JPH0729968A - 改良された静電チヤック - Google Patents

改良された静電チヤック

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JPH0729968A
JPH0729968A JP12390792A JP12390792A JPH0729968A JP H0729968 A JPH0729968 A JP H0729968A JP 12390792 A JP12390792 A JP 12390792A JP 12390792 A JP12390792 A JP 12390792A JP H0729968 A JPH0729968 A JP H0729968A
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JP12390792A
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Christopher M Horwitz
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 たとえば真空スパッタリングなどの処理作業
のために半導体ウエハーその他の材料を保持するための
静電保持装置において、残留静電荷が装置の表面に蓄積
してウエハーを保持し、処理が完了した時にウエハーを
解放する妨げとなる問題を解消する。 【構成】 残留静電荷の少なくとも大部分の保持効果を
取消し、それによってウエハーを解除できるようにする
ために、静電チャックに印加すべき励振電圧の値を決定
する。 解放できるようにするために印加すべき励振電
圧の値は、励振電圧を変化させながらウエハーの運動を
監視することにより決定される。 ウエハーの運動はウ
エハーが本体により保持されているか、否かを示すこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、一般的には材料取扱の分野に関
し、特に真空スパッタリングおよびそれに関連する作業
（たとえばエッチング作業所へのウエハー輸送）におけ
る半導体ウエハー、その他の材料を保持するための静電
保持装置に関する。 また、本発明は、そのような作業
およびそれに関連する作業における半導体ウエハーおよ
び他の材料を静電気により保持する方法にも関する。
【０００２】半導体工業では、各種の処理機械の内部で
結晶ウエハーを固定し輸送する必要がある。 ウエハー
は片面に複雑なパターンが形成されており、その面に接
触すると損傷を受けることがある。 その上、ウエハー
面への接触により結晶が削り取られることがあり、その
ためにパターン形成した表面上に汚れの粒子が生じるだ
けではなく、後になってウエハーの破損を引き起こすこ
ともある。 そのために、多くの後面接触によるウエハ
ー輸送方法が開発されている（たとえば、ＰＨシンガ
ー，「フロント−エンド オートメーションにおけるウ
エハー輸送の役割」，セミコンダクター インターナシ
ョナル，１９８３年，６９〜６５頁参照）が、それらの
どれも、重力および摩擦力に頼っているために、ウエハ
ーを水平面から離して移動させることができない。
【０００３】イオン埋込みまたは高速ドライエッチング
のような、真空中でウエハーを固定する必要がある用途
では、ウエハーの後面にかかる冷却ガス圧力に対抗する
ために、機械的クランプまたは静電気力に依存してい
る。
【０００４】半導体ウエハーを保持するための静電気的
方法は、静電クランプがパターン形成した半導体ウエハ
ーの傷つきやすい前面に接触せずに操作できるために、
長年の間研究されている。 そのような使用方法の例
は、つぎのとおりである。
【０００５】− ＷＲリベセイ，「電子射出機構におけ
るターゲット支持のための方法および装置」，アメリカ
特許第３，９８３，４０１号，１９７６年９月２８日 − Ｙ． サキタニ，Ｙ．ミナミカワ，「試料支持装
置」，アメリカ特許第４，５２０，４２１号，１９８５
年５月２８日 − Ｎ． アベ，「ドライエッチングの方法および装
置、およびそこで使用する静電チャッキング装置」，ア
メリカ特許第４，３８４，９１８号，１９８３年５月２
４日 − Ｈ． オオシオ，「静電チャック」，日本特許ＪＰ
１１７４９３／８４，ヨーロッパ特許出願８５１０９５
１４．１，１９８５年７月２９日提出，ＥＰ０１７１０
１１Ａ２，日本特許６１−２６０９４９０，１９８６年
１１月１９日 − Ａ．Ｐ． ニューカーマンズ，Ｇ．Ｊ． シダー
ル，ＪＷフランクリン，「チャック」，イギリス特許出
願ＧＢ２１４９６９７Ａ，出願Ｎｏ．８４２７５４４，
１９８４年１０月３１日提出、およびアメリカ特許第出
願５４７８１１，１９８３年１１月１日号 − Ｕ． ベルグナー，「静電チャック」，イギリス特
許出願ＧＢ２０５００６４Ａ，出願Ｎｏ．８０１３７２
６，１９８０年４月２５日 − Ｔ． トウジョウ，Ｉ． モリ，Ｓ． サノ，「静
電チャックプレート」，アメリカ特許第４，４８０，２
８４号，１９８４年１０月３０日 − Ｉ．Ｈ． レウィン，ＭＪプルマー，Ｒワード，
「静電チャック」，アメリカ特許第４，５０２，０９４
号，１９８５年２月２６日 − Ｗ．Ａ． エッケス，Ｒ．Ｈ． ローデス，Ｊ．
Ｗ． ボレイター，Ｊ．Ｃ．ウィースナー，Ｃ．Ｅ．
シェパード，「静電カセット」，アメリカ特許第４，４
１２，１３３号，１９８３年１０月２５日 しかし、そのような静電装置の前（把持）表面への電荷
移動は多くの問題を引き起こし、それについて多くの解
決策が試みられている。 把持作用を部分的に無効にす
るような極性を伴う電荷が、把持装置の前面に生じる。
そのような電荷は、印加された把持電位が除去された
後も残り、研磨した物体で把持表面を機械的に摩擦する
ことにより、または把持した物体を除去した後、イオン
化装置にさらすことにより除去できる。
【０００６】電荷移動の問題を述べている、静電学の使
用に関する最初の文献の一つは、ジョージ Ａ．ウォー
ドリー，「電子線微細加工のための静電ウエハーチャッ
ク」，Ｒｅｖ． Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．，４４巻，
Ｎｏ．１０，１９７３年１０月，１５０６〜１５０９頁
である。 この文献では、マイカ絶縁体がシリコンウエ
ハーを吸引支持電極から分離している。 マイカ絶縁体
の前面への電荷移動を真空中および各種の雰囲気中で測
定し、ウエハーをマイカ表面に引き降ろす距離に換算し
て定量している。 完全に引き降ろすためには（すなわ
ち装置の把持表面に対する電荷移動に対抗するには）、
変動する励振電圧が必要であり、その必要な振動の周波
数は周囲ガス本来の導電性とともに増加することがわか
っている。 そのような変動する励振電圧は、容量性帯
電効果によりウエハー内に電流のながれを誘発し、ウォ
ードリーが使用した正方形波形は波形移行でとくに高い
移行電流を生じる。 これらの電流はシリコンウエハー
内に電圧を生じ、ウエハー上のデバイスを破壊すること
がある。
【０００７】よりゆるやかな波形（たとえば正弦波）を
使用すると、その結果生じるウエハー振動が不減衰条件
下で結晶ウエハー、とくに縁部に僅かな欠陥のあるウエ
ハーを弱くし、破損させることがある。 また、半サイ
クルごとにウエハーが短時間保持されないことになり、
ガス圧、遠心力および慣性／重力などの他の力の影響で
移動する可能性がある。
【０００８】他の研究者は、印加された電圧が除去され
ても力が維持されるので、電荷の漏れを特許請求してい
る。
【０００９】− Ｖ． ディ ミリア，Ｊ．Ｒ． マル
ドナド，Ｊ．Ｌ． スパイデル，Ｊ．Ｍ． ワリスモン
ト，「微小回路平版印刷で形成された静電または真空ピ
ンチャック」，アメリカ特許第４，５５１，１９２号，
１９８５年１１月５日 − Ｉ．Ｈ． レウィン，「静電チャック装荷」，アメ
リカ特許第４，５５４，６１１号，１９８５年１１月１
９日 しかし、ほとんどの研究者は、電荷の保持により装置の
運転効率が非常に下がり、保持表面からウエハーを機械
的に除去することによりウエハーが好ましくない衝撃、
破損および粒子形成の危険にさらされることを認めてい
る。
【００１０】静電装置の前絶縁表面上に形成された電荷
を消すために、各種の交流電圧方法が使用されている
が、上記ウォードリーの研究以外の、交流励振装置を始
めとする特許文献に記載されている研究の例としては、 − 日本特許６０−１１０１３３，１９８５年６月１５
日、 − 日本特許６１−２７００４６，１９８６年１１月２
９日、 − Ｃ．Ｍ． ホーウィッツ，Ｓ． ボロンケイ，「交
流電界励振を使用する静電チャック」，オーストラリア
特許出願ＰＩ１７６６，１９８７年５月６日，およびＰ
ＣＴ／ＡＵ８８／００１３３がある。
【００１１】そのような交流電界励振は表面電荷の値を
低下させることができるが、そのような低下速度は、表
面電荷移動の速度、およびウエハーの傷つきやすい前表
面上に過剰な電圧を含むことなく、ウエハーの後面上で
電圧を変えることができる速度の両方により制限され
る。 一般に、そのような制限により、解放時間が２〜
４秒間になる。 この時間は、一般的なロボットを使用
する取扱装置においては遅過ぎる。 その上、低周波数
交流励振を使用する解放サイクルの間に前表面の放電を
急速に行なうことができないので、僅かな力が明らかに
残留することがある。 そのような残留力により、ウエ
ハーが予期できない時期に、予期できない方向に、ホル
ダーからずれることがある。 ウエハーが静電ホルダー
から機械的に引き離される場合、ウエハーが破損するこ
ともある。
【００１２】したがって、ウエハーまたは他の材料を必
要なときには静電気的に強力に保持することができ、そ
の静電気的に保持されたウエハーまたは他の材料を容易
に解放できるようにするための、改良された方法および
装置が必要とされている。
【００１３】第一の特徴から、本発明は、残留静電荷に
より保持装置に静電気的に保持されている物体を、その
物体に対する残留静電荷の保持作用を無効にするように
保持装置に電圧をかけることにより、解放しやすくする
方法を提供する。
【００１４】この保持装置は、好ましくは、たとえば半
導体ウエハーでよい物体を保持装置に保持するために、
その保持装置の表面で保持力を発生させるために、励振
電圧を印加することができる電極を有する。
【００１５】本発明の方法は、好ましくは、保持装置に
物体を保持している残留電荷の作用を無効にするために
電極に印加する必要がある励振電圧の値を決定し、次い
でその励振電圧を印加して物体を解放する工程を含む。
【００１６】この励振電圧値は、好ましくは保持されて
いる物体の運動を監視することにより決定するが、この
運動は励振電圧の変化により変化する傾向がある。 運
動の変化は、物体を解放するために電極に印加すべき最
適励振電圧を決定するのに使用することができる。 こ
の最適励振電圧が決定されれば、それを電極に印加して
物体を解放することができる。
【００１７】第一の好ましい実施形態では、物体の運動
を引き起こす電圧信号を電極に印加するが、その運動は
電極に印加する励振電圧により変化する。 物体の運動
が電圧信号の基本周波数（第一調波）の最低水準、また
は第二調波の最高を示していれば、これは物体を解放す
るための最適時間であり、その時の励振電圧が最適解放
電圧である（電圧信号に関して運動の反転になるので、
装置上の残留電圧の大部分を無効にする）。 相反転の
この点は、解放点を決定するために決定することができ
る。 第二の実施形態では、物体の解放に向けて励振電
圧を減少させる時に、把持力の下で物体が屈曲すること
による物体の運動を監視する。 励振電圧が減少する時
に、解放が起り、物体が移動する点が来る。 続いて励
振電圧をこの解放電圧値に戻して物体を解放することが
できる。
【００１８】それぞれの場合、物体を保持するために印
加される励振電圧はＤＣ励振電圧である。 ＤＣ励振電
圧の極性は、好ましくは各「保持」サイクルの後反転さ
せる。 すなわち、物体を処理のために保持し、次いで
解放した後、ＤＣ励振電圧を次に保持すべき物体に対し
て反転させる。 これによって、長期間に渡って保持装
置に残留電荷が蓄積するのを防止する。
【００１９】本発明はさらに、静電気保持装置により物
体を静電気的に把持し、解放する方法において、その物
体を把持するために、その保持装置内に取り付けた電極
に励振電圧を印加すること、その物体を解放させる励振
電圧値を決定するために、励振電圧を変化させる時にそ
の物体の運動を監視すること、およびその物体を解放で
きるようにするために、励振電圧をその値に合わせるこ
とからなる方法を提供する。
【００２０】第一の好ましい実施形態において、本発明
の第一の特徴に関して上に記載したように、電圧信号を
励振電圧に重ね合わせて、物体の振動運動を引き起こ
す。励振電圧を変化させながらこの運動を監視し、電圧
信号に対して運動の相反転に相当する最小の運動が起こ
る点が、物体を解放できる点である。
【００２１】別の好ましい実施形態では、本発明の第一
の特徴に関して上に記載したように、振動を引き起こす
ために電圧を印加しないが、励振電圧を変化させながら
物体の運動を監視することにより、物体が解放される励
振電圧値を決定し、この励振電圧が解放を可能にする電
圧である。
【００２２】物体は、好ましくは、たとえば真空中でイ
オン衝突、スパッタリング等により処理し、したがって
真空中で取付け装置、たとえば「静電チャック」に取り
付ける必要がある半導体ウエハーである。
【００２３】印加する励振電圧は、好ましくはＤＣ電圧
であり、その極性は各「保持サイクル」の後に反転さ
せ、長期間に渡って残留電荷が蓄積するのを防ぐ。
【００２４】さらに、本発明は、物体を静電気的に保持
するための装置において、その物体に接触させるための
表面を有する保持装置、電極およびその電極に励振電圧
を印加してその物体をその表面に静電気的に把持するた
めの手段、および物体を解放できるようにするためにそ
の電極に印加すべき励振電圧値を決定するための手段か
らなる装置を提供する。
【００２５】決定するための手段は、好ましくは、励振
電圧を変化させる時に物体の運動を監視するための手段
を含む。
【００２６】好ましい実施形態では、物体の振動運動を
引き起こすために、励振電圧上に電圧信号を印加するた
めの手段を備えている。 この運動を励振電圧を変化さ
せながら監視し、電圧信号に対して運動の相反転の点に
相当する、最小の基本（第一調波）運動が起こる点が、
物体を解放できる点である。
【００２７】もう一つの好ましい実施形態では、物体が
解放される励振電圧を、物体の運動を監視することによ
り決定し、励振電圧をこの値に合わせて物体を解放する
ことができる。 この実施形態では、電圧信号を励振電
圧に重ね合わせて運動を引き起こす必要がない。
【００２８】保持装置および(または)物体の表面は、励
振電圧を変化させた時に物体が動きやすい形状にするの
が有利である。 物体が半導体ウエハーである場合、あ
る点でウエハーが保持装置の表面と接触しないように、
ウエハーが僅かな曲率を有する、および(または)保持装
置の表面が隆起させることができる。 励振電圧を印加
することにより、ウエハーが把持される時および解放さ
れる時に、ウエハーが変形する。 電圧信号を印加する
ことにより、ウエハーの振動を引き起こす。
【００２９】たとえば、表面が隆起または段差により取
り囲まれ、その上にウエハーの縁部を載せ、保持装置表
面の残りの部分に向かってウエハーが引き付けられる場
合に、変形が起こる。
【００３０】変形および振動は、ウエハーの欠陥や亀裂
を生じるほど大きくならないように注意する。
【００３１】保持装置中の把持表面の近くに、ただし絶
縁層によりその表面から分離して、２個の「把持」電極
を備えることが好ましい。 各電極に反対極性の励振電
圧を印加する。
【００３２】保持装置のための基準電位を与えるため
に、別の基準電極を備えることも好ましい。
【００３３】本発明はさらに、保持装置により静電気的
に保持されている物体の運動を監視する方法において、
保持装置内の電極に電圧信号を印加すること、物体およ
び保持装置内の電極を通して結合した戻り信号を受信す
ること、および戻り信号を処理して物体の運動を表示す
ることからなる方法を提供する。
【００３４】この信号は、好ましくは無線周波数信号で
ある。
【００３５】さらに別の特徴から、本発明は、静電気的
に把持されている物体の運動を監視するための装置にお
いて、物体を把持するための表面を有する保持装置、第
一および第二の把持電極および物体を把持する目的で各
電極に励振電圧を印加するための手段、第一電極に電圧
信号を印加するための手段、物体および第二電極を通し
て結合された戻り信号を受信するための手段、およびそ
の戻り信号を処理して物体の運動を表示するための手段
からなる装置を提供する。
【００３６】電圧信号は、好ましくは無線周波数信号で
ある。
【００３７】本発明の長所は、処理のために静電気手段
により保持されている半導体ウエハーを、保持装置上で
ウエハーを把持することになる残留電荷の少なくとも大
部分を無効にするための励振電圧値を決定することによ
り、完全に解放できることである。
【００３８】別の長所は、本発明により、半導体ウエハ
ー表面上の回路を保護しながら、静電気保持装置の運転
速度を増加できることである。 本発明では、ウエハー
の保持および解放の際に徐々に変化するＤＣ励振電圧を
使用しているので、先行技術にみられるＡＣ励振電流の
場合と異なり、半導体ウエハーの回路における破損を引
き起こすことがある瞬間的な電流を最小に抑えている。
【００３９】もう一つの長所は、ＤＣ励振電圧が各サイ
クルごとに適切に反転するので、把持サイクルを連続し
て行なっても、把持動作が低下することはない。
【００４０】以下に、添付の図面を参照しながら、実施
例により本発明の特徴および長所を説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】図１および２に関して、本発明の実施形態
による装置および方法を、以下に全体的に説明する。
【００４２】半導体ウエハーを処理（たとえば真空中に
おけるイオン爆撃）している間、そのウエハーを支持す
るための静電チャックは、絶縁体１４（これは石英でよ
い）、取付け励振電極１２および１３、および遮蔽また
は基準電極１１を含む。 図１および２において、チャ
ックは断面輪郭で示してある。 無論、チャックはどの
ような所望の形状でもよいが、半導体ウエハーの一般的
な形状に適合するように、円板状が好ましい。
【００４３】チャックの外側上表面１６の周囲に隆起部
または段差１５を形成するとよい。電極１２および１３
に励振電圧を印加すると、チャックの近くにある半導体
ウエハー１０がチャックの表面１６に把治される。 こ
の把持作用と隆起１５により、ウエハーが表面１６に向
かって引き付けられる時に、図１および２に示すよう
に、ウエハーが変形する。 チャックおよび隆起１５
は、ウエハー１０の変形がウエハー１０に過度の応力を
引き起こさないような寸法を有する。
【００４４】ここで注意すべきは、半導体ウエハーは一
般的に固有の曲がりを有していることである。 つま
り、チャック表面は平らでも、本発明によるウエハーの
運動が可能である。 したがって、チャック表面は図２
に示す「段差」を有する代わりに平面であってもよい。
【００４５】接地しても、あるいは無線周波数発電機の
ようなウエハー処理エネルギー源に接続してもよい遮蔽
電極１１は、基準電極として作用し、必要であればウエ
ハーにエネルギーを連結することができる。 把持電極
１２、１３上の励振電圧が遮蔽電極に対して釣り合って
いれば、ウエハー１０は遮蔽電極１１と同じ電圧に留ま
る傾向がある（我々の以前に公開された特許出願ＰＣＴ
／ＡＵ８８／００１３３参照）。
【００４６】半導体ウエハーを処理する場合、電流がウ
エハーを通りプラズマ放電中に通過することにより、イ
オンがチャック上に保持されているウエハーの表面に対
して加速されることが多い。 そのような場合、静電励
振電極上にＲＦが現われ、フィルターネットワークによ
り、励振エレクトロニクスをＲＦによる過熱から保護す
る必要がある。 しかし、過去において、電極の一つに
接触させることにより、および容量性カップリングを使
用してＲＦを他の電極に伝導させることは非常に困難で
あったので、工業界で試みられた静電チャックの大部分
は、ただ一個の静電励振電極だけを使用していた。 遮
蔽電極１１は、ここに記載する実施形態では、そこに接
続されたＲＦを有することができる。 この後部電極
は、両励振電極と（容量的に）等しく接触しており、し
たがってウエハーと等しく接触しており、その結果ウエ
ハー表面を横切ってＲＦ信号が均一に印加される。
【００４７】前文に記載するように、図１および２に示
す様なチャックに保持された半導体ウエハー１０を処理
する際、電極１２および１３により与えられる静電力に
よる残留電荷がチャックの表面１６上に蓄積することが
ある。 電荷移動は、チャックと半導体ウエハーとの間
の空間で使用されるガスを経由して起こることがあり、
また、絶縁材料１４を介して起こることもある。 先行
技術のチャックでは、励振電圧を電極から除去した時
に、表面１６上の残留電荷によりウエハー１０の除去が
妨害される。 これによって処理が困難になる。 本発
明では、励振電圧の値を決定し、それを電極１２および
１３に印加することにより、表面１６上に残留電荷が蓄
積されていてもいなくても、妨害なくウエハー１０を除
去することができる。 励振電圧は、残留電荷蓄積の少
なくとも大部分を無効にするのに十分な量にする。 電
極１２および１３がこの励振電圧に維持されていれば、
ウエハー１０は容易に除去できる。
【００４８】ウエハー１０を除去できるのに必要な励振
電圧は、本発明では、ウエハー１０の運動を監視し、そ
の運動から励振電圧が「解放点」に何時到達するかを決
定することにより、効果的に決定される。
【００４９】本発明のチャックの形状、すなわち段差１
５を備えることにより、励振電圧の変化に応じてウエハ
ー１０の運動を起こすことができる。 ここで注意すべ
きは、チャックを特定の形状を有する代わりに、ウエハ
ーが特定の形状を有していても変形が可能であることで
ある。 図に示す一形態だけではなく、多くの変形が可
能である。
【００５０】また、チャックも図に示す「段差」形状以
外のさまざまな形状を有することができる。 重要なの
は、物体（たとえばウエハー）とチャックとの必要な相
対的な運動が可能になるように形状を選択することであ
る。 上に述べたように、物体が本来曲がっている場合
は、チャックは平面でもよい。
【００５１】図１に関して、励振電圧は、ランプ発生器
９２から、総合増幅器９０および高電圧増幅器８４およ
び８５を経由して、ケーブル２６ならびに電極１２およ
び１３に印加される。
【００５２】運動検知は、ＲＦ発生器２０、ケーブル２
６、電極１２および１３、復調器２５およびＡＣ増幅器
およびフィッター２８を含む回路により行なう。 ＤＣ
検知信号２７を使用して、本発明の第二の実施形態のた
めのウエハー運動を監視することができる。 この回路
により与えられるＡＣ検知信号２９は、ウエハー１０の
運動を表示し、他の入力が位相器５４から与えられる復
調器５２により復調され、復調されたＡＣ検知出力５３
を与えるが、その出力が発生機５０の位相に対するウエ
ハー運動の位相を表示する。
【００５３】図１の実施形態では、音響ＡＣ源５０から
来る振動電圧５１が励振電圧に重ね合わされ、ウエハー
１０の振動を引き起こす。 ウエハー１０の振動は位置
検知回路により監視され、振動に応じて復調されたＡＣ
検知出力を発生する。 主励振電圧が変化し、ウエハー
が解放される点に到達するが、この点は復調されたＡＣ
検知出力５３を監視することにより決定できる。
【００５４】図１の回路は、後により詳細に説明する。
【００５５】以下に、回路の特定部品およびそれらの個
々の機能、ならびにその回路を使用してウエハーを解放
する方法を詳細に説明する。
【００５６】電極１２および１３は、先に述べたホーウ
ィッツ、ボロンケイの文献（ＰＣＴ／ＡＵ８８／００１
３３）に記載するように、等しく反対の電圧により活性
化するが、この場合に印加される電圧はＤＣであるのに
対し、その文献の場合はＡＣ電圧である。 そのような
励起によりウエハーの電位が遮蔽電極１１と同じ電位に
維持される。 これはウエハーの取扱いにおいて一般的
に望ましいことであるが、ここで説明する解放過程の必
要条件ではない。
【００５７】図３は、電極１２および１３に印加される
励振電圧の変化により引き起こされるウエハーの運動を
検知するための、図１のウエハー位置検知回路の詳細図
である。 メガヘルツの範囲の、たとえば約８ＭＨｚの
無線周波数信号が無線周波数発生器２０により発信され
る。 発生器２０は、このＲＦ信号を「基準」として、
二重平衡変調器位相検出器２５、ならびにケーブル２６
を介して電極１２に供給する。 電極１３からの信号ピ
ックアップは、ケーブル２６を通して位相検出器「信
号」入力に送られる。
【００５８】出力ＤＣレベル２７は、図４に示すよう
に、把持表面に対するウエハー位置の尺度を与える。
この図は、出力ＤＣレベルと、電極からウエハーまでの
有効距離との関係を表わす。 この有効距離は、空間距
離と、絶縁体の厚さをその誘電率で割ったものとを合計
して得られる、総有効空間距離である。 絶縁体の厚さ
よりも小さい距離（上部左側の曲線区域）では、機械的
試験装置が圧縮し、曲線を飽和させている。 このグラ
フでは、把持表面の近くで４０ｍＶ／μｍが示され、
「ゼロ」信号位置からの小さな変化に対して敏感な回路
で３ｍｍまでの有効範囲が得られる。
【００５９】電極１３上の信号ピックアップは、電極１
２からキャパシタンス２３および２４、ならびにウエハ
ー１０を通して電極１３に至る信号の、カップリングに
由来する。 そのようなカップリングは、キャパシタン
ス２３および２４に、したがってウエハーと電極との間
の空間の逆数に比たとする。 図４からわかるように、
そのような逆関係はグラフの中央区域で得られる。 電
極１３上の信号の振幅、および（より重要であることが
多いが）その位相の両方がウエハー１０の位置により変
化する。 ＤＣ信号２７をＡＣ増幅器およびフィルター
２８でさらに処理することにより、４０Ｖ／μｍのウエ
ハー運動に対する感度を有するＡＣ信号２９が得られ
る。 このＡＣ信号は解放過程で使用される。
【００６０】「ｒ」信号のための位相調整回路（図には
示していない）をＲＦ発生器２０と復調器２５との間に
含むのも好ましい。 これによって、固定表面上に存在
するウエハーによる復調された出力２７を最大にするた
めに基準信号の位相を設定することにより、ウエハー位
置を検知する感度を最適（すなわち高感度）に調整する
ことができる。 この位相設定は、一般的にこの機構を
最初に組み立てる時にだけ行なう。
【００６１】励振電圧は、図１の回路により、図５の把
持／解放波形で示すように、電極１２および１３に印加
される。
【００６２】電極１２および１３は対位相で励振される
ので、一組の波形を考えるだけで十分である。 印加電
圧ゼロから出発し、ウエハーは期間４１の間、高電圧の
印加により保持される。 そのような電圧は徐々に印加
され、容量性電流の流れを最小に抑え、ウエハー内部の
電圧応力を低く保つ。 期間４２の間、ウエハーは励振
電圧の振動電圧変調を行なうか、または行なわずに保持
される。 励振電圧を振動させることにより、上記のよ
うに、解放点を決定するのに使用できるウエハーの運動
が引き起こされる。 この振動電圧信号は、把持サイク
ルの最後に向かって加えることだけは不可欠であるが、
位相比較回路を較正するために前もって加えるのも有利
である（後記参照）。 そのような振動は、その所望に
より使用する性格を示すために、期間４２では点線で示
してある。 変調が存在する場合、ウエハーは変調波形
の周波数で曲がり、この周波数は約１Ｈｚ〜２０ｋＨｚ
の音響周波数範囲にあるが、一般的には任意のウエハー
および運転環境により、最大曲がりを得るためには、し
たがって最高の運転感度を得るためには、３０Ｈｚ〜２
００Ｈｚの間である。
【００６３】解放は、期間４３に示すように、励振波形
を変調し、平均励振レベルを下げる間に行なわれる。
この期間における運転を以下の段落で説明する。 期間
４４では、励振電圧は変調する必要はなく、解放点に固
定されるが、そこでは区域１６上の電荷による外部電界
が電極１２および１３により発生する電界により取り消
される。 このモードでは、把持表面の近くにあるどの
物体にも力が全く作用しない。 期間４５では、第二の
把持サイクルが開始するが、励振極性が電極上で反転し
ているので、把持サイクルを繰り返しても、把持動作を
妨げるような電荷の一方向蓄積は起こらないことがわか
る。
【００６４】把持期間４２および解放期間４３の間に、
励振信号の低周波数変調により引き起こされるウエハー
運動の結果、ウエハー位置検知回路からＡＣ出力２９が
生じる。 このＡＣ出力の復調形が必要であるが、これ
は、信号発信、整相、および信号処理のコンピュータ制
御と組み合わせたサンプリング技術により得ることがで
きる。 しかしその原理を、アナログ的方法に関して図
６に示す。 図６は、図１の解放信号復調回路を詳細に
示す。 変調発信器５０からのＡＣ信号５１は、上記の
ように、ウエハー１０の振動を引き起こすために、電極
励振信号の上に重複される。 さらに、この発信器信号
は、移相回路網５４を通して復調器５２の基準口に接続
される。 ＡＣウエハー位置検知出力２９は復調器の信
号入力口に印加され、基準信号と同相の、信号２９の量
に比たとする復調されたＡＣ検知出力５３を生じる。
整相５４は、把持期間４２の間に出力５３で最大信号レ
ベルを得るように調整される（これが、期間４２の間に
信号５０を印加するのが効果的である理由である）。
期間４３で電極励振電圧を下げると、出力５３は図７の
挙動を示す。 最初、ウエハーは高い励振電圧で強く固
定され、ウエハー振動６０のレベルは低い。 励振電圧
が減少するにつれてウエハーの振動が増加し、点６１で
最高レベルに達する。 励振電圧が「解放点」６２を通
過すると、解放点電圧からの電圧偏差はすべてウエハー
の把持表面への引力を増加させるので、ウエハーの運動
は変調の基本周波数で最低レベルになり、ＡＣ変調波形
５１の第二調波にしたがうウエハー運動になる。 平均
励振レベルがさらに低下すると、発信器５０の基本周波
数でウエハーが反対相振動し、最高レベル６３に上昇
し、次いで平均励振レベル６４が低下して把持力が増加
するにつれて低下する。
【００６５】図７に示す二極出力５３により、解放点に
自動的に到達し、そこに留まる多くの方法が可能にな
る。 たとえば直線増幅器フィードバック、サンプル−
および−保持、およびコンピュータ制御は、単独でまた
は組み合わせて使用し、迅速なウエハー除去を達成でき
る技術である。
【００６６】ここで、図１、実施形態１の回路をより詳
細に説明する。
【００６７】ウエハー１０は、電極１２および１３上の
励起電圧が変化する時にウエハーが運動できる、代表的
な静電機構に保持されている。 ウエハーの位置（およ
び運動）の検出は、前に説明したように、ＲＦ励起およ
び復調により行ない、この場合、ＲＦは、ＲＦ信号には
小さなインピーダンスを与えるが、主励振およびウエハ
ー位置振動励振電圧には比較的大きなインピーダンスを
与えるフィルターコンデンサー８３および８４を通して
電極励起ケーブル中に接続している。 反対に、周波チ
ョーク８１および８２は、励振およびウエハー運動電圧
には小さなインピーダンスを与えるが、ＲＦ信号には大
きなインピーダンスを与える。 この減結合は、異なっ
た回路部分間の有害な相互作用を防止する。
【００６８】ウエハーの把持および位置振動を誘発する
主励振信号は、それぞれ双極出力電圧励振できる高電圧
増幅器８４および８５から、別のデカップリング８６お
よび８７を通して供給される。 増幅器８５は、増幅器
８４の極性と反対の極性を有する出力を与え、その出力
レベルは電位差計８８により調整され、ウエハー１０上
に誘発される電圧が最小になるように釣り合った励振を
与える。 この調整は、増幅器の入力に対する基本的に
正弦形のＡＣ「釣合い試験」信号を使用して行なう（こ
の釣合い試験信号はアップ／ダウンランプ発信器９２に
より与えられる）。
【００６９】出力増幅器回路は、総合増幅器９０から励
振レベルコントロール８９を通して得られる。 この増
幅器は、ユーザー入力コマンド９４により指示されるロ
ジック９１の制御下で、ウエハー位置振動発信器５０、
およびウエハー把持および解放発信器９２および９３の
両方から信号を取ることができる。 発振器５０は常に
オンである必要はなく、ウエハーを解放すべき時間まで
切っておくことができる。
【００７０】始動状態からの運転では、増幅器９０の入
力は、ゼロ出力信号を与えるランプ発信器９２に接続す
る。 ウエハーが存在する場合、ウエハー検知ＤＣ信号
２７がそれを表示する。 このウエハーをつかむコマン
ドを入力することにより、コントロールロジックがラン
プ発信器に一方向における励振電圧を増加させることに
よりウエハーの把持動作を開始することを命令する。
次いで電極１２および１３に高圧の反対電圧を印加す
る。 把持期間の間、移相器５４の正しい整相を設定す
るために発信器５０から振動を励振信号に加え、復調器
５２の出力で最大信号５３を得ることができる。 次い
で、発信器５０を解放時間まで切ることができる。
【００７１】ウエハーを解放するコマンド９４により、
コントロールロジックが発信器５０をオンにし、把持電
圧の低下を開始する。 発信器９２は最初に励振電圧を
予め設定した低いレベルに下げ始める。 しかし、信号
５３が、その極性が変化するまさにその点においてゼロ
に保持されるように、励振レベルを増幅器９０の出力に
制御する信号５３を使用することにより、解放過程は完
了する。 次いで、総合増幅器への入力は、次の把持サ
イクルまで「電圧レベル保持」回路９３によりその点で
保持される。 電極電圧は、回路９３により、電極から
の平均電界が、把持表面から生じる平均表面電荷電界を
本質的に取り消すレベルにおいて保持される。 ウエハ
ー把持サイクルの間に長い期間がある場合、この保持さ
れた電圧レベルを維持する必要はなく、ウエハー把持表
面上の電荷は漏洩して消えてもよい。
【００７２】電極励振電圧により誘発されるウエハー表
面上の電圧は、電極１２および１３上の励振電圧を釣り
合わせることにより最小に抑えることができる。 電極
がウエハー１０に均等に接続されている場合（すなわ
ち、電極区域および両電極のための絶縁体の厚さがウエ
ハーの下で同等である場合）、電極上の等しく、反対の
電圧はウエハー電圧をゼロにするであろう。 しかし、
実際には、相対的な電極−ウエハーカップリングの不規
則性および回路の精度により、誘発されるウエハー電圧
を低く保つために、コントロール８８を使用して回路を
バランスさせる必要がある。 そのようなバランスは、
「バランス試験」モードで一定のＡＣ信号により増幅器
９０（したがって増幅器８４および８５）を励振するこ
とにより行なう。 ウエハー把持表面上のダミーウエハ
ーの電圧を監視し、コントロール８８を調整してこの電
圧を最小に抑える。
【００７３】図８は、ウエハー１０の運動の位相検出を
行なわない、本発明の第二の実施形態のための把持／解
放波形を示す。
【００７４】本発明のこの第二の形態では、図８に示す
ような、簡単な単調に変化する励振波形を使用する。
図８の上側（図８（ａ））は電極励振電圧の一つを示
し、他の電極励振電圧はわかりやすくするために省略し
てあるが、一般に図に示す波形の逆に比たとするであろ
う。 ウエハーを最初に把持しいる間、点７１で、ウエ
ハーが部分的に、しばらく把持表面から解放されてお
り、より軽く変形しているので、ＡＣ検知出力２９（図
８（ｂ））は過渡現象を示すことができる。 しかし、
続いてウエハーは期間７２で強い把持力により保持され
る。 このようにして、ウエハーは把持期間７２の間、
比較的高い応力の下で保持される。 解放の開始により
励振レベルが低下し、最初の過渡現象７１と反対形状
の、信号２９の過渡現象７３が観察される。 この過渡
現象は、ウエハーが解放され、次いで７３で「解放点」
を通過することにより再び把持されることに相当する。
そのような解放および把持動作の組合せの結果、ウエ
ハーのスプリング復元作用によりウエハーがたわむ。
次いで励振電圧が７４で解放電圧に戻り、解放を完了す
る。
【００７５】図８（ｃ）に示すように、ウエハーの解放
点を決定するのに、ＤＣ検知信号２７を使用することも
できる。 この信号は、ＡＣ検知信号２９のゼロに相当
する最小値を示す。 解放の時、このＤＣ信号はウエハ
ーとチャックとの間の最大距離に相当する最小値にあ
り、その点でウエハーを落下させると、ＤＣ信号はスケ
ールから飛び出してしまう。
【００７６】上記の電圧制御は、サンプル−および−保
持またはコンピュータ技術を使用することにより達成で
きるが、電子装置内の時間遅延を考慮する必要がある
（フィードバック回路を経由する励振レベルの測定、お
よびウエハー位置検知回路の両方で）。 そのような時
間遅延により、解放点電圧の検出が不正確になるであろ
う。 一つの方法は、図８に示すように、検出された解
放点を過ぎて二つの方向に下降し、それによって解放点
を間に入れることである。 より遅い速度の別の下降を
使用し、解放点をより正確に決定することができる。
【００７７】好ましい方法は、解放点を過ぎて急速に下
降することである。 これによって解放点の下にある励
振電圧の低いレベルが固定される。 次いで、ゆっくり
上昇し、解放点を過ぎ、解放点励振電圧の位置にある上
限を固定する。 これによって解放点が２種の励振電圧
レベルの間に挟まれる。
【００７８】続く操作に対して、解放レベルにおける固
定誤差の大きさを決定するが、有望な解放位置あたりの
励振電圧の下降の結果、ＤＣ検知信号変化が十分に小さ
くなったら、解放のための最も有望な励振電圧に戻り、
そこに保持することにより、解放を決定する。
【００７９】続くランプは交互方向で、解放が十分正確
に行われるまで、徐々に遅くする。別の方法は、一連の
ランプを使用して解放が長くかかり過ぎる場合に使用す
る「ゴールデンサーチ」である。そのようなゴールデン
サーチ方法は、コンピュータ文献ではよく知られてお
り、最初の２個のランプで上下サーチ区域が十分に決定
され、捜索の終了を可能にする誤差の大きさが決定され
れば、最適なサーチ戦術が得られる。
【００８０】高電圧増幅器８４または８５の一方の出力
部分を、図９により詳細に示す。一般的に双極高電圧励
振のための出力段階を得ることは困難であるが、この回
路はこれを達成するために作動する。 この回路を取り
巻いている（図には示していない）のは、増幅器９０か
らの入力信号に対して出力で直線応答を確保するための
振動ドライバーおよびフィードバック可能な増幅器であ
る。 当業者はそのような回路を設計する知識を有して
いよう。 静電励振回路電源９５から得られる低電圧
は、一般的に３０ボルトのオーダーである。 把持装置
における各電極は、大きな信号スイングに対して約１０
Ｈｚの率で、約±１０キロボルトの範囲にわたって、直
線で双極様式で励振されなければならない。 電極キャ
パシタンスを充電するには過渡出力電流が必要である
が、高水準の出力電流は必要ない。この性能は、バック
・トゥ・バック高電圧電源を、正出力電圧スイングに対
して１個、負出力電圧スイングに対して１個使用するこ
とにより、簡単に、経済的に得ることができる。 正出
力変圧器９８に印加される振動励振電圧９６により、回
路網１００における整流およびフィルターの後、出力で
抵抗８６を通して正の出力が現われる。 この出力は、
負の出力フィルター回路網１０１と直列で、電流はフィ
ルター回路網抵抗を通して流れることができるが、この
抵抗は許容できる電圧低下で必要などのような電流でも
通す容量がなければならない。 負の出力電圧は、励振
電圧９７を印加し、正の励振９６を除去することにより
得られる。 抵抗８６およびフィルターコンデンサー８
３を組み合わせてさらに出力電圧をフィルターにかけ、
一方（コイル８１と協調して）高電圧回路からのウエハ
ー位置検知信号を分離する。
【００８１】図１０は、ＤＣウエハー運動検知信号２７
を増幅するための、図１の増幅器２８のための好ましい
配置を示す、より詳細な回路図である。
【００８２】この配置は、復調器２５に続いてオートゼ
ロ化ＤＣ増幅器を使用し、良好な過渡性能を有するＡＣ
増幅器２８を形成している。 このＤＣ増幅器は、ウエ
ハー解放の直前に存在する信号レベル２７にゼロ化し、
次いで解放サイクルの間にその出発点に対する信号変化
を増幅する。 図１０に関して、スイッチ１１８は把持
期間の間閉じたままであり、その結果増幅器１１６およ
び１１７は同じ入力電圧を有する。 １１５：１１４の
比に等しくするために１１２：１１３の値の抵抗比を選
択することにより、増幅器１１６からの出力は約ゼロに
なる。 これによって、非直線（たとえば対数式）増幅
器１１９からの出力が約ゼロになる。解放サイクルの開
始によりスイッチ１１８が開き、コンデンサー１１０に
解放直前のＤＣ信号２７の値を保持させる。 その後、
増幅器１１６および１１９の出力は、信号２７のその解
放前の値からの偏差を反映する。 コンデンサー１１１
はこの出力をフィルターにかけ、非直線増幅器１１９に
印加される信号から極端なノイズを除去する。 増幅器
１１９は、増幅器１１６からの小さな出力信号を高利得
で増幅し、１１６からの信号が増加すると、１１９の利
得が低下するように設計する。 これによって、入力信
号レベルの広い動的範囲に渡って、高信号における飽和
または低信号のための感度損失なしに作動することがで
き、回路利得またはゼロレベルの調整を必要とせずに、
固定表面とウエハーとの間の広範囲な条件を許容でき
る。
【００８３】注意すべきは、本発明では、印加された電
圧以外の手段、たとえば機械的手段（とくにここに記載
する第一の実施形態において）により、ウエハーの運動
を引き起こせることである。
【００８４】また、本発明は半導体ウエハーおよびその
処理における使用に限定されるものでもない。 本発明
は、静電気手段により保持され、電荷の蓄積が問題とな
る、他の材料の取扱いにも使用できる。
【００８５】本発明を、半導体ウエハーを処理の際に保
持するための静電チャックに関して説明したが、本発明
は、半導体ウエハーの輸送に使用されるパドルのよう
な、他の装置にも十分に使用できる（我々の以前の出願
ＰＣＴ／ＡＵ８８／００１３３参照）。
【００８６】さらに、上記の実施形態ではＤＣ励振電圧
（その極性は各「保持サイクル」後に反転する）を使用
しているが、その代りにＡＣ励振電圧を使用することも
できる。 たとえば、その場合、ＡＣ励振電圧が主要信
号を形成し、小さなＤＣ励振電圧をウエハーが解除され
た時に印加し、このＤＣ電圧は、ＤＣ電圧を増加し、Ａ
Ｃ電圧レベルを低下させる際に、前と同様にウエハー運
動を監視することにより到着する。 あるＤＣ電圧点
で、ウエハーのＡＣ第一調波位置がゼロになり、次いで
ＡＣ把持電圧を完全にゼロに低下させ、ウエハーを完全
に解放する。
【００８７】無論、当業者は、一般的に説明した本発明
の精神または範囲から外れることなく、この特別な実施
形態に示す本発明に、多くの変形および(または)修正を
加えることができる。 したがって、この実施形態は説
明のためであって、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法を実行するための、本発明の第
一の実施形態に従う、保持装置およびそのための回路の
概要図。
【図２】 電極配置を示す、図１に示すチャックの断面
図。
【図３】 図１の位置検知回路を簡単な形で示す回路
図。
【図４】 本発明の位置検知方法を説明するための、
「ＤＣウエハー検知電圧」と「電極からの有効距離」の
関係を示すグラフ。
【図５】 図１の回路の励振電圧に関する把持／解放波
形。
【図６】 位置検知信号を復調するための、図１の復調
回路の概要図。
【図７】 静電気的に保持された物体を解放する解放点
を見出す方法を説明するための、「復調されたＡＣ検知
出力」と「平均励振値」の関係を示すグラフ。
【図８】 本発明の第二の実施形態のための把持／解放
波形。
【図９】 図１の高電圧増幅器８４，８５の一方の出力
部分の回路図。
【図１０】 図１のＡＣ増幅器２８の、より詳細な回路
図。
【符号の説明】
１０ ウェハー １１ 基準電極（遮蔽電極） １２，１３ 励振電極（把持電極） １４ 絶縁体 ２０ ＲＦ発振器 ２５ 復調器 ２６ ケーブル ２７ ＤＣ出力レベル ２８ フィルター ２９ ＡＣ検知信号 ５０ 発生器（音響ＡＣ源） ５１ 振動電圧（ＡＣ変調波形） ５２ 復調器 ５３ ＡＣ検知出力（二極出力） ５４ 移相器 ８１，８２ 高周波チョーク ８３，８４ フィルターコンデンサー ８５ 高電圧増幅器 ８６，８７ デカップリング抵抗 ８８ 電位差計 ８９ レベルコントロール ９０ 総合増幅器 ９１ ロジック ９２ ランプ発信器（把持発信器） ９３ 解放発信器
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/302

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 残留静電荷によって保持装置に静電気的
    に保持された物体を解放しやすくする方法において、そ
    の物体に対する残留静電荷の保持効果を本質的に無効に
    するために、その保持装置に電圧を印加する工程を含む
    ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 残留静電荷の保持効果を無効にするため
    に印加すべき電圧の値を決定する工程を含み、その決定
    方法が、その物体中に応答を引き起こすために力を作用
    させる工程、励振電圧を印加し変化させる工程、および
    励振電圧を変化させながらその物体中の応答を監視し、
    物体の応答が残留静電荷の保持効果が本質的に無効にな
    ったことを示す時の励振電圧値を決定する工程を含むこ
    とを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 作用させた力により引き起され監視され
    る応答が、物体の運動である請求項２の方法。
  4. 【請求項４】 物体中の応答が、保持装置からフィード
    バックされる、物体の応答により変化し得る電気信号を
    監視することにより監視される請求項２の方法。
  5. 【請求項５】 励振電圧により力が作用する請求項２の
    方法。
  6. 【請求項６】 励振電圧以外の手段により力が作用する
    請求項２の方法。
  7. 【請求項７】 保持装置が、各種の処理作業において物
    体として半導体ウエハー、その他の材料を保持するため
    の静電チャックである請求項１の方法。
  8. 【請求項８】 静電保持装置により物体を静電気的に把
    持し、および解放する方法において、物体を把持するた
    めに保持装置内に取り付けた電極に励振電圧を印加する
    工程、励振電圧を変化させながら物体の運動を監視し、
    物体の解放を可能にする励振電圧の値を決定する工程、
    および物体を解放できるようにするために励振電圧をそ
    の値に合わせる工程を含むことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 物体の運動を監視する工程が、電極に信
    号を印加し、前記信号が電極および物体を通って結合さ
    れ、フィードバックされた位置検知信号として戻り、前
    記フィードバックされた位置検知信号を検出し、それに
    よって前記フィードバックされた信号が物体の運動を表
    示することを特徴とする請求項８の方法。
  10. 【請求項１０】 前記フィードバックされた位置信号が
    復調されてＤＣウエハー位置検知信号を生じ、この信号
    がＡＣ増幅器により増幅され、さらに復調されてＡＣ位
    置検知出力を与える請求項９の方法。
  11. 【請求項１１】 前記信号が無線周波数信号である請求
    項９の方法。
  12. 【請求項１２】 物体の解放を可能にする励振電圧の値
    を決定する工程が、物体の運動の位相をＡＣ位置検知信
    号の位相と比較する工程を含む請求項１０の方法。
  13. 【請求項１３】 予め決定した信号で励振電圧を変調す
    ることにより物体の運動を引き起こす工程を含む請求項
    ８の方法。
  14. 【請求項１４】 別の信号が電極に印加され、電極およ
    び物体を通って結合され、位置検知信号としてフィード
    バックされ、物体の解放を可能にする励振電圧の値を決
    定する工程が、位置検知信号の位相および励振電圧を変
    調するためのあらかじめ決定された信号を比較する工程
    を含む請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 物体の解放を可能にする励振電圧の値
    を決定する工程が、励振電圧を変化させながら位置検知
    信号を監視する工程、物体が最も弱く把持されている時
    の励振電圧の値を求める工程、および物体を解放するた
    めの励振電圧の値としてこの値を使用する工程を含む請
    求項９の方法。
  16. 【請求項１６】 保持装置により静電気的に把持されて
    いる物体の運動を監視する方法であって、保持装置内の
    電極に電圧信号を印加する工程、物体および保持装置内
    の電極を通して結合された戻り信号を受信する工程、お
    よびその戻り信号を処理して物体の運動を表示する工程
    からなる方法。
  17. 【請求項１７】 物体を静電気的に保持するための装置
    において、物体に接触させるための表面を有する保持機
    構、その表面に物体を静電気的に把持するための、電極
    およびその電極に励振電圧を印加するための手段、およ
    び物体を解放できるようにするために電極に印加すべき
    励振電圧の値を決定するための手段からなる装置。
  18. 【請求項１８】 決定するための手段が、励振電圧を変
    化させながら物体の運動を監視するための手段を含む請
    求項１７の装置。
  19. 【請求項１９】 運動を監視するための手段が、電極に
    信号を印加するための手段、および保持装置、物体およ
    び電極を通して結合された戻り信号を検出するための手
    段、および戻り信号を処理して物体位置検知信号を与え
    るための手段を含む請求項１８の装置。
  20. 【請求項２０】 励振電圧にあらかじめ決定された変調
    信号を印加することにより物体に運動を引き起こすため
    の手段を含む請求項１９の装置。
  21. 【請求項２１】 決定するための手段が、さらに物体位
    置検知信号の位相およびあらかじめ決定された変調信号
    の位相を比較するための手段を含む請求項２０の装置。
  22. 【請求項２２】 決定するための手段が、さらに、励振
    電圧を変化させながら、物体が最も弱く把持されている
    時に起る励振電圧の値を得るための手段を含む請求項１
    ８の装置。
  23. 【請求項２３】 保持装置の表面が、物体の運動を起し
    やすくするための形状を有する請求項１５の装置。
  24. 【請求項２４】 静電気的に把持されている物体の運動
    を監視するための装置において、物体を把持するための
    表面を有する保持機構、第一および第二の把持電極およ
    び物体を把持するために各電極に励振電圧を印加するた
    めの手段、第一電極に電圧信号を印加するための手段、
    物体および第二電極を通して結合された戻り信号を受信
    するための手段、および戻り信号を処理して物体の運動
    を表示するための手段からなる装置。
  25. 【請求項２５】 把持されている物体の位置を監視する
    ための装置において、第一および第二の把持電極および
    物体を把持するために各電極に励振電圧を印加するため
    の手段、第一電極に電圧信号を印加するための手段、物
    体および第二電極を通して結合された戻り信号を受信す
    るための手段、および位相感知性検出を使用し、戻り信
    号を処理して物体の運動を表示するための手段からなる
    装置。
  26. 【請求項２６】 物体の運動を表示するために、戻り信
    号をさらに処理するための手段を含む請求項２５の装
    置。
  27. 【請求項２７】 非直線増幅器を含む、物体の運動を示
    す信号を処理するための手段を含む請求項２６の装置。
  28. 【請求項２８】 非直線増幅器が、小さな入力信号に対
    して比較的大きな増幅を行なうために配置され、信号入
    力レベルが増加するにつれて増幅利得が減少する請求項
    ２７の装置。
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