JP2002541663A

JP2002541663A - 電子デバイスの製造の終点検出

Info

Publication number: JP2002541663A
Application number: JP2000610057A
Authority: JP
Inventors: マイケル，エヌ．グリムバーゲン，; サーステン，ビー．リル，
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 1999-04-05
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2002-12-03
Also published as: WO2000060657A1; TW455973B; EP1090420A1

Abstract

(57)【要約】【課題】電子デバイスの製造の終点検出を提供する【解決手段】チャンバ２８は、基板上の層２２の厚さの中に予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長を有する放射を発することが可能な放射ソース５８と、放射を検出するために構成される放射検出器６２とを備える。この放射は、層２２の第１の厚さの中に実質的に吸収され、また層２２の少なくとも一部が処理された後に、この放射の少なくとも一部が層２２の第２の厚さのンかを伝わり、そして基板２０の一つ以上の下層２４により反射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、基板の処理中における終点の検出に関する。

【０００２】

【従来の技術】

電子用途のためのデバイスの製造では、半導体、誘電体及び導体材料（例えば
ポリシリコン、二酸化珪素及びメタル含有層）を基板上に堆積してエッチングを
行い、ゲート、バイア、コンタクトホールや接続線のパターン等の表面形状を形
成する。これらの表面形状は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ
）、酸化やエッチングのプロセスによって典型的に形成される。例えば、代表的
なエッチングプロセスでは、フォトレジストや酸化物ハードマスクのパターニン
グされたマスクを、フォトリソグラフィー法により堆積層の上に形成し、この堆
積層の露出した部分は、エネルギーが印加されたＣｌ₂、ＨＢｒやＢＣｌ₃等のハ
ロゲンガスによってエッチングされる。代表的なＣＶＤプロセスでは、チャンバ
内に提供されるガスが分解され、基板上に層を堆積する。ＰＶＤプロセスでは、
基板の方を向いているターゲットがスパッタリングされ基板の上へとターゲット
材料を堆積する。

【０００３】従来の堆積及びエッチングプロセスによる問題の１つに、プロセスの終了が何
時なのかをオペレータが決定することが困難であるいう点が挙げられる。例えば
、堆積プロセスでは、プロセス条件を変化させて、基板の上で堆積されるべき膜
の性質を変化させることが望ましい場合があり、あるいは、所望の膜厚を得た後
、堆積を停止することが望ましい場合がある。エッチングプロセスでは、全部エ
ッチングする前に特定の層のエッチングを停止することが望ましいことがしばし
ばあり、全部エッチングしてしまえば、例えば、ポリシリコン又はシリコン層の
下のゲート酸化物下層等、特に下層が薄いときには、１つ以上の下層にダメージ
を与えてしまう。また、エネルギーを得たプラズマ種の衝突によって下層は容易
にダメージが与えられるため、層の上でエッチングプロセスを停止することが望
ましい。

【０００４】終点検出方法は、エッチングプロセスや堆積プロセスのステージの完了を決定
するために用いられる。１つの方法では、プラズマの放射スペクトルにおける変
化を解析して、堆積やエッチングを受けている層の成分の変化を決定し、例えば
、これは層が完全にエッチングされて、異なる化学組成を有する下層が露出した
後に発生し、これは米国特許第４，３２８，０６８号に教示される。しかし、従
来のプラズマ放射方法では、層が完全にエッチングされた後でしかプロセス終点
を検出せず、下層のプラズマへの曝露により下層にダメージを与えてしまう。ま
た、プラズマの強度が変化し、またチャンバのウィンドウにより選択された波長
のプラズマ放射が吸収されれば検出精度が低減してしまう。

【０００５】インターフェロメトリーとして知られる別の終点測定法では、基板の上で行わ
れているプロセスのほぼ全体にわたって、基板上の層の上に向けられる光ビーム
は、その一部が層の表面から反射され、その一部が層の中を伝わり一つ以上の下
層によって反射される。多数の反射の干渉による強め合いと弱め合いは、基板の
上で処理されるべき層の厚さにわたる放射の経路の長さに依存して、定期的な極
大値及び極小値を経る干渉パターンを引き起こす。基板の処理の前に、層の初期
の厚さを仮定し或いは測定する。処理の間に測定された干渉パターンにおいて観
測された定期的な極大値及び極小値は、プロセスの終点を予測するために計算さ
れた層厚さの減少と直接相関している（この減少により、処理しようとする層の
中を伝わる放射の経路の長さが変化する）。しかし、このプロセスはエッチング
されている層の初期の厚さ及び屈折率の正確な知識を必要とし、そしてそれは得
るのがしばしば困難であり、基板の表面全体に対し或いは基板間で変化する。層
の初期の厚さ又は屈折率のいずれかの測定が不正確であれば、検出方法全体がお
かしくなってしまい、何故なら、層の残留厚さの算出（定期的な極大値及び極小
値から検出された干渉縞から）が、層の最終の厚さの予測を誤らせることになる
からである。加えて、エッチングや堆積がなされるあらゆる基板に対して、製造
中に一般に起こる層の厚さの変動や屈折率の変動が生じるので、これらのパラメ
ータを正確に測定することが要求され、そしてこれは解決策としては非実用的で
ある。このように、この方法では、特に薄膜ゲート酸化物層の上に重ねられたポ
リシリコン層の残留厚さを測定するための有用性が限られており、何故なら、下
にあるゲート酸化物層が薄いため、誤差の余地が非常に小さいからである。

【０００６】エリプソメトリーとして知られるまた別の終点検出方法では、処理中の層から
少なくとも一部反射される偏光ビームを分析して、層が処理されている際に発生
する反射光ビームの位相及び大きさの変化を決定するが、これは例えば米国の特
許第３，８７４，７９７号及び３，８２４，０１７号に表わされている。しかし
、多数の波長を有する偏光ビームを用いることなく基板上の層の厚さの正確な測
定を得ることは困難であり、これは例えば、"Multiwavelength Ellipsometry fo
r Real-Time Process Control of the Plasma Etching of Patterned Samples",
Maynard Layadi and Tseng-Chung Li, J. Vac. Sci. Technol. B. 15(1), Janu
ary/February 1997に説明される。多数の波長及び複雑な位相及び大きさの測定
は困難である。加えて、チャンバのウィンドウの上に形成される堆積物は、ウィ
ンドウを通して通過する光ビームの偏光を変化させ、そしてそれは、エリプソメ
トリー測定の誤差を生じてしまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

このように、層の処理が完了される直前又は直後に、下層にダメージを与える
ことなく、基板上で行われているプロセスのステージにおける変化を検出する終
点検出方法を有することが望ましい。さらに層を完全にエッチングするか、堆積
する前に検出信号を提供する終点検出装置を有して、エッチングプロセス又は堆
積プロセスを適切な時間で変えることができるようにすることが望ましい。また
、処理されている層の厚さにおける残存厚さ又は変化を、高解像度、低いＳＮ比
で、チャンバを介して伝わる放射の強度から独立して測定する、終点計測系を有
することが望ましい。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本質的に、本発明の具体例では、基板の処理の間、正確且つ繰返し性よく終点
を検出することによって上記に特定されたニーズを満たす。一具体例では、本発
明は、基板を処理するためにチャンバを備え、このチャンバは、層の厚さにおい
て予め定められた経路の長さの中で実質的に吸収される波長を有する放射を発す
ることが可能な放射ソースと放射を検出するに適する放射線検出器とを備える。
別の具体例では、チャンバは更に、放射経路の中にフィルタを備え、このフィル
タは、放射を選択的に通過させるに適している。

【０００９】別の特徴では、本発明は、基板が処理区域の中に配置され基板上の層を処理す
るためのプロセス条件が処理区域内に維持される、基板処理方法に関し、このプ
ロセス条件には、ガス組成、ガス流量、ガスへのエネルギー印加装置の動作電力
レベル、ガス圧力及び温度の１つ以上が含まれるが、これらに限定されるもので
はない。基板上の処理される層の厚さの予定された経路の長さの中で吸収される
波長を有する放射が提供される。層の予め定められた厚さの処理の後、放射の変
化が検出される。

【００１０】本方法は、層のエッチングのために適切なプロセス条件が維持される処理区域
の中に基板が配置される場合に、基板上の層をエッチングするために特に有用で
ある。放射は基板の上に提供され、この放射は、基板の上でエッチングされてい
る層の厚さの中の予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長を有する
。放射の中の変化が検出される。

【００１１】別の特徴では、本発明は、基板に対して実行されるプロセスの終点を決定する
ための波長を選択する方法に関し、該方法は、放射の波長を決定するステップを
有し、このステップは、或る波長を有する放射が基板上に入射し、プロセスの終
点に接近したときに反射された放射の強度において検出可能な変化が生じ、この
変化は、基板の上で処理される層による放射の実質的な吸収から基板の一つ以上
の下層による少なくとも一部の反射への移行から生じることを特徴とする。

【００１２】また別の特徴において、本発明はチャンバ内で基板上の層をエッチングする方
法を備え、この方法は、チャンバ内に基板を配置するステップと、チャンバ内に
、エッチャントガス及びクリーニングガスを備えている処理ガスを提供するステ
ップと、プロセス条件を維持して基板上の層をエッチングすると同時にチャンバ
の表面をクリーニングするステップと、層を完全にエッチングする前に、処理ガ
スの組成を変えてクリーニングガスを除去するステップとを有している。

【００１３】また別の特徴では、本発明は、基板上の層の上に実行されるプロセスの終点を
検出するための装置に関する。この装置は、基板上の層の厚さに予定された経路
の長さに実質的に吸収される波長を有する放射を発することができる放射ソース
と、放射を検出して信号を発生させるに適する放射線検出器とを備えている。こ
の装置は更に、そこに表現されるコンピュータ読み出し可能なプログラムを有す
るコンピュータ読み出し可能な媒体を備えるメモリを備え、該コンピュータ読み
出し可能なプログラムは、プロセスの終点を決定するために信号の中の変化を検
出するための、一組の命令を有する。

【００１４】また別の特徴においては、本発明は、その内部で基板を支持するように構成さ
れる支持体を有するチャンバと、ガスをチャンバ内に導入するに適しているガス
送出システムと、チャンバ内のガスにエネルギーを与えるに適しているプラズマ
ジェネレータと、チャンバ内のガスの圧力を制御するに適している絞り弁を備え
る排気部と、終点信号に関してチャンバ内のプロセス条件を変えるために、ガス
送出システム、プラズマジェネレータ又は絞り弁の一つ以上を制御するために構
成される制御装置とを備える基板処理装置に関する。この装置は、層の厚さの中
に予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長を有する放射を発するこ
とができる放射ソースと、この放射を検出して信号を発生させるに適している放
射線検出器とを備えている終点検出システムを更に有している。メモリが、チャ
ンバの制御装置に結合され、このメモリは、基板処理装置の操作を指示するため
にそこに表現されるコンピュータ-読み出し可能なプログラムを有するコンピュ
ータ-読み出し可能な媒体を有する。コンピュータ読み出し可能なプログラムは
、プロセスの終点を決定して制御装置に終点信号を提供するために、信号の中の
変化を検出するための一組の命令を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】

本発明の特徴、側面及び利点について、ここに示したもの及びそれ以外のもの
について、本発明の具体例を例示する以下の図面及び説明、そして請求の範囲に
よって理解されるだろう。以下の説明及び図面が発明の典型的な特徴を例示する
が、他方で、この特徴のそれぞれは、単に特定の図面の状況の中だけでなく、広
く本発明に用いることができ、また、発明はこれらの特徴の任意の組み合わせを
有するということが、理解されよう。

【００１６】本発明は、堆積プロセスやエッチングプロセス等のプロセスのプロセスステー
ジ完了又は終点を検出するために有用であり、これを用いて、基板２０の半導体
、誘電体やメタル導体材料からの表面形状を堆積しあるいはエッチングを行う。
ここで基板２０とは、シリコン、化合物半導体又は誘電体のウエハ等の下側の支
持体で、その上に複数の層２２、２４（例えば図１ａに例示される構造）を有す
るものをいう。代表的なエッチングプロセスで基板２０の層２２をエッチングす
る場合、図１ａ〜図１ｃに例示されるように、、下層２４に到達する前にエッ
チングを停止することが望ましい。あるいは、基板２０の上に層２２を堆積する
場合は、層２２が所望の厚さに達したときに堆積を停止することが望ましい。ま
た本発明は、例えば決まった厚さの層を堆積する場合、あるいは第二次層ないし
核形成層の堆積から主たる成長層の堆積へと変わる場合に、化学気相堆積（ＣＶ
Ｄ）及び物理気相堆積（ＰＶＤ）プロセスのステージの完了を検出するために有
用である。ここで具体例が、本発明の原理を例示するために提供されるが、本発
明は、ここで提供される例に限定されず、また全ての用途を有することが、当業
者には明らかであろう。

【００１７】例示的なエッチングプロセスでは、基板２０は図２に概略的に示される装置２
６内でエッチングされる。装置２６は、基板２０を処理するための処理区域３０
を有するチャンバ２８と、処理区域３０内で基板２０を支える支持体３２とを有
している。処理ガスは、ガス送出システム３４を通してチャンバ２８に導入され
、このガス送出システム３４は、処理ガス供給３６と、基板２０（示されるよう
に）の周囲に又は又はチャンバ（図示されず）の天井部の上に装着されるシャワ
ーヘッド内に配置されるガス出口３８と、処理ガスの流量を制御するためのガス
流動制御装置４０とを備えている。消費された処理ガス及びエッチャント副生成
物は、ラフィングポンプ及びターボ分子ポンプ（図示されず）を備える排気４２
及び絞り弁４４を通してチャンバ２８から排気され、チャンバ２８内の処理ガス
の圧力が制御される。

【００１８】チャンバ２８の処理区域３０内の処理ガスにＲＦ又はマイクロ波エネルギーを
結合するプラズマジェネレータ４６によって、エネルギーを与えられたガス又は
プラズマが処理ガスから発生し、これは例えば、チャンバいＲＦエネルギーを誘
導結合するアンテナ電力供給４９によって、一つ以上のコイルを備えているイン
ダクタアンテナ４８は等である。加えて、電気的に接地されたチャンバ２８の天
井部や側壁等の第１のプロセス電極５０と、基板２０の下のＲＦバイアス支持体
３２等の第２の電極５２とを用いて、チャンバ２８内のガスに更にエネルギーを
与えることができる。第１の電極５０及び第２の電極５２は、電極電圧供給器５
４によって提供されるＲＦ電圧により、相互に対して電気的バイアスが与えられ
る。インダクタアンテナ４８及び電極５０、５２に印加されるＲＦ電圧の周波数
は、典型的には約５０ＫＨｚ〜約６０ＭＨｚ、更に典型的には約１３．５６Ｍ
Ｈｚである。

【００１９】チャンバ２８は、基板２０に実行されているプロセスのステージの終点を検出
するための終点検出システム５６を更に有している。終点検出システム５６は、
チャンバ２８の外側又は内側から放射を発するための放射ソース５８を備える。
放射ソース５８がチャンバ２８の外側にある場合、放射６０は、チャンバのウィ
ンドウ６１を通過して基板２０の上に入射する。放射ソース５８は、放射（例え
ば紫外線、赤外線やＸ線放射）を提供する。放射ソース５８は、支配的な波長だ
けを有する放射を提供することができ、これ例えば、主に放射を有している例え
ばＨｅ-ＮｅやＮｄ-ＹＡＧレーザー等の単一又は２〜３の波長での主放射を有す
る単色光等である。あるいは、放射ソース５８は多色光等の多数の波長の放射を
提供し、これにフィルタをかけて実質的に単一の波長だけを選択的に通過させる
こともできる。多色光を提供するための適切な放射ソース５８には、約２００〜
約６００ナノメートルの波長を有する多色光のスペクトルを発生させるＨｇ放電
ランプと、キセノン又はＨｇ-Ｘｅランプ等のアークランプと、タングステンハ
ロゲンランプと、発光ダイオード（ＬＥＤ）とが含まれる。また放射ソース５８
は、チャンバ２８の中に発生するプラズマからの放射を備えることができ、この
プラズマ放射は一般に多スペクトル性であり、即ち、全体のスペクトルをに対し
て多数の波長を有している放射を提供する。

【００２０】特定のプロセスにおいては、非極性放射（例えば非偏光）を提供する放射ソー
ス５８を有していることが好ましい。１つの理由は、基板２０から反射される偏
光照射の強度の変化が、エネルギーを与えられたガス又はプラズマの吸収特性を
変えることによってマスクされることができるということである。加えて、放射
の偏光の状態は、立方対称以外の結晶等の結晶配向構造を有する材料への吸収に
影響する。また、プロセス中にチャンバ２８のウィンドウ６１の上に堆積する薄
い残留物膜を通過する際に、放射の偏光状態は変わり得るのであり、また、残留
物膜の厚さが増加すれば、偏光状態も変わり、これは測定の誤差を引き起こす。
このように、特定のプロセスに対して、プロセスガス組成及び放射のソースの位
置に従い、偏光しない放射を提供する放射ソース５８を用いることが好ましい。
基板２０上に垂直に放射が入射すれば、この影響を低減することができる。入射
が垂直であれば、層２２、２４の上のレジスト表面形状等、狭い間隔の高い表面
形状を有する基板２０に対して、更に正確な終点を提供し、何故なら、垂直に入
射する放射は、レジスト表面形状の高さによる層２２、２４への到達の妨害がな
いからである。しかし、反射放射の検出のために垂直の入射を必ずしも要さず、
その他の入射角を使用してもよいことが、理解されよう。

【００２１】終点検出システム５６は、基板２０によって反射される放射６４を検出するた
めの放射検出器６２を更に有している。放射検出器６２は、光起電力セル、フォ
トダイオード、光電子増倍管やフォトトランジスター等の放射線センサを備え、
これは測定された放射の強度６４に応じて電気的な出力信号を提供する。信号は
、電気部品の中を通過する電流のレベルの変化又は、電気部品に印加される電圧
の変化を備えることができる。チャンバ２８に放射検出器６２を結合するための
適切なシステムは、チャンバ２８から放射検出器６２のセンサまで導く光ファイ
バケーブル６９を備えている。

【００２２】随意にレンズ組立体６６を用いて、放射ソース５８によって発される放射を、
基板２０の上に集束し、及び／又は、基板２０の上の層２２、２４から少なくと
も一部が反射し返される放射６４を、放射検出器６２のセンサの上に集束する。
例えば、図２で示すようにチャンバ２８の外側に配置されるＨｇ-放電ランプを
備える放射ソース５８に対して、複数の凸レンズ６８ａ、６８ｂを用いて、ラン
プからの放射をウィンドウ６１を通し基板２０のビームスポット７０の上へ集束
させることができる。ビームスポット７０の面積は、基板２０の表面地形の正確
な測定を提供するために十分に大きくなければならない。また、レンズ６８ａ、
６８ｂを用いて、放射線検出器６２のセンサの上に反射し返されるように、放射
６４を集束することができる。

【００２３】随意にポジショナ７２が、ビームスポット７０を「駐車させる」基板２０の適
切な部分を配置するために、基板表面の端から端まで入射放射６０を走査するた
めに用いられる。ポジショナ７２は、放射ソース５８からの放射を基板表面の異
なる位置の上（示されるように）へ偏向させるため、小さい角度で回転する一つ
以上の主たるミラー７４を備える。あるいは、ミラー７４はまた、プラズマ放射
から発され及び基板２０上の層２２、２４から少なくとも一部が反射される放射
を、放射線検出器６２の上へ向ける返すことができる。付加的な２次ミラー（図
示されず）を用いて、反射放射を遮断しまた集束して、放射検出器６２の上に返
す。またポジショナ７２を用いて、基板２０をの端から端まで一定の軌跡のパタ
ーンで放射を走査することができる。この態様では、ポジショナ７２は放射ソー
ス５８と、レンズ組立体６６と、放射検出器６２とが装着される可動のステージ
（図示されず）を更に有する。可動のステージは、ステッパーモーター等の駆動
機構によって設定された間隔中を移動することができ、この駆動機構は、基板２
０の端から端までビームスポット７０を走査するかあるいは移動させる。

【００２４】ランプ又はプラズマ発光スペクトルからの多色光等の複数の波長を有する放射
は、入射放射６０又は反射放射６４の経路にフィルタ７６を配置することによっ
て適切にフィルタがかけられる。フィルタ７６は典型的には、レンズ組立体６６
の中に配置されるが、チャンバ２８の中に他の位置、例えば、放射検出器６２の
前で、あるいは放射ソース５８の前で、チャンバウィンドウ６１の中に又は配置
されることができる。適切なフィルタ７６は、所望の波長を有する放射を選択し
て伝える透過的支持体の上の薄膜スタック又は、所望の波長を有している放射を
選択して通過させる材料から作られるレンズを備える。またフィルタ７６は、望
ましくない波長を有する放射を散乱させる回折スペーシングを有する回折格子を
備えていてもよく、また、所望の波長を有する放射を通過させることができる。
他の適切な又は同等なフィルタ手段、例えば、一部吸収性の材料の中の長光路を
通しての放射の減衰、あるいは所望の波長を有する放射に対応した信号の部分だ
けを読み取る放射検出器６２からの信号の選択的電子性フィルタリングを、用い
てもよい。

【００２５】本方法では、基板２０の上で処理される層２２の厚み内に予定された経路の長
さに実質的に吸収される波長を有する放射が、終点検出のために選択される。本
発明の原理は、次のように説明することができる。一般に、光吸収性の層２２（
媒体１）が下層２４（媒体２）の上にある場合、その吸収／反射率は、加法方程
式によっておよそ説明されることができる。層２２（媒体１）の上に入射する、
チャンバ２８内のプロセス環境（媒体０）内の放射は、複素数フレネル係数r1 =
(n0-n1)/(n0+n1)によって決定される第１の表面反射を有しており、ここではｎ
0は媒体０の、ｎ1は媒体１の、複素屈折率である。複素数屈折率ｎは、n = n -
ikで定義され、ここでｎは実部で屈折率を、ｋは虚部で吸光係数を、それぞれ表
す。層２２によって反射されない放射は、複素フレネル型伝送係数t1= 2n0/(n0+
n1)によって、層２２に送られる。次いで伝搬光は、深さｄの関数として係数exp
(-4Πk1d/λ)により層２２（媒体１）の中に吸収され、ここでλは入射する放射
の波長である。入射する放射が層２２の裏側に達する前に完全に吸収されなかっ
た場合、放射の一部が方程式r2 = (n1-n2)/(n1+n2)に従って反射し返され、ここ
でｎ2は、層２２（媒体２）についての複素屈折率である。往復中に吸収された
後に残った反射の一部は、媒体（０）に送り返され、そして、最初の反射が加わ
り位相変化Ο= 2 Π n1 d1/λも伴い、これは往復の距離による。正味の反射の
振幅はおよそ、rnet ≒ r1 + t1 t1' r2 exp(+2iΟ) exp (-4Πk1d/λ)であり、
ここで繰返し反射は無視する。明確な公式は、M. Born and E. Wolf, Principle
s of Optics, Pergamon Press (1965) 等の参照文献で見い出されるだろう。ｄ
とｋ1が十分大きい場合は、吸収がは支配的になり第２項がゼロになり、厚さｄ
に関してコンスタントな正味の反射を発生する。しかしｄが十分に小さい場合は
、吸収は支配的ではなく、ｄの変化に対して正味の反射はコンスタントにならな
い。この変化は、ｄの変化に対して第２項の位相及び大きさが変化することに由
来する。ｋ1の大きさに従って、反射強度の全体のｄ１に対する変化が周期的と
なる場合があり、このときｄ１がゼロに近づくにつれ振幅が大きくなり、あるい
は吸収性の高いメタル層２２に対する等の、特性的な特徴又はシグネチャを有す
る。

【００２６】反射された放射及び吸収された放射の複素属性及び層２２の厚さの変化に対す
る依存が、図１ａ〜１ｃの簡略表示に例示される。最初に、図１ａを参照し、層
２２の上に入射する放射６０の成分１００は、層２２の厚さｄ1の中に予定され
た経路の長さ１０２の中で実質的に吸収され、また成分１０４は、層２２の表面
１０６から反射される。成分１００の実質的な吸収のために必要な経路の長さ１
０２は、上述の如く、放射６０の波長λ、入射する角度及び、層２２を形成する
材料の吸光係数ｋに依存する。例えば、図１ａに概略的に例示されるように、成
分１００は、経路の長さ１０２の距離（即ち層２２の厚さｄ1よりも短い）の中
を伝わる間に、実質的に吸収されることができる。また、放射の成分１００が実
質的に吸収される経路の長さ１０２は、層２２の厚さｄ１より大きくてもよく、
例えば、成分１００は層２２の厚さｄ１の中を伝わり、界面１０８によって反射
し返された後に層２２の厚さｄ１の中を再度伝わる間に吸収されてもよい。別の
例としては、成分１００はまた、境界面１０８によって反射し返され、層２２の
厚さｄ１の中を再び伝わり、その後、多重内部反射の手段を介して表面１０６そ
の他により層２２に反射し返される。

【００２７】処理中に、エッチングプロセスにおいてエッチングされる際に層２２の厚さは
変化し薄くなる。しかし、図１ｂに例示されるように、薄い厚さｄ２を有する薄
い層２２の中であっても、放射成分１００が連続的に吸収される。本方法の操作
にとって不可欠ではないが、処理中に薄く部分的にエッチングされた層２２へ成
分１００が連続的に吸収されることにより、信号の翻訳や終点検出が誤る可能性
を低減する。また、特定のプロセスステージの終了に向かって比較的短時間で信
号強度の大きな変化が見られる場合には、放射検出器６２によって検出される反
射放射６４の総計の強度の翻訳は、複雑さが低く、容易に実行可能である。成分
１００が、経路の長さ１０２の距離（即ち層２２の厚さｄ２より短い）を伝わる
間に、実質的に吸収されると例示されるが、前述のように、実質的吸収の経路の
長さ１０２は、層２２の厚さｄ２より大きくなってもよい。

【００２８】ここで図１Ｃを参照し、基板２０で実行されているプロセスの終了に向かって
、放射６０の成分１００は、基板２０の上の被エッチング層２２の残存厚さｄ３
（予定された吸収経路の長さ１０２より非常に短い）の中を伝わり、層２２と下
層２４の間の境界面１０８によって少なくとも一部が反射され、反射放射の第二
次成分１０９を提供する。現時点で層２２に対して多数の他の反射及び屈折が生
じる一方、簡略に表わせば、第二次成分１０９（層２２、２４の境界面１０８か
ら反射される）は、主成分１０４（層２２の上面１０６から反射される）と干渉
することにより強め合いあるいは弱め合って、放射検出器６２で検出可能な反射
放射６４の総計強度を提供する。加えて、層２４が透過性を有している（ゲート
酸化物層は透過性を有する場合がある）場合は、付加的な成分が境界面１０８の
下にある他の境界面から反射される（図１ｃには示されない）。

【００２９】終点検出のため実験的に決定された吸収トレース終点検出プロセスのために適切な波長６４を有している放射は、最初に中で吸
収される異なる波長を有している放射線の強さの実験的に測定したトレースから
選択され、後に層２２の中に送られその少なくとも一部が１つ以上の下層２４に
より反射される。図３のフローチャートに例示されるように、これは、一連の実
験的なプロセスランを実行し、基板２０の層２４の中で、異なる波長を有する放
射の吸収トレースを検出することによって、なされる。第１のステップ８０では
、米国カリフォルニア州サンタクララのKLA-TENCOR社より利用できるmodel UV10
50等の厚さ測定器を、基板２０上に堆積されあるいはエッチングされた層２２の
厚さを正確に決定するために用いられた。また層２２の最終の厚さを用いて、プ
ロセスの全体的な動作時間を見積った。

【００３０】次のステップ８２では、異なる波長の放射を基板２０の上に照射しつつ、多数
の基板をチャンバ２８内でエッチングした。基板２０は、１００ｎｍの二酸化珪
素下層２４の上に堆積された５００ｎｍのポリシリコン層２２を備えていた。ス
テップ８４で与えるように、基板２０の上の層２２のエッチング終点に近づくに
つれて生じる反射放射６４のピーク強度は、放射検出器６２によって測定された
。これらのプロセスランは、Ｈｇ放電ランプ等の多色光を提供する放射ソース５
８を用いて実行され、この放射ソースは垂直に近い角度で基板２０の上に集束し
た。図４は、Ｈｇランプによって発せられ基板２０上の層２２、２４から少なく
とも一部が反射される波長の放射スペクトルを示す。帯域フィルタ又はモノクロ
メータを用いて、特定の波長を放射スペクトルから選択する。一般に、エッチン
グプロセスの初期のステージで、低く一定の強度の反射放射６４を提供する放射
を選択して、反射強度の変化の誤解釈に起因する誤差を低減し、また、エッチン
グ終点で高いピーク強度を選択して信号の検出を改良する大きいＳＮ比を提供す
ることが望ましい。しかし、放射の最適の波長は層２２の組成や初期及び最終の
厚さに依存するため、最適の波長を実験により決定することが望ましいだろう。

【００３１】この例では、２５４ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、４３６ｎｍ
、５４６ｎｍ（これらに対応したピークの上にラベルをつけた）の波長を、詳細
解析のために選択した。その後、ステップ８６及び８８で示すように、基板２０
上の層２２の処理中に反射放射６４の強度のトレースが各選択された波長に対し
て測定された。図５は、エッチングプロセス中に生じた反射放射の強度の変化の
異なるトレースを示す。オペレータは、エッチングプロセスの大部分で反射放射
の強度が実質的に一定で定期的な極大値及び極小値がなく、また、突然エッチン
グプロセスの終了の方へ向かい、反射強度に強い変化を生じるような、トレース
を捜す。低い波長に対して、エッチングを受けている層２２の厚さが小さくなる
につれて、反射放射６４のトレースは、一定の準位値から変化し、これは層２２
（図１ａ及び１ｂに例示されるように）の表面１０６によって、反射されない入
射放射６０の本質的に全ての成分１００が層２２内に吸収されている状況から、
層２２が全体の成分１００（図１ｃに例示されるように）を吸収していないため
トレースが表面１０６、１０８から生じる多数の反射に起因する干渉縞を有して
いる状況への変化である。例えば、２５４ｎｍの波長を有する反射放射の強度の
トレースは、２０〜５８秒のエッチング時間に対しては比較的単一のラインであ
り、これは層２２に成分１００のほとんど全体が吸収されたことを示すものであ
り、その後、成分１００が界面１０８によって反射されこれが層２２の表面１０
６から反射された成分１０４を干渉するときに、層２２のエッチングの終点で生
じる単一の極小値が発生する。同様に、３１３ｎｍの波長を有する放射のトレー
スは、層２２のエッチング終点で、単一のステップ上昇が後に来るレベル部分を
備える。３６５ｎｍの波長のトレースは、終点に達しその後に終点自身でピーク
が発生する前に、小さいくぼみを有する単一の吸収直線を備える。４０５ｎｍ以
上の波長では、極大値及び極小値ピークを有する多数の振動が、終点に達する前
に発生し、これは、エッチングされている層２２が、これらの波長を有する放射
に対して吸収性が低く、その代わりに終点に達する前に多数の干渉縞の結果とし
て生じた放射を伝え始めることを示している。同様に、４３６ｎｍ及び５４６ｎ
ｍの波長で、より大きい振動数がプロセスの終了の前にほぼ発生する。５４６ｎ
ｍで生じる吸収が無視できる場合は、指数の包絡線の内容を考慮することができ
るが、干渉縞の大きさは、４３５ｎｍ未満の波長に対して急速に低下する。

【００３２】図５に示されるトレースから、エッチングプロセス中は層２２に完全に吸収さ
れる成分１００を有し、エッチングプロセスの終点に近づくにつれ少なくとも一
部がに層２２の中を伝わり界面１０８から反射される放射の波長が、終点検出の
ために選択される。適切な波長が得られない場合は、ステップ９０及び９２で示
すように、プロセスを他の波長に対して繰り返される。本例では、二酸化珪素下
層２４の上のポリシリコン層２２のエッチングの終点を検出するための放射は、
約６００ｎｍ未満であることが好ましく、約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの波長を
備えることが更に好ましい。

【００３３】好ましい波長を有する反射放射の強度の選択されたトレースが、オペレータに
よって調べられ、基板２０の上で行われているプロセスに対して所望の停止点を
決定し、また、ステップ９４に提供されるように、終点トレースの中にその関連
特性波形形状を配置する。所望の停止点は、２つの方法で決定することができる
。第１に、エッチング速度を知り、層２２の所望の厚さをエッチングするための
時間を見積り、そしてエッチング時間の合計からこれを減じて、層２２の所望の
残存厚さを残す終点時間を決定することができる。第２に、層２２の残存厚さと
関連するように、トレースの形状を認識するために所望の終点時間を提供する同
一とみなしうる表面形状に対して、トレースを経験的に解析することができる。

【００３４】例えば、吸収性の高い層２２のであっても、層２２が薄いときに数個現れる干
渉縞は、約λ/2nの間隔をあけている（波長λ及びｎは屈折率の実部である）。
下層２４が透過的である（ゲート酸化物等の）場合のオフセット厚さと共に、所
望の停止点は層２２及び下層２４の間の境界面から戻る表面形状を数えることに
よって決定することができる。いずれにせよ、第２の基板２０を、第２のプロセ
スステップを応用することなく終点方法を用いてエッチングし停止することがで
き、また層２２の残存している厚さを測定することができる。残存している厚さ
が異なる場合は、所望によりプロセスを繰り返して、所望の結果を実現すること
が可能である。これは、終点検出のための完全なプロセスを完成させるために「
プロセスチューニング」の一部として一般に実行される。

【００３５】選択された特性波形形状は、また、チャンバ環境内で減衰するか高ＳＮ比を有
する反射放射に対しても、容易に認識できる異なった属性を有しなければならな
い。加えて、基板２０の大きいバッチ処理するに対して終点検出誤差を減らすた
め、特性波形は、基板２０と基板２０の間で十分に繰り返し性がなければならな
い。終点トレースの特性波形形状は、ピーク、谷間、スロープ又は組み合わせで
あってもよい。例えば、図６ａ及び６ｂは、酸化シリコン層２４の上に堆積され
るポリシリコン層２２の境界面１０８の近くで３６５ｎｍの波長を有している反
射放射６４の波形トレースの部分又はスペクトルを示す。このトレースは、二酸
化珪素２２の比較的厚い１０００Åの層の上に横たわるポリシリコン３０の５０
００Å厚さの上に、パターニングされたレジスト層を有する基板２０に対するも
のである。選択された特性波形は、折り込みボックスで示す大きいピークの直前
の小さいピークの前に発生する小さいくぼみ９６を備える。小さいくぼみは、終
点検出のためのコンピュータプログラム１１２によって容易に認識できプログラ
ム可能である。別の例では、図６ｂは、薄い６５Åの二酸化珪素下層２４の上の
２０００Åのノンドープのポリシリコン層２２に形成したパターニングされたレ
ジスト層を有する基板２０から少なくとも一部が反射された３６５ｎｍの波長の
放射に対して得られる反射放射６４のトレースを示す。選択された特性波形形状
は、比較的大きいピーク信号の前に小さいくぼみ９８を備え、これはまた認識性
及び繰り返し性が高い。

【００３６】制御装置及びコンピューターシステム中央演算装置（ＣＰＵ）１１４を備えるコンピューターシステムのコンピュー
タ-読み出し可能なプログラム１１２のソフトウェアを実行するチャンバ制御装
置１１０によって、チャンバ及び終点検出システム５６は運転されるが、これは
例えばSynergy Microsystems（カリフォルニア）から市販の68040マイクロプロ
セッサや、又はインテル社、（サンタクララ、カリフォルニア）から市販のPent
ium Processor等であり、それは、メモリ１１６及び周辺コンピュータ成分に結
合される。メモリ１１６は、そこに表現されるコンピュータ読み出し可能なプロ
グラムを有するコンピュータ読み出し可能な媒体を備える。好ましくは、メモリ
１１６はハードディスク装置１２２であるが、しかしメモリはまた、他の種類の
ランダムアクセスメモリー（図示されず）等のメモリであってもよい。メモリ１
１６に加えて、制御装置１１０は、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ１２２及びカードラックを有していてもよい。オペレータと制御装置１１０の間のインターフェースは、例えば、図２で示すように、モニタ１１８とライトペン１２０を介してもよい。ライトペン１２０は、ライトペン１２０の先端の中の光センサーでモニタ１１８によって発される光を検出する。特定のスクリーン又は関数を選択するために、オペレータはモニタ１１８のスクリーンの指定地域に接触し、ボタンをライトペン１２０に押しつける。典型的には、新しいメニューが表示され又は接触される区域は色が変わり、そして、ユーザーと制御装置１１０の間の通信を確証する。好ましい具体例では、２つのモニタ１１８及びライトペン１２０が用いられ、１つは、オペレータのためにクリーンルームの中に、他方はサービス技術者のための壁の後に、装備される。両方のモニタ１１８は同時に同じ情報を表示するが、ライトペン１２０は１つだけが使用可能にされる。

【００３７】例えば、ディスクドライブ１２２又は他の適切なドライブの中に挿入されるフ
ロッピーディスク又は他のコンピュータプログラム製品等をはじめとする、他の
メモリの上で保存される等の他のコンピュータ-読み出し可能なプログラムが、
制御装置１１０を運転するために用いられてもよい。コンピューターシステムカ
ードラックは、シングルボードコンピューター、アナログ及びデジタル入出力ボ
ード、インターフェースボード及びステッパーモーター制御装置ボードを有する
。装置２６の様々な部品は、ボード、カードケージ及びコネクタの大きさ及びタ
イプを決めるVersa Modular European (VME)規格に適合される。このVME規格は
また、１６ビットデータバス及び２４-ビットアドレスバスを有しているバス構
造を定義する。

【００３８】コンピュータプログラム１１２は、チャンバ２８及びその部品を運転するため
のプログラムコードの一組の命令を備えるプロセス制御ソフトウェア１２４を一
般に備え、終点検出ソフトウェア１２６は、終点検出システム５６、安全システ
ムソフト及び他の制御ソフトウェアを運転するために一組の命令を備える。コン
ピュータ読み出し可能なプログラムは、任意の従来のコンピュータ-読み出し可
能なプログラミング言語、例えばアセンブリー言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｐａｓｃａｌ
又はＦｏｒｔｒａｎ等により書き込むことができる。適切なプログラムコードは
、従来のテキストエディターを用いて単一のファイル又は複数のファイルに入力
される保存されまたコンピューターシステムのメモリ１１６のコンピュータ使用
可能媒体の中に表現される。入力されたコードテキストが高級言語の場合は、コ
ードがコンパイルされ、得られたコンパイラーコードは、プレコンパイルライブ
ラリールーチンのオブジェクトコードに、次いでリンクされる。リンクされたコ
ンパイルオブジェクトコードを実行するため、ユーザーはオブジェクトコードを
呼び出し、そして、コードを読み取って及び実行するために、プログラムの中に
識別されるタスクをＣＰＵ１１４が実行するようにする。

【００３９】予定された特性表面形状の選択された属性は、終点検出ソフトウェア１２６に
プログラムされ、これは所望の設定された基準に達した時に、放射検出器６２に
よって提供される入力信号トレースを解析してプロセス終点を決定し、これは検
出された信号の属性が予定された特性表面形状の属性に実質的に同等である時等
である。トレースは、放射検出器６２のアナログデジタル変換器ボード（図示さ
れず）によって制御装置１１０に提供される。終点検出ソフトウェア１２６は、
終点検出制御装置１３０を運転し、これは信号を送出して、放射ソース５８、放
射検出器６２及び随意にレンズ組立体６６、フィルタ７６及び他の部品等の終点
検出部品を運転する。終点検出ソフトウェア１２６は、信号の特性形状の属性を
検出するためのに一組の命令を有し、例えば、強度の変化又は反射放射６４の強
度の変化率を検出することによってプロセスの終点を決定する。所望の基準は、
予めセットされ保存されたパラメータ又はアルゴリズムを用いて終点を識別する
ために終点検出ソフトウェア１２６にプログラムされる。

【００４０】１つ方法では、基板２０が処理される間、測定されたトレースはトレースの終
了のまわりで、時間的にさかのぼって、図７で示すように、アルゴリズムの中で
確立された信号高さ及び時間長さを有するボックスを引っ張ることによって連続
的に解析される。一組のウィンドウアウトが、反射強度のトレースの中に谷間を
検出するためにプログラムされる。また、後の終点を検出するために上りスロー
プを誘発するため、あるいはトレース中の谷間の前に終点を検出するために下り
スロープを誘発する準備をするため、高いウィンドウを用いてもよい。第１の判
定基準は、トレースの信号があまりに急になって予めプログラムされたボックス
から外に出るか移動する時（「ＷＩＮＤＯＷＯＵＴ」、ウィンドウアウト）に
、または緩やかになりボックスに入る時（「ＷＩＮＤＯＷＩＮ」、ウィンドウ
イン）に該当する。付加ボックスないしウィンドウを、移動するトレースに連続
して適用して、基準の完全なセットを発生させて、トレース中の信号の変化がプ
ロセスの終点なのかあるいは単なるノイズなのかどうかを決定する。また、ボッ
クスに入るか出るかの方向性は、基準の一部として指定することができる。ボッ
クスのプログラミング関数を設定するための典型的な一組の命令が、下の表１に
示される。

【００４１】

【表１】表１に提供される例では、有効な終点は、２列のウィンドウアウト基準が６８
秒で確立したときに、基板２０の上で実行されているプロセスのステージを終了
させる。図８の中に示される例では、２列の基準を有する終点トレースは、確実
にピーク検出できるよう、上へ出る（６２秒で）ウィンドウと、下へ出る（６８
秒で）ウィンドウを備える。この例では、ピークはポリシリコン層の２２０Åの
残存厚さに関連する。

【００４２】移動ボックス信号−解析法は、反射放射６４の強度の所望の変化から、ノイズ
スパイク及び他の擬似信号を区別するために有用であり、これはプロセス終点を
決定することに依存し、またピーク、谷間又は絶対スロープ変化又はこれらの組
み合わせを検出することに依存する。移動ボックス信号−解析法は、ノイズ-免
疫性のスロープ検出能力を提供し、Birangらによる米国特許第５，３４３，４１
２号で説明され、信号トレースの多重チャンネル及びマルチチャンバ収集のため
のソフトウェアは、ChengらによるＥＰ４５８３２４Ｂ１に説明される。

【００４３】プロセスの終点を検出するに当たり、コンピューターシステムの終点検出ソフ
トウェア１２６は、プロセス制御ソフトウェア１２４に終点信号を提供し、これ
は、基板２０が処理されているチャンバ２８の条件を変更するよう、プロセス制
御装置１２８に命令を送る。プロセス制御装置１２８は、終点信号に関するチャ
ンバ２８内のプロセス条件を変化させるために、ガス送出システム３４、プラズ
マジェネレータ４６又は絞り弁４４の一つ以上を制御するよう構成される。図９
はフローチャートであり、基板２０の層３０を処理し、プロセスの終点の検出に
際してプロセス条件を変えるための代表的な各プロセスステップを示す。これら
のステップでは、第１のプロセス条件が層の処理のために維持され、光ビーム等
の放射が基板の上へ集束され、光ビームの反射強度のトレースが測定される。特
性形状が反射強度のトレースの中に検出された場合、第１のプロセス条件を、例
えば、第２のプロセス条件に制限なしで変更し、基板２０上の層２２のエッチン
グ速度又は堆積速度を変更し、エッチング選択比を変更し、あるいは十分高い体
積流量比でクリーニングガス加えて、基板２０を囲むチャンバ２８の処理区域３
０内の表面をクリーニングする。

【００４４】基板２０の層２２をエッチングしチャンバ２８を随意にクリーニングするため
のプロセスは、プロセス制御ソフトウェア１２４によって行われ、プロセス制御
装置１２８によって実行される。プロセス制御ソフトウェア１２４は、タイミン
グ、ガス組成、ガス流量、チャンバ圧力、チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、支持
体位置、ヒータ温度及び特定のプロセスのその他のパラメータを命令する命令の
セットを有する。図１０は、特定の具体例に従ったプロセス制御ソフトウェア１
２４の階層制御構造の例示的なブロックダイヤグラムである。ライトペンインタ
ーフェースを用いて、ＣＲＴ端末に表示されるメニュー又方法スクリーンに応じ
てユーザーは、プロセスセレクタ命令セット１３２に、プロセスセット数及びプ
ロセスチャンバ数を入力する。プロセスセットは、予定されたグループの指定さ
れたプロセスを実施するために必要なプロセスパラメータであり、そしてそれは
、定義済みの設定数によって識別される。プロセスセレクタ命令セット１３２は
、(i)所望のプロセスチャンバ２８と、(ii)所望のプロセスを実行するためのプ
ロセスチャンバの運転に必要な所望のプロセスパラメータのセットを特定する。
特定のプロセスを実行するためのプロセスパラメータはプロセス条件、例えばガ
ス組成、ガス流量、温度、圧力、ＲＦ電力レベル（及び加えて、遠隔マイクロ波
プラズマシステムを備える具体例に対してマイクロ波発振器電力レベル）、冷却
ガス圧力及びチャンバ壁温等（これらに限定されない）のプラズマ条件に関係が
ある。プロセスセレクタ命令セット１３２は、どのタイプのプロセス（エッチン
グ、堆積、ウエハクリーニング、チャンバクリーニング、チャンバ残留ガスの除
去、リフロー）がチャンバ内で特定の時間に実行されるかを制御する。具体例に
より、複数のプロセスセレクタ命令セット１３２が存在していてもよい。プロセ
スパラメータは、レシピの形でユーザーに提供され、ライトペン及びモニタイン
ターフェースを利用して入力されてもよい。

【００４５】プロセスシーケンサ命令セット１３４は、プロセスセレクタ命令セット１３２
から、識別されたプロセスチャンバ２８及びプロセスパラメータのセットを受け
入れるためのプログラムコードと、様々なプロセスチャンバの操作を制御するた
めのプログラムコードを備える。多数のユーザーがプロセスセット数及びプロセ
スチャンバ数を入力することができ、あるいはシングルユーザーが多数のプロセ
スセット数及びプロセスチャンバ数を入力することができ、そのため、シーケン
サ命令セット１３４を運転して、所望のシーケンスで選択されたプロセスをスケ
ジューリングする。好ましくは、シーケンサ命令セット１３４は、(i)チャンバ
が用いられているかどうか決定するためにプロセスチャンバ２８の操作をモニタ
するステップと、(ii)どのプロセスが、用いられているチャンバ内で実施されて
いるかについて決定するステップと、(iii)プロセスチャンバ２８の利用度及び
実施されるプロセスのタイプに基づいて所望のプロセスを実行するステップとを
実行するプログラムコードを有する。ポーリング等のプロセスチャンバ２８をモ
ニタする従来法を用いることができる。どのプロセスが実行されるかをスケジュ
ーリングしたとき、シーケンサ命令セット１３４は、現在の選択されたプロセス
のために所望のプロセス条件と比較して、用いられているプロセスチャンバ２８
の条件、又は各特定のユーザーが入力した要求の「年令」、又はシステムプログ
ラマーがスケジュール優先度を決定するために要望する他のあらゆる関連因子を
、考慮してデザインすることができる。

【００４６】シーケンサ命令セット１３４が、どのプロセスチャンバ２８及びプロセスセッ
ト組み合わせが次に実行されることになるかについて決定した後、シーケンサ命令セット１３４は、チャンバマネージャ命令セット１３６に、特定
のプロセスセットパラメータを送ることによってプロセスセットの実行を始め、
この命令セット１３６は、シーケンサ命令セット１３４によって決定されるプロ
セスセットによってプロセスチャンバ２８の中にタスクを多数に処理することを
制御する。例えば、チャンバマネージャ命令セット１３６は、プロセスチャンバ
２８内のエッチング操作又は堆積操作を制御するためのプログラムコードを備え
る。またチャンバマネージャ命令セット１３６は、選択されたプロセスセットを
実施するために必要なチャンバ部品の操作を制御する様々なチャンバ部品命令セ
ットの実行を制御する。チャンバ成分命令セットの例は、基板位置決め命令セッ
ト、ガスフロー制御命令セット１４０、ガス圧力制御命令セット１４２、支持体
の中にヒータを備えるチャンバのためのオプションのヒータ制御命令セット１４
４及びプラズマ制御命令セット１４６である。チャンバ２８の特定の構成によっ
ては、上記の命令セット又は命令セットの全てを有する具体例であってもよく、
他方の具体例では命令セットの一部だけを有してもよい。どのプロセスがプロセ
スチャンバ２８内で実行されることになっているか次第で、他のチャンバ制御命
令セットを有していてもよいことを、当業者は、容易に認識するだろう。

【００４７】操作の中に、チャンバマネージャ命令セット１３６は、実行されている特定の
プロセスセットに従って、プロセスのために成分命令セットを、選択的にスケジ
ューリングし或いは呼び出す。シーケンサ命令セットがプロセスチャンバ２８と
プロセスセットのどちらを次に実行するかスケジューリングするように、チャン
バマネージャ命令セット１３６はプロセス部品命令セットをスケジューリングす
る。典型的には、チャンバマネージャ命令セット１３６は、様々なチャンバ部品
をモニタするステップと、実行されるプロセスセットに対してどの部品がプロセ
スパラメータに基づいて運転される必要があるかを決定するステップと、モニタ
のステップと決定のステップに応じて、チャンバ部品命令セットの実行を始める
ステップとを有している。

【００４８】ここで、チャンバ部品命令セットの操作を説明する。基板位置決め命令セット
１３８は、チャンバ部品を制御するためにプログラムコードを備え、これを用い
て、支持体３２の上基板２０をロードし、また、随意に、チャンバ２８内の所望
の高さに基板２０を持ち上げて、基板２０の間のスペーシング及びガス送出シス
テム３４のガス出口３８を制御する。

【００４９】処理ガス制御命令セット１４０は、処理ガスの異なる成分の流量を制御するた
めにプログラムコードを有する。処理ガス制御命令セット１４０は、安全遮断弁
の開／閉位置を制御し、また、所望のガス流量を得るために質量流量制御装置を
増減する。処理ガス制御命令セット１４０は、全てのチャンバ部品命令セットの
場合と同様に、チャンバマネージャ命令セット１３６によって呼び出され、チャ
ンバマネージャ１３６から所望のガス流量に関連したプロセスパラメータを受け
る。典型的には、処理ガス制御命令セット１４０の運転は、ガス供給器を開き：
(i)必要な質量流量制御装置を読み取るステップと、(ii)チャンバマネージャ命
令セット１３６から受け取られた所望の流量への読み取りを比較し、(iii)必要
に応じて、ガス供給ラインの流量を調整するステップ、の各ステップを繰り返し
て行うことによりなされる。更に、処理ガス制御命令セット１４０は、安全でな
い速度かどうかについてガス流量をモニタし、安全でない条件が検出されれば安
全遮断弁を活性化するステップを有している。また処理ガス制御命令セット１４
０は、堆積ガスやエッチングガスに対してと同様に、選択されている所望のプロ
セス（エッチング、クリーニング、堆積その他）に従い、クリーニングガスのた
めのガス組成及び流量を制御する。代替の具体例では、複数の処理ガス制御命令
セット１４０を有していてもよく、各命令セットは、プロセスの特定のタイプ又
はガス流動制御装置の特定のセットを制御する。

【００５０】プロセスによっては、チャンバ内の圧力を安定させるため、反応性の処理ガス
を導入する前に、窒素やアルゴン等の不活性ガスをチャンバ２８内に流入させる
。これらのプロセスに対して、処理ガス制御命令セット１４０は、チャンバ内の
圧力を安定させるために必要な時間、チャンバ２８に不活性ガスを流入させるた
めのステップを有するようプログラムされ、そして上述のステップを実施するこ
とになる。さらに、処理ガスが液体前駆体から蒸発される場合、例えばＴＥＯＳ
派生ガラスの堆積において、処理ガス制御命令セット１４０は、バブラ組立体内
の液体前駆体の中にヘリウム等の送出ガスをバブリングするステップ、又は液体
インジェクションシステムへ、ヘリウム等のキャリアガスを導入するステップを
有するように書き込まれる。プロセスのこのタイプのためにバブラを用いる場合
、処理ガス制御命令セット１４０は、送出ガスの流れ、所望のプロセスガス流量
を得るため、バブラ内の圧力及びバブラ温度を調節する。上述のように、所望の
プロセスガス流量がプロセスパラメータとして、処理ガス制御命令セット１４０
に移送される。更に、処理ガス制御命令セット１４０は、特定のプロセスガス流
量のために必要な値を有する保存されたテーブルにアクセスすることによって、
所望のプロセスガス流量のために必要な送出ガス流量、バブラ圧力及びバブラ温
度を得るステップを有している。必要な値が得られた後、送出ガス流量、バブラ
圧力及びバブラ温度をモニタし、必要な値と比較して、それに応じて調整される
。

【００５１】圧力制御命令セット１４２は、チャンバの排気システム４２の絞り弁４４のア
パーチャサイズを調整することによってチャンバ２８の中に圧力を制御するため
のプログラムコードを備える。絞り弁４４のアパーチャサイズは、チャンバ全体
のプロセスガス流動、チャンバ２８のサイズ及び排気システム４２のポンピング
設定点圧力に関する所望のレベルで、チャンバ圧力を制御するように設定される
。圧力制御命令セット１４２が呼び出される時、所望ないしターゲットの圧力レ
ベルが、チャンバマネージャ命令セット１３６からのパラメータとして受け取ら
れる。圧力制御命令セット１４２は、チャンバ２８に接続した一つ以上の従来の
圧力マノメータを読み取ることによってチャンバ２８内の圧力を測定し、測定値
をターゲット圧力と比較し、保存された圧力テーブルからのターゲット圧力に対
応して、ＰＩＤ（比例、積分及び微分）値を得て、この圧力テーブルから得られ
るＰＩＤ値によって、絞り弁４４を調整する。あるいは、圧力制御命令セット１
４２は、絞り弁４４を開閉して、チャンバ２８内のポンピングキャパシティを所
望のサイズに調整する特定のアパーチャサイズとするよう、書き込まれることが
できる。

【００５２】随意に、ヒータ制御命令セット１４４は、抵抗により支持体３２及び基板２０
を加熱するために用いられるオプションのヒータ素子（図示されず）の温度を制
御するためのプログラムコードを備える。ヒータ制御命令セット１４４は、また
、チャンバマネージャ命令セット１３６によって呼び出されて及びターゲット、
設定点又は温度パラメータを受ける。ヒータ制御命令セット１４４は、支持体の
中に配置される熱電対の電圧出力を測定し、測定温度を設定点温度と比較し、発
熱体に印加する電流を増減して設定点温度を得ることにより、温度を測定する。
温度は、保存された換算表で相当温度を調べることによって、あるいは四次多項
式を用いて温度を計算することにより、測定された電圧から得られる。埋め込ま
れたループが支持体の加熱に用いられる場合、ヒータ制御命令セット１４４は、
ランプに印加される電流を徐々に増減するよう制御する。さらに、内蔵、フェイ
ルセーフモードを有することで、プロセス安全コンプライアンスを検出し、プロ
セスチャンバ２８が正しく設定されない場合に発熱体の操作をシャットダウンす
ることができる。

【００５３】プラズマ制御命令セット１４６は、チャンバ２８内のプロセス電極５０、５２
に印加される低い周波及び高い周波のＲＦ電力レベルを設定するためのプログラ
ムコードを備える。前述のチャンバ部品命令セットと同様に、プラズマ制御命令
セット１４６は、チャンバマネージャ命令セット１３６によって呼び出される。
遠隔プラズマジェネレータ４６を有する具体例に対して、プラズマ制御命令セッ
ト１４６はまた、遠隔プラズマジェネレータ（図示されず）を制御するためのプ
ログラムコードを有するだろう。

【００５４】終点吸収トレースの算出本発明の別の態様では、反射放射６４のトレースを数学モデル化し、又は計算
して、アルゴリズム決定のための参照トレースとして保存される。トレースは、
光吸収モデルを用い層２２の他のパラメータの値を知って、時間的に先行して計
算され、このパラメータは、例えば、その組成、屈折率、吸光係数、厚さ及び他
の光定数、プロセスエッチレイト及びエッチング選択性、及びレジスト区域の面
積等である。この態様では、コンピュータプログラム１１２の終点検出ソフトウ
ェア１２６は、放射６４の正味の反射の振幅を決定するための、あるいは層２２
の処理が完了した際に生じる反射放射の強度の変化を予測するための、コード命
令でプログラムされる。

【００５５】例えば、図１１は、層２２の厚さを増した際に基板２０上の吸収性の層２２か
らの反射放射６４の強度を数学モデル化されたトレースを示す。層２２の厚さの
増加が、ＣＶＤ、ＰＶＤ及び酸化プロセス等のプロセスにおける層２２の堆積中
に生じる。この堆積プロセス中に、層２２の厚さが予定された厚さに達したとき
、終点検出方法を用いて、基板２０上に層２２を堆積するプロセスの完了を検出
する。堆積プロセスでは、反射放射６４の強度のトレースの中に、特性形状や他
の属性の外観を探す代わりに、反射放射６４の強度のトレースの中の特性形状又
は属性が消滅し、これはプロセスが終点に近づいている事を示す。事象のこのシ
ーケンスは、例えば図１ｂ及び図１ｃに示されるように、単純なる逆シーケンス
である。最初に、基板２０に入射する放射６０は、基板２０上に堆積された層２
２の表面１０６、１０８によって反射されるが、何故なら、図１ｃに概略的に例
示されるように、層２２が吸収性がほぼ無し又は吸収がほんの少しだけであるよ
うな十分に小さい厚さｄ３を有するだけであるからである。層２２の厚さが堆積
プロセス中に成長し始めれば、入射する放射は継続的に、一部は層２２の表面１
０６から反射されて、一部は下の境界面１０８から反射され、この２つの反射成
分１０４、１０９は、経路の長さの差のため干渉して強め合い又は弱め合い、図
１１で示す一連の干渉縞を提供する。しかし、プロセスの終点に接近すれば、堆積されている層２２の厚さｄ２は、入射する放射６０の成分１００が堆積され
た層２２の厚さの予定された経路の長さ１０２で実質的に吸収される厚さレベル
に接近し、そのため、この時点で干渉縞が消滅する。一つ以上の消滅効果、干渉
縞の消滅の前後の予定された時間、又は予定された時間での特性形状の外観又は
属性が、堆積プロセスの終点を呼び出すために用いられる。経験則として、反射
放射の干渉縞が現れ始め又は消え始める層の厚さは：d = (0.37λ)/k、で与えら
れ、kは、基板２０の上に堆積された層２２の吸光係数である。モデル化された
トレースを用いて、終点検出のために適切な特性形状を決定することができ、ま
た、エッチングプロセスの中に、下層２４の厚さ及び材料特性が、反射強度のト
レースの形状及び他の特性に影響を及ぼす。

【００５６】ポリシリコンの上に堆積されるケイ化タングステンを備える多数成分ポリサイ
ド層２２等の、異なる組成を有する多数の層を備えるより多くの複雑系を処理す
るために、反射のトレースは、同じ全体的な挙動を示すが、層２２の全体の吸収
／反射率を計算するために用いられる２×２の数学行列により多成分の層２２の
各成分が表される行列によって、より正確にモデル化することが可能である。こ
のように、コンピュータプログラム１１２はまた、全体の吸収を表している値又
は基板２０上の層２２の各成分で得られる反射率のアレイを備えている行列を計
算するためのプログラムコードを備える一組の命令を備えていてもよい。また、
層２２に形成される表面形状から生じる多数の成分層２２における横向差は、層
２２からの反射の全体の強度を決定するために多成分層２２のそれぞれから、位
相に対してベクトル的に複素反射振幅を合計することによって考慮することがで
きる。従って、プログラムコードは、多成分層２２から反射された全強度を決定
するため、層２２の全ての成分の複素反射の振幅を合計することにより、層２２
に形成される表面形状により生じる多成分層２２の横向差を決定するための一組
の命令を備える。あるいは、再帰法を用いて、この層２２からの反射放射のトレ
ースをモデル化することができる。

【００５７】これらの方程式及び属性は、コンピュータプログラム１１２の終点検出ソフト
ウェア１２６にプログラムされ、層が処理される際の反射放射６４の強度の変化
を数学的に予測し、また、基板２０の上で実行されているプロセス中に発生する
適切な終点信号や特性形状を識別する。一般に、コンピュータプログラム１１２
の終点検出ソフトウェア１２６は、(i)基板２０が処理を受ける際の、反射放射
６４の強度のトレースをモデル化するプログラムコード命令と、(ii)随意に、特
性形状を放射のモデル化されたトレースから選択する（又はユーザーが特性形状
を選択することができる）プログラムコード命令と、(iii)モデル化されたトレ
ース及び／又は特性形状を保存するプログラムコード命令と、(iv)放射検出器６
２から入って来る放射信号の一部を検出し、保存されたトレース又は特性形状の
属性に対して、測定された信号を解析し、これらが十分に同様に属性にある時に
は、基板２０に対して実行されているプロセスの終点を呼び出すプログラムコー
ド命令とを備える。

【００５８】例えば、図１２ａは、シリコン（図示されず）の上の二酸化ケイ素層２４の上
に小さい粒状のポリシリコン層２２を備えた基板２０の上へと向けられた反射放
射強度の変化を計算した、基板２０の上に向けられる放射の波長の増加に対して
の、トレースである。ポリシリコン層２２は６０００Åの厚さを有し、二酸化ケ
イ素下層１６５の厚さは３５Åである図１２ｂに示すように、反射放射の波長の
増加に対して、実験的に決定された複素数屈折率のｎの値（実数部）とｋの値（
虚数部）にフィットするよう、曲線が計算される。十分に低い波長で吸光係数ｋ
が大きくなり、層２２及び下層２４の裏面からの光干渉を抑制することに留意す
る必要がある。干渉縞が小さくなる点、例えば全体の反射強度の１％になる点は
、ｄ≒（0.37λ）／ｋの厚さである。このように、層２２の表面の下からの反射
放射強度の全てへの寄与の出現又は消滅は、明らかに、波長及び吸光係数と関係
がある。ｋは層２４の物性であるので、放射の適切な波長を選択して、反射放射
６４の強度の全体の変化がエッチングプロセス又は堆積プロセスで見られる所望
の厚さを形成することができ、またプロセスの制御に用いることができる。干渉
縞の開始は、残留ポリシリコン層２２の異なる厚さで発生し、吸光係数ｋ及び従
って光吸収は、異なる波長に対して変化する。ここに示される具体例について、
−基板２０をエッチングする場合−、波長を選択して、干渉縞の開始又はエッチ
ングされたポリシリコン層２２の任意の残存している厚さで起こる他の認識でき
る形状を提供するようにすることができる。

【００５９】別の例では、図１３は、それぞれ、２０Å、１００Å、１０００のÅの厚さを
有あうる下の二酸化ケイ素層２４の上に、２０００Åの初期の厚さを有するるポ
リシリコン層２２を備える基板２０からの反射放射６４の強度の中に変化の計算
されたトレースである。シミュレーションでは、ポリシリコン層２２のエッチレ
イトは２０００Å／分で設定された。干渉縞の開始が残留ポリシリコン層２２の
厚さに依存しているだけでなく、下層２２の厚さに依存している点に注意すべき
である。このように、全ての曲線が同時に、同じエッチング点に達する間、例え
ば、約６０秒で層２４及び層２２の間でインターフェースに達する間、各曲線は
、干渉縞（干渉縞の異なる形状と同様に）の出現に対して、異なる開始時間を有
する。この例では、特定の基板２０に対して反射強度のトレースを経験的に又は
数学的に決定することが好ましいことを示し、そしてその後は、プロセス終点を
決定するために、反射強度のトレースの中に、適切な特性形状又は変化を選択す
る。

【００６０】また別の例では、図１４ａは、２５３７オングストロームの予め選択された波
長を有する放射強度の計算されたトレースであり、この放射は、１０００のÅ／
分のエッチレイトでエッチングされシリコン（図示されず）の上の酸化物層２４
の上にある１０００Åの厚さのアルミニウム層２２を備えている基板２０から、
少なくとも部分的に反射される。基板２０がエッチングされている際に、３０Å
（より薄い層）及び１ミクロン（より厚い層）のの２つの異なる厚さ酸化物下層
２４に対して、トレースが計算される。反射強度の８０％のレベル−プロセスの
終点を示し得る信号変化として任意に選択された−では、残留するエッチングさ
れないアルミニウム層２２の厚さは、厚い酸化物層２４を有する基板２０の上で
は約１７０Åであり、薄い酸化物層２４を有する基板２０の上では約５５Åだけ
であることに注意すべきである。プロセスの終点を検出するための反射放射６４
の強度の中に変化の予定された量的レベルとして、８０％のレベルを用いてきた
が、しかし、処理されている基板２０の特定の形状又は特性について、反射放射
６４のトレースを決定することが必要であり、さもなければ、終点は、エッチン
グされた材料の残留厚さの誤りを誘発することになる。別の例では、図１４ｂは
、同じ基板２０から少なくとも部分的に反射され、３６５０オングストロームの
予め選択された波長を有する放射の強度の変化のトレースの計算結果を示す。再
び、８０％の反射強度レベルでは、残留するエッチングされないアルミニウム層
２２の厚さは、厚い酸化物層２４を有する基板２０上では約１５０Åであり、薄
い酸化物層２４を有する基板２０上では約６５Åであり、これは下層２４の特性
の影響を示すものである。

【００６１】本発明の終点検出方法は、基板収率を著しく改善し、特に、２５〜４５Åの厚
さ−先行技術ゲート酸化物層より４倍以上薄い−を有する薄膜ゲート酸化物下層
の上にあるポリシリコン層のエッチングに有用である。薄膜ゲート酸化物層が完
全にエッチングされる前にエッチングプロセスを停止することによって（停止し
なければダメージを受ける）、終点方法は、基板からの集積回路の高い収率を提
供した。

【００６２】

【実施例】

実施例１クリーニング及びエッチングのプロセスこの例では、堆積又はエッチングのために用いられるチャンバ２８は、チャン
バ内の壁、部品及びその他の表面の上に堆積された残留物堆積物及び汚染物質を
除去するためにクリーニングされ、クリーニングがなされなければこの堆積物は
剥離して基板２０を汚染する。従来のエッチングプロセスでは、１００〜３００
枚のウエハをエッチングし「ウェットクリーニング」プロセスによりクリーニン
グした後、チャンバ２８は雰囲気に開けられ、そこでオペレータが酸又は溶媒を
用いてエッチング残留物の蓄積をスクラブする。クリーニング後、チャンバ２８
は、揮発性物質種のアウトガスを行うために２〜３時間ポンプ輸送で引かれ、そ
の後、一貫したエッチング結果が得られるまで、多数のエッチング運転をダミー
ウエハの上で実行する。ウェットクリーニングプロセスを行っている間のエッチ
ングチャンバ２８の休止時間は、基板２０当たりのコストと資本コストを実質的
に増加させる。また、ウェットクリーニングプロセスがマニュアルで実行される
ので、チャンバ表面の清浄度はたびたび、クリーニングセッション毎に変動する
。このように、ウェットクリーニングステップの使用を低減又は排除するために
、基板２０の処理中にチャンバ表面上に形成される堆積物を低減又は排除すこと
が望ましい。

【００６３】このように、本発明の別の状況では、エッチングプロセスと共に実行されるク
リーニングプロセスを有している。好ましい態様では、高エッチング速度を提供
するエッチャントガス及びチャンバ２８の壁の上で形成されるエッチャント残留
物をクリーニングするチャンバクリーニングガスの組成を備えている処理ガスに
よって、基板２０の第１の層２２は、エッチングプロセスの第１のステージでエ
ッチングされる。エッチング終点を第１の層２２を完全にエッチングする前に直
接に検出し、処理ガスの組成をプロセスの第２のステージの中に変えてクリーニ
ングガスを除き、下の第２の層２２を傷つけることなく第１の層の残存している
部分をエッチングする。プロセスの第１のステージのクリーニングガスは、基板
２０のバッチ処理とバッチ処理の間にウェットクリーニングプロセスを実行する
ためエッチングを停止することを必要とせず、エッチングチャンバ２８をクリー
ニングする。

【００６４】第１のステージの代わりに、任意のエッチングステージで、基板２０上の特定
の層２２を完全にエッチングするために用いられるクリーニングガスを、処理ガ
スに加えられることもできる。例えば、多数のステージのエッチングプロセスを
用いて、基板２０の上の異なる材料のスタック層をエッチングすることができる
。このようなプロセスでは、クリーニングガスは前又は後の全てのステージの間
、チャンバ表面の上に堆積されるエッチャント残留物を除去するために、少なく
とも１つのステージで導入される。多数のステージプロセスは、ケイ化タングス
テン及びポリシリコン層の多数の層２２を備えるポリサイド構造のエッチングの
ために、又はシリコンウエハ上のエッチング窒化ケイ素層又は二酸化珪素層のエ
ッチングのために有用である。多数のステージのプロセスを、このような層をエ
ッチングする状況に例示するが、このプロセスは、メタル層等の他の層をエッチ
ングするために用いることもできると理解されるべきである。このように、本プ
ロセスは、ここに提供される具体例や例示的な方法に限定されるものではない。

【００６５】クリーニングステージでは、クリーニングガスをエッチャントガスに加えるこ
とにより、エッチング中にチャンバ表面上に形成されるエッチャント残留物を、
エッチングプロセスの終りまでにほぼ完全に除去するようにする。好ましい具体
例では、エッチャントガスは、Ｃｌ₂、Ｎ₂、Ｏ₂、ＨＢｒ又はＨｅ-Ｏ₂の一つ以
上を備え、クリーニングガスは、ＮＦ₃、ＣＦ₄又はＳＦ₆の一つ以上等の、無機
非炭化水素含有フッ化ガスを備える。好ましくは、エッチャントガスへのクリー
ニングガスの体積流量比は、エッチングプロセスの完了時にチャンバ表面からほ
ぼ全部のエッチャント残留物を除去するように選択される。更に好ましくは、エ
ッチャントガスへのクリーニングガスの体積流量比は、チャンバをクリーニング
するために独立のクリーニングステップを実行することなく、チャンバ２８内で
少なくとも２０００枚の基板２０の処理する間に形成されるエッチャント残留物
のほぼ全てを除去するために選択される。エッチャントガスへのクリーニングガ
スの適切な体積流量比は、約１：２０〜約１：１、より好ましくは約１：１０〜
約２：３、最も好ましくは約２:３である。これらの体積流量比では、チャンバ
表面のほぼ全てのエッチャント残留物が、チャンバ表面を消耗することなく除去
されるということが見出された。加えて、予期せぬ事に、チャンバ表面は、エッ
チャント及びクリーニングガスの組み合わせのステップによって、チャンバ２８
のコンディショニング又はシーズニングを行う独立したステップを必要とするこ
となく、クリーニング及びコンディショニングがなされることが見出された。

【００６６】シリコン含有層２２のエッチングでは、エッチャントガス組成へのフッ化クリ
ーニングガスの添加は、得られる処理ガスをシリコン含有層に反応性の高くして
及び下盛り二酸化ケイ素層に上に横たわっているポリシリコン層対をエッチング
するために高エッチレイト及び低いエッチング選択比を提供する。典型的には、
クリーニングガスの添加により、エッチング選択比４：１〜６:１に下げる。対
照的に、従来のエッチャントガス組成で得られるエッチング選択比は、１０：１
〜１２:１である。これでは、下層がプラズマに曝露される際に、クリーニング
ガスプラズマが下層２４をエッチング又は傷つけてしまう。これでは、下層２４
が原子２〜３層のオーダーと非常に薄い場合に大きな問題となり、非常に迅速に
傷つけられあるいは完全にエッチングされる。

【００６７】エッチングプロセスでは基板２０は先ず、、エッチャントガス及びクリーニン
グガスの混合物を備える第１の処理ガスによってエッチングされる。エッチャン
トガスは、１２０ｓｃｃｍのＨＢｒ、３０ｓｃｃｍのＣｌ₂及び１０ｓｃｃｍの
Ｈｅ-Ｏ₂（３０％のＯ₂を有する）を備えている。クリーニングガス組成は、ク
リーニングガスの全体の流量（約４０ｓｃｃｍである）の約２５％の体積流量で
エッチャントガスに加えられるＣＦ₄を備える。インダクタアンテナのソース電
力レベルは約５００ワットに維持され、プロセス電極のＲＦバイアス電力レベル
は約１００Ｗに維持される。ガス圧力は約４ｍＴｏｒｒであり、支持体の温度は
約５０℃である。クリーニングガスは、エッチングプロセス中に、チャンバ壁か
ら全てのエッチャント残留物堆積物を完全にクリーニングしたの独立したので、
ウェットクリーニングステップが必要とはならなかった。しかし、ＣＦ₄ガスの
添加により、下の二酸化珪素に対してポリシリコンをエッチングするためのエッ
チング選択比を、約５：１のエッチング選択比へと低減したことがわかった。下
層のエッチングする完了の前にエッチングプロセスを変更しない場合は、比較的
低いエッチング選択比により、下層２４が急速に劣化するだろう。

【００６８】エッチングプロセスの第１のステージ間、終点検出システム５６は、エッチン
グが完了近くでまで進んだ時、即ち基板上に約３０ｎｍのポリシリコン層が残存
する時に、基板２０上の層２２のエッチングの終点を検出するためにプログラム
される。選択された特性波形表面形状がコンピューターシステムによって検出さ
れたとき、下の二酸化ケイ素層に対してポリシリコン層２２をエッチングするた
めに、エッチング速度を増減するかエッチング選択比を最大にするために、第１
のプロセス条件を第２のプロセス条件に変えた。第２のプロセス条件は、ポリシ
リコン層２２の残存する３００のÅ部分をエッチングするために、１２０ｓｃｃ
ｍのＨＢｒ及び１０ｓｃｃｍのＨｅ-Ｏ₂（処理ガスにＣｌ₂やＣＦ₄を加えない）
を備える第２の処理ガスを用いた。チャンバ２８内の圧力は５５ｍＴｏｒｒの高
い圧力に維持され、インダクタソース電力レベルは９００ワット、ＲＦバイアス
電力レベルは７０ワットに維持され、約１２という高いソース電力対バイアス電
力の電力比を提供する。第２のプロセスガス組成は、ＣＦ₄クリーニングガスを
有しておらず、これは約１２：１の下層の二酸化珪素に対するポリシリコンエッ
チングのエッチング選択比を提供し、これは、クリーニングガスとエッチャント
ガスの両方を備える第１の処理ガスから得られるエッチング選択比より２倍も高
い。これにより、基板２０の上の下層２４の損傷が著しく低減した。

【００６９】実施例２別の例では、多結晶性のシリコンを備える基板２０が、Ｃｌ₂、Ｎ₂及びＣＦ₄
、そして随意Ｏ₂を備える第１の処理ガスのプラズマを用いる第１のステージで
、エッチングされる。好ましくは、Ｃｌ₂、Ｎ₂及びＣＦ₄の体積流量比は、チャ
ンバ２８内で少なくとも２０００枚の基板２０をエッチングすることによって発
生するエッチャント残留物のほぼ全部を、チャンバをクリーニングするために独
立したクリーニングステップを実行することなく、除去するために選択される。
体積流量比ＣＦ₄：（Ｃｌ₂＋Ｎ₂）は、より好ましくは約１：２０〜約１：１で
ある。その後は、プロセスの第２のステージにおいて、クリーニングガスの流れ
を停止し、基板２０はエッチャントガス（クリーニングガスが含まれていない）
で処理される。ＣＦ₄ガスはまた、ＳＦ₆又はＮＦ₃で置き換えてもよい。

【００７０】実施例３また、マルチステージのプロセスを用いて、基板２０の上で異なる層２２をエ
ッチングすることができ、チャンバ表面の上に堆積したエッチャント残留物を除
去するためにステージの少なくとも１つで、クリーニングが導入される。基板は
、ポリシリコンの上にケイ化タングステンを備える多層ポリサイド構造を備えて
いる。ケイ化タングステン層２２は、塩素含有ガスを備える第１の処理ガス、例
えば、塩素及び窒素及び随意に酸素の混合物を用いてエッチングされる。好まし
くは、塩素対窒素の体積流量比は、約１：３〜約１：１より好ましくは約２：３
である。チャンバ２８内の圧力は、１〜１０ｍＴｏｒｒに維持され、インダクタ
コイルソース電力レベルは２００〜８００ワット、プロセス電極のＲＦバイアス
電力レベルは２０〜１２０ワットに維持される。

【００７１】第２のエッチングステージでは、第２の処理ガスがチャンバ２８内に導入され
、ケイ化タングステン層の下のポリシリコン層等の第２の層２２を、ケイ化タン
グステン層が完全にエッチングされた後でエッチングするためにプラズマが形成
される。ポリシリコン層２２は、各エッチングステップ中にエッチャントガス組
成を変更する複数のエッチングプロセスステップでエッチングすることができる
。適切な第２のプロセスガス組成は、２０〜１２０ｓｃｃｍの流量のＣｌ₂と、
約８０〜２４０ｓｃｃｍのＨＢｒと、約２〜１０ｓｃｃｍのＨｅ-Ｏ₂を備えてい
る。チャンバ圧力は、約２５〜２００ｍＴｏｒｒである。インダクタアンテナ４
８に印加されるソース電流の電力レベルは、約２００〜８００ワット、プロセス
電極５０、５２に印加される電圧のバイアスＲＦ電力レベルは約２０〜１２０ワ
ットである。

【００７２】第１のステージ及び第２のステージの一方又は両方では、いずれかのステージ
で形成されたエッチャント残留物がエッチングプロセス中にほぼ完全に除去され
るように選択された体積比で、クリーニングガスがエッチャントガスに加えられ
る。典型的には、第１のステージ及び第２のステージで形成されるエッチャント
残留物には、ハロゲン、炭素、水素及び酸素を有する、高分子有機化合物が含ま
れる。シリコン含有層２２のエッチングの場合、エッチャント残留物は、基板２
０上のケイ化タングステン及びポリシリコン層のエッチング中に形成される二酸
化珪素化合物を主に備える。しかし、エッチャント残留物の組成は、第１の層か
ら第２の層２２へと変更され、第１のエッチャント残留物はＷ及びＳｉ種を多く
含み、第２のエッチャント残留物は、Ｓｉ及びＯ種を多く含む。このように、ク
リーニングガスは、第１のステージ又は第２のステージで、ポリシリコン層がエ
ッチングされる第２のエッチングステージの間に形成される第２のエッチャント
残留物の除去他に、ケイ化タングステン層２２がエッチングされる第１のエッチ
ングステージ中に形成される第１のエッチャント残留物を除去するために適切な
体積比で、処理ガスに加えられる。エッチャントガスへのクリーニングガスの適
切な体積流量比は、約１：１０〜約２：３である。たとえば、約８０ｓｃｃｍの
Ｃｌ₂及び４０ｓｃｃｍのＮ₂の第１のエッチャントガスの流量に対して、８０ｓ
ｃｃｍの流量でＣＦ₄を備えるクリーニングガスを第１のエッチャントガスに加
えて、約２：３のクリーニングガス体積比を提供する。

【００７３】このクリーニングプロセスでは、２０００枚以上の基板２０を処理する間に形
成されたエッチャント残留物のほぼ全てを除去する。１つの実験では、３０００
Åのポリシリコン及び３０００ÅのＷＳｉｘを備えるポリサイド層２２によって
おおわれるＳｉＯ２の１０００のÅの下層２４を有するシリコンウエハである基
板２０を３０００枚、エッチングチャンバ２８内で連続してエッチングし、エッ
チング形状の特性、エッチング速度及びエッチング選択比を、選び出したウエハ
について測定した。ケイ化タングステン層２２は、８０ｓｃｃｍのＣｌ₂及び４
０ｓｃｃｍのＮ₂のエッチャントガスと、８０ｓｃｃｍのＣＦ₄のクリーニングガ
スを備え、クリーニングガス対エッチャントガスのの体積流量比が約２：３で与
えられる第１の処理ガスを用いてエッチングされた。チャンバ２８内の圧力は４
ｍＴｏｒｒに維持され、ソース電力レベルは６００ワットに設定され、ＲＦバイ
アス電力レベルは６０ワットに設定された。

【００７４】このエッチング及びクリーニングプロセスが、エッチャント残留物層２２の厚
さや化学ストイキオメトリーにかかわりなく、基板２０を均一にエッチングし、
同時に、エッチングプロセス中にチャンバ２８の上に堆積されたエッチャント残
留物を除去することが見出された。先行技術エッチングプロセスでは、たったの
２００〜３００枚のウエハを処理した後にチャンバ２８のクリーニング及びコン
ディショニングを必要としたが、その理由は、エッチング速度及びエッチング選
択比の変動と、この程度のウエハ数を処理した後チャンバ表面上のエッチャント
残留物堆積物から生じた高い粒子汚染レベルのためである。また、先行技術クリ
ーニングプロセス、とりわけオペレータによって実行されるプロセスは、チャン
バ表面の上で形成されるエッチャント残留物堆積物のクリーニング及び除去にた
びたび失敗し、そしてエッチャント堆積物のこの蓄積物は剥離して、基板２０を
汚染させてしまう。

【００７５】対照的に、本発明のプロセスは、チャンバ表面のほぼ全面に形成されたエッチ
ャント残留物を除去することにより、汚染を低減して基板の収率を増加させる。
また、クリーニングガスは、従来のインシチュウのプラズマ洗浄ステップと比較
してチャンバ２８の腐食性の損傷が非常に少なく、何故なら、チャンバ内のプラ
ズマのエネルギーレベルが低いからである。これは、先行技術プロセスでなしと
げるのが困難であり、何故なら残留物堆積物を除去するために用いられる高動力
を供給されたプラズマにより、チャンバ表面及び部品が消耗損傷するからである
。チャンバ部品を取り替える必要を減らすことによって、チャンバ２８の運転コ
スト及び基板２０当たりのコストは著しく低減した。更に、基板２０のエッチン
グ中に、プロセスを停止してチャンバ壁及び部品をウェットクリーニングするの
ではなく、クリーニングガスをチャンバ２８のインシチュウクリーニングに有効
に用いることができるので、プロセススループットを増大し、基板当たりのコス
トを更に低減する。このエッチング及びクリーニングプロセスは、チャンバ寿命
を少なくとも２倍増加すると予想され、またそのうえ、エッチャント副生成物の
堆積物が基板２０の上へ剥離して落ちることを減らすことによって基板の収率を
増大する。

【００７６】ここまで本発明を、特定の好ましい態様に関して説明してきたが、他に見込ま
れる態様も可能である。例えば、当業者には明白なように、この終点検出プロセ
スを、他のプロセスやスパッタリングチャンバ、イオン注入チャンバやその他の
堆積チャンバをはじめとする（これらに限定されない）他のチャンバで終点を検
出するために用いることができる。従って、添付のクレームの本質及び範囲が、
ここにある好ましい態様の記載に限定されることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ａは、予定された波長を有する放射の少なくとも一部を吸収し、この放射
の一部を反射する層を有する基板の概要の断面図であり、図１ｂは、基板上の層
の一部がエッチングされた後の図１ａの基板の別の図であり、層の中の放射の連
続的な吸収を示し、図１ｃは、放射の少なくとも一部がエッチングされた層を通
して伝えられ一つ以上の下層から少なくとも一部がに反射される場合に、基板上
の層のエッチングが一部完了した後の、図１ｂの別の図である。

【図２】図２は、本発明に従ったチャンバ及び終点検出システムの概要の側面断面図で
ある。

【図３】図３は、所望の波長を有する適切な放射を選択するためのプロセスのフローチ
ャートである。

【図４】図４は、Ｈｇランプの放射スペクトルから発し少なくとも一部が基板上の層か
ら反射される放射の異なる波長の強度ピークのグラフである。

【図５】図５は、Ｈｇランプの放射スペクトルから発し少なくとも一部が基板上でエッ
チングされる層から反射される放射の異なる波長の強度のトレースのグラフであ
り、エッチング中に層の厚さが薄くなる際の特定の波長の変化のトレースを示す
。

【図６】図６ａ及び６ｂは、基板の上で処理されている層の中に吸収され処理中に少
なくとも一部が基板の上の下層から反射される、予め選択された波長を有する放
射の強さのトレースを示すグラフである。

【図７】図７は、基板の処理中に、基板から少なくとも一部が反射される放射のトレー
スの部分を示すグラフであり、トレースの終了のあたりの一連のボックス（各ボ
ックスは予め設定した信号高さと時間長さを有する）を用いて解析がなされプロ
セス終点を決定するグラフである。

【図８】図８は、反射放射の強度のトレースを示すグラフであり、上方へ及び下方へ出
ているウィンドウを備えている２列基準を有する一連のボックスの中に解析され
るグラフである。

【図９】図９は、基板上の層を処理しプロセスの終点の検出によりプロセス条件を変え
るためのプロセスのフローチャートである。

【図１０】図１０は、コンピュータ-読み出し可能なプログラムのプロセス制御ソフトウ
ェアの階層制御構造の例示的なブロックダイヤグラムである。

【図１１】図１１は、ＣＶＤやＰＶＤ等の堆積プロセス中に生じる層の厚さの増加に対し
、基板上の層からの反射された放射の強度を数学モデル化したトレースのグラフ
である。

【図１２】図１２ａは、シリコンの上の二酸化ケイ素層の上に小さい粒状のポリシリコン
層を備える基板から反射される放射の強度の算出トレースを、放射の波長の増加
に対して示すグラフであり、図１２ｂは、放射の波長の増加に対して、図１２ａ
のポリシリコン基板上の層の複素屈折率のｎ及びｋを実験的に決定した値のトレ
ースのグラフである。

【図１３】図１３は、ポリシリコン層と、シリコンの下にある二酸化ケイ素の異なる厚さ
の層をと備える基板から少なくとも一部反射される予め選択された波長を有する
放射の強度の計算されたトレースを示すグラフである。

【図１４】図１４ａは、シリコンの上の二酸化ケイ素層の上にアルミニウム層を備えてい
る基板から少なくとも部分的に反射され、２５３７オングストロームの予め選択
された波長を有する放射の強度の計算トレースを示すグラフであり、図１４ｂは
、図１４ａの基板から少なくとも部分的に反射される３６５０オングストローム
の予め選択された波長を有する放射の強度の計算されたトレースを示すグラフで
ある。

【符号の説明】

２０…基板、２２…上層、２４…下層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者リル，サーステン，ビー．アメリカ合衆国，カリフォルニア州，サニーヴェイル，イーストフリーモントアヴェニュー 880 ナンバー634 Ｆターム(参考） 4K029 CA01 CA03 CA05 CA10 EA01 4K030 KA39 LA15 5F004 BD04 CA02 CA08 CB02 CB15 DA00 DA01 DA04 DA17 DA18 DA25 DA26 5F045 GB09 GB15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を処理するためのチャンバであって、（ａ）基板上の層の厚さに予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長
を有する放射を発することが可能な放射ソースと、（ｂ）放射を検出するに適している放射検出器とを有するチャンバ。
【請求項２】該放射が、基板上の１つ以上の下層により少なくとも一部が
反射され、該放射検出器が放射強度の変化を検出する請求項１に記載のチャンバ
。
【請求項３】該放射が、層の第１の厚さの中で実質的に吸収され、また少
なくとも一部が層の第２の厚さの中を伝わり下層によって反射される請求項２に
記載のチャンバ。
【請求項４】該放射が、層の第１の厚さの中に吸収される放射に対して十
分に高い吸収係数を、層の中に予定された経路の長さの中に備え、また少なくと
も一部が、第１の厚さより小さい層の第２の厚さの中を伝わる請求項１に記載の
チャンバ。
【請求項５】該放射ソースがチャンバの外側にある請求項１に記載のチャ
ンバ。
【請求項６】該放射ソースが、ランプ、発光ダイオード又はレーザーを備
える請求項１に記載のチャンバ。
【請求項７】該放射ソースが、プラズマから放射を備える請求項１に記載
のチャンバ。
【請求項８】放射ソースが、非極性光を備える放射を提供する請求項１に
記載のチャンバ。
【請求項９】該放射の経路の中に、該放射を選択的に通過させるに適する
フィルタを更に備える請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１０】該放射の経路の中に、該放射を選択的に通過するに適する
回折格子を更に備える請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１１】放射検出器から信号を受け取り、プロセスのステージの終
点に対応する特性形状を検出するために信号を解析するに適する制御装置を更に
備える請求項１に記載のチャンバ。
【請求項１２】該制御装置が、特性形状を検出すれば、チャンバ内のプロ
セス条件を変更し、該プロセス条件は、ガス組成、ガス流量、ガスへのエネルギ
ー印加装置の動作電力レベル、ガス圧力及び温度の１つ以上を備える請求項１１
に記載のチャンバ。
【請求項１３】基板を処理するためのチャンバであって、該チャンバは、
基板上の層の厚さの予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長を有す
る放射を発することが可能な放射ソースと、該放射を検出するに適する放射検出器と、該放射を選択的に通過させるに適する、該放射の経路の中のフィルタとを備えるチャンバ。
【請求項１４】放射の少なくとも一部が基板により反射され、該放射検出
器が該放射の変化を検出する請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１５】該放射が、層の第１の厚さの中で実質的に吸収され、少な
くとも一部が、層の第２の厚さの中を伝わり１つ以上の下層によって反射される
請求項１４に記載のチャンバ。
【請求項１６】該フィルターが放射吸収材料を備える請求項１３に記載の
チャンバ。
【請求項１７】該フィルターが回折格子を備える請求項１３に記載のチャ
ンバ。
【請求項１８】該放射検出器から信号を受け取り、プロセスのステージの
終点に対応する特性形状を検出するために信号を解析するに適する制御装置を更
に備える請求項１３に記載のチャンバ。
【請求項１９】該制御装置が、特性形状を検出すれば、チャンバ内のプロ
セス条件を変え、該プロセス条件は、ガス組成、ガス流量、ガスへのエネルギー
印加装置の動作電力レベル、ガス圧力及び温度の１つ以上を備える請求項１８に
記載のチャンバ。
【請求項２０】基板を処理する方法であって、（ａ）処理区域の中に基板を配置するステップと、（ｂ）基板上の層を処理するために、処理区域内に、ガス組成、ガス流量、ガス
へのエネルギー印加装置の動作電力レベル、ガス圧力及び温度の一つ以上を備え
るプロセス条件を維持するステップと、（ｃ）基板の上で処理されている層の厚さの予定された経路の長さの中で吸収さ
れる波長を有する放射を提供するステップと（ｄ）層の予定された厚さを処理した後の、放射の変化を検出するステップとを有する方法。
【請求項２１】該放射の変化が、基板上の一つ以上の下層による放射の一
部の反射から生じる請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】層の第１の厚さの中で実質的に吸収され、少なくとも一部
が層の第２の厚さ中を伝わり一つ以上の下層によって反射される、放射を提供す
るステップを有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】層の第１の厚さに実質的に吸収され、少なくとも一部が第
１の厚さよりも薄い層の第２の厚さの中を伝わる放射に対して、十分に高い吸収
係数を、層の中に予定された経路の長さの中に有している放射を提供するステッ
プを有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】非極性光を備える放射を提供するステップを有する請求項
２０に記載の方法。
【請求項２５】実質的に該放射だけを選択的に通過させるために該放射に
フィルタをかけるステップを有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】放射の中の変化を検出して層の処理のステージを決定する
ステップを更に有する請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】放射の中の変化を検出してプロセス条件を変更するステッ
プを更に有する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】エッチレイト又は基板上の層の堆積を変更するためにプロ
セス条件を変更するステップを更に有する請求項２７方法。
【請求項２９】基板を囲むチャンバの中の表面をクリーニングするに十分
高い体積流量比でクリーニングガスを加えることによって、プロセス条件を変更
するステップを有する請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】基板上の層をエッチングする方法であって、（ａ）処理区域内に基板を配置するステップと、（ｂ）基板上の層をエッチングするために、処理区域内にプロセス条件を維持す
るステップと、（ｃ）基板上でエッチングされている層の厚さの中に予定された経路の長さの中
で実質的に吸収される波長を有する放射を提供するステップと、（ｄ）放射の中の変化を検出するステップとを有する方法。
【請求項３１】層を一部エッチングした後に、基板の上で一つ以上の下層
によって少なくとも一部が反射される放射を提供するステップを有する請求項３
０に記載の方法。
【請求項３２】層の第１の厚さの中に実質的に吸収され、第１の厚さより
薄い層第２の厚さの中を少なくとも一部が伝わる放射を提供するステップを有す
る請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】放射の中の変化を検出すれば、チャンバ内のプロセス条件
を変更するステップであって、プロセス条件は、ガス組成、ガス流量、ガスへの
エネルギー印加装置の動作電力レベル、ガス圧力及び温度の一つ以上を備える、
前記ステップを更に有する請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】放射の中の変化を検出すれば、層のエッチングするステー
ジを決定するステップを更に有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】放射の中の変化を検出すれば、層のエッチングする速度を
変更するステップを更に有する請求項３０に記載の方法。
【請求項３６】基板を処理する方法であって、（ａ）処理区域に基板を配置するステップと、（ｂ）基板上の層を処理するために処理区域内のプロセス条件を維持するステッ
プであって、該プロセス条件は、ガス組成、ガス流量、ガスへのエネルギー印加
装置の動作電力レベル、ガス圧力及び温度の一つ以上を備える、該ステップと、（ｃ）基板の上で処理されている層の第１の厚さの中に予定された経路の長さの
中で実質的に吸収される波長を有し、少なくとも一部が、第１の厚さよりも薄い
層の第２の厚さの中を伝わり一つ以上の下層によって反射される放射を提供する
ステップと、（ｄ）下層による放射の反射において該波長を有する放射の中に変化を検出する
ステップとを有する方法。
【請求項３７】ステップ（ｄ）が、放射の強度を検出するステップを備え
る請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】ステップ（ｄ）が、放射の強度のトレースの特性形状を検
出するステップを備える請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】特性形状を予定の形状と比較し、これら２つの形状が実質
的に同様である時にチャンバ内のプロセス条件を変更するステップを有する請求
項３８に記載の方法。
【請求項４０】基板を処理する方法であって、（ａ）処理区域内に基板を配置し、基板上の層を処理するため該処理区域内にプ
ロセス条件を維持するステップと、（ｂ）基板上の層の厚さの中に予定された経路の長さの中に実質的に吸収される
波長を有する光を、基板の上へ提供するステップと、（ｃ）基板上の一つ以上の下層による光の少なくとも一部の反射において生じる
光の強度の変化を検出するステップとを有する方法。
【請求項４１】ステップ（ｃ）が、光の強度の特性形状を検出するステッ
プを備える請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】基板の上に非偏光を放射するステップを有する請求項４０
に記載の方法。
【請求項４３】基板上で実行されているプロセスの終点を決定するために
波長を選択する方法であって、放射の波長を決定するステップであって、波長を
有する放射が基板の上に入射する場合に、プロセスの終点に接近すれば、基板の
上で処理されている層による放射の実質的な吸収から基板の一つ以上の下層によ
る少なくとも一部の反射へ移行することから、反射放射強度の検出可能な変化が
発生することを特徴とする、前記ステップを有する方法。
【請求項４４】波長を有する放射を計算するステップを有する請求項４３
に記載の方法。
【請求項４５】該層が、誘電体、半導体又はメタルを備える請求項４３に
記載の方法。
【請求項４６】基板の上で実行されているプロセスの終点を検出するため
の装置であって、（ａ）基板上の層の厚さの予定された経路の長さの中で実質的に吸収される波長
を有する放射を発することが可能な放射ソースと、（ｂ）放射を検出し信号を発生させるに適する放射検出器と、（ｃ）そこに表現され、プロセスの終点を決定するために信号の変化を検出する
一組の命令を含むコンピュータ読み出し可能なプログラムを有するコンピュータ
読み出し可能な媒体を備えるメモリとを備える装置。
【請求項４７】該コンピュータ-読み出し可能なプログラムが、基板上で
行われるプロセスのプロセス条件を変更するために制御装置に終点信号を提供す
る一組の命令を備える請求項４６に記載の装置。
【請求項４８】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、強度の変化
又は信号強度の変化率を検出するための一組の命令を備える請求項４６に記載の
装置。
【請求項４９】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、信号の特性
形状を検出するために一組の命令を備える請求項４６に記載の装置。
【請求項５０】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、適切な特性
形状を選択するためにオペレータへの信号のトレースをモデル化するための一組
の命令を備える請求項４９に記載の装置。
【請求項５１】基板処理装置であって、（ａ）チャンバであって、基板を支持するに適する支持体チャンバと、ガスをチャンバに導入するに適する
ガス送出システムと、チャンバ内のガスにエネルギーを与えるに適するプラズマ
ジェネレータと、絞り弁を備えチャンバ内のガスの圧力を制御するに適する排気
部と、ガス送出システム、プラズマジェネレータ又は絞り弁の一つ以上を制御し
て終点信号に関するチャンバ内のプロセス条件を変更するに適する制御装置とを
備える、前記チャンバと、（ｂ）終点検出システムであって、層の厚さの中に予定された経路の長さの中で
実質的に吸収される波長を有する放射を発することが可能な放射ソースと、放射
を検出し信号を発生させるよう構成される放射検出器と、チャンバの制御装置に
結合されるメモリであって、前記メモリは、基板処理装置の操作を指示するため
にそこに表現されるコンピュータ読み出し可能なプログラムを有するコンピュー
タ読み出し可能な媒体を備え、コンピュータ-読み出し可能なプログラムは、プ
ロセスの終点を決定し制御装置に終点信号を提供するために信号の変化を検出す
るための一組の命令を有する、前記メモリとを備える、前記終点検出システムと
を備える基板処理装置。
【請求項５２】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、信号強度の
変化又は強度の変化率を検出するための一組の命令を備える請求項５１に記載の
基板処理装置。
【請求項５３】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、信号の特性
形状を検出するための一組の命令を備える請求項５２に記載の基板処理装置。
【請求項５４】該コンピュータ読み出し可能なプログラムが、適切な特性
形状を選択するためにオペレータが信号をモデル化するための一組の命令を備え
る請求項５１に記載の基板処理装置。
【請求項５５】チャンバ内で基板上の層をエッチングする方法であって、（ａ）チャンバ内に基板を配置するステップと、（ｂ）チャンバ内に、エッチャントガスとクリーニングガスを備える処理ガスを
提供し、基板上の層をエッチングし同時にチャンバの表面をクリーニングするた
めにプロセス条件を維持するステップと、（ｃ）層が完全にエッチングされる前に、処理ガスの組成を変更してクリーニン
グガスを除くステップとを有する方法。
【請求項５６】該エッチャントガスが、Ｃｌ₂、ＨＢｒ、Ｎ₂、Ｏ₂又はＨ
ｅ-Ｏ₂の一つ以上を備える請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】該クリーニングガスが、ＮＦ₃、ＣＦ₄又はＳＦ₆の一つ以
上を備える請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】該クリーニングガス対該エッチャントガスの体積流量比が
、約１：２０〜約１：１である請求項５５に記載の方法。