特許 6075555 静電チャックシステムおよび半導体製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6075555

(24)【登録日】2017年1月20日

(45)【発行日】2017年2月8日

(54)【発明の名称】静電チャックシステムおよび半導体製造装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20170130BHJP

   H02N 13/00 20060101ALI20170130BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 R

   H02N13/00 D

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-141349(P2013-141349)

(22)【出願日】2013年7月5日

(65)【公開番号】特開2015-15372(P2015-15372A)

(43)【公開日】2015年1月22日

【審査請求日】2015年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】302054866

【氏名又は名称】日新イオン機器株式会社

(72)【発明者】

【氏名】足立 昌和

【審査官】 山口 大志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０２１９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２７７６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００９７１３９１（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２７０６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１７０８８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−００９１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１９１０９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０２２１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２８４５８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０２Ｎ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を静電的に吸着する吸着面を有するチャック本体と、
前記吸着面に吸着力を発生させる電極部と、
前記基板の温度を所定温度に調整する温度調整部と、
前記電極部への印加電圧を制御する制御装置と、を有する静電チャックシステムであって、
前記基板の前記チャック本体への静電吸着が完了する前に、前記制御装置は、第一の値から第一の値よりも絶対値が大きい第二の値に段階的、直線的あるいは二次関数的に変化する第一の静電吸着波形と矩形波、三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかからなる周期的な第二の静電吸着波形を重畳した電圧波形に基づいて前記電極部に静電吸着電圧を印加する静電チャックシステム。

【請求項2】

前記第二の波形の振幅は時間的に一定である請求項１記載の静電チャックシステム。

【請求項3】

前記第二の波形は矩形波で、前記制御装置は少なくとも前記基板の温度に応じて前記第二の波形のデューティ比、周期あるいは振幅の少なくとも一つが変更する請求項１記載の静電チャックシステム。

【請求項4】

前記第二の波形は三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかで、前記制御装置は少なくとも前記基板の温度に応じて、前記第二の波形の周期あるいは振幅の少なくとも一つが変更する請求項１記載の静電チャックシステム。

【請求項5】

前記第二の波形は三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかで、前記制御装置は時間的に前記第二の波形の振幅を増加させる請求項１記載の静電チャックシステム。

【請求項6】

前記電圧波形による印加電圧の大きさは、静電吸着の開始時を除いては、絶対値で０Ｖ以上の値である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の静電チャックシステム。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の静電チャックシステムと、
前記静電チャックシステムのチャック本体が配置される真空容器を備えた半導体製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板の加熱あるいは冷却を伴う半導体製造プロセスで用いられる静電チャックシステムとこれを備えた半導体製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置には基板温度を所定温度に制御して基板への処理を行う装置があり、このような装置には基板温度を制御するための加熱、冷却手段が備えられている。装置構成によっては、加熱あるいは冷却手段のみを備える装置や加熱手段と冷却手段の両方を備える装置がある。具体的な半導体製造装置の例としては、スパッタリング装置、成膜装置やイオン注入装置が知られている。

【0003】

基板（例えば、シリコン、シリコンカーバイド、窒化ガリウムやリン化インジウム等の半導体ウエハや当該ウエハの表面や裏面に膜が形成されたもの、あるいはガラス基板）の温度を高温あるいは低温に温度制御する際、目的とする設定温度と室温との差が大きいほど、基板には反りが生じる。この反りの度合いは、対象とする基板の種類や寸法によっても変化する。

【0004】

多くの半導体製造装置では、基板は静電チャックによってステージ上に静電吸着されていて、静電吸着された基板に対して処理が行われる。基板温度を高温、低温に設定した後で、基板の処理を行う装置では、基板に反りが生じて基板の被処理面（例えば、イオン注入処理が施される面）に対する処理を正常に行うことができない場合がある。

【0005】

このような基板の反りを軽減する為に、例えば、特許文献１に記載の技術が用いられていた。この特許文献１では、加熱器が内蔵されたベース部材上に基板を配置して基板の静電吸着を行う際、吸着電圧を段階的に変化させて基板の昇温レートをなだらかにする。これにより、最初から大きな吸着電圧を印加する手法に比べて基板の反りを軽減させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−２７０６８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図９（Ａ）には段階的に吸着電圧を切り替える様子が描かれている。特許文献１に記載の技術では、段階的に吸着電圧が変更されている中で吸着電圧の切り替えが行われていない期間では、吸着電圧は一定値になっている。この期間が長くなると、基板が静電チャックにぴったりと吸着してしまい、基板に発生した熱応力を開放することができなくなってしまう。熱応力の開放が行われない場合、基板の反りや割れが発生してしまう。

【0008】

このような問題を解決する為に、図９（Ｂ）に概略が記載されているように吸着電圧を切り替える時間を短くすることが考えられる。ただし、この場合、図９（Ａ）と図９（Ｂ）を比較すればわかるように、静電吸着の完了時に印加される所定の電圧Ｖｆに到達するまでの時間が短くなってしまう。この為、早期に基板が静電チャックに吸着してしまうことから基板の昇温レートが急となり、基板に大きな反りが生じる可能性が高くなってしまう。

【0009】

本発明では、上述した問題点を鑑み、基板を静電吸着する際に、基板の温度変化による応力の開放を効果的に行うとともに、基板の反りによる変形を改善することのできる静電チャックシステムとこれを備えた半導体製造装置を提供することを期初の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

静電チャックシステムは、基板を静電的に吸着する吸着面を有するチャック本体と、前記吸着面に吸着力を発生させる電極部と、前記基板の温度を所定温度に調整する温度調整部と、前記電極部への印加電圧を制御する制御装置と、を有する静電チャックシステムであって、前記基板の前記チャック本体への静電吸着が完了する前に、前記制御装置は、第一の値から第一の値よりも絶対値が大きい第二の値に段階的、直線的あるいは二次関数的に変化する第一の波形と、矩形波、三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかからなる周期的な第二の波形を重畳した電圧波形に基づいて前記電極部に電圧を印加する。

【0011】

性質の異なる２種類の波形を重畳して、これを電極部に印加する電圧波形として用いている。この為、第一の値から第一の値よりも絶対値が大きい第二の値に段階的、直線的あるいは二次関数的に変化する第一の波形の成分によって、基板温度をなだらかに変化させることができる。また、矩形波、三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかからなる周期的な第二の波形の成分によって、基板の温度変化で生じる応力を効果的に開放させることができる。これらの作用効果が相乗されることにより、基板の反りや割れを効果的に抑制することができる。

【0012】

前記第二の波形の振幅は時間的に一定であってもよい。

【0013】

振幅を一定にしておけば、波形の作成が容易になる。

【0014】

前記第二の波形は矩形波で、前記制御装置は少なくとも前記基板の温度に応じて前記第二の波形のデューティ比、周期あるいは振幅の少なくとも一つが変更するように構成しておいてもいい。

【0015】

基板温度は基板の反りや割れに影響を及ぼす。例えば、ある時間が経過した際、基板の温度が基準として設定した設定温度を超えている場合、基板の昇温レートが予想していたよりも高くなっている。そこで、この昇温レートを下げる為に、凸になる部分が凹になる部分よりも十分に小さくなるように矩形波のデューティ比を変更したり、矩形波の周期を短くしたり、振幅を小さなものに変更したりすることが考えられる。このような構成にしておけば、より効果的に基板の反りや割れを防止することができる。

【0016】

一方で、前記第二の波形は三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかで、前記制御装置は少なくとも前記基板の温度に応じて、前記第二の波形の周期あるいは振幅の少なくとも一つが変更するように構成しておいてもいい。

【0017】

第二の波形を三角波、鋸波あるいは正弦波から選択することで、上述した矩形波の場合と同等の効果が得られる上に、矩形波に比べて電圧の絶対値の大きい領域が小さくなるので、静電チャックに基板が吸着されてしまう可能性が少なくなる。

【0018】

前記第二の波形は三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかで、前記制御装置は時間的に前記第二の波形の振幅を増加させるようにしてもよい。

【0019】

さらに、基板の昇温レートを急にさせたい場合には、第二の波形の振幅を時間とともに増加するようにしておけばいい。このようにしておけば、第二の波形で基板の昇温レートをコントロールすることができる。

【0020】

前記電圧波形による印加電圧の大きさは、静電吸着の開始時を除いては、絶対値で０Ｖ以上の値であることが望ましい。

【0021】

基板の静電チャックによる吸着の途中で、吸着電圧を０Ｖにしても構わないが、０Ｖにしてしまうと、基板の温度変化による応力の影響で基板が静電チャック上で跳ねてしまう恐れがある。このような基板の跳ねを抑制する為に、静電吸着の開始直後を除いては吸着電圧を絶対値で０Ｖよりも大きくしておく方が望ましい。

【0022】

また、半導体製造装置としては、上述した静電チャックシステムと、前記静電チャックシステムのチャック本体が配置される真空容器を備えたものであればよい。

【発明の効果】

【0023】

性質の異なる２種類の波形を重畳して、これを電極部に印加する電圧波形として用いている。この為、第一の値から第一の値よりも絶対値が大きい第二の値に段階的、直線的あるいは二次関数的に変化する第一の波形の成分によって、基板温度をなだらかに変化させることができる。また、矩形波、三角波、鋸波あるいは正弦波のいずれかからなる周期的な第二の波形の成分によって、基板の温度変化で生じる応力を効果的に開放させることができる。これらの作用効果が相乗されることにより、基板の反りや割れを効果的に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】静電チャックシステムの構成を表す模式図である。

【図2】電極部に印加される第一から第三の波形を表す。（Ａ）は第一の波形で、（Ｂ）は第二の波形。（Ｃ）は２つの波形が重畳された第三の波形を表す。

【図3】図２で挙げた第三の波形の変形例を表す。

【図4】図２で挙げた第三の波形の別の変形例を表す。

【図5】図２で挙げた第三の波形の他の変形例を表す。

【図6】図２で挙げた第三の波形のその他の変形例を表す。

【図7】図２で挙げた第三の波形のその他の変形例を表す。

【図8】制御装置の構成例を示すブロック図である。

【図9】従来の課題についての説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明に係る静電チャックシステムの構成について説明する。

【0026】

図１には処理室６内で基板５を保持する静電チャックシステムの模式図が記載されている。静電チャックＥは、大きくはチャック本体１から構成されていて、チャック本体１の表面には基板５を吸着する為の吸着面４が形成されている。

【0027】

吸着面４の下方では、電極部２がチャック本体１の内部に埋設されている。一般的に、単極型と言われる静電チャックでは１枚の大きな電極で電極部２が構成されていて、双極型と言われる静電チャックでは印加電圧の極性が異なる２枚の電極で電極部２が構成されている。また、多極型と言われる静電チャックでは２枚以上の複数の電極で電極部２が構成されている。ここで想定されている電極部２は従来から静電チャックで用いられている電極構成を想定しており、電極の枚数は何枚であってもいい。

【0028】

電極部２には吸着電源９が接続されている。この吸着電源９を通じて電極部２に電圧が印加されることで、吸着面４と基板５との間にクーロン力やジョンソンラーベック力が発生して、基板５の静電吸着が行われる。なお、図示される吸着電源９の個数は１つだが、電極部２を構成する電極の枚数や各電極への電圧供給を独立して行うか、関連性をもたせて行うのかによって、その数は適宜変更される。

【0029】

チャック本体１には、電極部２の他に温度調整部３が設けられている。この例では、基板５（例えば、シリコン、シリコンカーバイド、窒化ガリウムやリン化インジウム等の半導体ウエハや当該ウエハの表面や裏面に膜が形成されたもの、あるいはガラス基板）の処理前に基板５の温度を昇温させている。温度調整部３はチャック本体１の温度を調整するもので、具体的に言えば、電熱コイルやセラミックヒーター、ＰＧ／ＰＢＮヒーター等の発熱体である。

【0030】

温度調整部３には加熱用電源８が接続されていて、この電源を通じて温度調整部３の出力が調整される。温度調整部３の出力調整が行われ、チャック本体１の温度が昇温されると基板５の温度が昇温される。目標とする基板温度が高温の場合、通常は基板５が吸着面４に載置される前に、温度調整部３の昇温が行われる。本発明の構成では、基板５が吸着面４に載置されて、基板５の静電吸着操作が開始される段階で、温度調整部３の昇温によりチャック本体１はある程度高温になっている。

【0031】

静電チャックシステムは制御装置１０を備えている。制御装置１０は上述した吸着電源９、加熱用電源８の出力を制御する装置である。また、図１に描かれているように処理室６の一部に窓Ｗを設けておき、この窓Ｗを介して放射温度計７で基板５の表面温度を測定できるようにしておいてもよい。このようにして測定された結果を信号ＳＴとして、制御装置１０に送信して、基板５の表面温度に基づいて吸着電源９と加熱用電源８の出力を制御するように構成しておくことが考えられる。

【0032】

ここでは基板５の表面温度を測定する為に、放射温度計７を用いたが、チャック本体１の温度を熱電対等で測定するように構成してもよい。この場合、基板５に関連する箇所を測定することになるので、間接的に基板５の温度を測定することになる。なお、基板５の反りという点では、チャック本体１の温度よりも基板５の温度の方が重要なファクターとなる為、基板５の温度を直接測定して、この測定結果に基づいた制御が行われる方が望ましい。

【0033】

基板５が吸着面４上に静電吸着されている場合、電極部２には一定の電圧が印加されている。静電吸着操作にあったって、初めから静電吸着の完了時に印加される一定の電圧が印加されてしまうと、基板５が吸着面４に完全に吸着されてしまい、基板５の温度が急激に上昇してしまう。そうなると、基板５に大きな反りが生じてしまう。このような問題を避ける為、特許文献１と同様に、本発明でもいきなり最終電圧（基板５の静電吸着完了時に印加される一定の電圧）を電極部２に印加しない。具体的にどのような印加電圧を用いるのかについて、図２を用いて説明する。

【0034】

図２（Ａ）〜（Ｃ）には、３つの電圧波形が描かれている。図２（Ａ）に描かれている電圧波形は特許文献１で用いられている段階的に変化する電圧波形である。縦軸は電圧（Ｖ）の大きさ（絶対値）を表し、横軸は時間（Ｔ）の経過を表している。本発明ではこの電圧波形を第一の波形と呼んでいる。図２（Ａ）に描かれているＶｆは上述した静電吸着の完了時に電極部２に印加される最終電圧である。また、原点は静電吸着操作の開始時を表している。

【0035】

この例では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前に、静電吸着操作の開始時の電圧の値（Ｖ＝０）を第一の値とし、図示されるＶ２を二の値として、２つの電圧値の間で段階的に第一の波形を変化させている。また、静電吸着の完了時以降の第一の波形と第二の波形は、電極部２に印加する最終電圧をどのような電圧値にするのかを考慮して決定される。

【0036】

双極型の静電チャックの場合、電極部２に印加される電圧の値が正の場合と負の場合になることが考えられるが、図２（Ａ）〜（Ｃ）および後述する他の図面は、説明を簡単にする為に、印加電圧の極性という概念を用いて描かれていない。その為、見かけ上、電極部２には正電圧が印加されているように見えるが、そうではない。電圧の極性を考える場合、例えば、図２（Ａ）〜（Ｃ）に描かれる電圧波形を電極部２に正電圧を印加するときの電圧波形だとすると、電極部２に負電圧を印加するときの電圧波形は、図示される電圧波形を、時間軸周りに上下反転して考えるようにすればよい。

【0037】

図２（Ｂ）に描かれている電圧波形は、振幅Ｖｘの周期的な矩形波である。矩形波の凸部分と凹部分のデューティ比（Ｔａ：Ｔｂ）はこの図では１：１に設定されていて、図２（Ｂ）に描かれているような電圧波形のことを本発明では第二の波形と呼んでいる。

【0038】

図２（Ｃ）には、図２（Ａ）に描かれる第一の波形と図２（Ｂ）に描かれる第二の波形を重畳した電圧波形が描かれている。この図２（Ｃ）に描かれている電圧波形に基づいて、制御装置１０を用いて電極部２への電圧の印加が行われる。

【0039】

図２（Ｃ）に描かれる電圧波形の基となる図２（Ａ）の電圧波形は、特許文献１と同様に段階的に変化する電圧波形である。この為、特許文献１と同様に基板５の昇温レートがなだらかに上昇するといった作用効果を奏する。さらに、本発明の電圧波形では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前（０≦Ｔ＜Ｔｆ）に、吸着電圧が一定値になる期間がごく短時間となる。これは、第二の波形を重畳させているからである。その結果、基板５の吸着面４への吸着を不十分なものにできるので、静電吸着操作時に基板５の熱応力を効果的に開放させることができるといった格別な作用効果を奏することになる。

【0040】

図２で説明した実施形態では、静電吸着操作の開始から時間Ｔ１までの間に、吸着電圧がゼロとなる期間が存在していた。静電チャックＥによる基板５の吸着途中で、吸着電圧を０Ｖにしても構わないが、０Ｖにしてしまうと吸着力が弱くなり、基板５の温度変化による応力の影響で基板５が静電チャックＥ上で跳ねてしまう恐れがある。このような基板５の跳ねを抑制する為には、静電吸着の開始時から吸着電圧は絶対値で０Ｖよりも大きくしておいた方がよい。

【0041】

具体的には、図３（Ａ）に記載されているように、第一の波形で吸着開始時からＴ１までの間の電圧値を絶対値でゼロよりも大きくしておく。ここで絶対値という言葉を用いたのは、上述したように双極型の静電チャックで負電圧を印加する場合も考慮している為である。第一の波形を図３（Ａ）に描かれているように静電吸着操作の開始からＴ１までの間で電圧の値を０Ｖよりも若干大きくしておく。そして、図３（Ｂ）に描かれる第二の波形を図２（Ｂ）と同じものにしておくと、電極部２に印加する電圧波形を図３（Ｃ）に描かれている波形にすることができる。

【0042】

このような電圧波形を用いることで、静電吸着操作時の基板５の跳ねの問題を軽減させることができる。この例では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前に、静電吸着操作の開始時の電圧の値Ｖｙを第一の値とし、図示されるＶ２を二の値として、２つの電圧値の間で段階的に第一の波形を変化させている。

【0043】

第一の波形と重畳させる第二の波形は矩形波である必要はない。例えば、図４に描かれているような鋸波を用いてもよい。図４（Ａ）〜（Ｃ）には、第二の波形に振幅Ｖ１、周期Ｔｃの鋸波を用いた例が描かれている。矩形波の場合、印加電圧が一定となる期間がごく短時間ではあるが存在していた。このような鋸波では印加電圧が一定となる期間をほぼなくすことができるので、基板５の熱応力の開放という点からは、こちらの波形を用いる方が効果的である。

【0044】

これまでの実施形態では、第一の波形として段階的に変化する電圧波形を用いていたが、基板５の昇温レートが十分になだらかとなる場合には、図５（Ａ）に記載されている直線的に変化する電圧波形を第一の波形として用いても良い。図５の実施形態では、図５（Ｂ）に見られるように、第二の波形として図４（Ｂ）に記載の鋸波を用いている。このような第一の波形と第二の波形を重畳したものが図５（Ｃ）に描かれている電圧波形となる。この電圧波形に基づいて、電極部２への印加電圧を制御するようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。この例では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前に、静電吸着操作の開始時の電圧の値（Ｖ＝０）を第一の値とし、図示されるＶ１ｆを二の値として、２つの電圧値の間で直線的に第一の波形を変化させている。

【0045】

また、第一の波形は二次関数的に変化する波形であってもよい。この実施形態が図６に描かれている。図６（Ａ）は二次関数的に変化する第一の波形であり、図６（Ｂ）には図４、図５の実施形態と同じ鋸波が描かれている。このような第一の波形と第二の波形を重畳させたものが図６（Ｃ）に描かれる電圧波形となる。このような電圧波形に基づいて、電極部２への印加電圧を制御するようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。この例では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前に、静電吸着操作の開始時の電圧の値（Ｖ＝０）を第一の値とし、図示されるＶ１ｆを二の値として、２つの電圧値の間で二次関数的に第一の波形を変化させている。

【0046】

さらに、第二の波形の振幅を変化させるようにしてもよい。例えば、図７に記載の実施形態のようにすることも可能である。図７（Ａ）には図５の実施形態と同じく、直線状に変化する第一の波形が描かれている。図７（Ｂ）には時間経過に伴って振幅が徐々に増加する鋸波からなる第二の波形が描かれている。図７（Ｃ）には第一の波形と第二の波形を重畳させた電圧波形が描かれている。図７（Ｃ）の電圧波形に基づいて、電極部２への印加電圧を制御するようにしても、上述した実施形態と同等の効果を得ることができる。この例では、基板５のチャック本体１への静電吸着が完了する前に、静電吸着操作の開始時の電圧の値（Ｖ＝０）を第一の値とし、図示されるＶ２ｆを第二の値として、２つの電圧値の間で直線的に第一の波形を変化させている。

【0047】

図７の実施形態では、第二の波形の振幅を時間とともに増幅させる構成であったが、反対に時間とともに減少させるようにしてもよい。また、変化の対象は、振幅に限らず、矩形波のデューティ比（ＴａとＴｂの比）、周期（ＴａとＴｂの和）や鋸波の周期Ｔｃであってもよい。

【0048】

電圧波形は、１枚の基板を処理している最中に変更するようにしてもいい。どのようにして変更するかについては、図８を用いて説明する。

【0049】

図８は、制御装置１０とこれに関連する周辺機器との関係を表したブロック図である。制御装置１０は記憶部１１を備えていて、この記憶部１１には予め実験等で求められた理想的な基板５の昇温レートに関するデータが格納されている。また、記憶部１１には、電極部２と温度調整部３に接続された各種電源（吸着電源９、加熱電源８）の設定電圧の変更量に応じた基板５の温度変化に関するデータが蓄積されている。

【0050】

放射温度計７での測定結果は、制御装置１０の演算部１２に送信され、演算部１２で記憶部１１に格納された理想的な昇温レートに関するデータとの比較が行われる。比較の結果、実際の基板温度が理想的な基板温度に合致しない場合には、演算部１２で実際の基板温度と理想的な基板温度との温度差を計算し、記憶部１１に格納された電源の設定電圧の変更量と基板５の温度変化に関するデータを読み出し、これらのデータを基に電源の設定電圧の値を切り替えるべく、電源制御部１３に信号を送信する。この際、第二の波形に関して新たな波形を作り直す等して、印加される電圧波形のデータの変更が行われ、新たに作り直された電圧波形に従って各電源の制御が行われるように構成しておく。

【0051】

また、波形整形に時間を要することから現実的にはリアルタイムの制御が困難であったり、静電チャックＥの吸着面４等の経時変化によってこれまでの電圧波形では思うような特性が得られなくなってしまう問題が考えられる。

【0052】

このような問題の対策として、例えば次のように構成しておくことが考えられる。半導体製造装置では、ロット単位で複数枚の基板が処理されている。例えば、基板を枚葉処理する場合、各基板を静電吸着する際、基板温度を測定しておき、このデータを時系列でプロットして、基板の昇温レートのデータを作成する。その後、作成された昇温レートのデータと理想的な昇温レートのデータを比較する。比較の結果、実際のデータと理想的なデータとのズレ量が大きければ、次の基板を処理する前か、次のロットを処理する前に新たな電圧波形の波形整形を行う。

【0053】

基板交換が行われている間は、比較的時間が取れるので、この時間を利用して波形整形を行うようにしておけばよい。波形整形された新たな電圧波形は、制御装置１０の記憶部１１に格納しておく。そして、次の基板や次のロットの基板を処理する際に、記憶部１１に格納された新たな電圧波形を読み出し、これに基づいて静電吸着操作を行うようにする。このような構成にしておけば、上述した問題を解決することができる。
＜その他変形例＞

【0054】

図１には、温度調整部３をチャック本体１の内部に設ける例が描かれているが、温度調整部３はチャック本体１の外部に配置しておいてもいい。例えば、チャック本体１の外部に配置されたマイクロ波発生源で基板５の表面を直接加熱するような手法を用いてもよい。この場合、温度調整部３はマイクロ波発生源になる。また、マイクロ波発生源と同様に、アニール等に使用される赤外線ランプを用いてもいい。

【0055】

上述した実施形態では、所定温度に加熱された基板を静電吸着する例について述べたが、基板の反りや応力の問題は基板を冷却する場合にも発生する。反りや応力の発生メカニズムは、加熱時のものと同様であることから、本発明を適用することで、冷却時の基板の反りや応力も抑制することができる。

【0056】

基板５の冷却を行う場合、上述した実施形態において、温度調整部３は、例えば、水やガルデン等の冷媒の流路となる。また、加熱用電源８は、冷媒流路に冷媒を循環させる為のチラーユニットとなる。また、加熱と冷却の両方を行う場合、本発明の温度調整部３は、加熱の為の発熱体や冷却の為の流路を両方備えたものとなり、加熱用電源８は、加熱用電源８とチラーユニットの両部材に置き換えられる。

【0057】

また、図１の実施形態では、処理室６内にチャック本体１が配置されている例を述べたが、必ずしも処理室６内に配置されている必要はない。半導体製造装置の装置内部は真空雰囲気に保たれており、処理室に基板が搬送される前に、基板の加熱や冷却と静電吸着が行われる場合がある。例えば、処理室に搬送される基板の温度を予めある程度高温や低温にしておく為の予備加熱室や予備冷却室を備えた半導体製造装置がある。

【0058】

このような予備加熱室や予備冷却室でも本発明を適用すれば、上述した実施形態での効果を奏することができる。よって、半導体製造装置で本発明を適用する場合、真空中の部屋（真空容器）に少なくとも上述した静電チャックシステムのチャック本体１が配置される構成となる。

【0059】

さらに、電極部２を構成する電極の枚数によっては、各電極に対して常に電圧を印加するのか、各電極に対して時間に応じて電圧を印加するのかで静電チャックの駆動方式に違いはあるが、本発明はいずれの駆動方式であってもよい。

【0060】

また、上述した実施形態では、第二の波形として矩形波と鋸波を例示して説明したが、これらの波形に限らず、三角波や正弦波であってもよい。三角波と正弦波の場合、鋸波と同等の効果を奏するとともに、これらの波形の周期や振幅を基板温度の測定結果に応じて変更するようにしてもよい。

【0061】

上述した実施形態では、基板温度を測定するものであったが、これに加えて基板５の吸着面４への吸着の程度を測定するようにしてもいい。このような吸着の程度は、例えば、吸着面４と基板５との間に発生する静電容量を計測しておき、この静電容量の測定結果を考慮して、電極部２への電圧波形を整形するようにしてもいい。

【0062】

前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。

【符号の説明】

【0063】

１ チャック本体
２ 電極部
３ 温度調整部
４ 吸着面
５ 基板
１０ 制御装置
Ｅ 静電チャック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】