KR102450666B1 - 플라즈마 처리 중의 발광 분광법을 이용한 플라즈마의 교차 뷰를 통한 컴퓨터 단층 촬영 - Google Patents

플라즈마 처리 중의 발광 분광법을 이용한 플라즈마의 교차 뷰를 통한 컴퓨터 단층 촬영 Download PDF

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Abstract

발광 분광법(OES)을 사용하여 기판(예, 반도체 웨이퍼)의 플라즈마 처리 중에 화학종을 식별하는 것을 돕는 컴퓨터 단층 촬영 기술을 가능케 하는 기술이 본 명세서에 설명된다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 기재된 기술은 기판의 플라즈마 처리(예, 에칭) 중에 기판 위의 적어도 2차원 공간에서의 발광 및 흡광을 공간적으로 해결하기 위해 단층 촬영 기술을 사용한다. 일부 구현예에서, 기판의 플라즈마 처리(예, 에칭) 중에 플라즈마 챔버로부터 입사 광 스펙트럼을 수광하기 위해 다수의 축(예, 2개 이상)을 따라 위치된 광 검출기를 사용한다. 다중 축 배열로 인해, 입사 광 스펙트럼은 교차 그리드를 형성한다.

Description

플라즈마 처리 중의 발광 분광법을 이용한 플라즈마의 교차 뷰를 통한 컴퓨터 단층 촬영
[관련 출원에 대한 상호 참조]
본 출원은 2017년 3월 2일자 출원되고 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된, "플라즈마 처리 중의 발광 분광법을 이용한 플라즈마의 교차 뷰를 통한 컴퓨터 단층 촬영"이라는 제목의 미국 정규 특허 출원 제15/448,069호의 이익을 주장한다.
종종, 반도체 장치, 디스플레이, 광전지 등의 제조는 예컨대, 플라즈마 에칭을 포함한다. 플라즈마 에칭은 반도체 물질의 플라즈마 처리의 한 형태이며, 집적 회로를 제조하는 데 자주 사용된다. 플라즈마 에칭은 통상적으로 당업자에게 친숙한 수단으로 무선 주파수 또는 마이크로파 전력의 인가에 의한 글로우 방전(즉, 플라즈마)의 생성을 포함한다. 플라즈마로부터의 이온, 중성의 방출 원자가 웨이퍼에 도포된다.
처리 중에 플라즈마는 에칭되는 물질의 요소와 플라즈마에 의해 생성되는 반응 화학종 사이의 화학 반응으로부터 휘발성 에칭 생성물을 생성한다.
플라즈마 처리에서, 플라즈마의 화학적 특성은 처리 속도에 큰 영향을 미친다. 이것은 특히 플라즈마의 국부적 화학적 성질에 대해 그러하다. 플라즈마의 국부적 화학적 성질은 처리되는 기판에 근접한 플라즈마 환경에서 다양한 화학종의 국부적 농도이다. 특정의 화학종, 특히 라디칼과 같은 과도적인 화학종은 플라즈마 처리 결과에 큰 영향을 미친다. 이들 화학종의 국부 농도가 높아지면 처리가 더 빠르거나 느린 영역이 생성될 수 있는 것으로 알려져 있고, 이는 제조 및 궁극적으로는 제조되는 장치에서 불일치를 초래할 수 있다.
플라즈마 처리의 화학적 성질은 다수의 공정 변수의 제어를 통해 직접 또는 간접적으로 제어된다. 이러한 변수의 예는 플라즈마를 여기시키기 위해 공급되는 하나 이상의 RF 또는 마이크로파 전력, 플라즈마 처리 챔버에 공급되는 가스 흐름 및 다양한 가스, 플라즈마 처리 챔버 내의 압력, 처리되는 기판의 유형, 플라즈마 처리 챔버로 전달되는 펌핑 속도 및 기타의 것을 포함한다.
발광 분광법(OES, optical emission spectroscopy)은 플라즈마 처리에서 처리 개발 및 모니터링에 유용한 도구로서 입증되었다. OES에서, 라디칼과 같은 특정의 관심 화학종의 존재 및 농도가 플라즈마의 획득된 광학적(즉, 광) 방출 스펙트럼으로부터 추론되며, 여기서 특정 스펙트럼 라인의 강도 및 그 비율은 화학종의 농도와 상관된다.
OES는 일반적으로 플라즈마 처리 챔버 내부에 있는 플라즈마 내의 하나의 연장된 부피(즉, "광선(ray)")로부터 발광 스펙트럼을 획득하는 것에 의해 수행된다. 발광 신호의 수집은 본질적으로 이러한 연장된 부피의 길이를 따른 플라즈마 발광 스펙트럼의 평균화를 가져와서 플라즈마 발광 스펙트럼의 국부적 변화에 관한 모든 정보가 얻어진다. 결국, 화학종 농도의 모든 국부적 변화는 일반적으로 소실된다.
한국 특허출원공개공보 제10-2015-0015600호 (공개일: 2015년 2월 11일)
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기술된 기술에 따른 예시적인 플라즈마 처리 시스템의 2개의 도면을 예시한다.
도 2는 본 명세서에 기술된 기술에 따른 다른 예시적인 플라즈마 처리 시스템을 단순화한 도면을 예시한다.
도 3 내지 도 5는 본 명세서에 기술된 기술에 따른 플라즈마 처리 시스템의 3가지 상이한 예를 예시한다.
도 6은 본 명세서에 기술된 구현예에 따른 컴퓨터 단층 촬영 재구성의 방법론적 구현의 흐름도이다.
도 7은 본 명세서에 기술된 구현예에 따른 예시적인 구현과 관련된 추가의 상세를 예시한다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조한다. 도면에서, 참조 번호의 가장 좌측 자리(들)는 참조 번호가 처음 등장한 도면을 식별한다. 유사한 특징부 및 구성 요소를 참조하기 위해 도면 전체에 걸쳐 동일한 번호가 사용된다.
발광 분광법(OES)을 사용하여 기판(예, 반도체 웨이퍼)의 플라즈마 처리 중에 화학종을 식별하는 것을 돕기 위해 컴퓨터 단층 촬영 기술을 가능케 하는 기술이 본 명세서에 설명된다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 설명된 기술은 기판의 플라즈마 처리(예, 에칭) 중에 기판 위의 적어도 2차원 공간에서의 발광 및 흡광을 공간적으로 해결한다.
더 구체적으로, 본 명세서에 설명된 기술은 기판의 플라즈마 처리(예, 에칭) 중에 플라즈마 챔버로부터 입사 유입 광 스펙트럼을 수광하기 위해 다수의 축(예, 2개 이상)을 따라 위치된 광 검출기를 사용한다. 다중-축 배열로 인해, 입사 유입 광 스펙트럼은 교차 그리드(예, "검출기 그리드")를 형성한다.
검출기 그리드는 에칭 챔버 내에 그리고 기판의 표면 바로 위에 상호 작용 영역을 설정한다. 이들 영역을 사용하여, 본 명세서에 설명된 기술의 실시예는 각 영역 내의 화학종을 결정할 수 있다. 여기서, 이것은 국소화된 화학종 등을 결정하는 국소화된 결정이라고 한다.
검출 그리드를 형성하기 위해 다수의 축을 따라 배열된 광 검출기로부터의 입력을 사용하여, 본 명세서에 기술된 실시예는 기판의 플라즈마 처리(예, 에칭) 중에 에칭 챔버에서 관찰되는 OES 스펙트럼 내의 상호 작용 영역을 모니터링한다. 이들 영역에 의해, 실시예는 에칭 챔버 내에서 발견된 화학 조성물에 대한 위치를 국소화하고 정확하게 위치 결정한다.
본 명세서에 기재된 실시예 중 하나 이상의 실시예는 발견된 화학 조성물의 위치를 국소화하고 정확히 위치 결정하기 위해 컴퓨터 단층 촬영 기술을 이용한다. 일반적으로, 컴퓨터 단층 촬영 기술은 침투 또는 생성 에너지(예, X-선, 초음파 등)의 사용을 통한 절단에 의한 부피의 이미징, 매핑 또는 추적을 용이하게 하는 기술을 포함한다. 때로, 이것은 컴퓨터 단층 촬영 재구성으로 불리는 수학적 절차에 기초한다.
예시적인 플라즈마 처리 시스템
플라즈마 공정의 개발 시에, 처리되는 기판의 표면 위의 관심 화학종의 2차원 분포를 아는 것이 유용하다. 이러한 지식에 의해, 시스템 설계 및/또는 공정 파라미터가 기판에 걸친 처리 결과의 변화를 최소화하도록 변동될 수 있다.
또한, 플라즈마 내의 특정 화학종의 급격한 변화의 검출은 플라즈마 처리 단계의 종료(즉, 종말점)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기판 상에서 에칭되고 있던 것과는 상이한 화학종의 검출은 에칭 공정이 완료됨을 나타낼 수 있다. 기판의 전체 표면에 걸친 플라즈마 처리 단계 종단점을 결정하는 능력은 장치 수율의 개선을 가져온다. 이것은 처리 단계가 너무 이르게 종료되지 않기 때문이다.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서에 기재된 기술의 실시예에 사용하기에 적절한 일례의 플라즈마 처리 시스템(10)을 예시한다. 플라즈마 처리 시스템(10)은 플라즈마 발광 분광법(OES) 시스템(15)을 구비한다. 플라즈마 처리 시스템(10)은 처리될 기판(40)을 수용하기 위해 기판 홀더(30)가 내부에 배치되는 플라즈마 처리 챔버(20)를 포함한다. 기판 홀더(30)의 예로서 정전 척이 있다.
도시되지는 않았지만, 기판(40)에 인접하게 플라즈마(50)를 점화 및 유지하기 위해 무선 주파수(RF) 및/또는 마이크로파 전력이 플라즈마 처리 챔버(20)에 공급된다. 플라즈마(50)로부터의 활성 화학종은 기판(40)에 대해 플라즈마 처리를 수행하는 데 사용된다. 처리 가스가 플라즈마 처리 챔버(20) 내로 유동되고, 펌핑 시스템(미도시)에 의해 플라즈마 처리 챔버(20) 내의 진공이 원하는 처리 압력으로 유지된다. 플라즈마 처리 단계의 예는 플라즈마 에칭, 플라즈마 증강된 화학적 기상 증착(PECVD), 플라즈마 증강된 원자층 퇴적(PEALD) 등을 포함한다. 본 명세서에 기재된 기술은 임의의 종류의 플라즈마 처리에 적용 가능하다.
플라즈마 OES 시스템(15)은 적어도 하나의 광 검출기(60)를 통해 플라즈마 발광 스펙트럼을 획득하는 데 사용된다. 이 광 검출기는 플라즈마 처리 챔버(20) 내의 플라즈마로부터 발광 스펙트럼을 실제로 획득하기 위해 적어도 하나의 분광계(미도시)를 구비한다. 광 검출기(60)는 획득된 발광 스펙트럼을 제어기(80)에 전달하고 제어기(80)에 의해 제어된다. 제어기(80)는 특수 목적 컴퓨터 또는 특수 프로그래밍된 범용 컴퓨터일 수 있다. 그 컴퓨터는 플라즈마 처리 시스템(10)에 근접하게 위치될 수 있거나 원격으로 위치될 수 있고, 인트라넷 또는 인터넷 연결을 통해 광 검출기(80)에 연결될 수 있다.
광 검출기(60)의 분광계는 플라즈마(50) 내에 있고 기판(40)의 표면 바로 위의 얕은 부피(65)의 공간으로부터 플라즈마 발광을 수집하는 방식으로 구성된 광학 장치를 가진다. 본 명세서에서, 상기 부피는 "광선(ray)"(65)으로도 부를 수 있다.
도 1a의 단면도에서는 하나의 광선(65)만이 플라즈마 처리 챔버(20) 내에서 처리되는 기판(40)에 인접하게 위치된 플라즈마(50)를 가로지르는 것이 예시된다. 상기 광선은 발광 스펙트럼이 수집되는 연필 모양의 공간 부분이다. 수집된 스펙트럼은 광선(65)을 따라 그리고 광선(65) 내에 위치된 모든 지점으로부터 수집된 플라즈마 발광 스펙트럼에 대한 기여의 적분치를 나타낸다.
전형적인 구성에서, 광선(65)은 기판(40)의 표면과 실질적으로 평행하게 배향되고 기판(40)의 표면으로부터 작은 거리를 유지하여 기판 표면으로부터의 광학적 간섭을 줄이면서도 기판(40)에 충분히 가깝게 유지되어 기판 표면에 인접한 플라즈마 화학적 성질을 샘플링한다.
플라즈마 처리 챔버(20)에 대한 광학적 접근은 전형적으로 광학 윈도우(70)를 통해 제공된다. 윈도우(70)는 유리, 석영, 용융 실리카, 사파이어 등과 같은 반투명 또는 투명 물질을 포함한다. 플라즈마의 응용 및 플라즈마(50)의 화학적 성질이 얼마나 공격적인 지에 따라 특정 물질이 선택된다.
명칭에서 알 수 있듯이, 제어기(80)는 플라즈마 발광 분광법(OES) 시스템(15)을 제어한다. 제어기(80)는 공간 위치, 파장 및 강도의 함수로서 플라즈마 광 분포를 역시 계산한다. 제어기(80)는 계산된 플라즈마 광학 분포로부터 관심 화학종의 공간 분포를 역시 계산한다. 이 정보는 이후 공정 개발, 플라즈마 처리 툴 개발, 현장 플라즈마 처리 모니터링, 플라즈마 공정 오류 감지, 플라즈마 공정 종단점 감지 등에 사용될 수 있다.
도 1b는 플라즈마 처리 시스템(10)의 상부 개략도를 예시한다. 예시된 바와 같이, 시스템(10)은 본 명세서에 기재된 기술의 적어도 하나의 실시예에 따른 플라즈마 방출 스펙트럼을 샘플링하는 데 사용되는 다중 광선(100)을 가진다.
도 1b의 플라즈마 처리 시스템(10)은 광선이 교차하도록 다중 축 배열로 배치된 2개의 광 검출기(60)를 가진다. 예시된 바와 같이, 각각의 광 검출기(60)는 예시된 바와 같이 7개의 광선(100)을 매칭시키는 7개의 분광계(미도시)를 구비한다. 물론, 다른 구현예는 더 많은 분광계(예, 50, 100, 128, 256, 1048, 2000 또는 그 이상)를 가진다.
각각의 광 검출기의 분광계는 그 광선(또는 광선(100))이 동일한 광 검출기의 다른 분광계와 일치하지 않도록 배열되고 배치된다. 각각의 광 검출기의 분광계는 기판(40) 위의 플라즈마(50)로부터 최대량의 공간 정보가 획득되도록 배열된다. 광 검출기(60)당 분광계(및 그에 따라 광선)의 개수는 구현예의 세부 사항에 의존한다. 일부 구현예에서, 광학 분광계당 128개 이상의 광선(및 분광계)이 있을 수 있다.
각 광선(100)의 각도는 광 검출기(60)의 중심선에 대하여 θi로 정의된다. 플라즈마 처리 챔버(20) 내의 모든 지점은 도 1b에 예시된 바와 같이 극좌표, 즉 (r, θ)로 정의될 수 있다.
각각의 광 검출기는 중심축을 가지며, 중심축은 광 검출기에 대한 가시선을 나타낸다. 화살표(101a)는 플라즈마 처리 챔버(20)를 향하는 광 검출기에 대한 제1 가시선을 나타낸다. 화살표(101b)는 플라즈마 처리 챔버(20)를 향하는 다른 광 검출기에 대한 제2 가시선을 나타낸다.
도 2는 본 명세서에 기재된 기술의 실시예에 사용하기에 적절한 예의 플라즈마 처리 시스템(200)의 단순화된 도면을 예시한다. 플라즈마 처리 시스템(200)은 챔버 내부의 뷰를 제공하는 2개의 작은 반투명 윈도우(212a, 212b)를 갖는 플라즈마 처리 챔버(210)를 포함한다. 처리될 기판(222)을 수용하기 위해 플라즈마 처리 챔버(210) 내부에 기판 홀더(220)가 배치된다. 정전 척은 기판 홀더(220)의 예이다.
완전하게 도시되지는 않았지만, 플라즈마 처리 시스템(200)은 전술한 시스템(15)과 유사한 구성 요소 및 동작을 갖는 플라즈마 OES 시스템을 구비한다. 상기 시스템(15)과 본 실시예의 플라즈마 OES 시스템 사이의 차이점은 도 2에 예시되어 있고 본 명세서에 기술되어 있다.
플라즈마 OES 시스템은 2개의 광 검출기(230a, 230b), 즉 윈도우당 하나의 광 검출기(예, 212a, 212b)를 포함한다. 광 검출기는 다중 분광계를 포함한다. 예를 들어, 광 검출기(230a)는 예시적인 분광계(240)를 포함한다. 실시예에 따라, 광은 윈도우(예, 윈도우(212a))로부터의 도파관(248)을 사용하거나 플라즈마 처리 챔버(210)에 대한 직접적인 연결을 통해 분광계에 전달될 수 있다.
예시적인 분광계(240)는 렌즈(244)를 갖는 단일 고감도 광 다이오드(242) 및 광학 필터(246)를 포함한다. 이 예시적인 분광계(240)(및 다른 실시예)는 광 다이오드 어레이(254), 격자 또는 프리즘을 사용하는 간섭계, 광전자 증배관(PMT) 및/또는 PMT 어레이를 포함하거나 사용할 수 있다.
일부 구현예에서, 스펙트럼(252)(예, 광)은 도파관(248) 아래로 이동하고 유입 스펙트럼을 특정 파장 대역으로 분리하는 필터(246)를 통과한다. 이것은 그래프(250)에 의해 표현된다. 광은 간섭계(즉, 빔 스플리터 또는 광 분산 유닛) 또는 PMT를 통과할 수도 있다. 적절한 간섭계의 예는 프리즘 및 좁은 간격의 격자를 포함한다. 광은 렌즈(244)에 의해 집속되고 광 다이오드(242)(또는 광 다이오드 어레이(254)) 또는 다른 광 검출기에 의해 검출된다. 도파관(248)은 광섬유를 사용할 수 있다.
유입 스펙트럼을 특정 파장 대역(예, 250)으로 분리함으로써, 시스템은 특정 색상을 식별하고 해당 색상을 플라즈마의 개별 화학종과 연관시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 전하 결합 장치(CCD)가 다양한 특정 파장 대역의 유입 스펙트럼을 필터링 및/또는 검출하기 위해 사용될 수 있다. 다른 구현예에서, 입사광의 스펙트럼의 분할 빔을 수광하도록 각각 이격된 광 검출기의 어레이가 채용될 수 있다.
각각의 광 검출기(230a, 230b)의 분광계는 광선(232b)이 기판(40) 위의 플라즈마(50)로부터 획득될 수 있는 최대량의 공간 정보를 포함하는 팬(fan)을 형성하는 방식으로 배열되고 배치된다.
일부 구현예에서, 분광계는 각각의 광선 사이에서 동일한 양의 각도 분리로 배열된다. 또한, 일부 구현예에서, 광선의 팬의 범위는 적어도 기판 표면 위의 체적/면적을 포함한다. 일부 구현예에서, 각도 분리는 동일하지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 광선 팬의 범위는 기판의 주변 외부의 부피를 포함할 수 있다.
예시된 바와 같이, 광 검출기(230a, 230b)는 서로 직교하여 위치된다. 즉, 각각의 광 검출기의 중심축은 다른 광 검출기의 중심축에 대해 직교한다. 보다 일반적으로, 이 실시예 및 다른 실시예는 교차하는 다축 광 검출기로서 기술될 수 있다. 즉, 광 검출기의 중심축은 관련 광선이 서로 교차하도록 배열 및 배치된다. 대안적으로, 여전히, 이러한 구성은 각각의 검출기가 다른 광 검출기의 하나 이상의 분광계의 광선과 교차하는 광선을 갖는 분광계를 갖는 다중 광 검출기로서 기술될 수 있다.
광 검출기(230a, 230b)당 분광계(및 그에 따른 광선)의 수는 구현예의 세부 사항에 의존한다. 일부 구현예에서, 광 분광계당 128개 이상의 광선(및 분광계)이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 광 분광계당 1000개 이상의 광선(및 분광계)이 존재할 수 있다. 분광계의 수가 많을수록 공간 분해능이 커진다.
예시적인 플라즈마 처리 시스템(200)을 사용하여, 컴퓨터 단층 촬영 기술은 각 영역에서의 화학종의 결정을 생성할 수 있다. 컴퓨터 단층 촬영 기술의 세부 사항은 후술된다.
요컨대, 플라즈마 OES 시스템은 컴퓨터 단층 촬영 체적(260)으로서 기판(222) 바로 위에 얕은 체적을 맵핑한다. 광 검출기(230b)의 적절한 분광계로부터 얻어진 OES 정보에 기초하여, 시스템은 스펙트럼 입력에 기초하여 컴퓨터 단층 촬영 체적(260)의 슬라이스(262)에서 화학종을 식별한다. 유사하게, 광 검출기(230a)의 적절한 분광계로부터 획득된 OES 정보에 기초하여, 시스템은 스펙트럼 입력에 기초하여 컴퓨터 단층 촬영 체적(260)의 슬라이스(264)에서 화학종을 식별한다. 스펙트럼 입력을 얻은 분광계의 물리적 배열에 대한 지식을 갖춘 이 시스템은 컴퓨터 단층 촬영 기법을 이용하여 화학종이 플라즈마에서 발생하는 공간 영역(예, 266)을 계산/결정/지정한다.
플라즈마 처리 챔버(210) 내의 발광에 기초하여, 시스템은 플라즈마 처리 챔버(210)로부터 수집된 광이 개별 파장으로 분해되는 발광 스펙트럼(OES)을 이용함으로써 플라즈마 내의 화학종을 결정할 수 있다. 이들 파장은 플라즈마 및 플라즈마 처리 챔버(210) 내에서 발견되는 다양한 화학종을 나타낸다. 통상적으로, OES는 전체 플라즈마 처리 챔버(210)를 단일 엔티티로서 관찰하여, 수집된 모든 광을 평균화하여 평균화된 화학 조성을 나타낸다.
각각의 광 검출기는 중심축을 갖는데, 이 중심축은 상기 광 검출기에 대한 가시선을 나타낸다. 화살표(231a)는 플라즈마 처리 챔버(210)를 향하는 광 검출기(230a)에 대한 제1 가시선을 나타낸다. 화살표(231b)는 플라즈마 처리 챔버(210)를 향한 광 검출기(230b)에 대한 제2 가시선을 나타낸다.
도 3은 본 명세서에 기재된 기술의 다른 실시예를 나타내는 다른 예의 플라즈마 발광 분광(OES) 시스템(300)을 예시한다. 단순성을 위해, 전체 시스템의 일부만이 예시된다.
예시된 바와 같이, 시스템(300)은 내부에 기판(312)을 갖는 에칭 챔버(310)를 포함한다. 시스템(300)은 복수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 적어도 2개의 어레이를 포함한다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제1 어레이(330)는 윈도우(332)를 통해 광학 입력을 수광하도록 위치된다. 제1 어레이(330)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(310) 내의 기판 홀더 상의 기판(312) 위에 플라즈마의 제1 가시선(334)을 갖도록 구성된다. 제1 어레이(330)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 336)을 가진다.
다수의 상호 평행한 OES 광학 검출기의 제2 어레이(340)는 윈도우(342)를 통해 광학 입력을 수광하도록 배치된다. 제2 어레이(340)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(310) 내의 기판 홀더 상의 기판(312) 위에 플라즈마의 제2 가시선(344)을 갖도록 구성된다. 제2 어레이(340)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 346)을 가진다.
각 어레이의 OES 광 검출기는 "상호 평행한" 것으로 기술된다. 여기서, 특정 어레이의 각각의 OES 광 검출기의 중심축이 동일한 어레이의 다른 광 검출기와 평행하게 정렬되게 구성된 경우 광 검출기들은 서로 평행하다. 즉, 각 어레이의 각 광 검출기의 중심축을 따른 광선은 해당 어레이의 다른 검출기의 중심축 광선과 교차하지 않는다.
서로에 대해, 제1 가시선(334) 및 제2 가시선(344)은 에칭 챔버 내에서 교차한다. 실제로, 이들은 플라즈마 내에서 그리고 기판(312) 위에서 교차한다. 가시선은 동일 선상에 있지 있다. 즉, 서로 동축이 아니다. 가시선은 교차하기 때문에, 이들은 평행하지 않다. 이들 가시선의 광선도 교차한다. 지점(360)은 광선(338)과 광선(346)의 예시적인 교차점이다.
또한, 제1 가시선(334)와 제2 가시선(344)은 서로에 대해 직교하지 않는다. 즉, 이들은 서로 직각이 아니다. 도 3에 예시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 가시선들 사이의 각도(362)는 예각(0도와 90도 사이)이다. 일부 구현예에서, 가시선들 사이의 각도(362)는 둔각(90도와 180도 사이)이다.
시스템(300)은 다수의 OES 광 검출기의 제1 어레이(330)를 위한 에칭 챔버에 제1 가시선(334)을 제공하도록 설계된 제1 뷰포트(예, 윈도우(332))를 가진다. 유사하게, 시스템(300)은 다수의 OES 광 검출기의 제2 어레이(340)를 위한 에칭 챔버에 제2 가시선(344)을 제공하도록 설계된 제2 뷰포트(예, 윈도우(342))를 가진다. 광 검출기는 에칭 챔버(310) 외부에 장착되기 때문에, 뷰포트는 필수적으로 적어도 반투명해야 한다(즉, 적어도 일부의 광이 통과할 수 있도록 해야 함). 일부 구현예에서, 뷰포트는 투명하거나 맑다.
시스템(10 및 200)에서 예시된 윈도우/뷰포트와는 달리, 윈도우/뷰포트는 상당히 넓다. 실제로, 일부 구현예에서, 적어도 하나의 뷰포트는 적어도 기판 홀더 및/또는 기판(312) 자체의 폭만큼의 폭(W)을 가진다.
대안적으로, 에칭 챔버(310) 내에서 플라즈마의 가시선의 교차를 허용하는 방식으로 광 검출기의 어레이(330 및 340) 모두에 의해 공유되는 하나의 인접한 윈도우가 존재할 수 있다. 다른 대안예에서, 광 검출기의 어레이는 에칭 챔버 내부에 장착될 수 있다. 이 시나리오에서는 뷰포트가 필요하지 않다. 윈도우(352)가 예시되어 있지만, 수반되는 광 검출기 어레이는 존재하지 않는다.
도 4는 본 명세서에 기재된 기술의 다른 실시예를 나타내는 다른 예의 플라즈마 발광 분광(OES) 시스템(400)을 예시한다. 단순성을 위해, 전체 시스템의 일부만이 예시되어 있다. 시스템(400)은 시스템(300)과 매우 유사하다. 주요 차이점은 추가적인(즉, 제3의) 광 검출기의 어레이가 제공된다는 것이다. 따라서, 이 시스템에는 3개의 광 검출기 어레이가 사용된다.
예시된 바와 같이, 시스템(400)은 내부에 기판(412)을 갖는 에칭 챔버(410)를 포함한다. 시스템(400)은 복수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 적어도 3개의 어레이를 포함한다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제1 어레이(430)는 윈도우(432)를 통해 광학 입력을 수광하도록 배치된다. 제1 어레이(430)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(410) 내의 기판 홀더 상의 기판(412) 위에 플라즈마의 제1 가시선(434)을 갖도록 구성된다. 제1 어레이(430)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 436)을 가진다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제2 어레이(440)는 윈도우(442)를 통해 광학 입력을 수광하도록 위치된다. 제2 어레이(440)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(410) 내의 기판 홀더 상의 기판(412) 위에 플라즈마의 제2 가시선(444)을 갖도록 구성된다. 제2 어레이(440)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 446)을 가진다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제3 어레이(450)는 윈도우(452)를 통해 광학 입력을 수광하도록 위치된다. 제3 어레이(450)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(410) 내의 기판 홀더 상의 기판(412) 위에 플라즈마의 제3 가시선(454)을 갖도록 구성된다. 제3 어레이(450)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 456)을 가진다.
서로에 대해, 제1 가시선(434), 제2 가시선(444) 및 제3 가시선(454)은 에칭 챔버 내에서 교차한다. 실제로, 이들은 플라즈마 내에서 그리고 기판(412) 위에서 교차한다. 가시선은 동일 선상이 아니다. 즉, 이들은 서로 동축이 아니다. 가시선은 교차하기 때문에 평행하지 않다. 이들 가시선의 광선도 교차한다. 지점(460)은 광선(436)과 광선(446)의 예시적인 교차점이다. 그리고, 지점(462)은 광선(446)과 광선(456)의 예시적인 교점이다.
또한, 제1 가시선(434), 제2 가시선(444) 및 제3 가시선(454)은 서로에 대해 직교하지 않는다. 즉, 이들은 서로 직각이 아니다. 도 4에 예시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 한 쌍의 가시선 사이의 각도(예, 462 및 464)는 예각(0도와 90도 사이)이다. 일부 구현예에서, 한 쌍의 가시선 사이의 각도(462)는 둔각(90 도와 180도 사이)이다.
시스템(400)은 다수의 OES 광 검출기의 제1 어레이(430)를 위한 에칭 챔버에 제1 가시선(434)을 제공하도록 설계된 제1 뷰포트(예, 윈도우(432))를 가진다. 유사하게, 시스템(400)은 다수의 OES 광 검출기의 제2 어레이(440)를 위한 에칭 챔버에 제2 가시선(444)을 제공하도록 설계된 제2 뷰포트(예, 윈도우(442))를 가진다. 다수의 OES 광 검출기의 제2 어레이(450)를 위한 에칭 챔버에 제3 가시선(454)을 제공하도록 설계된 제3 뷰포트(예, 윈도우(452))가 제공된다.
도 5는 본 명세서에 기재된 기술의 다른 실시예를 나타내는 다른 예의 플라즈마 발광 분광(OES) 시스템(500)을 예시한다. 단순화를 위해, 전체 시스템의 일부만이 예시되어 있다. 시스템(500)은 시스템(400)과 매우 유사하다. 주요 차이점은 3개의 광 검출기 어레이 중 하나가 제거된다는 것이다. 따라서, 이 시스템에는 2개의 광 검출기 어레이만 사용된다.
도시된 바와 같이, 시스템(500)은 내부에 기판(512)을 갖는 에칭 챔버(510)를 포함한다. 시스템(500)은 복수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 적어도 3개의 어레이를 포함한다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제1 어레이(530)는 윈도우(532)를 통해 광학 입력을 수광하도록 위치된다. 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(510) 내의 기판 홀더 상의 기판(512) 위에 제1 가시선(534)을 갖도록 구성된다. 제1 어레이(530)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 536)을 가진다.
용어의 일관성을 위해, 2개의 어레이 중 2번째 어레이를 "제3 어레이"로 칭한다. 이것은 단지 가독성을 돕기 위한 것이다. 이것은 청구범위 해석을 제한하려는 것은 아니다.
다수의 상호 평행한 OES 광 검출기의 제3 어레이(550)는 윈도우(552)를 통해 광학 입력을 수광하도록 위치된다. 제3 어레이(55)는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버(510) 내의 기판 홀더 상의 기판(512) 위에 플라즈마의 제3 가시선(554)을 갖도록 구성된다. 제3 어레이(550)의 각각의 광 검출기는 그 광 검출기와 동축인 적어도 하나의 광선(예, 556)을 가진다.
서로에 대해, 제1 가시선(534) 및 제3 가시선(554)은 에칭 챔버 내에서 교차한다. 실제로, 이들은 플라즈마 내에서 그리고 기판(512) 위로 교차한다. 가시선은 동일 선상에 있지 않다. 즉, 이들은 서로 동축이 아니다. 가시선은 교차하기 때문에 평행하지 않다. 이들 가시선의 광선도 교차한다. 지점(560)은 광선(536)과 광선(556)의 예시적인 교차점이다.
또한, 제1 가시선(534)과 제3 가시선(554)은 서로에 대해 직교하지 않는다. 즉, 이들은 서로 직각이 아니다. 도 5에 예시된 바와 같이, 일부 구현예에서, 한 쌍의 가시선 사이의 각도(예, 562)는 둔각(90도와 180도 사이)이다.
시스템(500)은 다수의 OES 광 검출기의 제1 어레이(530)를 위한 에칭 챔버에 제1 가시선(534)를 제공하도록 설계된 제1 뷰포트(예, 윈도우(532))를 가진다. 유사하게, 시스템(500)은 다수의 OES 광 검출기의 제2 어레이(550)를 위한 에칭 챔버에 제3 가시선(554)을 제공하도록 설계된 제3 뷰포트(예, 윈도우(552))를 가진다. 제1 및 제3 윈도우(532 및 552)는 서로 직접 교차함을 알아야 한다. 즉, 이들은 서로 마주 보고 있다. 이들은 서로 약 180도이다. 예시된 바와 같이, 가시선의 각도는 윈도우와 정렬되지 않는다. 가시선은 180도 떨어져 있기보다는 서로 둔각이다. 이 때문에 가시선은 교차한다.
예시된 바와 같이, 시스템(400, 400 및 500)의 각각의 OES 광 검출기는 하나의 분광계를 포함한다. 이 분광계는 에칭 챔버로부터 하나의 광선을 관찰하도록 구성되며, 해당 광선은 광 검출기와 공통의 중심축을 공유한다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 광 검출기가 다수의 분광계를 가질 수 있다. 각각의 다중 분광계 OES 광 검출기의 각각의 분광계는 에칭 챔버로부터 하나의 광선을 관찰하도록 구성되며, 광선은 교차하지 않는다. 일부 구현예에서, 각각의 다중 분광계 OES 광 검출기의 분광계는 에칭 챔버로부터의 광선의 팬을 집합적으로 관찰한다.
컴퓨터 단층 촬영
본 명세서에 기재된 실시예는 발견된 화학 조성물의 위치를 국소화하고 정확하게 나타내기 위해 컴퓨터 단층 촬영 재구성 기법을 이용한다. 일반적으로, 컴퓨터 단층 촬영 기술은 침투 또는 생성 에너지(예, X-선, 초음파 등)의 사용을 통한 절단에 의한 부피의 이미징, 매핑 또는 추적을 용이하게 하는 기술을 포함한다. 때로, 이것은 컴퓨터 단층 촬영 재구성으로 불리는 수학적 절차에 기초한다.
본 명세서에 기재된 실시예에서, 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버 내의 플라즈마의 컴퓨터 단층 촬영 재구성이 생성된다. 플라즈마 OES 시스템에 의해 식별되는 화학종이 주어지면, 컴퓨터 단층 촬영 시스템은 식별된 화학종의 공간 위치를 결정한다.
일반적으로 말하면, 컴퓨터 단층 촬영 재구성 기술의 예는 하나 이상의 주요 접근법(즉, "CT 재구성 알고리즘")을 사용한다. 이러한 접근법은 1) 동시 선형 방정식, 반복, 필터링된 역투영 및/또는 푸리에 재구성을 사용한다.
보다 구체적으로, 이용되는 컴퓨터 단층 촬영 재구성 기술의 다른 예는 최대 우도 기대치 최대화(MLEM), 순서화된 서브 세트 기대치 최대화(OSEM), 1단계 늦은 최대 사후 기대치 최대화(OSL-MAPEM), 베이지안 재구성(Bayesian Reconstruction), 및/또는 아벨 반전(Abel Inversion)을 포함한다. 일부 구현예에서, 처리 중에 데이터 포인트의 수를 감소시키기 위해 Savitzky-Golay 필터가 적용된다.
예시적인 방법론적 구현
도 6은 본 명세서에 기재된 기술을 예시하는 예시적인 처리(600)를 나타낸다. 예시적인 처리(600)는 컴퓨터 단층 촬영 재구성(TR) 시스템의 일부로서 구현될 수 있다. 이 시스템은 플라즈마 OES 시스템의 일부이거나 이 시스템과 협력하여 동작한다.
블록(610)에서, TR 시스템은 플라즈마의 검출 그리드로부터 광 측정치를 획득한다. 검출 그리드는 플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버 내의 기판 홀더 상의 기판으로부터 입사 광선을 수광하도록 구성된 광 검출기들의 집합의 교차 광선에 의해 형성된다. 이러한 측정치는 특정 파장의 강도와 특정 파장 대역을 포함한다.
블록(620)에서, TR 시스템은 플라즈마의 화학종의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성한다. 컴퓨터 단층 촬영 재구성은 화학종 식별(622), 공간 위치 결정(624) 및 이들 둘 사이의 연관(626)을 포함한다. 보다 구체적으로, TR 시스템은 획득된 광 측정치에 기초하여 플라즈마 내의 화학종을 식별한다(622). TR 시스템은 획득된 광 측정치에 기초하여 플라즈마 내의 식별된 화학종의 공간 위치를 결정한다(624). 이 정보를 이용하여, TR 시스템은 하나 이상의 식별된 화학종에 대해 결정된 플라즈마 내의 위치를 연관시킨다(626).
블록(630)에서, TR 시스템은 생성된 단층 촬영 재구성을 저장한다. 추가로 또는 대안적으로, TR 시스템은 생성된 단층 촬영 재구성을 플라즈마의 화학종의 단면으로서 디스플레이할 수 있다. 다른 디스플레이 옵션도 이용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 단층 촬영 재구성은 등각 투영 또는 다른 3차원 표현으로서 디스플레이될 수 있다. 또 다른 옵션에서, 컴퓨터 단층 촬영 표현은 가상 현실(VR) 시나리오로 제시될 수 있다.
분석 및 개별(픽셀 기반) 접근 방식
본 명세서에 기재된 기술의 예는 별개의 접근법을 이용할 수 있다. 즉, 측정된 데이터를 픽셀화된 형태로 나타낼 수 있다.
도 7은 별개의 접근법이 달성될 수 있는 방법을 예시한다. 예시된 바와 같이:
- 기하 행렬(W), wij는 j번째 픽셀의 i번째 검출기에 대한 기여도이고;
- fi는 i번째 검출기로부터의 라인 통합 데이터이고;
- gj는 j번째 픽셀의 강도이고;
- 검출기의 수가 픽셀의 수보다 훨씬 적기 때문에 W의 역은 존재하지 않으며;
- 원형 그리드는 방위 대칭 플라즈마에 사용될 수 있다.
추가적 및 대체적 구현의 세부 사항
본 명세서에 기재된 기술의 철저한 이해를 용이하게 하기 위해 그리고 제한하지 않고 설명의 목적으로, 플라즈마 발광 분광법(OES) 시스템의 특정 구조, 및 다양한 구성 요소 및 공정의 설명과 같은 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이러한 특정 세부 사항을 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있다.
여기서, 기판이라는 용어는 가공되는 공작물을 나타낸다. 문맥이 달리 지시하지 않는 한, 기판의 예는 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이(LCD) 패널, 발광 다이오드(LED), 광전지(PV) 장치 패널 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 데이터 수집은 연속파이거나 또는 펄스화될 수 있다. 결과는 컴퓨터 메모리에 저장되거나 폐기될 수 있다.
실시예에 따라, 분광계는 광학 필터, 광 다이오드 어레이, 격자 또는 프리즘을 사용하는 간섭계, 광전자 증배관(PMT) 또는 PMT의 어레이를 갖는 단일 고감도 광 다이오드를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 광은 도파관을 사용하거나 플라즈마 에칭 챔버에 대한 직접적인 연결을 사통해 전달될 수 있다.
실시예에 따라, 신호 처리는 단일 컴퓨터에서, 랩탑에서부터 컴퓨팅 클러스터(슈퍼컴퓨터)에 이르는 컴퓨터의 어레이에서 일어날 수 있다.
일부 구현예에서, 광 또는 스펙트럼은 가시광만을 말한다. 다른 구현예에서, 광 또는 스펙트럼은 비 가시광(예, 적외선 및 자외선)을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 광 또는 스펙트럼은 플라즈마에 존재하는 화학종에 의해 방출된 것과 일치하는 다른 전자기파 또는 에너지를 포함한다.
본 명세서에서 언급된 "일 실시예" 또는 "실시예"는 본 명세서에 기재된 기술의 적어도 하나의 예시적인 실시예에 설명된 하나 이상의 특징, 구조, 물질 또는 특성을 지칭한다. 상기 특징, 구조, 물질 또는 특성은 모든 실시예에 존재한다는 것을 나타내거나 암시하지는 않는다. 따라서, 본 문서 전체의 여러 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현은 반드시 기술의 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 상기 특징, 구조, 물질 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
예시적인 구현예의 상기 설명에서, 설명의 목적으로, 특정 수치, 물질 구성 및 다른 세부 사항이 청구된 바와 같이 본 발명을 더 잘 설명하기 위해 제시된다. 그러나, 청구된 발명은 본 명세서에 설명된 예와 다른 세부 사항을 사용하여 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 분명할 것이다. 다른 경우, 예시적인 구현예의 설명을 명확하게 하기 위해 널리 공지된 특징들은 생략되거나 단순화된다.
본 발명자들은 설명된 예시적인 구현예가 기본적으로 예시인 것을 의도한다. 본 발명자들은 이러한 예시적인 구현예가 첨부된 청구범위의 범위를 제한하도록 의도하지 않는다. 오히려, 본 발명자들은 청구된 발명이 다른 현재 또는 미래의 기술과 관련하여 다른 방식으로 구체화되고 구현될 수 있음을 고려하였다.
또한, 본 명세서에서 "예"라는 단어는 예, 실례 또는 예시로서 사용된다는 것을 의미하도록 사용된다. 본 명세서에서 "예"로서 설명된 임의의 양태 또는 설계는 다른 양태 또는 설계보다 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 오히려, 예라는 단어의 사용은 개념과 기술을 구체적으로 제시하도록 의도된다. 예를 들어, "기술"이라는 용어는 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 디바이스, 장치, 시스템, 방법, 제조 물품 및 컴퓨터 판독 가능 명령을 지칭할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어 "또는"은 배타적인 "또는"이 아니라 포괄적인 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 명시되거나 문맥상 명백하지 않은 한, "X는 A 또는 B를 사용한다"라는 표현은 임의의 자연적인 내포적인 순열을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 사용하거나; X가 B를 사용하거나; 또는 X가 A와 B를 모두 사용하면, "X는 A 또는 B를 사용한다"라는 표현은 전술한 임의의 경우에 만족된다. 또한, 본 출원 및 첨부된 청구범위에서 사용된 "단수형"의 표현은 달리 명시되지 않거나 문맥상 단수 형태로 지시되는 것이 분명하지 않은 한, "하나 이상의"라는 의미로 해석되어야 한다.
이들 프로세스는 기계 단독으로, 또는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있는 일련의 동작을 나타내는 논리 흐름 그래프에서 블록의 집합으로서 예시된다. 소프트웨어/펌웨어와 관련하여, 블록은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 언급된 동작을 수행하는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 명령을 나타낸다.
프로세스가 설명되는 순서는 제한으로서 해석되도록 의도되지 않으며, 프로세스 또는 대안적인 프로세스를 구현하기 위해 임의의 수의 설명된 프로세스 블록이 임의의 순서로 결합될 수 있음을 알아야 한다. 부가적으로, 개별 블록들은 본 명세서에 설명된 주제의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 프로세스들로부터 삭제될 수 있다.
"컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 비 일시적 컴퓨터 저장 매체이다. 예를 들어, 비 일시적 컴퓨터 저장 매체는 자기 저장 장치(예, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 스트립), 광학 디스크(예, 컴팩트 디스크(CD) 및 디지털 다용도 디스크(DVD)), 스마트 카드, 플래시 메모리 장치(예, 썸 드라이브, 스틱, 키 드라이브 및 SD 카드) 및 휘발성 및 비 휘발성 메모리(예, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기 전용 메모리(ROM))를 포함하지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 유사하게, "기계 판독 가능 매체"라는 용어는 비 일시적 기계 저장 매체이다. 마찬가지로, "프로세서 판독 가능 매체"라는 용어는 비 일시적 프로세서 저장 매체이다.
비 일시적 기계 판독 가능 저장 매체는 기계로 하여금 기재된 기능 또는 동작을 수행하게 할 수 있으며, 기계(예, 컴퓨팅 장치, 전자 시스템 등)에 의해 액세스 가능한 형태로 정보를 저장하는 임의의 메커니즘, 예컨대, 기록 가능한/기록 불가능한 매체(예, ROM, RAM, 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래시 메모리 장치 등)를 포함한다. 통신 인터페이스는 메모리 버스 인터페이스, 프로세서 버스 인터페이스, 인터넷 연결, 디스크 컨트롤러 등과 같은 다른 장치와 통신하기 위한 유선, 무선, 광학 등의 매체에 인터페이싱하는 임의의 메커니즘을 포함한다. 통신 인터페이스는 소프트웨어 콘텐츠를 기술하는 데이터 신호를 제공하는 통신 인터페이스를 준비하기 위해 구성 파라미터를 제공하거나 신호를 전송함으로써 구성된다. 통신 인터페이스는 통신 인터페이스로 전송된 하나 이상의 명령 또는 신호를 통해 액세스될 수 있다.
본 명세서에 첨부된 청구범위에서, 본 발명자들은 청구범위에 "하기 위한 수단" 또는 "하기 위한 단계"라는 표현을 사용하는 경우에만 35 U.S.C. §112(f)를 적용한다. 청구범위에 이러한 표현이 사용되지 않은 경우, 본 발명자들은 청구범위가 35 U.S.C. 112(f)에 따라 본 명세서에 기재된 대응하는 구조, 물질 또는 동작(및 그 등가물)을 포함하는 것으로 해석되도록 의도하지 않는다.
비 일시적 기계 판독 가능 저장 매체는 기계로 하여금 기재된 기능 또는 동작을 수행하게 할 수 있고, 기계(예, 컴퓨팅 장치, 전자 시스템 등)에 의해 액세스 가능한 형태로 정보를 저장하는 임의의 메커니즘, 예컨대, 기록 가능한/기록 불가능한 매체(예, ROM, RAM, 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래시 메모리 장치 등)를 포함한다. 통신 인터페이스는 메모리 버스 인터페이스, 프로세서 버스 인터페이스, 인터넷 연결, 디스크 컨트롤러 등과 같은 다른 장치와 통신하기 위한 유선, 무선, 광학 등의 매체에 인터페이싱하는 임의의 메커니즘을 포함한다. 통신 인터페이스는 소프트웨어 콘텐츠를 기술하는 데이터 신호를 제공하는 통신 인터페이스를 준비하기 위해 구성 파라미터를 제공하거나 신호를 전송함으로써 구성된다. 통신 인터페이스는 통신 인터페이스로 전송된 하나 이상의 명령 또는 신호를 통해 액세스될 수 있다.

Claims (26)

  1. 플라즈마 발광 분광(OES, optical emission spectrographic) 시스템에 있어서,
    플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버 내의 기판 홀더 상의 기판 위의 플라즈마의 제1 가시선 뷰(line-of-sight view)를 갖도록 구성된 복수의 OES 광 검출기의 제1 어레이;
    상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제2 가시선 뷰를 갖도록 구성된 복수의 OES 광 검출기의 제2 어레이; 및
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제1 어레이 및 상기 복수의 OES 광 검출기의 제2 어레이로부터 수신되는 측정치에 기초하여 상기 플라즈마의 화학종의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하도록 구성된 컴퓨터 단층 촬영 재구성 시스템
    을 포함하며,
    상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 서로에 대해 교차하고, 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않으며,
    상기 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하는 것은,
    상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰의 교차 뷰로부터 수광된 광으로부터의 광 측정치를 획득하는 것;
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 화학종을 식별하는 것;
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 상기 식별된 화학종의 공간 위치를 결정하는 것;
    상기 식별된 화학종 중 하나 이상에 대해 상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 연관시키는 것;
    상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 상기 식별된 화학종 중 하나 이상 각각과 연관시키는 것에 기초하여 단층 촬영 재구성을 저장하는 것
    을 포함하는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 특정 어레이의 각 OES 광 검출기의 중심축은, 동일한 어레이의 다른 광 검출기와 평행하게 정렬되게 구성되는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰는 예각 또는 둔각만큼 분리되는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제1 어레이를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제1 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제1 뷰포트;
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제2 어레이를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제2 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제2 뷰포트
    를 더 포함하는, 플라즈마 OES 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제1 어레이를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제1 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제1 뷰포트;
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제2 어레이를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제2 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제2 뷰포트
    를 더 포함하며, 상기 제1 뷰포트 및 상기 제2 뷰포트는, 적어도 상기 기판 홀더의 폭만큼 넓은 폭을 갖는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 각 OES 광 검출기는, 상기 에칭 챔버로부터의 하나의 광선을 관측하도록 구성된 하나의 분광계를 포함하고, 상기 광선은 상기 광선의 광 검출기와 공통의 중심축을 공유하는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 각 OES 광 검출기는 복수의 분광계를 포함하고, 각 OES 광 검출기의 각 분광계는, 상기 에칭 챔버로부터의 하나의 광선을 관측하도록 구성되는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 각 OES 광 검출기는 복수의 분광계를 포함하고, 각 OES 광 검출기의 분광계는 상기 에칭 챔버로부터의 광선의 팬(fan)을 집합적으로(collectively) 관측하는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제3 가시선 뷰를 갖도록 구성된 복수의 OES 광 검출기의 제3 어레이를 더 포함하며, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 상기 제1 가시선 뷰 및 상기 제2 가시선 뷰와 교차하고, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 제1 가시선 뷰 또는 상기 제2 가시선 뷰와 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제3 가시선 뷰를 갖도록 구성된 복수의 OES 광 검출기의 제3 어레이 - 상기 제3 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 상기 제1 가시선 뷰 및 상기 제2 가시선 뷰와 교차하고, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 제1 가시선 뷰 또는 상기 제2 가시선 뷰와 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않음 - ;
    상기 복수의 OES 광 검출기의 제3 어레이를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제3 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제3 뷰포트
    를 더 포함하는, 플라즈마 OES 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 기판은 반도체 웨이퍼인 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 어레이 중 적어도 하나는 적어도 128개의 OES 광 검출기를 포함하는 것, 및 상기 OES 광 검출기 중 적어도 하나는 적어도 128개의 OES 분광계를 포함하는 것, 중 적어도 하나인 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  13. 플라즈마 발광 분광법(OES, optical emission spectrography)을 위한 컴퓨터 단층 촬영 시스템에 있어서,
    플라즈마 OES 서브시스템
    을 포함하며, 상기 플라즈마 OES 서브시스템은,
    플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버 내의 기판 홀더 상의 기판 위의 플라즈마의 제1 가시선 뷰를 갖도록 구성된 하나 이상의 제1 OES 광 검출기;
    상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제2 가시선 뷰를 갖도록 구성된 하나 이상의 제2 OES 광 검출기 - 상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 서로에 대해 교차함 - ;
    상기 플라즈마의 화학종의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하도록 구성된 컴퓨터 단층 촬영 재구성 시스템
    을 포함하며, 상기 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하는 것은,
    상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰의 교차 뷰로부터 수광된 광으로부터의 광 측정치를 획득하는 것;
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 화학종을 식별하는 것;
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 상기 식별된 화학종의 공간 위치를 결정하는 것;
    상기 식별된 화학종 중 하나 이상에 대해 상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 연관시키는 것;
    상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 상기 식별된 화학종 중 하나 이상 각각과 연관시키는 것에 기초하여 단층 촬영 재구성을 저장하는 것
    을 포함하는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰는 서로에 대해 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 상기 획득된 광 측정치는 광의 강도를 포함하는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 상기 획득된 광 측정치는 광의 특정 파장에 대한 광 측정치를 포함하거나, 상기 획득된 광 측정치는 광의 특정 파장 대역에 대한 광 측정치를 포함하는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    복수의 제1 OES 광 검출기가 제1 어레이를 형성하며, 상기 제1 어레이의 각 OES 광 검출기의 중심축은, 상기 제1 어레이의 다른 광 검출기와 평행하게 정렬되게 구성되고;
    복수의 제2 OES 광 검출기가 제2 어레이를 형성하며, 상기 제2 어레이의 각 OES 광 검출기의 중심축은, 상기 제2 어레이의 다른 광 검출기와 평행하게 정렬되게 구성되는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제1 가시선 뷰와 상기 제2 가시선 뷰는 예각 또는 둔각만큼 분리되는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 OES 광 검출기를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제1 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제1 뷰포트; 및
    상기 하나 이상의 제2 OES 광 검출기를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제2 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제2 뷰포트
    를 더 포함하는, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 OES 광 검출기를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제1 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제1 뷰포트; 및
    상기 하나 이상의 제2 OES 광 검출기를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제2 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제2 뷰포트
    를 더 포함하며, 상기 제1 뷰포트 및 상기 제2 뷰포트는, 적어도 상기 기판 홀더의 폭만큼 넓은 폭을 갖는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  21. 제13항에 있어서, 각 OES 광 검출기는, 상기 에칭 챔버로부터의 하나의 광선을 관측하도록 구성된 하나의 분광계를 포함하고, 상기 광선은 상기 광선의 광 검출기와 공통의 중심축을 공유하거나;
    각 OES 광 검출기는 복수의 분광계를 포함하고, 각 OES 광 검출기의 각 분광계는, 상기 에칭 챔버로부터의 하나의 광선을 관측하도록 구성되거나;
    각 OES 광 검출기는 복수의 분광계를 포함하고, 각 OES 광 검출기의 분광계는 상기 에칭 챔버로부터의 광선의 팬을 집합적으로 관측하는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  22. 제13항에 있어서, 상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제3 가시선 뷰를 갖도록 구성된 하나 이상의 제3 OES 광 검출기를 더 포함하며, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 상기 제1 가시선 뷰 및 상기 제2 가시선 뷰와 교차하고, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 제1 가시선 뷰 또는 상기 제2 가시선 뷰와 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않는 것인, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 에칭 챔버 내의 플라즈마의 제3 가시선 뷰를 갖도록 구성된 하나 이상의 제3 OES 광 검출기 - 상기 제3 가시선 뷰는 상기 에칭 챔버 내에서 상기 제1 가시선 뷰 및 상기 제2 가시선 뷰와 교차하고, 상기 제3 가시선 뷰는 상기 제1 가시선 뷰 또는 상기 제2 가시선 뷰와 동일 선상에 있지 않고, 평행하지 않고, 직교하지 않음 - ; 및
    상기 하나 이상의 제3 OES 광 검출기를 위해 상기 에칭 챔버에 대한 상기 제3 가시선 뷰를 제공하도록 구성된 제3 뷰포트
    를 더 포함하는, 컴퓨터 단층 촬영 시스템.
  24. 플라즈마 처리 시스템의 플라즈마 에칭 챔버 내의 기판의 플라즈마 처리 중에 플라즈마의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 용이하게 하는 방법에 있어서,
    플라즈마 처리 시스템의 에칭 챔버 내의 기판 홀더 상의 기판 위의 플라즈마로부터의 입사 광선을 수광하도록 구성된 광 검출기의 집합으로부터 광 측정치를 획득하는 단계 - 상기 광선은 상기 플라즈마 내에서 교차 그리드를 형성함 - ;
    상기 플라즈마의 화학종의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하는 단계 - 상기 생성하는 단계는,
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 화학종을 식별하는 단계;
    상기 획득된 광 측정치에 기초하여 상기 플라즈마 내의 상기 식별된 화학종의 공간 위치를 결정하는 단계;
    상기 식별된 화학종 중 하나 이상에 대해 상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 연관시키는 단계; 및
    상기 플라즈마 내의 상기 결정된 공간 위치를 상기 식별된 화학종 중 하나 이상 각각과 연관시키는 것에 기초하여 단층 촬영 재구성을 저장하는 단계
    를 포함함 -
    를 포함하는, 플라즈마의 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 용이하게 하는 방법.
  25. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 생성하는 것은, 데이터 포인트의 수를 감소시키기 위해 사비츠키-골레이(Savitzky-Golay) 필터를 적용하는 것을 더 포함하는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
  26. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터 단층 촬영 재구성 시스템은, 상기 저장된 단층 촬영 재구성에 기초하여 상기 플라즈마 내의 하나 이상의 식별된 화학종의 3차원 표현을 생성하도록 구성되는 것인, 플라즈마 OES 시스템.
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