JP6976686B2 - エッジリング特性評価を実行するためのシステムおよび方法 - Google Patents

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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Description

［関連出願への相互参照］
本願は、２０１６年３月２９日出願の米国仮出願第６２／３１４，６５９号の利益を主張する。上記の出願の開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれる。
本開示は、基板処理システム内でエッジリングを測定するためのシステムおよび方法に関する。
本明細書で提供されている背景技術の記載は、本開示の背景を概略的に提示するためのものである。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
半導体ウエハなどの基板上に膜をエッチングするために、基板処理システムが利用されうる。基板処理システムは、通例、処理チャンバ、ガス分配装置、および、基板支持体を備える。処理中、基板は、基板支持体の上に配置される。異なるガス混合物が処理チャンバに導入され、高周波（ＲＦ）プラズマが化学反応を活性化するために利用されうる。
基板支持体は、基板支持体の外側部分の周りに（例えば、周囲の外側におよび／または周囲に隣接して）配置されたエッジリングを備えうる。エッジリングは、基板上方の空間にプラズマを閉じこめる、プラズマよって引き起こされる腐食から基板支持体を保護する、などのために提供されうる。
基板処理システム内の基板支持体が、基板を支持するよう構成された内側部分と、内側部分を囲むエッジリングと、コントローラと、を備える。コントローラは、エッジリングを上げて、エッジリングを基板と選択的に係合させること、および、内側部分を下げて、エッジリングを基板と選択的に係合させること、の内の少なくとも一方を実行する。コントローラは、エッジリングが基板と係合した時を決定し、エッジリングが基板と係合した時の決定に基づいて、基板処理システムの少なくとも１つの特性を計算する。
基板処理システムの特性を決定する方法が、基板支持体の内側部分の上にテスト基板を配置する工程を備える。テスト基板は、テスト基板の縁部から外向きに伸びる接触フィンガを備える。方法は、さらに：内側部分を囲むエッジリングを上げて、エッジリングの内径を接触フィンガと係合させること、および、内側部分を下げて、エッジリングの内径を接触フィンガと係合させること、の内の少なくとも一方を実行する工程と；エッジリングの内径が接触フィンガと係合した時を決定する工程と；エッジリングの内径が接触フィンガと係合した時の決定に基づいて、基板処理システムの少なくとも１つの特性を計算する工程と、を備える。
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
本開示に従って、処理チャンバの一例を示す機能ブロック図。
本開示に従って、下位置にあるエッジリングの一例を示す図。
本開示に従って、上位置にあるエッジリングの一例を示す図。
本開示に従って、傾斜位置にあるエッジリングの一例を示す図。
本開示に従って、上位置にある基板支持体の一例を示す図。
本開示に従って、下位置にある基板支持体の上に配置されたテストウエハの一例を示す図。
本開示に従って、下位置にある基板支持体の上に配置されたテストウエハの別の例を示す図。
本開示に従って、テストウエハの例を示す平面図。 本開示に従って、テストウエハの例を示す平面図。
本開示に従って、第１形状を有する接触フィンガを示す図。 本開示に従って、第１形状を有する接触フィンガを示す図。
本開示に従って、第２形状を有する接触フィンガを示す図。 本開示に従って、第２形状を有する接触フィンガを示す図。
本開示に従って、第３形状を有する接触フィンガを示す図。 本開示に従って、第３形状を有する接触フィンガを示す図。
本開示に従って、エッジリングの寸法を測定するための方法の一例を示すフローチャート。
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
基板処理チャンバ内の基板支持体は、基板上方の空間にプラズマを閉じこめる、プラズマによって引き起こされる腐食から基板支持体を保護する、などのためにエッジリングを備えてよい。例えば、エッジリングは、基板およびエッジリングの付近および周囲のプラズマシースの特性を制御して、所望のクリティカルディメンション均一性（ＣＤＵ）を達成するために配置されてよい。エッジリングの様々な表面は、チャンバ内でプラズマへの暴露によって時間と共に摩耗を受け、これは、エッジリングの寸法の変化を引き起こす。結果として、チャンバ内で処理された基板のＣＤＵが影響を受けうる。
したがって、好ましくは基板処理チャンバを開けることなしに、エッジリングを交換または調整するか否かを判定するために、摩耗の影響を受けたエッジリングの寸法を定期的に測定することが望ましい。エッジリングの寸法を測定するための方法の例は、レーザ変位センサなどを利用して、レーザおよびフォトダイオードを用いて、基板支持体上に配置された基板の傾きを測定する方法を含む。
本開示の原理に従ったエッジリング測定システムおよび方法は、移動可能／調整可能なエッジリング（および／または、調整可能な基板支持体、チャック、ペデスタルなど）と、エッジリングの寸法を測定するためのテストウエハすなわちダミーウエハと、を実装する。エッジリングは、例えば、エッジリングのそれぞれの部分を独立的に上下させるための１または複数のピンおよび関連するアクチュエータ（自由度３すなわち３ＤＯＦのパラレルロボット）を用いて、移動可能であってよい。テストウエハは、テストウエハの縁部の周りに配置され縁部から外側に伸びる１または複数の接触フィンガを備える。
テストウエハの有効直径（例えば、接触フィンガの外端によって規定される）は、エッジリングの内径よりも大きい。したがって、接触フィンガは、エッジリングの上面に接触する。このように、エッジリングを上下させることは、それに応じて、テストウエハを上下させ、ピンは、テストウエハに対するエッジリングの所望の配置（例えば、高さ、傾きなど）を達成するために独立して制御されうる。調整可能な基板支持体を含む例において、基板支持体は、接触フィンガを同様にエッジリングに接触させるために下げられてよい。テストウエハが１つだけの接触フィンガを備える例において、テストウエハは、接触フィンガがエッジリングの所望の位置と整列されるように（例えば、回転して）配置されてよい。したがって、接触フィンガを係合させるためにエッジリングを持ち上げることは、その位置のエッジリングの特性に基づいて、ウエハを異なって傾けさせる。
基板処理チャンバは、基板支持体上に載置されたウエハの様々な特性を測定するために配置された測定装置（例えば、スペクトル反射率計すなわちＳＲ、レーザスペクトル反射率計すなわちＬＳＲ、など）を備えてよい。例えば、ＳＲは、ＳＲ信号を下向きにウエハへ方向付けるように、基板支持体の真上に配置されてよい。フォトダイオード、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または、その他の検知装置が、ウエハの表面から反射したＳＲ信号を検知するために配置される。反射ＳＲ信号の特性は、ウエハの様々な特性を示す。例えば、反射ＳＲ信号は、ウエハが基板支持体に対して実質的に平坦である（すなわち、基板支持体の上面と平行である）か、傾いているか、などを示しうる。したがって、エッジリングが持ち上げられると、反射ＳＲ信号の角度は、エッジリングが接触フィンガの内の１または複数と係合するとすぐに変化する。
逆に、ウエハがエッジリングを用いて基板支持体から持ち上げられた場合に、エッジリングにおける不均一な摩耗が、反射ＳＲ信号の角度を予測角度（すなわち、基板支持体上に実質的に平坦に置かれたウエハに対応する角度）と異ならせる。同様に、ウエハがエッジリングを用いて（例えば、１つだけのピンをアクチュエートしてエッジリングを傾けることによって）意図的に傾けられた場合に、反射ＳＲ信号は、ウエハの傾きがウエハの予測された傾きに対応するか否かを示す。
このように、本明細書に記載のシステムおよび方法は、エッジリングが接触フィンガと係合する時を決定し、さらに、エッジリングの様々な部分上の摩耗を決定するよう構成される。例えば、接触フィンガのそれぞれの形状（例えば、接触面のプロファイル）は、エッジリングのどの部分が測定されるのかを決定しうる。接触フィンガがエッジリングの内径と接触するよう配置された場合、接触フィンガとエッジリングとの間の接触は、エッジリングの内径上の摩耗を示しうる。逆に、接触フィンガがエッジリングの中間部分または外径と接触するよう配列された場合、接触フィンガとエッジリングとの間の接触は、エッジリングの中間部分または外径上の摩耗を示しうる。本明細書ではＳＲ装置として記載されているが、本開示の原理は、エッジリングがテストウエハと係合して、テストウエハの移動、傾斜などを引き起こした時に検知するよう構成された任意の測定装置を用いて実施されてよい。
ここで、図１を参照すると、本開示に従って基板の層（単に例として、タングステンすなわちＷの層）をエッチングするための基板処理チャンバの一例１００を示す。特定の基板処理チャンバが図示および説明されているが、本明細書に記載の方法は、他のタイプの基板処理システムで実施されてもよい。
基板処理チャンバ１００は、下側チャンバ領域１０２および上側チャンバ領域１０４を備える。下側チャンバ領域１０２は、チャンバ側壁面１０８、チャンバ底面１１０、および、ガス分配装置１１４の下面によって規定される。
上側チャンバ領域１０４は、ガス分配装置１１４の上面およびドーム１１８の内面によって規定される。いくつかの例において、ドーム１１８は、第１環状支持体１２１の上にある。いくつかの例において、第１環状支持体１２１は、後に詳述するように、上側チャンバ領域１０４に処理ガスを供給するための１または複数の離間された穴１２３を備える。いくつかの例において、処理ガスは、ガス分配装置１１４を含む平面に対して鋭角に上方向に１または複数の離間した穴１２３によって供給されるが、その他の角度／方向が用いられてもよい。いくつかの例において、第１環状支持体１２１内のガス流路１３４が、１または複数の離間した穴１２３にガスを供給する。
第１環状支持体１２１は、ガス流路１２９から下側チャンバ領域１０２へ処理ガスを供給するための１または複数の離間した穴１２７を規定する第２環状支持体１２５上にあってよい。いくつかの例において、ガス分配装置１１４の穴１３１は、穴１２７と整列する。別の例において、ガス分配装置１１４は、より小さい直径を有しており、穴１３１は必要ない。いくつかの例において、処理ガスは、ガス分配装置１１４を含む平面に対して鋭角に基板に向かって下方向に１または複数の離間した穴１２７によって供給されるが、その他の角度／方向が用いられてもよい。
別の例において、上側チャンバ領域１０４は、平坦な上面を備えた円筒形であり、１または複数の平坦な誘導コイルが用いられてよい。さらに別の例において、単一のチャンバが、シャワーヘッドと基板支持体との間に配置されたスペーサと共に用いられてもよい。
基板支持体１２２が、下側チャンバ領域１０２内に配置されている。いくつかの例において、基板支持体１２２は、静電チャック（ＥＳＣ）を備えるが、その他のタイプの基板支持体が用いられてもよい。基板１２６が、エッチング中に基板支持体１２２の上面に配置される。いくつかの例において、基板１２６の温度は、ヒータプレート１３２と、流体流路を備えた任意選択的な冷却プレートと、１または複数のセンサ（図示せず）とによって制御されてよいが、任意のその他の適切な基板支持体温度制御システムが用いられてもよい。
いくつかの例において、ガス分配装置１１４は、シャワーヘッド（例えば、複数の離間した穴１３３を有するプレート１２８）を備える。複数の離間した穴１３３は、プレート１２８の上面からプレート１２８の下面まで伸びる。いくつかの例において、離間した穴１３３は、０．４”（１．０１６ｃｍ）から０．７５”（１．９０５ｃｍ）の範囲の直径を有し、シャワーヘッドは、導電材料製の埋め込み電極を備えた導電材料（アルミニウムなど）または非導電材料（セラミックなど）で製造される。
１または複数の誘導コイル１４０が、ドーム１１８の外側部分の周りに配列されている。励起されると、１または複数の誘導コイル１４０は、ドーム１１８の内部に電磁場を生成する。いくつかの例では、上側コイルおよび下側コイルが用いられる。ガスインジェクタ１４２が、ガス供給システム１５０−１から１または複数のガス混合物を注入する。
いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、１または複数のガス源１５２と、１または複数のバルブ１５４と、１または複数のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５６と、混合マニホルド１５８とを備えるが、その他のタイプのガス供給システムが用いられてもよい。ガススプリッタ（図示せず）が、ガス混合物の流量を変化させるために用いられてよい。別のガス供給システム１５０−２が、（ガスインジェクタ１４２からのエッチングガスに加えてまたはその代わりに）エッチングガスまたはエッチングガス混合物をガス流路１２９および／または１３４に供給するために用いられる。
適切なガス供給システムが、２０１５年１２月４日出願の同一出願人の米国特許出願第１４／９４５，６８０号「Ｇａｓ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ」に図示および記載されており、この出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。適切なシングルまたはデュアルガスインジェクタおよび他のガス注入位置が、２０１６年１月７日出願の同一出願人の米国仮特許出願第６２／２７５，８３７号「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｐｏｉｎｔｓ ａｎｄ Ｄｕａｌ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ」に図示および記載されており、この出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
いくつかの例において、ガスインジェクタ１４２は、下方向にガスを方向付ける中央注入位置と、下方向に対して或る角度でガスを注入する１または複数の側方注入位置とを備える。いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、中央注入位置に第１流量でガス混合物の第１部分を供給し、ガスインジェクタ１４２の側方注入位置へ第２流量でガス混合物の第２部分を供給する。別の例では、異なるガス混合物が、ガスインジェクタ１４２によって供給される。いくつかの例において、ガス供給システム１５０−１は、後述するように、ガス流路１２９および１３４ならびに／もしくは処理チャンバの他の位置へ調節ガスを供給する。
プラズマ発生器１７０が、１または複数の誘導コイル１４０に出力されるＲＦ電力を生成するために用いられる。プラズマ１９０が、上側チャンバ領域１０４で生成される。いくつかの例において、プラズマ発生器１７０は、ＲＦ発生器１７２および整合回路網１７４を備える。整合回路網１７４は、ＲＦ発生器１７２のインピーダンスを１または複数の誘導コイル１４０のインピーダンスに整合させる。いくつかの例において、ガス分配装置１１４は、接地などの基準電位に接続される。バルブ１７８およびポンプ１８０が、下側および上側チャンバ領域１０２、１０４の内部の圧力を制御すると共に、反応物質を排出するために用いられてよい。
コントローラ１７６が、ガス供給システム１５０−１および１５０−２、バルブ１７８、ポンプ１８０、ならびに／もしくは、プラズマ発生器１７０と通信して、処理ガス、パージガスの流量、ＲＦプラズマ、および、チャンバ圧を制御する。いくつかの例において、プラズマは、１または複数の誘導コイル１４０によってドーム１１８内で維持される。１または複数のガス混合物が、ガスインジェクタ１４２（および／または穴１２３）を用いてチャンバの上部から導入され、プラズマは、ガス分配装置１１４を用いてドーム１１８内に閉じこめられる。
ドーム１１８におけるプラズマの閉じこめは、プラズマ種の体積再結合を可能にし、ガス分配装置１１４を通して所望のエッチング種を放出する。いくつかの例において、基板１２６にはＲＦバイアスが印加されない。結果として、基板１２６上に活性シースはなく、イオンが任意の有限エネルギで基板に衝突することがない。或る程度の量のイオンが、ガス分配装置１１４を通してプラズマ領域から拡散する。しかしながら、拡散するプラズマの量は、ドーム１１８内に位置するプラズマよりも桁が小さい。プラズマ内のイオンのほとんどは、高圧で体積再結合によって失われる。ガス分配装置１１４の上面での表面再結合の損失も、ガス分配装置１１４の下のイオン密度を低下させる。
いくつかの例において、ＲＦバイアス発生器１８４が設けられており、ＲＦ発生器１８６および整合回路網１８８を備える。ＲＦバイアスは、ガス分配装置１１４と基板支持体との間でプラズマを生成するため、または、イオンを引きつけるために基板１２６上で自己バイアスを生成するために利用されうる。コントローラ１７６は、ＲＦバイアスを制御するために用いられてよい。
基板支持体１２２は、エッジリング１９２を備える。本開示の原理に従ったエッジリング１９２が、基板１２６に対して移動可能（例えば、垂直方向に上下に移動可能）である、および／または、基板支持体１２２は、上下に移動可能である。例えば、エッジリング１９２および／または基板支持体１２２は、後に詳述するように、コントローラ１７６に応答して、１または複数のアクチュエータを介して制御されてよい。
基板１２６は、エッジリング１９２と係合するように配置された１または複数の接触フィンガ１９４を備える。例えば、エッジリング１９２および／または基板支持体１２２を上下させて、後に詳述するように、選択的にエッジリング１９２を接触フィンガ１９４と係合させる。ＳＲ装置１９６が、基板１２６の表面にＳＲ信号を方向付けるように配置される。ＳＲ信号は反射され、センサ（例えば、フォトダイオード）１９８によって受信される。エッジリング１９２の寸法（例えば、摩耗の影響を受けた寸法）は、（例えば、反射ＳＲ信号によって示されるように）エッジリング１９２が接触フィンガ１９４と接触した時に、エッジリング１９２（および／または基板支持体１２２）の高さを用いて計算されうる。
ここで、図２Ａ、図２Ｂ、および、図２Ｃを参照すると、本開示の原理に従って配列されたそれぞれのテスト基板またはウエハ２０４を有する基板支持体の例２００が示されている。基板支持体２００は、（例えば、ＥＳＣに対応する）内側部分２０８および外側部分２１２を有するベースまたはペデスタルをそれぞれ備えてよい。例において、内側部分２０８は、外側部分２１２から独立しており、それに対して移動可能であってよい（すなわち、内側部分２０８が、挙上および／または降下されるよう構成された例において）。コントローラ２１６が、１または複数のアクチュエータ２２０と通信して、エッジリング２２４を選択的に上下させる。単に例として、エッジリング２２４は、図２Ａでは完全に下げられた位置に示されており、図２Ｂおよび図２Ｃでは上げられた位置例に示されている。この例に示されるように、アクチュエータ２２０は、垂直方向に選択的にピン２２８を伸び縮みさせるよう構成されたピンアクチュエータに対応する。その他の適切なタイプのアクチュエータが、別の例で用いられてもよい。例えば、アクチュエータ２２０は、それぞれのピン２２８のネジ山に係合して段階的にピン２２８を上下させるよう構成されたモータに対応してよい。単に例として、エッジリング２２４は、セラミックまたは石英のエッジリングに対応する。
テストウエハ２０４は、１または複数の接触フィンガ２３２を備える。２つの接触フィンガ２３２が示されているが、例においては、テストウエハ２０４は、１、２、３、または、それより多い接触フィンガ２３２を備えてよい。図２Ｂでは、コントローラ２１６が、アクチュエータ２２０と通信してエッジリング２２４全体を持ち上げる様子が示されている。例えば、コントローラ２１６、アクチュエータ２２０、および、ピン２２８は、エッジリング２２４全体のみが上下されるように構成されてよく、または、コントローラ２１６は、ピン２２８を個々に制御するよう構成されてもよい。したがって、テストウエハ２０４は、基板支持体２００に関して実質的に平坦（すなわち、平行）である。逆に、図２Ｃでは、コントローラ２１６が、アクチュエータ２２０の１つのみと通信して、ピン２２８のそれぞれの１つと、エッジリング２２４の一部のみとを持ち上げる様子が示されている。したがって、テストウエハ２０４は、基板支持体２００に関して傾けられている。
基板支持体２００がアクチュエータ２２０の１つおよびそれぞれのピン２２８のみを含む例において、テストウエハ２０４は、接触フィンガ２３２をエッジリング２２４の異なる位置に整列させるために、回転されて異なる位置に配置されうる。このように、エッジリング２２４が接触フィンガ２３２と係合した時のエッジリング２２４の高さは、接触フィンガ２３２と整列されたエッジリング２２４の部分の寸法（例えば、摩耗）を示す。
図３Ａ、図３Ｂ、および、図３Ｃに示す別の例において、エッジリング２２４（および／またはエッジリング２２４が取り付けられた外側部分２１２）の絶対的な高さは、チャンバの底面に対して固定されてよい。その代わり、内側部分２０８（例えば、ＥＳＣ）は、エッジリング２２４に対して移動可能である。したがって、コントローラ２１６は、アクチュエータ２２０と通信して、基板支持体２００に対するエッジリング２２４の高さを調整するために内側部分２０８をエッジリング２２４に対して上下させてよい。内側部分２０８は、図３Ａでは上位置に、図３Ｂおよび図３Ｃでは下位置例に示されている。したがって、テストウエハ２０４が（図３Ｂに示すように）複数の接触フィンガ２３２を含む例では、テストウエハ２０４全体が、エッジリング２２４によって支持され、基板２００に対して実質的に平坦（すなわち、平行）である。逆に、テストウエハ２０４が（例えば、図３Ｃに示すように）接触フィンガ２３２の１つだけを含む例では、接触フィンガ２３２に対応するテストウエハ２０４の部分が、エッジリング２２４によって支持され、テストウエハ２０４は、基板支持体２００に対して傾けられている。テストウエハ２０４は、接触フィンガ２３２をエッジリング２２４の異なる部分と整列させるために、回転され異なる位置に配置されることが可能である。
上記の例において、エッジリング２２４および内側部分２０８のそれぞれの上位置での高さおよび下位置での高さ（ならびに、基板支持体２００に対するテストウエハ２０４の対応する向きまたは傾き）は、例示の目的でのみ示されている。動作中、エッジリング２２４は、エッジリング２２４が接触フィンガ２３２の１または複数と係合するまで持ち上げられてよく、それにより、反射ＳＲ信号の特性が変化する。同様に、内側部分２０８は、接触フィンガ２３２の１または複数がエッジリング２２４と係合するまで下げられてもよく、それにより、反射ＳＲ信号の特性が変化する。
このように、コントローラ２１６は、反射ＳＲ信号の特性を監視して、エッジリング２２４が接触フィンガ２３２と係合した時（またはその逆）を検出し、エッジリング２２４が接触フィンガ２３２と係合したエッジリング２２４（および／または内側部分２０８）の第１高さを決定し、第１高さと、新しい（すなわち、摩耗していない、最適な、など）エッジリングに対応する高さとの間の差を決定し、その差に基づいてエッジリング２２４の寸法を計算するよう構成される。したがって、エッジリング２２４が時間と共に摩耗する時に、エッジリング２２４の上面の変化を計算することができ、摩耗を補償するように、エッジリング２２４（および／または内側部分２０８）を配置できる。例えば、コントローラ２１６は、エッジリング２２４の内径の厚さが０．Ｘミリメートルだけ（例えば、エッジリング２２４の外周周りの平均で）減少したと算出した場合、基板の処理中に、エッジリング２２４を０．Ｘミリメートルだけ持ち上げることができる。さらに、コントローラ２１６は、エッジリング２２４がメンテナンス、交換などを必要とする時を決定（そして、ＬＥＤ、グラフィカルインターフェースなどを介してユーザに提示）してよい。コントローラ２１６は、ユーザによって指示された時など、上記の方法によって定期的にエッジリング２２４の寸法の測定を実行できる。
図４Ａおよび図４Ｂは、テストウエハの例２６０および２６４を示す平面図である。図４Ａにおいて、テストウエハ２６０は、複数（例えば、３つ）の接触フィンガ２６８を備える。図４Ｂにおいて、テストウエハ２６４は、接触フィンガ２６８を１つだけ備える。接触フィンガ２６８の内の１または複数が、ノッチ２７２を備えてよい。ノッチ２７２は、基板支持体に対する所望のアライメントでテストウエハ２６０および２６４を位置決めするために用いられてよい。例えば、テストウエハ２６０および２６４の位置は、ノッチ２７２を（例えば、カメラまたはその他の画像検知装置を用いて）検出し、それに従ってテストウエハ２６０および２６４のアライメントを計算することによって決定されうる。
図５Ａおよび図５Ｂ、図６Ａおよび図６Ｂ、ならびに、図７Ａおよび図７Ｂは、エッジリング３００およびテストウエハ３０４の例を示す。図５Ａ、図６Ａ、および、図７Ａは、エッジリング３００が摩耗を受ける前のエッジリング３００の高さＨを示す。図５Ｂ、図６Ｂ、および、図７Ｂは、高さＨにエッジリング３００のそれぞれの摩耗を補償するためのオフセットｄを加えたものを示す。たとえば、Ｈ＋ｄは、エッジリング３００が接触フィンガ３０８、３１２、および、３１６と係合すると（例えば、コントローラ２１６および反射ＳＲ信号を用いて）判定された時のエッジリング３００のそれぞれの高さに対応する。接触フィンガ３０８、３１２、および、３１６は、エッジリング３００の寸法を測定するために異なる形状（すなわち、接触フィンガプロファイル）を有する。図５Ａおよび図５Ｂにおいて、接触フィンガ３０８は、エッジリング３００の内径と係合するよう構成されている。図５Ｂに示すように、エッジリング３００の内径が時間と共に摩耗すると、エッジリング３００は、異なる高さで接触フィンガ３０８と係合する。したがって、エッジリング３００を持ち上げることで、エッジリング３００の内径に対する摩耗の量（および、対応する寸法の変化）を決定し、エッジリングの上面と処理中のウエハとの間の所望の関係性を達成することができる。逆に、接触フィンガ３１２は、エッジリング３００の外径と係合するよう構成され、接触フィンガ３１６は、エッジリング３００の中間直径と係合するよう構成されている。このように、エッジリング３００の異なる部分の寸法を測定できる。
ここで、図８を参照すると、本開示に従ってエッジリングの寸法を測定するための方法の例４００が、工程４０４で始まる。工程４０８で、テスト基板が、基板支持体の上に配置される。例えば、テスト基板は、図１〜７に関して上述したように、接触フィンガを備え、接触フィンガは、基板支持体のエッジリングの上方に伸びる。工程４１２で、エッジリングは持ち上げられる（または、一部の例では、基板支持体の内側部分が下げられる）。工程４１６で、方法４００（例えば、コントローラ２１６）は、エッジリング（例えば、エッジリングの内径）が接触フィンガと係合するか否かを判定する。例えば、コントローラ２１６は、テスト基板の表面から反射した信号に基づいて、エッジリングが接触フィンガと係合するか否かを判定する。係合する場合、方法４００は、工程４２０に進む。係合しない場合、方法４００は、工程４１２に進む。
工程４２０で、方法４００（例えば、コントローラ２１６）は、エッジリングが接触フィンガと係合した時に基づいて、基板処理システムの少なくとも１つの特性を決定する。例えば、コントローラ２１６は、エッジリングが接触フィンガと係合した時のエッジリング（または、内側部分が下げられる例においては、基板支持体の内側部分）の位置／高さ、エッジリングが持ち上げられた全体量、などに基づいて、エッジリングの摩耗を算出する。方法４００は、工程４２４で終了する。
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして記載されているが、本開示の任意の実施形態に関して記載された特徴の内の任意の１または複数の特徴を、他の実施形態のいずれかに実装することができる、および／または、組み合わせが明確に記載されていないとしても、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせることができる。換言すると、上述の実施形態は互いに排他的ではなく、１または複数の実施形態を互いに置き換えることは本開示の範囲内にある。
要素の間（例えば、モジュールの間、回路要素の間、半導体層の間）の空間的関係および機能的関係性が、「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「近接する」、「の上部に」、「上方に」、「下方に」、および、「配置される」など、様々な用語を用いて記載されている。第１および第２要素の間の関係性を本開示で記載する時に、「直接」であると明確に記載されていない限り、その関係性は、他に介在する要素が第１および第２の要素の間に存在しない直接的な関係性でありうるが、１または複数の介在する要素が第１および第２の要素の間に（空間的または機能的に）存在する間接的な関係性でもありうる。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されたコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されたツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置された（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。本開示は以下の適用例としても実現できる。
［適用例１］
基板処理システム内の基板支持体であって、
基板を支持するよう構成された内側部分と、
前記内側部分を囲むエッジリングと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
（ｉ）前記エッジリングを上げて、前記エッジリングを前記基板と選択的に係合させること、および、（ｉｉ）前記内側部分を下げて、前記エッジリングを前記基板と選択的に係合させること、の内の少なくとも一方を実行し、
前記エッジリングが前記基板と係合した時を決定し、
前記エッジリングが前記基板と係合した時の決定に基づいて、前記基板処理システムの少なくとも１つの特性を計算する、基板支持体。
［適用例２］
適用例１に記載の基板支持体であって、前記エッジリングが前記基板と係合した時を決定することは、前記エッジリングを前記基板と係合させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定することを含む、基板支持体。
［適用例３］
適用例１に記載の基板支持体であって、前記少なくとも１つの特性は、前記エッジリングの寸法である、基板支持体。
［適用例４］
適用例１に記載の基板支持体であって、前記基板は、前記基板の縁部から外向きに伸びる少なくとも１つの接触フィンガを備え、前記少なくとも１つの接触フィンガは、前記エッジリングと係合するよう構成されている、基板支持体。
［適用例５］
適用例４に記載の基板支持体であって、前記接触フィンガは、前記エッジリングの内径と係合するよう構成されている、基板支持体。
［適用例６］
適用例１に記載の基板支持体であって、前記エッジリングが前記基板と係合した時を決定するために、前記コントローラは、前記基板の表面から反射された信号を監視する、基板支持体。
［適用例７］
適用例１に記載の基板支持体であって、前記基板処理システムの前記少なくとも１つの特性を計算するために、前記コントローラは、前記エッジリングを前記基板と係合させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定する、基板支持体。
［適用例８］
適用例１に記載の基板支持体であって、さらに、
前記エッジリングを支持するために配置された複数のピンと、
前記コントローラに応答して、前記複数のピンのそれぞれを選択的に上下させるよう構成された複数のアクチュエータと、
を備える、基板支持体。
［適用例９］
適用例１に記載の基板支持体であって、さらに、
前記コントローラに応答して、前記内側部分を選択的に上下させるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータを備える、基板支持体。
［適用例１０］
基板処理システムの特性を決定する方法であって、
基板支持体の内側部分の上にテスト基板を配置する工程であって、前記テスト基板は、前記テスト基板の縁部から外向きに伸びる接触フィンガを備える、工程と、
（ｉ）前記内側部分を囲むエッジリングを上げて、前記エッジリングの内径を前記接触フィンガと係合させること、および、（ｉｉ）前記内側部分を下げて、前記エッジリングの前記内径を前記接触フィンガと係合させること、の内の少なくとも一方を実行する工程と、
前記エッジリングの前記内径が前記接触フィンガと係合した時を決定する工程と、
前記エッジリングの前記内径が前記接触フィンガと係合した時の決定に基づいて、前記基板処理システムの少なくとも１つの特性を計算する工程と、
を備える、方法。
［適用例１１］
適用例１０に記載の方法であって、前記エッジリングの前記内径が前記基板と係合した時を決定する工程は、前記エッジリングの前記内径を前記基板と係合させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定する工程を含む、方法。
［適用例１２］
適用例１０に記載の方法であって、前記少なくとも１つの特性は、前記エッジリングの寸法である、方法。
［適用例１３］
適用例１０に記載の方法であって、前記基板は、前記基板の縁部から外向きに伸びる少なくとも１つの接触フィンガを備え、前記少なくとも１つの接触フィンガは、前記エッジリングと係合するよう構成されている、方法。
［適用例１４］
適用例１３に記載の方法であって、前記接触フィンガは、前記エッジリングの内径と係合するよう構成されている、方法。
［適用例１５］
適用例１０に記載の方法であって、前記エッジリングが前記基板と係合した時を決定する工程は、前記基板の表面から反射された信号を監視する工程を含む、方法。
［適用例１６］
適用例１０に記載の方法であって、前記基板処理システムの前記少なくとも１つの特性を計算する工程は、前記エッジリングを前記基板と係合させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定する工程を含む、方法。
［適用例１７］
適用例１０に記載の方法であって、前記エッジリングを上げる工程は、前記エッジリングを支持するために配置された複数のピンと、前記複数のピンのそれぞれを選択的に上下させるよう構成された複数のアクチュエータとを用いて、前記エッジリングを上げる工程を含む、方法。
［適用例１８］
適用例１０に記載の方法であって、前記内側部分を下げる工程は、前記内側部分を選択的に上下させるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータを用いて、前記内側部分を下げる工程を含む、方法。

Claims (16)

  1. 基板処理システム内の基板支持体であって、
    基板を支持するよう構成された内側部分と、
    前記内側部分を囲むエッジリングと、
    コントローラと、
    を備え、
    前記コントローラは、
    （ｉ）前記エッジリングを上げて、前記エッジリングを前記基板と選択的に接触させること、および、（ｉｉ）前記内側部分を下げて、前記エッジリングを前記基板と選択的に接触させること、の内の少なくとも一方を実行し、
    前記エッジリングが前記基板に接触したことを示す測定信号に応答して、前記エッジリングが前記基板と接触した時を決定し、
    前記エッジリングが前記基板と接触した時の決定に基づいて、前記エッジリングの厚さを計算するように構成されている、基板支持体。
  2. 請求項１に記載の基板支持体であって、前記エッジリングが前記基板と接触した時を決定するために、前記コントローラは、更に、前記エッジリングを前記基板と接触させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定するように構成されている、基板支持体。
  3. 請求項１に記載の基板支持体であって、更に、前記基板を備え、前記基板は、前記基板の縁部から外向きに伸びる少なくとも１つの接触フィンガを備え、前記少なくとも１つの接触フィンガは、前記エッジリングと接触するよう構成されている、基板支持体。
  4. 請求項３に記載の基板支持体であって、前記接触フィンガは、前記エッジリングの内径と接触するよう構成されている、基板支持体。
  5. 請求項１に記載の基板支持体であって、前記エッジリングが前記基板と接触した時を決定するために、前記コントローラは、前記測定信号を用いて、前記基板の表面から反射された信号を監視するように構成されている、基板支持体。
  6. 請求項１に記載の基板支持体であって、前記エッジリングの厚さを計算するために、前記コントローラは、前記エッジリングを前記基板と接触させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定するように構成されている、基板支持体。
  7. 請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、
    前記エッジリングを支持するために配置された複数のピンと、
    前記コントローラに応答して、前記複数のピンのそれぞれを選択的に上下させるよう構成された複数のアクチュエータと、
    を備える、基板支持体。
  8. 請求項１に記載の基板支持体であって、さらに、
    前記コントローラに応答して、前記内側部分を選択的に上下させるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータを備える、基板支持体。
  9. 基板処理システムにおけるエッジリングの厚さを決定する方法であって、
    基板支持体の内側部分の上にテスト基板を配置する工程であって、前記テスト基板は、前記テスト基板の縁部から外向きに伸びる接触フィンガを備える、工程と、
    （ｉ）前記内側部分を囲むエッジリングを上げて、前記エッジリングの内径を前記接触フィンガと接触させること、および、（ｉｉ）前記内側部分を下げて、前記エッジリングの前記内径を前記接触フィンガと接触させること、の内の少なくとも一方を実行する工程と、
    前記エッジリングの前記内径が前記テスト基板の前記接触フィンガに接触したことを示す測定信号に応答して、前記エッジリングの前記内径が前記接触フィンガと接触した時を決定する工程と、
    前記エッジリングの前記内径が前記接触フィンガと接触した時の決定に基づいて、前記エッジリングの前記厚さを決定する工程と、
    を備える、方法。
  10. 請求項９に記載の方法であって、前記エッジリングの前記内径が前記テスト基板と接触した時を決定する工程は、前記エッジリングの前記内径を前記テスト基板と接触させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定する工程を含む、方法。
  11. 請求項９に記載の方法であって、前記テスト基板は、前記テスト基板の縁部から外向きに伸びる少なくとも１つの接触フィンガを備え、前記少なくとも１つの接触フィンガは、前記エッジリングと接触するよう構成されている、方法。
  12. 請求項１１に記載の方法であって、前記接触フィンガは、前記エッジリングの内径と接触するよう構成されている、方法。
  13. 請求項９に記載の方法であって、前記エッジリングが前記テスト基板と接触した時を決定する工程は、前記測定信号を用いて、前記テスト基板の表面から反射された信号を監視する工程を含む、方法。
  14. 請求項９に記載の方法であって、前記エッジリングの前記厚さを決定する工程は、前記エッジリングを前記テスト基板と接触させるために前記エッジリングが上げられた量および前記内側部分が下げられた量の少なくとも一方を決定する工程を含む、方法。
  15. 請求項９に記載の方法であって、前記エッジリングを上げる工程は、前記エッジリングを支持するために配置された複数のピンと、前記複数のピンのそれぞれを選択的に上下させるよう構成された複数のアクチュエータとを用いて、前記エッジリングを上げる工程を含む、方法。
  16. 請求項９に記載の方法であって、前記内側部分を下げる工程は、前記内側部分を選択的に上下させるよう構成された少なくとも１つのアクチュエータを用いて、前記内側部分を下げる工程を含む、方法。
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