TW201021149A - Substrate managing method - Google Patents

Description

201021149 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明，係有關於基板管理方法，更詳細而言，係有 關於主要將矽晶圓作爲應處理之基板，並在將基板吸著並 保持於所謂的雙極型之靜電吸盤上的狀態下而施加特定之 處理的情況時，以不會在矽晶圓之吸著中以及該吸著前後 而使基板產生破損的方式，來對基板狀態進行管理者。 【先前技術】 在半導體製造工程中，爲了得到所期望之裝置構造， 係進行有PVD法、CVD法等所致之成膜處理、離子注入 處理、熱處理或是蝕刻處理等之各種的處理，在進行此些 之處理的真空處理裝置中，爲了在真空氛圍中之處理室處 ，而將身爲應處理基板之矽晶圓（以下，稱爲「晶圓」） 作定位並保持，而被設置有所謂的靜電吸盤。於先前技術 # 中，作爲靜電吸盤，例如在專利文獻1中，係週知有：在 埋設有正負之電極的吸盤本體上面，將身爲介電質之吸盤 平板作裝著所成的所謂雙極型者。 又，依存於在真空處理裝置內所進行之處理，會有將 晶圓加熱至特定溫度的情況，於此種情況中，係在吸盤本 體處組入例如電阻加熱式之加熱手段，並且，形成與晶圓 之背面（與被進行有特定之處理的面相反側之面）的外週 緣部作面接觸之肋部，並在被此肋部所包圍之內部空間中 ，例如以同心狀而立起設置複數個的支持部，而構成吸盤 -5- 201021149 平板，此事，係爲週知。而，在晶圓之加熱'冷卻時，係 構成爲：經由在上述內部空間內而形成於吸盤本體上之氣 體通路，來供給Ar氣體等之惰性氣體，並在藉由肋部與 晶圓背面所區劃出之內部空間中，形成惰性氣體氛圍，藉 由此，來對於晶圓之熱傳導作輔助，並有效率地進行晶圓 之加熱或是冷卻。 然而，在上述構成之靜電吸盤中，於晶圓之加熱冷卻 時，由於該晶圓與靜電吸盤間之熱膨脹差，吸盤平板之肋 部或是支持部會與晶圓相摩擦，並逐漸地磨損。因此，係 如同上述專利文獻1 一般，經由交流電源來流動通過吸盤 平板之靜電電容的交流電流，並對電流値作監視，藉由此 ，而將其之使用極限盡可能的迅速判斷出來，並對於起因 於晶圓之吸著不良等的在處理室內之晶圓的破損作防止， 而將生產性提升，此事，係從先前技術起便被進行。 另一方面，於最近，係爲了將生產性更進一步的提升 ，而有將晶圓設爲大口徑且厚度爲薄者（ 700 //m以下之 厚度）的傾向。在此種晶圓中，係由於特定之處理而產生 各種方向之彎曲，又，在任一之處理中，亦會成爲由於晶 圓之加熱或是冷卻而使晶圓之彎曲狀態產生變化。因此， 不僅是在處理中，當在靜電吸盤處將產生了彎曲之晶圓作 保持時、或是在處理後而解除晶圓之吸著並作搬送時，亦 會有使晶圓破損的情況。其結果，若是僅對靜電吸盤之使 用極限作判斷，則會產生無法在將製品之良率提升之同時 亦使生產性提升的問題，關於如何對於晶圓狀態作管理一 -6 - 201021149 事，係成爲重要。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開平1·321136號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 Φ 本發明’係有鑑於上述之點’而以提供一種能夠對於 在靜電吸盤處而會導致應處理之基板的破損之基板狀態確 實地作掌握之基板管理方法一事，作爲課題。 〔用以解決課題之手段〕 爲了解決上述課題，本發明，係爲一種基板管理方法 ，係當在靜電吸盤處而將基板作保持的情況時，以不會導 致該基板之破損的方式來對基板狀態作管理之基板管理方 ❹ 法，該靜電吸盤，係具備有：吸盤本體，係具有複數個的 電極；和吸盤平板，係身爲介電質，且具備有能夠與應處 理之基板的外週緣部作面接觸之肋部、以及在被前述肋部 所包圍之內部空間中而存在有特定之間隔地被立起設置之 複數個的支持部；和氣體導入手段，係將特定之氣體導入 至前述內部空間中，且該靜電吸盤，係在電極間施加特定 之電壓並藉由吸盤平板來將基板作吸著，且能夠將特定之 氣體供給至前述內部空間內並形成氣體氛圍，該基板管理 方法，其特徵爲：經由交流電源而流動通過吸盤平板之靜 201021149 電電容的交流電流，並對於該電流値作監視，並且，經由 氣體導入手段來流動前述氣體，並對該氣體流量作監視， 而由電流値以及氣體流量中之至少其中一方的變化量來進 行前述基板狀態之管理。 若依據本發明，則藉由在將基板吸著於上述構成之靜 電吸盤處的狀態下，若是由於施加加熱處理或成膜處理等 之特定的處理，而使得朝向使肋部與基板之外週面間的空 隙變大之方向（拉張方向）的基板之彎曲變大，則由於從 內部空間而經由前述空隙而來之氣體的漏洩量係會變化， 因此，從氣體導入手段而來之氣體供給量係變化。另一方 面，若是朝向使基板中央部從內部空間而遠離之方向（壓 縮方向）的基板之彎曲變大，則由於靜電電容係變化，因 此，阻抗係增加，藉由此，電流値係變化。 如此這般，在本發明中，當將基板吸著在靜電吸盤處 的期間中，若是基板朝向任一方之方向而彎曲，或是該彎 曲變大，則因應於此，氣體流量或是阻抗乃至交流電流値 之變化係變大，藉由此，能夠對於會導致基板之破損的基 板狀態作確實的掌握。其結果，能夠確實地防止在處理室 內之基板的破損，而能夠在提升製品良率的同時亦使生產 性提升。 另外，在本發明中，若是採用以下之構成，亦即是： 若是前述電流値以及氣體流量中之至少其中一方的變化量 超過了特定之臨限値，則判斷其係爲會導致基板之破損的 基板狀態，並對於施加在兩電極間之直流電壓以及由氣體 -8 - 201021149 導入手段而來之氣體的流量中之至少其中一方作控制，而 消除前述基板狀態，則係能夠防止對於基板而施加過度之 應力，而能夠確實地防止基板之破損。 又，若是採用下述之構成，亦即是：在將前述基板載 置於吸盤平板上後，在對於前述電極施加電壓之前，而使 交流電流流動，並對該電流値作監視，若是其超過了特定 之臨限値，則判斷爲基板不良，則能夠對於將產生有必要 φ 以上之彎曲的基板勉強地吸著在靜電吸盤上並造成破損的 事態作防止，而爲理想。 進而，若是採用以下之構成，亦即是：在從前述基板 之吸著狀態起而停止了電壓之施加後，從前述電流値來對 於從吸盤平板之基板的脫離可能狀態作判斷，則能夠對於 當在剛解除吸著後而受到殘留電荷之影響並使得基板仍成 爲被作吸著之狀態時，由於例如爲了將基板作搬送而進行 舉升或是使搬送機器人作存取（access)所造成之在處理 β 室內使基板破損的事態，確實地作防止，而爲理想。 【實施方式】 以下，參考圖面，針對將應處理之基板設爲晶圓W， 並在被配置於進行PVD法、CVD法等所致之成膜處理、 離子注入處理、熱處理或是蝕刻處理等之處理的真空處理 裝置內之靜電吸盤C處，而以不會使晶圓W破損的方式 來進行管理之本發明的實施形態之基板管理方法作說明。 如圖1中所示一般，靜電吸盤C，係由被配置在省略 -9 - 201021149 圖示之處理室內的底部處之吸盤本體1、和被設置在此吸 盤本體1之上面的身爲介電質之吸盤平板2所構成。在例 如氮化鋁製之吸盤本體1處，係隔著省略圖示之絕緣層而 被組入有正負之電極3a、3b，並成爲能夠從週知之吸盤電 源E的直流電源E1來施加直流電壓。 又，在吸盤本體1處，係被形成有將上下方向作貫通 之氣體通路4，此氣體通路4之下端，係經由被中介設置 有質量流控制器5之氣體管6而被與收容有Ar氣體等之 @ 惰性氣體的氣體源7相通連，而此些之構件係構成本實施 形態之氣體導入手段。進而，在吸盤本體1處，係被內藏 有具備週知構造之電阻加熱式的加熱器8，並成爲能夠將 晶圓W加熱保持於特定之溫度。另外，在本實施形態中 ，雖係將僅設置了加熱器8者爲例而作說明，但是，係並 不被限定於此，亦可組入週知之冷卻手段而構成之。 吸盤平板2，例如係爲氮化鋁製，並具備有能夠和晶 圓W背面之外週緣部作面接觸之環狀的肋部2a、和在被 Q 肋部2a所包圍之內部空間2b內而被立起設置爲同心狀之 複數個的棒狀之支持部2c。於此情況，支持部2c之高度 ，係被設定爲較肋部2a之高度而僅些許小，當在吸盤平 板2表面上而將晶圓W作吸著時，係成爲藉由各支持部 2c來將晶圓W作支持。 而，在將晶圓W載置於吸盤平板2處後，藉由在兩 電極3a、3b間施加直流電壓，而產生靜電力，並藉由此 靜電力來將晶圓W吸著在吸盤平板2之表面上。此時， -10- 201021149 藉由使晶圓W背面之外週緣部與肋部2a涵蓋其之全周地 而作面接觸，內部空間2b係被作略密閉。於此狀態下， 若是經由氣體導入手段而供給Ar氣體，則係能夠在上述 內部空間2b中形成Ar氣體氛圍。藉由此，當使加熱器8 動作並對晶圓W作加熱的情況時，藉由在以肋部2a與晶 圓W背面所區劃出之內部空間2b中形成Ar氣體氛圍， 能夠對於熱之對晶圓W的傳導作輔助，並有效率地將晶 φ 圓W加熱。 另外，由於在晶圓W背面之外週緣部與肋部2a之間 係並未設置有密封構件，因此，就算是在晶圓W背面之 外週緣部與肋部2a涵蓋全周地作面接觸的情況時，亦成 爲會漏洩有微量（例如0.01〜〇.〇3 seem)之惰性氣體。 於此，在晶圓W處，係如圖2 ( a )以及（b )中所示 一般，例如由於自身之應力或是形成在晶圓W表面上之 薄膜的應力，而產生有壓縮方向或是拉張方向之彎曲。當 Φ 將此種晶圓W吸著在靜電吸盤C上時，在藉由靜電吸盤C 而將晶圓W作吸著並進行加熱處理或成膜處理的期間中 、或者是在處理後而解除靜電吸盤C之吸著並進行搬送時 ，係有必要以使基板不會產生破損（碎裂或是缺損等）的 方式來作管理。 在本實施形態中，係爲了對於上述晶圓之狀態作掌握 ，而設爲下述之構成：在吸盤電源E內之直流電源E1處 串聯連接交流電源E2(未圖示），並從交流電源E2而流 動通過靜電吸盤1之靜電電容的交流電流，並從藉由週知 -11 - 201021149 之電流計A所測定了的電流値，來對阻抗作監視，並且， 在質量流控制器5之下游側處，於氣體管6處而中介設置 週知之質流計9,而對於Ar氣體之氣體流量作監視。 以下，參考圖3，針對在靜電吸盤C處而將產生了彎 曲之晶圓W作吸著的情況，以晶圓W產生有壓縮方向之 彎曲者爲例，來對於能夠對晶圓W狀態作管理一事作說 明。在本實施形態中，係如同在圖1中以假想線而作了展 示一般的，設爲將週知之雷射位移計配置在晶圓W之中 @ 心位置的上方，並對於在該中心位置處之位移量作測定。 於此，在圖3中之藉由2點鎖線a所示者，係代表阻抗之 變化，實線b，係代表氣體流量之變化，1點鎖線c，係代 表位移量，點線d，係代表電流値，而，實線e，係代表 對於電極之直流電壓的變化。 首先，將晶圓W載置在吸盤平板2表面上，而後， 經由交流電源E2來流動交流電流，並由此時之電流計A 處的電流値，來測定出靜電電容之阻抗，並且，在雷射位 @ 移計處而測定出在晶圓W之中心位置處的位移量。 接著，經由吸盤電源E之直流電源E1，來在兩電極 3a、3b間施加特定之直流電壓（例如，400V )，並將晶 圓W吸著在吸盤平板2表面上。此時，晶圓W背面之外 週緣部係與肋部2a涵蓋其之全周地而作面接觸，而晶圓 W係成爲略水平的狀態（參考圖1)。若是對此時之阻抗 以及中心位置作測定，則阻抗係降低（約降低1 〇k Ω )， 而晶圓W之中心位置亦朝向吸盤平板2側而位移。在此 -12- 201021149 狀態下，若是經由氣體導入手段而將Ar氣體以一定之流 量來導入至內部空間2b中，並藉由質流計9來對該氣體 流量作測定，則其之初始的流量係變多，並隨著時間的經 過而成爲顯示一定之値。而後，與Ar氣體之導入同時的 ，而使加熱器8動作，並將晶圓W加熱至特定溫度（例 如400 °C )，而保持了特定時間。 在晶圓W之加熱中，藉由電流計所測定了的電流値 φ ，係爲略一定，其結果，阻抗亦成爲略一定，又，氣體流 量以及位移量亦幾乎沒有變化。而，在經過特定時間後， 若是停止加熱器8以及Ar氣體之導入，並停止對於兩電 極3a、3b間之電壓的施加，而對於此時之電流値還有阻 抗作測定，則係成爲較吸著前者而更高出約20%，而若是 藉由雷射位移計來作測定，則位移量係成爲較吸著前者更 大，晶圓W之壓縮方向的彎曲係變大。 藉由此，可以得知，係能夠從阻抗來對於晶圓W之 φ 彎曲狀態作確實的管理。又，藉由雷射位移計所致之測定 ，係得知了：當晶圓W產生有壓縮方向之彎曲的情況時 ，在阻抗與晶圓W之位移量中，係存在有相關，並成爲 略比例關係。由以上事項，可以得知，若是對於阻抗乃至 電流値作測定，則能夠判斷晶圓W之彎曲量，而若是對 此作管理，則能夠對於會導致晶圓W之破損的狀態作適 當的管理。如此這般，在本實施形態中，由於係能夠從阻 抗乃至電流値之變化，來將會導致晶圓W之破損的狀態 確實地作掌握，因此，特別是能夠將處理室內之晶圓w -13- 201021149 的破損確實地作防止，而提升製品良率’並將生產性提升 〇 另外，當在處理中而阻抗乃至電流値係超過特定之臨 限値而變化了的情況時，則能夠判斷其係爲會導致晶圓之 破損的狀態。於此種情況中，係一面將特定之處理適宜的 中止，一面對於施加在兩電極3a、3b間之直流電壓以及 從氣體導入手段而來之氣體流量的至少其中一方作控制’ 而將在晶圓W上施加有過度之應力的狀態消除。藉由此 @ ，能夠防止在處理室內之晶圓W的破損。另外，關於臨 限値，係只要對於晶圓W之尺寸或是厚度作考慮並適宜 設定即可。 又，有鑑於在阻抗與晶圓W之位移量之間係存在有 相關一事，係可在將晶圓W載置於吸盤平板2上後，在 將直流電壓施加在電極3 a、3 b處之前’而流動交流電流 ，並對於電流値乃至阻抗作監視，若是其超過特定之臨限 値，則判斷出係在晶圓W處產生有必要以上之彎曲，若 ◎ 是勉強將其吸著在靜電吸盤C處，則可能會造成破損，藉 由此，係能夠防止在處理室內之晶圓W的破損。 另一方面，若是採用以下之構成，亦即是：在從晶圓 W之吸著狀態起而停止了直流電壓之施加後，從阻抗來對 於從吸盤平板2之晶圓W的脫離可能狀態作判斷，則能 夠對於當在剛解除吸著後而受到殘留電荷之影響並使得晶 圓W仍成爲被作吸著之狀態時，由於例如爲了將晶圓W 作搬送而進行舉升或是使搬送機器人作存取（access)所 -14 - 201021149 造成之破損的事態確實地作防止。 進而，在本實施形態中，雖係主要以產生有壓縮方向 之彎曲的情況來作了說明，但是，當如圖2(b)中所示一 般之在處理中或是處理前後而晶圓W產生有拉張方向之 彎曲的情況時，則就算是將晶圓W吸著在吸盤平板2處 ，肋部2a與晶圓W之外週緣部亦不會作面接觸，而兩者 之間的空隙係變大，且所漏洩之氣體量係爲大。其結果， φ 藉由質流計9所測定之氣體流量亦會變化。如此這般，由 於在氣體流量與晶圓W之拉張方向的彎曲量中係存在有 相關，因此，只要對於氣體流量作管理，則能夠判斷晶圓 W之彎曲量，而若是對此作管理，則能夠對於會導致晶圓 W之破損的狀態作適當的管理，並與上述相同的而能夠防 止在處理室內之晶圓W的破損。 ·

的 圓 晶 之 板 基 電爲 -靜身 明對對 說 J 3 單1 2 簡圖圖 式t t 圖 C 吸 圖 之 明 說 作 成 構 之 盤 圖 之 明 說 性 式 模 作 曲 〔圖3〕對於對晶圓之彎曲作了回應的阻抗以及氣體 流量之變化作說明的圖。 【主要元件符號說明】 C :靜電吸盤 1 :吸盤本體 -15- 201021149 2 :吸盤平板 2 a ·肋部 2b :內部空間 2 c ·支持部 3 a、3 b :電極 5:質量流控制器（氣體導入手段） 7:氣體源（氣體導入手段） 9 :質流計 A :電流計 E :吸盤電源 W :晶圓

-16-

Claims (1)

1. 201021149 七、申請專利範困： 1. 一種基板管理方法，係當在靜電吸盤處而將基板作 保持的情況時，以不會導致該基板之破損的方式來對基板 狀態作管理之基板管理方法，該靜電吸盤，係具備有：吸 盤本體，係具有複數個的電極；和吸盤平板，係身爲介電 質，且具備有能夠與應處理之基板的外週緣部作面接觸之 肋部以及在被前述肋部所包圍之內部空間中而存在有特定 0 之間隔地被立起設置之複數個的支持部；和氣體導入手段 ，係將特定之氣體導入至前述內部空間中，且該靜電吸盤 ，係在電極間施加特定之電壓並藉由吸盤平板來將基板作 吸著，且能夠將特定之氣體供給至前述內部空間內並形成 氣體氛圍， 該基板管理方法，其特徵爲： 經由交流電源而流動通過吸盤平板之靜電電容的交流 電流，並對於該電流値作監視，並且，經由氣體導入手段 ❹ 來流動前述氣體，並對該氣體流量作監視，而由電流値以 及氣體流量中之至少其中一方的變化量來進行前述基板狀 態之管理。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之基板管理方法，其 中，若是前述電流値以及氣體流量中之至少其中一方的變 化量超過了特定之臨限値，則判斷其係爲會導致基板之破 損的基板狀態，並對於施加在兩電極間之直流電壓以及由 氣體導入手段而來之氣體的流量中之至少其中一方作控制 ，而消除前述基板狀態。 -17- 201021149 3. 如申請專利範圍第1項或第2項所記載之基板管理 方法，其中，在將前述基板載置於吸盤平板上後，在對於 前述電極施加電壓之前，而使交流電流流動，並對該電流 値作監視，若是其超過了特定之臨限値，則判斷爲基板不 良。 4. 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記 載之基板管理方法，其中，在從前述基板之吸著狀態起而 停止電壓之施加後，從前述電流値來對於從吸盤平板之基 板的脫離可能狀態作判斷。

   -18-