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特表2024-507507プロセスシフトが発生した場合に調整されたチャッキング電圧を使用してチャッキング動作を実行するための方法、システム、及び装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-20
(54)【発明の名称】プロセスシフトが発生した場合に調整されたチャッキング電圧を使用してチャッキング動作を実行するための方法、システム、及び装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/683 20060101AFI20240213BHJP
H02P 31/00 20060101ALN20240213BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 R
H02P31/00
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023550002
(86)(22)【出願日】2022-01-19
(85)【翻訳文提出日】2023-10-13
(86)【国際出願番号】 US2022012959
(87)【国際公開番号】W WO2022182443
(87)【国際公開日】2022-09-01
(31)【優先権主張番号】17/185,415
(32)【優先日】2021-02-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(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】ボイド， マシュー
【テーマコード（参考）】
5F131
5H501
【Ｆターム（参考）】
5F131AA02
5F131CA09
5F131CA17
5F131CA18
5F131CA33
5F131CA42
5F131CA54
5F131CA62
5F131DA54
5F131EB11
5F131EB16
5F131EB17
5F131EB18
5F131EB78
5F131EB81
5F131EB82
5F131KA15
5F131KA40
5F131KA44
5F131KA47
5F131KA72
5F131KB05
5F131KB12
5F131KB32
5F131KB45
5F131KB55
5H501AA30
5H501JJ03
5H501LL36
(57)【要約】
プロセスシフトが発生した場合に、調整されたチャッキング電圧を使用するチャッキング動作を実行するための方法、システム、及び装置が開示される。一実施形態において、方法は、処理チャンバ内の基板に対して第１の処理工程を実行することを含む。第１の処理工程は、処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）に対して、基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧を印加することを含む。方法は、プロセスシフトが発生したことを判定することを含む。プロセスシフトが発生したことを判定することが、基板の中心が、第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定することと、基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定することと、のうちの１つ以上を含む。方法は、プロセスシフトの発生に基づいて、調整されたチャッキング電圧を決定することを含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板をチャックする方法であって、処理チャンバ内で前記基板に対して第１の処理工程を実行することを含み、前記第１の処理工程が、
前記処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）に対して、前記基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧を印加することと、
以下のことの１つ、即ち、
（ａ）前記基板の中心が、前記第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、
（ｂ）前記基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定すること、又は
（ｃ） （ａ）と（ｂ）の両方を実行すること
の１つによって、プロセスシフトが発生したことを判定することと、
を含み、
前記方法がさらに、
前記プロセスシフトの前記発生に基づいて、調整された前記チャッキング電圧を決定することを含む、方法。
【請求項2】
前記調整されたチャッキング電圧を決定することが、センサ基板デバイスが前記ＥＳＣ上で支持されている間に当該センサ基板デバイスに加えられるチャッキング力を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記処理後のずれが、Ｘ－Ｙ平面における所定の閾値である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記基板の前記中心が前記処理後のずれによって移動したかどうかを判定することが、前記ＥＳＣから前記基板を持ち上げることと、
前記第１の処理工程を実行した後で、複数のセンサによって放射された光に通過させて前記基板を移動することと、
前記基板の外周面に沿って、前記Ｘ－Ｙ平面上に位置する複数の位置を決定することと、
前記複数の位置を使用して、前記中心の処理後位置を計算することと、
前記処理後位置と前記処理前位置との間の距離が前記所定の閾値を満たし又は当該閾値を上回ると判定することであって、前記所定の閾値が０．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、判定することと、
を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記複数のセンサによって放射された前記光に通過させて前記基板を移動することが、ロボットブレード上で前記基板を支持しながら前記ロボットブレードを移動することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項6】
前記調整されたチャッキング電圧を決定することが、ワークピースに対してポップオフ工程を実行することを含み、前記ワークピースが前記基板又は第２の基板を含み、前記ポップオフ工程が、前記ワークピースを支持する前記ＥＳＣに対して、初期チャッキング電圧を印加することと、
前記ワークピースの裏側表面へと裏側ガスを流すことと、
前記裏側ガスが、漏出閾値を超える漏出率で前記ワークピースの外縁を越えて漏出する漏出電圧まで、前記初期チャッキング電圧を上げること又は下げることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記漏出閾値が２．０ｓｃｃｍ～５．０ｓｃｃｍの範囲内である、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
前記調整されたチャッキング電圧が、前記漏出電圧に安全電圧マージンを加算し又は前記漏出電圧から安全電圧マージンを減算することによって、決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項9】
前記処理チャンバ内で前記基板、前記第２の基板、又は第３の基板に対して第２の処理工程を実行することをさらに含み、前記第２の処理工程が、前記基板、前記第２の基板、又は前記第３の基板が前記ＥＳＣ上で支持される間に、前記調整されたチャッキング電圧を前記ＥＳＣに印加することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
チャッキング動作を実行するための非一過性コンピュータ可読媒体であって、命令を含み、前記命令が、実行されたときには複数の工程を実行し、前記複数の工程が、処理チャンバ内で基板に対して第１の処理工程を実行することを含み、前記第１の処理工程が、
前記処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）に対して、前記基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧を印加することと、
以下のことの１つ、即ち、
（ａ）前記基板の中心が、前記第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、
（ｂ）前記基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定すること、
（ｃ） （ａ）と（ｂ）の両方を実行すること
の１つによって、プロセスシフトが発生したことを判定すること
を含み、
前記複数の工程がさらに、
前記プロセスシフトの前記発生に基づいて、調整された前記チャッキング電圧を決定することを含む、非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項11】
前記調整されたチャッキング電圧を決定することが、センサ基板デバイスが前記ＥＳＣ上で支持されている間に当該センサ基板デバイスに加えられるチャッキング力を測定することを含む、請求項１０に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項12】
前記処理後のずれが、Ｘ－Ｙ平面における所定の閾値である、請求項１０に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項13】
前記基板の前記中心が前記処理後のずれによって移動したかどうかを判定することが、前記ＥＳＣから前記基板を持ち上げることと、
前記第１の処理工程を実行した後で、複数のセンサによって放射された光に通過させて前記基板を移動することと、
前記基板の外周面に沿って、前記Ｘ－Ｙ平面上に位置する複数の位置を決定することと、
前記複数の位置を使用して、前記中心の処理後位置を計算することと、
前記処理後位置と前記処理前位置との間の距離が前記所定の閾値を満たし又は当該閾値を上回ると判定することであって、前記所定の閾値が０．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内である、判定することと、
を含む、請求項１２に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項14】
前記複数のセンサによって放射された前記光に通過させて前記基板を移動することが、ロボットブレード上で前記基板を支持しながら前記ロボットブレードを移動することを含む、請求項１３に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項15】
前記調整されたチャッキング電圧を決定することが、ワークピースに対してポップオフ工程を実行することを含み、前記ワークピースが前記基板又は第２の基板を含み、前記ポップオフ工程が、前記ワークピースを支持する前記ＥＳＣに対して、初期チャッキング電圧を印加することと、
前記ワークピースの裏側表面へと裏側ガスを流すことと、
前記裏側ガスが、漏出閾値を超える漏出率で前記ワークピースの外縁を越えて漏出する漏出電圧まで、前記初期チャッキング電圧を上げること又は下げることと、
を含む、請求項１０に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項16】
前記漏出閾値が２．０ｓｃｃｍ～５．０ｓｃｃｍの範囲内である、請求項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項17】
前記調整されたチャッキング電圧が、前記漏出電圧に安全電圧マージンを加算し又は前記漏出電圧から安全電圧マージンを減算することによって、決定される、請求項１５に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項18】
複数の前記命令が、前記処理チャンバ内で前記基板、前記第２の基板、又は第３の基板に対して第２の処理工程を実行することをさらに含み、前記第２の処理工程が、前記基板、前記第２の基板、又は前記第３の基板が前記ＥＳＣ上で支持される間に、前記調整されたチャッキング電圧を前記ＥＳＣに印加することを含む、請求項１７に記載の非一過性コンピュータ可読媒体。
【請求項19】
基板を処理するシステムであって、処理空間を含む処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に配置された静電チャック（ＥＳＣ）と、
ロボットブレードを有し、前記ロボットブレードを前記処理空間内へと伸ばし及び前記処理空間から引っ込めるよう構成されたロボットと、
命令を含むコントローラであって、前記命令が、実行されたときには、前記処理チャンバに、当該処理チャンバ内の基板に対して第１の処理工程を実行させ、前記第１の処理工程が、
前記基板が前記ＥＳＣ上で支持されている間に、前記ＥＳＣに対してチャッキング電圧を印加することを含む、コントローラと、
プロセスシフトが発生したことを判定するためのプロセッサであって、前記プロセスシフトが発生したことを判定することが、以下のことの１つ、即ち、
（ａ）前記基板の中心が、前記第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、
（ｂ）前記基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定すること、
（ｃ） （ａ）と（ｂ）の両方を実行すること
の１つによって、プロセスシフトが発生したことを判定することを含み、
前記プロセッサが、前記プロセスシフトの前記発生に基づいて、調整された前記チャッキング電圧を決定する、プロセッサと、
を備えた、基板を処理するためのシステム。
【請求項20】
前記欠陥数を測定するよう構成された１つ以上の粒子センサと、前記基板の外周面に沿って、Ｘ－Ｙ平面上に位置する複数の位置を測定するよう構成された複数のレーザセンサと、をさらに備え、前記命令が、実行されたときには、前記プロセッサに、前記複数の位置を使用して、前記中心の処理後位置を計算させることと、
前記プロセッサに、前記処理後位置と前記処理前位置との間の距離を決定させることと、
をさらに含む、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の実施形態は、半導体処理に関し、より具体的には、基板を静電チャックすることに関する。
【背景技術】
【0002】
静電チャックの寿命にわたって、プロセスドリフトが発生する可能性がある。例えば、静電チャック上に堆積する汚染物質及び／又は静電チャック表面の粗面化により、基板に加えられるチャッキング力が変化する可能性がある。プロセスドリフトは、処理工程に支障をきたし、基板の固着及び／又は基板の破損を引き起こし、処理中の基板のポップオフ（ｐｏｐ－ｏｆｆ）を引き起こし、基板上の表側欠陥及び裏側欠陥を引き起こし、さらに、静電チャックの稼働寿命を制限する可能性がある。
【0003】
従って、改良された静電チャック及びそれを使用する方法が必要とされている。
【発明の概要】
【0004】
本明細書では、静電チャック及びそれを使用する方法が記載される。一実施形態において、基板をチャックする方法が、処理チャンバ内で基板に対して第１の処理工程を実行することを含む。第１の処理工程は、処理チャンバ内に配置された静電チャック（ＥＳＣ）に対して、基板が当該ＥＳＣ上に支持されている間に、チャッキング電圧を印加することを含む。本方法は、プロセスシフトが発生したことを判定することを含む。プロセスシフトが発生したことを判定することが、基板の中心が、第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、又は基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定することの１つ以上を含む。本方法が、プロセスシフトの発生に基づいて、調整されたチャッキング電圧を決定することを含む。
【0005】
一実施形態において、チャッキング動作を実行するための非一過性コンピュータ可読媒体が、命令を含み、命令は、実行されたときには複数の工程を実行する。複数の工程が、処理チャンバ内で基板に対して第１の処理工程を実行することを含む。第１の処理工程が、処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）に対して、基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧を印加することを含む。複数の工程は、プロセスシフトが発生したことを判定することを含む。プロセスシフトが発生したことを判定することが、基板の中心が、第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、又は基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定することの１つ以上を含む。複数の工程は、プロセスシフトの発生に基づいて、調整されたチャッキング電圧を決定することを含む。
【0006】
一実施形態において、基板を処理するシステムが、処理空間を含む処理チャンバを備える。本システムは、処理チャンバ内に配置された静電チャック（ＥＳＣ）を含む。本システムは、命令を含むコントローラを含み、命令は、実行されたときには、第１の処理チャンバに、前記処理チャンバ内の基板に対して第１の処理工程を行わせる。第１の処理工程が、基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧をＥＳＣに印加することを含む。命令は、実行されたときには、プロセッサにプロセスシフトが発生したことを判定させる。プロセスシフトが発生したことを判定することが、基板の中心が、第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したと判定すること、又は基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたと判定することの１つ以上を含む。命令は実行されたときには、プロセッサに、プロセスシフトの発生に基づいて、調整されたチャッキング電圧を決定させる。
【0007】
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。しかしながら、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示しており、従って、本開示がその他の等しく有効な実施形態を許容しるため、範囲を限定すると見なすべきではないことに注意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】一実施形態に係る、基板をチャックする方法のブロック図である。
【図3A】一実施形態に係る処理チャンバの概略的な部分断面図である。
【図4】一実施形態に係る、第１の処理工程後の基板の裏側表面の欠陥数マップの概略図である。
【発明を実行するための形態】
【0009】
理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態の構成要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定されている。
【0010】
本開示の態様は、プロセスシフトが発生した場合に調整されたチャッキング電圧を使用してチャッキング動作を実行するための方法、システム、及び装置に関する。
【0011】
図１は、一実施形態に係る、基板をチャックする方法１００のブロック図である。工程１０２では、第１の処理工程が、処理チャンバ内で基板に対して実行される。第１の処理工程が、処理チャンバ内の静電チャック（ＥＳＣ）に対して、基板が当該ＥＳＣ上で支持されている間に、チャッキング電圧を印加することを含む。チャッキング電圧は、目標チャッキング力を発生させるために選択された所定のチャッキング電圧である。第１の処理工程は、ＥＳＣ上で支持される間に基板に対して、エッチング工程、堆積工程、酸化工程、アニール工程、及び／又はイオン注入工程、の１つ以上を実行することを含む。
【0012】
工程１０２の後に、プロセスシフトが発生したかどうかを判定する工程１０４が実行される。プロセスシフトの発生は、ＥＳＣの状態の変化に起因して、所定のチャッキング電圧がもはや目標チャッキング力を生成しなくなったことを示している。プロセスシフトを許容するＥＳＣは、シフトＥＳＣ（ｓｈｉｆｔｅｄ ＥＳＣ）と称することができる。プロセスシフトが発生したかどうかを判定することは、基板の中心が、第１の処理工程の前の当該中心の処理前位置に対して、処理後のずれによって移動したかどうかを判定すること、及び／又は、基板の裏側表面の欠陥数が欠陥閾値を超えたかどうかを判定することの１つ以上を含む。裏側表面の汚染は、基板の裏側表面上に存在する欠陥（粒子など）の数を使用して判定されうる。処理後のずれとは、Ｘ－Ｙ平面（例えば水平面）上の処理前の初期位置（例えば中心）からの所定の閾値の変位のことである。所定の閾値は、０．５ｍｍ～１０ｍｍの範囲内、例えば、１ｍｍ～５ｍｍの範囲内である。処理後のずれによって基板の中心が移動したかどうかを判定することが、ＥＳＣから基板を持ち上げることと、第１の処理工程を実行した後で、１つ以上のレーザセンサによって放射された光に通過させて基板を移動することと、を含む。１つ以上のレーザセンサによって放射された光に通過させて基板を移動することが、ロボットブレード上で支持しながら基板を移動することを含む。基板の中心が処理後のずれによって移動したかどうかを判定することはまた、基板の外周面に沿って、Ｘ－Ｙ平面上に位置する複数の位置を決定することと、複数の位置を使用して中心の処理後位置を計算することと、も含む。基板の中心が処理後のずれによって移動したかどうかを判定することはまた、処理後位置と処理前位置との間の処理後のずれを決定することも含む。
【0013】
一例において、欠陥閾値は、５，０００個の欠陥～１０，０００個の欠陥の範囲内、例えば、８，０００個の欠陥～１０，０００個の欠陥の範囲内である。一例において、欠陥閾値が、１０，０００個より大きい欠陥である。工程１０４でのプロセスシフトが発生したかどうかの判定は、例えば、ロードロックチャンバ、移送チャンバ、バッファチャンバ、インタフェースチャンバ、又はファクトリインタフェースチャンバといった、１つ以上の処理チャンバ及び／又は第２のチャンバにおいて実行される。
【0014】
工程１０６において、プロセスシフトが発生している場合には、調整されたチャッキング電圧が決定される。他の実施形態と組み合わせることが可能な一実施形態において、調整されたチャッキング電圧を決定することが、処理チャンバ内のＥＳＣ上にセンサ基板デバイスを移送することと、センサ基板デバイスがＥＳＣ上で支持されている間に当該センサ基板デバイスに加えられるチャッキング力を測定することと、を含む。センサ基板デバイスは、ＥＳＣによってセンサ基板デバイスに印加される静電力を測定する複数の埋め込みセンサを含む。調整されたチャッキング電圧は、シフトＥＳＣによって目標チャッキング力を発生させるために選択される。他の実施形態と組み合わせることが可能な一実施形態において、調整されたチャッキング電圧を決定することが、第１の処理チャンバ内のシフトＥＳＣ上に移送されたワークピースに対して、ポップオフ（ｐｏｐ－ｏｆｆ）工程を実行することを含む。ワークピースは、基板又は第２の基板を含む。
【0015】
ポップオフ工程が、ＥＳＣに対して初期チャッキング電圧を印加することと、ワークピースの裏側表面へと裏側ガスを流すことと、を含む。初期チャッキング電圧とは、裏側ガスが、漏出閾値を下回る漏出率でワークピースの外縁を越えて漏出する電圧のことである。初期チャッキング電圧は、工程１０２で印加されるチャック電圧と同じとすることができ、又は、工程１０２で印加されるチャック電圧より低い若しくは高いとすることもできる。ポップオフ工程はまた、ワークピースの裏側表面に裏側ガスを流しながら、裏側ガスが、漏出閾値を超える漏出率でワークピースの外縁を越えて漏出する漏出電圧まで、初期チャッキング電圧を上げること又は下げることも含む。一例において、裏側ガスは、処理チャンバの処理空間が約１０ｍＴｏｒｒに維持される間、約１６Ｔｏｒｒの裏側圧力で流される。初期のチャッキング電圧は、２５ボルト又は１００ボルトの増分など電圧増分で上げられ又は下げられる。漏出閾値は、２．０ｓｃｃｍ（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｕｂｉｃ ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒｓ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ、標準立方センチメートル／分）～５．０ｓｃｃｍの範囲内であり、例えば２．０ｓｃｃｍである。調整されたチャッキング電圧は、漏出電圧に安全電圧マージンを加算し又は漏出電圧から安全電圧マージンを減算することによって、決定される。初期チャッキング電圧を漏出電圧まで下げることで、漏出電圧を決定した場合には、安全電圧マージンを漏出電圧に加算して、（目標チャック電圧を生成するための）漏出電圧を上回る動作マージンを提供する。初期チャッキング電圧を漏出電圧まで上げることで、漏出電圧を決定した場合には、漏出電圧から安全電圧マージンを減算して、（目標チャック電圧を生成するための）漏出電圧を下回る動作マージンを提供する。安全電圧マージンは、漏出電圧に比率係数を掛けることで決定され、比率係数は０．２以上である。安全電圧マージンは、例えば、２００ボルト又は３００ボルトとすることができる。
【0016】
工程１０８において、第２の処理工程が処理チャンバ内で実行される。第２の処理工程は、基板、第２の基板、又は第３の基板に対して実行される。第２の処理工程は、基板、第２の基板、又は第３の基板がＥＳＣ上で支持される間に、調整されたチャッキング電圧をＥＳＣに印加することを含む。調整されたチャッキング電圧は、第２の処理工程の間基板、第２の基板、又は第３の基板をＥＳＣにチャックするために使用される。第２の処理工程は、エッチング工程、堆積工程、酸化工程、アニール工程、及び／又はイオン注入工程、の１つ以上を含む。
【0017】
図２は、一実施形態に係る、図１に示す方法１００を実行するために使用可能な基板を処理するシステム２００の概略的な部分図である。処理システム２００は、処理チャンバ２０１、及び第２の処理チャンバ２０３を含む。コントローラ２２０が、処理チャンバ２０１及び第２のチャンバ２０３に接続されており、処理チャンバ２０１及び第２のチャンバ２０３の動作を制御する。第２のチャンバ２０３は、空間２１８、及びロボット２２７を含み、ロボット２２７は、ロボットブレード２２６を有しており、ロボットブレード２２６を処理チャンバ２０１の処理空間２０６内へと伸ばし及び処理空間２０６から引っ込めるよう構成されている。第２のチャンバ２０３は、ロードロックチャンバ、移送チャンバ、バッファチャンバ、インタフェースチャンバ、又はファクトリインタフェースチャンバとすることができる。第２のチャンバ２０３は、処理チャンバ２０１に直接取り付けることが可能であり、又は、第２のチャンバ２０３は、処理チャンバ２０１から離す（例えば、間接的に取り付ける）ことが可能である。ロボットブレード２２６は、チャンバ２０１、２０３間で基板を移動するために使用される。
【0018】
システム２００は、当該システム２００の１つ以上の態様の状態及び／又は特性、例えば、第２のチャンバ２０３の空間１１８、処理チャンバ２０１の処理空間２０６、及び／又は基板の表面を監視する１つ以上のセンサを含む。システム２００は、１つ以上のモジュール２９０（１つ図示）を含み、当該モジュール２９０は、第２のチャンバ２０３内に配置された１つ以上のセンサ２９１ａ～２９１ｄ（４つ図示）を有している。１つ以上のセンサ２９１ａ～２９１ｄの少なくとも１つは、基板の裏側表面上の欠陥（汚染物質など）の欠陥数を測定するよう構成された粒子センサである。一例において、欠陥数が、処理チャンバ２０１に直接的には取り付けられていないツール又はチャンバにおいて測定される。センサ２９１ａ～２９１ｄは、計測センサ、基板上の分光センサ（例えば、蛍光Ｘ線分光法（ＸＲＦ：Ｘ－ｒａｙ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）センサ及び／又はＸ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ－ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）センサなど）、粒子カウンタ、カメラ、光学センサ、及び／又は位置センサとすることができる。
【0019】
システム２００は、第２のチャンバ２０３に接続された１つ以上のレーザセンサ２８０を含む。レーザセンサ２８０のそれぞれは、第２のチャンバ２０３のためのローカルセンタファインダ（ＬＣＦ：ｌｏｃａｌ ｃｅｎｔｅｒ ｆｉｎｄｅｒ）の一部である。１つ以上のレーザセンサ２８０は、空間２１８内に又は空間２１８の外に配置されうる。レーザセンサ２８０は、（ロボットブレード２２６上で運ばれるときに）基板の外周面上の少なくとも３つの位置を検出するために使用され、それから基板の中心が決定される。測定された基板中心を、ロボットの動きに基づく予期される位置と比較して、位置のずれがＥＳＣ上で発生したかどうかを判定することが可能である。本開示は、１つ以上のレーザセンサ２８０が処理チャンバ２０１内又は第３のチャンバ２０５内に配置されうることを意図している。
【0020】
システム２００は、第２のチャンバ２０３と直接的又は間接的に接続する第３のチャンバ２０５（測定チャンバ）を含む。第３のチャンバ２０５は粒子センサ２９３ａを含み、この粒子センサ２９３ａは、処理チャンバ２０１内の基板に対して第１の処理工程が実行された後に、基板の裏側表面上の欠陥の欠陥数を測定するよう構成されている。粒子センサ２９３ａは、計測センサ、基板上の分光センサ（例えば、蛍光Ｘ線分光法（ＸＲＦ）センサ及び／又はＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）センサなど）、粒子カウンタ、カメラ、光学センサ、及び／又は位置センサである。他の実施形態と組み合わせることが可能な一実施形態において、欠陥数を測定するよう構成された粒子センサ２９３ａが、処理チャンバ２０１とは異なり且つ処理チャンバ２０１に直接的に取り付けられていない第３のチャンバ２０５内に配置される。このような実施形態では、基板は、欠陥数の測定が行われる前に処理チャンバ２０１から取り出され、処理チャンバ２０１に直接的に取り付けられていない第３のチャンバ２０５内に基板が配置されている間に、欠陥数が測定される。他の実施形態と組み合わせることが可能な一実施形態において、基板の裏側表面が上向きになるように基板が反転させられ、欠陥数の測定が、例えば第３のチャンバ２０５内の粒子センサ２９３ａを使用して行われる。第３のチャンバ２０５は、ロードロックチャンバ、移送チャンバ、バッファチャンバ、インタフェースチャンバ、又はファクトリインタフェースチャンバとすることができる。本開示は、粒子センサ２９３ａが第２のチャンバ２０３内又は処理チャンバ２０５内に配置されうることを意図している。本開示は、第２のチャンバ２０３内のセンサ２９１ａ～２９１ｄの１つ以上が、粒子センサ２９３ａについて記載した動作を実行するよう構成可能であることを意図している。
【0021】
第３のチャンバ２０５は、裏側表面が上向きになるように基板を反転させる反転装置を含みうる。第３のチャンバ２０５はまた、ロボット、例えば、第２のチャンバ２０３に配置されたロボット２２７と同様のロボットも含みうる。
【0022】
図３Ａは、一実施形態に係る処理チャンバ３００の概略的な部分断面図である。処理チャンバ３００は、図２に示したシステム２００の処理チャンバ２０１として使用されうる。処理チャンバ３００は、基板３０３に対してエッチング工程を実行するよう構成されたエッチングチャンバである。本明細書で開示される態様によって使用するために適合されうる適切な処理チャンバには、例えば、カリフォルニア州サンタクララ市のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な、ＥＮＡＢＬＥＲ（登録商標）、ＳＹＭ３（登録商標）、又はＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ（登録商標）Ｍｅｓａ（登録商標）処理チャンバが含まれる。処理チャンバ３００は、チャンバ本体３０２及びリッド３０４を含み、これらは処理空間３０６を取り囲んでいる。チャンバ本体３０２は、アルミニウム、ステンレス鋼又は他の適切な材料から製造される。チャンバ本体３０２は、側壁３０８及び底部３２０を含む。基板アクセスポート３３１が、側壁３０８において画定されており、処理チャンバ３００内への及び処理チャンバ３００から外への基板３０３の移送を容易にするためのスリットバルブ３３３によって、選択的にシールされる。排気ポート３２６がチャンバ本体３０２において画定されており、内部空間３０６をポンプシステム３２８に接続する。ポンプシステム３２８は一般に、処理チャンバ３００の処理空間３０６の圧力を抜き及び調節するために利用される１つ以上のポンプ及びスロットルバルブを含む。一実施形態において、ポンプシステム３２８が、処理空間３０６内の圧力を、典型的に約１０ｍＴｏｒｒと約５００Ｔｏｒｒの間の動作圧力に維持する。
【0023】
リッド３０４が、シールしながらチャンバ本体３０２の側壁３０８上に支持されている。リッド３０４は、処理チャンバ３００の処理空間３０６のさらなる拡大を可能とするために開けることができる。リッド３０４は、光学的なプロセス監視を容易にする窓３２４を含む。一実施形態において、窓３２４は、処理チャンバ３００の外部に取り付けられた光学監視システム３４０によって利用される信号を透過する石英又は他の適切な材料で構成される。光学監視システム３４０が、チャンバ本体３０２の処理空間３０６、及び／又は基板支持ペデスタルアセンブリ３４８上に配置された基板３０３の少なくとも一方を、窓３２４を通して観察するために配置されている。基板３０３は、前側表面３０５と、裏側表面３０７と、を含む。光学監視システム３４０は、リッド３０４に結合されており、基板３０３の観点、例えば、前側表面３０５上に形成された構造を測定するため、及び／又は裏側表面３０７上の欠陥（例えば汚染物質などの粒子）の欠陥数を測定するために使用される。光学監視システム３４０を使用して、裏側表面３０７上の欠陥（粒子など）の欠陥マップを作成することができる。光学監視システム３４０は、終点検出器、発光分光法（ＯＥＳ：ｏｐｔｉｃａｌ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：ｓｅｃｏｎｄａｒｙ－ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、信号検出器、光検出器、これらの組み合わせ、及び／又は処理チャンバ３００と関連付けられた他の適切なセンサ若しくは検出器として機能しうる。終点検出器は、処理チャンバ３００内、例えば処理空間３０６内の、例えば基板３０３の表側表面３０５の近傍の種を検出するために利用することができる。動作中に、光学監視システム３４０は、コントローラ２２０に信号を送信して、当該コントローラ２２０の動作及び決定を促進することができる。
【0024】
ガスパネル３５８が、処理空間３０６に処理ガス及び／又は洗浄ガスを供給するために処理チャンバ３００に結合されている。図３Ａに示す例では、ガスパネル３５８から処理チャンバ３００の処理空間３０６へとガスを供給することを可能とするために、１つ以上の入口ポート３３２（入口ポート３３２’、３３２’’）がリッド３０４に設けられている。一実施形態において、ガスパネル３５８は、入口ポート３３２’、３３２’’を介して、処理チャンバ３００の処理空間３０６にフッ素化処理ガスを供給するよう適合されている。一実施形態において、ガスパネル３５８から供給されるプロセスガスが少なくとも、フッ素化ガス、塩素、炭素含有ガス、酸素ガス、窒素含有ガス、塩素含有ガスを含む。フッ素化ガス及び炭素含有ガスの例には、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＦ４が含まれる。他のフッ素化ガスには、Ｃ２Ｆ、Ｃ４Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ５Ｆ８の１つ以上が含まれうる。酸素含有ガスの例には、Ｏ２、ＣＯ２、ＣＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏなどが含まれる。窒素含有ガスの例には、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２などが含まれる。塩素含有ガスの例には、ＨＣｌ、Ｃｌ２、ＣＣｌ４、ＣＨＣｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨ３Ｃｌ等が含まれる。炭素含有ガスの適切な例には、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）などが含まれる。
【0025】
シャワーヘッドアセンブリ３３０が、リッド３０４の内側表面３１４に結合されている。シャワーヘッドアセンブリ３３０は複数の開孔を含み、この複数の開孔は、ガスが、処理チャンバ３００内で処理中の基板３０３の表面にわたって所定のように分配されて、入口ポート３３２’、３３２’’から処理チャンバ３００の処理空間３０６へと、シャワーヘッドアセンブリ３３０を流過することを可能にする。任意選択的に、遠隔プラズマ源３７７がガスパネル３５８に結合され、混合ガスを、処理のため処理空間３０６に進入する前に、遠隔プラズマ源から分離する（ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｎｇ）ことが促進されうる。ＲＦ電源３４３が、整合ネットワーク３４１を介して、シャワーヘッドアセンブリ３３０に接続されている。ＲＦ電源３４３は、約５０ｋＨｚ～約２００ＭＨｚの範囲内のチューニング可能な周波数で、最大約３０００Ｗ生成することが可能である。シャワーヘッドアセンブリ３３０は、光学的な計測信号を透過させる領域を含む。光学的に透過性の領域又は通路３３８は、光学監視システム３４０が、処理空間３０６及び／又は基板支持ペデスタルアセンブリ３４８上に配置された基板３０３を観察するのに適している。通路３３８は、シャワーヘッドアセンブリ３３０に形成又は配置された材料、開口又は複数の開口とすることができ、光学監視システム３４０によって生成されたエネルギーであって、反射されて光学監視システム３４０へと戻るエネルギーの波長を実質的に透過する。
【0026】
基板支持ペデスタルアセンブリ３４８が、処理チャンバ３００の処理空間３０６内の、シャワーヘッドアセンブリ３３０の下に配置されている。基板支持ペデスタルアセンブリ３４８は、処理中に基板３０３を保持してチャックする。基板支持ペデスタルアセンブリ３４８は、通常、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８を通って配置された複数のリフトピン（図示せず）を含み、この複数のリフトピンは、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８から基板３０３を持ち上げ、基板アクセスポート３３１を介して処理チャンバ３００内に伸びるロボット２２７を用いた基板３０３の交換を容易にするよう構成されている。インナーライナ３１８が、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８の外周を密に取り囲むことができる。
【0027】
一実施形態において、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８が、取付プレート３６２と、ベースプレート３６４と、静電チャック（ＥＳＣ）３６６と、を含む。ＥＳＣ３６６とベースプレート３６４との間には、接合材料といった１つ以上の材料を配置することができる。ＥＳＣ３６６は、ＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３といったセラミック材料で形成されている。代替的に、ＥＳＣ３６６が、ポリマーシートの間に積層された電極であってよい。取付プレート３６２は、チャンバ本体３０２の底部３２０に結合されており、とりわけ流体、電力線、センサリード線といったユーティリティを、ベースプレート３６４及びＥＳＣ３６６に導くための通路を含む。ＥＳＣ３６６は、基板３０３をシャワーヘッドアセンブリ３３０の下方に保持するために、基板３０３をＥＳＣ３６６にチャックするための少なくとも１つの電極３８０を含む。チャッキング電源３８２がＥＳＣ３６６に接続されており、電極３８０にチャッキング電圧を印加して、ＥＳＣ３６６のチャックインタフェース３１１に基板３０３をチャックする静電力（チャッキング力）を発生させるよう動作可能である。チャッキング電源３８２は、最大５，０００ボルト、例えば０ボルトから２，０００ボルトの範囲内のチャッキング電圧（例えば、目標チャッキング電圧、初期チャッキング電圧、及び調整されたチャッキング電圧）を、ＥＳＣ３６６に印加するよう構成されている。
【0028】
ベース３６４とＥＳＣ３６６の少なくとも一方は、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８の横方向温度プロファイルを制御するために、少なくとも１つの任意の埋設ヒータ３７６、少なくとも１つの任意の埋設アイソレータ３７４、及び複数の導管３６８、３７０を含みうる。導管３６８、３７０は、当該導管を介して温度調節流体を循環させる流体源３７２に流体的に結合されている。ヒータ３７６は、電源３７８によって調節される。導管３６８、３７０及びヒータ３７６は、ベースプレート３６４の温度を制御し、これによりＥＳＣ３６６の加熱及び／又は冷却を制御し、最終的には、上に配置された基板３０３の温度プロファイルを制御するために、利用される。ＥＳＣ３６６及びベースプレート３６４の温度は、複数の温度センサ３９０、３９２を使用して監視されうる。一実施形態において、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８がカソードとして構成されており、電極３８０又は第２の電極が、複数のＲＦバイアス電源３８４、３８６に接続されている。ＲＦバイアス電源３８４，３８６は、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８内に配置された電極３８０と、シャワーヘッドアセンブリ３３０又はチャンバ本体３０２の天井３０４（リッド３０４）といった他の電極と、の間に接続されている。ＲＦバイアス電源は、チャンバ本体３０２の処理領域内にあるガスから形成されるプラズマ放電を励起して維持する。ＲＦバイアス電源３８４、３８６は、整合回路３８８を介して、基板支持ペデスタルアセンブリ３４８内に配置された電極３８０に接続される。処理チャンバ３００内に供給された混合ガスをイオン化し、従って、堆積工程、エッチング工程又は他の工程を実行するために必要なイオンエネルギーを提供するために、ＲＦバイアス電源３８４、３８６によって生成された信号が、整合回路３８８を介して単一の供給線を介して基板支持ペデスタルアセンブリ３４８に供給される。ＲＦバイアス電源３８４、３８６は、約５０ｋＨｚから約２００ＭＨｚまでの周波数、及び約０ワットから約５０００ワットまでの電力を有するＲＦ信号を生成することができる。追加のバイアス電源３８９が、プラズマの特性を制御するために電極３８０に接続されてよい。
【0029】
一動作モードにおいて、基板３０３が、処理チャンバ３００内の基板支持ペデスタルアセンブリ３４８のＥＳＣ３６６上で支持される。プロセスガス及び／又は混合ガスが、ガスパネル３５８からシャワーヘッドアセンブリ３３０を介して、チャンバ本体３０２内に導入される。真空ポンプシステム３２８が、副生成物を除去しつつ、チャンバ本体３０２内の圧力を維持する。
【0030】
図３Ｂは、一実施形態に係る、図３Ａに示す処理チャンバ３００の拡大概略図である。チャックインタフェース３１１が、外側支持面３４４を含む。ＥＳＣ３６６が、外側支持面３４４の内方に配置された凹面３４５と、凹面３４５に対して上方に突出する複数のメサ３４６と、を含む。チャックインタフェース３１１は、複数のメサ３４６の上面３４７を含む。ＥＳＣ３６６は、複数のメサ３４６の間に、溝といった複数のガス通路３４９を含む。複数のガス通路３４９は、基板３０３の裏側表面３０７に裏側ガスＧ１を流すために使用される。複数のガス通路３４９は、裏側ガスＧ１を供給するガス源に流体的に接続されている。裏側ガスＧ１は、ヘリウム又は他の適切なガスでありうる。動作中に、裏側ガスＧ１は、制御された圧力でガス通路内に供給され、ＥＳＣ３６６と基板３０３との間の伝熱を向上させる。裏側ガスＧ１は、方法１００の（工程１０２の）第１の処理工程の間、方法１００の（工程１０８の）第２の処理工程の間、及び方法１００のポップオフ工程の間に供給することが可能である。複数のガス通路３４９は、ＥＳＣ３６６に形成された少なくとも１つ以上のガス開口３５１を介して、ガス源に流体的に接続されうる。
【0031】
方法１００で記載したポップオフ工程の間、チャッキング電源３８２を使用して印加される初期チャッキング電圧は、裏側ガスＧ１が、漏出閾値を超える漏出率で基板３０３の外縁３０９を越えて漏出する漏出電圧に、当該チャッキング電圧が達するまで、上げられ又は下げられる。裏側表面３０７が少なくとも部分的に外側支持面３４４から離れるため、裏側ガスＧ１が、裏側表面３０７と外側支持面３４４との間を（図３Ｂに仮想線で示すように）漏出する。ポップオフ工程の後、処理チャンバ３００から基板３０３を取り出すことができ、さらに、（基板３０３と同様の）第２の基板をＥＳＣ３６６上に配置することができ、これにより、第２の処理工程が、処理チャンバ３００内の第２の基板に対して実行される。
【0032】
記載したように、欠陥数が、処理チャンバ３００の外部で、かつ測定チャンバといった異なるツール又はチャンバにおいて測定されうる。粒子数が、欠陥数マップを作成するために使用されうる。欠陥は、図２Ｂで述べた裏側ガスＧ１から、及び／又は、裏側表面３０７と、リフトピン、メサ３４６、及び／又は外側支持面３４４といった他の構成要素と、の間の接触の結果として、裏側表面３０７上に堆積する可能性がある。粒子センサ２９３ｂは、ポップオフ工程中に漏出している裏側ガスＧ１の漏出速度を測定するよう構成されている。システム２００の第２のチャンバ２０３内に配置された１つ以上のレーザセンサ２８０は、基板アクセスポート３３１の下方に位置合わせされており、これにより、基板３０３は、当該基板３０３が処理チャンバ３００に向かって（例えば、処理チャンバ３００内に）移送され、及び処理チャンバ３００から離れる（例えば、処理チャンバ３００を出る）ときに、１つ以上のレーザセンサ２８０によって放射された光を通過して移動する。１つ以上のレーザセンサ２８０は、当該１つ以上のレーザセンサ２８０によって放射された光を通過して基板３０３が移動する度に、基板３０３の中心を決定するよう構成されている。基板が処理チャンバ３００に向かって（例えば、処理チャンバ３００内に）移送されるときには、基板３０３の中心の処理前位置が、１つ以上のレーザセンサ２８０を使用して決定される。基板が処理チャンバ３００から離れて（例えば、処理チャンバ３００から出して）移送されるときには、基板３０３の中心の処理後位置が、１つ以上のレーザセンサ２８０を使用して決定される。本開示は、粒子センサ２９３ａ、粒子センサ２９３ｂ、及び／又は１つ以上のレーザセンサ２８０のうちのセンサ及び／又は動作が、光学監視システム３４０に組み込まれうることを意図している。
【0033】
本開示は、１つ以上のレーザセンサ２８０が、例えば基板アクセスポート３３１の下に配置されて側壁３０８に取り付けられるなどして、処理チャンバ３００内に配置されうることを意図している。
【0034】
コントローラ２２０が、処理チャンバ３００の動作を制御するために、処理チャンバ３００に接続されている。コントローラ２２０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）２３１、メモリ２３２、及びＣＰＵ２３１のためのサポート回路２３３を含む。ＣＰＵ２３１は、産業用の設定で使用されうる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサでありうる。コントローラ２２０は、直接的に、又は処理チャンバ３００に接続された他のコンピュータ又はコントローラ（図示せず）を介して、処理チャンバ３００を制御する。コントローラ２２０は、様々なチャンバ及び装置、並びにそれらに設けられたサブプロセッサを制御するために産業用の設定で使用される任意の形態の汎用コンピュータプロセッサでありうる。メモリ２３２、又、非一過性コンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、フラッシュドライブ、又は、ローカル若しくは遠隔の他の任意の形態のデジタルストレージといった、容易に入手可能な１つ以上のメモリである。サポート回路２３３が、ＣＰＵをサポートするためにＣＰＵ２３１に接続されている。サポート回路２３３は、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路及びサブシステム等を含む。コントローラ２２０を、処理チャンバ３００の動作を制御する特定用途向けコントローラに変えるために実行され又は呼び出されるソフトウェアルーチンとして、基板処理パラメータ及び動作がメモリ２３２に格納されている。コントローラ２２０は、本明細書に記載の方法のいずれかを実行するよう構成されている。メモリ２３２に格納された命令は、実行されたときには、方法１００の工程１０２～１０８のうちの１つ以上を実行する。
【0035】
コントローラ２２０によって実行される複数の命令は、１つ以上のセンサ２９１ａ～２９１ｄ、１つ以上のセンサ２９３ａ、２９３ｂ、及び／又は１つ以上のレーザセンサ２８０が測定値を得ることを可能にする命令を含む。コントローラ２２０のメモリ２３２内の命令には、本明細書に記載の工程に加えて実行することが可能な１つ以上の機械学習／人工知能アルゴリズムが含まれうる。一例として、コントローラ２２０によって実行される機械学習／人工知能アルゴリズムは、センサ２９１ａ～２９１ｄ、２９３ａ、２９３ｂ、及び／又は２８０によって得られた１つ以上のセンサ測定値に基づいて、動作パラメータを改良及び／又は変更することが可能である。動作パラメータは、例えば、欠陥数、漏出率、プロセスシフト、及び／又は調整されたチャッキング電圧（それぞれ先に記載）を含みうる。機械学習／人工知能アルゴリズムは、複数の静電チャック（ＥＳＣ）のために、複数のＥＳＣにわたるチャッキング動作を、ＥＳＣの稼働寿命の間改善するために使用されうる。
【0036】
図３Ｃは、一実施形態に係る、処理チャンバ３００内のセンサ基板デバイス３５３を備えた図３Ａに示す処理チャンバ３００の拡大概略図である。基板３０３は、ＥＳＣ３６６から持ち上げられ、ロボット２２７を使用して処理チャンバ３００から取り出されている。ロボット２２７が、センサ基板デバイス３５３をＥＳＣ３６６上に配置するために使用される。センサ基板デバイス３５３は、１つ以上の基板を含み、例えば、第１の基板３５５、及び第１の基板３５５の上に配置された第２の基板３５７を含む。第１の基板３５５の表面と第２の基板３５７の表面が、キャビティ３５９を画定する。複数のセンサ３６０が、第１の基板３５５と第２の基板３５７の間のキャビティ２４０内に配置されている。第２の基板３５７が、チャッキング電圧によってＥＳＣ３６６に引き付けられ、これにより、第２の基板３５７は、複数のセンサ３６０に対して圧縮力を加える。複数のセンサ３６０を監視することで、チャッキング電圧の印加中にＥＳＣ３６６によってセンサ基板デバイス３５３に加えられた印加力が測定される。第１の基板３５５及び第２の基板３５７は、ケイ素で形成されうる。複数のセンサ３６０は、スプリングゲージセンサ、圧電センサ、及び／又は微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）センサといった、圧力センサである。センサ基板デバイス３５３は、計算モジュール３６１を含む。計算モジュール３６１は、チャッキング電圧の印加中にＥＳＣ３６６によってセンサ基板デバイス３５３に加えられた印加力の測定値を計算、記録、及び／又は通信するための構成要素（例えば、プロセッサ及び／又はメモリ）を含みうる。測定値は、送信機又は有線接続を使用して、例えばコントローラ２２０に伝えることが可能である。測定値は、センサ基板デバイス３５３に格納することができ、後にコントローラ２２０にダウンロードすることが可能である。
【0037】
センサ３６０は、第１の基板３５５と第２の基板３５７の間に機械的及び電気的に接続されている。各センサ３６０は、第１の基板３５５上のそれぞれの第１の導電性パッド３６３及び／又は第２の基板３５７上の第２の導電性パッド３６５に、電気的に接続されている。導電性パッド３６３、３６５は、（例えば、導電トレース（図示せず）によって）計算モジュール３６１に電気的に接続されうる。本開示は、第１の導電性パッド３６３又は第２の導電性パッド３６５が省略されうることを意図している。
【0038】
図４は、一実施形態に係る、第１の処理工程の後に獲得された基板３０３の裏側表面３０７の欠陥数マップ４００の概略図である。裏側表面３０７には複数の欠陥４０１が存在する。欠陥数マップ４００は、複数の欠陥４０１についての欠陥数を含む。複数の欠陥４０１は、汚染粒子、傷、及び／又は欠けを含みうる。複数の欠陥４０１は、裏側ガスから、及び／又は、裏側表面３０７と、ＥＳＣのリフトピン及び／又は表面などの他の構成要素と、の間の接触の結果として、裏側表面３０７上に堆積する可能性がある。
【0039】
図５は、一実施形態に係る、図３Ａに示すロボット２２７のロボットブレード２２６上で支持された基板３０３の概略的な上面図である。ロボットブレード２２６、及びロボットブレード２２６上で支持された基板３０３が、基板アクセスポート３３１に向かって、さらにＥＳＣ３３６に向かって処理チャンバ３００内へと伸びる間、ロボットブレード２２６及び基板３０３は、Ｘ－Ｙ平面において第１の方向Ｄ１に移動する。ロボットブレード２２６及び基板３０３が第１の方向Ｄ１に移動する間、基板３０３は、第２のチャンバ２０３内の１つ以上のレーザセンサ２８０によって放射された光を通過して移動する。基板３０３が、１つ以上のレーザセンサ２８０によって第１の方向Ｄ１に放射された光を通過して移動する間、基板３０３（例えば、基板３０３の外周面）が光を遮り、１つ以上のレーザセンサ２８０がトリガされる。放射された光が、１つ以上のレーザセンサ２８０によって、基板３０３が光を遮る前と同じレベルではもはや反射されず且つ収集されなくなると、１つ以上のレーザセンサ２８０がトリガされる。基板３０３によって遮られた光が、基板３０３の外周面５１０に沿った複数の第１の位置５０１～５０４を測定するために使用される。複数の第１の位置５０１～５０４のそれぞれは、Ｘ－Ｙ平面において位置しており、それぞれのＸ座標（Ｘ１）及びＹ座標（Ｙ１）を有する。第１の位置５０１～５０４は、第１の処理工程が実行される前の、基板３０３の中心の処理前位置５０５を計算するために使用される。
【0040】
ロボットブレード２２６、及びロボットブレード２２６上に支持された基板３０３が、ＥＳＣ３６６から離れて、さらに基板アクセスポート３３１から離れて処理チャンバ３００から外に取り出される間、ロボットブレード２２６及び基板３０３は、Ｘ－Ｙ平面において第２の方向Ｄ２に移動する。ロボットブレード２２６及び基板３０３が第２の方向Ｄ２に移動する間、基板３０３は、１つ以上のレーザセンサ２８０によって放射された光を通過して移動する。基板３０３が、１つ以上のレーザセンサ２８０によって第２の方向Ｄ２に放射された光を通過して移動する間、基板３０３（例えば、基板３０３の外周面）は光を遮り、１つ以上のレーザセンサ２８０がトリガされる。放射された光が、基板３０３が光を遮る前と同じレベルでは、もはや反射されなくなって１つ以上のレーザセンサ２８０によって収集されなくなると、１つ以上のレーザセンサ２８０がトリガされる。基板３０３によって遮られた光が、基板３０３の外周面５１０に沿った複数の第２の位置５１１～５１４を測定するために使用される。複数の第２の位置５１１～５１４のそれぞれは、Ｘ－Ｙ平面において位置しており、それぞれのＸ座標（Ｘ２）及びＹ座標（Ｙ２）を有する。第２の位置５１１～５１４は、第１の処理工程が基板３０３上で実行される後の、基板３０３の中心の処理後位置５１５を計算するために使用される。処理後位置５１５と処理前位置５０５との間の処理後のずれ５２０は、処理後位置５１５と処理前位置５０５との間の距離を決定することで決定される。処理後のずれ５２０は、Ｘ軸のずれ、及びＹ軸のずれを含みうる。処理後のずれ５２０は、処理前位置５０５と処理後位置５１５との間の、距離といった差分である。
【0041】
処理前位置５０５と処理後位置５１５のそれぞれについて、それぞれの第１の位置５０１～５０４及び第２の位置５１１～５１４が、処理前位置５０５及び処理後位置５１５を計算するためのピタゴラス計算において、基板３０３の既知のパラメータ（半径Ｒ１など）と共に、使用される。一例において、第１の位置５０１と第１の位置５０３との間の第１のＹ距離ＤＹ１の半分が、ピタゴラス計算において半径Ｒ１と共に使用され、第１のＹ距離ＤＹ１と、基板３０３の中心の処理前位置５０５と、の間の第１のＸ距離ＤＸ１が計算される。第１の位置５０２と第１の位置５０４との間の第２のＹ距離ＤＹ２の半分が、ピタゴラス計算において半径Ｒ１と共に使用され、第２のＹ距離ＤＹ２と、基板３０３の中心の処理前位置５０５と、の間の第２のＸ距離ＤＸ２が計算される。
【0042】
前処理位置５０５及び後処理位置５１５のそれぞれを、基準点５３０に関して決定し、処理後のずれ５２０を決定することが可能である。基準点５３０は、ロボットブレード２２６に沿って、例えばロボットブレード２２６の中心軸５３１に沿って配置された基準点とすることができる。
【0043】
図６は、一実施形態に係る、図３Ａに示すロボット２２７のロボットブレード２２６上で支持された基板３０３の概略的な側面図である。第２のチャンバ２０３（例えば、移送チャンバ）の空間２１８の上限を画定する中央カバー３０が、厚いプレキシガラスプレートであることもある窓３４によってシールされた概ね円形の開口部３２を有しており、第２のチャンバ２０３の内部を上方から見ることが可能となる。
【0044】
１つ以上のレーザセンサ２８０は、基板３０３の外周面が、いつ第２のチャンバ２０３を通過する光線３６を遮断したのかを検出する。このことは、様々なやり方で行うことができる。例えば、光源を中央カバー３０の上に配置して、光線を窓３４を介して光検出器の表面に方向付けることができる。光検出器の出力は、光線が光検出器の表面に入射したときには、第１の値を有し、光線が光検出器に入射しないとき（例えば、光線が基板３０３によって遮られたとき）には、第２の値を有する。基板３０３の外周面が光線経路３６を通過して、光源（１つ以上のレーザセンサ２８０）から検出器への経路を遮断すると、検出器の出力が、第１の値から第２の値に変化する。検出器出力が値を変更したときのロボット２２７の位置に注目することで、基板３０３の中心情報を決定することが可能である。コントローラ６８が、システム２００内に設けられている。コントローラ６８は、ロボット２２７及び１つ以上のレーザセンサ２８０から提供された情報から、基板３０３の中心情報を導出する。図２に概略的に示すように、コントローラ６８は、コントローラ２２０に接続されうる。コントローラ６８は、コントローラ２２０と通信することが可能であり、又はコントローラ２２０に組み込むことが可能である。
【0045】
１つ以上のレーザセンサ２８０は、光線経路３６を放射し、光線経路３６が遮断されていないときには第１の値の信号を出力し、光線経路３６が遮断されたとき（例えば、基板３０３によって遮ぎられたとき）には第２の値の信号を出力する。１つ以上のレーザセンサ２８０のそれぞれは、単一のハウジング内に光源及び検出器を有する反射センサ３８を含む。反射センサ３８は、ワシントン州エバレット市のＥａｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された、Ｃｏｍｅｔ １００ Ｖｉｓｉｂｌｅ Ｒｅｄ Ｒｅｆｌｅｘ Ｓｅｎｓｏｒ（コメット１００可視赤色反射センサ）、ＤＣモデル１４１０２Ａ６５１７を含みうる。図６は、光源及び検出器とともに、第２のチャンバ２０３の外部に配置された１つ以上のレーザセンサ２８０を示している。反射センサ３８からの光３６は、中央カバー３０の窓３４を通って第２のチャンバ２０３内へと、さらに第２のチャンバ２０３の床に向かって方向付けられている。光３６は、リフレクタ４０から反射されて反射センサ３８に向かって戻り、戻ってきた光線が反射センサ３８内の検出器によって検出される。一実施形態において、リフレクタ４０が、コーナキューブプリズム（ｃｏｒｎｅｒ ｃｕｂｅ ｐｒｉｓｍ）を含む。コーナキューブは、コーナキューブの表面の法線から所与の立体角内に入射したあらゆる光線が、光線の発生源（例えば、反射センサ）に向かって戻るよう反射する性質を有する。コーナキューブプリズムは一般に、立方体の対角面に沿って切断された立方体の形状をしており、これにより、立方体の１つのコーナのみがそのまま残されている。リフレクタとして使用されるときには、コーナキューブは、光が対角面上に入射し且つキューブの残りのコーナに実質的に方向付けられるように、配置される。コーナキューブリフレクタの表面上に入射する光線は、コーナキューブの表面が入射光線に対して垂直でない場合にも、光線の発生源に向かって戻るよう反射される。これに対応して、コーナキューブは、本開示のリフレクタ４０として使用されるときには、正確に位置合わせする必要がない。本開示は、ミラーといった他のリフレクタがリフレクタ４０に使用されうることを意図している。コーナキューブは、例えば、カリフォルニア州コビーナ市のＲｏｌｙｎ Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造された、品番４２．００１５のコーナキューブプリズムとすることができる。
【0046】
反射センサ３８は、反射センサ３８のわずかな位置調整を可能にするホルダ４４によって、窓３４に取り付けられている。リフレクタ４０は、安定ホルダ４６によって第２のチャンバ２０３のカバーの底部に取り付けられている。ホルダ４４及び４６は、反射センサ３８とリフレクタ４０との間の光路が、ロボットブレード２２６の末端（図６には図示せず）から離れて（例えば、当該末端の外側に）配置された位置で、ロボットブレード２２６によって移送されている基板３０３の外周面を遮るように、配置されている。
【0047】
１つ以上のレーザセンサ２８０には、本願のシステム２００内での使用について幾つかの利点がある。反射センサ３８は好適に、変調された可視レーザ光（赤色光など）を放射し及び検出し、これにより、反射センサ３８が、ウエハ処理環境内に典型的に存在する可視バックグランド放射から、光線３６を区別することが可能となる。反射センサ３８内の光検出器を、入力赤色光信号を変調するために使用される変調信号と同期させることで、誤った信号検出の可能性が下がる。誤った信号の可能性はまた、１つ以上のレーザセンサ２８０の検出ジオメトリ及び配向によっても低減される。反射センサ３８と、光路３６と、リフレクタ４０の表面の法線と、の全てが、中央カバー３０の窓３４の表面に対して斜めの角度で配置されており、窓３４又はウエハ１０によって反射された光を検出する可能性が下がる。このジオメトリによってまた、背景又は周囲の光源が、反射センサ３８によって基板位置信号として誤って検出される可能性も下がる。
【0048】
反射センサ３８には、検出器に入射する光の強度が所定の閾値レベルを上回って上がり又は当該閾値レベルを下回って落ちたときには、コンピュータシステムの典型的な論理値の１とゼロに対応する２つの信号レベルの間で検出器の出力が切り替わるという、さらなる利点がある。これに対応して、反射センサ３８の出力は、基板移送を制御するコントローラ２２０、及び本開示のシステム２００に容易に適合する。コンピュータとは直接的に互換性のない信号を出力する光検出器が使用される場合は、（信号変換方法といった）方法で、検出器の出力を、コンピュータと互換性のある信号に変換する。
【0049】
本開示の利点には、電圧調整の正確な決定、チャッキング電圧の改良、及び目標チャッキング力の維持と、処理工程の向上及び処理精度の向上と、基板の固着及び／又は基板の破損の可能性の低減又は排除と、基板のポップオフの可能性の低減又は排除と、表側の欠陥及び裏側の欠陥の発生の低減と、静電チャックの稼働寿命の延長と、が含まれる。本開示の利点にはまた、運転時間の短縮、交換コスト及び運転コストの削減、機械のダウンタイムの短縮、リソース消費の低減、及びスループットの向上も含まれる。本明細書に記載の技術は、同じチャッキング電圧が印加されたときに、基板に加わるチャッキング力が変化したかどうかを判定することができ、さらに、ＥＳＣの寿命にわたって、基板間の力制御の改善を促進する。このようなチャッキング力の変化は、ＥＳＣ表面（例えば、凹面３４５）への汚染物質の堆積、（プラズマへの曝露などによる）ＥＳＣ表面の粗面化、及び／又はＥＳＣ材料が次第に除去されること（処理の反復で生じる複数のメサ３４６の一部の浸食又は摩耗など）に起因しうる。本開示の利点にはまた、プロセスシフトの発生に基づき、調整されたチャッキング電圧が必要かどうかを正確に判定するために既存のチャンバ装置を使用することも含まれる。
【0050】
本明細書に記載の技術は、基板上の電圧を測定することを含む従来の工程、及び基板上の圧力又は力を測定することを含む工程に対して、前述の利点を実現する。本明細書に記載の技術は、効率、及び目標チャッキング電圧の正確な維持に関して、他の工程に対して有益な結果を促進する。一例として、本明細書に記載の技術は、チャンバ内での電流又は電圧の測定に頼らずに、基板に加わるチャッキング力を正確に考慮することが可能であるため、他の工程に対して、有益な結果を促進する。他の例として、本明細書に記載の技術は、電圧調整がいつ必要であるかをリアルタイムで正確に決定することが可能である。
【0051】
先の記載は、本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されうる。本開示はまた、本明細書に記載の実施形態の１つ以上の態様を、記載された１つ以上の他の態様と置き換えられることを意図している。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって規定される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【国際調査報告】