CN101170057A - 静电卡盘的诊断方法、真空处理装置和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电卡盘的诊断方法，其利用简单的方法对静电卡盘的寿命进行预测。在利用设置在载置台上部的静电卡盘对基板进行静电吸附、并且对该基板进行等离子体处理时，定期地对基板进行作为相同的等离子体处理的诊断用方案，对向静电卡盘的表面与基板的背面之间的间隙供给的背面气体的压力进行调整，使得此时的各基板的温度成为规定温度，记录该调整后的背面气体的压力，对该背面气体的压力的经时变化进行监视，由此，能够简便地预测静电卡盘的寿命。

Description

静电卡盘的诊断方法、真空处理装置和存储介质
技术领域
本发明涉及对在对基板进行真空处理时使用的静电卡盘的调温性能的经时变化进行诊断的技术。
背景技术
在进行蚀刻、CVD等真空处理的真空处理装置中，作为用于将基板保持在载置台上的单元，不能使用真空吸盘(vacuum chuck)，另外为了抑制机械卡盘对基板的损伤(伤痕、弯曲等)，一般使用静电卡盘。
这样的静电卡盘100，例如如图11所示，设置在作为真空容器的处理容器103内的载置台102的表面部，构成为由电介质122和设置在它内部的电极121构成的薄片。未图示的电源与该电极121相连，通过向该电极121施加电压，利用静电力对载置在静电卡盘100上的基板110进行吸附。
在该静电卡盘100的上方，设置有气体喷头104，当从气体供给管105供给处理气体时，利用从未图示的电源供给的高频，在该气体喷头104与载置台102之间，使处理气体等离子体化，进行基板110的蚀刻。
例如在蚀刻工序中，因为来自等离子体的热量输入，基板110的温度上升，因此，使制冷剂源107的例如冷却水在设置在载置台102中的制冷剂流路106中循环，利用来自等离子体的热量输入与向载置台102的放热(由载置台102进行的冷却)的平衡，将基板110维持在例如几十度的处理温度。另外，在静电卡盘100的表面，微观上存在凹凸，因此，使作为调温气体的冷却气体(所谓的背部气体(backsidegas))在基板110与静电卡盘100之间的间隙中流通，通过该冷却气体将基板110的热量向静电卡盘100侧放热。
但是，当连续使用静电卡盘100时，即当基板110的处理块数变多时，如图12(a)所示，电介质122的表面由于与基板110的接触而损耗，变得平滑，因此，与基板110的接触面积由S1增加到S2。因此，通过该接触部分从基板110向静电卡盘100传递的热量变大，因此，如图12(b)所示，基板110的温度会逐渐地下降。该温度变化在冷却气体的压力低的处理中尤其显著。基板110的温度相对于基板110的处理状态稍有余量(margin)，因此，在开始使用静电卡盘100时，对载置台102侧的制冷剂的流量等进行调整，使得基板110的温度成为设定温度，此后，通常保持这种状态连续使用。
但是，当基板110的温度大幅下降时，例如当下降10℃～15℃时，会成批地发生不良，因此需要对静电卡盘100的寿命进行预测。此外，因为冷却气体是基板110与静电卡盘100之间的传热介质的一部分，所以，通过使它的压力下降，能够抑制温度下降，但是在静电卡盘100的表面的磨耗正在进行的状态下，与基板110的接触部分的热传递的比例较多，因此，基板110的温度变化相对于冷却气体的压力变化很迟钝。因此，实际上进行冷却气体的校正操作的好处极少，实际情况是不进行这样的校正操作。
作为静电卡盘100，已知有2种类型：利用在基板110与静电卡盘100的表面之间产生的静电力来吸附基板110的约翰逊·拉别克型(以下称为“JR型”)；和利用在基板110与电极121之间产生的静电力来吸附基板110的库仑型。在JR型的静电卡盘100中，电极121中流动的电流值大，吸附力不稳定，另一方面，在库仑型中，电流值小且稳定，因此，使用库仑型的静电卡盘100。在JR型的静电卡盘100中，因上述接触面积的增大而引起的电流值的经时变化大，因此能够将该电流值用作寿命的指标。与此相对，在库仑型的静电卡盘100中，经时变化小，因此不能将该电流值用作寿命的指标。
另外，在实际的等离子体处理装置中，准备有多个处理方案，基板1 10的设定温度也预先准备有多种，对该温度的余量也不都是一样，因此，不能采用将基板110的温度作为寿命的指标进行判断的方法。
在专利文献1中，记载有在使用前对静电卡盘的特性进行预测的技术，但是使用的指标是电流、电压等，而且在静电卡盘的使用中不能对其寿命进行预测，因此不能解决上述课题。
【专利文献1】日本特开2003-133404((0027)，图8)
发明内容
本发明在这样的情况下做出，其目的在于提供能够对静电卡盘的调温性能的经时变化进行诊断的诊断方法、真空处理装置和存储有能够实施上述方法的计算机程序的存储介质。
本发明提供一种静电卡盘的诊断方法，对设置在真空容器内的载置台上、用于利用静电力对基板进行吸附保持的静电卡盘的调温性能的经时劣化进行诊断，其特征在于，包括：
工序(a)，在利用静电卡盘对基板进行吸附保持、并且向基板的背面与静电卡盘的表面之间供给用于调整基板的温度的调温气体的状态下，反复实施对基板进行真空处理的工序；
工序(b)，夹着该工序(a)，将被静电卡盘吸附保持的基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛并且对该基板的温度进行检测，对上述调温气体的压力进行调整，使得温度检测值成为规定温度，并将此时的调温气体的压力值存储在存储部中；和
工序(c)，根据上述存储部中存储的调温气体的压力值，对上述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断。
优选上述工序(b)夹着上述工序(a)反复进行。
优选对上述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的工序(c)，根据由反复进行的工序(b)取得的调温气体的压力值的时间序列数据而进行。
对上述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的工序(c)，可以包括对调温气体的压力值是否低于设定值进行判断的工序。
优选应用上述诊断用的处理方案的基板是维护用的基板。
上述基板的温度的检测由设置在载置台上的温度检测部进行。
或者，上述维护用的基板搭载有温度检测部，上述基板的温度由该温度检测部检测。
上述温度检测部的温度检测值在将基板从真空容器中搬出后被取得，当基板的温度检测值偏离规定温度时，改变调温气体的压力，再次将上述基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛，并取得温度检测值，由此进行上述静电卡盘的诊断。
上述真空处理可以是使用等离子体的处理。
上述静电卡盘的表面可以在通过喷镀形成电介质的粉末后进行研磨。
上述静电卡盘的表面可以构成为：由具有与上述基板大致相同的外形的环状凸部、和在该凸部的内周侧形成并形成为与上述凸部相同的高度的多个柱状体构成，上述温度调整用的气体在上述凸部的内周侧的柱状体间流通。
本发明提供一种真空处理装置，用于在向被设置在真空容器内的载置台上的静电卡盘所吸附保持的基板的背面与静电卡盘的表面之间供给用于调整基板的温度的调温气体的状态下，对基板进行真空处理，其特征在于，包括：
对基板的温度进行检测的温度检测部；
对上述调温气体的压力进行检测的压力检测部；
对上述调温气体的压力进行调整的压力调整部；
用于存储该压力检测部的压力检测值的存储部；
执行单元，夹着对多块基板依次实施的真空处理，将被上述静电卡盘吸附保持的基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛，并且通过上述压力调整部对调温气体的压力进行调整，使得上述温度检测部的温度检测值成为规定温度，将此时的上述压力检测部的压力检测值存储在存储部中；和
根据上述存储部中存储的调温气体的压力检测值，对上述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的诊断单元。
优选应用上述诊断用的处理方案的基板是维护用的基板。
优选上述诊断单元根据夹着上述真空处理而取得的调温气体的压力值的时间序列数据，对上述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断。
优选上述诊断单元包括对调温气体的压力值是否低于设定值进行判断的单元。
本发明提供一种存储介质，其存储有用于真空处理装置的程序，该真空处理装置使设置在真空容器内的载置台上的静电卡盘吸附保持基板、对该基板进行真空处理，其特征在于：
上述程序以实施上述的静电卡盘的诊断方法的方式将步骤组合。
本发明在向基板与静电卡盘之间供给调温气体从而将基板维持在设定温度并对该基板进行真空处理时，对为了将基板维持在设定温度所需要的调温气体的压力值进行监视，根据该压力值，例如通过将该压力值与设定值进行比较，对静电卡盘的调温性能进行诊断，因此，能够在静电卡盘的使用寿命到来之前进行应对，从而能够抑制因基板的温度变化而产生的对基板处理的不良影响。
附图说明
图1是表示本发明的真空处理装置的一个例子的纵截面图。
图2是表示本发明的静电卡盘的一个例子的立体图。
图3是表示本发明的第一实施方式的控制部的一个例子的概念图。
图4是对本发明的静电卡盘的寿命进行预测的方法的说明图。
图5是表示本发明的第一实施方式的流程的说明图。
图6是表示本发明的第一实施方式的控制部的一个例子的概念图。
图7是表示本发明的第二实施方式的温度检测部的一个例子的立体图。
图8是表示本发明的第二实施方式的控制部的一个例子的概念图。
图9是表示本发明的第二实施方式的流程的说明图。
图10是表示本发明的静电卡盘的表面结构的一个例子的说明图。
图11是表示公知的基板处理装置的纵截面图。
图12是对于静电卡盘的劣化原因的说明图。
符号说明
2A  控制部
3a  通常运转用程序
3b  诊断程序
4   存储部
30  载置台
34  静电卡盘
36  贯通孔
39  通气室
52  红外线通路
53  检测端
56  压力检测部
57  放射温度计
60  温度传感器
61  存储器
具体实施方式
[第一实施方式]
参照图1～图3，对用于实施本发明的静电卡盘的诊断方法的第一实施方式进行说明。图1所示的真空处理装置2例如是对晶片W进行等离子体处理的装置，例如包括：由内部成为密闭空间的真空容器构成的处理容器21；在该处理容器21内的底面中央配设的载置台30；和以与该载置台30相对的方式在载置台30的上方设置的上部电极40。
上述处理容器21被电气接地，另外，排气装置23通过排气管24与处理容器21的底面的排气口22连接。未图示的压力调整部与该排气装置23连接，该压力调整部构成为：根据来自后述的控制部2A的信号对处理容器2 1内进行真空排气并将其维持在期望的真空度。在处理容器21的侧面上设置有晶片W的搬送口25，该搬送口25能够由闸阀26开闭。
载置台30由下部电极31和从下方支撑该下部电极31的支撑体32构成。在支撑体32内形成有用于积蓄作为调温流体的制冷剂的制冷剂积蓄部37作为调温单元，制冷剂通过来自外部的供给管37a和排出管37b，在制冷剂积蓄部37中流动，由此将载置台30的本体部分冷却到预先设定的基准温度、例如20℃。在载置台30的上部设置有静电卡盘34，通过该静电卡盘34将晶片W载置在载置台30上。静电卡盘34由绝缘材料(电介质)34a和埋设在该绝缘材料34a中的电极箔34b构成，该电极箔34b通过开关35a与高压直流电源35连接。将开关35a从接地侧切换到高压直流电源35侧，从该高压直流电源35向电极箔34b施加电压，由此，在电极箔34b与载置在该静电卡盘34上的晶片W的下面之间产生静电，使载置在载置台30上的晶片W被静电卡盘34静电吸附。
如图2所示，在下部电极31的内部，形成有扁平的通气室39，用于供给作为调温气体的He(氦)气等导热性气体的气体供给管38贯通处理容器21的底面而与该通气室39连接。将该调温气体称为背面气体(backside gas)进行说明，在上述通气室39的上面上，形成有很多个在静电卡盘34的上面上开口的贯通孔36，从上述气体供给管38输送到通气室39的背面气体通过贯通孔36被供给到晶片W与静电卡盘34的间隙中，将由等离子体传输给晶片W的热量通过背面气体传递到冷却的载置台30侧。此外，在图1中，该通气室39和贯通孔36等，为了简化图示而部分省略。
上述气体供给管38的基端侧，通过由作为压力调整单元的压力调整阀构成的压力调整部50和阀V与温度调整用气体源51连接。另外在气体供给管38上，设置有用于对由压力调整部50调整后的气体的压力进行检测的压力检测部56。
另外，以贯通载置台30和处理容器21的底面的方式，形成有红外线通路52，并且，在静电卡盘34上与该红外线通路52对应的位置，也形成有作为红外线通路52的一部分的透孔34c，在载置台30中的红外线通路52的上端(晶片W侧)，以将处理容器21内与该红外线通路52的外端侧之间气密地堵塞的方式，设置有透过窗54。在处理容器21的外侧，设置有作为接收来自该红外线通路52的红外线的温度检测部的放射温度计57的检测端53。从晶片W的背面放射的红外线通过红外线通路52，该红外线被上述检测端53接收，通过放射温度计57检测出晶片W的温度，并将该温度检测值传送到后述的控制部2A。此外，在该例子中，该红外线通路52仅仅是空洞，但是也可以设置例如光纤等，使红外线通过其内部。
下部电极3 1通过高通滤波器(HPF)30a被接地，并且通过匹配器31b与作为第二高频电源的偏置用的高频电源31a连接。另外，在下部电极31的外周边上，以包围静电卡盘34的方式配置有聚焦环18，在产生等离子体时，通过该聚焦环18将等离子体会聚到载置台30上的晶片W上。
上部电极40被形成为中空状，在它的下面上，例如均匀地分散而形成有用于向处理容器21内分散供给处理气体的多个孔41，构成气体喷头。另外，在上部电极40的上面中央设置有气体导入管42，该气体导入管42隔着绝缘材料27贯通处理容器21的上面中央。该气体导入管42通过未图示的阀和流量控制部，与用于进行晶片W的处理的处理气体源46连接。
上部电极40通过低通滤波器(LPF)47被接地，并且通过匹配器40b与高频电源40a连接，该高频电源40a作为第一高频电源，能够供给比第二高频电源31a的频率高的高频。来自与上部电极40连接的高频电源40a的高频，用于将处理气体等离子体化，来自与下部电极31连接的高频电源31a的高频，通过向晶片W施加偏置电力，将等离子体中的离子引入到晶片W的表面。高频电源40a和31a与控制部2A连接，根据控制信号对向上部电极40和下部电极31供给的电力进行控制。
另外，如图3所示，在该真空处理装置2中，设置有作为例如由计算机构成的诊断单元的控制部2A，该控制部2A包括程序3、存储部4和CPU5。
在上述程序3中存储有：用于进行晶片W的等离子体处理的通常运转用程序3a；和用于对静电卡盘34的调温功能的经时变化进行诊断的、换言之就是用于对静电卡盘34的寿命进行预测的诊断程序3b。
在通常运转用程序3a中，存储有用于对晶片W进行各种处理的方案，根据该方案，对前文所述的处理气体的种类、流量、以及高频电源40a、31a的电压、频率等进行控制，对晶片W进行等离子体处理。此外，如后所述，利用放射温度计57对等离子体处理中的晶片W的温度进行测定，可以通过上述的压力调整部50对背面气体的压力进行控制，使得该温度成为在上述的方案中指示的处理温度。
诊断程序3b是构成后述的诊断用方案或用于对静电卡盘34的寿命进行预测的执行单元的程序，是上述的通常运转用程序3a反复进行规定次数后进行的定期维护时的程序。在此所说的“诊断(寿命的预测)”是指：对在比较近的时期内背面气体的压力调整已经不能将晶片W的温度维持在设定温度进行预测，即，对静电卡盘34的寿命是否临近结束进行判断。
即，对该诊断程序3b更加详细地进行说明，静电吸附晶片W的静电卡盘34的表面，如前文所述的图12(a)所示，随着使用时间(晶片W的处理块数)的增加，该表面因为与晶片W的摩擦而逐渐变得平滑，因此，与晶片W的接触面积逐渐增加。如前文所述，晶片W通过与静电卡盘34的物理接触以及在与静电卡盘34的间隙中流通的背面气体来进行热交换，随着晶片W的处理块数的增加，通过该物理接触进行的热传导逐渐变大。因此，如图4(a)所示，对压力调整部50进行控制，使得晶片W的温度一定(使得背面气体的压力(流量)逐渐减少)，但是当该背面气体的压力达到某个低压区域时，难以稳定地进行控制。因此，将达到能够对背面气体的压力稳定地进行控制的极限(下限)压力例如5Torr(666.6Pa)的时期判断为静电卡盘34的寿命。
当超过该寿命时期而继续使用静电卡盘34时，因晶片W与静电卡盘34的接触而产生的热传导进一步变大，不能如处理方案所指示的那样对处理中的晶片W的温度进行调整，因此，晶片W的温度会逐渐下降，对处理产生影响。如前文所述的图12(b)所示，在背面气体的压力低的处理中(即，比起晶片W与背面气体的热交换，因与静电卡盘34的物理接触而产生的热交换的比例大的处理)，该温度的下降显著。另一方面，随着使背面气体的压力升高，温度的下降变得平缓，但是背面气体与晶片W的热交换(气体中的分子的扩散速度)有极限，因此不能消除该温度的下降，在任何处理中都会产生这样的问题。
但是，在由通常运转用程序3a进行的各种方案中，处理温度在各方案中不同，因晶片W的批次而多种多样。因此，在进行通常运转用程序3a时，即使对背面气体的压力进行监视，也会成为误差大的数据，但通过进行这样的诊断程序3b，能够得到表示该图的静电卡盘34的寿命的高精度的数据。
该诊断用程序3b，具体而言，构成为：例如根据某个特定的诊断用方案，对维护用的晶片W进行等离子体处理，测定晶片W的温度，并且，对背面气体的压力调整部50的开度(背面气体的压力)进行调整，使得此时的等离子体处理中的晶片W达到在诊断用方案中设定的规定温度。即，对于晶片W，将处理条件固定，测定背面气体的压力，由此，能够知道因等离子体处理中的晶片W与静电卡盘34的物理接触而产生的热传导的程度、即静电卡盘34的表面状态。
将该调整后的背面气体的压力值存储在存储部4中。
通过例如定期地根据诊断程序3b进行诊断，存储部4中存储的背面气体的压力值的数据逐渐增多，因此，能够得到图4(a)所示的背面气体的压力的推移(经时变化)。该背面气体的压力的推移能够利用2次函数等简单地近似，因此，能够在到达寿命时期之前，事先预测静电卡盘34的寿命。
该诊断程序3b根据该背面气体的压力的推移，当达到寿命(寿命结束)的时期临近时，例如通过警报发生部6发出警报，在显示部7上输出用于催促更换静电卡盘34的信息。或者，也可以在显示部7上总是显示静电卡盘34的寿命时期。
另外，该诊断程序3b可以构成为在通常运转用程序3a每执行规定次数后自动执行，或者也可以由操作者在任意时期执行。
这些程序3a、3b(也包括与处理参数的输入操作和显示相关的程序)被存储在计算机存储介质例如软盘、光盘、MO(光磁盘)等存储部2B中并安装在控制部2A中。
接着，使用上述的真空处理装置2对本发明的静电卡盘34的诊断方法的作用进行说明。
首先，在该真空处理装置2中，按照上述的通常运转用程序3a对晶片W进行等离子体处理。关于具体的步骤，除了后述的诊断程序3b和后述的步骤S54的温度测定的工序以外都同样，因此省略。该通常运转用程序3a，根据各种各样的方案，对多个晶片W连续地进行作为真空处理的等离子体处理、例如蚀刻处理。接着，根据后述的步骤，进行诊断程序3b的处理。此外，如前文所述的那样，在该通常运转用程序3a中，也可以进行步骤S54的工序，对晶片W的温度进行校正。(步骤S51：晶片W的搬入)
首先，将闸阀26打开，利用未图示的搬送机构将晶片W搬入到处理容器21内。将该晶片W水平地载置在载置台30上后，将开关35a切换到高压直流电源35侧，将晶片W静电吸附在载置台30上。此后，使搬送机构从处理容器21退出并将闸阀26关闭。
(步骤S52：晶片W的温度调整)
接着，从气体供给管38通过贯通孔36供给背面气体。
(步骤S53：等离子体处理)
利用排气装置23通过排气管24对处理容器21内进行排气，将处理容器21内保持在规定的真空度后，从处理气体源46向处理容器21内供给处理气体。接着，向上部电极40供给第一高频，使处理气体等离子体化，并且，向下部电极31供给第二高频，将等离子体引入到晶片W上，对晶片W进行等离子体处理。该等离子体处理为了维护而进行，因此，作为处理气体，使用例如Ar(氩)气、C5F8气体或者将Ar气与O2气组合的气体。
(步骤S54：晶片W的温度测定)
在该等离子体处理中，晶片W由于来自等离子体的热量输入，温度上升。另一方面，晶片W由于静电卡盘34(由与静电卡盘34的接触而产生的热传导以及由背面气体进行的热传导)等而被冷却，因此，通过热量输入和放热的平衡，温度变化，达到平衡温度。此时，根据在上述的红外线通路52中从下方辐射来的红外线，利用放射温度计57检测出晶片W的温度，通过压力调整部50的调整对背面气体的压力进行调整，使得该晶片W的温度的检测值成为规定温度。此外，在该工序中，例如通过PID控制等对背面气体的压力进行调整，使得晶片W的温度成为规定温度，也可以由操作者监视晶片W的温度，并对背面气体的压力(压力调整部50)进行调整。
(步骤S55：记录背面气体的压力)
将在上述步骤S54中调整后的背面气体的压力记录在存储部4中。
(步骤S56：等离子体处理结束)
接着，停止从高频电源40a、31a供电从而停止处理容器21内的等离子体的产生后，停止从处理气体源46供给处理气体。然后，通过排气装置23对处理容器21内进行排气，将残存的气体除去，将晶片W从处理容器21中搬出。
(步骤S57：静电卡盘34的寿命时期的预测)
如前文所述的那样，通过将该诊断程序3b反复进行规定的次数，在步骤S55中记录的背面气体的压力的数据逐渐积累，能够知道背面气体的压力的推移。根据该背面气体的压力的推移，对静电卡盘34的寿命进行预测。即，根据积累的压力数据，求出背面气体的压力的近似式，对将来的背面气体的压力的推移进行预测。于是，当距离静电卡盘34的寿命时期的时间小于规定的设定值时(静电卡盘34的寿命时期临近时)，如前文所述的那样，显示警报或催促更换静电卡盘34的信息。
该预测的静电卡盘34的寿命时期，当在步骤S55中记录的数据少时误差大，随着该数据逐渐增多，精度逐渐增加。
根据以上的实施方式，在诊断程序3b中，记录有为了将晶片W的温度调整为规定温度而向静电卡盘34与晶片W的间隙供给的背面气体的压力的经时变化，因此，能够根据该经时变化对静电卡盘34的寿命进行预测，从而能够以简单的方法抑制因处理中的温度异常而引起的晶片W的成品率下降。另外，因为能够总是监视该静电卡盘34的寿命，所以能够制定静电卡盘34的长期购买计划。
在该例子中，如上所述，静电卡盘34的寿命是从积累的背面气体的压力的推移求得近似式，根据该近似式进行预测，例如也可以利用以下方法：当有已经获得的压力数据时(已经更换过几次静电卡盘34时)，应用此时的背面气体的压力的推移曲线而求得的方法；或预先将比背面气体的压力的调整下限值大某种程度的值作为设定值，当背面气体的压力为该设定值以下时等发出警报的方法；或者当在夹着多个通常运转用程序3a而进行的2个诊断程序3b中得到的背面气体的压力值的差(背面气体的压力的变化量)小于某个设定值时发出警告的方法等。
该诊断程序3b，如前文所述，每当对制品晶片W反复进行规定次数的通常运转用程序3a后进行，但是也可以在初次使用静电卡盘34时(更换时)进行，对该静电卡盘34的初期状态进行确认后执行通常运转用程序3a。即，静电卡盘34因个体的不同而具有细微的差异，因此，在更换静电卡盘34时，能够通过诊断程序3b对该细微的差异进行确认(对静电卡盘34的个体间的偏差进行调查)。另外，通过该初期状态的确认，背面气体的压力的推移的数据个数变多，因此寿命的预测变得更可靠，并且能够抑制因静电卡盘34的初期不良而引起的成品率下降。
在该例子中，为了测定等离子体处理中的晶片W的温度，使用放射温度计57并利用从晶片W照射的红外线，但也可以例如使用荧光温度计并利用与温度相应的荧光体的亮度衰减。即，因为荧光体的发光时间受温度的影响大(温度越高，原子的振动越大，因此，激发能量的放出越快，发光时间的衰减越快)，所以，例如可以构成为：在上述例子中的红外线通路52中设置未图示的光纤，进一步在该光纤的前端(晶片W的附近)涂敷或粘贴荧光体薄膜，向该荧光体照射激发光，监视发光强度，根据发光时间的衰减时间对晶片W的温度进行测定。
另外，除了上述的温度测定方法以外，也可以使用例如热电偶、热敏电阻等测定晶片W的温度。
在上述的例子中，定期地进行珍断程序3b，并对当时的背面气体的压力值的推移进行监视，由此对静电卡盘34的寿命时期进行预测，但也可以在通常运转用程序3a中，当某个规定的方案进行的次数(频率)多的情况下，对当时的压力值的推移进行监视，从而对寿命进行预测。在该情况下，即使不执行诊断程序3b，也能够预测静电卡盘34的寿命。
在此，对等离子体处理进行说明，因为等离子体具有相比平面部更易集中到角部的特性，所以相比晶片W的中心部，等离子体更易集中在晶片W的端部，结果，晶片W的端部的温度有比晶片W的中心部的温度高的趋势。因此，前文所述的背面气体，分开向晶片W的中心部和端部供给，使向晶片W的端部供给的背面气体的压力提高，由此，能够均匀地保持晶片W的面内的温度。将形成这样的结构的例子简单地示于图6。
图6表示以下结构的例子：对于晶片W的中心部和端部，分别根据压力检测部56a和压力检测部56b的压力检测值，利用压力调整部50将背面气体分开向贯通孔36a和36b供给。另外，晶片W的中心部和端部的温度，由检测端53a和53b从红外线通路52a和52b检测。晶片W的中心部和端部两者的温度和背面气体的压力，分别传送到控制部2A和存储部4，分别对晶片W的中心部和端部的背面气体的压力进行调整，进行上述的各步骤S51～S57。在该情况下，通气室39构成为：利用环状的隔壁33分为中心部和端部而供给背面气体。另外，与前文所述的图3同样，在图6中，对于贯通孔36a、36b的数量，省略进行表示。
如前文所述的那样，当背面气体的压力低时，随着处理时间的经过，晶片W的温度会大幅下降，因此，随着晶片W的处理块数的增加，晶片W的面内的温度的偏差也变大，但如上所述，在晶片W的中心部和端部分别对背面气体的压力进行控制，因此，能够抑制晶片W面内的温度的偏差，并且，因为压力数据的数目增加，所以能够更可靠地预测静电卡盘34的寿命。
此外，在该例子中，对晶片W的中心部和端部分开进行背面气体的压力的控制，但也可以构成为：在晶片W的径向分成多个部位例如3个部位对背面气体的压力进行控制。
[第二实施方式]
接着，参照图7～图9对本发明的第二实施方式进行说明。图7表示形成有作为热敏电阻等温度检测元件的温度检测部的温度测定用晶片W。在该温度测定用晶片W的表面上，设置有多个温度传感器60和用于保存由该温度传感器60测定的温度数据的存储器61。通过对该温度测定用晶片W进行等离子体处理，测定等离子体处理中的温度，此后能够从该存储器61读出温度数据并取得等离子体处理中的温度。
该实施方式中的真空处理装置2与在上述的第一实施方式中表示的图1几乎是相同结构，但因为利用上述的温度测定用晶片W对等离子体处理中的晶片W的温度进行测定，所以，如图8所示，成为不设置红外线通路52和检测端53的结构。
在该实施方式中，控制部2A也包括由通常运转用程序3a和诊断程序3b构成的程序3。关于通常运转用程序3a，与上述的实施方式同样地发挥作用，但是没有设置放射温度计57，因此，等离子体处理中的晶片W的温度，随着处理时间的增加，与方案所指示的温度相比，会逐渐下降。
与上述的实施方式同样，通过多次反复进行通常运转用程序3a，静电卡盘34的表面变得平滑，因静电卡盘34与晶片W的接触而产生的热传导增加，因此，如图4(b)所示，可认为晶片W的温度从初期的t1下降到t2。
此后，作为定期维护，对上述的温度测定用晶片W进行作为诊断程序3b的一部分的标准方案(诊断用方案)的等离子体处理。然后，将背面气体的压力从P1调整(降低)到P2，使得上述处理中的晶片W的温度回到t1。将此时的压力存储在存储部4中。
通过按规定的间隔进行该诊断程序3b，晶片W的温度被从t2调整到t1，另一方面，背面气体的压力被分阶段调整到P1、P2、…、Pn。在该实施方式中，也能够预测背面气体的压力成为能够调整的下限值P0的时期，因此，如前文所述的那样，也能够提前对寿命时期进行警告、进行显示以催促更换静电卡盘34。在该例子中，也可以与上述的实施力式同样，利用从得到的数据求得的近似式、对与作为阈值的设定值的差进行监视的方法、或对过去得到的数据的应用等，对静电卡盘34的寿命进行预测。
此外，在该实施方式中，可以使诊断程序3b具有对通常运转用程序3a中的背面气体的压力进行校正的作用。即，可以使得：根据诊断程序3b的标准方案中的温度校正值(t1与t2的差)与背面气体的压力调整值(P1与P2的差)的对应关系，能够对在通常运转用程序3a中实施的其它方案中的对应关系进行某种程度的预测，即，在其它方案中也能够预测为了对晶片W的温度进行校正而需要调整的背面气体的压力，因此，通过进行该诊断程序3b，将会对通常运转用程序3a中的背面气体的压力进行校正。另外，也可以使得：按照与在诊断程序3b中调整后的背面气体的压力相同的改变量，同样地对通常运转用程序3a中的背面气体的压力进行调整。
接着，参照图9对该第二实施方式的作用进行说明。
如上所述，对晶片W反复进行规定次数的通常运转用程序3a后，按照以下的步骤进行诊断程序3b。
(步骤S91：温度测定用晶片W的搬入)
与上述的步骤S51同样，将温度测定用晶片W载置在载置台30上，并将晶片W静电吸附在载置台30上。
(步骤S92：等离子体处理)
接着，与步骤S53同样，对该温度测定用晶片W进行等离子体处理。
(步骤S93：温度数据积累)
利用在温度测定用晶片W上设置的温度传感器60对等离子体处理中的温度进行测定，并且将该温度保存在存储器61中。
(步骤S94：温度测定用晶片W的搬出)
然后，按照与将晶片W搬入的路径相反的路径，将晶片W搬出到处理容器21的外部。
(步骤S95：温度数据的取得)
将在该温度测定用晶片W的存储器61中保存的温度数据读出，并传送到控制部2A。
(步骤S96：温度的确认)
对在上述步骤S95中取得的温度是否是预先确定的设定温度进行判断。当该温度不是设定温度时，对背面气体的压力进行调整后，再次重复上述步骤S91以后的步骤，并对温度进行确认，使得其成为设定温度。当为设定温度时，接着进行步骤S97。
(步骤S97：记录背面气体的压力)
与上述的步骤S58同样，将在步骤S96中设定的背面气体的压力存储在存储部4中。另外，如上所述，此时的背面气体的压力可利用于此后进行的通常运转用程序3a的背面气体的压力的校正。
(步骤S98：静电卡盘34的寿命时期的预测)
然后，与步骤S57同样，根据记录的背面气体的压力的推移，对静电卡盘34的寿命时期进行预测。
根据以上的实施方式，除了能得到上述的第一实施方式的效果以外，还能够得到以下的效果。即，在对等离子体处理中的晶片W的温度进行测定时，不需要另外进行装置的改造等，能够使用已有的温度测定用晶片W，因此能够简便地对静电卡盘34的寿命进行预测。
此外，在上述的步骤S96中，也可以预先求出晶片W的温度与背面气体的压力的相关关系(例如在静电卡盘34已经更换了几次的情况下，保存之前的数据等)，根据该相关关系，确定背面气体的压力。在该情况下，在步骤S96中，进行背面气体的调整后，进行下一个步骤S97。
在该例子中，也可以如前文所述的图6所示，对于晶片W的中心部和端部，分别根据压力检测部56a和压力检测部56b的压力检测值，分开向贯通孔36a和36b供给。在该情况下，可以将温度测定用晶片W的温度传感器60设置在晶片W的中心部和端部，对晶片W的中心部和端部的温度进行测定。
在上述各例中，关于静电卡盘34的表面的形状，如前文所述的图2所示，宏观上作为平面，背面气体在静电卡盘34与晶片W的微小的间隙中流通，但也可以：如图10所示，例如在表面上设置有具有与晶片W的直径大致相同的外形的环状的凸部70，在该凸部70的内周侧设置有与该凸部70相同高度的多个柱状体71，背面气体在该柱状体71间流通。在这样的结构中，晶片W的温度由背面气体强劲地冷却，因此，图4所示的背面气体的压力的减少梯度变小，但是在这样的静电卡盘34中，也能够对寿命进行预测。
另外，也可以：通过喷镀在静电卡盘34的表面形成由该静电卡盘34的绝缘材料34a的材料构成的粉末，此后使用磨石进行研磨，或者通过使用使研磨颗粒悬浮的研磨材料进行的研磨加工来形成。在这样的结构的静电卡盘34中，也能够对寿命进行预测。
在上述各例中，对利用等离子体处理将晶片W加热，利用背面气体将其冷却的情况进行了说明，但该处理在等离子体处理以外的工艺、例如晶片W的温度随着处理而上升的工艺中也可以应用。另外，也可以应用于通过处理将晶片W冷却、利用背面气体将晶片W加热，从而对晶片W的温度进行控制的工艺，例如CVD等中。在该情况下，随着晶片W的处理块数的增加，晶片W的温度逐渐上升，因此，成为使背面气体的压力随着时间的经过而逐渐上升的结构，例如将因背面气体的压力过高而使晶片W破裂的时期等作为静电卡盘34的寿命。

Claims (16)

1.一种静电卡盘的诊断方法，对设置在真空容器内的载置台上、用于利用静电力对基板进行吸附保持的静电卡盘的调温性能的经时劣化进行诊断，其特征在于，包括：
工序(a)，在利用静电卡盘对基板进行吸附保持、并且向基板的背面与静电卡盘的表面之间供给用于调整基板的温度的调温气体的状态下，反复实施对基板进行真空处理的工序；
工序(b)，夹着该工序(a)，将被静电卡盘吸附保持的基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛并且对该基板的温度进行检测，对所述调温气体的压力进行调整，使得温度检测值成为规定温度，并将此时的调温气体的压力值存储在存储部中；和
工序(c)，根据所述存储部中存储的调温气体的压力值，对所述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断。
2.如权利要求1所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述工序(b)夹着所述工序(a)反复进行。
3.如权利要求2所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
对所述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的工序(c)，根据由反复进行的工序(b)取得的调温气体的压力值的时间序列数据而进行。
4.如权利要求1或2所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
对所述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的工序(c)，包括对调温气体的压力值是否低于设定值进行判断的工序。
5.如权利要求1～4中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
应用所述诊断用的处理方案的基板是维护用的基板。
6.如权利要求1～5中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述基板的温度的检测由设置在载置台上的温度检测部进行。
7.如权利要求1～5中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述维护用的基板搭载有温度检测部，所述基板的温度由该温度检测部检测。
8.如权利要求7所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述温度检测部的温度检测值在将基板从真空容器中搬出后被取得，当基板的温度检测值偏离规定温度时，改变调温气体的压力，再次将所述基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛，并取得温度检测值。
9.如权利要求1～8中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述真空处理是使用等离子体的处理。
10.如权利要求1～9中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述静电卡盘的表面在通过喷镀形成电介质的粉末后进行研磨。
11.如权利要求1～9中任一项所述的静电卡盘的诊断方法，其特征在于：
所述静电卡盘的表面由具有与所述基板大致相同的外形的环状凸部、和在该凸部的内周侧形成并形成为与所述凸部相同的高度的多个柱状体构成，所述温度调整用的气体在所述凸部的内周侧的柱状体间流通。
12.一种真空处理装置，用于在向被设置在真空容器内的载置台上的静电卡盘所吸附保持的基板的背面与静电卡盘的表面之间供给用于调整基板的温度的调温气体的状态下，对基板进行真空处理，其特征在于，包括：
对基板的温度进行检测的温度检测部；
对所述调温气体的压力进行检测的压力检测部；
对所述调温气体的压力进行调整的压力调整部；
用于存储该压力检测部的压力检测值的存储部；
执行单元，夹着对多块基板依次实施的真空处理，将被所述静电卡盘吸附保持的基板暴露于使用诊断用的处理方案生成的气氛，并且通过所述压力调整部对调温气体的压力进行调整，使得所述温度检测部的温度检测值成为规定温度，将此时的所述压力检测部的压力检测值存储在存储部中；和
根据所述存储部中存储的调温气体的压力检测值，对所述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断的诊断单元。
13.如权利要求12所述的真空处理装置，其特征在于：
应用所述诊断用的处理方案的基板是维护用的基板。
14.如权利要求12或13所述的真空处理装置，其特征在于：
所述诊断单元根据夹着所述真空处理而取得的调温气体的压力值的时间序列数据，对所述静电卡盘的调温性能的劣化进行诊断。
15.如权利要求12或13所述的真空处理装置，其特征在于：
所述诊断单元包括对调温气体的压力值是否低于设定值进行判断的单元。
16.一种存储介质，存储有用于真空处理装置的程序，该真空处理装置使设置在真空容器内的载置台上的静电卡盘吸附保持基板、对该基板进行真空处理，其特征在于：
所述程序以实施权利要求1～11中任一项所述的静电卡盘的诊断方法的方式将步骤组合。
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