JP2023155942A - 治具 - Google Patents

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優斗 薄
Yuto Usuki
吉平 杉田
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Abstract

【課題】安定した発光特性でＬＥＤを発光させること。【解決手段】治具は、ベースと、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と、制御部とを有する。ベースは、基板を搬送する搬送装置により搬送可能な形状とされている。ＬＥＤ光源は、ベースの上に設けられ、供給電力に応じて発光する。制御部は、ベースの上に設けられ、ＬＥＤ光源の発光特性の変化が抑制されるようにＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、治具に関する。
特許文献１は、異なる波長の光を発する複数のＬＥＤ光源が設けられ、基板を搬送する搬送装置により搬送可能な形状とされた治具を開示する。
特開２０２１－９３５１９号公報
本開示は、安定した発光特性でＬＥＤを発光させる技術を提供する。
本開示の一態様による治具は、ベースと、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と、制御部とを有する。ベースは、基板を搬送する搬送装置により搬送可能な形状とされている。ＬＥＤ光源は、ベースの上に設けられ、供給電力に応じて発光する。制御部は、ベースの上に設けられ、ＬＥＤ光源の発光特性の変化が抑制されるようにＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する。
本開示によれば、安定した発光特性でＬＥＤを発光させることができる。
図１は、実施形態に係る治具の一例を示す断面模式図である。 図２は、実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る半導体製造装置の一例を示す図である。 図４Ａは、実施形態に係る定電圧回路の一例を示す図である。 図４Ｂは、実施形態に係る定電圧回路による変化の一例を示す図である。 図５Ａは、実施形態に係る定電流回路の一例を示す図である。 図５Ｂは、実施形態に係る定電流回路による発光特性の変化の一例を示す図である。 図６Ａは、発光開始からの経過時間によるＬＥＤの変化の一例を説明する図である。 図６Ｂは、発光開始からの経過時間によるＬＥＤの変化の一例を説明する図である。 図６Ｃは、発光開始からの経過時間によるＬＥＤの変化の一例を説明する図である。 図７は、実施形態に係る制御回路の概略構成の一例を示す図である。 図８は、実施形態に係るＬＥＤ光源の温度変化の一例を示す図である。 図９は、実施形態に係るＬＥＤ光源の温度変化のモデルの一例を示す図である。 図１０は、実施形態に係る補正結果の一例を示す図である。 図１１は、実施形態に係る制御回路の概略構成の他の一例を示す図である。 図１２は、実施形態に係る制御回路による電流値の制御の一例を模式的に示した図である。 図１３は、実施形態に係る制御回路による電流値の制御の一例を模式的に示した図である。 図１４は、実施形態に係る発光分光分析装置の校正に関係する処理システム内の各装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
以下、図面を参照して本願の開示する治具の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する治具が限定されるものではない。
プラズマを使用する半導体製造装置では、処理チャンバに発光分光分析装置を接続し、処理チャンバ内のプラズマの発光を発光分光分析装置により測定してプロセスの監視や制御を行う技術が広く知られている。このような技術に用いられる発光分光分析装置は、装置単独で任意の基準に対し校正がされている。
しかし、発光分光分析装置は、処理チャンバに接続した際に、取り付け部品等の影響により、測定結果に機差が生じてしまう場合がある。また、発光分光分析装置は、経時変化等により測定結果に変化が生じてしまう場合がある。
半導体製造装置では、このような機差や経時変化の校正に、ウエハ上に複数の基準光源を搭載した治具が用いられる。基準光源としては、例えば、所定の波長のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用したＬＥＤ光源が用いられる。校正を行う場合、基準光源とされた複数のＬＥＤ光源を設けた治具を、半導体製造装置上のウエハ搬送機を使用して処理チャンバ内へ搬送する。そして、複数のＬＥＤ光源を順に発光させて処理チャンバに接続された発光分光分析装置にて検出する。そして、あらかじめ用意された基準光源の光量データと、検出された発光分光分析装置の光量データを照合し、取り付け部品等の影響による機差値を算出する。算出された機差値を発光分光分析装置へ入力することでチャンバを開放せずに機差を補正（校正）することが可能となる。
しかし、基準光源としてＬＥＤを使用して、処理チャンバ内で校正する際には、次のような課題が存在する。ＬＥＤを発光させる発光回路には、一般的に、定電圧回路と定電流回路がある。
定電圧回路は、ＬＥＤの発熱により順電圧が変動してＬＥＤに流れる電流が変化し、波長、輝度などの発光特性が変化する。このため、ＬＥＤの発光回路として定電圧回路を用いた場合、誤差の大きい基準光源になってしまう。
一方、定電流回路は、ＬＥＤの発熱により順電圧が変動しても、ＬＥＤに流れる電流が一定とされる。このため、ＬＥＤの発光回路として定電流回路を用いた場合、定電圧回路よりもＬＥＤの発光特性が安定するが、それでもＬＥＤの温度によって発光特性が変化してしまう。
このように、ＬＥＤは、発光回路として、定電圧回路や定電流回路を用いた場合、誤差の大きい基準光源になってしまう。そこで、安定した発光特性でＬＥＤを発光させる技術が期待されている。
［実施形態］
［治具］
まず、実施形態に係る治具ＬＷについて、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る治具ＬＷの一例を示す断面模式図である。治具ＬＷは、ベース１１と、制御基板１２と、複数のＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄと、複数の温度センサ１４ａ～１４ｄと、加速度センサ１７と、バッテリー１９とを有する。なお、以下、実施形態では、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄを総称して「ＬＥＤ光源１３」とも称し、温度センサ１４ａ～１４ｄを総称して「温度センサ１４」とも称する。
ベース１１は、円盤状のウエハを一例とする基板である。ただし、ベース１１は、円盤状に限られず、基板を搬送する搬送装置により搬送できれば、多角形、楕円等、形状には限定されない。これにより、治具ＬＷは、後述する処理システムにおいて、搬送室に設けられた搬送装置により搬送可能な形状であるため、プラズマ処理装置等の所与の装置と搬送室との間を真空を破らないで搬送することができる。基板の材質としては、例えばシリコン、カーボンファイバ、石英ガラス、シリコンカーバイド、シリコンナイトライド、アルミナなどが挙げられる。基板の材質は、導電性と伝熱性とを有する材質が好ましい。
制御基板１２は、ベース１１の上に設けられる回路基板である。制御基板１２は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄと、温度センサ１４ａ～１４ｄと、加速度センサ１７と、コネクタ２１と、制御回路２００とを有する。
ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、それぞれ基準光源として用いる光源である。ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、発光する光の波長が異なっている。ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、発光する光の波長がそれぞれ異なり、それぞれ所定の波長におおよそ定まっている。ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、それぞれ複数配置されている。実施形態に係る治具ＬＷでは、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、ベース１１の上の制御基板１２にそれぞれ４つ配置される。ＬＥＤ光源１３ａ、ＬＥＤ光源１３ｂ、ＬＥＤ光源１３ｃ、及びＬＥＤ光源１３ｄはそれぞれ異なる波長（つまり、異なる色）の光を発する。４つのＬＥＤ光源１３ａは、同一波長の光を発するＬＥＤ光源であり、並べて配置される。４つのＬＥＤ光源１３ｂは、同一波長の光を発するＬＥＤ光源であり、並べて配置される。４つのＬＥＤ光源１３ｃは、同一波長の光を発するＬＥＤ光源であり、並べて配置される。４つのＬＥＤ光源１３ｄは、同一波長の光を発するＬＥＤ光源であり、並べて配置される。なお、実施形態では、４つの波長のＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄを設けた場合を例に説明するが、治具ＬＷに設けるＬＥＤ光源１３の波長の数は４つに限定されるものではない。例えば、治具ＬＷには、異なる１２種類の波長のＬＥＤ光源１３をそれぞれ設けてもよい。
同一波長の光を発するＬＥＤ光源１３をそれぞれ４つずつ並べて配置することにより、各波長の光量を増やしている。これにより、校正対象装置や基準装置の窓に取り付けられた発光分光分析装置１００が窓を介して各波長の光を受光し易くすることができる。ただし、各波長のＬＥＤ光源１３の個数は４つに限定されるものではなく、３つ以下又は５つ以上であってもよい。ＬＥＤ光源１３ａ、ＬＥＤ光源１３ｂ、ＬＥＤ光源１３ｃ、及びＬＥＤ光源１３ｄの間はそれぞれ離間して配置される。また、各ＬＥＤ光源１３ａ、ＬＥＤ光源１３ｂ、ＬＥＤ光源１３ｃ、及びＬＥＤ光源１３ｄの同一波長のＬＥＤ光源の個数は、複数に限られず、光量が足りれば１つであってもよい。この場合、ＬＥＤ光源１３ａ、ＬＥＤ光源１３ｂ、ＬＥＤ光源１３ｃ、及びＬＥＤ光源１３ｄが並べて配置されてもよい。
ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、ベース１１の最外周に沿って配置することが好ましい。これにより、発光分光分析装置１００が、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄから出力された光をより受光し易くなる。ただし、複数のＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの配置は、制御基板１２の上であれば特に制限はない。
ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄは、ＬＥＤ（light emitting diode）又はＯＬＥＤ（Organic light emitting diode）が設けられている。
実施形態に係る治具ＬＷでは、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄにＬＥＤ又はＯＬＥＤを使用することで、治具ＬＷを小型化することができる。複数のＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの波長帯は、２００ｎｍ～８５０ｎｍの範囲であることが好ましい。ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄから出力される光は、可視光線に限られず、紫外線又は赤外線であってもよい。なお、ＬＥＤ光源１３は、例えば白色ＬＥＤとの組み合わせにより様々な波長（色）の光を出力可能にしてもよい。
ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄのそれぞれは、発光分光分析装置１００が取り付けられるチャンバの窓に近くなる位置に、回転し、搬送する。これにより、発光分光分析装置１００が各光を受光し易くなる。なお、ベース１１には、エッジにノッチ２２が形成され、この切欠きにより、後述するアライメント装置が搬送された治具ＬＷの回転を制御できるように構成される。
温度センサ１４ａ～１４ｄは、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対して一対一になるように各ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの近傍に配置されている。温度センサ１４ａは、ＬＥＤ光源１３ａの周辺温度を測定する。温度センサ１４ｂは、ＬＥＤ光源１３ｂの周辺温度を測定する。温度センサ１４ｃは、ＬＥＤ光源１３ｃの周辺温度を測定する。温度センサ１４ｄは、ＬＥＤ光源１３ｄの周辺温度を測定する。
加速度センサ１７は、治具ＬＷの傾きや装置内の搬送動作を検出する。
制御回路２００は、ベース１１の上の制御基板１２に配置されている。制御回路２００は、マイコン等を含む。制御回路２００は、所与のプログラムに基づいてＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄを発光又は消灯させる。制御回路２００は、治具ＬＷの各部を制御する制御部として機能する。制御回路２００は、例えばＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄのそれぞれの発光及び消灯を制御する。例えば、制御回路２００は、他の機器との通信可能とし、他の機器との通信によりＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄのそれぞれの発光及び消灯を制御してもよい。また、例えば、制御回路２００は、所定のスケジュールに従って、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄのそれぞれの発光及び消灯を制御してもよい。また、例えば、制御回路２００は、治具ＬＷが、後述するプラズマ処理装置１０の載置台ＳＴに載置されたことを検知してＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄのそれぞれの発光及び消灯を制御してもよい。例えば、制御回路２００は、温度センサ１４又は加速度センサ１７を用いて治具ＬＷが載置台ＳＴに載置されたことを検知する。加速度センサ１７は、治具ＬＷの傾き及び昇降動作を検出する。温度センサ１４は、載置台ＳＴの温度を検出する。治具ＬＷは、治具ＬＷの傾き、昇降動作及び／又は温度を検知することで載置台ＳＴに載置されているか否かを判定する。制御回路２００は、治具ＬＷが載置されたことを検知する毎に、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄを順に個別に発光し、発光してから所定時間を経過した後に消灯する。
コネクタ２１は、バッテリー１９を充電するためのインタフェースである。コネクタ２１は、バッテリー１９を充電する際に、外部電源と接続される。バッテリー１９は、ベース１１の上に４つ配置されている。バッテリー１９は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄ及び制御回路２００に電力を供給する。バッテリー１９は、複数のＬＥＤ光源１３及び制御部に電力を供給する電力供給部の一例である。バッテリー１９は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの最大電流値に耐え得る数であれば、４つに限られない。
［プラズマ処理装置］
かかる構成の治具ＬＷは、エッチング処理、成膜処理等の基板処理を実行するプラズマ処理装置に搬送可能である。図２は、実施形態に係るプラズマ処理装置１０の一例を示す図である。プラズマ処理装置１０は、処理ガスからプラズマを励起するために用いられるいくつかのプラズマ生成システムの一例を与える。
図２のプラズマ処理装置１０は、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）装置を示している。プラズマ処理装置１０は、チャンバ２を有する。チャンバ２は、内部に、上部電極３と載置台ＳＴが対向するように配置されている。プラズマ処理装置１０は、チャンバ２内の上部電極３と載置台ＳＴとの間にプラズマＰが形成される。載置台ＳＴは、下部電極４及び静電チャック５を有する。プロセス中、載置台ＳＴ上には基板が保持される。チャンバ２には光を透過する窓１０１が設けられている。窓１０１には光ファイバ１０２を介して発光分光分析装置１００が接続されている。発光分光分析装置１００によりプラズマの発光強度を分析する場合、載置台ＳＴ上には基板が保持される。ＲＦソース６とＲＦソース７は、上部電極３及び下部電極４の双方に結合され、異なるＲＦ周波数が用いられ得る。他の例では、ＲＦソース６とＲＦソース７が同じ電極に結合されてもよい。更に、直流電流（ＤＣ）パワーが上部電極に結合されてもよい。チャンバ２にはガスソース８が接続され、処理ガスを供給する。また、チャンバ２には排気装置９が接続され、チャンバ２内部を排気する。
図２のプラズマ処理装置は、プロセッサ及びメモリを含むＥＣ（Equipment Controller）１８０を有し、プラズマ処理装置１０の各要素を制御して基板をプラズマ処理する。
［半導体製造装置］
次に、プラズマ処理装置１０を有する半導体製造装置３０について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施形態に係る半導体製造装置３０の一例を示す図である。半導体製造装置３０は、図２の構成のプラズマ処理装置１０を４つ有し、それぞれをプラズマ処理装置１０ａ～１０ｄとして示す。
半導体製造装置３０は、プラズマ処理装置１０ａ～１０ｄにそれぞれ設けられたチャンバ２ａ～２ｄ（総称して「チャンバ２」ともいう。）、搬送室ＶＴＭ、２つのロードロック室ＬＬＭ、ローダーモジュールＬＭ、アライメント装置ＯＲＴ、３つのロードポートＬＰ及びＭＣ（Machine Controller）１８１を有する。
チャンバ２ａ～２ｄは、搬送室ＶＴＭの対向する辺に２つずつ並んで配置され、基板に所定の処理を施す。チャンバ２ａ～２ｄと搬送室ＶＴＭとの間は、ゲートバルブＶにより開閉可能に接続されている。チャンバ２ａ～２ｄの内部は減圧され、真空雰囲気になっている。
搬送室ＶＴＭの内部には、基板を搬送する搬送装置ＶＡが配置されている。搬送装置ＶＡは、先端ピックの上に基板を保持し、チャンバ２ａ～２ｄとロードロック室ＬＬＭとの間で基板の受け渡しを行う。搬送装置ＶＡは、先端ピックの上に治具ＬＷを保持し、チャンバ２ａ～２ｄとロードロック室ＬＬＭとの間で治具ＬＷの受け渡しを行うことができる。
ロードロック室ＬＬＭは、搬送室ＶＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロック室ＬＬＭは、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えて基板又は治具ＬＷをローダーモジュールＬＭの大気空間と搬送室ＶＴＭの真空空間との間で搬送する。
ローダーモジュールＬＭの内部は、ダウンフローで清浄に保たれ、側壁には３つのロードポートＬＰが備えられている。各ロードポートＬＰには、例えば２５枚の基板が収容されたＦＯＵＰ(Front Opening Unified Pod）又は空のＦＯＵＰが取り付けられる。基板は、ロードポートＬＰからチャンバ２ａ～２ｄへ搬送され、また、基板の処理後にチャンバ２ａ～２ｄからロードポートＬＰへ搬送される。
ローダーモジュールＬＭの内部には、基板を搬送する搬送装置ＬＡが配置されている。搬送装置ＬＡは、先端ピックの上に基板を保持し、ＦＯＵＰとロードロック室ＬＬＭとの間で基板の受け渡しを行う。搬送装置ＬＡは、先端ピックの上に治具ＬＷを保持し、チャンバ２ａ～２ｄとロードロック室ＬＬＭとの間で治具ＬＷの受け渡しを行うことができる。
ローダーモジュールＬＭには、基板の位置をアライメントするアライメント装置ＯＲＴが設けられている。アライメント装置ＯＲＴは、ローダーモジュールＬＭの例えば一端に配置されている。アライメント装置ＯＲＴは、基板の中心位置、偏心量及びノッチ位置を検出する。検出結果に基づく基板の配置の補正は、ローダーモジュールＬＭに配置された搬送装置ＬＡで行う。アライメント装置ＯＲＴは、治具ＬＷの中心位置、偏心量及びノッチ位置を検出する。検出結果に基づく治具ＬＷの配置の補正は、ローダーモジュールＬＭに配置された搬送装置ＬＡで行う。
なお、半導体製造装置３０は、チャンバ２、ロードロック室ＬＬＭ、ローダーモジュールＬＭ及びロードポートＬＰの個数が、実施形態で示す個数に限らず、いくつであってもよい。例えば、半導体製造装置３０は、チャンバ２が８個や、１２個、１６個、２０個、２４個設けられてもよい。また、治具ＬＷの搬送は、基板の搬送同様に行うことができる。治具ＬＷは、搬送室ＶＴＭに設けられた、基板を搬送する搬送装置ＬＡ，ＶＡにより搬送可能な形状である。これにより、治具ＬＷは、所与の装置の一例であるプラズマ処理装置１０と搬送室ＶＴＭとの間を真空を破らないで搬送することができる。
ＭＣ１８１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）を有する。なお、ＭＣ１８１は、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶領域を有してもよい。
ＣＰＵは、プロセスの手順やプロセスの条件が設定されたレシピに従って、チャンバ２ａ～２ｄにおける基板の処理を制御する。ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＨＤＤの記憶部には、レシピが格納されている。記憶部には、基板の処理及び搬送を制御するために実行されるプログラムが記憶されている。また、記憶部には、治具ＬＷの搬送処理を制御するために実行されるプログラムが記憶されている。ＣＰＵは、治具ＬＷの搬送手順や条件が設定されたプログラムに従って、治具ＬＷの搬送を制御する。
チャンバ２ａ～２ｄのそれぞれには、各チャンバに設けられた光を透過する窓１０１に光ファイバ１０２を介して発光分光分析装置１００ａ～１００ｄ（以下、総称して「発光分光分析装置１００」ともいう。）が取り付けられている。載置台ＳＴに治具ＬＷが載置され、治具ＬＷに設けられたＬＥＤ光源１３が発光すると、発光分光分析装置１００は、出力された光を、窓１０１を介して受光する。
半導体製造装置において、治具ＬＷは、ＦＯＵＰ内、アライメント装置ＯＲＴ内に配置してもよい。搬送室ＶＴＭ等の搬送系の空間内にアライメント装置を配置し、そのアライメント装置に配置してもよい。治具ＬＷのＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄから出力される光が発光分光分析装置１００の分析に十分な光量であれば、治具ＬＷを回転させずに各ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄから出力される光に基づく分析を行ってもよい。この場合、アライメント装置ＯＲＴはなくてもよい。
発光分光分析装置１００での分析の一例としては、ＥＰＤ（End Point Detection：終点検出）等、プロセスの監視が挙げられる。基板処理時に発生する反応生成物が付着すること等により窓の曇りが発生すると、発光分光分析装置１００の感度が悪くなる。また、チャンバと発光分光分析装置１００を接続する光ファイバ１０２の這い回しの状態によっても発光分光分析装置１００の感度が変わる。
実施形態に係る治具ＬＷによれば、ＬＥＤ光源１３がチャンバ２の内部にある状態で、発光分光分析装置１００の受光が可能である。また、チャンバ２の蓋を開けてチャンバ２を大気に解放することなく、チャンバ２内を真空に保ったまま、治具ＬＷをチャンバ２内に搬送できる。これにより、発光分光分析装置１００の感度を最適な値に調整し、発光信号強度を安定させることができる。
また、実施形態では、窓１０１は、ハニカム形状の２重窓構造となっている。これにより、窓１０１内へのプラズマ及びラジカルの進入を抑えて、窓１０１に付着する反応生成物の量を極力減らし、発光分光分析装置１００の受光強度の低下を抑制できる。
なお、プラズマ処理装置１０ａ～１０ｄのうち、いずれかのチャンバ２内で基板の処理を行っているときに別のチャンバ２内で治具ＬＷを載置台ＳＴに載置して発光分光分析装置１００による受光を行ってもよい。
ところで、ＬＥＤ光源１３（１３ａ～１３ｄ）に使用されるＬＥＤは、発光回路として、定電圧回路や定電流回路を用いた場合、発光特性が経時的に変化する。ここで、ＬＥＤの発光特性の経時的な変化を説明する。
図４Ａは、実施形態に係る定電圧回路３００の一例を示す図である。図４Ａには、ＬＥＤを発光させる発光回路を定電圧回路３００とした場合の一例が示されている。定電圧回路３００は、定圧電源３０１に対して、ＬＥＤ３０２と抵抗３０３が直列に接続されている。定圧電源３０１は、一定の電圧Ｖpowを印加する。図４Ａには、定電圧回路３００を流れる電流をＩとして示し、ＬＥＤ３０２の順電圧をＶfとして示している。ＬＥＤ３０２は、電圧が印加されることで発光する。また、ＬＥＤ３０２は、電流Ｉに応じて波長、光量などの発光特性が変化する。
図４Ｂは、実施形態に係る定電圧回路３００による発光特性の経時変化の一例を示す図である。図４Ｂには、図４Ａに示した定電圧回路３００によりＬＥＤ３０２を発光させた場合の経時変化が示されている。線Ｌ１１は、定圧電源３０１が印加する電圧Ｖpowの変化を示している。線Ｌ１２は、定電圧回路３００を流れる電流Ｉの変化を示している。線Ｌ１３は、ＬＥＤ３０２の光量の変化を示している。線Ｌ１４は、ＬＥＤ３０２の順電圧Ｖfの変化を示している。
定電圧回路３００は、定圧電源３０１から一定の電圧Ｖpowを印加するため、電圧Ｖpowに経時変化が発生していない。しかし、定電圧回路３００では、ＬＥＤ３０２の発熱により順電圧Ｖfが発光開始から経過時間と共に変動して、ＬＥＤ３０２に流れる電流Ｉが変化し、波長、光量などの発光特性が変化する。
図５Ａは、実施形態に係る定電流回路３１０の一例を示す図である。図５Ａには、ＬＥＤを発光させる発光回路を定電流回路３１０とした場合の一例が示されている。定電流回路３１０は、定電流源３１１に対して、ＬＥＤ３０２と抵抗３０３が直列に接続されている。定電流源３１１は、一定の電流が流れるように電圧Ｖpowを印加する。図５Ａには、定電流回路３１０を流れる電流をＩとして示し、ＬＥＤ３０２の順電圧をＶfとして示している。ＬＥＤ３０２は、電圧が印加されることで発光する。また、ＬＥＤ３０２は、流れる電流Ｉに応じて波長、光量などの発光特性が変化する。
図５Ｂは、実施形態に係る定電流回路３１０による発光特性の変化の一例を示す図である。図５Ｂには、図５Ａに示した定電流回路３１０によりＬＥＤ３０２を発光させた場合の経時変化が示されている。線Ｌ２１は、定電流回路３１０が印加する電圧Ｖpowの変化を示している。線Ｌ２２は、定電流回路３１０を流れる電流Ｉの変化を示している。線Ｌ２３は、ＬＥＤ３０２の光量の変化を示している。線Ｌ２４は、ＬＥＤ３０２の順電圧Ｖfの変化を示している。
定電流回路３１０は、定電流源３１１は、一定の電流Ｉが流れるように電圧Ｖpowを印加しており、ＬＥＤ３０２の発熱により、線Ｌ２１に示すように、電圧Ｖpowが発光開始から経過時間と共に低下する。定電流回路３１０は、ＬＥＤ３０２の発熱により順電圧Ｖfが変動しても、ＬＥＤ３０２に流れる電流が一定である。このため、定電流回路３１０では、図４Ａに示した定電流回路３１０の場合よりもＬＥＤ３０２の発光特性が安定するが、それでも発熱による温度変化によってＬＥＤ３０２の発光特性が変化してしまう。
このように、ＬＥＤは、発光回路として、定電圧回路や定電流回路を用いた場合、誤差の大きい基準光源になってしまう。
ここで、ＬＥＤの発光開始から発光特性の変化をより詳細に説明する。図６Ａ～６Ｃは、発光開始からの経過時間によるＬＥＤの変化の一例を説明する図である。図６Ａ～６Ｃは、発光開始から６０秒間のＬＥＤに流した電流、ＬＥＤの温度、ＬＥＤの発光光量の変化を示している。図６Ａは、ＬＥＤに流した電流値を示しており、発光開始から一定の電流Ｉを流してＬＥＤを発光させている。図６Ｂは、ＬＥＤの発熱による温度変化を示している。ＬＥＤは、発熱により、発光開始から温度が上昇している。また、ＬＥＤの温度は、発光開始に近いほど上昇率が大きくなっている。図６Ｃは、ＬＥＤの発光光量の変化を示している。ＬＥＤは、温度の上昇に伴い、発光光量が低下している。
ＬＥＤは、温度変化が収まると光量が安定する。そこで、例えば、定電流回路を用いて、ＬＥＤの温度が安定するまで待つことが考えられる。しかし、ＬＥＤの温度が安定するまで待ってから校正を開始する場合、校正時間が長くなる。半導体製造装置３０は、校正時間が長くなると、半導体を製造できない時間が長くなるため、生産性が低下する。
そこで、本実施形態に係る治具ＬＷでは、制御回路２００がＬＥＤ光源１３の発光特性の変化が抑制されるようにＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御する。
図７は、実施形態に係る制御回路２００の概略構成の一例を示す図である。制御回路２００は、マイコン２１０と、電圧加算回路２２０と、電圧電流変換回路２３０とを有する。マイコン２１０は、電圧加算回路２２０に接続されている。電圧加算回路２２０は、電圧電流変換回路２３０に接続されている。電圧電流変換回路２３０は、それぞれのＬＥＤ光源１３に接続されている。
図７では、簡略化するため、電圧加算回路２２０及び電圧電流変換回路２３０を１つ示しているが、電圧加算回路２２０及び電圧電流変換回路２３０は、基準光源の種類に対応して設けてられている。例えば、電圧加算回路２２０及び電圧電流変換回路２３０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応して４つ設けられている。なお、電圧加算回路２２０及び電圧電流変換回路２３０は、個々のＬＥＤ光源１３に対応して設けてもよい。
マイコン２１０は、ＣＰＵなどの制御部２１１と、ＲＡＭやＲＯＭなどの記憶部２１２、入出力回路などを有し、単体でコンピュータとして機能を有する。マイコン２１０は、発光させるＬＥＤ光源１３に対応した電圧加算回路２２０に第１電圧指示信号と第２電圧指示信号を出力する。第１電圧指示信号と第２電圧指示信号は、それぞれ１２ビットのデータとされている。第１電圧指示信号は、ＬＥＤ光源１３を発光させる基準となる基準電圧を示す信号である。治具ＬＷは、事前に、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄがそれぞれ基準となる光量及び波長で発光するように校正される。マイコン２１０には、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとに、それぞれ基準となる光量及び波長で発光する電流値が得られる基準電圧が設定される。マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄをそれぞれ発光させる際に、発光させるＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応する基準電圧を示す第１電圧指示信号を出力する。また、マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの発光特性の変化が抑制するように、発光開始からの経過時間に応じて第２電圧指示信号を出力する。例えば、マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの発光開始からＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの流れる電流値が、経時的に増加するように、基準電圧からの電圧の上昇を指示する第２電圧指示信号を出力する。
電圧加算回路２２０は、第１電圧指示信号の電圧と第２電圧指示信号の電圧を加算した電圧を電圧電流変換回路２３０に出力する。これにより、基準電圧から徐々に上昇させた電圧が電圧電流変換回路２３０に出力される。
電圧電流変換回路２３０は、電圧加算回路２２０から入力する電圧に対応した電流をＬＥＤ光源１３に供給する。例えば、電圧電流変換回路２３０は、入力する電圧とＬＥＤ光源１３に流す電流値との関係が比例関係で定められている。電圧電流変換回路２３０は、入力する電圧に対応した電流値の電流をＬＥＤ光源１３に流す。電圧電流変換回路２３０に入力する電圧は、発光開始からの経過時間に応じて、基準電圧から徐々に上昇する。このため、ＬＥＤ光源１３に流れる電流値は、発光開始からの経過時間に応じて、基準となる光量及び波長で発光する電流値から徐々に増加する。
マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３の発光開始からＬＥＤ光源１３に流す電流値の補正量を示した補正モデルに基づいて、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じてＬＥＤ光源１３の流れる電流値を制御する。例えば、マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３をそれぞれ発光させる際に、設定された基準電圧を示す第１電圧指示信号を出力する。そして、マイコン２１０は、補正モデルに基づいて、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じて、電流値の補正量を、第２電圧指示信号として出力する。
ここで、補正モデルについて説明する。ＬＥＤ光源１３は、点灯すると発熱により温度が上昇する。図８は、実施形態に係るＬＥＤ光源１３の温度変化の一例を示す図である。図８には、ＬＥＤ光源１３に一定の電流を流した場合のＬＥＤ光源１３の経時的な温度変化を示している。このＬＥＤ光源１３の温度変化は、次のように関係式としてモデル化できる。図９は、実施形態に係るＬＥＤ光源１３の温度変化のモデルの一例を示す図である。図８に示すように、ＬＥＤ光源１３の温度変化は、発光開始に近いほど温度の増加率が高く、発光開始から徐々に温度の増加率が低下する。このようなＬＥＤ光源１３の温度変化は、例えば、以下に示すように直線成分の項と曲線成分の項の和による関係式（１）により近似できる。
Figure 2023155942000002
ここで、
ｔは、発光開始からの経過時間である。
αは、直線成分の傾きを示すパラメータである。
Ｋは、曲線成分の上限を示すパラメータである。
βは、曲線成分の追従性を示すパラメータである。
図９には、関係式（１）が示す線Ｌ３０と、直線成分の項が示す線Ｌ３１と、曲線成分の式が示す線Ｌ３２と示されている。直線成分の項は、パラメータαが大きくなると傾きが大きくなり、関係式（１）の温度の増加率が全体的に大きくなる。曲線成分の項は、パラメータＫが大きくなると上限が大きくなる。また、曲線成分の項は、パラメータβが大きくなると温度の増加がゆっくりとなる。
本実施形態に係る治具ＬＷでは、事前に、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄをそれぞれ基準となる光量及び波長で発光する電流値が得られる基準電圧で発光させた際に温度変化をそれぞれ計測する。そして、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとに、測定結果から温度変化を近似する関係式（１）のパラメータα、β、Ｋの値を求める。マイコン２１０には、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとに、パラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）が補正モデルとして設定される。例えば、記憶部２１２には、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとに、パラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）の情報が記憶される。
マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄをそれぞれ発光させる際に、設定された基準電圧を示す第１電圧指示信号を出力する。そして、マイコン２１０は、補正モデルに基づいて、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの発光開始からの経過時間に応じて、電流値の補正量を、第２電圧指示信号として出力する。例えば、制御部２１１は、発光させたＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応した、パラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）を記憶部２１２から読み出す。そして、制御部２１１は、読み出した関係式（１）を用いて、発光開始からの経過時間ｔから電流値の補正量を求める。マイコン２１０は、求めた電流値の補正量を、第２電圧指示信号として出力する。
なお、マイコン２１０は、関係式（１）と、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとのパラメータα、β、Ｋの値が補正モデルとして設定されてもよい。そして、マイコン２１０は、発光させたＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応したパラメータα、β、Ｋの値を関係式（１）に設定し、パラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）を用いて、発光開始からの経過時間ｔから電流値の補正量を求めてもよい。例えば、記憶部２１２には、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとのパラメータα、β、Ｋの値の情報が記憶される。制御部２１１は、発光させたＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応した、パラメータα、β、Ｋの値を読みして関係式（１）に設定し、関係式（１）を用いて、発光開始からの経過時間ｔから電流値の補正量を求めてもよい。
補正結果の一例を説明する。図１０は、実施形態に係る補正結果の一例を示す図である。図１０には、ＬＥＤ光源１３を発光させる際に流した電流値と、ＬＥＤ光源１３の発光光量の変化が示されている。ここで、ＬＥＤ光源１３は、線Ｌ４１に示すように一定の電流値で発光させた場合、発熱により線Ｌ４２に示すように光量が低下する。
一方、本実施形態にでは、マイコン２１０は、線Ｌ４３に示すように、発光開始から電流値を徐々に増加させる補正を行う。これにより、ＬＥＤ光源１３は、線Ｌ４４に示すように、光量の低下が抑えられ、光量の変動が小さくなっている。このように、本実施形態では、ＬＥＤ光源１３の発光特性を安定させることができる。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、発光分光分析装置１００を精度よく校正できる。
なお、上記の実施形態ではマイコン２１０が、補正モデルとして関係式（１）を記憶し、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じた電流値の補正量を関係式（１）から求める場合を例に説明した。しかし、これに限定されるものではない。マイコン２１０は、補正モデルとして、関係式（１）から求めた、発光開始からの経過時間に応じた電流値の補正量を補正情報として記憶し、補正情報を用いて、発光開始からの経過時間ｔから電流値の補正量を求めてもよい。例えば、マイコン２１０は、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄごとに、発光開始からの経過時間ごとに電流値の補正量を格納した補正情報として記憶部２１２に記憶する。制御部２１１は、記憶部２１２の発光させたＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄに対応した補正情報から、発光開始からの経過時間ｔに対応した補正量を読み出すことで、経過時間ｔに応じた電流値の補正量を求めてもよい。
また、上述したように、ＬＥＤ光源１３は、発光すると発熱により温度が上昇し、流れる電流や電圧が変化する。そこで、制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３に流れる電流や電圧、温度センサ１４により検出される温度に基づいて、ＬＥＤ光源１３の発光特性の変化が抑制されるようにＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御してもよい。
図１１は、実施形態に係る制御回路２００の概略構成の他の一例を示す図である。制御部２１１には、ＬＥＤ光源１３に流れる電流や電圧、温度センサ１４により検出される温度のデータが入力する。制御部２１１には、ＬＥＤ光源１３の発光開始から、発光させたＬＥＤ光源１３に流れる電流や電圧、発光させたＬＥＤ光源１３に対応する温度センサ１４により検出される温度に応じて、発光させたＬＥＤ光源１３に流す電流値を補正してもよい。
図１２は、実施形態に係る制御回路２００による電流値の制御の一例を模式的に示した図である。制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３を発光させる際、発光させるＬＥＤ光源１３が基準となる光量及び波長で発光する電流値Ｉbaseの電流をＬＥＤ光源１３へ出力する。制御回路２００には、温度センサ１４からＬＥＤ光源１３の温度Ｔledが入力する。制御回路２００は、前回補正時の温度Ｔledの移動平均値を前回値Ｚ-1として記憶している。制御回路２００は、入力する温度Ｔledの移動平均を算出する。制御回路２００は、算出した移動平均値から前回値Ｚ-1を減算して発熱量ΔＴを算出する。制御回路２００は、算出した発熱量ΔＴに温度電圧変換係数Ｋを乗算して電流補正量ΔＩを算出する。温度電圧変換係数Ｋには、実験やシミュレーションにより事前に適切な値に設定される。制御回路２００は、電流値Ｉbaseと電流補正量ΔＩを加算した値の電流をＬＥＤ光源１３へ出力する。
図１３は、実施形態に係る制御回路２００による電流値の制御の一例を模式的に示した図である。制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３を発光させる際、発光させるＬＥＤ光源１３が基準となる光量及び波長で発光する電流値Ｉbaseの電流をＬＥＤ光源１３へ出力する。制御回路２００には、温度センサ１４からの順電圧Ｖfが入力する。制御回路２００は、ＡＤ変換時のノイズを削減するため、順電圧Ｖfをローパスフィルタに入力する。制御回路２００は、ローパスフィルタから出力された順電圧Ｖfに係数Ｋvtを乗算して温度Ｔledに変換する。係数Ｋvtは、実験やシミュレーションにより事前に適切な値に設定される。制御回路２００は、温度Ｔledの移動平均を算出する。制御回路２００は、算出した移動平均値から前回値Ｚ-1を減算して発熱量ΔＴを算出する。制御回路２００は、算出した発熱量ΔＴに温度電圧変換係数Ｋを乗算して電流補正量ΔＩを算出する。温度電圧変換係数Ｋには、実験やシミュレーションにより事前に適切な値に設定される。制御回路２００は、電流値Ｉbaseと電流補正量ΔＩを加算した値の電流をＬＥＤ光源１３へ出力する。
これにより、制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３の発光開始から温度の上昇に応じて、ＬＥＤ光源１３の流れる電流値が経時的に増加するように、ＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御できる。
［処理システム］
次に、本実施形態に係る治具ＬＷを用いて発光分光分析装置１００を校正する流れの一例を説明する。以下では、プラズマ処理装置１０ａのチャンバ２ａに接続された発光分光分析装置１００ａを校正する流れを図１４を参照しながら説明する。図１４は、実施形態に係る発光分光分析装置１００ａの校正に関係する処理システム１内の各装置のハードウェア構成の一例を示す図である。処理システム１ａは、半導体製造装置３０ａと治具ＬＷとを有する。半導体製造装置３０ａは、チャンバ２ａと、ＥＣ１８０ａと、発光分光分析装置１００ａと、ＰＣ４００と、搬送装置ＶＡ１、ＬＡ１と、アライメント装置ＯＲＴ１とを有する。
発光分光分析装置１００ａは、測定部１０３ａとＣＰＵ１０４ａとメモリ１０５ａとを有する。測定部１０３ａは、治具ＬＷに搭載された複数のＬＥＤ光源１３から出力される光を用いて発光強度のデータを測定する。メモリ１０５ａは、治具ＬＷの複数のＬＥＤ光源１３から出力される光を用いて発光強度のデータを分析するための所与のプログラムを記憶する。ＣＰＵ１０４ａは、メモリ１０５ａに記憶されたプログラムを実行することで、基準となるプラズマ処理装置１０のチャンバ２ａ内へ搬送された治具ＬＷの複数のＬＥＤ光源１３から出力される光を測定し、発光強度のデータを分析する。
発光分光分析装置１００ａを校正する場合、ＰＣ４００は、治具ＬＷを、基準となるプラズマ処理装置１０のチャンバ２ａと搬送室ＶＴＭとの間でチャンバ２ａ（処理室）の減圧環境を維持したまま搬送するように制御する。ＰＣ４００は、治具ＬＷを、アライメント装置ＯＲＴ１に搬送し、ノッチ２２を基準に指定された方向に回転させる。ＰＣ４００は、回転させた治具ＬＷを載置台ＳＴに載置する。治具ＬＷは、チャンバ２ａの窓１０１ａに近づく位置で複数のＬＥＤ光源１３ａを発光する。測定部１０３ａは、複数のＬＥＤ光源１３ａから出力された第１の波長の光を、窓１０１ａを介して受光する。ＣＰＵ１０４ａは、受光した第１の波長の光の発光強度を分析する。
次に、ＰＣ４００は、再び治具ＬＷをアライメント装置ＯＲＴ１に搬送し、ノッチ２２を基準に指定された方向に回転させる。ＰＣ４００は、回転させた治具ＬＷを載置台ＳＴに載置する。治具ＬＷは、チャンバ２ａの窓１０１ａに近づく位置で複数のＬＥＤ光源１３ｂを発光する。測定部１０３ａは、複数のＬＥＤ光源１３ｂから出力された第２の波長の光を、窓１０１ａを介して受光する。ＣＰＵ１０４ａは、受光した第２の波長の光の発光強度を分析する。
次に、ＰＣ４００は、再び治具ＬＷをアライメント装置ＯＲＴ１に搬送し、ノッチ２２を基準に指定された方向に回転させる。ＰＣ４００は、回転させた治具ＬＷを載置台ＳＴに載置する。治具ＬＷは、チャンバ２ａの窓１０１ａに近づく位置で複数のＬＥＤ光源１３ｃを発光する。測定部１０３ａは、複数のＬＥＤ光源１３ｃから出力された第３の波長の光を、窓１０１ａを介して受光する。ＣＰＵ１０４ａは、受光した第３の波長の光の発光強度を分析する。
次に、ＰＣ４００は、再び治具ＬＷをアライメント装置ＯＲＴ１に搬送し、ノッチ２２を基準に指定された方向に回転させる。ＰＣ４００は、回転させた治具ＬＷを載置台ＳＴに載置する。治具ＬＷは、チャンバ２ａの窓１０１ａに近づく位置で複数のＬＥＤ光源１３ｄを発光する。測定部１０３ａは、複数のＬＥＤ光源１３ｄから出力された第４の波長の光を、窓１０１ａを介して受光する。ＣＰＵ１０４ａは、受光した第４の波長の光の発光強度を分析する。
なお、ＬＥＤ光源１３ａからの第１の波長の光、ＬＥＤ光源１３ｄからの第４の波長の光、ＬＥＤ光源１３ｃからの第３の波長の光、ＬＥＤ光源１３ｂからの第２の波長の光について第１の波長＜第４の波長＜第３の波長＜第２の波長の関係がある場合、時計回りに測定することが好ましい。例えば、測定部１０３ａは、第１の波長の光を出力するＬＥＤ光源１３ａ→第４の波長の光を出力するＬＥＤ光源１３ｄ→第３の波長の光を出力するＬＥＤ光源１３ｃ→第２の波長の光を出力するＬＥＤ光源１３ｂの順に各波長の光を測定することが好ましい。隣接するＬＥＤ光源１３の光を順に測定することで、アライメント装置ＯＲＴ１において治具ＬＷを回転するときの回転量を減らすことができる。
ＣＰＵ１０４ａは、第１～第４の波長の光の発光強度のデータに基づき、発光分光分析装置１００ａを校正する。例えば、ＣＰＵ１０４ａは、あらかじめ用意された基準光源の光量データと、第１～第４の波長の光の発光強度のデータを照合し、取り付け部品等の影響による機差値を算出する。ＣＰＵ１０４ａは、算出した機差値に基づいて、発光分光分析装置１００ａを校正する。例えば、ＣＰＵ１０４ａは、第１～第４の波長の光の発光強度のデータを基準光源の光量データに補正するための補正データを算出する。例えば、ＣＰＵ１０４ａは、第１～第４の波長の光の発光強度のデータと基準光源の光量データとの差分を算出し、第１～第４の波長の光の発光強度のデータが基準光源の光量データと同じ波形を示すように、補正データを算出する。ＣＰＵ１０４ａは、補正データをメモリ１０５ａに記憶する。
プラズマ処理装置１０ａは、チャンバ２ａ内で基板に対してプラズマ処理を実施した際、発光分光分析装置１００ａにより第１～第４の波長の光の発光強度をそれぞれ測定する。ＣＰＵ１０４ａは、測定した第１～第４の波長の光の発光強度のデータを用いて補正データ補正する。ＣＰＵ１０４ａは、補正後の発光強度のデータに基づいてプラズマ処理の状態を判別する。なお、プラズマ処理装置１０ａは、測定した第１～第４の波長の光の発光強度のデータを基準として用いてプラズマ処理の状態を判別してもよい。例えば、プラズマ処理装置１０ａは、測定された第１～第４の波長の光の発光強度のデータを合成し、合成した発光強度のデータを基準データとしてメモリ１０５ａに記憶する。プラズマ処理装置１０ａは、基板に対するプラズマ処理の際に測定された発光強度のデータを、メモリ１０５ａに記憶された基準データと比較し、比較結果に基づいてプラズマ処理の状態を判別してもよい。
処理システム１ａは、各プラズマ処理装置１０の発光分光分析装置１００を順に校正する。処理システム１ａは、プラズマ処理装置１０の数が多くなるほど、発光分光分析装置１００の数も多くなり、校正に時間がかかる。
本実施形態に係る治具ＬＷは、ＬＥＤ光源１３ａ～１３ｄの発光特性をそれぞれ早期に安定して発光させることができる。これにより、本実施形態に係る治具ＬＷは、各プラズマ処理装置１０のチャンバ２に配置した際に発光分光分析装置１００の校正を早期に開始可能とすることができる。これにより、本実施形態に係る治具ＬＷは、処理システム１ａの各発光分光分析装置１００の校正にかかる時間が短縮することができる。
なお、補正した発光強度のデータをサーバに蓄積するようにしてもよい。サーバは、補正した発光強度のデータを発光分光分析装置１００から取得し、蓄積する。これにより、蓄積したデータのログデータに基づきプラズマ処理装置１０の状態や機差を解析できる。サーバは、複数の半導体製造装置３０を制御する複数のＭＣ１８１に接続され、複数のＭＣ１８１からデータを収集するホストコンピュータであってもよい。
以上のように、実施形態に係る治具ＬＷは、ベース１１と、ＬＥＤ光源１３と、制御回路２００（制御部）とを有する。ベース１１は、基板を搬送する搬送装置ＶＡ、ＬＡにより搬送可能な形状とされている。ＬＥＤ光源１３は、ベース１１の上に設けられ、供給電力に応じて発光する。制御回路２００は、ベース１１の上に設けられ、ＬＥＤ光源１３の発光特性の変化が抑制されるようにＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。この結果、実施形態に係る治具ＬＷは、発光分光分析装置１００を精度よく校正できる。また、実施形態に係る治具ＬＷは、発光分光分析装置１００の校正を速やかに開始できるため、校正時間が長くなることを抑制できる。
また、制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３の発光開始からＬＥＤ光源１３の流れる電流値が、経時的に増加するように、ＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、経時的な光量の低下を抑制してＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３の発光開始からＬＥＤ光源１３に流す電流値の補正量を導出する補正モデルに基づいて、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じてＬＥＤ光源１３の流れる電流値を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、実施形態に係る治具ＬＷは、記憶部２１２をさらに有する。記憶部２１２は、補正モデルに基づいて生成された、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じたＬＥＤ光源１３に流す電流値の補正情報を記憶する。制御回路２００は、補正情報に基づいて、ＬＥＤ光源１３の発光開始からの経過時間に応じてＬＥＤ光源１３の流れる電流値を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、補正情報から経過時間に応じてＬＥＤ光源１３を発光する電流値を求めることができる。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、補正モデルは、上述した関係式（１）である。制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３の発光特性の変化に対応したパラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）を用いて、発光開始からの経過時間ｔに応じてＬＥＤ光源１３の流れる電流値を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、関係式（１）から、経過時間ｔに応じてＬＥＤ光源１３を発光する電流値を求めることができる。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、実施形態に係る治具ＬＷは、温度センサ１４をさらに有する。温度センサ１４は、ベース１１の上にＬＥＤ光源１３に対応して配置され、温度を検出する。制御回路２００は、温度センサ１４により検出される温度に基づいてＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、温度センサ１４により検出される温度から、ＬＥＤ光源１３に流す電流値の補正量を求めることができる。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、制御回路２００は、ＬＥＤ光源１３に流れる電流又は電圧に基づいて、ＬＥＤ光源１３に対する供給電力を制御する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、ＬＥＤ光源１３に流れる電流又は電圧から、ＬＥＤ光源１３に流す電流値の補正量を求めることができる。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、安定した発光特性でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、実施形態に係る治具ＬＷは、バッテリー１９をさらに有する。バッテリー１９は、ベース１１の上に設けられ、ＬＥＤ光源１３及び制御回路２００に電力を供給する。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、外部から電力を供給しなくても、バッテリー１９から電力でＬＥＤ光源１３を発光させることができる。
また、ベース１１は、ウエハである。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、ウエハを搬送する搬送装置（搬送装置ＬＡ，ＶＡ）により、ウエハと同様に搬送できる。
また、実施形態に係る治具ＬＷは、所与のチャンバ２ａ（処理室）と搬送室ＶＴＭとの間を減圧環境を維持したまま搬送される。これにより、実施形態に係る治具ＬＷは、減圧環境を維持したまま、所与のチャンバ２ａに接続された発光分光分析装置１００を校正できる。
以上、実施形態について説明してきたが、今回開示された実施形態は、全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。実に、上述した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上述した実施形態は、請求の範囲及びその趣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。
例えば、上記の実施形態では、基板として半導体ウエハにプラズマ処理を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板は、何れであってもよい。
また、上記の実施形態で説明した各部の動作は、これに限られない。例えばＭＣ１８１の動作は、ＥＣ１８０が行ってもよいし、ＭＣ１８１とＥＣ１８０とが連携して行ってもよい。ＰＣ４００の動作は、ＭＣ１８１が行ってもよいし、ＥＣ１８０が行ってもよいし、ＭＣ１８１とＥＣ１８０とが連携して行ってもよい。
今回開示された実施形態に係る治具は、すべての点において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、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna(RLSA)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。
１、１ａ 処理システム
２、２ａ～２ｄ チャンバ
１０、１０ａ～１０ｄ プラズマ処理装置
１１ ベース
１２ 制御基板
１３、１３ａ～１３ｄ ＬＥＤ光源
１４、１４ａ～１４ｄ 温度センサ
１７ 加速度センサ
１９ バッテリー
３０、３０ａ 半導体製造装置
１００、１００ａ、１００ｂ 発光分光分析装置
１０１、１０１ａ 窓
１０３ａ 測定部
１０４ａ ＣＰＵ
１０５ａ メモリ
１８０ ＥＣ
１８１ ＭＣ
２００ 制御回路
２１０ マイコン
２１１ 制御部
２１２ 記憶部
２２０ 電圧加算回路
２３０ 電圧電流変換回路
４００ ＰＣ
ＬＷ 治具
ＯＲＴ、ＯＲＴ１ アライメント装置
ＳＴ 載置台
ＶＡ，ＬＡ、ＶＡ１、ＬＡ１ 搬送装置
ＶＴＭ 搬送室

Claims (10)

  1. 基板を搬送する搬送装置により搬送可能な形状とされたベースと、
    前記ベースの上に設けられ、供給電力に応じて発光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源と、
    前記ベースの上に設けられ、前記ＬＥＤ光源の発光特性の変化が抑制されるように前記ＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する制御部と、
    を有する治具。
  2. 前記制御部は、前記ＬＥＤ光源の発光開始から前記ＬＥＤ光源の流れる電流値が、経時的に増加するように、前記ＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する
    請求項１に記載の治具。
  3. 前記制御部は、前記ＬＥＤ光源の発光開始から前記ＬＥＤ光源に流す電流値の補正量を導出する補正モデルに基づいて、前記ＬＥＤ光源の発光開始からの経過時間に応じて前記ＬＥＤ光源の流れる電流値を制御する
    請求項１に記載の治具。
  4. 前記補正モデルに基づいて生成された、前記ＬＥＤ光源の発光開始からの経過時間に応じた前記ＬＥＤ光源に流す電流値の補正情報を記憶する記憶部をさらに有し、
    前記制御部は、前記補正情報に基づいて、前記ＬＥＤ光源の発光開始からの経過時間に応じて前記ＬＥＤ光源の流れる電流値を制御する
    請求項３に記載の治具。
  5. 前記補正モデルは、以下に示す関係式（１）であり、
    前記制御部は、前記ＬＥＤ光源の発光特性の変化に対応したパラメータα、β、Ｋの値を設定した関係式（１）を用いて、発光開始からの経過時間ｔに応じて前記ＬＥＤ光源の流れる電流値を制御する
    請求項３に記載の治具。
    Figure 2023155942000003
  6. 前記ベースの上に前記ＬＥＤ光源に対応して配置され、温度を検出する温度センサをさらに有し、
    前記制御部は、前記温度センサにより検出される温度に基づいて前記ＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する
    請求項１に記載の治具。
  7. 前記制御部は、前記ＬＥＤ光源に流れる電流又は電圧に基づいて、前記ＬＥＤ光源に対する供給電力を制御する
    請求項１に記載の治具。
  8. 前記ベースの上に設けられ、前記ＬＥＤ光源及び前記制御部に電力を供給する電力供給部をさらに有する
    請求項１に記載の治具。
  9. 前記ベースは、ウエハである
    請求項１に記載の治具。
  10. 前記治具は、所与の処理室と搬送室との間を減圧環境を維持したまま搬送される、
    請求項１に記載の治具。
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