CN117378286A - 等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置 - Google Patents

等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117378286A
CN117378286A CN202280036616.7A CN202280036616A CN117378286A CN 117378286 A CN117378286 A CN 117378286A CN 202280036616 A CN202280036616 A CN 202280036616A CN 117378286 A CN117378286 A CN 117378286A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plasma
beam splitters
plasma processing
processing apparatus
monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280036616.7A
Other languages
English (en)
Inventor
照内怜
广濑润
永关一也
桧森慎司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN117378286A publication Critical patent/CN117378286A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32972—Spectral analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/443—Emission spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
    • G01N21/68—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using high frequency electric fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/0006—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature
    • H05H1/0012—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry
    • H05H1/0037—Investigating plasma, e.g. measuring the degree of ionisation or the electron temperature using electromagnetic or particle radiation, e.g. interferometry by spectrometry
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
    • H01J2237/2445—Photon detectors for X-rays, light, e.g. photomultipliers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
    • H01J2237/24585—Other variables, e.g. energy, mass, velocity, time, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明的等离子体监控系统包含：监控装置；及控制装置。监控装置为载置于等离子体处理装置内的工作台上的装置。监控装置包含：板状的基底基板；及多个分光器，所述多个分光器具有在基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得等离子体的发光强度。控制装置基于由多个分光器分别取得的发光强度而取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据。

Description

等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置
技术领域
本发明例示的实施方式涉及等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置。
背景技术
专利文献1中公开了一种涉及等离子体处理装置的技术。该等离子体处理装置包含：处理室，进行等离子体处理；及光学检测器，经由检测窗而设置在处理室的外侧。光学检测器监视在处理室内产生的等离子体的状态。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-39952号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明提供用于取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据的技术。
用于解决技术课题的手段
在一例示的实施方式中，提供测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度的系统。该系统包含：监控装置；及控制装置。监控装置为载置于等离子体处理装置内的工作台上的装置。监控装置包含：板状的基底基板；及多个分光器，所述多个分光器具有在基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得等离子体的发光强度。控制装置基于由多个分光器分别取得的发光强度而取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据。
发明效果
根据一例示的实施方式的等离子体监控系统，能够取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据。
附图说明
图1是例示处理系统的图。
图2是例示对准器的立体图。
图3是表示等离子体处理装置的一例的图。
图4是从上表面侧观察一例的监控装置的平面图。
图5是表示一例的监控装置的结构的框图。
图6是用于说明一例的监控装置的分光器的拍摄范围的示意图。
图7是示意性地表示基于由分光器所拍摄的图像的合成图像的一例的图。
图8是表示监控装置的动作方法的一例的流程图。
具体实施方式
以下，对各种示例性实施方式进行说明。
在一例示的实施方式中，提供测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度的系统。该系统包含：监控装置；及控制装置。监控装置为载置于等离子体处理装置内的工作台上的装置。监控装置包含：板状的基底基板；及多个分光器，所述多个分光器具有在基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得等离子体的发光强度。控制装置基于由多个分光器分别取得的发光强度而取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据。
在一例示的实施方式中，提供使用监控装置测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度的方法。监控装置包含：板状的基底基板；及多个分光器，所述多个分光器具有在基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置。该方法包括：将监控装置载置于等离子体处理装置的腔室内的工作台上的工序。该方法包括：在等离子体处理装置的腔室内产生等离子体的工序。该方法包括：由多个分光器取得等离子体的发光强度的工序。该方法包括：基于由多个分光器所取得的发光强度而取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布数据的工序。
在上述实施方式的等离子体监控系统及等离子体监控方法中，通过载置于工作台上的监控装置的多个分光器，取得在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度。多个分光器在基底基板上彼此分离配置。因此，各自的分光器的光的测量区域互相不同。即，各自的分光器能够取得等离子体处理装置内不同区域的等离子体的发光强度。因此，在等离子体监控系统及等离子体监控方法中，能够从由多个分光器所取得的等离子体的发光强度，取得等离子体处理装置内的等离子体的发光强度分布。
在一例示的实施方式中，发光强度分布数据可为可视显示数据，其显示对应监控装置的多个分光器的各位置而由多个分光器各自所取得的发光强度。
在一例示的实施方式中，等离子体处理装置内的多个分光器各自的光的测量区域可不包含彼此重复的区域。在该结构中，能够根据每个位置明确划分在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度。
以下，参考附图对各种实施方式进行详细说明。另外，在各附图中，对相同或相等的部分标注相同的符号。
一例示的实施方式的监控装置100，通过与具有作为半导体制造装置S1的功能的处理系统1协同合作，而构成等离子体监控系统。首先，对处理系统进行说明，所述处理系统具有用于处理被加工物的处理装置及用于将被加工物输送至该处理装置的输送装置。图1是例示处理系统的图。处理系统1具备平台2a～2d、容器4a～4d、装载模块LM、对准器AN、装载锁定模块LL1、LL2、处理模块PM1～PM5、传输模块TF及控制部MC。另外，平台2a～2d的个数、容器4a～4d的个数、装载锁定模块LL1、LL2的个数及处理模块PM1～PM5的个数并无限定，可以为一个以上的任意个数。
平台2a～2d沿装载模块LM的一边缘排列。容器4a～4d分别搭载于平台2a～2d上。容器4a～4d的各自例如为称为FOUP(Front Opening Unified Pod：前开式晶圆传送盒)的容器。容器4a～4d的各自可以构成为容纳被加工物W。被加工物W如晶圆那样具有大致圆盘形状。
装载模块LM具有将大气压状态的输送空间划分在其内部的腔室壁。在该输送空间内设置有输送装置TU1。输送装置TU1例如为多关节机器人，并且由控制部MC控制。输送装置TU1构成为在容器4a～4d与对准器AN之间、对准器AN与装载锁定模块LL1～LL2之间、装载锁定模块LL1～LL2与容器4a～4d之间输送被加工物W。
对准器AN与装载模块LM连接。对准器AN构成为进行被加工物W的位置的调整(位置的校准)。图2是例示对准器的立体图。对准器AN具有支承台6T、驱动装置6D及传感器6S。支承台6T为能够绕着在铅直方向延伸的轴线中心旋转的台，并且构成为在其上方支承被加工物W。支承台6T由驱动装置6D旋转。驱动装置6D由控制部MC控制。当支承台6T通过来自驱动装置6D的动力进行旋转时，载置于该支承台6T上的被加工物W也旋转。
传感器6S为光学传感器，在使被加工物W旋转的期间，检测被加工物W的边缘。传感器6S根据边缘的检测结果来检测被加工物W的凹槽WN(或者，其他标记)的角度位置相对于基准角度位置的偏移量及被加工物W的中心位置相对于基准位置的偏移量。传感器6S将凹槽WN的角度位置的偏移量及被加工物W的中心位置的偏移量输出至控制部MC。控制部MC根据凹槽WN的角度位置的偏移量来算出用于将凹槽WN的角度位置校正为基准角度位置的支承台6T的旋转量。控制部MC控制驱动装置6D以使支承台6T旋转该旋转量。由此，能够将凹槽WN的角度位置校正为基准角度位置。并且，控制部MC也可将凹槽WN的角度位置校正为任意的角度位置。并且，控制部MC根据被加工物W的中心位置的偏移量来控制从对准器AN接收被加工物W时的输送装置TU1的末端效应器(end effector)的位置。由此，被加工物W的中心位置与输送装置TU1的末端效应器上的规定位置一致。
返回至图1，装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2的各自设置在装载模块LM与传输模块TF之间。装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2的各自提供预减压室。
传输模块TF经由闸阀与装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2气密地连接。传输模块TF提供能够减压的减压室。在该减压室内设置有输送装置TU2。输送装置TU2为例如具有输送臂TUa的多关节机器人，由控制部MC所控制。输送装置TU2构成为在装载锁定模块LL1～LL2与处理模块PM1～PM5之间及在处理模块PM1～PM5中的任意二个处理模块之间输送被加工物W。
处理模块PM1～PM5经由闸阀与传输模块TF气密地连接。处理模块PM1～PM5的各自为构成为对被加工物W进行等离子体处理等专用处理的处理装置。
在该处理系统1中进行被加工物W的处理时的一系列的动作如下所示。装载模块LM的输送装置TU1从容器4a～4d中的任一个取出被加工物W，并将该被加工物W输送至对准器AN。接着，输送装置TU1从对准器AN取出其位置已被调整的被加工物W，并将该被加工物W输送至装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2中的一个装载锁定模块。接着，一个装载锁定模块将预减压室的压力减压至规定压力。接着，传输模块TF的输送装置TU2从一个装载锁定模块取出被加工物W，并将该被加工物W输送至处理模块PM1～PM5中的任一个。然后，处理模块PM1～PM5中的一个以上的处理模块对被加工物W进行处理。然后，输送装置TU2将处理后的被加工物W从处理模块输送至装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2中的一个装载锁定模块。接着，输送装置TU1将被加工物W从一个装载锁定模块输送至容器4a～4d中的任一个。
如上所述，该处理系统1具备控制部MC。控制部MC可以为具备处理器、存储器等存储装置、显示装置、输入输出装置、通信装置等的计算机。上述处理系统1的一系列的动作通过控制部MC根据存储于存储装置中的程序对处理系统1的各部进行控制来实现。
图3是表示可以用作处理模块PM1～PM5中的任一个的等离子体处理装置的一例的图。图3所示的等离子体处理装置10为电容耦合型等离子体蚀刻装置。等离子体处理装置10具备大致圆筒形状的腔室主体12。腔室主体12例如由铝形成，并且可以对其内壁面实施阳极氧化处理。该腔室主体12被安全接地。
在腔室主体12的底部上设置有大致圆筒形状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料构成。支承部14设置于腔室主体12内，并从腔室主体12的底部往上方延伸。并且，在由腔室主体12提供的腔室S内设置有工作台ST。工作台ST被支承部14支承。
工作台ST具有下部电极LE及静电卡盘ESC。下部电极LE包括第1板18a及第2板18b。第1板18a及第2板18b例如由铝等金属构成，并且呈大致圆盘形状。第2板18b设置于第1板18a上，并且与第1板18a电连接。
在第2板18b上设置有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC具有将作为导电膜的电极配置在一对绝缘层或绝缘片之间的结构，并且具有大致圆盘形状。直流电源22经由开关23与静电卡盘ESC的电极电连接。该静电卡盘ESC通过由来自直流电源22的直流电压所产生的库仑力等静电力来吸附被加工物W。由此，静电卡盘ESC能够保持被加工物W。
在第2板18b的周缘部上设有聚焦环FR。该聚焦环FR以包围被加工物W的边缘及静电卡盘ESC的方式设置。该聚焦环FR可以由硅、碳化硅、氧化硅等各种材料中的任一个形成。
在第2板18b的内部设置有制冷剂流路24。制冷剂流路24构成温度调节机构。从设置于腔室主体12的外部的制冷单元经由配管26a向制冷剂流路24供给制冷剂。供给至制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b返回至制冷单元。如此，制冷剂在制冷剂流路24与制冷单元之间循环。通过控制该制冷剂的温度来控制被静电卡盘ESC支承的被加工物W的温度。
在工作台ST上形成有贯穿该工作台ST的多个(例如，三个)贯穿孔25。多个贯穿孔25形成于俯视观察时的静电卡盘ESC的内侧。在这些每一个贯穿孔25中插入有升降销25a。另外，在图3中描绘了插入有一根升降销25a的一个贯穿孔25。升降销25a设置成能够在贯穿孔25内上下移动。通过升降销25a的上升而支承于静电卡盘ESC上的被加工物W上升。
在工作台ST上，在俯视观察时比静电卡盘ESC更靠外侧的位置上形成有贯穿该工作台ST(下部电极LE)的多个(例如，三个)贯穿孔27。在这些每一个贯穿孔27中插入有升降销27a。另外，在图3中描绘了插入有一根升降销27a的一个贯穿孔27。升降销27a设置成能够在贯穿孔27内上下移动。通过升降销27a的上升而支承于第2板18b上的聚焦环FR上升。
并且，在等离子体处理装置10中设置有气体供给管路28。气体供给管路28将来自传热气体供给机构的传热气体(例如，He气体)供给至静电卡盘ESC的上表面与被加工物W的背面之间。
并且，等离子体处理装置10具备上部电极30。上部电极30在工作台ST的上方与该工作台ST对置配置。上部电极30经由绝缘遮蔽部件32支承于腔室主体12的上部。上部电极30可以包括顶板34及支承体36。顶板34面向腔室S，且在该顶板34设有多个气体喷出孔34a。该顶板34可以由硅或石英形成。或者，顶板34可以通过在铝制母材的表面上形成氧化钇等耐等离子体性的膜来构成。
支承体36可装卸自如地支承顶板34，可由例如铝等导电性材料所构成。该支承体36可以具有水冷结构。在支承体36的内部设置有气体扩散室36a。与排气孔34a连通的多个气体通流孔36b从该气体扩散室36a向下方延伸。并且，在支承体36形成有将处理气体导引至气体扩散室36a的气体导入口36c，在该气体导入口36c连接有气体供给管38。
在气体供给管38上经由阀组42及流量控制器组44连接有气体源组40。气体源组40包括用于多种气体的多个气体源。阀组42包括多个阀，流量控制器组44包括质量流量控制器等多个流量控制器。气体源组40的多个气体源分别经由阀组42中的相对应的阀及流量控制器组44中的相对应的流量控制器与气体供给管38连接。
并且，在等离子体处理装置10中，沿腔室主体12的内壁装卸自如地设置有沉积物挡板46。沉积物挡板46也设置于支承部14的外周。沉积物挡板46可防止蚀刻副产物(沉积物)附着于腔室主体12，可通过将氧化钇等陶瓷覆盖于铝材而构成。
在腔室主体12的底部侧且支承部14与腔室主体12的侧壁之间设置有排气板48。排气板48例如可以通过在铝材上涂覆氧化钇等陶瓷来构成。在排气板48上形成有向其板厚方向贯穿的多个孔。在该排气板48的下方且腔室主体12上设置有排气口12e。在排气口12e上经由排气管52连接有排气装置50。排气装置50具有压力调整阀及涡轮分子泵等真空泵，可将腔室主体12内的空间减压至期望的真空度。并且，在腔室主体12的侧壁设有被加工物W的搬入出口12g，该搬入出口12g可通过闸阀54而开闭。
并且，等离子体处理装置10还具备第1高频电源62及第2高频电源64。第1高频电源62为产生等离子体产生用的第1高频的电源，产生具有例如27～100MHz的频率的高频。第1高频电源62经由匹配器66与上部电极30连接。匹配器66具有用于使第1高频电源62的输出阻抗与负载侧(上部电极30侧)的输入阻抗匹配的电路。另外，第1高频电源62可以经由匹配器66与下部电极LE连接。
第2高频电源64为产生用于将离子引入至被加工物W的第2高频的电源，产生例如400kHz～13.56MHz范围内的频率的高频。第2高频电源64经由匹配器68与下部电极LE连接。匹配器68具有用于使第2高频电源64的输出阻抗与负载侧(下部电极LE侧)的输入阻抗匹配的电路。
在等离子体处理装置10中，来自在多个气体源中选择的一个以上的气体源的气体被供给至腔室S。并且，由排气装置50将腔室S的压力设定为规定压力。而且，由来自第1高频电源62的第1高频激励腔室S内的气体。由此，产生等离子体。然后，由所产生的活性种对被加工物W进行处理。另外，根据需要，可以通过基于第2高频电源64的第2高频的偏置来将离子引入至被加工物W中。
接着，对监控装置100进行说明。监控装置100取得在等离子体处理装置10的腔室S内所产生的等离子体的发光强度。一例的监控装置100为用于在处理模块PM(等离子体处理装置10)内的工作台ST上将分光器配置于规定位置的装置，因此也可称为夹具。
图4是从上表面侧观察一例的监控装置100的平面示意图。图5是显示一例的监控装置100的框图。另外，图5中，示意性地表示使用监控装置100时所用的专用的FOUP4F。FOUP4F可为容器4a～4d中任一个。监控装置100具有基底基板110、控制基板120及电池140。监控装置100可通过处理系统1的输送装置TU1、TU2，而从FOUP4F输送至工作台ST上(即，静电卡盘ESC上)。
即，输送装置TU1从FOUP4F取出监控装置100，并输送至对准器AN。接着，输送装置TU1从对准器AN取出该位置已被调整的监控装置100，并将该监控装置100输送至装载锁定模块LL1及装载锁定模块LL2中的一个装载锁定模块。接着，传输模块TF的输送装置TU2，从其中一个的装载锁定模块取出监控装置100，而将该监控装置100输送至处理模块PM1～PM5中任一个的工作台ST上。
基底基板110可设为以与被加工物W同样的圆盘状的晶圆为一例的基板，以能利用处理系统1的输送装置TU1、TU2输送。然而，基底基板110不限于圆盘状，只要能利用输送被加工物W的输送装置TU1、TU2输送，则可为多边形、椭圆等，而不限定形状。在基底基板110的边缘形成有凹槽110N。因此，可将监控装置100被输送至工作台ST上时的旋转位置控制为固定。作为基底基板110的材质，可列举如硅、碳纤维、石英玻璃、碳化硅、氮化硅、氧化铝等。
控制基板120为设置于板状的基底基板110的上表面的电路基板。控制基板120包含多个分光器130、连接器垫160及控制电路170。
分光器130为用于检测腔室S内所产生的等离子体导致的发光的装置。分光器130包含：分光部，将入射的光根据波长分光；及检测部，检测由分光部所分光的各波长的光的强度。检测部例如可包含CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor/互补式金属氧化物半导体)等图像传感器。一例的分光器130将已入射的光变换成与各自的波长的强度相对应的电信号，再基于已变换的电信号而取得各自的波长的发光强度。
分光器130可在分光器130的光轴方向检测规定的测量区域的光。多个分光器130为了取得来自基底基板110的上方的光，而在基底基板110上具有朝向上方的光轴。另外，光轴可定义成分光器130的光学中心轴。在基底基板110上，各自的分光器130彼此分离配置。分光器130在配置在工作台ST的状态下，能够监控在腔室S内所产生的等离子体发光。在一例中，多个分光器130在俯视观察时可配置成在基底基板110上成为点对称。并且，多个分光器130在俯视观察时可配置成在基底基板110上成为线对称。
在一例中，如图4所示，分光器130中的一个配置于基底基板110的中心。并且，分光器130配置于基底基板110的径向的多个位置。并且，分光器130等间隔配置于基底基板110的周向上。在一例中，可将分光器130配置成在基底基板110的周缘侧比中心侧在径向上更密集。在图示例中，在呈圆盘状的基底基板110中，沿着径向包含中心，在8处配置分光器130。并且，在除了中心的位置中，分别在周向上以90°间隔在4处配置分光器130。即，在图示例中，在基底基板110上配置29个分光器130。在基底基板110的直径为300mm的情况下，作为一例，从基底基板110的周缘起算，可在3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、50mm、100mm及150mm(中心)的位置配置分光器130。
各自的分光器130的光轴相对于例如呈平面状的基底基板110的上表面实质上正交。另外，该光轴也可相对于基底基板110的平面为斜交叉。并且，分光器130具有用于保护内部不受在等离子体处理装置10内所产生的等离子体损害的透光性盖罩131。盖罩131可通过例如蓝宝石等的材料而形成。
图6是用于说明一例的监控装置100的分光器130的测量区域135的图，并且显示从侧方观察时的多个分光器130的测量区域135。另外，在图6，为了便于理解，示意性地表示5个分光器的测量区域135。测量区域135为可通过各自的分光器130测量的空间的区域。一例的测量区域135可为分光器130具有的检测角度133的范围内的区域。检测角度133以分光器130的光轴作为中心倾斜规定的角度。即，测量区域135成为大致圆锥形状。
各自的分光器130检测来自在对应的测量区域135内存在的等离子体P的光。在监控装置100载置于腔室主体12内的工作台ST的状态下，多个分光器130的各自的测量区域135也可包含各自的分光器130的正上方的区域。在一例中，多个分光器130的各自的测量区域135不包含彼此重复的区域。即，多个分光器130的各自的测量区域135彼此可为互相分离(分隔)的独立区域。
连接器垫160为用于使电池140充电的连接部，可连接至外部电源。连接器垫160在监控装置100载置于专用的FOUP4F内的状态下，经由设置于专用的FOUP4F的连接器4FC而连接至外部电源。在基底基板110内配置多个(在图示例中为4个)电池140。电池140对分光器130及控制电路170供给电力。如图5所示，在连接器垫160和电池140之间连接有充电电路177，通过充电电路177使电池140的充电受到控制。并且，在电池140连接有电源电路178，经由电源电路178而使来自电池140的电力供给至各设备。
控制电路170配置于控制基板120。控制电路170具有包含处理器的运算装置171、存储器172、控制器173等，根据存储于存储器172的程序，集中控制监控装置100的动作。控制电路170作为控制监控装置100的各部的控制部发挥功能。例如，分光器130所进行的测量由控制器173所控制。并且，为了控制与外部其他设备的通信，在控制电路170连接有通信设备175。在一例中，通信设备175用于与外部的计算机88的连接。通信设备175与计算机88的连接方式，可为有线及无线中任一个。并且，在一例中，监控装置100包含连接至控制电路170的连接器垫176。连接器垫176连接至设置于专用的FOUP4F的开关SW。控制电路170可根据从开关SW输入的信号开始进行监控装置100的控制。并且，在一例中，使开关SW和控制部MC能进行通信地连接，控制部MC可根据从开关SW输入的信号开始进行处理系统1的控制。
在一例中，控制器173在监控装置100被载置于工作台ST上的状态，在腔室主体12内产生等离子体时，使用分光器130执行测量。由分光器130所监控的等离子体的测量数据例如可保存在存储器172。测量数据可为入射到分光器130的等离子体发光的各自的波长的发光强度数据。此时，测量数据针对各自的分光器130而产生。测量数据可为根据时序取得的各自的波长的发光强度。测量结束后，将保存于存储器172的测量数据发送至连接于通信设备175的计算机88。计算机88(控制装置)基于显示由多个分光器130所取得的发光强度的测量数据，而取得(产生)在腔室S内所产生的等离子体的发光强度分布数据。
发光强度分布数据可为与各自的分光器130有关连的发光强度的数据组。即，发光强度分布数据为显示各自的分光器130的测量区域的发光强度的数据，能够显示在腔室S内所产生的等离子体的发光强度分布。例如，计算机88根据时序取得各自的分光器130的各自的波长的发光强度。由此，计算机88能够对应各自的分光器130，而根据时序输出任意波长的发光强度。并且，计算机88能够输出任意时间的任意波长的发光强度的分布。
一例的计算机88可输出可视显示数据作为发光强度分布数据，所述可视显示数据对应监控装置100的多个分光器130的各位置而显示多个分光器130的各自的发光强度。
例如，可视显示数据可为对于示意性显示监控装置100的图像，用于使由多个分光器130所取得的发光强度重叠显示的数据。图7是示意性地表示可视显示数据的一例的图。在图7中，为了简化说明，示意性地表示基于9个分光器所产生的显示图像G。在图7所示的显示图像G中显示示意性地表示监控装置100的轮廓线的图像100G。在图像100G中示出：在表示监控装置100的轮廓线的内侧，显示基底基板110上的分光器130的位置的圆形的显示130G。在显示图像G中示出：邻接各自的显示130G，并且显示由对应的分光器130所取得的发光强度的显示130D。另外，在图7，将发光强度的显示130D以“＊＊＊”表示，但实际操作时以数字表示。计算机88可产生任意波长的可视显示数据作为时序的数据。此时，计算机88能够使从测量开始经过N秒的时间点的波长λnm的发光强度分布可视显示。
接着，对使用监控装置100测量等离子体发光的监控方法进行说明。图8是显示监控方法的一例的流程图。如图8所示，在一例的监控方法中，输送装置TU1、TU2将监控装置100输送至成为监控对象的等离子体处理装置10(处理模块PM)内(载置工序：步骤ST1)。在使监控装置100动作的情况下，首先，使载置于专用的FOUP4F内的监控装置100启动。如上所述，由于在专用的FOUP4F设有用于使监控装置100启动的开关SW，因此通过该开关SW能使监控装置100启动。利用监控装置100监控在腔室S内所产生的等离子体的情况下，首先通过开关SW使监控装置100启动。另外，监控装置100也可在减压环境下保管于连接于输送装置TU2的能减压的保管室3中，而从该保管室3输送至等离子体处理装置10。在图1所示的例中，例如，将保管室3配置于处理模块PM1～PM5的排列中。也可通过输送装置TU2将监控装置100从该保管室3输送至等离子体处理装置10。保管室3也可与FOUP4F相同地具有开关SW等。
在开关SW被操作的情况下，来自开关SW的信号也输出至控制部MC。被输入来自开关SW的信号的控制部MC控制处理系统1，以使输送装置TU1、TU2将监控装置100从FOUP4F输送至处理模块PM内的工作台ST上。在一例中，控制部MC将监控装置100输送到静电卡盘ESC上之后，对于腔室S供给气体，对于上部电极30及下部电极LE施加高频，在一定时间内产生等离子体(等离子体产生工序：步骤ST2)。
接着，在腔室S内所产生的等离子体的光由分光器130测量(测量工序：步骤ST3)。控制器173在监控装置100被输送到静电卡盘ESC上之后，控制分光器130，使分光器130开始测量。例如，控制器173在开关SW的信号被输入之后经过规定时间后，可使分光器130开始测量。分光器130进行的测量可在预先设定的时间范围执行。例如，在腔室S内在一定时间范围产生等离子体时，分光器130进行的测量可在等离子体产生开始到结束为止的时间内执行。
控制部MC在分光器130所进行的测量结束后，控制处理系统1，使输送装置TU1、TU2将监控装置100从工作台ST上输送至FOUP4F。即，输送装置TU2将监控装置100从处理模块取出，并输送至装载锁定模块LL1和装载锁定模块LL2中的一个装载锁定模块。接着，输送装置TU1将监控装置100从其中一个装载锁定模块取出，并输送至FOUP4F。例如，在将监控装置100输送至工作台ST上后经过规定时间后的情况下，控制部MC可判定监控装置100所进行的测量结束。
接着，将等离子体的发光强度分布数据输出(输出工序：步骤ST4)。在一例中，当监控装置100返回至FOUP4F，则将保存于监控装置100的存储器172的测量数据发送至计算机88。计算机88基于已取得的测量数据，输出等离子体的发光强度分布数据。在一例中，计算机88输出可视显示数据作为等离子体的发光强度分布数据。
如以上说明，在一例示的实施方式中，提供测量在等离子体处理装置10内所产生的等离子体P的发光强度的系统。此该统包含监控装置100。监控装置100为载置于等离子体处理装置10内的工作台ST上的装置。监控装置100包含：板状的基底基板110；及多个分光器130，该多个分光器130在基底基板110上具有朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得等离子体P的发光强度。在该系统中，基于由多个分光器130分别取得的发光强度，而取得等离子体处理装置10内的等离子体的发光强度分布数据。
在一例示的实施方式中，提供使用监控装置100测量在等离子体处理装置10内所产生的等离子体的发光强度的方法。该方法包括：将监控装置100载置于等离子体处理装置10的腔室S内的工作台ST上的工序。该方法包括：在等离子体处理装置10的腔室S内产生等离子体的工序。该方法包括：由多个分光器130取得等离子体的发光强度的工序。该方法包括：基于由多个分光器130所取得的发光强度而取得等离子体处理装置10内的等离子体的发光强度分布数据的工序。
根据上述例示的实施方式，通过载置于工作台ST上的监控装置100的多个分光器130，取得在等离子体处理装置10内所产生的等离子体的发光强度。多个分光器130在基底基板110上彼此分离配置。因此，各自的分光器130的光的测量区域135互相不同。即，各自的分光器130能够取得等离子体处理装置10内不同区域的等离子体的发光强度。因此，能够基于由多个分光器130所取得的等离子体的发光强度，取得等离子体处理装置10内的等离子体的发光强度分布数据。
在一例示的实施方式中，发光强度分布数据为可视显示数据，其显示对应监控装置100的多个分光器130的各位置而由多个分光器130各自所取得的发光强度。根据这种结构，能够容易理解各自的分光器130的位置与发光强度之间的关系，因此直观上容易掌握等离子体处理装置内的发光强度的分布。
在一例示的实施方式中，等离子体处理装置10内的多个分光器130各自的光的测量区域135不包含彼此重复的区域。在该结构中，能够根据每个位置明确划分在等离子体处理装置10内所产生的等离子体的发光强度。即，各自的位置的等离子体发光的特征容易反映在发光强度分布数据。
以上，对各种示例性实施方式进行了说明，但是并不限定于上述示例性实施方式，可以进行各种各样的省略、替换及改变。
在上例中，以电容耦合型等离子体处理装置作为等离子体处理装置，但等离子体处理装置的方式不限于此。例如，等离子体处理装置可为电感耦合型等离子体处理装置。并且，等离子体处理装置也可为利用如微波等表面波而产生等离子体的等离子体处理装置。
在上例中，在基底基板上将分光器在周向上均等地配置于径向的规定位置，但分光器的配置方式不限于此。例如，可随着在径向上自中心起算的距离变大，而增加配置于周向上的分光器的数量。并且，分光器可配置成格子状的方式，以基底基板上作为XY平面，而均等配置于X方向及Y方向。
在上例中，通过监控装置取得的测量数据在测量结束后发送至计算机88，但例如测量数据可在执行分光器130进行的测量时，通过无线通信等而即时发送至计算机88。此时，计算机88可即时产生发光强度分布数据。并且，测量数据可在监控装置100所进行的测量结束后，在输送装置TU1、TU2将监控装置100从工作台ST上输送至FOUP4F时，通过无线通信等而发送至计算机88。并且，例如，在监控装置100设有发送部，并在工作台ST设有接收部，可将保存于监控装置100的存储器172的测量数据从监控装置100的发送部通过有线或无线而发送至工作台ST的接收部。在该情况下，工作台ST的接收部可连接至外部的计算机。
并且，在上例中，根据分光器130所测量的测量数据，计算机88产生发光强度分布数据，但例如可由监控装置100的运算装置171产生发光强度分布数据。
根据以上说明可以理解，在本说明书中对本发明的各种实施方式进行了说明，在不脱离本发明的范围及主旨的情况下可以进行各种改变。因此，并不限定于本说明书中所公开的各种实施方式，真正的范围和主旨由所附的权利要求书来示出。
符号说明
10-等离子体处理装置，88-计算机(控制装置)，100-监控装置，110-基底基板，130-分光器。

Claims (5)

1.一种等离子体监控系统，测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度，所述等离子体监控系统包含：
监控装置，载置于等离子体处理装置内的工作台上，所述监控装置包含：板状的基底基板；及多个分光器，所述多个分光器具有在所述基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得所述等离子体的发光强度；及
控制装置，基于由所述多个分光器分别取得的所述发光强度而取得所述等离子体处理装置内的所述等离子体的发光强度分布数据。
2.根据权利要求1所述的等离子体监控系统，其中，
所述发光强度分布数据为可视显示数据，所述可视显示数据显示对应于所述监控装置的所述多个分光器的各位置而由所述多个分光器分别取得的所述发光强度。
3.根据权利要求1或2所述的等离子体监控系统，其中，
等离子体处理装置内的所述多个分光器各自的光的测量区域不包含彼此重复的区域。
4.一种等离子体监控方法，使用监控装置测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度，
所述监控装置包含：
板状的基底基板；及
多个分光器，所述多个分光器具有在所述基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，
该方法包括：
将监控装置载置于所述等离子体处理装置的腔室内的工作台上的工序；
在所述等离子体处理装置的腔室内产生等离子体的工序；
由所述多个分光器取得所述等离子体的发光强度的工序：及
基于由所述多个分光器所取得的所述发光强度而取得所述等离子体处理装置内的所述等离子体的发光强度分布数据的工序。
5.一种监控装置，测量在等离子体处理装置内所产生的等离子体的发光强度，所述监控装置包含：
板状的基底基板，载置于等离子体处理装置内的工作台上；
多个分光器，所述多个分光器具有在所述基底基板上朝向上方的光轴，且彼此分离配置，并取得所述等离子体的发光强度；及
控制装置，基于由所述多个分光器分别取得的所述发光强度而取得所述等离子体处理装置内的所述等离子体的发光强度分布数据。
CN202280036616.7A 2021-05-26 2022-05-19 等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置 Pending CN117378286A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021088516 2021-05-26
JP2021-088516 2021-05-26
PCT/JP2022/020855 WO2022249973A1 (ja) 2021-05-26 2022-05-19 プラズマモニタシステム、プラズマモニタ方法およびモニタ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117378286A true CN117378286A (zh) 2024-01-09

Family

ID=84230101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280036616.7A Pending CN117378286A (zh) 2021-05-26 2022-05-19 等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240096608A1 (zh)
JP (1) JPWO2022249973A1 (zh)
KR (1) KR20240013156A (zh)
CN (1) CN117378286A (zh)
TW (1) TW202312224A (zh)
WO (1) WO2022249973A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2001251216A1 (en) * 2000-03-30 2001-10-15 Tokyo Electron Limited Optical monitoring and control system and method for plasma reactors
JP2004039952A (ja) 2002-07-05 2004-02-05 Tokyo Electron Ltd プラズマ処理装置の監視方法およびプラズマ処理装置
US20050011611A1 (en) * 2002-07-12 2005-01-20 Mahoney Leonard J. Wafer probe for measuring plasma and surface characteristics in plasma processing environments
KR20150031782A (ko) * 2013-09-16 2015-03-25 삼성전자주식회사 플라즈마 특성을 모니터링하는 웨이퍼 형태의 진단 기구 및 이를 이용하는 진단 시스템
US10818561B2 (en) * 2016-01-28 2020-10-27 Applied Materials, Inc. Process monitor device having a plurality of sensors arranged in concentric circles
JP6808596B2 (ja) * 2017-03-10 2021-01-06 キオクシア株式会社 センシングシステム
JP7095029B2 (ja) * 2019-09-09 2022-07-04 芝浦メカトロニクス株式会社 プラズマ処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022249973A1 (zh) 2022-12-01
TW202312224A (zh) 2023-03-16
US20240096608A1 (en) 2024-03-21
WO2022249973A1 (ja) 2022-12-01
KR20240013156A (ko) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI769237B (zh) 位置檢測系統及處理裝置
JP6712939B2 (ja) 静電容量測定用の測定器、及び、測定器を用いて処理システムにおける搬送位置データを較正する方法
TWI781253B (zh) 獲得測量器之偏離量的方法以及校正處理系統之搬送位置資料的方法
KR20160146576A (ko) 포커스 링을 검사하기 위한 시스템 및 포커스 링을 검사하는 방법
TWI794563B (zh) 搬送方法及搬送系統
US20220277981A1 (en) Transfer system, transfer device, and transfer method
CN110243273B (zh) 测定器和用于检查聚焦环的系统的动作方法
CN108693409B (zh) 静电电容测量用的测量器
CN117378286A (zh) 等离子体监控系统、等离子体监控方法及监控装置
US20240068921A1 (en) Particle monitoring system, particle monitoring method, and monitoring device
US20210391195A1 (en) Execution device and execution method
KR102675477B1 (ko) 반송 방법 및 반송 시스템
US20220341844A1 (en) Calibration apparatus and calibration method
KR20220034004A (ko) 실행 장치 및 실행 방법
JP2024050059A (ja) 校正方法及び校正システム
TW202303674A (zh) 基板處理裝置及基板搬送位置調整方法
TW202232108A (zh) 測定器及測定方法
KR20230039586A (ko) 기판 반송 위치의 어긋남량 검지 방법 및 기판 처리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination