JPH11307621A - 静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置 - Google Patents
静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置Info
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- JPH11307621A JPH11307621A JP13138598A JP13138598A JPH11307621A JP H11307621 A JPH11307621 A JP H11307621A JP 13138598 A JP13138598 A JP 13138598A JP 13138598 A JP13138598 A JP 13138598A JP H11307621 A JPH11307621 A JP H11307621A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 静電吸着力で固定された試料の裏面に伝熱ガ
スを流す構成で静電吸着力の状態を監視し、試料の位置
ずれの発生を予防し不良品発生を低減する。 【解決手段】 真空処理室12内で基板17を処理すると
き、基板を試料台14a 上に静電吸着力で保持し、基板・
試料台間の隙間18に伝熱ガスを供給するようにされた静
電吸着ホルダに設けられ、伝熱ガスを流す通路21に真空
計24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ガス供給部23から与えられる伝熱ガ
スを上記隙間に供給するマスフローコントローラ22と制
御手段31を設け、伝熱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する判定手段32
を設けた。
スを流す構成で静電吸着力の状態を監視し、試料の位置
ずれの発生を予防し不良品発生を低減する。 【解決手段】 真空処理室12内で基板17を処理すると
き、基板を試料台14a 上に静電吸着力で保持し、基板・
試料台間の隙間18に伝熱ガスを供給するようにされた静
電吸着ホルダに設けられ、伝熱ガスを流す通路21に真空
計24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ガス供給部23から与えられる伝熱ガ
スを上記隙間に供給するマスフローコントローラ22と制
御手段31を設け、伝熱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する判定手段32
を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理室内で試
料台上に試料を静電吸着力で保持し試料の裏面に伝熱ガ
スを流しながら当該試料を処理する半導体製造装置にお
いて試料を保持する静電吸着ホルダの当該吸着力を検出
する方法および装置に関する。
料台上に試料を静電吸着力で保持し試料の裏面に伝熱ガ
スを流しながら当該試料を処理する半導体製造装置にお
いて試料を保持する静電吸着ホルダの当該吸着力を検出
する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング装置等の半導体製造装置
では、真空処理室内で試料ホルダの試料台上に基板等の
試料を保持し、かかる試料に対してプラズマ等を利用し
て成膜処理あるいはエッチング処理などを行う。このよ
うな処理の際に、試料はプラズマの熱により当初の設定
温度よりも高温となり、その結果、試料に堆積される薄
膜の膜質やエッチングによる加工形状について高い温度
に起因する悪影響を受ける場合がある。このため、従来
装置では、試料ホルダに温度調整機構を設け、さらに試
料の裏面側に伝熱ガスを流すなどして試料と試料台の間
の熱伝導を高め、試料の温度を所望温度に正確に制御す
る構成を持たせていた。
では、真空処理室内で試料ホルダの試料台上に基板等の
試料を保持し、かかる試料に対してプラズマ等を利用し
て成膜処理あるいはエッチング処理などを行う。このよ
うな処理の際に、試料はプラズマの熱により当初の設定
温度よりも高温となり、その結果、試料に堆積される薄
膜の膜質やエッチングによる加工形状について高い温度
に起因する悪影響を受ける場合がある。このため、従来
装置では、試料ホルダに温度調整機構を設け、さらに試
料の裏面側に伝熱ガスを流すなどして試料と試料台の間
の熱伝導を高め、試料の温度を所望温度に正確に制御す
る構成を持たせていた。
【０００３】従来、試料と試料台の熱伝導を高める方法
として静電吸着力を利用して試料を試料台上に保持する
方法がある。例えば特公平６−２２２１３号公報に示さ
れているように、試料を保持する機構として静電吸着ホ
ルダを備え、静電吸着ホルダの試料台と試料を静電吸着
作用によって熱接触させ、さらに試料の裏面に伝熱ガス
を流すガス供給路を設けた方法が提案されている。
として静電吸着力を利用して試料を試料台上に保持する
方法がある。例えば特公平６−２２２１３号公報に示さ
れているように、試料を保持する機構として静電吸着ホ
ルダを備え、静電吸着ホルダの試料台と試料を静電吸着
作用によって熱接触させ、さらに試料の裏面に伝熱ガス
を流すガス供給路を設けた方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の静電吸着
ホルダによれば、試料裏面に伝熱ガスを流す構成を採用
しているため、伝熱ガスの圧力によって試料が浮き上が
ろうとする。そこで、かかる試料の浮き上がりを防ぐよ
うに静電吸着ホルダの静電吸着力で試料を押え、試料を
保持している。ところが、静電吸着ホルダに関しては、
従来一般的に、試料裏面の汚染、パーティクルやプロセ
スガスによる試料台表面の汚染、あるいは試料台表面の
化学的変質等が原因となって静電吸着ホルダの当該吸着
力が低下することが知られている。静電吸着ホルダによ
る吸着力が低下すると、試料裏面を流れる伝熱ガスの圧
力による浮力が吸着力による押え力を上回り、試料が浮
き上がり、静電吸着ホルダの試料台で試料の位置がずれ
るという問題が発生する。
ホルダによれば、試料裏面に伝熱ガスを流す構成を採用
しているため、伝熱ガスの圧力によって試料が浮き上が
ろうとする。そこで、かかる試料の浮き上がりを防ぐよ
うに静電吸着ホルダの静電吸着力で試料を押え、試料を
保持している。ところが、静電吸着ホルダに関しては、
従来一般的に、試料裏面の汚染、パーティクルやプロセ
スガスによる試料台表面の汚染、あるいは試料台表面の
化学的変質等が原因となって静電吸着ホルダの当該吸着
力が低下することが知られている。静電吸着ホルダによ
る吸着力が低下すると、試料裏面を流れる伝熱ガスの圧
力による浮力が吸着力による押え力を上回り、試料が浮
き上がり、静電吸着ホルダの試料台で試料の位置がずれ
るという問題が発生する。
【０００５】また半導体製造装置では、試料の処理を行
うとき、複数の試料を一度にまとめて処理室内に搬送
し、複数の処理を連続して行うことが一般的である。従
って、上記のごとく、半導体製造装置の真空処理室内に
搬入した複数の試料を静電吸着ホルダに保持した状態に
おいて一旦試料が浮き上がってその位置がずれると、処
理中のずれた試料だけではなく、その後、真空処理室で
の処理を待っているロット内の他の試料までも不良品に
なるという問題が発生する。
うとき、複数の試料を一度にまとめて処理室内に搬送
し、複数の処理を連続して行うことが一般的である。従
って、上記のごとく、半導体製造装置の真空処理室内に
搬入した複数の試料を静電吸着ホルダに保持した状態に
おいて一旦試料が浮き上がってその位置がずれると、処
理中のずれた試料だけではなく、その後、真空処理室で
の処理を待っているロット内の他の試料までも不良品に
なるという問題が発生する。
【０００６】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、静電吸着ホルダに固定された試料の裏面に伝
熱ガスを流す構成において、静電吸着ホルダの吸着力の
状態を事前に知り、試料の位置ずれの発生を予防し、不
良品の発生を低減するようにした静電吸着ホルダの吸着
力検出方法と装置を提供することにある。
とにあり、静電吸着ホルダに固定された試料の裏面に伝
熱ガスを流す構成において、静電吸着ホルダの吸着力の
状態を事前に知り、試料の位置ずれの発生を予防し、不
良品の発生を低減するようにした静電吸着ホルダの吸着
力検出方法と装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置は、上記目的を
達成するために、次のように構成される。第１の吸着力
検出方法（請求項１に対応）は、真空処理室内で試料を
処理するとき、試料を試料台上に静電吸着力で保持し、
試料と試料台の間の隙間に伝熱ガスを流すように構成し
た静電吸着ホルダに適用され、試料と試料台の間の隙間
の圧力を真空処理室内の圧力よりも高くし、伝熱ガスが
隙間から漏れる量を監視することによって静電吸着力を
検出する方法である。静電吸着力で試料を試料台に保持
し、さらに試料と試料台の間に隙間を形成してこの隙間
に伝熱ガスを流すように構成したものでは、試料と試料
台の隙間に伝熱ガスを流す際、隙間の圧力が真空処理室
の圧力よりも十分高い場合、伝熱ガスが真空処理室の内
部空間に漏れる量と静電吸着力との間で相関があること
が見出された。上記吸着力検出方法では、当該相関関係
を利用し、この関係に基づいて試料の静電吸着力の強弱
の程度を検出するようにした。第２の吸着力検出方法
（請求項２に対応）は、上記第１の方法において、静電
吸着力が低下して設定値以下になったとき、試料の処理
を停止し、保守・交換のための警告を発生する方法であ
る。試料の位置ずれが生じる静電吸着力低下の前に試料
台の保守・交換を行うことが可能であり、不良品の発生
を防止することが可能となる。第１の吸着力検出装置
（請求項３に対応）は、真空処理室内で試料を処理する
とき、試料を試料台上に静電吸着力で保持し、試料と試
料台の間の隙間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給部が
付設された静電吸着ホルダに設けられるものであり、伝
熱ガス供給部から隙間へ伝熱ガスを流す通路に付設さ
れ、実質的に当該隙間の圧力を計測する真空計と、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
み伝熱ガス供給部から与えられる伝熱ガスを上記隙間に
供給する制御機構（マスフローコントローラ２２と制御
手段３１）と、伝熱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する判断手段（判
定手段３２）とから構成される。上記吸着力検出装置で
は、伝熱ガスの漏れ量と静電吸着力との間の上記相関関
係を利用して構成され、具体的に試料と試料台の間の隙
間の圧力を計測し、この圧力の低下に伴って伝熱ガス供
給部から隙間へ伝熱ガスを間欠的かつパルス的に供給す
るように構成する。そして、判断手段によって伝熱ガス
供給部から隙間への伝熱ガスの供給量を監視することに
より、静電吸着力の低下を検出するように構成した。第
２の吸着力検出装置（請求項４に対応）は、第１の装置
において、さらに保守・交換のための警告を与える警告
手段を備え、判断手段は、静電吸着力が低下したと判断
したとき、試料の処理を停止すると共に、警告手段を動
作させるように構成される。これにより、試料の処理中
に試料の位置ずれが生じる前に試料台の交換・保守を行
い、吸着力の低下した試料台で新しいロットの処理を行
うことを防止する。
静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置は、上記目的を
達成するために、次のように構成される。第１の吸着力
検出方法（請求項１に対応）は、真空処理室内で試料を
処理するとき、試料を試料台上に静電吸着力で保持し、
試料と試料台の間の隙間に伝熱ガスを流すように構成し
た静電吸着ホルダに適用され、試料と試料台の間の隙間
の圧力を真空処理室内の圧力よりも高くし、伝熱ガスが
隙間から漏れる量を監視することによって静電吸着力を
検出する方法である。静電吸着力で試料を試料台に保持
し、さらに試料と試料台の間に隙間を形成してこの隙間
に伝熱ガスを流すように構成したものでは、試料と試料
台の隙間に伝熱ガスを流す際、隙間の圧力が真空処理室
の圧力よりも十分高い場合、伝熱ガスが真空処理室の内
部空間に漏れる量と静電吸着力との間で相関があること
が見出された。上記吸着力検出方法では、当該相関関係
を利用し、この関係に基づいて試料の静電吸着力の強弱
の程度を検出するようにした。第２の吸着力検出方法
（請求項２に対応）は、上記第１の方法において、静電
吸着力が低下して設定値以下になったとき、試料の処理
を停止し、保守・交換のための警告を発生する方法であ
る。試料の位置ずれが生じる静電吸着力低下の前に試料
台の保守・交換を行うことが可能であり、不良品の発生
を防止することが可能となる。第１の吸着力検出装置
（請求項３に対応）は、真空処理室内で試料を処理する
とき、試料を試料台上に静電吸着力で保持し、試料と試
料台の間の隙間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給部が
付設された静電吸着ホルダに設けられるものであり、伝
熱ガス供給部から隙間へ伝熱ガスを流す通路に付設さ
れ、実質的に当該隙間の圧力を計測する真空計と、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
み伝熱ガス供給部から与えられる伝熱ガスを上記隙間に
供給する制御機構（マスフローコントローラ２２と制御
手段３１）と、伝熱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する判断手段（判
定手段３２）とから構成される。上記吸着力検出装置で
は、伝熱ガスの漏れ量と静電吸着力との間の上記相関関
係を利用して構成され、具体的に試料と試料台の間の隙
間の圧力を計測し、この圧力の低下に伴って伝熱ガス供
給部から隙間へ伝熱ガスを間欠的かつパルス的に供給す
るように構成する。そして、判断手段によって伝熱ガス
供給部から隙間への伝熱ガスの供給量を監視することに
より、静電吸着力の低下を検出するように構成した。第
２の吸着力検出装置（請求項４に対応）は、第１の装置
において、さらに保守・交換のための警告を与える警告
手段を備え、判断手段は、静電吸着力が低下したと判断
したとき、試料の処理を停止すると共に、警告手段を動
作させるように構成される。これにより、試料の処理中
に試料の位置ずれが生じる前に試料台の交換・保守を行
い、吸着力の低下した試料台で新しいロットの処理を行
うことを防止する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。この実施形態ではスパ
ッタリング装置に適用した例について説明する。
を添付図面に基づいて説明する。この実施形態ではスパ
ッタリング装置に適用した例について説明する。
【０００９】図１は本発明に係る吸着力検出装置を備え
たスパッタリング装置の構成を示す。スパッタリング装
置１１は内部に処理空間を有する真空処理室１２を備え
る。真空処理室１２の内部には上側にスパッタリングカ
ソード１３、下側に基板ホルダ１４を備えている。スパ
ッタリングカソード１３には電源１５から給電ライン１
６を介して必要な電圧が印加されている。基板ホルダ１
４は静電吸着力（吸着力）によって基板（試料）１７を
保持する静電吸着ホルダである。以下、基板ホルダ１４
を静電吸着ホルダ１４と呼ぶことにする。図１では、静
電吸着ホルダ１４の全体の詳細構造は示さず、静電吸着
を行う試料台１４ａの部分のみを示している。静電吸着
ホルダ１４には、試料台１４ａと基板１７の温度を所望
温度に制御するための温度調整機構が設けられている。
試料台１４ａと、試料台１４ａ上に配置される基板１７
との間には隙間１８が形成されている。隙間１８は、静
電吸着力で基板１７が試料台１４ａに保持されるとき、
試料台１４ａと基板１７の間の伝熱性を良くするため伝
熱ガスを流す通路である。従って試料台１４ａと基板１
７の裏面との間の接触面積は１００％未満となってお
り、伝熱ガスは隙間１８内に封止される構造となってい
る。試料台１４ａと基板１７の接触部の外周部は原則と
して密着している。この場合において、隙間１８におけ
る圧力（Ｐ2 ）は真空処理室１２の内部空間の圧力（Ｐ
1 ）よりも高くなるように設定されている。試料台１４
ａと基板１７の密着性は、静電吸着ホルダ１４による静
電吸着力が十分に生じているときには非常に高いもので
ある。しかしながら、静電吸着ホルダ１４による静電吸
着力が低下したときには、両者の接触部の外周部に隙間
１９が形成される。かかる隙間１９が生じると、上記隙
間１８内の圧力と真空処理室１２内の圧力の関係に基づ
いて伝熱ガスが隙間１９を通って真空処理室１２の内部
空間に漏れることになる。なお真空処理室１２には、基
板１７を搬入・搬出するためのゲートバルブ２０が設け
られている。
たスパッタリング装置の構成を示す。スパッタリング装
置１１は内部に処理空間を有する真空処理室１２を備え
る。真空処理室１２の内部には上側にスパッタリングカ
ソード１３、下側に基板ホルダ１４を備えている。スパ
ッタリングカソード１３には電源１５から給電ライン１
６を介して必要な電圧が印加されている。基板ホルダ１
４は静電吸着力（吸着力）によって基板（試料）１７を
保持する静電吸着ホルダである。以下、基板ホルダ１４
を静電吸着ホルダ１４と呼ぶことにする。図１では、静
電吸着ホルダ１４の全体の詳細構造は示さず、静電吸着
を行う試料台１４ａの部分のみを示している。静電吸着
ホルダ１４には、試料台１４ａと基板１７の温度を所望
温度に制御するための温度調整機構が設けられている。
試料台１４ａと、試料台１４ａ上に配置される基板１７
との間には隙間１８が形成されている。隙間１８は、静
電吸着力で基板１７が試料台１４ａに保持されるとき、
試料台１４ａと基板１７の間の伝熱性を良くするため伝
熱ガスを流す通路である。従って試料台１４ａと基板１
７の裏面との間の接触面積は１００％未満となってお
り、伝熱ガスは隙間１８内に封止される構造となってい
る。試料台１４ａと基板１７の接触部の外周部は原則と
して密着している。この場合において、隙間１８におけ
る圧力（Ｐ2 ）は真空処理室１２の内部空間の圧力（Ｐ
1 ）よりも高くなるように設定されている。試料台１４
ａと基板１７の密着性は、静電吸着ホルダ１４による静
電吸着力が十分に生じているときには非常に高いもので
ある。しかしながら、静電吸着ホルダ１４による静電吸
着力が低下したときには、両者の接触部の外周部に隙間
１９が形成される。かかる隙間１９が生じると、上記隙
間１８内の圧力と真空処理室１２内の圧力の関係に基づ
いて伝熱ガスが隙間１９を通って真空処理室１２の内部
空間に漏れることになる。なお真空処理室１２には、基
板１７を搬入・搬出するためのゲートバルブ２０が設け
られている。
【００１０】前述の伝熱ガスを隙間１８に供給するた
め、試料台１４ａに伝熱ガス供給パイプ２１が接続され
ている。伝熱ガス供給パイプ２１の先端のガス吐出口は
上記隙間１８に対して開いていると共に、その基端部は
マスフローコントローラ２２を介してガス供給部２３に
接続されている。ガス供給部２３は伝熱ガスを与えるた
めの装置であり、マスフローコントローラ２０はガス供
給部２３から与えられる伝熱ガスを制御して隙間１８に
供給される伝熱ガス流量を所望の値に調整する手段であ
る。また伝熱ガス供給パイプ２１の途中には例えば隔膜
真空計２４が設けられ、この隔膜真空計２４は伝熱ガス
供給パイプ内における圧力（Ｐ3 ）を検出する。
め、試料台１４ａに伝熱ガス供給パイプ２１が接続され
ている。伝熱ガス供給パイプ２１の先端のガス吐出口は
上記隙間１８に対して開いていると共に、その基端部は
マスフローコントローラ２２を介してガス供給部２３に
接続されている。ガス供給部２３は伝熱ガスを与えるた
めの装置であり、マスフローコントローラ２０はガス供
給部２３から与えられる伝熱ガスを制御して隙間１８に
供給される伝熱ガス流量を所望の値に調整する手段であ
る。また伝熱ガス供給パイプ２１の途中には例えば隔膜
真空計２４が設けられ、この隔膜真空計２４は伝熱ガス
供給パイプ内における圧力（Ｐ3 ）を検出する。
【００１１】前述したスパッタリング装置１１とこれに
付設された伝熱ガス供給機構に対して演算処理装置３０
が設けられる。演算処理装置３０は、本来的に、伝熱ガ
スの供給量を制御する機能を有している。この機能を実
現するのが制御手段３１である。さらに演算処理装置３
０は上記静電吸着ホルダ１４における静電吸着力の強弱
の程度を検出し、必要の場合にはオペレータに警告を発
したり、あるいはスパッタリング装置の動作を停止させ
る機能を内蔵する。この機能を実現するのが判定手段３
２である。制御手段３１は、上記隔膜真空計２４によっ
て検出された圧力信号を入力し、その圧力の変化状態を
調べることによってマスフローコントローラ２２の調整
動作を制御し、マスフローコントローラ２２で調整され
る伝熱ガスの供給流量を制御する。また判定手段３２
は、制御手段３１による伝熱ガスの供給流量（漏れ量に
対応する）の制御状態を検査し、これにより上記静電吸
着ホルダ１４における静電吸着力の強弱程度を判定す
る。判定手段３２は、伝熱ガスの供給流量に基づいて静
電吸着ホルダ１４における静電吸着力が低下したと判断
した場合には、警告装置３３を駆動する信号３４を出力
する。また判定手段３２は制御信号３５を出力して次の
処理の受付けを停止する。
付設された伝熱ガス供給機構に対して演算処理装置３０
が設けられる。演算処理装置３０は、本来的に、伝熱ガ
スの供給量を制御する機能を有している。この機能を実
現するのが制御手段３１である。さらに演算処理装置３
０は上記静電吸着ホルダ１４における静電吸着力の強弱
の程度を検出し、必要の場合にはオペレータに警告を発
したり、あるいはスパッタリング装置の動作を停止させ
る機能を内蔵する。この機能を実現するのが判定手段３
２である。制御手段３１は、上記隔膜真空計２４によっ
て検出された圧力信号を入力し、その圧力の変化状態を
調べることによってマスフローコントローラ２２の調整
動作を制御し、マスフローコントローラ２２で調整され
る伝熱ガスの供給流量を制御する。また判定手段３２
は、制御手段３１による伝熱ガスの供給流量（漏れ量に
対応する）の制御状態を検査し、これにより上記静電吸
着ホルダ１４における静電吸着力の強弱程度を判定す
る。判定手段３２は、伝熱ガスの供給流量に基づいて静
電吸着ホルダ１４における静電吸着力が低下したと判断
した場合には、警告装置３３を駆動する信号３４を出力
する。また判定手段３２は制御信号３５を出力して次の
処理の受付けを停止する。
【００１２】スパッタリング装置１１では放電が生じて
いないときにも試料台１４ａ上で基板１７を保持しかつ
基板温度を適切に制御する必要があるので、上記静電吸
着ホルダ１４では正負両極の電極板を備えている。
いないときにも試料台１４ａ上で基板１７を保持しかつ
基板温度を適切に制御する必要があるので、上記静電吸
着ホルダ１４では正負両極の電極板を備えている。
【００１３】次に、図１に示された構成を有する静電吸
着ホルダの吸着力検出装置の動作、検出の原理を説明す
る。試料台１４ａと静電吸着された基板１７の間の隙間
１９から漏れる伝熱ガスの流量と試料台１４ａの静電吸
着力との間には図３に示された関係が存在する。図３に
おいて横軸は静電吸着力を意味し、縦軸は伝熱ガスの流
量を意味している。当該関係を示すグラフ４１によれ
ば、静電吸着力がＢ以上であるときには、伝熱ガスの流
量（伝熱ガスの漏れに応じて供給される流量）は一定で
あり、変化しない。これに対して静電吸着力が低下しＢ
よりも小さい値になると、伝熱ガスの流量は大きくな
る。すなわち、伝熱ガスの流量は静電吸着力の関数とな
っている。グラフ４１における点４１ａでは静電吸着力
はＡ、伝熱ガスの流量はａとなっている。静電吸着力が
Ａ以下になると、グラフ４１で明らかなように、伝熱ガ
スの流量は極めて大きな値に増大する。従って、静電吸
着力がＡ以下であれば、試料台１４ａでは基板１７を保
持することができず、基板１７は浮き上がり、試料台１
４ａ上でずれてしまうということが分かる。従って静電
吸着力がＡ以下になる前の段階でスパッタリング装置１
１の新たな処理の受付けを停止させなければならない。
そこで、このような観点からグラフ４１において点４１
ｂが設定される。点４１ｂは、Ａに至る直前の状態であ
り、この点４１ｂを検出すれば、基板１７の浮き上がり
と位置ずれの発生を予防することが可能となる。そこで
上記演算処理装置３０の判定手段３２は点４１ｂの状態
を判定・検出し、スパッタリング装置１１の新たな処理
の受付けを停止し、静電基板ホルダ１４の保守を図り、
警告装置３３を動作させてオペレータに状態を知らせ
る。警告装置３３では、例えば、ユーザ画面にメンテナ
ンスを促すメッセージを表示する。
着ホルダの吸着力検出装置の動作、検出の原理を説明す
る。試料台１４ａと静電吸着された基板１７の間の隙間
１９から漏れる伝熱ガスの流量と試料台１４ａの静電吸
着力との間には図３に示された関係が存在する。図３に
おいて横軸は静電吸着力を意味し、縦軸は伝熱ガスの流
量を意味している。当該関係を示すグラフ４１によれ
ば、静電吸着力がＢ以上であるときには、伝熱ガスの流
量（伝熱ガスの漏れに応じて供給される流量）は一定で
あり、変化しない。これに対して静電吸着力が低下しＢ
よりも小さい値になると、伝熱ガスの流量は大きくな
る。すなわち、伝熱ガスの流量は静電吸着力の関数とな
っている。グラフ４１における点４１ａでは静電吸着力
はＡ、伝熱ガスの流量はａとなっている。静電吸着力が
Ａ以下になると、グラフ４１で明らかなように、伝熱ガ
スの流量は極めて大きな値に増大する。従って、静電吸
着力がＡ以下であれば、試料台１４ａでは基板１７を保
持することができず、基板１７は浮き上がり、試料台１
４ａ上でずれてしまうということが分かる。従って静電
吸着力がＡ以下になる前の段階でスパッタリング装置１
１の新たな処理の受付けを停止させなければならない。
そこで、このような観点からグラフ４１において点４１
ｂが設定される。点４１ｂは、Ａに至る直前の状態であ
り、この点４１ｂを検出すれば、基板１７の浮き上がり
と位置ずれの発生を予防することが可能となる。そこで
上記演算処理装置３０の判定手段３２は点４１ｂの状態
を判定・検出し、スパッタリング装置１１の新たな処理
の受付けを停止し、静電基板ホルダ１４の保守を図り、
警告装置３３を動作させてオペレータに状態を知らせ
る。警告装置３３では、例えば、ユーザ画面にメンテナ
ンスを促すメッセージを表示する。
【００１４】上記グラフ４１における点４１ｂを検出す
るため、演算処理装置３０で次のような処理が行われ
る。上記点４１ｂを検出するための構成は、原理的に図
２に示された特性を利用して実現される。図２に示され
たグラフでは、横軸が時間であり、左側縦軸が圧力であ
り、右側縦軸が流量を示している。図２のグラフとして
は、圧力変化を表す圧力グラフ５１と、伝熱ガスの供給
量に関する流量グラフ５２の２つのグラフが示されてい
る。圧力グラフ５１は、隔膜真空計２４で検出された圧
力（Ｐ3 ）をＰ0 （例えば１３３０Ｐａ（＝１０Tor
r））に制御するときの変化状態を示している。流量グ
ラフ５２は、基板１７と試料台１４ａの間に形成された
上記隙間１９を通して伝熱ガスが真空処理室１２内に漏
れることにより隔膜真空計２４で検出される圧力
（Ｐ3 ）がＰ0 を下回るときに、マスフローコントロー
ラ２２によって上記隙間１８に対して伝熱ガスが間欠的
かつパルス的に供給される場合の状態変化を示してい
る。隔膜真空計２４で検出される圧力がＰ0 を下回る頻
度が高くなってくると、すなわち伝熱ガスの隙間１９を
通して内部空間へ漏れる量が大きくなると、伝熱ガスの
パルス的供給の頻度が多くなり、パルス的供給の時間間
隔ｔn が短くなることが圧力グラフ５１と流量グラフ５
２の関係から明らかになる。
るため、演算処理装置３０で次のような処理が行われ
る。上記点４１ｂを検出するための構成は、原理的に図
２に示された特性を利用して実現される。図２に示され
たグラフでは、横軸が時間であり、左側縦軸が圧力であ
り、右側縦軸が流量を示している。図２のグラフとして
は、圧力変化を表す圧力グラフ５１と、伝熱ガスの供給
量に関する流量グラフ５２の２つのグラフが示されてい
る。圧力グラフ５１は、隔膜真空計２４で検出された圧
力（Ｐ3 ）をＰ0 （例えば１３３０Ｐａ（＝１０Tor
r））に制御するときの変化状態を示している。流量グ
ラフ５２は、基板１７と試料台１４ａの間に形成された
上記隙間１９を通して伝熱ガスが真空処理室１２内に漏
れることにより隔膜真空計２４で検出される圧力
（Ｐ3 ）がＰ0 を下回るときに、マスフローコントロー
ラ２２によって上記隙間１８に対して伝熱ガスが間欠的
かつパルス的に供給される場合の状態変化を示してい
る。隔膜真空計２４で検出される圧力がＰ0 を下回る頻
度が高くなってくると、すなわち伝熱ガスの隙間１９を
通して内部空間へ漏れる量が大きくなると、伝熱ガスの
パルス的供給の頻度が多くなり、パルス的供給の時間間
隔ｔn が短くなることが圧力グラフ５１と流量グラフ５
２の関係から明らかになる。
【００１５】図２に示された圧力グラフ５１と流量グラ
フ５２の特性に基づいて、演算処理装置３０の判定手段
３２では、制御手段３１による伝熱ガス供給の制御状態
を監視・判定する。これにより、判定手段３２は上記時
間間隔ｔn の変化状態を知ることができ、時間間隔ｔn
を基準にして前述の点４１ｂを検出することが可能とな
る。すなわち、図３において伝熱ガスの供給流量ｘを時
間間隔ｔn に基づき各種手法で判断することにより、流
量ｘに対応する静電吸着力Ｘを見出すことが可能とな
る。
フ５２の特性に基づいて、演算処理装置３０の判定手段
３２では、制御手段３１による伝熱ガス供給の制御状態
を監視・判定する。これにより、判定手段３２は上記時
間間隔ｔn の変化状態を知ることができ、時間間隔ｔn
を基準にして前述の点４１ｂを検出することが可能とな
る。すなわち、図３において伝熱ガスの供給流量ｘを時
間間隔ｔn に基づき各種手法で判断することにより、流
量ｘに対応する静電吸着力Ｘを見出すことが可能とな
る。
【００１６】上記のことを、図１に示した真空処理室１
２内の圧力Ｐ1 、隙間１８内の圧力Ｐ2 、隔膜真空計２
４で検出する伝熱ガス供給パイプ２１内の圧力Ｐ3 を用
いて説明すると、以下の通りになる。
２内の圧力Ｐ1 、隙間１８内の圧力Ｐ2 、隔膜真空計２
４で検出する伝熱ガス供給パイプ２１内の圧力Ｐ3 を用
いて説明すると、以下の通りになる。
【００１７】上記圧力Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 の間には｜Ｐ1
−Ｐ2 ｜＞＞｜Ｐ2 −Ｐ3 ｜という関係が満たされるよ
うに、試料台１４ａと基板１７の間に形成された隙間１
８の間隔、両者の接触面積が選ばれる。上記式は次のよ
うにして得られた。マスフローコントローラ２２から伝
熱ガス供給パイプ２１を通って試料台１４ａと基板１７
の間の隙間１８に流れる伝熱ガスの流量は、試料台１４
ａと基板１７の隙間１９から漏れるガス流量に等しい。
このガス流量をＩとすると、Ｐ1 ＝Ｐ2 −ＩＣ12とＰ2
＝Ｐ3 −ＩＣ23が成り立つ。Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は各部の
圧力でＰ1 ＜Ｐ2 ＜Ｐ3 の関係が成り立ち、Ｃ12，Ｃ23
はそれぞれ伝熱ガス供給パイプのコンダクタンス、基板
１７と試料台１４ａの間の隙間１８と隙間１９の合成コ
ンダクタンスである。上記２つの式に基づきＩを消去す
ると、（Ｐ1 −Ｐ2 ）／Ｃ12＝（Ｐ2 −Ｐ3 ）／Ｃ23と
なる。この装置における目的によれば、Ｃ12＞＞Ｃ
23（＞０）である必要があるため、その結果、上記の式
Ｐ1 −Ｐ2 ＞＞Ｐ2 −Ｐ3 が導き出される。
−Ｐ2 ｜＞＞｜Ｐ2 −Ｐ3 ｜という関係が満たされるよ
うに、試料台１４ａと基板１７の間に形成された隙間１
８の間隔、両者の接触面積が選ばれる。上記式は次のよ
うにして得られた。マスフローコントローラ２２から伝
熱ガス供給パイプ２１を通って試料台１４ａと基板１７
の間の隙間１８に流れる伝熱ガスの流量は、試料台１４
ａと基板１７の隙間１９から漏れるガス流量に等しい。
このガス流量をＩとすると、Ｐ1 ＝Ｐ2 −ＩＣ12とＰ2
＝Ｐ3 −ＩＣ23が成り立つ。Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は各部の
圧力でＰ1 ＜Ｐ2 ＜Ｐ3 の関係が成り立ち、Ｃ12，Ｃ23
はそれぞれ伝熱ガス供給パイプのコンダクタンス、基板
１７と試料台１４ａの間の隙間１８と隙間１９の合成コ
ンダクタンスである。上記２つの式に基づきＩを消去す
ると、（Ｐ1 −Ｐ2 ）／Ｃ12＝（Ｐ2 −Ｐ3 ）／Ｃ23と
なる。この装置における目的によれば、Ｃ12＞＞Ｃ
23（＞０）である必要があるため、その結果、上記の式
Ｐ1 −Ｐ2 ＞＞Ｐ2 −Ｐ3 が導き出される。
【００１８】具体的に説明する。ガス供給パイプ２１の
圧力Ｐ3 を約１３３０Ｐａとする。圧力Ｐ3 を約１３３
０Ｐａに制御するため、隔膜真空計２４の検出圧力を演
算処理装置３０の制御手段３１を通してマスフローコン
トローラ２２へフィードバックしている。実際は、マス
フローコントローラ２２に一定流量を設定し、隔膜真空
計２４の値が約１３３０Ｐａを下回ると設定流量の伝熱
ガスを流し、約１３３０Ｐａを上回ると伝熱ガスを止め
るという制御を行っている。この状態が、図２に示した
前述の圧力グラフ５１と流量グラフ５２である。このよ
うに圧力Ｐ3 を約１３３０Ｐａを維持するために、上記
のごとく時間間隔ｔn で伝熱ガスが流れている。伝熱ガ
スの流れる頻度は、隙間１９を通って真空処理室内に漏
洩する伝熱ガスの流量に対応し、試料台１４ａが基板１
７を静電吸着している力を表している。従って判定手段
３２は、上記時間間隔ｔn の平均、または時間当たり何
回伝熱ガスが供給されたをカウントすることで、静電吸
着ホルダ１４の試料台１４ａによる吸着力を検出する。
圧力Ｐ3 を約１３３０Ｐａとする。圧力Ｐ3 を約１３３
０Ｐａに制御するため、隔膜真空計２４の検出圧力を演
算処理装置３０の制御手段３１を通してマスフローコン
トローラ２２へフィードバックしている。実際は、マス
フローコントローラ２２に一定流量を設定し、隔膜真空
計２４の値が約１３３０Ｐａを下回ると設定流量の伝熱
ガスを流し、約１３３０Ｐａを上回ると伝熱ガスを止め
るという制御を行っている。この状態が、図２に示した
前述の圧力グラフ５１と流量グラフ５２である。このよ
うに圧力Ｐ3 を約１３３０Ｐａを維持するために、上記
のごとく時間間隔ｔn で伝熱ガスが流れている。伝熱ガ
スの流れる頻度は、隙間１９を通って真空処理室内に漏
洩する伝熱ガスの流量に対応し、試料台１４ａが基板１
７を静電吸着している力を表している。従って判定手段
３２は、上記時間間隔ｔn の平均、または時間当たり何
回伝熱ガスが供給されたをカウントすることで、静電吸
着ホルダ１４の試料台１４ａによる吸着力を検出する。
【００１９】前記実施形態では基板で説明したが、試料
は基板に限定されない。さらに本発明に係る吸着力検出
装置が適用される装置は上記スパッタリング装置には限
定されない。
は基板に限定されない。さらに本発明に係る吸着力検出
装置が適用される装置は上記スパッタリング装置には限
定されない。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、試料を静電吸着力で固定し試料の背面に伝熱ガス
を流すように構成された静電吸着ホルダにおいて、静電
吸着力の強弱程度を伝熱ガスの漏れ流量を監視すること
により検出し、試料台上で試料が位置ずれが生じる前に
試料台の交換・保守を行い、不具合が生じる可能性の高
い試料台での新しいロットの処理を行わないようにした
ため、不良品の発生を防止することができる。
れば、試料を静電吸着力で固定し試料の背面に伝熱ガス
を流すように構成された静電吸着ホルダにおいて、静電
吸着力の強弱程度を伝熱ガスの漏れ流量を監視すること
により検出し、試料台上で試料が位置ずれが生じる前に
試料台の交換・保守を行い、不具合が生じる可能性の高
い試料台での新しいロットの処理を行わないようにした
ため、不良品の発生を防止することができる。
【図１】本発明に係る静電吸着ホルダの吸着力検出装置
の一例を示す構成図である。
の一例を示す構成図である。
【図２】静電吸着ホルダが基板を保持しているとき基板
裏面のガス圧の変化と伝熱ガスの供給流量の関係を示す
図である。
裏面のガス圧の変化と伝熱ガスの供給流量の関係を示す
図である。
【図３】静電吸着ホルダの試料台と基板との間の隙間か
ら漏れる伝熱ガスの流量と静電吸着力の関係を示す図で
ある。
ら漏れる伝熱ガスの流量と静電吸着力の関係を示す図で
ある。
１１ スパッタリング装置 １２ 真空処理室 １４ 基板ホルダ（静電吸着ホルダ） １４ａ 試料台 １７ 基板 １８ 隙間 １９ 隙間 ２１ 伝熱ガス供給パイプ ２２ マスフローコントローラ ２３ ガス供給部 ２４ 隔膜真空計
Claims (4)
- 【請求項１】 真空処理室内で試料を処理するとき、前
記試料を試料台上に静電吸着力で保持し、前記試料と前
記試料台の間の隙間に伝熱ガスを流すように構成した静
電吸着ホルダにおいて、 前記試料と前記試料台の間の前記隙間の圧力を前記真空
処理室内の圧力よりも高くし、前記伝熱ガスが前記隙間
から漏れる量を監視して前記静電吸着力を検出したこと
を特徴とする静電吸着ホルダの吸着力検出方法。 - 【請求項２】 前記静電吸着力が低下して設定値以下に
なったとき、前記試料の処理を停止し、保守・交換のた
めの警告を発生することを特徴とする請求項１記載の静
電吸着ホルダの吸着力検出方法。 - 【請求項３】 真空処理室内で試料を処理するとき、前
記試料を試料台上に静電吸着力で保持し、前記試料と前
記試料台の間の隙間に伝熱ガスを供給する伝熱ガス供給
部が付設された静電吸着ホルダにおいて、 前記伝熱ガス供給部から前記隙間へ伝熱ガスを流す通路
に付設され、前記隙間の圧力を計測する真空計と、 前記真空計で計測された前記圧力が設定値より小さくな
ったときにのみ前記伝熱ガス供給部から与えられる前記
伝熱ガスを前記隙間に供給する制御機構と、 前記伝熱ガスの前記隙間への供給量が設定値より大きく
なったとき前記静電吸着力が低下したと判断する判断手
段と、 からなることを特徴とする静電吸着ホルダの吸着力検出
装置。 - 【請求項４】 保守・交換のための警告を与える警告手
段を備え、前記判断手段は、前記静電吸着力が低下した
と判断したとき、前記試料の処理を停止すると共に前記
警告手段を動作させることを特徴とする請求項３記載の
静電吸着ホルダの吸着力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13138598A JP4030030B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13138598A JP4030030B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11307621A true JPH11307621A (ja) | 1999-11-05 |
| JP4030030B2 JP4030030B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=15056728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13138598A Expired - Fee Related JP4030030B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 静電吸着ホルダの吸着力検出方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4030030B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002184850A (ja) * | 2000-12-19 | 2002-06-28 | Rohm Co Ltd | プロセス装置におけるウェハ温度の制御方法 |
| JP2002246453A (ja) * | 2001-02-15 | 2002-08-30 | Anelva Corp | 静電吸着ステージへのパーティクルの付着を検知する方法、静電吸着ステージのクリーニングの要否の判断方法及び基板処理装置 |
| JP2006324316A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
| JP2008172170A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Tokyo Electron Ltd | 基板保持機構及びプラズマ処理装置 |
| KR100924849B1 (ko) | 2006-10-27 | 2009-11-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 정전척의 진단 방법, 진공 처리 장치 및 기억 매체 |
| JP2012099634A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及びその方法を実行するプログラムを記憶する記憶媒体 |
| CN111599718A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 背压气路装置、反应腔室基座背压控制方法及反应腔室 |
| KR20210049275A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 박민욱 | 진공 흡착 장치의 오류 검출 방법 및 진공 흡착 장치의 오류 검출 시스템 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP13138598A patent/JP4030030B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4614252B2 (ja) * | 2001-02-15 | 2011-01-19 | キヤノンアネルバ株式会社 | 基板処理装置及びこれに用いられるコンピュータプログラム |
| JP2006324316A (ja) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Hitachi High-Technologies Corp | プラズマ処理装置 |
| KR100924849B1 (ko) | 2006-10-27 | 2009-11-02 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 정전척의 진단 방법, 진공 처리 장치 및 기억 매체 |
| JP2008172170A (ja) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Tokyo Electron Ltd | 基板保持機構及びプラズマ処理装置 |
| JP2012099634A (ja) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Tokyo Electron Ltd | 基板処理方法及びその方法を実行するプログラムを記憶する記憶媒体 |
| KR20210049275A (ko) * | 2019-10-25 | 2021-05-06 | 박민욱 | 진공 흡착 장치의 오류 검출 방법 및 진공 흡착 장치의 오류 검출 시스템 |
| CN111599718A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 背压气路装置、反应腔室基座背压控制方法及反应腔室 |
| CN111599718B (zh) * | 2020-05-15 | 2024-01-05 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 背压气路装置、反应腔室基座背压控制方法及反应腔室 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4030030B2 (ja) | 2008-01-09 |
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