JP2006501681A - プラズマ処理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プラズマ処理システム及び方法
【解決手段】プラズマ処理システムと共に診断システムを作動させるプラズマ処理システム及び方法が提供される。該診断システムは、該プラズマ処理システムのプラズマ処理チャンバと連通しており、かつプラズマプロセス状態を検知する診断センサを含む。該診断システムは、該診断センサの汚染を実質的に低減するように構成されている。該方法は、該診断センサの汚染を実質的に低減することと、該プラズマプロセスおよび/または該処理チャンバ内の基板の状態を検知することとを含む。
【解決手段】プラズマ処理システムと共に診断システムを作動させるプラズマ処理システム及び方法が提供される。該診断システムは、該プラズマ処理システムのプラズマ処理チャンバと連通しており、かつプラズマプロセス状態を検知する診断センサを含む。該診断システムは、該診断センサの汚染を実質的に低減するように構成されている。該方法は、該診断センサの汚染を実質的に低減することと、該プラズマプロセスおよび/または該処理チャンバ内の基板の状態を検知することとを含む。
Description
(関連出願の相互参照)
この出願は、2002年9月30日に出願された米国仮特許出願第60/414,349号に基づいており、かつ該出願の利益を引き出すものであり、該出願の内容全体は参照によりここに組み込まれる。
この出願は、2002年9月30日に出願された米国仮特許出願第60/414,349号に基づいており、かつ該出願の利益を引き出すものであり、該出願の内容全体は参照によりここに組み込まれる。
この出願は、2002年9月30日に出願された、Mitrovicらの米国仮特許出願第60/414,348号「プラズマ処理システムを用いた光システムを使用するための装置及び方法」(Apparatus and Method for Use of Optical System with a Plasma Processing System)に関連し、該出願の内容全体は参照によりここに組み込まれる。
本発明は、プラズマ処理に関し、より具体的には、プラズマ処理に用いられる診断システムの汚染を低減することに関する。
一般に、プラズマは、活性種の集団であり、そのうちの一部はガスであり、またそのうちの一部は帯電している。プラズマは、ある処理システムにおいては、広範囲の用途に対して有用である。例えば、プラズマ処理システムは、材料処理において、および半導体、集積回路、ディスプレイ及びその他の電子デバイスの製造及び処理において、例えば、半導体ウェハ等の基板に対するエッチングや成膜に対して、かなり有用である。
診断方法は、プラズマプロセス及び関連する基板をモニタするのに、およびプラズマプロセス、例えば、プラズマエッチングプロセスの終点を判断するのに幅広く用いられている。診断方法は、例えば、光診断法または圧力測定法を含むことができる。メンテナンスは、診断センサがプラズマ副生成物によって汚染されたときに必要になる。
本発明の1つの態様は、診断システムとつながっているプラズマ処理システムを提供することである。該プラズマ処理システムは、プラズマ処理領域を含むチャンバと、チャンバ内の基板を該処理領域内に支持するように構成、かつ配置されたチャックと、該プラズマ処理領域内のプラズマを該チャンバから出すことができるようにするために該チャンバの壁部に形成されたチャンバ開口部とを備える。プラズマジェネレータは、該チャンバと連通して配置されており、かつ上記プラズマ処理領域内でのプラズマプロセス中にプラズマを生成するように構成及び配置されている。上記診断システムは、該プラズマ処理領域と診断センサとの間に形成された連通路を含む。該連通路は、所定の長さ及び所定の径を有する。該連通路は、該連通路の該所定の長さを該連通路の該所定の径で割ることによって与えられる、少なくとも4である、長さと径の比を有するように構成されている。
本発明の他の態様は、プラズマ処理システムとつながった診断システムを操作する方法を提供することである。該プラズマ処理システムは、プラズマプロセス中にプラズマを生成することができるプラズマ処理領域を含むチャンバと、該診断システムとを有する。該診断システムは、該チャンバ内においてプラズマ処理領域および/または基板をモニタする。上記方法は、少なくとも4の長さと径の比を有する、上記プラズマ処理チャンバと上記診断センサとの間に形成された連通路を設けることを含む。該方法は、さらに、上記チャンバの開口部を介した、上記プラズマ処理領域および/または基板からの放射を検知することと、上記診断システムの汚染を低減することとを含む。従って、診断システム、例えば、光診断アセンブリまたは診断アセンブリの汚染を低減する方法を提供することができる。
本発明の実施形態においては、上記診断システムは、上記診断センサと結合された上記連通路の汚染を低減するように構成されている汚染低減構造を含む。一実施形態においては、該汚染低減構造は、パージガスを該連通路に導入するように構成されたガスパージ連通路を含むことが可能である。別の実施形態においては、該汚染低減構造は、電界ジェネレータと、磁界ジェネレータと、温度制御装置と、電界ジェネレータ、磁界ジェネレータ、温度制御装置、および上記診断センサと結合された上記連通路の汚染を低減するガスパージ連通路のうちの少なくとも2つの組み合わせを含むことができる。
本明細書に含まれ、かつ本明細書の一部を構成する、本発明の実施形態の添付図面は、上述した全体的な説明及び以下に示す実施形態の詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役に立つ。
図1は、本発明の原理によるプラズマ処理システムの実施形態を示す。符号10で示す該プラズマ処理システムは、符号12で示す診断システムとつながっている。該診断システム12は、例えば、光診断アセンブリ、イメージング装置観測ポート、圧力センサ、質量分析計、イオン束及びエネルギ測定装置、またはプラズマ高調波測定装置等のどのような診断システムとすることも可能である。
プラズマ処理システム10は、符号14で示す、プラズマ18をその中に生成することができるプラズマ処理領域16を画定するプラズマ処理チャンバを備える。チャックまたは電極30は、チャンバ14内に配置することができ、かつ処理領域16内のチャンバ14内で、例えば、半導体ウェハとすることができる基板20を支持するように構成、かつ配置されている。基板20は、例えば、半導体ウェハ、集積回路、被覆すべきポリマ材料からなるシート、イオン注入により硬化される面とすべき金属、またはエッチングまたは堆積される他の半導体材料とすることができる。
図示してはいないが、例えば、チャンバ14に結合された冷却供給流路を介して冷却剤をチャック30に供給することができる。各冷却供給流路は、冷却供給源に結合することができる。例えば、該冷却供給流路は、個別に該冷却供給源に接続することができる。別法として、冷却供給流路は、いくつかのパターンで全ての冷却供給流路を接続する相互接続流路からなるネットワークによって相互接続することができる。
一般に、プラズマを生成するようにイオン化可能などのようなガスとすることもできるプラズマ生成ガスは、例えば、ガス注入口26を介して、プラズマにするためにチャンバ14に導入される。該プラズマ生成ガスは当業者が分かるような所望の用途に従って選択することができ、かつ、例えば、窒素、キセノン、アルゴン、過フッ化炭化水素反応の四フッ化炭素(CF4)または八フッ化シクロブタン(C4F8)、塩素(Cl2)、臭化水素(HBr)または酸素(O2)とすることができる。
ガス注入口26は、チャンバ14に結合されており、かつプラズマ処理ガスをプラズマ処理領域16に導入するように構成されている。上方電極28及び下方電極30の形態のプラズマジェネレータは、プラズマ処理ガスをイオン化することにより、プラズマ処理領域16内にプラズマ18を生成するために、チャンバ14に結合することができる。該プラズマ処理ガスは、例えば、高周波および/または直流電力をそれに供給することによりイオン化することができる。いくつかの適用においては、該プラズマジェネレータは、例えば、高周波電力を供給することが可能なアンテナまたはRFコイルとすることができる。
プラズマ処理ガスをプラズマ処理チャンバ14に導入するために、様々なガス注入口または注入器及び種々のガス注入操作を用いることができ、該チャンバは、密封することができ、かつアルミニウムまたは他の適当な材料によって形成することができる。該プラズマ処理ガスは、基板に隣接して、または該基板と反対側に配置されたガス注入器または注入口から導入される場合もある。例えば、図1に示すように、ガス注入口26を介して供給されるガスは、容量結合プラズマ(capacitively coupled plasma;CCP)ソース内の基板と反対側の注入電極(上方電極28)を介して注入することができる。プラズマに供給される電力は、チャンバ14に導入されたプラズマ生成ガスを放電させることができ、それによりプラズマ18等のプラズマを生成する。
別法として、図示しない実施形態においては、上記のガスは、変成器結合プラズマ(transformer coupled plasma;TCP)ソース内の基板と反対側の絶縁ウィンドウを介して注入することができる。その他のガス注入器構成は、当業者には公知であり、プラズマ処理チャンバ14と共に用いることができる。
プラズマ処理チャンバ14は、第1の真空ポンプ32と、プラズマ処理チャンバ14におけるガス圧力制御を実行できる、絞り制御バルブ等のバルブ34とを有するアウトレットを備えている。
種々のリード(図示せず)、例えば、電圧プローブやその他のセンサをプラズマ処理システム10に結合することができる。
開口22は、処理チャンバ14からチャンバ壁36を介して診断システム12に対して径方向に広がっている。一般に、圧力センサまたは質量分析計を有する診断アセンブリにおいて、開口22は、より早いセンサ反応を可能にするために、大きく形成することができる。光診断アセンブリにおいては、開口22は、より強い信号を、該光診断アセンブリまたは検出器に伝送できるように、および該光診断アセンブリまたは検出器によって収集できるようにするために、大きく形成することができる。
診断システム12は、一般に真空気密であり、以下に詳細に説明するように、プラズマ処理領域16との連通を可能にするために、処理チャンバ14と連通して形成することができる。
ゲートバルブ(図示せず)は、チャンバ開口22に隣接して、およびプラズマ処理チャンバ14と診断システム12との間で、プラズマ処理チャンバ14に結合することができる。該ゲートバルブは、例えば、診断アセンブリのセンサの校正及び再校正、光診断アセンブリのウィンドウの洗浄、光診断アセンブリまたはガスパージ期間におけるウィンドウの交換等のメンテナンス操作のために、診断システム12とプラズマ処理チャンバ14との絶縁を可能にするために設けることができる。上記ゲートバルブは、本発明の本質ではなく、図1に示す実施形態では省略されている。該ゲートバルブは、システム10により実行されるプラズマプロセスにより、システム10に設ける、あるいは該システムからなくすことができる。
図2に示すように、診断システム12の一実施形態は、取付け部38と診断センサ40とを含む。診断システム12の取付け部38は、取付けフランジ42(または複数のフランジ)によって、プラズマ処理チャンバ14のチャンバ壁36に結合することができる。例えば、ナット及びボルト、またはネジ等のファスナ(図示せず)は、取付けフランジ42をチャンバ壁36に結合するために、取付けフランジ42を貫通して伸ばすことができる。管状または円筒形の構成を有することができる1つまたはそれ以上の取付け壁44は、取付けフランジ42から伸ばすことができる。端部48は、図2に示すように、診断センサ40を該端部に結合するために、取付け壁44から外側に伸ばすことができる。別法として、取付けフランジ42及び取付け壁44は、他の構成でも形成することができる。
図1及び図2に示すように、取付け壁44は、その長手方向に、選択された径を有する連通路46を画成することができる。連通路46は、(図1の矢印Aで示すような)プラズマ処理チャンバ14と、診断システム12の診断センサ40との間の連通を可能にするように構成されている。連通路46の径は、診断センサ40への伝達を可能にするために、開口22の径と実質的に同じ、該開口よりも小さく、あるいは該開口よりも大きくすることができる。
診断センサ40に達する光またはガスの量を決めるために(例えば、チャンバ壁36に形成された開口22を通る流量を制限することにより)、接着剤、接合材料または他の適当なファスナによって、流量リストリクタ素子50(Flow Restrictor Element)を診断システム12の取付け壁44内に設けることができる。リストリクタ素子50は、診断センサ40とプラズマ処理領域16との間に及んでいる。連通路46の径は、リストリクタ素子50のサイズによって効果的に決められる。リストリクタ素子50は、取付け部38と一体形成することができる。すなわち、独立したリストリクタ素子を有するのではなく、取付け部38の内壁が、リストリクタ素子を本質的に画成する。
流量リストリクタ素子50、取付け部38または流量リストリクタ素子50及び取付け部38の両方は、金属、例えば、アルミニウム、陽極酸化したアルミニウム及びステンレス鋼、誘電体材料、例えば、石英、アルミナ、炭化珪素及び窒化シリコン等のセラミック、半導体材料、例えば、シリコン、ドープしたシリコン及びその他の材料によって形成することができる。例えば、フッ素をベースとした化学物質等の刺激的な化学物質を伴うプラズマプロセスにおいては、半導体材料、例えば、シリコンから形成された流量リストリクタ素子は、刺激的な活性種の濃度を低減することができる。
取付け壁44は、リストリクタ素子50と診断センサ40との間に形成された前チャンバ領域52との連通のために、該壁に結合されたガスパージ連通路54を任意に含むことも可能である。ガスパージ連通路54は、図2に示すように、取付け壁44と一体形成することができ、あるいは、別法として、例えば、ナット及びボルト、またはネジ等のファスナ(図示せず)によって該壁に結合することができる。
ガスパージ連通路54は、(図2に矢印Bで示すように)例えば、パージガスを前チャンバ領域52に供給できるようにする。パージガスが前チャンバ領域52に供給されると、前チャンバ領域52内の圧力は、プラズマ処理領域16の圧力に対して増加し、それに伴って、前チャンバ領域52とプラズマ処理領域16との間に圧力差が生じる。該圧力差は、(図2の矢印Cで示すような)前チャンバ領域52からプラズマ処理チャンバ14への流れを確立し、それにより、汚染物質、例えば、プラズマ18から診断センサ40へのプラズマによって運ばれる化学的活性種の上流への拡散を低減する。連通路46の径のサイズは、前チャンバ領域52とプラズマ処理領域16との間の圧力差及び確立された流れと共に、前チャンバ領域52でのプラズマ点火も低減する。例えば、リストリクタ素子50は、連通路46を形成するような大きさに形成することができ、該連通路は、例えば、0.1cmから2.5cmの範囲より選択された径を有することが可能である。連通路46の径は、開口22の径よりも小さくして、汚染物質の逆流及びプラズマ点火を低減するのを促進することができる。
刺激的な化学物質を伴わないプラズマプロセスにおいては、ガスパージ連通路56及び流量リストリクタ素子50は、診断システム12からなくしてもよい。これは、診断システム12、例えば、連通路46または診断センサ40の汚染は、刺激的な化学物質を伴うプロセスにおいてより大きく、非刺激性の化学物質の場合、流量を制限する、あるいは、パージガスを使用する必要はないためである。
光放射、例えば、プラズマ18からの光に基づいて、プラズマプロセス状態を検知するために、分光計(図示せず)を診断センサ40に組み込むことができ、または、センサ40から独立させてもよい。該分光計または検知システムは、例えば、プラズマプロセスの終点等のプラズマプロセス状態を少なくとも部分的に検知するために、光電子倍増管、CCDまたは他の固体検出器と結合することができる。しかし、光放射、またはウェハ、例えば、該ウェハと関連する膜の特性を解析することができる他の光デバイスを用いることもできる。
プラズマ処理システム10へ入力を伝達するのに、および該システムへの入力を活動化するのに充分な制御電圧を生成することができる、およびプラズマ処理システム10からの出力をモニタすることができるコントローラ56を、プラズマ処理システム14に結合することができる。例えば、コントローラ56は、上方電極28、下方電極30及びガス注入口26に結合することができ、かつそれらと情報を交換することができる。メモリに格納することができるプログラムは、格納されたプロセスレシピに従って、プラズマ処理システム10の上述した構成要素を制御するのに用いることができる。さらに、コントローラ56は、診断システム12の構成要素を制御することが可能である。例えば、コントローラ56は、診断センサ40を制御するように構成することができる。別法として、多数のコントローラ56を設けることができ、各コントローラは、例えば、プラズマ処理システム10または診断システム12のいずれかの異なる構成要素を制御するように構成されている。コントローラ56の1つの実施例は、カリフォルニア州グレンデール(Glendale,CA)のMicro/SYSの組込み可能PCコンピュータタイプPC/104である。
図3は、診断システム12の代替の実施形態である診断システム112を示す。診断システム12の要素と同様の診断システム112の要素は、対応する参照数字を有する。連通路46、リストリクタ素子50、前チャンバ領域52及びガスパージ連通路54は、診断システム12に関して上述したのと実質的に同様の方法で用いることができる。しかし、ガスパージ連通路54は、プラズマプロセス用途により省くことができる。
診断システム112は、取付け部138を含み、該取付け部は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる。取付け部138は、取付けフランジ142をチャンバ壁36に結合するファスナ(図示せず)と共に、取付けフランジ(または複数の取付けフランジ)142を有する。管状または円筒形の構成を有することが可能な複数の取付け壁144a、144bは、取付けフランジ142から伸びることが可能である。取付け壁144a、144bは、それらの間に流体チャンバ143を形成する。流体チャンバ143は、管状または円筒形の構成を有することができ、かつ外側の取付け壁144bに結合されている流体流入口158と連通することができる。流体流入口158は、流体、例えば、ガスまたは液体を流体チャンバ143へ運ぶように構成されている。流体流出口160は、流体流入口158から流体チャンバ143の反対側の端部と連通して取付け壁144bに結合されている。流体流入口158または流体流出口160は、壁部144bと一体形成することができ、あるいは、適切なファスナを用いて、連通路46の反対側の壁部144bに固定することができる。流体流入口158及び流体流出口160は、取付け壁144bに沿ってどこでも配置することができる。例えば、流体流入口158は、ガスパージ連通路54に隣接して設けることができ、また流体流出口160は、連通路46の反対側に設けることができ、逆もまた可能である。
プラズマプロセス用途により、流体チャンバ143内に導入される流体の温度は、例えば、前チャンバ領域52及び連通路46の内部の温度に対して、高められた温度(例えば、250℃)または低下した温度(例えば、−196℃)に選択することができる。高められた温度は、一般に、いくつかのプラズマ化学物質における膜汚染を低減することができ、低下した温度、例えば、極低温は、汚染物質が診断センサ40に達しないような、連通路46内のプラズマ中の汚染物質の急速吸収を引き起こすことが可能である。従って、流体温度は、診断センサ40の汚染を低減するのを助けるように制御及び選択することができる。
高められた温度を可能にするために、壁部144b及びチャンバ143を、ヒータ、例えば、電気ヒータと置換して、壁部144aの外周を覆うことができる。別法として、該ヒータは、壁部144b及び流体チャンバ143と共に実装することができる。
図4は、診断システム12、112の代替の実施形態である診断システム212を示す。診断システム12、112の要素と同様の診断システム212における要素は、対応する参照数字を有する。連通路46、リストリクタ素子50、前チャンバ領域52及びガスパージ連通路54は、診断システム12、112に関して上述したのと実質的に同様の方法で用いることができる。しかし、ガスパージ連通路54は、プラズマプロセス用途により省くことができる。
診断システム212は、取付け部238を含み、該取付け部は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる。取付け部238は、取付けフランジ242をチャンバ壁36に結合するファスナ(図示せず)と共に、取付けフランジ(または複数の取付けフランジ)242を有する。管状または円筒形の構成を有することが可能な取付け壁244は、取付けフランジ242から伸びることが可能である。取付け壁244は、シリカ(石英)、アルミナまたは他の絶縁材料等の絶縁体262と、例えば、ファスナ、接着剤、接合材料またはその他の適当なファスナによって該壁に取り付けられる電界ジェネレータ264とを収容するように構成されている。絶縁体262は、電界ジェネレータ264の外部を絶縁する。
取付け壁244は、貫通体268を収容するために該壁内に形成される開口266を有することができる。貫通体268は、環状電極または複数の電極を含むことができる電界ジェネレータ264を電源270に結合する。電源270は、DCまたは高周波(RF)バイアス電力を電界ジェネレータ264に供給することができる。
プラズマプロセス用途により、DCまたはRFバイアス電力は、連通路46からのプラズマを防止するのに用いることができる。例えば、高圧、例えば、約40mトル以上の圧力に対して適度の強力な負のDCバイアスは、連通路46からのプラズマ中の電子を防止することにより、前チャンバ52及び連通路46またはそれらの近傍に入ってくることから、処理チャンバ14内のプラズマを実質的に低減することができる。上記電極を、プラズマ荷電活性種を防止するために該プラズマ荷電活性種の同じ荷電に対してバイアスを加えることができる(例えば、正の電極は、プラズマ中のイオンを防止するのに用いることができる)ように、他の電極を、DCまたはRF電力を供給するのに用いることができる。換言すれば、プラズマが、連通路46の外側の領域、あるいは該連通路の近傍に閉じ込められる「回避」効果がもたらされる。プラズマ中のイオンは、高圧に対して適度に、該プラズマ中の他の粒子にたびたび衝突して、連通路46内での、または該連通路の近傍でのプラズマ点火をさらに低減することができる。
図5は、診断システム12、112、212の代替の実施形態である診断システム312を示す。診断システム12、112、212の要素と同様の診断システム312における要素は、対応する参照数字を有する。連通路46、リストリクタ素子50、前チャンバ領域52及びガスパージ連通路54は、診断システム12、112に関して上述したのと実質的に同様の方法で用いることができる。しかし、ガスパージ連通路54は、プラズマプロセス用途により省くことができる。
診断システム312は、取付け部338を含み、該取付け部は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる。取付け部338は、取付けフランジ342をチャンバ壁36に結合するファスナ(図示せず)と共に、取付けフランジ(または複数の取付けフランジ)342を有する。管状または円筒形の構成を有することが可能な取付け壁344は、取付けフランジ342から伸びることが可能である。取付け壁344は、それらの間に形成された開口372を有し、該開口は、その中に、磁界ジェネレータ376と、磁界漏れ低減部材374とを収容するように構成されている。1つまたはそれ以上の永久磁石または電流通過コイルを含むことができる磁界ジェネレータ376は、連通路46の全域で磁界(図6に378で示す)を生成するように構成されている。磁界ジェネレータ376は、例えば、ファスナ、接着材、接合材料または他の適当なファスナにより、磁界漏れ低減部材374と共に、取付け壁344の開口372内に取付けることができる。
磁界漏れ低減部材374は、例えば、鉄リング、または連通路46の外側の磁界の漏れを低減することができる他のいかなる構造とすることもできる。従って、プラズマ処理チャンバ14内でのプラズマプロセス及び診断システム40に影響を及ぼす磁界378の可能性を低減することができる。
プラズマプロセス用途により、磁界ジェネレータ376は、プラズマが、前チャンバ52及び連通路46またはそれらの近傍に入ってくることを実質的に防止するために、該連通路の全域に磁界378を生成するように構成することができる。換言すれば、磁界378は、連通路46の概して外側(プラズマ処理チャンバ14の内部)でプラズマを遮蔽することができる。
図6は、取付け壁344、磁界漏れ低減部材374及び磁界ジェネレータ376の断面図を示し、磁界378の一実施例は、連通路46を横切って示されている。リストリクタ素子50は、単純化のため、図6では省略されている。図に示すように、磁界ジェネレータ376は、連通路46の周囲に配置されて双極子リングを形成する複数の永久磁石380を含む。この実施例においては、磁石380は、隣接する磁石380が、反時計方向に連続的に向けられた(太線で示す)極性方向382を有するように、互いに対して配置されている。図示してはいないが、磁石380は、(図6に点線で示す)水平軸に対して対称となるように向けることができる。図6は、16個の磁石380を示し、各々が、隣接する磁石380の極性方向382と約45°異なっている極性方向382を有する。しかし、例えば、図より多いまたは少ない磁石380を実装した場合には、他の磁石構成も可能であり、離し角は、それに応じて変更され、例えば、隣接する磁石極性方向間の角度は、該磁石間の離し角の2倍となる。
図6に示す磁石380の構成は、連通路46を横切って広がる磁界線384を有する磁界378を生成する。磁界378内において、粒子は、磁界線384に沿って容易に渦巻き形に移動し、磁界線384を横切っては、および連通路46内へは、ゆっくり拡散し、それにより、連通路46またはその近傍をプラズマから遮蔽するのを助ける。
図7は、診断システム312の代替の実施形態である診断システム412を示す。診断システム412は、診断システム312と実質的に同じ構造及び動作であるが、磁界ジェネレータ376の代替の実施形態である磁界ジェネレータ476を含む。この実施形態には図示していないが、磁界ジェネレータ376に関して上述したように、磁界ジェネレータ476の周囲に、磁界漏れ低減部材374を配置することができる。
診断システム412は、取付け部438を含み、該取付け部は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる。取付け部438は、上述した取付けフランジ342(または複数の取付けフランジ)と、取付け壁344とを有する。磁界ジェネレータ476は、適当な取付け要素によって、開口372内に設けることができる。
図8は、連通路46の周囲に配置された複数の永久磁石480を含む磁界ジェネレータ476を示す。各磁石480は、(図8に示すように)連通路46に対して径方向内方に向けられた、または連通路46から離れて外側に向けられた極性方向482を有する。しかし、図示の磁石480よりも多いまたは少ない磁石を設けることも可能であり、かつ他の磁石構成も可能であり、例えば、各磁石480の極性方向482は、隣接する磁石480間で互い違いにすることができ、例えば、1つの磁石は、径方向内方に向く極性方向を有することができ、隣接する磁石は、径方向外方に向く極性方向を有することができ、逆もまた同様である。
図8に示す磁石480の構成は、磁界線484を有する磁界478を生成し、これは連通路46内に伸びる。プラズマプロセス用途により、磁界478は、前チャンバ52及び連通路46またはそれらの近傍に入ってくるプラズマが実質的に低減されるように生成することができる。換言すれば、磁界478は、プラズマが前チャンバ52及び連通路46またはそれらの近傍に入ってくるのを少なくとも部分的に防ぐことができる。
磁界478は、連通路46の中心における磁界強度がゼロであるため、上述した磁界378よりも弱い。しかし、その弱い強度によって、磁界478は、強力な磁界が、測定に影響を及ぼす可能性がある、例えば、圧力測定に影響を及ぼす、プラズマに対してポンピング効果をもたらす好ましくない影響を引き起こすプラズマプロセスに用いることができる。
図6及び図8に関しては、磁界378、478の代替の構成が可能であり、例えば、他の異なる磁界構成を実現する同じまたは代替の極性方向382、482によって、磁石380、480からなる多数の列を設けることにより、形成することができる。
図2から図5及び図7に示す上記の実施形態においては、ガスパージ連通路56は、パージガスを連通路46及び前チャンバ領域52内に供給するように設けられている。上述したように、パージガスの供給は、チャンバプロセスガスの上記連通路内への逆流を低減することができ、それにより、診断センサ40の汚染が低減される。ガスパージ連通路56は、現在のチャンバガスフローを著しく妨げないように、パージガスを連通路46及び前チャンバ領域52に供給し、例えば、該パージガスフローは、チャンバ14内に深く及ぶ攪乱ガス流を生成すべきではない。
図9から図16は、診断システム12の代替の実施形態である診断システムを示す。図9から図16に示す診断システムは、それぞれ、チャンバプロセスガスの上記連通路内への逆流を低減し、かつ上記診断センサの汚染を低減するために、少なくとも4の長さ対径の比を有する流量制限を含む。以下に述べる診断システムの各々においては、上記チャンバ壁は、上記連通路の所定の長さよりも小さい厚さを有する。
図9は、診断システム12の代替の実施形態である診断システム512を示し、該システムは、実質的に診断システム12と同じように作動する。診断システム512は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる取付け部538を含む。取付け部538は、1つまたはそれ以上のファスナ537によってチャンバ壁36に結合された取付け壁544を有する。該ファスナは、1つまたはそれ以上のシール、Oリングまたは、取付け壁744をチャンバ壁36に結合することができる他の種類のシーリングファスナであってもよい。
単純化のため図示していない診断センサは、診断システム512に操作可能に結合することができる。該診断センサは、図1に示すセンサ40と実質的に同じように作動することができ、診断センサ体539に操作可能に結合することができる。例えば、ウィンドウまたは診断開口部とすることができる該診断センサ体539は、取付け壁544に結合することができる。診断センサ体539は、取付け壁544に直接設けられているため、診断システム512は、前チャンバ領域を含んでいない。
取付け壁544は、所定の径Dを有する連通路546を画成する内部面545を有する。連通路546の径Dは、チャンバ壁36内に形成された開口22の径と等しく、該径よりも小さくまたは大きくすることができる。
連通路546は、この実施形態において、チャンバ開口22から診断センサ体539までの、または上記診断センサまでの距離として定義することができる所定の長さLを有する。長さLは、選択されたプロセス条件、例えば、処理チャンバ圧力、チャンバガス流量及びチャンバガス温度で、汚染物の分子のガスの平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。連通路546の長さLは、選択されたプロセス条件で、汚染物質分子のガスの平均自由行程よりもX倍長くなるように選択されるため、汚染物質の分子は、通常、連通路546を通る行程上でX倍の衝突を受けることになる。すなわち、少なくとも部分的にX倍の衝突により、上記診断センサまたは診断検知体539に達する汚染物質分子の数が低減される。この概念上の実施例においては、Xは、0より大きい数、例えば、25、55、85またはそれ以上を表わす。しかし、Xは、汚染物質分子のガスの平均自由行程、およびプラズマプロセスにより変化することが可能な選択されたプロセス条件により、どのような数でも選択することができる。
連通路546の長さL及び径Dは、該連通路の長さLを連通路546の径Dで割ることによって得ることができる、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現できるように選択することができる。連通路546は、用いるプラズマプロセス、またはプロセス特性、例えば、処理チャンバ圧力、化学作用、ガス流量及び温度により、4よりも大きい長さ対径の比を実現できるように構成することができる。
図10は、診断システム512と実質的に同じ構造を有するが、ガスパージ連通路556を含む診断システム612を示す。診断システム612は、図2の連通路56及び図9の連通路556と動作が実質的に同じである連通路646を含む。連通路646は、この実施形態において、チャンバ開口22からガスパージ連通路556までの距離として定義されている長さLを有する。上述したように、連通路646の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガスの平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
ガスパージ連通路556は、図2に関して説明したガスパージ連通路56と実質的に同じように作用する。(図9に示すような)診断システム512のその他の要素に関する上記の説明は、簡略化のため、図10に関しては繰り返さない。
連通路646の径Dは、チャンバ壁36に形成された開口22の径と等しく、該径よりも小さくまたは大きくすることができる。
連通路646の長さL及び径Dは、該連通路の長さLを連通路646の径Dで割ることによって得ることができる、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現できるように選択される。連通路646は、用いるプラズマプロセス、プロセス特性、例えば、処理チャンバ圧力、チャンバガス流量及びチャンバガス温度により、4よりも大きい長さ対径の比を実現できるように構成することができる。ガスパージ連通路646は、診断検知体539(及び上記診断センサ)の汚染をさらに低減するのを補助する。
図11は、診断システム512の代替の実施形態である診断システム712を示し、該システムは、診断システム512と実質的に同じように作用する。診断システム712は、図9に示す診断システム512と実質的に同じ構造を有するが、取付け壁544の内部面545に沿って配置されたフローリストリクタ素子550を含む。
上述したフローリストリクタ素子50と同じ材料で形成することができるフローリストリクタ素子550は、チャンバ開口22から診断センサ体539または上記診断センサまで、取付け壁544の内部面545に沿って伸びている。フローリストリクタ素子550は、所定の径Dを有する連通路746を画成する内部面555を有する。連通路746の径Dは、チャンバ壁36に形成された開口22の径と等しく、該径よりも小さくまたは大きくすることができる。図に示すように、連通路746の径Dは、開口22よりも小さい。
連通路746は、この実施形態において、チャンバ開口22から診断センサ体539までまたは上記診断センサまでの距離として定義することができる所定の長さLを有する。上述したように、連通路746の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガスの平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
連通路746の長さL及び径Dは、該連通路の長さLを連通路746の径Dで割ることによって得ることができる、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現できるように選択される。連通路746は、用いるプラズマプロセス、またはプロセス特性、例えば、処理チャンバ圧力、チャンバガス流量及びチャンバガス温度により、4よりも大きい長さ対径の比を実現できるように構成することができる。
図12は、診断システム712の代替の実施形態である診断システム812を示す。診断システム812は、図9に示す診断システム712と実質的に同じように作用するが、チャンバ壁636の凹部637に当接するように構成された端部639を有するフローリストリクタ素子650を含む。
診断システム812は、フローリストリクタ素子を診断システムに実装する他の方法を示す。具体的には、診断システム812において、フローリストリクタ素子650の端部639は、チャンバ壁636に形成された凹部637に当接するように構成されている。
上述したフローリストリクタ素子50と同じ材料で形成することができるフローリストリクタ素子650は、チャンバ開口22に隣接する凹部637から診断センサ体539または上記診断センサに及んでいる。フローリストリクタ素子650は、所定の径Dを有する連通路846を画成する。連通路846の径Dは、チャンバ壁36に形成された開口22の径と等しく、該径よりも小さくまたは大きくすることができる。図に示すように、連通路846の径Dは、開口22よりも小さい。
連通路846は、この実施形態において、フローリストリクタ素子650の端部637から診断センサ体539までまたは上記診断センサまでの距離として定義することができる所定の長さLを有する。上述したように、連通路846の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガスの平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
連通路846の長さL及び径Dは、該連通路の長さLを連通路846の径Dで割ることにより得ることができる、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現できるように選択される。連通路846は、用いるプラズマプロセスまたはプロセス特性、例えば、処理チャンバ圧力、チャンバガス流量及びチャンバガス温度により、4より大きい長さ対径の比を実現できるように構成することができる。
図13は、診断システム512の代替の実施形態である診断システム912を示し、該システムは、診断システム512と実質的に同様に作用する。診断システム912は、図9に示す診断システム512と実質的に同様の構造を有するが、取付け壁744の先細りの内部面745に沿って配置された先細りのフローリストリクタ素子750を含む。
診断システム912は、上述した取付け部38と同じ材料で形成することができる取付け部738を含む。取付け部738は、1つまたはそれ以上のファスナ537によってチャンバ壁36に結合された先細りの取付け壁744を有する。該ファスナは、1つまたはそれ以上のシール、Oリングまたは取付け壁744をチャンバ壁36に結合することができる他のいずれかの種類のシーリングファスナであってもよい。
上述したフローリストリクタ素子50と同じ材料で形成することができるフローリストリクタ素子750は、取付け壁744の内部面745に沿って、チャンバ開口22から診断センサ体539までまたは上記診断センサまで及んでいる。フローリストリクタ素子750は、先細りの外側面755を有し、該面は、チャンバ壁36の上記開口に当接して、チャンバ壁36内のフローリストリクタ素子750を支持するのを補助している。フローリストリクタ素子750は、所定の径Dを有する連通路946を画成する。連通路946の径Dは、チャンバ壁36に形成された開口22の径と等しく、該径よりも小さくまたは大きくすることができる。
図に示すように、連通路946の径Dは、開口22よりも小さく、その長さLに沿って一定である。しかし、連通路946は、連通路946に沿って増減するように構成された可変径を有することができる。例えば、連通路946の径Dは、図13に示すように、診断センサ体539に向かって、または上記診断センサに対して徐々に増加させることができる。別法として、連通路946の径Dは、診断センサ体539に向かって、または上記診断センサに対して徐々に減少させることができる。
連通路946は、この実施形態において、チャンバ開口22から診断センサ体539までまたは上記診断センサまでの距離として定義することができる所定の長さLを有する。上述したように、連通路946の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガス平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
連通路946の長さL及び径Dは、該連通路の長さLを連通路946の径Dで割ることにより得ることができる、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現できるように選択される。連通路946は、用いるプラズマプロセスまたはプロセス特性、例えば、処理チャンバ圧力、チャンバガス流量及びチャンバガス温度により、4より大きい長さ対径の比を実現できるように構成することができる。可変径Dを有する連通路においては、その長さLに沿った平均径は、少なくとも4の長さ対径の比(L/D)を実現するために用いることができる。
図14は、診断システム712と実質的に同様の構造を有するが、ガスパージ連通路556を含む診断システム1012を示す。また診断システム1012は、チャンバ開口22からガスパージ連通路556までの距離として定義される長さLを有する連通路746も含む。上述したように、連通路746の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガス平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
図15は、診断システム812と実質的に同様の構造を有するが、ガスパージ連通路556を含む診断システム1112を示す。また診断システム1112は、フローリストリクタ素子650の端部637からガスパージ連通路556までの距離として定義される長さLを有する連通路846も含む。上述したように、連通路846の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガス平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
図16は、診断システム912と実質的に同様の構造を有するが、ガスパージ連通路556を含む診断システム1212を示す。また診断システム1212は、チャンバ開口22からガスパージ連通路556までの距離として定義される長さLを有する連通路946も含む。上述したように、連通路946の長さLは、選択されたプロセス条件において、汚染物質分子のガス平均自由行程よりも長くなるように選択することができる。
可変径Dを有する連通路は、連通路946に関してのみ説明したが、本願明細書に記載した他の連通路、例えば、連通路46、546、646、746及び846も、例えば、該連通路の長さに沿って増減する可変径を有するように構成することができる。
図17は、本発明の原理による方法を示す。該方法は、プラズマ処理システムと共に診断システムを作動させるためのものである。該プラズマ処理システムは、プラズマプロセス中にプラズマを生成することができ、かつ該診断システムが、該プラズマ処理領域に結合された光診断チャンバ内に配置されているプラズマ処理領域を含むチャンバを有する。
上記方法は、1300でスタートする。1302において、診断センサの汚染は、実質的に低減される。上記プラズマ処理チャンバから上記連通路(および、設けられている場合、前チャンバ領域)を通って該プラズマ処理システムに結合された診断センサへの汚染物質の逆流は、実質的に低減することができる。例えば、プラズマは、上記診断システムと該プラズマ処理チャンバまたはその近傍との間で、該診断システムに形成された上記連通路(および、設けられている場合、前チャンバ領域)に入っていくのを実質的に妨げられる。パージガスは、プラズマが、該連通路及び該前チャンバ領域に入るのを実質的に妨げるために、該前チャンバ領域に導入することができる。上記方法は、例えば、加熱体、冷却体、電界または磁界を組み合わせて、あるいは別々に設けて、該前チャンバ、および該前チャンバと該プラズマ処理チャンバとを接続する連通路の汚染を低減すること等の動作、操作または処理手順を含むことができる。これらの追加的な動作、操作または処理手順の様々な組み合わせも用いることができる。例えば、診断システムは、プラズマが上記前チャンバ及び上記連通路に入るのを妨げるパージガスと組み合わせてまたは該パージガスとは別に、磁界及び電界を利用することができる。
1304において、上記プラズマプロセスの状態は、上記プラズマ処理領域および/または基板からの該状態、例えば、光、ガスまたは圧力を受け取ることができる診断システムによって検知される。例えば、上記プラズマプロセスの終点等のプラズマ処理状態は、上記診断システムを用いて検知することができる。1306において、上記方法は終了する。
光ウィンドウによってプラズマプロセス状態を検知するそのような1つの方法は、本願明細書と同時に出願された、代理人番号291738の、Mitrovicらの米国出願に開示されており、その内容全体を本願明細書に援用する。
本発明を、その好適な実施形態に関して具体的に示しかつ説明してきたが、当業者は、構成及び詳細の種々の変更が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく可能であることを理解するであろう。
例えば、システム12は、診断目的または材料処理のためのレーザビームの処理チャンバ内への導入のためのわずかな変更のみを有するほぼ全ての診断システムと共に用いることができる。システム12は、プラズマの高調波成分をモニタするように構成された1つまたはそれ以上のRFプローブまたはアンテナと結合することができる。例えば、1つまたはそれ以上のRFプローブを、プラズマ処理チャンバ14からのRFエネルギをモニタするため、および該プラズマの高調波成分を解析するために、例えば、診断センサ40と置換して、または該センサと共に、プラズマ処理チャンバ14の外部に設けることができる。
従って、上記の実施形態は、この発明の機能及び構造原理を説明するために示されかつ説明され、かつそのような原理から逸脱することなく変更されることがある。そのため、この発明は、特許請求の趣旨及び範囲に包含される全ての変更例を含む。
Claims (74)
- 処理チャンバの壁に形成された開口を有し、かつプラズマ処理領域を内部に含む処理チャンバと、
前記チャンバ内の基板を前記処理領域内に支持するように構成、かつ配置されているチャックと、
前記プラズマ処理領域内でのプラズマプロセス中に、プラズマを生成するように構成、かつ配置され、前記チャンバと連通しているプラズマジェネレータと、
前記チャンバと連通している診断センサを有し、かつ前記診断センサの汚染を実質的に低減するように構成、かつ配置されている診断システムとを備えており、
前記診断システムは、前記プラズマ処理領域と、前記診断センサとの間に形成されている連通路を含み、かつ所定の長さと所定の径とを有しており、
前記連通路は、前記所定の長さを前記所定の径で割ることによって与えられる、少なくとも4の長さ対径の比を有しているプラズマ処理システム。 - 前記診断システムは、前記チャンバに対応するプラズマプロセスおよび/または基板状態を検知するように構成、かつ配置されている請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断システムは、前記連通路内に配置されたリストリクタ素子を含む請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子は、前記チャンバ内の開口に隣接して配置されている請求項3に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子は、前記チャンバの凹部に当接するように構成されている請求項3に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子は、先細りの外側面を有している請求項3に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断システムは、前記連通路をパージするようにパージガスを供給することができ、前記連通路と連通するパージガスポートを含む請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子は、低減されたフローコンダクタンスにより、前記連通路を通る高圧のパージガスを生成するように構成されている請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断センサは、前記プラズマ処理領域に対応するプラズマプロセスおよび/または基板状態を検知するように構成、かつ配置されている請求項7に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断センサは、光アセンブリを含む請求項9に記載のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマプロセス状態は、前記プラズマプロセスの終点である請求項9に記載のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内または前記連通路の近傍に、電界を生成するように構成されている電界ジェネレータをさらに具備する請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電界ジェネレータは、少なくとも1つの電極を有する電極アセンブリを備えている請求項12に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電界ジェネレータを実質的に囲む絶縁体をさらに具備する請求項12に記載のプラズマ処理システム。
- 電力を前記電界ジェネレータに供給するように前記電界ジェネレータに結合された電源をさらに具備する請求項14に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電力は、DCまたはRF電力である請求項15に記載のプラズマ処理システム。
- 前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内または前記連通路の近傍に、磁界を発生させるように構成された磁界ジェネレータをさらに具備する請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記磁界ジェネレータを実質的に囲む磁界漏れ低減部材をさらに具備する請求項17に記載のプラズマ処理システム。
- 前記磁界ジェネレータは、複数の磁石を備えている請求項17に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の各磁石が、前記磁石間の離れ角の2倍の角度分、隣接する磁石の極性方向から引き離された極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項19に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の各磁石が、同じ径方向に向けられた極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項19に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の1つおきの磁石が、反対の径方向に向けられた極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項19に記載のプラズマ処理システム。
- 前記磁界ジェネレータは、少なくとも1つの電流通過コイルを備えている請求項17に記載のプラズマ処理システム。
- 前記チャンバの壁は、前記連通路の所定の長さよりも薄い厚さを有している請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記連通路を囲む流体チャンバをさらに具備する請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- 前記流体チャンバと連通する流体流入口と、前記流体チャンバと連通する流体流出口とをさらに具備し、一定の温度を有する流体を、前記流体流入口を介して前記流体チャンバに供給することができ、かつ前記流体流出口を介して前記流体チャンバから除去することができる請求項25に記載のプラズマ処理システム。
- 前記流体チャンバと結合され、かつ前記流体チャンバ内の流体の温度を制御することができる温度制御システムをさらに具備する請求項25に記載のプラズマ処理システム。
- 前記温度制御システムは、前記流体チャンバ内の流体を加熱するように構成されている請求項27に記載のプラズマ処理システム。
- 前記温度制御システムは、前記流体チャンバ内の流体を冷却するように構成されている請求項27に記載のプラズマ処理システム。
- 前記連通路は、前記所定の径が、前記連通路の長さに沿って増減するような可変径を有している請求項1に記載のプラズマ処理システム。
- プラズマプロセス中に、プラズマを生成することができるプラズマ処理領域を含む処理チャンバを有するプラズマ処理システムと連結し、診断センサを含み、かつ前記プラズマ処理領域に結合されている診断システムを作動させる方法であって、
前記プラズマ処理チャンバと前記診断センサとの間に形成され、前記連通路の所定の長さを前記連通路の所定の径で割ることによって提供される少なくとも4の長さ対径の比を有する連通路を設けることと、
前記診断センサの汚染を実質的に低減することと、
前記処理チャンバ内のプラズマプロセスおよび/または基板の状態を、前記診断センサによって検知することとを具備する方法。 - 前記連通路を、リストリクタ素子によって、所定の長さ及び所定の径に制限することをさらに具備する請求項31に記載の方法。
- 前記所定の径を前記連通路に沿って増加または減少させるように、前記連通路を先細りにすることをさらに具備する請求項31に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、前記連通路を実質的に囲む一定の温度の流体を供給することを含む請求項31に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで加熱することを含む請求項34に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで冷却することを含む請求項34に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に電界を生成することを含む請求項31に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に磁界を生成することを含む請求項31に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に電界を生成することと、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に磁界を生成することとを含む請求項31に記載の方法。 - 前記実質的に低減することは、
一定の温度の流体を、前記連通路の実質的に周囲に供給することと、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に磁界を生成することとを含む請求項31に記載の方法。 - 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで加熱することを含む請求項40に記載の方法。
- 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで冷却することを含む請求項40に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、
一定の温度の流体を、前記連通路の実質的に周囲に供給することと、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に電界を生成することとを含む請求項31に記載の方法。 - 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで加熱することを含む請求項43に記載の方法。
- 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで冷却することを含む請求項43に記載の方法。
- 前記実質的に低減することは、
一定の温度の流体を、前記連通路の実質的に周囲に供給することと、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に電界を生成することと、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に磁界を生成することとを含む請求項31に記載の方法。 - 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで加熱することを含む請求項46に記載の方法。
- 前記一定の温度の流体を供給することは、前記連通路を実質的に囲む流体を一定の温度まで冷却することを含む請求項46に記載の方法。
- 選択された径の開口を有し、かつプラズマ処理領域を含むチャンバと、
前記チャンバ内の基板を前記処理領域内に支持するように構成、かつ配置されたチャックと、
前記チャンバと連通し、前記プラズマ処理領域内でのプラズマプロセス中に、プラズマを生成するように構成、かつ配置されているプラズマジェネレータと、
前記チャンバと連通する診断センサを有する診断システムと、
前記プラズマ処理領域と前記診断センサとの間に形成された連通路と、
前記診断センサの汚染を低減するために、前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に、電界を生成するように構成された電界ジェネレータとを具備するプラズマ処理システム。 - 前記電界ジェネレータは、少なくとも1つの電極を有する電極アセンブリを備えている請求項49に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電界ジェネレータを実質的に囲む絶縁体をさらに具備する請求項50に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電界ジェネレータに電力を供給するために、前記電界ジェネレータに結合された電源をさらに具備する請求項51に記載のプラズマ処理システム。
- 前記電力は、DCまたはRFバイアス電力である請求項52に記載のプラズマ処理システム。
- 選択された径の開口を有し、かつプラズマ処理領域を含むチャンバと、
前記チャンバ内の基板を前記処理領域内に支持するように構成、かつ配置されたチャックと、
前記チャンバと連通し、前記プラズマ処理領域内でのプラズマプロセス中に、プラズマを生成するように構成、かつ配置されているプラズマジェネレータと、
前記チャンバと連通する診断センサを有する診断システムと、
前記プラズマ処理領域と前記診断センサとの間に形成された連通路と、
前記診断センサの汚染を低減するために、前記プラズマ処理チャンバの近傍で、少なくとも前記連通路内にまたは該連通路の近傍に、磁界を生成するように構成された磁界ジェネレータとを具備するプラズマ処理システム。 - 前記磁界ジェネレータを実質的に囲む磁界漏れ低減部材をさらに具備する請求項54に記載のプラズマ処理システム。
- 前記磁界ジェネレータは、複数の磁石を備えている請求項54に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の各磁石が、前記磁石間の離れ角の2倍の角度分、隣接する磁石の極性方向から引き離された極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項56に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の各磁石が、同じ径方向に向けられた極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項56に記載のプラズマ処理システム。
- 前記複数の磁石は、前記複数の磁石の1つおきの磁石が、反対の径方向に向けられた極性方向を有するように、前記連通路の周囲に配置されている請求項56に記載のプラズマ処理システム。
- 前記磁界ジェネレータは、少なくとも1つの電流通過コイルを備えている請求項55に記載のプラズマ処理システム。
- 選択された径の開口を有し、かつプラズマ処理領域を含むチャンバと、
前記チャンバ内の基板を前記処理領域内に支持するように構成、かつ配置されたチャックと、
前記チャンバと連通し、前記プラズマ処理領域内でのプラズマプロセス中に、プラズマを生成するように構成、かつ配置されているプラズマジェネレータと、
前記チャンバと連通する診断センサを有する診断システムと、
前記プラズマ処理領域と前記診断センサとの間に形成された連通路と、
前記連通路を囲む流体チャンバを含み、前記流体チャンバ内の流体の温度を制御することができる温度制御システムとを具備するプラズマ処理システム。 - 前記温度制御システムは、前記流体チャンバと連通する流体流入口と、前記流体チャンバと連通する流体流出口とを含み、一定の温度を有する流体を、前記流体流入口を介して前記流体チャンバに供給することができ、かつ前記流体流出口を介して前記流体チャンバから除去することができる、請求項61に記載のプラズマ処理システム。
- 前記温度制御システムは、前記流体チャンバ内の流体を前記一定の温度まで加熱するように構成されている、請求項61に記載のプラズマ処理システム。
- 前記温度制御システムは、前記流体チャンバ内の流体を前記一定の温度まで冷却するように構成されている、請求項61に記載のプラズマ処理システム。
- プラズマプロセス中に、プラズマを生成することができるプラズマ処理領域を含む処理チャンバを有するプラズマ処理システムと連結し、診断センサを含み、かつ前記プラズマ処理領域に結合されている診断システムを作動させる方法であって、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、前記プラズマ処理チャンバと前記診断センサとの間に形成された少なくとも連通路内に、または該連通路の近傍に電界を生成して、前記診断センサの汚染を実質的に低減することと、
前記処理チャンバ内のプラズマプロセスおよび/または基板の状態を、前記診断センサによって検知することとを具備する方法。 - プラズマプロセス中に、プラズマを生成することができるプラズマ処理領域を含む処理チャンバを有するプラズマ処理システムと連結し、診断センサを含み、かつ前記プラズマ処理領域に結合されている診断システムを作動させる方法であって、
前記プラズマ処理チャンバの近傍で、前記プラズマ処理チャンバと前記診断センサとの間に形成された少なくとも連通路内に、または該連通路の近傍に磁界を生成して、前記診断センサの汚染を実質的に低減することと、
前記処理チャンバ内のプラズマプロセスおよび/または基板の状態を、前記診断センサによって検知することとを具備する方法。 - プラズマプロセス中に、プラズマを生成することができるプラズマ処理領域を含む処理チャンバを有するプラズマ処理システムと連結し、診断センサを含み、かつ前記プラズマ処理領域に結合されている診断システムを作動させる方法であって、
前記プラズマ処理チャンバと前記診断センサとの間に形成された連通路を囲む流体チャンバ内の流体の温度を制御して、前記診断センサの汚染を実質的に低減することと、
前記処理チャンバ内のプラズマプロセスおよび/または基板の状態を、前記診断センサによって検知することとを具備する方法。 - 前記リストリクタ素子と、前記連通路を実質的に囲む取付け部とのうちの少なくとも一方は、金属、誘電材料及び半導体材料から形成されている請求項3に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断システムは、前記連通路内に配置されたリストリクタ素子を含む請求項49に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子と、前記連通路を実質的に囲む取付け部とのうちの少なくとも一方は、金属、誘電材料及び半導体材料から形成されている請求項69に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断システムは、前記連通路内に配置されたリストリクタ素子を含む請求項54に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子と、前記連通路を実質的に囲む取付け部とのうちの少なくとも一方は、金属、誘電材料及び半導体材料から形成されている請求項71に記載のプラズマ処理システム。
- 前記診断システムは、前記連通路内に配置されたリストリクタ素子を含む請求項61に記載のプラズマ処理システム。
- 前記リストリクタ素子と、前記連通路を実質的に囲む取付け部とのうちの少なくとも一方は、金属、誘電材料及び半導体材料から形成されている請求項63に記載のプラズマ処理システム。
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Family Cites Families (9)
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US5759424A (en) * | 1994-03-24 | 1998-06-02 | Hitachi, Ltd. | Plasma processing apparatus and processing method |
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US6071375A (en) * | 1997-12-31 | 2000-06-06 | Lam Research Corporation | Gas purge protection of sensors and windows in a gas phase processing reactor |
US6390019B1 (en) * | 1998-06-11 | 2002-05-21 | Applied Materials, Inc. | Chamber having improved process monitoring window |
JP3709552B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2005-10-26 | 株式会社日立製作所 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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