CN220272426U - 一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 - Google Patents
一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220272426U CN220272426U CN202321657454.7U CN202321657454U CN220272426U CN 220272426 U CN220272426 U CN 220272426U CN 202321657454 U CN202321657454 U CN 202321657454U CN 220272426 U CN220272426 U CN 220272426U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- chamber
- wafer processing
- monitoring
- vacuum ionization
- ionization chamber
- 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.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 40
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000004868 gas analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备，包括：真空电离室，等离子体激发源，光谱仪，控制器和压力检测装置，所述所述压力检测装置分别与所述真空电离室和所述控制器连接，用于测量所述真空电离室内的腔室压力，并输出压力值至控制器；所述控制器还用于接受所述压力检测装置输出的压力值，并根据所述压力值和光谱分析结果确定输出的调节信号。本实用新型提供的监控装置能够对腔室内工艺气体的状态进行实时监测分析，不对腔室内的工艺气体的气流分布造成破坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及晶圆处理设备领域，特别是一种用于晶圆处理设备的监控装置。
背景技术
在半导体工艺中，在晶圆处理设备的腔室中对晶圆进行处理时，需要向腔室内通入工艺气体，在一定的工艺温度下，工艺气体与晶圆表面发生反应，完成晶圆表面处理的操作，所述操作可以是薄膜生长、预清洁、刻蚀等。在整个工艺过程中，腔室内的工艺气体状态对晶圆表面处理效果的影响很大，同时工艺气体状态还表征着腔室的安全状态。因此需要监测和分析腔室内的工艺气体状态，通过工艺气体状态指导工艺处理过程并对腔室进行故障监控，解决了现有技术中晶圆处理设备的监测技术成本高且实现难度大的问题。
但是现有技术中在晶圆的表面处理工艺中仍存在以下问题：
现有技术中通常使用OES(Optical Emission Spectrometry)的方式观测光谱变化来对腔室内工艺气体的状态进行监测，但是OES监测方式对于具有远程等离子体源的等离子发生设备不适用。另外，有些侵入式的监测手段如RGA(Residual Gas Analysis)质谱检测的方式会破坏腔室内的工艺气体的气流分布，从而对工艺造成影响，并且成本高不易集成。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种用于晶圆处理设备的监控装置，该监控装置能够实时监测腔室内工艺气体的状态，从而指导工艺处理过程和对腔室进行故障监控。
为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
提供一种用于晶圆处理设备的监控装置，所述晶圆处理设备包括腔室和监控装置，所述监控装置与腔室的管路连接，用于监测腔室内的气体状态，其特征在于，包括：
真空电离室，所述真空电离室与所述腔室的管路连接，用于对气体进行电离；
等离子体激发源，所述等离子体激发源与真空电离室连接，用于为所述真空电离室提供电离能量；
光谱仪，所述光谱仪与所述真空电离室连接，用于对所述真空电离室内电离后的气体进行光谱分析，并输出光谱分析结果；
控制器，所述控制器分别与所述光谱仪和所述等离子体激发源连接，用于接收所述光谱仪输出的光谱分析结果并输出调节信号，所述调节信号用于控制所述等离子体激发源的状态；
压力检测装置，所述压力检测装置分别与所述真空电离室和所述控制器连接，用于测量所述真空电离室内的腔室压力，并输出压力值至控制器；所述控制器还用于接受所述压力检测装置输出的压力值，并根据所述压力值和光谱分析结果确定输出的调节信号。
进一步，所述光谱仪输出的光谱分析结果包括所述真空电离室内电离后气体的光谱成分和光谱强度。
进一步，所述控制器包括数据处理模块，所述数据处理模块用于根据光谱强度形成调节信号，所述调节信号为光谱强度越低，所述调节信号使所述等离子体激发源的功率越高。
进一步，所述腔室的管路为排气管路，所述真空电离室与所述排气管路连接。
进一步，所述真空电离室为电容耦合等离子体腔室或电感耦合等离子体腔室。
进一步，所述等离子体激发源为直流电源或射频电源。
进一步，所述真空电离室与所述等离子体激发源之间用高压线缆或射频线缆连接。
进一步，所述等离子体激发源是紫外光源。
本实用新型还提供一种晶圆处理设备，其特征在于，包括：
腔室；
如上述的用于晶圆处理设备的监控装置，所述监控装置与腔室的管路连接，用于监测所述腔室内的气体状态。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1.本实用新型的监控装置不会破坏腔体内的气流，同时可以应用于包括远程等离子的腔体。
2.本实用新型的监控装置设置压力检测装置，可以根据压力值的反馈控制调节信号，同时光谱仪也可以反馈控制调节信号，实现等离子体激发源更精确的控制，增强了测量时的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本实用新型提供的晶圆处理设备的结构示意图；
图2为本实用新型提供的监控装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施方式的目的。为了使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
图1示出了本实用新型提供的一种晶圆处理设备的结构示意图，该晶圆处理设备用于半导体领域晶圆表面的工艺处理，本实用新型的晶圆处理设备以预清洁设备为例，用于对晶圆表面进行清洁处理，如去除自然氧化物。所述晶圆处理设备包括腔室100和监控装置200，所述腔室100用于提供处理空间，便于在腔室内对晶圆表面的自然氧化物进行清洁工艺。所述监控装置200可以在工艺处理过程中实时监测腔室100内工艺气体的气体状态，如成分和比例。
如图1所示，该设备主要包括腔室100和监控装置200，腔室100用于通过通入工艺气体对晶圆表面进行工艺处理，所述腔室100包括基座104、腔体和衬套111。所述基座104设置在腔体内，用于支撑晶圆；衬套111设置在腔体的侧壁的内表面且围绕基座104设置，用于将工艺气体均匀地分布在晶圆表面，且工艺处理后的工艺气体被排出腔体；其中，腔体的底部设置有升降装置109，基座104设置在所述升降装置109的顶部，通过升降装置109改变基座104的高度，使基座104下降，晶圆在销110的支撑下，基座104与晶圆分离，以便机械手拿取晶圆。
所述晶圆处理设备还包括等离子体源132，所述等离子体源132设置在所述腔体的顶部，用于将输入的工艺气体电离为等离子体后向腔体内供应。可选的，所述等离子体源132为远程等离子体源。
所述晶圆处理设备还包括第一气体分配板131、第二气体分配板133，两个气体分配板设置在腔体的顶部及所述等离子体源132的下方，用于将电离后的工艺气体均匀分布到腔体内；具体的，两个所述气体分配板呈上下设置，可以让工艺气体实现更好的匀流。
所述晶圆处理设备还包括泵103，所述腔体的侧壁设置有排气口106，用于将工艺处理后的工艺气体排出腔体，该泵103通过管路107与所述腔体的排气口106连接。其中，可选的，所述管路为排气管路。
图2为本实用新型提供的监控装置的结构示意图。如图2所示，监控装置200通过连接管路150与管路107连通，用于通过所述排气口获取腔体内的工艺气体并对气体成分进行分析。可选的，所述连接管路150上设置阀门V1或流量控制装置。
如图2，监控装置200包括：
真空电离室201，所述真空电离室201与所述腔室的管路107连接，用于对气体进行电离；具体的，通过连接管路150与管路107连通。
等离子体激发源202，所述等离子体激发源202与真空电离室201连接，用于为所述真空电离室提供电离能量；
光谱仪203，所述光谱仪203与所述真空电离室201连接，用于对所述真空电离室内电离后的气体进行光谱分析，并输出光谱分析结果；
控制器204，所述控制器分别与所述光谱仪203和所述等离子体激发源202连接，用于接收所述光谱仪输出的光谱分析结果并输出调节信号，所述调节信号用于控制所述等离子体激发源的状态；
压力检测装置205，所述压力检测装置205分别与所述真空电离室201和所述控制器204连接，用于测量所述真空电离室内的腔室压力，并输出压力值至控制器；所述控制器还用于接受所述压力检测装置输出的压力值，并根据所述压力值和光谱分析结果确定输出的调节信号。
可选的，所述光谱仪输出的光谱分析结果包括所述真空电离室内电离后气体的光谱成分和光谱强度。
可选的，所述控制器包括数据处理模块，所述数据处理模块用于根据光谱强度形成调节信号，所述调节信号为光谱强度越低，所述调节信号使所述等离子体激发源的功率越高。
可选的，所述腔室的管路为排气管路，所述真空电离室与所述排气管路连接。
可选的，所述真空电离室为电容耦合等离子体腔室或电感耦合等离子体腔室。
可选的，所述等离子体激发源为直流电源或射频电源，进一步可选的，所述等离子体激发源为紫外光源。
可选的，所述真空电离室与所述等离子体激发源之间用高压线缆210连接，进一步可选的，所述真空电离室与所述等离子体激发源之间用射频线缆连接，这主要取决于等离子体激发源为直流电源还是射频电源。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (9)
1.一种用于晶圆处理设备的监控装置，所述晶圆处理设备包括腔室和监控装置，所述监控装置与腔室的管路连接，用于监测腔室内的气体状态，其特征在于，包括：
真空电离室，所述真空电离室与所述腔室的管路连接，用于对气体进行电离；
等离子体激发源，所述等离子体激发源与真空电离室连接，用于为所述真空电离室提供电离能量；
光谱仪，所述光谱仪与所述真空电离室连接，用于对所述真空电离室内电离后的气体进行光谱分析，并输出光谱分析结果；
控制器，所述控制器分别与所述光谱仪和所述等离子体激发源连接，用于接收所述光谱仪输出的光谱分析结果并输出调节信号，所述调节信号用于控制所述等离子体激发源的状态；
压力检测装置，所述压力检测装置分别与所述真空电离室和所述控制器连接，用于测量所述真空电离室内的腔室压力，并输出压力值至控制器；所述控制器还用于接受所述压力检测装置输出的压力值，并根据所述压力值和光谱分析结果确定输出的调节信号。
2.如权利要求1所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述光谱仪输出的光谱分析结果包括所述真空电离室内电离后气体的光谱成分和光谱强度。
3.如权利要求2所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述控制器包括数据处理模块，所述数据处理模块用于根据光谱强度形成调节信号，所述调节信号为光谱强度越低，所述调节信号使所述等离子体激发源的功率越高。
4.如权利要求1所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述腔室的管路为排气管路，所述真空电离室与所述排气管路连接。
5.如权利要求1所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述真空电离室为电容耦合等离子体腔室或电感耦合等离子体腔室。
6.如权利要求1所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述等离子体激发源为直流电源或射频电源。
7.如权利要求6所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述真空电离室与所述等离子体激发源之间用高压线缆或射频线缆连接。
8.如权利要求1所述的用于晶圆处理设备的监控装置，其特征在于，所述等离子体激发源是紫外光源。
9.一种晶圆处理设备，其特征在于，包括：
腔室；
如权利要求1-8任一所述的用于晶圆处理设备的监控装置，所述监控装置与腔室的管路连接，用于监测所述腔室内的气体状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321657454.7U CN220272426U (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321657454.7U CN220272426U (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220272426U true CN220272426U (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=89302090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321657454.7U Active CN220272426U (zh) | 2023-06-27 | 2023-06-27 | 一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220272426U (zh) |
-
2023
- 2023-06-27 CN CN202321657454.7U patent/CN220272426U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109075066B (zh) | 使用无晶片干式清洗发射光谱来控制干式蚀刻过程的方法 | |
| KR102486378B1 (ko) | 플라즈마 처리 장비에서의 내부 표면 컨디셔닝 평가를 위한 시스템들 및 방법들 | |
| DE19844882B4 (de) | Vorrichtung zur Plasma-Prozessierung mit In-Situ-Überwachung und In-Situ-Überwachungsverfahren für eine solche Vorrichtung | |
| US6441620B1 (en) | Method for fault identification in a plasma process | |
| US6643014B2 (en) | Method and a system for identifying gaseous effluents, and a facility provided with such a system | |
| CN102403191A (zh) | 一种反应腔漏气检测方法及真空反应器控制方法 | |
| US8048326B2 (en) | Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal | |
| JP3905466B2 (ja) | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 | |
| US5284547A (en) | Plasma-process system with batch scheme | |
| CN220272426U (zh) | 一种用于晶圆处理设备的监控装置及晶圆处理设备 | |
| US10074550B2 (en) | Plasma stability determination method and plasma processing apparatus | |
| KR101391822B1 (ko) | 공정 모니터링이 가능한 기판 처리 장치 및 이를 이용한 공정 모니터링 방법 | |
| CN101790782B (zh) | 工艺室的泄漏检测方法 | |
| KR101937335B1 (ko) | 기판 처리 장치 및 방법 | |
| CN209816272U (zh) | 具有工艺腔室实时监控功能的半导体制造装置 | |
| CN104008957A (zh) | 基片补偿刻蚀的方法 | |
| JP2004235349A (ja) | プラズマ処理装置および処理方法 | |
| JP2000353689A (ja) | ドライエッチング装置およびドライエッチング方法 | |
| TW201409017A (zh) | 一種等離子處理系統 | |
| CN111197157A (zh) | 具有工艺腔室实时监控功能的半导体制造装置 | |
| CN116453931B (zh) | 晶圆处理设备 | |
| JPH07258853A (ja) | プロセスの状態を識別する方法および装置 | |
| JPH10163306A (ja) | 半導体装置の製造方法及び製造装置 | |
| US11039527B2 (en) | Air leak detection in plasma processing apparatus with separation grid | |
| CN114883212A (zh) | 半导体工艺腔室及其管路检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |