JPH04100256A - 静電吸着機構を備えた処理装置および被吸着体の離脱方法 - Google Patents

静電吸着機構を備えた処理装置および被吸着体の離脱方法

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JPH04100256A
JPH04100256A JP2218631A JP21863190A JPH04100256A JP H04100256 A JPH04100256 A JP H04100256A JP 2218631 A JP2218631 A JP 2218631A JP 21863190 A JP21863190 A JP 21863190A JP H04100256 A JPH04100256 A JP H04100256A
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JP
Japan
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insulating layer
polarity
electrodes
voltage
heating
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JP2218631A
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English (en)
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Keiji Etsuno
越野 圭二
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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〕 半導体基板等を搬送、支持あるいは固定するための静電
吸着機構から被吸着体を離脱させる方法に関し。
静電吸着機構を構成する絶縁層における残留分極の除去
を促進することによって該被吸着体の離脱を容易にする
ことを目的とし。
導電性の平板状被吸着体の一表面に絶縁層を介して接し
且つそれぞれに逆極性の直流電圧が印加される少なくと
も二つの電極および該電極に対する前記直流電圧の極性
を反転させる切り替え手段とを有する静電吸着機構と、
該絶縁層を加熱する手段とを備えるように処理装置を構
成し、該電極に所定極性の直流電極を印加して吸着され
ている該被吸着体を該静電吸着機構から離脱する際に。
該切り替え手段により反転した前記直流電圧を該電極に
印加しながら該加熱手段により該絶縁層を所定時間加熱
するように該被吸着体の離脱方法を構成する。とくに、
該加熱手段として赤外線光源を用い、該平板状被吸着体
に対向して設けられた光透過窓を通して該平板状被吸着
体に赤外線を照射するように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体基板等を搬送、支持あるいは固定する
ための静電吸着機構から被吸着体を離脱させる方法に関
する。
例えば半導体装置の製造においては、半導体ウェハを処
理装置内に搬送し、また、これを該処理装置内において
所定位置および向きに支持・固定する機構として静電吸
着装置(静電チャック)が用いられている。
〔従来の技術〕
第4図に静電チャックの基本的な構成を示す。
電極Iおよび2は9弾力性のある絶縁層3に埋め込まれ
ており、電極1および2に対向するようにしてシリコン
ウェハ等の被吸着体5か絶縁層3上に載置される。直流
電源4により9例えば、同図(a)に示すように、電極
1に正(+)電圧が、電極2に負(−)電圧が印加され
ると、被吸着体5に電極1および2に対応する逆極性の
電荷が誘起され、これらの電荷と電極1および2との間
に働くクーロン力によって被吸着体5が吸着される。
この状態で被吸着体5に対して2例えばプラズマ処理等
の高温になる処理を施した場合、直流電源4を切断した
のちも強い吸着力が残り、静電チャックから被吸着体5
を容易に離脱できない。
この原因は、上記直流電圧の印加により、絶縁層3中に
誘電分極か生じ、同図(b)に示すように直流電源4を
切断したのちも、この分極か残るためと考えられる。こ
の残留分極により、半導体ウェハの離脱が困難になり、
無理な外力を加えて離脱させようとして被吸着体5を破
損する問題かある。
また、上記残留分極はヒステリシス特性を有するため9
次に処理される半導体ウェハに対する吸着力に影響を与
え、安定な吸着が行われない問題かある。
一方、上記分極が自然消失するには長時間を要する。し
たがって、半導体装置の製造のスルーブツトを低下させ
ないためには2分極の消失を促進することが必要である
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、電極1および2に対する印加電圧を反転すること
により上記のような残留吸着力の消失を速めることが提
案されている。(特開昭59−67629しかし、上記
の方法は、絶縁層3や被吸着体5表面に蓄積した表面電
荷の除去に対しては効果かあるか、絶縁層3における上
記残留分極の除去に対しては充分な効果か得られなかっ
た。
本発明は、上記のような残留分極の除去を促進し、安定
かつ能率よく半導体ウェハ等を吸着および離脱可能な静
電チャックを備えた処理装置および離脱方法を提供する
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、導電性の平板状被吸着体の一表面に絶縁層
を介して接する少なくとも二つの電極と該電極のそれぞ
れに逆極性の直流電圧を印加するための直流電源と該電
極に印加する前記直流電圧の極性を反転させる切り替え
手段とを有して成る静電吸着機構と、該絶縁層を加熱す
る手段とを備えたことを特徴とする本発明に係る処理装
置、または、該加熱手段は赤外線光源であることを特徴
とする本発明に係る処理装置、もしくは、該被吸着体を
収容し且つ真空排気可能な容器と、該被処理体に対向し
て該容器に設けられた光透過窓と。
該光透過窓を介して該被処理体に前記赤外線を照射可能
なように該容器の外部に設置された該光源とを備えたを
特徴とする本発明に係る処理装置。
あるいは、該電極に所定極性の直流電極を印加して吸着
されている該被吸着体を該静電吸着機構から離脱する際
に、該切り替え手段により反転した前記直流電圧を該電
極に印加しながら、該加熱手段により該絶縁層を所定時
間加熱する工程を含むことを特徴とする上記本発明に係
る処理装置における該静電吸着機構からの該被吸着体の
離脱方法によって達成される。
〔作 用〕
被吸着体を離脱させる際に静電チャックに対する印加直
流電圧を反転させるとともに、静電チャックの絶縁層を
加熱する。これにより該絶縁層における残留分極か短時
間内に消失し、被吸着体の離脱か容易になる。その結果
、処理工程の能率か向上されるばかりでなく、離脱に要
する外力による被吸着体の破損か低減され、処理工程の
歩留りか向上される。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。
以下の図面において、既掲の図面におけるのと同じ部分
には同一符号を付しである。
第1図は本発明の原理説明図であって、同図(a)に示
すように、被吸着体である半導体ウェハ51は。
電極lおよび2と絶縁層3と直流電源4から成る静電チ
ャックにより固定された状態で9例えば反応性イオンエ
ツチング(RIE)のようなプラズマ処理が行われる。
図示のように、電極1に十電圧か。
電極2に一電圧が印加されて半導体ウェハ51が吸着さ
れる際に、絶縁層3内に誘電分極が生じるのであるか、
絶縁層3および半導体ウェハ5工はプラズマに曝され、
100°C程度に温度上昇する。その結果、同図(b)
に示すように、プラズマ処理後に直流電源4を切断して
も、絶縁層3内には上記の分極か強く残り、静電チャッ
クから半導体ウェハ51を離脱させるのが困難となる。
従来は、半導体ウェハ51か室温に戻った状態で、電極
1および2に対する印加電圧を反転していたが、再現性
よく残留分極を除去することができなかった。
本発明においては、同図(C)に示すように、電極1お
よび2に印加する直流電圧の極性を反転するとともに1
例えば半導体ウェハ51に赤外線照射を照射する。この
赤外線は半導体ウェハ51を透過して絶縁層3に吸収さ
れる。これにより絶縁層3か加熱され、残留分極が短時
間で除去される結果。
半導体ウェハ51を容易に離脱可能となる。なお。
赤外線が半導体ウェハ51に吸収され、その結果。
温度上昇した半導体ウェハ51にらり絶縁層3を間接加
熱する方法でも同様である。
鉛直方向上で下向きの静電チャックにより固定されてい
る半導体ウェハ51が自重により離脱可能な程度に残留
分極を消失させるに要する絶縁層3の加熱温度と赤外線
照射時間の関係は第2図のごとくである。なお、照射し
た赤外線の主なピークスペクトルの波長は1〜15μm
の範囲にある。図示のように、高温になるほど短時間で
残留分極か消失することができる。この効果は加熱温度
が数10°C〜100″Cで得られ、半導体ウェハ51
に形成されている素子の特性や静電チャックの絶縁層3
を劣化するおそれはない。また、加熱時間は1〜数分程
度でよく、工程のスルーブツトを大幅に低下するおそれ
もない。
第3図は9本発明に係るRIE処理装置の一実施例の概
要構造を説明する模式図であって1例えばステンレスか
ら成る真空チャンバ7内には、第1図に示す構成の静電
チャック6が装着されており。
静電チャック6により半導体ウェハ51が支持・固定さ
れている。静電チャック6に直流電圧を印加するための
直流電源4には切り替え手段41が設けられており、前
記電極1および2に対する印加電圧の極性を反転させる
ことができる。また、真空チャンバ7には、半導体ウェ
ハ51に対向して2例えばZn5(硫化亜鉛結晶)から
成る赤外線透過窓9が設けられている。真空チャンバ7
の外部には赤外線ランプ8が設置されている。。
真空チャンバ7内を排気しながら所定のエツチングガス
を導入し、静電チャック6と真空チャンバ7間に直流ま
たは高周波電圧を印加してプラズマを発生させてRIB
処理を行ったのち、切り替え手段41により、前記電極
lおよび2に対する印加電圧の極性を反転するとともに
、赤外線透過窓9を通して半導体ウェハ51に対して赤
外線を所定時間照射したのち、直流電源4を切断する。
これにより、前記絶縁層3における残留分極が消失し。
半導体ウェハ51は静電チャック6から容易に離脱可能
となる。
なお、絶縁層3の加熱方法としては、上記のような赤外
線照射に限らず2例えば静電チャックの周囲に設置した
抵抗加熱体の発熱による等の他の方法を用いてもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、静電チャックの絶縁層における残留分
極を再現性よく除去可能となり、半導体ウェハのRIE
等の処理工程のスルーブツトを向上し、また、静電チャ
ックからの離脱において無理な外力による半導体ウェハ
等の被吸着体の破損が低減されるために処理工程の歩留
りを向上する効果かある。なお9本発明は、半導体素子
の製造におけるRIE処理および処理装置に限定される
ことはなく、静電チャックを用いるその他の処理および
装置に適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図。 第2図は残留分極除去に要する加熱温度と時間の関係を
示すグラフ。 第3図は本発明に係る処理装置の実施例の概要構造図。 第4図は従来の問題点説明図 である。 図において。 1と2は電極、  3は絶縁層。 4は直流電源、  5 6は静電チャック。 8は赤外線ランプ。 41は切り替え手段。 である。 は被吸着体。 7は真空チャンバ。 9は赤外線透過窓。 51は半導体ウェハ 第1図 タ1留か杉1宗去1n’FT540F目1曵と印賢■の
聞律射2図 ε 本楚明に1未る岩理梃!の芙帯例の腹!横へ′従来のe
。1点説明図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電性の平板状被吸着体の一表面に絶縁層を介し
    て接する少なくとも二つの電極と該電極のそれぞれに逆
    極性の直流電圧を印加するための直流電源と該電極に印
    加する前記直流電圧の極性を反転させる切り替え手段と
    を有して成る静電吸着機構と、 該絶縁層を加熱する手段 とを備えたことを特徴とする処理装置。
  2. (2)該加熱手段は赤外線光源であることを特徴とする
    請求項1記載の処理装置。
  3. (3)該被吸着体を収容し且つ真空排気可能な容器と、
    該被処理体に対向して該容器に設けられた光透過窓と、 該光透過窓を介して該被処理体に前記赤外線を照射可能
    なように該容器の外部に設置された該光源 とを備えたを特徴とする請求項2記載の処理装置。
  4. (4)該電極に所定極性の直流電極を印加して吸着され
    ている該被吸着体を該静電吸着機構から離脱する際に、 該切り替え手段により反転した前記直流電圧を該電極に
    印加しながら、該加熱手段により該絶縁層を所定時間加
    熱する工程 を含むことを特徴とする請求項1記載の処理装置におけ
    る該静電吸着機構からの該被吸着体の離脱方法。
JP2218631A 1990-08-20 1990-08-20 静電吸着機構を備えた処理装置および被吸着体の離脱方法 Pending JPH04100256A (ja)

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