JPH0451542A

JPH0451542A - 静電吸着方法

Info

Publication number: JPH0451542A
Application number: JP2160413A
Authority: JP
Inventors: Toru Kobayashi; 徹小林
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-06-19
Filing date: 1990-06-19
Publication date: 1992-02-20
Anticipated expiration: 2011-06-12
Also published as: JP2506219B2

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〕静電吸引力により半導体ウェハを吸着させるための静電
吸着方法に関し、残留電荷を迅速に消滅させて半導体ウェハの連続処理を
行うことを目的とし、真空チャンバ内に一対の放電電極が配置され、該放電電
極の一方に設けられた高絶縁部材で形成される静電チャ
ックで半導体ウェハを吸着する静電吸着方法において、
前記静電チャックに半導体ウェハを載置し、所定の極性
の電圧を印加して該半導体ウェハを吸着固定する工程と
、該半導体ウェハの所定の処理後に、該静電チャックに
前記極性の逆の電圧を印加して該半導体ウェハを分離す
る工程と、前記真空チャンバ内の該半導体ウェハが分離
された静電チャック上に不活性ガスを送入して、前記一
対の放電電極により放電させる工程とを含むように構成
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、静電吸引力により半導体ウェハを吸着させる
ための静電吸着方法に関する。

近年、例えば超ＬＳＩの製造工程において、半導体ウェ
ハの吸着、プラズマ処理時の真空中での半導体ウェハの
冷却等で静電吸着装置が用いられる。ところで、半導体
素子の高密度化、微細化に伴い、製造段階での塵の付着
を防止しなければならず、静電吸着においても吸着力を
損なわずに塵の付着を防止すると共に、吸着時間の短縮
が要求されている。

〔従来の技術〕

従来、半導体プロセス中で半導体ウェハを固定する方法
には、半導体ウェハをチャックに機械的に押付けるクラ
ンプ方式と、電磁吸引力（クーロン力）でチャックに吸
着させる静電チャック方式とか一般的であり、チャンバ
内で機械的な動きかなくパーティクルの発生の少ない静
電チャック方式か採用されることが多い。

第５図に、従来の静電チャックを説明するための図を示
す。第５図において、静電チャック３０は、絶縁体（絶
縁層２００〜３００μｍ）３１に電極３２が内設されて
おり、電極３２には高周波カットフィルタ３３が接続さ
れる。まず、待機状態では電極３２には電圧に印加され
ず、絶縁体３１の表面に電荷が存在しない（第５図（Ａ
））。そして、電源３４が高周波カットフィルタ３３に
接続され、電極３２に正の直流電圧（１，０〜１．５Ｋ
Ｖ）が印加されると、電極３２には正電荷か帯電する。

この場合、静電誘導により絶縁体３１の表面には負電荷
、半導体ウェハ３５の下部には正電荷、上部には負電荷
がそれぞれ誘導される。このときの絶縁体３１の表面の
負電荷と半導体ウェハ３５の下部の正電荷との電荷量の
積に応じたクーロン力が生じ、該絶縁体３１に半導体ウ
ェハ３５か吸着される（第５図（Ｂ））。

そして、吸着された半導体ウェハ３５のエツチング等の
処理が終了すると、電源３４を切離して電荷が消滅する
まで放置し、消滅後に半導体ウェハ３５を引離して待機
状態に入る。

一方、電荷の消滅の時間を短縮させるために、電極３２
に負の電源３６を接続し、負の直流電圧を所定時間（例
えば、５秒）印加して強制的に電荷を消滅させる方法が
行われている（第５図（Ｃ））。

ここで、絶縁体３１は、一般にセラミック（八！、○、
）等の高絶縁物で形成される。この場合、静電チャック
３ｏを高絶縁物で形成すると吸着力を増すことができる
が、所定量の不純番（抵抗値１０１２−＋４Ωａｎ　−
’　）が混入される。これは、処理後に電源３４を切離
した場合に、電荷を短時間で逃がして半導体ウェハ３５
を離れやすくし、次の半導体ウェハを直ちに吸着可能に
するためである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、吸着された半導体ウェハ３５の処理の終了後、
該半導体ウェハを引離すに際し、放置によって電荷を自
然消滅させるには、特に真空中で長時間を要するという
問題がある。

また、第５図（Ｃ）のように逆バイアスを印加する場合
、過剰に印加されると、第６図（Ａ）に示すように逆の
電荷か誘導されて現われる。このため、第６図（Ｂ）に
示すように、電源３６を切離して半導体ウェハ３５を取
り出しても、電極３２、絶縁体３Ｉには電荷が残留する
。これにより、吸着のための電源３４を接続しても、実
際上、次の処理を行う半導体ウェハを長時間（例えば、
２〜１０分）吸着することができず、円滑な連続処理を
行うことができないという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、残留
電荷を迅速に消滅させて半導体ウェハの連続処理が可能
な静電吸着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〕

第１図に本発明方法の原理説明図を示す。第１図の静電
吸着方法は、真空チャンバ内に一対の放電電極が配置さ
れ、該放電電極の一方に設けられた高絶縁部材で形成さ
れる静電チャフつて半導体ウェハを吸着する場合のもの
である。

第１図において、第１の工程では、静電チャックに半導
体ウェハを載置し、所定の極性の電圧を印加して該半導
体ウェハを吸着固定する。第２の工程では、半導体ウェ
ハの所定の処理後に、該静電チャックに前記極性の逆の
電圧を印加して該半導体ウェハを分離する。そして、第
３の工程では、前記真空チャンバ内の該半導体ウェハが
分離された静電チャック上に不活性ガスを送入して、前
記一対の放電電極により放電させるものである。

〔作用〕

第１図に示すように、静電チャックに半導体ウェハを吸
着固定して所定の処理を行い、処理終了後に吸着のため
の電圧と逆極性の電圧を印加する。

これにより、クーロン力を生じている電荷かある程度消
滅する。そして、半導体ウェハを分離した後、不活性ガ
スを送入して放電させることにより、静電チャック上の
残留電荷を消滅させ、次の処理を行う半導体ウェハを直
ちに吸着可能とするものである。すなわち、残留電荷を
迅速に消滅させて、半導体ウェハの連続処理が可能とな
る。

〔実施例〕

第２図に本発明方法の一実施例の構成図を示す。

第２図において、■は真空チャンバであり、ガス送入口
１ａ及びバキューム口ｌｂが形成されている。真空チャ
ンバ１内には、平行平板型の一対の放電電極２ａ、２ｂ
が配置される。そして、下部の放電電極２ｂには高周波
電源（１３，５６ＭＨｚ　）３が接続される。また、放
電電極２ｂ上には、高絶縁部材（例えば９９．９９％の
高純度セラミック＜ＡＩ！、　ａｓ　）　）で形成され
た静電チャック４が設けられる。

この静電チャック４には静電電極５が内設され、該静電
電極５と静電チャック４の表面とは２００〜３００μｍ
の絶縁層が形成される。また、静電電極５は高周波カッ
トフィルタ６（ここでは、コイルを示す。）を介在して
正の直流電源（１，０〜１．５ＫＶ）７又は負の直流電
源（１，０〜１．５　ＫＶ）　８か選択的に接続される
。そして、静電チャック４上に処理される半導体ウェハ
９が位置する。

次に、第３図に静電吸着方法の工程図を示す。

まず、静電チャック４は、静電電極５に電圧が印加され
ず、無帯電の待機状態である（第３図（Ａ））。そして
、静電チャック４上に半導体ウェハ９が載置され（第３
図（Ｂ））、静電チャック４内の静電電極５にコイル６
を介して正の直流電源７が接続されて１．０〜１．５Ｋ
Ｖの直流電圧が印加される（第３図（Ｃ））。ここで、
コイル６は高周波をカットして静電電極５に正電荷を帯
電させる役割をなす。これにより、静電チャック４の表
面には負電荷が静電誘導され、同様に半導体ウェハ９の
下面には正電荷、上面には負電荷か静電誘導される。こ
の場合に、静電チャック４の表面の負電荷と半導体ウェ
ハ９の下面の正電荷との電荷量の積に比例したクーロン
力が働き、半導体ウェハ９は静電チャック４上に吸着（
異極性の電荷で吸引力）固定される。

吸着された半導体ウェハ９はチャンバ１内でプラズマエ
ツチング等の所定の処理かなされる。そして、処理後に
、静電チャック４内の電極にコイル６を介して負の直流
電源８が接続される（第３図（Ｄ））。これにより、半
導体ウェハ９を吸着していた電荷の逆極性の電荷が供給
され、吸着に要していた電荷を打消し、ある程度消滅さ
せる。

そして、図示しないがリフトピン等でクランプしてアー
ムにより引上げて半導体ウェハ５を静電チャック４上か
ら分離する。この時、負の直流電源８は解除されるが、
静電チャック４上には残留電荷が存在する（第３図（Ｅ
））。

そこで、真空チャンバ１のガス送入口１ａより不活性ガ
ス、例えばアルゴンガス１０を２　Ｔｏｒｒの圧力て送
入し、一対の電極２ａ、２ｂ間で高周波電源３により約
１０〜３０秒間放電させる（第３図（Ｆ））。この放電
により、アルゴンガス１０は静電チャック４上でプラズ
マ状態となり、静電チャック４上の残留電荷が消滅する
ものである。

そして、再び第３図（Ａ）の無帯電の状態となり、次の
処理すべき半導体ウェハが静電チャック４上に載置され
、上記工程か繰返される。

このように、真空中では消滅しにくい残留電荷をプラズ
マにより迅速に消滅せしめることにより、次の半導体ウ
ェハを吸着可能とすることができ、連続処理が可能とな
る。

ここで、第２図では、高周波電源３の放電電極２ｂ側に
半導体ウェハ９を位置させる、いわゆるカソード型のも
のを示したが、第４図に高周波電源（４００ＫＨｚ）３
側に半導体ウェハ９を位置させない、いわゆるアノード
型の構成図を示す。第４図において、上部の放電電極１
１ａは網目状のものでガス送入口１２を備えており、下
部の放電電極１１ｂは接地される。そして、下部の放電
電極１１ｂ上に静電チャック４が設けられる。そして、
静電チャック４内の静電電極５には、コイル１２及びコ
ンデンサ１３で構成される高周波カットフィルタを介し
て正又は負の直流電源７．８と選択的に接続される。こ
のようなアノード型においても、半導体ウェハ９の静電
吸着の方法は第３図と同様である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、半導体ウェハの静電吸着
、処理後に不活性ガスを送入して放電させることにより
、静電チャック上の残留電荷を迅速に消滅させることが
でき、半導体ウェハの連続処理を可能とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の原理説明図、第２図は本発明方法の一実施例の構成図、第３図は本発
明方法の静電吸着の方法を示した工程図、第４図は本発明方法の他の実施例の構成図、第５図は従
来の静電吸着の方法を説明するための図、第６図は残留電荷を説明するための図である。図において、 ■は真空チャンバ、ｌａはガス送入口、１ｂはバキューム口、２ａ、２ｂは放電電極、３は高周波電源、４は静電チャック、５は静電電極、６は高周波カットフィルタ、７は正の直流電源、８は負の直流電源、９は半導体ウェハ、１０はアルゴンガスを示す。本発明方法の原理説明図第１図本発明方法の一実施例の構成図第　２ｔ！１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）ＣＤ）（Ｅ）（Ｆ）本発明方法の静電吸着の方法を示した工程図箪図本発明方法の他の実施例の構成図第図

Claims

【特許請求の範囲】　真空チャンバ（１）内に一対の放電電極（２ａ、２ｂ
）が配置され、該放電電極（２ａ、２ｂ）の一方に設け
られた高絶縁部材で形成される静電チャック（４）で半
導体ウェハ（９）を吸着する静電吸着方法において、前記静電チャック（４）に半導体ウェハ（９）を載置し
、所定の極性の電圧を印加して該半導体ウェハ（９）を
吸着固定する工程（第１の工程）と、該半導体ウェハ（９）の所定の処理後に、該静電チャッ
ク（４）に前記極性の逆の電圧を印加して該半導体ウェ
ハ（９）を分離する工程（第２の工程）と、前記真空チャンバ（１）内の該半導体ウェハ（９）が分
離された静電チャック（４）上に不活性ガス（１０）を
送入して、前記一対の放電電極（２ａ、２ｂ）により放
電させる工程（第３の工程）と、を含むことを特徴とする静電吸着方法。