(57)【要約】【課題】本発明は、インシチュウでの基板表面の反射率を測定するための方法および装置を提供する。【解決手段】送信アセンブリは、真空チャンバの外側に位置され且つ光ビームを真空チャンバ内に伝送する開口の近傍に位置された光源を有している。光源によって供給された光ビームは、光ファイバケーブルやレンズ等の１または複数の光素子を介して、チャンバ内に伝送される。光ビームの反射された部分は受信アセンブリによって収集される。受信アセンブリに接続された信号処理システムは、真空チャンバ内に配置された基板の反射率を測定するようにプログラムされている。【選択図】図２
2004516681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の反射率を測定するための装置であって、
（ａ）物体が内部を通って移送するためのアパーチャと、光信号を真空チャンバの外側領域から内側領域内へと送信するための開口とを備えた真空チャンバと、
（ｂ）真空チャンバの外側で、光ビームを前記内側領域内へと伝送する前記開口に隣接して配置される光源を有する送信アセンブリと、
（ｃ）光ビームの反射部分を受ける受信アセンブリと、
（ｄ）受信アセンブリに接続されるとともに、真空チャンバ内に配置された基板の表面の反射率を測定するようにプログラムされた信号処理システムと
を備える装置。
【請求項２】
真空チャンバがシャワーヘッドを有し、送信アセンブリは、シャワーヘッドを貫通して配置され且つ光ビームを前記内側領域内に供給するよ
うになっている１または複数の送信ケーブルを有している請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記開口が入口端部と出口端部とを有し、出口端部にコリメータが配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項４】
真空チャンバ内に配置された基板支持部材を更に備え、基板支持部材が上昇された処理位置に位置されている間、光ビームは、基板支持部材に当たるように方向付けられる請求項１に記載の装置。
【請求項５】
（ｅ）真空チャンバ内に配置された基板支持部材と、
（ｆ）シャワーヘッドと、
を更に備え、
受信アセンブリは、基板支持部材から反射された光ビームの一部を収集するように方向付けられた第１の収集ユニットと、シャワーヘッドから反射された光ビームの一部を収集するように方向付けられた第２の収集ユニットとを有している請求項１に記載の装置。
【請求項６】
受信アセンブリは、
（ｅ）真空チャンバ内に配置された１または複数の収集ユニットと、
（ｆ）１または複数の収集ユニットに接続された信号検出器と、
（ｇ）信号検出器および信号処理システムに接続された信号変換器と、
を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
信号処理システムは、プロセッサで実行される時に信号処理システムに反射率情報を形成させるコンピュータで読み取ることができるプログラムを含む信号保有媒体を備えている請求項６に記載の装置。
【請求項８】
物体の反射率を測定するための装置であって、
（ａ）物体を搬送するためのアパーチャを画する真空チャンバ本体と、
（ｂ）真空チャンバ本体上に配置されたシャワーヘッドと、
（ｃ）真空チャンバ本体内に配置された基板支持部材と、
（ｄ）送信アセンブリであって、
（ｉ）真空チャンバ本体の外側領域に位置された光源と、
（ｉｉ）光源の近傍に配置された光入力端と、真空チャンバ本体の内側領域内に光ビームを供給するようになっている光出力端とを有し、少なくとも一部がシャワーヘッド内に配置されている１または複数の送信ケーブルと、
を備える送信アセンブリと、
（ｅ）少なくとも一部が前記内側流域内に配置され、光ビームの反射部分を受信するようになっている受信アセンブリと、
を備えている装置。
【請求項９】
受信アセンブリは、
（ｆ）真空チャンバ内に配置された１または複数の収集ユニットと、
（ｇ）１または複数の収集ユニットに接続された信号検出器と、
（ｈ）信号検出器および信号処理システムに接続された信号変換器と、
を備えている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
受信アセンブリに接続された信号処理システムを更に備え、信号処理システムは、基板支持部材上に配置された表面の反射率を測定するようにプログラムされている請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
１または複数の送信ケーブルが光ファイバケーブルである請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
チャンバの一端にガスシャワーヘッドを備えた真空処理チャンバ内に配置された基板の反射率を測定する方法であって、
シャワーヘッドを通じて光ビームを基板の表面上に供給し、
反射された光ビームの一部を信号受信アセンブリで受信する方法。
【請求項１３】
光ビームを供給するステップは、光ファイバケーブルを通じて光ビームを供給することからなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
光ビームを供給するステップは、紫外線ランプから光ビームを供給することからなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
光ビームの反射された部分を処理して、基板の表面の反射率値を測定する請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
光ビームを供給するステップは、光ビームをシャワーヘッドの表面上に放射することからなり、光ビームは、シャワーヘッドの表面から基板の表面上へと反射される請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
光ビームが信号受信アセンブリによって受信される前に、シャワーヘッドの表面と基板の表面との間で光ビームを複数回反射させることができるようにする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
チャンバの一端にガスシャワーヘッドを備えた真空処理チャンバ内に配置された基板の反射率を測定する方法であって、
基板の側方領域からシャワーヘッドの表面へと光ビームを供給して、光ビームをシャワーヘッドの表面から基板の表面上へと反射させ、
反射された光ビームの一部を信号受信アセンブリで受信する方法。
【請求項１９】
シャワーヘッドの表面とシャワーヘッドの表面との間で光ビームを複数回反射させることができるようにする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
光ビームの反射された部分を処理して、基板の表面の反射率値を測定する請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体処理に関する。特に、本発明は、インシチュウで或はオンラインで堆積膜の反射率を測定することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路および他の電子デバイスの製造においては、複数の層が基板上に堆積されるとともに基板からエッチングされ、これにより、基板上に特徴的機能が形成される。電子的な機能を形成する１つの重要な形態はフォトリソグラフィである。フォトリソグラフィは、エッチング処理を使用した除去によって、基板上に形成された層をパターニングするものである。フォトリソグラフィ・プロセスにおいては、フォトレジスト等の材料が基板上に形成された層の上面に堆積される。そして、このフォトレジスト材料は、その後、その一部が光源に曝露され、パターニングされる。露光されるフォトレジストの部分は、所望の特徴的機能を基板上に形成するようにパターニングされたマスクによって決まる。フォトレジストがポジかネガかに応じ、フォトレジストの露光部分または非露光部分は、１以上の化学物質とフォトレジストとを反応させることによって除去される。その後、エッチング処理によって、残存するフォトレジスト材料を通じて露出した下側の層が選択的にエッチングされる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特徴的機能のサイズが減少するにつれて、基板上のパターンニングラインおよび他の特徴的機能が益々重要となり難しくなる。特に、フォトレジストを硬化させるために使用される光の散乱によって下層に影響が及ばないようにしなければならない。さもなければ、フォトレジストのパターニングは決して望ましくない。その結果、フォトグラフィ・プロセスにおいてフォトレジストを露光するために使用される光が散乱されずに吸収されるように、絶縁反射防止コーティング（ＤＡＲＣ：ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ）等の反射防止コーティング（ＡＲＣ：ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ ｃｏａｔｉｎｇ）が一般に使用される。
【０００４】
現在、従来の絶縁ＡＲＣ材料を堆積させることができる堆積技術が技術的に知られている。しかしながら、時間の経過とともにプロセスが変化する場合もあり、その結果絶縁ＡＲＣ材料が所望の反射率を圧制できなくなる可能性がある。したがって、処理中に、絶縁ＡＲＣ材料の反射率が定期的に測定される。反射率は、一般に、基板上に形成された堆積物の厚さ及び質によって決定することができる。
【０００５】
絶縁ＡＲＣ材料をそれが使用される用途のサポートに適するようにするため、従来の光学技術を使用して膜の反射率を測定することができる独立型チャンバへとウエハが定期的に移動される。この従来の方法は、検査を受ける特定のウエハにとってプロセスが適しているか否かを判断するためには有用であるが、測定のために基板を別個のチャンバに移動させるには、時間と費用がかかる。
【０００６】
したがって、アーク材料、反射防止コーティング材料の反射率をインシチュウで或はオンラインで測定するための方法および装置が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は凡そ、物体の反射率を測定するための装置および方法を提供する。
【０００８】
本発明の一形態は、物体が搬送される搬送口を備える真空チャンバであって、光信号を真空チャンバの外側領域から内側領域内へと送信するための開口を備えた真空チャンバを備えた装置を提供する。光源を有する送信アセンブリは、真空チャンバの外側で且つ開口に隣接するように配置され、光ビームを内部領域へ伝送する。この装置は更に、光ビームの反射部分を受ける受信アセンブリと、受信アセンブリに接続された信号処理システムとを備えている。信号処理システムは、真空チャンバ内に配置された基板の表面の反射率を測定するようにプログラムされている。
【０００９】
本発明の他の形態は、物体を搬送するための搬送口を形成する真空チャンバ本体と、真空チャンバ本体上に配置されたシャワーヘッドと、真空チャンバ本体内に配置された基板支持部材と、送信アセンブリと、受信アセンブリとを備えた装置を提供する。送信アセンブリは、真空チャンバ本体の外側領域に位置された光源と、光源の近傍に配置された光入力端と真空チャンバ本体の内側領域内に光ビームを供給するようになっている光出力端とを有する１または複数の送信ケーブルとを備えている。送信ケーブルの少なくとも一部はシャワーヘッド内に配置されている。受信アセンブリの少なくとも一部は、前記内側流域内に配置され、光ビームの反射部分を受信するようになっている。
【００１０】
本発明の他の形態は、チャンバの一端にガスシャワーヘッドを備えた真空処理チャンバ内に配置された基板の反射率を測定する方法を提供する。この方法は、シャワーヘッドを通じて光ビームを基板の表面上に供給するとともに、反射された光ビームの一部を信号受信アセンブリで受信する。一実施形態において、光ビームを供給するステップは、光ビームをシャワーヘッドの表面上に放射することからなり、光ビームは、シャワーヘッドの表面から基板の表面上へと反射される。
【００１１】
本発明の他の形態は、チャンバの一端にガスシャワーヘッドを備えた真空処理チャンバ内に配置された基板の反射率を測定する方法を提供する。この方法は、基板の側方領域からシャワーヘッドの表面へと光ビームを供給して、光ビームをシャワーヘッドの表面から基板の表面上へと反射させる。反射された光ビームの一部は、信号受信アセンブリで受信される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の前述した特徴、利点、目的を達成して詳細に理解できるように、添付図面に示される実施形態を参照しながら、先に簡単に要約された本発明を更に詳しく説明する。
【００１３】
しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態を単に示しているだけであり、本発明の範囲を限定するものと見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も考えられる。
【００１４】
本発明は、インシチュウで基板表面の反射率を測定するための方法および装置を提供する。送信アセンブリは、真空チャンバの外側で且つ真空チャンバ内に光ビームを伝送する開口の近傍に位置された光源を有している。光源によって供給された光ビームは、光ファイバケーブルやレンズ等の１または複数の光素子によって、チャンバ内に伝送される。反射された光ビーム部分は、受信アセンブリによって集められる。受信アセンブリに連結された信号処理システムは、真空チャンバ内に配置された基板の反射率を測定するようにプログラムされている。
【００１５】
図１は、キャビティを形成するチャンバ本体１０３を有するＣＶＤ処理チャンバ１００の側断面図である。チャンバ本体１０３のキャビティ内には載置台１０４が配置されている。この載置台１０４は、処理のため、その上面１０８上で基板１０６を支持する。載置台１０４を基板ロード／アンロード位置へと下降させるとともに処理位置へと上昇させることができるように、載置台１０４はチャンバ１００内で垂直に移動することができる。載置台１０４の作動は、載置台１０４の下端に連結された１または複数のアクチュエータ（図示せず）によって行なわれる。
【００１６】
処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０３の上端に配置されたリッドアセンブリ１１０を有している。リッドアセンブリ１１０は、一般に、リッドリム１１４と、バッキングプレート１１２と、バッキングプレート１１２に装着されたシャワーヘッド１１６とを備えている。リッドリム１１４は、チャンバ本体１０３上に配置されており、バッキングプレート１１２が配置される環状の支持面を形成している。また、リッドリム１１４は、絶縁材料であり、これによって、バッキングプレート１１２およびシャワーヘッド１１６をチャンバ本体１０３から絶縁する。
【００１７】
バッキングプレート１１２（ガス供給カバープレートまたはウォータボックスとして知られている）は、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されており、作動中にリッドアセンブリ１１０の温度を制御するように作用する。したがって、バッキングプレート１１２には流体チャンネル１１８が形成されている。流体チャンネル１１８は、脱イオン水または他の流体を流通させることにより、バッキングプレート１１８の加熱や冷却を容易にする。
【００１８】
また、バッキングプレート１１２は、中央に位置し且つシャワーヘッド１１６に処理ガスを供給するようになっている処理ガス流入口１２０を有している。図示しないが、処理ガス流入口１２０は、１または複数の上流側のガス源やガスミキサ等の他のガス供給構成要素に連結されている。処理ガス流入口１２０は、バッキングプレート１１２とシャワーヘッド１１６との間に形成された隙間１２２と流体連通している。隙間１２２は、バッキングプレート１１２に装着されたブロッカープレート１２４を収容するように形成されて寸法付けられている。ブロッカープレート１２４は、好ましくはアルミニウム合金によって形成されており、ガス流入口１２０から流れるガスをシャワーヘッド１１６に分散させるようになている通路１２６を有している。
【００１９】
シャワーヘッド１１６は、略ディスク状を成しており、良好な熱接触を確保するため、ボルト１３４または同様の固定具によってバッキングプレート１１２の下面に連結されている。シャワーヘッドに垂直に形成された複数の穴１３０は、隙間１２２からのガスをチャンバのキャビティへと流通させる。シャワーヘッド１１６には電源１３２が連結されており、この電源１３２は、作動中にシャワーヘッド１１６に給電を行なって、チャンバ１００内に電磁場を形成する。
【００２０】
ガス供給ユニット（図示せず）は、作動中に基板１０６と反応する前駆ガスをチャンバ１００に供給する。真空システム１６５は、チャンバ１００内に形成された吸引チャンネル１６０に連通して、チャンバ１００からガスを真空引きする。吸引チャンネル１６０と真空ポンプ１６５との間に配置された弁によって、真空ポンプ１６５と吸引チャンネル１６０とを選択的に分離することができる。
【００２１】
チャンバ１００の処理領域を通じて伝搬される信号を形成して検出するために、モニタリングシステムの複数の実施形態を提供する。チャンバ１００内で処理される基板のリアルタイムの反射率値を与えるために、検出された信号が処理される。
【００２２】
膜反射率を測定するためのモニタリングシステムの一実施形態が図２に示されている。このモニタリングシステムは、一般に、送信アセンブリ２００と、受信アセンブリ２０８と、信号処理ユニット２１０とを有している。送信アセンブリ２００は、信号源２０２と出力送信ケーブル２０４とを有している。信号源２０２は、チャンバ１００上もしくはその近傍に配置されており、所望の波長の信号を供給する。
【００２３】
出力送信ケーブル２０４は、信号源２０２によって出力される信号形式をサポートして、その信号をチャンバ１００内に送信する。図２の実施形態は２つの出力送信ケーブル２０４を示しているが、任意の数のケーブルを使用しても良い。出力送信ケーブル２０４は、バッキングプレート１１２に形成された開口２０６を貫通して配置されており、ブロッカープレート１２４を貫通してシャワーヘッド１１６内へと延びている。出力送信ケーブル２０４の出力端部２０５は、シャワーヘッド１１６の下面またはその近傍に位置して、基板１０６に対向している。出力端部２０５は、出力送信ケーブル２０４から放射された信号を合焦もしくは調整するようになっている任意の数の光素子を有していても良い。
【００２４】
一実施形態において、受信アセンブリ２０８は、検出器／変換器ユニット２１２に接続された入力ケーブル２１４（２つが図示されている）を有している。入力ケーブル２１４は光ファイバケーブルであることが好ましいが、任意の他の材料を使用しても良い。出力送信ケーブル２０４と同様に、入力送信ケーブル２１４は、開口２０６を貫通して配置されるとともに、シャワーヘッド１１６の下面もしくはその近傍の点で終端している。入力ケーブル２１４の入力端部２１５は、出力送信ケーブル２０４から伝搬される信号のための収集点を形成しており、信号収集を容易にする光学装置を有していても良い。
【００２５】
出力端部２０５と入力端部２１５との相対的な位置が図２Ａおよび図３に最も良く示されている。図３は、シャワーヘッド１１６の下面図を示しており、出力端部２０５と入力端部２１５との間の近接性を示している。出力／入力端部２０５，２１５の近接した集合体により、反射された信号の強度が検出媒体（すなわち、入力端部２１５）の捕捉領域内となる。図２Ａに示されるように、出力端部２０５によって放射されるビームは、円柱状ではなく、ビーム角Ｄ２にしたがって発散する。ビームは、基板１０６に衝突すると、ほぼ同じ角度Ｄ２で反射される。その後、反射されたビームは、強度の低下を伴って伝搬する。検出器／変換器ユニット２１２によって検出することができる十分な強度のビーム反射を受けるために、入力端部２０５は、出力端部２１５の近傍に位置されている。入力端部２１５は、出力端部２０５の側方に近接するだけでなく、対象となる反射面すなわち基板１０６の上面にも近接している。出力端部２０５および入力端部２１５の正確な位置は、光学装置、反射面等の特定の適用および仕様によって決まる。
【００２６】
図２に示されるように、検出器／変換器ユニット２１２は、入力ケーブル２１４からの信号を受信して検出するとともに、信号処理システム２１０に認識できる出力を形成する。したがって、例えば、検出器／変換器ユニット２１２は、入力ケーブル２１４から受信した信号に比例するアナログ信号を形成した後、そのアナログ信号を信号処理システム２１０に送信しても良い。一実施形態において、検出器／変換器ユニット２１２はＵＶ強化シリコン検出器または光電子増倍管である。
【００２７】
信号処理システム２１０は、検出器／変換器ユニット２１２から信号を受けるとともに、処理される基板の反射率に関するデータを形成するようになっている任意のシステムであっても良い。図示しないが、信号処理システム２１０は、処理中にチャンバ構成要素を作動させるチャンバ１００の制御システムもしくはその一部に接続されていることが好ましい。したがって、信号処理システム２１０によって供給されるデータを使用して、例えば所定の反射率値が測定された時に処理を終了するなどといったように、堆積処理に影響を与えることができる。
【００２８】
信号源２０２の一実施形態が図２Ｂに示されている。信号源２０２は、一般に、信号発生器２３０と、光学アセンブリ２３２とを有している。信号発生器２３０によって形成される信号の波長は、次のリソグラフィプロセスの特定の動作パラメータにしたがって選択される。具体的には、信号の波長は、リソグラフィプロセスで使用される光の波長と略等しい。特定の実施形態において、波長は２４８ｎｍである。一実施形態において、信号発生器２３０は、水銀アークランプ等のＵＶランプである。しかしながら、他の信号発生器も考えられる。
【００２９】
信号発生器２３０によって形成される光ビーム２３８は、光学アセンブリ２３２によって制御されて形成され、その後、送信ケーブル２０４に出力される。具体的に、光学アセンブリ２３２は、レンズ、フィルタ、ビームスプリッタ、偏向器等の任意の組み合わせを有していても良い。図２Ｂに示される光学アセンブリ２３２の特定の実施形態は、放物面鏡２３４と、凸レンズ２３６とを有している。放物面鏡２３４は、信号発生器２３０によって放射される光ビーム２３８の光路中に位置されている。鏡２３４は、凸レンズ２３６に伝搬する比較的円柱状のビーム２４０を形成する。凸レンズ２３６の開口数は、送信ケーブル２０４の開口数と一致しており、これによって、円柱ビーム２４０の実質的な部分が送信ケーブル２０４内に導かれるようになっている。送信ケーブル２０４は、光ファイバケーブルであることが好ましいが、伝搬する信号の送信をサポートするに適した他の適当な装置（例えばクリスタルロッド）であっても良い。
【００３０】
検出器／変換器ユニット２１２と信号処理システム２１０の概略図が、図４に示される。検出器／変換器ユニット２１２は、光フィルタ４３９と、検出器４４０と、プリアンプ４４２と、フィルタ装置４４４と、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４６とを有している。光フィルタ４３９は、入力信号（入力ケーブル２１４からの）の送信を、波長に従って制限することができる。光フィルタ４３９が３００ｎｍよりも長い波長を遮るように選択されるような特定の実施形態もある。検出器４４０は、光フィルタ４３９から受けた光信号の強度に比例したアナログ信号を形成するようになっている。アナログ信号は、その後、プリアンプ４４２によって増幅されてフィルタ装置４４４を通る。フィルタ装置４４４は、アナログ信号の一部を選別し或は遮る１または複数のフィルタを有していても良い。例えば、フィルタ装置４４４は、特定の周波数領域に関する選択された波長を選別するように形成されていても良い。一実施形態において、フィルタ装置４４４は、高周波信号を遮る低域通過フィルタとして機能しても良い。Ａ／Ｄ変換器４４６は、アナログ信号を信号処理ユニット２１０によって読み取ることができる信号に変換するための機構を与える。
【００３１】
図４に示される信号処理システム２１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）４５０と、記憶装置４５１と、メモリ４５２と、インタフェース装置４５３と、ＣＰＵ４５０のためのサポート回路４５４とに接続されたバスライン４６０を備えている。ＣＰＵ４５０は、検出器／変換器ユニット２１２から受けた信号を処理するための工業設備で使用可能な任意の汎用コンピュータプロセッサであっても良い。サポート回路４５４は、従来の方法でプロセッサを支援するためにＣＰＵ４５０に接続されており、キャッシュ、電源装置、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を有していても良い。インタフェース装置４５３は、信号処理システム２１０を、検出器／変換器ユニット２１２および共通のネットワークに接続されていても良い他の装置に接続する。
【００３２】
記憶装置４５１は、直接アクセス記憶装置（ＤＡＳＤ：Ｄｉｒｅｃｔ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅ）であることが好ましいが、フロッピーディスク装置や光記憶装置等の他の記憶装置であっても良い。記憶装置４５１は、単一のユニットとして示されているが、固定されたディスクドライバ、フロッピーディスクドライバ、テープドライバや、取り外し可能なメモリカード、光記憶装置といった固定あるいは取り外し可能な記憶装置の組み合わせであっても良い。
【００３３】
メモリ４５２すなわちコンピュータで読み取り可能な媒体は、本発明のデータ構造および必要なプログラミングを保持できる十分大きなランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であることが好ましい。メモリ４５２は、単一体として示されているが、複数のモジュールを備えていても良く、また、高速レジスタおよびキャッスから低速であるが大きなＤＲＡＭチップに至るまで複数のレベルで存在していても良いことは言うまでもない。また、メモリ４５２および記憶装置４５１は、複数の一次および二次記憶装置にかかる１つの仮想アドレス空間の一部であっても良い。図４に示されるように、メモリ４５２はプログラム構造４５６を有している。プログラム構造４５６は、後述する様々な反射率解析を行なうように適するプログラムまたはソフトウエアルーチンである。プログラム構造４５６は、メモリ４５２や記憶装置４５１等のコンピュータ読取り可能な媒体に保存されるものであればプログラム製品と呼ばれる。データ構造を含むメモリ４５２のコンテンツ（内容）は、ＣＰＵ４５０によって必要とされる記憶装置４５１からロードでき、また記憶装置４５１に記憶させることができる。また、プログラム構造４５６は、ＣＰＵ４５０によって制御されるハードウエアから離れて位置される第２のＣＰＵ（図示せず）によって記憶されたり実行されたりしても良い。
【００３４】
動作時、信号発生器２００によって供給された信号は、光学アセンブリ２０１および出力送信ケーブル２０４を通じて伝搬された後、処理される基板１０６上に伝搬される。したがって、基板１０６の一部が照射される。基板上の照射された領域のスポットサイズは、部分的に、ビームブレス２と、出力送信ケーブル２０４の終端と基板との間の距離Ｄとによって決定される。基板１０６が処理位置まで上昇されている間、基板１０６上のスポットサイズを調整するために、２またはＤの一方または両方を変更しても良い。ビームブレス２は、一般に、出力送信ケーブル２０４の出力端部２０５に配置されたレンズおよび他の光素子によって制御されても良い。送信ケーブル２０４の出力端部２０５の位置は、出力端部２０５と基板１０６との間の所望の距離に応じて調整されても良い。
【００３５】
また、基板１０６上のスポットサイズは、基板１０６上のデバイス形態によって引き起こされる正反射を捕らえるように調整される。パターン形成された基板上のデバイスは、入射する信号を多方向に反射するマイクロミラーとして作用するため、正反射がしばしば生じる。凝集された集束ビームが散乱および回折を引き起こして正反射に関連する問題を悪化させると考えられている。したがって、スポットサイズは、複数のダイを覆う十分な大きさを有し、これにより、基板のパターン効果を最小化／平均化することが好ましい。複数の光ファイバケーブルを使用して形成される比較的大きなスポットサイズは、基板１０６上のパターンによって引き起こされる散乱および回折の効果を統合するように作用し、これによって、ＳＮ比を向上させる。
【００３６】
出力送信ケーブル２０４からの信号出力は、次いで、チャンバ１００の中を伝播して基板１０６の表面上に伝わる。信号は基板１０６にぶつかると、その少なくとも一部が反射される。反射された信号の一部は、入力端部２１５で集められ、入力送信ケーブル２１４を介して検出器／変換器ユニット２１２に送信される。一実施形態において、検出器／変換器ユニット２１２は、受けた光信号の強度に比例するアナログ信号を形成する。形成されたアナログ信号は、フィルタを通った後、信号処理システム２１０によって読み取ることができるデジタル信号に変換される。デジタル信号は、基板表面の反射率を測定するために処理ユニット２１０によって処理される。
【００３７】
信号処理システム２１０は、プロセスサイクル中、基板１０６から反射された信号を連続的にモニタする。一実施形態において、信号処理システム２１０は、最適な膜質に関連する所定の反射率値を受ける（例えば、人間のオペレータから）。反射率値は、検出された反射率信号と比較するための閾値として使用される。反射率信号が閾値よりも大きい限り、プロセスは続けられる。反射率値が閾値を下回る測定結果が得られると、信号処理システム２１０は、プロセスの終点に達したことを示す終了信号を送信する。その後、プロセスチャンバコントローラは、終了信号を受けた時点で、プロセスを停止する。したがって、基板１０６のリアルタイムの反射率測定を利用できるとともに、この測定を使用して、所望の反射率値の検出に基づいて堆積プロセスを終了することにより所望の反射率値を達成することができる。終点制御は、ＤＡＲＣコーティング反射率における変動を減少させるとともに、一定の膜厚および光学的な質を与える。
【００３８】
反射率モニタリングシステムの他の実施形態が図５に示されている。光チャンネル２７０がバッキングプレート１１２およびシャワーヘッド１１６を貫通して形成されている。光チャンネル２７０は、バッキングプレート１１２に形成された外側開口からシャワーヘッド１１６に形成された内側開口へと延びている。したがって、光チャンネル２７０は、チャンバ１００の処理領域の外側の場所で形成される光信号のためのチャンバ１００内に向う通路を形成する。
【００３９】
処理中のチャンバ状態の一体性を維持するため、光チャンネル２７０の外端には窓２７２が配置されている。窓２７２は、光ビームの過度の屈折を防止するために、屈折率が低い透明材料によって形成されていることが好ましい。また、窓の材料は、所定の波長または波長領域の送信を許容するように選択される。窓２７２を形成するための例示的な材料は、石英、サファイア、石英ガラスを含んでいる。
【００４０】
光チャンネル２７０の内側開口には光素子２７６が位置されている。この光素子２７６は、１または複数のレンズあるいは光ビーム２７４を調整する他の機構を有していても良い。例えば、光素子２７６は、基板１０６上に所望のスポットサイズを形成するように作られたコリメータであっても良い。光素子２７６の位置が図６に簡単に示されている。シャワーヘッド１１６のガス排出穴１３０との干渉を最小限に抑えるために、光素子２７６は、穴１３０の径方向外側の周辺領域に配置されている。
【００４１】
図５に示されるように、送信アセンブリ２００は、光チャンネル２７０の外側開口に位置されている。具体的には、窓２７２を通じて光チャンネル２７０に沿って光素子２７６の外側に光ビーム２７４を放射するように、信号源２０２および光学アセンブリ２０２が位置されている。一実施形態において、信号源２０２はコヒーレントな光源であり、光チャンネル２７０は、光ビーム２７４のビーム幅に対応する直径となるように機械加工される。他の実施形態において、図２に示されるケーブル２０４等の送信ケーブルは、光学アセンブリ２０２に接続されるとともに、光チャンネル２７０を貫通して配置される。後者の実施形態において、窓２７２は必要なくても良く、送信ケーブルの周囲にシールを設けることによりチャンバの一体性を維持することができる。
【００４２】
受信アセンブリ２０８は、入力送信ケーブル２１４の末端に装着された収集ユニット２１７，２１９を有している。第１の収集ユニット２１７は、基板１０６の上面に視線を向けて配置されている。第２の収集ユニット２１９は、シャワーヘッド１１６の下面に視線を向けて位置されている。収集ユニット２１７，２１９は、基板１０６およびシャワーヘッド１１６のぞれぞれから反射される信号の一部を収集するようになっている光学的な構造を有している。検出器／変換器ユニット２１２は、入力送信ケーブル２１４の他端に設けられており、収集された信号を受けて検出するとともに、その信号を信号処理ユニット２１０に送信する。
【００４３】
動作時、光ビーム２７４は、光チャンネル２７４を通じて、基板１０６上に方向付けられる。光ビーム２７４の入射角は、基板１０６とシャワーヘッド１１６との間で光ビーム２７４を繰り返し反射させるように選択される。したがって、光ビーム２７４は、光チャンネル２７０の位置および収集ユニット２１７，２１９の位置に応じて、基板１０６の全直径またはそれよりも短い距離であっても良い基板１０６の部分にわたって側方に伝搬される。光ビーム２７４が伝搬する際、基板１０６およびシャワーヘッド１１６の形状により、光ビーム２７４は様々な方向に反射される。したがって、光ビーム２７４によって形成される広い部分の照明を捕捉するためには、２つ以上の収集ユニット２１７，２１９を設けることが望ましい。しかしながら、他の実施形態においては、１つの収集ユニットで十分であるかもしれない。
【００４４】
収集された信号は、その後、入力送信ケーブル２１４を介して、検出器／変換器ユニット２１２に送信される。図２に関して前述したように、検出器／変換器ユニット２１２は、信号を検出した後、信号処理ユニット２１０に出力を供給する。その後、信号処理ユニット２１０は、処理される基板の反射率に関するデータを形成することができる。
【００４５】
図７に示される反射率モニタリングシステムの他の実施形態においては、チャンバ本体１０３に光チャンネル７７０が形成されている。光チャンネル７７０は、シャワーヘッド１１６に対して視線を向けた送信アセンブリ７００を形成するように機械加工される。送信アセンブリ７００および受信アセンブリ７０８は、図５に関して説明した各アセンブリ２００，２０８とほぼ同じ構造を備えている。したがって、光ビーム７７４は、光ビーム７７４がシャワーヘッド１１６と基板１０６との間で反射されるように選択された入射角で、シャワーヘッド１１６へと方向付けられる。その結果として生じる信号は、その後、受信アセンブリ２０８によって収集され、信号処理ユニット２１０によって処理される。
【００４６】
図５および図７は、載置台１０４が処理位置まで上昇された状態を示している。したがって、基板１０６の処理中に反射率測定を行なうことができる。しかしながら、基板が送信アセンブリ２００，７００の視野内（ＦＯＶ）にある時にはいつでも反射率測定を行なうことができ、また、基板から反射された信号を受信アセンブリ２０８，７０８によって受信して検出することができる。更に、本発明の幾つかの実施形態は、特に、上昇された処理位置以外の位置にある間に、基板の反射率を測定することに関するものである。例えば、図８は、リッドリム１１４に形成され且つ下側に位置する基板１０６の縁部に対して視線を向けた送信アセンブリ８００を形成するように方向付けられた光チャンネル８７０を示している。したがって、光学アセンブリ８７６（例えばコリメータ）によって形成された光ビーム８７４は、基板１０６の周辺に入射するように示されている。このような実施形態によれば、チャンバ１００内に基板１０６を供給する間および基板１０６をチャンバ１００から取り出す間に、反射率を測定することができる。
【００４７】
前述した実施形態は単なる例示であり、別個の或は代わりの装置および方法を使用しても良い。したがって、他の光素子を使用して、送信アセンブリ２００によって供給される信号や受信アセンブリ２０８によって受信される信号を調整しても良い。例えば、任意の周知の或は周知でないフィルタ機構または方法を使用して、反射された信号のＳＮ比を高めることができる。信号処理ユニット２１０によって実行可能なアルゴリズムを使用することによって、信号の質を更に高めたり調整したりしても良い。また、前述した実施形態を互いに任意に組み合わせて使用しても良いことは言うまでもない。
【００４８】
以上は本発明の好ましい実施形態に関するものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態を考案することができる。本発明の基本的な範囲は、以下の請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ＣＶＤ処理チャンバの側断面図である。
【図２】
送信アセンブリと受信アセンブリと信号処理ユニットとを一般に有する膜の反射率を測定するためのモニタリングシステムである。
【図２Ａ】
図２のモニタリングシステムの部分拡大図である。
【図２Ｂ】
図２に示される信号源アセンブリの概略図である。
【図３】
出力送信ケーブルおよび入力送信ケーブルの出力端部および入力端部のそれぞれの位置を示すシャワーヘッドの部分下面図である。
【図４】
検出器／変換器ユニットおよび信号処理システムの概略図である。
【図５】
反射率モニタリングシステムの他の実施形態である。
【図６】
光素子の位置を示すシャワーヘッドの部分下面図である。
【図７】
反射率モニタリングシステムの他の実施形態である。
【図８】
反射率モニタリングシステムの他の実施形態である。
【符号の説明】
１００…処理チャンバ、１０３…チャンバ本体、１０４…載置台、１０６…基板、１０８…上面、１１０…リッドアセンブリ、１１２…バッキングプレート、１１４…リッドリム、１１６…シャワーヘッド。
【図４】
2004516681.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004516681.tif 000004
2004516681.tif 000005
2004516681.tif 000006
2004516681.tif 000007
2004516681.tif 000008
2004516681.tif 000009
2004516681.tif 000010
2004516681.tif 000011
2004516681.tif 000012
2004516681.tif 000013
2004516681.tif 000014
2004516681.tif 000015
2004516681.tif 000016
2004516681.tif 000017
2004516681.tif 000018
2004516681.tif 000019
2004516681.tif 000020
2004516681.tif 000021
2004516681.tif 000022
2004516681.tif 000023
2004516681.tif 000024
2004516681.tif 000025
2004516681.tif 000026
2004516681.tif 000027
2004516681.tif 000028
2004516681.tif 000029
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004516681.tif 000030
【国際調査報告】
2004516681.tif 000031
2004516681.tif 000032