JPH04100255A

JPH04100255A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPH04100255A
Application number: JP2217834A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Toki; 雅彦土岐; Junya Nakahira; 順也中平; Yuji Furumura; 雄二古村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-08-18
Filing date: 1990-08-18
Publication date: 1992-04-02

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】〔概要〕半導体製造装置に関し、平坦化薄膜の離脱を制御性よく行うことができる静電チ
ャッキングを有する半導体製造装置を提供することを目
的とし、加工室及び制御室を形成する絶縁部材と、該加工室の上
壁部分の該絶縁部材を平坦化することにより形成される
平坦化面と、該平坦化面に近傍するように該制御室内に
設けられる電極と、を備え、該電極による静電誘導で平
坦化薄膜を該平坦化面に静電吸着させる半導体製造装置
において、該平坦化面に形成されるガス噴出孔と、該ガ
ス噴出孔に連結されるガス管と、を設け、該ガス噴出孔
から噴出するガスの圧力によって該平坦化面から該平坦
化薄膜を離脱させるように構成し、又は、加工室及び制
御室を形成する絶縁部材と、該加工室の上壁部分の該絶
縁部材を平坦化することにより形成される平坦化面と、
該平坦化面に近傍するように該制御室内に設けられる電
極と、を備え、該電極による静電誘導で平坦化薄膜を該
平坦化面に静電吸着させる半導体製造装置において、該
平坦化面に形成される貫通孔と、該貫通孔内を上下方向
に往復する加圧部材と、を設け、該加圧部材の該平坦化
薄膜に対する押圧によって該平坦化面から該平坦化薄膜
を離脱させるように構成し、又は、加工室及び制御室を
形成する絶縁部材と、該加工室の上壁部分の該絶縁部材
を平坦化することにより形成される平坦化面と、該平坦
化面に近傍するように該制御室内に設けられる電極と、
を備え、該電極による静電誘導で平坦化薄膜を該平坦化
面に静電吸着させる半導体製造装置において、該平坦化
面に形成されるガス噴出孔及び貫通孔と、該ガス噴出孔
に連結されるガス管と、該貫通孔内を上下方向に往復す
る加圧部材と、を設け、該ガス噴出孔から噴出するガス
の圧力と、該加圧部材の該平坦化薄膜に対する押圧とに
よって該平坦化面から該平坦化薄膜を離脱させるように
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、半導体製造装置に関し、詳しくは、平坦化薄
膜の離脱を制御性よく行うことのできる静電チャッキン
グによる半導体製造装置に関する。

一般に、加工物を加工台等に固定するチャッキングの方
法として物理的に加工物を押さえつけ支持するメカニカ
ルチャッキングがあるが、加工物が微小な場合、あるい
は加工物が物理的支持に対して損傷を受けやすい場合等
には真空チャッキング、静電チャッキング等が用いられ
ている。特に、半導体製造の初期工程におけるＳｉウェ
ハの支持には静電チャフキングが有効であり、近時では
Ｓｉウェハの離脱を制御性よく行うことのできる静電チ
ャッキングの方法が要求されている。

〔従来の技術〕

第４図は半導体製造における一従来例の静電チャッキン
グ装置の概略断面図である。

第４図において、３１は例えばアルミナ等のセラミック
スからなる装置本体であり、装置本体３１は低圧加工室
３２を有し、低圧加工室３２には上部が平坦化されるこ
とにより試料吸着用の平坦化面３３が形成される。また
、電極３４が平坦化面３３に近傍するように設けられ、
さらに電極３４に電荷を誘起する電源３５が低圧加工室
３２の外部に設けられる。３６は例えばＳｉウェハ等の
平坦化薄膜であり、平坦化薄膜３６の内部では電源３５
の例えばＩＫＶＯ印加電圧によって電極３４に誘起され
た電荷により静電誘導が起こるため、平坦化薄膜３６は
電極３４に静電吸着される。このときの静電吸着力（Ｆ
）は次式％式％ここで、εは絶縁物（平坦化薄膜）の誘電率、■は印加
電圧、ｄは絶縁物（平坦化薄膜）の厚さ、Ｓは電極面積
である。

このような従来の静電チャッキング装置は、比較的容易
に高い静電吸着力を得ることができるとともに、平坦化
薄膜３６のアニール等によって装置本体３１に伝播した
熱に対する耐熱効果が大きいという利点がある。

［発明が解決しようとする課題〕しかしなから、このような従来のセラミック製静電チャ
フキング装置にあっては、平坦化面３３に吸着された平
坦化薄膜３６の電気抵抗が不純物注入やアニール等によ
って著しく低下するため、電極３４に逆の印加電圧を加
えた場合には平坦化薄膜３６内部の自由電子の移動によ
って平坦化薄膜３６が士、逆に静電誘導し、あるいはこ
の印加電圧を０にした場合には平坦化薄膜３６の静電誘
導の電荷が電極３４付近の装置本体３１のセラミックス
に誘電分極を起こしてしまう。この結果、平坦化面３３
と平坦化薄膜３６の静電吸着力が弱まらないことがあり
、平坦化薄膜３６を電気的に離脱させ難い、即ち、平坦
化薄膜３６離脱を制御し難いという問題があった。

このため、平坦化薄膜３６に物理的な力を加えることに
より離脱させるという方法が考えられるが、平坦化薄膜
３６に損傷を与えやすいという問題が生じ、また、例え
ば０２プラズマを平坦化薄膜３６中に吸収させて電気的
に中性にすることにより離脱させるという方法も考えら
れるが、平坦化薄膜３６特性を劣化させやすい等の問題
が生じる。

そこで本発明は、平坦化薄膜の離脱を制御性よく行うこ
とができる静電チャフキングを有する半導体製造装置を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による半導体製造装置は上記目的達成のため、成
膜、エツチング等の加工室及び静電吸着等を制御する制
御室を形成する絶縁部材と、該加工室の上壁部分の該絶
縁部材を平坦化することにより形成される平坦化面と、
該平坦化面に近傍するように該制御室内に設けられる電
極と、を備え、該電極による静電誘導で平坦化薄膜を該
平坦化面に静電吸着させる半導体製造装置において、該
平坦化面に形成されるガス噴出孔と、該ガス噴出孔に連
結されるガス管と、を設け、該ガス噴出孔から噴出する
ガスの圧力によって該平坦化面から該平坦化薄膜を離脱
させ、又は、成膜、エツチング等の加工室及び静電吸着
等を制御する制御室を形成する絶縁部材と、該加工室の
上壁部分の該絶縁部材を平坦化することにより形成され
る平坦化面と、該平坦化面に近傍するように該制御室内
に設けられる電極と、を備え、該電極による静電誘導で
平坦化薄膜を該平坦化面に静電吸着させる半導体製造装
置において、該平坦化面に形成される貫通孔と、該貫通
孔内を上下方向に往復する加圧部材と、を設け、該加圧
部材の該平坦化薄膜に対する押圧によって該平坦化面か
ら該平坦化薄膜を離脱させ、又は、成膜、エツチング等
の加工室及び静電吸着等を制御する制御室を形成する絶
縁部材と、該加工室の上壁部分の該絶縁部材を平坦化す
ることにより形成される平坦化面と、該平坦化面に近傍
するように該制御室内に設けられる電極と、を備え、該
電極による静電誘導で平坦化薄膜を該平坦化面に静電吸
着させる半導体製造装置において、該平坦化面に形成さ
れるガス噴出孔及び貫通孔と、前記ガス噴出孔に連結さ
れるガス管と、該貫通孔内を上下方向に往復する加圧部
材と、を設け、該ガス噴出孔から噴出するガスの圧力と
、該加圧部材の該平坦化薄膜に対する押圧によって該平
坦化面から該平坦化薄膜を離脱させるものである。

〔作用〕

本発明では、平坦化面４に形成されたガス噴出ロアａか
ら噴出するガス、あるいは平坦化面４に形成された貫通
型７ｂから加工室２に突出する加圧部材１０により平坦
化面４に静電吸着された平坦化薄膜１１に対して圧力が
加えられる。このため、平坦化薄膜１１に加わっている
下向きの静電吸着力よりも、ガスあるいは加圧部材１０
による上向きの力が大きくなると平坦化薄膜１１は平坦
化面４から離脱される。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。第１〜３図は
本発明に係る半導体製造装置の一実施例を示す図であり
、第１図はその概略断面を示す図、第２図はその平坦化
面を示す図、第３図はその電源制御回路を示す図である
。なお、図示例の半導体製造装置は静電チャッキング装
置の主要部を示しており、例えばＣＶＤ装置に適用する
ことができる。

まず、構成を説明する。

第１図において、１は例えばアルミナ等のセラミックス
からなる装置本体であり、装置本体１は成膜、エツチン
グ等の低圧加工室２及び静電吸着等を制御する制御室３
をそれぞれ形成する。装置本体１の境界壁１ａには加工
室２の上壁部分を平坦化することにより平坦化面４が形
成される。制御室３内には、電極５が境界壁１ａと接し
て平坦化面４に近傍するように設けられるとともに、電
極５に電荷を誘起する電源６が設けられる。また、境界
壁１ａ及び平坦化面４には、ガス噴出孔７ａ及び貫通孔
７ｂが形成される。ガス噴出孔７ａにはガスコック８を
有するガス管９が連結され、また貫通孔７ｂには貫通孔
７ｂ内を上下方向に往復し加工室２内へ突出するように
制御される加圧部材１０が設けられる（第２図）。この
とき、ガス噴出孔７ａ及び貫通孔７ｂを平坦化面４の全
面に一様に配置させるために、ガス管９あるいは加圧部
材１０が電極５を挿通するようにガス噴出孔７ａあるい
は貫通孔７ｂを形成してもよい、１１は例えばＳｉウェ
ハ等の平坦化薄膜であり、平坦化薄膜１１の内部では電
源６の例えば１０００　Ｖの印加電圧で電極５に誘起さ
れた電荷により静電誘導が起こるため、平坦化薄膜１１
は加圧部材１０が加工室２に突出しない状態の平坦化面
４に対して上向きに静電吸着される。

次に、作用を説明する。

本実施例では、以下の工程に基づいて平坦化薄膜１１の
平坦化面４からの離脱を行う。

まず、第３図に示す電源制御回路により電源６を反転さ
せ、平坦化薄膜１１を＋、−逆に静電誘導させた後、電
源を切る。次いで、例えばＮ２等の不活性ガスをガスコ
ック８の調節によってガス管９から平坦化薄膜１１に対
して例えば７６０Ｔｏｒｒの圧力で噴出させなから、Ｐ
ｋｇｆ／ｃｄの力を加えた時発生する最大応力が平坦化
ｆ！を膜１１のせん断破壊力を越えない条件、で平坦化薄膜１１を押圧する。

但し、ｈは平坦化薄膜１１の厚さ、ａは平坦化薄膜１１
の半径であり、また、σ（平坦化薄膜１１のせん断破壊
力）　＝７００ｋｇｆ／ｃｉｉｌ　　　ν（ポアソン比
）＝０．３　とすると、Ｐ　＜０．０４２５ｋｇｆ　／
　ｃ這（６φの場合）となる。すなわち、平坦化薄膜１
１の損傷や特性劣化を起こさない程度の圧力で加圧部材
１０を平坦化薄膜１１に対して押圧させる。しかし、こ
の場合では、加圧部材１０の圧力を例えばレギュレータ
ー等で調整することが極めて困難であるため、不活性ガ
スの圧力をガスコック８で調整するとともに、加圧部材
１０の圧力を極小さくする。以上の工程で平坦化薄膜１
１が平坦化面４から離脱しない場合には、以上の工程を
数回繰り返す。

以上の工程では、電源の反転後に電源を切ることによっ
て予め静電吸着力がわずかに弱められた後、ガス噴出孔
７ａから噴出するガスと貫通孔７ｂから加工室２に突出
する加圧部材１０により平坦化面４に静電吸着された平
坦化薄膜１１に対して圧力が加えられる。このため、平
坦化薄膜１１に加わっている下向きの静電吸着力よりも
、ガスあるいは加圧部材１０による上向きの力が大きく
なると平坦化薄膜１１は平坦化面４から離脱される。

このように本実施例では、境界壁１ａ及び平坦化面４に
ガス噴出孔７ａ及び貫通孔７ｂが設けられ、不活性ガス
及び加圧部材１０により平坦化薄膜１１に対して下向き
の力が加えられるので、平坦化薄膜１１の平坦化面４か
らの離脱を容易にかつ確実に、即ち、制御性よく行うこ
とができる。

なお、本実施例では、平坦化薄Ｗ！１１の平坦化面４か
らの離脱をガス噴出孔７ａからの不活性ガス及び貫通孔
７ｂからの加圧部材１０により行う場合について説明し
たが、ガス噴出孔７ａからの不活性ガス、あるいは貫通
孔７ｂからの加圧部材１０のみで行う場合であってもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、平坦化薄膜の離脱を制御性よく行うこ
とができるという効果がある。

第２図は一実施例の平坦化面を示す図、第３図は一実施
例の電源制御回路を示す図、第４図は静電チャッキング
装置の一従来例の概略断面を示す図である。

１・・・・・・装置本体、２・・・・・・低圧加工室、３・・・・・・制御室、４・・・・・・平坦化面、５・・・・・・電極、７ａ・・・・・・ガス噴出孔、７ｂ・・・・・・貫通孔、１０・・・・・・加圧部材、１１・・・・・・平坦化薄膜。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る半導体製造装置の一実施例の概略
断面を示す図、一実施例の平坦化面を示す図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加工室（２）及び制御室（３）を形成する絶縁部
材（１）と、該加工室（２）の上壁部分の該絶縁部材（
１）を平坦化することにより形成される平坦化面（４）
と、該平坦化面（４）に近傍するように該制御室（３）
内に設けられる電極（５）と、を備え、該電極（５）に
よる静電誘導で平坦化薄膜（１１）を該平坦化面（４）
に静電吸着させる半導体製造装置において、該平坦化面
（４）に形成されるガス噴出孔（７ａ）と、該ガス噴出孔（７ａ）に連結されるガス管
（９）と、を設け、該ガス噴出孔（７ａ）から噴出する
ガスの圧力によって該平坦化面（４）から該平坦化薄膜
（１１）を離脱させることを特徴とする半導体製造装置
。
（２）加工室（２）及び制御室（３）を形成する絶縁部
材（１）と、該加工室（２）の上壁部分の該絶縁部材（
１）を平坦化することにより形成される平坦化面（４）
と、該平坦化面（４）に近傍するように該制御室（３）
内に設けられる電極（５）と、を備え、該電極（５）に
よる静電誘導で平坦化薄膜（１１）を該平坦化面（４）
に静電吸着させる半導体製造装置において、該平坦化面
（４）に形成される貫通孔（７ｂ）と、該貫通孔（７ｂ
）内を上下方向に往復する加圧部材（１０）と、を設け
、該加圧部材（１０）の該平坦化薄膜（１１）に対する
押圧によって該平坦化面（４）から該平坦化薄膜（１１
）を離脱させることを特徴とする半導体製造装置。
（３）加工室（２）及び制御室（３）を形成する絶縁部
材（１）と、該加工室（２）の上壁部分の該絶縁部材（
１）を平坦化することにより形成される平坦化面（４）
と、該平坦化面（４）に近傍するように該制御室（３）
内に設けられる電極（５）と、を備え、該電極（５）に
よる静電誘導で平坦化薄膜（１１）を該平坦化面（４）
に静電吸着させる半導体製造装置において、該平坦化面
（４）に形成されるガス噴出孔（７ａ）及び貫通孔（７ｂ）と、該ガス噴出孔（７ａ）
に連結される該ガス管（９）と、該貫通孔（７ｂ）内を
上下方向に往復する該加圧部材（１０）と、を設け、該
ガス噴出孔（７ａ）から噴出するガスの圧力と、該加圧
部材（１０）の該平坦化薄膜（１１）に対する押圧とに
よって該平坦化面（４）から該平坦化薄膜（１１）を離
脱させることを特徴とする半導体製造装置。