KR20190130971A - 폐쇄 루프 척킹력 제어를 이용한 실시간 모니터링 - Google Patents

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Abstract

본원에서 개시되는 실시예들은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 정전 척 상에 배치된 워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 프로세싱 챔버에서 정전 척 상에 워크피스를 배치하는 것에 의해 시작된다. 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마가 스트라이킹된다. 워크피스 상에서 편향력이 모니터링된다. 척킹 전압이 최소 값으로 인가된다. 배면 가스 압력이 최소 압력으로 가해진다. 척킹 전압 및/또는 배면 가스 압력은 편향력이 임계 값 미만이 되도록 조정된다. 그리고, 척킹 전압 및 배면 가스 압력은 동시에 램프 업된다.

Description

폐쇄 루프 척킹력 제어를 이용한 실시간 모니터링{REAL TIME MONITORING WITH CLOSED LOOP CHUCKING FORCE CONTROL}
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로, 마이크로전자 디바이스들을 제작하기 위한 프로세싱 챔버들에서 사용되는 기판 지지부들에 관한 것이다.
[0002] 고 정밀 제조, 예컨대 반도체 제조에서, 균일한 품질을 증가시키고 결함들을 감소시키기 위해, 제조 동작들 동안 워크피스(workpiece)가 픽스처(fixture)에 의해 정밀하게 유지될 필요가 있을 수 있다. 일부 제조 동작들에서, 지지 구조물에 대하여 워크피스를 유지하기 위한 픽스처로서 기판 지지부가 사용될 수 있다. 하나 이상의 제조 동작들 동안 기판 지지부의 워크피스 지지 표면에 워크피스를 정밀하게 유지하기 위해, 정전기력 또는 다른 힘("클램핑력(clamping force)")이 종종 사용된다. 이들 타입들의 기판 지지부들은 정전 척(ESC)들이라고 지칭된다.
[0003] 이들 제조 동작들 동안 결함들을 감소시키기 위해, 워크피스들은 워크피스 지지 표면과 가능한 최소로 접촉하면서 가능한 한 최소의 클램핑력을 이용하여 유지되어야 한다. 그러나, 제조 변동들, 이를테면, 척킹력을 변경할 수 있는, 워크피스들에 적용되는 표면 처리들, 기판 지지부의 지지 표면의 마모 및 오염으로 인해, 그리고 다른 환경 영향들로 인해, 제조 직원들은 종종, 전술된 변동들, 및 척킹력들에 대한 이들 변동들의 영향에 대처하기 위한 충분한 클램핑력이 가해지는 것을 보장하는 안전율을 제공하기 위해, 자신들이 목표 클램핑력을 증가시키는 것을 알게 된다.
[0004] 반도체 제조 업계에서 사용되는 대다수의 기판 지지부들은 종종, 필요한 것보다 더 큰 클램핑력들을 가한다(즉, 과잉-척킹). 과잉-척킹은, 예컨대, 워크피스의 배면에 크레이터(crater)들을 야기함으로써, 워크피스 내에 기판 지지부의 부분들을 매립함으로써, 워크피스에서 막 응력을 증가시킴으로써, 그리고/또는 워크피스의 프로세싱 면에 대해 품질 문제들을 야기할 수 있는 미립자들을 야기함으로써, 워크피스를 손상시킨다. 예컨대, 대량 생산 작업들의 경우, 평균 총 전면(front side) 결함들은 웨이퍼당 약 3개 내지 4개의 25 nm 이상의 사이즈의 입자들 사이에서 변동하였다. 분석은 이들 결함들 중 80% 내지 90%가 ESC로부터의 Si, Al, 또는 O 함유 입자들임을 나타내었다. 워크피스 배면의 입자 테스트 결과는, 하나의 표준 1800 V 척킹/디-척킹(de-chucking) 사이클이 워크피스의 배면 상에 0.5 μm 이상의 사이즈의 결함들을 약 8000개 내지 24000개 생성할 수 있음을 나타낸다. 이들 결함들 내에서, 약 35%는 스크래치 마크들이고, 약 50%는 스크래치들로부터 생성된 매립된 실리콘 입자들이며, 약 15%는 ESC 및/또는 워크피스로부터의 Si, Si-O, Al-Si-O 느슨한 입자들이다. 이들 느슨한 결함들 중 일부는 큰 척킹력을 이용하는 척킹 및 디-척킹 동안 워크피스 상승(lift up)/하강(drop down) 운동으로 인해 워크피스의 표면 상에 안착될 수 있다.
[0005] 제조 허용오차들이 점점 더 엄격하게 되고, 비용들을 감소시킬 필요성이 더 중요하게 됨에 따라, 더 넓은 범위의 제조 변동들을 수용하기 위해 더 일관되고 예측가능한 클램핑력을 제공하고, 위에서 논의된 제조 결함들을 감소시키는 새로운 접근법들이 필요하다.
[0006] 따라서, 프로세싱 동안 워크피스를 지지하기 위한 개선된 장치 및 방법이 필요하다.
[0007] 본원에서 개시되는 실시예들은 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 정전 척 상에 배치된 워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법을 포함한다. 방법은 프로세싱 챔버에서 정전 척 상에 워크피스를 배치하는 것에 의해 시작된다. 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마가 스트라이킹(strike)된다. 워크피스 상의 편향력(deflection force)이 모니터링된다. 척킹 전압이 최소 값으로 인가된다. 배면 가스 압력이 최소 압력으로 가해진다. 척킹 전압 및/또는 배면 가스 압력은 편향력이 임계 값 미만이 되도록 조정된다. 그리고, 척킹 전압 및 배면 가스 압력은 동시에 램핑 업(ramp up)된다.
[0008] 본 발명의 실시예들의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 발명의 실시예들의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명의 실시예들이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 기판 지지부가 내부에 설치되어 있는 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 측면도이다.
[0010] 도 2는 배면 가스 스루 홀(through hole)에 센서 조립체가 탑재되어 있는 기판 지지부의 부분 단면 등각도이다.
[0011] 도 3은 리프트 핀에 센서 조립체가 탑재되어 있는 기판 지지부의 부분 단면 사시도이다.
[0012] 도 4는 센서 조립체를 위한 다양한 위치들을 예시하는, 기판 지지부의 상면 평면도들이다.
[0013] 도 5는 워크피스가 상부에 배치되어 있는 기판 지지부의 부분 단면도이다.
[0014] 도 6은 기판 지지부 상에 배치된 워크피스 상의 힘들을 최소화하기 위한 방법이다.
[0015] 도 7은 도 6의 방법에 대한 그림 표현이다.
[0016] 부가적인 특징들 및 이점들은 후속되는 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는, 그 설명으로부터 당업자에게 쉽게 자명하게 될 것이거나, 또는 후속되는 상세한 설명, 청구항들 뿐만 아니라 첨부 도면들을 포함하는 본원에서 설명되는 바와 같은 실시예들을 실시함으로써 인식될 것이다.
[0017] 전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 둘 모두가 단지 예시적인 것일 뿐이고, 청구항들의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크(framework)를 제공하도록 의도됨이 이해되어야 한다. 첨부 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고, 그리고 본 명세서의 일부로 통합되고 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예(들)를 예시하며, 설명과 함께, 다양한 실시예들의 원리들 및 동작을 설명하는 역할을 한다.
[0018] 이제 실시예들이 상세히 참조될 것이고, 그 실시예들의 예들이 첨부 도면들에 예시되며,그 첨부 도면들에서, 모든 실시예들이 아닌 일부 실시예들이 도시된다. 실제로, 개념들은 다수의 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에서 제한으로서 해석되지 않아야 하며; 그보다는, 이들 실시예들은 본 개시내용이 적용가능 법적 요건들을 만족시키게 하도록 제공된다. 가능한 모든 경우에, 동일한 참조 번호들은 동일한 컴포넌트들 또는 부분들을 지칭하기 위해 사용될 것이다.
[0019] 본원에서 개시되는 실시예들은, 편향 센서와 센서 하우징 중 하나 이상을 포함하는 센서 조립체를 포함한다. 센서 조립체는 기판 지지 조립체, 이를테면 배면 가스를 이용하도록 구성된 정전 척 내에, 또는 프로세싱 챔버 내의 프로세싱 동안 워크피스를 유지하기 위한 다른 적합한 조립체 내에 배치되도록 구성된다. 예컨대, 센서 조립체는 기존의 배면 가스 전달 홀, 또는 정전 척 내의 다른 홀에 배치될 수 있다. 편향 센서는 정전 척 상에 배치된 워크피스 상의 힘들의 밸런스(balance)를 결정하기 위해, 워크피스의 편향의 실시간 측정들을 제공할 수 있다. 척킹력을 결정하기 위해 편향 센서를 사용함으로써, 워크피스 척킹/디-척킹 프로세스는 척킹력을 최소화하도록 최적화될 수 있으며, 이는 배면 워크피스 결함들 및 그 결함들로부터 생성되는 입자들을 감소/제거한다. 예컨대, 척킹/디-척킹 동안, 동시에, 배면 He 유동 압력과 함께 척킹 전압을 램핑 업 및 램핑 다운(ramp down)함으로써, 프로세스는 워크피스를 유지하는 데 적합한 척킹력을 최소화하며, 이는 배면 워크피스 스크래치들, 및 그 배면 워크피스 스크래치들로부터의 입자 생성을 최소화한다.
[0020] 도 1은 센서 조립체(190)의 일 실시예를 예시한다. 도 1은 기판 지지 조립체(170)가 내부에 설치되어 있는 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 개략도를 도시한다. 기판 지지 조립체(170)는 내부에 배치된 센서 조립체(190)를 갖는다. 일 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 스퍼터 에칭 프로세싱 챔버 또는 플라즈마 에칭 시스템이다. 그러나, 다른 타입들의 프로세싱 챔버들, 이를테면 물리 기상 증착(즉, 스퍼터링) 챔버들, 화학 기상 증착 챔버들, 에칭 챔버들, 선택 제거 프로세스 챔버(SRP)들, 또는 다른 진공 프로세싱 챔버들이 또한, 본원에서 개시되는 실시예들을 실시하기 위해 사용될 수 있다.
[0021] 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는, 워크피스(101), 이를테면 기판, 예컨대 실리콘 웨이퍼의 프로세싱 동안, 챔버 내부 볼륨(120) 내에 부-기압 압력들을 유지하도록 적합하게 적응될 수 있는 진공 챔버이다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 바닥 표면(126)을 갖는 챔버 바디(106)를 포함하고, 그리고 챔버 내부 볼륨(120)을 밀폐하는 덮개(104)에 의해 덮인다. 챔버 바디(106) 및 덮개(104)는 금속, 이를테면 알루미늄 또는 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다.
[0022] 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 진공 시스템(114)에 커플링되어 진공 시스템(114)과 유체 연통하며, 그 진공 시스템(114)은 스로틀 밸브(미도시) 및 진공 펌프(미도시)를 포함하고, 그 스로틀 밸브 및 진공 펌프는 플라즈마 프로세싱 챔버(100)를 펌프 다운 및 배기시키기 위해 사용된다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내부의 압력은 스로틀 밸브 및/또는 진공 펌프를 조정함으로써 조절될 수 있다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 또한, 프로세스 가스 공급부(118)에 커플링되어 프로세스 가스 공급부(118)와 유체 연통하며, 그 프로세스 가스 공급부(118)는 하나 이상의 프로세스 가스들, 이를테면 아르곤, 산소, 염소, 불소, 또는 워크피스(101)를 프로세싱하는 데 적합한 다른 가스를 플라즈마 프로세싱 챔버(100)에 공급할 수 있다.
[0023] RF 플라즈마 전력 공급부(117)는 워크피스(101)를 프로세싱하기 위한 플라즈마(102)를 유지하기 위해 프로세스 가스들을 에너자이징(energize)할 수 있다. 선택적으로, 기판 지지 조립체(170)는 플라즈마(102)로부터 워크피스(101)로 이온들을 끌어당기기 위해 워크피스(101)를 바이어싱할 수 있다. 프로세스 가스들, 이를테면 염소가 프로세스 가스 공급부(118)로부터 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내로 도입되고, 가스 압력은 플라즈마 점화를 위해 조정된다. 플라즈마(102)는, RF 전력이 전달될 때, 용량성 커플링을 통해 챔버 내부 볼륨(120)에서 점화된다. RF 플라즈마 전력 공급부(117)로부터 플라즈마(102)로의 전력 전달의 효율을 개선하기 위해, RF 정합(미도시)이 조정 또는 미리 세팅될 수 있다.
[0024] 기판 지지 조립체(170)는 챔버 내부 볼륨(120) 내에 배치된다. 기판 지지 조립체(170)는, 프로세싱 동안 워크피스(101)가 상부에 안착되는 워크피스 지지 표면(172)을 갖는다. 기판 지지 조립체(170)는 진공 척, 정전 척, 서셉터(susceptor), 가열기, 또는 프로세싱 동안 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내에서 워크피스(101)를 지지하는 데 적합한 다른 기판 지지부를 포함할 수 있다.
[0025] 일 실시예에서, 기판 지지 조립체(170)는 정전 척(122)을 포함한다. 기판 지지 조립체(170)는 부가적으로, 냉각 플레이트(151) 및 지지 베이스(152)를 포함할 수 있다. 지지 베이스(152)는 지지 하우징(149), 벨로즈 조립체(110), 및 지지 샤프트(112)를 포함할 수 있다. 지지 샤프트(112)는 리프트 메커니즘(113)에 커플링될 수 있으며, 리프트 메커니즘(113)은 상부 프로세싱 포지션(도시된 바와 같음)과 하부 워크피스 이송 포지션(미도시) 사이에서 기판 지지 조립체(170)의 수직 이동을 제공할 수 있다. 벨로즈 조립체(110)는 지지 샤프트(112) 주위에 배치될 수 있고, 그리고 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내부로부터의 진공의 손실을 방지하면서 기판 지지 조립체(170)의 수직 운동을 가능하게 하는 가요성 밀봉을 제공하기 위해, 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 바닥 표면(126)과 지지 베이스(152) 사이에 커플링될 수 있다.
[0026] 기판 지지 조립체(170) 상에 배치된 워크피스(101)의 온도 조절은 냉각 플레이트(151)에 배치된 다수의 냉각 채널들(160)에 의해 가능하게 될 수 있다. 냉각 채널들(160)은 유체 소스(142)에 커플링되어 유체 소스(142)와 유체 연통하며, 그 유체 소스(142)는 냉각제 유체, 이를테면 물(그러나, 임의의 적합한 냉각제 유체, 가스, 또는 액체가 사용될 수 있음)을 제공한다.
[0027] 기판 지지 조립체(170)는, 로봇(미도시)에 의한, 플라즈마 프로세싱 챔버(100) 내외로의 이송 동안 워크피스 지지 표면(172) 위로 이격되는 워크피스(101)를 지지하기 위한 기판 리프트(130)를 포함할 수 있다. 기판 리프트(130)는 샤프트(111)에 연결된 플랫폼(108)과 정렬된 리프트 핀들(109)을 포함할 수 있다. 기판 지지 조립체(170)는 스루 홀들(미도시)을 포함할 수 있으며, 리프트 핀들(109)이, 예컨대 워크피스(101)를 지지할 때, 상승 포지션에 있게 되는 경우, 리프트 핀들(109)이 그 스루 홀들을 통해 수용된다. 기판 리프트(130)는, 워크피스(101)의 로봇식 이송을 가능하게 하도록, 워크피스 지지 표면(172) 위의 적소에 워크피스(101)를 지지하기 위해, 스루 홀들을 통해 리프트 핀들(109)을 연장시키기 위한 제2 리프트 메커니즘(132)에 커플링된다. 기판 리프트(130)는 부가적으로, 워크피스 지지 표면(172) 상에 워크피스(101)를 배치하기 위해, 워크피스 지지 표면(172) 아래로 리프트 핀들(109)을 하강시킨다.
[0028] 정전 척(122)은 퍽(150)을 포함한다. 퍽(150)은 가열 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 퍽(150), 냉각 플레이트(151), 및/또는 정전 척(122)의 다른 컴포넌트들의 온도는 하나 이상의 온도 모니터들에 커플링된 하나 이상의 온도 센서들(미도시), 이를테면 열전대들 등을 사용하여 모니터링될 수 있다. 일 예에서, 퍽(150)은 온도 모니터링을 위해 적어도 하나의 열전대에 커플링된다.
[0029] 퍽(150)은 워크피스(101)를 지지하고, 워크피스(101)를 척킹한다(즉, 워크피스(101)에 클램핑력(Fc)을 가함). 퍽(150)은, 클램핑력(Fc)을 생성하기 위해 전극들(134)이 내부에 매립되어 있는 전기 절연성 퍽 베이스(162)를 포함할 수 있다. 전극들(134)은 척킹 전력 소스(140), 이를테면 DC 전력 공급부에 전기적으로 연결된다. 전극들(134)은 워크피스(101)를 척킹하기 위한 클램핑력(Fc)을 퍽(150)의 워크피스 지지 표면(172)에 공급한다. 전극들(134)은 임의의 적합한 전기 전도성 재료, 이를테면 금속 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 전극들(134)로의 전력은 척킹 전력 소스(140)에 커플링된 제어 시스템(194)에 의해 제어될 수 있다. 일 예에서, 퍽(150)은 워크피스(101)를 척킹하기 위해 하나의 전극(134)을 포함한다. 전극(134)은 퍽 베이스(162) 내에 배치된 얇은 디스크 또는 와이어일 수 있다. 다른 예에서, 퍽(150)은 워크피스(101)를 척킹하기 위해 2개 이상의 전극들(134)을 포함한다. 전극들(134)은 각각, 서로 독립적으로 동작할 수 있는 얇은 반원형 또는 "D" 형상 플레이트들일 수 있다. 그러나, 하나 이상의 전극들(134)은, 링들, 웨지들, 스트립들 등을 포함할 수 있는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다.
[0030] 메사(mesa)들(168) 및 리세스(recess)(164)가 퍽 베이스(162)의 워크피스 지지 표면(172) 상에 배치된다. 워크피스 지지 표면(172)은 부가적으로, 그루브들 및 채널들, 또는 다른 기하형상들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 워크피스(101)는 메사들(168) 상에 지지될 수 있고, 리세스들(164) 위로 들어 올려져 있을 수 있다. 리세스(164)는, 메사들(168) 사이에 유체, 이를테면 헬륨, 아르곤, 또는 다른 적합한 배면 가스를 제공하기 위해, 가스 공급부(141)와 유체 연통할 수 있다. 배면 가스는 퍽(150)에 형성된 하나 이상의 배면 가스 전달 홀들(198)을 통해 가스 공급부(141)로부터 리세스(164)에 전달될 수 있다. 배면 가스는 퍽(150)과 워크피스(101) 사이의 열 전달의 레이트를 조절하는 것을 돕기 위해, 워크피스(101)와 퍽(150) 사이에서 유동할 수 있다. 일 예에서, 배면 가스는 비활성 가스, 이를테면 아르곤을 포함할 수 있다. 가스 공급부는 약 10 torr 이상, 이를테면 약 4 torr 이상의 배면 가스 압력 힘(도 5에서 Fp로서 도시됨)을 전달할 수 있다. 배면 가스는 워크피스(101) 상에 압력 힘(Fp)을 가하며, 아래에서 추후에 상세히 논의된다.
[0031] 센서 조립체(190)는 퍽(150)에 형성된 스루 홀, 이를테면 배면 가스 전달 홀(198) 또는 다른 적합한 스루 홀에 배치될 수 있거나, 또는 리프트 핀의 공동(hollow)에 배치될 수 있다. 센서 조립체(190)는 다공성일 수 있고, 유체, 이를테면 배면 가스가 그 센서 조립체(190)를 통해 유동할 수 있게 한다. 예컨대, 센서 조립체(190)는 유체가 그 센서 조립체(190)를 통과할 수 있게 하는 통로들을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 센서 조립체(190)는 리세스(164) 또는 다른 적합한 위치에 탑재될 수 있다.
[0032] 센서 조립체(190)는 제어 시스템(194)과 통신할 수 있다. 센서 조립체(190)는 워크피스 지지 표면(172) 상의 워크피스(101)의 편향을 측정한다. 제어기(192)는 센서 조립체(190)에 의해 측정된 편향에 기초하여, 워크피스(101)에 가해지는 클램핑력(Fc)을 결정한다. 이러한 방식으로, 제어기(192)는 원하는 클램핑력(Fc)을 유지하기 위해, 척킹 전력 소스(140)에 의해 전극(134)에 제공되는 클램핑 전압(Vc)을 조정함으로써, 클램핑력(Fc)을 조정할 수 있다. (센서 조립체(190)에 의한) 실제 클램핑력의 실시간 모니터링, 및 전극들(134)에 제공되는 전력의 실시간 조정을 통해 원하는 클램핑력(Fc)을 유지함으로써, 종래의 척킹 기법들과 비교하여, 정전 척(122)으로 인한 워크피스(101)의 손상이 감소될 수 있다.
[0033] 유리하게, 퍽(150)에 대한 동작 파라미터들은 센서 조립체(190)에 의해 제공되는 데이터에 의존하는 피드백 루프로 제어될 수 있다. 센서 조립체(190)에 의한 편향의 측정은, 결함들 및 입자 생성을 감소시키도록 워크피스(101) 상에 가해지는 척킹력을 최소화하기 위해, 워크피스(101) 상의 실시간 힘들을 계산하도록 확장될 수 있다.
[0034] 도 2는 배면 가스 전달 홀(198)에 탑재된 센서 조립체(190)를 갖는, 도 1에 도시된 정전 척(122)의 부분 단면도이다. 센서 조립체(190)가 정전 척(122) 내의 홀 또는 함몰부에 탑재될 수 있음이 당업자에 의해 인식되어야 한다. 하나 이상의 시나리오들에서, 정전 척(122)은, 워크피스 상의 워크피스 편향을 검출하기 위한, 그리고 그에 의해 워크피스 상의 힘들을 검출하기 위한 복수의 센서 조립체들(190)을 갖는다. 센서 조립체(190)가 배면 가스 전달 홀들(198) 중 하나에 배치되어 있는 상태로, 센서 조립체(190)의 추가 설명이 이루어질 것이다. 퍽(150)에서 센서 조립체가 내부에 탑재되어 있는 홀의 형상은 원형 홀들로 제한되지 않는다. 홀은 레이저 드릴링될 수 있거나, 방전 머시닝(EDM)될 수 있거나, 또는 임의의 다른 적합한 방식으로 형성될 수 있다.
[0035] 배면 가스 통로(218)는 퍽(150)의 워크피스 지지 표면(172)에 배면 가스를 제공하기 위해, 배면 가스 전달 홀(198), 및 그 배면 가스 전달 홀(198)에 연결된 전이 도관(210)을 포함할 수 있다. 센서 조립체(190)가 배면 가스 전달 홀(198)에 배치되고, 제어 시스템(194)에 하드와이어링되는 실시예들에서, 센서 조립체(190)와 제어 시스템(194) 사이의 통신 연결부들(284)은 적어도 부분적으로 배면 가스 통로(218)를 통과(traverse)할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 센서 조립체(396)가 리프트 핀의 공동(320)에 배치되고, 제어 시스템(194)에 하드와이어링되는 실시예들에서, 센서 조립체(396)와 제어 시스템(194) 사이의 통신 연결부(284)는 적어도 부분적으로 정전 척(122) 내의 리프트 핀 홀을 통과할 수 있다. 센서 조립체가 정전 척(122)의 워크피스 지지 표면(172) 내의 홀 또는 함몰부에 배치되는 또 다른 실시예들에서, 센서 조립체(190)와 제어 시스템(194) 사이의 통신 연결부들(284)은 무선일 수 있거나, 또는 기판 지지 조립체(170)를 통해 하드와이어링될 수 있다.
[0036] 센서 조립체(190)는 센서(280) 및 센서 하우징(220)을 포함한다. 센서(280)는 광섬유 기반 센서들, 이를테면 패브리-페로 센서(FPS), 또는 간섭계, 또는 작은 편향들을 측정하는 데 적합한 다른 센서일 수 있다. 일 실시예에서, 센서(280)는 FPS이다. 센서(280)는 제어 시스템(194)과 통신한다. 일 실시예에서, 센서(280)는 제어 시스템(194) 내의 제어기(192)에 하드와이어링된 통신 연결부들(284)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 센서 조립체(190)는 제어 시스템(194)과 무선으로 통신할 수 있다. 센서(280)는 퍽(150) 상에 배치된 워크피스(미도시)까지의 거리를 나타내는 메트릭(metric)을 측정할 수 있고, 그리고 제어 시스템(194) 또는 다른 적합한 디바이스에 의한 분석을 위해 그 메트릭을 실시간으로 제어 시스템(194)에 제공할 수 있다.
[0037] 센서(280)는 센서 헤드(282)를 가질 수 있다. 센서 헤드(282)는 거리 측정들을 행하기 위한 신호들을 방출 및 수신할 수 있다. 센서(280)는, 센서 헤드(282)와 임의의 물체, 이를테면 워크피스(미도시) 사이의 거리가, 나노미터 정확도로, 상대 변위를 결정하기 위해, 실시간으로 측정될 수 있도록, 퍽(150)에 정밀 탑재될 수 있다. 워크피스 지지 표면(172)에 수직인 수직 라인(298)이 제공된다. 수직 라인(298)은 단지 예시적인 것일 뿐이고, 배면 가스 전달 홀(198) 또는 퍽(150) 내의 다른 홀들에 반드시 있을 필요는 없다. 센서(280)는, 센서 하우징(220)이 수직 라인(298)의 +/-3도 내로, 또는 다시 말하면, 워크피스 지지 표면(172)의 수직선으로부터 +/-3도 내로 정렬된 센서 헤드(282)를 유지하도록, 정밀하게 탑재될 수 있다. 센서 헤드(282)의 거리는, 퍽(150) 내의 센서 하우징(220)의 포지션을 조정함으로써, 메사들(168)의 상단으로부터 약 5 mm 미만에서 메사들(168)의 상단으로부터 약 300 mm까지 정밀하게 조정될 수 있다.
[0038] 센서(280)는 방사선을 방출하기 위한 방사선 방출기, 및 워크피스(101)에 의해 반사된 방사선의 부분을 측정하기 위한 방사선 검출기를 포함할 수 있다. 예컨대, 방사선 또는 신호는 약 600 나노미터 내지 약 1700 나노미터의 파장을 갖는 전자기 방사선일 수 있다. 센서(280) 내의 방사선 검출기는 방출된 방사선 신호에 대한 리턴 경로를 측정한다. 따라서, 센서(280)의 각도 및 위치는 측정에 영향을 미칠 수 있다. 센서 하우징(220)은 정확한 측정들을 가능하게 하기 위해 정밀한 위치 및 배향으로 센서(280)를 유지한다. 센서 하우징(220)은 센서(280)의 자기-정렬을 제공할 수 있다. 유리하게, 센서 헤드(282)는, 워크피스 지지 표면(172)의 상단으로부터 약 5 mm 미만에서 약 30 mm까지, 워크피스 지지 표면(172) 쪽으로 상방으로 또는 워크피스 지지 표면(172)으로부터 멀어지게 하방으로 정밀하게 조정될 수 있다.
[0039] 도 4는 센서 조립체(190)를 위한 다양한 위치들을 예시하는, 기판 지지부들, 이를테면 정전 척(122)에 대한 상면 평면도이다. 위에서 논의된 바와 같이, 센서 조립체(190)는 정전 척(122)에 제공된 기존의 홀들, 이를테면 배면 가스 전달 홀(198), 리프트 핀들(109)의 공동, 또는 정전 척(122)에 형성된 홀들에 위치될 수 있다. 센서 조립체(190)의 위치는 정전 척(122)의 퍽(150)에 대한 기존의 구성들에 기초하여 결정될 수 있다. 배면 가스를 갖는 퍽(150)의 워크피스 지지 표면(172)에 걸쳐 하나 이상의 센서 조립체들(421 내지 428, 190)이 위치될 수 있다. 센서 조립체들(421 내지 428, 190)은 척킹 전극들의 어레인지먼트에 대응하는, 퍽(150)의 동심원 열(concentric row)들 및/또는 구역들에 배치될 수 있다. 예컨대, 정전 척(122)은 동심원 상으로 배열된 복수의 독립적인 척킹 전극들을 가질 수 있다. 센서 조립체들(421 내지 428)은 내측 링 그룹(430) 및 외측 링 그룹(440)으로 배열될 수 있다. 센서 조립체들(421 내지 428)은 퍽(150)을 따라 국부적인 척킹력의 작은 변동들을 검출할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 센서 조립체들(421 내지 428)은 부가적으로, 중앙 위치에 센서 조립체(190)를 포함할 수 있다. 유리하게, 센서 조립체들(421 내지 428)의 이러한 어레인지먼트는, 과잉-척킹으로 인한 워크피스(101)의 손상으로부터의 보호를 향상시키기 위해, 워크피스(101)의 전체에 걸쳐, 개별 편향 측정들을 제공한다.
[0040] 도 5는 워크피스(101)가 상부에 배치되어 있는 정전 척(122)의 부분 단면도이다. 센서 조립체(190)에 매우 가까이 있는, 정전 척(122)의 메사들(168) 및 퍽(150)이 예시되어 있다. 메사들(168)은 하나 이상의 리세스들(164)에 인접하게 배치된다. 메사들(168)은, 워크피스(101)를 지지하기 위해 퍽(150)으로부터 상방으로 연장된, 다양한 사이즈들의 정사각형 또는 직사각형 블록들, 원뿔들, 웨지들, 피라미드들, 기둥들, 원통형 마운드들, 또는 다른 돌출부들, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 워크피스(101)는 클램핑력(Fc)에 의해 정전 척(122)에 고정될 수 있다. 일 실시예에서, 메사들(168)은 워크피스(101)의 배면을 스크래칭 또는 손상시키지 않게, 워크피스(101) 상에 최소의 힘을 가하도록 구성된다.
[0041] 인접한 메사들(168)은 거리(560)만큼 분리된 중심들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 거리(560)는 약 0.3 인치 내지 약 0.5 인치의 범위일 수 있다. 인접한 메사들(168)은 각각, 약 3 미크론 내지 약 700 미크론의 높이를 가질 수 있다. 인접한 메사들(168)은 각각, 약 500 미크론 내지 약 5000 미크론의 범위의 폭을 가질 수 있다. 리세스(164)는 약 2 밀리미터 내지 약 10 밀리미터의 폭을 가질 수 있다. 메사들(168) 및 리세스(164)는 정전 척(122)이 워크피스(101)를 지지하면서 부가적으로 워크피스(101)의 열 관리를 제공할 수 있게 한다.
[0042] 메사들(168)은 워크피스(101)를 지지하는 상단 표면(542)을 갖는다. 상단 표면(542)은 일반적으로, 정전 척(122)으로부터의 클램핑력들(Fc)이 가해지지 않을 때 워크피스(101)가 상부에 안착되는 기준 표면(datum surface)(520)을 정의한다. 기준 표면(520)은 기준 포인트로서 역할을 할 수 있으며, 그 기준 포인트로부터 센서(280)에 의해 워크피스(101)의 편향이 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 워크피스(101)에 척킹력이 가해짐에 따라, 메사들(168)에 의해 워크피스(101)에 대향 접촉 압력 힘이 가해진다.
[0043] 클램핑력(Fc)이 가해지면, 워크피스(101)는 정전 척(122)에 고정될 수 있다. 클램핑력(Fc)은 메사들(168) 쪽으로 워크피스(101)를 당기고, 그리고 메사들(168)과의 접촉과 함께, 정전 척(122)에 대한 워크피스(101)의 이동을 방지한다. 클램핑력(Fc)은 정전 척(122)의 전체 워크피스 지지 표면(172)에 걸쳐 동일하지 않을 수 있거나 또는 심지어 실질적으로 유사하지도 않을 수 있다. 클램핑력(Fc)의 다양성은, 다른 이유들 중에서, 재료들의 증착, 세정 및 에칭으로 인한 부식, 및 마모로 인한 퍽(150)의 변동들에 기인할 수 있다. 부가적으로, 클램핑력(Fc)은, 이를테면 구역화 정전 척 구성에서, 워크피스 지지 표면(172)에 걸쳐 의도적으로 차별화될 수 있다.
[0044] 센서(280)는 기준 표면(520)에 대하여 워크피스(101)의 편향을 측정한다. 클램핑력(Fc)을 제어하기 위해, 정전 척 내의 전극들(134)에 클램핑 전압이 인가된다. 클램핑 전압은 센서(280)에 의해 측정된 워크피스(101)의 편향에 대한 응답으로 변화될 수 있다. 클램핑력(Fc)을 가할 시, 워크피스(101)는 리세스들(164)에서 기하학적 평면(510)과 정렬될 수 있다. 편향은 클램핑력(Fc)과 실질적으로 일치하는 알짜 힘들을 나타낼 수 있다. 측정된 편향 및 클램핑 전압은, 측정된 편향이, 미리 정의된 범위 내로 떨어질 때까지, 조정될 수 있다. 예컨대, 용인가능한 편향의 미리 정의된 범위는 500 나노미터 내지 약 2 미크론일 수 있다. 측정된 편향이 약 2 미크론보다 더 큰 경우, 편향이 500 나노미터 내지 약 2 미크론에 있는 것으로 실시간으로 센서가 결정할 때까지, 클램핑 전압이 감소될 수 있다. 편향은 2개 이상의 위치들에 배치된 센서 조립체(190)에 의해 측정될 수 있고, 그에 따라, 대향 힘들, 이를테면 가스 압력 및 접촉 압력과 매칭시키기 위한, 클램핑 전압의 정밀한 튜닝을 가능하게 할 수 있다.
[0045] 센서(280)는 짧은 시간 간격들에 걸쳐 워크피스(101)의 편향의 변화들을 측정할 수 있다. 다수의 센서들(280)이 워크피스(101)의 편향을 모니터링하고, 정전 척(122)에 다수의 클램핑 구역들이 설비되는 실시예들에서, 제어 시스템(194)은, 대향 힘들을 매칭시키고 클램핑 전압을 최소화하기 위해, 상이한 클램핑 구역들에 위치된 개별 센서들(280)로부터의 데이터를 사용하여, 그 특정 클램핑 구역에서 클램핑을 제어할수 있다. 척킹 전압/척킹력을 증가시키는 것은 ESC 상에 그리고 챔버 프로세싱 환경 내에 더 많은 입자들을 생성할 것이다. 예컨대, 1 μm 초과의 입자들로 인한 결함들에 대해, 800 V의 척킹 전압이 워크피스(101)의 배면 표면 상에 대략 1392개의 매립된 입자들을 도입한 것이 관찰되었다. 이들 매립된 입자들 중에서, 그 입자들 중 약 21개의 사이즈가 10 μm를 초과하였다. 1000 V의 척킹 전압은 워크피스(101)의 배면 표면 상에 대략 2264개의 매립된 입자들을 생성하였다. 1200 V의 척킹 전압은 워크피스(101)의 배면 표면 상에 대략 3546개의 매립된 입자들을 생성하였다. 그리고, 1800 V의 척킹 전압은 워크피스(101)의 전면 표면 상에 대략 5532개의 매립된 입자들을 생성하였다. 부가적으로, 1800 V에서, 10 μm 초과의 매립된 입자들의 수는 대략 140개로 증가되었다. 따라서, 매립된 입자들의 수는 전압과 선형적으로 관련되지 않으며, 전압의 소폭 증가 각각은 점점 더 많은 매립된 입자들을 생성한다. 그러나, 한층 더 중요한 것은 10 μm 초과의 입자들의 수이며, 척킹 전압이 2배 증가되는 경우, 10 μm 초과의 입자들의 수는 7배 넘게 증가된다. 이들 배면 입자/결함들은, 웨이퍼 카세트, 즉 FOUP에서 또는 웨이퍼 핸들링 동안 워크피스(101) 상에 낙하되는 것에 의해, 또는 배면 가스 누설에 의해, 워크피스(101)의 전면 상으로 전달될 수 있다. 배면 결함들은 또한, 다른 반도체 프로세스 단계들에서 전달될 수 있다. 이는 다이 및 피처 사이즈들이 축소됨에 따라 중요하게 되며, 더 큰 사이즈의 입자들이 피처들 사이의 갭을 브리징(bridge)할 것이고, 잠재적으로 다이를 사용 불가능하게 만들 것이다.
[0046] 따라서, ESC로부터 입자들을 감소/제거하기 위해, 웨이퍼 척킹/디-척킹 프로세스는 워크피스(101) 상의 척킹력을 최소화한다. 워크피스(101)를 과잉-척킹하는 것으로 인한 실리콘 스크래치들은 입자들을 생성하며, 그에 따라, 그 실리콘 스크래치들은, 느슨한 입자들이 워크피스(101)의 전면 피처들 내에 도입되어 그 워크피스(101)의 전면 피처들 상에 결함들을 형성하는 것을 방지하기 위해, 최소화될 수 있다. 배면 가스의 도입으로부터의 힘들을 램핑 업하면서 동시에 척킹 전압으로부터의 대향 힘들을 램핑 업함으로써, 워크피스(101) 상의 이들 힘들의 밸런스가 달성될 수 있고, 그에 따라, 배면 상의 스크래치들 또는 전면으로의 입자들의 도입을 야기하지 않으면서 워크피스(101)가 ESC에 유지될 수 있게 된다. 일 실시예에서, 웨이퍼 상의 척킹력을 최소화하기 위해, 척킹/디-척킹 단계들 동안 동시에 He 압력이 조정된다.
[0047] 정전 척(122)에 다수의 클램핑 구역들이 설비될 수 있고, 정전 척(122)은 각각의 클램핑 구역을 모니터링하기 위해 센서들(280)을 갖는 다수의 센서 조립체들(190)을 사용할 수 있다. 대안적으로, 정전 척(122)은 척킹력 측정 디바이스를 가질 수 있다. 척킹력 측정 디바이스는 척킹 전압 그리고 궁극적으로는 워크피스(101)에 가해지는 힘의 양을 제어하기 위한 피드백을 제공할 수 있다. 워크피스에 가해지는 실시간 힘들을 제공 또는 정량화하는 데 적합한 임의의 디바이스 또는 센서가, 워크피스의 과잉-척킹 및 그 과잉-척킹에 의해 생성되는 결함들을 감소시키기 위한, 도 6에 대하여 아래에서 설명되는 방법의 구현에 적합함이 당업자에 의해 인식되어야 한다.
[0048] 이제 도 6 및 도 7이 함께 논의될 것이다. 도 6은 기판 지지부 상에 배치된 워크피스 상의 힘들을 최소화하기 위한 방법(600)이다. 도 7은 도 6의 방법에 대한 그림 표현이다. 워크피스는, ESC 쪽으로 워크피스를 미는 정전기 힘들 및 메사들을 따르는 접촉 압력과 ESC로부터 멀어지게 워크피스를 미는 가스 압력 둘 모두 중 하나 이상을 받을 수 있다. 방법(600)은 프로세싱 챔버에서 ESC에 워크피스(101)를 유지하기 위해 최소한으로 이들 힘들을 밸런싱한다.
[0049] 정전 척를 이용하여 웨이퍼를 척킹하는 것은 정적 프로세스이다(웨이퍼의 동적 운동이 발생되지 않음). 척킹력은 2개의 대향 힘들에 의해 저항된다. 제1 힘은 배면 가스 압력의 힘이며, 그 배면 가스 압력의 힘은 그 가스에 노출되는 웨이퍼의 배면 영역에 걸친 힘이다. 제2 힘은 웨이퍼가 e-척과 접촉하는 영역에 걸친 접촉 압력이다. 도 7은 워크피스 상의 각각의 힘들을 예시한다. y-축(754)은 워크피스에 가해지는 힘을 나타낸다. x-축(752)은 워크피스 상의 이들 힘들의 타이밍을 나타낸다.
[0050] 방법(600)의 블록(610)에서, 플라즈마 프로세싱 챔버에서 정전 척 상에 워크피스가 배치된다. 도 7에서의 제1 시간 블록(701)은, 척킹 전압(740)이 척킹 최소 전압(742)으로 세팅되고, 배면 가스 압력(760)이 가스 최소 압력(762)에 있는 것을 도시한다. 제2 시간 블록(702)에서, 워크피스가 ESC 상으로 이송된다. 이는 또한, 최소 척킹 전압(742)을 세팅하는 대신, 최소 힘으로 척킹 전압(740)을 램핑함으로써 달성될 수 있다. 이어서, 배면 가스 압력(760)이 최소 가스 압력(762)으로 턴 온(turn on)된다. 이 마지막 접근법에 의해, 최소 힘이 워크피스에 가해질 것이다.
[0051] 방법(600)의 블록(620)에서, 프로세싱 챔버에서 플라즈마가 스트라이킹된다. 이는 도 7에서의 제3 시간 블록(703)에 대응한다. 플라즈마는 워크피스를 척킹하는 경우 ESC에 대한 접지를 제공한다. 여기서, 플라즈마를 스트라이킹하는 경우, ESC 상에서 DC 바이어스 보상이 디스에이블(disable)될 수 있다.
[0052] 방법(600)의 블록(630)에서, 워크피스 상의 편향력들이 모니터링된다. 힘들은, 워크피스에 가해지는 힘들을 결정하기 위해, 제어기에 응력, 편향, 또는 다른 적합한 정보를 제공하는 센서들에 의해 모니터링될 수 있다.
[0053] 방법(600)의 블록(640)에서, 척킹 전압(740)이 최소 값(741)으로 턴 온된다. 이는 또한, 최소 척킹 전압(741)을 세팅하는 대신, 최소 힘으로 척킹 전압(740)을 램핑함으로써 달성될 수 있다. 블록(650)에서, 배면 가스 압력(760)이 배면 가스 최소 압력(763)으로 턴 온된다. 여기서, 배면 가스 최소 압력(763)은 가스 최소 압력(762)으로부터 증가되었을 수 있거나 또는 증가되지 않았을 수 있다. 이는 일부 ESC들이 항상 최소 배면 가스 유동을 갖기 때문이다. 제어기는 배면 가스 압력(760)과 척킹 전압(740) 간의 편향력(780)을 모니터링하고, 편향력(780)을 유지한다. 편향력(780), 즉, 배면 가스 압력(760)과 척킹 전압(740) 간의 힘 차이는, 프로세싱 전에 ESC 상에 워크피스를 유지하는 데 적합하지만 프로세싱에 적합한 편향력(780)의 임계 값 미만인 힘일 수 있다.
[0054] 방법(600)의 블록(660)에서, 척킹 전압(740) 및/또는 배면 가스 압력(760)은, 편향력(780)이 임계 값 미만이 되도록 조정된다. 편향력(780)은 워크피스 상으로 하방을 향하는 알짜 힘이다. 따라서, 워크피스가 ESC에 의해 유지되도록 하기 위해, 척킹 전압(740)에 의해 공급되는 힘은 배면 가스 압력(760)에 의해 공급되는 힘보다 더 크다. 일 실시예에서, 편향력은 약 50 mTorr 내지 약 50 Torr이고, 그에 따라, 웨이퍼 편향은 10 나노미터 내지 5 미크론이다.
[0055] 방법(600)의 블록(670)에서, 척킹 전압과 배면 가스가 동시에 램핑 업된다. 이는 도 7에서의 제4 시간 블록(704)에 대응한다. 플라즈마의 스트라이킹과 워크피스의 척킹 사이에서 힘들의 램핑 업에 짧은 시간 지연이 도입될 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마의 스트라이킹과 워크피스의 척킹 사이에 약 200 밀리초 내지 약 10 초의 지연이 제공된다.
[0056] 워크피스는 도 7에 도시된 제5 시간 블록(705) 동안 척킹되고, 제5 시간 블록(705) 동안 프로세싱된다. 여기서, 이제 척킹 전압(740)은, 플라즈마를 바이어싱하고, 워크피스를 프로세싱하고, 그리고/또는 ESC에 워크피스를 정전기적으로 유지하하기 위한 적합한 레벨(749)에 있다. 배면 가스 압력(760)은, 척킹 전압(740)의 힘을 카운터 밸런싱(counter balance)하여 편향력(780)을 임계치 미만으로 유지하기 위한 높은 압력(769)으로 유지된다.
[0057] 따라서, 워크피스를 고정시키는 데 사용되는 척킹력이 항상 최소화된다. 더 낮은 척킹 전압은 스크래치 및 스크래치에 의해 생성되는 입자들을 감소시킨다. 방법(600)은 배면 가스가 공급되는 상태에서 단지 워크피스를 상부에 유지하는 데 충분한 더 낮은 힘으로 워크피스를 척킹한다. 프로세싱 동안 ESC에 의해 워크피스가 단단히 유지되는 것을 보장하기 위해, 훨씬 더 낮은 안전 여유(safety margin)의 부가적인 척킹력이 또한 가해질 수 있다. 배면 냉각 가스가 가해지고 안정화되게 허용된다. 이어서, 척의 스캐닝 동안 단지 척 상의 적소에 워크피스를 유지하는 데 충분한 부가적인 힘이 가해진다. 이는 웨이퍼 상의 힘을 최소화하여, 웨이퍼의 정전 클램핑에 의해 야기되는 실리콘 손상을 감소시킨다.
[0058] 척킹력 및 배면 가스 압력의 폐쇄 루프 제어가 척킹력을 최소화하기 위해 제공될 수 있으며, 이는 웨이퍼 스크래치 및 스크래치에 의해 생성되는 입자들을 상당히 감소시킨다. 하나 이상의 편향 센서(들) 또는 다른 적합한 힘 센서들을 포함하는 제어 시스템이, 정전 척에 의해 가해지는 클램핑력들을 측정 및 제어한다. 제어 시스템은 센서에 의해 측정된 편향을 사용하여, 워크피스 상의 힘들을 계산하고, 정전 척에 의해 워크피스에 가해지는 클램핑력을 조정할 수 있다. 제어 시스템은, 워크피스에 가해지는 목표 총 클램핑력에 클램핑력이 도달하고 그 목표 총 클램핑력으로 유지되도록, 정전 척으로의 클램핑 전압을 조정한다. 유리하게, 워크피스 상의 불필요하게 높은 클램핑력들로부터 기인하는 워크피스 손상을 최소화하면서, 정전 척에 실리콘 웨이퍼를 고정시키고, 제조 동작들이 수행될 수 있게 하도록, 클램핑력이 제공될 수 있다.
[0059] 방법은 워크피스를 디-척킹하기 위해 확장된다. 제6 시간 블록(706) 동안, 척킹 전압(740) 및 배면 가스 압력(760)이 감소 또는 램핑 다운된다. 배면 가스 압력이 가스 최소 압력(762)으로 감소되면, 척킹 전압(740)의 제거 전에 짧은 지연이 제공된다. 제7 시간 블록(707)에서, 플라즈마가 턴 오프되고, 워크피스가 디-척킹된다. 센서는 또한, 워크피스를 제거하거나 또는 리프트 핀들을 상승시키는 것이 언제 안전한지에 대한 실시간 피드백을 제공하여, 디-척킹 단계를 도울 수 있다. 제8 시간 블록(708)에서, 워크피스가 ESC 및 플라즈마 프로세싱 챔버로부터 제거된다. 척킹 및 디-척킹 동작들이 실질적으로 유사하지만 역순으로 수행됨이 인식되어야 한다.
[0060] 전술한 설명들 및 연관된 도면들에서 제공되는 교시들의 이익을 갖는 실시예들이 관련되어 있는 기술 분야의 당업자에게, 본원에서 설명되지 않은 다수의 변형들 및 다른 실시예들이 떠오를 것이다. 따라서, 개시된 특정 실시예들로 설명 및 청구항들이 제한되지 않아야 하고, 변형들 및 다른 실시예들이 첨부 청구항들의 범위 내에 포함되도록 의도됨이 이해되어야 한다. 실시예들의 변형들 및 변화들이 첨부 청구항들 및 그 첨부 청구항들의 등가물들의 범위 내에 속하는 것을 조건으로, 실시예들은 실시예들의 변형들 및 변화들을 커버하도록 의도된다. 본원에서 특정 용어들이 이용되지만, 그 특정 용어들은 일반적이고 설명적인 의미로만 사용되며, 제한의 목적들을 위해 사용되지 않는다.
[0061] 전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (11)

  1. 플라즈마 프로세싱 챔버 내에서 정전 척 상에 배치된 워크피스(workpiece) 상의 척킹력(chucking force)들을 최소화하기 위한 방법으로서,
    프로세싱 챔버에서 정전 척 상에 워크피스를 배치하는 단계;
    상기 프로세싱 챔버 내에 플라즈마를 스트라이킹(strike)하는 단계;
    상기 워크피스 상의 편향력(deflection force)을 모니터링하는 단계;
    척킹 전압을 최소 값으로 인가하는 단계;
    배면 가스 압력을 최소 압력으로 가하는 단계;
    상기 편향력이 임계 값 미만이 되도록, 상기 척킹 전압 및/또는 배면 가스 압력을 조정하는 단계; 및
    상기 척킹 전압과 상기 배면 가스 압력을 동시에 램핑 업(ramp up)하는 단계
    를 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    디-척킹(de-chucking)을 위해 프로세스를 역으로 행하는 단계를 더 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 척킹 전압의 힘의 최소 값은 상기 배면 가스 압력의 최소 값 미만인,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배면 가스 압력의 값은, 상기 워크피스가 척킹될 때, 상기 척킹 전압의 힘의 값 미만인,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 편향력은 약 50 mTorr 내지 약 50 Torr인,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 편향력은 약 1 Torr 이하인,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 플라즈마의 스트라이킹과 상기 워크피스의 척킹 사이에 짧은 시간 지연을 도입하는 단계를 더 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 짧은 시간 지연은 약 200 밀리초 내지 약 10 초인,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 척킹력 및 상기 배면 가스 압력의 폐쇄 루프 제어를 제공하는 단계; 및
    상기 폐쇄 루프 제어에 대한 응답으로 상기 척킹력을 최소화하는 단계
    를 더 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    클램핑력이 목표 총 클램핑력에 도달하고, 상기 목표 총 클램핑력으로 유지되도록, ESC로의 클램핑 전압을 조정하는 단계를 더 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 척킹 전압을 최소 값으로 인가하는 단계는,
    최소 힘을 달성하도록 상기 척킹 전압을 선택하는 단계를 더 포함하는,
    워크피스 상의 척킹력들을 최소화하기 위한 방법.
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