JP2001230310A - Apparatus and method for evaluating electrostatic chuck - Google Patents
Apparatus and method for evaluating electrostatic chuckInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造プロセ
スにおいて半導体ウェハを吸着する静電チャック装置の
吸着力を評価する静電チャック評価装置及びその評価方
法に関し、特に、吸着力の面内分布を評価することがで
きる静電チャック評価装置及びその評価方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck evaluation apparatus and an evaluation method for evaluating the chucking force of an electrostatic chuck apparatus for chucking a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process, and more particularly, to an in-plane distribution of the chucking force. The present invention relates to an electrostatic chuck evaluation device and an evaluation method that can be evaluated.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて、シリコン
ウェハ、ガリウム砒素ウェハ等の半導体ウェハは、静電
チャック装置により所定の位置に位置決めされ、不純物
ガスによるドーピングや、紫外線による露光、又はエッ
チング等が行われる。2. Description of the Related Art In a semiconductor manufacturing process, a semiconductor wafer such as a silicon wafer or a gallium arsenide wafer is positioned at a predetermined position by an electrostatic chuck device, and is subjected to doping with an impurity gas, exposure to ultraviolet light, or etching. .
【０００３】図８は、一般的な静電チャック装置の概略
構成を示す断面図である。静電チャック装置は、被吸着
物であるシリコンウェハ３の外径よりやや大きな外径を
有するアルミナ等の誘電体２と、誘電体２の表面下に設
けられ、シリコンウェハ３とほぼ同じ外径を有する電極
１と、電極１と接地間に接続される直流電源４とを有す
る。FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of a general electrostatic chuck device. The electrostatic chuck device is provided below the surface of the dielectric 2, such as alumina, having an outer diameter slightly larger than the outer diameter of the silicon wafer 3, which is an object to be adsorbed, and has the same outer diameter as the silicon wafer 3. And a DC power supply 4 connected between the electrode 1 and the ground.
【０００４】このような静電チャック装置において、電
極１に直流電源４から正又は負の電圧が印加されると、
誘電体２の上に置かれたシリコンウェハ３と電極１の間
に静電力が発生し、シリコンウェハ３は誘電体２の表面
に吸着される。In such an electrostatic chuck device, when a positive or negative voltage is applied to the electrode 1 from the DC power supply 4,
An electrostatic force is generated between the silicon wafer 3 placed on the dielectric 2 and the electrode 1, and the silicon wafer 3 is attracted to the surface of the dielectric 2.
【０００５】ここで、シリコンウェハ３と電極１の間の
静電容量をＣ、シリコンウェハ３と電極１の間の距離を
ｄ、直流電源４による印加電圧をＶとすると、シリコン
ウェハ３と誘電体２との間の吸着力Ｆは、 Ｆ＝（Ｃ／２ｄ）×Ｖ2 … (1) で表される。従って、距離ｄ及び印加電圧Ｖの値が既知
の場合、静電容量Ｃを測定すればシリコンウェハ３と誘
電体２の吸着力Ｆを求めることができる。Here, assuming that the capacitance between the silicon wafer 3 and the electrode 1 is C, the distance between the silicon wafer 3 and the electrode 1 is d, and the voltage applied by the DC power supply 4 is V, The attraction force F between the body 2 is represented by F = (C / 2d) × V 2 (1). Therefore, when the values of the distance d and the applied voltage V are known, the attraction force F between the silicon wafer 3 and the dielectric 2 can be obtained by measuring the capacitance C.
【０００６】次に、従来の静電チャック評価装置により
静電チャック装置の吸着力を評価する場合について説明
する。図９は、従来の静電チャック評価装置により導体
５と電極１の間の静電容量Ｃを測定する場合の説明図で
ある。Next, a case in which a conventional electrostatic chuck evaluation device evaluates the attraction force of the electrostatic chuck device will be described. FIG. 9 is an explanatory diagram in a case where the capacitance C between the conductor 5 and the electrode 1 is measured by the conventional electrostatic chuck evaluation device.
【０００７】従来の静電チャック評価装置は、被吸着物
であるシリコンウェハ等と同じ形状寸法の導体５と、導
体５と電極１の間の静電容量Ｃを測定するインピーダン
ス測定器６とを有する。そして、導体５は誘電体２の表
面に押し当てられ、導体５及び電極１は導線７及び導線
21によりインピーダンス測定器６に接続される。A conventional electrostatic chuck evaluation apparatus includes a conductor 5 having the same shape and size as a silicon wafer or the like as an object to be attracted, and an impedance measuring device 6 for measuring a capacitance C between the conductor 5 and the electrode 1. Have. The conductor 5 is pressed against the surface of the dielectric 2, and the conductor 5 and the electrode 1 are connected to the conductor 7 and the conductor.
21 is connected to the impedance measuring device 6.
【０００８】このように接続された静電チャック評価装
置は、インピーダンス測定器６により導体５と電極１の
間のインピーダンスを測定し、そのインピーダンスから
導体５と電極１の間の静電容量Ｃを算出する。なお、こ
の静電容量Ｃは、シリコンウェハと電極１の間の静電容
量Ｃに等しい。In the electrostatic chuck evaluation apparatus thus connected, the impedance between the conductor 5 and the electrode 1 is measured by the impedance measuring device 6, and the capacitance C between the conductor 5 and the electrode 1 is determined from the impedance. calculate. The capacitance C is equal to the capacitance C between the silicon wafer and the electrode 1.
【０００９】このように従来の静電チャック評価装置
は、導体５と電極１の間の静電容量Ｃを測定して上記の
(1)により吸着力Ｆを計算し、その吸着力Ｆが、使用さ
れるシリコンウェハ３に対して適正な大きさかどうかを
評価していた。As described above, the conventional electrostatic chuck evaluation apparatus measures the capacitance C between the conductor 5 and the electrode 1 and
The suction force F was calculated according to (1), and whether the suction force F was appropriate for the silicon wafer 3 to be used was evaluated.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】静電チャック装置の吸
着力を評価する場合、シリコンウェハ３に対する吸着力
の大きさを評価するだけではなく、吸着力がシリコンウ
ェハ３の面内で均一か否かを評価することも重要であ
る。When the chucking force of the electrostatic chuck device is evaluated, not only the magnitude of the chucking force on the silicon wafer 3 is evaluated, but also whether the chucking force is uniform within the surface of the silicon wafer 3 or not. It is also important to evaluate
【００１１】なぜなら、吸着力がシリコンウェハ３の面
内で均一でなければ、シリコンウェハ３と誘電体２との
摩擦力が減少し、半導体製造プロセスにおいてシリコン
ウェハ３の位置ずれを防止することができない。This is because if the attraction force is not uniform in the plane of the silicon wafer 3, the frictional force between the silicon wafer 3 and the dielectric 2 is reduced, and the displacement of the silicon wafer 3 in the semiconductor manufacturing process can be prevented. Can not.
【００１２】また、半導体製造プロセスにおいてシリコ
ンウェハ３の温度を制御する場合は、通常、静電チャッ
ク装置の誘電体２の下に温度制御用の熱源が設置される
が、吸着力が均一でなければ、シリコンウェハ３と誘電
体２との接触状態が不均一になり、シリコンウェハ３の
表面温度分布を均一にすることができない。When controlling the temperature of the silicon wafer 3 in the semiconductor manufacturing process, a heat source for controlling the temperature is usually installed below the dielectric 2 of the electrostatic chuck device, but the suction force must be uniform. In this case, the contact state between the silicon wafer 3 and the dielectric 2 becomes uneven, and the surface temperature distribution of the silicon wafer 3 cannot be made uniform.
【００１３】一方、半導体製造プロセスにおいて、シリ
コンウェハ３は種々の不純物ガスの雰囲気中で処理が行
われる。従って、静電チャック装置の誘電体２表面にガ
ス成分の膜が堆積したり、誘電体２表面がガス成分によ
りエッチングされ、誘電体２の厚さが変化する。このた
め、所定の期間毎に誘電体２の厚さを測定し、その厚さ
が所定の範囲外となった時点を、誘電体２の交換時期と
判断しなければならない。On the other hand, in the semiconductor manufacturing process, the silicon wafer 3 is processed in various impurity gas atmospheres. Therefore, a film of a gas component is deposited on the surface of the dielectric 2 of the electrostatic chuck device, or the surface of the dielectric 2 is etched by the gas component, and the thickness of the dielectric 2 changes. Therefore, the thickness of the dielectric 2 must be measured every predetermined period, and the point in time when the thickness is out of the predetermined range must be determined as the time to replace the dielectric 2.
【００１４】しかしながら、従来の静電チャック評価装
置及び静電チャック評価方法は、シリコンウェハ３全体
と電極１の間の静電容量だけを測定していたため、シリ
コンウェハ３全体と誘電体２の吸着力の大きさしか求め
ることができず、吸着力の面内分布を求めることができ
なかった。However, in the conventional electrostatic chuck evaluation apparatus and the conventional electrostatic chuck evaluation method, only the capacitance between the entire silicon wafer 3 and the electrode 1 is measured. Only the magnitude of the force could be determined, and the in-plane distribution of the attraction force could not be determined.
【００１５】また、シリコンウェハ３全体と電極１の間
の静電容量だけを測定していたため、シリコンウェハ３
と電極１の間の任意部分の静電容量を求めることができ
ず、誘電体２の任意部分の厚さの変化を検出することが
できなかった。Also, since only the capacitance between the entire silicon wafer 3 and the electrode 1 was measured, the silicon wafer 3
It was not possible to determine the capacitance of any part between the electrode 2 and the electrode 1, and it was not possible to detect a change in the thickness of any part of the dielectric 2.
【００１６】そこで本発明の目的は、シリコンウェハと
誘電体の吸着力の面内分布を測定することができると共
に、誘電体の任意部分の厚さの変化を検出することがで
きる静電チャック評価装置及びその評価方法を提供する
ことにある。It is an object of the present invention to evaluate an electrostatic chuck capable of measuring the in-plane distribution of the attraction force between a silicon wafer and a dielectric and detecting a change in the thickness of an arbitrary portion of the dielectric. An object of the present invention is to provide an apparatus and an evaluation method thereof.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一つの側面は、円盤状の第１の電極と、
該第１の電極を覆う誘電体とを有し、該第１の電極に電
圧を印加することにより、該誘電体の表面に被吸着物を
吸着する静電チャック装置の吸着力を評価する静電チャ
ック評価装置において、該第１の電極より面積が小さい
第２の電極と、該第２の電極を該誘電体の表面で移動さ
せ、該誘電体の表面の所定位置に押し付ける圧力印加機
構と、該第１の電極と該第２の電極との間のインピーダ
ンスを測定するインピーダンス測定手段とを有すること
を特徴とする。To achieve the above object, one aspect of the present invention is to provide a disk-shaped first electrode,
A dielectric covering the first electrode, and applying a voltage to the first electrode to evaluate an attraction force of an electrostatic chuck device that attracts an object to be attracted to the surface of the dielectric. A second electrode having a smaller area than the first electrode, a pressure applying mechanism for moving the second electrode on the surface of the dielectric, and pressing the second electrode on a predetermined position on the surface of the dielectric; And impedance measuring means for measuring impedance between the first electrode and the second electrode.
【００１８】本発明によれば、第２の電極を誘電体の表
面で移動させ、誘電体の表面の任意部分の静電容量を測
定することができるので、誘電体の表面における静電容
量の分布から、被吸着物と誘電体の吸着力の均一性を評
価することができる。また、誘電体の表面における静電
容量の分布から、誘電体の任意部分の厚さを検出するこ
とができ、誘電体の交換時期を正確に判断することがで
きる。According to the present invention, since the second electrode can be moved on the surface of the dielectric and the capacitance of an arbitrary portion of the surface of the dielectric can be measured, the capacitance of the capacitance on the surface of the dielectric can be measured. From the distribution, it is possible to evaluate the uniformity of the attraction force between the object and the dielectric. In addition, the thickness of an arbitrary portion of the dielectric can be detected from the distribution of the capacitance on the surface of the dielectric, and the time to replace the dielectric can be accurately determined.
【００１９】上記の目的を達成するために、本発明の別
の側面は、円盤状の第１の電極と、該第１の電極を覆う
誘電体とを有し、該第１の電極に電圧を印加することに
より、該誘電体の表面に被吸着物を吸着する静電チャッ
ク装置の吸着力を評価する静電チャック評価装置におい
て、該第１の電極より面積が小さく、該誘電体の表面の
所定位置に押し付けられる複数の第２の電極と、該複数
の第２の電極を順次選択する選択手段と、該選択手段に
より選択された第２の電極と該第１の電極との間のイン
ピーダンスを測定するインピーダンス測定手段とを有す
ることを特徴とする。According to another aspect of the present invention, there is provided a disk-shaped first electrode, and a dielectric covering the first electrode, wherein a voltage is applied to the first electrode. In the electrostatic chuck evaluation device for evaluating the attraction force of the electrostatic chuck device for adsorbing an object to be adsorbed on the surface of the dielectric, the area of the surface of the dielectric is smaller than that of the first electrode. A plurality of second electrodes pressed against a predetermined position, a selecting unit for sequentially selecting the plurality of second electrodes, and a second unit between the second electrode and the first electrode selected by the selecting unit. And impedance measuring means for measuring impedance.
【００２０】上記の発明によれば、第２の電極を複数設
置し、選択手段を順次切り換えることにより、誘電体の
静電容量の面内分布を高速に測定することができ、被吸
着物と誘電体の吸着力の均一性を効率的かつ精度良く評
価することができる。また、誘電体表面の複数個所の静
電容量から、誘電体表面の複数個所の厚さを求めること
ができ、誘電体表面の厚さの部分的な変化を効率的かつ
精度良く検出することができる。According to the above invention, by disposing a plurality of second electrodes and sequentially switching the selection means, it is possible to measure the in-plane distribution of the capacitance of the dielectric material at a high speed, and it is possible to measure the distribution of the capacitance of the dielectric substance. The uniformity of the attraction force of the dielectric can be efficiently and accurately evaluated. In addition, the thickness of the dielectric surface at multiple locations can be determined from the capacitance at multiple locations on the dielectric surface, and partial changes in the thickness of the dielectric surface can be detected efficiently and accurately. it can.
【００２１】更に、上記の発明の好ましい態様として、
前記複数の第２の電極は、柔軟性を有する薄膜シートの
表面に形成されることを特徴とする。Further, as a preferred embodiment of the above invention,
The plurality of second electrodes are formed on a surface of a flexible thin film sheet.
【００２２】本発明によれば、複数の第２の電極は、柔
軟性を有する薄膜シートの表面に形成されるので、複数
の第２の電極を誘電体に密着性よく押し当てることがで
き、誘電体の静電容量の面内分布を精度良く測定するこ
とができる。According to the present invention, since the plurality of second electrodes are formed on the surface of the flexible thin film sheet, the plurality of second electrodes can be pressed against the dielectric with good adhesion. The in-plane distribution of the capacitance of the dielectric can be accurately measured.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形
態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, such embodiments do not limit the technical scope of the present invention.
【００２４】図１は、本発明における第１の実施の形態
の静電チャック評価装置により、静電チャック装置の吸
着力を評価する場合の説明図である。本実施の形態の静
電チャック評価装置は、微小導体８を誘電体２の表面で
二次元的に移動できるので、誘電体２の表面の任意部分
における静電容量を測定することができる。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where the chucking force of the electrostatic chuck device is evaluated by the electrostatic chuck evaluation device according to the first embodiment of the present invention. The electrostatic chuck evaluation apparatus of the present embodiment can move the microconductor 8 two-dimensionally on the surface of the dielectric 2, and thus can measure the capacitance at an arbitrary portion on the surface of the dielectric 2.
【００２５】本実施の形態の静電チャック評価装置は、
図1に示すように、静電チャック装置の誘電体２の表面
上を移動可能な金属板等の微小導体８（第２の電極）
と、微小導体８を誘電体２の表面で二次元的に移動させ
ると共に、微小導体８を誘電体２の表面に所定の荷重で
押し付けるＸ−Ｙ移動機構付き圧力印加機構９と、導線
７により微小導体８と接続され、導線21により誘電体２
内の電極１（第１の電極、図示省略）と接続されるイン
ピーダンス測定器６とを有する。The electrostatic chuck evaluation apparatus of the present embodiment
As shown in FIG. 1, a minute conductor 8 (second electrode) such as a metal plate movable on the surface of the dielectric 2 of the electrostatic chuck device.
And a pressure applying mechanism 9 with an XY moving mechanism for pressing the microconductor 8 against the surface of the dielectric 2 with a predetermined load while moving the microconductor 8 two-dimensionally on the surface of the dielectric 2, and the conducting wire 7. The conductor 2 is connected to the minute conductor 8 and the dielectric 2
And an impedance measuring instrument 6 connected to the inner electrode 1 (first electrode, not shown).
【００２６】微小導体８は、シリコンウェハが１２イン
チ径の場合は、例えば大きさが２０ｍｍ×２０ｍｍ×１
ｍｍｔ程度のニッケル板であり、誘電体２の表面との密
着性を良くするため、誘電体２の表面に例えば５００ｇ
重以上の荷重で押し付けられる。When the silicon wafer has a diameter of 12 inches, the minute conductor 8 has a size of, for example, 20 mm × 20 mm × 1.
mmt nickel plate, for example, 500 g on the surface of the dielectric 2 in order to improve the adhesion to the surface of the dielectric 2
Pressed with a load greater than the weight.
【００２７】次に、本実施の形態の静電チャック評価装
置により、誘電体２の複数個所の静電容量を測定する場
合の動作を図２に示すフローチャートにより説明する。
静電チャック評価装置では、通常、誘電体２の複数の測
定個所で静電容量を測定し、前述の(1)式により吸着力
を求めてその均一性を評価する。Next, the operation of the electrostatic chuck evaluation apparatus of the present embodiment when measuring the capacitance at a plurality of positions of the dielectric 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the electrostatic chuck evaluation apparatus, the capacitance is usually measured at a plurality of measurement points on the dielectric 2, and the uniformity is evaluated by obtaining the attraction force by the above-mentioned equation (1).
【００２８】本実施の形態の静電チャック評価装置で
は、まず、X-Y移動機構付き圧力印加機構９を、誘電体
２における最初の測定個所に移動する（ステップＳ
１）。次に、微小導体８をX-Y移動機構付き圧力印加機
構９により誘電体２の表面に押し付ける（ステップＳ
２）。そして、微小導体８と誘電体２内の電極１との間
の静電容量を測定する（ステップＳ３）。In the electrostatic chuck evaluation apparatus of the present embodiment, first, the pressure applying mechanism 9 with the XY moving mechanism is moved to the first measurement point on the dielectric 2 (step S).
1). Next, the minute conductor 8 is pressed against the surface of the dielectric 2 by the pressure applying mechanism 9 with the XY moving mechanism (step S).
2). Then, the capacitance between the minute conductor 8 and the electrode 1 in the dielectric 2 is measured (Step S3).
【００２９】次に、予め決められたすべての測定個所の
静電容量を測定したか否かを判断し（ステップＳ４）、
すべての測定個所の静電容量を測定していなければ（Ｎ
ｏ）ステップＳ１に移行し、他の測定個所の静電容量を
測定する。一方、ステップＳ４で、すべての測定個所の
静電容量を測定したと判断した場合（Ｙｅｓ）は、静電
容量の測定を終了する。Next, it is determined whether or not the capacitance at all predetermined measurement points has been measured (step S4).
If the capacitance at all measurement points has not been measured (N
o) The process proceeds to step S1, and the capacitance at another measurement point is measured. On the other hand, if it is determined in step S4 that the capacitances at all the measurement points have been measured (Yes), the measurement of the capacitance is terminated.
【００３０】このように本実施の形態によれば、微小導
体８は、X-Y移動機構付き圧力印加機構９により誘電体
２の表面上を移動できるので、誘電体２表面の任意部分
の静電容量を測定することができる。As described above, according to the present embodiment, the minute conductor 8 can be moved on the surface of the dielectric 2 by the pressure applying mechanism 9 having the XY moving mechanism. Can be measured.
【００３１】従って、誘電体２表面の任意部分の静電容
量から、上記の(1)式に従って誘電体２表面の任意部分
の吸着力を計算することができ、シリコンウェハと誘電
体２の吸着力の均一性を評価することができる。また、
誘電体２表面の任意部分の静電容量から、誘電体２表面
の任意部分の厚さを求めることができ、誘電体２表面の
厚さの部分的な変化を検出することができる。Accordingly, the attraction force of an arbitrary portion of the surface of the dielectric 2 can be calculated from the capacitance of an arbitrary portion of the surface of the dielectric 2 according to the above equation (1). The uniformity of force can be evaluated. Also,
The thickness of an arbitrary portion of the surface of the dielectric 2 can be obtained from the capacitance of an arbitrary portion of the surface of the dielectric 2, and a partial change in the thickness of the surface of the dielectric 2 can be detected.
【００３２】図３は、シリコンウェハ３の吸着力の均一
性を評価するために、部分的な静電容量を測定する場合
の測定位置を示す。シリコンウェハ３は、縦方向に(1)
〜(10)の領域に分けられ、横方向にＡ、Ｂ、Ｃの領域に
分けられる。そして、それぞれの領域の測定位置(1)〜
(26)に対応する静電容量Ｃが測定される。図４は、図３
の測定位置(1)〜(26)に対応する静電容量Ｃの測定例で
ある。FIG. 3 shows a measurement position when a partial capacitance is measured in order to evaluate the uniformity of the attraction force of the silicon wafer 3. The silicon wafer 3 is vertically (1)
(A), (B), and (C) in the horizontal direction. And the measurement position (1) ~
The capacitance C corresponding to (26) is measured. FIG. 4 shows FIG.
It is a measurement example of the capacitance C corresponding to the measurement positions (1) to (26).
【００３３】このように本実施の形態によれば、微小導
体８を誘電体２の表面で移動させ、誘電体２の表面の任
意部分の静電容量を測定することができるので、誘電体
２の表面における静電容量の分布により、シリコンウェ
ハ３と誘電体２の吸着力の均一性を評価することができ
る。また、誘電体２の表面における静電容量の分布によ
り、誘電体２の任意部分の厚さを検出することができ、
誘電体２の交換時期を正確に判断することができる。As described above, according to the present embodiment, the minute conductor 8 can be moved on the surface of the dielectric 2 and the capacitance of an arbitrary portion on the surface of the dielectric 2 can be measured. The uniformity of the attraction force between the silicon wafer 3 and the dielectric 2 can be evaluated based on the distribution of the capacitance on the surface. Further, the thickness of any part of the dielectric 2 can be detected from the distribution of the capacitance on the surface of the dielectric 2,
The replacement time of the dielectric 2 can be accurately determined.
【００３４】図５は、本発明の第２の実施の形態の静電
チャック評価装置により、誘電体２表面の複数個所の静
電容量を測定する場合の説明図である。本実施の形態で
は、誘電体２表面における複数の測定個所に複数の微小
導体８を配置することにより、微小導体８を機械的に移
動させることなく、静電容量の面内分布を測定すること
ができる。FIG. 5 is an explanatory diagram in a case where the electrostatic chuck evaluation device according to the second embodiment of the present invention measures the capacitance at a plurality of positions on the surface of the dielectric 2. In the present embodiment, by disposing a plurality of microconductors 8 at a plurality of measurement locations on the surface of the dielectric 2, it is possible to measure the in-plane distribution of the capacitance without mechanically moving the microconductor 8. Can be.
【００３５】本実施の形態の静電チャック評価装置は、
図５に示すように、静電チャック装置の誘電体２の表面
に設置される複数の微小導体８（第２の電極）と、それ
ぞれの微小導体８からの信号が供給される多チャンネル
信号入力器10と、微小導体８と誘電体２内部の電極１
（第１の電極、図示省略）の間の静電容量を測定するイ
ンピーダンス測定器６と、インピーダンス測定器６を制
御する制御用コンピュータ11とを有する。なお、微小導
体８は、シリコンウェハが１２インチ径の場合は、大き
さが２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍｔ程度のニッケル板で
ある。The electrostatic chuck evaluation apparatus according to the present embodiment
As shown in FIG. 5, a plurality of minute conductors 8 (second electrodes) installed on the surface of the dielectric 2 of the electrostatic chuck device, and a multi-channel signal input to which signals from each minute conductor 8 are supplied. Vessel 10, microconductor 8 and electrode 1 inside dielectric 2
An impedance measuring device 6 for measuring the capacitance between the first electrodes (not shown) and a control computer 11 for controlling the impedance measuring device 6 are provided. When the silicon wafer has a diameter of 12 inches, the minute conductor 8 is a nickel plate having a size of about 20 mm × 20 mm × 1 mmt.
【００３６】それぞれの微小導体８は、誘電体２の表面
に１つの微小導体８あたり例えば５００ｇ重以上の荷重
で押し付けられ、導線22により多チャンネル信号入力器
10の入力端子に接続される。また、多チャンネル信号入
力器10の共通端子は、導線７によりインピーダンス測定
器６に接続され、誘電体２内部の電極１は、導線21によ
りインピーダンス測定器６に接続される。なお、図５で
は、多チャンネル信号入力器10の入力端子及び導線22の
一部を省略した。Each minute conductor 8 is pressed against the surface of the dielectric 2 with a load of, for example, 500 g or more per minute conductor 8, and a multi-channel signal input device is
Connected to 10 input terminals. The common terminal of the multi-channel signal input device 10 is connected to the impedance measuring device 6 by a conducting wire 7, and the electrode 1 inside the dielectric 2 is connected to the impedance measuring device 6 by a conducting wire 21. In FIG. 5, the input terminal of the multi-channel signal input device 10 and a part of the conductor 22 are omitted.
【００３７】本実施の形態のインピーダンス測定器６
は、制御用コンピュータ11からの信号に基づき、多チャ
ンネル信号入力器10の接続を順次切り換え、複数の微小
導体８と誘電体２内の電極１との間の静電容量を測定す
る。The impedance measuring device 6 of the present embodiment
The device sequentially switches the connection of the multi-channel signal input device 10 based on a signal from the control computer 11 and measures the capacitance between the plurality of minute conductors 8 and the electrodes 1 in the dielectric 2.
【００３８】本実施の形態の静電チャック評価装置によ
り、誘電体２の複数個所の静電容量を測定する場合の動
作を図６に示すフローチャートにより説明する。本実施
の形態では、まず、複数の微小導体８を誘電体２の表面
に所定の圧力で押し付ける（ステップＳ１１）。次に、
多チャンネル信号入力器10により微小導体８の１つを選
択する（ステップＳ１２）。そして、微小導体８と誘電
体２内の電極１との間の静電容量を測定する（ステップ
Ｓ１３）。The operation of the electrostatic chuck evaluation apparatus of the present embodiment when measuring the capacitance at a plurality of locations on the dielectric 2 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the present embodiment, first, the plurality of microconductors 8 are pressed against the surface of the dielectric 2 with a predetermined pressure (step S11). next,
One of the minute conductors 8 is selected by the multi-channel signal input device 10 (step S12). Then, the capacitance between the minute conductor 8 and the electrode 1 in the dielectric 2 is measured (Step S13).
【００３９】次に、予め決められたすべての測定個所の
静電容量を測定したか否かを判断し（ステップＳ１
４）、すべての測定個所の静電容量を測定していなけれ
ば（Ｎｏ）ステップＳ１２に移行し、他の測定個所の静
電容量を測定する。一方、ステップＳ１４で、すべての
測定個所の静電容量を測定したと判断した場合（Ｙｅ
ｓ）は、静電容量の測定を終了する。Next, it is determined whether or not the capacitances at all predetermined measurement points have been measured (step S1).
4) If the capacitances at all the measurement points have not been measured (No), the process proceeds to step S12, and the capacitances at other measurement points are measured. On the other hand, when it is determined in step S14 that the capacitances at all the measurement points have been measured (Ye
In s), the measurement of the capacitance ends.
【００４０】このように、本実施の形態によれば、微小
導体８を複数設置し、多チャンネル信号入力器10の接続
を順次切り換えることにより、誘電体２の静電容量の面
内分布を高速に測定することができ、シリコンウェハと
誘電体２の吸着力の均一性を効率的かつ精度良く評価す
ることができる。また、誘電体２表面の複数個所の静電
容量から、誘電体２表面の複数個所の厚さを求めること
ができ、誘電体２表面の部分的な厚さの変化を効率的か
つ精度良く検出することができる。As described above, according to the present embodiment, the in-plane distribution of the capacitance of the dielectric 2 can be increased at a high speed by arranging a plurality of small conductors 8 and sequentially switching the connection of the multi-channel signal input device 10. The uniformity of the attraction force between the silicon wafer and the dielectric 2 can be efficiently and accurately evaluated. In addition, the thickness at a plurality of locations on the surface of the dielectric 2 can be obtained from the capacitance at a plurality of locations on the surface of the dielectric 2, and a change in the partial thickness of the surface of the dielectric 2 can be detected efficiently and accurately. can do.
【００４１】図７（１）は、本発明の第３の実施の形態
の静電チャック評価装置により、誘電体２の複数個所の
静電容量を測定する場合の説明図である。また、図７
（２）は図７（１）のＡ−Ａ部分の断面図である。FIG. 7A is an explanatory diagram in a case where the electrostatic chuck evaluation device according to the third embodiment of the present invention measures the capacitance at a plurality of locations on the dielectric 2. FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7A.
【００４２】本実施の形態は、複数の金属薄膜28をポリ
イミド等の柔軟なシート24の表面に形成し、そのシート
24を誘電体２の表面に所定の荷重で押し当てることによ
り、金属薄膜28と誘電体２の密着性を向上させ、静電容
量の面内分布を精度良く測定するものである。In this embodiment, a plurality of metal thin films 28 are formed on the surface of a flexible sheet 24 of polyimide or the like, and the sheet
24 is pressed against the surface of the dielectric 2 with a predetermined load, whereby the adhesion between the metal thin film 28 and the dielectric 2 is improved, and the in-plane distribution of the capacitance is accurately measured.
【００４３】本実施の形態では、図７（１）に示すよう
に、シリコンウェハとほぼ同じ大きさで、厚さが100〜5
00μｍ程度のポリイミドシート24の表面に、複数の金属
薄膜28を形成する。金属薄膜28は、シリコンウェハが１
２インチ径の場合は、２０ｍｍ×２０ｍｍ程度の大きさ
である。In the present embodiment, as shown in FIG. 7A, the size is almost the same as the silicon wafer and the thickness is 100 to 5 mm.
A plurality of metal thin films 28 are formed on the surface of a polyimide sheet 24 of about 00 μm. The metal thin film 28 consists of one silicon wafer.
In the case of a 2-inch diameter, the size is about 20 mm × 20 mm.
【００４４】ポリイミドシート24は、図７（２）に示す
ように、誘電体２の上に載せられ、１つの金属薄膜28あ
たり例えば５００ｇ重以上の荷重で誘電体２に押し付け
られる。それぞれの金属薄膜28は、導線23により多チャ
ンネル信号入力器10の入力端子に接続される。また、多
チャンネル信号入力器10の共通端子は導線７によりイン
ピーダンス測定器６に接続され、誘電体２内部の電極１
は導線21によりインピーダンス測定器６に接続される。
また、インピーダンス測定器６は、制御用コンピュータ
11に接続される。As shown in FIG. 7 (2), the polyimide sheet 24 is placed on the dielectric 2, and is pressed against the dielectric 2 with a load of, for example, 500 g weight or more per one metal thin film 28. Each metal thin film 28 is connected to an input terminal of the multi-channel signal input device 10 by a conducting wire 23. The common terminal of the multi-channel signal input device 10 is connected to the impedance measuring device 6 by the conducting wire 7 and the electrodes 1 inside the dielectric 2 are connected.
Is connected to the impedance measuring device 6 by a conductor 21.
The impedance measuring device 6 is a control computer.
Connected to 11.
【００４５】本実施の形態のインピーダンス測定器６
は、第２の実施の形態と同様に、制御用コンピュータ11
からの信号に基づき、多チャンネル信号入力器10の接続
を順次切り換え、それぞれの金属薄膜28と電極１との間
の静電容量を測定する。なお、本実施の形態により静電
容量を測定する場合のフローチャートは、図６に示した
第２の実施の形態の場合と同様である。The impedance measuring device 6 of the present embodiment
Is a control computer 11 similar to the second embodiment.
The connection of the multi-channel signal input device 10 is sequentially switched based on the signals from the respective devices, and the capacitance between each metal thin film 28 and the electrode 1 is measured. Note that the flowchart for measuring the capacitance according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment shown in FIG.
【００４６】このように本実施の形態は、複数の金属薄
膜28をポリイミドシート24の表面に形成し、金属薄膜28
を誘電体２に密着性よく押し当てることにより、誘電体
２の静電容量の面内分布を高速かつ精度良く測定するこ
とができ、シリコンウェハと誘電体２の吸着力の均一性
を高速かつ精度良く評価することができる。また、誘電
体２表面の複数個所の静電容量から、誘電体２表面の複
数個所の厚さを求めることができ、誘電体２表面の厚さ
の部分的な変化を高速かつ精度良く検出することができ
る。As described above, in the present embodiment, a plurality of metal thin films 28 are formed on the surface of the polyimide sheet 24,
Is pressed against the dielectric 2 with good adhesion, the in-plane distribution of the capacitance of the dielectric 2 can be measured at high speed and with high accuracy, and the uniformity of the attraction force between the silicon wafer and the dielectric 2 can be increased at high speed. It can be evaluated with high accuracy. Further, the thicknesses at a plurality of locations on the surface of the dielectric 2 can be obtained from the capacitances at a plurality of locations on the surface of the dielectric 2, and partial changes in the thickness of the surface of the dielectric 2 can be detected at high speed and with high accuracy. be able to.
【００４７】本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に
限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均
等物に及ぶものである。The scope of protection of the present invention is not limited to the above embodiments, but extends to the inventions described in the claims and their equivalents.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上、本発明によれば、微小導体を誘電
体の表面で移動させ、誘電体の表面の任意部分の静電容
量を測定することができるので、誘電体の表面における
静電容量の分布から、被吸着物と誘電体の吸着力の均一
性を評価することができる。また、誘電体の表面におけ
る静電容量の分布から、誘電体の任意部分の厚さを検出
することができ、誘電体の交換時期を正確に判断するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the minute conductor can be moved on the surface of the dielectric, and the capacitance of an arbitrary portion of the surface of the dielectric can be measured. From the distribution of the capacity, it is possible to evaluate the uniformity of the attraction force between the object and the dielectric. In addition, the thickness of an arbitrary portion of the dielectric can be detected from the distribution of the capacitance on the surface of the dielectric, and the time to replace the dielectric can be accurately determined.
【００４９】また、本発明によれば、微小導体を複数設
置し、選択手段の接続を順次切り換えるので、誘電体の
静電容量の面内分布を高速に測定することができ、被吸
着物と誘電体の吸着力の均一性を効率的かつ精度良く評
価することができる。また、誘電体表面の複数個所の静
電容量から、誘電体表面の複数個所の厚さを求めること
ができ、誘電体表面の厚さの部分的な変化を効率的かつ
精度良く検出することができる。Further, according to the present invention, a plurality of microconductors are provided and the connection of the selection means is sequentially switched, so that the in-plane distribution of the capacitance of the dielectric can be measured at high speed, and the object to be adsorbed can be measured. The uniformity of the attraction force of the dielectric can be efficiently and accurately evaluated. In addition, the thickness of the dielectric surface at multiple locations can be determined from the capacitance at multiple locations on the dielectric surface, and partial changes in the thickness of the dielectric surface can be detected efficiently and accurately. it can.
【００５０】更に、本発明によれば、複数の微小導体
は、柔軟性を有する薄膜シートの表面に形成されるの
で、複数の微小導体を誘電体に密着性よく押し当てるこ
とができ、誘電体の静電容量の面内分布を精度良く測定
することができる。Further, according to the present invention, since the plurality of minute conductors are formed on the surface of the flexible thin film sheet, the plurality of minute conductors can be pressed against the dielectric with good adhesion. Can be accurately measured.
【００５１】なお、上記の実施の形態では、静電チャッ
ク装置がシリコンウェハを吸着する場合を示したが、本
発明は、ガリウム砒素ウェハ等の他の半導体ウェハを吸
着する静電チャック装置の吸着力を評価する場合にも適
用することができる。In the above embodiment, the case where the electrostatic chuck device sucks a silicon wafer has been described. However, the present invention is directed to a case where the electrostatic chuck device sucks another semiconductor wafer such as a gallium arsenide wafer. It can also be applied when evaluating force.
【図１】本発明の第１の実施の形態による静電容量測定
の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of capacitance measurement according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施の形態による静電容量測定
のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of capacitance measurement according to the first embodiment of the present invention.
【図３】シリコンウェハ上の測定位置の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a measurement position on a silicon wafer.
【図４】本実施の形態による静電容量の測定例である。FIG. 4 is a measurement example of capacitance according to the present embodiment.
【図５】本発明の第２の実施の形態による静電容量測定
の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of capacitance measurement according to a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施の形態による静電容量測定
のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart of capacitance measurement according to the second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施の形態による静電容量測定
の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of capacitance measurement according to a third embodiment of the present invention.
【図８】静電チャック装置の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of the electrostatic chuck device.
【図９ 】従来の静電チャック評価装置における静電容
量測定の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of capacitance measurement in a conventional electrostatic chuck evaluation device.
２ 誘電体 ６ インピーダンス測定器 ７,21 導線 ８ 微小導体 ９ Ｘ−Ｙ移動機構付き圧力印加機構 10 多チャンネル信号入力器 11 制御用コンピュータ 24 ポリイミドシート 28 金属薄膜 2 Dielectric 6 Impedance measuring device 7,21 Conductor 8 Micro conductor 9 Pressure applying mechanism with XY moving mechanism 10 Multi-channel signal input device 11 Computer for control 24 Polyimide sheet 28 Metal thin film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｃ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/66 H01L 21/30 503C
Claims (5)
う誘電体とを有し、該第１の電極に電圧を印加すること
により、該誘電体の表面に被吸着物を吸着する静電チャ
ック装置の吸着力を評価する静電チャック評価装置にお
いて、 該第１の電極より面積が小さい第２の電極と、 該第２の電極を該誘電体の表面で移動させ、該誘電体の
表面の所定位置に押し付ける圧力印加機構と、 該第１の電極と該第２の電極との間のインピーダンスを
測定するインピーダンス測定手段とを有することを特徴
とする静電チャック評価装置。A first electrode having a disc shape, and a dielectric covering the first electrode, wherein a voltage is applied to the first electrode to cause an object to be adsorbed on a surface of the dielectric; An electrostatic chuck evaluation device that evaluates an attraction force of an electrostatic chuck device that adsorbs a second electrode having a smaller area than the first electrode; and moving the second electrode on the surface of the dielectric. An electrostatic chuck evaluation device, comprising: a pressure applying mechanism for pressing a predetermined position on a surface of the dielectric; and impedance measuring means for measuring an impedance between the first electrode and the second electrode. .
う誘電体とを有し、該第１の電極に電圧を印加すること
により、該誘電体の表面に被吸着物を吸着する静電チャ
ック装置の吸着力を評価する静電チャック評価装置にお
いて、 該第１の電極より面積が小さく、該誘電体の表面の所定
位置に押し付けられる複数の第２の電極と、 該複数の第２の電極を順次選択する選択手段と、 該選択手段により選択された第２の電極と該第１の電極
との間のインピーダンスを測定するインピーダンス測定
手段とを有することを特徴とする静電チャック評価装
置。A first electrode having a disc shape and a dielectric covering the first electrode, wherein a voltage is applied to the first electrode so that an object to be adsorbed is applied to the surface of the dielectric; An electrostatic chuck evaluation device for evaluating an attraction force of an electrostatic chuck device for adsorbing a plurality of second electrodes, the plurality of second electrodes having a smaller area than the first electrode and being pressed to a predetermined position on the surface of the dielectric; Selecting means for sequentially selecting a plurality of second electrodes; and impedance measuring means for measuring impedance between the second electrode selected by the selecting means and the first electrode. Electrostatic chuck evaluation device.
表面に形成されることを特徴とする静電チャック評価装
置。3. The electrostatic chuck evaluation device according to claim 2, wherein the plurality of second electrodes are formed on a surface of a flexible thin film sheet.
う誘電体とを有し、該第１の電極に電圧を印加すること
により、該誘電体の表面に被吸着物を吸着する静電チャ
ック装置の吸着力を評価する静電チャック評価方法にお
いて、 該第１の電極より面積が小さい第２の電極を該誘電体の
表面で移動させ、該誘電体の表面の所定位置に押し付
け、該第１の電極と該第２の電極との間のインピーダン
スを測定することを特徴とする静電チャック評価方法。4. A first electrode having a disk shape, and a dielectric covering the first electrode, and a voltage is applied to the first electrode to cause a substance to be adsorbed on the surface of the dielectric. An electrostatic chuck evaluation method for evaluating an attraction force of an electrostatic chuck device for adsorbing, wherein a second electrode having an area smaller than that of the first electrode is moved on a surface of the dielectric, and a predetermined surface of the dielectric is A method for evaluating an electrostatic chuck, comprising pressing against a position and measuring an impedance between the first electrode and the second electrode.
う誘電体とを有し、該第１の電極に電圧を印加すること
により、該誘電体の表面に被吸着物を吸着する静電チャ
ック装置の吸着力を評価する静電チャック評価方法にお
いて、 該第１の電極より面積が小さい複数の第２の電極を該誘
電体の表面の所定位置に押し付け、該複数の第２の電極
を順次選択し、選択した第２の電極と該第１の電極との
間のインピーダンスを測定することを特徴とする静電チ
ャック評価方法。5. An object to be adsorbed having a first electrode in a disk shape and a dielectric covering the first electrode, wherein a voltage is applied to the first electrode so that an object to be adsorbed is applied to the surface of the dielectric. An electrostatic chuck evaluation method for evaluating an attraction force of an electrostatic chuck device for adhering a plurality of second electrodes, wherein a plurality of second electrodes having an area smaller than that of the first electrodes are pressed against predetermined positions on the surface of the dielectric; A method for evaluating an electrostatic chuck, comprising sequentially selecting a second electrode and measuring an impedance between the selected second electrode and the first electrode.
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