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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumbearbeitungsverfahren und
eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung, um ein zu verarbeitendes Objekt, wie
etwa einen Halbleiterwafer, einer Vakuumbearbeitung zu unterziehen.
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Genauer
betrifft die vorliegende Erfindung ein Vakuumbearbeitungsverfahren
nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff von Anspruch 2. Ein Verfahren und eine Vorrichtung
dieser Art sind in
EP
0 680 083 A2 beschrieben.
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Stand der Technik
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Wenn
ein Halbleiterwafer (hier mit „Wafer" abgekürzt) einer
Bearbeitung in einem Vakuum unterzogen wird, strömt Helium (He), das ein Wärmetransfergas
ist, in einen Raum zwischen dem Wafer und dem Befestigungsständer, auf
dem der Wafer gehalten ist, Wärme
wird durch das Helium zwischen den Wafer und den Befestigungsständer übertragen und
der Wafer wird somit bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten.
Der Zwischenraum zwischen dem Wafer und dem Befestigungsständer ist
extrem klein, kann aber größer werden.
Wenn Reaktionsprodukte, die auf den Innenwänden der Vakuumkammer während eines
Vorgangs, wie etwa chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) oder Ätzens, abgelagert wurden,
auf den Befestigungsständer
als Partikel fallen sollten, und der Wafer in diesem Zustand dann auf
dem Befestigungsständer
platziert wird, können Partikel
zwischen die Oberfläche
des Befestigungsständers
und den Wafer gelangen und so den Zwischenraum dazwischen erhöhen. Zusätzlich kann eine
Abnormität
bei der elektrostatischen Haltevorrichtung in dem Befestigungsständer während der Bearbeitung
auftreten, was ebenfalls den Zwischenraum zwischen dem Wafer und
dem Befestigungsständer
erhöhen
würde.
Auf ähnliche
Weise kann, wenn die Position des Wafers auf dem Förderarm sich
verschieben sollte, der Wafer abseits der Heliumgas-Ausstoßlöcher, deren
Ausgang auf der Oberfläche
des Befestigungsständers
liegt, platziert werden.
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Wenn
irgendeine solche vertikale Verschiebung des Wafers von dem Befestigungsständer oder ein
Fehler in der Position des Wafers auftritt, ändert sich der Wärmetransferzustand
zwischen dem Wafer und dem Befestigungsständer, so dass die Temperatur
des Wafers lokal von der vorbestimmten Temperatur abweicht und daher
Schwankungen der Filmbildung oder des Ätzvorgangs auftreten können. Eine Vorrichtung,
wie sie in der 5 dargestellt ist, wird verwendet,
um jeden abnormen Haltezustand des Wafers im Voraus zu detektieren,
wenn der Wafer auf den Befestigungsständer platziert wurde.
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In
der 5 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine
Helium-Zufuhrquelle, 12 bezeichnet einen Befestigungsständer für einen
Wafer W und 11 bezeichnet einen Gas-Zufuhrweg, um Helium dem Befestigungsständer 12 zuzuführen. Ein
Ventil 16 ist in dem Gas-Zufuhrweg 11 vorgesehen.
Die Bezugsziffer 13 bezeichnet eine Drucksteuerung oder
-regelung, die den Gasdruck in dem Gas-Zufuhrweg 11, der
durch einen Gasdruckmesser 14 gemessen wird, mit einem festgesetzten
Druck vergleicht, ein Druckeinstellungsventil 15 in einer
solchen Art einstellt, dass die Differenz zwischen ihnen Null wird,
und den Gasdruck in dem Gas-Zufuhrweg 11 so steuert bzw.
regelt, dass er gleich dem festgesetzten Druck wird.
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In
diesem Fall wird, wenn der Wafer W korrekt auf dem Befestigungsständer 12 gehalten
wird, der Öffnungsgrad
des Druckeinstellungsventils 15 vorher als ein normaler
Wert in einem Speicher (in der Figur nicht gezeigt) gespeichert,
ein Detektionssignal, das dem Öffnungsgrad
des Druckeinstellungsventils entspricht, wird mit einem Schwellenwert durch
einen Vergleicher 17 verglichen, und wenn das Detektionssignal
größer als
der Schwellenwert ist, wird ein Abnormitäts-Detektionssignal ausgegeben und
der Vorgang wird angehalten.
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Bei
dem oben beschriebenen Druckeinstellungsventil 15 wird
der Zusammenhang zwischen dem festgesetzten Druck des Heliums und
dem Öffnungsgrad
des Ventils während
des normalen Betriebs durch die durchgezogene Linie in der 6 angezeigt,
und derjenige während
abnormen Betriebs wird durch die gestrichelte Linie in der 6 angezeigt.
Es wird aus dieser Figur klar, dass der Öffnungsgrad des Ventils viel
stärker
als der festgesetzte Druck des Gases variiert, aber andererseits
ist die Differenz zwischen dem Öffnungsgrad
des Ventils während
des normalen Betriebs und dem Öffnungsgrad
des Ventils während
des abnormen Betriebs gering. Das bedeutet, dass der Schwellenwert
des Vergleichers 17, in Abhängigkeit von dem Wert des festgesetzten
Drucks variiert werden muss. Dies ist störend.
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Darüber hinaus ändert sich,
wenn der ursprüngliche
Druck des Heliums geändert
wird, wie es als Beispiel in der 7 gezeigt
ist, der Zusammenhang zwischen dem Öffnungsgrad des Ventils und dem
festgesetzten Druck während
des normalen Betriebs. Dies erschwert es, den Schwellenwert des Vergleichers 17 festzusetzen,
und es besteht die Gefahr, dass, selbst wenn die Detektion während eines abnormem
Betriebs korrekt ausgeführt
wurde, das Abnormitäts-Detektionssignal
auch während
des normalen Betriebs erzeugt werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Lichte der oben beschriebenen Probleme
entwickelt und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik anzugeben, die
es unmöglich
macht, irgend eine Leckage des Wärmetransportgases,
das in einen Zwischenraum zwischen dem zu verarbeitenden Objekt,
wie etwa einem Substrat, und dem Befestigungsständer zugeführt wird, in einer einfachen
und genauen Art zu detektieren.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Vakuumbearbeitungsverfahren nach
Anspruch 1 und eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch
2 an.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ein Vakuumbearbeitungsverfahren an, bei
dem ein Wärmetransfergas,
welches einen Wärmetransfer
zwischen einem zu bearbeitenden Objekt und einer elektrostatischen
Haltevorrichtung ermöglicht,
dem zu bearbeitenden Objekt zugeführt wird, welches auf der elektrostatischen
Haltevorrichtung gehalten ist, und eine vorbestimmte Bearbeitung
durchgeführt
wird, wobei das Verfahren die Schritte des Messens einer Flußrate des
Wärmetransfergases,
während
das Wärmetransfergas
zugeführt
wird, und des Bestimmens auf Basis des so gemessenen Wertes, ob
eine Abnormität
in dem Befestigungszustand des zu bearbeitenden Objekts besteht,
umfasst.
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Eine
Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst
folgendes: einen Vakuumbearbeitungsbehälter zum Durchführen einer Vakuumbearbeitung
an einem zu bearbeitenden Objekt; einen Befestigungsständer, der
in dem Vakuumbearbeitungsbehälter
vorgesehen ist und eine Oberfläche
aufweist, auf welcher das zu bearbeitende Objekt zu befestigen ist;
Wärmetransfergas-Ausstoßlöcher, die
in der Oberfläche
ausgebildet sind, um ein Wärmetransfergas
in einen Zwischenraum zuzuführen,
welcher zwischen dem zu bearbeitenden Objekt und der Oberfläche ausgebildet
ist, um das auf der Oberfläche
des Befestigungsständers
befestigte Objekt bei einer vorbestimmten Temperatur zu halten; einen
Gas-Zufuhrweg zum
Zuführen
des Wärmetransfergases
zu den Gasausstoßlöchern; eine
Wärmetransfergas-Zufuhrquelle,
welche mit dem Gaszufuhrweg verbunden ist; eine Druck-Einstellvorrichtung,
die in dem Gaszufuhrweg vorgesehen ist, um den Druck des Wärmetransfergases
innerhalb des Gaszufuhrweges einzustellen; eine Flussmesseinrichtung,
die in einer von der Druckeinstellvorrichtung stromabwärtigen Seite
des Gaszufuhrweges vorgesehen ist, zum Messen der Flussrate des
Wärmetransfergases
in Richtung auf die Gasausstoßlöcher; und
einen Vergleicher zum Vergleichen der von der Flussmesseinrichtung
gemessenen Flussrate mit einem Schwellenwert, der einer Flußrate entspricht, welche
von der Flussmess einrichtung gemessen wird, wenn das Wärmetransfergas
in einem Normalzustand zwischen dem Objekt und der Oberfläche des
Befestigungsständers
austritt, und zum Ausgeben eines Detektionssignals, wenn die gemessene Flussrate
den Schwellenwert übersteigt.
Die Vorrichtung umfasst weiter Mittel, die geeignet sind, das Objekt
aus dem Vakuumbearbeitungsbehälter
herauszutransportieren, ohne die Bearbeitung durchzuführen, wenn
das Detektionssignal vor der Bearbeitung ausgegeben wird; und Mittel,
die geeignet sind, die Bearbeitung anzuhalten, wenn das Detektionssignal während der
Bearbeitung ausgeben wird, wobei das Detektionssignal anzeigt, dass
eine Abnormität
in dem Befestigungszustand des zu bearbeitenden Objekts vorliegt.
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Diese
Erfindung detektiert jede Leckage des Wärmetransfergases aus dem Zwischenraum
zwischen dem Wafer und der Befestigungsständer, die den Schwellenwert,
der zuvor festgesetzt wurde, übersteigt,
indem sie die Flussrate des Wärmetransfergases überwacht,
was es ermöglicht,
eine abnorme Gas-Leckage auf einfache Weise zu detektieren, selbst
wenn der festgesetzte Druck des Wärmetransfergases sich ändern sollte,
es aber keine Änderung der
festgesetzten Flussrate gibt, wenn ein abnormer Leckage-Zustand
erzeugt wird. Zusätzlich
erlaubt diese Erfindung die frühe
Detektion einer Fehl-Positionierung des Objekts auf der Oberfläche des
Befestigungsständers,
eine Wölbung
des Objekts oder Schäden
oder ähnliches,
indem jede Gas-Leckage einer Flussrate detektiert wird, die den
Schwellenwert übersteigt.
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Die
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise weiter mit
Drückmitteln
zum Drücken
des zu bearbeitenden Objekts auf die Oberfläche des Befestigungsständers vorgesehen,
um sicherzustellen, dass keine Nicht-Gleichförmigkeit bei dem Wärmetransfer
zwischen dem Objekt und dem Befestigungsständer auftritt, die eine Wölbung des zu
bearbeitenden Objekts hervorgerufen wird. In diesem Fall ist der
Befestigungsständer
aus einem dielektrischen Material ausgebildet, und die Drückmittel werden
durch eine elektrostatische Haltevorrichtung gebildet, die Elektroden
zur elektrostatischen Anziehung umfasst, die angrenzend an die Oberfläche des Befestigungsständers angeordnet
sind. Wenn zusätzlich
die Druck-Einstellungsvorrichtung so eingestellt ist, dass das Gas
in dem Zufuhrweg einen vorbestimmten Druck aufweist, der innerhalb
eines Bereichs von 1 bis 20 Torr liegt, wird der Zusammenhang zwischen
dem Gasdruck und der Temperatur des zu bearbeitenden Objekts linear,
was es ermöglicht,
die Temperatur des zu bearbeitenden Objekts mit einem hohen Grad
von Genauigkeit zu steuern.
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Das
Verfahren des Zuführens
des Wärmetransfergases
kann so geartet sein, dass das Gas zwischen dem zu verarbeitenden
Objekt und dem Befestigungsständer
durch eine Anordnung versiegelt bzw. eingeschlossen wird, bei der
eine spiegelgleiche Oberflächenbeschaffenheit
auf der Oberfläche
des Befestigungsständers
ausgebildet ist und das Drückmittel
so ausgelegt ist, dass es das zu verarbeitende Objekt mit einem
Druck von mindestens 500 g/cm3 gegen die
Oberfläche
des Befestigungsständers
drückt.
Man beachte jedoch, dass in der Praxis, selbst mit dieser Versiegelungsanordnung, eine
extrem kleine Menge von Gas austreten wird. Beispiele von Vakuumbearbeitung
in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung umfassen Filmbildung und Ätzung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Schnitt durch eine Vakuumbearbeitungsvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung, der eine ihrer Ausführungen
darstellt, angewandt auf eine Plasmaverarbeitungsvorrichtung, die ECR
verwendet;
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2 ist
ein Schnitt durch den Befestigungsständer dieser Ausführung;
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3 zeigt
die Struktur eines Zufuhrsystems zum Zuführen von Helium in den Zwischenraum
zwischen dem Befestigungsständer
dieser Ausführung und
dem Wafer, zusammen mit der Konfiguration zur Detektion von Abnormitäten;
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4 ist
ein Graph des Zusammenhangs zwischen der Flussrate und dem Helium-Zufuhrdruck nach
dieser Ausführung
der Erfindung;
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5 zeigt
die Struktur von wesentlichen Komponenten einer Vakuumbearbeitungsvorrichtung vom
Stand der Technik;
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6 ist
ein Graph des Zusammenhangs zwischen der Flussrate und dem Helium-Zufuhrdruck in der
Vakuumbearbeitungsvorrichtung vom Stand der Technik; und
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7 ist
ein Graph des Zusammenhangs zwischen der Flussrate und dem Helium-Zufuhrdruck in der
Vakuumbearbeitungsvorrichtung vom Stand der Technik unter Verwendung
des Originaldrucks als eines Parameters.
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Beste Art, die Erfindung auszuführen
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Die
folgende Beschreibung betrifft eine Ausführung der vorliegenden Erfindung,
die auf eine CVD-Vorrichtung angewandt wird, die Elektronen-Zyklotron-Resonanz
(ECR) verwendet. Die allgemeine Konfiguration einer Plasma-CVD-Vorrichtung
(chemical vapor deposition) wird zuerst kurz mit Bezug auf die 1 beschrieben.
Diese Vorrichtung ist so konfiguriert, dass Mikrowellen M mit beispielsweise
2,45 GHz von einer Hochfrequenz- Leistungsquelle 20 von einem
Wellenleiter 22 und durch ein transparentes Fenster 23 in
eine Plasmakammer 21 auf einer oberen Seite eines Vakuumbehälters 2 geleitet
werden; ein Plasmagas, wie etwa Ar oder O2 wird
ebenfalls von Plasma-Gasdüsen 24 in
die Plasmakammer 21 zugeführt und elektronische Zyklotron-Resonanz wird
durch das Anlegen eines Magnetfeldes B von einer elektromagnetischen
Spule 25 erzeugt, die außerhalb der Plasmakammer 21 vorgesehen
ist.
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Die
Konfiguration ist weiter so ausgebildet, dass ein Reaktionsgas in
eine Reaktionskammer 26 auf einer unteren Seite des Vakuumbehälters 2 durch ein
ringförmiges
Reaktionsgas-Zufuhrelement 28 zugeführt wird, mit dem eine Reaktionsgas-Düse 27 verbunden
ist. Ein Auslassrohr 29 ist mit einem Bodenabschnitt der
Reaktionskammer 26 verbunden. Ein Befestigungsständer 3 zum
Halten eines Wafers, der das zu verarbeitende Substrat bildet, ist
im Inneren der Reaktionskammer 26 vorgesehen. Eine bekannte
Art von Absperrventil G ist in der Reaktionskammer 26 vorgesehen.
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Der
Befestigungsständer 3 ist
aus einem dielektrischen Material, wie etwa Aluminiumnitrid oder Aluminiumoxid,
ausgebildet und ist auf der Oberseite eines Befestigungsständer-Trägers 4 vorgesehen, wie
detaillierter in der 2 gezeigt ist. Eine Belüftungskammer 31 von
im wesentlichen der gleichen Größe wie der
Wafer W ist, als Beispiel, innerhalb des Befestigungsständers 3 ausgebildet,
und eine große
Anzahl von Gasausstoßlöchern 32,
die die Oberfläche
des Befestigungsständers 3 durchdringen,
sind in der Deckfläche
dieser Belüftungskammer 31 ausgebildet.
Ein Gaszufuhrrohr 33 ist mit der Belüftungskammer 31 verbunden.
Das Gaszuführrohr
durchdringt den Befestigungsständer 3 und
den Befestigungsständer-Träger 4 und
erstreckt sich zur Außenseite.
Durch die Belüftungskammer 31,
die Gasausstoßlöcher 32 und
das Gaszufuhrrohr 33 wird ein Gaszufuhrweg 5 erzeugt.
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Elektroden
für eine
elektrostatische Haltevorrichtung, wie etwa die Elektroden 34A und 34B von
einer Zwillings-Elektroden-Art, sind nahe an der Oberfläche des
Befestigungsständers 3 eingebettet, und
der Wafer W wird durch eine elektrostatische Kraft, die in der Oberfläche seines
dielektrischen Materials durch das Anlegen einer GS-Spannung von
einer Gleichstromquelle (in der Figur nicht gezeigt) zwischen diesen
Elektroden 34A und 34B erzeugt wird, an diese
Oberfläche
angezogen. In der Oberfläche des
Befestigungsständers 3 (dem
dielektrischen Material) sind Gräben
beispielsweise in einer Gitterform ausgebildet. Diese Gräben können fortgelassen
werden, aber das Vorhandensein solcher Gräben hat den Vorteil, ein einfaches
Entfernen des Wafers zu ermöglichen,
wenn die Stromquelle der elektrostatischen Haltevorrichtung ausfallen
sollte, wenn noch eine Restspannung vorhanden ist.
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Man
beachte, dass eine Heizung (in der Figur nicht gezeigt) ebenfalls
innerhalb des Befestigungsständers 3 vorgesehen
ist. In dieser Ausführung
ist eine elektrostatische Haltevorrichtung, die ein Druckmittel
bildet, aus den Elektroden 34A und 34B, dem dielektrischen
Material und der Gleichstromquelle aufgebaut.
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Kühlmittel-Durchgänge 41 sind
innerhalb des Befestigungsständer-Trägers 4 ausgebildet,
der beispielsweise durch den Fluss von Kühlmittel, das von der Außenseite
in die Kühlmittel-Durchgänge 41 eingeführt wird,
bei einer Temperatur von 150°C
gehalten wird. Die Temperatur des Befestigungsständers 3 wird durch
eine Kombination der Wirkung der internen Heizung und der Temperatur
des Befestigungsständer-Trägers 4 beispielsweise
bei 250°C gehalten.
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Wesentliche
Komponenten dieser Ausführung
der Erfindung werden nun mit Bezug auf die 3 beschrieben.
Die 3 zeigt das Gaszufuhrsystem zum Zuführen eines
Wärmetransfergases (auch
ein Rückseiten-Gas
genannt) von der Oberfläche
des Befestigungsständers 3.
Eine Gaszufuhrquelle 51 für Helium ist an einem stromaufwärtigen Abschnitt
Gaszufuhrweges 5 vorgesehen, und ein Druckeinstellungsventil 52,
ein Druckmessgerät 53, eine
Flussmesseinrichtung 54 und ein Ventil 55 sind in
dem Gaszufuhrweg 5 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite
vorgesehen. Die Bezugsziffer 56 bezeichnet eine Druckregelung,
welche die Steuerung in einer solchen Art ausübt, dass sie das Druckeinstellungsventil 52 auf
Basis eines Druck-Detektionswertes des Druckmessgerätes 53 einstellt,
so dass der detektierte Wert zu einem vorbestimmten Druck wird.
Die Flussrate, die von der Flussmesseinrichtung 54 gemessen
wird, wird als ein elektrisches Signal in einen Komparator 6 eingegeben,
der ein Vergleichsmittel bildet. Dieser Komparator 6 vergleicht
einen vorgegebenen Schwellenwert und den gemessenen Flussratenwert
und gibt ein Abnormitäts-Detektionssignal
aus, wenn die gemessene Flussrate größer als der Schwellenwert ist.
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Dieser
Schwellenwert kann beispielsweise auf eine Weise bestimmt werden,
die unten beschrieben ist. Die Konfiguration kann derart sein, dass
die anziehende Kraft zwischen dem Wafer W und dem Befestigungsständer 3 erhöht wird,
indem der Oberfläche
des Befestigungsständers 3 eine
spiegelgleiche Oberflächenbeschaffenheit
gegeben wird und eine anziehende Kraft von beispielsweise mindestens
800 g/cm2 verwendet wird, um den Wafer W
an den Befestigungsständer 3 zu
drücken
(anzuziehen), und Helium zwischen dem Wafer W und der Oberfläche des
Befestigungsständers 3 dicht
eingeschlossen wird. Man beachte jedoch, dass in der Praxis eine
extrem kleine Menge von Helium in den Vakuumbehälter 2 austritt, selbst
wenn das Helium als eingeschlossen bzw. abgedichtet gilt. Wenn der
festgesetzte Druck des Heliums beispielsweise 10 Torr beträgt, treten
etwa 0,3 sccm Helium aus.
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Bei
der CVD-Verarbeitung (chemical vapor deposition) ist es beispielsweise
notwendig, die Temperatur des Wafers W extrem genau zu steuern,
um eine gute Gleichförmigkeit
der Filmdicke sicherzustellen, und daher wird der Druck des Heliums
gesteuert oder geregelt, um in dem Bereich von 1 bis 20 Torr zu
liegen. Dies liegt daran, dass der Druck und die Wärmeleitfähigkeit
des Heliums in diesem Druckbereich einen linearen Zusammenhang aufweisen (mit
anderen Worten können
die beiden durch eine lineare Näherung
ausgedrückt
werden), so dass es möglich
ist, die Temperatur des Wafers W in einer hochpräzisen Art zu steuern, indem
der Druck des Heliums eingestellt wird. Der lineare Zusammenhang zwischen
dem Druck und der Flussrate des Heliums ist zur Bezugnahme in der 4 gezeigt.
Wenn ein Zwischenraum zwischen dem Wafer W und dem Befestigungsständer 3 durch
die Anwesenheit von Partikeln erzeugt wird, erhöht sich die Flussrate des Heliums
stark, selbst wenn diese Partikel sehr klein sind, und daher kann
die Flussrate beispielsweise auf mehr als etwa 3 sccm bei einem
festgesetzten Druck von 10 Torr ansteigen. Wenn der Schwellenwert
daher auf 1,5 sccm festgesetzt wird (0,3 sccm × 5, um eine Sicherheitsspanne
von 5 zu setzen, um Schwankungen in der Vorrichtung zu berücksichtigen,
wenn die Flussrate während
des normalen Betriebs 0,3 sccm beträgt), wird es möglich, eine
Abnormität
präzise
zu detektieren, wenn der Befestigungszustand des Wafers W abnorm
ist, und auch sicherzustellen, dass es keine Gefahr gibt, dass das
Abnormitäts-Detektionssignal
erzeugt wird, wenn der Zustand normal ist.
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Die
Beschreibung wendet sich nun dem Betrieb der oben beschriebenen
Ausführung
der Erfindung zu. Zuerst wird das Absperrventil G geöffnet, und
ein Wafer, der ein zu bearbeitendes Substrat bildet, wird aus einer
Schleusenkammer (in der Figur nicht gezeigt) und auf den Befestigungsständer 3 befördert. Diese
Beförderung
wird durch das gemeinsame Vorgehen eines bekannten Hubbolzens und
eines Beförderungsarms
(in der Figur nicht gezeigt) ausgeführt, die auf der Seite des
Befestigungsständers 3 vorgesehen
sind. Eine Spannung wird dann zwischen den elektrostatischen Anziehungselektroden 34A und 34B angelegt,
um den Wafer W elektrostatisch an den Befestigungsständer (ein
dielektrisches Material) durch eine Anziehungskraft von mindestens
500 g/cm2, beispielsweise etwa 800 g/cm2, anzuziehen. Das Ventil 55 wird
geöffnet,
um Helium von der Gaszufuhrquelle 51 durch den Gaszufuhrweg 5 und
in den Zwischenraum zwischen dem Befestigungsständer 3 und dem Wafer
W zuzuführen.
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Zur
gleichen Zeit wird ein Plasmagas, wie etwa Argon, und ein Reaktionsgas,
wie etwa C2H4, mit
jeweils vorbestimmten Flussraten aus der Plasmagasdüse 24 bzw.
aus der Reaktionsgasdüse 27 eingeführt, während das
Innere des Vakuumbehälters 2 bei
einem Druck von beispielsweise 1,5 mTorr gehalten wird. Das Reaktionsgas
wird von den Plasmaionen aktiviert, die in die Reaktionskammer 26 hineinströmen, was
die Ausbildung eines Films einer Substanz, wie etwa CF (ein Fluorkarbonfilm)
auf dem Wafer W hervorruft. Während
dieser Zeitspanne wird der Wafer W durch das Plasma erwärmt, und
diese Wärme
wird durch das Helium auf der rückwärtigen Oberfläche-Seite
des Wafers auf die Seite des Befestigungsständers 3 übertragen,
was sicherstellt, dass der Wafer W auf eine vorbestimmte Temperatur,
wie etwa 400°C,
erwärmt
wird.
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Wenn
der Wafer W in diesem Fall gegenwärtig korrekt auf dem Befestigungsständer 3 gehalten wird,
beträgt
die Menge an Leckage des Gases beispielsweise 0,3 sccm, wenn der
festgesetzte Druck des Heliums 10 Torr beträgt, und
das Abnormitäts-Detektionssignal
wird nicht ausgeben. Wenn es auf der anderen Seite Partikel zwischen
dem Wafer W und dem Befestigungsständer 3 gibt, so dass
die Menge an austretendem Helium den Schwellenwert von 1,5 sccm übersteigt,
wird der von der Flußmeßeinrichtung 54 gemessene
Wert größer als
der Schwellenwert, und das Abnormitäts-Detektionssignal wird von
dem Komparator 6 ausgegeben. Wenn dieses Abnormitäts-Detektionssignal
ausgegeben wird, wird ein Alarm oder ähnliches erzeugt, keine Verarbeitung
wird an dem Wafer W durchgeführt,
und dieser Wafer W wird herausbefördert. Wenn das Abnormitäts-Detektionssignal
während
der Bearbeitung erzeugt wird, wird die Erzeugung von Mikrowellen
angehalten und die Bearbeitung hält
an.
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Die
oben beschriebene Ausführung
der vorliegenden Erfindung misst die Flussrate des Heliums und überwacht
den Leckage-Zustand des Heliums auf der rückwärtigen Oberflächen-Seite
des Wafers W anhand der so gemessenen Flussrate. Wie oben beschrieben
ist, ist der Zusammenhang zwischen dem festgesetzten Druck und der
Flussrate im wesentlichen linear. Es tritt eine konstante, sehr
kleine Leckage in der Flussrate auf, wenn der Wafer W korrekt auf
der Oberseite des Befestigungsständers 3 gehalten
wird, aber diese Flussrate erhöht
sich, wenn sich ein kleines Partikel zwischen dem Wafer W und dem
Befestigungsständer 3 befindet,
aufgrund des resultierenden kleinen Zwischenraums zwischen dem Wafer
W und dem Befestigungsständer 3.
Diese Erhöhung
der Flussrate ist unabhängig
von dem Zusammenhang zwischen dem Druck und der Flussrate der Heliumzufuhrquelle.
Es ist daher möglich,
den Schwellenwert der Flussrate, ungeachtet des festgesetzten Drucks,
so festzusetzen, dass er konstant ist (wie etwa 3 sccm). Als Ergebnis
kann die Flussrate in einer einfachen Weise festgesetzt werden,
und Abnormitäten
können
auch zuverlässig
detektiert werden, so dass keine Gefahr besteht, dass ein normaler Zustand
als ein abnormer Zustand fehlinterpretiert wird.
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Der
Schwellenwert der Flussrate kann unabhängig von dem festgesetzten
Druck konstant gehalten werden, oder er kann gemäß dem festgesetzten Druck variiert
werden. Eine Vorrichtung, die mit dem Druckeinstellungsventil 52 integriert
ist, kann als die Flussmesseinrichtung verwendet werden. Zusätzlich kann
ein Flussraten-Einstellungsventil anstatt des Druckeinstellungsventils
als das Druckeinstellungsmittel verwendet werden, in welchem Fall
eine Vorrichtung dafür
verwendet werden kann, die die Flussmesseinrichtung und das Flussraten-Einstellungsventil
(ein Druckeinstellungsmittel) integriert.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Verwendung in einer filmbildenden
Vorrichtung, wie etwa einer CVD-Vorrichtung, beschränkt und
kann daher in der vorher erwähnten
Plasmaverarbeitungsvorrichtung verwendet werden, und sie kann auch
für das Ätzen eines
SiO2-Films durch ein Gas von der CF-Art
verwendet werden. Zusätzlich
ist das Heliumgas nicht darauf beschränkt, zwischen dem Wafer W und
dem Befestigungsständer 3 dicht
eingeschlossen zu sein, und die Konfiguration könnte daher derart sein, dass
beispielsweise keine spiegelgleiche Oberflächenbeschaffenheit auf der
Oberfläche
des Befestigungsständers 3 vorliegt,
so dass dort der Zwischenraum zwischen den beiden Komponenten groß ist, wodurch
die Leckage-Rate des Heliums viel größer als die vorher beschriebene
Leckage-Rate wird. Man beachte, dass es bevorzugt wird, dass die Leckage-Rate
während
der Ätzung 2 sccm
nicht übersteigt.
Zusätzlich
kann das Wärmetransfergas durch
ein anderes Gas als Helium gebildet werden.
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Die
vorliegende Erfindung erlaubt eine einfache und zuverlässige Detektion
von irgendwelchen abnormen Leckagen eines Wärmetransfergases, das zwischen
einem Gas und einem Befestigungsständer zugeführt wird.