KR100819313B1 - 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터방법 - Google Patents
기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100819313B1 KR100819313B1 KR1020070026777A KR20070026777A KR100819313B1 KR 100819313 B1 KR100819313 B1 KR 100819313B1 KR 1020070026777 A KR1020070026777 A KR 1020070026777A KR 20070026777 A KR20070026777 A KR 20070026777A KR 100819313 B1 KR100819313 B1 KR 100819313B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- deposit
- chamber
- processing chamber
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 50
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 95
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 5
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000005108 dry cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 235000003332 Ilex aquifolium Nutrition 0.000 description 2
- 235000002296 Ilex sandwicensis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002294 Ilex volkensiana Nutrition 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
- G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0291—Housings; Spectrometer accessories; Spatial arrangement of elements, e.g. folded path arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/42—Absorption spectrometry; Double beam spectrometry; Flicker spectrometry; Reflection spectrometry
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
- H01J37/32972—Spectral analysis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
- H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
- H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
퇴적물을 직접 분석하는 데 사용되는 퇴적물 모니터 장치의 구성 요소 설치의 자유도를 향상시킬 수 있다. 기판이 처리되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 기판 처리 장치의 퇴적물 모니터 장치는 상기 처리실 내에 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버를 포함한다. 입사광은 이 광파이버의 한쪽 단부에 접속되어 상기 광파이버로 방출되며, 광파이버를 통과한 광은 광파이버의 다른 쪽 단부에 접속된 수광 디바이스에 의해 수광된다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도,
도 2는 도 1의 챔버의 내측벽에 설치되는 퇴적물 모니터 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도,
도 3은 도 2의 퇴적물 모니터 장치의 변형예의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도.
본 발명은 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터 방법에 관하여, 특히 피처리 기판에 소정의 처리를 실시하는 처리실(챔버) 내의 퇴적물을 모니터할 수 있는 퇴적물 모니터 방법을 실시하는 퇴적물 모니터 장치를 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 장치를 제조하는 플라즈마 프로세스에서는, 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 '웨이퍼'라고 한다)를 수용하는 용기(챔버)내에서, 웨이퍼에 형성된 박막의 에칭이나, 웨이퍼 상에 소정 재료를 퇴적시켜 박막을 형성하는 CVD(Chemical Vapor Deposition)가 수행된다.
CVD는 웨이퍼 상에 소정 재료의 박막을 성장시키는 프로세스이며, 따라서 용기 내벽에도 소정 재료의 퇴적물이 부착된다. 한편, 에칭시에, 화학 반응이나 스퍼터링에 의해서 웨이퍼에 형성되어 있는 막을 제거되지만, 그 반응 생성물이 플라즈마로 분해되어 용기 내벽에 퇴적물로서 부착된다. 이와 같이, 플라즈마 프로세스를 계속하는 사이에 용기 내벽은 퇴적물에 의해서 오염된다. 용기 내벽이 퇴적물에 의해서 심하게 오염되면, 용기 내의 플라즈마의 분포 등에 영향을 미치기 때문에, 플라즈마 프로세스의 재현성이 열화된다.
따라서, 반도체 장치의 양산 공장에서는, 반도체 장치의 제조 장치로서의 기판 처리 장치가 구비하는 용기 내의 클리닝을 정기적으로 실행함으로써 기판 처리 장치에 있어서의 플라즈마 프로세스의 재현성을 유지하고 있다.
상기 클리닝의 주기는 플라즈마 프로세스의 재현이 곤란하게 되었을 때의 용기에 있어서의 고주파 전력의 누적 방전 시간이나, 처리된 웨이퍼의 매수 등에 근거하여 통계적인 수법에 의해서 추정되고 있다.
상기 통계적인 수법 대신에 클리닝의 주기, 구체적으로는 개시 시기를 보다 높은 정밀도로 결정하기 위해서, 용기 내벽의 퇴적물을 반정량적으로, 즉 직접적으로 분석 가능한 수법이 제안되어 있다(예컨대, 일본국 특허 공개 평성 07-086254 호 공보(도 8) 참조).
상기 퇴적물의 직접 분석이 가능한 수법에서는, 우선 거의 U 자형으로 가공된 투명 부재인 내부 반사 프리즘을 그 표면이 챔버 내에 노출하도록 챔버에 붙인다. 이 내부 반사 프리즘의 내부에서는, 광파이버로부터의 입사광이 한쪽 단부로부터 입사하여 내부 반사하면서 투과하고, 투과한 입사광은 다른쪽 단부에 접속된 광파이버를 거쳐서 수광 디바이스에 의해서 수광된다. 상술한 바와 같이 수광 디바이스에 의해서 수광된 광은 수광기 등에 의해서 모니터된다.
여기서, 상기 투명 부재의 표면에 부착된 퇴적물이, 내부 반사하면서 투명 부재 내부를 투과하는 광을 흡수 또는 반사하면, 모니터되는 광의 강도 등에 변화가 발생한다. 이 변화에 근거하여 내부 반사 프리즘의 표면에 부착된 퇴적물의 분석이 가능해진다.
그러나, 상기 직접 분석이 가능한 수법에서는 상기 내부 반사 프리즘과 같은 투명 부재의 챔버로의 설치를 쉽게 하는 크기를 갖는 투명 부재를 별도로 작성해야 한다. 또한, 이와 같이 작성된 투명 부재는, 챔버의 내벽 표면에 설치되면, 설치 장소에 따라서는 내벽 표면으로부터 크게 돌출한다. 이는 플라즈마 프로세스시에 이상 방전 등의 발생 요인이 될 수 있다. 따라서, 필요한 크기를 갖는 투명 부재는 설치 장소가 제한되며, 따라서 그 설치의 자유도가 낮다.
본 발명은 퇴적물을 직접 분석하는 데 사용되는 퇴적물 모니터 장치의 구성 요소 설치의 자유도를 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터 방법을 제공한다.
본 발명의 제 1 형태에 의하면, 피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 장치를 구비하는 기판 처리 장치가 제공되며, 이 퇴적물 모니터 장치는, 처리실 내에 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버와, 광파이버의 한쪽 단부에 접속되어 광파이버에 입사광을 방출하는 발광 디바이스와, 광파이버의 다른쪽 단부에 접속되어 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 디바이스를 구비한다.
본 발명의 제 1 형태에 의하면, 처리실 내에 배치된 광파이버의 노출된 부분을 이용하여 퇴적물을 모니터할 수 있기 때문에, 퇴적물 모니터 장치의 구성 요소(광파이버)의 설치에 대한 자유도를 향상시킬 수 있다.
이 발광 디바이스는 단일 파장의 광을 출사하는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있으며, 이 수광 디바이스는 수광한 광의 광량 및 광 강도 중 적어도 하나를 검지하는 광 센서를 포함할 수 있다.
이 경우, 처리실 내에서 노출되는 광파이버의 표면에 퇴적물이 부착되면, 광파이버 내에서 표면과의 내부 반사를 반복하여 진행하는 광의 적어도 일부가 퇴적물에 의해서 흡수되거나 반사된다. 또한, 퇴적물에 의한 광의 흡수율이나 반사율은 퇴적물의 막 두께에 따라 변화된다. 그 결과, 광파이버 내를 투과하는 광의 광량이나 광 강도가 변화된다. 따라서, 수광 디바이스가 수광한 광의 광량 및 광 강도 중 적어도 하나를 검지함으로써 퇴적물의 막 두께에 관한 정보를 광학적에 취득 할 수 있다.
이 단일 파장은 처리실 내에서 발광되는 광의 파장과는 다를 수 있다.
이 경우, 광원의 파장이 처리실 내에서 발광하는 광의 파장과는 다르기 때문에, 퇴적물의 직접 분석을 고정밀도로 실행할 수 있다.
기판 처리 장치는 퇴적물 모니터 장치에 의한 모니터 결과에 근거하여, 광파이버의 노출된 부분의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출하는 산출 장치를 더 구비할 수 있다.
이 경우, 퇴적물 모니터 장치의 모니터 결과에 근거하여, 노출된 광파이버의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출하기 때문에, 퇴적물을 제거하는 클리닝을 실행해야 할 타이밍을 처리실 내의 실상에 근거하여 결정할 수 있다.
발광 디바이스는 광대역에 걸친 파장의 광을 출사하는 광원을 포함할 수 있으며, 수광 디바이스는 수광한 광을 분광하는 분광계(spectrometer)를 포함할 수 있다.
이 경우, 처리실 내에서 노출되는 광파이버의 표면에 퇴적물이 부착되면, 퇴적물은 표면에서 반사하는 입사광으로부터 퇴적물의 성분이나 조성에 따른 파장의 광을 흡수한다. 퇴적물에 의한 광의 흡수는 광파이버를 통과한 광을 분광했을 때 흡수 스펙트럼으로서 표시된다. 따라서, 적어도 퇴적물의 성분에 관한 정보를 광학적으로 취득할 수 있다.
기판 처리 장치는 분광된 광의 스펙트럼 분포를 작성하는 스펙트럼 작성 장치를 더 구비할 수 있다.
이 경우, 스펙트럼 분포가 작성되기 때문에, 흡수 스펙트럼을 명료하게 나타낼 수 있어서, 퇴적물의 성분에 관한 정보를 확실하게 취득할 수 있다.
퇴적물 모니터 장치는 퇴적물의 성분을 분석할 수 있다.
이 경우, 퇴적물의 성분을 분석하기 때문에 퇴적물의 성분에 기초를 둔 제어를 실행하는 것이 가능해진다.
광파이버의 적어도 노출된 부분의 표면에는 경면 처리가 실시될 수 있다.
이 경우, 노출된 광파이버의 표면에 경면 처리가 실시되기 때문에, 노출된 광파이버의 표면이 미시적으로 평활하게 되어, 노출된 광파이버의 표면에서의 광의 난반사를 방지할 수 있다. 이에 따라, 노출된 광파이버의 표면에서의 광의 반사에 퇴적물에 의한 반사가 크게 기여하게 되어서, 수광 디바이스의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
발광 디바이스 및 수광 디바이스는 처리실 외부에 배치될 수 있다.
이 경우, 발광 디바이스 및 수광 디바이스가 처리실 외부에 배치되기 때문에, 퇴적물 모니터 장치의 탈착을 용이하게 실행할 수 있다.
처리실에는 광파이버의 노출된 부분이 매설되는 홈이 형성될 수 있다.
이 경우, 노출된 광파이버가 처리실에 형성된 홈에 매설되기 때문에, 노출된 광파이버가 처리실 표면에서 돌출하는 것을 방지하여, 돌출부의 존재에 기인하는 처리실 내의 이상 방전을 방지할 수 있다.
퇴적물 모니터 장치에 의한 모니터 결과에 따른 피드백 제어를 수행하는 제어기를 포함할 수 있다.
이 경우, 모니터 결과에 따른 피드백 제어를 하기 때문에, 기판 처리 장치의 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 의하면, 피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 장치가 제공되며, 이는 처리실 내에서 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버와, 광파이버의 한쪽 단부에 접속되어 광파이버에 입사광을 방출하는 발광 디바이스와, 광파이버의 다른쪽 단부에 접속되어 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 디바이스를 포함한다.
본 발명의 제 3 형태에 의하면, 피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 방법이 제공되며, 이는 처리실 내에서 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버의 한쪽 단부에 입사광을 방출하는 방출 단계와, 광파이버의 다른쪽 단부로부터 해당 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 목적, 특징점 및 이점은 첨부된 도면과 함께 상세한 설명으로부터 자명할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 기판 처리 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이 기판 처리 장치는 피처리 기판으로서의 반도체 웨이퍼에 에칭 처리를 실시하도록 구성되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기판 처리 장치(10)는 예컨대, 직경이 300mm인 반도체 웨이퍼(이하, 간단히 '웨이퍼'라고 한다) W를 수용하는 원통형의 챔버(11: 처리실)를 갖고, 이 챔버(11) 내에는 웨이퍼 W를 얹어 놓는 탑재대로서의 원주 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다.
기판 처리 장치(10)에서는, 챔버(11)의 내측벽(11a)과 서셉터(12)의 측면 사이에, 서셉터(12) 윗쪽의 가스를 챔버(11)의 밖으로 배출하는 유로로서 기능하는 측방 배기로(13)가 형성된다. 이 측방 배기로(13) 중간에는 배플판(14)이 배치된다.
배플판(14)은 다수의 구멍을 갖는 판형상 부재이며 챔버(11)를 상부와 하부로 구획하는 구분판으로서 기능한다. 배플판(14)에 의해서 구획된 챔버(11)의 상부(이하, '반응실'이라고 한다:17)에는 후술하는 플라즈마가 발생한다. 이 반응실(17)의 바닥부에는 서셉터(12)가 배치된다. 또한, 챔버(11)의 하부(이하, '매니폴드'라고 한다:18)에는 챔버(11)내의 가스를 배출하는 거친(roughing) 배기관(15) 및 본 배기관(16)이 개구되어 있다. 거친 배기관(15)에는 DP(dry pump)(도시 생략)가 접속되고, 본 배기관(16)에는 TMP(Turbo Molecular Pump)(도시 생략)가 접속된다. 또한, 배플판(14)은 반응실(17)에서의, 후술하는 처리 공간 S에서 발생하는 이온이나 래디컬을 포착 또는 반사하여, 이들이 매니폴드(18)로 누설하는 것을 방지한다.
거친 배기관(15) 및 본 배기관(16)은 반응실(17)의 가스를 매니폴드(18)를 거쳐서 챔버(11)의 외부로 배출한다. 구체적으로는, 거친 배기관(15)은 챔버(11) 내를 대기압으로부터 저진공 상태까지 감압하고, 본 배기관(16)은 거친 배기관(15)과 협동하여 챔버(11) 내를 대기압으로부터 저진공 상태보다 낮은 압력인 고진공 상태(예컨대, 133Pa(1 Torr) 이하)까지 감압한다.
서셉터(12)에는 하부 고주파 전원(20)이 정합기(22)를 거쳐서 접속되어 있고, 이 하부 고주파 전원(20)은 소정의 고주파 전력을 서셉터(12)에 공급한다. 이에 따라, 서셉터(12)는 하부 전극으로서 기능한다. 또한, 정합기(22)는 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감하여 고주파 전력의 서셉터(12)로의 공급 효율을 최대로 한다.
서셉터(12)의 상측에는 도전막으로 이루어지는 원판 형상의 ESC 전극판(23)이 배치되어 있다. ESC 전극판(23)에는 직류 전원(24)이 전기적으로 접속되어 있다. 웨이퍼 W는 직류 전원(24)으로부터 ESC 전극판(23)으로 인가되는 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력 또는 존슨-라벡(Johnsen-Rahbek) 힘에 의해서 서셉터(12)의 상면에 흡착 유지된다. 또한, 서셉터(12)의 윗쪽에는 서셉터(12)의 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 주위를 둘러싸도록 고리 형상의 포커스 링(25)이 배치된다. 이 포커스 링(25)은 처리 공간 S에 노출되어서, 이 처리 공간 S의 플라즈마를 웨이퍼 W의 표면을 향해서 수속하여, 에칭 처리의 효율을 향상시킨다.
또한, 서셉터(12)의 내부에는 예컨대, 원주 방향으로 연재하는 고리 형상의 냉매실(26)이 마련된다. 이 냉매실(26)에는 칠러(chiller) 유닛(도시 생략)으로부터 냉매용 배관(27)을 거쳐서 소정 온도의 냉매 예컨대, 냉각물이나 Galden(등록 상표)이 순환 공급되고, 이 냉매의 온도에 의해서 서셉터(12) 상면에 흡착 유지된 웨이퍼 W의 처리 온도가 제어된다.
서셉터(12)의 상면의 웨이퍼 W가 흡착 유지되는 부분(이하, '흡착면'이라고 한다)에는 복수의 열전도 가스 공급 구멍(28)이 개구하고 있다. 이들 복수의 열전도 가스 공급 구멍(28)은 열전도 가스 공급 라인(30)을 거쳐서 열전도 가스 공급부(도시 생략)에 접속된다. 이 열전도 가스 공급부는 열전도 가스로서의 헬륨 가스를 열전도 가스 공급 구멍(28)을 거쳐서 흡착면 및 웨이퍼 W의 이면의 간극에 공급한다. 흡착면 및 웨이퍼 W의 이면의 간극으로 공급된 헬륨 가스는 웨이퍼 W의 열을 서셉터(12)로 전도한다.
또한, 서셉터(12)의 흡착면에는 서셉터(12)의 상면으로부터 밀려나올 수 있게 되어 있는 리프팅 핀으로서의 복수의 푸셔 핀(33)이 마련된다. 이들 푸셔 핀(33)은 볼 나사(도시 생략)에 의해 모터(도시 생략)와 접속되고, 볼 나사에 의해서 직선 운동으로 변환된 모터의 회전 운동에 기인하여 흡착면으로부터 밀려나올 수 있다. 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시하기 위해서 웨이퍼 W를 흡착면에 흡착 유지할 때에는, 푸셔 핀(33)은 서셉터(12)에 수용되고, 에칭 처리가 실시된 웨이퍼 W를 챔버(11)로부터 반출할 때는, 푸셔 핀(33)은 서셉터(12)의 상면으로부터 돌출하여 웨이퍼 W를 서셉터(12)로부터 이간시켜 윗쪽으로 밀어 올린다.
챔버(11)의 천장부(11b)에는 반응실(17)을 사이에 두고 서셉터(12)와 대향하도록 가스 도입 샤워 헤드(34)가 배치되어 있다. 가스 도입 샤워 헤드(34)에는 정합기(35)를 통해서 상부 고주파 전원(36)이 접속되어 있다. 상부 고주파 전원(36)은 소정의 고주파 전력을 가스 도입 샤워 헤드(34)에 공급한다. 가스 도입 샤워 헤 드(34)는 상부 전극으로서 기능한다. 또한, 정합기(35)의 기능은 상술한 정합기(22)의 기능과 동일하다.
가스 도입 샤워 헤드(34)는 다수의 가스 구멍(37)을 갖는 천장 전극판(38)과, 이 천장 전극판(38)을 착탈 가능하게 지지하는 전극 지지체(39)를 갖는다. 또한, 이 전극 지지체(39) 내부에는 버퍼실(40)이 마련되고, 이 버퍼실(40)에는 처리 가스 도입관(41)이 접속되어 있다. 가스 도입 샤워 헤드(34)는 처리 가스 도입관(41)으로부터 버퍼실(40)로 공급된 처리 가스를 가스 구멍(37)을 경유하여 챔버(11:반응실(17)) 내로 공급한다.
챔버(11)의 내측벽(11a)에는 이 내측벽(11a)을 덮고 또한 서셉터(12)와 가스 도입 샤워 헤드(34) 사이의 처리 공간 S에 대향하는 측벽 부품으로서의 퇴적물 실드(43)가 배치되어 있다. 퇴적물 실드(43)는 절연재 예컨대, 산화이트륨(Y2O3)으로 이루어지는 원통형의 부품으로, 서셉터(12)를 둘러싸도록 배치된다.
이 기판 처리 장치(10)의 챔버(11) 내에는 상술한 바와 같이, 서셉터(12) 및 가스 도입 샤워 헤드(34)에 고주파 전력을 공급하여 처리 공간 S에 고주파 전력을 인가함으로써, 그 처리 공간 S에서 가스 도입 샤워 헤드(34)로부터 공급된 처리 가스를 고밀도의 플라즈마로 해서 이온이나 래디컬을 발생시키고, 그 이온 등에 의해서 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시한다.
또한, 상술한 기판 처리 장치(10)의 각 구성 부품의 동작은 기판 처리 장치(10)가 구비하는 제어부(도시 생략)의 CPU가 에칭 처리에 대응하는 프로그램에 따라 제어한다.
기판 처리 장치(10)에서는 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시할 때에 이온 등이 웨이퍼의 표면에 존재하는 물질과 반응하여 반응 생성물이 생성된다. 반응 생성물은 퇴적물 실드(43)나 챔버(11)의 내측벽(11a)이나 천장부(11b)에 퇴적물로서 부착되고, 부착된 반응 생성물은 다음 에칭 처리 도중 등에 박리하여 이물질이 된다. 이들 이물질은 반응실(17)내, 특히 처리 공간 S를 부유하여 웨이퍼 W의 표면에 퇴적물로서 부착된다. 따라서, 이러한 퇴적물을 제거하기 위해서, 기판 처리 장치(10)에서는 챔버(11)내의 클리닝을 행할 필요가 있다.
도 2는 도 1의 챔버(11)의 내측벽(11a)에 설치되는 퇴적물 모니터 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.
도 2에 나타내는 퇴적물 모니터 장치(50)는 웨이퍼 W에 소정의 처리를 실시하는 챔버(11)의 내벽 표면에 부착되는 퇴적물을 모니터하기 위한 것이다. 퇴적물 모니터 장치(50)는, 직경이 예컨대 0.2mm인 와이어 형상을 이루는 광파이버(60)와, 광파이버(60)에 입사광을 방출하는 발광 디바이스로서의 레이저 유닛(71)과, 광파이버(60) 내부를 투과한 광을 수광하는 수광 디바이스로서의 포토다이오드(PD:73)를 구비한다. 또한, 레이저 유닛(71)과 같은 광원은 하나가 아니여도 되고, 복수여도 된다.
광파이버(60)는 챔버(11)의 내측벽(11a)에 형성된 세공(11a', 11a") 및 퇴적물 실드(43)에 형성된 세공(43a', 43a")을 관통하도록 배치되어 있다. 광파이버(60)의 챔버(11) 내로 노출하는 부분을 이루는 노출부(61)(노출된 광파이버)는 퇴적물 실드(43)의 표면을 따라 배치되고, 그 길이가 세공(43a', 43a") 사이의 거리로 규정된다. 여기서, 복수의 기판 처리 장치(10)에 있어서 세공(43a')과 세공(43a") 사이의 각 거리를 같게 함으로써, 복수의 기판 처리 장치(10)에 있어서의 노광부(61)의 길이를 용이하게 균일화시킬 수 있다.
또한, 광파이버(60)는 투명한 홀리 파이버(Holey Fiber)로 이루어진다. 홀리 파이버는 직각으로 굴곡시켜도 광 신호가 중간에 끊어지는 일이 없다. 홀리 파이버란, 복수 라인의 예컨대, 6개의 홈 형상의 공극(도시 생략)이 내부로 뚫려진 유리 파이버이다. 구체적으로는, 광파이버(60)는, 6개의 공극에 의해 둘러싸여서 광을 전파시키는 코어(60a)와, 코어(60a)를 둘러싸는 클래드(60b)가 일체적으로 형성된 투명 부재로 이루어진다. 6개의 공극은, 공극의 주변부 사이의 굴절율차, 즉 코어(60a)와 클래드(60b) 사이의 굴절율차를 증대시키는 효과를 갖는다. 굴절율차의 증대에 의해 코어(60a)에서의 광을 가두는 효과가 강화되기 때문에, 구부림 손실 특성이 매우 우수하다. 한편, 광파이버(60)는 모든 구성 요소가 투명 부재로 이루어지기 때문에, 노출부(61)의 표면에 퇴적물이 부착되면, 그 부착된 퇴적물은 광파이버(60) 내부를 통과하는 광의 내부 반사에 영향을 미친다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 레이저 유닛(71) 및 PD(73)은 챔버(11)의 외부에 배치된 퇴적물 검지부(70)를 구성하며, 퇴적물 검지부(70)의 케이스를 이루는 퇴적물 검지 박스(70a)에 저장되어 있다. 레이저 유닛(71)은 커넥터(55a)에 의해, 광파이버(60)의 한쪽 단부에 유리 파이버(72)를 통해서 접속되어 있다. PD(73)는 커넥터(55b)를 사용해서 광파이버(60)의 다른쪽 단부에 유리 파이버(74)를 통해 서 접속되어 있다.
퇴적물 검지부(70)는 도 1의 기판 처리 장치(10)의 제어기로서 기능하는 퍼스널 컴퓨터(PC:90)와 접속되어 있다. PC(90)는 레이저 유닛(71)에 의한 입사광의 방출을 제어하거나, PD(73)가 수광한 결과를 데이터로서 취득하거나 하는 것과 아울러, 취득한 데이터에 근거하여 기판 처리 장치(10)를 자동적으로 제어하는 피드백 제어를 수행한다. 피드백 제어로서는, 챔버(11)내의 클리닝을 행하거나, 웨이퍼 W에 대한 에칭 처리의 조건을 변경하거나 하는 것으로, 이로써 기판 처리 장치(10)의 자동 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2에 있어서의 퇴적물 모니터 장치(50)의 작동을 설명한다.
우선, 레이저 유닛(71)은 에칭 처리에서 생성되는 플라즈마의 발광의 파장과는 다른 단일파장의 입사광을 광파이버(60)를 향하여 출사한다. 또한, 입사광의 파장은 단일 파장으로 한정되는 것은 아니다. 계속해서, PD(73)는 광파이버(60) 내부를 통과한 광을 수광하고, 그 수광한 광의 광량을 검지하는 광 센서로서 기능한다. PD(73)가 검지(모니터)한 광량은, 데이터로서 PC(90)에 입력된다. 그 후, PC(90)는 입력된 데이터를 분석해서, 레이저 유닛(71)으로부터의 입사광의 광량의 변화, 즉 투과율의 변화(증가율 또는 감쇠율)를 산출한다.
챔버(11) 내에서 웨이퍼 W에 에칭 처리를 실시하는 동안, 광파이버(60)의 노출부(61)의 표면에, 챔버(11)내에서 발생한 반응 생성물이나 이물질 등이 퇴적물로서 부착된다. 레이저 유닛(71)으로부터의 입사광의 일부는 광파이버(60)를 통과하면서, 분산되어 광파이버(60)의 표면에 도달한다. 입사광의 이 부분은 노출된 부 분(61)의 표면의 퇴적물에 의해 반사된다. 반사된 입사광은, 레이저 유닛(71)으로부터의 직접 입사광과 함께, 광파이버(60) 내부를 통과하여 PD(73)에 입사된다. PD(73)가 검지한 광량에 근거하여, PC(90)는 레이저 유닛(71)으로부터의 입사광의 광량의 변화를 산출한다. 이 경우, PC(90)는 광량의 증가율을 검지한다. 그런데, 퇴적물에 의한 분산된 입사광의 반사율은 부착된 퇴적물의 두께에 따라 변화된다. 따라서, PC(90)가 검지하는 광량의 증가율은 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께와 밀접한 관계를 갖는다. 즉, PC(90)이 검지하는 광량의 증가율에 근거하여 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출할 수 있다.
본 실시예에서는, PC(90)가 검지한 광량의 증가율에 따라서, 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출한다. 산출된 막 두께가 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 피드백 제어에서, 상기 에칭 처리의 실행 종료 후의 적절한 타이밍에 챔버(11)내의 클리닝을 한다. PC(90)는, 광량의 증가율이 현저하고 큰 경우에는, 상기 실행 중인 에칭 처리를 강제로 종료할 수도 있다는 점에 주의한다. 또한, 플라즈마에 의한 드라이 클리닝에 의한 챔버(11) 내의 클리닝시에는 PC(90)에 의해서 산출되는 막 두께가 감소해 간다. PC(90)는 그 막 두께가 임계값 이하가 되었을 때를 상기 실행중인 드라이 클리닝의 종점으로서 판정하여, 실행중인 드라이 클리닝을 종료해도 된다.
도 2에 도시된 퇴적물 모니터 장치(50)에 의하면, 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물이, 레이저 유닛(71)으로부터의 입사광이 분산되어 광파이버(60)의 표면에 도달한 것을 반사하고, PD(73)가 레이저 유닛(71)으로부터의 직접 입사광과 퇴 적물이 반사한 입사광을 합친 광의 광량을 검지한다. 따라서, 퇴적물 모니터 장치(50)는 검지한 광의 광량에 근거하여 퇴적물을 직접 검지할 수 있다.
이상, 퇴적물의 두께의 증가에 따라 PD(73)가 검지하는 광의 광량이 증가하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 퇴적물에 의한 입사광의 흡수에 의해 PD(73)에 의해 검지된 광의 광량이 퇴적물의 두께의 증가에 따라 감쇠하는 경우에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, PD(73)는 광량 및 광강도 중 적어도 하나를 검지하는 것이면 어떤 포토다이오드여도 된다. PC(90)는 퇴적물의 두께의 증가에 따라 광량 또는 광강도가 감쇠하는 경우와 증가하는 경우가 조합된 경우를 고려하여, 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 퇴적물의 막 두께는 PC(90)가 산출했지만, PC(90) 대신 퇴적물 모니터 장치(50)가 행해도 된다.
도 3은 도 2의 퇴적물 모니터 장치(50)의 변형예의 구성을 개략적으로 나타내는 일부 단면도이다.
도 3에 도시한 퇴적물 모니터 장치(50')는 도 2의 퇴적물 모니터 장치(50) 대신 사용된다. 구체적으로는, 퇴적물 모니터 장치(50)에서 커넥터(55a, 55b)를 이용하여 유리 파이버(72, 74)를 거쳐서 챔버(11)에 부착된 퇴적물 검지부(70)를 챔버(11)로부터 분리하고, 이 커넥터(55a, 55b)를 사용하여 다른 퇴적물 검지부(80)를 2개의 유리 파이버(82, 84)를 거쳐서 챔버(11)에 부착함으로써, 퇴적물 모니터 장치(50')가 구성된다.
도 3의 퇴적물 검지부(80)의 케이스인 퇴적물 검지 박스(80a)에는 발광 디바 이스로서 크세논(Xe) 램프(81)와, 수광 디바이스로서 분광계(83)가 격납되어 있다. 분광계(83)에는 광전자 증가 배관, 포토 카운터, 포토 다이오드 등이 접속되어 있는 것이 바람직하다.
Xe 램프(81)는 자외, 가시, 및 근적외에 대응하는 광대역에 걸친 파장의 입사광을 광파이버(60)를 향해서 출사한다. 분광계(83)는 Xe 램프(81)로부터의 직접 입사광과, 퇴적물에 의한 반사광 모두를 수광하는 동시에 수광한 광을 분광하고 이 분광된 광의 파장에 관한 데이터를 PC(90)에 입력한다. PC(90)는 입력된 데이터에 근거하여 스펙트럼 분포를 작성한다. 퇴적물은 입사광을 반사할 때에 그 성분이나 조성에 따른 파장의 광을 흡수한다. 퇴적물에 의한 광의 흡수는 스펙트럼 분포에 있어서 흡수 스펙트럼으로서 표시된다. PC(90)는 작성된 스펙트럼 분포에서의 흡수 스펙트럼으로부터 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물의 성분이나 그 조성을 분석할 수 있고, 그 분석 결과에 근거하여, 상기 피드백 제어로서 예컨대, 웨이퍼 W에 실시할 에칭 처리의 처리 조건을 변경할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된, Xe 램프(81) 대신 다른 광원을 이용해도 된다. 또한, 퇴적물의 분석은 성분 분석에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 분석을 적용할 수 있다. 또한, 퇴적물 모니터 장치(50')로서 시판하는 퓨리에 변환 적외 분광 분석계(FTIR:Fourier Transform Infrared Spectrophotometer)를 사용해도 되고, 이 경우, PC(90) 대신에 FTIR가 적외 흡수 스펙트럼의 분포를 작성한다.
또한, 도 3의 퇴적물 모니터 장치(50')와 도 2의 퇴적물 모니터 장치(50)를 적어도 부분적으로 조합해도 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 발광 디바이스와 수광 디바이스의 사이에서 광파이버(60)를 사용하여, 그 광파이버(60)의 일부(노출부(61))를 챔버(11) 내에 노출시켜, 노출부(61)에 부착된 퇴적물을 직접 분석한다. 따라서, 퇴적물을 직접 분석하기 위해서 챔버(11) 내에 노출시켜야 하는 장치 구성 부품은 광파이버(60)뿐이다. 그 결과, 하기와 같은 효과를 낼 수 있다.
첫번째로, 광파이버(60)는 가는 와이어 형상, 즉 소형이며 또한 굴곡 가능하다. 따라서 광파이버(60)는 설치에 관한 자유도가 높아서, 유지 보수시에 있을 수 있는 교환이 매우 용이하다.
두번째로, 종래와 같이 대형 부재를 챔버(11) 내에 이상 방전 등이 발생하지않도록 고려하면서 노출시킬 필요가 없다. 따라서 광파이버(60)의 노출부(61), 나아가서는 퇴적물 모니터 장치(50)나 퇴적물 모니터 장치(50')의 설치에 관한 자유도를 향상시킬 수 있다.
세번째로, 광파이버(60) 및 광파이버(60)용 커넥터(55a, 55b) 등은 시판되고 있는 것을 이용할 수 있기 때문에, 종래와 같이 내부 반사 프리즘 등의 대형 투명 부재를 일부러 작성할 필요를 없앨 수 있다. 또한, 이들은 저비용으로 입수 가능해서 유지 보수 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 수광 디바이스의 검출 감도를 향상시키기 위해서는, 노출부(61)의 표면적을 증대시키는 것이 바람직하다는 점에 주의한다. 구체적으로는, 노출부(61)의 길이를 길게 하거나, 광파이버(60)를 굵게 하거나, 광파이버(60)의 개수를 증대시키거나 한다. 광파이버(60)의 개수를 증대시킨 경우에는 묶는 것이 바람직하다. 또한, 수광 디바이스의 검출감도를 향상시키기 위해서, 적어도 노출부(61)의 온도가 퇴적물 실드(43)의 온도와 같아지도록 퇴적물 실드(43)의 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 수광 디바이스의 검출 정밀도를 향상시키기 위해서는, 다음과 같이 하는 것이 바람직하다.
첫번째로, 노출부(61)의 표면에 대하여 경면 처리를 함으로써 노출부의 표면을 미시적으로 평활화시켜, 노출부의 표면에서의 광의 난반사를 방지한다. 이에 따라, 노출부의 표면에서의 광의 반사에는 퇴적물에 의한 반사가 크게 기여하게 된다.
두번째로, 노출부(61)를 퇴적물 실드(43)의 내주면에 따르도록 링 형상으로 배치한다. 이에 따라, 챔버(11)의 내벽에 부착되는 퇴적물의 평균 막 두께를 검출한다.
이와는 달리, 수광 디바이스의 검출 감도를 향상시키기 위해서, 노출부(61) 표면이 퇴적물 실드(43)의 표면보다도 거칠게 되도록 가공함으로써, 미시적으로 표면적을 증대시키고, 이에 따라, 퇴적물이 퇴적물 실드(43)보다도 빨리 부착되기 쉽게 해도 된다. 그 결과, 노출부(61) 근방의 퇴적물 실드(43)로의 퇴적물의 부착을 예측할 수 있기 때문에, PC(90)에 의한 피드백 제어의 타이밍을 보다 정확하게 결정할 수 있다.
또한, 챔버(11) 내의 이상 방전을 방지하여, 생성할 플라즈마의 균질화를 도모하기 위해서는, 다음과 같이 하는 것이 바람직하다.
첫번째로, 노출부(61)를 매설하기 위한 홈을 퇴적물 실드(43)의 내측면에 형성한다. 이에 따라, 퇴적물 실드(43)의 내측면에서 노출부(61)가 돌출하는 것을 방지할 수 있다.
두번째로, 광파이버(60)의 노출부(61)의 적어도 퇴적물 실드(43)의 내측면측의 면을 평탄하게 하여, 이 평탄면을 퇴적물 실드(43)의 내측면에 접촉시킨다. 이에 따라, 퇴적물 실드(43)의 내측면과 노출부(61)의 표면 사이의 간격을 작게 할 수 있다.
세번째로, 노출부(61)의 길이를 짧게 한다. 이에 따라, 광파이버(60)의 퇴적물 실드(43)의 내면에 따라 배치되는 부분을 작게 할 수 있음과 아울러, 챔버(11)의 내면에 부착되는 퇴적물의 국부적인 검출을 행할 수 있다. 이 경우에는 커넥터(55a, 55b) 중 어느 한쪽으로부터 광파이버(60)의 퇴적물 실드(43)측 부분을 탈착하는 것만으로, 퇴적물 실드(43)의 내측벽(11a)으로부터의 탈착을 용이하게 실행할 수 있다.
챔버(11)내의 진공도를 유지하기 위해서, 광파이버(60)와 세공(43a', 43a")이나 세공(11a', 11a") 사이의 공간을 밀봉하는 것이 바람직하다. 예컨대, 노출부(61)와 세공(43a', 43a")이나 (11a', 11a") 사이에 O링을 배치한다.
상기 실시예에서는, 광파이버(60)의 노출부(61)를 퇴적물 실드(43)의 표면에 접촉하도록 배치했지만, 노출부(61)는 퇴적물이 부착되는 장소에 노출하도록 배치되어 있으면 된다. 예컨대, 노출부(61)를 내측벽(11a), 천장부(11b), 서셉터(12) 및 천장 전극판(38) 중 적어도 하나의 표면에 접촉시켜도 된다. 천장부(11b)나 천 장 전극판(38)에 노출부(61)를 배치한 경우에는, 광파이버(60)의 탈착(유지 보수)을 윗쪽부터 용이하게 실행할 수 있다. 노출부(61)가 부착되는 곳은 챔버(11) 내의 부품으로 한정되는 것은 아니다. 그러나 챔버(11)내의 부품에 설치함으로써, 웨이퍼 W에 대한 에칭 처리의 실행 중의 퇴적물을 직접 모니터할 수 있다.
상기 실시예에서 사용되는 광파이버(60)는 홀리 파이버로 이루어지는 것으로 했지만, 그 대신, 석영제, 게르마늄(Ge) 첨가 석영제, 산화이트륨제, 사파이어제 등의 시판하는 광파이버로 이루어져도 된다. 예컨대, 비투명한 피막이 코팅된 광파이버나 비투명한 클래드를 갖는 광파이버를 이용해도 된다. 이 경우, 발광 디바이스로부터의 입사광이 광파이버의 표면에 부착된 퇴적물에 의해서 반사되도록, 적어도 일부의 피막이나 클래드를 제거한다.
또한, 상기 실시예에 있어서 사용되는 커넥터(55a, 55b)로서 광을 집광하는 렌즈 어댑터를 이용해도 된다.
또한, 상기 실시예에 있어서의 퇴적물 모니터 장치(50, 50')는 상술한 바와 같이, 챔버(11) 내에 노출하는 노출부(61)의 표면에 부착된 퇴적물을 직접 분석할 수 있다. 이에 더해서, 퇴적물 모니터 장치(50, 50')는 챔버(11) 내의 처리 분위기가 반영되는 노출부(61)의 표면 상태에 관한 정보를 취득하는 상태 모니터로서 기능해도 된다.
상술한 실시예에서는 피처리 기판이 웨이퍼지만, 예컨대, LCD나 FPD(Flat Panel Display) 등의 유리 기판이여도 된다.
또한, 기판 처리 장치는, 상술한 바와 같은 플라즈마를 이용한 에칭 처리 장 치에 한정되지 않고, CVD 장치여도 된다.
본 발명은, 상술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기억 매체를 컴퓨터에 공급하여, 컴퓨터의 CPU가 기억 매체에 저장된 프로그램 코드를 판독하여 실행함으로써도 달성된다는 점에 주의한다.
이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 상술한 실시예의 기능을 실현하게 되어, 프로그램 코드 및 그 프로그램 코드를 기억한 기억 매체는 본 발명을 구성하는 것이 된다.
또한, 프로그램 코드를 공급하기 위한 기억 매체로서는, 예컨대, RAM, NV-RAM, 플로피(등록 상표) 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD(DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW) 등의 광디스크, 자기 테이프, 비휘발성의 메모리 카드, 다른 ROM 등의 상기 프로그램 코드를 기억할 수 있는 것이면 된다. 혹은, 상기 프로그램 코드는 인터넷, 상용 네트워크, 혹은 로컬 에어리어 네트워크 등에 접속되는 도시하지 않은 다른 컴퓨터나 데이터 베이스 등으로부터 다운로드함으로써 컴퓨터에 공급되어도 된다.
또한, 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행함으로써, 상기 각 실시예의 기능이 실현될뿐만 아니라 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, CPU 상에서 가동하고 있는 OS(오퍼레이팅 시스템) 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서 상술한 각 실시예의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능 확장 보드나 컴퓨터에 접속된 기능 확장 유닛에 구비된 메모리에 기록된 후, 그 프로그 램 코드의 지시에 근거하여, 그 기능 확장 보드나 기능 확장 유닛에 구비된 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해서 상술한 각 실시예의 기능이 실현되는 경우도 포함된다.
상기 프로그램 코드의 형태는, 오브젝트 코드, 인터프레터에 의해 실행되는 프로그램 코드, OS에 공급되는 스크립트 데이터 등의 형태로 이루어져도 된다.
본 발명에 의하면, 퇴적물을 직접 분석하는 퇴적물 모니터 장치의 구성 요소 설치의 자유도를 향상시킬 수 있다.
Claims (13)
- 기판 처리 장치로서,피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 장치를 구비하되,상기 퇴적물 모니터 장치는, 상기 처리실 내에 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버와, 상기 광파이버의 한쪽 단부에 접속되어 상기 광파이버로 입사광을 방출하는 발광 디바이스와, 상기 광파이버의 다른쪽 단부에 접속되어 상기 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 디바이스를 구비하는기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광 디바이스는 단일 파장의 광을 출사하는 적어도 하나의 광원을 포함하며,상기 수광 디바이스는 상기 수광한 광의 광량 및 광 강도 중 적어도 하나를 검지하는 광 센서를 포함하는기판 처리 장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 단일 파장은 상기 처리실 내에서 발광되는 광의 파장과는 다른 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 퇴적물 모니터 장치에 의한 모니터 결과에 근거하여, 상기 광파이버의 노출된 부분의 표면에 부착된 퇴적물의 막 두께를 산출하는 산출 장치를 더 구비하는 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광 디바이스는 광대역 스펙트럼 범위의 파장을 갖는 광을 출사하는 광원을 포함하며,상기 수광 디바이스는 상기 수광한 광을 파장의 스펙트럼으로 분광하는 분광계(spectrometer)를 포함하는기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 파장의 스펙트럼으로 분광된 광의 스펙트럼 분포를 작성하는 스펙트럼 작성 장치를 더 구비하는 기판 처리 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 퇴적물 모니터 장치는 상기 퇴적물의 성분을 분석하는 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 광파이버의 적어도 노출된 부분의 표면은 경면 처리(mirror-finish)가 실시되는 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 발광 디바이스 및 상기 수광 디바이스는 상기 처리실의 외부에 배치되는 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 처리실에는 상기 광파이버의 노출된 부분이 배치되는 홈(groove)이 형 성되는 기판 처리 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 퇴적물 모니터 장치에 의한 모니터 결과에 근거해 피드백 제어를 수행하는 제어기를 더 포함하는 기판 처리 장치.
- 피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 장치로서,상기 처리실 내에 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버와,상기 광파이버의 한쪽 단부에 접속되어 상기 광파이버로 입사광을 방출하는 발광 디바이스와,상기 광파이버의 다른쪽 단부에 접속되어 상기 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 디바이스를 포함하는퇴적물 모니터 장치.
- 피처리 기판에 소정의 처리가 실시되는 처리실 내의 퇴적물을 모니터하는 퇴적물 모니터 방법으로서,상기 처리실 내에 적어도 일부가 노출되도록 배치된 광파이버의 한쪽 단부로 입사광을 방출하는 방출 단계와,상기 광파이버의 다른쪽 단부로부터 그 광파이버를 통과한 광을 수광하는 수광 단계를 포함하는퇴적물 모니터 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006077264A JP4878187B2 (ja) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | 基板処理装置、堆積物モニタ装置、及び堆積物モニタ方法 |
| JPJP-P-2006-00077264 | 2006-03-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070095227A KR20070095227A (ko) | 2007-09-28 |
| KR100819313B1 true KR100819313B1 (ko) | 2008-04-03 |
Family
ID=38632205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070026777A KR100819313B1 (ko) | 2006-03-20 | 2007-03-19 | 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20070215043A1 (ko) |
| JP (1) | JP4878187B2 (ko) |
| KR (1) | KR100819313B1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100816453B1 (ko) * | 2006-06-28 | 2008-03-27 | (주)쎄미시스코 | 공정챔버의 실시간 리크 검출 시스템 |
| JP5054496B2 (ja) * | 2007-11-30 | 2012-10-24 | 浜松ホトニクス株式会社 | 加工対象物切断方法 |
| US8393197B2 (en) * | 2008-07-24 | 2013-03-12 | Pivotal Systems Corporation | Method and apparatus for the measurement of atmospheric leaks in the presence of chamber outgassing |
| US10134569B1 (en) * | 2017-11-28 | 2018-11-20 | Lam Research Corporation | Method and apparatus for real-time monitoring of plasma chamber wall condition |
| US11708635B2 (en) | 2020-06-12 | 2023-07-25 | Applied Materials, Inc. | Processing chamber condition and process state monitoring using optical reflector attached to processing chamber liner |
| US12009191B2 (en) | 2020-06-12 | 2024-06-11 | Applied Materials, Inc. | Thin film, in-situ measurement through transparent crystal and transparent substrate within processing chamber wall |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05259250A (ja) * | 1992-03-16 | 1993-10-08 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置のプラズマモニタ装置 |
| JPH0786254A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
| KR20030000274A (ko) * | 2001-06-22 | 2003-01-06 | 주식회사 파이맥스 | 반도체 제조공정에서 실시간 플라즈마 측정과 박막분석을위한 다채널 분광분석기 |
| KR20030019266A (ko) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 장치,반도체 장치의 제조 시스템, 및 반도체 제조 장치의클리닝 방법 |
| KR20040089683A (ko) * | 2002-02-28 | 2004-10-21 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 반도체 처리용 샤워 헤드 구조 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4893894A (en) * | 1988-04-29 | 1990-01-16 | Mine Safety Appliances Company | Evanescent sensor |
| US5239176A (en) * | 1991-10-03 | 1993-08-24 | Foster-Miller, Inc. | Tapered optical fiber sensing attenuated total reflectance |
| DE4445762A1 (de) * | 1994-12-21 | 1996-06-27 | Adolf Slaby Inst Forschungsges | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen absoluter Plasmaparameter |
| US6010744A (en) * | 1997-12-23 | 2000-01-04 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method for nucleation controlled chemical vapor deposition of metal oxide ferroelectric thin films |
| JP2002367966A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置 |
| JP2003163203A (ja) * | 2001-11-28 | 2003-06-06 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置 |
| US6902646B2 (en) * | 2003-08-14 | 2005-06-07 | Advanced Energy Industries, Inc. | Sensor array for measuring plasma characteristics in plasma processing environments |
| US7384693B2 (en) * | 2004-04-28 | 2008-06-10 | Intel Corporation | Diamond-like carbon films with low dielectric constant and high mechanical strength |
-
2006
- 2006-03-20 JP JP2006077264A patent/JP4878187B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-03-13 US US11/685,307 patent/US20070215043A1/en not_active Abandoned
- 2007-03-19 KR KR1020070026777A patent/KR100819313B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05259250A (ja) * | 1992-03-16 | 1993-10-08 | Hitachi Ltd | プラズマ処理装置のプラズマモニタ装置 |
| JPH0786254A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-31 | Hitachi Ltd | 半導体製造装置及び半導体製造方法 |
| KR20030000274A (ko) * | 2001-06-22 | 2003-01-06 | 주식회사 파이맥스 | 반도체 제조공정에서 실시간 플라즈마 측정과 박막분석을위한 다채널 분광분석기 |
| KR20030019266A (ko) * | 2001-08-31 | 2003-03-06 | 가부시끼가이샤 도시바 | 반도체 장치의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 장치,반도체 장치의 제조 시스템, 및 반도체 제조 장치의클리닝 방법 |
| KR20040089683A (ko) * | 2002-02-28 | 2004-10-21 | 동경 엘렉트론 주식회사 | 반도체 처리용 샤워 헤드 구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20070215043A1 (en) | 2007-09-20 |
| JP2007258238A (ja) | 2007-10-04 |
| KR20070095227A (ko) | 2007-09-28 |
| JP4878187B2 (ja) | 2012-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100786887B1 (ko) | 챔버로부터의 배출물을 모니터링하는 방법 및 장치와, 챔버 클리닝 장치 | |
| KR100819313B1 (ko) | 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터 장치 및 퇴적물 모니터방법 | |
| US6366346B1 (en) | Method and apparatus for optical detection of effluent composition | |
| JP6650259B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理装置の運転方法 | |
| KR100819296B1 (ko) | 기판 처리 장치, 퇴적물 모니터링 장치 및 퇴적물 모니터링방법 | |
| US6821377B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| KR100959659B1 (ko) | 플라즈마처리장치 | |
| US20070068456A1 (en) | Monitoring processing of a substrate in a processing chamber | |
| US6758941B1 (en) | Plasma processing unit, window member for plasma processing unit and electrode plate for plasma processing unit | |
| KR20030065461A (ko) | 처리 장치 및 클리닝 방법 | |
| JP7391859B2 (ja) | プラズマチャンバ壁の状態のリアルタイム監視のための方法および装置 | |
| US10179354B2 (en) | Optical endpoint detection system | |
| US6124927A (en) | Method to protect chamber wall from etching by endpoint plasma clean | |
| JP4861183B2 (ja) | システム構成要素の状態をモニタリングするための方法 | |
| US20080097627A1 (en) | Monitoring method of processing state and processing unit | |
| US6919279B1 (en) | Endpoint detection for high density plasma (HDP) processes | |
| TW201907150A (zh) | 半導體處理中自由基濃度之量測 | |
| JP2008124216A (ja) | 基板処理装置及び該装置の分析方法 | |
| KR102508505B1 (ko) | 플라즈마 모니터링 장치 및 플라즈마 처리 시스템 | |
| US7637143B2 (en) | Substrate processing apparatus and analysis method therefor | |
| JP2003163203A (ja) | 半導体製造装置 | |
| US20220044912A1 (en) | Method of forming plasma processing apparatus, related apparatus, and method of forming semiconductor device using the same | |
| JP2002367966A (ja) | 半導体製造装置 | |
| WO2024097654A1 (en) | Improved optical access for spectroscopic monitoring of semiconductor processes | |
| KR20070091461A (ko) | 검출창을 구비한 플라즈마 식각 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130304 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140319 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150302 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160304 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170302 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180316 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190318 Year of fee payment: 12 |