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    • 专利摘要:
    〔課題〕抑制雜質導入層形成裝置的靜電卡盤的性能劣化。〔解決手段〕提供有一種靜電卡盤保護方法，包含：在真空環境中向露出之卡盤面(13)提供為了阻礙包含具有揮發性物質之異物附著之保護表面(23)；及為了執行在靜電吸附到卡盤面(13)之基板(W)上，形成包含在真空環境中具有揮發性之物質之表層之製程而解除保護表面(23)。保護表面(23)也可以在包圍卡盤面之真空環境中實施低真空排氣運轉時被提供。
    公开号:TW201306166A
    申请号:TW101121103
    申请日:2012-06-13
    公开日:2013-02-01
    发明作者:Masaru Tanaka；Masashi Kuriyama；Hiroki Murooka
    申请人:Sumitomo Heavy Industries；Sen Corp；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    雜質導入層形成裝置及靜電卡盤保護方法
    本發明係關於一種雜質導入層形成裝置及靜電卡盤保護方法。
    例如專利文獻1中，記載有將晶圓吸附到靜電卡盤上並用電子束進行曝光之電子束曝光裝置。當在收集為了補正電子束的曝光位置之資料之校正時，或為了維護曝光裝置之真空解除時，罩體吸附於靜電卡盤的吸附面。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]：日本特開2001-343755號公報
    半導體製造的步驟之一，在基板表面會形成雜質導入層之處理。該處理通常在真空環境中，在靜電卡盤(亦稱為ESC)上固定基板來進行。靜電卡盤的靜電吸附性能有可能因為異物附著到靜電卡盤表面而下降。由異物附著引起之吸附性能之下降，將使基板與卡盤的接觸面積(亦即基板與卡盤的傳熱面積)變小。傳熱面積的下降，則有可能阻礙雜質導入製程中之適當的基板溫度控制。當異物的附著更進一步進展時，基板也有可能無法吸附到靜電卡盤上。當吸附不良或無法吸附時，雜質導入處理則無法正常進行，而使得產生不良品之可能性將增高。
    有本發明之形態的例示目的之一係，提供抑制因異物附著引起之靜電卡盤的性能劣化之雜質導入層形成裝置及靜電卡盤保護方法。
    本發明之形態的雜質導入層形成裝置，具備有：真空處理室，為了執行在基板上形成包含磷或碳之雜質導入層之製程；及靜電卡盤，其容納於前述真空處理室且包含為了吸附基板之卡盤面，為了抑制包含磷或碳之異物從前述真空處理室的表面向前述卡盤面轉移，至少在製程休止期間的一部份期間遮蔽前述卡盤面。
    本發明的另一種形態係靜電卡盤保護方法。該方法包含：向露出之卡盤面提供為了阻礙包含磷或碳之異物附著之障壁；及為了執行在靜電吸附於前述卡盤面之基板上，形成包含磷或碳之雜質導入層之製程而解除前述障壁。
    本發明的另一種形態係真空處理裝置。該裝置具備有：真空處理室，為了執行在基板上形成包含在真空環境中，具有揮發性之物質之表層之製程；及靜電卡盤，容納於前述真空處理室且包含為了吸附基板之卡盤面，為了抑制包含前述物質之異物從前述真空處理室的表面向前述卡盤面轉移，至少在製程休止期間的一部份期間遮蔽前述卡盤面，並且在前述製程的執行中，解除前述卡盤面的遮蔽。
    根據本發明，可抑制靜電卡盤的性能劣化。
    圖1係關於本發明的一實施形態之離子注入裝置1的一部份之圖。離子注入裝置1係為了執行離子注入製程之裝置。離子注入製程係在基板W的表面形成所期望的雜質導入層之處理的一例。基板W例如為矽晶圓。
    在一實施例中，離子注入製程係將在真空環境中具有揮發性之雜質元素導入到基板上之製程。雜質例如為磷或碳。
    圖1所示之離子注入裝置1係為了在真空環境中處理基板W之真空處理裝置。此真空處理裝置具備有真空處理室(亦稱為腔室)10。離子注入製程包含：向真空處理室10之基板W的搬入步驟、向基板W之離子注入步驟、及基板W的搬出步驟。詳細內容如後所述，離子注入裝置1係在不執行離子注入製程時，為了保護靜電卡盤12而使其可能執行待避之ESC保護動作所構成。在圖1的左側表示基板搬入步驟，在圖1的中央表示離子注入步驟，而在圖1的右側表示ESC保護動作的一例。
    真空處理室10接受應導入到基板W之雜質的供給。離子注入製程時，雜質以離子束B的形式供給到真空處理室10。離子注入裝置1在真空處理室10的上游，具備有離子源、質量分析器、及粒子束傳輸系統。離子源係使元素離子化所構成。質量分析器係依據質量來挑選在離子源被離子化之離子中，應注入到基板W之離子。質量分析器的下游側設置有為了讓由規定之質量的離子所構成之離子束B通過，向粒子束傳輸系統之質量分析狹縫。粒子束傳輸系統係將離子束B傳輸、加速、整形、或是掃描且供給到真空處理室10所構成。
    入射到基板W之離子束B係沿著某一面掃描，並在該面內擴大。包含離子束B的路經之面例如為水平面。如在如圖1的中央處以虛線所示之那一部份，可設置包圍離子束B的通過範圍之離子束排放口11。離子束排放口11係設置由粒子束傳輸系統向真空處理室10突出。為了排放離子束排放口11之離子束B之開口部係，面對基板W接受離子束B的照射之位置。
    靜電卡盤12具備有卡盤主體12a與卡盤面13。卡盤面13係卡盤主體12a的表面，且為了接觸並吸附固定基板W之吸附面。卡盤主體12a包含內部電極。靜電卡盤12藉由對內部電極施加電壓來使發生為了吸附基板W之靜電力。
    靜電卡盤12可具備溫度控制系統。溫度控制系統可包含：流路，為了使調溫流體流動而形成於卡盤主體12a；及流體供給系統，係透過該流路供給調溫流體或使其循環。基板W係透過在卡盤面13中包含基板W的接觸區域之傳熱路徑來加熱或冷卻。溫度控制系統例如可作為向卡盤主體12a提供為了使基板W冷卻之冷媒之冷卻系統。
    為了保持基板W之基板夾具14容納於真空處理室10。圖1例示之離子注入裝置1係所謂的片葉式，基板夾具14係保持一片基板W所構成。基板夾具14具備有一個為了固定該基板W之靜電卡盤12。為了保持複數個基板W，基板夾具14可具備有複數個靜電卡盤12。
    基板夾具14係至少在離子注入製程的離子注入步驟中，使基板W保持豎立。也就是，以與離子束B交叉之方向保持基板W。也可與離子束B垂直地保持基板W。或者，如圖所示，為了進行所謂傾斜離子注入，也可從基板面與離子束B垂直之方向稍微(例如20度以內)傾斜地保持基板W。
    基板夾具14係可移動地支撐靜電卡盤12。基板夾具14具備有驅動機構，其中，對於離子束B至少向一方向移動靜電卡盤12。該驅動機構係提供所謂機械掃描。也就是說，驅動機構係讓基板與離子束B交叉之機械掃描方向來回移動。機械掃描方向例如為垂直於離子束B之方向。利用離子束B的掃描與機械掃描的組合(所謂混合掃描)，使得能夠遍及基板W的整個被照射區域來照射離子束B。另外，本發明的應用不限定於該種混合掃描，顯然也可適用於其他任意的離子束B與基板W之相對移動方式。
    基板夾具14具備有為了機械掃描之第1驅動部16和為了以機械掃描不同之自由度來移動靜電卡盤12之第2驅動部18。第1驅動部16係提供為了機械掃描之第1方向的移動，第2驅動部18係提供朝著與第1方向不同之第2方向之移動。第2方向例如為旋轉方向，其旋轉軸為與第1方向正交之軸。第2驅動部18係將靜電卡盤12向任意的旋轉角度定位所構成。另外，第2方向也可與第1方向交叉之(例如垂直的)直線方向。
    在圖示的例子中，第1驅動部16係搭載於基板夾具14的主體，第2驅動部18係搭載於第1驅動部16。因此，第2驅動部18係可藉由第1驅動部16向機械掃描方向移動。反之，第1驅動部16搭載於第2驅動部18，第1驅動部16可藉由第2驅動部18向第2方向移動。
    基板夾具14係具備有連結靜電卡盤12與第2驅動部18之卡盤支撐構件20。卡盤支撐構件20包含根據第2驅動部18來制定靜電卡盤12之旋轉半徑之臂部。因此，靜電卡盤12係根據該旋轉半徑與第2方向的旋轉角度來定位所規定之真空處理室10內的任意位置。
    為了防止異物附著到靜電卡盤12的卡盤面13之遮斷構件22容納於真空處理室10。遮斷構件22固定於真空處理室10的內部。遮斷構件22係具備有遮斷主體22a和保護表面23。保護表面23係遮斷主體22a的表面，且為了遮蔽靜電卡盤12的卡盤面13之表面。遮斷構件22例如為金屬之板狀構件。保護表面23具有與卡盤面13相同之形狀及尺寸，或者具有包含卡盤面13之面積。保護表面23可為1個平面，也可為包含段差、凹凸或開口之面(例如金網面)。
    遮斷構件22係為了向靜電卡盤12提供待避位置而設置。為此，遮斷構件22係根據第2驅動部18配置於靜電卡盤12之移動路徑上。遮斷構件22安裝在靜電卡盤12定位於待避位置時，遮斷構件22與靜電卡盤12為面對或接觸之位置。遮斷構件22的方向會被制定是為了使在待避位置中之靜電卡盤12的卡盤面13與保護表面23平行。
    並且，遮斷構件22在真空處理室10中位於離子束B的路徑外。也就是說，遮斷構件22位於真空處理室10的壁面與離子束B之間。遮斷構件22可設置於離子束排放口11與真空處理室10的壁面之間。為了避免製程中的污染，保護表面23可朝向與離子束B的路徑相比雜質密度相對較低之區域。保護表面23例如也可面向真空處理室10的壁面，且面向從離子束B遠離之方向。
    在其他一實施例中，可為了移動遮斷構件22之遮斷移動機構而設置於真空處理室10。遮斷構件22可為了向遮蔽靜電卡盤12之遮蔽位置和離子注入製程時的待機位置移動而構成。當遮斷構件22位於遮蔽位置時，遮斷構件22與位於待避位置之靜電卡盤12面對或接觸。遮斷構件22的待機位置可在真空處理室10的內部，也可在真空處理室10的外部。如此一來，能夠將在到達保護表面23的異物抑制在最小限度之位置，制定遮斷構件22的待機位置。
    真空處理室10中設置有為了向真空處理室10提供為了離子注入製程之所期望的真空環境之真空排氣系統24。真空排氣系統24例如具備有低溫泵等高真空泵與為了將粗抽至高真空泵的作動壓力為止之粗抽泵。真空排氣系統24也可具備為了將真空泵與真空處理室10連接或遮斷之閘閥。
    為了開始離子注入製程，要求在真空處理室10所期望的真空度。因此，為了準備開始下次製程，就算在不進行製程期間，真空排氣系統24所運作之真空處理室10的真空排氣也要繼續進行。在此期間，除了應該解除裝置維護等之真空以外，真空處理室10的真空密閉是要被保持。
    圖1所示之離子注入裝置1係具備有為了控制離子注入製程之控制裝置26。控制裝置26係控制離子注入裝置1的各構成要件。控制裝置26例如控制靜電卡盤12、基板夾具14、及真空排氣系統24的動作所構成。並且，控制裝置26係監視靜電卡盤12、基板夾具14、及真空排氣系統24的運轉狀況所構成。控制裝置26其構成不僅控制離子注入製程，而且還控制為了遮蔽靜電卡盤12之ESC保護動作。
    如圖1的左側所示，在離子注入製程中，首先將基板W搬入真空處理室10。基板W例如藉由基板搬送裝置(未圖示)從真空處理室10的外部搬入。此時，基板夾具14的靜電卡盤12係藉由在卡盤面13所成為水平之初始位置上之第1驅動部16及第2驅動部18來定位。第2驅動部18係在使卡盤面13設為水平之第1角度上配置靜電卡盤12。靜電卡盤12的吸附動作被停止。為了接受基板W而露出靜電卡盤12的卡盤面13。
    基板W直接載置到露出之卡盤面13上。靜電卡盤12開始被載置基板W之吸附動作。對靜電卡盤12的電極施加電壓，基板W藉由靜電吸附被固定到卡盤面13上。如此，完成了向真空處理室10之基板搬入步驟。在基板搬入步驟中，停止了離子束B的照射。或者，離子束B也可引導至為了測量粒子束之未圖示之檢測器並照射於該檢測器上。
    接著，執行圖1的中央所示之離子注入步驟。基板夾具14使固定於靜電卡盤12之基板W向照射位置移動。在照射位置之基板W，相對於離子束B的入射方向且保持豎立。基板W係在第1驅動部16的掃描移動方向保持平行。第2驅動部18在第1驅動部16的掃描移動方向平行地保持基板W之第2角度上配置靜電卡盤12。
    開始離子束B的照射。或者，離子束B從朝向為了測量粒子束之檢測器之照射，切換至朝向基板W之照射。進行離子束B與基板W的擺動。在圖示的例子中，離子束B在紙面上沿著垂直之方向掃描，而基板W向箭頭方向掃描(來回移動)。如此，離子束B照射於包含基板W之照射區域，其結果離子束B照射於基板W。
    從真空處理室10搬出之注入所需劑量的雜質之基板W。以與上述的搬入相反的動作進行基板W的搬出。結束離子束B的掃描及機械掃描，基板W及靜電卡盤12在最初位置停止。第2驅動部18從第2角度向第1角度旋轉靜電卡盤12。靜電卡盤12的吸附動作被停止，解除基板W的固定。藉由基板搬送裝置從靜電卡盤12取下基板W，搬出至真空處理室10的外部。靜電卡盤12的卡盤面13是露出的。
    離子束B與基板W在製程中相對移動，離子束B的照射區域還擴大到基板外。離子束B中的雜質大部份注入於基板W，但其一部份未到達基板W而堆積在周邊形成雜質膜。該種雜質例如附著於真空處理室10的內壁或容納於真空處理室10之構成要件的表面，污染了該等表面。
    因為在製程中靜電卡盤12的卡盤面13被基板W所覆蓋，所以不會被污染。但是，在製程休止期間基板W被取下而露出卡盤面13。到達卡盤面13之微粒子作為異物有可能附著於卡盤面13。
    本發明人觀察到，當利用磷作為雜質時，油狀物質(薄膜)廣泛分佈並附著於靜電卡盤12的卡盤面13上。製程休止期間繼續至某種程度(例如數天)時，該種異物附著尤為顯著。由於真空處理室10密閉地被保持著，因此該異物並非從外部侵入。油狀薄膜雖然只不過是賦予卡盤面13若干光澤感這樣的程度，但給靜電卡盤12的性能帶來較大影響是可被証實。
    其影響係：第1、基板W與卡盤面13的接觸面積變小，基板W與卡盤面13之間的傳熱量下降。因此，透過靜電卡盤12的冷卻系統之基板冷卻效果將變小。其結果，在製程中基板溫度也比一般上昇，塗佈於基板W之圖案化用之抗蝕劑恐怕有硬化之顧慮。抗蝕劑變的難以剝離，而恐怕有生產出不良產品之顧慮。第2、由於形成油狀薄膜，基板W與卡盤面13的間隔變大，使得基板W的靜電吸附無法進行。
    依本發明人的研究，該種現象起因於磷具有比硼更高之蒸氣壓之物質。依某實驗資料或計算值，磷在常溫附近(約300K)具有10Pa量級之較高蒸氣壓。因此，從藉由製程產生之真空處理室10的磷附著物中旺盛地排放磷蒸氣。現有的真空排氣系統24不一定是為了要完全排出大量再蒸發之磷而被設計。
    藉此，磷附著物被看作是二次污染排放源。同樣的，在真空中的蒸氣壓高於硼之物質(例如蒸氣壓成為1×10-2Pa之溫度為1000K以下之物質)也被看作是二次污染排放源。該種物質例如包含As、Bi、Cd、Cs、Ga、In、K、Li、Na、Pb、Rd、Se、Te、Zn、Tl。可以說該種物質在真空環境中具有揮發性。並且可設想，在利用碳之製程中，也產生卡盤面13的二次污染。雖然碳與硼的蒸氣壓為同程度，但碳在真空中具有昇華性。所以可以說在真空中具有昇華性之物質也在真空環境中具有揮發性。
    最近為了節能，有時在製程休止期間停止真空排氣系統24或使真空排氣系統24的排氣能力比製程中低的狀況也有。此時，真空處理室10保持為真空狀態。二次污染源在該種低真空排氣運行時(包括真空排氣停止時)劣化真空。真空處理室10中有可能充滿從二次污染源再蒸發之污染物質。由於氣化之污染物質，露出之卡盤面13的污染將惡化。
    二次污染在製程之間的間隔也令人擔憂。通常連續處理複數片基板時的本次製程與下次製程之間的間隔為極短時間。藉此，可以認為在一次間隔中的污染量充分小。但是，隨著處理複數片基板，有可能累積在卡盤面13上的污染。
    為了完全解除由污染引起之卡盤性能的劣化，不止要除去附著於卡盤面13之油狀薄膜，除去附著於真空處理室10內部各處之二次污染源也是必要的。為此，需要停止真空處理裝置清掃真空處理室10。真空處理裝置的稼働率將會下降。
    另外，在典型雜質之硼的製程中，不會產生該種污染問題。這是因為硼的蒸氣壓極低。例如在約1500K高溫下的硼的蒸氣壓為1×10-6Pa左右。常溫下的硼的蒸氣壓實質上可看作是零。因此，即使硼附著於真空處理室10，因為再蒸發引起之影響也極其輕微或不存在。也就是說，事實上硼附著物不可能是污染排放源。
    在本發明的一實施形態中，進行ESC保護運轉。為了抑制包含從真空處理室10的表面向卡盤面13之高蒸氣壓物質(例如磷或碳)之異物轉移而遮蔽卡盤面13。在圖1的右側示出ESC保護運轉之一例之卡盤待機狀態。
    控制裝置26係至少在製程休止期間的一部份期間執行ESC保護運轉。控制裝置26可在製程休止期間的任意時刻開始ESC保護運轉。同樣的，控制裝置26也可在製程休止期間的任意時刻結束ESC保護運轉。
    製程休止期間係包含低真空排氣運轉的實施期間。低真空排氣運轉係包含：在停止真空排氣系統24之狀態下，繼續雜質導入層形成裝置之運轉；及真空排氣系統24的排氣能力比製程中降低之狀態下繼續運轉裝置。此時，真空處理室10可藉由保持密閉來保持為真空。在低真空排氣運轉中真空環境的污染物質濃度將增高。藉由在低真空排氣運行中執行ESC保護動作，能夠有效地保護卡盤面13。
    並且，製程休止期間可包括閒置時間。閒置時間為雜質導入層形成裝置的閒置時間。在閒置時間中例如以能夠立即恢復到製程中的狀態暫時停止製程。閒置時間例如包含為了交換基板之製程間之間隔。
    製程休止期間也可包括時效時間。時效是為了雜質導入層形成裝置的(例如粒子束狀態的)穩定化之譬如說是空燒運轉或試運轉(pre-conditioning iterim operation)。在未將基板W搬入真空處理室10之狀態下，運行了例如數小時至1天左右。時效係在安裝雜質導入層形成裝置時或維護結束後進行。
    製程休止期間還可包含雜質導入層形成裝置的運轉被停止之期間。在運行停止期間可解除真空處理室10的真空。在該種運轉停止中，可執行包含真空處理室10的清掃裝置之維護。
    ESC保護運轉包含卡盤面13的遮蔽動作與向製程之恢復動作。遮蔽動作包含對露出之卡盤面13提供為了阻礙包含磷或碳之異物附著之障壁。提供障壁這一動作可包含在已解除靜電卡盤12的靜電吸附之狀態下，使為了靜電卡盤12之保護構件與靜電卡盤12靠近或接觸。保護構件例如為遮斷構件22或仿真基板。恢復動作包含為了開始製程而解除障壁。為了執行靜電吸附於卡盤面13之基板W上所形成包含磷或碳之雜質導入層之製程而進行恢復動作。
    並且，依本發明的一實施例，提供為了保護在真空處理室10中使用之靜電卡盤12之方法。該方法可具備有：為了運轉在基板W上將包含磷或碳之雜質導入於靜電吸附在卡盤面13之製程而向真空處理室10供給雜質之步驟；及在至少製程運轉的休止期間的一部份期間，對卡盤面13提供為了在真空處理室10中阻礙包含磷或碳之附著物向卡盤面13轉移之障壁之步驟。
    如圖1所示，ESC保護運轉例如在離子注入製程後進行。控制裝置26接著基板搬出步驟執行ESC保護運轉。控制裝置26為了使靜電卡盤12移動至待避位置而控制基板夾具14。具體而言，基板夾具14的第1驅動部16向第1方向的設定位置移動第2驅動部18及靜電卡盤12。第2驅動部18向與上述的第1角度及第2角度不同之第3角度旋轉靜電卡盤12。如此，定位於待避位置之靜電卡盤12的卡盤面13與遮斷構件22的保護表面23平行相對。卡盤面13被保護表面23所覆蓋。如此，對卡盤面13提供為了阻礙異物附著之障壁。
    卡盤面13與保護表面23相靠近，卡盤面13與保護表面23的間隔例如為1cm以內，5mm以內為較佳。藉由隔開卡盤面13與保護表面23來降低兩者的干涉或衝突的可能性。並且，能夠防止由於兩者接觸而從保護表面23本身附著到卡盤面13之粒子。
    控制裝置26在結束ESC保護運轉時，使靜電卡盤12從待避位置移動而控制基板夾具14。靜電卡盤12例如移動至為了接受接著被處理之基板W之位置。此時，第2驅動部18將靜電卡盤12從第3角度旋轉至第1角度。如此，使提供於卡盤面13之障壁解除。而使得上述的離子注入製程能夠再次執行。
    ESC保護運轉中可以使卡盤面13與保護表面23接觸。藉由使卡盤面13密接於保護表面23，能夠更可靠地阻礙磷等氣化之污染物質到達卡盤面13。能夠更確實地保護卡盤面13。
    在卡盤面13的遮蔽中，最好停止靜電卡盤12。也就是說，遮斷構件22只不過是與靜電卡盤12接觸或具有間隙而被配置，靜電卡盤12並不固定遮斷構件22。ESC保護運轉有時到達某種程度(例如數天)的長時間進行。通常向靜電卡盤12施加電壓之時間的長期化，有可能導致由於分極附著引起之釋放(dechuck)性能下降。能夠藉由不運作靜電卡盤12來防止釋放(dechuck)性能下降。
    在一實施例中，靜電卡盤12可具備設置於卡盤面13的外側之卡合部。該卡合部比卡盤面13從卡盤主體12a更加突出。藉由卡合部隣接於保護表面23來保證在卡盤面13與保護表面23之間保持所規定的間隔。卡合部可包含包圍卡盤面13之周壁部。可藉由周壁部隣接於保護表面23，可在卡盤面13與保護表面23之間形成閉鎖空間。即使如此，也能夠更確實地阻礙氣化之污染物質到達卡盤面13。
    遮斷構件22配置於靜電卡盤12的移動路徑上，使靜電卡盤12的移動機構能夠共用在卡盤面13的遮蔽動作中這一方面是有利的。能夠邊保持真空處理室10的密閉性(無需真空解除)，邊以簡單操作來保護靜電卡盤12。
    在上述的實施例中，在基於第2驅動部18之靜電卡盤12的活動範圍之末端設定待避位置。以此來代替，也可在第1驅動部16的活動範圍之末端設定靜電卡盤12的待避位置。待避位置例如設定在超出為了機械掃描之靜電卡盤12的移動範圍之位置上。與上述的實施例相同地，遮斷構件22設置於與靜電卡盤12相對位置上。
    圖2係表示ESC保護運轉的另一實施例。以仿真基板DW作為保護構件此點，來代替設置於真空處理室10之遮斷構件22，圖2所示實施例與圖1所示實施例並不同。仿真基板DW可以是不使用於製程之晶圓，也可以是為了保護卡盤面13之專用構件。控制裝置26藉由仿真基板DW控制覆蓋卡盤面13之ESC保護運轉。控制裝置26控制仿真基板DW搬入及搬出真空處理室10。
    仿真基板DW與一般的基板W有相同地操作。仿真基板DW藉由基板搬送裝置搬入至真空處理室10。靜電卡盤12被定位使卡盤面13呈水平。為了接受仿真基板DW而露出卡盤面13。靜電卡盤12的吸附動作被停止。仿真基板DW載置於卡盤面13上。靜電卡盤12使卡盤面13保持在水平之位置。如此一來，對卡盤面13提供為了阻礙異物附著之障壁。
    為了防止釋放(dechuck)性能下降，載置仿真基板DW後也最好停止靜電卡盤12的吸附動作。或者，為了使仿真基板DW在卡盤面13中之位置穩定，靜電卡盤12也可以利用比一般製程中的靜電吸附力還弱之吸附力來固定仿真基板DW。
    在結束ESC保護運轉時，藉由基板搬送裝置來從卡盤面13回收仿真基板DW。當仿真基板DW吸附於靜電卡盤12時，在搬出前靜電吸附將被解除。如此，解除提供於卡盤面13之障壁。使能夠重新開始離子注入製程。另外，仿真基板DW的收納場所可設置於真空處理室10的內部。
    如上述，基於仿真基板DW之ESC保護，係適合能夠將靜電卡盤12的卡盤面13水平保持之結構。另一方面，基於設置於真空處理室10之遮斷構件22之ESC保護，係適合將靜電卡盤12的卡盤面13相對於水平面傾斜保持之結構。
    圖3及圖4係模式的表示關於本發明的一實施形態之電漿處理裝置2的一部份之圖。與圖1所示之離子注入裝置1同樣地，圖3及圖4例示之電漿處理裝置2具備有容納靜電卡盤12之真空處理室10。靜電卡盤12固定於基板夾具(未圖示)上。
    電漿處理裝置2係為了執行電漿摻雜之裝置。電漿摻雜係形成所期望的雜質導入層於基板W的表面之處理的一例。雜質例如為磷或碳。電漿處理裝置2具備有：氣體供給部，係為了利用被控制之原料氣體流量來供給；及電漿源，係為了產生被供給氣體的電漿。真空處理室10中設置有包含例如渦流分子泵之真空排氣系統24。
    真空處理室10具備有ESC保護機構30。ESC保護機構30係為了讓操作者手動操作而構成。圖3中所示係ESC保護機構30處於製程中的待機位置之狀態，圖4中所示係ESC保護機構30處於靜電卡盤12的遮蔽位置之狀態。圖3係從上(從卡盤面13側)觀察靜電卡盤12的卡盤面13之俯視圖，圖4為其側視圖。
    ESC保護機構30具備有保護罩32。保護罩32具備有保護表面23。保護表面23係構成能夠向製程中的待機位置與覆蓋卡盤面13之遮蔽位置移動。真空處理室10可具備有為了從外部觀察靜電卡盤12及保護罩32之窗部。
    ESC保護機構30具備有：操作部34，其作為為了使操作者在真空處理室10的外部操作之握柄；及導入棒36，其作為將操作部34連結於保護罩32之構件。導入棒36的一端有操作部34被固定，另一端透過鉸鏈38能夠轉動地安裝保護罩32。導入棒36係間隙插入到在真空處理室10的壁面形成之導入開口40。
    ESC保護機構30具備有為了密閉地密封導入開口40之伸縮囊42及真空密封件44。伸縮囊42的一端係安裝在操作部34，從真空處理室10向外部突出之導入棒36部份容納於伸縮囊42中。伸縮囊42的另一端係透過真空密封件44，劃定導入開口40安裝在真空處理室10的壁部份。伸縮囊42能夠沿著導入棒36之方向伸縮，且在該方向垂直之方向也可稍微變形。
    為了抑制在製程中異物附著於保護罩32，ESC保護機構30可具備有罩殼46。罩殼46具有容納在待機位置之保護罩32之大小。罩殼46上形成為了存入取出保護罩32之罩出入口48。罩出入口48在靠近靜電卡盤12之罩殼46的部位處形成。
    在本實施例中也執行ESC保護動作。為了抑制包含磷或碳之異物從真空處理室10的表面向卡盤面13轉移，在製程休止期間罩上卡盤面13。操作者能夠在製程休止期間之任意時刻開始並結束ESC保護動作。例如在停止真空排氣系統24之狀態下持續電漿處理裝置2的運轉時，或者是，在讓真空排氣系統24的排氣能力比製程中都低之狀態下，持續運轉裝置時，操作者執行ESC保護動作。此時，真空處理室10藉由保持密閉來保持為真空。
    在已進行電漿摻雜處理之基板從電漿處理裝置2搬出後，卡盤面13的遮蔽動作將被執行。操作者藉由操作操作部34，一邊使伸縮囊42變形，一邊使處於待機位置之保護罩32移動至卡盤面13的遮蔽位置。操作者為了用保護罩32蓋住卡盤面13，而使保護罩32的保護表面23與卡盤面13接觸。。藉由連結保護罩32與操作部34之鉸鏈38旋轉，能夠使保護表面23完全接觸到卡盤面13。從上方的電漿空間50遮蔽卡盤面13。如此一來，對卡盤面13提供為了阻礙異物附著之障壁。
    並且，操作者以與遮蔽動作相反之操作來使保護罩32從卡盤面13恢復至待機位置。如此一來，解除提供向卡盤面13之障壁。而使得電漿摻雜的製程能夠再次執行。
    另外，ESC保護機構30可具備有操作部34或為了移動保護罩32之移動裝置來代替手動方式。並且，與圖2所示之實施例同樣地，在電漿處理裝置2中也可使用仿真基板來保護卡盤面13。
    圖5係為了說明關於本發明的一實施形態之ESC保護效果之圖。圖5表示靜電卡盤12上產生一次吸附不良後到再次發生吸附不良為止的晶圓處理片數。在電漿處理裝置2中，已產生吸附不良之靜電卡盤12適用ESC清洗的基礎上，執行使用仿真基板之ESC保護。ESC清洗係清掃靜電卡盤12的表面之處理。為了計量晶圓片數之運轉條件，平日是將製程休止時間設為一天10小時以上，週末則是將兩天設為製程休止時間。在製程休止時間，以仿真基板進行ESC保護。
    圖5中，作為比較例，表示在產生一次吸附不良後分別適用如下4種措施方法之情況。也就是說，進行腔室10的維護之情況(比較例1)、只進行ESC清洗之情況(比較例2)、進行調整之情況(比較例3)、進行電漿再填充之情況(比較例4)4種。
    比較例1的維護係，包含在大氣開放腔室10後清洗整體(包括靜電卡盤12)之大規模處理。比較例2係，不進行該種腔室維護而只清掃靜電卡盤12之情況。比較例3的調整係，以雜質(磷)對真空處理室10的整個內部進行塗層之處理。比較例4的電漿再填充係，將靜電卡盤12的表面暴晒於(例如氦的)電漿之處理，有作為輕微地清洗ESC表面之效果與去除表面電荷之效果。
    如圖所示，在實施各措施方法後在靜電卡盤12上，到再次發生吸附不良為止的晶圓處理片數，在比較例1中為約700片，在比較例2中為數片乃至數十片，在比較例3中剛進行措施後立即發生不良，在比較例4中為數十片乃至約500片。
    因為從完成維護後向腔室內壁的附著雜質量為沒有之狀態，重新開始電漿摻雜處理，因此比較例1中處理片數較多是理所當然的。比較例2中沒有效果是因為，如上述，在附著於ESC以外的腔室表面之雜質再蒸發並附著於靜電卡盤12上。只清掃靜電卡盤12也沒有太大意義。比較例3係敢於對腔室內壁表面做雜質模之處理，沒有效果。比較例4也沒有那麼大的效果。在比較例4中片數的偏差較大，可以看做是ESC表面的清洗效果與從腔室壁的排放量互爭的結果。
    對於該比較例，依關於本發明的一實施形態之ESC保護方法，不會再次產生吸附不良，就能夠處理1665片晶圓。在該時刻結束片數計量，但因沒有產生吸附不良，因此能夠接著處理更多片晶圓。依本發明的一實施形態，可以得到能夠以利用保護構件來遮蔽靜電卡盤這個簡單來操作實現超出大規模腔室維護之處理片數之顯著效果。關於本發明的一實施形態之ESC保護對提高真空處理裝置的稼働率有較大的貢獻。
    以上，基於實施例對本發明進行說明。本發明不限於上述實施形態，能夠進行各種設計變更，能夠實現各種變形例，並且該種變形例也屬於本發明的範圍，這對同業人員來講是可以理解的。
    關於本發明的一實施形態之靜電卡盤保護機構或靜電卡盤保護方法，能夠適用於具備有為了執行在基板上形成包含在真空環境中具有揮發性物質之表層(例如包含磷或碳之層)之製程的真空處理室之真空處理裝置。該真空處理裝置的一例係，上述的離子注入裝置1及電漿處理裝置2。作為真空處理裝置的其他例子，可舉出為了在基板上進行CVD(化學蒸鍍)或PVD(物理蒸鍍)等成膜處理之成膜裝置。
    關於一實施形態之靜電卡盤保護方法可包含對露出之卡盤面提供為了阻礙包含在真空環境中具有揮發性之物質之異物附著之障壁。該方法可包含為了執行在靜電吸附於卡盤面之基板上，形成包含在真空環境中具有揮發性之物質之表層之製程，而解除被提供之障壁。
    1‧‧‧離子注入裝置
    2‧‧‧電漿處理裝置
    10‧‧‧真空處理室
    12‧‧‧靜電卡盤
    13‧‧‧卡盤面
    14‧‧‧基板夾具
    16‧‧‧第1驅動部
    18‧‧‧第2驅動部
    22‧‧‧遮斷構件
    23‧‧‧保護表面
    24‧‧‧真空排氣系統
    26‧‧‧控制裝置
    30‧‧‧ESC保護機構
    32‧‧‧保護罩
    50‧‧‧電漿空間
    B‧‧‧離子束
    DW‧‧‧仿真基板
    W‧‧‧基板
    圖1係模式地表示關於本發明的一實施形態之離子注入裝置的一部份之圖。
    圖2係模式地表示關於本發明的一實施形態之離子注入裝置的一部份之圖。
    圖3係模式地表示關於本發明的一實施形態之電漿處理裝置的一部份之圖。
    圖4係模式地表示關於本發明的一實施形態之電漿處理裝置的一部份之圖。
    圖5係為了說明關於本發明的一實施形態之ESC保護效果之圖。
    1‧‧‧離子注入裝置
    10‧‧‧真空處理室
    12‧‧‧靜電卡盤
    13‧‧‧卡盤面
    12a‧‧‧卡盤主體
    14‧‧‧基板夾具
    22‧‧‧遮斷構件
    23‧‧‧保護表面
    22a‧‧‧遮斷主體
    W‧‧‧基板
    20‧‧‧卡盤支撐構件
    16‧‧‧第1驅動部
    18‧‧‧第2驅動部
    24‧‧‧真空排氣系統
    26‧‧‧控制裝置
    B‧‧‧離子束
    11‧‧‧離子束排放口
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] 一種雜質導入層形成裝置，具備有：真空處理室，用以執行在基板上形成包含磷或碳之雜質導入層之製程；以及靜電卡盤，其容納於前述真空處理室，且包含為了吸附基板之卡盤面；為了抑制包含磷或碳之異物從前述真空處理室的表面向前述卡盤面轉移，至少在製程休止期間的一部份期間遮蔽前述卡盤面。
    [2] 如請求項1之雜質導入層形成裝置，其中，更具備有：為了對前述真空處理室進行排氣之真空排氣系統；至少在前述製程休止期間的一部份期間中，使前述真空處理室可以保持為真空且包含前述真空排氣系統停止之期間。
    [3] 如請求項1或2之雜質導入層形成裝置，其中，前述靜電卡盤在前述卡盤面遮蔽中，停止了吸附動作。
    [4] 如請求項1至3中任一項之雜質導入層形成裝置，其中，前述真空處理室具備有：為了遮蔽前述卡盤面之保護表面。
    [5] 如請求項4之雜質導入層形成裝置，其中，更具備有：基板夾具，為了在前述製程中保持豎立基板，其支撐前述靜電卡盤，前述基板夾具係為了使前述卡盤面靠近或接觸於前述保護表面，使其可移動來支撐前述靜電卡盤。
    [6] 如請求項4或5之雜質導入層形成裝置，其中，前述保護表面可以向前述製程中的待機位置與遮蔽前述卡盤面之遮蔽位置移動。
    [7] 如請求項1至6中任一項之雜質導入層形成裝置，其中，更具備有：控制部，其控制藉由保護構件遮蔽前述卡盤面之保護動作。
    [8] 一種靜電卡盤保護方法，其包含：向露出之卡盤面提供為了阻礙包含磷或碳之異物附著之障壁的方法；及為了執行在靜電吸附於前述卡盤面之基板上形成包含磷或碳之雜質導入層之製程而解除前述障壁的方法。
    [9] 如請求項8之靜電卡盤保護方法，其中，在包圍前述卡盤面之真空環境中實施低真空排氣運作時提供前述障壁。
    [10] 一種真空處理裝置，具備有：真空處理室，用以執行在基板上形成包含在真空環境中具有揮發性之物質之表層之製程，以及靜電卡盤，其容納於前述真空處理室，且包含為了吸附基板之卡盤面；為了抑制包含前述物質之異物從前述真空處理室的表面向前述卡盤面轉移，至少在製程休止期間的一部份期間遮蔽前述卡盤面，並且在前述製程的執行中解除前述卡盤面的遮蔽。
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    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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