JPS62120932A - 静電チヤツク装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、静電チャック装置に係わり、特に被処理物の
脱離の容易化をはかった静電チャック装置に関する。

〔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１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も試作されるに至っている。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って決定
されると言っても過言ではなく、従って生産装置として
は可能な限りゴミを防ぐ構造とならざるをＩＪ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ってはならない。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、均一なチャッキング力を要求される。

以上の目的に対して最近では、静電チャック装置が注目
されている。

ところで、上述した静電チャッ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ャンバであり、
このチャンバ１は接地されている。チャンバ１の上面に
は、例えば弗素樹脂等の絶縁材２を介して静電チャック
板（チャック用電極）３が配置されており、且つこの１
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、水冷バイブを兼ねた
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ットするチョークコイル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１
１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１２ａ、１２ｂには電し
ｌ弁１３ａ、１３ｂがそれぞれ介挿されている。

前記チャンバ１の下面には、ガス導入１！１４及び排気
管１５がそれぞれ装着されている。また、チＶンパ１の
下面中央部にはエアーシリンダ１６のシャフト１７を軸
支する軸受１８が１通して設けられている。このシャフ
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は前記シャフト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ど受板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図の構造の静電チャック
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、真空チャンバ１内の支持台１９の受板２１にウェ
ハ等の被処理ｖＡ２４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Ｎ源９から
直流電圧が印加されたチャック用電極３の下面の誘電体
膜４に被処理物２４を当接させ、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
によっ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からチャンバ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
ャンバ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？！１２４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、高周波電源７をオフすると共に直
流電源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。その讃、電磁弁１３ｂを閉じ、電磁弁１
３ａ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
チャックされた被処理物２４は電慟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。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、被処理物２４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った場合、
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った。

〔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、静電チャッ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？１１
５１！ｌ理物のダメージ発生を未然に防止し得る静電チ
ャッ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ャック用電
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、下面側に被処理物を静電的に吸着固定す
るチャック用電極と、この電極に上下方向に貫通して設
けられた貫通口と、この貫通口に接続された配管と、上
記貫通口に設けられ前記被処理物に対して垂直に駆動さ
れるピストンとを具備してなる静電チャック装置であり
、前記被処理物の脱離時に前記ガス導入管を介して前記
貫通口にガスを供給することにより、前記ピストンを下
方向に付勢して前記被処理物を前記被処理物を前記チャ
ック用電極から脱離するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実Ｍ例に係わる静電チャック装置を
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、その詳゛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、チャ
ック用電極に設けた貫通口の内部にピストンを設けたこ
とにある。即ち、前記チャック用Ｔｉ極３及び誘電体膜
４を貫通する貫通口１０において、電極３の穴部に例え
ばＳｉＯ２゜Ａｇ２Ｏ３等のセラミック或いはＳＵＳ、
ＡＭ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っている。

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、貫通口１０とピストン２５との間は、パイトン
等のガスケット２７によりシールされている。なお、図
中２８はＯリングシール、２９は蓋体を示している。

このような開成においては、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１９をエアーシリンダ１
６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の押圧力に抗して
下方向に付勢する。これにより、静電チャックされた被
処理物２４を電階３の下面（１：１から脱離し、？！処
理物２４を支持台１つの受板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は元の位置に戻る。

このように本実施例によれば、静電チャックされた被処
理物２４に接地電位にある支持台１つを接触させると共
に、配管１１からのガス供給によりピストン２５を下方
向に付勢することによって、被処理物２４を電極３の下
面側から確実に脱離させることができる。そしてこの場
合、Ｎ２カスの供給において、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の電極３の下面側の突出
長は一定である。従って、必要以上のダメージを被処理
物２４に与える虞れはない。つまり、静電チャックされ
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、前記チャック用ｉ！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っても
よい。さらに、前記ピストンを上方向に押圧するスプリ
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、被処理物を静電チャックにより固
定するスパッタリング装置、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
理物をチャック用電極から脱離する際の緩盲部材として
、ガス圧により駆動されるピストンを用いているので、
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はない。従って、静電チャックさ
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、その効果は絶大である。

【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ャック装置を
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・・・真空チャンバ、３・・・静電チャック板（チャ
ック用電桟）、４・・・誘電体膜、５・・・導管、７・
・・高周波電源、９・・・直流ｉｉ源、１０・・・貫通
口、１１・・・配管、１２ａ、１２ｂ・・・分岐管、１
６・・・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・・・ガスケット。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理物を静電的に吸着固定するチャック用電極
   と、この電極に貫通して設けられた貫通口と、この貫通
   口に接続された配管と、上記貫通口に設けられ前記被処
   理物に対して垂直に駆動されるピストンとを具備してな
   り、前記被処理物の脱離時に前記配管を介して前記貫通
   口にガスを供給することにより、前記ピストンを前記被
   処理物方向に付勢して該処理物を前記チャック用電極か
   ら脱離せしめることを特徴とする静電チャック装置。
2. （２）前記ピストンは、弾性体により前記被処理物と逆
   方向に押圧されており、前記ガスの供給により上記弾性
   体の押圧力に抗して前記被処理物方向に付勢されるもの
   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
   電チャック装置。
3. （３）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
   電チャック装置。