JP2004515066A - リアルタイム・ガス・サンプリングに対してプラズマ・ソースを利用する方法及びデバイス - Google Patents
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Abstract
本発明の形態は、ガスをサンプリングし、放射を放出するためにサンプリングしたガスを励起し、かつ放出スペクトルの複数の波帯を放出された放射からリアルタイムで検出するための新規な方法及びデバイスを提供する。サンプリングされたガスを励起するために用いたエネルギーは、検出された波帯に基づき調整することができる。処理は、検出された波帯に基づきリアルタイムで制御することができる。新規のインタフェースは、検出された波帯の一部を表示するために用いることができる。基準ガスの既知の流れは、サンプリングされたガスの流れに含むことができかつ未知のフロー・ガスの未知の流れが決定される。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
【０００１】
１．（技術分野）
本発明は、リアルタイム・ガス・サンプリング及びスペクトル分析に関する。
【０００２】
２．（背景技術）
半導体製造は、クリーニング（洗浄）、コンディショニング（調整）またはデポジション（堆積）、クリーニング、エッチング、インプリメンテーション（実装）、アッシング（灰化）、等のような、様々な反応が行われる反応チャンバの動作を改良するために質量分析法または分光分析（スペクトログラフィック分析）を利用する様々な遠隔測定技術を採り入れている。遠隔測定技法は、あらゆる形式の外部放射にしばしば敏感である閉じられたチャンバ内で微視的レベルで行われる処理をモニタするオペレータを支援する。
【０００３】
（発明の開示）
本発明の一形態は、処理中に反応チャンバを通過した反応チャンバの外側のガスをサンプリングすることを含み、ガスは、励起チャンバに拡散する。励起チャンバでは、放射を放出するために、少なくとも１つの外部電極を用いて、サンプリングしたガスを励起する。そして放出スペクトルの複数の波帯（ｗａｖｅ ｂａｎｄｓ）を放出した放射からリアルタイムで検出する。サンプリングしたガスを励起するために用いたエネルギーは、検出した波帯に基づき調整することができる。処理は、検出した波帯に基づきリアルタイムで制御することができる。新規なインタフェースは、検出した波帯の一部を表示するために用いることができる。基準ガスの既知の流れは、サンプリングしたガスの流れに含むことができかつ未知のフロー・ガスの未知の流れが決定される。本発明のその他の形態は、図、詳細な説明及び特許請求の範囲に示される。
【０００４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の様々な形態及び実施形態の以下の記述は、説明及び記述の目的で示されている。記述は、本発明を開示された正確な形式に限定することを意図しない。多くの変更及び同等な構成は、当業者にとって明らかであろう。
【０００５】
図１は、有用なプラズマ・ソース及び検出器を含んでいるシステムの略概観図を示す。反応チャンバ１０１からのガス・サンプルは、励起チャンバ１０５に伝達される。反応チャンバにおける処理は、マス・フロー・コントローラを通るガス・フローの較正、漏れまたは、デポジション、クリーニング、エッチング、インプリメンテーション、アッシング、等のような、様々な反応に対して検査することをあまねく含みうる。サンプリングされたガスの伝達は、反応チャンバからの一つ以上の排気ストリーム、または反応チャンバからのその他のアウトレットに対応しうる。サンプリングされたガスは、反応チャンバに供給された材料、反応チャンバで生成されたプラズマ、または反応チャンバで行われる反応の副産物を含んでいる排気ガスの代表でありうる；代替的に、ガスは、代表である必要はないが、考察の対象となるあるファクタ（因子）に対して再生できる関係を有するべきである。
【０００６】
励起チャンバ１０５は、無線周波数電源１０３にケーブル１０４によって接続される。励起チャンバ１０５は、サンプリングされたガスに容量にまたは誘導結合されうる。代替的に、システムは、放射を放出するプラズマ状態にサンプリングされたガスを励起するために、マイクロ波またはサイクロトロン放射を利用して、またはアーク電極のような内部電極を利用して本発明の形態を実行しうる。図１では、サンプリングされたガスは、真空発生装置またはポンプ１０７で通信１０６により励起チャンバ１０５を通されるかまたは通過される。サンプリングされたガスは、チャンバを通る直接フローによってまたはチャンバへの拡散によって励起チャンバ１０５に達しうる。
【０００７】
励起チャンバ１０５のサンプリングされたガスは、放射を放出するために励起される。放出された放射は、サンプリングされたガスの放出スペクトルを備えている。放出された放射は、放出されたスペクトルの波帯にリアルタイムで応答する複数の検出器１０９までウィンド又は光ファイバ・ケーブル１０８を通り抜ける。図示していない、簡単なウィンドへのいくつかの変更は、システムの耐久性を改良することができる。制御論理（コントロール・ロジック）は、プラズマ・ソースを用いて自己洗浄性プラズマ・サイクルを起動するために供給することができ、ウィンドをクリーンに維持することができる。このアプローチは、反応チャンバにおけるミニ−洗浄に類似する。Ｎ２パージ・ガスまたは流出Ｏ２、または非処理ガス・ソースからのガスのいずれかが、ウィンドを洗浄するために最適なプラズマを生成するために用いることができる。ソースへのまたはウィンドの前方へのガスの注入は、自己洗浄を容易にすることができるしまたはウィンドでの堆積を防ぐこともできる。ガスは、ＳＥＣＳメッセージ・トラヒックの評価に基づくタイミングで、処理サイクルの間に注入することができる。代替的に、ウィンドでの不要な材料のデポジション（堆積）を防ぐために一つ以上の真空回線またはプラズマ・ソースに熱を印加することができる。更に、光ファイバ・ケーブルに導くウィンドは、ウィンドをクリーンに維持するためのその他の手段の故障が簡単な置換で修復することができるように、廃棄可能でかつ容易に置換される構成部分として実現されうる。単一ストランド光ファイバ・コネクタ（０．２２ＮＡ）へのＳＭＡ９０５を用いることができる。代替実施形態では、デバイスへの光ファイバのリードを変更するためにウィンドで直角、前面ミラーを用いることができる。光ファイバの断面にウィンドを通して信号をマッチ（合致）させるためにどちらの実施形態でも集束素子を用いることができる。個々の検出器は、光電子倍増管、フォトダイオード、ＣＣＤ’ｓまたはその他の感光性構成部分でありうる。個々の検出器は、浅接合または深接合デバイスとして特徴付けられうる。検出器の有用な特性は、素早い応答時間であり、２０ミル秒以下で複数の検出器からの信号の走査及びＡ／Ｄ変換を許可し、それは浅接合ＣＣＤ’ｓのような浅接合デバイスを用いることによって現在達成することができる。各々の検出器は、放出された放射の複数の波帯に敏感である。これは、フィルタを用いることによって、または同等手段によって、回折格子から回折された光を受け取るために各々の検出器を位置決めすることによって達成されうる。複数の検出器は、特定の波帯に対する個々の検出器の感度を、各々の検出器間で統合時間（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）を変化することによって増大しうるが、実質的に同時にそれらの各々の波帯で受け取ったエネルギーを受け取る。
【０００８】
検出器及び回折格子の有用な構成は、複数の検出器が放出スペクトルの単一のピークに応答するかなり狭い帯域に検出器が応答するように回折した光に関して検出器を離間することを含む。１．２３ｎｍＦＷＨＭ帯域幅の波帯に検出器を集束することができるように構成された予めパッケージ化されたデバイスは、ソニー（Ｓｏｎｙ）ＩＬＸ５１１デバイスである。代替実施形態では、ＵＳＢインタフェースを有するソニー・デバイスを用いることができる。いずれのソニー・デバイスも２，０４８個の検出器ＣＣＤアレイ及び回折格子を含む。個々の素子は、１２．５ｍｍ×２００ｍｍである。６００ｎｍにおける個々の素子のウェル深さは、１６０，０００フォトン（光子）である。推定感度は、１秒統合時間に対して８６フォトン／カウント、２．９×１０−１７ジュール／カウント、または２．９×１０−１７ワット／カウントとして表現されうる。その有効範囲は、２００〜１０００ｎｍでありかつその統合時間は、１ＭＨｚ Ａ／Ｄカードで３ｍｓまたは５００ｋＨｚ Ａ／Ｄカードで４ｍｓでありうる。ソニーＩＸＬ５１１デバイスは、２００〜８５０ｎｍスペクトルの放射を回折する格子を伴って構成することができる。１０、５０及び１００ｍｍのスリットが利用可能であるが、２５ｍｍのスリットが一般的である。溝密度、ファイバ径及びスリット幅の様々な組合せを、更なる感度またはより広いスペクトル範囲に対して選択することができる。２００〜３５０ｎｍ範囲のＵＶ放射に適する光学が用いられる。オーダー・ソーティングは、２００〜８５０ｎｍスペクトルにおける応用に対して単一ピース、マルチ帯域通過検出器コーディングで達成される。ＵＶ感度を増大する検出器強化は、より短い波長の誤り信号に敏感である。コーティングは、考察の対象となる信号の二次または三次高調波である波長の影響を低減するために用いられる。アレイ素子からのデータを収集しかつ変換するための走査時間は、２０ミリ秒（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ）以下である。コスト敏感なアプリケーションでは、１０２４または５１２の検出器を有しているより小さめのアレイを用いることができる。更によりコスト敏感なアプリケーションでは、特定の波帯または波長に各々の検出器を効果的に同調する、回折格子またはフィルタを伴う、複数の検出器を用いることができる。
【０００９】
検出器１０９の素子は、一般的に、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１１にワイヤ１１０で接続される。Ａ／Ｄ変換器１１一つの出力は、コンピュータ１１１（１１２）に接続される。Ａ／Ｄ変換器がＡ／ＤカードでありかつコンピュータがＰＣまたはワークステーションである場合には、接続は、ＰＣＩバスまたはその他のバスによってでありうる。６４メガバイトＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、装置をサンプリングし、励起（エキサイティング）しかつ検出（ディテクティング）することを操作しかつ制御するプログラムを記憶するためのメモリ、及びモデムを有する、３００ＭＨｚまたはより高速のＰＣは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（ウィンドウズ）９８ＴＭのセカンド・リリース及びＬａｂｖｉｅｗ（ラブビュー）６．１ＴＭソフトウェアを装着しうる。これらのＯＳ（オペレーティング・システム）及びデータ収集ソフトウェアに対する最新バージョンまたは代替を用いることができる。カスタム・ソフトウェアは、ユーザ及びデバイス・インタフェースを供給する。コンピュータ１１２は、反応チャンバ１０１に対してコントローラと通信１１３することができる。コンピュータは、図示したように、別のコンピュータまたはコントローラを通して、または処理パラメータを制御するオペレータにデータを供給することによって、直接、反応チャンバに対する処理パラメータを制御することができる。また、コンピュータは、後の分析のために処理の動作中に収集されたデータを記憶することもできる。図１を参照することによって理解できるゆおに、コンピュータの更なる使用は、放射を放出するためにサンプリングされたガスを励起するために用いられるエネルギーを制御することである。ある例では、用いられるエネルギーは、特定の波帯に応答する検出器の飽和を回避または低減するために低減されうる。その他の例では、用いられるエネルギーは、特定の波帯で放出される放射を増大するために増大されうる。
【００１０】
図２は、有用なプラズマ・ソース及び検出器の一つの構成を示す。このプラズマ・ソースは、励起チャンバのサンプリングされたガスに誘導及び容量結合される。様々な種類のシールディングにより、結合のモードを限定することができる。図２は、断面図である。真空“Ｔ”２２０は、反応チャンバ（図示省略）を、サンプリングされたガスを励起しかつ放出された放射を検出する装置に接続する。真空“Ｔ”２２０は、２３６で反応チャンバに接続される。この接続は、から反応チャンバからの排気（エクゾースト）または複数の排気を接続しているマニホルドでありうる。代替的に、この接続は、少なくとも一つのサンプリング・ポートまたは少なくとも一つのフィード・ラインに対してでありうる。一端において、ソース入力キャップ２３５は、真空“Ｔ”２２０に取付けられる。圧縮性Ｏ（オー）リング２２１は、サンプリングされたガスを装置を取り囲んでいる周囲のガスから隔離する。サンプリングされたガスは、一般的に、トルまたはミリトルで測定された低い圧力である。有効隔離は、大気ガスまたはクリーン・ルーム・ガスでありうる、装置を取り囲んでいる周囲のガスから供給される。また、真空“Ｔ”２２０は、更なる圧縮性Ｏ（オー）リング２１９により、光真空ブランク２１８にも接続される。インレット２３６とアウトレット２２９の間の圧力差は、励起チャンバ２３０を通るサンプリングされたガスの流れを生成する。インレットが反応チャンバからの少なくとも一つの排気に接続される場合には、反応チャンバからの排気ガスの少なくとも一部は、励起チャンバを通って流れる。
【００１１】
ガスを励起する装置は、インレット・キャップ２３５、励起チャンバ２３０及びアウトレット・キャップ２２７を含む。Ｏ（オー）リング２２８は、励起チャンバとキャップとの間に配置される。ボルト２３４は、Ｏ（オー）リング２２８を圧縮しかつキャップを固定する。カバーリング２３２は、この装置の本体を取り囲む。Ｒ．Ｆ．電源２０３は、コネクタ・ワイヤ２５９にバルクヘッド・コネクタ２２２を通してケーブル２０４によって接続される。サポート（保持台）２５８は、コネクタ・ワイヤ２５９、コイル２２５及び外部点火器リング２２４に接続されるコンデンサ２２３を配置する。代替構成では、励起チャンバ２３０でサンプリングされたガスに露出された内部点火器を用いることができる。一実施形態では、Ｒ．Ｆ．電源２０３は、１３．５６ＭＨｚでブロードキャストする。このＲ．Ｆ．エネルギーは、コンデンサ２２３を通ってコイル２２５及び点火器リング２２４に行く。励起チャンバにおける電気放電が結果として生じ、サンプリングされたガスに放射を放出させる。電力転送効率を改良するために、整合回路網をソースに追加しうる。プラズマ状態の点火または起動前のガスのインピーダンスは、点火後とは異なる。点火器帯２２４は、プラズマを容量点火するために用いることができる。コンデンサ２２３は、励起チャンバ２３０のガスを分解（ブレーク・ダウン）するために十分な電圧に充電される。点火が生じる場合には、インピーダンスが変化しかつ電力転送が誘導コイル２２５を通して生じる。回路のリアクタンスを調整するためにコンデンサを用いることができる。電力は、抵抗を通してグラウンド（接地）に短絡されうる。受動容量及び抵抗構成部分の組合せは、それを通して電力をサンプリングされたガスに効果的に結合することができる有効インピーダンス範囲を広げる。サンプリングされたガスがプラズマ状態に遷移する場合には、その容量（体積）は、Ｒ．Ｆ．電力入力の関数として変化する。電力が増大すると、ガス分解及びイオン生成が増大する；放射が放出される。放射を放出するためにサンプリングされたガスを励起するための印加されたＲ．Ｆ．電力は、反応チャンバに対するあらゆるプラズマ・ソースに独立である。
【００１２】
光真空ブランク２１８において、一群のスクリュー２３９は、ウィンド２３７及びオー（Ｏ）リング２１７に対して光アダプタ２４９を圧縮する。ウィンド２３７は、概ね２００ｎｍから、８５０または１０００ｎｍのような、近赤外領域までの光を透過するサファイアで作ることができる。光アダプタ２４９は、光ファイバ・ケーブル２０８への素早い接続を供給する光ファイバ・コネクタ２３８を機械的に保持する。光ファイバ・ケーブル２０８は、サンプリングされたガスによって放出された放射を検出器２０９に伝送する。ケーブル２０８から出てくる光は、それを回折格子２１５に集束するレンズ２１６を通って検出器２０９に入る。格子２１５は、検出器アレイ２１４にわたり順序立って回折されるスペクトルに光を分離する。検出器アレイ２１４は、フォトンを電気エネルギーに変換し、各々の検出器が集束される波帯のフォトンの強度に比例するアナログ信号を生成する。代替実施形態では、個々の検出器は、それらが特定の回折された波帯に応答するように位置決めされうるか、または個々の検出器は、回折格子を全く必要としないようにフィルタを装着しうる。アナログ／デジタル変換器２１１は、検出器に接続される。それは、検出器を走査しかつそれらのアナログ出力をデジタル信号に変換する。
【００１３】
図３は、無線電源及び電力転換セクションの簡略化した略図である。Ｒ．Ｆ．電源３０３は、電力転換セクション３０５に結合３０４されるＲ．Ｆ．信号を生成する。電力転換セクションは、コイルまたはインダクタ３４０、抵抗３４１、コンデンサ３４２、点火リング３４３及びグラウンド（接地）３３９を備えている。点火リングは、ある一定の状態下でコンデンサとして機能する。
【００１４】
図４は、有用なプラズマ・ソース及び光ファイバ・コネクタの代替構成である。この構成では、真空“Ｔ”は、サンプリングされたガスを、励起チャンバを通して流すよりも、励起チャンバを通して拡散させる。図４の素子の番号付けは、一般的に、図２の素子の番号付けに対応する。圧力差は、ガスをインレット４３６からアウトレット４２９に流させる。ガスは、コネクタ４２０及びインレット・キャップ４３５を通って励起チャンバ４３０に拡散する。周囲ガスからの分離は、維持されかつオー（Ｏ）リング４２１、４２８及び４１７によって様々に接合される。インレット・キャップ４３５は、ボルト４３４によって励起チャンバ４３０及び光アダプタ・キャップ４２７に対して圧縮される。Ｒ．Ｆ．バルクヘッド・アダプタ４２２は、Ｒ．Ｆ．信号を受け取りかつコイル４２５にコネクタ・ワイヤ４５９に沿って信号を伝達する。この図では、点火リング４２４に対する充電コンデンサを示していない。接地ワイヤ４６１は、コイルまたはインダクタ４２５に接続する。光真空ブランク４４９は、ウィンド４３７に対して固定される。それは、光ファイバ・コネクタ４３８を含む。カバーリング４３２は、装置のこの部分を取り囲む。図４の構成は、図２の構成よりも異なるガス流に対して適用される。製品目的に対して、同様な構成部分は、二つの構成に用いられうる。
【００１５】
反応チャンバの排気にデバイスを配置することは、ある反応チャンバでプラズマを生成するために用いられるエネルギーを回転または脈動させる混同（交絡）する影響（ｃｏｎｆｏｕｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）から外部的に生成されたプラズマと検出器とを分離することを意図する。例えば、ＴＥＬ及びアプライド・マテリアルズの両方は、回転磁界を用いるプラズマ・デバイスを製造している。変動エネルギー・ソースがプラズマを生成する場合には、強度における強い変動がスペクトル全体にわたり現われる。リアクタ・エクゾーストをサンプリングしかつ外部プラズマを生成することは、プラズマからの放出の比較的安定した強度をもたらすべく組合される。プラズマ・ソースへのポジティブ・フィードバック（正帰還）は、より安定した強度をもたらすことができ、かつ、必要ならば、反応チャンバにおいてエネルギーを回転または脈動させる影響に対抗することができる。
【００１６】
図５は、本発明の形態を実行するグラフィカル・インタフェースを示す。これは、プル・ダウン・リスト５００を用いて選択された、“スペクトル”インタフェースである。ある一定のインタフェース制御は、このインタフェース及びその他のインタフェースに共通である。統合された検出を生成するために統合時間は、スライド・バー５０２ドラッグするかまたは値（バリュー）５０４を入力することによって交互に制御されうる。統合時間は、個々の検出器における電荷の集積（累積）及びリセットを制御する。この図では、単一の統合時間が示されている。代替的に、統合時間は、波帯にわたる検出器の可変感度を補償するために、またはかすかなピーク（フェイント・ピーク）が予測されるスペクトルの一部においてより大きな信号利得を生成するために、放出された放射のスペクトルの波帯にわたり変化しうる。次いで、統合時間に対するインタフェース制御は、ミリ秒の数であるよりも、換算係数（スケーリング・ファクタ）である。一緒に平均化されるべき統合検出の数は、スライド・バー５０６をドラッグするかまたは値５０８を入力することによって交互に制御されうる。平均化されたサンプルは、ディスプレイに対してデータの点を生成するために平均化されるサンプルの数である。このインタフェース実施形態では、１から２５の統合検出のサンプリングが示されている。平滑化（スムージング）は、スライド・バー５１０によって制御される。ボックスカー及び移動平均平滑化のような、多くの種類の平滑化を適用することができる。このインタフェース実施形態は、０から５までの範囲の平滑化因子を示す。また、カーソル制御５２０及び５３０は、インタフェース間で共通である。二つの別個のカーソルがこの実施形態で供給される。カーソルの配置は、カーソル・ツール５２６、５３６がアクティブ（活性）でありかつカーソル・ロック５２８、５３８がインアアクティブ（非活性）である場合に、ユーザによって制御される。制御５２５及び５３５は、画面に表示されたカーソルまたはクロスヘアーのいずれかまたは両方をオンにする。それらのクロスヘアーは、選択しドラッグするか、または制御５４０により増分ステップすることによって移動される。ユーザがカーソルをある位置にドラッグすると、数値読み出しが、ｘ軸５７５に沿って波長５２２、５３２に対してかつｙ軸５７０に沿って強度５２４、５３４の測定に対して表示される。カーソルＡに対応しているクロスヘアは、ライン５２１及び５２３として表される；カーソルＢに対するクロスヘアは、ライン５３１及び５３３である。制御５４０は、一画素の増分で左、右、上、または下に選択されたクロスヘアをステップする。また、波長選択５４２Ａ−Ｅもいくつかのインタフェースに共通であるが、しかし、信号波長がトラックされないかまたはグラフにされないので“スペクトル”インタフェースに対してアクティブではない。その他のインタフェースでは、ユーザは、追跡するために６つの異なる波長を選択することができる。追跡される波長の数は、画面レイアウト及び検出器、変換器及びコンピュータ・システムのハードウェア・ケーパビリティの限界（リミット）まで、ある程度任意である。また、検出器の数までかつそれを含んで、８つ以上の波長を追跡することもできる。停止ボタン５５８は、インタフェース間で共有される。また、コントロール５５０、５５５及び５５７も共通である。ｘ軸５５０及びｙ軸５５５に対する制御は、各々の軸及び軸ラベルのフォーマットによって網羅（カバー）される範囲を設定する。マウス・カーソル・コントロール５５７は、ディスプレイをズーミングすること、センタリングすること及びリポジショニングすることを制御する。“スペクトル”インタフェースに特有なものは、ボタン・コントロール５４５及び励起されたサンプリングされたガスから放出された放射の検出されたスペクトルのライン・グラフ５６０図である。
【００１７】
時間に対してサンプルを平均化すること及び単一ピークの下で複数の検出器間でサンプルを統合することに加えて、サンプルは、考察の対象となるケミカルに関連付けられた複数のピーク間で集積（累積）することができる。図６に示されるようなスペクトルから、複数のピークを一緒に取ることができる。例えば、約３８６ｎｍ及び６６４ｎｍに中心があるＣＮピークは、集合的に処理することができるかまたは約４８３ｎｍ及び５２０ｎｍに中心があるＣＯピークは、処理するために一つの信号に組合せることができる。一般に、検出器の微細分解能、非常に多くの検出器及び短い時間に取られた複数のサンプルの格納（記憶）は、実効信号対雑音比を高める（強化する）数値技法のアプリケーション（応用）を許容する。数値技法は、単一ピーク下で複数の検出器を統合すること、サンプル間を平均化すること及び単一のケミカルに関連付けられた複数のピークを組合せることを含む。実際には、本発明の形態を実行することは、リアクタ・チャンバからウィンドを通る放射を読み取るために光検出器及びフィルタ組合せを用いるよりも、よいリアクション・エンドポイント（反応終点）検出をもたらすということが観測されている。
【００１８】
図６は、“２Ｄ全スペクトル”インタフェースを示す。このインタフェースは、“スペクトル”インタフェースのライン・グラフ及び数値読出し、そして強度グラフを含む。図６のインタフェース素子の番号付けは、適用できる範囲で、図５から繰り返される。違いは、スライダー平滑化選択コントロール５１０に加えて、より少ない（まだ不活性（インアクティブ）な）波長選択オプション５４２Ａ−Ｃ及び数値平滑化選択コントロール５１２を含む。強度グラフ６９１は、輝線（ブライト・ライン）スペクトルとしてこの実施形態で表され、スペクトル強度のピークは、ライト・カラーによって示される。フルカラー・ディスプレイでは、ダーク・ブルーからホワイトまでの範囲またはその他のカラー範囲は、ブラックからホワイトまでの範囲に代用することができる。代替ディスプレイは、暗線フォーマットでありうる。暗線フォーマットが吸収スペクトルに用いられるのに対して、放射スペクトルにより一般的に用いられるので、輝線フォーマットが好ましい。強度スケール６９０が設けられている。この強度スケールは、トップ・アウトでありうるかまたはライン・グラフのトップ強度値とは異なる値で飽和しうる。ｘ軸６８０及びｙ軸６８５に対するコントロールは、コントロール５５０及び５５５に対応する。マウス・カーソル・コントロール６８７及び６８９は、５５７及び５４０に対応する。カーソル０コントロール６９２は、一般的にカーソル１，２コントロール５２０、５３０に対応する。コントロール６８７は、グラフを回転させるハンドを含む。拡大鏡は、グラフの選択された部分をズーミング・インまたはアウトさせるポップアップ・メニューを呼出す。コントロール６８９は、コントロール５４０と同じ効果を有する。ライン・グラフ及び強度グラフは、カーソルに関連付けられた更なる数値読出しによって補充された、スペクトル・データに対する一対の読出しを供給する。
【００１９】
全スペクトルの走査は、アノマリー（異常）をサーチするために実施することができる。プロダクション処理にキー入力された、予測ピーク、エラー指示ピークまたは良不良履歴スペクトルのプロフィールは、ソフトウェアに装填（ロード）することができる。プロダクション処理に分析をキー入力する一つの方法は、反応チャンバへの及び反応チャンバからのＳＥＣＳメッセージを聞くことである。ＥｑｕｉｐＮＥＴＴＭから入手可能なリスニング・ポスト・デバイスは、通信を中断することなく、リアルタイムでＳＥＣＳメッセージを検出しかつ解釈するために用いることができる。ＳＥＣＳメッセージは、処理に相関されうる。異常（アノマリー）を検出するための一つの技法は、全スペクトルの一部をピークに統合することである。これらのピークは、中心（ｃｅｎｔｅｒｓ）、領域（ａｒｅａｓ）及び幅（ｗｉｄｔｈｓ）によって、または焦点、平均振幅、及び標準偏差によって記述されうる。これらのピーク及びこれらのピーク比は、予測ピークのプロフィールと比較することができる。予測されなかったピーク及び損失しているピークの両方が報告されかつ作用されうる。また、これらのピーク及びこれらのピーク比は、エラー指示ピークと比較することもできかつエラー・インジケータが報告されかつ作用されうる。アクション（作用）は、処理を終了すること、処理パラメータを変更することまたはマルチ−ステップ処理で引き続いて起こるステップを変更することを含みうる。異常（アノマリー）を検出するための別の技法は、履歴スペクトルとプロダクション・スペクトルとの間の一つ以上の差を計算することである。次いで、結果として得られたスペクトル差が分析され、報告されまたは作用されうる。ピーク及びピーク比の両方が計算されかつプロフィールと比較されうる。リポーティング及びアクションは、ロー・データに基づくかまたは規則データベースの規則に従うかのいずれかでありうる。
【００２０】
図７は、図５の“スペクトル”インタフェースの読出し特徴をストリップ・チャート及び代数的関数読出しと組合せる、“ストリップ・チャート”インタフェースを示す。図７の下半分のスペクトル・ディスプレイに対する番号付けは、図５の番号付けに対応している。素子の数は、図７の上半分のストリップ・チャート・ディスプレイに対して追加される。インジケータ・ノブ及び数値入力ウィンドを含んでいる、セカンド（秒）・コントロール７８８は、ストリップ・チャートのｘ軸（７７５）を制御する。波長セレクタ・コントロール５４２Ａ−Ｆは、ストリップ・チャートに対して機能的に作用する。これらのコントロールに対する相補（コンプリメンタリ）は、スペクトル線番号７９５、カラー・リジェンド７９６、及びスペクトル線の各々に対する現行強度値である。コントロール５４２は、ストリップ・チャート・レコーダ・グラフ７２０で追跡される波長を選択する。各ラインに対する数値強度読出しは、７９７カラムである。０の強度値は、スペクトル線５，６に対して０の帯域幅に対応するということに注目する。７６の強度値は、スペクトル線１〜３に対するバックグラウンド・レベルに対応する。スペクトル線番号ｆ（ａ）及び関連コントロール７４５は、その他の選択されたスペクトル線または波帯の関数に対してである。選択されたスペクトル線に対する帯域幅は、直接的に制御可能である７９１、７９２。二つの選択されたスペクトル線または波帯の表示可能な関数ｆ（ａ）は、コントロール７９３及び７９４を用いて構築することができる。この実施形態は、ａ＝１０である、形式ｘ＋ａｙの代数的組合せを示す。代替的に、その他の代数的関数を表示することができる。例えば、導関数は、時間に対してスペクトル線のスロープを追跡（トラッキング）するかまたはスペクトル線の曲率を追跡することができる。図７では、ストリップ・チャート・ライン７８２は、スペクトル線４（５４２Ｄ）に対応する。ライン７８３は、スペクトル線１（５４２Ａ）に対応しかつライン７８５は、図示するように、スペクトル線１（５４２Ａ）の大きさの１１倍である、ｆ（ａ）（７９３＋７９４）に対応する。
【００２１】
図８は、図７の“ストリップ・チャート”インタフェースの上半分の読出し特徴を含む“エンドポイント（終点）”インタフェースを示す。この図において、ライン８８１は、スペクトル線２〜４のバックグラウンド・レベルに対応する。ライン８８２は、スペクトル線１に対応する。ライン８８３は、スペクトル線５に対応する。ライン８８４は、スペクトル線６に対応する。ライン８８５は、スペクトル線ｆ（ａ）（７４５）に対応する。ユーザに特定された数の記録（レコード）８９７の格納（記憶）をトリガさせるためにボタンがこのインタフェースに追加される。
【００２２】
処理のスペクトル履歴から保存された記録は、図９に示すように分析することができる、このデータの三次元表示がフレームされる９０１。リジェンド９０２は、強度の異なるレベルにカラーを割り当てる。Ｚ軸スケール９０３は、波帯の各々における放出された放射強度の大きさである。Ｘ軸スケール９０４は、時間に対応する。Ｙ軸スケール９０５は、測定された放射の波長に対応する。陰影ワイヤ・フレーム９０６は、データを表す。
【００２３】
図９のデータは、全窒化物エッチ・サイクルに対する、放射スペクトルの一部、６９５から７１８ｎｍ波長を示す。この３Ｄ表現は、オペレータが、エッチ中に生成された反応副産物における変化を理解することを助ける。モニタするための重要な波長を識別することができかつ放射強度における特性の上昇及び降下を測定（ゲージ）することができる。これまたは類似したデータ表現の単刀直入な見直しは、オペレータに、この窒化物エッチ・サイクルまたは別の処理のエンドポイント処理コントロールに対するパラメータを設定させることができる。
【００２４】
図１０は、基準ガスが、排気流におけるフッ素のおおきさを量的に決定するために用いられる処理を示す。分析されたピークは、７０４ｎｍでフッ素および７５０ｎｍでアルゴンであった。この図におけるデータは、反応チャンバにおいてプラズマ放電がないガス流を用いて、Ｌａｍ ＸＬエッチャーで行われたテストからである。５００ｓｃｃｍアルゴンを含んでいるガス流が起動された。１から２０ｓｃｃｍの、変動する量のＣＦ４が導入された。流れによって、フッ素は、合計の流れの０．００２パーセントよりも時々少なくなった。安定した流れで、フッ素及びアルゴンに対するピークが測定された。ピークの測定された強度の比Ｆ（７０４）／Ａｇ（７５０）は、ＣＦ４ガスの各量に対して計算された。比は、図１０にグラフにされた。比をフィットさせるために線形回帰が用いられた。以下の表にフィット（適合）を纏める：
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】
【表３】
【００２８】
【表４】
【００２９】
これらのフィット結果は、反応チャンバを通る未知のフロー・ガスを定量化すること、未知のフロー・ガス及び基準フロー・ガスの既知のスペクトル・ピークの強度の測定を利用することを示す。この例では、スペクトル・ピーク比の線形フィットが用いられた。別の例では、非線形フィットがより適当でありうる。または、強度測定を用いてルックアップ表（ルックアップ・テーブル）に索引を付けることができる。未知のフロー・ガスの定量化されたフローは、次いで、処理制御に用いることができる。例えば、質量流（マス・フロー）コントローラを再較正することができる。または、エンドポイントを未知のフロー・ガスの流れにおける変化に基づき検出することができる。
【００３０】
図１２は、反応チャンバにおける処理ステップまたは一連の処理ステップを制御するために用いられうるレシピ（処方）を設定するためのインタフェースを示す。ウィンド１２０１は、処理制御の種類を示す。例えば、エンドポイントは、処理ステップの完了を検出することを示す。スイッチ１２０２及び手動または自動用インジケータ・ライトは、レシピに対する動作のモードを反映する。手動モードでは、システムは、信号に応答する、ユーザに信号で知らせる。自動モードでは、システムは、処理を制御するために直接用いられるデータ出力を生成する。多くのツールは、アナログ信号を必要とする。代替的に、ツールに信号で知らせるためにデジタル値、ＳＥＣＳメッセージまたはその他のプロトコルを用いることができる。ウィンド１２０３及び１２０４は、第１及び第２の波長７９１、７９２そして関連オペレータに関する。代替的に、特定の波長または帯域範囲を選択することの代わりに、その他のフォーミュラ・ロー（ｆｏｒｍｕｌａ ｒｏｗｓ）の結果を選択することができる。更に、プラズマの輝度全体で動作するために、スペクトル全体を選択することができる。反応チャンバを含むツールへの出力に対する一つ以上のフォーミュラ・ローは、ボタン１２２１を用いて選択される。動作は、時間に対して収集されるデータまたは収集されるデータの差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）のいずれかで実行することができる。ウィンド１２０３は、第一つの波長７９一つの差を選択する。一次、二次またはその他の次数の差は、コントロール１２２２を用いて選択することができる。ラグ（ｌａｇ）は、コントロール１２２３を用いて選択することができる。ウィンド１２０４は、第２の波長７９２に対するラインによって表された値を選択する。オペレータ７９３は、第１及び第２の波長またはその他のフォーミュラ・ローの出力が、例えば、数学的または論理的オペレータによって、組合される方法を示す。スケーリング・ファクタ７９４は、第一つの波長と組合される第２の波長の相対的な大きさを示す。代替実施形態では、ウィンド１２０３、１２０４は、差またはライン・マス（ｌｉｎｅ ｍａｔｈ）が二つの波長に提供されたかどうかを選択しうる。ウィンド１２０５は、レシピの名前付けを許容する。ボタン１２０６は、出力の発生用である。オペレータにおいて波長を組合せることから結果として得られた出力は、ウィンド１２２４に表される。代替的に、コントロール１２３５によって呼出された設定モード中に、ウィンド１２２４は、制限値を設定するために用いることができる。コントロール１２１０−１２１３は、レシピの格納に関する。レシピは、コントロール１２１０を用いて装填することができるかまたはコントロール１２１１を用いて格納することができる。複数のレシピは、リンク・ボタン１２１２及びレシピ名ウィンド１２１３を用いてリンクすることができる。これらの通称レシピは、ツール・レシピに組合される処理ステップに対応しうる。トリガ・インジケータ１２３１は、トリガが表示されたレシピの応用を起動するために設定されたかどうかを示す。トリガ・ソース１２３２は、アナログ信号、デジタル信号、ＳＥＣＳまたはその他のプロトコル・メッセージ、先のレシピを動作することの結果またはユーザによって望ましいその他のトリガでありうる。コントロール１２３３は、正になる負の信号または負になる正の信号がトリガとして予測されるかどうかを示す。代替的に、しきい値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ）または限界（ｌｉｍｉｔｓ）をトリガとして用いうる。インジケータ１２３４は、上昇または降下トリガを示すためにレベルが貼られかつ、動作中、トリガのいずれかに達したかどうかを示すために、レベルが貼られる。これは、オペレータまたはシステムの起動中に有用である。
【００３１】
図１３は、図５に示したスペクトルの代替実施形態である。現行レシピ・ウィンド１３０５及びログ・ボタン１３０７が追加される。現行レシピ・ウィンドは、レシピ・タブの後ろで実行されている現行レシピの名前を示す。ログ・ボタンは、図の上部右手角のラジオ・ボタンによって設定された間隔で分光（スペクトルグラフ）データを記録する。ログ・ボタンは、スナップ・ショット・ボタンによって補足され、スナップ・ショット・ボタンは、ユーザに、ログを記録するための間隔の間に更なるデータを収集させることができる。更なるコントロール１３０６が設けられ、コントローラは、プラズマを生成するために供給された電力に関する。この図では、電力はオフである。図示したコントロールは、０から５０ワットの電力範囲を網羅する。この範囲は、用いられる電源のダイナミック範囲におけるソフトウェア・ロックを表しうし、そこで、電源から利用可能な電力のほんの一部分、例えば半分、がいつも用いられる。
【００３２】
図１４は、記録されたデータのプレー・バックを示す。情報及びコントロールを一般的に図５に示す。更に、データ・セットに対する開始の日付及び時間と表示されたスペクトログラフに対する現在の日付及び時間は、１４０１、１４０２に示される。垂直（縦）のスケールは、線形、対数、またはその他の通常用いられるスケールに設定することができる。記録（レコード）選択コントロール及びインジケータは、１４１１に設けられる。データ・セットの記録の総数は、１４１２に示される。スプレッドシート１４１３にデータ・セットの一部または全てを格納するためにオプションが設けられた。
【００３３】
図１５は、図７の、ストリップ・チャート・インタフェースの代替実施形態である。この実施形態は、データを通して前後に移動するためにスクロール・コントロール１５０１を追加する。６つの代わりに、グラフ・ライン・データを生成するための８つのコントロールが設けられる。その他の代替実施形態は、６つより少ないかまたは８つよりも多いグラフ・ラインを供給しうる。値ｙが計算される方法に対するディスプレイ１５０３が改良される。
【００３４】
図１６は、特定の狭い帯域幅における画素の強度の履歴を示す画素／強度／時間のグラフである。強度スケール１６０２は、飽和した画素がブライト値（ｂｒｉｇｈｔ ｖａｌｕｅ）を有するかまたはダーク値（ｄａｒｋ ｖａｌｕｅ）を有するかを示す。フィールド１６０一つの縦軸は、表示される画素値の範囲を示す。水平軸は、表示される時間を示す。このディスプレイでは、右であることもできるが、最近の時間は左にある。
【００３５】
図１７は、図１２におけるように、レシピ・タブで設定されたフォーミュラからの出力のモニタである。それは、図７及び１５のストリップ・チャートに相当するフォーミュラである。
【００３６】
図１８は、エンドポイントにアプローチしている処理に対するリアルタイム・モニタである。レシピ・タブを用いて設定されるフィールド１８０１に一つ以上のラインを表示することができる。制限値に向うレシピ・トリガの進展をこのフィールドでモニタすることができる。制限値は、任意の垂直軸（縦軸）に対して設定された水平ラインによって示すことができる。
【００３７】
本発明の形態は、様々な処理をモニタすること、分析すること及び制御することを含む。デポジション（堆積）に用いられたチャンバを含む、反応チャンバでは、材料は、定期的に洗浄または除去されなければならない反応チャンバ壁に拡散し、その上に蓄積しまたは吸着される。使用及び洗浄（クリーニング）サイクル中に、チャンバ壁の状態を望むように頻繁に分析しかつ特徴付けることができる。チャンバからの排気ガスは、壁の状態を反映する。反応が行われない場合には、チャンバ壁は、チャンバ壁の中に拡散し、その上に蓄積されまたはそれに吸着された材料を、オフ−ガスまたは脱着しうる。本発明は、チャンバ壁の状態を特徴付けるために処理が行われていない間に排気ガスを分析することを含む。プラズマ・チャンバに対して、アクティブ・プラズマへのチャンバ壁の露出は、チャンバ壁に加えられたかそれから除去されたかまたは解放された材料の平衡に導く。この平衡は、プラズマに最初に電源が供給された場合よりもプラズマがアクティブのままである場合により緩やかに、時間に対して変化しうる。本発明は、チャンバ壁の状態を特徴付けかつ処理自体を特徴付けるためにプラズマが反応チャンバにおいてアクティブである間に排気ガスを分析することを含む。処理が装置の一片から別のもの、例えば、一つのファブ（ｆａｂ）から別のファブに移動された場合、装置の最初の一片で用いられたチャンバ・コンディショニングを複製することが望ましいであろう。本発明は、第一つのチャンバを特性化する（特徴付ける）ために排気ガスを分析しそれに続いて第２のチャンバ状態が第一つのチャンバの特性を複製するかどうかを決定するために排気ガスを分析することを含む。この複製努力中に、本発明の一つの形態は、第２のチャンバ状態を第一つのチャンバの特性を模写する状態に持って行くためにコンディショニング処理を選択しかつ継続することである。コンディショニング処理は、第２のチャンバ状態が所望のパラメータに達した場合にオペレータまたは閉ループ処理コントロールのいずれかによって終了されうる。別の形態は、第一つのチャンバの特性と第２のチャンバ状態との間の差を補償するために処理状態を変更することである。処理が一つのファブから別のファブに伝搬されるときに、経験は、異なるチャンバ状態に適切である処理変更の種類を教示する。第２のチャンバ及び第２の処理例の特性が分析されかつ適切な処理変更を選択するために用いられうる。
【００３８】
チャンバ壁からの材料の脱着は、本発明のスペクトログラフィック技法を用いてモニタすることができる。吸着は、例えば、Ｈ２Ｏの層、または多くのその他のガスが表面に付着する、高速処理である。例えば、水／シリコン・インタフェースでは、水分子の複数の層がインタフェースに引き付けられる。インタフェースに最も近い層は、ファンデルワールス力 （ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａｌ ｆｏｒｃｅｓ）によって、表面に最も強く結合される。インタフェースから漸進的に更に離れてゆく層は、より弱く結合されかつより液体層として動作する。処理において、吸着された層を除去するための一つの技法は、装置の一片をポンプ・ダウンし、真空を供給することである。吸着された層の除去は、ポンプ・ダウン・レート及びチャンバ圧力を綿密にモニタすることによってときどき推論される。ある一定のポンプ・ダウン曲線は、吸着層除去の特性である。本発明の形態を利用して、脱着は、直接的にモニタすることができかつ、基準材料に対する脱着された材料の一つ以上のスペクトル比を取ることによって、必要に応じて、レートが推定されうる。
【００３９】
チャンバ壁からの材料の拡散またはガスの放出は、本発明のスペクトログラフィック技法を用いてモニタすることができる。拡散は、数千の層の深さであっても、チャンバ壁に、Ｈ２のような、ある材料をキャリーする。これらの材料は、ある例では、真空を供給し、かつその他の例では、プラズマを起動することなくチャンバを通して材料を流すことによって除去されうる。自由になったかまたはガス放出された材料は、壁の内側の他に、チャンバの表面からやってくることができる。例えば、フッ化炭化水素材料及び高分子は、チャンバ壁の蓄積（ビルドアップ）からガス放出される。本発明の形態を利用して、ガス放出は、直接的にモニタすることができかつ、基準材料のスペクトルに対するガス放出された材料の一つ以上のスペクトル比を取ることによって、必要に応じて、レートが推定されうる。
【００４０】
チャンバの状態を変更するための一つの技法は、プラズマを用いることを含む。フッ素、水素及び／又は酸素を含んでいるプラズマは、チャンバ壁をクリーン（洗浄）またはコンディションを整える（調整する）ために用いられる。処理材料でチャンバを通してダミーまたはテスト・ウェハを実行することは、しばしばその後にプラズマ・クリーニングを伴う。ダミー・ウェハは、リアクティブ（反応性）またはそうでない（非反応性）のいずれかでありうる。チャンバ壁の蓄積は、ダミー・ウェハ及び処理材料を実行することによってもたらされる。これらのチャンバ壁コンディショニング処理は、フッ素、一酸化炭素、酸素、窒素、水素、及びその他のケミカルに対する特性放射線に関連付けられる。これら処理ガス及び副産物のプラズマに関連付けられたピークの強度及び強度における変化をモニタすることは、オペレータに、チャンバ壁ケミストリにおける変化を分らせ（理解させ）かつチャンバ・コンディショニングにおける遷移を検出させる。図１１は、壁組成における遷移を含んでいる、クリーニング処理中の反応チャンバの特徴付けを示す。この図は、１４分、５１秒の間の酸素プラズマによる反応チャンバのクリーニングを追跡（トラック）する。概ね５：２９において、約５２０ｎｍに中心があるピークによって示されるように、一酸化炭素生成物が鋭く降下し始める。おおよそ同じ時間に、約７７７ｎｍに中心があるピークによって示されるように、酸素濃度が増大する。減少した一酸化炭素生成物と増大した酸素濃度の組合せは、酸素プラズマによるチャンバからの炭素の減損（空乏）を示す。減損は、漸近的処理であると考えられる。グラフは、炭素減損処理は、１１：５９、１２：５３または１４：０１でかなり完了するということを示す。このグラフでは、酸素プラズマに露出した場合にチャンバからの水素、窒素及びフッ素の減損は、炭素の減損よりも早く、適当な漸近的な値に達する。クリーニング中にチャンバからの材料の減損をモニタすることは、クリーニング処理のタイミング、制御及び確認を可能にする。モニタリング及び特性は、１ステップ・クリーニング処理に限定されない。複数のクリーニング及び／又はコンディショニング・ステップは、リアルタイムでモニタすることができかつチャンバ状態の特性を生成することができる。一つの典型的なマルチ・ステップ処理は、フッ素残留物を除去するためにフッ素プラズマの使用、続いて酸素プラズマ、続いて、水素プラズマ壁コンディショニングを含む。本発明は、マルチ・ステップ・チャンバ・クリーニング及び／又はコンディショニング処理のマルチ・チャネル及び全スペクトル・モニタリングを含む。モニタリングは、前のチャンバ状態のプロフィールに基づき、壁ケミストリにおける遷移または所定のチャンバ状態を見付けうる。プロフィールは、選択されたピーク、選択された帯域、または所定の範囲における全スペクトルを含むことができる。分析は、例えば、ピーク、スペクトル差またはピークまたはスペクトル差における漸近的変化に基づきうる。
【００４１】
プラズマ・エッチ反応装置は、定期的に洗浄または除去されなければならない高分子及びその他のエッチ副産物の蓄積に遭遇する。これらの反応チャンバに対する除去技法は、上述したように、酸素または酸素及びフッ素を含んでいるプラズマを用いることを含む。フッ素、一酸化炭素またはその他の処理ガスまたはエッチ副産物をモニタすることによって、チャンバが十分にクリーンであるときを決定することは、実用的である。チャンバがクリーンである場合にクリーニング処理を終了することは、保守時間またはクリーニング材料の消費を低減することができる。また、所望のチャンバ状態を再生することもできる。
【００４２】
洗浄された反応チャンバは、反応チャンバ壁の上または中に材料の望ましい蓄積を発現させるために予め処理されかつ調整されることを一般的に必要とする。この望ましい蓄積は、安定した状態または予測可能な動作パターンを生成することが期待される少なくとも既知の状態に処理動作を戻す。例えば、Ｈ２Ｎ２は、チャンバを調整するために時々用いられ、チャンバ壁へのＨ２またはＨ＋の拡散を結果としてもたらす。先に動作からのデータを利用することにより、所望の副産物レベル及び関連チャンバ壁状態をモニタし、分析しかつ処理制御に用いることができる。反応チャンバのコンディショニングは、所望の副産物レベルに合致するまで続けさせることができる。代替的に、反応チャンバのコンディショニング（調整）は、コンディショニング・リアクション（調整反応）が安定状態に達するまで続けさせることができる。排気ガスの分析は、チャンバのコンディショニングをモニタし、分析しまたは制御するために用いることができる。
【００４３】
一種類の処理装置から別の処理装置への処理の適応は、確立された処理の特徴付けの恩恵を受けうる。確立された処理を特徴付けた後、ユーザは、製品ウェハを製作する前に、記録された処理状態にほとんど近い処理状態を複製することができる。製造者−中立処理ベースラインは、様々な処理装置で実行された成功裏の処理の特性化に基づき、達成することができる。
【００４４】
反応チャンバは、環境に敏感な副産物を時々生成する。本発明の形態を適用して、モニタすることができる一つの環境に敏感な副産物は、塩素化フッ化炭素である。これらの塩素化フッ化炭素は、塩素化水素フッ化炭素を含みうる。ウェハ取扱い反応チャンバまたはスクラバー反応チャンバのいずれかの排気は、環境に敏感な副産物の存在に対してモニタすることができる。処理は、環境に敏感なケミカルのレベルが許容可能な閾値を越える場合に処理状態を変更するためにまたは処理副産物を一時停止するために制御されうる。
【００４５】
使用地点排気ガスプロセッサの生成は、ツールの柔軟な動作を損なうことなく環境的考慮に合致すべく発展してきた。この種の装置のケーパビリティは、熱酸化、化学吸着、含水（ウェット）処理及び統合含水処理／熱酸化を含む。これらのシステムは、特定のツールで実行される処理及びもたらされる排気ガスに対して適応される。ある例では、軽減ツールが特定の処理ツールに専用化される。使用地点システムに共通するのは、家庭排気システムへの排気ガスの循環である。本発明は、軽減ツールからの排気ガスをモニタしかつ確認することを含む。
【００４６】
軽減ツールからの排気の確認は、排気ストリームにおける考慮の対象となるケミカルの濃度を測定しかつ記録することを含む。確認に対して、好適には大気圧以下における、軽減ツールまたは反応チャンバの排気ストリームをサンプリングすること、それに続いてプラズマ及びプラズマのスペクトルを生成することである。光量測定分析は、濃度を導出するために排気ストリームのスペクトルに適用することができる。特定の応用において、それは、光量測定分析に対してスペクトル・ピークを生成するために、既知の特性の基準ガスを追加するために有用でありうる。その他の応用では、既知の処理ガスのピークは、ピーク比をとることに用いることができる。データは、サンプリングされた排気流の合計ガス流を推定する通常の方法を用いて収集することができる。ガス流データと組合された濃度データは、排気ガス構成物質の容量または質量流（マス・フロー）をもたらす。本発明の有用な形態は、軽減ツールからのプロフィール、濃度または排気質量流を計算しかつ記録することを含む。計算された濃度または質量流は、警報をトリガするために用いることができ、ある一定の装置の動作をチェックするように処理制御ソフトウェアまたはユーザに警報を出す。特定の軽減ツールまたは反応チャンバからの排気の履歴として計算された容量または質量流を保存することができる（またはフローを計算するためのデータを保存することができる）。履歴データは、軽減ツールに関連付けられた、特定の反応チャンバからの排気を低減することにおいて時間に対して進展がなされたということをオフィシャルに示すために用いることができる。履歴データは、ファブの寿命に対してある一定の排気を漸次に低減するための許可および誓約に従うことを確認する。また、それは、ファシリティに、いつ及びどこで意図した処理がうまく行われなかったかを決定するために集中された、家庭排気場所における事象の検出から特定の軽減ツール及び反応チャンバにバックトラックさせる。この種の障害分析は、複数の反応チャンバ及び反応チャンバに関連付けられた複数の軽減ツールの排気で分光検出器のシステムを利用しうる。プラズマ・ソースを有する分光システムのシステムは、データをモニタし及び／又は記録するサーバに、リアルタイムで、データをフィード（供給）するために用いることができる。同じサーバへのアクセスを有するユーザは、処理及び環境規則及び誓約に従うことをモニタすることができる。
【００４７】
大気圧よりもかなり下の圧力で動作する反応チャンバは、周囲及び大気ガスによる汚染に対してモニタすることができる。そのような処理は、真空チャンバの中に漏れてくるガスからの汚染の影響を受けやすい。ガスは、スパッタされた薄膜を汚染し、エッチ・ケミストリを変更し、またはその他の方法で様々な処理を劣化しうる。スペクトル・ピークは、窒素、酸素または大気またはクリーン・ルーム・ガスに存在するその他のガスの存在に対してモニタすることができる。処理は、漏洩の検出が直ちにまたは処理ステップの終わりで処理すること（プロセッシング）または処理シーケンスを一時停止するようにモニタしかつ制御することができる。
【００４８】
半導体処理のエンドポイントは、ケミカル状態変化によって報告することができる。例えば、エッチングが、除去することを意図した層を通って除去されるべきではない層に進行する場合に、望ましくないエッチングは、所望のエッチングとは異なる副産物を生成する。スペクトル・ピークは、所望の副産物における減少及び望ましくない副産物における増大をモニタすることができる。処理は、層の除去が十分に完了した場合であってかつ下に横たわっている層が過度に損傷する前にエッチングが停止するように制御することができる。
【００４９】
エッチング反応チャンバにおけるハードウェア障害は、検出可能な副産物を生成する。例えば、ウェハの効果のないクランピングは、高いヘリウム準位（レベル）を生成する傾向がある。処理は、それが損傷される前にウェハのクランピングが調整されかつ処理がオフにされたところから再び開始されるように制御することができる。
【００５０】
一般的には、反応チャンバのケミカル・バランスは、処理中に変化する。排気ガスをモニタすることによって、チャンバのケミカル濃度の推定を行うことができかつ反応チャンバのプラズマの生成物を制御するパラメータのような処理パラメータを変更するために用いることができる。
【００５１】
先に説明した実施形態へのフロー制限器の追加によって、本発明の装置及び方法を大気圧力またはその付近でガスをサンプリングすることに適用することができる。例えば、煙突及び後部排気管ガスをモニタすることができる。放出制御必要状態に従うことは、連続的にモニタすることができる。産業処理は、放出が許容可能レベルを越える場合に変更または一時停止することができる。自動車は、放出の観測されたレベルに基づき、スモッグ制御に対して認可または不認可することができる。エンジンへの燃料／空気混合物は、観測された放出副産物に基づき、動作中に変更することができる。
【００５２】
本発明は、上記に詳細に示された実施形態及び例への参照によって開示されるが、これらの例は、限定するセンスよりも説明的センスであることを意図するということが理解される。その変更及び組合せが本発明の精神内でありかつ特許請求の範囲の適用範囲内であるような、変更及び組合せが当業者により容易に生じるということが予想される。本発明を実行する各方法は、製造のデバイスまたは物品として容易に書き直すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の形態を実行するシステムの略図である。
【図２】
有用なプラズマ・ソース及び検出器の一構成を示す図である。
【図３】
無線周波数電源および電力変換セクションの簡略化した略図である。
【図４】
有用なプラズマ・ソース及び光ファイバ・コネクタの代替構成を示す図である。
【図５】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図６】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図７】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図８】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図９】
全窒化物エッチ・サイクルを通るガス変化の３−Ｄマップを示す図である。
【図１０】
反応チャンバから排出されたガスに対する基準ガスを導入するための較正テストの結果をグラフに示す図である。
【図１１】
クリーニング処理中の反応チャンバの特性（特徴付け）を示す図である。
【図１２】
レシピ制御を設定するためのインタフェースを示す図である。
【図１３】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１４】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１５】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１６】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１７】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１８】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
１．（技術分野）
本発明は、リアルタイム・ガス・サンプリング及びスペクトル分析に関する。
【０００２】
２．（背景技術）
半導体製造は、クリーニング（洗浄）、コンディショニング（調整）またはデポジション（堆積）、クリーニング、エッチング、インプリメンテーション（実装）、アッシング（灰化）、等のような、様々な反応が行われる反応チャンバの動作を改良するために質量分析法または分光分析（スペクトログラフィック分析）を利用する様々な遠隔測定技術を採り入れている。遠隔測定技法は、あらゆる形式の外部放射にしばしば敏感である閉じられたチャンバ内で微視的レベルで行われる処理をモニタするオペレータを支援する。
【０００３】
（発明の開示）
本発明の一形態は、処理中に反応チャンバを通過した反応チャンバの外側のガスをサンプリングすることを含み、ガスは、励起チャンバに拡散する。励起チャンバでは、放射を放出するために、少なくとも１つの外部電極を用いて、サンプリングしたガスを励起する。そして放出スペクトルの複数の波帯（ｗａｖｅ ｂａｎｄｓ）を放出した放射からリアルタイムで検出する。サンプリングしたガスを励起するために用いたエネルギーは、検出した波帯に基づき調整することができる。処理は、検出した波帯に基づきリアルタイムで制御することができる。新規なインタフェースは、検出した波帯の一部を表示するために用いることができる。基準ガスの既知の流れは、サンプリングしたガスの流れに含むことができかつ未知のフロー・ガスの未知の流れが決定される。本発明のその他の形態は、図、詳細な説明及び特許請求の範囲に示される。
【０００４】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の様々な形態及び実施形態の以下の記述は、説明及び記述の目的で示されている。記述は、本発明を開示された正確な形式に限定することを意図しない。多くの変更及び同等な構成は、当業者にとって明らかであろう。
【０００５】
図１は、有用なプラズマ・ソース及び検出器を含んでいるシステムの略概観図を示す。反応チャンバ１０１からのガス・サンプルは、励起チャンバ１０５に伝達される。反応チャンバにおける処理は、マス・フロー・コントローラを通るガス・フローの較正、漏れまたは、デポジション、クリーニング、エッチング、インプリメンテーション、アッシング、等のような、様々な反応に対して検査することをあまねく含みうる。サンプリングされたガスの伝達は、反応チャンバからの一つ以上の排気ストリーム、または反応チャンバからのその他のアウトレットに対応しうる。サンプリングされたガスは、反応チャンバに供給された材料、反応チャンバで生成されたプラズマ、または反応チャンバで行われる反応の副産物を含んでいる排気ガスの代表でありうる；代替的に、ガスは、代表である必要はないが、考察の対象となるあるファクタ（因子）に対して再生できる関係を有するべきである。
【０００６】
励起チャンバ１０５は、無線周波数電源１０３にケーブル１０４によって接続される。励起チャンバ１０５は、サンプリングされたガスに容量にまたは誘導結合されうる。代替的に、システムは、放射を放出するプラズマ状態にサンプリングされたガスを励起するために、マイクロ波またはサイクロトロン放射を利用して、またはアーク電極のような内部電極を利用して本発明の形態を実行しうる。図１では、サンプリングされたガスは、真空発生装置またはポンプ１０７で通信１０６により励起チャンバ１０５を通されるかまたは通過される。サンプリングされたガスは、チャンバを通る直接フローによってまたはチャンバへの拡散によって励起チャンバ１０５に達しうる。
【０００７】
励起チャンバ１０５のサンプリングされたガスは、放射を放出するために励起される。放出された放射は、サンプリングされたガスの放出スペクトルを備えている。放出された放射は、放出されたスペクトルの波帯にリアルタイムで応答する複数の検出器１０９までウィンド又は光ファイバ・ケーブル１０８を通り抜ける。図示していない、簡単なウィンドへのいくつかの変更は、システムの耐久性を改良することができる。制御論理（コントロール・ロジック）は、プラズマ・ソースを用いて自己洗浄性プラズマ・サイクルを起動するために供給することができ、ウィンドをクリーンに維持することができる。このアプローチは、反応チャンバにおけるミニ−洗浄に類似する。Ｎ２パージ・ガスまたは流出Ｏ２、または非処理ガス・ソースからのガスのいずれかが、ウィンドを洗浄するために最適なプラズマを生成するために用いることができる。ソースへのまたはウィンドの前方へのガスの注入は、自己洗浄を容易にすることができるしまたはウィンドでの堆積を防ぐこともできる。ガスは、ＳＥＣＳメッセージ・トラヒックの評価に基づくタイミングで、処理サイクルの間に注入することができる。代替的に、ウィンドでの不要な材料のデポジション（堆積）を防ぐために一つ以上の真空回線またはプラズマ・ソースに熱を印加することができる。更に、光ファイバ・ケーブルに導くウィンドは、ウィンドをクリーンに維持するためのその他の手段の故障が簡単な置換で修復することができるように、廃棄可能でかつ容易に置換される構成部分として実現されうる。単一ストランド光ファイバ・コネクタ（０．２２ＮＡ）へのＳＭＡ９０５を用いることができる。代替実施形態では、デバイスへの光ファイバのリードを変更するためにウィンドで直角、前面ミラーを用いることができる。光ファイバの断面にウィンドを通して信号をマッチ（合致）させるためにどちらの実施形態でも集束素子を用いることができる。個々の検出器は、光電子倍増管、フォトダイオード、ＣＣＤ’ｓまたはその他の感光性構成部分でありうる。個々の検出器は、浅接合または深接合デバイスとして特徴付けられうる。検出器の有用な特性は、素早い応答時間であり、２０ミル秒以下で複数の検出器からの信号の走査及びＡ／Ｄ変換を許可し、それは浅接合ＣＣＤ’ｓのような浅接合デバイスを用いることによって現在達成することができる。各々の検出器は、放出された放射の複数の波帯に敏感である。これは、フィルタを用いることによって、または同等手段によって、回折格子から回折された光を受け取るために各々の検出器を位置決めすることによって達成されうる。複数の検出器は、特定の波帯に対する個々の検出器の感度を、各々の検出器間で統合時間（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）を変化することによって増大しうるが、実質的に同時にそれらの各々の波帯で受け取ったエネルギーを受け取る。
【０００８】
検出器及び回折格子の有用な構成は、複数の検出器が放出スペクトルの単一のピークに応答するかなり狭い帯域に検出器が応答するように回折した光に関して検出器を離間することを含む。１．２３ｎｍＦＷＨＭ帯域幅の波帯に検出器を集束することができるように構成された予めパッケージ化されたデバイスは、ソニー（Ｓｏｎｙ）ＩＬＸ５１１デバイスである。代替実施形態では、ＵＳＢインタフェースを有するソニー・デバイスを用いることができる。いずれのソニー・デバイスも２，０４８個の検出器ＣＣＤアレイ及び回折格子を含む。個々の素子は、１２．５ｍｍ×２００ｍｍである。６００ｎｍにおける個々の素子のウェル深さは、１６０，０００フォトン（光子）である。推定感度は、１秒統合時間に対して８６フォトン／カウント、２．９×１０−１７ジュール／カウント、または２．９×１０−１７ワット／カウントとして表現されうる。その有効範囲は、２００〜１０００ｎｍでありかつその統合時間は、１ＭＨｚ Ａ／Ｄカードで３ｍｓまたは５００ｋＨｚ Ａ／Ｄカードで４ｍｓでありうる。ソニーＩＸＬ５１１デバイスは、２００〜８５０ｎｍスペクトルの放射を回折する格子を伴って構成することができる。１０、５０及び１００ｍｍのスリットが利用可能であるが、２５ｍｍのスリットが一般的である。溝密度、ファイバ径及びスリット幅の様々な組合せを、更なる感度またはより広いスペクトル範囲に対して選択することができる。２００〜３５０ｎｍ範囲のＵＶ放射に適する光学が用いられる。オーダー・ソーティングは、２００〜８５０ｎｍスペクトルにおける応用に対して単一ピース、マルチ帯域通過検出器コーディングで達成される。ＵＶ感度を増大する検出器強化は、より短い波長の誤り信号に敏感である。コーティングは、考察の対象となる信号の二次または三次高調波である波長の影響を低減するために用いられる。アレイ素子からのデータを収集しかつ変換するための走査時間は、２０ミリ秒（ｍｉｌｌｉｓｅｃｏｎｄ）以下である。コスト敏感なアプリケーションでは、１０２４または５１２の検出器を有しているより小さめのアレイを用いることができる。更によりコスト敏感なアプリケーションでは、特定の波帯または波長に各々の検出器を効果的に同調する、回折格子またはフィルタを伴う、複数の検出器を用いることができる。
【０００９】
検出器１０９の素子は、一般的に、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１１にワイヤ１１０で接続される。Ａ／Ｄ変換器１１一つの出力は、コンピュータ１１１（１１２）に接続される。Ａ／Ｄ変換器がＡ／ＤカードでありかつコンピュータがＰＣまたはワークステーションである場合には、接続は、ＰＣＩバスまたはその他のバスによってでありうる。６４メガバイトＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、装置をサンプリングし、励起（エキサイティング）しかつ検出（ディテクティング）することを操作しかつ制御するプログラムを記憶するためのメモリ、及びモデムを有する、３００ＭＨｚまたはより高速のＰＣは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（ウィンドウズ）９８ＴＭのセカンド・リリース及びＬａｂｖｉｅｗ（ラブビュー）６．１ＴＭソフトウェアを装着しうる。これらのＯＳ（オペレーティング・システム）及びデータ収集ソフトウェアに対する最新バージョンまたは代替を用いることができる。カスタム・ソフトウェアは、ユーザ及びデバイス・インタフェースを供給する。コンピュータ１１２は、反応チャンバ１０１に対してコントローラと通信１１３することができる。コンピュータは、図示したように、別のコンピュータまたはコントローラを通して、または処理パラメータを制御するオペレータにデータを供給することによって、直接、反応チャンバに対する処理パラメータを制御することができる。また、コンピュータは、後の分析のために処理の動作中に収集されたデータを記憶することもできる。図１を参照することによって理解できるゆおに、コンピュータの更なる使用は、放射を放出するためにサンプリングされたガスを励起するために用いられるエネルギーを制御することである。ある例では、用いられるエネルギーは、特定の波帯に応答する検出器の飽和を回避または低減するために低減されうる。その他の例では、用いられるエネルギーは、特定の波帯で放出される放射を増大するために増大されうる。
【００１０】
図２は、有用なプラズマ・ソース及び検出器の一つの構成を示す。このプラズマ・ソースは、励起チャンバのサンプリングされたガスに誘導及び容量結合される。様々な種類のシールディングにより、結合のモードを限定することができる。図２は、断面図である。真空“Ｔ”２２０は、反応チャンバ（図示省略）を、サンプリングされたガスを励起しかつ放出された放射を検出する装置に接続する。真空“Ｔ”２２０は、２３６で反応チャンバに接続される。この接続は、から反応チャンバからの排気（エクゾースト）または複数の排気を接続しているマニホルドでありうる。代替的に、この接続は、少なくとも一つのサンプリング・ポートまたは少なくとも一つのフィード・ラインに対してでありうる。一端において、ソース入力キャップ２３５は、真空“Ｔ”２２０に取付けられる。圧縮性Ｏ（オー）リング２２１は、サンプリングされたガスを装置を取り囲んでいる周囲のガスから隔離する。サンプリングされたガスは、一般的に、トルまたはミリトルで測定された低い圧力である。有効隔離は、大気ガスまたはクリーン・ルーム・ガスでありうる、装置を取り囲んでいる周囲のガスから供給される。また、真空“Ｔ”２２０は、更なる圧縮性Ｏ（オー）リング２１９により、光真空ブランク２１８にも接続される。インレット２３６とアウトレット２２９の間の圧力差は、励起チャンバ２３０を通るサンプリングされたガスの流れを生成する。インレットが反応チャンバからの少なくとも一つの排気に接続される場合には、反応チャンバからの排気ガスの少なくとも一部は、励起チャンバを通って流れる。
【００１１】
ガスを励起する装置は、インレット・キャップ２３５、励起チャンバ２３０及びアウトレット・キャップ２２７を含む。Ｏ（オー）リング２２８は、励起チャンバとキャップとの間に配置される。ボルト２３４は、Ｏ（オー）リング２２８を圧縮しかつキャップを固定する。カバーリング２３２は、この装置の本体を取り囲む。Ｒ．Ｆ．電源２０３は、コネクタ・ワイヤ２５９にバルクヘッド・コネクタ２２２を通してケーブル２０４によって接続される。サポート（保持台）２５８は、コネクタ・ワイヤ２５９、コイル２２５及び外部点火器リング２２４に接続されるコンデンサ２２３を配置する。代替構成では、励起チャンバ２３０でサンプリングされたガスに露出された内部点火器を用いることができる。一実施形態では、Ｒ．Ｆ．電源２０３は、１３．５６ＭＨｚでブロードキャストする。このＲ．Ｆ．エネルギーは、コンデンサ２２３を通ってコイル２２５及び点火器リング２２４に行く。励起チャンバにおける電気放電が結果として生じ、サンプリングされたガスに放射を放出させる。電力転送効率を改良するために、整合回路網をソースに追加しうる。プラズマ状態の点火または起動前のガスのインピーダンスは、点火後とは異なる。点火器帯２２４は、プラズマを容量点火するために用いることができる。コンデンサ２２３は、励起チャンバ２３０のガスを分解（ブレーク・ダウン）するために十分な電圧に充電される。点火が生じる場合には、インピーダンスが変化しかつ電力転送が誘導コイル２２５を通して生じる。回路のリアクタンスを調整するためにコンデンサを用いることができる。電力は、抵抗を通してグラウンド（接地）に短絡されうる。受動容量及び抵抗構成部分の組合せは、それを通して電力をサンプリングされたガスに効果的に結合することができる有効インピーダンス範囲を広げる。サンプリングされたガスがプラズマ状態に遷移する場合には、その容量（体積）は、Ｒ．Ｆ．電力入力の関数として変化する。電力が増大すると、ガス分解及びイオン生成が増大する；放射が放出される。放射を放出するためにサンプリングされたガスを励起するための印加されたＲ．Ｆ．電力は、反応チャンバに対するあらゆるプラズマ・ソースに独立である。
【００１２】
光真空ブランク２１８において、一群のスクリュー２３９は、ウィンド２３７及びオー（Ｏ）リング２１７に対して光アダプタ２４９を圧縮する。ウィンド２３７は、概ね２００ｎｍから、８５０または１０００ｎｍのような、近赤外領域までの光を透過するサファイアで作ることができる。光アダプタ２４９は、光ファイバ・ケーブル２０８への素早い接続を供給する光ファイバ・コネクタ２３８を機械的に保持する。光ファイバ・ケーブル２０８は、サンプリングされたガスによって放出された放射を検出器２０９に伝送する。ケーブル２０８から出てくる光は、それを回折格子２１５に集束するレンズ２１６を通って検出器２０９に入る。格子２１５は、検出器アレイ２１４にわたり順序立って回折されるスペクトルに光を分離する。検出器アレイ２１４は、フォトンを電気エネルギーに変換し、各々の検出器が集束される波帯のフォトンの強度に比例するアナログ信号を生成する。代替実施形態では、個々の検出器は、それらが特定の回折された波帯に応答するように位置決めされうるか、または個々の検出器は、回折格子を全く必要としないようにフィルタを装着しうる。アナログ／デジタル変換器２１１は、検出器に接続される。それは、検出器を走査しかつそれらのアナログ出力をデジタル信号に変換する。
【００１３】
図３は、無線電源及び電力転換セクションの簡略化した略図である。Ｒ．Ｆ．電源３０３は、電力転換セクション３０５に結合３０４されるＲ．Ｆ．信号を生成する。電力転換セクションは、コイルまたはインダクタ３４０、抵抗３４１、コンデンサ３４２、点火リング３４３及びグラウンド（接地）３３９を備えている。点火リングは、ある一定の状態下でコンデンサとして機能する。
【００１４】
図４は、有用なプラズマ・ソース及び光ファイバ・コネクタの代替構成である。この構成では、真空“Ｔ”は、サンプリングされたガスを、励起チャンバを通して流すよりも、励起チャンバを通して拡散させる。図４の素子の番号付けは、一般的に、図２の素子の番号付けに対応する。圧力差は、ガスをインレット４３６からアウトレット４２９に流させる。ガスは、コネクタ４２０及びインレット・キャップ４３５を通って励起チャンバ４３０に拡散する。周囲ガスからの分離は、維持されかつオー（Ｏ）リング４２１、４２８及び４１７によって様々に接合される。インレット・キャップ４３５は、ボルト４３４によって励起チャンバ４３０及び光アダプタ・キャップ４２７に対して圧縮される。Ｒ．Ｆ．バルクヘッド・アダプタ４２２は、Ｒ．Ｆ．信号を受け取りかつコイル４２５にコネクタ・ワイヤ４５９に沿って信号を伝達する。この図では、点火リング４２４に対する充電コンデンサを示していない。接地ワイヤ４６１は、コイルまたはインダクタ４２５に接続する。光真空ブランク４４９は、ウィンド４３７に対して固定される。それは、光ファイバ・コネクタ４３８を含む。カバーリング４３２は、装置のこの部分を取り囲む。図４の構成は、図２の構成よりも異なるガス流に対して適用される。製品目的に対して、同様な構成部分は、二つの構成に用いられうる。
【００１５】
反応チャンバの排気にデバイスを配置することは、ある反応チャンバでプラズマを生成するために用いられるエネルギーを回転または脈動させる混同（交絡）する影響（ｃｏｎｆｏｕｎｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ）から外部的に生成されたプラズマと検出器とを分離することを意図する。例えば、ＴＥＬ及びアプライド・マテリアルズの両方は、回転磁界を用いるプラズマ・デバイスを製造している。変動エネルギー・ソースがプラズマを生成する場合には、強度における強い変動がスペクトル全体にわたり現われる。リアクタ・エクゾーストをサンプリングしかつ外部プラズマを生成することは、プラズマからの放出の比較的安定した強度をもたらすべく組合される。プラズマ・ソースへのポジティブ・フィードバック（正帰還）は、より安定した強度をもたらすことができ、かつ、必要ならば、反応チャンバにおいてエネルギーを回転または脈動させる影響に対抗することができる。
【００１６】
図５は、本発明の形態を実行するグラフィカル・インタフェースを示す。これは、プル・ダウン・リスト５００を用いて選択された、“スペクトル”インタフェースである。ある一定のインタフェース制御は、このインタフェース及びその他のインタフェースに共通である。統合された検出を生成するために統合時間は、スライド・バー５０２ドラッグするかまたは値（バリュー）５０４を入力することによって交互に制御されうる。統合時間は、個々の検出器における電荷の集積（累積）及びリセットを制御する。この図では、単一の統合時間が示されている。代替的に、統合時間は、波帯にわたる検出器の可変感度を補償するために、またはかすかなピーク（フェイント・ピーク）が予測されるスペクトルの一部においてより大きな信号利得を生成するために、放出された放射のスペクトルの波帯にわたり変化しうる。次いで、統合時間に対するインタフェース制御は、ミリ秒の数であるよりも、換算係数（スケーリング・ファクタ）である。一緒に平均化されるべき統合検出の数は、スライド・バー５０６をドラッグするかまたは値５０８を入力することによって交互に制御されうる。平均化されたサンプルは、ディスプレイに対してデータの点を生成するために平均化されるサンプルの数である。このインタフェース実施形態では、１から２５の統合検出のサンプリングが示されている。平滑化（スムージング）は、スライド・バー５１０によって制御される。ボックスカー及び移動平均平滑化のような、多くの種類の平滑化を適用することができる。このインタフェース実施形態は、０から５までの範囲の平滑化因子を示す。また、カーソル制御５２０及び５３０は、インタフェース間で共通である。二つの別個のカーソルがこの実施形態で供給される。カーソルの配置は、カーソル・ツール５２６、５３６がアクティブ（活性）でありかつカーソル・ロック５２８、５３８がインアアクティブ（非活性）である場合に、ユーザによって制御される。制御５２５及び５３５は、画面に表示されたカーソルまたはクロスヘアーのいずれかまたは両方をオンにする。それらのクロスヘアーは、選択しドラッグするか、または制御５４０により増分ステップすることによって移動される。ユーザがカーソルをある位置にドラッグすると、数値読み出しが、ｘ軸５７５に沿って波長５２２、５３２に対してかつｙ軸５７０に沿って強度５２４、５３４の測定に対して表示される。カーソルＡに対応しているクロスヘアは、ライン５２１及び５２３として表される；カーソルＢに対するクロスヘアは、ライン５３１及び５３３である。制御５４０は、一画素の増分で左、右、上、または下に選択されたクロスヘアをステップする。また、波長選択５４２Ａ−Ｅもいくつかのインタフェースに共通であるが、しかし、信号波長がトラックされないかまたはグラフにされないので“スペクトル”インタフェースに対してアクティブではない。その他のインタフェースでは、ユーザは、追跡するために６つの異なる波長を選択することができる。追跡される波長の数は、画面レイアウト及び検出器、変換器及びコンピュータ・システムのハードウェア・ケーパビリティの限界（リミット）まで、ある程度任意である。また、検出器の数までかつそれを含んで、８つ以上の波長を追跡することもできる。停止ボタン５５８は、インタフェース間で共有される。また、コントロール５５０、５５５及び５５７も共通である。ｘ軸５５０及びｙ軸５５５に対する制御は、各々の軸及び軸ラベルのフォーマットによって網羅（カバー）される範囲を設定する。マウス・カーソル・コントロール５５７は、ディスプレイをズーミングすること、センタリングすること及びリポジショニングすることを制御する。“スペクトル”インタフェースに特有なものは、ボタン・コントロール５４５及び励起されたサンプリングされたガスから放出された放射の検出されたスペクトルのライン・グラフ５６０図である。
【００１７】
時間に対してサンプルを平均化すること及び単一ピークの下で複数の検出器間でサンプルを統合することに加えて、サンプルは、考察の対象となるケミカルに関連付けられた複数のピーク間で集積（累積）することができる。図６に示されるようなスペクトルから、複数のピークを一緒に取ることができる。例えば、約３８６ｎｍ及び６６４ｎｍに中心があるＣＮピークは、集合的に処理することができるかまたは約４８３ｎｍ及び５２０ｎｍに中心があるＣＯピークは、処理するために一つの信号に組合せることができる。一般に、検出器の微細分解能、非常に多くの検出器及び短い時間に取られた複数のサンプルの格納（記憶）は、実効信号対雑音比を高める（強化する）数値技法のアプリケーション（応用）を許容する。数値技法は、単一ピーク下で複数の検出器を統合すること、サンプル間を平均化すること及び単一のケミカルに関連付けられた複数のピークを組合せることを含む。実際には、本発明の形態を実行することは、リアクタ・チャンバからウィンドを通る放射を読み取るために光検出器及びフィルタ組合せを用いるよりも、よいリアクション・エンドポイント（反応終点）検出をもたらすということが観測されている。
【００１８】
図６は、“２Ｄ全スペクトル”インタフェースを示す。このインタフェースは、“スペクトル”インタフェースのライン・グラフ及び数値読出し、そして強度グラフを含む。図６のインタフェース素子の番号付けは、適用できる範囲で、図５から繰り返される。違いは、スライダー平滑化選択コントロール５１０に加えて、より少ない（まだ不活性（インアクティブ）な）波長選択オプション５４２Ａ−Ｃ及び数値平滑化選択コントロール５１２を含む。強度グラフ６９１は、輝線（ブライト・ライン）スペクトルとしてこの実施形態で表され、スペクトル強度のピークは、ライト・カラーによって示される。フルカラー・ディスプレイでは、ダーク・ブルーからホワイトまでの範囲またはその他のカラー範囲は、ブラックからホワイトまでの範囲に代用することができる。代替ディスプレイは、暗線フォーマットでありうる。暗線フォーマットが吸収スペクトルに用いられるのに対して、放射スペクトルにより一般的に用いられるので、輝線フォーマットが好ましい。強度スケール６９０が設けられている。この強度スケールは、トップ・アウトでありうるかまたはライン・グラフのトップ強度値とは異なる値で飽和しうる。ｘ軸６８０及びｙ軸６８５に対するコントロールは、コントロール５５０及び５５５に対応する。マウス・カーソル・コントロール６８７及び６８９は、５５７及び５４０に対応する。カーソル０コントロール６９２は、一般的にカーソル１，２コントロール５２０、５３０に対応する。コントロール６８７は、グラフを回転させるハンドを含む。拡大鏡は、グラフの選択された部分をズーミング・インまたはアウトさせるポップアップ・メニューを呼出す。コントロール６８９は、コントロール５４０と同じ効果を有する。ライン・グラフ及び強度グラフは、カーソルに関連付けられた更なる数値読出しによって補充された、スペクトル・データに対する一対の読出しを供給する。
【００１９】
全スペクトルの走査は、アノマリー（異常）をサーチするために実施することができる。プロダクション処理にキー入力された、予測ピーク、エラー指示ピークまたは良不良履歴スペクトルのプロフィールは、ソフトウェアに装填（ロード）することができる。プロダクション処理に分析をキー入力する一つの方法は、反応チャンバへの及び反応チャンバからのＳＥＣＳメッセージを聞くことである。ＥｑｕｉｐＮＥＴＴＭから入手可能なリスニング・ポスト・デバイスは、通信を中断することなく、リアルタイムでＳＥＣＳメッセージを検出しかつ解釈するために用いることができる。ＳＥＣＳメッセージは、処理に相関されうる。異常（アノマリー）を検出するための一つの技法は、全スペクトルの一部をピークに統合することである。これらのピークは、中心（ｃｅｎｔｅｒｓ）、領域（ａｒｅａｓ）及び幅（ｗｉｄｔｈｓ）によって、または焦点、平均振幅、及び標準偏差によって記述されうる。これらのピーク及びこれらのピーク比は、予測ピークのプロフィールと比較することができる。予測されなかったピーク及び損失しているピークの両方が報告されかつ作用されうる。また、これらのピーク及びこれらのピーク比は、エラー指示ピークと比較することもできかつエラー・インジケータが報告されかつ作用されうる。アクション（作用）は、処理を終了すること、処理パラメータを変更することまたはマルチ−ステップ処理で引き続いて起こるステップを変更することを含みうる。異常（アノマリー）を検出するための別の技法は、履歴スペクトルとプロダクション・スペクトルとの間の一つ以上の差を計算することである。次いで、結果として得られたスペクトル差が分析され、報告されまたは作用されうる。ピーク及びピーク比の両方が計算されかつプロフィールと比較されうる。リポーティング及びアクションは、ロー・データに基づくかまたは規則データベースの規則に従うかのいずれかでありうる。
【００２０】
図７は、図５の“スペクトル”インタフェースの読出し特徴をストリップ・チャート及び代数的関数読出しと組合せる、“ストリップ・チャート”インタフェースを示す。図７の下半分のスペクトル・ディスプレイに対する番号付けは、図５の番号付けに対応している。素子の数は、図７の上半分のストリップ・チャート・ディスプレイに対して追加される。インジケータ・ノブ及び数値入力ウィンドを含んでいる、セカンド（秒）・コントロール７８８は、ストリップ・チャートのｘ軸（７７５）を制御する。波長セレクタ・コントロール５４２Ａ−Ｆは、ストリップ・チャートに対して機能的に作用する。これらのコントロールに対する相補（コンプリメンタリ）は、スペクトル線番号７９５、カラー・リジェンド７９６、及びスペクトル線の各々に対する現行強度値である。コントロール５４２は、ストリップ・チャート・レコーダ・グラフ７２０で追跡される波長を選択する。各ラインに対する数値強度読出しは、７９７カラムである。０の強度値は、スペクトル線５，６に対して０の帯域幅に対応するということに注目する。７６の強度値は、スペクトル線１〜３に対するバックグラウンド・レベルに対応する。スペクトル線番号ｆ（ａ）及び関連コントロール７４５は、その他の選択されたスペクトル線または波帯の関数に対してである。選択されたスペクトル線に対する帯域幅は、直接的に制御可能である７９１、７９２。二つの選択されたスペクトル線または波帯の表示可能な関数ｆ（ａ）は、コントロール７９３及び７９４を用いて構築することができる。この実施形態は、ａ＝１０である、形式ｘ＋ａｙの代数的組合せを示す。代替的に、その他の代数的関数を表示することができる。例えば、導関数は、時間に対してスペクトル線のスロープを追跡（トラッキング）するかまたはスペクトル線の曲率を追跡することができる。図７では、ストリップ・チャート・ライン７８２は、スペクトル線４（５４２Ｄ）に対応する。ライン７８３は、スペクトル線１（５４２Ａ）に対応しかつライン７８５は、図示するように、スペクトル線１（５４２Ａ）の大きさの１１倍である、ｆ（ａ）（７９３＋７９４）に対応する。
【００２１】
図８は、図７の“ストリップ・チャート”インタフェースの上半分の読出し特徴を含む“エンドポイント（終点）”インタフェースを示す。この図において、ライン８８１は、スペクトル線２〜４のバックグラウンド・レベルに対応する。ライン８８２は、スペクトル線１に対応する。ライン８８３は、スペクトル線５に対応する。ライン８８４は、スペクトル線６に対応する。ライン８８５は、スペクトル線ｆ（ａ）（７４５）に対応する。ユーザに特定された数の記録（レコード）８９７の格納（記憶）をトリガさせるためにボタンがこのインタフェースに追加される。
【００２２】
処理のスペクトル履歴から保存された記録は、図９に示すように分析することができる、このデータの三次元表示がフレームされる９０１。リジェンド９０２は、強度の異なるレベルにカラーを割り当てる。Ｚ軸スケール９０３は、波帯の各々における放出された放射強度の大きさである。Ｘ軸スケール９０４は、時間に対応する。Ｙ軸スケール９０５は、測定された放射の波長に対応する。陰影ワイヤ・フレーム９０６は、データを表す。
【００２３】
図９のデータは、全窒化物エッチ・サイクルに対する、放射スペクトルの一部、６９５から７１８ｎｍ波長を示す。この３Ｄ表現は、オペレータが、エッチ中に生成された反応副産物における変化を理解することを助ける。モニタするための重要な波長を識別することができかつ放射強度における特性の上昇及び降下を測定（ゲージ）することができる。これまたは類似したデータ表現の単刀直入な見直しは、オペレータに、この窒化物エッチ・サイクルまたは別の処理のエンドポイント処理コントロールに対するパラメータを設定させることができる。
【００２４】
図１０は、基準ガスが、排気流におけるフッ素のおおきさを量的に決定するために用いられる処理を示す。分析されたピークは、７０４ｎｍでフッ素および７５０ｎｍでアルゴンであった。この図におけるデータは、反応チャンバにおいてプラズマ放電がないガス流を用いて、Ｌａｍ ＸＬエッチャーで行われたテストからである。５００ｓｃｃｍアルゴンを含んでいるガス流が起動された。１から２０ｓｃｃｍの、変動する量のＣＦ４が導入された。流れによって、フッ素は、合計の流れの０．００２パーセントよりも時々少なくなった。安定した流れで、フッ素及びアルゴンに対するピークが測定された。ピークの測定された強度の比Ｆ（７０４）／Ａｇ（７５０）は、ＣＦ４ガスの各量に対して計算された。比は、図１０にグラフにされた。比をフィットさせるために線形回帰が用いられた。以下の表にフィット（適合）を纏める：
【００２５】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
これらのフィット結果は、反応チャンバを通る未知のフロー・ガスを定量化すること、未知のフロー・ガス及び基準フロー・ガスの既知のスペクトル・ピークの強度の測定を利用することを示す。この例では、スペクトル・ピーク比の線形フィットが用いられた。別の例では、非線形フィットがより適当でありうる。または、強度測定を用いてルックアップ表（ルックアップ・テーブル）に索引を付けることができる。未知のフロー・ガスの定量化されたフローは、次いで、処理制御に用いることができる。例えば、質量流（マス・フロー）コントローラを再較正することができる。または、エンドポイントを未知のフロー・ガスの流れにおける変化に基づき検出することができる。
【００３０】
図１２は、反応チャンバにおける処理ステップまたは一連の処理ステップを制御するために用いられうるレシピ（処方）を設定するためのインタフェースを示す。ウィンド１２０１は、処理制御の種類を示す。例えば、エンドポイントは、処理ステップの完了を検出することを示す。スイッチ１２０２及び手動または自動用インジケータ・ライトは、レシピに対する動作のモードを反映する。手動モードでは、システムは、信号に応答する、ユーザに信号で知らせる。自動モードでは、システムは、処理を制御するために直接用いられるデータ出力を生成する。多くのツールは、アナログ信号を必要とする。代替的に、ツールに信号で知らせるためにデジタル値、ＳＥＣＳメッセージまたはその他のプロトコルを用いることができる。ウィンド１２０３及び１２０４は、第１及び第２の波長７９１、７９２そして関連オペレータに関する。代替的に、特定の波長または帯域範囲を選択することの代わりに、その他のフォーミュラ・ロー（ｆｏｒｍｕｌａ ｒｏｗｓ）の結果を選択することができる。更に、プラズマの輝度全体で動作するために、スペクトル全体を選択することができる。反応チャンバを含むツールへの出力に対する一つ以上のフォーミュラ・ローは、ボタン１２２１を用いて選択される。動作は、時間に対して収集されるデータまたは収集されるデータの差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）のいずれかで実行することができる。ウィンド１２０３は、第一つの波長７９一つの差を選択する。一次、二次またはその他の次数の差は、コントロール１２２２を用いて選択することができる。ラグ（ｌａｇ）は、コントロール１２２３を用いて選択することができる。ウィンド１２０４は、第２の波長７９２に対するラインによって表された値を選択する。オペレータ７９３は、第１及び第２の波長またはその他のフォーミュラ・ローの出力が、例えば、数学的または論理的オペレータによって、組合される方法を示す。スケーリング・ファクタ７９４は、第一つの波長と組合される第２の波長の相対的な大きさを示す。代替実施形態では、ウィンド１２０３、１２０４は、差またはライン・マス（ｌｉｎｅ ｍａｔｈ）が二つの波長に提供されたかどうかを選択しうる。ウィンド１２０５は、レシピの名前付けを許容する。ボタン１２０６は、出力の発生用である。オペレータにおいて波長を組合せることから結果として得られた出力は、ウィンド１２２４に表される。代替的に、コントロール１２３５によって呼出された設定モード中に、ウィンド１２２４は、制限値を設定するために用いることができる。コントロール１２１０−１２１３は、レシピの格納に関する。レシピは、コントロール１２１０を用いて装填することができるかまたはコントロール１２１１を用いて格納することができる。複数のレシピは、リンク・ボタン１２１２及びレシピ名ウィンド１２１３を用いてリンクすることができる。これらの通称レシピは、ツール・レシピに組合される処理ステップに対応しうる。トリガ・インジケータ１２３１は、トリガが表示されたレシピの応用を起動するために設定されたかどうかを示す。トリガ・ソース１２３２は、アナログ信号、デジタル信号、ＳＥＣＳまたはその他のプロトコル・メッセージ、先のレシピを動作することの結果またはユーザによって望ましいその他のトリガでありうる。コントロール１２３３は、正になる負の信号または負になる正の信号がトリガとして予測されるかどうかを示す。代替的に、しきい値（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓ）または限界（ｌｉｍｉｔｓ）をトリガとして用いうる。インジケータ１２３４は、上昇または降下トリガを示すためにレベルが貼られかつ、動作中、トリガのいずれかに達したかどうかを示すために、レベルが貼られる。これは、オペレータまたはシステムの起動中に有用である。
【００３１】
図１３は、図５に示したスペクトルの代替実施形態である。現行レシピ・ウィンド１３０５及びログ・ボタン１３０７が追加される。現行レシピ・ウィンドは、レシピ・タブの後ろで実行されている現行レシピの名前を示す。ログ・ボタンは、図の上部右手角のラジオ・ボタンによって設定された間隔で分光（スペクトルグラフ）データを記録する。ログ・ボタンは、スナップ・ショット・ボタンによって補足され、スナップ・ショット・ボタンは、ユーザに、ログを記録するための間隔の間に更なるデータを収集させることができる。更なるコントロール１３０６が設けられ、コントローラは、プラズマを生成するために供給された電力に関する。この図では、電力はオフである。図示したコントロールは、０から５０ワットの電力範囲を網羅する。この範囲は、用いられる電源のダイナミック範囲におけるソフトウェア・ロックを表しうし、そこで、電源から利用可能な電力のほんの一部分、例えば半分、がいつも用いられる。
【００３２】
図１４は、記録されたデータのプレー・バックを示す。情報及びコントロールを一般的に図５に示す。更に、データ・セットに対する開始の日付及び時間と表示されたスペクトログラフに対する現在の日付及び時間は、１４０１、１４０２に示される。垂直（縦）のスケールは、線形、対数、またはその他の通常用いられるスケールに設定することができる。記録（レコード）選択コントロール及びインジケータは、１４１１に設けられる。データ・セットの記録の総数は、１４１２に示される。スプレッドシート１４１３にデータ・セットの一部または全てを格納するためにオプションが設けられた。
【００３３】
図１５は、図７の、ストリップ・チャート・インタフェースの代替実施形態である。この実施形態は、データを通して前後に移動するためにスクロール・コントロール１５０１を追加する。６つの代わりに、グラフ・ライン・データを生成するための８つのコントロールが設けられる。その他の代替実施形態は、６つより少ないかまたは８つよりも多いグラフ・ラインを供給しうる。値ｙが計算される方法に対するディスプレイ１５０３が改良される。
【００３４】
図１６は、特定の狭い帯域幅における画素の強度の履歴を示す画素／強度／時間のグラフである。強度スケール１６０２は、飽和した画素がブライト値（ｂｒｉｇｈｔ ｖａｌｕｅ）を有するかまたはダーク値（ｄａｒｋ ｖａｌｕｅ）を有するかを示す。フィールド１６０一つの縦軸は、表示される画素値の範囲を示す。水平軸は、表示される時間を示す。このディスプレイでは、右であることもできるが、最近の時間は左にある。
【００３５】
図１７は、図１２におけるように、レシピ・タブで設定されたフォーミュラからの出力のモニタである。それは、図７及び１５のストリップ・チャートに相当するフォーミュラである。
【００３６】
図１８は、エンドポイントにアプローチしている処理に対するリアルタイム・モニタである。レシピ・タブを用いて設定されるフィールド１８０１に一つ以上のラインを表示することができる。制限値に向うレシピ・トリガの進展をこのフィールドでモニタすることができる。制限値は、任意の垂直軸（縦軸）に対して設定された水平ラインによって示すことができる。
【００３７】
本発明の形態は、様々な処理をモニタすること、分析すること及び制御することを含む。デポジション（堆積）に用いられたチャンバを含む、反応チャンバでは、材料は、定期的に洗浄または除去されなければならない反応チャンバ壁に拡散し、その上に蓄積しまたは吸着される。使用及び洗浄（クリーニング）サイクル中に、チャンバ壁の状態を望むように頻繁に分析しかつ特徴付けることができる。チャンバからの排気ガスは、壁の状態を反映する。反応が行われない場合には、チャンバ壁は、チャンバ壁の中に拡散し、その上に蓄積されまたはそれに吸着された材料を、オフ−ガスまたは脱着しうる。本発明は、チャンバ壁の状態を特徴付けるために処理が行われていない間に排気ガスを分析することを含む。プラズマ・チャンバに対して、アクティブ・プラズマへのチャンバ壁の露出は、チャンバ壁に加えられたかそれから除去されたかまたは解放された材料の平衡に導く。この平衡は、プラズマに最初に電源が供給された場合よりもプラズマがアクティブのままである場合により緩やかに、時間に対して変化しうる。本発明は、チャンバ壁の状態を特徴付けかつ処理自体を特徴付けるためにプラズマが反応チャンバにおいてアクティブである間に排気ガスを分析することを含む。処理が装置の一片から別のもの、例えば、一つのファブ（ｆａｂ）から別のファブに移動された場合、装置の最初の一片で用いられたチャンバ・コンディショニングを複製することが望ましいであろう。本発明は、第一つのチャンバを特性化する（特徴付ける）ために排気ガスを分析しそれに続いて第２のチャンバ状態が第一つのチャンバの特性を複製するかどうかを決定するために排気ガスを分析することを含む。この複製努力中に、本発明の一つの形態は、第２のチャンバ状態を第一つのチャンバの特性を模写する状態に持って行くためにコンディショニング処理を選択しかつ継続することである。コンディショニング処理は、第２のチャンバ状態が所望のパラメータに達した場合にオペレータまたは閉ループ処理コントロールのいずれかによって終了されうる。別の形態は、第一つのチャンバの特性と第２のチャンバ状態との間の差を補償するために処理状態を変更することである。処理が一つのファブから別のファブに伝搬されるときに、経験は、異なるチャンバ状態に適切である処理変更の種類を教示する。第２のチャンバ及び第２の処理例の特性が分析されかつ適切な処理変更を選択するために用いられうる。
【００３８】
チャンバ壁からの材料の脱着は、本発明のスペクトログラフィック技法を用いてモニタすることができる。吸着は、例えば、Ｈ２Ｏの層、または多くのその他のガスが表面に付着する、高速処理である。例えば、水／シリコン・インタフェースでは、水分子の複数の層がインタフェースに引き付けられる。インタフェースに最も近い層は、ファンデルワールス力 （ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａｌ ｆｏｒｃｅｓ）によって、表面に最も強く結合される。インタフェースから漸進的に更に離れてゆく層は、より弱く結合されかつより液体層として動作する。処理において、吸着された層を除去するための一つの技法は、装置の一片をポンプ・ダウンし、真空を供給することである。吸着された層の除去は、ポンプ・ダウン・レート及びチャンバ圧力を綿密にモニタすることによってときどき推論される。ある一定のポンプ・ダウン曲線は、吸着層除去の特性である。本発明の形態を利用して、脱着は、直接的にモニタすることができかつ、基準材料に対する脱着された材料の一つ以上のスペクトル比を取ることによって、必要に応じて、レートが推定されうる。
【００３９】
チャンバ壁からの材料の拡散またはガスの放出は、本発明のスペクトログラフィック技法を用いてモニタすることができる。拡散は、数千の層の深さであっても、チャンバ壁に、Ｈ２のような、ある材料をキャリーする。これらの材料は、ある例では、真空を供給し、かつその他の例では、プラズマを起動することなくチャンバを通して材料を流すことによって除去されうる。自由になったかまたはガス放出された材料は、壁の内側の他に、チャンバの表面からやってくることができる。例えば、フッ化炭化水素材料及び高分子は、チャンバ壁の蓄積（ビルドアップ）からガス放出される。本発明の形態を利用して、ガス放出は、直接的にモニタすることができかつ、基準材料のスペクトルに対するガス放出された材料の一つ以上のスペクトル比を取ることによって、必要に応じて、レートが推定されうる。
【００４０】
チャンバの状態を変更するための一つの技法は、プラズマを用いることを含む。フッ素、水素及び／又は酸素を含んでいるプラズマは、チャンバ壁をクリーン（洗浄）またはコンディションを整える（調整する）ために用いられる。処理材料でチャンバを通してダミーまたはテスト・ウェハを実行することは、しばしばその後にプラズマ・クリーニングを伴う。ダミー・ウェハは、リアクティブ（反応性）またはそうでない（非反応性）のいずれかでありうる。チャンバ壁の蓄積は、ダミー・ウェハ及び処理材料を実行することによってもたらされる。これらのチャンバ壁コンディショニング処理は、フッ素、一酸化炭素、酸素、窒素、水素、及びその他のケミカルに対する特性放射線に関連付けられる。これら処理ガス及び副産物のプラズマに関連付けられたピークの強度及び強度における変化をモニタすることは、オペレータに、チャンバ壁ケミストリにおける変化を分らせ（理解させ）かつチャンバ・コンディショニングにおける遷移を検出させる。図１１は、壁組成における遷移を含んでいる、クリーニング処理中の反応チャンバの特徴付けを示す。この図は、１４分、５１秒の間の酸素プラズマによる反応チャンバのクリーニングを追跡（トラック）する。概ね５：２９において、約５２０ｎｍに中心があるピークによって示されるように、一酸化炭素生成物が鋭く降下し始める。おおよそ同じ時間に、約７７７ｎｍに中心があるピークによって示されるように、酸素濃度が増大する。減少した一酸化炭素生成物と増大した酸素濃度の組合せは、酸素プラズマによるチャンバからの炭素の減損（空乏）を示す。減損は、漸近的処理であると考えられる。グラフは、炭素減損処理は、１１：５９、１２：５３または１４：０１でかなり完了するということを示す。このグラフでは、酸素プラズマに露出した場合にチャンバからの水素、窒素及びフッ素の減損は、炭素の減損よりも早く、適当な漸近的な値に達する。クリーニング中にチャンバからの材料の減損をモニタすることは、クリーニング処理のタイミング、制御及び確認を可能にする。モニタリング及び特性は、１ステップ・クリーニング処理に限定されない。複数のクリーニング及び／又はコンディショニング・ステップは、リアルタイムでモニタすることができかつチャンバ状態の特性を生成することができる。一つの典型的なマルチ・ステップ処理は、フッ素残留物を除去するためにフッ素プラズマの使用、続いて酸素プラズマ、続いて、水素プラズマ壁コンディショニングを含む。本発明は、マルチ・ステップ・チャンバ・クリーニング及び／又はコンディショニング処理のマルチ・チャネル及び全スペクトル・モニタリングを含む。モニタリングは、前のチャンバ状態のプロフィールに基づき、壁ケミストリにおける遷移または所定のチャンバ状態を見付けうる。プロフィールは、選択されたピーク、選択された帯域、または所定の範囲における全スペクトルを含むことができる。分析は、例えば、ピーク、スペクトル差またはピークまたはスペクトル差における漸近的変化に基づきうる。
【００４１】
プラズマ・エッチ反応装置は、定期的に洗浄または除去されなければならない高分子及びその他のエッチ副産物の蓄積に遭遇する。これらの反応チャンバに対する除去技法は、上述したように、酸素または酸素及びフッ素を含んでいるプラズマを用いることを含む。フッ素、一酸化炭素またはその他の処理ガスまたはエッチ副産物をモニタすることによって、チャンバが十分にクリーンであるときを決定することは、実用的である。チャンバがクリーンである場合にクリーニング処理を終了することは、保守時間またはクリーニング材料の消費を低減することができる。また、所望のチャンバ状態を再生することもできる。
【００４２】
洗浄された反応チャンバは、反応チャンバ壁の上または中に材料の望ましい蓄積を発現させるために予め処理されかつ調整されることを一般的に必要とする。この望ましい蓄積は、安定した状態または予測可能な動作パターンを生成することが期待される少なくとも既知の状態に処理動作を戻す。例えば、Ｈ２Ｎ２は、チャンバを調整するために時々用いられ、チャンバ壁へのＨ２またはＨ＋の拡散を結果としてもたらす。先に動作からのデータを利用することにより、所望の副産物レベル及び関連チャンバ壁状態をモニタし、分析しかつ処理制御に用いることができる。反応チャンバのコンディショニングは、所望の副産物レベルに合致するまで続けさせることができる。代替的に、反応チャンバのコンディショニング（調整）は、コンディショニング・リアクション（調整反応）が安定状態に達するまで続けさせることができる。排気ガスの分析は、チャンバのコンディショニングをモニタし、分析しまたは制御するために用いることができる。
【００４３】
一種類の処理装置から別の処理装置への処理の適応は、確立された処理の特徴付けの恩恵を受けうる。確立された処理を特徴付けた後、ユーザは、製品ウェハを製作する前に、記録された処理状態にほとんど近い処理状態を複製することができる。製造者−中立処理ベースラインは、様々な処理装置で実行された成功裏の処理の特性化に基づき、達成することができる。
【００４４】
反応チャンバは、環境に敏感な副産物を時々生成する。本発明の形態を適用して、モニタすることができる一つの環境に敏感な副産物は、塩素化フッ化炭素である。これらの塩素化フッ化炭素は、塩素化水素フッ化炭素を含みうる。ウェハ取扱い反応チャンバまたはスクラバー反応チャンバのいずれかの排気は、環境に敏感な副産物の存在に対してモニタすることができる。処理は、環境に敏感なケミカルのレベルが許容可能な閾値を越える場合に処理状態を変更するためにまたは処理副産物を一時停止するために制御されうる。
【００４５】
使用地点排気ガスプロセッサの生成は、ツールの柔軟な動作を損なうことなく環境的考慮に合致すべく発展してきた。この種の装置のケーパビリティは、熱酸化、化学吸着、含水（ウェット）処理及び統合含水処理／熱酸化を含む。これらのシステムは、特定のツールで実行される処理及びもたらされる排気ガスに対して適応される。ある例では、軽減ツールが特定の処理ツールに専用化される。使用地点システムに共通するのは、家庭排気システムへの排気ガスの循環である。本発明は、軽減ツールからの排気ガスをモニタしかつ確認することを含む。
【００４６】
軽減ツールからの排気の確認は、排気ストリームにおける考慮の対象となるケミカルの濃度を測定しかつ記録することを含む。確認に対して、好適には大気圧以下における、軽減ツールまたは反応チャンバの排気ストリームをサンプリングすること、それに続いてプラズマ及びプラズマのスペクトルを生成することである。光量測定分析は、濃度を導出するために排気ストリームのスペクトルに適用することができる。特定の応用において、それは、光量測定分析に対してスペクトル・ピークを生成するために、既知の特性の基準ガスを追加するために有用でありうる。その他の応用では、既知の処理ガスのピークは、ピーク比をとることに用いることができる。データは、サンプリングされた排気流の合計ガス流を推定する通常の方法を用いて収集することができる。ガス流データと組合された濃度データは、排気ガス構成物質の容量または質量流（マス・フロー）をもたらす。本発明の有用な形態は、軽減ツールからのプロフィール、濃度または排気質量流を計算しかつ記録することを含む。計算された濃度または質量流は、警報をトリガするために用いることができ、ある一定の装置の動作をチェックするように処理制御ソフトウェアまたはユーザに警報を出す。特定の軽減ツールまたは反応チャンバからの排気の履歴として計算された容量または質量流を保存することができる（またはフローを計算するためのデータを保存することができる）。履歴データは、軽減ツールに関連付けられた、特定の反応チャンバからの排気を低減することにおいて時間に対して進展がなされたということをオフィシャルに示すために用いることができる。履歴データは、ファブの寿命に対してある一定の排気を漸次に低減するための許可および誓約に従うことを確認する。また、それは、ファシリティに、いつ及びどこで意図した処理がうまく行われなかったかを決定するために集中された、家庭排気場所における事象の検出から特定の軽減ツール及び反応チャンバにバックトラックさせる。この種の障害分析は、複数の反応チャンバ及び反応チャンバに関連付けられた複数の軽減ツールの排気で分光検出器のシステムを利用しうる。プラズマ・ソースを有する分光システムのシステムは、データをモニタし及び／又は記録するサーバに、リアルタイムで、データをフィード（供給）するために用いることができる。同じサーバへのアクセスを有するユーザは、処理及び環境規則及び誓約に従うことをモニタすることができる。
【００４７】
大気圧よりもかなり下の圧力で動作する反応チャンバは、周囲及び大気ガスによる汚染に対してモニタすることができる。そのような処理は、真空チャンバの中に漏れてくるガスからの汚染の影響を受けやすい。ガスは、スパッタされた薄膜を汚染し、エッチ・ケミストリを変更し、またはその他の方法で様々な処理を劣化しうる。スペクトル・ピークは、窒素、酸素または大気またはクリーン・ルーム・ガスに存在するその他のガスの存在に対してモニタすることができる。処理は、漏洩の検出が直ちにまたは処理ステップの終わりで処理すること（プロセッシング）または処理シーケンスを一時停止するようにモニタしかつ制御することができる。
【００４８】
半導体処理のエンドポイントは、ケミカル状態変化によって報告することができる。例えば、エッチングが、除去することを意図した層を通って除去されるべきではない層に進行する場合に、望ましくないエッチングは、所望のエッチングとは異なる副産物を生成する。スペクトル・ピークは、所望の副産物における減少及び望ましくない副産物における増大をモニタすることができる。処理は、層の除去が十分に完了した場合であってかつ下に横たわっている層が過度に損傷する前にエッチングが停止するように制御することができる。
【００４９】
エッチング反応チャンバにおけるハードウェア障害は、検出可能な副産物を生成する。例えば、ウェハの効果のないクランピングは、高いヘリウム準位（レベル）を生成する傾向がある。処理は、それが損傷される前にウェハのクランピングが調整されかつ処理がオフにされたところから再び開始されるように制御することができる。
【００５０】
一般的には、反応チャンバのケミカル・バランスは、処理中に変化する。排気ガスをモニタすることによって、チャンバのケミカル濃度の推定を行うことができかつ反応チャンバのプラズマの生成物を制御するパラメータのような処理パラメータを変更するために用いることができる。
【００５１】
先に説明した実施形態へのフロー制限器の追加によって、本発明の装置及び方法を大気圧力またはその付近でガスをサンプリングすることに適用することができる。例えば、煙突及び後部排気管ガスをモニタすることができる。放出制御必要状態に従うことは、連続的にモニタすることができる。産業処理は、放出が許容可能レベルを越える場合に変更または一時停止することができる。自動車は、放出の観測されたレベルに基づき、スモッグ制御に対して認可または不認可することができる。エンジンへの燃料／空気混合物は、観測された放出副産物に基づき、動作中に変更することができる。
【００５２】
本発明は、上記に詳細に示された実施形態及び例への参照によって開示されるが、これらの例は、限定するセンスよりも説明的センスであることを意図するということが理解される。その変更及び組合せが本発明の精神内でありかつ特許請求の範囲の適用範囲内であるような、変更及び組合せが当業者により容易に生じるということが予想される。本発明を実行する各方法は、製造のデバイスまたは物品として容易に書き直すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の形態を実行するシステムの略図である。
【図２】
有用なプラズマ・ソース及び検出器の一構成を示す図である。
【図３】
無線周波数電源および電力変換セクションの簡略化した略図である。
【図４】
有用なプラズマ・ソース及び光ファイバ・コネクタの代替構成を示す図である。
【図５】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図６】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図７】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図８】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースを示す図である。
【図９】
全窒化物エッチ・サイクルを通るガス変化の３−Ｄマップを示す図である。
【図１０】
反応チャンバから排出されたガスに対する基準ガスを導入するための較正テストの結果をグラフに示す図である。
【図１１】
クリーニング処理中の反応チャンバの特性（特徴付け）を示す図である。
【図１２】
レシピ制御を設定するためのインタフェースを示す図である。
【図１３】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１４】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１５】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１６】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１７】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
【図１８】
ユーザと本発明の形態を利用しているシステムとの間のインタフェースの代替実施形態を示す図である。
Claims (133)
- 反応チャンバでの処理に関するデータを得る方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップであって、前記ガスは、励起チャンバへと拡散するステップと；
放射線を放出するために、少なくとも一つの外部電極を用いて、前記サンプリングされたガスを励起するステップと；および
複数の周波帯の放出スペクトルを、前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと
を含む方法。 - 前記サンプリングされたガスは、少なくとも一つの排出ガス流からのものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記外部電極は、誘導的に前記サンプリングされたガスに結合することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記外部電極は、静電的に前記サンプリングされたガスに結合することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記励起ステップは、前記サンプリングされたガスを内部点火装置にさらすことを必要としないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記外部電極は、誘導的に前記サンプリングされたガスに結合することを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 前記外部電極は、静電的に前記サンプリングされたガスに結合することを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 前記励起ステップは、前記サンプリングされたガスを内部点火装置にさらすことを必要としないことを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 検出ステップは、複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 検出ステップは、複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項２に記載の方法。
- 検出ステップは、複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項３に記載の方法。
- 検出ステップは、複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項４に記載の方法。
- リアル・タイムでの検出ステップは、２０ｍｓ．またはそれ以下での放出された放射線に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記検出装置は浅接合装置であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記浅接合装置はＣＣＤであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
- 検出ステップは、深接合装置を利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 検出ステップは、５１２またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 検出ステップは、１０２４またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 検出ステップは、２０４８またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 反応チャンバでの処理に関するデータを得る方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した、反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために、誘導的または静電的結合によって前記サンプリングされたガスを励起するステップと；および
複数の周波帯の放出スペクトルを、前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと
を含む方法。 - 励起ステップは、前記サンプリングされたガスを内部点火装置にさらす必要がないことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- サンプリング・ステップは、少なくとも一つの排出ガス流をサンプリングすることを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 前記排出ガス流の少なくとも一部は、前記排出ガス流の流れからずれている、前記励起チャンバへと拡散することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
- 前記排出ガス流は、前記励起チャンバを通過することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
- 検出ステップは、複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- リアル・タイムでの検出ステップは、２０ｍｓ．またはそれ以下で前記放出された放射線に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 前記検出装置は、浅接合装置であることを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 前記浅接合装置はＣＣＤであることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
- 検出ステップは、深接合装置を利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 検出ステップは、５１２またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 検出ステップは、１０２４またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 検出ステップは、２０４８またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項２０に記載の方法。
- 反応チャンバでの処理に関するデータを得る方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した、反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために、前記サンプリングされたガスを励起するステップと；および
複数の検出装置が、前記放出スペクトルにおける単一のピークに反応するのに十分狭い帯域幅に反応する検出装置を利用して、放出スペクトルの、複数の周波帯を前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと
を含む方法。 - 前記サンプリング・ステップは、前記反応チャンバからの少なくとも一つの排出ガス流をサンプリングすることを含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 前記排出ガス流の少なくとも一部が、前記排出ガス流の流れからずれている、前記励起チャンバへと拡散することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
- 前記排出ガス流は、前記励起チャンバを通過することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
- 励起ステップは、前記サンプリングされたガスに誘導的に結合する外部電極を利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 励起ステップは、前記サンプリングされたガスに静電的に結合する外部電極を利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 励起ステップは、前記サンプリングされたガスを内部点火装置にさらすことを必要としないことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- リアル・タイムの検出ステップは、２０ｍｓ．またはそれ以下で前記放出された放射線に反応する検出装置を利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 前記検出装置は、浅接合装置であることを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 前記浅接合装置はＣＣＤであることを特徴とする請求項４１に記載の方法。
- 検出ステップは、深接合装置を利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 検出ステップは、５１２またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 検出ステップは、１０２４またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 検出ステップは、２０４８またはそれ以上の検出装置のアレイを利用することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
- 反応チャンバでの処理に関するデータを得る方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した、反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために、エネルギーで前記サンプリングされたガスを励起するステップと；
複数の周波帯の放出スペクトルを前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと；および
前記放出された放射線を増加させまたは減少させるために、リアル・タイムでエネルギーを調整するステップと
を含む方法。 - 前記エネルギーの調整ステップは、特定の周波帯に反応する検出装置の飽和を避けるために、前記エネルギーを減少させることを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
- 前記エネルギーの調整ステップは、特定の周波帯における前記放出された放射線を増加させるために、前記エネルギーを増加させることを含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
- 反応チャンバでの処理のリアル・タイム制御方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した、反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために、前記サンプリングされたガスを励起するステップと；
複数の周波帯の放出スペクトルを、前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと；および
前記検出された周波帯に基づいて、リアル・タイムで前記処理を制御するステップと
を含む方法。 - 前記処理は、フッ素を含むプラズマで前記反応チャンバを清掃することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記反応チャンバは、堆積チャンバであることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
- 前記反応チャンバは、プラズマ・エッチング・チャンバであることを特徴とする請求項５１に記載の方法。
- 前記処理は、あらかじめ決められた壁状態に、反応チャンバを調整することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記処理は、前記反応チャンバを通してガス流を較正することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記処理は、クロロフルオロカーボンを生成することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記クロロフルオロカーボンは、ハイドロクロロフルオロカーボンであることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記処理の制御ステップは、前記反応チャンバへの周囲ガスの漏洩に反応することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記処理の制御ステップは、高いレベルのヘリウムに反応することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 反応チャンバでの処理をモニタする方法であって：
処理中に、前記反応チャンバを通過した、反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために、前記サンプリングされたガスを励起するステップと；
複数の周波帯の放出スペクトルを、前記放出された放射線からリアル・タイムで検出するステップと；および
前記検出された周波帯の少なくとも一部の一つ以上の特性に関する複数の読み出しを、リアル・タイムでユーザに表示するステップと
を含む方法。 - 表示ステップは、前記検出された周波帯の少なくとも一部の強度の測度をグラフに表すこと、および前記強度の測度ならびに前記グラフ上でユーザが選択した点の波長に関する数値を報告することを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 表示ステップは、線グラフおよび強度グラフによって前記検出された周波帯の少なくとも一部の強度の測度を表すことを含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記強度グラフは、輝線スペクトルとして表示されることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
- 前記強度グラフは、暗線スペクトルとして表示されることを特徴とする請求項６２に記載の方法。
- 表示ステップは、複数の波長のユーザ選択および前記選択された波長のストリップ・チャート表示を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 表示ステップは、複数の波長の代数的組み合わせのユーザ選択と、および前記代数的組み合わせのストリップ・チャート表示を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 表示ステップは、波長の導関数ユーザ選択および前記波長ならびに前記導関数のストリップ・チャート表示を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 表示ステップは、前記周波帯の検出に関する統合時間に関するパラメータのユーザ選択、平均された、前記積分された検出の数、および前記平均された積分された検出の平滑化を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
- 前記ユーザ選択は、図式的に実行されることを特徴とする請求項６８に記載の方法。
- 前記ユーザ選択は、数値的に実行されることを特徴とする請求項６８に記載の方法。
- 既知のスペクトル・ピークを有する未知のフロー・ガスの定量的測度を得る方法であって：
反応チャンバに、既知のスペクトル・ピークを有する公知の基準ガスのフローを導入するステップと；
前記反応チャンバを通過した反応チャンバの外部のガスをサンプリングするステップと；
放射線を放出するために前記サンプリングされたガスを励起するステップと；
前記放出された放射線から、前記既知のフロー基準ガスならびに前記未知のフロー・ガスの前記公知のスペクトル・ピークに対応して、周波帯をリアル・タイムで検出するステップと；および
前記検出された周波帯から前記未知のフロー・ガスの定量的測度を決定するステップと
を含む方法。 - 前記基準ガスはアルゴンであることを特徴とする請求項７１に記載の方法。
- 前記基準ガスの既知のスペクトル・ピークは、およそ７５０ｎｍに中心を有することを特徴とする請求項７１に記載の方法。
- 前記決定ステップは、前記検出された周波帯の比への、前記未知のフローならびに基準ガスのフローに関するスペクトル比の線形適合を適用することを含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
- 前記決定ステップは、前記検出された周波帯の比への、前記未知のフローならびに基準ガスのフローに関するスペクトル比の非線形適合を適用することを含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
- 前記未知のフロー・ガスの前記決定されたフローに基づいて、前記反応チャンバにおける処理を制御することをさらに含むことを特徴とする請求項７１に記載の方法。
- 制御ステップは、マス・フロー・コントローラを調整することを含むことを特徴とする請求項７６に記載の方法。
- 前記処理を制御するステップは、前記処理の端点を決定することを含むことを特徴とする請求項７６に記載の方法。
- プラズマ・ソースを伴う改良された分光システムであって：
前記プラズマ・ソースによって生成されたプラズマから放出された放射線の収集に関するウィンドを含む、プラズマ・ソースを伴う分光システムと；
前記分光システムによって分析されたガスからは独立した、前記プラズマ・ソースにイオン化ガスを供給する補足的ガス・ソースと；および
前記分光システムが停止している一方で、前記ウィンドを清掃するのに十分な時間、前記ガス・ソースを作動させ、および前記プラズマ・ソースを加圧するための制御ロジックと
を含む分光システム。 - 前記イオン化ガスは、窒素を含むことを特徴とする請求項７９に記載の分光システム。
- 前記イオン化ガスは、酸素を含むことを特徴とする請求項７９に記載の分光システム。
- 前記分光システムは、堆積処理をモニタするために利用され、および前記制御ロジックは、前記堆積処理をモニタした後すぐ自浄処理において前記ガス・ソースならびに前記プラズマ・ソースを作動させることを特徴とする請求項７９に記載の分光システム。
- 前記ガス・ソースは、前記プラズマ・ソースへの共通流入部へ前記イオン化ガスを供給することを特徴とする請求項７９に記載の方法。
- 前記ガス・ソースは、前記ウィンドに近い、前記プラズマ・ソースへの追加的流入部へ前記イオン化ガスを供給することを特徴とする請求項７９に記載の分光システム。
- 前記制御ロジックは、分光分析に使用されるよりも多くのエネルギーで、前記プラズマ・ソースを加圧することを特徴とする請求項７９に記載の分光システム。
- プラズマ・ソースを伴う分光システムであって：
前記プラズマ・ソースによって生成されたプラズマから放出された放射線の収集に関するウィンドを含む、プラズマ・ソースを伴う分光システムと；
前記分光システムは、処理ステップおよび洗浄ステップを含む処理をモニタするために使用されることと；および
前記処理ステップからの物質のウィンドを清掃するために十分な時間、前記洗浄ステップの間、前記プラズマ・ソースを加圧するための制御ロジックと
を含むことを特徴とする改善されたシステム。 - 前記洗浄ガスは、窒素を含むことを特徴とする請求項８６に記載の分光システム。
- 前記洗浄ガスは、酸素を含むことを特徴とする請求項８６に記載の分光システム。
- 前記制御ロジックは、分光分析に使用されるよりも、自浄のためにより多くのエネルギーで前記プラズマ・ソースを加圧することを特徴とする請求項８６に記載の分光システム。
- プラズマ・ソースを伴う分光システムであって：
前記プラズマ・ソースによって生成されたプラズマから放出された放射線の収集に関するウィンドを含む、プラズマ・ソースを伴う分光システムと；および
実質的に堆積した物質がないままでいるために、前記ウィンドに十分な熱を加える一つ以上の加熱素子と
を含む改良されたシステム。 - 前記加熱素子は前記ウィンドに隣接し、および前記ウィンドの近くに熱を加えることを特徴とする請求項９０に記載の分光システム。
- 前記プラズマ・ソースは励起チャンバを含み、および前記加熱素子は前記励起チャンバならびに前記ウィンドに隣接し、およびそれらに熱を加えることを特徴とする請求項９０に記載の分光システム。
- 前記プラズマ・ソースとのガス伝達において排出サンプル・ラインをさらに含むステップをさらに含み、前記加熱素子は前記排出サンプル・ラインに熱を加えることを特徴とする請求項９０に記載の分光システム。
- 処理の操作中に、反応チャンバ内の状態を分析する方法であって：
プラズマ・ソースおよび分光検出装置アレイを利用して、前記処理の操作中、前記反応チャンバからの排出ガスを特徴付けること
を含む方法。 - 前記分光検出装置アレイは、少なくとも５１２の周波帯に対して感度が良いことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも５１２の検出装置を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも１０２４の周波帯に対して感度が良いことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも１０２４の検出装置を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
- プラズマ・ソースおよび分光検出装置アレイを利用して、複製処理の操作中、追加的反応チャンバからの排出ガスを特徴付けるステップと；および
前記反応チャンバおよび前記追加的反応チャンバの特徴付けの間の差に反応する前記追加的反応チャンバの状態を調整するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。 - 前記状態を調整するステップは、前記追加的反応チャンバの壁を清掃することを含むことを特徴とする請求項９９に記載の方法。
- 前記状態を調整するステップは、前記追加的反応チャンバにおいてプロセス・ケミカルでテスト・ウェハをランさせることをさらに含むことを特徴とする請求項１００に記載の方法。
- 前記状態を調整するステップは、前記追加的反応チャンバの壁に水素を拡散させるために、前記追加的反応チャンバにおいて水素を含むプラズマを生成することをさらに含むことを特徴とする請求項１００に記載の方法。
- 非反応ガスのフローの間、反応装置チャンバ内の状態を分析する方法であって：
プラズマ・ソースおよび分光検出装置アレイを利用して、前記非反応ガス・フローの間、前記反応チャンバからの排出ガスを特徴付けるステップ
を含むことを特徴とする方法。 - 前記分光検出装置アレイは、少なくとも５１２の周波帯に対して感度が良いことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも５１２の検出装置を含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも１０２４の周波帯に対して感度が良いことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 前記分光検出装置アレイは、少なくとも１０２４の検出装置を含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 前記反応チャンバの壁からの物質の脱着をモニタすることをさらに含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 前記反応チャンバの壁からの物質の拡散をモニタすることをさらに含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
- 処理の操作中、反応チャンバの操作を制御する方法であって：
前記処理の操作中、前記反応チャンバからの排出ガスのマルチバンド分光分析に反応して前記処理のパラメータの操作を改めること
を含むことを特徴とする方法。 - 前記マルチバンド分光分析は、前記反応チャンバの外部にプラズマを生成し、および分光検出装置アレイを利用して前記プラズマからの放出物を分析することを含むことを特徴とする請求項１１０に記載の方法。
- 前記反応チャンバは、反応プラズマを加圧するために回転磁場を利用し、および前記反応チャンバの外部でプラズマを生成するステップは、前記回転磁場から隔離されることを特徴とする請求項１１０に記載の方法。
- 前記マルチバンド分光分析は、分光ピークに対応する複数のマルチ帯域の測定値を結合させることを含むことを特徴とする請求項１１０に記載の方法。
- 前記マルチバンド分光分析は、化合物に対応する複数の分光ピークの測定値を結合させることをさらに含むことを特徴とする請求項１１３に記載の方法。
- 前記処理は、前記反応チャンバの壁を清掃することを含み、前記マルチバンド分光分析は、１が前記壁から消耗され、他方の１は前記処理中に前記反応チャンバに供給される、少なくとも２の反応物を表す周波帯を含むことを特徴とする請求項１１０に記載の方法。
- 前記壁から消耗される前記反応物を表す少なくとも一つの周波帯の強度における変化を検出することをさらに含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
- 前記反応チャンバに供給される前記反応物を表す少なくとも一つの周波帯の強度における変化を検出することをさらに含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
- 反応チャンバの内部における状態をモニタする方法であって：
処理の操作中、前記反応チャンバからの排出ガスのマルチバンド・スペクトログラフ（ｍｕｌｔｉ−ｂａｎｄ ｓｐｅｃｔｒｏｇｒａｐｈ）を捕獲するステップと；
前記マルチバンド・スペクトログラフに存在する複数のピークを決定するステップと；
一組の基準ピークと、前記存在するピークとを比較するステップと
を含む方法。 - 前記一組の基準ピークは、前記処理の通常操作を表すピークを含み、さらに、前記基準ピークから前記マルチバンド・スペクトログラフにおける有効偏差を報告することを含むことを特徴とする請求項１１８に記載の方法。
- 前記一組の基準ピークは、前記処理の異常な操作を表すピークを含み、さらに前記マルチバンド・スペクトログラフと前記基準ピークとの間の適合を報告することを含むことを特徴とする請求項１１８に記載の方法。
- 存在する前記複数のピークを決定する前に、基準スペクトログラフをマルチバンド・スペクトログラフから減じることをさらに含むことを特徴とする請求項１１８に記載の方法。
- 前記一組の基準ピークは、前記処理の通常の操作を表すピークを含み、さらに、前記基準ピークから減じた後、前記マルチバンド・スペクトログラフにおける有効偏差を報告することを含むことを特徴とする請求項１２１に記載の方法。
- 前記一組の基準ピークは、前記処理の異常な操作を表すピークを含み、前記基準ピークと、減じた後の前記マルチバンド・スペクトログラフとの間の適合を報告することをさらに含むことを特徴とする請求項１２１に記載の方法。
- 環境放電をモニタする方法であって：
処理の操作中、反応チャンバからの排出ガスのマルチバンド・スペクトログラフを捕獲するステップと；および
前記マルチバンド・スペクトログラフから、前記排出ガスにおける環境に敏感な物質の濃度を決定するステップと
を含む方法。 - 前記反応チャンバは、ウェハを取り扱うことを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
- 前記反応チャンバは、スクラバーであることを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
- 前記反応チャンバは、軽減ツールであることを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
- 排出ガス・フロー・データを捕獲すること、および前記排出ガスにおける環境的に敏感な物質の質量を決定することをさらに含むことを特徴とする請求項１２４に記載の方法。
- 複数のウェハ取り扱い反応チャンバとのガス伝達において、複数の軽減反応チャンバからの排出の流れにおける少なくとも一つの環境的に敏感な物質をモニタするシステムであって：
前記軽減反応チャンバとのガス伝達において結合された、プラズマ・ソースを有する複数の分光システムと；および
一つ以上のデータ収集、および前記分光システムとのデータ通信において結合された記録装置と
を含むシステム。 - 再生するために、一つ以上の選択された軽減反応チャンバから、前記記録されたデータの少なくとも一部を選択するためのユーザ・インタフェースをさらに含むことを特徴とする請求項１２９に記載のシステム。
- 前記ウェハ取り扱い反応チャンバとのガス伝達において、複数のウェハ取り扱い反応チャンバならびに複数の軽減反応チャンバからの排出の流れにおける、少なくとも一つの環境的に敏感な物質をモニタするシステムであって：
前記ウェハ取り扱い反応チャンバならびに前記軽減反応チャンバの排出ガス流とのガス伝達において結合された、プラズマ・ソースを有する複数の分光システムと；および
一つ以上のデータ収集と、ならびに前記分光システムとのデータ通信において結合された記録装置と
を含むシステム。 - 再生のための、一つ以上の選択されたウェハ取り扱い反応チャンバおよび／または軽減反応チャンバから、記録されたデータの少なくとも一部を選択するためのユーザ・インタフェースをさらに含むことを特徴とする請求項１３１に記載のシステム。
- 選択された時間帯中、一つ以上の選択されたウェハ取り扱い反応チャンバならびに軽減反応チャンバから、前記記録されたデータの中から排出偏差を突き止めるためのユーザ・インタフェースをさらに含むことを特徴とする請求項１３１に記載のシステム。
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