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JP5227638B2 - Vacuum processing equipment - Google Patents

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JP5227638B2
JP5227638B2 JP2008097018A JP2008097018A JP5227638B2 JP 5227638 B2 JP5227638 B2 JP 5227638B2 JP 2008097018 A JP2008097018 A JP 2008097018A JP 2008097018 A JP2008097018 A JP 2008097018A JP 5227638 B2 JP5227638 B2 JP 5227638B2
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electrostatic chuck
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gas
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浩二 曽我部
森本  直樹
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Ulvac Inc
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Description

本発明は真空処理装置、更に詳しくは静電チャックを用いた真空処理装置に関する。   The present invention relates to a vacuum processing apparatus, and more particularly to a vacuum processing apparatus using an electrostatic chuck.

一般に、半導体デバイスの製造には、例えばスパッタリングのように、真空中で基板を処理する種々の形式の真空処理装置が用いられている。そしてこのような真空処理装置においては、一般に処理すべき基板を真空チャンバー内に装着し支持するために静電チャックが用いられている。   In general, various types of vacuum processing apparatuses for processing a substrate in a vacuum, such as sputtering, are used for manufacturing a semiconductor device. In such a vacuum processing apparatus, an electrostatic chuck is generally used for mounting and supporting a substrate to be processed in a vacuum chamber.

一般的に、この種の静電チャックは、内部にチャック電極が内蔵されており、外部に設置された直流高圧電源に接続されている。チャック電極に高電圧を印加することで、基板との問にクーロンカが発生し、基板を静電吸着するように構成されている。また、静電チャックには、基板温度を制御するためのガス導入機構が設けられ、ガス導入は、静電吸着された基板の裏面に、例えばArガス等の不活性ガスを導入することで行われ、基板と静電チャック間の熱伝達を向上させて、基板の面内温度分布を向上できるようにしている。この種の静電チャックの先行技術としては、絶縁性基板吸着用のもの(特許文献1参照)、被処理物の保持力に応じて静電気力を補正して、被処理物と絶縁膜との密着度を一定にするように構成したもの(特許文献2参照)、吸着面に被処理物が吸着しているか否かを判別できるようにしたもの(特許文献3参照)などを挙げることができる。   In general, this type of electrostatic chuck has a built-in chuck electrode and is connected to a DC high-voltage power supply installed outside. By applying a high voltage to the chuck electrode, a coulomb is generated between the chuck electrode and the substrate, and the substrate is electrostatically attracted. Further, the electrostatic chuck is provided with a gas introduction mechanism for controlling the substrate temperature, and the gas introduction is performed by introducing an inert gas such as Ar gas into the back surface of the electrostatically adsorbed substrate. In other words, the heat transfer between the substrate and the electrostatic chuck is improved to improve the in-plane temperature distribution of the substrate. Prior art of this type of electrostatic chuck includes an insulating substrate adsorption (see Patent Document 1), and the electrostatic force is corrected according to the holding force of the object to be processed. Examples include a configuration in which the degree of adhesion is constant (see Patent Document 2), a configuration in which it is possible to determine whether or not an object to be processed is adsorbed on the adsorption surface (see Patent Document 3), and the like. .

そして、この種の静電チャックを備えた真空処理装置においては、例えばプロセス開始時には、静電チャックに移載された基板を静電吸着させ、次に裏面ガスを導入する。ガス導入時の制御は、ガス系統に付属された制御手段で行われ、配管内が設定の圧力になるようにガス流量を制御する。
プロセスが終了すると、ボックスの動作がまず、配管内に充填したArガスの排気を行い、配管内の圧力が所定の圧力以下になったことを確認後、静電吸着を停止させ、その後にウエハのアンロード動作を行う。
また、プロセス中の基板温度を制御するためには、基板と静電チャック間に充填したArガスの圧力分布を一定にすることが望ましい。
In a vacuum processing apparatus equipped with this type of electrostatic chuck, for example, at the start of the process, the substrate transferred to the electrostatic chuck is electrostatically adsorbed, and then backside gas is introduced. Control at the time of gas introduction is performed by a control means attached to the gas system, and the gas flow rate is controlled so that the pressure in the piping becomes a set pressure.
When the process is completed, the box operation first exhausts the Ar gas filled in the piping, and after confirming that the pressure in the piping is equal to or lower than the predetermined pressure, electrostatic adsorption is stopped, and then the wafer Perform the unload operation.
Further, in order to control the substrate temperature during the process, it is desirable to make the pressure distribution of the Ar gas filled between the substrate and the electrostatic chuck constant.

従来の静電チャック機構では、基板を静電チャックに静電吸着することにより、基板と静電チャック間に充填したArガスが真空チャンバーへ漏れないようにしている。
また静電チャックには加熱機構が設けられているのが一般的であり、プロセスによっては500℃近辺まで加熱されることがある。そのため、基板が静電チャックに吸着される面の材料は耐熱性を持たせる必要があり、かつ放出ガスが少なく、コンタミネーションを起こさないことが重要である。
In the conventional electrostatic chuck mechanism, Ar gas filled between the substrate and the electrostatic chuck is prevented from leaking into the vacuum chamber by electrostatically attracting the substrate to the electrostatic chuck.
The electrostatic chuck is generally provided with a heating mechanism, and may be heated to around 500 ° C. depending on the process. Therefore, it is important that the material of the surface on which the substrate is attracted to the electrostatic chuck should have heat resistance, the amount of emitted gas is small, and no contamination occurs.

しかし、基板と静電チャック間に供給されるArガスを確実に封止することには限界がある。また、装置の生産性を向上するためには、一枚の基板に対する処理時間を短縮する必要があり、そのためには短時間で基板温度を昇温・安定させることが求められており、これらを満たすためには、基板と静電チャックとの間にガスを設定圧力まで短時間で充填することが要求され、従って圧力に関してフィードバック制御するのが望ましい。そのため、ガス配管内の圧力が常に一定になるように、真空計を用いてガス配管内の圧力を監視し、圧力状態に応じてガス配管内を流れるArガスの流量を制御するようにしている。   However, there is a limit to reliably sealing the Ar gas supplied between the substrate and the electrostatic chuck. In addition, in order to improve the productivity of the apparatus, it is necessary to shorten the processing time for one substrate, and for that purpose, it is required to raise and stabilize the substrate temperature in a short time. In order to satisfy the requirement, it is required to fill the gas between the substrate and the electrostatic chuck in a short time to the set pressure, and therefore it is desirable to perform feedback control with respect to the pressure. Therefore, the pressure in the gas pipe is monitored using a vacuum gauge so that the pressure in the gas pipe is always constant, and the flow rate of Ar gas flowing in the gas pipe is controlled according to the pressure state. .

従って、基板と静電チャック間に供給されるArガス流量は常に変動することとなり、
Arガスの変動量について、測定機器の個体差、静電吸着力、配管ボリュームや形状が変動要因になるため、装置間、モジュール間での変動量を予め決めることは不可能である。
Therefore, the flow rate of Ar gas supplied between the substrate and the electrostatic chuck always fluctuates.
Regarding the fluctuation amount of Ar gas, the individual difference of the measuring device, the electrostatic attraction force, the pipe volume and the shape are the fluctuation factors, so it is impossible to determine the fluctuation amount between the apparatuses and between the modules in advance.

また、なんらかの原因で、基板の吸着不良が発生した場合においても、ガス配管内の圧力が制御できていれば、Arガス流量がいかに変動しても、プロセスは実行され、その結果製品不良をだしてしまうといった、異常が発生していた。   Even if the substrate adsorption failure occurs for some reason, if the pressure in the gas pipe can be controlled, the process is executed no matter how the Ar gas flow rate fluctuates, resulting in a product failure. An abnormality occurred.

そこで、本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、充填したArガスの漏れ量を精度良くモニターして、基板温度異常を防ぐことができる真空処理装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a vacuum processing apparatus capable of accurately monitoring the leakage amount of filled Ar gas and preventing substrate temperature abnormality. It is said.

本発明による真空処理装置は、真空チャンバーと、一対の電極を備え、上面に基板を吸着する静電チャックと、静電チャックの表面に形成されたリング形状のシール部材と、基板と静電チャックとの間に熱媒体を導入する少なくとも一つの熱媒体導入系と、熱媒体導入系を介して基板と静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力を監視する圧力監視手段と、熱媒体導入系を介して基板と静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力が予め設定されている所定圧力になるように圧力監視手段を制御する制御手段と、シール部と基板との間から真空チャンバーへの熱媒体の漏洩を検知する検知手段とを有し、静電チャックの一対の電極が円形状電極とリング状電極とから成り、リング状電極がシール部材の下に位置し、円形状電極が、リング形状電極の内側に同心状に配置されていることを特徴としている。 A vacuum processing apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber, a pair of electrodes, an electrostatic chuck that attracts a substrate on an upper surface, a ring-shaped seal member formed on the surface of the electrostatic chuck, a substrate, and an electrostatic chuck At least one heat medium introduction system for introducing a heat medium between the pressure medium, a pressure monitoring means for monitoring the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck via the heat medium introduction system, A control means for controlling the pressure monitoring means so that the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck via the medium introduction system becomes a predetermined pressure set in advance; have a detection means for detecting the leakage of the heat medium to the vacuum chamber from between a pair of electrodes of the electrostatic chuck consists of a circular electrode and a ring-shaped electrode, a ring-shaped electrode is located below the sealing member The circular electrode is phosphorous It is characterized in that it is arranged concentrically inside the shape electrode.

さらに、シール部材は、熱媒体の導入される基板と静電チャックとの間の間隔を画定し得る。   Further, the seal member may define a distance between the substrate to which the heat medium is introduced and the electrostatic chuck.

本発明による真空処理装置においては、真空チャンバー内に、一対の電極を備え、上面に基板を吸着する静電チャックを配置し、静電チャックの表面にリング形状のシール部材を設け、少なくとも一つの熱媒体導入系を介して基板と静電チャックとの間に熱媒体を導入し、基板と静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力を圧力監視手段で監視し、熱媒体導入系を介して基板と静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力が予め設定されている所定圧力になるように圧力監視手段を制御する制御手段を設け、そしてシール部と基板との間から真空チャンバーへの熱媒体の漏洩を検知する検知手段を設けているので、装置の仕様、特に制御方式に依存することなく、プロセス中の基板と静電チャック間に充填される熱媒体の圧力分布を一定にすることができ、それにより、基板温度を予定の所望レベルに制御することができ、その結果、基板温度異常を防ぐことができるようになる。
また、静電チャックの一対の電極が円形状電極とリング状電極とから成り、リング状電極がシール部材の下に位置し、円形状電極が、リング形状電極の内側に同心状に配置されていることにより、シール部での基板の吸着力が大きく、シール部で基板が吸着されるので、漏洩が少なくなる。
In the vacuum processing apparatus according to the present invention, an electrostatic chuck that includes a pair of electrodes in the vacuum chamber and that adsorbs the substrate on the upper surface is provided, and a ring-shaped seal member is provided on the surface of the electrostatic chuck, and at least one A heat medium is introduced between the substrate and the electrostatic chuck via the heat medium introduction system, and the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck is monitored by pressure monitoring means, and the heat medium introduction system A control means is provided for controlling the pressure monitoring means so that the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck is set to a predetermined pressure, and between the seal portion and the substrate. Since there is a detection means to detect the leakage of the heat medium from the vacuum chamber to the vacuum chamber, the pressure of the heat medium filled between the substrate and the electrostatic chuck in the process without depending on the specification of the apparatus, especially the control method One distribution It can be, thereby, it is possible to control the substrate temperature to the desired level of planned so that it may be prevented substrate temperature abnormality.
The pair of electrodes of the electrostatic chuck is composed of a circular electrode and a ring electrode, the ring electrode is located under the seal member, and the circular electrode is concentrically disposed inside the ring electrode. As a result, the suction force of the substrate at the seal portion is large, and the substrate is sucked at the seal portion, so that leakage is reduced.

以下添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1には、本発明を実施している真空処理装置を示し、1は真空チャンバーであり、真空チャンバー1は、真空チャンバー1内を高真空に排気するための排気系(図示していない)に接続されている。排気系としては主排気にはターボ分子ポンプが用いられ得る。また、真空チャンバー1の底部には金属製台座2が設けられ、この台座2の上部には静電チャック3が搭載されており、静電チャック3は、処理すべき基板4の受け渡し、及び基板4の加熱を行う機能を備えている。すなわち静電チャック3は、ESCチャック電極3aを備え、そして必要に応じてヒーター電極3bが内蔵され得る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a vacuum processing apparatus embodying the present invention, wherein 1 is a vacuum chamber, and the vacuum chamber 1 is an exhaust system (not shown) for exhausting the inside of the vacuum chamber 1 to a high vacuum. It is connected to the. As an exhaust system, a turbo molecular pump can be used for main exhaust. In addition, a metal base 2 is provided at the bottom of the vacuum chamber 1, and an electrostatic chuck 3 is mounted on the top of the base 2, and the electrostatic chuck 3 delivers the substrate 4 to be processed and the substrate. 4 has a function of heating. That is, the electrostatic chuck 3 includes an ESC chuck electrode 3a, and a heater electrode 3b can be incorporated as necessary.

図2には、静電チャック3の一実施形態を示し、図示静電チャック3は、円板状の本体31を有し、円板状の本体31の上面にはその外周部に沿って環状のシール部材32すなわちシールリングが設けられている。また円板状の本体31内の中央部には円形状電極33が設けられ、この円形状電極33に同心にリング状電極34が設けられ、円形状電極33及びリング状電極34は実質的に同一平面に位置している。これらの一対の電極33、34は、図示していない外部の直流電源に接続される。また、本体31及び中央の円形状電極33の中心には厚さ方向にのびる貫通孔35が形成されている。   FIG. 2 shows an embodiment of the electrostatic chuck 3. The illustrated electrostatic chuck 3 has a disk-shaped main body 31, and the upper surface of the disk-shaped main body 31 is annular along the outer periphery thereof. A seal member 32, that is, a seal ring is provided. A circular electrode 33 is provided at the center of the disk-shaped main body 31, and a ring electrode 34 is provided concentrically with the circular electrode 33. The circular electrode 33 and the ring electrode 34 are substantially formed. Located in the same plane. The pair of electrodes 33 and 34 are connected to an external DC power source (not shown). A through hole 35 extending in the thickness direction is formed at the center of the main body 31 and the central circular electrode 33.

再び図1を参照すると、静電チャック3の中心に縦方向に貫通孔5が形成され、この貫通孔5の上端は、静電チャック3の上面、すなわちシール部材32と基板4とで画定された空間6に開放している。貫通孔5の下端は台座2に設けた貫通孔7を通って熱媒体導入系8に接続されている。   Referring again to FIG. 1, a through hole 5 is formed in the longitudinal direction in the center of the electrostatic chuck 3, and the upper end of the through hole 5 is defined by the upper surface of the electrostatic chuck 3, that is, the seal member 32 and the substrate 4. Open to the open space 6. The lower end of the through hole 5 is connected to the heat medium introduction system 8 through the through hole 7 provided in the base 2.

熱媒体導入系8は、真空計から成り得る圧力監視手段9と、バルブ10と、流量計11とを備え、圧力監視手段9、バルブ10及び流量計11は制御手段12に接続されている。また、熱媒体導入系8は、バルブ13を介してArガスのような不活性ガスの供給源(図示していない)に接続される。真空計9は、熱媒体導入系8及び従って静電チャック3と基板4との間に画定される空間6ないの圧力を監視するように構成されている。バルブ10は、熱媒体導入系8内のArガスのような熱媒体の流量を制御するように機能する。また流量計11は、熱媒体導入系8におけるArガスの流量をモニターするように機能する。   The heat medium introduction system 8 includes a pressure monitoring unit 9, which can be a vacuum gauge, a valve 10, and a flow meter 11, and the pressure monitoring unit 9, the valve 10, and the flow meter 11 are connected to the control unit 12. The heat medium introduction system 8 is connected to a supply source (not shown) of an inert gas such as Ar gas via a valve 13. The vacuum gauge 9 is configured to monitor the pressure in the space 6 defined between the heat medium introduction system 8 and thus the electrostatic chuck 3 and the substrate 4. The valve 10 functions to control the flow rate of a heat medium such as Ar gas in the heat medium introduction system 8. The flow meter 11 functions to monitor the flow rate of Ar gas in the heat medium introduction system 8.

また、真空チャンバー1には、質量分析器14が設けられ、この質量分析器14は、シール部材32と基板4との間から真空チャンバー1へ漏れる熱媒体を検知する検知手段の働きをしている。すなわち質量分析器14によって真空チャンバー1内のガスモニターができるようになっている。   The vacuum chamber 1 is provided with a mass analyzer 14, which acts as a detection means for detecting a heat medium leaking from between the seal member 32 and the substrate 4 to the vacuum chamber 1. Yes. That is, the gas analyzer in the vacuum chamber 1 can be monitored by the mass analyzer 14.

このように構成した装置を用いての実施例を以下に説明する。
スパッタリング装置の場合を例に説明すると、スパッタリング処理すべき基板4f搬送ロボット(図示していない)によって、真空チャンバー1内の静電チャック3上へ搬送される。次に、図示していない直流高圧電源より直流電圧を静電チャック3の電極に印加することによって、基板4を静電チャック3に静電吸着させる。この状態では、基板4は静電チャック3のシール部材32上に密封的に静電吸着されている。
An embodiment using the apparatus configured as described above will be described below.
The case of the sputtering apparatus will be described as an example. The substrate 4f to be sputtered is transferred onto the electrostatic chuck 3 in the vacuum chamber 1 by a transfer robot (not shown). Next, the substrate 4 is electrostatically attracted to the electrostatic chuck 3 by applying a DC voltage to an electrode of the electrostatic chuck 3 from a DC high voltage power source (not shown). In this state, the substrate 4 is electrostatically attracted electrostatically onto the seal member 32 of the electrostatic chuck 3.

この状態において、処理に先立って基板4の温度を制御するために、基板4と静電チャック3との間の空間6に熱媒体導入系8からArガスを導入する。その後の動作シーケンスについて説明すると次のとおりである。   In this state, Ar gas is introduced from the heat medium introduction system 8 into the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 in order to control the temperature of the substrate 4 prior to processing. The subsequent operation sequence will be described as follows.

真空計9には、制御手段12から設定圧力に相応した電気信号が供給される。この場合の制御方法としては、設定圧力まで10secで昇圧し、10sec以後は保持するような制御形態となるようにすることができる。この際の、各構成要素から得られる情報を図3のグラフに示している。図3のグラフにおいて、曲線Aは真空計9から得られるガスの圧力指示値であり、曲線Bは流量計11から得られるガスの流量指示値である。   An electric signal corresponding to the set pressure is supplied from the control means 12 to the vacuum gauge 9. As a control method in this case, the control mode can be such that the pressure is increased in 10 seconds up to the set pressure and maintained after 10 seconds. The information obtained from each component at this time is shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 3, the curve A is the gas pressure indication value obtained from the vacuum gauge 9, and the curve B is the gas flow indication value obtained from the flow meter 11.

Arガスによる基板4と静電チャック3との間の空間6内の昇圧と同時に、曲線BのようにArガス流量は増加し、圧力が設定圧力に到達すると、制御手段12からの流量制御信号の働きでバルブ10は絞られ、それによりArガス流量は低下し、圧力を維持するのに必要な流量を供給することとなる。   Simultaneously with the pressure increase in the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 by Ar gas, the Ar gas flow rate increases as shown by curve B, and when the pressure reaches the set pressure, a flow rate control signal from the control means 12. As a result, the valve 10 is throttled, whereby the Ar gas flow rate is lowered and the flow rate necessary to maintain the pressure is supplied.

図3のアナログ波形を装置から得られる実際の波形と比較してみると、図4に示すようになり、図4において曲線Aは曲線A’となり、曲線Bは曲線B’となる,
圧力波形曲線A’は、設定圧力に対して常に同等であるように制御しようとしているが、静電吸着させていても、基板4と静電チャック3との間からガスの漏れが存在しているため、幅Cをもって圧力制御されることになる。
When comparing the analog waveform of FIG. 3 with the actual waveform obtained from the apparatus, it becomes as shown in FIG. 4, in which curve A becomes curve A ′ and curve B becomes curve B ′.
Although the pressure waveform curve A ′ is to be controlled so as to be always equal to the set pressure, there is a gas leak between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 even if electrostatic pressure adsorption is performed. Therefore, the pressure is controlled with the width C.

その際に、基板4と静電チャック3との間の空間6に供給されるガスの流量も変動することとなり、曲線B’のように、単位時間あたりに流れる流量が増減を繰り返す波形となる。このように図3のグラフに示す波形が、実際の装置で運用されているものである。
この場合、装置を安定稼動させるために、運用時のインターロックを設定するのであるが、圧力値に対してフィードバックを行っているため、圧力値に対するインターロック設定は、意味をもたないことがわかる。従って、基板4と静電チャック3との間の空間6に供給されるガスの流量に対してインターロック値を設定するのが一般的であるが、本発明では、基板4と静電チャック3との間の空間6に供給されるガスの流量を常時調整して、基板4と静電チャック3との間の空間6内のガス圧力を一定にする。従って、インターロック値として設定することに関しては困難であことが容易に想定できる。真空チャンバー内に漏洩する熱媒体の圧力が所定値を超えると、吸着不良を知らせる表示がディスプレイに表われる。
At that time, the flow rate of the gas supplied to the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 also fluctuates, so that the flow rate flowing per unit time repeatedly increases and decreases as shown by the curve B ′. . In this way, the waveform shown in the graph of FIG. 3 is used in an actual apparatus.
In this case, the interlock at the time of operation is set in order to operate the apparatus stably, but since the feedback is performed for the pressure value, the interlock setting for the pressure value may not be meaningful. Recognize. Therefore, the interlock value is generally set for the flow rate of the gas supplied to the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3, but in the present invention, the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 are set. The gas flow rate in the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 is kept constant by constantly adjusting the flow rate of the gas supplied to the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3. Therefore, it can be easily assumed that it is difficult to set the interlock value. When the pressure of the heat medium leaking into the vacuum chamber exceeds a predetermined value, a display notifying adsorption failure appears on the display.

また、静電吸着力の低下による基板と静電チャックとの間から漏れるガスのリーク量を直接監視しているものではないので、静電吸着力を監視するためのインターロックとしては、ふさわしくないことがわかる。   In addition, since it does not directly monitor the amount of gas leaking from between the substrate and the electrostatic chuck due to a decrease in electrostatic attraction force, it is not suitable as an interlock for monitoring electrostatic attraction force. I understand that.

次に、図5及び図6に示す質量分析器14による真空チャンバー1内のガス圧をモニターした結果を以下に説明する。
図5及び図6における曲線D、曲線D”は、質量分析器14によるプロセス中の波形である。
Next, the result of monitoring the gas pressure in the vacuum chamber 1 by the mass analyzer 14 shown in FIGS. 5 and 6 will be described below.
Curves D and D ″ in FIGS. 5 and 6 are waveforms during the process by the mass analyzer 14.

図5は、静電吸着された基板4と静電チャック3が正常に動作している場合のグラフである。曲線B’が変動している状態でも、曲線Dで表される質量分析器14の波形は安定していることがわかる。   FIG. 5 is a graph when the electrostatically attracted substrate 4 and the electrostatic chuck 3 are operating normally. It can be seen that the waveform of the mass analyzer 14 represented by the curve D is stable even when the curve B ′ is fluctuating.

図6は、静電チャック3による基板4の吸着力が低下した異常時のグラフである。
吸着力が低下したことにより、曲線B”の波形に乱れが生じているが、増減を繰り返す波形であることがわかる。しかし、曲線D”で表される質量分析器14の波形は、吸着力低下によって、基板4と静電チャック3との間の空間6に供給されるガスの増加したリーク量分が増加している。
FIG. 6 is a graph at the time of abnormality when the adsorption force of the substrate 4 by the electrostatic chuck 3 is reduced.
It can be seen that although the waveform of the curve B ″ is distorted due to the decrease in the adsorption force, it is a waveform that repeatedly increases and decreases. However, the waveform of the mass analyzer 14 represented by the curve D ″ is the adsorption force. Due to the decrease, the amount of leak of the gas supplied to the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 is increased.

そこで、本発明では、質量分析器14の波形を監視することで、基板にかかる静電吸着力のモニターになることがわかる。   Thus, in the present invention, it can be seen that monitoring the waveform of the mass analyzer 14 serves as a monitor of the electrostatic attraction force applied to the substrate.

ところで、図示実施形態では、基板4と静電チャック3との間の空間6内へガスを供給するための孔5は静電チャック3の中央部に設けているが、代わりに、静電チャック3における円形状電極33とリング状電極34との間の本体部分に一つ以上に孔を設けてガスを導入するようにしてもよい。   By the way, in the illustrated embodiment, the hole 5 for supplying gas into the space 6 between the substrate 4 and the electrostatic chuck 3 is provided in the central portion of the electrostatic chuck 3. 3 may be provided with one or more holes in the main body portion between the circular electrode 33 and the ring-shaped electrode 34.

また、静電チャック3の輪郭も円形である必要はなく、処理すべき基板の形状に応じて、任意の多角形状に構成することも可能である。   Further, the contour of the electrostatic chuck 3 does not need to be circular, and can be configured in an arbitrary polygon shape according to the shape of the substrate to be processed.

本発明が実施される真空処理装置の一実施形態を示す概略線図。The schematic diagram which shows one Embodiment of the vacuum processing apparatus by which this invention is implemented. 本発明における静電チャックの一実施形態を拡大して示す概略断面。The schematic section which expands and shows one embodiment of the electrostatic chuck in the present invention. 静電チャックと基板との間のガス圧力及びガス流量の概念を示すグラフ。The graph which shows the concept of the gas pressure and gas flow volume between an electrostatic chuck and a board | substrate. 本発明の実施形態による静電チャックと基板との間のガス圧力及びガス流量を示すグラフ。3 is a graph showing gas pressure and gas flow rate between an electrostatic chuck and a substrate according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による静電チャックと基板との間のガス圧力の制御が正常である場合の質量分析器のモニター結果を示すグラフ。The graph which shows the monitoring result of a mass spectrometer in case control of the gas pressure between the electrostatic chuck and board | substrate by embodiment of this invention is normal. 本発明の実施形態による静電チャックと基板との間のガス圧力の制御が異常である場合の質量分析器のモニター結果を示すグラフ。The graph which shows the monitoring result of a mass spectrometer when control of the gas pressure between the electrostatic chuck and a board | substrate by embodiment of this invention is abnormal.

符号の説明Explanation of symbols

1:真空チャンバー
2:金属製台座
3:静電チャック
3a:ESCチャック電極
3b:ヒーター電極
31:円板状の本体
32:環状のシール部材
33:円形状電極
34:リング状電極
35:貫通孔
5:貫通孔
6:シール部材32と基板4とで画定された空間
7:台座2に設けた貫通孔
8:熱媒体導入系
9:真空計(圧力監視手段)
10:バルブ
11:流量計
12:制御手段
13:バルブ
14:質量分析器(検知手段)
1: Vacuum chamber 2: Metal base 3: Electrostatic chuck 3a: ESC chuck electrode 3b: Heater electrode 31: Disk-shaped main body 32: Annular seal member 33: Circular electrode 34: Ring electrode 35: Through-hole 5: Through-hole 6: Space defined by the seal member 32 and the substrate 4 7: Through-hole provided in the base 2 8: Heat medium introduction system 9: Vacuum gauge (pressure monitoring means)
10: valve 11: flow meter 12: control means 13: valve 14: mass analyzer (detection means)

Claims (2)

真空チャンバーと、
一対の電極を備え、上面に基板を吸着する静電チャックと、
前記静電チャックの表面に形成されたリング形状のシール部材と、
前記基板と前記静電チャックとの間に熱媒体を導入する少なくとも一つの熱媒体導入系と、
熱媒体導入系を介して前記基板と前記静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力を監視する圧力監視手段と、
熱媒体導入系を介して前記基板と前記静電チャックとの間に導入される熱媒体の圧力が予め設定されている所定圧力になるように前記圧力監視手段を制御する制御手段と、
前記シール部と前記基板との間から前記真空チャンバーへの熱媒体の漏洩を検知する検知手段と
を有し、
前記静電チャックの一対の電極が円形状電極とリング状電極とから成り、前記リング状電極が前記シール部材の下に位置し、前記円形状電極が、前記リング形状電極の内側に同心状に配置されていることを特徴とする真空処理装置。
A vacuum chamber;
An electrostatic chuck comprising a pair of electrodes and attracting the substrate to the upper surface;
A ring-shaped seal member formed on the surface of the electrostatic chuck;
At least one heat medium introduction system for introducing a heat medium between the substrate and the electrostatic chuck;
Pressure monitoring means for monitoring the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck via a heat medium introduction system;
Control means for controlling the pressure monitoring means so that the pressure of the heat medium introduced between the substrate and the electrostatic chuck via the heat medium introduction system becomes a predetermined pressure set in advance;
Detecting means for detecting leakage of a heat medium from between the seal portion and the substrate to the vacuum chamber;
A pair of electrodes of the electrostatic chuck comprises a circular electrode and a ring-shaped electrode, the ring-shaped electrode is located under the seal member, and the circular electrode is concentrically inside the ring-shaped electrode. vacuum processing apparatus characterized in that it is arranged.
前記シール部材が、熱媒体の導入される前記基板と前記静電チャックとの間の間隔を画定していることを特徴とする請求項1記載の真空処理装置。   The vacuum processing apparatus according to claim 1, wherein the seal member defines an interval between the substrate into which the heat medium is introduced and the electrostatic chuck.
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