JPH11233603A - Method of detecting chucking force for electrostatic chuck - Google Patents

Method of detecting chucking force for electrostatic chuck

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JPH11233603A
JPH11233603A JP3260498A JP3260498A JPH11233603A JP H11233603 A JPH11233603 A JP H11233603A JP 3260498 A JP3260498 A JP 3260498A JP 3260498 A JP3260498 A JP 3260498A JP H11233603 A JPH11233603 A JP H11233603A
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Japan
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wafer
electrostatic chuck
electrostatic
thermal wave
ion irradiation
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JP3260498A
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Shuya Ishida
修也 石田
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To cope with wafers of various kinds of materials by measuring the thermal wave value of a wafer irradiated with ions by the thermal wave method, and detecting the chucking force of an electrostatic chuck during the ion irradiation from a previously obtd. correlation with the measured value thereof. SOLUTION: The correlation of the wafer chucking force of an electrostatic chuck 100 under ion irradiation on a test wafer wf which is electrostatically chucked to a wafer support face of a holder 1 of the electrostatic chuck 100 to the thermal wave value of the test wafer wf, obtd. by the thermal wave method is obtd in advance. For executing the check and inspection work of the chucking force of electrostatic chuck 100, the thermal wave value of the wafer wf irradiated with the ions for ion implanting treatments is measured by the thermal wave method to detect the chucking force of the chuck 100 during the ion irradiation from this measured value and correlation obtained in advance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
の製造において、ウェハと称される基板にイオン注入等
のためのイオン照射を施すときに該ウェハを支持する静
電チャックに関し、特に該静電チャックによるウェハ吸
着力の検知に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic chuck for supporting a wafer called a wafer when performing ion irradiation for ion implantation or the like in the manufacture of a semiconductor device or the like. The present invention relates to detection of a wafer suction force by an electric chuck.

【0002】[0002]

【従来の技術】イオン照射は、例えば、半導体デバイス
等の製造においてウェハにその改質等の目的でイオン注
入したり、ウェハに膜形成するときに膜の密着性を向上
させるために膜原料物質の蒸着にイオン照射を併用する
ときなどに利用される。かかるイオン照射は通常、イオ
ン注入装置、成膜装置等におけるウェハ支持ホルダにウ
ェハを支持させて行うのであるが、その場合ウェハは位
置ずれを防止する等のためホルダに保持される。かかる
保持手段としては、例えば、ホルダのウェハ支持面にウ
ェハを載置し、その周縁部をリング形状の押さえ部材で
ホルダに押圧する機械的手段があるが、今日ではこのよ
うな押さえ部材を必要としない静電チャックも利用され
ている この静電チャックは、静電吸着用電圧を印加できるウェ
ハ支持ホルダを有し、該ホルダに静電吸着用電圧を印加
することで該ホルダのウェハ支持面にウェハを静電吸着
できるものである。この静電チャックは押さえ部材等を
用いる機械的保持手段に比べてパーティクル(微細じん
あい)の発生が十分抑制される利点を有している。
2. Description of the Related Art In ion irradiation, for example, in the manufacture of semiconductor devices or the like, ion implantation is performed on a wafer for the purpose of reforming the wafer, or a film material is used to improve the adhesion of a film when forming a film on the wafer. It is used when ion irradiation is used in combination with vapor deposition. Such ion irradiation is usually performed by supporting a wafer on a wafer support holder in an ion implantation apparatus, a film forming apparatus, or the like. In this case, the wafer is held by the holder to prevent displacement. As such a holding means, for example, there is a mechanical means for placing a wafer on a wafer supporting surface of a holder and pressing the peripheral portion thereof to the holder with a ring-shaped pressing member. This electrostatic chuck has a wafer support holder to which an electrostatic chucking voltage can be applied, and a wafer supporting surface of the holder is applied by applying the electrostatic chucking voltage to the holder. The wafer can be electrostatically attracted. This electrostatic chuck has an advantage that generation of particles (fine dust) is sufficiently suppressed as compared with mechanical holding means using a pressing member or the like.

【0003】ところで、イオン照射処理ではウェハをホ
ルダと共に上下等に移動させたり、ウェハを回転させな
がら傾斜させるなどしてイオンをウェハに照射すること
がある。このような場合、かかる静電チャックにおいて
その静電チャックの吸着力が小さいと、ホルダの移動等
に伴う慣性力でウェハがホルダの所定の吸着位置からず
れたり、ウェハに対するイオン照射角度がずれたりする
ことがある。また、ウェハとホルダ周縁部の突起部等と
の相互接触により処理不良を招くいわゆるパーティクル
が発生しやすく、ウェハを傷つける恐れもある。また場
合によっては、ウェハがホルダから落下することさえあ
る。
[0003] In the ion irradiation process, the wafer may be irradiated with ions by moving the wafer up and down together with a holder or tilting the wafer while rotating it. In such a case, in such an electrostatic chuck, if the chucking force of the electrostatic chuck is small, the inertia force accompanying the movement of the holder causes the wafer to shift from a predetermined suction position of the holder, or the ion irradiation angle to the wafer to shift. May be. Also, so-called particles that cause processing defects due to mutual contact between the wafer and the protrusions on the peripheral portion of the holder are likely to be generated, and the wafer may be damaged. In some cases, the wafer may even fall off the holder.

【0004】したがって、静電チャックによるウェハ支
持では、ウェハが所定の吸着位置に正確に保持されるこ
とが重要である。そのため、イオン注入装置等の製造、
メンテナンス時において、或いはかかるイオン注入装置
等における半導体デバイス等の製造において、該静電チ
ャックの吸着力を検知して、静電チャックが適正な静電
吸着力を発揮しているかどうかを確認し、適正な静電吸
着力でないときは、それに対し適切な処置をとらなけれ
ばならない。
Therefore, in supporting the wafer by the electrostatic chuck, it is important that the wafer is accurately held at a predetermined suction position. Therefore, manufacturing of ion implantation equipment, etc.,
At the time of maintenance or in the manufacture of a semiconductor device or the like in such an ion implantation apparatus or the like, by detecting the chucking force of the electrostatic chuck, to confirm whether the electrostatic chuck exerts an appropriate electrostatic chucking force, If the electrostatic attraction force is not appropriate, appropriate measures must be taken.

【0005】静電チャックの吸着力を検知する方法とし
ては、従来より次のようなものがある。すなわち、 テスト用のウェハに該ウェハを静電チャックから引っ
張り上げるための部材を接着し、該チャックに静電吸着
されたテスト用ウェハをこの引っ張り部材で引き剥が
し、そのとき要する力をロードセルで測定し、その測定
値に基づいて静電チャックの吸着力を検知する方法。
[0005] As a method for detecting the attraction force of the electrostatic chuck, there is the following method. That is, a member for pulling up the wafer from the electrostatic chuck is bonded to the test wafer, the test wafer electrostatically attracted to the chuck is peeled off by the pulling member, and the force required at that time is measured by a load cell. And detecting the chucking force of the electrostatic chuck based on the measured value.

【0006】静電チャックのウェハ支持ホルダにガス
の吹き出し孔を設け、該ホルダに静電吸着されたウェハ
に対し該ホルダ孔からガス圧力を加え該ウェハがホルダ
からはがれるときの圧力を測定し、その測定値に基づい
て静電チャックの吸着力を検知する方法。また、前記
、の方法のような静電吸着力そのものの測定に代え
て、静電吸着力とほぼ一定の関係にあるデータを測定し
て静電吸着力を推定する方法として、 ホルダに設られた静電吸着用の電極とウェハとの間の
静電容量と静電吸着力との関係(この静電容量及び静電
吸着力がウェハとホルダ間の距離に依存することから得
られる相関関係)を予め求めておき、ホルダに静電吸着
されたウェハと該ホルダ電極間の静電容量を測定するこ
とで、予め求めておいた関係から静電チャックの吸着力
を推定する方法。
A gas blowing hole is provided in a wafer support holder of the electrostatic chuck, and a gas pressure is applied to the wafer electrostatically attracted to the holder from the holder hole to measure a pressure at which the wafer comes off the holder. A method of detecting the chucking force of the electrostatic chuck based on the measured value. Instead of measuring the electrostatic attraction force itself as in the method described above, a method for estimating the electrostatic attraction force by measuring data having a substantially constant relationship with the electrostatic attraction force is provided on the holder. Between the electrostatic capacity and the electrostatic attraction force between the electrostatic chucking electrode and the wafer (correlation obtained from the fact that the electrostatic capacity and the electrostatic attraction force depend on the distance between the wafer and the holder) ) Is determined in advance, and by measuring the capacitance between the wafer electrostatically attracted to the holder and the holder electrode, the chucking force of the electrostatic chuck is estimated from the relationship determined in advance.

【0007】ホルダに設られた静電吸着用の電極対間
に静電吸着用電圧を印加することによってウェハを介し
て該電極間に流れる静電吸着電流と静電吸着力との関係
(この静電吸着電流及び静電吸着力がウェハとホルダ間
の接触電気抵抗に依存することから得られる相関関係)
を予め求めておき、ホルダに静電吸着されたウェハを介
して流れる静電吸着電流を測定することで、予め求めて
おいた関係から静電チャックの吸着力を推定する方法な
どである。
The relationship between the electrostatic attraction current and the electrostatic attraction force flowing between the electrodes via the wafer by applying the electrostatic attraction voltage between the electrostatic attraction electrode pairs provided on the holder. Correlation obtained from the fact that the electrostatic chucking current and the electrostatic chucking force depend on the contact electric resistance between the wafer and the holder)
Is obtained in advance, and by measuring an electrostatic attraction current flowing through the wafer electrostatically attracted to the holder, the attraction force of the electrostatic chuck is estimated from the relationship determined in advance.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
からのような静電チャックの吸着力を検知する方法で
は、次のような問題がある。すなわち、やの方法で
は、実際にイオン照射工程で処理されるウェハそのもの
に働く静電吸着力を非破壊的に測定することはできな
い。
However, the method for detecting the chucking force of the electrostatic chuck as described above has the following problems. That is, in the method described above, it is impossible to non-destructively measure the electrostatic attraction force acting on the wafer itself actually processed in the ion irradiation step.

【0009】また、の方法では、ウェハとホルダ電極
間の静電容量はウェハとホルダ間の距離以外の要素、例
えばウェハの表面粗さ等にも影響され、たとえ同種のウ
ェハであってもそれぞれ異なった要素、例えばそれぞれ
異なった表面粗さ等の要素を有するウェハ間では、同じ
静電吸着力が作用しても、静電容量がそれぞれ異なるこ
とがあり、従って、静電吸着力が適正範囲にある状態と
静電吸着力が適正範囲より外れた状態とを正確に検知す
ることが難しい。
In the above method, the capacitance between the wafer and the holder electrode is also affected by factors other than the distance between the wafer and the holder, for example, the surface roughness of the wafer. Between wafers having different elements, for example, elements having different surface roughness, etc., the capacitance may be different even when the same electrostatic chucking force is applied. It is difficult to accurately detect a state in which the electrostatic chucking force is out of the proper range and a state in which the electrostatic suction force is out of the appropriate range.

【0010】さらに、の方法では、表面に酸化膜など
の絶縁膜が形成されたウェハの静電吸着力を検知する場
合、ウェハとホルダ間の接触電気抵抗が大きくなり、ウ
ェハを介して流れるホルダ電極間の静電吸着電流がほと
んど流れないという状況を招き、静電吸着力を検知でき
ないことがある。そこで本発明は、表面に絶縁膜が形成
されたウェハを含む各種材質のウェハに対応でき、実際
にイオン照射工程で処理されるウェハそのものに働く静
電吸着力を非破壊で、しかもイオン注入装置等に特別な
操作を加えることなく検知できる静電チャック吸着力検
知方法を提供することを課題とする。
Further, in the method, when the electrostatic attraction force of a wafer having an insulating film such as an oxide film formed on the surface is detected, the contact electric resistance between the wafer and the holder is increased, and the holder flowing through the wafer is detected. This may cause a situation in which almost no electrostatic attraction current flows between the electrodes, and the electrostatic attraction force may not be detected. Therefore, the present invention is applicable to wafers of various materials including a wafer having an insulating film formed on its surface, and non-destructive electrostatic attraction acting on the wafer itself actually processed in the ion irradiation step. It is an object of the present invention to provide a method for detecting an electrostatic chuck chucking force which can be detected without applying a special operation.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者は前記課題を解
決するため研究を重ね、静電チャックのホルダのウェハ
支持面に静電吸着させたウェハへのイオン照射のもとに
おける該静電チャックによるウェハ吸着力とイオン照射
後の該ウェハについてサーマルウェーブ法により得られ
るサーマルウェーブ値との間には、ウェハが同条件(例
えば同じ種類、同じ大きさ等)のもので、イオン照射条
件も同じであれば、一定の相関関係があることを見出し
た。
Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has been studying to solve the above-mentioned problems, and has conducted electrostatic irradiation under ion irradiation on a wafer electrostatically attracted to a wafer supporting surface of a holder of an electrostatic chuck. Between the chucking force of the wafer by the chuck and the thermal wave value obtained by the thermal wave method for the wafer after ion irradiation, the wafer has the same condition (for example, the same type, the same size, etc.), and the ion irradiation condition If they are the same, they find that there is a certain correlation.

【0012】本発明はこの知見に基づくものであり、前
記課題を解決するため、静電吸着用電圧を印加できるウ
ェハ支持ホルダを有し該ホルダに静電吸着用電圧を印加
することで該ホルダのウェハ支持面にウェハを吸着でき
る静電チャックの静電吸着力を検知する方法であり、前
記静電チャックのホルダのウェハ支持面に静電吸着させ
たテスト用ウェハへのイオン照射のもとにおける該静電
チャックによるウェハ吸着力とイオン照射後の該テスト
用ウェハについてサーマルウェーブ法により求めたサー
マルウェーブ値との相関関係を予め求めておき、前記静
電チャックに静電吸着力にて支持させたイオン照射対象
ウェハへのイオン照射後の該ウェハのサーマルウェーブ
値を前記サーマルウェーブ法で測定し、その測定値と前
記予め求めた相関関係からイオン照射時の静電チャック
の吸着力を検知することを特徴とする静電チャック吸着
力検知方法を提供する。
The present invention is based on this finding, and in order to solve the above-mentioned problems, there is provided a wafer support holder to which an electrostatic chucking voltage can be applied, and by applying the electrostatic chucking voltage to the holder. A method for detecting an electrostatic chucking force of an electrostatic chuck capable of chucking a wafer to a wafer support surface of the test device, wherein ion irradiation is performed on a test wafer electrostatically chucked to a wafer support surface of a holder of the electrostatic chuck. The correlation between the wafer chucking force by the electrostatic chuck and the thermal wave value obtained by the thermal wave method for the test wafer after ion irradiation is determined in advance, and the wafer is supported on the electrostatic chuck by the electrostatic chucking force. The thermal wave value of the ion-irradiated wafer after the ion irradiation was measured by the thermal wave method, and the measured value was correlated with the previously determined correlation. Providing an electrostatic chuck attraction force detecting method characterized by sensing the suction force of the electrostatic chuck at the time of ion irradiation from engagement.

【0013】ここで、静電チャックによるウェハ吸着力
とサーマルウェーブ値との相関関係を求めるとき、該ウ
ェハ吸着力としては、ウェハ吸着力そのものであっても
よいが、ウェハ吸着力を実質的にあらわす他の要素、例
えばホルダに印加する静電吸着用電圧であってもよい。
本発明にいうサーマルウェーブ法は、本来、イオン注入
処理、エッチング処理、成膜処理等におけるイオン照射
処理によってウェハに加えられたダメージ(結晶歪や結
晶欠陥など)の量を非接触的、非破壊的に測定する方法
であり、ウェハへのレーザ光の照射により発生する熱振
動(サーマルウェーブ)量がウェハのダメージ度合いに
より異なることを利用したものである。その用途として
は、イオン注入量のモニタリング、結晶基板加工歪層の
評価、ドライエッチングのダメージ測定、結晶欠陥(転
位や積層欠陥)の検出など、半導体プロセス等の研究や
工程管理に広く利用されている。かかる測定は、例え
ば、サーマルウェーブ法を利用した装置として、イオン
照射処理においてシリコーンなどのウェハに照射された
イオンの量や、その均一性を評価するためなどに利用さ
れる。
Here, when determining the correlation between the wafer chucking force by the electrostatic chuck and the thermal wave value, the wafer chucking force may be the wafer chucking force itself, but the wafer chucking force is substantially determined. It may be another element represented, for example, a voltage for electrostatic attraction applied to the holder.
In the thermal wave method according to the present invention, the amount of damage (crystal distortion, crystal defect, etc.) applied to a wafer by ion irradiation in an ion implantation process, an etching process, a film formation process, or the like is determined in a non-contact, non-destructive manner. This method utilizes the fact that the amount of thermal vibration (thermal wave) generated by irradiating a laser beam to a wafer differs depending on the degree of damage to the wafer. Its applications are widely used in research and process management of semiconductor processes, such as monitoring of ion implantation amount, evaluation of strained layers in crystal substrate processing, measurement of dry etching damage, detection of crystal defects (dislocations and stacking faults). I have. Such a measurement is used, for example, as an apparatus utilizing a thermal wave method to evaluate the amount of ions applied to a wafer such as silicone in an ion irradiation process and the uniformity thereof.

【0014】サーマルウェーブ法を利用した装置の具体
的な運用例としては、例えば、半導体製造工程におい
て、イオン注入工程で用いられるイオン注入装置の動作
判定等に用いられるサーマルウェーブ測定装置がある。
このサーマルウェーブ測定装置は、通常イオン注入装置
とは独立して、イオン注入装置数台に対し1台の割合で
常備され、イオン注入装置全体の動きを確かめる。すな
わち、いわゆるパイロットイオン注入処理を定期的に行
う際、そのイオン注入処理後のウェハについて、このサ
ーマルウェーブ法を利用した装置によるサーマルウェー
ブ測定の結果からイオン注入装置によるイオン注入処理
全般が正常であるか否かを判定する。
As a specific operation example of the apparatus using the thermal wave method, there is, for example, a thermal wave measuring apparatus used for determining an operation of an ion implantation apparatus used in an ion implantation step in a semiconductor manufacturing process.
The thermal wave measuring apparatus is usually provided independently of the ion implantation apparatus at a ratio of one to several ion implantation apparatuses to check the operation of the entire ion implantation apparatus. That is, when a so-called pilot ion implantation process is periodically performed, the results of the thermal wave measurement performed by the device using the thermal wave method on the wafer after the ion implantation process indicate that the entire ion implantation process by the ion implantation device is normal. It is determined whether or not.

【0015】本発明は、このサーマルウェーブ法による
測定を利用したものであり、以下に本発明にかかる静電
チャック吸着力の検知方法について詳述する。イオン照
射処理において、ウェハ支持ホルダに吸着支持されたイ
オン照射処理中のウェハは、照射されたイオンからエネ
ルギを受けて発熱させられる。ウェハは通常、静電チャ
ックによりウェハ支持ホルダに所定の吸着力で吸着支持
されているので、イオン照射により発熱したウェハ熱は
ウェハから静電チャックの支持ホルダを介してウェハ外
に逃されやすい。ところが、ウェハに対する静電チャッ
クの吸着力が小さくなるに伴って、該支持ホルダとウェ
ハ間の熱伝導率が低下し、ウェハ熱はウェハ外に逃され
難くなる。つまり、静電チャックの吸着力が小さくなる
にしたがい、イオン照射中のウェハの温度は上昇する傾
向がある。
The present invention utilizes the measurement by the thermal wave method. Hereinafter, a method for detecting the electrostatic chuck chucking force according to the present invention will be described in detail. In the ion irradiation process, the wafer being subjected to the ion irradiation process, which is adsorbed and supported by the wafer support holder, is heated by receiving energy from the irradiated ions. Since the wafer is normally attracted and supported on the wafer support holder by the electrostatic chuck with a predetermined suction force, the wafer heat generated by the ion irradiation tends to escape from the wafer to the outside of the wafer via the support holder of the electrostatic chuck. However, as the chucking force of the electrostatic chuck on the wafer decreases, the thermal conductivity between the support holder and the wafer decreases, and the heat of the wafer hardly escapes outside the wafer. That is, as the chucking force of the electrostatic chuck decreases, the temperature of the wafer during ion irradiation tends to increase.

【0016】また、本発明の研究によると、このように
イオンを照射されたウェハについてサーマルウェーブ法
によってサーマルウェーブ値を測定する場合において、
温度が上昇したウェハのサーマルウェーブ測定値は、温
度が上昇していないウェハの測定値に比べ、減少する傾
向にある。本発明者はこのようなイオン照射中の静電チ
ャック吸着力に対するウェハ温度の関係及びウェハ温度
に対するサーマルウェーブ値の関係に着目し、イオン照
射対象のウェハと同条件(同じ種類、同じ大きさ等)の
テスト用ウェハへのイオン照射対象ウェハへのイオン照
射と同条件のイオン照射のもとにおける静電チャックに
よるウェハ吸着力とイオン照射後の該ウェハについてサ
ーマルウェーブ法により求めたサーマルウェーブ値との
相関関係を予め求めておき、イオン照射対象ウェハにつ
いてイオン照射後の該ウェハのサーマルウェーブ値を前
記サーマルウェーブ法で測定し、その測定値と前記予め
求めた相関関係からイオン照射時の静電チャックの吸着
力を検知する方法を見出した。
According to the study of the present invention, when a thermal wave value is measured by a thermal wave method for a wafer irradiated with ions as described above,
The thermal wave measurement value of the wafer whose temperature has risen tends to decrease as compared with the measurement value of the wafer whose temperature has not risen. The present inventor pays attention to the relationship of the wafer temperature to the electrostatic chuck chucking force during the ion irradiation and the relationship of the thermal wave value to the wafer temperature, under the same conditions (the same type, the same size, etc.) as the ion irradiation target wafer. ) The wafer chucking force by the electrostatic chuck under the ion irradiation of the target wafer under the same conditions as the ion irradiation of the test wafer, and the thermal wave value obtained by the thermal wave method for the wafer after the ion irradiation. Is determined in advance, and a thermal wave value of the wafer after ion irradiation is measured by the thermal wave method for the ion irradiation target wafer, and the electrostatic value at the time of ion irradiation is determined from the measured value and the correlation obtained in advance. A method for detecting the chucking force of the chuck has been found.

【0017】本発明の静電チャック吸着力検知方法によ
ると、実際にイオン照射工程で処理されるウェハそのも
のに働く静電チャックの吸着力を非破壊的に検知でき
る。また、サーマルウェーブ法による測定値を利用する
ので、ウェハとウェハ支持ホルダ間の静電容量や接触電
気抵抗などに依存せず、例えば、表面粗さの互いに異な
るウェハや表面に酸化膜などの絶縁膜が形成されたウェ
ハなどを含む各種材質のウェハに対応できる。さらに、
静電チャックの吸着力を検知するにあたり、例えば、イ
オン照射処理中におけるイオン注入処理、成膜処理等を
行うチャンバ(真空処理室)をベントする等、特別な操
作を加える必要はない。
According to the electrostatic chuck chucking force detecting method of the present invention, it is possible to non-destructively detect the chucking force of the electrostatic chuck acting on the wafer itself actually processed in the ion irradiation step. In addition, since the measurement value obtained by the thermal wave method is used, it does not depend on the capacitance or contact electric resistance between the wafer and the wafer support holder. It can handle wafers of various materials including a wafer on which a film is formed. further,
In detecting the chucking force of the electrostatic chuck, it is not necessary to add a special operation such as venting a chamber (vacuum processing chamber) for performing an ion implantation process, a film formation process, and the like during the ion irradiation process.

【0018】また、この静電チャック吸着力検知方法に
よると、例えば、イオン注入装置にこの方法を用いた場
合、イオン注入装置全体の動きを確かめる、いわゆるパ
イロットイオン注入処理と兼用できるので、それだけ静
電チャック吸着力を検知する手間を軽減できる。なお、
この静電チャック吸着力検知方法の用途としては、イオ
ン注入装置等の開発、設計、製造、メンテナンス時にお
いて静電チャックの吸着力の調整、点検、検査業務、及
び半導体デバイス等の製造においてイオン注入装置等を
用いた半導体製造のための装置の静電チャックの吸着力
の点検、検査業務などを例示できるが、それに限定され
るものではない。
According to this electrostatic chuck chucking force detecting method, for example, when this method is used for an ion implanter, it can also be used as a so-called pilot ion implantation process for confirming the movement of the entire ion implanter. The trouble of detecting the chucking force of the electric chuck can be reduced. In addition,
Applications of this electrostatic chuck chucking force detection method include adjusting, checking, and inspecting the chucking force of the electrostatic chuck during development, design, manufacture, and maintenance of ion implantation equipment, and ion implantation in the manufacture of semiconductor devices and the like. Inspection and inspection of the chucking force of an electrostatic chuck of an apparatus for manufacturing a semiconductor using the apparatus can be exemplified, but the present invention is not limited thereto.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は本発明に係る静電チャック
吸着力の検知方法を実施できるサーマルウェーブ法を利
用したサーマルウェーブ測定装置の概略構成を示す図で
あり、図2は従来よりイオン注入装置に用いられている
静電チャックの概略断面を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a thermal wave measuring apparatus using a thermal wave method capable of implementing a method for detecting an electrostatic chuck chucking force according to the present invention, and FIG. 2 is conventionally used in an ion implantation apparatus. It is a figure showing the schematic section of an electrostatic chuck.

【0020】図2に示す静電チャック100は、半導体
デバイスの製造の一部の工程における図示を省略したイ
オン注入装置に設けられ、後述するウェハ支持ホルダ1
のウェハ支持面に後述するウェハwfを静電吸着できる 静電チャック100は、図2に示すように誘電体材料か
らなるホルダ1を備えており、該ホルダ中には、平面か
ら見ると半円形板状の電極2、3が、両者で円板を形成
するかのごとき配置状態で若干離して埋設されている。
電極2、3には電源PWから静電吸着用電圧を印加でき
る。
The electrostatic chuck 100 shown in FIG. 2 is provided in an ion implantation apparatus (not shown) in a part of the process of manufacturing a semiconductor device, and is provided with a wafer support holder 1 described later.
The electrostatic chuck 100 capable of electrostatically adsorbing a wafer wf to be described later on the wafer support surface includes a holder 1 made of a dielectric material, as shown in FIG. The plate-like electrodes 2 and 3 are buried slightly apart in an arrangement state as if they form a disk.
A voltage for electrostatic attraction can be applied to the electrodes 2 and 3 from the power supply PW.

【0021】図示を省略しているが、この静電チャック
100は、イオン注入処理を行う真空処理室に配置さ
れ、被処理体であるここではシリコーンからなるウェハ
wfの支持に供される。イオン注入装置のイオン注入処
理で、静電チャック100で支持されてイオンを注入さ
れたウェハwfは、必要に応じ、サーマルウェーブ値を
測定するために図1に示すようにウェハ台50に載置さ
れる。サーマルウェーブ測定装置200は、イオン注入
装置とは独立してイオン注入工程に備えられ、イオンを
注入されたウェハwfのサーマルウェーブ値を測定して
ウェハwfのイオン注入量及びその均一性を評価でき
る。また、図2に示す静電チャック100のウェハwf
に対する吸着力を検知できる。この検知方法については
後ほど詳しく説明する。
Although not shown, the electrostatic chuck 100 is disposed in a vacuum processing chamber for performing an ion implantation process, and is used to support a wafer wf made of silicon, which is a processing object, here. The wafer wf supported by the electrostatic chuck 100 and implanted with ions in the ion implantation process of the ion implantation apparatus is placed on the wafer table 50 as shown in FIG. Is done. The thermal wave measuring device 200 is provided for the ion implantation step independently of the ion implantation device, and can measure the thermal wave value of the ion-implanted wafer wf to evaluate the ion implantation amount of the wafer wf and its uniformity. . The wafer wf of the electrostatic chuck 100 shown in FIG.
The adsorption force to the can be detected. This detection method will be described later in detail.

【0022】サーマルウェーブ測定装置200は、それ
には限定されないが、ここではTherma Wave
社製のもので、図1に示すようにポンプレーザ部21
0、プローブレーザ部220、検出部230及び対物レ
ンズ14から構成されている。サーマルウェーブ測定装
置200では、ポンプレーザ部210から照射された後
述するアルゴン(AR)レーザ光PNとプローブレーザ
部220から照射された後述するヘリウム(He)−ネ
オン(Ne)レーザ光PRとが対物レンズ14によって
ウェハwfの同一場所に同時に照射され、ウェハwf表
面で反射されたHe−Neレーザ光PRのウェハwf表
面からの反射率の変化を検出部230で検出できるよう
になっている。
The thermal wave measuring apparatus 200 is not limited to this, but here, Thermo Wave
The pump laser unit 21 shown in FIG.
0, a probe laser section 220, a detection section 230, and the objective lens 14. In the thermal wave measuring device 200, an argon (AR) laser beam PN described later emitted from the pump laser unit 210 and a helium (He) -neon (Ne) laser beam PR described later emitted from the probe laser unit 220 are used as objects. A change in the reflectance of the He-Ne laser beam PR from the surface of the wafer wf, which is simultaneously irradiated on the same place of the wafer wf by the lens 14 and reflected on the surface of the wafer wf, can be detected by the detection unit 230.

【0023】ポンプレーザ部210は、ウェハwfを励
起するための光源であってArレーザ光PNを照射でき
るArレーザ11、レーザ11から照射されたレーザ光
を変調するための音響光学変調器12及び変調器12で
変調されたレーザ光を拡大するためのビーム拡大器13
から構成されている。プローブレーザ部220は、プロ
ーブ用のレーザとしてHe−Neレーザ光PRを照射で
きるHe−Neレーザ15、レーザ15から照射された
レーザ光を拡大するためのビーム拡大器16、拡大器1
6からの光を透過し反対側からの光を反射する偏光スプ
リッタ17、偏光スプリッタ17と同様の光透過性を有
するHe−Neダイクロミックミラー18及びλ/4ウ
ェーブプレート19から構成されている。
The pump laser unit 210 is a light source for exciting the wafer wf and capable of irradiating the Ar laser light PN, an acousto-optic modulator 12 for modulating the laser light emitted from the laser 11, and Beam expander 13 for expanding the laser light modulated by modulator 12
It is composed of The probe laser unit 220 includes a He—Ne laser 15 that can emit a He—Ne laser beam PR as a probe laser, a beam expander 16 for expanding the laser beam emitted from the laser 15, and an expander 1.
6 is composed of a polarization splitter 17 that transmits light from 6 and reflects light from the opposite side, a He-Ne dichroic mirror 18 having the same light transmittance as the polarization splitter 17, and a λ / 4 wave plate 19.

【0024】また、検出部230は、He−Neフィル
タ20、ホトディテクタ(検出器)21からなり、対物
レンズ14はArレーザ光PN及びHe−Neレーザ光
PRをウェハwfの同一場所に集めることができる。こ
のような構成のサーマルウェーブ測定装置200による
と、Arレーザ11から図中a1方向に照射されたレー
ザ光PNは変調器12及び拡大器13によりそれぞれ変
調され、拡大されてミラー18を通って対物レンズ14
によりウェハwfに所定の場所に照射される。一方、H
e−Neレーザ15から図中b1方向に照射されたレー
ザ光PRは、拡大器16により拡大され、偏光スプリッ
タ17、プレート19を通ってミラー18で図中b2方
向に反射され、対物レンズ14によりウェハwfのレー
ザ光PNが照射された場所と同一場所に照射される。ウ
ェハwf表面で図中b3方向に反射されたレーザ光PR
は、再びミラー18で図中b4方向に反射されたあと、
プレート19を通って偏光スプリッタ17で図中b3方
向に反射され、さらにフィルタ20を通過してホトディ
テクタ21に到達する。ホトディテクタ21ではウェハ
wf表面で反射されたレーザ光PRのウェハwfでの反
射率の変化が測定される。この反射率の変化の測定につ
いてもう少し詳しく説明する。
The detecting section 230 includes a He-Ne filter 20 and a photodetector (detector) 21, and the objective lens 14 collects the Ar laser light PN and the He-Ne laser light PR at the same position on the wafer wf. Can be. According to the thermal wave measuring apparatus 200 having such a configuration, the laser light PN emitted from the Ar laser 11 in the direction a1 in the figure is modulated by the modulator 12 and the expander 13 respectively, expanded, and passed through the mirror 18 to the objective. Lens 14
Thus, the wafer wf is irradiated to a predetermined place. On the other hand, H
The laser beam PR emitted from the e-Ne laser 15 in the direction b1 in the figure is enlarged by the magnifier 16, passes through the polarization splitter 17, the plate 19, is reflected by the mirror 18 in the direction b2 in the figure, and is reflected by the objective lens 14. The laser beam PN of the wafer wf is irradiated to the same place as the place where the laser light PN is irradiated. Laser light PR reflected on the surface of wafer wf in b3 direction in the figure
Is reflected again by the mirror 18 in the b4 direction in the drawing,
The light is reflected by the polarization splitter 17 in the direction b3 in the figure through the plate 19, and further passes through the filter 20 to reach the photodetector 21. The photodetector 21 measures the change in the reflectivity of the laser beam PR reflected on the surface of the wafer wf on the wafer wf. The measurement of the change in reflectance will be described in more detail.

【0025】このサーマルウェーブ測定装置200で
は、Arレーザ11から照射されたレーザ光PNを変調
器12でその強度を周期的に変調させているため、レー
ザ光PNのシリコーンウエハwfへの照射により、ウエ
ハwf中に生成もしくは消滅するキャリアによってプラ
ズマ波と熱波(サーマルウェーブ)がウエハwf表面層
に存在することになる。これらプラズマ波及び熱波は、
シリコーンウエハwfの誘電率を変動させるので、He
−Neレーザ15から照射されたレーザ光PRのウエハ
wfでの反射率の変化に寄与する。このとき、シリコー
ンウエハwfに格子欠陥などのダメージが存在すると、
そのダメージ量に応じたHe−Neレーザ光PRの反射
率の変化が生じる。
In this thermal wave measuring apparatus 200, the intensity of the laser beam PN emitted from the Ar laser 11 is periodically modulated by the modulator 12, so that the laser beam PN is applied to the silicone wafer wf. Plasma waves and heat waves (thermal waves) exist on the surface layer of the wafer wf due to carriers generated or annihilated in the wafer wf. These plasma waves and heat waves are
Since the dielectric constant of the silicone wafer wf is changed, He
The laser beam PR emitted from the -Ne laser 15 contributes to a change in reflectance at the wafer wf. At this time, if there is damage such as lattice defects in the silicone wafer wf,
The reflectance of the He—Ne laser beam PR changes according to the damage amount.

【0026】したがって、He−Neレーザ光PRの反
射率の変化を精密に測定すると、ウエハwfに加えられ
たダメージ量を正確に検出できることになる。これによ
り、イオン注入装置のイオン注入処理によってウェハw
fに注入されたイオンの量、及びその均一性を評価でき
る。なお、プローブレーザ光であるHe−Neレーザ光
PRは、変調されたポンプレーザ光であるArレーザ光
PNによる反射率Rに対する変化率ΔRの波形として測
定され、便宜的に1TW単位=106 ・ΔR/Rとして
TW単位で表される。
Therefore, when the change in the reflectivity of the He—Ne laser beam PR is accurately measured, the amount of damage applied to the wafer wf can be accurately detected. As a result, the wafer w is formed by the ion implantation process of the ion implantation apparatus.
The amount of ions implanted into f and its uniformity can be evaluated. The He—Ne laser light PR as the probe laser light is measured as a waveform of a change rate ΔR with respect to the reflectance R by the Ar laser light PN as the modulated pump laser light, and for convenience, 1 TW unit = 10 6. It is expressed as T / R as ΔR / R.

【0027】次に、本発明に係る静電チャック吸着力の
検知方法について説明する。この静電チャック吸着力の
検知方法を実施するために、図2に示す静電チャック1
00のホルダ1に吸着させたテスト用ウェハwfへのイ
オン照射のもとにおける静電チャック100によるウェ
ハ吸着力とイオン照射後のテスト用ウェハについてサー
マルウェーブ測定装置200により求めたサーマルウェ
ーブ値との相関関係を予め求めた。なお、この相関関係
を求めるにあたり、テスト用ウェハはイオン照射対象ウ
ェハwfと同条件のウェハwfとし、イオン照射もイオ
ン照射対象ウェハwfへのイオン照射条件と同一条件で
行った。すなわち、ここでは以下の条件である。
Next, a method for detecting the electrostatic chuck chucking force according to the present invention will be described. In order to carry out the method for detecting the electrostatic chuck chucking force, the electrostatic chuck 1 shown in FIG.
Between the wafer chucking force of the electrostatic chuck 100 and the thermal wave value obtained by the thermal wave measuring device 200 for the test wafer after the ion irradiation under the ion irradiation on the test wafer wf adsorbed to the holder 1 of FIG. The correlation was determined in advance. In obtaining this correlation, the test wafer was a wafer wf under the same conditions as the ion irradiation target wafer wf, and the ion irradiation was performed under the same conditions as the ion irradiation conditions on the ion irradiation target wafer wf. That is, here, the following conditions are satisfied.

【0028】 ウェハ :サイズ 直径200mm、厚さ0.75mm イオン照射:イオン種 ホウ素イオン(B+ ) 照射エネルギ 100KeV 照射時間 200秒 図3は図2に示す電源PWにより静電チャックのホルダ
1に印加される静電吸着用電圧とイオン照射中のウェハ
の昇温温度との関係を示している。なお、静電吸着用電
圧はこれにより静電吸着力が定まるものであり、間接的
に静電吸着力をあらわしていると言える。
Wafer: size 200 mm in diameter, 0.75 mm in thickness Ion irradiation: ion species Boron ion (B + ) Irradiation energy 100 KeV Irradiation time 200 seconds FIG. 3 is applied to the holder 1 of the electrostatic chuck by the power supply PW shown in FIG. The relationship between the applied voltage for electrostatic attraction and the temperature of the wafer during ion irradiation is shown. It should be noted that the electrostatic attraction voltage determines the electrostatic attraction force thereby, and can be said to indirectly represent the electrostatic attraction force.

【0029】図4はイオン照射中のウェハの昇温温度
と、イオン照射後の該ウェハのサーマルウェーブ測定値
との関係を示している。図3に示すように、静電吸着用
電圧(換言すれば静電吸着力)が増すと、ウェハ発熱は
ホルダ1へ逃げ易くなり、従ってウェハ温度は比較的低
くなるが、静電吸着用電圧(換言すれば静電吸着力)が
減ると、ウェハはホルダ1から離れる傾向となり、従っ
てウェハ発熱はホルダ1へ逃げにくくなり、それだけウ
ェハ温度が上昇することを示している。なお、イオン照
射中のウェハ温度は到達温度によって変色するポイント
が異なる複数の熱変色性のラベルを用いて測定した。
FIG. 4 shows the relationship between the temperature rise of the wafer during ion irradiation and the measured value of the thermal wave of the wafer after ion irradiation. As shown in FIG. 3, when the electrostatic chucking voltage (in other words, the electrostatic chucking force) increases, the heat generated by the wafer easily escapes to the holder 1 and the wafer temperature becomes relatively low. When (in other words, the electrostatic attraction force) decreases, the wafer tends to separate from the holder 1, so that it becomes difficult for the wafer heat to escape to the holder 1, and the wafer temperature increases accordingly. The temperature of the wafer during ion irradiation was measured using a plurality of thermochromic labels having different discoloration points depending on the attained temperature.

【0030】また、図4は、イオン照射中のウェハ温度
が高いと、図1に示すサーマルウェーブ測定装置による
サーマルウェーブ測定値は低くなり、イオン照射中のウ
ェハ温度が低いと、サーマルウェーブ測定値は大きくな
ることを示している。すなわち、図4はイオン照射中の
ウェハ昇温温度とサーマルウェーブ測定値との間に相関
関係があることを示している。
FIG. 4 shows that when the wafer temperature during ion irradiation is high, the measured value of the thermal wave by the thermal wave measuring apparatus shown in FIG. 1 is low, and when the wafer temperature during ion irradiation is low, the measured thermal wave value is small. Indicates that it becomes larger. That is, FIG. 4 shows that there is a correlation between the wafer heating temperature during ion irradiation and the thermal wave measurement value.

【0031】図3と図4に示す相関関係から、静電吸着
用電圧(換言すれば静電吸着力)とサーマルウェーブ測
定値との間の相関関係を導き出すことができ、図5はそ
のように導き出した、静電吸着用電圧とイオン照射後の
サーマルウェーブ測定値との関係を示している。図5に
示す関係は次のようにして求めた。すなわち、図4中の
例えば点A1のサーマルウェーブ値(略1810TW単
位)に対するウェハの温度(略30°C)を求め、図3
から図4で求めたウェハの温度(略30°C)に対する
静電吸着電圧(略300V:図4中の点B1)を求め、
これらウェハの温度(略30°C)及び静電吸着電圧
(略300V)を図5中の点C1にプロットした。同様
に図5中の点C2、点C3についても図4中の点A2、
A3及び図3中の点B2、B3から求めたそれぞれの値
をプロットした。
From the correlations shown in FIGS. 3 and 4, a correlation between the voltage for electrostatic attraction (in other words, the electrostatic attraction force) and the measured value of the thermal wave can be derived, and FIG. 5 shows such a relationship. 2 shows the relationship between the voltage for electrostatic adsorption and the measured value of the thermal wave after ion irradiation. The relationship shown in FIG. 5 was obtained as follows. That is, the temperature of the wafer (approximately 30 ° C.) with respect to the thermal wave value (approximately 1810 TW unit) of point A1 in FIG.
The electrostatic attraction voltage (approximately 300 V: point B1 in FIG. 4) with respect to the wafer temperature (approximately 30 ° C.) obtained in FIG.
The temperatures (approximately 30 ° C.) and the electrostatic chucking voltages (approximately 300 V) of these wafers were plotted at a point C1 in FIG. Similarly, for points C2 and C3 in FIG. 5, points A2 and C3 in FIG.
Each value obtained from A3 and points B2 and B3 in FIG. 3 was plotted.

【0032】このようにして図5に示すように静電吸着
電圧とサーマルウェーブ値との間のを求めた。また、図
6は静電吸着電圧と静電吸着力との関係を示している。
この場合、静電吸着力はウェハに取り付けたばねばかり
とその垂直引き上げ機構を用いて測定した。
In this way, the value between the electrostatic attraction voltage and the thermal wave value was obtained as shown in FIG. FIG. 6 shows the relationship between the electrostatic attraction voltage and the electrostatic attraction force.
In this case, the electrostatic attraction force was measured using only the spring attached to the wafer and its vertical lifting mechanism.

【0033】次に図5及び図6のそれぞれの相関関係か
ら静電吸着力とサーマルウェーブ値との関係を求めた。
図7はその関係を示す図である。図7に示す関係は次の
ようにして求めた。すなわち、図5中の例えば点C1の
サーマルウェーブ値(略1810TW単位)に対する静
電吸着電圧(略300V)を求め、図6から図5で求め
た静電吸着電圧(略300V)に対する静電吸着力(略
130Kgw:図6中の点D1)を求め、これらサーマ
ルウェーブ値(略1810TW単位)及び静電吸着力
(略130Kgw)を図7中の点E1にプロットした。
図7中の点E2、E3についても点E1と同様にして、
図5中の点C2、C3及び図6中の点D2、D3から求
めたそれぞれの値をプロットした。
Next, the relationship between the electrostatic attraction force and the thermal wave value was determined from the respective correlations shown in FIGS.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship. The relationship shown in FIG. 7 was obtained as follows. That is, for example, the electrostatic attraction voltage (approximately 300 V) for the thermal wave value (approximately 1810 TW unit) at the point C1 in FIG. 5 is obtained, and the electrostatic attraction voltage (approximately 300 V) obtained from FIGS. The force (approximately 130 Kgw: point D1 in FIG. 6) was obtained, and these thermal wave values (approximately 1810 TW units) and the electrostatic attraction force (approximately 130 Kgw) were plotted at a point E1 in FIG.
As for the points E2 and E3 in FIG.
The respective values obtained from points C2 and C3 in FIG. 5 and points D2 and D3 in FIG. 6 are plotted.

【0034】このようにして図7に示すように静電吸着
力とサーマルウェーブ値との間の一定の相関関係を求め
た。半導体デバイスの製造において、イオン注入装置の
静電チャックの吸着力の点検、検査業務を行う際、イオ
ン注入処理のイオンが照射されたあとのウェハのサーマ
ルウェーブ値をサーマルウェーブ測定装置200で測定
し、その測定値(例えば、1790TW単位)と図7に
示す相関関係からイオン照射時の静電チャック100の
吸着力(図7中の点X:略90Kgw)を検知すること
ができる。この値が静電吸着力の適正範囲内にあればよ
く、適正範囲より外れていれば、静電チャック100に
対し適切な処置をとればよい。例えば、静電吸着用電圧
の調整を行えばよい。
Thus, a constant correlation between the electrostatic attraction force and the thermal wave value was obtained as shown in FIG. In the manufacture of semiconductor devices, when inspecting and inspecting the chucking force of the electrostatic chuck of the ion implantation apparatus, the thermal wave value of the wafer after the irradiation of the ions in the ion implantation processing is measured by the thermal wave measurement apparatus 200. 7, the attraction force (point X in FIG. 7: approximately 90 kgw) of the electrostatic chuck 100 at the time of ion irradiation can be detected from the correlation shown in FIG. 7 with the measured value (eg, 1790 TW unit). It is sufficient that this value is within the proper range of the electrostatic chucking force. If the value is out of the proper range, an appropriate treatment may be performed on the electrostatic chuck 100. For example, the voltage for electrostatic attraction may be adjusted.

【0035】なお、ここでの静電チャック吸着力の検知
方法は、サーマルウェーブ値と図7の相関関係から静電
チャック100の吸着力を求めたものであるが、図5に
示すように静電吸着電圧と静電チャック吸着力は比例関
係にあるから、サーマルウェーブ値と静電吸着力そのも
のとの相関関係に代えて図5の相関関係から静電チャッ
ク100の吸着電圧を求め、この静電吸着電圧で吸着力
を検知するようにしてもよい。
The method of detecting the chucking force of the electrostatic chuck here is to determine the chucking force of the electrostatic chuck 100 from the correlation between the thermal wave value and FIG. 7, but as shown in FIG. Since the electro attraction voltage and the electrostatic chucking force are in a proportional relationship, the chucking voltage of the electrostatic chuck 100 is obtained from the correlation shown in FIG. 5 instead of the correlation between the thermal wave value and the electrostatic chucking force itself. The attraction force may be detected by the electroadsorption voltage.

【0036】本発明の静電チャック吸着力検知方法によ
ると、実際にイオン照射工程で処理されるウェハそのも
のに働く静電チャックの吸着力を非破壊的に検知でき
る。また、サーマルウェーブ法による測定値を利用する
ので、ウェハとウェハ支持ホルダ間の静電容量や接触電
気抵抗などに依存せず、表面粗さの互いに異なるウェハ
や表面に酸化膜などの絶縁膜が形成されたウェハなどを
含む各種材質のウェハに対応できる。さらに、静電チャ
ックの吸着力を検知するにあたり、イオン照射処理中に
おけるイオン注入処理を行う図示を省略した真空処理室
をベントする等、特別な操作を加える必要はない。
According to the electrostatic chuck chucking force detecting method of the present invention, it is possible to non-destructively detect the chucking force of the electrostatic chuck acting on the wafer itself actually processed in the ion irradiation step. In addition, since the measurement value by the thermal wave method is used, an insulating film such as an oxide film is formed on wafers or surfaces having different surface roughnesses without depending on the capacitance and contact electric resistance between the wafer and the wafer support holder. It can handle wafers of various materials including formed wafers. Further, in detecting the chucking force of the electrostatic chuck, it is not necessary to perform a special operation such as venting a vacuum processing chamber (not shown) for performing ion implantation during ion irradiation.

【0037】また、この静電チャック吸着力検知方法に
よると、イオン注入装置を用いた半導体製造のための装
置全体の動きを確かめる、いわゆるパイロットイオン注
入処理と兼用できるので、それだけ静電チャック吸着力
を検知する手間を軽減できる。なお、ここでの静電チャ
ック吸着力検知方法は、半導体デバイスの製造において
イオン注入装置の静電チャック吸着力の点検、検査業務
に用いたが、これに限られるものではなく、イオン注入
装置等の開発、設計、製造、メンテナンス時において静
電チャックの吸着力の調整、点検、検査業務などに用い
ることができる。また、図7に示す静電チャックは各種
装置に適用できる。
Further, according to the electrostatic chuck chucking force detecting method, the operation of the whole apparatus for manufacturing a semiconductor using the ion implanter can be confirmed, that is, a so-called pilot ion implantation process can be used. The trouble of detecting is reduced. The method for detecting the chucking force of the electrostatic chuck here is used for checking and inspecting the chucking force of the electrostatic chuck of the ion implanter in the manufacture of the semiconductor device, but is not limited to this. It can be used for adjustment, inspection, inspection work, etc. of the chucking force of the electrostatic chuck during development, design, manufacturing, and maintenance. The electrostatic chuck shown in FIG. 7 can be applied to various devices.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、表
面に絶縁膜が形成されたウェハを含む各種材質のウェハ
に対応でき、実際にイオン照射工程で処理されるウェハ
そのものに働く静電吸着力を非破壊で、しかもイオン注
入装置等に特別な操作を加えることなく静電チャックの
吸着力を検知できる静電チャック吸着力検知方法を提供
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to cope with wafers of various materials including a wafer having an insulating film formed on the surface thereof, and electrostatic adsorption acting on the wafer itself actually processed in the ion irradiation step. It is possible to provide an electrostatic chuck chucking force detecting method capable of detecting the chucking force of the electrostatic chuck without destructing the force and without applying a special operation to the ion implantation apparatus or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る静電チャック吸着力の検知方法を
実施するためのサーマルウェーブ法を利用したサーマル
ウェーブ測定装置の概略構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a thermal wave measuring apparatus using a thermal wave method for implementing a method for detecting an electrostatic chuck chucking force according to the present invention.

【図2】静電チャックの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of an electrostatic chuck.

【図3】静電吸着電圧とウェハの温度との関係を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an electrostatic chucking voltage and a wafer temperature.

【図4】イオン照射中のウェハの温度とサーマルウェー
ブ値との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a temperature of a wafer during ion irradiation and a thermal wave value.

【図5】静電吸着電圧とサーマルウェーブ値との関係を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between an electrostatic chucking voltage and a thermal wave value.

【図6】静電吸着力と静電吸着電圧との関係を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an electrostatic attraction force and an electrostatic attraction voltage.

【図7】静電吸着力とサーマルウェーブ値との関係を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between an electrostatic attraction force and a thermal wave value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 静電チャック 1 ホルダ 2、3 電極 PW 電源 wf ウエハ 200 サーマルウェーブ測定装置 210 ポンプレーザ部 220 プローブレーザ部 230 検出部230 PN ポンプレーザ光 PR プローブレーザ光 11 Arレーザ 12 音響光学変調器 13 16 ビーム拡大器 14 対物レンズ 15 He−Neレーザ 17 偏光スプリッタ 18 He−Neダイクロミックミラー 19 λ/4ウェーブプレート 20 He−Neフィルタ 21 ホトディテクタ(検出器) 50 ウェハ台 REFERENCE SIGNS LIST 100 electrostatic chuck 1 holder 2, 3 electrode PW power supply wf wafer 200 thermal wave measuring device 210 pump laser unit 220 probe laser unit 230 detection unit 230 PN pump laser light PR probe laser light 11 Ar laser 12 acousto-optic modulator 13 16 beam Magnifier 14 Objective lens 15 He-Ne laser 17 Polarization splitter 18 He-Ne dichroic mirror 19 λ / 4 wave plate 20 He-Ne filter 21 Photodetector (detector) 50 Wafer table

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】静電吸着用電圧を印加できるウェハ支持ホ
ルダを有し該ホルダに静電吸着用電圧を印加することで
該ホルダのウェハ支持面にウェハを吸着できる静電チャ
ックの静電吸着力を検知する方法であり、前記静電チャ
ックのホルダのウェハ支持面に静電吸着させたテスト用
ウェハへのイオン照射のもとにおける該静電チャックに
よるウェハ吸着力とイオン照射後の該テスト用ウェハに
ついてサーマルウェーブ法により求めたサーマルウェー
ブ値との相関関係を予め求めておき、前記静電チャック
に静電吸着力にて支持させたイオン照射対象ウェハへの
イオン照射後の該ウェハのサーマルウェーブ値を前記サ
ーマルウェーブ法で測定し、その測定値と前記予め求め
た相関関係からイオン照射時の静電チャックの吸着力を
検知することを特徴とする静電チャック吸着力検知方
法。
1. An electrostatic chuck for an electrostatic chuck having a wafer support holder to which an electrostatic chucking voltage can be applied and applying a electrostatic chucking voltage to the holder to hold a wafer on a wafer supporting surface of the holder. A method for detecting a force, wherein a wafer chucking force by the electrostatic chuck under ion irradiation on a test wafer electrostatically attracted to a wafer support surface of a holder of the electrostatic chuck and the test after ion irradiation. The correlation between the wafer and the thermal wave value obtained by the thermal wave method is determined in advance, and the thermal irradiation of the wafer after ion irradiation to the ion irradiation target wafer supported by the electrostatic chuck with electrostatic attraction force is performed. The wave value is measured by the thermal wave method, and the attraction force of the electrostatic chuck at the time of ion irradiation is detected from the measured value and the correlation obtained in advance. The electrostatic chuck attraction force detection method according to.
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JP (1) JPH11233603A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002078062A3 (en) * 2001-03-27 2003-03-13 Lam Res Corp Acoustic detection of dechucking and apparatus therefor

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WO2002078062A3 (en) * 2001-03-27 2003-03-13 Lam Res Corp Acoustic detection of dechucking and apparatus therefor

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