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JPS62172737A - Wafer handling device - Google Patents

Wafer handling device

Info

Publication number
JPS62172737A
JPS62172737A JP1372086A JP1372086A JPS62172737A JP S62172737 A JPS62172737 A JP S62172737A JP 1372086 A JP1372086 A JP 1372086A JP 1372086 A JP1372086 A JP 1372086A JP S62172737 A JPS62172737 A JP S62172737A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
electrostatic chuck
electrodes
suction
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1372086A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0523504B2 (en
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Hiromi Kumagai
熊谷 浩洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP1372086A priority Critical patent/JPS62172737A/en
Publication of JPS62172737A publication Critical patent/JPS62172737A/en
Publication of JPH0523504B2 publication Critical patent/JPH0523504B2/ja
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Abstract

PURPOSE:To realize a clean process by a method wherein an electrode section is divided into some electrodes, an insulating film is provided, and a power source applying voltages to the electrodes are grounded at its middle point, and a voltage applied to an electrode is opposite in polarity to the voltage applied to the other electrodes. CONSTITUTION:A wafer attracting static chuck electrode section 10 is constituted of electrodes 11 and 12 that are semicircular conductors of metal or the like provided, respectively, with semicircular recesses 11a and 12a on their rear, inner surfaces. The electrodes 11 and 12 are coated thin with insulating films 13 and 14 and separated from each other at an interval D. The electrodes 11 and 12 are concave on their inner surfaces, with their rims of a width W roughly forming semicircles of a radius R remaining flat. The portions with the width D serve as attracting sections 15 and 16, coated with insulating films 15a and 16a. A power source for the static attracting chuck is grounded at its middle point, and the electrodes 11 and 12 are supplied with V/2 voltages opposite in polarity to the ground respectively. A wafer 8 is attracted to the attracting sections 15 and 16 along its circumference. This enables a wafer to be held and removed by electrical control only, realizing a clean process.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の属する技術分野] 本発明は、」EとしてLSI(大規模集積回路)等の半
導体デバイス製造装置に使用される半導体ウェハ、導電
性のウェハ等(以下単にウェハ)の取り扱い装置に関し
、特に、反応室と前室との間を短時間にシリコンやガリ
ウム砒素などのウェハだけを吸着して搬送する搬送機構
におけるウェハ取り扱い装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field to which the Invention Pertains] The present invention relates to semiconductor wafers, conductive wafers, etc. (hereinafter simply referred to as wafers) used in semiconductor device manufacturing equipment such as LSI (Large Scale Integrated Circuits). ) In particular, the present invention relates to a wafer handling device in a transport mechanism that adsorbs and transports only silicon, gallium arsenide, or other wafers between a reaction chamber and an antechamber in a short period of time.

[従来の技術] LSI技術の進歩発展はきわめて急速であり、すでに1
μm以Fの微細パターンを用いたLSIが作られている
。こうしたサブミクロンレベルのLSIを製造するため
には、当然のことながら不確定要素に影響されることの
少ない、より制御性のよい高性能な製造プロセスが必要
となる。
[Conventional technology] The progress and development of LSI technology is extremely rapid, and there are already 1
LSIs are being manufactured using fine patterns of micrometers or less. In order to manufacture such submicron-level LSIs, a high-performance manufacturing process with better controllability is naturally required that is less affected by uncertain factors.

この・例として、プロセスの低温化と高選択性プロセス
が挙げられる。主としてプロセスの低温化は、゛1″−
導体内における不純物の再拡散を抑え、+E確な不純物
分布を実現するために必要である。
Examples of this include lower process temperatures and higher selectivity processes. Mainly, process temperature reduction is ゛1''-
This is necessary in order to suppress the re-diffusion of impurities within the conductor and to realize +E precise impurity distribution.

特に、プロセス低温化は、LSIに使用される各種薄膜
CI’導体、金属、絶縁物)中におけるグレイン成長を
抑+1−するためにも、さらには基板結晶とその−1−
の薄膜及び薄膜間の界面反応抑制にも有効である。一方
、微細パターン形成用のエツチングあるいは薄膜形成に
は、材料の差による高い選択性が必須である。
In particular, lowering the process temperature is necessary to suppress grain growth in various thin film CI's (conductors, metals, insulators) used in LSIs, and also to suppress the growth of grains in the substrate crystal and its -1-
It is also effective in suppressing thin films and interfacial reactions between thin films. On the other hand, high selectivity due to differences in materials is essential for etching or thin film formation for forming fine patterns.

また、プロセスの低温化及び高選択性プロセスを実現す
る最大の要件は、反応に必要なガス成分以外の不要ガス
成分が、プロセスが進行する反応室の雰囲気から殆ど完
全に除去されていることである。すなわち、ウルトラク
リーンプロセスは、超微細化LSI製造に必須の低温化
プロセス及び高選択性プロセス実現に不可欠である。
Additionally, the most important requirement for achieving low process temperatures and high selectivity is that unnecessary gas components other than the gas components necessary for the reaction are almost completely removed from the atmosphere of the reaction chamber in which the process proceeds. be. That is, the ultra-clean process is essential for realizing the low-temperature process and the high-selectivity process that are essential for manufacturing ultra-fine LSIs.

クリーンプロセスの重要性を2,3の例について述べる
と、 ■シリコンエピタキシャル成長 SI Hq+Si +2H2・・・・・・・・・(1)
SI H2C12+H2→81 +2HC1+H・・・
・・・・・・(2) シリコンのエピタキシャル成長は、例えば、シラン(S
iH2)の熱分解(式(1))やジクロルシラン(SI
 H2C12)の水素還元反応(式(2))により行わ
れる。
To explain the importance of clean process with a few examples: ■Silicon epitaxial growth SI Hq+Si +2H2・・・・・・・・・(1)
SI H2C12+H2→81 +2HC1+H...
(2) For example, silane (S) is used for epitaxial growth of silicon.
iH2) (formula (1)) and dichlorosilane (SI
H2C12) by a hydrogen reduction reaction (formula (2)).

しかし、反応雰囲気中に酸素(02)や水分(H2O)
が存在するとシリコン基板表面が連続的に酸化されて、
表面に薄い5to2膜が形成される。この5102膜を
蒸発やエツチングによって除去するために高い温度が必
要となる。
However, oxygen (02) and moisture (H2O) are present in the reaction atmosphere.
In the presence of , the silicon substrate surface is continuously oxidized,
A thin 5to2 film is formed on the surface. High temperature is required to remove this 5102 film by evaporation or etching.

反応雰囲気がきわめてクリーンであれば、常にクリーン
なシリコン表面が確保される。クリーンな表面ヒにおい
ては、吸着したSI原子の表面マイグレーションが激し
く起こり、表面吸着原子がIE規のラティスサイトにお
さまり易く、低温で高品質のエピタキシャル成長層がj
rJられることになる。すなわち、クリーンな反応雰囲
気ではプロセス温度を低温化することがi+J能である
A very clean reaction atmosphere ensures a clean silicon surface at all times. On a clean surface, the surface migration of adsorbed SI atoms occurs violently, and the surface adsorbed atoms tend to settle into IE standard lattice sites, making it possible to form a high-quality epitaxial growth layer at low temperatures.
It will be rJ. That is, in a clean reaction atmosphere, it is possible to lower the process temperature.

■タングステン選択成長 2WF6+3Si→2W+3Si Fq・・・・・・・
・・・・・(3) 原料ガスWF6を用いたタングステン(W)の中結晶の
シリコン(Si )上あるいはポリ5l−1−への選択
成長は、Si基板還元反応で進行する。
■Tungsten selective growth 2WF6+3Si→2W+3Si Fq・・・・・・・・・
(3) Selective growth of medium crystal tungsten (W) onto silicon (Si) or poly 5l-1- using source gas WF6 proceeds by a Si substrate reduction reaction.

式(3)で示される反応が進行するためには、5I−W
界面に酸化膜等が存在してはならないし、また、当然の
ことながらW自体も酸化膜等を含んでいてはならない。
In order for the reaction represented by formula (3) to proceed, 5I-W
No oxide film or the like must exist at the interface, and of course W itself must not contain any oxide film or the like.

StもWもきわめて酸化し易い物質である。Both St and W are substances that are extremely easily oxidized.

したがって、反応雰囲気中に02やH2Oが含まれてい
ては、式(3)に示されるような基板還元反応は起こら
ない。酸化膜等の中間層を介在させないSlと金属の界
面では、金属のシールド効果によりきわめて低い温度で
5i−3iボンドが切れて、多結晶金属の粒界に沿って
St原rが金属薄膜表面に拡散し、式(3)で示される
ような基板還元反応が連続的に起り続けるのである。
Therefore, if O2 or H2O is included in the reaction atmosphere, the substrate reduction reaction as shown in equation (3) will not occur. At the interface between Sl and metal without interposing an intermediate layer such as an oxide film, the 5i-3i bond breaks at an extremely low temperature due to the shielding effect of the metal, and the St raw material R reaches the surface of the metal thin film along the grain boundaries of the polycrystalline metal. The substrate is diffused, and the substrate reduction reaction as shown in equation (3) continues to occur.

当然のことながら、81以外の表面、例えば、SI 0
2.Sl 、7N4上には基板還元反応を用いる限りW
は堆積しない。すなわち、反応雰囲気がクリーンであれ
ば、低温でしかも81−1−にのみ選択的にWは堆積す
る。
Naturally, surfaces other than 81, e.g. SI 0
2. As long as a substrate reduction reaction is used on Sl, 7N4, W
does not accumulate. That is, if the reaction atmosphere is clean, W is selectively deposited only on 81-1- at a low temperature.

反応雰囲気がクリーンであることが、プロセスの低温化
と高選択性プロセスを可能にすることは、1−述した通
りである。
As mentioned in 1-1 above, a clean reaction atmosphere enables the process to be carried out at lower temperatures and with higher selectivity.

反応雰囲気をクリーンにするためには、原料ガスボンベ
(あるいは液化ガス容″ISt:以後ガスボンベと総称
する)から反応室までのガス供給系9反応室自体及びガ
ス排気系のすべてがクリーンでなければならない。
In order to keep the reaction atmosphere clean, the gas supply system 9 from the raw material gas cylinder (or liquefied gas capacity "ISt", hereinafter collectively referred to as gas cylinder) to the reaction chamber 9 and the gas exhaust system must all be clean. .

その主な条件を列記すると、 ■原料ガスが可能な限り高純度であること。The main conditions are listed as follows: ■The raw material gas must be as pure as possible.

■ガス供給系9反応室及び排気系に関して、(a)外部
リーク量が極限まで少なく、大気汚染が無いこと。
■Gas supply system 9 Concerning the reaction chamber and exhaust system, (a) External leakage should be extremely small and there should be no air pollution.

(b)配管系及び反応室管壁からの放出ガスが1−分に
少ないこと。すなわち、配管系や反応室を構成する材料
自体がガス成分を含んでいないこと。同時に、管壁表面
が十分に平坦で加工変質層を持たずに吸着ガスが十分少
ないこと。さらに、反応室内部やガス供給配管系内部が
大気にさらされることのないような配慮に基づく装置を
備えていること。
(b) The amount of gas released from the piping system and reaction chamber tube wall is as low as 1 minute. In other words, the materials that make up the piping system and reaction chamber themselves do not contain gas components. At the same time, the tube wall surface must be sufficiently flat, without any process-altered layers, and with a sufficiently low amount of adsorbed gas. Furthermore, it must be equipped with equipment that ensures that the inside of the reaction chamber and the gas supply piping system are not exposed to the atmosphere.

(C)ガスが停溜するデッドゾーンを持たないこと。(C) There should be no dead zone where gas accumulates.

(d)パーティクル(粒子)の発生がなるべ(少ないこ
と。可動機構を備えるにしてもガス供給系内部や反応系
内部に摺動部分をなるべく持たせないこと。
(d) Generation of particles should be as low as possible. Even if a movable mechanism is provided, there should be as few sliding parts as possible inside the gas supply system or reaction system.

以上の条件のうち管理とか、操作により必要な条件を達
成できるものもあるが、装置の可動系ににおけるパーテ
ィクルの発生は、ウエノ1搬送装置における機構系自体
の構成上の問題であり、その構造が重要である。
Some of the above conditions can be achieved through management or operation, but the generation of particles in the movable system of the device is a problem with the structure of the mechanical system itself in the waeno 1 conveying device. is important.

この場合、特に、重要なものは、反応室にウェハを搬入
するまでのウエノ)の搬送機構であって、これには、ウ
ェハを支持乃至は保持する機構が必要となる。
In this case, what is particularly important is a transport mechanism for carrying the wafer into the reaction chamber, which requires a mechanism for supporting or holding the wafer.

〔解決しようとする問題点コ 従来のウェハ保持機構としては、真空チャ、ツクにより
ウェハを吸着保持する機構をはじめとして、ウェハホル
ダーとか、把持アーム等の機械的な機構によりウェハを
そのエツジ部等を介して保持している。
[Problem to be solved] Conventional wafer holding mechanisms include mechanisms that suction and hold the wafer using vacuum chucks and grips, as well as mechanical mechanisms such as wafer holders and gripping arms that hold the wafer at its edges, etc. holding through.

その結果、メカニカルな可動部分が多くなるとともに、
特に、真空吸着するものにあっては、吸着機構を負正に
する関係からエアーの流れがツク−チクル発生に悪影響
を与える。
As a result, there are more mechanical moving parts, and
In particular, in the case of vacuum suction, the air flow has an adverse effect on the generation of tickling because the suction mechanism is made negative and positive.

その結果、必然的にパーチクルの発生量が多くなり、こ
れを所定以下に制限することは困難な状況にある。
As a result, the amount of particles generated inevitably increases, and it is difficult to limit this to a predetermined level or less.

したがって、前記のようなプロセスの低温化とか、高選
択性プロセスを実現し難いのが現状と言える。
Therefore, at present, it is difficult to reduce the temperature of the process and realize a highly selective process as described above.

[発明の目的] この発明等は、このような従来技術の問題点等を解決し
、かつウエノ1を搬送するような機構においてパーチク
ルをほとんど発生させずにウニ/Xを保持することがで
き、特に klt、導体の製造プロセスにおけるプロセ
ス温度を低温化する場合などに適するようなウェハ取り
扱い装置を提供する[1的で、ウェハを吸着保持する複
数の電極を有する静電チャックを備えていて、複数の各
電極に、静電チャックに印加された電圧が所定値以下と
なったときに吸着したウェハを離脱させる、表面に絶縁
皮膜を被着した吸着部を設けた吸着チャックを提案して
いる。そしてこのような吸着チャックを有するウェハ取
り扱い装置の発明についてはこの出願人によりすでに出
願済みである。
[Object of the Invention] The present invention solves the problems of the prior art, and is capable of holding the sea urchin/X without generating almost any particles in a mechanism that conveys the Ueno 1. In particular, we provide a wafer handling device suitable for lowering the process temperature in the manufacturing process of klt and conductors. We have proposed a suction chuck in which each electrode is provided with a suction part with an insulating film coated on the surface, which releases the suctioned wafer when the voltage applied to the electrostatic chuck falls below a predetermined value. The present applicant has already filed an application for the invention of a wafer handling device having such a suction chuck.

しかし、この発明者等は、さらに、検討を重ねた結果、
このような静電チャックにあっては、静電吸着する関係
からチャンバ内が十分なりリーン状態にないようなとき
に、吸着ウェハ側にゴミ等が付着してしまうという未解
決な問題点があることを発見した。
However, after further consideration, the inventors found that
With this kind of electrostatic chuck, there is an unresolved problem that due to electrostatic adsorption, when the inside of the chamber is not in a sufficiently lean state, dust and the like may adhere to the adsorbed wafer side. I discovered that.

したがって、この発明におけるl]的は、さらに、前記
の従来技術の問題点を解決するとともに、吸着ウェハに
対して発生したパーティクルとか、ゴミが付着し難いよ
うなウェハ取り扱い装置を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to further solve the problems of the prior art described above, and to provide a wafer handling device in which it is difficult for particles or dust to adhere to the suction wafer. .

[問題点を解決するための丁段] しかして、このような目的を達成するためのこの発明の
ウェハ取り扱い装置における構成は、ウェハを吸着保持
する複数の電極ををする静電チャックと、これら複数の
電極間に電圧を印加する電源とを備えていて、複数の各
電極には、静電チャックに印加された電圧が所定値以f
となったときに吸着したウェハを離脱させる、表面に絶
縁皮膜が被着された吸着部が設けられ、電源は、中点が
アースされていて、前記複数の電極のうちの一方と他方
に異なる極性の電圧を印加するというものである。
[Steps to Solve the Problems] However, the configuration of the wafer handling device of the present invention to achieve such an objective includes an electrostatic chuck with a plurality of electrodes that attract and hold the wafer, and The electrostatic chuck is equipped with a power supply that applies a voltage between the plurality of electrodes, and each of the plurality of electrodes has a voltage applied to the electrostatic chuck that is lower than or equal to a predetermined value.
A suction part having an insulating film coated on the surface is provided to release the suctioned wafer when This involves applying a polar voltage.

[作用コ このように電極を複数の部分に分割し、絶縁皮膜を設け
て構成することにより、電気的な制御によりウェハの保
持と離脱を行うことができるので、1−11動部が少な
く、バーチクルの発生をより少ない状態に制限でき、プ
ロセスの低温化とか、高選択性プロセスの実現に適する
きわめてクリーンでかつ高速度で動作するウェハ取り扱
い装置を実現できる。
[Operation] By dividing the electrode into a plurality of parts and providing an insulating film in this way, the wafer can be held and removed by electrical control, so there are fewer moving parts in 1-11. The generation of verticles can be restricted to a smaller state, and a wafer handling device that is extremely clean and operates at high speed can be realized, which is suitable for lowering the process temperature and realizing a highly selective process.

しかも、これら電極に電圧を印加する電源は、中点がア
ースされ、複数の電極のうちの一方と他方に異なる極性
の電圧を印加する構成を採るので、吸着されるウェハの
電位がほとんどアース電位となり、ウェハ側が、発生し
たパーティクルとか、ゴミ等を吸着し難いものとなる。
Moreover, the power source that applies voltage to these electrodes is configured to have its midpoint grounded and apply voltages of different polarities to one and the other of the multiple electrodes, so the potential of the wafer being attracted is almost the same as the ground potential. This makes it difficult for the wafer side to absorb generated particles, dust, etc.

[実施例コ 以下この発明のウェハ取り扱い装置の一実施例について
図面を用いて説明する。
[Embodiment 1] An embodiment of the wafer handling apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図(a)は、本発明のウェハ取り扱い装置の主要部
であるウェハを吸い着ける静電チャックの第1図(b)
におけるI−I線に沿う断面概要図、第1図(b)は、
その平面図である。また、第2図(a)は、第1図(a
)の静電チャック電極部にウェハが吸引された状態の断
面図、第2図(b)は、その等価回路図である。なお、
これら各図及び以後の図において同一のものは、同一の
符号で示す。
FIG. 1(a) is a diagram of an electrostatic chuck that sucks a wafer, which is the main part of the wafer handling device of the present invention.
A cross-sectional schematic diagram along the I-I line in FIG. 1(b) is,
FIG. Furthermore, Fig. 2(a) is similar to Fig. 1(a).
) is a cross-sectional view of a state in which a wafer is attracted to the electrostatic chuck electrode portion, and FIG. 2(b) is an equivalent circuit diagram thereof. In addition,
Identical parts in these figures and subsequent figures are designated by the same reference numerals.

第1図(a)、(b)に見るように、ウェハ吸引用静電
チャックの電極部10は、裏面内部に)ト円形の窪み部
11 a、  l 2 aをそれぞれ設けた半円板状の
金属等の導体よりなる第1.第2の電極11.12によ
り形成される。
As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the electrode portion 10 of the electrostatic chuck for wafer suction has a semicircular plate shape with circular recesses 11a and 12a provided inside the back surface, respectively. The first part is made of a conductor such as metal. It is formed by the second electrode 11.12.

ところで、ウェハを自動搬送する場合は、表面側からウ
ェハを吸い上げて搬送することを要求される場合が圧倒
的に多い。そこで前記電極部10は、静電吸着チャック
としてウェハ取り扱い装置にその吸打面側が下になるよ
うに取り付けられる。
By the way, when automatically transporting a wafer, it is overwhelmingly necessary to pick up and transport the wafer from the front side. Therefore, the electrode section 10 is attached to a wafer handling device as an electrostatic suction chuck with its suction surface facing downward.

ここで、これら第1.第2の電極11.12は絶縁膜1
3.14により薄く皮膜されていて、所定の間隔りの間
隙を隔てて配置されている。この間隙1〕は、空隙のま
までもよいし、構造によっては絶縁物が挿入されていて
もよい。その選択は静電チャックの全体の構造から決定
すればよい。
Here, these first. The second electrode 11.12 is the insulating film 1
3.14, and are arranged at predetermined intervals. This gap 1] may be left as a void, or an insulator may be inserted therein depending on the structure. The selection may be determined based on the overall structure of the electrostatic chuck.

第1.第2の電極11及び12は、第1図(a)に見る
ように゛1−径Rのほぼ1へ円状の外周に幅Wの部分を
残して、内部が凹状に窪み、この幅Wの部分が゛ト導体
ウェハの吸着部15.IElとなっている。吸着部15
.18のそれぞれその表面には、前記絶縁膜13.14
の−・部として絶縁膜15a+leaがコーテングされ
た層として設けられていて、これら絶縁膜15a、le
aの膜厚は、ウェハの吸引力等から決定されるものであ
る。そしてこの部分以外の絶縁膜13,14の厚さは、
この電極部が、他の金属部分等に触れた場合に十分な耐
圧を持つことを考慮して決められる。
1st. As shown in FIG. 1(a), the second electrodes 11 and 12 are recessed inside with a width W remaining on the circular outer periphery to approximately 1 of the radius R, and this width W The part 15 is the suction part 15 for the conductor wafer. It has become IEl. Adsorption part 15
.. The insulating films 13 and 14 are formed on the surfaces of each of the insulating films 13 and 18.
An insulating film 15a+lea is provided as a coated layer as a - part, and these insulating films 15a, le
The film thickness a is determined based on the suction force of the wafer, etc. The thickness of the insulating films 13 and 14 other than this part is
This electrode part is determined in consideration of having sufficient withstand voltage when it comes into contact with other metal parts.

第1図(a)に示されるように、2つに分割された吸着
部がウェハとの間で構成する容量が等しい場合には、電
圧Vが印加されるとウェハ自体は、V/2に帯電する。
As shown in FIG. 1(a), if the capacitance between the two divided suction parts and the wafer is equal, when the voltage V is applied, the wafer itself will drop to V/2. Become electrically charged.

この帯電により小さなゴミの静電吸着が問題となる。This electrification causes electrostatic adsorption of small particles to become a problem.

そこで、第2図(a)、(b)に見るように電源を中点
アースにして、正、負両極性の電圧を加えればよい。
Therefore, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the power source may be grounded at the center point, and voltages of both positive and negative polarities may be applied.

このことにより、ウェハは、はとんど接地点電位に保た
れて、ゴミの静電吸着は起こらない。
As a result, the wafer is kept mostly at ground potential, and no electrostatic attraction of dust occurs.

第2図(a)、(b)において、18はこの静電吸着チ
ャックの電圧源(その電圧値V)であって、その中点が
アースされていて、第1.第2の電極11及び12は、
それぞれアースに対して逆極性のV/2の電圧が印加さ
れるものである。
In FIGS. 2(a) and 2(b), reference numeral 18 is a voltage source (its voltage value V) for this electrostatic adsorption chuck, the middle point of which is grounded, and the first . The second electrodes 11 and 12 are
In each case, a voltage of V/2 of opposite polarity to the ground is applied.

このことにより、吸着されたウェハ17の電位がアース
電位となり、たとえ、パーティクルとか、ゴミが周囲に
浮遊していてもこれらが静電吸着されるようなことはほ
とんどない。
As a result, the potential of the attracted wafer 17 becomes the ground potential, and even if there are particles or dust floating around, it is unlikely that they will be electrostatically attracted.

なお、3個以上の複数の電極部分からなる静電チャック
にあっては、これらを2つのブロックに分割してそれぞ
れのブロックの電極には、逆極性の電圧を並列に印加す
ることになる。
In addition, in the case of an electrostatic chuck consisting of a plurality of electrode parts of three or more, these are divided into two blocks, and voltages of opposite polarity are applied in parallel to the electrodes of each block.

次に静電チャック電極部10のウェハを吸着する動作に
ついて説明すると、第2図(a)に見るように、ウェハ
17は、その周辺部において吸着部15.IESに吸着
される。このウェハ17は、それが自動搬送される場合
に、この静電チャックによりその表面側から吸い上げら
れて保持されることになる。そして搬送元として例えば
反応室に対する前室から搬送先である反応室へと搬送さ
れる。この点で、通常、そのE而にウェハを裏面側から
吸着して固定するだけの弔なる真空チャックとは状況が
相違する。
Next, the operation of the electrostatic chuck electrode section 10 to attract a wafer will be explained. As shown in FIG. It is absorbed by IES. When the wafer 17 is automatically transported, the electrostatic chuck picks up the wafer 17 from its front side and holds it. Then, it is transported from, for example, a front chamber to a reaction chamber as a transport source to a reaction chamber as a transport destination. In this respect, the situation is different from that of a vacuum chuck, which normally only sucks and fixes the wafer from the back side.

ところで、通常、円板状ウェハ17の周辺部における外
側から数1111程度の領域には、IC(集積回路)、
LSI(大規模集積回路)等のデバイスを設けていない
。そこで、このウェハ17の周辺部を静電チャック電極
部10により吸着することは、IC,LSIの性能劣化
を全く伴わない。第2図(a)は、静電チャックの外径
の大きさがウェハ17の外径の大きさに殆ど等しい場合
を示している。
Incidentally, normally, in an area of about 1111 from the outside in the peripheral part of the disc-shaped wafer 17, ICs (integrated circuits),
Devices such as LSI (large scale integrated circuit) are not provided. Therefore, attracting the peripheral portion of the wafer 17 by the electrostatic chuck electrode section 10 does not involve any deterioration in the performance of ICs and LSIs. FIG. 2(a) shows a case where the outer diameter of the electrostatic chuck is almost equal to the outer diameter of the wafer 17.

ウェハ17を自重で落下させるためには、この吸着部幅
Wは、通常、0.1w■から31−程度の値に設定され
、特に、好ましくは、0.211111から[I程度の
範囲にあるとよい。なお、幅Wが狭い方がウェハ17へ
の2η染、損傷は少ない。もちろん、静電チャック電極
部lOをウェハ17に接触させる時の接触圧力には、1
分な考慮を払い、ウェハ17内に転位等の欠陥が入らな
いような圧力値に設定しなければならないことはもちろ
んである。
In order to allow the wafer 17 to fall under its own weight, the suction part width W is normally set to a value of about 0.1 to 31-31, and particularly preferably in the range of about 0.211111 to [I. Good. Note that the narrower the width W, the less 2η staining and damage to the wafer 17. Of course, the contact pressure when bringing the electrostatic chuck electrode lO into contact with the wafer 17 is 1
Of course, the pressure must be set at a pressure value that will prevent defects such as dislocations from entering the wafer 17 with due consideration.

静電チャック電極部10の直径(2R)は、ウェハ17
の直径よりやや大きくても、またやや小さくてもかまわ
ないが、静電チャック電極部lOをウェハ17の真tに
正確に位置決めし、ウェハ17を確実に吸着するには、
ウェハ17の直径が静電チャック電極部10の電極11
.12により形成される直径(2R)に殆ど等しいか、
やや大きくした方がよい。
The diameter (2R) of the electrostatic chuck electrode section 10 is the same as that of the wafer 17.
The diameter of the electrostatic chuck electrode 10 may be slightly larger or smaller than the diameter of the wafer 17.
The diameter of the wafer 17 is the same as the electrode 11 of the electrostatic chuck electrode section 10.
.. Almost equal to the diameter (2R) formed by 12,
It is better to make it slightly larger.

半導体製造プロセスに登場するウェハには、さまざまな
種類のものがある。例えば、材料的には、Sl 、Ge
、Ga As、In P等のウェハが使用される。ウェ
ハの抵抗率値ρも、材料にもよるが、10”Ω41cm
から10−3Ω・ell程度の範囲で変化する。また、
ウェハ表面に酸化等の絶縁膜が1μm程度あるいはもっ
と厚(設けられている場合もあるし、さらにその上にレ
ジスト膜が付いている場合もある。
There are various types of wafers used in the semiconductor manufacturing process. For example, in terms of materials, Sl, Ge
, GaAs, InP, etc. are used. The resistivity value ρ of the wafer is also 10”Ω41cm depending on the material.
It varies within a range of about 10-3Ω·ell. Also,
In some cases, an insulating film such as oxidation film with a thickness of about 1 μm or more is provided on the wafer surface, and in some cases, a resist film is further attached on top of the insulating film.

ウェハの誘電緩和時間τdは、 τd:ρε    ・・・…………(4)で与えられる
。ρは抵抗率、εは誘電率である。
The dielectric relaxation time τd of the wafer is given by τd:ρε (4). ρ is resistivity and ε is dielectric constant.

ここで、ρ= t x i osΩ・cm” l X 
10−3Ω・C■とすると、式(4)で与えられる誘電
緩和時間rdは、lXl0−” 5ee−IXIO−’
 5sec程度の値になる。すなわち、この範囲の抵抗
率の材料(ウェハ)であれば、直流的には導体と扱って
良いことになる。
Here, ρ= t x i osΩ・cm” l
Assuming 10-3Ω・C■, the dielectric relaxation time rd given by equation (4) is lXl0-"5ee-IXIO-'
The value is about 5 seconds. In other words, if the material (wafer) has a resistivity within this range, it can be treated as a conductor in terms of direct current.

したがって、第2図(a)のように静電チャック電極部
lOの電極11.12にウェハ17が吸着された状態を
電気回路的に表現すると、第2図(b)のように吸着部
15.16により形成されるコンデンサ19.20が中
点がアースされた電圧(V/2+V/2)の電圧源18
に直列に接続された形になる。
Therefore, if the state in which the wafer 17 is attracted to the electrodes 11.12 of the electrostatic chuck electrode part 1O as shown in FIG. A capacitor 19 formed by .16 and a voltage source 18 of voltage (V/2+V/2) whose midpoint is grounded
connected in series.

コンデンサCの値は、 で与えられる。ただし、δ及びSは吸着部の絶縁膜厚さ
及び吸着部面積である。ε1は絶縁膜の誘電率である。
The value of capacitor C is given by: However, δ and S are the thickness of the insulating film of the suction part and the area of the suction part. ε1 is the dielectric constant of the insulating film.

コンデンサCの値は、ウェハ上の酸化膜の厚さ、レジス
トの厚さやウェハの抵抗率等によりある程度変化する。
The value of the capacitor C varies to some extent depending on the thickness of the oxide film on the wafer, the thickness of the resist, the resistivity of the wafer, etc.

面積は、第1図(b)の半径(R)から、はぼ、S絢π
RW    ・・・・・・・・・・・・・・・(6)で
′j、えられる。ただし、R>>W、R>>1)の場合
である。もちろん、Rと1つの関係は必ずしも上述した
関係に限らない。コンデンサの電極に働く力Fは、 でt4えられる。ここで、■は電源電圧である。第2図
(b)で、一方のコンデンサに加わる電圧はV/2であ
る。したがって、ウェハ17を持ち」―げる力f’(N
ewton)は、 となる。一方、ウェハの質fitM及び重さfは、M=
ρ0πR2t     ・・・・・・・・・(9)f=
MG=ρo yr R2t G=iIO)ただし、ρO
:比重、R=ウェハの半径、1=ウエハの厚さ、G=重
力加速度(9,8m/5ec2)である。なお、例とし
てSl ウェハの質mMと玉さfを第6図の表に示す。
The area is calculated from the radius (R) in Figure 1 (b), Habo, S Aya π
RW ・・・・・・・・・・・・(6) gives ′j. However, this is the case of R>>W, R>>1). Of course, the relationship between R and one is not necessarily limited to the above relationship. The force F acting on the capacitor electrode is given by t4. Here, ■ is the power supply voltage. In FIG. 2(b), the voltage applied to one capacitor is V/2. Therefore, the force f'(N
ewton) is as follows. On the other hand, the quality fitM and weight f of the wafer are M=
ρ0πR2t ・・・・・・・・・(9) f=
MG=ρo yr R2t G=iIO) However, ρO
: specific gravity, R=wafer radius, 1=wafer thickness, G=gravitational acceleration (9.8 m/5ec2). As an example, the quality mm and the height f of the Sl wafer are shown in the table of FIG.

siの比重ρ0は、2.328g/c+m3=2.32
8X103kg/m3である。
The specific gravity ρ0 of si is 2.328g/c+m3=2.32
8X103kg/m3.

式(10)で与えられるウェハの重さを吸い」−げるに
必要な電圧Vは、式(8)と(10)より、なる。εχ
は絶縁膜の比誘電率である。ウェハが絶縁膜に完全に密
着せず、空隙χが存在する時のウェハ吸い上げに必要な
電圧Vは、 となる。
The voltage V required to absorb the weight of the wafer given by equation (10) is obtained from equations (8) and (10). εχ
is the dielectric constant of the insulating film. When the wafer is not completely adhered to the insulating film and there is a gap χ, the voltage V required to pick up the wafer is as follows.

例えば、R=501.W=5m■、D=IOIIIII
+。
For example, R=501. W=5m■, D=IOIII
+.

δ=10μm、εχ=2.5とすると、M=2゜38g
 (f=2.31xlO−2N)のウェハを吸い」―げ
るに必要な電圧Vは、式(II)から求めると、24v
となる。もちろん、静電チャックが完全に密着した状態
が実際には作れるわけではないので1−記の値より大き
い数100V程度の電圧が必要である。
If δ=10μm, εχ=2.5, M=2°38g
The voltage V required to vacuum a wafer of (f=2.31xlO-2N) is 24v, calculated from equation (II).
becomes. Of course, it is not actually possible to create a state in which the electrostatic chuck is in complete contact with the electrostatic chuck, so a voltage of several hundred volts, which is larger than the value in 1-, is required.

電極部の絶縁膜にポリイミド樹脂を用い、電極11.1
2の導体としてアルミニウム(AI)を用いた4“ウェ
ハ用静電チャックの実施例によれば (R= 5 0m
m、  D=  1 0+sm、  δ”  1 0 
u m、   eχ=2.5)、吸着1115a−1e
aの幅Wを5+W+Wにすると、ウェハ17は500V
程度で簡単に吸着し搬送することができる。しかし、通
常ウェハ表面は数10八オーダで平坦であるため、一度
静電チャック電極部10に吸着されると、電圧を0■に
戻してもウェハ17は吸着されたままとなってウェハ1
7自身の市さでは静電チャックから離れない。
Polyimide resin is used for the insulating film of the electrode part, and the electrode 11.1
According to an example of an electrostatic chuck for 4" wafers using aluminum (AI) as the conductor of 2 (R = 50 m
m, D= 1 0+sm, δ” 1 0
u m, eχ=2.5), adsorption 1115a-1e
If the width W of a is 5+W+W, the wafer 17 has a voltage of 500V.
It can be easily picked up and transported. However, since the wafer surface is normally flat on the order of several tens of eights, once the wafer 17 is attracted to the electrostatic chuck electrode section 10, even if the voltage is returned to 0, the wafer 17 remains attracted.
7. I can't move away from the electrostatic chuck because of my own sense of humor.

静電チャック電極部10を用いたウェハ自動搬送の問題
点は、ウェハ17の吸着よりもウェハ17の離脱にある
。ウェハ17の外径にもよるが、1〕述した4″ウエハ
用静電チヤツクでは、吸着部幅Wを5mm又はそれ以」
二としたのでは、ウェハ17の吸着は行えても、電気的
操作だけではウェハ17の自重による離脱(落下による
離脱)は行えない。しかし特別に離脱機構を設けること
はパーチクルの発生を増加させる可能性を秘めているの
で好ましくない。すべて電気的操作で、ウェハ吸着、ウ
ェハの自重による離脱が行えることが好ましい。
The problem with automatic wafer transport using the electrostatic chuck electrode section 10 lies in the detachment of the wafer 17 rather than the adsorption of the wafer 17. Although it depends on the outer diameter of the wafer 17, 1) In the above-mentioned electrostatic chuck for 4" wafers, the suction part width W is 5 mm or more.
2, even if the wafer 17 can be attracted, the wafer 17 cannot be detached due to its own weight (detachment due to falling) only by electrical operation. However, it is not preferable to provide a special detachment mechanism because it has the potential to increase the generation of particles. It is preferable that the wafer be adsorbed and the wafer removed by its own weight using all electrical operations.

上述した静電チャック電極部10の各電極11゜12に
おける吸着部15 a、  I E3 aの幅Wを0.
2@m〜is−程度に設定しであると、ウェハ吸着は、
500〜700vの電圧印加で行え、印加電圧を200
〜300v程度以下に低くすると、ウェハは自重で静電
チャックから離脱する。すなわち、ウェハを搬送するた
めにウェハを静電吸着して保持しようとする場合には、
ウェハの重さに応じて自重落Fできるように吸着部幅W
を1・分に狭くしておくことが必蒙である。あるいは、
吸着部幅Wを1〜211111程度にして円周方向の要
所要所に切り込み部を設けて、実効的な吸着部面積を所
定の値より小さくしておくことでもよい。
The width W of the suction portions 15 a and I E3 a in each electrode 11° 12 of the electrostatic chuck electrode portion 10 described above is set to 0.
When set to about 2@m~is-, wafer adsorption is
This can be done by applying a voltage of 500 to 700V, and the applied voltage is 200V.
When the voltage is lowered to about 300 V or less, the wafer detaches from the electrostatic chuck due to its own weight. In other words, when attempting to hold a wafer by electrostatic attraction in order to transport it,
The suction part width W is adjusted so that the weight of the wafer can fall depending on the weight of the wafer.
It is essential to keep it narrow to 1 minute. or,
It is also possible to set the suction part width W to about 1 to 211111 mm, provide notches at important points in the circumferential direction, and make the effective suction part area smaller than a predetermined value.

したがって、吸着部の幅は、基本的にはその全吸着面積
に関係するものである。
Therefore, the width of the suction part is basically related to its total suction area.

このようにウェハ周辺部lll1m程度以内の表面で吸
着することでウェハを吸い−にげて、静電チャックの下
側に保持して搬送することができる。このことから、ウ
ェハ表面、特にIC,LSIのデバイス部分に損傷、汚
染することがほとんどなく、はぼ理想的なウェハ取り扱
い装置を提供できる。
In this way, by suctioning the surface within about 1 m of the wafer periphery, the wafer can be sucked up, held under the electrostatic chuck, and transported. Therefore, the wafer surface, especially the IC and LSI device parts, is hardly damaged or contaminated, and an ideal wafer handling apparatus can be provided.

次に、静電チャック電極部の他の構造の具体例を示すと
第3図(a)に見るようなものを上げることができる。
Next, a specific example of another structure of the electrostatic chuck electrode section is shown in FIG. 3(a).

この静電チャックは、電極Pii重量を軽くすることと
、ウェハと静電チャック電極部の位置合わせをより正確
にするために吸着部15゜16を傾斜させた先端部に設
けたものである。同様に、第3図(b)に見る静電チャ
ック電極部30は、その各電極における吸着部31a、
31bの幅がlowから2II11程度のもの、特に、
4#ウエハの場合では、0.5+sm程度として、第3
図(c)に見る吸着部31aの拡大図に見るように、吸
着部31aの手前に、2〜3度程度の傾斜領域32aを
3mm程度の幅で設けたもの(吸着部3ib側も同様、
これは図示せず)であって、それぞれの電極の内側の凹
部32は、はぼ゛1t、円形の形状をした構成を採る。
In this electrostatic chuck, suction parts 15 and 16 are provided at the inclined tip in order to reduce the weight of the electrode Pii and to more accurately align the wafer and the electrostatic chuck electrode. Similarly, the electrostatic chuck electrode section 30 shown in FIG. 3(b) has a suction section 31a in each electrode,
The width of 31b is from low to about 2II11, especially
In the case of 4# wafer, the third
As shown in the enlarged view of the suction part 31a shown in FIG.
(This is not shown), and the recess 32 inside each electrode is approximately circular in shape.

第4図(a)は、さらに他の具体例を示すものであって
、静電チャック電極部33の各電極における吸着部33
a、33bが断面波形のものであり、各凸部は、0.2
■履から[■程度のものであり、第4図(b)は、吸着
部の形状として比較的縁やかな波形が1つのものの例を
示している。
FIG. 4(a) shows still another specific example, in which the suction portion 33 of each electrode of the electrostatic chuck electrode portion 33 is shown.
a and 33b have a corrugated cross section, and each convex portion has a diameter of 0.2
The sizes are from ■ to [■], and FIG. 4(b) shows an example in which the shape of the suction part has one relatively sharp waveform.

また、第4図(C)は、ウェハ17の表面を吸着するの
ではなく、ウェハ17の外周のエツジ部を吸着するため
の電極部構造である。ウェハ表面に汚染を与えることの
もっとも少ない構造であり、静電チャック電極部34の
各電極の吸着部34a。
Further, FIG. 4(C) shows an electrode part structure for adsorbing not the surface of the wafer 17 but the edge portion of the outer periphery of the wafer 17. The suction portion 34a of each electrode of the electrostatic chuck electrode portion 34 has a structure that causes the least amount of contamination on the wafer surface.

34bは、緩やかな傾斜状態となっている。34b has a gentle slope.

いずれにしても、ウェハを電気的に吸着し、その自重と
の関係で電気的に離脱することのできる静電チャックで
あって、デバイスに影響のないウェハ周辺部、少なくと
も2つ又はそれ以上に分割された電極に直流電圧を印加
することにより、薄い絶縁膜を設けた吸着部によりウェ
ハを吸着する構造であれば如何なる構造であってもよい
ことはもちろんである。
In any case, it is an electrostatic chuck that can electrically adsorb a wafer and detach it electrically in relation to its own weight, and has at least two or more parts around the wafer that do not affect the device. Of course, any structure may be used as long as the wafer is attracted by a suction section provided with a thin insulating film by applying a DC voltage to the divided electrodes.

さて、これまで、ウェハに電圧を印加して吸着する機構
及び電圧を所定以下の電圧又はOVに戻すことによりウ
ェハを静電チャックからその自重により離脱させる機構
について説明しきた。
So far, we have described a mechanism for applying a voltage to the wafer to attract it, and a mechanism for releasing the wafer from the electrostatic chuck by its own weight by returning the voltage to a predetermined voltage or lower or OV.

そこで、ウェハの表面側(上面側)を吸着して搬送し、
ホルダーやサセプタの上にウェハを上向きの状態に置く
だけでよければ、必要な場所でその印加電圧を所定以下
の電圧又はOvに戻せばよい。例えば、ウェハを静電チ
ャックに吸着し、反応室等の所定の場所に搬送し、静電
チャックを反応室内でウェハを設置する基板(以降サセ
プタと総称する)1ユに軽く接触するか、若しくはその
直1−まで移動し、印加電圧をOvに戻すことによりウ
ェハは静電チャックから離れてサセプタ等の所定の場所
におさまる。
Therefore, the surface side (upper surface side) of the wafer is adsorbed and transported.
If it is sufficient to simply place the wafer facing upward on a holder or susceptor, the applied voltage may be returned to a predetermined voltage or lower or Ov at a necessary location. For example, the wafer is attracted to an electrostatic chuck, transported to a predetermined location such as a reaction chamber, and the electrostatic chuck is lightly contacted with a substrate (hereinafter collectively referred to as a susceptor) on which the wafer is placed in the reaction chamber, or By moving the wafer directly to 1- and returning the applied voltage to Ov, the wafer is separated from the electrostatic chuck and placed in a predetermined place such as a susceptor.

一方、リアクライブイオンエツチング(RIE)装置に
代表されるプラズマプロセス等では、ウェハを乗せるサ
セプタ(電極)からの汚染を抑えるために絶縁物で電極
を覆うようなサセプタ構造が使用されることが多い。し
かも、ウェハをサセプタに密着してウェハ温度を制御す
ることが要求される場合も多い。
On the other hand, in plasma processes such as reactive ion etching (RIE) equipment, a susceptor structure in which the electrode is covered with an insulator is often used to suppress contamination from the susceptor (electrode) on which the wafer is placed. . Moreover, it is often necessary to control the wafer temperature by closely contacting the wafer with the susceptor.

さらに、ウェハを垂直に設置したりあるいはF向きに設
置したりすることも要求される。このような場合には、
静電チャックは、静電気力によりウェハを吸着している
から、ウェハを吸着した状態で垂直の向きや下向き方向
等任意の方向に静電チャックを回転・移動させるもので
ある。
Furthermore, it is also required that the wafer be installed vertically or in the F direction. In such a case,
Since an electrostatic chuck attracts a wafer using electrostatic force, the electrostatic chuck can be rotated and moved in any direction such as vertically or downward while the wafer is attracted.

第5図は、このような場合の垂直支持の例を示すもので
あって、垂直状態に設置され、2分割されたサセプタ2
1にウェハ17を受は渡し、セットする場合の説明図で
ある。なお、21aは、サセプタを2分割する絶縁部で
ある。
FIG. 5 shows an example of vertical support in such a case, in which the susceptor 2 is installed vertically and is divided into two parts.
1 is an explanatory diagram of a case where a wafer 17 is transferred and set on the receiver 1. Note that 21a is an insulating portion that divides the susceptor into two.

まず、静電チャック電極部35に吸着されたウェハ17
を、絶縁物22で被覆され、2分割されたサセプタ21
に接触する。この状態でサセプタ21に電圧Vsを加え
、静電チャック35の両電極11.12に加えられた電
圧VをOVにする。
First, the wafer 17 attracted to the electrostatic chuck electrode section 35
The susceptor 21 is covered with an insulator 22 and divided into two parts.
come into contact with. In this state, a voltage Vs is applied to the susceptor 21, and the voltage V applied to both electrodes 11 and 12 of the electrostatic chuck 35 is set to OV.

次に、静電チャック電極部の材料及び寸法に触れておく
と、第1図(a)、(b)で、電極11゜12の厚さh
は、静電チャック電極部10が大きくなりすぎたり重く
なり過ぎないよう、機械的精度が許せば薄い方が望まし
い。例えば、材質にもよることではあるが、3+++m
から2C11程度に選ばれる。
Next, referring to the material and dimensions of the electrostatic chuck electrode part, in Figures 1 (a) and (b), the thickness h of the electrode 11°12
It is desirable that the electrostatic chuck electrode portion 10 be as thin as possible if mechanical precision permits, so that the electrostatic chuck electrode portion 10 does not become too large or too heavy. For example, although it depends on the material, 3+++m
It is selected from about 2C11.

電極材質も電流を流すわけではないので導電体であれば
よい。電圧を加えるためのワイヤ等と簡#iに電気的な
接触が取れるものであれば、どんな導電性材料でもよい
。例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属、ある程
度高濃度に不純物添加されたシリコン等の半導体が使わ
れ、使用する装置の環境雰囲気等から材料を決定すれば
よい。
Since the electrode material does not pass current, any conductor is sufficient. Any conductive material may be used as long as it can be easily electrically contacted with a wire or the like for applying voltage. For example, metals such as aluminum and stainless steel, and semiconductors such as silicon to which impurities are added to a certain high concentration are used, and the material may be determined based on the environmental atmosphere of the device to be used.

また、吸着部等に塗布する絶縁膜も、シリコンウェハを
汚染せず、真空中等においてあまり放出ガスの多くない
、しかもある程度耐熱性のある絶縁物を選べばよい。例
えば、ポリイミドなどのイミド系樹脂、テフロン等のフ
ッ素系樹脂などが選ばれる。吸着部の絶縁膜の厚さは、
耐圧が十分な厚さであればよい。式(11)から明らか
なように、絶縁の厚さδが厚くなれば、ウェハを吸着す
るに必髪な電圧Vは、δに比例して大きくなる。
Further, as the insulating film applied to the suction part, etc., an insulating material that does not contaminate the silicon wafer, does not emit much gas in a vacuum, etc., and has a certain degree of heat resistance may be selected. For example, an imide resin such as polyimide, a fluorine resin such as Teflon, etc. are selected. The thickness of the insulating film on the suction part is
It is sufficient if the thickness is sufficient to withstand pressure. As is clear from equation (11), as the insulation thickness δ increases, the voltage V required to attract the wafer increases in proportion to δ.

1000〜2000V程度め電圧の絶縁は、電流を殆ど
長さない系であればきわめて容易である。
Insulation at a voltage of about 1000 to 2000 V is extremely easy if the system does not carry much current.

例えば、絶縁膜の厚さを10〜50μm程度にすれば、
ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂のいずれでも、500
〜100OVの電圧でウェハ吸着は十分に行えるもので
ある。
For example, if the thickness of the insulating film is set to about 10 to 50 μm,
500 for both polyimide resin and fluorine resin
Wafer suction can be sufficiently performed at a voltage of ~100 OV.

以上説明してきたが、実施例では、反応室を中心として
ウェハを移送する装置としてのウェハ取り扱い装置につ
いて例を挙げて各種のものを説明してきたが、この発明
は、ウェハを吸着して移動させ、移送する機構において
も適用でき、その形状は実施例で挙げたものに限定され
ないことはもちろんである。
As described above, in the embodiments, various types of wafer handling devices have been explained using examples of wafer handling devices that are devices that transport wafers around a reaction chamber. It goes without saying that the present invention can also be applied to a transport mechanism, and its shape is not limited to those mentioned in the embodiments.

例えば、ウェハの形状が円筒以外の形状であれば、その
形状に合わせればよい。また、1枚のウェハを取り扱う
場合だけを説明したが、複数枚のウェハを同時に取り扱
う場合には、その個数分の静電チャックを並列に設置す
ればよい。
For example, if the shape of the wafer is other than a cylinder, it may be matched to that shape. Although only the case where one wafer is handled has been described, when a plurality of wafers are handled at the same time, electrostatic chucks corresponding to the number of wafers may be installed in parallel.

また、ここでは半導体ウェハの取り扱いを中心に説明し
たが、必ずしも半導体ウェハに限定されないことはもち
ろんである。この装置は、導電性のウェハであればいか
なるものにも適用できる。
Further, although the explanation has been given mainly on the handling of semiconductor wafers, it is needless to say that the handling is not necessarily limited to semiconductor wafers. This device can be applied to any conductive wafer.

実施例では、ウェハの自重落下のほかに他の静電チャッ
クに吸着する例も挙げているが、このような場合の吸着
部は、その受は渡しをスムーズに行うために受は渡し側
の状態や形状に応じた各種の形状を選定できることはも
ちろんである。
In the example, in addition to the wafer falling under its own weight, there is also an example where the wafer is attracted to another electrostatic chuck. Of course, various shapes can be selected depending on the condition and shape.

[発明の効果] この発明のウェハ取り扱い装置によれば、ウェハを吸着
保持する複数の電極を有する静電チャックと、これら複
数の電極間に電圧を印加する電源とを備えていて、複数
の各電極には、静電チャックに印加された電圧が所定値
以Fとなったときに吸itシたウェハを離脱させる、表
面に絶縁皮膜が被着された吸着部が設けられ、電源は、
中点がアースされていて、複数の電極のうちの一方と他
方に異なる極性の電圧を印加するというものであるので
、電気的な制御によりウェハの保持と離脱を行うことが
できる。
[Effects of the Invention] The wafer handling device of the present invention includes an electrostatic chuck having a plurality of electrodes that attracts and holds a wafer, and a power source that applies a voltage between the plurality of electrodes, and a plurality of The electrode is provided with a suction part whose surface is coated with an insulating film, which releases the sucked wafer when the voltage applied to the electrostatic chuck reaches a predetermined value or higher.
Since the center point is grounded and voltages of different polarities are applied to one and the other of the plurality of electrodes, the wafer can be held and removed by electrical control.

その結果、ウェハ搬送が自在に行えて、搬送機構が簡単
であるため、外部リーク及び装置内面からの放出ガスが
圧倒的に少な(できて、クリーンプロセスを可能とする
とともに、可動部が少なく、パーチクルの発生をより少
ない状態に制限でき、プロセスの低温化とか、高選択性
プロセスの実現に適するきわめてクリーンでかつ高速度
で動作するウェハ取り扱い装置を実現できる。
As a result, wafers can be transported freely, and the transport mechanism is simple, so external leakage and gas released from the inside of the device are overwhelmingly low. It is possible to limit the generation of particles to a lower level, and to realize a wafer handling device that operates extremely cleanly and at high speed, which is suitable for lowering the process temperature and realizing a highly selective process.

しかも、これら電極に電圧を印加する電源は、中点がア
ースされ、複数の電極のうちの一方と他方に異なる極性
の電圧を印加する構成を採るので、吸着されるウェハの
電位がほとんどアース電位となり、ウェハ側が、発生し
たパーティクルとか、ゴミ等を吸着し難いものとなる。
Moreover, the power source that applies voltage to these electrodes is configured to have its midpoint grounded and apply voltages of different polarities to one and the other of the multiple electrodes, so the potential of the wafer being attracted is almost the same as the ground potential. This makes it difficult for the wafer side to absorb generated particles, dust, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)は、本発明のウェハ取り扱い装置の主要部
であるウェハを吸い着ける静電チャックの第1図(b)
におけるI−I線に沿う断面概要図、第1図(b)は、
その甲面図、第2図(a)は、第1図(a)の静電チャ
ック電極部にウェハが吸引された状態の断面図、第2図
(b)は、その等価回路図、第3図(a)、(b)は、
それぞれ静電チャックの電極の形杖の一例を示す説明図
、第3図(C)は、第3図(b)の吸着部の拡大図、第
4図(a)、(b)、(c)は、それぞれ静電チャック
の他の電極の形杖の一例を示す説明図、第5図は、重置
のサセプタにウェハを受は渡す場合における垂直でのウ
ェハ吸着保持を示す一実施例の説明図、第6図は、SI
 ウェハの質量と重さについての関係を説明する人間で
ある。 10.30.33,34.35・・・静電チャック、1
1・・・第1の電極、12・・・第2の電極、11a、
12a・・・窪み部、 15t  16+ 31am 31b* 33aw 3
3b。 34a、34b−・・吸着部、15a、16a・・−絶
縁膜、17・・・ウェハ、18・・・電源、21・・・
サセプタ。 特許出願人 東京エレクトロン株式会社第1図 11a             I Za第2図 (Q) 第4図(Q) (b)
FIG. 1(a) is a diagram of an electrostatic chuck that sucks a wafer, which is the main part of the wafer handling device of the present invention.
A cross-sectional schematic diagram along the I-I line in FIG. 1(b) is,
The back view, FIG. 2(a), is a cross-sectional view of the state where the wafer is attracted to the electrostatic chuck electrode part of FIG. 1(a), and FIG. 2(b) is its equivalent circuit diagram, FIG. Figures 3 (a) and (b) are
An explanatory diagram showing an example of the electrode shape of an electrostatic chuck, FIG. 3(C) is an enlarged view of the suction part of FIG. 3(b), and FIGS. ) are explanatory diagrams showing examples of other electrode-shaped rods of an electrostatic chuck, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of vertical wafer suction and holding when wafers are received and transferred to a stacked susceptor. The explanatory diagram, Figure 6, is SI
He is a person who explains the relationship between the mass and weight of a wafer. 10.30.33,34.35...Electrostatic chuck, 1
1... First electrode, 12... Second electrode, 11a,
12a... hollow part, 15t 16+ 31am 31b* 33aw 3
3b. 34a, 34b--Adsorption part, 15a, 16a--Insulating film, 17--Wafer, 18--Power supply, 21--
Susceptor. Patent applicant Tokyo Electron Ltd. Figure 1 11a I Za Figure 2 (Q) Figure 4 (Q) (b)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ウェハを吸着保持する複数の電極を有する静電チ
ャックと、これら複数の電極間に電圧を印加する電源と
を備え、前記複数の各電極には、前記静電チャックに印
加された電圧が所定値以下となったときに吸着したウェ
ハを離脱させる、表面に絶縁皮膜が被着された吸着部が
設けられ、前記電源は、中点がアースされていて、前記
複数の電極のうちの一方と他方に異なる極性の電圧が印
加されることを特徴とするウェハ取り扱い装置。
(1) An electrostatic chuck having a plurality of electrodes that attracts and holds a wafer, and a power source that applies a voltage between the plurality of electrodes, each of the plurality of electrodes having a voltage applied to the electrostatic chuck. A suction part having an insulating film coated on the surface is provided, which releases the suctioned wafer when the wafer becomes less than a predetermined value. A wafer handling device characterized in that voltages of different polarities are applied to one side and the other side.
(2)吸着部は、静電チャックに印加された電圧が所定
値以下となったときに吸着したウェハをその自重により
離脱し、又は他の静電チャックに吸着させることにより
離脱させるものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のウェハ取り扱い装置。
(2) The suction unit is designed to remove the suctioned wafer by its own weight or by adsorbing it to another electrostatic chuck when the voltage applied to the electrostatic chuck becomes less than a predetermined value. A wafer handling apparatus according to claim 1, characterized in that:
(3)吸着部は、ウェハの周辺部を吸着するものであっ
て、静電チャックに印加された電圧が所定値以下となっ
たときにウェハを離脱させるために所定の幅の突出部と
して形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のウェハ取り扱い装置。
(3) The suction part is for suctioning the peripheral part of the wafer, and is formed as a protrusion with a predetermined width in order to detach the wafer when the voltage applied to the electrostatic chuck becomes less than a predetermined value. A wafer handling device according to claim 2, characterized in that:
(4)突出部は、ウェハの周辺部を吸着するために前記
周辺部に対応するほぼ半円形状のものとして形成され、
その幅は0.1mm〜2mmの範囲であることを特徴と
する特許請求の範囲第3項記載のウェハ取り扱い装置。
(4) the protruding portion is formed in a substantially semicircular shape corresponding to the peripheral portion of the wafer in order to adsorb the peripheral portion of the wafer;
A wafer handling device according to claim 3, characterized in that its width is in the range of 0.1 mm to 2 mm.
(5)吸着部は、ウェハの周辺部を吸着するものであっ
て、静電チャックに印加された電圧が所定値以下となっ
たときにウェハを離脱させるために所定の幅の凹凸部と
して形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のウェハ取り扱い装置。
(5) The suction part is for suctioning the peripheral part of the wafer, and is formed as an uneven part with a predetermined width in order to detach the wafer when the voltage applied to the electrostatic chuck becomes less than a predetermined value. A wafer handling device according to claim 2, characterized in that:
(6)吸着部は、ウェハの周辺部を吸着するために前記
周辺部に対応するほぼ半円形状のものとして形成され、
凹凸部の凸部の幅は、0.1mm〜1mmの範囲であり
、凸部を複数有することを特徴とする特許請求の範囲第
5項記載のウェハ取り扱い装置。
(6) the suction part is formed in a substantially semicircular shape corresponding to the peripheral part in order to suction the peripheral part of the wafer;
6. The wafer handling device according to claim 5, wherein the convex portion of the uneven portion has a width in a range of 0.1 mm to 1 mm, and has a plurality of convex portions.
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