本發(fā)明是有關(guān)于清潔靜電吸盤的方法，特別是有關(guān)于將離子束傳輸至靜電吸盤用以固持工件的工作表面來將沉積物自工作表面去除的方法。

背景技術(shù)：

離子布植是將攙雜物(dopants)傳輸至材料中借以改變材料的性質(zhì)，像是借由攙入三價元素離子及/或五價元素離子來提高非導體材料的導電率。近年來，離子布植普遍被應(yīng)用在諸如集成電路、內(nèi)存、發(fā)光二極管、太陽能電池與平面顯示器等等的制造過程。

當以離子束對工件(workpiece)進行離子布植時，若離子束的橫截面面積小于工件表面面積(或說工作表面待處理區(qū)域的面積)，離子束與工件必須在與離子束行進方向相交(不限于相互垂直)的平面進行相對運動，借以確保整個工件(或說至少整個工件表面整個待處理區(qū)域)可以被離子束適當?shù)夭贾病ｋS著工件尺寸的增加，像是晶圓直徑由8吋進展到12吋，由于大橫截面面積的離子束不易提供也不容易保持均勻的橫截面離子束電流，離子束與工件的相對運動更為重要。一般來說，靜電吸盤(electrostaticchuck，esc)普遍被應(yīng)用來固持工件，借由至少移動靜電吸盤與移動離子束的某一者，可以讓工件與離子束相對運動。

基本上，靜電吸盤的一側(cè)為用以固持工件的工作表面(worksurface)，而靜電吸盤的另一側(cè)為連接到基座(pedestal)及/或制造過程反應(yīng)室腔壁的背面。在工作表面有數(shù)個電極鑲嵌在電介質(zhì)層中，當這些電極被施加電壓時便會在電介質(zhì)層表面產(chǎn)生電場，進而在電介質(zhì)層表面與工件表面產(chǎn)生極性相反的多數(shù)電荷，從而將工件固持在靜電吸盤工作表面。因此，靜電吸盤的工作表面上有沒有會影響工作表面與工件之間相互作用的污染，是一個關(guān)鍵因素。

雖然在某個工件正在被離子束所布值的過程，工作表面會被工件所覆蓋而不會有任何污染形成在工作表面上(除非是工件本身已經(jīng)被污染了)。但是，在將某個工件自靜電吸盤移開之后到讓靜電吸盤固持另一個工件之前的空檔，甚至在將待處理工件移入制造過程反應(yīng)室及/或?qū)⒁烟幚砉ぜ瞥鲋圃爝^程反應(yīng)室的過程中，靜電吸盤的工作表面是裸露的。此時，靜電吸盤往往會被污染而出現(xiàn)沉積物于工作表面上。而沉積物的存在，往往會影響到工作表面與工件之間的固持力量，也往往會使得工作表面的電荷無法正常地釋放。常見的污染來源至少包括但不限于下列幾項:工件上因為制造過程需要所殘留的光阻劑、離子束與工件上光阻劑相互作用所產(chǎn)生漂浮于制造過程反應(yīng)室內(nèi)的顆粒、離子束傳輸過程中部份離子相互碰撞所產(chǎn)生漂浮于制造過程反應(yīng)室內(nèi)的顆粒、以及離子布植程序中沉積于制造過程反應(yīng)室腔壁的沉積物。

現(xiàn)有習知技術(shù)的清潔靜電吸盤的方法，可以摘要如圖1與下列描述。首先，如步驟101所示，提供靜電吸盤，靜電吸盤的工作表面上并沒有固持任何工件。其次，如步驟103所示，將靜電吸盤自制造過程反應(yīng)室拆除并移出制造過程反應(yīng)室。然后，如步驟105所示，清潔靜電吸盤，至少清潔靜電吸盤的工作表面。在此，大多是使用化學藥劑來清潔工作表面，并可以一并清潔靜電吸盤的背面。接著，如步驟107所示，將靜電吸盤移入制造過程反應(yīng)室并安裝。再來，如步驟109所示，校正靜電吸盤是否正確地安裝。最后，如步驟111所示，確認靜電吸盤的清潔結(jié)果。常見的確認清潔結(jié)果作法是提供工件讓靜電吸盤固持于其工作表面，并測量工件與靜電吸盤之間的固定力量是否正常。當然，也可以使用其它的方法來確認是否已適當?shù)厍鍧?，像是一并移動靜電吸盤與工件二者以測量工件是否被適當?shù)毓坛郑袷潜葘η鍧嵡昂箪o電吸盤工作表面的顏色變化，像是比對清潔后靜電吸盤工作表面與新的靜電吸盤的工作表面顏色的差異。

顯然地，現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤的方法有幾個無法回避的缺點。首先，靜電吸盤的拆除與安裝都需要時間，并且需要校正是否正確地安裝。其次，拆除、移動與安裝靜電吸盤的過程都可能損傷到靜電吸盤。再者，將靜電吸盤移出制造過程反應(yīng)室的過程需要破真空而可能引起額外的污染，而將靜電吸盤移入制造過程反應(yīng)室的過程需要再次抽真空而耗費時間。最后，安裝靜電吸盤于離子布植機的制造過程反應(yīng)室后，還需要就整個離子布植機再進行驗機，往往需要使用數(shù)片工件進行離子布植以進行測試，既消耗時間又增加成本。

因此，需要發(fā)展新的方法，借以較現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法更有效率與更低成本地清潔靜電吸盤。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是有關(guān)于一種清潔靜電吸盤的方法。在靜電吸盤未固持任何工件時，傳輸離子束至靜電吸盤工作表面借以清潔工作表面。當工作表面上有沉積物時，離子束與沉積物之間的相互作便可以將沉積物自靜電吸盤工作表面移除，不論相互作用是物理性轟擊或是化學性結(jié)合或是二者兼俱。

進一步地，離子束的電流量、能量與離子種類皆可以視沉積物的結(jié)構(gòu)、厚度與材料等而定。沉積物的結(jié)構(gòu)、厚度與材料等等訊息的來源，可以是在傳輸離子束之前事先測量靜電吸盤工作表面的沉積物，或者是通過離子布植機運作經(jīng)驗所得到的沉積物訊息。

進一步地，可以使用低能量離子束來避免對靜電吸盤工作表面造成損傷。此外，可以使用不是三價的離子也不是五價的離子來形成離子束，借以一方面移除沉積物又一方面減少對靜電吸盤工作表面的電介質(zhì)層導電性的影響。

顯然地，由于本發(fā)明不用打開制造過程反應(yīng)室將靜電吸盤移出進行清潔然后再將靜電吸盤安裝至制造過程反應(yīng)室內(nèi)部，不只可以節(jié)省停機拆除以及裝回校正的時間，也不用再重新驗機確認整個離子布植機的狀況，也可以從頭到尾保持制造過程反應(yīng)室在高真空度而不用先破真空再抽真空。因此，較現(xiàn)有習知的清潔靜電吸盤的方法，本發(fā)明明顯地可以簡化維護程序、降低清潔成本以及節(jié)省校正與驗機的時間。

除此之外，本發(fā)明并不限定離子束是如何產(chǎn)生以及如何被傳輸至位于制造過程反應(yīng)室的靜電吸盤。舉例來說，離子束可以是產(chǎn)生于離子源反應(yīng)室(ionsourcechamber)，并陸續(xù)經(jīng)由質(zhì)量分析儀(massanalyzer)、加減速電極(acceleration/decelerationelectrodes)、磁鐵(magnets)等等調(diào)整后被傳輸至靜電吸盤。舉例來說，離子束可以是產(chǎn)生于等離子體反應(yīng)室(plasmachamber)，并通過電極等被從等離子體反應(yīng)室引出并傳輸往靜電吸盤。

附圖說明

圖1繪示了現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法的流程圖。

圖2a至圖2d為本發(fā)明所提出的清潔靜電吸盤方法的幾個較佳實施例的流程圖。

【主要元件符號說明】

步驟：101、103、105、107、109、111

步驟：200、202、204、206、208、209

具體實施方式

本發(fā)明的詳細描述將借由以下的實施例討論，這些實施例并非用于限制本發(fā)明的范圍，而且可適用于其他應(yīng)用中。圖示揭露了一些細節(jié)，必須理解的是揭露的細節(jié)可不同于已透露者，除非是明確限制特征的情形。

本發(fā)明的出發(fā)點是在不需要將靜電吸盤移出與移入制造過程反應(yīng)室的狀況下便清潔靜電吸盤，借以回避掉現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法所無法回避的幾個缺點。特別是，由于只有出現(xiàn)在靜電吸盤用以固持工件的工作表面的污染(像是沉積物)才會影響到靜電吸盤與工件二者之間的固持力量，可以只清潔工作表面。

本發(fā)明的基本概念是使用離子束來清潔靜電吸盤的工作表面。一般的離子布植是將離子束傳輸至被靜電吸盤所固持的工件，借以對工件進行離子布植。相對地，本發(fā)明是在靜電吸盤并未固持工件的時候，將離子束傳輸至靜電吸盤用以固持工件的工作表面。因此，本發(fā)明可以直接使用任何已知的(well-known)、發(fā)展中的(on-developing)或未來會出現(xiàn)的(to-be-developed)離子布植機，而不需要修改任何硬件或新增任何元件。因此，本發(fā)明以離子束處理靜電吸盤工作表面的過程大抵類似一般離子布植以離子束處理被固持于靜電吸盤的工件的過程，而只需要針對靜電吸盤工作表面以及位于工作表面的沉積物(亦即污染)二者來調(diào)整離子束與離子布植參數(shù)。

本發(fā)明所提出的清潔靜電吸盤方法的一個較佳實施例，如圖2a所示。首先，如步驟202所示，提供靜電吸盤，靜電吸盤的工作表面上并沒有固持任何工件。其次，如步驟204所示，傳輸離子束至靜電吸盤的工作表面，借以使用離子束清潔工作表面。在整個離子束被傳輸至工作表面的過程，靜電吸盤與離子束都是位于制造過程反應(yīng)室內(nèi)部，亦即都是位于真空環(huán)境中。

在此，至少取決于離子束所使用的離子種類以及位于工作表面上沉積物的種類，離子束可以同時借由化學性結(jié)合與物理性轟擊二種方式來去除沉積物(亦即污染)，也可以僅通過物理性轟擊或僅通過化學性結(jié)合來去除沉積物。舉例來說，由于沉積物的一大來源是光阻而光阻的材料多為高分子、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂與聚異戊二烯橡膠等等，因此若使用氧離子(像是o+)來形成離子束，往往可以同時通過化學性結(jié)合與物理性轟擊二種方式去除沉積物。

在此，為了能同時使用化學性結(jié)合與物理性轟擊二種方式來去除沉積物，借以避免只使用物理性轟擊時若離子束能量低時去除沉積物效率低而若離子束能量高時可能損傷到靜電吸盤工作表面的兩難，可以使用化學活性較高的元素來形成傳輸至靜電吸盤工作表面的離子束。舉例來說，離子束可以是氧離子離子束，不論是使用o+或o++或其它的氧離子。舉例來說，離子束也可以是氫離子離子束或氟離子離子束。相對地，若沉積物的材料并沒有適當?shù)碾x子可以與其通過化學性結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐子趶墓ぷ鞅砻嬉瞥钠渌牧蠒r，離子束也可以是惰性氣體離子束或氮離子離子束，單純地只通過物理性轟擊將沉積物自工作表面移除。

除此之外，當靜電吸盤工作表面為電介質(zhì)層所覆蓋時，為了避免增加電介質(zhì)層的導電性，一般來說離子束所使用的離子并不是三價元素的離子也并不是五價元素的離子。

本發(fā)明所提出的清潔靜電吸盤方法的一個較佳實施例，如圖2b所示。首先，如步驟200所示，在傳輸離子束至靜電吸盤工作表面之前，便調(diào)整離子束。其次，如步驟202所示，提供靜電吸盤，靜電吸盤的工作表面上并沒有固持任何工件。接著，如步驟204所示，傳輸離子束至靜電吸盤的工作表面，借以使用離子束清潔工作表面。步驟200調(diào)整離子束至少是為了在步驟204能更有效率地清潔工作表面，也是為了在步驟204能減少對工作表面的可能損傷。在步驟200所需要的沉積物結(jié)構(gòu)、厚度、材料與分布等等訊息的來源，可以是在傳輸離子束之前事先測量靜電吸盤工作表面的沉積物，也可以是通過離子布植機運作經(jīng)驗所得到的沉積物訊息。

在此，步驟200可以是在傳輸離子束至靜電吸盤工作表面之前，便依照工作表面上的沉積物調(diào)整離子束，借以能更有效率地清潔工作表面。離子束的能量可以與沉積物結(jié)構(gòu)有關(guān)，當沉積物結(jié)構(gòu)越密實，便將離子束能量調(diào)整至越大，使得離子束能有足夠的能量通過物理性轟擊將沉積物自工作表面移除掉。在此，離子束電流量可以與沉積物厚度有關(guān)，當沉積物厚度越厚，便將離子束電流量調(diào)整至越大，使得離子束能有足夠的離子數(shù)量可以與沉積物反應(yīng)來將沉積物自工作表面移除掉。

在此，步驟200可以是在傳輸離子束至靜電吸盤工作表面之前，便依照工作表面調(diào)整該離子束，借以極小化離子束對工作表面可能的損傷。在此，離子束的能量可以與靜電吸盤工作表面的材料有關(guān)，當工作表面的材料越容易被離子束的離子打入到內(nèi)部，便將離子束能量調(diào)整至越小，使得離子束具有低能量而可以一方面移除沉積物又一方面減少對工作表面的傷害。

在此，步驟200可以是在傳輸離子束至靜電吸盤工作表面之前，便依照工作表面上沉積物的分布調(diào)整離子束與靜電吸盤的相對運動，借以能更有效率地清潔工作表面。在此，靜電吸盤與離子束的相對運動可以是讓離子束均勻地掃描整個工作表面，也可以是讓離子束均勻地掃描工作表面上所有被沉積物所覆蓋的區(qū)域。顯然地，若沉積物是均勻地分布在整個工作表面，直接掃描整個工作表面比較有效率；但若沉積物是特別集中在工作表面的某些部份，集中掃描工作表面的這些部份比較有效率。

本發(fā)明所提出的清潔靜電吸盤方法的一個較佳實施例，如圖2c所示。首先，如步驟202所示，提供靜電吸盤，靜電吸盤的工作表面上并沒有固持任何工件。其次，如步驟204所示，傳輸離子束至靜電吸盤的工作表面，借以使用離子束清潔工作表面。然后，如步驟206所示，確認工作表面的清潔結(jié)果。在此，在確認工作表面清潔結(jié)果之前，需要停止傳輸離子束至靜電吸盤工作表面，不論是暫停產(chǎn)生離子束，或是暫停將離子束傳輸至靜電吸盤于步驟204所在的位置，或是不改變離子束的傳輸途徑而將靜電吸盤移動到與步驟204所在位置不同的新位置。

在此，本發(fā)明并不限制是以任何方法來確認工作表面清潔結(jié)果，可以是使用任何已知的方法，也可以是使用任何正在發(fā)展中或是任何將來會出現(xiàn)的方法。舉例來說，可以用靜電吸盤工作表面固持工件，并測量靜電吸盤與工件之間的固持力量。像是，一個新的靜電吸盤與各種工件的理想固持力量是可以事先測量得知的，因此在步驟204清潔過的靜電吸盤被用來固持某特定工件時，借由測量此清潔過靜電吸盤工作表面與此特定工件的實際固持力量，便可以通過與相對應(yīng)的理想固持力量的差別，來判斷步驟204的清潔結(jié)果。舉例來說，可以用靜電吸盤工作表面固持工件，并一并移動靜電吸盤與工件二者來測量工件是否被適當?shù)毓坛帧Ｏ袷强梢宰岇o電吸盤與工件二者一起沿著某個離子布植程序的移動軌跡與運動速率進行移動，借以確認清潔過的靜電吸盤工作表面能否適當?shù)毓坛肿」ぜ?。舉例來說，可以分析工作表面在以離子束清潔之前以及在以離子束清潔之后的顏色變化。這是由于工作表面材料的顏色往往與位于工作表面上沉積物的顏色有所不同，因此靜電吸盤工作表面的顏色變化往往是反映沉積物數(shù)量與分布的一項指標。

在此，停止傳輸離子束至工作表面并確認靜電吸盤清潔結(jié)果的條件，有多種的可能。舉例來說，可以是在自開始傳輸離子束至工件表面起已達到預定時間間隔，便停止傳輸離子束至工作表面并確認靜電吸盤清潔結(jié)果。在此，預定時間間隔往往是根據(jù)經(jīng)驗，離子束可以處理過整個工作表面至少一次所需要的最少時間。舉動來說，可以是在自開始傳輸離子束至工件表面起離子束已經(jīng)處理過整個工作表面至少一次時，或者是已經(jīng)處理過工作表面上存在沉積物的部份(亦即預定清潔區(qū)域)至少一次時，便停止傳輸離子束至工作表面并確認靜電吸盤清潔結(jié)果。在此，由于離子束與靜電吸盤的相對運動軌跡是可以事先設(shè)定的，由于靜電吸盤工作表面上沉積物的分布也往往是可以事先確認的(如果沉積物的顏色與工作表面材料的顏色不同)，可以輕易地設(shè)定切換傳輸離子束與確認清潔結(jié)果的具體條件也可以輕易地在具體條件符合時進行切換。舉例來說，可以在傳輸離子束至工件表面的過程便同時測量工作表面的變化，像是測量工作表面的顏色的變化，并在測量到的工作表面變化量(像是顏色變化量)達到預定變化量時，停止傳輸離子束至該工作表面并確認靜電吸盤清潔結(jié)果。

本發(fā)明所提出的清潔靜電吸盤方法的一個較佳實施例，如第二d圖所示，在依序進行步驟202、步驟204與步驟206之后，再進行步驟208的判斷工作表面的清潔結(jié)果符不符合預定標準。如果不符合，便回到步驟202，再次傳輸離子束至靜電吸盤工作表面，借以再度使用離子束清潔工作表面。如果符合，便如步驟209所示般停止清潔靜電吸盤。

綜合上面對本發(fā)明的描述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法至少有下列幾個明顯的優(yōu)點。第一，本發(fā)明從頭到尾都保持靜電吸盤位于制造過程反應(yīng)室內(nèi)，因此不用像現(xiàn)有習知技術(shù)般需要先破真空將靜電吸盤移出制造過程反應(yīng)室然后再將清潔過的靜電吸盤移入制造過程反應(yīng)室并抽真空，顯然地既節(jié)省時間又減少制造過程反應(yīng)室被污染的危險。第二，本發(fā)明從頭到尾都沒有改變靜電吸盤在制造過程反應(yīng)室的配置，甚至沒有先拆除靜電吸盤以清潔然后再將清潔過靜電吸盤安裝回去，因此既不需要校正靜電吸盤的位置與方向等，更不需要對整個離子布植機進行驗機以確認是否能正常地運作。第三，本發(fā)明可以直接使用現(xiàn)有的離子布植機，也可以直接參照現(xiàn)有的離子布植程序來清潔靜電吸盤工作表面，因此實際應(yīng)用本發(fā)明并沒有任何的困難。

在此摘要地比較本發(fā)明以及現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法在對靜電吸盤工作表面達到相等的清潔結(jié)果時的時間與成本。本發(fā)明以氧離子束清潔一個靜電吸盤的工作表面大約需要一至二個小時，而所需要的氧離子束可以使用二氧化碳為制造過程氣體來提供，其成本不高。相對地，現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法光是拆除與校正靜電吸盤的時間便約需要一至二個小時，再加上對整個離子布植機進行驗機的時間又約需要三至四個小時，總計得消耗五至六個小時，在此還未計算使用化學藥劑清潔靜電吸盤所需要的時間，而一次驗機往往需要測試數(shù)片工件(若以晶圓為例，一片約需新臺幣六千元)，并且用來清潔靜電吸盤的化學藥劑的成本約需新臺幣四千元。顯然地，相較于現(xiàn)有習知清潔靜電吸盤方法，本發(fā)明可以明顯地節(jié)省所需要的時間，而且使用的材料等等成本可能還較低。

當然，本發(fā)明只能清潔靜電吸盤工作表面，而現(xiàn)有習知清潔工作表面方法還可以順帶清潔靜電吸盤背面(反正整個靜電吸盤都已經(jīng)被拆除并移出制造過程反應(yīng)室)。但由于靜電吸盤背面并不會影響到靜電吸盤與工件之間的固持力量，因此這點差異并不會影響本發(fā)明的實用性。頂多，在未經(jīng)清潔的靜電吸盤背面所累積的沉積物，也是在靜電吸盤工作表面的沉積物的一個來源。

附帶一提的是，雖然已經(jīng)有一些習知技術(shù)是使用等離子體來清潔用以提供離子束的離子源反應(yīng)室，但是本發(fā)明是使用離子束來清潔靜電吸盤工作表面，并且清潔離子源反應(yīng)室所使用的等離子體的離子種類是取決于離子源反應(yīng)室腔壁上的沉積物，而本發(fā)明所使用的離子束的離子種類是取決于靜電吸盤工作表面上的沉積物。因此，本發(fā)明與這些現(xiàn)有習知技術(shù)并不相同，而且無法簡單地由這些現(xiàn)有習知技術(shù)推得本發(fā)明。舉例來說，離子源反應(yīng)室的構(gòu)造往往無法在離子源反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生離子束，或說是往往無法在有沉積物需要處理的部份產(chǎn)生離子束。舉例來說，本發(fā)明可以使用氧離子束來清潔靜電吸盤工作表面，但是由于氧離子等離子體會增加離子源反應(yīng)室中金屬氧化速度，因此這些現(xiàn)有習知技術(shù)往往不可以使用氧離子等離子體以免損傷到離子源反應(yīng)室。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明做任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。