(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体内に正と負の両電極を備えた双極型静電チャックにおいて、
前記正及び負の電極のうち一方の電極は、全体で半円形状となるように相互に離間して同心状に配置された半円弧状の複数の同心円電極パターンと、前記複数の同心円電極パターンを各同心円電極パターンの中心を通って接続する半径方向直線状の接続パターンとを有する半円形状パターンを、全体で円形となるように離間かつ対向して２つ備え、その２つの半円形状パターンの最外周の前記同心円電極パターン同士は接続され、
前記正及び負の電極のうち他方の電極は、前記一方の電極の同心円電極パターンの間に配置され、全体で前記一方の電極の半円形状パターンと９０°向きの異なる半円形状となるように配置された半円弧状の複数の同心円電極パターンと、当該複数の同心円電極パターンを各同心円電極パターンの中心を通って接続する半径方向直線状の接続パターンとを有する半円形状パターンを、全体で円形となるように離間かつ対向して２つ備え、その２つの半円形状パターンの前記接続パターン同士は円形の中央で接続されている
静電チャック。
【請求項２】
前記両電極の同心円電極パターンの幅は、両者均等または一定の比率で形成されている
請求項１に記載の静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、双極型の静電チャックに関し、特に、正負それぞれ複数の同心円電極パターンを正負交互に設け、パターン形成を容易にすると共にウェーハに対し均一な吸着力を得ることができる静電チャックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばエッチング工程やＣＶＤ・ＰＶＤ工程等の半導体製造プロセスにおいて、ウェーハは、静電チャックに吸着固定された状態で各種処理が施される。
【０００３】
このような静電チャックとして、冷却水配管等を有するジャケット上部の絶縁体内に正と負の両電極を設置し、両電極間に発生する静電力により絶縁体上に載置したウェーハを吸着保持する双極型の静電チャックが用いられている。このような双極型静電チャックの電極として、渦巻き状に連続する一つの電極からなる蚊取り線香型や、半径方向に配置された複数の電極からなる放射状型の電極パターンを有するものが知られている。
【０００４】
上記従来の電極パターンを有する静電チャックの場合、電極パターンの製作が困難であったり、またウェーハに対する均一な吸着力を得難いという不都合があった。例えば、エッチング工程においてウェーハに対する均一な吸着力が得られないと、吸着されたウェーハ毎に温度分布が不均一となり各ウェーハにおいて均一な加工寸法や各種処理を施すことができなかった。一方、ウェーハのパターン寸法は今後更に微細化することから、それに伴って双極型静電チャックにおいては、ウェーハに対する一層均一な吸着力が必要とされている。
【０００５】
これに対し、製作が容易であり、且つウェーハに対して均一な吸着力が得られると予想される同心円状に電極パターンを形成することが考えられるが、電極パターンを同心円状に形成したものとして、以下に示すものが知られている。
【０００６】
即ち、（１）誘電体層の内部に設けられた平板電極と、誘電体層の表面に設けられ半径方向のブリッジで導通される複数の同心円状の導電体層とを有する、静電吸着装置およびそれを用いた反応性イオンエッチング装置（特開平２−２３４４２６号公報参照）、（２）例えば同心円パターンに埋設した複数の分布電極の一部の電極をチャック電極として低周波電圧を印加し、残りの電極をセンサ電極として高周波励起信号を印加した静電チャックを備えた、現場実時間面積抵抗測定センサシステム及び測定方法（特開平６−１７７２１７号公報参照）、（３）ウェハを静電チャックに固定する方法において、該静電チャック電極の少なくとも１つの電極を該ウェハ外周に配置した、静電吸着方法（特開平５−１９０６５４号公報参照）、（４）同心円上に配置された第１の電極と第２の電極を２枚の高分子フィルムの間に挟んで静電チャックシートを構成する、プラズマ処理装置（特開平６−１７７０８１号公報参照）等が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記（１）の静電吸着装置およびそれを用いた反応性イオンエッチング装置における電極パターンでは、一方の電極は同心円状に形成されているが、対応する電極は下方にずれて平面状に形成されており、電極全体が厚くなり製造も面倒であり、また電磁保持力が十分に得られない。また、上記（２）の現場実時間面積抵抗測定センサシステム及び測定方法における電極パターンでは、同心円の一部をチャック電極、残りの電極をセンサ電極として使用しているので構造が複雑になるのが避けられない。また、上記（３）の静電吸着方法、及び（４）のプラズマ処理装置における電極パターンでは、同心円状であるが外周と内周で正負１つずつの電極を形成するものであり、全域に渡って均一な吸着力を得ることが困難である。
【０００８】
本発明は、上記従来技術を考慮してなされたものであって、構造が簡単で容易に製作することができる電極を有し、ウェーハに対する均一な吸着力を得ることができる静電チャックの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、絶縁体内に正と負の両電極を備えた双極型静電チャックにおいて、前記正及び負の電極のうち一方の電極は、全体で半円形状となるように相互に離間して同心状に配置された半円弧状の複数の同心円電極パターンと、前記複数の同心円電極パターンを各同心円電極パターンの中心を通って接続する半径方向直線状の接続パターンとを有する半円形状パターンを、全体で円形となるように離間かつ対向して２つ備え、その２つの半円形状パターンの最外周の前記同心円電極パターン同士は接続され、前記正及び負の電極のうち他方の電極は、前記一方の電極の同心円電極パターンの間に配置され、全体で前記一方の電極の半円形状パターンと９０°向きの異なる半円形状となるように配置された半円弧状の複数の同心円電極パターンと、当該複数の同心円電極パターンを各同心円電極パターンの中心を通って接続する半径方向直線状の接続パターンとを有する半円形状パターンを、全体で円形となるように離間かつ対向して２つ備え、その２つの半円形状パターンの前記接続パターン同士は円形の中央で接続されている
。
【００１０】
上記構成によれば、絶縁体内に、正負それぞれ複数の同心円電極パターンを正負交互に設けて正負各同心円電極パターン同士を接続した、正と負の両電極が備えられ、この両電極に電圧を印加すると、同心円電極パターンが正負交互に複数本ずつ設けられているため、ウェーハ吸着領域のほぼ全域に安定した均一なウェーハ吸着力が発生する。これにより、静電チャックは、その電極構造が簡単で容易に製作することができ、ウェーハに対する均一な吸着力を得ることができ、ウェーハを確実に吸着することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
好ましい実施の形態においては、前記両電極の同心円電極パターンを同一面上で相互に交差することなくそれぞれ半径方向直線状の接続パターンで接続することにより、くし歯状に入り込む同心円状電極を形成したことを特徴としている。この構成により、絶縁体内に、例えば同一のフォトリソプロセス又は印刷等により同時に、両電極の同心円電極パターンを同一面上で相互に交差することなくそれぞれ半径方向直線状の接続パターンで接続し、互いにくし歯状に入り込む一対の同心円状電極が形成される。この両同心円電極に電圧を印加するとウェーハ吸着領域のほぼ全域に安定した均一なウェーハ吸着力が発生する。これにより、静電チャックの正負一対の電極は、容易に製作することができ、またウェーハに対し均一な吸着力を作用させて、ウェーハを確実に吸着することができる。
【００１２】
さらに好ましい実施の形態においては、前記両電極の同心円電極パターンの幅は、両者均等または一定の比率で形成されていることを特徴としている。
【００１３】
この構成により、両電極の同心円電極パターンの幅は、両者均等または任意の一定の比率で形成されるため、必要とする吸着力やウェーハの寸法等に応じて同心円電極パターンを容易に形成することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る静電チャックの概略構成図である。図２は、図１の静電チャックに設けられた電極パターンの平面図である。
図１に示すように、双極型の静電チャック１０は、内部に冷却水配管（図示しない）等を有するジャケット１１と、このジャッケット１１上の絶縁体１２とを有し、絶縁体１２の内部には、正負一対の同心円状電極１３，１４が埋設されている。一方の同心円状電極１３には、電源１５の例えば正極（＋）が接続され、他方の同心円状電極１４には、電源１６の例えば負極（−）が接続される。
【００１５】
図２に示すように、この一対の同心円状電極１３，１４は、静電チャック１０のウェーハ吸着領域となる絶縁体１２の表面側ほぼ全域に配置されている。正側の同心円状電極１３は、半円弧形状の同心円電極パターン１７を半径方向直線状の接続パターン１８で接続した半円形状部分を、円形となるように離間して対向配置し、最外周の同心円電極パターン１７を接続し一体化して形成される。これらの正側の同心円電極パターン１７は、同一面上で相互に交差することなくまた相互に離間して、全体で半円形状となるように複数個同心円状に配置され、接続パターン１８は、その各同心円電極パターン１７を、それぞれのほぼ中心を通って接続する。
【００１６】
負側の同心円状電極１４は、正側の同心円状電極１３の各同心円電極パターン１７の間に、負側の同心円状電極１４の各同心円電極パターン１９が交互に配置されて恰もくし歯状に入り込むように、また、半円形状部分同士をその接続パターン２０を延長して一体化し円形状となるように、前記正側の同心円状電極１３と同様に形成されている。
【００１７】
即ち、絶縁体１２内には、正負それぞれ複数の同心円電極パターン１７，１９が、ウェーハ吸着領域の全域で安定した均一なウェーハ吸着力を得ることができる所定間隔を有して、正負交互に配置される一対の同心円状電極１３，１４により、正と負の両電極が備えられることになる。
【００１８】
これら各電極の複数の同心円電極パターン１７，１９は、それぞれが連続し一体化しているので、両同心円状電極１３，１４のそれぞれ任意の一箇所が各電源１５，１６に接続されることにより、全ての同心円電極パターン１７，１９に電圧を印加することができる。
【００１９】
また、両電極の同心円電極パターン１７，１９の幅は、フォトリソグラフィ工程或いは印刷等により両者均等または任意の一定の比率で形成することができる。従って、ウェーハ寸法やこれを搭載する絶縁体の形状及び必要とする静電吸着力等に応じて最適な同心円電極パターン１７，１９を容易に形成することができる。また、これらの同心円電極パターン１７，１９を用いた両同心円電極１３，１４は同時にパターニングして容易に形成することができる。
【００２０】
上記構成を有する双極型の静電チャック１０において、両同心円状電極１３，１４を形成するそれぞれの同心円電極パターン１７，１９からなる正と負の両電極に電圧が印加されると、静電チャック１０のウェーハ吸着領域のほぼ全域に安定した均一なウェーハ吸着力が発生する。
【００２１】
このため、静電チャック１０に吸着されたウェーハ（図示しない）毎に温度分布が不均一となることがなく、例えばエッチング工程やＣＶＤ・ＰＶＤ工程等において、各ウェーハに対し所望の加工寸法により均一で微細なウェーハパターンの加工が可能となる。その上、ウェーハのパターン寸法が今後更に微細化することに伴って必要とされる、ウェーハに対する一層均一な吸着力も十分確保することができる。
【００２２】
即ち、半円弧形状の同心円電極パターン１７，１９と半径方向直線状の接続パターン１８，２０により、正負それぞれ複数の同心円電極パターン１７，１９を正負交互に設け正負各同心円電極パターン１７，１９同士を接続して、絶縁体１２の表面側ほぼ全域に同心円電極パターン１７，１９を配置したことから、パターン形成を容易にすると共に十分な電磁保持力を得て構造が複雑にならず、またウェーハ吸着領域の全域に渡って安定した均一な吸着力を得ることができる。従って、双極型の静電チャック１０は、電極の構造が簡単で容易に製作することができ、またウェーハに対する均一且つ十分な吸着力を得ることができる。
【００２３】
なお、上記実施例では、接続パターン１８，２０により複数の同心円電極パターン１７，１９を接続して一体化し、両同心円状電極１３，１４を形成したが、接続パターン１８，２０によらずにワイヤ等により各同心円電極パターン１７，１９同士を接続してもよいし、各同心円電極パターン１７，１９を接続せずそれぞれ独立させてもよい。各同心円電極パターン１７，１９を独立させた場合、各同心円電極パターン１７，１９毎に電源に接続する。
【００２４】
また、正負それぞれ完全に連続した円形の同心円パターンを交互に配設し、正負パターン同士をワイヤで接続してもよいし、又は相手側のパターン上に絶縁膜を介して前述の接続パターン１８，２０を形成してもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る静電チャックによれば、絶縁体内に、正負それぞれ複数の同心円電極パターンを正負交互に設けて正負各同心円電極パターン同士を接続した、正と負の両電極が備えられ、この両電極に電圧を印加するとウェーハ吸着領域のほぼ全域に安定した均一なウェーハ吸着力が発生するので、静電チャックは、構造が簡単で容易に製作することができる電極を有し、ウェーハに対する均一な吸着力を得ることができ、ウェーハを確実に吸着して各ウェーハにおいて均一な加工寸法及び各種処理を施すことができる。
【００２６】
また、前記両電極の同心円電極パターンを同一面上で相互に交差することなくそれぞれ半径方向直線状の接続パターンで接続することにより、くし歯状に入り込む同心円状電極を形成した構成とすれば、絶縁体内に、互いにくし歯状に入り込む一対の同心円状電極が形成され、この両同心円電極に電圧を印加するとウェーハ吸着領域のほぼ全域に安定した均一なウェーハ吸着力が発生する。この静電チャックの正負一対の電極は、同一パターニング工程で容易に製作することができる。
【００２７】
更に、前記両電極の同心円電極パターンの幅は、両者均等または一定の比率で形成されている構成とすれば、ウェーハ寸法が必要な静電力等に応じて同心円電極パターンを容易に形成することができ、この同心円電極パターンを用いた両同心円電極も容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る静電チャックの概略構成図。
【図２】  図１の静電チャックに設けられた電極パターンの平面図。
【符号の説明】
１０：静電チャック、１１：ジャケット、１２：絶縁体、
１３：正側同心円状電極、１４：負側同心円状電極、１５：電源、１６：電源、
１７：正側同心円電極パターン、１８：正側接続パターン、
１９：負側同心円電極パターン、２０：負側接続パターン。
【図１】
0003921746.tif 000002
【図２】
0003921746.tif 000003