(57)【要約】【解決手段】基板を計測するための分光反射率計システムが設けられる。光源が設けられ、少なくとも１つの光検出器が設けられる。光ケーブルは、複数の光ファイバを備え、複数の光ファイバは、光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、光路から少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む。光路にはマイクロレンズアレイが設けられる。【選択図】図３
2016212096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を計測するための分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路におけるマイクロレンズアレイと、
を備える、分光反射率計システム。
【請求項２】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、
前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過する、分光反射率計システム。
【請求項３】
請求項２に記載の分光反射率計システムであって、
前記マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズを備え、
前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、
前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、分光反射率計システム。
【請求項４】
請求項３に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
【請求項５】
請求項４に記載の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
【請求項６】
請求項５に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路の第１の端部における前記光ケーブル、前記マイクロレンズアレイ、および前記光路の単レンズを支持するための筺体を備える、分光反射率計システム。
【請求項７】
請求項６に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルス光を提供する、分光反射率計システム。
【請求項８】
請求項６に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、連続波光を提供する、分光反射率計システム。
【請求項９】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、不均一光源である、分光反射率計システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルスキセノンアークランプである、分光反射率計システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に偏光子を含む、分光反射率計システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたときに、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、分光反射率計システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に光学アセンブリを備える、分光反射率計システム。
【請求項１６】
基板を処理するための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路に配されるマイクロレンズアレイであって、複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
前記光路を介して支持される光学アセンブリであって、前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、光学アセンブリと、
を備える、装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置であって、更に、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたとき、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年４月３０日に出願された、「基板処理のための分光反射率計付き装置」という名称の米国仮特許出願第６２／１５５，２６１号に基づく優先権を主張し、本明細書に参照として組み込まれる。
【０００２】
本発明は、半導体デバイス形成のための装置に関する。特に、本発明は、半導体デバイスを形成するための分光反射率計に関する。
【発明の概要】
【０００３】
前記を達成するため、および本開示の目的に従い、基板を計測するための分光反射率計システムが設けられる。光源が設けられ、少なくとも１つの光検出器が設けられる。光ケーブルは、複数の光ファイバを備え、複数の光ファイバは、光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、光路から少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む。光路にはマイクロレンズアレイが設けられる。
【０００４】
別の実施形態では、基板を処理するための装置が設けられる。処理チャンバが設けられ、基板を支持するための基板支持体が処理チャンバ内に設けられる。分光反射率計システムは、光源と、少なくとも１つの光検出器と、複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、複数の光ファイバは、光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、光路から少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、光路において複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、光路を横切って支持される光学アセンブリであって、光路は、光を光源から基板の照射部分に提供して基板の照射部分からの反射光を集めるように配置され、光源からの光および反射光は、マイクロレンズアレイを通過し、複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは焦点面を備え、基板の照射部分は、複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、光学アセンブリと、を備える。
【０００５】
本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の図面と共に、発明を実施するための形態において以下により詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明は、添付図面の図において限定ではなく例示を目的として示され、類似の要素には同様の符号が付してある。
【０００７】
【図１】実施形態を用いるプラズマ処理システムの例の概略図。
【０００８】
【図２】プラズマ処理システムの分光反射率計の概略図。
【０００９】
【図３】分光反射率計のコリメータ筺体の断面図。
【００１０】
【図４】プラズマ処理システムのコントローラを実装するのに適したコンピュータシステムを示す高レベルのブロック図。
【００１１】
【図５】プラズマ処理システムを用いる高レベルのフローチャート。
【００１２】
【図６】反射率計システムのマイクロレンズアレイの拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、添付図面に示すように、そのいくつかの好ましい実施形態を参照して以下に詳述される。以下の説明には、本発明の完全な理解を提供するため、多くの特定の詳細が記載されている。しかし、本発明がこれら特定の詳細のいくつかまたは全てなしに実施されてよいことは、当業者には明らかであろう。他の事例では、本発明を不必要に曖昧にしないように、周知の工程および／または構造は詳述されていない。
【００１４】
半導体デバイスの形成において、基板は処理チャンバで処理される。分光反射率計は、エンドポイントに到達したかを決定するために基板表面の一部を照射するのに用いられてよい。かかる分光反射率計の例は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される、２００７年９月１９日付けで公開された、アンドリュー・ペリーによる米国特許出願第２００８／００１４７４８Ａ１に記載されている。
【００１５】
図１は、実施形態を用いるプラズマ処理システム１００の例を概略的に示す。プラズマ処理システム１００は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４を内部に有するプラズマリアクタ１０２を備える。マッチングネットワーク１０８によって調整されるプラズマ電源１０６は、パワーウィンド１１２の近くに位置するＴＣＰコイル１１０に電力を供給し、誘導的に結合された電力を提供することによりプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４でプラズマ１１４を生成する。ＴＣＰコイル（上部電源）１１０は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４内で均一な拡散プロファイルを作成するように構成されてよい。例えば、ＴＣＰコイル１１０は、プラズマ１１４においてトロイダル配電を生成するように構成されてよい。パワーウィンド１１２は、エネルギがＴＣＰコイル１１０からプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４に通るようにしながら、ＴＣＰコイル１１０をプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４から分離するように設置される。マッチングネットワーク１１８によって調整されるウエハバイアス電圧電源１１６は、基板支持体１２０の形式で電極に電力を提供し、基板支持体１２０に支持される基板１３２上にバイアス電圧を設定する。コントローラ１２４は、プラズマ電源１０６、ガス源／ガス源１３０、およびウエハバイアス電圧電源１１６のポイントを設定する。
【００１６】
プラズマ電源１０６およびウエハバイアス電圧電源１１６は、例えば、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、２ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、１００ｋＨｚ、２．５４ＧＨｚ、またはこれらの組み合わせなど、特定の周波数で動作するように構成されてよい。プラズマ電源１０６およびウエハバイアス電圧電源１１６は、所望の処理能力を達成するために、様々な電力を供給するよう適切に大きさを調整されてよい。また、ＴＣＰコイル１１０および／または基板支持体１２０は、単電源によって電力供給されうる、または複数電源によって電力供給されうる、２つ以上のサブコイルまたはサブ電極から構成されてよい。
【００１７】
ガス源１３０は、シャワーヘッド１４２においてガス導入口１８２を通じてプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４と流体連通している。ガス導入口１８２は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４のあらゆる有利な場所に位置してよく、ガスを注入するためにあらゆる形態を取ってよい。しかし、ガス導入口は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４における複数の領域へのそれぞれのガス流の独立した調整が可能な「調整可能」ガス注入プロファイルを作成するように構成されうることが好ましい。処理ガスおよび副生成物は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４内の特定の圧力を維持する働きもする圧力制御弁１４３およびポンプ１４４を介して、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４から排出される。ガス源／ガス供給機構１３０は、コントローラ１２４によって制御される。コリメータ筺体１８４は、少なくとも１つのガス導入口１８２に接続される。光ケーブル１４０は、コリメータ筺体と分光反射率計装置１３６との間に接続される。本実施形態では、光ケーブル１４０は、伝送用光ファイバおよび受信用光ファイバを含み、分光反射率計装置１３６は、キセノンアークランプおよび受光器を収容する。かかるキセノンアークランプは、パルス状の不均一なビームを提供してよい。キセノンアークランプは、伝送用光ファイバに結合されてコリメータ筺体１８４に光を提供する。受光器は、受信用光ファイバに結合されて、反射を受け、基板１３２から反射する光を受け取る。本発明の実施形態は、カリフォルニア州フレモントのラム・リサーチ・コーポレーションによるキヨ・フレックス、および他の基板処理システムと共に用いられてよい。
【００１８】
図２は、分光反射率計システム２００の概略図である。分光反射率計装置１３６は、光源２０８および光検出器２１２を備える。光検出器２１２は、１つ以上の受光器２１４を備えてよい。光ファイバケーブル１４０は、分光反射率計装置に接続される。この例では、光ケーブル１４０は、伝送用光ファイバ２２０および受信用光ファイバ２２４を備える。この例では、各受信用光ファイバ２２４は、個々の受光器２１４に接続される。他の実施形態では、複数の受信用光ファイバ２２４が同一の受光器２１４に接続されてよい。この例では、光検出器２１２は二次元電荷結合素子（２−Ｄ  ＣＣＤ）アレイであって、各受信用ファイバ２２４からの出力は、２−Ｄ  ＣＣＤの異なる領域で検出される。分光反射率計システムに対して、光検出器２１２は、波長の関数として強度の出力を提供する。これは、１つ以上の波長を反射光から分離することができるプリズムまたはフィルタを用いることで達成できる。光は、ファイバ２６４を通して光源２０８から光検出器２１２に向けられ、信号を集めて信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を向上させるために光源２０８の時間的な変動の監視を可能にする。
【００１９】
図３は、コリメータ筺体１８４の断面図である。コリメータ筺体１８４の内部にはマイクロレンズアレイ３０８がある。マイクロレンズアレイ３０８は、複数の隣接するレンズを備える。マイクロレンズアレイ３０８の例は、図６に示されている。この例では、１０ｍｍ×１０ｍｍのマイクロレンズアレイ３０８は、少なくとも８１個のマイクロレンズ６０４を有する。コリメータ筺体１８４は、本実施形態ではコリメータ筺体１８４の口径を横切って延びる単レンズであるコリメータレンズ３１２を支持する。光路３２０は、１つのコリメータレンズ３１２が光路を完全に横切って延びるように、マイクロレンズアレイ３０８およびコリメータレンズ３１２を通って光ケーブル１４０の末端からコリメータ筺体１８４の長さに沿って延びる。
【００２０】
図４は、本発明の実施形態で用いられるコントローラ１２４を実装するのに適したコンピュータシステム４００を示す高レベルのブロック図である。コンピュータシステムは、集積回路、プリント基板、および小型携帯端末から巨大なスーパーコンピュータに至るまで、多くの物理的形状を有してよい。コンピュータシステム４００は、１つ以上のプロセッサ４０２を含み、更に、電子表示装置４０４（画像、文章、および他のデータの表示用）、メインメモリ４０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、記憶装置４０８（例えば、ハードディスクドライブ）、リムーバブル記憶装置４１０（例えば、光ディスクドライブ）、ユーザインターフェースデバイス４１２（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、マウスまたは他の指示装置など）、および通信インターフェース４１４（例えば、無線ネットワークインターフェース）を含み得る。通信インターフェース４１４は、ソフトウェアおよびデータを、リンクを介してコンピュータシステム４００と外部装置との間で転送できるようにする。このシステムは、また、前述のデバイス／モジュールが接続される通信基盤４１６（例えば、通信バス、渡りバー、またはネットワーク）を含んでもよい。
【００２１】
通信インターフェース４１４を介して転送される情報は、信号を伝える通信リンクを介する、電子、電磁、光学、または通信インターフェース４１４に受信され得る他の信号などの信号形態であってよく、ワイヤもしくはケーブル、光ファイバ、電話線、携帯電話リンク、周波数リンク、および／または他の通信チャネルを用いて実施されてよい。かかる通信インターフェースによって、１つ以上のプロセッサ４０２がネットワークから情報を受け取り得る、または、上述の方法工程を実施する過程で情報をネットワークに出力し得ると考えられる。更に、本発明の方法実施形態は、プロセッサだけで実行してよい、または、処理の一部を共有する遠隔プロセッサと共にインターネットなどのネットワークで実行してよい。
【００２２】
「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、通常、メインメモリ、二次メモリ、リムーバブル記憶装置、ならびに、記憶装置（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、および他の形式の永続メモリ）などの媒体を意味し、搬送波または信号など一時的な対象を網羅するとは解釈されない。コンピュータコードの例は、例えばコンパイラによって作成されるマシンコード、および、インタープリタを用いてコンピュータで実行されるより高レベルなコードを含むファイルを含む。コンピュータ可読媒体は、また、搬送波において具現化され、プロセッサによって実行される一連の命令を表すコンピュータデータ信号によって送信されるコンピュータコードであってもよい。
【００２３】
図５は、実施形態を用いる高レベルのフローチャートである。基板１３２が、閉じ込めチャンバ１０４の中に設置される（ステップ５０４）。この例では、基板１３２は、基板支持体１２０の上に搭載される。処理ガスが、ガス源１３０から閉じ込めチャンバ１０４に提供される（ステップ５０８）。処理ガスがプラズマ化される（ステップ５１２）。プラズマ電源１０６は、マッチングネットワーク１０８を通じて、プラズマ１１４を形成するために処理ガスを励起するＴＣＰコイル１１０に電力を提供する。プラズマ１１４は、基板をエッチングするのに、堆積を提供するのに、または別の処理を実施するのに用いられてよい。
【００２４】
基板１３２のエンドポイントが計測される（ステップ５１６）。光は、光源２０８によって生成され、光源２０８から伝送用光ファイバ２２０を通り、コリメータ筺体１８４の第１の端部からの光路に沿ってコリメータ筺体１８４に進む。コリメータ筺体１８４の第１の端部は、ガス導入口１８２を介してウエハまたは基板１３２の一部を照射するために、マイクロレンズアレイ３０８およびコリメータレンズ３１２を通る光路の第１の端部を規定する。マイクロレンズアレイ３０８のマイクロレンズ６０４は、それぞれ焦点面を有する。基板１３２の照射部分２６０は、ウエハ１３２の表面の照射部分２６０上に光が集中せずぼやけるように、焦点面の外に設置される。光路３２０の一部は、光のいくつかが反射してコリメータ筺体１８４に戻り、コリメータレンズ３１２およびマイクロレンズアレイ３０８を通って、その後光を受光器２１４に導く受信用光ファイバ２２４に到達するように、ウエハ１３２の照射部分２６０の表面に対して垂直である。受光器２１４からの信号は、コントローラ１２４に送信される。コントローラ１２４は、その信号を用いていつエンドポイントに到達するかを決定する。本実施形態では、反射光のスペクトルは、いつエンドポイントに到達するかを決定するのに用いられる。
【００２５】
コントローラ１２４がエンドポイントを検出すると、処理ガスが変更される（ステップ５２０）。ガス源１３０からの処理ガスの変更は、１つの実施形態において処理ガスの流れを停止することで達成されてよい。別の実施形態では、処理ガスの変更は、成分ガスの濃度を変更する、または、少なくとも１つの成分ガスを追加もしくは取り除くことで達成されてよい。別の実施形態では、処理ガスは、別の処理ガスに置き換えられてよい。基板１３２は、閉じ込めチャンバ１０４内で更に処理されるか、閉じ込めチャンバ１０４から取り出されてよい。プラズマ処理システム１００は、いつ処理の変更が実行されるべきかを決定するために、分光反射率計装置１３６を用いてエンドポイントを決定する。
【００２６】
マイクロレンズアレイ有りおよびマイクロレンズアレイ無しでテストが実施された。信号の変動は、マイクロレンズアレイが用いられたときに減少したことが分かった。マイクロレンズアレイは、ランプ、ファイバ、およびコリメータの空間的歪みの影響を減らすことで、分光再現性および列から列への均一な空間分布を提供することが分かった。改善された均一性および再現性は、より均一な処理およびデバイスの欠陥低減をもたらす。空間的に不均一な光源からの分光空間分布による光照射を改善するために、紫外線適合の光学が用いられる。
【００２７】
他の実施形態では、マイクロレンズアレイは、コリメータレンズとウエハの照射部分との間に設置される。コリメータレンズは、光学アセンブリを形成する。他の実施形態では、光学アセンブリは、光路、または、光路を横切って延びる凹面鏡もしくは二重もしくは三重レンズなどの別の光学を横切って延びる別の単レンズであってよい。偏光子など追加の光学素子は、他の実施形態では光学アセンブリの一部であってよい。他の実施形態では、処理チャンバは、誘導結合の代わりにまたは誘導結合に加えて容量結合を用いる。他の実施形態では、コリメータ筺体は光アクセスポイントに接続される。他の実施形態では、パルスアークランプは、連続広帯域光源に置き換えられてよい。いくつかの実施形態は、「パルス」動作を制御するためにシャッタを用いてよい。他のパルスまたは連続広帯域光源が用いられてよい。広帯域光源は、白色光源であることが好ましい。
【００２８】
上記の実施形態では、中央からオフセットされた基盤の単一部分を照射するために単一のコリメータ筺体が中央からオフセットされているように示されているが、他の実施形態では、コリメータ筺体は基板の中央上部に設置されてよい。他の実施形態では、複数のコリメータ筺体がウエハ上の複数の位置を照射するように設けられてよい。いくつかの実施形態では、単一の分光反射率計システムは、単一の光源、および光源から異なるコリメータ筺体に延びる複数の光ケーブルを備えてよい。他の実施形態では、各分光反射率計が独自の光源を有する場合には、複数の分光反射率計が用いられてよい。複数の光ケーブルは、いくつかの実施形態では、単一検出器に接続されてよい、または単一検出器を共有してよい。他の実施形態では、各光ケーブルは、共有されない１つ以上の検出器を有してよい。他の実施形態では、複数の光ケーブルは、複数の光検出器を共有してよい。
【００２９】
本明細書および特許請求の範囲では、光路が基板に対して実質的に垂直なときは、照射部分からの反射光のいくつかがマイクロレンズアレイ３０８に戻るように、光路は基板の照射部分に対して十分に垂直に近い。照射部分からの反射光のほとんど（強度５０％以上）は、反射してマイクロレンズアレイ３０８に戻ることが好ましい。様々な実施形態では、光ケーブル、マイクロレンズアレイ、および光路の単レンズを保持するために、コリメータ筺体の代わりに他の筺体が用いられてよい。かかる筺体は、支持を提供すると共に、筺体を形成する単一の部品またはいくつかの部品であってよい。他の実施形態では、分光反射率計装置は、処理チャンバの中にない基板を検査するために用いられてよい。例えば、基板は処理チャンバから取り出された後に分析されてよい。
【００３０】
いくつかの好ましい実施形態の観点から本発明が述べられてきたが、本発明の範囲内の修正、変更、および様々な代替同等物がある。また、本発明の方法および装置を実践する多くの代替方法があることにも注意すべきである。そのため、以下に添付の特許請求の範囲には、本発明の精神および範囲内の全てのかかる修正、変更、および様々な代替同等物が含まれると解釈するものとする。
【図１】
2016212096.tif 000003
【図２】
2016212096.tif 000004
【図３】
2016212096.tif 000005
【図４】
2016212096.tif 000006
【図５】
2016212096.tif 000007
【図６】
2016212096.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月15日(2016.7.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を計測するための分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路におけるマイクロレンズアレイと、
を備える、分光反射率計システム。
【請求項２】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、
前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過する、分光反射率計システム。
【請求項３】
請求項２に記載の分光反射率計システムであって、
前記マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズを備え、
前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、
前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、分光反射率計システム。
【請求項４】
請求項３に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
【請求項５】
請求項４に記載の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
【請求項６】
請求項５に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路の第１の端部における前記光ケーブル、前記マイクロレンズアレイ、および前記光路の単レンズを支持するための筺体を備える、分光反射率計システム。
【請求項７】
請求項６に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルス光を提供する、分光反射率計システム。
【請求項８】
請求項６に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、連続波光を提供する、分光反射率計システム。
【請求項９】
請求項２に記載の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、不均一光源である、分光反射率計システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルスキセノンアークランプである、分光反射率計システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に偏光子を含む、分光反射率計システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたときに、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、分光反射率計システム。
【請求項１５】
請求項１に記載の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に光学アセンブリを備える、分光反射率計システム。
【請求項１６】
基板を処理するための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路に配されるマイクロレンズアレイであって、複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
前記光路を介して支持される光学アセンブリであって、前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、光学アセンブリと、
を備える、装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置であって、更に、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたとき、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図１は、実施形態を用いるプラズマ処理システム１００の例を概略的に示す。プラズマ処理システム１００は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４を内部に有するプラズマリアクタ１０２を備える。マッチングネットワーク１０８によって調整されるプラズマ電源１０６は、パワーウィンド１１２の近くに位置するＴＣＰコイル１１０に電力を供給し、誘導的に結合された電力を提供することによりプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４でプラズマ１１４を生成する。ＴＣＰコイル（上部電源）１１０は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４内で均一な拡散プロファイルを作成するように構成されてよい。例えば、ＴＣＰコイル１１０は、プラズマ１１４においてトロイダル配電を生成するように構成されてよい。パワーウィンド１１２は、エネルギがＴＣＰコイル１１０からプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４に通るようにしながら、ＴＣＰコイル１１０をプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４から分離するように設置される。マッチングネットワーク１１８によって調整されるウエハバイアス電圧電源１１６は、基板支持体１２０の形式で電極に電力を提供し、基板支持体１２０に支持される基板１３２上にバイアス電圧を設定する。コントローラ１２４は、プラズマ電源１０６、ガス源／ガス供給機構１３０、およびウエハバイアス電圧電源１１６のポイントを設定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ガス源１３０は、シャワーヘッド１４２においてガス導入口１８２を通じてプラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４と流体連通している。ガス導入口１８２は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４のあらゆる有利な場所に位置してよく、ガスを注入するためにあらゆる形態を取ってよい。しかし、ガス導入口は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４における複数の領域へのそれぞれのガス流の独立した調整が可能な「調整可能」ガス注入プロファイルを作成するように構成されうることが好ましい。処理ガスおよび副生成物は、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４内の特定の圧力を維持する働きもする圧力制御弁１４３およびポンプ１４４を介して、プラズマ処理閉じ込めチャンバ１０４から排出される。ガス源／ガス供給機構１３０は、コントローラ１２４によって制御される。コリメータ筺体１８４は、少なくとも１つのガス導入口１８２に接続される。光ケーブル１４０は、コリメータ筺体と分光反射率計装置１３６との間に接続される。本実施形態では、光ケーブル１４０は、伝送用光ファイバおよび受信用光ファイバを含み、分光反射率計装置１３６は、キセノンアークランプおよび受光器を収容する。かかるキセノンアークランプは、パルス状の不均一なビームを提供してよい。キセノンアークランプは、伝送用光ファイバに結合されてコリメータ筺体１８４に光を提供する。受光器は、受信用光ファイバに結合されて、基板１３２から反射する光を受け取る。本発明の実施形態は、カリフォルニア州フレモントのラム・リサーチ・コーポレーションによるキヨ・フレックス、および他の基板処理システムと共に用いられてよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
いくつかの好ましい実施形態の観点から本発明が述べられてきたが、本発明の範囲内の修正、変更、および様々な代替同等物がある。また、本発明の方法および装置を実践する多くの代替方法があることにも注意すべきである。そのため、以下に添付の特許請求の範囲には、本発明の精神および範囲内の全てのかかる修正、変更、および様々な代替同等物が含まれると解釈するものとする。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板を計測するための分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路におけるマイクロレンズアレイと、
を備える、分光反射率計システム。
適用例２：
適用例１の分光反射率計システムであって、
前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、
前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過する、分光反射率計システム。
適用例３：
適用例２の分光反射率計システムであって、
前記マイクロレンズアレイは、複数のマイクロレンズを備え、
前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、
前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、分光反射率計システム。
適用例４：
適用例３の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
適用例５：
適用例４の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
適用例６：
適用例５の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路の第１の端部における前記光ケーブル、前記マイクロレンズアレイ、および前記光路の単レンズを支持するための筺体を備える、分光反射率計システム。
適用例７：
適用例６の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルス光を提供する、分光反射率計システム。
適用例８：
適用例６の分光反射率計システムであって、
前記光源は、連続波光を提供する、分光反射率計システム。
適用例９：
適用例１の分光反射率計システムであって、
前記光路の少なくとも一部は、前記基板の前記照射部分に実質的に垂直であり、
前記照射部分から反射した光は、前記マイクロレンズアレイを通って前記光検出器に進む、分光反射率計システム。
適用例１０：
適用例１の分光反射率計システムであって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、分光反射率計システム。
適用例１１：
適用例１の分光反射率計システムであって、
前記光源は、不均一光源である、分光反射率計システム。
適用例１２：
適用例１の分光反射率計システムであって、
前記光源は、パルスキセノンアークランプである、分光反射率計システム。
適用例１３：
適用例１の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に偏光子を含む、分光反射率計システム。
適用例１４：
適用例１の分光反射率計システムであって、更に、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたときに、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、分光反射率計システム。
適用例１５：
適用例１の分光反射率計システムであって、更に、
前記光路に光学アセンブリを備える、分光反射率計システム。
適用例１６：
基板を処理するための装置であって、
処理チャンバと、
前記処理チャンバ内で前記基板を支持する基板支持体と、
分光反射率計システムであって、
光源と、
少なくとも１つの光検出器と、
複数の光ファイバを備える光ケーブルであって、前記複数の光ファイバは、前記光源から光路に延びる伝送用光ファイバである第１の複数の光ファイバと、前記光路から前記少なくとも１つの光検出器に延びる反射光ファイバである第２の複数の光ファイバとを含む、光ケーブルと、
前記光路に配されるマイクロレンズアレイであって、複数のマイクロレンズを備えるマイクロレンズアレイと、
前記光路を介して支持される光学アセンブリであって、前記光路は、光を前記光源から前記基板の照射部分に提供して、前記基板の前記照射部分からの反射光を集めるように配置され、前記光源からの光および反射光は、前記マイクロレンズアレイを通過し、前記複数のマイクロレンズの各マイクロレンズは、焦点面を備え、前記基板の前記照射部分は、前記複数のマイクロレンズのいずれの焦点面にもない、光学アセンブリと、
を備える、装置。
適用例１７：
適用例１６の装置であって、更に、
ガス源と、
前記ガス源と前記処理チャンバとの間を接続するガス導入口と、
電源と、
前記処理チャンバに隣接して前記電源に電気的に接続される少なくとも１つの電極と、
前記電源、前記ガス源、および前記少なくとも１つの光検出器に制御可能に接続されるコントローラであって、前記コントローラは、
少なくとも１つの中央処理装置と、
コンピュータ可読媒体と、を備え、前記コンピュータ可読媒体は、
エンドポイントを検出するために前記少なくとも１つの光検出器からの出力を用いるためのコンピュータ可読コードと、
エンドポイントが検出されたとき、前記電源またはガス源の設定を変更するためのコンピュータ可読コードと、を備える、コントローラと、
を備える、装置。
適用例１８：
適用例１７の装置であって、
前記少なくとも１つの光検出器は、波長の関数として出力を提供する、装置。
【外国語明細書】
2016212096000001.pdf