JP2004514899A

JP2004514899A - ２−ｄ空間分析光放射並びに光吸収分光のための方法並びに装置

Info

Publication number: JP2004514899A
Application number: JP2002546176A
Authority: JP
Inventors: ミトロビック、アンドレイ・エス
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2004-05-20
Also published as: US20040026035A1; US6958484B2; AU2002230437A1; WO2002044674A1; TW544791B

Abstract

【課題】
【解決手段】検査領域内の成分を解析するための複合ポイント検出方法並びにシステムである。このシステムは、少なくとも２種類の波長でのプラズマ光放射の多ディメンションの分布（例えば、２次元もしくは３次元分布）を同時に捕捉する。このような解析は、プラズマ処理チャンバ（５０）内でのプラズマ電子温度分布並びに／もしくは化学種の濃度のリアルタイム空間分析測定に利用可能である。一般的に、このシステムは、プラズマの視線光放射もしくは吸収の測定を解析／分析する。

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光放射並びに光吸収の解明のための方法及び装置に向けられ、特に、少なくとも２つのディメンションでの光放射並びに光吸収の解明のための方法及び装置に向けられている。
【０００２】
【従来の技術】
最近、プラズマ処理ツールでの光学的診断の使用が重要になってきている。この光学的診断は、不可欠な非侵入と共にリアルタイム信号捕捉の利益をもたらす。光放射分光学のような光学的診断を使用した既知のシステムは、代表的には光ファイバー伝送を介して、一度にスペース内の単一の視線のみからの信号を捕捉する。プラズマから射出された光は、光真空窓の外側に配置された小さいアパーチャ（即ち、アイリス）を通り、収束レンズを介して光ファイバーの一端に収束される。この光ファイバーの他端は、分光器の入力側に一般的に光学的に接続されている。この分光器で、光スペクトルは、格子により分散され、増分波長スペクトルが、光検出器を用いて記録される。このようなシステムにおいて、スペース内の他の視線から信号を捕捉することは、光学システムの再位置付けを必要とし、このことは、スペース内の次のポイントでの測定が、前の視線とは同時にはなされないことを意味している。
【０００３】
他の既知の光学システムは、複合固定光ファイバー伝送を使用している。この複合伝送の使用は、同じ時間での、プラズマのある領域内で測定された特性の変動評価を可能にしているけれども、このようなシステムは、測定視線当りの１つの光ファイバーチャンネルの制限を受けるので、測定されたプラズマの特性の充分な複合ディメンションの分布を支持できない。さらに、このようなシステムは、また、これらが測定しようとしている光放射もしくは光吸収は、実際には、光学装置の視野内にある視線に沿って射出もしくは吸収それる複合光であるという事実に直面している。
【０００４】
プラズマ処理のエンドポイントを検出するための１つの方法と装置とが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許Ｎｏ．５，９８０，７６７（以下に‘７６７特許と称する）に開示されている。‘７６７特許の図１は、本願の図１として示されている。この図において、単一の検出器が、プラズマの状態を分析するために使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、検査領域内の成分を解析するための複合ポイント検出方法並びにシステムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的並びに他の効果は、少なくとも２種類の波長でのプラズマ光放射の多ディメンションの分布（例えば、２次元もしくは３次元分布）を同時に捕捉するシステムにより果たされる。このような解析は、プラズマ処理チャンバ内でのプラズマ電子温度分布並びに／もしくは化学種の濃度のリアルタイム空間分析測定に利用可能である。一般的に、このシステムは、プラズマの視線光放射もしくは吸収の測定を解析／分析する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
同じ参照符号が幾つかの図を通して同じか対応する部品に付した図面において、図２は、チャンバ５０内でのウエハ４５の処理状態についての情報を収集するために使用される、本発明の一実施の形態の概略図である。少なくとも２つの検出器５２が、光が対応したビューポートを夫々通るようにし、処理チャンバ５０の外側に周方向に離間して配設されている。各検出器５２は、視角Θ（即ち、検出器により見られる“扇形の光線”の角）を有する。前記チャンバ５０から射出された光は、入射光線がリフレクター５７（例えば、ミラー）によりビームスプリッター６０に投射されるように、収束レンズ５４と光学システム５５とを通される。このビームスプリッター６０は、この光線を２つの光線に分離する。そして、各光線は、強度がモニターされる必要がある波長に設定された適切なバンドパスの光学フイルター６２を通される。多くの異なる装置、例えば、カラーガラスや薄膜コーテングフイルター等が、前記光学フイルターとして使用され得る。そして、２つのフイルターリングされた光線は、これら光線の強度を測定するために使用されたラインＣＣＤ装置アレイ６４に送られる。前記光学システムは、ラインＣＣＤに読み取られた各ピクセルが、検出器への入射光線の所望の波長での光強度に対応するようにデザインされている。複数の光線の１つは、“扇形光線”である。全ての検出器内での全ての波長に対しての全てのＣＣＤによる光強度の捕捉が、適当なトリガー／電子シャッター回路を使用して同時になされ得る。これら強度は、コンピュータ１００に捕捉されたデータを送るデータ捕捉システム９５を通される（異なる実施の形態では、データは、ＣＣＤ６４から直接コンピュータ１００に供給され得る）。
【０００８】
一般的に、最少２つの検出器を用いて１セットの強度プロファイルが、全てのＣＣＤから読み取られると、“トモグラフィー反転（ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）”（“アベール反転”としても知られている）と呼ばれる数値処理が、セットの検出器の“扇形光線”が交差するプラズマ領域内での２つの波長の光放射の完全な２つのディメンションの分布を回復するために使用され得る。このようなデータのセットへのトモグラフィー反転（即ち、アベール反転）の適用は、Ｇａｂｏｒ　Ｈｅｒｍａｎの研究論文“Ｉｍａｇｅ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ：Ｔｈｅ　Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈ”並びに“Ｉｍａｇｅ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ：Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”で詳細に論じられている。これら論文は、これら全体の参照によりこの明細書に入れられる。これら２つのディメンションの分布は、目的とするプラズマ特性を得るために使用され得る。これらの測定は、全ての検出器において同時にであり、かくして、目的とするプラズマ特性の分布の同時撮影（ｓｎａｐｓｈｏｔ　ｉｎ　ｔｉｍｅ）が得られる。適当な（例えば、速い電気的なシャッター機能を有する）ＣＣＤと、適当なトリガー／シャッター制御エレクトロニクスと、測定ストアのための大容量バッファーメモリとの使用により、急速に連続してプラズマ特性分布を捕捉することができて、化学種の濃度のようなプラズマでの経時的射出現象の研究を可能にする。
【０００９】
異なる実施の形態において、システムは、スピード／繰り返しレートのペナルティが無く、複合波長捕捉を果たす。このような実施の形態は、フイルターとラインＣＣＤ検出器とを使用して、光線を複数のチャネルに分ける。捕捉は、２つの波長でなされ得るけれども、さらなる波長もモニターされ得る。例えば、“ｎ”個の付加のスプリッターと、“ｎ”個の付加のフイルター（ここで、ｎ＞＝１）を加えて、他のＣＣＤ（もしくは多周波数ＣＣＤの他の部品もしくは複数の部品）を使用することにより、（ｎ＋２）波長検出器が、与えられる。前述した２つの波長を取り扱ったのと同じソフトウエアが、更なるｎの波長を処理することができる。
【００１０】
上記システムは、更なる検出平面（例えば、図２に示された検出扇形アレイにより形成された平面の上方もしくは下方に）を追加することにより、３つのディメンション用に拡張することができる。３つのディメンションを使用することにより、プラズマでの変化が立体的なプラズマで解析可能となる。
【００１１】
同じ参照符号が幾つかの図を通して同じか対応する部品に付した図面において、図３は、光放射の２次元的分布を測定するためのコンピュータシステムの概略図である。コンピュータ１００は、本発明の方法を実施する。ここで、コンピュータハウジング１０２は、マザーボード１０４を収容している。このマザーボードは、ＣＰＵ１０６と、メモリー１０８（例えば、ＤＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＳＲＡＭ，ＳＤＲＡＭ，並びにフラッシュＲＡＭ）と、オプションの特殊な目的のロジックデバイス（例えば、ＡＳＩＣ）もしくは環境設定可能なロジックデバイス（例えば、ＧＡＬ、並びに再プログラミング可能なＦＰＧＡ）を有する。また、コンピュータ１００は、複数の入力デバイス（例えば、キーボード１２２並びにマウス１２４）と、モニター１２０を制御するためのディスプレイカード１１０とを有する。さらに、コンピュータシステム１００は、フロッピーディスクドライバー１１４、他の着脱可能な媒体デバイス（例えば、コンパクトデスク１１９、テープ゜、並びに着脱可能な光磁気媒体（図示せず））並びに、ハードデスク１１２、もしくは、適当なデバイスバス（例えば、ＳＣＳＩバス、エンハンストＩＤＥバス、もしくは超ＵＭＡバス）を使用して接続される他の固定高密度媒体デバイスを有する。また、同じデバイスバスもしくは別のデバイスバスに接続されるようにして、コンピュータ１００は、さらに、コンパクトデスクリーダ１１８，コンパクトデスク読取り／書込みユニット（図示せず）、もしくはコンパクトデスクジュークボックス（図示せず）を有し得る。前記コンパクトデ゛スク１１９は、ＣＤキャディー内に示されているけれども、コンパクトデスク１１９は，キャディーを必要としないＣＤ−ＲＯＭドライブに直接装填され得る。さらに、プリンター（図示せず）が、光放射の２次元分布のプリントされた作表を作る。
【００１２】
上述されたように、システムは、好くなとも１つのコンピュータで読取り可能な媒体を有する。このようなコンピュータで読取り可能な媒体の例は、コンパクトデスク１１９、ハードデスク１１２、フロッピーデスク、テープ、光磁気デスク、ＦＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュＥＰＲＯＭ），ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ，ＳＤＲＡＭ等である。コンピュータで読取り可能な媒体のいずれか１つもしくは組合わせにストアされて、本発明は、コンピュータ１００のハードウエアの制御と、コンピュータ１００に使用者との会話を可能にするためとのソフトウエアを有する。このようなソフトウエアは、これに限定されることはないが、デバイスドライバ、オペレイテングシステム、並びに発展ツールのようなユーザアプリケーションを含む。このようなコンピュータで読取り可能な媒体は、更に、光放射の２次元分布を計算するための、本発明のコンピュータプログラムプロダクトを含む。本発明のコンピュータコードデバイスは、これに限定されないが、スクリプト、インタープリタ、ダイナミックリンク辞書、ジヤバクラス、並びに完全実行可能プログラムのようなインタープリタされるか実行可能なコードメカニズムであり得る。
【００１３】
明かなように、本発明の種々の変更並びに変形が、上記技術に照らして可能である。このために、請求項の範囲以内で、本発明は、ここで特に説明された以外にも実施され得ることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、既知のシステムに開示されているような光エンドポイント検出システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明に係わる複合検出器システムの概略図である。
【図３】図３は、本発明に係わる、サンプリングされた放射並びに／もしくは吸収データを解析するためのコンピュータの概略図である。

Claims

複数のビューポートを有し、基板の処理のためのプラズマ処理チャンバにおいて、
第１の方向の第１の光線群を受光するための第１の光学システムと、
この第１の光学システムから第１の光線群を受ける第１の検出器と、
第２の方向の第２の光線群を受光するための第２の光学システムと、
この第２の光学システムから第２の光線群を受ける第２の検出器と、
前記第１並びに第２の検出器の実質的に同時の出力から光放射の２次元分布を算出するための計算機とを具備し、前記第１並びに第２の光線群の少なくとも一部が、プラズマ処理チャンバ内の共通の領域を通る改良。
前記第１並びに第２の方向は、ほぼ垂直である請求項１の改良。
前記第１並びに第２の光学システムは、少なくとも１つのビームスプリッターを有する請求項１の改良。
前記第１並びに第２の検出器は、多周波数検出器を有する請求項１の改良。
前記第１並びに第２の検出器は、ＣＣＤを有する請求項１の改良。
前記第１並びに第２の光学システムは、前記プラズマ処理チャンバと第１並びに第２の検出器との間に配設された少なくとも１つのフイルターを有する請求項１の改良。
前記基板は、ウエハである請求項１の改良。
前記光放射の２次元分布を算出するための計算機は、コンピュータを有する請求項１の改良。