(57)【要約】【課題】ＡＣ電圧で駆動されるジョンソン・ラベック力型静電チャックを提供する。【解決手段】少なくとも１つの領域を有する誘電層と、少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源とを備える静電チャックを提供する。誘電層の誘電性は、ＡＣ電圧信号が電極に印加されると誘電層に対して被処理物を引き付ける静電力を生成するべく、誘電層に関して電荷移動を可能とするように設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの領域を有する誘電層と、
前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、
被処理物を前記誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層の前記少なくとも１つの領域に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源と
を備える静電チャック。
【請求項２】
前記静電力により前記被処理物に与えられる吸着圧は、前記ＡＣ電圧信号の周波数に応じて変化する
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１の吸着レベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２の吸着レベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記第１の吸着レベルは前記第２の吸着レベルよりも高い
請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記ＡＣ電圧信号は周波数が約３０ヘルツ未満である
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記ＡＣ電圧信号は、周波数が約５ヘルツから１５ヘルツの間にあり、ピーク電圧が約８００ボルトから１０００ボルトの間にある
請求項５に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記誘電層の体積抵抗率は、前記ＡＣ電圧信号に応じて前記電荷移動を可能とするように設定されている
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項７】
前記ＡＣ電圧信号は、前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に第２の周波数を有し、前記第２の周波数は前記第１の周波数よりも高い
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項７に記載の静電チャック。
【請求項９】
少なくとも１つの領域を有する誘電層を提供することと、
前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極を提供することと、
被処理物を前記誘電層へと引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給することと
を含む方法。
【請求項１０】
前記ＡＣ電圧信号の周波数を変化させること
をさらに含み、
前記静電力により前記被処理物に与えられる吸着圧は、前記周波数の変化に応じて変化する
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記被処理物を前記誘電層に引き付けることを目的として前記吸着圧を大きくするべく、初期周波数から前記周波数を下げること
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記被処理物を離すことを目的として前記吸着圧を小さくするべく、初期周波数から前記周波数を上げること
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１の吸着レベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２の吸着レベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記第１の吸着レベルは前記第２の吸着レベルよりも高い
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に前記ＡＣ電圧信号は前記第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に前記ＡＣ電圧信号は前記第２の周波数を有する
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
イオンビームを生成して、前記イオンビームを被処理物の前面に向けるイオンビーム生成器と、
少なくとも１つの領域を有する誘電層と、前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、前記被処理物を前記誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源とを有する静電チャックと
を備えるイオン注入装置。
【請求項１７】
前記静電力により与えられる吸着圧は前記ＡＣ電圧信号の周波数に応じて変化する
請求項１６に記載のイオン注入装置。
【請求項１８】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１のレベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２のレベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記吸着圧の前記第１のレベルは前記吸着圧の前記第２のレベルよりも高い
請求項１７に記載のイオン注入装置。
【請求項１９】
前記ＡＣ電圧信号は、前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に第２の周波数を有し、前記第２の周波数は前記第１の周波数よりも高い
請求項１６に記載のイオン注入装置。
【請求項２０】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項１９に記載のイオン注入装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は米国仮特許出願第６０／７７５，８８２号（出願日：２００６年２月２３日）による利益を主張する。本仮出願の教示内容は参照により本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は静電チャックに関する。特に本発明は、ＡＣ電圧で駆動されるジョンソン・ラベック力型の静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００３】
静電チャックは、静電力を用いて被処理物を試料台へと固定するべく用いられる場合がある。静電チャックは、イオン注入装置を始めとする様々なシステムで利用され得る。一例を挙げると、イオン注入装置は、半導体ウェハ等の被処理物に対して導電型を変更するための不純物を導入するべく利用され得る。所望の不純物材料がイオン源においてイオン化され、その結果得られたイオンが予め定められたエネルギーを持つイオンビームを形成するべく加速され、該イオンビームがウェハの前面に向けられ得る。イオンビームに含まれるエネルギーイオンは、半導体材料のバルク体へと浸透して、半導体材料の結晶格子に埋め込まれ、所望の導電型を有する領域を形成する。イオンビームをウェハ領域に当てるためには、ビームスキャニング、ウェハの移動、またはビームスキャニングとウェハの移動の組み合わせのいずれかを用い得る。イオン注入装置等のシステムにおいては、被処理物を試料台にしっかりと吸着するのに十分な吸着力を得ることが望まれている。また、試料台と被処理物との吸着および脱着を速やかに行うことが望まれている。
【０００４】
静電チャックは一般的に、クーロン力型とジョンソン・ラベック力型に分類され得るが、両方のタイプを組み込んだものもあり得る。それぞれのタイプの静電チャックは、被処理物と電極との間に位置する誘電層を有し得る。当該電極にはＤＣ電圧が印加され得る。クーロン力型静電チャックの誘電層は電荷移動を禁止するように構成されているので、クーロン力型静電チャックの電荷は常に電極上にあり、被処理物が吸着される。逆にジョンソン・ラベック力型静電チャックの誘電層は、誘電層について電荷移動を可能とするように構成されている。このため、被処理物／誘電層の界面に電荷が蓄積していくことになる。反対の電荷の間の距離はクーロン力型静電チャックよりもジョンソン・ラベック力型静電チャックにおいて小さくなっているので、吸着用電圧が同一だとすると、吸着圧はジョンソン・ラベック力型静電チャックの方が大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ジョンソン・ラベック力型静電チャックの電極にＤＣ電圧を印加すると十分な吸着圧が得られるが、被処理物を試料台へと吸着するための吸着時間および被処理物を試料台から脱着するための脱着時間がかかりすぎてしまう。例えば、吸着時間および脱着時間に２秒から５秒もかかってしまうことがあり、このように長くなってしまうとスループット性能に悪影響を及ぼす。吸着時間および脱着時間を改善することを１つの目的として、何種類かのクーロン力型静電チャックの電極にＡＣ電圧を印加するための研究が行われている。しかし、影像電荷（ｉｍａｇｅ  ｃｈａｒｇｅ）が非常に短時間で生成されるクーロン力型静電チャックに比べると、ジョンソン・ラベック力型静電チャックは吸着力が確立する前に十分な電荷量を移動またはリークさせる必要がある。このため従来では、ジョンソン・ラベック力型静電チャックについてはＤＣ電圧のみが使用されてきた。
【０００６】
以上より、クーロン力型静電チャックよりも高い吸着圧を維持しつつ、被処理物の吸着時間および脱着時間を改善することができるＡＣ電圧駆動のジョンソン・ラベック力型静電チャック領域を少なくとも１つ有する、新規且つ高機能化した静電チャックが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面は静電チャックを提供する。当該静電チャックは、少なくとも１つの領域を有する誘電層と、少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、被処理物を誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源とを備える。
【０００８】
本発明の別の側面は方法を提供する。当該方法は、少なくとも１つの領域を有する誘電層を提供することと、少なくとも１つの領域と対応付けられている電極を提供することと、被処理物を誘電層へと引き付けるための静電力を生成する、誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、電極に対してＡＣ電圧信号を供給することとを含む。
【０００９】
本発明のさらに別の側面はイオン注入装置を提供する。当該イオン注入装置は、イオンビームを生成して、イオンビームを被処理物の前面に向けるイオンビーム生成器と、静電チャックとを備える。当該静電チャックは、少なくとも１つの領域を有する誘電層と、少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、被処理物を誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源とを有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明を分かりやすく説明することを目的として、添付図面を参照する。添付図面は参照により本願に組み込まれる。添付図面を以下に説明する。
【００１１】
【図１】本発明に係る静電チャックとイオンビーム生成器とを備えるイオン注入装置を示す概略ブロック図である。
【００１２】
【図２】図１に示す静電チャックの第１の実施形態を示す概略ブロック図である。
【００１３】
【図３】図１に示す静電チャックの第２の実施形態を示す概略ブロック図である。
【００１４】
【図４】図１、図２または図３に示すＡＣ電源が生成するＡＣ電圧信号を示す図である。
【００１５】
【図５】図１、図２または図３に示すＡＣ電源が生成する別のＡＣ電圧信号を示す図である。
【００１６】
【図６】ＡＣ電圧信号のピーク電圧を一定とした場合の吸着圧と周波数との関係を示す図である。
【００１７】
【図７】ＡＣ電圧信号の周波数を変化させた場合の吸着圧と印加電圧との関係を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本明細書では、被処理物を支持するべく静電チャックを利用するイオン注入装置と関連付けて本発明を説明する。しかし本発明は、被処理物を支持するべく静電チャックを利用するそれ以外のシステムにも利用し得る。このため、本発明は以下に説明する具体的な実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る静電チャック１２２とイオンビーム生成器１０２とを備えるイオン注入装置１００を示すブロック図である。イオンビーム生成器１０２は、イオンビーム１０４を生成して、被処理物１１０の前面１０８に向け得る。イオンビーム１０４は、ビームスキャニング、被処理物の移動またはビームスキャニングと被処理物の移動の組み合わせのいずれかによって、被処理物領域に対して当てられ得る。
【００２０】
イオンビーム生成器１０２は、所望の特性のイオンビーム１０４を生成するべく、関連分野で公知の様々なタイプの構成要素およびシステムを含み得る。イオンビーム１０４はスポットビームであってもよいし、帯状ビームであってもよい。スポットビームは、断面が略円形でその直径はスポットビームの特性によって決まるとしてもよい。帯状ビームは幅／高さのアスペクト比が大きく、少なくとも被処理物１１０と同じ幅を持ち得る。イオンビーム１０４は荷電粒子ビームであればどのタイプでもよく、被処理物１１０に対する注入用のエネルギーイオンビームなどであってもよい。被処理物１１０の物理的形状は様々なものが考えられ得る。イオン注入装置１００が半導体ドーピングに利用される場合には、被処理物１１０は半導体ウェハであってよい。当該半導体ウェハは、イオンビーム１０４を用いた注入の対象となり得るシリコンなどの材料である、任意のタイプの半導体材料から製造され得る。半導体ウェハの形状は、一般的な円板状であってもよい。
【００２１】
静電チャック１２２は、被処理物１１０を支持し得ると共に、ジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する領域を少なくとも１つ有し得る。静電チャック１２２は、ＡＣ電源１４０からＡＣ電圧信号を受け取るとしてもよい。当該ＡＣ電圧信号を受け取ると、ジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する領域は、試料台１１２に対して被処理物１１０を引き付ける静電力を生成し得る。
【００２２】
図２は、図１に示した静電チャックの第１の実施形態１２２ａを示す概略ブロック図である。図２に示す第１の実施形態の吸着領域は全て、ジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能し得る。ジョンソン・ラベック力型静電チャック１２２ａは試料台１１２ａを有し得る。試料台１１２ａは、誘電層２１４と導電性電極２０６および２０８とを有し得る。図示されているのは２つの電極２０６および２０８であるが、ジョンソン・ラベック力型静電チャック１２２ａが有する電極は１つのみであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【００２３】
電極２０６および２０８はＡＣ電源１４０に電気的に接続され、ＡＣ電源１４０は電極２０６および２０８のそれぞれに対してＡＣ電圧信号を供給する。ＡＣ電圧信号が電極２０６および２０８に対して印加されると、誘電層２１４は、被処理物１１０を誘電層２１４に対して引き付ける静電力を生成するべく、誘電層２１４に関する電荷移動を可能にするよう構成されている。
【００２４】
誘電層２１４に関する電荷移動は、ジョンソン・ラベック力型静電チャックの特徴である。当該電荷移動は、矢印２９２で示すように、誘電層２１４におけるリーク電流として流れ得る。この電荷移動の結果、被処理物１１０と誘電層２１４との間の界面において電荷が蓄積するようになる。反対の電荷の間の距離（ｄ１）はクーロン力型静電チャック（ｄ２）よりもジョンソン・ラベック力型静電チャックにおいて小さくなっているので、吸着用電圧が同一だとすると、吸着圧はジョンソン・ラベック力型静電チャックの方が大きい。
【００２５】
蓄積される電荷は、任意の一時点で、誘電層２１４の前面では正電荷で、被処理物１１０では逆の負電荷であってよい。別の任意の一時点では、蓄積される電荷は、誘電層２１４の前面では負電荷で、被処理物１１０では逆の正電荷であってよい。電極２０６に印加されるＡＣ電圧信号は、電極２０８に印加されるＡＣ電圧信号とは位相がずれているとしてもよい。このため、任意の一時点において、電極２０６および２０８の電荷は、被処理物１１０に対して発生する電圧をゼロにするべく、等しく且つ反対であってよい。
【００２６】
誘電層２１４の誘電性によって、電極２０６および２０８がＡＣ電源１４０からＡＣ電圧を受け取った場合に、ジョンソン・ラベック力型静電チャックの特徴である誘電層に関する電荷移動が可能となり得る。主な誘電性は、誘電層２１４の体積抵抗率であってよい。ジョンソン・ラベック力型静電チャック１２２ａの誘電層２１４の体積抵抗率は、クーロン力型静電チャックの同じ誘電層２１４の体積抵抗率に比べて小さいとしてもよい。一実施形態によると、誘電層２１４に関する電荷移動を可能とする体積抵抗率は約１０１３Ω−ｃｍ未満であってよい。体積抵抗率が約１０１５Ω−ｃｍ以上になると、誘電層２１４に関する電荷移動は実現し得ない。
【００２７】
別の実施形態によると、体積抵抗率が比較的低い場合には、厚みが１００μｍの誘電層２１４についてシート抵抗が約１０１１Ω／ｓｑとなる。逆に、類似の材料で体積抵抗率が比較的高くなると、同じ厚みの誘電層についてシート抵抗が約１０１３から１０１４Ω／ｓｑとなり、電荷移動が流れなくなる。誘電層２１４の材料は様々な絶縁材料であってよく、以下に限定されないが、アルミナなどのセラミック材料であってもよい。
【００２８】
ジョンソン・ラベック力型静電チャックの特徴である誘電層に関する電荷移動を実現させる、誘電層２１４の別の特性は、誘電層２１４の厚み「ｄ２」である。一例を挙げると、誘電層２１４の厚み「ｄ２」は比較的薄く設定され得る。これは、矢印２９２が示すように電極２０６および２０８から被処理物１１０へと移動する移動電荷の移動距離を小さくするためである。
【００２９】
ジョンソン・ラベック力型静電チャックの特徴である誘電層に関する電荷移動を実現させる、誘電層２１４のさらに別の特性は、被処理物１１０に対向する、誘電層２１４の面の表面粗度である。表面粗度は、誘電層２１４の接触面と被処理物１１０との間の全ての間隙（例えば、微小間隙でも）の幅に影響を及ぼす。幾つかの例においては、静電力を大きくするべく、誘電層２１４の接触面は特定の表面粗度またはエンボス加工面を持ち得る。一実施形態によると、被処理物１１０と対向する誘電層２１４の前面は複数の突起を有し得る。このような構成とすることによって、突起２８２において大きな静電力を得る。一実施形態によると、突起２８２はそれぞれ円形形状であって、直径が２５０マイクロメートルで、誘電層２１４の上面からの高さが５マイクロメートルであってよい。もしくは、誘電層２１４の接触面は比較的滑らかであってもよい。
【００３０】
図３は、図１に示す静電チャックの第２の実施形態１２２ａを示す概略ブロック図である。吸着領域が全てジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する構成の図２に示す第１の実施形態と比較すると、図３に示す静電チャック１２２ｂは、ジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する領域が１以上あるとともに、他の領域はクーロン力型静電チャックとして機能するとしてもよい。静電チャック１２２ｂは、対応付けられた複数の誘電領域３０２、３０４、３０６、３０８、３１０および３１２に対応して複数の電極３３２、３３４、３３６、３３８、３４０および３４２を有するとしてもよい。誘電領域３０２、３０４、３０６、３０８、３１０および３１２のそれぞれは、電荷移動を可能にするように（ジョンソン・ラベック力型静電チャック領域）または電荷移動を不可とするように（クーロン力型静電チャック領域）構成され得る。一例を挙げると、誘電領域３０４および３１０はジョンソン・ラベック力型静電チャック領域を形成するべく電荷移動を可能とするように構成され、誘電領域３０２、３０６、３０８および３１０はクーロン力型静電チャック領域を形成するべく電荷移動を不可とするように構成され得る。
【００３１】
先に詳述した（体積抵抗率等の）誘電領域３０２、３０４、３０６、３０８、３１０および３１２の特性は、ジョンソン・ラベック力型領域またはクーロン力型領域のいずれかを形成することができるように選択され得る。ＡＣ電源１４０は電極３３２、３３４、３３６、３３８、３４０および３４２にＡＣ電圧信号を供給し得る。一例を挙げると、ＡＣ電源は電極３３４および３４０と電極３３２、３３６、３３８および３４２とには別々のＡＣ電圧信号を供給し得る。ＡＣ電源１４０が供給するＡＣ電圧信号は、様々な電圧波形を取り得る。
【００３２】
図４は、図１、図２または図３に示すＡＣ電源が生成する方形波ＡＣ電圧信号波形を示す波形４００である。図５は、図１、図２または図３に示すＡＣ電源が生成するサイン波ＡＣ電圧信号波形を示す別の波形５００である。それぞれのＡＣ電圧信号の吸着電圧は、当該ＡＣ信号のピーク電圧と定義され得る。ＡＣ電源１４０はこれら以外のＡＣ電圧信号波形を供給するとしてもよく、ＡＣ信号は図示されている方形波波形およびサイン波波形に限定されない。また、図４および図５に図示しているのは説明を簡単にするべく１つの位相のみである。しかし、位相が異なる複数のＡＣ電圧信号を複数の異なる電極、つまり静電チャックの複数の異なる領域に供給され得ると理解されたい。ある例によると、１２０度ずつずれた３つの位相が３つの電極に印加され得る。別の例によると、６０度ずつずれた６つの位相が６つの電極に印加され得る。
【００３３】
実施形態によっては、誘電層は対応付けられた偶数の電極と対応するように偶数の領域を有し得る。任意の一時点において正電荷の電極と負電荷の電極の数が等しくなるように、位相が異なる複数の異なるＡＣ電圧信号が各領域の各電極に印加されるとしてもよい。このような構成とすることによって、被処理物に対する実質電荷はゼロとしてもよい。
【００３４】
図６は、誘電層２１４の対応付けられた領域について電荷移動を発生させるべく図２に示す実施形態の電極にＡＣ電圧信号が印加される場合に静電力によって得られる吸着圧（ｔｏｒｒ）を示す線６００である。図６に関して、吸着電圧は１０００ボルトの固定ピーク電圧である。図示されるように、ＡＣ電圧信号の周波数が低くなると吸着圧が増加する。例えば、周波数が３０ヘルツ（Ｈｚ）の場合、吸着圧は約４５Ｔｏｒｒで、周波数が約５Ｈｚまで低くなると、吸着圧は約８５Ｔｏｒｒまで増加する。これは一般的に、周波数が低くなると、誘電層２１４において移動して誘電層／被処理物界面において蓄積する電荷の量が多くなるためである。
【００３５】
所望の吸着圧はアプリケーション毎に異なり得るので、ＡＣ電圧信号の周波数は所望の吸着圧を提供するべく調整され得る。例えば、所望の吸着圧を実現するべく、ピーク電圧が１０００ボルトにおいてＡＣ電圧信号の周波数を約３０Ｈｚ未満に設定するとしてもよい。別の実施形態によると、所望の吸着圧を実現するべく、ピーク電圧が約８００ボルトから１０００ボルトの範囲内にある場合にＡＣ電圧信号の周波数を約５Ｈｚから１５Ｈｚの範囲内に設定するとしてもよい。
【００３６】
さらに別の例によると、吸着圧は５０Ｔｏｒｒで十分なので、周波数は２０Ｈｚでピーク電圧が１０００ボルトとするのが適切な場合もある。しかし他のアプリケーションでは、より高い吸着圧を必要とすることもあるので、そのような場合には周波数を下げるとしてもよい。このようにより高い吸着圧は、被処理物がウェハであるイオンビーム電流が高いアプリケーションに必要とされる場合がある。高イオンビーム電流はウェハにおいて多量の熱を生成し得る。そのような多量の熱によって予め定められた限度を超えて不純物がウェハ内で制御不能に拡散してしまう場合があり、パターニングされたフォトレジスト層が劣化してしまう場合がある。このため、ウェハの冷却を追加して行う必要な場合がある。このようなウェハの冷却を行う際には、冷却圧に耐えるべく吸着圧を高くしなければならない場合がある。
【００３７】
静電チャックから被処理物を脱着または離す場合には、被処理物の脱着を迅速に行うべく、ＡＣ電圧信号の周波数を、吸着するための周波数よりも大きくするとしてもよい。例えば、被処理物を吸着している間、ＡＣ電圧信号の周波数はしきい値（例えば図６では３０Ｈｚ）未満であってよい。このしきい値未満の周波数（例えば、２０Ｈｚ）では、静電チャックは所望の吸着圧を実現しているとしてよい。このしきい値を超える周波数では、吸着圧が低減して被処理物が脱着または離される。
【００３８】
また、吸着用の周波数からＡＣ電圧信号の周波数を大きくすることで、単にＡＣ電圧信号をオフにするよりも、より短い脱着時間を実現し得る。これは、ＡＣ電圧信号を単にオフにする場合には、誘電層を通って移動した結果誘電層と被処理物の界面に蓄積された電荷をこの界面から流出させる必要があるためである。電荷が流出するスピードは誘電層のＲＣ定数によって決まる。ここで、Ｒは誘電層の抵抗で、Ｃは被処理物と電極との間の容量である（少なくとも被処理物と電極との間の距離（ｄ２）に影響される）。
【００３９】
単に電荷を流出させるのに対して、ＡＣ電圧信号の周波数を大きくすることで、静電チャックから被処理物をより迅速に脱着させることができる。これは、電荷が誘電層と被処理物の界面から引き上げられるからである。ＡＣ電圧信号の周波数を大きくするとともに、さらに脱着時間を短くするべく、吸着電圧も同時にゼロでない値まで小さくするとしてもよい。一例によると、周波数を１５Ｈｚとすると十分な吸着圧が得られるとともに、ＡＣ電圧信号のピーク電圧の低減と組み合わせて周波数を大きくすると脱着時間または分離時間が０．０７０秒から０．１００秒ですむことが分かった。
【００４０】
図７は、ピーク電圧および周波数が異なる複数のＡＣ電圧信号を静電チャックの複数のジョンソン・ラベック力型領域に対応付けられた複数の電極に印加した場合に、静電力によって実現される吸着圧（Ｔｏｒｒ）を示す図である。同図において、曲線７０２は５ＨｚのＡＣ電圧信号を印加した場合、曲線７０４は１０ＨｚのＡＣ電圧信号を印加した場合、曲線７０６は２０ＨｚのＡＣ電圧信号を印加した場合、曲線７０８は３０ＨｚのＡＣ電圧信号を印加した場合である。同図から分かるように、周波数が同じとした場合にＡＣ電圧信号の吸着電圧が大きくなると、吸着圧が大きくなっている。吸着電圧または印加電圧はピーク電圧が約８００ボルトから１２００ボルトの範囲内にあり、一実施形態では１０００ボルトとしてもよい。このような電圧範囲はたいていのアプリケーションにおいて十分な吸着力を実現し得る。図７はまた、ピーク電圧が同じと仮定した場合に、ＡＣ電圧信号の周波数を下げると吸着圧が大きくなっていく様子も示している。
【００４１】
以上に本発明の実施形態例を少なくとも１つ説明しているので、当業者は容易に様々な変更、変形および改善に想到するであろう。そのような変更、変形および改善は本発明の範囲内に含まれるものとする。従って、上記の説明は例示を目的としたものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月14日(2008.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの領域を有する誘電層と、
前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、
被処理物を前記誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層の前記少なくとも１つの領域に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源と
を備える静電チャック。
【請求項２】
前記静電力により前記被処理物に与えられる吸着圧は、前記ＡＣ電圧信号の周波数に応じて変化する
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項３】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１の吸着レベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２の吸着レベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記第１の吸着レベルは前記第２の吸着レベルよりも高い
請求項２に記載の静電チャック。
【請求項４】
前記ＡＣ電圧信号は周波数が約３０ヘルツ未満である
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項５】
前記ＡＣ電圧信号は、周波数が約５ヘルツから１５ヘルツの間にあり、ピーク電圧が約８００ボルトから１０００ボルトの間にある
請求項４に記載の静電チャック。
【請求項６】
前記誘電層の体積抵抗率は、前記ＡＣ電圧信号に応じて前記電荷移動を可能とするように設定されている
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項７】
前記ＡＣ電圧信号は、前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に第２の周波数を有し、前記第２の周波数は前記第１の周波数よりも高い
請求項１に記載の静電チャック。
【請求項８】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項７に記載の静電チャック。
【請求項９】
少なくとも１つの領域を有する誘電層を提供することと、
前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極を提供することと、
被処理物を前記誘電層へと引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給することと
を含む静電力を生成する方法。
【請求項１０】
前記ＡＣ電圧信号の周波数を変化させること
をさらに含み、
前記静電力により前記被処理物に与えられる吸着圧は、前記周波数の変化に応じて変化する
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記被処理物を前記誘電層に引き付けることを目的として前記吸着圧を大きくするべく、初期周波数から前記周波数を下げること
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記被処理物を離すことを目的として前記吸着圧を小さくするべく、初期周波数から前記周波数を上げること
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１の吸着レベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２の吸着レベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記第１の吸着レベルは前記第２の吸着レベルよりも高い
請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に前記ＡＣ電圧信号は前記第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に前記ＡＣ電圧信号は前記第２の周波数を有する
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
イオンビームを生成して、前記イオンビームを被処理物の前面に向けるイオンビーム生成器と、
少なくとも１つの領域を有する誘電層と、前記少なくとも１つの領域と対応付けられている電極と、前記被処理物を前記誘電層へ引き付けるための静電力を生成する、前記誘電層に関する電荷移動を生じさせるべく、前記電極に対してＡＣ電圧信号を供給するＡＣ電源とを有する静電チャックと
を備えるイオン注入装置。
【請求項１７】
前記静電力により与えられる吸着圧は前記ＡＣ電圧信号の周波数に応じて変化する
請求項１６に記載のイオン注入装置。
【請求項１８】
前記吸着圧は、ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第１の周波数である場合に第１のレベルにあり、前記ピーク電圧を有する前記ＡＣ電圧信号の周波数が第２の周波数である場合に第２のレベルにあり、前記第１の周波数は前記第２の周波数未満で、前記吸着圧の前記第１のレベルは前記吸着圧の前記第２のレベルよりも高い
請求項１７に記載のイオン注入装置。
【請求項１９】
前記ＡＣ電圧信号は、前記被処理物が前記誘電層に引き付けられる場合に第１の周波数を有し、前記被処理物が離される場合に第２の周波数を有し、前記第２の周波数は前記第１の周波数よりも高い
請求項１６に記載のイオン注入装置。
【請求項２０】
前記第１の周波数は２０ヘルツ以下で、前記第２の周波数は３０ヘルツ以上である
請求項１９に記載のイオン注入装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図３は、図１に示す静電チャックの第２の実施形態１２２ｂを示す概略ブロック図である。吸着領域が全てジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する構成の図２に示す第１の実施形態と比較すると、図３に示す静電チャック１２２ｂは、ジョンソン・ラベック力型静電チャックとして機能する領域が１以上あるとともに、他の領域はクーロン力型静電チャックとして機能するとしてもよい。静電チャック１２２ｂは、対応付けられた複数の誘電領域３０２、３０４、３０６、３０８、３１０および３１２に対応して複数の電極３３２、３３４、３３６、３３８、３４０および３４２を有するとしてもよい。誘電領域３０２、３０４、３０６、３０８、３１０および３１２のそれぞれは、電荷移動を可能にするように（ジョンソン・ラベック力型静電チャック領域）または電荷移動を不可とするように（クーロン力型静電チャック領域）構成され得る。一例を挙げると、誘電領域３０４および３１０はジョンソン・ラベック力型静電チャック領域を形成するべく電荷移動を可能とするように構成され、誘電領域３０２、３０６、３０８および３１０はクーロン力型静電チャック領域を形成するべく電荷移動を不可とするように構成され得る。
【国際調査報告】
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