JP3843494B2 - 基板保持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板にイオンビームを照射して当該基板にイオン注入等の処理を施す際に当該基板を保持するものであって、双極型の静電チャックを用いた基板保持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の基板保持装置の従来例を図2に示す。この基板保持装置は、イオンビーム2が照射される基板(例えばウェーハ)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、即ち正電極10および負電極12に互いに逆極性の直流電圧+Vおよび−Vをそれぞれ印加するチャック電源14とを備えている。静電チャック6は通常は支持台13に支持されている。支持台13内には通常は冷媒が通される。
【0003】
静電チャック6は、例えばセラミックのような絶縁物8内の表面近くに、例えば共に半円形をした正電極10および負電極12が相対向して円形を成すように埋め込まれている。
【0004】
チャック電源14は、上記電圧+Vを出力する正電源16と、上記電圧−Vを出力する負電源18から成る。
【0005】
チャック電源14から静電チャック6に上記電圧を印加すると、基板4と電極10、12間に正負の電荷が溜まり、その間に働くクーロン力によって基板4が吸着保持される。その状態で、基板4にイオンビーム2を照射してイオン注入等の処理を施すことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記基板4は、静電チャック6の絶縁物8上に保持されているため、接地されておらず、浮遊電位にある。ところがイオンビーム2は、それを構成するイオンの正電荷によって、接地電位に対して正の電位(これはビームポテンシャルと呼ばれる)となる。従って、このようなイオンビーム2が照射される基板4の表面の電位は、このビームポテンシャルによって、正に上がる。
【0007】
このイオンビーム照射時の基板表面の電位を+VS とすると、基板4と正電極10間に印加される電圧の大きさは|V−VS |となり、基板4と負電極12間に印加される電圧の大きさは|−V−VS |となり、両者は違った値になる。より具体的には、前者の方が後者よりも2VS だけ小さい値になる。その結果、基板4に対する吸着力は、正電極10側よりも負電極12側の方が大きくなり、吸着力の大きい方が基板4と静電チャック6間の熱伝導が良くて冷却性能が良くなるので、基板4に対する冷却性能がアンバランスになり、基板面内の温度分布が不均一になる。
【0008】
そこでこの発明は、上記のような双極型の静電チャックにおいてイオンビーム照射時の基板表面の電位によって吸着力にアンバランスが生じるのを防止して、基板面内の温度分布の均一化を図ることを主たる目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明の基板保持装置は、正電圧が印加される正電極および負電圧が印加される負電極を有していて、イオンビームが照射される基板を静電気によって吸着する双極型の静電チャックと、この静電チャックの正電極および負電極に正の直流電圧および負の直流電圧をそれぞれ印加するチャック電源とを備える基板保持装置において、前記チャック電源は、静電チャックの正電極に対して、所定の大きさの正電圧(+V)に、イオンビーム照射時の基板表面の電位を相殺する正の調整電圧(+V A )を加算して成る正の直流電圧(V+V A )を印加し、かつ静電チャックの負電極に対して、前記正電圧と絶対値が等しい負電圧(−V)に、イオンビーム照射時の基板表面の電位を相殺する正の調整電圧(+V A )を加算して成る負の直流電圧(−V+V A )を印加するものであることを特徴とする。
【0010】
上記構成によれば、イオンビーム照射時に基板表面の電位が上がることによって、当該基板と静電チャックの二つの電極間にそれぞれ印加される電圧の大きさは、互いにほぼ等しくなり、従って吸着力もほぼ等しくなる。その結果、基板面内の温度分布の均一化を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明に係る基板保持装置の一例を示す図である。図2の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。
【0012】
この実施例の基板保持装置は、従来例のチャック電源14に相当するものであって、正電源16aおよび負電源18aから成るチャック電源14aを備えている。
【0013】
そしてこのチャック電源14aから前述した静電チャック6の正電極10および負電極12に、イオンビーム照射時の基板表面の前記電位+VS を相殺する調整電圧VA を加味した電圧をそれぞれ印加するようにしている。即ち、正電極10には正電源16aからV+V A なる電圧を、負電極12には負電源18aから−V+V A なる電圧を、それぞれ印加するようにしている。この調整電圧VA の大きさは、上記電位VS にほぼ等しくする。イオンビーム照射時の上記電位VS の値は、例えば、基板表面の電位を計測する表面電位計等によって予め求めておく。
【0014】
上記電圧Vの大きさは、例えば300V〜500V程度であり、上記電位VS および上記調整電圧VA の大きさは、例えば数十V〜300V程度である。電位VS は、例えばイオンビーム2が残留ガス粒子と電離衝突することによって生じる電子が多くて中和作用が大きい場合は低くなり、当該電子が少なくて中和作用が小さい場合は高くなる。
【0015】
上記のように構成した結果、イオンビーム照射時に基板4の電位が+VS に上がることによって、この電位+VS が上記調整電圧VA によって相殺されるので、基板4と正電極10間に印加される電圧の大きさは|V+VA −VS |≒|V|となり、基板4と負電極12間に印加される電圧の大きさは|−V+VA −VS |≒|V|となり、互いにほぼ等しくなる。従って基板4に対する吸着力も、正電極10側と負電極12側とで互いにほぼ等しくなる。その結果、基板4に対する冷却性能が正電極10側と負電極12側とで互いにほぼ等しくなるので、イオンビーム照射に伴って基板4に温度上昇があっても、基板面内の温度分布を均一化することができる。
【0016】
このことは、換言すれば、基板面内の温度が偏って大きく上昇するのを防止することができることであり、その結果、基板の許容上限温度を一定とした場合、ビーム量を大きくして基板4を処理することが可能になり、スループットを向上させることができる。
【0017】
なお、正電源16a側から出力する電圧と負電源18a側から出力する電圧とに、等量の調整電圧VA を加算するのが簡便であるが、必ずしもこれにこだわる必要はない。例えば、イオンビーム2のビーム電流密度分布のアンバランス等によって、基板表面の電位VS が、正電極10の上部側と負電極12の上部側とで大きく異なる場合は、その異なる電位VS にほぼ等しい調整電圧VA をそれぞれ加算して出力するようにしても良い。
【0018】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、チャック電源から静電チャックに印加する電圧を上記のようにしたので、イオンビーム照射時に基板表面の電位が上がることによって、当該基板と静電チャックの二つの電極間にそれぞれ印加される電圧の大きさが互いにほぼ等しくなり、従って吸着力もほぼ等しくなる。その結果、基板面内の温度分布の均一化を図ることができる。その結果、イオンビーム量を大きくして基板処理のスループットを向上させることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る基板保持装置の一例を示す図である。
【図2】従来の基板保持装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
2 イオンビーム
4 基板
6 静電チャック
8 絶縁物
10 正電極
12 負電極
14a チャック電源
16a 正電源
18a 負電源
Claims (1)
- 正電圧が印加される正電極および負電圧が印加される負電極を有していて、イオンビームが照射される基板を静電気によって吸着する双極型の静電チャックと、この静電チャックの正電極および負電極に正の直流電圧および負の直流電圧をそれぞれ印加するチャック電源とを備える基板保持装置において、前記チャック電源は、静電チャックの正電極に対して、所定の大きさの正電圧(+V)に、イオンビーム照射時の基板表面の電位を相殺する正の調整電圧(+V A )を加算して成る正の直流電圧(V+V A )を印加し、かつ静電チャックの負電極に対して、前記正電圧と絶対値が等しい負電圧(−V)に、イオンビーム照射時の基板表面の電位を相殺する正の調整電圧(+V A )を加算して成る負の直流電圧(−V+V A )を印加するものであることを特徴とする基板保持装置。
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JP20133396A Expired - Fee Related JP3843494B2 (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 基板保持装置 |
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