KR20220003636A - 기판 프로세싱 시스템의 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 rf 영향을 받지 않는 (rf immune) 센서 프로브 - Google Patents

기판 프로세싱 시스템의 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 rf 영향을 받지 않는 (rf immune) 센서 프로브 Download PDF

Info

Publication number
KR20220003636A
KR20220003636A KR1020217042845A KR20217042845A KR20220003636A KR 20220003636 A KR20220003636 A KR 20220003636A KR 1020217042845 A KR1020217042845 A KR 1020217042845A KR 20217042845 A KR20217042845 A KR 20217042845A KR 20220003636 A KR20220003636 A KR 20220003636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
elongated body
circuit board
integrated circuit
printed circuit
temperature sensing
Prior art date
Application number
KR1020217042845A
Other languages
English (en)
Inventor
시유안 티안
주니어. 유마 오쿠라
창요우 징
매튜 클라우센
Original Assignee
램 리써치 코포레이션
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 램 리써치 코포레이션 filed Critical 램 리써치 코포레이션
Publication of KR20220003636A publication Critical patent/KR20220003636A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G01K1/143—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations for measuring surface temperatures
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32091—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being capacitively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma
    • 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
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/32715—Workpiece holder
    • H01J37/32724—Temperature
    • 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
    • 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
    • H01L21/67103—Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • H01L21/683—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
    • H01L21/6831—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
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24571—Measurements of non-electric or non-magnetic variables
    • H01J2237/24585—Other variables, e.g. energy, mass, velocity, time, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

센서 프로브는 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디 (elongated body) 를 포함한다. 인쇄 회로 기판이 내측 캐비티 내에 피팅되도록 (fit) 구성된다. 제 1 온도 센싱 집적 회로가 인쇄 회로 기판의 제 1 단부에 장착된다. 캡은 제 1 온도 센싱 집적 회로에 인접한 연장된 바디의 제 1 단부에 장착된다. 하우징은 연장된 바디의 제 2 단부를 수용하도록 구성되고, 하우징은 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된다.

Description

기판 프로세싱 시스템의 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 RF 영향을 받지 않는 (RF IMMUNE) 센서 프로브
본 개시는 일반적으로 기판 프로세싱 시스템들에 관한 것이고, 보다 구체적으로 기판 프로세싱 시스템에서 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 센서 프로브에 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 출원 시 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 기판들 상에서 처리들을 수행한다. 기판 처리들의 예들은 증착, 애싱, 에칭, 세정 및/또는 다른 프로세스들을 포함한다. 기판을 처리하기 위해 프로세스 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버 내로 공급될 수도 있다. 플라즈마는 화학 반응들을 향상시키기 위해 가스들을 점화하도록 사용될 수도 있다.
처리 동안 기판이 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 배치된다. 기판 지지부의 온도의 변화들은 처리에 영향을 줄 수도 있다. 예를 들어, 증착 레이트 또는 에칭 레이트는 기판의 상이한 위치들에서 상이한 온도들에 의해 영향을 받을 수도 있다. 그 결과, 증착 또는 에칭은 상이한 위치들에서 상이할 수도 있다. 일부 기판 지지부들은 복수의 존들의 온도들을 센싱하기 위해 임베딩된 (embed) 온도 센서들을 포함한다. 일부 예들에서, 존들 각각은 존에 대한 온도 센서가 고장날 때 백업들로서 사용되는 하나 이상의 리던던트 (redundant) 온도 센서들을 포함한다. 존들 중 하나의 온도 센서들 모두가 고장날 때, 기판 지지부가 교체되어야 하고, 이는 고가일 수 있다.
관련 출원들에 대한 교차 참조
본 개시 (disclosure) 는 2019년 5월 30일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제 62/854,476 호의 PCT 국제 출원이다. 상기 참조된 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
센서 프로브는 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디 (elongated body) 를 포함한다. 인쇄 회로 기판이 내측 캐비티 내에 피팅되도록 (fit) 구성된다. 제 1 온도 센싱 집적 회로가 인쇄 회로 기판의 제 1 단부에 장착된다. 캡은 제 1 온도 센싱 집적 회로에 인접한 연장된 바디의 제 1 단부에 장착된다. 하우징은 연장된 바디의 제 2 단부를 수용하도록 구성된다. 하우징은 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된다.
다른 특징들에서, 인쇄 회로 기판은 내경보다 작은 폭 및 연장된 바디보다 긴 길이를 갖는다. 내경은 3 ㎜ 이하이고, 제 1 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교하는 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만이다.
다른 특징들에서, 포팅 재료 (potting material) 는 캡과 제 1 온도 센싱 집적 회로를 연결한다. 인쇄 회로 기판은 가요성이고 제 1 온도 센싱 집적 회로에 인접한 각도로 벤딩된다. 캡은 캡의 일 측면으로부터 연장하고 연장된 바디의 내측 캐비티 내에 수용되는 제 1 레그 및 제 2 레그를 포함한다. 연장된 바디는 하우징 내에 교호 (reciprocally) 수용된다. 연장된 바디는 돌출부를 포함하고 연장된 바디 둘레에 위치되고 하우징의 내측 캐비티와 돌출부 사이에 바이어스된 스프링을 더 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 온도 센싱 집적 회로는 캡과 콘택트하는 표면의 온도를 센싱한다. 표면은 정전 척 내의 층이다.
다른 특징들에서, 연장된 바디는 베이스플레이트의 캐비티 내에 연장된 바디를 센터링하기 위한 방사상 돌출부를 포함한다. 연장된 바디는 슬롯을 포함한다. 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 연장된 바디의 축 방향으로 정렬된다.
다른 특징들에서, 차폐층은 인쇄 회로 기판의 적어도 일 표면 상에 배치된다. 하우징은 경사진 표면을 규정한다. O-링은 하우징과 베이스플레이트의 캐비티 사이의 경사진 표면에 대고 (against) 배치된다.
다른 특징들에서, 인쇄 회로 기판은 가요성이다. 커넥터가 인쇄 회로 기판의 제 2 단부에 연결된다. 복수의 와이어들은 인쇄 회로 기판 상의 트레이스들에 커넥터에 의해 연결된다. 제 2 온도 센싱 집적 회로가 제 1 온도 센싱 집적 회로와 인쇄 회로 기판의 제 2 단부 사이에 인쇄 회로 기판 상에 장착된다.
센서 프로브는 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디 (elongated body) 를 포함한다. 제 1 인쇄 회로 기판은 내측 캐비티 내에 피팅되도록 구성된다. 온도 센싱 집적 회로가 제 1 인쇄 회로 기판 상에 장착된다. 하우징은 연장된 바디의 일 단부를 수용하도록 구성되고 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된다. 제 2 인쇄 회로 기판이 하우징 내에 배치된다. 복수의 제 1 도전체들은 제 1 인쇄 회로 기판을 제 2 인쇄 회로 기판에 연결한다. 복수의 제 2 도전체들제 2 인쇄 회로 기판을 외부 디바이스들에 연결하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 제 1 인쇄 회로 기판은 내경보다 작은 폭 및 연장된 바디의 길이보다 작은 길이를 갖는다. 제 2 인쇄 회로 기판은 하우징의 길이보다 짧은 길이를 갖는다. 내경은 3 ㎜ 이하이고 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만이다.
다른 특징들에서, 포팅 재료는 연장된 바디의 내부에 위치된다. 제 1 인쇄 회로 기판 및 온도 센싱 집적 회로는 연장된 바디의 길이에 평행하게 장착된다. 온도 센싱 집적 회로는 콘택트하는 표면의 온도를 센싱한다. 표면은 정전 척 내의 층이다. 연장된 바디는 베이스플레이트의 캐비티 내에 연장된 바디를 센터링하기 (center) 위한 방사상 돌출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 연장된 바디는 슬롯을 포함한다. 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 연장된 바디의 축 방향으로 정렬된다. 커패시터는 제 1 인쇄 회로 기판에 연결된다. 레지스터는 제 2 인쇄 회로 기판에 연결된다. 차폐층은 제 1 인쇄 회로 기판의 표면 상에 배치된다.
센서 프로브는 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디 (elongated body) 를 포함한다. 온도 센싱 집적 회로는 내측 캐비티 내에 피팅되도록 구성된다. 하우징은 연장된 바디의 일 단부를 수용하도록 구성되고 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된다. 복수의 도전체들은 하우징 및 연장된 바디를 통과하고 온도 센싱 집적 회로를 외부 디바이스들에 연결하도록 구성된다.
다른 특징들에서, 내경은 3 ㎜ 이하이고, 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만이다. 포팅 재료는 연장된 바디의 내부에 위치한다. 온도 센싱 집적 회로는 연장된 바디의 길이에 평행하게 장착된다. 온도 센싱 집적 회로는 연장된 바디의 길이에 수직으로 장착된다.
다른 특징들에서, 온도 센싱 집적 회로는 표면과 콘택트하는 표면의 온도를 센싱한다. 표면은 정전 척 내의 층이다. 연장된 바디는 베이스플레이트의 캐비티 내에 연장된 바디를 센터링하기 (center) 위한 방사상 돌출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 연장된 바디는 슬롯을 포함한다. 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 연장된 바디의 축 방향으로 정렬된다. 복수의 솔더 볼들이 온도 센싱 집적 회로에 부착된다. 복수의 제 1 도전체들은 복수의 솔더 볼들에 부착된다.
본 개시의 추가 적용 가능의 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 자명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시의 목적들을 위해 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 센서 프로브를 포함하는 용량 결합 플라즈마 (Capacitively Coupled Plasma; CCP) 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 센서 프로브를 포함하는 유도 결합 플라즈마 (inductively coupled plasma; ICP) 기판 프로세싱 시스템의 일 예의 기능적 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 센서 프로브를 포함하는 기판 지지부의 일 예의 측단면도이다.
도 4a는 본 개시에 따른 센서 프로브의 일 예의 측면도이다.
도 4b는 본 개시에 따른 센서 프로브의 일 예의 측단면도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인쇄 회로 기판의 일 예의 평면도이다.
도 6은 본 개시에 따른 센서 프로브의 바디의 일 예의 확대된 부분 측면도이다.
도 7은 본 개시에 따른 온도 센싱 집적 회로, 레지스터들 및 커패시터를 포함하는 제어 회로의 일 예의 전기적 개략도 및 기능적 블록도이다.
도 8은 본 개시에 따른 인쇄 회로 기판으로의 온도 센싱 집적 회로의 일 예의 부착을 예시하는 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 개시에 따른 금속 캡에 온도 센싱 집적 회로 및 인쇄 회로 기판의 부착의 일 예를 예시하는 측면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시에 따른 온도 센싱 집적 회로의 캡으로의 포팅의 일 예를 예시하는 측면도들이다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시에 따른 센서 프로브의 바디 내로의 인쇄 회로 기판, 온도 센싱 집적 회로, 및 캡의 삽입의 일 예를 예시하는 측면도들이다.
도 12는 본 개시에 따른 센서 프로브의 또 다른 예를 예시하는 측면도이다.
도 13은 본 개시에 따른 센서 프로브의 또 다른 예를 예시하는 측단면도이다.
도 14는 본 개시에 따른 EMI 차폐를 위한 금속 층들을 갖는 PCB의 측단면도이다.
도 15는 본 개시에 따른 센서 프로브의 또 다른 예를 예시하는 측단면도이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
본 개시는 기판의 프로세싱 챔버 내 표면의 온도를 센싱하는 센서 프로브들에 관한 것이다. 센서 프로브는 온도 센싱 집적 회로를 포함한다. 일부 예들에서, 온도 센싱 집적 회로는 금속으로 이루어지고 접지와 같은 기준 전위에 연결되는 바디 내에 위치된다. 예를 들어, 바디는 베이스플레이트에 접지될 수도 있다. 그 결과, 센서 프로브의 바디는 패러데이 케이지로서 작용하고 센서 프로브는 온도 센싱 환경에 존재하는 RF 바이어스 신호들, 전극 신호들, 등과 같은 RF 신호들에 영향을 받지 않는다 (immune). 대안적으로, 바디는 금속 재료 또는 비금속 재료로 이루어질 수도 있고 접지 평면들 또는 전자기 차폐물이 전자기 간섭 (electromagnetic interference; EMI) 을 감소시키거나 더 감소시키도록 사용될 수 있다.
일부 예들에서, 온도 센싱 집적 회로는 3 개의 직교하는 치수들 중 적어도 2 개의 치수에서 3 ㎜ 미만인 작은 형태 인자 (form factor) 를 갖는다. 일부 예들에서, 온도 센싱 집적 회로는 모든 3 개의 직교 치수들에서 2 ㎜ 미만인 작은 형태 인자를 갖는다. 일부 예들에서, 센서 프로브의 바디는 4 ㎜ 이하인 외경 및 3 ㎜ 이하인 내경을 갖는다.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 센서 프로브들을 사용할 수도 있는 플라즈마 프로세싱 챔버들의 예들이 도시된다. 인식될 수 있는 바와 같이, 센서 프로브들은 냉각된 페데스탈들, 스핀 척들, 프로세싱 챔버들, 등과 같은 다양한 다른 타입들의 반도체 프로세싱 장비에서 사용될 수 있다. 도 1에서, 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 다른 컴포넌트들을 둘러싸고 (사용된다면) RF 플라즈마를 담는 프로세싱 챔버 (122) 를 포함한다. 기판 프로세싱 시스템 (110) 은 상부 전극 (124) 및 정전 척 (electrostatic chuck; ESC) 과 같은 기판 지지부 (126) 를 포함한다. 동작 동안, 기판 (128) 이 기판 지지부 (126) 상에 배치된다.
단지 예를 들면, 상부 전극 (124) 은 프로세스 가스들을 도입하고 분배하는 샤워헤드와 같은 가스 분배 디바이스 (129) 를 포함할 수도 있다. 가스 분배 디바이스 (129) 는 프로세싱 챔버의 상단 표면에 연결된 일 단부를 포함하는 스템 부분을 포함할 수도 있다. 베이스 부분은 일반적으로 원통형이고, 프로세싱 챔버의 상단 표면으로부터 이격되는 위치에서 스템 부분의 반대편 단부로부터 방사상 외측으로 연장한다. 샤워헤드의 베이스 부분의 기판-대면 표면, 또는 대면플레이트는 복수의 홀들을 포함하고, 이를 통해 전구체, 반응물질들, 에칭 가스들, 불활성 가스들, 캐리어 가스들, 다른 프로세스 가스들 또는 퍼지 가스가 흐른다. 대안적으로, 상부 전극 (124) 은 도전 플레이트를 포함할 수도 있고 프로세스 가스들은 또 다른 방식으로 도입될 수도 있다.
기판 지지부 (126) 는 하부 전극으로서 작용하는 베이스플레이트 (130) 를 포함한다. 베이스플레이트 (130) 는 세라믹 멀티-존 가열 플레이트에 대응할 수도 있는, 가열 플레이트 (132) 를 지지한다. 내열 층 (134) 이 가열 플레이트 (132) 와 베이스플레이트 (130) 사이에 배치될 수도 있다. 베이스플레이트 (130) 는 베이스플레이트 (130) 를 통해 냉각제를 흘리기 위한 하나 이상의 채널들 (136) 을 포함할 수도 있다.
RF 생성 시스템 (140) 이 RF 전압을 생성하고 상부 전극 (124) 및 하부 전극 (예를 들어, 기판 지지부 (126) 의 베이스플레이트 (130)) 중 하나로 출력한다. 상부 전극 (124) 및 베이스플레이트 (130) 중 다른 하나는 DC 접지되거나, AC 접지되거나, 또는 플로팅할 수도 있다. 단지 예를 들면, RF 생성 시스템 (140) 은 매칭 및 분배 네트워크 (144) 에 의해 상부 전극 (124) 또는 베이스플레이트 (130) 에 피딩되는 RF 플라즈마 전력을 생성하는 RF 생성기 (142) 를 포함할 수도 있다. 다른 예들에서, 플라즈마는 유도적으로 또는 리모트로 생성될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (150) 은 하나 이상의 가스 소스들 (152-1, 152-2, …, 및 152-N) (집합적으로 가스 소스들 (152)) 을 포함하고, 여기서 N은 0보다 큰 정수이다. 가스 소스들 (152) 은 밸브들 (154-1, 154-2, …, 및 154-N) (집합적으로 밸브들 (154)) 및 MFC들 (156-1, 156-2, …, 및 156-N) (집합적으로 MFC들 (156)) 에 의해 매니폴드 (160) 에 연결된다. 2 차 밸브들이 MFC들 (156) 과 매니폴드 (160) 사이에 사용될 수도 있다. 단일 가스 전달 시스템 (150) 이 도시되지만, 2 개 이상의 가스 전달 시스템들이 사용될 수 있다.
온도 제어기 (163) 가 가열 플레이트 (132) 에 배치된 복수의 TCE들 (Thermal Control Elements) (164) 에 연결될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 및 기판 (128) 의 온도를 제어하기 위해 복수의 TCE들 (164) 을 제어하도록 사용될 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 채널들 (136) 을 통한 냉각제 플로우를 제어하도록 냉각제 어셈블리 (166) 와 연통할 수도 있다. 예를 들어, 냉각제 어셈블리 (166) 는 냉각제 펌프, 저장부 및/또는 하나 이상의 온도 센서들을 포함할 수도 있다. 온도 제어기 (163) 는 기판 지지부 (126) 를 냉각하기 위해 채널들 (136) 을 통해 냉각제를 선택적으로 흘리도록 냉각제 어셈블리 (166) 를 동작시킨다.
밸브 (170) 및 펌프 (172) 가 프로세싱 챔버 (122) 로부터 반응물질들을 배기하도록 사용될 수도 있다. 시스템 제어기 (180) 가 기판 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들을 제어하도록 사용될 수도 있다. 하나 이상의 센서 프로브들 (190) 이 표면의 온도를 센싱하기 위해 기판 지지부 내에 규정된 캐비티들 내로 삽입될 수도 있다.
도 2에서, 기판 프로세싱 시스템 (210) 의 또 다른 예가 도시된다. 기판 프로세싱 시스템 (210) 은 코일 구동 회로 (211) 를 포함한다. 펄싱 회로 (214) 가 RF 전력을 펄싱 온 및 펄싱 오프하거나 RF 전력의 진폭 또는 레벨을 가변하도록 사용될 수도 있다. 튜닝 회로 (213) 는 하나 이상의 유도 코일들 (216) 에 직접 연결될 수도 있다. 튜닝 회로 (213) 는 RF 소스 (212) 의 출력을 목표된 주파수 및/또는 목표된 위상으로 튜닝하고, 코일들 (216) 의 임피던스를 매칭시키고 코일들 (216) 사이에 전력을 분할한다. 일부 예들에서, 코일 구동 회로 (211) 는 RF 바이어스 제어와 함께 이하에 더 기술된 구동 회로들 중 하나로 교체된다.
일부 예들에서, 플레넘 (220) 이 고온 및/또는 저온 공기 플로우로 유전체 윈도우 (224) 의 온도를 제어하도록 코일들 (216) 과 유전체 윈도우 (224) 사이에 배치될 수도 있다. 유전체 윈도우 (224) 는 프로세싱 챔버 (228) 의 일 측면을 따라 배치된다. 프로세싱 챔버 (228) 는 기판 지지부 (또는 페데스탈) (232) 를 더 포함한다. 기판 지지부 (232) 는 정전 척 (electrostatic chuck; ESC), 또는 기계적 척 또는 다른 타입의 척을 포함할 수도 있다. 프로세스 가스가 프로세싱 챔버 (228) 로 공급되고, 플라즈마 (240) 가 프로세싱 챔버 (228) 내부에서 생성된다. 플라즈마 (240) 는 기판 (234) 의 노출된 표면을 에칭한다. 구동 회로 (252) (예컨대 이하에 기술된 것 중 하나) 는 동작 동안 기판 지지부 (232) 내의 전극에 RF 바이어스를 제공하도록 사용될 수도 있다.
가스 전달 시스템 (256) 이 프로세싱 챔버 (228) 로 프로세스 가스 혼합물을 공급하도록 사용될 수도 있다. 가스 전달 시스템 (256) 은 프로세스 및 불활성 가스 소스들 (257), 밸브들 및 질량 유량 제어기들과 같은 가스 계량 시스템 (258), 및 매니폴드 (259) 를 포함할 수도 있다. 가스 전달 시스템 (260) 이 밸브 (261) 를 통해 플레넘 (220) 으로 가스 (262) 를 전달하도록 사용될 수도 있다. 가스는 코일들 (216) 및 유전체 윈도우 (224) 를 냉각하도록 사용되는 냉각 가스 (공기) 를 포함할 수도 있다. 히터/냉각기 (264) 가 기판 지지부 (232) 를 미리 결정된 온도로 가열/냉각하도록 사용될 수도 있다. 배기 시스템 (265) 이 퍼지 또는 배기에 의해 프로세싱 챔버 (228) 로부터 반응물질들을 제거하기 위한 밸브 (266) 및 펌프 (267) 를 포함한다.
제어기 (254) 가 에칭 프로세스를 제어하도록 사용될 수도 있다. 제어기 (254) 는 시스템 파라미터들을 모니터링하고, 가스 혼합물의 전달, 플라즈마의 스트라이킹 (striking), 유지, 및 소화, 반응물질들의 제거, 냉각 가스의 공급, 등을 제어한다. 부가적으로, 이하에 상세히 기술된 바와 같이, 제어기 (254) 는 코일 구동 회로 (211) 및 구동 회로 (252) 의 다양한 양태들을 제어할 수도 있다. 하나 이상의 센서 프로브들 (190) 이 표면의 온도를 센싱하기 위해 기판 지지부의 캐비티들 내로 삽입될 수도 있다.
이제 도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 정전 척 (ESC) 과 같은 기판 지지부 (300) 는 히터 층 (314) 에 인접하게 배치된 베이스 플레이트 (310) 를 포함한다. 기판 지지부의 베이스플레이트가 도시되지만, 센서 프로브는 기판 프로세싱 장비의 다른 컴포넌트들의 표면의 온도를 센싱하도록 사용될 수 있다. 히터 층 (314) 은 히터들 (316) 을 포함한다. 전극들 (320) 을 포함하는 세라믹 층 (318) 이 히터 층 (314) 에 인접하게 배치된다. 센서 프로브 (190) 가 실린더형 캐비티 (332) 내로 삽입된다.
일부 예들에서, 센서 프로브 (190) 는 제 1 단부 부분 (334) 을 포함하는 연장된 바디 (330) 를 포함한다. 센서 프로브 (190) 의 제 1 단부 부분 (334) 은 연장된 바디 (330) 의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 연장된 바디 (330) 는 연장된 바디 (330) 의 일 단부에 위치된 쓰레드된 하우징 (336) 에 의해 수용된다.
쓰레드된 하우징 (336) 은 제 1 부분 (338), 제 2 부분 (340) 및 제 3 부분 (344) 을 포함한다. 일부 예들에서, 제 1 부분 (338), 제 2 부분 (340) 및 제 3 부분 (344) 은 실린더형이고 정렬된 내부 캐비티들을 포함한다. 제 2 부분 (340) 은 제 1 부분 (338) 의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 제 2 부분 (340) 은 기판 지지부 (300) 의 베이스플레이트 (310) 내의 쓰레드된 보어들 (348) 내에 수용되는 쓰레드들 (346) 을 포함한다. 제 3 부분 (344) 은 센서 프로브 (190) 로 하여금 삽입 및 제거를 허용하도록 베이스 플레이트 (310) 에 대해 회전되게 하도록 베이스 플레이트 (310) 로부터 방사상 외측으로 돌출한다.
인쇄 회로 기판 (printed circuit board; PCB) (354), 예컨대 가요성 PCB가 연장된 바디 (330) 를 통과하고 쓰레드된 하우징 (336) 의 제 3 부분 (344) 으로부터 연장한다. PCB (354) 는 커넥터 (356) (예컨대 PCB) 에 의해 센서 프로브 (190) 내에 위치된 집적 회로로 그리고 집적 회로로부터 전력, 접지 및 하나 이상의 신호 라인들을 공급하는 하나 이상의 와이어들 (360) 에 연결된다.
도 4a에서, 센서 프로브 (190) 의 연장된 바디 (330) 는 연장된 바디 (330) 의 직경으로부터 제 1 단부 부분 (334) 의 보다 큰 직경으로의 전이를 제공하는 경사진 (inclined) 표면 (361) 을 포함한다. 스페이서 (362) 가 실린더형 캐비티 (332) 내에서 연장된 바디 (330) 를 균등하게 이격시키기 위해 방사상 방향으로 연장된 바디 (330) 로부터 돌출한다. 경사진 표면 (372) 은 쓰레드된 하우징 (336) 의 제 1 부분 (338) 으로부터 제 2 부분 (340) 으로 전이를 제공한다. 일부 예들에서, O-링 (376) 은 경사진 표면 (372) 에 대고 (against) 배치되고 RF 개스킷으로서 작용한다.
도 4b에서, 연장된 바디 (330) 는 제 1 단부 부분 (334) 을 따라 위치된 방사상-돌출 표면 (408) 을 포함한다. 센서 프로브 (190) 는 쓰레드된 하우징 (336) 내에 형성된 캐비티의 내측 표면에 인접한 제 1 단부 부분 (334) 주위에 위치된 스프링 (410) 을 포함한다. 스프링 (410) 은 표면의 온도를 결정하기 위해 표면에 대고 연장된 바디 (330) 의 단부를 바이어싱한다.
제 1 집적 회로 (420) 가 PCB (354) 상에 장착된다. 제 1 집적 회로 (420) 는 모니터링될 표면의 제 1 온도를 센싱한다. 일부 예들에서, 제 2 집적 회로 (422) 가 PCB (354) 상에 장착된다. 제 2 집적 회로 (422) 는 모니터링될 표면으로부터 이격되고 제 1 집적 회로 (420) 의 진단 모니터링 및/또는 합리성 체크들을 위해 제 1 집적 회로 (420) 에 의해 측정된 온도의 신뢰성을 상승시키도록 사용되는 온도를 센싱한다.
도 5에서, PCB (354) 는 센서 프로브 (190) 의 연장된 바디 (330) 보다 큰 거리를 연장하는 제 1 부분 (508) 을 포함하도록 도시된다. 제 1 집적 회로 (420) 는 제 1 부분 (508) 의 일 단부에 장착된다. 사용된다면, 제 2 집적 회로 (422) 는 제 1 집적 회로 (420) 로부터 이격된 위치에 장착된다. PCB (354) 의 제 2 단부 (510) 는 트레이스들 (522) (부분적으로 도시됨) 에 연결된 단자들 (526) 을 포함한다. PCB (354) 는 단자들 (526) 로부터 제 1 집적 회로 (420) 및/또는 제 2 집적 회로 (422) 로의 연결부들을 제공하기 위해 전도성 트레이스들, 비아들, 접지 평면들, 등을 포함하는 2 개 이상의 층들을 포함한다.
이제 도 6을 참조하면, 연장된 바디 (330) 는 열 전달을 허용하도록 하나 이상의 슬롯들 (610) 을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 슬롯들 (610) 은 연장된 타원형 형상을 갖고 연장된 바디 (330) 의 축 방향으로 정렬된다.
이제 도 7을 참조하면, 제 1 집적 회로 (420), 레지스터 R1 및 레지스터 R2 및 커패시터 C1을 포함하는 회로 (700) 가 도시된다. 전압 공급 라인 V+는 제 1 집적 회로 (420) 의 V+ 단자에 연결된다. 접지와 같은 제 1 기준 전위는 제 1 집적 회로 (420) 의 GND 입력 및 제 2 입력에 연결된다. 신호 라인 S1 및 신호 라인 S2는 제 1 집적 회로 (420) 의 SDA 라인 및 SGL 라인에 연결된다. 레지스터 R1 및 레지스터 R2는 전압 공급 라인 V+와 신호 라인 S1 및 신호 라인 S2 사이에 연결된다.
이제 도 8을 참조하면, PCB (354) 로의 제 1 집적 회로 (420) 의 부착이 도시된다. 솔더 범프들 (810) 은 제 1 집적 회로 (420) 상의 패드들을 PCB (354) 상의 대응하는 패드들에 연결한다.
이제 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 캡 (820) 에 대한 제 1 집적 회로 (420) 및 PCB (354) 의 부착이 도시된다. 일부 예들에서, 캡 (820) 은 금속으로 이루어지고 일 측면으로부터 연장하는 레그들 (822 및 824) 을 포함한다. 도 9a에서, 캡 (820) 은 PCB (354) 의 장착 표면에 대해 횡 방향으로 연장하는 레그들 (822 및 824) 과 함께 배치되거나 부착된다. 도 9b에서, 캡 (820) 은 PCB (354) 의 장착 표면에 평행하게 연장하는 레그들 (822 및 824) 과 함께 배치되거나 부착된다.
이제 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 캡 (820) 에 대한 제 1 집적 회로 (420) 의 포팅이 도시된다. 포팅 재료 (1010) 는 캡 (820) 을 집적 회로에 부착하도록 도포된다.
이제 도 11a 및 도 11b를 참조하면, PCB (354), 제 1 집적 회로 (420), 및 캡 (820) 은 연장된 바디 (330) 의 캐비티 (1100) 내로 삽입된다. 도 11b에서, PCB (354) 는 캡 (820) 의 레그들 (822 및 824) 로 하여금 연장된 바디 (330) 의 단부 내로 삽입되게 하도록 직각으로 벤딩된다.
이제 도 12 및 도 13을 참조하면, 센서 프로브 (1200) 의 또 다른 예가 도시된다. 도 12에서, 센서 프로브 (1200) 는 쓰레드된 하우징 (1214) 에 연결된 연장된 바디 (1210) 를 포함한다. 일부 예들에서, 쓰레드된 하우징 (1214) 은 쓰레드된 표면 (1216) 을 포함한다.
도 13에서, 제 1 집적 회로 (1320) 는 솔더 볼들 (solder balls) (1330) 에 의해 제 1 PCB (1326) 에 장착된다. 커패시터 (1334) 는 제 1 PCB (1326) 상에 장착된다. 제 2 PCB (1350) 는 쓰레드된 하우징 (1214) 내에 배치되고 거기에 장착된 레지스터 (1360) 를 포함한다. 하나 이상의 와이어들 (1362) 은 외부 연결부들을 제공한다. 하나 이상의 와이어들 또는 하드 PCB 트레이스들 (1366) 은 제 1 PCB (1326) 와 제 2 PCB (1350) 사이의 연결부들을 제공한다. 포팅 재료 (1370) 는 연장된 바디 (1210) 의 내부에 위치된다. 제 1 집적 회로 (1320) 는 표면 (1380) 의 온도를 센싱한다.
이제 도 14를 참조하면, 부가적인 차폐가 요구된다면, 차폐층들 (1410) 은 향상된 차폐를 제공하도록 PCB (1400) 의 상부 표면 및/또는 하부 표면을 커버하도록 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 차폐층들 (1410) 은 금속 층을 포함한다. 일부 예들에서, 차폐층들 (1410) 은 접지와 같은 기준 전위에 연결된다. 다른 예들에서, 차폐층 (1410) 은 복수의 도전체들을 포함한다. 일부 예들에서, 복수의 도전체들은 균일하게 이격되고 하나 이상의 횡 방향들로 그리드를 형성한다. 복수의 도전체들은 접지와 같은 기준 전위에 연결된다.
이제 도 15를 참조하면, 센서 프로브들은 또한 인쇄 회로 기판들을 사용하지 않고 구현될 수 있다. 2 개의 센서 프로브들이 온도 센싱 집적 회로의 위치의 변동들을 도시하도록 도시되지만, 하나 또는 3 개 이상의 센서 프로브들이 주어진 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 제 1 센서 프로브 및 제 2 센서 프로브 (1510-1 및 1510-2) 는 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 각각의 표면-대면 단부에 인접하게 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 내에 각각 위치된 집적 회로들 (1520-1 및 1520-2) 을 포함한다. 복수의 솔더 볼들 (1530-1 및 1530-2) 은 집적 회로들 (1520-1 및 1520-2) 각각으로의 연결부들을 제공한다. 복수의 와이어들 (1562-1 및 1562-2) 은 쓰레드된 하우징들 (1214-1 및 1214-2) 및 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 각각을 통해 집적 회로들 (1520-1 및 1520-2) 에 하나 이상의 외부 연결부들을 제공하도록 복수의 솔더 볼들 (1530-1 및 1530-2) 중 선택된 솔더 볼들에 납땜된다. 일부 예들에서, 와이어들 (1562-1 및 1562-2) 은 절연된 도전체들을 포함한다.
포팅 재료 (1570-1 및 1570-2) 는 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 의 내부에 각각 위치된다. 집적 회로들 (1520-1 및 1520-2) 은 표면 (1580) 의 온도를 센싱한다. 집적 회로들 (1520-1 및 1520-2) 은 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 에 평행하게, 연장된 바디들 (1210-1 및 1210-2) 에 수직으로, 또는 이들 사이의 각도들로 배치될 수 있다.
일부 예들에서, 솔더 볼들의 수 S는 와이어들의 수 W와 같고, 여기서 S 및 W는 1보다 큰 정수들이다. 다른 예들에서, S > W 또는 W > S이다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용 예, 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 연구 시 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, 실시 예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시 예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상의 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도 임의의 다른 실시 예들의 피처들에서 그리고/또는 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시 예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시 예들의 다른 실시 예들과의 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 구현 예들에서, 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 로드 록들 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 (enable), 엔드포인트 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 (DSPs), 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 실시 예들에서, 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 구현 예들에서, 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 팹 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 “클라우드” 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하거나, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하거나, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하거나, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하거나, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하거나, 새로운 프로세스를 시작하기 위해서, 시스템으로의 원격 액세스를 가능하게 할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 가 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 동안 수행될 프로세싱 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 (Chemical Vapor Deposition) 챔버 또는 모듈, ALD 챔버 또는 모듈, ALE (Atomic Layer Etch) 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 (43)

  1. 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디 (elongated body);
    상기 내측 캐비티 내에 피팅되도록 구성된 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판의 제 1 단부에 장착된 제 1 온도 센싱 집적 회로;
    상기 제 1 온도 센싱 집적 회로에 인접한 상기 연장된 바디의 제 1 단부에 장착된 캡; 및
    상기 연장된 바디의 제 2 단부를 수용하도록 구성된 하우징으로서, 상기 하우징은 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성되는, 상기 하우징을 포함하는, 센서 프로브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 상기 내경보다 작은 폭 및 상기 연장된 바디보다 긴 길이를 갖는, 센서 프로브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내경은 3 ㎜ 이하이고, 그리고 상기 제 1 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만인, 센서 프로브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡과 상기 제 1 온도 센싱 집적 회로를 연결하는 포팅 재료 (potting material) 를 더 포함하는, 센서 프로브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 가요성이고 상기 제 1 온도 센싱 집적 회로에 인접한 각도로 벤딩되는, 센서 프로브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 캡은 상기 캡의 일 측면으로부터 연장하고 상기 연장된 바디의 상기 내측 캐비티 내에 수용되는 제 1 레그 및 제 2 레그를 포함하는, 센서 프로브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 상기 하우징 내에 교호 (reciprocally) 수용되는, 센서 프로브.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 돌출부를 포함하고, 그리고 상기 연장된 바디 둘레에 위치되고 상기 하우징의 내측 캐비티와 상기 돌출부 사이에 바이어스되는 스프링을 더 포함하는, 센서 프로브.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센싱 집적 회로는 상기 캡과 콘택트하는 표면의 온도를 센싱하는, 센서 프로브.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 표면은 정전 척 내의 층인, 센서 프로브.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 상기 베이스플레이트의 캐비티 내에 상기 연장된 바디를 센터링하기 (center) 위한 방사상 돌출부를 포함하는, 센서 프로브.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 슬롯을 포함하는, 센서 프로브.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 상기 연장된 바디의 축 방향으로 정렬되는, 센서 프로브.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판의 적어도 일 표면 상에 배치된 차폐층을 더 포함하는, 센서 프로브.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 경사진 (inclined) 표면을 규정하고 그리고 상기 하우징과 상기 베이스플레이트의 캐비티 사이에 상기 경사진 표면에 대고 (against) 배치된 O-링을 더 포함하는, 센서 프로브.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판은 가요성인, 센서 프로브.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 인쇄 회로 기판의 제 2 단부에 연결된 커넥터; 및
    상기 인쇄 회로 기판 상의 트레이스들에 상기 커넥터에 의해 연결된 복수의 와이어들을 더 포함하는, 센서 프로브.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 센싱 집적 회로와 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 단부 사이에 상기 인쇄 회로 기판 상에 장착된 제 2 온도 센싱 집적 회로를 더 포함하는, 센서 프로브.
  19. 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디;
    상기 내측 캐비티 내에 피팅되도록 (fit) 구성된 제 1 인쇄 회로 기판;
    상기 제 1 인쇄 회로 기판 상에 장착된 온도 센싱 집적 회로;
    상기 연장된 바디의 일 단부를 수용하도록 구성되고 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된 하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 제 2 인쇄 회로 기판;
    상기 제 1 인쇄 회로 기판을 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 연결하는 복수의 제 1 도전체들; 및
    상기 제 2 인쇄 회로 기판을 외부 디바이스들에 연결하도록 구성된 복수의 제 2 도전체들을 포함하는, 센서 프로브.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판은 상기 내경보다 작은 폭 및 상기 연장된 바디의 길이보다 작은 길이를 갖는, 센서 프로브.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 하우징의 길이보다 짧은 길이를 갖는, 센서 프로브.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 내경은 3 ㎜ 이하이고 그리고 상기 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만인, 센서 프로브.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 연장된 바디의 내부에 위치된 포팅 재료를 더 포함하는, 센서 프로브.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판 및 상기 온도 센싱 집적 회로는 상기 연장된 바디의 길이에 평행하게 장착되는, 센서 프로브.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 온도 센싱 집적 회로는 콘택트하는 표면의 온도를 센싱하는, 센서 프로브.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 표면은 정전 척 내의 층인, 센서 프로브.
  27. 제 19 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 상기 베이스플레이트의 캐비티 내에 상기 연장된 바디를 센터링하기 위한 방사상 돌출부를 포함하는, 센서 프로브.
  28. 제 19 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 슬롯을 포함하는, 센서 프로브.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 상기 연장된 바디의 축 방향으로 정렬되는, 센서 프로브.
  30. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판에 연결된 커패시터를 더 포함하는, 센서 프로브.
  31. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판에 연결된 레지스터를 더 포함하는, 센서 프로브.
  32. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판의 표면 상에 배치된 차폐층을 더 포함하는, 센서 프로브.
  33. 내경을 갖는 내측 캐비티를 규정하는 연장된 바디;
    상기 내측 캐비티 내에 피팅되도록 구성된 온도 센싱 집적 회로;
    상기 연장된 바디의 일 단부를 수용하도록 구성되고 기판 지지부의 베이스플레이트에 장착되도록 구성된 하우징; 및
    상기 하우징 및 상기 연장된 바디를 통과하고 상기 온도 센싱 집적 회로를 외부 디바이스들에 연결하도록 구성된 복수의 도전체들을 포함하는, 센서 프로브.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 내경은 3 ㎜ 이하이고 그리고 상기 온도 센싱 집적 회로의 3 개의 직교 치수들 중 적어도 2 개는 3 ㎜ 미만인, 센서 프로브.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 연장된 바디의 내부에 위치된 포팅 재료를 더 포함하는, 센서 프로브.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 온도 센싱 집적 회로는 상기 연장된 바디의 길이에 평행하게 장착되는, 센서 프로브.
  37. 제 33 항에 있어서,
    상기 온도 센싱 집적 회로는 상기 연장된 바디의 길이에 수직으로 장착되는, 센서 프로브.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 온도 센싱 집적 회로는 콘택트하는 표면의 온도를 센싱하는, 센서 프로브.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 표면은 정전 척 내의 층인, 센서 프로브.
  40. 제 33 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 상기 베이스플레이트의 캐비티 내에 상기 연장된 바디를 센터링하기 위한 방사상 돌출부를 포함하는, 센서 프로브.
  41. 제 33 항에 있어서,
    상기 연장된 바디는 슬롯을 포함하는, 센서 프로브.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 슬롯은 연장된 타원형 형상을 갖고 상기 연장된 바디의 축 방향으로 정렬되는, 센서 프로브.
  43. 제 33 항에 있어서,
    상기 온도 센싱 집적 회로에 부착된 복수의 솔더 볼들 (solder balls) 을 더 포함하고, 상기 복수의 제 1 도전체들은 상기 솔더 볼들에 부착되는, 센서 프로브.
KR1020217042845A 2019-05-30 2020-05-29 기판 프로세싱 시스템의 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 rf 영향을 받지 않는 (rf immune) 센서 프로브 KR20220003636A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962854476P 2019-05-30 2019-05-30
US62/854,476 2019-05-30
PCT/US2020/035041 WO2020243377A1 (en) 2019-05-30 2020-05-29 Rf immune sensor probe for monitoring a temperature of an electrostatic chuck of a substrate processing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220003636A true KR20220003636A (ko) 2022-01-10

Family

ID=73553932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217042845A KR20220003636A (ko) 2019-05-30 2020-05-29 기판 프로세싱 시스템의 정전 척의 온도를 모니터링하기 위한 rf 영향을 받지 않는 (rf immune) 센서 프로브

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220238360A1 (ko)
JP (1) JP2022535222A (ko)
KR (1) KR20220003636A (ko)
TW (1) TW202113314A (ko)
WO (1) WO2020243377A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI775649B (zh) * 2021-10-21 2022-08-21 國立屏東科技大學 探針結構

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980043531A (ko) * 1996-12-03 1998-09-05 김광호 반도체 플라즈마 챔버의 웨이퍼 온도 측정기
JP4706033B2 (ja) * 2000-10-19 2011-06-22 財団法人生産技術研究奨励会 プローブ型熱電対温度センサー
DE102005016896B3 (de) * 2005-04-12 2006-10-26 Sitronic Gesellschaft für elektrotechnische Ausrüstung mbH. & Co. KG Sensoranordnung zur Temperaturmessung
US7316507B2 (en) * 2005-11-03 2008-01-08 Covidien Ag Electronic thermometer with flex circuit location
US9417138B2 (en) * 2013-09-10 2016-08-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas coupled probe for substrate temperature measurement

Also Published As

Publication number Publication date
TW202113314A (zh) 2021-04-01
US20220238360A1 (en) 2022-07-28
JP2022535222A (ja) 2022-08-05
WO2020243377A1 (en) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7453149B2 (ja) セラミックベースプレートを備えるマルチプレート静電チャック
TWI517761B (zh) 屏蔽性蓋加熱器組件
JP6947510B2 (ja) プラズマ源のチャンバ部材、および、基板ｃ−リングの平行移動のために半径方向外側に配置されたリフトピンを備えるペデスタル
CN107426837B (zh) 层压加热器与加热器电压输入之间的连接
US10153136B2 (en) Hollow RF feed with coaxial DC power feed
US20220238360A1 (en) Rf immune sensor probe for monitoring a temperature of an electrostatic chuck of a substrate processing system
US10667379B2 (en) Connections between laminated heater and heater voltage inputs
KR20230016644A (ko) 분산된 플라즈마 소스 어레이
US20230178407A1 (en) Floating pcb design for substrate support assembly
US20230071933A1 (en) Planar multi-layer radio frequency filters including stacked coils with structural capacitance
US20220415625A1 (en) Substrate supports with integrated rf filters
JP7227246B2 (ja) １つまたは複数のヒータ層を有する基板処理システムのプリント回路制御基板アセンブリ
KR102678480B1 (ko) 하나 이상의 히터 층들을 갖는 기판 프로세싱 시스템 인쇄 회로 제어 기판 어셈블리
KR102614741B1 (ko) 반도체 제조 툴들에서 사용하기 위한 클록 가능한 (clockable) 기판 프로세싱 페데스탈
US20210047732A1 (en) Connector for substrate support with embedded temperature sensors
US10764966B2 (en) Laminated heater with different heater trace materials
KR20210109640A (ko) 다운스트림 플라즈마를 위한 듀얼 이온 필터를 포함하는 기판 프로세싱 시스템
KR20230142334A (ko) Tcp 윈도우들을 위한 하이브리드 액체/공기 냉각 시스템
WO2023055688A1 (en) Voltage and current probe assemblies for radio frequency current carrying conductors
CN112514044A (zh) 用于衬底处理系统的具有介电窗的蜂窝式喷射器