JP2824928B2 - 静電吸着装置 - Google Patents
静電吸着装置Info
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Description
この発明は静電吸着装置に関する。
例えば、半導体製造装置のうちのイオン注入装置やス
パッタ装置の真空処理装置等においては、被処理体とし
てのウェーハを真空中で保持搬送して処理する必要があ
るため、その吸着保持手段としては、大気中における吸
着保持手段として広く使用されている真空吸着手段を使
用することができない。このため、例えばイオン注入装
置では、保持爪によりウェーハの周囲を保持するように
しているが、ウェーハと爪との接触によりパーティクル
発生の問題があった。 そこで、真空中における吸着保持手段として静電吸着
装置が提案されている（特開昭59−79545号公報、特公
平１−36707号公報等）。 これらの静電吸着装置のうちの１つは、吸着保持台の
ウェーハの吸着面が誘電体で構成され、この誘電体の下
部に、あるいはこの誘電体内に吸着面とほぼ等しい面積
にわたって誘電電極層を設け、この電極層とウェーハと
の間に直流電圧を印加する方式である。この方式は、直
流電圧印加により誘電体を介して蓄積される電極層の電
荷と、この電荷とは異種のウェーハの電荷間に静電吸引
力（クーロン力）が発生し、ウェーハが吸着保持台に吸
引されて保持されるものである。この方式の場合、ウェ
ーハに電極を接触させるため、やはりパーティクルの発
生の問題がある。 前記先に提案されている静電吸着装置の他の方式は保
持台の前記吸着面に第１及び第２の吸着部を設け、これ
ら第１及び第２の吸着部の電極層間に直流電圧を印加す
る方式である。この方式は、ウェーハは導電体であるか
ら静電誘導によって吸着保持台側とは異種の電荷がウェ
ーハに現れ、この電荷と電極層への電圧印加により生じ
た電荷との間で静電吸引力を生じるものである。この方
式によれば、ウェーハに電極を接触させることはないか
ら、パーティクルの発生は少なくなる。なお、前記公報
には、前記電極層とウェーハ間、あるいは第１及び第２
の吸着部の電極間に単相交流を印加する方式も記載され
ている。
パッタ装置の真空処理装置等においては、被処理体とし
てのウェーハを真空中で保持搬送して処理する必要があ
るため、その吸着保持手段としては、大気中における吸
着保持手段として広く使用されている真空吸着手段を使
用することができない。このため、例えばイオン注入装
置では、保持爪によりウェーハの周囲を保持するように
しているが、ウェーハと爪との接触によりパーティクル
発生の問題があった。 そこで、真空中における吸着保持手段として静電吸着
装置が提案されている（特開昭59−79545号公報、特公
平１−36707号公報等）。 これらの静電吸着装置のうちの１つは、吸着保持台の
ウェーハの吸着面が誘電体で構成され、この誘電体の下
部に、あるいはこの誘電体内に吸着面とほぼ等しい面積
にわたって誘電電極層を設け、この電極層とウェーハと
の間に直流電圧を印加する方式である。この方式は、直
流電圧印加により誘電体を介して蓄積される電極層の電
荷と、この電荷とは異種のウェーハの電荷間に静電吸引
力（クーロン力）が発生し、ウェーハが吸着保持台に吸
引されて保持されるものである。この方式の場合、ウェ
ーハに電極を接触させるため、やはりパーティクルの発
生の問題がある。 前記先に提案されている静電吸着装置の他の方式は保
持台の前記吸着面に第１及び第２の吸着部を設け、これ
ら第１及び第２の吸着部の電極層間に直流電圧を印加す
る方式である。この方式は、ウェーハは導電体であるか
ら静電誘導によって吸着保持台側とは異種の電荷がウェ
ーハに現れ、この電荷と電極層への電圧印加により生じ
た電荷との間で静電吸引力を生じるものである。この方
式によれば、ウェーハに電極を接触させることはないか
ら、パーティクルの発生は少なくなる。なお、前記公報
には、前記電極層とウェーハ間、あるいは第１及び第２
の吸着部の電極間に単相交流を印加する方式も記載され
ている。
ところで、直流電圧をウェーハと電極間または２電極
間に印加する方式の場合、吸引力（クーロン力）は、強
力であるが、吸着面の誘電体に誘電分極が生じるため、
電圧印加を停止しても電荷が残留し、このため被吸着物
が吸着保持台から離脱しにくいという欠点がある。ま
た、被吸着物にゴミなどが付着しやすいという欠点もあ
る。 一方、直流電圧の代わりに交流電圧を印加すれば、ゴ
ミが被吸着物に付着するのを少なくできると共に、前記
誘電体には誘電分極が生じないため、電圧印加を停止す
れば被吸着物は即座に吸着保持台から離脱できる。とこ
ろが、前述の公報記載の従来技術の場合、印加されるの
は単相交流電圧であるため、十分な吸引力を得ることが
できない。すなわち、単相交流電圧は、印加瞬時電圧が
一定周期で必ず零ボルトになり、その瞬時電圧時点では
吸引力も零になってしまうからである。 この発明は、以上の点に鑑み、印加する電圧として交
流電圧を用いることができ、しかも吸引力の大きい静電
吸着装置を提供することを目的とする。
間に印加する方式の場合、吸引力（クーロン力）は、強
力であるが、吸着面の誘電体に誘電分極が生じるため、
電圧印加を停止しても電荷が残留し、このため被吸着物
が吸着保持台から離脱しにくいという欠点がある。ま
た、被吸着物にゴミなどが付着しやすいという欠点もあ
る。 一方、直流電圧の代わりに交流電圧を印加すれば、ゴ
ミが被吸着物に付着するのを少なくできると共に、前記
誘電体には誘電分極が生じないため、電圧印加を停止す
れば被吸着物は即座に吸着保持台から離脱できる。とこ
ろが、前述の公報記載の従来技術の場合、印加されるの
は単相交流電圧であるため、十分な吸引力を得ることが
できない。すなわち、単相交流電圧は、印加瞬時電圧が
一定周期で必ず零ボルトになり、その瞬時電圧時点では
吸引力も零になってしまうからである。 この発明は、以上の点に鑑み、印加する電圧として交
流電圧を用いることができ、しかも吸引力の大きい静電
吸着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】 この発明は、被吸着体と接触すべき面が誘電体で構成
されると共に、この誘電体の下方または誘電体内に電極
が設けられ、この電極に交流電圧を印加して、前記被吸
着体を静電吸引力により吸着する静電吸着装置におい
て、 前記電極に印加する交流電圧が零電圧になる期間を無
くすようにしたことを特徴とする。 また、電極は、３個以上設け、各電極間に互いに位相
がずれた交流電圧を印加するようにすることを特徴とす
る。電極が３個の場合には、その電極はそれぞれ120度
の角間隔分の扇形形状とするとよい。
されると共に、この誘電体の下方または誘電体内に電極
が設けられ、この電極に交流電圧を印加して、前記被吸
着体を静電吸引力により吸着する静電吸着装置におい
て、 前記電極に印加する交流電圧が零電圧になる期間を無
くすようにしたことを特徴とする。 また、電極は、３個以上設け、各電極間に互いに位相
がずれた交流電圧を印加するようにすることを特徴とす
る。電極が３個の場合には、その電極はそれぞれ120度
の角間隔分の扇形形状とするとよい。
この発明は、静電吸着用の３個以上の電極間に、位相
がずれた３層以上の交流電圧を印加するので、吸着印加
電圧の瞬時値が零になることはなく、比較的大きい静電
吸引力が得られる。
がずれた３層以上の交流電圧を印加するので、吸着印加
電圧の瞬時値が零になることはなく、比較的大きい静電
吸引力が得られる。
以下、この発明による静電吸着装置を高電流タイプの
イオン注入装置に適用した場合の一実施例を、図を参照
しながら説明する。 第４図に示すように、高電流タイプのイオン注入装置
は、イオンを注入することによる発熱を緩和する目的か
ら、真空室内に配されるディスク１上に、その円周方向
に沿って複数の半導体ウェーハの保持部２を設け、この
保持部２に半導体ウェーハ３を保持させ、ディスク１を
その中心位置を回転軸として、例えば矢印４で示す方向
に回転させると共に、ディスク１を例えば矢印５で示す
方向に往復直線運動させ、複数個の半導体ウェーハ３に
対して、一括してイオンを注入する構成が採られてい
る。 各保持部２は、静電吸着機構を有するもので、第２図
の断面図に示すように、例えばシリコンゴムからなる基
台21の上に、例えばポリイミド等のプラスチックからな
る誘電体22が設けられる。この誘電体22内には、ウェー
ハ吸着期間、吸着印加電圧が零になる瞬時期間を無くす
手段として、例えば第１図に示すように、この例ではそ
れぞれ120゜の角間隔分の扇形の形状の３個の電極層23
A,23B,23Cが埋め込まれて、サンドイッチ状の構造を有
している。この例の場合、誘電体22の厚さは、電極層を
含めて、例えば25μｍ程度とされている。 そして、各電極層23A,23B,23Cからは、端子24A,24B,2
4Cが導出される。そして、ディスク１上のすべての保持
部２の、端子24A及び24B間には第３図Ａに示す交流電圧
EUを発生する電源25Uとスイッチ26Uとの直列回路が接続
され、端子24B及び24C間には第３図Ｂに示す交流電圧EV
（交流電圧EUとは120゜位相が異なる）を発生する電源2
5Vとスイッチ26Vとの直列回路が接続され、端子24C及び
24A間には第３図Ｃに示す交流電圧EW（交流電圧EUとは2
40゜位相が異なる）を発生する電源25Wとスイッチ26Wと
の直列回路が接続される。電源25U,25V,25Wとしては、
商用の３相交流電源を用いることができる。 この場合、スイッチ26U,26V,26Wは、互いに連動する
ようにされ、ウェーハ３が保持部２に載置されたとき、
オンとされる。スイッチ26U,26V,26Wがオンとされる
と、各電極層23A,23B,23C間に前記交流電圧EU,EV,EWが
印加される。すると、誘電体22を介して静電誘導により
導電体であるウェーハ３に電荷が現れ、クローン力によ
り保持部２に吸着される。 この場合、電極層23A,23B,23Cに印加される電圧は、
第３図に示したように、３相交流電圧であるので、単相
交流電圧のように瞬時値が零になることはなく、十分な
強さの静電吸引力が得られる。 なお、保持部２の基台21はアルミニウムやセラミック
で構成することもできる。しかし、上記の例にように、
基台21をシリコンゴム等の弾性材料で構成した場合に
は、ウェーハ３に反り等があったとき、誘電体22は極く
薄いフレキシブル基板と同様な構成であるから、そのウ
ェーハの反りの形状に応じて基台21が変形する。したが
って、ウェーハ３に反り等の変形があっても保持部２と
の間に隙間が生じることはなく、所定値以上の強さの吸
引力を保持することができる。 なお、電極数及び位相のずれた交流電圧の数は、３以
上であっても勿論良い。 また、上記実施例では、ウェーハの静電吸着電圧印加
領域を３領域にした例について説明したが、一電極で多
相交流電圧を印加しても、印加される吸着電圧がウェー
ハに対して零期間を無いようにすればよい。さらに、直
流バイアスを持たせてもよい。この場合の直流バイアス
電圧は、低電圧のの方が良い。 また、以上の例は、イオン注入装置にこの発明による
静電吸着装置を適用した場合であるが、冒頭でも述べた
ように、この発明は、スパッタ装置、その他の真空処理
装置及び真空内搬送装置にも適用できることはいうまで
もない。 また、真空内に限らず、大気中における被吸着体の保
持、搬送にも適用可能である。 さらに、被吸着体としては、半導体ウェーハに限ら
ず、導電性のものであれば適用可能である。
イオン注入装置に適用した場合の一実施例を、図を参照
しながら説明する。 第４図に示すように、高電流タイプのイオン注入装置
は、イオンを注入することによる発熱を緩和する目的か
ら、真空室内に配されるディスク１上に、その円周方向
に沿って複数の半導体ウェーハの保持部２を設け、この
保持部２に半導体ウェーハ３を保持させ、ディスク１を
その中心位置を回転軸として、例えば矢印４で示す方向
に回転させると共に、ディスク１を例えば矢印５で示す
方向に往復直線運動させ、複数個の半導体ウェーハ３に
対して、一括してイオンを注入する構成が採られてい
る。 各保持部２は、静電吸着機構を有するもので、第２図
の断面図に示すように、例えばシリコンゴムからなる基
台21の上に、例えばポリイミド等のプラスチックからな
る誘電体22が設けられる。この誘電体22内には、ウェー
ハ吸着期間、吸着印加電圧が零になる瞬時期間を無くす
手段として、例えば第１図に示すように、この例ではそ
れぞれ120゜の角間隔分の扇形の形状の３個の電極層23
A,23B,23Cが埋め込まれて、サンドイッチ状の構造を有
している。この例の場合、誘電体22の厚さは、電極層を
含めて、例えば25μｍ程度とされている。 そして、各電極層23A,23B,23Cからは、端子24A,24B,2
4Cが導出される。そして、ディスク１上のすべての保持
部２の、端子24A及び24B間には第３図Ａに示す交流電圧
EUを発生する電源25Uとスイッチ26Uとの直列回路が接続
され、端子24B及び24C間には第３図Ｂに示す交流電圧EV
（交流電圧EUとは120゜位相が異なる）を発生する電源2
5Vとスイッチ26Vとの直列回路が接続され、端子24C及び
24A間には第３図Ｃに示す交流電圧EW（交流電圧EUとは2
40゜位相が異なる）を発生する電源25Wとスイッチ26Wと
の直列回路が接続される。電源25U,25V,25Wとしては、
商用の３相交流電源を用いることができる。 この場合、スイッチ26U,26V,26Wは、互いに連動する
ようにされ、ウェーハ３が保持部２に載置されたとき、
オンとされる。スイッチ26U,26V,26Wがオンとされる
と、各電極層23A,23B,23C間に前記交流電圧EU,EV,EWが
印加される。すると、誘電体22を介して静電誘導により
導電体であるウェーハ３に電荷が現れ、クローン力によ
り保持部２に吸着される。 この場合、電極層23A,23B,23Cに印加される電圧は、
第３図に示したように、３相交流電圧であるので、単相
交流電圧のように瞬時値が零になることはなく、十分な
強さの静電吸引力が得られる。 なお、保持部２の基台21はアルミニウムやセラミック
で構成することもできる。しかし、上記の例にように、
基台21をシリコンゴム等の弾性材料で構成した場合に
は、ウェーハ３に反り等があったとき、誘電体22は極く
薄いフレキシブル基板と同様な構成であるから、そのウ
ェーハの反りの形状に応じて基台21が変形する。したが
って、ウェーハ３に反り等の変形があっても保持部２と
の間に隙間が生じることはなく、所定値以上の強さの吸
引力を保持することができる。 なお、電極数及び位相のずれた交流電圧の数は、３以
上であっても勿論良い。 また、上記実施例では、ウェーハの静電吸着電圧印加
領域を３領域にした例について説明したが、一電極で多
相交流電圧を印加しても、印加される吸着電圧がウェー
ハに対して零期間を無いようにすればよい。さらに、直
流バイアスを持たせてもよい。この場合の直流バイアス
電圧は、低電圧のの方が良い。 また、以上の例は、イオン注入装置にこの発明による
静電吸着装置を適用した場合であるが、冒頭でも述べた
ように、この発明は、スパッタ装置、その他の真空処理
装置及び真空内搬送装置にも適用できることはいうまで
もない。 また、真空内に限らず、大気中における被吸着体の保
持、搬送にも適用可能である。 さらに、被吸着体としては、半導体ウェーハに限ら
ず、導電性のものであれば適用可能である。
以上説明したように、この発明によれば、交流電圧を
電極間に印加するものであるので、被吸着物へのごみの
付着が少なくなる。また、印加電圧を断った時には、誘
電体に電荷が残留することはないから、被吸着体の離脱
は容易である。 そして、この発明では、３相以上の多相交流電圧を、
複数の電極間に印加するものであるから、所定の静電吸
着力を確保することができる。
電極間に印加するものであるので、被吸着物へのごみの
付着が少なくなる。また、印加電圧を断った時には、誘
電体に電荷が残留することはないから、被吸着体の離脱
は容易である。 そして、この発明では、３相以上の多相交流電圧を、
複数の電極間に印加するものであるから、所定の静電吸
着力を確保することができる。
第１図は、この発明による静電吸着装置の一実施例の平
面図、第２図は、そのＡ−Ａ断面図、第３図は、位相の
異なる複数の交流電圧の例を示す図、第４図は、この発
明が適用されるイオン注入装置の要部を説明するための
図である。 2:ウェーハの保持部 3;半導体ウェーハ 21;基台 22;誘電体 23A,23B,23C;電極層 24A,24B,24C;端子 25U,25V,25W;3相交流電源 EU,EV,EW;3相交流電圧
面図、第２図は、そのＡ−Ａ断面図、第３図は、位相の
異なる複数の交流電圧の例を示す図、第４図は、この発
明が適用されるイオン注入装置の要部を説明するための
図である。 2:ウェーハの保持部 3;半導体ウェーハ 21;基台 22;誘電体 23A,23B,23C;電極層 24A,24B,24C;端子 25U,25V,25W;3相交流電源 EU,EV,EW;3相交流電圧
Claims (4)
- 【請求項１】被吸着体と接触すべき面が誘電体で構成さ
れると共に、この誘電体の下方または誘電体内に電極が
設けられ、この電極に交流電圧を印加して、前記被吸着
体を静電吸引力により吸着する静電吸着装置において、 前記電極に印加する交流電圧の瞬時値が零電圧になる期
間を無くすようにしたことを特徴とする静電吸着装置。 - 【請求項２】前記電極は３個以上設けられると共に、各
電極間に互いに位相がずれた交流電圧を印加するように
したことを特徴とする請求項（１）に記載の静電吸着装
置。 - 【請求項３】前記電極は３個であり、それぞれ120度の
角間隔分の扇形形状であることを特徴とする請求項
（２）に記載の静電吸着装置。 - 【請求項４】前記各電極間には、各電極間で位相が異な
る単相交流電圧の発生源とスイッチ手段との直列回路が
それぞれ接続され、前記被吸着体の静電吸着時には、前
記スイッチ手段が連動してオンとされることを特徴とす
る請求項（２）または請求項（３）に記載の静電吸着装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12758190A JP2824928B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 静電吸着装置 |
| US07/687,552 US5179498A (en) | 1990-05-17 | 1991-04-19 | Electrostatic chuck device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12758190A JP2824928B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 静電吸着装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0422152A JPH0422152A (ja) | 1992-01-27 |
| JP2824928B2 true JP2824928B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=14963605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12758190A Expired - Lifetime JP2824928B2 (ja) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | 静電吸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2824928B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150057976A (ko) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 재치대에 피흡착물을 흡착시키는 방법 및 플라즈마 처리 장치 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3974475B2 (ja) * | 2002-03-04 | 2007-09-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 静電チャック装置及びその装置を用いた基板の処理方法 |
-
1990
- 1990-05-17 JP JP12758190A patent/JP2824928B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150057976A (ko) * | 2013-11-19 | 2015-05-28 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 재치대에 피흡착물을 흡착시키는 방법 및 플라즈마 처리 장치 |
| KR102302313B1 (ko) * | 2013-11-19 | 2021-09-15 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 재치대에 피흡착물을 흡착시키는 방법 및 플라즈마 처리 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0422152A (ja) | 1992-01-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100911 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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