JP2006512481A

JP2006512481A - 材料処理システムをモニタするための方法及び装置

Info

Publication number: JP2006512481A
Application number: JP2004563532A
Authority: JP
Inventors: クレコトカ、ジェームズ・イー．
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2006-04-13
Also published as: KR20050085588A; US20040127030A1; AU2003303423A1; AU2003303423A8; WO2004059702A3; EP1581964A2; CN1860600A; WO2004059702A2

Abstract

【課題】材料処理システムをモニタするための改良された装置及び方法を提供する。
【解決手段】材料処理システムは、処理ツールと、状況データを生成すると共に送信するために処理ツールに結合された複数のＲＦ応答性状況センサ１９０と、複数のＲＦ応答性状況センサから状況データを受信するためのセンサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）１８０とを含む。

Description

本発明は、処理システムにおいて処理をモニタする技術に関し、特に、一体的な送信デバイスを有するモニタデバイスを使用して処理をモニタする技術に関する。

本件出願は、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１７４８ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムをモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１７５０ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムをモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１２２７ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムにおいて部品をモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１２２８ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムにおいてプラズマをモニタするための方法及び装置」に関連している。これらの出願明細書の内容全体は参考文献として本明細書に全体的に組み込まれる。

半導体産業における集積回路（ＩＣ）の作製では、基板から材料を除去するため並びに基板に対して材料を堆積するのに必要な表面での化学反応を創出すると共に支援するため、プラズマ反応炉内でプラズマが一般的に使用される。通常、プラズマは真空状態のプラズマ反応炉で形成され、これは、供給された処理ガスとのイオン化衝突を維持するのに十分なエネルギにまで電子を加熱することにより行われる。更に、加熱された電子は、解離衝突を維持するのに十分なエネルギを具備することができる。従って、チャンバ内で行われる特定の処理（例えば、材料を基板から除去するエッチング処理、または材料を基板に付加する堆積処理）に適した荷電種及び化学反応種の密度が発生されるように、所定の条件（例えば、チャンバ圧力、ガス流量等）における特定のガスの組み合わせが選択される。

例えば、エッチング処理中、プラズマ処理システムをモニタすることは、プラズマ処理システムの状態を決定する時、及び製造されるデバイスの品質を決定する時、非常に重要となる可能性がある。システムの状態及び製造される製品の状態に関する誤った結論を避けるために、追加の処理データを使用することができる。例えば、プラズマ処理システムの連続的な使用は、プラズマ処理性能の漸進的な劣化をもたらすと共に、最終的にシステムの完全な故障に繋がる可能性がある。追加の処理関連データ及びツール関連データは、材料処理システムの管理及び製造される製品の品質を改良する。

本発明は、処理システムにおいて処理をモニタするための装置及び方法、特に、一体的な送信デバイスを有する処理モニタデバイス、及び一体的な送信デバイスを有する処理モニタデバイスを使用して処理システムにおいて処理をモニタするための方法を提供する。

本発明はまた、材料処理システムにおいてプラズマ処理をモニタするための装置及び方法、特に、一体的な送信デバイスを有するプラズマモニタデバイス、及び一体的な送信デバイスを有するプラズマモニタデバイスを使用して材料処理システムにおいてプラズマ処理をモニタするための方法を提供する。

本発明はまた、少なくとも１つのセンサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）に結合された少なくとも１つのＲＦ応答性センサを含む材料処理システムにおいて処理をモニタするための手段を提供する。

本発明のこれら及びその他の利点は、添付図面を参照した以下の本発明の代表的な実施形態の詳細な説明から更に明白になり、容易に認識されるであろう。

本発明は、処理ツールを含む可能性のある改良された材料処理システムを提供し、これは、１つ以上の処理チャンバを具備することができる。更に、処理システムは、状況データを生成すると共に送信するために処理ツールに結合された複数のＲＦ応答性状況センサと、複数のＲＦ応答性状況センサの少なくとも１つから状況データを受信するように構成された少なくとも１つのＳＩＡとを含むことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る材料処理システムを例示する単純化されたブロック図である。例えば、材料処理システム１００は、プラズマエッチャなどのエッチングシステムを具備することができる。代わりに、材料処理システム１００は、フォトレジストスピンコーティングシステムなどのフォトレジスト塗布システムを具備する、及び／または材料処理システム１００は、リソグラフィシステムなどのフォトレジストパターニングシステムを具備することができる。別の実施形態において、材料処理システム１００は、スピン・オン・グラス（ＳＯＧ）またはスピン・オン・誘電体（ＳＯＤ）システムなどの、誘電体塗布システムを具備することができる。別の実施形態において、材料処理システム１００は、化学的気相堆積（ＣＶＤ）システム、物理的気相堆積（ＰＶＤ）システム、原子層堆積（ＡＬＤ）システム、及び／またはそれらの組み合わせなどの堆積チャンバを具備することができる。別の実施形態において、材料処理システム１００は、高速熱処理（ＲＴＰ）システムなどの熱処理システムを具備することができる。別の実施形態において、材料処理システム１００は、バッチ拡散炉または他の半導体処理システムを具備することができる。

例示される実施形態において、材料処理システム１００は、処理チャンバ１１０、上側アセンブリ１２０、基板１３５を支持するための基板ホルダ１３０、ポンプシステム１６０、及びコントローラ１７０を具備する。例えば、ポンプシステム１６０は、処理チャンバ１１０内に制御された圧力を提供することができる。例えば、処理チャンバ１１０は、基板１３５付近の処理空間１１５内における処理ガスの形成を容易にする。材料処理システム１００は、２００ｍｍの基板、３００ｍｍの基板、または、それより大きい基板を処理するように構成することができる。代わりに、材料処理システムは、１つ以上の処理チャンバ内でプラズマを生成するように動作することができる。

基板１３５は、例えば、ロボット型の基板搬送システムによって、スロット弁（図示せず）及びチャンバ供給通路（図示せず）を通して処理チャンバ１１０に対して搬送されることができる。基板１３５は、基板ホルダ１３０内に配設された基板リフトピン（図示せず）により受け取られ、そこに内蔵された装置によって機械的に移動されることができる。基板１３５は、基板搬送システムから受け取られると、基板ホルダ１３０の上面まで下降されることができる。

基板１３５は、例えば、静電クランプシステムを介して基板ホルダ１３０に固定されることができる。更に、基板ホルダ１３０は、再循環冷媒流を含む冷却システムを具備することができる。冷媒流は、基板ホルダ１３０から熱を受取り、その熱を熱交換システム（図示せず）へ搬送するか、或いは、加熱のため、熱交換システムから熱を搬送する。更に、例えば、基板１３５と基板ホルダ１３０との間のガスギャップ熱伝導を改善するため、バックサイドガスシステムを介して基板１３５の裏面に対してガスを供給することができる。このようなシステムは、上昇または下降された温度において基板の温度制御が必要とされるときに利用可能となる。別の実施形態において、抵抗加熱素子などの加熱素子や熱電ヒータ／クーラを含むことができる。

別の実施形態において、基板ホルダ１３０は、例えば、ベローズ（図示せず）により包囲可能な垂直移動装置（図示せず）を更に具備する。ベローズは、基板ホルダ１３０と処理チャンバ１１０とに結合されると共に、処理チャンバ１１０内の減圧雰囲気から垂直移動装置をシールする。更に、ベローズシールド（図示せず）が、例えば、基板ホルダ１３０に結合され、ベローズを保護するように構成することができる。基板ホルダ１３０は、例えば、更にフォーカスリング（図示せず）、シールドリング（図示せず）及びバッフル板（図示せず）を提供することができる。

図１に示される実施形態において、基板ホルダ１３０は、電極（図示せず）を有することができ、その電極を通ってＲＦ電力が処理空間１１５内の処理ガスに結合されることができる。例えば、基板ホルダ１３０は、ＲＦシステム１５０から伝送されるＲＦ電力により、ＲＦ電圧で電気的にバイアスされることができる。ある場合には、ＲＦバイアスは、プラズマを形成し且つ維持するために電子を加熱するように使用することができる。ＲＦバイアスの典型的な周波数は、１ＭＨｚ乃至１００ＭＨｚの範囲とすることができる。例えば、プラズマ処理用の１３．５６ＭＨｚを使用する半導体処理システムが当業者によく知られている。

図１に示されるように、上側アセンブリ１２０は、処理チャンバ１１０に結合されると共に、下記の機能の少なくとも１つを行うように構成することができる。即ち、それらの機能は、ガス注入システムを提供すること、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）源を提供すること、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源を提供すること、変圧器結合プラズマ（TＣＰ）源を提供すること、マイクロ波パワープラズマ源を提供すること、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ源を提供すること、ヘリコン波プラズマ源を提供すること、及び表面波プラズマ源を提供すること、である。

例えば、上側アセンブリ１２０は、電極、絶縁リング、アンテナ、送信ライン、及び／または他のＲＦ構成部材（図示せず）を具備することができる。更に、上側アセンブリ１２０は、永久磁石、電磁石、及び／または他の磁石システム構成部材（図示せず）を具備することができる。また、上側アセンブリ１２０は、供給ライン、注入デバイス、及び／または他のガス供給システム構成部材（図示せず）を具備することができる。更にまた、上側アセンブリ１２０は、筐体、カバー、シールデバイス、及び／または他の機械的構成部材（図示せず）を具備することができる。

別の実施形態において、処理チャンバ１１０は、処理空間１１５内の処理プラズマから処理チャンバ１１０を保護するため、例えば、チャンバライナ（図示せず）または処理チューブ（図示せず）を更に具備することができる。更に、処理チャンバ１１０は、モニタ用ポート（図示せず）を具備することができる。モニタ用ポートは、例えば、処理空間１１５を光学的にモニタすることを可能とする。

材料処理システム１００はまた、一体的な送信手段を有する少なくとも１つの測定デバイスを具備する。例示する実施形態に示されるように、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサ１９０が、状況データなどのデータを生成すると共に送信するために使用可能となる。例えば、チャンバ１１０が、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサ１９０を具備することができる、及び／または上側アセンブリ１２０が、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサ１９０を具備することができる、及び／または基板ホルダが、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサ１９０を具備することができる。

材料処理システム１００はまた、一体的な受信手段を有する少なくとも１つのインターフェースデバイスを具備する。図１に示されるように、センサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）１８０が、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサ１９０と通信するために使用可能となる。例えば、ＳＩＡ１８０は、状況データを受信することができる。

ある実施形態において、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、状況センサ（図示せず）及び一体的な送信器（図示せず）を具備することができ、ＳＩＡ１８０は、一体的な受信器（図示せず）を具備することができる。ＲＦ応答性状況センサ１９０は、データ送るために送信器を使用することができ、ＳＩＡ１８０は、送信されたデータを受信するために受信器を使用することができる。ＲＦ応答性状況センサ１９０は、同じまたは異なる周波数を使用して動作することができ、ＳＩＡ１８０は、１つ以上の周波数を使用して動作することができる。

材料処理システム１００はまた、コントローラ１７０を具備する。コントローラ１７０は、チャンバ１１０、上側アセンブリ１２０、基板ホルダ１３０、ＲＦシステム１５０、ポンプシステム１６０、及びＳＩＡ１８０に結合することができる。コントローラは、制御データをＳＩＡに提供すると共に、ＳＩＡから状況データを受信するように構成することができる。例えば、コントローラ１７０は、マイクロプロセッサ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、及びデジタルＩ／Ｏポートを具備することができ、処理システム１００に対する通信及び入力の起動を行うと共に処理システム１００からの出力をモニタするのに十分な制御電圧を生成することができる。更に、コントローラ１７０は、チャンバ１１０、上側アセンブリ１２０、基板ホルダ１３０、ＲＦシステム１５０、ポンプシステム１６０、及びＳＩＡ１８０と情報を交換することができる。また、メモリに記憶されたプログラムは、処理レシピに従って材料処理システム１００の上述の構成部材を制御するために利用することができる。更に、コントローラ１７０は、状況データを分析し、この状況データを目標状況データと比較し、処理の変更及び／または処理ツールの制御にこの比較を使用するように構成することができる。また、コントローラは、状況データを分析し、この状況データを履歴的状況データと比較し、故障の予測、防止、及び／または宣言にこの比較を使用するように構成することができる。

図２は、本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサ及びＳＩＡを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＳＩＡ１８０は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２を具備し、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、状況センサ１９１及びＲＦ応答性送信器１９２を具備する。

ＳＩＡ１８０は、通信リンク１９５を使用してＲＦ応答性状況センサ１９０に結合することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサ１９０及びＳＩＡ１８０は、０.０１ＭＨｚから１１０.０ＧＨｚの範囲内の１つ以上のＲＦ周波数を使用して動作することができる。代わりに、通信リンク１９５は、光学的手段を具備することができる。

ＳＩＡ受信器１８１は、１つ以上のＲＦ応答性状況センサから信号を受信するように構成することができる。例えば、ＳＩＡ受信器１８１は、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから応答信号を受信するように構成することができ、ここで、応答信号は、状況データを含むデータを具備することができる。

更に、ＳＩＡ送信器１８２は、１つ以上のＲＦ応答性状況センサに信号を送信するように構成することができる。例えば、ＳＩＡ送信器１８２は、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサに入力信号を送信するように構成することができ、ここで、入力信号は、制御データを含むデータを具備することができる。

状況センサ１９１は、１つ以上の構成部材関連特性を提供するように構成することができる。状況センサ１９１は、状況データを生成すると共に、状況データをＲＦ応答性送信器１９２に提供するように構成することができる。状況データは、堆積データ及び腐食データの少なくとも１つを具備することができる。例えば、幾つかのシステム構成部材は、システム動作中にその上に堆積した材料を有する可能性があり、状況センサ１９１は、膜厚データ、膜均一性データ、及び膜組成データの少なくとも１つを具備することができる堆積データを生成するように構成することができる。別の実施形態において、状況センサ１９１はまた、腐食データを生成するように構成することができる。腐食データは、部品磨耗または腐食に関する情報を含むことができる。更に、幾つかのシステム構成部材は、システム動作中に腐食される可能性があり、ＲＦ応答性状況センサは、腐食量をモニタすると共に、構成部材厚データ、腐食深さデータ、及び構成部材均一性データなどのデータを提供するために使用することができる。状況データは、処理、処理チャンバ、及び／または処理ツールを制御するために使用可能な測定された及び／または処理されたデータを具備することができる
種々の実施形態において、状況センサ１９１は、光学センサ、マイクロ電気機械（ＭＥＭ）センサ、表面音波（ＳＡＷ）センサ、及びバルク音波（ＢＡＷ）センサの少なくとも１つを具備することができる。例えば、光学センサは、システム構成部材に結合された狭帯域または広帯域デバイスからなると共に、状況データを生成するために１つ以上の光学的信号を使用するように構成することができる。ＭＥＭセンサは、システム構成部材に結合されると共に、状況データを生成するために１つ以上のＭＥＭ共振器を使用するように構成することができる。ＳＡＷセンサは、システム構成部材に結合されると共に、状況データを生成するために１つ以上のＳＡＷ共振器を使用するように構成することができる。ＢＡＷセンサは、システム構成部材に結合されると共に、状況データを生成するために１つ以上のＢＡＷ共振器を使用するように構成することができる。更に、これらのセンサは、状況データを測定、記憶（例えば、揮発性または不揮発性記憶装置内に）、及び／または処理することができる。センサは、堆積及び／または腐食データを生成することができる。

代わりに、状況センサ１９１は、パワー源、受信器、送信器、コントローラ、タイマ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、及び筐体の少なくとも１つを更に具備することができる。

状況センサ１９１は、長時間の間または短時間の間、状況データを生成するように構成することができる。例えば、状況センサが、連続運転タイマ及び起動タイマの少なくとも１つを具備することができ、起動タイマは、処理関連または非処理関連イベントによって起動可能となる。例えば、状況センサが、ＲＦエネルギをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をセンサの操作に使用することができる。この態様で、ＲＦ時刻データなどの処理関連データを生成することができる。

ＲＦ応答性送信器１９２は、少なくとも１つのＳＩＡ１８０に信号を送信するように構成することができる。例えば、ＲＦ応答性送信器１９２は、応答信号を送信するように構成することができ、ここで、応答信号は、状況データ及び／または腐食データを含むデータを具備することができる。また、送信器は、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号を含む狭帯域及び広帯域信号を処理及び送信するために使用することができる。更に、送信器は、半導体処理設備のような高干渉環境内での性能を高めるために、コード化された信号及び／または拡散スペクトル信号を処理及び送信することもできる。

種々の実施形態において、ＲＦ応答性送信器１９２は、パワー源、信号源、変調器、コーダ、増幅器、アンテナ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、筐体、及びコントローラの少なくとも１つを具備することができる。ある場合において、ＲＦ応答性送信器１９２は、ＲＦ電界内に配置された時に後方散乱デバイスとして使用されるアンテナ（図示せず）を具備することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、パワー源、信号源、受信器、アンテナ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、タイマ、筐体、及びコントローラの少なくとも１つを更に具備することができる。また、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、以下の４つの出願に記載されるようなセンサを更に具備することができる。これらの出願は、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１７４８ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムをモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１７５０ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムをモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１２２７ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムにおいて部品をモニタするための方法及び装置」と、同日に出願の同時係属米国特許出願第１０／ＸＸＸ，ＸＸＸ号明細書、代理人番号２３１２２８ＵＳ６ＹＡ、発明の名称「材料処理システムにおいてプラズマをモニタするための方法及び装置」である。これらの内容全体は参考文献として本明細書に組み込まれる。

図３Ａ−図３Ｃは、本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、状況センサ１９１、ＲＦ応答性送信器１９２、及びパワー源１９４を具備する。

図３Ａに示されるように、パワー源１９４は、ＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、パワー源１９４は、ＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。図３Ｂに示されるように、パワー源１９４は、状況センサ１９１に結合することができる。代わりに、パワー源１９４は、状況センサ１９１内に組み込むことができる。図３Ｃに示されるように、パワー源１９４は、状況センサ１９１及びＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、パワー源１９４は、状況センサ１９１内及びＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。

パワー源１９４は、ＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを具備することができる。例えば、ＲＦ／ＤＣコンバータは、アンテナ、ダイオード、及びフィルタの少なくとも１つを具備することができる。ある場合において、ＲＦ／ＤＣコンバータは、少なくとも１つの処理関連周波数をＤＣ信号に変換することができる。別の場合において、ＲＦ／ＤＣコンバータは、少なくとも１つの非処理関連周波数をＤＣ信号に変換することができる。例えば、外部信号をコンバータに提供することができる。代わりに、ＲＦ／ＤＣコンバータは、少なくとも１つのプラズマ関連周波数をＤＣ信号に変換することができる。

図４Ａ−図４Ｃは、本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、状況センサ１９１、ＲＦ応答性送信器１９２、及び受信器１９６を具備する。

図４Ａに示されるように、受信器１９６は、ＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、受信器１９６は、ＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。図４Ｂに示されるように、受信器１９６は、状況センサ１９１に結合することができる。代わりに、受信器１９６は、状況センサ１９１内に組み込むことができる。図４Ｃに示されるように、受信器１９６は、状況センサ１９１及びＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、受信器１９６は、状況センサ１９１内及びＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。

受信器１９６は、パワー源、信号源、アンテナ、ダウンコンバータ、復調器、デコーダ、コントローラ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、及びコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、受信器は、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号を含む狭帯域及び広帯域信号を受信及び処理するために使用することができる。更に、受信器は、半導体処理設備のような高干渉環境内での性能を高めるために、コード化された信号及び／または拡散スペクトル信号を受信及び処理することもできる。

図５Ａ−図５Ｃは、本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＲＦ応答性状況センサ１９０は、状況センサ１９１、ＲＦ応答性送信器１９２、及びコントローラ１９８を具備する。

図５Ａに示されるように、コントローラ１９８は、ＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、コントローラ１９８は、ＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。図５Ｂに示されるように、コントローラ１９８は、状況センサ１９１に結合することができる。代わりに、コントローラ１９８は、状況センサ１９１内に組み込むことができる。図５Ｃに示されるように、コントローラ１９８は、状況センサ１９１及びＲＦ応答性送信器１９２に結合することができる。代わりに、コントローラ１９８は、状況センサ１９１内及びＲＦ応答性送信器１９２内に組み込むことができる。

コントローラ１９８は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、タイマ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、Ａ／Ｄコンバータ、及びＤ／Ａコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、コントローラは、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号から受信されるデータを処理するために使用することができると共に、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号上で送信されるデータを処理するために使用することができる。更に、コントローラ１９８は、コード化及び／または拡散スペクトル信号を処理するために使用することができる。また、コントローラ１９８は、測定されたデータ、命令コード、センサ情報、及び／または部品情報などの情報を記憶するために使用することができ、これらは、センサ識別及び部品識別データを含むことができる。例えば、入力信号データをコントローラ１９８に提供することができる。

図６Ａ−図６Ｃは、本発明の実施形態に係るＳＩＡを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＳＩＡ１８０は、ＳＩＡ受信器１８１、ＳＩＡ送信器１８２、及びパワー源１８４を具備する。

ＳＩＡ送信器１８２は、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサに入力信号を送信するように構成することができ、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、この入力信号をその動作を制御するために使用することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、入力信号情報を、状況データを何時生成するか、及び／または応答信号を何時送信するかを決定するために使用することができる。

ＳＩＡ送信器１８２は、パワー源、信号源、アンテナ、アップコンバータ、増幅器、変調器、コーダ、タイマ、コントローラ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、Ｄ／Ａコンバータ、及びＡ／Ｄコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、送信器は、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号を含む狭帯域及び広帯域信号を処理及び送信するために使用することができる。更に、ＳＩＡ送信器１８２は、半導体処理設備のような高干渉環境内での性能を高めるために、コード化された信号及び／または拡散スペクトル信号を処理及び送信するように構成することができる。

ＳＩＡ受信器１８１は、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから応答信号を受信するように構成することができ、ここで、応答信号は状況データを具備することができる。

ＳＩＡ受信器１８１は、パワー源、信号源、アンテナ、ダウンコンバータ、復調器、デコーダ、タイマ、コントローラ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、Ｄ／Ａコンバータ、及びＡ／Ｄコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、ＳＩＡ受信器は、ＡＭ信号、ＦＭ信号、及び／またはＰＭ信号を含む狭帯域及び広帯域信号を受信及び処理するために使用することができる。更に、ＳＩＡ受信器１８１は、半導体処理設備のような高干渉環境内での性能を高めるために、コード化された信号及び／または拡散スペクトル信号を受信及び処理するように構成することができる。

図６Ａに示されるように、パワー源１８４は、ＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、パワー源１８４は、ＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。図６Ｂに示されるように、パワー源１８４は、ＳＩＡ受信器１８１に結合することができる。代わりに、パワー源１８４は、ＳＩＡ受信器１８１内に組み込むことができる。図６Ｃに示されるように、パワー源１８４は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、パワー源１８４は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。

パワー源１８４は、ＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、バッテリ、フィルタ、タイマ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、及びコントローラの少なくとも１つを具備することができる。更に、パワー源は、チャンバの外部に配設し、１つ以上のケーブルを使用してＳＩＡに結合することができる。

図７Ａ−図７Ｃは、本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＳＩＡ１８０は、ＳＩＡ受信器１８１、ＳＩＡ送信器１８２、及びコントローラ１８６を具備する。

図７Ａに示されるように、コントローラ１８６は、ＳＩＡ受信器１８１に結合することができる。代わりに、コントローラ１８６は、ＳＩＡ受信器１８１内に組み込むことができる。図７Ｂに示されるように、コントローラ１８６は、ＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、コントローラ１８６は、ＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。図７Ｃに示されるように、コントローラ１８６は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、コントローラ１８６は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。

コントローラ１８６は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、Ａ／Ｄコンバータ、及びＤ／Ａコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、コントローラは、応答信号から受信されるデータを処理するために使用することができると共に、入力信号上で送信されるデータを処理するために使用することができる。また、コントローラ１８６は、測定されたデータ、命令コード、センサ情報、及び／または部品情報などの情報を記憶するために使用することができ、これらは、センサ識別及び部品識別データを含むことができる。

図８Ａ−図８Ｃは、本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図である。例示される実施形態において、ＳＩＡ１８０は、ＳＩＡ受信器１８１、ＳＩＡ送信器１８２、及びインターフェース１８８を具備する。

図８Ａに示されるように、インターフェース１８８は、ＳＩＡ受信器１８１に結合することができる。代わりに、インターフェース１８８は、ＳＩＡ受信器１８１内に組み込むことができる。図８Ｂに示されるように、インターフェース１８８は、ＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、インターフェース１８８は、ＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。図８Ｃに示されるように、インターフェース１８８は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２に結合することができる。代わりに、インターフェース１８８は、ＳＩＡ受信器１８１及びＳＩＡ送信器１８２内に組み込むことができる。

インターフェース１８８は、パワー源、信号源、受信器、送信器、コントローラ、プロセッサ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、タイマ、及びコンバータの少なくとも１つを具備することができる。例えば、インターフェースは、コントローラ１７０（図１）などのシステムレベル構成部材に対して受信及び送信されるデータを処理するために使用することができる。

当業者であれば、受信器及び送信器はトランシーバとして組み合わせることができることを理解できるであろう。

図９は、本発明の実施形態に係る材料処理システムをモニタする方法を例示する図である。手順９００は工程９１０から開始される。

工程９２０において、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが提供される。ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システム内の多数の異なる場所に配設することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、チャンバ構成部材、上側アセンブリ構成部材、及び基板ホルダ構成部材に結合することができる。また、ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システムにおいてチャンバライナ（処理チューブ）が使用される時、それに結合することができる。更に、ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システムにおいて、搬送システム構成部材、ＲＦシステム構成部材、ガス供給システム構成部材、及び／または排気システム構成部材の１つ以上が使用される時、それらに結合することができる。

ＲＦ応答性状況センサは、状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することができる。種々の実施形態において、状況センサは、アンテナ、電圧プローブ、電流プローブ、電圧/電流（Ｖ／Ｉ）プローブ、フィールドプローブ、ラングミュアプローブ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、プロセッサ、タイマ、及び筐体の少なくとも１つを具備することができる。例えば、アンテナ及び／またはプローブは、処理チャンバ内及び／または処理チャンバ外の電気的信号を測定するために使用することができる。プローブは、処理チャンバ及び／または処理ツールにＲＦ信号を提供するために使用される構成部材に結合することができる。

状況センサは、状況データなどのデータを生成すると共に、このデータをＲＦ応答性送信器に提供するように構成することができる。また、状況センサは、プロセッサ、メモリ（例えば、揮発性及び／または不揮発性メモリ）、タイマ、及びパワー源の少なくとも１つと、状況センサとを具備することができ、これにより、内部制御手順を使用して状況データなどのデータを生成、記憶、及び／または処理すると共に、このデータをＲＦ応答性送信器に提供する。状況センサは、何時動作するかを決定するために処理関連及び／または非処理関連信号を使用することができる。代わりに、状況センサは、受信器、送信器、及び筐体の少なくとも１つを更に具備することができる。

種々の実施形態において、ＲＦ応答性送信器は、送信器及びアンテナを具備する。例えば、送信器は、状況データなどのデータの付いた入力信号を変調及び／またはエンコードするように構成することができ、アンテナは、入力信号を送信するように構成することができる。

別の場合において、ＲＦ応答性送信器は、変調器及びアンテナを具備することができる。変調器は、状況データの付いた入力信号を変調するように構成することができ、アンテナは、変調された信号を送信するように構成することができる。代わりに、ＲＦ応答性送信器は、アンテナ及び後方散乱変調器を具備することができる。

工程９３０において、センサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）が提供される。ＳＩＡは、材料処理システム内の多数の異なる場所に配設することができる。例えば、ＳＩＡは、チャンバ、上側アセンブリ、及び基板ホルダに結合することができる。別の実施形態において、ＳＩＡは、ＲＦ応答性状況センサとの通信リンクが確立できる場合には、チャンバの外側に設置することができる。代わりに、ＳＩＡは、モニタポートまたは他の入力ポートに結合することができる。

ＳＩＡは、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから応答信号を受信する受信器を具備することができ、ここで、応答信号は状況データなどのデータを具備することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、内部制御手順を使用して応答信号を生成及び送信するように構成することができ、ここで、内部制御手順は、処理に依存する及び／または処理に依存しない可能性がある。

更に、ＳＩＡは、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサに入力信号を送信するように構成された送信器を具備することができ、ここで、入力信号は、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサのための操作データを具備することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、ＳＩＡから入力信号を受信した時に応答信号を生成及び送信するように構成することができる。

別の場合において、ＳＩＡは、ＳＩＡ送信器及びＳＩＡ受信器に結合することができるパワー源を具備することができる。別の実施形態において、ＳＩＡは、ＳＩＡ送信器及びＳＩＡ受信器に結合することができるコントローラを具備することができる。

工程９４０において、状況センサ及びＲＦ応答性送信器を有するＲＦ応答性状況センサが、状況データなどのデータを生成するために使用することができる。状況センサは、処理の前、間、及び後に状況データを生成することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、チャンバ構成部材、上側アセンブリ構成部材、及び基板ホルダ構成部材に関して、状況データを生成することができる。更に、ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システムにおいてチャンバライナ（処理チューブ）が使用される時、それに関して、状況データを生成することができる。更に、ＲＦ応答性状況センサは、搬送システム構成部材、ＲＦシステム構成部材、ガス供給システム構成部材、及び／または排気システム構成部材に関して、状況データを生成することができる。

ＲＦ応答性状況センサは、１つ以上の構成部材関連特性を提供するように構成することができる。例えば、状況センサは、堆積データ及び腐食データの少なくとも１つを具備することができる状況データを生成するように構成することができる。例えば、堆積データは、膜厚データ、膜均一性データ、及び膜組成データの少なくとも１つを具備することができる。腐食データは、構成部材厚データ、腐食深さデータ、及び構成部材均一性データの少なくとも１つを具備することができる。状況データは、処理、処理チャンバ、及び／または処理ツールを制御するために使用可能な測定された及び／または処理されたデータを具備することができる。状況データはまた、設置、操作、及び／またはメンテナンス手順において使用することができる。状況データは処理の前、間、及び／または後に得た測定値を含むことができる。代わりに、状況データは、プラズマ処理の前、間、及び／または後に得た測定値を含むことができる。

１つ以上の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＲＦ応答性状況センサに状況データを生成させるように、処理関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、処理チャンバに提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をＲＦ応答性状況センサ内の状況センサを動作させるために使用することができる。代わりに、ＲＦ応答性状況センサは、状況センサに結合されたバッテリを具備することができ、上記ＤＣ信号は、状況センサに状況データの生成を開始させるために使用することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＲＦ応答性状況センサに状況データを生成させるように、非プラズマ関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、入力信号によって提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をＲＦ応答性状況センサ内の状況センサを動作させるために使用することができる。代わりに、ＲＦ応答性状況センサは、状況センサに結合されたバッテリを具備することができ、上記入力信号は、状況センサに状況データの生成を開始させるために使用することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、プラズマ処理システム内で使用されると共に、状況データなどのデータを生成するためにプラズマ関連及び非プラズマ関連周波数を使用するように構成することができる。

工程９５０において、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、状況データを送信するためにそのＲＦ応答性送信器を使用する。例えば、ＲＦ応答性送信器は、状況データなどのデータを含む応答信号を送信することができる。別の実施形態において、ＲＦ応答性送信器は、複数の状況センサに結合することができ、また、ＲＦ応答性送信器は、１つ以上のセンサに結合することができる。

ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システム内の多数の異なる場所に配設することができると共に、材料処理システムによってプラズマ処理が実施される前、間、及び／または後で状況データを送信するように構成することができる。例えば、ＲＦ応答性状況センサは、チャンバ構成部材、上側アセンブリ構成部材、及び基板ホルダ構成部材の少なくとも１つのに結合することができると共に、システム内の異なる場所から状況データを送信することができる。また、ＲＦ応答性状況センサは、材料処理システムにおいてチャンバライナ（処理チューブ）が使用される時、そこから状況データを送信することができる。更に、ＲＦ応答性状況センサは、搬送システム構成部材、ＲＦシステム構成部材、ガス供給システム構成部材、及び／または排気システム構成部材から状況データを送信することができる。

幾つかの実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＲＦ応答性状況センサに状況データを送信させるように、プラズマ関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、処理チャンバに提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をＲＦ応答性状況センサ内の送信器を動作させるために使用することができる。また、ＲＦ応答性状況センサは、送信器に結合されたバッテリを具備することができ、処理関連信号は、ＲＦ応答性送信器にデータの送信を開始させるために使用することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＲＦ応答性状況センサに状況データを送信させるように、非処理関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、入力信号によって提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をＲＦ応答性状況センサ内の送信器を動作させるために使用することができる。また、ＲＦ応答性状況センサは、送信器に結合されたバッテリを具備することができ、上記入力信号は、ＲＦ応答性送信器にデータの送信を開始させるために使用することができる。

更にまた、ＲＦ応答性状況センサは、プラズマ処理システム内で使用できると共に、状況データなどのデータを送信する時、プラズマ関連周波数または非プラズマ関連周波数を使用して応答信号を送信するように構成することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、入力信号を受信するために使用することができる受信器を具備することができる。例えば、受信器は、入力信号を受信すると共に、ＲＦ応答性状況センサを制御するための操作データを生成するためにこの入力信号を使用するように構成することができる。また、ＲＦ応答性状況センサは、データを何時生成するか及び／またはデータを何時送信するかを決定するためにこの入力信号を使用することができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、状況データなどのデータを記憶するために使用することができるメモリを具備することができる。状況データは、処理のある部分の間に記憶されると共に、その処理の別の部分の間に送信されることができる。例えば、状況データは、プラズマイベントの間に記憶されると共に、そのプラズマイベントの終了後に送信されることができる。

別の実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、ＲＦ応答性状況センサの操作を制御するために使用することができるコントローラを具備することができる。コントローラは、操作データを具備する及び／またはＳＩＡから操作データを受信することができる。例えば、コントローラは、状況データを何時生成すると共に送信するかを決定するために使用することができる。

幾つかの実施形態において、ＲＦ応答性状況センサは、タイマを具備することができる。タイマは、連続運転タイマ及び起動タイマの少なくとも１つを具備することができ、起動タイマは、処理関連または非処理関連周波数によって起動可能となる。例えば、タイマは、ＲＦエネルギをＤＣ信号に変換すると共に、このＤＣ信号をタイマの操作に使用することができる。この態様で、ＲＦ時刻データを生成することができる。また、タイマは、ＲＦ応答性状況センサによって受信される入力信号によって起動可能となる。

工程９６０において、ＳＩＡは、１つ以上のＲＦ応答性状況センサから応答信号を受信するために使用することができ、ここで、応答信号は状況データなどのデータを具備することができる。例えば、ＳＩＡ内の受信器は、処理の全体に亘ってまたは処理のある部分の間に１つ以上の応答信号を受信するように構成することができる。幾つかの場合において、ＲＦ応答性状況センサは、ＲＦ信号が処理チャンバに提供される時に状況データを送信することができる。

更に、ＳＩＡは、１つ以上のＲＦ応答性状況センサに入力信号を送信するために使用することができる。例えば、ＳＩＡ内の送信器は、処理の全体に亘ってまたは処理のある部分の間に１つ以上の入力信号を送信するように構成することができる。幾つかの場合において、ＲＦ応答性状況センサは、ＳＩＡから入力信号を受信する時にＳＩＡに状況データを送信することができる。入力信号は、例えば、ＲＦ応答性状況センサのための操作データを具備することができる。

ＳＩＡは、信号を何時受信するか及び何時送信するかを決定するために内部及び／または外部制御データを使用することができる。例えば、ＳＩＡは、材料処理システムによって処理が実施される前、間、及び／または後に動作するように構成することができる。

ＳＩＡは、材料処理システム内の１つ以上の場所に配設することができる。例えば、ＳＩＡは、チャンバ壁、上側アセンブリ、及び基板ホルダの少なくとも１つのに結合することができると共に、システム内の異なる場所から状況データを受信することができる。また、ＳＩＡは、材料処理システムにおいてチャンバライナ（処理チューブ）が使用される時、それに結合されたＲＦ応答性状況センサから状況データを受信することができる。更に、ＳＩＡは、搬送システム構成部材、ＲＦシステム構成部材、ガス供給システム構成部材、及び／または排気システム構成部材に結合されたＲＦ応答性状況センサから状況データを受信することができる。

幾つかの実施形態において、ＳＩＡは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＳＩＡを動作させるようにプラズマ関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、プラズマチャンバに提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換することができるＲＦ／ＤＣコンバータを具備することができ、ここで、ＤＣ信号は、ＳＩＡ内の送信器及び／または受信器を動作させるために使用することができる。

別の実施形態において、ＳＩＡは、パワー源を具備することができ、パワー源は、ＳＩＡを動作させるように非プラズマ関連周波数を使用するように構成することができる。例えば、パワー源は、外部信号によって提供されたＲＦエネルギの幾らかをＤＣ信号に変換することができるＲＦ／ＤＣコンバータを具備することができ、ここで、ＤＣ信号は、ＳＩＡ内の送信器及び／または受信器を動作させるために使用することができる。

更に、パワー源は、チャンバの外部に配設し、１つ以上のケーブルを使用してＳＩＡに結合することができる。また、パワー源は、バッテリを具備することができる。

（１）センサ１９０に要求メッセージを送信した後及び／または（２）センサ１９０のタイマによって特定された時間の後、ＳＩＡ１８０が、ＲＦ応答性状況センサ１９０から応答を受信しない場合、システムは、非応答センサに対応する機器がチェックされるであろうというように、エラー状況を（例えば、オペレータに）指示することができる。このような場合、システムの動作は、停止することが必要となるであろう。

工程９７０において、ＳＩＡは、コントローラに状況データなどのデータを送信することができる。更に、ＳＩＡは、状況データを前処理することができる。例えば、ＳＩＡは、データを圧縮及び／または暗号化することができる。手順９００は工程９８０において終了する。

ＳＩＡ及び／またはシステムコントローラは、状況データなどのデータを分析すると共に、処理を制御する及び／または処理ツールを制御するために分析結果を使用するように構成することができる。ＳＩＡ及び／またはシステムコントローラは、状況データを目標状況データと比較すると共に、処理を制御する及び／または処理ツールを制御するためにこの比較を使用するように構成することができる。また、ＳＩＡ及び／またはシステムコントローラは、状況データを履歴的状況データと比較すると共に、故障を予測、防止、及び／または宣言するためにこの比較を使用するように構成することができる。更に、ＳＩＡ及び／またはシステムコントローラは、状況データなどのデータを分析すると共に、構成部材のメンテナンスを何時実施するかを決定するためにこの分析結果を使用するように構成することができる。更にまた、ある構成部材またはセンサの状況データ（または、その処理後のバージョン）は、他の構成部材またはセンサに戻すように送信することができ、これにより、受信するセンサに対応する機器が、それが使用されていた環境を知る及び／または確認することができる。

本発明のある例示的な実施形態だけについて詳細に前述したが、当業者によれば、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱せずに、例示的な実施形態に対して多数の変更が可能であることが認識できるであろう。従って、このような変更の全ては、本発明の技術的範囲内に含まれることを意図している。

本発明の実施形態に係る材料処理システムを例示する単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサ及びセンサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）を示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るＲＦ応答性状況センサを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の別の実施形態に係るセンサインターフェースアセンブリを示す単純化されたブロック図。本発明の実施形態に係る材料処理システムをモニタする方法を例示する図。

Claims

材料処理システムであって、
少なくとも１つの処理チャンバを含む処理ツールと、
前記処理ツールに結合された複数のＲＦ応答性状況センサと、ＲＦ応答性状況センサは、前記処理ツールのための状況データを生成すると共に前記状況データ送信するように構成されることと、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから前記状況データを受信するように構成されたセンサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）と、
を具備するシステム。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記状況データは、堆積データ及び腐食データの少なくとも１つを具備する。
請求項２に記載の材料処理システムにおいて、前記状況データは、膜厚データ、膜均一性データ、及び膜組成データの少なくとも１つを具備する。
請求項２に記載の材料処理システムにおいて、前記状況データは、構成部材厚データ、構成部材均一性データ、及び構成部材組成組成データの少なくとも１つを具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記状況データを生成するための状況センサと、
前記状況センサに結合された前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項５に記載の材料処理システムにおいて、前記状況センサは、光学センサ、マイクロ電気機械（ＭＥＭ）センサ、表面音波（ＳＡＷ）センサ、及びバルク音波（ＢＡＷ）センサの少なくとも１つを具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、チャンバ構成部材に結合される。
請求項７に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記チャンバ構成部材のための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記チャンバ構成部材のための前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、上側アセンブリを更に具備し、少なくとも１つのＲＦ応答性電気センサが、前記上側アセンブリの少なくとも１つの構成部材に結合される。
請求項９に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性電気センサは、
前記上側アセンブリの前記少なくとも１つの構成部材のための電気データを生成するように構成された電気センサと、
前記電気センサに結合された前記上側アセンブリの前記少なくとも１つの構成部材のための前記電気データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、基板ホルダを更に具備し、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、前記基板ホルダに結合される。
請求項１１に記載の材料処理システムにおいて、前記基板ホルダは、チャック、静電チャック（ＥＳＣ）、シールド、フォーカスリング、バッフル、及び電極の少なくとも１つを具備する。
請求項１１に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記基板ホルダのための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記基板ホルダのための前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項１１に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記基板ホルダ上のウエハのための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記ウエハのための前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、リングを更に具備し、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、前記リングに結合される。
請求項１５に記載の材料処理システムにおいて、前記リングは、フォーカスリング、シールドリング、堆積リング、電極リング、及び絶縁リングの少なくともを具備する。
請求項１５に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記リングのための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記リングのための前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、板を更に具備し、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、前記板に結合される。
請求項１８に記載の材料処理システムにおいて、前記板は、排気板、バッフル板、電極板、及び絶縁板の少なくとも１つを具備する。
請求項１８に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
前記板のための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記板のための前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項５に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性送信器の少なくとも１つに結合されたタイマを更に具備する。
請求項５に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性送信器は、応答信号を送信するように構成されたアンテナと、前記アンテナに結合された送信器とを具備し、前記送信器は、前記状況データ付きの前記応答信号を変調及び／またはエンコードするように構成される。
請求項５に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性送信器の少なくとも１つに結合されたパワー源を更に具備する。
請求項２３に記載の材料処理システムにおいて、前記パワー源は、処理関連信号から発せられたエネルギをＤＣ信号に変換するするように構成されたＲＦ／ＤＣコンバータ、非処理関連信号をＤＣ信号に変換するするように構成されたＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを具備する。
請求項２４に記載の材料処理システムにおいて、前記パワー源は、前記ＤＣ信号を前記状況センサに提供する。
請求項２４に記載の材料処理システムにおいて、前記パワー源は、前記ＤＣ信号を前記ＲＦ応答性送信器に提供する。
請求項５に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性送信器の少なくとも１つに結合されたコントローラを更に具備する。
請求項２７に記載の材料処理システムにおいて、前記コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、タイマ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、メモリ、受信器、Ａ／Ｄコンバータ、及びＤ／Ａコンバータの少なくとも１つを具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
状況データを生成するための状況センサと、
前記状況センサに結合された前記状況データを送信するためのＲＦ応答性送信器と、
前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性送信器の少なくとも１つに結合された受信器と、
を具備する。
請求項２９に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性送信器は、アンテナ及び後方散乱変調器を具備する。
請求項２９に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性送信器は、応答信号を送信するように構成されたアンテナと、前記アンテナに結合された送信器とを具備し、前記送信器は、前記状況データ付きの前記応答信号を変調及び／またはエンコードするように構成される。
請求項３１に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性送信器は、ＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを更に具備する。
請求項２９に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性状況センサは、少なくとも１つのパワー源を更に具備し、前記パワー源は、ＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを使用してＤＣ信号を生成する。
請求項２９に記載の材料処理システムにおいて、前記受信器は、アンテナ及びプロセッサを具備し、前記アンテナは、入力信号を受信するように構成され、前記プロセッサは、操作データを生成するために前記入力信号を使用すると共に、前記ＲＦ応答性送信器、前記受信器、及び前記状況センサの少なくとも１つを制御するために前記操作データを使用するように構成される。
請求項３４に記載の材料処理システムにおいて、前記受信器は、処理関連信号から発せられたエネルギをＤＣ信号に変換するするように構成されたＲＦ／ＤＣコンバータ、非処理関連信号をＤＣ信号に変換するするように構成されたＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを更に具備する。
請求項２９に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、前記受信器、前記状況センサ、及び前記ＲＦ応答性送信器の少なくとも１つに結合されたコントローラを更に具備する。
請求項３６に記載の材料処理システムにおいて、前記コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、タイマ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、及びＤ／Ａコンバータの少なくとも１つを具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、
状況データを生成するための状況センサと、
前記状況センサに結合された前記状況データを送信するためのＲＦ応答性トランシーバと、
を具備する。
請求項３８に記載の材料処理システムにおいて、前記ＲＦ応答性トランシーバは、応答信号を送信するように構成されたアンテナと、前記アンテナに結合された送信器とを具備し、前記送信器は、前記状況データ付きの前記応答信号を変調及び／またはエンコードするように構成され、また、前記ＲＦ応答性トランシーバは、第２のアンテナと、受信器と、及びプロセッサとを具備し、前記第２のアンテナは、入力信号を受信するように構成され、前記受信器は、操作データを生成するために前記入力信号を使用するように構成され、前記プロセッサは、前記ＲＦ応答性トランシーバを制御するために前記操作データを使用するように構成される。
請求項３８に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性トランシーバの少なくとも１つに結合されたコントローラを更に具備する。
請求項４０に記載の材料処理システムにおいて、前記コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、タイマ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、及びＤ／Ａコンバータの少なくとも１つを具備する。
請求項３８に記載の材料処理システムにおいて、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、前記状況センサ及び前記ＲＦ応答性トランシーバの少なくとも１つに結合された少なくとも１つのパワー源を更に具備し、前記パワー源は、ＲＦ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、及びバッテリの少なくとも１つを具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記ＳＩＡは、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサからの前記状況データを含む応答信号を受信するように構成された受信器と、
前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサに入力信号を送信するように構成された送信器と、前記入力信号は、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、前記応答信号を前記受信器に送信するようにさせることと、
を具備する。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析するように構成されると共に、前記コントローラは、前記状況データを目標電気的性能データと比較し、処理を変更するために前記比較を使用するように構成される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析するように構成されると共に、前記コントローラは、前記状況データを履歴的状況データと比較し、故障を予測するために前記比較を使用するように構成される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析するように構成されると共に、前記コントローラは、前記状況データを履歴的状況データと比較し、故障を宣言するために前記比較を使用するように構成される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、命令データを前記ＳＩＡに提供するように構成される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析すると共に前記処理ツールを制御するように構成される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、ＲＦシステムを更に具備し、ＲＦ応答性状況センサが、少なくとも１つのＲＦシステム構成部材に結合される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、ガス供給システムを更に具備し、ＲＦ応答性状況センサが、少なくとも１つのガス供給システム構成部材に結合される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、搬送システムを更に具備し、ＲＦ応答性状況センサが、少なくとも１つの搬送システム構成部材に結合される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、排気システムを更に具備し、ＲＦ応答性状況センサが、少なくとも１つの排気システム構成部材に結合される。
請求項１に記載の材料処理システムにおいて、前記材料処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析すると共に、前記処理ツールにメンテナンスを何時実施するかを決定するために前記分析結果を使用するように構成される。
ＲＦ応答性状況センサであって、
材料処理システム内の構成部材のための状況データを生成するように構成された状況センサと、
前記状況センサに結合された前記構成部材のための前記状況データ送信するためのＲＦ応答性送信器と、
を具備する。
請求項５４に記載のＲＦ応答性状況センサにおいて、前記構成部材は、エッチングシステムの部品である。
請求項５４に記載のＲＦ応答性状況センサにおいて、前記構成部材は、堆積システムの部品である。
請求項５４に記載のＲＦ応答性状況センサにおいて、前記構成部材は、クリーニングシステムの部品である。
請求項５４に記載のＲＦ応答性状況センサにおいて、前記構成部材は、搬送システムの部品である。
プラズマ処理システムであって、
プラズマチャンバを含む処理ツールと、
前記処理ツールに結合された状況データを生成すると共に送信する複数のＲＦ応答性状況センサと、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサが、前記プラズマチャンバに結合されることと、
前記複数のＲＦ応答性状況センサから前記状況データを受信するように構成されたセンサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）と、
を具備するシステム。
請求項５９に記載のプラズマ処理システムにおいて、前記処理システムは、前記ＳＩＡに結合されたコントローラを更に具備し、前記コントローラは、前記状況データを分析すると共に、前記プラズマ処理システムを制御するように構成される。
少なくとも１つの処理チャンバを含む処理ツールを具備する材料処理システムをモニタする方法であって、
前記処理ツールに結合されたＲＦ応答性状況センサを提供する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、状況データを生成すると共に送信するように構成されることと、
センサインターフェースアセンブリ（ＳＩＡ）を提供する工程と、前記ＳＩＡは、前記ＲＦ応答性状況センサから前記状況データを受信するように構成されることと、
を具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記状況データを生成する工程と、
前記状況データを送信する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、操作データを具備する入力信号を受信すると共に、応答信号を使用して前記状況データを送信するために前記操作データを使用することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
状況データを生成する工程と、
前記状況データを送信する工程と、前記状況データは、堆積データ及び腐食データの少なくとも１つを具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサをチャンバ構成部材に結合する工程と、
前記チャンバ構成部材のための状況データを生成する工程と、
前記チャンバ構成部材のための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサを上側アセンブリの構成部材に結合する工程と、
前記上側アセンブリの前記構成部材のための状況データを生成する工程と、
前記上側アセンブリの前記構成部材のための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサを基板ホルダに結合する工程と、
前記基板ホルダのための状況データを生成する工程と、
前記基板ホルダのための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサをウエハに結合する工程と、
前記ウエハのための状況データを生成する工程と、
前記ウエハのための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサを搬送システム構成部材、ＲＦシステム構成部材、ガス供給システム構成部材、及び排気システム構成部材の少なくとも１つに結合する工程と、
前記構成部材のための状況データを生成する工程と、
前記構成部材のための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサをリングに結合する工程と、
前記リングのための状況データを生成する工程と、
前記リングのための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項６９に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記リングは、フォーカスリング、シールドリング、堆積リング、電極リング、及び絶縁リングの少なくとも１つを具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサを板に結合する工程と、
前記板のための状況データを生成する工程と、
前記板のための前記状況データを送信する工程と、前記少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項７１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記板は、バッフル板、排気板、電極板、及び注入板の少なくとも１つを具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
少なくとも１つのパワー源をＲＦ応答性状況センサに結合する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、状況センサ及び前記状況センサに結合されたＲＦ応答性送信器を具備することと、
ＤＣ信号を生成する工程と、
前記ＤＣ信号を前記ＲＦ応答性送信器及び前記状況センサの少なくとも１つに提供する工程と、
を更に具備する。
請求項７３に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
バッテリ、フィルタ、ＲＦ／ＤＣコンバータ、及びＤＣ／ＤＣコンバータの少なくとも１つを使用して前記ＤＣ信号を生成する工程を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記ＳＩＡを使用して入力信号を送信する工程と、前記ＳＩＡは送信器を具備し、前記入力信号は、操作データを具備することと、
前記状況データを受信する工程と、前記ＳＩＡは、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから応答信号を受信するように構成された受信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項７５に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記状況データを生成する工程と、
前記状況データを送信する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記入力信号を受信すると共に、前記応答信号を使用して前記状況データを送信するために前記操作データを使用することと、
を更に具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記ＳＩＡを使用して入力信号を送信する工程と、前記ＳＩＡは送信器を具備し、前記入力信号は、操作データを具備することと、
前記入力信号を受信する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記入力信号を受信すると共に前記入力信号から前記操作データを獲得するように構成された受信器を具備することと、
前記状況データを生成する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記状況データを生成するように構成された状況センサを具備することと、
前記状況データを送信する工程と、前記ＲＦ応答性状況センサは、応答信号を使用して前記状況データを送信するように構成された送信器を具備することと、
前記状況データを受信する工程と、前記ＳＩＡは、少なくとも１つのＲＦ応答性状況センサから前記応答信号を受信するように構成された受信器を具備することと、
を更に具備する。
請求項７７に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
プラズマが生成されていない時に前記ＳＩＡを使用して前記入力信号を送信する工程と、
プラズマが生成されていない時に前記入力信号を受信する工程と、
を更に具備する。
請求項７７に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
処理が実施されている時に前記状況データを生成する工程と、
プラズマが生成されていない時に前記ＲＦ応答性状況センサを使用して前記応答信号を送信する工程と、u
プラズマが生成されていない時に前記応答信号を受信する工程と、
を更に具備する。
請求項７７に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記状況データを記憶する工程を更に具備し、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記状況データを記憶するように構成されたメモリを具備する。
請求項７７に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
ＤＣ信号を提供する工程を更に具備し、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記ＤＣ信号を生成すると共に、前記ＲＦ応答性状況センサの受信器及び前記ＲＦ応答性状況センサの送信器の少なくとも１つに前記ＤＣ信号を提供するように構成されたパワー源を具備する。
請求項８１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
ＤＣ信号を提供する工程を更に具備し、前記ＲＦ応答性状況センサは、少なくとも１つのプラズマ関連周波数を前記ＤＣ信号に変換することによって前記ＤＣ信号を生成するように構成されたパワー源を具備する。
請求項８１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
ＤＣ信号を提供する工程を更に具備し、前記ＲＦ応答性状況センサは、少なくとも１つの非プラズマ関連周波数を前記ＤＣ信号に変換することによって前記ＤＣ信号を生成するように構成されたパワー源を具備する。
請求項８１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
ＤＣ信号を提供する工程を更に具備し、前記ＲＦ応答性状況センサは、前記ＤＣ信号への前記入力信号の一部を変換することによって前記ＤＣ信号を生成するように構成されたパワー源を具備する。
請求項６１に記載の材料処理システムをモニタする方法において、前記方法は、
前記ＲＦ応答性状況センサから状況データが受信されない場合、前記処理ツール内の処理を停止する工程を更に具備する。