JPH1180953A - 基板の冷却状態検知方法 - Google Patents

基板の冷却状態検知方法

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JPH1180953A
JPH1180953A JP26283797A JP26283797A JPH1180953A JP H1180953 A JPH1180953 A JP H1180953A JP 26283797 A JP26283797 A JP 26283797A JP 26283797 A JP26283797 A JP 26283797A JP H1180953 A JPH1180953 A JP H1180953A
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JP
Japan
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substrate
electrostatic chuck
radiation thermometer
temperature
ion beam
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Pending
Application number
JP26283797A
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English (en)
Inventor
Masayasu Tanjiyou
正安 丹上
Yoshitaka Sasamura
義孝 笹村
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電チャック上の基板の冷却状態を正確に検
知することができる方法を提供する。 【解決手段】 静電チャック10に吸着保持された基板
6の温度または当該基板6の表面に形成された膜の温度
を、放射温度計26で測定することによって、基板6の
冷却状態を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板を静電チャ
ックに吸着保持した状態で当該基板にイオンビームを照
射して、基板にイオン注入、イオンビームエッチング、
薄膜形成等の処理を施す際の静電チャック上の基板の冷
却状態を検知する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来のイオンビーム照射装置の
一例を示す図である。この装置は、真空容器2内に静電
チャック10を設け、これに吸着保持した基板(例えば
半導体ウェーハ)6にイオンビーム4を照射して、基板
6にイオン注入、イオンビームエッチング、薄膜形成等
の処理を施すよう構成されている。
【0003】真空容器2内は、図示しない真空排気装置
によって真空に排気される。イオンビーム4は、図示し
ないイオン源から引き出され、必要に応じて質量分離、
加速、走査等が行われた後に基板6に照射される。基板
6の表面には、例えば図4に示すように、所要のパター
ンをしたレジスト8が形成されていることが多い。
【0004】静電チャック10は、この例では双極型と
呼ばれるものであり、二つの電極14および16を絶縁
体12内の表面近くに埋め込んで成る。電極14および
16は、例えば、共に半円形をしていて両者が相対向し
て円形を成すように配置されている。
【0005】静電チャック10上に基板6を供給しかつ
吸着用電源18から静電チャック10(より具体的には
その電極14、16)に電圧(この例では同値で逆極性
の直流電圧+Vおよび−V)を印加すると、基板6と電
極14、16間に正負の電荷が溜まり、その間に働く静
電力(またはジョンソンラーベック力)によって、基板
6が静電チャック10に吸着保持される。なお、このよ
うな静電チャック10および吸着用電源18の部分を、
基板保持装置と呼ぶ場合がある。
【0006】静電チャック10上の基板6は、イオンビ
ーム4の照射によって熱入力を受ける。その場合、基板
6が静電チャック10に正しく吸着されていると、基板
6に加えられた熱は静電チャック10を経由して運び去
られるので、即ち基板6は静電チャック10によって冷
却されるので、基板6の温度上昇が抑えられるけれど
も、基板6の吸着状態が悪いと基板6の冷却状態が悪く
なり基板6の温度上昇が過大になる。基板6の温度上昇
が過大になると、例えば、その表面のレジスト8が熱に
よって損傷を受けて変質、変形等を起こす。
【0007】これを防止するために、図3に示すよう
に静電チャック10の電極14、16と基板6との間の
静電容量を静電容量計22によって測定して、その静電
容量の大きさによって静電チャック10への基板6の吸
着状態を検知する方法や、静電チャック10の電極1
4と16との間の漏洩電流を測定して、その漏洩電流の
大きさによって静電チャック10への基板6の吸着状態
を検知する方法が既に提案されている。例えば、の方
法は特開平4−216650号公報を、の方法は特開
昭59−79545号公報を、それぞれ参照。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記や
の方法は、静電容量や漏洩電流の測定によって基板6の
吸着状態を検知、しかもそれを間接的に検知しており、
この吸着状態から基板6の冷却状態を推定することは一
応可能であるけれども、最終目的である基板6の冷却状
態を直接検知しているのではないので、測定量と基板6
の冷却状態との間の隔たりが大きく、従って基板6の冷
却状態を正確に検知することができないという課題があ
る。
【0009】例えば、上記の静電容量を測定する方法
では、基板6の種類等によって測定結果が変化する。例
えば、高誘電体膜を表面に有する基板6の場合は、高誘
電体膜が静電容量の増大を惹き起こすので、基板6の所
定の吸着性能が得られていなくても静電容量が所定量得
られることがある。また、ドープドポリシリコン(p−
Si)膜を表面に有する基板6の場合は、当該膜が静電
チャック10の表面近傍に設けられている導体部分に接
触して静電容量増大を惹き起こし、所定の吸着性能が得
られていなくても静電容量が所定量得られることがあ
る。従って、基板6の吸着状態を、ましてや基板6の冷
却状態を、正確に検知することはできない。
【0010】また、上記の漏洩電流を測定する方法で
も、基板6の種類等によって測定結果が変化する。例え
ば、酸化膜(例えばSiO2 膜)を表面に有する基板6
の場合は、基板6を正しく吸着していても、当該酸化膜
の存在によって漏洩電流が増加せず吸着状態を正しく検
知できないことがある。従って、基板6の冷却状態を正
確に検知することはできない。
【0011】そこでこの発明は、静電チャック上の基板
の冷却状態を正確に検知することができる方法を提供す
ることを主たる目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明の検知方法は、
静電チャックに吸着保持された基板または当該基板の表
面に形成された膜の温度を放射温度計によって測定する
ことを特徴としている。
【0013】上記方法によれば、従来技術のように基板
の静電チャックへの吸着状態から基板の冷却状態を間接
的に推定するのではなく、静電チャック上の基板または
その表面の膜の温度そのものを放射温度計によって測定
するので、静電チャック上の基板の冷却状態を正確に検
知することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、この発明に係る検知方法
を実施するイオンビーム照射装置の一例を示す図であ
る。図3の従来例と同一または相当する部分には同一符
号を付し、以下においては当該従来例との相違点を主に
説明する。
【0015】この例では、真空容器2の壁面であって、
静電チャック10に吸着保持してイオンビーム4を照射
して処理を施している最中の基板6の表面を覗くことが
できる位置に、透明の窓板24を設け、更にその外側に
(即ち真空容器2外に)同静電チャック10に吸着保持
された基板6の温度または当該基板6の表面に形成され
たレジスト8(図4参照。以下同じ)等の膜の温度を非
接触で測定する放射温度計26を設けている。なお、従
来例で設けていた静電容量計22およびコンデンサC
は、この例では省略している。
【0016】放射温度計26は、物体の放射するエネル
ギーを測定してその物体の温度を非接触で測定するもの
である。具体的にはこの例では、この放射温度計26と
して、物体の放射する赤外線を検出する赤外線放射温度
計を用いている。窓板24には、測定する放射線の、具
体的にはこの例では赤外線の透過特性に優れた材質、例
えばフッ化カルシウム(CaF2 )、サファイアガラス
等を用いるのが好ましい。
【0017】上記放射温度計26によって、静電チャッ
ク10上の例えば処理中(イオンビーム照射中)または
処理前後の基板6または当該基板6の表面に形成された
膜の温度を測定する。即ち、基板6の表面に前述したレ
ジスト8や酸化膜(例えばSiO2 膜)等の膜が形成さ
れている場合は、この膜の温度を放射温度計26によっ
て測定し、このような膜が形成されていない場合は、放
射温度計26によって基板6自体の温度を測定する。具
体的には、放射温度計26の測定波長を、これらの測定
対象物に応じたものに設定しておく。
【0018】この方法によれば、従来技術のように基板
6の静電チャック10への吸着状態から基板6の冷却状
態を間接的に推定するのではなく、静電チャック10上
の基板6またはその表面の膜の温度そのものを放射温度
計26によって測定するので、静電チャック10上の基
板6の冷却状態を正確に検知することができる。従っ
て、検知の信頼性が高い。例えば、前述したように、基
板6の表面に形成されているレジスト8は温度上昇によ
って損傷を受けやすく、この最も温度を上げたくないレ
ジスト8の温度を、この方法によれば直接測定すること
ができるので、検知の信頼性が高い。
【0019】なお、上記方法によって基板6やレジスト
8の過大な温度上昇を検知したときは、例えば速やかに
基板6の処理(即ちイオンビーム照射)を中止すること
によって、複数枚の基板を連続して処理する場合の処理
不良の続出を防止することができる。
【0020】基板6へのイオンビーム照射を中止する
と、基板6への熱入力がなくなるので、基板6の温度が
徐々に下がる。その一例を図2に示す。その場合、イオ
ンビーム照射中止後の基板温度の下がり方によって、基
板6の温度上昇が過大になった原因を推定することが可
能である。例えば、図2中のカーブAのように、イオン
ビーム照射中止後の基板温度の下がり方が緩やかな場合
は、静電チャック10の吸着不良によって基板6に対す
る冷却性能が悪くて基板6の温度上昇が過大になったと
推定することができる。また、カーブBのように基板温
度の下がり方が急な場合は、静電チャック10による基
板の冷却性能は悪くなく、静電チャック10の吸着不良
以外の原因(例えばイオンビーム4のビーム量やエネル
ギーの異常等)によって基板6の温度上昇が過大になっ
たと推定することができる。基板表面のレジスト8等の
膜の温度を測定する場合も同様である。このような原因
推定は、前述した従来技術では不可能である。
【0021】また、放射温度計26がごく狭い領域の
温度を測定するものの場合は当該放射温度計26または
基板6を保持した静電チャック10を相対的に機械的に
走査することによって、または放射温度計26に二次
元の温度分布を測定できるものを用いることによって、
静電チャック10上の基板6の面内における温度分布を
測定することができる。これによって、基板面内におけ
る冷却性能の分布の測定、ひいては静電チャック10へ
の基板6の吸着状態の分布の測定が可能になる。
【0022】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来技
術のように基板の静電チャックへの吸着状態から基板の
冷却状態を間接的に推定するのではなく、静電チャック
上の基板またはその表面の膜の温度そのものを放射温度
計によって測定するので、静電チャック上の基板の冷却
状態を正確に検知することができる。従って、検知の信
頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る検知方法を実施するイオンビー
ム照射装置の一例を示す図である。
【図2】イオンビーム照射中および照射中止後の基板温
度の時間変化の一例を示す概略図である。
【図3】従来のイオンビーム照射装置の一例を示す図で
ある。
【図4】表面にレジストを有する基板の一例を示す概略
断面図である。
【符号の説明】
4 イオンビーム 6 基板 8 レジスト 10 静電チャック 26 放射温度計

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電チャックに吸着保持された基板また
    は当該基板の表面に形成された膜の温度を放射温度計に
    よって測定することを特徴とする基板の冷却状態検知方
    法。
JP26283797A 1997-09-09 1997-09-09 基板の冷却状態検知方法 Pending JPH1180953A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003038384A1 (fr) * 2001-10-30 2003-05-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Procede de mesure de temperature, procede de traitement thermique et procede de fabrication de dispositif a semi-conducteur
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