KR0184296B1 - 기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치 - Google Patents

기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR0184296B1
KR0184296B1 KR1019950004431A KR19950004431A KR0184296B1 KR 0184296 B1 KR0184296 B1 KR 0184296B1 KR 1019950004431 A KR1019950004431 A KR 1019950004431A KR 19950004431 A KR19950004431 A KR 19950004431A KR 0184296 B1 KR0184296 B1 KR 0184296B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
substrate
electrode
plasma
potential difference
Prior art date
Application number
KR1019950004431A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950029372A (ko
Inventor
스피카 마시로
기요타카 사카모토
Original Assignee
니시히라 순지
니치덴 아네루바 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니시히라 순지, 니치덴 아네루바 가부시키가이샤 filed Critical 니시히라 순지
Publication of KR950029372A publication Critical patent/KR950029372A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0184296B1 publication Critical patent/KR0184296B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

[목적]
피처리기판의 뒷면의 유전체의 유무에 불구하고, 정전흡착된 기판을 신속, 확실, 또한 안전하게 이탈가능하게 하는 기판이탈방법 및 정전흡착클램프에 인가 전압을 제어하는 장치를 목적으로 하고 있다.
[구성]
정전흡착력으로 전극에 유지된 기판을 이탈하기 전에, 기판과 전극의 전위차를 0으로 하고, 그 후 플라즈마의 생성을 정지한다. 인가전압을 제어하는 장치는 플라즈마 생성용의 고주파전압의 최대치(VPP)를 검출하는 회로와, 고주파전압의 최대치(VPP)로부터 셀프바이어스전압(Vdc)을 연산하는 회로와, 그 셀프바이어스전압(Vdc)에 의거하여 직류전원에 의해 출력되는 직류전압을 제어하는 출력제어회로를 구비하고 있다.

Description

기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치
제1도는 본 발명이 평행평판형 드라이에칭장치에 편입된 실시예의 구성도.
제2도는 동일한 실시예의 기판재치대 부분의 확대단면도.
제3도는 본 발명이 ECR 장치에 편입된 실시예의 구성도.
제4도는 본 발명 실시예의 정전 흡착력의 변화를 도시한 그래프.
제5도는 종래기술에 있어서의 정전흡착력의 변화를 도시한 그래프.
제6도는 제5도의 일부를 확대한 그래프.
제7도는 시간의 경과에 따라 기판과 전극의 전압, 정전흡착력의 변화를 도시한 그래프.
제8도는 플라즈마 생성 중 및 플라즈마 정지후의 등가회로모델.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 진공용기 2 : 기판재치대
3 : 대향전극 4 : 가스도입계
5 : 고주파인가전극 6 : 절연재
7 : 전극(정전흡착전극) 8 : 유전체
9 : 접속부재 10 : 커버
11 : 실드 12 : 입구, 출구
13 : 정합(整合)회로 14 : 고주파전원
15 : 고주파컷필터 16 : 직류전원
17 : 출력제어회로 18 : 검출회로
19 : 연산회로 20 : 마이크로파원(波源)
21 : 도파관(導波管) 22 : 코일
23 : 피처리기판
[산업상의 이용분야]
본 발명은 정전흡착에 의해 전극에 유지된 기판, 예컨대 반도체 웨이퍼를 신속, 확실하게, 또한 안전하게 이탈할 수 있도록 한 이탈방법 및 이 이탈방법을 실효있는 것으로 하기 위하여 정전 흡착 클램프에 인가하는 전압을 제어하는 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
정전흡착에 의한 기판의 고정방법은 기판처리중에 플라즈마를 교란시킴이 없이 기판의 전체면에 걸쳐서 균등한 힘으로 기판을 고정할 수 있다. 이 방법은 본질적으로 대형의 기판을 고정하는 데 적합하며, 반도체 웨이퍼의 대구경화의 경향에 따라 반도체 디바이스의 제조공정에서 광범위하게 이용되어 가고 있다.
[발명이 해결하고자 하는 과제]
정전흡착에 의해 고정된 기판을 이탈하는 방법으로서, 플라즈마 처리의 종료 후, 전극 및 피처리기판을 접지하여, 전극에 설치된 유전체에 잔류하는 전하를 방출시키는 기술이 있었다(일본국 특개평 5-291194호 공보).
그러나, 정전흡착의 전극과 피처리기판을 함께 접지하는 기술에서는, 기판의 뒷면에 유전체막, 예컨대 SiO2막이 존재하는 경우에는 이 유전체막에 잔류된 전하가 완전히 없어지기까지, 즉 완전히 방전하기까지 장시간을 요한다고 하는 문제점이 있었다. 이 방전에 요하는 시간은 유전체막의 두께와 체적저항에 의존하는 시정수로 결정된다. 가령, 뒷면에 1㎛의 두께의 SiO2막이 형성된 6인치의 반도체 웨이퍼를 이 기술로 이탈하면 약 150초를 요하였다.
다른 기판이탈방법으로서는 정전흡착용 전극에 인가하는 직류전압을 0으로 한 후, 기판을 플라즈마에 노출시킴으로써 흡착력에 기여한 전하를 소실시키는 기술도 알려져 있다. 그러나, 플라즈마에 노출되기 때문에 기판의 온도상승을 초래할 염려가 있었다. 또한, 전극에의 직류전압의 인가를 중지하면(직류전압을 0으로 하면) 일시적으로 정전흡착력은 0 또는 거의 0에 가깝게 되나, 그 후 셀프바이어스전압에 의한 정전흡착력이 재현되기 시작한다. 제5도 및 제6도에 도시한 그래프와 같이 정전흡착력은 0 또는 거의 0에 가깝게 되는 c점의 경과 후, 곡선 A로 도시한 바와 같이 플라즈마에 의해 기판에 유기(誘起)되는 셀프바이어스 전압에 의한 정전흡착력이 재현된다. 따라서, c점 혹은 c점 근방에서 기판의 이탈을 행할 필요가 있다. 그러나, 직류전압의 인가정지후로부터 정전흡착력이 0(거의 0)이 되기까지 소요되는 시간, 즉 b점으로부터 c점의 기간의 시간은 실제로는 일정하지 않다. 이 기간의 시간은 기판의 종류 혹은 프로세스 조건에 따라 민감하게 변화한다. 따라서, 기판을 제거하는 최적 타이밍을 발견하는 것은 곤란하였다. 이와 같은 이유로, 이 기술에서는 신속, 확실하고 또한 안전한 기판이탈은 곤란하였다.
또, 별도의 기판이탈방법으로서 정전흡착용 전극에 인가하는 직류전압을 0으로 한 후, 기판을 플라즈마에 노출시키면서 기판을 접지하는 기술이 있다. 이 기술에 의하면, 직류전압인가의 정지 후, 플라즈마에 의해 재차 기판에 셀프바이어스전압이 유기되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 기판의 뒷면에 유전체막이 존재하는 경우에는, 이 기술로는 플라즈마의 생성을 정지시키는 타이밍이 부적절하면 재차 대전된 전하가 완전히 없어질 때까지 장시간을 요한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이상과 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 피처리 기판의 뒷면 유전체의 유무에 불구하고, 정전흡착된 기판을 신속, 확실하게 또한 안전하게 제거하는 기판이탈방법 및 이 이탈방법을 실효있는 것으로 하기 위하여 정전흡착 클램프에의 인가전압을 제어하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전극에 인가된 직류전압과 플라즈마에 의해 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압과의 전위차로 유기되는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 그 전위차를 기판을 이탈할 때에 기판이 파손되지 않을 정도로 설정하고, 그 전위차의 설정 후에 플라즈마의 생성을 정지한다.
실제로는, 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 기판과 전극과의 전위차를 약 100V이하로 설정하면, 기판이 파손되지 않고 이탈할 수 있다.
더욱 바람직하게는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 전극과 기판과의 전위차를 0으로 하고, 전위차를 0으로 한 후, 플라즈마의 생성을 정지한다. 이 전위차는 전극에 인가된 직류전압과 플라즈마에 의해 기판에 생긴 음의 셀프바이어스전압과의 차로 생긴다. 이 전위차가 기판과 전극간에 정전흡착력을 유기한다. 이 전위차를 0으로 하면, 기판과 전극간에 차지(축적)된 전하가 플라즈마중에 방전함으로써 소멸된다. 따라서, 잔류전하가 없는 상태로 기판을 이탈하기 위해서는, 플라즈마 생성정지전에 기판과 전극과의 전위차를 0으로 해두는 것이 필수가 된다. 전위차를 0으로 하기 위해서는 바람직하게는 플라즈마 생성정지직전에 직류전압을 음의 셀프바이어스전압과 동등하게 한다.
전극을 접지함으로써(전극의 전위는 0), 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압만으로 기판이 전극에 정전흡착되어 있는 경우는 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 전극에 인가하여 그 전위차를 0으로 하고, 전위차를 0으로 한 후, 플라즈마의 생성을 정지한다. 이 경우도, 바람직하게는 플라즈마 생성정지직전에 음의 셀프바이어스전압과 동등한 직류전압을 전극에 인가한다.
기판과 전극과의 전위차를 0으로 하면, 약간의 지연 후 그들 사이에 작용하고 있었던 정전흡착력이 0이 된다. 그래서, 기판의 이탈시에 잔류전압에 의한 흡착력을 완전히 소멸해두기 위해서는 정전흡착력을 플라즈마 생성의 정지직전에 0으로 해두는 것이 바람직하다. 또한 기판을 전극으로부터 제거하기 전에는 플라즈마 생성정지와 동시에 전극에의 직류전압의 인가를 정지하는 쪽이 바람직하다.
플라즈마는 대향된 평행평판전극간에 RF(13.56MHz)를 인가하여 생성시킨다. 그 전자사이클로트론 공명에 의한 ECR 플라즈마의 생성이 있다. 또한, 그 외에, 미국특허 4,990,229 및 5,091,049에 개시되어 있는 헬리콘과 플라즈마의 생성, 미국특허 5,226,967에 개시되어 있는 인덕티브커플에 의한 플라즈마 생성이 있다.
또, 정전흡착 클램프에의 인가전압의 제어장치는 셀프바이어스전압(Vdc)에 의거하여 직류전압을 제어하기 위해 필요최소한의 수단을 구비하고 있다. 상세하게는 기판과 전극과의 사이에 정전흡착력을 발생시키기 위하여 전극에 직류전압을 인가하는 전원과, 플라즈마 생성용의 고주파전압의 최대치(VPP)를 검출하는 회로와, 고주파전압의 최대치(VPP)로부터 셀프바이어스전압(Vdc)을 연산하는 회로와, 그 셀프바이어스전압(Vdc)에 의거하여 전원으로부터 출력되는 직류전압을 제어하는 회로를 구비하고 있다. 특히, 출력제어회로는 기판처리 종료직전에 직류전압을 셀프바이어스 전압과 동등하게 되도록 기능한다. 이 기능에 의해 본 발명의 기판이탈방법을 실효있는 것으로 하고 있다.
플라즈마의 생성시에 생기는 셀프바이어스전압을 측정하기 위해서는 고주파전압의 최대치(VPP)를 측정하는 검출회로와, 그 최대치(VPP)로부터 셀프바이어스전압(Vdc)을 산출하는 연산회로가 협동하여 기능한다. 정전흡착 전극에 유전체가 사용되고 있기 때문에, 셀프바이어스전압을 기판처리중에 직접 측정할 수는 없다. 그러나, 플라즈마 생성용의 고주파전압의 최대치(VPP)는 측정할 수 있기 때문에 이 최대치로부터 셀프바이어스전압(Vdc)을 구한다. 일반적으로 넓은 프로세스 조건범위에서, 셀프바이어스전압(Vdc)과 최대치(VPP)사이에는
Vdc=aVPP±b(a,b는 정수) ……(1) 로 표시되는 1차식이 성립된다. 만약 전극이 도전체 재료로 형성되어 있으면, Vdc는 직접 측정할 수 있다. 도전체 전극을 사용하여 Vdc와VPP를 측정하면, 정수 a, b를 미리 구해 둘 수 있다. 연산회로는 이 (1)식에 의거하여 VPP로부터 Vdc를 구한다. 만약, 1차식이 성립되지 않은 경우는, 각각의 VPP에 대한 Vdc를 측정해 두고, VPP에 대응하는 Vdc의 데이타를 연산회로에 사전에 기억시켜 둔다.
또, 직류전원에는 플라즈마 생성용의 고주파를 컷하기 위한 필터를 구비하고 있다.
[작용]
기판에 작용하는 정전흡착력(F)은, F=K(전극에 부여하는 전압-셀프바이어스전압)2……(2) 로 부여된다(K는 정수이다).
제7도는 시간의 경과에 따라 기판과 전극의 전압(상단의 그래프), 그들 사이에 작용하는 정전흡착력(하단의 그래프)의 변화를 나타낸다.
기간(X)에서는 플라즈마에 의해 기판에 셀프바이어스전압(Vdc)이 유기된다. 기판의 전압(V기판)은 셀프바이어스전압(Vdc)이다. 전극의 전압(V전극)은 직류전압(Vd)이 인가되어 있다. 따라서 전극과 기판의 전위차는 △V=V전극-V기판=Vd-Vdc가 된다. 이 전위차에 의해 정전흡착력 F=K(△V)2((2)식으로부터)가 기판과 전극간에 작용한다. 또한, 이들 사이에는 전하량 Q=C△V(C는 정전기용량)가 차지된다.
Y시점에서, 직류전압을 조정하여 전극의 전압(V전극)을 Vdc로 설정한다.
V전극=Vdc에 의해 전위차 △V=0이 되며, 또한 정전흡착력 F=0이 된다. 정전흡착력이 0이 되는 데에 약간의 시간을 요하는 것은 플라즈마중으로의 방전이 완료하는데 소요되는 시간에 기인된다고 말할 수 있다. Y시점으로부터 플라즈마의 생성을 정지할(Z시점) 때까지 계속 인가전압의 제어장치에 의해 전위차 △V=0이 유지된다.
Z시점에서, 플라즈마의 생성을 정지하고 있다. 기판과 전극간에 전하가 남아 있지 않는 상태(전하량 Q=0)에서 플라즈마 생성을 정지하고 있으므로, 기판과 전극간에 잔류전하에 의한 정전흡착력이 잔존되는 일은 없다. 플라즈마 생성정지후는, 기판에 생기는 셀프바이어스전압은 0이 된다. 또한, 플라즈마 생성정지후는 가령 직류전원을 끊지 않더라도 전극의 전압도 외관상 0이 된다. 전극의 전압이 0이 되는 이유는 등가회로 모델로 설명할 수 있다. 플라즈마 생성중에는, 제8도의 좌측 도면에 도시한 바와 같은 등가회로모델이 성립된다. 14는 rf 전원, 16은 가변직류 전원을 도시한다. 콘덴서(31)는 기판과 전극간에 차지하는 전하의 양에 대응한다. 저항(30)은 플라즈마에 대응한다. 전원(32)은 셀프바이어스전압에 대응한다. 그러나, 플라즈마 생성정지후에는 제8도의 우측도면과 같이 플라즈마에 대응하는 저항(30)과 셀프바이어스전압에 대응하는 전원(32)이 없어졌으므로 등가회로의 배선이 중도에서 끊겨 있다. 이 끊겨진 회로에 의해 전류가 흐르지 않기 때문에 전극에 전압이 인가되는 일은 없다. 단, 제8도의 우측도와 같은 중도에서 끊긴 배선이라고 해도, 직류전원이 ON인 채로이면, 접지된 운반용의 로보트가 기판을 잡으면 전극에 직류전압이 인각된다. 전극에의 전압인가에 의해 전극과 기판(기판의 전압은 0)간에 전위차가 생긴다. 이 전위치에 의해, 운송로보트로 기판을 전극으로부터 제거할 때에 기판에 정전흡착력이 작용한다. 왜냐하면, 접지된 운송로보트와 기판이 접촉하면 전류가 흐르는 등가회로가 성립되기 때문이다. 이와 같은 트러블을 방지하기 위하여, 통상은 전극으로부터 기판을 제거하기 전에 직류전원을 OFF로 해둔다.
가령, 기판과 전극의 전위차를 0으로 함이 없이 플라즈마의 생성을 정지하면(즉, 기간 X의 직후에 Z지점에 도달하면), 기판의 전압 V기판=0, 전극의 전압 V전극=0이 된다. 일견하여, 제7도에 도시한 바와 같이 정전흡착력 F=0이 되는 것처럼 보인다. 그러나, 실제로는 플라즈마 생성정지후, 기판과 전극간에 정전하량(Q잔류)이 잔류하고 있다. 따라서, 기판을 이탈할 때에는 이 잔류된 정전하에 의한 흡착력(F잔류)이 잔존한다. 정전하가 차지되어 있는 이유는, 플라즈마 생성의 정지전에 차지된 정전하가 플라즈마중에 방전되지 않았던 것에 기인한다. 따라서 본 발명에 있어 기판과 전극간에 차지된 전하를 플라즈마중에 방전시키는 것이 중요한 작용이라 말할 수 있다.
본 발명에 의하면, 처리의 종료 직전에 전극에 접속된 직류전원을 제어하여, 전극의 전위를 셀프바이어스전압과 동등한 전압으로 한다. 기판을 이탈할 때에는 정전 흡착력이 0의 상태로 유지되어 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다.
제1도는 인가전압의 제어장치가 편입된 평행평판형 드라이에칭장치의 제1실시예이다. 도면중 1은 진공용기이며, 이 진공용기(1)내에 기판(23), 예컨대 반도체 웨이퍼를 재치하는 대(2)와 대향전극(3)이 대향하여 설치되어 있다. 진공용기(1)에는 에칭가스를 도입하는 관(4)과 진공펌프(도시않음)가 접속되어 있다.
제2도에 도시된 바와 같이 기판 재치대(2)는 진공용기(1)의 바닥면을 관통한 고주파 인가전극(5)을 보디로 한다. 고주파 인가전극(5)은, 그 윗면을 제외한 주위가 절연재(6)로 피복되어 있다. 절연재(6)의 측면은 실드(11)로 둘러싸여 있다. 절연재(6)의 윗면은 합성수지제의 커버(10)가 피복되어 있다. 고주파 인가전극(5)의 윗면에는 두께 약 300㎛ 정도의 유전체(8)가 설치되어 있다. 유전체(8)중에 정전 흡착용의 전극(7)이 매설되어 있다. 유전체(8)는, 산화티탄을 함유한 알루미나를 주성분으로 한다. 고주파 인가전극(5)과 정전흡착용 전극(7)은 도전성 부재(9)를 통하여 직류적으로 접속한다. 고주파 인가전극(5)에서 외부측에 돌출되어 있는 부분에서는 고주파 인가전극(5)내의 통로(도시되어 있지 않음)에 냉각수를 순환시키기 위한 입구 및 출구(12)가 설치되어 있다.
고주파 인가전극(5)에는 정합회로(13)를 통하여 rf(13.6MHz) 전원(14)이 접속되어 있다. 또한, 고주파 인가전극(5)에는 고주파컷필터회로(15)를 통하여, 정전흡착을 위한 직류전원(16)이 접속되어 있다. 직류전원(16)의 출력전압은 출력제어회로(17)에 의해 변화한다. 또, 고주파 인가전극(5)과 어스간에는 고주파 인가전극(5)과 어스간의 고주파 전압의 최대치(VPP)를 검출하기 위한 검출회로(18)가 접속되어 있다. 이 검출회로(18)의 출력신호가 셀프바이어스전압(Vdc)을 연산하는 연산회로(19)에 부여된다. 이 연산회로(19)의 출력신호가 출력제어회로(17)에 입력된다.
제3도는 인가전압의 제어장치가 편입된 ECR 플라즈마로 기판처리를 행하는 장치(ECR 장치)의 제2실시예이다. 진공용기(1)에는 마이크로파(2.45GHz) 전원(20)이 도파관(導波管)(21)을 통하여 접속되어 있다. 진공용기(1)의 외부측에는 링형상 코일(22)이 설치되어서, 진공용기(1)내에 자계(875Gauss)를 인가할 수 있도록 되어 있다. 다른 구성은 제1, 2도의 경우와 동일하므로 동일부재에는 동일부호를 사용한다.
상기의 각 실시예에 있어서, 진공용기(1)내에 관(4)을 통하여 프로세스가스를 도입하는 동시에 진공배기하여 프로세스가스의 압력을 소정의 압력, 바람직하게는 10-3Torr∼10-6Torr로 설정한다. 소정의 압력하에서 마이크로파전원(20)을 통하여 진공용기(1)내에 ECR 플라즈마를 생성시킨다. 이 ECR 플라즈마를 이용하여 대(2)에 재치한 기판(23)에 표면처리, 예컨대 에칭처리나 디포지션처리가 행해진다.
이 플라즈마처리에 있어서는, 기판(23)과 유전체(8)를 통하여 정전흡착용 전극(7)과의 사이에 전위차를 발생시켜서 기판재치대(2)에 기판(23)을 고정한다. 기판(23)에는 음의 셀프바이어스전압(Vdc)이 발생되므로 (a) 전극(7)을 접지(어스전위) 하거나, (b)음의 셀프바이어스 전압(Vdc)보다 절대치로 큰 음의 직류전위 또는 (c) 음의 셀프바이어스전압(Vdc)보다 높은 직류전위(바람직하게는 플러스전위)로 함으로써 전위차를 발생시킨다. 직류전원(16)의 출력전압을 출력제어회로(17)로 제어함으로써 전위차가 조정된다. 그리고, 이 전위차에 의해 기판(23)에는 상기 (2)식에 의거한 정전흡착력이 작용한다. 이 정전흡착력에 의해 기판(23)이 기판재치대(21)에 가압된다. 기판(23)이 기판재치대(21)에 밀착됨으로써, 플라즈마처리중은 기판(23)은 고주파 인가전극(5)내의 통로를 순환하는 냉각수에 의해 냉각된다.
소정의 플라즈마 처리의 완료직전에 출력제어회로(17)에 처리종료의 신호를 송신하고, 직류전원(16)의 출력전압을 검출회로(18)와 연산회로(19)에서 구한 셀프바이어스전압과 동등해지도록, 즉 전위차를 0으로 설정한다. 이 설정으로 기판(23)에 작용하는 정전흡착력을 0으로 할 수 있다. 그 설정직후에 플라즈마의 생성을 중지시키면, 기판(23)을 기판재치대(2)로부터 이탈할 수 있다. 전위차를 0으로 한 채 플라즈마의 생성을 중지하므로, 기판을 이탈할 때에는 정전흡착력의 재현은 없다. 그 위에, 기판과 전극간에 차지된 정전하량을 0으로 한 후에 플라즈마의 생성을 중지하므로, 기판(23)과 전극(7)간의 유전체(8), 나아가서는 기판(23)의 뒷면에 형성된 유전체막에 전하는 잔류되지 않는다. 기판의 이탈시에 잔류전하가 원인으로 유기되었던 기판의 파손도 발생되지 않는다. 따라서, 기판을 이탈하기 전에 본 발명을 행하면 신속, 확실, 안전하게 기판을 이탈할 수 있다. 기판을 이탈하는 방법으로서, 가령 일본국 특허출원평 6-48703에 개시되어 있는 것과 같은 기판의 중앙부에 대응하는 위치에 기판 재치대(2)에 설치된 핀을 밀어올려서 이탈하는 방법이 있다.
제4도는 기판(23)에 작용하는 정전흡착력의 변화를 도시한 그래프이다. a점으로부터 b점의 사이가 기판(23)에 정전흡착력을 작용시키고 있는 기간이다.
제4도에서는 플라즈마 처리를 종료하기 전의 60초간의 정전흡착력의 변화가 그려져 있다. 플라즈마 처리시간은 기판(23)에 대하여 행해지는 처리의 종류, 예컨대 에칭이나 스퍼터링 및 프로세스조건, 예컨대 인가주파수나 압력에 의해 변화한다.
b점에서 전극(7)의 전위를 셀프바이어스전압에 동일한 전위로 설정한다. c점에서 정전흡착력은 0이 되고, 플라즈마 처리를 종료(플라즈마 생성을 정지)한다. 그후, 정전흡착력은 0 그대로이다.
본 발명에서는 c점이상은 정전흡착력은 0의 상태로 유지할 수 있으므로, b점에서 c점까지의 시간에 대하여 충분한 시간(1∼2초)을 설정하고 기판의 이탈을 행하면, 확실하게 또한 안전하게 이탈작업을 행할 수 있다.
그러나, 발명자들은 기판과 전극과의 전위차가 최대 약 100V 까지이면, 8인치 웨이퍼를 4개의 핀으로 기판의 뒷면을 밀어올려서 전극으로부터 떨어지게 하여도, 하등 기판에 손상 없이 이탈할 수 있음을 확인하였다. 발명자들에 의한 이 확인에는 일본국 특허출원평 6-48703에 개시되어 있는 기계적 이탈기구를 사용하였다.
[발명의 효과]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 처리된 기판의 이탈시에는 정전흡착력을 0으로 할 수 있으므로, 신속, 확실 또한 파손을 발생시킴이 없이 안전하게 기판 이탈작업을 할 수 있다. 본 발명은 플라즈마 처리의 고속화, 생산성 향상에 유효하다.

Claims (14)

  1. 전극에 인가된 직류전압과 플라즈마에 의해 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압과의 전위차로 유기되는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 그 전위차를 기판을 이탈할 때에 기판이 파손되지 않을 정도로 설정하고, 그 전위차의 설정후에, 플라즈마의 생성을 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  2. 제1항에 있어서, 전극에 인가된 직류전압과 플라즈마에 의해 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압과의 전위차로 유기되는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 그 전위차를 100V 이하로 설정하고, 그 전위차의 설정후에 플라즈마의 생성을 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  3. 제1항에 있어서, 전극에 인가된 직류전압과 플라즈마에 의해 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압과의 전위차로 유기되는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 제어하여 그 전위차를 0으로 하고, 전위차를 0으로 한 후 플라즈마의 생성을 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  4. 제3항에 있어서, 플라즈마 생성정지직전에 직류전압을 음의 셀프바이어스전압과 동일하게 하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  5. 접지된 전극과 플라즈마에 의해 기판에 생기는 음의 셀프바이어스전압과의 전위차로 유기되는 정전흡착력으로 전극상에 지지된 기판을 이탈하기 전에, 직류전압을 전극에 인가하여 그 전위차를 0으로 하고, 전위차를 0으로 한 후, 플라즈마의 생성을 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  6. 제5항에 있어서, 기판처리 종료직전에 음의 셀프바이어스전압과 동등한 직류전압을 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 기판과 전극의 전위차가 0이 되고, 또한 기판과 전극간에 작용하고 있었던 정전흡착력이 0이 된 직후에 플라즈마 생성을 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  8. 제1항 또는 제5항에 있어서, 플라즈마 생성정지와 동시에 전극에의 직류전압의 인가를 정지하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  9. 제1항 또는 제5항에 있어서, 플라즈마는 평행평판 전극간에의 rf의 인가, 전자 사이클로트론 공명(ECR), 헬리콘파 또는 인덕티브커플에 의해 생성하는 것을 특징으로 하는 이탈방법.
  10. 정전흡착 클램프에 인가되는 전압을 제어하는 장치는, 기판과 전극과의 사이에 정전흡착력을 발생시키기 위해 전극에 직류전압을 인가하는 수단(16)과, 플라즈마 생성용의 고주파전압의 최대치(VPP)를 검출하는 수단(18)과, 고주파전압의 최대치(VPP)로부터 셀프바이어스전압(Vdc)을 연산하는 수단(19)과, 그 셀프바이어스전압(Vdc)에 의거하여 직류전압인가수단(16)에 의해 출력되는 직류전압을 제어하는 수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인가전압제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 출력제어수단(17)은 기판처리 종료직전에 직류전압을 셀프바이어스전압(Vdc)과 동등하게 하는 것을 특징으로 하는 인가전압제어장치.
  12. 제10항에 있어서, 연산수단(19)은, Vdc=aVpp±b(a, b는 정수)로 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 인가전압제어장치.
  13. 제10항에 있어서, 연산수단(19)에는 Vpp에 대응하는 Vdc의 데이타가 기억되어 있는 것을 특징으로 하는 인가전압제어장치.
  14. 제10항에 있어서, 직류전압인가수단(16)은 플라즈마 생성용의 고주파를 컷하기 위한 필터(15)를 가진 것을 특징으로 하는 인가전압제어장치.
KR1019950004431A 1994-04-27 1995-03-04 기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치 KR0184296B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9013294 1994-04-27
JP94-90132 1994-04-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950029372A KR950029372A (ko) 1995-11-22
KR0184296B1 true KR0184296B1 (ko) 1999-04-01

Family

ID=13989987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019950004431A KR0184296B1 (ko) 1994-04-27 1995-03-04 기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5699223A (ko)
KR (1) KR0184296B1 (ko)
TW (1) TW293231B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745153B1 (ko) * 2005-12-22 2007-08-01 주식회사 래디언테크 플라즈마 처리 장치 및 방법

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW334609B (en) 1996-09-19 1998-06-21 Hitachi Ltd Electrostatic chuck, method and device for processing sanyle use the same
US5894400A (en) * 1997-05-29 1999-04-13 Wj Semiconductor Equipment Group, Inc. Method and apparatus for clamping a substrate
US5933314A (en) * 1997-06-27 1999-08-03 Lam Research Corp. Method and an apparatus for offsetting plasma bias voltage in bi-polar electro-static chucks
US5886865A (en) * 1998-03-17 1999-03-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for predicting failure of an eletrostatic chuck
US6198616B1 (en) * 1998-04-03 2001-03-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for supplying a chucking voltage to an electrostatic chuck within a semiconductor wafer processing system
GB9812850D0 (en) * 1998-06-16 1998-08-12 Surface Tech Sys Ltd A method and apparatus for dechucking
US6125025A (en) * 1998-09-30 2000-09-26 Lam Research Corporation Electrostatic dechucking method and apparatus for dielectric workpieces in vacuum processors
US6965506B2 (en) * 1998-09-30 2005-11-15 Lam Research Corporation System and method for dechucking a workpiece from an electrostatic chuck
US6790375B1 (en) * 1998-09-30 2004-09-14 Lam Research Corporation Dechucking method and apparatus for workpieces in vacuum processors
JP4590031B2 (ja) * 2000-07-26 2010-12-01 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置機構
US7541283B2 (en) * 2002-08-30 2009-06-02 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing apparatus
JP4416569B2 (ja) * 2004-05-24 2010-02-17 キヤノン株式会社 堆積膜形成方法および堆積膜形成装置
US7323116B2 (en) * 2004-09-27 2008-01-29 Lam Research Corporation Methods and apparatus for monitoring a process in a plasma processing system by measuring self-bias voltage
KR100653707B1 (ko) * 2004-10-21 2006-12-04 삼성전자주식회사 플라즈마 처리장치의 플라즈마 처리방법
TWI390582B (zh) * 2008-07-16 2013-03-21 Sumitomo Heavy Industries Plasma processing device and plasma processing method
US8313612B2 (en) * 2009-03-24 2012-11-20 Lam Research Corporation Method and apparatus for reduction of voltage potential spike during dechucking
KR102168064B1 (ko) * 2013-02-20 2020-10-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP7012454B2 (ja) * 2017-04-27 2022-01-28 株式会社岡本工作機械製作所 静電吸着チャックの製造方法並びに半導体装置の製造方法
JP7138497B2 (ja) * 2017-08-23 2022-09-16 東京エレクトロン株式会社 測定装置、測定方法及びプラズマ処理装置
WO2019195601A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Lam Research Corporation Electrostatic chuck with seal surface
US10770257B2 (en) * 2018-07-20 2020-09-08 Asm Ip Holding B.V. Substrate processing method

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5590228A (en) * 1978-12-26 1980-07-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Dry etching device
JPS5653853A (en) * 1979-10-05 1981-05-13 Hitachi Ltd Production of sheet and its apparatus
JPH06104898B2 (ja) * 1988-01-13 1994-12-21 忠弘 大見 減圧表面処理装置
JPH0730468B2 (ja) * 1988-06-09 1995-04-05 日電アネルバ株式会社 ドライエッチング装置
JP2779950B2 (ja) * 1989-04-25 1998-07-23 東陶機器株式会社 静電チャックの電圧印加方法および電圧印加装置
US5091049A (en) * 1989-06-13 1992-02-25 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US4990229A (en) * 1989-06-13 1991-02-05 Plasma & Materials Technologies, Inc. High density plasma deposition and etching apparatus
US4948458A (en) * 1989-08-14 1990-08-14 Lam Research Corporation Method and apparatus for producing magnetically-coupled planar plasma
JP3182615B2 (ja) * 1991-04-15 2001-07-03 アネルバ株式会社 プラズマ処理方法および装置
US5226967A (en) * 1992-05-14 1993-07-13 Lam Research Corporation Plasma apparatus including dielectric window for inducing a uniform electric field in a plasma chamber
JP3259380B2 (ja) * 1992-12-04 2002-02-25 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
US5467249A (en) * 1993-12-20 1995-11-14 International Business Machines Corporation Electrostatic chuck with reference electrode
US5463525A (en) * 1993-12-20 1995-10-31 International Business Machines Corporation Guard ring electrostatic chuck
US5459632A (en) * 1994-03-07 1995-10-17 Applied Materials, Inc. Releasing a workpiece from an electrostatic chuck

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100745153B1 (ko) * 2005-12-22 2007-08-01 주식회사 래디언테크 플라즈마 처리 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR950029372A (ko) 1995-11-22
TW293231B (ko) 1996-12-11
US5699223A (en) 1997-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0184296B1 (ko) 기판이탈방법 및 인가전압의 제어장치
US5618382A (en) High-frequency semiconductor wafer processing apparatus and method
US6373681B2 (en) Electrostatic chuck, and method of and apparatus for processing sample using the chuck
US5849136A (en) High frequency semiconductor wafer processing apparatus and method
EP0049588B1 (en) Method and apparatus for dry etching and electrostatic chucking device used therein
US6297165B1 (en) Etching and cleaning methods
US20020042206A1 (en) Plasma etching apparatus and plasma etching method
KR20000071664A (ko) 반도체 웨이퍼 프로세스 장치에서 지지 표면을 회복시키는방법 및 장치
JP2004047511A (ja) 離脱方法、処理方法、静電吸着装置および処理装置
EP0421430B1 (en) A plasma process, method and apparatus
US6409896B2 (en) Method and apparatus for semiconductor wafer process monitoring
KR20170081555A (ko) 시료의 이탈 방법 및 플라스마 처리 장치
TWI660422B (zh) 電漿處理裝置及樣品之脫離方法
JP3733448B2 (ja) プラズマ処理方法および装置並びに基板脱離方法及び印加電圧の制御装置
JP2002203837A (ja) プラズマ処理方法および装置並びに半導体装置の製造方法
JPH1027780A (ja) プラズマ処理方法
JP4070974B2 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR0171062B1 (ko) 드라이에칭장치
JPH0269956A (ja) 静電チャック方法及び静電チャック装置
JPH0982787A (ja) プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
JPH02130915A (ja) プラズマ処理装置
JPH0691024B2 (ja) 乾式薄膜加工装置
JP2985761B2 (ja) 試料処理方法
JPH0786383A (ja) 静電吸着装置及び方法
KR100286333B1 (ko) 플라즈마식각장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111118

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 15

LAPS Lapse due to unpaid annual fee