(57)【要約】【解決手段】基板処理システムは、処理チャンバを備える。ペデスタルおよびシャワーヘッドは、処理チャンバ内に配置されている。表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）ファイバは、処理チャンバ内に配置されている中央部分と、処理チャンバの外に配置されている両端と、を有する。光源は、ＳＰＲファイバの一端に入力光を供給し、検出器が、ＳＰＲファイバの他端から出力光を受信する。表面プラズモン波およびエバネセント波は、出力光を構成し、出力光は、処理チャンバの状態を決定するために処理および解析される。【選択図】図３Ａ
2021504977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理システムであって、
チャンバ壁を有する処理チャンバと、
処理中に基板を保持するために前記処理チャンバ内に配置されているペデスタルと、
前記処理チャンバ内でプラズマを分配するために前記処理チャンバ内に配置されているシャワーヘッドと、
前記チャンバ壁の状態を検出するよう構成されている検出器システムと、
を備え、
前記検出器システムは、
第１表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）ファイバであって、前記処理チャンバの外に配置されている第１端および第２端と、前記処理チャンバの中に配置されている前記第１ＳＰＲファイバの内側部分と、を有する、第１ＳＰＲファイバと、
前記第１ＳＰＲファイバの前記第１端へ第１入力光として光を供給する光源と、
前記第１ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、第１出力光として前記第１ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成されているコントローラであって、前記第１入力光および前記第１出力光を解析して、前記チャンバ壁の前記状態を決定するコントローラと、
を備える、基板処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記処理チャンバは、さらに、第１フィードスルーを備え、前記第１ＳＰＲファイバの前記第１および第２端は、前記第１フィードスルーを通して延伸する、基板処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理システムであって、前記処理チャンバは、さらに、第２フィードスルーを備え、前記第１ＳＰＲファイバの前記第１端は、前記第１フィードスルーを通して延伸し、前記第１ＳＰＲファイバの前記第２端は、前記第２フィードスルーを通して延伸する、基板処理システム。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理システムであって、前記第１および第２フィードスルーは、前記処理チャンバの片側で互いに近接している、基板処理システム。
【請求項５】
請求項３に記載の基板処理システムであって、前記第１および第２フィードスルーは、前記処理チャンバの反対側にある、基板処理システム。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理システムであって、前記第１ＳＰＲファイバは、第１被覆に取り囲まれている第１中央光ファイバを備え、前記第１被覆は、前記処理チャンバ内にあるように配置されている第１開口部を有し、前記第１ＳＰＲファイバは、前記第１開口部内に、さらに、
前記第１中央光ファイバの上に配置されている第１金属膜と、
前記第１金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第１層と、
を備える、基板処理システム。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理システムであって、前記プラズマ耐性材料は、ジルコニウムおよびイットリウムの窒化物および酸化物からなる群より選択された材料を含む、基板処理システム。
【請求項８】
請求項６に記載の基板処理システムであって、前記第１被覆は、前記処理チャンバ内に配置されている第２開口部を有し、前記第１ＳＰＲファイバは、前記第２開口部内に、さらに、
前記第１中央光ファイバの上に配置されている第２金属膜と、
前記第２金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第２層と、
を備える、基板処理システム。
【請求項９】
請求項３に記載の基板処理システムであって、前記処理チャンバは、さらに、第３および第４フィードスルーを備え、前記検出器システムは、さらに、前記第１ＳＰＲファイバとは前記処理チャンバの反対側に第２ＳＰＲファイバを備え、前記第２ＳＰＲファイバは、前記処理チャンバの外に配置されている第１端および第２端と、前記処理チャンバの中に配置されている前記第２ＳＰＲファイバの内側部分と、を有し、
前記光源は、前記第２ＳＰＲファイバの前記第１端へ第２入力光として光を供給し、
前記コントローラは、前記第２ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、第２出力光として前記第２ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成され、前記第２入力光および前記第２出力光を解析して、前記チャンバ壁の前記状態を決定する、基板処理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理システムであって、前記第２ＳＰＲファイバは、第２被覆に取り囲まれている第２中央光ファイバを備え、前記第２被覆は、前記処理チャンバ内にあるように配置されている第３開口部を有し、前記第２ＳＰＲファイバは、前記第３開口部内に、さらに、
前記第２中央光ファイバの上に配置されている第３金属膜と、
前記第３金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第３層と、
を備える、基板処理システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の基板処理システムであって、前記第２被覆は、前記処理チャンバ内に配置されている第４開口部を有し、前記第２ＳＰＲファイバは、前記第４開口部内に、さらに、
前記第２中央光ファイバの上に配置されている第４金属膜と、
前記第４金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第４層と、
を備える、基板処理システム。
【請求項１２】
請求項３に記載の基板処理システムであって、前記検出器システムは、さらに、
第１端および第２端を有し、前記処理チャンバの外に配置されている基準表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）ファイバを備え、
前記光源は、前記基準ＳＰＲファイバの前記第１端へ基準入力光として光を供給し、
前記コントローラは、前記基準ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、基準出力光として前記基準ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成され、前記基準出力光を前記第１出力光と比較して、前記チャンバ壁の前記状態を確認するためのベースラインを決定する、基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、前記コントローラは、前記処理チャンバ壁が洗浄された後であって前記基板処理システムの次の利用前に、前記基準出力光を前記第１出力光と比較する、基板処理システム。
【請求項１４】
チャンバ壁および少なくとも１つのフィードスルーを有する処理チャンバと、処理中に基板を保持するために前記処理チャンバ内に配置されているペデスタルと、前記処理チャンバ内でプラズマを分配するために前記処理チャンバ内に配置されているシャワーヘッドと、を備える基板処理システムにおいて、
前記チャンバ壁の状態を検出するよう構成されている検出器システムであって、
第１表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）ファイバであって、前記処理チャンバの外に配置されている第１端および第２端と、前記処理チャンバの中に配置されている前記第１ＳＰＲファイバの内側部分と、を有する、第１ＳＰＲファイバと、
前記第１ＳＰＲファイバの前記第１端へ第１入力光として光を供給する光源と、
前記第１ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、第１出力光として前記第１ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成されているコントローラであって、前記第１入力光および前記第１出力光を解析して、前記チャンバ壁の前記状態を決定するコントローラと、
を備える、検出器システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の検出器システムであって、前記第１ＳＰＲファイバは、第１被覆に取り囲まれている第１中央光ファイバを備え、前記第１被覆は、前記処理チャンバ内にあるように配置されている第１開口部を有し、前記第１ＳＰＲファイバは、前記第１開口部内に、さらに、
前記第１中央光ファイバの上に配置されている第１金属膜と、
前記第１金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第１層と、
を備える、検出器システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の検出器システムであって、前記第１被覆は、前記処理チャンバ内に配置されている第２開口部を有し、前記第１ＳＰＲファイバは、前記第２開口部内に、さらに、
前記第１中央光ファイバの上に配置されている第２金属膜と、
前記第２金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第２層と、
を備える、検出器システム。
【請求項１７】
請求項１４に記載の検出器システムであって、さらに、前記第１ＳＰＲファイバとは前記処理チャンバの反対側に第２ＳＰＲファイバを備え、前記第２ＳＰＲファイバは、前記処理チャンバの外に配置されている第１端および第２端と、前記処理チャンバの中に配置されている前記第２ＳＰＲファイバの内側部分と、を有し、
前記光源は、前記第２ＳＰＲファイバの前記第１端へ第２入力光として光を供給し、
前記コントローラは、前記第２ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、第２出力光として前記第２ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成され、前記第２入力光および前記第２出力光を解析して、前記チャンバ壁の前記状態を決定する、検出器システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の検出器システムであって、前記第２ＳＰＲファイバは、第２被覆に取り囲まれている第２中央光ファイバを備え、前記第２被覆は、前記処理チャンバ内にあるように配置されている第３開口部を有し、前記第２ＳＰＲファイバは、前記第３開口部内に、さらに、
前記第２中央光ファイバの上に配置されている第３金属膜と、
前記第３金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第３層と、
を備える、検出器システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の検出器システムであって、前記第２被覆は、前記処理チャンバ内に配置されている第４開口部を有し、前記第２ＳＰＲファイバは、前記第４開口部内に、さらに、
前記第２中央光ファイバの上に配置されている第４金属膜と、
前記第４金属膜の上に配置されているプラズマ耐性材料の第４層と、
を備える、検出器システム。
【請求項２０】
請求項１４に記載の検出器システムであって、さらに、
第１端および第２端を有し、前記処理チャンバの外に配置されている基準表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）ファイバを備え、
前記光源は、前記基準ＳＰＲファイバの前記第１端へ基準入力光として光を供給し、
前記コントローラは、前記基準ＳＰＲファイバの前記第１端へ供給される光の量を制御し、基準出力光として前記基準ＳＰＲファイバの前記第２端で光を受信するよう構成され、前記基準出力光を前記第１出力光と比較して、前記チャンバ壁の前記状態を確認するためのベースラインを決定する、検出器システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の検出器システムであって、前記コントローラは、前記処理チャンバ壁が洗浄された後であって、前記基板処理システムの次の利用前に、前記基準出力光を前記第１出力光と比較する、検出器システム。
【請求項２２】
基板処理システム内の処理チャンバのチャンバ壁の状態を決定するための方法であって、
前記処理チャンバ内で第１表面プラズモン波および第１エバネセント波を生成し、
前記第１表面プラズモン波および前記第１エバネセント波を定期的に測定して、第１測定データを取得し、
前記第１測定データに応じて、前記チャンバ壁の状態を決定すること、
を備える、方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、さらに、
前記チャンバ壁のベースライン状態に関するベースラインデータを取得し、
前記チャンバ壁の前記状態を決定するために、前記ベースラインデータを前記第１測定データと比較すること、
を備える、方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法であって、さらに、
前記処理チャンバ内で第２表面プラズモン波および第２エバネセント波を生成し、
前記第２表面プラズモン波および前記第２エバネセント波を定期的に測定して、第２測定データを取得し、
前記第２測定データに応じて、前記チャンバ壁の状態を決定すること、
を備える、方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、さらに、
前記チャンバ壁のベースライン状態に関するベースラインデータを取得し、
前記チャンバ壁の前記状態を決定するために、前記ベースラインデータを前記第１および第２測定データと比較すること、
を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年１１月２８日に出願された、米国特許出願第１５／８２４，０６１号に基づく優先権を主張する。上記の出願の開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、基板処理システムの処理チャンバ内の状態を監視することに関し、さらに具体的には、基板処理システムの処理チャンバ内の状態のリアルタイム監視に関する。またさらに具体的には、本開示は、基板処理システムの処理チャンバ内の状態のその場リアルタイム監視に関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供される背景技術の記載は、一般に、本開示の文脈を提示する。ここに名を挙げられている発明者の業績は、この背景技術に記載された範囲において、出願時に従来技術として通常見なされえない記載の態様と共に、明示的にも黙示的にも本開示に対する従来技術として認められない。
【０００４】
半導体ウエハなどの基板のエッチングおよび／またはその他の処理を実行するために、基板処理システムが利用されうる。基板は、基板処理システムの処理チャンバ内のペデスタル上に配置されうる。例えば、プラズマエッチャ内でのエッチング中、１または複数の前駆体を含むガス混合物が、処理チャンバに導入され、プラズマが、基板をエッチングするために点火される。
【０００５】
処理を最適化できるように半導体処理チャンバ内の状態を監視することが有効である。チャンバ内の状態は、例えば、洗浄の必要性を示すか、または、チャンバが、ウエハ加工のための最適な状態になるように十分に「シーズニング」されているか否かを示しうる。一態様において、「シーズニング」とは、特定の時点のチャンバの状態を意味するか、または、チャンバの定常状態条件を意味しうる。
【０００６】
チャンバ外に配置されている装置を用いてチャンバ状態を監視することが知られている。半導体処理チャンバ内の状態は、多くの種類の装置にとってかなり厳しいものである。チャンバ状態の観察が、チャンバの１以上の窓を通して実行されうる。例えば、チャンバ内の状態を観察するために窓の１つにカメラまたはその他の検知装置を配置することが知られている。
【０００７】
図１は、ＲＦプラズマを用いてエッチングを実行するための基板処理チャンバの一例５００を示す。基板処理チャンバ５００は、基板処理チャンバ５００の他の構成要素を収容すると共にＲＦプラズマを閉じ込める処理チャンバ５０２を備える。基板処理チャンバ５００は、上側電極５０４と、下側電極５０７を備えたペデスタル５０６と、を備える。エッジ結合リング５０３が、ペデスタル５０６によって支持され、基板５０８の周囲に配置されている。１以上のアクチュエータ５０５が、エッジ結合リング５０３を動かすために用いられてよい。動作中、基板５０８は、上側電極５０４および下側電極５０７の間で、ペデスタル５０６上に配置される。
【０００８】
単に例として、上側電極５０４は、処理ガスを導入して分散させるシャワーヘッド５０９を備えてよい。シャワーヘッド５０９は、処理チャンバの上面に接続されている一端を備えるステム部分を備えてよい。ベース部分は、略円筒形であり、処理チャンバの上面から離れた位置でステム部分の反対側の端部から半径方向外向きに広がる。シャワーヘッドのベース部分の基板対向面すなわちフェースプレートは、処理ガスまたはパージガスが流れる複数の穴を備える。あるいは、上側電極５０４は、導電性のプレートを備えてもよく、処理ガスは、別の方法で導入されてもよい。下側電極５０７は、非導電性のペデスタルの中に配置されてよい。あるいは、ペデスタル５０６は、下側電極５０７として機能する導電性のプレートを備えた静電チャックを備えてもよい。
【０００９】
ＲＦ発生システム５１０が、ＲＦ電圧を生成して、上側電極５０４および下側電極５０７の一方に出力する。上側電極５０４および下側電極５０７の他方は、ＤＣ接地、ＡＣ接地されるか、または、浮遊していてよい。単に例として、ＲＦ発生システム５１０は、整合／配電ネットワーク５１２によって上側電極５０４または下側電極５０７に供給されるＲＦ電圧を生成するＲＦ電圧発生器５１１を備えてよい。他の例において、プラズマは、誘導的にまたは遠隔で生成されてよい。
【００１０】
ガス供給システム５３０が、１以上のガス源５３２−１、５３２−２、・・・、および、５３２−Ｎ（集合的に、ガス源５３２）を備えており、ここで、Ｎはゼロより大きい整数である。ガス源は、１以上の前駆体およびそれらの混合物を供給する。ガス源は、パージガスを供給してもよい。気化した前駆体が用いられてもよい。ガス源５３２は、バルブ５３４−１、５３４−２、・・・、および、５３４−Ｎ（集合的に、バルブ５３４）ならびにマスフローコントローラ５３６−１、５３６−２、・・・、および、５３６−Ｎ（集合的に、マスフローコントローラ５３６）によってマニホルド５４０に接続されている。マニホルド５４０の出力は、処理チャンバ５０２に供給される。単に例として、マニホルド５４０の出力は、シャワーヘッド５０９に供給される。
【００１１】
ヒータ５４２が、ペデスタル５０６内に配置されているヒータコイル（図示せず）に接続されてよい。ヒータ５４２は、ペデスタル５０６および基板５０８の温度を制御するために用いられてよい。バルブ５５０およびポンプ５５２が、処理チャンバ５０２から反応物質を排出するために用いられてよい。コントローラ５６０が、基板処理チャンバ５００の構成要素を制御するために用いられてよい。コントローラ５６０は、アクチュエータ５０５を制御して、エッジ結合リング５０３の１以上の部分の位置を調節するために用いられてもよい。
【００１２】
ロボット５７０およびセンサ５７２が、エッジ結合リングの腐食を測定するために用いられうる。いくつかの例において、センサ５７２は、深さゲージを含みうる。ロボット５７０は、腐食を測定するために、エッジ結合リングと接触させて深さゲージを移動させうる。あるいは、レーザ干渉計（ロボット５７０を伴うまたは伴わない）が、直接接触することなしに腐食を測定するために用いられてもよい。ロボット５７０は、エッジ結合リングへの直接的な見通しを持つようにレーザ干渉計を配置できる場合には、省略されてもよい。
【００１３】
図２Ａは、チャンバの壁における状態を検出するためのアプローチの一例を示す。記載しやすいように、図１の要素の多くが、ここでは省略されている。図２Ａにおいて、半導体処理チャンバ１００は、ペデスタル１１０を備えており、ペデスタル１１０の上に、静電チャック（ＥＳＣ）１１５が取り付けられてよい。ウエハまたは基板１２０が、ＥＳＣ上に配置されている。
【００１４】
チャンバの上部では、導管１３０が、プラズマをシャワーヘッド１３５へ通して、シャワーヘッド１３５が、チャンバ内にプラズマを分散させる。基板が処理されるにつれ、チャンバの壁の上に堆積が生じうる。検出装置が、光源１７０およびカメラ／検出器１７５を備える。光源１７０は、第１開口部１８０を通して、チャンバの反対側にある鏡１６５上に光を当てる。カメラ／検出器１７５は、第２開口部１８５を通して、鏡１６５から反射した光を捕捉する。コントローラ１６０は、カメラを動作させるため、および、カメラ／検出器から出力を受信するために、カメラ／検出器１７５と通信する。コントローラ１６０は、光源１７０の動作も制御する。シャッタ１９０、１９５が、検出装置の非動作時、または、チャンバの非利用時に、それぞれ、窓１８０、１８５を覆うように動作する。
【００１５】
コントローラ１６０は、チャンバ１００における壁の状態に関する情報を取得するために、周知の信号処理アルゴリズムおよび／またはその他の計算技術を用いて、カメラ／検出器１７５からのデータを処理しうる。あるいは、コントローラ１６０は、取得したデータをその目的のために他の処理装置（ここでは記載を簡単にするために図示していない）に受け渡してもよい。
【００１６】
動作中、チャンバ壁上に堆積するものは何でも、鏡１６５上にも堆積し、それにより、カメラ／検出器１７５に光源１７０からの光を反射する鏡の能力が影響を受ける。コントローラ１６０は、鏡１６５から反射してカメラ／検出器１７５が受信した光の量を取得し、光源１７０が出力する光と、チャンバの壁（ひいては鏡１６５）上に蒸着される材料とを所与として、鏡上の堆積量を計算／評価する。
【００１７】
透過光が通り、反射光が離れる窓１８０、１８５上にも堆積が生じる。近似として、計算を簡単にするために、窓上の堆積量は、鏡上の堆積量と同じであると仮定できる。
【００１８】
図２Ｂは、図２Ａの設定の変形例を示しており、カメラ／検出器１７５および窓１８５が、図２Ａのシステムの位置からチャンバの反対側に移されている。図２Ｂのアプローチは、チャンバ１００内の鏡の必要性をなくす。ここでも、近似として、計算を簡単にするために、窓１８５上の堆積量は、窓１８０と同じであると仮定できる。
【００１９】
図２Ａの装置および検出アプローチに関しては、様々な問題がある。図２Ａのシステムに関する１つの問題は、鏡１６５から戻るものが、光源１７０の提供している光を確実に示すものになるように、光源１７０からの光を鏡１６５上に強く集束させる必要があることである。光源１７０は、鏡１６５上に強く集束することを可能にするレーザまたはその他のコヒーレント光源であってよい。図２のいくつかの要素の内のどれが移動しても、反射光を適切に受信するカメラ／検出器１７５の能力に影響しうる。例えば、チャンバ外の光源１７０の移動、または、チャンバ内の鏡１６５の移動、または、チャンバ自体の移動は、鏡１６５上への光源１７０の再集束を必要としうる。さらに、鏡１６５または鏡を含むチャンバの移動は、鏡１６５からの反射角が変化しうるため、カメラ／検出器１７５の再配置を必要としうる。これらの可能性のすべての結果として、光源１７０および／またはカメラ／検出器１７５の頻繁な再配置／再集束が必要でありうる。別の問題は、鏡１６５上の堆積があるのと全く同じように、窓１８０、１８５上にも堆積があり、それにより、光源１７０が供給する光の量だけではなく、カメラ／検出器１７５が検出する光の量にも影響がある。チャンバ壁（ひいては、鏡および窓）上の材料の堆積が均一であると仮定できるが、利用される処理によっては、それが当てはまらない場合がある。結果として、鏡１６５の位置が窓１８０、１８５とは異なることを前提とすると、異なる位置では堆積量が異なりうるため、窓上の堆積を信頼性高く推定することは難しくなる。
【００２０】
図２Ｂのアプローチは、鏡１６５に関連する検出および精度の問題を解消する。しかしながら、窓１８０、１８５がチャンバの反対側にあるので、図２Ｂのアプローチでは、チャンバの異なる部分における堆積量の差の問題が残る。さらに、反射による伝送の代わりに光を直接伝送することにより、図２Ｂのアプローチは、光源１７０、カメラ／検出器１７５、または、チャンバ１００の移動に関連する集束の問題を緩和する。しかしながら、これらの集束の問題は、或る程度は残ることになる。
【００２１】
チャンバ内に検出装置を提供して、より直接的な測定を提供する努力がなされてきた。そのアプローチに関する大きな困難は、プラズマがその装置に提供する厳しい環境である。
【００２２】
チャンバ状態のより正確な監視を行うことが有効である。
【発明の概要】
【００２３】
基板処理システムは、チャンバ壁を有する処理チャンバと、処理中に基板を保持するために処理チャンバ内に配置されているペデスタルと、を備える。基板処理システムは、チャンバ内でプラズマを分配するために処理チャンバ内に配置されているシャワーヘッドを備える。基板処理は、さらに、チャンバ壁の状態を検出するよう構成されている検出器システムを備える。検出器システムは、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：ｓｕｒｆａｃｅ  ｐｌａｓｍｏｎ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）ファイバを備えており、ＳＰＲファイバは、処理チャンバの外に配置されている第１端および第２端と、処理チャンバの中に配置されているＳＰＲファイバの内側部分と、を有する。光源は、第１ＳＰＲファイバの第１端へ入力光を供給する。コントローラは、ＳＰＲファイバの第１端へ供給される光の量を制御し、出力光としてＳＰＲファイバの第２端で光を受信するよう構成される。コントローラは、入力光および出力光を解析して、チャンバ壁の状態を決定する。
【００２４】
一態様において、チャンバ内にあるＳＰＲファイバの部分において、ファイバ上の被覆の１以上の部分が、１以上の開口部を提供するために除去されてよい。開口部は、チャンバ内の状態の決定に利用される特性を有する表面プラズモン波およびエバネセント波の両方を提供するために構成されているインサートで埋められる。
【００２５】
一特徴において、ＳＰＲファイバの開口部は、互いに十分に近いが、チャンバの異なる部分における状態を確認するのに十分離れていてよい。別の特徴において、ＳＰＲファイバの開口部は、チャンバの両側における状態を確認するために、チャンバの周りに離間されるように十分離れていてもよい。
【００２６】
一特徴において、チャンバの異なる部分に、複数のＳＰＲファイバが提供されてもよい。別の特徴において、ＳＰＲファイバは、チャンバの外に配置されている基準として利用されてもよく、コントローラは、チャンバ内のＳＰＲファイバからの出力光との比較に、基準ＳＰＲファイバからの出力光を用いることにより、チャンバ壁の状態を確認するためのベースラインを決定する。
【００２７】
別の特徴において、入力光は、適切な赤外線（ＩＲ）域の光伝送を提供するレーザ（量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）など）であってよい。別の特徴において、レーザは、分布帰還型レーザ（ＤＦＢ）の１タイプであってもよく、かかるレーザは、より狭い波長域（特定の波長に至るまで）の光伝送を提供する。
【００２８】
基板処理システム内の処理チャンバの内壁の状態を測定するための方法は、チャンバ内で生成された表面プラズモン波およびエバネセント波を測定することを備える。一態様において、それらの波は、このセクションで上述したＳＰＲファイバおよび関連装置を用いて生成されてよい。結果として得られる測定値は、チャンバの壁の状態を確認するために用いられてよい。
【００２９】
詳細な説明、特許請求の範囲、および、図面から、本開示を適用可能なさらなる領域が明らかになる。詳細な説明および具体的な例は、単に例示を目的としており、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
本開示は、詳細な説明および以下に説明する添付図面から、より十分に理解できる。
【００３１】
【図１】ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例を示す機能ブロック図。
【００３２】
【図２Ａ】本開示の一態様に従って、ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例と、チャンバ内の状態を検出するための装置の一例と、を示す機能ブロック図。
【００３３】
【図２Ｂ】本開示の一態様に従って、ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例と、チャンバ内の状態を検出するための装置の一例と、を示す機能ブロック図。
【００３４】
【図３Ａ】本開示の一態様に従って、ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例と、チャンバ内の状態を検出するための装置の一例と、を示す機能ブロック図。
【００３５】
【図３Ｂ】本開示の一態様に従って、ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例と、チャンバ内の状態を検出するための装置の一例と、を示す機能ブロック図。
【００３６】
【図４】本開示の別の態様に従って、ペデスタルおよびシャワーヘッドアセンブリを備えた基板処理チャンバの一例と、チャンバ内の状態を検出するための装置の一例と、を示す機能ブロック図。
【００３７】
【図５】本開示の一態様に従って、１つの開口部を備えたＳＰＲファイバを光が通る様子を示す説明図。
【００３８】
【図６】本開示の一態様に従って、２つの開口部を備えたＳＰＲファイバを光が通る様子を示す説明図。
【００３９】
【図７】本開示の一態様に従って、１つの開口部と、露出したファイバ部分を覆うコーティングとを備えたＳＰＲファイバを光が通る様子を示す説明図。
【００４０】
【図８】本開示の一態様に従って、２つの開口部と、露出したファイバ部分を覆うコーティングとを備えたＳＰＲファイバを光が通る様子を示す説明図。
【００４１】
【図９】１つの開口部と、開口部を覆う材料とを備えたＳＰＲファイバの一部を示す図。
【００４２】
【図１０】２つの開口部と、開口部を覆う材料とを備えたＳＰＲファイバの一部を示す図。
【００４３】
【図１１】一態様に従って、基板処理チャンバ内のライナを示す平面図。
【００４４】
【図１２】図１１に示したライナの一部を示す拡大図。
【００４５】
【図１３】波長に対して光強度を示すグラフ。
【００４６】
図面において、同様および／または同一の要素を特定するために、同じ符号を用いる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図３Ａを参照して、チャンバ内の状態の検出器としてファイバを利用することを可能にするための基板処理チャンバ内のＳＰＲファイバ配置の特徴および関連する装置について記載する。この説明では、内部チャンバ状態の直接測定を可能にする本開示の特徴に従った検出器および検出方法に焦点を当てる。ＥＳＣを含む処理チャンバの様々な要素の詳細については、簡単および明確にするために、ここでは反復しない。
【００４８】
図３Ａにおいて、図２Ａおよび図２Ｂと同じいくつかの要素には、同じ符号が付けられている。図３Ａは、一態様において、光源と、光検出器と、プロセッサとを備えたコントローラ２００を示す。ＳＲＰファイバ２１０が、フィードスルー３４０、３４５を通して伸びている。かかるフィードスルーは、当業者にとって周知であるため、本明細書では詳述しない。ＳＰＲファイバ２１０の一端が、コントローラ２００の光源からの入力光を受け入れ、コントローラ２００の光検出器に出力光を提供する。ファイバ２１０などのＳＰＲファイバは、外部被覆に開口部２２０を有することで、その中のファイバを露出させている。後に説明するように、ＳＰＲファイバ２１０の開口部２２０の上に配置される材料は、ファイバの既知の物理的および光学的特性、ならびに、チャンバ１００内の状態へのファイバの被覆のない部分の暴露に従って、測定可能な方法でファイバの入力端から出力端への光の通路に影響する。
【００４９】
図３Ａは、チャンバ１００内で露出部分を有するＳＰＲファイバ２１０を示す。さらに、図３Ａは、ＳＰＲファイバ２１０のそれぞれの端部を受け入れる別個のフィードスルー３４０、３４５を示す。一態様において、特定のＳＰＲファイバの両端が、同じフィードスルーを通っていてもよい。
【００５０】
インサート２２５（ここで詳述する）が、露出したファイバを覆って、チャンバ１００内の状態からファイバを保護している。また、インサート２２５は、既知の光透過特性および反射特性を有する。光がＳＰＲファイバ２１０を通過する時、インサート２２５も、周知の方法でファイバの入力端から出力端への光の通過に影響する。
【００５１】
検出システムの動作準備をするために、光検出／処理システムは、ＳＰＲファイバ２１０がチャンバ１００内でどのように光の送信および受信を扱うのかについての情報を取得する。基板処理システムを実行する前に、チャンバ１００内のＳＰＲファイバ２１０のスペクトルデータが、ベースラインの特定を可能にするために取得される。ベースラインは、いくつかの方法で特定されてよい。一態様において、ベースラインは、最初にチャンバ１００内のＳＰＲファイバ２１０の完全に覆われていない被覆なしの開口部を用いて光測定を行った後に、インサート２２５が追加された後に同じ測定を行うことによって特定されてよい。別の態様において、ベースラインは、インサート２２５を備えたＳＰＲファイバ２１０の測定のみを行うことによって特定されてもよい。別の態様において、ベースラインは、完全に覆われた被覆ファイバを通る光を測定することによって特定されてもよい。
【００５２】
ベースラインの特定が完了した後、追加の基準測定値が取得されてよい。例えば、基板処理システムは、ＥＳＣ上に配置されているクーポンで実行されてよい。基板処理システムが動作する時、蒸着材料が、ＳＰＲファイバ２１０上など、チャンバ１００内の様々な露出部分の上に蓄積する。また、異なる蒸着材料は、それらを一意的に識別する異なる光スペクトル特性を有する。特定の蒸着材料がチャンバ１００内に導入され、クーポン上に蒸着される時に、光測定が行われてよい。蒸着は、或る期間にわたって実行されてよく、その期間中に、ＳＰＲファイバ２１０上の蒸着材料の厚さが増大する。ＳＰＲファイバ２１０を通して伝送される光の定期的または連続的な測定値が取得され、蒸着厚さに相関される。あるいは、チャンバ１００が定期的に開かれて、厚さの測定が直接行われてもよい。また、チャンバ壁上に蒸着した材料の厚さの測定値が、直接取得されて、ＳＰＲファイバ２１０のインサート２２５上で測定された蒸着厚さと比較されてもよい。
【００５３】
一態様において、複数のファイバが、チャンバ１００周囲の複数の位置に配置されてもよく、その場合、対応するフィードスルーが各ファイバのそれぞれの端部に提供される。図３Ｂは、図３Ａが示した第１ＳＰＲファイバ配列とはチャンバの反対側にある第２ＳＰＲファイバ配列を示す。
【００５４】
図３Ｂは、一態様において、光源と、光検出器と、プロセッサとを備えたコントローラ２００’を示す。フィードスルー３４０、３４５を通して延伸するＳＰＲファイバ２１０に加えて、別のＳＰＲファイバ２１０’がフィードスルー３４０’、３４５’を通して伸びている。ＳＰＲファイバ２１０については上述しているため、簡単のために、ここではさらに論じない。ＳＰＲファイバ２１０’の一端が、コントローラ２００’の光源からの入力光を受け入れ、コントローラ２００’の光検出器に出力光を提供する。ファイバ２１０’などのＳＰＲファイバは、外部被覆に開口部２２０’を有することで、その中のファイバを露出させている。後に説明するように、ＳＰＲファイバ２１０’の開口部２２０’の上に配置される材料は、ファイバの既知の物理的および光学的特性、ならびに、チャンバ１００内の状態へのファイバの被覆のない部分の暴露に従って、測定可能な方法でファイバの入力端から出力端への光の通路に影響する。
【００５５】
図３Ｂは、チャンバ１００内で露出部分を有するＳＰＲファイバ２１０’を示す。さらに、図３Ｂは、ＳＰＲファイバ２１０’のそれぞれの端部を受け入れる別個のフィードスルー３４０’、３４５’を示す。一態様において、特定のＳＰＲファイバの両端が、同じフィードスルーを通っていてもよい。
【００５６】
インサート２２５’が、露出したファイバを覆って、チャンバ１００内の状態からファイバを保護している。また、インサート２２５’は、既知の光透過特性および反射特性を有する。光がＳＰＲファイバ２１０’を通過する時、インサート２２５’も、周知の方法でファイバの入力端から出力端への光の通過に影響する。
【００５７】
図３Ｂに示したシステムの他の態様は、図３Ａに示したシステムと等価に動作する。
【００５８】
図４は、本開示の一態様に従って、基板処理チャンバで利用される検出システムを示す。議論を容易にするために、処理チャンバの他の要素は省略されている。２つの開口部を備えたＳＰＲファイバ（開口部を備えたファイバの部分は、基板処理チャンバ内に配置されている）と、かかる開口部を持たない処理チャンバ外の基準ファイバとが、象徴的に示されており、チャンバ内部および外部の実際の配置を示す意図はなく、縮尺通りには描かれていない。
【００５９】
図４をより詳しく見ると、基板処理システム３００は、フィードスルー３４０、３４５を備えたチャンバ３５０を有する。ＳＰＲファイバ３１０が、フィードスルー３４０、３４５を通っている。ＳＰＲファイバ３１０は、露出開口部を有しており、そこにインサート３３０、３３５が配置されている。取得／処理装置３９０が、光源３８０と通信し、光源３８０は、ＳＰＲファイバ３１０の一端に光を通す。検出器３８５が、ＳＰＲファイバ３１０の他端を通して光を受信し、検出光に関する情報を取得／処理装置３９０に渡す。
【００６０】
一態様において、第２すなわち基準ＳＰＲファイバ３２０が、光源３８０から検出器３８５へ光を通過させてよい。第２ＳＰＲファイバ３２０は、ＳＲＰファイバ３１０と同じコアおよび被覆を有し、開口部を持たず、チャンバ３５０の外側に配置されており、光源３８０から検出器３８５へ光を通す時にＳＰＲファイバ３１０から受信される情報の基準として機能しうる。例えば、第２ＳＰＲファイバ３２０は、チャンバ３５０の壁が清浄な時、および／または、基板処理システム３００が動作を開始または再開する前に、ＳＰＲファイバ３１０を通る光を処理して得られたデータと比較するためにベースラインデータを提供してよい。システム３００が作動され、材料がチャンバ３５０の壁上に堆積すると、ベースラインデータは、ＳＰＲファイバ３１０を通る光を処理して得られる後続のデータとも比較されてよい。一態様において、ベースラインデータと、ＳＰＲファイバ３１０からの動作前および／または動作間のデータとの差を見ることに加えて、ＳＰＲファイバ３１０からの動作前および／または動作間のデータと、ＳＰＲファイバ３１０からの動作中のデータとの間の差を見ることで、チャンバ３５０の壁の状態に関するさらなる情報を提供してよい。
【００６１】
ここで、本開示の態様に従った検出システムの部分を形成するＳＰＲファイバをより詳しく見ると、図５および図６は、ＳＰＲファイバ５００の開口部を示している。図５は、ファイバコアを覆う被覆部分５１０および５２０の間にあるファイバ５００の単一の露出部分５３０を示す。図６は、２つの露出部分５３０、５５０を示す。露出部分５３０は、被覆部分５１０および５２０の間にあり、露出部分５５０は、被覆部分５２０および５４０の間にある。
【００６２】
図６における露出部分５３０、５５０は、象徴的に示されている。露出部分５３０、５５０の間の間隔は、基板処理チャンバの異なる部分における材料堆積の検出を容易にするために、必要に応じて決定されてよい。また、本開示の一態様によれば、ＳＰＲファイバ５００に２つの露出部分５３０、５５０よりも多い露出部分があってもよい。
【００６３】
図７および図８は、図５および図６と同様の図を示すが、さらに、露出部分５３０上に配置されている金属膜の薄層を示す。膜部分５６０は、露出部分５３０の周囲全体に伸びている。膜部分５６５は、露出部分５３０の周囲の一部に伸びており、ファイバ５００の露出部分および被覆部分の両方を示す。膜部分５６０、５６５は、ＳＰＲファイバの場合にしばしばそうであるように、金で形成されてよい。金は、プラズマ耐性ではなく、プラズマエッチングに暴露されると、チャンバを汚染する可能性がある。したがって、図９および図１０に関して後述するように、露出部分に最も近い膜部分の上に配置されている他の材料が、よりプラズマ耐性を持ち、汚染の問題を回避する。
【００６４】
図６と同様に、図８の露出部分は、象徴的に示されている。露出部分５３０、５５０の間の間隔は、基板処理チャンバの異なる部分における材料堆積の検出を容易にするために、必要に応じて決定されてよい。
【００６５】
図７および図８と同様に、図９および図１０は、それぞれ、１つの開口部および２つの開口部を備えたＳＰＲファイバの一部を示している。図６および図８と同様に、図１０の開口部は、それらの分離の程度の点で象徴的に図示されており、縮尺通りには描かれていない。
【００６６】
図９および図１０において、ＳＰＲファイバ６００は、直径Ｄの内側部分６０５を有する。一態様において、内側部分６０５は、特に、内側部分６０５の直径Ｄおよび屈折率に依存する特定の入射角まで、全内部反射すなわちＴＩＲを提供するように構成されている。図９を詳しく見ると、金属層６１０が、露出した内側部分６０５上に蒸着されている。一態様において、金属層６１０は、金で形成されている。誘電体材料６２０が、金属層６１０上に提供されており、誘電体検知層６３０が、誘電体材料６２０上に提供されている。層６１０、６２０、および、６３０が合わさって、図３および図４のインサート２２５、３３０、および、３３５に対応する。図９および図１０において、内側部分６０５は、その外周全体で露出しているが、それは、動作に必須ではない。
【００６７】
上述のように、金属（金など）は、プラズマエッチングに対する耐性がない場合があるので、金は、チャンバを汚染しうる。結果として、高い反射率と、十分なエッチング耐性と、エバネセント波を可能にする光学指数とを有する層を層６１０（金であってよい金属層）上に提供することが必要である。ＭｇＦ２およびＢａＦ２などの材料は、ＨＦ、ＨＣｌ、および／または、フッ素反応ガスから金層を保護するのに適しうる。ＭｇＦ２またはＢａＦ２が用いられる場合、アルミニウムが、金の代わりに用いられてもよい。クロム（Ｃｒ）も、プラズマ耐性であり、ＭｇＦ２またはＢａＦ２コーティングの有無にかかわらず、金の代わりに用いられてよい。一態様において、誘電体材料６２０も、好ましいプラズマ耐性を有する。
【００６８】
一態様において、層６１０は、金で形成されてよく、１００ｎｍの厚さであってよい。層６２０または６３０は、より厚いかまたは同じ厚さであるように図示されているが、例えば、１ｎｍ〜５ｎｍ薄くてもよい。
【００６９】
基板処理チャンバ内でのＳＰＲファイバ配置に関して、一態様において、図１１を参照すると、ライナ１０１２が、複数の開口部１０１５を有する。一態様において、ライナ１０１２は、イットリウムで形成される。図１１は、ライナ１０１２の内部に配置されているＳＰＲファイバ１０３０を示す。ＳＰＲファイバ１０３０の端部は、開口部１０１５を通してライナ１０１２の外部まで延伸する。一態様において、ライナ１０１２の外に延伸するファイバ端部は、基板処理チャンバ内のエッチャントから保護するために、イットリウムチューブ（図示せず）に挿入される。
【００７０】
一態様において、ＳＰＲファイバ１０３０の大部分が、ライナ１０１２の裏側を通っており、ライナ１０１２内のアクティブすなわち検知領域が、高ガスコンダクタンスのために利用されうる開口部１０１５の１つと整列する。このように、ＳＰＲファイバ１０３０の長さの大部分が、直流プラズマから保護されうる。図１１において、異なる長さのＳＰＲファイバ１０３０、１０３０’が、ライナ１０１２内に示されている。ファイバ１０３０、１０３０’を直流プラズマから保護するために、ファイバ１０３０、１０３０’の露出部分（被覆除去部分）だけが、ライナ１０１２内に配置されてよい。一態様において、ＳＰＲファイバ１０３０’は、チャンバ内で、垂直ではなく水平に配置されてよく、その場合、ＳＰＲファイバ１０３０’は、図に示すように、開口部１０１５の内の２つを通して延伸する。
【００７１】
図１２は、開口部１０１５の拡大図を示しており、ＳＰＲファイバ１０３０は、図１１と同様に、開口部１０１５の１つを通るように伸びている。図に示したＳＰＲファイバ１０３０の部分は、ライナ１０１２の内部にあり、基板処理チャンバの動作中に直流プラズマに暴露される。説明および図示を簡単にするために、図１１および図１２は、ＳＰＲファイバ１０３０（または、図１１の場合には、ＳＰＲファイバ１０３０’）の被覆のない部分を示していない。
【００７２】
誘電体エッチングのための基板処理チャンバの場合、シュラウド１０５０が、ライナ１０１２を囲んでよい。一態様において、シュラウド１０５０は、シリコンで形成される。ＳＰＲファイバ１０３０、１０３０’の端部は、シュラウド１０５０を通して伸びてよい。その場合、ライナ１０１２内にある代わりに、ＳＰＲファイバ１０３０、１０３０’は、ＳＰＲファイバ１０３０、１０３０’の露出部分（被覆のない部分）が、開口部１０１５の１つと整列した状態で、ライナ１０１２の外側に留まってよい。シュラウド１０５０の裏側に延伸するＳＰＲファイバ１０３０、１０３０’の部分は、基板処理チャンバ内のエッチャントからそれらを保護するために、シリコンチューブに挿入されてよい。
【００７３】
ＳＰＲファイバの動作の原理は周知であり、記載を簡潔にするために、本明細書では繰り返さない。概観して、ＳＰＲファイバ６００の動作を詳しく見ると、金属層６１０と誘電体材料６２０との間の界面により、表面プラズモン波（ＳＰＷ）が、界面に沿って伝播する。一態様において、ＳＰＷは、ｐ偏光電磁波である。その波が、結果として生じるエバネセント波（距離と共に指数関数的に減衰するのでそのように呼ばれる）の伝搬定数（および結果として生じるエネルギ）がＳＰＷと等しくなるように金属と誘電体との界面に入射する場合、光の強力な吸収が起きる。結果として得られる出力信号は、実質的に特定の波長（共鳴波長）で降下する。かかる共鳴条件を表現する一方法は、以下の通りである。
【数１】
2021504977.tif 000003
【００７４】
上の式の左辺の項は、屈折率ｎｃの（プリズムまたは光学ファイバなどの）光結合装置を通して角度θで入射する光の減衰全反射（ＡＴＲ）の結果として生成されるエバネセント波の伝搬定数（Ｋｊｎｃ）である。右辺の項は、ＳＰＷ伝搬定数（Ｋｇｐ）であり、金属誘電率（ｓｍ）の実数部としてのｓｍｒと、検知（誘電体）層の屈折率としてのｎｓとを含む。
【００７５】
図３〜図１０すべてにおいて、ＳＰＲファイバは、縮尺通りに描かれていない。特に、ファイバの開口部およびファイバの直径が、縮尺通りに図示されていない。ファイバを通過した光の波長、ならびに、ファイバの露出部分の近くでの表面プラズモン波（ＳＰＷ）の形成およびエバネセント波の形成は、上述の基準に加えて、開口部の長さおよびファイバの直径の関数である。
【００７６】
例えば、様々な元素の酸化物および窒化物など、様々な種類の材料が、プラズマ耐性の特徴または能力を有することが知られている。監視される材料蓄積に応じて、これらのプラズマ耐性材料のスペクトル特性を考慮すると、一部のかかる材料は、他の材料よりもＳＰＲファイバのためのコーティングとして適しうる。一態様において、監視される材料蓄積のタイプを考慮することが適切である。例えば、シリコンまたは塩素の酸化物、もしくは、炭素のフッ化物が、化学エッチング（ＣＥ）チャンバの壁上に蓄積しうる。ＳＰＲファイバの露出部分内のインサートとして利用される材料は、蓄積が監視されている材料のスペクトルと区別できる透過スペクトルを有することが好ましい。
【００７７】
上記を考慮に入れると、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）が、利用できる１つのプラズマ耐性材料である。上記の基準を満たすその他の材料がある。
【００７８】
基板処理チャンバ内でＳＰＲファイバを検出器として利用すると、いくつかの利点を提供できる。順不同で、利点は、以下を含む。構造は、単純になる可能性があり、従来の測定技術と同じ検出／処理回路およびアプローチを利用できる。チャンバ内でのファイバ（特にファイバ開口部）の位置が、より柔軟になり、チャンバ内で実行される処理に影響しない望ましさのみを条件とする。
【００７９】
さらに、基板処理チャンバの壁の周りの複数の位置における材料蓄積を扱う代わりに、ＳＰＲファイバ自体の上の材料蓄積のみに対処してもよい。複数の位置における蓄積の評価は必要ない。
【００８０】
上述のように、一態様において、入力光は、ＱＣＬから発せられてよく、別の態様において、入力光は、ＤＦＢレーザから発せられてよい。ＱＣＬの一態様では、ＱＣＬが、赤外線（ＩＲ）スペクトル内の複数の分子のシグネチャを網羅する広帯域（例えば、５〜１２μｍ）をスキャンできる。この範囲は、ＩＲ検出器を伴い、ＩＲ検出器は、ＩＲ領域内の比較的広い帯域を網羅できる。比較すると、ＤＦＢレーザは、１以下の波数というかなり狭い帯域に対処し、ＤＦＢレーザの利用は、主に単一分子の検出に限定されることを意味する。
【００８１】
図１３は、波長に対する光強度のグラフを示す。実線の直線は、レーザ放射がないため、ＳＰＲファイバに吸収がない条件を示している。上向きに傾斜した実線は、帯域の始まりから帯域の終わりまでの傾斜に対応する。実線の曲線１３１０および破線の曲線１３２０は、特定の分子のシグネチャを表すピークまたはバレーを示す。例えば、基板処理中、ＣＦ、ＣＦｘ、ＳｉＣｌｘ、ＳｉＯｘ、ＣＨｘ、または、ＯＨ（水分）の堆積物が、基板処理チャンバの壁上で成長しうる。実線の曲線１３１０は、特定の量の堆積物を表しうる一方で、破線の曲線１３２０は、異なる量の堆積物を表し、異なる振幅のピークまたはバレーにつながりうる。破線１３３０は、チャンバ壁上の堆積物の結果として生じた逸脱をトレースしており、それに続いて、壁の洗浄後に、清浄なチャンバ壁（すなわち、堆積物がない）により近い状態まで戻る。
【００８２】
ＳＰＲファイバの被覆のない部分の上の堆積の検出に関して、基板処理チャンバ内でＳＰＲファイバを通した光の伝送の結果として生成されたデータを取得および処理するために、様々な周知の技術が用いられてよい。一態様において、個々の測定値が、堆積厚さを確認するために取得および解析されてよい。測定値は、基板処理チャンバの動作の合間に取られてよい。それらの動作は、一定の時間間隔であってもよく、または、そうでなくてもよく、それは、検出システムの効果にとって重要ではない。利用される処理、および、処理の持続期間に応じて、異なる量の堆積が、基板処理システムの異なる動作の結果として生じうる。別の態様において、複数の測定値が、特定の間隔で取得され、それらの測定値が、堆積厚さ、堆積速度、または、基板処理チャンバの壁の状態の決定に関連するその他のパラメータを特定するために統合されてもよい。
【００８３】
一態様において、上述のように、ＳＰＲファイバの開口部分は、約１ｃｍであってよい。吸光有効面積を増大または最小化させるために、開口部のサイズを最適化する（大きくまたは小さくする）ことが可能である。また、上述のように、チャンバの異なる領域に複数の開口部を提供することが可能であり、これも、チャンバ内で実行される処理に影響しない望ましさを条件とする。各開口部での吸光特性が既知であり、各開口部上のコーティングの特性が既知であれば、処理が実行される間にチャンバの異なる部分の状態を観察することが可能である。
【００８４】
上述の記載は、本質的に例示に過ぎず、本開示、応用例、または、利用法を限定する意図はない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施されうる。したがって、本開示には特定の例が含まれるが、図面、明細書、および、以下の特許請求の範囲を研究すれば他の変形例が明らかになるため、本開示の真の範囲は、それらの例には限定されない。本明細書で用いられているように、「Ａ、Ｂ、および、Ｃの少なくとも１つ」という表現は、非排他的な論理和ＯＲを用いて、論理（ＡまたはＢまたはＣ）を意味すると解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、および、Ｃの少なくとも１つ」という意味であると解釈されるべきではない。方法に含まれる１または複数の工程が、本開示の原理を改変することなく、異なる順序で（または同時に）実行されてもよいことを理解されたい。
【００８５】
いくつかの実施例において、コントローラは、システムの一部であり、システムは、上述の例の一部であってよい。かかるシステムは、１または複数の処理ツール、１または複数のチャンバ、処理のための１または複数のプラットフォーム、および／または、特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）など、半導体処理装置を備えうる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および、処理後に、システムの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてもよく、システムの様々な構成要素または副部品を制御しうる。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ならびに、ツールおよび他の移動ツールおよび／または特定のシステムと接続または結合されたロードロックの内外へのウエハ移動など、本明細書に開示の処理のいずれを制御するようプログラムされてもよい。
【００８６】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、エンドポイント測定を可能にすることなどを行う様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／または、ソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ、および／または、プログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１または複数のマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含みうる。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対するまたは半導体ウエハのための特定の処理を実行するための動作パラメータ、もしくは、システムへの動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１または複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／または、ダイの加工中に１または複数の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【００８７】
コントローラは、いくつかの実施例において、システムと一体化されるか、システムに接続されるか、その他の方法でシステムとネットワーク化されるか、もしくは、それらの組み合わせでシステムに結合されているコンピュータの一部であってもよいし、かかるコンピュータに接続されてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ウエハ処理のリモートアクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全部または一部であってもよい。コンピュータは、現在の処理のパラメータを変更する、現在の処理に従って処理工程を設定する、または、新たな処理を開始するために、システムへのリモートアクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視する、過去の製造動作の履歴を調べる、もしくは、複数の製造動作からの傾向または性能指標を調べうる。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）が、ネットワーク（ローカルネットワークまたはインターネットを含みうる）を介してシステムに処理レシピを提供してよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを備えてよく、パラメータおよび／または設定は、リモートコンピュータからシステムに通信される。一部の例において、コントローラは、データの形式で命令を受信し、命令は、１または複数の動作中に実行される処理工程の各々のためのパラメータを指定する。パラメータは、実行される処理のタイプならびにコントローラがインターフェース接続するまたは制御するよう構成されているツールのタイプに固有であってよいことを理解されたい。したがって、上述のように、コントローラは、ネットワーク化されて共通の目的（本明細書に記載の処理および制御など）に向けて動作する１または複数の別個のコントローラを備えることなどによって分散されてよい。かかる目的のための分散コントローラの一例は、チャンバでの処理を制御するために協働するリモートに配置されている（プラットフォームレベルにある、または、リモートコンピュータの一部として配置されるなど）１または複数の集積回路と通信するチャンバ上の１または複数の集積回路である。
【００８８】
限定はしないが、システムの例は、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、蒸着チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属メッキチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層蒸着（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの加工および／または製造に関連するかまたは利用されうる任意のその他の半導体処理システムを含みうる。
【００８９】
上述のように、ツールによって実行される１または複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路またはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近くのツール、工場の至る所に配置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、もしくは、半導体製造工場内のツール位置および／またはロードポートに向かってまたはそこからウエハのコンテナを運ぶ材料輸送に用いられるツール、の内の１または複数と通信してもよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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