-
Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Aufbereiten eines elektrostatischen Haltekörpers gemäß dem Oberbegriff
vom Patentanspruch 1.
-
Elektrostatische Haltevorrichtungen
sind seit längerer
Zeit bekannt und finden vorwiegend in der Halbleiterindustrie Einsatz.
Das Funktionsprinzip einer elektrostatischen Haltevorrichtung besteht
darin, dass ein Halbleitersubstrat von einer oder mehreren leitenden
Flächen,
z.B. Elektroden, durch Anlegen einer Hochspannung elektrostatisch
angezogen wird. Hierzu sind die Elektroden vom Substrat durch ein
Dielektrikum zu isolieren.
-
Unabhängig von der Funktionsweise – d.h., unipolar,
bipolar, etc. – kann
man elektrostatische Haltevorrichtungen auch nach der Art des Dielektrikums
entscheiden. Die gebräuchlichsten
Dielektrika sind Keramiken und Polymerfolien.
-
Bei elektrostatischen Haltevorrichtungen
mit Dielektrika auf der Basis von Polymerfolien werden überwiegend
Polyimidfolien von 25 bis 150 μm
Stärke
verwendet, die zum Einbetten von Elektroden, beispielsweise Kupferelektrode
von 4 – 100 μm dienen.
-
Im Verlauf des Einsatzes werden derartige elektrostatische
Haltevorrichtungen dadurch verbraucht, dass sie einem Plasmaangriff
oder anderen Prozess bedingten Einflüssen oder mechanischen Beanspruchungen
ausgesetzt sind. Letztendlich unbrauchbar wird das elektrostatische
Haltesystem dann, wenn die Polyimidfolie soweit verbraucht ist, dass
zwischen Substrat und Elektrode eine leitende Verbindung entstehen
könnte.
-
In vielen Fällen ist jedoch der relativ
wertvolle Grundkörper,
auf dem die elektrostatische Haltevorrichtung aufgebracht wird,
im folgenden auch als Pedestal bezeichnet, noch weiterhin anwendbar.
Demnach gibt es seit längerer
Zeit Bemühungen,
verbrauchte elektrostatische Haltesysteme von den Pedestals zu entfernen,
ohne die Pedestal weiter zu beschädigen, um anschlieflend neue
Foliensysteme aufzubringen.
-
Es ist bekannt, die dielektrischen
Folien mechanisch vom Pedestal zu entfernen, beispielsweise durch
Abziehen, oder die nicht leitenden Folien mit verschiedensten organischen
Lösemitteln
abzulösen bzw.
die Folien zumindest soweit vorzuquellen, dass sie sich einfacher
von dem Pedestal abziehen lassen.
-
Ein Nachteil dieser Vorgehensweise
besteht darin, dass dabei zum einen der Grundkörper sehr leicht mechanisch
besonders bei ungeeignetem oder unkonzentriertem Personal beschädigt wird,
und dass es zum anderen fast unmöglich
ist, Rückstände von
dem organischen Lösemittel,
dass mit gequollenem organischen Feststoff angereichert ist, rückstandsfrei
von dem Pedestal zu entfernen. Dies gilt besonders für Bohrungen
und andere schwer zugängige
Strukturen im Inneren des Pedestals, die beispielsweise der Gasversorgung
während
des Halbleiterherstellungsprozesses dienen.
-
Auch eine rein thermische Zersetzung
von nicht leitenden Folien scheidet als weitere Vorgehensweise aus,
da die herbei erforderlichen hohen Temperaturen regelmäßig zu einer
Zerstörung
des Pedestals führen
würden.
Zudem wird diese Vorgehensweise aus Partekelquelle aufgrund unvollständig entfernter
Folienreste oder Reaktionsproduke in den Gasleitungen, was beim
Halbleiter-Fertigungsprozess mit hohen Anforderungen an den Reinheitsgrad,
in deren Rahmen die elektrostatischen Haltesysteme eingesetzt werden,
nicht tolerierbar ist.
-
Demnach besteht das technische Problem der
vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines verbesserten Verfahrens
zum Aufbereiten eines elektrostatischen Haltekörpers, insbesondere der vollständigen Entfernung
eines verbrauchten Foliensystems von einem Pedestal.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird diese Aufgabe gelöst
durch ein Verfahren zum Aufbereiten eines elektrostatischen Haltekörpers, enthaltend ein
Pedestal mit hierauf aufgebrachtem Foliensystem, wobei das Foliensystem
eine obere nicht leitende Folie und eine untere nicht leitende Folie
enthält, zwischen
denen ein Leiter angeordnet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung
wird erstmals vorgeschlagen, das Foliensystem zumindest teilweise
in einem Plasma zu entfernen.
-
Die Anwendung eines Plasmas, bevorzugt eines
sauerstoffhaltigen Plasmas auf das verbrauchte Foliensystem ermöglicht erstmals
ein vollständiges
Entfernen dieses verbrauchten Foliensystems. Zudem lässt sich
eine Zerstörung
des vorher intakten Pedestals mit Sicherheit vermeiden, obgleich
durch Anwendung des Plasmas auch Rückstände beispielsweise in Bohrungen
und schwer erreichbaren Strukturen des Pedestals praktisch restlos
entfernt werden können.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zunächst die
obere nicht leitende Folie mit Plasma abgebaut, und anschließend der
frei liegende Leiter mit einer Ammoniak-haltigen Lösung abgelöst, und
anschließend
die untere nicht leitende Folie wiederum mit Plasma abgebaut.
-
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform
kommt die Plasmareaktion nach der Entfernung der oberen nicht leitenden
Folie zum Stehen, so dass nunmehr der zu entfernende freiliegende
Leiter mit einer entsprechenden Lösung abgelöst werden kann. Anschließend wird
durch Wiederaufnahme der Plasmabearbeitung auf die untere nicht
leitende Folie mit Plasma abgebaut, so dass sich der gesamte dreistufige
Ablösungsprozess
einfach und automatisch durchführen
lässt.
-
Ein weiterer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht
darin, dass dann, wenn während
der Plasmabearbeitung der oberen nicht leitenden Folie ein Unterwandern
des Leiters unter Abbau auch der unteren leitenden Folie erfolgt,
bevorzugt ein Ablösen
des Leiters verursacht wird, so dass sich bestenfalls der Leiter
nach Abbau der oberen Folien und gleichzeitig ein Unterwandern des
Leiters unter Abbau der unteren Folie der Leiter einfach mechanisch
von dem Pedestal abheben lässt.
Hierdurch wird eine besonders einfache Aufbereitung des elektrostatischen
Haltekörpers
erreicht.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird zunächst die obere nicht leitende
Folie mit Plasma abgebaut, anschließend der freiliegende Leiter
nicht mit einer Lösung
sondern mechanisch beispielsweise durch ein Abziehen entfernt und
anschließend
die nicht leitende Folie mit Plasma abgebaut.
-
Durch diese Vorgehensweise lässt sich
der verfahrenstechnische Aufwand und die Handhabung von Chemikalien
im Rahmen der Aufbereitung des elektrostatischen Haltekörpers minimieren.
Weiterhin kann die gesamte Prozesszeit zur Aufbereitung des elektrostatischen
Haltesystems verringert werden, da regelmäßig ein mechanisches Abziehen
des Leiters schneller erfolgt, als das Auflösen des Leiters in einer chemikalischen
Lösung.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, die obere nicht leitende Folie
und den hierunter liegenden Leiter mechanisch zu entfernen, und
anschließend
lediglich die unter nicht leitende Folie mit Plasma abzubauen.
-
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform
wird die Prozesszeit für
die Plasmabehandlung weiter verkürzt
und zudem die Prozesszeit für
das Einwirken eines chemischen Lösungsmittels
gänzlich vermieden,
so dass insgesamt die Prozesszeit für das Aufbereiten des elektrostatischen
Haltekörpers zusätzlich minimiert
ist.
-
Gemäß einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung wird vorgeschlagen, das Foliensystem in seiner Gesamtheit
zunächst
mechanisch zu entfernen und lediglich die nach der mechanischen
Behandlung verbleibenden Foliensystemreste mittels einer Plasmabehandlung
abzubauen.
-
Diese Vorgehensweise ist wirtschaftlich
besonders vorteilhaft, weil der Reinigungsschritt im Plasma die
geringst mögliche
Prozesszeit von einigen Minuten erfordert.
-
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht des Aufbaus eines elektrostatischen Haltekörpers;
-
2 ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum Aufbereiten eines elektrostatischen
Haltekörpers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
3 ein
Flussdiagramm eines bevorzugten Verfahrens zum Aufbereiten eines
elektrostatischen Haltekörpers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
4 ein
Flussdiagramm eines weiteren bevorzugten Verfahrens zum Aufbereiten
eines elektrostatischen Haltekörpers
gemäß der Erfindung;
-
5 ein
Flussdiagramm eines weiteren bevorzugten Verfahrens zum Aufbereiten
eines elektrostatischen Haltekörpers
gemäß der Erfindung;
und
-
6 ein
Flussdiagramm eines weiteren bevorzugten Verfahrens zum Aufbereiten
eines elektrostatischen Haltekörpers
gemäß der Erfindung.
-
Die 1 zeigt
eine schematische Ansicht eines elektrostatischen Haltekörpers wie
er gemäß der vorliegenden
Erfindung aufzubereiten ist.
-
Wie in 1 gezeigt,
besteht der elektrostatische Haltekörper 10 aus einer
ersten nicht leitenden Folie 12 an der Oberseite. Hierunter
ist eine leitende Schicht 14, beispielsweise aus Kupfer
vorgesehen, die wiederum mit einer lichtleitenden Folie 16 gegenüber dem
Pedestal 18 isoliert ist. Um die elektrostatische Haltevorrichtung
nach einem Verschleiß durch Einsatz
in einem Halbleiter-Herstellungsprozess wieder aufzubereiten, wird
erfindungsgemäß vorgeschlagen,
die erste nicht leitende Folie 12, die leitende Schicht 14 und
die zweite nicht leitende Schicht 16 von dem Pedestal 18 abzulösen, um
hiernach durch Aufbringen eines neuen Foliensystems das elektrostatische
Haltesystem zu recyceln.
-
Wie bereits in der Beschreibungseinleitung erwähnt, sind
typische Beispiele für
nicht leitende Folien Polyimidfolien von 25 bis 150 μm Stärke. Die
leitende, Schicht wird beispielsweise in Form einer Kupferfolie von
4 bis 100 μm
mit oder ohne Kleber zwischen derartigen Polyimidfolien 12 und 16 eingebettet..
-
Die 2 zeigt
ein Flussdiagramm für
ein Verfahren zum Aufbereiten eines elektrostatischen Haltekörpers mit
der vorliegenden Erfindung.
-
Wie in 2 gezeigt,
wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die aufzubereitende Haltevorrichtung
in einer Plasmakammer durch einen Schritt S10 platziert und anschließend wird
das im Zusammenhang mit der 1 erläuterte Foliensystem 12, 14, 16 zumindest
teilweise in einem Plasma im Rahmen eines Schritts S12 entfernt.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die 3 bis 6 erläutert.
-
Die 3 zeigt
ein Flussdiagramm gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
für ein Verfahren
zum Aufbereiten eines elektrostatischen Haltesystems gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Wie in 3 gezeigt,
wird gemäß diesem Verfahren
die obere nicht leitende Folie 12 in einem Plasma im Rahmen
eines Schritts S14 abgebaut. Anschließend wird nach dem Abbau der
nicht leitenden Folie 12 die leitende Schicht 14 frei,
so dass sich diese durch Einwirken einer ammoniakalischen Lösung im
Rahmen eines Schritts S16 entfernen lässt. Hiernach erfolgt, in 3 nicht gezeigt, ein Reinigen
der verbleibenden Struktur durch einen Spül- und Trockenvorgang, so dass
nachfolgend auch die untere nicht leitende Folie 16 durch
eine Plasmaeinwirkung entfernt werden kann.
-
Gemäß einer Variation der in 3 gezeigten Ausführungsform
der Erfindung ist es auch möglich,
dass während
dem Abbau der oberen Folie durch eine Plasmabehandlung auch die
leitende Folie 16 am Rand beginnend von der unteren nicht
leitenden Folie ablöst
und beispielsweise an den Rändern
nach oben biegt. Dies führt
bevorzugt dazu, dass nach einer Gesamtprozesszeit von beispielsweise
15 bis 20 Minuten nicht nur die obere nicht leitende Folie 12 sondern
auch die untere nicht leitende Folie 16 durch die Plasmaeinwirkung
abgebaut ist, und demnach die leitende Schicht 14, beispielsweise eine
Kupferfolie, locker auf dem Pedestal 16 aufliegt und demnach
einfach abgenommen werden kann.
-
Bevorzugt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ein sauerstoffhaltiges Plasma verwendet, mit relativ geringer Plasmaleistung
bei einem Druck von 0,2 bis 10 mbar, 500 bis 1500 W, und bei 2,56
GHz. Beispiele für
die obere, nicht leitende und untere nicht leitende Folie 12 und 16 als
Dielektrikum sind 50 μm
Polyimid mit 25 mm Kleber, bevorzugt bei einer Abtragsrate von 15 μm/min. Ein
Beispiel für eine
ammoniakalische Lösung
ist beispielsweise 10 % Ammoniak mit 5 % Ammoniumchlorid.
-
Die 4 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Aufbereiten eines elektrostatischen Haltesystems.
-
Wie in 4 gezeigt,
wird auch bei dieser Ausführungsform
die obere nicht leitende Folie im Rahmen eines Schritts S20 durch
eine Plasmaeinwirkung abgebaut, jedoch anschließend die leitende Schicht mechanisch
in dem Schritt S22 entfernt, beispielsweise durch Abziehen. Anschließend erfolgt
in dem Schritt S24 ein Abbauen der unteren leitenden Folie wiederum
durch Plasmaeinwirkung. Diese bevorzugte Ausführungsform eignet sich besonders
für einen
Fall, wo nach dem Entfernen der oberen nicht leitenden Schicht durch
Plasmaeinwirkung die leitende Folie nicht mehr so gut haftet, dass
das Anwenden einer ammoniakalischen Lösung zwingend erforderlich
ist, sondern sich diese vielmehr einfach durch einfaches Abziehen
vollständig
entfernen lässt.
Dann liegt die untere leitende Schicht samt möglicherweise enthaltenem Kleber
für eine
weitere Plasmabehandlung frei, die beispielsweise in den vorgenannten
Reaktionsbedingungen ausgeführt
werden kann.
-
Die 5 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Aufbereiten eines elektrostatischen Haltesystems.
-
Wie in 5 gezeigt,
erfolgt gemäß dieser bevorzugten
Ausführungsform
in dem Schritt S26 ein mechanisches Entfernen sowohl der oberen
nicht leitenden Folie 12, als auch der hierunter aufgebrachten
leitenden Schicht 14. Anschließend erfolgt in einem Schritt
S28 der Abbau der unteren nicht leitenden Folie 16 durch
Plasmaeinwirkung.
-
Die 6 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum
Aufbereiten eines elektrostatischen Haltesystems.
-
Wie in 6,
erfolgt gemäß diesem
Verfahren ein weitgehend mechanisches Entfernen des gesamten Foliensystem
in einem Schritt S30, gefolgt von einem Schritt zum Entfernen lediglich
verbleibender Reste des Foliensystems durch Plasmaeinwirkung in
einem Schritt 532.
-
Sowohl die bevorzugte Ausführungsform nach 5 als auch nach 6 ermöglicht die Minimierung der
Gesamtprozesszeit, da das Foliensystem weitestgehend mechanisch
entfernt wird. Lediglich zum Entfernen entweder der unteren nicht
leitenden Folie 16 oder der Reste des Foliensystems erfolgt
eine Anwendung eines Plasmas, so dass die Gesamtprozesszeit minimiert
ist.
-
Unabhängig von der oben im Zusammenhang
mit der 2 bis 6 beschriebenen Ausführungsform
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgeschlagen, nach Entfernen des Foliensystem den Grundkörper zusätzlich einer
Reinigung in entmineralisiertem Wasser zu unterziehen. Hierauf folgt wieder
bevorzugt ein Vakuumtrocknen bei beispielsweise 120 Minuten Trocknungszeit,
80 °C, und
einem Unterdruck von mindestens 1 × 10–2 mbar.
-
Nach der Reinigung kann dann auf
einem Pedestal 18 in bekannter Weise ein neues Folien aufgebracht
werden.