JPH08316297A - 静電チャック及びその制御方法 - Google Patents
静電チャック及びその制御方法Info
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- JPH08316297A JPH08316297A JP12414395A JP12414395A JPH08316297A JP H08316297 A JPH08316297 A JP H08316297A JP 12414395 A JP12414395 A JP 12414395A JP 12414395 A JP12414395 A JP 12414395A JP H08316297 A JPH08316297 A JP H08316297A
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- wafer
- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チャッキング動作時におけるサージ電流の発
生を抑制する。 【構成】 チャック電極６の表面に被着された誘電体７
と、チャック電極６に電圧を印加する高圧用電源１０と
を備え、誘電体７の上に載置されたウエハ１１を静電力
をもって吸着保持する静電チャックに対し、高圧用電源
１０の出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段として
電圧制御部１２を高圧用電源１０に接続した。そして電
圧制御部１２からの指令にしたがい、ウエハ１１を誘電
体７上に吸着する際には高圧用電源１０の出力電圧を徐
々に上昇させ、またウエハ１１を誘電体７から離脱させ
る際には高圧用電源１０の出力電圧を徐々に降下させる
ようにした。
生を抑制する。 【構成】 チャック電極６の表面に被着された誘電体７
と、チャック電極６に電圧を印加する高圧用電源１０と
を備え、誘電体７の上に載置されたウエハ１１を静電力
をもって吸着保持する静電チャックに対し、高圧用電源
１０の出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段として
電圧制御部１２を高圧用電源１０に接続した。そして電
圧制御部１２からの指令にしたがい、ウエハ１１を誘電
体７上に吸着する際には高圧用電源１０の出力電圧を徐
々に上昇させ、またウエハ１１を誘電体７から離脱させ
る際には高圧用電源１０の出力電圧を徐々に降下させる
ようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスに
おいてウエハ保持のために用いられる静電チャックに関
するものである。
おいてウエハ保持のために用いられる静電チャックに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化に伴って、
微細加工プロセスに用いられる薄膜形成装置（ドライエ
ッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッタ装置等）では、微
細化パターンの実現のために処理中のウエハ温度を高精
度に制御することが強く要求されている。そこで、そう
した薄膜形成装置のウエハ保持機構には、ウエハを密着
状態に支持することによって、ヒータ加熱方式や水冷方
式等によりウエハの温度制御が可能な静電チャックが採
用されている。
微細加工プロセスに用いられる薄膜形成装置（ドライエ
ッチング装置、ＣＶＤ装置、スパッタ装置等）では、微
細化パターンの実現のために処理中のウエハ温度を高精
度に制御することが強く要求されている。そこで、そう
した薄膜形成装置のウエハ保持機構には、ウエハを密着
状態に支持することによって、ヒータ加熱方式や水冷方
式等によりウエハの温度制御が可能な静電チャックが採
用されている。
【０００３】図５はエッチング装置に組み込まれた従来
の静電チャックの構成を示す概略図である。図５におい
ては、エッチング室となるチャンバ１に外部よりガス供
給器２と排気装置３とが接続されている。またチャッバ
１の下部には高周波電極４が設置されており、この高周
波電極４に高周波電源５より高周波を印加することで、
ガス供給器２から供給された任意のガスと排気装置３の
減圧作用により、チャンバ１内にプラズマが発生するよ
うになっている。さらに高周波電極４上には、平板状の
チャック電極６が配置されており、このチャック電極６
の表面にセラミックスや樹脂等の誘電体７が被着されて
いる。また、チャック電極６にはスイッチ８及び電流計
９を介して高圧用電源１０が接続され、これらチャック
電極６、誘電体７及び高圧用電源１０によって静電チャ
ックが構成されている。
の静電チャックの構成を示す概略図である。図５におい
ては、エッチング室となるチャンバ１に外部よりガス供
給器２と排気装置３とが接続されている。またチャッバ
１の下部には高周波電極４が設置されており、この高周
波電極４に高周波電源５より高周波を印加することで、
ガス供給器２から供給された任意のガスと排気装置３の
減圧作用により、チャンバ１内にプラズマが発生するよ
うになっている。さらに高周波電極４上には、平板状の
チャック電極６が配置されており、このチャック電極６
の表面にセラミックスや樹脂等の誘電体７が被着されて
いる。また、チャック電極６にはスイッチ８及び電流計
９を介して高圧用電源１０が接続され、これらチャック
電極６、誘電体７及び高圧用電源１０によって静電チャ
ックが構成されている。
【０００４】上記構成からなる静電チャックにおいて、
誘電体７の上に載置されたウエハ１１を吸着する場合
は、スイッチ９をオフ（開）状態からオン（閉）状態に
切り換えてチャック電極６に電圧（正電圧）を印加し、
これにより誘電体７を分極させて両者（チャック電極６
−ウエハ１１）の間に静電力を発生させる。一方、エッ
チングが終了して誘電体７からウエハ１１を離脱させる
場合は、チャック電極６への印加電圧を０Ｖにしただけ
では、残留電荷によってウエハ１を離脱させることが困
難であるため、チャック電極６に対して逆電圧（負電
圧）を印加し、ウエハ１１に対する吸着力を強制的に解
除する。
誘電体７の上に載置されたウエハ１１を吸着する場合
は、スイッチ９をオフ（開）状態からオン（閉）状態に
切り換えてチャック電極６に電圧（正電圧）を印加し、
これにより誘電体７を分極させて両者（チャック電極６
−ウエハ１１）の間に静電力を発生させる。一方、エッ
チングが終了して誘電体７からウエハ１１を離脱させる
場合は、チャック電極６への印加電圧を０Ｖにしただけ
では、残留電荷によってウエハ１を離脱させることが困
難であるため、チャック電極６に対して逆電圧（負電
圧）を印加し、ウエハ１１に対する吸着力を強制的に解
除する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の静電チャックでは、その回路形態が誘電体７をコンデ
ンサ（Ｃ）とした等価回路を構成し、しかもチャック電
極６に対する印加電圧の切り換えが単にスイッチ８のオ
ンオフ（開閉）や極性の反転により行われるため、ウエ
ハ吸着時には図６に示すように電圧が瞬時に上昇するこ
とでサージ電流が発生し、またウエハ離脱時にも図７に
示すように電圧が瞬時に降下することでサージ電流が発
生する。したがって、ウエハ１１に形成されたゲート酸
化膜などの薄膜部分が、静電チャックのチャッキング動
作時に発生するサージ電流によって破壊される虞れがあ
った。
の静電チャックでは、その回路形態が誘電体７をコンデ
ンサ（Ｃ）とした等価回路を構成し、しかもチャック電
極６に対する印加電圧の切り換えが単にスイッチ８のオ
ンオフ（開閉）や極性の反転により行われるため、ウエ
ハ吸着時には図６に示すように電圧が瞬時に上昇するこ
とでサージ電流が発生し、またウエハ離脱時にも図７に
示すように電圧が瞬時に降下することでサージ電流が発
生する。したがって、ウエハ１１に形成されたゲート酸
化膜などの薄膜部分が、静電チャックのチャッキング動
作時に発生するサージ電流によって破壊される虞れがあ
った。
【０００６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、チャッキング動作時における
サージ電流の発生を抑制することができる静電チャック
及びその制御方法を提供することにある。
れたもので、その目的は、チャッキング動作時における
サージ電流の発生を抑制することができる静電チャック
及びその制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、チャック電極の表面に被
着された誘電体と、チャック電極に電圧を印加する高圧
用電源とを備え、誘電体の上に載置されたウエハを静電
力をもって吸着保持する静電チャックにおいて、高圧用
電源の出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段を具備
した構成を採用している。そして、ウエハを誘電体上に
吸着する際には、高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇さ
せるようにしている。さらに、ウエハを誘電体から離脱
させる際には、高圧用電源の出力電圧を徐々に降下させ
るようにしている。
成するためになされたもので、チャック電極の表面に被
着された誘電体と、チャック電極に電圧を印加する高圧
用電源とを備え、誘電体の上に載置されたウエハを静電
力をもって吸着保持する静電チャックにおいて、高圧用
電源の出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段を具備
した構成を採用している。そして、ウエハを誘電体上に
吸着する際には、高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇さ
せるようにしている。さらに、ウエハを誘電体から離脱
させる際には、高圧用電源の出力電圧を徐々に降下させ
るようにしている。
【０００８】
【作用】本発明においては、高圧用電源の出力電圧を徐
々に変化させる電圧可変手段を具備しているため、この
電圧可変手段をもってウエハを誘電体上に吸着する際に
は高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇させ、またウエハ
を誘電体から離脱させる際には高圧用電源の出力電圧を
徐々に降下させることにより、誘電体をキャパシタンス
とした充放電電流の流れが緩やかになり、これによって
チャッキング動作時におけるサージ電流の発生が抑制さ
れる。
々に変化させる電圧可変手段を具備しているため、この
電圧可変手段をもってウエハを誘電体上に吸着する際に
は高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇させ、またウエハ
を誘電体から離脱させる際には高圧用電源の出力電圧を
徐々に降下させることにより、誘電体をキャパシタンス
とした充放電電流の流れが緩やかになり、これによって
チャッキング動作時におけるサージ電流の発生が抑制さ
れる。
【０００９】
【実施例】以下、例えばエッチング装置に適用した場合
の本発明の実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明
する。なお、本発明に係わる静電チャックはエッチング
装置への適用に限定されるものではなく、半導体製造プ
ロセスにおける他の薄膜形成装置にも広く適用できるも
のである。また、本実施例においては、上記従来例と同
様の構成部分に同じ符号を付し、重複する説明は省略す
る。
の本発明の実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明
する。なお、本発明に係わる静電チャックはエッチング
装置への適用に限定されるものではなく、半導体製造プ
ロセスにおける他の薄膜形成装置にも広く適用できるも
のである。また、本実施例においては、上記従来例と同
様の構成部分に同じ符号を付し、重複する説明は省略す
る。
【００１０】図１はエッチング装置に適用した場合の本
発明に係わる静電チャックの一実施例を示す概略構成図
である。図１においては、静電チャックの一構成要素で
あるチャック電極６に対し、従来のようにスイッチ等を
介在させることなく、電流計９のみを介して高圧用電源
１０が接続されている。また高圧用電源１０には、その
出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段として電圧制
御部１２が接続されている。
発明に係わる静電チャックの一実施例を示す概略構成図
である。図１においては、静電チャックの一構成要素で
あるチャック電極６に対し、従来のようにスイッチ等を
介在させることなく、電流計９のみを介して高圧用電源
１０が接続されている。また高圧用電源１０には、その
出力電圧を徐々に変化させる電圧可変手段として電圧制
御部１２が接続されている。
【００１１】電圧制御部１２は、例えば図示のごとくＤ
／Ａ変換器１３と演算処理部１４とからなるもので、演
算処理部１４からの指令によりＤ／Ａ変換器１３から時
間に比例した制御情報を出力し、高圧用電源１０に対し
て出力指示を行う構成となっている。ちなみに、高圧用
電源１０の出力電圧を変化させる電圧可変手段として
は、上述のごとくＤ／Ａ変換器１３と演算処理部１４と
からなる電圧制御部１２の他にも種々の構成が考えられ
るが、いずれの構成を採用しても構わない。
／Ａ変換器１３と演算処理部１４とからなるもので、演
算処理部１４からの指令によりＤ／Ａ変換器１３から時
間に比例した制御情報を出力し、高圧用電源１０に対し
て出力指示を行う構成となっている。ちなみに、高圧用
電源１０の出力電圧を変化させる電圧可変手段として
は、上述のごとくＤ／Ａ変換器１３と演算処理部１４と
からなる電圧制御部１２の他にも種々の構成が考えられ
るが、いずれの構成を採用しても構わない。
【００１２】続いて、本実施例における静電チャックの
動作について説明する。先ず、誘電体７の上に載置され
たウエハ１１を吸着するにあたっては、電圧制御部１２
からの指令にしたがい、図２に示すように高圧用電源１
０の出力電圧を段階的又は連続したかたちで徐々に上昇
させる。これにより、図３（ａ）に示すように、チャッ
ク電極６に対して正の電圧が印加されるため、誘電体７
が分極してチャック電極６とウエハ１１との間に静電力
が発生し、この静電力をもってウエハ１が吸着保持され
る。
動作について説明する。先ず、誘電体７の上に載置され
たウエハ１１を吸着するにあたっては、電圧制御部１２
からの指令にしたがい、図２に示すように高圧用電源１
０の出力電圧を段階的又は連続したかたちで徐々に上昇
させる。これにより、図３（ａ）に示すように、チャッ
ク電極６に対して正の電圧が印加されるため、誘電体７
が分極してチャック電極６とウエハ１１との間に静電力
が発生し、この静電力をもってウエハ１が吸着保持され
る。
【００１３】このウエハ吸着に際しては、図２に示すよ
うに高圧用電源１０の出力電圧を徐々に上昇させるよう
にしたので、電圧の立ち上がりが極めて緩やかになる。
したがって、電圧の上昇とともにキャパシタンスとして
機能する誘電体７に対しても徐々に充電電流が流れ込む
ようになるため、従来のようにウエハ吸着に際してサー
ジ電流が発生せず、ウエハ１１内でのサージ破壊が回避
される。
うに高圧用電源１０の出力電圧を徐々に上昇させるよう
にしたので、電圧の立ち上がりが極めて緩やかになる。
したがって、電圧の上昇とともにキャパシタンスとして
機能する誘電体７に対しても徐々に充電電流が流れ込む
ようになるため、従来のようにウエハ吸着に際してサー
ジ電流が発生せず、ウエハ１１内でのサージ破壊が回避
される。
【００１４】これに対し、エッチングが終了して誘電体
７からウエハ１１を離脱させる場合は、電圧制御部１２
からの指令にしたがい、図４に示すように高圧用電源１
０の出力電圧を段階的又は連続したかたちで徐々に降下
させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、ウエハ
吸着時とは反対極性の、いわゆる逆電圧がチャック電極
６に印加されるため、残留電荷が強制的に除去されてウ
エハ１１に対する吸着力が消失し、誘電体７からのウエ
ハ１１の離脱が容易になる。
７からウエハ１１を離脱させる場合は、電圧制御部１２
からの指令にしたがい、図４に示すように高圧用電源１
０の出力電圧を段階的又は連続したかたちで徐々に降下
させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、ウエハ
吸着時とは反対極性の、いわゆる逆電圧がチャック電極
６に印加されるため、残留電荷が強制的に除去されてウ
エハ１１に対する吸着力が消失し、誘電体７からのウエ
ハ１１の離脱が容易になる。
【００１５】このウエハ離脱に際しては、図４に示すよ
うに高圧用電源１０の出力電圧を徐々に降下させるよう
にしたので、電圧の立ち下がりが極めて緩やかになる。
したがって、電圧の降下とともに誘電体７からも徐々に
放電電流が流れ出るようになるため、従来のようにウエ
ハ離脱に際してサージ電流が発生せず、上記同様にウエ
ハ１１内でのサージ破壊が回避される。
うに高圧用電源１０の出力電圧を徐々に降下させるよう
にしたので、電圧の立ち下がりが極めて緩やかになる。
したがって、電圧の降下とともに誘電体７からも徐々に
放電電流が流れ出るようになるため、従来のようにウエ
ハ離脱に際してサージ電流が発生せず、上記同様にウエ
ハ１１内でのサージ破壊が回避される。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ャック電極に電圧を印加する高圧用電源の出力電圧を徐
々に変化させる電圧可変手段を具備しているため、この
電圧可変手段をもってウエハを誘電体上に吸着する際に
は高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇させ、またウエハ
を誘電体から離脱させる際には高圧用電源の出力電圧を
徐々に降下させることにより、チャッキング動作時にお
けるサージ電流の発生を抑制し、ウエハ内でのサージ破
壊を確実に防止することができる。また、安全上の目的
から過電流の発生と同時に高圧用電源を強制的にオフす
る過電流防止機能が設けられている場合にも、チャッキ
ング動作時におけるサージ電流の発生が抑制されること
から、過電流防止機能を作動させることなく安定した処
理を行うことができる。
ャック電極に電圧を印加する高圧用電源の出力電圧を徐
々に変化させる電圧可変手段を具備しているため、この
電圧可変手段をもってウエハを誘電体上に吸着する際に
は高圧用電源の出力電圧を徐々に上昇させ、またウエハ
を誘電体から離脱させる際には高圧用電源の出力電圧を
徐々に降下させることにより、チャッキング動作時にお
けるサージ電流の発生を抑制し、ウエハ内でのサージ破
壊を確実に防止することができる。また、安全上の目的
から過電流の発生と同時に高圧用電源を強制的にオフす
る過電流防止機能が設けられている場合にも、チャッキ
ング動作時におけるサージ電流の発生が抑制されること
から、過電流防止機能を作動させることなく安定した処
理を行うことができる。
【図１】本発明に係わる静電チャックの一実施例を示す
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】ウエハ吸着時の制御方法を説明する電圧／電流
波形図である。
波形図である。
【図３】静電チャックの動作原理図である。
【図４】ウエハ離脱時の制御方法を説明する電圧／電流
波形図である。
波形図である。
【図５】従来の静電チャックの構成を示す概略図であ
る。
る。
【図６】従来問題を説明する図（その１）である。
【図７】従来問題を説明する図（その２）である。
６ チャック電極 ７ 誘電体 １０ 高圧用電源 １１ ウエハ １２ 電圧制御部（電圧可変手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 23/58 Ｈ０１Ｌ 23/56 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 チャック電極の表面に被着された誘電体
と、前記チャック電極に電圧を印加する高圧用電源とを
備え、前記誘電体の上に載置されたウエハを静電力をも
って吸着保持する静電チャックにおいて、 前記高圧用電源の出力電圧を徐々に変化させる電圧可変
手段を具備したことを特徴とする静電チャック。 - 【請求項２】 チャック電極の表面に被着された誘電体
と、前記チャック電極に電圧を印加する高圧用電源とを
備え、前記誘電体の上に載置されたウエハを静電力をも
って吸着する静電チャックの制御方法において、 前記ウエハを前記誘電体上に吸着する際、前記高圧用電
源の出力電圧を徐々に上昇させることを特徴とする静電
チャックの制御方法。 - 【請求項３】 チャック電極の表面に被着された誘電体
と、前記チャック電極に電圧を印加する高圧用電源とを
備え、前記誘電体の上に載置されたウエハを静電力をも
って吸着する静電チャックの制御方法において、 前記ウエハを前記誘電体から離脱させる際、前記高圧用
電源の出力電圧を徐々に降下させることを特徴とする静
電チャックの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12414395A JPH08316297A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 静電チャック及びその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12414395A JPH08316297A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 静電チャック及びその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08316297A true JPH08316297A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14878000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12414395A Pending JPH08316297A (ja) | 1995-05-24 | 1995-05-24 | 静電チャック及びその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08316297A (ja) |
Cited By (12)
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| JPH08191098A (ja) * | 1995-01-09 | 1996-07-23 | Hitachi Ltd | 静電吸着装置 |
-
1995
- 1995-05-24 JP JP12414395A patent/JPH08316297A/ja active Pending
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