JPH11330220A - Method for discriminating chucked state of substrate - Google Patents
Method for discriminating chucked state of substrateInfo
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- JPH11330220A JPH11330220A JP13934098A JP13934098A JPH11330220A JP H11330220 A JPH11330220 A JP H11330220A JP 13934098 A JP13934098 A JP 13934098A JP 13934098 A JP13934098 A JP 13934098A JP H11330220 A JPH11330220 A JP H11330220A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、静電チャックプレ
ート上での基板の吸着状態を判断する吸着状態判断方法
にかかり、特に、吸着状態が正常であるか異常であるか
を簡便に判断する吸着状態判断方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a suction state determining method for determining a suction state of a substrate on an electrostatic chuck plate, and particularly to easily determine whether a suction state is normal or abnormal. The present invention relates to a method for determining an adsorption state.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の半導体製造装置では、基板を真空
雰囲気中に置いて成膜などの処理を施す場合に、基板を
所定位置に固定するためや、基板の温度制御を行うため
に、静電チャックプレートを用いて基板を静電吸着する
技術が採用されている。2. Description of the Related Art In recent semiconductor manufacturing apparatuses, when a substrate is placed in a vacuum atmosphere and a process such as film formation is performed, the substrate is statically fixed to a predetermined position or controlled for temperature of the substrate. A technique of electrostatically adsorbing a substrate using an electric chuck plate is employed.
【０００３】図４(ａ)の符号１０５は静電チャックプレ
ートであり、スパッタリング装置等の図示しないチャン
バー内に配置されている。また、符号１０８は、基板搬
送ロボットのアームであり、基板１０２が載置された状
態で、隣接する搬送室内からチャンバー内に挿入された
ところを示している。[0005] Reference numeral 105 in FIG. 4A denotes an electrostatic chuck plate, which is disposed in a chamber (not shown) such as a sputtering apparatus. Reference numeral 108 denotes an arm of the substrate transfer robot, which is inserted into the chamber from an adjacent transfer chamber with the substrate 102 placed thereon.
【０００４】基板１０２を静電チャックプレート１０５
上に載置する場合には、アーム１０８を水平移動させ、
先ず、基板１０２を静電チャックプレート１０５上に静
止させる(図４(ｂ))。次いで、静電チャックプレート１
０５内に挿通されたリフトピン１０４を上昇させ、アー
ム１０８上の基板１０２をリフトピン１０４の先端に乗
せ替える(同図(ｃ))。The substrate 102 is placed on an electrostatic chuck plate 105
When placing on the top, the arm 108 is moved horizontally,
First, the substrate 102 is stopped on the electrostatic chuck plate 105 (FIG. 4B). Next, the electrostatic chuck plate 1
The lift pins 104 inserted into the inside of the arm 05 are lifted, and the substrate 102 on the arm 108 is mounted on the tip of the lift pins 104 (FIG. 3C).
【０００５】そして、アーム１０８をリフトピン１０４
間から抜き出した後(同図(ｄ))、リフトピン１０４を降
下させ、静電チャックプレート１０５内に収納させる
と、基板１０２は静電チャックプレート１０５上に載置
される(同図(ｅ))。The arm 108 is connected to the lift pin 104
When the lift pins 104 are lowered and housed in the electrostatic chuck plate 105 after being pulled out from the space (FIG. (D)), the substrate 102 is placed on the electrostatic chuck plate 105 (FIG. (E)). ).
【０００６】基板１０２を処理する際にはチャンバー内
は高真空状態に置かれており、真空の断熱効果により、
基板１０２を静電チャックプレート１０５上に載置した
だけでは、基板１０２と静電チャックプレート１０５と
の間の熱伝達率は小さい。When processing the substrate 102, the inside of the chamber is placed in a high vacuum state, and the heat insulation effect of the vacuum
When the substrate 102 is simply placed on the electrostatic chuck plate 105, the heat transfer coefficient between the substrate 102 and the electrostatic chuck plate 105 is small.
【０００７】この静電チャックプレート１０５内には、
基板１０２とは非接触の状態で電極が配置されており、
その電極に電圧を印加すると静電吸着力が発生し、基板
１０２は静電チャックプレート１０５上に静電吸着され
る。In the electrostatic chuck plate 105,
The electrodes are arranged in a non-contact state with the substrate 102,
When a voltage is applied to the electrode, an electrostatic chucking force is generated, and the substrate 102 is electrostatically chucked on the electrostatic chuck plate 105.
【０００８】その状態では基板１０２の裏面と静電チャ
ックプレート１０５表面とは密着しており、基板１０２
と静電チャックプレート１０５との間の熱伝達率は高く
なっている。従って、静電チャックプレート１０５内の
ヒータを発熱させることで、基板１０２を所定温度まで
素早く昇温させられるようになっている。また、静電チ
ャックプレート１０５内の冷却装置を動作させると、基
板１０２を所定温度に維持したり、素早く冷却すること
もできるようになっている。In this state, the back surface of the substrate 102 and the surface of the electrostatic chuck plate 105 are in close contact with each other.
The heat transfer coefficient between the plate and the electrostatic chuck plate 105 is high. Accordingly, by causing the heater in the electrostatic chuck plate 105 to generate heat, the temperature of the substrate 102 can be quickly raised to a predetermined temperature. Further, when the cooling device in the electrostatic chuck plate 105 is operated, the substrate 102 can be maintained at a predetermined temperature or can be cooled quickly.
【０００９】そして、基板１０２の処理が終了すると、
リフトピン１０４によって、上記とは逆の手順で基板１
０２を静電チャックプレート１０５上から持ち上げ、次
いで、アーム１０８上に移し替え、チャンバー外に搬出
すると、基板１０２の処理は終了する。そして、未処理
の基板を静電チャックプレート１０５上に載置した後、
静電吸着しながら薄膜形成処理を続行する。When the processing of the substrate 102 is completed,
The substrate 1 is lifted by the lift pins 104 in the reverse procedure.
When the substrate 02 is lifted from the electrostatic chuck plate 105, then transferred onto the arm 108, and carried out of the chamber, the processing of the substrate 102 is completed. Then, after placing the unprocessed substrate on the electrostatic chuck plate 105,
The thin film forming process is continued while electrostatically adsorbing.
【００１０】上記のように静電チャックプレート１０５
を用いた場合には、真空雰囲気中での基板１０２の温度
制御性が良いため、高品質の薄膜形成やエッチングを行
うことができる。As described above, the electrostatic chuck plate 105
In the case of using, since the temperature controllability of the substrate 102 in a vacuum atmosphere is good, high-quality thin film formation and etching can be performed.
【００１１】ところで、一般に、静電チャックプレート
１０５周囲にはプラズマを封じ込めるための防着壁等が
配置されているため、基板１０２を静電チャックプレー
ト１０５上で正常に静電吸着するためには、±０．５ｍ
ｍ程度の精度で基板１０２を配置する必要がある。By the way, in general, a deposition-preventing wall or the like for containing plasma is arranged around the electrostatic chuck plate 105, so that the substrate 102 can be normally electrostatically adsorbed on the electrostatic chuck plate 105. , ± 0.5m
It is necessary to arrange the substrate 102 with an accuracy of about m.
【００１２】しかしながら、上記のようなアーム１０８
を用いて基板１０２を搬送する場合には、多数の基板を
処理するために繰り返しアーム１０８を動作させると、
搬送誤差が累積され、そのため、基板１０２が静電チャ
ックプレート１０５上で正常な位置に配置されなくなっ
てしまう。However, the arm 108 as described above
When the substrate 102 is transported by using, when the arm 108 is repeatedly operated to process a large number of substrates,
The transport error is accumulated, so that the substrate 102 is not arranged at a normal position on the electrostatic chuck plate 105.
【００１３】また、突発的に発生したダストが静電チャ
ックプレート１０５表面に付着したまま基板１０２を配
置すると、電極に電圧を印加しても基板は静電チャック
プレート１０５と密着せず、そのため熱伝達率が低くな
り、正常な温度制御が行えなくなってしまう。Further, if the substrate 102 is disposed with dust generated suddenly adhering to the surface of the electrostatic chuck plate 105, the substrate does not adhere to the electrostatic chuck plate 105 even when a voltage is applied to the electrodes. The transmission rate becomes low, and normal temperature control cannot be performed.
【００１４】このように、基板と静電チャックプレート
の間の密着性が悪かったり、正常な位置に配置されなか
った場合は、基板面内の温度分布が大きくなり、その状
態でスパッタリング等の処理を行うと、得られる薄膜の
膜質が面内でばらついたり、膜厚分布が不均一になって
しまい、連続して行われる半導体プロセスの再現性に影
響を与え、多数の基板が不良になってしまうという問題
がある。As described above, when the adhesion between the substrate and the electrostatic chuck plate is poor or when the substrate is not disposed at a normal position, the temperature distribution in the substrate surface becomes large, and in that state, processing such as sputtering is performed. In this case, the quality of the obtained thin film varies in the plane or the film thickness distribution becomes non-uniform, which affects the reproducibility of a continuously performed semiconductor process, and many substrates become defective. Problem.
【００１５】更に、静電チャックプレート１０５によっ
ては、基板１０５裏面にガスを流す種類のものがある
が、基板１０５が正常に静電吸着されていないと、ガス
圧によって基板１０２が吹き飛ばされるといったような
事故が発生する。Further, some types of the electrostatic chuck plate 105 allow a gas to flow on the back surface of the substrate 105. If the substrate 105 is not normally electrostatically attracted, the substrate 102 may be blown off by gas pressure. Accidents occur.
【００１６】かかる事態を防止するためには、静電チャ
ックプレート１０５を使用する際に、基板の搬送状態や
静電吸着状態を検知する適切な手段が必要となるが、目
視による検査や、搬送精度の向上のみに委ねるのは危険
である。In order to prevent such a situation, when using the electrostatic chuck plate 105, appropriate means for detecting the transport state or the electrostatic attraction state of the substrate is required. It is dangerous to rely only on improving accuracy.
【００１７】そこで従来では、静電吸着を開始したとき
に静電チャックプレート１０５に流れた電流の変化分を
測定し、時間積分を行うことで電流変化量を求め、その
値から基板の静電吸着状態が正常であるか異常であるか
を判断していた。Therefore, conventionally, the amount of change in the current flowing through the electrostatic chuck plate 105 when the electrostatic chuck is started is measured, and the amount of current change is obtained by performing time integration. It was determined whether the adsorption state was normal or abnormal.
【００１８】しかしながら多数の基板を連続処理する際
に、各基板毎に積分演算を行うと、数値計算に要する時
間ロスが無視できなくなる。また、積分計算の精度を向
上させようとすると、演算装置のコストも高くなるとい
う問題がある。However, when an integration operation is performed for each substrate when a large number of substrates are continuously processed, the time loss required for numerical calculations cannot be ignored. Further, there is a problem that the cost of the arithmetic unit is increased if the accuracy of the integration calculation is to be improved.
【００１９】[0019]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の課題を解決するために創作されたものであり、その目
的は、基板の静電吸着状態の良否を簡便に判断できる技
術を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a technique which can easily judge the quality of the electrostatic attraction state of a substrate. It is in.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、静電チャックプレート上に
静電吸着された基板の状態を判断する吸着状態判断方法
であって、予め、前記静電チャックプレート上に正常な
状態で基板を配置し、前記静電チャックプレート内の電
極に電圧を印加し、静電吸着を開始したときに流れたパ
ルス電流を測定して基準電流値とし、実際に処理を行う
基板を前記静電チャックプレート上で静電吸着する場合
に、前記電極に電圧を印加し、静電吸着を開始したとき
にながれたパルス電流の電流値を測定し、前記基準電流
値と比較し、前記基板の吸着状態を判断することを特徴
とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a suction state determining method for determining a state of a substrate electrostatically attracted on an electrostatic chuck plate. In advance, a substrate is placed in a normal state on the electrostatic chuck plate, a voltage is applied to the electrodes in the electrostatic chuck plate, and a pulse current flowing when electrostatic chucking is started is measured to obtain a reference current. When a substrate to be actually processed is electrostatically attracted on the electrostatic chuck plate, a voltage is applied to the electrodes, and a current value of a pulse current that flows when the electrostatic attraction starts is measured. And comparing the reference current value with the reference current value to determine a suction state of the substrate.
【００２１】この場合、請求項２記載の発明のように、
前記測定したパルス電流の電流値が、前記基準電流値を
含む所定範囲内にあるときに基板が正常に静電吸着され
たと判断することができる。In this case, as in the second aspect of the present invention,
When the measured value of the pulse current is within a predetermined range including the reference current value, it can be determined that the substrate is normally electrostatically attracted.
【００２２】また、請求項１記載の吸着状態判断方法に
ついては、請求項３記載の発明のように、前記静電チャ
ックプレート上に基板を配置しない状態で、静電チャッ
クプレートに電圧を印加し、その際に流れたパルス電流
値と、実際に基板を配置したときに流れるパルス電流値
との差を測定し、基板が正常に静電吸着されたかを判断
することができる。According to the first aspect of the present invention, a voltage is applied to the electrostatic chuck plate in a state where the substrate is not placed on the electrostatic chuck plate as in the third aspect of the present invention. By measuring the difference between the pulse current value flowing at that time and the pulse current value flowing when the substrate is actually placed, it can be determined whether the substrate has been normally electrostatically attracted.
【００２３】本発明は上記のように構成されており、静
電チャックプレート内の電極に流れる電流を、例えば静
電チャックプレートと電源との間に電流計を挿入して検
出し、その電流値を記録計やＡ／Ｄ変換ボードを備えた
コンピュータ等に入力し、静電吸着を開始したときに流
れるパルス電流を基準電流値と比較し、その差分から静
電吸着状態を判断している。The present invention is configured as described above, and detects a current flowing through an electrode in the electrostatic chuck plate by inserting an ammeter between the electrostatic chuck plate and a power supply, for example, and detects the current value. Is input to a recorder or a computer equipped with an A / D conversion board, the pulse current flowing when electrostatic adsorption is started is compared with a reference current value, and the electrostatic adsorption state is determined from the difference.
【００２４】以下に本発明の原理を模式的な図を用いて
説明する。図２(ａ)の符号５４は静電チャックプレート
であり、円盤状に成形された誘電体７１を有している。
該誘電体７１内には２枚の電極７２1、７２2が配置され
ており、各電極７２1、７２2は、それぞれ電源５８1、
５８2に接続されている。ここでは一方の電極７２1に正
電圧、他方の電極７２2に負電圧を印加できるように構
成されているものとする。Hereinafter, the principle of the present invention will be described with reference to schematic diagrams. Reference numeral 54 in FIG. 2A denotes an electrostatic chuck plate having a dielectric 71 formed in a disk shape.
The dielectric 71 electrode 72 1 of the two, 72 2 are arranged, each electrode 72 1, 72 2 each power supply 58 1,
58 2 . Here, it is assumed to be configured as one of the electrodes 72 1 to a positive voltage, a negative voltage to the other electrode 72 2 may be applied.
【００２５】この図２(ａ)は、静電チャックプレート５
４上に基板が配置されていない状態を示しているが、誘
電体７１内で電極７２1、７２2同士が近接しているた
め、電気的には、電極７２1、７２2間にコンデンサー成
分Ｃaが形成されている。FIG. 2A shows an electrostatic chuck plate 5.
Although 4 substrate on indicates a state of not being located, because of the proximity electrode 72 1, 72 2 to each other in the dielectric 71, the electrical condenser component to the electrode 72 1, 72 between 2 C a is formed.
【００２６】また、その電極７２1、７２2間に存する誘
電体７１により、コンデンサー成分Ｃaには抵抗成分Ｒa
が並列接続されている。従って、２個の電源５８1、５
８2間は、コンデンサー成分Ｃaと抵抗成分Ｒaとが並列
接続された回路で接続されていることになる。Further, the dielectric 71 existing in the electrodes 72 1, 72 between 2, the capacitor component C a resistance component R a
Are connected in parallel. Therefore, two power supplies 58 1 , 5
During 8 2 would a condenser component C a and the resistance component R a are connected in parallel-connected circuit.
【００２７】このような等価回路では、コンデンサー成
分Ｃaを有しているため、電極７２1、７２2間に電圧を
印加した瞬間にパルス電流が流れる。さらに、この等価
回路全体としては、抵抗成分Ｒaの抵抗値に従った大き
さの電流が流れる。[0027] In this equivalent circuit, since it has a condenser component C a, the electrodes 72 1, 72 a pulse current flows at the moment a voltage is applied between the two. Further, as a whole this equivalent circuit, the magnitude of the current in accordance with the resistance value of the resistance component R a flows.
【００２８】他方、図２(ｂ)は、上記静電チャックプレ
ート５４上に基板６２が配置された場合を示しており、
電極７２1、７２2上の誘電体７１の厚みは薄く、基板６
２と静電チャックプレート５４とが正常に密着していた
場合には、電極７２1、７２2と基板６２とは非常に近接
する為、電極７２1、７２2と基板６２間で形成されるコ
ンデンサー成分Ｃb1、Ｃb2の容量値は、上述した電極７
２1、７２2間のコンデンサー成分Ｃaよりも程大きい(Ｃ
a＜Ｃb1,Ｃb2)。FIG. 2B shows a case where a substrate 62 is arranged on the electrostatic chuck plate 54.
The thickness of the dielectric 71 on the electrodes 72 1 and 72 2 is small,
If the 2 and the electrostatic chuck plate 54 is in close contact normally, electrodes 72 1, 72 2 and to close proximity to the substrate 62, is formed between the electrodes 72 1, 72 2 and the substrate 62 The capacitance values of the capacitor components C b1 and C b2 are determined by the electrode 7 described above.
2 1, 72 greater extent than the capacitor component C a between the 2 (C
a <C b1 , C b2 ).
【００２９】また、各コンデンサー成分Ｃb1、Ｃb2に
は、誘電体７１の抵抗成分Ｒb1、Ｒb2が並列に接続され
ているため、結局、電源５８1、５８2の間は、コンデン
サー成分Ｃb1、Ｃb2と抵抗成分Ｒb1、Ｒb2との並列接続
回路が直列接続された回路で接続されていることにな
る。Since the resistance components R b1 and R b2 of the dielectric 71 are connected in parallel to the respective capacitor components C b1 and C b2 , the capacitor components between the power sources 58 1 and 58 2 are eventually connected. This means that a parallel connection circuit of C b1 and C b2 and the resistance components R b1 and R b2 is connected by a circuit connected in series.
【００３０】基板６２が正常に配置されている場合に
は、電極７２1、７２2に電圧を印加した瞬間に、大きな
容量のコンデンサー成分Ｃb1、Ｃb2を通って大電流のパ
ルス電流が流れる。[0030] When the substrate 62 is placed correctly, the moment the voltage is applied to the electrodes 72 1, 72 2, a pulse current of a large current flows through the capacitor component C b1, C b2 large capacity .
【００３１】ところが、基板６２が正常な位置に配置さ
れていなかった場合には、コンデンサー成分Ｃb1、Ｃb2
の電極面積が小さくなっており、また、ダスト等の存在
により、基板６２と静電チャックプレート５４の間の密
着性が悪くなっていた場合には、コンデンサー成分
Ｃb1、Ｃb2の電極間距離が大きくなっており、いずれの
場合も、基板６２が正常に配置された場合に比べてコン
デンサー成分Ｃb1,Ｃb2は小容量になるから、そのとき
流れるパルス電流も、正常な場合に比べて小さくなる。However, when the substrate 62 is not placed at a normal position, the capacitor components C b1 and C b2
When the adhesion between the substrate 62 and the electrostatic chuck plate 54 is deteriorated due to the presence of dust or the like, the distance between the electrodes of the capacitor components C b1 and C b2 is reduced. In any case, since the capacitor components C b1 and C b2 have a smaller capacitance as compared with the case where the substrate 62 is normally arranged, the pulse current flowing at that time is also smaller than that in the normal case. Become smaller.
【００３２】従って、予め正常な静電吸着状態の場合の
パルス電流値を測定し、基準電流値として記録計やコン
ピュータに記録しておき、多数の基板を連続処理する際
に、各基板を静電吸着したときのパルス電流の値を基準
電流値と比較すると、静電吸着状態が正常であるか異常
であるかを判断できるようになる。Therefore, a pulse current value in a normal electrostatic chucking state is measured in advance and recorded as a reference current value in a recorder or a computer. By comparing the value of the pulse current at the time of electroadsorption with the reference current value, it is possible to determine whether the electrostatic adsorption state is normal or abnormal.
【００３３】その場合、基板には反りがあり、その大き
さが基板間で相違する等の原因により、基板が正常に静
電吸着されていても、流れるパルス電流の大きさには、
基板間で僅かな差がある。従って、基準電流値を含む所
定範囲内の電流値(例えば、基準電流値±数％の範囲)を
正常な吸着状態を示す範囲とし、測定したパルス電流の
値がその範囲外にある場合に、静電吸着状態が異常であ
ると判断するとよい。In this case, even if the substrate is normally electrostatically attracted due to the fact that the substrate is warped and the size differs between the substrates, the magnitude of the flowing pulse current is
There are slight differences between the substrates. Accordingly, a current value within a predetermined range including the reference current value (for example, a range of the reference current value ± several%) is set as a range indicating a normal suction state, and when the measured pulse current value is outside the range, It may be determined that the electrostatic suction state is abnormal.
【００３４】また、基板の種類、静電チャックプレート
の誘電体の種類、温度、印加電圧等の静電吸着条件が変
わると、正常に静電吸着された場合のパルス電流の大き
さも変わってしまう。従って、吸着状態が正常であると
判断できる範囲を定める場合、処理を行う際の静電吸着
条件に応じ、実際に基板を静電吸着させて基準電流値を
測定し直す必要がある。If the electrostatic chucking conditions such as the type of the substrate, the type of the dielectric material of the electrostatic chuck plate, the temperature, and the applied voltage change, the magnitude of the pulse current when the electrostatic chucking is performed normally also changes. . Therefore, when the range in which the suction state can be determined to be normal is determined, it is necessary to actually measure the reference current value by electrostatically sucking the substrate according to the electrostatic suction conditions at the time of performing the process.
【００３５】また、基板の種類によっては(ある種のガ
ラス基板など)Ｃb1、Ｃb2の容量が小さい場合もある。
従って、流れるパルス電流値も小さい。このような場合
には、基板のない状態での静電容量Ｃaによるパルス電
流値を予め測定しておき、基板が正常に配置された状態
でのパルス電流値との差Δiを基準電流値に設定しなけ
れば正確な判断ができなくなる。即ち、基板が正常に配
置された場合のパルス電流値と共に、基板を配置しなか
った場合のパルス電流値を測定することで、図３に示し
たΔiの差を基準電流値とすることができる。Further, depending on the type of the substrate (such as a certain type of glass substrate), the capacitance of C b1 and C b2 may be small.
Therefore, the flowing pulse current value is also small. In such a case, the pulse current value due to the capacitance Ca in a state where the substrate is not present is measured in advance, and the difference Δi from the pulse current value in a state where the substrate is normally arranged is determined as the reference current value. If it is not set, accurate judgment cannot be made. That is, by measuring the pulse current value when the substrate is not arranged, together with the pulse current value when the substrate is arranged normally, the difference of Δi shown in FIG. 3 can be used as the reference current value. .
【００３６】Δｉを用いない場合の基準電流値の設定方
法は、例えば、正常に基板を配置したときに３μＡのパ
ルス電流値が流れたものとすると、そのパルス電流値３
μＡを基準電流値に設定し、その上下±１０％を許容範
囲と設定することになる。The method of setting the reference current value when Δi is not used is, for example, assuming that a pulse current value of 3 μA flows when the substrate is normally placed, and the pulse current value 3
μA is set as the reference current value, and ± 10% above and below it is set as the allowable range.
【００３７】そして、実際にプロセス開始前にウエハー
を配置し、静電チャックした際のパルス電流値が２．７
μＡだったとすると、 ３μＡ×０．９＝２．７μＡ であるからこの場合は正常と判断されることになる。The pulse current value when the wafer is actually placed and electrostatically chucked before the start of the process is 2.7.
If it is μA, then 3 μA × 0.9 = 2.7 μA, and in this case, it is determined to be normal.
【００３８】しかし、例えば基板を配置しないときに２
μＡのパルス電流値が流れていた場合には、基準電流値
３μＡのうち、２μＡ分は静電チャックの電極間に生じ
るコンデンサー成分によるもの(実際にはチャック電源
内にもコンデンサー成分が存在している)であり、基板
が正常に配置されたことによるパルス電流値Δｉは、 Δｉ ＝ ３μ−２μ ＝ １μ(Ａ) にしかすぎない。However, for example, when no substrate is arranged, 2
When a pulse current value of μA is flowing, 2 μA of the reference current value of 3 μA is caused by a capacitor component generated between the electrodes of the electrostatic chuck (actually, a capacitor component also exists in the chuck power supply). And the pulse current value Δi due to the normal placement of the substrate is only Δi = 3μ−2μ = 1μ (A).
【００３９】従って、そのΔｉの値を基準値とした方
が、より正確な判定を下すことができる。その場合に
は、実際にプロセスを行う基板を配置したときのパルス
電流の測定値から、コンデンサー成分による２μＡを差
し引いた値で正常か否かを判断することになる。Therefore, a more accurate determination can be made by using the value of Δi as a reference value. In this case, it is determined whether or not the measured value of the pulse current when the substrate on which the process is actually performed is arranged is smaller than the value of 2 μA due to the capacitor component.
【００４０】例えば、許容範囲をΔｉ±１０％(＝ ０．
９μ〜１．１μＡ)とすると、測定値から２μＡを差し
引いた値が、その範囲(０．９μ〜１．１μＡ)に入って
いた場合に正常と判断し、その範囲外であった場合に異
常と判断することになる。For example, the allowable range is Δi ± 10% (= 0.
9 μ to 1.1 μA), a value obtained by subtracting 2 μA from the measured value falls within the range (0.9 μ to 1.1 μA), and is judged to be normal. Will be determined.
【００４１】上記例のように２．７μＡのパルス電流値
が流れていた場合は、 ２．７μ−２．０μ＝０．７μ(Ａ) がウエハー配置による正味のパルス電流値であるが、そ
の値はΔｉ±１０％の範囲に含まれていないので、正常
に配置されなかったと判断すべきである。In the case where a 2.7 μA pulse current value flows as in the above example, 2.7 μ−2.0 μ = 0.7 μ (A) is the net pulse current value due to the wafer arrangement. Since the values are not included in the range of Δi ± 10%, it should be determined that the arrangement was not normal.
【００４２】このように、Δｉを用いて基準電流値と許
容範囲を設定すると、より正確な判断を行うことが可能
になる。As described above, when the reference current value and the allowable range are set using Δi, more accurate judgment can be made.
【００４３】[0043]
【発明の実施の形態】図１の符号１は、本発明を適用で
きる真空処理装置(スパッタリング装置)の一例である。
この真空処理装置１はチャンバー１０を有しており、該
チャンバー１０には、図示しない真空排気系とガス導入
系とが接続されており、真空排気系によってチャンバー
１０内を真空排気し、高真空雰囲気にした後、ガス導入
系によってアルゴンガスを導入できるように構成されて
いる。1 is an example of a vacuum processing apparatus (sputtering apparatus) to which the present invention can be applied.
This vacuum processing apparatus 1 has a chamber 10, and a vacuum exhaust system and a gas introduction system (not shown) are connected to the chamber 10. After the atmosphere is set, an argon gas can be introduced by a gas introduction system.
【００４４】チャンバー１０外部には、直流電源３と、
チャック用電源９と、コンピュータ２０とが配置されて
いる。他方、チャンバー１０の内部天井側には、成膜物
質から成るターゲット２が配置されており、また、底壁
側には静電チャックプレート４が配置されている。A DC power supply 3 is provided outside the chamber 10.
A chuck power supply 9 and a computer 20 are provided. On the other hand, the target 2 made of a film-forming substance is arranged on the inner ceiling side of the chamber 10, and the electrostatic chuck plate 4 is arranged on the bottom wall side.
【００４５】静電チャックプレート４は、誘電体２１
と、該誘電体２１内に配置された一対の電極２２1、２
２2とを有しており、誘電体２１に形成された孔内に
は、下側からリフトピン６が挿通されている。The electrostatic chuck plate 4 is made of a dielectric 21
And a pair of electrodes 22 1 , 2 disposed in the dielectric 21.
Has a 2 2, a hole formed in the dielectric 21, the lift pins 6 from the lower side is inserted.
【００４６】各電極２２1、２２2は、チャンバー１０底
壁の端子５1、５2を介して、チャック用電源９にそれぞ
れ接続されており、一方の電極２２1には正電圧、他方
の電極２２2には負電圧を印加できるように構成されて
いる。[0046] Each electrode 22 1, 22 2, via the chamber 10 the bottom wall of the terminal 5 1, 5 2 are connected respectively to the chuck power supply 9, the one electrode 22 1 positive voltage, the other the electrode 22 2 is configured so as to apply a negative voltage.
【００４７】直流電源３やリフトピン６はコンピュータ
２０に接続されており、該コンピュータ２０によって動
作を制御できるように構成されている。そして、図４に
示した手順と同様の手順によってリフトピン６を昇降さ
せると、図示しないアーム上に載置された基板を静電チ
ャックプレート４上に乗せ替えられるように構成されて
いる。The DC power supply 3 and the lift pins 6 are connected to a computer 20 so that the operation can be controlled by the computer 20. Then, when the lift pins 6 are moved up and down by the same procedure as the procedure shown in FIG. 4, the substrate mounted on the arm (not shown) can be replaced on the electrostatic chuck plate 4.
【００４８】また、ターゲット２は、直流電源３に接続
されており、チャンバー１０を接地電位に置いた状態で
負電圧を印加できるように構成されており、コンピュー
タ２０を動作させ、チャンバー１０内にアルゴンガスを
導入し、直流電源３を起動するとプラズマが生成され、
ターゲット２をスパッタリングできるように構成されて
いる。The target 2 is connected to the DC power supply 3 and is configured to be able to apply a negative voltage while the chamber 10 is at the ground potential. When argon gas is introduced and the DC power supply 3 is started, plasma is generated,
The target 2 is configured to be sputtered.
【００４９】静電チャックプレート４周囲には、防着プ
レート７が配置されており、スパッタリングが行われる
際に、チャンバー１０内壁がプラズマに曝されないよう
になっており、また、ターゲット２から飛び出したスパ
ッタリング粒子がチャンバー１０内壁に付着しないよう
になっている。An anti-adhesion plate 7 is disposed around the electrostatic chuck plate 4 so that the inner wall of the chamber 10 is not exposed to plasma when sputtering is performed, and the inner wall protrudes from the target 2. The sputtered particles do not adhere to the inner wall of the chamber 10.
【００５０】電極２２1、２２2とチャック用電源９の間
には、電流計８1、８2がそれぞれ挿入されており、コン
ピュータ２０内にはＡ／Ｄ変換ボードが装着されてい
る。電流計８1、８2は、Ａ／Ｄ変換ボードにそれぞれ接
続されており、各電流計８1、８2が測定した電流値はＡ
／Ｄ変換ボードを介してコンピュータ２０に入力され、
その値が記憶装置内に記憶されるように構成されてい
る。Ammeters 8 1 and 8 2 are inserted between the electrodes 22 1 and 22 2 and the power supply 9 for chuck, respectively, and an A / D conversion board is mounted in the computer 20. The ammeters 8 1 and 8 2 are respectively connected to the A / D conversion board, and the current value measured by each ammeter 8 1 and 8 2 is A
Input to the computer 20 via the / D conversion board,
The value is configured to be stored in the storage device.
【００５１】このような真空処理装置１を用い、多数の
基板表面に連続的に薄膜を成長させる場合には、予めチ
ャンバー１０内を真空排気しておき、静電チャックプレ
ート４上に基板を正常な状態で配置し、電極２２1、２
２2に所定の大きさの正負の電圧を印加する。When a thin film is continuously grown on a large number of substrates using such a vacuum processing apparatus 1, the inside of the chamber 10 is evacuated in advance and the substrate is normally placed on the electrostatic chuck plate 4. Electrodes 22 1 , 2
2 2 To apply the positive and negative voltage of a predetermined size.
【００５２】電圧を印加した瞬間に、電極２２1、２２2
にパルス電流が流れるが、そのパルス電流は、電流計８
1、８2にも流れるため、各電流計８1、８2によって電流
値を測定し、コンピュータ２０内の記憶装置に基準電流
値として記憶する。次いでチャック用電源９を停止し、
電極２２1、２２2をグラウンドに接続すると、静電吸着
を開始したときとは逆向きのパルス電流が流れる。At the moment when the voltage is applied, the electrodes 22 1 , 22 2
Pulse current flows through the current meter 8
1, to flow to 82 to measure the current value by the ammeter 8 1, 8 2, is stored as a reference current value in a storage device in the computer 20. Next, the chuck power supply 9 is stopped,
When the electrodes 22 1 and 22 2 are connected to the ground, a pulse current flows in a direction opposite to that when the electrostatic attraction is started.
【００５３】以上により正常な吸着状態を示す電流値の
記憶が終了すると、実際の薄膜形成作業を開始する。そ
の場合、真空雰囲気を維持したまま、チャンバー１０内
に基板１２を搬入し、静電チャックプレート４上に載置
し、基準電流値を記憶したときと同じ条件で電極２
２1、２２2に電圧を印加し、そのときに流れるパルス電
流を電流計８1、８2によって測定し、コンピュータ２０
に入力する。When the storage of the current value indicating the normal suction state is completed as described above, the actual thin film forming operation is started. In this case, while maintaining the vacuum atmosphere, the substrate 12 is loaded into the chamber 10 and placed on the electrostatic chuck plate 4 under the same conditions as when the reference current value is stored.
2 1, 22 2 voltage is applied to measure the pulse current flows when the ammeter 8 1, 8 2, the computer 20
To enter.
【００５４】コンピュータ２０内には、基準電流値を中
心とする±数％の範囲の電流値が正常な静電吸着状態を
示す範囲として設定されており、測定したパルス電流値
がその範囲に入っているか否かを判別する。In the computer 20, a current value in a range of ± several% around the reference current value is set as a range indicating a normal electrostatic attraction state, and the measured pulse current value falls within the range. It is determined whether or not there is.
【００５５】設定された範囲内に入っていた場合には、
基板１２の静電吸着状態は正常であると判断し、静電チ
ャックプレート４内のヒータによって基板１２を所定温
度まで昇温させた後、チャンバー１０内にアルゴンガス
を導入し、直流電源３を起動してターゲット２のスパッ
タリングを開始する。If it is within the set range,
It is determined that the electrostatic attraction state of the substrate 12 is normal, the substrate 12 is heated to a predetermined temperature by a heater in the electrostatic chuck plate 4, and then argon gas is introduced into the chamber 10, and the DC power supply 3 is turned on. Activate and start sputtering of the target 2.
【００５６】そして、基板１２表面に所定膜厚の薄膜が
形成されるとスパッタリングを終了し、静電吸着を解除
した後、基板１２をチャンバー１０外に搬出する。この
場合は、続けてチャンバー１０内に未処理の基板を搬入
し、静電チャックプレート４上に載置し、上記と同様
に、電極２２1、２２2に電圧を印加する際に静電吸着状
態を判断する。When a thin film having a predetermined thickness is formed on the surface of the substrate 12, the sputtering is terminated, the electrostatic attraction is released, and the substrate 12 is carried out of the chamber 10. In this case, the unprocessed substrate is successively loaded into the chamber 10, placed on the electrostatic chuck plate 4, and subjected to electrostatic attraction when applying a voltage to the electrodes 22 1 and 22 2 in the same manner as described above. Determine the status.
【００５７】他方、測定した電流値が設定した範囲外で
あった場合は、搬送誤差の累積等の原因により、基板１
２は正常な位置に載置されなかったか(極端な場合に
は、静電チャックプレート４上に基板が配置されていな
い。)、又は静電チャックプレート４表面にダストが付
着した等の原因により、電極２２1、２２2に電圧を印加
しても基板１２は静電チャックプレート４上に密着でき
ない状態にあるものと判断し、コンピュータ２０は、直
流電源３の起動やアルゴンガス導入を行わず、外部に異
常があった旨の警報を発し、真空処理装置１全体を待機
状態にする。On the other hand, if the measured current value is out of the set range, the substrate 1 may be removed due to accumulation of transport errors and the like.
2 is not placed in a normal position (in an extreme case, the substrate is not placed on the electrostatic chuck plate 4) or due to dust attached to the surface of the electrostatic chuck plate 4. The computer 20 determines that the substrate 12 is in a state in which it cannot be brought into close contact with the electrostatic chuck plate 4 even when a voltage is applied to the electrodes 22 1 and 22 2 , and the computer 20 does not start the DC power supply 3 or introduce argon gas. Then, an alarm is issued to the effect that an external abnormality has occurred, and the entire vacuum processing apparatus 1 is put into a standby state.
【００５８】基板が正常に配置された場合に電極２
２1、２２2に流れる電流を、基板を配置せずに電極２２
1、２２2に電圧を印加した場合に流れる電流と共に図３
に示す。基板の有無により、静電吸着開始時のパルス電
流値に、Δｉの差が生じていることが分かる。When the substrate is properly placed, the electrode 2
2 1, 22 2 to flow current, electrode 22 without placing the substrate
3 together with the current flowing when a voltage is applied to 1 , 2 2
Shown in It can be seen that there is a difference Δi in the pulse current value at the start of electrostatic attraction depending on the presence or absence of the substrate.
【００５９】なお、図３から分かるように、上記チャッ
ク用電源９は、静電吸着を解除する際に電極２２1、２
２2をグラウンド電位に接続しているため、その時点で
は、基板の有無によらず、静電吸着の開始時とは逆向き
のパルス電流が流れている。As can be seen from FIG. 3, the chuck power supply 9 releases the electrodes 22 1 , 2, 2 when releasing the electrostatic attraction.
Since connecting the 2 2 to the ground potential, at that point, regardless of the presence or absence of the substrate, the pulse current in the opposite direction flows from the beginning of the electrostatic attraction.
【００６０】以上説明したように、本発明によれば、静
電吸着を開始するときのパルス電流の大きさから、静電
チャックプレート４上での基板の吸着状態を判断できる
ので、異常があった場合は直ちに処理を中止できる。そ
の結果、ダスト等が静電チャックプレート４表面に付着
したまま連続して基板が処理され、不良品が大量に発生
するようなことがなくなる。As described above, according to the present invention, the suction state of the substrate on the electrostatic chuck plate 4 can be determined from the magnitude of the pulse current at the time of starting the electrostatic chuck, so that there is no abnormality. If it does, the process can be stopped immediately. As a result, the substrate is continuously processed while the dust and the like adhere to the surface of the electrostatic chuck plate 4, and a large number of defective products are not generated.
【００６１】なお、上記静電チャックプレート４は、誘
電体２１内に２個の電極２２1、２２2が配置された双極
型のものであったが、本発明は、誘電体内に１個の電極
が配置された単極型の静電チャックプレートにも適用す
ることができる。The electrostatic chuck plate 4 is of a bipolar type in which two electrodes 22 1 and 22 2 are arranged in a dielectric 21. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a monopolar electrostatic chuck plate on which electrodes are arranged.
【００６２】また、上記は本発明をスパッタリング装置
１に適用した場合を説明したが、本発明はそれに限定さ
れるものではなく、ＣＶＤ装置、エッチング装置、イオ
ン打ち込み装置、蒸着装置等の真空処理装置に広く用い
ることができる。要するに、本発明は、静電チャックプ
レートを用いて真空雰囲気内で基板を静電吸着する場合
に広く適用することができる。In the above, the case where the present invention is applied to the sputtering apparatus 1 has been described. However, the present invention is not limited to this, and a vacuum processing apparatus such as a CVD apparatus, an etching apparatus, an ion implantation apparatus, and a vapor deposition apparatus. Can be widely used. In short, the present invention can be widely applied to a case where a substrate is electrostatically adsorbed in a vacuum atmosphere using an electrostatic chuck plate.
【００６３】[0063]
【発明の効果】基板の静電吸着状態を判断できるので、
異常があった場合に直ちに正常な状態に復旧させること
ができる。簡単な装置で基板の静電吸着状態を判断で
き、また、判断に要する時間が短いので、低コストであ
る。As described above, the state of electrostatic attraction of the substrate can be determined.
When an abnormality occurs, it can be immediately restored to a normal state. The state of electrostatic attraction of the substrate can be determined with a simple device, and the time required for the determination is short, so that the cost is low.
【図１】本発明の吸着状態判断方法を説明するための図FIG. 1 is a diagram for explaining a suction state determination method of the present invention.
【図２】(ａ)、(ｂ)：静電チャックプレートの等価回路
を説明するための図FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining an equivalent circuit of an electrostatic chuck plate.
【図３】静電チャックプレートに流れる電流の測定例を
示すグラフFIG. 3 is a graph showing a measurement example of a current flowing through an electrostatic chuck plate.
【図４】(ａ)〜(ｅ)：静電チャックプレート上への基板
の搬送方法を説明するための図FIGS. 4A to 4E are diagrams for explaining a method of transporting a substrate onto an electrostatic chuck plate.
４……静電チャックプレート １２……基板 ２２
1、２２2……電極4 ... Electrostatic chuck plate 12 ... Substrate 22
1 , 22 2 ... electrodes
Claims (3)
基板の状態を判断する吸着状態判断方法であって、 予め、前記静電チャックプレート上に正常な状態で基板
を配置し、前記静電チャックプレート内の電極に電圧を
印加し、静電吸着を開始したときに流れたパルス電流を
測定して基準電流値とし、 実際に処理を行う基板を前記静電チャックプレート上で
静電吸着する場合に、前記電極に電圧を印加し、静電吸
着を開始したときにながれたパルス電流の電流値を測定
し、前記基準電流値と比較し、前記基板の吸着状態を判
断することを特徴とする吸着状態判断方法。1. A method for judging the state of a substrate electrostatically adsorbed on an electrostatic chuck plate, comprising: placing a substrate in a normal state on the electrostatic chuck plate in advance; A voltage is applied to the electrodes in the electro chuck plate, a pulse current that flows when the electrostatic chuck is started is measured and used as a reference current value, and the substrate to be actually processed is electrostatically chucked on the electrostatic chuck plate. In this case, a voltage value is applied to the electrode, a current value of a pulse current that flows when electrostatic adsorption is started is measured, and the current value is compared with the reference current value to determine a suction state of the substrate. To determine the suction state.
基準電流値を含む所定範囲内にあるときに基板が正常に
静電吸着されたと判断することを特徴とする請求項１記
載の吸着状態判断方法。2. The suction device according to claim 1, wherein when the measured current value of the pulse current is within a predetermined range including the reference current value, it is determined that the substrate is normally electrostatically attracted. State determination method.
しない状態で、静電チャックプレートに電圧を印加し、
その際に流れたパルス電流値と、実際に基板を配置した
ときに流れるパルス電流値との差を測定し、基板が正常
に静電吸着されたか否かを判断することを特徴とする請
求項１記載の吸着状態判断方法。3. A voltage is applied to the electrostatic chuck plate while the substrate is not placed on the electrostatic chuck plate,
The method according to claim 1, further comprising measuring a difference between a pulse current value flowing at that time and a pulse current value flowing when the substrate is actually arranged, and determining whether the substrate is normally electrostatically attracted. 1. The method for judging the state of adsorption according to 1.
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