JP4808889B2 - 透過分光を用いるウェハ帯域エッジの測定方法、及びウェハの温度均一性を制御するためのプロセス - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願は、２０００年１月５日に提出の“透過分光を用いた基板のバンドエッジ測定法と温度の均一性を調整するための方法”と題された米国の仮出願番号６０／１７４，５９３と、１９９９年９月２９日に提出の“多領域抵抗ヒーター”と題された米国の仮出願番号６０／１５６，５９５との先願に関連する。これらの全ては、これらを全体的に参照することによって、本明細書中に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、バンドエッジ温度測定（ｂａｎｄ−ｅｄｇｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（ＢＥＴ）を用いて、特に、透過分光計（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＴＳ）を用いて、バンドギャップ（ｂａｎｄ−ｇａｐ）と独立した温度を有する基板の温度をその場で測定するの方法が導かれる。
【０００３】
【従来の技術】
処理中の半導体基板の温度の正確な測定は、半導体基板の処理のために非常に必要とされている。特に、工程の多くは温度に敏感であり、したがって、エッチング並びに／もしくは析出化学のための光学特性の制御に対して、正確な温度測定が前提条件である。さらに、半導体基板を通る温度の空間的バリエーションは、エッチングもしくは材料の析出のときに、不均一な処理をもたらし得る。
【０００４】
３つの幾何学的モード、すなわちバンドエッジ温度測定（ＢＥＴ）の構成がある。すなわち、（１）透過分光計（ＴＳ；図２の（Ａ）参照）と、（２）鏡面反射分光計（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＳＲＳ；図２の（Ｂ）参照）と、（３）拡散反射分光計（ｄｉｆｆｕｓｅ ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）（ＤＲＳ；図１の（Ａ）と（Ｂ）を参照）とである。各モードの幾何学性は、図１の（Ａ）、（Ｂ）及び図２の（Ａ）、（Ｂ）に表されている。
【０００５】
前記ＤＲＳモードにおいて、光源と検出器とは、検出器が非鏡面位置に配置された状態で、基板の同じ側にある（ジョンソン（ｊｏｈｎｓｏｎ）他、米国特許第５，５６８，９７８号と第５，３８８，９０９号（以下、それぞれ“’９７８号特許”と“’９０９号特許”と称する）を参照）。非鏡面検出器は、前記ウェハを透過し、かつ前記検出器の立体角の方へ、拡散的に戻って散乱される光を検出する。前記ＤＲＳ方法において、前記基板を通る２重透過の光は、波長の関数、もしくは、同等に、光子エネルギーの関数として測定される。波長が強くなると、前記光子エネルギーは、低下し、また、基板の透明の始まりは、前記光子エネルギーが前記バンドギャップエネルギーより小さくなったときに生じる。
【０００６】
前記ＳＲＳモードにおいても、前記光源と検出器とは、基板の同じ側にある。この検出器は、ウェハの両面から鏡面反射される光を検出する鏡面位置に配置されている（カビブ（ｃａｂｉｂ）とアデル（ａｄｅｌ）、米国特許第５，３２２，３６１号（以下、“’３６１号特許”）を参照）。前記ウェハを通らずに前記検出器の方へ反射された光は、温度情報を有しておらず、結果として、比較的一定のバックグラウンド信号のみ加算する。前記基板の反対側の内表面から反射される光の要素は、前記ウェハを通って前記検出器まで戻る。この反射された要素は、前記ウェハを２回通り、有用な温度情報を含んでいる。
【０００７】
ＴＳモードにおいて、基板の透明（もしくは、同様に、バンドギャップエネルギー）の始まりは、キリロフ（Ｋｉｒｉｌｌｏｖ）とパウエル（Ｐｏｗｅｌｌ）（米国特許第５，１１８，２００号（以下、“’２００号特許”））に説明されているように、基板を通る光の透過によって決定される。この幾何学的配列において、前記光源と前記検出システムとは、前記ウェハの逆側である。このアプローチにともなう課題は、前記基板の反対側で、チャンバへの光学的アクセスを必要とすることである。しかし、前記ＳＲＳモードに比べると、このＴＳモードは、光検出器によって受け取られる光の強度の増大をもたらす。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
どんなモードが使用されたとしても、温度サイン（ｓｉｇｎａｔｕｒｅ）は、スペクトルから抽出されなければならない。一般に、３つのアルゴリズムが、バンドエッジスペクトルから基板温度を抽出するように共通して用いられている。３つのアルゴリズムは、（１）第１の導関数の最大値のスペクトル位置、もしくは、同様に、反射点と、（２）あらかじめ定められたスペクトルデータベースに対するスペクトルの直接比較と、（３）スペクトルニー（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｋｎｅｅ）の位置（すなわち、第２の導関数の最大値の場所）とである。第１の方法は、前記’２００号特許に記載されている。前の較正におけるスペクトルの反射点の位置の関数としての前記基板温度があらかじめ決定されているこの方法は、各スペクトルの温度が分かっているところで行う。この方法の効果は、単純さ、迅速さ、並びに測定の絶対的強度に関わらないことである。課題は、被処理シリコン（Ｓｉ）ウェハの両面で生じる干渉効果にかなり過敏であることである。
【０００９】
第２のアプローチにおいて、前記’３６１号特許は、既知の温度で調べられるスペクトルから構成されている温度従属データベースと所定の温度を比較している。１つの効果は、Ｓｉウェハにとってよく作用するように記録されていることである。課題は、干渉効果に敏感で、絶対的な反射測定を必要とすることである。したがって、各ウェハは、分離された正規化スペクトルを必要とする。
【００１０】
最後に、前記’９７８号特許と’９０９号特許とは、サインとして前記スペクトルニーの位置を用いて、ＤＲＳモードのＢＥＴを開示している。このモードの効果は、前記スペクトルニーの位置が基板の透明の始まりに対して最も近い識別点であり、したがって、干渉効果にあまり過敏ではないことである。このアプローチの欠点は、いくらかの電流の適用に対して遅すぎるということである。
【００１１】
一般に、ＢＥＴシステムは、３つの主要ユニット、すなわち光源と、分散装置と、光検出器とを有する。現在、いくつかの商業的に手に入れられ得るシステムがあるが、以下の基準を完全に可能とするものはない。
【００１２】
１）前側の処理中に、Ｓｉウェハの剥き出している裏面からの非接触温度測定
２）光学方法の使用と、処理チャンバ内外の光と組み合う石英ロッド
３）ウェハ温度の２次元スナップショット（ｓｎａｐｓｈｏｔ）
４）１００ミリ秒かそれより小さい応答時間で、大きいＳｉウェハ上のいくつかの点（約１０）の同時抽出
５）２０ないし３００℃の温度範囲
６）２ないし５℃以内の温度測定の正確さ
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、（１）基板温度と、（２）基板温度の空間的バリエーションとの非妨害的な測定方法を提供することである。この測定方法は、（１）処理に対するチャンバの温度応答を調節し、（２）処理を通してその場で達成される温度測定への応答におけるチャンバの温度特性を同時に変更するように使用され得る。
【００１４】
多くの半導体材料のバンドギャップが温度を低くするので（デバイ温度より上で線形的に）、この半導体材料の透明の始まりは、基板温度の再現可能な正確な測定を提供する。これは、バンドエッジ温度測定（ＢＥＴ）に、半導体処理中に基板温度のその場での非接触測定に対する理想的な方法をもたらす。この方法は、高温測定が効果的でない低い温度の適用に対して、並びに、前記処理が、その場での温度センサへの有害な影響（例えば、温度結合）を有する、もしくは逆に、その場での温度センサが、処理への有害な影響を有する適用において特に有用である。
【００１５】
本発明のさらに完全な認識と、多くの付随の効果は、特に、図面と関連して考えられたとき、以下の詳細な説明を参照して、この技術分野の通常の知識を有する者に容易に明らかとなるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面を参照すると、同じ参照符号が、いくつかの図を通して同じ、もしくは対応している部品を指し示しており、図２の（Ａ）は、透過分光を用いる第１の構成の概略図である。以下のセクションは、（１）透過分光（ＴＳ）の使用の裏づけとなる基本原理と、（２）光源の記載を含み、温度を測定するために用いられている実施の形態と、（３）温度情報を抽出するための方法と、（４）測定速度と、（５）測定の分光分析と、（６）基板の温度特性の調節とを説明する。
【００１７】
基本原理
本明細書に記載されている基本的な理論は、吸収断面が作動温度とスペクトルの範囲との全域にわたって一定であるように仮定されるとき、シリコン帯域エッジのシミュレーションに基づいている。また、前記帯域エッジに近い吸収係数は、放射状の帯域を備えた間接的なバンドギャップ材料の状態のジョイント密度（ｊｏｉｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ）に対して比例するように仮定されている。最後に、シリコンに対する前記シミュレートされた帯域エッジのスペクトルは、ＴＳ測定の構成に基づいている。
【００１８】
吸収が状態の光学的なジョイント密度に比例し、かつエネルギー帯域が放射状であると仮定すると、前記吸収係数は、エネルギーについて（バンドギャップ状のエネルギーに対して（間接的なバンドギャップ材料について））、２次式である。これらの仮定の下で、シリコンに対する前記吸収エッジは、
ｈｖ＜Ｅ_ｇ に対して α_ｇ＝０，また、
ｈｖ≧Ｅ_ｇ に対して α_ｇ＝Ａ_ｇ（ｈｖ−Ｅ_ｇ）^２
によって説明される。ここで、
Ｅ_ｇ＝Ｅ_ｇ（Ｔ）＝Ｅ_ｇ（０）−（ａＴ^２）／（Ｔ＋Ｂ）
は、温度の関数（Ｔｈｕｒｍｏｎｄ，１９７５参照）であるシリコンのバンドギャップエネルギーであり、Ｔは温度、ｈｖは光子エネルギー、並びにＡ_ｇは定数である。半導体は、典型的に、自由電荷により生じる吸収によって、前記バンドエッジより下にあり、完全な透明ではない。この吸収は、
α_ｆ＝Ａ_ｆＴ^２
によって表される。ここで、Ａ_ｆは定数である。前記全吸収は、
α＝α_ｇ＋α_ｆ
によって与えられる。最後に、前記ＴＳ測定の構成に対して、帯域エッジスペクトルは、
ＴＳ＝（（１−Ｒ^２）ｅ^−αｄ）／（１−Ｒ^２ｅ^−２αｄ）
によって与えられる。ここで、Ｒは前記ウェハ表面での反射率、ｄは、このウェハの厚さである。
【００１９】
ＴＳに対して上記方程式を用いる帯域エッジスペクトルのシミュレーションは、４０ミリの厚さのシリコンウェハとして、図９に示されている。これらシミュレーションのために、用いられている前記バンドギャップのパラメータは、Ｅ_ｇ（０）＝１．１２ｅＶ、ａ＝０．０００４７３ｅＶ／Ｋ、並びにＢ＝６３６Ｋ（Ｔｈｕｒｍｏｎｄ，１９７５を参照）であり、また、用いられている他のパラメータは、Ａ_ｇ＝１，０００ｃｍ^−１ｅＶ^−２、Ａ_ｆ＝０．０００００４ｃｍ^−１Ｋ^−２、並びにＲ＝０．３１３である。これらパラメータは、基板のドーパントの型及び基板へのドーパントレベルに応じて変化する。また、前記総吸収量、もしくは同様に、前記総透過量は、ウェハの厚さに対応する。したがって、正確性は、各ドーパントの型及びレベルに対して、及び各ウェハの厚さに対して、個々の較正曲線を提供することによって改善され得る。しかし、均一な厚さとドーパントレベルとを有する一連のウェハのを与えることにより、この測定技術は、ウェハ間で１℃の再現性を有するようになる。図９に示されている前記シミュレートされたスペクトルは、２０℃ないし３２０℃の範囲の温度をカバーしている。各スペクトルの温度は、最も低い温度が最も左側のスペクトルに対応した状態で、プロットの右手側に一覧表示されている。これら温度は、最も右側のスペクトルが３２０℃に対応する状態で、右側に移るスペクトルにつき５０℃上昇する。これらシミュレートされたスペクトルは、波長及び温度の関数として、反対側から前記基板を通って生じる付随の放射体の割合を表している。波長の範囲が示されており、この範囲内において、実質的な非透過（ほぼ０）から最大透過（温度に応じて、ほぼ０．４５ないし０．５０）に変化する。前記光子エネルギーがバンドギャップエネルギーより大きいとき、光は前記基板に吸収され、前記光子エネルギーがバンドギャップエネルギーより小さいとき、光は前記基板中を透過する。この透過光は、分光計によって分析され、透明の始まる波長の測定から、前記基板の温度が推量される。
【００２０】
基板の温度の決定の正確性は、追加の情報の使用により改善され得る。このような追加の情報は、（１）最近の洗浄からの処理チャンバの使用範囲と、（２）ウェハ表面の状態と、（３）ウェハの型（例えばＰ型もしくはＮ型、並びに不純物濃度）と、（４）ウェハの表面コーティングの特性と、（５）ウェハのサイズ、及びウェハ上の形成物のサイズに対する測定部材のサイズとを含む。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態は、図５に示されている。図９に示されている少なくとも関連した波長の範囲と、音響光学的に同調可能なフィルター（ａｃｏｕｓｔｏ−ｏｐｔｉｃ ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｌｔｅｒ）（以下、ＡＯＴＦ）及び、図５に示されているように、２次元（以下、２−Ｄ）の光検出器アレイ（例えば、２−Ｄ電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ、もしくは２−Ｄ電荷注入素子（ＣＩＤ）アレイ）を備えている分光計を用いる波長高感度検出システムとを有する。この技術分野の通常の知識を有する者により理解されるように、前記バンドギャップエネルギーは、図９の温度の関数として決定され得る。
【００２２】
ＣＩＤアレイは、本明細書に記載されるためのＣＣＤアレイに対応する２つの明らかな効果を有する。
【００２３】
第１に、ＣＩＤアレイは、ピクセルが飽和されて、光度が隣接するピクセルへ“溢れる（ｓｐｉｌｌ）”ときに生じる“ブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）”に左右されない。第２に、前記ピクセルアレイ内のあらかじめ選択されたピクセルは、全体のピクセルアレイを走査することなくサンプリングされる。しかし、ＣＣＤアレイは、典型的に、これらＣＩＤの対応部分より早く、感度が高い。ＣＩＤアレイは、約１００ｋＨｚ（ゼロゲインで）の最大ピクセルの呼びかけ周波数（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を有する。この呼びかけ周波数が減少するのに応じて、前記ゲインは増加する。例えば、約５０のゲインが約３３ｋＨｚの呼びかけ周波数に対して到達できる。しかし、ＣＣＤアレイは、約１００ｋＨｚと同じ高さの周波数で用いられ得る。
【００２４】
本発明の１つの効果は、機械的に回転される格子／単一検出法と換わるＡＯＴＦの使用によるものである。こうすることについて、高速は、基板を横切る温度分布の２−Ｄ表示を得る一方で、従来の方法によって達成され得る。
【００２５】
また、バンドギャップスペクトルからの温度情報の高速抽出は、このスペクトルの高いオーダーの導関数に基づくデジタルフィルターを使用する方法を用いて達成することができる。この方法は、温度の抽出に要する時間を大幅に減らし、従来の温度抽出方法に比べて、備わっている干渉の影響を最小にすることができる。
【００２６】
これら改善によって、前記ＢＥＴ測定システムは、短い反応時間で高度に分析されるスペクトル測定を可能にする。実際、１０ミリ秒より短い反応時間が可能である。このような反応時間は、多くの要因によって、過去の技術を超える改善を示している。この技術の出現によって、半導体基板の改善された空間的温度制御が可能である。
【００２７】
本発明のシステムの第１の実施の形態は、図５に示されている。光学システム１９５は、赤外線（ＩＲ）透過ウィンドウ１２０ｂを通して被処理基板をのぞいている。図示されている実施の形態において、このウィンドウは、ＩＣＰ（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ）、もしくはＥＳＲＦ（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ ｓｈｉｅｌｄ）プラズマプロセッサ内のプロセスチャンバの上面に位置されているが、他の配置も可能である。これらＩＣＰ及びＥＳＲＦプラズマプロセッサは、少なくとも１つの誘導コイル１２９を有し、ＥＳＲＦプラズマプロセッサもまた、静電シールド１２８を有する。理想的には、光学システムの軸方向は、基板とウェハチャックとのどちらかの軸と同軸である。
【００２８】
図５の光学システム１９５は、（ａ）０.９５μｍと１．２５μｍとの間の全ての波長での信号を（最小限の減衰で）通し、かつこの範囲外の全ての波長での信号をできるだけほぼ完全に減衰する帯域（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ）フィルター１２７と、（ｂ）この帯域フィルター１２７によって透過される０．９５μｍと１．２５μｍとの間の波長での信号の強度の均一な調節を可能とし、どちらか一方が電気的に制御されるニュートラル濃度フィルターか、もしくは機械的な絞り２００と、（ｃ）複数の部材と基板全体を囲んでいる視野領域とを有するレンズシステム１１０ｂと、（ｄ）このＩＲ透過のレンズシステム１１０ｂが、図１０に示されている複数の測定位置でウェハ１３５を透過される前記ＩＲ放射体によって、このウェハ１３５のイメージを形成する２−Ｄ検出器アレイ１４５（ＣＣＤアレイとＣＩＤアレイとのどちらか一方を含む）とを有する。
【００２９】
前記帯域フィルター１２７は、前記検出器１４５によって、０．９５μｍと１．２５μｍとの間にない波長、すなわち関連の範囲での放射の効果を許容できるレベルまで減衰することにより、前記測定システムのノイズに対する信号の比（以下、Ｓ／Ｎ比）を改善する。前記ニュートラル濃度フィルターもしくは機械的な絞り２００は、前記２−Ｄ検出器アレイ１４５に当たる前記ＩＲ放射体の強度が、０．９５μｍと１．２５μｍとの間の波長によって、前記２−Ｄ検出器アレイ１４５に当たる前記ＩＲ放射体のために、飽和されないことを保証することが必要とされるときに、減衰され得る手段を提供する。このように、前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の各部材の飽和によって、誤データが防止される。
【００３０】
本発明に係る測定システムは、図２の（Ｂ）に一般的に示されているＴＳモード配列を用いる。本発明の一実施の形態の概略図が図５に示されている。この図は、広域スペクトル光源１００と、音響光学的に調節可能なフィルター（以下、ＡＯＴＦ）１４０と、上述の波長高感度光学システム１９５と、ロックイン（ｌｏｃｋ−ｉｎ）増幅器とを有する。
【００３１】
広域スペクトル光源１００（例えば、タングステン−ハロゲン光源、もしくはＩＲ発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）のアレイ）は、レンズ１１０ａ（単一部材のレンズと複数部材のレンズとのどちらか）によってコリメータ１１１の進入穴に集められるＩＲ放射体を放射する。前記コリメータ１１１を通る放射体は、モータ１５５によって駆動される機械的チョッパー１０５によって定期的に切断される（ｃｈｏｐｅｄ）（すなわち、さえぎられる）。前記機械的チョッパー１０５を通る放射体は、前記ＡＯＴＦ１４０の入力穴に当たり、このＡＯＴＦ１４０は、前記無線周波数（以下、“ＲＦ”）ドライバー１４１によって駆動される。このＲＦドライバー１４１からの信号の周波数は、このＡＯＴＦ１４０を通る狭域の周波数を決定し、この周波数は、約５μ秒の反応時間で、約０．９５μｍから約１．２５μｍまでの範囲内の波長を備えた信号を選択する能力を有する。前記選択された波長を備えた放射体が前記ＡＯＴＦ１４０を通過する角度は、一般的に、波長に応じる。しかし、前記ＡＯＴＦ１４０を通過するすべてのＩＲ放射体にとって、この放射体がＩＲ透過真空ウィンドウ１２０ａを通る反応チャンバ１２５に進入するとき、同じ方向に移動することは効果がある。これを達成するために、プリズム１８４は、前記ＡＯＴＦ１４０と前記ＩＲ放射体透過真空ウィンドウ１２０ａとの間の光路内に備えられる。
【００３２】
一実施の形態において、前記ＩＲ放射体は、ＩＲ透過真空ウィンドウ１２０ａを通過し、光学ビームスプリッタ１３０に当たり、この光学ビームスプリッタ１３０は、複数の部分へ前記ＩＲ放射体を分割し、複数の部分は、温度が決定されるウェハ１３５の複数の測定位置によって決定される。単一の測定位置が用いられる他の実施の形態においては、前記光学ビームスプリッタ１３０は省略される。図５は、簡易性のために、２つだけの等しい部分への分割を示しているが、多数（例えば１０以上）の等しい部分への分割も可能である。前記ＩＲ透過真空ウィンドウ１２０ａは、前記反応チャンバ１２５の完全な真空状態を維持する。前記ＩＲ放射体の一部は、前記ウェハ１３５を通過し、前記プラズマ１９６を通過し、前記波長高感度光学システム１９５に当たる。
【００３３】
本発明のさらなる実施の形態が図６に示されている。図６の実施の形態において、前記ＡＯＴＦ１４０は、（上述の図５と対照してみると）前記プロセスチャンバ１２５を通過した後に解析されるように、前記ＩＲ放射体を選択している。図６の実施の形態は、上述の広域スペクトル光源１００を用いるが、図６に示されている位置において、前記ＡＯＴＦ１４０は、このＡＯＴＦ１４０によって選択された各周波数での波長を除いて、全ての波長を除去するので、帯域フィルター１２７を必要とせず、前記ノイズに対する信号の比を大幅に改善する。
【００３４】
図６に示されている実施の形態から導かれる別の実施の形態において、前記ＡＯＴＦから発生する放射体は、波長と関係ない同じ方向のプリズム１８４によって伝播されない。またさらに別の実施の形態において、前記プリズム１８４は、完全に省かれている。この実施の形態は、前記ＡＯＴＦ１４０及び前記ＲＦドライバー１４１によって決定されるように、かくして呼び掛け器１９０の設計を簡易にするように、前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の部材、もしくは部材群を、基板１３５の各測定位置及び各波長と明確に結びつけることができる。
【００３５】
図７において、前記ＩＲ放射体は、真空ウィンドウ１２０を通って、光学ビームスプリッタ１３０に当たり、この光学ビームスプリッタ１３０は、前記ＩＲ放射体を少なくとも２つの部分（例えば１０の部分で、これら複数の部分は、温度が決定されるウェハ１３５上の複数の位置によって決定される）に分割される。真空ウィンドウ１２０は、反応チャンバ１２５の完全な真空状態を維持する。光ファイバー１９９ａは、ウェハチャック１８２を通して、温度が決定されるウェハ上の１３５の少なくとも２つの位置の各々の下側まで、前記ＩＲ放射体を伝導する。このＩＲ放射体の一部は、ウェハ１３５を通り、プラズマ１９６を通り、また、駆動電極１８５とシリコン電極１８３との穴を通り、そして、交換可能なウィンドウ１９８と通って光ファイバー１９９ｂまで通過する。
【００３６】
光ファイバー１９９ｂによって集められたＩＲ放射体は、光真空フィードスルー（ｆｅｅｄｔｈｒｏｕｇｈ）１９５ａ，１９５ｂ、光学フィルター１７３ｂ，１７３ｄ、レンズ１１０ｂ，１１０ｃ、並びにフィルター１７３ａ，１７３ｃへ、前記光ファイバーによって伝導され、これらフィルターは、前記ＩＲ放射体をそれぞれフォトダイオード１８７ａ，１８７ｂへ集める。別の実施の形態においては、フィルター１７３ａ，１７３ｃは、省略されている。かくして、前記フォトダイオード１８７ａ，１８７ｂと結合される放射体の総量は、前記検出器（もしくは以下に説明されているアレイ）の飽和を防止するように制御される。前記フィルターは、望ましい範囲内（例えば、０．９５ｍｍと１．２５ｍｍとの間）の全ての波長を通し、この望ましい範囲外の全ての波長をできるだけほぼ完全に減衰させる。これらフィルターが、前記検出器の飽和を防止しない実施の形態において、適切なニュートラル濃度フィルター（例えば、電気的に制御されるニュートラル濃度フィルター）は、各帯域フィルターとともに含まれている。ここに記載されているタイプのフィルターは、この技術分野の通常の知識を有する者によく知られている。さらに別の実施の形態において、ニュートラル濃度フィルターは、通過する光の量を制限するための機械的絞りと交換され得る。
【００３７】
光真空フィードスルー１９５ａ，１９５ｂは、反応チャンバ１２５の完全な真空状態を維持する。フォーカスレンズが、まとめられたフォトダイオード内に含まれる実施の形態において、分離した２つのレンズ１１０ｂ，１１０ｃが省略される。前記フォトダイオード１８７ａ，１８７ｂの各々の出力は、コンピュータ１６０により提供されるプロトコルに応じる呼び掛け器１９０によって連続的に選択され、ロックイン増幅器１５０へ運ばれる。かなり多くの入力チャンネルを備えたロックイン増幅器が用いられている場合、呼び掛け器は必要とされない。ロックイン増幅器１５０からの出力信号は、コンピュータ１６０に送られ、このコンピュータ１６０は、フォトダイオード１８７ａ，１８７ｂの各々に対するデータを記憶する。フォトダイオード１８７ａ，１８７ｂに対する出力データは、コンピュータ１６０内に記憶されており、このコンピュータ１６０は、音響光学フィルター１４０のためのＲＦドライバー１４１へ信号を送り、また、このＲＦドライバー１４１によって音響光学フィルターに適用されるＲＦドライバー周波数は、他の周波数（例えば、あらかじめ選択された１０の周波数の２番目）に変換される。コンピュータ１６０が、あらかじめ選択された全ての周波数に対応しているダイオード１８７ａ，１８７ｂのためのデータを受信したとき、フォトダイオード１８７ａに対応したウェハ位置での温度と、フォトダイオード１８７ｂに対応したウェハ位置での温度とを計算するようにメモリに記憶されたプログラムを用いる。このような温度測定は、揮発性、もしくは不揮発性記憶装置に記録され得る。
【００３８】
本発明のフィードバックシステムの第４の実施の形態が図８に示されている。この実施の形態において、光ファイバーは、光真空フィードスルー１９５ａ，１９５ｂからフィルター１７３を通るレンズ１１０ｂまで前記ＩＲ放射体を伝導する。前記フィルター１７３は、直線アレイもしくは２次元アレイである電荷結合装置（ＣＣＤ）アレイもしくは電荷注入装置（ＣＩＤ）アレイ１４５上の放射体を集める。ＣＣＤもしくはＣＩＤアレイ１４５の各部材の出力は、コンピュータ１６０により提供されるプロトコルに応じる呼び掛け器によって、連続的に選択され、ロックイン増幅器１５０に運ばれる。前記フィルター１７３は、０．９５ｍｍと１．２５ｍｍとの間の全ての波長を通し，この範囲外の全ての波長をできるだけほぼ完全に減衰させる。このフィルターが前記ＣＣＤアレイもしくはＣＩＤアレイの飽和を防止しない場合、適切なニュートラル濃度フィルターを、帯域フィルターとともに含む必要がある。電気的に制御されたニュートラル濃度フィルターが用いられ得る。ここに記載されたタイプのフィルターは、この技術分野の通常の知識を有する者に知られている。ここで説明されたものを除き、この第４の実施の形態は、前記第３の実施の形態と等しい。
【００３９】
また、ここに記載されている全ての実施の形態は、一体型の光ファイバー入力及び出力のピグテール（ｐｉｇｔａｉｌ）を有するＡＯＴＦを用いて達成され得る。このタイプのＡＯＴＦが用いられるとき、前記光学部材のいくらかの変形は、図５もしくは図６に示されている前記ＡＯＴＦ１４０に最も近い。例えば、図６に示されている実施の形態において，ＯＺオプティクス社（ＯＺ Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｔｄ．）により製造されているＳＭＡ９０５もしくはＳＭＡ９０６のようなファイバーコリメータ／焦点調節器（ｆｏｃｕｓｅｒ）は、コリメータ１１１とプリズム１８４と関連して、すなわちこれらの位置において、ピグテール接続されたＡＯＴＦとともに効果的に用いられ得る。このような変形は、この技術分野の通常の知識を有する者によって理解され、当然、本発明の技術的思想と一致している。
【００４０】
前記測定の手順は、装置オペレータが、前記コンピュータ１６０の入力ターミナル（例えば、キーボード４２２もしくはマウス４２４）によって始動の命令を入力したときに開始する。次に、ＲＦドライバー１４１が、前記ウェハ１３５の通過のための第１の狭域のＩＲ波長を選択する信号を、ＡＯＴＦ１４０に送る。前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の各部材の出力は、前記コンピュータ１６０により提供されたプロトコルに応じる呼び掛け器１９０によって連続的に選択され、ロックイン増幅器１５０に運ばれた後に、前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の各部材に対するデータを記憶している前記コンピュータ１６０に運ばれる（かなり多くの入力チャンネルとともにロックイン増幅器が用いられている場合、前記呼び掛け器１９０は必要ない）。前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の各部材に対する出力データが前記コンピュータ１６０に記憶された後、このコンピュータ１６０は、前記ＡＯＴＦ１４０のために前記ＲＦドライバー１４１に信号を送り、前記ＲＦドライバー１４１によりこのＡＯＴＦ１４０に適用される前記ＲＦドライバー周波数は、あらかじめ選択されている約１０の値うちの別の値に変換される。これらあらかじめ選択された周波数の全てに対する前記２−Ｄ検出器アレイ１４５の全ての部材に対する受信データを有する前記コンピュータ１６０は、この２−Ｄ検出器アレイ１４５のそれぞれの部材に対応する前記ウェハ位置での温度を計算する。温度を計算した後、このコンピュータ１６０は、前記温度分布を調節する。このコンピュータは、どちらにしても均一になるように前記基板の温度を生じるために複数の部材の基板ヒーター１８１ａへ供給される電力を調節するようにウェハチャックのヒーター制御部１８０ａに指示することができる。また、このコンピュータ１６０は、どちらにしても均一になるように前記基板の温度を生じるために複数の部材の基板クーラー１８１ｂへ供給される電力を調節するようにウェハチャックのクーラー制御部１８０ｂに指示することができる。冷却を調節するために、前記ウェハチャック内の複数の部材の基板クーラー１８１ｂは、冷却剤の流れが、前記ウェハチャッククーラー制御部１８１ｂにより制御されて流通する複数のチャンネルを有する。別の実施の形態において、熱電クーラーのアレイが前記チャック内に埋め込まれている。
【００４１】
上述の説明は、３０ｎｍのスペクトル分析を想定しているが、測定速度（例えば、前記呼び掛けもしくはサンプリング周波数）が、所定のオーダー規模で減衰される場合、３ｎｍのスペクトル分析を得ることも可能である。この測定速度における減衰は、光源（並びにロックイン検出器の変調周波数）に応じて２０ミリ秒ないし１秒のシステム反応速度を生じる。一般に、前記Ｓ／Ｎ比は、前記ＤＲＳモード（特に、シリコンウェハの温度測定のため）よりも前記ＴＳモードを用いるときに大きくなる。しかし、このＳ／Ｎ比が低いときには、前記ロックイン増幅器１５０を用いることによって改善され得る。前記光源からの光は、変調され（例えば、前記コンピュータ１６０と通信する機械的チョッパーを用いて）、合成信号は、前記ロックイン増幅器１５０によって増幅される。この方法において、前記信号は、前記チョッパー１０５によって決定された周波数で生じる反応を観察することにより、ノイズから出され得る。しかし、前記測定の速度は、（広域の光源１００に結合された）前記機械的なチョッパー１０５の周波数と、次に続くロックイン増幅器１５０とによって制限される。
【００４２】
別の実施の形態において、図５に示されている前記広域のスペクトル光源１００は、ＬＥＤがかなり高い変調周波数に応答することができるので、複数の赤外線（ＩＲ）ＬＥＤを有する。この理由として、前記広域のスペクトル光源は、測定速度を大幅に改善することができる。したがって、高変調周波数と互換性があり、広域のスペクトル出力を有するいかなる他のＩＲ光源も用いられ得る。
【００４３】
また別の実施の形態のいて、図５の光源１００は、およそ１０のレーザーダイオード（例えば、パラメータＸの異なる値を備えたＧａ_ＸＰ_１−Ｘレーザーダイオード）を有するアレイと交換されており、前記各ダイオードは、かなり狭い範囲の波長にわたってＩＲ放射体を放射する。ｎ番目のレーザーダイオードによって放射される波長は、ｎが０と約９との間の値の整数であるλ（ｎ）＝０．９５＋（０．０４）ｎμｍによってほぼ与えられるが、前記放射された波長間の他の関係が可能である。結果的に、前記１０のレーザーダイオードは、この適用に対して関連した波長の範囲（ほぼ０．９５μｍないし１．２５μｍ）にわたる１０のほぼ等しく分離した波長を提供する。したがって、前記ＡＯＴＦ１４０、ＲＦドライバー１４１、並びにプリズム１８４は必要ない。しかし、ＲＦドライバー１４１は、この実施の形態において、結果的に約１０のうちの１つ（１つだけの）ＩＲ放射体を放射するレーザーダイオードを生じるマルチ出力ダイオードコントローラと交換される。
【００４４】
最後に、あらかじめ配置された基板状の複数の空間的位置におけるこの基板の温度の前記高速測定（更新時間＜１００ミリ秒）は、前記チャンバのターミナル特性が、前記基板において最適化されることを可能とする。また、この即時の反応によって、前記ウェハが処理されるのに応じて、前記基板の温度の空間的分布を調節することができる。各波長の所定の割合の光だけが、検光子（例えば分光計）によって受けられる基板を透過する。前記ＡＯＴＦ１４０は、あらかじめ選択されたスペクトル範囲（例えば、約０．９５μｍないし１．２５μｍ）にわたる前記帯域波長を迅速に調節することができる。走査順序中の各波長に対して、透過光の強度は、図５に示されている前記２−Ｄ検出器アレイ１４５を用いて記録される。前記基板１３５上の各測定位置での温度は、所定の較正曲線を得るためのいくつかの公知の技術を用いて、前記透過スペクトルから得られる。
【００４５】
すでに記載されているように、前記システムは、広域の光源１００（例えば（１）タングステン−ハロゲンの安定化光源、（２）ＩＲのＬＥＤのアレイ、もしくは（３）レーザーダイオードアレイ）を用いる。従来の白熱電球の物理的サイズのために、前記ＡＯＴＦ１４０との光の結合係数は低い。さらに、ｎの測定位置がある場合、前記ＡＯＴＦ１４０によって遮られた光の１／ｎだけが、各測定位置に対して前記光ファイバー１９９ａに結合される。したがって、前記ロックイン増幅器１５０は、一般に必要とされる。タングステン−ハロゲンの安定化ランプを用いるとき、前記光源からの光は、前記機械的チョッパー１０５を用いて、１ないし２ｋＨｚ変調される。ロックイン検出器は、図５に示されている前記２−Ｄ検出器アレイ１４５に当たり得るいかなる周囲のバックグラウンド光のために、非干渉信号（例えばノイズ）を取除くように用いられる。前記タングステン−ハロゲンの安定化光源を用いる効果は、比較的低いコストと、前記関係したスペクトル範囲（例えば、０．９５μｍないし１．２５μｍ）にわたる連続してスペクトルを提供する機能である。しかし、述べられているように、前記タングステン−ハロゲンランプは、他の光源（例えばレーザーダイオード）より前記光ファイバー１９０ａとの光の結合において効率的でない。
【００４６】
ロックイン増幅器の重要な部分は、低域フィルターであり、この低域フィルター（ｌｏｗ−ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ）は、上側半値電力周波数（ｕｐｐｅｒ ｈａｌｆ−ｐｏｗｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）（例えば、−３ｄＢ周波数）と時定数とのどちらかによって特徴づけられ得る。この時定数は、１／２πｆ_Ｃであり、ｆ_Ｃは−３ｄＢ、すなわち前記フィルターの遮断周波数である。従来、前記ロックイン増幅器の低域フィルターは、これらの時定数によって特徴づけられている。（時定数の概念は、前記ロックイン増幅器の出力が比較的時間に依存しているので、ここでは適切である。）前記時定数は、出力が、前記入力の変化にどのくらい遅く応答するかに影響し、結果として、スムーズさの程度に影響する。大きい時定数は、スプリアス（ｓｐｕｒｉｏｕｓ）の原因により影響しないように、それゆえ、より信頼性のあるように、出力信号を生じる。したがって、入力信号における実際の変化が出力での影響される多くの時定数を持ち出さなければならないので、交換条件が考慮されなければならない。これは、単一セクションのＲＣフィルターが、最終値を決定する約５つの時定数を必要とするからである。より早い測定がより短い時定数を必要とし、前記フィルターのためのより高い遮断周波数を必要とすることは明らかである。したがって、約１ｋＨｚのチョッピング周波数での従来のチョッパーは、各測定位置での各波長増分に対して約５ミリ秒の応答時間を提供する。したがって、このような機械的なチョッパーに基づく設計は、ＩＲ波長の各選択された帯域に対する５０ミリ秒ごとの前記基板の温度の測定にとって適切である。（この結果は、１０の位置での測定を想定しており、また、データ抽出アルゴリズムが測定ごとに約０．０１ミリ秒を必要とすることを想定している）。したがって、１０の測定位置と１０の波長増分とに対して、約５００ミリ秒が、基板の完全な走査に必要とされる。別の実施の形態において、他のプロトコルに応じる全ての波長増分と全ての測定位置に対するデータを得る。
【００４７】
前記機械的なチョッパー１０５によって課される制限のために、変調周波数は、ＬＥＤによって達成されるよりかなり低い値に拘束される。このＬＥＤは、０．９５μｍと１．２５μｍとの間の波長範囲で作動し、典型的には、１０ないし３０ｎｍのスペクトル帯域幅を有する。したがって、約９ないし１０のＬＥＤが、関連の波長域を必要とする。改善されたＳ／Ｎ比に対して、ロックイン増幅器が２００ＭＨｚまで変調され得るように用いられ得る（これら機械的チョッパー１０５と前記タングステン−ハロゲンの広域光源との組み合わせによって大幅に改善される）。したがって、前記ＬＥＤは、速度と光との組み合わせることに関する多くの問題を解決することができる。ＬＥＤは、典型的なタングステン−ハロゲンの光源よりかなり小さい全体の光パワーを有するが、ここに関連するスペクトルの部分におけるこれらパワー出力は比較可能である。ＬＥＤを用いる追加の一効果は、光学的ポート（もしくはチャンネル）ごとに、分離したＬＥＤが、前記Ｓ／Ｎ比を改善するように用いられ得る。ＬＥＤを用いる効果は、これらＬＥＤの潜在的に低減された安定性とコストである。どちらにしても、バックグラウンド光源スペクトルが、各測定間隔、及び各測定位置での基準スペクトルとして記録される。
【００４８】
約１００ｋＨｚの変調周波数の使用は、０．０５ミリ秒のオーダーでの各測定に対する応答時間を提供することができ、この応答時間は、前記データの獲得時間が含まれるとき、測定ごとに約０．０６ミリ秒に一致する。したがって、１０の波長増分と１０の測定位置に対して、約６ミリ秒の全体の測定応答時間を得ることができる。
【００４９】
温度情報を抽出するための方法
バンドギャップ温度測定に関するあらゆる技術の重要な部分は、スペクトルから温度を抽出する方法である。本発明は、高オーダーのスペクトルの導関数に基づいたデジタルフィルターを用いる。他の抽出手段（例えば、小波変換（ｗａｖｅｌｅｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）に基づく方法）が可能である。デジタルフィルターの主な効果は、これの速度である。これは、微粒子制御に対し、１０ないし１００ミリ秒の更新時間を達成するために重要である。現行のバンドエッジ温度測定技術は、毎秒１回のオーダーで温度を更新し、この場合、現行のパーソナルコンピュータの計算の速度が問題にならない。しかし、本発明は、コンピュータの計算的な限界に近づくことなく、１０の要因の少なくとも１つによって、測定周波数を増やす。
【００５０】
正確な測定を提供することによって、前記システムは、制御ループ内でフィードバックとして、前記基板の温度を使用することができる。かくして、本発明は、処理中に基板の温度分布を制御する方法を提供する。内容が参照によって本明細書に組み込まれている“多層抵抗ヒーター（Ｍｕｌｔｉ−ｚｏｎｅ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｈｅａｔｅｒ）、米国の仮出願番号６０／１５６，５９５”と題されている先願に記載されているシステムと関連して、前記多数の位置での温度測定システムは、基板の温度の改善されたフィードバック制御を提供することができる。この組み合わせにおいて、前記制御信号は、前記チャック（もしくは基板支持部）内にあらかじめ設計された各領域（もしくはセクター）の加熱、並びに／もしくは冷却を調節するように用いられる。この加熱／冷却調節（〜１−２秒）に対する温度応答に関する前記測定システムの速度（＜１００ミリ秒）のために、連続の温度測定（例えば、時間に対する温度の第１の導関数、もしくは変化の割合）から得られる情報は、ロバスト制御のアルゴリズムの設計に対する情報を提供することができる。
【００５１】
図１１に示されているコンピュータシステム１６０は、温度を測定し、流れている熱量を増す、もしくは減らすように、加熱並びに／もしくは冷却のいかなる組み合わせを信号で伝える。特に、各加熱もしくは冷却部材への電力、並びに／もしくは冷却剤の流量は、各領域の中へか外へのどちらかに設計された熱量を提供するように調節される。図１１のコンピュータ１６０は、本発明の方法を達成しており、コンピュータハウジング４０２は、ＣＰＵ４０６と、メモリ４０８（例えば、ＤＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、並びにフラッシュＲＡＭ）と、他の任意の特別な目的の論理装置（例えばＡＳＩＣｓ）もしくは設定可能な論理装置（例えばＧＡＬ及び再プログラム可能なＦＰＧＡ）とを含むマザーボード４０４を囲繞している。また、このコンピュータ１６０は、複数の入力装置（例えばキーボード４２２及びマウス４２４）と、モニタ４２０を制御するためのディスプレイカード４１０とを有する。さらに、このコンピュータシステム１６０は、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ４１４、もしくは他の取外し可能なメディア装置（例えば、コンパクトディスク４１９、テープ、並びに取外し可能な光磁気メディア（示されていない））と、ハードディスク４１２、もしくは適切な装置バス（例えば、ＳＣＳＩバス、拡張ＩＤＥバス、もしくはＵｌｔｒａＤＭＡバス）を用いて接続された他の固定された高密度メディアドライブとを有する。また、同じ装置バス、もしくは他の装置バスに接続されている場合、前記コンピュータ１６０は、コンパクトディスクリーダー４１８と、コンパクトディスクリーダー／ライターユニット（示されていない）もしくはコンパクトディスクジュークボックス（示されていない）とをさらに有する。コンパクトディスク４１９は、ＣＤ容器内に示されているが、このコンパクトディスク４１９は、容器を必要としないＣＤ−ＲＯＭ装置に直接挿入され得る。また、プリンタ（示されていない）は、長時間かけて、１以上の次元で、基板の温度のプリントされた表も提供する。
【００５２】
上述されているように、前記システムは、少なくとも１つのコンピュータ読み込み可能媒体（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を有する。コンピュータ読み込み媒体の例は、コンパクトディスク４１９、ハードディスク４１２、フロッピー（登録商標）ディスク、テープ、光磁気ディスク、ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，フラッシュＥＰＲＯＭ）、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＳＤＲＡＭなどである。これらコンピュータ読み込み媒体のうちの１つもしくは組み合わせに記憶される場合、本発明は、前記コンピュータ１６０のハードウェアを制御するためと、このコンピュータ１６０が人間である使用者と相互作用することを可能とするためにソフトウェアを有する。このようなソフトウェアは、限定されないが、開発ツールとして、装置ドライバーと、作動システムと、ユーザーアプリケーションとを有する。このようなコンピュータ読み込み媒体は、基板の温度を測定するために、本発明のコンピュータプログラム製品をさらに有する。本発明のコンピュータコード装置は、限定されないが、スクリプト、インタープリター、ダイナミックリンクライブラリ、Ｊａｖａ（登録商標）クラス、並びに完全に実行可能なプログラムとを有する、インタープリターされる、すなわち実行可能なコードメカニズムである。
【００５３】
明らかに、本発明の多くの変形及びバリエーションが上述の説明の点で可能である。したがって、請求の範囲内で、本発明が、本明細書に特別に記載されているのとことなって実行され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１の（Ａ）は、拡散反射分光を用いる装置の第１の構成の概略図である。図１の（Ｂ）は、拡散反射分光を用いる装置の第２の構成の概略図である。
【図２】 図２の（Ａ）は、透過分光を用いる装置の第１の構成の概略図である。図２の（Ｂ）は、鏡面反射分光を用いる装置の第１の構成の概略図である。
【図３】 図３は、従来の誘電結合プラズマ（以下、ＩＣＰ）源を示す図である。
【図４】 図４は、従来の静電遮蔽された無線周波（以下、ＥＳＲＦ）プラズマ源を示す図である。
【図５】 図５は、基板の温度を制御するようにフィードバックを用いるウェハ温度測定システムの第１の実施の形態の概略図である。
【図６】 図６は、基板の温度を制御するようにフィードバックを用いるウェハ温度測定システムの第２の実施の形態の概略図である。
【図７】 図７は、基板の温度を制御するようにフィードバックを用いるウェハ温度測定システムの第３の実施の形態の概略図である。
【図８】 図７は、基板の温度を制御するようにフィードバックを用いるウェハ温度測定システムの第４の実施の形態の概略図である。
【図９】 図９は、パラメータとしての温度を備えた波長の関数として、シリコン基板を通過するＩＲ放射体の正規化透過を示すグラフである。
【図１０】 図１０は、複数の測定位置を有するウェハの概略図である。
【図１１】 図１１は、コンピュータの概略図である。

Claims (20)

1. プラズマプロセスシステム内で処理される基板を保持する基板ホルダーと、
   この基板ホルダーの第１の側に設けられ、前記処理される基板の処理されていない裏面のみのそれぞれの位置に複数の光ビームを組み合わせる複数の透過点を有する光源と、
   前記基板ホルダーの第１の側とは反対側の第２の側に設けられ、前記複数の透過点から前記基板の処理されていない裏面へと組み合わせられ、前記基板ホルダーによって保持されている基板を透過し、前記基板の前面が処理されている間に、基板を横切る温度分布の２−Ｄ表示を得るように、この基板の前面から出て行く複数の光ビームの各々の部分を前記処理される前記基板の前面のみから集光する集光システムと
   を具備する、プラズマプロセスシステム内の基板の物理的に離された複数の場所の温度を測定するための装置。
2. 前記光源は、変調光の光源である請求項１に記載の装置。
3. 前記変調光の光源は、電気的に変調された光の光源である請求項２に記載の装置。
4. 前記変調光の光源は、機械的に変調された光の光源である請求項２に記載の装置。
5. 前記機械的に変調された光の光源は、
   広域光源と、
   機械的チョッパーと
   を有する請求項４に記載の装置。
6. 前記電気的に変調された光の光源は、電気的に変調された光の広域光源である請求項３に記載の装置。
7. 前記電気的に変調された光の光源は、複数のＬＥＤを有する請求項３に記載の装置。
8. 前記電気的に変調された光の光源は、複数のレーザーを有する請求項３に記載の装置。
9. 前記光源と前記基板ホルダーとの間に位置された、音響光学的に調整可能なフィルターをさらに具備する請求項１に記載の装置。
10. 前記基板ホルダーと集光システムとの間に位置された、音響光学的に調整可能なフィルターをさらに具備する請求項１に記載の装置。
11. 前記集光システムは、複数のフォトダイオードを有する請求項１に記載の装置。
12. 前記集光システムは、電荷結合素子アレイを有する請求項１に記載の装置。
13. 前記集光システムは、電荷注入素子アレイを有する請求項１に記載の装置。
14. （１）前記複数の透過点のうち１つの場所に対応する基板の位置部分の測定温度と、（２）前記複数の透過点のうち１つの場所に対応する基板の前記位置部分に対する目標温度との間の温度差を検出するための誤差検出回路をさらに具備する請求項１に記載の装置。
15. 前記基板ホルダーは、前記誤差検出回路の出力に基づいた前記複数の透過点のうち１つの場所に対応する基板の前記一部分の温度を変化させるための加熱部材と冷却部材との少なくとも１つを有する請求項１４に記載の装置。
16. 前記基板ホルダーは、前記誤差検出回路の出力に基づいた前記複数の透過点のうち１つの場所に対応しない基板の一部分の温度を変化させる少なくとも１つの加熱部材と冷却部材とを有する請求項１４に記載の装置。
17. 前記集光システムは、中央の光検出器を有する請求項１に記載の装置。
18. 前記集光システムは、物理的に離れた複数の集光器を有する請求項１に記載の装置。
19. 前記プラズマプロセスシステムは、誘電結合型プラズマプロセスシステムである請求項１に記載の装置。
20. 前記プラズマプロセスシステムは、容量結合型プラズマプロセスシステムである請求項１に記載の装置。

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