(57)【要約】      （修正有）【課題】静電チャックアセンブリの平衡用回路の損なわれた電気的な接続を修復する。【解決手段】静電チャック１０５の上面に配置された基板スペーシングマスク１０７と、静電チャックの下面から延び且つ静電チャックを貫通する金属ライナを施した導電路１０３と軸方向で一直線をなす導電性ガス管１３２との間の抵抗を測定し、この測定された抵抗値から電気的な接続が切断されているか否かを判断し、導電路１０３と導電性ガス管１３２との間の導電性材料を溶接技術で修復するか、導電路１０３内に導電性インサートを置くことにより修復する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極が埋設され且つ開口部が貫通した静電チャックと、
開口部内の静電チャック表面上に配置された導電性ライナと、
静電チャックの下面から延び且つ軸方向で開口部と一直線をなす導電管と、
少なくとも一部が開口部内にあり且つ少なくとも一部が導電管内にある導電性インサートとを備え、導電性インサートは、導電性ライナと導電管との間の導電路を提供する基板支持アセンブリ。
【請求項２】
導電性インサートが導電バネを備える請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項３】
導電バネが、ねじりバネ部と、そこから延びる細長い端部とを備える請求項２記載の基板支持アセンブリ。
【請求項４】
インサートが、開口部が貫通した非金属製のプラグを更に備える請求項２記載の基板支持アセンブリ。
【請求項５】
開口部が、非金属製のプラグの上面及び底面に対して垂直ではない角度でもって形成される請求項４記載の基板支持アセンブリ。
【請求項６】
導電性インサートが、
開口部が貫通し且つ環状溝が外表面を取り巻く非金属製のプラグと、
少なくとも一部が環状溝内に納められた導電バネとを備える請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項７】
プラグが石英を含み、導電バネが傾斜コイルバネである請求項６記載の基板支持アセンブリ。
【請求項８】
導電性インサートが、導電性ライナ及び導電管に溶接された導電性プリホームを備える請求項１記載の基板支持アセンブリ。
【請求項９】
静電チャックの上面に配置された基板スペーシングマスクと、静電チャックの下面から延び且つ静電チャックを貫通する金属ライナを施した開口部と軸方向で一直線をなす導電管との間の抵抗を測定し、
測定された抵抗を評価することにより導電管と基板マスクとの間の電気的な接続が切断されているか否かを判断し、
金属ライナを施した開口部と導電管との間に位置する導電性材料を再融解及び再溶解させる溶接技術を用いて導電管と基板スペーシングマスクとの間の導電路を修復することにより、切断された接続を修理することを含み、溶接技術は、電子ビーム溶接、レーザ溶接及びマイクロプラズマ溶接から成るリストから選択される、静電チャックアセンブリの平衡用回路内の切断された電気的な接続を修理するための方法。
【請求項１０】
溶接技術を用いるに先立って、導電性プリホームを、導電管及び金属ライナを施した開口部と接触させて置くことを更に含む請求項９記載の方法。
【請求項１１】
静電チャックの上面に配置された基板スペーシングマスクと、静電チャックの下面から延び且つ静電チャックを貫通する金属ライナを施した開口部と軸方向で一直線をなす導電管との間の抵抗を測定し、
測定された抵抗を評価することにより導電管と基板マスクとの間の電気的な接続が切断されているか否かを判断し、
開口部内に導電性インサートを置くことにより切断された接続を修理し、導電管と基板スペーシングマスクとの間の導電路を修復することを含む、静電チャックアセンブリの平衡用回路内の切断された電気的な接続を修理するための方法。
【請求項１２】
導電性インサートが各端部に細長部を有する導電バネを備え、一方の細長部は導電管に電気的に結合され、もう一方の細長部は金属ライナが施された開口部に電気的に結合されている請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
導電性インサートが、
開口部が貫通し且つ溝が周囲を取り巻く非金属製のプラグと、
少なくとも一部が溝内に納められた導電バネとを備える請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
導電バネは、金属ライナを施された開口部と導電管との間の導電路を提供する請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
非金属製のプラグが石英を含み、導電バネが傾斜コイルバネである請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して静電チャックの平衡用回路（ｂａｌａｎｃｉｎｇ  ｃｉｒｃｕｉｔ）における切断された電気的な接続を修理するための装置及び方法に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
基板処理装置において、処理中、基板を台座に固定するために静電チャックがよく使用される。静電チャックは、基板とチャックとの間に引力を発生させることにより基板を固定する。チャックの１つ以上の電極に電圧を印加すると、基板と電極においてそれぞれ反対の分極電荷が誘起される。反対の電荷で基板をチャックに引き付けることにより、基板を保持する。
【０００３】
双極型静電チャックにおいて、チャック本体には、一対の共面電極が埋設されている。各電極は、中央タップと称される共通端子を有するデュアル電源の端子にそれぞれ接続される。中央タップをチャック表面上の基板スペーシングマスクに接続して、基板と電極との間のインピーダンスにおけるばらつきを平衡させる。従って、基板とチャックとの間で一定の静電引力が、チャック表面全体で維持される。
【０００４】
中央タップと基板スペーシングマスクとの電気的な接続は、処理中にガスを基板の背面に供給するために使用するガス管の導電壁を介して行うことが多い。ガス管を、チャック本体内の金属で被覆された中央孔に取り付ける。この接続は基板の処理中はよく機能するものの、静電チャックアセンブリの取り外し・修理調整作業中に分断されたり、別の形で損なわれることがある。
【０００５】
従って、静電チャックアセンブリの平衡用回路の損なわれた電気的な接続を修復するための装置及び方法が必要とされている。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一実施形態において、基板支持アセンブリは、電極が埋設され且つ開口部が貫通した静電チャックと、開口部内の静電チャック表面上に配置された導電性ライナと、静電チャックの下面から延び且つ軸方向で開口部と一直線をなす導電管と、少なくとも一部が開口部内にあり且つ少なくとも一部が導電管内にある導電性インサートとを備える。一実施形態において、導電性インサートは、導電性ライナと導電管との間の導電路を提供する。
【０００７】
一実施形態において、静電チャックアセンブリの平衡用回路内の切断された電気的な接続を修理するための方法は、静電チャックの上面に配置された基板スペーシングマスクと、静電チャックの下面から延び且つ静電チャックを貫通する金属ライナを施した開口部と軸方向で一直線をなす導電管との間の抵抗を測定し、この測定された抵抗を評価することにより導電管と基板マスクとの間の電気的な接続が切断されているか否かを判断し、金属ライナを施した開口部と導電管との間に位置する導電性材料を再融解及び再溶解させる溶接技術を用いて導電管と基板スペーシングマスクとの間の導電路を修復することにより、切断された接続を修理することを含む。一実施形態において、溶接技術は、電子ビーム溶接、レーザ溶接及びマイクロプラズマ溶接から成るリストから選択される。
【０００８】
一実施形態において、静電チャックアセンブリの平衡用回路内の切断された電気的な接続を修理するための方法は、静電チャックの上面に配置された基板スペーシングマスクと、静電チャックの下面から延び且つ静電チャックを貫通する金属ライナを施した開口部と軸方向で一直線をなす導電管との間の抵抗を測定し、この測定された抵抗を評価することにより導電管と基板マスクとの間の電気的な接続が切断されているか否かを判断し、開口部内に導電性インサートを置くことにより切断された接続を修理し、導電管と基板スペーシングマスクとの間の導電路を修復することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の上記の構成が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約した本発明のより詳細な説明を実施形態を参照して行う。実施形態の一部は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するのみであり、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を限定すると解釈されないことに留意すべきである。
【００１０】
【図１】本発明が有益となり得る例示的な基板支持アセンブリの概略断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による導電性ガス管と導電路との間の切断された電気的な接続を修理するための方法を利用した基板支持アセンブリの概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態による導電性ガス管と導電路との間の切断された電気的な接続を修理するための方法を利用した基板支持アセンブリの概略断面図である。
【図４】本発明の一実施形態で使用の「蝶型」バネの側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態を備えた基板支持アセンブリの概略断面図である。
【詳細な説明】
【００１１】
本発明は、静電チャック内に納められた双極型電極と静電チャック上に配置された導電性マスクとの間の電気的な接続を、特に静電チャックを取り外した後にテストし、修復するための方法及び装置を含む。この接続は平衡用回路として知られているが、これはこの回路が静電チャック上に位置決めされた基板にかかる静電力の平衡をとるからである。
【００１２】
一実施形態において、静電チャックをテストすることにより、平衡用回路の電気的な接続が分断されているか否かを判断する。一実施形態において、もし電気的な接続が分断されていたなら、溶接処理により電気的な接続を修理する。一実施形態において、電気的な接続が分断されていたなら、導電性インサートを用いて電気的な接続を修理する。
【００１３】
図１は、本発明が有益となり得る例示的な基板支持アセンブリ１００の概略断面図である。基板支持アセンブリ１００は、処理中に基板１０２を支持し且つ保持するための静電チャック１０５を含む。
【００１４】
静電チャック１０５は、その上面の上に配置された基板スペーシングマスク１０７を有する。基板スペーシングマスク１０７は、チタン、窒化チタン、ダイヤモンド様カーボン等の材料を含み得る。スペーシングマスク１０７は、基板１０２を静電チャック１０５の表面から少し上に維持する既定の厚さに堆積される。静電チャック１０５は、静電チャックを貫通する導電路１０３を更に含む。一実施形態において、導電路１０３は、スペーシングマスク１０７を静電チャック１０５の底部領域に電気的に結合する、銅・銀はんだ材料等の導電性コーティングを有する。
【００１５】
一実施形態において、伝熱流体を、ガス供給源１３０から導電性ガス管１３２へとガス管１３５を通して輸送する。導電性ガス管１３２は、ロウ付け等により導電路１０３に機械的に連結され且つ電気的に結合される。一実施形態において、導電性ガス管１３２は、ステンレススチール管等の導電管である。一実施形態において、導電性ガス管は、導電路１０３と軸方向で一直線をなしている。伝熱流体は、導電性ガス管１３２を通って、静電チャック１０５を貫通して延びる導電路１０３へと輸送される。ガスは、導電路１０３を通って基板１０２の背面へと更に輸送される。ガス流は、基板１０２の背面を加熱又は冷却し得る。伝熱ガスは、ヘリウム、アルゴン、水素、四弗化炭素等であってよい。
【００１６】
静電チャック１０５には、１つ以上のチャック電極１１０が埋設される。電極１１０は、タングステン、グラファイト、銅等の導電性材料から作製される。チャック電極１１０を静電チャック１０５の上部領域に配置することにより、基板１０２を保持するのに必要な静電力を得る。電極１１０は、基板１０２の保持に必要ないずれの構成であってもよい。しかしながら、図１の実施形態では双極型の構成である。
【００１７】
電極１１０は、中央タップ１６６を有するデュアル端子ＤＣ電圧源１６２及び１６４を備える電源１４０に接続される。電圧源１６２のカソードは電極リード線１６３を介して双極型電極１１０の一方に連結され、もう一方の電圧源１６４のアノードは、電極リード線１６５を介してもう一方の双極型電極１１０に連結される。電圧源１６４のカソードは、中央タップ１６６を間に挟んで電圧源１６２のアノードに連結される。中央タップ１６６は、導電性ガス管１３２及び導電路１０３を介してスペーシングマスク１０７に更に連結される。このため、基板１０２と電極１１０との間の距離の物理的な差異による静電力のばらつきの平衡がとられる。従って、静電力の変化は、電源１４０の中央タップ１６６を平衡用回路のスペーシングマスク１０７に連結することにより平衡がとられる。
【００１８】
基板支持アセンブリ１００の定期的な点検及び整備が、静電チャック１０５を格納する処理チャンバの寿命中に必要とされる。従って、静電チャック１０５を、修理調整のためにその処理チャンバから定期的に取り外すことがある。
【００１９】
しかしながら、導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の電気的な接続が、静電チャック１０５の取り外し中に切断される場合があることが判明している。このため、スペーシングマスク１０７と電極１１０との間の平衡用回路が機能しなくなる。
【００２０】
基板支持アセンブリ１００の平衡用回路における切断された電気的な接続を修理するための１つの実施形態は、まず最初にアセンブリをテストして接続が切断されているか否かを検出し、次に切断された接続を様々な技術及び／又は装置の使用により修理することを含む。まず第一に、基板支持アセンブリをテストして導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の電気的な接続が分断されているか否かを判定する。一実施形態において、接続全体の抵抗を抵抗計でテストする。抵抗が指定の抵抗以下の場合、接続は完全である。抵抗が指定の抵抗より大きい場合、接続を修理しなくてはならない。一実施形態において、指定の抵抗は２００ｋΩである。次に、接続を修理する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態による導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の接続を修理するための方法の概略図である。一実施形態においては、接続を電子ビーム溶接（２００）して接続に使用のロウ付け材料を再融解及び再溶解させることにより、接続を修理する。あるいは、レーザ溶接又はマイクロプラズマ溶接を用いて、接続に使用のロウ付け材料を再融解及び再溶解させてもよい。一実施形態においては、導電性溶加材を溶接中に添加する。別の実施形態においては、導電性プリホームを溶接中に追加する。
【００２２】
電子ビーム溶接２００は、高速電子ビームを接合対象の材料に照射する融接工程である。電子の運動エネルギーが衝突時に熱に変換されるにつれワークピースが融解し、溶加材（使用した場合）も融解して溶接部を形成する。電子ビームを細く集束させるため、総入熱は実際のところアーク溶接工程の総入熱よりもかなり低くなる。この結果、溶接が周囲の材料に与える影響が最小限となり、熱影響部が小さい。ひずみは僅かで、ワークピースは急速に冷える。従って、静電チャック１０５への影響を最小限に抑えたまま、電子ビーム溶接を用いて、導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の接続の切断されたロウ付け材料を再融解及び再溶融させることができる。
【００２３】
図３は、本発明の別の実施形態による導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の切断された電気的な接続を修理するための別の方法を利用した基板支持アセンブリの概略断面図である。導電性インサート３００は導電路１０３内に配置され且つガス管１３２と導電路１０３との間を架け渡して接続している。導電性インサート３００は、導電性の接触が、導電路１０３と導電性インサート３００との間及び導電性ガス管１３２の内部と導電路１０３との間に、導電性インサート３００が形成する導電路を介してもたらされるように位置決めされる。
【００２４】
一実施形態において、導電性インサート３００は「蝶型」バネ４００であり、その概略図を図４に示す。蝶型バネ４００は、ねじりバネ部４０５と、そこから延びる端部４１０を備え得る。一実施形態において、蝶型バネ４００は、ニッケル含有鉄合金、スーパーアロイ又は銅線等の、図４に示されるように螺旋に巻かれた導線を含む。一実施形態において、導線は、約１００℃〜約５００℃の温度範囲で使用可能である。端部４１０を螺旋状に圧縮し、図３に示されるように導電路内に挿入すると、圧縮から解放した際に、端部が導電性ガス管１３２と導電路１０３との間に電気的な接触をもたらす。
【００２５】
図５は、導電性インサート５００の別の実施形態を備えた基板支持アセンブリ１００の拡大概略部分断面図である。導電性インサート５００は、プラグ部材５０５と、その周囲に位置決めされた傾斜コイルバネ５１０を備える。傾斜コイルバネ５１０は、ステンレススチール等の導電性材料を含み得る。プラグ部材５０５は、１本以上のガス流路５０６が内部を貫通する、石英等の非金属材料を含み得る。一実施形態において、ガス流路５０６は、プラグ５０５の上面及び底面に対して垂直ではない１つ以上の角度でもって形成され得る。一実施形態において、プラグ５０５は、プラグ５０５を取り巻く環状溝５０８を有する。傾斜コイルバネ５１０をプラグ５０５の周囲に少なくとも一部を環状溝５０８内に納めて配置してもよい。
【００２６】
導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の接続を修理するために導電性インサート５００を導電路１０３内に挿入すると、導電性傾斜コイルバネ５１０が導電性ガス管１３２、導電路１０３の両方と電気的に接触する。このため、基板支持アセンブリ１００の平衡用回路が導電性インサート５００により修復されて、インサートは導電性ガス管１３２と導電路１０３との間の電流路となる。
【００２７】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他及び更なる実施形態を創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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