JP7364597B2 - 基板の変形の検出と修正 - Google Patents

Description

［０００１］本開示の実施形態は概して、基板の製造に使用されるプロセスチャンバに関し、より具体的には、プロセスチャンバにおける基板の変形の検出及び補正のための方法及び装置に関する。

［０００２］基板は、変形したプロファイル又は平坦なプロファイルでサプライヤから受け入れられ得る。いくつかの例では、様々な処理工程の後に、湾曲を含めて基板が変形し得る又は更に変形する可能性がある。変形により、処理精度が低下し、基板が損傷する可能性がある。入ってくる基板を処理して、この湾曲を低減又は除去することが可能である。ただし、これらのプロセスでは、変形が過補正又は過小補正されることが多いため、湾曲の問題が適切に対処されない。

［０００３］したがって、入ってくる基板の変形を検出して修正できる必要がある。

［０００４］本開示は概して、入ってくる基板の変形を検出及び修正することに関する。一例では、基板処理のための方法は、基板が第１のプロセスチャンバ内に配置されている間に第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することと、第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいて基板のフィンガプリントを生成することとを含む。本方法は更に、基板が変形しているかどうかを決定するために、フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、基板が変形しているという決定に基づいて、基板の変形を修正するための基板の基板処理プログラムを選択することとを含み得る。

［０００５］別の例では、コンピュータ可読記憶媒体は、システムに、第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することであって、基板は第１のプロセスチャンバに配置される、第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することと、第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいて基板のフィンガプリントを生成することであって、複数のセンサは低周波又は高周波の反射電力を検出するように構成される、第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいて基板のフィンガプリントを生成することとを行わせる命令を実行するように構成される。本システムは更に、基板が変形しているかどうかを決定するために、フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較し、基板が変形しているという決定に基づいて基板の変形を修正するための基板の基板処理プログラムを選択するように構成され得る。

［０００６］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

Ａ及びＢは、本開示の実施形態に従って検出可能な基板変形を示す図である。 本開示の実施形態に係る、入ってくる基板の変形を検出及び修正するためのシステムの部分概略図である。 本開示の実施形態に係る、複数の低周波（ＬＦ）屈折を解析し、第１のプロセスチャンバの複数のＬＦ屈折を分類する方法である。 本開示の実施形態に係る、引張及び圧縮の両方の湾曲を有する複数の基板についての経時的な第１のプロセスチャンバ出力電力パーセンテージのグラフである。 本開示の実施形態に係る、複数の基板についての反射されたピーク低周波電力のグラフである。 本開示の実施形態に係る、入ってくる基板の変形を検出する方法である。

［００１３］本開示は、入ってくる基板の変形（湾曲）を検出及び修正することを対象とする。半導体やソリッドステートメモリデバイスを含む電子機器の製造に使用される基板は、複数の処理工程を受ける。基板製造ベンダ又は内部ベンダ又は上流工程から受け入れられた基板は、平坦なものとして受け入れられ得る。しかしながら、いくつかの例では、基板は、上流の工程中に変形する可能性があり、品質の低いデバイス及び／又は検査を含む下流工程での基板の廃棄につながる。湾曲を含むこの変形は、湾曲した基板を基板支持ペデスタルに装着する際の問題により、損傷又は廃棄につながり得る。基板がペデスタルに適切に装着されていない場合、材料の堆積やパターニングを含む、基板のその後の処理が困難になる可能性がある。これは、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）システム、及びプラズマを使用するシステムを含む、薄い金属、誘電体、又は組み合わせ層を形成するように設計された他のシステムに特に当てはまる。

［００１４］例えば、基板が支持面に対して平坦でないように基板が基板支持ペデスタル（又は他の支持体）上に配置される場合、基板品質の低下が引き起こされ得、また更なる処理工程に悪影響を与え得る裏側欠陥が発生する可能性がある。例えば、基板と基板支持体との間に１又は複数の間隙がある場合、基板の底部に汚染物が形成され得る。この汚染物は、基板がチャンバ間を移動するときに、製造システムのチャンバのうちで及びチャンバ間で広がる可能性がある。入ってくる基板の湾曲は修正可能であるが、湾曲の種類と度合いが異なる基板は、修正措置に対して異なる反応を示す場合がある。従来の処理方法は、欠陥の存在、種類、又は度合いに関係なく、入ってくる基板全てに単一の修正スキームを適用する。湾曲の度合いは、ミクロン又はナノメートル等の高さの単位で測定できる。湾曲の度合いは、湾曲の種類に応じて正又は負になり得る。

［００１５］図１Ａ及び図１Ｂに、本書に記載のシステム及び方法によって検出可能な基板の変形を示す。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、基板の変形は、図１Ａに示すような圧縮湾曲又は図１Ｂに示すような引張湾曲のいずれかの湾曲の形状をとり得る。図１Ａの圧縮湾曲では、基板１０２の底部中央表面１０４は、チャンバの基板支持ペデスタル１０６と接触している。しかしながら、基板１０２のエッジ１０８は、基板支持ペデスタル１０６から離れるように上に向いており、接触していない。これにより、基板１０２の移送及びハンドリングが困難になる可能性があり、薄膜堆積中に問題が引き起こされ得る。逆に、図１Ｂに示す引張湾曲の結果、基板１１０の底部中央表面１１４が基板支持ペデスタル１０６と接触しなくなる。どちらかといえば、基板１１０のエッジ１１２が基板支持ペデスタル１０６と接触している。更に、基板の湾曲により、基板１１０の底部中央表面１１４の下に空洞１１６が形成される。

［００１６］本書に記載のシステム及び方法は、第２のプロセスチャンバ及び／又は追加のプロセスチャンバにオプションとして連結された第１のプロセスチャンバを用い得る。プロセスチャンバは、それに電圧を印加することができ、その中にプラズマを生成するように構成される基板支持ペデスタルを有する。第１のプロセスチャンバにプラズマを生成するために使用される電力の量は、以下に記載するように監視される。この電力監視は、基板の湾曲の存在、種類、及び度合いを決定するために使用される。この決定は、フィンガプリントと称され得る、第１のプロセスチャンバにプラズマを生成するために使用される電力のグラフを、フィンガプリントの生成及び１又は複数の第１のプロセスチャンバ全体の複数の基板の解析の履歴に基づく複数のモデルと比較することによって行われる。モデルは、基板の変形と変形の修正に関する複数の履歴データから生成される。一例では、モデルは実験的に決定され、後に参照できるようにデータベースに保存される。本書に記載のシステムと方法を使用して追加の基板が処理されると、モデルは動的に更新される。圧縮及び引張湾曲のそれぞれのフィンガプリントは、モデルに基づくフィンガプリントの特性評価に寄与する様々な特性に関連付けられる。モデルは、少なくとも圧縮及び引張湾曲の種類を対象としており、いくつかの例では、一部又はすべてのモデルは、各種類の内のある度合いの湾曲を更に対象とし得る。各モデルは、湾曲を修正するように構成された少なくとも１つの基板処理プログラムに関連付けられ得る、例えばリンクされ得る。比較に基づいて、基板処理プログラムが選択され、実行されて、基板の湾曲が修正又は軽減される。上記例では、基板は、湾曲を低減しながら、堆積又はエッチングプロセス等の処理を受ける。このような処理により、処理の均一性が改善される。

［００１７］本書に記載の方法は、（１）基板がいつ湾曲したか、（２）引張又は圧縮であり得る基板の湾曲の種類、及び（３）湾曲の度合いを決定することを含む。これらの決定の１又は複数に基づいて、基板処理プログラムが選択され、湾曲が測定される第１のプロセスチャンバで湾曲が修正され得る。第１のプロセスチャンバは、他のチャンバの中でもとりわけ、ＣＶＤ、ＰＶＤ、又はＰＥ－ＣＶＤプロセスチャンバ等の第２のプロセスチャンバに連結され得る。移送チャンバを使用して、チャンバのうちで及びチャンバ間で基板を移送することができる。あるいは、基板の湾曲は、第２のプロセスチャンバで修正され得る。

［００１８］他の例と組み合わせ得る一例では、順方向電力および反射電力を含む電力測定値が、第１のプロセスチャンバの動作中に取得される。順方向電力は、例えばＲＦ電源から、第１のプロセスチャンバの要素（例えば、基板支持ペデスタル）に供給される電力である。反射電力は、プラズマの整備中に失われる電力であり、とりわけ抵抗損失や容量損失等による損失が含まれる。したがって、順方向電力と反射電力との違いは、負荷に供給される電力である。本書に記載の低周波又は高周波電力に対するものであり得る反射電力読み取り値は、モデルを生成するために使用されるフィンガプリントを生成するために用いられる。これらのモデルは、湾曲の修正を容易にする基板処理プログラムに関連付けられる。圧縮湾曲と引張湾曲との間での、生成されたフィンガプリントの違いを使用して、モデルが生成される。モデルにより、識別された基板の湾曲を修正するためにどの基板処理プログラムを選択すべきかが示される。

［００１９］本書に記載の方法では、第１のプロセスチャンバに配置された各基板は、反射電力について監視される。モデルが基板処理プログラムに関連付けられているため、各基板による電力の反射を監視することによって作成されたフィンガプリントはモデルと比較され、基板処理プログラム（モデル等）を選択して湾曲を修正するために、湾曲の存在、種類、及びいくつかの例では度合いが決定される。いくつかの実施形態では、第１のプロセスチャンバから第２のプロセスチャンバへの少なくとも圧縮的に湾曲した基板の移送（ロボットによるハンドリング）により、基板の損傷が生じる可能性があるため、湾曲を修正するために第１のプロセスチャンバで基板処理プログラムが実行され、これにより処理コストが節約され得る。代替の実施形態では、基板処理プログラムは、第１のプロセスチャンバではなく、プロセスチャンバで実行されて湾曲が修正される。

［００２０］各基板処理プログラムは、１又は複数の変数に関連付けられる。変数は、基板支持ペデスタルに印加される静電圧、プラズマを形成するために使用される電力レベルと周波数、ガス混合物、ガス混合物中の各ガス又はガスの組み合わせのガス流量、圧力、電圧の印加に関連する時間又は複数の時間、及び必要に応じた他のパラメータを含み得る。各基板処理プログラムに関連するプロセスパラメータの種類及びプロセスパラメータの範囲は、以前に処理された基板からのデータを使用して実験的に決定され得る。例示的な又は事例のフィンガプリントがプロセスプログラムに関連付けられている上記データは、データベースに保存され得る。これらのプロセスパラメータの種類及び範囲は、本明細書の例に従って基板の変形のために処理された基板からのデータを使用して動的に更新され得る。入ってくる基板として本書に記載した基板は、その上に形成された１又は複数の層を有し得る。これらの層は、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）及びその酸化物層によって形成されたシリコン、ならびに窒化ケイ素等の窒化物層、又は交互の酸化物－窒化物層のスタックを含み得る。

［００２１］図２は、入ってくる基板の変形を検出及び修正するためのシステム２００の部分概略図である。システム２００は、第１のプロセスチャンバ２０６及びオプションの第２のプロセスチャンバ２０８を含む。第１のプロセスチャンバ２０６及び第２のプロセスチャンバ２０８は、プラズマを形成及び維持するため、ならびに基板上に薄膜金属、誘電体、及び複合層を堆積させるため、及び／又は基板をパターニングするために使用され得る。一例では、システム２００は、基板ステージング装置２０２、例えば、基板カセットを受け入れるためのフロントエンド、及び基板ステージング装置２０２に連結された基板移送装置２０４を含む。基板移送装置２０４は、基板を１つずつ又はバッチで第１のプロセスチャンバ２０６内に移動するように構成される。第１のプロセスチャンバ２０６は、１又は複数のインピーダンス整合回路２１９（それらの組み合わせは「オートマッチ」と称され得る）に連結された複数のセンサ２１０を含む。複数のセンサ２１０は、プラズマが第１のプロセスチャンバ２０６で生成されるときに、低周波又は高周波の反射電力を検出するように構成され得る。第２のプロセスチャンバ２０８も同様に装備され得る。

［００２２］第１のプロセスチャンバ２０６は、基板移送装置２０４から基板を受け入れるように構成される。一実施形態では、基板移送装置２０４から受け入れられた基板は、前の工程を経ている。前の工程は、Ｓｉ_ｘＯ_ｙ及びＳｉ_ｘＮ_ｙの層を含む、基板表面上に１又は複数の層を形成するための堆積プロセスを含み得る。いくつかの例では、１又は複数の層は、前の工程でパターニングされている場合がある。第１のプロセスチャンバ２０６によって受け入れられる入ってくる基板は、０．１ミクロンから１０ミクロンまでの厚さ、又は他の厚さに堆積された層を含み得る。本書に記載の方法により、基板上の層又は層のスタックの構造及び機能に悪影響を与えることなく、上記基板上の湾曲が軽減される。

［００２３］他の実施形態と組み合わせ得る一実施形態では、第１のプロセスチャンバ２０６は、基板を加熱すること、基板の湾曲の存在及び種類を検出することの１又は複数を行うように構成され、いくつかの構成では、基板上に層を形成する又は基板上の層を除去するように構成され得る。一例では、第１のプロセスチャンバ２０６は、その中に容量結合プラズマを生成するように構成される。この例では、第１のプロセスチャンバ２０６は、１又は複数の電極２２２（２つを示す）、ガスマニホルド２１８、及び第１のプロセスチャンバ２０６の壁又は基板支持体２２０に配置された複数の熱電対を含む。電極１２２は、全体的又は部分的に基板支持体２２０内に埋め込まれる、又は基板支持体２２０に連結される、あるいはその両方であり得る。ガスマニホルド２１８は、複数のイオン化可能なガスの第１のプロセスチャンバ２０６への分配を容易にする。上記ガスには、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、又はプラズマを形成し得る他のガス又はガスの組み合わせが含まれる。

［００２４］１又は複数のＲＦ発電装置２１４は、第１のプロセスチャンバ２０６及び第２のプロセスチャンバ２０８に連結され、チャンバ２０６及び２０８にプラズマを生成するために電力を印加するように構成される。２つのＲＦ発電装置２１４を示したが、第１のプロセスチャンバ２０６及び第２のプロセスチャンバ２０８のそれぞれは、ＲＦ発電装置２１０を共有することができると考えられる。１又は複数のＲＦ発電装置２１４により、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、又はキセノン（Ｘｅ）が第１のプロセスチャンバ２０６及び／又は第２のプロセスチャンバ２０８に存在するときに、第１のプロセスチャンバ２０６及び／又は第２のプロセスチャンバ２０８内のプラズマの形成が容易になる。

［００２５］基板ステージング装置２０２、基板移送装置２０４、第１のプロセスチャンバ２０６、及び第２のプロセスチャンバ２０８にコントローラ２２４が連結される。複数の基板処理プログラムは、非一過性メモリ２１６に保存され、複数の基板処理プログラムを実行するように構成されたコントローラ２２４によってアクセス可能である。各基板処理プログラムは、基板の湾曲を軽減するために、第１のプロセスチャンバ２０６又は第２のプロセスチャンバ２０８内の条件の１又は複数の特性を調整するように構成される。コントローラ２２４は、システム２００の１又は複数のアプリケーション／プログラムに関連する命令を実行するように構成され得る。

［００２６］第１のプロセスチャンバ２０６に連結又は配置された複数のセンサ２１０を用いて、入ってくる基板が湾曲を有するかどうかが決定される。複数のセンサ２１０を更に使用して、以下に説明するように、湾曲が存在するかどうか、湾曲が圧縮性であるか引張性であるかが決定される。続いて、入ってくる基板の湾曲の存在及び種類に基づいて、非一過性メモリ２１６に保存された複数の論理（非一過性コンピュータ可読媒体）が実行され、決定された湾曲を修正するための基板処理プログラムが選択される。各基板処理プログラムは、第１のプロセスチャンバ２０６又は第２のプロセスチャンバ２０８のいずれか又は両方における基板処理、例えば、膜形成、パターニング、洗浄等に関連し得る。保存された基板処理プログラムはそれぞれ、湾曲の種類（圧縮又は引張）に関連付けられる。いくつかの例では、少なくともいくつかの基板処理プログラムは、湾曲の度合いに更に関連付けられ得る。湾曲の度合いは、正又は負、及び／又は数値又は値の範囲として定義され得る。

［００２７］一例では、基板処理プログラムは、センサ２１０によって検出された湾曲の種類又は度合いのうちの１又は複数に基づいて選択される。選択されたプログラムは、コントローラ２２４によって実行され、第１のプロセスチャンバ２０６の基板支持体２２０（例えば、その静電チャック）及び／又は第２のプロセスチャンバ２０８の基板支持ペデスタル２２６に印加される電圧を介して基板を処理し、湾曲を軽減する。例えば、所定量の電圧が、基板が配置される静電チャックに印加され得る。選択されたプログラムに従って所定の電圧を印加すると、調整されたプログラム選択が採用されていない場合に発生し得る過度の応力が加わることなく、基板の湾曲が低減する又は除去される。電圧以外の他の処理パラメータもまた、基板の湾曲を修正するために用いられ得る。更に、処理プログラムはまた、第１のプロセスチャンバ２０６又は第２のプロセスチャンバ２０８におけるプラズマの形成も指示し得る。

［００２８］図３は、複数の低周波（ＬＦ）反射を解析し、第１のプロセスチャンバの複数のＬＦ反射を分類する方法３００である。本書に記載の低周波電力は、約５００ｋＨｚ未満の電力を指し、本書に記載の高周波電力は、約１３．５６ＭＨｚ以上である。方法３００では、工程３０２において、１又は複数の基板が、第１のプロセスチャンバに１つずつロードされる。オプションとして、第１のプロセスチャンバは、その中の真空を維持しながら、２００℃から５００℃の範囲内の温度内で１又は複数の基板を制御するように構成される。オプションの加熱により、基板の処理、基板が処理されるプロセス条件の模倣、及び基板の湾曲の低減のうちの１又は複数が容易になる。工程３０４において、工程３０２における基板の受け入れ後に、容量性プラズマが第１のプロセスチャンバで生成される。一例では、プラズマは、工程３０４において、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、又はキセノン（Ｘｅ）又は別のガスを約１Ｔｏｒｒから約２０Ｔｏｒｒの圧力で流しながら、第１のプロセスチャンバに約５００ｋＨｚの電流を印加することによって生成される。

［００２９］工程３０６において、生成されたプラズマの反射電力の量が測定される。グラフが生成され、処理中の対応する基板のフィンガプリントが作成される。生成されたグラフは、基板の変形の種類と度合いに基づいて、チャンバのプラズマに対する基板の固有の反応に関連付けられているため、フィンガプリントと称され得る。一例では、フィンガプリントは、時間に対する（総出力電力の）反射電力パーセンテージのグラフである。時間に対する加熱温度又はヒータ出力パーセンテージを含む他のフィンガプリントも考えられ、本書の様々な例及び例の組み合わせにより、単独で、又は反射電力パーセンテージのグラフと組み合わせて使用可能である。反射電力は、オートマッチセンサ、他のセンサ、又は上記測定用に装備されたインピーダンス整合ハードウェアを使用して測定される。

［００３０］工程３０８において、工程３０６で生成されたグラフ、例えば、フィンガプリントが解析される。解析は、湾曲が（１）存在し、（２）湾曲が圧縮性であるか引張性であるかを示すフィンガプリントの複数の特性を決定するために使用される。この解析は工程３１０で使用され、圧縮又は引張指定のいずれかと、複数のフィンガプリント特性及び特性の組み合わせとの間の関連づけが生成される。工程３０８での解析は工程３１０で使用され、基板の湾曲特性とフィンガプリント特性との間の関連づけが生成される。一例では、工程３１０はモデリング工程である。各モデルは、湾曲の種類（圧縮又は引張）に関連付けられ、いくつかの実施形態では、湾曲の度合いに更に関連付けられる。別の言い方をすれば、工程３１０は、特定のフィンガプリントを有する基板の湾曲に対応する。したがって、後処理された基板の湾曲は、後処理された基板のそれぞれのフィンガプリントに基づいて識別され得る。

［００３１］工程３１２において、工程３１０で生成された、基板の湾曲特性とフィンガプリント特性との間の関連付けは、基板処理プログラムにリンクされている。上記関連づけは実験的に決定され得る。これらのリンクされた関連付けは、後で参照できるように保存される。基板処理プログラム及び関連付けは、例えば、非一過性のメモリに保存される。モデルを基板処理プログラムに関連付けすると、基板の湾曲の修正が容易になる。例えば、各基板処理プログラムは、認識されたモデル又はフィンガプリントに基づいて、特定の種類及び度合いの湾曲（及び他の処理の詳細）を修正するためのプロセス方策を含み得る。したがって、基板モデル及び／又はフィンガプリントが識別されると、基板の湾曲が識別され得、対応する基板処理プログラムの実行を介して軽減され得る。

［００３２］方法３００の工程３１４において、コーティングの均一性データ又は基板の損傷／廃棄データを含む複数の検査パラメータが下流工程から受信される。情報は、工程３１４において受信され、メモリに保存される。他の実施形態と組み合わせ得る一実施形態では、処理を改善するために、工程３１４において受信された下流工程からの情報を用いて、工程３１０及び／又は処理プログラムで生成された関連付けが変更され得る。本書の他の例と組み合わせ得る他の例では、工程３１４において受信された下流工程からの情報を用いて、工程３１２で生成された湾曲の種類及び／又は湾曲の範囲及び基板処理の関連付けが変更され得る。したがって、湾曲の修正の度合いと範囲を継続的に改善して、プロセス性能を向上させることが可能である。

［００３３］本書に記載の複数の基板処理プログラムの各基板処理プログラムは、基板支持ペデスタル又は他の基板支持体に供給される電圧についてのプロセス方策又は命令を含む。選択された処理プログラムはまた、湾曲の修正を受けている間の基板の処理を容易にするために、ガス又はガス混合物の組成、ガス流量速度、処理時間、温度、及びプロセスチャンバの圧力等の他のパラメータを含み得る。いくつかの例では、基板処理プログラムは、第１のプロセスチャンバから第２のプロセスチャンバへの基板の移送に関連するパラメータを更に含む。

［００３４］図４は、引張及び圧縮の両方の湾曲を有する複数の基板についての、経時的な第１のプロセスチャンバ出力電力パーセンテージのグラフである。図４は、圧縮湾曲と引張湾曲の両方の複数の基板データを示している。曲線の特性は、本書で説明するように解析され、圧縮湾曲に関連付けられたフィンガプリント及び引張湾曲に関連づけられたフィンガプリントが生成される。曲線の特性は、湾曲の種類と度合いに関連付けされ得る。図４に示す各フィンガプリントは、方法３００によって生成され、工程３０８において、曲線下の面積、様々な期間にわたって測定された勾配、ピーク、勾配の変化、及び他の特性を含む複数の特性について解析される。上記解析により、基板の湾曲の決定と修正が容易になる。

［００３５］図５は、基板の表面上に約３ミクロンの膜が堆積された複数の基板についての、反射されたピーク低周波電力のグラフである。図５のピーク電力軸は、第１のプロセスチャンバにおいてプラズマから反射される電力量を示している。プラズマの整備中に失われる電力が多いほど、基板の湾曲が激しくなる。図５の入ってくる基板の湾曲は、（１）プロセスチャンバの基板支持ペデスタルに電圧が印加されていない（「ＥＳＣなし」）、（２）基板支持ペデスタルの静電チャックに３５０ボルト又は６００ボルトが印加されている、（３）基板支持ペデスタルの静電チャックに３５０ボルトが印加され、プロセスチャンバのプラズマが安定化された状態の基板の湾曲である。

［００３６］様々な例において、本書の方法及びシステムを使用して検出される基板の湾曲は、－２００ミクロンから＋２９０ミクロン又はそれ以上であり得る。複数のインピーダンス整合回路（図２の２１９）、及びそれに関連する複数のセンサ２１０は、出力（順方向）電力及びピーク低周波反射電力の決定を容易にするために、図４と図５にそれぞれ示すように、第１のプロセスチャンバに連結される。

［００３７］図６は、本開示の実施形態に係る、入ってくる基板の変形を検出する方法６００である。方法６００の工程６０２において、基板は、図２の第１のプロセスチャンバ２０６と同様に構成され得る第１のプロセスチャンバに受け入れられる。工程６０２で受け入れられた基板は、その上に形成された１又は複数の層を有し得る。１又は複数の層は、他の例の中でもとりわけ、酸化ケイ素層（Ｓｉ_ｘＯ_ｙ）、酸化ニッケル（Ｎｉ_ｘＯ_ｙ）、窒化ケイ素（Ｓｉ_ｘＮ_ｙ）、酸窒化物層、又は交互の酸化物－窒化物層のスタックを含み得る。第１のプロセスチャンバ（例えば、図２の２０６）は、基板がその中に配置されると、２００℃から５００℃の温度に加熱され得る。工程６０４において、工程６０２での基板の受け入れに続いて、容量性プラズマが第１のプロセスチャンバ２０６で生成される。

［００３８］第１のプロセスチャンバ２０６の動作中、工程６０６において、複数のセンサが反射電力を検出し、反射電力がグラフ化されて、図５に示すようなフィンガプリントが生成される。フィンガプリントは、工程６０８において解析される。この解析には、フィンガプリントの複数の特性と、１又は複数の確立されたフィンガプリントモデル（例えば、図３に関して確立されたもの）との比較が含まれる。工程６０８での解析に基づいて、工程６１０において基板処理プログラムが選択される。工程６１０において選択されたプログラムは、工程６１２において第１のプロセスチャンバ２０６で実行される。選択されたプログラムは、基板をチャックして湾曲を除去しながら、基板の処理（堆積、エッチング等）を行わせる。選択されたプログラムは、処理中に基板の湾曲が最小化又は除去されるように選択されるが、基板が損傷するほど過度にチャックされることはない、又は不十分に上記湾曲が残るほど、過小にチャックされることはない。

［００３９］工程６１４において、処理された基板の複数の属性が、工程６１２で選択された基板処理プログラムの実行後に評価され得る。いくつかの例では、工程６１４は、膜堆積、パターニング、又は洗浄工程等の後続の下流工程の後に、交互に又は追加で行われ得る。工程６１６において、基板平坦度解析を含む、工程６１４での評価に基づく複数の情報が、更なる使用及び解析のために保存され得る、及び／又は既存のフィンガプリントモデル、処理プログラム、又は他の情報を更新するために使用され得る。

［００４０］一例では、工程６１０で基板処理プログラムを選択した後に、基板は第２のプロセスチャンバに移送される。上記例では、工程６１２は、第２のプロセスチャンバで行われ得る。第２のプロセスチャンバは、図２の第２のプロセスチャンバ２０８と同様であり得る。

［００４１］追加の例では、図６の方法６００で説明したように圧縮基板が検出されると、複数の移送工程パラメータが用いられ得る。基板の湾曲の性質により、基板の湾曲した底部が原因で発生する可能性のある揺れやずれのために、移送中に基板が安定しない場合がある。移送工程パラメータは、基板の揺れやずれを低減するように選択される。移送工程パラメータは、移送ロボットの１又は複数のアームの移送速度、把持圧力、及び／又は把持位置を含み得る。

［００４２］一例では、圧縮湾曲を有する第１の基板が解析され、第１の基板処理プログラムに関連付けられる。第１の基板処理プログラムは、第１の電圧、第１の持続時間、第１の圧力、第１のガス又はガス混合物組成、及び第１の温度を用いる第１の処理方策に対応して、湾曲の軽減を容易にする。一例では、第１の基板処理プログラムは、基板を２００℃から５００℃に加熱することを含む。第１の電圧は５００Ｖから１０００Ｖであり、５秒から３分印加され得る。第１の電圧は、ＨｅとＡｒから形成されたプラズマに１トルから２０トルの圧力において印加され得る。別の例では、引張湾曲を有する第２の基板が、基板処理プログラムに関連付けられる。第２の基板処理プログラムは、基板を加熱している間に使用される第２の電圧、第２の持続時間、第２の圧力、及び第２のガス又はガス混合物を用いる第２のプロセス方策に対応して、湾曲の軽減を容易にする。第２の基板処理プログラムは、基板を２００℃から５００℃の温度に加熱するようにプロセスチャンバに指示する。１５０Ｖから５００Ｖの第２の電圧が５秒から３分基板支持体に印加される。第２の電圧は、プロセスチャンバ内でプラズマを生成することなく、１トルから２０トルのチャンバ圧力において印加され、基板の湾曲が修正され得る。

［００４３］したがって、本書に記載のシステム及び方法を使用して、入ってくる基板を解析し、基板の湾曲の存在、種類、及び度合いを検出することができる。湾曲が検出されると、湾曲の種類及び度合いに基づいて基板処理プログラムが選択され、湾曲を軽減するために実行され得る。基板の状態に関係なく一部又はすべての基板に同じ修正方法を適用する従来の方法とは対照的に、湾曲の種類と範囲に基づいて湾曲した基板を検出及び修正することで、下流で形成及び／又はパターニングされる層の品質が向上し、廃棄が低減し、デバイス品質が向上する。

［００４４］理解を容易にするために、可能な場合は、図面に共通の同一要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素及び特徴は、更なる列挙なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

［００４５］前述の内容は本開示の実施形態を対象とするが、本開示の他の更なる実施形態をその基本的な範囲から逸脱することなく考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (20)

1. 基板処理のための方法であって、
   基板が第１のプロセスチャンバ内に配置されている間に前記第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することと、
   前記第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいて前記基板のフィンガプリントを生成することであって、前記プラズマの反射電力を含むフィンガプリントを生成することと、
   前記基板が変形しているかどうかを決定するために、前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、
   前記複数の保存されたフィンガプリントモデルに対する前記フィンガプリントの前記比較に基づいて、前記基板が変形していることを決定することと、
   前記基板が変形しているという前記決定に基づいて、前記基板をチャックして前記基板の変形を修正するための基板処理プログラムを選択することと
   を含む方法。
2. 選択された前記基板処理プログラムを前記第１のプロセスチャンバで実行することと、
   前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の変形を修正することと
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記基板の変形を修正した後に前記基板を、移送チャンバを介して前記第１のプロセスチャンバに連結されている第２のプロセスチャンバに移送することと、
   前記第２のプロセスチャンバで第２の工程を実施することと
   を更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記基板を第２のプロセスチャンバに移送することと、
   前記選択された基板処理プログラムを前記第２のプロセスチャンバで実行することと、
   前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の変形を修正することと
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 基板処理のための方法であって、
   基板が第１のプロセスチャンバ内に配置されている間に前記第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することと、
   前記第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいて前記基板のフィンガプリントを生成することと、
   前記基板が変形しているかどうかを決定するために、前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、
   前記基板が変形しているという決定に基づいて、前記基板の変形を修正するための前記基板の基板処理プログラムを選択することと
   を含み、
   前記複数のセンサが、低周波又は高周波の反射電力を検出するように構成される、方法。
6. 前記基板の変形は圧縮湾曲又は引張湾曲のうちの１つであり、各フィンガプリントモデルは圧縮湾曲又は引張湾曲に関連付けられている、請求項１に記載の方法。
7. 基板処理のための方法であって、
   第１のプロセスチャンバ内にプラズマを生成することと、
   第１のプロセスチャンバに配置された基板のフィンガプリントを生成することであって、プラズマの反射電力を含むフィンガプリントを生成することと、
   前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することであって、各フィンガプリントモデルは、前記基板の変形の種類に関連付けられている、前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、
   前記複数の保存されたフィンガプリントモデルに対する前記フィンガプリントの前記比較に基づいて、前記基板が変形していることを決定することと、
   前記決定に基づいて、基板の変形を修正するための前記基板の基板処理プログラムを選択することと
   を含む方法。
8. 基板処理のための方法であって、
   第１のプロセスチャンバに配置された基板のフィンガプリントを生成することであって、生成される前記フィンガプリントが、前記基板の変形を決定するために低周波又は高周波の反射電力を検出するように構成された前記第１のプロセスチャンバの複数のセンサに基づいている、前記基板のフィンガプリントを生成することと、
   前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することであって、各フィンガプリントモデルは、前記基板の変形の種類に関連付けられている、前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、
   前記比較に基づいて、基板の変形を修正するための前記基板の基板処理プログラムを選択することと
   を含む、方法。
9. 前記選択された基板処理プログラムを前記第１のプロセスチャンバで実行することと、
   前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の湾曲を修正することと
   を更に含む、請求項７に記載の方法。
10. 前記基板を第２のプロセスチャンバに移送することと、
    前記第２のプロセスチャンバの基板支持体上に前記基板を配置することと、
    前記選択された基板処理プログラムを前記第２のプロセスチャンバで実行することと、
    前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の湾曲を修正することと
    を更に含む、請求項７に記載の方法。
11. 前記基板の湾曲を修正した後に前記第２のプロセスチャンバで、堆積、エッチング、又は洗浄を含む第２の工程を実施すること
    を更に含む、請求項１０に記載の方法。
12. コンピュータ可読記憶媒体であって、システムに、
    基板が中に配置される第１のプロセスチャンバにプラズマを生成することと、
    前記第１のプロセスチャンバ内の、低周波又は高周波の反射電力を検出するように構成された複数のセンサに基づいて前記基板のフィンガプリントを生成することと、
    前記基板が変形しているかどうかを決定するために、前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較することと、
    前記基板が変形しているという決定に基づいて、基板の変形を修正するための前記基板の基板処理プログラムを選択することと
    を行わせる命令を実行するように構成された、コンピュータ可読記憶媒体。
13. 選択された前記基板処理プログラムを前記第１のプロセスチャンバで実行し、
    前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の変形を修正する
    ように構成された前記システムを更に備える、請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
14. 前記基板を第２のプロセスチャンバに移送し、
    前記第２のプロセスチャンバの基板支持体上に前記基板を配置し、
    前記選択された基板処理プログラムを前記第２のプロセスチャンバで実行し、
    前記選択された基板処理プログラムの実行に応じて、前記基板の変形を修正する
    ように構成された前記システムを更に備える、請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
15. 前記基板の変形は圧縮湾曲又は引張湾曲のうちの１つであり、各フィンガプリントモデルは圧縮湾曲又は引張湾曲に関連付けられている、請求項１２に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
16. 基板処理のためのシステムであって、当該システムは、
    複数のセンサと基板支持ペデスタルとを備える第１のプロセスチャンバと、
    前記第１のプロセスチャンバに連結されたＲＦ電源と、
    前記第１のプロセスチャンバに連結され且つ前記第１のプロセスチャンバから基板を受け取るように構成された第２のプロセスチャンバと、
    前記第１のプロセスチャンバ及び前記第２のプロセスチャンバに連結されたコントローラと
    を備え、前記コントローラは、前記システムに
    ＲＦ電源を使用して、基板が前記基板支持ペデスタル上に配置されている間に前記第１のプロセスチャンバにプラズマを生成させ、
    高周波の反射電力又は低周波の反射電力の少なくとも１つを検出させ、
    高周波の反射電力又は低周波の反射電力の前記少なくとも１つの検出に基づいて、前記基板のフィンガプリントを生成させ、
    前記フィンガプリントを複数の保存されたフィンガプリントモデルと比較させ、ここで各フィンガプリントモデルは圧縮基板湾曲又は引張基板湾曲に関連付けられており、且つ
    前記比較に基づいて、前記基板のための基板処理プログラムを選択させる
    複数の命令を実行するように構成されている、基板処理のためのシステム。
17. 前記複数の命令が更に、
    前記第１のプロセスチャンバで選択された前記基板処理プログラムを実行させ、
    選択された前記基板処理プログラムの実行に応じて、前記圧縮基板湾曲又は引張基板湾曲を修正させる
    ように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記複数の命令が更に、
    前記基板を前記第２のプロセスチャンバに移送させ、
    前記第２のプロセスチャンバで選択された前記基板処理プログラムを実行させ、
    選択された前記基板処理プログラムの実行に応じて、前記圧縮基板湾曲又は引張基板湾曲を修正させる
    ように構成されている、請求項１６に記載のシステム。
19. 前記第２のプロセスチャンバに連結された第２のＲＦ電源を更に備える、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記第２のＲＦ電源が前記第２のプロセスチャンバにプラズマを生成するように構成されており、前記第２のプロセスチャンバで選択された前記基板処理プログラムを実行する間、前記プラズマが前記第２のプロセスチャンバに存在する、請求項１９に記載のシステム。

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