JPH1098092A - ワークピースを保持する双極静電チャック及び装置と方法 - Google Patents
ワークピースを保持する双極静電チャック及び装置と方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 チャックがワークピースに与える静電力をバ
ランスさせる装置を備えた静電チャック及びそれに伴う
方法を提供する。 【解決手段】 この静電チャック１００は、一対の埋め
込まれた共面電極と、チャック体１１０の支持面に堆積
された複数の導電性支持部材１２０−１２０を含むウェ
ハ離間用マスク１０２を備える。この支持部材は、チャ
ック体の支持面に対して離間した関係で、ウェハ又は別
のワークピースを保持する。チャック内の各電極は、中
心タップを有する２電源の端子にそれぞれ接続される。
電源１２８の中心タップは、ウェハ離間用マスク１０２
に接続される。このようにして、誘電体厚さ、ウェハ裏
面粗さ、チャック面粗さ、チャック面導電性の変化、又
は静電力を変化させる別の物理的な差異によるウェハと
電極の間の距離の変動が、電源の中心タップに接続され
た離間用マスクを有することによってバランスされる。
ランスさせる装置を備えた静電チャック及びそれに伴う
方法を提供する。 【解決手段】 この静電チャック１００は、一対の埋め
込まれた共面電極と、チャック体１１０の支持面に堆積
された複数の導電性支持部材１２０−１２０を含むウェ
ハ離間用マスク１０２を備える。この支持部材は、チャ
ック体の支持面に対して離間した関係で、ウェハ又は別
のワークピースを保持する。チャック内の各電極は、中
心タップを有する２電源の端子にそれぞれ接続される。
電源１２８の中心タップは、ウェハ離間用マスク１０２
に接続される。このようにして、誘電体厚さ、ウェハ裏
面粗さ、チャック面粗さ、チャック面導電性の変化、又
は静電力を変化させる別の物理的な差異によるウェハと
電極の間の距離の変動が、電源の中心タップに接続され
た離間用マスクを有することによってバランスされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、支持面にワークピ
ースを静電的に保持する基板支持チャックに関し、特
に、チャックに支持されるワークピースに与えられる静
電力をバランスさせる装置を備えた双極静電チャックに
関する。
ースを静電的に保持する基板支持チャックに関し、特
に、チャックに支持されるワークピースに与えられる静
電力をバランスさせる装置を備えた双極静電チャックに
関する。
【０００２】
【従来の技術】基板支持チャックが、半導体処理システ
ム内で基板を支持するために広く用いられている。静電
チャックの１つの例が、本件出願人に譲渡された、1994
年９月14日に公告された欧州特許出願 0 439 000 B1 に
開示されている。この静電チャックは、埋め込まれた一
対の共面電極を有する誘電性材料を含んだ従来のチャッ
ク体を備える。この電極は、半月状すなわちＤ形状であ
って、各電極が、チャック体の支持面に支持されるワー
クピースの半分に締付け力を与える。動作中、チャック
電圧が各電極に与えられ、電極の間に電界を生成させ
る。この電界は、チャック面にある電荷に対して逆の極
性に分極化されたウェハの下面に電荷を分散させる。ウ
ェハの電荷とチャック面の電荷の間のクーロン力が、ウ
ェハをチャックに引き付ける。このようにして、ウェハ
は、チャック面に保持（締付）される。
ム内で基板を支持するために広く用いられている。静電
チャックの１つの例が、本件出願人に譲渡された、1994
年９月14日に公告された欧州特許出願 0 439 000 B1 に
開示されている。この静電チャックは、埋め込まれた一
対の共面電極を有する誘電性材料を含んだ従来のチャッ
ク体を備える。この電極は、半月状すなわちＤ形状であ
って、各電極が、チャック体の支持面に支持されるワー
クピースの半分に締付け力を与える。動作中、チャック
電圧が各電極に与えられ、電極の間に電界を生成させ
る。この電界は、チャック面にある電荷に対して逆の極
性に分極化されたウェハの下面に電荷を分散させる。ウ
ェハの電荷とチャック面の電荷の間のクーロン力が、ウ
ェハをチャックに引き付ける。このようにして、ウェハ
は、チャック面に保持（締付）される。
【０００３】ウェハを保持する静電力は、ウェハの下面
全体にわたって均一であるのが理想的である。しかしな
がら、現実には、この静電力は、ウェハにわたってかな
り変化する。この力は、誘電体厚さ、ウェハ裏面粗さ、
チャック面粗さの相違、チャック面導電率の変動などに
より変化する。これらの違いは、各電極に対する締付け
電圧を不均一に分布させる。例えば、上述の欧州特許で
示されたような双極誘電静電チャックにおいて、２つの
電極とウェハの組合せが、事実上、一対の直列接続され
たコンデンサを形成する。例えば、ウェハと各電極との
間の間隔が均一でない場合、一方の電極からウェハ（第
１コンデンサ）までの電圧降下は、他方の電極とウェハ
の間の間隔（第２コンデンサ）にわたる電圧降下とは異
なる。これらの異なる電圧降下が、ウェハの半分にそれ
ぞれ与えられる締付け力を等しくないものとする。
全体にわたって均一であるのが理想的である。しかしな
がら、現実には、この静電力は、ウェハにわたってかな
り変化する。この力は、誘電体厚さ、ウェハ裏面粗さ、
チャック面粗さの相違、チャック面導電率の変動などに
より変化する。これらの違いは、各電極に対する締付け
電圧を不均一に分布させる。例えば、上述の欧州特許で
示されたような双極誘電静電チャックにおいて、２つの
電極とウェハの組合せが、事実上、一対の直列接続され
たコンデンサを形成する。例えば、ウェハと各電極との
間の間隔が均一でない場合、一方の電極からウェハ（第
１コンデンサ）までの電圧降下は、他方の電極とウェハ
の間の間隔（第２コンデンサ）にわたる電圧降下とは異
なる。これらの異なる電圧降下が、ウェハの半分にそれ
ぞれ与えられる締付け力を等しくないものとする。
【０００４】別の例として、双極セラミック静電チャッ
ク（例えば、1992年５月26日に発行された米国特許第
5,117,121号に開示されたジョンセン・ラーベック型チ
ャック）においては、各電極とウェハが、事実上、一対
の直列接続された抵抗を形成する。例えば、ウェハと各
電極の間隔が等しくない場合には、一方の電極からウェ
ハ（第１抵抗）までの電圧降下が、他方の電極とウェハ
の間の間隔（第２抵抗）にわたる電圧降下とは異なる。
これらの電圧降下が等しくないために、異なる締付け力
が、ウェハの半分のそれぞれに与えられる。これらの静
電力をバランスさせるために用いられる装置の１つの例
が、上述した欧州特許に開示されている。この特許は、
２(dual)電源により駆動される双極誘電チャックを開示
する。２電源の中心タップは、ウェハ処理中にウェハに
近接して形成されるプラズマに延びる基準電極に接続さ
れる。そのために、電源の中心タップは、プラズマ電圧
に到達し、すなわち、電極に与えられる電源電圧が、プ
ラズマ電位に対して基準とされる。従って、全体として
プラズマに接触するウェハは、基準接点に間接的に接続
される。結果として、ウェハから各電極までの等しくな
い電圧降下が、等しくない電圧降下を補償するように中
心タップ電圧が変化するときに、等しい電圧を実現する
ように調節される。
ク（例えば、1992年５月26日に発行された米国特許第
5,117,121号に開示されたジョンセン・ラーベック型チ
ャック）においては、各電極とウェハが、事実上、一対
の直列接続された抵抗を形成する。例えば、ウェハと各
電極の間隔が等しくない場合には、一方の電極からウェ
ハ（第１抵抗）までの電圧降下が、他方の電極とウェハ
の間の間隔（第２抵抗）にわたる電圧降下とは異なる。
これらの電圧降下が等しくないために、異なる締付け力
が、ウェハの半分のそれぞれに与えられる。これらの静
電力をバランスさせるために用いられる装置の１つの例
が、上述した欧州特許に開示されている。この特許は、
２(dual)電源により駆動される双極誘電チャックを開示
する。２電源の中心タップは、ウェハ処理中にウェハに
近接して形成されるプラズマに延びる基準電極に接続さ
れる。そのために、電源の中心タップは、プラズマ電圧
に到達し、すなわち、電極に与えられる電源電圧が、プ
ラズマ電位に対して基準とされる。従って、全体として
プラズマに接触するウェハは、基準接点に間接的に接続
される。結果として、ウェハから各電極までの等しくな
い電圧降下が、等しくない電圧降下を補償するように中
心タップ電圧が変化するときに、等しい電圧を実現する
ように調節される。
【０００５】しかしながら、このバランスを実現するた
めに、プラズマが、プラズマに曝される基準接点及びウ
ェハに近接して生成されなければならない。物理気相成
長法（ＰＶＤ）のような半導体処理の場合において、ウ
ェハが、プラズマに曝される前に、例えば加熱などの処
理を行われる。従って、処理が始まるまで、プラズマの
存在を必要とする上述のチャック装置は有効ではない。
このように、このチャック装置は、プラズマを利用しな
い又はプロセス周期全体にわたりプラズマを利用しない
プロセスに対して有用でない。そのために、該分野にお
いて、ワークピースに近接するプラズマの存在に依存せ
ずに、静電チャックとワークピースの間で静電力を自動
的にバランスさせる装置及びそれに付随する方法に対す
る必要性が存在する。
めに、プラズマが、プラズマに曝される基準接点及びウ
ェハに近接して生成されなければならない。物理気相成
長法（ＰＶＤ）のような半導体処理の場合において、ウ
ェハが、プラズマに曝される前に、例えば加熱などの処
理を行われる。従って、処理が始まるまで、プラズマの
存在を必要とする上述のチャック装置は有効ではない。
このように、このチャック装置は、プラズマを利用しな
い又はプロセス周期全体にわたりプラズマを利用しない
プロセスに対して有用でない。そのために、該分野にお
いて、ワークピースに近接するプラズマの存在に依存せ
ずに、静電チャックとワークピースの間で静電力を自動
的にバランスさせる装置及びそれに付随する方法に対す
る必要性が存在する。
【０００６】
【発明の概要】従来技術の不利益は、チャックがチャッ
ク上に位置するワークピースに与える静電力をバランス
させる装置を備えた本発明の静電チャックにより解消さ
れる。特に、本発明は、一対の埋め込まれた共面電極を
有するチャック体を含む双極静電チャックである。さら
に、このチャックは、チャック体の支持面上にある複数
の支持部材を有するウェハ離間用マスクを備える。ウェ
ハ離間用マスクは、チタン、チタン窒化物、ステンレス
鋼等の導電性材料により製造される。この支持部材は、
チャックの支持面に対して離間した関係でウェハ又は別
のワークピースを保持する。ウェハの下側面とチャック
の間の距離は、支持部材の厚さにより定められる。
ク上に位置するワークピースに与える静電力をバランス
させる装置を備えた本発明の静電チャックにより解消さ
れる。特に、本発明は、一対の埋め込まれた共面電極を
有するチャック体を含む双極静電チャックである。さら
に、このチャックは、チャック体の支持面上にある複数
の支持部材を有するウェハ離間用マスクを備える。ウェ
ハ離間用マスクは、チタン、チタン窒化物、ステンレス
鋼等の導電性材料により製造される。この支持部材は、
チャックの支持面に対して離間した関係でウェハ又は別
のワークピースを保持する。ウェハの下側面とチャック
の間の距離は、支持部材の厚さにより定められる。
【０００７】双極チャック内の各電極は、中心タップを
有する２電源の端子にそれぞれ接続される。電源の中心
タップは、ウェハ離間用マスクに接続される。このよう
に、誘電体厚さ、ウェハ裏面粗さ、チャック面粗さ、チ
ャック面導電性の相違又は静電力に変化を生じさせる別
の物理的差異によるウェハ及び電極の間の距離の変化
が、電源の中心タップに接続される離間用マスクを有す
ることによってバランスされる。実際に、フィードバッ
クループが生成され、ウェハの一面に対するウェハのも
う一面にかかる静電力の上昇が、相対的な中心タップ電
圧値を上昇させる。このように、静電力を生じさせる電
圧差が、ウェハの両面において一定に維持される。櫛形
電極が用いられるとき、静電力は、ウェハの下面全体に
わたりより均一に分布される。
有する２電源の端子にそれぞれ接続される。電源の中心
タップは、ウェハ離間用マスクに接続される。このよう
に、誘電体厚さ、ウェハ裏面粗さ、チャック面粗さ、チ
ャック面導電性の相違又は静電力に変化を生じさせる別
の物理的差異によるウェハ及び電極の間の距離の変化
が、電源の中心タップに接続される離間用マスクを有す
ることによってバランスされる。実際に、フィードバッ
クループが生成され、ウェハの一面に対するウェハのも
う一面にかかる静電力の上昇が、相対的な中心タップ電
圧値を上昇させる。このように、静電力を生じさせる電
圧差が、ウェハの両面において一定に維持される。櫛形
電極が用いられるとき、静電力は、ウェハの下面全体に
わたりより均一に分布される。
【０００８】ウェハが処理チャンバで処理された後、ウ
ェハがチャックから取り除かれる前に、ウェハがチャッ
クを外される。チャックを外すことは、電源を非作動に
すること、例えば出力端子及び中心タップと、電極及び
離間用マスクとの接続をそれぞれ断つことによって実現
される。しかしながら、電源が非作動にされた後でも、
チャック面及びウェハ下面の両方に蓄積された電荷は保
持される。この余分な電荷を取り除くために、電極とウ
ェハ離間用マスクの両方が接地される。短時間で、余分
な電荷が取り除かれ、ウェハがチャックから容易に外さ
れる。
ェハがチャックから取り除かれる前に、ウェハがチャッ
クを外される。チャックを外すことは、電源を非作動に
すること、例えば出力端子及び中心タップと、電極及び
離間用マスクとの接続をそれぞれ断つことによって実現
される。しかしながら、電源が非作動にされた後でも、
チャック面及びウェハ下面の両方に蓄積された電荷は保
持される。この余分な電荷を取り除くために、電極とウ
ェハ離間用マスクの両方が接地される。短時間で、余分
な電荷が取り除かれ、ウェハがチャックから容易に外さ
れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、静電チャック１００のチ
ャック体１１０の支持面１２２上に位置するウェハ離間
用マスク１０２の垂直横断面を示す。本発明の用途を例
示するために、図１は、半導体ウェハ１０８を支持する
離間用マスク１０２と、チャック内の両方の電極及びウ
ェハ離間用マスクをバイアスするために用いられる電源
１２６の概要を示す。図２は、（ウェハ１０８を外し
た）図１のウェハ離間用マスク１０２の頂面図を示す。
本発明をよく理解するために、以下の説明を読むにあた
って、図１及び２の両方を参照されたい。好適な具体例
においては、静電チャック１００が、セラミック又は誘
電チャック体１１０に埋め込まれた少なくとも２つの電
極１０６を有する。このチャック体は、例えばアルミニ
ウム窒化物、窒化硼素又はアルミナにより製造される。
高温処理中に、チャック体のセラミック材料が半導電性
になり、ウェハをチャックに保持するジョンセン・ラー
ベック効果を促進する。チャックが低温でのみ用いられ
る場合には、セラミック又は誘電性材料のいずれかがチ
ャック体を形成するために用いられる。例えば、セラミ
ック静電チャックが、1992年５月26日に発行された米国
特許第 4,117,121号に開示されており、本願明細書の一
部として組み込まれる。誘電静電チャックの例が、1980
年１月15日に発行された米国特許第 4,184,188号及び19
83年５月24日に発行された米国特許第 4,384,918号に開
示されており、両方とも本願明細書の一部として組み込
まれる。
ャック体１１０の支持面１２２上に位置するウェハ離間
用マスク１０２の垂直横断面を示す。本発明の用途を例
示するために、図１は、半導体ウェハ１０８を支持する
離間用マスク１０２と、チャック内の両方の電極及びウ
ェハ離間用マスクをバイアスするために用いられる電源
１２６の概要を示す。図２は、（ウェハ１０８を外し
た）図１のウェハ離間用マスク１０２の頂面図を示す。
本発明をよく理解するために、以下の説明を読むにあた
って、図１及び２の両方を参照されたい。好適な具体例
においては、静電チャック１００が、セラミック又は誘
電チャック体１１０に埋め込まれた少なくとも２つの電
極１０６を有する。このチャック体は、例えばアルミニ
ウム窒化物、窒化硼素又はアルミナにより製造される。
高温処理中に、チャック体のセラミック材料が半導電性
になり、ウェハをチャックに保持するジョンセン・ラー
ベック効果を促進する。チャックが低温でのみ用いられ
る場合には、セラミック又は誘電性材料のいずれかがチ
ャック体を形成するために用いられる。例えば、セラミ
ック静電チャックが、1992年５月26日に発行された米国
特許第 4,117,121号に開示されており、本願明細書の一
部として組み込まれる。誘電静電チャックの例が、1980
年１月15日に発行された米国特許第 4,184,188号及び19
83年５月24日に発行された米国特許第 4,384,918号に開
示されており、両方とも本願明細書の一部として組み込
まれる。
【００１０】ウェハ離間用マスク１０２が、典型的には
物理気相成長法（ＰＶＤ）を用いて、チャック体１１０
の支持面１２２上に堆積される。この材料は、化学気相
成長法（ＣＶＤ）、プラズマスプレー堆積法、ろう付、
溶射堆積法等により堆積される。典型的には、マスクの
形成に用いられる材料は、チタン、チタン窒化物、ステ
ンレス鋼等の金属である。離間用マスク材料は、支持面
１２２上の汚染粒子がウェハに接触しないように、支持
面上にウェハ１０８又はワークピースを保持する所定の
厚さに堆積される。例えばその厚さは、２ミクロンであ
る。図２は、堆積材料の複数の離間パッド１１８として
形成された支持部材を有するマスクパターンを例として
示す。各パッド１１８は、およそ0.25cm（ 0.1インチ）
の径を有する。点線で示されている同心リングが、0.64
cm（0.25インチ）だけ間隔を開けられ、各リング内のパ
ッドが、およそ0.64cm（0.25インチ）だけ互いに間隔を
開けられる。一般的には、パッドの数、間隔およびサイ
ズは、静電チャックにより与えられる締付け力により定
められる。例えば、力が大きく、パッドが互いに比較的
離されている場合には、ウェハは、パッドの間でたわ
む。一方で、チャックの表面上に多くのパッドを配置し
すぎる場合には、締付け力を促進する静電フィールドに
干渉するおそれがある。そのために、パッドは、最適に
支持し、且つ締付け力への干渉を制限するように、慎重
に配置されなければならない。
物理気相成長法（ＰＶＤ）を用いて、チャック体１１０
の支持面１２２上に堆積される。この材料は、化学気相
成長法（ＣＶＤ）、プラズマスプレー堆積法、ろう付、
溶射堆積法等により堆積される。典型的には、マスクの
形成に用いられる材料は、チタン、チタン窒化物、ステ
ンレス鋼等の金属である。離間用マスク材料は、支持面
１２２上の汚染粒子がウェハに接触しないように、支持
面上にウェハ１０８又はワークピースを保持する所定の
厚さに堆積される。例えばその厚さは、２ミクロンであ
る。図２は、堆積材料の複数の離間パッド１１８として
形成された支持部材を有するマスクパターンを例として
示す。各パッド１１８は、およそ0.25cm（ 0.1インチ）
の径を有する。点線で示されている同心リングが、0.64
cm（0.25インチ）だけ間隔を開けられ、各リング内のパ
ッドが、およそ0.64cm（0.25インチ）だけ互いに間隔を
開けられる。一般的には、パッドの数、間隔およびサイ
ズは、静電チャックにより与えられる締付け力により定
められる。例えば、力が大きく、パッドが互いに比較的
離されている場合には、ウェハは、パッドの間でたわ
む。一方で、チャックの表面上に多くのパッドを配置し
すぎる場合には、締付け力を促進する静電フィールドに
干渉するおそれがある。そのために、パッドは、最適に
支持し、且つ締付け力への干渉を制限するように、慎重
に配置されなければならない。
【００１１】高温でセラミックチャックを用いるときに
は、このチャックは、高温（例えば300℃以上）で半導
電性となる。このような場合、導電性パッドは、電極上
に配置されるべきではない。締付け力を生成するジョン
セン・ラーベック効果を生成するために、電流がウェハ
からセラミックチャックに流されなければならない。し
かしながら、これらの電流は、ウェハの損傷を避けるた
めに比較的低いレベルに維持されなければならない。そ
のようなものとして、パッドは一般に電極位置の間に配
置され、非常に強い静電フィールド内に存在しないよう
にし、十分な電流をウェハを通ってウェハ接触点、マス
クに流さないようにする。図１及び２に示された本発明
の具体例において、電極構造（例えば、２つの半月状電
極）が、離間するマスクパッド１１８に同心状に整列す
るホール１１２を備える。各ホール１１２の径は、対応
するパッド１１８の径よりも（例えばおよそ0.25cm(0.1
インチ) だけ）僅かに大きい。また、マスクとウェハの
間の接触領域のサイズを最小にすることが、ウェハを流
れる電流を小さくするのに加えられ、役立つ。
は、このチャックは、高温（例えば300℃以上）で半導
電性となる。このような場合、導電性パッドは、電極上
に配置されるべきではない。締付け力を生成するジョン
セン・ラーベック効果を生成するために、電流がウェハ
からセラミックチャックに流されなければならない。し
かしながら、これらの電流は、ウェハの損傷を避けるた
めに比較的低いレベルに維持されなければならない。そ
のようなものとして、パッドは一般に電極位置の間に配
置され、非常に強い静電フィールド内に存在しないよう
にし、十分な電流をウェハを通ってウェハ接触点、マス
クに流さないようにする。図１及び２に示された本発明
の具体例において、電極構造（例えば、２つの半月状電
極）が、離間するマスクパッド１１８に同心状に整列す
るホール１１２を備える。各ホール１１２の径は、対応
するパッド１１８の径よりも（例えばおよそ0.25cm(0.1
インチ) だけ）僅かに大きい。また、マスクとウェハの
間の接触領域のサイズを最小にすることが、ウェハを流
れる電流を小さくするのに加えられ、役立つ。
【００１２】一方で、（例えば 300℃より低い）低温で
は、セラミックチャックが、電流をほとんど流さない
か、又は全く流さず、本発明のこれらの用途に対して、
支持部材が、チャック支持面上のどこにでも配置される
ことができる。さらに、誘電チャック上の離間用マスク
の用途、電極に対する支持部材の配置は、一般に無関係
である。チャック上のウェハの適切かつ均一な支持を確
実にするために、支持部材が、離間用マスクを有さずに
ウェハの下面に接触するチャックの表面全体にわたって
均一に分散されるべきである。ウェハに対するチャック
電圧の接続を容易にするために、少なくとも１つの支持
部材１２０が、電源１２６の中心タップに接続される。
一般的に、ウェハの下面に対して電源の信頼性の高い接
続を実現するために、複数の（例えば４つの）支持部材
１２０−１２０が、電源１２６の１つの端子に接続され
る。支持部材１２０−１２０から電源１２６への導電性
接続が、多くの方法によって達成されることができる。
示された具体例は、チャック体支持面１２２の回りに均
一に分布する４つの「バイアスされた」支持部材１２０
−１２０を備える。しかしながら、ウェハに対する接続
を確実にするためには、ウェハが非常に反りかえってい
る場合でも、多くの（例えば９個の）バイアスされた支
持部材を用いることができる。さらに、チャック体の内
部にある支持部材が、トレース１５０及び１５２のよう
な任意的な連結トレースにより相互接続されることがで
きる。
は、セラミックチャックが、電流をほとんど流さない
か、又は全く流さず、本発明のこれらの用途に対して、
支持部材が、チャック支持面上のどこにでも配置される
ことができる。さらに、誘電チャック上の離間用マスク
の用途、電極に対する支持部材の配置は、一般に無関係
である。チャック上のウェハの適切かつ均一な支持を確
実にするために、支持部材が、離間用マスクを有さずに
ウェハの下面に接触するチャックの表面全体にわたって
均一に分散されるべきである。ウェハに対するチャック
電圧の接続を容易にするために、少なくとも１つの支持
部材１２０が、電源１２６の中心タップに接続される。
一般的に、ウェハの下面に対して電源の信頼性の高い接
続を実現するために、複数の（例えば４つの）支持部材
１２０−１２０が、電源１２６の１つの端子に接続され
る。支持部材１２０−１２０から電源１２６への導電性
接続が、多くの方法によって達成されることができる。
示された具体例は、チャック体支持面１２２の回りに均
一に分布する４つの「バイアスされた」支持部材１２０
−１２０を備える。しかしながら、ウェハに対する接続
を確実にするためには、ウェハが非常に反りかえってい
る場合でも、多くの（例えば９個の）バイアスされた支
持部材を用いることができる。さらに、チャック体の内
部にある支持部材が、トレース１５０及び１５２のよう
な任意的な連結トレースにより相互接続されることがで
きる。
【００１３】電源への接続に適したバイアスされた支持
部材１２０は、平面図の形式では卵形であり、チャック
体の支持面１２２に「張り出し」ている。このように、
離間用マスクの堆積中には、これらの支持部材が、チャ
ック体１１０の支持面１２２、側壁１１４及びフランジ
１１６に沿って形成される。さらに、堆積中に、相互接
続トレース１２４が、全てのバイアスされた支持部材１
２０−１２０を相互接続するために形成される。特に、
相互接続トレース１２４が、フランジ１１６上に形成さ
れ、チャック体全体を取り囲む。当然のことながら、付
加的な支持部材が、選択された部材を、チャック体の表
面上に堆積された導電性トレースに相互接続することに
よってバイアスされることができる。支持部材１２０を
バイアスするために、相互接続トレース１２４が、高電
圧電源１２６の１つの端子（中心タップ）に接続される
導電性ワイヤに接続される。
部材１２０は、平面図の形式では卵形であり、チャック
体の支持面１２２に「張り出し」ている。このように、
離間用マスクの堆積中には、これらの支持部材が、チャ
ック体１１０の支持面１２２、側壁１１４及びフランジ
１１６に沿って形成される。さらに、堆積中に、相互接
続トレース１２４が、全てのバイアスされた支持部材１
２０−１２０を相互接続するために形成される。特に、
相互接続トレース１２４が、フランジ１１６上に形成さ
れ、チャック体全体を取り囲む。当然のことながら、付
加的な支持部材が、選択された部材を、チャック体の表
面上に堆積された導電性トレースに相互接続することに
よってバイアスされることができる。支持部材１２０を
バイアスするために、相互接続トレース１２４が、高電
圧電源１２６の１つの端子（中心タップ）に接続される
導電性ワイヤに接続される。
【００１４】各電極が、２電圧電源１２６内のそれぞれ
の電源の１つの端子に接続される。電極１０６1 が電源
１２８の負の端子に接続され、一方で電極１０６2 が電
源１３０の正の端子に接続される。電源１２８の正の端
子と電源１３０の負の端子は、共通の端子すなわち中心
タップ１３２を形成するように互いに接続される。この
中心タップは、ワイヤ１３４を介してウェハ離間用マス
ク１０２に接続される。ワイヤ１３４の末端は相互接続
トレース１２４に接続され、中心タップでの電位が、
「バイアスされた」支持部材１２０−１２０に与えられ
る。このように、チャック体１１０のフランジ１１６上
の共通の端子が、ウェハ離間用マスク１０２の全てのバ
イアスされた支持部材１２０−１２０を相互接続する。
各電源に対する典型的な電圧は、 300ボルトＤＣであ
る。
の電源の１つの端子に接続される。電極１０６1 が電源
１２８の負の端子に接続され、一方で電極１０６2 が電
源１３０の正の端子に接続される。電源１２８の正の端
子と電源１３０の負の端子は、共通の端子すなわち中心
タップ１３２を形成するように互いに接続される。この
中心タップは、ワイヤ１３４を介してウェハ離間用マス
ク１０２に接続される。ワイヤ１３４の末端は相互接続
トレース１２４に接続され、中心タップでの電位が、
「バイアスされた」支持部材１２０−１２０に与えられ
る。このように、チャック体１１０のフランジ１１６上
の共通の端子が、ウェハ離間用マスク１０２の全てのバ
イアスされた支持部材１２０−１２０を相互接続する。
各電源に対する典型的な電圧は、 300ボルトＤＣであ
る。
【００１５】動作中、ウェハがチャックされるとき、ウ
ェハを保持する静電力がバランスされるように、変動中
心タップ電圧が、ウェハと各電極の間の電圧が比較的等
しくなることを保証する。変動中心タップ電圧が、ウェ
ハに対する各電極の電圧降下を等しく維持するように調
節する。従って、ウェハを保持する静電力が、自己バラ
ンスする。このように、ウェハ全面にわたる力が、実質
的に均一な大きさに維持される。ウェハが、チャックか
ら取り除かれる、すなわちチャックから外されるとき
に、電源１２６は、非作動になる。しかしながら、余分
な電荷がウェハ及びチャックの支持面上に残る。この余
分な電荷は、ウェハをチャックに保持する。この余分な
電荷を「放出」させる又は放電させるために、スイッチ
１３６が設けられる。スイッチ１３６は、中心タップ１
３２と地面とを接続する。このスイッチは、閉じている
ときには、バイアスされた支持部材１２０、及び電極１
０６を接地する。支持部材１２０は直接的に接地されて
いるが、電極は、それぞれの電源（比較的低いインピー
ダンス）を通って接地される。このように、余分な電荷
は、比較的素早く除去され、ウェハは、チャックから取
り外されることができる。
ェハを保持する静電力がバランスされるように、変動中
心タップ電圧が、ウェハと各電極の間の電圧が比較的等
しくなることを保証する。変動中心タップ電圧が、ウェ
ハに対する各電極の電圧降下を等しく維持するように調
節する。従って、ウェハを保持する静電力が、自己バラ
ンスする。このように、ウェハ全面にわたる力が、実質
的に均一な大きさに維持される。ウェハが、チャックか
ら取り除かれる、すなわちチャックから外されるとき
に、電源１２６は、非作動になる。しかしながら、余分
な電荷がウェハ及びチャックの支持面上に残る。この余
分な電荷は、ウェハをチャックに保持する。この余分な
電荷を「放出」させる又は放電させるために、スイッチ
１３６が設けられる。スイッチ１３６は、中心タップ１
３２と地面とを接続する。このスイッチは、閉じている
ときには、バイアスされた支持部材１２０、及び電極１
０６を接地する。支持部材１２０は直接的に接地されて
いるが、電極は、それぞれの電源（比較的低いインピー
ダンス）を通って接地される。このように、余分な電荷
は、比較的素早く除去され、ウェハは、チャックから取
り外されることができる。
【００１６】代わりに、２つのスイッチ１３８及び１４
０が、電極１０６を直接的に接地し、マスクを電源を介
して接地するために用いられることができる。この構成
もまた、余分な電荷を除去する。又、３つのスイッチ１
３６、１３８及び１４０の全てが、マスク及び電極を直
接的に接地するために用いられることが可能であり、電
源インピーダンスを通る放電を避けることができる。チ
ャックを外す多くの別の技術が、双極チャックの余分な
電荷を迅速に除去するために有用である。例えば、1995
年10月17日に発行された米国特許第 5,459,632号は、本
願明細書の一部として組み込まれており、余分な電荷を
最適に流出するために、特定のチャックを外す電圧レベ
ルを電極に与える別の技術を開示する。この積極的にチ
ャックを外す技術は、他のものと同じく、本発明の一部
に使用してもよいことが分かる。
０が、電極１０６を直接的に接地し、マスクを電源を介
して接地するために用いられることができる。この構成
もまた、余分な電荷を除去する。又、３つのスイッチ１
３６、１３８及び１４０の全てが、マスク及び電極を直
接的に接地するために用いられることが可能であり、電
源インピーダンスを通る放電を避けることができる。チ
ャックを外す多くの別の技術が、双極チャックの余分な
電荷を迅速に除去するために有用である。例えば、1995
年10月17日に発行された米国特許第 5,459,632号は、本
願明細書の一部として組み込まれており、余分な電荷を
最適に流出するために、特定のチャックを外す電圧レベ
ルを電極に与える別の技術を開示する。この積極的にチ
ャックを外す技術は、他のものと同じく、本発明の一部
に使用してもよいことが分かる。
【００１７】本発明の教示を組み込んだ様々な具体例
が、詳細に示され説明されてきたが、当業者であれば、
これらの教示に含まれている別の様々な具体例を容易に
考え出すことができる。
が、詳細に示され説明されてきたが、当業者であれば、
これらの教示に含まれている別の様々な具体例を容易に
考え出すことができる。
【図１】本発明に従ってバイアスされている静電チャッ
クの垂直横断面を示す。
クの垂直横断面を示す。
【図２】ウェハ離間用マスクに関するパターンの頂面を
示す。
示す。
Claims (23)
- 【請求項１】 ワークピースを保持する双極静電チャッ
クであって、 少なくとも２つの電極を備えた、表面をもつチャック体
と、 前記チャック体の前記表面上にある導電性材料のウェハ
離間用マスクとを備え、 前記ウェハ離間用マスクが、電源に接続するように構成
されていることを特徴とする双極静電チャック。 - 【請求項２】 前記ウェハ離間用マスクが、前記チャッ
ク体の前記表面に対して離間した関係で前記ワークピー
スを支持する複数の支持部材を備え、 前記複数の支持部材の少なくとも１つの支持部材が、電
源に接続するように構成されていることを特徴とする請
求項１に記載の双極静電チャック。 - 【請求項３】 電源に接続するように構成されている前
記支持部材が、前記チャック体の縁に隣接して配置され
ることを特徴とする請求項２に記載の双極静電チャッ
ク。 - 【請求項４】 前記複数の支持部材が、電源に接続する
ように構成されている支持部材のサブセットを含むこと
を特徴とする請求項３に記載の双極静電チャック。 - 【請求項５】 前記支持部材のサブセットにおける各支
持部材が、前記チャック体の縁に隣接して配置され、縁
に張り出し、 前記サブセットの前記支持部材の第１部分が前記ワーク
ピースに接触し、前記サブセットの前記支持部材の第２
部分が電源に接続するように構成されていることを特徴
とする請求項４に記載の双極静電チャック。 - 【請求項６】 前記支持部材のサブセットにおける各支
持部材が、相互接続トレースにより相互接続されること
を特徴とする請求項５に記載の双極静電チャック。 - 【請求項７】 電源に接続するように構成されている前
記少なくとも１つの支持部材を、少なくとも１つの別の
支持部材に接続する相互接続トレースを備えることを特
徴とする請求項２に記載の双極静電チャック。 - 【請求項８】 ワークピースを保持する装置であって、 少なくとも２つの電極を備えた、表面をもつチャック体
を有する双極静電チャックと、 前記チャック体の前記表面上にある導電性材料のウェハ
離間用マスクと、 第１端子、第２端子及び中心タップを有する２電源とを
有し、 前記第１端子が、前記双極静電チャックの第１電極に接
続され、前記第２端子が、前記双極静電チャックの第２
電極に接続され、前記中心タップが前記ウェハ離間用マ
スクに接続されていることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 前記ウェハ離間用マスクが、前記チャッ
ク体の前記表面に対して離間した関係で前記ワークピー
スを支持する複数の支持部材を備え、 前記複数の支持部材の少なくとも１つの支持部材が、前
記電源に接続されていることを特徴とする請求項８に記
載の装置。 - 【請求項１０】 前記電源に接続された前記支持部材
が、前記チャック体の縁に隣接して配置されることを特
徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記複数の支持部材が、前記電源に接
続するように構成されている支持部材のサブセットを備
えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記支持部材のサブセットにおける各
支持部材が、前記チャック体の縁に隣接して配置され、
縁に張り出し、 前記サブセットの前記支持部材の第１部分が前記ワーク
ピースに接触し、前記サブセットの前記支持部材の第２
部分が前記電源に接続されることを特徴とする請求項１
１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記支持部材のサブセットにおける各
支持部材が、相互接続トレースにより相互接続されるこ
とを特徴とする請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記電源に接続された前記少なくとも
１つの支持部材を、少なくとも１つの別の支持部材に接
続する相互接続トレースを有することを特徴とする請求
項９に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記２電源が、 正端子と負端子を備えた第１電源と、 正端子と負端子を備えた第２電源とを含み、 前記第１電源の正端子が前記第１端子を形成し、前記第
２電源の負端子が前記第２端子を形成し、前記第１電源
の負端子と前記第２電源の正端子とが互いに接続して、
中心タップを形成することを特徴とする請求項９に記載
の装置。 - 【請求項１６】 前記中心タップと地面との間に接続さ
れ、前記中心タップを選択的に接地して、電極及びウェ
ハ離間用マスクから残留電荷を放電するチャック外し手
段を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記第２端子から地面に接続され、前
記第１端子から地面に接続されて、前記第１及び第２端
子を選択的に接地し、電極及びウェハ離間用マスクから
残留電荷を放電するチャック外し手段を有することを特
徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記第２端子と地面、前記第１端子と
地面、及び前記中心タップと地面の間を接続し、前記第
１及び第２端子を選択的に接地し、電極とウェハ離間用
マスクから残留電荷を放電することを特徴とする請求項
９に記載の装置。 - 【請求項１９】 チャック体に埋め込まれた一対の電極
とチャック体の支持面上に堆積された導電性ウェハ離間
用マスクとを備えた静電チャックを含み、この静電チャ
ックが、第１端子、第２端子及び中心タップを備えた２
電源により駆動され、前記第１端子が前記静電チャック
の第１電極に接続され、前記第２端子が前記静電チャッ
クの第２電極に接続され、前記中心タップが前記ウェハ
離間用マスクに接続された静電チャックシステムにおい
て、前記静電チャック上にワークピースを保持する方法
であって、 前記ワークピースを前記ウェハ離間用マスク上に配置
し、 前記第１及び第２電極に所定の電圧を与えるように前記
２電源を作動し、 前記中心タップの電圧と前記第１及び第２電極の前記所
定の電圧との電圧差を自動的にバランスさせるステップ
を有し、 前記電圧差をバランスさせるステップが、ワークピース
にわたる保持力をバランスさせることを特徴とする方
法。 - 【請求項２０】 前記静電チャックから前記ワークピー
スのチャックを外すステップを有することを特徴とする
請求項１９に記載の方法。 - 【請求項２１】 前記チャックを外すステップが、 前記２電源を非作動にし、 前記中心タップを接地して、前記ワークピース及び前記
一対の電極にある残留電荷を放電させるステップを有す
ることを特徴とする請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記チャックを外すステップが、 前記２電源を非作動にし、 前記一対の電極を接地して、前記ワークピース及び前記
一対の電極にある残留電荷を放電させるステップを有す
ることを特徴とする請求項２０に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記チャックを外すステップが、 前記２電源を非作動にし、 前記中心タップと前記一対の電極を接地して、前記ワー
クピース及び前記一対の電極にある残留電荷を放電させ
るステップを有することを特徴とする請求項２０に記載
の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/639,841 US5764471A (en) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Method and apparatus for balancing an electrostatic force produced by an electrostatic chuck |
| US08/639841 | 1996-05-08 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007001072A Division JP4448860B2 (ja) | 1996-05-08 | 2007-01-09 | ワークピースを保持する双極静電チャック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1098092A true JPH1098092A (ja) | 1998-04-14 |
| JP3943188B2 JP3943188B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=24565779
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11768697A Expired - Fee Related JP3943188B2 (ja) | 1996-05-08 | 1997-05-08 | ワークピースを保持する装置および方法 |
| JP2007001072A Expired - Lifetime JP4448860B2 (ja) | 1996-05-08 | 2007-01-09 | ワークピースを保持する双極静電チャック |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007001072A Expired - Lifetime JP4448860B2 (ja) | 1996-05-08 | 2007-01-09 | ワークピースを保持する双極静電チャック |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5764471A (ja) |
| EP (1) | EP0806834A3 (ja) |
| JP (2) | JP3943188B2 (ja) |
| KR (1) | KR970077472A (ja) |
| TW (1) | TW365039B (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR20140107373A (ko) * | 2011-12-21 | 2014-09-04 | 이옹 빔 세르비스 | 정전 기판 캐리어를 포함하는 지지대 |
| KR20140113431A (ko) * | 2013-03-15 | 2014-09-24 | 인피니언 테크놀로지스 아게 | 커플러를 갖는 반도체 칩 구성 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6370007B2 (en) * | 1995-09-20 | 2002-04-09 | Hitachi, Ltd. | Electrostatic chuck |
| US5745332A (en) * | 1996-05-08 | 1998-04-28 | Applied Materials, Inc. | Monopolar electrostatic chuck having an electrode in contact with a workpiece |
| US5764471A (en) * | 1996-05-08 | 1998-06-09 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for balancing an electrostatic force produced by an electrostatic chuck |
| US6117246A (en) * | 1997-01-31 | 2000-09-12 | Applied Materials, Inc. | Conductive polymer pad for supporting a workpiece upon a workpiece support surface of an electrostatic chuck |
| US6217655B1 (en) | 1997-01-31 | 2001-04-17 | Applied Materials, Inc. | Stand-off pad for supporting a wafer on a substrate support chuck |
| JP3650248B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2005-05-18 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
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