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公開番号2022094344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-24
出願番号2021201793
出願日2021-12-13
発明の名称プラズマ・熱加工システムを備えたワークピース加工装置
出願人マトソン テクノロジー インコーポレイテッド,Mattson Technology, Inc.,ベイジン イータウン セミコンダクター テクノロジー カンパニー リミテッド,Beijing E-Town Semiconductor Technology Co., Ltd.
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20220617BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】ワークピースのプラズマ加工と熱加工とを組み合わせるための装置を提供する。
【解決手段】装置100は、加工チャンバ110と、加工チャンバの第1の側に配置されていて、加工チャンバから分離されたプラズマチャンバ120と、プラズマチャンバ内にプラズマを生成する誘導結合プラズマ源135と、を含む。石英製のワークピース支持体112は、加工チャンバ内に配置されており、ワークピース支持体は、ワークピース114を支持する。ワークピースを加熱する1つ以上の熱源140は、加工チャンバの第1の側とは反対側の第2の側に配置されている。誘電体窓108は、ワークピース支持体と1つ以上の熱源との間に配置されている。装置はさらに、ワークピースの温度を示す温度測定値を取得する温度測定システムを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
上面と、該上面とは反対側の裏面とを有するワークピースを加工するための加工装置であって、
加工チャンバと、
前記加工チャンバの第1の側に配置されていて、前記加工チャンバから分離されたプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバに1種以上のプロセスガスを送出するように構成されたガス送出システムと、
前記プラズマチャンバ内の前記1種以上のプロセスガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ源と、
前記加工チャンバ内に配置されたワークピース支持体であって、前記ワークピースを支持するように構成されていて、石英を含み、前記ワークピースの前記裏面に面しているワークピース支持体と、
前記加工チャンバの前記第1の側とは反対側の第2の側に構成された1つ以上の放射加熱源であって、前記ワークピースの前記裏面から前記ワークピースを加熱するように構成された1つ以上の放射加熱源と、
前記ワークピース支持体と前記1つ以上の放射加熱源との間に配置された誘電体窓と、
前記ワークピースの前記裏面の温度を示す温度測定値を取得するために温度測定波長範囲で構成されたワークピース温度測定システムと、
前記放射加熱源への電力供給を制御するように構成されたワークピース温度制御システムと、
を備える、加工装置。
続きを表示(約 810 文字)【請求項2】
前記プラズマ源は誘導結合プラズマ源である、請求項1記載の加工装置。
【請求項3】
前記誘導結合プラズマ源と前記プラズマチャンバとの間に、接地されたファラデーシールドが配置されている、請求項2記載の加工装置。
【請求項4】
前記プラズマチャンバと前記加工チャンバとは、1つ以上の分離グリッドを介して分離されている、請求項1記載の加工装置。
【請求項5】
前記1つ以上の分離グリッドは、該分離グリッド内に配置された1つ以上の冷却通路を備える、請求項4記載の加工装置。
【請求項6】
前記1つ以上の分離グリッドの間にガスを注入するように構成された1つ以上のガス注入ポートをさらに備える、請求項4記載の加工装置。
【請求項7】
前記1つ以上の分離グリッドは、前記プラズマを濾過して前記加工チャンバ内に濾過済み混合物を生成し、これによって、前記ワークピースの前記上面を前記濾過済み混合物に曝すことができるように配置されている、請求項4記載の加工装置。
【請求項8】
前記誘電体窓は石英を含む、請求項1記載の加工装置。
【請求項9】
前記誘電体窓は、前記温度測定波長範囲内の放射の少なくとも一部に対して透明な1つ以上の透明な領域と、前記温度測定波長範囲内の放射の一部に対して不透明な1つ以上の不透明な領域とを備え、前記1つ以上の不透明な領域は、前記温度測定波長範囲内の前記放射加熱源により放出される広帯域放射の少なくとも一部を遮蔽するように構成されている、請求項1記載の加工装置。
【請求項10】
前記誘電体窓は石英を含み、前記1つ以上の不透明な領域は、前記1つ以上の透明な領域よりも高いレベルのヒドロキシル(OH)基を含む、請求項9記載の加工装置。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、ワークピースのプラズマ加工および熱加工を実施するように動作させることができる装置などの半導体加工装置に関する。
続きを表示(約 2,400 文字)【背景技術】
【0002】
プラズマ加工は、半導体産業において、半導体ウェーハおよび他の基板への材料の堆積、材料の改質、材料の除去、および関連する加工のために広く用いられている。プラズマ加工には、多くの場合、基板を加工するための高密度プラズマと活性種とを生成するために、プラズマ源(例えば、誘導結合プラズマ源、容量結合プラズマ源、マイクロ波プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴プラズマ源など)が使用される。プラズマ中の活性種は、正負に帯電したイオンと、負に帯電した電子と、電荷中性ラジカルと、その他の高エネルギー中性粒子とを含むことができる。材料の電荷損傷を避けるために、リモートプラズマチャンバで生成されたプラズマからの電荷種を濾過して除去する一方、電荷中性ラジカルおよび他の高エネルギー中性粒子は分離グリッドを通過して加工チャンバに入り、半導体ウェーハなどの基板を処理することができる。
【0003】
熱加工は、半導体ウェーハおよびその他の基板の加工にも使用される。一般に、本明細書で使用される熱加工チャンバは、半導体ワークピースなどのワークピースを加熱する装置を指す。このような装置は、1つ以上のワークピースを支持するための支持プレートと、加熱ランプ、レーザ、または他の熱源など、ワークピースを加熱するためのエネルギー源とを含むことができる。熱処理中、制御された環境下でワークピースを加熱することができる。
【0004】
多くの熱処理プロセスでは、ワークピースに様々な化学的な変化および物理的な変化を起こさせるために、ワークピースを一定範囲の温度で加熱する必要がある。例えば、急速熱加工では、ランプの配列によってワークピースを典型的には数分以内に約300℃~約1,200℃の温度に加熱することができる。このようなプロセスでは、様々な所望の加熱方式に応じてワークピースの温度を確実かつ正確に測定し、制御することが重要な目標となる。
【0005】
半導体ウェーハおよび他の基板のプロセスフローでは、プラズマ加工ステップと熱加工ステップとが連続することがある。プラズマ加工および熱加工のための2つの別個の加工装置の代わりに、ワークピースのプラズマ加工および熱加工の両方を行うことができる単一の加工装置が、製造サイクルタイムおよび製造コストの削減のために望ましい。さらに、半導体および他の基板の加工フローでは、加工ステップでワークピースのプラズマ加工と熱加工とを同時に行う必要がある場合がある。したがって、ワークピースのプラズマ加工および熱加工の両方を行うことができる加工装置が望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の実施形態の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されるか、または説明から学ぶことができるか、または実施形態の実践を通じて学ぶことができる。
【0007】
本開示の例示的な態様は、ワークピースを加工するための加工装置に向けられている。加工装置は、加工チャンバと、加工チャンバの第1の側に配置されていて、加工チャンバから分離されたプラズマチャンバと、プラズマチャンバに1種以上のプロセスガスを送出するように構成されたガス送出システムと、プラズマチャンバ内の1種以上のプロセスガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ源と、加工チャンバ内に配置されたワークピース支持体であって、ワークピースを支持するように構成されていて、石英を含み、ワークピースの裏面に面しているワークピース支持体と、加工チャンバの第1の側とは反対側の第2の側に構成された1つ以上の放射加熱源であって、ワークピースの裏面からワークピースを加熱するように構成された1つ以上の放射加熱源と、ワークピース支持体と1つ以上の放射加熱源との間に配置された誘電体窓と、ワークピースの温度を示す温度測定値を取得するために温度測定波長範囲で構成されたワークピース温度測定システムと、放射加熱源への電力供給を制御するように構成されたワークピース温度制御システムと、を含む。
【0008】
様々な実施形態の、これらおよび他の特徴、態様、ならびに利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによって、よりよく理解することができる。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を示し、説明と合わせて、関連する原理を説明する働きをする。
【0009】
当業者に向けられた実施形態の詳細な説明は、添付の図を参照する本明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本開示の例示的な態様による例示的な加工システムを示す図である。
本開示の例示的な態様による例示的な加工システムを示す図である。
本開示の例示的な態様による例示的な加工システムの一部を示す図である。
本開示の例示的な態様による例示的な圧送プレートを示す図である。
本開示の例示的な実施形態による例示的な加工システムを示す図である。
本開示の例示的な実施形態による例示的な加工システムを示す図である。
本開示の例示的な実施形態による例示的な温度測定システムを示す図である。
本開示の例示的な実施形態による例示的なポストプラズマガス注入システムを示す図である。
本開示の例示的な態様による例示的な加工システムを示す図である。
本開示の例示的な態様による方法の例示的なフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
(【0011】以降は省略されています)

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