JP2001267306A - 半導体ウェーハ処理の監視方法及び装置 - Google Patents
半導体ウェーハ処理の監視方法及び装置Info
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- 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
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラズマの存在を検出するための方法及び装
置を提供する。 【解決手段】 装置は、例えば半導体ウェーハ処理チャ
ンバ１１６内のプラズマ形成領域に曝され、電気的に浮
いているコンタクト部材を備えている。この浮遊コンタ
クトは、測定デバイス１６４に結合されている。プラズ
マ形成領域内にプラズマ１７７が存在する場合には、プ
ラズマが浮遊コンタクト１６２上に電圧を誘起させ、こ
の電圧が測定デバイスによって検出される。
置を提供する。 【解決手段】 装置は、例えば半導体ウェーハ処理チャ
ンバ１１６内のプラズマ形成領域に曝され、電気的に浮
いているコンタクト部材を備えている。この浮遊コンタ
クトは、測定デバイス１６４に結合されている。プラズ
マ形成領域内にプラズマ１７７が存在する場合には、プ
ラズマが浮遊コンタクト１６２上に電圧を誘起させ、こ
の電圧が測定デバイスによって検出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、半導
体処理チャンバ内の処理を監視するための装置及びそれ
に関連する方法に関する。詳しく述べれば、本発明は、
処理チャンバ内のプラズマを検出する装置に関する。
体処理チャンバ内の処理を監視するための装置及びそれ
に関連する方法に関する。詳しく述べれば、本発明は、
処理チャンバ内のプラズマを検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの半導体処理動作においては、処理
中の基板を静止させ続けることが臨界的である。これら
の目的を達成するために、静電、機械、及び／または真
空チャックのような基板保持デバイスが、基板支持ペデ
スタルに設けられていて、基板をペデスタルの支持表面
に保持するようになっていることが多い。静電チャック
は、処理中の付勢及び滅勢時間が速く、基板を破損する
可能性が低く、そしてウェーハの全表面を露出させるの
で、保持デバイスとして静電チャックを設けたペデスタ
ルが広く選択されている。
中の基板を静止させ続けることが臨界的である。これら
の目的を達成するために、静電、機械、及び／または真
空チャックのような基板保持デバイスが、基板支持ペデ
スタルに設けられていて、基板をペデスタルの支持表面
に保持するようになっていることが多い。静電チャック
は、処理中の付勢及び滅勢時間が速く、基板を破損する
可能性が低く、そしてウェーハの全表面を露出させるの
で、保持デバイスとして静電チャックを設けたペデスタ
ルが広く選択されている。
【０００３】静電チャックは、誘電体材料内に埋め込ま
れた電極に直流電圧を印加することによって動作させ
る。印加された電圧は静電チャックの支持表面上に電荷
を発生させ、この電荷が、支持表面に接する基板の裏側
に逆極性の静電電位を誘起させる。この静電電位が、処
理中に基板をペデスタルに固定する。
れた電極に直流電圧を印加することによって動作させ
る。印加された電圧は静電チャックの支持表面上に電荷
を発生させ、この電荷が、支持表面に接する基板の裏側
に逆極性の静電電位を誘起させる。この静電電位が、処
理中に基板をペデスタルに固定する。
【０００４】支持表面の固有抵抗は、チャッキング及び
デチャッキング性能（即ち、支持表面への基板のクラン
ピング、及び支持表面からの基板の解放の繰り返し）に
とって重要なパラメータである。支持表面の意図した特
性固有抵抗を維持することによって、チャッキング力を
弱める電荷の移動及び電流の流れが阻止される。チャッ
ク表面上の汚染物はチャックの固有抵抗を増加させ、そ
れによってチャッキング性能を寄生的に変化させること
が多い。従って、信頼できるように機能させるために
は、静電チャックの支持表面に汚染物が無いようにしな
ければならない。実質的な電流漏洩が発生するか、また
は静電チャック内に残留電荷が確立されると、チャッキ
ング力が減少するか、または完全に失われるようにな
る。
デチャッキング性能（即ち、支持表面への基板のクラン
ピング、及び支持表面からの基板の解放の繰り返し）に
とって重要なパラメータである。支持表面の意図した特
性固有抵抗を維持することによって、チャッキング力を
弱める電荷の移動及び電流の流れが阻止される。チャッ
ク表面上の汚染物はチャックの固有抵抗を増加させ、そ
れによってチャッキング性能を寄生的に変化させること
が多い。従って、信頼できるように機能させるために
は、静電チャックの支持表面に汚染物が無いようにしな
ければならない。実質的な電流漏洩が発生するか、また
は静電チャック内に残留電荷が確立されると、チャッキ
ング力が減少するか、または完全に失われるようにな
る。
【０００５】静電チャック表面汚染の一般的な形状は、
チャンバが大気へ通気される時のガスの吸収、またはガ
スと静電チャックの支持表面（典型的にはセラミック材
料）との反応である。残留大気ガスを含む支持表面がウ
ェーハ処理中に高温に曝されると、支持表面全体に低固
有抵抗の汚染フィルムが形成される。時間が経過して多
くのウェーハの処理中にチャンバが繰り返し通気され、
高温に曝されると、汚染フィルムの厚みが増加し、固有
抵抗が低下する。汚染物の固有抵抗がセラミックの固有
抵抗よりも低い場合には、静電チャックは汚染フィルム
自体内に逆極性の電荷をセットアップし始め、汚染フィ
ルムの上の基板には誘起させない。従って、基板とペデ
スタルとの間のチャッキング力が失われる。
チャンバが大気へ通気される時のガスの吸収、またはガ
スと静電チャックの支持表面（典型的にはセラミック材
料）との反応である。残留大気ガスを含む支持表面がウ
ェーハ処理中に高温に曝されると、支持表面全体に低固
有抵抗の汚染フィルムが形成される。時間が経過して多
くのウェーハの処理中にチャンバが繰り返し通気され、
高温に曝されると、汚染フィルムの厚みが増加し、固有
抵抗が低下する。汚染物の固有抵抗がセラミックの固有
抵抗よりも低い場合には、静電チャックは汚染フィルム
自体内に逆極性の電荷をセットアップし始め、汚染フィ
ルムの上の基板には誘起させない。従って、基板とペデ
スタルとの間のチャッキング力が失われる。
【０００６】チャッキング性能に及ぼす汚染フィルムの
効果は、汚染フィルムの厚み及び固有抵抗、並びに静電
チャックの動作温度に依存する。静電チャックのバルク
固有抵抗はその温度に逆比例するので、バルク固有抵抗
がより高くなるような低温において、導電性汚染フィル
ムの効果が一層重大になる。従って、もし高温において
弱いチャッキング力が観測されれば、低温においては静
電チャックは殆どチャッキング力を呈さなくなる。チャ
ック上への汚染フィルムの形成を支配する主変数は、動
作温度、その温度にある間の時間、及び大気へ曝される
時間である。
効果は、汚染フィルムの厚み及び固有抵抗、並びに静電
チャックの動作温度に依存する。静電チャックのバルク
固有抵抗はその温度に逆比例するので、バルク固有抵抗
がより高くなるような低温において、導電性汚染フィル
ムの効果が一層重大になる。従って、もし高温において
弱いチャッキング力が観測されれば、低温においては静
電チャックは殆どチャッキング力を呈さなくなる。チャ
ック上への汚染フィルムの形成を支配する主変数は、動
作温度、その温度にある間の時間、及び大気へ曝される
時間である。
【０００７】汚染フィルムは、形成された汚染フィルム
が保守手順によって除去されるまで静電チャックの表面
上で成長し続ける。保守は定期的に遂行され、汚染フィ
ルムを静電チャック支持表面から除去する。
が保守手順によって除去されるまで静電チャックの表面
上で成長し続ける。保守は定期的に遂行され、汚染フィ
ルムを静電チャック支持表面から除去する。
【０００８】１つの保守手順は、その位置のままで（イ
ンシトゥ）静電チャックの支持表面から汚染物をスパッ
タさせる低電力プラズマエッチングからなる。この保守
手順を遂行するために、ＲＦ電源、自動同調ＲＦマッチ
ング回路、及びサービスコントローラが適用可能なチャ
ンバ上に設置される。チャンバ内へアルゴンガスを流入
させながら、静電チャック内の電極にＲＦ電力を印加す
ることによって、処理チャンバ内にプラズマが生成され
る。チャックはプラズマに対して負にバイアスされてお
り、チャック表面にアルゴンイオンを衝突させ、イオン
に汚染物層を“スパッタ”させる。プラズマエッチング
が遂行され、全ての汚染物が除去された後の静電チャッ
クは、次の保守サービス間隔まで基板を保持する状態を
回復している。
ンシトゥ）静電チャックの支持表面から汚染物をスパッ
タさせる低電力プラズマエッチングからなる。この保守
手順を遂行するために、ＲＦ電源、自動同調ＲＦマッチ
ング回路、及びサービスコントローラが適用可能なチャ
ンバ上に設置される。チャンバ内へアルゴンガスを流入
させながら、静電チャック内の電極にＲＦ電力を印加す
ることによって、処理チャンバ内にプラズマが生成され
る。チャックはプラズマに対して負にバイアスされてお
り、チャック表面にアルゴンイオンを衝突させ、イオン
に汚染物層を“スパッタ”させる。プラズマエッチング
が遂行され、全ての汚染物が除去された後の静電チャッ
クは、次の保守サービス間隔まで基板を保持する状態を
回復している。
【０００９】低電力プラズマエッチングを使用すること
伴う１つの問題は、プラズマが点弧したことを、即ちク
リーニングまたはエッチングサイクルが開始されたこと
を確認することが困難なことである。若干の処理チャン
バには、チャンバの内部を見ることができるように窓が
設けられている。従って、ユーザはプラズマの“グロ
ー”を見ることによってプラズマの存在を視覚的に識別
することができる。しかしながら、全てのチャンバに、
プラズマを容易に見ることができる位置に窓が設けられ
ているのではなく、他のチャンバには処理キットが取付
けられていて、窓とプラズマを閉じ込めるチャンバの部
分との間の視線を遮ることが多い。そのため、プラズマ
の存在を認証することが極めて困難であることが多い。
伴う１つの問題は、プラズマが点弧したことを、即ちク
リーニングまたはエッチングサイクルが開始されたこと
を確認することが困難なことである。若干の処理チャン
バには、チャンバの内部を見ることができるように窓が
設けられている。従って、ユーザはプラズマの“グロ
ー”を見ることによってプラズマの存在を視覚的に識別
することができる。しかしながら、全てのチャンバに、
プラズマを容易に見ることができる位置に窓が設けられ
ているのではなく、他のチャンバには処理キットが取付
けられていて、窓とプラズマを閉じ込めるチャンバの部
分との間の視線を遮ることが多い。そのため、プラズマ
の存在を認証することが極めて困難であることが多い。
【００１０】もし静電チャックからの汚染物の除去に成
功しなければ、クリーニングプロセスを繰り返さなけれ
ばならない。保守手順のこの繰り返しは、処理チャンバ
のダウン時間を増加させ、そして相応して生産スループ
ットを低下させる。従って、当分野においては、半導体
処理チャンバ内のプラズマの検出を容易にする装置に対
する要望が存在している。
功しなければ、クリーニングプロセスを繰り返さなけれ
ばならない。保守手順のこの繰り返しは、処理チャンバ
のダウン時間を増加させ、そして相応して生産スループ
ットを低下させる。従って、当分野においては、半導体
処理チャンバ内のプラズマの検出を容易にする装置に対
する要望が存在している。
【００１１】
【発明の概要】従来技術に伴う欠陥は、半導体処理チャ
ンバ内にプラズマが存在することを容易に決定するプラ
ズマ検出システムによって解消される。プラズマ検出シ
ステムは、測定デバイスに結合されていて処理チャンバ
のプラズマ形成領域に曝されている浮遊コンタクト（即
ち、接地から電気的に“浮いて”いるコンタクト）を備
えている。測定デバイスは、プラズマがプラズマ形成領
域内で点弧した場合の、従って処理チャンバ内にプラズ
マが存在していることを指示する浮遊コンタクト上の電
圧の増加を検出する。
ンバ内にプラズマが存在することを容易に決定するプラ
ズマ検出システムによって解消される。プラズマ検出シ
ステムは、測定デバイスに結合されていて処理チャンバ
のプラズマ形成領域に曝されている浮遊コンタクト（即
ち、接地から電気的に“浮いて”いるコンタクト）を備
えている。測定デバイスは、プラズマがプラズマ形成領
域内で点弧した場合の、従って処理チャンバ内にプラズ
マが存在していることを指示する浮遊コンタクト上の電
圧の増加を検出する。
【００１２】処理チャンバ内のプラズマの存在を検出す
る方法も開示する。本方法は、処理チャンバのプラズマ
形成領域に曝されているコンタクトを電気的に浮かせる
ステップと、プラズマ形成領域内でプラズマを点弧させ
るステップと、コンタクトの電圧レベルを測定するステ
ップとを含む。
る方法も開示する。本方法は、処理チャンバのプラズマ
形成領域に曝されているコンタクトを電気的に浮かせる
ステップと、プラズマ形成領域内でプラズマを点弧させ
るステップと、コンタクトの電圧レベルを測定するステ
ップとを含む。
【００１３】本発明は、以下の添付図面を参照しての説
明から容易に理解することができよう。理解を容易にす
るために、可能な限り、両図に共通な同一要素には同一
の番号を付してある。
明から容易に理解することができよう。理解を容易にす
るために、可能な限り、両図に共通な同一要素には同一
の番号を付してある。
【００１４】
【実施の形態】図１は、半導体ウェーハ処理システム１
００内に組み込まれている本発明のプラズマ検出システ
ム１６０を示す概要図である。本発明は、半導体処理シ
ステム１００内にプラズマが存在することを効果的に指
示する。本発明は、一般的に、例えば物理蒸着（ＰＶ
Ｄ）即ちスパッタリングチャンバ、化学蒸着（ＣＶＤ）
チャンバ、及びイオン注入チャンバを含む半導体ウェー
ハ処理システムの堆積チャンバに適用可能である。また
本発明は、プラズマ処理即ちクリーニングサイクルを有
するチャンバ内に基板を保持するために、静電チャック
が使用されているならば適用可能である。
００内に組み込まれている本発明のプラズマ検出システ
ム１６０を示す概要図である。本発明は、半導体処理シ
ステム１００内にプラズマが存在することを効果的に指
示する。本発明は、一般的に、例えば物理蒸着（ＰＶ
Ｄ）即ちスパッタリングチャンバ、化学蒸着（ＣＶＤ）
チャンバ、及びイオン注入チャンバを含む半導体ウェー
ハ処理システムの堆積チャンバに適用可能である。また
本発明は、プラズマ処理即ちクリーニングサイクルを有
するチャンバ内に基板を保持するために、静電チャック
が使用されているならば適用可能である。
【００１５】例として、図１は、ＰＶＤ即ちスパッタリ
ングシステム１００の概要を示す図である。システム１
００は、処理チャンバ１１６、ガスパネル１７０、クリ
ーニングシステム１５０、及びプラズマ検出システム１
６０を含んでいる。基板１２０（例えば、半導体ウェー
ハ）は、処理中に処理チャンバ１１６内に位置決めされ
ている。真空ポンプのような普通のハードウェア成分
は、明瞭化のために省略してあることに注目されたい。
ングシステム１００の概要を示す図である。システム１
００は、処理チャンバ１１６、ガスパネル１７０、クリ
ーニングシステム１５０、及びプラズマ検出システム１
６０を含んでいる。基板１２０（例えば、半導体ウェー
ハ）は、処理中に処理チャンバ１１６内に位置決めされ
ている。真空ポンプのような普通のハードウェア成分
は、明瞭化のために省略してあることに注目されたい。
【００１６】例示した処理チャンバ１１６は、接地され
た円筒形チャンバ壁１１４、及びチャンバ壁１１４のト
ップに取付けられている支持リング１１２を含んでい
る。ターゲット板１０６はチャンバ壁１１４上に配置さ
れ、処理チャンバ１１６を閉じて内部容積１１７を画定
している。ターゲット板１０６は、ターゲット板１０６
と支持リング１１２とを分離している環状絶縁体１１０
によって、チャンバ壁１１４から電気的に絶縁されてい
る。一般的に、処理チャンバ１１６内の真空の完全性を
保証するために、絶縁体１１０の上及び下にＯリング
（図示してない）を使用して真空シールを構成してい
る。
た円筒形チャンバ壁１１４、及びチャンバ壁１１４のト
ップに取付けられている支持リング１１２を含んでい
る。ターゲット板１０６はチャンバ壁１１４上に配置さ
れ、処理チャンバ１１６を閉じて内部容積１１７を画定
している。ターゲット板１０６は、ターゲット板１０６
と支持リング１１２とを分離している環状絶縁体１１０
によって、チャンバ壁１１４から電気的に絶縁されてい
る。一般的に、処理チャンバ１１６内の真空の完全性を
保証するために、絶縁体１１０の上及び下にＯリング
（図示してない）を使用して真空シールを構成してい
る。
【００１７】ターゲット板１０６は、堆積種になる材料
で製造することも、または堆積種のコーティング１０８
を含むこともできる。スパッタリングプロセスを容易に
するために、ターゲット板１０６と電気的に接地されて
いるチャンバ壁１１４との間に高電圧直流電源１０２が
接続されている。
で製造することも、または堆積種のコーティング１０８
を含むこともできる。スパッタリングプロセスを容易に
するために、ターゲット板１０６と電気的に接地されて
いるチャンバ壁１１４との間に高電圧直流電源１０２が
接続されている。
【００１８】静電チャック１３６は、基板１２０を処理
チャンバ１１６内に保持し、支持する。静電チャック１
３６は、静電チャック１３６を垂直に運動させる昇降シ
ステム１３２上に取付けられている。静電チャック１３
６の周縁からフランジ１４０が伸びていて、位置合わせ
リング１２８を支持している。
チャンバ１１６内に保持し、支持する。静電チャック１
３６は、静電チャック１３６を垂直に運動させる昇降シ
ステム１３２上に取付けられている。静電チャック１３
６の周縁からフランジ１４０が伸びていて、位置合わせ
リング１２８を支持している。
【００１９】本発明の一実施の形態においては、静電チ
ャック１３６は、セラミックチャックボディ１３８内に
埋め込まれている１つまたはそれ以上の電極１３４、例
えば第１の電極１２４、及び第２の電極１２６を含んで
いる。電極１２４及び１２６は、普通の手法で電極電源
１０４からの電圧によって駆動され、電圧の印加に応答
して、基板１２０を静電チャック１３６の支持表面１２
２に静電的にクランプする。
ャック１３６は、セラミックチャックボディ１３８内に
埋め込まれている１つまたはそれ以上の電極１３４、例
えば第１の電極１２４、及び第２の電極１２６を含んで
いる。電極１２４及び１２６は、普通の手法で電極電源
１０４からの電圧によって駆動され、電圧の印加に応答
して、基板１２０を静電チャック１３６の支持表面１２
２に静電的にクランプする。
【００２０】セラミックチャックボディ１３８は、例え
ば、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素で製造されてい
る。このような比較的低固有抵抗の材料は、高温処理中
にジョンセン・ラーベック効果を促進する。酸化チタン
または酸化クロムでドープしたアルミナのような他の比
較的低固有抵抗セラミックも、有用な高温チャック材料
を形成する。もし静電チャック１３８を低温に限って使
用するのであれば、アルミナのような他のセラミック及
び／または誘電性材料を使用してチャックボディ１３８
を形成する。
ば、窒化アルミニウムまたは窒化ホウ素で製造されてい
る。このような比較的低固有抵抗の材料は、高温処理中
にジョンセン・ラーベック効果を促進する。酸化チタン
または酸化クロムでドープしたアルミナのような他の比
較的低固有抵抗セラミックも、有用な高温チャック材料
を形成する。もし静電チャック１３８を低温に限って使
用するのであれば、アルミナのような他のセラミック及
び／または誘電性材料を使用してチャックボディ１３８
を形成する。
【００２１】セラミック静電チャックの例が１９９２年
５月２６日付米国特許第５,１１７,１２１号、及び１９
９７年８月１２日付米国特許第５,６５６,０９３号に開
示されているので参照されたい。非セラミック静電チャ
ックの例が１９８０年１月１５日付米国特許第４,１８
４,１８８号、及び１９８３年５月２４日付米国特許第
４,３８４,９１８号に開示されているので参照された
い。
５月２６日付米国特許第５,１１７,１２１号、及び１９
９７年８月１２日付米国特許第５,６５６,０９３号に開
示されているので参照されたい。非セラミック静電チャ
ックの例が１９８０年１月１５日付米国特許第４,１８
４,１８８号、及び１９８３年５月２４日付米国特許第
４,３８４,９１８号に開示されているので参照された
い。
【００２２】シールドアセンブリ１１８が、処理チャン
バ１１６内に配置されている。シールドアセンブリ１１
８は、スカート１８０、有孔円筒形シールド部材１４
２、及びシャドウリング１３０を備えている。スカート
１８０、有孔円筒形シールド部材１４２、及びシャドウ
リング１３０は、チャンバ成分を堆積の効果からシール
ドしながら、ガスは通過させることができるように交互
配列されている。スカート１８０は、ターゲット板１０
６と支持リング１１２との間に確保され、チャンバ容積
１１７内へ下方に伸びている。
バ１１６内に配置されている。シールドアセンブリ１１
８は、スカート１８０、有孔円筒形シールド部材１４
２、及びシャドウリング１３０を備えている。スカート
１８０、有孔円筒形シールド部材１４２、及びシャドウ
リング１３０は、チャンバ成分を堆積の効果からシール
ドしながら、ガスは通過させることができるように交互
配列されている。スカート１８０は、ターゲット板１０
６と支持リング１１２との間に確保され、チャンバ容積
１１７内へ下方に伸びている。
【００２３】シールド部材１４２は支持リング１１２に
取付けられ、スカート１８０を“Ｊ”字形プロフィルで
取り囲んでいる。シールド部材１４２は、端１４１で終
端している。
取付けられ、スカート１８０を“Ｊ”字形プロフィルで
取り囲んでいる。シールド部材１４２は、端１４１で終
端している。
【００２４】シャドウリング１３０は、昇降システム１
３２（従って、静電チャック１３６）が下降した位置に
ある時には端１４１上に載るようになっている。またシ
ャドウリング１３０は、昇降システム１３２が上昇した
位置にある時には位置合わせリング１２８上に載るよう
になっている。シャドウリング１３０は、シャドウリン
グ１３０が基板１２０に接触することなく、基板１２０
の縁の周縁の上に位置するように選択された内径を有し
ている。
３２（従って、静電チャック１３６）が下降した位置に
ある時には端１４１上に載るようになっている。またシ
ャドウリング１３０は、昇降システム１３２が上昇した
位置にある時には位置合わせリング１２８上に載るよう
になっている。シャドウリング１３０は、シャドウリン
グ１３０が基板１２０に接触することなく、基板１２０
の縁の周縁の上に位置するように選択された内径を有し
ている。
【００２５】処理チャンバ１１６に結合されているガス
パネル１７０は、チャンバ壁１１４内に配置されている
１つまたはそれ以上のガス入口１７２を通して、アルゴ
ンまたは他の適当な処理ガスを供給して処理チャンバ１
１６内へ導入させる。内部容積１１７内へ入るアルゴン
は、シールド部材１４２内の複数の孔１４３を通過し、
次いでスカート１８０とシャドウリング１３０との間を
通過し、そしてターゲット板１０６、静電チャック１３
６、及びシールドアセンブリ１１８によって画定されて
いる処理領域１７６内へ入る。
パネル１７０は、チャンバ壁１１４内に配置されている
１つまたはそれ以上のガス入口１７２を通して、アルゴ
ンまたは他の適当な処理ガスを供給して処理チャンバ１
１６内へ導入させる。内部容積１１７内へ入るアルゴン
は、シールド部材１４２内の複数の孔１４３を通過し、
次いでスカート１８０とシャドウリング１３０との間を
通過し、そしてターゲット板１０６、静電チャック１３
６、及びシールドアセンブリ１１８によって画定されて
いる処理領域１７６内へ入る。
【００２６】クリーニングシステム１５０は、ＲＦ電源
１５２、及びマッチング回路１５４を備えている。ＲＦ
電源１５２は、マッチング回路１５４に結合されてい
る。マッチング回路１５４は、静電チャック１３６内の
１つまたはそれ以上の電極１３４の少なくとも１つに結
合されている。クリーニングシステム１５０は、保守プ
ログラムの一部として静電チャック１３６から汚染物を
除去するために、典型的には定期的に使用される。クリ
ーニングシステム１５０は、１つまたはそれ以上の電極
１３４の少なくとも１つにＲＦ電力を供給することによ
って動作し、ガスパネル１７０から処理チャンバ１１６
へ供給されるアルゴンからプラズマ１７７を点弧させ
る。アルゴンはプラズマ１７７内でイオン化されて静電
チャック１３６の支持表面１２２を実質的にエッチング
し、それによって支持表面１２２上に堆積され得る汚染
物を除去する。このようなクリーニングシステムの例
が、１９９７年８月４日付Khuranaらの欧州特許出願第
ＥＰ０８６５０７０A１に開示されているので参照され
たい。
１５２、及びマッチング回路１５４を備えている。ＲＦ
電源１５２は、マッチング回路１５４に結合されてい
る。マッチング回路１５４は、静電チャック１３６内の
１つまたはそれ以上の電極１３４の少なくとも１つに結
合されている。クリーニングシステム１５０は、保守プ
ログラムの一部として静電チャック１３６から汚染物を
除去するために、典型的には定期的に使用される。クリ
ーニングシステム１５０は、１つまたはそれ以上の電極
１３４の少なくとも１つにＲＦ電力を供給することによ
って動作し、ガスパネル１７０から処理チャンバ１１６
へ供給されるアルゴンからプラズマ１７７を点弧させ
る。アルゴンはプラズマ１７７内でイオン化されて静電
チャック１３６の支持表面１２２を実質的にエッチング
し、それによって支持表面１２２上に堆積され得る汚染
物を除去する。このようなクリーニングシステムの例
が、１９９７年８月４日付Khuranaらの欧州特許出願第
ＥＰ０８６５０７０A１に開示されているので参照され
たい。
【００２７】プラズマ検出システム１６０は、測定デバ
イス６４に結合されている浮遊コンタクト１６２を備え
ている。浮遊コンタクト１６２は、接地から電気的に絶
縁されている（即ち、電気的に浮いている）。更に浮遊
コンタクト１６２は、プラズマ１７７が形成される処理
チャンバ１１６の処理領域１７６に曝されている。一実
施の形態においては、浮遊コンタクト１６２は、ターゲ
ット板１０６である。ターゲット板１０６を接地から浮
かせるために、プラズマ検出の時間中に、電源１０２が
接地通路を与えてはならないことに注目されたい。
イス６４に結合されている浮遊コンタクト１６２を備え
ている。浮遊コンタクト１６２は、接地から電気的に絶
縁されている（即ち、電気的に浮いている）。更に浮遊
コンタクト１６２は、プラズマ１７７が形成される処理
チャンバ１１６の処理領域１７６に曝されている。一実
施の形態においては、浮遊コンタクト１６２は、ターゲ
ット板１０６である。ターゲット板１０６を接地から浮
かせるために、プラズマ検出の時間中に、電源１０２が
接地通路を与えてはならないことに注目されたい。
【００２８】図２は、処理チャンバ１１６に取付けられ
ている導電性部材２０４を備えた浮遊コンタクト１６２
の代替実施の形態を示している。導電性部材２０４は、
プラズマ１７７が形成されている処理チャンバ１１６の
処理領域１７６に曝されている。導電性部材２０４は、
導電性部材２０４を電気的に浮かせることができるよう
に、誘電性絶縁体２０２によって他のチャンバ画定構造
２００（処理領域１７６を画している蓋、ターゲット、
壁等）から電気的に絶縁されている。導電性部材２０４
は、測定デバイス１６４に結合されている。図２に示す
実施の形態の動作は、以下の図１の実施の形態の動作の
説明から明白になるであろう。
ている導電性部材２０４を備えた浮遊コンタクト１６２
の代替実施の形態を示している。導電性部材２０４は、
プラズマ１７７が形成されている処理チャンバ１１６の
処理領域１７６に曝されている。導電性部材２０４は、
導電性部材２０４を電気的に浮かせることができるよう
に、誘電性絶縁体２０２によって他のチャンバ画定構造
２００（処理領域１７６を画している蓋、ターゲット、
壁等）から電気的に絶縁されている。導電性部材２０４
は、測定デバイス１６４に結合されている。図２に示す
実施の形態の動作は、以下の図１の実施の形態の動作の
説明から明白になるであろう。
【００２９】図１に戻って、測定デバイス１６４は、浮
遊コンタクト１６２の電圧の変化を検出する。一実施の
形態においては、測定デバイス１６４は電圧計である。
当分野に精通していれば、多くの公知方法によってボデ
ィ（即ち、浮遊コンタクト）の電圧の変化を測定できる
ことに注目されたい。従って、電圧測定のための当分野
において公知の代替方法の使用は、本発明の範囲内にあ
るものと考えるべきである。
遊コンタクト１６２の電圧の変化を検出する。一実施の
形態においては、測定デバイス１６４は電圧計である。
当分野に精通していれば、多くの公知方法によってボデ
ィ（即ち、浮遊コンタクト）の電圧の変化を測定できる
ことに注目されたい。従って、電圧測定のための当分野
において公知の代替方法の使用は、本発明の範囲内にあ
るものと考えるべきである。
【００３０】動作を説明する。静電チャック１３６は、
複数の基板１２０を処理している間に支持表面１２２上
に汚染物を累積する。支持表面１２２から汚染物を除去
するために、クリーニングサイクルが開始される。例え
ばアルゴンのようなクリーニングガスが、ガスパネル１
７０から処理チャンバ１１６へ供給される。約７５ワッ
トのＲＦ電力が、クリーニングシステム１５０から電極
１２４及び１２６に印加される。プラズマ１７７が点弧
し、支持表面１２２から汚染物がエッチングされる。プ
ラズマ１７７は、浮遊コンタクト１６２にバイアス電圧
（接地に対して）を誘起させる。浮遊コンタクト１６２
の電圧は、プラズマ１７７によって上昇させられる。
複数の基板１２０を処理している間に支持表面１２２上
に汚染物を累積する。支持表面１２２から汚染物を除去
するために、クリーニングサイクルが開始される。例え
ばアルゴンのようなクリーニングガスが、ガスパネル１
７０から処理チャンバ１１６へ供給される。約７５ワッ
トのＲＦ電力が、クリーニングシステム１５０から電極
１２４及び１２６に印加される。プラズマ１７７が点弧
し、支持表面１２２から汚染物がエッチングされる。プ
ラズマ１７７は、浮遊コンタクト１６２にバイアス電圧
（接地に対して）を誘起させる。浮遊コンタクト１６２
の電圧は、プラズマ１７７によって上昇させられる。
【００３１】一実施の形態においては、浮遊コンタクト
の電圧を０（または数ミリボルト）から、約３.６乃至
約７.０ボルトの範囲内の電圧まで上昇させるプラズマ
によって、浮遊コンタクトに電圧が誘起される。この電
圧は、チャンバ形態、ターゲット材料及び条件、ＲＦ電
圧、アルゴン流等の変化に起因して、他の実施の形態に
おいては変化する。
の電圧を０（または数ミリボルト）から、約３.６乃至
約７.０ボルトの範囲内の電圧まで上昇させるプラズマ
によって、浮遊コンタクトに電圧が誘起される。この電
圧は、チャンバ形態、ターゲット材料及び条件、ＲＦ電
圧、アルゴン流等の変化に起因して、他の実施の形態に
おいては変化する。
【００３２】本発明を組み込んだいろいろな実施の形態
を説明したが、当分野に精通していれば本発明の範囲内
で他のさまざまな実施の形態を容易に考案することがで
きよう。
を説明したが、当分野に精通していれば本発明の範囲内
で他のさまざまな実施の形態を容易に考案することがで
きよう。
【図１】プラズマ検出システムを備えている半導体処理
チャンバの概要図である。
チャンバの概要図である。
【図２】プラズマ検出システムの代替実施の形態の部分
断面図である。
断面図である。
１００ 半導体ウェーハ処理システム（ＰＶＤシステ
ム） １０２ 高電圧直流電源 １０４ 電極電源 １０６ ターゲット板 １０８ 堆積種コーディング １１０ 環状絶縁体 １１２ 支持リング １１４ チャンバ壁 １１６ 処理チャンバ １１７ 内部容積 １１８ シールドアセンブリ １２０ 基板 １２２ 支持表面 １２４ 第１の電極 １２６ 第２の電極 １２８ 位置合わせリング １３０ シャドウリング １３２ 昇降システム １３４ 電極 １３６ 静電チャック １３８ チャックボディ １４０ フランジ １４１ シールド部材の端 １４２ シールド部材 １４３ 孔 １５０ クリーニングシステム １５２ ＲＦ電源 １５４ マッチング回路 １６０ プラズマ検出システム １６２ 浮遊コンタクト １６４ 測定デバイス １７０ ガスパネル １７２ ガス入口 １７６ 処理領域 １７７ プラズマ １８０ スカート ２００ チャンバ画定構造 ２０２ 絶縁体 ２０４ 導電性部分
ム） １０２ 高電圧直流電源 １０４ 電極電源 １０６ ターゲット板 １０８ 堆積種コーディング １１０ 環状絶縁体 １１２ 支持リング １１４ チャンバ壁 １１６ 処理チャンバ １１７ 内部容積 １１８ シールドアセンブリ １２０ 基板 １２２ 支持表面 １２４ 第１の電極 １２６ 第２の電極 １２８ 位置合わせリング １３０ シャドウリング １３２ 昇降システム １３４ 電極 １３６ 静電チャック １３８ チャックボディ １４０ フランジ １４１ シールド部材の端 １４２ シールド部材 １４３ 孔 １５０ クリーニングシステム １５２ ＲＦ電源 １５４ マッチング回路 １６０ プラズマ検出システム １６２ 浮遊コンタクト １６４ 測定デバイス １７０ ガスパネル １７２ ガス入口 １７６ 処理領域 １７７ プラズマ １８０ スカート ２００ チャンバ画定構造 ２０２ 絶縁体 ２０４ 導電性部分
Claims (20)
- 【請求項１】 プラズマ処理チャンバ内のプラズマを検
出するための装置であって、 上記プラズマに曝された時に電位が変化するように電気
的に浮いているコンタクトと、 上記浮遊コンタクトに結合されている測定デバイスと、
を備えていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 上記浮遊コンタクトは、処理チャンバタ
ーゲットからなることを特徴とする請求項１に記載の装
置。 - 【請求項３】 上記浮遊コンタクトは、上記プラズマに
曝された時にバイアス電圧を得ることを特徴とする請求
項１に記載の装置。 - 【請求項４】 上記バイアス電圧は、約３.６乃至約７.
０ボルトであることを特徴とする請求項３に記載の装
置。 - 【請求項５】 上記測定デバイスは、電圧計を更に備え
ていることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 上記処理チャンバ内に配置されている静
電チャック、を更に備えていることを特徴とする請求項
１に記載の装置。 - 【請求項７】 上記浮遊コンタクトは、 上記測定デバイスに結合され、上記プラズマに曝される
コンタクト部材と、 上記コンタクト部材を上記処理チャンバから電気的に絶
縁する絶縁部材と、を更に備えていることを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項８】 上記測定デバイスは、電圧計を更に備え
ていることを特徴とする請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 プラズマを検出するための装置であっ
て、 プラズマ処理領域を画定する壁及び蓋を有する処理チャ
ンバと、 上記蓋に近接して配置され、上記プラズマ処理領域に曝
されているターゲットと、 上記ターゲットに結合されている測定デバイスと、を備
えていることを特徴とする装置。 - 【請求項１０】 上記処理チャンバは、 上記処理チャンバ内に配置され、少なくとも１つの埋め
込まれた電極を有する静電チャック、 を更に備えていることを特徴とする請求項９に記載の装
置。 - 【請求項１１】 上記処理チャンバは、 クリーニングシステム、を更に備えていることを特徴と
する請求項９に記載の装置。 - 【請求項１２】 上記ターゲットは、上記プラズマに曝
された時にバイアス電圧を得ることを特徴とする請求項
９に記載の装置。 - 【請求項１３】 上記バイアス電圧は、約３.６乃至約
７.０ボルトであることを特徴とする請求項１２に記載
の装置。 - 【請求項１４】 上記測定デバイスは、電圧計を更に備
えていることを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１５】 上記処理チャンバは、物理蒸着チャン
バであることを特徴とする請求項９に記載の装置。 - 【請求項１６】 上記ターゲットに結合され、上記クリ
ーニングシステムが付勢された時に接地から電気的に浮
くようになっている電源を更に備えていることを特徴と
する請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１７】 処理チャンバ内にプラズマが存在する
ことを検出するための方法であって、 上記処理チャンバのプラズマ処理領域に曝されているコ
ンタクトを電気的に浮かせるステップと、 上記処理領域内においてプラズマを点弧させるステップ
と、 上記コンタクトの電圧レベルを測定するステップと、を
含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 上記コンタクトは、物理蒸着チャンバ
ターゲットであることを特徴とする請求項１７に記載の
方法。 - 【請求項１９】 上記コンタクトを電気的に浮かせるス
テップは、 上記ターゲットに結合されている電源を絶縁するステッ
プ、を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方
法。 - 【請求項２０】 上記コンタクトの上記電圧レベルは、
上記プラズマによって誘起されることを特徴とする請求
項１７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/452,750 US6409896B2 (en) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Method and apparatus for semiconductor wafer process monitoring |
| US09/452750 | 1999-12-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267306A true JP2001267306A (ja) | 2001-09-28 |
Family
ID=23797780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000403788A Withdrawn JP2001267306A (ja) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | 半導体ウェーハ処理の監視方法及び装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6409896B2 (ja) |
| EP (1) | EP1107282A2 (ja) |
| JP (1) | JP2001267306A (ja) |
| KR (1) | KR20010062039A (ja) |
| TW (1) | TW523847B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2003318115A (ja) * | 2002-04-24 | 2003-11-07 | Japan Science & Technology Corp | 窓型プローブ、プラズマ監視装置、及び、プラズマ処理装置 |
| EP1841229A1 (en) * | 2004-12-17 | 2007-10-03 | Dainippon Printing Co., Ltd. | Imaging information management system and method, and imaging information search system |
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| JP4219628B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2009-02-04 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置および基板載置台 |
| US6730174B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-05-04 | Applied Materials, Inc. | Unitary removable shield assembly |
| KR100458328B1 (ko) * | 2002-03-27 | 2004-11-26 | 주성엔지니어링(주) | 플라즈마 감지장치 |
| JP3704113B2 (ja) * | 2002-09-26 | 2005-10-05 | 住友大阪セメント株式会社 | ボンディングステージ及び電子部品実装装置 |
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| US9299539B2 (en) | 2009-08-21 | 2016-03-29 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for measuring wafer bias potential |
| KR101154855B1 (ko) * | 2010-03-11 | 2012-06-18 | 주식회사 이엠따블유에너지 | 공기 정화 모듈 |
| JP6003011B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2016-10-05 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置 |
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| JP7481823B2 (ja) * | 2018-11-05 | 2024-05-13 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びプラズマ処理装置 |
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| US11688584B2 (en) | 2020-04-29 | 2023-06-27 | Advanced Energy Industries, Inc. | Programmable ignition profiles for enhanced plasma ignition |
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| JPS601952B2 (ja) | 1980-01-25 | 1985-01-18 | 三菱電機株式会社 | プラズマエツチング装置 |
| US4362611A (en) * | 1981-07-27 | 1982-12-07 | International Business Machines Corporation | Quadrupole R.F. sputtering system having an anode/cathode shield and a floating target shield |
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| US4859908A (en) | 1986-09-24 | 1989-08-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Plasma processing apparatus for large area ion irradiation |
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1999
- 1999-12-01 US US09/452,750 patent/US6409896B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-11-29 TW TW089125400A patent/TW523847B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-11-30 EP EP00125328A patent/EP1107282A2/en not_active Withdrawn
- 2000-12-01 KR KR1020000072267A patent/KR20010062039A/ko active IP Right Grant
- 2000-12-01 JP JP2000403788A patent/JP2001267306A/ja not_active Withdrawn
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Also Published As
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| TW523847B (en) | 2003-03-11 |
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| EP1107282A2 (en) | 2001-06-13 |
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