TWI359466B - In-situ dose monitoring using optical emission spe - Google Patents
In-situ dose monitoring using optical emission spe Download PDFInfo
- Publication number
- TWI359466B TWI359466B TW097104641A TW97104641A TWI359466B TW I359466 B TWI359466 B TW I359466B TW 097104641 A TW097104641 A TW 097104641A TW 97104641 A TW97104641 A TW 97104641A TW I359466 B TWI359466 B TW I359466B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- plasma
- light emission
- species
- peak intensity
- dose
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title description 5
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 32
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 claims 8
- 230000005281 excited state Effects 0.000 claims 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 1
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 44
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 31
- 241000894007 species Species 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 9
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 8
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 8
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N boron trifluoride Chemical compound FB(F)F WTEOIRVLGSZEPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015900 BF3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
-
- 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
-
- 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
- H01J37/32412—Plasma immersion ion implantation
-
- 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
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
-
- 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
- H01J2237/332—Coating
- H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
具過 ?1_ oS 置處 裝漿。 和電置 法的裝 方板和 的基法 板體方 基導的 理半量. 處在劑 及及種 涉涉物 1 要例種 域主施多 ••領例實或 明術施的種 ^技實明一 之的發控 U 明屬明本監 術 發所發，於 技 明本說用 前 、發 地中 先 九ί 體程 [ 在諸如電漿增強化學氣相沈積（PEC VD)製程、高密度 電漿化學氣相沈積（HDPCVD)製程、電漿浸沒式離子佈植 製程（P3I)和電漿刻蝕等電漿處理期間，控制離子劑量是很 重要的。積體電路製造中的離子佈植製程尤其需要可在半 導體基板上獲得預期離子劑量的設備和控制系統。 離子佈植的劑量一般指通過處理基板虛擬表面平面之 每單位面積的離子總數。植入離子分佈在整個基板體積 中。佈植離子密度（每單位體積的離子數）的主要變化沿離 子通量的方向發生’通常相對於基板表面的垂直方向。沿 垂直方向的離子密度分佈（每單位體積的離子數）稱爲離子 佈植深度輪廓（ion imPlantati〇n depth profile)。用於調整 離子佈植劑量（每單位面積的離子數）的儀器和控制系統常 稱爲劑量測定儀° 可以在離子束佈植裝置和電漿浸沒式離子佈植裝置中 執行離子佈植。産生窄離子束的離子束佈植裝置，必須在 基板的表面上進行柵狀掃描（raster-scanned)，通常__欠僅 佈植單一原子物種。需精確測量該裝置中的離子流以及 1359466 算隨著時間的累積量來計算實際的劑量。由於全部離子束 撞擊基板並且由於該離子束中的原子物種已知，因此可以 精確確定離子佈植劑量。這在離子束佈植裝置中是报重要 的，原因在於它使用DC(直流）離子源，而DC離子源的輸 出電流會明顯漂移（drift)，並且由於DC源易使沈積材料聚 集在各部件的表面上，因此離子佈植裝置中使用的不同柵 極和電極也會漂移。相應地，精確的劑量測定儀在離子束 佈植裝置t是很重要的〃精確監控的離子束電流對時間積 分來計算出瞬間電流佈植劑量（instantane〇us cu„ent implant dose)，並且一旦該劑量達到預定目標值就立刻停 止製程。 相對地’電漿浸沒式離子佈植反應器存在著劑量測定 上的問題。通常無法精確確定射在基板上之離子的原子重 量，原因在於反應器使用包含所需離子佈植物種和其他物 種的前驅氣體。例如’由於純硼在室溫下是固體，因此硼 的電漿浸沒式離子佈植必須採用多物種氣體（例如B2H6)作 爲電聚前驅物，使得’和氫離子都會射在基板上。因此， 難以藉由測得的電流來確定硼劑量。電漿浸沒式離子佈植 反應器中實施劑量測定的另一難處在於電漿離子連續撞擊 整個基板，從而難以在基板上方直接測量到達基板的總離 子電流。取而代之的是，必須對很小面積進行測量從而間 接推斷出該劑量。在一些電漿浸沒式離子佈植反應器中遇 到的又一困難是腔室中存在著電磁雜訊或干涉，這可能妨 礙離子電流的精確測量。這對於使用RF (射頻）電漿源功率 6 1359466 或RF電漿偏壓功率的反應器來說尤其明顯。
使用DC(或脈衝DC)電漿源功率的電漿浸沒式離子佈 植反應器容易受到電漿物質沈積在内部反應器元件上的影 響而導致電漿離子電流漂移。因此此類反應器需要精確的 即時劑量測定。藉著在基板週邊外部的晶圓支撐基座或陰 極中提供小孔以供電漿離子通過該小孔並到達陰極内部體 積中來解決該測量問題。電極一般稱爲法拉第杯（Farady cup)，其面向該小孔並被施以偏壓以收集通過該孔的離 子。陰極的内部可抽空至比電漿腔室略低的壓力，以確保 能有效收集通過該孔的離子。陰極内部的電流感測器可測 量流經離子收集電極和其偏壓源之間的電流。該電流可用 作劑量測定的基礎。所述設置的其一問題在於電流測量無 法區分不同的原子物種，因此不能提供目標物種（例如，硼） 的準確測量》另一問題在於，測到的電流從陰極内部的電 流感測器傳輸到外部控制器或處理器時，可能由於電漿反 應器的雜訊電磁環境而失真。
另一問題在於陰極中的小孔對理想的電漿環境造成干 擾，原因在於該孔可能改變基板週圍鄰近處的電場。而且， 通過該孔的電漿可能造成濺射該孔表面或者在孔内部表面 上沈積物質等問題，而需要定期清洗孔的内部。 使用 RF電漿源功率的電漿浸沒式離子佈植反應器 中，精確或即時劑量測量通常較不重要。與使用DC電漿 源的反應器相比，一部分是由於RF電漿對於沈積在内部 腔室部件上的材料是相對較不滲透的，此得晶圓表面上的 7 1359466 電聚源1〇〇。主體3包括耗接至蓋子ι〇和底部I〗的多個 側壁5,並圈圍出内部容積20。在2002年6月5曰提出申 請且在2〇〇5年9月6曰准予專利的美國專利6,939,434號 中’以及在2004年2月24曰申請且在2〇〇5年5月π曰 核准專利的美國專利6,893,907號中可以找到電装腔室1 的其他範例’在此引入兩個專利的全部内容作爲參考。 内部容積20包括形成在氣體分配组件2〇〇和基板支撐 件300之間的處理區25。抽吸區（pumping region)30圍繞 著一部分的基板支撐件300。抽吸區30透過設置在底部15 中之埠45中的閥35而與真空泵40做選擇性連通。在一實 施例中，閥3 5疋卽流閥（throttle valve)，適用於控制來自 内部容積20的氣體或蒸汽氣流通過埠45而流到真空泵 40。在一實施例中，閥35在沒有使用〇型環的情況下運 作，並在2005年4月26曰申請的美國專利申請案公開號 2006/0237136號中有進一步的描述，在此引入其全部内容 作爲參考β 環形電漿源100設置在主體3的蓋子10上。在一實施 例中，環形電漿源100包括通常為「U」形的第一管道150Α 以及通常呈「Μ」形的第二管道150Β。第一管道150Α和 第二管道150Β分別包括至少一個天線17〇α和170Β。天 線170Α和170Β分別用以在每個管道150Α/150Β的内部區 域155Α/155Β内形成感應耦合電漿。如第2圖所示，每個 天線170 Α/17 0Β可以是繞組或線圈並且耦接至功率源，例 如RF功率源1 7 1 A/1 7 1 Β » RF阻抗匹配系統1 72A/1 72Β亦 10 1359466
可耦接至各個天線17 0A/17 0B。製程氣體，諸如氦、氬和 其他氣逋，可以分別提供至管道150A、150B的内部容積 區域155A、155B中》在一實施例中，製程氣體可包括含 摻雜劑的氣體，其提供至每個管道150 A/15 0B的内部區域 155A/155B。在一實施例中，製程氣體可從氣體控制板U0B 輪送至環形電漿源100。在另一實施例中，可從氣體控制 板130A透過氣體分配组件200來分配製程氣體，其中氣 體控制板130A連接至電漿腔室1之主體3中的埠55。
在一實施例中，管道150A/150B的每個相反端各自耦 接至形成在電漿腔室1之蓋子1〇中的各個埠50A-50D(在 該圖中僅示出埠5 0A和5 0B)。在處理期間，將製程氣體供 應至每個管道150A/150B的内部區域155A/155B，以及將 RF 功率施加至每個天線 170A/170B，以産生行經埠 5 0A-5 0D和處理區25的迴圈電漿路徑。具體而言地，在第 1圖中，迴圈電漿路徑經過埠50A，通過介於氣體分配組 件200和基板支撐件300之間的處理區25而到埠50B(或 反向為之）》每個管道150A/150B包括一電漿溝流區段 400，電漿溝流區段400耦接在管道150 A/150B的各個端 部和埠 50A-50D之間。在一實施例中，電漿溝流區段 (plasma channeling section)400 係配置用以分開（split)並 拓寬每個管道150A/150B内的電漿路徑。 氣體分配組件200包括環形壁210和有孔板220。環 形壁210、有孔板220和蓋子10定義出氣室230。有孔板 220包括多個貫穿該板220且成對稱或不對稱圖案設置的 11 1359466 開口 221»在一實施例中，含摻雜劑的製程氣體 至氣體控制板130A的氣體分配组件2〇〇分配 25。製程氣體，諸如含摻雜劑氣體，可從埠55提 230。一般而言，含摻雜劑氣體是由諸如硼（矽中 換雜物）或填（梦中η型導電摻雜物）等摻雜原子以 和/或氫等揮發性物種所組成的化學劑。因此，领 如砷、銻等其他摻雜劑的氟化物和/或氫化物可以 劑氣體。例如’使用硼摻雜劑的情形下，含摻雜 以包含三氟化硼（BF3)或乙硼烷（Β2Η6)。氣體可 221流入有孔板220下方的處理區25。在一實施 對有孔板220施以RF偏壓，以助於產生和/或維 25中的電漿。 基板支撐件300包括上部板310和陰極組件 部板310具有用來支撐基板的光滑基板支撐表面 部板310包括後入電極315，敌入電極.3 15連接 率源306，以於處理期間在基板和上部板310的 表面3 1 0 Β之間產生的靜電吸引。在一實施例中 極315還可做為將電容RF能量供應給處理區25 嵌入電極315可經由RF阻抗匹配電路3 05Β耦招 壓功率305A » 基板支撐件300還可包括舉升銷組件500， 件500包括多個舉升銷510，用以在上部板310 升降並支撐基板，以傳送一個或多個基板。該等肩 間隔開來以允許機械手葉片置入該等舉升銷之間 可從連接 到處理區 供至氣室 p型導電 及諸如氟 、填或諸 做為摻雜 劑氣體可 通過開口 例中，可 持處理區 320 ·上 3 10B。上 至DC功 基板支撐 ，嵌入電 的電極。 ^至RF偏 舉升銷組 上方選擇 L升銷510 12 1359466 第2圖概略示出第1圖之電漿腔室1的等視角俯視 圖。.電槳腔室1的側壁5具有一基板埠7，併可利用狹口 閥（slit valve，未示出）選擇性地密封基板埠7。透過耦接 至該埠55的氣體控制板130 A將製程氣體供應至氣體分配 组件200。一種或多種製程氣體可通過氣體控制板i3〇B而 供應至第一和第二管道15 0A、15 0B。
電漿腔室1進一步包括控制器600，控制器600配置 用以監視並控制電漿腔室1中執行的製程。控制器600可 與一個或多個感測器連接並可用於採樣、分析與存儲感測 器資料。在一實施例中，控制器600可具有對不同製程執 行控制任務的能力。控制器600可連接至電漿腔室1的操 作部件並將控制信號發送給操作部件。控制器600可根據 感測器資料來調整製程參數而執行閉合回路控制任務以實 現所欲的製程結果。
如第1圖所示，光學放射光譜儀與形成在主體3 上的石英窗口相鄰設置。光學放射光譜儀601用以定量測 量來自電漿腔室1内所生電漿中之激發物種的放射光。電 裝中的激發物種可能藉著放射出光而從激發能階衰退回較 低能階。由於不同原子能階之間的躍遷’放射光的波長可 用於識別激發物種。在一實施例中，放射光的強度可反應 出含有一種或多種物種之電漿中不同物種的濃度或分佈情 形。電漿一般産生電磁輻射，其包括具有光譜波長’即從 約1 80nm到約1100nm的放射光。這些放射光的一部分可 利用光譜儀來檢測，諸如光學放射光谱儀601 ’或其他適 13 1359466
306 直流功率源 3 10 上 部 板 3 10B支撐表面 3 15 入 電 極 320 陰極组件 400 電 漿 溝 流 區 500 舉升銷組件 510 舉 升 銷 600 控制器 601 光 學 放 射 光 602 透鏡 603 光 纖 纜 線 6 04 分光計 605 質 量 分 佈 感 606 電壓/電流感測器 700 方 法 710 、720 、 730 步驟 740 750、 760 765 、770步驟 段 譜儀 測器 步驟
21
Claims (1)
1359466 第％~衫κ/號專利案卜年广月修正
十、申請專利範圍： 1. 一種處理基板的方法，包括： 獲得一電漿反應器中所生電漿之光放射的至少一個屬 性和該電漿中一或更多個離子之劑量間的相關性，其中該 電漿反應器被配置用以執行一電漿處理，並且該電漿反應 器包括一感測器，該感測器係配置用以監控該電漿反應器 中所生電漿之光放射的該至少一個屬性； 在該電漿反應器中放置基板； 在該電漿反應器中產生電漿以開始該電漿處理； 使用該感測器來獲得該電漿之光放射的該至少一個屬 性質的即時數值；以及 根據該電漿之光放射的該至少一個屬性的即時數值以 及該電漿之光放射的該至少一個屬性和該電漿中一或更多 個離子之劑量間的相關性來確定該電漿處理的終點，其中 該電漿之光放射的該至少一個屬性從該電漿中一或更多個 離子之一光放射峰值強度計算而得，而該電漿之光放射的 該至少一個屬性為該光放射峰值強度對時間的一積分結 果0 2. —種佈植所欲劑量的元素到一基板中的方法，包括： 提供一具有一感測器的電漿反應器，該感測器係配置 用以監控激發態下該元素之光放射的的一屬性； 產生該元素之光放射的屬性和該元素劑量數值之間的 22 1359466 相關性， 在該電漿反應器中放置該基板； 在該電漿反應器中産生包含激發態之該元素的電漿； 使用該感測器獲得該元素之光放射的的屬性之即時數 值； 使用該元素屬性和該元素劑量值之間的相關性來確定 該元素之光放射的的一即時劑量數值；以及 當該即時劑量數值落在該所欲劑量數值的誤差範圍内 時終止該電漿，其中光放射的該屬性從在激發態下該元素 的一光放射峰值強度而得，而光放射的該屬性為該光放射 峰值強度對時間的一積分結果。 3. —種用於處理一基板的方法，至少包括下列步驟： 將一基板安置於具有一光放射光譜儀感測器的一電漿 反應器内； 在該電漿反應器内產生包含一離子物種（ion species) 的一電漿以開始一電漿處理； 使用該光放射光譜儀，週期性地量測在該電漿内之該 離子物種的一峰值強度； 藉由將經週期性地量測之峰值強度值對時間積分，以 計算該等離子物種之該峰值強度與該電漿處理之持續時間 的乘積；以及 當該等離子物種之該峰值強度與該電漿處理之該持 23 1359466 續時間的該乘積到達一預定值時，結束該電漿處理。 4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，更包括下列步驟： 獲得該等離子物種之該劑量與該乘積之間的一相關性，該 乘積係為該離子物種之該峰值強度與該電漿處理之該持續 時間的乘積。 5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該產生一電漿 之步驟包含：使用一被連結至該電漿反應器之一處理容積 的環形電漿源以產生一電漿。 6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該光放射光譜 儀被安置於電漿反應器的一窗口外，該窗口經形成穿過該 電漿反應器。 7. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該電漿處理係 為電漿離子佈植。 8.如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該離子物種包 含棚（B)，砷（As)，磷（P)，氫（H)，氧（0)，氟（F) ’ 矽（Si) 或該等離子物種的組合。 24
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US88843507P | 2007-02-06 | 2007-02-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200841401A TW200841401A (en) | 2008-10-16 |
| TWI359466B true TWI359466B (en) | 2012-03-01 |
Family
ID=39676509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW097104641A TWI359466B (en) | 2007-02-06 | 2008-02-05 | In-situ dose monitoring using optical emission spe |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7871828B2 (zh) |
| JP (1) | JP5481031B2 (zh) |
| KR (1) | KR100993103B1 (zh) |
| CN (1) | CN101308770A (zh) |
| TW (1) | TWI359466B (zh) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7531469B2 (en) * | 2004-10-23 | 2009-05-12 | Applied Materials, Inc. | Dosimetry using optical emission spectroscopy/residual gas analyzer in conjunction with ion current |
| TWI350006B (en) * | 2007-10-05 | 2011-10-01 | Ind Tech Res Inst | Plasma enhanced thin film deposition method |
| JP5297048B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2013-09-25 | 三菱重工業株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US7713757B2 (en) * | 2008-03-14 | 2010-05-11 | Applied Materials, Inc. | Method for measuring dopant concentration during plasma ion implantation |
| JP2010118549A (ja) | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置 |
| JP5562571B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2014-07-30 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置 |
| US8728587B2 (en) | 2011-06-24 | 2014-05-20 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Closed loop process control of plasma processed materials |
| CN103165488B (zh) * | 2011-12-15 | 2015-12-09 | 中国科学院微电子研究所 | 一种piii工艺流程控制和在线剂量、均匀性检测方法 |
| CN102768967B (zh) * | 2012-07-03 | 2015-04-29 | 上海华力微电子有限公司 | 一种监测f元素离子注入制程均一性与稳定性的方法 |
| US8963554B2 (en) | 2012-08-23 | 2015-02-24 | Valco Instruments Company, L.P. | Pulsed discharge helium ionization detector with multiple combined bias/collecting electrodes for gas chromatography and method of use |
| US9764093B2 (en) * | 2012-11-30 | 2017-09-19 | Sio2 Medical Products, Inc. | Controlling the uniformity of PECVD deposition |
| US9717139B1 (en) * | 2013-08-26 | 2017-07-25 | Elemental Scientific, Inc. | Torch cooling device |
| US10553411B2 (en) | 2015-09-10 | 2020-02-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Ion collector for use in plasma systems |
| CN106198395A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-12-07 | 中国科学院半导体研究所 | 一种雪崩二极管探测器光耦合系统及其测量方法 |
| US10267728B2 (en) * | 2016-09-28 | 2019-04-23 | Lam Research Corporation | Systems and methods for detecting oxygen in-situ in a substrate area of a substrate processing system |
| CN108538743A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-14 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体加工设备 |
| US10665421B2 (en) * | 2018-10-10 | 2020-05-26 | Applied Materials, Inc. | In-situ beam profile metrology |
| CN111270209B (zh) * | 2018-12-05 | 2023-12-12 | 东君新能源有限公司 | 一种蒸汽溅射装置及控制系统、控制方法 |
| CN110408910B (zh) * | 2019-08-16 | 2020-08-28 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 高通量气相沉积设备及气相沉积方法 |
| US11501972B2 (en) | 2020-07-22 | 2022-11-15 | Applied Materials, Inc. | Sacrificial capping layer for passivation using plasma-based implant process |
| US12057293B2 (en) * | 2021-05-12 | 2024-08-06 | Tokyo Electron Limited | Methods for real-time pulse measurement and pulse timing adjustment to control plasma process performance |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5423945A (en) | 1992-09-08 | 1995-06-13 | Applied Materials, Inc. | Selectivity for etching an oxide over a nitride |
| JP2836443B2 (ja) | 1993-06-14 | 1998-12-14 | 三菱電機株式会社 | 電磁弁 |
| JP3320392B2 (ja) | 1993-06-24 | 2002-09-03 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
| US5665640A (en) | 1994-06-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
| US6649075B1 (en) | 1996-07-23 | 2003-11-18 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for measuring etch uniformity of a semiconductor wafer |
| EP0942453A3 (en) | 1998-03-11 | 2001-02-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Monitoring of plasma constituents using optical emission spectroscopy |
| US6395150B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-05-28 | Novellus Systems, Inc. | Very high aspect ratio gapfill using HDP |
| US6101971A (en) * | 1998-05-13 | 2000-08-15 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using charge collection, optical emission spectroscopy and mass analysis |
| EP0964074A3 (en) * | 1998-05-13 | 2001-02-07 | Axcelis Technologies, Inc. | Ion implantation control using optical emission spectroscopy |
| JP2000114198A (ja) * | 1998-10-05 | 2000-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面処理方法および装置 |
| US6579805B1 (en) | 1999-01-05 | 2003-06-17 | Ronal Systems Corp. | In situ chemical generator and method |
| US6286362B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-09-11 | Applied Materials, Inc. | Dual mode leak detector |
| US6350697B1 (en) | 1999-12-22 | 2002-02-26 | Lam Research Corporation | Method of cleaning and conditioning plasma reaction chamber |
| US6507155B1 (en) | 2000-04-06 | 2003-01-14 | Applied Materials Inc. | Inductively coupled plasma source with controllable power deposition |
| US6559026B1 (en) | 2000-05-25 | 2003-05-06 | Applied Materials, Inc | Trench fill with HDP-CVD process including coupled high power density plasma deposition |
| US6939434B2 (en) | 2000-08-11 | 2005-09-06 | Applied Materials, Inc. | Externally excited torroidal plasma source with magnetic control of ion distribution |
| US20050230047A1 (en) | 2000-08-11 | 2005-10-20 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation apparatus |
| KR100809889B1 (ko) * | 2000-08-11 | 2008-03-06 | 어플라이드 머티어리얼즈 인코포레이티드 | 외부에서 여기된 토로이드형 플라즈마 소스를 구비한 플라즈마 챔버 |
| US7037813B2 (en) | 2000-08-11 | 2006-05-02 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process using a capacitively coupled plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
| US7137354B2 (en) * | 2000-08-11 | 2006-11-21 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation apparatus including a plasma source having low dissociation and low minimum plasma voltage |
| US7465478B2 (en) | 2000-08-11 | 2008-12-16 | Applied Materials, Inc. | Plasma immersion ion implantation process |
| US6627463B1 (en) | 2000-10-19 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Situ measurement of film nitridation using optical emission spectroscopy |
| JP2002170782A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | プラズマドーピング方法およびプラズマドーピング装置 |
| US6413321B1 (en) | 2000-12-07 | 2002-07-02 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for reducing particle contamination on wafer backside during CVD process |
| US6461972B1 (en) | 2000-12-22 | 2002-10-08 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit fabrication dual plasma process with separate introduction of different gases into gas flow |
| JPWO2002084724A1 (ja) * | 2001-04-09 | 2004-08-05 | 松下電器産業株式会社 | 表面処理方法および半導体装置の製造装置 |
| US6755150B2 (en) | 2001-04-20 | 2004-06-29 | Applied Materials Inc. | Multi-core transformer plasma source |
| US20030013314A1 (en) | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Chentsau Ying | Method of reducing particulates in a plasma etch chamber during a metal etch process |
| US6632728B2 (en) | 2001-07-16 | 2003-10-14 | Agere Systems Inc. | Increasing the electrical activation of ion-implanted dopants |
| US7078711B2 (en) | 2004-02-13 | 2006-07-18 | Applied Materials, Inc. | Matching dose and energy of multiple ion implanters |
| US6870170B1 (en) | 2004-03-04 | 2005-03-22 | Applied Materials, Inc. | Ion implant dose control |
| US6965116B1 (en) | 2004-07-23 | 2005-11-15 | Applied Materials, Inc. | Method of determining dose uniformity of a scanning ion implanter |
| US7666464B2 (en) | 2004-10-23 | 2010-02-23 | Applied Materials, Inc. | RF measurement feedback control and diagnostics for a plasma immersion ion implantation reactor |
| US7531469B2 (en) * | 2004-10-23 | 2009-05-12 | Applied Materials, Inc. | Dosimetry using optical emission spectroscopy/residual gas analyzer in conjunction with ion current |
-
2008
- 2008-02-04 US US12/025,243 patent/US7871828B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-02-05 TW TW097104641A patent/TWI359466B/zh not_active IP Right Cessation
- 2008-02-05 KR KR1020080011522A patent/KR100993103B1/ko active IP Right Grant
- 2008-02-06 JP JP2008026784A patent/JP5481031B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-02-13 CN CNA2008100082114A patent/CN101308770A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7871828B2 (en) | 2011-01-18 |
| CN101308770A (zh) | 2008-11-19 |
| KR20080073656A (ko) | 2008-08-11 |
| KR100993103B1 (ko) | 2010-11-08 |
| JP2008244444A (ja) | 2008-10-09 |
| US20080188013A1 (en) | 2008-08-07 |
| TW200841401A (en) | 2008-10-16 |
| JP5481031B2 (ja) | 2014-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI359466B (en) | In-situ dose monitoring using optical emission spe | |
| JP5366413B2 (ja) | イオン電流に関連した発光分光法／残留ガス分析装置を使用するドーズ計測 | |
| TWI459488B (zh) | 在電漿離子佈植過程中測量摻質濃度的方法 | |
| TWI364787B (en) | Faraday dose and uniformity monitor for plasma based ion implantation | |
| US20090200461A1 (en) | Closed Loop Control And Process Optimization In Plasma Doping Processes Using A Time of Flight Ion Detector | |
| JP2012513677A (ja) | プラズマイオン処理の均一性監視 | |
| CN106463318A (zh) | 具有带纹理的内表面的离子注入源 | |
| TW201015656A (en) | Technique for monitoring and controlling a plasma process with an ion mobility spectrometer | |
| TW201301354A (zh) | 在電漿處理腔室中處理晶圓的方法及對電漿處理腔室中之基板植入所要物種之離子的方法 | |
| US20080318345A1 (en) | Plasma ion implantation process control using reflectometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |