[发明专利]静电卡盘的诊断方法、真空处理装置和存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及对在对基板进行真空处理时使用的静电卡盘的调温性能的经时变化进行诊断的技术。

背景技术

在进行蚀刻、CVD等真空处理的真空处理装置中，作为用于将基板保持在载置台上的单元，不能使用真空吸盘(vacuum chuck)，另外为了抑制机械卡盘对基板的损伤(伤痕、弯曲等)，一般使用静电卡盘。

这样的静电卡盘100，例如如图11所示，设置在作为真空容器的处理容器103内的载置台102的表面部，构成为由电介质122和设置在它内部的电极121构成的薄片。未图示的电源与该电极121相连，通过向该电极121施加电压，利用静电力对载置在静电卡盘100上的基板110进行吸附。

在该静电卡盘100的上方，设置有气体喷头104，当从气体供给管105供给处理气体时，利用从未图示的电源供给的高频，在该气体喷头104与载置台102之间，使处理气体等离子体化，进行基板110的蚀刻。

例如在蚀刻工序中，因为来自等离子体的热量输入，基板110的温度上升，因此，使制冷剂源107的例如冷却水在设置在载置台102中的制冷剂流路106中循环，利用来自等离子体的热量输入与向载置台102的放热(由载置台102进行的冷却)的平衡，将基板110维持在例如几十度的处理温度。另外，在静电卡盘100的表面，微观上存在凹凸，因此，使作为调温气体的冷却气体(所谓的背部气体(backsidegas))在基板110与静电卡盘100之间的间隙中流通，通过该冷却气体将基板110的热量向静电卡盘100侧放热。

但是，当连续使用静电卡盘100时，即当基板110的处理块数变多时，如图12(a)所示，电介质122的表面由于与基板110的接触而损耗，变得平滑，因此，与基板110的接触面积由S1增加到S2。因此，通过该接触部分从基板110向静电卡盘100传递的热量变大，因此，如图12(b)所示，基板110的温度会逐渐地下降。该温度变化在冷却气体的压力低的处理中尤其显著。基板110的温度相对于基板110的处理状态稍有余量(margin)，因此，在开始使用静电卡盘100时，对载置台102侧的制冷剂的流量等进行调整，使得基板110的温度成为设定温度，此后，通常保持这种状态连续使用。

但是，当基板110的温度大幅下降时，例如当下降10℃～15℃时，会成批地发生不良，因此需要对静电卡盘100的寿命进行预测。此外，因为冷却气体是基板110与静电卡盘100之间的传热介质的一部分，所以，通过使它的压力下降，能够抑制温度下降，但是在静电卡盘100的表面的磨耗正在进行的状态下，与基板110的接触部分的热传递的比例较多，因此，基板110的温度变化相对于冷却气体的压力变化很迟钝。因此，实际上进行冷却气体的校正操作的好处极少，实际情况是不进行这样的校正操作。

作为静电卡盘100，已知有2种类型：利用在基板110与静电卡盘100的表面之间产生的静电力来吸附基板110的约翰逊·拉别克型(以下称为“JR型”)；和利用在基板110与电极121之间产生的静电力来吸附基板110的库仑型。在JR型的静电卡盘100中，电极121中流动的电流值大，吸附力不稳定，另一方面，在库仑型中，电流值小且稳定，因此，使用库仑型的静电卡盘100。在JR型的静电卡盘100中，因上述接触面积的增大而引起的电流值的经时变化大，因此能够将该电流值用作寿命的指标。与此相对，在库仑型的静电卡盘100中，经时变化小，因此不能将该电流值用作寿命的指标。

另外，在实际的等离子体处理装置中，准备有多个处理方案，基板1 10的设定温度也预先准备有多种，对该温度的余量也不都是一样，因此，不能采用将基板110的温度作为寿命的指标进行判断的方法。

在专利文献1中，记载有在使用前对静电卡盘的特性进行预测的技术，但是使用的指标是电流、电压等，而且在静电卡盘的使用中不能对其寿命进行预测，因此不能解决上述课题。

【专利文献1】日本特开2003-133404((0027)，图8)

发明内容

本发明在这样的情况下做出，其目的在于提供能够对静电卡盘的调温性能的经时变化进行诊断的诊断方法、真空处理装置和存储有能够实施上述方法的计算机程序的存储介质。

本发明提供一种静电卡盘的诊断方法，对设置在真空容器内的载置台上、用于利用静电力对基板进行吸附保持的静电卡盘的调温性能的经时劣化进行诊断，其特征在于，包括：