(57)【特許請求の範囲】
【請求項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（＋ＶA ）を加算して成る正の直流電圧（Ｖ＋ＶA ）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（＋ＶA ）を加算して成る負の直流電圧（−Ｖ＋ＶA ）を印加するものであることを特徴とする基板保持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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（＋ＶA ）を加算して成る正の直流電圧（Ｖ＋ＶA ）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（＋ＶA ）を加算して成る負の直流電圧（−Ｖ＋ＶA ）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＋ＶA なる電圧を、負電極１２には負電源１８ａから−Ｖ＋ＶA 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
【図１】
0003843494.tif 000002
【図２】
0003843494.tif 000003