JP2003110012A - 基板保持方法およびその装置 - Google Patents

基板保持方法およびその装置

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JP2003110012A JP2001301680A JP2001301680A JP2003110012A JP 2003110012 A JP2003110012 A JP 2003110012A JP 2001301680 A JP2001301680 A JP 2001301680A JP 2001301680 A JP2001301680 A JP 2001301680A JP 2003110012 A JP2003110012 A JP 2003110012A
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electrostatic chuck
attraction
chuck
acceleration
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Shuya Ishida
修也 石田
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電チャックが機械的に動く場合でも基板を
確実に吸着保持することができ、しかも静電チャックへ
の吸着電圧印加量を効果的に低減する。 【解決手段】 この基板保持装置は、基板４を静電気に
よって吸着保持する静電チャック６と、それに直流の吸
着電圧ＶC を印加する吸着電源１４と、静電チャック６
を機械的に駆動するチャック駆動装置２０と、それに指
令情報を与えて制御する駆動制御装置２６とを備えてい
る。更に、駆動制御装置２６からチャック駆動装置２０
に与える指令情報に基づいて、静電チャック６の機械的
な動きによって基板４が受ける基板保持中の各時点にお
ける加速度を求め、当該求めた加速度に基づいて、前記
各時点における基板保持に必要な吸着力を求め、当該求
めた吸着力を静電チャック６が発生するように、吸着電
源１４から出力する吸着電圧ＶC を当該求めた吸着力に
応じて変化させる吸着制御装置３０を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばイオン注
入装置、イオンドーピング装置、イオンビームエッチン
グ装置、プラズマＣＶＤ装置、薄膜形成装置等に用いら
れるものであって、被処理物である基板を静電気によっ
て吸着して保持する静電チャックを備える基板保持装置
に関し、より具体的には、基板吸着中に必要十分な吸着
力を発生させることができ、しかも吸着終了後の基板の
離脱が容易になる手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の基板保持装置の基本構成の一例
を図１２に示す。この基板保持装置は、基板（例えば半
導体ウェーハ）４を静電気によって吸着する双極型の静
電チャック６と、この静電チャック６の二つの電極１
０、１２に互いに逆極性で同値の直流の吸着電圧ＶC を
それぞれ印加する双極出力型の吸着電源１４とを備えて
いる。
【０００３】静電チャック６は、この例では、例えばア
ルミナ等のセラミックスから成る絶縁体８中の表面近く
に、例えば共に半円形をした二つの電極１０、１２が相
対向して円形を成すように埋め込まれた構成をしてい
る。
【０００４】吸着電源１４は、この例では、正極性の吸
着電圧ＶC （＋ＶC ）を出力する出力電圧可変の正電源
１６と、負極性の吸着電圧ＶC （−ＶC ）を出力する出
力電圧可変の負電源１８から成る。以下、極性を意識す
る必要のない場合は、単に吸着電圧ＶC と呼ぶことにす
る。図においても同様である。
【０００５】吸着電源１４から静電チャック６に上記吸
着電圧ＶC を印加すると、基板４と電極１０、１２間に
正負の電荷が溜まり、その間に働く静電気力によって基
板４が静電チャック６に吸着され保持される。その状態
で、基板４に例えばイオンビームを照射する等して、イ
オン注入等の所望の処理を施すことができる。
【０００６】このような静電チャック６においては、吸
着電圧ＶC をオフした後も、残留吸着力が存在するため
に、基板４を静電チャック６から離脱させにくいという
課題がある。
【０００７】この残留吸着力は、静電チャック６への吸
着電圧印加量に依存する。即ち、吸着電圧印加量が大き
くなるほど、静電チャック６内の残留電荷が多くなり、
残留吸着力は大きくなる。この吸着電圧印加量Ｑは、大
まかに言えば、上記吸着電圧ＶC を、静電チャック６に
基板４を吸着している吸着時間ＴC で積分したものであ
り、次式で表すことができる。
【０００８】
【数１】Ｑ＝∫0 TcＶC ｄｔ
【０００９】この吸着電圧印加量Ｑを低減するものとし
て、特許第２５７４０６６号公報には、吸着開始時に必
要な大きめの第１の吸着電圧ＶC を印加した後、基板処
理を行う際に吸着保持のための小さめの第２の吸着電圧
ＶC を印加する技術が提案されている（以下これを従来
技術と呼ぶ）。
【００１０】また、吸着電圧印加量Ｑを更に低減するも
のとして、本願出願人は先に（特願２００１−２４５２
２７）、基板処理の有無に拘わらず、吸着電圧ＶC を指
数関数的に連続して減少させる技術を提案している（以
下これを先行技術と呼ぶ）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記静電チャック６
（およびそれに保持された基板４）は、基板４の処理の
際（即ち、基板４の処理中およびその前後）に、機械的
に駆動される場合が多い。
【００１２】このような場合、上記従来技術および先行
技術では、基板処理の多様化、進化等に伴って必要とな
る、静電チャック６の複雑な動きに対応するためには、
基板保持の期間中に必要となる吸着力全般に対して、最
大公約数的な吸着力を発生する吸着電圧ＶC を静電チャ
ック６に印加することしかできない。即ち、基板保持の
期間中の幾つかの時点で必要となる大きな吸着力を発生
する吸着電圧ＶC を、そのような大きな吸着力を必要と
しないその他の時点においても静電チャック６に印加す
ることしかできない。従って、吸着電圧印加量Ｑを低減
させることには限界がある。上記従来技術の場合は特に
そうである。
【００１３】上記のことを、図１３および図１０を参照
して詳述する。
【００１４】図１３の基板保持装置は、上記のような静
電チャック６および吸着電源１４に加えて、静電チャッ
ク６を機械的に駆動するチャック駆動装置２０と、この
チャック駆動装置２０に指令情報を与えて当該チャック
駆動装置２０の動きを制御する駆動制御装置２６とを備
えている。なお、ここでは静電チャック６および吸着電
源１４は簡略化して図示しているけれども、それらの具
体例は図１２に示したとおりである（図１、図１１等に
おいても同様）。
【００１５】チャック駆動装置２０は、この例では、静
電チャック６を連結体２３を介して矢印Ｂのように回転
させて、静電チャック６および基板４の起立角θを変化
させる（例えば０°≦θ≦９０°）回転装置２２と、静
電チャック６を回転装置２２と共に、軸２５を介してＹ
方向（例えば垂直方向）に上下（昇降）させる昇降装置
２４とを備えている。回転装置２２および昇降装置２４
は、この例では電気モータをそれぞれ有しており、各電
気モータは駆動制御装置２６によって制御される。
【００１６】例えばハイブリッドスキャン方式のイオン
注入装置では、このような基板保持装置に保持された基
板４に、上記Ｙ方向と実質的に直交するＸ方向（例えば
水平方向）に走査されるイオンビーム２を照射すること
によって、基板４の全面に均一にイオン注入を行うよう
にしている。
【００１７】その際の動作例を図１０および図１３を参
照しながら説明する。初めに静電チャック６が水平状態
（即ち起立角θ＝０°）にあるものとして、図示しない
アーム等によって静電チャック６上に基板４をセットす
る（図１０中の時間ｔ＝２の時点。以下、ｔ＝２のよう
に簡略化して表現する）。それとほぼ同時に静電チャッ
ク６に吸着電圧ＶC が印加され、吸着電圧ＶC は基板離
脱直前のｔ＝２１付近まで印加される。
【００１８】その後、静電チャック６を起立（起立角θ
が大きくなるように縦に立てること）させ（ｔ＝４ない
しｔ＝８）、その後、静電チャック６の上昇開始（ｔ＝
９）、定速運動（ｔ＝１０）、上昇終了（ｔ＝１１）、
下降開始（ｔ＝１２）、定速運動（ｔ＝１３）、下降終
了（ｔ＝１４）を行い、定速運動時に基板４にイオンビ
ーム２を照射してイオン注入処理を行う。この上昇およ
び下降は、通常は、注入条件に応じて所定回数繰り返さ
れる。
【００１９】所定量のイオン注入が終了すると、静電チ
ャック６を横寝（起立角θが０度になるように横に寝か
せること）させ（ｔ＝１５ないしｔ＝１９）、その後、
吸着電圧ＶC を切り（ｔ＝２０またはｔ＝２１）、基板
４を静電チャック６から離脱させる（ｔ＝２２）。
【００２０】静電チャック６の上記のような動きに対し
て、静電チャック６に基板４を吸着しておくのに必要な
各時点の吸着力を図１０中のグラフｊおよびｋに示す。
グラフｊは、基板４に加わる横滑り方向の加速度（後述
する加速度ＡH ）から見た必要吸着力成分である。グラ
フｋは、基板４に加わる引き剥がし方向の加速度（後述
する加速度ＡV ）から見た必要吸着力成分である。な
お、これらの加速度および吸着力の求め方は後で詳述す
る。
【００２１】上記のような静電チャック６の動きに対し
て、前述した従来技術は図１０中のグラフｇのような吸
着電圧ＶC を、前述した先行技術はグラフｈのような吸
着電圧ＶC を、それぞれ印加するものである。いずれの
技術の場合も、大きな吸着力を必要とする時点（ｔ＝９
およびｔ＝１４）以外でも、不必要に大きな吸着電圧Ｖ
C を印加している。従来技術の場合は特にそうである。
従って、前述した吸着電圧印加量Ｑが不必要に大きくな
っており、これが、静電チャック６における残留電荷お
よび残留吸着力の低減を妨げている。
【００２２】そこでこの発明は、静電チャックが機械的
に動く場合でも基板を確実に吸着保持することができ、
しかも静電チャックへの吸着電圧印加量を効果的に低減
することのできる方法および装置を提供することを主た
る目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る基板保持
方法の一つは、前記静電チャックの機械的な動きによっ
て保持中の基板が受ける加速度に基づいて、基板保持中
の各時点における基板保持に必要な吸着力を求め、当該
求めた吸着力を前記静電チャックが発生するように、前
記吸着電源から出力する吸着電圧を当該求めた吸着力に
応じて変化させることを特徴としている。
【００２４】この発明に係る基板保持装置の一つは、前
記静電チャックの機械的な動きによって保持中の基板が
受ける加速度に基づいて、基板保持中の各時点における
基板保持に必要な吸着力を求め、当該求めた吸着力を前
記静電チャックが発生するように、前記吸着電源から出
力する吸着電圧を当該求めた吸着力に応じて変化させる
吸着制御装置を備えていることを特徴としている。
【００２５】上記構成によれば、基板保持中の各時点に
おいて、その時々に必要な吸着力を静電チャックが発生
するように吸着電圧を変化させるので、静電チャックに
不必要に大きな吸着電圧を印加せずに済む。従って、静
電チャックが機械的に動く場合でも、基板を確実に吸着
保持することができる。しかも、余分な吸着電圧印加量
を極力減らして、静電チャックへの吸着電圧印加量を効
果的に低減することができる。
【００２６】その結果、静電チャックにおける残留電荷
を効果的に低減し、ひいては残留吸着力を効果的に低減
することができるので、静電チャックからの基板の離脱
がより容易になる。
【００２７】前記駆動制御装置から前記チャック駆動装
置に与える指令情報に基づいて、前記静電チャックの機
械的な動きによって保持中の基板が受ける、基板保持中
の各時点における加速度を求め、当該求めた加速度に基
づいて、前記各時点における基板保持に必要な吸着力を
求め、当該求めた吸着力を前記静電チャックが発生する
ように、前記吸着電源から出力する吸着電圧を当該求め
た吸着力に応じて変化させるようにしても良い。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る基板保持
方法を実施する基板保持装置の一列を示す概略図であ
る。図１２および図１３に示した従来例と同一または相
当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従
来例との相違点を主に説明する。
【００２９】この基板保持装置は、前記静電チャック
６、吸着電源１４、チャック駆動装置２０および駆動制
御装置２６の他に、吸着電源１４から出力する（即ち静
電チャック６に印加する）吸着電圧ＶC を制御する吸着
制御装置３０を更に備えている。この吸着制御装置３０
には、この例では、駆動制御装置２６からチャック駆動
装置２０に与えられる指令情報が取り込まれる。
【００３０】この吸着制御装置３０は、一例として図２
に示すように、静電チャック６の機械的な動きによって
保持中の基板４が受ける、基板保持中の各時点（例えば
図１０中の時点ｔ＝２からｔ＝２２までの各時点）にお
ける加速度を、前記駆動制御装置２６から前記チャック
駆動装置２０に与える指令情報に基づいて演算する加速
度演算手段３２と、この加速度演算手段３２で求めた加
速度に抗して基板４を保持するのに必要な前記各時点に
おける吸着力を演算する吸着力演算手段３４と、この吸
着力演算手段３４で求めた吸着力を静電チャック６が発
生するのに必要な前記各時点における吸着電圧ＶC を演
算する吸着電圧演算手段３６と、この吸着電圧演算手段
３６で求めた吸着電圧ＶC を吸着電源１４から発生させ
る制御を行う電源制御手段３８とを備えている。これら
の手段３２、３４、３６および３８は、即ち吸着制御装
置３０は、例えば、コンピュータを用いて実現すること
ができる。
【００３１】以下、吸着制御装置３０において、駆動制
御装置２６からチャック駆動装置２０に与える指令情報
に基づいて、必要な吸着力を求め、吸着電圧ＶC を制御
する例を詳しく説明する。
【００３２】静電チャック６の上記矢印Ｂおよび矢印Ｙ
に示すような動きによって、静電チャックおよびそれに
保持された基板４が受ける加速度は、次の２種類に分類
される。図３参照。
【００３３】（ａ）静電チャック６に対して、基板４を
横滑りさせる方向の加速度ＡH （ｂ）静電チャック６に対して、基板４を垂直に引き剥
がす方向の加速度ＡV
【００３４】加速度ＡH については、例えば、静電チャ
ック６および基板４を垂直に立てた場合（重力で基板４
が滑り、落下しようとする場合）や、そこから更に、上
下方向（Ｙ方向）に加速動作が加わった場合、あるい
は、静電チャック６と基板４に矢印Ｂ方向の回転運動を
与えた場合の遠心力等によって発生する。
【００３５】加速度ＡV については、静電チャック６お
よび基板４に矢印Ｂ方向の回転運動を与えた場合の加減
速時や、０°＜θ＜９０°の起立角θを持ったまま静電
チャック６および基板４を上方向に減速（例えば上昇中
に減速）する時や、下方向に加速（例えば下降時に加
速）する時等に発生する。
【００３６】従って、静電チャック６および基板４が受
ける上記加速度ＡH およびＡV を求めれば、それぞれの
加速度に抗して吸着状態が維持されるだけの必要吸着力
を求めることができ、更に吸着力発生のために必要な吸
着電圧ＶC を求めることができ、それによって適切な制
御を行うことができる。
【００３７】ここでは、駆動制御装置２６から昇降装置
２４に与える上下方向（Ｙ方向）の加速度指令値Ａ
P ［ｍ／ｓ2 ］、駆動制御装置２６から回転装置２２に
与える回転方向（矢印Ｂ方向）の角加速度指令値ω′
［ｒａｄ／ｓ2 ］、角速度指令値ω［ｒａｄ／ｓ］およ
び起立角指令値θ［ｒａｄ］に基づいて、以下の
（１）、（２）の場合に分けて、基板４が受ける加速度
を、ＡH とＡV の方向に分けて算出する。
【００３８】（１）重力加速度をＧ［ｍ／ｓ2 ］とした
場合、図３および図４を参照して、静電チャック６およ
び基板４が上下動する場合の加速度ＡH およびＡV は、
次式で表される。なお、図３における各加速度ＡP 、Ａ
H 、ＡV は、＋符号の方向を正とし、−符号の方向を負
とする。他の図においても同様である。
【００３９】
【数２】ＡH ＝（ＡP −Ｇ）sinθ ＡV ＝（ＡP −Ｇ）cosθ
【００４０】（２）静電チャック６および基板４が回転
する場合の加速度については、回転中心に対して基板４
の各部の位置（回転中心からの距離）が異なるため、各
部での加速度は異なるものの、それらの中の最も大きな
ものを代表の加速度とし、その最大加速度に耐え得るだ
けの単位面積当たりの吸着力を考えれば良い。
【００４１】そこで、基板４の各部での加速度ＡH およ
びＡV を求めるために、図５のように、基板４の中心ａ
と回転装置２２による基板４等の回転中心ｂとを結ぶ線
ｄが、基板中心ａから基板面内に対して垂直に延びるよ
うな機構を想定すると、基板面内にあって基板中心ａが
回転した場合の接線と垂直な線ｅ上の各点については、
個々の回転中心と個々の点との間の距離が全て同じにな
るため、その線ｅ上の加速度は全て同じ値になる。
【００４２】一方、基板面内にあって基板中心ａが回転
した場合の接線となる線ｆ上の各点については、個々の
回転中心と個々の点との距離が場所ごとに異なるため、
その線ｆ上の加速度については、個々の点ごとに異な
る。
【００４３】従って、前記のように、基板４上の各部で
の加速度の最大値を求めるためには、上記線ｆ上の各点
における加速度だけを考えれば良い。
【００４４】そこで、線ｆ上の各点を表すために、図６
に示すように、線ｆ上の点ｃと基板中心ａとの間の距離
をＬ［ｍ］とし、基板中心ａと回転中心ｂとの間の距離
をＲ［ｍ］とすると、線ｆ上の点ｃと回転中心ｂとの間
の距離（回転半径）は、√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）となる。図７
も参照。
【００４５】図７に示すように、線ｆ上の点ｃは、この
回転半径√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）にて、回転装置２２によっ
て、角加速度指令値ω′および角速度指令値ωで回転さ
せられている。それによって起立角θも変化する。そこ
で、これらの値から、基板上の点ｃで発生する、回転の
接線方向の加速度をＡT ［ｍ／ｓ2 ］、回転の遠心力に
よる加速度をＡC ［ｍ／ｓ2 ］とすると、両者は以下の
ように表される。
【００４６】
【数３】ＡT ＝√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω′ ＡC ＝√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω2
【００４７】従って、点ｃが受ける加速度を、ＡH およ
びＡV の方向に整理すると、重力加速度Ｇを考慮すれ
ば、次のようになる。
【００４８】
【数４】 ＡH ＝−ＡT ・cosθ＋ＡC ・sinθ−Ｇ・sinθ ＝−√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω′・cosθ＋√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω2 ・sinθ −Ｇ・sinθ ＡV ＝ＡT ・sinθ＋ＡC ・cosθ−Ｇ・cosθ ＝√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω′・sinθ＋√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω2 ・cosθ −Ｇ・cosθ
【００４９】基板保持中の各時点（例えば図１０中の時
点ｔ＝２からｔ＝２２までの各時点。以下同じ。各時点
の動作については、先に説明済み。）における、基板面
内での加速度ＡH およびＡV の最大値ＡHMおよびＡVMを
求めるにあたって、上記数４における距離Ｒは、装置の
構造（具体的には連結体２３等の長さ）によって決まる
固定値となる。また、各時点における角加速度指令値
ω′、角速度指令値ωおよび起立角指令値θも、各時点
ごとに、駆動制御装置２６からチャック駆動装置２０に
与えられる決まった値となる。
【００５０】従って、基板保持中の各時点での加速度Ａ
H およびＡV に対して、−ｒ≦Ｌ≦ｒとなる範囲で距離
Ｌを変化させて（ｒは基板４の半径）、その中での加速
度Ａ H およびＡV の最大値を上記加速度ＡHMおよびＡVM
として採用すれば良い。これを式で表すと次のとおりで
ある。
【００５１】
【数５】 ＡHM＝ｍａｘ（−ＡT ・cosθ＋ＡC ・sinθ−Ｇ・sinθ） ＝ｍａｘ｛−√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω′・cosθ＋√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω2 ・sinθ−Ｇ・sinθ｝ ＡVM＝ｍａｘ（ＡT ・sinθ＋ＡC ・cosθ−Ｇ・cosθ） ＝ｍａｘ｛√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω′・sinθ＋√（Ｌ2 ＋Ｒ2 ）・ω2 ・ cosθ−Ｇ・cosθ｝
【００５２】上記数２および数５に基づいて、静電チャ
ック６と基板４が上下方向に移動している場合、およ
び、静電チャック６と基板４が回転運動をしている場合
とに分けて、それぞれの場合の、即ち各時点ごとの、静
電チャック６に対して基板４を横滑りさせる方向の加速
度ＡH （回転の場合は基板面内での最大値ＡHM）、およ
び、静電チャック６に対して基板４を垂直に引き剥がす
方向の加速度ＡV （回転の場合は基板面内での最大値Ａ
VM）を求める。上記のような演算を、図２の例では、加
速度演算手段３２が行う。
【００５３】次に、このようにして求めた加速度ＡH お
よびＡV に基づいて、当該加速度Ａ H およびＡV に抗し
て静電チャック６が基板４を保持するために、静電チャ
ック６が発生させなければならない単位面積当たりの吸
着力Ｎ［ｋｇ・ｍ／（ｓ2 ・ｍ2 ）］を求める。これ
は、基板４の単位面積当たりの質量Ｍ［ｋｇ／ｃｍ2 ］
を用いて、次の（３）、（４）のようにして行う。
【００５４】（３）静電チャック６から基板４が横滑り
する方向については、基板４の単位面積当たりの部分が
加減速によって受ける力は、Ｍ・ＡH ［ｋｇ・ｍ／（ｓ
2 ・ｍ2 ）］となる。この力に抗する力は、吸着力Ｎが
基板４を静電チャック６に押し付けることによって発生
する静止摩擦力である。そこで、基板４と静電チャック
６との間の最大摩擦係数をμとすると、図８を参照し
て、次式を満たすような吸着力Ｎを発生させれば良い。
【００５５】
【数６】μ・Ｎ≧Ｍ・ＡH ゆえにＮ≧Ｍ・ＡH ／μ
【００５６】（４）静電チャック６から基板４を引き剥
がす方向については、発生する吸着力そのものが基板４
を剥がそうとする力に抗することができるので、図８を
参照して、次式を満たすような吸着力Ｎを発生させれば
良い。
【００５７】
【数７】Ｎ≧Ｍ・ＡV
【００５８】従って、静電チャック６が実際に発生させ
る吸着力Ｎとしては、数６および数７の両方を満たす値
を（即ち数６および数７で求めた吸着力Ｎの内の大きい
方を）採用すれば良い。そのような吸着力Ｎを、基板保
持中の各時点ごとに求める。このような吸着力Ｎによれ
ば、静電チャック６に基板４を、横滑り方向の加速度お
よび引き剥がし方向の加速度の両方に抗して、確実に吸
着保持することができると共に、不必要に大きな吸着力
を発生させずに済む。上記のような演算を、図２の例で
は、吸着力演算手段３４が行う。
【００５９】この吸着力Ｎの簡単な例を示すと、例え
ば、静電チャック６および基板４が水平状態で静止して
いる場合等の状態では、吸着力Ｎは０に近いような小さ
い値で良い。また、静電チャック６および基板４が垂直
状態（起立角θ＝９０°）にある場合は、数２から分か
るように横滑り方向の加速度ＡH が問題となるが、基板
４が重力と逆方向の加速度を受けている場合（例えば上
昇中の減速時または下降中の加速時。図１０のｔ＝１１
またはｔ＝１２参照）にも、加速度と重力加速度が相殺
されるため、吸着力Ｎは非常に小さい値で良い。
【００６０】次に、上記のようにして求めた各時点にお
ける吸着力Ｎに基づいて、静電チャック６がそのような
吸着力Ｎを発生するのに必要な各時点における吸着電圧
ＶCを求める。そのためには、例えば、予め静電チャッ
ク６の吸着力Ｎと吸着電圧Ｖ C と吸着時間ＴC との図９
のような関係を求めておき、この関係から、必要とする
吸着力Ｎに対して必要な吸着電圧ＶC を選べば良い。よ
り具体的には、図９の関係をテーブルのような形で吸着
制御装置３０内に記憶させておき、基板保持中の各時点
での吸着時間ＴC および必要吸着力Ｎをパラメータとし
て、それに対応する吸着電圧ＶC を算出すれば良い。必
要に応じて補間演算を行っても良い。上記のような演算
を、図２の例では、吸着電圧演算手段３６が行う。
【００６１】なお、図９に示す吸着力Ｎの単位は［ｇｗ
／ｃｍ2 ］であるが、これと前記吸着力Ｎの単位［ｋｇ
・ｍ／（ｓ2 ・ｍ2 ）］とは、次式によって相互に換算
することができる。
【００６２】
【数８】１［ｇｗ／ｃｍ2 ］＝９．８×１０-3［ｋｇ・
ｍ／（ｓ2 ・ｍ2 ）］
【００６３】そして、吸着電源１４を制御して、上記の
ようにして求めた各時点の吸着電圧ＶC を当該吸着電源
１４から発生させ、それを静電チャック６に印加する。
このような制御を、図２の例では、電源制御手段３８が
行う。
【００６４】上記のようにして求めた、各時点での必要
吸着力Ｎの例を図１０中にグラフｍで示し、それに応じ
て発生させる吸着電圧ＶC の例を図１０中にグラフｉで
示す。吸着力は吸着時間ＴC に応じても変化するため、
必要吸着力Ｎのグラフｍと吸着電圧ＶC のグラフｉと
は、良く似た傾向になるけれども、完全な比例関係には
ない。なお、図１０中には、各時点での、基板４に対す
る横滑り方向の加速度Ａ H から見た必要吸着力成分ｊ
と、引き剥がし方向の加速度ＡV から見た必要吸着力成
分ｋとを併せて示しており、この両者の大きい方の値を
結んだのが、上記必要吸着力Ｎのグラフｍである。
【００６５】この図１０のグラフｇ（従来技術）、グラ
フｈ（先行技術）およびグラフｉ（実施例）を比べれば
分かるように、実施例の場合の吸着電圧ＶC の時間積分
値は、即ち前述した吸着電圧印加量Ｑは、従来技術およ
び先行技術に比べてかなり小さくなる。
【００６６】即ち、上記実施例によれば、基板保持中の
各時点において、その時々に必要な吸着力Ｎを静電チャ
ック６が発生するように吸着電圧ＶC を変化させるの
で、静電チャック６に不必要に大きな吸着電圧ＶC を印
加せずに済む。従って、静電チャック６が機械的に動く
場合でも、基板４を確実に吸着保持することができる。
しかも、余分な吸着電圧印加量を極力減らして、静電チ
ャック６への吸着電圧印加量Ｑを効果的に低減すること
ができる。その結果、静電チャック６における残留電荷
を効果的に低減し、ひいては残留吸着力を効果的に低減
することができるので、静電チャック６からの基板４の
離脱がより容易になる。
【００６７】なお、静電チャック６の機械的な動きによ
って保持中の基板４が受ける前記各時点における加速度
は、より具体的には前述した横滑り方向の加速度ＡH お
よび引き剥がし方向の加速度ＡV は、上記例のように駆
動制御装置２６からの指令情報に基づいて算出する代わ
りに、図１１に示す例のように、静電チャック６に加速
度センサ４０を取り付けておいて、この加速度センサ４
０によって前記各時点における上記加速度ＡH およびＡ
V を検出するようにしても良い。そのようにする場合の
吸着制御装置３０は、当該検出した加速度ＡH およびＡ
V を用いて、上記と同様にして、前記各時点における基
板保持に必要な吸着力Ｎを求め、その吸着力Ｎを静電チ
ャック６が発生するように、吸着電源１４から出力する
吸着電圧ＶC を当該求めた吸着力Ｎに応じて変化させ
る。
【００６８】この発明は、上記例のような双極型の静電
チャック６に限られるものではなく、電極が一つの単極
型の静電チャックにも勿論適用することができる。その
場合は、吸着電源１４も、正または負のいずれか一方の
吸着電圧ＶC を出力する単極出力型のもので良い。
【００６９】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、基板保
持中の各時点において、その時々に必要な吸着力を静電
チャックが発生するように吸着電圧を変化させるので、
静電チャックに不必要に大きな吸着電圧を印加せずに済
む。従って、静電チャックが機械的に動く場合でも、基
板を確実に吸着保持することができる。しかも、余分な
吸着電圧印加量を極力減らして、静電チャックへの吸着
電圧印加量を効果的に低減することができる。その結
果、静電チャックにおける残留電荷を効果的に低減し、
ひいては残留吸着力を効果的に低減することができるの
で、静電チャックからの基板の離脱がより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る基板保持方法を実施する基板保
持装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１中の吸着制御装置の構成の一例を示す図で
ある。
【図３】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図４】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図５】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図６】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図７】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図８】図１中の静電チャックに保持された基板に作用
する力を説明するための図である。
【図９】図１中の静電チャックにおける吸着電圧、吸着
時間および吸着力との関係の例を示す図である。
【図１０】図１等の基板保持装置の動作内容と、各時点
における吸着力および吸着電圧の例を示す図である。
【図１１】この発明に係る基板保持方法を実施する基板
保持装置の他の例を示す概略図である。
【図１２】基板保持装置の基本構成の一例を示す図であ
る。
【図１３】従来の基板保持装置の一例を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
４ 基板 ６ 静電チャック １４ 吸着電源 ２０ チャック駆動装置 ２２ 回転装置 ２４ 昇降装置 ２６ 駆動制御装置 ３０ 吸着制御装置 ３２ 加速度演算手段 ３４ 吸着力演算手段 ３６ 吸着電圧演算手段 ３８ 電源制御手段 ４０ 加速度センサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁体内に電極を有していて、基板を静
    電気によって吸着して保持する静電チャックと、この静
    電チャックに直流の吸着電圧を印加する吸着電源とを備
    える基板保持装置において、 前記静電チャックの機械的な動きによって保持中の基板
    が受ける加速度に基づいて、基板保持中の各時点におけ
    る基板保持に必要な吸着力を求め、当該求めた吸着力を
    前記静電チャックが発生するように、前記吸着電源から
    出力する吸着電圧を当該求めた吸着力に応じて変化させ
    ることを特徴とする基板保持方法。
  2. 【請求項２】 絶縁体内に電極を有していて、基板を静
    電気によって吸着して保持する静電チャックと、この静
    電チャックに直流の吸着電圧を印加する吸着電源とを備
    える基板保持装置において、 前記静電チャックの機械的な動きによって保持中の基板
    が受ける加速度に基づいて、基板保持中の各時点におけ
    る基板保持に必要な吸着力を求め、当該求めた吸着力を
    前記静電チャックが発生するように、前記吸着電源から
    出力する吸着電圧を当該求めた吸着力に応じて変化させ
    る吸着制御装置を備えていることを特徴とする基板保持
    装置。
  3. 【請求項３】 絶縁体内に電極を有していて、基板を静
    電気によって吸着して保持する静電チャックと、この静
    電チャックに直流の吸着電圧を印加する吸着電源と、前
    記静電チャックを機械的に駆動するチャック駆動装置
    と、このチャック駆動装置に指令情報を与えて当該チャ
    ック駆動装置の動きを制御する駆動制御装置とを備える
    基板保持装置において、 前記駆動制御装置から前記チャック駆動装置に与える指
    令情報に基づいて、前記静電チャックの機械的な動きに
    よって基板が受ける基板保持中の各時点における加速度
    を求め、当該求めた加速度に基づいて、前記各時点にお
    ける基板保持に必要な吸着力を求め、当該求めた吸着力
    を前記静電チャックが発生するように、前記吸着電源か
    ら出力する吸着電圧を当該求めた吸着力に応じて変化さ
    せることを特徴とする基板保持方法。
  4. 【請求項４】 絶縁体内に電極を有していて、基板を静
    電気によって吸着して保持する静電チャックと、この静
    電チャックに直流の吸着電圧を印加する吸着電源と、前
    記静電チャックを機械的に駆動するチャック駆動装置
    と、このチャック駆動装置に指令情報を与えて当該チャ
    ック駆動装置の動きを制御する駆動制御装置とを備える
    基板保持装置において、 前記駆動制御装置から前記チャック駆動装置に与える指
    令情報に基づいて、前記静電チャックの機械的な動きに
    よって基板が受ける基板保持中の各時点における加速度
    を求め、当該求めた加速度に基づいて、前記各時点にお
    ける基板保持に必要な吸着力を求め、当該求めた吸着力
    を前記静電チャックが発生するように、前記吸着電源か
    ら出力する吸着電圧を当該求めた吸着力に応じて変化さ
    せる吸着制御装置を備えていることを特徴とする基板保
    持装置。
  5. 【請求項５】 絶縁体内に電極を有していて、基板を静
    電気によって吸着して保持する静電チャックと、この静
    電チャックに直流の吸着電圧を印加する吸着電源と、前
    記静電チャックを機械的に駆動するチャック駆動装置
    と、このチャック駆動装置に指令情報を与えて当該チャ
    ック駆動装置の動きを制御する駆動制御装置とを備える
    基板保持装置において、 前記吸着電源から出力する吸着電圧を制御する吸着制御
    装置を備えており、しかもこの吸着制御装置は、 前記静電チャックの機械的な動きによって基板が受ける
    基板保持中の各時点における加速度を、前記駆動制御装
    置から前記チャック駆動装置に与える指令情報に基づい
    て演算する加速度演算手段と、 この加速度演算手段で求めた加速度に抗して基板を保持
    するのに必要な前記各時点における吸着力を演算する吸
    着力演算手段と、 この吸着力演算手段で求めた吸着力を前記静電チャック
    が発生するのに必要な前記各時点における吸着電圧を演
    算する吸着電圧演算手段と、 この吸着電圧演算手段で求めた吸着電圧を前記吸着電源
    から発生させる制御を行う電源制御手段とを有してい
    る、ことを特徴とする基板保持装置。
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