KR20000071664A - 반도체 웨이퍼 프로세스 장치에서 지지 표면을 회복시키는방법 및 장치 - Google Patents

반도체 웨이퍼 프로세스 장치에서 지지 표면을 회복시키는방법 및 장치 Download PDF

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길베르트 하우스만
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조셉 제이. 스위니
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Abstract

본 발명은 프로세스 이전 상태로 기판 지지대의 지지 표면을 회복하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 영향을 받거나 또는 열화된 지지 표면상에 대용물 기판을 제공하는 단계, 대용물 기판에 접지 접속을 제공하는 단계 및 지지 표면의 축적된 전하를 제거하기 위해 지지 표면과 대용물 기판 사이에 힘을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 장치는 지지 표면상에 대용물 기판을 가지고 접지에 연결되는 프로세스 챔버를 포함한다. 상기 대용물 기판은 반도체 웨이퍼 또는 금속성 재료의 플레이트 또는 시트이다. 상기 접지 접속은 대용물 기판과 접지 기준을 접촉시키는 플라즈마를 점화시킴으로써 형성된다. 지지 표면과 대용물 기판 사이에 형성된 전계는 지지 표면으로부터 어떤 축적된 전하를 밀어낸다. 축적된 전하의 제거는 지지 표면의 척킹 능력을 개선하고 확장시킨다. 또한 상기 방법은 지지 표면이 플라즈마내의 상당한 에너지를 갖고 및/또는 반응성인 종에 의해 공격받지않기 때문에 지지 표면 재료의 보전성을 유지한다.

Description

반도체 웨이퍼 프로세스 장치에서 지지 표면을 회복시키는 방법 및 장치 {METHOD OF AND APPARATUS FOR RESTORING A SUPPORT SURFACE IN A SEMICONDUCTOR WAFER PROCESSING SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼 프로세스 장치에서의 제품 지지 표면을 프로세스 이전 상태로 회복시키는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 제품 지지 표면상에 축적되는 전하를 감소시키는 것이다.
정전기 척은 반도체 웨이퍼 프로세스 챔버내에서의 기판(예를 들어, 반도체 웨이퍼) 고정을 포함한 다양한 응용에서 제품을 유지하는데 사용된다. 정전기 척이 설계면에서 변화되더라도, 이들은 모두 제품 및 전극에서 반대 극성 전하를 유도하기 위해 척내의 하나 이상의 전극에 전압을 인가하는 원리에 기초하고 있다. 반대 극성 전하 사이의 정전기 유인력은 제품을 척에 압착하게 되고, 그결과 제품을 유지한다.
반도체 웨이퍼 프로세스 장비에서, 정전기 척은 프로세스 챔버내에 배치된 페데스탈에 웨이퍼를 고정 또는 클램핑하는데 사용된다. 페데스탈은 수율을 최적화하기 위해 웨이퍼 프로세스동안 온도, 전기적 바이어스 및 다른 챔버 조건을 조정하는 히터, 흡열부, 열이동 가스 포트, 부가적 전극 등과 같은 부가적인 장비를 가진다. 유도결합 플라즈마 소스(IPS) 스퍼터 에치 챔버와 같은 특정 타입의 챔버에서, 플라즈마가 웨이퍼 프로세스 상태를 형성하는데 사용된다. 그런 챔버에서, 또한 페데스탈이 RF 전력 인가된 캐소드로서 기능한다. RF 전력 인가된 애노드는 전형적으로 챔버 벽이다. 챔버 덮개의 외부 표면에 있는 부가적 코일은 덮개(석영과 같은 유전체로 이루어진다)을 통해 챔버내로 유도 결합하는 RF 전력으로 에너자이징된다. 코일로부터의 유도 결합 전력에 따라 애노드와 캐소드 사이에 발생된 전계는 플라즈마를 생성하기 위해 챔버내로 유입된 반응 가스를 이온화시킨다. 가시적 글로우가 특징인, 플라즈마는 양과 음 반응 가스 이온, 중성물 및 전자들의 혼합물이다. 플라즈마로부터의 이온은 요구된 패턴을 형성하기 위해 웨이퍼에 충돌한다.
캐소드로서의 페데스탈과 웨이퍼의 전기적 바이어싱은 웨이퍼 프로세스를 증진시키지만, 또한 나중에 어떤 바람직하지않은 상태를 형성한다. 특히, 정전기 척의 유전성 지지 표면상에서의 전하 축적을 형성한다. 이런 전하의 원인은 주로 후면 가스의 이온화이다. 후면 가스(또는 열이동 가스)는 페데스탈을 통해 지지대와 웨이퍼 사이에 유지되어야 할 지지 표면에 있는 열이동 가스 포트로 펌핑된다. 상기 가스는 웨이퍼가 지지 표면에 크램핑되기 때문에 웨이퍼의 전체 후면에 걸쳐 균일한 온도 조건을 유지하도록 웨이퍼와 지지대 사이로 열을 이동시킨다. 그러나, 후면 가스가 이온화되기 시작하면, 일부의 전자가 페데스탈상의 바이어스 때문에 지지 표면(예를 들어, 정전기 척)으로 유인되어 결국 축적된다. 축적 전하의 다른 원인은 정전기 척의 에지에 잘못 증착되는 플라즈마로부터의 탈선 이온 또는 웨이퍼의 후면으로부터 지지 표면으로 전하를 끌어 당기는 전계 방출 효과이다.
축적된 전하는 이들이 지지 표면상에 웨이퍼를 유지하기 위한 유용한 척킹력을 감소시키기 때문에 해롭다. 차례로 그런 상태는 빈약한 프로세스 조건을 가져온다. 예를 들어,감소된 척킹력은 웨이퍼 아래의 불균일한 후면 가스 압력에 기여할 수 있다. 그런 동등하지않은 힘은 웨이퍼를 이동시키거나 또는 움직이게 하고, 온도 제어를 저하시켜 빈약한 프로세스 조건 또는 파티클 오염을 초래한다. 따라서, 배치 프로세스 과정동안, 지지 표면에서의 축적된 정전 전하의 형성때문에 프로세싱된 웨이퍼를 디척킹하는 것이 상당히 어렵게 된다. 이와 같이, 축적된 전하를 제거하기 위한 방법을 제공하는 것이 필요하다.
지지 표면으로부터 전하를 제거하기 위한 여러가지 방법이 이용가능하고 종래기술로 공지되어 있다. 가장 간단한 방법은 척킹 전극에 대한 전력을 차단하거나 및/또는 척킹 전극을 접지시키는 것이다. 그러나, 그런 방법은 잔류 전하가 유전체를 통해 전극으로 도통하지 않기 때문에 덜 효과적이다. 대신에, 그런 잔류 전하는 지지 표면상에 머물게 된다. 기계적 와이핑이 전하 제거의 두번째 방법이다. 그러나, 그런 해결책은 비용이 많이 들 수 있는 프로세스 챔버에 사용되는 부가적 기계장치를 요구하여 보수, 조절 등을 위한 유지 주기의 빈도를 증가시킨다.
척 표면의 플라즈마 후속 프로세스가 인정된 해결책이고 웨이퍼가 제거된후 고에너지 플라즈마에 대한 지지 표면의 노출을 포함한다. 플라즈마가 동작하는 매커니즘은 완전히 이해되지 않는다. 한가지 추정은 플라즈마가 드레인에 대해 축적된 전하를 위한 전기적 복귀 경로를 제공한다는 것이다. 다른 추정은 플라즈마가 축적된 전하를 떼어놓기 위해 지지 표면에 물리적으로 충돌한다는 것이다. 변함없이, 또한 플라즈마는 지지 표면이 제조되는 재료를 공격하여 깨끗하게 한다. 따라서 연장된 또는 반복된 플라즈마 처리는 척의 수명을 단축시킨다. 부가적으로, 반복된 충돌후, 플라즈마로부터의 전하가 지지 표면에 축적될 수 있다. 표면 전하 제거의 현재 실행되는 방법들은 정전기 척의 수명을 손상 또는 단축시키지않고 방전 또는 중립 상태와 같은 처리 이전상태로 지지 표면을 적당히 회복시키지 못한다.
본 발명의 목적은 척 성능 또는 수명을 감소시키지 않고 프로세스 이전 상태로 지지 표면을 회복시키는 정전기 척의 지지 표면으로부터 잔류 전하를 제거하기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 방법을 수행하는 단계를 도시하는 순서도.
도 2는 도 1에 도시된 방법을 사용한 챔버의 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치의 분해도.
도 4는 본 발명의 방법 수행동안 장치 및 상호작용하는 챔버 부품의 개략적 회로도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
200 : 프로세스 챔버 206 : 덮개
226 : 페데스탈 어셈블리 232 : 정전기 척
234 : 척킹 전극 236 : 전력 소스
244 : 지지 표면 250 : 웨이퍼
302 : 대용물 기판
종래 기술과 연관된 단점은 기판 지지대의 지지 표면을 회복하기 위한 방법 및 장치에 의해 극복된다. 상기 방법은 영향을 받거나 또는 열화된 지지 표면상에 대용물 기판을 제공하는 단계, 대용물 기판에 접지 접속을 제공하는 단계 및 지지 표면의 축적된 전하를 제거하기 위해 지지 표면과 대용물 기판 사이에 힘을 인가하는 단계를 포함한다. 대용물 기판은 접지에 연결된 도전성 또는 반도전성 재료로 이루어진 반도체 웨이퍼 또는 플레이트 또는 시트이다. 일실시예에서, 접지 접속은 대용물 기판을 전기적 접지 기준에 연결함으로써 형성된다. 다른 실시예에서, 접지 접속은 대용물 기판과 전기적 접지 기준에 부착된 도선에 의해 형성된다.
지지 표면과 대용물 기판 사이의 힘은 지지 표면과 대용물 기판 사이에 전계를 형성하기 위해 기판 지지대에 접속된 전력 소스를 에너자이징함으로써 형성된다. 전력 소스는 대략 2-5KVDC 범위의 전압을 운반할 수 있다. 그런 전압은 특정 시간 길이(대략 3분) 동안 지속적으로 또는 펄스화되어 운반될 수 있다.
상기 개시된 회복 과정은 다양한 웨이퍼 프로세스 조건 때문에 지지 표면에 축적하는 전하를 제거한다. 지지 표면과 대용물 기판 사이에 형성되는 전계는 지지 표면의 어떤 축적된 전하를 멀리 밀어낸다. 축적된 전하의 제거는 지지 표면의 척킹 능력을 개선시키고 연장시킨다. 또한 상기 방법은 지지 표면이 상당한 에너지를 갖고 및/또는 반응성인 종(species)에 의해 공격받지않기 때문에 지지 표면 재료의 보전성을 유지한다.
본 발명의 기술은 첨부 도면을 참조로 한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 이해될 것이다.
도 2는 반도체 웨이퍼(250)와 같은 기판을 처리하기 위한 웨이퍼 프로세스 장치(도시안됨)의일부가 되는 프로세스 챔버(200)의 단면도를 도시한다. 상기 챔버는 전형적으로 측벽(202)과 덮개(206)에 의해 밀폐된다. 하부(204)는 완전한 챔버(200)을 형성하기 위해 측벽(202)에 결합한다. 상기 측벽(202)은 종종 고진공(밀리토르 범위)이 유지될 수 있도록 충분한 세기 및 두께의 금속으로 형성된다. 그런 금속의 보기는 스테인레스 강 또는 알루미늄이다. 상기 덮개(206)는 돔형이고 챔버(200) 위에 배치된 부가적 밀봉체(204)의 하부 표면을 형성한다. 특히, 상기 밀봉체(204)는 챔버 측벽(202)과 정렬하여 덮개(206)로부터 위로 상승하는 밀봉체 측벽(208), 밀봉체 측벽(210) 위의 커버(210) 및 덮개(206)에 의해 한정된다.
상기 밀봉체(204)내에는 웨이퍼 프로세스 기능을 보조하는 온도 제어 장치(212)와 처리 모니터링 장치(216)에 국한되지않는 하나 이상의 장치가 있다. 적당한 온도 제어 장치의 보기는 1997년 10월 8일자에 제출된 미국 특허 출원 일련번호 제08/947,174호에 개시되어 있고 적당한 처리 모니터링 장치의 보기는 1997년 10월 6일자에 제출된 미국 특허 출원 일련번호 제08/944,240호에 개시되어 있다. 부가적으로 밀봉체(204)내에는 RF 안테나(218)가 있다. 상기 RF 안테나(218)는 코일 방식으로 덮개(206)의 상부에 배치되고 제1 RF 전력 소스(220)에 접속된다.
챔버(200)내의 페데스탈 어셈블리(226)는 처리동안 웨이퍼(250)를 지지한다. 특히, 페데스탈 어셈블리(226)는 챔버(200)의 하부(214)를 수직으로 관통하는 샤프트(230), 샤프트(230)에 의해 지지되는 페데스탈 베이스(228), 및 페데스탈 베이스(228)에 의해 지지되는 정전기 척(232)을 포함한다. 상기 정전기 척(232)은 정전기 척의 상부 또는 내부에 있는 절연 재료내에 제공되는 하나 이상의 척킹 전극(234)을 가진다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 척킹 전극(234)은 폴리이미드로 밀봉된 얇은 구리층과 같은 도전성 재료가 될 수 있고 정전기 척(232)에 부착된다. 상기 척킹 전극(234)은 전력 공급원(236) 또는 도시되지않은 다른 전력 공급원이 될 수 있는 전압 소스에 의해 에너자이징된다. 척킹 전극(234)과 웨이퍼(250) 사이에 형성된 전위차는 정전기 척(232)의 지지 표면(244)에 웨이퍼(250)를 유인하여 정전기적으로 클램핑한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 척킹 전극(234)은 대략 200-2000VDC 범위의 인가된 전위차를 갖는 2극 구성으로 지향된다. 특히, 2극 구성을 위해, 상기 전극(234)은 전극(234)의 각각에 동등하고 반대인 바이어스가 있도록 "A" 위치에 있는 스위치(246)를 통해 전력 소스(236)에 접속된다. 또한 스위치(246)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 표면 처리를 위해 단극 구성으로 전극을 접속시키기 위한 "B" 위치를 가진다. 다른 전극(240)은 웨이퍼 프로세스동안 부가적 전력을 도통시키기 위한 부가적 캐소드로서 기능한다. 대안적으로, 상기 전체 페데스탈 어셈블리(226)는 캐소드로서 기능한다. 전극(240)(또는 페데스탈 어셈블리(226))는 제2 RF 전력 소스(242)에 전기적으로 접속된다. 상기 제2 RF 전력 소스(242)는 프로세싱을 개선하기 위해 웨이퍼(250)를 바이어싱하는데 필요한 전력을 제공한다.
동작중, 처리 가스는 챔버(200) 외부의 처리 가스 공급원(238)을 통해 반응 구역(222)에 제공되고 제1 RF 전력 소스(220)는 RF 안테나(218)를 에너자이징한다. 안테나(218)로부터의 전력은 챔버(200)내의 처리 가스 분자를 플라즈마(224)내로 이온화하고 가속화하기 위해 덮개(206)(석영과 같은 유도성 에너지 전달을 위해 적당한 재료로 제조되는)를 통해 유도 결합한다.
웨이퍼 프로세스(예를 들어, 에칭 처리) 동안, 요구된 집적 회로 패턴, 또는 그것의 일부 등이 웨이퍼(250)상에 형성된다. 에칭 처리동안, 이전에 개시된 전하 축적 현상이 발생한다. 축적된 전하의 각각은 그것과 연관된 결합 에너지를 가진다. 이런 결합 에너지는 지지 표면(244)으로부터 전하를 제거하기 위해 극복되어야 한다. 처리된 웨이퍼가 디척킹되고 정전기 척(232)으로부터 제거된 후, 표면 회복 처리가 수행되어야 하는지, 예를 들어 과도한 양의 잔류 전하가 지지 표면상에 축적되었는지에 관련한 결정이 이루어질 수 있다. 이런 결정은 리프트 핀 힘, 후면 가스 압력 또는 "플로우 버프(flow burp)" 현상, 전류 검출 등을 포함하지만 거기에 제한되지않는, 종래 기술로 공지되어 있는 다양한 측정법 및/또는 디척킹 방법에 기초될 수 있다. 예를 들면, 정전기 척 아래의 리프트 핀이 지지 표면(244)에서 웨이퍼를 들어올리기 위해 동작될 때, 웨이퍼와 지지 표면 사이의 접촉을 차단하기 위해 핀에 의해 요구되는 힘이 모니터링될 수 있다. 부가적으로, 웨이퍼와 지지 표면 사이의 열전달 가스의 흐름이 모니터링될 수 있다. 압력(또는 플로우 버프)의 갑작스런 강하가 발생한다면, 이것은 웨이퍼를 당기는 정전기력이 웨이퍼를 밀어내는 가스 압력보다 작다는 표시이다. 리프트 핀 또는 갑작스럽고 큰 열전달 압력차에 의한 과잉 힘은 웨이퍼를 손상 또는 파괴할 수 있다. 어떤 파라미터의 분석에서 지지 표면의 상태가 적절한 동작을 금지하는 범위까지 저하되었다고 결정된다면, 다음 방법은 지지 표면을 회복시켜 적당한 척 동작을 허용하는데 필요한 단계들을 기술한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 웨이퍼에 인가되는 후면 가스 압력이 모니터링된다. 이상적으로, 후면 가스는 열전달 매체로서 기능하도록 웨이퍼(250)와 지지 표면(244) 사이로 흐른다. 정규 동작 압력은 대략 4토르이다. 이런 후면 가스 압력은 웨이퍼를 당기는 균일하고 반대인 척킹력이 없는 경우 지지 표면(244)에서 웨이퍼를 이동시키거나 또는 떨어뜨릴 것이기 때문에, 후면 가스 압력은 척킹력과 상관될 수 있다. 4토르의 후면 가스 압력은 대략 3.8lbs의 척킹력과 거의 동일하다. 척킹력이 축적된 전하의 결과로서 웨이퍼를 유지하는데 요구되는 최소값 이하로 저하되는 경우에, 웨이퍼의 이동 또는 챔버로의 가스 벤팅을 표시하는 변칙의 또는 변덕스런 후면 가스 압력 판독치가 검출되며, 그것은 지지 표면 처리 방법(아래에서 더욱 상세히 설명되는)이 시작되어야 한다는 것을 나타낸다.
도 3은 상기 회복 방법을 수행하기 위한 장치의 분해도를 도시한다. 도 3의 대상물의 비율과 거리는 본 발명의 설명의 명료함을 위해 그리고 챔버 부품을 갖는 장치의 상호작용을 명확히 설명하기 위해 상당히 과장되었다. 예를 들면, 지지 표면(244)에 축적되는 음전하(304)는 이들이 나타나는 것보다 훨씬 더 적다. 도 1은 회복 방법을 실생하기 위한 단계들을 도시하는 순서도(100)이다. 본 발명의 방법과 장치를 완전히 이해하기 위해서는 도 1과 관련하여 도 3를 참조하여야 한다.
회복 방법(100)은 단계 102에서 시작한다. 단계 104에서, 도 3으로부터 대용물 기판(302)이 지지 표면(244)과 접촉하지않는 것으로 나타나더라도 대용물 기판(302)은 정전기 척(232)의 지지 표면(244)상에 배치된다. 다음에, 단계 106에서, 상기 대용물 기판(302)은 접지 기준에 연결된다. 상기 접지 접속은 다양한 공지 또는 이용할 수 있는 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 실시예에서, 도 2의 플라즈마(224)가 대용물 기판(302)과 챔버 벽(202) 또는 다른 접지된 챔버 부분 사이에 도전성 접속을 제공하는 대용물 기판(302)상에 점화될 수 있다. 제2 실시예에서, 접지선의 한 끝은 접지된 챔버 부품(예를 들어, 전력 소스의 접지 전위측, 대용물 기판(302) 등의 후면과 접촉하여 배치되는 접지된 리프트 핀)에 부착될 수 있다. 상기 접지 방법은 예시적이고 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다. 부가적으로, 상기 대용물 기판(302)은 척(232)의 지지 표면(244)을 커버할 수 있는 어떤 형태의 도전성 또는 반도전성 재료로 대체될 수 있다. 예를 들면, 상기 대용물 기판은 반도체 웨이퍼와 금속 재료의 플레이트 또는 시트로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
적소에 접지된 대용물 기판(302)과 관련하여, 단계 108는 대용물 기판(302)과 지지 표면(244) 사이에 힘을 형성함으로써 실행된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 척(232)은 단극 모드에서 고전력 "취급" 전계를 받게 된다. 즉, 스위치(246)는 동일한 극성 전압이 고전압 전력 공급원(236) 또는 다른 전력 공급원을 통해 척킹 전극(234)에 공급되도록 "B" 위치로 이동된다. 상기 고전압 전력 공급원은 프로세스동안 보통 사용되는(예를 들면, 척킹을 위해) 전압보다 휠씬 더 큰 전압(예를 들면, "처리" 전압)을 운반할 수 있고, 바람직하게 약 2-5KVDC 범위이다. 상기 회로는 접지와 접촉하는 대용물 기판(302)에 의해 완성된다. 이와같이, 강한 전계 형태의 힘(화살표 306에 의해 표시된 "처리" 전계)은 지지 표면(244)과 대용물 기판(302)의 후면 사이에 형성된다. 이런 전계(306)는 전체 웨이퍼/지지 표면 인터페이스에 걸쳐 상당히 균일하고, 축적된 전하를 홀딩하는 결합 에너지를 극복하여 축적된 전하를 지지 표면(244)에서 대용물 기판(302) 및 접지로 이동시킬만큼 충분히 강하다. 이론적 계산은 발생된 "처리" 전계(306)가 지지 표면(244)에 웨이퍼를 척킹할 때 발생된 전계보다 약 2-5배, 바람직하게 5배 더 크다는 것을 보여주었다. 예를 들면, 약 400V DC의 척킹 전압은 약 0.53MV/㎝의 전계 세기를 발생하고 "처리" 전압 2KV DC은 약 2.6MV/㎝의 전계를 발생한다. 부가적으로, 실험은 이런 크기의 전계가 잔류 전하를 지지 표면으로부터 제거한다는 것을 밝혔다. 부가적으로, 전계가 지지 표면에만 인가되는 힘이기 때문에, 상기 지지 표면은 지지 표면의 에칭 또는 전하의 주입을 초래할 수 있는 더 많이 대전된 파티클(예를 들면, "세척 플라즈마" 등으로부터의)로 지속적으로 충격받지않는다. 상기 접지된 대용물 기판은 축적된 전하를 배출하기 위해 고전력 전압 소스를 위한 경로를 제공하고 해로운 후속 프로세스 현상과 관련한 지지 표면의 추가 상호작용을 방지하는 시일드를 형성한다.
도 4는 본 장치와 방법에 의해 형성된 회로의 개략도이다. 특히, 고전압 전력 소스(236) 등은 척킹 전극(234)에 단극 구성으로 연결된다. 대부분 음전하가 대부분의 웨이퍼 프로세싱 상태동안 지지 표면에 축적되기 때문에, 상기 고전압 전력 소스는 전극에 연결된 그것의 음극 단자 및 접지에 대한 그것의 양극 단자를 가진다. 전극 뿐만 아니라 지지 표면과 대용물 기판의 후면 사이에 존재하는 작은 갭을 절연하는 유전체 재료는 캐패시터(400과 402)에 의해 표현된 각각의 전극에서 캐패시턴스(대략 나노패러드 범위로)를 형성한다. 저항기(404)는 접지 접속에서 자연적으로 발생하는 저항을 나타내고 웨이퍼, 접지선, 플라즈마 등의 저항성을 포함할 수 있다. 상기 고전압 전력원은 미리 결정되는 특정 시간 주기동안 동작된다. 상기 결정은 처리되는 웨이퍼의 수, 척킹 전압과 척킹력의 저하정도 및 플라즈마 상태를 포함하는 다양한 조건에 기초하지만, 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 시간 지속은 대략 3분이다. 선택적으로, 상기 고전압 소스는 축적된 전하 제거를 수행하기 위해 미리 결정된 수의 시간으로 펄싱될(예를 들어, 턴온 및 턴오프된다) 수 있다. 미리 결정된 시간 주기후, 상기 고전압 전력 공급원이 턴오프되고 대용물 기판(302)이 척(232)으로부터 제거된다. 다음에 새로운 웨이퍼가 챔버(200)로 유입되어 웨이퍼 프로세싱이 정규 방식으로 지속된다. 선택적으로, 회복 프로세스가 얼마나 성공적으로 이루어졌는지 그리고 지지 표면(224)이 부가적 프로세싱을 요구하는지와 관련한 다른 결정이 이루어질 수 있다.
요약하면, 정전기 척 지지 표면 회복 프로세스가 개시되었다. 웨이퍼 프로세싱 파라미터는 정전기 척 성능이 정규 동작 표준치 이하라고 결정되는 시간까지 모니터링된다. 이때, 대용물 기판이 정전기 척의 지지 표면상에 배치되고 접지에 대한 접속이 형성된다. 다음에 상기 정전기 척은 미리 결정된 시간동안 특정 전력 레벨에서 고전력 소스로 바이어싱된다. 상기 지지 표면과 대용물 기판 사이에 형성된 "처리" 전계는 어떤 축적된 전하를 지지 표면으로부터 밀어낸다. 척 성능의 선택적 모니터링 또는 테스팅이 실행될 수 있거나 또는 웨이퍼 프로세싱이 다시 시작될 수 있다. 상기 기술된 회복 프로세스는 다양한 웨이퍼 프로세스 조건때문에 지지 표면에 축적되게 되는 전하를 제거한다. 축적된 전하의 제거는 웨이퍼 후면에서의 불균일한 온도, 웨이퍼에 대한 감소된 척킹력, 웨이퍼에 인가되는 증가된 디척킹력 등과 같은 빈약한 웨이퍼 프로세스 조건의 가능성을 감소시킨다. 본 발명의 방법은 또한 지지 표면이 플라즈마내의 상당한 에너지를 갖고 및/또는 반응성인 종의 해로운 효과를 받지않게 되기 때문에 지지 표면 재료의 보전성을 유지한다.
비록 본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 변형이 이루어진다는 것을 인식할 것이다.
상기 기술된 회복 프로세스는 다양한 웨이퍼 프로세스 조건때문에 지지 표면에 축적되게 되는 전하를 제거한다. 축적된 전하의 제거는 웨이퍼 후면에서의 불균일한 온도, 웨이퍼에 대한 감소된 척킹력, 웨이퍼에 인가되는 증가된 디척킹력 등과 같은 빈약한 웨이퍼 프로세스 조건의 가능성을 감소시킨다. 본 발명의 방법은 또한 지지 표면이 플라즈마내의 상당한 에너지를 갖고 및/또는 반응성인 종의 해로운 효과를 받지않게 되기 때문에 지지 표면 재료의 보전성을 유지한다.

Claims (22)

  1. 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 지지 표면상에 대용물 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 대물용 기판을 접지에 연결하는 단계; 및
    (c) 상기 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하기 위하여 상기 지지 표면과 대물용 기판 사이에 소정 힘을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 대용물 기판은 반도체 웨이퍼, 금속성 재료의 플레이트 및 금속성 재료의 시트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 대용물 기판을 접지에 연결하는 단계는 대용물 기판과 전기적 접지 기준을 접촉시키는 플라즈마를 점화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 대용물 기판을 접지에 연결하는 단계는 대용물 기판과 전기적 접지 기준에 도선을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 지지 표면과 대용물 기판 사이에 소정 힘을 형성하는 단계는 지지 표면과 대용물 기판 사이에 전계를 형성하기 위해 기판 지지대에 접속된 전력 소스를 에너자이징하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 전력 소스는 2-5kvdc 범위의 전압을 운반할 수 있는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 전압은 특정 시간 주기동안 운반되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 특정 시간 주기는 약 3분인 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 전압은 펄싱되는 것을 특징으로 하는 기판 지지대의 지지 표면을 회복하는 방법.
  10. 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 축적된 전하를 가지는 지지 표면을 제공하는 단계;
    (b) 상기 지지 표면상에 대용물 기판을 배치하는 단계;
    (c) 상기 대용물 기판을 접지에 연결하는 단계; 및
    (d) 상기 지지 표면에 축적된 전하를 제거하기 위해 지지 표면과 대용물 기판 사이에 전계를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 대용물 기판은 반도체 웨이퍼, 금속성 재료의 플레이트 및 금속성 재료의 시트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 대용물 기판을 접지에 연결하는 단계는 대용물 기판과 접지된챔버 부품을 접촉시키는 플라즈마를 점화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 대용물 기판을 접지에 연결하는 단계는 대용물 기판과 접지된 챔버 부품에 도선을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 지지 표면과 대용물 기판 사이에 전계를 형성하는 단계는 정전기 척에 연결된 전력 소스를 에너자이징하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 전력 소스는 2-5KVDC 범위의 전압을 운반할 수 있는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 전압은 특정 시간 주기동안 운반되는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 특정 시간 주기는 약 3분인 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서, 상기 전압은 펄싱되는 것을 특징으로 하는 챔버내의 정전기 척의 지지 표면에 축적되는 전하를 제거하는 방법.
  19. 프로세스 챔버내의 정전기 척의 지지 표면을 회복하기 위한 장치에 있어서,
    적어도 하나의 접지된 챔버 부품;
    상기 정전기 척의 지지 표면상에 배치되는 대용물 기판;
    상기 대용물 기판과 접지된 챔버 부품 사이에 한정되는 접지 경로; 및
    상기 지지 표면에 축적된 전하를 제거하기 위한, 상기 대용물 기판과 정전기 척의 ㅈ지 표면 사이의 접속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버내의 정전기 척의 지지 표면을 회복하기 위한 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 대용물 기판과 지지 표면 사이의 접속부는 고전력 DC 전력 공급원인 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버내의 정전기 척의 지지 표면을 회복하기 위한 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 대용물 기판과 접지된 챔버 부품 사이에 한정되는 접지 경로는 대용물 기판과 접지된 챔버 부품을 접촉시키는 플라즈마인 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버내의 정전기 척의 지지 표면을 회복하기 위한 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 대용물 기판과 접지된 챔버 부품 사이에 한정되는 접지 경로는 대용물 기판과 접지된 챔버 부품에 부착되는 접지선인 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버내의 정전기 척의 지지 표면을 회복하기 위한 장치.
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