JP3861030B2

JP3861030B2 - ウェーハ電位の測定方法及び装置

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Publication number: JP3861030B2
Application number: JP2002175247A
Authority: JP
Inventors: 竜一松田; 雄一河野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2002-06-17
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-06-17
Also published as: JP2004022775A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウェーハ電位の測定方法及び装置並びにこれを有するプラズマ処理装置に関し、特にプラズマ処理装置により処理するウェーハ上への成膜等の処理の再現性を保証する際に適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来技術に係るプラズマＣＶＤ装置の構成図である。同図に示すように、基部１上にはアルミニウム製で円筒状の真空容器であるチャンバ２が設けられており、このチャンバ２の内部が成膜室３となっている。成膜室３の上部には電磁波透過窓である円板状の天井板４が設けられ、成膜室３の内部にはウェーハ６の支持台であるサセプタ５が配設してある。このサセプタ５は、ウェーハ６を載置するための円盤状の部材で、Ａｌ₂Ｏ₃やＡｌＮなどのセラミック材料からなり、支持軸８に支持されている。また、このサセプタ５の内部には、ウェーハ６を所定の温度に保持するための加熱手段であるヒータ６ａとともに冷却手段として冷媒を流通させるための冷媒通路６ｂを埋設してある。さらに、サセプタ５の内部には、ウェーハ６を静電的に吸着保持する静電チャックの静電チャック用電極７も埋設してある。この静電チャック用電極７には、ローパスフィルタ１２を介して直流電源１３の出力電圧である所定の直流電圧が印加され、このことにより発生するウェーハ６と静電チャック用電極７との間の電位差に基づくクーロン力によりウェーハ６をサセプタ５の表面に吸着する。
【０００３】
当該プラズマＣＶＤ装置にける前記静電チャック用電極７には、インピーダンスマッチングを行うための整合器１０及びコンデンサ９を介してバイアス用高周波電源１１が接続されている。すなわち、静電チャック用電極７はバイアス電極としても機能している。ここで、前記ＬＰＦ１２はバイアス用高周波電源１１の交流分を遮断するフィルタとして機能する。
【０００４】
このように、バイアス用高周波電源１１から高周波電力を供給することにより、静電チャック用電極７を介してウェーハ６にバイアス電圧が印加される。いわゆるＲＦバイアスである。このようにＲＦバイアスを印加することにより発生する直流負電圧によりプラズマ中のイオンを加速し、プラズマ雰囲気に晒されているウェーハ６の表面をたたくことにより表面反応の促進、異方性エッチング、膜質向上等の種々の効果を得ることができる。
【０００５】
基部１には排気口１５が設けられ、この排気口１５を介して図示しない真空排気系へ成膜室３内のガスを排気することにより成膜室３内を低圧環境とし、この低圧環境下の成膜室３内にノズル（図示せず。）を介して成膜を行うための各種のガスが供給される。例えば、ウェーハ６上に窒化珪素（ＳｉＮ）の膜を形成する場合には、原料ガスとして例えばＳｉＨ₄を供給し、窒化ガスとして例えばＮＨ₃又はＮ₂を供給する。
【０００６】
天井板４の上面にはスパイラル状の給電アンテナ１６が設置され、この給電アンテナ１６にはインピーダンスマッチングを行うための整合器１７を介してプラズマ発生用高周波電源１８が接続されている。このプラズマ発生用高周波電源１８から給電アンテナ１６へ高周波電力を供給することにより、給電アンテナ１６から天井板４を透過して成膜室３内に電磁波１９を入射し、この電磁波１９のエネルギー（高周波パワー）によって成膜室３内に供給する各種のガスをプラズマ状態にする。このプラズマを利用してウェーハ６上に所定の金属膜を成膜する等の処理を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記プラズマＣＶＤ装置において、プラズマを形成するためのガスの種類、その圧力、流量及び給電アンテナ１６に供給するパワー（電力）等で規定されるプラズマ条件を一定とした場合に、当該プラズマＣＶＤ装置が所定の性能を発揮することを保証するには、所定のプラズマ条件下におけるウェーハ６の電位を測定する必要がある。当該プラズマ条件下でウェーハ６の電位が一定の電位になっている場合に成膜等、プラズマ処理の結果物の品質等が一定であること、すなわち再現性を保証し得るからである。
【０００８】
ところが、プラズマ処理中のウェーハ６の電位を問題なく測定することは困難である。ウェーハ６に測定装置のプローブを接触させることができれば、簡単にその電位を測定することはできるが、プローブを接触させることによりウェーハ６が金属汚染され、製品としてのウェーハ６の特性を悪化させるからである。すなわち、プラズマ処理中のウェーハ６の電位を問題なく測定するには、非接触で測定する必要がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ウェーハにプローブ等を接触させることなく非接触でその電位を測定し得るウェーハ電位の測定方法及び装置並びにこれを有するプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は次の知見を基礎とするものである。すなわち、静電チャックは、上述の如く、直流電源１３の出力電圧である所定の直流電圧を静電チャック用電極７に印加することにより発生するウェーハ６との間の電位差に基づくクーロン力によりウェーハ６をサセプタ５の表面に吸着するものである。したがって、静電チャック用電極７による吸着力がゼロとなったこと、換言すればウェーハ６と静電チャック用電極７との間の電位がゼロとなったことを別途の手段により検出することができれば、このときの静電チャック用電極７の電位をもってウェーハ６の電位とすることができる。そして、前記吸着力がゼロとなったことはウェーハ６の温度を監視することにより検出し得る。吸着力が大きければその分大きな吸着力でウェーハ６がサセプタ５の表面に吸着されるので、このウェーハ６は冷媒通路６ｂを流通する冷媒によりその分良好に冷却されるからである。したがって、、吸着力がゼロとなった時点で最も高温になると考えられる。
【００１１】
そこで、図４に示すプラズマＣＶＤ装置において、直流電源１３の出力電圧を変化させ、ウェーハ６の温度との関係を測定した。その結果を図１に示す。同図に示すように、予想通り、このときの温度特性は上に凸の曲線となり、６００°Ｃ程度が最高温度であり、そのときの出力電圧が−２５０（Ｖ）であることが判明した。この−２５０（Ｖ）がウェーハ６の電位である。なお、このときのプラズマ発生用高周波電源１８の出力電力は３．５（ｋＷ）、バイアス用高周波電源１１の出力電力は１．２（ｋＷ）である。
【００１２】
かかる知見に基づく本発明の構成は次の点を特徴とする。
【００１３】
１）プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを直流電源の出力電圧の印加による静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出すること。
【００１４】
２）プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを静電チャックの静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出すること。
【００１５】
３）プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンをＲＦバイアスの印加により加速するとともに、このＲＦバイアスに直流電源の出力電圧を重畳し、この直流電源の出力電圧の印加により基台に載置されたウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出すること。
【００１６】
４）温度制御された基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力電圧を印加するとともに前記出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、
前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、
プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有すること。
【００１７】
５）上記４）に記載するウェーハ電位の測定装置において、可変直流電源は、静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させることができるように構成したものであること。
【００１８】
６）温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンを加速するためのＲＦバイアス電源と、
基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力電圧を、前記ＲＦバイアス電源の出力に重畳して印加するとともに、前記直流の出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、
前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、
プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有すること。
【００１９】
７）上記４）乃至６）に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置における温度検出手段は、非接触でウェーハの温度を検出する赤外線温度計等の非接触式温度検出手段であること。
【００２０】
８）チャンバ内に配設する基台にウェーハを載置するとともに、前記チャンバ内のプラズマを利用して前記ウェーハに所定の処理を行うプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置において、
上記４）乃至７）に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置を備えたこと。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図２は本発明の実施の形態に係るウェーハ電位の測定装置を組み込んだプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。同図に示すプラズマＣＶＤ装置は、前記ウェーハ電位の測定装置を組み込んだ点を除き図４に示すプラズマＣＶＤ装置と本質的に異なるところはない。そこで、図２中、図４と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
図２に示すように、ウェーハ電位の測定装置は、温度検出センサ２１、温度検出部２２、可変直流電源２３、電圧計２４、ウェーハ電位検出部２５及び表示器２６からなる。温度検出センサ２１はサセプタ５を貫通する光ファイバで好適に形成することができる。すなわち、この光ファイバの先端部をサセプタ５を貫通させてウェーハ６の裏面に臨ませ、非接触でウェーハ６の裏面の状態を表す光信号を得、これを外部に導くように構成すれば良い。光ファバで導出した光信号は赤外線温度計等で形成する温度検出部２２でウェーハ６の温度を表す電気信号である温度信号に変換する。電圧計２４は可変直流電源２３の出力電圧を検出してこの出力電圧を表す電圧信号を送出する。ウェーハ電位検出部２５は温度信号と電圧信号とを対応付けて処理し、実質的に図１に対応する温度特性のグラフを作成することによりウェーハ６の最高温度に対応する可変直流電源２３の出力電圧の値を検出し、このこの電圧値を、ウェーハ電位を表すウェーハ電位信号として表示器２６に送出する。表示部２６はウェーハ電位信号に基づきウェーハ電位を表示する。ここで、可変直流電源２３の出力電圧は、測定作業員が手動により適宜変化させることもできるが、予め定められた手順により自動的に変化させることもできる。この際、最初の測定で最高温度近傍の領域を検出し、次に当該領域内で出力電圧を細かく変化させることにより正確に最高温度に対応する出力電圧、すなわちウェーハ電位を検出することができる。
【００２４】
かかる本実施の形態によれば、ウェーハ６の温度を媒介としてウェーハ６に非接触でその電位を検出することができる。すなわち、静電チャック用電極７によるウェーハ６に対する吸着力がゼロになったこと、換言すれば静電チャック用電極７とウェーハ６との電位が同電位になったことを、ウェーハ６の最高温度を利用して検出することができる。さらに詳言すると、本形態の場合、バイアス用高周波電源１１によるバイアス電圧も静電チャック用電極７に印加されるので、ウェーハ電位は図３に示すように正弦的に変化する。ただ、可変直流電源２３の出力電圧は当該正弦波の振動中心とアース電位（ゼロ電位）との間の電圧Ｖ_DCとして与えられる。したがって、ウェーハ６の最高温度に対応する電圧Ｖ_DCを検出してこれをウェーハ電位とすることができる。
【００２５】
このように、ウェーハ６の電位が検出されると成膜室３内におけるイオンの量（電流量）が分かる。ウェーハ６の電位が測定できれば、この電位に基づく電圧と電流との積が給電アンテナ１６に供給した電力であるところ、この供給電力は既知であるからである。ここで、イオン量は、プラズマを形成するガスの流量、圧力、種類等をパラメータとするプラズマ条件で変化する。ちなみに、従来、最適なプラズマ条件は試行錯誤により探していた。
【００２６】
これに対し、本形態によれば、イオン量を媒介とした合理的なプラズマ条件の設定を行うことも容易になる。また、バイアス用高周波電源１１によるバイアス電圧の値の管理も経験に負うところが大きかったが、本形態によってウェーハ電位を媒介することによりバイアス電圧の値の管理も合理的、且つ容易に行うことができる。
【００２７】
上記実施の形態におけるウェーハ電位の測定装置はプラズマＣＶＤ装置に付属する静電チャックの直流電源を利用して可変直流電源２３を構成したが、プラズマＣＶＤ装置の中には、静電チャックを装備しないものも存在する。このように静電チャックを装備していない場合でも、温度検出センサ２１、温度検出部２２、可変直流電源２３、電圧計２４、ウェーハ電位検出部２５及び表示器２６を追加することで、容易にウェーハ６の電位を検出することができる。また、上記実施の形態の如く温度検出センサ２１乃至表示器２６を全て具備する必要は、勿論ない。要は、ウェーハ６の温度を測定する温度検出手段、ウェーハ６をサセプタに静電的に吸着する手段及びこれに直流電圧を印加する可変直流電源を有するもので、ウェーハ６の最高温度に対応する直流電源の出力電圧を検出し得る構成となっていれば良い。したがって、上記実施の形態に示すプラズマＣＶＤ装置において、ウェーハ６にバイアス電圧を印加する必要がない場合には、コンデンサ及び整合器１０を含めバイアス用高周波電源１１を省略することができる。ウェーハ６にバイアスをかけない場合には、ウェーハ６の最高温度に対応する直流電源の電圧がそのままウェーハ電位となる。
【００２８】
また、ウェーハ６にバイアス電圧を印加する場合、すなわちコンデンサ及び整合器１０を含むバイアス用高周波電源１１を有する場合でも、静電チャック用の直流電源を省略することができる。この場合には、静電チャック用電極７に印加するバイアス電圧がチャッキング用の電圧としても機能する。したがって、この場合には、バイアス用高周波電源１１を可変電圧電源（通常可変電圧電源として構成されている。）としておき、バイアス電圧を変化させてウェーハ６の最高温度に対応するバイアス電圧値を検出すれば良い。すなわち、このときのバイアス電圧の絶対値がウェーハ電位となる。
【００２９】
さらに、図１は本発明の実施の形態に係るウェーハ電位の測定装置を有するプラズマＣＶＤ装置であるが、これもプラズマＣＶＤ装置に限る必要はない。一般に、静電的にチャッキングを行う装置において、ウェーハ６の電位を非接触で検出する場合に適用し得る。
【００３０】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項１〕に記載する発明は、プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを直流電源の出力電圧の印加による静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出するので、
ウェーハの温度を媒介としてウェーハに非接触でその電位を検出することができる。すなわち、ウェーハに対する静電的な吸着力がゼロになったこと、換言すれば基台側とウェーハとの間の電位が同電位になったことを、ウェーハの最高温度を利用して検出することができる。
このように、ウェーハの電位が検出されると同一プラズマ条件の下での各装置のウェーハ電位に基づき当該各装置の性能の評価、保証を容易に行うことができる。例えば、各装置におけるウェーハ電位特性のバラツキがなく、同一電位となっていることをもってその製品の品質、再現性を保証することができる。
さらに、ウェーハの電位が分かるとイオンの量（電流量）が分かる。ウェーハの電位が測定できれば、この電位に基づく電圧と電流との積が供給した電力であるところ、この供給電力は既知であるからである。ここで、イオン量は、プラズマを形成するガスの流量、圧力、種類等をパラメータとするプラズマ条件で変化するが、イオン量を媒介とした合理的なプラズマ条件の設定を行うことも容易になる。ちなみに、従来、最適なプラズマ条件は試行錯誤により探していた。
【００３１】
〔請求項２〕に記載する発明は、プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを静電チャックの静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出するので、
〔請求項１〕に記載する発明と同様の作用・効果に加え、既存の設備である静電チャックを利用することにより、その分低廉なコストで前記作用・効果を得ることができる。
【００３２】
〔請求項３〕に記載する発明は、プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンをＲＦバイアスの印加により加速するとともに、このＲＦバイアスに直流電源の出力電圧を重畳し、この直流電源の出力電圧の印加により基台に載置されたウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出するので、
〔請求項１〕に記載する発明と同様の作用・効果に加え、ウェーハ電位を媒介することによりバイアス電圧値の管理も合理的、且つ容易に行うことができる。ちなみに、従来、ＲＦバイアス電圧によるバイアス電圧値の管理は経験に負うところが大きかった。
【００３３】
〔請求項４〕に記載する発明は、温度制御された基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力電圧を印加するとともに前記出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有するので、
ウェーハの温度を媒介としてウェーハに非接触でその電位を検出することができる。
このように、ウェーハの電位が検出されると同一プラズマ条件の下での各装置のウェーハ電位に基づき当該各装置の性能の評価、保証を容易に行うことができる。例えば、各装置におけるウェーハ電位特性のバラツキがなく、同一電位となっていることをもってその製品の品質、再現性を保証することができる。
さらに、ウェーハの電位が分かるとイオンの量（電流量）が分かる。ウェーハの電位が測定できれば、この電位に基づく電圧と電流との積が供給した電力であるところ、この供給電力は既知であるからである。ここで、イオン量は、プラズマを形成するガスの流量、圧力、種類等をパラメータとするプラズマ条件で変化するが、イオン量を媒介とした合理的なプラズマ条件の設定を行うことも容易になる。
【００３４】
〔請求項５〕に記載する発明は、〔請求項４〕に記載するウェーハ電位の測定装置において、可変直流電源は、静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させることができるように構成したものであるので、
〔請求項４〕に記載する発明と同様の作用・効果に加え、既存の設備である静電チャックを利用することにより、その分低廉なコストで前記作用・効果を得ることができる。
【００３５】
〔請求項６〕に記載する発明は、温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンを加速するためのＲＦバイアス電源と、基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力を、前記ＲＦバイアス電源の出力電圧に重畳して印加するとともに、前記直流の出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有するので、
〔請求項５〕に記載する発明と同様の作用・効果に加え、ウェーハ電位を媒介することによりバイアス電圧値の管理も合理的、且つ容易に行うことができる。ちなみに、従来、ＲＦバイアス電圧によるバイアス電圧値の管理は経験に負うところが大きかった。
【００３６】
〔請求項７〕に記載する発明は、〔請求項４〕乃至〔請求項６〕に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置における温度検出手段は、非接触でウェーハの温度を検出する赤外線温度計等の非接触式温度検出手段であるので、
〔請求項１〕に記載する発明と同様の作用・効果に加え、ウェーハの温度の測定を金属汚染等の問題を生起することなく最も良好に行うことができる。
【００３７】
〔請求項８〕に記載する発明は、チャンバ内に配設する基台にウェーハを載置するとともに、前記チャンバ内のプラズマを利用して前記ウェーハに所定の処理を行うプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置において、〔請求項５〕乃至〔請求項９〕に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置を備えたので、
〔請求項４〕乃至〔請求項７〕に記載する作用・効果を有するプラズマＣＶＤ装置とすることができ、その性能保証等を容易且つ客観的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図４に示すプラズマＣＶＤ装置において、直流電源の出力電圧を変化させてこれに対するウェーハの温度を測定して得る温度特性を示す特性図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るウェーハ電位の測定装置を組み込んだプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。
【図３】図２に示す装置におけるウェーハ電位の特性を示すグラフである。
【図４】従来技術に係るプラズマＣＶＤ装置を示す構成図である。
【符号の説明】
６ウェーハ
７静電チャック用電極
１１バイアス用高周波電源
２１温度検出センサ
２２温度検出部
２３可変直流電源
２４電圧計
２５ウェーハ電位検出部
２６表示器

Claims

プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを直流電源の出力電圧の印加による静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出することを特徴とするウェーハ電位の測定方法。
プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置したウェーハを静電チャックの静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出することを特徴とするウェーハ電位の測定方法。
プラズマ処理条件下において、温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンをＲＦバイアスの印加により加速するとともに、このＲＦバイアス電圧に直流電源の出力電圧を重畳し、この直流電源の出力電圧の印加により基台に載置されたウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引するとともに、このウェーハの温度を計測しつつ前記直流電源の出力電圧を変化させ、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出することを特徴とするウェーハ電位の測定方法。
温度制御された基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力電圧を印加するとともに前記出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、
前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、
プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有することを特徴とするウェーハ電位の測定装置。
〔請求項４〕に記載するウェーハ電位の測定装置において、
可変直流電源は、静電チャックの直流電源の出力電圧を変化させることができるように構成したものであることを特徴とするウェーハ電位の測定装置。
温度制御された基台に載置されたウェーハの近傍のイオンを加速するためのＲＦバイアス電源と、
基台に載置したウェーハを静電的な吸引力で基台側に吸引する直流の出力電圧を、前記ＲＦバイアス電源の出力に重畳して印加するとともに、前記直流の出力電圧を変化させることができるように構成した可変直流電源と、
前記ウェーハの温度を検出する温度検出手段と、
プラズマ処理条件下において、前記温度検出手段によりウェーハの温度を計測しつつ前記可変直流電源の出力電圧を変化させて、前記ウェーハの温度が最大になった時点を前記ウェーハに対する吸着力がゼロであると判断し、該時点での前記可変直流電源の出力電圧を前記ウェーハの電位として検出する制御手段とを有することを特徴とするウェーハ電位の測定装置。
〔請求項４〕乃至〔請求項６〕に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置における温度検出手段は、非接触でウェーハの温度を検出する赤外線温度計等の非接触式温度検出手段であることを特徴とするウェーハ電位の測定装置。
チャンバ内に配設する基台にウェーハを載置するとともに、前記チャンバ内のプラズマを利用して前記ウェーハに所定の処理を行うプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置において、
〔請求項４〕乃至〔請求項７〕に記載する何れか一つのウェーハ電位の測定装置を備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。