(57)【要約】      （修正有）【課題】静電チャックからウェハを安全、最適に静電チャック表面から分離するシステム及び方法を提供する。【解決手段】リフトピン機構２１０に用いるモータ２０８の電流をコントローラ２０４によりモニタし、その電流値に基づいてデチャック電圧を決定する。決定されたデチャック電圧を、電圧源２１２から静電チャック２１６の電極に印加して、ウェハをデチャックする。【選択図】図２
2010212678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャックと、
ウェハを前記静電チャックに対して移動させるリフトピンと、
ウェハを前記静電チャックに対して移動させるために前記リフトピンを移動させるべく、前記リフトピンと結合され、モータ電流で駆動されるモータと、
前記静電チャックと結合され、前記静電チャックに電圧を供給する電圧源と、
前記リフトピンにかかる力を測定し、前記静電チャックに供給される電圧を調整するように前記電圧源に信号し、前記静電チャックに供給される前記電圧を、前記リフトピンにかかる測定された力がデチャック力と対応する点で固定するように前記電圧源に信号するコントローラと、
を備える基板処理システム。
【請求項２】
前記コントローラは前記モータ電流を測定することによって前記リフトピンにかかる力を測定するように構成されている、請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記コントローラは、前記測定されたモータ電流からモータトルクを決定するように構成されている、請求項２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記コントローラは、スィープ電圧を供給することによって前記電圧を調整するように構成されている、請求項１記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記スィープ電圧は約−５０００Ｖから＋５０００Ｖの間である、請求項４記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記コントローラは、処理チャンバ内でのウェハの処理の終了後に、前記リフトピンを加圧位置まで上昇させるように前記モータに信号するように構成されている、請求項１記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記静電チャックは、単極静電チャック、２極静電チャック又は多極静電チャックからなる群から選ばれる、請求項１記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記コントローラは、力センサを用いて前記リフトピン機構にかかる力を測定するように構成されている、請求項１記載の基板処理システム。
【請求項９】
静電チャックからウェハを除去するために、
リフトピン機構にかかる力をモニタするステップと、
前記力に基づいてデチャック電圧を決定するステップと、
前記ウェハを前記デチャック電圧でデチャックするステップと、
を備える、静電チャックからウェハを除去する方法。
【請求項１０】
前記リフトピン機構にかかる力をモニタするステップはモータトルクをモニタするステップを備え、前記力に基づいてデチャック電圧を決定するステップは前記モータトルクに基づいてデチャック電圧を決定するステップを備える、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェハをデチャック電圧でデチャックするステップは、静電チャックに供給されるスィープ範囲の電圧を供給し、前記モータトルクがデチャック電圧に対応する値にあるとき、前記電圧をデチャック電圧に固定するステップを備える、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記ウェハをデチャック電圧でデチャックするステップは、前記リフトピン機構をモータで駆動するステップを備える、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記力をモニタするステップは、モータ電流を測定するステップを備える、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記リフトピン機構と結合されたコントローラを、クランプされてないウェハに対して力をモニタすることによって校正するステップを更に備える、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記リフトピン機構と結合されたコントローラを、軽くクランプされたウェハに対して力をモニタすることによって校正するステップを更に備える、請求項９記載の方法。
【請求項１６】
前記モータトルクをモニタするステップは、最小モータ電流を決定するステップを備える、請求項１０記載の方法。
【請求項１７】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が所定の経験的範囲内にある場合に前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が負である場合に前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備え、前記方法は、更に、
前記リフトピンを中間位置に駆動するステップと、
リフトピンが駆動されたとき、モータ電流をモニタしてスパイクの発生に続く第２の最小モータ電流を決定するステップと、
前記スパイクの発生後に第２の最小モータ電流が続く場合に前記リフトピンを除去位置へ駆動するステップと、
を備える、請求項１６記載の方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２の最小モータ電流が所定の経験的範囲内に入るかどうかを決定するステップを更に備える、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記第１及び第２の最小モータ電流が負であるかどうかを決定するステップを更に備える、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記リフトピン機構にかかる力は力センサを用いてモニタする、請求項１６記載の方法。
【請求項２４】
前記ウェハをデチャックするステップは、前記チャック表面を放電するステップを備える、請求項１６記載の方法。
【請求項２５】
静電チャックからウェハをデチャックするために、
リフトピンと結合されたモータのモータ電流をモニタするステップと、
前記静電チャックに供給される電圧を前記モータ電流に基づいてデチャック値に調整するステップと、
前記電圧が調整されたとき、前記静電チャックからウェハを分離するために前記リフトピンを除去位置に駆動するステップと、
を備える、静電チャックからウェハを除去する方法。
【請求項２６】
前記モータ電流をモニタする前に前記リフトピンを加圧位置に上昇させるステップを更に備える、請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
前記静電チャックに供給される電圧をある電圧範囲に亘ってスィープさせるステップを更に備える、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記電圧範囲は約−５０００Ｖ〜＋５０００Ｖの間である、請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
所定の電流値を決定するためにウェハの特性を決定するステップを更に備える、請求項２５記載の方法。
【請求項３０】
前記所定の値は値の範囲を備える、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記所定の値を決定するステップは、クランプされてないウェハに対してモータ電流を測定するステップと、軽くクランプされたウェハに対してモータ電流を測定するステップとを備える、請求項２９記載の方法。
【請求項３２】
前記モータ電流をモニタするステップは、最小モータ電流を決定するステップを備える、請求項２５記載の方法。
【請求項３３】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３４】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が所定の経験的範囲内にある場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３５】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が負である場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３６】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを備え、前記方法は更に、
前記リフトピンを中間位置に駆動するステップと、
前記リフトピンが駆動されたとき、前記モータ電流をモニタしてスパイクの発生に続く第２の最小モータ電流を決定するステップと、
前記スパイクの発生後に第２の最小モータ電流が続く場合に前記リフトピンを除去位置へ駆動するステップと、
備える、請求項３２記載の方法。
【請求項３７】
前記第１及び第２の最小モータ電流が所定の経験的範囲内に入るかどうかを決定するステップを更に備える、請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記第１及び第２の最小モータ電流が負であるかどうかを決定するステップを更に備える、請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
前記チャック表面を放電するステップを更に備える、請求項２５記載の方法。
【請求項４０】
クランプされてないウェハに対してリフトピン機構にかかる力を測定するステップと、
前記クランプされてないウェハに対して測定された力を記憶するステップと、
低い電圧でクランプされたウェハに対して前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップと、
前記低い電圧でクランプされたウェハに対して測定された力を記憶するステップと、
を備える方法。
【請求項４１】
前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、モータ電流を測定するステップを備える、請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、複数のリフトピン機構のモータ電流を測定するステップを備える、請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、複数の低い電圧でクランプされたウェハに対して複数のモータ電流を測定するステップを備える、請求項４０記載の方法。
【請求項４４】
前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、前記力を力センサ用いて測定するステップを備える、請求項４０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は静電チャックに関し、特には静電チャックからウェハを安全に最適に除去する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックにおいては、ウェハとチャック表面との間に静電力を発生させてウェハをチャック表面に固定するために調整可能電圧源によりその電極に電圧が供給される。静電力が除去されたとき、ウェハをチャック表面から持ち上げるためにリフトピンが設けられている。しかし、静電力が除去された時、もしくは、静電力がウェハをチャック表面から安全に持ち上げることができるような十分に低い値になった時を検出することは極めて困難である。静電力が高すぎるときにウェハが持ち上げられると、ウェハは飛び上がり、破損することもあり、粒子の生成やウェハの粉砕を生じ、基板製造用具のクリーニングが必要になる。ウェハの損失とクリーニングの両方がコスト増しになる。クリーニングは時間もかかり、基板製造用具全体を停止させる必要もある。
【０００３】
静電チャック電極に供給するとウェハをチャック表面に吸着させる静電界を相殺することができる特別の電圧（即ちデチャック電圧）があることが知られている。典型的には、デチャック電圧には最適値があり、供給するデチャック電圧がこの最適値より高い又は低い場合、依然としてかなりの静電吸引力がウェハとチャック表面との間に存在する。
【０００４】
適切なデチャック電圧（即ち、デチャック電圧の最適値）を決定する多くの方法が開発されている。代表的な方法に、自己バイアス近似法、残留電荷測定法、ルックアップテーブル法及びヘリウムガス漏れ速度測定法がある。しかし、これらの既知の方法はすべてシステミックな問題を有する。例えば、ヘリウムガス漏れ速度測定法は粒子を発生し、用具のクリーニングを必要とする。加えて、ヘリウムガス漏れ速度はデチャックされるウェハの信頼できる予測を与えず、帰還ループに使用することはできない。なぜなら、これは低速すぎるとともに、雑音が多すぎる信号をもたらすからである。自己バイアス近似法は複雑なモデルであり、高価な測定装置を必要とし、適切に開発するために長い準備期間を必要とするが、それでも多くの仮定を条件とする推定にすぎない。
【０００５】
更に、適切なデチャック電圧はウェハタイプ、プロセス、温度及びハードウェア構成に依存する。既存の方法はどれもこれらのウェハ−ウェハ間変化（ばらつき）及びチャンバ−チャンバ間変化（ばらつき）を正確に又は確実に考慮していない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的な理解を与えるために、以下に発明の概要を記載する。この概要は本発明の広範囲の概説ではなく、また本発明の主要な又は重要な要素を特定すること又は本発明の範囲を限定することを意図するものではない。その唯一の目的は、本発明のいくつかのコンセプトを以下に提示される詳細な説明の前置きとして簡略化した形で提示するためである。
【０００７】
本発明の一つの態様によれば、ウェハをチャックから安全に除去できるかを決定する方法が提供される。この決定は、リフトピン機構にかかる力をモニタすることによって、例えばリフトピンを駆動するモータ電流をモニタすることによって、実行される。モニタされる電流はリフトピン機構の駆動により生じるモータトルクに比例することが理解されよう。従って、本明細書においては、以後、モータ電流とモータトルクは交換可能に使用される。モータ電流が所定の安全値に到達するとき、チャック電圧は固定値（例えばデチャック電圧）に維持される。このとき、ウェハをチャック表面から安全に分離することができる。
【０００８】
代表的なプロセスにおいては、ウェハプロセス前に、特性決定期間において、リフトピンモータ電流をクランプされてないウェハに対して種々のピン位置で測定する。これらの値は、ウェハを安全に持ち上げることができることを示すモータ電流値の範囲（例えば所定の安全値）を決定するのに使用できる。この所定の安全値の決定はウェハごとに１回、１日に１回、ウェトクリーニング後、又は乾燥後などに行うことができる。
【０００９】
次に、ウェハが静電チャックにクランプされた状態で、ウェハプロセス（例えば、堆積、エッチング、クリーニングなど）を実行する。ウェハプロセスが終了したら、背面ガス圧力を随意に除去し、初期クランプ電圧を供給する。次に、リフトピンを僅かに上昇させてウェハに小さな量の圧力を加える（加圧位置）。静電チャック電圧は初期クランプ電圧から出発し、ある電圧範囲（例えばクーロン力チャックに対しては−５０００Ｖ〜＋５０００Ｖ及びジョンソン・ラベック（ＪＲ）型チャックに対しては−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖ）に亘ってスィープされ、その間モータ電流を制御システムによりモニタする。モータ電流は、リフトピンが加圧位置にあるときの最小電流値を決定するためにモニタされる。
【００１０】
一つの実施例においては、ウェハをデチャックするために前記最小モータ電流に対応する電圧を供給し、チャック表面を放電させ、次いでリフトピンを除去位置に上昇させる。
【００１１】
別の実施例においては、前記最小モータ電流が負でもある場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を用いてウェハをデチャックする。
【００１２】
更に別の実施例においては、前記最小モータ電流が経験的範囲（例えば、ウェハプロセス前の特性決定プロセスにおいて得られた所定の安全値により特定される安全範囲）内に入る場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を用いてウェハをデチャックする。
【００１３】
他の実施例においては、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給し、リフトピンを加圧位置と除去位置との中間の位置（即ち中間位置）に上昇させる。中間位置において、モータ電流を再びモニタしてモータ電流スパイクに続く第２の最小モータ電流を決定する。一つの実施例では、スパイクに続く第２の最小電流を検証してこの最小電流が特性決定プロセスにおいて得られた所定の安全値に対応するか決定する。
【００１４】
更に他の実施例においては、前記最小モータ電流が負又は前記経験的範囲内にある場合にリフトピンを除去位置に上昇させることができ、リフトピンが中間位置に上昇されたとき、モータ電流スパイクに続く第２の最小電流を検証してこの最小電流が特性決定プロセスにおいて得られた所定の安全値に対応するか決定する。
【００１５】
上記の実施例のいずれにおいても、ウェハをデチャックできない場合には、ウェハを安全にデチャックできるまでこのプロセスを繰り返すことがきる（即ち、帰還ループ）。所定数のサイクル後に依然として安全に自動的にデチャックできない場合には、ウェハを手動的にデチャックする指示を発生させることができる。手動デチャックプロセスは上述したデチャック方法の手動バージョンを用いることができる。
【００１６】
本発明の一つの態様によれば、基板処理システムが提供される。基板処理システムは、静電チャックと、ウェハを静電チャックに対して移動させるリフトピンと、ウェハを静電チャックに対して移動させるためにリフトピンを移動させるべく、リフトピンと結合され、モータ電流で駆動されるモータと、静電チャックと結合され、静電チャックに電圧を供給する電圧源と、リフトピンにかかる力を測定し、前記電圧源に信号を送って静電チャックに供給される電圧を調整し、前記電圧源に信号を送って静電チャックに供給される電圧をリフトピンにかかる測定された力がデチャック力と対応する点で固定させるコントローラとを含む。
【００１７】
前記コントローラはモータ電流を測定することによってリフトピンにかかる力を測定するように構成することができる。
【００１８】
前記コントローラは、測定されたモータ電流からモータトルクを決定するように構成することができる。
【００１９】
前記コントローラは、スィープ電圧を供給することによって電前記電圧の調整を行うように構成することができる。
【００２０】
前記スィープ電圧は約−５０００Ｖと＋５０００Ｖとの間とすることができる。
【００２１】
前記コントローラはモータに信号を送って、処理チャンバ内でのウェハの処理の終了後に、リフトピンを加圧位置まで上昇させるように構成することができる。
【００２２】
前記静電チャックは単極静電チャック、２極静電チャック又は多極静電チャックとすることができる。
【００２３】
前記コントローラは、力センサを用いてリフトピン機構にかかる力を測定するように構成することができる。
【００２４】
本発明の別の態様によれば、静電チャックからウェハをデチャックする方法が提供される。本方法はリフトピン機構にかかる力をモニタするステップと、前記力に基づいてデチャック電圧を決定するステップと、ウェハを該デチャック電圧でデチャックするステップとを含む。
【００２５】
前記リフトピン機構にかかる力をモニタするステップはモータトルクをモニタするステップを含むことができ、前記力に基づいてデチャック電圧を決定するステップは前記モータトルクに基づいてデチャック電圧を決定するステップを含むことができる。
【００２６】
前記ウェハをデチャック電圧でデチャックするステップは、静電チャックに供給される電圧のスィープ範囲を供給し、モータトルクがデチャック電圧に対応する値にあるとき、前記電圧をデチャック電圧に固定するステップを含むことができる。
【００２７】
前記ウェハをデチャック電圧にてデチャックするステップは、リフトピン機構をモータで駆動するステップを含むことができる。
【００２８】
前記力をモニタするステップは、モータ電流を測定するステップを含むことができる。
【００２９】
前記方法は、リフトピン機構と結合されたコントローラをクランプされてないウェハに対して力をモニタすることによって校正するステップも含むことができる。
【００３０】
前記方法は、リフトピン機構と結合されたコントローラを軽くクランプされたウェハに対して力をモニタすることによって校正するステップも含むことができる。
【００３１】
前記モータトルクをモニタするステップは、最小モータ電流を決定するステップを含むことができる。
【００３２】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００３３】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が所定の経験的範囲内にある場合に前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００３４】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が負である場合に前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００３５】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。前記方法は更に、リフトピンを中間位置に駆動するステップと、リフトピンが駆動されたとき、モータ電流をモニタしてスパイクの発生に続く第２の最小モータ電流を決定するステップと、スパイクの発生後に第２の最小モータ電流が続く場合にリフトピンを除去位置へ駆動するステップを含むことができる。
【００３６】
前記方法は、前記第１及び第２の最小モータ電流が所定の経験的範囲内に入るかどうかを決定するステップを更に含むことができる。
【００３７】
前記方法は、前記第１及び第２の最小モータ電流が負であるかどうかを決定するステップを更に含むものとすることができる。
【００３８】
前記ウェハをデチャックするステップは、前記チャック表面を放電するステップを含むことができる。
【００３９】
前記力は力センサを用いてモニタすることができる。
【００４０】
本発明の他の態様によれば、静電チャックからウェハをデチャックする方法が提供される。本方法は、リフトピンと結合されたモータのモータ電流をモニタするステップと、静電チャックに供給される電圧を前記モータ電流に基づいてデチャック値に調整するステップと、前記電圧が調整されたとき、静電チャックからウェハを分離するためにリフトピンを除去位置に駆動するステップとを含む。
【００４１】
前記方法は、モータ電流をモニタする前にリフトピンを加圧位置に上昇させるステップを含むこともできる。
【００４２】
前記方法は、前記静電チャックに供給される電圧を所定の電圧範囲に亘ってスィープさせるステップを含むこともできる。
【００４３】
前記電圧範囲は約−５０００Ｖ〜＋５０００Ｖの範囲とすることができる。
【００４４】
前記方法は、所定の電流値を決定するためにウェハの特性を決定するステップを含むこともできる。
【００４５】
前記所定の値は値の範囲を含むこともできる。
【００４６】
前記所定の値を決定するステップは、クランプされてないウェハに対してモータ電流を測定するステップと、軽くクランプされたウェハに対してモータ電流を測定するステップとを含むことができる。
【００４７】
前記モータ電流をモニタするステップは、最小モータ電流を決定するステップを含むことができる。
【００４８】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００４９】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が所定の経験的範囲内にある場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００５０】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流が負である場合に、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができる。
【００５１】
前記電圧を調整するステップは、前記最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップを含むことができ、前記方法は更に、リフトピンを中間位置に駆動するステップと、リフトピンが駆動されたとき、モータ電流をモニタしてスパイクの発生に続く第２の最小モータ電流を決定するステップと、スパイクの発生後第２の最小モータ電流が続く場合にリフトピンを除去位置へ駆動するステップを含むことができる。
【００５２】
前記方法は、前記第１及び第２の最小モータ電流が所定の経験的範囲内に入るかどうかを決定するステップを更に含むことができる。
【００５３】
前記方法は、前記第１及び第２の最小モータ電流が負であるかどうかを決定するステップを更に含むものとすることができる。
【００５４】
前記ウェハをデチャックするステップは、前記チャック表面を放電するステップを含むことができる。
【００５５】
本発明の別の態様によれば、クランプされてないウェハに対してリフトピン機構にかかる力を測定するステップと、クランプされてないウェハに対して測定された力を記憶するステップと、低い電圧でクランプされたウェハに対してリフトピン機構にかかる力を測定するステップと、低い電圧でクランプされたウェハに対して測定された力を記憶するステップとを含む方法が提供される。
【００５６】
前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、モータ電流を測定するステップを含むことができる。前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、複数のリフトピン機構のモータ電流を測定するステップを含むことができる。前記リフトピン機構にかかる力を測定するステップは、複数の低い電圧でクランプされたウェハに対して複数のモータ電流を測定するステップを含むことができる。力は力センサ用いて測定することもできる。
【００５７】
本明細書に含まれ本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の実施例を例示し、明細書の記載とともに本発明の原理を図解し説明するのに役立つものである。図面は代表的な実施例の主な特徴を概略的に示すことを意図している。図面は実施例の全ての特徴を示すことを意図するものでなく、また図示された阻止の相対寸法を示すことを意図するものでもなく、一定の寸法比で描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一つの実施例による基板製造チャンバの斜視図である。
【図２】本発明の一つの実施例によるデチャックシステムのブロック図である。
【図３】本発明の一つの実施例によるウェハの特性決定プロセスの流れ図である。
【図３Ａ】本発明の一つの実施例における代表的なモータ電流／ピン位置関係の概略図を示す。
【図４】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【図５】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【図５Ａ】本発明の一つの実施例における代表的な電流／電圧曲線の概略図を示す。
【図５Ｂ】本発明の一つの実施例における代表的な電流／電圧曲線の概略図を示す。
【図６】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【図７】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【図８】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【図９】本発明の一つの実施例による静電チャックからウェハをデチャックするプロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本発明の一つの実施例が図１を参照して以下に詳細に説明される。図１は静電チャック１１０を有する真空チャンバ１００を示す。図１に示す構成は単なる一例であることは容易に理解されよう。当業者に既知のように、真空チャンバ１００及び静電チャック１１０は追加の構成要素又はもっと少数の構成要素を有することができ、また構成要素の配置を変えることもできる。
【００６０】
図１において、ウェハ１０１は真空チャンバ１００内のチャック１１０に固定されて示されている。図示の真空チャンバ１００はプラズマ処理用に構成されている（例えば、プラズマ１０３がチャンバ１００内に示されている）。プラズマ処理は、例えばエッチング、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）などを含む。真空チャンバは静電チャックを含む任意のタイプの真空チャンバとすることができ、それゆえチャンバ内で他の処理を実行することができることが理解されよう。また、真空チャンバは容量結合プラズマ（ＣＣＰ）チャンバ（図１に示す）又は例えば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ソースチャンバ（図示せず）とすることができる。プラズマ密度を増大するとともにイオンエネルギーをイオン生成と分離するソースを用いる真空チャンバは当業者用語で高密度プラズマ（ＨＤＰ）と呼ばれている。真空チャンバはＨＤＰチャンバとすることができ、代表的なＨＤＰソースはマイクロ波ソース、誘導結合ソース及びヘリコン波ソースを含む。
【００６１】
真空チャンバ１００は気密筐体１０５を備える。筐体１０５はアルミニウム、ステンレススチール又は他の真空コンパチブル材料からなるものとすることができる。筐体１０５は電気的に接地することができ、この場合にはチャンバ壁が陽極である。ウェハを気密筐体１０５に入れたり出したりできるようにスリット弁１０６が設けられている。ガスを筐体１０５に入れることができるように弁１０７も設けられている。
【００６２】
静電チャック１１０は陰極台１１１、下部誘電体層１１２、チャック電極１１３及び上部誘電体層１１４を含む。静電チャック１１０は単極型、双極型又は多極型チャックとすることができる。陰極台１１１は典型的には円形の平坦上面を有する。一つの実施例では、下部誘電体層１１２は台１１１の上面に接着され、チャック電極１１３は下部誘電体層１１２の上面に接着され、上部誘電体層１１４はチャック電極１１３の上面に接着される。
【００６３】
陰極台１１１は陰極基部１３５の上面に取り付けられるとともに、電気的に接続される。一つの実施例では、陰極基部１３５は中空アルミニウムであるが、陰極基部１３５は他の真空コンパチブル材料としてもよいことが理解されよう。図１において、陰極基部１３５は筐体１０５の底壁に電気絶縁性の環状フランジ１４７により取り付けられている。
【００６４】
チャック電極１１３はＤＣ電圧源１２０に接続される。図１において、絶縁線１２２及び１２６がチャック電極１１３とＤＣ電圧源１２０とを接続する。絶縁線１２６は点１１５でチャック電極１１３に取り付けられ、陰極台１１１の通孔１２５を通って延在し、フィードスルー絶縁体１２４を経て陰極基部１３５の底面から外に出る。絶縁線１２２はフィードスルー絶縁体１２４をフィルタ１２１に接続する。このフィルタ１２１は、例えばＲＦ阻止用の低域通過フィルタとすることができ、ＤＣ電圧減１２０に接続される。
【００６５】
チャック１１０はチャック１１０の通孔１４４内を摺動するリフトピン１４２も備える。リフトピン１４２は、これらのリフトピン１４２を同時に上昇及び下降させるように構成されたキャリッジ１４０に設けられる。キャリッジ１４０は連結部１４９によりリフトアセンブリ１４６に連結される。リフトアセンブリ１４６は、連結部１４９を移動するように構成されたモータ（図示せず）とコントローラ（図示せず）を含んでいる。図示の実施例では、リフトピン１４２及びキャリッジ１４０は真空チャンバ１００内の陰極基部１３５の内部にあるが、リフトアセンブリ１４６は真空チャンバの外にある。連結部１４９は、チャンバ１００内の真空を維持しながら連結部１４９の移動を可能にするベローズ１４３を通過する。連結部１４９は絶縁体１４８を経て陰極基部１３５の底面から外に出る。一つの実施例では、ピン１４２はウェハ１０１をチャック１１０から約０．１ｍｍから約５ｃｍの間の任意の値又は範囲だけ持ち上げるように構成される。ピン１４２はウェハを０．１ｍｍ以下に又は５ｃｍ以上に持ち上げるようにしてもよいことは理解されよう。
【００６６】
動作中、ロボットアーム（図示せず）がウェハ１００をスリット弁１０６からチャンバ１００内に搬入する。ロボットはウェハ１０１をリフトピン１４２の先端上に置く。リフトアセンブリ１４６は次にリフトピン１４２を下降させて、ウェハ１０１をチャック１１０の上面の上に置く。次に、チャック電圧がウェハに供給され、プラズマが活性化されるか、プラズマが活性化され、チャック電圧が供給される。チャック電圧は、後続のプロセスステップ中ウェハの移動を阻止するのに最適な静電力をウェハとチャックとの間に発生させるために十分高い値に設定される。例えば、チャック電圧は約−５０００Ｖから＋５０００Ｖの間の任意の値又は範囲（例えば、クーロン力チャックに対しては−５０００Ｖから＋５０００Ｖ及びＪＲ型チャックに対しては−１０００Ｖから＋１０００Ｖなど）とすることができる。
【００６７】
ウェハ１０１がチャックされた後に、ウェハ上の膜の堆積又はエッチングなどの一つ以上の半導体製造プロセスステップがチャンバ１００内で実行される。プラズマ１０３を使用するプロセスに対しては、ＲＦ電源１５０が陰極台１１１と接地された陽極１０５との間にＲＦ電力を供給し、ウェハ１０１と陽極１０５との間の領域内にプラズマ１０３を励起する。別の実施例（図示せず）では、ＲＦ電源１５０がチャック電極１１３と接地された陽極１０５との間にＲＦ電力を供給する。プラズマを励起するために複数のＲＦ電源を用いてもよいことは理解されよう。一つの実施例では、第１のＲＦ電源が第１の周波数で動作し、第２のＲＦ電源が第２の周波数で動作するようにできる。これらのＲＦ電源の周波数範囲は約１００ｋＨｚから１００ＭＨｚの間の任意の値又は範囲にすることができる。
【００６８】
プラズマ１０３はウェハ１０１と接地との間に導電通路を与える。しかし、電子と正イオンの移動度の差のために、プラズマシース１０４にＤＣ電圧降下が生じ、ウェハ１０１は接地に対して負にバイアスされる。ＤＣ電圧源１２０によりチャック電極１１３に供給されるチャック電圧が正の場合、ウェハ１０１とチャック電極１１３との間の全電圧はウェハバイアス電圧とチャック用電源電圧との和である。従って、ウェハバイアスはウェハ１０１を保持する静電力を増大する。
【００６９】
半導体製造プロセスの終了後に、ＤＣ電圧源１２０は処理されたウェハを強くクランプする電圧を供給する。次にモータがリフトピン１４２を加圧位置まで第１の距離だけ上昇するように駆動される。第１の距離（即ち加圧位置）はウェハをチャックから除去しないでウェハに圧力を加えるのに十分な小距離（例えば１ｍｍより著しく小さい）である。次にコントローラは、電圧源１２０により供給される電圧を調整しながら（例えば初期の強力クランプ電圧から徐々に減少させながら、リフトピンによりウェハに加えられる力を、例えばモータ電流を測定することによって測定する。モータ電流が安全値に到達するとき（ウェハをピンに対して保持する静電力が十分に低下又は除去されたことを意味する）、コントローラは電圧源１２０に、デチャック電圧に対応する固定値にあるその電圧を保持するように信号で伝える。
【００７０】
電圧源１２０の電圧がデチャック電圧にあるとき、リフトピン１４２は除去位置に上昇される。除去位置は、ロボットアームがウェハ１０１の下に滑り込み、ウェハ１０１を除去するのに十分な距離である。例えば、除去位置は１ｃｍから５ｃｍの間の任意の値又は範囲とすることができる。除去位置は１ｃｍ以下又は５ｃｍ以上にしてもよいことが理解されよう。ウェハが除去位置に上昇されるとき、ソースプラズマはチャック表面を放電するためにオンのままであり、ピンが除去位置に上昇されたときウェハ１０１がチャンバ１００から除去される。
【００７１】
図２は本発明のいくつかの実施例による帰還及び制御システム２００を示すブロック図である。帰還及び制御システム２００は、コントローラ２０４、モータ２０８、リフトピン機構２１０及び電圧減２１２を含み、これらは静電チャック２１６に作用する。コントローラ２０４は互いに接続された少なくともプロセッサ２２０及びメモリ２２４を含む。
【００７２】
図２につき説明すると、コントローラ２０４はモータ２０８及び電圧源２１２と通信する。電圧源２１２は静電チャック２１６と通信し、静電チャック２１６に電圧を供給するように構成される。モータ２０８はリフトピン機構２１０に接続され、リフトピン機構２１０は静電チャック２１６に結合され、ウェハを静電チャック２１６に対して上昇及び下降させる。コントローラ２０４はウェハをチャック又はデチャックするようにモータ２０８及び電圧源２１２に信号を送るように構成される。
【００７３】
一つの実施例では、コントローラ２０４はウェハをチャックからデチャックするための所定の安全な電圧値（デチャック電圧）を決定するように構成される。一つの実施例では、プロセッサ２２０は所定の安全値を決定するプロセス（メモリ２２４に格納されている）を実行する。所定の安全値は一つの値又は値の範囲とすることができる。所定の安全値を決定するために、コントローラ２０４は、静電力が与えられないとき（即ちウェハのアンクランプ時）にウェハをチャックに対して持ち上げるのに必要とされる力を監視する。これは、例えばモータ電流又はモータトルクを測定することによって又は歪み計、圧電変換器などのような力センサを用いることによって行うことができる。モータ電流はモータトルクに比例することは理解されよう。従って、本明細書においては電流とトルクは交換可能に使用される。コントローラ２０４は、チャックに弱くクランプされた（例えば、低い静電力でクランプされた）ウェハを持ち上げるのに必要とされるモータ電流も監視する。コントローラ２０４によって、１つ以上の弱いクランプ値（例えばクーロン力チャックに対しては−１６００Ｖ〜＋１６００Ｖ及びＪＲチャックに対しては−２００〜＋２００Ｖ）において測定してもよいことは理解されよう。別の実施例では、コントローラ３０４はモータ電流を連続的に監視する。例えば、コントローラ２０４は、モータ電流を、ウェハをチャックから持ち上げることができない点からウェハを容易に持ち上げることができる点まで連続的に監視することができる。これらの測定値は（例えばメモリ２２４に）格納することができる。
【００７４】
コントローラ２０４は、次に、測定された値を分析してチャックからのウェハの安全な除去に対応するモータ電流値を決定する。例えば、所定の安全値は、アンクランプ値と弱いクランプ値の平均値、又はアンクランプ値から弱いクランプ値の範囲、又はアンクランプ値から弱いクランプ値の範囲の値又は加重値とすることができる。所定の安全値は、アンクランプ値又は弱いクランプ値のみ（即ち両値ではない）を用いて決定することもできることは理解されよう。また、所定の安全値は、アンクランプ値といくつかの弱いクランプ値又はウェハをチャックから持ち上げることができない値を考慮することによって決定することもできることは理解されよう。コントローラ２０４は、ウェハごとに、ウェハのバッチごとに、チャンバごとに、又はウェットクリーニング後に、又は乾燥後に、所定の安全デチャック値を決定することができる。
【００７５】
別の実施例では、コントローラ２０４は、例えばウェハに対するモータ電流又はトルク曲線を検査することにより最小モータ電流を決定することによって安全デチャック値を決定する。コントローラ２０４は、この最小値の考慮に加えて、この最小値が所定の経験的範囲内に含まれるか又はこの最小値が負であるかなどの別の変量も考慮することができる。コントローラ２０４は、更に又は代わりに、この最小値に対応する電圧が供給されるとともにリフトピンが中間位置（即ち加圧位置と除去位置の中間位置）まで少し上昇されたとき、電流が急上昇し、第２の最小値になるかどうかを決定することもできる。
【００７６】
上記の実施例の各々において、リフトピンは除去位置に上昇される前にデチャック位置に上昇されることが理解されよう。デチャック位置において、オペレータはウェハを視覚的に検査してウェハがデチャックされることを確かめることができ、また力（例えば電流）をモニタしてウェハを安全にデチャックすることができることを確かめることができる。ウェハが安全にデチャックされない場合には、ウェハを安全にデチャックする上述のプロセスを繰り返すことができ、またウェハを手動的にデチャックすることもできる。一例では、デチャック位置は約６４０００ある。しかし、デチャック位置は６４０００より少ないことも、多いいこともあることは理解されよう。
【００７７】
ウェハをデチャックするために、最初に、有意のチャック電圧を供給してウェハを実際にチャックし、ウェハが早まってデチャックされることがないようにすることができる。次に、コントローラ２０４がモータ２０８に、リフトピンを極めて小さい量（即ちウェハに圧力を与えるが実際にはチャックからウェハを持ち上げない量）だけ駆動するように指令する。コントローラ２０４は次に電圧源２１２に、電圧を所定の電圧範囲に亘ってスィープするように指令する。例えば、電圧範囲は−５０００Ｖから＋５０００Ｖの範囲（例えばクーロン力チャックに対しては−５０００Ｖ〜＋５０００Ｖ及びＪＲ型チャックに対しては−１０００Ｖ〜＋１０００Ｖ）とすることができる。しかし、この電圧範囲は任意の値又は値の範囲とすることができる。コントローラ２０４は、電圧源２１２により供給される電圧を調整しながら（例えばインクリメント的に増減しながら）モータ２０８のモータ電流を測定する。吸引力が低下するように電圧が調整されたとき、チャック力が低下し、リフトピンへの圧力が低下する。この圧力の低下はモータトルク、従って該モータトルクでモータを動作させるのに必要とされるモータ電流を低下する。
【００７８】
一つの実施例では、モータ電流が所定の安全値に到達するとき又は所定の安全値範囲内にあるとき、コントローラ２０４は電圧源２１２に、その電圧を固定値（即ち、デチャック電圧）として維持するように信号を送る。別の実施例では、モータ電流が最小値に到達するとき、コントローラ２０４は電圧源２０２に、その電圧を最小モータ電流値に対応する電圧（即ち、デチャック電圧）として維持するように信号を送る。この実施例では、コントローラ２０４は、更に、最小値のモータ電流が負であるか、最小値のモータ電流が所定の経験的範囲内にあるか、及び／又は、リフトピンが中間位置に上昇されたとき電流が急上昇し、その後第２の最小値になるかどうかを決定する。コントローラ２０４は、ウェハを安全にデチャックできることを決定する場合、リフトピンを除去位置へと駆動し続けるようにモータ２０８に信号を送る。
【００７９】
以上の説明では、コントローラ２０４はモータ電流を監視してウェハを安全にデチャックできるかどうかを決定しているが、コントローラ２０４はリフトピンにかかる力を他の方法で監視してもよいことは理解されよう。例えば、コントローラ２０４を、例えば歪み計、圧電変換器などの力センサに結合して、ウェハを安全にデチャックできるかどうかを上述した同じ方法で決定することができる。
【００８０】
図３はウェハの特性を決定するプロセス３００を示す。以下に記載するプロセス３００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【００８１】
プロセス３００は、ウェハプロセス（ブロック３０２）を随意に実行することによって開始することができる。プロセス３００はリフトピン機構のモータ電流をモニタするステップ（ブロック３０４）及びデチャック電圧と対応するモータ電流を決定するステップ（ブロック３０８）によって続けられる。
【００８２】
リフトピン３０４のモータ電流のモニタリングは、クランプされてないウェハに対してモータ電流を測定すること及び軽くクランプされたウェハに対して種々のピン位置でモータ電流を測定するステップを含む（ブロック３１２）。デチャック電圧に対応するモータ電流は、デチャック電圧に対応するモータ電流値の一つの値又は範囲（即ち所定値）を決定することを含むことは理解されよう。モータ電流はいくつかの軽くクランプされた値で測定されてもよいことは理解されよう。軽くクランプされた値は、クーロン力チャックに対しては−１６００Ｖと＋１６００Ｖとの間及びＪＲ型チャックに対しては−２００Ｖと＋２００Ｖとの間の任意の値又は範囲とすることができる。一つの例では、モータ電流は−１６００Ｖ，−８００Ｖ，−４００Ｖ，−２００Ｖ，−１００Ｖ，０Ｖ，；１００Ｖ，＋２００Ｖ，４００Ｖ，＋８００Ｖ及び＋１６００Ｖで測定することができる。図３Ａは、クランプされてないウェハ及び３０００Ｖでチャックされたウェハに対する種々のピン位置（例えばピン下降位置、４ミル、８ミル、１６ミル、３２ミル及び再びピン下降位置）における代表的な電流対ピン位置曲線を示す。
【００８３】
これらの値に基づいてデチャック電圧と対応するモータ電流を決定することができる。例えば、デチャックモータ電流はクーロン力チャックに対しては−１６００Ｖ〜＋１６００Ｖに対応するモータ電流の範囲内にすることができる。別の例では、デチャック電圧はモータ電流範囲内のモータ電流又は所定の安全モータ電流値範囲内の特定のモータ電流値に対応するものとすることができる。
【００８４】
別の実施例では、モータ電流はウェハをチャックから持ち上げることができない点からウェハをチャックから容易に持ち上げることができる点まで連続的にモニタする。デチャック電圧は、ウェハをチャックから持ち上げることができないときの対応モータ電流より小さく選択する。
【００８５】
例えば、図１及び図２につき説明すると、コントローラ２０４はウェハ１０１がクランプされていない状態及び軽くクランプされた状態でモータ２０８の電流を監視することができる。これらの値に基づいてコントローラ２０４はウェハ１０１の安全除去に対応するモータ電流を決定する。次にデチャック電圧を用いてウェハ１０１を静電チャック１１０から安全に除去することができる。
【００８６】
プロセス３００はウェハ−ウェハ変化（ばらつき）を吸収するために各ウェハ又は各バッチのウェハに対して実行することができる。プロセス３００は、チャンバごとの変化を吸収するために各チャンバに対して実行することもできる。また、プロセス３００はチャンバの湿式クリーニング後ごとに、チャンバの乾燥後ごとに又は必要に応じ実行することもできる。
【００８７】
プロセス３００は測定された値又は測定された値の範囲又は決定された値を記憶するステップを含むこともできる。例えば、測定された値又は値の範囲をメモリ２２４に記憶し、決定をプロセッサ２２０により行うことができる。
【００８８】
図４は静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス４００を示す。以下に記載するプロセス４００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【００８９】
プロセス４００は、ウェハプロセス（ブロック０４）を実行することによって続けられる。例えば、堆積処理、エッチング処理などを処理チャンバ１００内で実行することができる。一つの実施例では、プロセス４００はウェハプロセスの終了時に背面ガス圧力を除去することによって随意に続けられる。
【００９０】
プロセス４００は、ウェハをチャックに強くクランプすることによって続けられる（ブロック４０６）。例えば、ウェハは、チャックのタイプに応じて、約−５０００Ｖから＋５０００Ｖの電圧を供給することによってチャックに強くクランプすることができる。ウェハは、除去プロセスの開始前に実際にチャックされるように強くクランプされる。
【００９１】
プロセス４００は、リフトピンを加圧位置まで上昇させるステップによって続けられる（ブロック４０８）。例えば、ピンをウェハ１０１に圧力を与えるのに十分な第１の小距離（例えば１ｍｍより著しく小さい）だけ上昇させることができる。加圧位置は、ピンが第１の小距離だけ上昇したときウェハをチャックから除去し得ない又は損傷し得ない十分に低い位置である。
【００９２】
プロセス４００は、モータ電流を測定するステップによって続けられる（ブロック４１２）。例えば、コントローラ２０４はモータ２０８の電流を測定することができる。
【００９３】
プロセス４００は、静電チャックに供給される電圧を、モータ電流が対応するデチャック値になるまで調整するステップによって続けられる（ブロック４１６）。モータ電流は、電圧を調整しながら測定される。例えば、コントローラ２０４は電圧源２１２に、その電圧をモータ電流が所定の値に到達するまで電圧範囲に亘ってスィープし、モータ電流が所定の値に到達したときその電圧を維持するように指令することができる。測定されるモータ電流が所定のモータ電流値に一致するとき（例えば、図３のプロセスで決定される）、その電圧が固定される。即ち、電圧源は電圧の調整を停止し、その電圧を測定される電流が所定のモータ電流値に一致するときの値に維持する。この電圧はデチャック電圧に対応する。
【００９４】
プロセス４００は、モータ電流が所定の値になったときウェハを静電チャックから分離させるためにリフトピンを駆動するステップによって続けられ（ブロック４２０）、更にピンが除去位置に上昇する間チャック表面を放電させる（ブロック４２４）。例えば、モータ２０８はリフトピン１４４をウェハ１０１がチャック１１０から安全に除去できる位置まで上昇させることができる。チャック表面は、リフトピンが駆動され上昇している間、ソースプラズマを維持又は活性化することによって放電させることができる。放電プラズマ用のソースガスはウェハ処理用のソースガスと相違させることができる。
【００９５】
図５は静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス５００を示す。以下に記載するプロセス５００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【００９６】
プラズマ５００は、ウェハプロセスを実行するステップ（ブロック５０２）、ウェハを強くクランプするステップ（ブロック５０４）及びリフトピンを加圧位置へ駆動するステップ（ブロック５０８）によって開始される。
【００９７】
プロセス５００は、電圧を傾斜変化させ、加圧位置でモータ電流を測定して最小値を決定するステップ（ブロック５１２）によって続けられる。例えば、電圧は＋５０００Ｖから−５０００Ｖまで傾斜変化させることができる。電圧傾斜は、上述したように、チャックのタイプに応じて＋５０００Ｖ〜−５０００Ｖより大きくしても小さくしてもよいことは理解されよう。
【００９８】
図５Ａ−５Ｂは最小値を決定するために検討することができる代表的なモータ電流対電圧曲線を示す。図５Ａ及び５Ｂに示されるように、ともに２５００Ｖでチャックされた２つのウェハに対して、最小値は異なる電圧で生じる（即ち、デチャック電圧は同じ値でチャックされた２つのウェハに対して相違する）。図５Ａでは、最小値は約０Ｖで生じ、図５Ｂでは最小値は−７５Ｖで生じている。
【００９９】
プロセス５００は、最小モータ電流に対応する電圧を供給するステップ（ブロック５１６）、ウェハを静電チャックから分離するためにリフトピンを（除去位置まで）駆動するステップ（ブロック５２０）、ピンが除去位置まで上昇される間チャック表面を放電させるステップ（ブロック５２４）によって続けられる。
【０１００】
図５においては、最小モータ電流における電圧がデチャック電圧であるが、最小値はデチャック電圧と必ずしも対応しない。したがって、安全除去プロセスは最小値が所定のデチャック電圧と一致するかを検証するステップを含むことができる。例えば、最小値を分析して、最小値が所定の経験的範囲内に入るかどうか（図６参照）、最小値が負値であるかどうか（図７参照）、中間位置で電流急上昇（スパイク）の後に第２の最小値を生じるかどうか（図８参照）など及びそれらの組み合わせ（図９参照）の決定を行うことができる。
【０１０１】
図６は、静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス６００を示す。以下に記載するプロセス６００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【０１０２】
プロセス６００は、ウェハプロセスを実行するステップ（ブロック６０２）、ウェハを強くクランプするステップ（ブロック６０４）、リフトピンを加圧位置まで駆動するステップ（ブロック６０８）及び図５につき上述したように、モータ電流最小値を決定するために電圧を傾斜変化させ、加圧位置でモータ電流を測定するステップ（ブロック６１２）を実行することによって開始される。
【０１０３】
図６に示されるように、プロセス６００は、最小値における電圧が所定の経験的範囲内に含まれるかどうかを決定するステップ（ブロック６１６）を実行する。一つの実施例では、所定の経験的範囲は図３につき上述したように決定される。最小値が経験的範囲に入らない場合には、プロセス６００はブロック６１２に戻り、安全デチャック電圧が見つかるまで繰り返される。最小値が経験的範囲に入る場合には、プロセス６００は、モータ最小電流においてデチャック電圧を供給するステップ（ブロック６２０）、静電チャックからウェハを分離するためにリフトピンを（除去位置まで）駆動するステップ（ブロック６２４）及びピンが除去位置まで上昇される間チャック表面を放電させるステップ（ブロック６２８）が続く。
【０１０４】
最小値が経験的範囲に入らない場合にはプロセス６００が永久に繰り返される状態になるかもしれないことは理解されよう。このような実施例では、コントローラ２０４は、ウェハを手動的にデチャックすべき指示をユーザに与えることができる。
【０１０５】
図７は、静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス７００を示す。以下に記載するプロセス７００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【０１０６】
プロセス７００は、ウェハプロセスを実行するステップ（ブロック７０２）、ウェハを強くクランプするステップ（ブロック７０４）、リフトピンを加圧位置まで駆動するステップ（ブロック７０８）及び図５につき上述したように、モータ電流最小値を決定するために電圧を傾斜変化させ、加圧位置でモータ電流を測定するステップ（ブロック７１２）を実行することによって開始される。
【０１０７】
プロセス７００は、最小モータ電流が負であるかどうかを決定するステップ（ブロック７１６）を実行する。リフトピン機構にベローズ構成を有する真空チャンバにおいては、ベローズ構成に作用する真空力がモータに対抗する力を与え得る。（即ち、真空力又はベローズのばね力はピンを上昇位置へ引き込もうとし、モータはピンを下降位置に維持するためにこれらの力に対抗するトルクを供給しなければならない。）それゆえ、特定の構成に応じて、ピンを下降させるとき、モータは実際にはベローズの上向きの力に対抗するトルクを受ける。これらの実施例では、最小電流が負である場合、その負電流は、ベローズがリフトピン機構を引っ張り、ベローズに対抗するチャックへの静電力がないことを示す。従って、ウェハは電流が最小値で負の場合にデチャックされる。電流が負でない場合には、プロセス７００はブロック７１２に戻り、ウェハがデチャックされるまで繰り返される。電流が負の場合には、プロセス７００は、最小値における電圧を供給するステップ（ブロック７２０）、静電チャックからウェハを分離するためにリフトピンを（除去位置まで）駆動するステップ（ブロック７２４）及びピンが除去位置まで上昇される間チャック表面を放電させるステップ（ブロック７２８）を続けて実行する。
【０１０８】
最小値が負の最小値に対応しない場合にはプロセス７００が永久に繰り返される状態になるかもしれないことは理解されよう。このような実施例では、コントローラ２０４は、ウェハを手動的にデチャックすべき指示をユーザに与えることができる。
【０１０９】
図８は、静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス８００を示す。以下に記載するプロセス８００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【０１１０】
プロセス８００は、ウェハプロセスを実行するステップ（ブロック８０２）、ウェハを強くクランプするステップ（ブロック８０４）、リフトピンを加圧位置まで駆動するステップ（ブロック８０８）及び図５につき上述したように、モータ電流最小値を決定するために電圧を傾斜変化させ、加圧位置でモータ電流を測定するステップ（ブロック８１２）を実行することによって開始される。
【０１１１】
プロセス８００は、続いて、最小値における電圧を供給し、ピンを中間位置まで上昇させるステップ（ブロック８１６）を実行する。例えば、中間位置は約０．５ｍｍ〜１．６ｍｍの間の任意の値又は範囲とすることができる。ピンは０．５ｍｍより小さく又は１．６ｍｍより大きく上昇させてもよいことは理解されよう。プロセス８００は、続いて、ピンの上昇時に電流を測定してモータ電流のスパイク（急上昇）を識別するステップ（ブロック８２０）、モータ電流スパイクの後に第２の最小値が続くかどうかを決定するステップ（ブロック８２４）を実行する。モータ電流が急上昇しないで第２の最小値に戻る場合には、プロセス８００はブロック８１２に戻り、ウェハがデチャックされるまで繰り返される。モータ電流が急上昇してから第２の最小値に戻る場合には、プロセス８００は、続いて、静電チャックからウェハを分離するためにリフトピンを（除去位置まで）駆動するステップ（ブロック８２８）及びピンが除去位置まで上昇される間チャック表面を放電させるステップ（ブロック８３２）を実行する。
【０１１２】
モータ電流が急上昇するとき、ウェハが実際にデチャックされている場合にはモータ電流は第２の最小モータ電流値に戻ることは理解されよう。ウェハが実際にデチャックされていない場合には、モータ電流は急上昇し、高い値にとどまる。モータ電流が急上昇後に第２の最小値に戻らない場合には、このプロセスを始めから繰り返させることができ、またこのプロセスを完全に停止させてウェハを手動的に除去できるようにすることができる。
【０１１３】
典型的には、中間位置における第２の最小値は加圧位置における最小値と相違する。第２の最小値は、中間位置において、第２の最小値を図３Ａにつき説明した図３の特性決定プロセスで決定される所定の安全値と比較することによって検証することもできる。例えば、リフトピンが中間位置で３２ミルまで上昇される場合には、中間位置における最小値をアンクランプウェハに対する３２ミル位置におけるモジュール電流値と比較することができる。第２の最小値がアンクランプモータ電流値の所定のパーセンテージ（即ち経験的範囲）内に入る場合には、リフトピンは静電チャックからウェハを分離するために（除去位置まで）駆動される。そうでなければ、プロセスを再び繰り返すか、チャックを手動的にデチャックすることができる。
【０１１４】
ピンが中間位置に上昇された後に、第１の最小値の後に第２の最小値が続かない場合にはプロセス８００が永久に繰り返される状態になるかもしれないことは理解されよう。このような実施例では、コントローラ２０４は、ウェハを手動的にデチャックすべき指示をユーザに与えることができる。
【０１１５】
図９は、静電チャックからウェハを安全に除去する詳細プロセス９００を示す。以下に記載するプロセス９００は単なる例示であり、もっと少数又は多数のステップを含んでもよく、これらのステップのいくつかの順序は下記の例と変えても良いことは理解されよう。
【０１１６】
プロセス９００は、ウェハプロセスを実行するステップ（ブロック９０２）、ウェハを強くクランプするステップ（ブロック９０４）、リフトピンを加圧位置まで駆動するステップ（ブロック９０８）及び図５につき上述したように、モータ電流最小値を決定するために電圧を傾斜変化させ、加圧位置でモータ電流を測定するステップ（ブロック９１２）を実行することによって開始される。
【０１１７】
プロセス９００は、続いて、図６及び図７につき上述されている、最小値におけるモータ電流が負であるかどうか又は所定の経験的範囲内にあるかどうかを決定するステップ（ブロック９１６）を実行する。ノーの場合には、プロセスはブロック９１２に戻る。イエスの場合には、プロセス９００は、続いて、モータ最小電流においてデチャック電圧を供給するステップ（ブロック９２０）、リフトピンを中間位置まで上昇させ、モータ電流を測定してモータ電流スパイク（急上昇）を識別するステップ（ブロック９２４）、及び図３Ａ及びず８につき上述されている、モータ電流が急上昇し第２のモータ電流最小値に戻るかどうかを決定するステップ（ブロック９２８）を実行する。ノーの場合にはプロセス９００はブロック９１２に戻り、ウェハがデチャックされるまで繰り返される。イエスの場合には、プロセス９００は、続いて、静電チャックからウェハを分離するためにリフトピンを（除去位置まで）駆動するステップ（ブロック９３２）及びピンが除去位置まで上昇される間チャック表面を放電させるステップ（ブロック９３６）を実行する。
【０１１８】
最小値が経験的範囲に入らない又は負でない場合、又は最小値に続いてピンの中間位置への上昇後に第２の最小値が生じない場合には、プロセス９００が永久に繰り返される状態になるかもしれないことは理解されよう。このような実施例では、コントローラ２０４は、ウェハを手動的にデチャックすべき指示をユーザに与えることができる。
【０１１９】
図４−図９につき上述した実施例の各々において、リフトピンは除去位置に上昇する前にデチャック位置に上昇できることが理解されよう。デチャック位置において、オペレータはウェハを視覚的に検査してウェハがデチャックされるか確かめることができ、また力（電流）を監視してウェハを安全にデチャックできるか確かめることができる。ウェハを安全にデチャックできない場合には、ウェハを安全にデチャックする上述のプロセスを繰り返すことができ、またウェハを手動的にデチャックすることができる。一例では、デチャック位置は約６４０００ある。しかし、デチャック位置は６４０００より少数であっても多数であってもよい。
【０１２０】
図４−図９について上述した実施例は電流をモニタしてウェハを安全にデチャックできるか決定しているが、リフトピンへの力を他の方法で監視してもよい。例えば、ひずみ計、圧電変換器などのような力センサを用い、図４−図９につき記載した同じ方法で、ウェハを安全にデチャックできるか決定することができる。
【０１２１】
ここに記載するプロセス及び技術は任意の特定の装置に本質的に関連し、任意の適切なコンポーネントの組み合わせで実現できることを理解されたい。更に、ここに記載する技術に従って種々のタイプの汎用デバイスを使用することができる。本発明は特定の実施例について記載されているが、これらの実施例はすべての点で限定のためではなく例示のためある。当業者は、本発明の実施に適切な多くの異なる組み合わせがあることを理解されよう。
【０１２２】
更に、本明細書及びこれに開示された本発明の実施例の考察から本発明の他の多くの実施例が問う業者に明らかになるだろう。記載されている実施例の種々の特徴及び／又はコンポーネントは単独で又は任意の組み合わせで使用することができる。明細書及び開示の実施例は単なる例示を目的としており、本発明の真の範囲及び精神は次の特許請求の範囲により特定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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