KR980012817A - 정전 척으로부터 제품을 인출시키기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

정전 척으로부터 제품을 인출시키기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR980012817A KR1019970036297A KR19970036297A KR980012817A KR 980012817 A KR980012817 A KR 980012817A KR 1019970036297 A KR1019970036297 A KR 1019970036297A KR 19970036297 A KR19970036297 A KR 19970036297A KR 980012817 A KR980012817 A KR 980012817A
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빅터 쉘
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조셉 제이. 스위니
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 정전 척의 적어도 하나의 전극에 진동하는 전압을 인가하는 장치및 그에 따른 방법에 관한 것이다.
상기 장치는 정전 척 전원과, 정전 척의 전극 또는 전극들 사이에 연결된 스위칭 회로이다. 제1 접점에 있어서. 릴레이는 상기 정전 척 척킹 전압을 상기 전극(들)에 인가한다. 반면에, 제2 접점에 있어서, 상기 전극(들)은 인덕터를 통해 기설정된 전위, 예를들면 접지에 연결된다. 상기 척의 표면에서 웨이퍼를 분리(dechuck) 하기 위해서 상기 릴레이는 제1 접점에서 인덕터를 통해 접지에 연결된 제2 접점으로 스위칭된다. 상기 웨이퍼와 상기 척 전극이 병렬의 판상 캐패시터를 형성하기 때문에, 이러한 인덕터와 캐패시터의 조합은, 공진 주파수에서 발진하는 공진회로를 형성한다. 이에 따라 상기 공진회로의 Q에 의해 설정된 주기에 따라 감소하는 방식으로 상기 캐패시터와 상기 인덕터 또는 그 역으로 에너지가 전송된다. 이러한 진동하는 에너지는 진동하는 전압을 웨이퍼와 척의 경계면을 가로질러 생성하여 웨이퍼와 척 사이의 어떠한 잔여 전하도 방전시킨다.

Description

정전 척으로부터 제품을 인출시키기 위한 장치 및 방법
본 발명은 일반적으로 제품을 고정하기 위한 정전 척(electrostatic chuck)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 (반도체 웨이퍼와 같은) 제품을 정전 척으로부터 인출시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
정전 척은 컴퓨터 그래픽 플로터내에서 종이를 고정하는 것에서부터 반도체 제조 공정 챔버내에서 반도체 웨이퍼를 고정하는 것에까지의 다양한 적층 범위내에서 제품을 고정하기 위해 사용된다. 정전 척이 다양한 디자인을 갖는다고 하더라도, 정전 척들은 모두, 제조 공정상의 제품과 전극내에 각각 상반되는 극성의 전하를 유도하기 위하여, 척내의 하나 또는 그 이상의 전극에 전압을 인가하는 원리에 근거한다. 상반되는 극성을 갖는 전하들 사이에서의 정전기적 인력은 상기 척에 대양하여 상기 제품을 끌어당기게 되어, 제품을 계속 유지한다.
상기 정전 척은, 상기 척에서 제품을 인출하기에 적절한 시점에서 상기 척과 제품으로부터 전하 전하를 제거하는 것이 어렵다는 문제점을 갖는다. 상기 전하를 방출하기 위해 상기 전극과 제품 모두를 접지에 연결하는 것이 일반적인 해결책중 하나이다. 보다 더 빠르게 전하를 제거하는 것으로 알려진 다른 일반적인 해결책은, 전극에 인가된 DC 전압의 극성을 반전시키는 것이다. 이러한 기술은, 와타나베(Watanabe ) 등에 의하여 출원된 미국 특허 5.117,121의 두 개의 전극을 갖는 척의 내용에 기재되었다.
전기 전하를 제거하기 위한 이러한 종래 방법으로 관찰된 문제점은 상기 전하를 완전히 제거하는 것이 불가능하므로 약간의 정전기 인력이 제품과 척 사이에 잔류한다는 것이다. 이러한 잔여 정전기력은 상기 척에서 상기 제품을 분리하기 위한 기계적 힘의 사용을 필요로 한다. 게다가, 다수개의 반도체 웨이퍼의 장착(chucking) 및 분리(dechucking)의 수회에 걸친 사이클이 지난 후에는 상기 잔여 전하는 상기 웨이퍼와 상기 척 사이에 축적된다. 따라서 시간이 경과하면, 각각의 웨이퍼를 상기 척의 표면에서 제거하는 것은, 바로 앞에 처리된 웨이퍼의 제거 보다 어려워진다. 상기 제품이 반도체 웨이퍼일 경우, 제거를 위해 요구되는 힘은 종종 웨이퍼를 부수거나. 그렇지 않으면 웨이퍼를 손상시키게 된다. 상기 웨이퍼가 손상되지 않았더라도, 상기 잔여 정전기력을 기계적으로 극복하는데 있어서의 어려움은 웨이퍼를 종종 척으로부터 통상적인 웨이퍼 이송 로봇을 사용하여 웨이퍼를 회수하기 어려운 위치로 예측불가능하게 튀어나오게 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 잔여 전하를 실제적으로 제거한 정전 척에서 제품을 분리하기 위한 장치와 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 개략도,
도 2는 본 발명에 따라 잔여 전하가 제거되어짐에 따른 척 전극상의 전압을 도시한 그래프.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 진공 챔버 105 : 엔클로우져
110 : 단극성 척 120 : DC 전원
130 : RF 전원 140 : 캐리지
200 : 제어 컴퓨터 210 : 릴레이
본 발명은 상기 종래 분리 장치 및 방법에 관련된 문제점을 해결한다. 본 발명은 웨이퍼와 정전 척 사이의 잔여 전하를 방전시키기 위하여 정전 척에 진동하는 전압을 인가하는 장치와 그에 따른 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 장치는 상기 정전 척 전원과 정전 척의 전극 사이에 연결된 릴레이를 포함한다. 제 1 접촉점에서, 상기 릴레이는 척킹 전압을 상기 정전 척의 전극(들)에 인가한다. 반면에 제2 접촉점에서. 상기 릴레이는 상기 전극(들)으로부터 상기 전원을 차단시키고, 상기 전극(들)을 인덕터를 통해 접지에 연결시킨다. 이러한 방식으로, 상기 척의 표면에서 웨이퍼를 분리하기 위하여. 상기 릴레이는 제1 접촉점에서 상기 전극(들)을 접지에 연결하는 상기 제2 접촉점으로 스위칭된다. 이에 따라. 상기 잔여 전하는 전극-웨이퍼 경계면(interface)으로부터 상기 인덕터를 통하여 접지로 방전된다. 그러나, 상기 웨이퍼와 척 전극이 플라즈마를 통해 접지에 연결된 웨이퍼와 상기 릴래이를 통해 상기 인덕터에 연결된 상기 전극을 갖는 병렬의 판상 캐패시터(plate capacitor)를 형성하기 때문에, 이러한 캐패시터는 인덕터와 공동으로 공진 주파수에서 발진하는 공진 탱크(tank) 회로(이하 공진 회로)를 형성한다. 이에 따라, 캐패시터와 인덕터 사이에서 진동하는 방식으로 에너지가 전송되며, 그 역으로도 가능하다. 상기 캐래시터와 인덕터 사이의 전류는 시간 주기의 경과에 따라 감소하는 방식으로 진동한다. 감쇄율은 상기 공진 화로의 Q로 정의된다. 상기 진동하는 에너지 전송은, 상기 웨이퍼와 척 전극 사이에서 트랩되는 잔여 전하를 방전시킨다.
보다 더 구체적으로, 잔여 전하를 방전시키는 방법은 : 상기 정전 척을 척킹 전압에서 차단시키는 단계와, ; 상기 정전 척의 상기 전극(또는 전극들)율 인덕터를 통해 접지에 연결시키는 단계와, : 이렇게 접속한 뒤 즉각적으로. 반응 챔버내부의 플라즈마에서 전원을 차단시키는 단계를 포함한다. 상기 공진 회로는 공진 주파수에서 발진하며, 상기 웨이퍼와 척 표면의 경계면에 양의 전압과 부의 전압을 반복적으로 공급한다. 결과적으로, 상기 공진 회로의 진동이 감소함에 따라 상기 경계면에서 트랩된 전하는 빠르게 사라지게 된다. 상기 정전 척의 표면을 방전시키는 데 이용된 외부 에너지가 없기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 셀프 스위핑 (self-sweeping)이 라고 불리운다.
실험적인 증거는 1200V의 척킹 전압을 갖고 웨이퍼를 유지하는 단극성 척은 약 8msec내에 방전됨을 나타낸다. 이와 같은 빠른 방전을 획득하기 위하여 5.4mH의 인덕터가 사용된다.
본 발명의 기술은 도면과 연관된 상세한 설명을 통해 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
새로운 척킹 방법과 장치는 일반적인 정전 척과 공동으로 사용되는 경향이 있다. 이러한 것은 아래 설명된 바와 같이, 본 발명은 단극성, 쌍극성, 반도체적인. 세라믹 및 절연성 등과 같은 어떠한 유형의 정전 척을 갖는 사용이 가능하다. 그러나 간략화하기 위하여, 아래의 설명은 단극성 척을 갖는 발명의 구체화에 대하여만 한정하도록 한다. 도 1은, 반도체 웨이퍼(101)의 플라즈마 인핸스드 처리(예를 들어. 에칭 또는 화학적 기상 증착)를 위한 진공 챔버(100)내에 일반적으로 형성된 단극성 척(110)을 도시한다.
상기 일반적인 진공 챔버(100)는 알루미늄으로 형성된 진공의 빈틈 없는 엔클로우져(105)를 포함하며. 전기적으로 접지된다. 원반형으로 산화 피막 처리된 알루미늄 애노드 전극(104)이 상부 내벽 또는 상기 엔클로우져(105)의 리드 바로 아래에 장착되고, 상기 접지된 엔클로우져(105)에 연결된다. 대부분의 챔버에 있어서, 접지된 엔클로우져(105)의 내벽은 애노드 전극을 형성한다. 또한 어떤 예에서는 상기 엔클로우져는 캐소드 전극 (동력이 공급되는 전극)을 형성하는 반면에, 상기 척(접지된 전극)은 애노드 전극을 철성한다.
일반적인 단극성 정전 척은. 원판형 상부면을 갖는 산화 피막 처리된 고체 알루미늄 캐소드 받침대(111)와, ; 상기 받침대의 상부 표면에 접착된 하부 절연층(112)과, ; 상기 하부 절연층의 상부 표면에 접착된 금속 척 전극(113)과, 상기 척 전극(113)의 상부 면에 접착된 상부 절연층(114)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각 절연층은 약 75 미크론 두개의 폴리 이미드 층이다.
상기 캐소드 받침대(1110는 공동형의 산화 피막 처리된 알루미늄 캐소드 베이스(135)의 상부에 장착되고 전기적으로 연결된다. 전기적으로 절연시키는 원형의 플랜지(147)에 의하여 상기 캐소드 베이스가 엔클로우져(105)의 하부 내벽상에 장착된다. 상기 캐소드로의 전기적인 연결은 상기 캐소드 베이스(135)의 기저부에 뚫린 구멍으로 끼워진 나선형의 단부를 갖는 구리 봉(138)에 의해 형성된다. 구리 플립(도시되지 않음)이 상기 봉(138)을 RF(radio frequency) 전송선(134)에 연결하고, 이것은 차례로 RF 매칭 네트워크(132)에 연결하며, 차례로 RF 전원(130)에 연결한다.
상기 척 전극(113)으로의 전기적 연결은, 상기 척 전극(113)의 접점(115)에 접착된 절연.전선(122)에 의해 형성된다. 상기 절연 전선(122)은 상기 전극(113)에서부터 캐소드 받침대(111) 내부의 내경을 통해 아래쪽으로 연장되어 관통 절연체(124)를 통해 엔클로우져(105)의 기저부까지 연장된다. 상기 절연 전선(17)은 릴레이(210)의 공통 단자(C)에 연결된다. 릴레이의 노말 오픈(nomally open) 단자(NO)는 RP 차단용 로우 패스 필터(121)에 연결되며, 차례로 DC 전원(120)에 연결된다. 상기 릴레이의 노말 클로우즈(nomally closed) 위치(NC)는 인덕터(212)의 일측 위치에 연결된다. 상기 인덕터(212)의 타측 위치는 기설정된 전위(예를 들어 접지와 같은)에 연결된다. 선택적으로, 점선으로 도시된 바와 같이, 인덕터(222)는 절연 전선(122)(즉. 상기 릴레이(210)의 상기 공통 단자(C)와 상기 전극(113)의 사이에 연결된)내에 연결될 수 있다. 이때 상기 릴레이의 상기 노말 클로우즈 단자(NC)는 기설정된 전위(예를 들어, 접지)에 연결된다. 두 개의 실시예 모두 상기 척으로부터 잔여 전위를 방전시키는 것과 동일한 방법으로 동작한다.
상기 챔버(100)내에서 반도체 웨이퍼(101)를 처리하는 동안, 상기 웨이퍼는 도 1에 도시된 상기 상부 절연층(114)의 표면에 위치한다. 처리가 완료된 후, 로봇 팔(도시되지 않음)이 챔버에서 상기 웨이퍼를 제거한다. 로봇 팔의 블래이드 끝단의 매끄러운 움직임을 용이하게 하기 위하여, 다수개의 리프트 핀(142)이 상기 웨이퍼를 상기 척(110)에 대하여 2 내지 5Cm 들어 을린다. 각각의 리프트 핀(142)은 상기 캐소드 받침대(111)내의 해당 내경(144)내에서 상승하여 수직으로 미끄러지듯 움직인다. 모든 리프트 핀(142)은 캐리지(140)상에 장착되고, 프로그램가능한 디지털 컴퓨터(200)의 제어하에 공기 리프트 기계장치(146)에 의하여 상승되고, 낮춰진다. 상술된 실시예에서. 상기 리프트 핀(142)콰 캐리지(140)는 상기 진공 챔버(100)내의 상기 캐소드 베이스(135)내에서 고려되며, 반면에 공기 리프트 기계장치(146)는 진공 쳄버의 외부에 존재한다. 이것들(140,142,146)은, 진공 봉입을 유지하는 동안에 수직적 이동을 허가한 골풀무(143)를 통과하는 연동장치(149)에 의해 기계적으로 연결된다.
처리 챔버(100)의 일반적인 동작에 있어서. 로봇 팔(도시되지 야음)은 슬릿 밸브(106)를 통해 상기 챔버내로 웨이퍼(101)를 이송한다. 상기 로봇은 상기 웨이퍼를 리프트 핀(142) 끝 단 상부에 배치하며, 이때 정전 척 (110)의 상부 위쪽으로 2 내지 5Cm 내밀어지기 위하여. 상기 리프트 핀이 공기 리프트 기계장치(146)에 의해 상승된다. 상기 공기 기계장치는 이때 리프트 핀(142)을 하강시키므로, 상기 웨이퍼(101)가 상기 척(110)의 상부면에 떨어지고, 상기 웨이퍼의 강하 시간은 일반적으로 3 내지 10초가 된다.
상기 웨이퍼가 상기 척의 상부에 배치된 직후, 플라즈마 가스가 챔버로 유입되며, 상기 RF전원(130)이 RF전력을 캐소드 받침대에 공급하고, 상기 웨이퍼(101)와 상기 애노드(104) 사이의 공간에서 상기 플라즈마가 점화된다. 상기 플라즈마는 웨이퍼에서 접지로의 도전 경로를 형성한다. 그러나, 양의 이온의 이동도와 전자의 이동도의 차이로 인하여, DC 전압 강하가 플라즈마를 통해 나타나므로, 상기 웨이퍼는 접지된 엔클로우져(105)에 대해 상대적으로 부극성적으로 바이어스된다. 만약 DC 전원(120)에 의하여 척킹 전압이 상기 척 전극(113)에 인가되면, 상기 웨이퍼와 상기 척 전극 사이의 전체 전압은 웨이퍼 바이어스 전압과 상기 척킹 전원 전압의 합이 된다. 따라서 상기 웨이퍼 바이어스는 웨이퍼를 유지하는 정전기력을 증가시킨다.
플라즈마가 여기된 후, 상기 릴레이(210)는 활성화되어 상기 릴레이 접점을 오픈 위치에 설정한다. 이에 따라도 2의 그래프 좌측에 도시된 바와 같이 접지에 대하여, 상기 척 전압 전원(120)은 높은 DC 전압, 즉 양의 1200 V 상태의 전압을 상기 척 전극(113)으로 인가한다.
이러한 전압은 부의 전하와 양의 전하를 상기 웨이퍼와 척 전극의 대향하는 표면상에 축적한다. 전하의 양은 상기 웨이퍼와 상기 척 전극 사이의 캐패시턴스와 전압의 곱에 비례한다. 상기 웨이퍼와 척 전극상의 상반된 극성의 전하는, 상기 척의 상부면에 대향하여 상기 웨이퍼를 끌어들이는 정전기 인력을 발생한다. 상기 척킹 전압(본 실시 예에서는 1200v)은. 연속적인 처리 단계 도중에 웨이퍼의 이동을 방지하기에 적합한 정도로, 상기 웨이퍼와 상기 척 사이에 정전기력이 형성되도록 충분히 높은 값으로 설정된다. 따라서 안전하게 척 상에 존재하게 되는 상기 웨이퍼는 "장착되었다(chucked)" 라고 일컬어진다.
상기 웨이퍼가 장착된 후. 상기 챔버(100)내에서 하나 또는 그 이상의 반도체 제조 처리 단계. 즉 웨이퍼 상에 필름의 에칭 또는 증착 등과 같은 처리 단계가 이행된다. 게다가, 상기 웨이퍼가 일단 장착되면. 헬륨과 같은 후면 냉각제가 상기 웨이퍼와 척 표면에 제공되어 상기 웨이퍼에서 받침대로의 열전도를 증진시킨다.
반도체 제조 처리 단계가 완료된 후, 상기 후면 냉각제는 제거되며, 상기 공기 리프트 기계 장치(146)가 상기 척(110)의 상부로 상기 웨이퍼를 상승시키기 위찬 상기 리프트 핀(142)을 상승시키므로써, 상기 웨이퍼는 로봇에 의해 상기 챔버에서 제거될 수 있다. 상기 리프트 핀이 상기 웨이퍼를 상승시키기 전에. 상기 웨이퍼는 분리(dechucked) 되어야 한다. ; 즉 상기 척(100)상에 웨이퍼를 유지하는 정전기력은 제거되어야 한다.
본 발명에 의하면, 상기 웨이퍼에 대한 상기 정전기력은 본질적으로 제거될 수 있으며, 이에 따라 상기 척으로부터의 웨이퍼의 제거를 쉽게 한다. 본 발명에 따른 방법은, 웨이퍼와 척 사이에 축적되어진 잔여 전하를 방전시키는 웨이퍼와 척의 경계면에 진동하는 전압을 짧은 주기동안 인가하는 것이다.
본 발명에 따른 장치는 정전 척 전극(113)과 정전 척 전원(120)의 사히에 연결된 릴레이(210)를 포함한다. 릴레이(210)의 노말 클로우즈 위치(NC)는 척 전극(113)을 인덕터(212)를 통해 접지에 연결한다. 이러한 인덕터는 1 내지 10mH의 인덕턴스를 갖는다. 상기 릴레이(210)의 노말 오픈 위치(NO)는 상기 전원(120)을 정전 척 전극(113)에 연결한다. 이에 따라, 웨이퍼가 척에 장착되는 동안에, 상기 릴레이는 노말 오픈 위치에 위치되며, 상기 전원은 정전 척 전극에 연결한다. 즉, 상기 릴레이 코일은 제어 컴퓨터(200)에 의해 전원을 공급받아 접점을 노말 오픈 위치에 위치설정한다. 초기에 상기 전극이 상기 인덕터에 연결될 때, 상기 플라즈마는 챔버내에서 활성화된 채 유지되고, 효과적으로 플라지마를 통해 상기 웨이퍼를 상부 전극에 연결하거나, 챔버내의 접지 표면에 연결한다. 이에 따라. 플라즈마가 지속되는 동안에, 상기 웨이퍼와 척 전극은, 상기 인덕터와 병렬로 연결된 병렬의 판상 캐패시터를 형성한다.
이러한 분리 장치는, 웨이퍼(101)와 척 전극(113)의 사이에 형성된 캐패시터와 인덕터(212)를 포함하는 LC 공진 회로를 형성한다. 상기 공진 회로는 2π(L/C)½의 공진 주파수를 갖는다. 상기 공진 회로내의 전압은 LC 회로의 Q에 의해 설정된 주기에 대한 공진 주파수에서 진동한다. 짧은 진동 시간 이후, 상기 컴퓨터(200)는 플라즈마를 유지시키는 RF전원을 디스에이블시키며, 플라즈마는 비 활성화된다. 정전 척에서 척킹 전압을 해제한 후, 플라즈마가 존재하는 시간은 약 1초 정도이다. 상기 기간은 상기 공진 회로의 감좨 시간에 의해 설정된다. 예를 들면 상기 플라즈마는 상기 잔여 전하를 상기 척 표면에서 제거한 후에 실질적으로 중지된다.
극히 미세한 단계에서는 웨이퍼와 상부 절연층 모두 불완전한 평면을 갖기 때문에, 상기 웨이퍼와 상기 절연층 사이에 수천개의 극히 미세한 갭을 갖은 채로 상기 웨이퍼와 상기 절연층이 실지로 수천개의 미세한 지점에서 서로 연결된다. 웨이퍼와 척 전극 사이의 척킹 전압은 이러한 미세 갭을 가로지르는 강한 전기장을 발생시킨다. 웨이퍼를 척 상부에 안정적으로 유지시키기에 충분한 척킹 전압에서는, 이러한 전기장은 전기장 발산의 물리적인 기계작용을 통하여 웨이퍼로부터 전자를 인접한 상부 절연층의 표면으로 이동시킨다. 척킹 전압이 제거되고, 그로 인해 전기장이 제거될 때. 절연층내에 축적된 전자들은 어떠한 방전 경로도 갖지 않으므로, 상기 절연층내에 남아있게 된다. 본 발명에 의하면, 상기 전자들에는 인덕터를 통한 방전 경로가 주어진다. 그러나. 웨이퍼와 척 전극의 조합인 병렬의 판상 캐패시터 때문에. 상기 회로내의 에너지가 사라질 때까지 인덕터와 캐피시터 조합 사이의 전압은 양 그리고 부의 방식으로 진동한다. 이러한 진동하는 전압은 척 전극으로 어떠한 외부 전압을 인가함이 없이. 전혀 전하를 방전시킨다.
도 2는 웨이퍼와 정전 척 사이의 잔여 전하를 방전시키는 동안에 상기 정전 척의 전극.상에서 측정되는. 진동하는 전압의 그래프(250)를 도시한다. 수직축(254)은 전압을 나타내며, 수평축(256)은 ms(milisecond) 단위의 시간을 나타낸다. 이러한 데이터는. 캘리포니아주, 산타 클라라의 어플라히드 머티러얼사에 의해 제작된 모델 5300, 고밀도 옥사이드 에칭 웨이퍼 처리 시스템에서 측정된다. 상기 방전 인덕터는 5.4mH의 값을 갖으며, 상술한 본 발명의 방법은 웨이퍼와 척 사이의 잔여 전압을 제거하는데 이용된다. 약 8ms 이내에 향 1200v에서 OV로 전압이 방전되어지는 것을 주목하라. 이러한 실증적 회로내의 공진 주파수는 근사적으로 5KHz 이다.
실시예에서, 이러한 방전 처리는 에치 웨이퍼가 챔버내에서 처리된 후 즉, 에칭 처리 단계의 끝에서 8ms이내에 이루어지며, 상기 웨이퍼는 리프트 핀이 상기 척에서 웨이프를 제거하도록 준비되며, 웨이퍼 이송 로봇을 사용하여 이동된다. 에칭 웨이퍼를 처리한 후, 이러한 방식으로 웨이퍼와 척을 방전시키므로써. 잔여 전하는 다수개의 웨이퍼가 연속적으로 처리되는 동안에 축적되지 않는다.
본 발명의 장치는, 척의 전극을 위한 인덕터와 릴레이를 구비하므로써, 쌍극성 척과 같은 다른 형태의 정전척에도 적용 가능하다. 이에 따라, 분리되는 동안에는 전극과 제품 사이의 잔여 전하를 방전시키기 위하여 한쌍의 공진 LC 회로가 생성된다.
또한, 계속된 기재문에서는 척의 표면상에 전자들이 축적되도록 하는 척킹 전압이 양의 전압임을 가정한다. 전 척, 일예로 고밀도 플라즈마 적용에 이용되는 세라믹 척의 적용에 있어서, 척킹 전압은 양의 전하를 척의 표면상에 축적시키는 부의 전압임을 이해할 수 있을 것이다. 극성이 반전되었더라도, 분리 장치 및 방법은 상술한 것과 동일한다.
게다가 어떤 플라즈마 반응기는 RF 전원을 받침대에 공급하지 않거나, 선택적으로 반응 챔버를 둘러싸는 안테나(코일)에 RF전원을 공급하므로써. 받침대에 인가되는 RF 전원을 보층할 수도 있다. 이와같은 시스템에 있어서, 분리 방법은 척킹 전압이 차단될 때, 상기 안테나로 RF전원의 연결을 유지하는 것이 요구한다. 이에 따라, 잔여 전하가 본 발명에 의하여 제거되는 동안에 플라즈마가 유지된다.
마지막으로 챔버내의 플라즈마는 웨이퍼에서 접지로와 도전 경로를 형성하는데 이용된다. 그러나, 상기 경로는 단지 플라즈마를 사용하는 처리 시스템내에서만 유용하다. 따라서 플라즈마를 사용하지 않는 시스템 또는 분리에 앞서 플라즈마의 종결을 요구하는 시스템에 있어서, 상기 도전 경로는 물리적인 도전체를 사용하므로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 도전성 트레이스(trace)는 정전 척의 지지 표면에 고정될 수 있으므로, 웨이피와 밑면이 트레이스에 접촉하게 된다. 웨이퍼를 분리하기 위하여. 릴레이의 전극에 인덕터를 연결시키도록 스위칭되는 동안에 상기 트레이스는 접지에 연결된다. 두 개의 극과 두 개의 행정 경로를 갖는 릴레이는 동시에 스위칭 동작을 수행하는 데 이용된다.
이상에서는 본 발명의 양호한 일 실시예에 따라 본 발명히 설명되었지만, 첨부된 청구 범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 사상을 일탈하지 자는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게는 명백하다.
본 발명은 웨이퍼와 정전 척 사이의 잔여 전하를 방전시키기 위하여 정전 척에 진동 전압을 인가하는 장치를 구성하고. 그에 따른 방법에 의하여 진동하는 발진 전압을 웨이퍼와 척의 경계면을 가로질러 생성하여 웨이퍼와 척 사이의 어떠한 잔여 전하도 방전시키도록 하므로써, 정전 척으로부터 웨이퍼의 이탈을 쉽게 한다.

Claims (9)

  1. 적어도 하나의 전극과 상기 전극과 제품 사이에 위치한 지지층을 갖는 정전 척에서 제품을 인출하기 위한 장치에 있어서, 인덕터와. ; 상기 제품과 상기 정전 척 사이의 잔여 전하를 방전시키도록, 상기 전극을 상기 선택적으로 인덕터에 연결하기 위하여 상기 인덕터에 연결된 스위칭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 인출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터는 기설정된 전위에 연결된 제1 위치를 포함하고, 상기 스위칭 회로는 상기 정전 척의 전극에 연결된 일측위치와, 상기 인덕터의 제2 위치에 연결된 타측위치를 포함하며. 상기 스위칭 회로는 선택적으로 상기 전극을 상기 인덕터를 통해 상기 기설정된 전위에 연결하는 것을 특징으로 하는 제품 인출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터는 상기 전극에 연결된 제1 위치를 포함하며, 상기 스위칭 회로는 상기 인덕터의 제2 위치에 연결된 일측 위치와. 기설정된 전위에 연결된 닥측 위치를 포함하며, 상기 스위칭 회로는 선택적으로 상기 전극을 상기 인덕터를 통채 상기 기설정된 전위에 연결하는 제품 인출장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭 회로는 릴레이인 것을 특징으로 하는 제품 인출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 릴레이용 노말 클로우즈 위치는 상기 전극을 상기 인덕터의 상기 제2 위치에 연결하고, 상기 릴레이용 노말 오픈 위치는 상기 전극을 전원에 연결하는 것을 특징으로 하는 제품 인출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 인덕터는 1 과 10mH의 인덕턴스 값을 갖는 것을 특징으로 하는 제품 인출 장치.
  7. 적어도 하나의 전극과 상기 전극과 재품 사이에 위치한 지지층을 갖는 정전 척에서 제품을 인출하기 위한 방법에 있어서, 상기 제품을 도전 경로를 통해 접지에 연결하는 단계와,: 척킹 전원을 상기 전극으로부터 차단시키는 단계와, : 상기 전극을 인덕터에 연결하는 단계와,: 상기 전극과 상기 제품 사이의 잔여 전하를 상기 인덕터를 통해 기설정된 전위로 방전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 인출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 도전 경로는 플라즈마이며, 상기 전원이 상기 전극으로부터 차단된 후, 상기 플라즈마를 비활성화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제품 인출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 비 활성화시키는 단계는 상기 전원이 상기 전극으로부터 차단된 후. 1초 동안 발생되는 것을 특징으로 하는 제품 인출 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하며 공개하는 것임.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101161125B1 (ko) * 2009-04-24 2012-06-28 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드 아시아 처리된 웨이퍼로부터 잔류 전하를 감지하고 제거하는 시스템 및 방법

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5997962A (en) * 1995-06-30 1999-12-07 Tokyo Electron Limited Plasma process utilizing an electrostatic chuck
JP3245369B2 (ja) * 1996-11-20 2002-01-15 東京エレクトロン株式会社 被処理体を静電チャックから離脱する方法及びプラズマ処理装置
AUPO799197A0 (en) 1997-07-15 1997-08-07 Silverbrook Research Pty Ltd Image processing method and apparatus (ART01)
US6177023B1 (en) * 1997-07-11 2001-01-23 Applied Komatsu Technology, Inc. Method and apparatus for electrostatically maintaining substrate flatness
US7246884B2 (en) 1997-07-15 2007-07-24 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead having enclosed inkjet actuators
US7111925B2 (en) 1997-07-15 2006-09-26 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit
US6824251B2 (en) 1997-07-15 2004-11-30 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical assembly that incorporates a covering formation for a micro-electromechanical device
US7556356B1 (en) 1997-07-15 2009-07-07 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead integrated circuit with ink spread prevention
US6057244A (en) * 1998-07-31 2000-05-02 Applied Materials, Inc. Method for improved sputter etch processing
US6221221B1 (en) 1998-11-16 2001-04-24 Applied Materials, Inc. Apparatus for providing RF return current path control in a semiconductor wafer processing system
US6236555B1 (en) * 1999-04-19 2001-05-22 Applied Materials, Inc. Method for rapidly dechucking a semiconductor wafer from an electrostatic chuck utilizing a hysteretic discharge cycle
US6821571B2 (en) 1999-06-18 2004-11-23 Applied Materials Inc. Plasma treatment to enhance adhesion and to minimize oxidation of carbon-containing layers
JP3464177B2 (ja) * 1999-09-06 2003-11-05 沖電気工業株式会社 半導体製造装置および静電気除去方法
EP1096561A3 (en) * 1999-10-08 2002-04-17 Applied Materials, Inc. Method for rapid dechucking of a semiconductor wafer from an electrostatic chuck
US6307728B1 (en) 2000-01-21 2001-10-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for dechucking a workpiece from an electrostatic chuck
US6676800B1 (en) * 2000-03-15 2004-01-13 Applied Materials, Inc. Particle contamination cleaning from substrates using plasmas, reactive gases, and mechanical agitation
US6794311B2 (en) 2000-07-14 2004-09-21 Applied Materials Inc. Method and apparatus for treating low k dielectric layers to reduce diffusion
JP4559595B2 (ja) * 2000-07-17 2010-10-06 東京エレクトロン株式会社 被処理体の載置装置及びプラズマ処理装置
KR100376879B1 (ko) * 2000-11-01 2003-03-19 주식회사 하이닉스반도체 스틱킹이 없는 정전척
JP2002203837A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Mitsubishi Electric Corp プラズマ処理方法および装置並びに半導体装置の製造方法
US6403322B1 (en) 2001-03-27 2002-06-11 Lam Research Corporation Acoustic detection of dechucking and apparatus therefor
US6665168B2 (en) 2001-03-30 2003-12-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd Electrostatic chuck apparatus and method for efficiently dechucking a substrate therefrom
US6962879B2 (en) * 2001-03-30 2005-11-08 Lam Research Corporation Method of plasma etching silicon nitride
JP2003060018A (ja) * 2001-08-13 2003-02-28 Nissin Electric Co Ltd 基板吸着方法およびその装置
US7387738B2 (en) * 2003-04-28 2008-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of surface oxides by electron attachment for wafer bumping applications
US7897029B2 (en) * 2008-03-04 2011-03-01 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of surface oxides by electron attachment
US8361340B2 (en) * 2003-04-28 2013-01-29 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of surface oxides by electron attachment
US7198276B2 (en) * 2003-10-24 2007-04-03 International Business Machines Corporation Adaptive electrostatic pin chuck
US7534301B2 (en) * 2004-09-21 2009-05-19 Applied Materials, Inc. RF grounding of cathode in process chamber
US7511936B2 (en) * 2005-07-20 2009-03-31 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for dynamic plasma treatment of bipolar ESC system
JP5094002B2 (ja) * 2005-09-06 2012-12-12 ルネサスエレクトロニクス株式会社 プラズマ処理装置およびその異常放電抑止方法
KR100819078B1 (ko) * 2006-11-27 2008-04-02 삼성전자주식회사 정전 척에서 웨이퍼를 디척킹하는 장치 및 방법
KR101312292B1 (ko) * 2006-12-11 2013-09-27 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치의 기판 파손 방지장치 및 그 방법
US7508494B2 (en) * 2006-12-22 2009-03-24 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and a subtrate table for exciting a shockwave in a substrate
KR101295776B1 (ko) * 2007-08-02 2013-08-12 삼성전자주식회사 직류 및 교류 전압들을 교대로 사용하는 웨이퍼의 디척킹방법 및 이를 채택하는 반도체 소자의 제조 장치
US7995323B2 (en) * 2008-07-14 2011-08-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for securely dechucking wafers
US8000081B2 (en) * 2008-07-14 2011-08-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method and apparatus for safely dechucking wafers
US8416555B2 (en) 2008-07-14 2013-04-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System for securely dechucking wafers
CN102044466B (zh) * 2009-10-12 2013-03-27 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种静电卡盘及其残余电荷的消除方法
US9666466B2 (en) 2013-05-07 2017-05-30 Applied Materials, Inc. Electrostatic chuck having thermally isolated zones with minimal crosstalk
US9232626B2 (en) 2013-11-04 2016-01-05 Kla-Tencor Corporation Wafer grounding using localized plasma source
US11270902B2 (en) * 2017-03-09 2022-03-08 Ev Group E. Thallner Gmbh Electrostatic substrate holder
CN110581099B (zh) * 2018-06-07 2022-06-14 北京北方华创微电子装备有限公司 静电卡盘和工艺腔室
US11798833B2 (en) 2020-02-26 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Methods of use of a servo control system
US11415230B2 (en) 2020-03-31 2022-08-16 Applied Material, Inc. Slit valve pneumatic control
CN113862645B (zh) * 2021-09-28 2023-09-08 北京北方华创微电子装备有限公司 承载装置及半导体工艺腔室

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3767551A (en) * 1971-11-01 1973-10-23 Varian Associates Radio frequency sputter apparatus and method
JPS57149734A (en) * 1981-03-12 1982-09-16 Anelva Corp Plasma applying working device
JPS6244332A (ja) * 1985-08-23 1987-02-26 Canon Inc 静電吸着装置
JPS6399148A (ja) * 1986-10-15 1988-04-30 Tokuda Seisakusho Ltd 静電チヤツク装置
JP2779950B2 (ja) * 1989-04-25 1998-07-23 東陶機器株式会社 静電チャックの電圧印加方法および電圧印加装置
DE69103915T2 (de) * 1990-01-25 1995-05-11 Applied Materials Inc Elektrostatische Klemmvorrichtung und Verfahren.
JP2506219B2 (ja) * 1990-06-19 1996-06-12 富士通株式会社 静電吸着方法
JPH06103683B2 (ja) * 1990-08-07 1994-12-14 株式会社東芝 静電吸着方法
US5325261A (en) * 1991-05-17 1994-06-28 Unisearch Limited Electrostatic chuck with improved release
JPH05275517A (ja) * 1992-03-30 1993-10-22 Fujitsu Ltd 基板離脱方法
US5460684A (en) * 1992-12-04 1995-10-24 Tokyo Electron Limited Stage having electrostatic chuck and plasma processing apparatus using same
US5542559A (en) * 1993-02-16 1996-08-06 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Plasma treatment apparatus
JP3264391B2 (ja) * 1993-05-17 2002-03-11 東京エレクトロン株式会社 静電吸着体の離脱装置
US5665167A (en) * 1993-02-16 1997-09-09 Tokyo Electron Kabushiki Kaisha Plasma treatment apparatus having a workpiece-side electrode grounding circuit
JPH06244270A (ja) * 1993-02-19 1994-09-02 Ulvac Japan Ltd 静電吸着装置
EP0938134A3 (en) * 1993-05-20 2000-01-19 Hitachi, Ltd. Plasma processing method
US5459632A (en) * 1994-03-07 1995-10-17 Applied Materials, Inc. Releasing a workpiece from an electrostatic chuck

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101161125B1 (ko) * 2009-04-24 2012-06-28 어드밴스드 마이크로 패브리케이션 이큅먼트 인코퍼레이티드 아시아 처리된 웨이퍼로부터 잔류 전하를 감지하고 제거하는 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW328613B (en) 1998-03-21
JPH1074826A (ja) 1998-03-17
EP0822590A3 (en) 1999-10-13
US5790365A (en) 1998-08-04
EP0822590A2 (en) 1998-02-04

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