JPH116768A - 半導体ウエハ処理装置内でペデスタル温度を測定するための装置 - Google Patents
半導体ウエハ処理装置内でペデスタル温度を測定するための装置Info
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- JPH116768A JPH116768A JP10119891A JP11989198A JPH116768A JP H116768 A JPH116768 A JP H116768A JP 10119891 A JP10119891 A JP 10119891A JP 11989198 A JP11989198 A JP 11989198A JP H116768 A JPH116768 A JP H116768A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハ処理装置におけるウェハ支持ペ
デスタルの温度を測定する装置。 【解決手段】 本装置は、陰極ペデスタルベース１０６
の下側を通る穴１０８に挿入された一端を有するチュー
ブ１１４を介して、ペデスタル１０４の底部によって放
射される赤外線エネルギを測定するものである。チュー
ブの末端は温度センサ１１８に結合されている。チュー
ブ１１４と温度センサ１１８はそれぞれ、カップリング
からセンサ１１８に結合された望ましくないＲＦ信号を
抑圧する絶縁スリーブアダプタ１１２及び１２０によっ
て固定されている。
デスタルの温度を測定する装置。 【解決手段】 本装置は、陰極ペデスタルベース１０６
の下側を通る穴１０８に挿入された一端を有するチュー
ブ１１４を介して、ペデスタル１０４の底部によって放
射される赤外線エネルギを測定するものである。チュー
ブの末端は温度センサ１１８に結合されている。チュー
ブ１１４と温度センサ１１８はそれぞれ、カップリング
からセンサ１１８に結合された望ましくないＲＦ信号を
抑圧する絶縁スリーブアダプタ１１２及び１２０によっ
て固定されている。
Description
【０００１】
１．発明の分野 本発明は、一般に半導体ウェハ処理チャンバ内の動作状
態を測定するために使用される計測器に関し、より詳細
には、ペデスタルからの赤外線波長エネルギ放射を検出
することによってペデスタル温度を測定する装置に関す
る。
態を測定するために使用される計測器に関し、より詳細
には、ペデスタルからの赤外線波長エネルギ放射を検出
することによってペデスタル温度を測定する装置に関す
る。
【０００２】２．背景技術の説明 半導体ウェハ処理装置において半導体ウェハを処理する
ために使用される材料とプロセスはきわめて温度に敏感
である。こうした材料が不十分な熱安定性又は熱伝導に
起因する高温にさらされた場合、最終製品ウェハの歩留
まり又は性能が低下することがある。更に、プロセス温
度が正しく制御されない場合、ウェハ上に望ましい回路
経路を形成するために使用される金属及び合金の沸点を
超えることがある。その結果、ウェハとその上の回路が
損傷を受ける。ペデスタルはウェハと密着して、ヒート
シンク及びウェハ支持具として機能するので、ペデスタ
ルの温度を測定することによってウェハ温度の良好な表
示が提供される。
ために使用される材料とプロセスはきわめて温度に敏感
である。こうした材料が不十分な熱安定性又は熱伝導に
起因する高温にさらされた場合、最終製品ウェハの歩留
まり又は性能が低下することがある。更に、プロセス温
度が正しく制御されない場合、ウェハ上に望ましい回路
経路を形成するために使用される金属及び合金の沸点を
超えることがある。その結果、ウェハとその上の回路が
損傷を受ける。ペデスタルはウェハと密着して、ヒート
シンク及びウェハ支持具として機能するので、ペデスタ
ルの温度を測定することによってウェハ温度の良好な表
示が提供される。
【０００３】大部分のペデスタルは、一定の水流が余分
な熱を除去する水冷陰極ベースとの熱伝導によって冷却
されている。ペデスタル温度が、処理中のウェハ温度の
良好な基準であることは既成の事実であるので、先行技
術ではペデスタル温度を測定する種々の手段が使用され
てきた。ペデスタル温度を決定する方法の１つは、陰極
ベースの出口で冷却水の温度を測定することである。不
都合にも、この方法は、測定された温度がペデスタル温
度の基準として正確でもなく時宜を得てもいないという
点で制限されている。陰極ベースの水温は、熱が多数の
接合点、導管及びヒートシンクを通過した後で測定され
る。信頼できない遅延データによって適切な帰還制御装
置パラメータを決定するため、ウェハ温度を測定するこ
の技術を使用して温度を安定させることは困難であっ
た。
な熱を除去する水冷陰極ベースとの熱伝導によって冷却
されている。ペデスタル温度が、処理中のウェハ温度の
良好な基準であることは既成の事実であるので、先行技
術ではペデスタル温度を測定する種々の手段が使用され
てきた。ペデスタル温度を決定する方法の１つは、陰極
ベースの出口で冷却水の温度を測定することである。不
都合にも、この方法は、測定された温度がペデスタル温
度の基準として正確でもなく時宜を得てもいないという
点で制限されている。陰極ベースの水温は、熱が多数の
接合点、導管及びヒートシンクを通過した後で測定され
る。信頼できない遅延データによって適切な帰還制御装
置パラメータを決定するため、ウェハ温度を測定するこ
の技術を使用して温度を安定させることは困難であっ
た。
【０００４】第２の技術は、ペデスタルに接触する熱電
対プローブを配置することによってウェハ処理中にペデ
スタル温度を直接測定しようと試みるものである。しか
し、ペデスタルに直接接触して配置された熱電対プロー
ブは、不都合にもウェハを処理するために使用されるプ
ラズマからのＲＦ干渉にさらされる。従って、このアプ
ローチによっても正確な温度測定を得ることはできな
い。
対プローブを配置することによってウェハ処理中にペデ
スタル温度を直接測定しようと試みるものである。しか
し、ペデスタルに直接接触して配置された熱電対プロー
ブは、不都合にもウェハを処理するために使用されるプ
ラズマからのＲＦ干渉にさらされる。従って、このアプ
ローチによっても正確な温度測定を得ることはできな
い。
【０００５】第３の技術は温度感知蛍光体センサを使用
するものである。センサは、センサに取り付けられた光
ファイバケーブルと共にチャンバ内に設置される。蛍光
体は蛍光体の温度に依存する蛍光を放射する。この「信
号」が監視目的で光ファイバケーブルによって伝送され
る。
するものである。センサは、センサに取り付けられた光
ファイバケーブルと共にチャンバ内に設置される。蛍光
体は蛍光体の温度に依存する蛍光を放射する。この「信
号」が監視目的で光ファイバケーブルによって伝送され
る。
【０００６】第４の技術は拡散反射分光学を利用するも
のである。ウェハ表面から反射される光の波長の１つが
監視用に選択される。分光計が選択された波長の後方散
乱のレベル（特定のエネルギと関連する温度特性を有す
る）を測定し、ウェハ温度を得る。しかし、第３、第４
の技術はどちらもウェハ処理チャンバの過酷な環境で損
傷しやすいきわめて高価な機器を使用している。従っ
て、既存の装置は半導体ウェハを処理するために必要か
つ望ましいペデスタル温度の正確かつ安定した測定を提
供することができない。
のである。ウェハ表面から反射される光の波長の１つが
監視用に選択される。分光計が選択された波長の後方散
乱のレベル（特定のエネルギと関連する温度特性を有す
る）を測定し、ウェハ温度を得る。しかし、第３、第４
の技術はどちらもウェハ処理チャンバの過酷な環境で損
傷しやすいきわめて高価な機器を使用している。従っ
て、既存の装置は半導体ウェハを処理するために必要か
つ望ましいペデスタル温度の正確かつ安定した測定を提
供することができない。
【０００７】従って、当該技術分野では、処理チャンバ
の環境に耐える比較的単純で丈夫な設計の、ペデスタル
温度の正確な実時間測定を提供できる装置の必要性が存
在している。
の環境に耐える比較的単純で丈夫な設計の、ペデスタル
温度の正確な実時間測定を提供できる装置の必要性が存
在している。
【０００８】
【発明の概要】先行技術に関連する上記の欠点は、ウェ
ハ処理装置内のペデスタル温度を測定する装置によって
克服される。本発明の装置はウェハを支持するペデスタ
ルの下に感知装置及び測定装置を配置する。すなわち、
チューブの第１端がペデスタルの底部に接触している。
チューブの第２端は、ペデスタルからチューブによって
伝えられる赤外線（ＩＲ）エネルギに基づいて温度を測
定する市販の温度センサに接続されている。本装置はチ
ューブと温度センサのためのスリーブを有しており、こ
れらの部品を漂遊エネルギ源から隔離している。スリー
ブはまたセンサとチューブを互いに、且つ処理チャンバ
に固定している。チューブは、好適にはアルミニウム又
はステンレス鋼といった研磨された金属である。遮蔽ス
リーブはチューブを円筒状に収容しており、好適にはセ
ラミック又は石英製である。適応スリーブは、好適には
遮蔽スリーブと同じ材料から製造され、その上部端に軸
穴を有している。適応スリーブはまた、遮蔽スリーブの
直径よりわずかに大きい直径を有している。従って、適
応スリーブはチューブの第２端と遮蔽スリーブを収容し
ている。適応スリーブの下部端の中空ねじ付き取付具
は、温度センサと嵌合するために軸穴と軸線にそって嵌
合している。温度センサは慣用の方法で赤外線エネルギ
の大きさを検出及び測定することができる。
ハ処理装置内のペデスタル温度を測定する装置によって
克服される。本発明の装置はウェハを支持するペデスタ
ルの下に感知装置及び測定装置を配置する。すなわち、
チューブの第１端がペデスタルの底部に接触している。
チューブの第２端は、ペデスタルからチューブによって
伝えられる赤外線（ＩＲ）エネルギに基づいて温度を測
定する市販の温度センサに接続されている。本装置はチ
ューブと温度センサのためのスリーブを有しており、こ
れらの部品を漂遊エネルギ源から隔離している。スリー
ブはまたセンサとチューブを互いに、且つ処理チャンバ
に固定している。チューブは、好適にはアルミニウム又
はステンレス鋼といった研磨された金属である。遮蔽ス
リーブはチューブを円筒状に収容しており、好適にはセ
ラミック又は石英製である。適応スリーブは、好適には
遮蔽スリーブと同じ材料から製造され、その上部端に軸
穴を有している。適応スリーブはまた、遮蔽スリーブの
直径よりわずかに大きい直径を有している。従って、適
応スリーブはチューブの第２端と遮蔽スリーブを収容し
ている。適応スリーブの下部端の中空ねじ付き取付具
は、温度センサと嵌合するために軸穴と軸線にそって嵌
合している。温度センサは慣用の方法で赤外線エネルギ
の大きさを検出及び測定することができる。
【０００９】動作の際、ウェハとペデスタルが加熱され
ると、ペデスタルの底部がＩＲエネルギを放射する。Ｉ
Ｒエネルギはチューブに沿ってＩＲセンサに伝えられ
る。センサはＩＲエネルギを、ペデスタルの温度を正確
に表す電圧に変換する。本発明ではセンサに伝えられる
ノイズが低減されるので、従来可能であった以上に正確
なペデスタル温度の測定を提供する。
ると、ペデスタルの底部がＩＲエネルギを放射する。Ｉ
Ｒエネルギはチューブに沿ってＩＲセンサに伝えられ
る。センサはＩＲエネルギを、ペデスタルの温度を正確
に表す電圧に変換する。本発明ではセンサに伝えられる
ノイズが低減されるので、従来可能であった以上に正確
なペデスタル温度の測定を提供する。
【００１０】本発明の教示は、添付の図面と共に以下の
詳細な説明を検討することによって容易に理解できる。
詳細な説明を検討することによって容易に理解できる。
【００１１】理解を促進するため、可能な場合は、各図
面に共通な同一の要素を示すために同一の参照符号が使
用される。
面に共通な同一の要素を示すために同一の参照符号が使
用される。
【００１２】
【実施形態の詳細な説明】図１は、組み立てられて定位
置にある本発明の装置１０２を有するプラズマ反応チャ
ンバ内のペデスタル組立体１００の部分図を示す。ウェ
ハ処理におけるプラズマ反応チャンバとその動作の詳細
な理解のために、読者はＣｈｅｎｇ他への１９８９年６
月２７日発行の米国特許第４，８４２，６８３号明細書
に含まれている図面と詳細な説明を参照されたい。Ｃｈ
ｅｎｇ他は、カリフォルニア州サンタクララのアプライ
ド マテリアルズ インコーポレイテッドによって製造
されたバイアスされた高密度プラズマ反応チャンバを開
示している。この装置はウェハをペデスタル組立体１０
０の上に支持及び保持して、制御された環境内でウェハ
（図示せず）の表面のプラズマエッチングを行うことが
できる。さまざまな他の部品（図示せず）がペデスタル
組立体１００上のウェハの移送と保持を支援している。
こうした部品には、特に、リフトピン、クランプリング
及び外部ロボットブレードが含まれる。更に、さまざま
な下位システム（やはり図示せず）が、チャンバ温度、
圧力及びパワーを確立及び維持し、エッチング、後処
理、自己清浄等のための望ましいプラズマを発生してい
る。
置にある本発明の装置１０２を有するプラズマ反応チャ
ンバ内のペデスタル組立体１００の部分図を示す。ウェ
ハ処理におけるプラズマ反応チャンバとその動作の詳細
な理解のために、読者はＣｈｅｎｇ他への１９８９年６
月２７日発行の米国特許第４，８４２，６８３号明細書
に含まれている図面と詳細な説明を参照されたい。Ｃｈ
ｅｎｇ他は、カリフォルニア州サンタクララのアプライ
ド マテリアルズ インコーポレイテッドによって製造
されたバイアスされた高密度プラズマ反応チャンバを開
示している。この装置はウェハをペデスタル組立体１０
０の上に支持及び保持して、制御された環境内でウェハ
（図示せず）の表面のプラズマエッチングを行うことが
できる。さまざまな他の部品（図示せず）がペデスタル
組立体１００上のウェハの移送と保持を支援している。
こうした部品には、特に、リフトピン、クランプリング
及び外部ロボットブレードが含まれる。更に、さまざま
な下位システム（やはり図示せず）が、チャンバ温度、
圧力及びパワーを確立及び維持し、エッチング、後処
理、自己清浄等のための望ましいプラズマを発生してい
る。
【００１３】ペデスタル組立体１００には陰極ペデスタ
ルベース１０６によって支持されたペデスタル１０４が
含まれている。ペデスタル１０４はウェハ（図示せず）
を支持している。このウェハは、面１０５の上にある間
に処理される。穴１０８が陰極ペデスタルベース１０６
に設けられている。穴１０８によって、装置１０２の見
通し線は陰極ペデスタルベース１０６の下のＲＦ囲壁１
２８の開口１３０からペデスタル１０４に達するように
なる。陰極ペデスタルベース１０６の底面１０７では穴
１０８は大きな直径に広げられて、ねじが切られてい
る。穴１０８のねじ付き部分は装置１０２をペデスタル
ベース１０６に固定するために装置１０２のねじ付き部
分に繋がっている。陰極ペデスタルベース１０６とペデ
スタル１０４の間に配置されたＯリングシール１１１は
チャンバ内の真空の保全性を確保し、チャンバ内の雰囲
気が装置１０２を汚染するのを防止している。
ルベース１０６によって支持されたペデスタル１０４が
含まれている。ペデスタル１０４はウェハ（図示せず）
を支持している。このウェハは、面１０５の上にある間
に処理される。穴１０８が陰極ペデスタルベース１０６
に設けられている。穴１０８によって、装置１０２の見
通し線は陰極ペデスタルベース１０６の下のＲＦ囲壁１
２８の開口１３０からペデスタル１０４に達するように
なる。陰極ペデスタルベース１０６の底面１０７では穴
１０８は大きな直径に広げられて、ねじが切られてい
る。穴１０８のねじ付き部分は装置１０２をペデスタル
ベース１０６に固定するために装置１０２のねじ付き部
分に繋がっている。陰極ペデスタルベース１０６とペデ
スタル１０４の間に配置されたＯリングシール１１１は
チャンバ内の真空の保全性を確保し、チャンバ内の雰囲
気が装置１０２を汚染するのを防止している。
【００１４】装置１０２は本質的に２つの主要部品、す
なわち導波管１１６と温度センサ１１８とから製作され
ている。導波管１１６と温度センサ１１８はそれぞれス
リーブ１１２及び１２０によって取り囲まれている。こ
れらのスリーブは導波管１１６と温度センサ１１８との
間の連続導電通路を遮断し、それによって漂遊電気エネ
ルギがセンサ１１８と結合し、温度測定処理に干渉する
のを防止している。すなわち、導波管１１６は、穴１０
８の外径よりわずかに小さい外径を有する中空金属チュ
ーブ１１４を含んでいる。チューブ１１４は、一方の端
部（第１端）が穴１０８に適合されており、陰極ペデス
タルベース１０６の上部と面一になるように穴１０８に
挿入されている。チューブはそれによって接点１１０で
ペデスタル１０４の底部と連絡している。好適には、チ
ューブ１１４は、アルミニウム又はステンレス鋼といっ
た、赤外線（ＩＲ）波長で高い反射率を有する金属製で
ある。内面はほぼ鏡面仕上げになるよう研磨され、十分
な赤外線放射の伝達を提供する。遮蔽スリーブ１１２
は、温度測定に干渉しうる常駐のＲＦエネルギからチュ
ーブを隔離すると共に、チューブ１１４をペデスタルベ
ース１０６に固定する働きをしている。
なわち導波管１１６と温度センサ１１８とから製作され
ている。導波管１１６と温度センサ１１８はそれぞれス
リーブ１１２及び１２０によって取り囲まれている。こ
れらのスリーブは導波管１１６と温度センサ１１８との
間の連続導電通路を遮断し、それによって漂遊電気エネ
ルギがセンサ１１８と結合し、温度測定処理に干渉する
のを防止している。すなわち、導波管１１６は、穴１０
８の外径よりわずかに小さい外径を有する中空金属チュ
ーブ１１４を含んでいる。チューブ１１４は、一方の端
部（第１端）が穴１０８に適合されており、陰極ペデス
タルベース１０６の上部と面一になるように穴１０８に
挿入されている。チューブはそれによって接点１１０で
ペデスタル１０４の底部と連絡している。好適には、チ
ューブ１１４は、アルミニウム又はステンレス鋼といっ
た、赤外線（ＩＲ）波長で高い反射率を有する金属製で
ある。内面はほぼ鏡面仕上げになるよう研磨され、十分
な赤外線放射の伝達を提供する。遮蔽スリーブ１１２
は、温度測定に干渉しうる常駐のＲＦエネルギからチュ
ーブを隔離すると共に、チューブ１１４をペデスタルベ
ース１０６に固定する働きをしている。
【００１５】詳細には、遮蔽スリーブ１１２は、ペデス
タル１０４と陰極ペデスタルベース１０６の穴１０８の
内径と等しい内径を有する絶縁性材料の円筒である。ス
リーブ１１２の上部端にねじが提供され、陰極ペデスタ
ルベース１０６のねじ付き部分と繋がっている。円筒の
絶縁性材料はチューブを近くの他のエネルギ源（すなわ
ち電気ノイズ）から遮蔽するのに適している。この絶縁
性材料は好適にはセラミック又は石英である。
タル１０４と陰極ペデスタルベース１０６の穴１０８の
内径と等しい内径を有する絶縁性材料の円筒である。ス
リーブ１１２の上部端にねじが提供され、陰極ペデスタ
ルベース１０６のねじ付き部分と繋がっている。円筒の
絶縁性材料はチューブを近くの他のエネルギ源（すなわ
ち電気ノイズ）から遮蔽するのに適している。この絶縁
性材料は好適にはセラミック又は石英である。
【００１６】導波管１１６は陰極ペデスタルベース１０
６と陰極ペデスタルベース１０６の下のＲＦ囲壁１２８
の開口１３０を通じて延びている。チューブ１１４のも
う一方の端部（第２端）は赤外線温度センサ１１８に接
合されている。ＩＲ温度センサ１１８は広い温度範囲
（例えば、誤差±０．１℃で０〜５００℃）の正確な測
定が可能な何らかの種類のものである。このセンサは、
カリフォルニア州サンタクルーズのＲａｙｔｅｋ，Ｉｎ
ｃ．によって製造されたＴｈｅｒｍａｌｅｒｔRＭＩシ
リーズの小型赤外線温度センサから選択された形式のも
のである。導波管１１６と温度センサ１１８は２つの開
いた端部を有する適応スリーブ１２０によって結合され
ている。適応スリーブ１２０もまた、局部的ＲＦ干渉か
らセンサ１１８を遮蔽するために、遮蔽スリーブ１１２
の材料と同様の絶縁性材料で製作されている。
６と陰極ペデスタルベース１０６の下のＲＦ囲壁１２８
の開口１３０を通じて延びている。チューブ１１４のも
う一方の端部（第２端）は赤外線温度センサ１１８に接
合されている。ＩＲ温度センサ１１８は広い温度範囲
（例えば、誤差±０．１℃で０〜５００℃）の正確な測
定が可能な何らかの種類のものである。このセンサは、
カリフォルニア州サンタクルーズのＲａｙｔｅｋ，Ｉｎ
ｃ．によって製造されたＴｈｅｒｍａｌｅｒｔRＭＩシ
リーズの小型赤外線温度センサから選択された形式のも
のである。導波管１１６と温度センサ１１８は２つの開
いた端部を有する適応スリーブ１２０によって結合され
ている。適応スリーブ１２０もまた、局部的ＲＦ干渉か
らセンサ１１８を遮蔽するために、遮蔽スリーブ１１２
の材料と同様の絶縁性材料で製作されている。
【００１７】適応スリーブ１２０の詳細な断面図を図２
（Ａ）に示す。特に、適応スリーブ１２０は、図１の導
波管１１６（図２（Ａ）には図示せず）を収容する穴２
０２を一方の端部２０６に有している。導波管はスリー
ブ１２０の周囲に放射状に配置されたばねプランジャ１
２２によってスリーブ１２０に固定されている。図２
（Ｂ）は、ばねプランジャの配置の好適なパターンを示
した、図２（Ａ）の線２Ｂ−２Ｂに沿った適応スリーブ
１２０の断面図である。好適には、均等に間隔の開いた
３つのプランジャが存在する。スリーブのもう一方の端
部２０８は、穴２０２と軸線に沿って当接した、図１の
センサ１１８のねじ付き感知ヘッド（図示せず）を収容
しているねじ付き取付具２０４を備えている。センサ１
１８はセンサ１１８からプロセスチャンバの外部に配置
された処理回路１２６（図１に示す）に信号を伝送する
ために、ケーブル１２４に接合されている。
（Ａ）に示す。特に、適応スリーブ１２０は、図１の導
波管１１６（図２（Ａ）には図示せず）を収容する穴２
０２を一方の端部２０６に有している。導波管はスリー
ブ１２０の周囲に放射状に配置されたばねプランジャ１
２２によってスリーブ１２０に固定されている。図２
（Ｂ）は、ばねプランジャの配置の好適なパターンを示
した、図２（Ａ）の線２Ｂ−２Ｂに沿った適応スリーブ
１２０の断面図である。好適には、均等に間隔の開いた
３つのプランジャが存在する。スリーブのもう一方の端
部２０８は、穴２０２と軸線に沿って当接した、図１の
センサ１１８のねじ付き感知ヘッド（図示せず）を収容
しているねじ付き取付具２０４を備えている。センサ１
１８はセンサ１１８からプロセスチャンバの外部に配置
された処理回路１２６（図１に示す）に信号を伝送する
ために、ケーブル１２４に接合されている。
【００１８】上記で論じた構成によって、本発明の装置
１０２は、精密な、又は物理的に消耗する計測器を有害
なチャンバの環境にさらすことなく、ペデスタル１０４
の熱を（ＩＲ放射の形で）検出することができる。導波
管１１６は接点１１０から放射されたＩＲエネルギをセ
ンサ１１８の赤外線感知部材に送る。センサはＩＲエネ
ルギを計測器１２６に結合される電気信号に変換する。
ペデスタル１０４の高エネルギＲＦと干渉性電気的ノイ
ズは絶縁スリーブ１１２及び１２０によってセンサ１１
８及びチューブ１１４から隔離されている。これらのス
リーブは導波管１１６と感知部材の間の連続導電通路を
遮断し、それによって電気的エネルギが赤外線測定を汚
染するのを防止していうる。更に、センサをプラズマか
ら離れた位置に配置することによって、プラズマからセ
ンサに結合される干渉が低減される。更にセンサ１１８
と遠隔処理回路１２６を接続するケーブル１２４は遮蔽
されており、漂遊信号が入り込むのが防止されている。
１０２は、精密な、又は物理的に消耗する計測器を有害
なチャンバの環境にさらすことなく、ペデスタル１０４
の熱を（ＩＲ放射の形で）検出することができる。導波
管１１６は接点１１０から放射されたＩＲエネルギをセ
ンサ１１８の赤外線感知部材に送る。センサはＩＲエネ
ルギを計測器１２６に結合される電気信号に変換する。
ペデスタル１０４の高エネルギＲＦと干渉性電気的ノイ
ズは絶縁スリーブ１１２及び１２０によってセンサ１１
８及びチューブ１１４から隔離されている。これらのス
リーブは導波管１１６と感知部材の間の連続導電通路を
遮断し、それによって電気的エネルギが赤外線測定を汚
染するのを防止していうる。更に、センサをプラズマか
ら離れた位置に配置することによって、プラズマからセ
ンサに結合される干渉が低減される。更にセンサ１１８
と遠隔処理回路１２６を接続するケーブル１２４は遮蔽
されており、漂遊信号が入り込むのが防止されている。
【００１９】処理回路１２６はセンサの測定を監視し、
温度制御ユニットのための必要なデータ信号を発生す
る。従って、温度の読み取り値はきわめて正確で運転パ
ラメータの急速な管理のため実時間で測定される。更
に、装置全体が処理チャンバの外に配置されており、可
動部品や消耗部品を含んでいない。使用される材料も、
製造、設置及び保守の総費用が、当該技術分野で使用さ
れている既知の温度測定装置よりはるかに安価である。
温度制御ユニットのための必要なデータ信号を発生す
る。従って、温度の読み取り値はきわめて正確で運転パ
ラメータの急速な管理のため実時間で測定される。更
に、装置全体が処理チャンバの外に配置されており、可
動部品や消耗部品を含んでいない。使用される材料も、
製造、設置及び保守の総費用が、当該技術分野で使用さ
れている既知の温度測定装置よりはるかに安価である。
【００２０】図３は、本発明によって測定されたペデス
タル温度とＲＦパワーレベルの時間に対するグラフであ
る。このグラフによって、本発明の装置の実時間温度測
定特性が確認される。ＲＦパワーがチャンバに適用され
る瞬間毎に（ｔ＝ｔ1,3,5,7, 9,11の直線によって示
す）、測定されたペデスタル温度のほとんど即時の上昇
が存在する。それに対応して、ＲＦパワーがで停止され
る時も、測定されたペデスタル温度の急速な低下が見ら
れる。
タル温度とＲＦパワーレベルの時間に対するグラフであ
る。このグラフによって、本発明の装置の実時間温度測
定特性が確認される。ＲＦパワーがチャンバに適用され
る瞬間毎に（ｔ＝ｔ1,3,5,7, 9,11の直線によって示
す）、測定されたペデスタル温度のほとんど即時の上昇
が存在する。それに対応して、ＲＦパワーがで停止され
る時も、測定されたペデスタル温度の急速な低下が見ら
れる。
【００２１】本発明の教示を組み込んださまざまな実施
形態を本明細書で詳細に示し説明したが、当業者は、更
にその教示を組み込んだ多くの他の異なった実施形態を
容易に考案することができる。
形態を本明細書で詳細に示し説明したが、当業者は、更
にその教示を組み込んだ多くの他の異なった実施形態を
容易に考案することができる。
【図１】本発明の装置を含むウェハ処理チャンバのペデ
スタル組立体の部分立面図である。
スタル組立体の部分立面図である。
【図２】（Ａ）は、本発明の装置の適応スリーブの詳細
断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線２Ｂ−２Ｂに沿っ
て見た本発明の装置の適応スリーブの詳細断面図であ
る。
断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線２Ｂ−２Ｂに沿っ
て見た本発明の装置の適応スリーブの詳細断面図であ
る。
【図３】ペデスタル温度とＲＦパワーの時間に対するグ
ラフである。
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー チン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フォースター シティー， セイント ク ロワ レーン 605 (72)発明者 シャシェインク シー． デッシュムック アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， リード テラス 1054， ナンバー３ (72)発明者 ウィーナン ジャン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， エトラスカン ドライヴ 3089 (72)発明者 ブライアン デューダ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， キャピタル エクスプレス ウェイ 1520， ナンバー82 (72)発明者 ロルフ ギュンター アメリカ合衆国， カリフォルニア州， モンテ セレノ， ヴァインランド アヴ ェニュー 17801 (72)発明者 ブルース ミナイ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， キャンプベル， トゥワラ レーン 3920 (72)発明者 マルコ モンベリ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， パロ アルト， ウェスト ベイショア ロード 2452， ナンバー６ (72)発明者 マーク ウィルツ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， レッドウッド シティー， オスプリー コート 503
Claims (15)
- 【請求項１】 半導体ウェハ処理装置の処理チャンバ内
のペデスタル（１０４）の温度を測定する装置であっ
て、 （ａ）チューブの第１端からチューブの第２端に赤外線
エネルギを伝えるための、前記第１端が前記ペデスタル
（１０４）と接触している、所定の直径を有するチュー
ブ（１１４）と、 （ｂ）前記チューブの前記第２端に配置された、前記チ
ューブ（１１４）によって伝えられた前記赤外線エネル
ギに反応して温度を測定するための温度センサ（１１
８）と、を備えた装置。 - 【請求項２】 前記ペデスタル（１０４）を支持するた
めのペデスタルベース（１０６）と、前記チューブ（１
１４）を漂遊エネルギ源から遮蔽し且つ前記チューブ
（１１４）を前記ペデスタルベース（１０６）に固定す
るための手段とを更に備えた請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記チューブ（１１４）を漂遊エネルギ
源から遮蔽し且つ前記チューブ（１１４）を前記温度セ
ンサ（１１８）に取り付けるための手段を更に備えた請
求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記チューブ（１１４）を漂遊エネルギ
源から遮蔽し且つ前記チューブ（１１４）を前記ペデス
タルベース（１１６）に固定するための手段が、前記チ
ューブ（１１４）を取り囲む、前記ペデスタルベース
（１０６）の下部に嵌合した遮蔽スリーブ（１１２）で
ある請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記チューブ（１１４）を前記温度セン
サ（１１８）に取り付けるための前記手段が、前記遮蔽
スリーブ（１１２）と前記チューブの前記第２端とを取
り囲む上部端（２０６）と、前記温度センサ（１１８）
に嵌合した底部端（２０８）とを有する適応スリーブ
（１２０）である請求項４に記載の装置。 - 【請求項６】 前記遮蔽スリーブ（１１２）が、前記ペ
デスタルベース（１０６）に配置されたねじ付き穴（１
０８）の直径に等しい内径を有する円筒形である請求項
４に記載の装置。 - 【請求項７】 前記遮蔽スリーブ（１１２）がセラミッ
クである請求項４に記載の装置。 - 【請求項８】 前記遮蔽スリーブ（１１２）が石英であ
る請求項４に記載の装置。 - 【請求項９】 前記適応スリーブ（１２０）が、遮蔽ス
リーブ（１１２）を収容するための前記上部端（２０
６）の軸穴（２０２）と、前記軸穴（２０２）と軸線に
沿って当接している下部端（２０８）の中空ねじ付き取
付具（２０４）とを更に備える請求項５に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記温度センサ（１１８）の感知ヘッ
ドが、前記適応スリーブ（１２０）の前記中空ねじ付き
取付具（２０４）と連絡しているねじを備えている請求
項９に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記チューブ（１１４）が研磨された
金属である請求項２に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記チューブ（１１４）がアルミニウ
ムである請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記チューブ（１１４）がステンレス
鋼である請求項１１に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記温度センサ（１１８）が赤外線温
度センサである請求項１に記載の装置。 - 【請求項１５】 半導体ウェハ処理装置の処理チャンバ
内のペデスタル（１０４）の温度を測定する装置であっ
て、 （ａ）前記ペデスタル（１０４）を支持するためのペデ
スタルベース（１０６）と、 （ｂ）チューブの第１端からチューブの第２端に赤外線
エネルギを伝えるための、前記第１端が前記ペデスタル
（１０４）と接触して前記ペデスタルベース（１０６）
の穴（１０８）を通過している、前記穴（１０８）より
小さい直径を有するチューブ（１１４）と、 （ｃ）前記チューブの前記第２端に配置された、前記チ
ューブ（１１４）によって伝えられた前記赤外線エネル
ギに反応して温度を測定するための、ねじ付き感知ヘッ
ドを有する赤外線温度センサ（１１８）と、 （ｄ）前記チューブ（１１４）を取り囲み前記ペデスタ
ルベース（１０６）の下部に嵌合している、前記チュー
ブ（１１４）を遮蔽し且つ前記チューブ（１１４）を前
記ペデスタルベース（１０６）に固定するためのセラミ
ック円筒形遮蔽スリーブ（１１２）と、 （ｅ）前記チューブ（１１４）を遮蔽し、前記チューブ
（１１４）を前記温度センサ（１１８）に取り付けるた
めのセラミック適応スリーブ（１２０）であって、上部
端（２０６）に軸穴（２０２）を有し、前記軸穴（２０
２）が前記遮蔽スリーブ（１１２）の直径よりわずかに
大きい直径を有し、もって、前記遮蔽スリーブ（１１
２）と前記チューブ（１１４）の前記第２端を取り囲
み、ねじ付き感知ヘッドと連絡するために下部端（２０
８）の中空ねじ付き取付具（２０４）が軸上で前記軸穴
（２０２）と当接しているセラミック適応スリーブと、
を備える装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/824099 | 1997-03-25 | ||
| US08/824,099 US5893643A (en) | 1997-03-25 | 1997-03-25 | Apparatus for measuring pedestal temperature in a semiconductor wafer processing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116768A true JPH116768A (ja) | 1999-01-12 |
| JP4053130B2 JP4053130B2 (ja) | 2008-02-27 |
Family
ID=25240577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11989198A Expired - Fee Related JP4053130B2 (ja) | 1997-03-25 | 1998-03-25 | 半導体ウエハ処理装置内でペデスタル温度を測定するための装置 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US5893643A (ja) |
| EP (1) | EP0886303A3 (ja) |
| JP (1) | JP4053130B2 (ja) |
| KR (1) | KR19980080625A (ja) |
| TW (1) | TW374198B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008232753A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Futaba Corp | 導光体付ピンおよび導光体付ピンを有する温度センサならびに射出成形用金型 |
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-
1998
- 1998-03-23 EP EP98302148A patent/EP0886303A3/en not_active Withdrawn
- 1998-03-24 TW TW087104379A patent/TW374198B/zh active
- 1998-03-25 JP JP11989198A patent/JP4053130B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-03-25 KR KR1019980010230A patent/KR19980080625A/ko not_active Application Discontinuation
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|---|---|---|---|---|
| JP2008232753A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Futaba Corp | 導光体付ピンおよび導光体付ピンを有する温度センサならびに射出成形用金型 |
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|---|---|
| KR19980080625A (ko) | 1998-11-25 |
| EP0886303A2 (en) | 1998-12-23 |
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| TW374198B (en) | 1999-11-11 |
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