DE112009002400B4

DE112009002400B4 - Verfahren zum Handhaben eines Substrats mit einer elektrostatischen Halteeinrichtung

Info

Publication number: DE112009002400B4
Application number: DE112009002400.9T
Authority: DE
Inventors: Naoki Morimoto; Kouji Sokabe; Masahiko Ishida
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2025-01-02
Anticipated expiration: 2029-10-06
Also published as: US20110201139A1; RU2011118201A; WO2010041409A1; TW201021149A; JP5232868B2; JPWO2010041409A1; KR20110082166A; DE112009002400T5; TWI505395B; CN102177578A; US8389411B2

Abstract

Verfahren zum Handhaben eines Substrats, wenn ein zu bearbeitendes Substrat durch eine elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird, wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) umfasst:
- einen Haltevorrichtungs-Hauptkörper (1) mit einer Vielzahl von Elektroden (3a, 3b);
- eine Halteplatte (2) aus einem dielektrischen Material, wobei die Halteplatte (2) einen Rippen-Teil (2a) aufweist, mit dem ein äußerer Randteil des zu bearbeitenden Substrats in Oberflächenkontakt kommen kann, und eine Vielzahl von Halteteilen, die vertikal in einem vorgegebenen Abstand voneinander in einem Innenraum (2b) angeordnet sind, der von dem Rippen-Teil (2a) umgeben ist; und
- eine Gaseinleitungsvorrichtung zum Einleiten eines vorgegebenen Gases in den Innenraum (2b);
- wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, das Substrat anzuziehen, indem eine vorgegebene Gleichspannung zwischen den Elektroden (3a, 3b) angelegt wird, wenn das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird,
- wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, eine Gas-Atmosphäre auszubilden, indem ein vorgegebenes Gas in den Innenraum (2b) geliefert wird,
- wobei ein Substrat-Zustand erzeugt wird, der frei von am Substrat entstehenden Beschädigungen ist,
- wobei das Verfahren umfasst:
- Überwachen eines Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom mit Hilfe einer Wechselenergieversorgung durch eine Kapazität der Halteplatte (2) fließt;
- Überwachen einer Menge fließenden Gases durch Bewirken, dass Gas von der Gaseinleitungsvorrichtung fließt; und
- Steuern des Substrat-Zustandes durch eine Änderung in mindestens einem von Stromwert und Gasfluss-Menge,
- wobei das Verfahren ferner umfasst:
wenn die Änderung mindestens eines von Stromwert und Gasfluss-Menge einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat:
Beurteilen des zu der Schädigung des Substrats führenden Substrat-Zustandes; und
Steuern mindestens eines von einer an beide Elektroden (3a, 3b) anzulegenden Gleichspannung und der Menge des Gasflusses von der Gaseinleitungsvorrichtung, wodurch der Substrat-Zustand beseitigt wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Handhaben eines Substrats und insbesondere ein Verfahren zum Handhaben eines Substratzustandes, wenn im Wesentlichen ein Silizium-Wafer als zu bearbeitendes Substrat (im Folgenden als „zu bearbeitendes Substrat“ bezeichnet) gehandhabt wird, wobei das Handhaben durchgeführt wird, wenn eine vorgegebene Bearbeitungsbehandlung auf dem Substrat durchgeführt wird, während das Substrat an eine so genannte bipolare elektrostatische Haltevorrichtung angezogen gehalten wird, um das Substrat während und bevor und nach dem Anziehen des Silizium-Wafers nicht zu beschädigen.
[Technischer Hintergrund]
In den Schritten der Halbleiterherstellung werden verschiedene Bearbeitungsbehandlungen durchgeführt, um gewünschte Bauelemente-Strukturen zu erhalten, wie schichtbildende Bearbeitung durch das PVD-Verfahren, CVD-Verfahren oder dergleichen sowie Ionenimplantations-Bearbeitung, Erhitzungs-Bearbeitung, Atzbearbeitung oder dergleichen. In einer Underdruck-Bearbeitungsvorrichtung ist zum Durchführen dieser Bearbeitungsbehandlungen eine so genannte elektrostatische Haltevorrichtung angeordnet, um einen Silizium-Wafer (im Folgenden einfach als „Wafer“ bezeichnet) als zu bearbeitendes Substrat in der Bearbeitungskammer in Position zu halten. Als elektrostatische Haltevorrichtung ist herkömmlich in JP H01- 321 136 A eine so genannte bipolare elektrostatische Haltevorrichtung bekannt, bei der eine Halteplatte aus dielektrischem Material auf einer oberen Fläche des Hauptkörpers der Haltevorrichtung, in die positive und negative Elektroden eingebettet sind, montiert ist.
Abhängig von der in der Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung durchzuführenden Bearbeitung gibt es Fälle, in denen der Wafer auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt wird. In einem solchen Fall ist es bekannt, dass in den Hauptkörper der Haltevorrichtung z. B. eine Heizeinrichtung vom Widerstands-Heizer-Typ eingebaut ist, und dass ein Rippen-Teil ausgebildet ist, der in Oberflächenkontakt mit einem äußeren Randteil auf einer hinteren Fläche des Wafers kommt (d.h. die der Oberfläche, auf der die vorgegebene Bearbeitung durchgeführt wird, gegenüber liegende Seite). In einem durch diesen Rippen-Teil eingeschlossenen Innenraum ist eine Vielzahl von Halteteilen vertikal angeordnet, z. B. auf koaxiale Weise, um dadurch eine Halteplatte zu bilden. Zum Zeitpunkt des Erhitzens und Abkühlens des Wafers wird ein Schutzgas, wie etwa Ar-Gas oder dergleichen, durch einen Gasdurchlass, der im Hauptkörper der Haltevorrichtung ausgebildet ist, in den Innenraum geliefert. Indem so eine Schutzgas-Atmosphäre im Innenraum ausgebildet wird, der durch den Rippen-Teil und die hintere Fläche des Wafers abzugrenzen ist, wird die Wärmeübertragung zum Wafer unterstützt, um den Wafer effizient zu erhitzen oder abzukühlen.
Übrigens werden in der elektrostatischen Haltevorrichtung mit dem oben erwähnten Aufbau zum Zeitpunkt des Erhitzens und Abkühlens des Wafers der Rippen-Teil und der Halte-Teil der Halteplatte durch den Wafer abgerieben und verschleißen allmählich durch die Differenz der thermischen Ausdehnung zwischen dem Wafer und der elektrostatischen Haltevorrichtung. Als eine Lösung, wie in dem oben erwähnten Dokument JP H01- 321 136 A , wurde bisher wie folgt vorgegangen: Bewirken, dass Wechselstrom durch die Kapazität der Halteplatte von einer Wechselspannungsquelle fließt, um dadurch den Stromwert zu überwachen. Indem dadurch die Einsatzgrenze so schnell wie möglich beurteilt wird, kann somit eine Beschädigung des Wafers in der Bearbeitungskammer durch schlechte Anziehung des Wafers oder dergleichen verhindert werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.
Die JP 2008- 159 875 A offenbart ein Substratsaugsystem umfassend eine Heizplatte zum Ansaugen eines Substrats, einen Gasfüllraum, der auf der Oberfläche der Heizplatte ausgebildet ist, einen Gasdurchgang zum Zuführen von Inertgas zum Gasfüllraum, ein Steuerteil zum Einstellen der Öffnung eines Durchflussregelventils auf Grundlage eines Messergebnisses eines Druckmessers, um den Gasdruck im Gasfüllraum auf einen vorgeschriebenen Druck zu regeln, einen Durchflusssensor, der auf der stromaufwärtigen Seite des Durchflussregelventils angeordnet ist, um einen Gasdurchfluss des Gasdurchgangs zu messen und ein Absperrventil, das auf der stromaufwärtigen Seite des Durchflusssensors angeordnet ist, um den Gasdurchgang zu öffnen/schließen.
Andererseits besteht in letzter Zeit eine Tendenz, um die Produktivität weiter zu verbessern, Wafer mit größerem Durchmesser und geringerer Scheibendicke (Dicke unter 700 µm) zu verwenden. Diese Art von Wafern hat zur Folge, dass durch die vorgegebenen Bearbeitungsbehandlungen Wölbungen in verschiedene Richtungen auftreten. Außerdem wird sich bei jeder der Bearbeitungsbehandlungen der Zustand der Wölbung des Wafers durch Erhitzen und Kühlen des Wafers ändern. Daher gibt es Fälle, dass Wafer beschädigt werden, nicht nur während der Bearbeitungsbehandlungen, sondern auch während der Zeit, wenn der gewölbte Wafer durch die elektrostatische Haltevorrichtung gehalten wird, oder wenn der Wafer transportiert wird, indem die Anziehung des Wafers losgelassen wird. Als ein Ergebnis besteht der Nachteil darin, dass nur die Bewertung der Einsatzgrenze der elektrostatischen Haltevorrichtung nicht die Produktivität verbessern kann, während gleichzeitig eine Verbesserung in der Ausbeute des Produktes erzielt wird. Es wird daher wichtig, wie der Zustand des Wafers am besten zu handhaben ist.
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung zu lösende Probleme]
Angesichts der oben angegebenen Punkte hat diese Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zum Handhaben eines Substrat-Zustandes, der zu Beschädigungen des zu bearbeitenden Substrats führt, zu schaffen, bei dem der Substrat-Zustand, der zur Beschädigung des zu bearbeitenden (zu handhabenden) Substrats durch die elektrostatische Haltevorrichtung führt, genau beherrscht werden kann.
[Mittel zum Lösen der Aufgaben]
Um die oben erwähnten Aufgaben zu lösen, ist diese Erfindung ein Verfahren zum Handhaben eines Substrats, wenn ein zu bearbeitendes Substrat durch eine elektrostatische Haltevorrichtung gehalten wird. Die elektrostatische Haltevorrichtung umfasst: einen Haltevorrichtungs-Hauptkörper mit einer Vielzahl von Elektroden; eine Halteplatte aus einem dielektrischen Material, wobei die Halteplatte einen Rippen-Teil, mit dem ein äußerer Randteil des zu bearbeitenden Substrats in Oberflächenkontakt kommen kann, und eine Vielzahl von Halteteilen, die vertikal in einem vorgegebenen Abstand voneinander in einem Innenraum, der durch den Rippen-Teil umgeben ist, angeordnet sind, aufweist; und eine Gaseinleitungsvorrichtung zum Einleiten eines vorgegebenen Gases in den Innenraum. Wenn das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung gehalten wird, die angeordnet ist, das Substrat anzuziehen, indem eine vorgegebene Spannung zwischen den Elektroden angelegt wird, und eine Gas-Atmosphäre auszubilden, indem ein vorgegebenes Gas in den Innenraum geliefert wird, wird ein Substrat-Zustand gehandhabt, frei von am Substrat entstehenden Beschädigungen zu sein. Das Verfahren umfasst: Überwachen eines Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom durch eine Kapazität der Halteplatte mittels einer Wechselenergieversorgung fließt; Überwachen einer Menge fließenden Gases durch Bewirken, dass Gas von der Gaseinleitungsvorrichtung fließt; und Handhaben des Substrat-Zustandes auf der Grundlage einer Änderung in mindestens einem von Stromwert und Gasfluss-Menge. Das Verfahren zum Handhaben des Substrats umfasst ferner, wenn die Änderung mindestens eines von Stromwert und Gasfluss-Menge einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat: Beurteilen des Substrat-Zustands als zur Beschädigung des Substrats führend; und Kontrolle mindestens eines von einer an beide Elektroden anzulegenden Gleichspannung und der Menge des Gasflusses von der Gaseinleitungsvorrichtung, wodurch der genannte Substrat-Zustand beseitigt wird.
Gemäß dieser Erfindung werden vorgegebene Bearbeitungsbehandlungen, wie Erhitzungs-Bearbeitung, schichtbildende Bearbeitung oder dergleichen in einem Zustand durchgeführt, in dem das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung, welche die oben erwähnte Anordnung aufweist, angezogen bleibt. Als ein Ergebnis wird, wenn die Wölbung des Substrats in der Richtung, in welcher der Abstand zwischen dem Rippen-Teil und der Randfläche des Substrats (Richtung der Zugkraft) größer wird, die Änderung der Menge des aus dem Innenraum durch die Öffnung ausströmenden Gases bewirken, dass die Menge des von der Gaseinleitungsvorrichtung zugeführten Gases sich ändert. Andererseits wird sich, wenn die Wölbung des Substrats in der Richtung größer wird, in der der zentrale Teil des Substrats sich vom Innenraum weg bewegt (Richtung der Stauchung), die Impedanz durch die Änderung der Kapazität erhöhen, und als Ergebnis wird sich der Stromwert ändern.
Auf diese Weise wird gemäß dieser Erfindung, während das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung angezogen wird, wenn sich das Substrat in eine der Richtungen wölbt oder die Wölbung größer wird, die Änderung in der Menge des Gasflusses oder in der Impedanz und wiederum im Wechselstromwert entsprechend größer werden. Als Folge kann der Substrat-Zustand, der zur Beschädigung des Substrats führt, genau beherrscht werden. Folglich kann sicher verhindert werden, dass das Substrat im Innern der Bearbeitungskammer beschädigt wird, wodurch die Produktivität verbessert wird, während die Ausbeute (verfügbarer Prozentsatz) des Produktes verbessert wird.
Zudem kann verhindert werden, dass auf das Substrat eine übermäßige Belastung einwirkt, wodurch die Beschädigung des Substrats sicher verhindert werden kann.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zum Handhaben des Substrats ferner, nachdem das Substrat auf der Halteplatte montiert wurde: Überwachen des Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom fließt, bevor eine Gleichspannung an die Elektroden angelegt wird; und Beurteilen des Substrats als nicht akzeptierbar, wenn der Stromwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Substrat beschädigt wird, indem ein übermäßig gewölbtes Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung gewaltsam angezogen wird.
Weiter umfasst das Verfahren zum Handhaben des Substrats vorzugsweise, nachdem das Anlegen von Gleichspannung beendet wurde, vom Zustand des Anziehens des Substrats: Auf der Grundlage des Stromwertes Beurteilen des
Zustands, in dem das Substrat von der Halteplatte abgenommen werden kann. In einem Zustand, in dem das Substrat direkt nach dem Lösen der Anziehung unter dem Einfluss der restlichen Ladung angezogen bleibt, kann sicher und vorteilhaft verhindert werden, dass das Substrat im Innern der Bearbeitungskammer beschädigt wird, z. B. dadurch, dass es angehoben wird um zu versuchen, das Substrat zu überführen, oder dadurch, dass bewirkt wird, dass der Überführungsroboter Zugang zum Substrat bekommt.
[Kurze Beschreibung der Zeichnung]

1 zeigt schematisch den Aufbau einer elektrostatischen Haltevorrichtung.
Die 2(a) und 2(b) zeigen schematisch die Wölbung eines Wafers als Substrat.
3 ist eine grafische Darstellung, welche die Änderung der Impedanz und der Gasfluss-Menge in Abhängigkeit von der Wölbung des Wafers erläutert.

[Ausführungsformen der Erfindung]
Mit Bezug auf die Figuren erfolgt nun eine Beschreibung eines Verfahrens zum Handhaben eines Substrats gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung, bei dem, indem ein zu bearbeitendes Substrat als ein Wafer W festgelegt wird, der Wafer W nicht durch eine elektrostatische Haltevorrichtung C beschädigt wird, die in der Unterdruck-Bearbeitungsvorrichtung angeordnet ist, in der Bearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, wie schichtbildende Bearbeitung mit dem PVD-Verfahren, CVD-Verfahren oder dergleichen, Ionenimplantations-Bearbeitung, Erhitzungs-Bearbeitung, Ätzbearbeitung oder dergleichen.
Wie in 1 gezeigt, ist die elektrostatische Haltevorrichtung C gebildet aus: einem Haltevorrichtungs-Hauptkörper 1, der auf einem Bodenteil der Bearbeitungskammer (nicht gezeigt) angeordnet ist; und einer Halteplatte 2, die aus einem dielektrischen Material gebildet ist, das auf einer oberen Fläche des Haltevorrichtungs-Hauptkörpers 1 angeordnet ist. Zum Beispiel weist der aus Aluminiumnitrid hergestellte Haltevorrichtungs-Hauptkörper 1 darin eingebaute positive und negative Elektroden 3a, 3b mit einer Isolationsschicht (nicht gezeigt) auf, so dass von einer Gleichenergieversorgung E1 einer bekannten Haltevorrichtungs-Energieversorgung E eine Gleichspannung angelegt werden kann.
Ferner ist in dem Haltevorrichtungs-Hauptkörper 1 ein Gasdurchlass 4 ausgebildet, der in vertikaler Richtung durchdringt. Das untere Ende dieses Gasdurchlasses 4 steht über ein Gasrohr 6, in das ein Mengendurchflussregler 5 eingefügt ist, in Verbindung mit einer Gasversorgung 7, die ein Schutzgas, wie etwa Ar-Gas oder dergleichen enthält. Diese Teile bilden die Gaseinleitungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform. Ferner weist der Haltevorrichtungs-Hauptkörper 1 einen darin eingebauten Heizer 8 vom Widerstands-Heizer-Typ auf, der einen bekannten Aufbau aufweist, so dass der Wafer W auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt und auf ihr gehalten werden kann. In dieser Ausführungsform erfolgt eine Beschreibung eines Beispiels, in dem nur der Heizer 8 angeordnet ist. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann es auch durch Einbau einer bekannten Kühlvorrichtung konstruiert sein.
Die Halteplatte 2 ist z. B. aus Aluminiumnitrid gebildet und weist auf: einen Rippen-Teil 2a mit Ringform, mit dem ein äußerer Randteil auf der Rückseite des Wafers W in Oberflächenkontakt gebracht werden kann; und eine Vielzahl von stabförmigen Halteteilen 2c, die koaxial und vertikal im Innenraum 2b angeordnet sind, der vom Rippen-Teil 2a umgeben ist. In diesem Fall ist die Höhe der Halteteile 2c so eingestellt, dass sie etwas kleiner ist als die Höhe des Rippen-Teils 2a. Auf diese Weise kann der Wafer W, wenn der Wafer W zur Oberfläche der Halteplatte 2 angezogen wird, durch jeden der Halteteile 2c gestützt werden.
Dann wird durch die elektrostatische Kraft, die erzeugt wird, indem an beide Elektroden 3a, 3b eine Gleichspannung angelegt wird, nachdem der Wafer W auf die Halteplatte 2 gelegt wurde, der Wafer W zur Oberfläche der Halteplatte 2 angezogen. Dabei kommt der äußere Randteil auf der Rückseite des Wafers W über den gesamten Umfang davon in Oberflächenkontakt mit dem Rippen-Teil 2a, wodurch der Innenraum 2b im Wesentlichen hermetisch abgeschlossen wird. In diesem Zustand kann durch Einleiten von Ar-Gas durch die Gaseinleitungsvorrichtung der oben erwähnte Innenraum 2b eine Ar-Gas-Atmosphäre ausbilden. Gemäß dieser Anordnung wird, wenn der Heizer 8 betrieben wird, um den Wafer W zu erhitzen, eine Ar-Gas-Atmosphäre im Innenraum 2b ausgebildet, der durch den Rippen-Teil 2a und die Rückseite des Wafers W begrenzt ist, wodurch die Wärmeübertragung zum Wafer W unterstützt werden kann, um den Wafer W effizient aufzuheizen.
Da kein Dichtungselement zwischen dem äußeren Randteil auf der Rückseite des Wafers W und dem Rippen-Teil 2a vorgesehen ist, wird übrigens eine kleine Menge (z. B. 0,01 bis 0,03 sccm) Schutzgas durch Leckage entweichen, auch wenn der äußere Randteil 2a auf der Rückseite des Wafers W und der Rippen-Teil 2a über den gesamten Umfang in Oberflächenkontakt miteinander sind.
Wie in den 2(a) und 2(b) gezeigt, hat der Wafer W hier in Richtung der Kompression oder in Richtung der Zugkraft Wölbungen ausgebildet, z. B. wegen der Belastungen durch den Wafer selbst oder durch Belastungen durch die auf der Oberfläche des Wafers W ausgebildete dünne Schicht. Wenn diese Art von Wafer W an die elektrostatische Haltevorrichtung C angezogen wird, ist es erforderlich, zu bewerkstelligen, dass das Substrat nicht beschädigt wird (Risse, Bruch oder dergleichen), während die Erhitzungs-Bearbeitung oder die schichtbildende Bearbeitung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem der Wafer an die elektrostatische Haltevorrichtung C angezogen bleibt, oder während das Substrat transportiert wird, nachdem die Anziehung durch die elektrostatische Haltevorrichtung C gelöst wurde, wenn die Bearbeitungsbehandlungen beendet wurden.
In dieser Ausführungsform ist, um den Zustand des Wafers zu beherrschen, eine Wechselenergieversorgung E2 in Reihe mit der Gleichspannungsversorgung E1 in der Haltevorrichtungs-Energieversorgung E (nicht gezeigt) angeschlossen. Es wird bewirkt, dass Wechselstrom von der Wechselenergieversorgung E2 durch die Kapazität der elektrostatischen Haltevorrichtung 1 fließt. Die Impedanz wird über den durch ein bekanntes Amperemeter A gemessenen Stromwert überwacht, und eine Menge fließenden Ar-Gases wird durch Einfügen eines bekannten Durchflussmessgerätes 9 in ein Gasrohr 6 auf der stromabwärts liegenden Seite des Mengendurchflussreglers 5 überwacht.
Mit Bezug auf 3 erfolgt eine Beschreibung des Effektes, dass die Wafer-Zustände gehandhabt werden können, mit Bezug auf einen Fall, in dem der Wafer W, der eine Wölbung aufweist, von der elektrostatischen Haltevorrichtung C angezogen wird, insbesondere in einem Beispiel, bei den eine Wölbung in der Richtung der Kompression im Wafer W stattgefunden hat. In dieser Ausführungsform ist, wie in 1 durch eine imaginäre Linie gezeigt, ein bekanntes Laser-Verschiebungs-Messgerät über der zentralen Position des Wafers W angeordnet, so dass die Verschiebung an der zentralen Position gemessen werden kann. Hier ist in 3 die Änderung der Impedanz durch die doppelt strichpunktierte Linie „a“ gezeigt. Die durchgezogene Linie b zeigt die Änderung der Gasfluss-Menge, die gepunktete Linie c zeigt eine Änderung, die strichpunktierte Linie d zeigt einen Stromwert, und die durchgezogene Linie e zeigt die Änderung der Gleichspannung an den Elektroden.
Zuerst wird, nachdem der Wafer W auf der Oberfläche der Halteplatte 2 montiert wurde, durch die Wechselenergieversorgung E2 bewirkt, dass Wechselstrom fließt. Auf der Grundlage des zu dem Zeitpunkt im Amperemeter A gemessenen Stromwertes wird eine Impedanz der Kapazität gemessen, und es wird auch eine Verschiebung der zentralen Position des Wafers mit einem Laser-Verschiebungs-Messgerät gemessen.
Dann wird eine vorgegebene Gleichspannung (z. B. 400 V) zwischen beiden Elektroden 3a, 3b durch die Gleichenergieversorgung E1 der Haltevorrichtungs-Energieversorgung E angelegt, um dadurch den Wafer W an die Oberfläche der Halteplatte 2 anzuziehen. Dabei kommt der äußere Randteil der Rückseite des Wafers W über seinen gesamten Umfang in Oberflächenkontakt mit dem Rippen-Teil 2a, und als Folge davon wird der Wafer einen im Wesentlichen horizontalen Zustand erlangen (siehe 1). Die zu diesem Zeitpunkt gemessene Impedanz und die zentrale Position zeigten, dass die Impedanz sich verringert hatte (Verringerung um ungefähr 10 kΩ), und es wurde herausgefunden, dass die zentrale Position des Wafers W in Richtung der Halteplatte 2 verschoben wurde. Als Ar-Gas mit einer konstanten Flussmenge durch die Gaseinleitungsvorrichtung in den Innenraum 2b eingeleitet wurde und die Gasfluss-Menge durch das Durchflussmessgerät 9 gemessen wurde, wurde die Gasfluss-Menge zu Beginn größer und zeigte im Verlauf der Zeit einen konstanten Wert. Gleichzeitig mit dem Einleiten des Ar-Gases wurde dann der Heizer 8 in Betrieb genommen, um den Wafer W auf eine vorgegebene Temperatur aufzuheizen (z. B. 400 °C), und hielt sie eine vorgegebene Zeit aufrecht.
Während der Wafer W aufgeheizt wurde, war der vom Amperemeter gemessene Stromwert im Wesentlichen konstant, und als Folge davon wurde die Impedanz ebenfalls im Wesentlichen konstant. Außerdem zeigten die Gasfluss-Menge und die Verschiebung nur kleine oder keine Änderungen. Als dann der Betrieb des Heizer 8 und das Einleiten von Ar-Gas beendet wurden und das Anlegen von Spannung zwischen beide Elektroden 3a, 3b nach dem Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne beendet wurde, zeigten der Stromwert und wiederum die zu diesem Zeitpunkt gemessene Impedanz eine Erhöhung um ungefähr 20 % im Vergleich zu den Werten vor den Anziehen. Als die Messung mit dem Laser-Verschiebungs-Messgerät durchgeführt wurde, wurde die Verschiebung größer als die vor dem Anziehen, und die Wölbung des Wafers W in Richtung der Kompression wurde größer.
Entsprechend dem oben Gesagten wird herausgefunden, dass der Zustand der Wölbung des Wafers W auf der Grundlage der Impedanz genau gehandhabt werden kann. Außerdem kann man in dem Fall, dass die Messung mit dem Laser-Verschiebungs-Messgerät zeigte, dass der Wafer W sich in Richtung der Kompression gewölbt hat, sehen, dass eine Korrelation zwischen der Impedanz und der Verschiebung des Wafers W besteht, und dass die Korrelation im Wesentlichen ein proportionaler Zusammenhang zueinander ist. Aus dem oben Gesagten kann man somit sehen, dass durch Messung der Impedanz und wiederum des Stromwertes die Stärke der Wölbung des Wafers W beurteilt werden kann. Und durch Handhabung des oben Gesagten kann der zur Beschädigung des Wafers W führende Zustand geeignet gehandhabt werden. Wie oben beschrieben, kann gemäß der Ausführungsform dieser Erfindung der zur Beschädigung des Wafers W führende Zustand durch die Änderung der Impedanz und wiederum durch die Änderung des Stromwertes geeignet beherrscht werden. Daher kann die Produktivität verbessert werden, während gleichzeitig die Ausbeute der Produkte verbessert wird, indem Beschädigungen des Wafers W insbesondere in der Bearbeitungskammer sicher verhindert werden.
In dem Fall, dass sich während der Bearbeitung die Impedanz und wiederum der Stromwert über die vorgegebenen Schwellwerte geändert haben, kann übrigens eine Beurteilung erfolgen, dass der Zustand zur Beschädigung des Wafers führen kann. In einem solchen Fall wird durch geeignetes Unterbrechen der vorgegebenen Bearbeitung mindestens eines von zwischen den beiden Elektroden 3a, 3b anzulegender Gleichspannung und der Menge des Gasflusses von der Gaseinleitungsvorrichtung so gesteuert, dass der Zustand beseitigt wird, in dem übermäßige Belastungen auf den Wafer W angewendet werden. Gemäß dieser Anordnung kann verhindert werden, dass der Wafer W in der Bearbeitungskammer beschädigt wird. Die Schwellwerte können geeignet eingestellt werden, wobei die Größe und die Dicke des Wafers W berücksichtigt werden.
Angesichts des Punktes, dass die Impedanz und die Verschiebung des Wafers W eine Korrelation zueinander haben, wird, nachdem der Wafer W auf der Halteplatte 2 montiert wurde, der Stromwert und wiederum die Impedanz überwacht, indem bewirkt wird, dass der Wechselstrom fließt, bevor zwischen den Elektroden 3a, 3b die Gleichspannung angeschlossen wird. Wenn herausgefunden wird, dass die vorgegebenen Schwellwerte überschritten wurden, kann eine Beurteilung vorgenommen werden, dass eine übermäßige Wölbung des Wafers W aufgetreten sein muss und daher dass Beschädigungen auftreten können, wenn der Wafer W durch die elektrostatische Haltevorrichtung C gewaltsam angezogen wird. Somit können Beschädigungen des Wafers W in der Bearbeitungskammer verhindert werden.
Andererseits kann eine Anordnung erzeugt werden, dass auf der Grundlage der Impedanz eine Beurteilung des Zustands, in dem der Wafer W von der Halteplatte 2 abgenommen werden kann, durchgeführt wird, nachdem das Anlegen von Gleichspannung im angezogenen Zustand des Wafers W beendet wurde,. Dann kann in einem Zustand, in dem der Wafer W direkt nach dem Lösen der Anziehung unter dem Einfluss der Restladung angezogen bleibt, vorteilhaft verhindert werden, dass der Wafer W im Innern der Bearbeitungskammer beschädigt wird, z. B. dadurch, dass er angehoben wird, um zu versuchen, das Substrat zu überführen, oder dadurch, dass bewirkt wird, dass der Überführungsroboter Zugang zum Substrat bekommt.
Ferner wurde in dieser Ausführungsform hauptsächlich ein Beispiel beschrieben, in dem eine Wölbung des Wafers W in Richtung der Stauchung aufgetreten ist. In dem Fall, dass die Wölbung während der Bearbeitung oder vor oder nach der Bearbeitung in Richtung der Zugkraft aufgetreten ist, wie in 2(b) gezeigt, kommen der Rippen-Teil 2a und der äußere Randteil des Wafers W nicht in Oberflächenkontakt miteinander, selbst wenn der Wafer W von der Halteplatte 2 angezogen wird. Als Folge davon wird der Abstand zwischen den beiden groß, und die Menge des dadurch als Leckage entweichenden Gases erhöht sich. Als Folge davon wird sich die Gasfluss-Menge, die vom Durchflussmessgerät 9 gemessen wird, ebenfalls ändern. Auf diese Weise kann, da eine Korrelation zwischen der Gasfluss-Menge und der Wölbung des Wafers W in Richtung der Zugkraft besteht, durch Überwachung der Gasfluss-Menge die Stärke der Wölbung des Wafers W beurteilt werden, und durch deren Handhabung kann der Zustand, der zur Beschädigung des Wafers W führt, geeignet bewältigt werden. Auf eine Weise, die der obigen ähnlich ist, kann verhindert werden, dass der Wafer W in der Bearbeitungskammer beschädigt wird.
[Beschreibung der Bezugsnummern und -zeichen]

C: elektrostatische Haltevorrichtung
1: Haltevorrichtungs-Hauptkörper
2: Halteplatte
2a: Rippen-Teil
2b: Innenraum
2c: Halteteil
3a, 3b: Elektrode
5: Mengendurchflussregler (Gaseinleitungsvorrichtung)
7: Gasquelle (Gaseinleitungsvorrichtung)
9: Durchflussmessgerät
A: Amperemeter
E: Haltevorrichtungs-Energieversorgung
W: Wafer

Claims

Verfahren zum Handhaben eines Substrats, wenn ein zu bearbeitendes Substrat durch eine elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird, wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) umfasst: - einen Haltevorrichtungs-Hauptkörper (1) mit einer Vielzahl von Elektroden (3a, 3b); - eine Halteplatte (2) aus einem dielektrischen Material, wobei die Halteplatte (2) einen Rippen-Teil (2a) aufweist, mit dem ein äußerer Randteil des zu bearbeitenden Substrats in Oberflächenkontakt kommen kann, und eine Vielzahl von Halteteilen, die vertikal in einem vorgegebenen Abstand voneinander in einem Innenraum (2b) angeordnet sind, der von dem Rippen-Teil (2a) umgeben ist; und - eine Gaseinleitungsvorrichtung zum Einleiten eines vorgegebenen Gases in den Innenraum (2b); - wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, das Substrat anzuziehen, indem eine vorgegebene Gleichspannung zwischen den Elektroden (3a, 3b) angelegt wird, wenn das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird, - wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, eine Gas-Atmosphäre auszubilden, indem ein vorgegebenes Gas in den Innenraum (2b) geliefert wird, - wobei ein Substrat-Zustand erzeugt wird, der frei von am Substrat entstehenden Beschädigungen ist, - wobei das Verfahren umfasst: - Überwachen eines Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom mit Hilfe einer Wechselenergieversorgung durch eine Kapazität der Halteplatte (2) fließt; - Überwachen einer Menge fließenden Gases durch Bewirken, dass Gas von der Gaseinleitungsvorrichtung fließt; und - Steuern des Substrat-Zustandes durch eine Änderung in mindestens einem von Stromwert und Gasfluss-Menge, - wobei das Verfahren ferner umfasst: wenn die Änderung mindestens eines von Stromwert und Gasfluss-Menge einen vorgegebenen Schwellwert überschritten hat: Beurteilen des zu der Schädigung des Substrats führenden Substrat-Zustandes; und Steuern mindestens eines von einer an beide Elektroden (3a, 3b) anzulegenden Gleichspannung und der Menge des Gasflusses von der Gaseinleitungsvorrichtung, wodurch der Substrat-Zustand beseitigt wird.
Verfahren zum Handhaben des Substrats gemäß Anspruch 1, ferner umfassend, nachdem das Substrat auf der Halteplatte (2) montiert wurde: Überwachen des Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom fließt, bevor eine Gleichspannung an die Elektroden (3a, 3b) angelegt wird; und Beurteilen des zu der Schädigung des Substrats führenden Substrat-Zustandes als nicht akzeptierbar, wenn der Stromwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Verfahren zum Handhaben eines Substrats, wenn ein zu bearbeitendes Substrat durch eine elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird, wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) umfasst: - einen Haltevorrichtungs-Hauptkörper (1) mit einer Vielzahl von Elektroden (3a, 3b); - eine Halteplatte (2) aus einem dielektrischen Material, wobei die Halteplatte (2) einen Rippen-Teil (2a) aufweist, mit dem ein äußerer Randteil des zu bearbeitenden Substrats in Oberflächenkontakt kommen kann, und eine Vielzahl von Halteteilen, die vertikal in einem vorgegebenen Abstand voneinander in einem Innenraum (2b) angeordnet sind, der von dem Rippen-Teil (2a) umgeben ist; und - eine Gaseinleitungsvorrichtung zum Einleiten eines vorgegebenen Gases in den Innenraum(2b); - wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, das Substrat anzuziehen, indem eine vorgegebene Gleichspannung zwischen den Elektroden (3a, 3b) angelegt wird, wenn das Substrat durch die elektrostatische Haltevorrichtung (C) gehalten wird, - wobei die elektrostatische Haltevorrichtung (C) derart angeordnet ist, eine Gas-Atmosphäre auszubilden, indem ein vorgegebenes Gas in den Innenraum (2b) geliefert wird, - wobei ein Substrat-Zustand erzeugt wird, der frei von am Substrat entstehenden Beschädigungen ist, - wobei das Verfahren umfasst: - Überwachen eines Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom mit Hilfe einer Wechselenergieversorgung durch eine Kapazität der Halteplatte (2) fließt; - Überwachen einer Menge fließenden Gases durch Bewirken, dass Gas von der Gaseinleitungsvorrichtung fließt; und - Steuern des Substrat-Zustandes durch eine Änderung in mindestens einem von Stromwert und Gasfluss-Menge, ferner umfassend, nachdem das Substrat auf der Halteplatte (2) montiert wurde: Überwachen des Stromwertes durch Bewirken, dass ein Wechselstrom fließt, bevor eine Gleichspannung an die Elektroden (3a, 3b) angelegt wird; und Beurteilen des zu der Schädigung des Substrats führenden Substrat-Zustandes als nicht akzeptierbar, wenn der Stromwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
Verfahren zum Handhaben des Substrats gemäß einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend, nachdem das Anlegen der Gleichspannung vom Zustand des Anziehens des Substrats beendet wurde: Beurteilen des Zustands anhand des Stromwertes, in dem das Substrat von der Halteplatte (2) abgenommen werden kann.