JPH02285980A - 静電チャックの電圧印加方法および電圧印加装置 - Google Patents

静電チャックの電圧印加方法および電圧印加装置

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JPH02285980A
JPH02285980A JP1105679A JP10567989A JPH02285980A JP H02285980 A JPH02285980 A JP H02285980A JP 1105679 A JP1105679 A JP 1105679A JP 10567989 A JP10567989 A JP 10567989A JP H02285980 A JPH02285980 A JP H02285980A
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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/15—Devices for holding work using magnetic or electric force acting directly on the work
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は静電チャックに吸着された被吸着体の脱着を容
易にする技術に関する。
（従来の技術） 静電チャックの電極に吸着時とは逆極性の電圧を一時的
に印加して、被吸着物の離脱を容易にする技術は特公昭
４７−３９３９２号公報により知られている。
（発明が解決しようとする課題） しかし、吸着時に印加した電圧値と等しい逆極性の電圧
を印加しても、残留吸着力が消滅もしくは低減されて、
被吸着物を容易に脱着できるようになるまでに長時間（
数１０秒以上）要し、作業効率が悪い。
本発明はこのようなｍｕを解決するためなされたもので
、その目的は短時間で残留吸着力を消滅もしくは低減さ
せる技術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） 前記ＬＩ題を解決するため本発明に係る静電チャックの
電圧印加方法は、吸着電圧ＶＮとは逆極性でその電圧値
が吸着電圧ＶＮより大きい残留吸着力消滅電圧ＶＲを静
電チャックの電極に印加することを特徴とする。
そして、残留吸着力消滅電圧ＶＲの印加電圧値に逆比例
させて印加時間を短く設定する。
なお、残留吸着力消滅電圧ＶＲの電圧値は、吸着時に印
加した吸着電圧ＶＮの１．５〜２倍の範囲とし、その印
加時間は５〜１０秒程度程度ることが望ましい。
また、本発明に係る静電チャックの電圧印加装置は、吸
着時には予め設定された吸着電圧ＶＮを静電チャックの
電極に印加し、被吸着状態では吸着電圧ＶＮより高電圧
で逆極性の残留吸着力消滅電圧を予め設定された時間だ
け静電チャックの電極に印加することを特徴とする。
（作用） 被吸着体の脱離に際し、吸着時印加電圧より高電圧で逆
極性の残留吸着力消滅電圧を静電チャックに印加するこ
とにより、残留吸着力は短時間で消滅もしくは低減され
、被吸着体の脱着が容易となる。
また、残留吸着力消滅電圧の印加時間は印加電圧値に逆
比例させて短く設定することにより、この消滅電圧印加
によって再度被吸着体が吸着されるのを防止する。
なお、この消滅電圧の電圧値は吸着電圧の１．５〜２倍
で、印加時間は５〜１０秒程度程度定すると残留吸着力
の消滅もしくは低減の制御が容易である。
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明に係る静電チャックの電圧印加装置の
ブロック構成図である。
静電チャック１はアルミナ−酸化チタン系の鷺電体から
なるシート２内に、一対の櫛状の電極３．４を互いに櫛
歯の部分が相手の櫛歯の間に入り込むよう構成されてい
る。この静電チャック１の上面には、被吸着体として例
えばシリコンウェハ５が載置され、電極３．４間に電圧
が印加されると、ジョンソン・ラーベック効果によりシ
リコンウェハ５が吸着される。８導体層の厚さは３００
μｍ、体積固有抵抗は１０１３Ωａｍである。
電圧印加装置６は、電極３．４に電圧を供給するための
電源装・置であり、その出力端子７．８と各電極３．４
とは接続線９．１０により接続されている。電圧印加装
置６は、印加電圧制御回路１１から与えられるデータに
基づく出力電圧を端子１２．１３間に発生するプログラ
マブル電圧供給源（以下電源と記す）１４と、この電源
１４と静電チャック１との間に介設されたスイッチ手段
１５、および印加電圧制御回路１１に対して各種の設定
条件を与える吸着電圧値設定手段１６、消滅電圧値設定
手段１７、消滅電圧印加時間設定手段１８から構成され
る。
印加電圧制御回路（以下制御回路と記す）１１は、マイ
クロプロセッサユニット（以下ＭＰＵと記す）１９、Ｒ
ＯＭ２０、ＦＬＡＭ２１、タイマ２２から構成される。
ＲＯＭ２０には印加電圧制御に関するプログラムが格納
されるとともに、後述する実験データに基づく消滅電圧
値とその印加時間に関するデータが格納されている。各
設定手段１６，１７．１８はデジスイッチ等の設定値人
力手段と、ＭＰＵ１９のバス２３（データバスおよびア
ドレスバス）とのインタフェース回路とを備えている。
なお、各設定手段１６，１７，１１３は目盛りを付した
スライド式ボリウムにより分圧された電圧をＡ／Ｄ変換
器を介してＭＰＵ１９へインタフェースさせる構成等で
あってもよい。
制御回路１１の端子２４には、動作モード切替スイッチ
２５が接続されている。端子２６．２７は吸着信号およ
び脱着信号の入力端子、端子２８．２９は制御回路１１
の電圧印加制御出力端子である。
スイッチ手段１５は、静電チャック１の電極３．４への
電圧印加ならびに印加する極性を切替えるスイッチ回路
である。スイッチ手段１５は、ブリッジ接続された４個
のトランジスタ３０〜３３と、トランジスタ３０．３１
をドライブするトランジスタ３４．３５および各トラン
ジスタ３０〜３５のベース抵抗およびベース・エミッタ
間抵抗から構成される。なお、スイッチ手段１５は、バ
イポーラ形トランジスタ以外の電界効果トランジスタ、
サイリスタ等の半導体スイッチング素子を用いて構成し
てもよいし、もしくはリレー等で構成しても良い。
スイッチ手段１５のプラス側およびマイナス側の電源入
力端子３６．３７はそれぞれ電源１４のプラスおよびマ
イナスの出力端子１２．１３へ接続されており、入力端
子３８にＨレベルの信号が印加されている間は、出力端
子７にプラス、出力端子８にマイナスの極性の電圧が出
力され、入力端子３９にＨレベルの信号が印加されてい
る間は、これとは逆極性の電圧が出力される構成である
。
次に、電圧印加装置６の動作を説明する前に、第２図お
よび第３図に基づいて、消滅電圧印加に伴なう残留吸着
力の変化特性について説明する。
第２図および第３図は、所定の吸着条件でシリコンウェ
ハ５を吸着させた後、吸着電圧の印加を停止した以降の
残留吸着力を、第１図の仮想線で示すロードセル４０で
測定した結果を示すグラフである。
第２図は、０．００５Ｔｏｒｒの真空雰囲気中で、吸着
電圧５００ｖを１分間印加した場合の残留吸着力を示し
ており、図において線ａは、電極３．４間を短絡状態と
したときの残留吸着力の経時変化を、線ｂｚｅはそれぞ
れ吸着電圧とは逆極性の残留吸着力消滅電圧（以下消滅
電圧と記す）を５００Ｖ、７００Ｖ、ＩＫＶ、１．５Ｋ
Ｖ印加したときの残留吸着力の経時変化特性を示す。
グラフかられかるように、吸着電圧をＶＮとすると、こ
れより高電位の消滅電圧ＶＲを印加することで残留吸着
力を短時間で消滅または低減させることができる。一方
、逆特性の消滅電圧ＶＲを長時間印加すると、この消滅
電圧ＶＲによってシリンコンウェハ５が吸着されてしま
い、その目的を果たさなくなる。
第３図は、３０　Ｔｏｒｒのヘリウムガス雰囲気中で、
吸着電圧ＩＫＶを１分間印加した場合の残留吸着力特性
を示すグラフであり、吸着電圧値、印加時間が異なると
吸着力も大きく変化し、したがフて残留吸着力を消滅ま
たは低減するための消滅電圧の印加条件も異なる。
このような静電チャック１の残留吸着力特性をふまえて
、制御回路１１内のＲＯＭ２０には、各種吸着電圧印加
条件毎に対応させて消滅電圧印加条件のデータを記憶さ
せている。
したがって、動作モード切替スイッチ２５が自動側に設
定されている場合、電圧印加装置６は以下の動作となる
。
ＭＰＵ１９は吸着信号入力端子２６の吸着信号がＨレベ
ルになると、バス２３を介して吸着電圧設定手段１６の
設定電圧値を読み取り、バス２３を介して電源１４へ設
定電圧値を指示する。これにより電源１４の出力端子１
２．１３間には設定電圧が発生する。続いてＭＰＵ　１
９は、出力端子２８にＨレベルの吸着電圧印加制御信号
を出力する。これによりスイッチ手段１５内のトランジ
スタ３４を介してトランジスタ３０およびトランジスタ
３３がオン状態となり、静電チャック１の電極４にプラ
スの電圧、電極３にマイナスの電圧が印加される。この
吸着電圧ＶＮ印加状態は、制御回路１１の脱着信号入力
端子２７へＨレベルの脱着信号が印加されるまで継続し
、この間の吸着電圧印加時間はタイマ２２により計測さ
れる。
脱着信号が印加されると、ＭＰＵ１９は出力端子２８の
出力をＬレベルにするとともに、吸着電圧ＶＮと吸着電
圧印加時間のデータに基づいて、ＲＯＭ２０内に記憶さ
れている複数の消滅電圧印加データから最適なものを選
択する。
本実施例では、消滅電圧ＶＲを吸着電圧ＶＮの１．５〜
２倍の範囲で消滅電圧印加時間が５〜１０秒程度程度る
消滅条件を優先的に選択するよう選択アルゴリズムを作
成している。
そして、ＭＰＵ１９は、選択した消滅電圧値を電源１４
へ指示するとともに、選択した消滅電圧印加時間の間、
出力端子２９にＨレベルの出力を発生する。
これにより、スイッチ手段１５内のトランジスタ３１お
よびトランジスタ３２がオン状態となり、電極３にプラ
ス、電極４にマイナスの極性の消滅電圧ＶＲが所定の消
滅電圧印加時間だけ印加される。
動作モード切替スイッチ２５が手動側へ設定されている
場合には、ＭＰＵ１９は脱着信号が入力されると、消滅
電圧設定手段１７の設定電圧値を読み取り、電源１４へ
指示するとともに、消滅電圧印加時間設定手段１８から
印加時間を読み取フて、その設定時間の間だけ出力端子
２９にＨレベルへ出力を発生する。
なお、手動モードにおいては、消滅電圧値または消滅電
圧印加時間のいずれか一方のみを設定して、他方の条件
はＲＯＭ２０内のデータを参照してＭＰＵ１９が設定す
るようにしてもよい。
本実施例は、双極型の静電チャックについて説明したが
、第４図に示す単極型の静電チャック４１についても通
用することができる。なお、第４図において４２は誘電
体からなるシート、４３は電極、４４はシリコンウェハ
５等の被吸着物との接触片、４５．４６は８１図に示す
電圧印加装置６の出力端子７．８への接続端子である。
（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の電圧
印加方法および電圧印加装置によれば、被吸着体を脱離
するに際して吸着電圧ＶＮとは逆極性で吸着電圧より高
電位の残留吸着力消滅電圧ＶＲを印加するものであるか
ら、残留吸着力を効果的に消滅または低減することがで
き、シリコンウェア等の被吸着物の取り外しを短時間で
容易に行なうことができる。
また、残留吸着力消滅電圧ＶＲの印加電圧値と印加時間
を逆比例の関係に設定しているので、残留吸着力消滅電
圧ＶＲにより被吸着体が再吸着されることはない。
さらに、残留吸着力消滅電圧ＶＲの印加条件を吸着電圧
値の１．５〜２倍で、印加時間５〜１０秒の範囲に設定
することで、残留吸着力の消滅もしくは低減の制御が容
易となり、例えばウェハサイズの大小等、被吸着物の形
状等が異なっても安定した残留吸着力低減効果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る静電チャックの電圧印加装置のブ
ロック構成図、第２図および第３図は静電チャックに吸
着された被吸着体の残留吸着力の測定結果を示すグラフ
、ｙＮ４図は単極形の静電チャックの構成図である。 なお、図面中１．４１は静電チャック、２゜４２は誘電
体からなるシート、３，４．４３は電極、５は被吸着物
で９あるシリコンウェハ、６は電圧印加装置、１１は印
加電圧制御回路、１４はプログラマブル電圧供給源、１
５はスイッチ手段、１６は吸着電圧値設定手段、１７は
消滅電圧値設定手段、１８は消滅電圧印加時間設定手段
、２０はＲＯＭ、２２はタイマ、２５は動作モード切替
スイッチである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）静電チャックの電極に吸着電圧ＶＮを印加して被
    吸着体を吸着させた後、被吸着体を脱離する前に、吸着
    電圧ＶＮとは逆極性でその電圧値が吸着電圧ＶＮより大
    きい残留吸着力消滅電圧ＶＲを印加することを特徴とす
    る静電チャックの電圧印加方法。
  2. （２）前記残留吸着力消滅電圧ＶＲの印加電圧値に逆比
    例させて印加時間を短く設定することを特徴とする請求
    項１記載の静電チャックの電圧印加方法。
  3. （３）前記残留吸着力消滅電圧ＶＲの電圧値は、吸着電
    圧ＶＮの１．５〜２倍の範囲であり、その電圧印加時間
    は５〜１０秒であることを特徴とする請求項１または２
    記載の静電チャックの電圧印加方法。
  4. （４）吸着時には予め設定された吸着電圧ＶＮを静電チ
    ャックの電極に印加し、被吸着状態では吸着電圧ＶＮよ
    り高い電圧値で逆極性の残留吸着力消滅電圧ＶＲを予め
    設定された時間だけ前記電極に印加することを特徴とす
    る静電チャックの電圧印加装置。
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