[发明专利]基板保持装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用静电卡盘的基板保持装置，尤其是涉及在进行等离子处理的处理室内吸附和保持基板的装置。

背景技术

已知的技术是，为了在半导体制造过程中得到所需要的器件结构，在配置有作为待处理基板的硅晶片（下称“晶片”）的处理室中产生等离子体，用该等离子体对基板进行成膜处理、离子注入处理或蚀刻处理等各种等离子处理。在这些等离子处理装置中，设置有基板保持装置，所述基板保持装置具有用来在处理室内定位和保持基板的所谓静电卡盘。

作为静电卡盘，已知有一种在嵌有正负电极的卡盘本体的上面装设作为电介质的卡板而形成的所谓双极型装置，例如专利文献1。再有，已知通过在处理室内实施的等离子处理，有时将基板保持装置所保持的基板控制在规定温度，此时，例如将电阻加热式加热装置组装到卡盘本体（或基台）中，同时形成与晶片的背面（进行规定处理的面的反面）的外周边部面接触的挡边部，在该挡边部所围绕的内部空间中例如同心竖直设立多个支持部构成卡板。

在该基板保持装置中，在晶片加热、冷却时，经由在卡盘本体上形成的气道向上述内部空间中供给Ar气等辅助气体，以挡边部和晶片背面形成内部空间,通过在所述内部空间中形成气体气氛，辅助卡盘本体向晶片的热传导，高效地进行晶片的加热、冷却。再有，根据所进行的等离子处理工艺，也有一种构成可以采用，该构成为能将偏压施加给基板保持装置所吸附的基板。

然而，近年来为了进一步提高生产力，倾向于将晶片制作得直径大且壁薄（700μm以下的厚度）。这样的晶片产生有翘曲，而且，或由于加热和冷却晶片，或由于等离子处理在基板表面形成的薄膜的应力，导致晶片的翘曲状态发生变化，某些情况下，在等离子处理过程中薄膜的应力也导致晶片的翘曲状态发生变化。

在对这样有翘曲的晶片进行吸附或进行等离子处理的过程中，如果将施加给正负电极的电压固定，则会产生一些问题，例如在晶片被吸附时或吸附力太弱而导致出现定位不良，或该吸附力太强造成破损。而且，如果晶片上有翘曲，则由于从卡盘本体上面到基板背面的距离根据基板的翘曲状态而在基板面内并不一致，所以在加热和冷却时，经由非活性气体气氛的热传导量发生变化，其结果是导致基板温度在该面内变得不均匀。如果像这样在基板温度不均匀的状态下进行规定的等离子处理，则也会有薄膜厚度或薄膜质量发生变化的问题。

因此，本发明的发明人提出如下方案（参照专利申请2008－297295号）：基板保持装置包括交流电源，其提供流经卡板的静电电容的交流电流；第一测量装置，其测量此时的电流值；第二测量装置，其测量经由气体导入装置流入所述气体时该气体的流量；控制装置，其控制施加在两电极间的直流电压，以使第一及第二两测量装置所测量的电流值及气体流量中的至少一方是在规定的范围内。

由此，基板吸附在卡板上后，基板无论在任何方向发生翘曲，都能通过气体流量及/或阻抗（交流电流値）而始终确切掌握基板的翘曲状态。而且，使控制装置预先存储在无翘曲状态下吸附基板时的气体流量及/或交流电流値的范围，如据此控制施加在两电极间的直流电压（即基板的吸附力），以使第一及第二两测量装置所测量的电流值及气体流量中的至少一方在规定的范围内的话，则能够根据基板的翘曲状态以适当的吸附力吸附基板。

然而，已经发现，如果将上述结构的基板保持装置用在等离子处理装置中，有时无法通过阻抗监控基板的状态，并且，即便通过阻抗的变化量控制施加在两电极间的直流电压，也会出现基板的吸附力太强而致该基板破损、或基板的吸附力太弱而在卡盘本体上面和基板的吸附面之间产生局部的缝隙，由此诱发异常放电的问题。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:专利公开平1－321136号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

鉴于上述内容，本发明要解决的技术问题是提供一种基板保持装置，其在等离子处理过程中也能够掌握基板的翘曲状态，此外，其以适当的吸附力吸附基板，不会导致基板破损或诱发异常放电。

解决技术问题的手段