特許 6880076 基板距離の監視

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6880076

(24)【登録日】2021年5月7日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】基板距離の監視

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/52 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   C23C16/52

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-563441(P2018-563441)

(86)(22)【出願日】2017年5月8日

(65)【公表番号】特表2019-518140(P2019-518140A)

(43)【公表日】2019年6月27日

(86)【国際出願番号】US2017031597

(87)【国際公開番号】WO2017209901

(87)【国際公開日】20171207

【審査請求日】2018年12月3日

(31)【優先権主張番号】62/345,543

(32)【優先日】2016年6月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100088694

【弁理士】

【氏名又は名称】弟子丸 健

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141553

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 信彦

(72)【発明者】

【氏名】ボイド ウェンデル グレン ジュニア

(72)【発明者】

【氏名】ラジ ゴヴィンダ

【審査官】 宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０３７６７８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２８９０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２３４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６３９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１０８６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／００７６９１５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバ内へ処理ガスを導入するように構成された面板であって、
円板状の本体であって、前記本体を通って形成された複数の孔を有する円板状の本体と、
前記複数の孔のうちの１つの中に配置された第１のセンサアセンブリとを備え、
前記第１のセンサアセンブリが、前記第１のセンサアセンブリ内に第２の孔を有し、前記第２の孔は、前記第２の孔及び前記第１のセンサアセンブリが配置される前記円板状の本体内の前記孔の１つを介してガスが流れることを許容するように構成されており、
前記第１のセンサアセンブリが、
基板支持体と前記第１のセンサアセンブリとの間に画定された距離を示す計量値を提供するように構成されたセンサを備える、面板。

【請求項2】

前記円板状の本体を通って前記孔のそれぞれに配置された少なくとも第２のセンサアセンブリおよび第３のセンサアセンブリをさらに備え、前記第２および第３のセンサアセンブリが、基板が前記面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能である、
請求項１に記載の面板。

【請求項3】

前記センサアセンブリが、前記本体の中心から異なる距離をあけて配置される、請求項２に記載の面板。

【請求項4】

前記第１、第２、および第３のセンサアセンブリが、前記本体の第１の領域内に配置され、前記本体の第２の領域が、基板が前記面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能な追加のセンサアセンブリを含む、請求項２に記載の面板。

【請求項5】

前記センサが、基板支持体に対向するように構成された前記本体の表面に対する垂線から±３度の範囲内で位置合わせされる、請求項１に記載の面板。

【請求項6】

処理チャンバであって、
チャンバリッド、チャンバ壁、およびチャンバ底部を有し、チャンバ内部体積を密閉するチャンバ本体と、
前記チャンバ内部体積内に配置された基板支持面を有する基板支持体と、
前記内部体積内で前記チャンバリッドから支持されており、処理ガスを前記プラズマ処理チャンバ内へ導入するように構成された面板とを備え、前記面板が、
前記基板支持体に対向する表面を有する本体であって、前記本体を通って形成された複数の孔を有する本体と、
前記基板支持体の前記基板支持面上に配置された基板が前記面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能な複数のセンサアセンブリとを備え、各センサアセンブリが、
前記本体を通って形成された前記孔のうちの１つの中に配置されたセンサを備え、前記センサアセンブリが、前記センサアセンブリ内に第２の孔を有し、前記第２の孔は、前記センサアセンブリが配置される前記本体内の前記孔を介してガスが流れることを許容するように構成される、処理チャンバ。

【請求項7】

前記センサアセンブリが、
光ファイバベースのセンサ、ファブリ−ペロセンサ、またはレーザセンサのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の面板。

【請求項8】

前記センサが、前記基板支持面に対する垂線から±３度の範囲内で位置合わせされる、請求項６に記載の処理チャンバ。

【請求項9】

前記センサアセンブリが、前記基板支持面から３０ｍｍ未満である、請求項６に記載の処理チャンバ。

【請求項10】

前記センサアセンブリが、前記基板支持面から５ｍｍ未満である、請求項９に記載の処理チャンバ。

【請求項11】

前記センサアセンブリのうちの少なくともいくつかが、前記面板の中心から異なる距離をあけて配置される、請求項６に記載の処理チャンバ。

【請求項12】

前記センサアセンブリが、制御システムと無線で通信するように動作可能である、請求項６に記載の処理チャンバ。

【請求項13】

処理チャンバ内の基板を監視する方法であって、
１つまたは複数のセンサアセンブリから制御システムへ１つまたは複数の信号を提供するステップであり、前記１つまたは複数のセンサアセンブリが、面板の貫通孔に配置され、前記センサアセンブリが１つまたは複数の孔を有し、前記１つまたは複数の孔は、前記センサアセンブリ及び前記面板の前記貫通孔を介してガスが流れることを許容するように構成されており、前記面板が、処理チャンバ内に配置され、前記１つまたは複数の信号が、前記面板と前記面板の下で基板支持体上に配置された基板との間の距離を示す計量値を含む、提供するステップと、
前記計量値から、前記面板と前記基板との間の前記距離がターゲットウィンドウの範囲外にあるかどうかを判定するステップと、
前記面板と前記基板との間の前記距離がターゲットウィンドウの範囲外にあることに応答して、警報、基板製造プロセスの調整、および基板製造プロセスの停止のうちの少なくとも１つを行うステップとを含む方法。

【請求項14】

前記計量値から、前記面板と前記基板との間の前記距離が前記ターゲットウィンドウの範囲外にあるかどうかを判定するステップが、
前記基板の平面の配向がプロセスウィンドウの範囲外にあると判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記計量値から、前記面板と前記基板との間の前記距離が前記ターゲットウィンドウの範囲外にあるかどうかを判定するステップが、
前記基板が振動していると判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、一般に、マイクロ電子デバイスを製造するプラズマ処理チャンバに関し、より詳細には、プラズマ処理チャンバ内の基板に関するプロセスパラメータを判定するために使用されるセンサに関する。

【背景技術】

【0002】

高精度の製造、たとえば半導体の製造では、製造動作中、品質の均一性を増大させかつ欠陥を低減させるために、基板を固定具によって正確に保持することが必要になりうる。いくつかの製造動作では、１つまたは複数の製造動作中、加熱された基板支持体を固定具として使用し、基板を支持することがある。
半導体基板処理チャンバでは、多くのプロセスは、基板と基板を処理するガスを提供するためにチャンバ内で利用されるシャワーヘッドの面板との間に画定された間隙（間隔）の影響を非常に受けやすい。基板における間隙の均一性は、満足のいく基板処理結果を得るための重要な要因である。加えて、低温の基板が処理チャンバ内の基板支持体上に配置されたとき、チャンバ処理温度が高いと、基板の熱膨張を引き起こし、処理および移送の問題を招くことがある。回転する基板支持体を利用する原子層堆積（ＡＬＤ）などのいくつかのプロセスでは、基板がポケット外（ＯＯＰ）にあることを早期に検出することで、基板がシャワーヘッドに当たってチャンバ内で破損することによるチャンバの回復に関連する高いコストが回避される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、基板支持体上の基板の位置を監視する改善された方法および装置が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書に開示する実施形態は、センサアセンブリを有する面板、面板を有する処理チャンバ、および基板距離を監視する方法を含む。一実施形態では、面板は、処理ガスをプラズマ処理チャンバ内へ導入するように構成される。センサアセンブリは、面板内に形成された孔の中に配置される。センサアセンブリは、基板が面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能である。
別の実施形態では、処理チャンバは、チャンバ本体を有する。チャンバ本体は、チャンバリッド、チャンバ壁、およびチャンバ底部を有し、チャンバ本体は、チャンバ内部体積を密閉する。加工物支持面を有する基板支持体が、チャンバ内部体積内に配置される。面板は、内部体積内でチャンバリッドから支持される。面板は、処理ガスをプラズマ処理チャンバ内へ導入するように構成される。センサアセンブリは、面板内に形成された孔の中に配置される。センサアセンブリは、基板が面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能である。
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部はその説明から当業者には容易に明らかになり、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む本明細書に記載する実施形態を実施することによって認識されよう。
上記の概略的な説明および以下の詳細な説明はどちらも単なる例示であり、特許請求の範囲の本質および特性を理解するための概要または枠組みを提供することが意図されることを理解されたい。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、１つまたは複数の実施形態を示し、説明とともに、様々な実施形態の原理および動作を説明する働きをする。
本発明の実施形態の上記の特徴を詳細に理解することができるように、実施形態を参照することによって、上記で簡単に要約した本発明の実施形態のより具体的な説明を得ることができ、これらの実施形態のいくつかは、添付の図面内に示されている。しかし、本発明の実施形態は他の等しく有効な実施形態も許容しうるため、添付の図面は本発明の典型的な実施形態のみを示し、したがって本発明の範囲を限定すると見なされるべきではないことに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】シャワーヘッドおよび基板支持体が設置された例示的なプラズマ処理チャンバの概略側面図である。

【図2】一実施形態による隔置されたセンサアセンブリを有するシャワーヘッドの底面図である。

【図3】別の実施形態による隔置されたセンサアセンブリを有するシャワーヘッドの底面図である。

【図4】処理チャンバの内部部分の概略側面図である。

【図5】処理チャンバ内のシャワーヘッドの位置を調整するためのアクチュエータを有するシャワーヘッドの一実施形態を示す図である。

【図6】処理チャンバ内のシャワーヘッドの位置を調整するためのアクチュエータを有するシャワーヘッド別の実施形態を示す図である。

【図7】処理チャンバ内の基板支持体の位置を調整するためのアクチュエータを有する基板支持体の一実施形態を示す図である。

【図8】処理チャンバ内の基板支持体の位置を調整するためのアクチュエータを有する基板支持体の別の実施形態を示す図である。

【図9】裏側ガス貫通孔内に装着されたセンサアセンブリを有する基板支持体の部分横断面等角図である。

【図10A】円錐形のばね装着部の分割板の等角図である。

【図10B】円錐形のばね装着部の平面図である。

【図11】センサハウジングの装着ヘッドの横断面斜視図である。

【図12A-12C】センサヘッドの例示的な構成である。

【図13A-13B】例示的なばねの図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

実施形態を次に詳細に参照する。実施形態の例は、添付の図面に示されており、図面には、実施形態のすべてではないがいくつかが示されている。実際には、これらの概念は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書を限定すると解釈されるべきではない。むしろこれらの実施形態は、本開示が当該法的要件を満たすように提供される。可能な限り、同様の参照番号を使用して、同様の構成要素または部分を指す。

【0007】

本明細書に開示する実施形態は、プロセスガスを半導体処理チャンバ内へ提供するように構成されたシャワーヘッドの面板内に形成された孔の中に配置されたセンサアセンブリを含む。センサアセンブリは、処理チャンバ内の基板支持体上に配置された基板と面板との間の距離を導出することを可能にする。センサアセンブリは、基板が面板の下に位置決めされた距離を示す計量値を提供するように動作可能である。複数のセンサアセンブリが利用されるとき、かつ／または基板が１つもしくは複数のセンサアセンブリの下で回転するとき、１つまたは複数のセンサアセンブリによって得られる計量値を利用して、基板支持面上に配置された基板の位置合わせ不良、またはプロセスパラメータの範囲外に位置決めされた基板を示す計量値を検出することができる。加えて、面板上の複数の位置に配置されたセンサアセンブリを利用して、リフトピンおよび基板支持体が処理のために正しく位置決めされているかどうかを判定することもできる。センサアセンブリは、プロセスパラメータを微調整するために、基板支持体上に配置された基板までの距離の実時間測定を提供することができる。たとえば、制御システムは、センサアセンブリから得られた距離情報を利用して、基板とシャワーヘッドとの間のターゲット距離を維持するように基板支持体の高さを修正することができ、または基板の位置合わせおよびポケット外にある問題を確認し、かつ／もしくは面板および基板を実質上平行な配向で位置合わせすることができる。このようにして、基板支持体上に配置された基板に対する処理パラメータを厳密に制御することができ、位置合わせ不良またはポケット外にある問題に起因する基板の損傷を防止することができる。一例では、センサアセンブリは、基板とシャワーヘッドの面板との間の間隙値を監視して、基板が基板支持体上に形成された受取りポケット外にあるかどうかを判定するために利用されるレーザセンサとすることができる。センサアセンブリはまた、実時間プロセス制御に利用することができる実時間の基板と面板との距離情報を提供する。いくつかの構成では、センサアセンブリはまた、基板の反りを検出し、基板上に配置された膜の品質を確実にするための補正措置を行うようにフィードバックを提供することが可能である。

【0008】

図１は、一実施形態によるシャワーヘッドアセンブリ１１２を有する化学気相堆積（ＣＶＤ）処理チャンバ１００を示す。処理チャンバ１００は、側壁１０４、底部１０５、およびリッド１０６を有するチャンバ本体１０２を含む。側壁１０４およびリッド１０６は、内部体積１０８を画定する。側壁１０４内には、内部体積１０８の内外へ基板を移送するための基板移送ポート１１０を形成することができる。

【0009】

処理チャンバ１００には、制御システム１９８が結合される。制御システム１９８は、中央処理装置（ＣＰＵ）１９２、メモリ１９４、および支持回路１９６を含む。制御システム１９８は、処理チャンバ１００を制御するために利用される。ソフトウェアルーチンがＣＰＵ１９２によって実行されると、ＣＰＵ１９２を特殊目的コンピュータ（コントローラ）１９０に変換し、コントローラ１９０は、プロセスおよび処理チャンバ１００の内部体積１０８内に配置された機器を制御する。

【0010】

処理チャンバ１００の内部体積１０８内には、シャワーヘッドアセンブリ１１２の下に基板支持体１２６が配置される。基板支持体１２６は、下部のローディング位置（図示）と上昇した処理位置（図示せず）との間で垂直方向に可動である。基板支持体１２６は、処理中に基板１０１を支持するように構成される。基板支持体１２６は、複数のリフトピン１２８を含むことができ、リフトピン１２８は、基板支持体１２６を通って可動に配置される。リフトピン１２８は、基板支持体１２６の支持面１３０から突出するように作動させることができ、それによって基板支持体１２６に対して隔置された関係で基板１０１を配置し、基板移送ポート１１０を介した移送ロボット（図示せず）による移送を容易にすることができる。

【0011】

シャワーヘッドアセンブリ１１２は、内部体積１０８内に配置され、リッド１０６に結合される。シャワーヘッドアセンブリ１１２は、下板１１４および面板１１８を含む。下板１１４は、リッド１０６の下に位置決めされ、したがって下板１１４とリッド１０６との間に第１のプレナム１２０が形成される。一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ１１２は、下板１１４と面板１１８との間に位置決めされた拡散板１１６をさらに含む。拡散板１１６は、下板１１４と拡散板１１６との間に第２のプレナム１２４を形成し、拡散板１１６と面板１１８との間に第３のプレナム１２２を形成する。
第１のプレナム１２０は、不活性ガス源１４４に結合されたガス供給システム１８０から不活性ガスを受け取るように構成される。下板１１４は、第１のプレナム１２０からの不活性ガスを第２のプレナム１２４へ提供するように構成される。下板１１４は、複数の開孔１３２を含む。開孔１３２は、第１のプレナム１２０と第２のプレナム１２４との間の流体連結を可能にする。複数の開孔１３２は、下板１１４内で第１のプレナム１２０の下に位置決めされる。
処理チャンバ１００は、中心導管１３８をさらに含む。中心導管１３８は、リッド１０６を通って形成され、第２のプレナム１２４内へ開いている。中心導管１３８は、プロセスガス源１４０から第２のプレナム１２４へプロセスガスを提供するように構成される。第２のプレナム１２４内で、中心導管１３８によって供給されたプロセスガスは、下板１１４から提供された不活性ガスと混合される。膜堆積特性を改善するために、第１のプレナム１２０および／または第２のプレナム１２４内に複数のゾーンを設けて、面板１１８から出て基板１０１へ送達されるプロセスガスの分布の勾配を可能にすることができる。いくつかの実施形態では、面板１１８から出て基板１０１へ送達されるプロセスガスの分布は、均一に提供される。

【0012】

拡散板１１６は、複数の開孔１３４を含む。複数の開孔１３４は、第２のプレナム１２４と第３のプレナム１２２との間の流体連結を可能にする。拡散板１１６は、第３のプレナム１２２に提供される混合ガスを分散させるように構成される。第３のプレナム１２２は、面板１１８を通って形成された複数の開孔またはガス孔１３６を通って、面板１１８と基板支持体１２６との間に画定された処理領域１４２と流体連結している。開孔１３４は、第３のプレナム１２２と処理領域１４２との間の流体連結を可能にする。

【0013】

面板１１８は、円板状の本体１１９を有する。面板１１８は、処理チャンバ１００の処理領域１４２の方を向いている底面１５２と、底面１５２とは反対側の頂面１５４とを有する。一実施形態では、頂面１５４は、第３のプレナム１２２の方を向いている。面板１１８と、基板支持体１２６上に支持された基板１０１との間に、間隙１９０が画定される。間隙１９０は、基板１０１と面板１１８との間の距離の尺度である。間隙１９０は、基板支持体１２６が上昇した処理位置にあるときの最小値から基板支持体１２６が下部のローディング位置にあるときの最大値の範囲に及ぶことができる。

【0014】

円板状の本体１１９内には、１つまたは複数のセンサアセンブリ１７０を配置することができる。センサアセンブリ１７０は、制御システム１９８と連通することができる。センサアセンブリ１７０は、間隙１９０を示す計量値を提供するように動作可能である。この計量値を利用して、支持面１７２上の基板１０１の位置を判定することができる。一例では、センサアセンブリ１７０によって提供される計量値は、制御システム１９８へ提供され、制御システム１９８は、この計量値を利用して、センサアセンブリ１７０によって測定された基板１０１までの距離に基づいて、面板１１８と基板１０１との間の間隙１９０を判定する。このようにして、制御システム１９８は、基板支持体の高さを調整することによって間隙１９０を調整し、間隙１９０の所望の（すなわち、ターゲット）距離を維持することができる。センサアセンブリ１７０によって提供される計量値は、動かないリフトピン、基板支持体の位置合わせ不良、基板１０１の平面度ずれもしくは位置合わせ不良、および／または膜品質を改善する追加のプロセス制御のためのターゲット範囲での間隙１９０の維持などの機器の問題を判定するために利用することができる。

【0015】

間隙１９０を判定すると、制御システム１９８は、基板支持体１２６またはリフトピン１０９の位置を修正して、基板１０１を適切に位置合わせし、シャワーヘッドアセンブリ１１２のシャワーヘッド面板１１８に対する基板１０１の平面の表面、すなわち平面度を維持することができる。加えて、センサアセンブリ１７０からの計量値が、処理パラメータがターゲット値の範囲外にあること、または処理チャンバ１００もしくは基板１０１に損傷が生じている可能性が高いことを示す場合、コントローラ１９８は、基板１０１の処理を停止することができる。コントローラはまた、シャワーヘッドアセンブリ１１２の面板１１８を調整して、基板１０１と適切に位置合わせすることができる。
面板１１８は、複数のアクチュエータ１５０によって拡散板１１６に取り付けることができる。アクチュエータ１５０は、リニアアクチュエータ、ヘクサポッドなどのパラレルキネマティック精密位置決めシステム、または他の適したアクチュエータとすることができる。アクチュエータ１５０は、面板１１８の底面１５２を配向するために互いに独立して動くことができる。たとえば、面板１１８の底面１５２の平面を基板支持体１２６上に配置された基板１０１の平面に対して実質上平行に配向するように、１つまたは複数のアクチュエータ１５０が延び、他のアクチュエータ１５０が後退することができる。別法として、１つまたは複数のアクチュエータ１５０を基板支持体１２６に取り付けて、支持面１３０上に配置された基板１０１の平面が面板１１８の平面に対して実質上平行になる位置へ支持面１３０を配向することもできる。

【0016】

図５および図６を簡単に参照すると、アクチュエータ１５０を有するシャワーヘッドに対する例示的な実施形態が示されている。図５は、処理チャンバ１００内のシャワーヘッドアセンブリ１１２の位置を調整するためのアクチュエータ１５０を有するシャワーヘッドアセンブリ１１２に対する一実施形態を示す。シャワーヘッドアセンブリ１１２内の面板１１８の円板状の本体１１９は、外周５１８を有する。アクチュエータ１５０は、外周５１８に沿って配置することができる。円板状の本体１１９は、一方の端部に配置された第１のアクチュエータ５５１と、反対側の端部に配置された第２のアクチュエータ５５２とを有することができる。各アクチュエータ１５０は、矢印５２０で示す上方向と矢印５１０で示す下方向との間を垂直に可動とすることができる。想像線５３０は、基板１０１（図示せず）の平面を示す。センサアセンブリ１７０は、基板１０１からの底面１５２の距離を示すことができる。第１のアクチュエータ５０１は、第２のアクチュエータ５０２と協働して上方向（５２０）または下方向（５１０）に動き、基板１０１の平面を示す想像線５３０に対して底面１５２を平行に配向する。想像線５３０によって示される基板１０１の平面は、基板１０１ごとに異なることがあり、または処理チャンバ１００内で処理を受けた後の基板１０１とは異なることがあるため、基板１０１の平面を示す想像線５３０は、センサアセンブリ１７０によって間隙１９０を測定し、第１のアクチュエータ５５１および第２のアクチュエータ５５２を調整して面板１１８の底面１５２を基板１０１に対して平行に配向することによって判定することができる。

【0017】

図６は、処理チャンバ１００内のシャワーヘッドアセンブリ１１２の位置を調整するためのアクチュエータ１５０を有するシャワーヘッドアセンブリ１１２に対する別の実施形態を示す。シャワーヘッドアセンブリ１１２の面板１１８は、面板１１８の中心線６９０に沿って心棒６１８を有することができる。複数のアクチュエータ１５０が、拡散板１１６上に配置されたシャワーヘッド装着部６２２に心棒６１８を取り付けることができる。第１のアクチュエータ６５１を第２のアクチュエータ６５２の反対側に配置して、面板１１８の底面１５２の勾配を調整することができる。たとえば、第１のアクチュエータ６５１は、位置６０１で第１の間隙を増大させるために上方向６１１に調整することができ、第２のアクチュエータ６５２は、６０２で第２の間隙値を減少させるために下方向６１３に調整する。センサアセンブリ１７０は、底面１５２の長さに沿って間隙１９０を測定して、コントローラまでの値を提供し、それに応じてアクチュエータ１５０を調整し、したがって基板１０１に対して平行な底面１５２を確立することができる。

【0018】

図７は、処理チャンバ１００内の基板支持体１２６の位置を調整するためのアクチュエータ１５０を有する基板支持体１２６に対する一実施形態を示す。基板支持体１２６は、心棒７２６上に配置される。心棒７２６は、基板支持体１２６の中心線７９０に沿って配置することができる。複数のアクチュエータ１５０が、支持体装着部７１４に心棒７２６を取り付けることができる。支持体装着部７１４は、基板支持体１２６全体を上方向７１１および下方向７１３に動かすように動作可能にリフト７１０に取り付けることができる。支持体装着部７１４の一部分７１５が、心棒７２６の内部７２７へ延びることができる。アクチュエータ１５０は、基板支持体１２６を支持する心棒７２６を支持体装着部７１４に可動に接続する。アクチュエータ１５０は、第１のアクチュエータ７５１および第２のアクチュエータ７５２などの複数のアクチュエータを含むことができる。第１のアクチュエータ７５１および第２のアクチュエータ７５２は、支持体装着部７１４の部分７１５の両側を心棒７２６に取り付けることができる。第１のアクチュエータ７５１および第２のアクチュエータ７５２は、複数の軸に沿って動作することができる。たとえば、第１のアクチュエータ７５１および第２のアクチュエータ７５２は、基板支持体１２６の位置合わせを調整するために６つの異なる運動軸に沿って動作可能なヘクサポッドポジショナとすることができる。たとえば、第１のアクチュエータ７５１は、位置７８１で第１の間隙を増大させるために上方向７１１に調整することができ、第２のアクチュエータ７５２は、位置７８２で第２の間隙値を減少させるために下方向７１３に調整することができる。面板１１８内に配置されたセンサアセンブリ１７０は、位置７８１における第１の間隙の値および位置７８２における第２の間隙の値など、底面１５２の長さに沿って間隙１９０を測定して、それらの値をコントローラへ提供することができ、コントローラは、第１のアクチュエータ７５１および第２のアクチュエータ７５２を調整して、基板支持体１２６上に配置された基板１０１と面板１１８との間の平行な配向を確立することができる。

【0019】

図８は、処理チャンバ１００内の基板支持体１２６の位置を調整するためのアクチュエータ１５０を有する基板支持体１２６に対する別の実施形態を示す。リフト７１０は、装着ハブ７４１に同様に取り付けられている。しかし、この実施形態では、アクチュエータ１５０は、心棒７２６の直径８２６と装着ハブ７４１との間に配置される。心棒７２６と装着ハブ７４１との間には、４つのアクチュエータ１５０などの２つ以上のアクチュエータ１５０が動作可能に位置することができる。たとえば、第１のアクチュエータ８５１および第２のアクチュエータ８５２は、基板支持体１２６を調整して、基板支持体１２６上に配置された基板１０１および面板１１８に対して平行に位置合わせするように動作することができる。

【0020】

また、処理チャンバ１００内に配置されたセンサアセンブリ１７０は、処理されている加工物の撓みに関係する情報がナノメートルまたはミクロンのレベルで所望される他の製品の製造に拡張することもできることが企図される。次いで動作パラメータは、前記製品の製作に対する改善されたプロセス制御のためにセンサアセンブリ１７０によって提供されるデータに依拠して、フィードバックループによって制御することができる。

【0021】

図２をさらに参照して、面板１１８およびセンサアセンブリ１７０に対する位置について次に論じる。図２は、面板１１８の底面２１８にわたって隔置されたセンサアセンブリ１７０を有する面板１１８に対する底面図である。底面２１８は、処理チャンバの処理領域１４２に露出され（すなわち、基板１０１の方を向く）、基板支持体１２６の支持面１３０に対して実質上平行になるように構成される。

【0022】

面板１１８は、複数のガス孔１３６（図１に示す）を有する。面板１１８は、１つまたは複数のセンサ装着孔２１０を有する。センサアセンブリ１７０は、面板１１８のセンサ装着孔２１０内に装着される。別法として、センサアセンブリ１７０は、ガス孔１３６内に装着することもできる。センサアセンブリ１７０の位置に対するこの代替配置については、図９に関して以下にさらに論じる。センサ装着孔２１０の形状は、円形の孔に限定されるものではない。たとえば、センサ装着孔２０１は、円錐形、正方形、またはセンサアセンブリ１７０を受け取るのに適した他の形状とすることができる。センサ装着孔２１０は、レーザドリル加工、機械加工、または３Ｄ印刷などの別の適した方法で形成することができる。一実施形態では、センサアセンブリ１７０は、面板１１８の既存のインシトゥ顕微鏡（ＩＳＭ）ポート内に配置される。別の実施形態では、ガス孔１３６のうちの１つまたは複数は、センサアセンブリ１７０を受け入れるためのセンサ装着孔２１０として構成される。
一実施形態では、面板１１８は、３つのセンサ装着孔２１０を有し、各孔２１０は、センサアセンブリ１７０のうちの対応する１つを受け取る。面板１１８内に形成されたセンサ装着孔２１０を、第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３とも呼ぶ。第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３はそれぞれ、センサアセンブリ１７０を受け入れるように同様に構成することができる。第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３は、等距離に隔置することができる。たとえば、第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３は、面板１１８の中心２７８の周りで共通の半径上に等しく隔置することができる。面板１１８の中心２７８は、基板支持体１２６の中心と位置合わせされ、したがって基板１０１の中心とも位置合わせされる。第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３は、面板１１８の外周２１６近傍に位置決めすることができる。別法として、第１のセンサ装着孔２０１および第２のセンサ装着孔２０２より中心２７８の近くに、第３のセンサ装着孔２０３’を位置決めすることもできる。このようにして、センサ装着孔内に配置されたセンサは、中心２７８から外周２１６まで異なる半径で、間隙１９０の差を検出することが可能である。

【0023】

第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３の位置は、センサ装着孔内に配置されたそのようなセンサアセンブリ１７０が、間隙１９０を測定するとき、面板１１８に対向する基板１０１の表面の配向を検出することができるように配置することができる。たとえば、それぞれの第１のセンサ装着孔２０１、第２のセンサ装着孔２０２、および第３のセンサ装着孔２０３内に装着された３つのセンサアセンブリ１７０は、基板表面の平面を判定し、基板表面の平面の判定した勾配を、基板表面の所望のまたはターゲット平面と比較することが可能であり、所望のまたはターゲット平面は、概して、基板支持体１２６の支持面１３０に対して平行でありかつ基板支持体１２６の中心線に対して直交することが所望される。基板の表面がターゲット平面内に位置しない場合、制御システム１９８は、基板が適切にロードされていない可能性があり、曲がっている、移動している、もしくは振動している、または他の形で理論上は処理できる位置にないと判定することができる。制御システム１９８は、基板１０１がターゲット平面内に位置しないと判定したことに応答して、処理を停止し、または警報、電子メール、電子通知などの警告信号を発行することができる。

【0024】

上記で論じたように、センサアセンブリ１７０は、ガス孔１３６などの面板１１８内に形成された貫通孔内に配置することができる。センサアセンブリ１７０は、多孔性とすることができ、プロセスガスなどの流体がセンサアセンブリ１７０を横切ることを可能にすることができる。たとえば、センサアセンブリ１７０は、プロセスガスがセンサアセンブリ１７０を通過することを可能にする通路を有することができる。図９を参照すると、図９は、ガス孔１３６内に装着されたセンサアセンブリ１７０を有する図１に示す面板１１８の部分横断面図である。ガス孔１３６の中心に沿って、垂直線９９８が提供される。垂直線９９８は、配向を示すための単なる例示である。センサアセンブリ１７０が面板１１８内に装着されるガス孔１３６の形状は、円形の孔に限定されるものではない。この孔は、レーザドリル加工、機械加工、または別の適した方法で形成することができる。

【0025】

センサアセンブリ１７０は、センサ９８０およびセンサハウジング９２０を含む。センサ９８０は、ファブリ−ペロセンサ（ＦＰＳ）もしくは干渉計などの光ファイバベースのセンサ、または小さい撓みを測定するのに適した他のセンサとすることができる。一実施形態では、センサ９８０はＦＰＳである。センサ９８０は、制御システムと通信する。一実施形態では、センサ９８０は、コントローラへの配線による通信接続９８４を有することができる。別法として、センサアセンブリ１７０は、制御システムと無線で通信することができる。センサ９８０は、基板支持体１２６上に配置された基板１０１（図示せず）までの距離を示す計量値を測定し、この計量値を分析のために制御システムへ実時間で提供して、プロセスの完全性が維持されることを確実にすることができる。
センサ９８０は、センサヘッド９８２を有することができる。センサヘッド９８２は、距離測定を行うための信号を放出および受信することができる。センサ９８０は、センサヘッド９８２と基板（図示せず）などの任意の物体との間の距離を実時間で測定して相対的な変位をナノメートルの精度で判定することができるように、面板１１６内に精密に装着することができる。センサ９８０は、ガス孔１３６の遷移導管９１０内に精密に装着することができる。センサヘッド９８２の例示的な構成を図１２Ａ〜１２Ｃに示す。センサヘッド９８２は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示す円錐形のばね９４３またはドーナツ形のコイルばね９４２などのばねと連携して機能するのに適した形状を有することができる。

【0026】

センサハウジング９２０は、ガス孔１３６内にセンサ９８０を保持する。センサヘッド９８２は、垂直線９９８の±３度の範囲内で、または言い換えれば基板支持体１２６の垂線から±３度の範囲内で位置合わせすることができる。センサヘッド９８２の距離は、面板１１６の底面１５２から約５ｍｍ未満〜約３００ｍｍで精密に調整することができる。
センサ９８０は、放射を放出する放射エミッタと、放射のうち基板１０１によって反射された部分を測定する放射検出器とを含むことができる。放射または信号は、たとえば、約６００ナノメートル〜約１７００ナノメートルの波長を有する電磁放射とすることができる。センサ９８０内の放射検出器は、放出された放射信号に対する帰還路を測定する。したがって、センサ９８０の角度および位置は、測定に影響する可能性がある。センサハウジング９２０は、正確な測定を容易にするために、センサ９８０を精密な位置および配向で保持する。

【0027】

センサハウジング９２０は、円錐形のばね装着部９２２および装着ヘッド９２４を含むことができる。円錐形のばね装着部９２２および装着ヘッド９２４について、図１０Ａ、図１０Ｂ、および図１１をさらに参照してここで論じる。図１０Ａは、センサアセンブリ１７０に対する円錐形のばね装着部９２２の斜視図である。円錐形のばね装着部９２２と協働して、円錐形の装着ヘッド９２４とのセンサ９８０の自己整合を実現することができる。図１０Ｂは、円錐形のばね装着部９２２に対する平面図である。図１１は、センサアセンブリ１７０の装着ヘッド９２４に対する横断面図である。

【0028】

装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２はどちらも、低温動作に適したポリマーから形成することができる。別法として、装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２は、高温または低温の用途に適したセラミックまたは金属材料から形成することができる。装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２は、ステンレス鋼（ＳＳＴ）、チタン、アルミニウム、タングステン、ニッケル、または他の合金などの金属から作ることができる。別法として、装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２は、アルミナもしくは窒化アルミニウムなどのセラミック材料、または石英から作ることができる。装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２はまた、金属またはセラミック材料で３Ｄ印刷することもできる。

【0029】

センサハウジング９２０は、センサアセンブリ１７０を通ってガスが流れることを可能にするように構成される。センサハウジング９２０は、多孔性とすることができる。装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２はどちらも、多孔性とすることができ、追加または別法として、ガスが流れることを可能にするように複数の孔またはスロットを有することができる。たとえば、図１１に示すように、装着ヘッド９２４は、ガスがセンサアセンブリ１７０を通過することを可能にするための孔１１２６、１１６４を有する。加えて、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、円錐形のばね装着部９２２は、複数の孔１０６４を有する。センサアセンブリ１７０を通って流体が流れるのを促進するように、円錐形のばね装着部９２２内の孔１１６４は、装着ヘッド９２４内の孔１１６４と位置合わせされる。孔１１２６、１１６４は、装着ヘッド９２４を通って延びることができる。装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２は、センサアセンブリ１７０を通ってガスが流れるのを可能にするために、周辺に沿って４つ以上の孔などの孔１１２６、１１６４を有するように精密に機械加工することができる。別法として、３Ｄ印刷などの付加製造プロセス中に、装着ヘッド９２４および円錐形のばね装着部９２２内に複数の孔１１２６を形成することができる。孔１１２６、１１６４の数は、孔を通って流れる流体の伝達を調整するように、約１〜約１００以上の範囲とすることができる。別法として、センサハウジング９２０は、センサ９８０がガス孔１３６または他の貫通孔内に装着されたときのガス流をさらに改善するために、多孔性セラミックなどの多孔性材料から形成することができる。

【0030】

図１０Ａおよび図１０Ｂを簡単に参照すると、装着ヘッド９２４は、本体１００１を有する。本体１００１は、リング形とすることができる。本体１００１は、任意選択で、側面開口１０３０を有することができる。本体１０１０は、中心開口１０５０を有する。一実施形態では、本体１００１は、６角形のリングであり、６角形の１つの小面が欠けて側面開口１０３０を形成している。別の実施形態では、本体１００１は、円形のリング形状を有することができ、本体１００１の一部が欠けて側面開口１０３０を実質上形成する。
中心開口１０５０は、内周１００２を有することができる。中心開口１０５０は、内周１００２から中心開口１０５０内へ延びる内側レッジ１０２０を有することができる。内側レッジ１０２０は、内周１０３２を有することができる。中心開口１０５０の内周１００２は、センサ９８０が中心開口１０５０を通過することを可能にするように寸法設定される。内側レッジ１０２０の内周１０３２は、中心開口１０５０の内周１００２より小さい。内側レッジ１０２０の内周１０３２はまた、センサ９８０の幅より小さく、したがって内側レッジ１０２０によってセンサ９８０を支持することができる。このようにして、ガス孔１３６内にセンサ９８０を精密に配置するように、装着ヘッド９２４内のセンサ９８０の位置を構成することができる。

【0031】

装着ヘッド９２４の本体１００１は、複数の孔１０６４を有する。孔１０６４は、頂面１００９から底面１００８まで延びる。一実施形態では、装着ヘッド９２４は、４つの孔１０６４を有する。別の実施形態では、装着ヘッドは、６つ以上の孔１０６４を有する。孔１０６４は、センサアセンブリ１７０がガス孔１３６内に装着されたとき、流体が装着ヘッド９２４の本体１００１を越えて流れることを可能にするように構成される。有利には、センサアセンブリ１７０は、従来の静電チャック内の既存の流体送出孔に設置することができ、したがってセンサアセンブリ１７０を収容する孔を通る流体の流れにセンサアセンブリ１７０が干渉することなく、既存の静電チャックの後付けを可能にする。

【0032】

装着ヘッド９２４の本体１００１は、１つまたは複数のピン１０７４をさらに有する。ピン１０７４は、頂面１００９から底面１００８を越えて延びる。一実施形態では、装着ヘッド９２４は、３つのピン１０７４を有し、３つのピン１０７４は、円錐形のばね装着部９２２と連携して機能し、円錐形のばね装着部９２２内に装着ヘッド９２４を配置する。
図１１を簡単に参照すると、円錐形のばね装着部９２２は、複数の受取り孔１１７４を有する。円錐形のばね装着部９２２内の受取り孔１１７４は、装着ヘッド９２４からピン１０７４を受け入れる。したがって、円錐形のばね装着部９２２を装着ヘッド９２４と所定の方法で位置合わせすることができる。

【0033】

円錐形のばね装着部９２２は、本体１１０１を有する。本体１１０１は、底面１１０７および頂面１１０８を有することができる。本体１１０１は、リング形とすることができ、底面１１０７から頂面１１０８まで延びる内部開口１１７５を有することができる。複数のフィン１１７０が、頂面１１０８の上に延びることができる。フィン１１７０は、円錐形のばね装着部９２２と装着ヘッド９２４との間の接合部への安定性を提供する。加えて、フィン１１７０は、装着ヘッド９２４内のピン１０７４を円錐形のばね装着部９２２内の受取り孔１１７４に位置合わせするのを助けることができる。
本体１１０１は、本体１１０１を通って延びる複数の通路１１６０、すなわち孔１１２６、１１６４を有することができる。通路１１６０は、装着ヘッド９２４内の孔１０６４と位置合わせすることができる。したがって、通路１１６０および孔１０６４を組み合わせることで、流体がセンサハウジング９２０にわたって、したがってセンサアセンブリ１７０を通って流れるための連続する導管を提供する。一例では、流体は、円錐形のばね装着部９２２の底部１１０７で内部開口１１７５に入る。流体は、円錐形のばね装着部９２２を通って頂面１１０８に向かって上方へ動く。流体は、円錐形のばね装着部９２２内に形成された通路１１６０に入り、装着ヘッド９２４の孔１０６４に入って孔１０６４を通り過ぎるように誘導される。流体は、装着ヘッド９２４の頂面１００９で孔１０６４から離れ、引き続きガス孔１３６を上へ基板支持面１７２まで進む。したがって、通路１１６０および孔１０６４をともに組み合わせることで、流体がセンサアセンブリ１７０を通過することを可能にする。

【0034】

円錐形のばね装着部９２２の本体１１０１は、ガス孔１３６を通って流体が流れるのに干渉することなく、ガス孔１３６内の遷移導管と連携して機能するように構成される。本体１１０１は、底面１１０７に内径１１４４を有する。内径１１４４は、頂面１１０８に向かって上方へ延びる。内径１１４４は、傾斜した内面１１３０に対して角度１１３２で遷移する。傾斜した内面１１３０は、内径１１４４から角度１１３２で頂面１１０８に向かって外方に延びることができる。角度１１３２および傾斜した内面１１３０は、流体伝達、圧力、または速度などの流体流の特性に影響するように構成することができる。

【0035】

本体１１０１は、外面１１７７上にチャンファー１１５０をさらに有することができる。チャンファー１１５０は、円錐形のばね装着部９２２と遷移導管９１０との間にプレス嵌めを形成するように角度を付けることができる。チャンファー１１５０は、頂面１１０８から所定の距離１１５２をあけることができる。距離１１５２は、必要に応じて任意の寸法にすることができる。たとえば、距離１１５２は、チャンファー１１５０と頂面１１０８との間により長いまたはより短い距離１１５２を有するように本体１１０１を形成することによって寸法設定することができる。別法として、本体１１０１は、２つの部分から形成することができ、第１の部分が頂面１１０８を含み、第２の部分がチャンファー１１５０を含む。これらの部分は、これらの部分をともにねじ留めすること、階段と中休み段の組合せを使用すること、または距離１１５２を修正することを可能にする別の適した方法を使用することなどの方法で、ともに接合することができる。有利には、センサヘッド９８２は、面板１１８の底面１５２から約５ｍｍ未満〜約３０ｍｍ離れて上下に精密に調整することができる。
図１とともに図３をさらに参照して、センサアセンブリ１７０に対して異なる位置を有する面板１１８の第２の実施形態について次に論じる。図３は、第２の実施形態による隔置されたセンサアセンブリ１７０を有する面板１１８に対する底面図である。

【0036】

面板１１８は、領域３０２（例示的に破線で示す）内に配置されたセンサ装着孔２１０を有する。領域３０２を表す破線は、領域３０２が関連する基板１０１の外周も同様に表すことができる。各領域３０２は、それぞれの領域３０２内に位置する基板１０１において間隙１９０を測定するための１つまたは複数のセンサアセンブリ１７０を有する。領域３０２の寸法および形状は、単なる例示であり、１つまたは複数の基板に対応するように構成することができる。一実施形態では、各領域３０２は、単一の基板１０１に対応し、単一の基板１０１を表す。

【0037】

面板１１８は、領域３０２のうちの第１の領域３１０を有することができ、第１の領域３１０内には１つまたは複数のセンサ装着孔２１０が配置され、各センサ装着孔２１０は、センサアセンブリ１７０のうちの対応する１つを保持する。たとえば、第１の領域３１０は、第１のセンサアセンブリ１７０を支持して受け取るように構成された第１の装着孔３３１を有することができる。第１の領域３１０は、第２のセンサアセンブリ１７０を支持して受け取るように構成された第２の装着孔３３２を有することができる。第１の領域３１０はまた、第３のセンサアセンブリ１７０を支持して受け取るように構成された第３の装着孔３３３を有することができる。第１の領域３１０は、必要または所望に応じて追加のセンサ装着孔２１０を有することができる。第１の装着孔３３１、第２の装着孔３３２、および第３の装着孔３３３などのセンサ装着孔２１０は、図２で論じたものに類似の配置で第１の領域３１０内に構成することができる。第１の領域３１０に関してセンサ装着孔２１０内に配置されるセンサアセンブリ１７０の配置は、基板１０１に沿って異なる位置で間隙１９０を示す計量値を検出するように構成することができる。

【0038】

面板１１８は、センサ装着孔２１０に連続する領域３０２の第２の領域３２０を有することができる。第２の領域３２０は、センサ装着孔２１０内に配置されたセンサアセンブリ１７０を有することができる。センサアセンブリ１７０は、第２の領域３２０に対応する第２の基板に沿って間隙１９０を測定するように構成される。面板１１８は、センサ装着孔２１０を含む領域３０２の第３の領域３３０を有することができる。第３の領域３３０は、センサ装着孔２１０内に配置されたセンサアセンブリ１７０を有する。センサアセンブリ１７０は、第３の領域３３０に対応する第３の基板に沿って間隙１９０を測定する。面板１１８は、センサ装着孔２１０を含む領域３０２の第４の領域３４０を有することができる。第４の領域３４０は、センサ装着孔２１０内に配置されたセンサアセンブリ１７０を有する。センサアセンブリ１７０は、第４の領域３４０に対応する第４の基板に沿って間隙１９０を測定する。したがって、基板支持体１２６が支持するように構成された基板１０１の数に対応する領域を有するように面板１１８を構成することが可能である。一実施形態では、基板支持体１２６は、３つの基板１０１を支持するように構成され、面板１１８は、３つの領域３０２を有する。

【0039】

図４は、処理チャンバ１００の内部部分に対する概略側面図であり、センサアセンブリ１７０の動作に関する議論を容易にするために参照することができる。面板１１８および基板支持体１２６の一部分が示されている。基板支持体１２６は、２つ以上の基板１０１を支持するように構成される。一実施形態では、基板支持体１２６は、２つの基板を支持する。第１の基板受取りポケット４５１が、基板支持体１２６の支持面１３０上に形成される。第１の基板受取りポケット４５１は、第１の基板４０１をその中に保持するように構成される。また、基板支持体１２６の支持面１３０上には、第２の基板受取りポケット４５０を形成することができる。第２の基板受取りポケット４５０は、第２の基板４０２をその中に保持するように構成される。

【0040】

面板１１８は、複数のセンサアセンブリ１７０を有する。センサアセンブリ１７０は、ファブリ−ペロセンサ（ＦＰＳ）、レーザセンサ、もしくは干渉計などの光ファイバベースのセンサ、または基板の撓みを導出することができる小さい（ミクロン単位の）距離を測定するのに適した他のセンサとすることができる。一実施形態では、センサアセンブリ１７０はレーザセンサである。センサアセンブリ１７０は、制御システム１９８と通信する。センサアセンブリ１７０は、有線または無線接続を介して制御システム１９８と通信することができる。センサアセンブリ１７０は、光ファイバおよび外部センサを含むことができる。光ファイバを使用して、外部センサからのレーザ信号を処理チャンバ内へ案内し、または処理チャンバ／基板からのレーザ信号を検出器へ案内することができる。面板１１８内に装着されたセンサアセンブリ１７０は、基板支持体１２６上に配置された基板までの距離（すなわち間隙１９０）を示す計量値を出力する。センサアセンブリ１７０は、この計量値を分析およびプロセス制御のために制御システム１９８へ実時間で提供することができる。センサアセンブリ１７０は、湾曲、位置合わせ不良、ぐらつき、または他の欠陥を示す基板１０１までの間隙１９０の測定値を提供して指示を出す。たとえば、センサアセンブリ１７０は、面板１１８および基板１０１に沿って複数の点で基板と面板１１８との間の間隙１９０を識別することができる。センサアセンブリ１７０は、実時間フィードバックを提供し、基板１０１上の処理均一性の問題を解決するのを助ける。センサアセンブリ１７０に対する複数の位置は、図３に領域３０２によって示す基板１０１のエッジから約３ｍｍ〜約５ｍｍなど、基板１０１の中心に対してそれぞれの位置に配置することができる。単一の基板１０１と連携して機能するセンサアセンブリ１７０に対する異なる位置は、基板１０１の平面の配向を導出することを可能にする。

【0041】

４つのセンサアセンブリ１７０を有する面板１１８が示されている。基板支持体１２６内の各ポケット４５０、４５１は、２つ以上のセンサアセンブリ１７０を有することができる。たとえば、第２の基板受取りポケット４５０は、第１のセンサ４７１および第２のセンサ４７２を有する。第１のセンサ４７１および第２のセンサ４７２は、面板１１８の底面２１８に対する垂線から±３度の範囲内で位置合わせすることができる。第１のセンサ４７１および第２のセンサ４７２は、第２の基板受取りポケット４５０内の第２の基板４０２までの間隙１９０を検出することで、面板１１８からの実質上垂直の距離を測定する。同様に、第１の基板受取りポケット４５１は、第３のセンサ４７３および第４のセンサ４７４を有する。第３のセンサ４７３および第４のセンサ４７４は、面板１１８の底面２１８に対する垂線から±３度の範囲内で位置合わせすることができる。第３のセンサ４７３および第４のセンサ４７４は、第１の基板受取りポケット４５１内の第１の基板４０１までの間隙１９０を検出することで、面板１１８から実質上垂直の距離を測定する。

【0042】

いくつかの実施形態では、基板支持体１２６は、処理中に回転する。ポケット４５０、４５１のうちの１つの中に完全または適切に位置しない基板１０１は、基板１０１、処理チャンバ１００、および／または面板１１８に深刻な損傷を招くことが多い。センサアセンブリ１７０は、基板１０１がポケット外にあることを実時間で検出するため、基板への損傷および処理チャンバの故障時間が大幅に減少する。

【0043】

センサアセンブリ１７０はまた、基板１０１のハンドオフ（ｈａｎｄ ｏｆｆ）の問題を検出し、実時間フィードバックを提供することができる。たとえば、第３のセンサ４７３は、第３の測定値４６３のフィードバックを提供する。第４のセンサ４７４は、第４の測定値４６４のフィードバックを提供する。第３の測定値４６３および第４の測定値４６４と予測測定値を比較して、第２の基板受取りポケット４５０内の第１の基板４０１の状態を判定することができる。第３の測定値４６３および第４の測定値４６４が実質上同じであり、所定の範囲内にあることは、第１の基板４０１が第２の基板受取りポケット４５０内に適切に位置し、基板４０１の平面の配向が処理のための公差範囲内にあることを示すことができる。

【0044】

センサアセンブリ１７０はまた、基板１０１の反りまたは位置合わせ不良を実時間で検出することができる。加えて、センサアセンブリ１７０は、面板１１８および／または基板支持体１２６の位置合わせ不良を検出することができる。たとえば、第１のセンサ４７１は、第１の測定値４６１のフィードバックを提供する。第２のセンサ４７２は、第２の測定値４６２のフィードバックを提供する。第１の測定値４６１および第２の測定値４６２と予測測定値を比較して、第１の基板受取りポケット４５１内に位置する第２の基板４０２の状態を判定することができる。第１の測定値４６１および第２の測定値４６２が実質上異なり、または所定の範囲外にあることは、第２の基板４０２が第１の基板受取りポケット４５１内で位置合わせ不良状態にあり、または平面度が処理のための公差範囲外にあることを示すことができる。加えて、第１の測定値４６１および第２の測定値４６２は、基板の撓みまたは反りを測定することができる。たとえば、中心の位置で間隙１９０を測定し、基板の外周に沿って得た間隙１９０の測定値と比較することができる。センサアセンブリ１７０は、複数の位置で面板１１６と基板１０１との間の間隙１９０を測定する。間隙１９０は、基板１０１の平面度および面板１１６に対する基板１０１の近接度を示すことができる。センサアセンブリ１７０は、基板１０１までの間隙１９０の変化を短い時間間隔で測定することができる。制御システム１９８は、センサアセンブリ１７０からの間隙１９０の実時間測定を使用し、後の各測定を比較することで、基板１０１の振動を検出することが可能である。基板が動いていることを制御システム１９８が判定した後、制御システム１９８は、基板の処理を停止することができる。有利には、制御システム１９８は、基板１０１内の膜応力を最小にすることができる。

【0045】

処理チャンバ内の基板は、１つまたは複数のセンサアセンブリから制御システムへ１つまたは複数の信号を提供することによって監視することができる。１つまたは複数のセンサアセンブリは、処理チャンバ内に配置された面板内に配置される。１つまたは複数の信号は、面板と面板の下で基板支持アセンブリ上に配置された基板との間の距離を示す計量値を含むことができる。計量値は、面板と基板との間の距離がターゲットウィンドウの範囲外にあるかどうかを判定することができる。基板に対する計量値がターゲットウィンドウの範囲外にある場合、面板と基板との間の距離がターゲットウィンドウの範囲外にあることに応答して、警報、基板製造プロセスの調整、または基板製造プロセスの停止のうちの少なくとも１つを行うことができる。たとえば、計量値は、基板の平面の配向がプロセスウィンドウの範囲外にあることを示すことができる。別の例では、計量値は、基板が振動していることを示すことができる。

【0046】

有利には、本明細書に記載するセンサアセンブリは、基板と面板との間の間隙を監視することによって、基板支持体上に配置された基板の反り、位置合わせ不良、およびプロセスのばらつきを防止するのを助ける。基板の反りを防止することで、製造中の膜応力を低減させる。加えて、基板の位置合わせ不良を防止することで、チャンバ機器および高価な基板の両方に対する損傷を最小にする。

【0047】

上記の説明および添付の図面に提示した教示の利益を有する、本明細書に記載していない多くの修正形態および他の実施形態が、実施形態が関連する当技術分野の当業者には想到されよう。したがって、本説明および特許請求の範囲は、開示する特有の実施形態に限定されるものではなく、修正形態および他の実施形態も添付の特許請求の範囲の範囲内に包含することが意図されることを理解されたい。実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入る限り、実施形態の修正形態および変形形態を包含することが意図される。本明細書に具体的な用語を用いたが、これらは限定を目的とするものではなく、概略的かつ説明的な意味でのみ使用されている。

【0048】

上記は本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態を考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】