JPS62120931A - 静電チヤツク装置 - Google Patents

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、被処理物を静電的に吸着固定する静電チャッ
ク装置に係わり、特に被処理物の脱離の容易化をはかっ
た静電チャック装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、半導体製造プロセスのドライ化・自動化は急速に
進み、それに伴い高精度、且つ量産性の高い生産装置の
開発が盛んに行われている。また、半導体集積回路にお
いては素子の微細化が進み、最近では最小寸法が１〜１
．５［μＴｒＬＪの超ＬＳＩも試作されるに至っている
。これらの超微細デバイスの究極的な歩留りは、その生
産工程におけるミクロンオーダのゴミとの戦いによって
決定されると言っても過言ではなく、従って生産装置と
しては可能な限りゴミを防ぐ構造とならざるを得ない。

ゴミを防ぐ最も効果的な方法としては、被処理物のデバ
イス形成面を自重方向に向けて処理するものである。こ
の方法を実現するためには、被処理物をその処理面を下
にしてステージに固定する手段が必要であり、しかもこ
の固定手段自体がゴミの発生源となってはならない。ま
た、生産装置には、被処理物にイオンビームや電子ビー
ム等の荷電ビームを照射して処理する装置、例えば高周
波放電を利用してたドライエツチング装置、イオン注入
装置、電子ビーム描画装置、電子ビームアニール装置の
ように、被処理物の温度上昇を十分に抑止するためにス
テージと被処理物との熱的コンタクトを十分にとる必要
がある場合が多く、均一なチャッキング力を要求される
。以上の目的に対し最近では、静電チャック装置が注目
されている。

第３図は上述の静電チャック装置を用いた反応性イオン
エツチング装置の従来例を示す概略構成図である。図中
１１は真空チャンバ、１２は絶縁材、１３は処理電極及
びチャック用１ｆ極として作用する電極、１４は冷却用
の導管、１５はコンデンサ、１６は高周波電源、１７は
チョークコイル、１８はガス導入管、１９はガス排気口
、２）は誘電体膜、２２は被処理物、２３は切換えスイ
ッチ、２４は直流電源、２５は支持台をそれぞれ示して
いる。

この装置では、Ｉ！極１３に直流電圧を印加することに
より、被処理物２２が電極１３の下面鋼に吸着固定、つ
まり静電チャックされる。静電チャックされた被処理物
２２は電極１３内に設けられた導管１４を流れる冷却水
により効果的に冷却される。また、被処理物２２を脱離
する際には、高層波電８ｉ１６をオフすると共に、切換
えスイッチ２３により電極１３を接地電位に保持する。

さらに、支持台２５を上方に移動し被処理物２２に接触
させることにより、被処理物２２の電荷をアースに逃が
す。これにより、被処理物２２はＭ穫１３の下面側から
脱離され、支持台２５上に載置されることになる。

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、？ｌ！！処理物２２よりも電極１３の
ｒｆＡ積が大きいので、はみ出した部分の誘電体ｌｌ１
２）がプラズマに晒される。プラズマに晒された誘電体
膜２）は、スパッタリングされて徐々に薄くなり、最終
的に電極１３の一部が露出する。電極１３の一部が露出
すると、その瞬間に直流電流がプラズマを介して流れ、
電極１３にａ電圧が印加されなくなり、ＤＮカを失う結
果となる。

この場合、誘電体１１２）の保守成いは貼り替えが必要
となる。さらに、チャンバ１１内が一旦大気中に晒され
る結果となり、上記保守成いは貼替えが極めて面倒であ
った。

一方、上記問題を解決する手法として、被処理物を吸着
するためのチャック用電極の面積を小さくし被処理物と
同形とすることにより、電極のプラズマに接する部分を
なくす方法がとられ、良い結果を得ている。しかし、こ
の方法では、放電状態や電極構造等の条件によっては、
静電チャックされた被処理物が電極から剥がれない現象
が発生し、確実に被処理物を脱離させることは困難であ
った。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、チャック用電穫の下面に被着された誘
電体膜がプラズマに晒されることを防止でき、且つ被処
理物の脱離を確実に行い得や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、チャック用電極の大きさを被処理物と
同等或いはそれより僅かに小さくし、誘電体膜のプラズ
マによるスパッタリングをなくすことにある。さらに、
被処理物の脱離時には、チャック用電極を接地電位に保
持すると共に、押出し用電極により被処理物を下方向に
付勢することにある。

即ち本発明は、被処理物の表面処理に供される処理用電
機の下方に設置され、その下面側に被処理物を静電的に
吸着固定するチャック用ｉ！極と、雪 このチャック用電極の上方に設けられ、前記被処理物の
脱ｌ１１時に前記被処理物に接触して該処理物を下方向
に押圧する押出し用電極と、前記被処理物の下方に設置
され前記被処理物の脱離時に該処理物に接触し、脱離さ
れた被処理物を載置する接地電位にある支持′Ｒ極と、
前記被処理物のチャック時に前記チャック用電極に直流
電圧を印加する手段と、前記被処理物の脱離時に前記チ
ャック用電極を接地電位に保持する手段とを具備してな
る静電チャック装置であり、被処理物の脱Ｍ時には、チ
ャック用電極を接地電位に保持すると共に、支持′Ｒ極
を被処理物に接触させ、且つ押出し用７ｆｉ極により被
処理物を下方に押出すようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる静電チャックＶｌｌ
を用いた反応性イオンエツチング装置を示す概略構成図
である。図中１１は上面が解放された導電性の真空チャ
ンバであり、このチャンバ１１は接地されている。チャ
ンバ１１の上面には、例えば弗素樹脂等の絶縁材１２を
介して処理用電極１３が設Ｍされている。この１ｉ極１
３の内部には、水冷パイプを兼ねた導管１４が設けられ
ており、該導管１４内に通流する冷却水により電惜１３
は冷却されるものとなっている。処理用電極１３は、コ
ンデンサ１５を介して高周波電源１６に接続されると共
に、チョークコイル１７を介して接地端に接続されてい
る。また、チャンバ１１内にはガス導入管１８を介して
所定のガスが導入され、チャンバ１１内のガスはガス排
気口１９を介して排気されるものとなっている。

一方、前記処理用電極１３の下面には、その表面を誘電
体膜２）で被覆されたチャック用電極２０が取着されて
いる。ここで、誘電体膜２）を含むチャック用電極２０
の大きさは、静電チャックすべき被処理物２２よりも僅
かに小さいものである。チャック用Ｎ極２０は、切換え
スイッチ２３を介して直流電源２４或いは接地端に接続
されている。そして、電極２０の下面側に被処理物２２
が静電チャックされるものとなっている。また、電￥Ｍ
２０の下方には、接地電位にある支持電極２５が設置さ
れている。この支持電極２５は搬送礪惰を兼用するもの
であり、上下方向に移動されるものとなっている。

また、ｆｆ１ｌｌ用電極１３の中央部にはピストン収容
室が３０が形成されており、この収容室３０内にピスト
ン（押出し電極）３１が上下方向゛に摺動可能に収容さ
れている。ピストン３１は第２図に示す如くコイルバネ
３２により上方向に押圧されている。ピストン３１と収
容室のＩＩ！ｌ壁面との間は。

Ｏリング３３により真空シールされている。また、ピス
トン収容室３０には、配管３４の一端が接続されており
、配管３４の他端はバルブ３５を介してガス供給８１３
６に接続されると共に、バルブ３７を介して図示しない
真空ポンプ等に接続されている。なお、前記チャック用
電極２０及び誘電体膜２）には、上記ピストン３１の直
下に位置する部分にピストン３１が挿通する貫通口が形
成されている。

次に、上記構成された本装置の作用について説明する。

まず、ピストン３１はコイルバネ３２及びバルブ３７を
介しての排気により上側に押圧されている。Ｓ：ウェハ
等の被処理物２２を支持電極２５上に載置したのち、支
持電極２５を上方に移動し被処理物２２の上面をチャッ
ク用電極２０の下面側に押付ける。次いで、切換えスイ
ッチ２３を接点ＳＩ側に切換えてチャック用電極２０に
直流高電圧を印加すると共に、支持電極２５を下方向に
移動する。これにより、被処理物２２はチャック用電極
２０の下面側に静電チャックされる。

この状態でチャンバ１１内にガスを供給すると共に、処
理用′Ｉｒｉ極１３に高周波電力を印加すると、電極１
３．２５間で放電が生起され、被処理物２２の下面〈処
理面〉がエツチング処理される。

このとき、チャック用電極２０を被覆した誘電体膜２）
は被処理物２２により隠れておりはみ出していないので
、プラズマに晒されエツチングされることはない。

エツチング終了後、被処理物２２をチャック用電極２０
から脱離するには、まずａＷＡｔａｔ力の印加をオフす
る。次いで、支持電極２５を上方に移動し該電極２５を
被処理物２２に接触させる。これと同時に、切換えスイ
ッチ２３を接点Ｓ２側に切換えて、チャック用電極２０
を接地電位に保持する。これにより、被処理物２２に誘
起されている電荷はアースに逃げることになる。さらに
、処理用電極１３の表面に誘起されている電荷も、チョ
ークコイル１７を介してアースに逃げることになる。

続いて、パルプ３７を閉じ、バルブ３５を開き、前記収
容Ｗ２Ｏ内にＮ２等のガスを供給する。これにより、ピ
ストン３１はコイルバネ３２の押圧力に抗して下方に付
勢され、被処理物２２に接触して該処理物２２を下方に
押出す。このとき、ピストン３１は処理用電極１３と同
電位であり接地状態にあるので、被処理物２２の上面に
誘起された電荷もアースに逃げることになる。従って、
支持電極２５を下方に移動すると、被処理物２２はチャ
ック用電極２０から容易に脱離し支持電極２５上に載置
されることになる。

このように本実施例によれば、被処理物２２の脱離時に
は、チャック用電極２０を接地電位に保持すると共に、
接地電位にあるピストン３１により被処理物２２を下方
向に押出しているので、被処理物２２の脱離を確実に行
うことができる。また、チャック用１ｉ１ｊ２０を被処
理物２２の径よりも僅かに小さく形成しているので、該
電極２０を被覆する誘電体！！！２）がプラズマ中に晒
されることはなり、誘電体膜２）のエツチングを未然に
防止することができる。このため、装置の操作性の向上
及び稼動率の向上をはかり得る。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記押出し用電極を駆動する手段はガス圧
に限るものではなく、メカニカルに行うようにしてもよ
い。また、反応性イオンエツチング装置に限らず、被処
理物を静電チャックにより固定するスパッタリング装置
、プラズマＣＶＤ装置、イオン注入装置、電子ビーム描
画装置等にも、同様に適用できるのは勿論のことである
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、被処理用電極とは
独立してチャック用電極を設けると共に、押出し用電極
及び支持電極を設け、被処理物の脱離時には全ての電極
を接地電位に保持するようにしているので、被処理物及
び各電極の表面に誘起された電荷を速やかにアースに逃
がすことができる。しかも、押出し用電極により被処理
物を下方に押出すようにしているので、被処理物をチャ
ック用電極から容易、確実に脱離することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる静電チャック装置を
用いた反応性イオンエツチング装置を示す概略構成図、
第２図は上記装置の要部構成を拡大して示す断面図、第
３図は従来の反応性イオンエツチング装置を示す概略構
成図である。 １１・・・真空チャンバ、１３・・・処理用電極、１６
・・・高周波電源、１７・・・チョークコイル、１８・
・・ガス導入管、１９・・・ガス排気口、２０・・・チ
ャック用電極、２）・・・誘電体膜、２２・・・被処理
物、２３・・・切換えスイッチ、２４・・・直流Ｉｉ源
、２５・・・支持電極、３１・・・ピストン（押出し用
１？Ｕ）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の電力が印加されて被処理物の表面処理に供
   される処理用電極の下方に設置され、その下面側に被処
   理物を静電的に吸着固定するチャック用電極と、このチ
   ャック用電極の上方に設けられ、前記被処理物の脱離時
   に前記被処理物に接触して該処理物を下方向に押圧する
   押出し用電極と、前記被処理物の下方に設置され前記被
   処理物の脱離時に該処理物に接触し、脱離された被処理
   物を載置する接地電位にある支持電極と、前記被処理物
   のチャック時に前記チャック用電極に直流電圧を印加す
   る手段と、前記被処理物の脱離時に前記チャック用電極
   を接地電位に保持する手段とを具備してなることを特徴
   とする静電チャック装置。
2. （２）前記チャック用電極は、その表面を誘電体膜で被
   覆され、且つ該誘電体膜を介して前記処理用電極の下面
   に固定されたものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の静電チャック装置。
3. （３）前記チャック用電極は、前記被処理物よりも僅か
   に径が小さいものであることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の静電チャック装置。
4. （４）前記処理用電極は、高周波電力を印加するための
   高周波電源に接続されると共に、直流成分をアース側へ
   逃がす回路に接続されたものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の静電チャック装置。
5. （５）前記押出し用電極は、前記被処理物の脱離時に接
   地電位に保持されるものであることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の静電チャック装置。
6. （６）前記押出し用電極は、前記処理用電極の内部に設
   けられ、上下方向に摺動するピストンからなるものであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電チ
   ャック装置。