(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を取り囲む隔離基板と、
ウエハに接触するように構成された上部部分を有する複数の突起と、
前記複数の電極の１つと前記複数の突起の前記上部部分との間にそれぞれ位置決めされた複数の放電要素とを備え、
前記複数の放電要素が、前記隔離基板内に蓄積された電荷を放電するように構成される、
静電チャック。
【請求項２】
前記隔離基板内に蓄積された前記電荷を放電するように前記複数の放電要素に結合された放電回路をさらに備える、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記放電回路が、チャッキングモードで動作するときは前記複数の放電要素を電気接地から切り離し、放電モードで動作するときは前記複数の放電要素を接地に接続するように構成された少なくとも１つのスイッチを備える、請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記複数の放電要素の導電率が、前記ウエハと前記静電チャックとの間の放電を制限するように選択される、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記複数の放電要素がシートである、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項６】
等しい数の前記複数の放電要素および前記複数の電極を含む、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項７】
前記複数の放電要素の少なくとも１つが、環状の形状を有し、前記隔離基板の縁部近傍に位置決めされる、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記複数の放電要素の少なくとも１つの形状が、前記複数の電極のうち、前記放電要素より下に位置決めされた電極と同じ形状である、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項９】
前記複数の放電要素のそれぞれの形状が、前記複数の放電要素より下に位置決めされた前記複数の電極と同じ形状である、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１０】
前記複数の放電要素のそれぞれの形状およびサイズが、前記複数の放電要素より下に位置決めされた前記複数の電極と同じ形状およびサイズである、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１１】
前記複数の放電要素のそれぞれの形状が、前記複数の電極のうち、前記放電要素より下に位置決めされた電極と同じ形状であり、前記複数の放電要素のそれぞれのサイズが、前記それぞれの放電要素より下に位置する各電極のサイズより大きい、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１２】
前記複数の放電要素のいずれも、異なる電圧レベルに設定されるように配置された前記複数の電極の上に位置決めされない、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１３】
前記複数の放電要素の少なくとも１つが、格子の形状である、請求項１に記載の静電チャック。
【請求項１４】
静電チャックを動作させる方法であって、
静電チャックの突起上にウエハを配置するステップであり、前記静電チャックが、少なくとも１つの電極を取り囲む隔離基板と、前記隔離基板の上面に沿って前記複数の突起の少なくとも一部分の下へ延びる少なくとも１つの放電要素とを含む、配置するステップと、
少なくとも１つの放電要素が浮遊電位に置かれるチャッキングモードで、前記静電チャックを動作させるステップと、
前記隔離基板内に蓄積された電荷を放電するように前記放電要素が放電回路に結合される放電モードで、前記静電チャックを動作させるステップと、
前記ウエハから前記静電チャックを取り外すステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記隔離基板内に蓄積された前記電荷を放電するように前記複数の放電要素の１つにそれぞれ結合された放電回路をさらに備える、請求項１に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は、２０１１年２月１４日出願の米国特許仮出願第６１／４４２，７８３号の非仮出願であり、それに対する優先権を請求し、かつそれを引用により組み込むものである。
【０００２】
本発明は、静電チャックに関し、特に、基板に蓄積された電荷を放電するための放電要素を使用するチャックに関する。
【背景技術】
【０００３】
走査型電子顕微鏡及び電気ビーム検査装置は、真空化されたチャンバ内に位置付けられたウェーハを支持するために静電チャック（ＥＳＣ）を用いる。
【０００４】
図１に、従来型のチャック６０及びウェーハ１０を示している。チャック６０は、絶縁基板４０と、２つの電圧供給源５１及び５２に接続した２つの電極３１及び３２と、ウェーハ１０に接触する複数の微視的な突起２０とを含む。
【０００５】
チャック６０はまた、ウェーハ１０を電気的接地（ゼロ電位）に接続するための１つ又はそれよりも多くの接地要素（図示せず）を有する。
【０００６】
絶縁基板４０は、セラミック（アルミナを含む）のような絶縁材料で製造される。
【０００７】
２つの電極３１及び３２は、絶縁基板４０内に位置付けられ、かつ絶縁材料で取り囲まれている。一部の場合には（図１に示すように）、絶縁基板４０の上側部分４１は、絶縁基板４０の下側部分４２とは異なる材料で製造される。電極３１及び３２は、絶縁基板４０を上側部分４１と下側部分４２に事実上分離することができる。
【０００８】
典型的には、一方の電極３１は、正電位（５１）に接続され、他方の電極３２は、負電位（５２）に接続される。
【０００９】
ウェーハ１０と電極３１及び３２の各々との間の電圧差により、ウェーハ１０は、チャック６０の方へ引き寄せられる。
【００１０】
この図（本出願の他の図と同様に）は、原寸には比例していないことに注意されたい。例えば、図１には、距離ｄ２をｄ１よりも約５倍大きいように示しているが、ｄ１：ｄ２の実際の比率は、５０を超える場合がある。ウェーハ１０の下側面と絶縁基板４０の上側面との間の距離ｄ１は、約３ミクロン〜約４ミクロンとすることができ、一方でウェーハ１０の下側面と電極３１及び３２との間の距離ｄ２は、約２００ミクロンとすることができる。
【００１１】
絶縁基板４０は、絶縁材料で製造され、それは、電荷を蓄積する。電荷は、電極３１、３２からの移動、ウェーハ１０への接触、又はアンロード中のウェーハ１０の放電によって生じる可能性がある。電荷は、通常は絶縁基板４０の上側面の近くに生じ、かつ絶縁基板４０の縁部の近くに集中する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この電荷は、ＥＳＣの性能を損なう可能性がある。残留電荷は、ウェーハ１０をチャック６０に向けて引き寄せる可能性があり、かつアンロード工程中にウェーハ１０を静電チャック６０から容易に取り外すのを妨げる可能性がある。電荷は、アンロード工程中にウェーハ１０を破損させる可能性さえある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一実施形態によって構成される静電チャックは、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、ウェーハに接触するように配置された上側部分を有する複数の突起と、その少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めされた少なくとも１つの放電要素（例えば、シート）とを含む。放電要素は、放電回路に結合された状態で絶縁基板に蓄積された電荷を放電するように配置される。そのような放電回路は、少なくとも１つのスイッチを含むことができ、これは、チャックモードでの作動時に放電要素を電気的接地から切断し、かつ放電モードでの作動時に放電要素を接地に接続するように配置される。
【００１４】
放電要素の導電率は、ウェーハと静電チャックの間の放電を制限するように選択することができる。例えば、放電要素の導電率は、平方単位当たり１０メガオーム〜平方単位当たり１０ギガオームの範囲内とすることができる。代替的に、放電要素の導電率は、平方単位当たり１０メガオームを超えるか、又は平方単位当たり１ギガオームを超える場合がある。
【００１５】
静電チャックは、電極よりも大きい数の放電要素を含むことができる。代替的に、チャックは、等しい数の放電要素と電極を含むことができる。あるいは、チャックは、電極よりも少ない数の放電要素を含むことができる。
【００１６】
一部の事例では、静電チャックは、絶縁基板の縁部の近くに位置決めされた放電要素を含むことができる。更に、一部の場合には、放電要素は、環状形を有し、かつ絶縁基板の縁部の近くに位置決めすることができる。
【００１７】
一部の実施形態では、チャックは、複数の電極及び複数の放電要素を有することができる。そのような場合には、放電要素の形状は、その下に位置決めされたそれぞれの電極の形状と同じ形状とすることができる。代替的に、各放電要素の形状は、当該の放電要素の下に位置決めされた各それぞれの電極の形状と同じ形状とすることができる。あるいは、各それぞれの放電要素の形状及び大きさは、当該の放電要素の下に位置決めされた各それぞれの電極と同じ形状及び大きさとすることができる。勿論、他の実施形態では、各放電要素の形状は、当該の放電要素の下に位置決めされた各それぞれの電極の形状と同じ形状とすることができるが、各放電要素の大きさは、当該の放電要素の下に位置付けられた各それぞれの電極の大きさよりも大きい場合がある。一部の場合には、放電要素のうちの少なくとも１つは、グリッドとして成形することができる。
【００１８】
一部の実施形態では、異なる電圧レベルに設定されるように配置された複数の電極の上には、放電要素は位置決めされない。１つの特定的な実施形態では、チャックは、少なくとも４つの放電要素を有する。
【００１９】
本発明の更に別の実施形態は、静電チャックを作動させる方法を提供する。ウェーハは、静電チャックの突起上に置かれ、このチャックは、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、この少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めされた少なくとも１つの放電要素とを含み、チャックは、少なくとも１つの放電要素が浮遊電位に置かれている間にチャックモードで作動する。静電チャックはまた、放電要素が絶縁基板に蓄積された電荷を放電するための放電回路に結合された放電モードでも作動する。その後、ウェーハは、静電チャックから除去される。
【００２０】
本発明のこれら及び更に別の実施形態を以下でより詳細に説明する。
【００２１】
発明と考えられる主題を本明細書の結びの部分に具体的には指摘し、かつ明確に特許請求する。しかし、本発明は、その目的、特徴、及び利点と共に編成及び作動方法の両方に関して添付図面と併せて読めば以下の詳細説明を参照することによって最も良く理解することができる。
【００２２】
当然のことながら、図面を簡潔かつ明確にするために、図示の要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれていないことは認められるであろう。例えば、明確にするために、要素のうちの一部の寸法は、他の要素に比べて誇張される場合がある。更に、適切であると考えられる場合、図の間で参照番号は、繰返し使用して対応又は類似する要素を示す場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ウェーハ及び従来の静電チャックを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による静電チャックの断面図である。
【図３】本発明の実施形態による静電チャックの断面図である。
【図４】本発明の実施形態による静電チャックの断面図である。
【図５】本発明の実施形態による円形絶縁基板の半円形放電要素及び半円形電極の上面図である。
【図６】本発明の実施形態による円形絶縁基板の半円形放電要素及び半円形電極の上面図である。
【図７】本発明の実施形態による円形絶縁基板の半リング形放電要素及び半円形電極の上面図である。
【図８】本発明の実施形態による円形絶縁基板の四分円形放電要素及び四分円形電極の上面図である。
【図９】本発明の実施形態による２つのグリッド形放電要素の上面図である。
【図１０】本発明の実施形態による方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下の詳細説明では、本発明を十分に理解することができるように多くの具体的な詳細を説明する。しかし、当業者には、本発明は、これらの具体的な詳細なしで実施することができることが理解されるであろう。別の例では、公知の方法、手順、及び構成要素については、本発明を分かりにくくしないように特に説明していない。
【００２５】
本発明の実施形態によれば、静電チャックは、上側面を有する絶縁基板と、この上側面の上方に位置決めされた１つ又はそれよりも多くの放電要素とを含む（それらは、絶縁基板と一体化して上側面又は上側面の一部を形成することができるが）。放電要素は、絶縁基板の放電を助け、かつ特に上側面に近接する電荷を放電することができる放電回路に接続することができる。更に別の実施形態では、静電チャックは、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、ウェーハに接触するように配置された上側部分を有する複数の突起と、少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めされた少なくとも１つの放電要素とを含み、この少なくとも１つの放電要素は、放電回路に結合された状態で絶縁基板に蓄積された電荷を放電するように配置される。本発明の別の実施形態は、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、この少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めされた少なくとも１つの放電要素とを含む静電チャックの突起上にウェーハを置く段階と、少なくとも１つの放電要素が浮遊電位に置かれている間にチャックモードで静電チャックを作動させる段階と、放電要素が絶縁基板に蓄積された電荷を放電するための放電回路に結合された放電モードで静電チャックを作動させる段階と、ウェーハを静電チャックから除去する段階とを含む静電チャックを作動させる方法を提供する。
【００２６】
チャック作動を可能にするために、放電要素は、チャックモードでの作動時に電気的に浮遊し、かつ放電モードでの作動時に接地される（又は別の方法で放電される）べきである。
【００２７】
本発明の様々な実施形態により、静電チャックを提供する。これは、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、ウェーハに接触するように配置された上側部分を有する複数の突起と、少なくとも１つの放電要素（少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めすることができる）とを含むことができる。少なくとも１つの放電要素は、放電回路によって放電された状態で、絶縁基板に蓄積された電荷を放電するように配置される。
【００２８】
静電チャックは、放電回路を含むことができ、又はそのような放電回路に接続することができる。静電チャック又は放電回路（又は放電回路の導体）は、静電チャック又は導体の高さの変更及び導体の回転などのような機械的移動を用いることにより、互いに接触することができる。
【００２９】
放電回路は、チャックモードでの作動時に少なくとも１つの放電要素を接地から切断し、かつ放電モードでは少なくとも１つの放電要素を接地するように配置された少なくとも１つのスイッチを含むことができる。スイッチは、各放電要素に割り当てることができるが、複数の放電要素を同じスイッチに接続することができる。
【００３０】
放電要素の導電率は、ウェーハと静電チャックの間の放電を制限するように選択される。この放電は短絡であり、放電要素内に蓄積された全ての電荷によって給送されるべきではない。平方単位当たりの抵抗値が高い方が、放電に関わることになる放電要素内の電荷量を制限することができ、かつウェーハが損傷するのを防止することができる。
【００３１】
導電率は、放電による損傷の制限（より高い平方単位当たりの抵抗）と放電時間の低減（より低い平方単位当たりの抵抗）との間のトレードオフとして選択することができる。
【００３２】
放電要素の導電率は、平方単位当たり１０メガオーム〜平方単位当たり１０ギガオームの範囲内とすることができる。
【００３３】
放電要素の導電率は、平方単位当たり１０メガオームを超える場合がある。
【００３４】
放電要素の導電率は、平方単位当たり１ギガオームを超える場合がある。
【００３５】
１つ又はそれよりも多くの放電要素は、シートとして成形することができるが、他の形状を設けることもできる。放電要素の厚みは、数ミクロン程度とすることができるが、これは必ずしもそうであるとは限らず、厚みは、数ミクロン未満、１ミクロン未満とすることができ、又は数ミクロンを超えることができる。
【００３６】
放電要素の数は、電極の数を超える場合がある。
【００３７】
放電要素の数は、電極の数に等しくてもよい。
【００３８】
放電要素の数は、電極の数よりも少なくてもよい。
【００３９】
静電チャックは、絶縁基板の縁部の近くに位置決めされた放電要素を含むことができる。
【００４０】
静電チャックは、環状形を有して絶縁基板の縁部の近くに位置決めされた放電要素を含むことができる。
【００４１】
静電チャックは、複数の電極と複数の放電要素を含むことができる。
【００４２】
１つの放電要素の形状は、この放電要素の下に位置決めされた電極の形状と同じとすることができる。
【００４３】
各放電要素の形状は、放電要素の下に位置決めされた各電極の形状と同じとすることができる。
【００４４】
各放電要素の形状及び大きさは、放電要素の下に位置決めされた各電極の形状及び大きさと同じとすることができる。
【００４５】
各放電要素の形状は、放電要素の下に位置決めされた各電極の形状と同じとすることができ、かつ各放電要素の大きさは、放電要素の下に位置付けられた各電極の大きさよりも大きくすることができる。
【００４６】
一部の場合には、放電要素のいずれも、複数の電極の上に位置決めされない場合がある。
【００４７】
あるいは、複数の電極が異なる電圧レベルに設定されるように配置された場合、放電要素のいずれも、複数の電極の上に位置決めされない場合がある。
【００４８】
放電要素は、グリッドとして成形することができる。
【００４９】
静電チャックは、少なくとも４つの放電要素を含むことができる。
【００５０】
図２は、本発明の実施形態による静電チャック１６０の断面図である。
【００５１】
図２の静電チャック１６０は、２つの放電要素７１及び７２と２つの放電回路８１及び８２とを含む点で静電チャック６０とは異なっている。
【００５２】
放電要素７１は、第１の電極３１の上方に位置決めされ、かつ放電回路８１に接続される。放電要素７２は、第２の電極３２の上方に位置決めされ、かつ放電回路８２に接続される。
【００５３】
各放電回路８１、８２は、電気的接地と放電要素との間に接続したスイッチを含んで示されている。スイッチは、チャックモードでの作動時に開放され、放電モードでの作動時に閉鎖される。放電モードは、チャックモードの後に続き、放電モードの後に、チャック１６０からウェーハ１０を除去する段階が続くことができる。
【００５４】
ウェーハのアンロードには、静電チャックを放電モードで作動させてウェーハのアンロードによって発生した電荷を放電する段階が続くことができることに注意されたい。
【００５５】
図２には、電極３１全体を「覆う」ように放電要素７１を示し、電極３２全体を「覆う」ように放電要素７２を示している。
【００５６】
図３は、本発明の実施形態による静電チャック２６０の断面図である。
【００５７】
図３の静電チャック２６０は、絶縁基板２４０の縁部に近接してそれぞれの電極３１、３２の小部分のみを「覆う」２つの放電要素７１及び７２を含む点で図２の静電チャック１６０とは異なっている。放電要素７１及び７２の各々は、半リング形を有することができる。
【００５８】
図４は、本発明の実施形態による静電チャック２６０の断面図である。
【００５９】
図４の静電チャック３６０は、各々がそれぞれの電極３１、３２の小部分のみを「覆う」５つの放電要素７１〜７５を含む点で図２の静電チャック１６０とは異なっている。
【００６０】
放電要素７１及び７２の各々は、半リング形を有することができる。異なる放電要素を互いに絶縁することができるが、１つ又はそれよりも多くを互いに接続することもできる。放電要素の数は、２つ又は５つとは異なる可能性があることに注意されたい。放電要素は、例えば、５つを超えることができる。
【００６１】
図５は、本発明の実施形態による円形絶縁基板４０の半円形放電要素７１及び７２、並びに半円形電極３１及び３２の上面図である。
【００６２】
図５には、半円形電極３１及び３２よりも若干大きい放電要素７１及び７２を示している。
【００６３】
図６は、本発明の実施形態による円形絶縁基板４０の半円形放電要素７１及び７２、並びに半円形電極３１及び３２の上面図である。
【００６４】
図６には、半円形電極３１及び３２と同じ大きさ及び形状の放電要素７１及び７２を示している。
【００６５】
図７は、本発明の実施形態による円形絶縁基板４０の半リング形放電要素７１及び７２、並びに半円形電極３１及び３２の上面図である。
【００６６】
図７には、絶縁基板４０の縁部の近くに位置付けられた半リング形放電要素７１及び７２を示している。
【００６７】
図８は、本発明の実施形態による円形絶縁基板４０の四分円形放電要素７１及び７２、並びに四分円形電極３１及び３２の上面図である。
【００６８】
図８には、四分円形電極３１及び３２よりも若干大きい四分円形放電要素７１及び７２を示している。
【００６９】
図９は、本発明の実施形態による２つのグリッド形放電要素７１及び７２の上面図である。
【００７０】
１つの放電要素の形状は、別の放電要素の形状とは異なる可能性があることに注意されたい。
【００７１】
１つの放電要素の大きさは、別の放電要素の大きさとは異なる可能性があることに注意されたい。
【００７２】
突起は、放電要素と同じ材料で製造することができるが、これは必ずしもそうであるとは限らず、突起は、ダイヤモンド等級コーティングのような別の材料から製造することができることに更に注意されたい。
【００７３】
方法を提供することができ、かつ上述の静電チャックを用いて実行することができる。
【００７４】
本方法は、（ｉ）上述の静電チャックのいずれかを準備する段階、（ｉｉ）ウェーハを静電チャック上に置く段階、（ｉｉｉ）チャックの各電極に電圧を供給して放電要素を電気的に浮遊させることによってチャックモードで作動させる段階、（ｉｖ）チャックの放電要素を接地することによって放電モードで作動させ、すなわち、少なくとも１つの放電要素及び少なくとも１つの放電回路を通じて絶縁基板に蓄積された電荷を放電する段階、及び（ｖ）ウェーハを静電チャックから除去する段階を含むことができる。
【００７５】
図１０に、本発明の実施形態による方法１０００を示している。
【００７６】
方法１０００は、少なくとも１つの電極を取り囲む絶縁基板と、この少なくとも１つの電極と複数の突起の上側部分との間に位置決めされた少なくとも１つの放電要素とを含むことができる静電チャックの突起上にウェーハを置く段階を用いて１０１０で開始される。上述のように、この静電チャックは、上述の静電チャックのいずれかとすることができる。
【００７７】
段階１０１０には、少なくとも１つの放電要素の電位が浮遊させられている間にチャックモードで静電チャックを作動させる１０２０が続く。
【００７８】
段階１０２０には、絶縁基板に蓄積された電荷を放電するための放電回路（例えば、電気的接地に結合された回路）に放電要素が結合された放電モードで静電チャックを作動させる１０３０が続く。
【００７９】
段階１０３０には、静電チャックからのウェーハの除去の１０４０が続く。
【００８０】
段階１０４０には、段階１０２０又は１０３０のいずれかが続くことができる。
【００８１】
各放電期間中に、全ての放電要素を接地することができ、又はチャックの放電要素の少数のみをそのように接地することができることに注意されたい。
【００８２】
放電要素を接地する段階は、放電要素を別の電位（正電位又は負電位を含む）に結合する段階を含むことができることに注意されたい。
【００８３】
本発明のある一定の特徴を図示して本明細書に説明したが、多くの修正、置換、変形、及び均等物は、当業者によってこの時点で想起されるであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、全てのそのような修正及び変形が本発明の真の精神に該当するとして含まれるように意図していることは理解されるものとする。
【符号の説明】
【００８４】
３１、３２  電極
５１、５２  電圧供給源
７１、７２  放電要素
１６０  静電チャック
【図１】
0005820308.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005820308.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005820308.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005820308.tif 000010
【図１０】
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