KR20110107753A - 기판 재치대 - Google Patents

기판 재치대 Download PDF

Info

Publication number
KR20110107753A
KR20110107753A KR1020110025945A KR20110025945A KR20110107753A KR 20110107753 A KR20110107753 A KR 20110107753A KR 1020110025945 A KR1020110025945 A KR 1020110025945A KR 20110025945 A KR20110025945 A KR 20110025945A KR 20110107753 A KR20110107753 A KR 20110107753A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
substrate
wafer
pin
optical path
Prior art date
Application number
KR1020110025945A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101798607B1 (ko
Inventor
타츠오 마츠도
치시오 코시미즈
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 filed Critical 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Publication of KR20110107753A publication Critical patent/KR20110107753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101798607B1 publication Critical patent/KR101798607B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • 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
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • 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
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/6831—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 for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • 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
    • H01L21/683—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 for supporting or gripping
    • H01L21/687—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68742—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 for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a lifting arrangement, e.g. lift pins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

챔버 내를 오염시키지 않고 또한 기판 재치대에 여분의 홀을 형성하지 않고 기판 재치대에서 지지하는 웨이퍼 온도를 정확하게 측정할 수 있는 기판 재치대를 제공한다. 웨이퍼(W)를 재치하는 재치면(90a)과, 웨이퍼(W)를 리프트 핀(84)에 의해 재치면(90a)으로부터 들어 올리는 기판 리프팅 유닛(80)과, 리프트 핀(84) 내부를 광로로 하여 저 간섭성 광으로 이루어지는 측정광(88)을 웨이퍼(W)에 조사하고, 웨이퍼(W)의 표면 및 이면으로부터의 반사광을 각각 수광하는 광 조사·수광 유닛(87)을 가지며, 광 조사·수광 유닛(87)은 기판 리프팅 유닛(80)의 베이스 플레이트(86)에 고정되어 있다.

Description

기판 재치대{SUBSTRATE MOUNTING TABLE}
본 발명은 기판 리프팅 유닛을 구비한 기판 재치대에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하, 간단히 '웨이퍼'라고 함)를 비롯한 각종 기판에 플라즈마 처리 등의 각종 처리를 실시하는 기판 처리 장치에서, 처리의 확실함을 도모한다는 관점에서 웨이퍼를 보지(保持)하는 정전 척 등의 온도 드리프트를 교정하기 위하여 웨이퍼의 온도를 감시하는 것이 행해지고 있으며, 예를 들면 형광을 이용한 형광 온도계를 이용하여 처리 용기(챔버) 내의 웨이퍼의 온도를 측정하는 기술이 제안되었다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
일본특허공개공보 2001-358121호
그러나, 형광 온도계의 프로브는 접촉식이기 때문에, 저압 또는 진공 분위기 하에서의 열 전달성이 나빠 반드시 정확한 온도를 측정할 수 있는 것은 아니다. 또한, 웨이퍼에 형광 도료를 도포하고 형광의 반사광에 기초하여 웨이퍼의 온도를 계측하는 방법에서는 형광 도료가 챔버 내의 오염원이 되었다. 또한, 형광의 반사광은 등방적(等方的)으로 발광하므로, 효율적으로 반사광을 수광하기 위하여 기판 재치대에 새로 관통홀을 형성하고 이 관통홀을 거쳐 수광 파이버의 선단부를 웨이퍼에 접근시키는 것이 행해지고 있으며, 이러한 경우에는 기판 재치대에 새로 형성된 관통홀의 영향으로 기판 재치대의 온도 균일성이 저하된다고 하는 문제도 있었다.
본 발명의 목적은 챔버 내를 오염시키지 않고 또한 기판 재치대에 특별한 홀을 형성하지 않고 기판 재치대에 지지되는 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 기판 재치대를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 청구항 1에 기재된 기판 재치대는, 기판을 재치하는 재치면과, 상기 기판을 리프트 핀에 의해 상기 재치면으로부터 들어 올리는 기판 리프팅 유닛과, 상기 리프트 핀 내부를 광로로 하여 저 간섭성 광(low coherence light)으로 이루어지는 측정광을 상기 기판에 조사하고, 상기 기판의 표면으로부터의 반사광 및 이면으로부터의 반사광을 각각 수광하는 광 조사·수광 유닛을 가지는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1에 기재된 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 베이스 플레이트에 고정되어 있고, 상기 측정광은 직선 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1에 기재된 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 리프트 암에 고정되어 있고, 상기 측정광은 직선 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1에 기재된 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 베이스 플레이트에 고정되어 있고, 상기 측정광은 프리즘 또는 미러에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1에 기재된 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 리프트 암에 고정되어 있고, 상기 측정광은 프리즘 또는 미러에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 기판 재치대는, 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 기재의 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은 상기 측정광의 조사각 조정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 기판 재치대에서, 상기 광 조사·수광 유닛은, 상기 저 간섭성 광의 광학계로 이루어지는 수광 장치를 구비한 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템에서의 상기 수광 장치에 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 8에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 기판 재치대에서, 상기 리프트 핀은 로드 핀인 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재된 기판 재치대는, 청구항 8에 기재된 기판 재치대에서, 상기 로드 핀은, 저 간섭성 광을 투과할 수 있으며, 양 단면이 서로 평행하고 또한 각각 경면 연마되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 10에 기재된 기판 재치대는, 청구항 9에 기재된 기판 재치대에서, 상기 로드 핀의 선단면에서의 적어도 상기 측정광을 조사시키는 부분이 상기 선단면과 대향하는 타단면과 평행한 것을 특징으로 한다.
청구항 11에 기재된 기판 재치대는, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 기판 재치대에서, 상기 리프트 핀은 중공(中空) 핀인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 형광 도료 등을 사용하지 않으므로 챔버 내를 오염시키지 않고 또한 리프트 핀 내부를 저 간섭성 광의 광로로서 사용하므로 온도 측정을 위한 특별한 홀을 형성할 필요가 없어, 기판 재치대에 지지되는 웨이퍼의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 재치대가 적용되는 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 챔버 내에 배치되는 기판 리프팅 유닛의 개략 구성을 도시한 도면이며, 도 2의 (A)는 이 유닛의 도 1에서의 화살표(A)의 평면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)에서의 선(B - B)을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템의 개략 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 도 4에서의 저 간섭성 광 광학계의 온도 측정 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (A) 및 (B)는 도 4에서의 PD에 의해 검출되는 온도 측정 대상물로부터의 반사광과 참조 미러로부터의 반사광의 간섭 파형을 나타낸 그래프이다.
도 7의 (A) 내지 (J)는 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛에 적용되는 리프트 핀의 일례를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 1 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 2 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 10은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 3 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 4 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 기판 재치대가 적용되는 기판 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 재치대가 적용되는 기판 처리 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 이 기b판 처리 장치는 웨이퍼에 소정의 플라즈마 에칭 처리를 실시하는 것이다.
도 1에서 기판 처리 장치(10)는 웨이퍼(W)를 수용하는 챔버(11)를 가지며, 챔버(11) 내에는 웨이퍼(W)를 재치(載置)하는 원주 형상의 서셉터(12)가 배치되어 있다. 챔버(11)의 내측벽과 서셉터(12)의 측면에 의해 측방 배기로(13)가 형성된다. 측방 배기로(13)의 도중에는 배기 플레이트(14)가 배치되어 있다.
배기 플레이트(14)는 다수의 관통홀을 가지는 판상(板狀) 부재이며, 챔버(11)의 내부를 상부와 하부로 구획하는 구획판으로서 기능한다. 배기 플레이트(14)에 의해 구획된 챔버(11) 내부의 상부(이하, ‘처리실’이라고 함)(15)에는 후술하는 바와 같이 플라즈마가 발생한다. 또한, 챔버(11) 내부의 하부(이하, ‘배기실(매니폴드)’이라고 함)(16)에는 챔버(11) 내의 가스를 배출하는 배기관(17)이 접속되어 있다. 배기 플레이트(14)는 처리실(15)에 발생하는 플라즈마를 포착하거나 또는 반사하여 매니폴드(16)로의 누설을 방지한다.
배기관(17)에는 TMP(Turbo Molecular Pump) 및 DP(Dry Pump)(모두 도시 생략)가 접속되고, 이들 펌프는 챔버(11) 내를 진공 배기하여 소정 압력까지 감압시킨다. 또한, 챔버(11) 내의 압력은 APC 밸브(도시 생략)에 의해 제어된다.
챔버(11) 내의 서셉터(12)에는 제 1 고주파 전원(18)이 제 1 정합기(19)를 개재하여 접속되고, 제 2 고주파 전원(20)이 제 2 정합기(21)를 개재하여 접속되어 있으며, 제 1 고주파 전원(18)은 비교적 낮은 주파수, 예를 들면 2 MHz의 바이어스용의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가하고, 제 2 고주파 전원(20)은 비교적 높은 고주파, 예를 들면 60 MHz의 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 서셉터(12)에 인가한다. 이에 따라, 서셉터(12)는 전극으로서 기능한다. 또한, 제 1 정합기(19) 및 제 2 정합기(21)는 서셉터(12)로부터의 고주파 전력의 반사를 저감시켜 고주파 전력의 서셉터(12)로의 인가 효율을 최대로 한다.
서셉터(12)의 상부에는 정전 전극판(22)을 내부에 가지는 정전 척(23)이 배치되어 있다. 정전 척(23)은 단차를 가지며 세라믹으로 구성되어 있다.
정전 전극판(22)에는 직류 전원(24)이 접속되어 있고, 정전 전극판(22)에 양의 직류 전압이 인가되면 웨이퍼(W)에서의 정전 척(23)측의 면(이하, ‘이면’이라고 함)에는 음전위가 발생하여 정전 전극판(22) 및 웨이퍼(W)의 이면의 사이에 전계가 발생하고, 이 전계에 기인하는 쿨롱력 또는 존슨·라벡력에 의해 웨이퍼(W)는 정전 척(23)에 흡착 보지된다.
또한, 정전 척(23)에는 흡착 보지된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 포커스 링(25)이 정전 척(23)의 단차에서의 수평부에 재치된다. 포커스 링(25)은, 예를 들면 실리콘(Si) 또는 탄화규소(SiC)에 의해 구성된다.
서셉터(12)의 내부에는, 예를 들면 원주 방향으로 연장되는 환상(環狀)의 냉매 유로(26)가 형성되어 있다. 냉매 유로(26)에는 칠러 유닛(도시 생략)으로부터 냉매용 배관(27)을 거쳐 저온의 냉매, 예를 들면 냉각수 또는 갈덴(Galden)(등록상표)이 순환 공급된다. 냉매에 의해 냉각된 서셉터(12)는 정전 척(ESC)(23)을 개재하여 웨이퍼(W) 및 포커스 링(25)을 냉각시킨다.
정전 척(23)에서의 웨이퍼(W)가 흡착 보지되어 있는 부분(이하, ‘흡착면’이라고 함)에는 복수의 전열 가스 공급홀(28)이 개구되어 있다. 전열 가스 공급홀(28)은 전열 가스 공급 라인(29)을 거쳐 전열 가스 공급부(도시 생략)에 접속되고, 전열 가스 공급부는 전열 가스로서의 He(헬륨) 가스를 전열 가스 공급홀(28)을 거쳐 흡착면 및 웨이퍼(W)의 이면의 간극으로 공급한다. 흡착면 및 웨이퍼(W)의 이면의 간극으로 공급된 He 가스는 웨이퍼(W)의 열을 정전 척(23)으로 효과적으로 전달한다.
챔버(11)의 천장부에는 서셉터(12)와 처리실(15)의 처리 공간(S)을 개재하여 대향하도록 샤워 헤드(30)가 배치되어 있다. 샤워 헤드(30)는 상부 전극판(31)과, 이 상부 전극판(31)을 착탈 가능하게 매달아 지지하는 쿨링 플레이트(32)와, 쿨링 플레이트(32)를 덮는 덮개체(33)를 가진다. 상부 전극판(31)은 두께 방향으로 관통하는 다수의 가스홀(34)을 가지는 원판 형상 부재로 이루어지며, 반도전체인 SiC에 의해 구성된다. 또한, 쿨링 플레이트(32)의 내부에는 버퍼실(35)이 형성되고, 버퍼실(35)에는 가스 도입관(36)이 접속되어 있다.
또한, 샤워 헤드(30)의 상부 전극판(31)에는 직류 전원(37)이 접속되어 있고, 상부 전극판(31)으로 음의 직류 전압이 인가된다. 이때, 상부 전극판(31)은 2 차 전자를 방출하여 처리실(15) 내부에서의 웨이퍼(W) 상에서 전자 밀도가 저하되는 것을 방지한다. 방출된 2 차 전자는 웨이퍼(W) 상으로부터 측방 배기로(13)에서 서셉터(12)의 측면을 둘러싸도록 설치된 반도전체인 탄화규소(SiC) 또는 규소(Si)에 의해 구성되는 접지 전극(그라운드 링)(38)으로 흐른다.
이러한 구성의 기판 처리 장치(10)에서는 처리 가스 도입관(36)으로부터 버퍼실(35)로 공급된 처리 가스가 상부 전극판(31)의 가스홀(34)을 거쳐 처리실(15) 내부로 도입되고, 도입된 처리 가스는 제 2 고주파 전원(20)으로부터 서셉터(12)를 거쳐 처리실(15) 내부로 인가된 플라즈마 생성용의 고주파 전력에 의해 여기되어 플라즈마가 된다. 플라즈마 중의 이온은 제 1 고주파 전원(18)이 서셉터(12)에 인가하는 바이어스용의 고주파 전원에 의해 웨이퍼(W)를 향하여 인입되어, 웨이퍼(W)에 플라즈마 에칭 처리를 실시한다.
기판 처리 장치(10)의 각 구성 부재의 동작은 기판 처리 장치(10)가 구비하는 제어부(도시 생략)의 CPU가 플라즈마 에칭 처리에 대응되는 프로그램에 따라 제어한다.
도 2는 도 1에서의 서셉터가 가지는 기판 리프팅 유닛의 개략 구성을 도시한 도면이며, 도 2의 (A)는 이 유닛의 도 1에서의 화살표(A)의 평면도이고, 도 2의 (B)는 도 2의 (A)에서의 선(B - B)을 따른 단면도이다.
도 2의 (A) 및 (B)에서, 기판 리프팅 유닛(80)은 원환 형상의 핀 홀더(81)와, 핀 홀더(81)의 원주 방향을 따라 균등하게 배치되는 3 개의 리프트 암(83)과, 각 리프트 암(83)의 리프트 핀홀에 삽입되는 둥근 봉 형상 부재인 3 개의 리프트 핀(84)을 가진다.
핀 홀더(81)는 도시가 생략된 모터의 회전 운동이 볼 나사에 의해 변환되어 발생하는 직선 운동에 기인하여 승강한다. 즉, 도 2의 (B) 중의 상하 방향으로 이동한다. 볼 나사 및 모터는 챔버(11)의 외측, 즉 대기측에 배치된다. 또한, 볼 나사 및 모터가 발생시키는 직선 운동은 핀 홀더(81)를 지지하는 베이스 플레이트(86)에 전달되어, 이 베이스 플레이트(86)가 핀 홀더(81)를 승강시킨다.
리프트 암(83)은 팔 형상 부재이며, 일단에서 핀 홀더(81)와 연결되고, 타단에서 리프트 핀(84)의 하단(下端)을 수용하며 또한 지지하는 리프트 핀홀을 가진다. 이 리프트 핀홀의 직경은 리프트 핀(84)의 직경보다 소정치만큼 크므로 리프트 핀홀은 리프트 핀(84)의 하단과 이동 가능한 상태로 결합된다. 즉, 실질적으로 리프트 암(83)의 타단은 리프트 핀(84)을 재치한다. 리프트 암(83)은 핀 홀더(81) 및 리프트 핀(84)의 사이에 개재되어 핀 홀더(81) 및 리프트 핀(84)을 연동시킨다. 따라서, 리프트 암(83)은 핀 홀더(81)의 승강에 수반하여 승강하고 또한 리프트 핀(84)을 승강시킨다.
본 발명의 실시예에서의 기판 리프팅 유닛은 기판 리프팅 유닛(80)의 리프트 핀(84)에 재치면에 지지된 웨이퍼(W)의 온도 모니터 기능을 부가한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 3에서 기판 리프팅 유닛(80)의 베이스 플레이트(86)에는 리프트 암(83)에 하단이 이동 가능한 상태로 결합된 리프트 핀(84)의 하단부와 대향하는 관통홀(86a)이 형성되어 있고, 관통홀(86a)의 리프트 핀(84)과 대향하는 개구 단부(端部)와는 상이한 또 하나의 개구 단부에 온도 측정 대상물인 웨이퍼(W)에 저 간섭성 광으로 이루어지는 측정광을 조사(照射)하고 반사광을 수광하는 광 조사·수광 유닛(87)이 고정되어 있다.
광 조사·수광 유닛(87)은 저 간섭성 광 광학계로 이루어지는 수광 장치를 구비한 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템에서의 수광 장치의 일부를 구성하는 것이다.
이하에, 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템에 대하여 설명한다.
도 4는 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템의 개략 구성을 도시한 블록도이다.
도 4에서 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템(46)은 온도 측정 대상물(60)에 저 간섭성 광을 조사하고, 이 저 간섭성 광의 반사광을 수광하는 저 간섭성 광 광학계(47)와, 이 저 간섭성 광 광학계(47)가 수광한 반사광에 기초하여 온도 측정 대상물(60)의 온도를 산출하는 온도 산출 장치(48)를 구비한다. 저 간섭성 광이란 가간섭 거리(코히어런스 길이)가 짧은 광이다.
저 간섭성 광 광학계(47)는 저 간섭성 광원으로서의 SLD(Super Luminescent Diode)(49)와, 이 SLD(49)에 접속된 2 × 2의 스플리터로서 기능하는 광 파이버 융착 커플러(50)(이하, ‘커플러’라고 함)와, 이 광 커플러(50)에 접속된 콜리메이터(51, 52)와, 커플러(50)에 접속된 수광 소자로서의 광 검출기(PD: Photo Detector)(53)와, 각 구성 요소 간을 각각 접속시키는 광 파이버(54a, 54b, 54c, 54d)를 구비한다.
SLD(49)는, 예를 들면 중심 파장이 1.55 μm 또는 1.31 μm이며 간섭 길이가 약 50 μm인 저 간섭성 광을 최대 출력 1.5 mW로 조사한다. 커플러(50)는 SLD(49)로부터의 저 간섭성 광을 2 개로 분할하고, 이 분할된 2개의 저 간섭성 광을 각각 광 파이버(54b, 54c)를 거쳐 콜리메이터(51, 52)로 전송한다. 콜리메이터(51, 52)는 커플러(50)에 의해 나눠진 저 간섭성 광(후술하는 측정광(64) 및 참조광(65))을 각각 온도 측정 대상물(60) 및 참조 미러(55)에 조사한다. PD(53)는, 예를 들면 Ge 포토 다이오드로 이루어진다.
또한, 저 간섭성 광 광학계(47)는 콜리메이터(52)의 전방에 배치된 참조 미러(55)와, 참조 미러(55)를 콜리메이터(52)로부터의 저 간섭성 광의 조사 방향을 따르도록 서보 모터(56a)에 의해 수평 이동시키는 참조 미러 구동 스테이지(56)와, 이 참조 미러 구동 스테이지(56)의 서보 모터(56a)를 구동하는 모터 드라이버(57)와, PD(53)에 접속되어 이 PD(53)로부터의 출력 신호를 증폭시키는 앰프(58)를 구비한다. 참조 미러(55)는 반사면을 가지는 코너큐브프리즘 또는 평면 미러로 이루어진다.
콜리메이터(51)는 온도 측정 대상물(60)의 표면과 대향하도록 배치되며, 온도 측정 대상물(60)의 표면을 향하여 커플러(50)에 의해 2 개로 나눠진 저 간섭성 광의 일방을 측정광(후술하는 측정광(64))으로서 조사하고, 온도 측정 대상물(60)의 표면 및 이면으로부터의 반사광(후술하는 반사광(66a) 및 반사광(66b))을 각각 수광하여 PD(53)로 전송한다.
콜리메이터(52)는 참조 미러(55)를 향하여 광 파이버 커플러(50)에 의해 2 개로 나눠진 또 하나의 저 간섭성 광(후술하는 참조광(65))을 조사하고, 참조 미러(55)로부터의 저 간섭성 광의 반사광(후술하는 반사광(68))을 수광하여 PD(53)로 전송한다.
참조 미러 구동 스테이지(56)는 참조 미러(55)를 도 4에 도시한 화살표(A) 방향, 즉 참조 미러(55)의 반사면이 콜리메이터(52)로부터의 조사광에 대하여 항상 수직이 되도록 수평 이동시킨다. 참조 미러(55)는 화살표(A)의 방향(콜리메이터(52)로부터의 저 간섭성 광의 조사 방향)을 따라 왕복 이동 가능하다.
온도 산출 장치(48)는 온도 산출 장치(48) 전체를 제어하는 퍼스널 컴퓨터(이하, ‘PC’라고 함)(48a)와, 참조 미러(55)를 이동시키는 서보 모터(56a)를 모터 드라이버(57)를 개재하여 제어하는 모터 콘트롤러(61)와, 저 간섭성 광 광학계(47)의 앰프(58)를 거쳐 입력된 PD(53)의 출력 신호를 모터 콘트롤러(61)로부터 모터 드라이버(57)로 출력되는 제어 신호(예를 들면, 구동 펄스)에 동기시켜 아날로그 디지털 변환하는 A / D변환기를 구비한다. A / D변환기는 콜리메이터(52)로부터 참조 미러(55)까지의 거리가 레이저 간섭계 또는 리니어 스케일에 의해 정확하게 계측되는 경우에 레이저 간섭계 또는 리니어 스케일로부터의 이동 거리에 따른 제어 신호에 동기시켜 A / D 변환을 행하는 것이어도 좋다. 이에 의해서도 온도 측정 대상물(60)의 두께를 고정밀도로 계측할 수 있다.
도 5는 도 4에서의 저 간섭성 광 광학계의 온도 측정 동작을 설명하기 위한 도면이다.
저 간섭성 광 광학계(47)는 마이켈슨 간섭계의 구조를 기본 구조로서 가지는 저 간섭성 광 광학계를 이용한 광학계로서, 도 5에 도시한 바와 같이 SLD(49)로부터 조사된 저 간섭성 광은 스플리터로서 기능하는 커플러(50)에 의해 측정광(64)과 참조광(65)으로 나눠져, 측정광(64)은 온도 측정 대상물(60)을 향해 조사되고 참조광(65)은 참조 미러(55)를 향해 조사된다.
온도 측정 대상물(60)에 조사된 측정광(64)은 온도 측정 대상물(60)의 표면 및 이면의 각각에서 반사되며, 온도 측정 대상물(60)의 표면으로부터의 반사광(66a) 및 온도 측정 대상물(60)의 이면으로부터의 반사광(66b)은 동일 광로(67)로 커플러(50)에 입사한다. 또한, 참조 미러(55)에 조사된 참조광(65)은 반사면에서 반사되며, 이 반사면으로부터의 반사광(68)도 커플러(50)에 입사한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 참조 미러(55)는 참조광(65)의 조사 방향을 따르도록 수평 이동하기 때문에, 저 간섭성 광 광학계(47)는 참조광(65) 및 반사광(68)의 광로 길이를 변화시킬 수 있다.
참조 미러(55)를 수평 이동시켜 참조광(65) 및 반사광(68)의 광로 길이를 변화시켜, 측정광(64) 및 반사광(66a)의 광로 길이가 참조광(65) 및 반사광(68)의 광로 길이와 일치했을 때에 반사광(66a)과 반사광(68)은 간섭을 일으킨다. 또한, 측정광(64) 및 반사광(66b)의 광로 길이가 참조광(65) 및 반사광(68)의 광로 길이와 일치했을 때에 반사광(66b)과 반사광(68)은 간섭을 일으킨다. 이들 간섭은 PD(53)에 의해 검출된다. PD(53)는 간섭을 검출하면 출력 신호를 출력한다.
도 6의 (A) 및 (B)는 도 4에서의 PD에 의해 검출되는 온도 측정 대상물(60)로부터의 반사광과 참조 미러로부터의 반사광의 간섭 파형을 나타낸 그래프이며, 도 6의 (A)는 온도 측정 대상물(60)의 온도 변화 전에 얻어지는 간섭 파형을 나타내고, 도 6의 (B)는 온도 측정 대상물(60)의 온도 변화 후에 얻어지는 간섭 파형을 나타낸다. 또한, 도 6의 (A), (B)에서는 세로축이 간섭 강도를 나타내고, 가로축이 참조 미러(55)가 소정의 기점에서부터 수평 이동한 거리(이하, 간단히 ‘참조 미러 이동 거리’라고 함)를 나타낸다.
도 6의 (A)의 그래프에 나타낸 바와 같이, 참조 미러(55)로부터의 반사광(68)이 온도 측정 대상물(60)의 표면으로부터의 반사광(66a)과 간섭을 일으키면, 예를 들면 간섭 위치(A)(간섭 강도의 피크 위치: 약 425 μm)를 중심으로 하는 폭 약 80 μm에 걸치는 간섭 파형(69)이 검출된다. 또한, 참조 미러(55)로부터의 반사광(68)이 온도 측정 대상물(60)의 이면으로부터의 반사광(66b)과 간섭을 일으키면, 예를 들면 간섭 위치(B)(간섭 강도의 피크 위치: 약 3285 μm)를 중심으로 하는 폭 약 80 μm에 걸치는 간섭 파형(70)이 검출된다. 간섭 위치(A)는 측정광(64) 및 반사광(66a)의 광로 길이에 대응되고, 간섭 위치(B)는 측정광(64) 및 반사광(66b)의 광로 길이에 대응되기 때문에, 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)의 차이(D)는 반사광(66a)의 광로 길이와 반사광(66b)의 광로 길이의 차이(이하, 간단히 ‘광로 길이 차이’라고 함)에 대응된다. 반사광(66a)의 광로 길이와 반사광(66b)의 광로 길이의 차이는 온도 측정 대상물(60)의 광학적 두께에 대응되기 때문에, 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)의 차이(D)는 온도 측정 대상물(60)의 광학적 두께에 대응된다. 즉, 반사광(68) 및 반사광(66a), 및 반사광(68) 및 반사광(66b)의 간섭을 검출함으로써 온도 측정 대상물(60)의 광학적 두께를 계측할 수 있다.
여기서, 온도 측정 대상물(60)에 온도 변화가 발생하면, 온도 측정 대상물(60)의 두께가 열 팽창(압축)에 의해 변화되고 또한 굴절률도 변화되기 때문에, 측정광(64) 및 반사광(66a)의 광로 길이, 그리고 측정광(64) 및 반사광(66b)의 광로 길이도 변화된다. 따라서, 온도 측정 대상물(60)의 온도 변화가 발생한 후에는 열 팽창 등에 의해 온도 측정 대상물(60)의 광학적 두께가 변화되어, 반사광(68)과 반사광(66a)의 간섭 위치(A) 및 반사광(68)과 반사광(66b)의 간섭 위치(B)가 도 6의 (A)에 나타낸 각 간섭 위치로부터 변화된다. 구체적으로는, 도 6의 (B)의 그래프에 나타낸 바와 같이, 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)는 도 6의 (A)에 나타낸 각 간섭 위치로부터 이동한다. 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)는 온도 측정 대상물(60)의 온도에 따라 이동하기 때문에, 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)의 차이(D), 나아가서는 광로 길이 차이를 산출하고, 이 광로 길이 차이에 기초하여 온도 측정 대상물(60)의 온도를 측정할 수 있다. 또한, 광로 길이의 변화 요인으로는 전술한 온도 측정 대상물(60)의 광학적 두께의 변화 외에 저 간섭성 광 광학계(47)의 각 구성 요소의 위치 변화(신장 등)를 들 수 있다.
저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템(46)에서는 온도 측정 대상물(60)의 온도를 측정하기 전에, 광로 길이 차이와 온도 측정 대상물(60)의 온도를 관련지은 온도 환산용 데이터베이스, 예를 들면 온도 측정 대상물(60)의 온도 및 광로 길이 차이를 각 축으로 하는 테이블 형식의 데이터베이스 또는 웨이퍼(W)의 온도 및 광로 길이 차이의 회귀식을 미리 준비하여 온도 산출 장치(48)의 PC(48a)가 구비하는 메모리(도시 생략) 등에 저장해 둔다. 그리고, 온도 측정 대상물(60)의 온도를 측정할 때에는, 먼저 저 간섭성 광 광학계(47)가 PD(53)의 출력 신호, 즉 도 6의 (A) 및 (B)에 나타낸 간섭 위치(A) 및 간섭 위치(B)를 나타내는 신호를 온도 산출 장치(48)에 입력한다. 이어서, 온도 산출 장치(48)는 입력된 신호로부터 광로 길이 차이를 산출하고, 광로 길이 차이를 온도 환산용 데이터베이스에 기초하여 온도로 환산한다. 이에 따라, 온도 측정 대상물(60)의 온도를 구한다.
이러한 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템에서의 저 간섭성 광 광학계(47)의 콜리메이터(51)에 상당하는 광 조사·수광 유닛(87)을 구비한 도 3의 기판 리프팅 유닛을 구비한 기판 재치대(90)에서 기판 재치면(90a)에 재치된 웨이퍼(W)의 온도 측정은 이하와 같이 행해진다.
즉, 먼저, 예를 들면 실리콘(Si)으로 구성되는 웨이퍼(W)와 동종의 웨이퍼에 대해 반사광의 광로 길이 차이와 웨이퍼(W)의 온도를 관련지은 온도 환산용 데이터베이스를 작성하여, 미리 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템(46)의 온도 산출 장치(48)의 메모리에 기억시킨다.
이어서, 광 조사·수광 유닛(87)으로부터 저 간섭성 광으로 이루어지는 측정광(88)을 리프트 핀(84)을 광로로 하여 웨이퍼(W)에 조사한다(도 3 참조). 이어서, 측정광(88)이 웨이퍼(W)의 표면에서 반사된 반사광 및 웨이퍼(W)를 투과하여 이면에서 반사된 반사광을 각각 광 조사·수광 유닛(87)에 의해 수광한다.
이어서, 수광된 2 개의 반사광을 광 파이버를 거쳐 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템(46)의 커플러(50) 및 PD(53)로 전송하고, PD(53)의 출력 신호에 기초하여 온도 산출 장치(48)에 의해 광로 길이 차이를 구하여, 이 광로 길이 차이에 기초하여 웨이퍼(W)의 온도를 산출한다.
본 실시예에 따르면, 기판 리프팅 유닛(80)의 리프트 핀(84)을 측정광 및 반사광의 광로로서 이용하므로, 기판 재치대(90)에 웨이퍼(W)의 온도를 측정하기 위한 특별한 관통홀을 형성할 필요가 없어, 새로운 관통홀을 형성하는 것에 따른 기판 재치대의 온도 균일성의 저하를 방지할 수 있고, 또한 웨이퍼(W)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 종래 기술과 같이 형광 도료 등을 사용할 필요가 없으므로 챔버 내를 오염시키지 않는다. 또한, 리프트 핀(84)을 웨이퍼(W)에 접촉시키지 않고 비접촉으로 웨이퍼(W)의 온도를 측정할 수 있으므로, 핫 스팟의 발생을 회피할 수 있을 뿐만 아니라, 온도 모니터용의 전용의 웨이퍼가 불필요해져 프로세스의 실행 중에 웨이퍼(W)의 온도를 측정할 수도 있다. 또한, 비접촉 측정이라는 점에서, 접촉 열 저항에 의해 측정 정밀도가 저하되지도 않아 정확한 온도 측정을 행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 광 조사·수광 유닛(87)과 광로인 리프트 핀(84)이 일체로 되므로 측정광 및 반사광의 흔들림이 없어 측정 정밀도가 보다 향상된다.
본 실시예에서는 웨이퍼(W)의 온도 측정용의 저 간섭성 광의 광로가 되는 리프트 핀(84)으로서 복수, 예를 들면 3 개의 리프트 핀 중 적어도 1 개를 이용한다.
본 실시예에서 측정광 및 반사광의 광로가 되는 리프트 핀(84)은 로드 핀이어도 중공 핀이어도 좋다.
로드 핀의 경우에는 저 간섭성 광을 투과할 수 있는 재료, 예를 들면 사파이어, 석영 등으로 구성되어 있으며, 양 단면(端面)이 서로 평행하고 또한 각각 경면(鏡面) 연마되어 있는 것이 바람직하다. 전송되는 측정광 또는 반사광의 확산을 방지하기 위해서이다. 또한, 이때, 웨이퍼(W)와 대향하는 선단면 중 측정광을 조사시키는 부분 중 적어도 1 mmφ 이내의 부분이 타단면과 평행하면 된다. 이에 따라, 측정광의 조사면의 당해 부분을 웨이퍼(W)에 평행하게 배치함으로써, 측정광을 웨이퍼(W)의 표면에 대하여 수직으로 입사시킬 수 있다.
한편, 리프트 핀(84)이 중공 핀인 경우에는 측정광 및 반사광이 중공 부분분을 통해 전송되므로, 리프트 핀으로서 기능하는 재질이라면 그 재질은 특별히 한정되지 않는다. 중공 부분의 직경은, 예를 들면 3 mmφ 또는 그 이하인 것이 바람직하다. 또한, 중공 핀의 경우에는 로드 핀과 달리, 그 양 단부는 반드시 평행할 필요는 없다. 리프트 핀으로의 광의 입사면 또는 출사면에서 광로축이 변경되지 않기 때문이다. 중공의 리프트 핀에서는 온도 측정 대상물이 놓여진 분위기가 대기보다 낮은 감압 분위기 또는 진공 분위기인 경우에 임의의 개소, 예를 들면 선단부와 대향하는 타단부에 리프트 핀의 중공부를 막는 격벽이 설치된다. 격벽으로는, 예를 들면 두께 0.5 ~ 1.0 mm의 글라스판이 적합하게 사용된다. 또한, 중공 핀은 그 선단부에 브루스터창(brewster window)을 가지는 것이어도 좋다.
본 실시예에서는, 리프트 핀(84)을 광로로서 사용하는 저 간섭성 광 간섭 온도계에 의한 웨이퍼(W)의 온도 측정 결과에 기초하여, 냉매 유로(26)를 유통하는 칠러 온도, 정전 척(23)의 흡착면과 웨이퍼(W)의 이면의 사이로 공급되는 전열 가스의 압력 등을 제어하여 웨이퍼(W)의 온도를 제어한다.
도 7의 (A) 내지 (J)는 본 실시예에 따른 기판 재치대에 적용되는 리프트 핀의 일례를 도시한 단면도이다.
도 7에서 도 7의 (A)의 리프트 핀은 로드 핀으로서, 저 간섭성 광을 투과시키는 재료, 예를 들면 사파이어로 구성되고 외경이 일정한 원주 형상을 나타내며, 양 단면은 서로 평행하고 또한 각각 경면 연마 처리가 실시되어 있다. 이 리프트 핀에 의하면, 양 단면이 평행하고 또한 각각 경면 연마 처리가 실시되어 있으므로, 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (B)의 리프트 핀도 로드 핀이며, 저 간섭성 광을 투과시키는 재료, 예를 들면 사파이어로 구성된 원주 형상을 나타내고 있다. 양 단면은 서로 평행하고 경면 연마되어 있으나, 핀 선단부가 테이퍼 형상으로 타단부보다 가늘어져 있다. 이 리프트 핀에 의해서도 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (C)의 리프트 핀은 중공 핀이며, 중공 원통 형상을 나타내고 있고 양 단면은 서로 평행하다. 중공 핀의 경우에는 광이 중공 부분을 투과하므로, 재질은 특별히 저 간섭성 광을 투과시키는 것일 필요는 없다. 이 리프트 핀은, 예를 들면 석영, 사파이어, 세라믹 또는 수지로 구성되어 있다. 이 리프트 핀에 의해서도 중공의 광로를 거쳐 측정광이 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사되고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (D)의 리프트 핀도 중공 핀이며, 중공 원통 형상을 나타내고 있고 양 단면은 서로 평행하나, 핀 선단부가 테이퍼 형상으로 타단부보다 가늘어져 있다. 이 리프트 핀도 재질은 특별히 저 간섭성 광을 투과시키는 것일 필요는 없으며, 예를 들면 석영, 사파이어, 세라믹 또는 수지로 구성되어 있다. 이 리프트 핀에 의해서도 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (E)의 리프트 핀은 로드 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (A)의 리프트 핀과 상이한 점은 핀 선단부의 직경에 비해 타단부의 직경이 두꺼워져 있다는 점이다. 이 리프트 핀에 의해서도, 양 단면이 평행하고 또한 각각 경면 연마 처리가 실시되어 있으므로, 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (F)의 리프트 핀도 로드 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (E)의 리프트 핀과 상이한 점은 핀 선단부의 직경이 테이퍼 형상으로 가늘어져 있다는 점이다. 이 리프트 핀에 의해서도, 양 단면이 평행하고 또한 각각 경면 연마 처리가 실시되어 있으므로, 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다. 또한, 핀 선단부의 경사 각도에 제한이 없으므로 가공 공차가 엄격하지 않아 가공이 용이하고, 웨이퍼(W)의 이면으로의 접촉 면적을 점으로 할 수 있으므로, 리프트 핀의 위치에 진애가 부착되기 어렵다.
도 7의 (G)의 리프트 핀은 중공 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (C)의 리프트 핀과 상이한 점은 핀 선단부의 직경에 비해 타단부의 외경이 두꺼워져 있다는 점이다. 이 리프트 핀에 의해서도 중공의 광로를 거쳐 측정광을 수직으로 웨이퍼(W) 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (H)의 리프트 핀도 중공 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (D)의 리프트 핀과 상이한 점은 핀 선단측의 외경에 비해 타단측의 외경이 두꺼워져 있다는 점이다. 이 리프트 핀에 의해서도 측정광을 수직으로 웨이퍼(W) 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (I)의 리프트 핀은 중공 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (C)의 리프트 핀과 상이한 점은 핀 선단면이 광로축에 대하여 경사져 있다는 점이다. 이 리프트 핀은 중공 핀이므로, 광 조사측의 면은 반드시 온도 측정 대상물에 평행하지 않아도 된다. 이 리프트 핀에 의해서도 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
도 7의 (J)의 리프트 핀도 중공 핀이며, 이 리프트 핀이 도 7의 (I)의 리프트 핀과 상이한 점은 양 단면이 광로축에 대하여 경사져 있다는 점이다. 이 리프트 핀은 중공 핀이므로, 양 단면은 반드시 온도 측정 대상물에 평행하지 않아도 된다. 이 리프트 핀에 의해서도 측정광을 수직으로 웨이퍼(W)의 표면에 조사하고 또한 반사광을 양호하게 수광할 수 있다.
이어서, 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 변형예에 대하여 설명한다.
도 8은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 1 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 8에서 이 기판 리프팅 유닛의 제 1 변형예가 도 3의 기판 리프팅 유닛(80)과 상이한 점은 광 조사·수광 유닛(87)을 리프트 암(83)에 설치했다는 점이다. 이 제 1 변형예에 의해서도 측정광(88)은 직선 광로를 거쳐 웨이퍼(W)(도시 생략)에 조사된다.
본 실시예의 제 1 변형예에 따르면, 광 조사·수광 유닛(87)과 리프트 핀(84)의 간격이 좁으므로, 광축이 이격될 가능성을 충분히 저하시켜 정확한 온도 측정을 행할 수 있다.
도 9는 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 2 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 9에서 이 기판 리프팅 유닛의 제 2 변형예가 도 8의 기판 리프팅 유닛과 상이한 점은 광 조사·수광 유닛(87)을 리프트 핀(84)에 대해 직각으로 장착하여, 측정광(88)이 거울(89)에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 웨이퍼(W)에 조사된다는 점이다.
본 실시예에 따른 제 2 변형예에 따르면, 리프트 암(83)에 광 조사·수광 유닛(87)을 장착할 때의 레이아웃의 자유도가 커진다.
본 실시예의 제 2 변형예에서 거울(89) 대신에 프리즘을 이용해도 동일한 효과가 얻어진다.
도 10은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 3 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 10에서 이 기판 리프팅 유닛의 제 3 변형예가 도 9의 기판 리프팅 유닛과 상이한 점은 광 조사·수광 유닛(87)을 베이스 플레이트(86)에 장착하여, 측정광(88)이 거울(89)에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 웨이퍼(W)에 조사되도록 했다는 점이다.
본 실시예에 따른 제 3 변형예에 따르면, 베이스 플레이트(86)에 광 조사·수광 유닛(87)을 장착할 때의 레이아웃의 자유도가 커진다.
본 실시예의 제 3 변형예에서 거울(89) 대신에 프리즘을 이용해도 동일한 효과가 얻어진다.
도 11은 본 실시예에서의 기판 리프팅 유닛의 제 4 변형예의 개략 구성을 도시한 단면도이다.
도 11에서 이 기판 리프팅 유닛의 제 4 변형예가 도 3의 기판 리프팅 유닛(80)과 상이한 점은 광 조사·수광 유닛(87)을 지지 부재(121)를 개재하여 베이스 플레이트(86)에 장착했다는 점이다. 광 조사·수광 유닛(87)의 지지 부재(121)와의 고정부에는 광 조사·수광 유닛(87)으로부터 조사되는 측정광의 조사 각도의 변경 수단(도시 생략)이 설치되어 있다. 조사 각도의 변경 수단은, 예를 들면 광 조사·수광 유닛(87)을 경사 각도 조정 기구가 장착된 홀더에 장착하여 각도 조정함으로써 측정광의 조사각을 자동 또는 수동으로 변경하는 것이다. 이 제 4 변형예에 의해서도 측정광(88)은 직선 광로를 거쳐 웨이퍼(W)에 조사된다.
본 실시예에 따른 제 4 변형예에 따르면, 측정광의 조사 각도를 변경할 수 있으므로, 광로인 리프트 핀(84)에 대하여 측정광 등의 광축이 이격된 경우에는 신속히 미세 조정하여 일치시킬 수 있다.
이상, 본 발명에 대해 실시예를 이용하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 전술한 각 실시예에서 플라즈마 처리가 실시되는 기판은 반도체 디바이스용의 웨이퍼에 한정되지 않으며, LCD(Liquid Crystal Display)를 포함하는 FPD(Flat Panel Display) 등에 이용하는 각종 기판 또는 포토마스크, CD 기판, 프린트 기판 등이어도 좋다.
W: 웨이퍼
46: 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템
47: 저 간섭성 광 광학계
48: 온도 산출 장치
49: SLD
50: 광 파이버 융착 커플러
51, 52: 콜리메이터
53: 광 검출기(PD)
54a, 54b, 54c, 54d: 광 파이버
55: 참조 미러
60: 온도 측정 대상물
64, 88: 측정광
66a, 66b, 67, 68: 반사광
81: 핀 홀더
82: 리프트 핀 돌출량 어저스터(adjuster)
83: 리프트 암
84: 리프트 핀
86: 베이스 플레이트
87: 광 조사·수광 유닛
90, 100, 110, 120, 130: 기판 리프팅 유닛을 구비한 기판 재치대

Claims (11)

  1. 기판을 재치(載値)하는 재치면과,
    상기 기판을 리프트 핀에 의해 상기 재치면으로부터 들어올리는 기판 리프팅 유닛과,
    상기 리프트 핀 내부를 광로로 하여 저 간섭성 광으로 이루어지는 측정광을 상기 기판에 조사(照射)하고, 상기 기판의 표면으로부터의 반사광 및 이면으로부터의 반사광을 각각 수광하는 광 조사·수광 유닛
    을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 베이스 플레이트에 고정되어 있고, 상기 측정광은 직선 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 리프트 암에 고정되어 있고, 상기 측정광은 직선 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 베이스 플레이트에 고정되어 있고, 상기 측정광은 프리즘 또는 미러에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은 상기 기판 리프팅 유닛의 리프트 암에 고정되어 있고, 상기 측정광은 프리즘 또는 미러에서 반사되어 굴곡되는 광로를 거쳐 상기 기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은 상기 측정광의 조사각 조정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 조사·수광 유닛은, 상기 저 간섭성 광의 광학계로 이루어지는 수광 장치를 구비한 저 간섭성 광 간섭 온도 측정 시스템에서의 상기 수광 장치에 광학적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리프트 핀은 로드 핀인 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 로드 핀은, 저 간섭성 광을 투과할 수 있으며, 양 단면이 서로 평행하고, 각각 경면(鏡面) 연마되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 로드 핀의 선단면에서의 상기 측정광을 조사시키는 부분이 상기 선단면과 대향하는 타단면과 평행한 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리프트 핀은 중공 핀인 것을 특징으로 하는 기판 재치대.
KR1020110025945A 2010-03-25 2011-03-23 기판 재치대 KR101798607B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010069084A JP5484981B2 (ja) 2010-03-25 2010-03-25 基板載置台及び基板処理装置
JPJP-P-2010-069084 2010-03-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110107753A true KR20110107753A (ko) 2011-10-04
KR101798607B1 KR101798607B1 (ko) 2017-11-16

Family

ID=44656453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025945A KR101798607B1 (ko) 2010-03-25 2011-03-23 기판 재치대

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20110235675A1 (ko)
JP (1) JP5484981B2 (ko)
KR (1) KR101798607B1 (ko)
CN (1) CN102201356A (ko)
TW (1) TWI515820B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101483824B1 (ko) * 2012-11-07 2015-01-16 하이디스 테크놀로지 주식회사 평판표시소자 제조용 화학기상증착 장치

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5730638B2 (ja) * 2011-03-28 2015-06-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置の処理室内構成部材及びその温度測定方法
US20130147129A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 Nan Ya Technology Corporation Wafer supporting structure
US9108322B2 (en) * 2013-04-29 2015-08-18 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Force sensing system for substrate lifting apparatus
US10163676B2 (en) * 2013-06-27 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and system for preventing backside peeling defects on semiconductor wafers
JP6263019B2 (ja) * 2013-12-16 2018-01-17 東京エレクトロン株式会社 温度測定方法、基板処理システム及び温度測定用部材
TWI572863B (zh) * 2014-12-23 2017-03-01 Imt有限公司 包含雷射清理功能的晶圓測試機
US10879046B2 (en) * 2015-09-11 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Substrate support with real time force and film stress control
JP6403100B2 (ja) * 2016-01-25 2018-10-10 信越半導体株式会社 エピタキシャル成長装置及び保持部材
JP6965255B2 (ja) * 2016-03-14 2021-11-10 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated チャッキング解除工程中に静電チャック上の残留電荷を除去する方法
KR101895933B1 (ko) * 2016-06-30 2018-09-10 세메스 주식회사 기판 처리 장치
DE102016215173A1 (de) * 2016-08-15 2018-02-15 Leoni Kabel Gmbh Verfahren zur Überwachung einer Leitung auf veränderte Umgebungsbedingungen sowie Messanordnung zur Überwachung einer Leitung auf veränderte Umgebungsbedingungen
JP6808596B2 (ja) * 2017-03-10 2021-01-06 キオクシア株式会社 センシングシステム
EP3413339B1 (en) * 2017-06-08 2023-05-24 Brooks Automation (Germany) GmbH Inspection system and method of inspection for substrate containers
US11114327B2 (en) 2017-08-29 2021-09-07 Applied Materials, Inc. ESC substrate support with chucking force control
TWI660444B (zh) * 2017-11-13 2019-05-21 萬潤科技股份有限公司 載台及使用載台之晶圓搬送方法及加工裝置
KR20230048459A (ko) * 2018-06-22 2023-04-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 제어 방법 및 플라즈마 처리 장치
JP7175239B2 (ja) * 2018-06-22 2022-11-18 東京エレクトロン株式会社 制御方法、プラズマ処理装置、プログラム及び記憶媒体
JP7142551B2 (ja) * 2018-12-03 2022-09-27 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびプラズマ処理方法
DE102018009630A1 (de) * 2018-12-11 2020-06-18 Vat Holding Ag Stifthubvorrichtung mit Temperatursensor
JP7186646B2 (ja) * 2019-03-22 2022-12-09 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置および載置台上のフォーカスリングの有無の検知方法
KR102178727B1 (ko) * 2019-04-15 2020-11-13 주식회사 영우디에스피 디스플레이 패널 감지 장치
TWM593655U (zh) * 2019-05-10 2020-04-11 美商蘭姆研究公司 半導體製程模組的中環
JP7273660B2 (ja) * 2019-08-30 2023-05-15 キオクシア株式会社 半導体製造装置、および半導体装置の製造方法
US20210183622A1 (en) * 2019-12-17 2021-06-17 Tokyo Electron Limited Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP7353190B2 (ja) * 2020-01-10 2023-09-29 東京エレクトロン株式会社 載置台における異物の検出方法、及び、検出装置
KR102504269B1 (ko) * 2021-11-11 2023-02-28 피에스케이 주식회사 지지 유닛 및 이를 포함하는 기판 처리 장치

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2651617B2 (ja) * 1989-02-10 1997-09-10 東京エレクトロン株式会社 板状物の載置装置
JPH04193951A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Tokyo Electron Ltd 保持装置
US5796066A (en) * 1996-03-29 1998-08-18 Lam Research Corporation Cable actuated drive assembly for vacuum chamber
US6353210B1 (en) * 2000-04-11 2002-03-05 Applied Materials Inc. Correction of wafer temperature drift in a plasma reactor based upon continuous wafer temperature measurements using and in-situ wafer temperature optical probe
JP2002076102A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Ibiden Co Ltd セラミック基板
TW521369B (en) * 2002-01-29 2003-02-21 Taiwan Semiconductor Mfg Chamber with wafer temperature measurement capability and the measuring method
US6515261B1 (en) * 2002-03-06 2003-02-04 Applied Materials, Inc. Enhanced lift pin
US6597964B1 (en) * 2002-05-08 2003-07-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Thermocoupled lift pin system for etching chamber
KR20040070008A (ko) * 2003-01-29 2004-08-06 쿄세라 코포레이션 정전척
JP2005264226A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd プラズマ処理装置
US20060156987A1 (en) * 2005-01-18 2006-07-20 Chien-Hsing Lai Lift pin mechanism and substrate carrying device of a process chamber
US7452793B2 (en) * 2005-03-30 2008-11-18 Tokyo Electron Limited Wafer curvature estimation, monitoring, and compensation
JP2007147832A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Toppan Printing Co Ltd ガラス基板の冷却方法及びプリベーク装置
JP4748803B2 (ja) * 2005-12-06 2011-08-17 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理装置における被測定物の物理量測定方法及び記憶媒体
US7542148B2 (en) * 2005-12-06 2009-06-02 Tokyo Electron Limited Method for measuring physical quantity of measurement object in substrate processing apparatus and storage medium storing program for implementing the method
JP2007242869A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Tokyo Electron Ltd 基板処理システム
JP4839101B2 (ja) * 2006-03-08 2011-12-21 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置、基板処理条件検討方法及び記憶媒体
JP4876641B2 (ja) * 2006-03-09 2012-02-15 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置
KR20070051646A (ko) * 2006-05-04 2007-05-18 주식회사 대우일렉트로닉스 핫플레이트 장치
EP1935498A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-25 Universität Leipzig Vorrichtung und Verfahren zum berührungslosen Manipulieren und Ausrichten von Probenteilchen in einem Messvolumen mit Hilfe eines inhomogenen elektrischen Wechselfelds
US20090034581A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Tokyo Electron Limited Method for hot plate substrate monitoring and control
US20090034582A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Tokyo Electron Limited Tbs Broadcast Center Apparatus for hot plate substrate monitoring and control
KR101514098B1 (ko) * 2009-02-02 2015-04-21 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 플라즈마 처리 장치와 온도 측정 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101483824B1 (ko) * 2012-11-07 2015-01-16 하이디스 테크놀로지 주식회사 평판표시소자 제조용 화학기상증착 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR101798607B1 (ko) 2017-11-16
JP2011204813A (ja) 2011-10-13
TW201214615A (en) 2012-04-01
TWI515820B (zh) 2016-01-01
CN102201356A (zh) 2011-09-28
US20110235675A1 (en) 2011-09-29
JP5484981B2 (ja) 2014-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20110107753A (ko) 기판 재치대
US8730482B2 (en) Method for measuring wear rate
KR101514098B1 (ko) 플라즈마 처리 장치와 온도 측정 방법 및 장치
JP5214513B2 (ja) プラズマ処理装置及び温度測定方法並びに温度測定装置
US9163931B2 (en) Apparatus and method for measuring thickness and temperature and substrate processing system
JP5730638B2 (ja) 基板処理装置の処理室内構成部材及びその温度測定方法
US7542148B2 (en) Method for measuring physical quantity of measurement object in substrate processing apparatus and storage medium storing program for implementing the method
US8168920B2 (en) Bonding device
US20170316963A1 (en) Direct optical heating of substrates
JP4756845B2 (ja) 温度測定装置，温度測定方法，温度測定システム，制御システム，制御方法
KR101744629B1 (ko) 온도 측정용 프로브, 온도 측정 시스템 및 이를 이용한 온도 측정 방법
US11791189B2 (en) Reflectometer to monitor substrate movement
CN112461121B (zh) 进行处理装置的检查的系统和检查方法
JP2007184564A (ja) 基板処理装置における被測定物の物理量測定方法及び記憶媒体
US10685861B2 (en) Direct optical heating of substrates through optical guide

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant