KR20060050341A - 기판 디처킹 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

기판을 디처킹하는 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버는 내부 용적에 배치된 기판 지지 어셈블리를 구비하는 접지된 챔버 바디를 포함하도록 제공된다. 디처킹 회로는 선택적으로 접지 또는 전력 소스에 기판 지지 어셈블리를 결합시킨다. 본 발명의 다른 실시예에서, 기판을 디처킹하는 방법은 접지된 기판 지지 어셈블리 상에 배치된 기판 상의 플라즈마 프로세스를 완료하는 단계, 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계, 및 기판 지지 어셈블리에 디처킹 전압을 인가하는 단계를 포함한다.

Description

기판 디처킹 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DECHUCKING A SUBSTRATE}
도 1은 디처킹 회로(dechucking circuit)를 구비하는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템(plasma enhanced chemical vapor deposition system)의 일 실시예에 대한 단면도이다.
도 2는 기판 디처킹 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.
도 3은 디처킹 회로를 구비하는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 4는 디처킹 회로를 구비하는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 5는 디처킹 회로를 구비하는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 대체로 기판을 디처킹하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 또는 플랫 패널 디스플레이는 컴퓨터 및 텔레비젼 모니터와 같은 활성 매트릭스 디스플레이에 흔히 사용된다. 일반적으로, 플랫 패널은 사이에 액정 재료층이 샌드위치된 2개의 플레이트를 포함한다. 플레이트 중 적어도 하나는 그 위에 배치된 적어도 하나의 도전성 막을 포함하고, 도전성 막은 전력 소스에 결합된다. 전력 소스로부터 도전성 막에 공급된 전력은 액정 재료의 방향을 변화시키고, 패터닝된 디스플레이를 형성한다.
이러한 디스플레이를 제조하기 위하여, 글래스 또는 폴리머 가공물과 같은 기판은 전형적으로 기판 상에 장치, 도전체 및 절연체를 형성하기 위하여 복수 개의 순차적인 프로세스를 거친다. 이러한 각각의 프로세스는 일반적으로 생산 프로세스의 단일 단계를 수행하도록 구성된 프로세스 챔버에서 수행된다. 전체 일련의 프로세싱 단계들을 효과적으로 완료하기 위하여, 다수의 프로세스 챔버들은 전형적으로 중심 전달 챔버에 결합되고, 중심 전달 챔버는 프로세스 챔버들 사이에 기판이 전달되도록 하는 로봇을 수용한다. 이러한 구성을 갖는 프로세싱 플랫폼은 일반적으로 클러스터 툴(cluster tool)로서 알려져 있고, 이러한 클러스터 툴의 예는 캘리포니아 산타클라라의 AKT America 사로부터 구입가능한 AKT 플라즈마 화학 기상 증착(PECVD) 프로세싱 플랫폼 계열이다.
동작 동안에, 전달 챔버에 배치된 로봇은 단부 작동기(end effector) 상에서 챔버들 사이에서 기판을 이동시킨다. 로봇은 프로세스 챔버에 배치된 기판 지지부 위에 기판을 배치시킨다. 기판 지지부는 단부 작동기와 기판 지지부 사이에 기판이 교환되도록 하는 전달 메커니즘, 예를 들어, 복수 개의 리프트 핀들을 포함한다.
플랫 패널에 대한 수요가 증가함에 따라, 더 큰 크기를 가진 기판에 대한 수요도 증가하였다. 예를 들어, 플랫 패널 제조에 사용되는 대면적 기판은 면적이 단 몇 년 사이에 550 mm ×650 mm 에서 1,500 mm ×1,800 mm 로 증가하였고, 가까운 미래에 4 제곱미터를 초과할 것으로 예기된다. 이러한 대면적 기판 크기의 성장은 취급 및 생산의 새로운 도전을 제공하였다. 예를 들어, 기판 지지부와 기판 사이의 더 큰 접촉 표면들은 프로세싱 이후에 기판 지지부에 대한 기판의 정전 인력 양을 증가시켰다. 이러한 기판과 기판 지지부 사이의 증가된 인력은 기판 지지부로부터 기판을 분리시키기 위하여 더 큰 힘을 요구한다. 기판과 기판 지지부 사이의 높은 인력에 의한 반작용으로 기판 상의 리프트 핀들에 의해 가해지는 증가된 힘은 기판 지지부로부터 기판을 리프팅하는 동안(예를 들어, 분리하는 동안) 기판 손상에 대한 잠재성을 증가시킨다. 더욱이, 기판 지지부와 기판 사이의 인력이 높은 경우에, 기판의 중심은 리프트 핀들이 기판 지지부로부터 기판을 분리시키기 시작할 때 기판 지지부와 접촉한 상태로 남아 있을 수 있고, 그리하여 과도하게 기판을 편향시킨다. 기판이 편향될 때, 리프트 핀들은 기판의 바닥 표면을 따라 슬라이딩할 수 있고, 기판 파손을 야기할 수 있는 스크래치를 형성한다. 부가적으로, 기판의 중심이 기판 지지부로부터 자유로워 질 때 기판이 고유 형태로 튕겨 되돌아온다면, 기판은 리프트 핀들 상에 점프 및/또는 이동할 수 있고, 잠재적으로 입자들 또는 기판 손상을 형성한다. 부가하여, 기판이 리프트 핀들에 대해 측방향으로 이동하면, 기판은 로봇의 단부 작동기 상에서 오정렬될 수 있고, 그리하여 기판 손 상 확률 또는 기판 오정렬로 인한 후속적인 프로세스들의 불량 프로세싱 결과를 증가시킨다.
따라서, 기판을 디처킹하기 위한 개선된 방법 및 장치가 필요하다.
기판을 디처킹하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 프로세싱 챔버는 내부 용적에 배치된 기판 지지 어셈블리를 구비하는 접지된 챔버 바디를 포함하도록 제공된다. 디처킹 회로는 기판 지지 어셈블리를 접지 또는 전력 소스로 선택적으로 결합시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 기판을 디처킹하는 방법은 접지된 기판 지지 어셈블리 상에 배치된 기판 상에서 플라즈마 프로세스를 완료하는 단계, 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계, 및 디처킹 전압을 기판 지지 어셈블리로 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기와 같은 특징들이 달성되고 상세히 이해될 수 있는 방식으로 앞서 요약된 본 발명의 보다 특정한 설명이 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 이루어진다.
이해를 돕기 위하여, 도면들에 공통적인 동일한 요소들을 가리키기 위하여 가능한 동일한 참조번호를 사용하였다. 그러나, 첨부된 도면은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시할 뿐이므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않으며 다른 균등한 실시예들도 인정한다. Y
본 발명은 대체로 대면적 기판 프로세싱 챔버 및 그 내부에 배치된 기판 지지부로부터 기판을 디처킹하는 방법에 관한 것이다. 비록 본 발명은 대면적 기판 프로세싱 시스템 내에서 실시되는 것으로 예시적으로 기재 및 도시되었으나, 본 발명은 기판, 반도체 웨이퍼 또는 다른 가공물과 같은 가공물과 그 가공물이 지지되는 표면 사이의 정전 인력을 감소 및/또는 제거하는 것이 바람직한 다른 프로세싱 챔버들에서도 유용성이 있다.
도 1은 디처킹 회로(160)의 일 실시예를 갖는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템(100)의 일 실시예에 대한 단면도이다. 디처킹 회로(160)는 기판과 기판 지지 어셈블리 사이의 정전 인력을 감소 및/또는 제거함으로써 프로세싱 이후 기판 지지 어셈블리(138)로부터 기판(140)을 제거하는 것을 용이하게 한다. 본 명세서에서 설명되는 디처킹 회로의 실시예들은 그 변형예들과 함께 다른 프로세싱 시스템들에서 그리고 다른 가공물 지지부에 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 시스템(100)은 가스 소스(104) 및 전력 소스(122)에 결합된 접지된 챔버 바디(102)를 포함한다. 챔버 바디(102)는 프로세스 용적(112)을 한정하는 측벽(106), 바닥(108), 및 덮개 어셈블리(110)를 구비한다. 프로세스 용적(112)은 전형적으로 챔버 바디(102) 내로 그리고 외부로 대면적 기판(140)(이하에서 "기판(140)"으로 언급)이 이동하도록 하는 측벽(106)의 포트(미도시)를 통해 액세스된다. 대면적 기판(140)은 글래스 또는 폴리머 가공물일 수 있고, 일 실시예에서 약 0.25 미터 이상의 평면 표면적을 갖는다. 챔버 바디(102)의 측벽(106) 및 바닥(108)은 전형적으로 알루미늄 또는 프로세스 화학물과 융화가능 한 다른 재료로 이루어진 단일 블록으로부터 제조된다. 덮개 어셈블리(110)는 프로세스 용적(112)을 여러 펌핑 컴포넌트(미도시)에 결합된 배출 포트에 결합시키는 펌핑 플레넘(pumping plenum)(114)을 포함한다.
덮개 어셈블리(110)는 측벽들(106)에 의해 지지되고 챔버 바디(102)를 수리하기 위해 제거될 수 있다. 덮개 어셈블리(110)는 일반적으로 알루미늄으로 구성된다. 분배 플레이트(118)는 덮개 어셈블리(110)의 내부 측면(120)에 결합된다. 분배 플레이트(118)는 전형적으로 알루미늄으로부터 제조된다. 분배 플레이트(118)의 중심 섹션은 천공된 영역을 포함하고, 천공된 영역을 통해 가스 소스(104)로부터 공급되는 프로세스 및 다른 가스들은 프로세스 용적(112)으로 전달된다. 분배 플레이트(118)의 천공된 영역은 분배 플레이트(118)를 통해 챔버 바디(102) 내로 전달되는 균일한 가스 분배를 제공하도록 구성된다. 전력 소스(122)는 전기적 바이어스를 제공하기 위해 분배 플레이트(118)에 결합되고, 전기적 바이어스는 프로세스 가스를 활성화시키고 프로세싱 동안 가스 분배 플레이트(118)와 기판(140) 사이의 내부 용적(112)의 영역에 프로세스 가스로부터 형성된 플라즈마를 유지시킨다.
가열된 기판 지지 어셈블리(138)는 챔버 바디(102) 내에 중심에 배치된다. 기판 어셈블리(138)는 프로세싱 동안에 기판(140)을 지지한다. 기판 지지 어셈블리(138)는 일반적으로 챔버 바닥(108)을 통해 연장되는 축(142)에 의해 지지되는 전기 전도성 바디(124)를 포함한다. 지지 바디(124)는 일반적으로 다각형의 형태를 갖고 기판(140)을 지지하는 바디(124)의 적어도 일 부분 위에서 전기 절연 코팅 (미도시)으로 커버된다. 코팅은 또한 바디(124)의 다른 부분들을 커버할 수 있다. 기판 지지 어셈블리(138)는 보통 적어도 프로세싱 동안 접지에 결합된다.
지지 바디(124)는 금속 또는 다른 동등하게 전기 전도성인 재료들로부터 제조될 수 있다. 절연 코팅은 다른 것들 가운데 옥사이드, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 다이옥사이드, 알루미늄 다이옥사이드, 탄탈륨 펜트옥사이드, 실리콘 카바이드 또는 폴리이미드와 같은 절연 재료일 수 있고, 화염 스프레이, 플라즈마 스프레이, 고에너지 코팅, 화학 기상 증착, 스프레이, 접착 막, 스퍼터링 및 캡슐화를 포함한 여러 가지 증착 또는 코팅 프로세스들에 의해 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 기판 지지 어셈블리(138)는 적어도 하나의 내장 가열 엘리먼트(132) 및 열전대(thermocouple)(미도시)를 캡슐화하는 알루미늄 바디(124)를 포함한다. 바디(124)는 금속, 세라믹 또는 그 내부에 매립된 다른 경화 재료들로 구성된 하나 이상의 경화 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
전극 또는 저항성 엘리먼트와 같은 가열 엘리먼트(132)는 전력 소스(130)에 결합되고, 미리 설정된 온도로 기판 어셈블리(138) 및 그 위에 배치된 기판(140)을 제어가능하게 가열한다. 전형적으로, 가열 엘리먼트(132)는 프로세싱 동안 기판을 약 150 내지 적어도 약 460 ℃의 균일한 온도로 유지한다. 가열 엘리먼트(132)는 바디(124)에 대해 전기적으로 플로팅(float)한다.
일반적으로, 지지 어셈블리(138)는 그 위에 기판(140)을 지지하는 하부측(126) 및 상부측(134)을 구비한다. 하부측(126)은 거기에 결합된 스템 커버(144) 를 갖는다. 스템 커버(144)는 일반적으로 지지 어셈블리(138)에 결합된 알루미늄 링이고, 축(142) 부착을 위한 마운팅 표면을 제공한다.
일반적으로, 축(142)은 챔버 바닥(108)을 통해 스템 커버(144)로부터 연장되고, 지지 어셈블리(138)를 리프트 시스템(136)에 결합시키며, 리프트 시스템(136)은 상승된 프로세스 위치(도시)와 하강된 위치 사이에서 지지 어셈블리(138)를 이동시켜 기판 전달을 용이하게 한다. 벨로우즈(146)는 지지 어셈블리(138)의 수직 이동을 용이하게 하는 동안 챔버 용적(112)과 챔버 바디(102) 외부 주변 사이에 진공 밀봉을 제공한다. 축(142)은 부가적으로 지지 어셈블리(138)와 시스템(100)의 다른 컴포넌트들 사이에서 라우팅되는 전기적 열전대 리드를 위한 도관을 제공한다.
축(142)은 챔버 바디(102)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 절연 아이솔레이터(dielectric isolator)(128)는 축(142)과 챔버 바디(102) 사이에 배치된다. 아이솔레이터(128)는 부가적으로 축(142)을 위한 베어링으로서 지지 또는 기능하도록 구성될 수 있다.
지지 어셈블리(138)는 부가적으로 외접 섀도우 프레임(148)을 지지한다. 일반적으로, 섀도우 프레임(148)은 기판(140) 및 지지 어셈블리(138) 에지에서의 증착을 방지하여, 기판(140)은 지지 어셈블리(138)에 점착되지 않는다.
지지 어셈블리(138)는 복수 개의 리프트 핀들(150)의 관통을 허용하도록 배치된 복수 개의 홀들을 구비한다. 리프트 핀(150)은 전형적으로 세라믹 또는 애노다이징된 알루미늄으로 구성되고, 리프트 핀(150)이 정상 위치에 있을 때 (즉, 지 지 어셈블리(138)에 대해 후퇴되었을 때) 지지 어셈블리(138)의 상부측(134)과 실질적으로 같은 높이에 있거나 지지 어셈블리(138)의 상부측(134)보다 약간 들어간 제 1 단부들을 구비한다. 지지 어셈블리(138)가 전달 위치로 하강될 때, 리프트 핀(150)은 챔버 바디(102)의 바닥(108)과 접촉하게 되고 지지 어셈블리(138)의 상부측(134)으로부터 돌출하도록 지지 어셈블리(138)를 통해 배치됨으로써, 지지 어셈블리(138)에 공간 이격된 관계로 기판(140)을 배치시킨다.
일 실시예에서, 다양한 길이를 가진 리프트 핀들(150)은 바닥(108)에 접촉하고 상이한 시점들에서 구동되도록 이용된다. 예를 들어, 기판(140)의 외부 에지 둘레에서 이격된 리프트 핀들(150)은 외부 에지로부터 기판(140)의 중심 쪽으로 내향하여 이격된 상대적으로 짧은 리프트 핀들(150)과 결합되어, 기판(140)이 중심에 비해 외부 에지로부터 우선 리프팅되도록 한다. 또 다른 실시예에서(도 1에 도시), 균일한 길이를 가진 리프트 핀들(150)은 외부 리프트 핀들(150) 아래에 배치된 범프 또는 플래토(182)(빗금으로 도시)와 협력하여 사용될 수 있고, 그 결과, 외부 리프트 핀들(150)은 이전에 구동되어 상부 표면(134)으로부터 내부 리프트 핀들(150)보다 더 큰 거리로 기판(140)을 변위시킨다. 대안적으로, 챔버 바닥(108)은 내부 리프트 핀들(150) 아래에 배치된 그루브들 또는 트렌치들을 포함할 수 있고, 그 결과 내부 리프트 핀들(150)은 이후에 구동되고 외부 리프트 핀들(150)보다 더 짧은 거리로 변위된다. 본 발명으로부터 이득을 얻도록 적응될 수 있는 기판 지지부로부터 중심 방식으로 에지에서 기판을 리프트시키도록 구성된 리프트 핀들을 구비한 시스템의 실시예들은 Shang 등에 의해 2002년 12월 2일자 출원된 미국 특허 출원 제 10/308,385호에 기술되고, Blonigan 등에 의해 2003년 6월 12일자 출원된 미국 특허 출원 제 10/460,196호에 기술된다.
지지 어셈블리(138)는 일반적으로 프로세싱 동안 접지되어, 전력 소스(122)에 의해 분배 플레이트(118)(또는 챔버 바디(102)의 덮개 어셈블리(110) 내부 또는 그 근처에 배치된 다른 전극)로 공급된 RF 전력은 지지 어셈블리(138)와 분배 플레이트(118) 사이의 프로세스 용적(112) 내에 배치된 가스들을 여기시킬 수 있다. 전력 소스(122)로부터의 RF 전력은 일반적으로 화학 기상 증착 프로세스를 구동하기 위하여 기판(140)의 크기에 비례하도록 선택된다.
선택적으로, 기판 지지 어셈블리(138)는 지지 바디(124)와 접지 사이에 저-임피던스 RF 회송 경로(return path)를 제공하는 하나 이상의 RF 접지 회송 경로들에 의해 접지될 수 있다. RF 접지 회송 경로(184)는 예를 들어, 챔버 바디(102)를 통해 직접 또는 간접적으로 접지에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, RF 접지 회송 경로(184)는 바디(124)의 주변과 챔버 바닥(108) 사이에 결합된 복수 개의 가요성 스트랩들(이들 중 하나만 도 1에 도시됨)이다. RF 접지 회송 경로들(184)은 알루미늄, 베릴륨 구리 또는 다른 적합한 RF 도전성 재료로 제조될 수 있다.
기판 지지 어셈블리로부터 기판을 디처킹하는 것을 용이하게 하기 위하여(즉, 기판 프로세싱 동안, 예를 들어, 기판의 플라즈마 프로세싱 동안 생성될 기판과 기판 지지 어셈블리 사이의 정전 인력을 극복하기 위하여), 디처킹 회로(160)는 기판 지지 어셈블리(138)에 결합된다. 디처킹 회로(160)는 기판(140)과 기판 지지 어셈블리(138) 사이의 정전 인력을 제거 또는 감소시키기 위하여 기판 지지 어셈블리(132)에 신호를 제공하도록 구성된 전력 소스(162) 및 스위치(164)를 포함한다. 기판 지지 어셈블리(138)를 프로세싱 동안 접지에, 그리고 기판(140)을 디처킹할 때 전력 소스(162)에 선택적으로 연결하는 스위치(164)가 요구된다.
전력 소스(162)에 의해 제공된 신호는 RF 또는 DC일 수 있고, 안정 상태 또는 펄스형 신호일 수 있다. 디처킹 회로(160)에 의해 생성된 신호의 크기, 지속기간 및/또는 펄스 수는 일반적으로 극복되어야 하는 기판 지지 어셈블리(138)와 기판(140) 사이의 정전 인력량에 비례한다. 정전력은 전형적으로 다른 것들 가운데 기판의 크기, 기판 상에 증착되는 재료, 및 프로세싱 동안의 플라즈마 전력 및 기판 지지부를 포함하는 재료와 같은 프로세싱 파라미터에 의존한다.
기판 지지 어셈블리(138)가 하나 이상의 RF 접지 회송 경로들(184)에 의해 접지되는 실시예들에서, 전력 소스(162)에 의해 제공되는 전기적 신호는 RF 접지 회송 경로(184)(충분히 높은 임피던스로 선택됨)가 유도적으로 개방되어 접지로부터 지지 어셈블리(138)를 절연시킬 수 있게 구성될 수 있다. 예를 들어, 펄스형 DC 또는 RF 신호는 기판 지지 어셈블리(138)에 디처킹 신호를 인가하는 동안 RF 접지 회송 경로(184)를 통해 실질적으로 아무런 전류도 흐르지 않도록 선택될 수 있다. 대안적으로, RF 접지 회송 경로(184)는 절연체(166)(빗금으로 도시)에 의해 챔버 바디(102)로부터 절연될 수 있고 스위치(168)를 통해 접지에 결합될 수 있다. 스위치(168)는 프로세싱 동안 기판 지지 어셈블리(138)를 접지에 선택적으로 결합시키도록, 그리고 디처킹 동안(즉, 전력이 전력 소스(162)에 의해 지지 어셈블리 (138)에 인가될 때) 기판 지지 어셈블리(138)와 접지 사이에서 회로를 개방시키도록 동작될 수 있다.
도 2는 도 1의 프로세싱 시스템(100)과 함께 실시될 수 있는 기판 디처킹 방법(200)의 일 실시예에 대한 흐름도이다. 방법(200)은 상이한 구성을 갖는 프로세싱 시스템 상에서, 그리고 전술한 디처킹 응용예의 다른 타입에 대해서 실시될 수 있다. 방법(200)은 챔버 바디(102) 내에서 수행되는 플라즈마 프로세싱 단계의 완료와 함께 단계(202)에서 시작된다. 일 실시예에서, 수행되는 플라즈마 화학 기상 증착 단계는 다른 PECVD 막 가운데, 저온 실리콘 옥시나이트라이드 패시베이션(passivation), 실리콘 나이트라이드(SiN) 또는 실리콘 옥시나이트라이드(SiON) 층을 증착할 수 있다.
단계(204)에서, 기판 지지 어셈블리(138)는 접지로부터 연결해제된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 기판 지지 어셈블리(138)는 전력 소스(162)를 지지 어셈블리(138)에 결합시키는 스위치(160)를 작동시킴으로써 접지로부터 연결해제된다. 하나 이상의 RF 접지 회송 경로(184)를 갖는 실시예들에서, 단계(206)에서 디처킹 동안 제공되는 신호가 RF 접지 회송 경로(184)를 통해 접지 회로를 유도적으로 개방하지 않는다면 스위치(168)가 개방된다.
단계(206)에서, 디처킹 신호가 전력 소스(162)로부터 기판 지지 어셈블리(138)로 인가된다. 전술한 바와 같이, 디처킹 신호는 기판 지지부(138)와 기판(140) 사이의 정전 인력을 제거 또는 충분히 감소시키기에 충분하게 기판 지지부(138)에 전압을 제공하여, 기판(140)이 리프트 핀들(150)에 의해 기판 지지부(138) 로부터 용이하게 분리될 수 있다.
방법(200)은 기판을 디처킹하게 하는 다른 방법들과 순차적으로 또는 동시에 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판(140)의 외부 영역들을 지지하는 리프트 핀들(150)은 디처킹 신호를 인가하기에 앞서, 그리고/또는 디처킹 신호를 인가하는 동안 기판의 외부 영역에서 기판(140)을 리프트시키도록 구동될 수 있다.
디처킹 방법(200)에 통합될 수 있는 다른 방법은 기판 상에 증착된 재료에 악영향을 주지 않고 또한 단계(206)에서 디처킹 신호를 인가하기 전에 그리고/또는 디처킹 신호를 인가하는 동안 부가적인 재료가 기판 상에 증착되지 않도록 하는 불활성 가스 또는 다른 이온화된 가스의 플라즈마에 기판을 두는 단계를 포함한다. 불활성 가스의 플라즈마는 기판의 주변에서 기판을 리프트시키는 것에 부가하여 인가될 수 있고, 그에 의해 기판의 밑면을 플라즈마에 노출시켜 정전 인력을 소산시킨다. 상기와 같은 방식으로 본 발명으로부터 이점을 얻도록 적응될 수 있는 방법은 Robertson 등에 의해 1995년 1월 10일에 출원된 미국 특허 제 5,380,566호에 기재된다. 방법(200)이 기판(140)과 기판 지지 어셈블리(138) 사이의 정전 인력을 감소 및/또는 제거할 때, 기판(140)은 지지 어세블리(138)로부터 보다 효율적으로 분리될 수 있다. 그리하여, 리프트 핀들(150)에 의해 다른 기판(140)에 인가된 힘이 감소될 수 있고, 그에 의해, 기판에 대한 잠재적 손상을 감소시킨다.
도 3은 플라즈마 화학 기상 증착 시스템(300)의 다른 실시예에 대한 단면도이다. 시스템(300)은 일반적으로 전술한 바와 같이, 전력 소스(122) 및 가스 소스(104)에 결합된 프로세스 챔버 바디(102)를 포함한다. 디처킹 회로(160)는 하나 이상의 RF 접지 경로(184)에 의해 챔버 바디(102)의 프로세스 용적(112)에 배치된 기판 지지부(138)에 결합된다. 스위치(164)는 프로세싱 동안 기판 지지부(138)를 접지에, 그리고 기판(140) 디처킹을 용이하게 하기 위해 전력 소스(162)에 선택적으로 결합시키기 위해 디처킹 회로(160)에 제공된다. 절연체(166)는 RF 접지 회송 경로(184) 및 디처킹 회로(160)를 결합시키는 도전성 피드-스루(304)를 접지된 챔버 바디(102)로부터 절연시키도록 제공된다.
기판 지지 어셈블리(138)를 챔버 바닥(108)을 통해 리프트 메커니즘(136)에 결합시키는 축(142)은 프로세싱 동안 스위치(302)를 통해 접지에 선택적으로 결합될 수 있다. 스위치(302)는 전력 소스(162)로부터 디처킹 신호를 인가하는 동안 개방된다. 축(142)은 아이솔레이터(128)에 의해 챔버 바닥(108)으로부터 전기적으로 절연된다.
도 4는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템(400)의 다른 실시예에 대한 단면도를 도시한다. 시스템(400)은 기판 지지 어셈블리(138)가 하나 이상의 접지 부재(404)에 의해 접지되는 것을 제외하고는 전술한 시스템(100)과 유사하게 구성된다. 디처킹 회로(160)는 전술한 바와 같이, 전력 소스(162)를 스위치(164)를 통해 기판 지지 어셈블리로 선택적으로 결합시킨다.
접지 부재(404)는 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세싱 동안 기판 지지 어셈블리(138)와 접촉하는 위치와 기판(140) 디처킹 동안 기판 지지 어셈블리(138)가 제거되는 위치 사이에서 이동가능하다. 접지 부재(404)는 아이솔레이터(402)에 의해 챔버 바디(102)의 측벽(106)으로부터 절연된다. 액츄에이터(406)는 접지 부재 (404)의 변위를 제어하기 위하여 접지 부재(404)와 상호작용한다. 액츄에이터(406)는 솔레노이드 선형 액츄에이터, 공기압 또는 수압 실린더 또는 접지 부재(404)를 기판 지지 어셈블리(138)와 접촉 및 접촉해제되게 이동시키기에 적합한 다른 장치일 수 있다.
도 5는 플라즈마 화학 기상 증착 시스템(500)의 다른 실시예를 도시한다. 시스템(500)은 디처킹 회로(160)가 접지 부재(404)를 통해 기판 지지 어셈블리(138)에 결합되는 것을 제외하고는 전술한 시스템(400)과 실질적으로 유사하다. 기판 지지 어셈블리(138)를 지지하는 축(142)은 스위치(502)를 통해 접지에 선택적으로 결합될 수 있고, 이것은 디처킹을 용이하게 하기 위하여 접지로부터 기판 지지 어셈블리(138)를 절연시킨다.
디처킹 회로(160)는 접지 부재(404)를 프로세싱 동안 접지에 그리고 전술한 바와 같이 기판의 디처킹을 용이하게 하기 위하여 접지 부재(404)를 통해 기판 지지 어셈블리(138)에 디처킹 신호가 인가되도록 전력 소스(162)에 결합시키는 스위치(164)를 구비한다. 액츄에이터(406)는 기판 지지 어셈블리(138)가 기판 지지 어셈블리(138)와 접지 부재 사이의 전기 접촉을 유지하는 것을 돕기 위해 프로세스 및 하강 전달 위치 사이에서 이동되는 동안 접지 부재(404)가 챔버 바디(102)에 대해 이동하도록 허용할 수 있다.
그리하여, 기판 지지 어셈블리로부터 기판을 디처킹시키는 것을 용이하게 하는 방법 및 장치가 제공되었다. 유리하게, 디처킹 신호의 인가는 손상 및 기판 또 는 프로세스 챔버를 오염시킬 수 있는 입자 생성 잠재성을 최소화하면서 기판이 기판 지지부로부터 용이하게 분리될 수 있게 한다.
전술한 것이 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이나, 다른 부가적인 본 발명의 실시예들이 본 발명의 기본 범위를 벗어나지 않으면서 구현될 수 있고, 본 발명의 범위는 이하의 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (41)

  1. 내부 용적을 갖는 접지된 챔버 바디;
    상기 내부 용적에 배치되고 선택적으로 접지되는 기판 지지 어셈블리; 및
    상기 기판 지지 어셈블리에 선택적으로 결합되는 전력 소스를 구비하는 디처킹 회로;
    를 포함하는 프로세싱 챔버.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 1 단부에서 상기 기판 지지 어셈블리의 주변에 결합되고 제 2 단부에서 상기 챔버 바디에 결합된 적어도 하나의 접지 경로;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 디처킹 회로는,
    각각의 상기 접지 경로에 결합되고 상기 기판 지지 어셈블리를 상기 전력 소스 또는 접지에 선택적으로 결합시키는 스위치;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 접지 경로는 상기 전력 소스로부터 생성된 고주파수 펄스로 펄스화될 때 개방 회로로서 보이기에 충분히 높은 임피던스를 갖는 프로세싱 챔버.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 전력 소스에 의해 생성된 신호는 복수 개의 DC 펄스인 프로세싱 챔버.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 전력 소스에 의해 생성된 신호는 RF 신호인 프로세싱 챔버.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리에 배치되고 상기 디처킹 회로로부터 전기적으로 절연된 저항성 히터;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리는 알루미늄 바디를 갖는 프로세싱 챔버.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리에 전기적으로 접촉하는 제 1 위치와 상기 기판 지지 어셈블리가 제거되는 제 2 위치 사이에서 이동가능한 복수 개의 접지 부재들;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 접지 경로는,
    상기 챔버 바디로부터 전기적으로 절연되고 접지에 선택적으로 결합되는 복수 개의 가요성 스트랩들;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리와 디처킹 회로에 결합되고 상기 챔버 바디로부터 전기적으로 절연된 축; 및
    상기 축에 결합되고 상기 기판 지지 어셈블리의 상승을 제어하도록 적응된 리프트 메커니즘;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 기판 지지부에 결합된 복수 개의 접지 스트랩들; 및
    상기 기판 지지부를 상기 전력 소스에 또는 상기 접지 스트랩들을 통해 접지에 선택적으로 결합시키는 하나 이상의 스위치들;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 소스는 RF 신호를 생성하는 프로세싱 챔버.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 전력 소스는 DC 신호를 생성하는 프로세싱 챔버.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 DC 신호는 펄스인 프로세싱 챔버.
  16. 챔버 바디;
    상기 챔버 바디에 이동가능하게 배치된 기판 지지 어셈블리;
    상기 기판 지지 어셈블리의 상승을 제어하기 위한 리프트 메커니즘;
    상기 기판 지지 어셈블리를 접지에 결합시키는 접지 경로;
    상기 기판 지지부에 선택적으로 결합되고 상기 기판 지지부에 디처킹 전압으로 에너지를 제공하도록 적응된 전력 소스;
    를 포함하는 프로세싱 챔버.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 접지 경로는 상기 기판 지지 어셈블리를 상기 리프트 메커니즘에 결합 시키는 축을 포함하는 프로세싱 챔버.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 접지 경로는 상기 축의 바깥 방향으로 상기 기판 지지 어셈블리에 결합되는 프로세싱 챔버.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 접지 경로에 결합되고 상기 기판 지지 어셈블리를 상기 전력 소스 또는 접지에 선택적으로 결합시키는 스위치;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 접지 경로에 결합되고 상기 기판 지지 어셈블리와 접지 사이의 전기적 경로를 선택적으로 개방시키는 스위치;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 접지 경로는,
    상기 기판 지지 어셈블리를 상기 챔버 바디에 결합시키는 복수 개의 가요성 RF 접지 스트랩들;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 접지 스트랩들은 상기 전력 소스로부터 생성된 고주파수 펄스로 펄스화될 때 개방 회로로서 보이기에 충분히 높은 임피던스를 갖는 프로세싱 챔버.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 펄스는 RF인 프로세싱 챔버.
  24. 제 22항에 있어서,
    상기 펄스는 DC인 프로세싱 챔버.
  25. 제 16항에 있어서,
    상기 접지 경로는,
    상기 기판 지지 어셈블리에 전기적으로 결합된 제 1 위치와 상기 기판 지지부로부터 전기적으로 연결해제된 제 2 위치 사이에서 배치될 수 있는 복수 개의 접지 로드들;
    을 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  26. 제 16항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리를 접지와 상기 전력 소스 사이에서 선택적으로 결합시키는 스위치;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  27. 제 16항에 있어서,
    기판 지지 어셈블리는 약 0.25 미터보다 더 큰 평면 영역을 갖는 기판을 지지하도록 적응된 프로세싱 챔버.
  28. 접지된 챔버 바디;
    기판 지지 어셈블리;
    상기 챔버 바디의 내부 용적 내에서 상기 기판 지지 어셈블리를 지지하는 축;
    상기 기판 지지 어셈블리에 결합된 가요성 접지 스트랩; 및
    상기 기판 지지 어셈블리를 지지하는 축을 통해 상기 기판 지지 어셈블리를 접지에 선택적으로 결합시키도록 구성된 제 1 스위치;
    를 포함하는 프로세싱 챔버.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리를 상기 접지 스트랩을 통해 접지에 연결하는 접지 회로를 선택적으로 개방하도록 구성된 스위치;
    를 더 포함하는 프로세싱 챔버.
  30. 제 28항에 있어서,
    상기 접지 스트랩은 상기 챔버 바디로부터 전기적으로 절연된 프로세싱 챔버.
  31. 제 28항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 전력 소스를 더 포함하고,
    상기 스위치는 상기 전력 소스를 상기 기판 지지 어셈블리에 선택적으로 결합시키도록 구성되는 프로세싱 챔버.
  32. 접지된 기판 지지 어셈블리 상에 배치된 기판을 프로세싱하는 단계; 및
    상기 기판 지지 어셈블리에 디처킹 전압으로 에너지를 공급하는 단계;
    를 포함하는 기판 디처킹 방법.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리에 에너지를 공급하기에 앞서 상기 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  34. 제 32항에 있어서,
    상기 에너지 공급 단계는,
    상기 기판 지지 어셈블리와 접지 사이의 경로가 개방된 것으로 보이게 하기에 충분히 높은 신호를 상기 기판 지지 어셈블리에 인가하는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  35. 제 32항에 있어서,
    상기 에너지 공급 단계는,
    상기 기판 지지 어셈블리에 복수 개의 DC 펄스들을 인가하는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  36. 제 32항에 있어서,
    상기 에너지 공급 단계는,
    상기 기판 지지 어셈블리에 RF 신호를 인가하는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  37. 제 34항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계는,
    접지 부재를 상기 기판 지지 어셈블리와 접촉해제되게 이동시키는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  38. 제 34항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계는,
    접지 경로를 상기 기판 지지 어셈블리로 결합시키는 스위치를 개방하는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  39. 제 34항에 있어서,
    상기 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 단계는,
    전력 소스를 상기 기판 지지 어셈블리로 결합시키는 단계;
    를 더 포함하고, 상기 결합 단계는 상기 기판 지지 어셈블리를 접지로부터 연결해제하는 기판 디처킹 방법.
  40. 제 34항에 있어서,
    상기 결합 단계는,
    상기 전력 소스를 상기 기판 지지부 주변 근처의 접지 경로를 통해 상기 기판 지지 어셈블리로 결합시키는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
  41. 제 34항에 있어서,
    상기 결합 단계는,
    상기 전력 소스를 상기 기판 지지부의 상승을 제어하는 축을 통해 상기 기판 지지 어셈블리로 결합시키는 단계;
    를 더 포함하는 기판 디처킹 방법.
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