KR20170056609A - 워크피스의 정전 클램핑 시스템 및 방법 - Google Patents

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에드워드 매킨타이어
땡 윈
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액셀리스 테크놀러지스, 인크.
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Abstract

본 발명의 워크피스를 정전 클램프(ESC)에 클램핑 하는 시스템 및 방법은 제1워크피스를 정전 클램프(ESC)의 표면 상에 위치시키고 제1세트의 클램핑 파라미터를 정전 클램프(ESC)에 인가하고, 여기서 제1워크피스를 정전 클램프(ESC)의 표면에 제1고정력으로 클램핑 하는 것을 포함한다. 정전 클램프(ESC)에 대한 워크피스의 클램핑 정도가 결정되고, 정전 클램프(ESC)에 대한 제1세트의 클램핑 파라미터를 인가하는 것이 공정 레시피에 따라 중단된다. 정전 클램프(ESC)에 제1세트의 클램핑 파라미터의 인가 정지 후에 제2세트의 클램핑 파라미터가 인가되고, 정전 클램프(ESC)에 대한 워크피스의 클램핑 정도가 임계 클램핑 값보다 작거나 동일할 때, 워크피스는 정전 클램프(ESC)에 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 정전 클램프(ESC)의 표면으로부터 제거된다. 정전 클램프(ESC)에 대한 제2세트의 클램핑 파라미터는 정전 클램프(ESC)의 표면에서 워크피스를 제거한 후 정지된다.

Description

워크피스의 정전 클램핑 시스템 및 방법 {System and method for electrostatic clamping of workpieces}
본 발명은 일반적으로 정전 클램핑 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전기로 클램핑 된 워크피스를 신속하게 떼어내는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 2014년 9월 19일자로 출원된 "워크피스의 정전 클램핑 시스템 및 방법"이라는 명칭의 미국 가출원 제62/052,834호의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 그 전체가 본원에 참고로 인용된다.
일반적으로, 정전 클램프 또는 정전 척(ESC)은 이온 주입, 식각, 화학 기상 증착(CVD) 등과 같은 플라즈마 기반 또는 진공 기반 반도체 공정 중에 워크피스 또는 기판을 클램핑 하기 위해 반도체 산업에서 종종 이용된다. 정전 클램프(ESC)의 클램핑 기능과 워크피스 온도 제어는 실리콘 웨이퍼와 같은 웨이퍼나 반도체 기판을 가공할 때 매우 중요한 것으로 입증되었다. 예를 들어, 전형적인 정전 클램프(ESC)는 도전성 전극 위에 배치된 유전체 층을 포함하며, 반도체 웨이퍼는 정전 클램프(ESC)의 표면 상에 배치된다(가령, 웨이퍼는 유전체 층의 표면 상에 배치된다). 반도체 처리(가령, 이온 주입) 중에, 상기 웨이퍼와 상기 전극 사이에 클램핑 전압이 전형적으로 인가되며, 웨이퍼는 정전기력에 의해 정전 클램프(ESC)의 표면에 대해 클램핑 된다.
대부분의 정전 클램프(ESC)는 정전 클램프(ESC)에 전원이 공급되지 않아도 정전 클램프(ESC)의 표면에 대해 워크피스가 유지되도록 한번쯤은 "부착(sticking)"하는 동작을 나타낸다. 정전 클램프(ESC)의 표면에 워크피스를 부착하는 것은 일반적으로 정전 클램프(ESC)의 전극에 전력을 제거한 후 전기 접지로의 신속한 경로를 찾지 못하는 정전 클램프(ESC)와 워크피스 사이의 접점에서의 잔류 정전기 때문이다. 전하를 유지하는 현상 또한 일반적으로 통제되지 않고 잘 이해되지 않기 때문에 잔류 전하의 특성, 양 및 분포는 일반적으로 통제되지 않는다.
전하 유지 현상은 클램핑을 받는 특정 정전 클램프(ESC) 및 워크피스 로트(lot)에 따라 달라질 뿐만 아니라 날짜별 또는 시간별로 다를 수 있다. 이러한 부착 동작은 시스템을 통한 워크피스의 처리량에 영향을 미치므로 문제가 된다.
이에 워크피스 처리량을 개선하고 워크피스의 파손을 최소화하면서, 워크피스의 정전 클램프(ESC)로의 잔류 클램핑을 완화하는 장치, 시스템 및 방법이 절실히 요구된다.
따라서 이 사건 발명은 워크피스 처리량을 개선하고 워크피스의 파손을 최소화하면서, 워크피스의 정전 클램프(ESC)로의 잔류 클램핑을 완화하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 워크피스의 정전 클램핑 방법은 정전 클램프의 표면 상에 제1워크피스를 위치시키는 단계, 상기 정전 클램프에 제1세트의 클램핑 파라미터를 인가하고, 상기 제1워크피스를 제1고정력으로 상기 정전 클램프의 표면에 클램핑 하는 단계, 상기 정전 클램프에 대한 상기 제1워크피스의 클램핑 정도를 결정하는 단계, 상기 제1세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것을 정지시키는 단계, 상기 제1세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것을 정지시킨 후에 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 단계, 정전 클램프에 대한 상기 제1워크피스의 클램핑 정도가 임계 클램핑 값보다 작거나 같을 때, 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것과 동시에 상기 제1워크피스를 상기 정전 클램프의 표면으로부터 제거하는 단계, 및 상기 제1워크피스를 상기 정전 클램프의 표면으로부터 제거한 후에 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 정지시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 워크피스의 정전 클램핑 시스템은, 정전 클램프, 상기 정전 클램프에 동작 가능하게 결합 된 전원 공급 장치, 및 제1세트의 클램핑 파라미터 및 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 선택적으로 인가하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 정전 클램프의 표면에 워크피스를 제1고정력 및 제2고정력으로 각각 클램핑 하고, 상기 제어기는 상기 정전 클램프에 대한 상기 워크피스의 클램핑 정도를 결정하도록 구성되며, 상기 제1세트 클램핑 파라미터 및 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 선택적인 인가는 적어도 부분적으로 상기 워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도에 기초하며, 상기 제어기는 상기 제2고정력이 제로(0)가 아닌 경우 상기 정전 클램프로부터 상기 워크피스를 제거하는 것과 동시에 상기 정전 클램프에 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 인가하도록 구성된다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 정전 클램프(ESC)에 워크피스의 잔류 클램핑이 크게 완화되어 워크피스 처리량이 획기적으로 개선되고, 워크피스의 불량이 현저하게 감소되는 효과가 기대된다.
도 1은 본 발명의 다양한 측면에 따른 정전 클램프(ESC)를 이용하는 예시적인 진공 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 정전 클램프(ESC)로부터 워크피스의 디-클램핑 시간을 최소화하는 방법을 나타내는 순서도.
도 3은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 워크피스 전이 구간 동안의 예시적인 클램핑 전압을 나타내는 그래프.
도 4는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 예시적인 제어 시스템을 나타내는 블록도.
이하의 설명에서, 본 발명은 일반적으로 정전 클램프로부터 워크피스의 디-클램핑 시간을 최소화하기 위한 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 도면을 참조하여 설명 될 것이며, 여기서 동일한 참조 부호는 전체적으로 동일한 구성 요소를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 이러한 측면들의 설명은 단지 예시적인 것이며, 제한적인 의미로 해석되어서는 안 되는 것을 이해하여야 할 것이다. 이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 제시된다. 그러나 당업자에게는 본 발명이 이들 특정 세부 사항 없이 실시 될 수 있음은 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 범위는 첨부 된 도면을 참조하여 이하에 설명되는 실시 예 또는 사례에 의해 한정되는 것이 아니라 첨부 된 특허 청구 범위 및 그 등가물에 의해서만 제한되도록 의도된다.
또한, 도면은 본 발명 내용의 실시 예의 일부 측면을 예시하기 위해 제공되며 따라서 단지 개략도로 간주되어야 함을 유의해야한다. 특히, 도면들에 도시 된 구성 요소들은 반드시 서로 축척 될 필요는 없고, 도면들에서 다양한 구성 요소들의 배치는 각각의 실시 예를 명확하게 이해하도록 제공되며, 본 발명의 실시 예에 따른 구현 예에서의 다양한 구성 요소들의 실제 상대 위치의 표현인 필연적 인 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 설명 된 다양한 실시 예 및 사례들의 특징은 특별히 언급하지 않는 한, 서로 결합 될 수 있다.
다음의 설명에서, 기능 블록들, 장치들, 구성 요소들, 회로 요소들 또는 여기에 기술된 다른 물리적 또는 기능적 유닛들 간의 임의의 직접 접속 또는 결합은 또한 간접적인 접속이나 결합을 통해 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 도면들에 도시된 기능 블록들 또는 유닛들은 일실시 예에서 별개의 구성들 또는 회로들로서 구현될 수 있고, 또는 대안적으로 또 다른 실시 예에서 공통 구성 또는 회로로 완전히 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 기능 블록들은 신호 프로세서와 같은 공통 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어로서 구현 될 수 있다. 이하의 명세서에서 유선 기반으로 설명되는 임의의 접속은 달리 언급되지 않는 한 무선 통신으로서 구현 될 수도 있음을 이해해야한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도 1은 본 발명의 다양한 양태들이 실시될 수 있는 예시적인 진공 시스템(100)을 도시한다. 본 실시 예에서 진공 시스템(100)은 이온 주입 시스템(101)을 포함하지만, 반드시 여기에 제한되는 것은 아니고 플라즈마 처리 시스템 또는 다른 반도체 처리 시스템과 같은 다양한 다른 유형의 진공 시스템이 고려될 수 있다. 예를 들어, 이온 주입 시스템(101)은 터미널(102), 빔 라인 조립체(104) 및 엔드 스테이션(106)을 포함한다. 일반적으로 터미널(102) 내의 이온 소스(108)는 전원(110)에 연결되어 도펀트 가스를 복수의 이온으로 이온화하고, 이온 빔(112)을 형성할 수 있다. 본 실시 예에서의 이온빔(112)은 빔 조향 장치(114)를 통해 지향되고, 엔드 스테이션(106)을 향한 개구(116)로부터 나온다. 엔드 스테이션(106)에서, 이온 빔(112)은 정전 클램프(120)(ESC)에 선택적으로 클램핑 되거나 장착되는 워크피스(118)(예를 들어, 실리콘 웨이퍼, 디스플레이 패널 등과 같은 반도체)에 충돌한다. 일단 워크피스(118)의 격자 내에 삽입되면, 주입 된 이온은 워크피스의 물리적 및/또는 화학적 특성을 변화시킨다. 이러한 이유로, 이온 주입은 반도체 장치 제조 및 금속 마감재뿐만 아니라 재료 과학 연구의 다양한 응용 분야에 사용된다.
예를 들어, 정전 클램프(120)는 적절한 전원 공급 장치(122)(가령, 3상 전원)에 연결된 교류(AC) 클램프(예를 들어, 3 상 ESC)를 포함한다. 예를 들어, 전원 공급 장치(122)는 정전 클램프(120)에 공급되는 교류(AC) 전력(124)의 전류, 전압 및 주파수를 제어하도록 구성되거나 동작 가능하며, 여기서 정전 클팸프(ESC)의 표면(126)에 워크피스(118)를 선택적으로 클램핑 한다. 예를 들어, 제어기(128)가 추가로 제공되며, 이러한 제어기는 전원 공급 장치(122) 및/또는 진공 시스템(100)의 다양한 다른 측면을 제어하도록 동작 가능하다.
도 2는 본 발명에 따른 정전 클램프(ESC)로부터 워크피스를 클램핑 및 디-클램핑 하기 위한 예시적인 방법(200)을 도시한다. 예시적인 방법은 본 명세서에서 일련의 동작들 또는 이벤트들로서 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 그러한 동작들 또는 이벤트들의 예시 된 순서에 의해 제한되지 않는데, 일부 단계는 본 발명에 따라 본 명세서에 도시되고 설명 된 것 이외에 다른 단계로 발생하거나 및/또는 다른 단계와 동시에 발생할 수 있음을 이해하여야 할 것이다. 또한, 도시된 모든 단계들이 본 발명에 따른 방법을 구현하는 것이 요구될 수 있는 것은 아니다. 또한, 본 방법은 기술된 시스템과 관련하여 구현될 수 있을 뿐만 아니라 도시되지 않은 다른 시스템과 관련해서 구현될 수 있음을 알 것이다.
도 2의 방법(200)은 단계 202에서 시작하는데, 제1워크피스가 정전 클램프(ESC)의 표면 상에 배치된다. 단계 204에서, 제1세트의 클램핑 파라미터가 정전 클램프(ESC)에 인가되고, 여기서 제1워크피스를 정전 클램프(ESC)의 표면에 제1고정력으로 클램핑 한다. 예를 들어, 제1세트의 클램핑 파라미터는 제1주파수에서 하나 이상의 전극에 인가된 제1교류(AC) 전압을 포함한다. 예를 들어, 제1교류(AC) 전압의 3상은 정전 클램프(ESC)의 3개의 전극에 인가될 수 있다. 또한, 단계 204가 수행되면, 이온 주입 공정과 같은 단계 206에서 워크피스의 프로세싱이 수행될 수 있다.
단계 208에서, 워크피스의 정전 클램프(ESC)에 대한 클램핑 정도가 결정된다. 예를 들어, 단계 208에서 정전 클램프(ESC)에 대한 고정력 및 워크피스의 위치 중 하나 이상이 결정된다. 일례에서, 단계 208은 단계 206에서의 워크피스의 처리와 동시에 수행되는 것과 같이, 방법(200)을 통해 다른 동작과 동시에 또는 연속적으로 수행될 수 있다. 다른 예에서, 워크피스의 정전 클램프(ESC)에 대한 클램핑 정도는 적어도 정전 클램프(ESC)에 대한 제1세트의 클램핑 파라미터의 인가 및 정전 클램프(ESC)에 대한 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 결정된다. 일 예시에서, 동작 208에서 워크피스의 정전 클램프(ESC)로의 클램핑 정도의 결정은 도 1의 제어기(128)에 의해 결정되거나 혹은 정전 클램프(ESC)(120)와 관련된 별도의 제어기(미도시)로부터 클램핑 상태를 수신하는 단계를 포함 할 수 있다.
도 2의 단계 210에서, 정전 클램프(ESC)에 대한 제1세트의 클램핑 파라미터의 인가는 정지되고, 단계 212에서, 제2세트의 클램핑 파라미터가 정전 클램프(ESC)에 인가된다. 예를 들어, 정전 클램프(ESC)에 대한 제1세트의 클램핑 파라미터는 워크피스를 처리하기 위한 공정 레시피에 기초하여 단계 210에서 정지될 수 있다. 예를 들어, 단계 212에 적용된 제2세트의 클램핑 파라미터는 제2주파수에서 제2 교류(AC) 전압을 포함한다. 일 실시 예에서, 제1교류(AC) 전압은 제2교류(AC) 전압보다 대략 한자릿수 더 크다. 다른 예에서, 제1주파수는 제2주파수보다 대략 작은 값이다. 예를 들어, 제1교류(AC) 전압은 대략 600-1200 볼트(Voltage) 정도이고, 제1주파수는 대략 1-5 헤르쯔(Hertz) 정도이다. 또한, 제2교류(AC) 전압은 대략 50-200 볼트(Voltage) 정도이고, 제2주파수는 대략 80-120 헤르쯔(Hertz) 정도이다.
단계 214에서, 워크피스의 정전 클램프(ESC)로의 클램핑 정도가 임계 클램핑 값보다 작거나 거의 같을 때 정전 클램프(ESC)에 대한 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 워크피스가 정전 클램프(ESC)의 표면으로부터 제거된다. 예를 들면, 임계치 클램핑 값은 정전 클램프(ESC)(예: 로봇 또는 다른 제거 메카니즘)를 통해 워크피스를 물리적으로 제거함으로써 극복될 수 있는 워크피스와 정전 클램프(ESC) 사이의 임계 고정력을 포함하며, 워크피스나 정전 클램프(ESC)에 부정적 영향을 주지 않을 것이다. 일 예시에서, 배면 가스는 배면 가스 소스로부터 정전 클램프(ESC)와 워크피스 사이에 제공될 수 있으며, 배면 가스는 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 워크피스의 정전 클램프(ESC)로의 클램핑 정도를 일반적으로 감소시킨다. 예를 들어, 일반적으로 배면 가스가 주변으로 배출되도록 허용하는 배면 가스 배출구가 차단되어 배면 가스(예를 들어, 대략 10 torr 이하)가 정전 틀램프(ESC)로부터 워크피스의 제거를 도울 수 있다.
단계 216에서, 정전 클램프(ESC)에 대한 제2세트의 클램핑 파라미터는 정전 클램프(ESC)의 표면으로부터 워크피스를 제거하는 단계와 동시에 또는 그 후에 중단된다. 상기 방법(200)은 추가 워크피스에 대하여 반복될 수 있다. 일 실시예에서, 정전 클램프(ESC)에 대한 제2세트의 클램핑 파라미터는 단계 216에서 중단되고, 정전 클램프(ESC)의 잔류 전하가 정전 클램프(ESC)의 표면 상에 배치되기 전에 단계 218에서 제거될 수 있다. 다른 예에서, 잔류 전하가 정전 클램프(ESC) 상에 남아 있음에도 불구하고(예를 들어, 단계 218과 동시에) 제2워크피스가 정전 클램프(ESC)의 표면 상에 배치 될 수 있다.
도 3은 도 1의 예시적인 진공 시스템(100)을 일반적으로 참조하여, 본 발명의 방법의 또 다른 예를 도시한다. 예를 들어, 도 1의 정전 클램프(ESC)(120)는 도 3의 전압 파형(302) (가령, '박스 카(boxcar)' 패턴)을 제공하도록 제어기(128)에 의해 제어되고, 상기 전압 파형은, 최대 100Hz의 주파수에서 최대 1100V의 교류 극성 전압이다. 예를 들면, 도 1의 정전 클램프(ESC)(120)는 교류(AC) 전원의 3개 채널을 이용하며, 각 채널 또는 위상은 각각 120°만큼 지연되며, 각 채널 또는 위상은 각각 도 3의 전압 파형(302)을 제공하도록 제어된다. 따라서 클램핑 조건은 일반적으로 전압 파형(302)과 관련된 전압 및 주파수에 의해 정의되며, 클램핑 조건은 정전 클램프(ESC)(120)와 워크피스 (118) 사이의 커패시턴스와 관련된 (가령, 전압 파형(302)의 분석으로부터 유도 된) 커패시턴스 모니터 파형(304)을 통해 모니터링 된다.
전압 감소 및/또는 주파수 증가에 따라 고정력이 감소하는 것으로 현재 인식되고 있다. 클램핑 전압이 10-100V와 같은 낮은 값으로 설정되고, 주파수가 100Hz와 같이 높은 값으로 설정되면, 원하는 가공과 동시에 충분한 고정력으로 워크피스(118)를 도 1의 정전 클램프(ESC)(120)에 완전히 클램핑 하는 것이 어려울 수 있다. 그러나 이러한 설정(가령, 10V, 100Hz)에서, 워크피스(118)는 디-클램핑의 재생 가능한 상태에 있다. 예를 들면 이와 같이, 도 1의 정전 클램프(ESC)(120)는 제어기(128)에 의해 제어되어 워크피스(118)의 처리와 동시에 워크피스(118)를 정전 클램프(ESC)(120)에 클램핑하기 위한 제1세트의 클램핑 파라미터 뿐만 아니라 제2세트의 클램핑 파라미터를 제공하며, 제2세트의 클램핑 파라미터의 저전압/고주파수 조건은 "제어된" 디-클램핑 상태를 생성하며, 워크피스(118)는 상당히 제한된 고정력으로 클램핑 된다. 부착성(Stickiness)(가령, 정전 클램프(ESC)(120)로부터 워크피스를 완전히 제거하는데 걸리는 시간)은 워크피스가 제거를 기다리고 있는 동안 증가 된 정전 용량과 상관관계가 있다. 이 구간 동안, 잔류 전하는 분명히 나타나 있고, 상황을 개선하기 위해 어떤 조치가 취해질 수 있다.
도 1의 제어기(128)를 사용함으로써 클램핑이 약한 세팅(가령, 제2세트의 클램핑 파라미터)에 대해 처리를 위해 원하는 클램핑(가령, 제1세트의 클램핑 파라미터)을 제공하는 것에서 정전 클램프(ESC)(120)의 동작 설정을 변경하는 이점을 가질 수 있다. 예를 들어, 종래의 이온 주입 과정 동안, 전압 및 주파수는 각각 900V 및 2Hz로 설정 될 수 있다.
이온 주입의 종료 시점에서, 정전 클램프(ESC)(120) 및 워크피스(118)는 안전하고 수평인 "홈" 위치에 통상적으로 위치되며, 정전 클램프(ESC) 상의 전압 및 주파수 설정은 정전 클램프(ESC)로부터 워크피스를 제거하기 위해 통상적으로 제로(0)로 설정된다. 그러나 이러한 종래 시스템에서, 상대적으로 알려지지 않은 잔류 전하가 정전 클램프(ESC)(120)와 워크피스(118) 사이에 존재할 수 있고, 따라서 정전 클램프(ESC)에 대한 워크피스의 제어되지 않은 "부착(sticking)"을 초래한다.
따라서 본 발명의 실시예에 따라, 정전 클램프(ESC)(120)에 대한 전압 및 주파수는 제1세트의 클램핑 파라미터(가령, "높은 전압/ 낮은 주파수" 조건)로부터 제2세트의 클램핑 파라미터(가령, "낮은 전압/높은 주파수" 조건)로 조정되고, 잔류 전하에 관계없이 워크피스(118)가 효과적으로 정전 클램프(ESC)(120)로부터 제거될 수 있다. 워크피스(118)가 정전 클램프(ESC)(120)로부터 제거된 후, 제어기 (128)는 이온 주입을 위한 클램핑 조건(가령, 제1세트의 클램핑 파라미터)으로 클램핑 조건을 다시 설정하도록 구성될 수 있다. 따라서 높은 워크피스 처리량을 유지하면서 클램핑 조건의 변화를 신속하게 달성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 강한 클램핑 구간(306)에서, 제1세트의 클램핑 파라미터가 정전 클램프(ESC)에 인가된다. 본 실시 예에서, 강력한 클램핑 구간(306)과 동시에 이온 주입이 진행 중이며, 제1세트의 클램핑 파라미터는 900V/2Hz로 설정된다. 예를 들어, 이온 주입이 종료될 때 제어기에 의해 워크피스 제거를 위해 홈 위치에 정전 클램프(ESC)를 배치하라는 명령이 내려진다. 예를 들어, 이온 주입 종료 시점에 근접하여, 제1전이 구간(308)이 제공되어, 클램핑 전압이 클램핑 주파수의 증가와 순차적으로 또는 동시에 감소된다. 제1전이 구간(308)에서, 워크피스와 정전 클램프(ESC) 사이의 클램핑은 강한 클램핑에서 약한 클램핑으로 전이된다.
약한 클램핑 구간(310)에서, 클램핑 전압은 낮은 전압으로 제어되는 반면, 클램핑 주파수는 (가령, 대략 900V/2Hz에서 100V/100Hz로) 증가된다. 약한 클램핑 구간(310)(가령, 제2세트의 클램핑 파라미터가 정전 클램프(ESC)에 인가됨)과 동시에, 워크피스는 정전 클램프(ESC)로부터 제거될 수 있다. 본 실시 예에서, 강한 클램핑 구간(306)으로부터 약한 클램핑 구간(310)으로의 변화에 요구되는 시간은 워크피스 핸들링의 '임계 경로'에 있지 않으며, 따라서 제1전이 구간(308)이 존재하며, 그 변화가 신뢰성 있게 제어될 수 있다. 그러나 예를 들어, 제1전이 구간(308)이 생략될 수 있고, 이에 의해 약한 클램핑 구간(310)은 강한 클램핑 구간(306)을 바로 뒤따를 수 있다.
예를 들어, 도 1의 제어기(128)는 제1전이 구간(308) 및/또는 약한 클램핑 구간(310)과 동시에 도 1의 제어기(128)는 디-클램핑으로 경험 된 정전 클램프(ESC)(120)의 아날로그 커패시턴스 동작을 평가하도록 구성된다. 예를 들어, 제어기(128)는 워크피스가 거의 "부착성"이 거의없이 디-클램핑을 결정하면, 워크피스의 통상적인 디-클램핑이 수행 될 수 있다. 그러나 제어기(128)가 워크피스 및 정전 클램프(ESC)가 부착성을 나타내고 있다고 판단하면, 약한 클램핑 구간(310)과 동시에 제2세트의 클램핑 파라미터(예를 들어, 낮은 전압/ 높은 주파수)가 인가되어 제어 된 낮은 고정력 상태를 생성하여 정전 클램프(ESC)에서 워크피스를 유리하게 제거하거나 정전 클램프(ESC)로 교체할 수 있다. 다른 예에서, 제2세트의 파라미터는 각각의 워크피스의 제거를 위해 적용된다.
예를 들어, 제어기(118)는 약한 클램핑 구간(310)과 동시에 확립 된 제2세트의 클램핑 파라미터와 동시에 정전 클램프(ESC) 및 워크피스가 이동하도록 명령할 수 있다. 일단 워크피스가 정전 클램프(ESC)에서 제거되면, 다른 워크피스가 정전 클램프(ESC)에 위치될 수 있고 강한 클램핑 구간(306)이 다시 설정 될 수 있다. 제2전이 구간(312)은 약한 클램핑 구간(310)과 강한 클램핑 구간(306) 사이의 전이 사이에 개입할 수 있으며, 이로써 약한 클램핑 구간(310)의 고주파를 유지하면서 클램핑 전압이 증가된다. 클램핑 전압 및 클램핑 주파수 중 하나 또는 양자를 변화시키는 것과 같은 다른 예도 고려될 수 있다. 예를 들어, 제로 클램핑 구간(314)이 제공 될 수 있으며, 이로써 클램핑 전압 및 클램핑 주파수는 둘 다 제로(0)로 설정되며, 이는 후속 처리에 앞서 정전 클램프(ESC)(120) 상의 다른 워크피스(118)의 배치와 동시에 이루어질 수 있다.
따라서 상기 방법은 제어기(128)의 설정을 조정하여 정전 클램프(ESC)(120)에서 제어되지 않은 '부착(sticking)' 동작을 제거하기 위해 매우 약한 클램핑의 재현 가능한 상태를 생성하는 것이다.
다른 양태에 따르면, 전술 한 방법론은 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 프로세서 기반 시스템에서 컴퓨터 프로그램 코드를 사용하여 구현될 수 있다. 도 4를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 프로세서 기반 시스템(400)의 블록도가 제공된다. 프로세서 기반 시스템(400)은 범용 컴퓨터 플랫폼이며 여기에서 논의된 프로세스들을 구현하는데 사용될 수 있다. 프로세서 기반 시스템(400)은 데스크탑 컴퓨터, 워크스테이션, 랩톱 컴퓨터 또는 특정 어플리케이션를 위해 맞춤화 된 전용 유닛과 같은 처리 유닛(402)을 포함할 수 있다. 프로세서 기반 시스템(400)은 디스플레이(418) 및 마우스, 키보드 또는 프린터와 같은 하나 이상의 입/출력 장치(420)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(402)은 버스(410)에 접속된 중앙 처리 장치(CPU)(404), 메모리(406), 대용량 저장 장치(408), 비디오 어댑터(412) 및 입/출력 인터페이스(414)를 포함할 수 있다.
버스(410)는 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 버스 또는 비디오 버스를 포함하는 임의 유형의 여러 버스 아키텍처 중 하나 이상일 수 있다. 중앙 처리 장치(CPU)(404)는 임의의 유형의 전자 데이터 프로세서를 포함 할 수 있고, 메모리(406)는 SRAM(static random access memory), DRAM(dynamic random access memory) 또는 ROM(read-only memory)과 같은 임의의 유형의 시스템 메모리를 포함 할 수 있다.
대용량 저장 장치(408)는 데이터, 프로그램 및 다른 정보를 저장하고 버스(410)를 통해 액세스 가능한 데이터, 프로그램 및 다른 정보를 생성하도록 구성된 임의 유형의 저장 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 대용량 저장 장치(408)는 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브 또는 광 디스크 드라이브 중 하나 이상을 포함 할 수 있다.
비디오 어댑터(412) 및 입/출력 인터페이스(414)는 외부 입력 및 출력 장치를 처리 유닛(402)에 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다. 입력 및 출력 장치의 예는 입/출력 인터페이스(414)에 결합 된 비디오 어댑터(412) 및 마우스, 키보드, 프린터 등과 같은 입/출력 장치(420)에 연결된 디스플레이(418)를 포함한다. 다른 장치는 처리 유닛(402)에 결합되고, 추가 또는 더 적은 인터페이스 카드가 이용될 수 있다. 예를 들어, 직렬 인터페이스 카드(도시되지 않음)는 프린터에 직렬 인터페이스를 제공하는데 사용될 수 있다. 또한, 처리 유닛(402)은 근거리 통신망(LAN) 또는 광역 통신망(WAN)(422)에 대한 유선 링크 및/또는 무선 링크 일 수 있는 네트워크 인터페이스(416)를 포함 할 수 있다.
프로세서 기반 시스템(400)은 다른 구성 요소들을 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 예를 들어, 프로세서 기반 시스템(400)은 전원 공급 장치, 케이블, 마더 보드, 착탈식 저장 매체, 케이스 등을 포함 할 수 있다. 이들 다른 구성 요소들은, 도시되지는 않았지만, 프로세서 기반 시스템(400)의 일부로 간주된다.
본 발명의 실시 예는 중앙 처리 장치(CPU)(404)에 의해 실행되는 프로그램 코드에 의해 프로세서 기반 시스템(400) 상에서 구현될 수 있다. 전술 한 실시 예들에 따른 다양한 방법들은 프로그램 코드에 의해 구현될 수 있다. 따라서 여기서 상세한 설명은 생략된다.
또한, 도 1의 모듈 및 장치들 그리고 도 1 및 도 2의 방법들은 도 4의 하나 이상의 프로세서 기반 시스템(400) 상에서 구현될 수 있다. 서로 다른 모듈 및 장치들 간의 통신은 모듈 구현 방법에 따라 다를 수 있다. 모듈이 하나의 프로세서 기반 시스템(400) 상에 구현되는 경우, 데이터는 중앙 처리 장치(CPU)(404)에 의한 상이한 단계들에 대한 프로그램 코드의 실행 사이에서 메모리(406) 또는 대용량 저장 장치(408)에 저장 될 수 있다. 데이터는 각 단계를 실행하는 동안 버스(410)를 통해 메모리(406) 또는 대용량 저장 장치(408)를 액세스하는 중앙 처리 장치(CPU)(404)에 의해 제공될 수 있다. 모듈이 상이한 프로세서 기반 시스템(400) 상에 구현되거나 데이터가 별도의 데이터베이스와 같은 다른 저장 시스템으로부터 제공되는 경우, 데이터는 입/출력 인터페이스(414) 또는 네트워크 인터페이스(416)를 통해 시스템(400) 상호간에 제공될 수 있다. 또는, 장치들 또는 스테이지들에 의해 제공되는 데이터는 입/출력 인터페이스(414) 또는 네트워크 인터페이스(416)에 의해 하나 이상의 프로세서 기반 시스템(400)으로 입력될 수 있다. 당업자는 다양한 실시 예의 범위 내에서 고려되는 시스템 및 방법을 구현함에 있어 다른 변형 및 변경을 용이하게 이해할 것이다.
본 발명은 특정 실시 예 또는 사례들에 관하여 도시되고 설명되었지만, 상술 된 실시 예들은 본 발명의 일부 실시 예들의 구현을 위한 예로서 만 작용하고, 본 발명의 작용은 이들 실시 예에 제한되지 안 는다는 것에 주목해야 한다. 특히, 상술한 구성 요소들(어셈블리, 장치, 회로 등)에 의해 수행되는 다양한 기능과 관련하여, 그러한 구성 요소를 설명하는데 사용된 용어("수단"에 대한 언급 포함)는 달리 지시되지 않는 한, 본 명세서에 기술된 본 발명의 예시적인 실시 예에서 기능을 수행하는 개시된 구조와 구조적으로 동등하지는 않지만 설명된 구성 요소의 특정 기능을 수행하는 임의의 구성 요소(즉, 기능적으로 동등함)에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 특징이 몇몇 실시 예들 중 단지 하나와 관련하여 개시되었을지라도, 그러한 특징은 임의의 주어진 또는 특정 애플리케이션에 대해 바람직하고 유리할 수 있는 바와 같이 다른 실시 예의 하나 이상의 다른 특징들과 결합 될 수 있다. 따라서 본 발명은 상술 한 실시 예들로 제한되지 않으며, 첨부 된 특허 청구 범위 및 그 균등 물에 의해서만 제한되도록 의도된다.
100: 진공 시스템 101: 이온 주입 시스템
102: 터미널 104: 빔 라인 조립체
106: 엔드 스테이션 108: 이온 소스
110: 전원 112: 이온 빔
114: 빔 조향 장치 116: 개구
120: 정전 클램프 122: 전원 공급 장치
124: 교류(AC) 전력 128: 제어기

Claims (20)

  1. 정전 클램프의 표면 상에 제1워크피스를 위치시키는 단계;
    상기 정전 클램프에 제1세트의 클램핑 파라미터를 인가하고, 상기 제1워크피스를 제1고정력으로 상기 정전 클램프의 표면에 클램핑 하는 단계;
    상기 정전 클램프에 대한 상기 제1워크피스의 클램핑 정도를 결정하는 단계;
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것을 정지시키는 단계;
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것을 정지시킨 후에 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 단계;
    정전 클램프에 대한 상기 제1워크피스의 클램핑 정도가 임계 클램핑 값보다 작거나 같을 때, 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하는 것과 동시에 상기 제1워크피스를 상기 정전 클램프의 표면으로부터 제거하는 단계; 및
    상기 제1워크피스를 상기 정전 클램프의 표면으로부터 제거한 후에 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 정지시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 클램프의 표면 상에 제2워크피스를 위치시키는 단계; 및
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 인가하고, 상기 제2워크피스를 상기 제1고정력으로 상기 정전 클램프의 상기 표면에 클램핑 하는 단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터는 제1주파수에서의 제1교류(AC) 전압을 포함하고, 상기 제2세트의 클램핑 파라미터는 제2주파수에서의 제2교류(AC) 전압을 포함하고, 상기 제1교류(AC) 전압은 상기 제2교류(AC) 전압보다 크며, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 작은 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1교류(AC) 전압은 상기 제2교류(AC) 전압보다 한자리수 큰 값이고, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 한자리수 작은 값인 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1교류(AC) 전압은 600-1200 볼트(Voltage) 정도이고, 제1주파수는 1-5 헤르쯔(Hertz) 정도이며,
    상기 제2교류(AC) 전압은 50-200 볼트(Hertz)의 정도이고, 상기 제2주파수는 80-120 헤르츠(Hertz) 정도인 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도는 상기 정전 클램프에 대한 상기 제1세트의 클램핑 파라미터의 인가 및 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 결정되는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 클램프와 상기 제1워크피스 사이에 배면 가스를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 배면 가스는 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 함께 상기 제1워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정전 클램프에 대한 상기 제1세트의 클램핑 파라미터는 프로세스 레시피에 기초하여 정지되는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  9. 정전 클램프;
    상기 정전 클램프에 동작 가능하게 결합 된 전원 공급 장치; 및
    제1세트의 클램핑 파라미터 및 제2세트의 클램핑 파라미터를 상기 정전 클램프에 선택적으로 인가하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 정전 클램프의 표면에 워크피스를 제1고정력 및 제2고정력으로 각각 클램핑 하고,
    상기 제어기는 상기 정전 클램프에 대한 상기 워크피스의 클램핑 정도를 결정하도록 구성되며,
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터 및 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 선택적인 인가는 적어도 부분적으로 상기 워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도에 기초하며,
    상기 제어기는 상기 제2고정력이 제로(0)가 아닌 경우 상기 정전 클램프로부터 상기 워크피스를 제거하는 것과 동시에 상기 정전 클램프에 상기 제2세트의 클램핑 파라미터를 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1세트의 클램핑 파라미터는 제1주파수에서의 제1교류(AC) 전압을 포함하고, 상기 제2세트의 클램핑 파라미터는 제2주파수에서의 제2교류(AC) 전압을 포함하며, 상기 제1교류(AC) 전압은 상기 제2교류(AC) 전압보다 크며, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1교류(AC) 전압은 상기 제2교류(AC) 전압보다 한자리수 큰 값이고, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 한자리수 작은 값인 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도는 상기 정전 클램프에 대한 상기 제1세트의 클램핑 파라미터의 인가 및 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 동시에 결정되는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전 클램프와 상기 워크피스 사이에 배면 가스를 제공하는 배면 가스 소스를 더 포함하고,
    상기 배면 가스는 상기 정전 클램프에 대한 상기 제2세트의 클램핑 파라미터의 인가와 함께 상기 워크피스의 상기 정전 클램프에 대한 클램핑 정도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  14. 제1클램핑 조건에 기초하여 정전 클램프에 클램핑 전압을 인가하되, 상기 클램핑 전압은 상기 제1클램핑 조건과 관련된 클램핑 주파수를 가지면, 상기 워크피스를 제1고정력으로 상기 정전 클램프에 클램핑하는 단계; 및
    상기 워크피스와 상기 정전 클램프 사이의 제2고정력과 관련된 제2클램핑 조건에 적어도 부분적으로 기초하여 클램핑 전압 및 클램핑 주파수를 변경하되, 제2고정력은 제로(0)가 아니고, 상기 정전 클램프로부터 상기 워크피스를 제거하는 것과 관련되는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1고정력은 상기 제2고정력보다 한자리수 큰 값인 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 클램핑 전압 및 상기 클램핑 주파수를 변경하는 단계는 상기 클램핑 전압을 한자리수로 감소시키고 상기 클램핑 주파수를 한자리수로 증가시키는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 워크피스가 상기 정전 클램프 상에 더 이상 존재하지 않으면 상기 정전 클램프 상의 상기 워크피스의 존재를 감지하고, 상기 정전 클램프에 인가 된 상기 클램핑 전압을 정지시키는 단계를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 정전 클램프에 클램핑 전압을 인가하는 단계는 제1주파수의 제1교류(AC) 전압을 상기 정전 클램프에 인가하는 단계를 포함하고, 상기 클램핑 전압 및 클램핑 주파수를 변경하는 단계는 제2주파수의 제2교류(AC) 전압을 상기 정전 클램프에 인가하는 단계를 포함하며, 상기 제1교류(AC) 전압은 제2교류(AC) 전압보다 크고, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 낮은 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1교류(AC) 전압은 상기 제2교류(AC) 전압보다 한자리수 큰 값이고, 상기 제1주파수는 상기 제2주파수보다 한자리수 작은 값인 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 정전 클램프에 대한 상기 워크피스의 클램핑 정도는 상기 정전 클램프에 대한 상기 제1주파수에서의 제1교류(AC) 전압의 인가와 상기 제2주파수에서의 제2교류(AC) 전압의 정전 클램프로의 인가와 동시에 결정되는 것을 특징으로 하는 워크피스의 정전 클램핑 시스템.
KR1020177009675A 2014-09-19 2015-09-17 워크피스의 정전 클램핑 시스템 및 방법 KR20170056609A (ko)

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