(57)【要約】【課題】試料が反っている場合でも、歪を発生させることなく静電吸着を実施可能とする。【解決手段】少なくとも２つ以上の独立した独立電極群を有し、該独立電極群の各電極毎に電圧の印加又は遮断を制御する複数のスイッチと、独立電極群の各電極毎に流れる電流を計測する複数の電流検出部と、該電流検出部から出力される独立電極群の各電極毎の電流情報を読み込むコントローラとから構成し、各電極毎に設けられたスイッチの印加又は遮断を任意の順番で行う。【選択図】  図１
2004327875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着装置において、
前記電極が少なくとも２つ以上の独立した独立電極群と、該独立電極群の各電極毎に電圧の印加又は遮断が可能な印加遮断切換手段から構成されたことを特徴とする静電吸着装置。
【請求項２】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着方法において、
前記電極が少なくとも２つ以上の独立した独立電極群及び、該独立電極群の各電極毎に電圧の印加又は遮断が可能な印加遮断切換手段を有し、該印加遮断手段の印加又は遮断を任意の順番で行うことを特徴とする静電吸着方法。
【請求項３】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着装置を用いた半導体製造装置において、
前記電極が少なくとも２つ以上の独立した独立電極群と、該独立電極群の各電極毎に電圧の印加又は遮断が可能な印加遮断切換手段から構成されたことを特徴とする静電吸着装置を用いた半導体製造装置。
【請求項４】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着方法において、
前記電極が少なくとも２つ以上の独立した独立電極群と、該独立電極群の各電極毎に流れる電流を計測する電流検出部を有し、該電流検出部から出力される前記独立電極群の各電極毎の電流差分をとり、前記差分結果の大小比較により静電吸着異常を判定することを特徴とする静電吸着方法。
【請求項５】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着装置において、
少なくとも２個以上の扇状の独立電極群から構成されたことを特徴とする静電吸着装置。
【請求項６】
試料と、該試料に対面して絶縁体を挟むように設けられた電極の間に電圧を印加し、静電吸着力で前記試料を固定する静電吸着装置において、
少なくとも２個以上の同心円状の独立電極群から構成されたことを特徴とする静電吸着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縮小投影露光装置等や電子線描画装置において、ウエハ等の試料を試料台に固定するために利用する静電吸着手法に関わり、前記試料を前記試料台に静電吸着する時の吸着方法に関する。さらに、前記試料が前記試料台に静電吸着する時に吸着異常があった場合、及び前記試料台に固定されている前記試料が、前記試料台の加減速時に過大な加速度を受けたり、前記試料の反りに起因する力により、前記試料台に固定された位置から前記試料がずれて吸着異常を起こした場合、その吸着異常を検出する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の吸着方法及び吸着異常検出方法について、図２と図３を用いて説明する。静電吸着装置は、ウエハ等の試料１と絶縁体２を介して設けられた電極３間に直流電圧源５とスイッチ４を接続した構成をしている。なお、絶縁体２は試料１と一体になっている場合もあるが、ここでは絶縁体２と電極３は試料台に固定されているものとする。試料１と電極３間の電気的な等価回路は、絶縁体２の絶縁抵抗６と試料１と電極３間の静電容量７の並列回路で表される。電気的な等価回路において、スイッチ４を接続することにより、試料１と電極３間に直流電圧が印加され、静電容量７に蓄積させる電荷により、試料１と電極３間に静電吸着力が発生し、試料１を試料台に固定することが可能となる。
【０００３】
静電吸着を開始した時に吸着異常が発生した場合、又は静電吸着中に吸着異常が発生した場合、絶縁抵抗６の増加又は静電容量７の減少により、試料１と電極３間に過渡的な電流に変化が生じるため、電流変化を検出することで異常の有無判定は可能である。
【０００４】
前記した従来の吸着方法では、試料１が反っている場合、試料１に歪を発生させてしまうことが有る。この対策として面粗度が異なる複数のリング状の吸着面を採用した技術がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら試料の変形が周方向に不均一に起こる場合には対応できないという課題が残る。
【０００５】
また、前記した従来の吸着異常検出方法では、静電吸着開始時に吸着異常の発生の有無を１つの判定レベルとの比較により行っているが、試料１の電気的特性のバラツキにより、正確な判定レベルの設定が困難である。
【０００６】
また、静電吸着中に吸着異常を発生したとしても、静電開始時の吸着異常検出と同様に正確な判定レベルの設定が困難である。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−０７６１０４号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、試料が反っている場合でも、試料に歪を発生させることなく静電吸着を実施できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるために、静電吸着装置において、少なくとも２つ以上の独立した独立電極群を有し、該独立電極群の各電極毎に電圧の印加又は遮断を制御する複数のスイッチとから構成するものである。
【００１０】
さらに、独立電極群の各電極毎に流れる電流を計測する複数の電流検出部と、該電流検出部から出力される独立電極群の各電極毎の電流情報を読み込むコントローラとから構成するものである。
【００１１】
さらに、各電極毎に設けられたスイッチの印加又は遮断を任意の順番で行う方法を用いるものである。これにより、試料１が反っている場合でも、前記試料１に歪を発生させることなく静電吸着を実施できるようになる。
【００１２】
また、上記目的を達成させるために、静電吸着方法において、２つ以上の独立電極毎に設けられた電流検出部から出力される電流値の差分をとり、前記差分の大小により吸着異常を判定する方法を用いる。これにより、試料１の電気的特性等のバラツキがあった場合でも、静電吸着開始時及び静電吸着中の吸着異常の判定レベルを向上させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を以下に説明する。
【００１４】
（実施例１）
本発明の第１の実施形態として、図１，図４及び図５を用いて静電吸着装置の電極を４分割にした例を説明する。
【００１５】
図１において、１０は電圧の印加又は遮断を行う印加遮断切換手段としてのスイッチ、９は直流電圧源、１２，２２，３２及び４２は試料・電極間の絶縁抵抗、１３，２３，３３及び４３は試料・電極間の静電容量、１１，２１，３１及び４１は電流を検出するための抵抗、１４，２４，３４及び４４は電流検出部、
１５はコントローラである。
【００１６】
同図において、コントローラ１５からの制御により、スイッチ１０，２０，３０及び４０を接続する。但し、前記スイッチ１０，２０，３０及び４０の接続順位は任意とする。これにより、前記スイッチ１０，２０，３０及び４０の接続と同時に静電容量１３，２３，３３及び４３に電荷が蓄積され、静電吸着力が発生する。
【００１７】
以下、前記静電容量１３に注目すると、前記スイッチ１０を接続した瞬間、直流電圧源９と絶縁抵抗１２及び静電容量１３の並列回路に直列に接続されている抵抗１１で決まる電流が流れ、静電容量１３に電荷の蓄積が開始される。前記電荷の蓄積が飽和状態となり、それ以降の定常状態では、直流電圧源９と抵抗１１及び絶縁抵抗１２の値で決まる電流が流れる。吸着開始時及び静電吸着中の抵抗１１間の電位差を電流検出部１４により電流を検出し、コントローラ１５で前記抵抗１１の電流値Ｉ１０をモニタする。
【００１８】
同様にして、前記静電容量２３，３３及び４３の静電吸着開始以降の抵抗２１，３１及び４１の各電位差より、電流検出部２４，３４及び４４で各電流を検出し、前記コントローラ１５で前記抵抗２１，３１，４１の各電流値Ｉ２０，Ｉ３０及びＩ４０をモニタする。なお、電流値比較を行うために、前記電流値Ｉ１０，Ｉ２０，Ｉ３０及びＩ４０を静電容量を等しくした時の電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３及びＩ４に換算する。
【００１９】
前記コントローラ１５では、図５に示す判定処理を行う。前記電流値Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３及びＩ４において変化が発生した場合、各電流値の最大値又は該最大値を検出してから任意時間後の各電流値を求め記憶する。次に、前記電流値変化が静電吸着開始時又は静電吸着中に発生したかの判定を行う。
【００２０】
静電吸着開始時の場合は、前記記憶電流値の中から最小値を求め、事前に設定した静電吸着開始用単体判定レベルより大きいかどうかを判定する。前記静電吸着開始用単体判定レベルより小さい場合は異常判定処理を行う。一方、前記静電吸着開始用単体判定レベルより大きい場合は、それぞれ電流値の差分（Ｉ１−Ｉ２），（Ｉ１−Ｉ３），（Ｉ１−Ｉ４），（Ｉ２−Ｉ３），（Ｉ２−Ｉ４）及び（Ｉ３−Ｉ４）を算出する。前記各差分値が、図４に示すように事前に設定した判定レベルより小さいかどうかを判定する。前記判定レベルより小さい場合は正常吸着処理を行い、前記各電流値のモニタを続ける。一方、前記判定レベルより大きい差分値がある場合は、異常吸着処理を行う。
【００２１】
また、静電吸着中（吸着後の定常状態時）の場合は、前記記憶電流値の中から最大値を求め、事前に設定した静電吸着中用単体判定レベルより小さいかどうかを判定する。前記静電吸着中用単体判定レベルより大きい場合は異常判定処理を行う。一方、前記静電吸着中用単体判定レベルより大きい場合は、それぞれ電流値の差分（Ｉ１−Ｉ２），（Ｉ１−Ｉ３），（Ｉ１−Ｉ４），（Ｉ２−Ｉ３），（Ｉ２−Ｉ４）及び（Ｉ３−Ｉ４）を算出する。前記各差分値が、図４に示すように事前に設定した判定レベルより小さいかどうかを判定する。前記判定レベルより小さい場合は正常吸着処理を行い、前記各電流値のモニタを続ける。一方、前記判定レベルより大きい差分値がある場合は、異常吸着処理を行う。本構成により、試料１の電気的特性等のバラツキがあった場合でも、静電吸着開始時及び静電吸着中の吸着異常を正確に判定することが可能となる。
【００２２】
（実施例２）
本発明の第２の実施形態として、図６及び図１１を用いて静電吸着装置を半導体製造装置に適用した例を説明する。
【００２３】
図６において、１２０はウエハ等の試料、１２１は試料１２０に接触させるためのアース針、１２２はアース針１２１を取付けるためのアース針固定台、１２３は試料１２０を乗せる試料固定台、１２４は試料１２０を搬送するための試料搬送台、１２５は電極、１２７は静電吸着用電圧印加部である。
【００２４】
また、図１１において、１３０及び１３３は試料１２０の描画位置決めを行うためのステージ、１３１，１３２，１３４及び１３５はステージ１３０及び１３３のステージガイドである。
【００２５】
半導体製造装置は、試料１２０表面にＩＣ等のパターンを描画する装置である。試料１２０を描画部へ搬送するため、試料搬送台１２４に載せられ、ステージ１３０の上部まで搬送される。前記試料搬送台１２４がステージ１３０の所定の位置にセットされたら、ステージ１３０及び１３３が動作しても所定の位置からずれないように、前記搬送台１２４を固定し、試料１２０を固定する。前記試料１２０固定時に静電吸着装置が用いられる。
【００２６】
前記静電吸着装置に実施例１の静電吸着装置を用いることにより、試料１２０の電気的特性等のバラツキがあった場合でも、静電吸着開始時及び静電吸着中の吸着異常を正確に判定することが可能となる。
【００２７】
（実施例３）
本発明の第３の実施形態として、図７を用い静電吸着装置の電極を４分割した例を説明する。
【００２８】
図７において、２０１，２０２，２０３及び２０４は同心円状に等面積に分割した電極である。
【００２９】
同図において、静電吸着を開始する場合、内側から順番に静電吸着を行う。このとき、吸着異常と判定された場合、モニタしている電流値の小さい所から順番に静電吸着を再トライする。本手法により、試料１が反っている場合でも、前記試料１に歪を発生させることなく静電吸着を実施することが可能となる。
【００３０】
（実施例４）
本発明の第４の実施形態として、図８を用い静電吸着装置の電極を４分割した例を説明する。
【００３１】
図８において、２０５，２０６，２０７及び２０８は同心円状に等間隔に分割した電極である。
【００３２】
同図において、静電吸着を開始する場合、内側から順番に静電吸着を行う。このとき、吸着異常と判定された場合、モニタしている電流値の小さい所から順番に静電吸着を再トライする。本手法により、試料１が反っている場合でも、前記試料１に歪を発生させることなく静電吸着を実施することが可能となる。
【００３３】
（実施例５）
本発明の第５の実施形態として、図９を用い静電吸着装置の電極を４分割した例を説明する。
【００３４】
図９において、２０９，２１０，２１１及び２１２は扇状に等面積に分割した電極である。
【００３５】
同図において、静電吸着を開始する場合、電極２１０，電極２１２，電極２１１，電極２０９の順番に静電吸着を行う。このとき、吸着異常と判定された場合、モニタしている電流値の小さい所から順番に静電吸着を再トライする。本手法により、試料１が反っている場合でも、前記試料１に歪を発生させることなく静電吸着を実施することが可能となる。
【００３６】
（実施例６）
本発明の第６の実施形態として、図１０を用い静電吸着装置の電極を４分割した例を説明する。
【００３７】
図１０において、２１４，２１５，２１６及び２１７は任意に等面積に分割した電極である。
【００３８】
同図において、静電吸着を開始する場合、電極２１３，電極２１４，電極２１５，電極２１６の順番に静電吸着を行う。このとき、吸着異常と判定された場合、モニタしている電流値の小さい所から順番に静電吸着を再トライする。本手法により、試料１が反っている場合でも、前記試料１に歪を発生させることなく静電吸着を実施することが可能となる。
【００３９】
また、前記試料１の電気的特性等のバラツキがあった場合でも、静電吸着開始時及び静電吸着中の吸着異常を正確に判定することが可能となる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明により、試料が反っている場合でも、試料に歪を発生させることなく静電吸着を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】従来の静電吸着装置の概略図。
【図３】従来の静電吸着装置の等価回路図。
【図４】発明の第１の実施形態を示す複合判定レベルの図。
【図５】発明の第１の実施形態を示す判定処理の流れ図。
【図６】発明の第１の実施形態を示す静電吸着装置の概観図。
【図７】発明の第３の実施形態を示す静電吸着装置の電極分割方法。
【図８】発明の第４の実施形態を示す静電吸着装置の電極分割方法。
【図９】発明の第５の実施形態を示す静電吸着装置の電極分割方法。
【図１０】発明の第６の実施形態を示す静電吸着装置の電極分割方法。
【図１１】発明の第２の実施形態を示すの静電吸着装置を用いた半導体製造装置の概略図。
【符号の説明】
１，１６，２６，３６，１２０…試料、２…絶縁体、３，１２５…電極、４，１０，２０，３０，４０…スイッチ、５，９…直流電圧源、６，１２，２２，３２，４２…絶縁抵抗、７，１３，２３，３３，４３…静電容量、１１，２１，３１，４１…抵抗、１４，２４，３４，４４…電流検出部、１５…コントローラ、１２１…アース針、１２２…アース針固定台、１２３…試料固定台、１２４…試料搬送台、１２６…電極接続部、１２７…静電吸着用電圧印加部、１３０，１３３…ステージ、１３１，１３２，１３４，１３５…ステージガイド。
【図１】
2004327875.tif 000003
【図２】
2004327875.tif 000004
【図３】
2004327875.tif 000005
【図４】
2004327875.tif 000006
【図５】
2004327875.tif 000007
【図６】
2004327875.tif 000008
【図７】
2004327875.tif 000009
【図８】
2004327875.tif 000010
【図９】
2004327875.tif 000011
【図１０】
2004327875.tif 000012
【図１１】
2004327875.tif 000013