KR20240004732A - 기판을 처리하는 장치 및 처리 가스의 온도, 농도를 측정하는 방법 - Google Patents

기판을 처리하는 장치 및 처리 가스의 온도, 농도를 측정하는 방법 Download PDF

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Abstract

레이저광을 사용하여, 기판의 처리가 행해지는 처리 공간에 공급된 처리 가스의 온도와 농도를 측정하는 기술을 제공한다. 기판을 처리하는 장치에 마련된 처리 가스 공급부는, 처리 공간에 처리 가스를 공급하고, 투광부는 처리 가스가 공급된 처리 공간에 대해서, 서로 다른 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광을 투광한다. 수광부는, 처리 공간을 통과한 레이저광을 수광하고, 온도 산출부는, 각 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼에 기초하여, 처리 가스의 온도를 산출하고, 농도 산출부는 상기 파장 범위 내의 특정 파장의 레이저광의 흡광도에 기초하여 처리 가스의 농도를 산출한다.

Description

기판을 처리하는 장치 및 처리 가스의 온도, 농도를 측정하는 방법
본 개시는, 기판을 처리하는 장치 및 처리 가스의 온도, 농도를 측정하는 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 기판인 반도체 웨이퍼(이하, 「웨이퍼」라고도 함)에 대한 처리를 행하는 장치에는, 웨이퍼가 배치된 처리 공간에 대해서 처리 가스를 공급함으로써 처리를 실행하는 것이 있다. 처리 공간에 공급된 처리 가스의 온도 및 농도는, 웨이퍼에 대한 처리의 제어나 설계를 행함에 있어서 중요한 측정 항목이다.
예를 들어 특허문헌 1에는, 가스 유로를 흐르는 가스에 대해서 파장이 다른 2종류의 광을 조사한 결과에 기초하여, 반도체 제조 장치에 공급되는 가스의 농도를 측정하는 기술이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 광학적 검지 장치를 사용하여 성막 장치의 기판 보유 지지실에 공급된 재료 가스의 농도를 측정하는 기술이 기재되어 있다.
국제 공개 2016/080532호 일본 특허 공개 제2012-122101호 공보
본 개시는, 레이저광을 사용하여, 기판의 처리가 행해지는 처리 공간에 공급된 처리 가스의 온도와 농도를 측정하는 기술을 제공한다.
본 개시는, 기판을 처리하는 장치에 있어서,
상기 기판을 수용하고, 상기 처리가 행해지는 처리 공간을 형성하는 처리 용기와,
상기 처리 공간에 대해서, 상기 기판의 처리 또는 처리 용기 내에 배치된 기기의 처리를 행하기 위한 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
상기 처리 가스가 공급된 상기 처리 공간에 대해서 레이저광을 투광하는 투광부와,
미리 설정된 파장의 범위인 제1 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광과, 상기 제1 파장 범위와는 다른 제2 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광을, 광 도파로를 통해서 상기 투광부에 공급하는 광원부와,
상기 처리 공간을 통과한 상기 레이저광을 수광하는 수광부와,
상기 수광부에서 수광된 상기 제1 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼과, 상기 제2 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼에 기초하여, 상기 처리 가스의 온도를 산출하는 온도 산출부와,
상기 제1 파장 범위 내 또는 상기 제2 파장 범위 내의 특정 파장의 레이저광의 흡광도에 기초하여, 상기 처리 가스의 농도를 산출하는 농도 산출부를 구비한 장치이다.
본 개시에 의하면, 레이저광을 사용하여, 기판의 처리가 행해지는 처리 공간에 공급된 처리 가스의 온도와 농도를 측정할 수 있다.
도 1은 본 개시에 관한 웨이퍼 처리 장치의 종단 측면도이다.
도 2는 상기 웨이퍼 처리 장치에 마련되어 있는 적재대 및 가스 샤워 헤드의 모식도이다.
도 3a는 투수광 세트의 제1 레이아웃 예를 도시하는 평면도이다.
도 3b는 투수광 세트의 제2 레이아웃 예를 도시하는 평면도이다.
도 4는 반사부가 마련된 적재대의 확대 모식도이다.
도 5는 다른 구성예에 관한 웨이퍼 처리 장치의 종단 측면도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 본 개시의 실시 형태에 관한 기판을 처리하는 장치(웨이퍼 처리 장치(1))의 구성예를 설명한다.
본 예의 웨이퍼 처리 장치(1)는, 기판인 웨이퍼(W)의 상면에 대해서 플라스마화된 처리 가스를 공급하여, 성막 처리를 실행하는 장치로서 구성되어 있다.
도 1의 종단 측면도에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 처리 장치(1)는, 도전성 재료, 예를 들어 내벽면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상의 용기 본체(11)를 구비하고, 이 용기 본체(11)는 전기적으로 접지되어 있다. 용기 본체(11)의 상면에는 개구가 형성되고, 이 개구는, 천장판부(12)에 의해 기밀하게 막힌다. 이러한 용기 본체(11) 및 천장판부(12)는, 웨이퍼(W)를 수용하기 위한 처리 용기(10)를 구성한다. 처리 용기(10)의 내부 공간은 웨이퍼(W)의 처리 공간(100)이 된다.
또한 처리 용기(10)의 측벽에는, 웨이퍼(W)를 반출입하기 위한 반입출구(101) 및 반입출구(101)를 개폐하는 게이트 밸브(102)가 마련되어 있다.
처리 공간(100) 내의 하부측에는, 상술한 천장판부(12)와 대향하도록, 웨이퍼(W)를 적재하기 위한 적재대(2)가 마련되어 있다. 적재대(2)는, 도전성의 금속 재료, 예를 들어 표면이 알루마이트 처리된 알루미늄으로 구성된 적재대 본체(21)를 구비하고 있다. 적재대(2)의 내부에는, 저항 발열체 등에 의해 구성되는, 도시하지 않은 가열부가 마련되어 있다.
적재대 본체(21)의 상면은, 세라믹스층 내에 도시하지 않은 척 전극을 배치하여 이루어지는 정전 척(22)이 마련되어 있다. 정전 척(22)은, 직류 전원(도시하지 않음)으로부터의 전력의 급단에 의해 웨이퍼(W)의 흡착 보유 지지, 해제를 전환할 수 있다. 적재대 본체(21)는 절연체제인 커버부(24) 내에 수납되고, 이 커버부(24)를 통해서 용기 본체(11)의 저면에 설치되어 있다.
또한 적재대(2)는, 반입출구(101)를 통해서 처리 공간(100) 내에 진입한 외부의 기판 반송 기구(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 3개 이상의 승강 핀(23)을 구비하고 있다. 이들 승강 핀(23)은, 정전 척(22) 상의 흡착 보유 지지 위치와, 이 흡착 보유 지지 위치의 상방측의 전달 위치의 사이에서 웨이퍼(W)의 승강 반송을 행하는 역할을 한다. 각 승강 핀(23)은, 적재대 본체(21) 및 용기 본체(11)의 저판을 상하 방향으로 관통하도록 마련되고, 이들 승강 핀(23)의 하단부는 용기 본체(11)의 외부에 마련된 공통의 승강판(211)에 접속되어 있다.
승강판(211)은 또한 구동부(212)에 접속되고, 이 구동부(212)를 사용하여 승강판(211)을 승강시켜, 정전 척(22)으로부터 승강 핀(23)의 상단을 돌출 함몰시킨다. 이 동작에 의해, 흡착 보유 지지 위치와 전달 위치의 사이에서의 웨이퍼(W)의 승강 반송이 실행된다. 또한, 각 승강 핀(23)이 관통하는 용기 본체(11)의 저판과 승강판(211)의 사이에는 벨로우즈(213)가 마련되어, 용기 본체(11)(처리 공간(100)) 내의 기밀이 유지되어 있다.
각 적재대(2)에는, 정합기(231)를 통해서 제1 고주파 전원(232)이 접속되어 있다. 적재대(2)에는, 제1 고주파 전원(232)으로부터 정합기(231)를 통해서 고주파 전력이 공급된다. 이에 의해, 후술하는 샤워 헤드(31)와의 용량 결합에 의해, 처리 공간(100) 내에 공급된 처리 가스가 플라스마화하여, 원하는 성막 처리를 행할 수 있다.
또한, 처리 가스를 플라스마화하는 수단은, 용량 결합을 이용한 평행 평판형의 것을 채용하는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들어 유도 결합 안테나를 사용하여 플라스마를 발생시켜도 되고, 마이크로파 안테나로부터 처리 가스에 마이크로파를 공급하여 플라스마를 발생시켜도 된다.
또한 적재대(2)에는, 정합기(221)를 통해서 제2 고주파 전원(222)이 접속되어 있다. 제2 고주파 전원(222)은, 바이어스용 고주파 전력을 적재대(2)에 인가한다. 이 바이어스용 고주파 전력에 의해 생성된 셀프 바이어스에 의해, 처리 공간(100) 내에 생성된 플라스마 중의 이온을 웨이퍼(W)에 인입할 수 있다.
또한 도 1에 도시하는 바와 같이, 용기 본체(11)의 저면에는, 배기구(103)가 형성되고, 이 배기구(103)에는 진공 펌프 등을 포함하는 진공 배기부(13)가 접속되어 있다. 처리 공간(100)의 내부는, 이 진공 배기부(13)에 의해 처리 시에 필요한 압력으로 될 때까지 진공 배기된다. 또한 처리 공간(100) 내에 공급된 가스가 적재대(2)의 둘레 방향을 향해서 균일하게 흐르도록 하기 위해서, 적재대(2)(커버부(24))의 측 둘레면과 용기 본체(11)의 내벽면의 사이에, 다수의 작은 구멍이 뚫어 형성된 정류판(104)을 배치해도 된다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 천장판부(12)의 하면측에는, 처리 공간(100) 내에 처리 가스를 공급하기 위한 샤워 헤드(31)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(31) 내에는, 정전 척(22)에 흡착 보유 지지된 웨이퍼(W)의 전체면을 향해서 처리 가스 등을 공급 가능한 편평한 확산 공간(311)이 형성되어 있다. 샤워 헤드(31)의 하면측에는 다수의 가스 공급구(312)가 형성되어, 확산 공간(311) 내에 확산한 가스는, 이들 가스 공급구(312)를 통해서 처리 공간(100)을 향해서 분산 공급된다.
또한 샤워 헤드(31)의 상면측에는, 확산 공간(311)에 연통하는 가스 공급 라인(32)이 접속되어 있다. 가스 공급 라인(32)의 상류측에는, 처리 가스의 급단이나 유량 조절을 행하기 위한 개폐 밸브나 유량 조절 기구(모두 도시하지 않음)를 구비한 조절부(321), 및 원료 가스를 저류한 처리 가스원(322)이 마련되어 있다. 이들 샤워 헤드(31), 가스 공급 라인(32), 조절부(321) 및 처리 가스원(322)은, 본 예의 처리 가스 공급부에 상당한다.
웨이퍼 처리 장치(1)에서 실시되는 성막 처리는, 플라스마 CVD(Chemical Vapor Deposition)이어도 된다. 플라스마 CVD에서는, 처리 공간(100)에 대해서, 성막 처리용 처리 가스인 원료 가스나 반응 가스 등을 연속적으로 공급하여, 이들 가스를 플라스마에 의해 활성화시켜 웨이퍼(W)에의 성막이 행해진다.
또한, 플라스마 ALD(Atomic Layer Deposition)에 의한 성막을 행해도 된다. 플라스마 ALD에서는, 처리 공간(100)에 대해서, 웨이퍼(W)에의 원료 가스의 흡착과, 흡착된 원료 가스와, 예를 들어 플라스마에 의해 활성화한 반응 가스의 반응을 교대로 반복 실시하여, 웨이퍼(W)에 형성되는 막 물질의 층을 적층한다. ALD의 경우에는, 샤워 헤드(31)에 대해서는, 원료 가스 및 반응 가스, 퍼지 가스의 공급에 관한 복수 계통의 조절부(321)나 처리 가스원(322)이 접속된다.
또한 도 1에 도시하는 바와 같이, 이 웨이퍼 처리 장치(1)에는 제어부(6)가 마련되어 있다. 제어부(6)는 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit)와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어지며, 이 기억부에는 웨이퍼(W)가 배치된 처리 공간(100) 내를 진공 배기하고, 적재대(2)에 고주파 전력을 인가해서 처리 가스를 플라스마화하여 웨이퍼(W)를 처리하는 제어 신호를 출력하기 위한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록되어 있다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되고, 그곳으로부터 기억부에 인스톨된다.
또한 본 실시 형태에 관한 웨이퍼 처리 장치(1)는, 처리 가스 공급부로부터 처리 공간(100)에 공급된 처리 가스의 온도 및 농도를 측정하는 기구를 구비한다.
농도의 측정법으로서는, 공지의 흡광 광도 분석을 한다. 흡광 광도 분석은, 처리 가스가 공급된 처리 공간(100)에 대하여, 당해 처리 가스에 의해 흡수되는 파장의 광을 조사하여, 입사광의 강도와, 처리 공간(100)을 통과한 후의 광의 강도의 비에 기초해서 처리 가스의 농도를 특정한다.
또한, 본 예의 웨이퍼 처리 장치(1)에서는, 농도의 측정과 마찬가지로, 온도 측정에서도 처리 가스에 조사한 광의 흡광도를 이용한다. 기체에는, 복수의 흡수 파장을 갖는 것이 있다. 또한, 실제의 기체는, 흡수 파장에서 가장 흡광도가 커지고, 그 전후의 파장 영역에서 흡수 파장으로부터 멀어짐에 따라서, 점차로 흡광도가 작아지는 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
2개의 흡수 스펙트럼의 면적비나 피크 강도비와, 기체의 온도의 사이에는 대응 관계가 있는 것으로 알려져 있으며, 이 관계를 이용한 기체의 온도 측정 기술도 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 제2000-74830, 일본 특허 공개 제2020-6724).
본 예의 웨이퍼 처리 장치(1)는, 처리 가스가 공급된 처리 공간(100)에 대해서 소정의 파장 범위의 레이저광을 조사하여 얻어진 흡수 스펙트럼에 기초하여, 처리 가스의 온도 및 농도를 산출한다.
이러한 온도 측정, 농도 측정을 행하기 위해서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼 처리 장치(1)는, 처리 공간(100)에 레이저광을 투광하는 투광부(41)와, 투광부(41)에 대하여 레이저광을 공급하는 광원부(43)와, 처리 공간(100)을 통과한 레이저광을 수광하는 수광부(42)를 구비하고 있다.
투광부(41)는, 레이저광이 사출되는 투광 렌즈(411)와, 당해 투광 렌즈(411)에 레이저광을 공급하는 광 도파로인 광 파이버(400)를 구비한다. 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 예의 웨이퍼 처리 장치(1)에 있어서, 투광 렌즈(411)는, 처리 용기(10) 내의 적재대(2)에 마련되어 있다. 또한, 적재대(2)에는, 복수의 투광 렌즈(411)가 마련되어 있다.
각 투광 렌즈(411)는, 적재대(2)의 상면측으로부터, 당해 면과 대향하도록 배치된 샤워 헤드(31)의 대향면(310)을 향해서 레이저광의 투광을 행하는 배향으로 배치되어 있다. 또한, 처리 가스에 의해 투광 렌즈(411)가 오염되는 것을 피하기 위해서, 투광 렌즈(411)의 상면측에, 레이저광을 투과시키는 부재로 이루어지는 커버를 마련해도 된다. 복수의 투광 렌즈(411)의 평면 배치에 대해서는 후술한다.
각 투광 렌즈(411)는, 광 파이버(400)를 통해서 공통의 전환 스위치(412)에 접속되어 있다. 전환 스위치(412)는, 광원부(43)로부터 공급된 레이저광의 공급처가 되는 투광 렌즈(411)를 전환하는 역할을 한다.
광원부(43)는, 제1 반도체 레이저 장치(431)와, 제2 반도체 레이저 장치(432)와, 커플러(433)를 구비한다.
제1, 제2 반도체 레이저 장치(431, 432)는, 반도체 다이오드를 사용하여 원하는 파장의 레이저광을 발생시킨다. 제1 반도체 레이저 장치(431)는, 처리 가스의 흡수 파장(λ1)을 중심 파장으로 해서, 그 전후의 미리 설정된 파장 범위(제1 파장 범위) 내에서 레이저광의 파장을 변화시킬 수 있다. 또한, 제2 반도체 레이저 장치(432)에 대해서도 마찬가지로, 이미 설명한 흡수 파장(λ1)과는 다른 흡수 파장(λ2)을 중심 파장으로 해서, 그 전후의 미리 설정된 파장 범위(제2 파장 범위) 내에서 레이저광의 파장을 변화시킬 수 있다.
흡수 파장(λ1, λ2)의 설정예에 특별한 한정은 없다. 적외광이나 자외광 등의 비가시광의 범위의 파장을 갖는 레이저광을 사용해도 되고, 가시광의 범위의 파장을 갖는 레이저광을 사용해도 된다.
제1 파장 범위 및 제2 파장 범위는, 각 흡수 스펙트럼의 양측 밑단부의 흡광도가 충분히 작아져서, 당해 처리 가스에서의 흡광도의 베이스 라인에 달한 영역이 포함되도록 설정된다.
또한, 제1, 제2 반도체 레이저 장치(431, 432)는, 흡수 스펙트럼을 구함에 있어서, 흡광도가 제로인 레이저광의 강도를 나타내는 참조광이나, 필터용의 에탈론 신호로서 사용되는 레이저광을 후술하는 광도 측정 장치의 본체부(426)를 향해서 출력하도록 구성해도 된다.
제1, 제2 반도체 레이저 장치(431, 432)로부터 공급된 레이저광은, 커플러(433)에서 결합된 후, 광 파이버(400)를 통해서 전환 스위치(412)에 입력되어, 선택된 투광 렌즈(411)에 공급된다.
이어서 수광부(42)는, 레이저광이 입사하는 수광 렌즈(421)와, 당해 수광 렌즈(421)를 통해서 수광한 레이저광을 도파하는 광 파이버(400)를 구비한다. 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 예의 웨이퍼 처리 장치(1)에 있어서, 투광 렌즈(411)와 마찬가지로, 수광 렌즈(421)에 대해서도 적재대(2)에 마련되어 있다. 또한, 이 적재대(2)에는, 투광 렌즈(411)와 동일수의 수광 렌즈(421)가 마련되어 있다.
각 수광 렌즈(421)는, 샤워 헤드(31)의 대향면(310)에서 반사된 레이저광의 수광을 행하는 배향으로 배치되어 있다. 또한, 투광 렌즈(411)의 경우와 마찬가지로, 수광 렌즈(421)의 상면측에, 레이저광을 투과시키는 부재로 이루어지는 커버를 마련해도 된다. 복수의 수광 렌즈(421)의 평면 배치에 대해서는 후술한다. 또한, 도 1 내지 도 3a, 도 3b에서, 수광 렌즈(421)에는 회색 톤을 부여하고 있다.
각 수광 렌즈(421)는, 광 파이버(400)를 통해서 공통의 전환 스위치(422)에 접속되어 있다. 전환 스위치(422)는, 레이저광을 취출하는 대상이 되는 수광 렌즈(421)를 전환하는 역할을 한다.
적재대(2)에 대해서 동일수씩 마련된 투광 렌즈(411)와 수광 렌즈(421)는, 각각 레이저광의 광로(L)를 통해서 서로 대응지어져서, 투수광 세트(40)를 구성하고 있다. 즉, 공통의 투수광 세트(40)를 구성하는 투광 렌즈(411), 수광 렌즈(421)는, 레이저광의 광로(L)의 일단부와, 타단부에 위치하도록 배치된다. 이 구성에 의해, 선택된 투광 렌즈(411)로부터 투광된 레이저광을, 샤워 헤드(31)의 대향면(310)에서 반사시킨 후, 상기 투광 렌즈(411)에 대응지어진 수광 렌즈(421)에서 수광시킬 수 있다.
여기서 샤워 헤드(31)는, 대향면(310)에서 레이저광을 반사시킬 수 있도록, 금속으로 구성하거나, 세라믹제인 샤워 헤드(31)의 표면을 실리콘 코팅하거나 하면 된다.
이러한 복수의 투수광 세트(40)를 적재대(2)의 다른 위치에 마련함으로써, 처리 공간(100) 내의 다른 영역에 레이저광을 통과시켜, 이들 영역의 처리 가스의 온도 및 농도를 측정할 수 있다. 서로 다른 복수의 영역의 처리 가스의 온도나 농도를 측정함으로써, 처리 공간(100) 내에서의 처리 가스의 온도 분포나 농도 분포를 특정할 수 있다.
도 3a, 도 3b는, 적재대(2)에서의 복수의 투수광 세트(40)의 배치의 베리에이션을 나타내고 있다.
처리 가스에 의한 처리가 행해지고 있는 기간 중, 적재대(2)의 상면에는 웨이퍼(W)가 적재된다. 이 때문에, 웨이퍼(W)가 적재되는 적재 영역에 투수광 세트(40)를 배치하면, 당해 처리 기간 중, 투광 렌즈(411)나 수광 렌즈(421)는, 웨이퍼(W)에 의해 덮인 상태로 된다.
도 3a는, 투광 렌즈(411)나 수광 렌즈(421)가, 웨이퍼(W)에 의해 덮여버리는 것을 피하기 위해서, 웨이퍼(W)의 적재 영역의 주위에 투수광 세트(40)를 배치한 예를 도시하고 있다. 도 3a에 도시하는 예에서는, 평면으로 보았을 때 원형의 적재대(2)의 둘레 방향을 따라, 복수의 투수광 세트(40)가 등간격으로 배치되어 있다.
한편, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)가 적재되는 영역 내에 투수광 세트(40)를 배치해도 된다. 이 예는, 원형인 웨이퍼(W)의 적재 영역의 직경 방향을 따라 방사상으로 배열되도록, 복수의 투수광 세트(40)가 배치되어 있다.
웨이퍼(W)의 적재 영역에 투수광 세트(40)가 마련되어 있을 경우에는, 예를 들어 당해 적재대(2)에 웨이퍼(W)가 적재되어 있지 않은 기간 중에 투광 렌즈(411)로부터의 레이저광의 투광을 행하여, 처리 가스의 온도, 농도를 측정해도 된다.
또한, 예를 들어 0 내지 270℃의 가열 온도에 있어서, 실리콘제인 웨이퍼(W)는 1.8 내지 6.0㎛의 범위의 파장 광을 투과시킨다. 이 파장의 범위 내에 처리 가스의 흡수 파장이 포함되어 있는 경우에는, 웨이퍼(W)를 투과하는 파장의 레이저광을 투광함으로써, 적재대(2)에 웨이퍼(W)를 적재한 채 처리 가스의 온도, 농도의 측정을 행할 수 있다.
도 2의 설명으로 돌아가면, 전환 스위치(422)를 통해서 수광부(42)로부터 출력된 레이저광은, 광학 필터를 구비한 분파기(423)에서 제1 파장 범위의 레이저광과, 제2 파장 범위의 레이저광으로 분파된다. 그런 뒤, 각 파장 범위의 레이저광이 포토다이오드(425a, 425b)에서 전기 신호로 변환된 후, 광도 측정 장치의 본체부(426)에 입력된다.
본체부(426)에서는, 제1, 제2 반도체 레이저 장치(431, 432)로부터 공급된 참조광의 강도와의 비교를 행함으로써, 레이저광의 파장에 대한 흡광도의 변화를 나타내는 흡수 스펙트럼을 구할 수 있다.
본체부(426)는, 흡수 스펙트럼을 특정하는 정보를 이미 설명한 제어부(6)에 출력한다.
본 예의 제어부(6)는, 온도 산출부(61) 및 농도 산출부(62)의 기능을 구비한다.
온도 산출부(61)는, 처리 가스의 온도에 대한, 제1 파장 범위의 흡수 스펙트럼과 제2 파장 범위의 흡수 스펙트럼의 면적비나 피크 강도비의 대응 관계에 기초하여, 처리 가스의 온도를 산출한다. 처리 가스의 온도와, 상술한 면적비, 피크 강도비의 대응 관계는, 실험 등에 의해 미리 취득하여, 제어부(6)의 기억부에 테이블이나 함수로서 기억되어 있다.
농도 산출부(62)는, 제1, 제2 파장 범위에 포함되는 특정 파장, 예를 들어 흡수 스펙트럼의 최대 피크 파장에서의 레이저광의 흡광도에 기초하여 처리 가스의 농도를 산출한다. 농도의 산출에 있어서는, 공지의 람베르트·비어의 법칙을 이용하는 경우를 예시할 수 있다.
이상으로 설명한 구성을 구비하는 웨이퍼 처리 장치(1)의 작용에 대해서 설명한다.
먼저, 게이트 밸브(102)를 개방하여, 외부의 반송 장치(도시하지 않음)를 사용해서 처리 대상의 웨이퍼(W)를 처리 용기(10) 내에 반입한다. 그런 뒤, 승강 핀(23)에 의해 웨이퍼(W)를 하면측으로부터 밀어올려서 수취하고, 반송 기구를 장치의 외부로 퇴피시킴과 함께 게이트 밸브(102)를 닫는다. 이어서 승강 핀(23)을 강하시킴으로써, 적재대(2)에 웨이퍼(W)가 적재된다.
적재대(2)는, 그 내부에 마련된 도시하지 않은 가열부에 의해 미리 설정된 온도까지 가열되어 있고, 웨이퍼(W)는 적재대(2)로부터의 전열에 의해 처리 온도까지 가열된다. 여기서, 투광 렌즈(411), 수광 렌즈(421)나 광 파이버(400)가 배치되어 있는 영역을 단열재에 의해 둘러쌈으로써, 이들 기기에 대한 가열부에 의한 가열의 영향을 피하는 구성으로 해도 된다.
웨이퍼(W)를 적재대(2)에 적재하면, 진공 배기부(13)에 의해 처리 용기(10) 내(처리 공간(100))의 진공 배기를 행한다. 이어서, 처리 공간(100)에 처리 가스를 공급하여 성막 처리를 행한다. 즉, 플라스마 CVD에 의한 성막을 행하는 경우는, 원료 가스나 반응 가스를 연속적으로 공급함과 함께, 고주파 전원(222), 고주파 전원(232)으로부터 적재대(2)에 고주파 전력을 인가하고, 이들 가스를 플라스마화하여, 막 물질을 형성하는 반응을 진행시킨다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 막 물질이 퇴적되어, 원하는 막이 형성된다.
또한 플라스마 ALD에 의한 성막을 행하는 경우는, 원료 가스, 반응 가스의 공급과, 이들 가스의 배기(퍼지 가스를 공급하면서 배기를 행하는 경우를 포함함)를 차례로 반복한다. 또한, 플라스마화하는 처리 가스의 공급 기간 중에는, 적재대(2)에 고주파 전력을 인가함으로써, 당해 처리 가스를 플라스마화해서 반응을 진행시킨다. 그 결과, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 막 물질의 층이 적층되어 원하는 막이 형성된다.
이때, 레이저광을 사용한 처리 가스의 온도, 농도의 측정을 in-situ로 행하는 경우는, 상기 성막 처리의 실행 중에, 처리 가스의 온도, 농도의 계측 동작을 실행한다. 이 경우에는, 적재대(2)에는 웨이퍼(W)가 적재된 상태로 되어 있다. 그래서 도 3a에 도시하는, 웨이퍼(W)의 적재 영역의 주위에 배치된 투수광 세트(40)를 사용하여 측정을 행해도 된다. 또한, 도 3b에 도시하는, 웨이퍼(W)의 적재 영역에 배치된 투수광 세트(40)를 사용하여, 웨이퍼(W)를 투과하는 파장의 레이저광을 이용하여 측정을 행해도 된다.
또한, 플라스마화한 가스에 대해서는, 레이저광의 흡수 스펙트럼을 이용한 처리 가스의 온도, 농도 측정이 곤란해지는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 처리 가스의 공급 후, 당해 처리 가스를 플라스마화하지 않고, 온도, 농도 측정을 행하는 기간을 마련해도 된다.
처리 가스의 온도, 농도의 측정에 있어서는, 온도, 농도의 측정을 행하고 싶은 영역을 레이저광이 통과하는 위치에 배치된, 1개 또는 복수(모두이어도 됨)의 투수광 세트(40)를 선택한다. 그리고 전환 스위치(412, 422)를 사용하여 선택된 투수광 세트(40)와 광원부(43) 및 본체부(426)의 접속을 행한다. 그런 뒤, 제1, 제2 반도체 레이저 장치(431, 432)로부터, 제1, 제2 파장 범위 내에서 파장을 점차 변화시키면서의 레이저광의 공급을 행한다(소인 조작).
각 레이저광은 커플러(433)에서 결합되고 나서, 전환 스위치(412)에 의해 선택된 투광 렌즈(411)에 공급되어, 처리 공간(100)으로 투광된다. 레이저광은, 처리 가스가 공급되어 있는 처리 공간(100) 내를 통과해서 샤워 헤드(31)의 대향면(310)에서 반사된 후, 전환 스위치(422)에 의해 선택된 수광 렌즈(421)에 도달한다. 이 광로를 통과하는 기간 중에, 레이저광이 처리 가스에 흡수되어, 강도가 저하된다.
수광 렌즈(421)에서 수광된 레이저광은, 분파기(423)에서 각 파장 범위의 레이저광으로 분리된 후, 포토다이오드(425a, 425b)에서 레이저광의 강도에 대응하는 전압을 갖는 전기 신호로 변환되어, 본체부(426)에 입력된다.
본체부(426)에서는, 예를 들어 참조광의 강도와의 비교를 행함으로써, 제1, 제2 파장 범위의 각 흡수 스펙트럼을 작성한다.
작성된 흡수 스펙트럼을 나타내는 데이터는, 제어부(6)에 출력되어, 이미 설명한 산출법에 기초해서, 온도 산출부(61)에 의해 처리 가스의 온도가 산출되고, 또한 농도 산출부(62)에 의해 처리 가스의 농도가 산출된다.
복수의 투수광 세트(40)를 사용하여 측정을 행하는 경우에는, 선택하는 투수광 세트(40)를 순차 전환하여, 상술한 측정 동작을 반복해서 실행한다.
이러한 측정한 처리 가스의 온도, 농도에 기초하여, 처리 가스의 공급량이나 진공 배기부(13)에 의한 진공 배기량, 예를 들어 처리 가스원(322)에 마련되어 있는 온도 조절 기구에 의한 처리 가스의 온도 조절을 행해도 된다. 이 경우에는, 당해 조절을 행한 후, 웨이퍼(W)에 대한 성막 처리를 실행해도 된다.
소정의 시간이 경과하여, 성막 처리가 완료되면, 처리 가스의 공급, 고주파 전력의 인가, 웨이퍼(W)의 가열을 정지한다. 그런 뒤, 처리 용기(10) 내의 압력 조절을 행한 후, 반입 시와는 반대의 순서로, 성막 후의 웨이퍼(W)를 처리 용기(10)로부터 반출한다.
또한, 웨이퍼(W)의 처리를 실행하고 있는 기간 중에 처리 가스의 온도, 농도의 측정을 행하는 것이 곤란한 경우도 있다. 그래서, 웨이퍼(W)의 처리를 행하고 있지 않은 기간 중에, 처리 공간(100)에 처리 가스를 공급하는 기간을 설정하여, 온도, 농도의 측정을 행해도 된다. 이 경우에는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 적재 영역에 배치된 투수광 세트(40)를 사용하는 경우라도, 이용하는 레이저광이 웨이퍼(W)를 투과하는 파장을 갖고 있는 것은 필수가 아니다. 또한, 이 경우에도 도 3a에 도시하는 영역에 배치된 투수광 세트(40)를 사용하여 처리 가스의 온도, 농도의 측정을 행해도 되는 것은 물론이다.
이상으로 설명한 실시 형태에 의하면, 처리 가스가 공급된 처리 공간(100)에서, 2개의 다른 파장 범위의 레이저광의 흡수 프로파일을 취득함으로써, 처리 가스의 온도, 농도를 동시에 측정할 수 있다.
특히, 복수의 다른 위치에 배치된 투수광 세트(40)를 이용함으로써, 처리 공간(100) 내의 처리 가스의 온도, 농도의 분포를 특정할 수 있다.
도 4는, 도 1, 도 2를 사용하여 설명한, 적재대(2)에 투수광 세트(40)를 마련하는 구성의 변형예를 도시하고 있다. 이 예에서는, 적재대(2)의 상면에는, 샤워 헤드(31)의 대향면(310)에서 반사한 레이저광을, 당해 대향면(310)을 향해서 반사시키는 반사부(25)가 마련되어 있다.
이 구성에 의하면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 투광 렌즈(411)로부터 투광된 레이저광은, 샤워 헤드(31)측의 대향면(310)과 적재대(2)측의 반사부(25)의 사이에서 다수회 반사시킬 수 있다. 레이저광을 다수회 반사시킴으로써, 광로(L)의 거리가 길어지기 때문에, 처리 가스의 온도, 농도 측정의 감도를 향상시킬 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하면서 제2 실시 형태에 관한 웨이퍼 처리 장치(1a)의 구성예에 대해서 설명한다. 도 5에서, 도 1 내지 도 4를 사용하여 설명한 구성과 공통의 구성 요소에 대해서는, 이들 도면에서 사용한 것과 공통의 부호를 부여하고 있다.
도 5에 도시하는 웨이퍼 처리 장치(1a)에서는, 투광부(41)를 구성하는 투광 렌즈(411) 및 수광부(42)를 구성하는 수광 렌즈(421)가 처리 용기(10)(처리 공간(100))의 외부에 마련되어 있다. 처리 용기(10)의 측벽면에는, 이미 설명한 반입출구(101)가 형성되어 있는 영역과는 다른 위치에, 레이저광을 투과시키기 위한 창부(14)가 마련되어 있다.
창부(14)에 면하는 위치에는, 콜리메이터(401)에 보유 지지된 상태에서 투광 렌즈(411), 수광 렌즈(421)가 배치되어 있다. 한편, 창부(14)를 사이에 두고 투광 렌즈(411), 수광 렌즈(421)와 대향하는 처리 용기(10)의 내벽면에는 반사부(15)가 마련되어 있다. 또한 본 예에서는, 2심 케이블(402)을 사용하여 투광부(41)와 광원부(43)의 사이의 접속, 수광부(42)와 본체부(426)측의 기기의 사이의 접속이 행해지고 있다.
상술한 배치에 의해, 투광 렌즈(411)로부터 투광된 레이저광은 창부(14)를 통해서 처리 공간(100)에 진입한 후, 반사부(15)에서 반사하고, 이어서 처리 공간(100) 및 창부(14)를 통과하고 나서 수광 렌즈(421)에서 수광된다.
본 예의 웨이퍼 처리 장치(1a)의 구성에서도, 처리 가스가 공급된 처리 공간(100)에서, 2개의 다른 파장 범위의 레이저광의 흡수 프로파일을 취득함으로써, 처리 가스의 온도, 농도를 동시에 측정할 수 있다.
또한, 도 5에 도시하는 창부(14)는, 투광 렌즈(411)로부터 투광된 레이저광을 처리 공간(100)에 진입시키는 투광 창부와, 처리 공간(100)을 통과한 레이저광을 수광 렌즈(421)에 수광시키는 수광 창부가 공통화된 구성이라고 할 수 있다.
또한, 도 5에 도시하는 예와는 달리, 예를 들어 처리 용기(10)를 사이에 두고 서로 대향하는 위치에 투광 렌즈(411)와 수광 렌즈(421)를 따로따로 배치해도 된다. 이 경우는, 투광 렌즈(411)에 면하는 처리 용기(10)의 벽면에 레이저광을 처리 공간(100)에 진입시키는 투광 창부를 마련하고, 수광 렌즈(421)에 면하는 벽면에 처리 공간(100)을 통과한 레이저광을 수광시키기 위한 수광 창부를 마련하는 구성을 예시할 수 있다.
이상으로 설명한 방법에 있어서, 온도, 농도의 측정 대상이 되는 처리 가스는, 성막 처리 시에 사용되는 원료 가스나 반응 가스에 한정되지 않는다. 기판의 에칭 처리에 사용하는 에칭 가스나, 기판에 도포된 레지스트막의 애싱 제거 처리에 사용하는 애싱 가스, 처리 공간(100)에 배치된 기기의 처리로서, 예를 들어 클리닝을 행하는 클리닝 가스이어도 된다.
또한, 처리 가스를 사용한 처리가 행해지는 기판은, 반도체 웨이퍼의 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, FPD(Flat Panel Display)의 유리 기판이어도 된다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
L: 광로
W: 웨이퍼
1, 1a: 웨이퍼 처리 장치
100: 처리 공간
10: 처리 용기
31: 샤워 헤드
411: 투광 렌즈
421: 수광 렌즈
6: 제어부
61: 온도 산출부
62: 농도 산출부

Claims (11)

  1. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    상기 기판을 수용하고, 상기 처리가 행해지는 처리 공간을 형성하는 처리 용기와,
    상기 처리 공간에 대해서, 상기 기판의 처리 또는 처리 용기 내에 배치된 기기의 처리를 행하기 위한 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부와,
    상기 처리 가스가 공급된 상기 처리 공간에 대해서 레이저광을 투광하는 투광부와,
    미리 설정된 파장의 범위인 제1 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광과, 상기 제1 파장 범위와는 다른 제2 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광을, 광 도파로를 통해서 상기 투광부에 공급하는 광원부와,
    상기 처리 공간을 통과한 상기 레이저광을 수광하는 수광부와,
    상기 수광부에서 수광된 상기 제1 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼과, 상기 제2 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼에 기초하여, 상기 처리 가스의 온도를 산출하는 온도 산출부와,
    상기 제1 파장 범위 내 또는 상기 제2 파장 범위 내의 특정 파장의 레이저광의 흡광도에 기초하여, 상기 처리 가스의 농도를 산출하는 농도 산출부를 구비한 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 처리 공간에는, 상기 기판이 적재되는 적재대와, 상기 적재대에 대향하는 대향면을 갖고, 당해 처리 공간에 상기 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급구가 상기 대향면에 형성된 가스 샤워 헤드가 마련되고,
    상기 투광부 및 수광부는, 상기 투광부에서 투광된 상기 레이저광이, 상기 대향면에서 반사하고 나서 상기 수광부에서 수광되도록 상기 적재대에 배치되어 있는, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적재대에는, 상기 처리 공간 내의 다른 영역에 상기 레이저광이 통과하도록, 서로 대응지어진 상기 투광부와 상기 수광부로 이루어지는 투수광 세트가 복수 조 마련되고, 상기 온도 산출부 및 상기 농도 산출부는, 각각의 상기 투수광 세트에서 투수광되는 상기 레이저광이 통과하는 영역의 상기 처리 가스의 온도 및 농도를 산출하는, 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 적재대에는, 상기 대향면에서 반사한 상기 레이저광을, 당해 대향면을 향해서 반사시키는 반사부가 마련되어 있는, 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광부 및 수광부는, 상기 적재대에서 상기 기판이 적재되는 영역의 주위에 마련되어 있는, 장치.
  6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광부 및 수광부는, 상기 적재대에서 상기 기판이 적재되는 영역에 마련되고, 상기 투광부는, 상기 적재대에 상기 기판이 적재되어 있지 않은 기간 중에 상기 레이저광의 투광을 행하는, 장치.
  7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광부 및 수광부는, 상기 적재대에서 상기 기판이 적재되는 영역에 마련되고, 상기 광원부는, 상기 기판을 투과하는 파장의 레이저광을 상기 투광부에 공급하는, 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 투광부 및 수광부는, 상기 처리 용기의 외부에 마련되고, 상기 처리 용기에는, 상기 투광부에서 투광된 상기 레이저광을 상기 처리 공간에 진입시키기 위한 투광 창부와, 상기 처리 공간을 통과한 상기 레이저광을 상기 수광부에 수광시키기 위한 수광 창부를 구비하는, 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 투광 창부와 상기 수광 창부가 공통화된 창부를 구비하고, 상기 처리 공간 내에는, 상기 창부를 통해서 상기 처리 공간에 진입한 상기 레이저광을 상기 창부를 향해서 반사시키기 위한 반사부가 마련되어 있는, 장치.
  10. 기판을 처리하는 처리 가스의 온도, 농도를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 처리가 행해지는 처리 공간에 대해서, 상기 기판의 처리 또는 처리 용기 내에 배치된 기기의 처리를 행하기 위한 처리 가스를 공급하는 공정과,
    미리 설정된 파장의 범위인 제1 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광과, 상기 제1 파장 범위와는 파장의 범위가 다른 제2 파장 범위 내에서 파장이 변화하는 레이저광을, 상기 처리 가스가 공급된 상기 처리 공간에 대해서 투광하는 공정과,
    상기 처리 공간을 통과한 상기 레이저광을 수광하는 공정과,
    상기 수광된 상기 제1 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼과, 상기 제2 파장 범위의 레이저광의 흡수 스펙트럼에 기초하여, 상기 처리 가스의 온도를 산출하는 공정과,
    상기 제1 파장 범위 내 또는 상기 제2 파장 범위 내의 특정 파장의 레이저광의 흡광도에 기초하여, 상기 처리 가스의 농도를 산출하는 공정을 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 처리 공간에 대해서 상기 레이저광을 투광하는 공정 및 상기 레이저광을 수광하는 공정에서는, 상기 처리 공간 내의 다른 영역에 상기 레이저광이 통과하도록, 복수의 상기 레이저광의 투수광이 행해지고,
    상기 처리 가스의 온도를 산출하는 공정과, 상기 처리 가스의 농도를 산출하는 공정은, 각각의 상기 레이저광이 통과하는 영역의 상기 처리 가스의 온도 및 농도의 산출이 행해지는, 방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012122101A (ja) 2010-12-08 2012-06-28 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
KR20160080532A (ko) 2014-12-29 2016-07-08 도레이케미칼 주식회사 원단의 유연성을 개선한 자연스러운 염색 농담차를 가지는 폴리에스테르 혼섬사 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963336A (en) * 1995-10-10 1999-10-05 American Air Liquide Inc. Chamber effluent monitoring system and semiconductor processing system comprising absorption spectroscopy measurement system, and methods of use
JP6894830B2 (ja) * 2017-11-28 2021-06-30 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置および基板処理方法
WO2021033386A1 (ja) * 2019-08-20 2021-02-25 株式会社堀場エステック 温度測定装置、温度測定方法、及び、温度測定装置用プログラム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012122101A (ja) 2010-12-08 2012-06-28 Tokyo Electron Ltd 成膜装置
KR20160080532A (ko) 2014-12-29 2016-07-08 도레이케미칼 주식회사 원단의 유연성을 개선한 자연스러운 염색 농담차를 가지는 폴리에스테르 혼섬사 및 그 제조방법

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