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特開2023-66372基板テスト装置およびそれを用いるデチャック力の測定方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023066372
(43)【公開日】2023-05-15
(54)【発明の名称】基板テスト装置およびそれを用いるデチャック力の測定方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20230508BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022146787
(22)【出願日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】10-2021-0145982
(32)【優先日】2021-10-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】598123150
【氏名又は名称】セメス株式会社
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＭＥＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】７７，４ｓａｎｄａｎ ５－ｇｉｌ，Ｊｉｋｓａｎ－ｅｕｐ，Ｓｅｏｂｕｋ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ，３３１－８１４ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000671
【氏名又は名称】ＩＢＣ一番町弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】キム，ジン ホ
(72)【発明者】
【氏名】イ，ド ヒ
(72)【発明者】
【氏名】リュ，へ ヨン
【テーマコード（参考）】
5F131
【Ｆターム（参考）】
5F131AA02
5F131BA19
5F131CA09
5F131CA68
5F131EA03
5F131EB15
5F131EB24
5F131EB28
5F131KA40
5F131KA54
5F131KA64
5F131KA72
(57)【要約】 （修正有）
【課題】基板を垂直方向に押し引きする垂直力測定部を追加し、信頼度の高いデチャック力を測定できる基板テスト装置及びデチャック力の測定方法を提供する。
【解決手段】基板テスト装置は、基板１００を支持する静電チャック２２０と、静電チャック上に配置され、基板を垂直方向に押し引きする垂直力測定部６１０と、静電チャックに駆動電圧ＨＶ及び第１接地電圧ＧＮＤ１を印加する静電チャック電源印加部３００と、基板に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加する基板電源印加部４００と、を含む。方法は、静電チャックに駆動電圧を印加し、基板に第２接地電圧を印加し、基板をチャージングし、その後、静電チャックに第１接地電圧を印加し、基板に第２接地電圧を印加し、基板をディスチャージングし、次いで、垂直力測定部が基板を垂直方向に引いて基板のデチャック力を測定することを含む。
【選択図】図１
【解決手段】基板テスト装置は、基板１００を支持する静電チャック２２０と、静電チャック上に配置され、基板を垂直方向に押し引きする垂直力測定部６１０と、静電チャックに駆動電圧ＨＶ及び第１接地電圧ＧＮＤ１を印加する静電チャック電源印加部３００と、基板に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加する基板電源印加部４００と、を含む。方法は、静電チャックに駆動電圧を印加し、基板に第２接地電圧を印加し、基板をチャージングし、その後、静電チャックに第１接地電圧を印加し、基板に第２接地電圧を印加し、基板をディスチャージングし、次いで、垂直力測定部が基板を垂直方向に引いて基板のデチャック力を測定することを含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を支持する静電チャックと、
前記静電チャック上に配置される垂直力測定部と、
前記静電チャックに駆動電圧および第１接地電圧を印加する静電チャック電源印加部と、
前記基板に第２接地電圧を印加する基板電源印加部を含み、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
その後、前記静電チャックに前記第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
次に、前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定することを含む、基板テスト装置。
前記静電チャック上に配置される垂直力測定部と、
前記静電チャックに駆動電圧および第１接地電圧を印加する静電チャック電源印加部と、
前記基板に第２接地電圧を印加する基板電源印加部を含み、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
その後、前記静電チャックに前記第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
次に、前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定することを含む、基板テスト装置。
【請求項2】
前記基板をチャージングする前に、
前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項3】
前記基板の初期電荷を設定するとき、前記静電チャック電源印加部は前記静電チャックに前記駆動電圧および前記第１接地電圧を印加しない、請求項２に記載の基板テスト装置。
【請求項4】
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間と異なる第２稼動時間の間行われる、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間と異なる第２稼動時間の間行われる、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項5】
前記基板をチャージングした後、前記基板をディスチャージングする前に、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項6】
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間より短い第２稼動時間の間行われ、
前記基板を帯電された状態に維持させることは前記第２稼動時間より短い第３稼動時間の間行われる、請求項５に記載の基板テスト装置。
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間より短い第２稼動時間の間行われ、
前記基板を帯電された状態に維持させることは前記第２稼動時間より短い第３稼動時間の間行われる、請求項５に記載の基板テスト装置。
【請求項7】
前記静電チャックの下に配置され、前記静電チャックを固定させるクランプをさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項8】
前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力を測定することは、
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項9】
前記基板をディスチャージングした後、前記基板内部に残留電荷が残留し、
前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、
前記デチャック力は前記静電引力により決定される、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、
前記デチャック力は前記静電引力により決定される、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項10】
前記基板を処理するための内部空間を含むテストチャンバと、
前記テストチャンバの下に配置され、前記テストチャンバを移送させる移送部をさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
前記テストチャンバの下に配置され、前記テストチャンバを移送させる移送部をさらに含む、請求項１に記載の基板テスト装置。
【請求項11】
前記テストチャンバの上面上に前記垂直力測定部に前記基板を押し引きすることができる動力を提供するモータをさらに含み、
前記モータはボールスクリュ方式により前記垂直力測定部に前記基板に垂直方向に動力を提供する、請求項１０に記載の基板テスト装置。
前記モータはボールスクリュ方式により前記垂直力測定部に前記基板に垂直方向に動力を提供する、請求項１０に記載の基板テスト装置。
【請求項12】
前記モータが前記垂直力測定部に前記動力を提供することによって、前記垂直力測定部は前記基板を第１速度または第２速度で一定に引くことができ、
前記第１速度は前記第２速度と異なる、請求項１１に記載の基板テスト装置。
前記第１速度は前記第２速度と異なる、請求項１１に記載の基板テスト装置。
【請求項13】
前記モータと前記垂直力測定部の間に配置され、前記モータが前記垂直力測定部に前記動力を提供することにより発生する振動を減少させるダンパをさらに含む、請求項１１に記載の基板テスト装置。
【請求項14】
静電チャック上に基板を位置させ、
前記静電チャックに駆動電圧を印加し、前記基板に第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージングし、
その後、前記静電チャックに第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージングし、
次に、前記基板上に配置された垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて、前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定する、デチャック力の測定方法。
前記静電チャックに駆動電圧を印加し、前記基板に第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージングし、
その後、前記静電チャックに第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージングし、
次に、前記基板上に配置された垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて、前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定する、デチャック力の測定方法。
【請求項15】
前記基板をチャージングする前に、
前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含む、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含む、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
【請求項16】
前記基板の初期電荷を設定するとき、前記静電チャックに前記駆動電圧および前記第１接地電圧を印加しない、請求項１５に記載のデチャック力の測定方法。
【請求項17】
前記基板をチャージングした後、前記基板をディスチャージングする前に、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含む、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含む、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
【請求項18】
前記垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて前記基板のデチャック力を測定することは、
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
【請求項19】
前記基板をディスチャージングした後、前記基板内部に残留電荷が残留し、
前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、
前記デチャック力は前記静電引力により決定される、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、
前記デチャック力は前記静電引力により決定される、請求項１４に記載のデチャック力の測定方法。
【請求項20】
基板を支持する静電チャックと、
前記静電チャック上に配置される垂直力測定部と、
前記静電チャックに駆動電圧および第１接地電圧を印加する静電チャック電源印加部と、
前記基板に第２接地電圧を印加する基板電源印加部を含み、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
その後、前記静電チャックに前記第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
次に、前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定することを含み、
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間と異なる第２稼動時間の間行われ、
前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力を測定することは、
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、基板テスト装置。
前記静電チャック上に配置される垂直力測定部と、
前記静電チャックに駆動電圧および第１接地電圧を印加する静電チャック電源印加部と、
前記基板に第２接地電圧を印加する基板電源印加部を含み、
前記静電チャックに前記駆動電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
その後、前記静電チャックに前記第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）し、
次に、前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定することを含み、
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、
前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間と異なる第２稼動時間の間行われ、
前記垂直力測定部が前記基板のデチャック力を測定することは、
前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われる、基板テスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は基板テスト装置およびそれを用いるデチャック力の測定方法に関する。より詳細には、静電チャックのデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を評価するための基板テスト装置およびそれを用いるデチャック力の測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に半導体ウエハ、平板ディスプレイ基板などの表面を処理するプラズマ処理方式は、大きく容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）処理方式と誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）処理方式が用いられている。
【0003】
このようにプラズマを用いた基板処理工程は真空チャンバ内に高周波電源を印加してチャンバ内に供給されたガスをプラズマ状態に移行させ、このとき形成された高エネルギ電子またはラジカルによって薄膜をエッチング、除去する工程をいう。このようなプラズマを用いた基板処理工程を成功的に行うためには、チャンバ内部で半導体基板をチャッキングおよびデチャックする過程が重要な工程として必須に求められる。
【0004】
一般に半導体素子製造のための工程チャンバ内での基板のホールディングはメカニカルクランプ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｃｌａｍｐ）方式、真空チャックを用いる方式などがあるが、最近ではパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）と工程の均一性（ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）に優れた静電チャック（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｃｈｕｃｋ：ＥＳＣ）の使用が急増している。しかし、このような静電チャックを使用する場合、プラズマ処理後に静電チャックから基板を分離する過程、すなわち、デチャック（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ）過程で基板表面に残留する電荷による静電力が完全に除去されずスティッキング（ｓｔｉｃｋｉｎｇ）等の問題が発生して反応チャンバ内で基板が割れたりチャンバから基板のアンローディング時基板ホールディングロボットのブレード上に基板が誤って配置され得る。
【0005】
そのため、最近デチャック電圧印加部に一定時間の間０Ｖを印加したり接地させるなどのデチャックの際に基板に残留する表面電荷を除去するための方法が研究されている。
【0006】
しかし、このような従来の方法は静電チャックの使用量が増加することにより静電チャックの静電容量が増加し、そのため基板の表面電荷量が増加する場合、少なくない時間が必要とされ、表面電荷が完全に除去されない問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
静電チャックから基板を分離する過程、すなわちデチャック過程がよく行われるのかを評価する方法が必要である。このために従来にはデチャックの際に基板に残留する表面電荷がよく除去されたか否かを確認するために水平スライディング方法を用いた。しかし、前記方法は基板に垂直方向に作用するデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定するのに基板に水平方向に押す力を用いるので、デチャック力の評価方法としての信頼度が低い。
【0008】
また、従来には人が直接手動でデチャック力を評価するので散布が大きく、評価効率が劣る問題がある。
【0009】
本発明で解決しようとする技術的課題は、基板を垂直方向に押し引きすることができる垂直力測定部を追加し、信頼度の高いデチャック力を測定できる基板テスト装置を提供することにある。
【0010】
本発明の技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は以下の記載から当業者に明確に理解されることができる。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記技術的課題を達成するための本発明の基板テスト装置の一面（ａｓｐｅｃｔ）は、基板を支持する静電チャック、前記静電チャック上に配置され、基板を垂直方向に押し引きすることができる垂直力測定部、前記静電チャックに駆動電圧および第１接地電圧を印加する静電チャック電源印加部、および前記基板に第２接地電圧を印加する基板電源印加部を含み、前記静電チャックに前記駆動電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）し、その後、前記静電チャックに前記第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）し、次いで、前記垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定することを含み得る。
【0012】
前記基板をチャージングする前に、前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含み得る。
【0013】
前記基板の初期電荷を設定するとき、前記静電チャック電源印加部は前記静電チャックに前記駆動電圧および前記第１接地電圧を印加しなくてもよい。
【0014】
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間と異なる第２稼動時間の間行われ得る。
【0015】
前記基板をチャージングした後、前記基板をディスチャージングする前に、前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含み得る。
【0016】
前記基板をチャージングすることは第１稼動時間の間行われ、前記基板をディスチャージングすることは前記第１稼動時間より短い第２稼動時間の間行われ、前記基板を帯電された状態に維持させることは前記第２稼動時間より短い第３稼動時間の間行われ得る。
【0017】
前記静電チャックの下に配置され、前記静電チャックを固定させるクランプをさらに含み得る。
【0018】
前記垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて前記基板のデチャック力を測定することは、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われ得る。
【0019】
前記基板をディスチャージングした後、前記基板内部に残留電荷が残留し、前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、前記デチャック力は前記静電引力により決定され得る。
【0020】
前記基板を処理するための内部空間を含むテストチャンバと、前記テストチャンバの下に配置され、前記テストチャンバを移送させる移送部をさらに含み得る。
【0021】
前記テストチャンバの上面上に前記垂直力測定部に前記基板を押し引きすることができる動力を提供するモータをさらに含み、前記モータはボールスクリュ方式により前記垂直力測定部に前記基板に垂直方向に動力を提供し得る。
【0022】
前記モータが前記垂直力測定部に前記動力を提供することによって、前記垂直力測定部は前記基板を第１速度または第２速度で一定に引くことができ、前記第１速度は前記第２速度と異なってもよい。
【0023】
前記モータと前記垂直力測定部の間に配置され、前記モータが前記垂直力測定部に前記動力を提供することにより発生する振動を減少させるダンパをさらに含み得る。
【0024】
前記他の課題を達成するための本発明の基板テスト装置の一面は、静電チャック上に基板を位置させ、前記静電チャックに駆動電圧を印加し、前記基板に第２接地電圧を印加し、前記基板をチャージングし、その後、前記静電チャックに第１接地電圧を印加し、前記基板に前記第２接地電圧を印加し、前記基板をディスチャージングし、次いで、前記基板上に配置された垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて、前記基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定し得る。
【0025】
前記基板をチャージングする前に、前記基板に前記第２接地電圧を印加して前記基板の初期電荷を設定することをさらに含み得る。
【0026】
前記基板の初期電荷を設定するとき、前記静電チャックに前記駆動電圧および前記第１接地電圧を印加しなくてもよい。
【0027】
前記基板をチャージングした後、前記基板をディスチャージングする前に、前記静電チャックに前記駆動電圧を印加せず、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記基板を帯電された状態に維持させることをさらに含み得る。
【0028】
前記垂直力測定部が前記基板を垂直方向に引いて前記基板のデチャック力を測定することは、前記基板に前記第２接地電圧を印加せず、前記静電チャックに前記駆動電圧と前記第１接地電圧を印加しない状態で行われ得る。
【0029】
前記基板をディスチャージングした後、前記基板内部に残留電荷が残留し、前記残留電荷によって、前記基板と前記静電チャックの間に静電引力が発生し、前記デチャック力は前記静電引力により決定され得る。
【0030】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の一実施形態による基板テスト装置を説明するための断面図である。
【図2】発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図3】発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図4】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。
【図5】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。
【図6】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。
【図7】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。
【図10】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するためのフローチャートである。
【図11】本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付する図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。本発明の利点および特徴、並びにこれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述している実施形態を参照すると明確になる。しかし、本発明は以下に開示する実施形態に限定されるのではなく、互いに異なる多様な形態で実現することができ、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は請求項の範疇によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は同一構成要素を指すものとする。
【0033】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層「上（ｏｎ）」「の上（ｏｎ）」と称される場合は他の素子または層の真上だけでなく中間に他の層または他の素子が介在する場合をすべて含む。反面、素子が「直接上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」または「真上」と称される場合は中間に他の素子または層を介在しない場合を示す。
【0034】
第１、第２などが多様な素子、構成要素および／またはセクションを叙述するために使われるが、これらの素子、構成要素および／またはセクションはこれらの用語によって制限されないのはもちろんである。これらの用語は単に一つの素子、構成要素またはセクションを他の素子、構成要素またはセクションと区別するために使用する。したがって、以下で言及される第１素子、第１構成要素または第１セクションは本発明の技術的思想内で第２素子、第２構成要素または第２セクションであり得るのはもちろんである。
【0035】
本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書で、単数形は文面で特記しない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、段階、動作および／または素子は一つ以上の他の構成要素、段階、動作および／または素子の存在または追加を排除しない。
【0036】
本発明は基板を垂直方向に押し引きすることができる垂直力測定部により基板のデチャック力（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ ｆｏｒｃｅ）を測定できる基板テスト装置、基板テスト装置およびデチャック力の評価方法に関するものである。以下では図面などを参照して本発明を詳しく説明する。
【0037】
図１は本発明の一実施形態による基板テスト装置を説明するための断面図である。
【0038】
図１を参照すると、いくつかの実施形態による基板テスト装置は、テストチャンバ１０、基板１００、基板支持部２００、静電チャック電源印加部３００、基板電源印加部４００、クランプ５００および駆動部６００を含むことができる。基板テスト装置は基板１００のデチャック力を評価するためのテスト用途に用いられる装置であり得る。
【0039】
テストチャンバ１０は基板１００を処理するための内部空間１３を含む。テストチャンバ１０は本体部１１とフレーム部１２をさらに含むことができる。
【0040】
本体部１１は基板テスト装置の構成を支える。すなわち、本体部１１は基板１００、基板支持部２００、クランプ５００を支える。本体部１１は基板１００、基板支持部２００、クランプ５００の下に配置される。
【0041】
フレーム部１２は本体部１１の上面縁から形成される。フレーム部１２は本体部１１上に配置される。フレーム部１２は本体部１１の内部空間を包む。フレーム部１２によりテストチャンバ１０の内部空間１３が確保される。
【0042】
テストチャンバ１０内部の内部空間１３には基板１００、基板支持部２００、静電チャック電源印加部３００、基板電源印加部４００、クランプ５００および駆動部６００が配置される。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0043】
いくつかの実施形態による基板テスト装置は移送部７００をさらに含むことができる。移送部７００はテストチャンバ１０の下に配置される。移送部７００はテストチャンバ１０を移送させ得る。
【0044】
移送部７００は輪形状で示されているが、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0045】
基板支持部２００はベース２１０、静電チャック２２０、静電チャック電極２３０を含む。静電チャック２２０はベース２１０上に配置される。
【0046】
静電チャック２２０は静電気力を用いてその上部に安着する基板１００を支持するものである。このような静電チャック２２０はセラミック材質で提供されることができる。静電チャック２２０はベース２１０上に固定されるようにベース２１０と結合される。
【0047】
ベース２１０は静電チャック２２０の下に配置される。
【0048】
ベース２１０は下部が水平方向により広い形状を有することができる。ベース２１０は下部がより広い直径を有することができる。図示するように、ベース２１０は上部より下部がより広く、クランプ５００がベース２１０を固定させる取っ手を提供することができる。そのため、ベース２１０は後述するクランプ５００により固定されることができる。
【0049】
静電チャック電極２３０は静電チャック２２０内に備えられる。静電チャック電極２３０は基板１００をチャッキングするための直流電圧の印加を受け、静電気力によって基板を吸着させる。その後、基板１００を静電チャック２２０から分離するデチャック工程が行われる。
【0050】
静電チャック電源印加部３００は静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１を印加する。静電チャック電源印加部３００は静電チャック２２０に直接電圧を印加する。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0051】
静電チャック電源印加部３００は駆動電圧印加部３１０、第１接地電圧印加部３２０、制御部３３０およびスイッチ３４０を含むことができる。
【0052】
駆動電圧印加部３１０は静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶを印加する。駆動電圧印加部３１０は直流電源を用いることができる。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0053】
第１接地電圧印加部３２０は静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１を印加する。
【0054】
制御部３３０は駆動電圧印加部３１０および第１接地電圧印加部３２０の間に配置される。制御部３３０は静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１のうちどの電圧が印加されるのかを決定する。
【0055】
また、静電チャック電源印加部３００はスイッチ３４０を介して電圧印加を中断する。例えば、電圧印加中断は電圧が印加される電源ラインに設置されたスイッチ３４０を開放させることによって行われる。
【0056】
基板電源印加部４００は基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加する。基板電源印加部４００は基板１００に直接電圧を印加する。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0057】
図面では、基板電源印加部４００および静電チャック電源印加部３００が相異なる接地電圧源を用いることで図示されているが、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。例えば、基板電源印加部４００が印加する第２接地電圧ＧＮＤ２は静電チャック電源印加部３００が印加する第１接地電圧ＧＮＤ１と同じソースを用いることができる。
【0058】
クランプ５００は本体部１１の上面上に配置される。クランプ５００は本体部１１の上面の縁に配置される。クランプ５００は本体部１１上に一対が形成される。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0059】
クランプ５００は静電チャック２２０の下に配置される。クランプ５００は基板支持部２００の側面上に配置される。クランプ５００は基板支持部２００を固定させる。具体的には、クランプ５００は静電チャック２２０を固定させることができる。
【0060】
例えば、クランプ５００はベース２１０を包んで一体に形成される。
【0061】
クランプ５００は鉤形状を有することができる。そのため、クランプ５００はその上に配置された基板支持部２００のベース２１０を固定させることができる。
【0062】
クランプ５００の形状は例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。クランプ５００の形状はその上に配置された静電チャック２２０を固定させるための形状であり得る。
【0063】
クランプ５００は静電チャック２２０を固定解除することによって、いくつかの実施形態による基板テスト装置は静電チャック２２０を交換することができる。
【0064】
図示するように、クランプ５００と本体部１１の間にプレートが形成されてもよい。これは基板テスト装置の安定性のための目的のための例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0065】
例えば、クランプ５００は本体部１１上に形成される。クランプ５００は本体部１１と接触する。
【0066】
駆動部６００は静電チャック２２０上に配置される。具体的には、駆動部６００は基板１００上に配置される。駆動部６００は垂直力測定部６１０、モータ６２０およびダンパ６３０を含む。
【0067】
垂直力測定部６１０は静電チャック２２０上に配置される。具体的には、垂直力測定部６１０は基板１００上に配置される。垂直力測定部６１０は基板１００と接触し得る。
【0068】
垂直力測定部６１０にはプッシュプルゲージ（ｐｕｓｈｐｕｌｌ ｇａｕｇｅ）、荷重センサ（ｌｏａｄ ｃｅｌｌ）等多様な装置を適用することができる。ただし、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。垂直力測定部６１０は基板１００を引いて静電引力を測定することにおいて、基板１００の垂直方向への力を測定する構成であり得る。
【0069】
ただし、垂直力測定部６１０の基板１００の垂直方向への力を測定する方法は本発明の技術的思想を限定しない。例えば、垂直力測定部６１０としてロードセルが適用される場合、ロードセルが重量を受けることによって変形される量により垂直力を測定することができる。この時、垂直力測定部６１０に動力を提供するモータ６２０が含まれないのはもちろんである。本発明では説明の便宜上、プッシュプルゲージを基準として説明する。
【0070】
垂直力測定部６１０は基板１００を垂直方向に押し引きする。
【0071】
垂直力測定部６１０は基板１００と接着された後、基板１００を垂直方向に引いてデチャック力を測定するのに用いられる。具体的なデチャック力の測定方法は後述する。
【0072】
モータ６２０は垂直力測定部６１０上に配置される。モータ６２０はテストチャンバ１０の外壁上に配置される。モータ６２０はテストチャンバ１０の上面上に配置される。ただし、これは図面上の例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0073】
例えば、モータ６２０はテストチャンバ１０の内部空間１３内に配置され得るのはもちろんである。
【0074】
モータ６２０は垂直力測定部６１０に基板１００を押し引きすることができる動力を提供する。モータ６２０は垂直力測定部６１０に、基板１００と垂直方向への動力を提供する。モータ６２０は例えば、ボールスクリュ（Ｂａｌｌ Ｓｃｒｅｗ）方式により垂直力測定部６１０に動力を提供することができる。ただし、モータ６２０の動力伝達方式は例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。
【0075】
ダンパ６３０は垂直力測定部６１０およびモータ６２０の間に配置される。ダンパ６３０はモータ６２０が垂直力測定部６１０に動力を提供する間に発生する振動を減衰させる。
【0076】
図２および図３は本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するためのフローチャートである。図４ないし図７は本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。図８は図３によるデチャック力の評価方法の中間段階での電圧の印加状態と、ウエハのリフティング（ｌｉｆｔｉｎｇ）状態を説明するためのグラフである。図９は図３によるデチャック力の評価方法の中間段階での垂直力測定部が基板を引く速度を説明するためのグラフである。
【0077】
【0078】
図２を参照すると、基板テスト装置の電源をつける（Ｓ１００）。基板テスト装置は電圧および駆動力を提供してデチャック力を評価する電子装置であるから電源が必要とされる。
【0079】
その次、基板１００に対して初期設定（Ｓｅｔ－ｕｐ）をする（Ｓ２００）。初期設定とは、基板１００に対してデチャック力を評価するために初期位置、初期電圧などを評価する意味であり得る。
【0080】
一例として、基板１００を静電チャック２２０の上に位置させ得る。基板１００は静電チャック２２０および垂直力測定部６１０の間に配置され得る。
【0081】
他の例で、図２および図４を参照すると、基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加することができる。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加するのは基板１００に残っている残留電荷を除去するための目的であり得る。そのため、基板１００をチャージングする前に、基板１００の初期電荷を設定することができる。
【0082】
基板１００の初期電荷を設定するとき、静電チャック電源印加部３００は静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１を印加しなくてもよい。
【0083】
【0084】
第一に、基板１００をチャージング（ｃｈａｒｇｉｎｇ）する（Ｓ３１０）。基板１００をチャージングするために、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶを印加する。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加する。
【0085】
静電チャック２２０の駆動電圧ＨＶは約２．７３ｋＶであり得る。静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶが印加されることにより、基板１００が帯電され得る。静電チャック２２０に隣接する基板１００の下面側に第１残留電荷Ｃ１０が集まる。
【0086】
基板１００をチャージングすること（Ｓ３１０）は、半導体処理工程で基板１００を静電チャック２２０上にチャッキング（ｃｈｕｃｋｉｎｇ）する過程を模写することであり得る。
【0087】
第二に、基板１００をディスチャージング（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ）する（Ｓ３２０）。基板１００をディスチャージングするために、静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１を印加する。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加する。
【0088】
静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１が印加されることにより、基板１００はディスチャージングすることができる。具体的には、静電チャック２２０に隣接する基板１００の下面側に集まった第１残留電荷Ｃ１０が散逸する。そのため、基板１００の下面側に、基板１００をチャージングした状態の第１残留電荷Ｃ１０より少量の第２残留電荷Ｃ２０が集まる。
【0089】
基板１００をディスチャージングすること（Ｓ３２０）は、半導体処理工程で基板１００を静電チャック２２０からデチャック（ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ）するために基板１００をディスチャージングする過程を模写することであり得る。
【0090】
第三に、基板１００をデチャックする（Ｓ３３０）。基板１００をデチャックするために、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶと第１接地電圧ＧＮＤ１を印加しなくてもよい。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加しなくてもよい。
【0091】
その後、垂直力測定部６１０は基板１００を垂直方向に引く。そのため、基板１００は静電チャック２２０と離隔してデチャックされる。
【0092】
基板１００をディスチャージングした後、基板１００の内部に第２残留電荷Ｃ２０が残留する。第２残留電荷Ｃ２０により、基板１００と静電チャック２２０の間に静電引力が発生し得る。静電チャック２２０および基板１００に何の電圧が印加されないことにより、基板１００に残っている第２残留電荷Ｃ２０による静電チャック２２０との静電引力が維持されることができる。
【0093】
この時、垂直力測定部６１０は基板１００を引くことによって、静電引力が測定されることができる。静電引力はデチャック力Ｆに対応する。すなわち、デチャック力Ｆは静電引力によって決定される。
【0094】
【0095】
参考までに、図８で水平軸は時間を説明するための軸である。垂直軸は静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１が印加されるのか、基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２が印加されるのか、垂直力測定部６１０が基板１００を引き上げるのか（ＬＩＦＴ ＵＰ）について説明する。
【0096】
第１時間ｔ１まで、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶが印加される。静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１は印加されない。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２が印加される。
【0097】
基板１００をディスチャージングする段階（Ｓ３２０）は第１時間ｔ１から第２時間ｔ２まで行われる。
【0098】
第１時間ｔ１から第２時間ｔ２まで、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶは印加されない。静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１は印加される。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２が印加される。
【0099】
基板１００がチャージングされる第１時間ｔ１までかかる時間は第１稼動時間０～ｔ１であり得る。基板１００がディスチャージングされる第１時間ｔ１から第２時間ｔ２までかかる時間は第２稼動時間ｔ１～ｔ２であり得る。第１稼動時間０～ｔ１は第２稼動時間ｔ１～ｔ２と異なってもよい。具体的には、第１稼動時間０～ｔ１は第２稼動時間ｔ１～ｔ２より長い。
【0100】
基板１００をディスチャージングした後、第２時間ｔ２から基板１００は垂直力測定部６１０によって持ち上げられる（ＬＩＦＴ ＵＰ）。この際、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶは印加されない。静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１は印加されない。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２は印加されない。
【0101】
【0102】
参照的に、図９において、水平軸は時間を説明するための軸であり、垂直軸は速度を説明するための軸である。また、垂直力測定部６１０が基板１００を引き上げる（ＬＩＦＴ ＵＰ）多様な速度を説明するためのグラフである。
【0103】
モータ６２０が垂直力測定部６１０に動力を提供することによって、垂直力測定部６１０は基板１００を第１速度ｖ１または第２速度ｖ２で一定に引くことができる。第１速度ｖ１および第２速度ｖ２は異なってもよい。
【0104】
例えば、第１速度ｖ１は第２速度ｖ２より遅くてもよい。
【0105】
垂直力測定部６１０は基板１００を二つの速度で一定に引くことができることを記載したが、これは例示であり、本発明の技術的思想はこれに限定されない。例えば、垂直力測定部６１０は二つ以上の速度で基板１００を一定に引くことができる。
【0106】
静電チャック２２０のデチャック評価を実施（Ｓ３００）した後、測定されたデチャック力Ｆを確認する（Ｓ４００）。
【0107】
デチャック力Ｆが高く測定されるほど、基板１００と静電チャック２２０の間の静電引力が多く残っていることを意味する。すなわち、基板１００に残留した電荷が多く基板１００のデチャックが不完全に行われたことを意味する。
【0108】
その後、デチャック力の評価が完了する（Ｓ５００）。
【0109】
図１０は本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するためのフローチャートである。図１１は本発明の一実施形態によるデチャック力の評価方法を説明するための中間段階図である。図１２は図１０によるデチャック力の評価方法の中間段階での電圧の印加状態と、ウエハのリフティング状態を説明するためのグラフである。説明の便宜上、図２ないし図８を用いて説明した内容と重複するのは簡略にするかまたは省略する。
【0110】
参照的に、図１０はいくつかの実施形態による基板テスト装置を用いたデチャック力の評価方法の順序を図示する。
【0111】
【0112】
基板１００を待機させる過程（Ｓ３１５）で、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１を印加しなくてもよい。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２を印加しなくてもよい。
【0113】
静電チャック２２０および基板１００に何ら電圧が印加されないことにより、基板１００は帯電された状態に維持され得る。すなわち、静電チャック２２０に隣接する基板１００の下面側に集まった第１残留電荷Ｃ１０は維持されることができる。
【0114】
基板１００を待機させる過程（Ｓ３１５）は基板１００をチャージングする段階（Ｓ３１０）と基板１００をディスチャージングする段階（Ｓ３２０）が行われることを確認するために、これを明確に区分する意味を有することができる。
【0115】
図１２を参照すると、基板１００をチャージングする段階と基板１００をディスチャージングする段階の間に、基板１００を待機させる段階が含まれ得る。
【0116】
基板１００を待機させる段階は基板１００がチャージングされた後、第１時間ｔ１から第３時間ｔ３まで行われる。
【0117】
第１時間ｔ１から第３時間ｔ３まで、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶおよび第１接地電圧ＧＮＤ１は印加されない。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２は印加されない。
【0118】
基板１００をディスチャージングする段階（Ｓ３２０）は第３時間ｔ３から第２時間ｔ２まで行われる。
【0119】
第３時間ｔ３から第２時間ｔ２まで、静電チャック２２０に駆動電圧ＨＶは印加されない。静電チャック２２０に第１接地電圧ＧＮＤ１は印加される。基板１００に第２接地電圧ＧＮＤ２が印加される。
【0120】
基板１００がチャージングされる第１時間ｔ１までかかる時間は第１稼動時間０～ｔ１であり得る。基板１００がディスチャージングされる第３時間ｔ３から第２時間ｔ２までかかる時間は第２稼動時間ｔ３～ｔ２であり得る。第１稼動時間０～ｔ１は第２稼動時間ｔ３～ｔ２と異なってもよい。具体的には、第１稼動時間０～ｔ１は第２稼動時間ｔ３～ｔ２より長くてもよい。
【0121】
基板１００を帯電された状態に維持させる第１時間ｔ１から第３時間ｔ３までかかる時間は第３稼動時間ｔ１～ｔ３であり得る。第３稼動時間ｔ１～ｔ３は第１稼動時間０～ｔ１および第２稼動時間ｔ３～ｔ２より短くてもよい。
【0122】
以上、添付する図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【0123】
１００ 基板
２２０ 静電チャック
２３０ 静電チャック電極
３００ 静電チャック電源印加部
４００ 基板電源印加部
５００ クランプ
６１０ 垂直力測定部
ＨＶ 駆動電圧
ＧＮＤ１ 第１接地電圧
ＧＮＤ２ 第２接地電圧
２２０ 静電チャック
２３０ 静電チャック電極
３００ 静電チャック電源印加部
４００ 基板電源印加部
５００ クランプ
６１０ 垂直力測定部
ＨＶ 駆動電圧
ＧＮＤ１ 第１接地電圧
ＧＮＤ２ 第２接地電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
