JPH077072A - 静電チャック装置における基板の脱着方法および脱着機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハーなどの処理基板をプラズマ処
理する装置で使用する静電チャック装置における基板の
脱着方法および脱着機構に関する。処理基板を破損する
おそれを無くすると共に、処理基板内の回路にダメージ
を与えないようにすることを目的としている。 【構成】 静電チャックの吸着面にリフトピン５を突出
可能に設けてなる静電チャック装置の基板脱着機構にお
いて、リフトピン５は抵抗部材２１が介設してあると共
に、長さ方向で伸縮可能としてある。処理基板１を脱着
する際、リフトピン５を上昇させて、リフトピン５の先
端を処理基板１の裏面に当接し、当接初期状態を一時的
に保って、吸着面の静電気を抵抗部材２１を通して放電
させ、然る後リフトピン５を再上昇させて基板１を吸着
面から脱着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドライエッチング装
置、スパッタリング装置、プラズマＣＶＤ装置、その他
のプラズマ処理装置の、基板支持部を構成する静電チャ
ック装置に係り、静電チャック装置に吸着した基板の脱
着方法および脱着機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プラズマを利用して、半導体ウエ
ハーなどの基板を処理する技術として、ドライエッチン
グ法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などが知ら
れている。

【０００３】これらの技術で基板の処理をする場合、プ
ラズマに晒される基板の温度は２００℃前後に上昇する
ので、一般には、水その他の冷媒で冷却された基板ホル
ダーで支持し、基板が加熱されるのを防いでいる。

【０００４】前記基板ホルダーと基板は、冷却効果を確
実に得る為に、両者間の熱伝導度を高くすることが必要
で、クランプによって基板を基板ホルダーに圧接させる
方法があったが、クランプ部分（基板の縁部）は処理か
ら除外される為、基板の有効利用が妨げられることか
ら、図３に示したような静電チャック装置が広く利用さ
れるに至っている。

【０００５】図３に示した静電チャック装置は、処理基
板３１を支持する基板ホルダーを構成するもので、絶縁
物３２（以下の実施例も含めて、厚みをもって示してあ
るが、実際には数百ミクロンの厚さである。）で覆われ
た電極３３が冷却機構３４上に設けてある。スイッチ３
９と直流電源４１（１〜２Ｋｖ）を有する直流回路によ
って、処理基板３１と電極３３間に電位差を与えると、
処理基板３１と電極３３の間に電荷が蓄積されて、静電
吸着力が得られるものである。尚、リアクティブイオン
エッチング装置の場合のように、プラズマ処理中のプラ
ズマ電位と電極３３に印加した直流電圧によって、処理
基板３１と電極３３間に電位差が生じるようにして、前
記直流回路は使用しない場合もある。

【０００６】前記冷却機構３４側には、該冷却機構と絶
縁物３２および電極３３を貫通して、処理基板３１側に
突出できるようにしたリフトピン３５、３５が昇降機構
３７を介して設けて基板の脱着機構が構成してある。昇
降機構３７と冷却機構３４間にはバネ３８が設置してあ
り、リフトピン３５、３５は、先端部が絶縁物３２内に
没入するようにされている。

【０００７】所定のプラズマ処理が終了した時に、昇降
機構３７を介してリフトピン３５、３５を基板吸着面を
越えて処理基板３１側に突出させると、リフトピン３
５、３５が処理基板３１に当接して、静電チャック時に
処理基板３１と電極３３間に蓄積された電荷をリフトピ
ン３５、３５を通してアース側に放電させて、静電吸着
力を解除し、処理基板３１が絶縁物３２から持上げられ
るようになっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記のような静電チャ
ック装置において、リフトピン３５、３５を突出させて
処理基板３１を持上げて脱着する場合、次のような問題
点があった。

【０００９】即ち、前記の静電チャック装置において、
リフトピン３５、３５が処理基板に当接してから、処理
基板３１と電極３３の間に蓄積された電荷が放電され
て、静電吸着力が無くなるまでには、極く短時間ではあ
るが、ある時間が必要であった。然し乍ら、リフトピン
３５、３５は処理基板３１に当接した位置で止まること
なく上昇するような構造であったので、静電吸着力が未
だ残っているのに拘らず、処理基板３１を持上げること
になり、残留している静電吸着力が大きい場合には、処
理基板３１に無理な力が加えられ、処理基板３１を飛び
出させたり、破損するおそれもあった。

【００１０】又、前記処理基板３１と電極３３間に蓄積
した電荷をリフトピン３５、３５を介してアース側に放
電する回路には、電流値を制限するものが無いので、放
電々流は処理基板３１に最初に当接したリフトピン３５
を通して無制限で急激に流れることになり、これが原因
で、処理基板３１内に形成した回路（半導体デバイスと
しての）にダメージを与えるおそれがあった。

【００１１】この発明はこのような問題点に鑑みてなさ
れたもので、処理基板を破損するおそれを無くすると共
に、処理基板内の回路にダメージを与えないようにした
静電チャック装置における基板の脱着方法および脱着機
構を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決する為の手段】上記の目的を達成するこの
発明の静電チャック装置における基板の脱着方法は、静
電チャックに吸着した基板をリフトピンの上昇を介して
脱着する方法において、リフトピンを上昇させて、リフ
トピンの先端を基板の裏面に当接し、当接初期状態を一
時的に保って、吸着面の静電気をリフトピンに介設した
抵抗部材を通して放電させ、然る後リフトピンを再上昇
させて基板を吸着面から脱着させることを特徴としてい
る。

【００１３】又、この発明の静電チャック装置における
基板の脱着機構は、静電チャックの吸着面にリフトピン
を突出可能に設けてなる静電チャック装置の基板脱着機
構において、前記リフトピンは抵抗部材が介設してある
と共に、長さ方向で伸縮可能としてあることを特徴とし
ている。

【００１４】前記リフトピンは、例えば先端側にバネを
介して杆体を弾持し、該杆体の先端に抵抗部材を設けて
構成する。抵抗部材は杆体に対して着脱可能に設けるの
が望ましい。

【００１５】

【作用】この発明によれば、リフトピンの先端を基板の
裏面に当接させた初期状態を一時的に保つので、吸着し
た基板を無理に押上げることなく、吸着部の静電気を放
電させることができる。従って、基板の飛び出しや破損
を無くすることができる。

【００１６】又、静電気の放電は、リフトピンに介設し
た抵抗部材を通して行うので、放電々流が制限され、急
激な放電々流による基板内の回路の破壊などのダメージ
を与えないようにできる。

【００１７】前記抵抗部材を着脱可能に構成した場合、
放電回路の抵抗値を変化させて、放電々流を処理基板の
構造等を考慮して設定することができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図を参照して説明
する。

【００１９】図１において、(a) は実施例の静電チャッ
ク装置が処理基板１を静電吸着している状態、(b) はリ
フトピン５を上昇させて処理基板１と電極３の間に蓄積
した電荷を放電している状態、(c) はリフトピン５で処
理基板１を持上げた状態を、夫々表わしている。

【００２０】実施例の静電チャック装置は、図３に示し
た従来の装置と同様に、絶縁物２で覆われた電極３が冷
却機構４に搭載して構成され、処理基板１と電極３の間
に直流電圧を印加する為の回路１３がスイッチ９と直流
電源１１により構成してある。

【００２１】絶縁物２および電極３を貫通するように形
成した孔１４と、冷却機構４を貫通するように形成した
孔１５が互いに連通させてあり、これらの孔１４、１５
に挿通したリフトピン５、５が、冷却機構４の下部に設
置した昇降機構７に植設して、基板の脱着機構が構成し
てある。昇降機構７と冷却機構４の間には、バネ８が絶
縁材製のバネ受け６、６を介して装着してあり、バネ８
の弾力でリフトピン５、５は、先端部分が常時、絶縁物
２内に位置し、絶縁物２の上側に突出しないようにして
ある。昇降機構７には、スイッチ１０を介設した放電回
路１６が接続してあり、一端がアース１２に接続してあ
る。

【００２２】前記リフトピン５は、図２に示したような
構造で長さ方向で伸縮可能としてある。即ち、昇降機構
７に植設される基部側が筒体２４で構成され、筒体２４
内に装着したバネ２５で弾持したボルト状の杆体２３の
先端部が筒体２４から突出させてある。そしてこの杆体
２３の先端に円柱状に形成したカーボン製の抵抗部材２
１が螺着してあり、押えナット２２で固定してある。図
中２６は筒体２４の基部に螺着したバネ押えである。バ
ネ２５は、冷却機構４と昇降機構７の間に装着したバネ
８に比べて弾力の弱いバネとしてある。

【００２３】次に上記実施例で、処理基板を脱着する方
法について説明する。

【００２４】処理基板１をプラズマ処理する場合は、図
１(a) に示したように昇降機構７はバネ８の弾力で降下
した状態とし、リフトピン５の先端部が絶縁物２の孔１
４内に収容されるようにする。回路１３のスイッチ９を
閉じて、処理基板１と電極３の間に電圧を印加すると、
処理基板１と電極３の間に電荷が蓄積される結果、処理
基板１は絶縁物２の表面に静電吸着される。従って処理
基板１は絶縁物２を介して冷却機構４によって充分に冷
却されることになる。尚、この場合、放電回路１６のス
イッチ１０は開の状態とする。

【００２５】プラズマ処理が終了し、処理基板１を他の
場所へ搬送する時には、(b) のように回路１３のスイッ
チ９を開とする一方、放電回路１６のスイッチ１０を閉
とし、かつリフトピン５、５の先端部を絶縁物２から突
出させるべく、昇降機構７をバネ８の弾力に抗して上昇
させる。

【００２６】この時、処理基板１と電極３の間には、未
だ電荷が残っており、静電吸着の状態にあるので、リフ
トピン５は、その上昇に従ってバネ２５が縮み、杆体２
３が筒体２４内に没入し、図１(b) に示したような状態
で、抵抗部材２１が処理基板１に当接した初期状態が一
時的に保持される。

【００２７】リフトピン５の抵抗部材２１が処理基板１
に当接すると、処理基板１と電極３の間に残っていた電
荷が抵抗部材２１および放電回路１６を通してアース１
２側へ放電される。この放電々流は抵抗部材２１を通し
て流れるので、電流が制限され、処理基板１内の回路へ
の急激な電流の放電によるダメージを避けることができ
る。抵抗部材２１は杆体２３に螺着、固定してあり、交
換可能としてあるので、許容される放電々流を考慮し
て、放電時間が最短にできるような抵抗値の抵抗部材２
１を選定する。

【００２８】抵抗部材２１および放電回路１６を通して
放電が進行すると、処理基板１と電極３の間の静電吸着
力が弱くなり、リフトピン５内のバネ２４の弾力が静電
吸着の力に打勝つようになると、リフトピン５が伸長し
て(c) に示したように、処理基板１を絶縁物２から持上
げる。これで静電チャックの開放が終了するので、放電
回路１６のスイッチを開とすると共に、処理基板１は、
搬送ロボット（図示していない）などによって、次の工
程へ搬送すれば良い。

【００２９】前記実施例におけるスイッチ９は、リアク
ティブイオンエッチング装置においては、プラズマの生
成又は消滅がスイッチとしての働きをするので、電気回
路としてのスイッチ９は設けなくても良い。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、静電吸着の為の電荷を、リフトピンを介して電流制
限しながら放電させた後、吸着面から持上げるようにし
たので、処理基板への放電々流によるダメージおよび処
理基板の破損を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の断面図であり、(a) は静電
吸着時、(b) は電荷放電時、(c) は処理基板を持上げた
時を夫々示している。

【図２】同じく実施例のリフトピンの拡大断面図であ
る。

【図３】従来の静電チャック装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 処理基板 ２ 絶縁物 ３ 電極 ４ 冷却機構 ５ リフトピン ７ 昇降機構 ８ バネ ２１ 抵抗部材 ２３ 杆体 ２５ バネ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電チャックに吸着した基板をリフトピ
   ンの上昇を介して脱着する方法において、リフトピンを
   上昇させて、リフトピンの先端を基板の裏面に当接し、
   当接初期状態を一時的に保って、吸着面の静電気をリフ
   トピンに介設した抵抗部材を通して放電させ、然る後リ
   フトピンを再上昇させて基板を吸着面から脱着させるこ
   とを特徴とする静電チャック装置における基板の脱着方
   法。
2. 【請求項２】 静電チャックの吸着面にリフトピンを突
   出可能に設けてなる静電チャック装置の基板脱着機構に
   おいて、前記リフトピンは抵抗部材が介設してあると共
   に、長さ方向で伸縮可能としてあることを特徴とする静
   電チャック装置の基板脱着機構。
3. 【請求項３】 リフトピンは、先端側にバネを介して杆
   体を弾持し、該杆体の先端に抵抗部材を設けて構成した
   請求項２記載の静電チャック装置の基板脱着機構。
4. 【請求項４】 抵抗部材は、杆体に着脱可能に設けてあ
   る請求項３記載の静電チャック装置の基板脱着機構。