(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電チャック組立体であって、
加工品を受けるように構成されたプラテンと、
前記静電チャック組立体のための直流（ＤＣ）固定電圧を生成するように構成された固定電圧電源であって、（ｉ）正の直流電位を供給する第１の電圧電源と（ｉｉ）負の直流電位を供給する第２の電圧電源とを含む固定電圧電源と、
前記プラテンのための電極組立体であって、前記加工品を前記プラテンに静電的に固着するための、（ｉ）前記正の直流電位を受ける第１のノードおよび（ｉｉ）前記負の直流電位を受ける第２のノードを含む電極組立体と、
該電極組立体に結合される静電容量センササブシステムであって（ｉ）前記電極組立体のための交流（ＡＣ）励起信号を生成しまた（ｉｉ）前記加工品と前記プラテンとの間の静電容量の変化によって影響を受ける前記交流励起信号の電気的特性を分析するように構成された静電容量センササブシステムとを含み、
前記固定電圧電源は（ｉ）前記静電容量センササブシステム、および（ｉｉ）前記第１の電圧電源と前記第２の電圧電源との間に結合されている調整可能な直流オフセット電圧源を含み、
前記固定電圧電源は、さらに前記第１の電圧電源と前記第２の電圧電源の双方を調整するために、前記電極組立体のための直流オフセット電位を生成するように構成されており、
前記静電容量センササブシステムは、
複数の検査時間のそれぞれにおいて、前記電気的特性の１つと複数の閾値の１つとを比較し、
第１の検査時間において、前記電気的特性の１つと第１の閾値との間の第１の比較結果に基づいて前記加工品が適切に搭載されているか否か、あるいは、適切に固定されているか否かを判定し、
第２の検査時間において、前記電気的特性の１つと第２の閾値との間の第２の比較結果に基づいて前記加工品が適切に固定されているか否か、あるいは、複数のリフトピン上に適切に載っているか否かを判定する、静電チャック組立体。
【請求項２】
前記静電容量センササブシステムは、前記ＡＣ励起信号を生成するように構成されたＡＣ電圧発生器を含む、請求項１に記載の静電チャック組立体。
【請求項３】
前記ＡＣ電圧発生器は、前記直流固定電圧上に前記ＡＣ励起信号を加えるように構成されている、請求項２に記載の静電チャック組立体。
【請求項４】
前記静電容量センササブシステムは、前記励起信号の加工品状態属性を検出するように構成されているプロセッサを含む、請求項１に記載の静電チャック組立体。
【請求項５】
前記プロセッサは、さらに検出された前記加工品状態属性に応じてホストの加工品処理装置の動作を制御するように構成されている、請求項４に記載の静電チャック組立体。
【請求項６】
前記加工品状態属性は、前記加工品が前記プラテン上で適切に置かれているかどうかを示す、請求項４に記載の静電チャック組立体。
【請求項７】
前記加工品状態属性は、前記加工品が前記プラテンに適切に固定されているかどうかを示す、請求項４に記載の静電チャック組立体。
【請求項８】
前記静電チャック組立体は、さらに、前記プラテンの上方へ前記加工品を持ち上げるように構成されている前記複数のリフトピンを含み、
前記加工品状態属性は前記電気的特性の１つであり、
前記静電容量センササブシステムは、
前記第１の検査時間において、前記第１の比較結果に基づいて、前記加工品が適切に搭載されているか否かを判定し、
前記第２の検査時間において、前記第２の比較結果に基づいて、前記加工品が適切に固定されているか否かを判定し、
第３の検査時間において、前記複数の電気的特性の１つと第３の閾値との間の比較結果である第３の比較結果に基づいて、前記加工品が前記複数のリフトピンに適切に載っているか否かを判定する、請求項４に記載の静電チャック組立体。
【請求項９】
前記加工品は半導体ウエハを含み、
前記静電チャック組立体は、堆積、エッチング又は除去装置の一つに組み込まれている、請求項１に記載の静電チャック組立体。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の静電チャック組立体において、
前記静電容量センササブシステムはさらに、前記プラテンの表面上に蓄積された残留電荷を相殺するために自己固定修復処理を実行する、静電チャック組立体。
【請求項１１】
加工品を受けるように構成された静電チャックであって第１のノードおよび第２のノードを含む固定電極組立体を備える静電チャックと、前記固定電極組立体に結合された固定電圧電源とを含む半導体加工品処理装置であって、
前記固定電圧電源は、
前記固定電極組立体のための直流（ＤＣ）固定電圧を生成するように構成された直流（ＤＣ）電圧発生器であって、（ｉ）前記第１のノードに対して正の直流電位を供給する第１の電圧電源と（ｉｉ）前記第２のノードに対して負の直流電位を供給する第２の電圧電源とを含む電圧発生器と、
前記第１の電圧電源と前記第２の電圧電源の双方を調整するために、（ｉ）前記第１の電圧電源と前記第２の電圧電源との間に結合され、（ｉｉ）前記固定電極組立体のための直流（ＤＣ）オフセット電位を生成するように構成された調整可能なＤＣオフセット電圧源と、
前記固定電極組立体のための交流（ＡＣ）励起信号を生成するように構成された交流（ＡＣ）電圧発生器と、
（ｉ）前記固定電極組立体に結合され（ｉｉ）前記ＡＣ励起信号に応じて得られる加工品存在信号の属性を分析し、また（ｉｉｉ）前記属性に基づいて前記加工品への加工品処理を実行する前後に前記静電チャックに関する前記加工品の適切／不適切な位置決めを確認するように構成されているプロセッサとを含み、前記半導体加工品処理装置が前記加工品への加工品処理を実行する間、前記固定電圧電源は一定の直流固定電圧を前記静電チャックに印加し、
前記プロセッサは、
複数の検査時間のそれぞれにおいて、前記属性の１つと複数の閾値の１つとを比較し、
前記複数の検査時間の１つにおいて、（ｉ）前記属性の１つと、（ｉｉ）前記複数の検査時間の１つに対応する前記複数の閾値の１つとの比較結果に基づいて、前記加工品が適切に複数のリフトピン上に載っているか否かを判定するように構成されている、半導体加工品処理装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体加工品処理装置において、
前記処理アーキテクチャはさらに、前記静電チャックの表面上に蓄積された残留電荷を相殺するために自己固定修復処理を実行する、半導体加工品処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記載された本発明（subject matter）の実施例は、広くは加工品処理に関する。より詳細には、本発明の実施例は、化学気相成長装置などの半導体加工品処理装置での処理及び取り扱い中での半導体ウエハなどの加工品の処理状態の状況の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電チャックは、種々の半導体加工品処理装置でウエハを支持するために使用される。例えば、成膜装置では、静電チャックは、ウエハ上に薄膜が堆積される間、適所にウエハを固定するために使うことができる。他の例として、エッチング装置では、静電チャックは、ウエハから材料が化学的にエッチングを受ける間、適所にウエハを固定するために使うことができる。これらの装置は、一般的に、反応チャンバと、該チャンバからガスを除去するための真空排気装置と、化学反応体を前記チャンバに搬送するための反応体送出装置と、処理の間、加工品を適所に保持するための加工品支持装置とからなる。
【０００３】
典型的な加工品支持装置は、処理の間、加工品を支持するプラテンを使用する。いくつかの装置は、また静電チャックを利用し、該チャックは適所に加工品を保持するために、静電気の力を使う。静電チャックは、固定電圧（clamping voltage）でエネルギーを与えられる電極を有し、該電極は静電気のチャックの表面にウエハを静電的に固定する。静電チャックの前記電極は、静電気電源及び制御器に接続される。前記静電気電源は、前記制御器からの制御信号を受け、クランプ力で前記ウエハを固定するのに適した固定電圧を発生する。
【０００４】
処理が始まる前に、ウエハは、前記反応チャンバに移送され、一般に、静電チャック上に搭載されるに先がけて、ウエハを支持するリフトピン上に置かれる。ウエハが前記リフトピンから静電チャックの上面に載るように、前記リフトピンは次に降下する（及び／又は静電チャックが上昇する)。このとき、処理準備で前記ウエハを固定するために、前記静電チャックに固定電圧が印加される。前記処理の完了後、前記固定電圧は、ウエハを静電チャックから解放するために除去され、前記リフトピンが静電チャックの表面上のウエハを持ち上げるように動く。その後、処理されたウエハは、搬送機構を用いて前記リフトピンから取り除かれる。
【０００５】
静電チャックに関するウエハの適切な位置決めは、典型的な半導体加工品の処理の前、その間及びその後の様々な時点で重要である。例えば、固定電圧を適用する前にウエハが静電チャック上に適切に載せられることを保証することは重要である。他の例として、ある時間にウエハが固定されているか非抑制（undamped）であるかを決定することは望ましい。また他の例として、さらに処理サイクルを続行する前にウエハがリフトピン上で適切に置かれていることを保証することは重要である。
【発明の概要】
【０００６】
半導体加工品処理装置での使用に適した静電チャック組立体及びその動作方法が提供される。前記静電チャック組立体は、静電チャックの固定電圧電源に組み込まれる静電容量センササブシステムを含む。該静電容量センササブシステムは、励起信号を前記静電チャックの固定電極に適用し、前記励起信号に応じてウエハ状態の状況を決定する。特に、前記ウエハと前記静電チャックとの間の静電容量の変化（前記静電チャックの上面に関する前記ウエハの位置での変化に対応する）は、前記励起信号から得られる加工品存在信号中に検出し得る属性を結果として生じる。前記静電容量センササブシステムは、前記処理の前、その間及び／又はその後に、前記静電チャックに関する前記ウエハの適切な位置決めを確認すべく、これらの属性を検出し、分析する。
【０００７】
上記及び他の態様は、加工品を受けるように構成されたプラテンと、静電チャックと、該チャックのための電極組立体であって前記チャックに前記加工品を静電的に固着する直流（ＤＣ）固定電圧を受けるように構成された電極組立体と、該電極組立体に結合された静電容量センササブシステムとを備える静電チャック組立体の実施例で見出すことができる。前記静電容量センササブシステムは、前記電極組立体のための交流（ＡＣ）励起信号を生成し、また前記加工品と前記チャックとの間の静電容量の変化によって影響を受ける前記励起信号の特性を分析すべく、構成されている。
【０００８】
上記の及び他の態様は、半導体加工品処理装置の制御方法の実施例により実行することができ、前記装置は処理の間加工品を保持する静電チャックを備える。前記方法は、ＡＣ励起信号を前記静電チャックの電極に適用すること、前記ＡＣ励起信号に応じて前記静電チャックと前記加工品との間の静電容量によって影響を受ける加工品存在信号を得ること、前記加工品存在信号の属性を識別すること、及び前記属性によって表される方法で前記装置の動作を制御することを含む。
【０００９】
上記の及び他の態様は、加工品を受けるように構成され、固定電極組立体を含む静電チャックと、前記固定電極組立体に結合された固定電圧電源とを備える装置の実施例によって実行することができる。前記固定電圧電源は、前記固定電極組立体のための直流固定電圧を生成するように構成された直流電圧発生器と、前記固定電極組立体のためのＡＣ励起信号を生成するように構成されたＡＣ電圧発生器と、前記固定電極組立体に結合された処理アーキテクチャとを含む。前記処理アーキテクチャは、前記ＡＣ励起信号に応じて得られる加工品存在信号の属性を分析し、前記属性に基づいて前記静電チャックに関する前記加工品の適切／不適切な位置決めを確認するように、構成されている。
【００１０】
この概要は、詳細な説明において以下でさらに説明される簡素化された形態における概念の選択を導くために提供される。この概要は、本発明の請求項の重要な機能又は本質的な特徴を識別することを目的としておらず、また本発明の請求項の範囲を決める助けとして使用されることを目的としていない。
【００１１】
本発明についてのより完全な理解は、以下の図面を参照すると共に詳細な説明及び請求の範囲を参照することにより得られ、すべての図面で同じ参照番号は同様な構成要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＣＶＤ装置の実施例の概略図であり、
【図２】静電チャックの実施例の断面図であり、リフトピンの連動を示し、
【図３】図２に示された静電チャックの平面図であり、
【図４】図２に示された静電チャックの断面図であり、リフトピン上のウエハの適切配置を示し、
【図５】静電チャックの実施例の断面図であり、ウエハの適切な搭載を示し、
【図６】静電チャックの実施例の断面図であり、ウエハの不適切な搭載を示し、
【図７】静電容量センササブシステムを有する静電チャック組立体の実施例の概略図であり、
【図８】加工品処理の間の半導体加工品処理装置の静電容量センササブシステムから得られた典型的な加工品存在信号のグラフであり、
【図９】半導体加工品処理装置を制御する方法の実施例を示すフローチャートであり、
【図１０】自己固定修復手順の間の半導体加工品処理装置の静電容量センササブシステムから得られた典型的な加工品存在信号のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な説明は、実際に説明に過ぎず、本発明又は応用の実施例及びそのような実施例の用途を制限することを意図していない。ここに使われているように、単語「典型的な」は「実施例、事例又は説明図とし役立つこと」を意味している。ここに典型例として記載されたいずれの実施例も他の実施例を超えて好適であるか又は利点を有するものとして解釈される必要はない。さらに、先の技術分野、背景技術、発明の概要又は以下の詳細な説明に示されたいかなる明示され又は暗示されている理論によっても拘束される意図はまったくない。
【００１４】
技能及び技術は、機能的及び／又は論理ブロック構成要素の観点から、また様々なコンピュータ要素又は装置で実行され得る動作、処理作業及び機能を表す象徴を参照して、ここに記載されている。そのような動作、作業及び機能は、しばしばコンピュータ実行、コンピュータ化、ソフトウェア実装又はコンピュータ実装と称されている。実際には、１つ以上のプロセッサ装置が、信号の他の処理と同様に、システムメモリ中の記憶場所のデータビットを表している電気信号を処理することによって前記の記載された動作、作業及び機能を実行することができる。データビットが維持されている記憶場所は、前記データビットに対応している特定の電気的、磁気的、光学的又は有機の性質を持っている物理的位置である。図に示された種々のブロック構成要素が、特定の機能を実行するように構成されたハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアのいくつかによって実現されることが理解できよう。例えば、装置又は構成要素の実施例は、種々の集積回路構成要素、例えばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、検索テーブル等を使用することができ、それらは１つ以上のマイクロプロセッサ又は他の制御装置の制御下で種々の機能を実行することができる。
【００１５】
以下の説明では、共に「接続される」又は「連結される」構成要素又はノード又は機構が参照される。違った形で明確に述べられない限りここに使われるように、「接続される」は、一の構成要素／ノード／機構が他の構成要素／ノード／機構と直接的に機械的に結合される（又は直接的に交信する）ことを意味し、必ずしも機械的ではない。同様に、違った形で明確に述べられない限り、「連結される」は、一の構成要素／ノード／機構が他の構成要素／ノード／機構と直接的又は間接的に結合されることを意味し、必ずしも機械的ではない。
【００１６】
ここに使われるように、「ノード」はどのような内部の又は外部の参照点、接続点、分岐合流点、信号線、導体素子等をも意味し、そこでは、所定の信号、論理レベル、電圧、データパターン、電流又は量が存在する。さらに、２つ以上のノードは、１つの物理的素子（また、２つ以上の信号が多重化され、変調され、さもなければ共通のモードでの受信又は出力であっても区別できる）によって実現することができる。
【００１７】
さらに、ある専門用語は、また参照だけのために以下の説明に用いられるかもしれず、したがって、制限されることを意図していない。例えば、「より上方」、「より下方」、「上」、および「下」などの用語は、参照されている図面中での方向を言う。「前面」、「背（back）」、「後方（rear）」、「側面」、「ボード外（outboard）」及び「ボード内（inboard）」などの用語は、議論中の構成要素を記載する本文及び関連図面の参照によって明らかにされる一貫性のしかし任意の視点で構成要素の部分の方向及び／又は位置を説明する。そのような専門用語は、特に上で述べられている語、その派生語及び類似の意味の語を含むかもしれない。同様に、用語「第１の」、「第２の」、及び構造に関する他のそのような数の用語は、明確に文脈で示されない限り、連鎖又は順序を意味しない。
【００１８】
以下で説明される実施例は、静電チャックを利用する半導体加工品処理装置のいかなる方法においても使用可能である。前記装置は、化学気相成長（ＣＶＤ）、高密度プラズマＣＶＤ（ＨＤＰ-ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、イオンＡＬＤ(ｉＡＬＤ）、レジスト除去（resist strip）、化学エッチ、プラズマエッチ、リソグラフィ又は他の半導体処理装置の一つとすることができる。
【００１９】
図1はＨＤＰ-ＣＶＤ装置１００の実施例の略図である。簡潔化のために、半導体ウエハ処理、ＣＶＤ工程、ＣＶＤ装置及び関連する装置構成要素と関連した従来の技術、静電容量センサ及び装置（そして前記装置の個々の動作構成要素）の他の機能的な態様は、ここに詳細には説明されない。ＨＤＰ-ＣＶＤ装置１００は、該ＨＤＰ-ＣＶＤ装置１００の他の構成要素を取り囲み、また誘導コイル１０４に連結されたＲＦ電源によって発生されるプラズマを収容すべく作用する処理チャンバ１０２を含み、誘導コイル１０４は（処理チャンバ１０２の壁面上で又は壁内に埋め込まれて）処理チャンバ１０２を取り囲む。処理チャンバ１０２の前記壁は、アルミニウム、酸化アルミニウム及び／又は他の適当な材料で形成することができる。誘導コイル１０４は低周波ＲＦ源１０６によって作動される。低周波ＲＦ源１０６によって供給される電力及び周波数は、処理ガスから高密度プラズマを発生させるに充分である。
【００２０】
ＨＤＰ-ＣＶＤ装置１００は、ＨＤＰ-ＣＶＤ処理を受ける半導体ウエハなどの加工品１１０を支持すべく構成される台座１０８を含む。本実施例では、台座１０８、堆積反応中に加工品１１０を適所に保持する静電チャック１１２を含む。以下でより詳細に記述されるように、静電チャック１１２は、ＨＤＰ-ＣＶＤ処理の前、その間及び／又はその後に、一定の加工品状態の状況を検出する目的のために静電容量センササブシステムと協力することができる。さらに、ここに説明されるように、静電チャック１１２は、適切に構成された静電チャック組立体の一部とすることができる。
【００２１】
高周波ＲＦ源１１４は、電気的に加工品１１０にバイアスを掛け、堆積又はエッチング反応のために加工品１１０上に荷電した先躯種（precursor species）を引くように作用する。高周波ＲＦ源１１４からの電気エネルギーは例えば電極又は容量結合によって加工品１１０上に結合される。加工品１１０に適用されるバイアスはＲＦバイアスである必要はない。他の周波数及びＤＣバイアスを同様に使うことができる。
【００２２】
前記処理ガスは、１つ以上のチャンバ入口１１６を経て導入される。前記ガスは、予め混合され又は混合されない。追加の入口は、前記処理チャンバのどのような点にも存在し得る。前記処理ガスは、水素、ヘリウム、アルゴン、窒素、酸素又はシランなどの不活性及び反応性のガスを含むことができる。好ましくは、前記処理ガスは、ガス供給入口機構を通して導入される。前記ガス又はガス混合物は、主ガスリング１１７から導入することができ、該主ガスリングは、加工品１１０の表面にガスを向けることができ又はガスを向けないようにすることができる。本実施例では、１つ以上のリング入口１１８が、チャンバ入口１１６を経て処理チャンバ１０２内に前記ガス又はガス混合物を供給するために、主ガスリング１１７に接続されている。処理チャンバ１０２への前記ガスの導入によって起こされる音の前面は、前記ガスをそれ自体で加工品１１０へ向けての方向を含むすべての方向に急速に分散させるであろう。前記処理ガスは、１つ以上の出口１２０を経て処理チャンバ１０２を出る。少なくとも１つの真空ポンプ（例えばターボ分子のポンプ）１２２が、典型的にはガスを抜き取り、処理チャンバ１０２内に適切な低圧を維持する。
【００２３】
図２は静電チャック２００の実施例の簡素化した断面図であり、リフトピン２０２の連動を示し、図３は静電チャック２００の平面図である。ＨＤＰ-ＣＶＤ装置１００のＣＶＤ装置に静電チャック２００を組み入れることができる。本実施例では、静電チャック２００は、三角配置（図３参照）で相互に約１２０度離された配列の３本のリフトピン２０２と協同する。リフトピン２０２は、必要に応じて、ウエハなどの加工品をプラテン２０１の上方へ持ち上げるように適切に構成され、また制御される。ある実施例では、リフトピン２０２はセラミック材料から形成されており、静電チャック２００に関するそれらの高さ位置は、ホストとなる前記半導体加工品処理装置によって制御される。
【００２４】
リフトピン２０２は、静電チャック２００のプラテン２０１上へのウエハの配置及び除去に適応すべく、静電チャック２００に関して持ち上げられ、プラテン２０１は前記ウエハを受け取るように適正に構成されている。この点に関し、図２は、リフトピン２０２の上方先端が静電チャック２００の上面２０３の下にある降下位置のリフトピン２０２を表す。図４は静電チャック２００の簡素化した断面図であり、リフトピン２０２上のウエハ２０４の適切な配置を示している。図４は、リフトピン２０２の上方先端が上面２０３より上にある上昇位置にあるリフトピン２０２を表す。この上昇位置にある間に、ホストの前記半導体加工品処理装置の適切に構成された移送アームによって、リフトピン２０２からウエハ２０４を取り除くことができる。ここに使われているように、リフトピン上へのウエハの「適切な」配置は、前記ウエハが該ウエハの支持のために必要な最小数のリフトピンに載っていることを意味する。図示の実施例では、図４に表されているように、ウエハ２０４が３つのすべてのリフトピン２０２に載っているとき、ウエハ２０４の適切な配置が達成される。そのような適切な配置は、静電チャック２００上のウエハ２０４の安定したまた平らな位置決めを結果として生じる。これとは反対に、「不適切な」配置は、ウエハ２０４が１つ以上のリフトピン２０２と接触していないことを意味する。そのような不適切な配置は、ウエハ２０４を傾けるか、さもなければ静電チャック２００上の不安定な位置にとどまらせる。
【００２５】
図５は静電チャック２００断面図であり、上面２０３上のウエハ２０４の適切な搭載を示す。この特定の静電チャック２００の実施例は、留め輪２０６及び上面２０３によって形成された窪み２０８を含む。留め輪２０６は、静電チャック２００の本体に結合される単独の構成要素とすることができ、あるいは静電チャック２００の本体に一体的に形成することができる。ある実施例では、静電チャック２００及び／又は留め輪２０６は、セラミック材料から形成される。図３に示されているように、留め輪２０６は窪み２０８の周囲の境界を表し、該窪みはウエハ２０４を収容する形状及び大きさに設定されている。ここに使われているように、ウエハの「適切な」搭載は、図５に描かれているように、前記ウエハが完全に窪み２０８の範囲内に置かれていることを意味している。実際には、静電チャック２００が上面２０３にウエハ２０４を固定するためのエネルギーを与えられる前に、この方法での適切な搭載が達成される。対照的に、ウエハの「不適切な」搭載は、前記ウエハが完全に窪み２０８の範囲内に置かれていないことを意味している。この点で、図６は、静電チャック２００断面図であり、ウエハ２０４の不適切な搭載を表している1つの状況を示す。ここでは、ウエハ２０４の一部は留め輪２０６に乗っており、このことはウエハ２０４の上面２０３に関する傾きを結果として生じている。他の例として、ウエハ２０４が偏り、（上面２０３に触れることなく）留め輪２０６上に完全に載っているならば、ウエハ２０４は不適切に搭載されている。ウエハ２０４が不適切に搭載された位置で静電チャック２００がエネルギーを与えられと、ウエハ２０４及び／又は静電チャック２００は損傷を受けるかもしれない。少なくとも、不適切に搭載されたウエハ２０４での半導体加工品処理の品質は、かなり損われるであろう。
【００２６】
ここに記載されるような半導体加工品処理装置の実施例は、静電チャック組立体と、固定電圧電源と、容量検出技術と、測定、検出、分析及び／又は前記静電チャックに関するウエハのある状況、状態又は位置の確認のために適正に構成された処理アーキテクチャとを使用する。例えば、前記装置（特に関連した処理アーキテクチャ）は、（図２ないし６を参照しての上記の説明のように）前記静電チャック上への加工品の適切／不適切な搭載を確認すべく適切に構成することができる。他の例として、前記装置（特に関連した処理アーキテクチャ）は、（図２ないし６を参照しての上記の説明のように）前記複数のリフトピン上への加工品の適切／不適切な配置を確認すべく適正に構成することができる。さらに、前記装置（特に関連した処理アーキテクチャ）は、（以下のより詳細に説明されるように）前記静電チャックへの加工品の適切／不適切な固定を確認すべく適切に構成することができる。さらに、前記装置は、正常な固定電圧の除去の後に前記静電チャックにウエハが静電的に固定され続けるときに開始することができる自己固定修復手順を実行すべく適切に構成することができる。この自己固定修復手順は以下でより詳細に説明される。
【００２７】
図７は、静電容量センササブシステムを有する静電チャック組立体３００の実施例の概略図である。静電チャック組立体３００は、これに限定されることはないが、一般的に、静電チャック３０２と、該静電チャック３０２に結合された固定電圧（clamping voltage）電源３０４とを含む。より具体的には、静電チャック３０２は固定電極組立体３０６を含み、固定電極組立体３０６は、（半導体ウエハのような）加工品３０８を静電チャック３０２に静電的に固着すべく直流（ＤＣ）固定電圧を受けるように適正に構成されている。さらに、固定電圧電源３０４の図示の実施例は、静電容量センサドライバ及びプロセッサアーキテクチャ３１０と、直流電圧発生器３１２とを含む。
【００２８】
固定電圧電源３０４は、前記ホスト装置の統合されたサブシステムとして実現することができ、図７は説明の容易さのために簡素化した実施例を表す。固定電圧電源３０４のこの実施例は、正電圧出力ノード３１４と、負電圧出力ノード３１６とを有する。正電圧出力ノード３１４は固定電極組立体３０６の一つの電極３１８に結合されており、負電圧出力ノード３１６は固定電極組立体３０６の他の電極３２０に結合されている。直流電圧発生器３１２は、固定電極組立体３０６のための直流固定電圧を生成すべく適切に構成され、該直流固定電圧は正電圧出力ノード３１４及び負電圧出力ノード３１６を経て印加される。直流電圧発生器３１２の実装は、調整可能な正の直流電圧源３２２と、調整可能な負の直流電圧源３２４とを使用することができ、正の直流電圧源３２２は、正電圧出力ノード３１４に適切な正の直流電位を生成すべく制御され、負の直流電圧源３２４は、負電圧出力ノード３１６に適切な負の直流電位を生成するために制御される。固定電極組立体３０６は、必要な静電固定力を定めるために、相対的な電圧差に反応する。ある実施例では、直流電圧発生器３１２は、図７に示されるように、調整可能な直流オフセット電圧源３２６を使用することができる。直流オフセット電圧源３２６は正の直流電圧源３２２及び負の直流電圧源３２４に結合され、直流オフセット電圧源３２６は固定電極組立体３０６のための直流オフセット電位を生成する。
【００２９】
固定電圧電源３０４は、また、出力ノード３１４／３１６と直流電圧源３２２／３２４との間に位置している１つ以上のＲＦフィルタ３２７を含むことができる。ＲＦフィルタ３２７は、固定電圧電源３０４に含まれる高周波電圧成分を濾過するように適切に構成される。例えば、１つの特定の実施例では、ＲＦフィルタ３２７は、１３．５６ＭＨｚ及び４００ｋＨｚの周波数成分について約４０ｄＢｖの減衰を提供する。
【００３０】
静電容量センサドライバ及びプロセッサアーキテクチャ３１０は、ここに記載された機能及び作業を実行するように、適切に構成されかつ配置される任意の数のハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェア要素に実装することができる。例えば、この容量センサドライバ及びプロセッサアーキテクチャ３１０の特定の実施例は、固定電極組立体３０６のためのＡＣ励起信号を生成すべく構成されるＡＣ電圧発生器３２８を含む。いくつかの実施例では、ＡＣ励起信号は約１ｋＨｚの周波数及び約２０ボルトの最大振幅（peak-to-peak）電圧値を有する。他の実施例では、堆積及びエッチングのための周波数範囲は、約３００ｋＨｚから約１００ＭＨｚとすることができる。１つの典型的な実施例では、約４００ｋＨｚの周波数はイオン源のために使われ、約１３．５６ＭＨｚの周波数はバイアスのために使われる。さらに、関係している実際の工程に応じて、電圧は約１００Vrms（実効値電圧）から約１１００Vrms（実効値電圧）の範囲中にすることができる。
【００３１】
以下でより詳細に記述されるように、加工品３０８と静電チャック３０２との間の静電容量の変化を検出するために、前記静電容量センササブシステムが前記ＡＣ励起信号を利用する。このＡＣ電圧発生器３２８の実施例は、正のＡＣ電圧ノード３３０と、負のＡＣ電圧ノード３３２と協同する。この実施例では、正のＡＣ電圧ノード３３０は固定電極組立体３０６の電極３１８に結合され、負のＡＣ電圧ノード３３２は固定電極組立体３０６の電極３２０に結合されている。したがって、ＡＣ電圧発生器３２８は、正のＡＣ電圧ノード３３０及び負のＡＣ電圧ノード３３２を経て前記ＡＣ励起信号を固定電極組立体３０６に適用する。ある動作状況下で、ＡＣ電圧発生器３２８は、直流電圧発生器３１２によって生成された直流固定電圧上にＡＣ励起信号を加えるように、構成されている。すなわち、固定電極組立体３０６は、同時に前記ＡＣ励起信号と前記固定直流電圧とを受ける。これは、静電チャック３０２に加工品３０８を静電的に固定する前、その間及びその後に、前記ＡＣ励起信号が容量検出の目的に当てられることを可能にする。
【００３２】
静電容量センサドライバ及びプロセッサアーキテクチャ３１０は、静電チャック組立体３００のための静電容量センササブシステムとして機能するように構成されまた制御を受けることができ、前記静電容量センササブシステムは、少なくともＡＣ電圧発生器３２８と、加工品３０８及び静電チャック３０２の前記プラテン間の静電容量の変更の影響を受ける前記ＡＣ励起信号の電気的諸特性を分析できるように対応する処理アーキテクチャとを含む。実際には、静電容量センササブシステムを支援すべく利用された前記処理アーキテクチャは、汎用プロセッサ、コンテントアドレサブルメモリ（ＣＡＭ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＩＳＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、なにがしかの適当なプログラム化可能な論理素子、個別のゲート又はトランジスタロジック、個別のハードウェア構成要素、又はここで説明された機能を実行するように設計されたすべての組み合わせによって実装されるか、実行することができる。プロセッサは、マイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ又は状態機械として実現できる。さらに、プロセッサは、コンピューティング装置の組み合わせ、例えばデジタルシグナルプロセッサとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサコア又はすべての他のそのような形態と連携した１つ以上のマイクロプロセッサで実施することができる。
【００３３】
前記ＡＣ励起信号に応じて、前記アーキテクチャ３１０は、加工品存在信号のある属性を得て、これを分析する。ここに使われているように、加工品存在信号の「属性」は、加工品存在信号の任意の測定、検出、計算又は観察が可能の特徴、値、傾向、傾斜、特性、波形、形状又はパターンである。そのような属性の例は、これに限定されないが、以下を含み、特定の電圧レベル、局部的又は全体的な最小又は最大値、前記信号の突然の上昇又は下降、前記信号の上昇又は下降の傾斜の変更等である。ここに説明された前記システムの実施例は、関心のある属性を分析し、検出し、識別するために、波形解析、信号処理、平均化、及び／又は比較の各技法を利用することができる。
【００３４】
前記加工品存在信号のある検出された属性に基づいて、前記アーキテクチャ３１０は、静電チャック３０２及び／又はリフトピン２０２に関して加工品３０８が適正又は不適正な位置にあることを確認することができる。前記加工品存在信号の電気的諸特性が加工品３０８と静電チャック３０２との間の静電容量の変更によって影響を受けるので、またそのような静電容量が静電チャック３０２に関する加工品３０８の位置によって変わるので、そのような確認は可能である。さらに、以下に説明するように、前記アーキテクチャ３１０は、前記加工品存在信号の状態属性（status attribute）を検出し、また検出された加工品状態属性に応じてホストの前記半導体加工品処理装置の作業を制御すべく、構成することができる。加工品状態属性は、これに限定されないが、加工品３０８が静電チャック３０２の前記プラテン上で適切に搭載されているか又は不適切に搭載されているかどうか、加工品３０８が前記プラテンに適切に固定されているか又は非抑制であるかどうか、加工品が前記リフトピンに適切に又は不適切に載っているかどうかである。
【００３５】
作動中、ＡＣ電圧発生器３２８は、前記ＡＣ励起信号を作り出し、該励起信号が固定電極組立体３０６に適用される。１ｋＨｚ、２０ボルトの最大振幅の励起信号によって生成される容量電流は、ウエハキャパシタンスと解釈される。前記ウエハが前記チャックの前記表面から物理的に分離すると、回路内のキャパシタンス電流は変化する。前記アーキテクチャ３１０は、前記加工品存在信号を監視し、該信号は、加工品３０８と静電チャック３０２との間の静電容量によって変わる電圧特性を有する。１つの実際の実施例では、前記静電容量は、１．８Ｖ／ｎＦに基づいて、０〜１０ボルトのスケールで測定される。前記アーキテクチャ３１０の実施例は、該アーキテクチャ３１０のハードウェア、ソフトウェア及び処理ロジックと互換の電圧特性を有する加工品存在信号を得るために生の感知データを処理することができる(例えば、転換し（translate）、符号化し及び／又は増幅する)。加工品の処理前、その間及びその後の指定された時間に、前記加工品存在信号は、電圧レベルのような特定の属性、特質及び／又は特性のために分析される。次に、前記アーキテクチャ３１０は、静電チャック３０２に関する加工品３０８の位置がその特定の時間に（測定された静電容量によって示されるように）適正であるか否かを決定又は確認するために、検出された前記属性を対応するしきい値、較正値又は期待値と比較することができる。実際には、静電チャック組立体３００は、処理サイクルにわたって種々の時間に加工品の位置決めのチェックを実行することができる。
【００３６】
図８は加工品処理の間のＣＶＤ装置の静電容量センササブシステムから得られた典型的な加工品存在信号４００のグラフである。当然のことながら、加工品存在信号４００はほんの1つの可能なセンサ出力を表し、異なる特質、特徴、電圧レベル及びタイミングを有する信号が、ここに説明されるように、静電チャック組立体を実装するＣＶＤ装置によって生み出され、監視することができる。さらに、加工品存在信号の前記特定の特徴は、具体的な半導体加工品処理装置、選択された工程レシピ及び他の実際的な要因によって影響を受けるであろう。
【００３７】
説明を容易とするために、図８に表された加工品存在信号４００は、正常で誤りのないＣＶＤ処理サイクルを表している。図８の左側部は、ＣＶＤ処理サイクルの開始に対応し、そのとき前記ウエハが前記チャンバに存在するが前記ウエハは前記静電チャック上に搭載される前である。このとき、前記ウエハは、図４に示されているように、前記リフトピン上に置かれなければならない。プラズマは前記ウエハと前記静電チャックとの間の空間に存在する。前記プラズマは非常に良好な電気伝導体として作用することから、前記ウエハと前記静電チャックとの間の静電容量は、この状況下では非常に小さい。したがって、加工品存在信号４００は、前記ウエハが前記チャック上に搭載される前は、比較的高い（例えば約４．０ボルト)。
【００３８】
加工品存在信号４００中の最初の著しい減少は、前記静電チャックの上面への前記ウエハの搭載又は配置に対応している。これは前記リフトピンの降下に起因する。この時点で、前記ウエハは、図５に表されているように配置されるべきであり、窪み２０８内に適正に受け入れられ、留め輪２０６に載っていない。時間t１又はその近傍で、前記静電容量センササブシステムは、加工品存在信号４００の電流の電圧レベルを所定のしきい電圧値と比較することにより、前記静電チャック上の前記ウエハの適切／不適切な配置を確認することができる。図８では、ウエハの適切な搭載に対応する検出電圧は、検査期間４０２の約２．３ボルトである。この例に関し、時間t１の比較のための適切なしきい電圧値は、約２．０ボルトとすることができる。前記ウエハが前記静電チャック上に適切に搭載されていなければ、前記加工品と前記静電チャックとの間の静電容量は、より大きくなり、結果として、加工品存在信号４００は、時間ｔ１に２．０ボルトより低くなるであろう。したがって、前記静電容量センササブシステムが時間t１に２．０ボルト未満を検出すると、前記ウエハが前記静電チャック上に適切に搭載されていないと推測できるであろう。
【００３９】
時間ｔc又はその近傍で、直流固定電圧が前記ウエハを固定するために前記静電チャックに印加される。実際には、前記ＣＶＤ装置は、時間t１と、時間tcとの間で、前記ＣＶＤ処理のための前記ウエハを準備するために加熱手順を実行することができる。時間tcでの加工品存在信号４００の上昇は、前記直流固定電圧の作動に対応している。前記ウエハが前記静電チャックに対して静電的に強制される時、この状況（しばしば「強固なクランプ（hard clamping）」と称される)が達成される。前記直流固定電圧は、ウエハを前記静電チャックに対して平坦化させる。その結果、前記ウエハと前記静電チャックとの間の静電容量は減少し、加工品存在信号４００は増大する。図８では、適切に固定されたウエハに対応する検出電圧は、検査期間４０４の約３．０ボルトである。前記ウエハが適切に固定されているか否かを確認すべく、この時間に検出された電圧を調べることが望ましい。この例に関し、時間ｔ２での比較のための適正なしきい電圧は、約２．７ボルトとすることができる。前記ウエハがこのとき適切に固定されていないと、前記加工品と前記静電チャックとの間の静電容量は、より大きくなるであろうし、結果として、加工品存在信号４００は、時間t2で２．７ボルトより低くなるであろう。したがって、前記静電容量センササブシステムが時間t2で約２．７ボルト未満を検出すると、前記ウエハが前記静電チャックに適切に固定されていないと推測できるであろう。
【００４０】
時間ｔuc又はその近傍で、前記ウエハの固定の解除（unclamp）のために、前記直流固定電圧が前記静電チャックから除去される。時間tcと時間tucとの間の時間に、前記ＣＶＤ装置は前記ウエハ上へのＣＶＤ処理を実行する。また、この時間中に、前記ウエハは、冷却手順及び／又はＣＶＤ処理に続く背面ヘリウム浄化手順を受けることができる。時間ｔucでの加工品存在信号４００の降下は、前記直流固定電圧及びすべての直流オフセット電圧の除去に対応し、静電固着力の除去と一致している。したがって、前記ウエハは前記静電チャックから解放される。前記ウエハはその自然状態で完全に平らである必要はないので、前記直流固定力の除去は、前記ウエハにその自然な形への「跳ね」返りを結果として生じ、それは、前記静電チャックの前記表面上で前記ウエハを部分的に「浮かせる」かもしれない。その結果、前記ウエハと静電チャックとの間の静電容量は増大し、加工品存在信号４００は減少する。図８では、適切な抑制されないウエハに対応する検出電圧は、検査期間４０６の約１．７ボルトである。時間t3又はその近傍で、前記静電容量センササブシステムは、加工品存在信号４００の電圧レベルを指定されたしきい電圧と比較することによって、前記ウエハが抑制されていない状態にあるか否かを調べることができる。この例に関し、時間t３での比較のための適当なしきい電圧は約２．５ボルトとすることができる。前記ウエハが抑制されていないと、前記加工品と前記静電チャックとの間の静電容量は、より低くなり、結果として、加工品存在信号４００は、時間t３で２．５ボルトより高いであろう。したがって、前記静電容量センササブシステムが時間t3で２．５ボルトより高い電圧を検出すると、前記ウエハがまだ前記静電チャックに少なくとも部分的に固定されていると推測できるであろう。
【００４１】
この特定の例に関し、前記過程(１．７ボルト)後の非抑制（undamped）の検出電圧は、前記過程(２．３ボルト)前での非抑制電圧より低い。これは、前記ウエハが完全に平らでなく、前記ウエハが固定されるときに、それが平坦化するであろうという事実に因る。固定されたウエハは、処理の間、熱応力を受けるであろうし、ウエハは非抑制の後にその原状態に戻るであろう。この推移の間、前記ウエハが前記した低検出電圧(１．７ボルト)を与えて振動する期間が、存在する。前記振動が一旦停止すると、前記検出電圧はより高い値(２．３ボルト)に戻るであろう。
【００４２】
時間tL又はその近傍で、前記リフトピンは、前記静電チャック上の前記ウエハを持ち上げるように動く。時間fLでの加工品存在信号４００の上昇は、前記静電チャックの前記上面の上へのウエハの上昇に対応している。理想的には、このとき前記ウエハは前記リフトピン上に適切に載っているであろう。この特定の実施例に関し、前記プラズマは前記加工品と前記静電チャックとの間で良導体として作用する。その結果、前記ウエハと前記静電チャックとの間の静電容量は減少し、加工品存在信号４００は増大する。図８では、適切に持ち上がったウエハに対応する検出電圧は、検査期間４０８の約４．０ボルトである。時間t4又はその近傍で、前記静電容量センササブシステムは、加工品存在信号４００の電圧レベルを指定されたしきい電圧と比較することにより、前記ウエハが前記リフトピンに適切に載っているか不適切に載っているかを確認することができる。この例に関し、その時の比較のための適正なしきい電圧は約３．８ボルトとすることができる。前記ウエハが前記リフトピンに適切に載っていなければ、前記加工品と前記静電チャックとの間の静電容量は、より大きくなり、結果として、加工品存在信号４００は時間t4で３．８ボルトより低くなるであろう。したがって、前記静電容量センササブシステムが時間t4に３．８ボルト未満を検出すると、前記ウエハが適切に前記リフトピン上に載っていないと推測できるであろう。
【００４３】
実際には、ここに記載されているようなＣＶＤ装置は、種々のしきい電圧が前記加工品存在信号での期待されている傾向を正確に反映すること保証するために較正する必要がある。前記静電容量センササブシステムが前記固定電圧電源に実施されるなら、前記固定電圧電源が取り替えられる時はいつも前記電圧しきい値を較正することが望ましい。さらに、異なる静電チャック形態のために前記電圧しきい値を較正することが必要になることがある。したがって、前記静電容量センササブシステムは複数の静電チャックのタイプ及び／又は複数の処理連鎖のために複数の較正設定を有することができる。
【００４４】
ここに説明された前記容量検出技術は、静電チャックを利用するどのような半導体加工品処理装置の作業をも監視し、及び／又は制御するために利用することができる。この点について、図９は、半導体加工品処理装置を制御する方法５００の実施例を示すフローチャートである。方法５００に関連して実行される種々のタスクは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はそれらのすべての組み合わせによって実行することができる。図示の目的で、方法７００の以下の説明は、図１から７に関連して上述した構成要素を参照することができる。実際には、方法５００の一部は、説明された装置の異なる構成要素、例えば前記静電チャック、前記固定電源、処理構成要素等によって実行され得る。当然のことながら、方法５００は、任意の数の追加の、又は代替的なタスクを含むことができ、図９に示されたタスクは説明された順序で実行される必要がなく、また、方法５００は、ここに詳細に説明されなかった追加の機能を有するさらに総合的な手順又は方法に組み入れることができる。
【００４５】
この例の目的のために、半導体加工品処理装置の制御方法５００は、ＡＣ励起信号(タスク５０２)を前記ホスト装置の前記静電チャックの前記電極に適用することから、始まる。さらに、方法５００は前記ＡＣ励起信号に応じて適切にフォーマットされた加工品存在信号(タスク５０４)を得る。上述したように、前記加工品存在信号は前記加工品と前記静電チャックとの間の静電容量に影響され、前記加工品存在信号のある電気的諸特性は静電容量の変化に伴って変わる。この方法５００の実施例は、そのとき特定の加工品のための処理作業(タスク５０６)を開始する。特に、ここで説明された容量検出技術は、半導体加工品処理装置によって実行される実際の処理の前、その間及びその後に動作する。
【００４６】
システム制御方法５００は、前記システムの作業中の適切なときに前記加工品存在信号を分析することができる。ある実施例では、前記加工品存在信号のある属性を識別する(タスク５０８)ために、方法５００は前記加工品存在信号を分析し、そのような属性は前記システムの作業中の異なる測定時間での前記静電チャックに関する前記加工品の適切又は不適切な位置決めを示す。図８を参照して先に説明したように、方法５００は、前記加工品存在信号の測定された電圧を1つ以上のしきい電圧と比較することができ、及び／又は前記加工品存在信号の測定された電圧が特定の測定時間に適切な範囲の中にあるか否かを調べることができる。この点で、クエリータスク５１０は、前記測定時間に関連した１つ以上の較正されたしきい電圧への前記検出電圧の比較で表現することができる。実際には、異なるしきい電圧は異なる検査時に使われる。先に説明したように、タスク５０８の間に識別された属性は、前記静電チャック上の前記加工品の適切／不適切な配置、前記加工品の固定／固定の解除の状態、複数のリフトピン上の前記加工品の適切／不適切な配置、又は他の状況を示すことができる。
【００４７】
クエリータスク５１０が、測定された感知電圧がその測定時間に適切な範囲内にあると決定すれば、システム制御の方法５００は正常に進む(タスク５１２)ことができる。そうでなければ、方法５００は、是正措置、作業ステップの終了、警告又は警報の生成等の任意の必要な作業(タスク５１４)をとることができる。この実施例に関し、方法５００は、検出された１つ又は複数の前記属性によって表される方法で前記ホスト装置の前記作業を制御する(タスク５１６)。例えば、前記属性が前記静電チャック上の前記加工品の適切な初期配置を示していると、タスク５１６は前記加工品の前記静電固定を開始する。しかしながら、前記属性が前記静電チャック上の前記加工品の不適切な配置を示しているなら、タスク５１６は適切な警告指示、警報又はメッセージを生成することができる。これに代えて又はさらに、タスク５１６は、前記半導体加工品処理装置に、適切な配置を得ようとして、前記静電チャック上の前記加工品の再搭載を開始させることができる。これに代えて又はさらに、検出された前記属性が前記静電チャック上の前記加工品の不適切な配置を示すなら、タスク５１６は前記装置の作業ステップを終了することができる。他の例として、タスク５１６は、前記加工品の固定された又は非抑制の状態の指示を生成することができる。これは、図８を参照するに、時間t2(正常な固定状況)又は時間t3(正常な非抑制状況)で起こる。前記加工品の固定状態が期待通りでなければ、次にタスク５１６は、前記装置に、前記作業ステップを終了させ、警告を生成し、再固定手順等を開始させることができる。また他の例として、検出された前記属性が前記リフトピン上の前記加工品の不適切な配置を示すと、タスク５１６は適切な警告メッセージ、信号又は警報を生成することができる。これに代えて又はさらに、タスク５１６は、前記半導体加工品処理装置に、適切な配置を得るために前記リフトピン上の前記加工品の再配置を開始させることができる。これに代えて又はさらに、検出された前記属性が前記リフトピン上の前記加工品の不適切な配置を示すと、タスク５１６は前記装置の作業ステップを終了することができる。このタイプの是正措置は、前記加工品への、及び／又は前記装置自体への損傷を防止する上で望ましい。
【００４８】
前記作業が完了していると(クエリータスク５１８)、システム制御の方法５００は終わるか、次の加工品のために繰り返される。前記作業が完了していないと、方法５００は、他の検出可能な属性を監視し続けるため、及び上述したような適切な方法で前記半導体加工品処理装置を操作し続けるために、タスク５０８に戻ることができる。
【００４９】
本書に記載の静電容量センササブシステムは、また、半導体加工作業の間に加工品上で自己固定修復手順を実行するように、構成されかつ制御を受けることができる。自己固定は、処理の間に、前記静電チャックから前記ウエハが離れると生じ得る問題の状況である（これは例えば前記ウエハに適用された背面ヘリウム圧力によって起こり得る)。前記ウエハのそのような分離は前記静電チャックの表面をプラズマにさらし、該プラズマはイオン電荷を前記チャック表面上に蓄積させ得る。固定電圧が印加される間に前記チャック表面が前記プラズマにさらされると、前記チャック表面はイオン(電荷)を集める。その結果、前記静電チャックから前記直流固定電圧が取り除かれた後でも、前記チャック表面に集められた残留電荷は前記ウエハを引き付け、結果として前記チャックに部分的な静電固定を生じる。ほとんどのシステムは、通常、固定電圧が取り除かれた後は前記ウエハが前記静電チャックから解放されることを期待しているので、現実において、それが固定され続けるとき、この状況は、問題になり得る。
【００５０】
再び図８を参照するに、時間ｔ３に実行された前記チェックは、前記加工品が非抑制であるか否か(それが通常の動作状況下にあるはずであるので)を確認する。もし、残留自己固定が前記処理の間に起こっていたなら、時間t3に検出された前記検出電圧は比較される前記しきい電圧より高くなる。換言すれば、前記容量センササブシステムは、前記加工品が所望の非抑制状態にないことを示す。このとき、あるシステムの実施例では、さらなる工程に進む前に、前記加工品を前記静電チャックから解放することを意図して自己固定修復手順を開始することができる。
【００５１】
この特定の実施例に関し、前記自己固定修復手順は、自己固定された前記ウエハを（静電チャックに適用される時）解放する「解放」電圧を探す。すなわち、前記修復手順は、前記静電チャックの表面上に蓄積された残留電荷を相殺し、無効にする補償直流電圧を決定する。これは、前記加工品存在信号(先に説明したように静電容量センササブシステムによって得られる)を監視する間に、同時に、異なる固定電圧を前記静電チャックに印加することによって成し遂げられる。異なる直流電圧が印加されると同時に、ある電圧又は電圧範囲は、蓄積された残留電荷にもかかわらず、前記加工品を前記静電チャックから解放する。(先に説明した方法で)前記加工品存在信号のある属性を監視し、検出することにより、前記静電容量センササブシステムは、前記加工品が非抑制になるときを検出し、非固定を結果として生じる対応直流電圧を記録することができる。これは、前記半導体加工品処理装置が適切な直流電圧を前記静電チャックに印加することによって、前記加工品を固定の解除（unclamping）を可能とする。前記加工品が非抑制であることが確認された後、前記処理作業は通常どおりに進むことができ、又は残留電荷を取り除き、必要に応じて次に進むために是正措置を開始することができる。
【００５２】
図１０は典型的な自己固定修復手順をグラフで示す。図１０は、自己固定修復手順の間のＣＶＤ装置の静電容量センササブシステムから得られる典型的な加工品存在信号６００のグラフである。また、図１０は、前記自己固定修復手順の間に前記静電チャックに印加される直流電圧を表している電圧走査の軌跡（plot）６０２(該軌跡はこの例ではＶ字形である)を含む。この例に関し、縦軸目盛りは前記静電チャックの２つの電極を横切って印加された直流電圧の電位を表す。記載及び図面の簡便化のために、加工品存在信号６００の縦軸目盛りはまったく表示されていない。
【００５３】
加工品存在信号６００の比較的平坦な領域６０４は、固定された状況を表わし、そこでは、残留する自己固定電荷は、(前記直流印加電圧と協同して)前記静電チャックに前記加工品を固定する。対照的に、加工品存在信号６００の両端の急激な降下は、非抑制の状態を示し、そこでは前記直流印加電圧は残留電荷を無効にする。この例に関しては、前記静電容量センササブシステムは、加工品存在信号６００に少なくとも１つの極小を検出するように適切に構成され、該極小の両側には２つの極大が配置される。図１０は、これらの２つの極小を表し、それらは２つのＭ形の領域６０６／６０８に存在している。極小点６１０は、第１の非抑制状態を示し、極小点６１２は第２の非抑制状態を示す。
【００５４】
動作中、極小点６１０／６１２の発生を検出するために加工品存在信号６００が監視される間、前記静電チャックに印加される前記直流電圧は変化する。実際には、同じ直流オフセット電圧が、加工品処理のために及び自己固定修復手順のために使われる。図１０の例は、約４０００ボルトの最大値からの約０ボルトの最小値への、そして最大値へ戻るように直流電圧を変える。他の実施例は、種々の方法で前記直流電圧値を走査することができる。時間t1又はその近傍で、約３０００ボルトの前記直流印加電圧は、極小点６１０に対応する第１の非抑制状態を結果として生じる。比較のために、自己固定が生じなかった基準状態下では、前記静電チャックに印加された直流電圧が０ボルト又はその近傍にある時に、非抑制の状態が得られる。同様に、時間t2又はその近傍で、約３０００ボルトの前記直流印加電圧は、極小点６１２と対応する第２の非抑制状態を結果として生じる。この冗長なチェックは、必要とされないが、適切な自己固定修復電圧が見つかることを保証するために、望ましい。
【００５５】
前記容量センササブシステムは、その時、非抑制の状況(この例では３０００ボルト)を結果として生じる１つの電圧又は２つの電圧を記録することができる。この電圧は、加工品を解除するために次に前記静電チャックに印加される。前記自己固定修復電圧の適用は、図８に関連して先に説明した方法で確認することができる非抑制状況を結果として生じるはずである。
【００５６】
ここで説明された本発明及び実施例は、静電チャックを利用しているいかなる半導体加工品処理反応装置にも実施することができる。そのような反応装置は、異なる堆積を実行するか、又はエッチング/除去工程、及びさまざまな形態を取ることができる。一般的に、前記装置は、１つ以上のウエハを収納し、ウエハ処理に適切な１つ以上の反応チャンバ(しばしば複数のステーションを含む)を含む。１つ以上のチャンバは、規定された１つ又は複数の位置(その位置内での例えば回転、振動又は他の運動の動作の有無にかかわらず)に前記ウエハを維持する。処理の間、各ウエハは静電チャック及び他のウエハ保持装置によって適所に保持される。適切な反応装置の例は、ＳＰＥＥＤ（商標）ＨＤＰ−ＣＶＤ装置、ＰＤＬ（商標）シリコン酸化反応装置及びＩＮＯＶＡ（商標）反応装置であり、これらのすべては、カリフォルニア州サンノゼに在住のＮｏｖｅｌｌｕｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ社から購入可能である。
【００５７】
前述の詳細な説明において少なくとも1つの典型的な実施例が提示されたが、当然のことながら、広大な数の変形が存在する。ここに記載された典型的な１つ又は複数の実施例は、いかなる点においても要求する本発明の範囲、適用性又は形態を制限することを意図していないことが理解できよう。むしろ、前述の詳細な説明は、当業者が説明された１つ又は複数の実施例を実施するための便利な道路地図を提供するであろう。特許請求の範囲によって規定された範囲から逸脱することなく構成要素の機能及び配置に、本願出願時における既知の等価及び予知し得る等価物を含み、種々の変更を施すことができることは理解されよう。
適用例１：静電チャック組立体であって、加工品を受けるように構成されたプラテンと、前記静電チャック組立体のための直流（ＤＣ）固定電圧を生成するように構成された固定電圧電源と、前記プラテンのための電極組立体であって前記加工品を前記プラテンに静電的に固着すべく前記直流固定電圧を受けるように構成された電極組立体と、該電極組立体に結合される静電容量センササブシステムであって前記電極組立体のための交流（ＡＣ）励起信号を生成しまた前記加工品と前記プラテンとの間の静電容量の変化によって影響を受ける前記交流励起信号の電気的特性を分析するように構成された静電容量センササブシステムとを含み、前記固定電圧電源は前記静電容量センササブシステムを含み、また、前記固定電圧電源は、さらに前記電極組立体のための直流オフセット電位を生成するように構成された調整可能な直流オフセット電圧源を含む、静電チャック組立体。
適用例２：前記静電容量センササブシステムは、前記ＡＣ励起信号を生成するように構成されたＡＣ電圧発生器を含む、適用例１に記載の静電チャック組立体。
適用例３：前記ＡＣ電圧発生器は、前記直流固定電圧上に前記ＡＣ励起信号を加えるように構成されている、適用例２に記載の静電チャック組立体。
適用例４：前記静電容量センササブシステムは、前記励起信号の加工品状態属性を検出するように構成された処理アーキテクチャを含む、適用例１に記載の静電チャック組立体。
適用例５：前記処理アーキテクチャは、さらに検出された前記加工品状態属性に応じてホストの加工品処理装置の動作を制御するように構成されている、適用例４に記載の静電チャック組立体。
適用例６：前記加工品状態属性は、前記加工品が前記プラテン上で適切に置かれているかどうかを示す、適用例４に記載の静電チャック組立体。
適用例７：前記加工品状態属性は、前記加工品が前記プラテンに適切に固定されているかどうかを示す、適用例４に記載の静電チャック組立体。
適用例８：前記静電チャック組立体は、さらに、前記プラテンの上方へ前記加工品を持ち上げるように構成された複数のリフトピンを含み、
前記加工品状態属性は前記加工品が前記複数のリフトピンに適切に載っているかどうかを示す、適用例４に記載の静電チャック組立体。
適用例９：前記加工品は半導体ウエハを含み、
前記静電チャック組立体は、堆積、エッチング又は除去装置の一つに組み込まれている、適用例１に記載の静電チャック組立体。
適用例１０：半導体加工品処理装置を制御する方法であって、前記半導体加工品処理装置は、加工品を処理し、処理の間に加工品を保持する静電チャックを備え、前記制御方法は、前記加工品に加工品処理を実行する前に、前記交流（ＡＣ）励起信号を前記静電チャックの電極に適用すること、前記加工品に加工品処理を実行する前に、前記静電チャックと前記加工品との間の静電容量の影響を受け、前記ＡＣ励起信号に応じて加工品存在信号を得ること、前記加工品処理を実行する前に、前記加工品存在信号の属性を識別すること、前記属性が前記静電チャック上の前記加工品の不適切な配置を示すとき、前記加工品処理を実行する前に、警告指示を生成すること、及びその後、前記加工品への加工品処理を実行する間、一定の直流固定電圧を前記静電チャックに印加することを含む、制御方法。
適用例１１：前記加工品存在信号の取得は測定時間に生じ、前記加工品存在信号の属性の識別は前記測定時間での前記加工品存在信号の測定電圧の識別を含み、前記方法は、さらに前記測定電圧を前記測定時間に関連するしきい電圧と比較することを含む、適用例１０に記載の方法。
適用例１２：加工品を受けるように構成された静電チャックであって固定電極組立体を含む静電チャックと、前記固定電極組立体に結合された固定電圧電源とを含む半導体加工品処理装置であって、前記固定電圧電源は、前記固定電極組立体のための直流（ＤＣ）固定電圧を生成するように構成された直流（ＤＣ）電圧発生器と、前記固定電極組立体のための直流（ＤＣ）オフセット電位を生成するように構成された調整可能なＤＣオフセット電圧源と、前記固定電極組立体のための交流（ＡＣ）励起信号を生成するように構成された交流（ＡＣ）電圧発生器と、前記固定電極組立体に結合され前記ＡＣ励起信号に応じて得られる加工品存在信号の属性を分析し、また前記属性に基づいて前記加工品への加工品処理を実行する前後に前記静電チャックに関する前記加工品の適切／不適切な位置決めを確認するように構成された処理アーキテクチャとを含み、前記半導体加工品処理装置が前記加工品への加工品処理を実行する間、前記固定電圧電源は一定の直流固定電圧を前記静電チャックに印加する、半導体加工品処理装置。
【符号の説明】
【００５８】
１００  ＣＶＤ装置（加工品処理装置）
１０２  処理チャンバ
１１０、３０８  加工品
１１２、２００、３０２  静電チャック
２０１  プラテン
２０２  リフトピン
２０３  上面
２０４  ウエハ
３００  静電チャック組立体
３０４  固定電圧電源
３０６  固定電極組立体
３０８  加工品（半導体ウエハ）
３１０  ドライバ／アーキテクチャ（静電容量センササブシステム）
３１２  直流電圧発生器
３１８、３２０  電極
３２６  直流オフセット電圧源
３２８  交流（ＡＣ）電圧発生器
６００  加工品存在信号
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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