JP4832276B2 - Substrate adsorption system and semiconductor manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、基板吸着システムおよび半導体製造装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate suction system and a semiconductor manufacturing apparatus.
真空中で基板を加熱(または冷却)するため、基板を静電吸着する静電チャックホットプレート(以下、単に「ホットプレート」という。)が利用されている。このホットプレートは、セラミックからなる基材中に、加熱電極および静電吸着電極を埋め込んで構成されている。その静電吸着電極に直流電源から電圧を印加することによって、基板を静電吸着しうるようになっている。また、静電吸着された基板とホットプレートとの熱伝達率を向上させるため、基板とホットプレートとの間にガス充填室が形成されている。 In order to heat (or cool) the substrate in a vacuum, an electrostatic chuck hot plate (hereinafter simply referred to as “hot plate”) that electrostatically attracts the substrate is used. This hot plate is configured by embedding a heating electrode and an electrostatic adsorption electrode in a base material made of ceramic. The substrate can be electrostatically attracted by applying a voltage from the DC power source to the electrostatic attracting electrode. In addition, a gas filling chamber is formed between the substrate and the hot plate in order to improve the heat transfer coefficient between the electrostatically attracted substrate and the hot plate.
ところで、ホットプレートによる基板の静電吸着力の強弱が、半導体製造プロセスに影響を及ぼして、基板上に形成される半導体デバイスの特性を左右する場合がある。そのため、基板の静電吸着力をモニタする必要がある。静電吸着力が低下すると、ホットプレートと基板との間に隙間が生じ、その隙間を通って、ガス充填室に充填された不活性ガスが流出する。そのガス流量を検出することにより、静電吸着力をモニタする方法が採用されている。 By the way, the strength of the electrostatic attraction force of the substrate by the hot plate may affect the semiconductor manufacturing process and affect the characteristics of the semiconductor device formed on the substrate. Therefore, it is necessary to monitor the electrostatic attraction force of the substrate. When the electrostatic attraction force is reduced, a gap is formed between the hot plate and the substrate, and the inert gas filled in the gas filling chamber flows out through the gap. A method of monitoring the electrostatic attraction force by detecting the gas flow rate is employed.
例えば特許文献1には、基板−試料台間の隙間に不活性ガスを供給する静電吸着ホルダにおいて、不活性ガスを流す通路に真空計を設け、真空計で計測された圧力が設定値より小さくなったときにのみ不活性ガスを上記隙間に供給するマスフローコントローラを設ける構成が記載されている。そして、不活性ガスの供給量が設定値より大きくなったとき、静電吸着力が低下したと判断している。
しかしながら、一般にマスフローコントローラのようなガス流量測定手段は、その上流側と下流側との圧力差からガス流量を算出している。そのため、マスフローコントローラの上流側に圧力変動が発生した場合には、ガス流量が誤って算出されることになり、静電吸着力の正確なモニタが不可能になるという問題がある。特に、単一の不活性ガス供給源から複数の半導体製造モジュールに不活性ガスを供給する場合には、一部の半導体製造モジュールにおける不活性ガスの利用状態に応じて、不活性ガスの供給圧力が変動するおそれがある。その圧力変動の影響が、前記ホットプレートを設けた半導体製造モジュールに及んで、マスフローコントローラに正確なガス流量を出力させることが困難になる。 However, generally, a gas flow rate measuring means such as a mass flow controller calculates a gas flow rate from a pressure difference between the upstream side and the downstream side. Therefore, when a pressure fluctuation occurs on the upstream side of the mass flow controller, the gas flow rate is erroneously calculated, and there is a problem that it is impossible to accurately monitor the electrostatic attraction force. In particular, when supplying an inert gas from a single inert gas supply source to a plurality of semiconductor manufacturing modules, the supply pressure of the inert gas depends on the usage state of the inert gas in some semiconductor manufacturing modules. May fluctuate. The influence of the pressure fluctuation reaches the semiconductor manufacturing module provided with the hot plate, making it difficult to output an accurate gas flow rate to the mass flow controller.
なお、マスフローコントローラの上流側に圧力レギュレータを設けて、圧力一定制御を行うことも考えられる。しかしながら、圧力レギュレータは設定圧力を中心に所定幅をもって制御するため、マスフローコントローラが出力する流量は変動することになる。 It is also conceivable to perform a constant pressure control by providing a pressure regulator upstream of the mass flow controller. However, since the pressure regulator is controlled with a predetermined width around the set pressure, the flow rate output from the mass flow controller varies.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、基板吸着力を正確にモニタすることが可能な基板吸着システムの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a substrate suction system capable of accurately monitoring the substrate suction force.
上記課題を解決するため、本発明に係る基板吸着システムは、基板を吸着するテーブルと、前記テーブルの表面に形成されたガス充填室と、前記ガス充填室に不活性ガスを供給するガス流路と、前記ガス充填室内のガス圧力を測定する圧力計と、前記ガス充填室に流入するガス流量を制御する流量制御バルブと、前記圧力計の測定結果に基づいて、前記流量制御バルブの開度を調節し、前記ガス充填室内のガス圧力を所定圧力に制御する制御部と、前記ガス流路における前記流量制御バルブの上流側に配置され、前記ガス流路のガス流量を測定する流量センサと、前記ガス流路における前記流量センサの上流側に配置され、前記ガス流路を開閉する遮断弁と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a substrate adsorption system according to the present invention includes a table for adsorbing a substrate, a gas filling chamber formed on the surface of the table, and a gas flow path for supplying an inert gas to the gas filling chamber. A pressure gauge that measures the gas pressure in the gas filling chamber, a flow control valve that controls the flow rate of the gas flowing into the gas filling chamber, and an opening degree of the flow control valve based on the measurement result of the pressure gauge And a control unit that controls the gas pressure in the gas filling chamber to a predetermined pressure, and a flow rate sensor that is disposed upstream of the flow rate control valve in the gas flow path and measures the gas flow rate in the gas flow path; And a shut-off valve disposed on the upstream side of the flow rate sensor in the gas flow path for opening and closing the gas flow path.
この構成によれば、ガス充填室内のガス圧力を所定圧力に制御する制御部を備えているので、テーブルと基板との熱伝達率を確保することが可能になり、基板の加熱および冷却を効率よく行うことができる。また、流量センサの上流側にガス流路を開閉する遮断弁を備えているので、この遮断弁を閉じることにより、流量センサの上流側の圧力変動が流量センサに及ぶのを防止することが可能になる。したがって、流量センサに正確なガス流量を出力させることが可能になり、基板吸着力を正確にモニタすることができる。 According to this configuration, since the control unit that controls the gas pressure in the gas filling chamber to a predetermined pressure is provided, it is possible to ensure the heat transfer coefficient between the table and the substrate, and to efficiently heat and cool the substrate. Can be done well. In addition, a shut-off valve that opens and closes the gas flow path is provided upstream of the flow sensor. By closing this shut-off valve, pressure fluctuations upstream of the flow sensor can be prevented from reaching the flow sensor. become. Therefore, it becomes possible to output an accurate gas flow rate to the flow rate sensor, and the substrate adsorption force can be accurately monitored.
前記遮断弁から前記流量制御バルブまでの前記ガス流路の容積が、前記流量制御バルブから前記ガス充填室までの前記ガス流路および前記ガス充填室の容積より、大きくなっていることが望ましい。
この構成によれば、遮断弁から流量制御バルブまでのガス流路に蓄圧された不活性ガスを利用して、ガス充填室を所定圧力に制御することができる。
It is desirable that the volume of the gas flow path from the shutoff valve to the flow rate control valve is larger than the volume of the gas flow path from the flow rate control valve to the gas filling chamber and the volume of the gas filling chamber.
According to this configuration, the gas filling chamber can be controlled to a predetermined pressure by using the inert gas accumulated in the gas flow path from the shutoff valve to the flow rate control valve.
前記流量制御バルブから前記ガス充填室までの前記ガス流路に、絞り流路が設けられていないことが望ましい。
この構成によれば、流量制御バルブにおける不活性ガスのリークを正確に検出することができる。
It is desirable that a throttle channel is not provided in the gas channel from the flow control valve to the gas filling chamber.
According to this configuration, it is possible to accurately detect the leak of the inert gas in the flow control valve.
本発明に係る半導体製造装置は、一つの不活性ガス供給手段から複数の半導体製造モジュールに対して前記不活性ガスが供給される半導体製造装置であって、少なくとも一つの前記半導体製造モジュールに、上述した基板吸着システムが採用されていることを特徴とする。
この構成によれば、一部の半導体製造モジュールにおける不活性ガスの利用状態に応じて不活性ガスの供給圧力が変動した場合でも、前記基板吸着システムを採用した半導体製造モジュールにおける流量センサに対して、その圧力変動の影響が及ぶのを防止することができる。したがって、基板吸着力を正確にモニタすることができる。
The semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention is a semiconductor manufacturing apparatus in which the inert gas is supplied from a single inert gas supply means to a plurality of semiconductor manufacturing modules. The substrate adsorption system is adopted.
According to this configuration, even when the supply pressure of the inert gas varies depending on the use state of the inert gas in some semiconductor manufacturing modules, the flow rate sensor in the semiconductor manufacturing module employing the substrate adsorption system is used. The influence of the pressure fluctuation can be prevented. Therefore, the substrate adsorption force can be accurately monitored.
本発明によれば、流量センサの上流側にガス流路を開閉する遮断弁を備えているので、流量センサの上流側の圧力変動が流量センサに及ぶのを防止することができる。したがって、流量センサに正確なガス流量を出力させることが可能になり、基板吸着力を正確にモニタすることが可能な基板吸着システムを提供することができる。 According to the present invention, the shutoff valve that opens and closes the gas flow path is provided on the upstream side of the flow sensor, so that the pressure fluctuation on the upstream side of the flow sensor can be prevented from reaching the flow sensor. Therefore, it is possible to output an accurate gas flow rate to the flow rate sensor, and it is possible to provide a substrate suction system capable of accurately monitoring the substrate suction force.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る基板吸着システムおよび半導体製造装置の概略構成図である。本実施形態に係る基板吸着システム2は、基板5を静電吸着するホットプレート(テーブル)12と、ホットプレート12の表面に形成されたガス充填室20と、ガス充填室20に不活性ガスを供給するガス流路25と、ガス充填室20内のガス圧力を測定する圧力計23と、ガス充填室20に流入するガス流量を制御する流量制御バルブ24と、圧力計23の測定結果に基づいて、流量制御バルブ24の開度を調節し、ガス充填室20内を一定圧力に制御する制御部30と、ガス流路25における流量制御バルブ24の上流側に配置され、ガス流路25のガス流量を測定する流量センサ27と、ガス流路25における流量センサ27の上流側に配置され、ガス流路25を開閉する遮断弁28と、を有するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a substrate suction system and a semiconductor manufacturing apparatus according to the present embodiment. The substrate adsorption system 2 according to the present embodiment includes a hot plate (table) 12 that electrostatically adsorbs the substrate 5, a
また本実施形態に係る半導体製造装置100は、一つの不活性ガス供給手段50から複数の半導体製造モジュール1,40に対して不活性ガスが供給される半導体製造装置100であって、少なくとも一つの半導体製造モジュール1に、上述した基板吸着システム2が採用されているものである。なお以下には、上述した基板吸着システム2をスパッタモジュール1に採用した場合を例にして説明する。
The
スパッタモジュール1は、チャンバ10と、チャンバ10内を減圧する真空ポンプ18とを備えている。チャンバ10の内部には、被処理基板(以下、単に基板という。)5を載置するホットプレート12が金属製台座上に設けられている。ホットプレート12には、基板5を加熱するためのヒータ電極14と、基板5を静電吸着するための吸着電極16とが設けられている。この吸着電極16に直流電圧を印加することにより、ホットプレート12の表面に基板5を静電吸着しうるようになっている。
The sputter module 1 includes a
ホットプレート12の表面には、不活性ガスを充填するガス充填室20が形成されている。ガス充填室20は、ホットプレート12の周縁部以外の領域に、1個または複数個が形成されている。ホットプレート12の表面に基板5が静電吸着されると、ガス充填室20が基板5およびホットプレート12に囲まれて密閉されるようになっている。ガス充填室20には、アルゴン(Ar)やヘリウム(He)、窒素(N2)など、基板5に影響を及ぼさず、なおかつ熱伝導率の高い不活性ガスが、伝熱ガスとして充填される。これにより、ホットプレート12から基板5への熱伝達率を確保しうるようになっている。
A
ガス充填室20には、不活性ガスを供給するガス流路25が接続されている。ガス流路25には、ガス充填室20内のガス圧力を測定する圧力計23と、ガス充填室20に流入するガス流量を制御する流量制御バルブ24とが設けられている。流量制御バルブ24は、電磁弁等で構成されている。また圧力計23は、流量制御バルブ24からガス充填室20までのガス流路25に接続され、ガス充填室20内のガス圧力を測定しうるようになっている。圧力計23および流量制御バルブ24は、制御部30に接続されている。制御部30は、圧力計23によるガス充填室20内の圧力測定結果を常時モニタし、ガス充填室20内が一定圧力となるように流量制御バルブ24の開度を調節するものである。
A gas flow path 25 for supplying an inert gas is connected to the
ガス流路25における流量制御バルブ24の上流側(不活性ガス供給手段50側)には、流量センサ27が設けられている。この流量センサ27は、その上流側と下流側とのガス圧力差を測定し、ガス流路25を流れるガス流量を算出するものである。ガス流路25における流量センサ27の上流側には、ガス流路を開閉する遮断弁28が設けられている。この遮断弁28を閉じることにより、流量センサ27の上流側の圧力変動が流量センサ27に及ぶの防止することができる。
A
ここで、遮断弁28の上流側のガス流路25を第1ガス流路25aと呼び、遮断弁28から流量制御バルブ24までのガス流路25を第2ガス流路25bと呼び、流量制御バルブ24からガス充填室20までのガス流路25を第3ガス流路25cと呼ぶ。第2ガス流路25bの容積Vbは、第3ガス流路25cおよびガス充填室20の容積Vcより、大きくなっていることが望ましい。これにより、第2ガス流路25bに蓄圧された不活性ガスを利用して、ガス充填室20を所定圧力に制御することができる。
Here, the gas flow path 25 on the upstream side of the shut-off
ところで、ホットプレート12に基板5が載置されていない状態では、不活性ガスがチャンバ10内に流出するのを防止するため、流量制御バルブ24を閉じておく必要がある。ここで、上述した流量センサ27によるガス流量の算出結果から、流量制御バルブ24における不活性ガスのリークを検出することができる。なお、第3ガス流路25cには、オリフィス等の絞り流路が形成されていないことに留意されたい。絞り流路が存在するとガス流量が小さくなるので、流量制御バルブ24のリークを検出できなくなる可能性があるからである。
By the way, when the substrate 5 is not placed on the
第1ガス流路25aは、不活性ガス供給手段50に接続されている。なお不活性ガスは、不活性ガスとして利用されるだけでなく、様々な半導体プロセスで利用される。そのため、1個の不活性ガス供給手段50から複数の半導体製造モジュール1,40に対して不活性ガスが供給されるようになっている。具体的には、不活性ガス供給手段50から不活性ガス供給配管52が延設され、その不活性ガス供給配管52から分岐された第1ガス流路25aがスパッタモジュール1のホットプレート12に接続され、また不活性ガス供給配管52から分岐された他のガス流路45が他の半導体製造モジュール40に接続されている。なお、他のガス流路45にも遮断弁48を設けておくことが望ましい。この遮断弁48を閉じておけば、他の半導体製造モジュール40における不活性ガスの利用状態にかかわらず、不活性ガス供給配管52において不活性ガス供給圧力が変動するのを防止することができる。
The first gas flow path 25 a is connected to the inert gas supply means 50. The inert gas is used not only as an inert gas but also in various semiconductor processes. Therefore, an inert gas is supplied from a single inert gas supply means 50 to the plurality of
(作用)
次に、本実施形態に係る基板吸着システム2および半導体製造装置100の使用方法および作用について説明する。
まず、真空ポンプ18によりチャンバ10の内部を真空引きする。上述したように、ホットプレート12に基板5が載置されていない状態では、不活性ガスがチャンバ10内に流出するのを防止するため、流量制御バルブ24を閉鎖しておく。一方、遮断弁28は開放して、第2ガス流路25bに不活性ガスを導入する。これにより、第2ガス流路25bのガス圧力Pbが、第3ガス流路25cのガス圧力Pcより大きくなる。
(Function)
Next, the usage method and operation of the substrate suction system 2 and the
First, the inside of the
次にホットプレート12の表面に基板5を載置し、吸着電極16に直流電圧を印加して、ホットプレート12の表面に基板5を静電吸着する。これによりガス充填室20が密閉される。次に遮断弁28を閉鎖して、第1ガス流路25aから第2ガス流路25bを分離する。次に流量制御バルブ24を開いて、第3ガス流路25cに不活性ガスを導入する。
図2は、ガス流量およびガス圧力の経時変化の一例を示すグラフである。グラフAに示すように、不活性ガスの導入開始から約20秒間でガス流量を直線的に増加させ、グラフCに示すように、ガス充填室20の圧力を約200Paまで直線的に上昇させる。
Next, the substrate 5 is placed on the surface of the
FIG. 2 is a graph showing an example of a change over time in gas flow rate and gas pressure. As shown in the graph A, the gas flow rate is linearly increased in about 20 seconds from the start of the introduction of the inert gas, and as shown in the graph C, the pressure in the
次に、図1に示す制御部30により、第3ガス流路25cを所定圧力に制御する。具体的には、圧力計23によるガス充填室20内の圧力測定結果を常時モニタし、ガス充填室20内が所定圧力となるように、流量制御バルブ24の開度を調節する。
図2において、グラフCに示すようにガス充填室20の圧力が200Paとなった時点で、流量制御バルブ24の開度を絞り、グラフAに示すようにガス流量を減少させる。その後は、流量制御バルブ24の開度を調節してガス流量を微調整しつつ、グラフCに示すようにガス充填室20の圧力を約200Paの一定圧力に制御する。
Next, the third gas flow path 25c is controlled to a predetermined pressure by the
In FIG. 2, when the pressure in the
これにより、図1に示すガス充填室20に所定圧力の不活性ガスが充填される。不活性ガスの熱伝導率は高いので、ガス充填室20を設けない場合に比べて、ホットプレート12と基板5との熱伝達率を向上させることができる。これにより、基板5の加熱および冷却を効率よく行うことが可能になり、製造コストを低減することができる。
As a result, the
ところで、ホットプレート12と基板5との間には、不可避的にわずかな隙間が存在する。この隙間を通って、ガス充填室20内の不活性ガスが、真空引きされたチャンバ10内に流出する。これにより、ホットプレート12と基板5との熱伝達率が低下することになる。
しかしながら、不活性ガスの流出によりガス充填室20の圧力が低下すると、制御部30が流量制御バルブ24の開度を増加させてガス流量を増加させ、ガス充填室20を所定圧力に復帰させる。これにより、ガス充填室20を所定圧力に保持することができる。これに伴って、ホットプレート12と基板5との熱伝達率の低下を抑制することが可能になり、基板の加熱および冷却を効率よく行うことができる。
Incidentally, there is inevitably a slight gap between the
However, when the pressure of the
ただし、基板5および/またはホットプレート12が変形した場合や、静電吸着力が低下した場合などには、ホットプレート12と基板5との隙間が大きくなる。これにより、基板5に対する加熱および冷却が不均一となり、基板上に形成される半導体デバイスの特性がばらつくことになる。
ホットプレート12と基板5との隙間が大きくなると、その隙間を通って流出する不活性ガスの流量が増加する。そこで、流量センサ27によりガス流量をモニタし、ガス流量が所定値を超えた場合には、基板吸着状態が異常であると判断する。異常と判断した場合には、流量制御バルブ24の閉鎖や、作業者への警報出力などの措置をとる。これにより、半導体デバイスの不良発生を防止することができる。
However, when the substrate 5 and / or the
When the gap between the
上述したように、流量センサ27は、その上流側と下流側とのガス圧力差に基づいてガス流量を算出するものである。ところが、単一の不活性ガス供給手段50から複数の半導体製造モジュール1,40に不活性ガスを供給する場合には、一部の半導体製造モジュール40における不活性ガスの利用状態に応じて、不活性ガスの供給圧力が変動するおそれがある。その圧力変動の影響は、スパッタモジュール1の第1ガス流路25aにも及ぶことになる。そのため、遮断弁28がない場合には、流量センサ27が誤ったガス流量を出力するおそれがある。
As described above, the
図3はガス流量の誤検出の説明図であり、流量センサから出力されたガス流量を縦軸にとり、時間を横軸にとっている。上述したようにホットプレート12と基板5との間には不可避的にわずかな隙間が存在するので、グラフEに示すように定常的なガス流量が発生している。遮断弁28がない場合には、時刻Tにおいて第1ガス流路25a内のガス圧力Paが低下し、第2ガス流路25bのガス圧力Pbより低くなると、グラフDに示すように流量センサ27はマイナス方向(不活性ガス供給手段50に向かう方向)のガス流量を出力する。逆に、第1ガス流路25a内のガス圧力Paが上昇し、第2ガス流路25bのガス圧力Pbより高くなると、流量センサ27はプラス方向(流量制御バルブ24に向かう方向)のガス流量を出力する。現実には流量制御バルブ24が存在するため、定常的なガス流量のみが発生しているにもかかわらず、流量センサ27からの出力はそれとは異なるものになる。
FIG. 3 is an explanatory diagram of misdetection of the gas flow rate. The vertical axis represents the gas flow rate output from the flow sensor, and the horizontal axis represents time. As described above, since a slight gap inevitably exists between the
ここで、流量センサ27の上流側に圧力レギュレータを設けて、圧力一定制御を行うことも考えられる。しかしながら、圧力レギュレータは設定圧力を中心に所定幅をもって調圧動作を行うため、図2のグラフBに示すように、流量センサからの出力波形にはスパイク状の乱れが確認される。近年の半導体製造プロセスでは、各工程の時間短縮が進んでいるため、短時間で静電吸着力の異常を判断する必要がある。したがって、短時間であっても出力波形の乱れる圧力レギュレータを採用することは困難である。
Here, it is also conceivable to perform a constant pressure control by providing a pressure regulator upstream of the
これに対して本実施形態では、流量センサ27の上流側に、ガス流路25を開閉する遮断弁28を設けている。この遮断弁28を閉じることにより、流量センサ27の上流側の圧力変動が流量センサ27に及ぶのを防止することができる。したがって、流量センサ27に正確なガス流量を出力させることが可能になり、ホットプレートの静電吸着力を正確にモニタすることができる。
In contrast, in the present embodiment, a
なお静電吸着力をモニタする手法として、上述したガス流量をモニタする方法のほかに、(1)基板温度をモニタする方法、(2)基板から吸着電極に流れる直流電流をモニタする方法が考えられる。
(1)の基板温度をモニタする方法では、計測機器のキャリブレーションを行う必要がある。キャリブレーションは、素性のはっきりした温度測定用基板を用いて、使用温度範囲内で、ホットプレートと温度測定用基板との温度を比較することによって行う。しかしながら、半導体基板のように、複数の工程を通過した基板の裏面状態は、温度測定用基板の裏面状態とは異なっていることがほとんどであり、測定値に対して誤差を含んでしまう。また加熱を必要としない(室温に近い)プロセスでは、静電吸着された基板に温度変化がないため、モニタとして使用することは困難である。
In addition to the method of monitoring the gas flow rate described above, (1) a method of monitoring the substrate temperature, and (2) a method of monitoring a direct current flowing from the substrate to the adsorption electrode can be considered as a method for monitoring the electrostatic adsorption force. It is done.
In the method (1) of monitoring the substrate temperature, it is necessary to calibrate the measuring instrument. Calibration is performed by comparing the temperatures of the hot plate and the temperature measurement substrate within the operating temperature range using a temperature measurement substrate with a clear feature. However, the back surface state of a substrate that has passed through a plurality of steps, such as a semiconductor substrate, is almost different from the back surface state of the temperature measurement substrate, and includes an error with respect to the measured value. In a process that does not require heating (close to room temperature), it is difficult to use as a monitor because there is no temperature change in the electrostatically attracted substrate.
(2)の静電吸着時の微小な電流値をモニタする方法では、印加するチャック電圧を一定にした場合でも、基板裏面の膜種・膜厚によって電流値が変化するため、正確なモニタが困難である。なお静電吸着を行う際の吸着原理は、ジョンセンラーベック力とクーロン力に区別される。ジョンセンラーベック力を用いた場合には、基板から吸着電極に微小電流が流れるが、クーロン力を用いた場合には電流が流れないため、モニタすることは不可能である。
これに対して、本実施形態の基板吸着システムを用いてガス流量をモニタすれば、上述したように静電吸着力を正確にモニタすることができるのである。
In the method (2) of monitoring the minute current value during electrostatic adsorption, even if the applied chuck voltage is constant, the current value changes depending on the film type and film thickness on the back of the substrate. Have difficulty. Note that the principle of adsorption when performing electrostatic adsorption is classified into Johnsenler-Beck force and Coulomb force. When the Johnsen-Rahbek force is used, a minute current flows from the substrate to the adsorption electrode. However, when the Coulomb force is used, no current flows, so that monitoring is impossible.
On the other hand, if the gas flow rate is monitored using the substrate adsorption system of this embodiment, the electrostatic adsorption force can be accurately monitored as described above.
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。 It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes those in which various modifications are made to the above-described embodiments without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific materials and configurations described in the embodiments are merely examples, and can be changed as appropriate.
例えば、本実施形態ではスパッタモジュールに本発明の基板吸着システムを適用したが、これ以外の基板吸着を伴う半導体製造モジュールに本発明の基板吸着システムを適用することも可能である。また、本実施形態では基板を静電吸着する場合に本発明の基板吸着システムを適用したが、これ以外の吸着原理で基板を吸着する場合に本発明の基板吸着システムを適用することも可能である。 For example, in the present embodiment, the substrate adsorption system of the present invention is applied to the sputter module, but the substrate adsorption system of the present invention can also be applied to other semiconductor manufacturing modules that involve substrate adsorption. In this embodiment, the substrate suction system of the present invention is applied when electrostatically attracting a substrate. However, the substrate suction system of the present invention can also be applied when the substrate is attracted by another suction principle. is there.
1…スパッタモジュール(半導体製造モジュール) 2…基板吸着システム 5…基板 12…ホットプレート(テーブル) 20…ガス充填室 23…圧力計 24…流量制御バルブ 25…ガス流路 27…流量センサ 28…遮断弁 30…制御部 40…半導体製造モジュール 50…不活性ガス供給手段 100…半導体製造装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputter module (semiconductor manufacturing module) 2 ... Substrate adsorption system 5 ...
Claims (4)
前記テーブルの表面に形成されたガス充填室と、
前記ガス充填室に不活性ガスを供給するガス流路と、
前記ガス充填室内のガス圧力を測定する圧力計と、
前記ガス充填室に流入するガス流量を制御する流量制御バルブと、
前記圧力計の測定結果に基づいて、前記流量制御バルブの開度を調節し、前記ガス充填室内のガス圧力を所定圧力に制御する制御部と、
前記ガス流路における前記流量制御バルブの上流側に配置され、前記ガス流路のガス流量を測定する流量センサと、
前記ガス流路における前記流量センサの上流側に配置され、前記ガス流路を開閉する遮断弁と、
を有することを特徴とする基板吸着システム。 A table for adsorbing the substrate;
A gas filling chamber formed on the surface of the table;
A gas flow path for supplying an inert gas to the gas filling chamber;
A pressure gauge for measuring a gas pressure in the gas filling chamber;
A flow rate control valve for controlling the flow rate of gas flowing into the gas filling chamber;
Based on the measurement result of the pressure gauge, a controller that adjusts the opening of the flow control valve and controls the gas pressure in the gas filling chamber to a predetermined pressure;
A flow rate sensor that is disposed upstream of the flow rate control valve in the gas flow path and measures a gas flow rate of the gas flow path;
A shut-off valve that is disposed upstream of the flow rate sensor in the gas flow path, and opens and closes the gas flow path;
A substrate adsorption system comprising:
少なくとも一つの前記半導体製造モジュールに、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の基板吸着システムが採用されていることを特徴とする半導体製造装置。 A semiconductor manufacturing apparatus in which an inert gas is supplied from a single inert gas supply means to a plurality of semiconductor manufacturing modules,
4. A semiconductor manufacturing apparatus, wherein the substrate suction system according to claim 1 is employed in at least one of the semiconductor manufacturing modules.
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