JPH0220368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、被処理物を静電的に吸着固定する静
電チヤツク装置に係わり、特に被処理物の脱離の
容易化をはかつた静電チヤツク装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

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、且つ量産性の
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、最近では最小寸法が１〜1.5［μｍ］の超LSI
も試作されるに至つている。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つて決定され
ると言つても過言ではなく、従つて生産装置とし
ては可能な限りゴミを防ぐ構造とならざを得な
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
ミの発生源となつてはならない。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
波放電を利用して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
一なチヤツキング力を要求される。以上の目的に
対し最近では、静電チヤツク装置が注目されてい
る。

第３図は上述の静電チヤツク装置を用いた反応
性イオンエツチング装置の従来例を示す概略構成
図である。図中１１は真空チヤンバ、１２は絶縁
材、１３は処理電極及びチヤツク用電極として作
用する電極、１４は冷却用の導管、１５はコンデ
ンサ、１６は高周波電源、１７はチヨークコイ
ル、１８はガス導入管、１９はガス排気口、２１
は誘電体膜、２２は被処理物、２３は切換えスイ
ツチ、２４は直流電源、２５は支持台をそれぞれ
示している。

この装置では、電極１３に直流電圧を印加する
ことにより、被処理物２２が電極１３の下面側に
吸着固定、つまり静電チヤツクされる。静電チヤ
ツクされた被処理物２２は電極１３内に設けられ
た導管１４を流れる冷却水により効果的に冷却さ
れる。また、被処理物２２を脱離する際には、高
周波電源１６をオフすると共に、切換えスイツチ
２３により電極１３を接地電位に保持する。さら
に、支持台２５を上方に移動し被処理物２２に接
触させることにより、被処理物２２の電荷をアー
スに逃がす。これにより、被処理物２２は電極１
３の下面側から脱離され、支持台２５上に載置さ
れることになる。

しかしながら、この種の装置にあつては次のよ
うな問題があつた。即ち、被処理物２２よりも電
極１３の面積が大きいので、はみ出した部分の誘
電体膜２１がプラズマに晒される。プラズマに晒
された誘電体膜２１は、スパツタリングされて
徐々に薄くなり、最終的に電極１３の一部が露出
する。電極１３の一部が露出すると、その瞬間に
直流電流がプラズマを介して流れ、電極１３に高
電圧が印加されなくなり、静電力を失う結果とな
る。この場合、誘電体膜２１の保守或いは貼り替
えが必要となる。さらに、チヤンバ１１内が一旦
大気中に晒される結果となり、上記保守或いは貼
替えが極めて面倒であつた。

一方、上記問題を解決する手法として、被処理
物を吸着するためのチヤツク用電極の面積を小さ
く被処理物と同形とすることにより、電極のプラ
ズマに接する部分をなくす方法がとられ、良い結
果を得ている。しかし、この方法では、放電状態
や電極構造等の条件によつては、静電チヤツクさ
れた被処理物が電極から剥がれない現象が発生
し、確実に被処理物を脱離させることは困難であ
つた。

〔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、チヤツク用電極の下面
に被着された誘電体膜がプラズマに晒されること
を防止でき、且つ被処理物の脱離を確実に行い得
る静電チヤツ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、チヤツク用電極の大きさを被
処理物と同等或いはそれより僅かに小さくし、誘
電体膜のプラズマによるスパツタリングをなくす
ことにある。さらに、被処理物の脱離時には、チ
ヤツク用電極を接地電位に保持すると共に、押出
し用電極により被処理物を下方向に付勢すること
にある。

即ち本発明は、被処理物の表面処理に供される
処理用電極の下方に設置され、その下面側に被処
理物を静電的に吸着固定するチヤツク用電極と、
このチヤツク用電極の上方に設けられ、前記被処
理物の脱離時に前記被処理物に接触して該処理物
を下方向に押圧する押出し用電極と、前記被処理
物の下方に設置され前記被処理物の脱離時に該処
理物に接触し、脱離された被処理物を載置する接
地電位にある支持電極と、前記被処理物のチヤツ
ク時に前記チヤツク用電極に直流電圧を印加する
手段と、前記被処理物の脱離時に前記チヤツク用
電極を接地電位に保持する手段とを具備してなる
静電チヤツク装置であり、被処理物の脱離時に
は、チヤツク用電極を接地電位に保持すると共
に、支持電極を被処理物に接触さ、且つ押出し用
電極により被処理物を下方に押出すようにしたも
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つて説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係わる静電チヤツ
ク装置を用いた反応性イオンエツチング装置を示
す概略構成図である。図中１１は上面が解放され
た導電性の真空チヤンバであり、このチヤンバ１
１は接地されている。チヤンバ１１の上面には、
例えば弗素樹脂等の絶縁材１２を介して処理用電
極１３が設置されている。この電極１３の内部に
は、水冷パイプを兼ねた導管１４が設けられてお
り、該導管１４内に通流する冷却水により電極１
３は冷却されるものとなつている。処理用電極１
３は、コンデンサ１５を介して高周波電源１６に
接続されると共に、チヨークコイル１７を介して
接地端に接続されている。また、チヤンバ１１内
にはガス導入管１８を介して所定のガスが導入さ
れ、チヤンバ１１内のガス排気口１９を介して排
気されるものとなつている。

一方、前記処理用電極１３の下面には、その表
面を誘電体膜２１で被覆されたチヤツク用電極２
０が取着されている。ここで、誘電体膜２１を含
むチヤツク用電極２０の大きさは、静電チヤツク
すべき被処理物２２よりも僅かに小さいものであ
る。チヤツク用電極２０は、切換えスイツチ２３
を介して直流電源２４或いは接地端に接続されて
いる。そして、電極２０の下面側に被処理物２２
が静電チヤツクされるものとなつている。また、
電極２０の下方には、接地電位にある支持電極２
５が設置されている。この支持電極２５は搬送機
構を兼用するものであり、上下方向に移動される
ものとなつている。

また、処理用電極１３の中央部にはピストン収
容室が３０が形成されており、この収容室３０内
にピストン（押出し電極）３１が上下方向に摺動
可能に収容されている。ピストン３１は第２図に
示す如くコイルバネ３２により上方向に押圧され
ている。ピストン３１と収容室の側壁面との間は
Ｏリング３３により真空シールされている。ま
た、ピストン収容室３０には、配管３４の一端が
接続されており、配管３４の他端はバルブ３５を
介してガス供給源３６に接続されると共に、バル
ブ３７を介して図示しない真空ポンプ等に接続さ
れている。なお、前記チヤツク用電極２０及び誘
電体膜２１には、上記ピストン３１の直下に位置
する部分に静電３１が挿通する貫通口が形成され
ている。

次に、上記構成された本装置の作用について説
明する。

まず、ピストン３１はコイルバネ３２及びバル
ブ３７を介しての排気により上側に押圧されてい
る。Siウエハ等の被処理物２２を支持電極２５上
に載置したのち、支持電極２５を上方に移動し被
処理物２２の上面をチヤツク用電極２０の下面側
に押付ける。次いで、切換えスイツチ２３を接点
S₁側に切換えてチヤツク用電極２０に直流高電圧
を印加すると共に、支持電極２５を下方向に移動
する。これにより、被処理物２２はチヤツク用電
極２０の下面側に静電チヤツクされる。

この状態でチヤンバ１１内にガスを供給すると
共に、処理用電源１３に高周波電力を印加する
と、電極１３，２５間で放電が生起され、被処理
物２２の下面（処理面）がエツチング処理され
る。このとき、チヤツク用電極２０を被覆した誘
電体膜２１は被処理物２２により隠れておりはみ
出していないので、プラズマに晒されエツチング
されることはない。

エツチング終了後、被処理物２２をチヤツク用
電極２０から脱離するには、まず高周波電力の印
加をオフする。次いで、支持電極２５を上方に移
動し該電極２５を被処理物２２に接触させる。こ
れと同時に、切換えスイツチ２３を接点S₂側に切
換えて、チヤツク用電極２０を接地電位に保持す
る。これにより、被処理物２２に誘起されている
電荷はアースに逃げることになる。さらに、処理
用電極１３の表面に誘起されている電荷も、チヨ
ークコイル１７を介してアースに逃げることにな
る。

続いて、バルブ３７を閉じ、バルブ３５を開
き、前記収容室３０内にN₂等のガスを供給する。
これにより、ピストン３１はコイルバネ３２の押
圧力に抗して下方に付勢され、被処理物２２に接
触して該処理物２２を下方に押出す。このとき、
ピストン３１は処理用電極１３と同電位であり接
地状態にあるので、被処理物２２の上面に誘起さ
れた電荷もアースに逃げることになる。従つて、
支持電極２５を下方に移動すると、被処理物２２
はチヤツク用電極２０から容易に脱離し支持電極
２５上に載置されることになる。

このように本実施例によれば、被処理物２２の
脱離時には、チヤツク用電極２０を接地電位に保
持すると共に、接地電位にあるピストン３１によ
り被処理物２２を下方向に押出しているので、被
処理物２２の脱離を確実に行うことができる。ま
た、チヤツク用電極２０を被処理物２２の径より
も僅かに小さく形成しているので、該電極２０を
被覆する誘電体膜２１がプラズマ中に晒されるこ
とはなく、誘電体膜２１のエツチングを未然に防
止することができる。このため、装置の操作性の
向上及び稼働率の向上をはかり得る。

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、前記押出し用電極を駆動す
る手段はガス圧に限るものではなく、メカニカル
に行うようにしてもよい。また、反応性イオンエ
ツチング装置に限らず、被処理物を静電チヤツク
により固定するスパツタリング装置、プラズマ
CVD装置，イオン注入装置，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、被処理用
電極とは独立してチヤツク用電極を設けると共
に、押出し用電極及び支持電極を設け、被処理物
の脱離時には全ての電極を接地電位に保持するよ
うにしているので、被処理物及び各電極の表面に
誘起された電荷を速やかにアースに逃がすことが
できる。しかも、押出し用電極により被処理物を
下方に押出すようにしているので、被処理物をチ
ヤツク用電極から容易、確実に脱離することがで
きる。

【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ヤツ
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である。 １１……真空チヤンバ、１３……処理用電極、
１６……高周波電源、１７……チヨークコイル、
１８……ガス導入管、１９……ガス排気口、２０
……チヤツク用電極、２１……誘電体膜、２２…
…被処理物、２３……切換えスイツチ、２４……
直流電源、２５……支持電極、３１……ピストン
（押出し用電極）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の電力が印加されて被処理物の表面処理
   に供される処理用電極の下方に設置され、その下
   面側に被処理物を静電的に吸着固定するチヤツク
   用電極と、このチヤツク用電極の上方に設けら
   れ、前記被処理物の脱離時に前記被処理物に接触
   して該処理物を下方向に押圧する押出し用電極
   と、前記被処理物の下方に設置され前記被処理物
   の脱離時に該処理物に接触し、脱離された被処理
   物を載置する接地電位にある支持電極と、前記被
   処理物のチヤツク時に前記チヤツク用電極に直流
   電圧を印加する手段と、前記被処理物の脱離時に
   前記チヤツク用電極を接地電位に保持する手段と
   を具備してなることを特徴とする静電チヤツク装
   置。 ２ 前記チヤツク用電極は、その表面を誘電体膜
   で被覆され、且つ該誘電体膜を介して前記処理用
   電極の下面に固定されたものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の静電チヤツク装
   置。 ３ 前記チヤツク用電極は、前記被処理物よりも
   僅かに径が小さいものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項又は第２項記載の静電チヤツ
   ク装置。 ４ 前記処理用電極は、高周波電力を印加するた
   めの高周波電源に接続されると共に、直流成分を
   アース側へ逃がす回路に接続されたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の静電
   チヤツク装置。 ５ 前記押出し用電極は、前記被処理物の脱離時
   に接地電位に保持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項記載の静電チヤツク装
   置。 ６ 前記押出し用電極は、前記処理用電極の内部
   に設けられ、上下方向に摺動するピストンからな
   るものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の静電チヤツク装置。