JPS5979545A

JPS5979545A - 静電チャック装置

Info

Publication number: JPS5979545A
Application number: JP19012482A
Authority: JP
Inventors: Toru Tojo; 東条　徹; Mineo Goto; 後藤　峰夫; Kazuyoshi Sugihara; 和佳杉原; Mitsuo Tabata; 光雄田畑
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-10-29
Filing date: 1982-10-29
Publication date: 1984-05-08
Also published as: JPH0351101B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、微細加工に供される試料を保持固定する静電
チャック装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

半２４体ウェノ・やマスク等の試料を加工或いは検、を
する工程においては、試料を加工機や検査機のＤ［定部
位に保持固定することが必要となる。

特に、ウェノ・上に微細なパターンを描画し多数のトラ
ンジスタ等を形成する集積回路の製作においては、ウェ
ハを平担な面に確実に保持ＩＩ！、１定することが必賛
である。

従来、このような場合の保持手段として、取り扱いが簡
単で、かつ真空中でも作動可能な静′ｔＬチャック装置
が用いられている。この静電チャック装置は、２つの互
いに反対に帯電されたコンデンサ板（電極）間の吸引力
を利用するもので、例えば第１図に示す如く構成されて
いる。

すなわち、導電性基板１上に絶縁誘電層２を校倉してな
る静電チャック本体３、及びこの静電チャック本体３上
に載置される試料４と導電性基板１との間に高電圧を印
加する′成分５から構成され１．上記導電性基板１と試
別４とが電極として作用するものとなっている。なお、
靜′屯チャック本体３における試料４の吸引力Ｆは上記
印加電圧の大きさに影響され、一般に次式で示される。

、Ｆ＝＋　ｔ’。’ε、　・ｓ（予）２・（１）ただし
、Ｃ０は真空誘電率、Ｃ８は比誘電率、Ｓは前極、■は
印加電圧、ｔは絶縁誘電Ｎ２の厚さである。

ところで、この釉の装置を電子ビーム描画装置管の微細
加工装置６に用いる場合、前記静電チャック本体が真空
に保持された試料室内に設置されることになる。静電チ
ャック本体が大気中で操作可能な所にあれば、試料の平
担部を何らかの方法でしくす定したり、ピンセット等で
直接試料を動かしてみて、試料の吸着状態を知ることは
可能である。しかし、静電チャック本体が真空中にある
場合、上記のチェック方法を適用することは困娃であり
、このため微細加工装置に用いられる静電チャック装置
では試料の吸着状態を知ることはでき人かった。そして
、試料が耐電チャックに吸着されていない状態で微細加
工を行うことは、加工精度の低下、ひいては加工不能の
状態を招くことになる。

なお、試料が吸着されていない状態としては、試料が静
電チャックに完全に接触していない場合、配線コードが
何らかの原因で断線した場合、或いは絶縁銹電Ｊ脅が絶
縁破壊した場合等が考えられる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、靜′亀チャック本体が真空中にあって
も、静電チャック本体上に載置される試料が確実に保持
固定されているかを容易、かつ正確に知ることができ、
試料の微＃ｉｊｌ加工や検査等の信頼性向上に寄与しイ
ｈる静電チャック装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、静電チャック本体に流れる電流を検出
し、この検出電流値から試料の吸着状態を判断すること
にある。すなわち、静電チャック本体に使用されている
絶縁＠電層は、絶縁物とは云うものの無限大の抵抗値を
有するものではなく、その両面に高電圧を印加すること
によって微小な電流が流れる。そして、この電ｆＡｔは
回路が開い、−Ｃいれは零となり、試料が吸着されてい
ればその吸着ＷＪ積の大きさに対応する値となる。また
、絶縁誘電層が絶縁破壊されていると過大な電流が流れ
る。したがって、上記電流を検出することによって、試
料の吸着状態を判断できることになる。

木兄りＪはこのような点に着目し、！ｆＩｋチャック本
体及びこの静電チャック本体に高電圧を印加するだめの
電源回路からなる静電チャック装置において、上記静電
チャック本体と電汀回路とのｍノに電流８１を挿入し、
この電流針の検出値から試料の吸着状態を判断できるよ
うにしたものである。　。

〔発１町の効果〕木兄りＪによれば、電流計の検出値から試料の吸着状態
を判断できるので、試料が静電チャック本体に確実に保
持固定されているかを容易、かつ確実に知ることができ
、さらに真空中にあっても上記保持固定されているかを
知ることができる。このため、微細加工装置や検査装置
ζ等に用いた場合、真空中に配置される試料の吸着状態
を判断できることから加工精度及び検査精度の向上をは
かり得る等の効果が得られる。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明の一実施例に係わる静電チャック装置を
示す概略構成図である。図中１０は静電チャック本体で
、これは前記第１図に示したものと基本的には変わらな
い枯造である。すなわち、導′−性基板１１の表面全面
を被覆するよう絶縁誘電層１２が形成され、導電性基板
１１の下面にはねじ等からなる電極端子１３が取着され
ている。ここで、絶縁誘電Ｒｉｉ；ｚは導電性基板１ノ
に、例えばアルミナを溶射してなるものである。そして
、静電チャック本体１θはその上面が平担に形成され、
この平担部に半導体ウェノ）等の試料が載置されるもの
となって因る。

一方、前記電極、端子１３には保睦抵抗１５を介して直
流電源（′電源回路）１６の正極側が接続され、前記試
料１４には電流計１７を介して１σ流電源１６の負極側
、（接地側）が接続されている。そして、導電性基板１
１と試料１４との間に高電圧が印加され、これらの間に
働く吸引力によシ試料１４が静電チャック本体１０上に
保持固定されるものとなっている。保獲抵抗１５は前記
絶縁誘電層１２が絶縁破壊したときに過大電流が流れる
のを防止するもので、電流計１７は数［ｎＡ　］〜数〔
μＡ〕の微小電流を検出するものである。また、ｍ流計
１７の検出値は比較回路１８に供給されている。この比
較回路１８は上記検出値と定常状態における電流値、す
なわち試料１４が静電チャック本体１０に確実に保持固
定されているときの電流値とを比較するもので、両者の
差が所定の値を越えるとき異常信号を出力するものとな
っている。

このようなＶｑ成であれば、試料１４の静電チャック本
体１０との吸着状態によシ試料１４と導電性基板１ノと
の間の抵抗が変化し、この抵抗変化に応じて電流計１７
の指示値も変化する。

このため、試料１４を直接観察することなく、さらに試
別１４に１’７　ｔＪＪｌｉ的な力を加えることなく、
１Ｌ流計１７の指示値若しくは比較回路１８の出力から
試料１４の吸着状態を判断工きることになる。すなわち
、装置が正常に作動している場合、静電チャック本体１
０には微小電流が流れる。この電流は、印加電圧、絶縁
誘電層１２の厚さ及び単位前極当シの抵抗が予め定まっ
ているので、試料１４の静電チャック本体１０との密着
面積に比例したものとなる。また、試ｆ！−１１４の表
面には酸化膜や窒化膜等が形成されていることもあシ、
この場合これらの膜厚によっても上記電流は変化する。

本発明者等の実験によれば、印加電圧をｊｏ　０　［Ｖ
］、試料１４として４インチ径ノリコンウェハを用いた
ところ、試料１４が静電チャック本体１０上に確実に保
持固定されている正常な状態で、試料１４表面の酸化膜
等の膜厚によシ数（ｎＡ）〜数〔μＡ〕の範囲の電流が
流れることが確認された。

い丑、何らかの原因によって試料１４が静電チャック本
体１θと離れている場合、或いは通電ラインに断線が生
じている場合、電流１１７の指示値は零となる。また、
絶縁誘電層１２が絶縁破壊している場合、電流計１７の
指示値は正常時よシ大幅に増大することになる。したが
って、ｔＭ流計１７の指示値から試料１４の吸着状態が
判断できることになる。

かくして本装置によれば、電流計１７の指示値を見るだ
けで、試料１４が静電チャック本体１０」二に確実に保
持固定されているかを容易に、かつ正確に知ることがで
きる。このため、静電チャック本体１０が真空中に設置
されていたとしても、試料１４の保持固定状態を知るこ
とができ、電子ビーム描画装置等に用いて絶大なる効果
を発揮する。また、従来装置に電流１１７を伺加するの
みの極めて簡易な構成で冥現し得る等の利点がある。

第３図及び第４図はそれぞれ他の実施例を示す概略］ヤ
）成図であシ、これらは先に説明した実施例の静電チャ
ック本体１０を改良したものである。すなわち、第３図
に示すものでは静電チャック本体１０が絶縁基板２ノ、
この基板２１上に破着された２枚の電極板２２　ａ　ｒ
　２２　ｂ　１及びその上面を被包した絶縁誘電層１２
で形成されている。そして、上記電極板２２　ａ、２２
　ｂ間に電圧が印力「されるものとなっている。この場
合、電極板２２ａから試料１４に電気力線が真直ぐ入シ
、試料１４内には磁界は発生せず’Ｑ％極板２２ｂＫ頁
直ぐ入ることになシ、これによシ試料１４が静電チャッ
ク本体１０上に保持固定される。また、第４図に示すも
のでは静電チャック本体１０の絶縁誘電層１２上の一部
に金属膜２３が蒸着形成されている。そして、この金属
膜２３と電極端子１３との間に電圧が印加されるものと
なっている。

このような構成であれば、先の実施例と同様な効果を奏
するのは勿論のことであシ、さらに試料ｌ゛４に直接配
線コードを接触させる必要がない等の利点がある。

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記静電チャック本体の絶縁誘電層は、
アルミナの溶射に１奴定される。ものでり、なく、導電
性基板の酸化物、その他絶縁物であれば用いてもよい。

さらに、’ｎ４”屯チャック本体の構造は何ら実施例に
限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更可能で
ある。

また、静電チャック本体に印加する電圧は必ずしも直流
に限るものではなく、交流であってもよい。この場合、
電流計には静電チャック本体の静電容量に対応する電流
も流れることになるが、試料の吸着状態によシ変わる電
流は直流電圧を印加した場合と同様であるので、電流計
の指示値から試料の吸着状態を判断することが可能であ
る。首だ、前記比較回路は必ずしも必要なものではない
が、この比較回路の出力を計算機等に供給しておけば、
試料の吸着状態の自動モニタも可能である。さらに、電
流計の挿入側１シ「も仕様に応じて適宜変更可能である
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、槓々変形
して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の静電チャック装置を示す概略＋１．）成
因、第２図は本発明の一実施例を示す概略峙）成因、第
３図及び第４図はそれぞれ他の実施例を示す概略構成図
である。１０・・・静電チャック本体、１１・・・導電性基板、
１２・・・絶縁計電層、１３・・・電極端子、１４・・
・試料、１５・・・保段抵抗、１６・・・直流電源（電
源回路）、１７・・・電流計、２１・・・絶縁基板、２
２ａ。２２ｂ・・・電極板、２３・・・金属膜。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第２図第３図投ト

Claims

【特許請求の範囲】

電極板及びこの電極板と静電的に保持固定される試料間
に介在すべき誘電層とを有する静電チャック本体と、前
記電極板と試料間に電圧を印加するだめの電源回路と、
この電源回路と前記電極板及び試料を含む回路に流れる
電流を検出する電流計とを具備してなることを特徴とす
る静電チャック装置。