(57)【要約】【課題】薄膜の厚さ、アッシング速度、およびエンドポイントを決定するための、インサイチュー法での非破壊的な厚さ測定装置および方法を提供する。【解決手段】第１視野ポート126と第２視野ポート127を有する室を含み、第１視野ポート126が、処理される基板の表面から浅い角度で光を受け入れる形状をした受光手段116を含み、第２視野ポート127は、ブロードバンド照明光源を含み、受光手段116に対向する側壁に好ましくは配置される。この処理は、干渉バターンから、薄膜の厚さ、アッシング速度、およびエンドポイントを計算する工程を含んでいる。【選択図】      図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室の内部領域内に少なくとも１つのウエハを位置決め、かつ少なくとも１つのウエハと熱的に接触する少なくとも１つの温度測定手段を含む支持体を有するウエハ処理室と、
少なくとも１つのウエハの露出表面から被膜を除去するために前記処理室内にウエハ処理材料を供給する供給源と、
前記処理室と光学的に伝達し、浅い角度で前記被膜の表面上またはその回りに光を集束させる受光手段と、
前記処理室内にブロードバンド放射を放出するブロードバンド照明光源と、を備えていることを特徴とするウエハ処理システム。
【請求項２】
前記ブロードバンド照明光源は、タングステンハロゲンランプであることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項３】
少なくとも１つのウエハの下側に配置される加熱ランプアレイをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項４】
前記ブロードバンド照明光源は、前記受光手段の配置に対して前記処理室の対向側壁に配置されていることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項５】
前記受光手段は、分光計の回折格子に光学的に伝達される一端部を有する光ファイバーアレイを含んでいることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項６】
前記受光手段と前記処理室の内部領域との間にウインドーをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項７】
被膜は、フォトレジスト材料であることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項８】
ウエハ処理材料は、励起された原子種のプラズマからなることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項９】
前記受光手段と前記処理室の内部領域との間にレンズをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項１０】
前記処理室と光学的に伝達する受光手段は、前記処理室の内部領域から凹んでいることを特徴とする請求項１記載のウエハ処理システム。
【請求項１１】
前記レンズは、円筒形レンズであり、この円筒形レンズの各端部が等しい曲率半径を有することを特徴とする請求項９記載のウエハ処理システム。
【請求項１２】
薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、またはエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための装置であって、
反応室側壁に配置される第１ポートおよびこの第１ポートに対向する側壁に配置される第２ポートを含む反応室と、
前記第１ポートに結合され、前記反応室内に配置された基板の薄膜の被膜上に集束し、前記基板からの反射および屈折した光ビームによって生じる干渉光信号を浅い角度で受け入れて集束する受光手段を含む光学検出器と、
前記薄膜の被膜表面を照明しかつ前記干渉光信号を発生するために、前記第２ポートに結合されたブロードバンド照明光源と、
前記薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、または前記干渉光信号からのエンドポイント、またはそれらの組み合わせを計算するために、前記受光手段と接続されている計算手段と、を含んでいることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記ブロードバンド照明光源は、タングステンハロゲンランプであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記反応室は、前記基板の下側に配置された加熱ランプアレイをさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記光学検出器は、分光計に光学的に結合される複数の光ファイバーを含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１６】
分光計は、電荷結合素子（ＣＣＤ）と接続されている回折格子を含むことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記反応室は、前記受光手段と前記反応室の内部領域との間にウインドーをさらに含むことを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１８】
前記受光手段は、前記反応室の内部領域から凹んでいることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１９】
前記反応室と光学的に伝達する前記受光手段は、前記処理室の内部領域から凹んでいることを特徴とする請求項１２記載のウエハ処理システム。
【請求項２０】
前記レンズは、円筒形レンズであり、この円筒形レンズの各端部が等しい曲率半径を有することを特徴とする請求項１９記載のウエハ処理システム。
【請求項２１】
公知の入射角度、薄膜屈折指数、および基板屈折指数を用いて薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、または基板から薄膜を除去するエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための方法であって、
ブロードバンド照明光源を用いて前記薄膜の被膜表面を照明し、
このブロードバンド照明光源によって前記薄膜の表面から反射および屈折した光により浅い角度で発生した干渉信号を記録し、
前記干渉信号から前記薄膜の厚さ、または前記薄膜の除去率、または前記エンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する、各工程を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記干渉信号から前記薄膜の厚さ、または前記薄膜の除去率、または前記エンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する工程は、記録された干渉信号からバックグラウンドスペクトルを減算し、前記干渉信号を波数範囲に変換し、ファーストフーリエ変化を実行し、フィルタ処理し、更に、ファーストフーリエ逆変換を実行して、前記波数範囲を波長範囲に変換し、前記波長範囲内のピーク値およびバレー値の位置を識別し、そして、
計算方法またはマッチング方法を用いて、前記識別されたピーク値およびバレー値の位置から、前記薄膜の厚さ、または前記薄膜の除去率、または前記エンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する各ステップからなることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記マッチング方法は、波長範囲における各ピーク値およびバレー値の位置を用いることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
さらに、前記薄膜のゼロ厚さまでの時間の関数として厚さを推定するために、単一波長方法を結合するステップを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
さらに、前記薄膜のゼロ厚さまでの時間の関数として厚さを推定するために、線形回帰計算を実行するステップを含むことを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記計算方法は、前記波長範囲における他の全てのピーク値およびベレー値の位置を用いるステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２７】
さらに、前記薄膜のゼロ厚さまでの時間の関数として厚さを推定するために、単一波長方法を結合するステップを含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
さらに、前記薄膜のゼロ厚さまでの時間の関数として厚さを推定するために、線形回帰計算を実行するステップを含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記薄膜の被膜は、フォトレジスト層からなることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項３０】
前記スペクトルを波数範囲に変換するステップは、400ナノメータ以下の信号をゼロに落とすことをさらに含んでいる請求項２１記載の方法。
【請求項３１】
フィルタ処理は、第１最大ピーク値がブルースター角および第２最大ピーク値より小さい場合、前記第１最大ピーク値を配置し、前記第１最大ピーク値がブルースター角よりも大きい場合、前記第２最大ピーク値を配置することを含んでいる請求項２１記載の方法。
【請求項３２】
フィルタ処理後で、かつ前記波数範囲を波長範囲に変換する前に、干渉信号を挿入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項３３】
プラズマアッシング処理中のフォトレジストの、厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための方法であって、
ブロードバンド照明光源を用いて前記フォトレジストの表面を照明し、
記録される波長範囲を生じるために、前記ブロードバンド照明光源、プラズマ、および励起した種の選択された１つまたはそれらの組み合わせによって浅い角度で発生した干渉信号を記録し、
前記記録された波長範囲からバックグラウンド分光範囲を減算し、そして、前記記録された波長範囲を変換し、更に、前記記録された波長範囲を波数範囲に変換し、
ファーストフーリエ変換およびフィルタリングを実行し、
前記フィルタ処理された波長範囲におけるピーク値とバレー値を位置決めし、
前記ピーク値とバレー値の位置から、前記厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する、各工程を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項３４】
バックグラウンド範囲を減算するステップは、アッシング処理の作動状態中に、フォトレジスト被膜なしの基板に対して、時間の関数としてのバックグラウンド波長範囲を記録するステップを有することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
エンドポイントを計算するステップは、ゼロ厚さに対するフォトレジストの除去率の線形関係を推定することを含んでいる請求項３３記載の方法。
【請求項３６】
浅い角度で干渉信号を記録するステップは、フォトレジストの表面上に焦点を有する光ファイバーの線形アレイを含んでいることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
ピーク値およびバレー値の複数の位置から、厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算するステップは、すべてのピーク値及びバレー値の位置を用いるマッチング方法であることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
ゼロ厚さに対する時間の関数として前記厚さを推定するために、単一波長方法をマッチング方法に結合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
ゼロ厚さに対する時間の関数として前記厚さを推定するために、線形回帰計算を実行するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
ピーク値およびバレー値の複数の位置から、厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算するステップは、他の全てのピーク値及びバレー値の位置を用いる計算方法であることを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４１】
ゼロ厚さに対する時間の関数としての前記厚さを推定するために、単一波長方法を計算方法に結合するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４２】
ゼロ厚さに対する時間の関数としての前記厚さを推定するために、線形回帰計算を実行するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４０記載の方法。
【請求項４３】
記録された波数範囲に等しい間隔を与えるために、前記データを挿入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３３記載の方法。
【請求項４４】
記録された波数範囲において、前記フーリエ変換から高周波成分を取り除き、そして、前記波数範囲上でフーリエ逆変換を実行し、さらに、前記波数範囲を前記波長範囲に変換することを特徴とする請求項３３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対厚さまたは除去率をインサイチュー測定するための方法および装置に関し、また、処理のエンドポイントまたはその組合わせを予測するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の製造は、主として薄膜の蒸着および除去ステップからなる。製造過程中に蒸着および除去された種々の薄膜は、他のものとして、フォトレジスト、誘電体材料、導電性材料、拡散障壁、反射防止膜、パッシべーション層、および同等物を含んでいる。薄膜の厚さ、除去率、およびこれらの薄膜のエンドポイント等に関係する厚さ測定の特性試験は、多数の良く知られた理由から重要である。この特性試験は、薄膜製造の前後およびその間でしばしば測定しなければならない。
【０００３】
光学方法は、一般的に、薄膜の種々の特性を測定するために用いられる。例えば、発光分光学（ＯＥＳ）は、従来からエッチングガスおよびエッチングガスの副産物に関する情報を与えることによってエッチング処理のエンドポイントを決定するのに用いられてきた。
【０００４】
この技術は、プラズマにおける誘電体の副産物から特有の光学放射の発光強度の変化に基づく。電子が、より高いエネルギー状態から低いエネルギー状態になるとき、励起した電子または分子が光を発生する。異なる化合物の原子および分子が、一連のユニークなスペクトル線を発生する。プラズマ内の各化合物に対する発光強度は、プラズマ内にある化合物の集中に依存する。一般的に、発光分光学装置は、反応性エッチングガスおよびエッチングガスと誘電体の副産物による発光強度を測定することによって作動する。エンドポイントに達すると、副産物の発光強度が減少し、最終的に停止する。この発光分光学装置は、副産物の発光強度の減少を感知して、このエンドポイントを決定する。
【０００５】
例えば、バレル形式のプラズマ反応器を用いて、ＣＯ基およびＯＨ基の発生量から283ｎｍでの発光強度、ＣＯ基から297.7ｎｍ、483.5ｎｍ、および519.8ｎｍでの発光強度、および308.9ｎｍでの発光強度がフォトレジストを取り除く量を決定するのに用いられ、また、これらの発光強度の統合化は、エンドポイントを決定するために用いることが報告されている。同様な方法において、平行板反応器において、519.6ｎｍでの発光信号がエンドポイントを検出するのに適当であることが報告されている。ダウンストリーム型プラズマ反応器において、ＯＨ基からの309ｎｍでの発光強度とＣＨ基からの431.5ｎｍでの発光強度における急激な変化を調査することにより、エンドポイントの決定が行われてきた。しかし、この技術は、一般的に、いくつかの他の方法からの初期的な厚さ測定が必要とされ、更に、重要なことに、非常に正確なエンドポイントを検出することができない。
【０００６】
他の光学システムは、431ｎｍラインでの発光強度を測定し、かつそのデータを統計的手法を用いて、エンドポイントを決定する。しかし、実際には、その結果は、実際に除去されるフォトレジストの約６０％から約７０％に対応するものである。より正確なエンドポイント検出を得るために、光学系は、発光干渉計測定法（ＯＥＩ）を用いて、基板に対する位置を設定し、また、309ｎｍおよび431ｎｍラインが、同時にエンドポイントを決定するために用いられてきた。しかし、この形式のシステムは、前もって、フォトレジストを除去する処理のためのエンドポイントを予測することができない。
【０００７】
フォトレジストをアッシングするための、ランプ仕様のヒータを有するダウンストリーム型プラズマ反応器において、このヒータからのノイズおよび反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理に対するアッシング処理の速度が、正確な測定を得ることを困難にする。アッシング処理を促進するのに用いられる放射ウエハ用の加熱ランプは、ウエハ表面に放射される光を妨げる。単一波長のＯＥＩ処理は、単純に、厚さの大きなダイナミックレンジの測定に対して、変化する光源として振舞うことができない。
【０００８】
反応器室の形状は、ＯＥＩの使用を妨げないが、基板の平面に対して直交する入射角に非常に依存する。現在のＯＥＩ方法は、０°以外の入射角度において使用する場合、測定誤差を生じる。その理由は、ある角度で発生する光は、非常に弱くなりかつよりノイズに晒されるからである。さらに、ダブル周波数の構成部品は、大きな入射角度に遭遇し、さらに浅い入射角度に関連する低い交流／直流比が信号品質を悪化させる。
【０００９】
ノイズを処理するために、レーザー光が、光源として用いられるが、整合した光が局所的な加熱を伴い、測定位置で除去率が増加することになる。さらに、上述したように、単一波長の方法では、厚さの変化率のみを与えるので、いくつかの他の方法によって作られる初期の薄膜の厚さが必要とされる。
【００１０】
さらに、アッシング処理中に起こる高温度の下で、フォトレジストは、膨張したり収縮したりする。このフォトレジスト層の膨張および収縮は、前もって報告されることがなく、また現在の測定システムの誤差原因になるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の処理では、インサイチュー（in-situ)における薄膜の厚さ、除去率、およびエンドポイントを正確に与えることができないことに注目すべきである。従って、リアルタイムで薄膜の厚さ、アッシング速度、およびエンドポイントを決定するための、インサイチュー法での非破壊的な厚さ測定装置および方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
ここに開示されるものは、絶対的なフォトレジストの厚さ、アッシング速度を測定し、処理のエンドポイントを予測するための、インサイチュー測定装置および方法である。
【００１３】
１つの実施形態では、本装置は、室の内部領域内に少なくとも１つのウエハを位置決め、かつ少なくとも１つのウエハと熱的に接触する少なくとも１つの温度測定手段を含む支持体を有するウエハ処理室と、少なくとも１つのウエハの露出表面から被膜を除去するために前記処理室内にウエハ処理材料を供給する供給源と、前記処理室と光学的に連通し、浅い角度で前記被膜の表面上またはその回りに光を集束させる受光手段と、前記処理室内にブロードバンド放射を放出するブロードバンド照明光源と、を備えている。
【００１４】
他の実施形態では、薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、またはエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための装置であって、
反応室側壁に配置される第１ポートおよびこの第１ポートに対向する側壁に配置される第２ポートを含む反応室と、
前記第１ポートに結合され、前記反応室内に配置された基板の薄膜の被膜上に集束し、前記基板からの反射および屈折した光ビームによって生じる干渉光信号を浅い角度で受け入れて集束する受光手段を含む光学検出器と、
前記薄膜の被膜表面を照明しかつ前記干渉光信号を発生するために、前記第２ポートに結合されたブロードバンド照明光源と、
前記薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、または前記干渉光信号からのエンドポイント、またはそれらの組み合わせを計算するために、前記受光手段と接続されている計算手段と、を含んでいる。
【００１５】
また別の実施形態では、公知の入射角度、薄膜屈折指数、および基板屈折指数を用いて薄膜の厚さ、または薄膜の除去率、または基板から薄膜を除去するエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための方法であって、
ブロードバンド照明光源を用いて前記薄膜の被膜表面を照明し、
このブロードバンド照明光源によって前記薄膜の表面から反射および屈折した光により浅い角度で発生した干渉信号を記録し、
前記干渉信号から前記薄膜の厚さ、または前記薄膜の除去率、または前記エンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する、各工程を含んでいる。
【００１６】
また別の実施形態では、プラズマアッシング処理中のフォトレジストの、厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを測定するための方法であって、
ブロードバンド照明光源を用いて前記フォトレジストの表面を照明し、
記録される波長範囲を生じるために、前記ブロードバンド照明光源、プラズマ、および励起した種の選択された１つまたはそれらの組み合わせによって浅い角度で発生した干渉信号を記録し、
前記記録された波長範囲からバックグラウンド分光範囲を減算し、そして、前記記録された波長範囲を変換し、更に、前記記録された波長範囲を波数範囲に変換し、
ファーストフーリエ変換およびフィルタリングを実行し、
前記フィルタ処理された波長範囲におけるピーク値とバレー値を位置決めし、
前記ピーク値とバレー値の位置から、前記厚さ、またはアッシング速度、またはアッシングエンドポイント、あるいはそれらの組み合わせを計算する、各工程を含んでいる。
【００１７】
ここに開示する他の実施形態は、基本的要素を有する特定の特徴および構造的な変形例を与えるものと考えられる。可能な変形例および本発明の特徴と利点とともに言及した特定の実施形態は、詳細な説明およびこれに付随する図面とともに考慮するとき、より良く理解できるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、フォトレジストの絶対厚さ、アッシング率、および予測処理のエンドポイントを測定するためのインサイチュー測定装置および方法を開示する。
【００１９】
本発明の測定装置および方法は、種々のタイプの薄膜に応用できるもので、ここでは、フォトレジスト、例えば、フォトレジストを取り除くプラズマアッシング処理に適用される。この測定装置および方法に用いるのに適した他の薄膜は、ここの開示内容、例えば、パシベーション層、誘電体、および同等物から見て、当業者であれば明らかであろう。
【００２０】
この測定装置および方法は、一般的に、薄膜の浅い角度での干渉パターンを発生しかつ測定することを含んでいる。有利なことに、浅い角度での干渉パターンが測定されると、ここに開示する装置および方法は、現在のプラズマ設備、即ち、ダウンストリーム型プラズマリアクター、バレルリアクター、パラレルリアクター、および同等物とともに使用することができる。例えば、この装置および方法は、アッシングおよびエッチングの設備に一般的に見られる、現在のビューイングポート、光学系、およびエンドポイント検出装置を適用することができる。最も好ましい浅い角度は、現在ある処理室とともに用いることができる角度であり、バックグラウンドとして、光学検出システムのための制限されたアクセス形状を有している。
【００２１】
図１および図２において、測定装置は、例示的なダウンストリーム型のマイクロ波プラズマリアクター２０とともに用いる形状として示されている。この測定装置は、基板平面およびブロードバンド照明光源に対して浅い角度で集束する受光手段を有する光学検出器を含む。この浅い角度を用いることにより、受光手段のための干渉面がウエハに直交する軸線に対して９０°で交わることを意味する。こうして、本装置の受光手段の焦点は、受光手段によって捕捉される干渉パターンに寄与する光が、局所的な起点を有するように、ウエハ表面に設定される。この測定装置の形状は、特に、フォトレジスト薄膜のインサイチューの厚さおよび／またはエッチング後の残留物除去に関連した測定に適している。
【００２２】
図示したプラズマアッシャー２０は、プラズマ発生室２１およびプラズマ反応室２２を含んでいる。このプラズマ発生室２１は、マイクロ波包囲体２４を含む。マイクロ波包囲体２４は、矩形状の箱で、ここを貫通するプラズマ管３２を有する縦方向部分に仕切られている。各パーティションは、プラズマ管が通過する開口を有する。各部分には、マイクロ波エネルギーが供給される。こうして、各部分は、入来するマイクロ波エネルギーのための短いキャビティを形成し、方位角および軸方向の均一性を有するモード形成を促進する。外側管３４が、キャビティ内部のプラズマ管３２を取り囲む。この外側管３４は、プラズマ管３２から僅かに離れており、動作中、正圧力のエアが２つの管の間に供給され、プラズマ管３２を効果的に冷却する。外側管３４は、サファイアから作られている。石英またはアルミナ被膜の石英等の他のプラズマ管材料を用いることができる。
【００２３】
絞りプレートは、マイクロ波構造の開放側を覆い、隣接部分内にマイクロ波エネルギーを供給するのに有効である。この絞りプレートは、平らな金属板でマイクロ波エネルギーが供給される絞りを有する。マイクロ波の透過を防止するために、マイクロ波トラップ４６、４８が、両端部に設けられている。このようなトラップは、米国特許５,４９８，３０８号明細書に開示された形式のものとすることができ、この特許文献は、ここで、参考として引用されている。同軸管の間の空間に冷却エアが入る余地があり、かつこの冷却エアを供給するために、エアシール／方向性フィーダーが設けられている。
【００２４】
マグネトロン５６は、カップラー５８を通って導波管供給ＴＥ１０モードに供給されるマイクロ波出力を与え、相互に垂直なセクション６０,６２を有する。導波管セクション６２の長さは、移動可能なプランジャーを用いて調整可能である。導波管セクション６２の底部プレートには、絞りプレートが有り、この絞りプレートは、マイクロ波エネルギーを仕切られたマイクロ波包囲体２４内に導き、このマイクロ波包囲体を介してプラズマ管３２は、伸び、この結果、プラズマは、プラズマ管を通って流れるガス内で励起される。
【００２５】
好ましくは、このマイクロ波包囲体２４は、矩形状のＴＭ１１０モードを支持する寸法を有し、かつ四角形断面を有している。この断面の寸法は、ＴＭ１１０モードが共振するようになっている。各セクションの長さは、λｇ／２以下であり、このλｇは、ＴＥ１０４モードのキャビティ内のガイド長さである。
【００２６】
再び図１を参照すると、エンドキャップ７０は、マイクロ波トラップ４８に接触し、また取付具７４がエンドキャップ内に伸びるプラズマ管にガスを供給できるようにする中央オリフィスを有する。外側の流れボックス(図示略)は、ガス供給量を規定する。プラズマ管３２は、エンドキャップ内のＯリングによってこの端部に支持されている。外側管３２は、マイクロ波トラップ４６,４８に接することによって、その端部に支持される。スペーサが処理室に対して適当なスペースを有するように設けられている。プラズマ管の他方の端部は、エンド部材７８に配置され、処理室内にガスを放出するためのオリフィスを有する。
【００２７】
図２により詳細に示すように、プラズマ反応室２２は、処理されるべきウエハ（即ち、基板）９８を支持するためのウエハ支持ピン９０とサーモカップル９２を含む。この代わりにチャック(図示略)を用いることもできる。加熱は、ウエハ９８の下側に配置したタングステンハロゲンランプ１４４の列によって達成することができる。好ましくは、ウエハは、アッシング処理中、約８０℃〜約３５０℃に加熱される。加熱によって、フォトレジストおよび／またはエッチング後の残留物を有するプラズマの反応速度を増加させ、その結果、処理能力を高めることが認められる。ウエハ表面に対するプラズマの分布を均一に促進させるために、１つ以上のバッフルプレート１４６をウエハの上方に設けることもできる。
【００２８】
反応室２２は、参照番号１１０で表わされる光学検出システムを含んでいる。この光学検出システム１１０は、プラズマとフォトレジスト間の副産物の反応に対応する放出信号を含む、光学的に反応室内に生じた波長スペクトルを検出する。光学検出システム１１０は、図示するように、ブロードバンド照明光源１２８と監視システム１１２を有する。以下で詳述するような更なる構成部品が、監視システム１１２に結合されている。監視システム１１２は、基板の平面に対する浅い角度でスペクトルを集めるように配置されている。同様に、ブロードバンド照明光源１２８は、反応室内にブロードバンド照明を投影するように位置決められ、さらに、好ましくは、監視システム１１２の対向する室壁の位置に配置されている。ブロードバンド照明光源１２８は、加熱ランプ列１４４に用いられるものと類似または同一のタングステンハロゲン光源が望ましい。選択的に、ブロードバンド放射は、プラズマ事態から発生することができる。
【００２９】
図３〜図８により明確に示されるように、監視システム１１２は、ウエハの表面上の位置またはわずかに上方位置に焦点合わせされる、即ち、浅い入射角度のレンズ１１６を有する。レンズ１１６は、被膜およびウエハ処理材料の反応性副産物の集中を監視するための反応室２２に取り付けられる。このレンズ１１６は、反応室２２から、個々の光ファイバーがリニアアレイ内にあるように構成された光ファイバーケーブルに光を透過させる。一般的なアレイは、60×0.010インチ径の光ファイバーとすることができる。理想的には、リニアアレイ１１８は、ファン形状に分散され、あるいはウエハの全表面の回りに間隔を置いた領域から発生する光を見るように配置される。
【００３０】
レンズ１１６は、反応室の外側に、または図７に示すように反応室内に設けた、へこんだポート１２６内に配置された２枚の凸レンズとすることができる。レンズ１１６の曲率半径は、両側面において同一であり、例示的実施形態では、レンズは、直径が1.5インチ（3.81cm）であり、曲率半径が29.8である。レンズは、CVIレーザーコーポレーションまたはEscoプロダクツによって作ることができる。処理室の壁に設けた光学アクセスポート１２６は、高さよりも幅が大きい矩形状である。光学アクセスポート１２６は、処理室、ガス、およびプラズマ内から離れて光学系のへこみを与え、光学系が汚れるまたは反応性副産物で被膜されるのを防止する。光学系１４０の外側表面が汚れると、副産物によって放出される光は、光学系に入るのを防止され、不必要なランプ光が、回折されまたは偏向し、光学系内のごみや被膜がバックグラウンドに対する信号比およびノイズに対する信号比が減少する結果となる。凹レンズまたはウインドーは、汚れまたは被膜を覆うことになる傾向を少なくする。
【００３１】
更に、光学系１４０が処理室を見る狭いポートは、選択的に用いて、被膜および他の汚染物質が光学監視システム１１２の最外側の光学表面を覆うことになる可能性を減少させることができる。光学系１４０の最外側表面を凹んだ形にすることにより、ウインドーまたはレンズに付着する被膜の量を減少させる。有利なことに、信号ノイズ比、および信号バックグラウンド比は、光学系１４０を凹ますことにより増加する。その理由は、光学系に入る光の量が多くなるからである。さらに、外側レンズまたはウインドーを洗浄するのに必要とされた時間は、光学系を凹ますことによって減少される。
【００３２】
光学検出システムの好ましい光ファイバーのアレイ１１８は、入力スリット１３２を有する分光計１３１に結合された水晶の光ファイバーである。光学監視システム１１２の視野領域の光は、レンズ１１６と光ファイバーのアレイ１１８を通過する。受光した光は、光ファイバーを通って分光計の入力スリット１３２を移動する。入力スリット１３２を通過した後で、光は、分光計１３１内のグレーティング１３３によって波長成分に分離される。分光計は、複数の信号を分類する電荷結合素子（CCD)を含み、そのため、分光計は、光学監視システム１１２の視界ライン１５２からの光の特性を決定するために、分離された光の波長成分の各々を分析することができる（図１０Ａ参照）。
【００３３】
１つの実施形態では、分光計は、約200ｎｍから約800ｎｍの光を約0.5ｎｍ間隔で分析する。更なる実施形態では、ＣＣＤの積分時間は、２０ミリ秒であり、分光計は、各波長強さに対する最終結果を与えるために１００ミリ秒毎に時間内に平均５ポイントを示す。全ての波長の光強度は、タイムスタンプされてコンピュータ内に記録され、マスワークス  インコーポレイテッド(MathWorks,INC)で利用可能なＭＡＴＬＡＢ（登録商標）、ナショナル  インストルメント  コーポレーションで利用可能なＬａｂＶＩＥＷ（登録商標）、および同様な分析プログラムによって展開することができるような適当な数学的プログラムを用いて未来分析する。２つの適当な分光計は、オーシャン  オプチックス社（Ocean Optics）から利用できるモデル＃ＰＣ2000およびベリティ  インストルメント社(Verity Instruments,Inc.)から利用できるモデル＃ＳＤ1024がある。
【００３４】
例示の実施形態において、２枚の凸レンズが、好ましくは結合して用いられ、かつ処理室２２からの光を光ファイバー１１８に、または直接分光計１３１に集束させる。光学系の最外側表面は、保護ウインドーを用いない場合、レンズ１１６の前側にウインドー１５０またはレンズ自体となる。レンズ１１６またはレンズの裏側にあるウインドー１５０は、上述したように処理室２２の内側から離れるように凹んでいることが望ましい。
【００３５】
選択的に、円筒レンズを２枚の凸レンズの代わりに使用することができ、ウエハ９８を水平に横切る視界ラインを広げる。その結果、ウエハ上に集中する領域の多くがサンプルされる。この円筒レンズは、光ファイバーの円形束または光ファイバーのリニアアレイのいずれかを用いることができる。
【００３６】
光ファイバーケーブル内の光ファイバーのリニアアレイ１１８は、ウエハ９８のより完全なサンプリングを可能にする。ここで開示するものは、ウエハの領域を見るために光ファイバーのリニアアレイ１１８を用いる。例えば、通常直径が９〜10ミクロンの光ファイバー６０本を用いる単一層のリニアアレイは、このような光ファイバーの円形束から作ることができる。他のリニアアレイは、Ｎ行Ｍ列の光ファイバーを用いて構成することができ、矩形状の束を作り出す。円形状の光ファイバーアレイは、基板の大きな円形パターンを見るのに用いることができ、光学系は、ウエハ９８およびウエハ上の領域のみならず、いくつかの利用において望ましい場合にバッフル板の下側を見ることもできる。
【００３７】
光ファイバーのリニアアレイ１１８を用いて、ウエハの大きい領域のサンプリングを与える。それゆえ、被膜が完全に除去されるという確信が増加する。これにより、エッチングまたはアッシングの処理が完了したことの確認を再現できることになる。
【００３８】
例示の実施形態において、ウエハのサンプリングをさらに高めるためにリニアアレイの代わりに、ファン形状分布の光ファイバーを用いることができる。パラレル構造の光ファイバーのかわりに、光ファイバーは、ファン形状アレイ内に広がることができるので、ウエハのより大きな領域がサンプリングされる。このアレイが正しくファンアウトされ、かつ適切な数の光ファイバーを有する場合、ウエハ表面１３６の二次元領域全体をサンプリングすることができる。完全に被膜を除去することは、ウエハ表面１３６の体部分をサンプリングすることによって得られる。さらに、アッシング処理に関して、ウエハ９８が軸方向に対称な形でアッシングされるので、ファン形状アレイの光ファイバーは、ウエハ９８の外側エッジを最後にアッシングする状況を感知できる。反応室を光学的に見る通常の方法では、ウエハのエッジを最後にアッシングする状況を感知することができない。ウエハのより大きな領域をサンプリングすることにより、被膜の完全な除去を達成することがより可能になる。
【００３９】
別の実施形態では、ウエハを離散的にサンプリングして光ファイバーのアレイを形作ることによって、ウエハ表面の真の二次元サンプリングを得ることができる。光ファイバーのアレイ１１８は、平均的な視界ライン方法に線積分を用いるよりも、ウエハ９８上に焦点合わせされかつウエハ上の離散的な位置でサンプリングするように配置することができる。真の二次元サンプリングは、ウエハの二次元表面を覆う均一に分布したアレイのオフポイントをサンプリングするために、各光ファイバーの受光端で得られた正確な位置を決定することによって達成できる。ホールデングブロックを用いて、各光ファイバーの正しい位置を維持することができる。このホールディングブロックは、光ファイバーを受け入れるように機械加工され、レンズ１１６からの距離および光ファイバーの適切な角度に対応する各光ファイバーを位置決めるために穴あけされた狭い穴を有する。真の二次元サンプリングを用いることにより、光ファイバーは、ウエハのより大きな領域をサンプリングし、それゆえ、被膜がより完全に除去されるという確信が増加する。これにより、エッチングまたはアッシングの処理が完了したことの確認を再現できることになる。
【００４０】
反応室２２の離れた側面上にある視野ポート１２７は、光学系監視システム１１２に対向して配置され、反応室内または処理室の外側のいずれかを凹ます形でブロードバンド照明光源を取り付けることができる。
【００４１】
信号の測定は、光学監視システム１１２の焦点１３０の注意深い選択によって最適化される。図１０Ｂ〜図１０Ｄは、レンズ１１６に対して光ファイバー１１８を適切に配置することによって、元々焦点合わせされていない光学監視システム１１２を如何に最適化することができるかを示している。図１０Ｂは、非焦点位置に配置された光ファイバー１１８のビューイング端１６０を有する非焦点にある光学監視システムを図示している。焦点１３０は、図１０Ｃに示すように、レンズと光ファイバー端１６０との間の水平距離ｄhを調整することによって定められる。焦点１３０からレンズ１１６までの距離は、水平距離ｄhを変更することによって調整できる。図１０Ｄを参照すると、焦点１３０は、レンズ１１６のビューイングビーム軸（視界ライン）１５２からの垂直距離ｄvだけ光ファイバー端１６０を移動することによって、ウエハ表面により接近させて配置することができる。
【００４２】
図１１Ａ〜図１１Ｃは、選択されたレンズの焦点距離Ｌが、光学監視システム１１２のビューイングビーム１４８にどのように影響を与えるかを示している。短い焦点距離のレンズを選択することにより、ビューイングビームは狭くなる。短い焦点距離を有するレンズを用いると、ビューイングビームが狭いので、信号強さを減少させる。図１１Ｃは、短い焦点距離を実現することを示している。図示のように、焦点は、基板上のフォトレジスト薄膜内に位置する。
【００４３】
図１１Ａは、図の左側に配置されたレンズ１１６と光ファイバー１１８、および図の底部に配置されたウエハの構成を示している。薄膜を被覆したウエハは、ビューイングビーム１４８を示す光線より僅か下側に示されている。より短い焦点距離は、図１１Ｂおよび図１１Ｃに表わされている。短い焦点距離を有するレンズは、光線が広がる前に光線のリダイレクションを可能にする。光線は、ビューイングビーム１４８のビーム状品質を維持する。より狭いビューイングビームは、ウエハ表面１３６に近くで下方に位置し、それにより、ウエハ表面１３６での領域から光を受け取る。
【００４４】
動作において、フォトレジストおよび／またはエッチングの残留物を有する半導体ウエハ９８は、反応室２２内の支持ピン９０上に配置され、温度感知手段９２、例えばサーモカップルと接触している。このウエハ９８は、フォトレジストおよび／またはエッチング後の残留物とプラズマとの反応を加速するために加熱されることが望ましい。反応室内の圧力は減少される。好ましくは、この圧力は、約１トル〜約５トルの間に維持される。励起可能なガス混合物、例えば酸素と形成ガスとの混合物または同等物等のウエハ処理ガスがガス入口を介してプラズマ発生室２１のプラズマ管３２内に供給される。プラズマ管３２内のプラズマを励起するために、各セクションにマイクロ波エネルギーが供給され、このプラズマは、電気的に中性な粒子と荷電粒子からなる。荷電粒子は、反応室に入るプラズマの前に選択的に取り除かれる。酸素および形成ガスの混合物の場合、酸素および水素の励起されたまたはエネルギーを有する原子が反応室に供給され、フォトレジストおよび／またはエッチング後の残留物と反応する。副産物の反応は促進され、反応室内に掃引されるガスによって連続的に掃引される。
【００４５】
光学検出システム１１０は、薄膜、即ちフォトレジストが取り除かれるときの時間にわたって集束した受入面上に光干渉パターンを検出する。これにより生じた波長の光強度および干渉パターンは、以下で詳述するように、薄膜の厚さ、アッシング速度、およびエンドポイント検出を計算するのに用いられる。干渉パターンの行動は、屈折率、除去される材料の厚さ、波長、および入射角度によって決定される。フォトレジストの厚さが変化すると、それにより干渉パターンも変化する。反応室内の圧力は、大気圧（例えば、空気、あるいは窒素および同等物等の不活性な雰囲気）まで下げられる。そして、処理されたウエハは、反応室から取り出される。ウエハが一旦引き出されると、残りの在留物を取り除くために脱イオン水の洗浄が用いられる。
【００４６】
以下で詳述するように、インサイチュー測定のための処理は、図１３のブロック図で示すようなアルゴリズムが用いられる。処理の流れは、処理中に室内で生じた生のスペクトル２００を記録する工程を含む。次のステップ２０２において、ブロードバンド光源および加熱ランプによって生じたスペクトルを含むバックグラウンドスペクトルが、生のスペクトルから減算され、それは、ステップ２０４に示すように波数領域に変換される。波数領域を形成する信号は、400ｎｍ以下の波長でゼロに強制される。ステップ２０６は、ファーストフーリエ変換（FFT)分析の後にフィルタリングが続く。このフィルタ化されたフーリエ変換は、次に、ステップ２０８において、ファーストフーリエ逆変換に晒され、そして、ステップ２１０において示すように、波長領域に戻るように変換される。ステップ２１２では、そのように取り扱われた波長領域のピーク値とバレー値が識別され、ステップ２１４において、上述したように、計算方法またはマッチング方法のいずれかを用いて、厚さが計算される。
【００４７】
図１４を参照すると、反射基板材料上の薄膜被膜のための光学干渉の一般的原理を説明する図が示されている。この原理は、上述したアルゴリズムを定めるための理論的基礎として役立つ。屈折率ｎ3を有する半導体ウエハ１０は、屈折率ｎ2を有するフォトレジスト層１２で被膜されて、反応室内に配置される。この反応室の雰囲気は、屈折率ｎ1を有するであろう。反応室は、一般的に、屈折率ｎが１に近づくような低い圧力で作動し、シリコンウエハは、屈折率が約３．４またはそれ以上である。それゆえ、半導体処理に於いて用いられるフォトレジストは、約１．５〜約２．０の屈折率を有する。外部光ビームλが、フォトレジスト表面全体に放射されると、光は、表面から反射および屈折する。反射した光ビーム（1）および屈折した光ビーム（2,3、...ｎ、...）は、異なる距離を移動し、異なる時間で受光平面に到達する。
【００４８】
図１５を参照すると、第１、第２反射光間の光路差が、次式（1）に示すように数式で記載することができる。
【数１】
2005229117.tif 000003
ここで、ｄは、フォトレジスト層の厚さ、ｎ1は、反応室の雰囲気の屈折率、ｎは、フォトレジスト層の屈折率、ψは、入射角である。
【００４９】
隣接する反射光線の他の対の間における光路差は、第１、第２反射光線間の差と同一である。光路差に基づいて、各波長（λ）での位相差が、次式（2）で示すように数式で記載することができる。
【数２】
2005229117.tif 000004
【００５０】
この位相差が１８０°即ち、πラジアン変化するとき、表面の入来する光の強さは、破壊的な干渉、即ち、最高から最低までの信号強さによる最小値に到達する。位相差は、各波長で異なるので、他のパラメータが固定されると考えると、スペクトルの強さは、反射した波長の全体の組にわたり一定ではないであろう。たとえ、記録された入射光のスペクトルが一定の強さであったとしても、スペクトル内にフリンジを観察することができる。
【００５１】
反射光のスペクトルを考慮すると、波長が１つのバレー値から次のバレー値に移動する場合、干渉の順序が1つづつ変化しかつ位相差が２π毎に変化するであろう。屈折率、入射角度、および２つの隣接する谷（λ1、λ2）での波長が既知であると、薄膜厚さは、次式（3）で示される次の数学的関係に従って、計算することができる。
【数３】
2005229117.tif 000005
【００５２】
入射平面は、入射光線、反射光線、および透過光線を含む平面として定義され、２つ媒体間のインターフェース平面に垂直となっている。入射平面内にある電界ベクトルまたは磁界ベクトルは、ｐ波と呼ばれ、入射平面に垂直な平面または干渉平面に平行な平面は、ｓ平面と呼ばれ、ｓ平面に平行なベクトルは、ｓ波と呼ばれる。光は、一種の電磁波であるので、真空中、反応室内のガス内、フォトレジスト層内を移動する光の行動を示すのにマックスウエルの式を用いることができる。電磁波の場合、光線がｓ波であるかｐ波であるかを決定するために、電界ベクトル[E]が用いられる。２つの媒体間の境界には、異なる屈折率があり、ｐ波（ｒp）とｓ波（ｒs）に対するフレンネルの異なる反射係数が、次式（4）および（5）に示されるように数学的に近似することができる。
【００５３】
【数４】
2005229117.tif 000006
@0004
ここで、Ｅipは、入射平面において反射したｐ波の電界強さであり、Ｅipは、入射平面において入射したｓ波の電界強さであり、Ｅrsは、入射平面に垂直な反射したｓ波の電界強さであり、Ｅisは、入射平面に垂直な入射したｓ波の電界強さである。
【００５４】
フレンネルの透過係数は、次式（6）および（7）で示すように類似の形で定義される。
【数５】
2005229117.tif 000007
ここで、Ｅrpは、入射平面において透過したｐ波の電界強さであり、Ｅisは、入射平面に垂直に透過したｓ波の電界強さである。光が媒体ａから媒体ｂへ移動するとき、これらのフレンネルの反射係数は、次式（8）および（9）に示すように、数学的に、２つの媒体間の屈折率に関係させることができる。
【００５５】
【数６】
2005229117.tif 000008
ここで、ｎaは、入射光が移動する媒体ａの屈折率であり、ｎbは、透過光線が移動する媒体ｂの屈折率であり、φaは、入射角度であり、φbは、透過角度である。
Ｅrsは、入射平面に垂直な反射したｓ波の電界強さであり、Ｅisは、入射平面に垂直な入射したｓ波の電界強さである。
【００５６】
同様に、フレンネルの透過係数は、光が媒体ａから媒体ｂに移動するとき、次式（10）および（11）に示すように定義することができる。
【数７】
2005229117.tif 000009
【００５７】
注目すべきことは、次式（12）および（13）で示すような反射係数と透過係数との間の次の数学的関係である。
【数８】
2005229117.tif 000010
【００５８】
入射角度と透過角度の間の関係を与えるスネルの法則は、次式（14）に示すように記載することができる。
【数９】
2005229117.tif 000011
これらの式からフレンネルの反射係数と透過係数、及びスネルの法則は、２つの媒体間の境界のみを考慮すればよいことは、明らかに不十分である。対照的に、図１５に示すように、考慮しなければならない３つの媒体が存在する。
【００５９】
図１５において、無限数の光線が受光面（例えば、光学検出器）上の最終干渉パターンに寄与することを示している。全体の反射係数（Ｒ）は、全ての反射光線の無限数の合計として次式（15）に示されるように定義される。
【数１０】
2005229117.tif 000012
ここで、ｒijは、フレンネルの反射係数であり、ｔijは、フレンネルの透過係数であり、βは、反射した光の位相角である。式（16）のβは、式（2）で定義したように、位相差に関係していることに注目すべきである
【００６０】
【数１１】
2005229117.tif 000013
代わりに、式（15）は、以下のように表現され、かつフレンネルの係数の適切な適用を伴うｐ波およびｓ波の両方において用いることができる。式（13）は、透過係数を消去するのに用いられる。
【００６１】
【数１２】
2005229117.tif 000014
【００６２】
反射光の全体の強さＩ（出力の次元による）は、次式（18）に示すように定義することができる。
【数１３】
2005229117.tif 000015
ここで、Ｉpは、ｐ波の反射強度であり、Ｉsは、ｓ波の反射強度である。これらの反射強度は、次式（19）および（20）で示すような全体の反射係数のそれぞれに関係している。
【００６３】
【数１４】
2005229117.tif 000016
上記式（8）〜（20）からの情報に基づいて、マスワークス  インコーポレイテッド(MathWorks,INC)で利用可能なＭＡＴＬＡＢ（登録商標）、ナショナル  インストルメント  コーポレーションで利用可能なＬａｂＶＩＥＷ（登録商標）等の適当な数学的プログラムを用いて、シミュレーションプログラムが展開された。望むのであれば、他の同様な分析プログラムを利用することができる。図１６および図１７は、バックグラウンドを減算した後の入射角度87.27での2.4291ミクロンの厚さのフォトレジスト薄膜に対して、ＭＡＴＬＡＢ（登録商標）を用いてシミュレートされかつ測定された干渉パターンを図示している。図示するように、シミュレーションプログラムは、測定データに近似している。測定スペクトルデータがノイズを有するとしても、フィルタリング技術を適用して、ノイズ作用を最小化し、以下で詳述するように、ノイズ作用を最小化することができる。
【００６４】
バックグランド光を減算することは、光源が一定でないブロードバンドスペクトルを生じるので、バックグラウンドからの干渉パターンを分化して強調するのに最初に用いることが望ましい。ＡＣ／ＤＣ比は、浅い角度測定では低く、干渉パターンは、バックグラウンド光のブロードバンド信号に課される。バックグランド光を減算することは、バックグラウンド光の大部分を取り除き、そして、干渉パターンを保持することであり、これは、薄膜に直接関係する。この減算工程は、一般的に、干渉パターンのない時間履歴スペクトルを生じる、ブランクウエハ、例えば、シリコンウエハを用いる所望のアッシング処理の行うステップを含む。バックグラウンド光の減算の前後の例示的なスペクトルが図１８に示されている。明らかに、バックラグランド光の減算後のスペクトルは、干渉パターンのリップルの代表値を示している。この光源は、タングステンハロゲンランプから生じ、そのスペクトルは、図１９に示されている。タングステンハロゲン光源は、約450ｎｍ〜約800ｎｍの波長でかなり強い光を発生させる。
【００６５】
バックグラウンド光を減算する前に、バックグラウンド減算ファクターが、ゼロ強度ラインに近い最終結果を導くために、即ち、ゼロに近い約400ｎｍ以下の信号を作るように、バックグラウンド光スペクトルに加えられる。このバックグランド減算ファクターは、記録されたスペクトルの各波長での光強度を400ｎｍ〜800ｎｍの間のスペクトルに対するバックグラウンドスペクトルの同一波長の光強度により割り算することによって得られる。この商の平均値は、バックグランドスペクトルに乗算されるバックグラウンド減算ファクターを導くのに用いることができる。バックグラウンドスペクトルは、処理室内に配置されたダミー用の未被膜のウエハ、即ち、薄膜が取り除かれる基板に対する、実際の処理条件中に異なる時間で、生じたスペクトルであることが望ましい。タングステンハロゲン光源を用いるこれらの波長での光強度は、400ｎｍ以上の波長でのそれらの光強度に比較してかなり低いので、バックグランド減算ファクターを加えることにより、400ｎｍ以下のスペクトル強度がゼロに強制される。
【００６６】
バックグラウンド減算ファクターが一旦加えられると、その結果の波長領域は、逆の波長領域に変換される。式（16）〜（20）を用いて計算すると、光強度の周期性は、波長に逆比例しており、この波長は、逆波長の関数としての光強度をプロットすることが、均一な周期性になることを示している。図２０および図２１は、このような変換を図示している。これらの図面から、光強度は変化しないことが観察される。更に、重要なことに、逆波長領域におけるスペクトルの変化は、波長領域におけるスペクトルよりも均一な周期性を有している。必要ならば、補間法が、標準ファーストフーリエ変換（ＦＦＴ）に対するデータを準備するように、等しい間隔でサンプリングされたデータを作ることが実行される。図２２は、逆波長領域におけるＦＦＴ信号を示しており、この信号は、好ましくはフィルタ処理される。基本的な２つのピーク値および２倍の周波数成分を検出した後、２倍の周波数成分より上の第１バレー部分のすぐ右側にある残りの高周波成分がフィルタ処理される。入射角度がブルースター角よりもかなり大きい場合、そこに第２の最大ピーク値が位置する。
【００６７】
この第２ピーク値は、最大ピーク値の１/２または２倍の周波数に配置される。入射角度がブルースター角よりもかなり小さい場合、最小バレー値は、最大ピーク値より高い部分の右側に（周波数の内容空間内）位置している。最小バレー値とＤＣコンテント間の全ての周波数内容は、保持され、一方、２つのこれらの内容の外側の全ての周波数内容は、ゼロに等しくなるように設定される。
【００６８】
所定の材料に対して、ブルースター角θBは、数学的に次式（21）で定義することができる。
【数１５】
2005229117.tif 000017
ここで、θBは、表面に直交した軸線に対する入射角度であり、ｎ1は、処理室の真空内で光が入射する材料の屈折率であり、ｎ2は、光が材料上を入射する材料、例えば、シリコンまたは他のウエハ材料の屈折率である。ブルースター角で、入射平面にある電界の極性を受ける全ての光は、屈折しない成分を有する第２材料の中を透過する。この入射平面は、入射光線および反射または屈折した光線の両方を含む平面として定義されている。
【００６９】
図２３および図２４は、フィルタ処理の前後の逆波長領域におけるＦＦＴ信号を図示している。図２３に示すように、主の周波数成分は、約２５の周波数容量であり、２倍の周波数成分は、約５０の周波数容量である。２倍の周波数成分の右側の第１谷部は、約５５の周波数容量である。図２４に示すように、フィルタ処理されたＦＦＴ信号は、ゼロとなる５６の周波数容量よりも大きい位置での周波数容量の振幅を定める。
【００７０】
フィルタ処理が完了すると、ファーストフーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）が実行され、データが波長領域に戻すように変換する。選択的に、フィルタ処理されたスペクトルは、等しい間隔でサンプリングされるように挿入される。図２５は、フィルタ処理後に波長領域に戻るように変換されたスペクトルを図示する。図２６は、フィルタ処理およびフィルタ未処理のデータのオーバーレイを示している。予期されるように、フィルタ処理は、オリジナル信号からのノイズをかなり減少させる。
【００７１】
インサイチューの薄膜厚さの計算に対して、複数の極大値および極小値の位置を用いるマッチング技術および計算技術が用いられる。例えば、図２５に示されたデータに対する複数の極大値および極小値が、表１に示されるように要約することができ、この表１は、クラリアント社(Clariant Corporation)から得られる、AZP4210フォトレジストのシリコン基板上の厚さ測定データを表わす。
【表１】
2005229117.tif 000018
【００７２】
式（14）および式（16）〜（20）に基づくコンピュータのシミュレーションプログラムが、マッチング技術を用いるために使用され、そして、オフライン測定と比較された。このシミュレーションプログラムは、入射角度、注目中の波長範囲、フォトレジストおよび基板の屈折率、さらに目標とされた厚さ範囲のための複数の入力を含んでいる。シミュレーションプログラムは、シリコンウエハ上のAZP4210フォトレジストおよび入射角度87.27°に対するコーシー(Cauchy)係数が用いられる。AZP4210フォトレジストに対するコーシー係数は、以下のように決定された。Ａ＝1.59；Ｂ＝1.3395×10-6；Ｃ＝−4.687×1012；ここで、ｎ(λ）＝Ａ＋Ｂ/λ2＋Ｃ/λ4、シリコン屈折率の実数部に対するコーシー係数は、以下のように決定された。Ａ＝3.8860；Ｂ＝-1.9930×107；Ｃ＝7.2610×1014。シリコン吸光率係数に対するコーシー係数は、以下のように決定された。Ａ＝0.1369；Ｂ＝−9.168×106；Ｃ＝1.75×1014。厚さ範囲は、0.001ミクロンステップで3.00ミクロンあるいは0.5ミクロンに設定された。オフラインの厚さ測定は、PROMETRIX装置を用いてなされた。
【００７３】
マッチングプログラムは、薄膜厚さが2.431ミクロンになるように計算され、一方、PROMETRIX装置は、約0.46％の差を生じる薄膜厚さ2.4198を与える。PROMETRIX装置は、０°の入射角度を必要とし、プラズマ装置の形状的なハードウエアの制約によって、インサイチューの厚さ測定に対して適していないことに注目すべきである。さらに、０°の入射角度を用いる厚さ測定のために設計されたアルゴリズムは、０°以外の角度を用いた場合、重大な測定誤差を生じることになる。2.431ミクロンでのシミュレーションされたインターフェースパターンが、図２７に示されている。そして、図２８には、厚さの関数としての二乗平均誤差を示すはめあい等級が示されている。このデータからマッチングプログラムは、オフライン測定の正確度に近似し、全体のスペクトルの測定に匹敵することが明らかである（マッチングプログラムは、スペクトルのピーク値およびバレー値のみを利用する。）。
【００７４】
代わりに、前述したように、薄膜の厚さ及びそれに関係する浅い角度での測定は、計算方法によって決定することができる。式（3）に関して注目すると、薄膜厚さは、一般的に入射角度０°で測定される。しかし、０°以外の角度では、式（3）を用いることは正確でない。例えば、浅い角度において、干渉ピーク値が２倍の周波数成分で生じる付加的な高調波を作り出す。その結果、式（3）を正確に適用するために、（マッチング方法において用いられる隣接するピーク値およびバレー値の代わりに）対を作り出すために他の全てのピーク値（またはバレー値）を選択することによって、正確な薄膜が、式（3）を用いて得られることを見出した。薄膜の屈折率が、波長にわたって一定でない場合、この式は、式（22）で示すように修正することができる。
【００７５】
【数１６】
2005229117.tif 000019
【００７６】
図２５に示されるスペクトルに式（22）を適用し、かつ620.5及び685.0（表１）での２つのバレー値を取り上げると、約2.4567ミクロンの薄膜が得られる。PROMETRIX装置を用いるオフライン測定は、2.4198の薄膜厚さ、約1.525％の差を与える。予期するように、この計算方法は、マッチング方法に対して少ないデータ点が用いられるので、正確度が下がる。しかし、少ないデータが用いられるので、この計算方法は、より早く結果が得られ、いくつかの利用に対して利点となる。
【００７７】
要約すると、この処理は、分光計を用いて１度に１つの波長領域におけるスペクトルを記録することを含んでいる。バックグラウンドスペクトルは、最初、各記録されたスペクトルから減算され、そして、波長領域から逆波長領域に変換される。逆波長領域上のファーストフーリエ変換（FFT)は、１つのＦＦＴ領域を生じるように実行され、そしてフィルタ処理される。フィルタ処理は、好ましくは、最大ピーク値の位置を見出すことを含んでいる。測定システムの入射角度がブルースター角よりもかなり大きい場合、第２の最大ピーク値が識別されて位置する。第２ピーク値は、最大ピーク値の約１/２または２倍の周波数で配置すべきである。最小バレー値は、最大ピーク値より高い（周波数容量スペースにおいて）右側に配置される。入射角度がブルースター角よりもかなり小さい場合、最小バレー値は、そのピーク値の右側に位置する。最小バレー値とＤＣ内容の間でカウントされる全ての周波数が保持され、一方、これらの２つの内容の外側にある全ての周波数は、ゼロに設定される。フィルタ処理が一端完了すると、ファーストフーリエ逆変換が実行される。フィルタ処理された信号は、波長領域に戻る変換がなされる。選択的に、フィルタ処理されたスペクトルは、等しい間隔でサンプリングされるように補間される。フォトレジストの厚さは、所望の利用によるマッチング方法または計算方法を用いて測定される。
【００７８】
以下に、単に例示のものであり、限定するものではない実施例を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００７９】
実施例１
この例において、図１〜図９に一般的に示したダウンストリーム型マイクロ波プラズマ装置を用いるアッシング処理のために、インサイチューのフォトレジストの絶対厚さが測定された。初期厚さ、およびアッシング処理中に起こる膨張収縮を経た厚さおよびアッシング位相が測定された。正確さを期すために、いくつかのウエハが、最初に所定の時間に対してアッシングプラズマにさらされ、そして、オフライン技術を用いて測定された。
【００８０】
図２９は、オフライン測定によって決められた厚さの関数として、オフライン測定処理において比較される計算方法とマッチング方法に対する厚さ測定百分率の差を図示している。図２９から、インサイチュー技術から生じたデータが、オフライン測定技術によって生じたデータを用いて修正されることが明らかとなる。さらに、予期できるように、薄膜厚さ計算のマッチング方法は、計算方法よりもずっと正確（即ち、オフライン測定に、より一致する）であった。マッチング方法は、オフライン測定の2.1％以内の測定の正確さを示している。一方、計算方法は、４％以内の正確さを示している。この百分率の差は、絶対厚さ0.03及び0.08の差にそれぞれ転換する。
【００８１】
インサイチュー測定処理を中断することなく例証するために、ウエハは、約1.7ミクロンの初期厚さでのAZP4210フォトレジストで被膜され、そして表２に示すように、次のアッシング工程を用いて処理された。
【表２】
2005229117.tif 000020
【００８２】
表２において、「ＭＩＮ」は、所定温度に達するための最小時間を表わし、「sccm」は、立方センチメートル毎分を表わす。このアッシング工程を用いて処理されるウエハに対するフォトレジストの厚さの時間的履歴のインサイチュー測定処理が、図３０に示されている。図示するように、いずれかの測定方法、即ち、マッチング方法または計算方法を用いる厚さの決定は、約0.65に対する初期厚さを正確に追跡するために用いることができる。
【００８３】
計算方法またはマッチング方法を単一の波長測定方法に結合すると、0.65ミクロンより下方の厚さを追跡するのに用いることができる。単一の波長方法は、式（22）を用いて厚さの変化率を与え、この方法を計算方法またはマッチング方法（初期厚さを定義する）と結合されるとき、約０ミクロンまで低下した厚さ測定に広げて用いることができる。単一の波長方法は、米国特許第６，５８５，９０８号明細書に記載されており、ここで、その全体が参考として組み込まれる。
【００８４】
【数１７】
2005229117.tif 000021
この例では、選択された単一波長は、612ｎｍであり、１インターフェース期間のための厚さ変化は、0.2343ミクロンである。図３１は、マッチング方法と単一波長方法を結合して用いる時間に関する厚さを示している。612ｎｍラインの光強度は、参考として与えられている。この特定の例において、612ｎｍでの単一波長方法は、アッシング速度を決定するための十分な周期分解能を与える強度スペクトルを与えるが、単一波長方法は、一般的にノイズを発生しやすく、ピーク値およびバレー値の追跡が難しい。いくつかの例では、ノイズ量は、単一波長方法をマッチング方法または計算方法と結合させて、厚さ測定をゼロにまで広げることを妨げる。しかし、図３１に示すように、アッシング速度は、時間の関数として、ほぼ線形である。それゆえ、マッチング方法またはか計算方法によって与えられた測定データの線形回帰を用いる推定法を、厚さ測定をゼロまで広げるために用いることができる。
【００８５】
図３２は、単一波長方法結合を用いるフォトレジスト厚さ、及び推定を用いるマッチング方法を用いるインサイチューの時系列を示している。309ｎｍ及び431ｎｍの単一波長ラインの相対的に測定された光強度は、エンドポイントの指標を与えるために時間の関数としてプロットされている。この309ｎｍ及び431ｎｍの単一波長ラインは、９６秒でベースラインに落ちており、これは、フォトレジストが９６秒で完全に取り除かれたことを示す。ゼロの厚さにまでデータを広げるためのマッチング方法の線形回帰は、単一波長厚さに対して僅かに異なるフォトレジスト（約0.0068ミクロン）を生じ、更に、96.3秒でゼロ厚さになると予測する。これは、95.55秒でゼロ厚さになると予測する単一波長方法よりも正確である。単一波長方法のより大きな不正確さは、この方法に固有のノイズ量に基づくものであることを示している。
【００８６】
図３２は、過渡にアッシングした場合のデータを与える。表２に示すように、ウエハは、２５秒間でプラズマにさらされる。しかし、309ｎｍ及び431ｎｍラインで示すように、プラズマは、78.8秒で開始され、そして、96秒で取り除かれ、約17.2秒間でフォトレジストが完全に取り除かれる。このように、ウエハは、フォトレジストを完全に取り除くために必要とされる以上に多くプラズマに7.8秒間さらされる。これは、過渡アッシング時間である。
【００８７】
実施例２
この例では、フォトレジストの膨張および収縮は、ウエハの加熱時に観察される。図３３は、マッチング方法を用いる時間の関数としてフォトレジストの厚さのインサイチューの時系列を図示している。また、表２に示した処理方法に対する612ｎｍの光強度を含んでいる。図示するように、加熱ランプは、59.2秒で点灯され、ウエハ温度を増加される。温度が設定ポイントに達すると、即ち、この例では、２７０℃のとき、この温度は、加熱ランプへの電力供給を減少させることによって維持される。電力供給を減少させると、612ｎｍラインの光強度に減少することになる。プラズマが約78.8秒でターンオンすると、この方法におけるＭＩＮステップは、約19.6秒の間行われ、即ち、約59.2秒から約78.8秒まで行われる。ＭＩＮステップ中、フォトレジストは、初期的な膨張及び収縮が観測される。これは、図３３に示したスペクトルの拡大部分を示している図３４により、明確に図示されている。
【００８８】
初期的な膨張は、ウエハの除去を必要とするので、オフタイムの測定技術を用いて観測することができない。これは、ウエハ温度を低下させることになり、そして、フォトレジストを冷却させて、初期厚さに戻すことになる。図３５は、時間の関数としてのピーク値及びバレー値の位置を示し、かつマッチング方法を用いる時間の関数としての厚さの位置を示している。このスペクトルは、より高い波長に移動する。これは、厚さが増加する、即ち、膨張することを意味する。
【００８９】
実施例３
この例では、収縮に伴う温度およびアッシング速度が示されている。ウエハはその上に被膜されたフォトレジストを有しており、このウエハを約１２０℃から約３４０℃の間で２０°毎に異なる温度でアッシングされた。このアッシング処理方法は、表３に示されている。表４は、種々のウエハの状態を示している。「ＴＴ」は、プラズマが発生中を表し、「Ｘ」は、温度を表している。
【表３】
2005229117.tif 000022
【表４】
2005229117.tif 000023
【００９０】
図３６及び図３７は、種々のウエハに対する時間の関数としての厚さを図示している。明らかなように、温度は、アッシング速度に影響を与える。さらに、膨張および収縮は、図３７において示すように観測された。これらの図から、より高い温度は、より大きい収縮が生じることが観測された。このアッシング速度は、表５に要約されている。
【表５】
2005229117.tif 000024
【００９１】
このデータから、エンドポイント検出が、与えられた時間およびアッシング速度でのフォトレジストの厚さを用いて容易に計算することができる。
【００９２】
実施例４
この例において、インサイチュー測定方法は、ラインの厚さ／空間パターンがそれぞれ約１．２ミクロン／２．３ミクロンであるパターン化されたウエハ上で実行された。表６に示すように、次のアッシング方法が用いられた。
【表６】
2005229117.tif 000025
【００９３】
図３８は、計算方法及びマッチング方法を用いるフォトレジストの厚さのインサイチューの時系列を図示している。図示するように、インサイチューの厚さは、約１．５５ミクロンにまで下げることができ、ブランケット被膜されたウエハに比較してパターン化されたウエハ上により少ないフォトレジストが留まる結果として低い信号対ノイズ比をもたらすものと考えられる。単一波長方法は、1.55以下からゼロベースラインまでフォトレジストの厚さを広げるために利用するの適していない。612ｎｍラインまたは他のラインに対するピーク値及びバレー値の分解能は、干渉期間を決めるのに適していない。しかし、データの線形回帰は、正確なゼロ厚さポイントを得るのに用いることができ、そこで、309ｎｍおよび431ｎｍの光強度をベースラインにまで落すように近づける。
【００９４】
図３９は、約１．５５ミクロン以下の外挿法に基づく予測されたゼロラインを図示している。図３９は、また、309ｎｍおよび431ｎｍラインの光強度を与える。この外挿法に基づくゼロ厚さラインは、約104.9秒で交差する。309ｎｍおよび431ｎｍラインによって示されたエンドポイントは、105.0秒にある。予測ラインの傾斜に基づいて、アッシング速度は、１分間当たり7.59ミクロンとなるように決定される。こうして、0.1秒の差は、309ｎｍおよび431ｎｍラインでの化学発光法の鑑賞パターンによって示されるように、線形回帰およびエンドポイントを用いる外挿法を備えたインサイチュー方法からわずかに0.01265ミクロンのフォトレジストの厚さに変換する。
【００９５】
有利なことに、測定装置及び方法に関連したインサイチューの厚さは、厚さ、アッシング速度、及びアッシング処理中のエンドポイントを正確にリアルタイム測定するために用いることができる。この処理は、ランプベースのヒータシステムとともに用いることができ、このシステムは、光学機器を用いて、光学ノイズを変える時間を測定システムに導入する。この方法及び装置は、大きい入射角測定を与え、存在する処理室を用いるのに適している。さらに、フォトレジストの利用に関して、アッシング処理中の膨張及び収縮が、密接にかつ正確にモニターされ、これは、他の測定技術においてなすことができないし、また他の測定技術では誤差の発生源となる。このインサイチュー測定方法の装置及び方法は、素子製造に微妙に影響を与えるアッシングの過大または過小の処理を防止するのに用いることができる。
【００９６】
例示的な実施例に関して開示してきたが、種々の変更を行うことができ、また、等価物は、本発明の請求の範囲から逸脱しない構成要素に置き換えることができる。さらに、本質的な範囲から逸脱しないで、多くの修正が特定の状況を採用するために行うことができる。それゆえ、本発明は、本発明を実行するために考慮される最良の実施形態として開示された特定の実施例に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲に記載された範囲内に包含される全ての実施形態を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は、マイクロ波ダウンストリーム型のプラズマアッシャーの斜視図である。
【図２】図２は、図１のマイクロ波ダウンストリーム型のプラズマアッシャーの前部断面図である。
【図３】図３は、薄膜の厚さ、除去率、エンドポイント検出のインサイチュー測定用の光学システムを描く概略平面図である。
【図４】図４は、図３の光学システムの概略前面図である。
【図５】図５は、マイクロ波プラズマアッシャーの処理室の斜視図である。
【図６】図６は、マイクロ波プラズマアッシャーの処理室の上面図である。
【図７】図７は、処理室に取り付けた光学ポートを含む、前記処理室の部分を拡大して示す断面図である。
【図８】図８は、処理室に取り付けた光学ポートを含む、前記処理室の断面図である。
【図９】図９は、光学ポートとブロードバンド照明源を有する処理室の前側から見た断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、ウエハ上に伸びる作動ラインを有する光学系の概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、集束されない光学系とウエハを示す概略図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、ウエハ表面上の領域で集束される光学系の概略図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、ウエハの表面で集束した光学系の概略図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、ウエハの表面上で集束した光学系の概略図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの焦点距離よりも短い焦点距離を有する、ウエハの表面上で集束した光学系の概略図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ｂの焦点距離よりも短い焦点距離を有するウエハの表面上で集束した光学系の概略図である。
【図１２】図１２は、ブロードバンド照明光源の拡大した断面図である。
【図１３】図１３は、厚さ、アッシング速度、およびエンドポイントのインサイチュー測定におけるアルゴリズムの種々のステップを示すブロック図である。
【図１４】図１４は、反射基板上で薄い伝送フィルム内でのマルチ反射／屈折からの干渉を示す概略図である。
【図１５】図１５は、反射基板上で薄い伝送フィルム内でのマルチ反射／屈折からの干渉を示す概略図である。
【図１６】図１６は、厚さ2.4291ミクロンで入射角度が87.27°において、シミュレートされたフォトレジストの干渉パターンを示すグラフである。
【図１７】図１７は、厚さ2.4291ミクロンで入射角度が87.27°において、測定されたフォトレジストの干渉パターンを示すグラフである。
【図１８】図１８は、干渉パターンを保持するバックグラウンドスペクトルを減算した後のスペクトルと比較される、１５秒での反射した光強度スペクトルを示すグラフである。
【図１９】図１９は、入射角度87.27°で、ウエハがない処理室内で記録されたタングステンハロゲンランプ光源からの反射した光強度スペクトルを示すグラフである。
【図２０】図２０は、バックグラウンドスペクトルを減算した後、１５秒において、図１８で形成されたような、反射した光強度スペクトルを示すグラフである。
【図２１】図２１は、バックグラウンドスペクトルを減算した後、更に、波数（逆波長）域に変換後、１５秒において、図１８で形成されたような、反射した光強度スペクトルを示すグラフである。
【図２２】図２２は、図２１で定めた信号のファーストフーリエ変換を示すグラフである。
【図２３】図２３は、フィルタリングする前の、図２１で定めた信号のファーストフーリエ変換を示すグラフである。
【図２４】図２４は、フィルタリング後の、図２１で定めた信号のファーストフーリエ変換を示すグラフである。
【図２５】図２５は、ファーストフーリエ逆変換を実行した後の、図２１で定めた波長域、この波長域に戻る変換、および等間隔でサンプリングをするための補間を示すグラフである。
【図２６】図２６は、フィルタリングの前と後の図１８で定めたスペクトルを示すグラフである。
【図２７】図２７は、垂直ラインが最高値と最低値を表わす、ラインマッチング方法からシミュレートされた干渉パターンを示すグラフである。
【図２８】図２８は、厚さに対応した自乗平均誤差のプロット点を示すグラフである。
【図２９】図２９は、オフライン厚さ測定に関する計算方法およびマッチング方法から計算されたフォトレジスト厚さの百分率差分を示すグラフである。
【図３０】図３０は、厚さを決定するためのマッチング方法および計算方法を用いて、時間に関するフォトレジスト厚さを示すグラフである。
【図３１】図３１は、612ｎｍラインを用いる単一波長方法からのフォトレジスト厚さおよびマッチング方法からのフォトレジスト厚さ；および右側のｙ軸を用いる612ｎｍラインの光強度を示すグラフである。
【図３２】図３２は、612ｎｍラインを用いる単一波長方法からのフォトレジスト厚さおよびデータを厚さゼロのベースラインに引き伸ばすために線形回帰を用いるマッチング方法からのフォトレジスト厚さ、および右側のｙ軸を用いる431ｎｍラインの光強度を示すグラフである。
【図３３】図３３は、マッチング方法を用いるフォトレジスト厚さと、612ｎｍラインの光強度を示すグラフである。
【図３４】図３４は、アッシング処理中にフォトレジストに起こる膨張および収縮を示すマッチング方法を用いるフォトレジスト厚さと、612ｎｍラインの光強度を示すグラフである。
【図３５】図３５は、マッチング方法を用いるフォトレジスト厚さを図示し、膨張局面を説明するために時間に対するピーク値およびバレー値の位置を示すグラフである。
【図３６】図３６は、マッチング方法を用いて、時間に応じて代わる種々の基板温度に対するフォトレジスト厚さを示すグラフである。
【図３７】図３７は、マッチング方法を用いて、時間に応じて代わる種々の基板温度に対するフォトレジスト厚さを示すグラフである。
【図３８】図３８は、パターン化された基板に対して計算方法およびマッチング方法を用いて、時間に対するフォトレジスト厚さを示すグラフである。
【図３９】図３９は、線形エンドポイント予測を有するマッチング方法を用いて、270℃の基板温度での時間に対するフォトレジスト厚さを図示し、さらに、右側のｙ軸を用いる309ｎｍおよび431ｎｍの光強度を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９８】
２０  プラズマアッシャー
２１  プラズマ発生室
２２  プラズマ反応室(ウエハ処理室）
９０  ウエハ支持ピン
９２  温度感知手段
９８  ウエハ
１１０  光学検出システム
１１２  監視システム
１１６  レンズ
１１８  光ファイバーアレイ
１２６  ポート
１２８  ブロードバンド照明光源
１３１  分光計
１３６  ウエハ表面
１４４  加熱ランプアレイ
【図１】
2005229117.tif 000026
【図２】
2005229117.tif 000027
【図３】
2005229117.tif 000028
【図４】
2005229117.tif 000029
【図５】
2005229117.tif 000030
【図６】
2005229117.tif 000031
【図７】
2005229117.tif 000032
【図８】
2005229117.tif 000033
【図９】
2005229117.tif 000034
【図１０Ａ】
2005229117.tif 000035
【図１０Ｂ】
2005229117.tif 000036
【図１０Ｃ】
2005229117.tif 000037
【図１０Ｄ】
2005229117.tif 000038
【図１１Ａ】
2005229117.tif 000039
【図１１Ｂ】
2005229117.tif 000040
【図１１Ｃ】
2005229117.tif 000041
【図１２】
2005229117.tif 000042
【図１３】
2005229117.tif 000043
【図１４】
2005229117.tif 000044
【図１５】
2005229117.tif 000045
【図１６】
2005229117.tif 000046
【図１７】
2005229117.tif 000047
【図１８】
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【図１９】
2005229117.tif 000049
【図２０】
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【図２１】
2005229117.tif 000051
【図２２】
2005229117.tif 000052
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
2005229117.tif 000059
【図３０】
2005229117.tif 000060
【図３１】
2005229117.tif 000061
【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【外国語明細書】
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