专利名称：基板管理方法
技术领域：
本发明涉及一种基板管理方法，具体而言，该方法主要是指以硅晶片作为应处理的基板，涉及在基板被吸附并保持于所谓的双极型静电卡盘上的状态下实施指定的处理时，在硅晶片被吸附期间及被吸附前后去管理基板状态，以防该基板破损。
背景技术：
在半导体加工步骤中为得到期望的器件构造，实施采用PVD法、CVD法等的成膜处理、离子注入处理、热处理和蚀刻处理等各种处理，在进行这些处理的真空处理装置中，为在处于真空气氛中的处理室内使应处理基板硅晶片(以下称为“晶片”)定位，设置有所谓的静电卡盘。举例来说，由专利文献1可知，过去是在埋设有正负电极的卡盘主体上装上绝缘体卡板而形成所谓的双极性的静电卡盘。众所周知，在真空处理装置中实施的某些处理，有时要将晶片加热到指定温度，这种情况下，在卡盘主体内安装例如电阻加热式加热设备，同时形成与晶片背面(进行指定处理的面的相反面)的外周边缘部面接触的挡边部，在此挡边部所围绕的内部空间例如垂直设立多个同心的支持部构成卡板。而且，在晶片加热、冷却时，通过在卡盘主体中形成的气体通道来向上述内部空间供给氩气等惰性气体，在由挡边部和晶片背面组成的内部空间形成惰性气体气氛，以此来加速对晶片的热传递，高效地进行晶片的加热和冷却。然而，在上述结构的静电卡盘中，晶片加热和冷却时，该晶片与静电卡盘的热膨胀差会导致卡板的挡边部和支持部被晶片摩擦而逐渐损耗。为此，以往采取的是如上述专利文献1那样，由交流电源输入流经卡板的电容的交流电流，通过监测电流值来尽可能迅速地判断其使用极限，防止因晶片吸附不良等引起处理室内的晶片破损，提高生产效率。另一方面，近来为进一步提高生产效率，倾向于将晶片做得直径更大且板体更薄 (700 μ m以下的厚度)。指定的处理导致这种晶片上产生各种方向的弯翘，并且，在某些处理中晶片的加热和冷却都会导致晶片的弯翘状态发生变化。因此，不仅在处理中，在将产生弯曲的晶片保持在静电卡盘上时和在处理后解除晶片的吸附进行搬运之际，晶片都会有发生损坏的情况。其结果是，在仅仅判断静电卡盘的使用极限情况下，将产生无法在提高产品成品率的同时提高生产效率的问题，如何管理晶片状态变得很重要。现有技术文献专利文献专利文献1 专利公开平成1-321136号公报
发明内容
发明要解决的技术问题鉴于以上内容，本发明要解决的技术问题是提供一种基板管理方法，其能准确地把握静电卡盘上与应处理基板破损有关的基板状态。解决技术问题的手段
为了解决上述技术问题，本发明是一种在将基板保持在静电卡盘上时管理基板状态以防基板破损的基板管理方法，所述卡盘包括卡盘主体，其具有多个电极；绝缘体卡板，具有可与应处理基板的外周边缘部面接触的挡边部，以及在所述挡边部所围绕的内部空间中垂直设立的、存在指定的间隔的多个支持部；导入设备，将指定的气体导入所述内部空间。所述静电卡盘通过电极间外加指定电压用卡板来吸附基板，且，向所述静电卡盘的所述内部空间供给指定的气体以形成气体气氛，该管理方法的特征是通过交流电源输入一个流经卡板的电容的交流电流，监测此电流值；同时，监测经所述气体导入设备导入的所述气体的流量，根据电流值及气体流量中至少一方的变化量来对所述基板状态进行管理。若采用本发明的话，将基板吸附在上述结构的静电卡盘上，在这一状态下实施加热处理和成膜处理等指定的处理，如果向挡边部与基板的外周面之间的缝隙变大的方向 (拉伸方向)的基板弯翘变大，则由于气体经所述缝隙从内部空间漏出的泄漏量发生改变， 来自气体导入设备的气体供给量亦发生改变。另一方面，如果基板中央部向与内部空间相背离的方向(压缩方向)的基板弯翘变大，则由于电容变化，阻抗会增加，电流值因而变化。如此，在本发明中，在基板吸附在静电卡盘上期间，如果基板朝某个方向弯翘，或此弯翘变大，则相应地，通过气体流量或阻抗、进而通过交流电流值的变化变大，可准确地把握导致基板破损的基板状态。其结果，可切实防止处理室内的基板破损，可在提高产品成品率的同时提高生产效率。再有，在本发明中，如果采用下述构成，即如果所述电流值及气体流量中至少有一方的变化量超过指定的阈值，则判断为导致基板破损的基板状态，通过控制加在两电极间的直流电压及来自气体导入设备的气体流量中的至少一方，消除所述基板状态，则可通过防止在基板上施加过度的应力，切实防止基板破损。进而，如采用下述构成，即将所述基板搭载在卡板上后，在所述电极上加电压之前输入交流电流，监测此电流值，如超过指定的阈值，则判断为基板不良，可防止因将发生过量弯翘的基板勉强吸附在静电卡盘上导致破损。进一步地，若采用以下构成，在所述基板处于吸附状态时停止加电压后，从所述电流值判断基板处于可能脱离卡板的状态，则可有效防止基板因受刚解除吸附后残留电荷的影响仍处于被吸附状态下，由于例如为搬运基板而使其升高或由搬运机器人装卸，而在处理室内破损。
[图1]为静电卡盘结构示意图。[图2]为作为基板的晶片的弯翘的示意图。[图3]与晶片的弯翘相对应的阻抗及气体流量变化的示意图。
具体实施例方式以下参照附图，用本发明的实施方式来说明基板管理方法，真空处理装置中会进行采用PVD法、CVD法等的成膜处理、阴离子注入处理、热处理和蚀刻处理等处理，该真空处理装置中设置有静电卡盘C，将应处理基板设为晶片W，管理晶片W以防其在该静电卡盘C 上发生破损。
如图1所示，静电卡盘C由未图示的、配置在处理室内底部的卡盘主体1和设置在此卡盘主体1上面的绝缘体卡板2构成。例如设置为未图示的绝缘层，可在氮化铝材质的卡盘主体1中安装正负电极3a、3b，经由公知的卡盘电源E的直流电源El外加直流电压。再有，在卡盘主体1上形成上下方向贯通的气体通道4，此气体通道4的下端经内设有大流量控制器5的气体管道6，与装有氩气等惰性气体的气源7连通，这些部件构成本实施方式的气体导入设备。进而，卡盘主体1内部设置具有公知结构的电阻加热式加热器 8，可将晶片W加热并保持在指定温度上。而在本实施方式中，是以仅设有加热器8的情况为例加以说明的，但并不仅限于此，其构成中也可加入公知的冷却设备。卡板2、例如为氮化铝材质，其包括可与晶片W背面的外周边缘部面接触的环状挡边部加和在挡边部加所围绕的内部空间2b内垂直设立多个同心的棒状支持部2c。这种情况下，设定为支持部2c的高略微小于挡边部加的高，将晶片W吸附在卡板2表面上时， 设置以各支持部2c来支撑晶片W。而且，将晶片W搭载在卡板2上后，晶片W被因两电极3a、!3b之间加直流电压而产生的静电力吸附在卡板2表面。此时，通过晶片W背面的外周边缘部与挡边部加的整个周边面接触，将内部空间2b大致密封。这一状态下，如经气体导入设备供给氩气，则可在上述内部空间2b中形成氩气气氛。由此，启动加热器8加热晶片W时，通过在由挡边部加和晶片W背面构成的内部空间2b中形成氩气气氛，可加速对晶片W的热传递，高效加热晶片W。而由于晶片W背面的外周边缘部和挡边部加之间没有密封部件，所以即便在晶片W背面的外周边缘部和挡边部加的整个周边面接触的情况下，也有微量(例如0.01 0. 03sccm)的惰性气体泄露。此处，晶片W上，如附图2(a)及(b)所示，例如因其自身的应力和在晶片W表面形成的薄膜的应力导致产生压缩方向或拉伸方向的弯翘。将这样的晶片W吸附在静电卡盘C 上时，静电卡盘C吸附晶片W进行加热处理和成膜处理期间，或处理后解除静电卡盘C的吸附进行搬运时，需要管理基板以防出现破损(指破裂和缺损等)。本实施形态中，为把握上述晶片的状态，在卡盘电源E内的直流电源El上串联 (未图示)交流电源E2，从交流电源E2输入流经静电卡盘1的电容的交流电流，根据公知的电流计A测出的电流值监测阻抗的同时，在流量控制器5的下游侧、气体管道6上设置流量表9来监测氩气的气体流量。以下参照图3，以晶片W上发生压缩方向的弯翘为例，来说明将产生弯翘的晶片W 吸附在静电卡盘C上的情况下可管理晶片W的状态。本实施方式中，如图1中假设线所示， 将公知的激光位移计配置在晶片W的中心位置的上方，测定在该中心位置的位移量。此处， 图3中，用双点划线a显示的是阻抗的变化，实线b显示气体流量的变化，虚线c显示的是位移量和点划线d显示的是电流值，且实线e显示的是加于电极的直流电压的变化。首先，将晶片W搭载在卡板2表面上后，经交流电源E2输入交流电流，根据当时的电流计A的电流值测定电容的阻抗的同时，用激光位移计测定在晶片W的中心位置上的位移量。之后，经卡盘电源E的直流电源El在两电极3a、!3b之间加指定的直流电压(例如 400V)将晶片W吸附在卡板2表面。此时，晶片W背面的外周边缘部与挡边部加的整个周边面接触，晶片W呈大致水平的状态(参照图1)。测定此时的阻抗及中心位置，则阻抗降低
5(约降IOkQ)，晶片W的中心位置也向卡板2侧位移。此状态下，如经气体导入设备以一定的流量向内部空间2b导入氩气，用流量表9来测定此气体流量，则其当初的流量变多，随着时间的增加会显示一定的数值。且，导入氩气的同时启动加热器8，将晶片W加热到指定温度(例如400°C )并保持指定时间。在加热晶片W的过程中，电流计测出的电流值大致固定，其结果是阻抗也变得大致固定，并且气体流量及位移量也几乎不变。且，经过指定时间后，将加热器8及氩气导入停止，停止向两电极3a、!3b之间加电压，如测定此时的电流值，进而测定阻抗，则较吸附前的约高出2成，如用激光位移计测量，则与吸附前的相比位移量变大，晶片W的压缩方向的弯翘变大。由此可知，可通过阻抗来切实管理晶片W的弯翘状态。并且，根据激光位移计的测量可知，在发生晶片W的压缩方向的弯翘的情况下，阻抗与晶片W的位移量有关联，大致成比例关系。由此，如果测量阻抗、进而测量电流值的话，可判断晶片W的弯翘量，如对此进行管理，可切实管理导致晶片W破损的状态。如此，在本实施方式中，由于可通过阻抗、进而通过电流值的变化来切实把握导致晶片W破损的状态，尤其是可通过防止晶片W在处理室内的破损，使产品的成品率提高的同时提高生产效率。而处理中，在阻抗、进而电流值的变化超过指定的阈值的情况下，可判断其为导致晶片破损的状态。这种情况下，在适度中止指定的处理的同时，控制在两电极3a、!3b之间加的直流电压及来自气体导入设备的气体流量中的至少一方，消除在晶片W上加入过度应力的状态。由此，可防止处理室内的晶片W破损。而关于阈值，考虑晶片W的尺寸和厚度来适度设置即可。并且，鉴于阻抗与晶片W的位移量有相关性，在将晶片W搭载在卡板2上后，在向电极3a、!3b加直流电压之前，输入交流电流，监测电流值，进而监测阻抗，如超过指定的阈值，则可通过判断在晶片W上正在产生超量的弯翘，勉强吸附在静电卡盘C上的话会破损， 来防止处理室内的晶片W的破损。另一方面，在晶片W处于吸附状态时停止加直流电压后，根据阻抗来判断晶片W处于可能脱离卡板2的状态，则可有效防止晶片W在受刚解除吸附后的残留电荷的影响仍处于被吸附的状态下，例如为搬运晶片W而使其升高或由搬运机器人装卸而破损。进而，本实施方式中，主要对产生压缩方向的弯翘的情况进行了说明，但如图2 (b) 所示，在处理期间和处理前后晶片W发生拉伸方向的弯翘的情况下，即便将晶片W吸附在卡板2上，挡边部加也不与晶片W的外周边缘部面接触，两者间的缝隙变大泄露的气体量变大。其结果是用流量表9测量的气体流量也发生变化。如此，由于气体流量与晶片W的拉伸方向的弯翘量有相关性，如果管理气体流量的话，就可判断晶片W的弯翘量，对此进行管理的话，则可切实管理导致晶片W破损的状态，像上述做法那样可防止处理室内的晶片W的破损。附图标记说明C静电卡盘1卡盘主体2 卡板2a挡边部
2b内部空间2c支持部3a、3b 电极5流量控制器(气体导入设备)7气源(气体导入设备)9流量表A电流计E卡盘电源W 晶片
权利要求
1.一种基板管理方法，所述方法在将基板保持在静电卡盘上时管理基板状态以防基板破损，所述静电卡盘包括卡盘主体，其具有多个电极；绝缘体卡板，其具有可与应处理基板的外周边缘部面接触的挡边部和在所述挡边部所围绕的内部空间内垂直设置的、具有指定间隔的多个支持部；气体导入设备，向所述内部空间导入指定的气体；其中，所述静电卡盘通过电极间外加指定电压用卡板来吸附基板，且，向所述静电卡盘的所述内部空间供给指定的气体以形成气体气氛，其特征在于通过交流电源输入流过卡板的电容的交流电流，检测此电流值；同时，监测经气体导入设备导入的所述气体的流量，根据电流值及气体流量中至少一方的变化量来进行所述基板状态的管理。
2.根据权利要求1所述的基板管理方法，其特征在于如所述电流值及气体流量中至少一方的变化量超过指定的阈值，则判断为导致基板破损的基板状态，通过控制加在两电极之间的直流电压及来自气体导入设备的气体流量中的至少一方，消除所述基板状态。
3.根据权利要求1或2所述的基板管理方法，其特征在于将所述基板搭载在卡板上后，在向所述电极上加电压前输入交流电流，监测此电流值，如超过指定的阈值，则判断为基板不良。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的基板管理方法，其特征在于在所述基板处于吸附状态时停止加电压后，根据所述电流值判断基板处于可能脱离卡板状态。
全文摘要
一种基板管理方法，目的在于切实把握静电卡盘上导致应处理基板的破损的基板状态。在将基板保持在静电卡盘上时，经交流电源输入流经卡板的电容的交流电流，检测此电流值；监测经气体导入设备的输入所述气体的流量，通过电流值及气体流量中至少一方的变化量来管理基板状态，以防基板破损，所述卡盘包括卡盘主体1，其具有电极3a、3b；绝缘体卡板2，具有可与应处理基板的外周边缘部面接触的挡边部2a，以及在所述挡边部2a所围绕的内部空间2b中垂直设立的、具有指定间隔的多个支持部2c；导入设备，将指定的气体导入所述内部空间，所述静电卡盘用卡板保持基板，且向所述内部空间供给指定的气体形成气体气氛。
文档编号H01L21/683GK102177578SQ20098013996
公开日2011年9月7日 申请日期2009年10月5日 优先权日2008年10月7日
发明者曾我部浩二, 森本直树, 石田正彦 申请人:株式会社爱发科