JP5597695B2 - 基板保持装置及び基板保持方法 - Google Patents

Description

本発明は、静電チャックを用いた基板保持装置に関し、特に、プラズマ処理を実施する処理室内で基板を吸着保持するものに関する。

半導体製造工程において所望のデバイス構造を得るために、処理すべき基板たるシリコンウエハ（以下、「ウエハ」という）が配置される処理室にプラズマを発生させ、このプラズマを利用して基板に成膜処理、イオン注入処理やエッチング処理などの各種のプラズマ処理を実施することが知られている。これらのプラズマ処理装置には、処理室内で基板を位置決め保持するために所謂静電チャックを備えた基板保持装置が設けられている。

静電チャックとしては、正負の電極を埋設したチャック本体の上面に誘電体たるチャックプレートを装着してなる所謂双極型のものが例えば特許文献１で知られている。また、処理室内で実施されるプラズマ処理によっては、基板保持装置で保持された基板を所定温度に制御する場合があり、このような場合には、チャック本体（または基台）に例えば抵抗加熱式の加熱手段を組み込むと共に、ウエハの裏面（所定の処理が行われる面と反対側）の外周縁部と面接触するリブ部を形成し、このリブ部で囲繞された内部空間に例えば同心状に複数個の支持部を立設してチャックプレートを構成することが知られている。

この基板保持装置では、ウエハの加熱、冷却時、上記内部空間にチャック本体に形成したガス通路を介してＡｒガスなどのアシストガスを供給し、リブ部とウエハ裏面とで画成される内部空間にガス雰囲気を形成することで、チャック本体からウエハへの熱伝達をアシストして、効率よくウエハの加熱、冷却が行われる。また、プラズマ処理によっては、基板保持装置で吸着された基板にバイアス電圧を印加し得るように構成されることもある。

ところで、近年では生産性の更なる向上のため、ウエハを大径かつ薄肉のもの（７００μｍ以下の厚さ）にする傾向がある。このようなウエハには反りが生じており、しかも、ウエハを加熱や冷却をしたり、または、プラズマ処理により基板表面に形成された膜の応力によりウエハの反り状態が変化し、場合によっては、プラズマ処理中にも膜の応力によりウエハの反り状態が変化する。

このような反りのあるウエハを吸着するときやプラズマ処理中に、正負の電極に印加する電圧を一定にしていると、例えば、ウエハの吸着時に吸着力が弱すぎて位置決め不良を生じたり、その吸着力が強すぎて破損を招くという不具合が生じる。しかも、ウエハに反りがあると、チャック本体上面から基板裏面までの距離が基板の反り状態に応じて基板面内で一致しないため、加熱冷却時、不活性ガス雰囲気を介した熱伝達量が変化し、結果として、基板温度がその面内で不均一になる。このように基板温度が不均一な状態で所定のプラズマ処理を行うと、膜厚や膜質が変化するという不具合もある。

そこで、基板保持装置が、チャックプレートの静電容量を通る交流電流を流す交流電源と、そのときの電流値を測定する第１の測定手段と、ガス導入手段を介して前記ガスを流したときの当該ガス流量を測定する第２の測定手段と、第１及び第２の両測定手段で測定した電流値及びガス流量のうち少なくとも一方が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧を制御する制御手段とを備えることを本発明者らは提案している（特願２００８−２９７２９５号参照）。

これによれば、チャックプレートにて基板を吸着した後、基板がいずれかの方向に反りが生じていても、ガス流量及び／またはインピーダンス（交流電流値）から基板の反り状態が常時的確に把握できる。そして、制御手段に、反りのない状態で基板を吸着したときのガス流量及び／または交流電流値の範囲を予め記憶させ、これに基づき第１及び第２の両測定手段で測定した電流値及びガス流量のうち少なくとも一方が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧（つまり、基板の吸着力）を制御すれば、基板の反り状態に応じて適切な吸着力で基板を吸着できる。

然しながら、上記構成の基板保持装置をプラズマ処理装置に使用すると、インピーダンスから基板状態が監視できない場合があり、しかも、インピーダンスの変化量から両電極間に印加する直流電圧を制御しても、基板の吸着力が強すぎてこの基板の破損を招いたり、または、基板の吸着力が弱すぎてチャック本体上面と基板の吸着面との間に局所的な隙間が生じ、これに起因して異常放電を誘発するという不具合が生じることが判明した。

特開平１−３２１１３６号公報

本発明は、以上の点に鑑み、プラズマ処理中でも基板の反り状態を把握でき、その上、適切な吸着力で基板を吸着して基板の破損を招いたり、異常放電を誘発したりすることがない基板保持装置を提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の基板保持装置は、プラズマ処理が実施される処理室内で基板を吸着する基板保持装置であって、正負の電極とを有するチャック本体と、基板の外周縁部が面接触可能なリブ部及び前記リブ部で囲繞された内部空間に所定の間隔を存して立設された複数個の支持部を有する誘電体たるチャックプレートと、両電極間に直流電圧を印加する直流電源と、チャックプレートの静電容量を通る交流電流を流す交流電源及びそのときの交流電流を測定する第１の測定手段と、を備え、前記プラズマ処理中、処理室内に発生させたプラズマから前記交流電流に重畳する交流成分を除去する除去手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、吸着すべき基板に、例えば、その中央部が内部空間から離間する方向（圧縮方向）への反りがあると、静電容量が変動することでインピーダンス値が変動し、第１の測定手段で測定した交流電流値が変動する。このことから、チャックプレートにて基板を吸着する際に、インピーダンス、ひいては交流電流値から基板状態が的確に把握し、これに応じた吸着力、つまり、反りのない状態で基板を吸着したときの交流電流値に基づいて直流電圧を制御して基板が吸着される。

次に、上記のように基板保持装置にて吸着保持された基板に対してプラズマ処理が実施され、このプラズマ処理中にもまた、第１の測定手段で交流電流値が測定される。ここで、プラズマ処理中には、プラズマ中の交流成分が、基板状態を把握するための交流電流に重畳することでインピーダンス値が大きく変動することが本発明者らの研究により判明した。

そこで、本発明においては、処理室内に発生させたプラズマから交流電流に重畳する交流成分を除去する除去手段を設けたため、プラズマ処理中のインピーダンスの変動量を少なくすることができる。その結果、例えば、プラズマ処理にて基板表面に形成された膜の応力により基板が反っても、上記変動量より大きなインピーダンス値の変動を容易に捉えることが可能となり、基板状態を確実に監視できるようになる。

また、本発明においては、前記直流電源及び交流電源の作動を制御する制御手段を備え、この制御手段は、第１の測定手段で測定した交流電流値が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧を制御する構成とすれば、プラズマ処理中のインピーダンス値の変動から、基板の反りに応じて最適な吸着力で基板を吸着できる。その結果、プラズマ処理中に基板の破損を招いたり、異常放電を誘発したりすることが防止できる。その上、本発明を例えばスパッタリングによる成膜処理に用いれば、基板に反りがない状態で保持されていることで、ターゲットからの基板表面までの距離がその基板全面に亘って略均一となることで、膜厚の面内均一性を向上することもできるようになる。

さらに、本発明においては、前記内部空間に所定のガスを導入するガス導入手段と、この内部空間に導入されるガス流量を測定する第２の測定手段を更に備え、前記制御手段は、第２の測定手段で測定したガス流量が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧を制御する構成とすれば、プラズマ処理中に、吸着すべき基板にリブ部と基板の外周面との間の間隙が大きくなる方向（引張方向）への反りが生じると、この隙間を介した内部空間からのガスの漏洩量が変化することで、第２の測定手段で測定したガス流量も変動する。このような場合に、このガス流量が、反りのない状態で基板を吸着したときのガス流量に基づき、両電極間に印加する直流電圧を制御すれば、適切な吸着電力で基板を吸着してプラズマ処理を行い得る。

尚、本発明においては、前記除去手段は、特定の周波数帯域の交流成分を除去するフィルタ回路または特定の周波数帯域の交流成分を除去するフィルタとして機能するデジタルシグナルプロセッサーとすればよい。

本発明の実施形態の静電チャックの構成を模式的に説明する図。 基板の反りを模式的に説明する図。 従来技術の基板保持装置を用いた場合におけるプラズマ処理中でのインピーダンス値、交流電流値及びアシストガスの流量の変動を測定した実験結果を示すグラフ。 (a)及び(b)は、プラズマ処理時に導入するガス量及び投入電力に対するインピーダンス値の変化を測定した実験結果を示すグラフ。 本発明の実施形態の除去手段の構成を説明する図。 本発明の実施形態の基板保持装置を用いた場合におけるプラズマ処理中でのインピーダンス値、交流電流値及びアシストガスの流量の変動を測定した実験結果を示すグラフ。

以下に図面を参照して、処理すべき基板をウエハＷとし、プラズマ処理装置内に配置される本実施形態の基板保持装置ＥＣを説明する。なお、本実施形態の基板保持装置ＥＣが用いられるプラズマ処理装置としては、ＤＣまたはＡＣスパッタリング装置や反応性イオンエッチング装置等、処理室内にプラズマ雰囲気を形成する方法は問わず、公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。

図１に示すように、基板保持装置ＥＣは所謂静電チャックであり、図示省略の処理室内の底部に直接または基台を介して配置されるチャック本体１と、このチャック本体１の上面に設けられた誘電体たるチャックプレート２とから構成される。チャック本体１は、例えば窒化アルミ製であり、図示省略の絶縁層を介して正負の電極３ａ、３ｂが組み込まれ、両電極３ａ、３ｂ間には、電源回路Ｅ内の直流電源Ｅ１から直流電圧が印加される。

また、チャック本体１には、上下方向に貫通するガス通路４が形成され、このガス通路４の下端は、ＡＰＣ（自動圧力コントローラ）５を介設したガス管６を介して不活性ガスからなるアシストガスを収容したガス源７に連通し、これらの部品が本実施形態のガス導入手段を構成する。さらに、チャック本体１には、抵抗加熱式のヒータ８が内蔵され、ウエハＷを所定温度に加熱保持できるようになっている。なお、チャック本体１に、冷却通路を形成して冷媒を循環させてウエハＷを冷却できる構成とすることもできる。

チャックプレート２は、例えば窒化アルミ製であり、ウエハＷ裏面の外周縁部が面接触可能な環状のリブ部２ａと、リブ部２ａで囲繞された内部空間２ｂで同心状に立設された複数個の棒状の支持部２ｃとを備える。そして、チャックプレート２にウエハＷを載置した後、両電極３ａ、３ｂ間に、直流電源Ｅ１を介して直流電圧を印加することで発生する静電気力でウエハＷがチャックプレート２の表面で吸着される。このとき、ウエハＷ裏面の外周縁部がリブ部２ａとその全周に亘って面接触することで内部空間２ｂが略密閉される（この場合、ウエハＷはチャックプレート２表面に略平行な状態となる）。この状態で、ガス導入手段を介してアシストガスを供給すると内部空間２ｂにガス雰囲気の形成される。これにより、リブ部２ａとウエハＷ裏面とで画成される内部空間２ｂにガス雰囲気を形成することで、ウエハＷへの熱伝達をアシストして効率よく加熱または冷却できる。

上記基板保持装置ＥＣでは、チャック電源Ｅ内の直流電源Ｅ１から両電極３ａ、３ｂへの電圧印加の制御やガス導入手段による不活性ガス供給の制御等は、マイクロコンピュータなどを備えた制御手段Ｃにより統括制御されるようになっている。なお、ウエハＷ裏面の外周縁部とリブ部２ａとの間にはシール部材を設けていないので、ウエハＷ裏面の外周縁部がリブ部２ａとその全周に亘って面接触している場合でも微量（例えば０．０１〜０．０３ｓｃｃｍ）の不活性ガスが漏れることとなる。

ところで、ウエハＷには、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、例えばそれ自体の応力やウエハＷ表面に形成した膜の応力により圧縮方向または引張方向の反りが生じている。このため、制御手段Ｃに予め登録された一定の設定電圧に基づき、両電極３ａ、３ｂへの印加電圧を制御してウエハＷを吸着すると、ウエハＷによっては反った状態のままチャックプレート２で吸着される場合が生じる。

このとき、圧縮方向の反りが生じているウエハＷを例に説明すると、チャック本体１上面からチャックプレート２上のウエハ裏面までの距離Ｄ１、Ｄ２は、ウエハＷの中央部（距離Ｄ１）と、ウエハＷの周辺部（距離Ｄ２）とで一致しなくなる（図２（ａ）参照）。このような場合、ヒータ８を作動してウエハＷを加熱すると、不活性ガス雰囲気を介したウエハＷへの熱伝達量がウエハＷ面内で異なり、結果として、ウエハＷの温度がその面内で不均一になるという不具合が生じる。

そこで、チャック電源Ｅ内で直流電源Ｅ１に交流電源Ｅ２を並列に接続し、制御手段Ｃにより交流電源Ｅ２から静電チャックの静電容量を通る交流電流を流し、公知の電流計（第１の測定手段）Ｍにて測定した電流値からインピーダンス値を監視すると共に、ＡＰＣ５の下流側でガス管６に公知のマスフロメータ（第２の測定手段）９を介設してガス流量を監視することとした。そして、インピーダンス及びガス流量の少なくとも一方が所定の範囲を超えて変動すると、制御手段Ｃにより直流電源Ｅ１からの吸着電圧を変化させることでウエハＷの吸着力を変化させ、ウエハＷがチャックプレート２表面に略平行な状態、即ち、チャック本体１上面からウエハＷ裏面までの距離Ｄ１、Ｄ２を相互に一致させるようにした。以下に、静電チャックＥＣでのウエハＷの吸着の制御を具体的に説明する。

製品たるウエハＷへのプラズマ処理に先立って、チャックプレート２表面に、処理に用いられるものと同一のウエハＷを載置した後、チャックプレート２表面にウエハＷを載置した後に交流電源Ｅ２を介して交流電流を流し、そのときの電流値から静電容量のインピーダンス値を測定する。次に、直流電源Ｅ１を介して両電極３ａ、３ｂ間に所定の直流電圧を印加してチャックプレート２表面にウエハＷを吸着する。このとき、ウエハＷ裏面の外周縁部がリブ部２ａとその全周に亘って面接触してウエハＷが略水平な状態となるように直流電圧を制御する（図１参照）。そして、このように面接触して吸着されたときのインピーダンス値を測定し、この測定結果（基準値）が制御手段Ｃに予め記憶させておく。なお、ウエハＷが略水平な状態か否かは、例えば公知の変位計を用いて判断すればよい。

この状態で、ガス導入手段を介してＡｒガスを内部空間２ｂに一定の流量で導入してそのガス流量をマスフロメータ９で測定すると、その当初の流量が多くなり、時間の経過と共に一定の値を示すようになり、この測定結果（他の基準値）が制御手段Ｃに予め記憶させておく。そして、上記各基準値から、ウエハＷを略水平に吸着保持するために許容できる所定の範囲が決められ、制御手段Ｃに記憶され、ウエハ吸着準備が完了する。

次に、製品たるウエハＷがチャックプレート２上に搬送されて位置決めされた後、チャックプレート２表面に吸着する。このとき、交流電源Ｅ２から交流電流を流し、そのときのインピーダンスが電流計Ｍにて測定されると共に、マスフロメータ９にてガス流量が測定される。

ここで、ウエハＷに圧縮方向の反りが生じている場合、インピーダンスが変化して高くなる。他方で、ウエハＷが引張方向の反りを生じている場合には、チャックプレート２にウエハＷを吸着しても、リブ部２ａとウエハＷの外周縁部とは面接触せず、両者の間の隙間が大きくなって漏洩するガス流量が大きくなるため、マスフロメータ９で測定しているガス流量が変化して多くなる。これにより、チャックプレート２に吸着されたウエハＷの反り状態が把握される。

次に、上記インピーダンス値及びガス流量が制御手段Ｃにて上記所定の範囲内に存するかが判断される。その結果、いずれか一方の測定値が所定の範囲を超えていると、制御手段Ｃにより直流電源Ｅ１を介して両電極３ａ、３ｂ間に印加する直流電圧が変更され、その測定値が所定の範囲内に存するように制御される。そして、各測定値が所定の範囲内に存すると、例えば、ヒータ８が作動されてウエハＷが所定温度（例えば４００℃）に加熱されて所定温度に保持され、この状態でウエハＷに対してプラズマ処理が行われる。

プラズマ処理中もまた、インピーダンスが所定の範囲内にあるかが間欠または連続して測定されるが、このインピーダンスの変化からウエハＷ状態を監視できない場合があり、また、ウエハＷの吸着力が、強くなったり、弱くなったりし過ぎることが判明した。これは、処理室内に発生させたプラズマ中の交流成分が交流電流に重畳することで、インピーダンス値が変動することに起因していると考えられる。つまり、ＤＣスパッタリング装置によりウエハＷに成膜する場合を例に説明すると、ターゲットに直流電力を投入するスパッタ電源は、通常、商用の交流電力を整流して直流電力に変換した後（あるいはインバータ変換にて再度交流に変換し、その出力を整流して）、その直流電力をターゲットに投入している。このため、処理室内にプラズマを発生させたとき、このプラズマ中にはスパッタ電源からの交流成分が含まれ、この交流成分がチャック電源Ｅ内の交流電流に重畳してインピーダンス値が変動する。このようなインピーダンス値の変動は、プラズマ発生用の電源として交流電源や高周波電源を用いた場合やチャック本体１に高周波電源を接続して基板にバイアス電圧を印加する場合にも、発生する。

以上説明したインピーダンス値の変動を確認するため、上記構成の基板保持装置ＥＣを設けた公知のＤＣスパッタリング装置を用いて次のような実験を行った。即ち、スパッタリングの際の条件として、ターゲットをＴｉ製とし、スパッタ電源から投入する直流電力を１８ｋＷ、アルゴンガス（スパッタガス）の流量を８ｓｃｃｍとした。

ウエハＷを基板保持装置ＥＣのチャックプレート２上に位置決め配置した後、直流電源Ｅ１により両電極３ａ、３ｂ間に直流電圧を印加してチャックプレート２表面にウエハＷを吸着させた。このとき、直流電源Ｅ１からの電圧を０．８ｋＶ、ガス導入手段からのアシストガスのガス圧を４００Ｐａとした。この場合のインピーダンス値は約１７．５ｋΩであった（図３参照）。

次に、上記条件で真空チャンバを真空排気してアルゴンを導入した後、スパッタ電源をＯＮしてターゲットに電力投入した。このとき、直流電源Ｅ１からの両電極３ａ、３ｂへの電圧は一定とした。これによれば、図３に示すように、電力投入直後から電流計Ｍで測定された交流電流値が変動して、インピーダンス値が約１３ｋΩまで低くなっており、また、電力投入中、インピーダンス値が大きく変動し、時間の経過と共に徐々に低下していることが判る。尚、図３中、線ａ１は、インピーダンスの変動量を示し、線ｂ１は、直流電流の変動量を示し、線ｃ１は、アシストガスの流量の変動量を示す。

また、マスフロメータ９で測定したアシストガスのガス流量の変動量も時間の経過と共に減少している。このように上記実験では、インピーダンス値の変動量が大きく、場合によっては、成膜時のＴｉ膜の応力でウエハＷに反りが判断できない場合がある。また、プラズマ処理（スパッタ電源ＯＮした後）中にインピーダンス値が小さくなることで、上記と同様に直流電源Ｅ１からの直流電圧を制御すれば、ウエハＷの吸着力を低下させることになる。このような場合、成膜時の膜の応力により吸着不良が発生したり、または、異常放電を誘発する虞がある。

次に、上記と同じスパッタリング装置を用いて、プラズマ雰囲気中に導入するスパッタガスの流量（５〜４０ｓｃｃｍの範囲）及びターゲットへの投入電力（５〜２０ｋＷの範囲）の依存性を確認した。この実験では、スパッタ電源を適宜制御して処理室内で放電させない場合のインピーダンスの変動も併せて確認した。これによれば、図４(ａ)及び図４（ｂ）に点線で示すように、スパッタリング時に導入するスパッタガスの導入量が多くなるに従い、インピーダンス値が大きく変動するが、投入電力を変化させても然程インピーダンスが低下するものではないことが判る。

なお、図４(ａ)はガス流量を変化させたときのインピーダンス値の変動を示し、図４（ａ）中、点線ー◇ーは放電させない場合、点線ー□ーは放電させた場合である。また、図４（ｂ）は、スパッタ電源からの投入電力を変化させたときのインピーダンス値の変動を示し、点線ー◇ーは放電させない場合、点線ー□ーは放電させた場合である。なお、特に図示して説明しないが、高周波電源を用いた処理室内にプラズマを発生させた場合には、インピーダンス値が低くなり、また、高周波電源を用いてプラズマ処理中に基板にバイアス電圧を印加すると、その印加電圧が高くなるに従い、インピーダンス値が小さくなることが確認された。

以上の実験結果を基に本発明の実施形態では、チャック電源Ｅ内に、特定の周波数の交流成分を除去するフィルタ回路Ｆを設けた（図１参照）。フィルタ回路Ｆとしては、図５に示すように、抵抗Ｒ１、Ｒ２（Ｒ３、Ｒ４）、コンデンサＣ１、Ｃ２（Ｃ３、Ｃ４）及びオペアンプＯＰ１（ＯＰ２）からなる回路を直列に接続してなる所謂ローパスフィルタが用いられ、所定の遮断周波数より高い周波数の帯域を通さないようになっている。この場合、遮断周波数は、基板保持装置ＥＣが用いられるプラズマ処理装置の構成部品（電源の種類やバイアス電圧印加の有無）やプロセス条件（プラズマ処理時の処理室内の圧力や処理時に導入するガス種や流量）に応じて適宜選択される。

以上の効果を確認するため、上記実験と同一のスパッタリング装置を用い、同一のスパッタ条件でウエハＷに成膜した。この場合、チャック電源Ｅに設けたフィルタ回路Ｆとして、図５に示すものを用いた。これによれば、図６に示すように、電力投入直後から電流計Ｍで測定された交流電流値が上昇してインピーダンス値が低くなっているが、その低下量（約９ｋΩ）は少なく、また、スパッタ電源からの電力投入中（スパッタリング中）、インピーダンスの変動量も少なくなっていることが判る。尚、図６中、線ａ２は、インピーダンスの変動量を示し、線ｂ２は、交流電流の変動量を示し、線ｃ２は、アシストガスの流量の変動量を示す。また、図４(ａ)及び図４（ｂ）に実線で示すように、スパッタリング時に導入するスパッタガスの導入量や投入電力を変化させても殆どインピーダンス値が変動しないことが判る。図４(ａ)中、実線―▲―が放電させない場合、実線―■―が放電させた場合である。また、図４（ｂ）中、実線―▲―が放電させない場合、実線―■―：放電させた場合である。

このように本実施形態においては、フィルタ回路Ｆを最適化すれば、プラズマ処理時の交流成分の影響を受けずに、インピーダンス値の変動から基板状態（膜応力で反りが発生したか等）を確実に把握でき、しかも、プラズマ処理中のインピーダンスの変動量に応じて制御手段Ｃにより直流電源Ｅ１からの直流電圧を制御すれば、最適な基板の吸着力で基板を吸着できる。その結果、プラズマ処理中にウエハＷの破損を招いたり、異常放電を誘発したりすることが防止できる。なお、プラズマ処理中のインピーダンスの変動量に応じて制御手段Ｃにより直流電源Ｅ１からの直流電圧を制御する場合、予め、処理室内の圧力（またはプラズマ処理時に導入するガス量）におけるインピーダンスの変動量を予め取得しておき、この変動量を補正して制御することもできる。

また、上記実施形態では、フィルタ回路Ｆを設けたものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、特定の周波数帯域の交流成分を遮断できれば除去手段としては特に制限はなく、例えば、特定の周波数帯域の交流成分を遮断するフィルタとして機能するデジタルシグナルプロセッサーを用いることができ、また、プラズマ処理装置によっては、フィルタ回路とデジタルシグナルプロセッサーとを組み合わせて使用することもできる。

また、上記実施形態では、ＤＣスパッタリング装置での実験を基に説明しているが、セルフバイアス式のスパッタリング装置や反応性イオンエッチング装置にも本発明を適用すれば、最適な吸着力でウエハが吸着保持できることが確認され、また、膜厚分布の面内均一性も向上できることが確認された。

ＥＣ…基板保持装置（静電チャック）、１…チャック本体、２…チャックプレート、２ａ…リブ部、２ｂ…内部空間、２ｃ…支持部、３ａ、３ｂ…（正負の）電極、５、６、７…ガス導入手段、９…マスフロメータ、Ｃ…制御手段、Ｅ１…直流電源、Ｅ２…交流電源、Ｆ…フィルタ回路（除去手段）、Ｍ…電流計。

Claims (5)

1. スパッタ電源により交流電力を整流して変換した直流電力を投入してプラズマを発生させて、プラズマ処理が実施される処理室内で基板を吸着する基板保持装置であって、
   正負の電極とを有するチャック本体と、基板の外周縁部が面接触可能なリブ部及び前記リブ部で囲繞された内部空間に所定の間隔を存して立設された複数個の支持部を有する誘電体たるチャックプレートと、両電極間に直流電圧を印加する直流電源と、チャックプレートの静電容量を通る交流電流を流す交流電源及びそのときの交流電流を測定する第１の測定手段とを備え、
   前記プラズマ処理中、前記チャックプレートの静電容量を通る交流電流の交流成分以外で当該交流電流に、処理室内に発生させたプラズマから重畳する、前記スパッタ電源からの交流成分を除去する除去手段を設けたことを特徴とする基板保持装置。
2. 前記直流電源及び交流電源の作動を制御する制御手段を備え、この制御手段は、第１の測定手段で測定した交流電流値が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧を制御することを特徴とする請求項１記載の基板保持装置。
3. 前記内部空間に所定のガスを導入するガス導入手段と、この内部空間に導入されるガス流量を測定する第２の測定手段とを更に備え、前記制御手段は、第２の測定手段で測定したガス流量が所定の範囲内となるように両電極間に印加する直流電圧を制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基板保持装置。
4. 前記除去手段は、特定の周波数帯域の交流成分を遮断するフィルタ回路、または、特定の周波数帯域の交流成分を遮断するフィルタとして機能するデジタルシグナルプロセッサーであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の基板保持装置。
5. スパッタ電源により交流電力を整流して変換した直流電力を投入してプラズマを発生させて、プラズマ処理が実施される処理室内で基板を吸着する基板保持方法であって、
   チャック本体が有する正負の電極間に直流電圧を印加する工程と、
   基板の外周縁部が面接触可能なリブ部及び前記リブ部で囲繞された内部空間に所定の間隔を存して立設された複数個の支持部を有する誘電体たるチャックプレートの静電容量を通る交流電流を流し、そのときの交流電流を測定する工程とを含み、
   前記プラズマ処理中、前記チャックプレートの静電容量を通る交流電流の交流成分以外で当該交流電流に、処理室内に発生させたプラズマから重畳する、前記スパッタ電源からの交流成分を除去することを特徴とする基板保持方法。

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