JP2021128977A - Device for end point judgment, and method for end point judgment - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、終点判定用装置及び終点判定方法に関する。 The present disclosure relates to an end point determination device and an end point determination method.
特許文献1には、クリーニング処理の終点を検出するクリーニング終点検出装置が開示されている。特許文献1におけるクリーニング処理では、反応室の内壁への付着物の除去を、以下のようにして行う。すなわち、反応室内にクリーニングガスを導入し、反応室内に付着物の一部とクリーニングガスとの反応によるクラスター雲を生成させると共に、付着物の残りの一部を内壁から剥離パーティクルとして剥離させ、クラスター雲及び剥離パーティクルをクリーニングガスと共に反応室から排気することにより行う。特許文献1に開示のクリーニング終点検出装置は、反応室内のクラスター雲及び剥離パーティクルにレーザ光を照射し、クラスター雲及び剥離パーティクルによる散乱レーザ光を生成させる照射手段と、散乱レーザ光を二次元画像情報として計測する計測手段と、二次元画像情報を基に、クリーニング処理の終点を判断する判断手段を有する。この装置では、判断手段が、二次元画像情報からクラスター雲のパーティクルサイズに実質的に等しい、所定サイズのパーティクルの密度が所定の密度に低下した時点を、クリーニング処理の終点と判断している。
本開示にかかる技術は、除去処理の終点を作業者の熟練度によらず正確に決定することが可能な終点判定用装置及び終点判定方法を提供する。 The technique according to the present disclosure provides an end point determination device and an end point determination method capable of accurately determining the end point of the removal process regardless of the skill level of the operator.
本開示の一態様は、除去処理の終点を判定するための終点判定用装置であって、前記除去処理は、基板処理装置での基板に対する基板処理後に前記基板処理装置の処理容器内に残った反応生成物を除去する処理であり、前記終点判定用装置は、前記処理容器内において前記除去処理時に前記基板が載置される面より低温となる低温面からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度を検出する検出部と、前記検出部での検出結果に基づいて、前記10以上の波長帯それぞれについて、当該波長帯の光強度の分布を示す前記低温面の撮像画像を生成する生成部と、前記10以上の波長帯に含まれる前記反応生成物に対応する波長帯についての、前記低温面の撮像画像の各画素に、画素値に応じた色を割り当てて、疑似カラー画像を生成する画像処理部と、を有する。 One aspect of the present disclosure is an end point determination device for determining the end point of the removal process, and the removal process remains in the processing container of the substrate processing apparatus after the substrate is processed on the substrate by the substrate processing apparatus. It is a process of removing a reaction product, and the end point determination device is based on the light from a low temperature surface which is lower than the surface on which the substrate is placed during the removal process in the processing container. A detection unit that detects light intensity for each of the 10 or more wavelength bands included, and a detection unit that shows the distribution of light intensity in each of the 10 or more wavelength bands based on the detection results of the detection unit. Colors corresponding to pixel values for each pixel of the captured image of the low temperature surface for the generation unit that generates the captured image of the low temperature surface and the wavelength band corresponding to the reaction product contained in the 10 or more wavelength bands. To generate a pseudo-color image, and an image processing unit.
本開示によれば、除去処理の終点を作業者の熟練度によらず正確に決定することが可能な終点判定用装置及び終点判定方法を提供する。 According to the present disclosure, there is provided an end point determination device and an end point determination method capable of accurately determining the end point of the removal process regardless of the skill level of the operator.
例えば、半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体ウェハ(以下、「ウェハ」という。)等の基板に対して、成膜処理等の基板処理が、基板処理装置を用いて行われる。
基板処理装置が有する、基板を収容する処理容器内には、基板処理後に、不要な反応生成物が残るため、その反応生成物を除去する除去処理すなわちクリーニング処理が従来行われている。クリーニング処理は、基板処理後に処理容器内にNF3ガス等のクリーニングガスを供給することで行われる。このクリーニング処理は短すぎると、反応生成物が処理容器内に残り、例えば、次の成膜処理時に形成された膜中に不純物として混入され、膜の品質が低下してしまう。また、クリーニング処理が長すぎると、成膜処理等の基板処理を連続的に行う半導体デバイスの量産プロセスにおいて、生産性が悪化してしまう。したがって、クリーニング処理の終点は適切に設定する必要がある。
For example, in the manufacturing process of a semiconductor device, a substrate processing such as a film forming process is performed on a substrate such as a semiconductor wafer (hereinafter, referred to as “wafer”) by using a substrate processing apparatus.
Since unnecessary reaction products remain in the processing container of the substrate processing apparatus for accommodating the substrates after the substrate treatment, a removal treatment, that is, a cleaning treatment for removing the reaction products has been conventionally performed. The cleaning process is performed by supplying a cleaning gas such as NF 3 gas into the processing container after the substrate processing. If this cleaning process is too short, the reaction product remains in the processing container and is mixed as an impurity in the film formed in the next film forming process, for example, and the quality of the film deteriorates. Further, if the cleaning process is too long, the productivity deteriorates in the mass production process of the semiconductor device in which the substrate process such as the film forming process is continuously performed. Therefore, it is necessary to appropriately set the end point of the cleaning process.
ところで、基板処理装置では、基板の載置面が加熱されており、処理容器内における載置面より遠い部分は載置面より低温になっている。低温の部分に付着した反応生成物は、クリーニングガスとの反応が進みにくいため、クリーニング処理で除去される速度が遅い。したがって、特許文献1に開示のように、クリーニング処理中に生じる所定サイズのパーティクルの密度が所定の密度に低下した時点を、クリーニング処理の終点と判断する場合、クリーニング処理中に生じるパーティクルの密度を測定する位置によっては、クリーニング処理終了後も、処理容器内の低温の部分には反応生成物が残ることがある。
By the way, in the substrate processing apparatus, the mounting surface of the substrate is heated, and the portion of the processing container far from the mounting surface is lower than the mounting surface. The reaction product adhering to the low temperature portion does not easily react with the cleaning gas, so that the reaction product is slowly removed by the cleaning process. Therefore, as disclosed in
また、処理容器内の低温の部分に反応生成物が残留しているか否かを、作業者が例えば処理容器を開放して目視で確認し、その確認結果からクリーニング処理の終点を決定する方法も考えられる。しかし、この場合、作業者の熟練度によっては、反応生成物が残留しているか否かを正確に判別することができないため、クリーニング処理の終点を正確に決定することができない。 In addition, there is also a method in which an operator opens the processing container and visually confirms whether or not the reaction product remains in the low temperature portion of the processing container, and determines the end point of the cleaning process from the confirmation result. Conceivable. However, in this case, depending on the skill level of the operator, it is not possible to accurately determine whether or not the reaction product remains, so that the end point of the cleaning process cannot be accurately determined.
そこで本開示にかかる技術は、除去処理の終点を作業者の熟練度によらず正確に決定することが可能な終点判定用装置及び終点判定方法を提供する。 Therefore, the technique according to the present disclosure provides an end point determination device and an end point determination method capable of accurately determining the end point of the removal process regardless of the skill level of the operator.
以下、本実施形態にかかる終点判定用装置及び終点判定方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, the end point determination device and the end point determination method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the present specification and the drawings, elements having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る終点判定用装置を含む処理システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。図2は、図1の処理システムが有する、基板処理装置としての成膜装置の構成の概略を模式的に示す断面図である。図3は、後述の生成部が生成する撮像画像群を説明するための図である。
(First Embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a configuration of a processing system including an end point determination device according to the first embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an outline of the configuration of a film forming apparatus as a substrate processing apparatus included in the processing system of FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a group of captured images generated by a generation unit described later.
図1の処理システム1は、成膜装置2と、撮像装置3と、制御装置4と、表示装置5と、印刷装置6と、を備える。撮像装置3の後述のハイパースペクトルカメラ3aと、制御装置4とによって、本実施形態に係る終点判定用装置が構成される。
The
成膜装置2は、基板としてのウェハに対して、基板処理としての成膜処理、具体的にはプラズマを用いた成膜処理を行う。
The
成膜装置2は、図2に示すように、減圧可能に構成され、ウェハWを収容する処理容器10を備える。
処理容器10は、有底の円筒形状に形成された容器本体11を有する。
容器本体11の側壁には、ウェハWの搬入出口11aが設けられており、搬入出口11aには、当該搬入出口11aを開閉するゲートバルブ12が設けられている。また、容器本体11の搬入出口11aよりも上側には、処理容器10の側壁の一部をなす、後述の排気ダクト17が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
The
A carry-in
また、処理容器10内には、ウェハWが水平に載置される載置台20が設けられている。載置台20の上面20aが、ウェハが載置される載置面である。載置台20の内部における上面20a側には、ウェハWを加熱するためのヒータ21が設けられており、載置台20に載置されたウェハWを所望の温度に加熱することができる。ヒータ21は例えば抵抗加熱ヒータである。
載置台20は、下部電極を構成する。載置台20に対しては、処理容器10の外部に設けられている高周波電源30から、整合器30aを介して、バイアス用の高周波電力が供給される。
Further, in the
The mounting table 20 constitutes a lower electrode. High-frequency power for bias is supplied to the mounting table 20 from the high-
また、載置台20の下面中央部には、上下方向に延在する支柱22の上端が接続されている。支柱22の下端は、容器本体11の底壁に設けられた開口部11bを貫通して処理容器10の外部へと伸び、昇降機構23に接続されている。昇降機構23の駆動によって、載置台20は、一点鎖線で示す搬送位置と、その上方の処理位置とを、上下に移動することができる。搬送位置とは、処理容器10の搬入出口11aから処理容器10内に進入するウェハWの搬送機構(図示せず)と後述の支持ピン26aとの間で、ウェハWを受け渡している時に、載置台20が待機する位置である。また、処理位置とは、ウェハWに成膜処理が行われる位置である。
Further, the upper end of the
支柱22における処理容器10の外側には、フランジ24が設けられている。フランジ24と容器本体11の底壁における支柱22の貫通部との間には、支柱22の外周部を囲むようにベローズ25が設けられている。これによって、処理容器10の気密が保たれる。
A
処理容器10内における載置台20の下方には、複数、例えば3本の支持ピン26aを有するウェハ昇降部材26が設けられている。ウェハ昇降部材26は、昇降機構27により上下動自在である。また、上下動することにより、支持ピン26aが、ウェハWの受け渡しのために、載置台20に形成された貫通孔20bを介して、当該載置台20の上面から突没する。
Below the mounting table 20 in the
処理容器10における排気ダクト17の上側には、円環状の絶縁支持部材13が設けられている。絶縁支持部材13の下面側には、例えば石英からなるシャワーヘッド支持部材14が設けられている。シャワーヘッド支持部材14には、処理容器10内に処理ガスを導入するガス導入部であり上部電極を構成するシャワーヘッド15が支持されている。
An annular insulating
シャワーヘッド15は、円板状のヘッド本体部15aと、ヘッド本体部15aに接続されたシャワープレート15bとを有しており、ヘッド本体部15aとシャワープレート15bとの間には、ガス拡散空間S1が形成されている。ヘッド本体部15aとシャワープレート15bとは金属製である。ヘッド本体部15aには、ガス拡散空間S1に通ずるガス供給路15cが形成され、シャワープレート15bには、ガス拡散空間S1から通ずる多数のガス吐出孔15dが形成されている。
また、シャワーヘッド15に対しては、処理容器10の外部に設けられている高周波電源31から、整合器31aを介して、プラズマ形成用の高周波電力が供給される。
The
Further, high-frequency power for plasma formation is supplied to the
さらに、処理容器10の内部には、搬入出口11aの上方に環状部材16が設けられている。環状部材16は、上記処理位置における載置台20の外周面に近接し当該載置台20を囲むように配置されている。
Further, inside the
また、処理容器10の側壁における上部には、円環状に湾曲させて構成された排気ダクト17が設けられている。この排気ダクト17の内周面側は、環状部材16の上面との間に隙間18が全周に亘って形成されるように、周方向に亘って開口している。
Further, an
排気ダクト17には、排気管32の一端が接続されており、排気管32の他端は、例えば真空ポンプにより構成される排気装置33に接続されている。排気管32の排気装置33より上流側には、処理空間S2内の圧力を調整するためのAPCバルブ34が設けられている。排気装置33を作動させることにより、処理空間S2内のガスが、隙間18を介して、排気ダクト17のガス通流路17aに至り、排気管32を経て排出される
One end of the
また、処理容器10には、光学窓19が設けられている。光学窓19は、処理容器10の密閉性を損なわずに処理容器10の外部から撮像装置3による撮像を可能とする部材である。光学窓19は、撮像装置3が有する後述の光源3bから出射される光を透過する材料から形成され、例えば、容器本体11の底壁における開口部11bより外側に設けられている。
Further, the
前述のガス供給路15cには、ガス供給管41の一端が接続されており、ガス供給管41の他端は分岐されて第1ガス供給源42、第2ガス供給源43及び第3ガス供給源44が接続されている。第1ガス供給源42は、原料ガスを供給し、第2ガス供給源43はプラズマ励起用ガスを供給し、第3ガス供給源44はクリーニングガスを供給する。ガス供給管41における、第1ガス供給源42、第2ガス供給源43、第3ガス供給源44に対応する位置には、それぞれ、ガス供給を開始または停止させるための開閉弁(図示せず)やガス供給量を調整するための流量調整機構(図示せず)等が設けられている。流量調整機構は例えばマスフローコントローラを有する。
One end of the
図1の説明に戻る。
撮像装置3は、ハイパースペクトルカメラ3aと、光源3bと、移動機構3cとを有する。
ハイパースペクトルカメラ3aは、撮像対象からの光に基づいて、その光に含まれる10以上の波長帯(例えば100以上の波長帯)それぞれについて、光の強度を示す撮像画像を生成するためのものである。例えば、ハイパースペクトルカメラ3aは、可視光域(400〜750nm)の光を、互いに異なる10以上の波長帯に分解し、各波長帯について、光の強度を示す撮像画像を生成する。
Returning to the description of FIG.
The
The
ハイパースペクトルカメラ3aは、処理容器10内においてクリーニング処理時に載置台20の上面(載置面)20aより低温となる低温面を含む部分(以下、「低温部」という。)を撮像する。上記低温面は本例では載置台20の裏面20cである。載置台20の裏面20cは、上面20aに比べてヒータ21から離間しているため、上面20aより低温となる。
The
ハイパースペクトルカメラ3aは、検出部としての撮像ユニット3aaと、生成部3abとを有する。
撮像ユニット3aaは、低温部からの光、具体的には、光源3bからの光が低温部で反射された反射光を、各波長帯に分解(分光)させる素子(波長フィルタや、回折格子、プリズム等)、分解された各波長帯の光を受光する受光素子が配列されてなるイメージセンサ(例えば、CCDセンサまたはCMOSセンサ)等を有する。撮像ユニット3aaは、イメージセンサを走査させる必要がある場合は、イメージセンサの移動機構を有する。
The
The image pickup unit 3aa is an element (wavelength filter, diffraction grating, etc.) that decomposes (spectralizes) the light from the low temperature portion, specifically, the reflected light reflected from the
撮像ユニット3aaは、低温部からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度を検出する。具体的には、撮像ユニット3aaは、低温部内の複数の領域それぞれからの光を、10以上の波長帯それぞれに分解する。上記領域それぞれは、上述のイメージセンサが有する各受光素子に対応する。そして、撮像ユニット3aaは、各波長帯の光を上述のイメージセンサで受光し、波長帯毎、且つ、低温部内の上記領域毎に、光強度を検出する。 The image pickup unit 3aa detects the light intensity for each of the 10 or more wavelength bands included in the light based on the light from the low temperature portion. Specifically, the image pickup unit 3aa decomposes light from each of the plurality of regions in the low temperature portion into 10 or more wavelength bands. Each of the above regions corresponds to each light receiving element included in the above-mentioned image sensor. Then, the image pickup unit 3aa receives the light of each wavelength band by the above-mentioned image sensor, and detects the light intensity for each wavelength band and for each of the above-mentioned regions in the low temperature portion.
撮像ユニット3aaの撮像タイミングは、制御装置4が有する後述の撮像制御部4aにより制御される。
The imaging timing of the imaging unit 3aa is controlled by the
生成部3abは、例えば、マイクロプロセッサ、ROMやRAMを含むメモリ等により実現される。生成部3abは、撮像ユニット3aaによる波長帯毎の光強度の検出結果に基づいて、波長帯それぞれについて、当該波長帯の光の強度の分布を示す低温部の撮像画像を生成する。各波長帯の低温部の撮像画像は、より具体的には、イメージセンサの各受光素子について、該当する波長帯の光の強度の検出結果を、当該受光素子に対応する位置の画素の画素値とした画像である。 The generation unit 3ab is realized by, for example, a microprocessor, a memory including a ROM or a RAM, or the like. The generation unit 3ab generates an image of a low temperature portion showing the distribution of the light intensity of the wavelength band for each wavelength band based on the detection result of the light intensity for each wavelength band by the imaging unit 3aa. More specifically, the captured image of the low temperature portion of each wavelength band shows the detection result of the light intensity of the corresponding wavelength band for each light receiving element of the image sensor, and the pixel value of the pixel at the position corresponding to the light receiving element. It is an image.
図3に示すように、生成部3abにより生成される、各波長帯についての撮像画像I11は、波長帯の長さの順で並べると、直方体状となるため、生成部3abが生成した撮像画像群I1は、データキューブと呼ばれることがある。なお、図3において、x軸及びy軸は撮像画像の画素の位置を示し、λ軸は波長を示している。 As shown in FIG. 3, the captured images I11 for each wavelength band generated by the generation unit 3ab are rectangular parallelepiped when arranged in the order of the lengths of the wavelength bands. Therefore, the captured images generated by the generation unit 3ab Group I1 is sometimes referred to as a data cube. In FIG. 3, the x-axis and the y-axis indicate the positions of the pixels of the captured image, and the λ-axis indicates the wavelength.
図1の説明に再び戻る。
光源3bは、ハイパースペクトルカメラ3aの撮像ユニット3aaで受光される波長帯を含む波長帯域の光を出射する。本例では、光源3bは、可視光域(400nm〜750nm)の光を出射する。
光源3bからの光によって、ハイパースペクトルカメラ3aにより撮像される、処理容器10内の低温部が照明される。
Returning to the description of FIG.
The
The light from the
光源3bの光の出射タイミングは、後述の撮像制御部4aにより制御される。
The light emission timing of the
移動機構3cは、撮像ユニット3aaを移動させる。移動機構3cにより、成膜装置2の処理容器10内の低温部に対して撮像ユニット3aaを位置合わせすることができる。移動機構3cは、例えば水平方向(XY方向)と鉛直方向に移動可能に構成されたステージを有する。移動機構3cは、例えば、処理容器10に対し取付部材(図示せず)を介して固定される。
The moving
撮像ユニット3aaを位置合わせするための移動機構3cの動作は、例えば後述の撮像制御部4aにより制御される。ただし、移動機構3cは、作業者の手動で動作させてもよい。
The operation of the moving
制御装置4は、成膜装置2の制御や、撮像装置3の制御、表示装置5の制御、印刷装置6の制御等を行う。制御装置4は、例えばCPUやメモリ、グラフィックボード等を備えたコンピュータにより構成され、プログラム格納部(図示せず)を有している。プログラム格納部には、処理システム1におけるウェハの処理を実現するためのプログラムが格納されている。なお、上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、当該記憶媒体から制御装置4にインストールされたものであってもよい。また、プログラムの一部または全ては専用ハードウェア(回路基板)で実現してもよい。
The
制御装置4は、撮像制御部4aと、成膜制御部4bと、画像処理部4cと、表示制御部4dと、印刷制御部4eと、記憶部4fとを有する。
The
撮像制御部4aは、撮像装置3を制御する。
The image
成膜制御部4bは、成膜装置2を制御する。
The film forming
画像処理部4cは、撮像装置3で生成された、各波長帯についての低温部の撮像画像に対し処理を行う。具体的には、画像処理部4cは、撮像装置3で生成された、低温部の撮像画像群のうち、後述の注目波長帯についての低温部の撮像画像に対し、各画素に画素値に応じた色を割り当てる処理を行い、疑似カラー画像を生成する。注目波長帯とは、成膜処理中に生成され成膜処理後に処理容器10内に残る反応生成物に対応する波長帯である。
注目波長帯は、予め設定され、その情報は記憶部4fに記憶されている。注目波長帯は、作業者がその波長帯を選択することで設定されてもよい。また、成膜種等の処理条件と波長帯との関係を示すテーブルを記憶部4fに記憶しておき、このテーブルに基づいて、作業者に指定された成膜種等の処理条件に応じた注目波長帯が設定されるようにしてもよい。
The
The wavelength band of interest is set in advance, and the information is stored in the
また、注目波長帯は、1つであってもよいし、複数であってもよい。 Further, the wavelength band of interest may be one or a plurality.
表示制御部4dは、表示装置5を制御し、各種情報を表示させる。表示制御部4dの制御により、例えば、表示装置5には、疑似カラー画像が表示出力される。
The
印刷制御部4eは、印刷装置6を制御し、各種情報を印刷させる。印刷制御部4eの制御により、例えば、印刷装置6によって、疑似カラー画像が印刷出力される。
The
記憶部4fは、各種情報を記憶する。例えば、記憶部4fは、注目波長帯の情報や、撮像装置3で生成された低温部の撮像画像群、疑似カラー画像等を記憶する。
The
表示装置5は、各種情報を表示する装置であり、このような装置として、例えば、液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置、ELディスプレイ装置等がある。
The
印刷装置6は、各種情報を印刷する装置であり、このような装置として、例えば、カラーレーザプリンタ、インクジェットプリンタ等がある。
The
続いて、処理システム1を用いて行われる処理の流れの一例について説明する。図4は、処理システム1を用いて行われる処理の流れの一例を説明するためのフローチャートである。図5及び図6は、疑似カラー画像の生成処理を説明するための図である。なお、図5及び図6における疑似カラー画像I2a、I6、合成用画像I3a、I4a、I5aは図では白黒で示されているが、実際はカラー画像である。
Subsequently, an example of the flow of processing performed by using the
まず、図4に示すように、成膜処理が行われる(ステップS1)。具体的には、ウェハWが、成膜装置2の処理容器10の外部から搬入出口11aを介して処理容器10内に搬入され、支持ピン26aを介して載置台20の上面20a上に、ウェハWが受け渡される。次いで、処理容器10内が所定の圧力に調整され、昇降機構23により載置台20が処理位置へ移動され、処理空間S2が形成されると共に、ウェハWの昇温が行われる。ウェハWが載置台20を介して所望の温度(例えば300℃〜600℃)まで加熱されると、処理空間S2に、第1ガス供給源42から原料ガスとして例えばSiH4ガスが供給されると共に、第2ガス供給源43からプラズマ励起用ガスとして例えばArガスが供給される。さらに、高周波電源31からシャワーヘッド15に、高周波電源30から載置台20に、それぞれ高周波電力が供給される。その結果、Arプラズマが形成され、ArプラズマによってSiH4ガスが分解され、ウェハW上にアモルファスシリコン(a−Si)膜が形成される。その後、ウェハWが処理容器10から搬出される。
First, as shown in FIG. 4, a film forming process is performed (step S1). Specifically, the wafer W is carried into the
成膜処理が終了すると、クリーニング処理が開始される(ステップS2)。具体的には、処理容器10内に、クリーニングガスとして例えばNF3ガスが供給されると共に、プラズマ励起用ガスとして例えばArガスが供給される。さらに、高周波電源31からシャワーヘッド15に、高周波電源30から載置台20に、それぞれ高周波電力が供給される。その結果、Arプラズマが形成されNF3ガスが分解されてフッ素ラジカルが生じる。成膜処理中に生じ処理容器10内に付着した反応生成物は、このフッ素ラジカルと反応して、SiF4ガスとなり、処理容器10から排出される。
When the film forming process is completed, the cleaning process is started (step S2). Specifically, for example, NF 3 gas is supplied as a cleaning gas and, for example, Ar gas is supplied as a plasma excitation gas into the
クリーニング処理中、処理容器10内の低温部に含まれる、複数の領域からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度が領域毎に検出される(ステップS3)。具体的には、撮像制御部4aの制御の下、光源3bから可視光域の光が出射され、光学窓19を介して、処理容器10内の、載置台20の裏面20cを含む低温部に照射される。また、撮像制御部4aの制御の下、ハイパースペクトルカメラ3aの撮像ユニット3aaによって、低温部内の複数の領域それぞれからの反射光に基づいて、可視光域内の互いに異なる100個の波長帯それぞれについて、反射光強度が検出される。検出結果は生成部3abに出力される。
なお、クリーニング処理中の載置台20の温度は成膜処理中と略等しい。
撮像ユニット3aaによる反射光強度の検出は、例えば、クリーニング処理を開始してから予め定められた時間経過した時点や、その時点の後、クリーニング処理が終了するまでの間における、一定時間経過する毎に行われる。また、撮像ユニット3aaによる反射光強度の検出は、クリーニング処理中、作業者から実行支持の入力があった場合に行うようにしてもよい。
During the cleaning process, based on the light from a plurality of regions contained in the low temperature portion in the
The temperature of the mounting table 20 during the cleaning process is substantially equal to that during the film forming process.
The detection of the reflected light intensity by the image pickup unit 3aa is performed, for example, every time a certain period of time elapses, for example, at a time when a predetermined time has elapsed from the start of the cleaning process, or after that point until the cleaning process is completed. It is done in. Further, the detection of the reflected light intensity by the image pickup unit 3aa may be performed when the operator receives an input of execution support during the cleaning process.
続いて、撮像ユニット3aaでの検出結果に基づいて、上記10以上の波長帯それぞれについて、低温部の撮像画像が生成される(ステップS4)。具体的には、生成部3abによって、撮像ユニット3aaでの検出結果に基づいて、可視光域内の互いに異なる100個の波長帯それぞれについて、低温部の撮像画像が生成される。生成された低温部の撮像画像群は制御装置4に出力され、記憶部4fに記憶される。
Subsequently, based on the detection result of the image pickup unit 3aa, an image of the low temperature portion is generated for each of the above 10 or more wavelength bands (step S4). Specifically, the generation unit 3ab generates an image of a low temperature portion for each of 100 different wavelength bands in the visible light region based on the detection result of the image pickup unit 3aa. The generated image group of the captured image of the low temperature portion is output to the
次いで、撮像ユニット3aaにより生成された、低温部の撮像画像群のうち、注目波長帯についての低温部の撮像画像に対し、各画素に画素値に応じた色を割り当てる処理を行い、疑似カラー画像を生成する(ステップS5)。 Next, among the image group of the low temperature part generated by the image pickup unit 3aa, the image of the low temperature part in the wavelength band of interest is subjected to a process of assigning a color according to the pixel value to each pixel, and a pseudo color image is obtained. Is generated (step S5).
ここで、注目波長帯が1つであり、それが波長帯aであるとする。ステップS5では、例えば、図5に示すように、100個の波長帯それぞれについての撮像画像からなる、低温部の撮像画像群I1のうち、波長帯aの低温部の撮像画像I2が、画像処理部4cによって記憶部4fから取得される。そして、画像処理部4cによって、波長帯aの低温部の撮像画像I2に対し、各画素に、画素値(波長帯aの反射光の光強度に対応する。)に応じたR(赤)色空間での色情報であるR値を割り当てる処理が行われる。これにより、波長帯aの反射光強度の分布を赤の濃淡で示した、波長帯aについての疑似カラー画像I2aが生成される。色情報とは、色を決定するための情報であり、例えば原色の種類の情報及び輝度の情報を含む。
Here, it is assumed that there is one wavelength band of interest, which is the wavelength band a. In step S5, for example, as shown in FIG. 5, the captured image I2 of the low temperature portion of the wavelength band a of the captured image group I1 of the low temperature portion composed of the captured images of each of the 100 wavelength bands is image-processed. Obtained from the
注目波長帯は前述のように複数であってもよい。この場合は、画像処理部4cによって、複数の注目波長帯それぞれについての低温部の撮像画像に対し、注目波長帯及び画素値に応じた色が画素毎に割り当てられ、合成用画像が生成され、複数の注目波長帯それぞれについての合成用画像が合成され、疑似カラー画像が生成される。
例えば、注目波長帯が3つであり、それが波長帯b、c、dであるとする。この場合は、例えば以下のように処理が行われる。すなわち、図6に示すように、低温部の撮像画像群I1のうち、波長帯bの低温部の撮像画像I3、波長帯cの低温部の撮像画像I4及び波長帯dの低温部の撮像画像I5が、画像処理部4cによって記憶部4fから取得される。次いで、画像処理部4cによって、波長帯bの低温部の撮像画像I3に対し、各画素に、画素値(波長帯bの反射光の光強度に対応する。)に応じたR(赤)色空間での色情報であるR値を割り当てる処理が行われる。これにより、波長帯bの反射光強度の分布を赤の濃淡で示した、波長帯bについての合成用画像I3aが生成される。また、画像処理部4cによって、波長帯cの低温部の撮像画像I4に対し、各画素に、画素値(波長帯cの反射光の光強度に対応する。)に応じたG(緑)色空間での色情報であるG値を割り当てる処理が行われる。これにより、波長帯cの反射光強度の分布を緑の濃淡で示した、波長帯cについての合成用画像I4aが生成される。さらに、画像処理部4cによって、波長帯dの低温部の撮像画像I5に対し、各画素に、画素値(波長帯dの反射光の光強度に対応する。)に応じたB(青)色空間での色情報であるB値を割り当てる処理が行われる。これにより、波長帯bの反射光強度の分布を青の濃淡で示した、波長帯cについての合成用画像I5aが生成される。そして、画像処理部4cによって、合成用画像I3a、I4a、I5aが合成され、波長帯b、c、dの反射光強度の分布をRGBで示した疑似カラー画像I6が生成される。
The wavelength band of interest may be plural as described above. In this case, the
For example, assume that there are three wavelength bands of interest, which are wavelength bands b, c, and d. In this case, for example, the processing is performed as follows. That is, as shown in FIG. 6, in the captured image group I1 of the low temperature portion, the captured image I3 of the low temperature portion of the wavelength band b, the captured image I4 of the low temperature portion of the wavelength band c, and the captured image of the low temperature portion of the wavelength band d. I5 is acquired from the
以上の例では、RGB色空間における色情報が割り当てられているが、RGBA、CMY、CMYK、HSV、HLS等の他の色空間における色情報を割り当てられてもよい。
また、疑似カラー画像には、通常のRGB画像等、RGBカメラによる撮像画像に相当する画像が合成されてもよい。
なお、低温部の撮像画像の画素値と、当該画素値に割り当てる色情報との対応関係を示す情報は記憶部4fに予め記憶されている。
In the above example, the color information in the RGB color space is assigned, but the color information in other color spaces such as RGBA, CMY, CMYK, HSV, and HLS may be assigned.
Further, an image corresponding to an image captured by an RGB camera, such as a normal RGB image, may be combined with the pseudo color image.
Information indicating the correspondence between the pixel value of the captured image in the low temperature portion and the color information assigned to the pixel value is stored in advance in the
疑似カラー画像が生成されると、疑似カラー画像が出力される(ステップS6)。例えば、表示制御部4dによって、表示装置5に疑似カラー画像I2a(または疑似カラー画像I6)が表示される。印刷制御部4eによって、印刷装置6から疑似カラー画像I2a(または疑似カラー画像I6)が印刷されるようにしてもよい。
When the pseudo-color image is generated, the pseudo-color image is output (step S6). For example, the
続いて、出力された疑似カラー画像に基づいてクリーニング処理を終了するか否か判定される(ステップS7)。例えば、疑似カラー画像I2a(または疑似カラー画像I6)の表示結果及び印刷結果に基づいて、作業者によって、クリーニング処理を終了するか否か判定される。例えば、疑似カラー画像I2a(または疑似カラー画像I6)内における、載置台20の裏面20cに対応する位置が、特定の色で彩色されていなければ、載置台20の裏面20cから反応生成物が除去されているため、作業者はクリーニング処理を終了すると判定する。低温面である載置台20の裏面20cは処理容器10内において最も反応生成物が残りやすいため、載置台20の裏面20cから反応生成物が除去されていれば、その時点でクリーニング処理を終了しても、処理容器10内の他の部分に、反応生成物が残っていることはない。
Subsequently, it is determined whether or not to end the cleaning process based on the output pseudo-color image (step S7). For example, based on the display result and the print result of the pseudo color image I2a (or the pseudo color image I6), the operator determines whether or not to end the cleaning process. For example, if the position corresponding to the
終了しないと判定された場合(NOの場合)は、ステップS3に戻る。
一方、終了すると判定された場合(YESの場合)、クリーニング処理が終了される(ステップS8)。具体的には、終了すると判定された場合、クリーニング処理を終了させる指示が、制御装置4が有するキーボードやマウス等の入力手段(図示せず)を介して、作業者から入力されるので、その入力に応じて、クリーニング処理の停止処理が行われる。クリーニング処理の停止処理とは、例えば、クリーニングガス及びプラズマ励起用ガス、高周波電力の供給を停止する処理である。
その後、次のウェハWに関し、上述のステップS1〜S8の処理が行われる。
If it is determined that the process does not end (NO), the process returns to step S3.
On the other hand, when it is determined that the process is completed (YES), the cleaning process is completed (step S8). Specifically, when it is determined that the cleaning process is completed, an instruction to end the cleaning process is input from the operator via an input means (not shown) such as a keyboard or a mouse of the
After that, the above-mentioned processes of steps S1 to S8 are performed on the next wafer W.
以上のように、本実施形態に係る終点判定用装置を含む処理システム1は、処理容器10内の低温面からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度を検出する撮像ユニット3aaと、撮像ユニット3aaでの検出結果に基づいて、上記10以上の波長帯それぞれについて、低温面の撮像画像を生成する生成部3abと、上記10以上の波長帯に含まれる反応生成物に対応する注目波長帯についての、低温面の撮像画像の各画素に、画素値に応じた色を割り当てて、疑似カラー画像を生成する画像処理部4cと、を有する。
上述のようにして生成された疑似カラー画像は、最も反応生成物が残りやすい低温面における、反応生成物に対応する注目波長帯の光の検出結果を、色で示している。そのため、本実施形態によれば、熟練度が低い作業者でも、疑似カラー画像に基づいて、クリーニング処理の終点を正確に決定することができる。また、熟練度が低い作業者でも、疑似カラー画像から、反応生成物が残っているか否かは一目瞭然であるため、クリーニング処理の終点を短時間で決定することができる
本実施形態によれば、クリーニング処理の終点を正確に決定することができるため、残留した反応生成物がパーティクルとなって成膜処理等の基板処理に影響を及ぼすことがないため、歩留まりを防いだり、膜質等の品質が低下するのを防ぐことができる。また、クリーニング処理の終点を正確に決定することができるため、反応生成物が残らない範囲でクリーニング処理に要する時間を極力短縮することができる。したがって、生産性が向上する。
また、本実施形態によれば、クリーニング処理の終点を決定する際に、処理容器10を大気開放する必要がないため、スループットが低下することがない。
さらに、パーティクルがあるだけで、品質低下する。残膜がないので、品質が高い位置で得られる。高品質のところで一定。不良なドットが減る。歩留まりが良くなる。
As described above, the
The pseudo-color image generated as described above shows in color the detection result of light in the wavelength band of interest corresponding to the reaction product on the low temperature surface where the reaction product is most likely to remain. Therefore, according to the present embodiment, even an operator with a low skill level can accurately determine the end point of the cleaning process based on the pseudo-color image. Further, even an operator with a low skill level can determine at a glance whether or not the reaction product remains from the pseudo color image, so that the end point of the cleaning process can be determined in a short time. According to the present embodiment. Since the end point of the cleaning process can be accurately determined, the remaining reaction products do not become particles and affect the substrate process such as the film formation process, so that the yield can be prevented and the quality such as film quality can be improved. It can be prevented from decreasing. Further, since the end point of the cleaning process can be accurately determined, the time required for the cleaning process can be shortened as much as possible within the range where no reaction product remains. Therefore, productivity is improved.
Further, according to the present embodiment, when determining the end point of the cleaning process, it is not necessary to open the
In addition, the presence of particles reduces quality. Since there is no residual film, it can be obtained at a high quality position. Constant in high quality. The number of bad dots is reduced. Yield is improved.
また、疑似カラー画像は、低温面の撮像画像に対応するため、反応生成物が残っていた場合、疑似カラー画像に基づいて、作業者が、反応生成物が残っている位置を容易に判別することができる。
さらに、反応生成物が残りやすい部分を作業者が疑似カラー画像から判別できるため、その判別結果を、クリーニング処理の処理条件や、成膜装置2の構造設計等に反映することができ、その結果、クリーニング処理に要する時間を短縮することができる。
Further, since the pseudo color image corresponds to the captured image of the low temperature surface, when the reaction product remains, the operator can easily determine the position where the reaction product remains based on the pseudo color image. be able to.
Further, since the operator can discriminate the portion where the reaction product is likely to remain from the pseudo color image, the discriminating result can be reflected in the processing conditions of the cleaning process, the structural design of the
また、本実施形態では、注目波長帯を複数とし、複数の注目波長帯それぞれについての低温部の撮像画像に対し、注目波長帯及び画素値に応じた色が画素毎に割り当てられ、合成用画像が生成され、生成された合成用画像が合成され、疑似カラー画像が生成される。したがって、反応生成物が複数種存在する場合でも、疑似カラー画像に基づいて、クリーニング処理の終点を正確に決定することができる Further, in the present embodiment, a plurality of attention wavelength bands are set, and colors corresponding to the attention wavelength band and the pixel value are assigned to each pixel for the captured image of the low temperature portion for each of the plurality of attention wavelength bands, and the composite image is used. Is generated, the generated composite image is composited, and a pseudo-color image is generated. Therefore, even when a plurality of types of reaction products are present, the end point of the cleaning process can be accurately determined based on the pseudo-color image.
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態に係る終点判定用装置を含む処理システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。
本実施形態にかかる処理システム1aは、第1実施形態に係る処理システム1が有する構成に加えて、制御装置4が、決定部4gを有する。
この実施形態では、例えば、注目波長帯についての撮像ユニット3aaによる検出結果は、制御装置4に出力される。そして、決定部4gは、注目波長帯についての撮像ユニット3aaによる検出結果に基づいて、クリーニング処理の終点を決定する。
なお、撮像ユニット3aaが検出を行った全ての波長帯についての検出結果を、制御装置4に出力して記憶部4fに記憶し、その中から、決定部4gが、注目波長帯についての検出結果を抽出し、抽出結果に基づいて、クリーニング処理の終点を決定するようにしてもよい。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing an outline of the configuration of a processing system including the end point determination device according to the second embodiment.
In the
In this embodiment, for example, the detection result of the imaging unit 3aa for the wavelength band of interest is output to the
The detection results for all wavelength bands detected by the imaging unit 3aa are output to the
本実施形態によれば、正確なクリーニング処理の終点を自動で決定することができる。
また、本実施形態では、撮像ユニット3aaでの検出結果に基づいて自動でクリーニング処理の終点を決定しつつ、疑似カラー画像を出力することができる。したがって、第1実施形態と同様に、反応生成物が残りやすい部分を作業者が疑似カラー画像から判別できるため、その判別結果を、クリーニング処理の処理条件や、成膜装置2の構造設計等に反映することができ、その結果、クリーニング処理に要する時間を短縮することができる。
According to this embodiment, the end point of the accurate cleaning process can be automatically determined.
Further, in the present embodiment, it is possible to output a pseudo color image while automatically determining the end point of the cleaning process based on the detection result of the imaging unit 3aa. Therefore, as in the first embodiment, the operator can discriminate the portion where the reaction product is likely to remain from the pseudo color image, and the discriminating result can be used for the processing conditions of the cleaning process, the structural design of the
さらに、本実施形態では、疑似カラー画像に基づいて作業者がクリーニング処理の終点を決定する方法と、注目波長帯についての撮像ユニット3aaによる検出結果に基づいて決定部4gがクリーニング処理の終点を自動で決定する方法と、を切り替えることができる。
Further, in the present embodiment, the operator determines the end point of the cleaning process based on the pseudo-color image, and the
(参考の実施形態)
図8は、参考の実施形態に係る終点判定用装置を含む処理システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。
本実施形態に係る処理システム100は、第2実施形態に係る処理システム1aから、画像処理部4cを除いたものである。
処理システム100では、疑似カラー画像を生成しないが、決定部4gは、注目波長帯についての撮像ユニット3aaによる検出結果に基づいて、クリーニング処理の終点を正確に決定することができる。
(Reference embodiment)
FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an outline of a configuration of a processing system including an end point determination device according to a reference embodiment.
The
Although the
以上では、低温面が、載置台20の裏面20cであったが、これに代えて、または、これに加えて、載置台20の側周面、処理容器10の内壁面における隙間の近傍であってもよい。
In the above, the low temperature surface was the
また、以上では、ハイパースペクトルカメラ3aが生成部3abを有していた。これに代えて、制御装置4が、生成部3abを有していてもよい。
Further, in the above, the
以上では、波長帯毎に光強度を検出する検出部は、ハイパースペクトルカメラ3aの撮像ユニット3aaであるものとしたが、これに限られず、光を分解させるフィルタや回折格子等の素子とイメージセンサとのセットを、複数組み合わせて、上記検出部としてもよい。また、波長帯毎に光強度を検出する検出部は、マルチスペクトルカメラの撮像ユニットであってもよい。なお、本明細書において、ハイパースペクトルカメラとは、光強度を検出することが可能な波長帯の数が16以上のカメラのことを言い、マルチスペクトルカメラは、上記波長帯の数が3以上15以下のものをいう。
なお、撮像ユニット3aaと光源3bは別体であってもよいし、一体であってもよい。
In the above, the detection unit that detects the light intensity for each wavelength band is assumed to be the image pickup unit 3aa of the
The image pickup unit 3aa and the
以上では、載置台20は回転しないが、載置台20は回転可能に構成されていてもよい。
この場合、載置台20を回転させながら、載置台20の裏面20cの撮像画像を波長帯毎に取得するようにしてもよい。これにより、載置台20の裏面20cの全体について反応生成物が残っているか否か判定できるため、クリーニング処理の終点をより正確にすることができる。
In the above, the mounting table 20 does not rotate, but the mounting table 20 may be configured to be rotatable.
In this case, the captured image of the
以上では、撮像ユニット3aaが可視光域の光を検出可能であり、光源3bが可視光領域の光を出射していた。撮像ユニット3aaの検出可能波長帯域と光源3bが出射する光の帯域は可視光域に限られず、例えば、赤外領域や、紫外領域であってもよい。
In the above, the image pickup unit 3aa can detect the light in the visible light region, and the
以上では、a−Si膜を形成していたが、他の膜種を形成する場合にも、本開示にかかる技術を適用することができる。 In the above, the a-Si film was formed, but the technique according to the present disclosure can also be applied to the formation of other film types.
以上では、成膜装置を含む処理システムを例に説明したが、本開示にかかる技術は、基板処理時にヒータを内蔵する載置台を介して基板を加熱する基板処理装置であれば、成膜装置以外でも適用することができる。例えば、ドーピング装置にも適用することができる。 In the above, a processing system including a film forming apparatus has been described as an example, but the technique according to the present disclosure is a film forming apparatus as long as it is a substrate processing apparatus that heats a substrate via a mounting table having a built-in heater during substrate processing. It can also be applied to other than. For example, it can also be applied to doping devices.
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The above embodiments may be omitted, replaced or modified in various forms without departing from the scope of the appended claims and their gist.
2 成膜装置
3aa 撮像ユニット
3ab 生成部
4c 画像処理部
10 処理容器
20a 載置台の上面(載置面)
20c 載置台の裏面
I2 撮像画像
I2a 疑似カラー画像
I3 撮像画像
I4 撮像画像
I5 撮像画像
I6 疑似カラー画像
I11 撮像画像
W ウェハ
2 Film formation device 3aa Image pickup unit
20c Back side of mounting table I2 Captured image I2a Pseudo-color image I3 Captured image I4 Captured image I5 Captured image I6 Pseudo-color image I11 Captured image W wafer
Claims (9)
前記除去処理は、基板処理装置での基板に対する基板処理後に前記基板処理装置の処理容器内に残った反応生成物を除去する処理であり、
前記終点判定用装置は、
前記処理容器内において前記除去処理時に前記基板が載置される面より低温となる低温面からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度を検出する検出部と、
前記検出部での検出結果に基づいて、前記10以上の波長帯それぞれについて、当該波長帯の光強度の分布を示す前記低温面の撮像画像を生成する生成部と、
前記10以上の波長帯に含まれる前記反応生成物に対応する波長帯についての、前記低温面の撮像画像の各画素に、画素値に応じた色を割り当てて、疑似カラー画像を生成する画像処理部と、を有する、終点判定用装置。 An end point determination device for determining the end point of the removal process.
The removal process is a process for removing the reaction product remaining in the processing container of the substrate processing apparatus after the substrate is processed on the substrate in the substrate processing apparatus.
The end point determination device is
A detection unit that detects light intensity for each of the 10 or more wavelength bands contained in the light based on the light from a low temperature surface that is lower than the surface on which the substrate is placed during the removal treatment in the processing container. When,
Based on the detection result of the detection unit, for each of the 10 or more wavelength bands, a generation unit that generates an image of the low temperature surface showing the distribution of light intensity in the wavelength band, and a generation unit.
Image processing for generating a pseudo-color image by assigning a color corresponding to a pixel value to each pixel of the image captured on the low temperature surface for the wavelength band corresponding to the reaction product contained in the 10 or more wavelength bands. A device for determining the end point, which comprises a unit and a unit.
前記低温面からの光は、前記光源からの光の反射光である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の終点判定用装置。 It has a light source that illuminates the low temperature surface.
The end point determination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light from the low temperature surface is reflected light of light from the light source.
前記除去処理は、基板処理装置での基板に対する基板処理後に前記基板処理装置の処理容器内に残った反応生成物を除去する処理であり、
前記終点判定方法は、
前記処理容器内において前記除去処理時に前記基板が載置される面より低温となる低温面からの光に基づいて、当該光に含まれる10以上の波長帯それぞれについて、光強度を検出する工程と、
前記検出する工程での検出結果に基づいて、前記10以上の波長帯それぞれについて、当該波長帯の光強度の分布を示す前記低温面の撮像画像を生成する工程と、
前記10以上の波長帯に含まれる前記反応生成物に対応する波長帯についての、前記低温面の撮像画像の各画素に、画素値に応じた色を割り当てて、疑似カラー画像を生成する工程と、
前記疑似カラー画像に基づいて、前記除去処理の終点を決定する工程と、を有する、終点判定方法。
It is an end point determination method for determining the end point of the removal process.
The removal process is a process for removing the reaction product remaining in the processing container of the substrate processing apparatus after the substrate is processed on the substrate in the substrate processing apparatus.
The end point determination method is
A step of detecting the light intensity for each of the 10 or more wavelength bands contained in the light based on the light from the low temperature surface in the processing container, which is lower than the surface on which the substrate is placed during the removal treatment. ,
Based on the detection result in the detection step, for each of the 10 or more wavelength bands, a step of generating an image of the low temperature surface showing the distribution of light intensity in the wavelength band, and a step of generating an image.
A step of generating a pseudo-color image by assigning a color corresponding to a pixel value to each pixel of the image captured on the low temperature surface for the wavelength band corresponding to the reaction product contained in the 10 or more wavelength bands. ,
A method for determining an end point, which comprises a step of determining an end point of the removal process based on the pseudo-color image.
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