CN1675406B - 通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置 - Google Patents

通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1675406B
CN1675406B CN038194287A CN03819428A CN1675406B CN 1675406 B CN1675406 B CN 1675406B CN 038194287 A CN038194287 A CN 038194287A CN 03819428 A CN03819428 A CN 03819428A CN 1675406 B CN1675406 B CN 1675406B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
group
plasma
electromagnetic
radiation
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN038194287A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1675406A (zh
Inventor
恩里科·马尼
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.)
Lam Research Corp
Original Assignee
Lam Research Corp
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 Lam Research Corp filed Critical Lam Research Corp
Publication of CN1675406A publication Critical patent/CN1675406A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1675406B publication Critical patent/CN1675406B/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • 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
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • 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
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/2001—Maintaining constant desired temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

本发明披露了一种在等离子体系统中确定衬底温度的方法。该方法包括提供包含一组材料的衬底，其中衬底配置为吸收包括第一组电磁频率的电磁辐射，以将第一组电磁频率转换为一组热振动，并传送第二组电磁频率。该方法也包括：在衬底支承结构上设置衬底，其中衬底支承结构包括卡台；使蚀刻剂气体混合物流进等离子体处理系统的等离子体反应堆；以及冲击蚀刻剂气体混合物以产生等离子体，其中等离子体包括第一组电磁频率。该方法进一步：包括用等离子体处理衬底，由此产生第二组电磁频率；计算第二组电磁频率的幅度；以及将该幅度转换为温度值。

Description

通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置
技术领域
本发明一般涉及衬底制造技术，尤其涉及用于通过电磁射线发射进行原位晶片温度监控的方法和装置。
背景技术
在衬底(例如半导体晶片或玻璃板等用在平板显示器制造的衬底)的处理中，常常采用等离子体。作为处理衬底(化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、物理气沉积等)的部分，例如，将衬底分成多个管芯(die)或矩形区域，每个管芯或矩形区域都将成为集成电路。接着将该衬底在有选择地去除(蚀刻工艺)和沉积(沉积工艺)材料的一系列步骤中进行处理，以在其上形成电气组件。
在典型等离子体工艺中，在蚀刻之前将衬底用硬化乳剂层薄膜(即，例如光致抗蚀剂掩模等)涂覆。接着有选择地去除硬化乳剂层区域，使底层的部分暴露。接着将衬底放置在衬底支承结构上的等离子体处理室中，该衬底支承结构包括单极或双极电极，称为卡台。接着使适当的蚀刻源气体(例如，C4F8、C4F6、CHF3、CH2F3、CF4、CH3F、C2F4、N2、O2、Ar、Xe、He、H2、NH3、SF6、BF3、Cl2等)流到室中，撞击形成等离子体，以蚀刻衬底的暴露区域。
气体成分、气体相位、气体流量、气体压力、RF功率密度、电压、磁场强度、和晶片温度都在可被调整以优化等离子体工艺的一组工艺变量中。尽管在理论上，对于每个处理步骤都优化每个变量是有益的，但是实际上常常难以实现。
举例来说，衬底温度是重要的，因为通过在晶片表面上改变例如多氟烃等聚合膜的沉积速度，可随后影响等离子体的选择性。小心监控可使改变最小，使得用于其它参数的处理窗口更宽，且改善处理控制。然而，实际上，可能难以不影响等离子体工艺就直接确定温度。
例如，存在一种通过探温针测定衬底温度的技术。现在参看图1A，示出等离子体处理系统的简化截面图，其中探温针用于确定晶片温度。一般而言，使一组适当的蚀刻源气体流进室100中，且进行撞击以形成等离子体102，从而蚀刻例如半导体晶片或玻璃板等衬底104的暴露区域。衬底104通常位于卡台106上。由等离子体102产生的电磁辐射结合由等离子体自身传递的动能，使得衬底104吸收热能。为了确定衬底温度，将探针108从衬底104下面延伸以接触衬底。然而，探针108也有可能使晶片脱离卡台，从而导致昂贵的晶片毁坏。
另一种技术是用传统高温计测量来自衬底的红外(IR)辐射。一般而言，受热的材料发射位于IR区域中的电磁辐射。所述区域一般包括从8μm到14μm的波长范围、或从400cm-1到4000cm-1的频率范围，其中cm-1称为波数(1/波长)，且等于频率。接着，所测量的IR辐射率可利用用于黑体辐射的普朗克(Plank)辐射定律计算衬底温度。
现在参看图1B，示出等离子体处理系统的简化截面图，其中传统高温计用于确定晶片温度.如图1A中所示，使一组适当的蚀刻源气体流进室100中，并进行撞击以形成等离子体102，以蚀刻衬底104的暴露区域.衬底104通常位于卡台106上.等离子体102也可产生电磁辐射波谱，其中一些通常是IR.就是这种辐射(以及由等离子体自身传递的动能)可使得衬底104吸收热能.衬底104也反过来产生相应于其温度的IR辐射.然而，由于衬底104的IR辐射率通常实质上比等离子体的辐射率要小，所以高温计可能不能在二者之间进行区分.因此，所计算的温度将约是背景等离子体自身的温度，而不是衬底的温度.
再一技术是使用干涉计测量衬底由于吸收的热能而产生的厚度变化。一般而言，干涉计通过传感在两个表面之间反射的电磁束的相差测量物理位移。在等离子体处理系统中，电磁束可以对于衬底来说是半透明的频率传输，且以一定角度在衬底下定位。束的第一部分可接着在衬底的底面上反射，同时束的其余部分可在衬底顶面上反射。
现在参看图1C，示出等离子体处理系统的简化截面图，其中干涉计用于确定晶片温度。与图1A中相同，使一组适当的蚀刻源气体流进室100中，并进行撞击形成等离子体102，以蚀刻例如半导体晶片或玻璃板等衬底104的暴露区域。衬底104通常位于卡台106上。等离子体102产生电磁辐射，其中一些是IR。这种辐射(以及由等离子体自身传递的动能)使得衬底104吸收热能，且膨胀量为118。例如激光等电磁束发射器108以对于衬底104来说是半透明的频率发射束112。接着束的一部分在衬底底面上点124处反射114，同时束的其余部分116在衬底顶面上的点122处反射。由于同一束112在两个点122和124处反射，所以所形成的束114和116可以是不同相的，但是也可以是相同的。干涉计130可接着测量相移和确定衬底厚度118。通过采取连续的措施，可确定衬底厚度的变化。然而，衬底厚度的变化仅可用于确定相应的温度变化，而不是具体温度。并且，由于发射器也位于等离子体处理系统中，所以它可能被等离子体102损坏，且也可能产生可能影响制造产量的杂质。
由于这些困难，衬底温度通常受到等离子体处理系统的热消散速度的影响。一般而言，某种类型的冷却系统连接到卡台，一旦对等离子体点火就获得热平衡。也就是说，尽管衬底温度通常稳定在一范围内，但其精确值一般是未知的。例如，在为制造特定衬底产生一组等离子体处理步骤中，确定相应的一组处理变量或方案。由于不可能直接测定衬底温度，所以难以优化方案。冷却系统自身常常包括：冷却器，用于泵吸冷却剂使其穿过卡台中的空腔；以及氦气，在卡台和晶片之间泵吸。除了去除所产生的热量外，氦气也使得冷却系统能快速标定热消散。也就是说，提高氦压力随后也提高了传热速度。
现在参看图1D，对于等离子体点火后的衬底，示出温度对时间的简化图。最初，衬底温度是室温406。当等离子体点火时，衬底在稳定时期408吸收热能。在一段时间后，衬底温度稳定在410。由于稳定时期408的持续时间可以是总的等离子体处理步骤的相当大的部分，所以减少稳定时期408可直接提高产量。如果可在等离子体处理系统中直接测量衬底温度，则可优化冷却系统以使稳定时期408最小化。
此外，根据等离子体处理活动、其持续时间、或其相对于其它步骤的顺序，可产生数量不同的热量，且该热量随后消散。由于与前述相同，衬底温度可直接影响等离子体工艺，所以首先测量然后调整衬底温度将使得等离子体处理步骤更好地进行优化。
并且，等离子体处理室的物理结构自身可以改变.例如，可通过撞击没有衬底的等离子体，而将污染物从等离子体处理系统清除.然而，卡台不再由衬底屏蔽，且随后被蚀刻.当重复清除工艺时，衬底的表面粗糙度增加，改变了其传热效率.最终，冷却系统不能充分补偿，且使方案的参数无效.由于确定何时精确到达此点常常是不实际的，所以通常在一定的工作小时后更换卡台，而这些工作小时实际上通常仅为其使用寿命的一小部分.因为可能不必要地更换昂贵的卡台，所以，这样提高了生产成本，又因为必须使等离子体处理系统下线的几个小时来更换卡台，所以又降低了产量.
此外，方案参数可能需要被调整，因为另一相同的制造设备可能在不同时间安装，或用于不同等级，其维护周期不必要地匹配其它的维护周期。在移动该工艺到更新版本的等离子体处理系统时、或在将该工艺转移到能处理较大衬底尺寸(例如，200mm到300mm)的等离子体处理系统时可能需要调整这些方案参数。理想地，保持相同的方案参数(例如，化学性质，功率、和温度)是有益的。然而，由于晶片温度是被推断出而不是测量出的，所以该工艺可能需要通过试验和误差大致调整，以获得相似的生产说明。
鉴于上述，希望提供用于原位晶片温度监控的改进的方法和装置。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于在等离子体处理系统中确定衬底温度的方法。该方法包括：提供包括一组材料的衬底，其中衬底用于吸收包括第一组电磁频率的电磁辐射，以将第一组电磁频率转换为一组热振动，并传送第二组电磁频率。该方法还包括：在衬底支承结构上设置衬底，其中衬底支承结构包括卡台；使蚀刻剂气体混合物流进等离子体处理系统的等离子体反应堆；以及撞击蚀刻剂气体混合物以产生等离子体，其中等离子体包括第一组电磁频率。该方法进一步包括用等离子体处理衬底，由此产生第二组电磁频率；计算第二组电磁频率的幅度(magnitude)；以及将该幅度转换为温度值。
根据本发明的另一实施例，提供了用于确定等离子体处理系统中的温度的装置。该装置包括：包含一组材料的衬底，其中所述衬底用于吸收包括第一组电磁频率的电磁辐射，以将第一组电磁频率转换为一组热振动，并传送第二组电磁频率。该装置还包括：衬底支承结构，其中该衬底支承结构包括卡台，且衬底定位在衬底支承结构上；导入装置，用于使蚀刻剂气体混合物流进等离子体处理系统的等离子体反应堆中；以及撞击装置，用于撞击蚀刻剂气体混合物以产生等离子体，其中等离子体包括第一组电磁频率。该装置进一步包括：处理装置，用等离子体处理衬底由此产生第二组电磁频率；计算装置，用于计算第二组电磁频率的幅度；以及，转换装置，用于将所述幅度转换为温度值。
下面，在本发明的详细描述中，并结合以下附图，将更详细地描述本发明的这些和其它特性。
附图说明
在附图中，借助于实例而非限制示出本发明，其中相同的参考标号是指相似元件，且在附图中：
图1A示出了等离子体处理系统的简化截面图，其中温度探针用于确定晶片的温度；
图1B示出了等离子体处理系统的简化截面图，其中传统高温计用于确定晶片的温度；
图1C示出了等离子体处理系统的简化截面图，其中干涉计用于确定晶片温度；
图1D示出了对于等离子体点火后的衬底，温度与时间的简化图；
图2A示出了根据本发明的一个实施例的工艺的简化图，其中示出声子；
图2B示出了根据本发明的一个实施例的工艺的简化图，其中衬底的温度被测量；
图2C示出了根据本发明的一个实施例的图2B的更详细的图示；以及
图3A至图3E示出了根据本发明的一个实施例的用于等离子体处理系统中的衬底的声子的测量。
具体实施方式
现在将参看本发明的几个优选实施例及附图详细描述本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了多个具体细节。然而，本领域技术人员应当理解，本发明没有这些具体细节中的一些或全部也可实施。在其它情形下，为了避免对不必要地模糊本发明，没有描述众所周知的处理步骤和/或结构。
尽管不希望受理论束缚，但是本发明的发明人认为，在等离子体处理系统中，声子(phonon)可用于原位晶片温度监控。一般而言，声子是衬底中的热能振动，其反过来产生电磁波。衬底内的离散复合材料，特别是存在于晶体结构中的材料，通常以该材料所特有的频率辐射电磁辐射，且具有与衬底中所吸收的热能的总量关联的幅度。以不明显的方式，通过以为衬底材料特征但通常可在等离子体处理系统中的其它任何地方发现的的频率测量辐射幅度，可以相当精确的方式计算衬底温度。在一个实施例中，这种计算可利用黑体辐射Plank辐射定律实现，由衬底的具体发射率修正。
可使用多个频率，这些频率优选位于IR和远IR区域中。所选择的频率应大致相应于衬底材料具有强吸收系数的光谱区域。可使用大量光谱区域。最优选声子位于6μm和50μm之间的区域内。在一个实施例中，对于Si衬底，可测量的辐射可由16.4μm的Si-Si振动产生。在另一实施例中，所监控的声子可由9.1μm的Si-O-Si振动产生，其中填隙氧参与原子运动。利用富含Si-Si、Si-O-Si、和Si-C(代用的碳)振动光谱，也可使用其它光谱区域。
现在参看图2A，示出根据本发明的一个实施例的工艺的简化图，其中示出声子。在等离子体处理系统中，等离子体201被撞击产生电磁辐射202，该电磁辐射跨越从X射线区域到微波区域的整个光谱。此辐射的大部分202a无效地穿过衬底。这是透射光。实例是X射线，红外光谱的大部分。此辐射的第二部分202b部分被衬底206吸收，部分穿过212。实例是在近红外和红外内的光，具有使得衬底具有低吸收或消光系数的频率。被吸收的部分实质上转换成热能。剩余部分202c实质上被整体吸收，并转换成热能。总热能反过来使得材料中的声子210结合在衬底的晶格结构内，这随后使得辐射214以特定的可测量频率产生。
现在参看图2B，根据本发明的一个实施例的工艺的简化图，其中衬底温度被测量.与图2A中相同，等离子体201在产生电磁辐射202的等离子体处理系统中被撞击.被吸收的电磁辐射的部分实质上转换成热能.这种热能反过来在结合在衬底的晶格结构内的材料中产生声子210，这随后使得产生辐射214，且随后被探测器212测量.辐射214与发射衬底热平衡.探测器212包括1)能根据其频率(或波长)识别发射的电磁辐射的装置，以及2)能以装置1)所选择的频率(或波长)测量电磁辐射强度的装置.在一个实施例中，探测器212可具有与单色仪(例如，多层介电干涉滤波器、棱镜、光栅、Fabry-Perot干涉计)相同的光散射元件，其被优化以为相应于所选材料的电磁波谱波段传送辐射强度.在另一实施例中，适合的带通滤波器用于选择感兴趣的辐射.任何能测量由单色仪选择的辐射强度的光敏装置可用在探测器中.实例是热光电导探测器(热电堆)和光电压探测器.
现在参看图2C，示出根据本发明的一个实施例的图2B的更详细的视图。与图2A中相同，等离子体201在产生电磁辐射202的等离子体处理系统200中被撞击。被吸收的电磁辐射的部分实质上转换成热能，这种热能随后使得声子在衬底206内产生。通过用探测器220以相应于所选材料的频率(即，16.4μm的Si-Si、9.1μm的Si-O-Si等)测量辐射214，可计算衬底206的温度。
等离子体处理系统200可进一步包括某种类型的冷却系统，连接到卡台上，以获得热平衡。所述冷却系统常常包括：冷却器，用于泵吸冷却剂使其穿过卡台中的空腔；以及氦气，在卡台和晶片之间泵吸。除了去除所产生的热量外，氦气也使得冷却系统能快速标定热消散。也就是说，提高氦压力随后也提高了传热速度。
与现有技术相比，通过调整冷却器220的温度设定和氦220的压力，可以大致稳定的方式在等离子体处理期间保持衬底206的温度。具体而言，当卡台的传热效率在随后的等离子体清除期间减少时，可提高氦220的压力以进行补偿，从而大致保持衬底温度。这可使得卡台能用于相当长的时间段，降低了卡台更换成本。此外，由于在需要维护之前等离子体处理系统200可长时间工作，所以可进一步保持或提高产量。
并且，与子优化到宽衬底温度窗口相反，可为窄衬底温度段优化具体的等离子体处理步骤。此外，由于来自前一步骤的剩余工艺热量可快速减少，所以能更容易地互换工艺步骤。
现在参看图3A至图3E，根据本发明的一个实施例示出ExelanTMHPT等离子体处理系统中的衬底的声子的测量。尽管在此实例中示出Exelan HPT等离子体处理系统，但也可以使用其它的等离子体处理系统。蚀刻工艺在以下工艺条件下进行：
压力：50mT
功率：1800W(2MHz)/1200W(27MHz)
等离子体成分：Ar：270sccm；C4F8：25sccm；O2：10sccm
温度：20C
持续时间：300sec
现在参看图3A，根据本发明的一个实施例示出等离子体处理系统内的信号强度对时间的简化图。在执行此测试期间没有出现衬底。一般而言，当撞击等离子体时，室壁在时间316内吸收用于产生声子的热能。在此实例中，为16.4μm的Si-Si测量所形成的电磁辐射。在另一实施例中，通过9.1μm的Si-O-Si产生的辐射也产生大致类似的图示。此图表明随着等离子体室壁由于等离子体动作变得越来越热，电磁辐射强度增加。当在320处关闭等离子体时，因为室壁开始冷却，所以也产生相应的信号强度。此图表明，如果没有正确处理，则由室壁发射的电磁辐射可能干扰衬底温度测量。
现在参看图3B，根据本发明的一个实施例示出等离子体处理系统内的波数对吸光率的简化图.曲线324示出衬底在20C的衬底吸光率.曲线326示出衬底在70C的衬底吸光率.曲线328示出衬底在90C的衬底吸光率.一般而言，衬底温度越高，相应的吸光率就变得负数越大.在等离子体处理系统中产生的IR辐射波谱内，两个吸光率波峰变得明显，在16.4μm的第一波峰330由Si-Si产生，在9.1μm的第二波峰332由Si-O-Si产生.可在16.4μm和9.1μm的两个波峰处观察到最大的波谱变化.在这些波长信号强度对衬底温度最敏感.曲线324示出，在16.4μm和9.1μm的正吸光率表明衬底在这些波长吸收比其发射的更多的电磁辐射.曲线326和328示出，在16.4μm和9.1μm的负吸光率表明衬底在这些波长发射比其吸收的更多的电磁辐射.由衬底发射并由探测器测量的辐射与衬底保持热平衡，且与等离子体发射的和处理室壁发射的辐射无关.
现在参看图3C，根据本发明的一个实施例示出对于两个温度范围，在等离子体处理系统内的波长对吸光率的简化图。在20C的等离子体处理系统内产生的IR辐射波谱340内，衬底温度使得由衬底发射的辐射量基本上等同于所吸收的量，因此没有明显的波峰。然而，在衬底温度为90c时，两个吸光率波峰再次变得明显，在16.4μm的第一波峰330由Si-Si产生，在9.1μm的第二波峰332由Si-O-Si产生。
现在参看图3D，根据本发明的一个实施例示出等离子体处理系统内的信号强度对温度的简化图。曲线346测量信号强度342对温度307，同时曲线348测量信号强度342对温度307。与图3B中相同，衬底温度越高，则相应的信号强度越高。
参看图3E，根据本发明的一个实施例示出对于两个测量的波长，等离子体处理系统内的吸光率对温度的简化图。第一曲线330示出以16.4μm产生的Si-Si，第二曲线332示出9.1μm的Si-O-Si。当温度307增加时，相应的吸光率305以大致线性的方式减少。
尽管已经参看几个优选实施例描述了本发明，但是改变、变更、和等价物也落在本发明的范围内。例如，尽管已经结合Exelan HPT等离子体处理系统描述了本发明，但也可使用其它等离子体处理系统。也应当指出，存在很多执行本发明的方法的可选方式。
本发明的优点包括在等离子体处理系统中测量原位衬底的温度。另外的优点包括优化例如卡台等等离子体处理结构的更换，提高等离子体处理工艺自身的产量，和便于从第一等离子体处理系统到第二等离子体处理系统的方案的确定和传送。尽管已经披露了典型实施例和最佳方式，但可对所披露的实施例进行修改和改变，但仍落入由所附权利要求书限定的本发明主旨和精神内。

Claims (18)

1.在等离子体处理系统中确定衬底温度的方法，包括：
提供衬底，所述衬底包括一组材料，其中所述衬底用于吸收包括第一组电磁频率的电磁辐射，以将第一组电磁频率转换为一组热振动，并传送第二组电磁频率；
将所述衬底设置在衬底支承结构上，其中所述衬底支承结构包括卡台；
使蚀刻气体混合物进入所述等离子体处理系统的等离子反应堆；
撞击所述蚀刻气体混合物，以产生等离子体，其中所述等离子体包括所述第一组电磁频率；
用所述等离子体处理所述衬底；
使用探测器测量选择信号的发射声子生成辐射的幅度；
将所述幅度转换为所述温度的温度值，而不使用反射辐射的测量；以及
通过将所述衬底定位在所述等离子体和所述探测器之间，来保护所述探测器不受所述等离子体的影响。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述探测器包括用于测量所述幅度的电磁辐射测量装置。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括利用用于黑体辐射的普朗克辐射定律将所述幅度转换为温度值的步骤。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述探测器包括窄带高温计。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述探测器包括单色仪。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述探测器包括光栅。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述探测器包括带通滤光器。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括用电磁测量装置测量所述幅度的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述等离子体包括一组电磁频率，以及其中，该组电磁频率包括红外光谱。
10.用于在等离子体处理系统中确定温度的装置，包括：
衬底，所述衬底包括一组材料，其中所述衬底用于吸收包括第一组电磁频率的电磁辐射，以将第一组电磁频率转换为一组热振动，并传送第二组电磁频率；
衬底支承结构，用于支承所述衬底，其中，所述衬底支承结构包括卡台，且所述衬底定位在所述衬底支承结构上；
导入装置，用于使蚀刻剂气体混合物进入所述等离子体处理系统的等离子体反应堆；
撞击装置，用于撞击所述蚀刻剂气体混合物以产生等离子体，其中所述等离子体包括所述第一组电磁频率；
处理装置，用所述等离子体处理衬底，以产生所述第二组电磁频率；
测量装置，用于使用探测器测量选择信号的发射声子生成辐射的幅度，将所述衬底定位在所述等离子体和所述探测器之间以保护所述探测器；以及
转换装置，用于将所述幅度转换为所述温度的温度值，而不使用反射辐射的测量。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述探测器包括电磁辐射识别装置。
12.根据权利要求10所述的装置，还包括利用用于黑体辐射的普朗克辐射定律将所述幅度转换为温度值的装置。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述探测器包括窄带高温计。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述探测器包括单色仪。
15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述探测器包括光栅。
16.根据权利要求11所述的装置，其中，所述探测器包括带通滤光器。
17.根据权利要求10所述的装置，其中，还包括用电磁测量装置测量所述幅度的装置。
18.根据权利要求10所述的装置，其中，所述等离子体包括一组电磁频率，以及其中，该组电磁频率包括红外光谱。
CN038194287A 2002-08-13 2003-08-13 通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置 Expired - Fee Related CN1675406B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40297802P 2002-08-13 2002-08-13
US60/402,978 2002-08-13
PCT/US2003/025524 WO2004015157A2 (en) 2002-08-13 2003-08-13 Methods and apparatus for in situ substrate temperature monitoring by electromagnetic radiation emission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1675406A CN1675406A (zh) 2005-09-28
CN1675406B true CN1675406B (zh) 2010-05-12

Family

ID=31715916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN038194287A Expired - Fee Related CN1675406B (zh) 2002-08-13 2003-08-13 通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP4980568B2 (zh)
KR (1) KR20050050079A (zh)
CN (1) CN1675406B (zh)
AU (1) AU2003262685A1 (zh)
TW (1) TWI320951B (zh)
WO (1) WO2004015157A2 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7341673B2 (en) 2003-08-12 2008-03-11 Lam Research Corporation Methods and apparatus for in situ substrate temperature monitoring by electromagnetic radiation emission
JP2007134601A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Horiba Ltd シリコンウエハの温度測定方法及び温度測定用放射温度計
DE102006009460A1 (de) * 2006-03-01 2007-09-06 Infineon Technologies Ag Prozessgerät und Verfahren zur Bestimmung der Temperatur eines Substrats in dem Prozessgerät
US7651269B2 (en) * 2007-07-19 2010-01-26 Lam Research Corporation Temperature probes having a thermally isolated tip
CN102313599B (zh) * 2010-06-29 2013-04-24 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 耦合窗的温度测量装置、等离子体设备及温度测量方法
US10373794B2 (en) * 2015-10-29 2019-08-06 Lam Research Corporation Systems and methods for filtering radio frequencies from a signal of a thermocouple and controlling a temperature of an electrode in a plasma chamber
CN105841844B (zh) * 2016-03-24 2018-07-24 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种分子束外延中标定衬底表面实际温度的方法
CN109280899A (zh) * 2018-11-27 2019-01-29 上海卫星装备研究所 一种真空镀膜过程中基体温升的表征方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959244A (en) * 1989-03-27 1990-09-25 General Electric Company Temperature measurement and control for photohermal processes
JPH03250642A (ja) * 1989-12-06 1991-11-08 Hitachi Ltd 赤外線温度計測装置
JP3093239B2 (ja) * 1990-05-22 2000-10-03 東京エレクトロン株式会社 半導体ウェハの熱処理装置及び熱処理方法
JPH0493730A (ja) * 1990-08-09 1992-03-26 Sharp Corp 温度測定装置
JPH0691144B2 (ja) * 1990-09-21 1994-11-14 株式会社日立製作所 ウエハ温度測定用の放射温度計およびウエハ温度測定方法
US5564830A (en) * 1993-06-03 1996-10-15 Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and arrangement for determining the layer-thickness and the substrate temperature during coating
US5549756A (en) * 1994-02-02 1996-08-27 Applied Materials, Inc. Optical pyrometer for a thin film deposition system
GB9411153D0 (en) * 1994-06-03 1994-07-27 Land Infrared Ltd Temperature monitoring
EP1124255A3 (en) * 1999-04-05 2001-10-17 Applied Materials, Inc. Etching process in the fabrication of electronic devices
US6328802B1 (en) * 1999-09-14 2001-12-11 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for determining temperature of a semiconductor wafer during fabrication thereof
JP2001093882A (ja) * 1999-09-22 2001-04-06 Ulvac Japan Ltd 温度測定装置、及びその温度測定装置が設けられた真空処理装置
JP2001153728A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Toppan Printing Co Ltd フィルムの温度測定方法及びその測定系を搭載した成膜装置及び成膜方法
US6352870B1 (en) * 2000-06-12 2002-03-05 Advanced Micro Devices, Inc. Method of endpointing plasma strip process by measuring wafer temperature

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Roland Müller.Control of a reactive ion etching process for inp and relatedmaterials by in situ ellipsometry in the near infra red.Proceedings of the Indium Phosphide and Related Materials Conference,Denver, Apr.23-25,1990,New York,IEEE,US1 CONF.2.1990,1(CONF.2),211-214.
Roland Müller.Control of a reactive ion etching process for inp and relatedmaterials by in situ ellipsometry in the near infra red.Proceedings of the Indium Phosphide and Related Materials Conference,Denver, Apr.23-25,1990,New York,IEEE,US1 CONF.2.1990,1(CONF.2),211-214. *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005536049A (ja) 2005-11-24
WO2004015157A3 (en) 2004-04-01
AU2003262685A1 (en) 2004-02-25
WO2004015157A2 (en) 2004-02-19
AU2003262685A8 (en) 2004-02-25
KR20050050079A (ko) 2005-05-27
JP4980568B2 (ja) 2012-07-18
TW200407999A (en) 2004-05-16
TWI320951B (en) 2010-02-21
CN1675406A (zh) 2005-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9945736B2 (en) Methods and apparatus for in situ substrate temperature monitoring by electromagnetic radiation emission
US7158221B2 (en) Method and apparatus for performing limited area spectral analysis
US20050202575A1 (en) Semiconductor fabricating apparatus and method and apparatus for determining state of semiconductor fabricating process
JP4288307B2 (ja) プラズマ電子温度の測定方法および装置
US20050234574A1 (en) Controlling a material processing tool and performance data
EP0756318A1 (en) Method for real-time in-situ monitoring of a trench formation process
US20140003086A1 (en) Front-lit reflective display device
CN1675406B (zh) 通过电磁射线发射进行原位衬底温度监控的方法和装置
TW200818364A (en) Neural network methods and apparatuses for monitoring substrate processing
CN1886641B (zh) 用于现场衬底温度监控的方法和设备
CN101494159A (zh) 半导体加工工艺的监测系统和方法
KR20170039563A (ko) 프로세스 레이트를 결정하기 위한 장치
CN110931399A (zh) 一种多种检测功能的rie半导体材料刻蚀装置
US20050127192A1 (en) Endpoint detector for a substrate manufacturing process
KR20220047281A (ko) 플라즈마 에칭시 종료점 검출을 위한 합성 파장
CN107576629A (zh) 一种碲镉汞薄膜组分的测试方法
KR100893961B1 (ko) 실시간 에칭율을 결정하기 위한 섈로우-앵글 간섭 공정 및장치
JP2001228026A (ja) 放射温度測定方法
Goodlin Multivariate endpoint detection of plasma etching processes
JP3195695B2 (ja) プラズマ処理方法
JPS6013460B2 (ja) プラズマモニター
WO2023244370A1 (en) Closed-loop control of plasma source via feedback from laser absorption species sensor
JPH05251397A (ja) 基板温度の測定方法
WO2023244379A1 (en) Reaction cell for species sensing
TW202102822A (zh) 光譜檢測設備、終點檢測系統和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100512

Termination date: 20210813