一の成膜条件により、汚染防止層となるａ
−Ｓｉ層を有しない構造の静電チャックを用いて成膜し
た。その結果、Ｓｉ基板裏面より、Ｎａが２．６×１０
10ｃｍ-2、Ｋが５．１×１０ 11ｃｍ-2検出された。
−Ｓｉ層を有しない構造の静電チャックを用いて成膜し
た。その結果、Ｓｉ基板裏面より、Ｎａが２．６×１０
10ｃｍ-2、Ｋが５．１×１０ 11ｃｍ-2検出された。
【００１９】実施例２ 以下本発明の第２の実施例を示す。第１電極として外径
１２ｃｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ電極を用い、その上にアル
ミナを２５０μｍの厚さで形成した。さらにその上に汚
染防止層として減圧化学蒸着（ＬＰ−ＣＶＤ）法により
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を２μｍ堆積させた。一方第
２電極としてピン型のＭｏ電極を設けた。
１２ｃｍ、厚さ５ｍｍのＭｏ電極を用い、その上にアル
ミナを２５０μｍの厚さで形成した。さらにその上に汚
染防止層として減圧化学蒸着（ＬＰ−ＣＶＤ）法により
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を２μｍ堆積させた。一方第
２電極としてピン型のＭｏ電極を設けた。
【００２０】この静電チャックに大気中で１０００Ｖを
印加し、６インチ（約１５２ｍｍ）ウエハを吸着させた
ところ完全に吸着した。この静電吸着装置を、図３に示
すようなｒｆ−ｄｃ（高周波−直流）結合のバイアスス
パッタ装置の基板側およびターゲット側に用いてターゲ
ット基板サイズを６インチ（約１５２ｍｍ）とし、高周
波投入電力を９００Ｗとした以外は、実施例１と同様な
試験を行なった。
印加し、６インチ（約１５２ｍｍ）ウエハを吸着させた
ところ完全に吸着した。この静電吸着装置を、図３に示
すようなｒｆ−ｄｃ（高周波−直流）結合のバイアスス
パッタ装置の基板側およびターゲット側に用いてターゲ
ット基板サイズを６インチ（約１５２ｍｍ）とし、高周
波投入電力を９００Ｗとした以外は、実施例１と同様な
試験を行なった。
【００２１】その後、実施例１と同様に、Ｓｉ基板の裏
面の不純物を原子吸光法により分析した。その結果、Ｓ
ｉ基板裏面のアルカリ金属および重金属などの不純物の
含有量は、原子吸光法の検出限界以下（凡そ１×１０10
ｃｍ2 ）であった。
面の不純物を原子吸光法により分析した。その結果、Ｓ
ｉ基板裏面のアルカリ金属および重金属などの不純物の
含有量は、原子吸光法の検出限界以下（凡そ１×１０10
ｃｍ2 ）であった。
【００２２】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、静電チ
ャックを有するような薄膜堆積装置の静電チャックの絶
縁膜上に、基板と同材料の薄膜あるいは基板原子を含む
化合物の薄膜を汚染防止層として設けることにより、静
電吸着装置の絶縁膜からのアルカリ金属あるいは重金属
による基板裏面の汚染が防止され、その後の通常の半導
体プロセス投入においても何ら問題を生ずることなく、
プロセスを円滑に進めることができる。
ャックを有するような薄膜堆積装置の静電チャックの絶
縁膜上に、基板と同材料の薄膜あるいは基板原子を含む
化合物の薄膜を汚染防止層として設けることにより、静
電吸着装置の絶縁膜からのアルカリ金属あるいは重金属
による基板裏面の汚染が防止され、その後の通常の半導
体プロセス投入においても何ら問題を生ずることなく、
プロセスを円滑に進めることができる。
【図１】本発明の静電吸着装置を示す概略断面図。
【図２】従来の静電吸着装置を示す概略断面図。
【図３】ｒｆ−ｄｃ（高周波−直流）結合バイアススパ
ッタ装置の概略系統図。
ッタ装置の概略系統図。
１１，２１ 第１電極 １２，２２ 絶縁物 １３，２３，３４ 基体 １４ 第２電極 １５ 汚染防止層 ３１ 真空チャンバ ３２ ターゲット ３３ 永久磁石 ３５ 静電吸着装置 ３６ ターゲット電極 ３７ １００ＭＨｚ高周波電源 ３８ マッチング回路 ３９，４０ ターゲットおよび基体の電位を決定する
直流電源 ４１，４２ ローパスフィルタ ４３ 電極シールド
直流電源 ４１，４２ ローパスフィルタ ４３ 電極シールド
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の電極上に絶縁物を介して導電性物
質もしくは半導体物質を有する基体を設置し、前記第１
の電極と基体間に電圧を印加し、該基体を第１の電極上
に静電吸着力により保持する静電吸着装置において、該
静電吸着装置の絶縁物上に基板と同材料の薄膜あるいは
基板原子を含む化合物の薄膜を有することを特徴とする
静電吸着装置。 - 【請求項２】 前記基板が半導体基板であり、絶縁物
（誘電体層）上の薄膜が半導体薄膜であることを特徴と
する請求項１記載の静電吸着装置。 - 【請求項３】 前記基板がシリコンであり、誘電体層
（絶縁物）上の薄膜がシリコン薄膜であることを特徴と
する請求項２記載の静電吸着装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21608193A JPH0766271A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 静電吸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21608193A JPH0766271A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 静電吸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0766271A true JPH0766271A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16682961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21608193A Pending JPH0766271A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 静電吸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766271A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806798A2 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Applied Materials, Inc. | Substrate support chuck having a contaminant containment layer and method of fabricating same |
| US5841624A (en) * | 1997-06-09 | 1998-11-24 | Applied Materials, Inc. | Cover layer for a substrate support chuck and method of fabricating same |
| JP2005340442A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | 静電チャック及びその製造方法 |
| JP2009071223A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-02 | Tocalo Co Ltd | 静電チャック部材およびその製造方法 |
| JP2012151450A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-08-09 | Tokyo Electron Ltd | 静電チャック |
| CN106158589A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-23 | 上海华力微电子有限公司 | 改善浅沟槽隔离制程金属污染的方法及集成电路制造方法 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21608193A patent/JPH0766271A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0806798A2 (en) * | 1996-05-08 | 1997-11-12 | Applied Materials, Inc. | Substrate support chuck having a contaminant containment layer and method of fabricating same |
| EP0806798A3 (en) * | 1996-05-08 | 1999-11-17 | Applied Materials, Inc. | Substrate support chuck having a contaminant containment layer and method of fabricating same |
| US5841624A (en) * | 1997-06-09 | 1998-11-24 | Applied Materials, Inc. | Cover layer for a substrate support chuck and method of fabricating same |
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| CN106158589A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-23 | 上海华力微电子有限公司 | 改善浅沟槽隔离制程金属污染的方法及集成电路制造方法 |
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