CN116134721A - 静电夹头装置、压力计算方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种静电夹头装置，通过静电力吸附对象物，其具备：具有吸附所述对象物的吸附面的吸附板、向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体的供气管道、以及计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力的压力计算部，在所述供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，所述压力计算部基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。

Description

静电夹头装置、压力计算方法以及程序
技术领域
本发明涉及通过静电力吸附对象物的静电夹头装置、压力计算方法以及程序。
背景技术
以往，在使用等离子体蚀刻装置、等离子体CVD装置等等离子体处理装置的半导体制造工序中，为了在真空腔室内固定硅晶片等试样而使用静电夹头装置。该静电夹头装置具备通过静电力吸附对象物的吸附板和与吸附板的背面接触的金属制的底板。通过使用静电夹头装置，用吸附板吸附硅晶片的背面(被吸附面)，从而固定硅晶片，并且例如硅晶片受到的等离子体热向底板侧释放而冷却，能够实现表面温度分布的均匀化。
然而，在吸附板的吸附面或硅晶片的被吸附面存在微细的凹凸。因此，即便在通过静电夹头装置吸附着硅晶片的状态下，也在被吸附面与吸附面之间产生厚度10μm左右的微小的间隙，导致物理的接触面积变小，热传导的效率降低。以往，在吸附板的吸附面设置多个供气口，通过向硅晶片的被吸附面与吸附板的吸附面之间的间隙供给热传导性气体，从而使硅晶片受到的等离子体热有效地向吸附板侧释放(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2020-053576号
在使用上述的等离子体处理装置的半导体制造工序中，为了晶片等对象物的加工尺寸的高精度化，需要提高晶片的表面温度的均匀性。而且，该晶片的表面温度的均匀性高度依赖于晶片的被吸附面所受到的热传导性气体的压力(以下也称为晶片背面压力)，因此，为了提高晶片的加工尺寸的精度，重点在于把握晶片背面压力。另外，从早期把握由于经年劣化等发生了静电夹头装置的吸附力的稳定性降低之类的异常或其征兆的观点出发，重点在于在半导体制造工序中把握晶片背面压力。然而，以往，没有在通过静电夹头装置吸附对象物时把握晶片背面压力的技术。
发明内容
本发明为了解决上述问题点而完成，其主要的课题在于：在使用静电夹头装置的半导体制造工序中能够把握晶片背面压力。
即，本发明所涉及的静电夹头装置通过静电力吸附对象物，其特征在于具备：吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体；以及压力计算部，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力，在所述供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，所述压力计算部基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
根据这样的静电夹头装置，通过利用设置于供气管道的流阻元件的流量特性即表示流阻元件的一次侧压力(例如供气管道内的压力)以及二次侧压力(例如晶片背面压力)与经过的热传导性气体的流量的关系的固有的特性，能够计算并把握晶片背面压力。
作为所述静电夹头装置的具体方式能够列举：所述供气管道具备以在所述吸附面上开口的方式形成于所述吸附板内的供气流道，所述流阻元件设置于该供气流道。
根据这样的静电夹头装置，将流阻元件设置于在吸附板的吸附面开口的供气流道，因此能够更准确地计算晶片背面压力。
该“流阻元件”只要具有通过一次侧的压力和二次侧的压力确定所经过的热传导性气体的流量这样的流量特性，那么可以是任意元件，但是特别优选是层流元件阻力体。
层流元件阻力体的加工精度优异，具有优异的再现性，因此通过采用层流元件阻力体作为流阻元件，从而能够更高精度地计算在吸附面与被吸附面之间的间隙中的热传导性气体的压力。另外，层流元件阻力体的设计自由度高，因此能够提高热传导性气体的喷出口的外径自由度，能够期待抑制电弧放电的发生。
作为所述压力计算部的具体方式能够列举构成为：基于导入于所述供气管道的所述热传导性气体的流量与表示所述供气管道中的热传导性气体的流量的物质收支的关系式，计算在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量。
作为静电夹头装置的具体方式能够列举：还具备压力控制器，该压力控制器搭载有流量传感器，计测并控制所述供气管道内的所述热传导性气体的压力，所述压力计算部使用所述压力控制器计测出的压力值作为所述流阻元件的一次侧压力，使用所述流量传感器计测出的流量值作为导入于所述供气管道的热传导性气体的流量值，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
作为静电夹头装置的其他具体方式能够列举：还具备压力式流量控制器，该压力式流量控制器计测并控制在所述供气管道中流动的所述热传导性气体的流量，所述压力计算部使用所述压力式流量控制器计测出的压力值作为所述流阻元件的一次侧压力，使用所述压力式流量控制器计测出的流量值作为导入于所述供气管道的热传导性气体的流量值，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
为了能够诊断有无由于装置的经年劣化等而导致的对晶片的吸附力降低之类的在等离子体处理中晶片的背面的异常，优选所述静电夹头装置还具备诊断部，该诊断部对所述计算出的所述热传导性气体的压力与规定的基准压力进行比较，诊断所述被吸附面所受到的热传导性气体的压力值的异常。
优选，所述静电夹头装置构成为：调整所述供气管道内的所述热传导性气体的压力，以使得所述计算出的所述热传导性气体的压力成为规定的范围内的值。
优选，所述静电夹头装置构成为：调整在所述供气管道中流动的所述热传导性气体的流量，以使得所述计算出的所述热传导性气体的压力成为规定的范围内的值。
优选，所述静电夹头装置构成为：具备多个所述供气管道，各供气管道向所述吸附面与所述被吸附面之间的相互不同的区域分别供给所述热传导性气体。
根据这样的静电夹头装置，能够按照每个区域调整晶片的背面所受到的压力。
作为所述静电夹头装置的具体方式能够列举构成为：所述供气管道能够将多种所述热传导性气体以任意的混合比进行供给。
根据这样的静电夹头装置，通过使热传导性气体为多种混合气体，能够降低高价的气体(例如氦气)的使用量，从而能够降低成本。
另外，优选，所述静电夹头装置构成为：基于供气管道中的热传导性气体的压力的时间变化，计算从所述间隙排出的所述热传导性气体的流量QLEAK。在该情况下，优选，静电夹头装置基于下述(a)式计算流量QLEAK。
Figure BDA0004113478880000041
在此，
V：构成供气管道的流道的体积；
Z：热传导性气体的压缩系数；
Ru：热传导性气体的气体常数；
Tgas：在供气管道中流动的热传导性气体的温度；
dP/dT：供气管道中的热传导性气体的压力的时间变化。
如果这样构成，能够把握从与吸附对象物之间的间隙排出的热传导性气体的流量，能够把握静电夹头装置的劣化情况等。
然而，在所述的静电夹头装置中，若供给到晶片背面的热传导性气体的压力过大，则晶片有可能从吸附面脱离。因此，现有的静电夹头装置构成为：设置从供气管道分支的并且设置有阻力体的排气管道，将过剰的热传导性气体以规定的流量排出。另一方面，该排气管道也用于排出等离子体处理结束后残留在供气管道内的热传导性气体，由于在排气管道上设置有阻力体，因此存在当等离子体处理结束后无法立即排出热传导性气体而花费时间的问题。由此，当等离子体处理结束而静电夹头装置切换成非夹持状态时，残留在供气管道内的热传导性气体向真空腔室内流出，有可能产生火花而使机器故障。
因此，优选，所述的静电夹头装置具备：主排气管道，从所述供气管道分支且设置有阻力体；旁通管道，以绕过所述阻力体的方式设置；开关阀，设置于所述旁通管道上；以及阀控制部，控制所述开关阀，所述静电夹头装置构成为：所述旁通管道的流道阻力小于所述主排气管道的流道阻力。
如果这样构成，当等离子体处理结束而静电夹头装置切换成非夹持状态时，通过打开开关阀，能够使热传导性气体经由流阻相对较小的旁通管道立即排出。由此，能够降低由于热传导性气体向等离子体处理刚刚结束之后的真空腔室内流出而产生火花的风险。
另外，本发明的压力计算方法是通过静电力吸附对象物的静电夹头装置中的压力计算方法，其特征在于，所述静电夹头装置具备：吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；以及供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体，在该供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
另外，本发明的压力计算程序记录有通过静电力吸附对象物的静电夹头装置用的压力计算程序，所述静电夹头装置具备：吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；以及供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体，在该供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，所述压力计算程序使计算机发挥作为压力计算部的功能，该压力计算部基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的质量流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
根据这样的压力计算方法以及压力计算程序，能够获得与上述的本发明的静电夹头装置同样的作用效果。
根据这样构成的本发明，能够在使用静电夹头装置的半导体制造工序中把握晶片背面的压力。
附图说明
图1是示出本实施方式的静电夹头装置的整体构成的示意图。
图2是示意性地示出同一实施方式的静电夹头装置的构成的剖视图。
图3是示意性地示出同一实施方式的静电夹头部和冷却部的构成的立体图。
图4是示意性地示出同一实施方式的静电夹头部和冷却部的构成的立体图。
图5是示意性地示出同一实施方式的供气部的构成的图。
图6是示意性地示出其他实施方式的供气部的构成的图。
图7是示意性地示出其他实施方式的供气部的构成的图。
图8是示意性地示出其他实施方式的供气部的构成的图。
图9是示意性地示出其他实施方式的供气部的构成的图。
图10是示意性地示出其他实施方式的供气部的构成的图。
附图标记说明
100…静电夹头装置
111…吸附面
31…供气管道
31a…供气口
34…流阻元件
W…晶片(对象物)
S…被吸附面
G…间隙
具体实施方式
以下，结合附图对本发明所涉及的静电夹头装置100的一实施方式进行说明。
如图1所示，本实施方式的静电夹头装置100例如在使用等离子体的半导体制造装置的真空腔室C内，用于对成为处理对象的晶片W进行静电吸附。具体地说，如图2所示，该静电夹头装置100具备：静电夹头部1，具有对晶片W进行静电吸附的吸附面111；冷却部2，具有对静电夹头部1进行冷却的冷却面211；供气部3，向静电夹头部1的吸附面111与晶片W的被吸附面S之间的间隙G供给热传导性气体(也称为背侧气体)。另外，真空腔室C构成为被真空泵V1排成真空。
如图2以及图3所示，静电夹头部1具备：吸附板11，由陶瓷或玻璃等绝缘体形成，且呈圆形平板状；内部电极12，埋设于该吸附板11内；电源13，向该内部电极12施加电压。通过利用电源13对内部电极12施加电压，从而在吸附板11内产生介质极化现象，吸附板11的上表面111成为大致平面状的吸附面。本实施方式的静电夹头部1是双极式的，但是不限于此，也可以是单极式的。
如图2～图4所示，冷却部2具备：金属制的底板21，呈圆形平板状；制冷剂流道212，形成于底板21内；制冷器等制冷剂流通机构(未图示)，使制冷剂在制冷剂流道212中流通。通过利用制冷剂流通机构使制冷剂在制冷剂流道212中流动，从而底板21整体的温度降低，底板21的上表面211成为大致平面状的冷却面。所述的吸附板11以其下表面112(背面)与底板21的冷却面211面接触的方式载置于底板21上。制冷剂流道212在底板21的内部中沿着与冷却面211平行的方向形成。
如图5所示，供气部3具备：供气管道31，设置有用于控制热传导性气体的流量的流量控制器32；控制装置33，控制流量控制器32等；排气管道L，从供气管道31分支。该热传导性气体例如是氦气、氩气、将多种气体以任意的比率混合而成的混合气体等任意气体。
供气管道31在上游侧连接供气源(未图示)，从设置于下游端的供气口31a向吸附面111与晶片W的被吸附面S之间的间隙G供给热传导性气体。该供气口31a形成于吸附板11的吸附面111。
具体地说，该供气管道31从下游侧起依次具备：第1内部流道(权利要求中所记载的供气流道)311，形成于吸附板11内；第2内部流道312，以与第1内部流道311连通的方式形成于底板21内；以及配管流道(未图示)，与第2内部流道312连通，并且由将底板21与供气源之间连接的配管形成。
如图2以及图4所示，第1内部流道311将吸附板11沿着板厚方向贯通并以在吸附面111上开口的方式形成有多个。吸附面111上的各第1内部流道311的开口成为供气口31a。各供气口31a形成为例如以吸附板11的旋转轴为对称轴呈旋转对称。在本实施方式中，各第1内部流道311形成为在吸附板11的外周部以同心圆状形成多列(这里是2列)，各列中沿着圆周方向相互以大致等间隔设置。
具体地说，各第1内部流道311由将吸附板11沿着板厚方向贯通的横截面为圆形状的直线状的贯通孔113构成。该贯通孔113的直径尺寸(内径)是几μm～几十μm左右(例如0.03mm)，长度尺寸(沿着轴向的尺寸)是几mm左右(例如2mm)，但是这些尺寸可以适当变更。
第2内部流道312形成为将底板21沿着板厚方向贯通，其上游端在底板21的下表面开口，下游端在底板21的上表面(冷却面)211开口，从而与第1内部流道311连通。
如图2以及图3所示，在底板21的上表面211沿着面内方向形成有槽213，该槽213的至少局部将底板21沿着板厚方向贯通而在下表面开口。通过将吸附板11以盖住该槽213的方式载置，从而由槽213的内表面和吸附板11的下表面112构成第2内部流道312。该槽213形成为：在吸附板11载置于底板21上的状态下，经过吸附板11的各贯通孔113的正下方。
流量控制器32对经过的气体的流量进行计测和控制，设置于配管流道。作为该流量控制器32的具体方式，例如是所谓的压力式的质量流控制器等，其具备：对经过的气体的压力进行计测的压力传感器、对气体的流量进行计测的流量传感器、流体控制阀、对流体控制阀的开度进行控制的阀控制器。流量控制器32对流体控制阀的开度等进行反馈控制，以使计测出的气体流量与控制装置33设定的目标值一致。
控制装置33是内置有CPU和内部存储器等的通用乃至专用的计算机。该控制装置33通过基于存储于内部存储器的规定的程序使CPU及其外围设备协同动作，从而如图5所示，至少发挥作为设定流量控制器32的流量的目标值的流量目标设定部334的功能。
排气管道L从供气管道31中的比流量控制器32靠下游的部分分支。排气管道L构成为：通过真空泵V2经由使一定流量的气体经过的任意阻力体R(例如节流孔等)而排气。
而且，本实施方式的静电夹头装置100在供气管道31的各第1内部流道311内全部设置有流阻元件34。
该流阻元件34成为热传导性气体流动时的阻力，具有经过的气体的质量流量根据一次侧压力、二次侧压力、气体的温度而被确定的固有的流量特性，在本实施方式中是层流元件阻力体。这里，根据供气管道31内的热传导性气体的压力(一次侧压力)、在吸附面111与被吸附面S之间的间隙G中的热传导性气体的压力(二次侧压力。以下也称为晶片背面压力。)、经过的热传导性气体的温度，确定在层流元件阻力体34经过的热传导性气体的流量。
具体地说，该层流元件阻力体34由具有成为阻力的流道(以下、也称为阻力流道。)341a的流道形成构件341构成。该流道形成构件341呈圆柱状，其直径尺寸(外径)以及长度尺寸(沿着轴向的尺寸)与吸附板11的贯通孔113的直径尺寸(内径)以及长度尺寸大致相同。如图4所示，各流道形成构件341具有嵌合公差地无间隙地嵌入于吸附板11的各贯通孔113内。流道形成构件341由例如陶瓷等任意的绝缘材料构成即可。优选，该层流元件阻力体34的下游侧的端面设置成与吸附板11的吸附面111处于同一平面。
阻力流道341a沿着流道形成构件341的轴向形成有1个或者多个。各阻力流道341a将流道形成构件341沿着轴向贯通而成，是横截面为圆形状的直线状的流道，例如，能够列举出形成在流道形成构件341的轴上的、或围绕轴有规律地配置有多个等。
而且，本实施方式的静电夹头装置100的特征在于：控制装置33进一步发挥作为压力计算部331、存储部332以及诊断部333的功能。
而且，在本实施方式的静电夹头装置100中，压力计算部331构成为：基于从供气口31a供给的热传导性气体的质量流量QESC、层流元件阻力体34的一次侧压力P1、层流元件阻力体34所具备的固有的流量特性，计算晶片背面压力Pwafer。另外，质量流量QESC是在形成于吸附板11的第1内部流道311(贯通孔113)经过的热传导性气体的质量流量，在层流元件阻力体34设置于贯通孔113中的本实施方式中，是在层流元件阻力体34经过的热传导性气体的质量流量。
具体地说，该压力计算部331构成为：基于表示在供气管道31中流动的热传导性气体的质量流量的物质收支(即、进入到供气管道31的热传导性气体的量与从供气管道31排出的热传导性气体的量之间的收支)的以下的关系式(1)、以及导入于供气管道31的热传导性气体的质量流量Qin，计算从供气口31a供给的热传导性气体的质量流量QESC。而且，压力计算部331构成为：基于计算出的热传导性气体的质量流量QESC与表示层流元件阻力体34所具备的与固有的流量特性的关系的以下的式(2)，计算晶片背面压力Pwafer。
[数1]
Figure BDA0004113478880000101
在式(1)中，
Qin：导入于供气管道31的热传导性气体的质量流量；
QVAC：从排气管道L排出的热传导性气体的质量流量、也是在阻力体R经过的质量流量；
(V/Z·Ru·Tgas)·(dP/dT)：从吸附板11与晶片W之间排出到腔室内的热传导性气体的质量流量QLEAK；
V：从供气管道31中的流量控制器32到层流元件阻力体34之间的流道的体积；
Z：气体的压缩系数(在此、Z＝1)；
Ru：气体常数(8.3145J·mоl-1·K-1)；
Tgas：从供气管道31中的流量控制器32到层流元件阻力体34为止的流道内的热传导气体的平均温度；
dP/dt：从供气管道31中的流量控制器32到层流元件阻力体34为止的流道内的热传导性气体的压力的时间变化。
另外，若考虑到吸附板11的吸附面111的表面性状(例如形状、粗度等)在面内并不均匀，而且工序中的热能量交换也不稳定，则从通过供气管道31开始供给热传导性气体起经过足够的时间后，质量流量QLEAK也有可能尚未成为稳定状态(定常状态)，dP/dt尚未成为0。
这里，压力计算部331从流量控制器32取得质量流量Qin，从设置于供气管道31的温度计T1取得平均温度Tgas，从存储部332取得排出气体的质量流量QVAC、流道的体积V、压缩系数Z以及气体常数Ru，基于上述的信息和式(1)计算从供气口31a供给的热传导性气体的质量流量QESC。
[数2]
QESC＝fres(P1，Pwafer，TESC)…(2)
在式(2)中，
fres：表示层流元件阻力体34的流量特性的函数；
P1：层流元件阻力体34所受到的一次侧(上游侧)的压力；
Pwafer：晶片背面压力(层流元件阻力体34所受到的二次侧的压力)；
TESC：在层流元件阻力体34经过的热传导性气体的温度(这里，视为与吸附板11的温度相等)。
压力计算部331构成为：从流量控制器32计测出的压力取得一次侧压力P1，从计测吸附板11的温度的光纤式温度计T2取得热传导性气体的温度TESC，从存储部332取得流量特性函数fres，基于这些信息和式(2)计算晶片背面压力Pwafer。预先存储于存储部332的流量特性函数fres例如是以层流元件阻力体34所受到的一次侧的压力P1、层流元件阻力体34所受到的二次侧的压力Pwafer、在层流元件阻力体34经过的热传导性气体的温度TESC为输入变量，以在层流元件阻力体34经过的质量流量为输出变量的函数所表示的图等。
诊断部333对晶片W的被吸附面S有无异常进行诊断。具体地说，该诊断部333构成为：对压力计算部331计算出的晶片背面压力Pwafer和预先存储于存储部332的规定的压力Ps进行比较，诊断在晶片W的被吸附面S有无异常。例如，在晶片背面压力Pwafer与压力Ps的差异的绝对值成为规定值以上的情况下，诊断为在晶片W的被吸附面S发生异常，如果是规定值以下，则诊断为正常。另外，该压力Ps是根据对晶片W的真空处理的内容而适当设定的。
而且，上述的流量目标设定部334构成为：以压力计算部331计算出的晶片背面压力Pwafer成为规定的范围内的值的方式设定流量控制器32的流量目标值，并将其发送给流量控制器32。具体地说，流量目标设定部334构成为：对压力计算部331计算出的晶片背面压力Pwafer与预先存储于存储部332的目标值Pt进行比较，以其差异的绝对值成为规定范围内的方式，基于通过实验或模拟而预先计算出的规定的关系式设定流量目标值。
根据这样构成的本实施方式的静电夹头装置100，通过在与供气管道31的供气口31a连通的第1内部流道311设置预先已知其流量特性fres的流阻元件34，从而能够利用该流量特性fres以及流阻元件34的一次侧压力P1把握晶片背面压力Pwafer。由此，能够有助于提高晶片W的加工尺寸的精度，并且能够把握由于经年劣化等发生了吸附力的稳定性降低之类的异常或其征兆。此外，成为热传导性气体流动时的阻力的流阻元件34以将供气口31a封堵的方式设置于第1内部流道311，因此，能够抑制在晶片W的非夹持时或处理室的清洁时从供气口31a流出过剩量的热传导性气体。
另外，本发明不限于所述实施方式。
例如，如图6所示，其他实施方式的静电夹头装置100可以构成为：具备多个供气管道31，各供气管道31向吸附板11的吸附面111与晶片W的被吸附面S之间的相互不同的区域供给热传导性气体。在这种情况下，可以构成为：吸附板11的吸附面111被分成与供气管道31的数量对应的多个供气区域，各供气管道31能够从设置于各供气区域的供气口31a分别供给热传导性气体。从各供气管道31被供给的热传导性气体的种类、流量以及晶片背面压力可以按照每个供气管道31进行设定。
另外，如图7所示，其他实施方式的静电夹头装置100中，供气部3可以不具备排气管道L。在这种情况下，压力计算部331构成为：在上述式(1)中，以“QVAC＝0”计算Pwafer。
另外，所述实施方式的静电夹头装置100具备压力式的流量控制器32，但是不限于此。本发明的静电夹头装置100只要构成为能够测定导入于供气管道31的热传导性气体的质量流量Qin和供气管道31内的热传导性气体的压力P1，便能够把握晶片背面压力Pwafer。
例如，如图8所示，其他实施方式的静电夹头装置100可以代替流量控制器32而设置对供气管道31内的热传导性气体的压力进行计测和控制的压力控制器35。作为该压力控制器35的具体方式，例如能够列举具备流量传感器、流体控制阀、压力传感器、基于所述压力传感器的输出对所述流体控制阀的开度进行反馈控制的阀控制器。根据这样的实施方式，压力计算部331也能使用压力控制器35计测出的压力值作为流阻元件34的一次侧压力P1，使用压力控制器35所具备的流量传感器计测出的流量值作为导入于供气管道31的热传导性气体的流量Qin，计算晶片背面压力Pwafer。
另外，不限于此，如图9所示，可以代替流量控制器32而具备对导入于供气管道31的热传导性气体的质量流量Qin进行计测的质量流量计等流量计36和对供气管道31内的热传导性气体的压力P1进行测定的压力计37。
另外，在所述实施方式中，不限于在多个第1内部流道311全部设置有流阻元件34。在其他实施方式中，可以仅在多个第1内部流道311的一部分设置有流阻元件34。
另外，在所述实施方式中，虽然流阻元件34设置于第1内部流道311内，但是不限于此。在其他实施方式中，流阻元件34可以形成在第2内部流道312或将底板21与供气源之间连接的配管流道(未图示)等与间隙G连通的供气管道31的流道内。另外，为了更准确地计算晶片背面压力，优选，流阻元件34设置于供气管道31中的更下游侧。
另外，所述实施方式的流阻元件34是层流元件阻力体，但是不限于此。只要具有通过一次侧的压力和二次侧的压力确定经过的热传导性气体的流量这样的流量特性即可，流阻元件34可以是任意的方式。
另外，流阻元件34可以不是设置于供气管道31所具备的流道内的阻力体。流阻元件34可以是例如流量特性已知的、供气管道31所具备的流道本身(第1内部流道311等)。根据这样的构成，也能够通过利用流道的流量特性把握晶片背面压力。
另外，其他实施方式的静电夹头装置100具备阻力变更机构4，该阻力变更机构4变更排气管道L的相对于热传导性气体的流道阻力的大小。具体地说，如图10所示，该阻力变更机构4具备：在排气管道L中以绕过阻力体R的方式设置的旁通管道41、设置于旁通管道41上的开关阀42、对开关阀42进行控制的阀控制部335。本实施方式的旁通管道41设置成：在排气管道L中，在阻力体R的上游侧分支并且在阻力体R的下游侧合流。当开关阀42成为开状态时，旁通管道41的流道阻力(管路阻力)设定成比设置有阻力体R的主排气管道43的流道阻力小。开关阀42构成为：根据来自阀控制部335的控制信号切换开闭，例如是气阀、压电致动阀、电磁致动阀、热致动阀等。该开关阀42常时关闭(正常关闭)。阀控制部335通过控制装置33而发挥功能，向开关阀42发送控制信号切换其开闭状态。本实施方式的阀控制部335构成为：若取得解除(非夹持)静电夹头部1对晶片的静电吸附的意思的信号，则立即向阀控制部335发送信号，将阀控制部335打开。其他实施方式的静电夹头装置100由于具备这样的阻力变更机构4，因此，当静电夹头部1切换成非夹持状态时，能够经由旁通管道41立即排出热传导性气体。由此，能够降低由于热传导性气体向等离子体处理刚刚结束之后的真空腔室C内流出而产生火花的风险。
另外，在静电夹头装置100具备阻力变更机构4的情况下，旁通管道41可以构成为：不在阻力体R的下游侧合流而通过其他真空泵排气。另外，旁通管道41可以不设置成在排气管道L中的阻力体R的上游侧分支。例如，旁通管道41可以构成为：在供气管道31中的比排气管道L的分叉点靠上游侧或者下游侧分支。另外，可以在旁通管道41设置有例如流阻元件等任意的阻力体。在这样的情况下，只要设定成旁通管道41的流道阻力小于主排气管道43的流道阻力，那么当静电夹头部1切换成非夹持状态时，能够经由旁通管道41立即排出热传导性气体。
另外，本发明不限于所述实施方式，当然能够在不脱离其宗旨的范围内进行多种变形。
产业上的可利用性
根据本发明的静电夹头装置，能够在使用静电夹头装置的半导体制造工序中把握晶片背面压力。

Claims (13)

1.一种静电夹头装置，通过静电力吸附对象物，其特征在于，
所述静电夹头装置具备：
吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；
供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体；以及
压力计算部，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力，
在所述供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，
所述压力计算部基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
2.根据权利要求1所述的静电夹头装置，其特征在于，
所述供气管道具备以在所述吸附面上开口的方式形成于所述吸附板内的供气流道，
所述流阻元件设置于该供气流道内。
3.根据权利要求1或者2所述的静电夹头装置，其特征在于，
所述压力计算部基于导入于所述供气管道的所述热传导性气体的流量与表示所述供气管道中的热传导性气体的流量的物质收支的关系式，计算在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量。
4.根据权利要求3所述的静电夹头装置，其特征在于，
还具备压力控制器，该压力控制器搭载有流量传感器，计测并控制所述供气管道内的所述热传导性气体的压力，
所述压力计算部构成为：
使用所述压力控制器计测出的压力值作为所述流阻元件的一次侧压力，使用所述流量传感器计测出的流量值作为导入于所述供气管道的热传导性气体的流量值，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
5.根据权利要求3所述的静电夹头装置，其特征在于，
还具备压力式流量控制器，该压力式流量控制器计测并控制在所述供气管道中流动的所述热传导性气体的流量，
所述压力计算部构成为：
使用所述压力式流量控制器计测出的压力值作为所述流阻元件的一次侧压力，使用所述压力式流量控制器计测出的流量值作为导入于所述供气管道的热传导性气体的流量值，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
还具备诊断部，该诊断部对所述计算出的所述热传导性气体的压力与规定的基准压力进行比较，诊断所述被吸附面所受到的热传导性气体的压力值的异常。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
调整所述供气管道内的所述热传导性气体的压力，以使得所述计算出的所述热传导性气体的压力成为规定的范围内的值。
8.根据权利要求1～6中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
调整在所述供气管道中流动的所述热传导性气体的流量，以使得所述计算出的所述热传导性气体的压力成为规定的范围内的值。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
构成为：具备多个所述供气管道，各供气管道向所述吸附面与所述被吸附面之间的相互不同的区域供给所述热传导性气体。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
构成为：所述供气管道能够将多种所述热传导性气体以任意的混合比进行供给。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的静电夹头装置，其特征在于，
具备：
主排气管道，从所述供气管道分支且设置有阻力体；
旁通管道，以绕过所述阻力体的方式设置；
开关阀，设置于所述旁通管道上；以及
阀控制部，控制所述开关阀，
所述静电夹头装置构成为：所述旁通管道的流道阻力小于所述主排气管道的流道阻力。
12.一种压力计算方法，是通过静电力吸附对象物的静电夹头装置中的压力计算方法，其特征在于，
所述静电夹头装置具备：吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；以及供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体，在该供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，
在所述压力计算方法中，基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
13.一种压力计算程序，是通过静电力吸附对象物的静电夹头装置用的压力计算程序，其特征在于，
所述静电夹头装置具备：吸附板，具有吸附所述对象物的吸附面；以及供气管道，向所述吸附面与所述对象物的被吸附面之间的间隙供给热传导性气体，在该供气管道设置有流阻元件，该流阻元件成为所述热传导性气体流动时的阻力，
所述压力计算程序使计算机发挥作为压力计算部的功能，该压力计算部基于所述流阻元件的一次侧压力、在所述流阻元件经过的所述热传导性气体的质量流量、所述流阻元件的流量特性，计算所述间隙中的所述热传导性气体的压力。
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