(57)【要約】【課題】静電チャックの静電容量を測定する新たな手法を提供する。【解決手段】グラウンドに接続される基板を接触させた静電チャック内の電極に端子を接触させる工程と、前記端子、前記静電チャック及び前記基板を固定する工程と、前記端子に接続された電流計及び電圧計により電流値及び電圧値を測定する工程と、測定した前記電流値及び前記電圧値に基づき、前記電流値の傾き及び／又は前記電流値のピーク時の値から前記端子と前記電極との導通を判定する工程と、を有する測定方法が提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラウンドに接続される基板を接触させた静電チャック内の電極に端子を接触させる工程と、
前記端子、前記静電チャック及び前記基板を固定する工程と、
前記端子に接続された電流計及び電圧計により電流値及び電圧値を測定する工程と、
測定した前記電流値及び前記電圧値に基づき、前記電流値の傾き及び／又は前記電流値のピーク時の値から前記端子と前記電極との導通を判定する工程と、
を有する測定方法。
【請求項２】
基板を静電チャックに載置する工程と、
ガスをチャンバ内に供給する工程と、
前記チャンバ内にてガス放電が生じたときの放電開始電圧値と電流値とを測定する工程と、
を有する測定方法。
【請求項３】
基板を静電チャックに載置する工程と、
ガスをチャンバ内に供給する工程と、
前記チャンバ内にてガス放電が生じたときの放電開始電圧値と電流値とを測定する工程と、
測定した前記放電開始電圧値及び前記電流値に基づき、前記電流値の傾き及び／又は前記電流値のピーク時の値から前記静電チャック内の電極と端子との導通を判定する工程と、
を有する測定方法。
【請求項４】
測定した前記放電開始電圧値と電流値とから前記静電チャックの静電容量を算出する工程を有する、
請求項２〜３のいずれか一項に記載の測定方法。
測定方法。
【請求項５】
前記ガス放電は、前記静電チャックの基台及び前記静電チャックの上の基板をフローティングさせた状態で前記静電チャックの電極に電圧を印加することで発生させる、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項６】
前記ガス放電は、前記静電チャックに対向する上部電極と前記静電チャックとの間に電圧差を生じさせることで発生させる、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項７】
算出した前記静電チャックの静電容量と、予め定められた静電容量の閾値とを比較し、比較の結果に応じて前記チャンバ内の状態を判定する工程を有する、
請求項４〜６のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項８】
前記比較の結果に応じて、前記静電チャックの基板の吸着力を判定する、
請求項７に記載の測定方法。
【請求項９】
前記比較の結果に応じて、クリーニングの実行及び／又はトリートメントの実行の要否を判定する、
請求項７又は８に記載の測定方法。
【請求項１０】
前記静電チャックを複数のゾーンに分割し、分割した各ゾーンの静電容量を算出する、
請求項２〜９のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１１】
前記ガス放電は、前記静電チャックの基台及び前記静電チャックのエッジリング載置面に設けられたエッジリングをフローティングさせた状態で前記エッジリングの電極に電圧を印加することで発生させ、
前記静電チャックのエッジリング載置面の静電容量を算出する、
請求項１０に記載の測定方法。
【請求項１２】
前記ガスは、不活性ガスである、
請求項２〜１１のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１３】
前記基板は、シリコン含有物又は金属から形成され、接地されている、
請求項１又は３に記載の測定方法。
【請求項１４】
前記端子と電流計との間にＲＣフィルタが接続され、所定の周波数帯の電流をカットする工程を有する、
請求項１又は３に記載の測定方法。
【請求項１５】
グラウンドに接続される基板を接触させた静電チャックの電極に接触させる端子と、
前記端子、前記静電チャック及び前記基板を固定する固定部と、
前記端子に接続された電流計及び電圧計と、
前記電流計及び電圧計を用いて前記端子に流れる電流値及び電圧値を測定し、測定した前記電流値及び前記電圧値に基づき、前記電流値の傾き及び／又は前記電流値のピーク時の値から前記端子と前記電極との導通を判定する制御部と、
を有する測定治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、測定方法及び測定治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、静電チャックの静電容量を測定する方法が提案されている。例えば、特許文献１は、静電吸着装置の被保持物体と電極板によって形成される電気回路に吸着状態を示すパラメータの検出手段を設け、検出されたデータと、予め記憶されているデータとを比較回路で比較することにより吸着状態を確認することを提案している。
【０００３】
例えば、特許文献２は、ウエハと電極との間、或いはチャックの複数の電極間の静電容量を監視するための静電容量監視回路を有している。静電容量測定値はチャック動作の連続的な閉ループ制御のために用いられ、チャックに印加される電圧を測定静電容量に従って調整することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２１１７６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、静電チャックの静電容量を測定する新たな手法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一の態様によれば、グラウンドに接続される基板を接触させた静電チャック内の電極に端子を接触させる工程と、前記端子、前記静電チャック及び前記基板を固定する工程と、前記端子に接続された電流計及び電圧計により電流値及び電圧値を測定する工程と、測定した前記電流値及び前記電圧値に基づき、前記電流値の傾き及び／又は前記電流値のピーク時の値から前記端子と前記電極との導通を判定する工程と、を有する測定方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の側面によれば、静電チャックの静電容量を測定する新たな手法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る基板処理装置を示す断面模式図。
【図２】一実施形態に係る放電開始電圧の測定タイミングを示す図。
【図３】一実施形態に係る放電開始電圧の測定シーケンスを示す図。
【図４】一実施形態に係る放電開始電圧の測定方法を説明するための図。
【図５】一実施形態に係る電圧値及び電流値の実測値の一例を示す図。
【図６】一実施形態に係る静電容量を用いた吸着力判定処理を示すフローチャート。
【図７】一実施形態に係る測定治具を示す図。
【図８】一実施形態に係る端子の接触判定結果の一例を示す図。
【図９】一実施形態に係る端子の接触判定処理及び放電開始電圧の測定処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
［基板処理装置］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る基板処理装置１００の構成について説明する。図１は、一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図である。
【００１１】
本実施形態にかかる基板処理装置１００は、容量結合型の平行平板基板処理装置であり、略円筒形のチャンバＣを有する。チャンバＣの内面はアルマイト処理（陽極酸化処理）されている。チャンバＣの内部は、プラズマによりエッチング処理等のプラズマ処理が行われる処理室となっている。チャンバＣの底部には載置台２が配置される。
【００１２】
載置台２は、静電チャック２２と基台２３とを有する。基台２３は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等から形成されている。静電チャック２２は、基台２３上に設けられ、ウエハＷを静電吸着する。静電チャック２２は、誘電体層内に電極２１を有する構造になっている。電極２１は電源１４に接続されている。電源１４から電極２１に直流電圧（以下、「ＤＣ電圧」又は「ＨＶ電圧」ともいう。）が印加されると、クーロン力によってウエハＷが静電チャック２２に吸着され、保持される。
【００１３】
静電チャック２２の外周には段差があり、エッジリング８を載置するエッジリング載置面になっている。エッジリング載置面には、ウエハＷの周囲を囲う円環状のエッジリング８が載置される。エッジリング８は、フォーカスリングとも呼ばれる。エッジリング８は、例えば、シリコンから形成され、プラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、プラズマ処理の効率を高める。電極２４は、静電チャック２２内のエッジリング載置面の下方に設けられ、電源１７に接続されている。電源１７から電極２４にＤＣ電圧が印加されると、エッジリング８上のシース厚が制御され、これにより、ウエハＷのエッジ部において発生するチルティングを抑制し、エッチングレートを制御できる。
【００１４】
基板処理装置１００は、第１の高周波電源３及び第２の高周波電源４を有する。第１の高周波電源３は、第１の高周波電力（ＨＦ）を発生する電源である。第１の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源３は、整合器３ａを介して基台２３に接続されている。整合器３ａは、第１の高周波電源３の出力インピーダンスと負荷側（基台２３側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第１の高周波電源３は、整合器３ａを介して上部電極１に接続されていてもよい。
【００１５】
第２の高周波電源４は、第２の高周波電力（ＬＦ）を発生する電源である。第２の高周波電力は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力はウエハＷにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源４は、整合器４ａを介して基台２３に接続されている。整合器４ａは、第２の高周波電源４の出力インピーダンスと負荷側（基台２３側）のインピーダンスを整合させるための回路を有する。
【００１６】
なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。基板処理装置１００は、第１の高周波電源３及び整合器３ａを備えなくてもよい。載置台２は上部電極１に対向する下部電極として機能する。
【００１７】
基台２３には、スイッチ１１が接続されている。スイッチ１１がオンすると基台２３は接地され、スイッチ１１がオフすると基台２３及びウエハＷはフローティング状態となる。
【００１８】
上部電極１は、その外縁部を被覆するシールドリング（図示せず）を介してチャンバＣの天井部の開口を閉塞するように取り付けられている。上部電極１は、接地されている。上部電極１は、シリコンにより形成されてもよい。
【００１９】
上部電極１は、ガスを導入するガス導入口１ａと、ガスを拡散するための拡散室１ｂとを有する。ガス供給部５は、ガス導入口１ａを介して拡散室１ｂにガスを供給する。ガスは、拡散室１ｂにて拡散されて複数のガス供給孔１ｃからチャンバＣ内に導入される。
【００２０】
排気装置１６は、チャンバＣの底面に形成された排気口からチャンバＣ内のガスを排気する。これにより、チャンバＣ内を所定の真空度に維持できる。チャンバＣの側壁にはゲートバルブＧが設けられている。ゲートバルブＧを開いて、チャンバＣからウエハＷの搬入及び搬出を行う。
【００２１】
次に、基板処理装置１００の動作について簡単に説明する。ゲートバルブＧを開けると、図示しない搬送アームに保持されたウエハＷがチャンバＣ内に搬入され、載置台２に載置され、ゲートバルブＧが閉められる。電源１４から電極２１にＤＣ電圧が印加されると、ウエハＷが静電チャック２２に静電吸着される。ガス供給部５からチャンバＣ内に処理ガスを供給し、第１の高周波電源３及び第２の高周波電源４から載置台２に第１の高周波電力及び第２の高周波電力を印加すると、チャンバＣ内のウエハＷの上方にプラズマが生成され、ウエハＷがプラズマ処理される。特に、第２の高周波電源４から載置台２に第２の高周波電力を印加すると、ウエハＷ側にプラズマ中のイオンが引き込まれる。
【００２２】
プラズマ処理後、プラズマ処理前に電源１４から電極２１に印加したＤＣ電圧と正負が逆で大きさが同じＤＣ電圧を印加し、ウエハＷの電荷を除電する。これにより、ウエハＷは、静電チャック２２から剥がされ、ピンに保持され、搬送アームに渡される。ゲートバルブＧを開けると、搬送アームに保持されたウエハＷは、ゲートバルブＧからチャンバＣの外部に搬出され、ゲートバルブＧが閉められる。
【００２３】
基板処理装置１００の各構成要素は、制御部２００に接続されている。制御部２００は、基板処理装置１００の各構成要素を制御する。各構成要素としては、例えば、排気装置１６、整合器３ａ、４ａ、第１の高周波電源３、第２の高周波電源４、スイッチ１１、電源１４、１７およびガス供給部５等が挙げられる。
【００２４】
制御部２００は、ＣＰＵ２０５及びＲＯＭ２１０、ＲＡＭ２１５等のメモリを備えるコンピュータである。ＣＰＵ２０５は、メモリに記憶された基板処理装置１００の制御プログラム及び処理レシピを読み出して実行することで、エッチング処理等のプラズマ処理の実行を制御する。
【００２５】
また、制御部２００は、所定の測定タイミングにスイッチ１１を切り替え、電極２１に接続された電流計１２が測定した電流値及び電圧計１３が測定した電圧値を信号記録装置１５に記録する。電流計１２は、電源１４に直列に接続され、電圧計１３は、電源１４に並列に接続されている。信号記録装置１５が記録した電流値及び電圧値は制御部２００に送信される。これにより、制御部２００は、測定された電流値及び電圧値に基づき、火花放電開始電圧値（以下、「放電開始電圧値」という。）を算出する。そして、制御部２００は、後述するように静電チャック２２の静電容量Ｃを算出する。
【００２６】
なお、これらの動作を実行するためのプログラムや処理条件を示すレシピは、ハードディスクや半導体メモリに記憶されてもよい。また、レシピは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で所定位置にセットされ、読み出されるようにしてもよい。
［測定タイミング］
図２に、基板処理装置１００においてウエハＷを処理する処理サイクルの一例を示す。本処理が開始されると、まず、ゲートバルブＧを開けてウエハＷを搬入する（ステップＳ１）。次に、ガス供給部５から所定のガスをチャンバＣ内に充填し、チャンバＣの内部を調圧する（ステップＳ２）。充填するガスは、アルゴンガス等の不活性ガスが好ましいが、窒素ガス等であってもよい。
【００２７】
次に、スイッチ１１をオフにし、基台２３及びウエハＷをフローティング状態にし、電源１４から電極２１へＤＣ電圧を昇降印加する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理の間、電流値と電圧値とを測定し、信号記録装置１５に記録させる。次に、ウエハＷを静電チャック２２から脱離し（ステップＳ４）、ゲートバルブＧからウエハＷを搬出する（ステップＳ５）。
【００２８】
この時点で一のウエハＷの処理が終了し、一の処理サイクルが完了する。次のウエハＷの処理サイクルを再開するとき、ウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）を行い、静電チャック２２を除電する（ステップＳ６）。なお、ウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）は、静電チャック２２の除電の一例であり、これに限られない。また、除電を行う前に、静電チャック２２の表面処理（トリートメント等のクリーニング）を行ってもよい。
【００２９】
続いて、次のウエハＷを搬入し（ステップＳ１）、ステップＳ１以降の処理を繰り返す。
【００３０】
なお、電流値及び電圧値の測定は、ウエハを一枚処理する毎に行う場合に限られず、ウエハを数枚処理する毎に行ってもよいし、チャンバＣのクリーニング後に行ってもよいし、チャンバＣ内のパーツ交換の後に行ってもよい。
【００３１】
［測定シーケンス］
次に、電流値及び電圧値の測定シーケンスの一例について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、一実施形態に係る放電開始電圧の測定シーケンスを示す図である。図４は、一実施形態に係る放電開始電圧の測定方法を説明するための図である。なお、測定シーケンスの制御は、制御部２００により行われる。
【００３２】
本測定シーケンスが開始されるとき、スイッチ１１はオフに制御され、基台２３及びウエハＷはフローティングの状態である。この状態で図３の「１」にて測定シーケンスが開始され、「２」にてガス供給部５からガスが供給（ＯＮ）され、「３」にて供給されたガスによりチャンバＣ内が調圧される。
【００３３】
図４（ａ）は、チャンバＣ内にガスが供給され、チャンバＣ内が所定の圧力に調圧されている状態が示されている。このとき、電源１４から電極２１へＤＣ電圧（ＨＶ電圧）は印加されていない。
【００３４】
次に、図３の「４」にて電源１４から電極２１へのＤＣ電圧の印加が開始され、印加されるＤＣ電圧を０［Ｖ］から＋Ｖ［Ｖ］まで上げる。「４」のフェーズが始まると、電流計１２及び電圧計１３による測定が開始され、電流計１２が測定する電流値及び電圧計１３が測定する電圧値が信号記録装置１５に記憶される。
【００３５】
次に、「５」にて電源１４から電極２１へ印加するＤＣ電圧を＋Ｖ［Ｖ］から−Ｖ［Ｖ］まで下げる。「５」のフェーズの間、引き続き電流計１２及び電圧計１３による測定が行われ、測定した電流値及び電圧値が信号記録装置１５に記憶される。
【００３６】
次に、「６」にて電源１４から電極２１へ印加するＤＣ電圧を−Ｖ［Ｖ］から０［Ｖ］まで上げる。「６」のフェーズの間、引き続き電流計１２及び電圧計１３による測定が行われ、測定した電流値及び電圧値が信号記録装置１５に記憶される。
【００３７】
これにより、「４」〜「６」の間、図４（ｂ）に示すように、電極２１に正のＤＣ電圧が印加され、図４（ｃ）に示すように、上部電極１と静電チャック２２との間で火花放電が発生する。ただし、「４」〜「６」の間、電極２１に印加するＤＣ電圧は正の電圧に限られず、負の電圧であってもよい。
【００３８】
次に、図３の「７」にてガスの供給が停止（ＯＦＦ）され、「８」にて測定シーケンスは終了する。
【００３９】
なお、上記測定シーケンスでは、ＤＣ電圧を昇降印加させたが、これに限られない。例えば、ＤＣ電圧の上昇印加又は下降印加のいずれかのみを行ってもよい。
【００４０】
以上に説明したように、本実施形態に係る測定方法では、プラズマは発生させず、ガスを供給してチャンバＣ内を調圧する。また、このとき、排気装置１６による排気は行わない。ＤＣ電圧をオンし、任意の電圧値まで昇降させると、静電チャック２２の電極２１に正の電荷が蓄積される。これにより、ウエハＷの表面に正の電荷が蓄積される。
【００４１】
そして、ＤＣ電圧を火花放電が起こる電圧値まで上昇させる。上部電極１と電極２１との間で発生した火花放電によって負の電荷がウエハＷ側に引き寄せられる。これにより、電極２１と上部電極１との間に電流が流れる。そのときの電流値及び電圧値を電流計１２及び電圧計１３によって測定する。
【００４２】
［実測値］
このようにして測定した電流値及び電圧値の実測値の一例について説明する。ここでは図３の「４」のフェーズにおいてＤＣ電圧を上昇させたときに実際に測定した電流値及び電圧値の一例について、図５を参照して説明する。図５は、一実施形態に係る電圧値及び電流値の実測値の一例を示す図である。
【００４３】
図５の横軸は、図３の「４」の開始時間を０としたときの測定時間を示す。縦軸の左は、「４」にて測定した電圧値であり、縦軸の右は、「４」にて測定した電流値である。図５の線Ａは、「４」にて電圧計１３が測定した電圧値（ＥＳＣ  Ｖｏｌ）である。線Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、「４」にて電流計１２が測定した電流値（ＥＳＣ  Ｃｕｒ）である。
【００４４】
これによれば、電圧値がＶ０のときに火花放電が開始され、線Ｂ１に示すように、放電開始時刻ｔ０から放電終了時刻ｔ１まで電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）の電流値が測定された。その後、線Ｂ２、Ｂ３が示すように、線Ｂ１と同様に急激に減少する電流値の測定結果が得られた。
【００４５】
以上の測定結果から、チャンバＣ内のガス放電（火花放電）により、フローティング状態にある静電チャック２２とグラウンドの上部電極１との間が瞬時通電し、上部電極１と電極２１との間で放電現象が発生したことが証明された。つまり、本明細書では、ガス放電は、電極２１に正又は負のＤＣ電圧を印加することで、静電チャック２２に対向する上部電極１と静電チャック２２との間にて電圧差を生じさせることで発生する。
【００４６】
放電開始電圧値Ｖ０及び放電開始電圧値Ｖ０を測定した放電開始時刻ｔ０から放電終了時刻ｔ１における電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）を式（１）に代入する。これにより、火花放電時の静電チャック２２の電荷量ｑを算出できる。
【００４７】
【数１】
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【００４８】
そして、式（２）に基づき、静電チャック２２の静電容量Ｃが算出できる。
【００４９】
Ｃ＝ｑ／Ｖ０・・・（２）
なお、制御部２００は、信号記録装置１５が記録した電流値及び電圧値を取得し、放電開始電圧値Ｖ０及び電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）に基づき、静電容量Ｃを算出することに限られない。例えば、図５の線Ｂ１に示す１番目の放電、線Ｂ２に示す２番目の放電及び線Ｂ３に示す３番目の放電の開始時刻から終了時刻におけるそれぞれの電流値ｉを、式（１）に代入し、算出した３つの電荷量ｑの平均値を求めてもよい。電荷量ｑの平均値を式（２）に代入することで、静電チャック２２の静電容量Ｃが算出できる。これによれば、電荷量ｑの平均値を使用することで、測定時の電流値及び電圧値のバラツキによる静電チャック２２の静電容量Ｃの算出結果の精度の低下を抑制できる。
【００５０】
［吸着力判定処理］
次に、算出した静電チャック２２の静電容量Ｃを用いた吸着力判定処理について、図６を参照して説明する。図６は、一実施形態に係る静電容量を用いた吸着力判定処理を示すフローチャートである。
【００５１】
吸着力判定処理は、制御部２００によって制御される。前提として、電源１４から電極２１へＤＣ電圧を昇降印加する間、電流計１２が測定する電流値と電圧計１３が測定する電圧値とが測定され、信号記録装置１５に記録されている。
【００５２】
本処理が開始されると、記録した電流値及び電圧値から、放電開始電圧値Ｖ０及び放電開始電圧値Ｖ０を測定した放電開始時刻ｔ０から放電終了時刻ｔ１において流れた火花放電電流である電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）を測定する（ステップＳ１０）。
【００５３】
次に、放電開始電圧値Ｖ０及び火花放電電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）と、式（１）と、式（２）とを使用して、静電チャック２２の静電容量Ｃを算出する（ステップＳ１２）。
【００５４】
次に、静電容量Ｃが予め定められた静電容量の閾値Ｔｈよりも大きいかを判定する（ステップＳ１４）。静電容量Ｃが、閾値Ｔｈよりも大きいと判定された場合、静電チャック２２は十分な吸着力を有すると判定し、本処理を終了する。
【００５５】
一方、静電容量Ｃが閾値Ｔｈ以下であると判定された場合、静電チャック２２は十分な吸着力を有しないと判定し、チャンバＣの蓋を開けてメンテナンスを実行し（ステップＳ１６）、本処理を終了する。
【００５６】
以上から、一実施形態に係る測定方法によれば、算出した静電容量によって、チャンバ内の状態を判定することができる。チャンバ内の状態の一例としては、例えば、静電チャック２２とウエハＷの吸着状態を判定することができる。チャンバ内の状態の他の例としては、後述するように、静電チャック２２とエッジリング８の吸着状態を判定することができる。
【００５７】
これにより、静電容量Ｃが、閾値Ｔｈ以下であると判定された場合には、静電チャック２２の吸着状態が弱いと判定し、メンテナンスを実行することで、静電チャック２２の吸着状態を良好にすることができる。静電容量Ｃが閾値Ｔｈ以下であると判定された場合のメンテナンスは、ウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）及び／又はウエハレストリートメント（ＷＬＴ）であってもよいし、静電チャック２２やその他のパーツの交換であってもよい。
【００５８】
以上に説明した静電容量の測定方法では、上部電極１と静電チャック２２の間のガス放電に着目して説明したが、チャンバＣには上部電極１以外にもグラウンドに接続された部材がある。つまり、本実施形態に係るガス放電は、上部電極１と静電チャック２２の間のガス放電に限られず、チャンバＣの側壁、デポシールド（図示せず）、シャッター（図示せず）等のグラウンドに接続された部材と静電チャック２２の間のガス放電を含む。
【００５９】
また、本実施形態では電源１４から電極２１にＤＣ電圧を印加することにより、ガス放電を発生させたが、これに限られず、電源１７からエッジリング８の電極２４にＤＣ電圧を印加することにより、ガス放電を発生させてもよい。このとき、ガス放電は、静電チャック２２の基台２３及びエッジリング８をフローティングさせた状態でエッジリング８の電極２４にＤＣ電圧を印加することで発生させる。これにより、静電チャック２２のエッジリング載置面の静電容量を算出することができる。これにより、エッジリング８と静電チャック２２との吸着状態を判定することができる。判定の結果、吸着状態が弱い場合には、チャンバＣの蓋を開けてメンテナンスを実行してもよい。ウエハレスドライクリーニング（ＷＬＤＣ）及び／又はウエハレストリートメント（ＷＬＴ）を実行してもよいし、静電チャック２２やその他のパーツの交換を行ってもよい。
【００６０】
また、静電チャック２２を複数のゾーンに分割し、ゾーン毎に制御する場合、ゾーン毎に電極２１が設けられる。この場合、各電極にＤＣ電圧を印加することにより、ガス放電を発生させてもよい。これにより、静電チャック２２の、分割したゾーン毎の静電容量を算出することができる。これにより、静電チャック２２の各ゾーンの吸着状態を判定することができる。
【００６１】
［測定治具］
次に、放電開始電圧を測定するための測定治具３００について、図７を参照しながら説明する。図７は、一実施形態に係る測定治具を示す図である。
【００６２】
測定治具３００は、電極２１に対する端子Ｔの接触状態を測定する。測定治具は、端子Ｔと固定部３１０、３２０と電流計１２と電圧計１３と制御部２００とを有する。まず、静電チャック２２の表面に接地されたウエハを接触させて用意する。固定部３１０に、接地されたウエハＷ、静電チャック２２、基台２３を固定する。これにより、静電チャック２２の下に、接地されたウエハＷが配置され、静電チャック２２の上に基台２３が配置された状態になる。接地されたウエハＷは、グラウンドに接続される基板の一例である。基板は、これに限られず、シリコン含有物又は金属から形成されてもよい。
【００６３】
また、図７では、基板処理装置１００の外部にて、測定治具３００を用いて静電チャック２２の静電容量を測定する例を挙げるが、これに限られず、基板処理装置１００の内部にて、静電チャック２２の静電容量を測定してもよい。この場合には、ウエハＷを直接グラウンドに接続せずに、ガス放電によりウエハＷと上部電極１とを通電させるようにしてもよい。
【００６４】
固定部３２０は、端子Ｔを基台２３に固定し、先端を電極２１に接触させる。固定部３１０は、端子Ｔ、静電チャック２２及びウエハＷを固定する。電流計１２及び電圧計１３は、端子Ｔに接続されている。電流計１２は、電源１４に直列に接続され、電圧計１３は、電源１４に並列に接続されている。
【００６５】
制御部２００は、電流計１２及び電圧計１３を用いて端子Ｔに流れる電流値及び電圧値を測定し、信号記録装置１５に記録する。制御部２００は、測定した電流値及び電圧値に基づき、電流値の傾き及び／又は電流値のピーク時の値から端子Ｔと電極２１との導通を判断し、端子Ｔに接触不良が生じていないかを判定する。
【００６６】
図８は、一実施形態に係る端子Ｔの接触判定結果の一例を示す図である。図８（ａ）に示すように、電圧値Ｆがハイに制御されているときの電流値Ｅの傾きＥ１が所定の閾値以上であれば、図７の枠内の「ＯＫ」に示すように端子Ｔと電極２１とは接触していると判定される。又は、電圧値Ｆがハイに制御されているときの電流値のピークＥ２時の値が所定値よりも高い場合、端子Ｔと電極２１とは接触していると判定される。
【００６７】
一方、図８（ｂ）に示すように、電圧値Ｆがハイに制御されているときの電流値Ｅの傾きＥ３が所定の閾値未満であり、かつ、電流値のピーク時の値が所定値よりも低い場合、図７の枠内の「ＮＧ」に示すように端子Ｔと電極２１とは接触していないと判定される。
【００６８】
端子Ｔと電流計１２の間には、ＲＣフィルタ１９が接続されている。ＲＣフィルタ１９は、所定の周波数帯の電流をカットする。静電チャック２２はコンデンサとしても機能するため、ＲＣフィルタ１９を設けることによってノイズ及び静電チャックの時定数の影響を排除し、端子Ｔの電流波形を見易くすることができる。ただし、ＲＣフィルタ１９は設けなくてもよい。
【００６９】
かかる構成の測定治具３００を用いて、放電開始電圧値Ｖ０を印加する前に端子Ｔが電極２１に接触しているかの確認を行う。そして、端子Ｔが電極２１に接触していると判定した場合、放電開始電圧値Ｖ０を測定することで、静電チャック２２の静電容量を正しく算出することができる。
【００７０】
［端子の接触判定処理及び放電開始電圧値の測定処理］
次に、図９を参照して、端子Ｔの接触判定処理及び放電開始電圧値Ｖ０の測定処理について説明する。図９は、一実施形態に係る端子の接触判定処理及び放電開始電圧値の測定処理を示すフローチャートである。
【００７１】
本処理が開始されると、電源１４がオフされている状態で、静電チャック２２の表面にウエハを接触させて用意する（ステップＳ２０）。次に、端子Ｔの先端を静電チャック２２の電極２１に接触させ、端子Ｔ、静電チャック２２及びウエハＷを固定部３１０、３２０にて固定する（ステップＳ２２）。
【００７２】
次に、電源１４をオンし、電極２１に所定のＤＣ電圧を昇降印加する（ステップＳ２４）。次に、電流計１２及び電圧計１３により端子Ｔに流れる電流値ｉ及び電圧値Ｖを測定する（ステップＳ２６）。次に、電源１４をオフする（ステップＳ２８）。
【００７３】
次に、測定した電流値ｉ及び電圧値Ｖに基づき、電流値ｉの傾き及び／又は電流値ｉのピーク時の値から端子Ｔと電極２１とが導通しているか否かを判定する（ステップＳ３０、Ｓ３２）。
【００７４】
ステップＳ３２において、端子Ｔと電極２１とが導通していないと判定した場合、放電開始電圧値Ｖ０の測定は行わずに、本処理を終了する。一方、ステップＳ３２において端子Ｔと電極２１とが導通していると判定した場合、スイッチ１１を切り、基台２３をフローティング状態にする（ステップＳ３３）。次に、プラズマ等でウエハＷを除電処理し、ウエハＷを静電チャック２２から持ち上げた後、再度、静電チャック２２の表面にウエハを設置する(ステップＳ３４)。そして、ガスをチャンバＣ内に供給し、ガス放電が生じたときの放電開始電圧値Ｖ０と電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）とを測定する（ステップＳ３５）。
【００７５】
次に、測定した放電開始電圧値Ｖ０と電流値ｉ（ｔ０）〜ｉ（ｔ１）を式（１）に代入して電荷量ｑを算出する。そして、算出した電荷量ｑと放電開始電圧値Ｖ０とを式（２）に代入して静電チャック２２の静電容量Ｃを算出し（ステップＳ３６）、本処理を終了する。
【００７６】
以上に説明したように、本実施形態にかかる測定治具及び放電開始電圧の測定方法によれば、静電チャックの静電容量を測定する新たな手法を提供することができる。
【００７７】
今回開示された一実施形態に係る測定治具及び測定方法は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
【００７８】
本開示の基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプの基板処理装置にも適用可能である。
【００７９】
また、電源１４から電極２１に印加するＤＣ電圧は、正負のいずれであってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１      上部電極
２      載置台
３      第１の高周波電源
４      第２の高周波電源
５      ガス供給部
８      エッジリング
１２    電流計
１３    電圧計
１４、１７  電源
１５    信号記録装置
１９    ＲＣフィルタ
２１    電極
２２    静電チャック
２３    基台
１００  基板処理装置
２００  制御部
３００  測定治具
３１０、３２０  固定部
Ｃ      チャンバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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