JP2974303B2 - 被処理体の離脱方法および静電チャック装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャックに保
持された半導体基板等の被処理体を離脱する方法及び静
電チャック装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ジョンソンラ−ベック力を利用した静電
チャックでは、ウェハを加工した後の処理において、静
電チャックからウェハを離脱するために残留電荷を除去
することが重要な要素の一つとなっている。この目的の
ために、通常、ウェハを加工した後、例えばドライエッ
チング装置では、ウェハの加工に関与しないプラズマ放
電を行い残留電荷を低減させる手法、或いはウェハ裏面
に機械的に電極を接触させ残留電荷を低減させる手法が
採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、まず第
一の手法であるウェハの加工に関与しないプラズマ放電
は一般的には約２０ｓｅｃ程度必要とし、ウェハの加工
以外の余分な時間をかけることとなり生産性の観点より
十分とは言えず、また第二の手法であるウェハ裏面への
電極の機械的な接触では残留電荷の除去が十分でなく、
残留電荷による保持力の減衰は期待効果の薄いものとな
り、残留保持力のため静電チャックからのウェハの離脱
時にウェハが飛び跳ねるなど、離脱の信頼性に欠けるも
のとなっている。

【０００４】また、特開平０４−２８２８５１号公報に
おいては、オゾン発生器より発生したオゾンを用い残留
電荷を除去する事が開示されている。この技術はオゾン
発生器より発生したオゾンをウェハ裏面と静電チャック
表面の隙間に回り込ませているので、解離したオゾンに
より残留電荷を除去し一応の効果を奏している。しかし
ながら、この技術においてはオゾン発生器を具備する必
要があるので生産コストの点において高価な装置となっ
てしまうという問題をもたらしている。

【０００５】本発明の主な目的は、生産性が高く信頼性
も備わった低コストの被処理体の離脱方法および静電チ
ャック装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の被処理体の離脱
方法は、静電チャックに被処理体を保持して被処理体に
加工を施した後に、前記静電チャックと被処理体との間
に形成された隙間に対して、水若しくはアルコ−ル、又
は水若しくはアルコ−ルを含む混合ガスの少なくともい
ずれかを導入して被処理体を静電チャックから離脱する
方法である。また、本発明の静電チャック装置は、被処
理体を静電チャックに保持して被処理体に加工を施すた
めの静電チャック装置であって、前記静電チャックと保
持された被処理体との間に形成された隙間に対して、水
若しくはアルコ−ル、又は水若しくはアルコ−ルを含む
混合ガスの少なくともいずれかが導入されるようにされ
ている装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の特徴は、静電チャックを
用い、被処理体、例えば半導体製造用基板であるウェハ
等の半導体基板の保持機構において、半導体基板の裏面
と静電チャックとの間の微小隙間に水（Ｈ₂Ｏ）または
アルコ−ル（Ｒ−ＯＨ）の少なくともいずれかを導入し
たことにある。水は極性が特に大きいので好ましく、ア
ルコ−ルとしては１気圧で沸点が２００゜Ｃ以下で沸点
が低いほどガス化し易いので取り扱いに有利であり、前
記のＲが炭素数１〜６のアルキル基であるアルコ−ルが
極性が大きいので好ましい。即ち、隙間には、水の蒸
気、アルコ−ルガス、水とアルコ−ルとの混合ガス、水
又はアルコ−ルを含む混合ガス等のいずれかが導入され
ることが好ましい。混合ガス中、水又はアルコ−ルは５
体積％以上、特に２０体積％以上であることが好まし
い。

【０００８】図１は、本発明の静電チャック装置の原理
を示す説明図である。例えばウェハは、静電チャック表
面に帯電した電荷により反対の電位に帯電し、電気的に
静電チャック表面への保持力を得ているが、図１に示す
ように、ウェハ１の裏面と静電チャック表面２との間の
隙間１１に、例えば水または水の混合ガス３を導入して
いる。この導入した水または水の混合ガス３は、隙間１
１に導入された後、水酸化イオン４および水素イオン５
に分極し、ウェハ１、静電チャック表面２に帯電した電
荷を打ち消し、ウェハ１および静電チャック表面２を同
電位にし、保持力を失わせる役目を果たす。従って、ウ
ェハ１を静電チャック表面２より離脱する際、静電チャ
ック表面２の残留電荷の影響をなくし、ウェハ１をスム
ーズに離脱できるという効果が得られる。以上の説明で
は導入ガスを水蒸気または水を含む混合ガスとして説明
したが、水または水を含む混合ガスの代わりに、極性の
大きいアルコ−ル（例えば、エタノール）またはアルコ
−ルを含む混合ガスを用いても同様の効果が得られる。

【０００９】図２は、本発明の一実施形態例の静電チャ
ック装置の要部を示す構成図である。該装置は、ウェハ
１を静電チャック６に保持してウェハ１に加工を施すた
めの装置であって、静電チャック６と保持されたウェハ
１との間に形成された隙間１１に対して、水若しくはア
ルコ−ル、又は水若しくはアルコ−ルを含む混合ガスの
少なくともいずれかが導入されるようにされている装置
である。図２に示すように、ウェハ１を保持するための
静電チャック６には、例えば水または水の混合ガス３
を、ウェハ１裏面と静電チャック６の表面２との間の隙
間１１に導入するための配管７が設けられている。本例
の静電チャックは、水または水の混合ガス３を用いて除
電するので、確実に除電されて生産性が高いし、しかも
除電の信頼性も高く、低コストである。

【００１０】次に、本形態例の静電チャック装置の動作
を図２を参照して説明する。静電チャック６に保持され
たウェハ１の所定の加工、例えば、ドライエッチングが
終了した時点で、配管７を介し水または水の混合ガス３
をウェハ１の裏面と静電チャック６の表面２との隙間１
１に導入する。かかる構成においては、ジョンションラ
−ベック力を利用した静電チャックの場合、静電チャッ
ク６の表面に残留電荷が残り、この残留電荷のためウェ
ハの保持力が存在してしまうところを、本例では水また
は水の混合ガス３を隙間１１に導入したため、静電チャ
ック６の表面電荷とウェハ１の裏面電荷がガス導入とと
もにうち消され、残留電荷のための保持力は存在しな
い。従って、ウェハ１をを静電チャック６から容易に離
脱できるので、本例では、保持力解消のためのウェハ加
工以外の余分な処理は必要としない、という効果がもた
らされる。

【００１１】図３は、本発明の静電チャック装置の他の
形態例を示す図である。図３に示すように、前述の形態
例で説明した構成に加え、水又は極性の大きいアルコー
ルの少なくともいずれかを含むガス３を隙間１１に対し
て導入する配管７内の圧力を測定する圧力測定子８およ
び、該配管７内を流れるガス３の流量を制御する流量制
御器９を備えている。本形態例では、配管７内の圧力を
一定値に保つため、配管７内の圧力を圧力測定子８によ
り測定し、その規定した所望の圧力になるよう圧力信号
を流量制御器９へ帰還することでガス３の流量を流量制
御器９により制御可能としている。また、制御する規定
の圧力は１０〜２２Ｔｏｒｒ（トル）の範囲が好まし
い。本形態例は、配管７内に導入したガス３の圧力によ
り、ウェハ１が持ち上げられ、また移動してしまう事を
防止できるという新たな効果を奏する。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の被処理体
の離脱方法及び静電チャック装置によれば、静電チャッ
クに保持された被処理体の加工が終了した時点で、被処
理体を静電チャック表面より容易に離脱できる。また、
本発明の静電チャック装置は、生産性が高く信頼性も備
わり低コストである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の静電チャック装置の原理を説明する
ための図である。

【図２】 本発明の静電チャック装置の例を示す要部の
断面図である。

【図３】 本発明の静電チャック装置の他の例を示す図
である。

【符号の説明】

１・・被処理体（ウェハ）、２・・静電チャック表面、
３・・水または水の混合ガス、４・・水酸化イオン、
５・・水素イオン、６・・静電チャック、７・・配管、
８・・圧力測定子、９・・流量制御器、１１・・隙間

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/68 B23Q 3/15 H01L 21/3065

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電チャックに被処理体を保持して被処
   理体に加工を施した後に、前記静電チャックと被処理体
   との間に形成された隙間に対して、水若しくはアルコ−
   ル、又は水若しくはアルコ−ルを含む混合ガスの少なく
   ともいずれかを導入して被処理体を静電チャックから離
   脱することを特徴とする被処理体の離脱方法。
2. 【請求項２】 被処理体を静電チャックに保持して被処
   理体に加工を施すための静電チャック装置であって、前
   記静電チャックと保持された被処理体との間に形成され
   た隙間に対して、水若しくはアルコ−ル、又は水若しく
   はアルコ−ルを含む混合ガスの少なくともいずれかが導
   入される静電チャック装置。