JP2001007191A - ヒステリシス放電サイクルを用いる静電チャックからの半導体ウエハ高速デチャック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハと電極間に電圧を印加してウエハをチ
ャックから高速デチャックする方法。 【解決手段】 ヒステリシス放電サイクルを実行して残
留電荷をなくす。電圧は減衰発振波形であり、ウエハに
減衰電界を供給し表面インターフェースをチャックす
る。このインターフェースにおける電界の形状は２００
ｍｓ以下の高速デチャックを達成するために極めて重要
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャックから
半導体ウエハを高速でデチャック（脱チャック）する方
法に関する。本発明は特に、ヒステリシス放電サイクル
を用いることによって静電チャックからウエハをデチャ
ックする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータグラフィクスプロッタでの
紙のシートを保持から半導体製造工程チャンバ内での半
導体ウエハの保持に至るまで、静電チャック（ＥＳＣ:E
lectrostatic chuck）は、さまざまな用途でワークピー
スの保持に用いられている。静電チャックは設計形状が
多様であるが、これら全ては、チャック内の１つ以上の
電極に電圧を印加してワークピースと電極にそれぞれ逆
となる極性の電荷を誘起するという原理に基づいてい
る。逆極性電荷間の静電引力はワークピースをチャック
に押圧し、これによってワークピースを保持する。

【０００３】静電チャックを用いる際に生ずる問題の１
つに、「デチャック（脱チャック）」中にワークピース
とチャック間に残留する静電力を取り去ることが困難で
あるという問題がある。この残留静電力は、ワークピー
スと静電チャック支持面の間のインターフェースに蓄積
された電荷に起因して生じる。デチャック技術の中に
は、電極とワークピースの双方をアースに接続するもの
がある。別のデチャック技術では、電極に印加される直
流チャック電圧の極性を逆にして電極を放電させるもの
もある。しかし、こうした技術は電極およびウエハの全
電荷をなくすのに完全に有効というわけではない。従っ
て、電極とウエハの残留電荷による残留静電引力に打勝
つには機械力が必要となる場合が多い。ウエハを引離す
のに用いられる機械力はウエハを「ポンとはじく」、す
なわちチャックから多少とも予測不可能な具合に引離す
ことがある。これはウエハの損傷あるいは意図せぬ場所
からウエハを回収しなければならない面倒を生ずる。従
って、できるだけ低い残留静電引力下、すなわちウエハ
を「ポンとはじく」ことのない残留静電引力下に置いた
状態で、ウエハを引離す操作が、良いデチャック操作な
のである。

【０００４】更に、ただ単に電極間の電位差をなくすこ
うした一般的なデチャック方法を用いる時、これらの方
法によるデチャックに要する時間は高圧回路の抵抗コン
デンサ（ＲＣ）時定数ならびに電極・ウエハシステムの
有効電荷緩和時定数によって画定される。この時定数は
有効抵抗率・誘電率の積によって与えられる。ここでρ
は電極とウエハ間の誘電体層（すなわちチャック材料）
の体積抵抗率、εoは自由空間の誘電率、εｒは誘電体
層の比誘電率である。この方法によるデチャックに要す
る合計時間は数秒程度であることが多い。

【０００５】別のデチャック方法は、静電チャックに最
適ではあるがゼロではないデチャック電圧を印加するこ
とである。１９９５年１０月１７日発行のBirangらの米
国特許第５,４５９,６３２号には、チャック電圧と極性
が同一の最適デチャック電圧の決定・印加方法が開示さ
れている。また別のデチャック方法は、最適デチャック
期間における最適デチャック電圧の決定・印加に関す
る。これは１９９８年８月１３日に出願のLooらの米国
特許出願第０８／６９６,２９３号の主題である。こう
した従来のデチャック方法は、ウエハと電極から残留電
荷をなくすためには有効であるが、いずれの引例も高速
デチャック、すなわち１００ｍｓ程度のデチャックに関
するものではない。

【０００６】高速デチャック動作の必要性が最も強く感
じられるのは単一ウエハ処理システムである。ここでは
高いウエハ毎の均一性という特長はウエハ処理能力を低
下させることによって達成されるのである。単一ウエハ
イオン注入システムのようなシステムでは、ウエハのデ
チャックに要する時間はシステムの処理能力にかなりの
影響を与えることがある。１９９５年８月２２日に発行
のBlakeらの米国特許第５,４４４,５９７号には、イオ
ン注入システム内にウエハを保持する双極静電チャック
が記載されている。双極静電チャックは、誘電体チャッ
ク材料に埋設された１対の電極を有し、差動電圧を１対
の電極に印加してウエハの裏面に電荷の蓄積、最終的に
はウエハを保持する静電力を得るよう構成されている。
ウエハはチャック電圧と極性が逆の直流電圧を印加した
後、切替えたＤＣ波形（要するにＡＣ波形）を加え残留
電荷をなくすことによってデチャックされる。デチャッ
ク電圧はウエハではなく１対の電極に直接接続されてい
るので、本質的にはウエハはフロート電極を形成する。
こうした状態において電荷はウエハから間接的に除去さ
れる。このウエハからの電荷除去は極めて困難であり、
インターフェースが放電するのでかなりの時間が必要と
なることがある。

【０００７】また、デチャック時間はウエハを支持する
プラテンがウエハ処理中垂直方向に向けられるシステ
ム、例えばイオン注入システムでは長くなる。こうした
システムでは、重力はチャック工程の助けとならず、ま
たプラテンを垂直向きにする際十分なウエハ保持力を確
保するには極めて大きいチャック力が必要である。この
ように大きいチャック力はかなりのチャック電圧、すな
わち水平配向チャックで用いられるチャック電圧より一
般にはるかに高い電圧を静電チャックに印加する必要が
ある。この高いチャック電圧によって、かなりの残留電
荷がチャック電圧オフ後もウエハとチャック間に存続す
ることになる。従来のデチャック技術を用いれば、この
大きい残留電荷を短期間に除去し得ない。こうした状態
ではウエハ処理システムのスループットは有害な影響を
受ける。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、単一ウエハシ
ステムで用いられる静電チャックにウエハをチャック、
高速デチャックする別の方法が求められている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この従来技術の欠点は、
ヒステリシス デチャック サイクルを用いた、静電チャ
ックからワークピースをデチャックする方法及びシステ
ムによって、解消される。このヒステリシスサイクル
は、陰極線管等の目的物を消磁する消磁信号で用いられ
る周知のヒステリシスサイクルより導き出される。ワー
クピースと静電チャックワークピース支持面との間のイ
ンターフェースに印加される電界のヒステリシスサイク
ルを用いることにより、残留電荷を０あるいは所定値ま
で効果的に放電する。

【００１０】本発明の例示的な具体例では、本発明の方
法を用いて、電極を１つだけ誘電チャック本体に埋設さ
れて有するモノポーラ静電チャックを放電する。半導体
ウエハ又はその他のワークピースをチャックするため、
ウエハはチャック上に導電コンタクトに接して配置され
る。このコンタクトは、ウエハに第１の電圧を印加す
る。この第１の電圧とは大きさの異なる第２の電圧が、
チャック内部の電極に印加される。ウエハから電極への
差動電圧により電荷がウエハと電極に蓄積され、ウエハ
はチャック上に保持される。チャック本体が窒化アルミ
ニウム等の半導体材料で作られている場合、電極の電荷
はウエハ下のチャック本体表面に移動する。このよう
に、チャック表面の表面電荷とウエハ裏面の電荷によ
り、ウエハをチャック上に保持する。この電荷移動効果
は、ヨンセンラーベク効果として知られている。モノポ
ーラチャックにおけるヨンセンラーベク効果は、ウエハ
を保持する極めて効果的かつ強力な静電力を与える。し
かし、このようなチャックでも、電荷の除去は大変困難
である。

【００１１】ウエハをモノポーラチャックから高速でデ
チャックするため、本発明は、残留電荷がなくなるよ
う、ウエハと電極の間に電圧を印加してヒステリシス放
電サイクルを実行する、即ち、チャックのウエハ支持面
とウエハ間のインターフェースにヒステリシス電界が生
成する。この電界発生に用いられる電圧は、直線減衰Ａ
Ｃ波形である。２００ｍｓ未満の高速でのデチャックを
実現するためには、このインターフェースにおける電界
の形状が大変重要である。また、周波数がリニアに増加
する（すなわち波形が鋭角変化する）ＡＣ波形を用い、
適切な放電電界が形成される。

【００１２】静電チャックの放電に用いられるヒステリ
シスサイクルの最終結果によれば、チャックはモノポー
ラチャックであっても極めて高速に、すなわち２００ｍ
ｓ以下で放電可能である。従って、単一ウエハイオン注
入システム等の単一ウエハ半導体処理システムが、非常
に高いスループットでウエハを処理することが可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、半導体ウエハ処理システ
ム１００、例えばウエハ処理中にシステム内でウエハ１
１４を保持するモノポーラ静電チャックを有するイオン
注入システムの概略断面図である。このイオン注入シス
テム１００は、真空チャンバ１００と、イオンビームソ
ース１０４と、静電チャック１０６と、高圧電源１１０
と、静電チャックコントローラ１１２とを備えている。
静電チャック１０６は、誘電チャック本体１１６内に埋
め込まれた電極１０８を有している。誘電チャック本体
１１６は、窒化アルミニウム等のセラミック材料製の円
筒状パックでできている。窒化アルミニウム以外の誘電
材料も使用可能であるが、窒化ホウ素、酸化チタン、あ
るいは酸化クロムをドープしたアルミナはヨンセンラー
ベク効果を促進する（以下で詳細に述べる）。

【００１４】電極１０８は、モリブデン等の導電材料の
板または層である。電極１０８は、高圧電源１１０の一
方の端子に接続される。高圧電源１１０の他方の端子
が、ウエハ支持面１２０から伸長する表面電極ないしピ
ン１１８に、チャック本体を介して接続される。ピン１
１８は、ウエハの裏面に接触するようにデザインされて
おり、これにより、チャック電圧、例えばＤＣ５００Ｖ
が、電源１１０によってウエハ１１４上の電極１０８に
供給されるようになる。

【００１５】チャック電圧が印加されると、電荷が電極
からチャック本体へ移動し、正反対の電荷がウエハの裏
面に誘起されるので、ウエハはヨンセンラーベク効果に
よってチャックされる。ヨンセンラーベク効果について
は、１９９２年５月２６日発行の米国特許第５,１１７,
１２１号に詳細に記述されている。ヨンセンラーベク効
果（Ｊ−Ｒ効果）によって生じたチャック力は大変強力
で、チャックを垂直に配置することができ、またこれは
水平状態から機械的に移動することができ（破線で示し
た）、その際、ウエハがチャック表面に沿って移動する
ことがない。垂直状態にあるときは、チャックが垂直面
内を物理的に移動し（矢印１２２で示すように）、イオ
ンビーム１２４が水平にスキャンされるので、ウエハの
全領域がイオンビーム１２４に曝露される。

【００１６】本発明で使用可能な静電チャックの例示的
な一形式として、ヨンセンラーベクモノポーラチャック
の説明をしているが、本発明は、残留電荷の高速放電が
必要な静電チャックすべてに有効である。このようなチ
ャックには、バイポーラチャック、誘電チャック、多重
電極チャック、非ヨンセンラーベクチャック等がある。

【００１７】本発明は、ヒステリシス放電サイクルを静
電チャック１０６に適用した半導体ウエハ１１４の高速
デチャック方法である。１つの参照事項としては、イオ
ン注入システムで用いられるセラミック静電チャックの
高速デチャック時間は約２００ｍｓ以下である。

【００１８】ウエハと静電チャックのインターフェース
（チャック１０６の表面１２０に沿う）と、電極１０８
と静電チャック表面１２０間の領域１２６とにおける、
基本的なヒステリシス荷電挙動によって、残留電荷によ
る「メモリー効果」の問題が生ずる。この「メモリー効
果」には複数の原因がある。電界が十分低い場合、材料
は静電気的に「柔軟」であり、印加電界がなくなると残
留電荷もなくなる。しかし電界が十分大きい場合、「可
塑的」挙動は見られるが、印加電界がなくなっても、す
なわちチャック電圧がなくなった後も若干の残留電荷が
残存する。磁気記憶システムの製作にこのヒステリシス
挙動が使われてきたが、このメモリー効果を克服するこ
とも高速デチャック方法開発における長年の課題の一つ
である。

【００１９】このヒステリシス挙動は、図２aに示した
電界―電荷ヒステリシス曲線２００によって示すことが
できる。ここで静電チャックの残留電荷２０２は印加電
界２０４の関数として描かれる。電極・ウエハに正の電
圧を印加して増加させると、静電チャックの電荷は経路
ＡＢをたどる。電圧を減ずると静電チャックの電荷は経
路ＢＡではなくＢＣをたどる。ヒステリシスのためであ
る。逆極性で同様の電圧サイクルを加えると、静電チャ
ックの電荷は経路ＣＤ，ＤＡとなり、全ヒステリシスサ
イクルが終了する。しかし注意したいが、このヒステリ
シス曲線の形状は時間に依存する。電極から印加電圧が
なくなると、静電チャックの残留電荷は自然な電荷リー
クによって経時的に消散するからである。

【００２０】この電荷リークあるいは緩和時間は数式
（１）

【００２１】

【数１】

【００２２】によって与えられる。この式が示すよう
に、時間が無限に近づくと表面電荷は０になる。従っ
て、このヒステリシス曲線の時間依存性は、図２aに示
すように、時間軸を電荷および電界の軸２０２、２０４
に直交にとった３次元グラフによって表すことができ
る。真のヒステリシス曲線は、大きい時間切片では、断
面が小さくなるチューブあるいはソックスの形をしてい
ると考えられる。同様にヒステリシス曲線の形状は周波
数にも依存する。

【００２３】磁石の消磁のため外部磁界を加え、図２a
に示す磁化曲線と同様の磁化曲線を経由して磁石を励振
する消磁技術が用いられ、好結果を生んできた。同様の
技術が「エレクトレット」を初期電荷状態から電荷０の
状態に戻すのに用いることもできる。エレクトレットは
磁石の静電類似体である。この類似から導かれるよう
に、鉄材料はこれに磁界を加えることによって永久磁石
とすることができる。磁界から外されても鉄材料は磁気
モーメントを保持する。同様に誘電体材料を静電界にか
け、静電界から外されても電荷を保持するようにするこ
とができる。磁気の場合とまったく同様に、エレクトレ
ット効果は強い電界を加えること、感度の高い材料を適
切に選択することによって、また分子の移動度を高める
ことによって、通常は材料を高温にしたり照射時間を長
くする等によって大きくすることができる。従って、静
電チャックに対する高温処理はエレクトレット形成の実
りの多い分野となっている。

【００２４】エレクトレットの消磁に際し減衰周期信号
が用いられ、エレクトレット（ウエハ・静電チャックイ
ンターフェース）に見られる電界を周期的・漸次的に減
少させる。この技術はヒステリシスの時間・電界依存性
により機能するものである。しかし、その有効性は振幅
の減衰と周波数によって決定される。

【００２５】確かにこのヒステリシス挙動は、静電チャ
ックを大きさあるいはピーク振幅が経時的に減少する交
流電界にかけることによって、静電チャックのデチャッ
ク動作に有利に適用可能である。静電チャックが経時的
に減少するピーク振幅（すなわちＢ、Ｄでの電界値）を
有する放電電圧周期によって励振される場合、静電チャ
ックのヒステリシスループが次のサイクルで次第に小さ
くなることが分かる。デチャック動作においては、全放
電サイクルは印加ピーク電圧が０に近づいた時終了し、
静電チャックは残留電荷０の状態（あるいは所定レベ
ル）にされる。このようなデチャック動作中の静電チャ
ックのヒステリシス応答は図２bに示されているが、静
電チャックの電荷は経路ＡＢＣＤ−ＥＦＧＨ・・・をた
どり、放電電圧サイクルの最後に電荷０の状態になる。

【００２６】図２bの放電経路を形成するよう周期的に
印加さえすれば、静電チャックを放電させる放電電圧と
してさまざまな信号波形を用いることができる。本発明
の一実施例によれば、放電波形は経時的に減少するピー
ク振幅を持つ振動状（正弦波）である。図３a、３ｂは
考えられる２つの信号形状を示す。図３aはピーク振幅
が時間の関数として対数的に減少する周期的正弦波発振
の放電信号波形である。すなわち図３aのピーク振幅は
次の数式で表される。

【００２７】

【数２】

【００２８】ここでＶoは第１ピーク値（普通チャック
電圧の大きさと同じか若干大きい）、ｆは正弦波信号の
周波数、τは（点線で示した）指数関数減衰包絡線に関
わる「１／e」時間、Ｖxは放電完了後の最終電圧値であ
る。Ｖxの値は０であっても０でなくともよい。この図
では、ピーク振幅Ｖ（t）はｔ＝１／４ｆでの第１最大
値Ｖoからｔ＝３／４ｆでのＶP2ヘ減少している。次の
期間において、このピーク振幅は指数関数に従って次の
各ハーフタイム期間毎にさらに減少し、しばらく経って
からＶxになる。静電チャックの状態はＶxに対応する電
荷状態である。Ｖxが０の場合、引力０に対応する電荷
状態は「デチャック」状態であり、システムがこのデチ
ャック状態に達する時間はデチャック時間ｔdである。
もちろん、デチャック期間の最後に引力が０にならない
ようにしたいなら、「デチャック」状態は電荷０ではな
い。多くの静電チャックの応用例では、電荷をすべて除
去しなくともウエハをチャックから取外せる場合があ
る。すなわち、わずかな残留電荷はウエハ搬送機構（リ
フトピン、ウエハ保持ロボット等）によって解消される
ことがある。こうした状態では、残留電荷は０ではな
い、ウエハ取外しが可能となる僅少レベルまで低減され
る。残留電荷を０まで放電させないので総デチャック時
間が短縮される。また、０ではない残留力は何らかの力
でワークピースを保持しない限りワークピースがチャッ
ク表面を摺動することがある応用例では有益であって、
こうした応用例では、ワークピースマニピュレータがワ
ークピースをチャックから回収可能になるまで摺動する
ことになる。換言すれば、ウエハがチャックから取外さ
れたら、残留電荷は荷電粒子をチャック表面からはじく
のが望ましい。

【００２９】本発明は一般に信号波形を有する放電サイ
クルを規定し、静電チャックシステムでこの電荷０の状
態（あるいはわずかな電荷状態）が所定のあるいは所望
のデチャック時間ｔd以内で達成可能とする。もちろ
ん、所望のデチャック時間は特定の処理例によって変え
てよい。一般に、デチャック時間は短いほうが望ましい
が、直接処理能力の増大につながるからである。

【００３０】デチャック電圧として用いるのに適したも
う一つの信号形状を図３ｂに示す。図３aの場合同様、
図３ｂのピーク振幅が時間の関数として直線的に減少す
る点を除けば、信号は本質的に周期的である。すなわ
ち、

【００３１】

【数3】

【００３２】ここでｔoは包絡線が点線で示したＶxに近
づくように設定した場合の時間、ｆは発振周波数であ
る。

【００３３】図３a、３ｂに示した両形状とも制御的に
は開ループであるが、すなわち信号はチャック電荷状態
の制御フィードバックなしに電極に入力されるが、次の
２条件が満足されるなら放電方法は安定的かつ収束的で
ある。すなわち、１）初期電界の大きさがデチャックス
テップ以前にエレクトレットで得られる最大電界より大
きいか等しい。２）発振周波数が十分低い。こうした結
果となるのは、全状態軌跡が大きさの減少する包絡線内
に漸近的に取込まれるからである。非線形力学の観点か
ら言うと、可能な全状態軌跡がこの特定の状態軌跡に
「引付け」られるのである。

【００３４】別の放電波形を図４に示す。図３a、３ｂ
に示した形状とは異なり、この信号形状はピーク振幅が
経時的に一定である。これは周波数の「鋭角的変化」の
増大、すなわち経時的に増加する正の周波数変化も含ん
でいる。例えば、周波数は１００Ｈzから１００ｋＨzま
で変化することがある。静電チャックは本来多重１次遅
れを含むので、静電チャック表面で得られる電圧は実際
電源（印加）信号の減衰された信号である。さらに、誘
電体材料に起因して、この減衰は周波数の増加およびピ
ーク振幅が一定の印加信号とともに増加するが、可変周
波数の「鋭角的変化」は静電チャックとウエハのインタ
ーフェースにおいてピーク振幅が減衰する有効発振信号
を生成する。従って、この実施例が示すように、チャッ
ク表面とウエハのインターフェースで実際に得られる電
界に比べると、印加電界は「二次的」重要性しか持たな
い。静電チャック・ウエハインターフェースにおける有
効ピーク電圧が発振し経時的に減少するよう生成される
なら、印加電圧が一定ピーク振幅に維持されている場合
でも、本発明を用いるデチャック動作はデチャック電圧
サイクルの最後に電荷０の状態（あるいは所定の電荷状
態）になり得る。

【００３５】静電チャックを放電させるために減衰正弦
波信号を用いると、表面の電荷蓄積と電極の電荷蓄積間
の固有１次遅れにより、一定の周波数制限を受けやす
い。例えば、実験的に明らかになっているように、放電
周波数が高速すぎると何らかの残留表面電荷を生ずる。
ある実験では、窒化アルミニウム（ヨンセンラーベク）
静電チャックを２００ｖで放電した。静電チャック電極
は電源から抜かれ、同時に抵抗コイル（ＲＬ）回路に分
流させることで、電極電位の指数関数的に減衰する正弦
波発振となった。発振周波数は１００〜２００ＫＨzで
あった。分流を一時的に解除し数秒後に再び実施する
と、別の減衰正弦波電位のトレースが見られたが、低電
圧、通常約４０Ｖでスタートした。この過程は何回か反
復可能であったが、次の各テストでは初期電圧が低めと
なった。この実験が示唆するように、所定の減衰包絡線
に対して、所望のデチャック時間となり、同時に残留電
荷０となる最適周波数がある。この実験から、ウエハを
受動的にデチャックする方法は、予測最適値に近い発振
周波数を与えるよう選択された抵抗コイル時定数を有す
る分流回路を具備することによって達成することができ
る。

【００３６】図６は、静電チャック６０２に接続された
受動デチャック回路６００の概略図を示す。静電チャッ
ク６０２の１つまたは複数の電極６０４は電源６０６に
よって給電される。実施例のモノポーラチャックでは、
電極６０４はＤＣ電源６０６の一方の極に接続され、他
方の極（アース）は接点６０８に接続されており、該接
点６０８はウエハ６１０の裏面の１つ以上の場所でウエ
ハ６１０に導電接触している。デチャック回路６００
は、スイッチ６１２とコイル６１４と抵抗負荷６１６と
を有している。抵抗負荷６１６は、抵抗器６２０に接続
された放電制御回路６１８を有する。放電制御回路６１
８は能動回路であっても受動回路であってもよく、各発
振放電信号サイクル中に抵抗器６２０によって消費され
るエネルギー量を制御する。本発明の実施例では発振信
号は受動的に生成されるが、ウエハ・チャックインター
フェースが誘導負荷を介して蓄積エネルギーを放出する
コンデンサを形成し、従って共振回路をなすからであ
る。抵抗器６２０は各発振サイクル中に共振回路からの
エネルギーを消費する。このような状態で抵抗器は、ウ
エハ・チャックインターフェースにおいてヒステリシス
サイクルを持った電界を生ずる発振波形の減衰形状を制
御する。

【００３７】抵抗値は放電制御回路６１８によって動的
に調節し、減衰信号の最適形状を達成することができ
る。例えば、インピーダンスは正の温度係数（ＰＴＣ）
抵抗器を用いることによって直線的に経時変化し、エネ
ルギー量の相違が各サイクルで静電チャック・ウエハイ
ンターフェースからなくなる場合がある（すなわち放電
制御回路および抵抗器が正の温度係数抵抗器において単
一システムとなる）。あるいは各サイクルで一定のエネ
ルギー量を除去するため、並列接続の１対の逆極性のダ
イオードを抵抗器６２０に直列接続する。別の例もあっ
て、各サイクル中の消費を制御するトランジスタ回路等
の能動制御回路を用いている。もちろん、前記放電制御
回路は抵抗負荷によって消費されるエネルギー量を制御
する、従って減衰信号の形状を制御するために考え得る
無数の回路の例にすぎない。こうした回路はすべて本発
明の範囲内において考慮されるべきである。

【００３８】本発明の教示を含むさまざまな実施例を示
し詳細に説明したが、こうした教示を含んだその他数多
くの実施例を容易に考えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】処理中半導体ウエハを保持する静電チャックを
有する半導体ウエハ処理システム（イオン注入システ
ム）の横断面図である。

【図２】２aは静電チャックの残留電荷―印加電界のマ
ップ、２ｂは静電チャックの放電サイクル中の残留電荷
―印加放電電圧を示すヒステリシスループのグラフであ
る。

【図３】３aは対数的に減少する正弦波形状を有する消
磁信号波形の例、３ｂは直線的に減少する方形波形状を
有する消磁信号波形の例である。

【図４】一定振幅の増加する周波数の「鋭角的変化」を
有する消磁信号波形の例である。

【図５】直線的に減衰する正弦波形状を有する消磁信号
波形の例である。

【図６】受動デチャック回路の概略図である。

【符号の説明】

１００…半導体ウエハ処理システム、１１４…ウエハ。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電チャックへのワークピースのチャッ
   ク・デチャック方法であって、 前記静電チャック内の電極にチャック電圧を印加して前
   記ワークピースを静電チャックのワークピース支持面に
   静電気的に保持するステップと、 前記電極に前記発振波形を有するデチャック電圧を印加
   してワークピースと静電チャックのワークピース支持面
   間にヒステリシスサイクルを有する電界を発生させるス
   テップとを有し、これにより、ヒステリシスサイクルを
   有する電界がワークピースと静電チャックのワークピー
   ス支持面間に蓄積された電荷を放電させる方法。
2. 【請求項２】 前記静電チャックが、ワークピースに印
   加されるチャック・デチャック電圧と静電チャック内の
   電極とを有するモノポーラ静電チャックである請求項１
   に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記チャック電圧が、ＤＣ電圧である請
   求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記デチャック電圧が、経時的に減少す
   るピーク振幅を有する請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記デチャック電圧が、経時的にリニア
   に減少するピーク振幅を有する請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記デチャック電圧が、経時的に周波数
   が増大する請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記デチャック電圧が、ワークピースと
   静電チャックの間に蓄積されたエネルギーを用いて受動
   的に発生される請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】 蓄積エネルギーが抵抗誘導負荷回路を介
   して放電され、抵抗要素の抵抗が所定放電グラフをなす
   よう規定されている請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 放電中抵抗要素の抵抗を能動制御するス
   テップを更に有する請求項７に記載の方法。
10. 【請求項１０】 モノポーラ静電チャックを有するイオ
    ン注入システムにおける半導体ウエハのチャック・デチ
    ャック方法であって、 前記静電チャック内の電極にチャック電圧を印加して前
    記半導体ウエハを静電気チャックのウエハ支持面に静電
    気的に保持するステップと、 前記電極に前記発振波形を有するデチャック電圧を印加
    して半導体ウエハと静電気チャックのウエハ支持面間に
    ヒステリシスサイクルを有する電界を発生させるステッ
    プとを有し、これにより、ヒステリシスサイクルを有す
    る電界が半導体ウエハと静電チャックのウエハ支持面間
    に蓄積された電荷を放電させる方法。
11. 【請求項１１】 前記チャック電圧が、ＤＣ電圧である
    請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記デチャック電圧が、経時的に減少
    するピーク振幅を有する請求項１０に記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記デチャック電圧が、経時的に直線
    的に減少するピーク振幅を有する請求項１０に記載の方
    法。
14. 【請求項１４】 前記デチャック電圧が、経時的に周波
    数が増大する請求項１０に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記デチャック電圧が、ワークピース
    と静電チャック間に蓄積されたエネルギーを用いて受動
    的に発生される請求項１０に記載の方法。
16. 【請求項１６】 蓄積エネルギーが、抵抗誘導負荷回路
    を介して放電され、抵抗要素の抵抗は一定の放電グラフ
    となるよう規定されている請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 放電中抵抗要素の抵抗を能動制御する
    ステップを更に有する請求項１５に記載の方法。
18. 【請求項１８】 少なくとも１つの電極を有する静電チ
    ャックからワークピースをデチャックするための装置で
    あって、 前記少なくとも１つの電極とアースとの間に選択的に結
    合されたコイルと、 前記少なくとも１つの電極とアース間に選択的に結合さ
    れ、前記ワークピースと静電チャックのワークピース支
    持面との間に蓄積されたエネルギーの特定の放電電圧プ
    ロファイルを形成する抵抗値を有する抵抗要素とを備え
    る装置。
19. 【請求項１９】 前記抵抗要素が、一定エネルギー量を
    消費するよう制御される請求項１８の装置。
20. 【請求項２０】 前記抵抗要素が、受動制御デバイスと
    抵抗負荷デバイスを有し、該受動制御デバイスが、該抵
    抗負荷デバイスに消費されるエネルギー量を制御する請
    求項１８の装置。