KR100603169B1 - 웨이퍼 전위 또는 온도의 측정방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서셉터 (5) 에 탑재된 웨이퍼 (6) 를 정전 척용 전극 (7) 의 정전적인 흡인력에 의해 서셉터 (5) 측으로 흡인하고, 웨이퍼 (6) 의 온도를 온도 검출 센서 (21) 에 의해 측정하면서 정전 척용 전극 (7) 의 가변 직류 전원 (23) 의 출력 전압을 변화시키고, 웨이퍼 (6) 의 온도가 최대가 된 시점에서의 가변 직류 전원 (23) 의 출력 전압에 기초하여 웨이퍼 (6) 의 전위를 검출한다.
웨이퍼 온도 검출장치

Description

웨이퍼 전위 또는 온도의 측정방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR MEASURING WAFER POTENTIAL OR TEMPERATURE}
기술분야
본 발명은 웨이퍼 전위 또는 온도의 측정방법 및 장치에 관한 것이다.
배경기술
도 7 은 종래 기술에 따른 플라즈마 CVD 장치의 구성도이다. 도면에 나타내는 바와 같이, 기부(基部) (1) 상에는 알루미늄으로 제조된 원통형 진공용기인 챔버 (2) 가 형성되어 있고, 이 챔버 (2) 의 내부가 막형성실 (3) 로 되어 있다. 막형성실 (3) 의 상부에는 전자파 투과창인 디스크형 천장판 (4) 이 형성되어 있다. 막형성실 (3) 의 내부에는 웨이퍼 (6) 의 지지대인 서셉터 (5) 가 배치되어 있다. 서셉터 (5) 는 웨이퍼 (6) 를 탑재하기 위한 디스크형 부재이고, Al2O3 나 AlN 등의 세라믹 재료로 이루어지며 지지축 (8) 에 지지되어 있다. 또한, 서셉터 (5) 의 내부에는 웨이퍼 (6) 를 소정 온도로 유지하기 위한 가열수단인 히터 (6a) 와 냉각수단으로서 냉매를 유통시키기 위한 냉매통로 (6b) 를 매설한다. 또한, 서셉터 (5) 의 내부에는 웨이퍼 (6) 를 정전적으로 흡착 및 유지하는 정전 척의 정전 척용 전극 (7) 도 매설한다. 정전 척용 전극 (7) 에는 로우 패스 필터 (12) 를 통하여 직류 전원 (13) 의 출력 전압인 소정의 직류 전압을 인가한다. 직류 전압의 인가로 인해 발생하는 웨이퍼 (6) 와 정전 척용 전극 (7) 사이의 전위차에 기초한 쿨롱력에 의해 웨이퍼 (6) 를 서셉터 (5) 의 표면에 흡착시킨다.
플라즈마 CVD 장치의 정전 척용 전극 (7) 에는 임피던스 매칭을 실시하기 위한 정합기 (10) 및 커패시터 (9) 를 통하여 바이어스용 고주파 전원 (11) 이 접속되어 있다. 즉, 정전 척용 전극 (7) 은 바이어스 전극으로도 기능한다. 전술한 LPF (12) 는 바이어스용 고주파 전원 (11) 의 교류분을 차단하는 필터로서 기능한다.
상술한 바와 같이, 바이어스용 고주파 전원 (11) 에서 고주파 전력을 공급함으로써 정전 척용 전극 (7) 을 통하여 웨이퍼 (6) 에 바이어스 전압을 인가한다. 이 바이어스 전압이 소위 RF 바이어스이다. RF 바이어스를 인가함으로써 발생하는 직류 부(negative)전압에 의해 플라즈마 내의 이온을 가속하여, 플라즈마 분위기에 노출되어 있는 웨이퍼 (6) 의 표면을 두드림으로써 표면 반응의 촉진, 이방성 에칭, 막질 향상과 같은 여러 가지의 효과를 얻을 수 있다.
기부 (1) 에는 배기구 (15) 가 형성되고, 이 배기구 (15) 를 통하여 막형성실 (3) 내의 가스를 진공배기장치(미도시)로 배기함으로써 막형성실 (3) 의 내부를 저압 환경으로 한다. 이 저압 환경 하의 막형성실 (3) 의 내부에 노즐 (미도시) 을 통해 막형성을 행하기 위한 각종 가스가 공급된다. 예를 들어 웨이퍼 (6) 상에 질화규소 (SiN) 의 막을 형성하기 위하여, 원료가스로서 예를 들어 SiH4 를 공급하고, 질화가스로서 예를 들어 NH3 또는 N2 를 공급한다.
천장판 (4) 의 상면에는 스파이럴형 급전 안테나 (16) 가 설치된다. 이 급전 안테나 (16) 에는 임피던스 매칭을 실시하기 위한 정합기 (17) 를 통하여 플라즈마 발생용 고주파 전원 (18) 이 접속되어 있다. 플라즈마 발생용 고주파 전원 (18) 에서 급전 안테나 (16) 로 고주파 전력을 공급함으로써 급전 안테나 (16) 로부터 천장판 (4) 을 투과하여 막형성실 (3) 내로 전자파 (19) 를 입사시킨다. 이 전자파 (19) 의 에너지 (고주파 파워) 에 의해 막형성실 (3) 내로 공급하는 각종 가스를 플라즈마 상태로 한다. 이 플라즈마를 이용하여 웨이퍼 (6) 상에 소정의 금속막을 형성하는 등의 처리를 실시한다.
상술한 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 플라즈마를 형성하기 위한 가스의 종류, 압력, 유량 및 급전 안테나 (16) 에 공급하는 파워 (전력) 에 의해 규정되는 일정한 플라즈마 조건하에서, 플라즈마 CVD 장치의 소정의 성능을 보증하기 위하여, 소정 플라즈마 조건 하에서의 웨이퍼 (6) 의 전위를 측정할 필요가 있다. 이 플라즈마 조건 하에서 웨이퍼 (6) 의 전위가 일정한 전위로 되어 있는 경우에 막형성 등 플라즈마 처리의 결과물의 품질 등이 일정한 것, 즉 재현성을 보증할 수 있기 때문이다.
그러나, 어떤 문제를 야기하지 않고 플라즈마 처리 중인 웨이퍼 (6) 의 전위를 측정하는 것은 곤란하다. 웨이퍼 (6) 에 측정장치의 프로브를 접촉시킬 수 있다면 간단히 그 전위를 측정할 수 있다. 그러나, 프로브를 접촉시키면 웨이퍼 (6) 가 금속 오염되어 제품으로서의 웨이퍼 (6) 의 특성을 악화시킨다. 즉, 플라즈마 처리 중인 웨이퍼 (6) 의 전위를 어떤 문제없이 측정하기 위해서는 비접 촉방식으로 측정할 필요가 있다.
본 발명은 상기 종래 기술을 고려하여 이루어져 있다. 본 발명의 목적은 웨이퍼에 프로브 등을 접촉시키지 않고 비접촉 방식으로 웨이퍼의 전위를 측정할 수 있는 웨이퍼 전위의 측정방법 및 장치, 그리고 이 측정 장치를 구비한 플라즈마 처리장치를 제공하는 것이다.
또한, 상기 플라즈마 CVD 장치에서는 웨이퍼 (6) 의 온도를 제어하고자 하는 경우가 있다. 예를 들어, 매우 얇은 트렌치에 소정 금속을 매립하는 매립 처리시에는, 금속이온에 의한 에칭작용이 우세한 분위기에서 매립을 실시하면 높은 효율이 얻어졌다. 따라서, 소정의 고온에서 웨이퍼를 유지하려 한다. 한편, 웨이퍼 (6) 에 이미 형성되어 있는 소자를 금속이온이 두드려서 생기는 손상을 피하기 위해서는 금속이온에 의한 에칭작용이 억제되는 분위기에서 매립을 실시할 필요가 있다. 따라서, 웨이퍼를 소정의 저온으로 유지하려 한다.
요약하면, 플라즈마를 형성하기 위한 가스의 종류, 압력, 유량 및 급전 안테나 (16) 에 공급하는 파워 (전력) 에 의해 규정되는 플라즈마 조건을 일정하게 설정한 경우에도, 웨이퍼 (6) 의 온도에 따라 형성된 막의 품질과 같은 플라즈마 처리의 결과물이 달라진다. 따라서, 플라즈마 처리의 재현성을 확보하기 위하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 관리할 필요가 있다.
그럼에도 불구하고, 온도 제어를 간편하고 정밀하게 실시할 수 있는 적절한 웨이퍼 온도의 검출방법은 존재하지 않는다.
본 발명은, 상기 종래 기술을 고려하여 웨이퍼의 온도 제어를 간편하고 정밀 하게 실시할 수 있는 웨이퍼의 온도의 검출방법 및 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
발명의 개시
상기 목적을 달성하는 본 발명은 다음의 결과를 기초로 한다.
정전 척은 상기 서술한 바와 같이 직류 전원 (13) 의 출력 전압인 소정의 직류 전압을 정전 척용 전극 (7) 에 인가하는 경우에 웨이퍼 (6) 와 정전 척용 전극 (7) 사이에 발생하는 전위차에 기초한 쿨롱력에 의해 웨이퍼 (6) 를 서셉터 (5) 의 표면에 흡착시킨다. 따라서, 정전 척용 전극 (7) 의 흡착력이 제로가 된 것, 즉, 웨이퍼 (6) 와 정전 척용 전극 (7) 사이의 전위차가 제로가 된 것을 별도의 수단에 의해 검출할 수 있다면, 이 때의 정전 척용 전극 (7) 의 전위를 웨이퍼 (6) 의 전위로 할 수 있다. 흡착력이 제로가 된 것은 웨이퍼 (6) 의 온도를 모니터링함으로써 검출할 수 있다. 이는 흡착력이 크면 클수록 웨이퍼 (6) 가 더 강하게 서셉터 (5) 의 표면에 흡착되고, 웨이퍼 (6) 가 냉매통로 (6b) 를 통하여 흐르는 냉매에 의해 양호하게 냉각되기 때문이다. 따라서, 온도는 흡착력이 제로가 된 시점에서 가장 높다고 생각된다.
이 환경하에서, 도 7 에 나타내는 플라즈마 CVD 장치에서, 직류 전원 (13) 의 출력 전압을 변화시켜 이 출력 전압과 웨이퍼 (6) 의 온도와의 관계를 측정하였다. 그 결과를 도 1 에 나타낸다. 도면은 예상대로 위로 볼록한 곡선을 형성하는 온도 특성은, 약 600℃ 의 최고 온도와 이 때의 출력 전압이 -250(V) 을 나타낸다고 판명되었다. 이 -250(V) 의 값이 웨이퍼 (6) 의 전위이다. 이 때 , 플라즈마 발생용 고주파 전원 (18) 의 출력전력은 3.5(kW) 이고, 바이어스용 고주파 전원 (11) 의 출력전력은 1.2(kW) 이다.
이러한 결과에 기초한 웨이퍼 전위의 측정방법에 대한 발명의 특징은 다음과 같다.
1) 웨이퍼 전위의 측정 방법은 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 이 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 웨이퍼의 전위를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 웨이퍼의 온도를 매개로 하여 웨이퍼에 접촉하지 않고 웨이퍼의 전위를 검출할 수 있다. 즉, 웨이퍼에 대한 정전적인 흡착력이 제로가 된 것, 바꾸어 말하면 기대의 전위와 웨이퍼의 전위가 동일하게 된 것을 웨이퍼의 최고 온도를 이용하여 검출할 수 있다.
웨이퍼의 전위가 검출되면 동일 플라즈마 조건 하에서의 각 장치의 웨이퍼 전위에 기초하여 그 각 장치의 성능을 용이하게 평가 및 보증할 수 있다. 예를 들어, 각 장치에서의 웨이퍼 전위 특성의 편차가 없고 각 장치의 전위가 동일한 것으로 각 장치에 의해 생성된 제품의 품질 및 재현성을 보증할 수 있다.
또한, 일단 웨이퍼의 전위를 알면 이온의 양 (전류량) 은 이하의 이유로 알 수 있다. 웨이퍼의 전위를 측정할 수 있으면, 이 전위에 기초한 전압과 전류의 곱이 공급한 전력이므로 이 공급전력의 값을 알수 있기 때문이다. 이온량은 플 라즈마를 형성하는 가스의 유량, 압력, 종류 등을 파라미터로 하는 플라즈마 조건에 따라서 변한다. 이온량을 매개로 한 합리적인 플라즈마 조건을 설정하는 것도 용이해진다. 종래에는, 최적의 플라즈마 조건을 시행착오에 의해 찾고 있었다.
2) 웨이퍼 전위의 측정 방법은 기대에 탑재된 웨이퍼를 정전 척의 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 정전 척의 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 웨이퍼의 전위를 검출하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 1) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과에 더하여, 기존의 설비인 정전 척을 이용함으로써 더 저렴한 비용으로 이 작용 및 효과를 얻을 수 있다는 이점도 가진다.
3) 웨이퍼 전위의 측정 방법은 RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하고, 이온 가속화된 상태로 이 RF 바이어스에 직류 전원의 출력 전압을 중첩하고, 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 웨이퍼의 전위를 검출하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 1) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과에 더하여, 웨이퍼 전위를 매개함으로써 바이어스 전압값을 합리적이고 용이하게 관리할 수 있는 이점도 가진다. 종래에는, RF 바이어스 전압에 의한 바이어스 전압값의 관리는 경험에 크게 의존하였다.
웨이퍼 전위의 측정장치와 이 장치를 포함하는 플라즈마 처리장치에 대한 발명의 특징은 다음과 같다.
4) 웨이퍼 전위의 측정 장치는 기대에 탑재된 웨이퍼를 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하는 직류의 출력 전압을 인가하고, 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성한 가변 직류 전원; 및
웨이퍼의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 웨이퍼의 온도를 매개로 하여 웨이퍼에 접촉하지 않고 웨이퍼의 전위를 검출할 수 있다.
상기 방식으로, 웨이퍼의 전위가 검출되면 동일한 플라즈마 조건 하에서의 각 장치의 웨이퍼 전위에 기초하여 그 각 장치의 성능을 용이하게 평가 및 보증할 수 있다. 예를 들어, 각 장치에서의 웨이퍼 전위 특성 편차가 없고 각 장치의 전위가 동일한 것으로 각 장치에 의해 제조된 제품의 품질 및 재현성을 보증할 수 있다.
또한, 일단 웨이퍼의 전위를 알면 이온의 양 (전류량) 을 알 수 있다. 이는 웨이퍼의 전위를 측정할 수 있으면, 이 전위에 기초한 전압과 전류의 곱이 공급한 전력이므로 이 공급 전력의 값을 알 수 있기 때문이다. 이온량은 플라즈마를 형성하는 가스의 유량, 압력, 종류 등을 파라미터로 하는 플라즈마 조건에 따 라 변한다. 이온량을 매개로 한 합리적인 플라즈마 조건을 설정하는 것도 용이해진다.
5) 상기 4) 에 기재하는 웨이퍼 전위의 측정장치에 있어서, 가변 직류 전원은, 정전 척의 직류 전원의 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 4) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과에 더하여, 기존 설비인 정전 척을 이용함으로써 더 저렴한 비용으로 이러한 작용 및 효과를 얻을 수 있다는 이점도 가진다.
6) 웨이퍼 전위의 측정 장치는 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하기 위한 RF 바이어스 전원;
기대에 탑재된 웨이퍼를 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하는 직류의 출력을 RF 바이어스 전원의 출력 전압에 중첩하여 인가하고, 직류의 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성한 가변 직류 전원; 및
웨이퍼의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 5) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과에 더하여, 웨이퍼 전위를 매개함으로써 바이어스 전압값을 합리적이고 용이하게 관리할 수 있다는 이점도 가진다. 종래에는, RF 바이어스 전압에 의한 바이어스 전압값의 관리는 경험에 크게 의존하였다.
7) 상기 4) 내지 상기 6) 중 어느 하나에 기재된 웨이퍼 전위의 측정장치에 있어서, 온도 검출수단은 비접촉방식으로 웨이퍼의 온도를 검출하는 적외선 온도계 등의 비접촉식 온도 검출수단인 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 1) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과에 더하여, 웨이퍼의 온도를 금속오염 등의 문제를 발생시키지 않고 가장 양호하게 측정할 수 있다는 이점을 가진다.
8) 챔버 내에 배치하는 기대에 웨이퍼를 탑재하고, 챔버 내의 플라즈마를 이용하여 웨이퍼에 소정 처리를 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마 처리장치에 있어서, 상기 5) 내지 상기 7) 중 어느 하나에 기재된 웨이퍼 전위의 측정장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 4) 내지 7) 에 기재된 작용 및 효과를 갖는 플라즈마 CVD 장치를 구성할 수 있으며, 그 성능 보증 등을 용이하고 객관적으로 실시할 수 있다.
상기 결과에 기초한 웨이퍼 온도의 검출방법에 관한 발명의 특징은 다음과 같다.
9) 웨이퍼 온도의 검출 방법은 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전압의 인가에 의해 발생된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 직류 전압을 변화시키고, 각 직류 전압에 응답하여 웨이퍼의 온도를 검출하여 미리 웨이퍼의 온도 특성을 획득하고, 직류 전압을 검출하는 동시에 그 전압값과 온도 특성을 서로 대조함으로써 웨이퍼의 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 웨이퍼의 처킹을 위한 전압을 매개로 하여 웨이퍼의 온도를 웨이퍼에 접촉하지 않고 용이하고 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 온 도 관리를 용이하게 실시할 수 있다.
10) 웨이퍼 온도의 검출 방법은 RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하고, 이온 가속화된 상태에서 RF 바이어스에 직류 전압을 중첩하고, 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 직류 전압을 변화시키고, 각 직류 전압에 응답하여 웨이퍼의 온도를 검출하여 미리 웨이퍼의 온도 특성을 획득하고, 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 동시에, 전압값과 온도 특성을 서로 대조함으로써 웨이퍼의 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하는 동시에 RF 바이어스에 직류 전압을 중첩하고, 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전압의 인가에 의해 발생된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하는 경우에는, 상기 9) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과를 얻는다.
11) 상기 9) 또는 10) 에 기재된 웨이퍼 온도의 검출방법에 있어서, 웨이퍼의 이면과 접촉하는 볼록부를 각가 가지며, 볼록부를 통한 웨이퍼와의 접촉 면적이 상이한 복수 종류의 기대를 준비하고, 각 기대의 볼록부를 통하여 각각의 기대와 웨이퍼 사이의 접촉 면적이 상이하기 때문에 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼의 온도 특성을 획득하고, 선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 온도 특성들 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 획득할 수 있다. 장치의 사용온도 영역을 고려한 최적의 온도 특성을 선택함으로써 웨이퍼 온도의 검출정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
12) 상기 9) 또는 상기 10) 에 기재된 웨이퍼 온도의 검출방법에 있어서, 웨이퍼의 이면과 접촉하는 볼록부를 각각 가지며, 볼록부를 통한 웨이퍼와의 거리가 상이한 복수 종류의 기대를 준비하고, 각 기대의 볼록부를 통한 각각의 기대와 웨이퍼 사이의 거리가 상이함으로 인해 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼의 온도 특성을 획득하고, 선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 온도 특성 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 획득할 수 있다. 장치의 사용온도 영역을 고려한 최적의 온도 특성을 선택함으로써, 웨이퍼 온도의 검출정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
13) 상기 9) 또는 상기 10) 에 기재된 웨이퍼 온도의 검출방법에 있어서, 상이한 재료로 이루어지는 복수의 기대를 준비하고, 각각의 기대에 대한 웨이퍼의 온도 특성을 획득하여 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼의 온도 특성을 획득하고, 선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건 하에서 온도 특성들 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 획득할 수 있다. 장치의 사용온도 영역을 고려한 최적의 온도 특성을 선택함으로써, 웨이퍼 온도의 검출정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
웨이퍼 온도의 검출장치와 이 장치를 포함하는 플라즈마 처리장치에 대한 발명은 다음과 같다.
14) 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 발생된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 각 출력 전압에 응답하여 웨이퍼의 온도를 검출하여 얻은 온도 특성을 기억하는 온도 특성 기억수단; 출력 전압을 변화시킬 수 있는 직류 전원인 가변 직류 전원; 및 가변 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 전압 검출수단을 구비하며, 전압 검출수단의 출력신호인 가변 직류 전원의 출력 전압을 나타내는 전압신호를 온도 특성 기억수단에 입력하고 이 전압신호와 온도 특성을 서로 대조함으로써 웨이퍼의 온도를 결정하여, 이 온도를 나타내는 온도신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, 웨이퍼의 처킹을 위한 전압을 매개로 하여 웨이퍼의 온도를 웨이퍼에 접촉하지 않고 용이하게 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 온도 관리를 용이하게 실시할 수 있다. 예를 들어 막형성 등의 플라즈마 처리를 완료하여 웨이퍼를 반송수단에 의해 장치 외부로 반출할 때에는 반송장치의 열 부하를 저감하기 위해 웨이퍼를 소정 온도까지 냉각하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 웨이퍼를 소정 온도까지 냉각한 것을 웨이퍼의 처킹 (chucking) 을 위한 전압을 매개로 하여 관리할 수 있다.
15) 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측 정하면서 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 각 출력 전압에 응답하여 웨이퍼의 온도를 검출하여 얻는 온도 특성을 기억하는 온도 특성 기억수단; 출력 전압을 변화시킬 수 있는 직류 전원인 가변 직류 전원; 가변 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 전압 검출수단; 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하기 위한 RF 바이어스를 인가하는 RF 바이어스 전원을 구비하며, 기대에 탑재된 웨이퍼를 정전적인 흡인력으로 기대 측에 흡인하는 직류 전압을, 상기 RF 바이어스에 중첩하여 인가하고, 전압 검출수단의 출력신호인 가변 직류 전원의 출력 전압을 나타내는 전압신호를 온도 특성 기억수단에 입력하고, 이 전압신호와 온도 특성을 서로 대조하여 웨이퍼의 온도를 결정하여, 이 온도를 나타내는 온도신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
그 결과, RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하는 동시에 이 RF 바이어스에 직류 전압을 중첩하여, 기대에 탑재된 웨이퍼를 이 직류 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 기대 측으로 흡인하는 경우에 있어서, 상기 14) 에 기재하는 발명과 동일한 작용 및 효과를 얻는다.
16) 상기 14) 또는 15) 에 기재된 웨이퍼의 온도의 검출장치에 있어서, 온도 특성 기억수단에는 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 기억하고, 온도 특성들 중 임의의 것을 선택하고, 선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 선택된 온도 특성에 기초하여 결정된 웨이퍼의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하는 것을 특징으로한다.
그 결과, 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 획득할 수 있다. 장치 의 사용온도 영역을 고려한 최적의 온도 특성을 선택함으로써 웨이퍼 온도의 검출정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.
17) 챔버 내에 배치하는 기대에 웨이퍼를 탑재하고, 챔버 내의 플라즈마를 이용하여 웨이퍼에 소정 처리를 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마 처리장치에 있어서, [청구항 6] 내지 [청구항 8] 중 어느 하나 항에 기재된 웨이퍼 온도의 검출장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
따라서, 플라즈마 CVD 장치에서 상기 14) 내지 상기 16) 에 기재된 발명의 효과를 얻을 수 있어, 플라즈마 CVD 장치에서의 웨이퍼 온도의 각종 관리가 용이해진다.
18) 상기 17) 에 기재된 플라즈마 처리장치에 있어서, 소정 조건에 대응하는 웨이퍼 온도의 제어값을 기억하고, 웨이퍼의 전위가 이 제어값에 대응하는 전위가 되도록 가변 전원의 출력 전압을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 플라즈마 CVD 장치에서 설정한 웨이퍼 온도조건으로 자동적으로 제어할 수 있어, 이 온도조건 하에서 재현성이 높은 플라즈마 처리를 수행할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 도 7 에 나타내는 플라즈마 CVD 장치에 있어서 직류 전원의 출력 전압의 변화에 응답하여 웨이퍼의 온도를 측정함으로써 획득한 온도 특성을 나타내는 특성도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 웨이퍼 전위의 측정장치를 장착한 플라즈마 CVD 장치를 나타내는 구성도이다.
도 3 은 도 2 에 나타내는 장치에서의 웨이퍼 전위의 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 웨이퍼의 온도의 검출장치를 장착한 플라즈마 CVD 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5 는 도 4 에 나타내는 장치의 온도 특성 기억부에 기억된 온도 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6 은 상이한 동적 범위를 갖는 복수의 온도 특성을 획득하는데 사용하는 서셉터의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 7 은 종래 기술에 따른 플라즈마 CVD 장치를 나타내는 구성도이다.
본 발명을 실시하기 위한 최적의 모드
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부된 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
<제 1 실시형태>
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 웨이퍼 전위의 측정장치를 장착한 플라즈마 CVD 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 나타내는 플라즈마 CVD 장치는, 웨이퍼 전위의 측정장치를 장착한 점을 제외하고 도 7 에 나타내는 플라즈마 CVD 장치와 본질적으로 다르지 않다. 따라서, 도 2 에서 도 7 과 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하고 중복적인 설명은 생략한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 전위의 측정장치는 온도 검출 센서 (21), 온도 검출부 (22), 가변 직류 전원 (23), 전압계 (24), 웨이퍼 전위 검출부 (25) 및 표시 장치 (26) 로 이루어진다. 온도 검출 센서 (21) 는 다음의 방식에서 서셉터 (5) 를 관통하는 광섬유로 바람직하게 형성할 수 있다. 광섬유의 선단부를 서셉터 (5) 를 관통시켜 웨이퍼 (6) 의 이면에 두고 비접촉방식으로 웨이퍼 (6) 의 이면의 상태를 나타내는 광신호를 얻어, 이 광신호를 외부로 안내한다. 광섬유에 의해 외부로 안내된 광신호는 적외선 온도계 등으로 형성된 온도 검출부 (22) 로 안내되어 웨이퍼 (6) 의 온도를 나타내는 전기신호인 온도신호로 변환된다. 전압계 (24) 는 가변 직류 전원 (23) 의 출력 전압을 검출하여 이 출럭 전압을 나타내는 전압신호를 송출한다. 웨이퍼 전위 검출부 (25) 는 온도신호와 전압신호를 서로 관련하여 처리하고, 실질적으로 도 1 에 대응하는 온도 특성의 그래프를 작성함으로써 웨이퍼 (6) 의 최고 온도에 대응하는 가변 직류 전원 (23) 의 출력전압의 값을 검출한다. 이 전압값을 웨이퍼 전위를 나타내는 웨이퍼 전위신호로서 표시 장치 (26) 에 전송한다. 표시부 (26) 는 웨이퍼 전위신호에 기초하여 웨이퍼 전위를 표시한다. 가변 직류 전원 (23) 의 출력 전압은 측정작업원이 수동에 의해 적절하게 변화시킬 수도 있지만, 소정의 절차에 따라 자동적으로 변화시킬 수도 있다. 이 경우, 최초 측정에 의해 최고 온도 근방의 영역을 검출한 후, 이 영역 내에서 출력 전압을 정교하게 변화시킴으로써 정확하게 최고 온도에 대응하는 출력 전압, 즉 웨이퍼 전위를 검출할 수 있다.
상술한 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼 (6) 의 온도를 매개로 하여 웨이퍼 (6) 의 전위를 비접촉방식으로 검출할 수 있다. 즉, 웨이퍼 (6) 에 대한 정전 척용 전극 (7) 의 흡착력이 제로가 된 것, 바꾸어 말하면 정전 척용 전극 (7) 의 전위와 웨이퍼 (6) 의 전위가 동일하게 된 것을 웨이퍼 (6) 의 최고 온도를 이용하여 검출할 수 있다. 더 상세하게는, 본 실시형태의 경우, 바이어스용 고주파 전원 (11) 에 의한 바이어스 전압도 정전 척용 전극 (7) 에 인가되기 때문에, 웨이퍼 전위는 도 3 에 나타내는 바와 같이 정현적으로 변화한다. 가변 직류 전원 (23) 의 출력 전압은 그 정현파의 진동 중심과 접지 전위 (제로 전위) 사이의 전압 (VDC) 으로서 주어진다. 따라서, 웨이퍼 (6) 의 최고 온도에 대응하는 전압 (VDC) 을 검출하여 이것을 웨이퍼 전위로 할 수 있다.
상기 방식으로, 웨이퍼 (6) 의 전위를 검출하면 막형성실 (3) 내에서의 이온의 양 (전류량) 을 알 수 있다. 이는 웨이퍼 (6) 의 전위를 측정할 수 있으면, 이 전위에 기초하는 전압과 전류의 곱이 급전 안테나 (16) 에 공급한 전력이므로 이 공급전력의 값을 알고 있기 때문이다. 이온량은 플라즈마를 형성하는 가스의 유량, 압력, 종류 등을 파라미터로 하는 플라즈마 조건에 따라 변한다. 종래에는, 최적의 플라즈마 조건을 시행착오에 의해 찾고 있었다.
한편, 본 실시형태에 의하면 이온량을 매개로 한 합리적인 플라즈마 조건을 용이하게 설정한다. 또한, 바이어스용 고주파 전원 (11) 에 의한 바이어스 전압 값의 관리도 경험에 많이 의존한다. 그러나, 본 실시형태에 의해 웨이퍼 전위를 매개함으로써 바이어스 전압 값의 관리도 합리적이고 용이하게 실시할 수 있다.
상술한 실시형태에서의 웨이퍼 전위의 측정장치에서는 플라즈마 CVD 장치에 부속되는 정전 척의 직류 전원을 이용하여 가변 직류 전원 (23) 을 구성한다. 플라즈마 CVD 장치 중에는 정전 척이 없는 것도 존재한다. 정전 척을 설치하지 않은 경우에도 온도 검출 센서 (21), 온도 검출부 (22), 가변 직류 전원 (23), 전압계 (24), 웨이퍼 전위 검출부 (25) 및 표시 장치 (26) 를 추가함으로써 용이하게 웨이퍼 (6) 의 전위를 검출할 수 있다. 물론, 상기 실시형태와 같이 온도 검출 센서 (21) 내지 표시 장치 (26) 를 모두 구비할 필요는 없다. 중요한 것은, 웨이퍼 (6) 의 온도를 측정하는 온도 검출수단, 웨이퍼 (6) 를 서셉터에 정전적으로 흡착하는 수단 및 흡착수단에 직류 전압을 인가하는 가변 직류 전원을 가지는 장치에 의해, 웨이퍼 (6) 의 최고 온도에 대응하는 직류 전원의 출력 전압을 검출할 수 있다는 특징을 제공하는 것이다. 따라서, 상술한 실시형태에 나타내는 플라즈마 CVD 장치에 있어서, 웨이퍼 (6) 에 바이어스 전압을 인가할 필요가 없는 경우에는, 커패시터 및 정합기 (10) 뿐만 아니라 바이어스용 고주파 전원 (11) 을 생략할 수 있다. 웨이퍼 (6) 에 바이어스를 인가하지 않은 경우에는, 웨이퍼 (6) 의 최고 온도에 대응하는 직류 전원의 전압이 그대로 웨이퍼 전위가 된다.
웨이퍼 (6) 에 바이어스 전압을 인가하는 경우에도, 즉 장치가 커패시터 및 정합기 (10) 를 포함하는 바이어스용 고주파 전원 (11) 을 갖는 경우에도 정전 척용 직류 전원을 생략할 수 있다. 이 경우에는, 정전 척용 전극 (7) 에 인가하는 바이어스 전압이 처킹용 전압으로서도 기능한다. 따라서, 이 경우에는 바이어스용 고주파전원 (11) 을 가변 전압 전원 (통상, 가변 전압 전원으로 구성됨) 으 로 구성하고 바이어스 전압을 변화시켜 웨이퍼 (6) 의 최고 온도에 대응하는 바이어스 전압값을 검출할 수도 있다. 이 때의 바이어스 전압의 절대값이 웨이퍼 전위가 된다.
또한, 도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 웨이퍼 전위의 측정장치를 가지는 플라즈마 CVD 장치를 나타내지만, 본 발명은 플라즈마 CVD 장치로 한정되지는 않는다. 일반적으로, 정전적으로 처킹을 실시하는 장치에 있어서, 웨이퍼 (6) 의 전위를 비접촉방식으로 검출하는 경우에 적용할 수 있다.
<제 2 실시형태>
도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 웨이퍼 온도의 검출장치를 장착한 플라즈마 CVD 장치를 나타내는 구성도이다. 도면에 나타내는 플라즈마 CVD 장치는, 웨이퍼 온도의 검출장치를 장착한 점을 제외하고 도 7 에 나타내는 플라즈마 CVD 장치와 본질적으로 다르지 않다. 따라서, 도 4 에서는 도 7 과 동일한 부분들에는 동일한 부호를 부여하고 중복적인 설명은 생략한다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 온도의 검출장치는 웨이퍼 (6) 의 온도 특성을 기억하는 온도 특성 기억부 (31), 출력 전압을 변화시킬 수 있는 가변 직류 전원 (32), 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압을 검출하는 전압 검출기 (33), 웨이퍼 (6) 의 온도를 표시하는 표시 장치 (34), 및 웨이퍼 (6) 의 온도가 설정온도 T 가 되도록 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압을 제어하는 전압 제어부 (35) 를 포함한다.
온도 특성 기억부 (31) 에 기억된 온도 특성은 서셉터 (5) 에 탑재된 웨이퍼 (6) 를 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압의 인가에 의해 정전적인 흡인력으로 서셉터 (5) 측에 흡인하는 방식으로 획득된다. 웨이퍼 (6) 의 온도를 측정하면서 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압을 변화시켜 각 출력 전압에 응답하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 검출하여 온도 특성을 획득한다. 즉, 온도 특성 기억부 (31) 는 도 1 에 나타내는 온도 특성을 기억한다. 이러한 온도 특성을 얻기 위한 웨이퍼 (6) 의 온도의 검출은, 예를 들어 광섬유의 선단부를 서셉터 (5) 를 관통시켜 웨이퍼 (6) 의 이면에 두고 비접촉방식으로 웨이퍼 (6) 의 이면의 상태를 나타내는 광신호를 얻어, 그 광신호를 외부의 적외선 온도계로 안내함으로써 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 온도 특성 기억부 (31) 에는 전압 검출기 (33) 의 출력신호인 전압신호가 공급된다. 웨이퍼 (6) 의 온도 특성에 기초하여 전압신호가 나타내는 전압값에 대응하는 웨이퍼 (6) 의 온도를 검출하고 또한 이 온도를 나타내는 온도신호를 표시 장치 (34) 에 공급하도록 구성되어 있다. 그 결과, 표시 장치 (34) 에는 웨이퍼 (6) 의 온도가 표시된다. 온도 특성 기억부 (31) 의 출력신호인 온도신호는 전압 제어부 (35) 에도 공급된다. 이 때, 전압 제어부 (35) 에는 웨이퍼 (6) 의 설정온도 T 를 나타내는 설정신호가 공급되어 있다. 전압 제어부 (35) 는 설정신호와 온도신호를 비교하여 양자의 편차에 기초하여 설정온도 T 가 되도록 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압을 제어한다.
본 실시형태에 따른 온도 특성 기억부 (31) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이 다른 조건하에서 획득된 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 를 기억한다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 그 온도 특성은 저온영역으로 갈수록 더 완만하게 변화하고, 이 영역에서는 검출온도의 정밀도의 악화가 우려된다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ 를 준비함으로써 플라즈마 CVD 장치의 동작시의 웨이퍼 (6) 의 온도범위내에서 가장 바람직한 동적 범위의 온도 특성을 선택하여 사용할 수 있다.
동적 범위가 상이한 온도 특성을 획득하기 위하여, 이하의 방법을 생각할 수 있다. 예를 들어, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 서셉터 (5) 의 표면을 엠보싱 가공하여 다수의 볼록부 (5a) 를 형성하고, 웨이퍼 (6) 를 볼록부 (5a) 를 사이에 두고 탑재하도록 구성한 복수의 서셉터 (5) 를 준비할 것을 권장한다. 동일한 플라즈마 조건 하에서, 각 서셉터 (5) 를 사용하여 웨이퍼 (6) 의 온도 특성을 획득할 수도 있다. 이 때, 서셉터 (5) 의 볼록부 (5a) 의 수 또는 크기를 바꿈으로써 웨이퍼 (6) 와 볼록부 (5a) 와의 접촉 면적을 변경할 수 있다. 접촉 면적이 작을수록 높은 온도 영역의 동적 범위를 갖는 온도 특성을 얻을 수 있다. 또한, 서셉터 (5) 의 볼록부 (5a) 높이를 바꿈으로써 동적 범위를 변경할 수 있다. 이 경우에는, 볼록부 (5a) 의 높이가 높을수록 높은 온도 영역의 동적 범위를 갖는 온도 특성을 얻을 수 있다. 또한, 서셉터 (5) 의 재료를 다르게 함으로써 복수의 온도 특성을 얻을 수 있다. 그 이유는 저하율이 재료에 따라 다르므로, 정전 척용 전극 (7) 에 일정한 전압이 인가되더라도 웨이퍼 (6) 를 흡인하는 흡인력이 다르며, 서셉터 (5) 에 의한 냉각효율이 균일하지 않기 때문이다.
복수의 동적 범위 중 어느 하나를 선택하는 경우에, 동일조건하에서 플라즈 마 CVD 장치를 동작시키는 것, 즉 온도 특성을 획득한 서셉터 (5) 와 동일한 서셉터 (5) 를 사용해야 하는 것이 전제가 된다.
상술한 본 실시형태에 따르면, 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압을 매개로 하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 검출할 수 있다. 즉, 가변 직류 전원 (32) 의 출력 전압값과 웨이퍼 (6) 의 온도와의 대응관계를 이용하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 관리할 수 있다. 또한, 이 때의 웨이퍼 (6) 의 온도를 나타내는 온도신호를 얻기 때문에 이 온도 신호를 이용하여 피드백 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 (6) 를 자동적으로 설정온도로 유지한 상태로 플라즈마 CVD 장치에서의 막형성 등의 플라즈마 처리를 보증할 수 있다. 이 경우에, 웨이퍼 (6) 의 실제 온도는 예를 들어 광섬유의 선단부를 서셉터 (5) 를 관통시켜 웨이퍼 (6) 의 이면에 두고 비접촉방식으로 웨이퍼 (6) 의 이면의 상태를 나타내는 광신호를 얻어, 이 광신호를 외부의 적외선 온도계로 안내함으로써 검출할 수도 있다. 이 경우에, 이 때의 온도의 측정값을 나타내는 신호를 전압 제어부 (35) 에 피드백하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 제어할 수도 있다. 전자모드에 비하여 후자 모드는 다소 복잡한 구성을 포함하지만, 보다 정밀하게 제어를 할 수 있다.
상수한 실시형태에서의 웨이퍼 온도의 검출장치는, 그 온도 특성 기억부 (31) 에 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 기억한다. 그러나, 적어도 1 종류의 온도 특성을 기억하는 것이라면 본 발명의 기술 사상에 포함된다. 또한, 온도 특성 기억부 (31) 의 출력 전압을 이용한 피드백 루프를 형성하는 것이 필수적인 것은 아니다. 온도 특성 기억부 (31) 에서의 직류 전압과의 대조에 의해 웨이퍼의 온도를 단순히 검출하는 것이라면 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
본 실시형태에 따른 웨이퍼의 온도의 검출장치를 적용하는 기기는 상술한 실시형태의 장치, 즉 바이어스용 고주파전원 (11) 을 갖는 플라즈마 CVD 장치로 한정되지는 않는다. 실시형태에 나타내는 플라즈마 CVD 장치에서, 웨이퍼 (6) 에 바이어스를 인가할 필요가 없는 경우에는 커패시터 (9) 와 정합기 (10) 뿐만 아니라 바이어스용 고주파 전원 (11) 을 생략할 수 있다. 반대로, 가변 RF 바이어스 전원을 바이어스용 고주파 전원 (11) 으로 이용함으로써 가변 직류 전원 (32) 을 생략할 수 있다. 이 경우에, 가변 RF 바이어스 전원을 웨이퍼의 흡인용 전원으로 겸용한다. 즉, 이 때의 온도 특성 기억부 (31) 에 기억하는 온도 특성은 가변 RF 바이어스 전원의 출력전압을 변화시키면서 각 출력 전압에 응답하여 웨이퍼 (6) 의 온도를 검출함으로써 획득된다.
또한, 본 실시형태에 따른 웨이퍼의 온도 검출장치를 적용하는 장치는 플라즈마 CVD 장치로 한정되지 않는다. 서셉터 (5) 등의 기판에 정전력에 의해 웨이퍼 (6) 를 흡인하여 웨이퍼 (6) 에 대하여 소정의 플라즈마 처리를 실시하는 장치에 일반적으로 적용할 수 있다.
산업상의 이용가능성
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 전위 또는 온도의 측정방법 및 장치, 그리고 이 장치를 포함하는 플라즈마 처리장치는, 특히 플라즈마 처리장치에 의해 웨이퍼 상의 막형성 등의 처리의 재현성을 보증할 때 및 웨이퍼의 온도 관리를 실행할 때 적용하면 유용하다.

Claims (18)

  1. 기대(基臺)에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하는 단계;
    상기 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전원의 출력 전압을 변화시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 상기 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 상기 웨이퍼의 전위를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정방법.
  2. 기대에 탑재된 웨이퍼를 정전 척의 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하는 단계;
    상기 흡인된 상태의 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 정전 척의 직류 전원의 출력 전압을 변화시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 상기 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 상기 웨이퍼의 전위를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정방법.
  3. RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속화하는 단계;
    이온 가속화된 상태로 상기 RF 바이어스 전압에 직류 전원의 출력 전압을 중첩하는 단계;
    상기 기대에 탑재된 상기 웨이퍼를 상기 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하는 단계;
    흡인된 상태의 상기 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전원의 출력 전압을 변화시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼의 온도가 최대가 된 시점에서의 상기 직류 전원의 출력 전압에 기초하여 상기 웨이퍼의 전위를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정방법.
  4. 기대에 탑재된 웨이퍼를 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하는 직류의 출력 전압을 인가하고, 상기 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성한 가변 직류 전원; 및
    상기 웨이퍼의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가변 직류 전원은 정전 척의 직류 전원의 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정장치.
  6. 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속하기 위한 RF 바이어스 전원;
    상기 기대에 탑재된 상기 웨이퍼를 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하는 직류의 출력 전압을 상기 RF 바이어스 전원의 출력에 중첩하여 인가하고 상기 직류의 출력 전압을 변화시킬 수 있도록 구성한 가변 직류 전원; 및
    상기 웨이퍼의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 검출수단은, 비접촉으로 상기 웨이퍼의 온도를 검출하는 적외선 온도계 등의 비접촉식 온도 검출수단인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 전위의 측정장치.
  8. 챔버 내에 배치되는 기대에 웨이퍼를 탑재하고, 상기 챔버 내의 플라즈마를 이용하여 상기 웨이퍼에 소정 처리를 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마 처리장치에 있어서,
    제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 전위 측정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  9. 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전압의 인가에 의해 발생된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 상기 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전압을 변화시키고, 각 직류 전압에 응답하여 상기 웨이퍼의 온도를 검출하여 미리 상기 웨이퍼의 온도 특성을 획득하는 단계; 및
    상기 직류 전압을 검출하는 동시에 상기 전압값과 상기 온도 특성을 서로 대조함으로써 상기 웨이퍼의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출방법.
  10. RF 바이어스의 인가에 의해 기대에 탑재된 웨이퍼 근방의 이온을 가속화하고, 이온 가속화된 상태에서 상기 RF 바이어스에 직류 전압을 중첩하고, 상기 직류 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대에 탑재된 상기 웨이퍼를 상기 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 상기 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전압을 변화시키고, 각 직류 전압에 응답하여 상기 웨이퍼의 온도를 검출하여 미리 상기 웨이퍼의 온도 특성을 획득하는 단계;
    상기 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 동시에 상기 전압값과 상기 온도 특성을 서로 대조함으로써 상기 웨이퍼의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    웨이퍼의 이면과 접촉하는 볼록부를 각각 가지며, 상기 볼록부를 통한 상기 웨이퍼와의 접촉 면적이 상이한 복수의 기대를 준비하고, 상기 각 기대의 볼록부를 통하여 각각의 상기 기대와 상기 웨이퍼 사이의 접촉 면적이 상이하기 때문에 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼의 온도 특성을 획득하는 단계; 및
    선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건 하에서 온도 특성들 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 이면과 접촉하는 볼록부를 각각 가지며, 상기 볼록부를 통한 상기 웨이퍼와의 거리가 상이한 복수의 기대를 준비하고, 상기 각 기대의 상기 볼록부를 통한 각각의 상기 기대와 상기 웨이퍼 사이의 거리가 상이함으로 인해 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼의 온도 특성을 획득하는 단계; 및
    선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 온도 특성 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출방법.
  13. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상이한 재료로 이루어지는 복수의 기대를 준비하고, 각각의 상기 기대에 대한 상기 웨이퍼의 온도 특성을 획득하여 동적 범위가 상이한 복수의 웨이퍼 온도 특성을 획득하는 단계; 및
    선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 온도 특성들 중 어느 하나를 선택하여 웨이퍼의 온도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으 로 하는 웨이퍼 온도의 검출방법.
  14. 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 발생된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 상기 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 각 출력 전압에 응답하여 상기 웨이퍼의 온도를 검출하여 획득되는 온도 특성을 기억하는 온도 특성 기억수단;
    상기 출력 전압을 변화시킬 수 있는 직류 전원인 가변 직류 전원; 및
    상기 가변 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 전압 검출수단을 구비하며,
    상기 전압 검출수단의 출력신호인 상기 가변 직류 전원의 출력 전압을 나타내는 전압신호를 상기 온도 특성 기억수단에 입력하고 상기 전압신호와 상기 온도 특성을 서로 대조하여 상기 웨이퍼의 온도를 결정하여, 상기 온도를 나타내는 온도신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출장치.
  15. 기대에 탑재된 웨이퍼를 직류 전원의 출력 전압의 인가에 의해 생성된 정전적인 흡인력에 의해 상기 기대 측으로 흡인하고, 흡인된 상태의 상기 웨이퍼의 온도를 측정하면서 상기 직류 전원의 출력 전압을 변화시키고, 각 출력 전압에 응답하여 상기 웨이퍼의 온도를 검출하여 획득되는 온도 특성을 기억하는 온도 특성 기억수단;
    상기 출력 전압을 변화시킬 수 있는 직류 전원인 가변 직류 전원;
    상기 가변 직류 전원의 출력 전압을 검출하는 전압 검출수단; 및
    상기 기대에 탑재된 상기 웨이퍼 근방의 이온을 가속하기 위한 RF 바이어스를 인가하는 RF 바이어스 전원을 구비하며,
    상기 기대에 탑재된 상기 웨이퍼를 정전적인 흡인력으로 기대 측에 흡인하는 직류 전압을 상기 RF 바이어스에 중첩하여 인가하고,
    상기 전압 검출수단의 출력신호인 상기 가변 직류 전원의 출력 전압을 나타내는 전압신호를 상기 온도 특성 기억수단에 입력하고,
    상기 전압신호와 상기 온도 특성을 서로 대조하여 상기 웨이퍼의 온도를 결정하고,
    상기 온도를 나타내는 온도신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출장치.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 온도 특성 기억수단은 동적 범위가 상이한 복수의 온도 특성을 기억하고, 온도 특성들 중 임의의 것을 선택하고 상기 선택된 온도 특성을 획득하기 위한 조건과 동일한 조건하에서 상기 선택된 온도 특성에 기초하여 결정된 상기 웨이퍼의 온도를 나타내는 온도 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 온도의 검출장치.
  17. 챔버 내에 배치하는 기대에 웨이퍼를 탑재하고, 상기 챔버 내의 플라즈마를 이용하여 상기 웨이퍼에 소정 처리를 실시하는 플라즈마 CVD 장치 등의 플라즈마 처리장치에 있어서,
    제 14 항 또는 제 15 항에 기재된 웨이퍼 온도 검출장치를 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 온도 검출장치는 소정 조건에 대응하는 웨이퍼 온도의 제어값를 기억하고, 상기 웨이퍼의 전위가 상기 제어값에 대응하는 전위가 되도록 상기 가변 전원의 출력 전압을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
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