CN116344313A - 用于处理基板的装置和用于处理基板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于处理基板的装置和用于处理基板的方法。该基板处理装置可以包括：腔室，该腔室用于在处理空间中产生等离子体、并且使用该等离子体处理基板；以及测量单元，该测量单元用于监测从处理空间的等离子体发射的光，其中，测量单元可以包括光收集单元，该光收集单元用于收集穿过在腔室的一个侧壁上形成的观察端口的光；以及光缆，该光缆具有紧固到在一端处形成的光收集单元的连接端子以传输光，其中，将能够测量光收集单元与光缆之间的紧固长度的测量构件设置在连接端子中。

Description

用于处理基板的装置和用于处理基板的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月24日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2021-0186764的韩国专利申请、以及2022年9月21日提交韩国知识产权局的、申请号为10-2022-0119120的韩国专利申请的优先权和权益，它们的全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种用于处理基板的装置和一种用于处理基板的方法，并且更特别地，涉及用于使用等离子体处理基板的装置和方法。

背景技术

等离子体是指由离子、基团和电子构成的离子化气体状态。该等离子体由非常高的温度、强电场、或RF电磁场产生。半导体设备制造工艺可以包括使用等离子体去除在基板(诸如，晶圆)上形成的薄膜的蚀刻工艺。当等离子体的离子和/或基团与基板上的薄膜碰撞或反应时，执行蚀刻工艺。

当在蚀刻工艺中使用等离子体处理基板时，准确地检测处理的终点以便不过度蚀刻基板是重要的。通常，在使用等离子体处理基板的工艺中，通过分析从等离子体发射的光的特性来确定处理的终点，该等离子体在处理基板的处理空间中产生。具体地，通过分析从等离子体发射的光的峰值来确定处理的终点。

图1为示意性地示出了一般的基板处理装置的视图。参考图1，基板处理装置1000可以包括在其中具有处理空间的壳体1100、用于在处理空间中支承基板W的支承单元1200、用于向处理空间供应气体的气体供应单元1300、以及用于通过激发供应到处理空间的气体而在处理空间中产生等离子体的等离子体源1400。观察端口1500形成在壳体1100的一个侧壁上。从在处理空间中产生的等离子体发射的光通过穿过观察端口1500而传输到用于收集光的光收集单元1600。此外，光收集单元1600将光信号传输到观察光的特性的观察单元1700。观察单元1700可以通过分析透射光的特性来检测处理的终点。

当使用等离子体处理基板W时，在处理空间中产生诸如颗粒的各种杂质B。杂质B可以在漂浮在处理空间中的情况下沉积，以附着到观察端口1500。在这种情况下，从等离子体发射的光不穿过观察端口1500，并且减少了传输到光收集单元1600的光。结果，观察单元1700不能准确地分析光的特性。

此外，当在处理基板W之后执行基板处理装置1000的维护时，各种类型的电缆等被附接和拆卸。例如，在执行维护的工艺中，可能拆卸连接光收集单元1600和观察单元1700以传输光信号的光缆1800。取决于光缆1800紧固到光收集单元1600的程度，传输到观察单元1700的光信号的强度变化。因此，当操作者在执行维护之后将光缆1800重新连接到光收集单元1600时，维护之前的紧固程度可能与维护之后的紧固程度不同。由于传输到观察单元1700的光信号的强度在执行维护之后每次都会变化，所以观察单元1700难以通过分析光信号来准确地检测处理的终点。

发明内容

本发明的目的是提供了一种能够均匀处理基板的基板处理装置和基板处理方法。

本发明的另一目的是提供一种在使用等离子体处理基板时能够准确地检测处理的终点的基板处理装置和基板处理方法。

本发明的又一目的是提供一种能够准确地分析从等离子体发射的光的特性的基板处理装置和基板处理方法。

本发明的再一目的是提供一种即使杂质在使用等离子体处理基板的情况下沉积在观察端口内，也能够准确地分析从等离子体发射的光的特性的基板处理装置和基板处理方法。

本发明的效果不限于上述效果，并且从以下公开中，上面没有提到的其它效果对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

本发明的示例性实施方案提供一种用于处理基板的装置。该基板处理装置可以包括：腔室，该腔室用于在处理空间中产生等离子体、并且使用等离子体处理基板；以及测量单元，该测量单元用于监测从处理空间的等离子体发射的光，其中，测量单元可以包括：光收集单元，该光收集单元用于收集穿过在腔室的一个侧壁上形成的观察端口的光；以及光缆，该光缆具有紧固到在一端处形成的光收集单元的连接端子以传输光，其中，将能够测量光收集单元与光缆之间的紧固长度的测量构件设置在连接端子中。

根据示例性实施方案，测量构件可以包括沿光缆的纵向方向指示的刻度。

根据示例性实施方案，测量单元还可以包括分析单元，该分析单元连接到光缆的另一端，以分析从光收集单元传输的光、并且分析光的峰值数据以检测处理的终点。

根据示例性实施方案，峰值数据可以根据紧固长度而改变。

根据示例性实施方案，紧固长度和峰值数据可以彼此成比例。

根据示例性实施方案，在执行处理的情况下，操作员可以根据紧固长度来收集峰值数据、并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据。

根据示例性实施方案，操作员可以改变紧固长度，使得当前检测到的峰值数据基于标准化数据被校准为正常状态下的正常峰值数据。

根据示例性实施方案，连接端子可以具有与光缆的纵向方向相同的纵向方向，并且连接端子被固定到光收集单元的一个壁，并且可以从连接端子的一端到另一端指示刻度。

根据示例性实施方案，测量构件可以包括距离传感器，该距离传感器设置在连接端子的一侧上、并且测量到与连接端子连接的光收集单元的距离。

根据示例性实施方案，腔室还可以包括：支承单元，该支承单元用于在处理空间中支承基板；气体供应单元，该气体供应单元用于向处理空间供应气体；以及等离子体源，该等离子体源用于激发气体。

本发明的另一示例性实施方案提供了一种基板处理方法，该基板处理方法用于通过在腔室中的处理空间中产生等离子体来处理基板。该基板处理方法可以包括分析从在处理空间中处理基板的情况下、在处理空间中产生的等离子体所发射的光的峰值数据、以检测处理的终点，其中，通过测量用于收集光的光收集单元与紧固到光收集单元的光缆之间的紧固长度来根据紧固长度来检测峰值数据。

根据示例性实施方案，峰值数据可以根据紧固长度而改变。

根据示例性实施方案，紧固长度和峰值数据可以彼此成比例。

根据示例性实施方案，在执行处理时，操作员可以根据紧固长度来收集峰值数据、并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据。

根据示例性实施方案，峰值数据可以在执行处理的情况下改变，并且操作者可以基于标准化数据改变紧固长度、以将在执行处理的情况下改变的峰值数据校准为正常状态下的正常峰值数据。

根据示例性实施方案，峰值数据可以通过沉积在观察端口中的杂质而改变，处理空间中的光穿过观察端口。

根据示例性实施方案，峰值数据可以在执行处理之后、在腔室的维护之后而改变。

本发明的又一示例性实施方案提供一种用于处理基板的装置。该基板处理装置可以包括：腔室，该腔室在其中具有观察端口和处理空间；支承单元，该支承单元用于在处理空间中支承基板；气体供应单元，该气体供应单元用于向处理空间供应气体；等离子体源，该等离子体源用于通过激发气体来产生等离子体；以及测量单元，该测量单元用于监测从等离子体发射的光，其中，测量单元包括：光收集单元，该光收集单元用于收集穿过所述观察端口的光；分析单元，该分析单元用于通过分析从光收集单元透射的光的峰值数据来检测处理的终点；以及光缆，该光缆分别连接到光收集单元和分析单元、以将光从光收集单元传输到分析单元，其中，在与光收集单元紧固的光缆的一端处形成连接端子，并且将能够测量光收集单元与光缆之间的紧固长度的测量构件设置在连接端子中。

根据示例性实施方案，测量构件可以包括沿着连接端子的纵向方向、在连接端子上指示的刻度，并且连接端子被紧固到光收集单元的一个侧壁。

根据示例性实施方案，峰值数据可以根据紧固长度而改变，在执行处理情况下，操作员可以根据紧固长度来收集峰值数据、并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据，并且操作员可以改变紧固长度，使得当前检测到的峰值数据基于标准化数据被校准为正常状态下的正常峰值数据。

根据本发明的示例性实施方案，能够均匀地处理基板。

进一步地，根据本发明的示例性实施方案，能够在使用等离子体时准确地检测处理的终点。

进一步地，根据本发明的示例性实施方案，能够准确地分析从等离子体发射的光的特性。

进一步地，根据本发明的示例性实施方案，即使杂质在使用等离子体处理基板的情况下沉积在观察端口内，也能够准确地分析从等离子体发射的光的特性。

进一步地，根据本发明的示例性实施方案，在使用等离子体处理基板的情况下，通过根据光缆和测量单元之间的耦合长度来标准化光的峰值数据，即使在执行维护之后，也能够准确地分析光的特性。

本发明的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从本说明书和附图中清楚地理解未提及的效果。

附图说明

图1为示意性地示出了一般的基板处理装置的视图。

图2为示意性示出了根据本发明的示例性实施方案的基板处理装置的视图。

图3为示意性示出了根据图2的示例性实施方案的工艺腔室的视图。

图4为示意性地示出了根据图3的示例性实施方案的连接端子和测量构件的视图。

图5为示意性地示出了根据图4的示例性实施方案的连接端子连接到光收集单元的状态的视图。

图6为示出了根据本发明示例性实施方案的标准化数据、当前检测到的峰值数据和异常状态下的峰值数据的曲线图。

图7为示意性地示出了根据图3的另一示例性实施方案的连接端子和测量构件的视图。

图8为示意性地示出了根据图7的示例性实施方案的连接端子连接到光收集单元的状态的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图更加详细地描述本发明的示例性实施方案。可以以各种形式修改本发明的示例性实施方案，并且不应将本发明的范围解释为限于下述的示例性实施方案。提供示例性实施方案以向本领域的技术人员更加完整描述本发明。因此，附图中的组件的形状等被夸大以强调更清楚的描述。

诸如第一和第二等术语用于描述各种组成元件，但是这些构成元件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与其他组件区别开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一构成元件可以命名为第二构成元件，并且类似地，第二构成元件可以命名为第一构成元件。

在下文中，将参考附图2至8更加详细地描述本发明的示例性实施方案。

图2为示意性示出了根据本发明的示例性实施方案的基板处理装置的视图。参考图2，根据本发明构思的示例性实施方案的基板处理装置1可以包括装载端口10、常压传送模块20、真空传送模块30、装载锁定腔室40和工艺腔室50。

装载端口10可以设置在稍后描述的常压传送模块20的一侧。可以设置至少一个装载端口10。装载端口10的数量可以根据工艺效率和占地面积条件等增加或减少。根据本发明的示例性实施方案的容器F可以放置在装载端口10中。

可以通过诸如高架传送装置(Overhead Hoist Transport，OHT)、高架输送机或自动引导车辆等传送装置(未示出)、或者通过操作员，将容器F装载到装载端口10或从装载端口10卸载。容器F可以根据待储存的物品的类型而包括各种类型的容器。例如，作为容器F，可使用诸如前开式晶圆传送盒FOUP(front open unified pod)的密封容器。

常压传送模块20和真空传送模块30可以设置在第一方向2上。在下文中，当从顶部观察时，垂直于第一方向2的方向被定义为第二方向4。此外，垂直于包括第一方向2和第二方向4的平面的方向被定义为第三方向6。例如，第三方向6可以指垂直于地面的方向。

常压传送模块20可以在容器F和装载锁定腔室40(稍后描述)之间传送基板W。例如，常压传送模块20可以从容器F运出基板W并将基板W传送至装载锁定腔室40，或者可以从装载锁定腔室40运出基板W并将基板W传送至容器F。

常压传送模块20可以包括传送框架220和第一传送机械手240。传送框架220可以设置在装载端口10与装载锁定腔室40之间。装载端口10可以连接至传送框架220。传送框架220的内部可以维持在大气压力气氛下。

传送轨道230和第一传送机械手240设置在传送框架220中。传送轨道230的纵向方向和传送框架220的纵向方向可以彼此水平。例如，传送轨道230的纵向方向可以沿第二方向4形成。第一传送机械手240可以位于传送轨道230上。

第一传送机械手240传送基板W。第一传送机械手240可以在安置在装载端口10上的容器F与装载锁定腔室40(稍后描述)之间传送基板W。第一传送机械手240可以沿传送轨道230在第二方向4上向前且向后移动。第一传送机械手240可以在竖直方向(例如，第三方向6)上移动。第一传送机械手240具有第一传送手部242，第一传送手部在水平面上向前、向后移动或旋转。可以设置至少一个第一传送手部242。基板W设置在第一传送手部242上。多个第一传送手部242可以在第三方向6上彼此间隔开。

真空传送模块30可以设置在装载锁定腔室40与工艺腔室50(稍后描述)之间。真空传送模块30可以包括传送腔室320和第二传送机械手340。

传送腔室320的内部可以维持在真空压力气氛下。第二传送机械手340可以设置在传送腔室320中。例如，第二传送机械手340可以设置在传送腔室320的中心。第二传送机械手340在装载锁定腔室40与工艺腔室50(稍后描述)之间传送基板W。此外，第二传送机械手340在工艺腔室50之间传送基板W。第二传送机械手340可以在竖直方向上移动。第二传送机械手340具有第二传送手部342，该第二传送手部在水平面上向前、向后移动或旋转。可以设置至少一个第二传送手部342。基板W设置在第二传送手部342上。多个第二传送手部342可以在第三方向6上彼此间隔开。

至少一个工艺腔室50(稍后描述)可以连接至传送腔室320。根据示例性实施方案，传送腔室320可以设置成多边形形状。装载锁定腔室40和工艺腔室50(稍后描述)可以设置在传送腔室320的周围。与上述不同，传送腔室320的形状和工艺腔室50的数量可以根据用户或工艺的需要而进行不同地修改和设置。

装载锁定腔室40可以设置在传送框架220与传送腔室320之间。装载锁定腔室40在传送框架220与传送腔室320之间具有缓冲空间，基板W在该缓冲空间中被交换。例如，在工艺腔室50中已经完成预定工艺的基板W可以暂时停留在装载锁定腔室40中。此外，从容器F中运出并经受预定工艺的基板W可以暂时停留在装载锁定腔室40中。

如上所述，传送框架220的内部可以维持在大气压力气氛下，并且传送腔室320的内部可以维持在真空压力气氛下。装载锁定腔室40可以设置在传送框架220与传送腔室320之间，使得内部气氛可以在大气压力与真空压力之间转换。

可以设置多个工艺腔室50。工艺腔室50可以是在基板W上执行预定工艺的腔室。根据本发明的示例性实施方案，工艺腔室50可以使用等离子体处理基板W。例如，工艺腔室50可以是执行用于使用等离子体去除基板W上的薄膜的蚀刻工艺、在基板W上形成薄膜的沉积工艺、或干式清洁工艺的腔室。此外，工艺腔室50可以是执行交替地供应不同类型的气体和使用等离子体在基板W上沉积原子层的原子层沉积(atomic layer deposition，ALD)工艺的腔室。然而，本公开不限于此，并且在工艺腔室50中执行的等离子体处理工艺可以不同地修改为已知的等离子体处理工艺。

图3为示意性示出了根据图2的示例性实施方案的腔室的视图。参考图3，工艺腔室50可以包括壳体500、支承单元600、气体供应单元700、等离子体源800和测量单元900。

壳体500可以是在其中具有空间的腔室。因此，壳体500可以被称为腔室。壳体500的内部空间可以用作在其中处理基板W的处理空间。壳体500可以具有带敞开顶表面的形状。例如，壳体500可以具有带敞开上表面的圆柱形状。壳体500的敞开上表面可以由盖550(稍后描述)密封。处理空间501可以在处理基板W的情况下、维持在基本真空的气氛中。壳体500的材料可以包括铝。此外，壳体500可以接地。

根据一示例性实施方案，内衬(liner)可以设置在壳体500的内部中。内衬(未示出)可以具有带有敞开的上表面和下表面的圆柱形形状。内衬(未示出)可以设置成与壳体500的内壁表面接触。内衬(未示出)可以使等离子体对壳体500的内壁的损坏最小化。与上述实施方案不同，内衬(未示出)可以不设置在壳体500内部。

在壳体500的侧壁中形成有开口(未示出)。开口(未示出)用作将基板W运入或运出处理空间501的空间。开口(未示出)可以由门组装件(未示出)选择性地打开和关闭。

此外，观察端口505形成在壳体500的一个侧壁上。至少一个观察端口505可以形成在壳体500的侧壁上。观察端口505可以形成在不与在壳体500的侧壁中形成的开口(未示出)重叠的位置处。观察端口505形成为通过壳体500的侧壁。当从正面观察时，观察端口505可以设置在盖550与支承单元600(稍后描述)之间。

通过观察端口505从处理空间501中产生的等离子体发射的光可以穿过观察端口505。穿过观察端口505的光可以被传输到光收集单元910(稍后描述)。下面将描述其详细机制。

排出孔510形成在壳体500的底表面中。排出孔510与排出单元520连接。排出单元520可以通过排出处理空间501的气氛来控制处理空间501的压力。此外，排出单元520可以将存在于处理空间501中的工艺气体、杂质(副产品等)排放到处理空间501的外部。

排出单元520包括排出管线522和减压构件524。排出管线522的一端连接到排出孔510，并且排出管线522的另一端连接到减压构件524。减压构件(未示出)可以是对处理空间501施加负压的已知设备。

排出挡板530可以位于排出孔510的上方，以允许对处理空间501的更均匀的排出。排出挡板530可以设置在壳体500的侧壁与支承单元600(稍后描述)之间。此外，当内衬(未示出)设置在壳体500内部时，排出挡板530可以设置在内衬(未示出)与支承单元600之间。当从顶部观察时，排出挡板530可以具有大致环形形状。可以在排出挡板530中形成至少一个挡板孔532。挡板孔532可以是穿透排出挡板530的上表面和下表面的贯通孔。存在于处理空间501中的工艺气体、杂质等可以通过挡板孔532、排出孔510和排出管线522排放。

盖550位于壳体500的上方。盖550密封壳体500的敞开的上表面。根据示例性实施方案，盖550覆盖壳体500的敞开的上表面以限定下处理空间501。盖550可以形成为基本板状形状。盖550可以包括介电物质窗口。在包括盖550的中央部分中可以形成凹槽。在盖550中形成的凹槽可以形成为阶梯状。在盖550的中央部分中形成的凹槽可以穿过盖550的上表面和下表面。喷嘴构件720(稍后描述)插入到在盖550的中央部分中形成的凹槽中。

支承单元600可以位于处理空间501中。根据示例性实施方案，支承单元600在处理空间501中支承基板W。支承单元600可以包括用于使用静电力吸附基板W的静电卡盘ESC。替代地，支承单元600可以以诸如真空吸附或机械夹持等各种方式来支承基板W。下文中，将以包括静电卡盘ESC的支承单元600作为实施例进行描述。

支承单元600包括静电卡盘610和绝缘板650。静电卡盘610支承基板W。静电卡盘610可以包括介电板620和底板630。

介电板620位于支承单元600的上部处。基板W设置在介电板620的上表面上。当基板W放置在介电板620的上表面上时，基板W的边缘区域位于介电板620的外侧。根据示例性实施方案，介电板620可以设置成盘状。根据示例性实施方案，介电板620可以具有比基板W更小的直径。根据示例性实施方案，介电板620可以是介电物质。

电极622位于介电板620的内部。根据示例性实施方案，电极622可以嵌入在介电板620的内部。电极622电连接至第一电源624。第一电源624可以包括直流(direct current，DC)电源。第一开关626可以设置在第一电源624中。电极622可以通过第一开关626的接通/断开而电连接至第一电源624或从第一电源624断开。当第一开关626接通时，直流电流流向电极622。静电力通过流向电极622的电流而作用在电极622与基板W之间。因此，基板W通过静电力吸附在介电板620上。

此外，加热器(未示出)可以设置在介电板620的内部。在介电板620内设置的加热器(未示出)可以位于电极622下方。加热器(未示出)可以包括螺旋形线圈。加热器(未示出)可以将热传送到介电板620，并且传送到介电板620的热可以传送到基板W。然而，与上述实施方案不同，加热器(未示出)可以不设置在介电板620的内部。

底板630位于介电板620的下方。根据示例性实施方案，底板630可以具有盘状。底板630的上表面可形成为阶梯状，使得其中心区域位于比边缘区域相对更高的位置。底板630的上表面的中心区域可以具有与介电板620的底表面对应的区域。底板630的上表面的中心区域可以通过粘合层(未示出)结合到介电板620的下表面。环构件640(稍后描述)可以位于底板630的上表面的边缘区域上方。

底板630可以包括具有优异传热性能和传电性能的材料。根据示例性实施方案，底板630可以包括金属板。根据示例性实施方案，整个底板630可以由金属材料制成。例如，底板630的材料可以包括铝。

底板630可以电连接至第二电源630a。第二开关630b可以设置在第二电源630a中。底板630可以通过第二开关630b的接通/断开而电连接至第二电源630a或从第二电源断开。第二电源630a可以是用于产生低频功率的低频电源。第二电源630a可以将低频功率施加到底板630。底板630可以接收来自第二电源630a低频功率以改善在处理空间501中形成的等离子体的流动性。根据示例性实施方案，底板630可以接收低频功率以改善在处理空间501中产生的等离子体的平直度或插入。例如，当低频功率施加到底板630时，存在于处理空间501中的等离子体可以平直地移动到基板W的上表面。然而，与上述实施方案不同，可以不向底板630施加低频功率。

冷却流动通道632形成在底板630内部。冷却流动通道632用作冷却流体循环所通过的通道。根据示例性实施方案，冷却流体可以包括冷却水。根据示例性实施方案，冷却流动通道632可以形成为单个通道。进一步地，冷却流动通道632可以形成为螺旋形。

任选地，可以形成多个冷却流动通道632。例如，多个流动通道可以形成为在底板630内共享底板630的中心的情况下、具有不同半径的环形。多个流动通道可以彼此流体连通。此外，多个流动通道可以位于彼此相同的高度处。

冷却流动通道632通过冷却流体供应管线634与冷却流体储存单元636连接。冷却流体储存在冷却流体储存单元636处。冷却器638可以位于在冷却流体储存单元636内。冷却器638可以将储存在冷却流体储存单元636中的冷却液冷却到预定温度。与上述的不同，冷却器638可以设置在冷却流体供应管线634上。冷却流体可以沿着冷却流动通道632循环并冷却底板630。介电板620和基板W可以通过冷却底板630一起冷却。因此，基板W可以维持预期温度。

尽管未示出，但是传热流动路径(未示出)可以形成在底板630内部。传热流动路径(未示出)可以将传热介质供应到基板W的下表面。传热介质可以是供应到基板W的下表面的流体，以便在使用等离子体处理基板W的情况下解决基板W的温度不均匀性。根据示例性实施方案，传热介质可以是氦(He)气。

环构件640设置在静电卡盘610的边缘区域上。环构件640具有环形。环构件640沿介电板620的圆周设置。环构件640的上表面可以形成为阶梯状，使得外部高于内部。环构件640内部的上表面可以位于与介电板620的上表面相同的高度处。环构件640内部的上表面可以支承位于介电板620外部的基板W的边缘区域。环构件640的外部可以围绕基板W的侧部。根据示例性实施方案，环构件640可以是聚焦环。

绝缘板650位于底板630的下方。绝缘板650可以包括绝材料。绝缘板650将底板630与壳体500电绝缘。当从顶部观察时，绝缘板650可以形成为圆板形状。绝缘板650的上表面和下表面可以具有与底板630的底表面的区域对应的区域。

气体供应单元700将气体供应到处理空间501。由气体供应单元700供应到处理空间501的气体可以是由等离子体源800(稍后描述)激发的气体。此外，通过气体供应单元700供应到处理空间501的气体可以是载气。然而，本发明不限于此，由气体供应单元700供应到处理空间501的气体可以包括当在基板W上处理等离子体时使用的各种类型的已知气体。

气体供应单元700可以包括气体源712、气体管线714、气体阀716和喷嘴构件720。

气体源712储存气体。气体管线714将气体源712与喷嘴构件720彼此连接。根据示例性实施方案，气体管线714的一端可以连接到气体源712，并且气体管线714的另一端可以连接到喷嘴构件720。气体阀716可以设置在气体管线714中。气体阀716可以是开/闭阀。任选地，气体阀716可以是流量控制阀。

喷嘴构件720将气体注入到处理空间501中。喷嘴构件720可以通过气体管线714接收在气体源712中储存的气体，并将所供应的气体注入到处理空间501中。喷嘴构件720可以设置在盖550上。例如，喷嘴构件720可以设置在盖550的中心部分中。喷嘴构件720(稍后描述)插入到在盖550的中央部分中形成的凹槽中。因此，喷嘴构件720可以从处理空间501的上侧将气体注入到处理空间501中。

等离子体源800将供应至处理空间的气体激发为等离子体状态。根据本发明的示例性实施方案的等离子体源800可以使用电感耦合等离子体(inductively coupledplasma，ICP)。然而，其不限于此，等离子体源800可以被修改并与能够产生等离子体的各种设备一起使用，例如，电容耦合等离子体(capacitively coupled plasma，CCP)和微波等离子体。在下文中，将以电感耦合等离子体(ICP)用作等离子体源的情况作为实施例进行描述。

等离子体源800可以包括天线壳体810、等离子体电源820和天线830。天线壳体810可以形成为基本圆柱形状。根据示例性实施方案，天线壳体810可以具有带有敞开下部的圆柱形状。天线壳体810可以具有与壳体500的直径相对应的直径。天线壳体810可以设置在壳体500上方。进一步地，天线壳体810可以设置在盖550上方。根据示例性实施方案，天线壳体810的下端可以从盖550拆卸。天线壳体810具有内部空间。天线830(稍后描述)被布置在天线壳体810的内部空间中。

等离子体电源820可以位于工艺腔室50的外侧。等离子体电源820可以将高频功率施加到天线830(稍后描述)。根据示例性实施方案，等离子体电源820可以是射频(RadioFrequency，RF)电源。等离子体电源820所连接的电源线的一端可以接地。可以在电源线中设置阻抗匹配器(未示出)。

天线830可以包括缠绕多次的螺旋线圈。线圈可以设置在面向基板W的位置。例如，当从顶部观察时，线圈可以设置在与由支承单元600支承的基板W重叠的位置。线圈连接到等离子体电源820以接收来自等离子体电源820的功率。根据示例性实施方案，线圈可以接收来自等离子体电源820的高频功率以在处理空间501中感应时变电场。因此，供应到处理空间501中的气体可以被激发成等离子体。

图4为示意性地示出了根据图3的示例性实施方案的连接端子和测量构件的视图。图5为示意性地示出了根据图4的示例性实施方案的连接端子连接到光收集单元的状态的视图。

在下文中，将参考图3至图5更加详细地描述本发明的示例性实施方案的测量单元。

测量单元900可以监测处理空间501。具体地，测量单元900可以监测从在处理空间501中产生的等离子体发射的光。根据示例性实施方案，测量单元900可以通过监测和分析光来测量处理空间501中产生的等离子体的特性。例如，测量单元900可以分析光的强度(光量)和/或光的波长。利用由测量单元900测量的等离子体的特性，操作者可以通过控制在处理空间501中产生的等离子体的密度、强度、成分等来控制工艺。

根据示例性实施例的检测单元900可以包括光收集单元910、分析单元920、光缆930和测量构件940。

光收集单元910可以设置在壳体500的一个侧壁上。根据示例性实施方案，光收集单元910可以设置在与在壳体500的一个侧壁上形成的观察端口505对应的位置。光收集单元910可以具有光收集空间，光被收集在该光收集空间中。多个透镜(未示出)可以设置在光收集单元910内部。从在处理空间501中产生的等离子体发射的光穿过观察端口505，穿过观察端口505的光被传输到光收集单元910，并且所传输的光可以被收集在光收集单元910中。

此外，光收集单元910中可以形成端子912。端子912可以形成在光收集单元910的内壁上。此外，光收集单元910中可以形成凹槽。例如，可以在光收集单元910的外侧壁上形成凹槽。连接端子932(稍后描述)可以被紧固到在光收集单元910中形成的凹槽。当从正面观察时，凹槽和端子912可以形成在彼此重叠的位置处。因此，端子912和连接端子932可以彼此电连接。由光收集单元910收集的光在端子912中被转换为光学数据，并且经转换的光学数据可以被传输到连接至端子912的连接端子932。在下文中，为了便于描述，将光学数据统称为光。

分析单元920可以设置在壳体500的外部区域中。此外，分析单元920可以连接到光收集单元910。分析单元920可以经由光缆930(稍后描述)连接到光收集单元910。分析单元920可以接收由光收集单元910收集的光并分析所接收的光。也就是说，分析单元920可以分析从在处理空间501中产生的等离子体发射的光。此外，分析单元920可以分析光以检测处理的终点。具体地，分析单元920可以分析来自从光收集单元910传输的光的峰值数据。可以使用由分析单元920分析的峰值数据来检测处理的终点。根据示例性实施方案，分析单元920可以是测量光谱的直读光谱仪(optical emission spectrometer，OES)。

光缆930可以包括由多个绞线构成的光纤。根据示例性实施方案，光缆可以是光纤光缆(fiber optic cable，FOC)电缆。光缆930的一端可连接到光收集单元910。此外，光缆930的另一端可连接到分析单元920。光缆930可以将由光收集单元910收集的光传输到分析单元920。

根据示例性实施方案，连接端子932可以形成在光缆930的一端。连接端子932可以具有与光缆930的纵向方向相同的纵向方向。连接端子932可以紧固到光收集单元910。具体地，连接端子932可以紧固到在上述光收集单元910中形成的凹槽。根据示例性实施方案，连接端子932的整个面积的仅部分区域可以被紧固到形成在光收集单元910中的凹槽。连接端子932可以紧固到光收集单元910以接收由光收集单元910收集的光。测量构件940可以设置在连接端子932上。

测量构件940可以测量光收集单元910与光缆930之间的紧固长度。测量构件940可以包括刻度。刻度可以沿光缆930的纵向方向指示。也就是说，刻度可以沿连接端子932的纵向方向指示。例如，刻度可以从连接端子932的一端到另一端指示。

根据示例性实施方案，由于连接端子932的整个区域的仅部分区域被紧固到光收集单元910，所以光收集单元910与光缆930之间的紧固程度可以使用刻度来确定，该刻度沿连接端子932的纵向方向从连接端子932的一端到另一端指示。因此，操作者可以通过检查刻度来确定光缆930紧固到光收集单元910的凹槽的程度。也就是说，操作者可以使用刻度来测量光缆930与光收集单元910之间的紧固长度。

下文中，将对根据本发明的示例性实施方案的基板处理方法进行描述。进一步地，将对用于使用上述本发明的测量单元检测处理的终点的机理进行详细描述。由于下面将要描述的基板处理方法和用于检测处理的终点的机理是通过使用根据参考图2至图5描述的示例性实施方案的基板处理装置来执行的，因此在下文中，图2至图5中的附图标记按原样使用。

由根据示例性实施方案的分析单元920检测的峰值数据与紧固到光收集单元910的光缆930的长度有关。例如，当光缆930的连接端子932相对较深地紧固到光收集单元910时，由分析单元920检测的峰值数据的值增加。相反地，当连接端子932相对较薄地固定到光收集单元910时，由分析单元920检测的峰值数据的值减小。也就是说，由分析单元920检测的峰值数据值可以与光缆930与光收集单元910之间的紧固长度成比例。

在根据示例性实施方案的工艺腔室50中，在处理空间501中产生等离子体以处理基板W。在处理基板W的情况下，操作员可以根据光缆930与光收集单元910之间的紧固长度来收集和记录峰值数据。具体地，在通过在处理空间501中产生等离子体来处理基板W的情况下，操作者可以根据紧固长度与在光缆930中形成的连接端子932到在光收集单元910中形成的凹槽的长度来匹配和记录由分析单元920检测的峰值数据。也就是说，在使用等离子体处理基板W的情况下，操作者可以根据光缆930与光收集单元910之间的紧固长度收集峰值数据，以将收集的峰值数据记录为标准化数据。

在处理基板W的过程中，在基板W上形成的预定薄膜可以被蚀刻，从而在处理空间501中产生诸如颗粒等的杂质。此外，在基板W上形成的预定薄膜可以与等离子体发生化学反应，从而在处理空间501中产生杂质。在这种情况下，杂质可能漂浮在处理空间501中，并且可能沉积并附着到在壳体500的侧壁上形成的观察端口505。当杂质附着或沉积在观察端口505上时，从在处理基板W的情况下产生的等离子体发射的光不能顺利地通过观察端口505。因此，由光收集单元910收集的光量相对减少。结果，由于传输到分析单元920的光量减少，分析单元920中的光的峰值数据值可能减少。当峰值数据值变化时，不能准确地检测在基板W上处理的终点。

此外，在处理预定数量或更多的基板之后，可以对工艺腔室50进行维护。例如，可以在处理前一基板与处理后一基板之间对工艺腔室50执行维护。当执行维护时，可以拆卸包括在工艺腔室50中的部件。例如，当对工艺腔室50执行维护时，紧固到光收集单元910的光缆930的连接端子932可以与光收集单元910分离。在执行维护之后，操作者再次将连接端子932紧固到在光收集单元910中形成的凹槽。在这种情况下，连接端子932与光收集单元910之间的紧固程度可以根据操作者而变化。如上所述，由于分析单元920检测到的峰值数据值与光缆930与光收集单元910之间的紧固长度相关联，即使杂质没有附着到观察端口505，由分析单元920检测到的峰值数据值也可能根据操作者而变化。当峰值数据值变化时，不能准确地检测在基板W上处理的终点。

图6为示出根据本发明示例性实施方案的标准化数据、当前检测到的峰值数据和异常状态下的峰值数据的曲线图。

参考图6，当分析单元920检测到的电流峰值数据(问题PEAK，参见双点划线)处于异常状态时，在处理等离子体的情况下，操作者可以通过使用标准化数据来改变光缆930与光收集单元910之间的紧固长度，该标准化数据通过根据光缆930与光收集单元910之间的紧固长度而收集到的峰值数据来记录。

例如，当杂质沉积在观察端口505中并且由分析单元920检测到的电流峰值数据(问题峰)具有比正常状态下的峰值数据(正常峰)更低的值时，操作者可以使用标准化数据改变在光缆930上形成的连接端子932与光收集单元910之间的紧固长度。具体地，操作者可以通过使用当电流峰值数据(问题峰)达到正常状态下的峰值数据(正常峰)时所需的连接端子932与光收集单元910之间的紧固长度(记录在标准化数据中)、来改变连接端子932与光收集单元910之间的紧固长度。因此，可以将电流峰值数据(问题峰)校准到正常状态下的峰值数据(正常峰)。

此外，在对工艺腔室50执行维护之后，操作员可以根据检测作为基准的正常状态下的峰值数据(正常峰)所需的紧固长度，基于标准化数据将连接端子932紧固到光收集单元910。然而，本发明不限于此，在执行维护之后，连接端子932紧固到光收集单元910以具有根据操作者的任意紧固长度，并且在使用等离子体处理基板W的情况下，操作者可以基于标准化数据校准连接端子932与光收集单元910之间的紧固长度。

根据上述本发明的示例性实施方案，即使穿过观察端口505的光量由于在使用等离子体处理基板W的情况下产生的杂质而减少，通过使用标准化数据改变光缆930与光收集单元910之间的紧固长度，也能够准确地检测在基板W上的处理的终点。此外，即使在对工艺腔室50执行维护之后、光缆930与光收集单元910之间的紧固程度根据操作者而变化时，也能够使用标准化数据准确地检测基板W上的处理的终点。

在上述实施例中，已经以操作者记录标准化数据作为实施例进行了描述，但是不限于此。例如，由微处理器(计算机)构成的工艺控制器和由存储器、显示器等构成的控制器(未示出)可以根据由分析单元920检测的紧固长度而接收和收集的峰值数据来将收集到的峰值数据记录为标准化数据。操作者可以使用记录在控制器(未示出)中的标准化数据来改变光缆930与光收集单元910之间的紧固长度。

在下文中，将描述根据本发明的示例性实施方案的连接端子和测量构件的另一示例性实施方案。由于除了附加的描述之外，根据下面将描述的示例性实施方案的连接端子和测量构件与上述示例性实施方案的连接端子和测量构件基本相同或相似，因此将省略对重复内容的描述。

图7为示意性地示出了根据图3的另一示例性实施方案的连接端子和测量构件的视图。图8为示意性地示出了根据图7的示例性实施方案的连接端子连接到光收集单元的状态的视图。

参考图3、图7和图8，根据本发明的示例性实施方案，测量构件940可以设置在连接端子932处。根据示例性实施方案的测量构件940可以测量光收集单元910与光缆之间的紧固长度。测量构件940可以包括距离传感器944和946。根据示例性实施方案的距离传感器944和946可以设置在连接端子932的一侧上。例如，如图6所示，突起构件942可以设置在连接端子932的一个侧表面上。突起构件942可以设置为从连接端子932的一个侧表面突出。例如，当连接端子932完全紧固到在光收集单元910中形成的凹槽时，突起构件942可以位于在光收集单元910中形成的凹槽的外部。

距离传感器946可以设置在突起构件942的侧表面上。距离传感器944和946可以设置在突起构件942的侧表面当中的、面向光收集单元910的侧表面上。距离传感器944和946可以由照射器944和接收器946构成，该照射器照射红外线、紫外线、超声波、可见光线或激光，该接收器接收照射的红外线、紫外线、超声波、可见光线或激光。距离传感器944和946可以通过向光收集单元910照射红外线等并接收照射的红外线来测量连接端子932到所连接的光收集单元910的距离。光收集单元910与光缆930之间的紧固长度可以通过使用由距离传感器944和946测量的距离来测量。

前述详细的描述说明了本发明。进一步地，以上内容展示并描述了本发明的优选示例性实施方案，并且本发明可以用于各种其他结合、修改和环境中。也就是说，在本说明书中所公开的发明构思的范围、与本公开的发明构思等同的范围和/或本领域的技术或知识的范围内，可以对前述内容进行修改或修正。前述示例性实施方案描述了用于呈现本发明的技术精髓的最佳状态，并且本发明的特定应用领域和用途所需要的各种变化都是可能的。因此，本发明的上述详细描述并不旨在将本发明限制于所公开的示例性实施方案。进一步地，所附权利要求也应被解释为包括其他示例性实施方案。

Claims (20)

1.一种用于处理基板的基板处理装置，所述基板处理装置包括：

腔室，所述腔室用于在处理空间中产生等离子体、并且使用所述等离子体处理基板；以及

测量单元，所述测量单元用于监测从所述处理空间的所述等离子体发射的光，

其中，所述测量单元包括：

光收集单元，所述光收集单元用于收集穿过在所述腔室的一个侧壁上形成的观察端口的光；以及

光缆，所述光缆具有紧固到在一端处形成的所述光收集单元的连接端子以传输所述光，

其中，将能够测量所述光收集单元与所述光缆之间的紧固长度的测量构件设置在所述连接端子中。

2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述测量构件包括沿所述光缆的纵向方向指示的刻度。

3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述测量单元还包括分析单元，所述分析单元连接到所述光缆的另一端，以分析从所述光收集单元传输的所述光、并分析所述光的峰值数据以检测所述处理的终点。

4.根据权利要求3所述的基板处理装置，其中，所述峰值数据根据所述紧固长度而改变。

5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其中，所述紧固长度和所述峰值数据彼此成比例。

6.根据权利要求5所述的基板处理装置，其中，在执行所述处理的情况下，操作员根据所述紧固长度来收集所述峰值数据、并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据。

7.根据权利要求6所述的基板处理装置，其中，所述操作员改变所述紧固长度，使得当前检测到的峰值数据基于所述标准化数据被校准为正常状态下的正常峰值数据。

8.根据权利要求2所述的基板处理装置，其中，所述连接端子具有与所述光缆的纵向方向相同的纵向方向，并且所述连接端子被紧固到所述光收集单元的一个壁，并且

从所述连接端子的一端到另一端指示所述刻度。

9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述测量构件包括距离传感器，所述距离传感器设置在所述连接端子的一侧上、并且测量到与所述连接端子连接的所述光收集单元的距离。

10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其中，所述腔室还包括：

支承单元，所述支承单元用于在所述处理空间中支承所述基板；

气体供应单元，所述气体供应单元用于将气体供应到所述处理空间；以及

等离子体源，所述等离子体源用于激发所述气体。

11.一种基板处理方法，所述基板处理方法用于通过在腔室中的处理空间中产生等离子体来处理基板，所述基板处理方法包括：

分析在所述处理空间中处理基板的情况下、从在所述处理空间中产生的等离子体所发射的光的峰值数据，以检测所述处理的终点，

其中，通过测量用于收集所述光的光收集单元与紧固到所述光收集单元的光缆之间的紧固长度、根据所述紧固长度来检测所述峰值数据。

12.根据权利要求11所述的基板处理方法，其中，所述峰值数据根据所述紧固长度而改变。

13.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，所述紧固长度和所述峰值数据彼此成比例。

14.根据权利要求12所述的基板处理方法，其中，在执行所述处理的情况下，操作员根据所述紧固长度来收集所述峰值数据、并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据。

15.根据权利要求14所述的基板处理方法，其中，在执行所述处理的情况下改变所述峰值数据，并且

所述操作者基于所述标准化数据来改变所述紧固长度、以将在执行所述处理的情况下改变的所述峰值数据校准为正常状态下的正常峰值数据。

16.根据权利要求15所述的基板处理方法，其中，所述峰值数据通过沉积在观察端口中的杂质而改变，所述处理空间中的光穿过所述观察端口。

17.根据权利要求15所述的基板处理方法，其中，在执行所述处理之后、在所述腔室的维护之后改变所述峰值数据。

18.一种用于处理基板的基板处理装置，所述基板处理装置包括：

腔室，所述腔室在其中具有观察端口和处理空间；

支承单元，所述支承单元用于在所述处理空间中支承所述基板；

气体供应单元，所述气体供应单元用于将气体供应到所述处理空间；

等离子体源，所述等离子体源用于通过激发所述气体来产生等离子体，并且

测量单元，所述测量单元用于监测从所述等离子体发射的光，

其中，所述测量单元包括：

光收集单元，所述光收集单元用于收集穿过所述观察端口的光；

分析单元，所述分析单元用于通过分析从所述光收集单元透射的所述光的峰值数据来检测所述处理的终点；以及

光缆，所述光缆分别连接到所述光收集单元和所述分析单元，以将光从所述光收集单元传输到所述分析单元，

其中，在与所述光收集单元紧固的所述光缆的一端处形成连接端子，并且

将能够测量所述光收集单元与所述光缆之间的紧固长度的测量构件设置在所述连接端子中。

19.根据权利要求18所述的基板处理装置，其中，所述测量构件包括沿所述连接端子的纵向方向而在所述连接端子上指示的刻度，并且

所述连接端子被紧固到所述光收集单元的一个侧壁。

20.根据权利要求19所述的基板处理装置，其中，所述峰值数据根据所述紧固长度而改变，

在执行所述处理的情况下，操作员根据所述紧固长度来收集所述峰值数据并且将所收集的峰值数据记录为标准化数据，并且

所述操作员改变所述紧固长度，使得当前检测到的峰值数据基于所述标准化数据被校准为正常状态下的正常峰值数据。

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