KR20180108470A - 웨이퍼 지지장치 및 웨이퍼 착탈방법 - Google Patents

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KR20180108470A
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스미도모쥬기가이 이온 테크놀로지 가부시키가이샤
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Abstract

웨이퍼의 고정을 해제할 때의 웨이퍼의 위치 어긋남을 저감하는 기술을 제공한다.
웨이퍼 지지장치(52)는, 지지해야 할 웨이퍼(W)와 접촉하는 웨이퍼 지지면(60)을 갖고, 웨이퍼 지지면(60) 상에 복수의 흡착영역(C1, C2)이 마련되는 웨이퍼척(53)과, 복수의 흡착영역(C1, C2)의 각각의 흡착력을 독립적으로 제어하도록 구성되는 제어부(70)를 구비한다. 제어부(70)는, 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 복수의 흡착영역(C1, C2) 중 일부의 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 가고정상태로 한 후에, 복수의 흡착영역(C1, C2)의 모든 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 한다.

Description

웨이퍼 지지장치 및 웨이퍼 착탈방법 {WAFER HOLDING DEVICE AND WAFER DETACHMENT METHOD}
본 출원은 2017년 03월 24일에 출원된 일본 특허출원 제2017-059486호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.
본 발명은 웨이퍼 지지장치 및 웨이퍼 착탈방법에 관한 것이다.
반도체 제조공정에서는, 반도체 웨이퍼를 진공용기 내에서 지지하기 위한 웨이퍼 지지장치가 이용되고, 예를 들면 정전력을 이용하는 정전척이 이용된다. 진공용기 내에서의 처리가 종료되어 반도체 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 웨이퍼에 잔류하는 전하를 제거하여 웨이퍼와 척의 사이의 정전력을 저하시킨다(특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 2010-10477호
고정 중의 웨이퍼와 웨이퍼척의 사이에는 가스가 체류하는 경우가 있다. 예를 들면, 웨이퍼의 이면을 보호하는 수지막으로부터 방출되는 가스나, 웨이퍼의 냉각 또는 가열에 이용하는 전열용 가스가 웨이퍼와 척의 사이에 존재할 수 있다. 진공용기 내에서 웨이퍼가 고정되어 있는 경우, 웨이퍼와 척의 사이에 체류하는 가스는, 척으로부터 웨이퍼를 이탈시키는 방향의 힘을 웨이퍼에 부여한다. 이와 같은 상황하에서 웨이퍼와 척의 사이의 흡착력을 저하시키면, 가스의 팽창력에 의하여 웨이퍼가 척 상에서 튕겨 웨이퍼의 위치가 어긋날 우려가 있다. 웨이퍼의 위치 어긋남이 큰 경우, 반송로봇 등을 이용하여 진공용기 내로부터 웨이퍼를 반출할 수 없게 되기 때문에, 웨이퍼 취출을 위하여 처리장치를 정지해야 한다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 웨이퍼의 고정을 해제할 때의 웨이퍼의 위치 어긋남을 저감하는 기술을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일 양태의 웨이퍼 지지장치는, 지지해야 할 웨이퍼와 접촉하는 웨이퍼 지지면을 갖고, 웨이퍼 지지면 상에 복수의 흡착영역이 마련되는 웨이퍼척과, 복수의 흡착영역의 각각의 흡착력을 독립적으로 제어하도록 구성되는 제어부를 구비한다. 제어부는 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 복수의 흡착영역 중 일부의 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 가고정상태로 한 후에, 복수의 흡착영역의 모든 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 한다.
본 발명의 다른 양태는, 웨이퍼척을 이용하는 웨이퍼 착탈방법이다. 웨이퍼척은 지지해야 할 웨이퍼와 접촉하는 웨이퍼 지지면을 갖고, 웨이퍼 지지면 상에 복수의 흡착영역이 마련된다. 이 방법은, 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 복수의 흡착영역 중 일부의 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 가고정상태로 한 후에, 복수의 흡착영역의 모든 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 한다.
또한, 이상의 구성요소의 임의의 조합이나 본 발명의 구성요소나 표현을, 방법, 장치, 시스템 등 사이에서 서로 치환한 것도 또한, 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 웨이퍼의 고정해제 시의 웨이퍼의 위치 어긋남을 저감할 수 있다.
도 1은 실시형태에 관한 이온주입장치의 개략 구성을 나타내는 상면도이다.
도 2는 도 1의 이온주입장치의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 3은 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 5는 복수의 전극구조에 인가되는 전압의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 7은 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 8은 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
도 9는 다른 실시형태에 관한 웨이퍼 지지장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 다만, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명을 적절히 생략한다. 또, 이하에 설명하는 구성은 예시이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 실시형태에 관한 이온주입장치(10)를 개략적으로 나타내는 상면도이며, 도 2는 이온주입장치(10)의 개략 구성을 나타내는 측면도이다. 이온주입장치(10)는 실시형태에 관한 웨이퍼 지지장치(52)가 이용되는 웨이퍼처리장치의 일례이다.
이온주입장치(10)는 피처리물(W)의 표면에 이온주입처리를 하도록 구성되어 있다. 피처리물(W)은, 예를 들면 기판이며, 예를 들면 반도체 웨이퍼이다. 따라서 이하에서는 설명의 편의를 위하여 피처리물(W)을 웨이퍼(W)라고 부르는 경우가 있지만, 이것은 주입처리의 대상을 특정 물체로 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다.
이온주입장치(10)는 빔을 일방향으로 왕복 주사시키고, 웨이퍼(W)를 그 일방향과 직교하는 방향으로 왕복 운동시킴으로써 웨이퍼(W)의 처리면 전체에 걸쳐 이온빔(B)을 조사하도록 구성되어 있다. 본서에서는 설명의 편의상, 설계상의 빔궤도로 나아가는 이온빔(B)의 진행방향을 z방향으로 하고, z방향에 수직인 면을 xy면이라고 정의한다. 이온빔(B)을 피처리물(W)에 대하여 주사하는 경우에 있어서, 빔의 주사방향을 x방향으로 하고, z방향 및 x방향에 수직인 방향을 y방향으로 한다. 따라서, 빔의 왕복 주사는 x방향으로 행해지고, 웨이퍼(W)의 왕복 운동은 y방향으로 행해진다.
이온주입장치(10)는 이온원(12)과, 빔라인장치(14)와, 주입처리실(16)을 구비한다. 이온원(12)은 이온빔(B)을 빔라인장치(14)에 부여하도록 구성되어 있다. 빔라인장치(14)는 이온원(12)으로부터 주입처리실(16)로 이온을 수송하도록 구성되어 있다. 또, 이온주입장치(10)는 이온원(12), 빔라인장치(14), 주입처리실(16)에 원하는 진공환경을 제공하기 위한 진공배기계(도시하지 않음)를 구비한다.
빔라인장치(14)는, 예를 들면 상류로부터 순서대로, 질량분석부(18), 가변애퍼처(20), 빔정형부(22), 제1 빔계측기(24), 빔주사기(26), 평행화렌즈(30) 또는 빔평행화장치, 및 각도에너지필터(AEF; Angular Energy Filter)(34)를 구비한다. 다만, 빔라인장치(14)의 상류란, 이온원(12)에 가까운 쪽을 가리키고, 하류란 주입처리실(16)(또는 빔스토퍼(38))에 가까운 쪽을 가리킨다.
질량분석부(18)는 이온원(12)의 하류에 마련되어 있고, 이온원(12)으로부터 인출된 이온빔(B)으로부터 필요한 이온종을 질량분석에 의하여 선택하도록 구성되어 있다.
가변애퍼처(20)는 개구폭이 조정 가능한 애퍼처이며, 개구폭을 변경함으로써 애퍼처를 통과하는 이온빔(B)의 빔전류량을 조정한다. 가변애퍼처(20)는, 예를 들면 빔라인을 사이에 두고 상하로 배치되는 애퍼처플레이트를 갖고, 애퍼처플레이트의 간격을 변화시킴으로써 빔전류량을 조정해도 된다.
빔정형부(22)는 사중극 수렴/발산장치(Q렌즈) 등의 수렴/발산렌즈를 구비하고 있고, 가변애퍼처(20)를 통과한 이온빔(B)을 원하는 단면형상으로 정형하도록 구성되어 있다. 빔정형부(22)는 전장식(電場式)의 삼단 사중극 렌즈(트리플렛 Q렌즈라고도 함)이며, 상류측으로부터 순서대로 제1 사중극 렌즈(22a), 제2 사중극 렌즈(22b), 제3 사중극 렌즈(22c)를 갖는다. 빔정형부(22)는 3개의 렌즈장치(22a, 22b, 22c)를 이용함으로써, 웨이퍼(W)에 입사하는 이온빔(B)의 x방향 및 y방향의 수렴 또는 발산을 각각의 방향에 대하여 독립적으로 조정할 수 있다. 빔정형부(22)는 자장식(磁場式)의 렌즈장치를 포함해도 되고, 전장과 자장의 쌍방을 이용하여 빔을 정형하는 렌즈장치를 포함해도 된다.
제1 빔계측기(24)는 빔라인 상에 출입 가능하게 배치되어, 이온빔의 전류를 측정하는 인젝터 플래그 패러데이컵이다. 제1 빔계측기(24)는 빔정형부(22)에 의하여 정형된 이온빔(B)의 빔전류를 계측할 수 있도록 구성된다. 제1 빔계측기(24)는 빔전류를 계측하는 패러데이컵(24b)과, 패러데이컵(24b)을 상하로 이동시키는 구동부(24a)를 갖는다. 도 2의 파선으로 나타내는 바와 같이, 빔라인 상에 패러데이컵(24b)을 배치한 경우, 이온빔(B)은 패러데이컵(24b)에 의하여 차단된다. 한편, 도 2의 실선으로 나타내는 바와 같이, 패러데이컵(24b)을 빔라인 상으로부터 분리한 경우, 이온빔(B)의 차단이 해제된다.
빔주사기(26)는 빔의 왕복 주사를 제공하도록 구성되어 있고, 정형된 이온빔(B)을 x방향으로 주사하는 편향수단이다. 빔주사기(26)는 x방향으로 대향하여 마련되는 주사전극쌍(28)을 갖는다. 주사전극쌍(28)은 가변전압전원(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 주사전극쌍(28)에 인가되는 전압을 주기적으로 변화시킴으로써, 전극 간에 발생하는 전계를 변화시켜 이온빔(B)을 다양한 각도로 편향시킨다. 이렇게 하여, 이온빔(B)은 x방향의 주사범위에 걸쳐 주사된다. 다만, 도 1에 있어서 화살표 X에 의하여 빔의 주사방향 및 주사범위를 예시하고, 주사범위에서의 이온빔(B)의 복수의 궤적을 일점쇄선으로 나타내고 있다.
평행화렌즈(30)는 주사된 이온빔(B)의 진행방향을 설계상의 빔궤도와 평행하게 하도록 구성되어 있다. 평행화렌즈(30)는 중앙부에 이온빔의 통과슬릿이 마련된 원호형상의 복수의 P렌즈 전극(32)을 갖는다. P렌즈 전극(32)은 고압전원(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 전압인가에 의하여 발생하는 전계를 이온빔(B)에 작용시켜, 이온빔(B)의 진행방향을 평행하게 정렬한다. 다만, 평행화렌즈(30)는 다른 빔평행화장치로 치환되어도 되고, 빔평행화장치는 자계를 이용하는 자석장치로서 구성되어도 된다. 평행화렌즈(30)의 하류에는 이온빔(B)을 가속 또는 감속시키기 위한 AD(Accel/Decel)칼럼(도시하지 않음)이 마련되어도 된다.
각도에너지필터(AEF)(34)는 이온빔(B)의 에너지를 분석하여 필요한 에너지의 이온을 하방으로 편향시켜 주입처리실(16)로 유도하도록 구성되어 있다. 각도에너지필터(34)는 전계편향용 AEF전극쌍(36)을 갖는다. AEF전극쌍(36)은 고압전원(도시하지 않음)에 접속된다. 도 2에 있어서, 상측의 AEF전극에 정전압, 하측의 AEF전극에 부전압을 인가시킴으로써, 이온빔(B)을 하방으로 편향시킨다. 다만, 각도에너지필터(34)는 자계편향용 자석장치로 구성되어도 되고, 전계편향용 AEF전극쌍과 자석장치의 조합으로 구성되어도 된다.
이와 같이 하여, 빔라인장치(14)는 웨이퍼(W)에 조사되어야 할 이온빔(B)을 주입처리실(16)에 공급한다.
주입처리실(16)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 1매 또는 복수매의 웨이퍼(W)를 지지하는 플래튼구동장치(50)를 구비한다. 플래튼구동장치(50)는 웨이퍼 지지장치(52)와, 왕복 운동기구(54)와, 트위스트각 조정기구(56)와, 틸트각 조정기구(58)를 포함한다. 웨이퍼 지지장치(52)는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 정전척 등을 포함한다. 왕복 운동기구(54)는 빔주사방향(x방향)과 직교하는 왕복 운동방향(y방향)으로 웨이퍼 지지장치(52)를 왕복 운동시킴으로써, 웨이퍼 지지장치(52)에 지지되는 웨이퍼를 y방향으로 왕복 운동시킨다. 도 2에 있어서, 화살표 Y에 의하여 웨이퍼(W)의 왕복 운동을 예시한다.
트위스트각 조정기구(56)는 웨이퍼(W)의 회전각을 조정하는 기구이며, 웨이퍼처리면의 법선을 축으로 하여 웨이퍼(W)를 회전시킴으로써, 웨이퍼의 외주부에 마련되는 얼라인먼트마크와 기준위치의 사이의 트위스트각을 조정한다. 여기에서, 웨이퍼의 얼라인먼트마크란, 웨이퍼의 외주부에 마련되는 노치나 오리엔테이션 플랫을 말하고, 웨이퍼의 결정축방향이나 웨이퍼의 둘레방향의 각도위치의 기준이 되는 마크를 말한다. 트위스트각 조정기구(56)는, 도시되는 바와 같이 웨이퍼 지지장치(52)와 왕복 운동기구(54)의 사이에 마련되어, 웨이퍼 지지장치(52)와 함께 왕복 운동된다.
틸트각 조정기구(58)는 웨이퍼(W)의 기울기를 조정하는 기구이며, 웨이퍼처리면을 향하는 이온빔(B)의 진행방향과 웨이퍼처리면의 법선의 사이의 틸트각을 조정한다. 본 실시형태에서는 웨이퍼(W)의 경사각 중, x방향의 축을 회전의 중심축으로 하는 각도를 틸트각으로서 조정한다. 틸트각 조정기구(58)는 왕복 운동기구(54)와 주입처리실(16)의 벽면의 사이에 마련되어 있고, 왕복 운동기구(54)를 포함하는 플래튼구동장치(50) 전체를 R방향으로 회전시킴으로써 웨이퍼(W)의 틸트각을 조정하도록 구성된다.
주입처리실(16)은 빔스토퍼(38)를 구비한다. 빔궤도 상에 웨이퍼(W)가 존재하지 않는 경우에는 이온빔(B)은 빔스토퍼(38)에 입사한다. 또, 주입처리실(16)에는 이온빔의 빔전류량이나 빔전류 밀도분포를 계측하기 위한 제2 빔계측기(44)가 마련된다. 제2 빔 계측기(44)는 사이드컵(40R, 40L)과, 센터컵(42)을 갖는다.
사이드컵(40R, 40L)은 웨이퍼(W)에 대하여 x방향으로 어긋나 배치되어 있고, 이온주입 시에 웨이퍼(W)를 향하는 이온빔을 차단하지 않는 위치에 배치된다. 이온빔(B)은 웨이퍼(W)가 위치하는 범위를 넘어 오버스캔되기 때문에, 이온주입 시에 있어서도 주사되는 빔의 일부가 사이드컵(40R, 40L)에 입사한다. 이로써, 이온주입처리 중의 빔전류량을 계측한다. 사이드컵(40R, 40L)의 계측값은, 제2 빔 계측기(44)에 보내진다.
센터컵(42)은 웨이퍼(W)의 표면(웨이퍼처리면)에 있어서의 빔전류량이나 빔전류 밀도분포를 계측하기 위한 것이다. 센터컵(42)은 가동식으로 되어 있고, 이온주입 시에는 웨이퍼위치로부터 대피(待避)되며, 웨이퍼(W)가 조사위치에 없을 때에 웨이퍼위치에 삽입된다. 센터컵(42)은 x방향으로 이동하면서 빔전류량을 계측하고, 빔주사방향의 빔전류 밀도분포를 계측한다. 센터컵(42)의 계측값은, 제2 빔 계측기(44)에 보내진다. 다만, 센터컵(42)은 빔주사방향의 복수의 위치에 있어서의 이온조사량을 동시에 계측 가능해지도록, 복수의 패러데이컵이 x방향으로 나열된 어레이형상으로 형성되어 있어도 된다.
도 3은 웨이퍼 지지장치(52)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 4는 웨이퍼 지지장치(52)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다.
웨이퍼 지지장치(52)는 웨이퍼척(53)과, 제어부(70)를 구비한다. 웨이퍼척(53)은 지지해야 할 웨이퍼(W)와 접촉하는 웨이퍼 지지면(60)을 갖고, 웨이퍼 지지면(60) 상에 복수의 흡착영역(C1, C2)이 마련된다. 도 4에 나타내는 예에서는, 2개의 흡착영역(C1, C2)이 마련된다. 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)은 웨이퍼 지지면(60)에서 겹치지 않도록 설정되고, 각각이 반원형상을 갖는다. 제어부(70)는 복수의 흡착영역(C1, C2)의 각각의 흡착력을 독립적으로 제어하도록 구성된다.
웨이퍼척(53)은 복수의 전극구조(62a, 62b)와, 절연체층(64)과, 베이스부재(66)를 포함한다. 절연체층(64)은 웨이퍼(W)와 직접 접촉하는 부분이며, 웨이퍼 지지면(60)을 갖는다. 절연체층(64)은, 예를 들면 폴리이미드 등의 수지재료, 질화 알루미늄(AlN)이나 산화 알루미늄(Al2O3) 등의 세라믹재료로 구성된다. 절연체층(64)은 베이스부재(66)에 장착되어 있으며, 베이스부재(66)에 의하여 지지된다.
복수의 전극구조(62a, 62b)는 절연체층(64)의 내부에 마련된다. 복수의 전극구조(62a, 62b)의 각각은, 웨이퍼 지지면(60) 상의 흡착영역(C1, C2)에 대응하는 위치에 마련된다. 도시하는 예에서는, 제1 흡착영역(C1)에 대응하는 제1 전극구조(62a)와, 제2 흡착영역(C2)에 대응하는 제2 전극구조(62b)가 마련된다.
제1 전극구조(62a)는 제1 전원(72a)에 접속된다. 제1 전극구조(62a)는 제1 전원(72a)이 인가하는 직류전압에 의하여 제1 흡착영역(C1)에 정전흡착력을 발생시킨다. 제1 전극구조(62a)는, 예를 들면 단일의 전극체를 갖고, 쿨롱력 또는 존슨·라벡력에 근거하는 흡착력을 발생시킨다. 제1 전극구조(62a)는 복수의 전극체를 가져도 되고, 복수의 전극체에 다른 전압을 인가함으로써 그래디언트력에 근거하는 흡착력을 발생시켜도 된다.
제2 전극구조(62b)는 제2 전원(72b)에 접속된다. 제2 전극구조(62b)는 제2 전원(72b)이 인가하는 직류전압에 의하여 제2 흡착영역(C2)에 정전흡착력을 발생시킨다. 제2 전극구조(62b)는 제1 전극구조(62a)와 같이, 단일의 전극체를 갖고, 쿨롱력 또는 존슨·라벡력에 근거하는 흡착력을 발생시킨다. 제2 전극구조(62b)는 복수의 전극체를 가져도 되고, 복수의 전극체에 다른 전압을 인가함으로써 그래디언트력에 근거하는 흡착력을 발생시켜도 된다.
베이스부재(66)는 절연체층(64)의 지지구조이며, 스테인리스강 등의 금속재료로 구성된다. 베이스부재(66)는, 도 2에 나타내는 트위스트각 조정기구(56)에 고정된다. 베이스부재(66)에는, 냉각수로(68)가 마련되고, 냉각수로(68)를 통과하는 물 등의 유체에 의하여 냉각된다. 베이스부재(66)는 그라운드에 접속되어 있다.
제어부(70)는 제1 전원(72a) 및 제2 전원(72b)의 동작을 제어함으로써, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 흡착력을 제어한다. 제어부(70)는, 예를 들면 제1 전극구조(62a)에 정전압을 인가시키고, 제2 전극구조(62b)에 부전압을 인가시킴으로써, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 쌍방에 흡착력을 발생시킨다. 제어부(70)는 복수의 흡착영역(C1, C2) 전부에 흡착력을 발생시킴으로써, 웨이퍼 지지면(60)에 웨이퍼(W)가 확실히 고정된 고정상태로 한다.
제어부(70)는 제1 전극구조(62a) 및 제2 전극구조(62b)에 인가하는 전압의 절댓값을 낮춤으로써, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 흡착력을 저하시킨다. 제어부(70)는 제1 전극구조(62a) 및 제2 전극구조(62b)의 쌍방에 그라운드전압을 인가하고, 베이스부재(66)와 동전위로 함으로써, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)에 흡착력이 발생하지 않도록 한다. 제어부(70)는 복수의 흡착영역(C1, C2) 전부에 있어서 흡착력이 발생하지 않도록 함으로써, 웨이퍼 지지면(60)에 대한 웨이퍼(W)의 고정이 해제된 고정해제상태로 한다.
제어부(70)는 웨이퍼(W)의 고정을 해제하려고 하는 경우, 상술한 고정해제상태로 하기 전에 "가고정상태"로 한다. 가고정상태란, 복수의 흡착영역(C1, C2) 중 일부의 흡착영역만 흡착력을 작게 하는 반면, 나머지 흡착영역의 흡착력을 고정상태인 채로 유지한 상태를 말한다. 제어부(70)는, 예를 들면 제1 전극구조(62a)에 고정상태와 동일한 정전압을 인가하는 한편, 제2 전극구조(62b)를 그라운드전압으로 함으로써, 제1 흡착영역(C1)에만 흡착력을 발생시킨 제1 가고정상태로 한다. 제어부(70)는 반대로, 제1 전극구조(62a)를 그라운드전압으로 하는 한편, 제2 전극구조(62b)에 고정상태와 동일한 부전압을 인가함으로써, 제2 흡착영역(C2)에만 흡착력을 발생시킨 제2 가고정상태로 한다.
제어부(70)는 웨이퍼(W)의 고정을 해제하기 전에 가고정상태로 함으로써, 웨이퍼척(53)과 웨이퍼(W)의 사이에 체류하는 가스가 외부로 배출되도록 한다. 웨이퍼(W)의 웨이퍼 지지면(60)과 접촉하는 면(이면)(90)에는, 웨이퍼보호용 수지층 등이 마련되는 경우가 있고, 고진공의 주입처리실(16)에 있어서 가스를 방출하는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼(W)의 고정상태를 계속하면, 웨이퍼척(53)과 웨이퍼(W)의 사이에는 가스가 체류되어 간다. 웨이퍼(W)와 웨이퍼척(53)의 사이에 체류하는 가스는, 웨이퍼척(53)으로부터 웨이퍼(W)를 이탈시키는 방향의 팽창력을 웨이퍼(W)에 부여한다. 가스가 체류된 상태에서 웨이퍼(W)의 고정을 해제하면, 가스의 팽창력에 의하여 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지면(60) 상에서 튕겨 올라, 웨이퍼(W)의 위치가 고정상태로부터 어긋나는 경우가 있다. 웨이퍼(W)의 위치 어긋남이 크면, 웨이퍼 지지장치(52)와의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 로봇 등이 웨이퍼(W)를 회수하지 못하여, 웨이퍼(W)의 취출을 위하여 이온주입장치(10)의 운전을 정지해야 한다. 만일, 주입처리실(16)을 대기 노출시켜 웨이퍼(W)를 취출했다고 하면, 그 후, 주입처리실(16)을 다시 고진공상태로 하여 운전 가능한 상태로 하려면 상당한 시간을 필요로 한다. 그 결과, 이온주입장치(10)의 생산성을 크게 저하시킨다. 따라서, 본 실시형태에서는, 고정해제 시의 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감을 방지하기 위하여, 고정해제 전에 웨이퍼척(53)과 웨이퍼(W)의 사이의 가스를 사전에 배출하도록 한다.
도 5는 복수의 전극구조(62a, 62b)에 인가되는 전압(Va, Vb)의 일례를 나타내는 그래프이며, 고정기간부터 해제준비기간을 거쳐 고정해제기간으로 이행할 때의 전압파형을 나타낸다. 그래프의 실선은, 제1 전원(72a)에 의하여 제1 전극구조(62a)에 인가되는 제1 전압(Va)을 나타내고, 그래프의 파선은, 제2 전원(72b)에 의하여 제2 전극구조(62b)에 인가되는 제2 전압(Vb)을 나타낸다. 웨이퍼(W)의 고정상태에서는, 제1 전압(Va)=V0이며, 제2 전압(Vb)=-V0이다. 고정상태에서 인가되는 기준전압(V0)의 크기(절댓값)는, 웨이퍼척(53)의 사양에 따르지만, 0.1kV~10kV 정도이며, 예를 들면 0.5kV~2kV 정도이다.
해제준비기간 중 제1 기간(T1)에서는, 제1 전극구조(62a)에 인가하는 제1 전압(Va)을 기준전압(V0)으로 유지한 채로, 제2 전극구조(62b)에 인가하는 제2 전압(Vb)을 0V로 한다. 이로써, 제1 흡착영역(C1)에 흡착력을 발생시키면서, 제2 흡착영역(C2)의 흡착력을 낮춘 제1 가고정상태로 하고, 웨이퍼(W)와 제2 흡착영역(C2)의 사이에 체류하는 가스가 외부로 배출되도록 한다. 제1 가고정상태는 웨이퍼(W)와 제2 흡착영역(C2)의 사이의 가스가 충분히 배출될 정도로 유지되는 것이 바람직하다. 한편, 제1 가고정상태의 유지시간을 길게 하면, 이온주입장치(10)의 생산성저하로 이어진다. 제1 기간(T1)의 길이는, 0.1초 이상 10초 이하로 하는 것이 바람직하고, 예를 들면 0.5초 이상 5초 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 일례로서, 제1 기간(T1)의 길이는 1초 또는 2초 정도이다.
계속해서, 해제준비기간 중 제2 기간(T2)에서는, 제2 전극구조(62b)에 인가하는 제2 전압(Vb)을 기준전압(-V0)으로 되돌려, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 쌍방에 흡착력을 발생시킨다. 따라서, 제2 기간(T2)은, 고정상태와 동일한 상태이며, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 쌍방이 웨이퍼고정 시의 흡착력으로 되돌아간다. 제2 기간(T2)은, 그 후의 제3 기간(T3)으로 이행하기 위한 이행기간이며, 가고정상태에 있어서 제1 흡착영역(C1)과 제2 흡착영역(C2)의 쌍방의 흡착력이 상실되어 고정해제상태가 되는 것을 방지하기 위한 기간이다. 제2 기간(T2)은 제2 흡착영역(C2)에 충분한 흡착력이 발생할 때까지 유지되는 것이 바람직하고, 0.1초 이상 10초 이하, 바람직하게는 0.5초 이상 5초 이하이다. 일례로서, 제2 기간(T2)의 길이는 1초 또는 2초 정도이다.
다음으로, 해제준비기간 중의 제3 기간(T3)에서는, 제1 전극구조(62a)에 인가하는 제1 전압(Va)을 0V로 하고, 제2 전극구조(62b)에 인가하는 제2 전압(Vb)을 기준전압(-V0)으로 유지한 채로 한다. 이로써, 제1 흡착영역(C1)의 흡착력을 낮추고, 제2 흡착영역(C2)에 흡착력을 발생시킨 제2 가고정상태로 하며, 웨이퍼(W)와 제1 흡착영역(C1)의 사이에 체류하는 가스가 외부로 배출되도록 한다. 제2 가고정상태는, 웨이퍼(W)와 제1 흡착영역(C1)의 사이의 가스가 충분히 배출될 정도까지 유지되는 것이 바람직하다. 제3 기간(T3)의 길이는 0.1초 이상 10초 이하, 바람직하게는 0.5초 이상 5초 이하이다. 일례로서, 제3 기간(T3)의 길이는 1초 또는 2초 정도이다.
제3 기간(T3)의 경과 후의 고정해제기간에서는, 제1 전극구조(62a)에 인가하는 제1 전압(Va)을 0V로 하고, 제2 전극구조(62b)에 인가하는 제2 전압(Vb)을 0V로 한다. 이로써, 제1 흡착영역(C1)과 제2 흡착영역(C2)의 쌍방의 흡착력을 상실시켜 고정해제상태로 한다. 본 실시형태에서는, 고정해제기간에 있어서 웨이퍼척(53)과 웨이퍼(W)의 사이에 가스가 존재하지 않거나, 존재했다고 하더라도 고정기간에 비하여 충분히 적기 때문에, 가스의 팽창에 의한 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감이 발생하지 않고, 발생했다고 하더라도 웨이퍼(W)의 큰 위치 어긋남은 발생하기 어렵다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 고정해제 시에 있어서의 웨이퍼(W)의 위치 어긋남을 적합하게 방지하여, 웨이퍼 지지장치(52)를 이용하는 장치의 생산성저하를 억제할 수 있다.
다만, 도 5에 나타내는 예에서는, 제1 가고정상태로 한 후에 제2 가고정상태로 했지만, 이들 실행순서는 관계없이, 제2 가고정상태로 한 후에 제1 가고정상태로 해도 된다.
제어부(70)는 웨이퍼 지지장치(52)가 지지하는 웨이퍼(W)에 관련된 조건에 따라, 상술한 제1 기간(T1), 제2 기간(T2) 및 제3 기간(T3)의 시간을 변경해도 된다. 예를 들면, 웨이퍼(W)와 웨이퍼척(53)의 사이에 체류하는 가스가 많다고 상정되는 경우에는, 상술한 가고정시간의 길이를 길게 하고, 체류하는 가스가 적다고 상정되는 경우에는, 가고정시간의 길이를 짧게 해도 된다.
예를 들면, 웨이퍼(W)의 고정시간이 길수록 가스가 체류하는 양이 증가하기 때문에, 웨이퍼(W)의 고정시간에 따라 가고정시간의 길이를 변화시켜도 된다. 또, 웨이퍼(W)에 대한 이온주입처리에 의하여 웨이퍼(W)가 가열되어 웨이퍼온도가 상승하는 경우에는 이면(90)으로부터 가스가 방출되기 쉬워지기 때문에, 웨이퍼(W)에 대한 투입열량에 따라 가고정시간의 길이를 변화시켜도 된다. 또, 웨이퍼 지지면(60)과 접촉하는 웨이퍼(W)의 이면(90)의 재료에 따라, 가고정시간의 길이를 변화시켜도 된다. 예를 들면, 가스방출량이 많은 수지재료가 이용되는 경우에는 가고정시간을 길게 하고, 가스방출량이 적은 산화물이나 질화물과 같은 무기재료가 이용되는 경우에는 가고정시간을 짧게 해도 된다. 그 외에, 웨이퍼(W)의 중량이나 두께 등에 따라 가고정시간의 길이를 변경해도 된다.
제어부(70)는 해제준비기간에 있어서, 상술한 제1 가고정상태와 제2 가고정상태를 각각 1회씩 실행하는 것뿐만 아니라, 각각을 2회 이상 실행해도 된다. 예를 들면, 제1 가고정상태와 제2 가고정상태를 교대로 반복하여 실행함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼척(53)의 사이에 체류하는 가스가 보다 많이 빠지도록 해도 된다. 또, 웨이퍼(W)에 관련된 조건에 따라 체류하는 가스가 많다고 상정되는 경우에는, 제1 가고정상태와 제2 가고정상태의 반복횟수를 증가시킴으로써, 가스가 보다 효과적으로 배출되도록 해도 된다.
제어부(70)는 해제준비기간에 있어서 일부의 흡착영역의 흡착력을 저하시키는 경우에, 흡착력을 상실시키는 것뿐만 아니라, 고정상태에 비하여 작은 흡착력으로 해도 된다. 예를 들면, 제1 가고정상태에 있어서, 제2 전극구조(62b)에 인가하는 제2 전압(Vb)의 크기(절댓값)를 고정 시의 기준전압(V0)의 1/10~1/2 정도로 해도 된다. 즉, 제1 가고정상태에 있어서, 제2 전압(Vb)을 0V로 하지 않아도 된다. 마찬가지로, 제2 가고정상태에 있어서, 제1 전압(Va)을 0V로 하지 않아도 되고, 기준전압(V0)의 1/10~1/2 정도로 해도 된다.
제어부(70)는 고정상태에서 가고정상태로 이행시키는 경우에, 전극구조에 인가하는 전압의 크기(절댓값)를 단계적으로 작게 함으로써, 일부의 흡착영역의 흡착력이 단계적으로 작아지도록 해도 된다.
제어부(70)는 웨이퍼 지지장치(52)가 마련되는 주입처리실(16)의 압력값에 따라, 상술한 가고정상태의 길이나 가고정상태의 전압, 제1 가고정상태와 제2 가고정상태의 반복횟수를 변화시켜도 된다. 예를 들면, 상술한 웨이퍼(W)에 관련된 조건에 따라 상정되는 가스방출량에 대하여, 가고정상태에서의 주입처리실(16)의 압력의 상승값이 작으면, 가스가 충분히 배출되고 있지 않은 것으로 하여, 가고정상태의 시간을 길게 하거나, 가고정상태의 전압을 낮추거나, 가고정상태의 실행횟수를 많게 하거나 해도 된다. 제어부(70)는 주입처리실(16)의 압력의 변화량이나 변화속도에 따라, 가고정상태의 시간이나 가고정상태의 전압, 가고정상태의 반복횟수를 조정해도 된다.
도 6은 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치(152)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 본 변형예에서는 제1 전극구조(162a) 및 제2 전극구조(162b)의 형상이 다르고, 각 전극구조(162a, 162b)가 빗살형으로 형성되어, 서로 끼워 넣어져 배치된다. 따라서, 각 전극구조(162a, 162b)에 대응하는 흡착영역(C1, C2)도 빗살형으로 형성된다. 본 변형예에 있어서도, 상술한 실시형태와 동일한 가고정상태를 이용함으로써, 고정해제 시의 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감을 방지할 수 있다.
도 7은 다른 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치(252)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 본 변형예에서는, 도 6과 마찬가지로, 제1 전극구조(262a) 및 제2 전극구조(262b)가 빗살형으로 형성되어, 서로 끼워 넣어져 배치된다. 또, 제1 전극구조(262a)는 웨이퍼 지지면(260)의 외주를 따라 폐루프형상으로 구성되는 외주 전극부(262r)를 갖는다. 따라서, 제1 전극구조(262a)에 대응하는 제1 흡착영역(C1)은, 웨이퍼 지지면(260)의 외주를 따른 폐루프형상의 영역을 포함한다. 한편, 제2 전극구조(262b)에 대응하는 제2 흡착영역(C2)은, 웨이퍼 지지면(260)에 있어서 제1 흡착영역(C1)의 내측에 배치된다.
본 변형예에서는, 제1 흡착영역(C1)의 흡착력을 유지한 채로 제2 흡착영역(C2)의 흡착력을 낮추는 제1 가고정상태로 한 경우, 웨이퍼 지지면(260)의 외주영역이 고정되어 있기 때문에, 웨이퍼척(253) 밖으로 가스를 배출할 수 없다. 따라서, 본 변형예에서는, 제2 가고정상태만을 이용하여 가스가 배출되도록 하고, 제1 가고정상태를 이용하지 않아도 된다. 다만, 제1 가고정상태로 함으로써, 제2 흡착영역(C2)으로부터 제1 흡착영역(C1)과 제2 흡착영역(C2)의 사이의 영역에 가스를 이동시키고, 그 후, 제2 가고정상태로 함으로써, 제1 흡착영역(C1) 및 제2 흡착영역(C2)의 쌍방의 영역의 가스가 외부로 배출되도록 해도 된다.
도 8은 또 다른 변형예에 관한 웨이퍼 지지장치(352)의 구성을 개략적으로 나타내는 상면도이다. 본 변형예에서는 웨이퍼척(353)에 3개 이상의 전극구조가 마련되고, 구체적으로는, 6개의 전극구조(362a, 362b, 362c, 362d, 362e, 362f)가 마련된다. 각 전극구조(362a~362f)는 부채형상을 갖고, 원형의 웨이퍼 지지면(360)을 균등하게 6분할했을 때의 각 영역에 배치된다. 각 전극구조(362a~362f)에 대응하는 흡착영역(C1, C2, C3, C4, C5, C6)은 부채형상으로 설정된다.
본 변형예에서는, 각 흡착영역(C1~C6)에 흡착력을 발생시키기 위하여, 인접하는 전극구조에 다른 극성의 전압이 인가된다. 예를 들면, 제1 전극구조(362a), 제3 전극구조(362c), 제5 전극구조(362e)에는 정전압이 인가되고, 제2 전극구조(362b), 제4 전극구조(362d), 제6 전극구조(362f)에는 부전압이 인가된다.
본 변형예에서는, 복수의 흡착영역(C1~C6)의 일부의 흡착력을 낮추고, 나머지 흡착영역의 흡착력을 유지함으로써 가고정상태로 한다. 또, 흡착력을 저하시키는 일부의 흡착영역을 차례로 전환해 감으로써, 복수의 흡착영역(C1~C6) 전부에 대하여 가스배출이 이루어지도록 한다. 예를 들면, 제1 흡착영역(C1)에서 제6 흡착영역(C6)을 향하여, 하나씩 차례로 흡착력을 낮추도록 한다. 이때, 복수의 흡착영역(C1~C6)의 모든 흡착력을 동시에 낮추지 않도록 하여, 고정기간부터 고정해제기간으로의 이행 도중에 웨이퍼(W)의 고정이 해제되어, 웨이퍼(W)가 튕겨 올라가는 것을 방지한다. 본 변형예에서는, 흡착영역이 3개 이상 있기 때문에, 흡착력을 낮추는 영역을 변경할 때, 상술한 제2 기간(T2)과 같은 고정상태를 사이에 두지 않고 영역이 변경되어도 된다.
본 변형예에서는, 복수의 흡착영역(C1~C6) 중 2개 이상의 영역의 흡착력을 동시에 낮춰도 된다. 이때, 웨이퍼(W)에 불균일한 흡착력이 가해지는 것을 방지하기 위하여, 웨이퍼 지지면(60)의 중심에 대하여 대칭위치에 있는 영역의 흡착력을 동시에 낮추도록 해도 된다. 예를 들면, 제1 흡착영역(C1)과 제4 흡착영역(C4)의 흡착력만을 동시에 낮추고, 다음으로, 제2 흡착영역(C2)과 제5 흡착영역(C5)의 흡착력만을 동시에 낮추며, 마지막으로, 제3 흡착영역(C3)과 제6 흡착영역(C6)의 흡착력만을 동시에 낮추도록 해도 된다.
본 변형예에서는, 삼상교류전압을 인가하여 각 흡착영역(C1~C6)에 흡착력을 발생시켜도 된다. 예를 들면, 제1 전극구조(362a)와 제4 전극구조(362d)에 U상을 인가하고, 제2 전극구조(362b)와 제5 전극구조(362e)에 V상을 인가하며, 제3 전극구조(362c)와 제6 전극구조(362f)에 W상을 인가한다. 다만, 교류전압을 이용하는 경우에는, 교류전압의 일주기의 변화에 기인하여 흡착력이 변화하고, 전압이 0V가 되는 타이밍에 흡착력이 크게 저하될 수 있다. 그러나, U상, V상, W상의 각각에서 0V가 되는 타이밍이 달라, 모든 흡착영역에서 동시에 흡착력이 저하되는 것은 아니기 때문에, 웨이퍼(W)를 확실히 고정할 수 있다.
한편, 교류전압의 인가 시에 전압이 0V가 되는 타이밍은 매우 짧기 때문에, 웨이퍼(W)와 웨이퍼척(353)의 사이에는 가스가 체류될 수 있다. 따라서, 가고정상태에 있어서, 복수의 전극구조(362a~362f)의 일부의 전압을 0V로 고정하고, 대응하는 흡착영역에 있어서 충분히 가스가 빠져 나오도록 한다. 가고정상태에 있어서 0V가 인가되는 시간은, 고정상태에 있어서 인가되는 교류전압의 일주기보다 길다. 교류전압의 일주기보다 긴 시간에 걸쳐 0V를 유지함으로써, 웨이퍼(W)와 웨이퍼척(353)의 사이의 가스를 효과적으로 배출할 수 있다. 다만, 일부의 전극구조에 인가하는 교류전압의 진폭을 고정상태일 때보다 작게 함으로써 가고정상태를 실현해도 된다.
도 9는 다른 실시형태에 관한 웨이퍼 지지장치(452)의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 지지면(460)에 홈(474)이 마련되고, 홈(474)에 공급되는 전열용 가스에 의하여 웨이퍼(W)가 냉각 또는 가열되도록 구성되는 점에서 상술한 실시형태와 상위하다. 이하, 본 실시형태에 대하여, 상술한 실시형태 및 변형예의 상위점을 중심으로 설명한다.
웨이퍼 지지장치(452)는 웨이퍼척(453)과 제어부(470)를 구비한다. 웨이퍼척(453)은 복수의 전극구조(462a, 462b)와, 절연체층(464)과, 베이스부재(466)를 포함한다. 베이스부재(466)에는, 냉각수로(468)와 가스유로(476)가 마련된다.
제1 전극구조(462a) 및 제2 전극구조(462b)는, 예를 들면 도 7에 나타내는 변형예와 동일하게 구성된다. 제1 전극구조(462a)는 웨이퍼 지지면(460)의 외주를 따라 폐루프형상으로 구성되는 외주 전극부를 갖는다. 제2 전극구조(462b)는 제1 전극구조(462a)의 외주 전극부의 내측에 마련된다. 제1 전극구조(462a)에는 제1 전원(472a)이 접속되고, 제2 전극구조(462b)에는 제2 전원(472b)이 접속된다.
웨이퍼 지지면(460)에는, 웨이퍼(W)를 냉각 또는 가열시키기 위한 전열용 가스가 충전되는 홈(474)이 마련된다. 홈(474)은 제1 전극구조(462a)의 외주 전극부보다 내측에 형성되고, 예를 들면 제1 전극구조(462a)와 제2 전극구조(462b)의 사이의 위치에 형성된다. 홈(474)은 웨이퍼 지지면(460) 상에 웨이퍼(W)가 고정된 상태에서 폐쇄공간이 되도록 구성된다. 특히, 제1 전극구조(462a)의 외주 전극부에 대응하는 외주영역(C)에 흡착력을 발생시킴으로써, 웨이퍼척(453)의 외부에 대하여 홈(474)을 밀폐시킬 수 있다.
홈(474)은 절연체층(464) 및 베이스부재(466)에 마련되는 가스유로(476)와 접속되어 있다. 가스유로(476)는 전열용 가스를 홈(474)에 충전시키고, 홈(474)으로부터 전열용 가스를 배출시킨다. 가스유로(476)는 급기밸브(482)를 통하여 가스공급부(478)와 접속되고, 배기밸브(484)를 통하여 가스배기부(480)와 접속된다. 배기밸브(484)를 폐쇄하고 급기밸브(482)를 개방함으로써, 가스공급부(478)로부터 홈(474)에 전열용 가스가 공급된다. 급기밸브(482)를 폐쇄하고 배기밸브(484)를 개방함으로써, 홈(474)으로부터 가스유로(476)를 통하여 전열용 가스가 배출된다. 급기밸브(482) 및 배기밸브(484)의 동작은, 제어부(470)에 의하여 제어된다.
제어부(470)는 제1 전극구조(462a) 및 제2 전극구조(462b)에 직류전압을 인가하여 웨이퍼(W)를 고정상태로 한다. 제어부(470)는 웨이퍼(W)가 고정된 후, 급기밸브(482)를 개방함으로써 홈(474)에 전열용 가스를 공급한다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 고정 시에는 웨이퍼(W)와 웨이퍼 지지면(460)의 사이에 전열용 가스가 충전된 상태가 된다. 웨이퍼 지지장치(452)는 고진공의 주입처리실(16) 내에 배치되어 있기 때문에, 홈(474)에 전열용 가스가 존재하는 상태에서 웨이퍼(W)의 고정을 해제하면, 전열용 가스의 팽창에 의하여 웨이퍼(W)가 튕겨 올라간다.
웨이퍼(W)의 고정을 해제하기 전에, 전열용 가스를 가스배기부(480)를 통하여 외부로 배출할 수 있으면, 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감을 방지할 수 있을지도 모른다. 그러나, 홈(474)의 진공도를 주입처리실(16)과 동일레벨로 하는 데에만 상당한 시간을 필요로 하기 때문에, 전열용 가스의 충분한 배기를 기다린 후에 웨이퍼(W)의 고정을 해제하면 이온주입장치(10)의 생산성이 크게 저하된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 가고정상태에 있어서 외주영역(C)의 흡착력을 낮춰, 웨이퍼 지지면(460)의 외주로부터 전열용 가스가 외부로 배출되도록 한다. 구체적으로는, 외주영역(C)에 대응하는 제1 전극구조(462a)의 인가전압을 0V로 하고, 외주영역(C)의 내측에 위치하는 제2 전극구조(462b)의 인가전압을 고정 시의 전압으로 한다. 혹은, 외주영역(C)에 대응하는 제1 전극구조(462a)의 인가전압을 고정 시의 전압의 1/10~1/2 정도로 하고, 외주영역(C)의 내측에 위치하는 제2 전극구조(462b)의 인가전압을 고정 시의 전압으로 해도 된다. 이로써, 웨이퍼(W)를 지지하면서, 웨이퍼(W)와 홈(474)의 사이의 전열용 가스를 적절히 배출할 수 있다. 본 실시형태에 의하면, 비교적 짧은 시간에 전열용 가스의 배출을 완료하여, 고정해제 시의 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감을 방지할 수 있다. 이로써, 이온주입장치(10)의 생산성의 저하를 억제할 수 있다.
이상, 본 발명을 상술한 각 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 각 실시형태의 구성을 적절히 조합한 것이나 치환한 것에 대해서도 본 발명에 포함되는 것이다. 또, 당업자의 지식에 근거하여 각 실시형태에 있어서의 조합이나 처리의 순번을 적절히 재조합하는 것이나 각종 설계변경 등의 변형을 실시형태에 대하여 추가하는 것도 가능하며, 그와 같은 변형이 추가된 실시형태도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
상술한 실시형태 및 변형예에서는, 웨이퍼 지지장치를 이온주입장치(10)에 이용하는 경우에 대하여 나타냈지만, 웨이퍼 지지장치의 응용예는 특별히 한정되지 않고, 임의의 반도체 처리장치에 상술한 웨이퍼 지지장치를 이용할 수 있다. 특히, 진공용기 중에서 상술한 웨이퍼 지지장치를 이용함으로써, 진공환경하에서의 웨이퍼(W)의 튕겨 올라감을 적합하게 방지할 수 있다.
52…웨이퍼 지지장치
53…웨이퍼척
60…웨이퍼 지지면
62…전극구조
64…절연체층
66…베이스부재
70…제어부
C1…제1 흡착영역
C2…제2 흡착영역
W…웨이퍼

Claims (20)

  1. 지지해야 할 웨이퍼와 접촉하는 웨이퍼 지지면을 갖고, 상기 웨이퍼 지지면 상에 복수의 흡착영역이 마련되는 웨이퍼척과,
    상기 복수의 흡착영역의 각각의 흡착력을 독립적으로 제어하도록 구성되는 제어부를 구비하며,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 상기 복수의 흡착영역 중 일부의 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 가고정상태로 한 후에, 상기 복수의 흡착영역의 모든 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼와 상기 일부의 흡착영역의 사이에 존재하는 가스가 외부로 배출되도록 상기 가고정상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태를 0.1초 이상 10초 이하의 시간에 걸쳐 유지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼에 관련된 조건에 따라, 상기 가고정상태를 유지하는 시간을 변경하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태에 있어서, 상기 일부의 흡착영역과는 다른 흡착영역을 웨이퍼고정 시의 흡착력으로 한 채로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태에 있어서, 웨이퍼고정 시보다 작은 흡착력으로 하는 상기 일부의 흡착영역을 차례로 전환하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태에 있어서, 상기 복수의 흡착영역 전부가 동시에 웨이퍼고정 시보다 작은 흡착력이 되는 것을 피하면서, 웨이퍼고정 시보다 작은 흡착력으로 하는 상기 일부의 흡착영역을 차례로 전환하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 흡착영역은 제1 흡착영역과 제2 흡착영역을 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 상기 제1 흡착영역을 웨이퍼고정 시의 흡착력으로 한 채로 상기 제2 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 제1 가고정상태로 한 후에, 상기 제2 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시의 흡착력으로 한 채로 상기 제1 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 제2 가고정상태로 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 가고정상태와 상기 제2 가고정상태를 교대로 반복하여 실행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 가고정상태와 상기 제2 가고정상태의 사이의 타이밍에, 상기 제1 흡착영역 및 상기 제2 흡착영역의 쌍방을 웨이퍼고정 시의 흡착력으로 되돌리는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼에 관련된 조건에 따라, 상기 제1 가고정상태와 상기 제2 가고정상태의 각각의 유지시간 및 실행횟수 중 적어도 한쪽을 변화시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 웨이퍼에 관련된 조건은 상기 웨이퍼의 고정시간, 상기 웨이퍼로의 투입열량, 상기 웨이퍼의 상기 웨이퍼 지지면에 접촉하는 면의 재료, 상기 웨이퍼의 중량 및 상기 웨이퍼의 두께 중 적어도 하나에 의존하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼척은, 상기 웨이퍼 지지면을 갖는 절연체층과, 상기 절연체층의 내부이며 상기 복수의 흡착영역에 대응하는 위치에 마련되는 복수의 전극구조를 포함하고,
    상기 제어부는 각 전극구조에 인가하는 전압의 절댓값 또는 진폭을 웨이퍼고정 시보다 작게 함으로써, 각 전극구조에 대응하는 각 흡착영역의 흡착력을 저감시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 웨이퍼척은, 상기 절연체층을 지지하는 베이스부재를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 각 전극구조에 인가하는 전압을 상기 베이스부재와 동전위로 함으로써, 각 전극구조에 대응하는 각 흡착영역의 흡착력을 저감시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전극구조에는 직류전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전극구조에는 교류전압이 인가되고,
    상기 가고정상태의 유지시간은, 상기 교류전압의 일주기에 필요한 시간보다 긴 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  17. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 지지면에는, 상기 웨이퍼의 냉각 또는 가열에 이용하는 전열용 가스를 충전하기 위한 홈이 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 웨이퍼와 상기 웨이퍼 지지면의 사이에 잔류하는 상기 전열용 가스가 외부로 배출되도록 상기 가고정상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  18. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 흡착영역 중 하나는, 상기 웨이퍼 지지면의 외주를 따른 폐루프형상의 영역을 포함하도록 마련되고,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태에 있어서, 상기 폐루프형상의 영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 가고정상태에 있어서, 상기 폐루프형상의 영역보다 내측에 마련되는 적어도 하나의 흡착영역을 웨이퍼고정 시의 흡착력인 채로 유지하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 지지장치.
  20. 웨이퍼척을 이용하는 웨이퍼 착탈방법이며, 상기 웨이퍼척은, 지지해야 할 웨이퍼와 접촉하는 웨이퍼 지지면을 갖고, 상기 웨이퍼 지지면 상에 복수의 흡착영역이 마련되며,
    당해 웨이퍼 착탈방법은, 상기 웨이퍼의 고정을 해제하는 경우, 상기 복수의 흡착영역 중 일부의 흡착영역의 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 가고정상태로 한 후에, 상기 복수의 흡착영역의 모든 흡착력을 웨이퍼고정 시보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 착탈방법.
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