JPH0220369B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、静電チヤツク装置に係わり、特に被
処理物の脱離の容易化をはかつた静電チヤツク装
置に関する。

〔発明の技術的背景〕

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１〜1.5［μｍ］の超LSIも
試作されるに至つている。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つて決定される
と言つても過言ではなく、従つて生産装置として
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
ミの発生源となつてはならない。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
なチヤツキング力を要求される。以上の目的に対
し最近では、静電チヤツク装置が注目されてい
る。

ところで、上述した静電チヤツク装置を備えた
半導体処理装置、例えば反応性イオンエツチング
装置は、従来より第３図に示す構造のものが知ら
れている。即ち、図中の１は上面が解放された導
電性の真空チヤンバであり、このチヤンバ１は接
地されている。チヤンバ１の上面には、例えば弗
素樹脂等の絶縁材２を介して静電チヤツク板（電
極）３が配置されており、且つこの電極３の下面
には、例えばポリイミド等の誘電体膜４が貼着さ
れている。電極３の内部には、水冷パイプを兼ね
た導管５が装着されている。この導管５の一端側
はマツチング回路６を介して高周波電源７に接続
されており、また他端側は高周波をカツトするチ
ヨークコイル８を介して直流電源９に接続されて
いる。電極３及び誘電体膜４には、第４図に示す
ようにそれらを貫通する貫通口１０が設けられて
おり、この貫通口１０には絶縁性の配管１１がフ
ランジを介して取着されている。この配管１１
は、途中で分岐されており、一方の分岐管１２ａ
はガス供給源に連結され、他方の分岐管１２ｂは
排気系に連結されている。なお、これら分岐管１
２ａ，１２ｂには電磁弁１３ａ，１３ｂがそれぞ
れ介挿されている。

前記チヤンバ１の下面には、ガス導入管１４及
び排気管１５がそれぞれ装着されている。また、
チヤンバ１の下面中央部にはエアシリンダ１６の
シヤフト１７を軸支する軸受１８が貫通して設け
られている。このシヤフト１７の上端には、支持
台１９が配置されている。この支持台１９は前記
シヤフト１７に固定された板体２０と、被処理物
が設置される受板２１と、この受板２１の下面に
取着され下端が前記板体２０を貫通すると共に、
板体２０と受板２１との間にコイルバネ２２が巻
回された支持軸２３とから構成されている。

次に、上述した第３図及び第４図の構造の静電
チヤツク装置を有する反応性イオンエツチング装
置の作用について説明する。

まず、真空チヤンバ１内の支持台１９の受板２
１はウエハ等の被処理物２４を設置する。続い
て、エアーシリンダ１６により支持台１９を上昇
させ、直流電源９から直流電圧が印加された電極
３の下面の誘電体膜４に被処理物２４に当接さ
せ、その静電力により被処理物２４を誘電体膜４
に吸着固定する。この時、電極３及び誘電体膜４
に貫通された貫通口１０は被処理物２４によつて
閉塞されると共に、電磁弁１３ｂを開いて分岐管
１２ｂから貫通口１０内のガスを真空排気し、被
処理物２４の裏面における放電を防ぐようにして
いる。

次いで、排気管１５からチヤンバ１内のガスを
排気すると共に、ガス導入管１４からAr等のガ
スを供給してチヤンバ１内を所定圧力のガス雰囲
気とする。この状態において、高周波電源７をオ
ンすることにより、前記電極３と接地電位の支持
台１９との間にプラズマが発生すると共に、プラ
ズマ中のイオンが被処理物２４に衝突して被処理
物２４の下面（表面）側のエツチングが行われ
る。また、導管５の内部を流れる冷却水により電
極３及び被処理物２４の冷却がなされる。

エツチング終了後は、高周波電極７をオフする
と共に直流電極９をオフした後、接地電位状態の
支持台１９をエアーシリンダ１６により上昇させ
て、被処理物２４に接触させて被処理物２４に蓄
積された電荷を支持台１９を通して逃がす。その
後、電磁弁１３ｂを閉じ、電磁弁１３ａを一定時
間開いて分岐間１２ａからN₂等のガスを被処理
物２４の裏面に直接吹付ける。これにより、静電
チヤツクされた被処理物２４は電極３の下面側か
ら脱離し、支持台１９の受板２１上に設置される
ことになる。一方、前記従来例とは別に実開昭58
−78641号公報にてガス圧制御されて駆動するピ
ストンによつて被処理物を脱離する技術が示され
ている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、この種の装置にあつては次のよ
うな問題があつた。即ち、前者の場合被処理物２
４を脱離するために貫通口１０を介して被処理物
２４に直接ガスを吹付けているので、何らかの要
因でガスの供給圧力が高くなつた場合、被処理物
２４に必要以上の圧力が加わり、被処理物２４に
ダメージが加わると云う問題があつた。また、後
者の場合にはピストンを駆動するエアシリンダへ
加圧空気を徐々に送り込むための流量制御バルブ
を有しているため、構成的に複雑になり、かつエ
アシリンダのサイズが大きく、これが静電チヤツ
クベースの下部に突出するため、装置自体の寸法
も大きくなるという問題があつた。

〔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、静電チヤツクされた被
処理物を確実に脱離することができ、且つガス圧
の変化等による被処理物のダメージ発生を未然に
防止し得るコンパクトな静電チヤツク装置を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、ガス圧により被処理物をチヤ
ツク用電極から脱離する際の緩衝部材として、ガ
ス圧により駆動されるピストンを用いることにあ
る。

即ち本発明は、被処理物を静電気的に吸着固定
する電極と、この電極内部に形成された一方が前
記被処理物の吸着面に開口する収容部と、この収
容部の他方に接続された配管と、前記収容部に設
けられた前記被処理物を押圧する方向に駆動され
るピストンと、このピストンを前記被処理物と逆
方向に付勢する弾性体と、前記ピストンに巻装し
かつ前記収容部の内面に密接して前記ピストンと
一体に移動する弾性体からなるピストンリング
と、前記被処理物の脱離時に前記配管を介して前
記収容部にガスを供給するガス供給装置とを備え
た構成にしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によつて説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる静電チヤツ
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
大して示す断面図である。なお、前記第３図及び
第４図と同一部分には同一符号を付して、の詳し
い説明は省略する。

この実施例が先に説明した従来装置と異なる点
は、チヤツク用の電極の内部に貫通口の代りに収
容部３０を形成し、この収容部３０にピストンを
設けたことにある。即ち、前記チヤツク用電極３
及び誘電体膜４を貫通して形成され、一方が被処
理物の吸着面に開口する収容部３０において、例
えばSiO₂，Al₂O₃等のセラミツク或いはSUS，Al
等のメタルからなるピストン２５をスプリング
（弾性体）２６を介して埋設した構造になつてい
る。ここで、ピストン２５は上下方向に摺動可能
に配置されており、スプリング２６により上方向
に押圧されている。また、ピストン２５にはゴム
等の弾性体からなるピストンリング（Ｏリング）
２７が巻装されている。このＯリングは収容部３
０の内面に密接してピストン２５と一体に移動す
るようになつている。なお、図中２８はガスケツ
ト、２９は蓋体を示している。

また、収容部３０の他方は図示しないが、供給
装置に接続されたガス導入管１４に接続してい
る。

このような構成においては、反応性イオンエツ
チングの終了後、高周波電源７をオフし、且つ直
流電源９をオフした後、接地電位状態の支持台１
９をエアーシリンダ１６により上昇させ、被処理
物２４に接触させて被処理物２４に蓄積された電
荷を支持台１９を通して逃がす。次いで、電磁弁
１３ｂを閉じ、電磁弁１３ａを一定時間開いて分
岐管１２ａからN₂等のガスを導入し、その圧力
によりピストン２５をスプリング２６の押圧力と
Ｏリング２７の摩擦抵抗に抗して被処理物２４方
向に前進させる。これにより、静電チヤツクされ
た被処理物２４を電極３の下面側から静かに脱離
させ、被処理物２４を支持台１９の受板２１上に
設置することができる。なお、電磁弁１３ｂによ
り排気することにより、ピストン２５はスプリン
グ２６によつて元の位置に戻される。

このように本実施例によれば、静電チヤツクさ
れた被処理物２４に接地電位にある支持台１９を
接触させると共に、配管１１からのガス供給によ
りピストン２５を被処理物方向に前進することに
よつて、被処理物２４を電極３に下面側から静か
に脱離させることができる。そしてこの場合、
N₂ガスの供給において、導入圧力が高く変動し
てもスプリング２６とピストンリング２７がダン
パとして作用するため、被処理物２４に急激なダ
メージを与えることがない。また、ピストン２５
のフランジ部及びスプリング２６によりピストン
２５の駆動距離が規制されるため、ガス圧が如何
に高くなろうとも、ピストン２５の突出長は一定
であるため、脱離以外の余分な作用をする虞れは
ない。つまり、静電チヤツクされた被処理物２４
を確実に脱離することができ、且つガス圧の変化
等による被処理物２４のダメージ発生を未然に防
止することができる。

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、前記チヤツク用の電極は、
高周波電力を印加するための電極と兼用されたも
のに限らず、高周波電力印加の電極とは別にその
下方に設けたものであつてもよい。さらに、前記
ピストンを付勢するスプリング（コイルバネ）の
代りには、板バネ、その他の弾性体を用いること
が可能である。また、反応性イオンエツチング装
置に限らず、被処理物を静電チヤツクにより固定
するスパツタリング装置、プラズマCVD装置、
イオン注入装置及び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、ガス圧に
より被処理物をチヤツク用電極から脱離する際、
ガス圧により駆動されるピストンを用いるととも
に、その駆動を制御する弾性体および弾性体から
なるピストンリングをピストンに付加した簡単か
つコンパクトな構造で、ガス圧が高く変動しても
被処理物に加わる押圧力が急激に増大する等の不
都合をなくし、静電チヤツクされた被処理物の脱
離を、被処理物にダメージを与えることなく確実
に行うことができた。

【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ヤツ
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、第４図は第３
図の装置の要部構成を拡大して示す断面図であ
る。 １……真空チヤンバ、３……静電チヤツク板
（チヤツク用電極）、４……誘電体膜、５……導
管、７……高周波電源、９……直流電源、１０…
…貫通口、１１……配管、１２ａ，１２ｂ……分
岐管、１６……エアーシリンダ、１９……支持
台、２４……被処理物、２５……ピストン、２６
……スプリング（弾性体）、２７……ピストンリ
ング、３０……収容部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被処理物の静電気的に吸着固定する電極と、
   この電極内部に形成され一方が前記被処理物の吸
   着面に開口する収容部と、この収容部の他方に接
   続された配管と、前記収容部に設けられ前記被処
   理物を押圧する方向に駆動されるピストンと、こ
   のピストンを前記被処理物と逆方向に付勢する弾
   性体と、前記ピストンに巻装しかつ前記収容部の
   内面に密接して前記ピストンと一体に移動する弾
   性体からなるピストンリングと、前記被処理物の
   脱離時に前記配管を介して前記収容部にガスを供
   給するガス供給装置とを備えたことを特徴とする
   静電チヤツク装置。 ２ 前記電極は、高周波電力等が印加され前記被
   処理物の表面処理に供される処理電極として兼用
   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項記載の静電チヤツク装置。