本发明专利技术提出一种用以在制程期间测量温度的方法与设备。在实施例中，本发明专利技术提供一种用以在蚀刻制程期间测量衬底温度的设备，该设备包含：腔室主体；腔室盖，其封闭该腔室主体；以及衬底支撑组件。多个窗口形成在该衬底支撑组件的衬底支撑表面中。信号产生器经由该衬底支撑组件光学地耦接到这些窗口。传感器设置在该衬底支撑组件上方，并对齐以接收来自该信号产生器而穿透至少一个窗口的能量，其中该传感器被配置以检测可表明穿透率的度量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及一种用以测量半导体衬底温度的方法与设备。具体而言，本专利技术 涉及一种用以在蚀刻制程中利用衬底红外线传输来测量半导体衬底温度的方法与设备。
技术介绍
超大规模集成(ULSI)电路可以包括超过十亿个电子组件(例如晶体管)，其形成 在半导体衬底(例如硅(Si)衬底)上并协作以在组件内执行各种功能。在处理期间，有时 候会在衬底表面上执行许多热处理步骤。热处理典型地需要精准的衬底温度测量以用于制 程控制。不精确的衬底温度控制可能会导致不佳的制程结果(其可能不利地影响组件效 能)与/或造成衬底膜损坏。在处理期间，可以使用不同类型的温度测量工具来测量衬底温度。例如，热电耦通 常被用来通过在衬底表面的预定位置处物理接触衬底以测量衬底温度。然而，对于更大直 径的衬底，由于测量位置之间的较远距离，横跨衬底表面的整体温度差异是难以决定的。此 外，热电耦对衬底表面的物理接触的可靠度难以控制，并存在污染的顾虑。替代地，有时候使用光学测温法来测量衬底温度。在处理期间，从衬底表面放射的 辐射由光学测温传感器来测量以决定衬底温度。但是，来自衬底表面的光学放射的测量难 以与背景干扰分离，这些背景干扰诸如来自加热组件的强烈照明或来自等离子体源的热、 来自腔室壁的光学放射、与/或来自窗口的杂光(stray light)。当无法精确地测量来自衬 底表面的光学放射且背景干扰可能进一步对温度测量引入误差时，就难以精准地测量实际 的衬底表面温度，这可能会导致错误的衬底温度决定且因而导致不佳的处理结果。因此，亟需一种用于衬底温度测量的经改善的方法与设备。
技术实现思路
本专利技术提出一种用以在制程期间测量温度的方法与设备。在实施例中，本专利技术提 供了一种用以在蚀刻制程期间测量衬底温度的设备，该设备包含腔室主体；腔室盖，其封 闭该腔室主体；以及衬底支撑组件。多个窗口设置在该衬底支撑组件的衬底支撑表面中。 信号产生器经由该衬底支撑组件光学地耦接到这些窗口。传感器设置在该衬底支撑组件上 方，并对齐以接收来自该信号产生器而穿透至少一个窗口的能量，其中该传感器被配置以 检测可表明穿透率的度量。在另一实施例中，本专利技术提供一种用以在蚀刻制程期间测量衬底温度的方法，该 方法包含下列步骤在制程腔室中提供衬底；在该衬底上执行蚀刻制程；在蚀刻时检测该 衬底的穿透率的变化；以及根据该穿透率的变化来决定该衬底的温度。在另一实施例中，本专利技术提供一种用以在于工件上执行制程期间测量温度的方 法，该方法包含下列步骤在该工件上执行该制程，该制程可改变该工件的温度；在执行该 制程时，使红外光穿透该工件；检测经传送的红外光的度量，该度量可指示该工件的穿透 率；以及根据该经检测的度量来计算工件温度。附图说明本专利技术的前述特征、详细说明可以通过参照实施例来详细地了解，其中一些实施 例在附图中示出。然而，值得注意的是，附图仅示出本专利技术的典型实施例，并且因此不会限 制本专利技术的范围，本专利技术允许其它等效的实施例。图IA-C示出适于实施本专利技术的示例性制程设备的简化示意图。图2示出在不同衬底温度下硅衬底穿透率和衬底温度的图表。图3示出在特定顶光波长时硅衬底穿透率和衬底温度的图表。图4示出经穿透能量和时间的图表。图5A示出配置以实施本专利技术的示例性制程设备的示意图。图5B-C示出位于图5A制程设备中的衬底支撑组件的不同实施例的俯视图。图6示出示例性制程系统的示意图，其具有至少一个图5A的设备以用于实施本发 明。图7示出利用图5A-C设备来检测衬底温度的流程图。为了便于理解，若可行，则在附图中使用相同的组件符号来指称相同的组件。应知 悉，一个实施例的组件与特征可以有益地被用在其它实施例中，而不需赘述。然而，值得注意的是附图仅示出本专利技术的示例性实施例，并且因此不会限制本发 明的范围，本专利技术允许其它等效的实施例。具体实施例方式本专利技术的实施例提供了一种用以在蚀刻制程期间测量衬底温度的方法与设备。在 实施例中，可以通过监测穿过衬底的能量的穿透率的变化来确定衬底温度。示范的等离子 体制程包括蚀刻、沉积、退火、等离子体表面处理与离子注入等。图1A-1C示出适于实施本专利技术的制程设备的简化示意图。此简化的制程设备100 在真空中工作。设备100包括热源108，其适于向设置在设备100中的衬底102提供热能。 在一个实施例中，由邻近衬底102所产生的等离子体来提供热源108。在另一实施例中，可 以替代地由经加热的衬底固持件、经加热的支撑载座、电阻式加热器、或其它适于升高衬底 温度的热源来提供热源108。在图IA示出的实施例中，信号产生器104与传感器106设置在衬底102的上侧上 方。信号产生器104设置在衬底102上方并产生信号110，信号110穿透衬底102。信号 产生器104可以是提供能量的热源并可包括激光和宽带光源，该能量具有至少可穿透衬底 102的波长。当信号110撞击衬底102时，信号110的一部分112直接从衬底的上表面反 射。信号110的另一部分114穿透衬底102且至少部分被衬底102吸收。信号110穿透衬 底102的一部分114从衬底102的底部反射。可以利用滤波器(未示出)以筛选没穿透衬 底102而反射到传感器106的信号112。控制器120连接到传感器106，以分析所接收的信号。控制器120大致上包括中央 处理单元(CPU) 138、内存140与支持电路142。CPU 138可以是任何形式的可用在工业设备 的通用计算机处理器的其中之一。支持电路142传统地耦接到CPU 138，并可以包含快取、 频率电路、输入/输出子系统、电源供应器等。当软件例行程序(software routine)被CPU5138执行时，软件例行程序将CPU 138转换成特定目的计算机(控制器)144。软件例行程 序也可以由位于远离系统100的第二控制器(未示出)所储存与/或执行。类似图IA的构造，图IB示出另一实施例，其中信号产生器104与传感器106设置 在衬底102的底侧的下方。图IC示出另一实施例，其中信号产生器104与传感器106设置在衬底102的相对 两侧上。信号产生器104设置在衬底102上方并产生信号110。传感器106设置在与信号 产测器104相对的位置处，以接收信号110穿透衬底102的一部分114。二次反射的信号 122可以从传感器106反射，并且信号122的一部分IM可以传送穿过衬底102而进一步回 到衬底102的上侧。因此，可以利用一组或多组的信号产生器104与传感器106设置在衬 底102的不同侧，以产生且接收在制程期间于任何方向产生的信号114、124。不同的衬底材料在不同的温度与不同的波长可以具有不同的光穿透率。当热源 108向衬底表面提供热能时，衬底温度会改变。信号110的一部分114被传送通过衬底102， 而另一部分则被吸收。信号穿透衬底102的量取决于衬底102的温度。因此，当衬底102 被加热时，信号114的量穿透衬底102到传感器。传感器106检测信号114的变化，其可表 明衬底102的温度。基于经检测的信号114的变化，因而得以决定衬底温度。在一个实施例中，信号产生器104可以是具有不同波长的光产生器。例如，信号产 生器104可以提供具有窄频波长介于约IOOOnm与约140本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用以在蚀刻制程期间测量衬底温度的设备，包括： 腔室主体，其具有腔室盖以封闭该腔室主体； 衬底支撑组件，其设置在该腔室主体中，并具有衬底支撑表面； 多个窗口，其形成在该衬底支撑表面中； 信号产生器，其经由该衬底支撑组件光学地耦接到这些窗口；以及 传感器，其设置在该衬底支撑组件上方，并对齐以接收来自该信号产生器而穿透至少一个窗口插塞的能量，其中该传感器被配置以检测可表明穿透率的度量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马修·芬顿·戴维斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US
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