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発明の名称 静電吸着装置及びその方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−45284
公開日 平成6年(1994)2月18日
出願番号 特願平4−195058
出願日 平成4年(1992)7月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 伊藤 陽一
要約 目的
プラズマにより処理されるウエハを支持する静電吸着装置において、ウエハを多段エッチングでスル−プットよく処理できる静電吸着装置およびその方法を提供することにある。

構成
タングステン電極10上に、SiO2膜11を表面に気相成長したSiC焼結体12をろう材13により接合して静電吸着電極14を構成する。そして、プロセス変更時にプラズマ6が消滅した際には静電吸着電極14の両端が開放状態に、最終のプロセスが終了した際には接地状態になるようにスイッチ16により操作する。
特許請求の範囲
【請求項1】プラズマにより処理されるウエハを絶縁膜との間に発生させた静電吸着力により支持する静電吸着装置において、絶縁膜の表面または裏面にSiO2膜を気相成長させたことを特徴とする静電吸着装置。
【請求項2】絶縁膜としてSiC焼結体を用いることを特徴とする請求項1記載の静電吸着装置。
【請求項3】エッチング処理中にプラズマを消滅する場合には絶縁膜の両端を開放状態とし、ウエハを解放する場合には接地することを特徴とする静電吸着方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ等により処理されるウエハを静電吸着力により支持する静電吸着装置において、ウエハを多段エッチングでスル-プットよく処理するのに好適な静電吸着装置及びその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の静電吸着装置としては、特開昭62−264638号公報や京都セラミック技術資料に記載のように、静電吸着用の絶縁膜としてAl23焼結膜あるいはCaTiO3の焼結膜を適用することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術を、エッチング処理されるウエハを載置する電極に適用することを考えると、次のような解決すべき課題がある。デバイスの高集積化に伴ってプロセスも複雑化しており、プロセス条件を多段に変更しながらウエハをエッチングする方法が主流になっている。前述の方法によりウエハをスル-プットよく処理するためには、静電吸着電極としてプロセス間でウエハ冷却用Heガスのウエハ裏面への導入,排気を不必要とするために吸着力が残留し易く、逆に処理が終了したウエハを解放する際には搬送を円滑に行うために吸着力が速やかに低減するように吸着力の残留特性を調整する必要がある。従来の絶縁膜では、固有抵抗が1012〜1013Ω-cmと高いために吸着力は残留し易いが速やかに低減できないという問題があり、スル-プットの向上を図れなかった。
【0004】本発明の目的は、吸着力の残留特性を調整することにより多段エッチングをスル-プットよく処理できる静電吸着装置及びその方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、絶縁膜として従来技術の絶縁膜に比べてさらに固有抵抗の低いSiCを焼結体を用いるとともにその表面あるいは裏面にSiO2膜を気相成長させ、さらに、プロセス変更時にプラズマを消滅する際には絶縁膜の両端を開放状態とし、プロセス終了時にウエハを解放する際には両端を接地するようにスイッチにより操作するようにしたものである。
【0006】
【作用】まず、プロセス変更時の吸着力の残留特性について考える。絶縁膜の両端が開放状態であるので、吸着力の残留はSiC焼結体の電荷の放電時定数T1(T1=r1.c1、r1:SiC焼結体の抵抗、C1:SiC焼結体の静電容量)とSiO2膜の電荷の放電時定数T2(T2=r2.c2、r2:SiO2膜の抵抗、C2:SiO2膜の静電容量)の長い方が支配的となり、T1に比べてT2が長くなるようにSiC焼結体の表面あるいは裏面にSiO2膜を気相成長させることにより吸着力は残留し易くなり、ウエハ裏面のHeガスの排気,導入を行う必要がなくなる。
【0007】次に、プロセス終了時の吸着力の残留特性について考える。絶縁膜の両端を接地するのでSiC焼結体の電荷の放電時定数T1は変化しないが、SiO2膜の電荷の放電時定数T2(T2=r1.c2、r1:SiC焼結体の抵抗、C2:SiO2膜の静電容量)が短くなるために吸着力は速やかに低減され、ウエハは円滑に搬送可能となる。よって、ウエハを多段エッチングでスル-プットよく処理することが可能となる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を適用したいわゆる有磁場マイクロ波エッチング装置の構成を図1、図2により説明する。ウエハ1のエッチングは、放電管2内に導入したプロセスガス3をマイクロ波4とソレノイド5による磁場の相互作用によりプラズマ6化し、さらに、下部電極7に高周波電源8により高周波を印加してウエハ1に入射するイオンのエネルギ−を制御しながら行う。ウエハ1のエッチングが終了すると、エッチング済みのウエハ1はウエハ押し上げ装置9の作動により下部電極7から搬送装置(図示省略)に渡された後、該搬送装置により他の場所に搬送される。また、下部電極7上には、タングステン電極10に表面にSiO2膜11を気相成長させたSiC焼結体12をろう材13により接合して構成した静電吸着電極14が固定されており、さらに、下部電極7と直流電源15の間にはスイッチ16が設けてあり、これを端子17と接続することにより静電吸着電極14への電圧印加が、端子18と接続することにより接地が、中立にすることにより開放状態にすることが切り替えできるようにしてある。一方、エッチングされるウエハ1の冷却は、スイッチ16を端子17と接続して静電吸着電極14とウエハ1間に直流電源15により直流電圧を印加した後、前述した方法によりプラズマ6を生成することにより生じる静電吸着力によりウエハ1を支持した状態で、マスフロ−コントロ−ラ19を開いてHeガス20をウエハ1裏面に導入することにより行われる。また、下部電極7はサ−キュレ−タ−21により冷媒22を循環させることにより温度調節されている。
【0009】次に、プロセス条件を多段例えば2段に変更してエッチング処理する場合について具体的に図3により説明する。まず、処理されるウエハ1が静電吸着電極14上に搬送されると、スイッチ16を端子17と接続して静電吸着電極14に直流電圧を印加した状態で前述した方法によりプラズマ6を生成してウエハ1を静電吸着電極14上に支持し、ウエハ1裏面にHeガス20を導入してウエハ1を冷却しながら処理を開始する。そして、1段目の処理が終了すると一旦プラズマ6を消滅した後、スイッチ16を中立に切り替えて静電吸着電極14の両端を開放状態に維持する。その後、2段目のエッチング処理が開始されると再びスイッチ16を端子17と接続して直流電圧を印加した後、プラズマ6を生成する。そして、処理が終了するとマスフロ−コントロ−ラ19を閉じてHeガス20の導入を止めて真空ポンプ23により排気する。そして、スイッチ16を端子18と接続した後プラズマ6を消滅して絶縁膜の両端を接地する。
【0010】以上のように動作させた場合の1段目から2段目へのプロセスの切り替え時、及び2段目のエッチング終了時の吸着力の残留特性について図4、図5により説明する。まず、第1段目から第2段目への切り替え時については、静電吸着電極14の両端が開放状態であるために吸着力の残留特性はSiC焼結体12からの電荷の放電時定数T1(T1=r1.c1、r1:SiC焼結体12の抵抗、c1:SiC焼結体12の静電容量)とSiO2膜11からの電荷の放電時定数T2(T2=r2.c2、r2:SiO2膜11の抵抗、c2:SiO2膜11の静電容量)の長い方が支配的となり、SiO2膜11からの電荷の放電時定数T2の方がSiC焼結体12からの電荷の放電時定数T1より長くなるようにSiO2膜11を気相成長させることにより、プラズマ6が消滅してもウエハ1裏面のHeガス20圧力によりウエハ1が外れることなく保持できる。次に、2段目のエッチング終了時については、静電吸着電極14の両端を接地するので吸着力の残留特性はSiC焼結体12からの電荷の放電時定数T1は変化しないがSiO2膜11からの電荷の放電時定数T2(T2=r1.c2)が短くなるので、吸着力は速やかに低減されウエハ1を静電吸着電極14から円滑に解放できる。本発明では、以上のように動作するので1段目と2段目の間にHeガス20を排気,導入する工程を短縮することができ、スル−プットを向上できる。
【0011】次に、吸着力の残留特性を測定した結果を図6に示す。測定は固有抵抗値が4.4×1010Ω−cm、膜厚1.0mmのSiC焼結体12の表面に膜厚約1μmのSiO2膜を気相成長して製作した静電吸着電極14を用いて行った。この結果より、両端を開放した場合では吸着時の印加電圧に依存するが約12〜20gf/cm2の吸着力が残留しており、両端を接地した場合では約1gf/cm2の吸着力に低下しており、前述したように操作することにより吸着力の残留特性をコントロ−ルできることが明らかになった。
【0012】本発明の説明では、SiO2膜11をSiC焼結体12の表面に気相成長させるものとしたが、裏面に気相成長させても同様の効果が得られることは明らかである。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、ウエハを多段エッチングでスル−プットよく処理できる静電吸着装置および方法を提供することができる。




 

 


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