KR20210003952A - 플라즈마 프로세싱 툴들의 이미지 기반 플라즈마 시스 프로파일 검출 - Google Patents

플라즈마 프로세싱 툴들의 이미지 기반 플라즈마 시스 프로파일 검출 Download PDF

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Abstract

시스템이 기판의 프로세싱 동안 기판 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 분위기의 이미징 디바이스에 의해 캡처된 이미지를 수신하고 기판의 프로세싱 동안 플라즈마 분위기 내에서 형성된 플라즈마 시스를 나타내는 이미지의 하나 이상의 피처들을 추출하도록 구성된 이미지 프로세싱 모듈을 포함한다. 제어 모듈이 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 기판의 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성된다.

Description

플라즈마 프로세싱 툴들의 이미지 기반 플라즈마 시스 프로파일 검출
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2018 년 5 월 29 일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 15/991,021 호의 우선권을 주장한다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판 프로세싱에 관한 것이고, 보다 구체적으로 기판 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마 시스 (sheath) 프로파일을 검출하고 모니터링하는 것에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시할 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 반도체 웨이퍼들과 같은 기판들을 처리하도록 사용될 수도 있다. 기판 상에서 수행될 수도 있는 예시적인 프로세스들은 이로 제한되는 것은 아니지만, CVD (Chemical Vapor Deposition), ALD (Atomic Layer Deposition), 도전체 에칭, 및/또는 다른 에칭, 증착 또는 세정 프로세스들을 포함한다. 기판은 기판 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 페데스탈, 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 등과 같은 기판 지지부 상에 배치될 수도 있다. 에칭 동안, 가스 혼합물들은 프로세싱 챔버 내로 도입될 수도 있고 플라즈마가 화학 반응들을 개시하기 위해 사용될 수도 있다.
플라즈마를 사용한 기판의 프로세싱 동안, 플라즈마 경계 층 (플라즈마 시스로 지칭 됨) 이 기판의 표면 위에 형성된다. 플라즈마 시스 두께는 이로 제한되는 것은 아니지만, 플라즈마 밀도, 전자 온도, 구동 전압, 등을 포함하는 다양한 인자들에 종속된다. 단지 예를 들면, 플라즈마 시스 두께는 1 ㎜의 분율로부터 수 ㎜로 가변할 수도 있다.
시스템이 기판의 프로세싱 동안 기판 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 분위기의 이미징 디바이스에 의해 캡처된 이미지를 수신하고 기판의 프로세싱 동안 플라즈마 분위기 내에서 형성된 플라즈마 시스 (sheath) 를 나타내는 이미지의 하나 이상의 피처들을 추출하도록 구성된 이미지 프로세싱 모듈을 포함한다. 제어 모듈이 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 기판의 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 추출된 하나 이상의 피처들은 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 대비에 대응한다. 추출된 하나 이상의 피처들은 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 라인에 대응한다. 제어 모듈은 플라즈마 시스 프로파일을 기준 프로파일과 비교하고 플라즈마 시스 프로파일과 기준 프로파일 사이의 차에 기반하여 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성된다. 제어 모듈은 플라즈마 시스 프로파일을 기준 라인과 비교하고 플라즈마 시스 프로파일과 기준 라인 사이의 차에 기반하여 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성된다. 제어 모듈은 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하기 위해 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링의 높이에 대응하고, 제어 모듈은 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 에지 링의 높이를 조정하도록 구성된다. 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링에 제공된 전력에 대응하고, 제어 모듈은 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 에지 링에 제공된 전력을 조정하도록 구성된다. 시스템은 이미징 디바이스를 더 포함하고, 이미징 디바이스는 기판 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부를 통해 기판의 에지 영역 위의 플라즈마 분위기를 관측하도록 배치된다. 시스템은 기판 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부 내에 선택적으로 개방하고 폐쇄하도록 배치된 셔터를 더 포함한다. 제어 모듈은 이미징 디바이스로 하여금 이미지를 캡처하게 하도록 셔터를 선택적으로 개방하고 폐쇄하도록 구성된다.
방법은 기판의 프로세싱 동안 기판 프로세싱 챔버 내 플라즈마 분위기의 이미지를 캡처하는 단계, 기판의 프로세싱 동안 플라즈마 분위기 내에 형성된 플라즈마 시스를 나타내는 이미지의 하나 이상의 피처들을 추출하는 단계, 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하는 단계, 및 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 기판의 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 추출된 하나 이상의 피처들은 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 대비에 대응한다. 추출된 하나 이상의 피처들은 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 라인에 대응한다. 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 플라즈마 시스 프로파일을 기준 프로파일과 비교하는 단계 및 플라즈마 시스 프로파일과 기준 프로파일 사이의 차에 기반하여 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 플라즈마 시스 프로파일을 기준 라인과 비교하는 단계 및 플라즈마 시스 프로파일과 기준 라인 사이의 차에 기반하여 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정하는 단계를 포함한다.
다른 특징들에서, 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링의 높이에 대응하고, 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 에지 링의 높이를 조정하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링에 제공된 전력에 대응하고, 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 이미지로부터 추출된 하나 이상의 피처들에 기반하여 에지 링에 제공된 전력을 조정하는 단계를 포함한다. 방법은 이미징 디바이스로 하여금 이미지를 캡처하게 하도록 기판 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부 내의 셔터를 선택적으로 개방하고 폐쇄하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 추가 적용가능성 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들만을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 일 예시적인 프로세싱 챔버의 기능적 블록도이다.
도 2a는 본 개시에 따른 하강된 위치의 일 예시적인 이동 가능한 에지 링을 도시한다.
도 2b는 본 개시에 따른 상승된 위치의 일 예시적인 이동 가능한 에지 링을 도시한다.
도 2c는 본 개시에 따른 일 예시적인 전력 공급된 에지 링을 도시한다.
도 3a는 본 개시에 따른 일 예시적인 프로세싱 챔버를 도시한다.
도 3b는 본 개시에 따른 일 예시적인 제어기의 기능적 블록도이다.
도 4a는 본 개시에 따른 플라즈마 시스 프로파일의 예시적인 이미지들을 도시한다.
도 4b는 본 개시에 따른 플라즈마 시스 프로파일의 일 예시적인 피처를 도시한다.
도 4c는 본 개시에 따른 플라즈마 시스 프로파일의 또 다른 예시적인 피처를 도시한다.
도 5는 본 개시에 따른 플라즈마 시스 프로파일을 결정하기 위한 일 예시적인 방법을 도시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
플라즈마를 사용하여 기판들을 프로세싱한 결과들은 플라즈마 시스 프로파일 (예를 들어, 기판의 표면에 걸친 플라즈마 시스의 두께) 에 종속된다. 예를 들어, 플라즈마 에칭 프로세스들에서, 플라즈마 시스 프로파일은 에칭 레이트들에 영향을 줄 수도 있다. 따라서, 프로세스 균일성은 플라즈마 시스의 평탄도에 종속된다. 즉, 균일한 플라즈마 시스 두께가 프로세스 불균일성을 최소화하기 위해 바람직하다.
일부 예들에서, 플라즈마 시스 프로파일은 프로세싱에 후속하여 추정될 수도 있다. 예를 들어, 완성된 기판 각각은 에칭 균일도, 틸팅 (tilting), 등을 결정하기 위해 기판 프로세싱에 후속하여 검사될 수도 있다. 이어서 기판 프로세싱의 다음 라운드를 위해 플라즈마 시스 프로파일을 조정하도록 시도하기 위해 프로세싱 및/또는 프로세싱 챔버 파라미터들에 대해 피드포워드 기준으로 다양한 조정들이 이루어질 수도 있다. 그러나, 이 방식으로 플라즈마 시스 프로파일 불균일성을 추정하고 보상하는 것은 비용을 증가시킬 수도 있고 프로세싱 효율 및 쓰루풋 (throughput) 을 감소시킬 수도 있다.
본 개시의 원리들에 따른 플라즈마 시스 프로파일 시스템들 및 방법들은 기판의 프로세싱 동안 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고, 이에 따라 플라즈마 시스 프로파일의 제어를 용이하게 한다. 예를 들어, 카메라와 같은 이미징 디바이스는 프로세싱 챔버 내 플라즈마 시스를 이미징하고 모니터링하도록 배치된다. 카메라는 프로세싱 챔버의 외부에 위치될 수도 있고, 프로세싱 챔버의 측벽의 윈도우를 통해 플라즈마 시스를 관측하도록 배치될 수도 있다. 플라즈마 시스 프로파일은 결정될 수도 있고, 일부 예들에서, 프로세싱 동안 카메라에 의해 캡쳐된 이미지들에 따라 제어될 수도 있다. 이 방식으로, 플라즈마 시스 프로파일과 연관된 프로세싱 불균일성들이 최소화되고, 프로세싱 비용들 및 시간이 감소된다.
일부 예들에서, 기판 프로세싱 시스템의 기판 지지부는 이동 가능하고 그리고/또는 전력 공급된 에지 링을 포함할 수도 있다. 에칭 레이트 및 에칭 균일성에 영향을 주는 기판 프로세싱의 일부 양태들 (예를 들어, 플라즈마 시스 프로파일, 프로세스 가스 플로우 패턴들, 등) 은 에지 링의 높이에 따라 가변할 수도 있다. 예를 들어, 전체 에칭 레이트들은 기판의 상부 표면과 가스 분배 디바이스의 하단 표면 사이의 거리가 증가함에 따라 가변한다. 또한, 에칭 레이트들은 기판의 중심으로부터 기판의 외측 주변부로 가변할 수도 있다. 따라서, 이동 가능한 에지 링을 포함하는 예들에서, 에지 링은 프로세스 불균일성들을 더 최소화하도록 결정된 플라즈마 시스 프로파일에 따라 상승하고 그리고/또는 하강할 수도 있다. 유사하게, 플라즈마 시스 프로파일은 전력 공급된 에지 링에 제공된 전력을 가변시킴으로써 더 제어될 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 일 예시적인 기판 프로세싱 시스템 (100) 이 도시된다. 단지 예를 들면, 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 무선 주파수 (Radio Frequency; RF) 플라즈마를 사용한 에칭 및/또는 다른 적합한 기판 프로세싱을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 기판 프로세싱 시스템 (100) 은 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 다른 컴포넌트들을 둘러싸고 RF 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (102) 를 포함한다. 프로세싱 챔버 (102) 는 상부 전극 (104) 및 정전 척 (ESC) 을 포함하는 기판 지지부 (106) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (108) 이 기판 지지부 (106) 상에 배치된다. 특정한 기판 프로세싱 시스템 (100) 및 프로세싱 챔버 (102) 가 예로서 도시되지만, 본 개시의 원리들은 리모트 플라즈마 생성 및 (예를 들어, 플라즈마 튜브, 마이크로파 튜브를 사용하여) 전달을 구현하는, 플라즈마를 인-시츄 (in-situ) 생성하는, 등의 기판 프로세싱 시스템과 같은, 다른 타입들의 기판 프로세싱 시스템들 및 챔버들에 적용될 수도 있다.
단지 예를 들면, 상부 전극 (104) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드 (109) 와 같은 가스 분배 디바이스를 포함할 수도 있다. 샤워헤드 (109) 는 프로세싱 챔버 (102) 의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분을 포함할 수도 있다. 베이스 부분은 일반적으로 원통형이고, 프로세싱 챔버 (102) 의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 반대편 단부로부터 방사상 외측으로 연장한다. 샤워헤드 (109) 의 베이스 부분의 기판-대면 표면 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고 이를 통해 프로세스 가스 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (104) 은 도전 플레이트를 포함할 수도 있고, 프로세스 가스들이 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (106) 는 하부 전극으로서 작용하는 도전성 베이스플레이트 (110) 를 포함한다. 베이스플레이트 (110) 는 세라믹 층 (112) 을 지지한다. 일부 예들에서, 세라믹 층 (112) 은 세라믹 멀티-존 가열 플레이트와 같은 가열 층을 포함할 수도 있다. 내열 층 (114) (예를 들어, 본딩 층) 이 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스플레이트 (110) 는 베이스플레이트 (110) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 냉각제 채널들 (116) 을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 보호 시일 (seal) (176) 이 세라믹 층 (112) 과 베이스플레이트 (110) 사이의 본딩 층 (114) 의 주변부 둘레에 제공될 수도 있다.
RF 생성 시스템 (120) 이 RF 전압을 생성하고 상부 전극 (104) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (106) 의 베이스플레이트 (110)) 중 하나로 출력한다. 상부 전극 (104) 및 베이스플레이트 (110) 중 다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 또는 플로팅할 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (120) 은 매칭 및 분배 네트워크 (124) 에 의해 상부 전극 (104) 또는 베이스플레이트 (110) 에 피딩되는 RF 전압을 생성하는 RF 전압 생성기 (122) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 또는 리모트로 생성될 수도 있다. 예시의 목적들로 도시된 바와 같이, RF 생성 시스템 (120) 은 CCP (Capacitively Coupled Plasma) 시스템에 대응하지만, 본 개시의 원리들은 또한 단지 예를 들면, TCP (Transformer Coupled Plasma) 시스템들, CCP 캐소드 시스템들, 리모트 마이크로파 플라즈마 생성 및 전달 시스템들, 등과 같은 다른 적합한 시스템들에서 구현될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (130) 이 하나 이상의 가스 소스들 (132-1, 132-2, …, 및 132-N) (집합적으로 가스 소스들 (132)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들은 하나 이상의 에칭 가스들, 캐리어 가스들, 불활성 가스들, 등 및 이들의 혼합물들을 공급한다. 가스 소스들 (132) 은 또한 퍼지 가스를 공급할 수도 있다. 가스 소스들 (132) 은 밸브들 (134-1, 134-2, …, 및 134-N) (집합적으로 밸브들 (134)) 및 질량 유량 제어기들 (Mass Flow Controllers; MFC) (136-1, 136-2, …, 및 136-N) (집합적으로 MFC들 (136)) 에 의해 매니폴드 (140) 에 연결된다. 매니폴드 (140) 의 출력은 프로세싱 챔버 (102) 에 피딩된다. 단지 예를 들면, 매니폴드 (140) 의 출력은 샤워헤드 (109) 에 피딩된다.
온도 제어기 (142) 가 세라믹 층 (112) 에 배치된 TCEs (Thermal Control Elements) 와 같은 복수의 가열 엘리먼트들 (144) 에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 가열 엘리먼트들 (144) 은 이로 제한되는 것은 아니지만, 멀티-존 가열 플레이트의 각각의 존들에 대응하는 매크로 가열 엘리먼트들 및/또는 멀티-존 가열 플레이트의 복수의 존들에 걸쳐 배치된 마이크로 가열 엘리먼트들의 어레이를 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지부 (106) 및 기판 (108) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 가열 엘리먼트들 (144) 을 제어하도록 사용될 수도 있다.
온도 제어기 (142) 는 채널들 (116) 을 통한 냉각제 플로우를 제어하도록 냉각제 어셈블리 (146) 와 통신할 수도 있다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (146) 는 냉각제 펌프 및 저장부를 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (142) 는 기판 지지부 (106) 를 냉각하기 위해 채널들 (116) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (146) 를 동작시킨다.
밸브 (150) 및 펌프 (152) 가 프로세싱 챔버 (102) 로부터 반응물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (160) 가 기판 프로세싱 시스템 (100) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 로봇 (170) 이 기판 지지부 (106) 상으로 기판들을 전달하고, 기판 지지부 (106) 로부터 기판들을 제거하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 로봇 (170) 은 기판 지지부 (106) 와 로드록 (172) 사이에서 기판들을 이송할 수도 있다. 별도의 제어기들로 도시되었지만, 온도 제어기 (142) 는 시스템 제어기 (160) 내에서 구현될 수도 있다.
기판 지지부 (106) 는 에지 링 (180) 을 포함한다. 일부 예들에서, 본 개시의 원리들에 따른 에지 링 (180) 은 기판 (108) 에 대해 이동 가능하다 (예를 들어, 수직 방향으로 상향으로 그리고 하향으로 이동 가능하다). 예를 들어, 에지 링 (180) 은 시스템 제어기 (160) 에 응답하여 액추에이터를 통해 제어될 수도 있다. 일부 예들에서, 사용자는 하나 이상의 입력 메커니즘들, 디스플레이, 등을 포함할 수도 있는, 사용자 인터페이스 (184) 를 통해 시스템 제어기 (160) 로 제어 파라미터들 (예를 들어, 부식 레이트들) 을 입력할 수도 있다.
카메라 (186) 와 같은 이미지 디바이스가 프로세싱 챔버 (102) 내의 플라즈마 시스를 모니터링하도록 배치된다. 예를 들어, 카메라 (186) 는 프로세싱 챔버 (102) 의 측벽 (190) 에 제공된 윈도우 (188) 를 통해 플라즈마 시스를 관측하도록 배치된다. 카메라 (186) 는 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 플라즈마 시스에 대한 정보를 시스템 제어기 (160) 에 전달한다.
일부 예들에서, 본 개시의 원리들은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 이동 가능한 에지 링 구성을 갖는 기판 지지부 (200) 로 구현될 수도 있다. 예시적인 기판 지지부 (200) 는 그 위에 배치된 기판 (204) 을 갖는다. 기판 지지부 (200) 는 (예를 들어, ESC에 대응하는) 내측 부분 (208) 및 외측 부분 (212) 을 갖는 베이스 또는 페데스탈을 포함할 수도 있다. 예들에서, 외측 부분 (212) 은 내측 부분 (208) 으로부터 독립적이고, 내측 부분 (208) 에 대해 이동 가능할 수도 있다. 기판 (204) 은 프로세싱을 위해 내측 부분 (208) 상에 배치된다. (예를 들어, 시스템 제어기 (160) 에 대응하는) 제어기 (216) 가 기판 지지부 (200) 에 대해 에지 링 (224) 의 높이를 조정하기 위해 에지 링 (224) 을 선택적으로 상승시키고 하강시키도록 하나 이상의 액추에이터들 (220) 과 통신한다. 단지 예를 들면, 에지 링 (224) 은 도 2a에서 완전히 하강된 위치로, 그리고 도 2b에서 일 예시적인 완전히 상승된 위치로 도시된다. 도시된 바와 같이, 액추에이터들 (220) 은 수직 방향으로 핀들 (228) 을 선택적으로 연장하고 수축시키도록 구성된 핀 액추에이터들에 대응한다. 다른 적합한 타입들의 액추에이터들이 다른 예들에서 사용될 수도 있다. 단지 예를 들면, 에지 링 (224) 은 세라믹 또는 석영 에지 링에 대응한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 제어기 (216) 는 핀들 (228) 을 통해 에지 링 (224) 을 직접 상승시키고 하강시키도록 액추에이터들 (220) 과 통신한다. 일부 예들에서, 내측 부분 (208) 은 에지 링 (224) 에 대해 이동 가능하다. 에지 링 (224) 은 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 하나 이상의 연관된 부식 레이트들을 가질 수도 있다.
다른 예들에서, 본 개시의 원리들은 도 2c에 도시된 바와 같이 전력 공급된 에지 링 구성을 갖는 기판 지지부 (200) 로 구현될 수도 있다. 이 예에서, 제어기 (216) 는 에지 링 (224) 에 RF 전력을 (예를 들어, RF 생성기 (232) 및 RF 매칭 네트워크 (236) 를 통해) 선택적으로 제공하도록 더 구성된다. 일부 예들에서, 에지 링 (224) 은 이동 가능하고 전력 공급될 수도 있다.
이제 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 개시에 따른 일 예시적인 프로세싱 챔버 (300) 가 도시된다. 프로세싱 챔버 (300) 는 프로세싱 볼륨 (308) 내에 기판 지지부 (304) 를 둘러싼다. 도시된 바와 같이, 기판 지지부 (304) 는 기판 지지부 (304) 상에 배치된 기판 (316) 을 둘러싸도록 배치된 에지 링 (312) 을 포함한다. 일부 예들에서, 에지 링 (312) 은 도 2a 및 도 2b에 상기 기술된 바와 같이 상승하고 하강하도록 구성될 수도 있다.
하나 이상의 카메라들 (320) (예를 들어, 고 해상도 디지털 카메라들) 이 기판 (316) 위의 프로세싱 볼륨 (308) 을 모니터링하도록 배치된다. 2 개의 카메라들 (320) 이 기판 (316) 의 에지 영역들 위의 프로세싱 볼륨 (308) 의 일부를 이미징하도록 배치된 것으로 도시되지만, 하나 또는 3 개 이상의 카메라들 (320) 이 제공될 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 시스 벤딩 (bending) 은 기판 (316) 의 에지들에서 발생할 가능성이 보다 높을 수도 있다. 이에 따라, 카메라들 (320) 의 위치 및 시야각은 플라즈마 시스 벤딩을 검출하기 위해 기판 (316) 의 에지들의 커버리지를 최대화하도록 선택된다. 또한, 카메라들 (320) 이 도 3a에서 기판 (316) 의 에지 영역들과 정렬된 것으로 도시되지만, 다른 예들에서, 카메라들 (320) 은 기판 (316) 위의 전체 프로세싱 볼륨 (308) 을 모니터링하도록 상이한 위치들에 배치될 (예를 들어, 기판 (316) 에 대해 센터링될) 수도 있다.
카메라들 (320) 은 프로세싱 챔버 (300) 의 측벽들 (328) 내의 개구부들 (324) 을 통해 프로세싱 볼륨 (308) 을 관측하도록 배치된다. 예를 들어, 카메라들 (320) 은 개구부들 (324) 내에 배치된 윈도우들 (332) 을 통해 프로세싱 볼륨 (308) 을 관측하도록 배치된다. 윈도우들 (332) 은 유리 또는 또 다른 적합한 투명한 재료로 구성될 수도 있고, 진공 시일링될 수도 있다.
윈도우들 (332) 은 프로세싱 챔버 (300) 내의 플라즈마 및 다른 재료들로의 노출로부터 마모 및/또는 손상에 민감할 수도 있다. 따라서, 플라즈마 저항성 기계적 도어들 또는 셔터들 (336) 이 프로세싱 챔버 (330) 내의 분위기로부터 윈도우들 (332) 을 보호하도록 제공될 수도 있다. 예를 들어, 셔터들 (336) 은 프로세싱 챔버 (300) 의 측벽들 (328) 과 동일한 재료를 포함할 수도 있다. 셔터들 (336) 은 카메라들 (320) 로 하여금 프로세싱 볼륨 (308) 의 이미지들을 캡처하게 하도록 선택적으로 개방되고, 윈도우들 (332) 의 사용 가능한 수명을 연장하기 위해 플라즈마 분위기로부터 윈도우들 (332) 을 보호하도록 폐쇄되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 셔터들 (336) 은 (시스템 제어기 (160) 에 대응할 수도 있는) 제어기 (340) 로부터의 제어 신호들에 응답하여 선택적으로 작동될 수도 있다. 일부 예들에서, 셔터들 (336) 은 진공 게이트 밸브들과 같은 게이트 밸브들에 대응한다.
카메라들 (320) 은 (예를 들어, 제어기 (340) 로부터 수신된 신호들에 응답하여) 윈도우들 (332) 을 통해 프로세싱 볼륨 (308) 의 이미지들을 선택적으로 캡처하도록 구성되고, 제어기 (340) 는 캡처된 이미지들에 기반하여 플라즈마 시스를 검출하고, 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고, 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 프로세스 파라미터들을 조정하도록 구성된다. 프로세싱 볼륨 (308) 내의 벌크 플라즈마와 기판 (316) 에 인접한 플라즈마 시스 영역의 특성들 (예를 들어, 전자 온도, 이온 밀도, 등) 간의 차이들은 캡처된 이미지들에 기반하여 검출 가능하고, 플라즈마 시스는 이에 따라 식별될 수도 있다. 예를 들어, 다양한 특성들 간의 차이들로 인해, 플라즈마 시스 영역의 가시광선 및 자외선 방출은 벌크 플라즈마에 대해 상이할 수도 있고, 따라서 캡처된 이미지들에서 구별될 (즉, 대비될) 수도 있다. 이러한 방식으로, 제어기 (340) 는 플라즈마 시스를 나타내는 캡처된 이미지들로부터 피처들을 추출하도록 구성되고, 검출된 플라즈마 시스에 기반하여 프로세스 파라미터들 (예를 들어, 에지 링 높이, 플라즈마 밀도 프로파일, 상부 및/또는 하부 전극들에 전달된 전력, 프로세스 가스 플로우 레이트들, 측면 가스 튜닝, 코일 튜닝, 등) 을 선택적으로 조정할 수도 있다. 일부 예들에서, 카메라들 (320) 은 벌크 플라즈마와 시스 영역 사이의 대비를 향상시키기 위해 하나 이상의 광학 필터들을 구현할 수도 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제어기 (340) 는 플라즈마 시스를 나타낼 수도 있는 카메라 (320) 에 의해 캡처된 이미지들의 피처들을 추출하도록 구성된 이미지 프로세싱 모듈 (344) 을 포함한다. 제어기 (340) 내에 도시되지만, 일부 예들에서 카메라들 (320) 은 이미지 프로세싱 모듈 (344) 을 포함할 수도 있다. 단지 예를 들면, 이미지 프로세싱 모듈 (344) 은 이하에 보다 상세히 기술된 바와 같이 벌크 플라즈마와 플라즈마 시스 영역 사이의 대비를 나타내는 캡처된 이미지들의 라인을 식별하도록 구성된다. 일부 예들에서, 이미지 프로세싱 모듈 (344) 은 캡처된 이미지들을 필터링하고, 벌크 플라즈마와 플라즈마 시스 영역 사이의 대비를 향상시키도록 캡처된 이미지들에 후-프로세싱 (post-processing) 을 수행하는, 등을 할 수도 있다.
플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 이 이미지 프로세싱 모듈 (344) 로부터 추출된 피처들을 수신한다. 다른 특징들에서, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 카메라들 (320) 로부터 직접 캡처된 이미지를 수신할 수도 있고 그리고/또는 후-프로세싱에 후속하여 이미지 프로세싱 모듈 (344) 로부터 캡처된 이미지들을 수신할 수도 있다. 즉, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 추출된 피처들을 수신하고 그리고/또는 캡처된 이미지들에 대해 피처 추출을 수행하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 메모리 (352) 에 저장된 이미지 프로세싱 알고리즘들에 따라 피처 추출을 수행할 수도 있다.
플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 추출된 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고, 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 하나 이상의 프로세스 파라미터들을 선택적으로 조정한다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도에 따라 프로세스 파라미터들을 조정할 수도 있다. 일부 예들에서, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 플라즈마 시스 프로파일을 기준 라인 (예를 들어, 기판 표면 위의 미리 결정된 거리에 위치된 평평한 라인) 과 같은, 미리 결정된 기준 프로파일과 비교하고, 플라즈마 시스 프로파일과 기준 라인 사이의 거리가 문턱값보다 큰지 여부를 결정한다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 기판의 에지에서 플라즈마 시스 프로파일과 기준 라인 사이의 거리, 플라즈마 시스 프로파일과 기준 라인 사이의 최대 변동, 등을 계산할 수도 있다.
일 예에서, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 (예를 들어, 에지 링 액추에이터 제어 모듈 (356) 을 사용하여) 플라즈마 시스 프로파일을 조정하기 위해 에지 링 (312) 을 선택적으로 상승시키거나 하강시킨다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 플라즈마 시스 프로파일의 결정된 평탄도에 기반하여 에지 링 (312) 을 상승시키거나 하강시키고, 플라즈마 시스의 부가적인 이미지들을 캡처하도록 카메라들 (320) 을 제어하고, 그리고 플라즈마 시스 프로파일의 목표된 평탄도가 달성될 때까지 (예를 들어, 기준 라인과 플라즈마 시스 프로파일 사이의 차가 문턱값보다 작음) 조정된 위치의 에지 링 (312) 을 갖는 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정하도록 구성된다. 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 상기 기술된 바와 같이 다른 프로세스 파라미터들 (예를 들어, 플라즈마 밀도 프로파일, 상부 및/또는 하부 전극들에 전달된 전력, 프로세스 가스 플로우 레이트들, 측면 가스 튜닝, 코일 튜닝, 등) 을 조정할 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 기판 (316) 의 에지 영역 위의 플라즈마 시스의 두께를 조정하기 위해 에지 링 (312) 에 제공된 RF 전력을 조정하도록 (예를 들어, 증가 또는 감소) RF 생성기 (232) 를 제어할 수도 있다.
플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 셔터들 (336) 을 선택적으로 개방하고 폐쇄하도록 셔터 액추에이터 제어 모듈 (360) 을 제어하도록 더 구성된다. 예를 들어, 플라즈마 시스 검출 및 제어 모듈 (348) 은 카메라들 (320) 로 하여금 프로세싱 볼륨 (308) 의 이미지를 캡처하게 하도록 셔터들 (336) 을 선택적으로 개방하고 이어서 플라즈마 분위기로부터 윈도우들 (332) 을 보호하도록 셔터들 (336) 을 폐쇄한다. 따라서, 셔터들 (336) 은 이미지 캡처를 위해 잠시만 (예를 들어, 1 초 미만) 개방될 수도 있다. 셔터들 (336) 은 단일 기판의 프로세싱 동안 주기적으로 (예를 들어, 1 분 인터벌로) 사용자 입력에 응답하여, 주기적으로 (예를 들어, 매주 또는 매월, 미리 결정된 수의 기판들의 프로세싱에 후속하여, 등) 플라즈마 시스 프로파일을 조정하도록 이미지 캡처를 위해 개방될 수도 있다.
이제 도 4a를 참조하면, 카메라 (예를 들어, 카메라들 (320)) 에 의해 캡처된 플라즈마 시스의 예시적인 이미지들 (400 및 404) 이 도시된다. 이미지 (400) 에 도시된 바와 같이, 플라즈마 시스 프로파일 (408) 은 기판 (416) 의 에지 (412) 를 향해 하향으로 벤딩된다. 다른 예들에서, 플라즈마 시스 프로파일 (408) 은 기판 (416) 의 에지 (412) 로부터 상향으로 벤딩될 수도 있다. 하향으로 또는 상향으로 벤딩되는 것은 에지 링이 각각 기판 (416) 에 대해 너무 낮거나 너무 높다는 것을 각각 나타낼 수도 있다. 반대로, 이미지 (404) 에 도시된 바와 같이, 플라즈마 시스 프로파일 (408) 은 상대적으로 평평하다. 예를 들어, 이미지 (404) 는 플라즈마 시스 프로파일 (408) 을 조정하기 위해 에지 링 또는 다른 프로세스 파라미터들의 높이를 조정하는 것에 후속하여 캡처된 이미지에 대응할 수도 있다.
도 4b 및 도 4c는 플라즈마 시스의 캡처된 이미지들로부터 추출된 예시적인 피처들 (예를 들어, 라인들 (420 및 424)) 을 도시한다. 참조, 추출된 피처들은 기판 지지부 (428) 의 외측 부분들에 대해 도시된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 결정된 플라즈마 시스 프로파일에 대응하는 라인 (420) 은 기판 (416) 의 외측 에지 (412) 를 향해 하향으로 벤딩된다. 반대로, 도 4c에 도시된 바와 같이, 라인 (424) 은 라인 (420) 과 비교하여 상대적으로 평평하고, 하향으로 벤딩되지 않는다. 예를 들어, 라인 (424) 은 플라즈마 시스 프로파일을 조정하기 위해 상승되는 에지 링 (432) 에 후속하는 플라즈마 시스 프로파일에 대응할 수도 있다. 이 예에서, 에지 링 (432) 은 상기 기술된 바와 같이 라인들 (420 및 424) 과 기준 라인 (436) 사이의 비교에 따라 조정될 수도 있다.
이제 도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 플라즈마 시스 프로파일을 결정하기 위한 일 예시적인 방법 (500) 이 (504) 에서 시작된다. (508) 에서, 기판이 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 배치된다. (512) 에서, 플라즈마 프로세싱 (예를 들어, 플라즈마 에칭 단계) 이 기판 상에서 수행된다. (516) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마 시스의 이미지를 캡처할지 여부를 결정한다. 참이면, 방법 (500) 은 (520) 으로 계속된다. 거짓이면, 방법 (500) 은 (524) 로 계속된다. (524) 에서, 방법 (예를 들어, 제어기 (340)) 은 플라즈마 프로세싱이 완료되었는지 여부를 결정한다. 참이면, 방법 (500) 은 (528) 에서 종료된다. 거짓이면, 방법 (500) 은 (512) 로 계속된다.
(520) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 플라즈마 시스의 이미지가 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부를 통해 캡처되게 하도록 셔터 (예를 들어, 하나 이상의 셔터들 (336)) 를 개방한다. (532) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 카메라 (320)) 은 플라즈마 시스의 이미지를 캡처한다. (536) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 셔터를 폐쇄한다. (540) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 플라즈마 시스 프로파일을 결정하기 위해 캡처된 이미지를 분석한다. 예를 들어, 방법 (500) 은 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정한다. (544) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 플라즈마 시스 프로파일의 결정된 평탄도에 따라 하나 이상의 프로세스 파라미터들 (예를 들어, 에지 링 높이, 에지 링에 제공된 RF 전력, 등) 을 조정할지 여부를 결정한다. 참이면, 방법 (500) 은 (548) 로 계속된다. 거짓이면, 방법 (500) 은 (524) 로 계속된다.
(548) 에서, 방법 (500) (예를 들어, 제어기 (340)) 은 플라즈마 시스 프로파일을 조정하기 위해 하나 이상의 프로세스 파라미터들을 조정한다. 예를 들어, 방법 (500) 은 에지 링 높이를 조정한다. 이어서 방법 (500) 은 단계들 (520, 532, 536, 540, 및 544) 을 반복하도록 (520) 으로 계속된다. 즉, 에지 링 높이를 조정하는 것에 후속하여, 방법 (500) 은 플라즈마 시스 프로파일의 목표된 평탄도를 달성하기 위해 에지 링 높이를 더 조정할지 여부를 결정하도록 플라즈마 시스의 또 다른 이미지를 캡처한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들의 연구시 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트들이 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상기 기술된 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부이다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치와 통합될 수도 있다. 전자장치는 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그래밍될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는, 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASICs (Application Specific Integrated Circuits) 로서 규정되는 칩들, 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 옥사이드들, 실리콘, 실리콘 다이옥사이드, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템과 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 그렇지 않으면 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정하는, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성되는 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서 상기 기술된 바와 같이, 제어기는 예컨대 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들과 같은, 공동의 목적을 향해 함께 네트워킹되고 작동하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는 (예컨대 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 것이다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (Physical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, CVD 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기, 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.

Claims (20)

  1. (i) 기판의 프로세싱 동안 기판 프로세싱 챔버 내의 플라즈마 분위기의 이미징 디바이스에 의해 캡처된 이미지를 수신하고 (ii) 상기 기판의 상기 프로세싱 동안 상기 플라즈마 분위기 내에 형성된 플라즈마 시스 (sheath) 를 나타내는 상기 이미지의 하나 이상의 피처들을 추출하도록 구성된 이미지 프로세싱 모듈; 및
    (i) 상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하고 (ii) 상기 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 상기 기판의 상기 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성된 제어 모듈을 포함하는, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 피처들 중 하나는 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 대비에 대응하는, 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 피처들 중 상기 하나는 상기 벌크 플라즈마 영역과 상기 플라즈마 시스 영역 사이의 라인에 대응하는, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 (i) 상기 플라즈마 시스 프로파일을 기준 프로파일과 비교하고 그리고 (ii) 상기 플라즈마 시스 프로파일과 상기 기준 프로파일 사이의 차에 기반하여 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성되는, 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 (i) 상기 플라즈마 시스 프로파일을 기준 라인과 비교하고 그리고 (ii) 상기 플라즈마 시스 프로파일과 상기 기준 라인 사이의 차에 기반하여 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하도록 구성되는, 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하기 위해 상기 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정하도록 구성되는, 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    (i) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링의 높이에 대응하고 그리고 (ii) 상기 제어 모듈은 상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 상기 에지 링의 상기 높이를 조정하도록 구성되는, 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (i) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링에 제공된 전력에 대응하고 그리고 (ii) 상기 제어 모듈은 상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 상기 에지 링에 제공된 상기 전력을 조정하도록 구성되는, 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미징 디바이스를 더 포함하고, 상기 이미징 디바이스는 상기 기판 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부를 통해 상기 기판의 에지 영역 위의 상기 플라즈마 분위기를 관측하도록 배치되는, 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기판 프로세싱 챔버의 상기 측벽의 상기 개구부 내에 선택적으로 개방하고 폐쇄하도록 배치된 셔터를 더 포함하는, 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은 상기 이미징 디바이스로 하여금 상기 이미지를 캡처하게 하도록 상기 셔터를 선택적으로 개방하고 폐쇄하도록 구성되는, 시스템.
  12. 기판의 프로세싱 동안 기판 프로세싱 챔버 내 플라즈마 분위기의 이미지를 캡처하는 단계;
    상기 기판의 상기 프로세싱 동안 상기 플라즈마 분위기 내에 형성된 플라즈마 시스를 나타내는 상기 이미지의 하나 이상의 피처들을 추출하는 단계;
    상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 플라즈마 시스 프로파일을 결정하는 단계; 및
    상기 플라즈마 시스 프로파일에 기반하여 상기 기판의 상기 프로세싱과 관련된 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 피처들 중 하나는 벌크 플라즈마 영역과 플라즈마 시스 영역 사이의 대비에 대응하는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 피처들 중 상기 하나는 상기 벌크 플라즈마 영역과 상기 플라즈마 시스 영역 사이의 라인에 대응하는, 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 상기 플라즈마 시스 프로파일을 기준 프로파일과 비교하는 단계 및 상기 플라즈마 시스 프로파일과 상기 기준 프로파일 사이의 차에 기반하여 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 상기 플라즈마 시스 프로파일을 기준 라인과 비교하는 단계 및 상기 플라즈마 시스 프로파일과 상기 기준 라인 사이의 차에 기반하여 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 상기 플라즈마 시스 프로파일의 평탄도를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    (i) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링의 높이에 대응하고 그리고 (ii) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 상기 에지 링의 상기 높이를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    (i) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터는 에지 링에 제공된 전력에 대응하고 그리고 (ii) 상기 적어도 하나의 프로세싱 파라미터를 선택적으로 조정하는 단계는 상기 이미지로부터 추출된 상기 하나 이상의 피처들에 기반하여 상기 에지 링에 제공된 상기 전력을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    이미징 디바이스로 하여금 상기 이미지를 캡처하게 하도록 상기 기판 프로세싱 챔버의 측벽의 개구부 내의 셔터를 선택적으로 개방하고 폐쇄하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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