[發(fā)明專利]等離子體室壁狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880076585.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN111406304A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂克·阿爾巴雷德;亞辛·卡布茲;喬治·盧克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 朗姆研究公司
• 主分類號(hào): H01J37/32
• 分類號(hào): H01J37/32;G02B6/02;G01N21/64
• 代理公司: 上海勝康律師事務(wù)所 31263
• 代理人: 樊英如;張靜

襯底處理系統(tǒng)包括處理室。在處理室內(nèi)布置有基座和噴頭。表面等離激元共振(SPR)纖維具有設(shè)置在處理室中的中央部分和設(shè)置在處理室外部的相對(duì)末端。光源在SPR纖維的一個(gè)末端提供輸入光，檢測器從SPR纖維的另一末端接收輸出光。表面等離激元波和消逝波構(gòu)成輸出光，對(duì)其進(jìn)行處理和分析以確定處理室的狀況。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2017年11月28日提交的美國實(shí)用專利申請(qǐng)No.15/824,061的優(yōu)先權(quán)。以上引用的申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容通過引用合并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及襯底處理系統(tǒng)，更具體地，涉及監(jiān)測襯底處理系統(tǒng)中的處理室內(nèi)的狀況，并且更具體地涉及實(shí)時(shí)監(jiān)測襯底處理系統(tǒng)中的處理室內(nèi)的狀況。更特別地，本公開涉及原位實(shí)時(shí)監(jiān)測襯底處理系統(tǒng)中的處理室內(nèi)的狀況。

背景技術(shù)

此處提供的背景描述總體上給出了本公開的背景。在此背景技術(shù)部分中所描述的范圍內(nèi)，本申請(qǐng)署名發(fā)明人的工作，以及在申請(qǐng)時(shí)可能無法以其他方式視為現(xiàn)有技術(shù)的描述的方面，均未被明確或暗示地承認(rèn)其為本公開的現(xiàn)有技術(shù)。

襯底處理系統(tǒng)可以用于對(duì)襯底(例如半導(dǎo)體晶片)進(jìn)行蝕刻和/或其他處理。可以將襯底布置在襯底處理系統(tǒng)的處理室中的基座上。例如，在等離子體蝕刻機(jī)中蝕刻期間，將包括一種或多種前體的氣體混合物引入處理室中，并激發(fā)等離子體以蝕刻襯底。

監(jiān)測半導(dǎo)體處理室內(nèi)的狀況非常有用，這樣可以優(yōu)化工藝。處理室內(nèi)的狀況例如可以指示需要清潔，或者可以指示處理室是否被充分“時(shí)效處理”(season)以處于用于晶片制造的最佳狀況。一方面，“時(shí)效處理”可以指在特定時(shí)間的處理室的狀況，或者可以指處理室的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)狀況。

已知使用位于處理室外部的裝置來監(jiān)測處理室狀況。半導(dǎo)體處理室內(nèi)部的狀況對(duì)許多設(shè)備非常不利。可以通過處理室中的一個(gè)或多個(gè)窗口來觀察處理室狀況。例如，已知將攝像機(jī)或其他感測器定位在窗口之一處以觀察室內(nèi)的狀況。

圖1示出了用于使用RF等離子體執(zhí)行蝕刻的襯底處理室500的示例。襯底處理室500包括處理室502，處理室502包圍襯底處理室500的其他部件并容納RF等離子體。襯底處理室500包括上電極504和包括下電極507的基座506。邊緣耦合環(huán)503由基座506支撐并且布置在襯底508周圍。一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器505可以用于移動(dòng)邊緣耦合環(huán)503。在操作過程中，襯底508被布置在上電極504和下電極507之間的基座506上。

僅作為示例，上電極504可以包括引入和分配工藝氣體的噴頭509。噴頭509可包括桿部，該桿部的一端連接到處理室的頂表面。基部通常是圓柱形的，并且在與處理室的頂表面間隔開的位置處從桿部的相對(duì)端徑向向外延伸。噴頭的基部的面向襯底的表面或面板包括多個(gè)孔，工藝氣體或吹掃氣體流過這些孔。可替代地，上電極504可以包括導(dǎo)電板，并且可以以另一種方式引入工藝氣體。下電極507可以布置在不導(dǎo)電的基座中。可替代地，基座506可以包括靜電卡盤，該靜電卡盤包括充當(dāng)下電極507的導(dǎo)電板。

RF產(chǎn)生系統(tǒng)510產(chǎn)生RF電壓并將RF電壓輸出到上電極504和下電極507中之一。上電極504和下電極507中的另一個(gè)可以是DC接地，AC接地或浮置的(floating)。僅作為示例，RF產(chǎn)生系統(tǒng)510可以包括RF電壓產(chǎn)生器511，該RF電壓產(chǎn)生器511產(chǎn)生由匹配和分配網(wǎng)絡(luò)512饋送到上電極504或下電極507的RF電壓。在其他示例中，等離子體可以是感應(yīng)或遠(yuǎn)程生成。

氣體輸送系統(tǒng)530包括一個(gè)或多個(gè)氣體源532-1、532-2，…和532-N(統(tǒng)稱為氣體源532)，其中N是大于零的整數(shù)。氣體源供應(yīng)一種或多種前體及其混合物。氣體源還可以供應(yīng)吹掃氣體。也可以使用汽化的前體。氣體源532通過閥534-1、534-2，…和534-N(統(tǒng)稱為閥534)和質(zhì)量流量控制器536-1、536-2，…和536-N(統(tǒng)稱為質(zhì)量流量控制器536)連接至歧管540。歧管540的輸出被饋送到處理室502。僅作為示例，歧管540的輸出被饋送到噴頭509。