KR19990063358A - 반도체 웨이퍼 처리 방법 및 장치 - Google Patents

반도체 웨이퍼 처리 방법 및 장치 Download PDF

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KR19990063358A
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Abstract

웨이퍼가 후속하여 처리될 때 최소 클램핑 전압을 정전 척(ESC)에 공급하기 위한 웨이퍼의 휨을 측정하기 위한 방법 및 장치가 개시되었다. 이 장치는 정전 척(12,120)과 제어장치(16,18,20)를 포함한다. 정전 척은 인가된 클램핑 전압에 좌우되는 클램핑 힘에 의해 웨이퍼를 클램핑하는 클램핑 표면(13,30)을 포함한다. 제어장치는 웨이퍼의 처리 이전에 웨이퍼의 고유 휨을 탐지하기 위해 사용되고, 웨이퍼의 후속하는 처리 동안 정전 척에 인가되어야 할 측정된 휨으로부터의 최소 클램핑 전압을 결정한다. 최소 클램핑 전압은 웨이퍼를 클램핑 표면에 단단하게 클램핑하고 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지하는 각각의 웨이퍼를 위한 값을 갖는다. 제어장치는 커패시턴스 휨 특정 툴(50,52,54) 또는 웨이퍼의 고유 휨을 측정하는 광학식 휨 특정 툴(20)과 정전 척 소프트웨어 제어부(18)를 포함한다. 정전 척 소프트웨어 제어부는 각각의 웨이퍼를 후속하여 처리하는 데 사용하기 위해 각각의 웨이퍼에 대한 연관된 웨이퍼 식별과 최소 클램핑 전압의 데이터를 저장 및 결정하기 위해 측정된 휨을 사용한다.

Description

반도체 웨이퍼 처리 방법 및 장치
본 발명은 웨이퍼의 처리 동안 정전 척에서 웨이퍼를 위한 최적 클램핑 전압을 결정하여 공급하기 위해 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 정전 척(ESC)이 개발되어 반도체 웨이퍼의 제조시 사용되고 있다. ESC의 개념은 감소된 입자, 양호한 온도 제어 및 감소된 에지 배타 구역과 같은 이점을 실현하기 위해 기계적 웨이퍼 클램핑 매커니즘을 정전 클램핑 매커니즘으로 대체하기 위한 것이다.
ESCs의 특성(모노폴라 및 바이폴라)중의 하나는 ESC에 인가된 전압이 증가함에 따라 클램핑 힘이 증가한다는 것이다. 정전 척의 온도 제어된 장착대에 웨이퍼를 유지시키기 위한 클램핑 힘은 웨이퍼와 장착대 사이에 열 컨덕턴스(일반적으로 웨이퍼상의 후면 가스 압력에 의해 촉진되는)를 향상시키기 위해 필요로 된다. 이것은 양호한 웨이퍼 온도 제어 및 균일성을 제공한다.
1992년 4월 7일 특허허여된 미국 특허 제 5,103,367호(Horwitz)는 A.C. 필드 여기를 이용하는 반도체 웨이퍼를 위한 정전 척을 개시한다. 이 척은 거의 편평한 면을 정의하는 유전체 박막에 매립된 제 1 및 제 2 정렬된 전극을 포함한다. 제 1 및 제 2 정렬된 전극은 웨이퍼 표면에 최종 저전압을 공급하는 제어된 진폭 및 위상의 정현파 필드를 형성하기 위해 저주파 AC 공급에 의해 각각 여기된다. 상기 제 1 및 제 2 정렬된 전극 사이에 배열된 제 3 전극은 제 1 및 제 2 정렬된 전극에 대한 기준 포인트 또는 차폐전극으로서 작용한다. 제어된 전압 인가 및 제어 비율에 따라, 저전압 그래디언트가 웨이퍼상에서 획득되고 어떠한 보유력도 유전 매체에 존재하지 않는다. 한 실시예에서, 척의 작은 AC 진폭 여기는 유전체 막에 대한 웨이퍼의 위치에 대해 정전용량성 전류 센싱을 가능케하여, 제 1 및 제 2 정렬된 전극으로의 전압 인가를 간단하게 제어할 수 있게 한다.
1994년 6월 28일 특허허여된 미국특허 제 5,325,261 호(Horwitz)는 개선된 릴리즈로 보디(반도체 웨이퍼와 같은)를 유지하기 위한 정전 척(ESC) 시스템을 개시한다. ESC 시스템은 보디를 콘택팅하는 표면을 갖는 정전 척과 같은 유지 디바이스, 정전기식으로 보디를 표면에 잡아두기 위해 전극에 구동전압을 인가하는 전극 및 인가 수단 및, 보디를 릴리즈시키기 위해 전극에 인가된 구동 릴리즈 전압의 값을 결정하는 결정 수단을 포함한다. 이 결정수단은 바람직하게 구동 전압이 변동함에 따라 보디의 모션을 모니터링하기 위한 모니터링 수단을 포함한다. 상기 인가수단은 보디의 오실레이팅 모션을 야기시키기 위해 구동 전압에 대해 전압신호를 인가할 수 있다. 보디의 오실레이팅 모션은 오실레이션에 따라 복조된 센스 출력을 형성하기 위해 위치 센싱 회로에 의해 모니터링된다. 구동전압이 변동됨에 따라, 포인트는 보디가 릴리즈되는 곳으로 상승된다. 이 포인트는 복조된 AC 센스 출력을 모니터링하므로써 결정될 수 있다.
임계전압의 최소량이 정전 척의 장착대에 웨이퍼를 클램핑시키기 위해 일반적으로 필요로 될 지라도, 매우 높은 전압이 장착대에 웨이퍼를 가압 시킬 것이고 웨이퍼와 장착대 표면사이에 마모를 야기시킬 것이다. 이것은 바람직하지 못하며 입자 문제점 및/또는 단축된 척 수명이 되는 결과로 될 것이다. 따라서, 척에 과도한 전압을 인가하는 것 사이에 모순점이 존재할 수 있고, 이것은 ESC 수명을 단축시키고 입자문제를 야기시킬 수 있으며, 웨이퍼가 정전 척의 장착대에 충분히 클램핑되지 않도록 충분한 전압을 인가하지 못한다.
큰 고유한 구부러짐 또는 휨(일반적으로 막 변형력에 기인한 결과임)을 갖는 웨이퍼는 충분한 클램핑 전압을 제공하기 위해 높은 ESC 척킹 또는 클래핑 전압을 필요로 함을 알았다. 다른 말로하면, 최적 클램핑 전압은 웨이퍼 휨 또는 구부러짐 정도에 좌우되며, 고유한 웨이퍼 휨이 클수록 더 큰 ESC 클램핑 전압이 필요로 된다. 현재, 단일 ESC 클램핑 전압이 필요한 것 보다 높은 하나 이상의 웨이퍼 그룹을 위해 사용된다. 정전 척의 히터 설정 포인트와 고유한 웨이퍼 휨의 산정치와 같은 요인은 흔히 하나 이상의 웨이퍼 그룹에 대해 하나 이상의 ESC 클램핑 전압 값을 결정하기 위해 고려되어야 한다. 고유한 웨이퍼 구부러짐 또는 휨의 과도한 양에 기인하여 웨이퍼가 적절히 클램핑되지 않는 경우가 있다. 또한 후면 마모 및 스크래칭이 감소 또는 방지될 수 있도록 웨이퍼 그룹을 위해 사용된 단일 ESC 클램핑 전압 보다 낮은 저전압으로 클램핑될 수 있는 웨이퍼도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 고유한 휨은 웨이퍼 마다 변동하기 때문에, 웨이퍼의 고유한 휨 또는 구부러짐을 측정하며, 웨이퍼가 처리되는 동안 웨이퍼의 과도한 스크래칭 및 후면 마모량을 실질적으로 방지하도록 각각의 웨이퍼에 대한 최적 척킹 및 클램핑 전압을 정전 척에 실질적으로 인가하기 위해 상기한 바와 같은 측정된 데이터를 사용하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 정전 척 시스템의 블록도.
도 2는 소정의 정전 척 온도와 처리되는 웨이퍼에 대한 정전 척(E-CHUCK) 전압 대 웨이퍼 휨을 나타낸 도.
도 3은 본 발명에 따라 도 1의 정전 척 시스템에서의 데이터를 사용하기 위해 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 대표적인 광학식 장치를 나타낸 도.
도 4는 본 발명에 따라 도 1의 정전 척 시스템에서의 데이터를 사용하고 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 대표적인 정전용량성 장치를 사용하는 도 1의 정전 척 시스템을 나타낸 도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10,100; 정전 척 시스템 12,120; 정전 척
13,130; 장착대 14; 웨이퍼
16; 정전 척 전압 공급부 18; 정전 척 소프트웨어 제어부
20; 웨이퍼 휨 측정 툴 38; 편평 물체
40; 제 1 전극 42; 제 2 전극
44; 레이저 46; 광검출기 어레이
50; 커패시턴스 측정 디바이스 52; 절연재
54; 금속 층
본 발명은 각각의 웨이퍼에 대한 처리 동안 정전 척에 의해 사용된 최적 클램핑 전압을 제공하기 위해 정전 척에서 웨이퍼 휨을 결정하는 방법 및 장치를 설명한다.
본 발명의 한 태양에서, 정전 척 및 제어 장치를 포함하며 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 장치를 처리하기 위한 장치를 설명한다. 정전 척은 정전 척에 인가된 클램핑 전압에 좌우되는 웨이퍼상에서 클램핑 힘에 의해 웨이퍼를 클램핑하는 클램핑 표면을 포함한다. 제어장치는 웨이퍼에서의 고유한 휨을 탐지하며, 검출된 고유한 웨이퍼 휨을 사용하며, 클램핑 표면에 장착된 웨이퍼의 처리 동안 정전 척에 인가되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정한다. 최소 클램핑 전압 값은 웨이퍼를 클램핑 표면에 단단히 클램핑하는 동안 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지한다.
본 발명의 다른 태양에서, 다음 단계들을 포함하는 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 디바이스를 처리하는 방법을 설명한다. 제 1 단계에서, 웨이퍼는 소정 표면에 장착된다. 제 2 단계에서, 웨이퍼의 휨은 웨이퍼가 처리되기 이전에 측정된다. 제 3 단계에서, 웨이퍼를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압은 제 2 단계에서 측정된 웨이퍼 휨으로부터 결정된다. 제 4 단계에서, 웨이퍼는 정전 척의 클램핑 표면에 장착되며 제 3 단계에서 결정된 최소 클램핑 전압은 정전 척에 인가된다.
본 발명은 첨부도면 및 특허청구범위를 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 양호하게 이해될 것이다.
첨부도면의 각각에서 동일 기능을 갖는 대응 엘리먼트는 동일 부재번호로 표시되어 있음을 이해하여야 할 것이다.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정전 척 시스템(10)(점선으로 된 사각형을 표시됨)의 블록도가 도시되어 있다. 정전 척 시스템(10)은 웨이퍼(14)의 장착 및 클램핑이 용이하도록 구성된 장착대(13)를 포함하는 정전 척(12), 정전 척 전압 공급부(16), 메모리(19)를 포함하는 정전 척 소프트웨어 제어부(18) 및 웨이퍼 휨 측정 툴(20)을 포함한다.
정전 척 전압 공급부(16) 및 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 정전 척(12)의 일부분일 수 있고 별개로 장착될 수 있음을 유의해야 하며 이러한 사항은 당업계에서 공지되어 있다. 또한, 웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 시스템(10)의 일부분일 수 있고 다음에 설명되는 바와 같이 별개일 수 있음을 유의해야 한다.
웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 하나 이상의 리드(22)를 통해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)에 연결되고; 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 하나 이상의 리드(24)를 통해 정전 척 전압 공급부(16)에 연결되고; 정전 척 전압 공급부(16)는 하나 이상의 리드(26)를 통해 정전 척(12)에 연결된다. 웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 웨이퍼(14)에서의 고유한 휨 또는 구부러짐을 측정하고 이렇게 측정된 고유한 휨 또는 구부러짐 데이터를 리드(22)를 통해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)에 공급하기 위해 사용됨을 유의해야 한다. 또한, 웨이퍼 휨의 측정은 전형적으로 정전 척상에서 웨이퍼(14)의 처리에 앞서 행해진다. 웨이퍼(14)에 대해 획득된 고유한 휨 또는 구부러짐 데이터는 웨이퍼(14)에 대해 메모리(19)에서의 최소 클램핑 전압의 값을 결정하고 저장하기 위해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)에 의해 사용된다. 메모리(19)에 저장된 최소 클램핑 전압의 값은 웨이퍼(14)의 순차 처리 동안 정전 척(12)에 정전 척 전압 공급부(16)에 의해 인가되어야 할 클램핑 전압 값이다. 이러한 최소 클램핑 전압 값은 웨이퍼(14)와 정전 척(12) 사이에 높은 열 전도를 허용하기 위해 웨이퍼(14)를 정전 척(12)의 장착대(13)에 충분히 클램핑하는 데 사용된다. 이것은 웨이퍼(14)의 과도한 후면 마모 및 스크래칭 양을 방지한다. 웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 웨이퍼의 고유한 구부러짐 또는 휨을 측정할 임의의 적절한 장치를 포함할 수 있다. 웨이퍼 휨 측정 툴(20)의 대표적인 예가 도 3 및 도 4와 관련하여 아래에서 설명된다.
이제 도 2를 참조하면, 정전 척(E-CHUCK) 전압 대 웨이퍼 휨에 대한 대표적인 그래프가 도시되어 있다. 웨이퍼(웨이퍼(14)와 같은)의 루틴(제조)처리가 수행되기 이전에, 도 2에 도시된 바와 같은 대표적인 곡선(30,31 또는 32)이 도시되어 있다. 부재번호 30(선형 플롯), 31(점선으로 도시된 하향으로 만곡하는 플롯) 또는 32(점선으로 도시된 상향으로 만곡하는 플롯)은 E-CHUCK 온도와 같은 특정 파라미터에 좌우된다. 곡선(30,31 또는 32)과 같은 곡선은 여러 웨이퍼의 루틴 처리 이전에 경험적으로 수립된다. 이들 곡선은 메모리(19)에 저장되고 정전 척 척 소프트웨어 제어부(18)에 의해 액세스될 수 있다. 곡선은 일단 웨이퍼 휨-루틴하게 처리되어야 할 특정 테스트 웨이퍼에 대해-이 수립되면 E-CHUCK 전압 설정 포인트가 선택되는 것으로부터 관계를 구성한다. 곡선(30,31 또는 32)과 같은 곡선을 획득하기 위한 하나의 기술은 다음과 같다. 도3 또는 도 4중의 하나에 대해 다음에 설명되는 바와 같은 임의의 적절한 기술을 이용하여 그 휨이 미리측정된 웨이퍼는 정전 척(12)에 위치되며 고 클램핑 전압은 정전 척 전압 공급부(16)로부터 인가된다. 소정 압력으로 가압되어 있는 가스가 그후 테스팅되는 웨이퍼의 후방 표면, 장착대(13)의 내면과 정전 척(12)의 최상부면에 의해 제한된 영역에서 인가된다(도 1에 도시되지 않음). 상기 가압된 가스는 테스트 웨이퍼가 정전 척(12)에 적절히 클램핑되었는 지를 결정하는 데 사용된다. 테스트 웨이퍼가 정전 척(12)에 충분히 클램핑되었을 때, 후방 표면 압력은 충분하게 정상상태로 존재한다. 정전 척(12)에 인가된 클램핑 전압은 그후 가스 압력이 급격히 제로로 변경할 때 까지 천천히 하강한다. 이와 같은 급격한 변경은 정전 척 클램핑 힘이 테스트 웨이퍼에 대한 후방 표면 가스압력에 의해 초과되는 임계전압을 지시한다. 상기 임계전압 이상의 클램핑 전압값은 메모리(19)에 저장되어야 할 최소 클램핑 전압을 위해 사용되어야 한다. 이 프로시저는 도 2의 단일 곡선(30,31 또는 32)상에서 단일 포인트를 설정한다. 표준곡선(30,31 또는 32)을 수립하기 위해 경험적으로 다른 포인트를 결정하기 위해, 이 프로시저는 상이한 처리 조건하에서, 상이한 휨을 갖는 기타 테스트 웨이퍼와 함께 반복된다.
도 1을 다시 참조하면, 임의 웨이퍼(14)의 루틴(제조) 처리에 대해 일단 최소 클램핑 전압 및 표준 곡선(30,31 또는 32)이 상기한 바와 같이 결정되면, 다음 시퀀스가 규정된다. 웨이퍼(14)는 도 3 및 4에 대해 아래에서 설명되는 바와 같은 임의의 적절한 장치에 의해 웨이퍼 휨이 측정된다. 도 2에서 획득된 곡선으로부터, 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 웨이퍼 휨 값을 특정 웨이퍼(14)(휨에 기초한)에 대한 클램핑 전압을 위한 값으로 변환하며 웨이퍼(14)가 루틴하게 처리될 때 인가되어야 할 최소 정전 척 클램핑 전압과 웨이퍼(14)의 관련 식별표시(예로서, 번호, 바코드등)를 메모리(19)에 저장한다. 웨이퍼(14)가 정상적인 소정 온도로 가열된, 정전 척(12)의 장착대(13)에 위치되었을 때, 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 루틴하게 처리되는 웨이퍼(14)를 식별하며 메모리(19)로부터 웨이퍼(14)에 대한 소전의 최소 클램핑 전압을 검출한다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 최소 클램핑 전압이 웨이퍼(14)의 처리 동안 정전 척(12)에 인가되어야 할 메모리(19)로부터 검출되도록 하나 이상의 리드(24)를 통해 제어신호를 정전 척 전압 공급부(16)에 전달한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 웨이퍼(14)의 고유한 휨 또는 구부러짐을 측정하기 위해 대표적인 광학식 웨이퍼 휨 측정 툴(20)의 다이어그램이 도시되어 있다. 광학식 웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 좁은 레이저 빔(48)( 두 빔이 상이한 각도에서 도시된)과 광검출기 어레이(46)를 포함한다. 동작시, 측정되어야 할 웨이퍼(14)는 스탠드 또는 장착대와 같은 편평 물체(38)에 위치되어 레이저(44)는 웨이퍼(14)의 노광표면을 가로질러 좁은 레이저 빔(48)을 스캐닝할 수 있다. 레이저(44)는 에너자이징되고 소정 패턴으로 웨이퍼(14)의 노광표면을 가로질러 좁은 레이저 빔(48)을 스캐닝하게 된다. 레이저 빔(48)에서의 광은 빔(48)이 웨이퍼(14)의 노광 표면상에서 부딪치는 각각의 포인트로부터 광검출기 어레이(46)상의 개별 포인트로 반사된다. 레이저 빔(48)이 광검출기 어레이(46)에 부딪치는 포인트는 레이저 빔(48)이 웨이퍼(14)를 부딪치는 포인트에서 웨이퍼(14)의 휨 량에 좌우된다. 다른 말로 하면, 웨이퍼(14)의 노광 표면상에서 하나 이상의 포인트로부터 반사된 광은 웨이퍼(14)의 고유한 휨량에 좌우되는 광검출기 어레이(46)상의 상이한 포인트로 반사될 것이다. 이 정보는 광검출기 어레이(46)로부터 리드(22)를 통해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)로 전달된다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 광검출기 어레이(46)로부터의 정보를 웨이퍼 휨 값으로 상관시키며, 이 값으로부터 웨이퍼(14)의 후속하는 처리 동안 정전 척(12)(도 1에 도시된)에 인가되어야 할 최소 클램핑 전압 값을 결정한다. 이 최소 클램핑 전압은 조사 테이블(도시되지 않음)의 정전 척 소프트웨어 제어부(18)의 메모리(19)에 저장된 경험적으로 테스팅되는 웨이퍼(14)의 식별표시와 함께, 정전 척 소프트웨어 제어부(18)에 의해 결정된다. 이 웨이퍼(14)의 후속하는 처리 동안, 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 처리되는 웨이퍼(14)를 식별하며 웨이퍼(14)에 대해 메모리(19)에 이미 저장된 최소 클램핑 전압을 획득한다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 웨이퍼가 처리될 때 정전 척의 클램핑 전압이 지시된 최소 클램핑 전압으로 설정되도록 하기 위해 대응 제어신호를 정전 척 전압 공급부(16)에 보낸다. 도 3의 광학식 웨이퍼 휨 측정 툴(20)은 도 1의 웨이퍼 휨 측정 툴(20)을 위해 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
이제 도 4를 참조하면, 도 1의 시스템(10)과 매우 유사한 정전 척 시스템(100)의 다이어그램이 도시되어 있으며 본 발명에 따라 웨이퍼 휨을 결정하기 위해 도 1의 웨이퍼 휨 측정 툴(20)을 위한 대표적인 정전용량성 장치의 특정 실시예를 제공한다. 시스템(10)의 엘리먼트와 동일한 엘리먼트가 시스템(100)의 엘리먼트에는 동일한 부재번호가 부여되었다. 시스템(100)은 정전 척(120), 정전 척 전압 공급부(16) 및 메모리(19)를 포함하는 정전 척 소프트웨어 제어부(18)를 포함한다. 정전 척(120)은 시스템(10)의 척(12)의 수정된 형이고 웨이퍼(14)가 위치되는 장착대(130), 클램핑 전압이 정전 척 전압 공급부(16)로부터 인가될 때 웨이퍼(14)에 클램핑 힘을 공급하기 위한 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(41)을 포함한다. 정전 척(120)의 전극(40 및 41)의 배열은 공지되어 있으며, 예로서 본 명세서에 참조문헌으로서 통합된 미국 특허 제 5,325,261 호(Horwitz)에 개시되어 있다. 정전 척(120), 정전척 전압 공급부(16), 및 정전 척 소프트웨어 제어부(18) 및 메모리(19) 기능은 도 1의 엘리먼트(12, 16, 18 및 19)에 설명된 것과 마찬가지이다.
시스템(100)은 또한 개별 절연재(52)에 의해 정전 척(120)의 제 1 및 제 2 전극(40 및 41)의 상부표면상의 소정 위치에 장착된 복수 개의 금속층(54) 및 정전용량성 측정 디바이스(50)를 포함하여 도 1의 웨이퍼 휨 측정 툴(20)을 형성하는 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 장치를 포함한다. 금속층(54)은 케이블 또는 버스의 개별 리드(58)를 통해 정전용량성 측정 디바이스(50)에 전기적으로 연결되며, 정전용량성 측정 디바이스(50)는 리드(59)에 의해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)에 연결된다.
동작시, 웨이퍼(14)는 장착대(130)에 위치되고, 제 1 및 제 2 전극(40 또는 41)위에서 웨이퍼(14)의 후방표면과 금속층(54) 사이에 있는 모든 포인트에서의 커패시턴스(56)가 발생된다. 금속층(54)과 연관된 모든 커패시턴스는 커패시턴스 측정 디바이스(50)에 의해 측정된다. 커패시턴스 측정 디바이스(50)는 커패시턴스 측정치를 리드(59)를 통해 정전 척 소프트웨어 제어부(18)로 전송되는 대응하는 전기적 제어신호로 변환한다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 커패시턴스 측정 디바이스(50)로부터 커패시턴스 측정치를 수용하여 이 커패시턴스 측정치를 대응하는 웨이퍼 휨 값으로 변환한다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 웨이퍼(14)를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 획득하기 위해 측정된 웨이퍼 휨 값을 사용하며, 웨이퍼(14)의 식별표시와 함께 메모리(19)에 상기 최소 클램핑 전압을 저장한다. 웨이퍼(14)의 후속 처리 동안, 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 메모리(19)로부터 웨이퍼(14)와 함께 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 얻기 위해 웨이퍼(14)의 식별표시를 사용한다. 정전 척 소프트웨어 제어부(18)는 정전척 전압 공급부(16)으로 하여금 웨이퍼(14)의 처리 동안 정전 척의 전극(40 및 41)에 최소 클램핑 전압을 인가하도록 하기 위해 정전척 전압 공급부(16)에 대응하는 제어신호를 보낸다.
본 발명에 따라, 정전 척(12 또는 120)상에서 후속하여 처리되어야 할 각각의 웨이퍼(14)의 고유한 휨이 측정되고, 최소 웨이퍼(14)가 처리될 때 후속 사용을 위해 측정 휨으로부터 결정된다. 각각의 웨이퍼에 대한 최소 클램핑 전압은 웨이퍼(14)의 소정 식별표시와 함께 정전 척 소프트 웨어 제어부(18)의 메모리(19)에 저장된다. 웨이퍼(14)가 정전 척(12 또는 120)상에서 후속하여 처리될 때, 웨이퍼(14)의 식별표시는 메모리(19)를 액세스하고 웨이퍼(14)에 대해 저장된 최소 클램핑 전압을 판독하기 위해 정전 척 소프트 웨어 제어부(18)에 의해 사용된다. 이 최소 클램핑 전압은 그후 웨이퍼(14)의 처리 동안 정전 척(12 또는 120)에 인가된다.
상기한 본 발명의 특정 실시예는 단순히 본 발명의 일반적인 원리를 나타냄을 유의해야 한다. 당업자는 개시된 본 발명의 원리와 양립할 수 있는 다양한 변경이 이루어 질 수 있음을 인식할 것이다. 예로서, 상기한 정전용량적 방법 및 광학식 방법으로부터 당업계에서 공지된 임의의 기타 적절한 광학식 및 기타 휨 측정 장치가 도 1의 웨이퍼 휨 측정 툴(20)을 위해 사용될 수 있다.
정전 척 소프트 웨어 제어부(18) 및 정전 척 전압 공급부(16)는 정전 척상의 클램핑 전압을 웨이퍼를 정전 척에 적절히 클램핑하기 위한 최소값으로 자동적으로 설정할 수 있다. 그러나 실제로 열 또는 가스 압력이 웨이퍼의 처리 동안 약간 변동하는 경우엔 웨이퍼(14)를 정전 척(12 또는 120)에 적절히 클램핑하는 것을 보장하기 위해 클램핑 전압을 지시된 최소 클램핑 전압 값 보다 약간 높게 설정하는 것이 바람직하다. 특정 웨이퍼(14)에 대해 약간 증가된 최소 클램핑 전압은 경험적으로 측정된 최소 클램핑 전압 대신에 메모리(19)에 저장될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 구성에 의해 최적의 클램핑 전압을 결정 하여 공급하므로써 웨이퍼의 과도한 후면 마모 및 스크래칭을 방지함과 동시에 웨이퍼의 고유한 휨을 측정할 수 있다.

Claims (24)

  1. 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 디바이스를 처리하기 위한 장치에 있어서,
    인가된 클램핑 전압에 좌우되는 웨이퍼상에서의 클램핑 힘으로 웨이퍼를 클램핑시키기 위한 클램핑 표면을 포함하는 정전 척; 및
    웨이퍼의 고유한 휨을 측정하고, 이 웨이퍼를 상기 클램핑 표면에 클램핑시키면서 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지하는 클램핑 표면상에 장착된 웨이퍼의 처리 동안 상기 정전 척에 인가되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정하기 위해 측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨을 사용하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    웨이퍼의 표면에서의 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량을 측정하고, 측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량을 나타내는 출력 제어 신호를 발생시키는 휨 측정 장치; 및
    측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량에 좌우되는 웨이퍼를 위한 소정의 최소 클램핑 전압을 획득하기 위해, 그리고 웨이퍼의 후속하는 처리 동안 상기 정전 척에 획득된 상기 최소 클램핑 전압을 인가하기 위해 상기 휨 측정 장치로부터의 출력 제어 신호에 응답하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휨 측정장치는 웨이퍼 표면의 소정 포인트에서의 커패시턴스를 측정하기 위한 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴을 포함하며, 여기서 상기 소정 포인트사이에서의 커패시턴스의 변화는 웨이퍼의 휨의 변화에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정전 척은 상기 클램핑 표면에 장착된 웨이퍼에 대한 클램핑 힘을 발생시키기 위해 상기 제어장치에 연결된 적어도 하나의 전극을 포함하고;
    상기 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴은,
    각각의 층이 웨이퍼의 인접한 표면으로 개별 커패시턴스를 제공하 며 적어도 하나의 전극에 장착된 복수 개의 절연되고 이격된 금속층; 및
    웨이퍼의 후속하는 처리 동안 상기 정전 척에 공급되어야 할 최소 클 램핑 전압을 결정하기 위해 상기 복수 개의 절연되고 이격된 금속 층의 각각 의 커패시턴스를 측정하고 상기 제어기에 개별적인 대응하는 제어신호를 공 급하는 커패시턴스 측정 디바이스를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 휨 측정 장치는 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치는,
    웨이퍼의 노광된 표면에 좁은 레이저 빔을 주사하기 위한 레이저; 및
    상기 웨이퍼의 노광된 표면으로부터 반사된 레이저 빔을 인터셉팅하고 웨이퍼의 휨 량을 지시하는 상기 제어기에 제어신호를 공급하도록 배치된 광 검출기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    웨이퍼의 표면에서의 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량을 측정하고, 측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량을 나타내는 출력 제어 신호를 발생시키는 휨 측정 장치; 및
    소프트웨어 제어부를 포함하며,
    상기 소프트웨어 제어부는,
    상기 정전 척상에서 후속하여 처리되어야 할 개별 식별표시와 각각의 웨이퍼에 대한 최소 클램핑 전압과 관련된 데이터를 저장하기 위한 메모리 와,
    상기 측정된 웨이퍼의 고유한 휨 량에 기초하여 각각의 식별된 웨이 퍼를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정 및 저장하기 위해, 그리 고 처리되는 웨이퍼를 위해 정전 척에 인가되어야 할 최소 클램핑 전압을 상 기 메모리로부터 판독하기 위해, 상기 휨 측정 장치로부터의 출력 제어 신 호에 응답하는 제어기를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  8. 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 장치를 처리하기 위한 장치에 있어서,
    웨이퍼를 장착하기 위한 클램핑 표면을 포함하는 정전 척;
    상기 클램핑 표면에 장착된 웨이퍼에 대응하는 클램핑 힘을 제공하도록 상기 정전 척에 선택적인 클램핑 전압을 발생시키기 위해 제어신호에 응답하는 클램핑 전압 발생 디바이스; 및
    웨이퍼의 고유한 휨을 측정하고 이렇게 측정된 웨이퍼의 고유한 휨으로부터 이 웨이퍼에 대한 최소 클램핑 전압을 결정하고 웨이퍼의 처리 동안 정전 척에 최소 클램핑 전압을 발생시키기 위해 결정된 상기 최소 클램핑 전압을 상기 클램핑 전압 발생 디바이스에 전달할 것을 지시하는 출력 제어 신호를 발생시키는 제어장치를 포함하며, 여기서 상기 최소 클램핑 전압은 웨이퍼를 클램핑 표면에 클램핑하면서 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지하는 값을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    웨이퍼의 표면에서의 웨이퍼의 고유한 휨 량을 측정하고, 측정된 웨이퍼의 고유한 휨 량을 나타내는 출력 제어 신호를 발생시키는 휨 측정 장치; 및
    측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량에 좌우되는 웨이퍼를 위한 소정의 최소 클램핑 전압을 획득하기 위해, 그리고 웨이퍼의 후속하는 처리 동안 상기 정전 척에 획득된 상기 최소 클램핑 전압을 인가하기 위해 상기 휨 측정 장치로부터의 출력 제어신호에 응답하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 휨 측정 장치는 웨이퍼 표면의 소정 포인트에서의 커패시턴스를 측정하기 위한 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴을 포함하며, 여기서 상기 소정 포인트사이에서의 커패시턴스변화는 웨이퍼의 휨의 변화에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 정전 척은 상기 클램핑 표면에 장착된 웨이퍼에 대한 클램핑 힘을 발생시키기 위해 상기 제어장치에 연결된 적어도 하나의 전극을 포함하고;
    상기 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴은,
    각각의 층이 웨이퍼의 인접한 표면으로 개별 커패시턴스를 제공하며 적어도 하나의 전극에 장착된 복수 개의 절연되고 이격된 금속층; 및
    웨이퍼의 후속하는 처리 동안 상기 정전 척에 공급되어야 할 최소 클 램핑 전압을 결정하기 위해 상기 복수 개의 절연되고 이격된 금속 층의 각각 의 커패시턴스를 측정하고 상기 제어기에 개별적인 대응하는 제어신호를 공 급하는 커패시턴스 측정 디바이스를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 휨 측정 장치는 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치는,
    웨이퍼의 노광된 표면에 좁은 레이저 빔을 주사하기 위한 레이저;
    웨이퍼의 노광된 표면으로부터 반사된 레이저 빔을 인터셉팅하고 웨이퍼의 휨 량을 지시하는 제어기에 제어신호를 공급하도록 배치된 광 검출기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    웨이퍼의 표면에서의 웨이퍼의 고유한 휨 량을 측정하고, 이렇게 측정된 웨이퍼의 고유한 휨 량을 나타내는 출력 제어 신호를 발생시키는 휨 측정 장치; 및
    소프트웨어 제어부를 포함하며,
    상기 소프트웨어 제어부는,
    상기 정전 척상에서 후속하여 처리되어야 할 개별 식별표시와 각각의 웨이퍼에 대한 최소 클램핑 전압과 관련된 데이터를 저장하기 위한 메모리 와,
    상기 측정된 고유한 웨이퍼 휨 량에 기초하여 각각의 식별된 웨이퍼 를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정 및 저장하기 위해, 그리고 처리되는 웨이퍼를 위해 정전 척에 인가되어야 할 상기 최소 클램핑 전압을 상기 메모리로부터 판독하기 위해, 상기 휨 측정 장치로부터의 출력 제어 신 호에 응답하는 제어기를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  15. 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 디바이스를 처리하기 위한 장치에 있어서,
    클램핑 표면에 장착된 웨이퍼상에 대응하는 클램핑 힘을 제공하기 위해 선택적인 클램핑 전압을 발생시키는 클램핑 전압 발생 디바이스 및 클램핑 표면을 포함하는 정전 척;
    상기 정전 척상에서 처리되어야 할 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하고, 측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량을 나타내는 출력신호를 발생시키는 휨 측정 장치; 및
    상기 휨 측정 장치에 의해 측정된 상기 웨이퍼의 고유한 휨 량에 기초하여 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지하며 웨이퍼를 클램핑 표면에 클램핑하는 최소 클램핑 전압을 결정하기 위해, 그리고 상기 최소 클램핑 전압이 후속하는 처리 동안 정전 척에 인가되어지도록 하기 위해 출력 제어 신호를 상기 클램핑 전압 발생 디바이스에 발생시키기 위해 상기 휨 측정 장치로부터의 출력신호에 응답하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 휨 측정장치는 웨이퍼 표면의 소정 포인트에서의 커패시턴스를 측정하기 위한 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴을 포함하며, 여기서 상기 소정 포인트사이에서의 커패시턴스의 변화는 웨이퍼의 휨의 변화에 따르는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 정전 척은 상기 클램핑 표면에 장착된 웨이퍼에 대한 클램핑 힘을 발생시키기 위해 상기 제어장치에 연결된 적어도 하나의 전극을 포함하고;
    상기 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴은,
    각각의 층이 웨이퍼의 인접한 표면으로 개별 커패시턴스를 제공하며, 적어도 하나의 전극에 장착된 복수 개의 절연되고 이격된 금속층; 및
    웨이퍼의 후속하는 처리 동안 상기 정전 척에 공급되어야 할 최소 클 램핑 전압을 결정하기 위해 상기 복수 개의 절연되고 이격된 금속층의 각각 의 커패시턴스를 측정하고 상기 제어기에 개별적인 대응하는 제어신호를 공 급하는 커패시턴스 측정 디바이스를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 휨 측정 장치는 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하기 위한 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광학식 웨이퍼 휨 측정 장치는,
    웨이퍼의 노광된 표면에 좁은 레이저 빔을 주사하기 위한 레이저;
    웨이퍼의 노광된 표면으로부터 반사된 레이저 빔을 인터셉팅하고 웨이퍼의 휨 량을 지시하는 제어기에 제어신호를 공급하도록 배치된 광 검출기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 정전 척상에서 후속하여 처리되어야 할 개별 식별표시와 각각의 웨이퍼에 대한 최소 클램핑 전압과 관련된 데이터를 저장하기 위한 메모리 와,
    소프트웨어 제어부를 포함하며,
    상기 소프트웨어 제어부는,
    상기 측정된 웨이퍼의 고유한 휨에 기초하여 각각의 식별된 웨이퍼를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정 및 저장하기 위해, 그리고 클 램핑 전압에 의해 정전 척에 인가되어야 할 최소 클램핑 전압을 상기 메모리 로부터 판독하기 위해, 상기 휨 측정 장치로부터의 출력 제어 신호에 응답하 는 제어기를 포함하는 것을,
    특징으로 하는 장치.
  21. 반도체 웨이퍼 및 이와 유사한 디바이스를 처리하기 위한 방법에 있어서,
    웨이퍼를 소정 표면에 장착시키는 단계;
    웨이퍼가 처리되기 이전에 웨이퍼의 휨을 측정하는 단계;
    웨이퍼를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정하는 단계; 및
    상기 정전 척의 클램핑 표면에 웨이퍼를 장착하고 상기 정전 척에 상기 최소 클램핑 전압을 인가하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 최소 클램핑 전압은 웨이퍼를 상기 클램핑 표면에 클램핑하여 웨이퍼의 과도한 휨 및 후면 마모를 방지하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 휨을 측정하는 단계는 광학식 웨이퍼 휨 측정 툴을 이용하여 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 휨을 측정하는 단계는 정전용량성 웨이퍼 휨 측정 툴을 이용하여 웨이퍼의 고유한 휨을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 최소 클램핑 전압을 결정하는 단계는,
    웨이퍼를 위해 사용되어야 할 최소 클램핑 전압을 결정하는 단계;
    사용된 웨이퍼의 고유한 식별표시로 결정된 상기 최소 클램핑 전압을 메모리에 저장하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이퍼를 소정 표면에 장착시키는 단계는,
    상기 정전 척의 클램핑 표면에 상기 최소 클램핑 전압을 결정하기 위해 사용된 웨이퍼를 장착시키는 단계; 및
    메모리로부터 웨이퍼에 대한 저장된 최소 클램핑 전압값을 판독하여 이 최소 클램핑 전압값을 상기 정전 척에 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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