KR100727041B1

KR100727041B1 - 플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리장치내의 입자농도 측정방법

Info

Publication number: KR100727041B1
Application number: KR1020057009435A
Authority: KR
Inventors: 에스. 미트로빅 안드레요
Original assignee: 도쿄 일렉트론 가부시키가이샤
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2007-06-12
Also published as: TWI240601B; WO2004048942A1; AU2003294492A1; KR20050071708A; TW200414833A; CN1714287A; JP2006507505A; US20040104681A1

Abstract

본 발명의 플라즈마 처리장치은, 자기장을 생성시킬 수 있는 자기장 발생기 및 상기 장치의 처리 챔버내의 입자들을 조명할 수 있는 광 시트를 생성시킬 수 있는 시트 광학 요소를 포함한다. 묘화 디바이스는 광 시트에 의해 조명되는 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득할 수 있다. 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스는 플라즈마에 액세스하기 위해 서로에 대해 위치될 수 있다. 이미지 프로세서는 이미지 데이터를 처리하여, 광 시트내의 입자들의 농도를 얻는다. 플라즈마 처리장치내의 입자 농도를 측정하는 방법은, 플라즈마에 액세스하기 위해 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스를 서로에 대해 위치시키는 단계 및 광 시트내의 입자들의 농도를 얻는 단계를 포함한다. 또한, 상기 챔버내의 입자들을 최소화시키는 방법이 제공된다.

Description

플라즈마 처리장치 및 플라즈마 처리장치내의 입자농도 측정방법{PLASMA PROCESSING APPARATUS AND METHOD OF MEASURING PARTICLE CONCENTRATION IN THE PLASMA PROCESSING APPARATUS}

본 출원은 2002년 11월 26일에 출원된 미국 가 출원 60/429,067을 토대로 하고 그 이익을 주장하며, 그 전문은 본 명세서에서 인용 참조된다.

본 발명은 플라즈마 처리에 관한 것이며, 보다 특별하게는 플라즈마 처리장치내의 입자 농도 측정에 관한 것이다.

통상적으로, 플라즈마는, 그 중 일부는 가스성이고 그 중 일부는 하전되는 여러 종들(species)의 집합이다. 플라즈마들은 광범위한 어플리케이션들을 위한 소정의 처리 장치들에 유용하다. 예를 들어, 플라즈마 처리장치들은, 재료 처리 시에 그리고 반도체, 집적 회로, 디스플레이 및 여타의 전자 디바이스의 제조 및 처리시에, 가령 반도체 웨이퍼와 같은 기판상의 층 증착(layer deposition)과 에칭 양자 모두를 위해 상당히 많이 사용된다.

대부분의 플라즈마 처리장치에서, 솔리드 입자들, 예를 들어 벗겨져 나간(flaking off) 벨로우즈, 밸브 또는 벽의 증착물들(deposits)이 플라즈마내에 존재할 수 있다. 웨이퍼 처리시에, 그 크기가 서브-미크론 크기로부터 수 밀리미터보다 큰 크기들까지에 걸쳐 있는 이러한 입자들은 디바이스들이 제조되고 있는 웨이퍼 표면상에 증착되어, 디바이스에 손상을 야기하고 수율을 저하시킬 수 있다. 많은 프로세스 파라미터들이 이러한 입자들의 발생에 영향을 미친다. 예를 들어, RF 및 DC 바이어스들은 웨이퍼 부근의 입자들을 "부유(float)"시킬 수 있고, 플라즈마 케미스트리는 벗겨져 나갈 수 있는 벽의 퇴적물들을 생성시키려는 다소간의 경향을 가질 수 있다.

디바이스를 제조할 때 프로세스 레시피를 선택하는데 대한 한가지 고려사항은 적어도 웨이퍼 부근에서 이러한 입자들을 낮은 농도로 유지시키는 것이다. 챔버내의 입자들의 농도를 측정하는 시스템 및 방법은 입자들을 낮은 농도로 유지시키는 디바이스 제조 프로세스용 프로세스 레시피의 선택을 도울 수 있다.

본 발명의 일 실시형태(aspect)는, 플라즈마 진단(diagnostic) 시스템과 연통(communication)되는 플라즈마 처리장치을 제공하는 것이다. 상기 플라즈마 처리장치은 플라즈마 처리 영역을 포함하는 챔버, 상기 처리 영역의 상기 챔버내에서 기판을 지지하도록 구성되고 배치된 척(chuck)을 포함하여 이루어진다. 상기 플라즈마 처리장치은, 자기장을 생성하도록 구성된 자기장 발생기 및 처리 챔버내의 입자들을 조명할 수 있는 광 시트(light sheet)를 생성하도록 구성된 시트 광학 요소를 더 포함한다. 묘화 디바이스는 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득하도록 구성되는 한편 상기 입자들은 광 시트에 의하여 조명된다. 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스는 플라즈마를 액세스하기 위해 서로 상대적으로 위치된다. 이미지 프로세서는 이미지 데이터를 처리하여 광 시트의 입자 농도를 획득하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 실시형태는, 플라즈마 프로세스 동안 플라즈마가 생성될 수 있는 플라즈마 처리 영역을 포함하는 챔버 및 상기 챔버내에 자기장을 생성시키도록 구성된 자기장 발생기를 구비한 플라즈마 처리장치내의 입자 농도를 측정하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 플라즈마를 액세스하기 위하여 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스를 서로 상대적으로 위치설정하는 단계를 포함한다. 입자들은, 시트 광학 요소로 획득되는 광 시트에 의하여 조명되는 입자들에 대응되는 이미지 데이터 및 시트 광학 요소를 갖는 챔버에서 조명된다. 상기 방법은, 예를 들어 챔버내의 입자들의 위치의 함수로서 광 시트내의 입자들의 농도를 획득하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 명세(specificatioin), 즉 실시예들의 일부분을 구성하고 본 발명에 통합된 첨부 도면들은, 상술된 일반적인 설명과 다음의 실시예들의 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치의 일 실시예의 단면도;

도 2는 도 1에 도시된 측정시스템의 사시도;

도 3은 도 1에 도시된 측정시스템에 사용될 수 있는 시트 광학 요소의 일 예시의 개략도;

도 4는 측정시스템의 대안실시예의 개략도;

도 5는 측정시스템의 또 다른 대안실시예의 개략도;

도 6은 도 5에 도시된 측정시스템에서 사용될 수 있는 시트 광학 요소의 일 실시예의 개략도;

도 7은 플라즈마 처리 챔버의 일 부분과 관련하여 도시된 측정시스템의 또 다른 실시예의 단면도;

도 8은 플라즈마 처리 챔버의 일 부분과 관련된 측정시스템의 또 다른 실시예의 단면도;

도 9은 본 발명의 원리들에 따른 플라즈마 처리 장치에서의 입자 농도를 측정하는 방법을 나타낸 플로우차트; 및

도 10은 본 발명의 원리들에 따른 플라즈마 처리장치에서의 입자 농도를 최소화시키는 방법을 나타낸 플로우차트이다.

도 1은 본 발명의 원리들에 따른 플라즈마 처리장치의 일 실시예를 도시한다. 도면 번호 10으로 개략적으로 나타낸 플라즈마 처리장치은, 측정시스템(12) 및 자기장 발생기(38)와 연통되며, 그 둘 모두는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 측정시스템(12)은 플라즈마 처리장치(10)내의 입자 농도를 측정하도록 구성되며, 이에 대해서는 보다 상세히 후술될 것이다.

상기 플라즈마 처리장치(10)은 도면 번호 14로 개략적으로 나타낸 플라즈마 처리 챔버를 포함하여 이루어지며, 상기 챔버는 플라즈마(18)가 발생될 수 있는 플라즈마 처리 영역(16)을 한정한다. 척 또는 전극(30)은, 상기 챔버(14)내에 위치될 수 있으며 상기 챔버(14)내의 처리 영역(16)내에서, 예를 들어 반도체 웨이퍼일 수 있는 기판(20)을 지지하도록 구성되고 배치된다. 상기 기판(20)은, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 집적 회로, 코팅될 폴리머 물질로 된 시트(sheet), 이온 주입(ion implantation)에 의해 표면 경화(surface hardened)될 금속, 또는 에칭되거나 증착될 여타의 반도체 물질일 수 있다.

도시되지는 않았지만, 예를 들어 상기 챔버(14)에 결합된 냉각 공급 통로(cooling supply passage)들을 통해 냉각제가 상기 척(30)에 공급될 수 있다. 각각의 냉각 공급 통로는 냉각 공급원에 결합될 수 있다. 예를 들어, 냉각 공급 통로는 냉각 공급원에 개별적으로 연결될 수 있다. 대안적으로, 냉각 공급 통로는 소정 패턴으로 모든 냉각 공급 통로들을 연결시키는 상호연결 통로들의 네트워크에 의해 상호연결될 수 있다.

일반적으로, 플라즈마를 생성하도록 이온화된 여하한의 가스일 수 있는 플라즈마 발생 가스는, 예를 들어 가스 유입구(26)를 통해 챔버(14)안으로 도입되어 플라즈마가 만들어진다. 플라즈마 발생 가스는, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이 원하는 어플리케이션에 따라 선택될 수 있으며, 예를 들어 질소, 제논, 아르곤, 카본 테트라플루오라이드(CF₄) 또는 플루오로카본 케미스트리용 옥타플루오로사이클로부탄(C₄F₈), 염소(Cl₂), 브롬화수소(HBr), 또는 산소(O₂)일 수 있다.

가스 유입구(26)는 챔버(14)에 결합되며, 플라즈마 처리 가스들을 플라즈마 처리 영역(16) 안으로 도입시키도록 구성된다. 상부 전극(28) 및 하부 전극(또는 척)(30)의 형태로 된 플라즈마 발생기는, 플라즈마 처리 가스들을 이온화함으로써 플라즈마 처리 영역(16)내에 플라즈마(18)를 발생시키도록 챔버(14)에 결합될 수 있다. 플라즈마 처리 가스들은 거기에 RF 및/또는 DC 전력을 공급함으로써 이온화될 수 있으며, 예를 들어, 전원 장치(80, 82)들은 상부 전극(28) 및 하부 전극(30)에 각각 결합된다. 몇몇 어플리케이션에서, 플라즈마 발생기는 예컨대 안테나 또는 RF 전력을 공급할 수 있는 RF 코일일 수도 있다.

기밀하게(hermetically) 밀봉될 수 있고 알루미늄 또는 또 다른 적절한 물질로 형성될 수 있는 플라즈마 처리 챔버(14)안으로 플라즈마 처리 가스들을 도입시키기 위해 수개의 가스 유입구 또는 주입기(injector), 및 다양한 가스 주입 작업들이 이용될 수 있다. 흔히, 플라즈마 처리 가스들은 기판에 인접하여 위치되거나 또는 기판으로부터 대향하여 위치된 수개의 가스 주입기 또는 유입구로부터 도입된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 유입구(26)를 통해 공급된 가스들은 기판에 대향하는 주입 전극(상부 전극; 28)을 통해 용량성 결합 플라즈마(capacitively coupled plasma; CCP) 소스에 주입될 수 있다. 가스 유입구(26)를 통해 공급된 가스들은 기류 제어 시스템(84)으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 전원 장치(80, 82)에 의해 플라즈마에 공급된 전력은, 챔버(14)안으로 도입된 플라즈마 발생 가스에 의한 방전체(discharge)를 점화(ignite)시킬 수 있으며, 따라서 플라즈마, 예를 들어 플라즈마(18)를 발생시킬 수 있다.

대안적으로, 도시되지 않은 실시예들에서, 상기 가스들은 기판에 대향하는 유전체 윈도우(dielectric window)를 통해 TCP(transformer coupled plasma) 소스에 주입되거나, 또는 가스 주입 플레이트를 통해 ICP(inductively coupled plasma) 소스에 주입될 수 있다. 여타의 가스 주입기 구성(arrangement)들이 당업자에게 알 려져 있으며 플라즈마 처리 챔버(14) 및 예를 들어 헬리콘(Helicon) 및 전자 사이클로트론 공진 소스(electron cyclotron resonance source)와 같은 여타 플라즈마 소스들과 연계되어 채택될 수 있다.

플라즈마 처리 챔버(14)에는 진공 펌프(33) 및 스로틀 제어 밸브(throttle control valve)와 같은 밸브(35)를 구비한 유출구가 마련(fit)되어, 플라즈마 처리 챔버(14)내의 가스 압력 제어를 제공한다.

다양한 리드선(미도시됨)들, 예를 들어 전압 프로브(voltage probe)들 또는 여타의 센서들이 플라즈마 처리장치(10)에 결합될 수 있다.

입력들을 플라즈마 처리장치(10)에 연통시키고 활성화시키기에 충분한 제어 전압들을 발생시킬 수 있고, 플라즈마 처리장치(10)으로부터의 출력들을 모니터링할 수 있는 제어기(78)가 플라즈마 처리장치(14)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어기(78)는 상부 전극(28) 및 하부 전극(30)의 각각의 RF 전원 장치(80,82) 및 가스 유입구(26)와 유체 연통하는 가스 유동 제어시스템(84)에 결합될 수 있고 정보를 교환할 수 있다. 상기 제어기(78)는, 또한 도 1에 도시되지는 않았지만 펌핑시스템(33) 및 게이트 밸브(35)와 각각 연통될 수 있다. 저장된 프로세스 레시피에 따른 플라즈마 처리장치(10)의 상술된 구성요소들을 제어하기 위하여, 메모리내에 저장될 수 있는 프로그램이 활용될 수 있다. 대안적으로, 다중 제어기(78)가 제공될 수 있으며, 그들 각각은 예를 들어 플라즈마 처리장치(10)의 상이한 구성요소들을 제어하도록 구성된다. 제어기(78)의 일 예시는 캘리포니아의 Glendale의 Micro/SYS의 임베더블(embeddable) PC 컴퓨터 타입 PC/104이다.

도 1 및 2에서 일반적으로 38로 나타내었고 간략하게 상술된 자기장 발생기는 챔버(14)에 대해 외부에 위치되어 실질적으로 이를 둘러싸게 된다. 자기장 발생기(38)는 실질적으로 환형 및 토로이달(torroidal) 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 플라즈마 프로세스 영역(16)내에 자기장을 생성시키도록 회전가능하여 플라즈마의 균일성을 증가시킨다. 자기장 발생기(38)는 전자석, 도전코일(current carrying coil), 영구자석 또는 챔버(14)의 플라즈마 프로세스 영역(16)내에 자기장을 생성시킬 수 있는 여타 디바이스를 포함할 수 있다. 자기장 발생기(38)는 회전 자기장을 발생시킨다. 이는, 전자석들을 이용하거나 자기장 발생기를 회전시킴으로써 전자적으로 달성될 수 있다.

도 2는 측정시스템(12)을 보다 상세히 나타내고 있다. 광학 시스템(12)은 챔버(14) 및 광원(42)과 연통하여 고정적으로 위치되는 시트 광학 요소(40)를 포함한다. 상기 광원(42)은 레이저나 여느 다른 광원, 예를 들어 선택형 칼라 필터를 구비한 화이트 광원을 포함할 수도 있다. 시트 광학 요소(40)는 원통형 렌즈, 거울 및 프리즘 중 1이상을 포함하는 렌즈 시스템일 수 있다. 하지만, 여타 광학 요소들 또한 사용될 수 있다.

시트 광학 요소(40)는 자기장 발생기(38)로부터 이격되고 (도 2에 점선으로 도시된) 광학 축선을 포함하는 광 시트(44)를 생성하기 위하여 광원(42)으로부터 방출된 광을 수용하도록 구성된다. 도 3은 광원(42)으로부터 방출되는 광을 수용하는 시트 광학 요소(40)의 일 예시를 나타내고 있다. 이 예시에서, 시트 광학 요소(40)는 구형 렌즈(43) 및 원통형 렌즈(45)를 포함하나, 상술된 바와 같이, 예를 들 어 거울 또는 프리즘을 포함할 수도 있다. 볼록(convex) 또는 평철(plano-convex) 구형 렌즈일 수 있는 구형 렌즈(43)는, 챔버(14)의 중앙 부근에서 광원(42)으로부터 방출되는 광을 포커스에 이르게 하는 초점 길이를 갖는다. 예를 들어, 구형 렌즈(43)는 대략 챔버(14) 직경의 절반과 동일한 초점 길이를 가질 수 있다.

일 평면에서 광 빔을 포커싱하기 위하여, 구형 렌즈(43)로부터 수렴하는 빔은 오목한 원통형 렌즈 또는 다른 타입의 원통형 렌즈일 수 있는 원통형 렌즈(45)를 통과한다. 예를 들어, 원통형 렌즈(45)는 포커싱을 달성하기 위하여 시트 광학 요소(40)에 근접한 초점 포인트를 가질 수 있다. 초기 둥근 단면의 빔은, 원통형 렌즈(45)를 통과해 포커싱되고 챔버내의 입자들을 조명하는 타원형 단면을 갖는 세장형(elongated) 빔으로 확장될 것이다. "레이저 시트" 및 "광 시트"라는 용어는 챔버(14)내의 입자들을 조명하는데 사용되는 세장형이며 얇은 타원형의 광 빔을 포함한다. 이와 같이, 광 시트(44)는 광 시트(44)의 평면내에 배치되는 챔버(14)의 입자들을 조명할 수 있다.

도 2 및 3에 도시된 바와 같이 광 시트(44)는 챔버(14)에 형성되는 수직방향으로 연장되는 평면으로서 표현되었으나, 상기 광 시트(44)는 다른 위치들, 예를 들어 수평방향이나 수평방향과 수직방향 사이의 소정 각도로 위치될 수도 있다.

묘화 디바이스(46)는 시트 광학 요소(40)와 연통하여 위치되고, 챔버의 윈도우를 통해 조명된 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득하도록 구성된다. 묘화 디바이스(46)는 광 시트(44)에 대해 소정 각도로 위치되고, 광 시트(44)를 묘화시키도록 자기장 발생기(38)의 상부에 장착된다. 영역 47은 조명된 입자들을 포함하는 이미지들의 영역을 나타낸다.

묘화 디바이스(46)는, 예를 들어 아날로그나 CCD(예를 들어, 단색 또는 칼라) 카메라 또는 디지털 표현(digital representation), 예를 들어 플라즈마 처리 챔버(14)내의 입자들의 픽셀 표현으로의 이미지 데이터의 전환을 위하여 플라즈마 처리 챔버(14)에 결합되는 충분히 큰 프레임 속도(frame rate)를 갖는 비디오 카메라일 수 있다.

묘화 디바이스(46) 및 시트 광학 요소(40)는 챔버(14)내에서, 예를 들어 그것의 측벽 또는 상부벽에 장착될 수 있다. 묘화 디바이스(46) 및 시트 광학 요소(40)는, 챔버(14) 주위에서 서로로부터 소정의 각, 예를 들어 0° 내지 180°이격될 수 있다. 묘화 디바이스(46) 및 시트 광학 요소(40)는, 묘화 디바이스(46)와 시트 광학 요소(40)간의 각도를 보상하기 위하여, 보다 상세히 후술될 이미지 프로세서와 같은 이미지 프로세스를 갖는 이미지 디-프로젝션(de-projection)이 사용될 수 있기 때문에 거의 모든 각도로 이격될 수 있다.

측정시스템(12)은 획득된 이미지 데이터를 처리하기 위하여 묘화 디바이스(46)와 연통하는 이미지 프로세서(48)를 포함한다. 이미지 프로세서(48)는 특화된 이미지 처리 컴퓨터일 수 있으며 상기 처리는 단일 플랫폼이나 분배된 처리 플랫폼에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 이러한 처리 및 기능성은 특수 목적의 하드웨어 형태나 툴 제어 컴퓨터와 같은 범용 컴퓨터에 의해 러닝되는 소프트웨어 형태, 또는 상기 두 형태의 여하한의 조합 형태로 구현될 수 있다. 이러한 처리에서 핸들링되거나 상기 처리의 결과로서 생성되는 소정의 이미지 데이터는 소정 메모리에 저장될 수 있다. 예시의 방법으로, 이러한 이미지 데이터는 소정 컴퓨터 시스템이나 서브시스템의 RAM과 같은 임시 메모리에 저장될 수도 있다. 덧붙여 또는 대안으로서, 이러한 이미지 데이터는 장기 저장장치, 예를 들어 마그네틱 디스크, 리라이팅가능한 광학 디스크 또는 여타 저장장치내에 저장될 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 매체(computer-readable media)는, 이러한 기존의 메모리 기술 및 하드웨어 또는 이러한 구조 및 이러한 데이터의 회로 표현을 포함하는 데이터 저장기구의 어떠한 형태도 포함하여 이루어질 수 있다.

이미지 프로세서(48)는 위치의 함수로서 챔버(14)내의 조명된 입자들의 이미지를 캡처링하기 위한 프레임그래버 시스템(framegrabber system)을 포함할 수 있다. 캡처링된 이미지는, 광 시트(44) 및 챔버(14)내의 위치의 함수로서 입자의 농도들을 획득하기 위하여 디-프로젝팅될 수 있다. 획득되고 디-프로젝팅된 이미지의 광의 세기는, 대부분의 조건하에서 입자 농도 측정의 토대를 형성하는 입자들의 국부적 농도에 비례한다.

예를 들어, 프레임그래버 시스템은 범용 컴퓨터 슬롯내로 삽입되는 카드일 수 있다. 이러한 구조를 갖는 프레임그래버 시스템의 일 예로는 Data Translation of Marlboro, MA에 의하여 만들어진, 예를 들어 단색용 모델 DT3162와 칼라 이미지 획득용 모델 DT3153이 있다. 칼라 또는 단색의 여타 모델들도 사용되는 묘화 디바이스의 타입에 따라 사용될 수 있다.

프레임그래버 시스템들은, 묘화 디바이스(46)가 예를 들어 케이블을 통해 연결될 수 있는, 비디오 입력부와 같은 묘화 입력부를 포함할 수 있다. 프레임그래버 시스템은 묘화 디바이스(46)로부터 수용된 입력을, TIF, BMP, JPEG, GIF와 같은 다양한 디지털 파일 포맷들, 다양한 프레임그래버 네이티브 포맷 등의 "그래빙된(grabbed)" 디지털 이미지들로 디지털화할 수 있다. 상기 "그래빙된' 디지털 이미지들은 입자 정보, 예를 들어 입자들의 국부적 농도를 추출하기 위하여 더 처리될 수 있다. 일반적으로, 이러한 디지털 이미지들은 입자들의 국부적인 농도에 비례적인 것으로서 이미지의 캡처링된 광의 세기를 나타낸다. 예를 들어 일부 위치에서 유닛 볼륨내의 보다 많은 입자들은 이미지 파일의 대응되는 위치의 보다 밝은 픽셀들과 대등하게 된다(equate).

"그래빙된" 디지털 이미지들상에서, 상기 "그래빙된" 이미지로부터 광 시트내의 묘화된 입자들의 실제 위치를 식별하기 위하여 이미지 디-프로젝션이 수행될 수 있다. 통상적으로, 이미지 디-프로젝션은, "그래빙된" 이미지가 사시도에서 광 시트에 수직하지 않은 묘화 디바이스의 광학 축선을 따라 취해지는 알로리즘 또는 소프트웨어 프로시저이며, 묘화 디바이스가 광 시트에 대해 수직하게 장착되었을 때와 같이 이미지가 나타나는 "균등(equivalent)" 이미지로 변환된다. 이러한 디-프로젝션 알고리즘들은 디지털 이미지 처리 기술에서 알려져 있고 통상적으로 디지털 이미지 몰핑(morphing), 와핑(wraping), 트랜스포밍(transforming) 등으로 지칭된다. 이러한 디지털 이미지 처리의 예시들은 G. Wolberg가 저술하고 Wiley-IEEE Press가 출판(1판, 1990년, 섹션 3.4.2.3 Perspective transformations : Quadrilateral-to-quadrilateral)한 "Digital Image Warping"이란 제목의 출판물에 기술되어 있다. 상술된 이미지 디-프로젝션을 사용하면, 도 2에 도시된 영역 47이 변환된(transformed) 이미지에서 이용가능해지고, 광 시트내의 공간 위치에 대한 픽셀의 상관관계를 독자적으로 확립하는데 사용될 수 있다.

반드시, 상술된 바와 같이 "그래빙된" 이미지 및 "균등한" 디-프로젝팅된 이미지를 생성시킬 필요는 없다. 대안적으로, "그래빙된" 픽셀들의 실제 공간 좌표를 얻어, 챔버(14)안의 광 시트(44)내의 공간적 위치를 얻기 위해서, 이미지 디-프로젝션을 위한 수학적 변환이 "그래빙된" 이미지내의 픽셀 위치들에 직접적으로 적용될 수 있다.

전체 프레임그래빙 및 디-프로젝션 프로세스는, 그래픽 프로세서 칩이 구비된 프레임그래버 시스템상의 하드웨어로 구현되거나, 또는 별도의 프레임그래버 및 하드웨어 이미지 프로세서 보드들을 구비한 시스템에서 구현될 수 있다. 이러한 시스템에서, 실시간의 비디오-속도로, 예를 들어 묘화 디바이스가 이미지 데이터를 프레임그래버로 전달하는 속도로 수학적 변환들이 수행될 수 있다. 적절한 별도의 이미지 프로세서 보드의 예로는, Texas Instruments TMS34020 그래픽 프로세서 칩이 구비된, Data Translation DT3851을 들 수 있다. 이 보드는, 예를 들어 상술된 프레임그래버 보드들과 연계하여 사용될 수 있다.

입자 농도들의 디-프로젝팅된 이미지는, 제조 라인 오퍼레이터가 이미지 데이터를 수동으로 검사하고 플라즈마 처리 장치(10)를 모니터링하도록 한다. 이러한 방법들은, 예를 들어 플라즈마 처리 장치(10) 또는 플라즈마 처리 챔버(14)가 세정을 필요로 하는 경우를 판정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 플라즈마 처리 장치(10) 또는 플라즈마 처리 챔버(14)는 필요시에만 세정될 수 있어, 통상적인 수율을 향상시키고 플라즈마 처리 장치(10)의 예방적 유지보수 셧다운(preventive maintenance shutdown)들 사이의 시간을 증가시킬 수 있다. 또한, 일부 특히 민감한 프로세스들에 대해 필요할 경우, 예를 들어 시스템이 다양한 프로세스 레시피들이 비교될 수 있도록 하는 방법들을 제공한다면, 프로세스 엔지니어가 프로세스 파라미터들을 조정하여 상기 입자 발생이 최소화되도록 할 수도 있다.

시트 광학 요소(40)는 여하한의 방식으로 광 시트(44)를 형성시킬 수 있으며, 광 시트(44)를 여하한의 방식으로 생성 또는 시뮬레이팅할 수 있다. 예를 들어, 시트 광학 요소(40)는 광 빔을 광 시트(44)내로 신속하게 스위핑-아웃(sweep-out)하는데 사용되는 스피닝 또는 스위핑 거울 또는 프리즘을 포함할 수 있다. 스위핑이 묘화 디바이스(46)의 프레임-속도보다 충분히 빠르게 수행된다면, 정적 광 시트의 일루젼이 생성될 수 있고 전체 입자 분포들의 이미지들이 즉시 획득될 수 있다. 프레임-속도가 높고 시트 스캔 빈도가 낮다면, 상기 광 빔은 각 이미지에서 단 하나의 라인만이 조명될 수 있으며, 시트내의 입자 분포를 측정하기 위해서는 다수의 이미지들이 획득될 필요가 있을 수 있다.

도 4는 측정시스템(12)의 대안실시예인 측정시스템(112)을 나타내고 있다. 측정시스템(112)은 다수의 시트들을 조명하고 묘화하도록 구성된다. 예를 들어, 측정시스템(112)은, 개개의 광 시트(144,145)를 생성하도록 각각 구성된, 2이상의 시트 광학 요소(140,141)를 포함할 수도 있다. 이 예시에서는, 단일 묘화 디바이스(146)에 의해 2개의 광 시트(144,145)가 묘화된다. 시트 광학 요소(140,141) 및 묘화 디바이스(146)는 자기장 발생기(38) 위에 장착될 수 있다. 일반적으로, 복수의 묘화 디바이스(46) 또는 시트 광학 요소들(140,141)이 사용될 수 있으며, 광 시트(144,145)는 챔버(14)내의 여러 상이한 위치, 예를 들어 수직방향으로, 수평방향으 로 또는 여타 위치에 위치될 수 있다.

동일한 이미지 센서를 갖는 시트(144,145)와 같은 다수의 시트들을 묘화하기 위하여, 광 시트들을 생성하는데 여러 상이한 칼라들의 광이 사용될 수 있다. 예를 들어, 여러 상이한 칼라들의 광 및 그에 따른 상이한 색의 광 시트들을 생성하는데, 칼라 필터들과 관련된 화이트 광 소스(white light source) 또는 상이한 파장들을 갖는 레이저들이 사용될 수 있다. 예컨데, 칼라 비디오 카메라일 수 있는 묘화 디바이스(146)가 개별 광 시트(144,145)의 이미지들을 획득하는데 사용될 수 있다. 다시 말해, 이미지 데이터는 광 시트(144)에 기인한 일 칼라의 성분 및 광 시트(145)에 기인한 또 다른 칼라의 성분을 포함할 수 있다. 그러므로, 광 시트 이미지들내의 입자 농도 및 분포들이 칼라에 의해 분리될 수 있다.

예를 들어, 시트(144,145)에서 캡처링된 세기들은, 일반적으로 이미지 처리에 사용되고 상술된 칼라 분리 기술(color separation technique)들을 사용하여 칼라에 의해 분리된다. 표준의 빨강색, 녹색 및 파랑색 필터들이 사용된다면, "그래빙된" 이미지내의 각 픽셀의 빨강색, 녹색 및 파랑색 세기 성분들을 직접 판독하여 별도의 시트 이미지들을 얻고, 그 후 추가 처리될 수 있다.

도 2 및 4에 도시된 측정시스템(12,112) 둘 모두는 챔버(14)내 입자 농도의 2차원 분포를 생성한다. 하지만, 도 5는 챔버(14)내의 3차원 입자 농도 분포를 생성할 수 있는 측정시스템(212)을 나타낸다.

측정시스템(212)은, 시트 광학 요소를 지탱하는 시트 광학 요소-지탱 부재를 구동하는 모터를 포함할 수도 있는 구동기구(도시 안됨)에 의하여 챔버(14)에 대해 일반적으로 아치형 방향으로 스위핑되는 시트를 생성하는 시트 광학 요소(240)를 포함한다. 다른 구동기구 또한 사용될 수 있다.

시트 광학 요소(240)의 일반적으로 아치형의 스위핑은 챔버(14)내의 여러 위치(또는 여러 각도)(245)에 광 시트(244)를 생성시킬 수 있다. 다시 말해, 입자들의 농도가 측정될 수 있는 (구동기구의 움직임에 의해 제한되는) 챔버(14)의 볼륨을 스위핑-아웃하기 위해서 시트 광학 요소(240)는 구동기구에 의해 이동된다.

측정기구(212)는 특정 팬(fan) 형상 및 스위핑 이동 범위로의 시트 광학 요소(240)의 대체로 아치형의 이동을 제한하는 구동기구를 나타내고 있으나, 상기 구동기구는 시트 광학 요소(240), 특히 그것의 원통형 렌즈가 그것의 광학 축선을 중심으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 이는, 렌즈 시스템 광학 축선을 중심으로 회전하는 회전 광 시트를 생성시킨다. 이러한 회전 광 시트는, 상이한 각도, 예를 들어 수직방향, 수평방향 및 그들 사이의 모든 각도에서 챔버(14)의 상이한 평면들의 조명을 허용한다.

동기화를 이용하면, 각도 위치 피드백 신호 및 적절한 시트 각도 위치 피드백 신호의 형태에서 후술되는 바와 같이, 특정 이미지의 디-프로젝션이 수행될 수 있다. 예를 들어, 각도 위치 피드백 라인은 구동기구로부터 이미지 프로세서로 각도 위치 피드백을 전달하고, 이미지 프로세서는 상기 각도 위치 피드백을 사용하여 그에 따라 이미지를 디-프로젝팅하게 한다. 이는, 예를 들어 이미지 프로세서에 의하여, 회전 시트(244)에 의해 스위핑되는 볼륨내의 전체 3차원 입자 농도 분포가 얻어지도록 한다.

대안적으로, 예를 들어 보이스-코일(voice-coil), 전계왜곡(electrostrictive) 또는 압전(piezoelectric) 액추에이터를 구비한 표준 빔 스티어링 거울들이 시트 광학 요소{예를 들어 시트 광학 요소(40) 또는 시트 광학 요소(240)} 와 연계하여 사용되어, 상술된 시트 광학 요소들 중 하나로부터 나온 광 시트를 "바운싱(bounce)"함으로써 스위핑 광 시트(244)를 생성할 수 있다.

도 6은, 스위핑 광 시트(244)를 생성하기 위하여, 스캐닝 거울(243)과 연계하여 사용되는, 도 2 및 3에 도시된 시트 광학 요소(40)와 실질적으로 유사한 구조를 가질 수 있는 시트 광학 요소(290)를 나타내고 있다. 스캐닝 거울(243)은 스위핑 광 시트(244)를 형성하기 위하여 시트 광학 요소(290)에 대해 이동할 수 있다. 이러한 액추에이트 거울을 구비한 빔 스캐닝 거울 시스템의 일 예는, CA, Irvine의 Newport Corp에 의하여 제조되고 FSM 시리즈로 판매된다. 대안적으로, CA, Tustin의 Polytec PI사의 여러 팁-틸트 거울 액추에이션 시스템 모델들 또한 사용될 수 있다.

구조 및 동작에 있어 도 2에 대해 상술된 묘화 디바이스(46)와 실질적으로 유사할 수 있는 묘화 디바이스(246)가 챔버(14) 위에 고정 장착될 수 있다(또는 예를 들어 자기장 발생기 위에 장착될 수 있다). 묘화 디바이스(246)는, 광 시트(244)가 다수의 위치에서 회전되므로 상기 광 시트(244)에 대해 대체로 횡방향으로 (다수의 각도로) 위치될 수 있다. 상기 묘화 디바이스(246)는, 묘화 디바이스(246)에 의하여 광 시트의 캡처링된 이미지를 디-프로젝팅할 경우, 도 2에 대하여 상술된 이미지 프로세서(48)과 같은 이미지 프로세서가 광 시트(244)의 위치를 보상할 수 있도록 구동기구와 동기화될 수 있다.

도시된 바와 같이 도 6에서 스캐닝 거울(243)과 이미지 프로세서(48) 사이에서 라우팅되는 각도 위치 피드백 신호를 사용하여 동기화가 수행될 수 있다. 피드백 신호는 순간적인 거울 각도 위치와 비례하며, 따라서 광 시트 위치는 이미지 처리용 이미지 프로세서(48)내로 이송될 수 있다. 이미지 프로세서(48)가 새로운 이미지를 받는 경우, 이미지 프로세서(48)는 먼저 순간적인 거울 및 광 시트 각도를 판독한 다음, 디-프로젝션 알고리즘으로의 입력값으로서 상기 광 시트 각도를 사용한다. 모든 상이한 시트 위치 각도는, 피드백 시스템을 통해 얻어지는 입력 각도 파라미터들의 상이한 세트를 갖는 것을 제외하고 동일한 수학적 이미지 변환의 사용을 필요로 한다. 이들 입력 각도들은, 모든 평면에서, 묘화 디바이스 광학 축선에 대한 광 시트의 순간적 위치의 각도들이다.

시트가, 묘화 디바이스 축선에 대한 수직 위치(예를 들어 도 5에서의 최상부 및 최하부 스위핑 위치 또는 도 6에서 최우측 및 최좌측 스위핑 위치)로부터 떨어져 있는 각도는, 요구되는 이미지 디-프로젝팅 또는 이미지 와핑의 강도에 대응되며, 예컨대 큰 각도는 강한 이미지 디-프로젝팅 또는 이미지 와핑을 필요로할 수 있다. 충분히 높은 프레임-속도를 갖는 묘화 디바이스(246) 및 충분히 빠른-스위핑 광 시트(244)에 의하면, 이미지 프로세서에 의하여 챔버(14)의 시트 스위핑-볼륨내의 완전 3차원 입자 농도 분포가 얻어질 수 있다.

도 7은 측정시스템(12)의 대안실시예인 측정시스템(312)를 나타내고 있다. 상기 측정시스템(312)은, 자기장 발생기(38)를 통해 형성되는 1이상의 통로(314)를 통하여 입자 농도들을 측정하도록 구성된다.

측정시스템(312)은 (도 7에 점선으로 나타낸 바와 같이) 광학 축선을 포함하는 광 시트(344)를 생성하기 위하여 챔버 벽(36) 또는 그에 대해 외부에 장착되는 시트 광학 요소(340)를 포함한다. 도 7은 챔버(14) 내부의 챔버 벽(36)에 장착되는 시트 광학 요소(340)를 나타내고 있다. 광 소스(342)는 챔버(14)내에 광 시트를 생성시키기 위하여 시트 광학 요소(340)로 광을 방출하도록 구성된다. 자기장 발생기(38)가 회전된다면 통로(들)(314)이 광 공급 시스템 전방을 지나므로, 광 시트는 간헐적일 것이다(예를 들어, 펄싱된다).

챔버(14)내에 공간이 없거나 거의 없다면, 시트 광학 요소(340)는 챔버(14)와 자기장 발생기(38)에 대해 외부에 번갈아 위치될 수 있다. 챔버(14) 외부에 위치되는 시트 광학 요소(340)에 의하면, 자기장 발생기(38)을 통해 형성되는 통로(들)(314)은, 방해받지 않는(unobstructed) 광 시트들이 챔버(14)에 들어갈 수 있도록 하기 위한 슬릿들로서 형성될 수 있다.

광이 통로(들)(314)를 통과하지 않는(또는, 다시 말해 방해받는) 시간에 자기장 발생기(38)로부터 스캐터링되는 광을 저감시키기 위해서 광 소스(342)와 챔버 벽(36){또는 챔버 벽(36)에 장착된 윈도우} 사이에는 실드(350), 예를 들어 금속 실드가 제공될 수 있다. 상기 실드(350)는, 일 부분이 자기장 발생기(38)내에 형성되는 1이상의 주변 홈(352)내로 연장되도록 위치될 수 있다. 실질적으로 {통로(들)(314)를 통과하지 않는} 자기장 발생기(38)로부터 스캐터링되는 모든 광은, 스캐터링된 광이 측정시스템(312)을 벗어나지 않도록 실드(350)에 의해 가두워질 수 있다. 패싱 홀(passing hole)을 구비한 묘화 디바이스, 예를 들어 비디오 카메라의 전자적 동기화가 제공되어, 상기 묘화 디바이스에 의하여 얻어지는 각각의 이미지가 챔버(14)내에 형성되는 조명된 광 시트의 이미지를 포함하도록 할 수 있다.

도 7은 또한, 자기장 발생기(38)를 구동하기 위해 연동하는 자기 모터(354) 및 회전 속도 제어기(356)를 나타내고 있다. 자기장 발생기(38)의 순간적인 각도 위치에 관한 피드백 신호는, 제어기(356)로부터 묘화 디바이스(346)내로 이송되고, 통로(314)가 광 소스(342)와 자체 정렬될 때마다, 예를 들면 그에 따라 광 소스(342) 전방의 "홀" 또는 챔버 액세스 영역을 생성시킬 때마다 스냅샷을 찍도록 묘화 디바이스(346)에 명령을 내리는데 사용된다.

도 8은 측정시스템(12)의 대안실시예인 측정시스템(412)을 나타내고 있다. 측정시스템(412)의 광 소스(442)는, 광학 윈도우 또는 뷰포트(424)를 통하여 (도 8에서 점선으로 도시된) 그것의 광학 축선을 따라 광을 방출하도록 자기장 발생기(38) 아래의 챔버(14) 외부에 위치된다. 광학 윈도우 또는 뷰포트(424)는 챔버 벽(36)에 위치될 수 있으며, 측정시스템(412)은 윈도우 또는 뷰포트(424)를 통해 챔버(14)내의 입자 농도들을 측정하도록 구성될 수 있다.

측정시스템(412)은 복수의 시트 광학 요소(440)를 포함하며, 그들 각각은 (도 8에 점선으로 나타낸 바와 같이) 그것의 광학 축선을 따라 수평방향의 광 시트를 생성하도록 구성된다. 각각의 시트 광학 요소(440)는, 광 소스(442)가 백색 광 소스, 예를 들어 할로겐 램프인 경우 대응되는 빔 스플리터(444) 및 대응되는 칼라 필터(446)와 연관된다. 광 소스(442)로부터 방출되는 광은 빔 스플리터(444)에 의 하여 나눠지고 복수의 시트 광학 요소들(440)로 제공된다. 각각의 빔 스플리터(444)와 각각의 시트 광학 요소(440) 사이의 광학 경로에는 필터(446)들이 제공된다. 백색-광 소스(442) 및 필터들(446)은, 챔버(14)내에 위치되는 기판 또는 웨이퍼(20) 위의 수평방향 광 시트의 다중-칼라 조명을 허용한다. 그런 방식으로, 도 1에 나타낸 묘화 디바이스(46)와 같은 묘화 디바이스에 의하여 순간적인 이미지들이 획득될 수 있다. 예를 들어 이미지 프로세서에 의하여, 도 3에 대하여 상술된 알고리즘과 유사한 칼라 분리 알고리즘이 구현될 수 있다.

대안적으로, 필터들(446)은 복수의 상이한 파장의 레이저들 또는 광 소스(442)로서 사용되는 광 소스들과 연계하여 사용될 수 있다. 이러한 대안적인 구성에서는, 다중 레이저 또는 광 소스들로부터의 빔들을, 윈도(424)를 통해 이송될 수 있는 하나의 일치하는 빔으로 조합하기 위하여 빔-콤바이너(도시 안됨)가 사용될 수 있다. 필터들(446)은, 각각의 시트 광학 요소(440)를 통해 단 하나의 레이저 파장이 통과하도록 하는 역할을 한다.

Ar+ 이온 레이저와 같은 멀티-라인 레이저가 사용될 수도 있다. 허용가능한 Ar+ 이온 레이저의 일 예는, Barrington NJ의 Edmund Industrial Optics에 의해 제조되어 model A54-167 Self-Contained Argon Ion Laser로 판매된다. 멀티-라인 레이저가 사용되는 경우, 멀티-라인 레이저의 상이한 칼라 빔들은 이미 일치되어 있고 콤바이너에 대한 필요없이 윈도우(24)를 직접 통과할 수 있다. 필터들(446)은 필요에 따라 멀티-칼라 조명을 위한 칼라들을 분리하도록 멀티-라인 레이저들에 의해 구현될 수 있다.

또 다른 대안실시예에서, 복수의 셔터(도시 안됨)들은, 할로겐 램프와 같은 백색-광 소스(442) 또는 레이저와 같은 단색 광 소스와 연계하여 칼라 필터들(446)을 교체할 수 있다. 복수의 셔터들 중 하나는, 한 번에 단 하나의 광 시트가 조명되도록 이미지의 획득시 오픈되어 유지된다. 상기 셔터들은 다중 광 시트들의 묘화시 선택적으로 오픈되거나 클로징될 수 있다. 그런 상태로, 다중 광 시트들을 여러 차례 묘화하기 위해서 흑백(black-and-white) 카메라 또는 여타 묘화 디바이스와 같은 묘화 디바이스(도시 안됨)가 사용될 수 있다. 따라서, 입자 농도 분포는 다중 광 시트 평면들에서 측정될 수 있다. 이미지 프로세서(48)와 같은 이미지 프로세서는, 셔터가 선택적으로 오픈되어 다중 광 시트들을 묘화하고 디-프로젝팅할 수 있는지를 판정할 수 있다. 예를 들어, 광 시트들은 각각의 이미지들이 찍히는 시간에 의해 식별될 수 있다.

도 9은 본 발명의 원리들에 따른 방법을 나타내고 있다. 상기 방법은, 기판을 처리하기 위한 플라즈마 프로세스 동안 플라즈마가 생성될 수 있는 플라즈마 처리 영역을 포함하는 챔버 및 상기 챔버내에 자기장을 생성하도록 구성된 자기장 발생기를 구비한 플라즈마 처리 장치에서의 입자 농도를 측정한다.

상기 방법은 500에서 개시된다. 502에서, 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스는, 플라즈마 처리 영역의 플라즈마를 액세스하기 위해 서로에 대하여 위치된다.

504에서, 챔버내의 입자들은, 예를 들어 챔버내에 1이상의 광 시트들을 생성시키도록 구성된 1이상의 시트 광학 요소들에 의하여 조명된다. 1이상의 광 시트들 은, 예를 들어 상이한 칼라들로 생성될 수 있고, 기판 또는 웨이퍼에 대해 상이한 각도들로 위치될 수 있다. 추가적으로, 1이상의 광 시트는 챔버내의 다중 축선 주위, 예를 들어 시트 광학기 광학 축선 또는 시트 광학기 광학 축선에 수직한 축선 주위에서 회전될 수 있다.

506에서, 조명된 입자들에 대응되는 이미지 데이터는, 카메라, CCD 또는 비디오 카메라일 수 있는 묘화 디바이스에 의해 획득된다. 508에서, 챔버내의 입자들의 농도는, 예를 들어 이미지 프로세서내의 이미지 데이터의 처리를 통해 얻어진다. 상술된 바와 같이, 이미지 프로세서는 처리를 수행하기 위해 하드웨어 또는 소프트웨어의 조합을 이용할 수도 있다. 상기 방법은 510에서 종료된다.

상기 방법은, 플라즈마 처리 챔버내의 입자들을 측정하기 위한 작용, 동작 또는 절차들을 포함할 수 있다. 이들 추가 작용, 동작 또는 절차들의 다양한 조합들 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 처리 챔버내의 입자 농도를 최소화시키기 위한 동작들이 상기 방법에 부가되거나, 플라즈마 처리 장치내의 입자 농도를 측정하기 위한 여타 방법들과 독립적으로 사용될 수 있다.

특히, 도 10은 본 발명의 원리들에 따른 플라즈마 처리 장치내의 입자 농도를 최소화시키는 방법을 나타내고 있다. 상기 방법은 600에서 개시된다. 602에서, 처리될 플라즈마 처리 챔버내에 기판 또는 웨이퍼가 위치된다. 604에서, 기판 또는 웨이퍼 상에서 플라즈마 프로세스가 수행된다. 606에서, 예를 들어 도 9에 나타낸 상술된 방법을 이용하여, 챔버내의 입자들의 농도가 얻어진다. 608에서, 플라즈마 프로세스는, 예를 들어 플라즈마 펌프를 이용, 챔버로부터 입자들을 제거하는 방식으로 입자들을 저감시키도록 수정된다. 챔버내의 입자 농도를 최소화시키는데 사용되는 최적화 방법은, 필요에 따라 반복되거나, 또는 입자 농도가 충분히 낮다면 기판 또는 웨이퍼가 처리될 수도 있다. 상기 방법은 610에서 종료된다.

본 발명이 상술된 실시예들을 참조하여 특별하게 도시되고 설명되었으나, 당업자라면 본 발명의 기술적사상 및 범위를 벗어나지 않는다면 본 명세서내에서 형태와 세부사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

따라서, 상술된 실시예들은 본 발명의 기능적 그리고 구조적 원리들을 예시하기 위해 도시되고 서술되었으며, 이러한 원리들을 벗어나지 않으면서 변형될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 다음의 청구항들의 기술적 사상 및 범위내에 포괄된 모든 변형례들을 포함한다.

Claims

플라즈마 처리장치에 있어서,

플라즈마 처리 영역을 포함하는 챔버;

상기 처리 영역의 상기 챔버내에서 기판을 지지하도록 구성된 척;

상기 챔버와 연통되어, 상기 플라즈마 처리 영역에서의 플라즈마 처리 동안 플라즈마를 발생시키도록 구성된 플라즈마 발생기;

상기 챔버내에 자기장을 생성하도록 구성된 자기장 발생기;

상기 챔버와 연통되어, 상기 챔버내의 입자들을 조명할 수 있는 광 시트를 생성하도록 구성된 시트 광학 요소;

상기 광 시트에 의하여 조명되는 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득하도록 구성된 묘화 디바이스를 포함하되,

상기 자기장 발생기, 상기 시트 광학 요소 및 상기 묘화 디바이스는 상기 플라즈마에 액세스하기 위해 서로에 대해 위치되고;

상기 묘화 디바이스와 연통되어, 상기 광 시트내의 입자들의 농도를 얻기 위하여 상기 이미지 데이터를 처리하도록 구성된 이미지 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 원통형 렌즈, 거울 및 프리즘 중 1이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 원통형 렌즈 및 구형 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 광 시트를 생성하기 위하여 상기 시트 광학 요소와 연동하는 스캐닝 거울을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 시트 광학 요소와 동작상 연동되는 광 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 묘화 디바이스는 카메라인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 자기장 발생기는 상기 챔버 외부에 배치되고, 실질적으로 환형의 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 시트 광학 요소 및 상기 묘화 디바이스는 상기 자기장 발생기 위에 위치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제8항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 상기 챔버의 1이상의 벽에 이동가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 챔버내의 1이상의 추가 평면을 조명할 수 있는 1이상의 추가 광 시트를 생성하도록 구성된 1이상의 추가 시트 광학 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 묘화 디바이스는, 상기 입자들이 상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트에 의하여 조명되는 동안, 상기 챔버내의 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제11항에 있어서,

상기 광 시트는 상기 입자들을 제1광 칼라로 조명하고, 상기 1이상의 추가 광 시트는 상기 입자들을, 상기 제1광 칼라와는 상이한 제2광 칼라로 조명하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제12항에 있어서,

상기 이미지 프로세서는, 상기 제1광 칼라로 조명된 입자들이 상기 제2광 칼라로 조명된 입자들과 구별될 수 있도록 조명된 입자들의 칼라에 의해 조명된 입자들을 구별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 시트 광학 요소 및 상기 추가 시트 광학 요소 각각은 원통형 렌즈, 거울 및 프리즘 중 1이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 시트 광학 요소와 동작상 연동된 광 소스 및 상기 1이상의 추가 시트 광학 요소와 동작상 연동된 1이상의 추가 광 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제15항에 있어서,

상기 광 소스는 제1파장을 갖는 레이저이고, 상기 추가 광 소스는 제2파장을 갖는 레이저인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제15항에 있어서,

상기 광 소스는 제1칼라 필터를 포함하고, 상기 추가 광 소스는 제2칼라 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 시트 광학 요소, 상기 묘화 디바이스 및 상기 추가 시트 광학 요소 중 1이상은 상기 챔버에 대해 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는, 상기 시트 광학 요소가 상기 챔버내의 다수의 평면에 상기 광 시트를 생성하게 구성되도록 하기 위해 상기 챔버에 대해 이동가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제19항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 상기 챔버내의 다수의 평면을 통해 상기 광 시트를 회전시키기 위하여 상기 시트 광학 요소의 광학 축선을 중심으로 회전가능한 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제19항에 있어서,

상기 시트 광학 요소에 커플링되고 상기 시트 광학 요소를 실질적으로 아치형의 방향으로 이동시키도록 구성된 구동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제21항에 있어서,

상기 입자들이 상기 광 시트에 의해 조명되는 동안 상기 챔버내의 상기 입자들에 대응되는 3차원 데이터를 획득하도록 상기 묘화 디바이스가 구성될 수 있도록, 상기 묘화 디바이스는 상기 구동기구와 동기화되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제22항에 있어서,

상기 이미지 프로세서는 상기 챔버에 대한 상기 시트 광학 요소의 위치에 관한 데이터를 얻도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제23항에 있어서,

상기 얻어진 데이터는 상기 챔버에 대한 상기 시트 광학 요소의 묘화 각도에 대응되는 각도 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제24항에 있어서,

상기 이미지 프로세서는 최소한 상기 각도 데이터를 기초로 하여 이미지를 디-프로젝팅하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제21항에 있어서,

상기 챔버에 대한 상기 시트 광학 요소의 아치형 이동은, 상기 챔버내의 다수의 평면을 통해 상기 광 시트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제19항에 있어서,

상기 시트 광학 요소에 커플링되고 상기 시트 광학 요소의 광학 축선을 중심으로 상기 시트 광학 요소를 이동시키도록 구성된 구동기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제18항에 있어서,

상기 시트 광학 요소에 커플링되고 상기 시트 광학 요소를 이동시키도록 구성된 구동기구를 더욱 포함하며,

상기 구동기구가 상기 시트 광학 요소를 이동시킬 때, 상기 구동기구는 상기 챔버내의 다수의 평면을 통해 상기 광 시트를 회전시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 자기장 발생기는 그 내부에 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제29항에 있어서,

상기 챔버 외부에 위치되고 상기 통로를 통해 광을 방출하도록 구성된 광 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제30항에 있어서,

상기 광 소스와 상기 플라즈마 발생기 사이에 있고 상기 통로 외측에서 스캐터링되는 광을 저감시키도록 구성된 실드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제30항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 상기 통로에 인접한 상기 챔버의 벽에 커플링되고 상기 광 소스와 동작상 연동되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

광 소스와 상기 광 시트 및 1이상의 추가 광 시트 사이에 위치되는 광학 윈도우를 통해 광을 방출하도록 구성된 상기 광 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제33항에 있어서,

각각의 추가 시트 광학 요소를 위한 1이상의 빔 스플리터를 더 포함하고, 상기 1이상의 빔 스플리터는 상기 윈도우를 통과한 후의 광 소스로부터 방출된 광을 다수의 광 빔들로 나누도록 구성되고, 상기 다수의 광 빔들 각각은 상기 추가 시트 광학 요소들 중 하나를 분리하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제33항에 있어서,

상기 광 소스는 1이상의 멀티-라인 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제33항에 있어서,

상기 광 소스는 복수의 레이저를 포함하고, 상기 레이저들 중 2이상은 상이한 파장들을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 시트 광학 요소 및 각각의 추가 시트 광학 요소용 셔터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제37항에 있어서,

상기 묘화 디바이스가 각각의 광 시트에 대한 이미지 데이터를 획득할 수 있기 위해, 광이 1이상의 셔터를 통과할 수 있도록 상기 1이상의 셔터가 오픈되어, 입자 농도 분포들이 다수의 평면에서 측정될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제10항에 있어서,

상기 시트 광학 요소는 1이상의 필터를 더 포함하고, 상기 1이상의 필터는 광 소스로부터 방출된 광을 다색 광 빔들로 분리하도록 구성되고, 상기 다색 광 빔들 각각은 각각의 추가 시트 광학 요소에 제공되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
제39항에 있어서,

상이한 색의 광 빔들이 상기 시트 광학 요소 및 각각의 추가 시트 광학 요소에 제공되도록, 각각의 필터는 상기 광을 개별 색 광 빔으로 분리시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리장치.
기판을 처리하기 위한 플라즈마 처리 동안 플라즈마가 발생될 수 있는 플라즈마 처리 영역을 포함하는 챔버, 및 상기 챔버내에 자기장을 생성하도록 구성된 자기장 발생기를 구비한 플라즈마 처리장치내의 입자 농도를 측정하는 방법에 있어서,

상기 플라즈마에 액세스하기 위하여 상기 자기장 발생기, 시트 광학 요소 및 묘화 디바이스를 서로에 대해 위치시키는 단게;

상기 챔버내의 입자들을 상기 시트 광학 요소로 조명하기 위하여 광 시트를 생성하는 단계;

상기 묘화 디바이스를 이용하여, 조명된 입자들에 대응되는 이미지 데이터를 획득하는 단계; 및

상기 광 시트내의 입자들의 농도를 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 자기장은 플라즈마의 균일성을 향상시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 광 시트는, 상기 챔버내의 1이상의 수직 또는 수평방향 평면을 따라 입자들을 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 광 시트는 상기 챔버내의 입자들을 단색의 광으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 챔버내의 입자들을 1이상의 추가 시트 광학 요소로 조명하기 위해 1이상의 추가 광 시트를 생성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제45항에 있어서,

상기 1이상의 추가 광 시트는, 상기 챔버내의 입자들을 상기 광 시트와는 상이한 색의 광으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제41항에 있어서,

상기 광 시트는, 상기 챔버내의 입자들을 상기 자기장 발생기를 통해 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제45항에 있어서,

상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트는, 상기 챔버내의 입자들을 상이한 색들의 광으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제45항에 있어서,

상기 챔버내의 다수의 평면을 통해 상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트 중 1이상을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제49항에 있어서,

상기 회전시키는 단계는 상기 챔버내의 다수의 평면을 통해, 상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트 중 1이상을 광 시트의 광 축선을 중심으로 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제49항에 있어서,

상기 회전시키는 단계는 상기 챔버내의 다수의 평면을 통해, 상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트 중 1이상을 상기 챔버를 중심으로 원주방향으로 스위핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제45항에 있어서,

상기 생성시키는 단계는, 상기 기판과 평행한 상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트 중 1이상을 생성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제49항에 있어서,

상기 광 시트 및 상기 1이상의 추가 광 시트는, 상기 챔버내의 입자들을 상이한 색들의 광으로 조명하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
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