KR100586430B1 - 플라스마 처리실에서 웨이퍼의 바이어스를 보상하는방법과 장치 - Google Patents

플라스마 처리실에서 웨이퍼의 바이어스를 보상하는방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 방법과 장치에 관한 것으로, 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비한다. 상기 바이어스 보상장치는 전압변환기와 저장유니트 및 전압조절회로를 구비한다. 상기 전압변환기는 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하도록 정전형 척에 연결되고, 이 전압변환기는 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시킨다. 상기 저장유니트는 교정곡선의 예정된 기울기와 예정된 오프셋을 저장하는데, 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어진다.

Description

플라스마 처리실에서 웨이퍼의 바이어스를 보상하는 방법과 장치 {Method and device for compensating wafer bias in a plasma processing chamber}
본 발명은 반도체장치의 생산에 관련된 것으로, 특히 본 발명은 반도체 웨이퍼 처리시스템의 처리실에서 정전(靜電)형 척에 반도체 웨이퍼를 정전기적으로 고정시키는 향상된 방법과 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 처리시스템은 밀집회로를 구성하는 반도체 웨이퍼를 처리하는 데에 사용된다. 예컨대, 플라스마생성(plasma-enhanced) 반도체처리는 통상 에칭과 산화 및 화학증착(CVD)에 이용된다. 이 플라스마생성 반도체처리는 전형적으로 플라스마 처리시스템에 의해 이행되고, 일반적으로 제어된 설정을 제공하는 플라스마 처리실을 구비한다.
종래의 플라스마 처리실은 종종 처리를 위해 적소에 웨이퍼(예컨대 실리콘 웨이퍼나 기판)를 유지하는 정전형 척을 구비한다. 이 정전형 척은 정전기력을 이용하여 이 척에 웨이퍼를 고정시킨다. 정전형 척은 당해분야에서 잘 알려져 있으며, 예컨대 프랑스와 기용(Francois Guyot)의 미국 특허 제5,789,904호 "고성능 정 전형 척의 접촉"에 상세히 기술되어 있다.
정전형 척은 단극(單極)과 양극 정전형 척으로 구분될 수 있다. 단극 정전형 척은 하나의 극을 갖는 한편, 양극 정전형 척은 2개의 극을 갖는다. 도 1a는 단극 정전형 척(이하 ESC라 함;104)을 구비한 전형적인 플라스마 처리시스템(100)을 도시하고 있는 바, 이 플라스마 처리시스템(100)은 플라스마 처리실(102)과 무선주파수(이하 RF라 함)전원장치(118) 및 ESC전원장치(116)를 구비한다. 샤워헤드(shower head;110)와 ESC(104) 및 이 ESC(104) 위에 놓인 반도체 웨이퍼(106)는 플라스마 처리실(102)내에 위치된다. 상기 샤워헤드(110)는 전형적으로 원천가스(112)를 플라스마 처리실(102)의 플라스마영역(120)으로 배출시키는 데에 사용되며, 수정과 같은 비전도성 재료로 만들어질 수 있다.
상기 RF전원장치(118)에 전압이 가해질 때, 플라스마가 원천가스로부터 플라스마영역(120)내에 발생된다. 상기 웨이퍼(106)는 정전형 척(104) 위에 놓여 플라스마에 의해 처리된다. 이 정전형 척(104)은 금속층(109) 위에 놓인 절연층(108)을 구비하는데, 상기 금속층(109)은 정전기의 극(즉, 전극)으로 작용하고, 도 1에 도시된 단극 ESC형태에서 음(-)으로 바이어스된다. 열전달가스(예컨대, 헬륨)는 정전형 척(104)과 웨이퍼(106) 사이의 포트(114)를 매개로 압력하에 제공된다. 이 가스는 정전형 척(104)과 웨이퍼(106) 사이에서 열전달매체로 작용하여, 처리공정 동안 웨이퍼의 온도를 용이하게 제어한다.
처리공정 동안 상기 웨이퍼(106)를 정전형 척(104)에 확실히 고정시키기 위해 ESC전원장치(116)가 작동된다. 플라스마가 플라스마영역(120)에서 발생될 때, 상기 플라스마는 본질적으로 웨이퍼(106)와 접지 사이에 연결된 저항기로 작용한다. 이 형태에서, 상기 ESC의 극은 음의 직류전위로 바이어스된다. 정전기의 극에서의 직류전위는 그의 상부표면과 웨이퍼의 하부표면 사이에 다른 전위를 창출하여서, 정전형 척(104)에 대해 적소에 웨이퍼(106)를 유지하도록 정전기력을 방생시킨다. 정전형 척은 당해분야에서 잘 알려져 있으며, 존스(Jones) 등의 미국 특허출원 08/624,988호 "동적인 피드백 정전기식 웨이퍼용 척"과 카스트로(Castro) 등의 미국 특허출원 08/550,510호와 같은 참고문헌에 상세히 기술되어 있다.
도 1b는 단극 정전형 척 대신에 양극 정전형 척(150)을 구비한 플라스마 처리시스템(100)을 도시하고 있는 바, 상기 양극 정전형 척(150)은 한쌍의 금속부(152,154)를 갖추며, 금속부(152)는 ESC전원장치(116)의 음의 단자에 연결되는 한편, 금속부(154)는 ESC전원장치(116)의 양의 단자에 연결되어서, 이들 금속부(152,154)는 각각 양극과 음극을 갖춘 한쌍의 전극으로 작용한다. RF전원장치(118)는 정전형 척(150)에 연결되어 플라스마를 일으킨다. 절연층(156)은 상기 금속부의 상부에 놓인다. 공급관(158)은 정전형 척(150)을 관통하여 형성되어서, 처리공정 동안 웨이퍼(106)에 냉각가스(예컨대, 헬륨)를 공급한다.
상기 ESC전원장치 및 RF전원장치가 샤워헤드(110)를 따라 작동되어 플라스마영역으로 플라스마를 배출시킬 때, 양의 전위와 음의 전위는 양극과 음극에 각각 유도되어서, 극과 각각 덮어씌워진 웨이퍼영역 사이에 정전기력을 발생시킨다. 이 정전기력은 처리공정 동안 정전형 척(150)에 대해 적소에 웨이퍼(106)를 유지시키게 된다.
불행하게도, 상기 웨이퍼(106)는 전형적으로 플라스마 처리시스템(100)의 작동동안 단극 및 양극 ESC구조 모두에서 자기바이어스(self-bias) 전압을 발생시킨다. 예로써, ESC전원장치가 작동된 RF전원장치에 의해 단극 ESC형태의 정전형 척(104)에 -200볼트(V)를 공급하면, 웨이퍼(106)는 -100V의 자기바이어스 전압을 발생시킨다. 이는 효과적인 조임력이 단지 100V여서, 웨이퍼(106)를 비능률적으로 고정시키게 됨을 의미한다.
종래기술들 중 하나는, 플라스마에 연결된 탄화규소 저항기를 이용하여 웨이퍼의 자기바이어스 전압을 맞춤으로써 상기 웨이퍼의 자기바이어스 전압을 보상한다. 불행하게도, 이 해결법은 아주 특별하게 사용되는데, 이는 단지 특정한 화학작용이나 처리 또는 체임버에서 이루어진다.
다른 종래기술에서는 미리 웨이퍼의 바이어스 전압을 측정하고, 이 측정된 바이어스 전압을 기초로 하여 플라스마 처리동안 바이어스를 보상한다. 예컨대, 필요한 조임전압을 500V로 가정하고, 웨이퍼의 바이어스 전압이 300V로 측정되면 ESC전원장치의 설정전압이 800V로 설정되어 필요한 500V를 발생시킨다. 하지만, 이 해결법은, 웨이퍼의 바이어스 전압이 처리변수들의 변화로 인해 순간마다 변할 수 있기 때문에 최적의 보상을 제공하지 못한다.
종래의 보상기술과 관련된 다른 문제점은 ESC전원장치에 의해 공급된 전형적으로 높은 설정전압으로 인한 정전형 척에 대한 잠재적인 손상으로서, 예컨대 RF전원장치가 정시에 작동되지 않으면 상기 ESC전원장치로부터의 높은 설정전압이 정전형 척을 심하게 손상시킬 수 있다.
더구나, 웨이퍼의 바이어스 전압은, 플라스마 처리동안 전압 또는 전류탐침을 매개로 웨이퍼에 대한 전기적인 접촉을 형성하기 어렵기 때문에 체임버내에서의 플라스마 처리동안 직접 측정하기 어렵다. 덧붙여, 이러한 전기적인 접촉은, 추가적인 전기접촉이 체임버내의 민감한 플라스마 처리에 영향을 끼칠 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
전술한 관점에서, 웨이퍼에 직접 접촉하지 않고서 플라스마 처리동안 웨이퍼의 자기바이어스를 효과적으로 보상하는 장치와 방법이 필요하게 되었다. 또한, 정전형 척을 손상시키지 않고서 웨이퍼의 자기바이어스의 변화에 대해 동적으로 보상할 수 있는 장치와 방법이 필요하게 되었다.
대체로 말하면, 본 발명은 플라스마 처리실에서 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 장치와 방법 및 시스템을 제공함으로써 상기 필요성을 만족시키게 된다. 본 발명은 처리공정과, 기계, 시스템, 장치, 방법, 또는 컴퓨터로 판독할 수 있는 매체 등을 포함한 여러 방식으로 이행될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 본 발명은 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 바이어스 보상장치를 제공한다. 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비한다. 상기 바이어스 보상장치는 전압변환기와 저장유니트 및 전압조절회로를 구비한다. 상기 전압변환기는 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하도록 정전형 척 에 연결되고, 이 전압변환기는 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시킨다. 상기 저장유니트는 교정곡선의 예정된 기울기와 예정된 오프셋(offset)을 저장하는데, 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어진다.
상기 전압조절회로는 전압변환기로부터 전압(Vref)을 받아들이도록 연결되어 있고, 저장유니트로부터는 기울기와 오프셋을 받아들이도록 연결되어 있어서, 이 전압조절회로는 바이어스 전압을 보상하도록 상기 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시킨다. 상기 전압조절회로는 변경된 전압(Vref)을 정전형 척 전원장치로 전달하는데, 이는 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시킨다.
다른 실시예에서, 본 발명은 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 플라스마 처리시스템을 제공한다. 이 시스템은 플라스마 처리실과, 정전형 전원장치, RF전원장치 및, 바이어스 보상장치를 구비한다. 상기 플라스마 처리실은 정전형 척과 샤워헤드를 구비하는 바, 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 갖추어 웨이퍼를 지지할 수 있으며, 샤워헤드는 체임버로 가스를 배출할 수 있다. 상기 정전형 전원장치는 정전형 척에 높은 직류전압을 제공하도록 정전형 척에 연결되고, RF전원장치는 정전형 척에 RF전압신호를 제공하도록 정전형 척에 연결된다.
상기 바이어스 전압보상장치는 정전형 척의 금속부와 정전형 전원장치 사이에 연결되어, 낮은 전압(Vref)을 발생시키도록 금속부의 전압(Vpp)을 검출한다. 이 바이어스 전압보상장치는 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전 압을 맞춤으로써 얻어진 교정곡선을 이용하여 조절된 전압(Vadj)을 발생시키도록 전압(Vref)을 조절한다. 상기 정전형 전원장치는 조절된 전압(Vadj)을 받아들이고, 정전형 척 전원장치로의 입력을 위해 상기 조절된 전압(Vadj)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시킨다.
다른 실시예에 따르면, 본 발명은 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위의 적소에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 방법을 제공한다. 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비한다. 상기 방법은, (a) 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어지는 교정곡선의 기울기와 오프셋을 측정하는 단계와; (b) 상기 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하는 단계; (c) 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시키는 단계; (d) 상기 바이어스 전압을 보상하도록 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키는 단계 및; (e) 상기 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시키는 단계;를 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위의 적소에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 바이어스 보상장치를 제공한다. 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비한다. 상기 바이어스 보상장치는, (a) 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어지는 교정곡선의 기울기와 오프셋을 측정하는 수단과; (b) 상기 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하는 수단; (c) 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시키는 수단; (d) 상기 바이어스 전압을 보상하도록 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키는 수단 및; (e) 상기 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시키는 수단;을 구비한다.
바람직하기로, 본 발명은 웨이퍼의 자기바이어스를 직접 측정하지 않고서 플라스마 처리를 위해 정전형 척 위에 놓인 웨이퍼의 자기바이어스를 효과적으로 보상하는 장치와 방법 및 시스템을 제공한다. 대신에, 본 발명은 교정곡선을 형성하도록 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 정전형 척의 전압과 연관시킨다. 교정곡선으로부터 형성된 기울기와 오프셋은 정전형 척에 대해 공급전압을 변경하는 데에 이용되어서, 처리공정 동안 웨이퍼를 접촉하지 않고서 웨이퍼의 바이어스를 보상하게 된다. 이는 웨이퍼의 바이어스 전압을 동적으로 보상할 수 있게 하는데, 처리공정 동안 정전형 척을 손상시키지 않고 변경할 수 있다. 본 발명의 상기 및 다른 특징들은 아래의 상세한 설명과 여러 도면들로 명확하게 될 것이다.
본 발명은 첨부도면을 참조로 하여 아래의 상세한 설명으로 쉽게 이해될 수 있는데, 유사한 구조의 부재들은 유사한 참조번호로 표시된다.
도 1a는 단극 정전형 척을 구비한 플라스마 처리시스템을 도시한 도면이고,
도 1b는 단극 정전형 척 대신에 양극 정전형 척을 구비한 플라스마 처리시스템을 도시한 도면,
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 교정곡선을 형성하는 교정곡선형성기에 연결된 플라스마 처리시스템을 도시한 도면,
도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 교정곡선을 형성하는 데에 관련된 방법의 흐름순서도,
도 2c는 선형곡선과 그 기울기 및 오프셋을 형성하기 위해 전압(Vdc)과 전압(Vpp)의 샘플점들을 표시한 그래프,
도 2d는 본 발명의 한 실시예에 따른, 반도체 웨이퍼의 자기바이어스를 동적으로 보상하는 바이어스 보상장치에 연결된 플라스마 처리시스템을 도시한 도면,
도 3은 샘플웨이퍼로부터 기울기와 오프셋을 결정한 후 플라스마 처리시스템에서 웨이퍼의 바이어스를 보상하는 방법의 흐름순서도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 절연된 전극을 갖춘 단극 정전형 척을 구비한 플라스마 처리시스템을 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 양극 정전형 척을 구비한 플라스마 처리시스템을 도시한 도면이다.
여기서, 본 발명은 플라스마 처리실에서 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 장치와 방법 및 시스템에 대해 기술한다. 다음의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 돕기 위해 다양하고 특정한 상세설명이 기술되지만, 당해분야의 숙련자들에게는 본 발명이 이들 특정한 설명의 일부 또는 전체가 없어도 실시될 수 있음이 명백하다. 다른 경우에, 잘 알려진 처리단계는 불필요하게 본 발명이 모호하게 되지 않도 록 하기 위해 상세하게 기술되지 않았다.
본 발명은, 먼저 정전형 척의 전극의 피크 대 피크(peak-to-peak) 전압(Vpp)의 함수로 전압(Vdc)을 표시하는 교정곡선을 형성함으로써, 웨이퍼의 자기바이어스 전압(Vdc)을 보상한다. 상기 교정곡선으로부터 기울기와 오프셋 전압이 결정되고, 그 후에 이 기울기와 오프셋 전압은 정전형 척에 공급되는 ESC설정전압을 조절하는 데에 이용된다. 이 방식으로, 웨이퍼의 자기바이어스 전압은 직접 전압(Vdc)을 측정하지 않고서 동적으로 보상된다.
도 2a는 본 발명의 한 실시예에 따른 교정곡선을 형성하는 교정곡선형성기 (220)에 연결된 플라스마 처리시스템(200)을 도시하고 있다. 이 플라스마 처리시스템(200)은 플라스마 처리실(202)과 ESC전원장치(216) 및 RF전원장치(218)를 구비한다. 상기 플라스마 처리실(202)은 추가로 샤워헤드(212)와 정전형 척(204) 및 반도체 웨이퍼(206)를 구비한다. 상기 ESC전원장치(216)는 직류전압을 전달하는 한편, RF전원장치(218)는 피크 대 피크 전압(Vpp)을 갖는 무선주파수신호를 전달한다. 상기 체임버(202)는 측정공정 동안 진공상태로 있게 된다. 본 발명의 장점을 쉽게 이해하도록 플라스마 처리시스템(200)이 여기에 상세히 기술되지만, 본 발명 자체는 임의의 특정한 유형의 웨이퍼 처리장치에 한정되지 않고 알려진 임의의 웨이퍼 처리시스템, 즉 증착이나, 산화, 에칭(건조에칭과, 플라스마 에칭, 반응이온 에칭(RIE), 자기식생성 반응이온 에칭(MERIE), 전자 사이클로트론 공진(ECR)을 포함한), 또는 이와 유사한 것에 적합한 시스템에 사용되도록 적용될 수 있되, 이들에 한정되지 않는다.
정전형 척(204)은 단극 구조에서 금속층(208) 위에 형성된 절연층(201)을 구비한다. 상기 금속층(208)은 전극으로 작용하고 ESC 및 RF전원장치(216,218)에 연결된다. 이 ESC전원장치(216)는 바람직하기로 0에서 -2000볼트까지 전달할 수 있는 고성능장치이다.
상기 웨이퍼는 정전형 척(204) 위에 놓이고, 임의의 적당한 반도체 웨이퍼 또는 기판일 수 있다. 하나 이상의 공급관(214)이 정전형 척(204)의 하나 이상의 부분을 관통하여 헬륨과 같은 냉각가스를 공급한다. 단극 정전형 척이 도 2a에 도시되어 있지만, 교정곡선형성기(220)는 다른 단극 및 양극 정전형 척과 함께 이용될 수 있다.
상기 교정곡선형성기(220)는 웨이퍼(206)에 연결되어 웨이퍼(206)의 자기바이어스 전압(Vdc)을 측정한다. 바람직하기로, 웨이퍼의 바이어스 전압은 웨이퍼의 상부표면에서 측정된다. 상기 교정곡선형성기(220)는 금속층(208)에도 연결되어 전극의 피크 대 피크 전압(Vpp)을 측정한다.
도 2b는 본 발명의 한 실시예에 따른 교정곡선을 형성하는 데에 관련된 방법(250)의 흐름순서도를 도시하고 있다. 단계(252)에서는, 샘플웨이퍼가 시험을 위해 진공실(202)에 있는 정전형 척(204)에 놓인다. 그 다음 단계(254)에서는, 교정곡선형성기(220)가 샘플웨이퍼와 ESC의 전극에 전기적으로 연결된다. 시험공정을 가동시키기 위해, ESC 및 RF전원장치(216,218)가 켜진다. 상기 ESC전원장치(216)는 전극에 설정전압을 전달하고, RF전원장치(218)는 전극에 RF신호를 전달한다. 바람직하기로, 이 RF신호는 60Hz와 50MHz 사이의 범위에 있다.
상기 ESC 및 RF전원장치(216,218)가 가동될 때, 단계(258)에서는 교정곡선형성기(220)가 시험웨이퍼의 다수의 바이어스 전압(Vdc)과 ESC 전극의 상응하는 피크 대 피크 전압(Vpp)을 측정한다. 전압(Vdc)과 이에 관련된 전압(Vpp)의 측정은 다양한 작동조건에서 이행될 수 있는데, 예컨대 RF전원장치(218)로부터의 전압은 다른 값의 전압(Vdc)과 전압(Vpp)을 생성하도록 변화될 수 있다.
다수의 전압(Vdc) 및 전압(Vpp) 측정값을 얻은 후에, 단계(260)에서는 전압(Vdc)과 이에 관련된 전압(Vpp)의 샘플점이 교정곡선을 형성하도록 표시되고 맞춰진다. 바람직하기로, 전압(Vdc)과 전압(Vpp)의 값은 선형의 교정곡선을 형성하도록 맞춰진다. 그 후에, 단계(262)에서는 기울기와 오프셋 전압이 형성된 교정곡선으로부터 결정된다. 이 방법은 단계(264)에서 끝난다.
도 2c는 본 발명의 한 실시예에 따라 선형곡선과 그 기울기 및 오프셋을 형성하기 위해 전압(Vdc)과 전압(Vpp)의 샘플점들을 표시한 그래프(280)를 도시한다. 상기 샘플점은 정사각형 블록으로 표시되어 있다. 이 샘플점은 x축으로 전압(Vpp)이, 그리고 y축으로는 전압(Vdc)이 표시되어 있다. 그 후에, 잘 알려진 곡선맞춤기술을 이용하여 교정곡선(286)이 샘플점으로부터 형성된다. 측정된 곡선으로부터 오프셋과 기울기가 결정된다. 특히, 오프셋 전압은 전압(Vdc)값을 표시하는 y축과 교정곡선의 교점을 결정함으로써 계산된다. 상기 교점에서의 전압이 오프셋 전압이다. 다른 한편으로, 교정곡선의 기울기는 임의의 잘 알려진 기울기 결정기술에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 교정곡선의 기울기는 교정곡선상에 있는 한쌍의 점(282,284)을 선택하고, 선택된 점들의 전압(Vpp)값들 사이의 차(△Vx)로 전압(Vdc)값들 사이의 차(△Vy)를 나눔으로써 계산된다. 아래에 기술되는 바와 같이, 결정된 기울기와 오프셋 전압은 체임버(202)에서 웨이퍼의 플라스마 처리동안 웨이퍼의 자기바이어스를 보상하는 데에 이용된다.
교정곡선으로부터 오프셋과 기울기를 결정한 후, 플라스마 처리시스템(200)은 웨이퍼의 플라스마 처리동안 웨이퍼의 자기바이어스를 보상하는 데에 상기 오프셋과 기울기를 이용한다. 도 2d는 본 발명의 한 실시예에 따른, 반도체 웨이퍼(234)의 자기바이어스를 동적으로 보상하는 바이어스 보상장치(222)에 연결된 플라스마 처리시스템(200)을 도시한다. 상기 반도체 웨이퍼(234)는 처리를 위해 정전형 척(204) 위에 놓인다. 상기 교정곡선으로부터 얻어진 오프셋과 기울기는 체임버(202)에서 임의의 적당한 반도체 웨이퍼 또는 기판의 자기바이어스를 보상하는 데에 이용될 수 있다.
상기 바이어스 보상장치(222)는 정전형 척(204)의 전극(208)과 ESC전원장치 (216) 사이에 연결되어 피드백 루프(feedback loop)를 형성한다. 이 바이어스 보상장치(222)는 컴퓨터(228)와 전압변환기(230) 및 전압조절회로(232)를 구비한다. 상기 전압변환기(230)는 ESC전극(208)에 연결되고, 이 ESC전극(208)으로부터 피크 대 피크 전압(Vpp)을 검출한다. 정전형 척(204)이 고전압(예컨대, -1000V)을 받아들이기 때문에, 전압변환기(230)는 전압(Vpp)을 변환시킴으로써 검출된 전압(Vpp)을 낮은 전압(Vref)으로 감소시킨다. 상기 전압변환기(230)는 고전압을 낮은 전압으로 변환시킬 수 있는 전압분배회로나 다른 적당한 회로로 이행될 수 있다. 바람직하기로, 전압변환기(230)는 전압(Vpp)을 0과 -10V 사이의 범위에 있는 전압(Vref)으로 변환시킨다. 이 전압변환기(230)는 전압(Vref)을 전압조절회로(232)로 전달하도록 연결되는데, 컴퓨터(228)로부터의 기울기와 오프셋을 기초로 하여 전압(Vref)을 조절한다.
상기 컴퓨터(228)는 ESC설정전압과, 교정곡선형성기(220)로부터 형성된 오프셋과 기울기를 저장한다. ESC설정전압은 미리 결정되고, 사용자에 의해 입력되거나 컴퓨터(228)에 프로그램으로 될 수 있다. 상기 컴퓨터(228)는 ESC설정전압과 기울기 및 오프셋을 전압조절회로(232)로 전달하도록 연결된다. 컴퓨터(228)의 사용은 사용자가 매개변수인 ESC설정전압과 기울기 및 오프셋을 입력할 수 있게 한다. 이는 바이어스 보상의 소프트웨어 조작을 허용한다. 컴퓨터가 바람직한 실시예에 사용되었지만, ESC설정전압과 기울기 및 오프셋을 저장하는 저장수단(예컨대, RAM, DRAM, 하드디스크 등)이 대신 사용될 수 있다. 이 구조는 컴퓨터 보다 간단하지만, 바이어스 보상처리를 조작하는 데에 융통성이 적게 된다.
상기 플라스마 처리시스템(200)은 바이어스 보상장치(222)와 ESC전원장치 (216) 및 RF전원장치(218)를 작동시킴으로써 웨이퍼 처리를 시작한다. 덧붙여, 샤워헤드(212)는 체임버(202)의 플라스마영역으로 가스를 배출한다. 상기 전압조절회로(232)는 전압(Vref)괴 기울기 및 오프셋을 받아들이고, Vadj = [(Vref×기울기) + 오프셋] 방정식에 따라 조절된 전압(Vadj)을 발생시킨다. 선택적으로, 전압조절회로는 ESC 설정전압과 전압(Vadj)을 더함으로써 전압(Vsum)을 발생시킬 수도 있다. 그 후에, 조절된 전압(Vadj)과 전압(Vsum)은 ESC전원장치(216)에 전달될 수 있는데, 조절된 전압을 상응하는 고전압 수준으로 다시 변환시킨다. 특히, ESC전원장 치(216)는 전압(Vadj)을 바이어스 보상전압으로 변환시키는데, 이는 ESC에 공급된다. 마찬가지로, ESC전원장치(216)는 전압(Vsum)을 그 상응하는 고전압으로 변환시킬 수 있으며, ESC로 전달할 수 있다.
따라서, 계속적으로 전압(Vpp)을 검출함으로써, 바이어스 보상장치(222)는 바이어스 전압을 직접 측정하지 않고서 웨이퍼(234)의 바이어스를 동적으로 보상한다. 교정곡선형성기(220)와 바이어스 보상장치(222)가 단극 ESC와 관련하여 설명되었지만, 웨이퍼의 자기바이어스를 보상하도록 임의의 적당한 유형의 단극 또는 양극 ESC와 함께 사용될 수 있다.
도 3은 샘플웨이퍼로부터 기울기와 오프셋을 결정한 후 플라스마 처리시스템에서 웨이퍼의 바이어스를 보상하는 방법(300)의 흐름순서도를 도시하고 있다. 단계(302)에서는, ESC설정전압과 플라스마 처리실에 대한 교정곡선으로부터의 기울기와 오프셋이 받아들여진다. 다음의 단계(304)에서는, 웨이퍼가 플라스마 처리실에 있는 정전형 척에 놓인다. 그 후에, 플라스마 처리시스템은 단계(306)에서 ESC전원장치와 RF전원장치의 전압을 가함으로써 작동된다. 이때 또는 그 후에 곧바로 가스가 웨이퍼를 처리하도록 체임버내로 배출된다.
상기 플라스마 처리시스템의 가동 후, 단계(308)에서는 ESC전극으로부터의 전압(Vpp)이 검출되고 낮은 전압(Vref)으로 변환된다. 그 후의 단계(310)에서는, 전압(Vref)이 기울기와 오프셋에 의해 조절되어 전압(Vadj)을 발생시킨다. 선택적으로, 단계(312)에서는 전압(Vadj)이 ESC설정전압에 더해져, 예컨대 단극 ESC의 절연된 전극에 가해지는 전압(Vsum)을 생성한다. 다음으로, 단계(314)에서는 전압(Vadj)과 전압(Vsum)이 고전압으로 변환된다. 특히, 전압(Vadj)은 바이어스 보상전압으로 변환되는 한편, 전압(Vsum)은 바이어스 보상전압과 ESC설정전압의 합으로 변환된다. 그 후에, 이들 고전압은 ESC에 가해진다.
바이어스 보상기술은 다른 유형의 단극 및 양극 ESC형태에 사용될 수도 있는데, 예컨대 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 절연된 전극을 갖춘 단극 정전형 척(404)을 구비한 플라스마 처리시스템(400)을 도시하고 있다. 그렇지 않으면, 이 플라스마 처리시스템(400)은 플라스마 처리시스템(200)과 동일하게 되고, 유사한 방식으로 작동한다.
상기 플라스마 처리시스템(400)은 플라스마 처리실(402)과 ESC전원장치(420) 및 RF전원장치(422)를 구비한다. 이 플라스마 처리시스템(400)은 바이어스 보상장치(222)에 연결된다. 단극 정전형 척(404)은 금속층(414) 위에 놓인 절연층(410)을 구비한다. 이 절연층(410)은 그 안에 파묻힌 절연된 전극(412)을 구비한다.
상기 체임버(402)는 이 체임버(402)의 플라스마영역으로 가스를 분사하는 샤워헤드(432)를 구비한다. 웨이퍼는 정전형 척(404) 위에 놓인다. 다수의 공급관(416,418)이 정전형 척(404)에 형성되어, 플라스마 처리동안 웨이퍼(406)를 냉각시키도록 헬륨과 같은 냉각각스를 웨이퍼로 공급한다.
가동될 때 바이어스 보상장치(222)는 전압(Vadj)과 전압(Vsum)을 발생시키도록 작용한다. 특히, 전압변환기(230)는 ESC(404)의 금속층으로부터 전압(Vpp)을 검출하고, 조절을 위해 검출된 고전압(Vpp)을 감소된 전압(Vref)으로 변환시킨다. 그 후에, 감소된 전압(Vref)은 전압조절회로(232)로 공급되는데, 이는 컴퓨터(228)로 부터 받아들여진 ESC설정전압과 기울기 및 오프셋과 조합하여 전압(Vref)을 조정하고, 전압(Vref)과 전압(Vsum)을 발생시킨다.
다음에, 발생된 전압(Vadj)과 전압(Vsum)은 ESC전원장치(420)로 전달되는데, 이는 전압(Vadj)과 전압(Vsum)을 높은 바이어스 전압과, 이 바이어스 전압과 ESC전압의 합으로 각각 변환시킨다. 상기 ESC전원장치(420)는 전극(414)에 바이어스 보상전압을 제공하도록 연결된다. 더구나, ESC전원장치(420)는 바이어스 보상전압과 ESC설정전압의 합을 ESC(404)의 금속층(412)으로 공급한다.
바이어스 보상전압과 ESC설정전압의 합을 절연층(410)에 있는 전극(412)에 공급함으로써, 웨이퍼(406)와 ESC(404) 사이에 있는 잠재적으로 큰 직류바이어스 차이로 인해 일어날 수 있는 전극의 절연파괴를 방지한다. 합쳐진 전압의 공급은 웨이퍼(406)와 ESC(404) 사이의 잠재적인 차이를 감소시킴으로써 이러한 절연파괴를 방지한다. 바이어스 보상전압은 금속층(404)에 제공되어 웨이퍼(406)의 바이어스를 보상한다.
도 5는 양극 정전형 척(504)을 갖춘 플라스마 처리시스템(500)을 도시한다. 양극 ESC형태에 대한 교정곡선은 양극 ESC에 있는 극들 중 하나로부터 전압(Vpp)을 측정함으로써 단극 ESC형태와 유사한 방식으로 형성된다. 이는 바이어스 보상공정동안 전압(Vpp)이 교정곡선이 형성된 동일한 극으로부터 측정됨을 의미한다.
상기 플라스마 처리시스템(500)은 플라스마 처리실(502)과 ESC전원장치(518) 및 RF전원장치(520)를 구비한다. 양극 ESC(504)는 금속층(506) 위에 놓인 절연층(508)을 구비한다. 상기 금속층은 2개의 극을 형성하도록 2개의 부분으로 분 할되는데, 즉 제 1금속부는 음극(510)을 형성하고, 제 2금속부는 양극을 형성한다. 처리될 웨이퍼(506)는 양극 ESC(504) 위에 놓인다.
상기 플라스마 처리시스템은 ESC 및 RF전원장치(518,520)가 켜질 때 가동되고, 가스(516)는 체임버(502)내로 배출된다. 이 체임버(502)내의 샤워헤드(514)는 체임버(502)의 플라스마영역(517)으로 가스(516)를 분사한다. 공급관이 ESC(504)내에 구비되어, 플라스마 처리동안 웨이퍼(506)를 냉각시키도록 헬륨과 같은 냉각가스를 제공한다.
작동시, 상기 바이어스 보상장치(522)는 전압(Vadj)을 발생시키도록 작용하고, 전압변환기(526)와 컴퓨터(524) 및 전압조절회로(528)를 구비한다. 특히, 전압변환기(526)는 극(510)으로부터 전압(Vpp)을 검출하고, 조절을 위해 검출된 고전압을 감소된 전압(Vref)으로 변환시킨다. 컴퓨터(524)는 ESC설정전압과, 교정곡선으로부터 결정된 기울기와 오프셋을 저장하고 전압조절회로(528)로 전달한다. 이 전압조절회로(528)는 전압변환기에 연결되어 전압(Vref)을 받아들이고, 전압(Vadj)을 발생시키도록 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 조절한다. 그 후에, 상기 전압조절회로(528)는 한쌍의 저항기(R1,R2)를 연결하는 접합점으로 전압(Vadj)을 전달한다. 저항기들의 다른 끝은 각각 ESC전원장치(518)의 양 및 음의 단자에 연결된다. 바람직하기로, 저항기(R1,R2)는 대등한 저항기이고, 전압(vadj) 주위로 ESC(504)에 제공된 양 및 음의 전압을 조정하도록 작용한다.
따라서, 본 발명은 웨이퍼의 자기바이어스를 직접 측정하지 않고서 플라스마 처리를 위해 정전형 척 위에 놓인 웨이퍼의 자기바이어스를 효과적으로 보상하는 장치와 방법 및 시스템을 제공한다. 대신에, 본 발명은 교정곡선을 형성하도록 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 정전형 척의 전압과 연관시킨다. 교정곡선으로부터 형성된 기울기와 오프셋은 정전형 척에 대해 공급전압을 변경하는 데에 이용되어서, 처리공정 동안 웨이퍼를 접촉하지 않고서 웨이퍼의 바이어스를 보상하게 된다. 이는 웨이퍼의 바이어스 전압을 동적으로 보상할 수 있게 하는데, 처리공정 동안 정전형 척을 손상시키지 않고 변경할 수 있다.
한편, 본 발명은 여러 바람직한 실시예에 의해 기술되었지만, 본 발명의 범주내에 있는 변경과 교환 및 대응이 있다. 또한, 본 발명의 방법과 장치를 이행하는 다른 많은 방식이 있다. 그러므로, 아래의 첨부된 청구범위는, 본 발명의 진정한 정신과 범주내에 있는 한 모든 변경과 교환 및 대응을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

Claims (41)

  1. 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위의 적소에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하되, 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비하고,
    상기 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하도록 정전형 척에 연결되고, 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시키는 전압변환기와;
    교정곡선의 예정된 기울기와 예정된 오프셋(offset)을 저장하되, 상기 교정곡선은 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어지는 저장유니트 및;
    상기 전압변환기로부터 전압(Vref)을 받아들이도록 연결되어 있고, 상기 저장유니트로부터는 기울기와 오프셋을 받아들이도록 연결되어 있어서, 이 전압조절회로가 바이어스 전압을 보상하도록 상기 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키며, 변경된 전압(Vref)을 정전형 척 전원장치로 전달하되, 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시켜 실제로 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 전압조절회로;를 구비하는 바이어스 보상장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저장유니트는 전압조절회로로의 전달을 위해 정전형 오프셋 전압을 저장하고, 상기 전압조절회로는 변경된 전압(Vref)과 정전형 오프셋 전압의 전압합을 발생시키는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 절연층은 그 안에 전극을 구비하고, 상기 전압조절회로는 전압합을 상기 절연층에 있는 전극으로 전달하여 웨이퍼와 전극 사이에 있는 잠재적인 차이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  6. 제 1항에 있어서, 샘플웨이퍼와 정전형 척의 금속층에 연결되어 진공상태에서의 금속층의 전압(Vpp)과 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 각 전압(Vpp)에 대하여 하나의 바이어스 전압으로 측정하되, 측정된 바이어스 전압과 전압(Vpp)을 맞춤으로써 교정곡선을 형성하는 교정곡선형성기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 교정곡선은 바이어스 전압과 관련된 축과 교정곡선의 교점에서의 전압을 계산함으로써 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 기울기는 교정곡선상의 한쌍의 점으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 전압조절회로는 전압(Vref)에 먼저 기울기를 곱하여 곱을 산출하고, 그 후에 이 곱에 오프셋을 더함으로써 변경시키는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 정전형 척은 단극 척인 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 정전형 척은 양극 척인 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 저장유니트는 컴퓨터에 구비되어, 정전형 척의 설정점과 기울기 및 오프셋이 사용자에 의해 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  13. 제 2항에 있어서, 상기 저장유니트는 컴퓨터에 구비되어, 정전형 척의 설정점과 기울기 및 오프셋이 프로그램으로 될 수 있는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  14. 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하면서,
    금속층 위에 놓인 절연층을 갖추어 웨이퍼를 지지할 수 있는 정전형 척과, 체임버로 가스를 배출하는 샤워헤드를 구비한 플라스마 처리실과;
    상기 정전형 척에 높은 직류전압을 제공하도록 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치;
    상기 정전형 척에 RF전압신호를 제공하도록 정전형 척에 연결된 RF전원장치 및;
    상기 정전형 척의 금속부와 정전형 전원장치 사이에 연결되어 낮은 전압(Vref)을 발생시키도록 금속부의 전압(Vpp)을 검출하고, 상기 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어진 교정곡선을 이용하여 조절된 전압(Vadj)을 발생시키도록 전압(Vref)을 조절하는 바이어스 전압보상장치;를 구비하되,
    상기 정전형 전원장치는 조절된 전압(Vadj)을 받아들이고, 상기 정전형 척 전원장치로의 입력을 위해 상기 조절된 전압(Vadj)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시켜 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 플라스마 처리시스템.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 바이어스 보상장치는,
    상기 전압(Vpp)을 검출하도록 정전형 척의 금속층에 연결되고, 검출된 전압을 전압(Vref)으로 변환시키는 전압변환기와;
    교정곡선의 예정된 기울기와 예정된 오프셋을 저장하는 저장유니트 및;
    상기 전압변환기로부터 전압(Vref)을 받아들이도록 연결되어 있고, 상기 저장유니트로부터는 기울기와 오프셋을 받아들이도록 연결되어 있어서, 이 전압조절 회로가 바이어스 전압을 보상하도록 상기 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키며, 변경된 전압(Vref)을 정전형 척 전원장치로 전달하되, 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시키는 전압조절회로;를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 저장유니트는 전압조절회로로의 전달을 위해 정전형 오프셋 전압을 저장하고, 상기 전압조절회로는 변경된 전압(Vref)과 정전형 오프셋 전압의 전압합을 발생시키는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 절연층은 그 안에 전극을 구비하고, 상기 전압조절회로는 전압합을 상기 절연층에 있는 전극으로 전달하여 웨이퍼와 전극 사이에 있는 잠재적인 차이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  19. 제 15항에 있어서, 샘플웨이퍼와 정전형 척의 금속층에 연결되어 진공상태에서의 금속층의 전압(Vpp)과 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 각 전압(Vpp)에 대하여 하나의 바이어스 전압으로 측정하되, 측정된 바이어스 전압과 전압(Vpp)을 맞춤으로써 교정곡선을 형성하는 교정곡선형성기를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 교정곡선은 바이어스 전압과 관련된 축과 교정곡선의 교점에서의 전압을 계산함으로써 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 기울기는 교정곡선상의 한쌍의 점으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  22. 제 15항에 있어서, 상기 전압조절회로는 전압(Vref)에 먼저 기울기를 곱하여 곱을 산출하고, 그 후에 이 곱에 오프셋을 더함으로써 변경시키는 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  23. 제 15항에 있어서, 상기 정전형 척은 단극 척인 것을 특징으로 하는 플라스마 처리시스템.
  24. 제 15항에 있어서, 상기 정전형 척은 양극 척인 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  25. 플라스마 처리시스템에서, 이 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위의 적소에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하되, 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비하고,
    상기 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어지는 교정곡선의 기울기와 오프셋을 결정하는 단계와;
    상기 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하는 단계;
    상기 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시키는 단계;
    상기 바이어스 전압을 보상하도록 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키는 단계 및;
    상기 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시키는 단계;를 포함하는 바이어스 전압 보상방법.
  26. 제 25항에 있어서, 전압조절회로로의 전달을 위해 정전형 오프셋 전압을 결정하는 단계와; 전압합을 발생시키도록 변경된 전압(Vref)과 정전형 오프셋 전압을 더하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 절연층은 그 안에 전극을 구비하고, 상기 전압합은 절연층에 있는 전극에 제공되어 웨이퍼와 전극 사이에 있는 잠재적인 차이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 기울기와 오프셋을 결정하는 단계는,
    상기 정전형 척 위에 놓인 샘플웨이퍼에 전기적인 접촉을 형성하는 단계와;
    진공상태에서의 금속층의 전압(Vpp)과 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 각 전압(Vpp)에 대하여 하나의 바이어스 전압으로 측정하는 단계 및;
    상기 측정된 바이어스 전압과 전압(Vpp)을 맞춤으로써 교정곡선을 형성하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  31. 제 30항에 있어서, 상기 오프셋은 바이어스 전압과 관련된 축과 교정곡선의 교점에서의 전압을 계산함으로써 교정곡선으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  32. 제 30항에 있어서, 상기 기울기는 교정곡선상의 한쌍의 점으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  33. 제 25항에 있어서, 상기 전압(Vref)은 먼저 기울기를 곱하여 곱을 산출하고, 그 후에 이 곱에 오프셋을 더함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 바이어스 전압 보상방법.
  34. 플라스마 처리시스템의 처리실에 있는 정전형 척 위의 적소에 놓인 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하되, 상기 플라스마 처리시스템은 정전형 척에 연결된 정전형 전원장치와 RF전원장치를 구비하고,
    상기 정전형 척의 전압의 함수로 다수의 웨이퍼의 바이어스 전압을 맞춤으로써 얻어지는 교정곡선의 기울기와 오프셋을 결정하는 수단과;
    상기 정전형 척의 전압(Vpp)을 검출하는 수단;
    상기 검출된 전압을 낮은 전압(Vref)으로 변환시키는 수단;
    상기 바이어스 전압을 보상하도록 기울기와 오프셋에 의해 전압(Vref)을 변경시키는 수단 및;
    상기 정전형 척으로의 입력을 위해 변경된 전압(Vref)을 바이어스가 보상된 전압으로 변환시켜 웨이퍼의 바이어스 전압을 보상하는 수단;을 구비하는 바이어스 보상장치.
  35. 제 34항에 있어서, 전압조절회로로의 전달을 위해 정전형 오프셋 전압을 결정하는 수단과; 전압합을 발생시키도록 변경된 전압(Vref)과 정전형 오프셋 전압을 더하는 단계;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  37. 제 35항에 있어서, 상기 정전형 척은 금속층 위에 놓인 절연층을 구비하고, 상기 바이어스가 보상된 전압은 정전형 척의 금속층에 제공되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 절연층은 그 안에 전극을 구비하고, 상기 전압합은 절연층에 있는 전극에 제공되어 웨이퍼와 전극 사이에 있는 잠재적인 차이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  39. 제 34항에 있어서, 상기 교정곡선은,
    상기 정전형 척 위에 놓인 샘플웨이퍼에 전기적인 접촉을 제공하는 단계와;
    진공상태에서의 금속층의 전압(Vpp)과 샘플웨이퍼의 바이어스 전압을 각 전압(Vpp)에 대하여 하나의 바이어스 전압으로 측정하는 단계 및;
    상기 측정된 바이어스 전압과 전압(Vpp)을 맞춤으로써 교정곡선을 형성하는 단계;에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 오프셋은 바이어스 전압과 관련된 축과 교정곡선의 교점에서의 전압을 계산함으로써 교정곡선으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
  41. 제 34항에 있어서, 상기 전압(Vref)은 먼저 기울기를 곱하여 곱을 산출하고, 그 후에 이 곱에 오프셋을 더함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 바이어스 보상장치.
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