JP2013531374A - Heated electrostatic chuck with the ability to mechanically fix at high temperatures - Google Patents
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Abstract
固定板を有する静電的な固定具が提供される。ここで、上記固定板の固定表面は、製造中の加工物と接触させるために構成されている。1つ以上の電極に印加される電圧によって、上記固定表面に対して上記製造中の加工物が、選択的かつ静電的に引き付けられる。1つ以上の補助固定部材がさらに設けられており、上記製造中の加工物の少なくとも一部を上記固定表面に対して選択的に固定するために構成されている。上記製造中の加工物の温度を決定するために形成されている温度モニタ素子が設けられており、制御部は、上記製造中の加工物の少なくとも部分的な温度に基づく、1つ以上の上記電極に対する電圧および1つ以上の補助固定部材の制御を介して、上記固定表面に対して上記製造中の加工物を選択的に固定するために構成されている。 An electrostatic fixture having a fixture plate is provided. Here, the fixed surface of the fixed plate is configured to contact the workpiece being manufactured. A voltage applied to one or more electrodes selectively and electrostatically attracts the workpiece being manufactured to the fixed surface. One or more auxiliary fixing members are further provided and configured to selectively fix at least a portion of the workpiece being manufactured to the fixing surface. A temperature monitoring element is provided that is configured to determine a temperature of the workpiece being manufactured, and the controller is configured to provide one or more of the above based on at least a partial temperature of the workpiece being manufactured. It is configured to selectively fix the workpiece being manufactured to the fixing surface via a voltage on the electrode and control of one or more auxiliary fixing members.
Description
(関連出願に対する参照)
本願は、米国仮出願第61/352,665号(出願日:2010年6月8日、名称:“HEATED ELECTROSTATIC CHUCK INCLUDING MECHANICAL CLAMP CAPABILITY AT HIGH TEMPERATURE”)、および米国仮出願第61/352,554号(出願日:2010年6月8日、名称:“HEATED ANNULUS CHUCK”)に対する優先権、およびこれの利益を主張する。これらは、本明細書において完全に示されていると同然に、参照によってその全体が本明細書に援用される。
(Reference to related applications)
This application is based on US provisional application 61 / 352,665 (filing date: June 8, 2010, name: “HEATED ELECTROSTATIC CHUCK INCLUDING MECHANICAL CLAMP CAPABILITY AT HIGH TEMPERATURE”), and US provisional application 61 / 352,554. Claims priority and benefit of the issue (application date: June 8, 2010, name: “HEATED ANNULUS CHUCK”). These are hereby incorporated by reference in their entirety, as if fully set forth herein.
本発明は、半導体を処理する装置(イオン注入システムが挙げられるが、これに限定されない)に一般的に関し、より詳細には、特定のイオン注入用途に使用するための、機械的な固定する能力を有している静電チャックに関する。 The present invention relates generally to devices for processing semiconductors, including but not limited to ion implantation systems, and more particularly to the ability to mechanically fix for use in specific ion implantation applications. The present invention relates to an electrostatic chuck having
静電的な固定具または静電チャック(ESC)は、プラズマまたは真空に基づく半導体プロセス(例えば、イオン注入、エッチング、化学気相成長法(CVD)など)の間における、支持表面上における決められた位置に製造中の加工物または基板を固定するために、半導体製造業においてしばしば利用されている。これらのESCの静電的に固定する能力、および製造中の加工物の温度制御は、半導体基板、製造中の加工物またはウェーハ(例えばシリコンウェーハ)の処理において非常に有用であると分かっている。典型的なESCは、例えば、導電電極または支持板の一面に配置されている誘電体層を備えており、半導体ウェーハは、ウェーハが処理されているときにウェーハにとっての支持表面として機能するESCの表面に配置されている(例えば、例えば、ウェーハは誘電体層の表面に配置されている)。半導体を処理(例えばイオン注入)している間に、固定する電圧は、ウェーハおよび電極の間に典型的に印加され、これによって、ウェーハは、静電力によってチャック表面に対して固定される。 An electrostatic fixture or electrostatic chuck (ESC) is defined on the support surface during plasma or vacuum based semiconductor processes (eg, ion implantation, etching, chemical vapor deposition (CVD), etc.). Often used in the semiconductor manufacturing industry to secure a workpiece or substrate being manufactured in place. The ability to electrostatically fix these ESCs and the temperature control of the workpiece being manufactured has proven very useful in the processing of semiconductor substrates, workpieces being manufactured or wafers (eg silicon wafers). . A typical ESC includes, for example, a dielectric layer disposed on one side of a conductive electrode or support plate, and a semiconductor wafer serves as a support surface for the wafer when the wafer is being processed. Located on the surface (eg, the wafer is placed on the surface of the dielectric layer, for example). During processing (eg, ion implantation) of the semiconductor, a clamping voltage is typically applied between the wafer and the electrode, thereby securing the wafer to the chuck surface by electrostatic forces.
いくつかの場合において、製造中の加工物に対する高温処理を実施することが所望される。しかし、そのような高温(例えば、1000℃近く)は、従来のESCsによって示される静電的な固定力に悪影響を与え得る。 In some cases, it is desirable to perform high temperature processing on the workpiece being manufactured. However, such high temperatures (eg, near 1000 ° C.) can adversely affect the electrostatic anchoring force exhibited by conventional ESCs.
本開示は、製造中の加工物に対する固定力を適切に維持しながら、製造中の加工物に対して高温プロセスが実施され得る、本発明者らによって見出だされた改良された静電的な固定具に対する必要性を解決する。したがって、本発明は、半導体プロセスシステムにおける製造中の加工物を固定するためのシステム、装置および方法を提供することによって、従来技術の制限を克服している。したがって、本発明のいくつかの側面の基本的な理解をもたらすための簡略化された本発明の要約が、以下に示されている。この要約は、本発明の外延的な全体像ではない。この要約は、本発明の重要または主要な要素を特定することも、本発明の範囲を示すことも意図されていない。その目的は、後に示すより詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡略化された形態において示すことである。 The present disclosure is an improved electrostatic discovery found by the present inventors that allows high temperature processes to be performed on a workpiece being manufactured while maintaining a suitable clamping force on the workpiece being manufactured. To solve the need for a secure fixture. Accordingly, the present invention overcomes the limitations of the prior art by providing a system, apparatus and method for securing a workpiece being manufactured in a semiconductor processing system. Accordingly, a simplified summary of the invention is provided below to provide a basic understanding of some aspects of the invention. This summary is not an extensive overview of the invention. This summary is not intended to identify key or key elements of the invention or to delineate the scope of the invention. Its purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
本発明は、一般的に、支持体表面上にある製造中の加工物の位置を選択的に維持するための装置、システムおよび方法に関する。支持体または固定表面を有する固定板を備えている静電的な固定具が提供され、当該固定表面は、製造中の加工物に接触させるために構成されている。1つ以上の電極は固定板と一体化されており、1つ以上の上記電極に印加された電圧は、製造中の加工物と固定表面との間に静電的な固定力を付加するための固定表面に対して、製造中の加工物を選択的かつ静電的に引きつけ可能である。本発明では、1つ以上の機械的な補助固定部材がさらに設けられており、1つ以上の機械的な当該補助固定部材は、製造中の加工物の少なくとも一部を、固定表面に対して選択的に固定するために設けられている。また、製造中の加工物の温度を決定するために構成されている温度モニタ素子が設けられており、制御部は、製造中の加工物の少なくとも部分的な温度に基づく、1つ以上の電極に印加されている1つの電圧の制御および/または1つ以上の補助固定部材の制御によって、固定表面に製造中の加工物を選択的に固定するために構成されている。 The present invention generally relates to an apparatus, system and method for selectively maintaining the position of a workpiece being manufactured on a support surface. An electrostatic fixture is provided that includes a fixture or a fixture plate having a fixture surface, the fixture surface being configured for contact with a workpiece being manufactured. One or more electrodes are integrated with a fixed plate, and the voltage applied to one or more of the electrodes adds an electrostatic fixing force between the workpiece being manufactured and the fixed surface. The workpiece being manufactured can be selectively and electrostatically attracted to the fixed surface. In the present invention, one or more mechanical auxiliary fixing members are further provided, and the one or more mechanical auxiliary fixing members provide at least a part of the workpiece being manufactured to the fixing surface. It is provided for selective fixation. Also provided is a temperature monitoring element configured to determine the temperature of the workpiece being manufactured, wherein the controller is one or more electrodes based on at least a partial temperature of the workpiece being manufactured. And / or one or more auxiliary fixing members to selectively fix the workpiece being manufactured to the fixing surface.
したがって、上述の関連する目的を達成するために、本発明は、以下に十分に説明されており、特許請求の範囲において特に示されている特徴を備えている。以下の記述および添付の図面は、本発明の例証的なある実施形態を詳細に示している。しかし、これらの実施形態は、本発明の原理が採用され得る種々の手段のうちの少数を示している。本発明の他の目的、利点および新しい特徴は、図面とともに考慮されるとき、本発明の以下の詳細な説明から明らかになる。 Accordingly, to the accomplishment of the related objectives described above, the present invention comprises the features fully described below and specifically set forth in the claims. The following description and the annexed drawings set forth in detail certain illustrative embodiments of the invention. However, these embodiments illustrate a few of the various ways in which the principles of the present invention can be employed. Other objects, advantages and novel features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the drawings.
本発明者らは、静電的な固定具上にある誘電体層が高温の結果として壊れ始め、したがって誘電体層の導電率に悪影響を及ぼすと考えられる場合に、高温プロセスが製造中の加工物と静電的な固定具との間の固定力に悪影響を及ぼし得ることを、現在、正しく認識している。誘電体層の導電率の上昇は、支持体表面に対して決められた位置に製造中の加工物を固定し、かつ維持するために十分に高い電界を生じる静電的な固定具の能力を制限する。 We believe that the high temperature process is being processed during manufacturing when the dielectric layer on the electrostatic fixture begins to break as a result of the high temperature and thus adversely affects the conductivity of the dielectric layer. It is now correctly recognized that the fastening force between an object and an electrostatic fixture can be adversely affected. The increased conductivity of the dielectric layer increases the ability of the electrostatic fixture to produce a sufficiently high electric field to secure and maintain the workpiece being fabricated in place relative to the support surface. Restrict.
したがって、本発明は、一般的に、機械的かつ補助的な固定機構を静電的な固定具に設けることによって、高温(例えば、およそ600℃〜1000℃)において改善された固定をもたらす静電的な固定具に関する。したがって、ここからは、図面を参照して本発明を説明する。当該図面において、類似の参照番号は、全体を通して類似の要素を指すために使用され得る。これら側面の記載は単に例証的であり、それらは限定的な意味において解釈されるべきではないことが理解される。以下の説明において、説明を目的として、多くの特定の詳細が、本発明の十分な理解のために示されている。しかし、本発明がそれらの特定の詳細なしに実施され得ることは、当業者にとって明らかである。 Accordingly, the present invention generally provides an electrostatic that provides improved fixation at high temperatures (eg, approximately 600 ° C. to 1000 ° C.) by providing a mechanical and auxiliary fixation mechanism to the electrostatic fixture. Related to static fixtures. Accordingly, the present invention will now be described with reference to the drawings. In the drawings, like reference numerals may be used throughout to refer to like elements. It is understood that the descriptions of these aspects are merely illustrative and should not be construed in a limiting sense. In the following description, for the purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details.
本発明の例示的な1つの側面に従う図面に言及すると、図1は、例示的なイオン注入システム100を示している。イオン注入システムは、製造中の加工物102(例えば、ケイ素、炭化ケイ素、ゲルマニウムおよびガリウムヒ素の1つ以上を含んでいる半導体基板またはウェーハ)をイオンビーム104についてスキャンを実施可能であり、イオン注入システムにおいて製造中の加工物にイオンを注入する。静電的な固定具105(静電チャックまたはESCとも呼ばれる)は、一般的に、後により詳細に述べられているように、製造中の加工物102を当該固定具に固定する。
Referring to the drawings according to one exemplary aspect of the present invention, FIG. 1 illustrates an exemplary
上述されている通り、本発明の種々の側面は、任意の種類のイオン注入装置(図1の例示的なシステム100が挙げられるが、これに限定されない)と関連して実施され得る。例示的なイオン注入システム100は、末端部106、ビーム線アセンブリ108、およびプロセスチャンバ112を一般的に形成しているエンドステーション110を備えており、イオンビーム104は、一般的に製造中の加工物位置114に置かれている製造中の加工物102に向けられている。末端部106におけるイオン源116は、抽出されたイオンビーム120(例えば、画一的な(undifferentiated)イオンビーム)をビーム線アセンブリ108に供給するために、電源118によって電力供給されている。イオン源は、ソースチャンバからイオンを抽出し、かつこれによって、抽出されたイオンビームをビーム線アセンブリ108に向かわせるために、1つ以上の抽出電極122を備えている。
As described above, various aspects of the present invention may be implemented in connection with any type of ion implanter, including but not limited to the
ビーム線アセンブリ108は、例えば、イオン源116に近接する入口126およびエンドステーション110に近接する出口128を有しているビームガイド124を、備えている。ビームガイド124は、例えば、質量分析器130(例えば質量分析磁石)を備えている。質量分析器130は、抽出されたイオンビーム120を受け取り、分解開口エネルギー−質量の適切な比またはその範囲のイオンのみを、分解開口132を通じて、製造中の加工物102に対して通すために双極子磁場を作り出す。質量分析器130に通され、分解開口132を出るイオンは、望ましいエネルギー−質量の所望される比またはその範囲のイオンを有している、質量分析イオンビーム134、または所望されるイオンビーム134を一般的に規定している。ビーム線アセンブリ108と一体化されている、ビームを形成および整形する種々の構造(図示せず)は、イオンビームが所望のビーム経路136に沿って製造中の加工物102に運ばれるときに、イオンビーム104を維持し、制限するためにさらに設けられ得る。
The
1つの例において、望ましいイオンビーム134は、製造中の加工物102に向けられる。製造中の加工物は、エンドステーション110と関連付けられている製造中の加工物をスキャンするシステム138を介して位置づけられている。図1に示されているエンドステーション110は、例えば、真空の処理チャンバ112内における機械的なスキャンをもたらす“シリアル”型のエンドステーション110を備えており、当該エンドステーション110において、製造中の加工物102(例えば、半導体ウェーハ、表示パネル、または他の製造中の加工物)は、製造中の加工物をスキャンするシステム138によって、1つ以上の方向においてビーム経路136を通って機械的に平行移動させられる。本発明の例示的な1つの側面によれば、イオン注入システム100は、一般的に定常であるような所望のイオンビーム134(例えば、“スポットビーム”または“ペンシルビーム”とも呼ばれる)を供給し、製造中の加工物をスキャンするシステム138は、定常のイオンビームに関して、2つのほぼ直交する2つの軸において製造中の加工物102を一般的に平行移動させる。しかし、バッチ式または他の型のエンドステーションが採用され得、ここで、製造中の複数の加工物102が同時にスキャンされ得ることが留意され、そのようなエンドステーションは、本発明の範囲内にあると意図されている。
In one example, the desired
他の例において、システム100は、製造中の加工物102に関する1つ以上のスキャン平面に沿って、イオンビーム104のスキャンを実施可能な静電的なビームスキャニングシステム(図示せず)を備えている。したがって、本発明は、スキャンさせるか、またはスキャンさせない任意のイオンビーム104を、本発明の範囲内にあるとさらに意図している。本発明の一実施形態によれば、製造中の加工物をスキャンするシステム138は、スキャンアーム140を備えている。当該スキャンアームは、イオンビーム104について、製造中の加工物102を相互にスキャンするために構成されている。イオン注入システム100は、例えば、制御部150によってさらに制御されている。ここで、イオン注入システムおよび製造中の加工物のスキャニングシステム138の機能は、当該制御部によって制御されている。
In another example, the
本開示の例示的な一側面によれば、ESC105は、それらの固定表面152に対して製造中の加工物102(例えば半導体ウェーハ)を静電的に保持するために利用されている。図2により詳細に図示されているように、絶縁層154(例えば、誘電体層)は、ESC105の固定表面152を一般的に規定している。ここで、当該絶縁層は、製造中の加工物102と、ESC内に配置されている1つ以上の電極156との間に静電容量を形成させることを一般的に可能にする。1つ以上の電極156は、例えば、電源158によって電力供給を受け、かつセラミック層160に囲まれており、ここで、セラミック層は支持板162(例えばアルミニウム板)に対して取り付けられており、支持板は、構造的な堅さをESC105に付与している。また、支持板162は、例えば1つ以上の冷却路164またはヒータ166などよって、ESC105を冷却または加熱し得る構造をもたらし得る。
According to one exemplary aspect of the present disclosure,
本発明の一側面によれば、さらなる機械的な固定する能力が、図2のESC105に示されている静電的な固定する能力に加えてさらに付与されている。一例として、1つ以上の電極156を介した静電チャック105に対して、静電的な固定のみをもたらす場合、高温の処理(例えば、1つ以上のヒータ166によって1000℃に達するか、またはそれを超える温度をESCに加えるとき)において、問題が生じ得る。そのような高温(例えば、数百度以上)において、例えば、1つ以上の電極156および固定されるべき製造中の加工物102の間にある絶縁層154が、わずかに導電性になる傾向を有しており、ここで、導電率の上昇にしたがって、ある時点において、静電的な固定具電源158が所望される固定力を維持できなくなるほどに絶縁層の導電率が高くなることを、本発明者らは正しく認識している。静電的な固定具105は、固定表面152に対して、製造中の加工物102を効率的かつ静電的に固定するために十分に高い電界を生じ得ない。
According to one aspect of the present invention, additional mechanical locking capability is further provided in addition to the electrostatic locking capability shown in
したがって、本発明によれば、1つ以上の機械的な補助固定具168が設けられている。ここで、1つ以上の機械的な補助固定具は、固定表面152上における製造中の加工物102の固定された位置を維持するためのさらなる(例えば補助的な)固定をもたらし、これによって、静電的な固定力の制限を超えて処理温度を高めることを可能にする。1つ以上の機械的な補助固定具168は、例えば、処理温度が所定の温度(例えば、およそ200℃以上)を超えるとき、選択的に利用される。ESC105の絶縁層154は、例えば、熱応力または伸び差によって破損せずに1000℃を超える温度に物理的に耐え得る適切な材料を用いて製造される。しかし、絶縁層は、そのような高温における材料の上昇した導電率によって依然として制限され得る。上昇した導電率(例えば、製造中の加工物102を固定する間に絶縁層154を通る増大した電流)は、ESC105の固定力に悪影響を及ぼす。
Thus, according to the present invention, one or more mechanical
したがって、現在の例において1つ以上の機械的なの補助固定具168が設けられており、1つ以上の機械的な補助固定具168は、1つ以上のかみ合い位置170Aおよび非かみ合い位置170Bの間において、平行移動および/または回転するために構成されている。所定の温度より低い処理温度において、例えば、1つ以上の機械的な補助固定具168は、非かみ合い位置170Bに選択的に配置されており、製造中の加工物102の処理を妨げない(unobtrusive)。これによって、1つ以上の機械的な補助固定具の、製造中の加工物との接触による小片または潜在的な汚染のリスクを増大させずに、より低温における処理の間における製造中の加工物の“通常の”静電的な固定を可能にする。しかし、処理温度が高い(例えば、200℃を超える温度である)とき、1つ以上の機械的な補助固定具168は、かみ合い位置170Aに選択的に配置されるために構成される。当該補助固定具は、絶縁層154を介した上昇した導電率が静電的な固定力を低下させるとき、ESC105に対するさらなる固定力を与える。
Accordingly, in the current example, one or more mechanical
したがって、本開示によれば、製造中の加工物102を所定の温度を超える処理温度(例えば、製造中の加工物102および/またはESC105の温度)において処理するための処理手法は、例えば、1つ以上の機械的な補助固定具168によって、さらなる機械的な固定を都合よく付与される。さらに、有利な一側面において、1つ以上の機械的な補助固定具168は、静電的に固定することが、上述のように有効ではないか、または種々の理由のために所望されないときほど、選択的に作動させられる。ここで、1つ以上の機械的な補助固定具は、ESCにおける通常の固定されている位置172(例えば、固定表面152に平行および/または垂直)において製造中の加工物102を維持するための十分な固定するための能力を与えるために、ESCについてほぼ固定されている位置172(例えば、固定する表面152に対して平行か、および/または直交する)に製造中の加工物102を維持するために十分な固定力をもたらすために構成されている。
Thus, according to the present disclosure, a processing technique for processing the
本発明の1つ以上の機械的な補助固定具168は、例えば、1つ以上の機械的な補助固定具が作動させられていないとき(例えば、1つ以上の機械的な固定具が、ESC105の固定表面に対して製造中の加工物を機械的に固定していないとき)、収納されているか、またはそうでなければ、製造中の加工物102に対応している平面174(例えば、固定表面152)の下に配置されるために、さらに構成されている。したがって、1つ以上の機械的な補助固定具168が作動させられていない(例えば、非かみ合い位置170Bにある)とき、1つ以上の機械的な補助固定具の使用から生じる材料の跳ねおよび関連する粒子の汚染は、軽減される。例えば、1つ以上の機械的な補助固定具168が、製造中の加工物102および/または固定表面152に対応する平面174の下に収納されているとき、製造中の加工物は、当該加工物がさらされている処理手段(例えば、図1のイオンビーム134、プラズマ、または化学気相など)から、1つ以上の機械的な補助固定具と関連する構成部品を一般的に保護している。
One or more mechanical
1つ以上の機械的な補助固定具168は、他の例において、図3においてより詳細に示されている通り、ESC105に対するか、および/またはESC105からの製造中の加工物102の移動を妨げないように、固定表面152に関して平行移動するか、および/または回転するために構成されている。例えば、図2および図3の1つ以上の機械的な補助固定具168の少なくとも1つは、かみ合い位置170Aおよび非かみ合い位置170Bの間において1つ以上の軸178について回転するために構成されている1つ以上のフック176または“指”を備えている。ここで、1つ以上の機械的な補助固定具は、非かみ合い位置において固定表面152の平面174の下に回転している。したがって、製造中の加工物を操作する装置(図示せず)が、1つ以上の機械的な補助固定具と関連する妨害なしに、固定表面から製造中の加工物102を持ち上げることを一般的に可能にする。例示的な機械的な補助固定具168が、本明細書に説明されており、示されており、一方で1つ以上の機械的な補助固定具の種々の他の構造および/または構成が可能であり、静電チャック105に関連するそのような構造および/または構成のすべてが、本発明の範囲内にあると意図されていることを、本発明はさらに認識している。例えば、図3、5、7および8に示されている種々の例に示されている通り、説明されている、カム機構179は1つ以上の軸178と関連している。ここで、1つ以上の機械的な補助固定具168は、1つ以上の軸について回転するために構成されており、所定の経路に従っている。
One or more mechanical
本開示の例示的な他の側面によれば、1つ以上の機械的な補助固定具168は、図2および図4に図示されているように、製造中の加工物102の端部180(例えば外周)と選択的にかみ合わせるために構成されている。例えば、ある状況において、制御部150と関連する制御アルゴリズムと連係している、図2の1つ以上の機械的な補助固定具168は、スキャンアームが水平から所定の角度を超える角度より前に製造中の加工物の端部180と選択的にかみ合うために構成されている。当該ある状況は、図1の製造中の加工物102が、加工物スキャニングシステム138(例えば、スキャンアーム140)によって、処理手段(例えば、イオンビーム134)を介してスキャンされるときである。例えば、“搭載位置”において、製造中の加工物102は、固定表面が0度にある(例えば、水平に定位されている)ときの固定表面152上に配置され得る。しかし、処理手段(例えばイオンビーム134)を介した製造中の加工物102の例示的なスキャニングの間に、製造中の加工物は、製造中の加工物へのイオンの適切な打ち込みを実現するために、水平ではない方向に変えられ得る。そのような水平ではない方向において、図2の1つ以上の機械的な補助固定具168は、例えば、固定表面152が水平に対して所定の角度(例えば30度)を超えるとき、製造中の加工物102と選択的にかみ合うために構成されている。したがって、1つ以上の機械的な補助固定具168は、そうでなければ重力が固定表面152に対して製造中の加工物を移動させるとき、製造中の加工物102を選択的かつ機械的に固定するために構成されている。本開示の1つ以上の機械的な補助固定具168は、そのような環境における静電的な固定とともにか、または当該固定なしに利用され得、ここで、1つ以上の機械的な補助固定具の補助的な固定は、製造中の加工物102にかかる重力を解決する。
According to another exemplary aspect of the present disclosure, the one or more mechanical
例示的な他のESC200の1つ以上の機械的な補助固定具168は、図4に図示されているように、例えば、製造中の加工物102をESC200の中心に位置され続けるための当該補助固定具が外周の制限手段または“囲い”として作用するように、さらにか、または代替的に構成され得る。一例において、1つ以上の機械的な補助固定具168は、製造中の加工物102に対して、固定表面152に向かう下向きの力を付与し、したがって、静電チャック105の固定表面に対して製造中の加工物を押し付けるるために構成されている。しかし、本発明はまた、1つ以上の機械的な補助固定具168によって下向きの圧力が加えられないことを意図している。例えば、1つ以上の機械的な補助固定具168は、例えば製造中の加工物152の外周付近に配置されており、固定表面152から外側に伸びている3つ以上のピンを介して、外周の境界のみをもたらし得る。ここで、外周の力は、製造中の加工物に対して加えられないか、または最小に加えられる。代替的に、1つ以上の機械的な補助固定具168は、選択的に(例えば、半径方向にか、回転してか、または直線的に)移動させられ得る製造中の加工物102の外周184付近に配置されている3つ以上の固定部材182を介して、製造中の加工物102に対して加えられる外周の固定力を備えており、これによって外周の固定する圧力を製造中の加工物に対して選択的に加えることがさらに意図されている。
One or more other mechanical
本発明の例示的な他の側面によれば、1つ以上の機械的な補助固定具168は、一般的に剛体であり、ここで、1つ以上の機械的な補助固定具168は、固定表面152に対する製造中の加工物102の任意の移動を全体的に防いでいる。例えば、製造中の加工物102が、処理手段(例えば、図1のイオンビーム134)に関してスキャンされている処理において、静電的な固定具の顕著な加速および減速は、製造中の加工物が処理手段を介して反復してスキャンされるように行われる。したがって、1つ以上の機械的な補助固定具168の固定部材182は、固定部材182の変形を防ぎ、かつ静電チャック200の固定表面152に対する製造中の加工物102の位置を実質的に維持するように、実質的に剛体であることが好ましい。
According to another exemplary aspect of the invention, the one or more mechanical
本発明の他の例示的な側面によれば、図5により詳細に示されているように、静電的な固定具200はヒータ202を備えており、ヒータ202は、静電的な固定具200の固定表面152に配置されている図4の製造中の加工物102を選択的に加熱するために構成されている。図5のヒータ202は、例えば、照明要素、抵抗性のヒータ要素および/または多数の加熱素子のうち任意の他の素子を備えている。当該照明要素、抵抗性のヒータ要素および/または多数の加熱素子のうち任意の他の素子は、静電チャック200に埋め込まれているか、またはそうでなければ製造中の加工物が処理の間に高い温度にあるように製造中の加工物102に熱を伝え得る。静電的な固定具200は、温度モニタ装置204をさらに備えていることが好ましい。温度モニタ装置204は、例えば、静電的な固定具200の1つ以上の固定表面152および図4の製造中の加工物102の温度を測定するために構成されているサーモスタット、熱電対または他の温度モニタ素子である。
In accordance with another exemplary aspect of the present invention, as shown in more detail in FIG. 5, the
したがって、図1の制御部150は、1つ以上の固定表面152および製造中の加工物102が所定の温度を超えるときに、1つ以上の機械的な補助固定具168を選択的に動作させるためにさらに構成されており、これによって、所定の温度または当該温度を超える温度において、製造中の加工物の補助的かつ機械的な固定をESC105にもたらす。一例におけるそのような制御は、図5のヒータ202が動作しており、かつモニタされている温度が所定の温度を超えたときにのみ、1つ以上の機械的な補助固定具168を作動させるために設定されている。したがって、1つ以上の機械的な補助固定具168は、1つ以上の機械的な補助固定具が、必要なとき(例えば、静電的に固定する力の減少が上述したESC200の上昇した温度によって引き起こされているとき)にのみ伸びて、製造中の加工物を固定するように、処理の間において引込まれているか、非かみ合い位置170Bに依然としてある(好ましくは収納されている)。
Accordingly, the
図6は、例示的なESC200の斜視図を示しており、ここで、ESCは、種々のサイズの製造中の加工物を選択的に固定するために構成されている。この例によれば、1つ以上の機械的な補助固定具168は、第1の固定具セット206および第2の固定具セット208に分けられており、第1の固定具セットは、図5に図示されているように、第1のサイズの第1の製造中の加工物210を、選択的かつ機械的に固定するために構成されている。第1の固定具セット206は、機械的な補助固定具168Aおよび168Bを備えている。第2の固定具セット208は、図4に示されている第2のサイズの第2の製造中の加工物212を選択的かつ機械的に固定するために構成されており、第2のサイズは第1のサイズより大きい。第2の固定具セット208は、したがって機械的な補助固定具168C〜168Fを備えている。
FIG. 6 shows a perspective view of an
図7は、例えば、図6のESC200の断面図を示しており、第1のサイズの第1の加工物210は、第1の固定具セット206を介して固定されている。したがって、第1の製造中の加工物210は、セラミックヒータ214上にあり、機械的な補助固定具168Aおよび168Bは、第1の製造中の加工物210を固定表面216に固定している。一例によれば、シールド218は、これを通して第2の固定具セット208を伸ばすためのスロット220を有して設けられており、シールドは、固定表面216の平面222の下にある部品を全体的に保護している。例えば、図8は図6のESC200を示しており、第2の製造中の加工物212(図7の第1の製造中の加工物210より大きい)は、図6の機械的な補助固定具168C〜168Fを備えている第2の固定具セット208を介して、固定表面216に固定されている。第2の機械的な加工物212がESC200に固定されているとき、第1の固定具セット206は、固定表面216の平面222より一般的に下方にある非はめ込み位置170Bに配置されている。
FIG. 7 shows a cross-sectional view of the
図9は、静電チャックに対して製造中の加工物を効率的に固定する例示的な方法300を示している。例示的な方法は、一連の動作または事象として本明細書に示され、説明されていることに注意すべきである。またこれと同時に、本明細書に示され、説明されている場合を除いて、本発明にしたがっていくつかのステップが異なる順序においてか、および/または他のステップと同時に起こり得るように、本発明は、そのような動作または事象の示されている順序によって限定されないことが適切に理解される。さらに、示されているステップのすべては、本発明に係る方法論を実施するために必要とされ得る訳ではない。さらに、上記方法は、本明細書に示され、説明されているシステムおよび示されていない他のシステムにしたがって実施され得ることが適切に理解される。
FIG. 9 illustrates an
図9に図示されているように、一例によれば、方法300は、動作302における静電的な力を介して、静電的な固定具の固定表面に対して製造中の加工物を選択的かつ静電的に固定することを包含している。例えば、静電的な力を付加するために、固定する電圧は、静電的な固定具の1つ以上の電極に対して選択的に印加される。本発明によれば、機械的な固定力は、1つ以上の機械的な補助固定具を介して、動作302において製造中の加工物304に対して選択的にさらに付加される。機械的な固定力の付加は、例えば、1つ以上の所定の条件に基づいて適用される。1つ以上の所定の条件は、例えば、1つ以上の製造中の加工物および静電的な固定具の温度を包含している。
As illustrated in FIG. 9, according to one example,
例えば、機械的な固定力は、製造中の加工物および/または静電チャックの温度が所定の温度に達するか、または当該温度を超えるとすぐに、加えられる。所定の温度は、例えば、所定の温度における静電チャックの誘電体層の上昇した導電率に起因して、静電チャックを通る漏れ電流が所定の量を超えている温度である。例えば、所定の温度は、200℃以上である。したがって、本発明の方法は、製造中の加工物に対する静電的な誘引力が静電チャックおよび/または製造中の加工物の上昇した温度によって損なわれているときに、1つ以上の機械的な補助固定具を介して製造中の加工物をかみ合わせ、固定表面に対して製造中の加工物を機械的に固定する。 For example, a mechanical clamping force is applied as soon as the temperature of the workpiece being manufactured and / or the electrostatic chuck reaches or exceeds a predetermined temperature. The predetermined temperature is a temperature at which the leakage current through the electrostatic chuck exceeds a predetermined amount due to, for example, the increased conductivity of the dielectric layer of the electrostatic chuck at the predetermined temperature. For example, the predetermined temperature is 200 ° C. or higher. Accordingly, the method of the present invention can be applied to one or more mechanical forces when the electrostatic attractive force on the workpiece being manufactured is compromised by the elevated temperature of the electrostatic chuck and / or the workpiece being manufactured. The workpiece being manufactured is engaged via a simple auxiliary fixture, and the workpiece being manufactured is mechanically fixed to the fixed surface.
他の例によれば、方法300は、動作302において静電的な力を介して静電チャックの固定表面に対して製造中の加工物を選択的かつ静電的に固定することを包含している。ここで、機械的な固定力は、1つ以上の機械的な補助固定具を介して、動作304において製造中の加工物に対して選択的にさらに付加される。機械的な固定力は、例えば、所定の条件に基づいて付加される。ここで、ESCの固定表面は、製造中の加工物および/または静電チャックに対する重力が所定の量に達するか、当該量を超えるとすぐに当該機械的な固定力が付加されるような所定の角度に位置させられている。例えば、ESCの姿勢の結果として静電チャックに関する静電的な力が固定表面上における決められた位置に製造中の加工物を維持するために不十分なとき、またはESCに付加される平行移動の力が決められた位置に製造中の加工物を維持するために不十分なときに機械的な固定力は付加される。
According to another example, the
したがって、本発明は、特に高い処理温度において、向上した固定する能力をもたらす静電チャックを提供する。本発明は、好ましいある(複数の)実施形態をともなって示されており、説明されているが、同等な改変および変更は、本明細書および添付の図面の解釈および理解によって当業者に想到されることが自明である。特に上述した構成要素(アッセンブリ、装置、回路など)によって実行される種々の機能について、当該構成要素を説明するために使用される用語(“手段”への言及が挙げられる)は、本明細書に示されている本発明の例示的な実施形態における機能を実行する、開示されている構造と構造的に同等ではなくとも、説明されている構成要素の特定の機能を実行する(すなわち機能的に同等である)任意の構成要素と対応していると意図されている。さらに、本発明の特定の特徴は、種々の実施形態のうちの1つのみについて開示されており、そのような特徴は、所定または特定の任意の用途とって所望され得るか、または有利であり得るとき、他の実施形態の他の特徴の1つ以上と組み合わせられ得る。 Thus, the present invention provides an electrostatic chuck that provides improved securing capability, particularly at high processing temperatures. While the invention has been shown and described with certain preferred embodiment (s), equivalent modifications and changes will occur to those skilled in the art upon interpretation and understanding of this specification and the accompanying drawings. It is self-evident. In particular, for various functions performed by the components described above (assemblies, devices, circuits, etc.), the terms used to describe the components (including references to “means”) are used herein. Perform certain functions of the components described (ie, functionally), even though they are not structurally equivalent to the disclosed structures that perform the functions in the exemplary embodiments of the invention shown in FIG. Is intended to correspond to any component). Furthermore, certain features of the invention are disclosed for only one of the various embodiments, and such features may be desirable or advantageous for any given or specific application. When obtained, it can be combined with one or more of the other features of other embodiments.
Claims (24)
固定表面を有している固定板、当該固定板と一体化されている1つ以上の電極、および1つ以上の補助固定部材を備えており、
上記固定表面は上記製造中の加工物と接触させるために構成されており、
1つ以上の上記電極に対して印加される電圧は、上記固定表面に対して選択的かつ静電的に上記製造中の加工物を引き付け可能であり、
1つ以上の上記補助固定部材は、上記製造中の加工物の少なくとも一部を上記固定表面に対して選択的に固定するために構成されている、静電的な固定具。 An electrostatic fixture that selectively maintains the position of the workpiece being manufactured,
A fixing plate having a fixing surface, one or more electrodes integrated with the fixing plate, and one or more auxiliary fixing members,
The fixed surface is configured to contact the workpiece being manufactured;
A voltage applied to one or more of the electrodes is capable of selectively and electrostatically attracting the workpiece being manufactured to the fixed surface;
One or more of the auxiliary fixing members is an electrostatic fixture configured to selectively fix at least a portion of the workpiece being manufactured to the fixing surface.
上記製造中の加工物の少なくとも部分的な上記温度に基づく、1つ以上の上記電極に印加される上記電圧の制御および1つ以上の上記補助固定部材の制御によって、上記固定表面に上記製造中の加工物を選択的に固定するために構成されている制御部をさらに備えている、請求項1に記載の静電的な固定具。 A temperature monitoring element configured to determine the temperature of the workpiece being manufactured;
During the manufacturing of the fixed surface by controlling the voltage applied to one or more of the electrodes and controlling one or more of the auxiliary fixing members based on at least a partial temperature of the workpiece being manufactured. The electrostatic fixture of claim 1, further comprising a controller configured to selectively secure the workpiece.
上記静電的な固定具の固定表面に対して上記製造中の加工物を選択的かつ静電的に固定する上記静電的な固定具に対して、固定する電圧を選択的に供給すること、および
1つ以上の所定の条件に基づいて、上記製造中の加工物に対して機械的な固定力を選択的に付加することを包含している方法。 A method for fixing a workpiece being manufactured to an electrostatic fixture, comprising:
Selectively supplying a fixing voltage to the electrostatic fixture for selectively and electrostatically fixing the workpiece being manufactured to the fixing surface of the electrostatic fixture. And selectively applying a mechanical fastening force to the workpiece being manufactured based on one or more predetermined conditions.
上記機械的な固定力は、上記静電的な固定具と関連する計測電流が上記所定の漏れ電流に達するか、または当該電流を超えるときに、付加される、請求項15に記載の方法。 The one or more predetermined conditions further include a predetermined leakage current corresponding to an increased conductivity of the dielectric layer of the electrostatic fixture at the predetermined temperature;
The method of claim 15, wherein the mechanical fastening force is applied when a measured current associated with the electrostatic fixture reaches or exceeds the predetermined leakage current.
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