JPH029546A - 静電チャック - Google Patents
静電チャックInfo
- Publication number
- JPH029546A JPH029546A JP63162012A JP16201288A JPH029546A JP H029546 A JPH029546 A JP H029546A JP 63162012 A JP63162012 A JP 63162012A JP 16201288 A JP16201288 A JP 16201288A JP H029546 A JPH029546 A JP H029546A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- wafer
- electrode
- electrostatic chuck
- semiconductor wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Jigs For Machine Tools (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、スパッタリングやエツチング等を行う半導体
製造装置に用いられる静電チャックの改良に関する。
製造装置に用いられる静電チャックの改良に関する。
（従来の技術）
従来、静電チャックの基本的な構成は、第３図に示す通
りである。即ち、同電極１とＳｌ ウェハ２間に電圧を
印加することにより、両者を絶縁物（商品名カプトン：
デュポン社（製））＋＝＋−３を介して互いに吸着させ
、吸着させた両者を切り離すときは放電して電荷を消す
ことにより行う。
りである。即ち、同電極１とＳｌ ウェハ２間に電圧を
印加することにより、両者を絶縁物（商品名カプトン：
デュポン社（製））＋＝＋−３を介して互いに吸着させ
、吸着させた両者を切り離すときは放電して電荷を消す
ことにより行う。
ところで、こうした構造の静電チャックの吸弓力ＩＦ
（Ｄ）は次のようにして求められる。但し、Ｖ；印加電
圧（一定）ＣＶｏｌｔコ Ｓ；電極面猜（ｍ ２コ Ｄ；電極間隔［ｍ］ εＳ；絶縁物の比誘電率 第３図において、コンデンサに蓄情したエネルギＥｃは Ｅ ｃ −１／ ２ ＣＶ ２［Ｊ ｌ
−（１）となる。また、コンデンサの容量はＣはＣ
−ε。εＳ Ｓ／Ｄ ［Ｆ］ ・・・（２）で
表わされるから、式（１）は １． Ｓ Ｅｅ −−ｉＶ−εＱ Ｅｓ ｐ ［Ｊ］ −（
３）となる。ここで、静電チャックの１吸引力！ｉ”
（Ｄ）はＤの方向を考えればよいため、 ａＥｃ １ う １［ｉ’
（Ｄ） −，５−−−ＨＶ−εＯＥ Ｓ Ｓ
（−１）ｐ−＜４ンとなＳｏ つまり、吸着時の際、Ｓｔウエノ１の電荷が第３：還に
示す如く絶縁物表面に全く移らないと仮定すＳと、吸引
力は上述した式（４）に示す理論値となる。
（Ｄ）は次のようにして求められる。但し、Ｖ；印加電
圧（一定）ＣＶｏｌｔコ Ｓ；電極面猜（ｍ ２コ Ｄ；電極間隔［ｍ］ εＳ；絶縁物の比誘電率 第３図において、コンデンサに蓄情したエネルギＥｃは Ｅ ｃ −１／ ２ ＣＶ ２［Ｊ ｌ
−（１）となる。また、コンデンサの容量はＣはＣ
−ε。εＳ Ｓ／Ｄ ［Ｆ］ ・・・（２）で
表わされるから、式（１）は １． Ｓ Ｅｅ −−ｉＶ−εＱ Ｅｓ ｐ ［Ｊ］ −（
３）となる。ここで、静電チャックの１吸引力！ｉ”
（Ｄ）はＤの方向を考えればよいため、 ａＥｃ １ う １［ｉ’
（Ｄ） −，５−−−ＨＶ−εＯＥ Ｓ Ｓ
（−１）ｐ−＜４ンとなＳｏ つまり、吸着時の際、Ｓｔウエノ１の電荷が第３：還に
示す如く絶縁物表面に全く移らないと仮定すＳと、吸引
力は上述した式（４）に示す理論値となる。
しかしながら、実際は銅電極１とウエノ為２の吸着をイ
ｉうと、吸着を解除しても電荷が絶縁物３表面に残留し
、正常な動作ができないという欠点をａする。つまり、
ウエノ＼２の電荷が第４図に示す如く絶縁物３の表面の
接触面で移るとすると、吸引力は理論値より移った分だ
け弱くなる。そして、ウニへ２の電荷が接触面以外の場
所までなんらかの放電現象で移ると吸引力はより弱くな
り、接触面以外の場所に移った電荷は外部回路をＯｖに
しても戻らない為吸引力が残留する。また、こうｌ。
ｉうと、吸着を解除しても電荷が絶縁物３表面に残留し
、正常な動作ができないという欠点をａする。つまり、
ウエノ＼２の電荷が第４図に示す如く絶縁物３の表面の
接触面で移るとすると、吸引力は理論値より移った分だ
け弱くなる。そして、ウニへ２の電荷が接触面以外の場
所までなんらかの放電現象で移ると吸引力はより弱くな
り、接触面以外の場所に移った電荷は外部回路をＯｖに
しても戻らない為吸引力が残留する。また、こうｌ。
た状態でＲＦ放電を行うと、絶縁物３とウェハ２の間を
ＲＦｔ流が流れるのでより多（の電荷が絶縁物表面に移
る。このように、絶縁物３の表面に多くの電荷が残留す
るようになると、電源を切って印加電圧をＯＶにしても
強力な残留吸引力が発生することになり、また強引に剥
してまた強引にＪすがしても２度目以降の吸引が十分に
行イ）れなくなる。
ＲＦｔ流が流れるのでより多（の電荷が絶縁物表面に移
る。このように、絶縁物３の表面に多くの電荷が残留す
るようになると、電源を切って印加電圧をＯＶにしても
強力な残留吸引力が発生することになり、また強引に剥
してまた強引にＪすがしても２度目以降の吸引が十分に
行イ）れなくなる。
（発明が解決しようとする課題）
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、半導体ウェ
ハの吸着、解除を確実になし得る静電チャックを提供す
ることを目的とする。
ハの吸着、解除を確実になし得る静電チャックを提供す
ることを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明は、半導体ウェハと対向して設けられた温度制御
可能な電極と、この電極と前記半導体ウェハ間に設けら
れてこれらの部材とで空洞部を形成するリング状部材と
、前記電極表面に設けられた絶縁体と、この絶縁体上に
設けられた導体パターンと、前記絶縁体及び導体パター
ン上に設けられた高抵抗体と、前記絶縁体と半導体ウェ
ハ間に設けられて前記高抵抗体と前記半導体ウェハ間に
ギャップを保持する絶縁スペーサとからなり、ヴスを前
記高抵抗体と前記半導体ウェハ間のギャップに導入して
両者間の熱伝導を行うことを要旨とする。
可能な電極と、この電極と前記半導体ウェハ間に設けら
れてこれらの部材とで空洞部を形成するリング状部材と
、前記電極表面に設けられた絶縁体と、この絶縁体上に
設けられた導体パターンと、前記絶縁体及び導体パター
ン上に設けられた高抵抗体と、前記絶縁体と半導体ウェ
ハ間に設けられて前記高抵抗体と前記半導体ウェハ間に
ギャップを保持する絶縁スペーサとからなり、ヴスを前
記高抵抗体と前記半導体ウェハ間のギャップに導入して
両者間の熱伝導を行うことを要旨とする。
本発明に係る高抵抗体としては、望ましくは■微少放電
で損傷を受けないこと、■低い電圧までオーミックなこ
と、■熱抵抗が小さいこと、■欠・ｉり＜ないこと、■
高周波のＩＨ失が無視できること、以上５ 、＋、ｌの
特性を存する＋４質のものを用いる。
で損傷を受けないこと、■低い電圧までオーミックなこ
と、■熱抵抗が小さいこと、■欠・ｉり＜ないこと、■
高周波のＩＨ失が無視できること、以上５ 、＋、ｌの
特性を存する＋４質のものを用いる。
欠に、上記高抵抗体の抵抗値について考察する。
即ち、本発明に係る静電チャックにおいて、ギヤ／プと
同じ程度のエリアが放電して、単位面積当り１ ［Ｗ
／ｃｍ２］の瞬間放電に耐えられるとすると、高抵抗体
の厚さと抵抗率との関係は次のようになる。但し、 ＲＡ；放電面積当りの抵抗〔Ω］ ’Ｔｈ：高抵抗体の厚さ［ｍ］ ρ、高抵抗体の体積抵抗率［Ωｍ］ Ｇ２ ：放電面積［ｍ２］ Ｉ：放電電流［Ａ］ Ｖ；電源電圧［Ｖ］ Ｐ；放電エリアが消化する電力［Ｖ／）Ｑ；放電エリア
の電力密度［Ｗ／ｍ２１とする。
同じ程度のエリアが放電して、単位面積当り１ ［Ｗ
／ｃｍ２］の瞬間放電に耐えられるとすると、高抵抗体
の厚さと抵抗率との関係は次のようになる。但し、 ＲＡ；放電面積当りの抵抗〔Ω］ ’Ｔｈ：高抵抗体の厚さ［ｍ］ ρ、高抵抗体の体積抵抗率［Ωｍ］ Ｇ２ ：放電面積［ｍ２］ Ｉ：放電電流［Ａ］ Ｖ；電源電圧［Ｖ］ Ｐ；放電エリアが消化する電力［Ｖ／）Ｑ；放電エリア
の電力密度［Ｗ／ｍ２１とする。
ＲＡ−ρ・Ｔｈ／Ｇ２［Ω］ ・・・（５）１−
Ｖ／ＲＡ ・・・（６）Ｐ−Ｖ２／
Ｒ，、” ・・・（７）Ｑ −Ｐ
／ Ｇ” ・・・（８）５
式（５）〜式（７）により ｇ−ｖ： ／ρＴ ｂ 従って、 ρＴｈ −Ｖ２ ／Ｑ−１０戸２ ／１０４−１０２
［Ωｍ２ ］ Ωｍ１０２ ／Ｔｈ −１ｏ２ ／１０−ｂ−１０８
［Ωｍ］ −１０［Ωｃｍ］ このようにしてＴｈとρとの関係を調べたところ、下記
第１表に示す通りであった。
Ｖ／ＲＡ ・・・（６）Ｐ−Ｖ２／
Ｒ，、” ・・・（７）Ｑ −Ｐ
／ Ｇ” ・・・（８）５
式（５）〜式（７）により ｇ−ｖ： ／ρＴ ｂ 従って、 ρＴｈ −Ｖ２ ／Ｑ−１０戸２ ／１０４−１０２
［Ωｍ２ ］ Ωｍ１０２ ／Ｔｈ −１ｏ２ ／１０−ｂ−１０８
［Ωｍ］ −１０［Ωｃｍ］ このようにしてＴｈとρとの関係を調べたところ、下記
第１表に示す通りであった。
第 １ 表
（作用）
本発明によれば、導体パターンとウェハ間に従来のよう
に絶縁物を設けずにギャップとすることにより、従来の
ように吸着後に電極とウェハ間の絶縁物表面に電荷が残
存することを防止できる。
に絶縁物を設けずにギャップとすることにより、従来の
ように吸着後に電極とウェハ間の絶縁物表面に電荷が残
存することを防止できる。
なお、導体パターンとウェハ間が本発明のようにギャッ
プであると、導電パターンとウェハ間に電圧を印加した
とき放電が発生して電圧が１００Ｖ以下の電圧に急激に
下がって吸着力が略零になる恐れがあるが、本発明の場
合高抵抗体の存在により放電によって流れる電流を小さ
く押えると同時に放電を局所にとどめる機能が働き、吸
着に必要な電圧を確保できる。
プであると、導電パターンとウェハ間に電圧を印加した
とき放電が発生して電圧が１００Ｖ以下の電圧に急激に
下がって吸着力が略零になる恐れがあるが、本発明の場
合高抵抗体の存在により放電によって流れる電流を小さ
く押えると同時に放電を局所にとどめる機能が働き、吸
着に必要な電圧を確保できる。
（実施Ｎ）
以下、本発明の一実施例に係る静電チャックを第１図を
参照して説明する。
参照して説明する。
図中の１１は、半導体ウェハとしての８１ウエハ１２と
対向して配置された温度制御可能な円板状の電極である
。この電極１１とウェハ１２間には、電極１１と略同径
のリング状部材１３が設けられている。この部材１３に
より、ウェハ１２の吸着時電極１１とウェハ１２間に導
入されたガスを外部に漏らさないようにシールする構造
となっている。前記電極１１表面には絶縁体１４が設け
られ、この絶縁体１４上には導体パターン１５が設けら
れている。前記絶縁体１４及び導体パターン１５上には
、高抵抗体１６が設けられている。
対向して配置された温度制御可能な円板状の電極である
。この電極１１とウェハ１２間には、電極１１と略同径
のリング状部材１３が設けられている。この部材１３に
より、ウェハ１２の吸着時電極１１とウェハ１２間に導
入されたガスを外部に漏らさないようにシールする構造
となっている。前記電極１１表面には絶縁体１４が設け
られ、この絶縁体１４上には導体パターン１５が設けら
れている。前記絶縁体１４及び導体パターン１５上には
、高抵抗体１６が設けられている。
前記絶縁体１４とウェハ１２間には、前記高抵抗体１６
とウェハ１２間にギャップ１７を保持する絶縁スペーサ
１８が設けられている。
とウェハ１２間にギャップ１７を保持する絶縁スペーサ
１８が設けられている。
こうした構造の静電チャックにおいて、ウェハ１２を導
体パターン１５に吸着させるときは、電極１１の略中央
に貫通して設けられたガス導入口１９からガスを導入し
つつウェハ１２と導体パターン１５間に例えば３００〜
２０００ Ｖの電圧を印加することにより行う。また、
両者間を切り離す場合は、両者間の印加電圧を０にする
ことにより行う。
体パターン１５に吸着させるときは、電極１１の略中央
に貫通して設けられたガス導入口１９からガスを導入し
つつウェハ１２と導体パターン１５間に例えば３００〜
２０００ Ｖの電圧を印加することにより行う。また、
両者間を切り離す場合は、両者間の印加電圧を０にする
ことにより行う。
上記実施例に係る静電チャックによれば、ウェハ１２と
対向した電極１１表面の絶縁体１４上に導体パターン１
５を設けるとともに、前記絶縁体１４及び導体パターン
１５上に高抵抗体１６を設け、更に前記絶縁体１４とウ
ェハ１２間に前記高抵抗体１６とウェハ１２間にギャッ
プ１７を保持する絶縁スペーサ１８を設けた構造となっ
ている。
対向した電極１１表面の絶縁体１４上に導体パターン１
５を設けるとともに、前記絶縁体１４及び導体パターン
１５上に高抵抗体１６を設け、更に前記絶縁体１４とウ
ェハ１２間に前記高抵抗体１６とウェハ１２間にギャッ
プ１７を保持する絶縁スペーサ１８を設けた構造となっ
ている。
即ち、本実施例では導体パターン１５とウェハ１２間に
従来のように絶縁物を設けずにギャップ１７とすること
により、従来のように吸着後に電極とウェハ間の絶縁物
表面に電荷が残存することを防止できる。一方、導体パ
ターン１５とウェハ１２間がギャップ１７であると、導
電パターン１５とウェハ１２間に電圧を印加したとき電
圧が１００Ｖ以下の電圧に急激に下がって吸着力が略零
になる恐れがあるが、本実施例の場合前記高抵抗体１６
の存在により放電によって流れる電流を小さく押える機
能が働き、吸着に必要な電圧を確保できる。また、本発
明によれば、ＩＭΩ程度のインピーダンスの電源でも放
電エリアが微少ならば十分吸着が可能である（第２図図
示）。事実、本発明に係る静電チャックを用いて６イン
チウェハ（Φ１５０）の電極の厚さ方向の抵抗値ＲはＲ
−１０２［０ｍ２］１０．１５２・ｙｒバー３５００
［Ｑ］一方、ギャップと同じ程度のエリアが放電したと
仮定した場合、抵抗値ＲＧ ２は、 ＲＧ２−１０２［Ωｍ２］・１ｏ１２／Ｇ２［μｍ］−
１０１４／ Ｇ ２ ［μｍ ］ したがって、下記第２表が得られた。以上よりＩＭΩ程
度のインピーダンスの電源でも放電エリアが微少ならば
十分なことが分る。
従来のように絶縁物を設けずにギャップ１７とすること
により、従来のように吸着後に電極とウェハ間の絶縁物
表面に電荷が残存することを防止できる。一方、導体パ
ターン１５とウェハ１２間がギャップ１７であると、導
電パターン１５とウェハ１２間に電圧を印加したとき電
圧が１００Ｖ以下の電圧に急激に下がって吸着力が略零
になる恐れがあるが、本実施例の場合前記高抵抗体１６
の存在により放電によって流れる電流を小さく押える機
能が働き、吸着に必要な電圧を確保できる。また、本発
明によれば、ＩＭΩ程度のインピーダンスの電源でも放
電エリアが微少ならば十分吸着が可能である（第２図図
示）。事実、本発明に係る静電チャックを用いて６イン
チウェハ（Φ１５０）の電極の厚さ方向の抵抗値ＲはＲ
−１０２［０ｍ２］１０．１５２・ｙｒバー３５００
［Ｑ］一方、ギャップと同じ程度のエリアが放電したと
仮定した場合、抵抗値ＲＧ ２は、 ＲＧ２−１０２［Ωｍ２］・１ｏ１２／Ｇ２［μｍ］−
１０１４／ Ｇ ２ ［μｍ ］ したがって、下記第２表が得られた。以上よりＩＭΩ程
度のインピーダンスの電源でも放電エリアが微少ならば
十分なことが分る。
第
表
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明によれば、従来のように吸着後
絶縁物の表面に電荷が残存することなく、導体パターン
とウェハとの眼前、解除を確実になし得る信頼性の高い
静電チャックを提供できる。
絶縁物の表面に電荷が残存することなく、導体パターン
とウェハとの眼前、解除を確実になし得る信頼性の高い
静電チャックを提供できる。
第１図は本発明の一実施例に係る静電チャックの略断面
図、第２図はＩＭΩ程度のインピーダンスの電源による
仮管状態を説明する回路図、第３図及び第４図は夫々従
来の静電チャックにおける電荷の分布状態の説明図であ
る。 １１・・・７Ｒｔｆｆ、１２・・・Ｓ１ウエハ、１３・
・・リング状部材、１４・・・絶縁体、１５・・・導体
パターン、１６・・・高抵抗体、１７・・・ギャップ、
１８・・・絶縁スペーサ、１９・・・ガス導入口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図
図、第２図はＩＭΩ程度のインピーダンスの電源による
仮管状態を説明する回路図、第３図及び第４図は夫々従
来の静電チャックにおける電荷の分布状態の説明図であ
る。 １１・・・７Ｒｔｆｆ、１２・・・Ｓ１ウエハ、１３・
・・リング状部材、１４・・・絶縁体、１５・・・導体
パターン、１６・・・高抵抗体、１７・・・ギャップ、
１８・・・絶縁スペーサ、１９・・・ガス導入口。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第２図
Claims (1)
- 半導体ウェハと対向して設けられた温度制御可能な電極
と、この電極と前記半導体ウェハ間に設けられてこれら
の部材とで空洞部を形成するリング状部材と、前記電極
表面に設けられた絶縁体と、この絶縁、体上に設けられ
た導体パターンと、前記絶縁体及び導体パターン上に設
けられた高抵抗体と、前記絶縁体と半導体ウェハ間に設
けられて前記高抵抗体と前記半導体ウェハ間にギャップ
を保持する絶縁スペーサとからなり、ガスを前記高抵抗
体と前記半導体ウェハ間のギャップに導入して両者間の
熱伝導を行うことを特徴とする静電チャック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63162012A JPH0741495B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 静電チャック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63162012A JPH0741495B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 静電チャック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH029546A true JPH029546A (ja) | 1990-01-12 |
| JPH0741495B2 JPH0741495B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=15746374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63162012A Expired - Lifetime JPH0741495B2 (ja) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | 静電チャック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0741495B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393642U (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-17 |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63162012A patent/JPH0741495B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6393642U (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-17 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0741495B2 (ja) | 1995-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3238925B2 (ja) | 静電チャック | |
| JP2665242B2 (ja) | 静電チャック | |
| JP3064409B2 (ja) | 保持装置およびそれを用いた半導体製造装置 | |
| TWI233658B (en) | Electrostatic absorbing apparatus | |
| US5255153A (en) | Electrostatic chuck and plasma apparatus equipped therewith | |
| JPH10150100A (ja) | 静電チャックとそれを用いた試料処理方法及び装置 | |
| JPH07153825A (ja) | 静電チャック及びこの静電チャックを用いた被吸着体の処理方法 | |
| JP2017085089A5 (ja) | ||
| JP2003179128A (ja) | 静電チャック | |
| JP6069768B2 (ja) | 静電チャック装置及びその制御方法 | |
| JP4407793B2 (ja) | 静電チャックおよび静電チャックを搭載した装置 | |
| KR100537410B1 (ko) | 플라스틱 필름의 정전 흡착 장치 및 정전 흡착 방법 | |
| TWI307122B (en) | Method and apparatus for dynamic plasma treatment of bipolar esc system | |
| JP3287996B2 (ja) | 静電チャック装置 | |
| JPH07130826A (ja) | 静電チャック | |
| JPH029546A (ja) | 静電チャック | |
| JP2008172255A (ja) | 静電チャック | |
| JP2000340640A (ja) | 非接触型静電吸着装置 | |
| JP2503364B2 (ja) | ウエハの静電吸着装置、ウエハの静電吸着方法、ウエハの離脱方法及びドライエッチング方法 | |
| JPH11251419A (ja) | 基板保持用静電チャック及び基板保持方法 | |
| JP2000183143A (ja) | 静電チャック | |
| WO2020195959A1 (ja) | 静電吸着装置及び除電方法 | |
| JP3956620B2 (ja) | 静電チャック | |
| JP2001523042A (ja) | 中空キャビティ内にヒューズを有する多電極静電チャック | |
| JP4337037B2 (ja) | 静電チャック |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080510 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090510 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090510 Year of fee payment: 14 |