KR20030088479A - 반도체 웨이퍼 승강장치 및 그 실행방법 - Google Patents

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KR20030088479A
KR20030088479A KR10-2003-7012613A KR20037012613A KR20030088479A KR 20030088479 A KR20030088479 A KR 20030088479A KR 20037012613 A KR20037012613 A KR 20037012613A KR 20030088479 A KR20030088479 A KR 20030088479A
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lifting
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램 리서치 코포레이션
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Abstract

웨이퍼 처리 동작 후 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시키기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 특정 예에 있어서, 처리의 종료시에 정전척에 대한 웨이퍼 분리의 승강을 제어하기 위한 웨이퍼 승강기구가 정의된다. 웨이퍼 승강기구는 정전척 아래로 향하는 핀 승강기 요크를 포함한다. 핀 승강기 요크는 그에 연결되는 핀의 세트를 갖추고, 핀의 세트는 정전척을 통해 횡단하도록 구성됨과 더불어 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉된다. 링크가 또한 제공되어 핀 승강기 요크에 연결된다. 링크는 정전척내에서 이동하여 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉하도록 핀 승강기 요크와 핀의 세트를 야기시키기 위해 이동가능하게 되고, 웨이퍼의 바닥 표면과 한번 접촉되면 핀의 세트가 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시킬 수 있게 된다. 더욱이, 링크를 이동시키기 위한 모터와, 승강 동안 웨이퍼의 바닥 표면에 대해 핀의 세트에 의한 힘의 인가를 제한하기 위한 힘 피드백 시스템을 포함한다. 1실시예에 있어서, 웨이퍼가 정전력에 따라 아직 강하게 부착되어진 곳에서 야기되는 것과 같은, 스트레인 레벨이 웨이퍼에 잠정적으로 대미지를 야기시킬 수 있는 레벨로 성장할 때 힘의 인가가 중지된다.

Description

반도체 웨이퍼 승강장치 및 그 실행방법{SEMICONDUCTOR WAFER LIFTING DEVICE AND METHODS FOR IMPLEMENTING THE SAME}
반도체 제조에 있어서, 집적회로장치가 다양한 처리 동작을 통해 배치된 반도체 웨이퍼로부터 제조되어진다. 다층화된 구조를 형성하도록 유전체 및 금속화 재료등과 같은 층이 연속적으로 인가되어 패터닝되는 챔버내에서 많은 다양한 처리동작이 통상적으로 수행되어진다. 예컨대, 몇몇 이러한 층(예컨대, SiO2)은 CVD(화학적 기상성장) 챔버에서 통상적으로 퇴적되고, 포토레지스트 재료가 스핀-코트됨과 더불어 포토리소그래피 패터닝을 통해 배치된다. 포토레지스트 마스크가 특정 표면상에서 정의될 때, 반도체 웨이퍼가 포토레지스트 마스크에 의해 덮여지지 않은 하부 재료의 부분을 제거(예컨대, 에칭)하기 위해 플라즈마 에칭 챔버에 배치된다.
도 1a는 에칭 동작을 통해 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 이용되어지는 챔버(102)를 포함하는 반도체 처리시스템(100)을 나타낸다. 본 예에 있어서, 챔버(102)는 반도체 웨이퍼(106)를 지지하도록 구성된 척(104)을 포함한다. 또한, 챔버(102)는 상부 전극(114)을 갖도록 구성된다. 상부 전극(114)은 처리 동안 플라즈마영역(112)으로 분배되어지는 처리가스를 받아들이도록 구성된다. 플라즈마영역(112)은 상부 전극(114)의 표면과 웨이퍼(106)의 표면 사이에서 정의된다.
또한, 상부 전극(114)이 매치박스(116a)와 RF전원(118a)에 결합되어져 도시되어 있다. 또한, 척(104)은 매치박스(116b)와 RF전원(118b)에 결합된다. 챔버(112)에는 처리 동안 챔버(102)내로부터 여분의 가스를 뿜어 내도록 구성된 출구(120)가 제공된다. 동작에 있어서, RF전원(118a)은 상부 전극(114)을 바이어스해서 약 27MHz의 주파수에서 동작하도록 구성된다. RF전원(118a)은 플라즈마영역(112)내에서 대부분의 플라즈마 밀도를 발생시키기 위해 주로 책임을 지는 반면, RF전원(118b)은 플라즈마영역(112)내에서 바이어스 전압을 발생시키기 위해 주로 책임을 진다. 일반적으로 RF전원(118b)은 약 2MHz 범위의 저주파수에서 동작한다.
도 1b,c는 반도체 처리 시스템(100)중 척(104)의 더욱 상세한 도면을 제공한다. 도 1b에 도시된 척(104)은 오직 하나의 포지티브 전극(122)이 유전체재료(124)에 형성되고 플라즈마(112) 전위가 네가티브 극성을 갖는 단극성(monopolar type)이다. 도 1c에 도시된 척(104)은 2개의 전극, 즉 포지티브 전극(130)과 네가티브 전극(132)이 유전체 재료(124)에 형성된 양극성(bipolar type)이다.
도 1b,c에 도시된 바와 같이, 척(104)은 처리동작이 완료될 때까지 척(104)으로부터 반도체 웨이퍼(106)를 승강시키도록 승강핀(128)이 그를 통해 공기적으로 작동하는 다수의 관통구멍(126)을 포함한다. 처리의 완료에서 척(104)으로부터 웨이퍼(106)를 제거하는 처리는 통상적으로"분리(de-chucking)"처리로 불리워진다. 최적의 분리처리하에서 웨이퍼는 공기제어를 이용하여 척(104)으로부터 단순히 승강되고, 이어 처리챔버(100)로부터 제거되어질 수 있게 된다.
도 1d는 통상적인 분리 동작을 설명하는 흐름도를 나타낸다. 도 1d는 반도체 웨이퍼 처리를 완료한다(140). 이어, 웨이퍼(106)가 척(104)으로부터 승강되도록 시도되기 전에 완전히 배출되도록 허용되어져야만 한다(142). 도 1b에 도시된 바와 같은 단극성 척에 대해, 웨이퍼 배출이 플라즈마 영역을 통해 야기되고, 대부분의 시스템은 웨이퍼(106)상에서 최소 잔여 적재(charge)를 완성하도록 약 120초를 요구한다. 도 1c에 도시된 바와 같은 양극성 척에 대해, 플라즈마(112)를 통한 통상 웨이퍼 배출이 양극성 전극으로 용이하게 되는 척(104)을 통한 배출에 의해 보충된다. 웨이퍼(106)는 전형적으로 약 10 내지 180초를 요구하는 양극성 척을 통해 배출된다. 양극성 척 어셈블리는 웨이퍼 배출을 위해 요구되는 시간을 최소화함에 따라 유리하고, 처리 사이클과 드로우풋을 직접 개선한다. 그러나, 배출처리는 통상적으로 웨이퍼를 통하여 비균일하게 분배된 잔여 적재를 초래한다. 이하 설명하는 바와 같이, 균일 또는 비균일 여부에 따른 잔여 적재의 존재는 웨이퍼 대미지 영향을 이끌어낼 수 있다.
웨이퍼 배출이 완료됨에 따라 도 1d는 척(104)으로부터 웨이퍼(106)를 세정(clear)하고 시스템으로부터 웨이퍼(106)의 제거를 허용하도록 승강핀(128)의 작동을 계속한다(144). 승강핀(전형적으로 3 또는 4)의 작동은 일반적으로 공기력의 이용을 통해 달성된다. 승강핀(128)은 바닥 웨이퍼 표면과 접촉하도록 위쪽으로 진행하여 미리 설정된 전송 높이에 대해 웨이퍼(106)를 승강시킨다. 전송 높이로 되면, 웨이퍼(106)는 시스템으로부터 제거된다(146). 다른 웨이퍼(106)가 처리되어지면, 다음의 웨이퍼(106)가 승강핀(128)상에 위치되고(148), 척(104)에 대해 아래에 위치하며, 도 1d에서의 처리가 반복된다(150).
척(104)으로부터의 웨이퍼(106)의 승강은 종종 웨이퍼(106)에 대해 돌이킬 수 없는 결과를 초래한다. 이러한 대미지는 일반적으로 승강핀(128)과 웨이퍼(106) 사이에서의 접촉을 통해 야기된다. 웨이퍼(106)가 통상적으로 비균일한 충분한 잔여 적재를 포함하면, 웨이퍼(106)는 승강핀(128)이 작동할 때 정전적으로 척(104)에 부착되어 남겨지게 된다. 공기적으로 작동된 승강핀(128)에 대해, 승강핀(128)은 일정한 조정할 수 없는 힘과 속도에 따라 이동된다. 따라서, 움직이지 않는 웨이퍼(예컨대, 부착된)와 충돌될 때, 승강핀은 웨이퍼(106)에 대해 대미지를 주게 된다. (야기되도록 알고 있는 바와 같이)웨이퍼(106)가 일측면상에서만 승강되어질때, 웨이퍼(106)는 척(104)을 미끄러져 내리게 되어 대미지로 된다. 몇몇 경우에 있어서, 웨이퍼는 실질적으로 파손되거나 제조된 회로에 대해 돌이킬 수 없는 대미지를 야기시킨다. 또한, 핀 승강력이 척(104)에 따라 초기에 여분의 정전력을 통해 웨이퍼(106)에 의해 저항을 받으면, 핀 승강력이 적용되는 동안 웨이퍼 배출처리가 계속됨에 따라 웨이퍼(106)가 척(104)으로부터 갑자기 해제될 수 있다. 척(104)으로부터의 이러한 갑작스러운 해제는 웨이퍼(106)의 돌출 동작과 관련 대미지를 초래할 수 있다. 다른 경우에 있어서, 웨이퍼(106)가 충분한 여분의 적재를 포함하면, 승강핀(128)은 충분한 힘에 따라 인가되고, 승강핀은 웨이퍼를 통해 실질적인 파손을 야기할 수 있다.
상기한 관점에 있어서, 웨이퍼의 이면측에 대해 모니터되고 제어된 승강력의 적용을 통해 척으로부터 효과적으로 반도체 웨이퍼를 승강시키는데 도움을 주는 핀 승강장치 및 그 장치를 만들고 실행하기 위한 방법과, 웨이퍼와 척 사이에서 저항을 주는 여분의 적재의 빠른 제거를 위한 기술을 제공하는 것이 필요로 되는 것이다.
본 발명은 반도체 제조장비에 관한 것으로, 특히 반도체 처리 챔버 내부에 위치하는 척으로부터 반도체 웨이퍼를 분리(de-chucking) 및 승강(lifting)시키기 위한 개선된 기구에 관한 것이다.
도 1a는 에칭 동작을 통해 반도체 웨이퍼를 처리하기 위해 이용되는 챔버를 포함하는 반도체처리 시스템을 나타낸 도면,
도 1b는 반도체처리 시스템의 단극성 정전척의 더욱 상세를 제공하는 도면,
도 1c는 반도체처리 시스템의 양극성 정전척의 더욱 상세를 제공하는 도면,
도 1d는 반도체처리 시스템에서 수행된 분리동작의 흐름도,
도 2a는 웨이퍼 표면과 접촉하는 승강핀에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치의 본 발명의 실시예에 따른 단면도,
도 2b는 웨이퍼를 승강시키는 승강핀에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치의 본 발명의 1실시예에 따른 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치를 이용하여 수행된 분리동작의 흐름도이다.
대체적으로 언급하면, 본 발명은 처리 동작 후 정전척으로부터 웨이퍼를 떠어내어 제어가능하게 승강시키기 위한 장치 및 방법을 제공함으로써 이러한 필요성을 만족시킨다. 본 발명은 처리, 장치, 시스템, 소자 및 방법을 포함하는 다양한 방법으로 실행되어 질 수 있다. 이하, 본 발명의 다양한 실시예에 대해 설명한다.
1실시예에 있어서, 웨이퍼 처리챔버에서 처리의 완료시에 정전척에 대한 웨이퍼 분리의 승강을 제어하기 위한 웨이퍼 승강기구가 개시된다. 웨이퍼 승강기구는 정전척 아래로 향하는 핀 승강기 요크를 포함한다. 핀 승강기 요크는 그에 연결되는 핀의 세트를 갖추고, 핀의 세트는 정전척을 통해 횡단하도록 구성됨과 더불어 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉된다. 링크가 또한 제공되어 핀 승강기 요크에 연결된다. 링크는 정전척내에서 이동하여 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉하도록 핀 승강기 요크와 핀의 세트를 야기시키기 위해 이동가능하게 되고, 웨이퍼의 바닥 표면과 한번 접촉되면 핀의 세트가 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시킬 수 있게 된다. 더욱이, 링크를 이동시키기 위한 모터와, 승강 동안 웨이퍼의 바닥 표면에 대해 핀의 세트에 의한 힘의 인가를 제한하기 위한 힘 피드백 시스템을 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 처리의 완료시에 정전척에 대한 기판 분리의 승강을 제어하기 위한 기판 승강기구가 개시된다. 기판 승강기구는 핀 승강기 요크에 접속되면서 기판의 바닥 표면과 접촉되도록 구성된 핀의 세트를 포함한다. 리드 스크류가 핀 승강기 요크에 접속되고, 리드 스크류를 이동시키기 위한 모터가 제공된다. 힘 피드백 시스템이 더욱 포함된다. 힘 피드백 시스템은, 핀의 세트에 대해 저항하는 힘을 결정하기 위한 스트레인 게이지와, 저항하는 힘과 관련되는 데이터를 수신하기 위한 디지털 신호 처리기, 모터를 제어하기 위한 모터 제어기 및, 인코더를 포함한다. 인코더는 리드 스크류 위치 데이터를 모터 제어기와 디지털 신호 처리기에 통신하도록 구성된다.
또 다른 실시예에 있어서, 처리의 완료 후 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시키기 위한 방법이 개시된다. 본 방법은 웨이퍼의 하부측을 향하는 정전척을 통해 핀의 세트를 상승시키는 것을 포함한다. 이 때, 접촉이 핀의 세트와 웨이퍼의 하부측 사이에서 달성된다. 이때, 본 발명은 웨이퍼의 하부측에 대해 승강력을 인가하고, 승강력을 모니터링하는 것을 포함한다. 이때, 승강력은 임계 레벨에 도달된 것을 모니터링이 가리킬 때 중지된다.
본 발명의 이점은 다양하고 실질적이다. 가장 현저하게, 승강 동안 웨이퍼와 접촉하는 승강 핀상의 스트레인을 모니터링함으로써, 웨이퍼에 대한 대미지를 방지하도록 승강 핀이 더 이상 상승되지 않는 때를 결정하는 것이 가능하다. 웨이퍼가 적절히 배출되어 정전척으로부터 용이하게 제거될 수 있으면, 이때 승강은 웨이퍼가 적절한 상부 위치에 위치할때까지 재개되고, 로보트의 종단 작동체(end effector)에 의해 접근되어질 수 있다.
본 발명은 반도체처리 챔버 내에 위치하는 척으로부터 반도체 웨이퍼를 분리(de-chucking) 및 승강(lifting)에 도움을 주는 반도체 웨이퍼 승강장치에 대해 개시된다. 다음의 동작에 있어서, 다양한 특정 상세가 본 발명의 이해를 통해 제공되도록 설명된다. 그러나, 당업자에 있어서 본 발명은 이러한 특정 상세의 몇몇 또는 모두 없이 실행되어질 수 있음은 명백하다. 다른 예에 있어서, 잘 알려진 처리단계가 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지는 않는다.
본 발명의 실시예는 웨이퍼가 챔버처리 동작에 따라 정전척으로부터 효과적으로 배출되고 안전하게 승강되어질 수 있는 반도체 웨이퍼 승강장치를 개시한다. 본 발명의 반도체 웨이퍼 승강장치가 처리챔버의 많은 다른 형태에 이용될 수 있음에도 불구하고, 개시된 웨이퍼 승강장치의 발명의 설계 형상으로부터 이롭게되는 하나의 예시적 챔버가 레인보우(Rainbow) 4520XL 처리챔버이고, 이는 캘리포니아 프레몬트에 위치한 램 리서치 코포레이션(Lam Research Corporation)으로부터 입수할 수 있다. 다른 경우에 있어서, 본 발명의 반도체 웨이퍼 승강장치는 웨이퍼 배출 및 분리에 도움을 주는 한편 종래 기술의 문제점을 극복하는데 도움을 주게 된다.
도 2a는 승강핀(228)이 표면 아래의 웨이퍼(206)와 접촉함에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치의 본 발명의 실시예에 따른 단면도이다. 본 실시예에 있어서, 반도체 웨이퍼 승강장치는 다수의 관통구멍(226)을 통해 정전척(204)을 가로지르는 다수의 도전성 승강핀(228)을 포함한다. 전형적으로, 3 또는 4개의 승강핀(228)이 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 승강핀(228)의 특정수로 제한되지 않는다. 승강핀(228)은 승강 요크(230; 핀 승강기 요크)에 연결되어 전기적 도전성이 제공된다. 승강핀(228)과 정전척(204) 사이의 공간은 벨로즈(232;bellows)와 밀봉링(234)에 의한 척 아래 공간으로부터 절연된다. 벨로즈(232)의 이용은 처리 챔버내에서 대기 절연을 손상시키는 것 없이 요크(230)가 척(204)에 대해 움직이도록 한다. 승강 요크(230)는 스위치장치(236)와 가변 레지스터(238)를 통해 접지에 전기적으로 연결된다. 승강핀(228)과 요크(230), 스위치장치(236) 및, 가변 레지스터(238)를 통한 전기적 도전성은 요크(230)에 대해 중앙에 위치하는 절연재료(240)에 의해 승강장치의 나머지로부터 절연된다. 스트레인 게이지(242)가, 절연재료(240)와, 요크(230)를 움직이도록 모터(246)에 의해 구동되는 리드 스크류(244)와의 사이에 위치한다. 리드 스크류(244)는 핀 승강기 요크(230)를 상승 및 하강시킬 수 있는 한 다른 형태의 링크로 대체할 수 있음을 주지해야만 한다.
1실시예에 있어서, 스트레인 게이지(242)는 디지털신호 처리기(250; DSP)로 정보신호를 전송하고, 디지털신호 처리기(250)는 모터 제어기(246)로 차례로 신호를 전송하며, 모터 제어기(246)는 리드 스크류(244)의 위치를 제어하기 위한 모터(246)에 차례로 신호를 전송한다. 인코더(248)는 모터(246)와 접속되어, 모터 제어기(246)로 신호를 전송하도록 구성된다. 인코더(248)에 의해 제공된 정보는 리드 스크류(244)에 대한 현재의 위치 데이터를 포함하게 된다.
본 발명의 실시에에 있어서, 승강핀(228)은 웨이퍼(206)의 하부 표면과 접촉하도록 구성되어 낮은 힘을 인가함에 따라 전기적 도전성이 웨이퍼와 승강핀 사이에서 확립된다. 낮은 힘은 웨이퍼에 대미지를 주는 포텐셜을 갖을 수 있는 높은 스트레스의 인가를 방지하는 한편 척(204)에 정전적으로 접합되도록 설계된다. 동작에 있어서, 스위치(236)가 승강핀(228)과 웨이퍼(206) 사이의 제어된 접촉을 허용하도록 오픈되어지게 된다. 이러한 방법에 있어서, 제어되지 않은 정전 배출이 적절한 처리 시간에 도달할 때까지 일어나지 않게 된다. 예컨대, 전기적 도전성이 잔여 적재를 포함하는 웨이퍼(206)와 승강핀(228) 사이에서 확립되면, 스위치(236)는 접지로 가변 레지스터(238)를 통해 웨이퍼의 제어된 배출을 허용하도록 닫혀지게 된다. 바람직하게, 가변 레지스터(238)는 웨이퍼(206)의 요구된 배출시간을 최소화하는 한편 웨이퍼 무결성을 보호하도록 설정되어지게 된다.
실시예에 있어서, 승강 요크(230)가 척(204)으로부터 웨이퍼(206)를 승강시키도록 상승적으로 위쪽으로 움직이게 된다. 승강핀(228)이 웨이퍼(206)의 승강에 대해 저항하는 힘을 받음에 따라, 이러한 힘은 승강 요크(230)를 통해 스트레인 게이지(242)로 전해지게 된다. 스트레인 게이지(242)로부터의 스트레인 측정은 DSP(250)에 의해 차례로 모니터된다. 모니터된 스트레인 힘(Fs = 질량*중력)은 허용 가능한 범위내에 있지 않으면, DSP(250)(및 필요하다면 관련 소프트웨어)가 모터의 증진을 정지시켜 웨이퍼(206) 배출 허용에 대해 타임아웃하도록 모터 제어기(252)를 지시하고, 따라서 웨이퍼(206)와 척(204) 사이의 정전력이 더욱 감소된다. 1실시예에 있어서, 증진의 정지는 임계값에 도달할 때 야기된다. 임계값은 승강핀에 의해 인가된 힘이 웨이퍼에 대해 대미지를 야기시키는 레벨에 도달할 때를 식별하는 값으로 바람직하게 설정된다. 따라서, 임계값은 웨이퍼에 대미지를 야기시키는 레벨 바로 아래이고, 이러한 방법에 있어서 웨이퍼는 충분한 배출이 그 경로에서 취해지지 않을때 과도한 힘으로부터 보호된다.
1실시예에 있어서, 중력 이하로 제한되는 허용 가능한 스트레인 힘(Fs)은 웨이퍼의 크기에 따라 약 1 온스와 약 5파운드 사이의 범위일 수 있다. 만약, 모니터된 스트레인 힘이 허용가능한 범위내에 있으면, DSP(250) 및 관련된 소프트웨어는 모터를 연속적으로 증진시키도록 모터 제어기(252)를 지시하게 된다. 증진 동안, 모터(246)에 부착된 인코더(248)는 리드 스크류(244)의 위치를 모니터하여, 모터 제어기(252)에 리드 스크류 위치를 알린다. 이 때, 모터 제어기(252)는 원하는 승강 높이가 얻어졌을때 요크(230)의 승강을 정지시키도록 모터(246)를 지시하게 된다.
도 2b는 승강핀(228)에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치의 단면도를 나타낸 도면이다. 도 2b에 도시된 구성요소는 도 2a에서 도시되고 설명한 것과 동일하다. 도 2b는 웨이퍼(206)가 척(204)에서 분리됨에 따른 승강 요크(230)의 이동을 나타낸다. 이 지점에서 웨이퍼(206)는 종료 검출기 로봇의 브레이드에 의해 승강핀(228)에 대해 뜯어내어질 준비를 하게 된다. 여기서, 다른 웨이퍼(206)가 승강핀(228)상에 위치할 수 있게 되고, 이는 처리를 위해 척(204)상으로 낮추어질 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 웨이퍼 승강장치를 이용하여 수행하는 분리처리의 흐름도이다. 도 3은 반도체 웨이퍼 처리의 완료에서 분리 동작으로 들어간다(300). 이 때, 승강핀은 웨이퍼와 접촉하도록 낮은 힘에서 움직임에 따라, 승강핀의 접촉 지점이나 그 주위에서 웨이퍼에 대한 대미지 없이 전기적 도전성이 확립된다(302). 1실시예에 있어서, 승강 요크와 접지 사이에서 도전성을 제어하는 스위치는 접지에 대한 제어된 웨이퍼 배출을 허용하도록 닫혀지게 된다(304). 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 가변 레지스터(238)는 조건적이고, 따라서 배출이 접지에 대해 직접적으로 야기될 수 있다. 이용될 때, 가변 레지스터는 레지스터를 통한 현재의 지나감을 제어하도록 능동적으로 조정될 수 있어, 배출 시간을 최소화한다. 웨이퍼가 충분히 배출되면, 승강 요크를 이동시켜 웨이퍼를 승강시키도록 모터가 증진된다(306). 승강 동안, 스트레인이 스트레인 게이지에 의해 측정되고, DSP에 의해 모니터된다(308).
측정된 스트레인이 허용 한계 내에 있지 않으면(310), 모터는 정지되고 시간이 웨이퍼의 연속된 배출을 위해 허용된다(312). 이 지점에서, 본 발명의 1실시예는 승강핀과 요크를 통해 웨이퍼로부터 여분의 적재의 제거를 진척시키도록 가변 레지스터가 감소되어지는 것을 허용한다(312). 스트레인이 허용가능 한계내일때까지 스트레인 측정과 모니터링이 계속된다(308).
측정된 스트레인이 허용한계 이내이면(310), 이때 웨이퍼가 원하는 검색 높이에 도달했는가를 결정하도록 웨이퍼 승강 높이가 점검된다(314). 웨이퍼가 원하는 검색 높이에 도달하지 않았으면, 웨이퍼를 더욱 승강시키기 위해 모터가 다시 증진된다(306). 한편, 웨이퍼가 원하는 검색 높이에 도달하면, 모터는 더 이상 증진되지 않고 웨이퍼가 처리 챔버로부터 제거될 수 있게 된다(316). 다른 웨이퍼가 처리되면, 다음의 웨이퍼가 승강핀상에 위치하고(320), 척을 낮추며(322), 도 3의 처리를 반복한다. 그렇지 않으면 도 3의 처리가 종료된다.
따라서, 웨이퍼가 척으로부터 웨이퍼의 승강 동안 여분의 장전을 후-처리하기 위해 지능적으로 모니터되어질 수 있다. 상기한 바와 같이, 웨이퍼상의 너무 많은 여분의 적재는 웨이퍼와 척 사이에서 정전력을 야기시키게 되고, 이는 승강핀에 의해 작용될 때 웨이퍼 이동에 저항을 주게 된다. 1실시예에서 잔여 웨이퍼 적재는 승강핀을 통해 급속하게 제거되기 때문에, 웨이퍼 이동에 대한 저항성은 급속하게 효율적으로 극복될 수 있게 된다.
유용성으로서, 본 발명의 승강기구는 연속적인 피드백 루프를 제공한다. 힘 피드백 루프는 웨이퍼를 승강시키는데 필요로 되는 힘을 감소시키기 위해 정전력이 최소화될 때 승강핀만을 제어하도록 구성된다. 웨이퍼의 크기에 따라, 힘 피드백 루프는 충분한 견인력이 제거되는 때를 알게 되고, 따라서 승강기구의 리드 스크류를 증진시킴에 있어 안전하게 만든다. 이러한 피드백 루프 없이, 종래의 시스템은 블라인드 타이밍 알고리즘(blind timming algorithms)을 기초로 핀을 단순히 승강시킨다. 불행하게도, 정전 배출이 종종 균일하지 않거나 예측할 수 없으므로, 공기적으로 제어되는 종래 기술의 승강핀은 웨이퍼를 뚫고 들어가게 된다.
더욱이, 상기한 파라메터가 램 리서치 레인보우 4520XL 처리 챔버와 호환되는 반도체 웨이퍼 승강장치와 관련됨에도 불구하고, 파라메터는 다른 챔버와 척에 적용하기 위해 변경되어질 수 있어, 반도체장치와 평판 디스플레이의 제조에 채용되는 것과 같은 다양한 크기와 형상의 웨이퍼를 위해 이용되어질 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (20)

  1. 웨이퍼 처리챔버에서 처리의 완료시에 정전척에 대한 웨이퍼 분리의 승강을 제어하기 위한 웨이퍼 승강기구에 있어서,
    정전척 아래로 향하는 핀 승강기 요크와;
    핀 승강기 요크에 연결되는 링크;
    링크를 이동시키기 위한 모터 및;
    승강 동안 웨이퍼의 바닥 표면에 대해 핀의 세트에 의한 힘의 인가를 제한하기 위한 힘 피드백 시스템을 구비하여 구성되고,
    핀 승강기 요크는 그에 연결되는 핀의 세트를 갖추고, 핀의 세트는 정전척을 통해 횡단하도록 구성됨과 더불어 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉되며,
    링크는 정전척내에서 이동하여 웨이퍼의 바닥 표면과 접촉하도록 핀 승강기 요크와 핀의 세트를 야기시키기 위해 이동가능하게 되고, 웨이퍼의 바닥 표면과 한번 접촉되면 핀의 세트가 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  2. 제1항에 있어서, 힘 피드백 시스템이,
    웨이퍼의 바닥에 대해 핀의 세트에 의한 힘의 인가를 결정하기 위한 스트레인 게이지와;
    힘의 인가와 관련되는 데이터를 수신하기 위한 디지털 신호 처리기;
    모터를 제어하기 위한 모터 제어기 및;
    인코더를 더 구비하여 구성된 것을 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  3. 제2항에 있어서, 인코더가 링크 위치 데이터를 모터 제어기 및 디지털 신호 처리기에 통신하도록 구성되어 디지털 신호 처리기가 힘의 인가가 임계 레벨 이하로 떨어질때까지 링크의 이동을 지연시키도록 지시할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  4. 제1항에 있어서, 핀 승강기 요크와 접지 사이에 결합된 배출 스위치를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  5. 제4항에 있어서, 스위치가 닫혀지도록 구성되어, 정전척의 배출을 가속시키도록 핀 승강기 요크로부터 접지로 직접 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  6. 제4항에 있어서, 스위치와 접지 사이에 결합된 레지스터를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  7. 제1항에 있어서, 레지스터가 가변 레지스터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  8. 제1항에 있어서, 링크가 모터에 의해 제어되는 리드 스크류인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 승강기구.
  9. 처리의 완료시에 정전척에 대한 기판 분리의 승강을 제어하기 위한 기판 승강기구에 있어서,
    핀 승강기 요크에 접속되면서 기판의 바닥 표면과 접촉되도록 구성된 핀의 세트를 갖춘 핀 승강기 요크와;
    핀 승강기 요크에 접속되는 리드 스크류;
    리드 스크류를 이동시키기 위한 모터 및;
    힘 피드백 시스템을 구비하여 구성되고;
    힘 피드백 시스템이,
    핀의 세트에 대해 저항하는 힘을 결정하기 위한 스트레인 게이지와;
    저항하는 힘과 관련되는 데이터를 수신하기 위한 디지털 신호 처리기;
    모터를 제어하기 위한 모터 제어기 및;
    리드 스크류 위치 데이터를 모터 제어기와 디지털 신호 처리기에 통신하도록 구성된 인코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  10. 제9항에 있어서, 디지털 신호 처리기가, 저항력이 기판에 대한 임계 레벨 아래로 떨어질때까지 리드 스크류를 이동시키는 것으로부터 모터를 지연시키는 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  11. 제9항에 있어서, 핀 승강기 요크와 접지 사이에 결합된 배출 스위치를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  12. 제11항에 있어서, 배출 스위치가 닫혀지도록 구성되어, 정전척의 배출을 가속시키도록 핀 승강기 요크로부터 접지로 직접 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  13. 제12항에 있어서, 스위치와 접지 사이에 결합된 레지스터를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  14. 제1항에 있어서, 레지스터가 가변 레지스터인 것을 특징으로 하는 기판 승강기구.
  15. 처리의 완료 후 정전척에 대한 웨이퍼 분리를 승강시키기 위한 방법에 있어서,
    웨이퍼의 하부측을 향하는 정전척을 통해 핀의 세트를 상승시키고;
    핀의 세트와 웨이퍼의 하부측 사이에서 접촉을 달성하며;
    웨이퍼의 하부측에 대해 승강력을 인가하고;
    승강력을 모니터링하며;
    모니터링이 임계 레벨에 도달된 것을 가리킬 때 승강력을 중지하도록 된 것을 특징으로 하는 승강방법.
  16. 제15항에 있어서, 웨이퍼의 하부측에 대해 승강력의 인가를 재개하고;
    웨이퍼가 승강 높이로 상승되어질 때 승강력을 종료시키는 것을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 승강방법.
  17. 제15항에 있어서, 모니터링이 스트레인 값 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강방법.
  18. 제17항에 있어서, 스트레인 값이 임계값에 도달했는가의 여부를 결정하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 승강방법.
  19. 제18항에 있어서, 임계값이 웨이퍼의 이면측에 인가되어지는 최대의 승강력 신호인 것을 특징으로 하는 승강방법.
  20. 제15항에 있어서, 접지에 대해 웨이퍼의 배출을 증강시키는 것을 것을 특징으로 하는 승강방법.
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