DE29813326U1 - Verbesserte Vorrichtung zum Schutz von elektrostatischen Haltesystemen in Anlagen zur Bearbeitung von Wafern - Google Patents
Verbesserte Vorrichtung zum Schutz von elektrostatischen Haltesystemen in Anlagen zur Bearbeitung von WafernInfo
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Description
2. Beschreibung der Erfindungen
Elektrostatische Haltevorrichtungen, sog. &Egr;-Chucks weisen in Anlagen zur
Bearbeitung von Substraten (Wafern), besonders Plasmaätzanlagen, häufig eine
geringe Standzeit auf. Dies gilt insbesondere bei Ausführungen, bei denen die
ladungstragende Elektrode des &Egr;-Chuck's durch Polyimidfolien isoliert ist. Grund
dieser geringen Standzeit ist der Angriff des zum Ätzen der Wafer verwendeten Plasmas auf die Polyimindfolie des E-Chucks.
Nach dem Stand der Technik wird der &Egr;-Chuck meist von einem Schutzring,
einem sog. Shadow Ring oder Ion Shield umgeben, Abb. 1, der den Rand des E-Chucks
vom Plasma abschirmen soll. Die Oberfläche des &Egr;-Chucks selber ist durch den Wafer gut vor der Plasmaeinwirkung geschützt. Das Funktionsprinzip dieser
(30 Ringe ist unabhängig von der Ausfuhrung immer gleich. Der Wafer, der in der
Regel einen größeren Durchmesser hat als das elektrostatische Haltesystem, Abb. 1,
soll zusammen mit dem Schutzring das elektrostatische Haltesystem vor dem Plasma abschirmen. Und zwar indem der Spalt, der zwischen Wafer und
Schutzring entsteht, so eng und lang wie möglich ausgeführt ist, damit darin kein
Plasma zünden kann. Dies ist auch deshalb von besonderer Bedeutung, weil in dem vom elektrostatischen Haltesystem funktionsbedingt abströmenden Helium (Das
Helium wird zur Wärmeübertragung zwischen Wafer und dem elektrostatischen Haltesystem benötigt (Backside cooled)) auch dann ein Plasma zündet, wenn dies
in den meisten anderen Gasen bei vergleichbarem Druck noch nicht der Fall ist.
Schutzringe für die &Egr;-Chucks wurden anfangs aus Quarz oder Keramik
gefertigt. Da diese Ringe im Kontakt mit dem Wafer Partikel generieren, die sich
auf die Prozessausbeute äußerst negativ auswirken, mußte ein relativ großer Abstand zwischen dem Wafer und dem Schutzring eingehalten werden. In einer
Vielzahl von Prozessen, nicht in allen Prozessen, ist es möglich, diesen Schutzring
aus Quarz durch einen aus Polyimid zu ersetzen. Obwohl diese Ringe beim Einsatz in Plasmaätzanlagen langsam zerstört werden, bringt ihr Einsatz große Vorteile, da
die bei einem zufälligen Kontakt zwischen Wafer und Schutzring generierten Polyimidpartikel im Plasma rückstandsfrei zersetzt werden und so nicht zu einer
Kontamination führen. Die Schutzringe hat man aber zeichnungsmäßig gegenüber solchen aus Quarz oder Keramik kaum verändert. Inhalt dieser Erfindung ist ein
Schutzring, der voll auf die Eigenschaften des Materials Polyimid oder eines solchen, daß sich wie Polyimid verhält abgestimmt ist. Auch Dank einer wesentlich
besseren Fertigungstoleranz ist es möglich, die Eigenschaften dieser Materialien
voll auszunutzen und so die Standzeit eines elektrostatischen Haltesystems, daß Polyimidfolien enthält, wesentlich zu steigern ohne die oben erwähnten
Partikelprobleme zu bekommen.
In dem System, in dem der beschriebene Schutzring eingesetzt wird, ist das
sogenannte Pedestal, (1 in Abb. 1, 2 und 3) gestuft (5 in Abb. 1, 2 und 3). Um die
Gefahr der Berührung zwischen Schutzring und Wafer zu vermeiden, reichte der
Schutzring bisher nicht an die Stufe im Pedestal (5 in Abb. 1, 2 und 3) heran. Dies
hatte wie oben beschrieben bei Schutzringen aus Quarz oder Keramik einen Sinn,
nicht jedoch wenn der Schutzring aus Polyimid besteht. Deshalb reicht er bei dem
in dieser Erfindung beschriebenen Schutzring (2 in Abb. 2 und 3) bis an die Stufe
im Pedestal. Dadurch wird ein wesentlich längerer und enger Spalt zwischen Schutzring und Pedestal erzeugt (11 in Abb. 2 und 3). Zusätzlich wird die Stufe (6
in Abb. 2 und 3) näher an der Rand des Wafers gelegt um zusätzlich ein labyrinthartiges System zu schaffen. Jedoch ist hier die Toleranz des
Robotersystems, das den Wafer auf dem elektrostatischen Haltesystem ablegt, zu berücksichtigen.
Da Polyimid ein sehr teures Material ist, gibt es auch die Möglichkeit, einen
oberen dünneren Ring aus Polyimid auf einen Ring aus Quarz oder Keramik zu setzen (Abb. 3).
Es sind auch Schutzringe denkbar, in denen das Polyimid durch einen anderen
. Kunststoff, z.B. Polysulfon oder eine mit Polyimid beschichtete und oder mit
* 75 Polyimid infiltrierte Keramik ersetzt ist.
3. Beschreibung der Zeichnungen
Die Abbildung 1 beschreibt einen Schnitt durch den Randbereich einer
elektrostatischen Haltevorrichtung mit Substrat (Wafer) und Schutzring nach dem gegenwärtigen Stand der Technik; dabei ist (1) das Pedestal, (2) der Schutzring,
(3) das elektrostatische Haltesystem, (4) der Wafer, (5) die Stufe im Pedestal und
(6) die Stufe im Schutzring. (7) ist der relativ weite Spalt bzw. Abstand zwischen
Pedestal und Außendurchmesser des Schutzringes, in dem ein Plasma zünden und das elektrostatische Haltesystem zerstören kann. (8) ist der Spalt bzw. Abstand
zwischen der Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring, in dem ein Plasma
zünden und das elektrostatische Haltesystem zerstören kann. (9) ist der Spalt bzw.
Abstand zwischen Außendufchmesser des Wafers und dem Durchmesser der Stufe
) des Schutzringes, in dem auch ein Plasma zünden und das elektrostatische
Haltesystem zerstören kann.
Die Abbildung 2 beschreibt einen Schnitt durch den Randbereich einer
elektrostatischen Haltevorrichtung mit Substrat (Wafer) und Schutzring nach dieser Erfindung; dabei ist (1) das Pedestal, (2) der Schutzring, (3) das
elektrostatische Haltesystem, (4) der Wafer, (5) die Stufe im Pedestal und (6) die
Stufe im Schutzring. (10) ist der jetzt enge Spalt bzw. Abstand zwischen Pedestal
und Innendurchmesser des Schutzringes, in dem ein Plasma nur sehr schwer zünden kann und die Standzeit des elektrostatischen Haltesystems so entscheidend
verbessert wird. (11) ist der jetzt lange engere Spalt bzw. Abstand zwischen der
Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring, in dem ein Plasma nur sehr
schwer zünden kann und die Standzeit des elektrostatischen Haltesystems so entscheidend verbessert wird. (12) ist der jetzt engere Spalt bzw. Abstand
zwischen Außendurchmesser des Wafers und dem Durchmesser der Stufe des
Schutzringes, in dem ein Plasma nur sehr schwer zünden kann und die Standzeit
des elektrostatischen Haltesystems zudem so entscheidend verbessert wird.
Die Abbildung 3 beschreibt einen Schnitt durch den Randbereich einer
elektrostatischen Haltevorrichtung mit Substrat (Wafer) und Schutzring nach dieser Erfindung; dabei ist (1) das Pedestal, (2) der Schutzring, (3) das
elektrostatische Haltesystem, (4) der Wafer, (5) die Stufe im Pedestal und (6) die
Stufe im Schutzring. (13) ist ein Ring aus Keramik oder Quarz.
(10) ist der jetzt enge Spalt bzw. Abstand zwischen Pedestal und Innendurchmesser des Schutzringes, in dem ein Plasma nur sehr schwer zünden
kann und die Standzeit des elektrostatischen Haltesystems so entscheidend verbessert wird. (11) ist der jetzt lange und engere Spalt bzw. Abstand zwischen
der Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring, in dem ein Plasma nur sehr schwer zünden kann und die Standzeit des elektrostatischen Haltesystems so
entscheidend verbessert wird. (12) ist der jetzt engere Spalt bzw. Abstand zwischen Außendurchmesser des Wafers und dem Durchmesser der Stufe des
Schutzringes, in dem ein Plasma nur sehr schwer zünden kann und die Standzeit des elektrostatischen Haltesystems zudem so entscheidend verbessert wird.
1 Pedestal
2 Schutzring
3 Elektrostatisches Haltesysfem
4 Wafer
5 Stufe im Pedestal
6 Stufe im Schutzring
7 Spalt (Abstand zwischen Pedestal und Innendurchmesser des Schutzringes) nach Stand der Technik
8 Spalt (Abstand zwischen Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring) nach Stand der Technik
9 Spalt (Abstand zwischen Außendurchmesser, des Wafers und dem Durchmesser der Stufe des Schufzringes) nach Stand der Technik
ffhh
1 Pedestal
2 Schutzring
3 Elektrostatisches Haltesystem
4 Wafer
5 Stufe im Pedestal
6 Stufe im Schutzring
10 Spalt (Abstand zwischen Pedestal und Innendurchmesser des Schutzringes) nach dieser Erfindung
11 Spalt (Abstand zwischen Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring) nach dieser Erfindung
12 Spalt (Abstand zwischen Außendurchmesser des Wafers und dem Durchmesser der Stufe des Schutzringes) nach dieser Erfindung
1 Pedestal
2 Schutzring
3 Elektrostatisches Rattesystem
4 Wafer
5 Stufe im Pedestal
6 Stufe im Schutzring
10 Spalt (Abstand zwischen Pedestal und Innendurchmesser des Schutzringes) nach dieser Erfindung
11 Spalt (Abstand zwischen Waferauflagefläche und der Stufe im Schutzring)- nach dieser Erfindung
12 Spalt (Abstand zwischen AuBendurchmesser des Wafers und dem
Durchmesser der Stufe des Schutzringes) nach dieser Erfindung
13 Keramik- od. Quarzschutzring
Claims (1)
- 4.1. Ein aus Polyimid gefertigter Schutzring für ein elektrostatisches Haltesystem, der bis an den Rand des elektrostatischen Haltesystemes reicht und bei dem der Abstand zwischen dem Pedestal und dem Innendurchmesser des Schutzringes weniger als 1 mm beträgt und so ein sehr enger Spalt entsteht, in dem kein Plasma zünden kann.2. Ein Schutzring nach Anspruch 1, bei dem der Abstand zwischen der Auflagefläche des Wafers und der Stufe im Schutzring weniger als 0,5 mm beträgt.3. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 2, bei dem der Abstand zwischen Außendurchmesser des Wafers und dem Durchmesser der Stufe des Schutzringes kleiner als 1 mm ist.4. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 3, der aus einem oberen Polyimidring und unterem Quarz- oder Keramikschutzring besteht.L 5. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 4, der aus einem anderen Kunststoff alsPolyimid gefertigt ist.
6. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 4, der aus einer mit Polyimid beschichteten Keramik besteht.
7. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 4, der aus einer mit Polyimid infiltrierten Keramik besteht.8. Ein Schutzring nach Anspruch 1 bis 4, der aus einer mit Polyimid infiltrierten und beschichteten Keramik besteht.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29813326U DE29813326U1 (de) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Verbesserte Vorrichtung zum Schutz von elektrostatischen Haltesystemen in Anlagen zur Bearbeitung von Wafern |
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| DE29813326U1 true DE29813326U1 (de) | 1998-12-10 |
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1998
- 1998-07-29 DE DE29813326U patent/DE29813326U1/de not_active Expired - Lifetime
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