KR20000064701A - 편광에의한특성파라미터결정방법 - Google Patents

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자섹 마이클 미시우라
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다이 창 치
레오테크 피티와이. 리미티드
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Abstract

고체 표면과의 플라즈마 상호작용(에칭 또는 증착 동안)이 광의 극성 상태의 변화의 효과를 사용하여 모니터링된다. 플라즈마 처리 동안 기판은 물리적 파라미터가 변화된다. 모니터링된 광은 기판 표면의 구성 상태와 플라즈마 처리와 조합된 구성 변화를 나타낸다. 표면으로부터 반사된 광은 타원 측정법에서 일반적으로 사용되는 시스템에 의해 분석되지만 새로운 계산 방법의 수행에 의해 변조된다. 광의 극성의 상태의 주기성이 실시간으로 표면상에서 발생된 일을 모니터링하는 기준점으로서 사용된다. 또한, 표면의 양적 질적 화학 분석에도 사용된다.

Description

편광에 의한 특성 파라미터 결정 방법
타원 측정법은 두 매체 사이의 경계면에서 발생하는 일들을 모니터링하기 위한 광학 기술로서 공지되어 있다. 타원 측정법의 일반적인 구성에서, 편광 빔이 변환면(changing surface)상으로 보내진다. 빔은 표면과 상호작용하고, 그 결과, 광의 극성 상태(polarisation state)가 변화된다. 초기 및 최종 극성 상태의 측정값은 상호작용을 나타내는 파라미터를 결정하도록 분석된다.
종래 기술의 일반적인 실험 설비에서, 적절한 광원(일반적으로 레이저)으로부터의 빔은 공지된 극성의 광을 발생시키도록 편광기를 통과한다. 이 광은 조사대상인 광학 시스템(표면)과 상호작용하며 그 극성이 변화된다. 극성의 변화된 상태는 포토 검출기(potodetector)가 수반된 극성 분석기에 의해 얻어진다. 극성 분석기는 일반적으로 회전 편광기(polariser)이고, 포토 검출기는 일반적으로 포토 멀티파이어(potomultiplier)이다.
반사 타원 측정법은 표면과 박막을 조사하기 위해 사용된다. 상기 기술은 표면 성장(산화(oxidation), 증착(deposition), 흡착(absorption), 확산(diffusion) 등등)이나 표면 제거(에칭(etching), 흡착물의 분리(desorption), 스퍼터링(sputtering), 확산(diffusion) 등등)의 파라미터를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
참조 문헌은 타원 측정법을 기술하고 있는 1997년 암스테르담의 노쓰 홀랜드에 발표된 알.엠.에이. 애잠(R.M.A Azzam)과 엔.엠. 바샤라(N.M. Bashara)의 "타원 측정법과 편광(Ellipsometry and Polarised Light)"이다. 파라미터의 결정은 기본 타원 측정법 수학식의 해석이 필요하다.
여기서, Ψ와 Δ는 아래와 같다.
Δ=δp-δs
여기서, R은 프레넬 반사 계수(Fresnel reflection coefficient)이고, E는 기전 백터(electric vector)이고, δ는 위상 변위(phase shift)이며, p 및 s는 각각 수평 및 수직 성분이다.
본질적으로, 타원 측정법은 반사시의 진폭비(amplitude ratio)인 tanΨ와, 반사시의 위상 변화인 Δ의 측정을 포함한다. 이 파라미터는 표면의 굴절 지수와, 기판의 굴절 지수와, 사용된 광의 파장과, 입사각과, 온도 및 막 두께의 함수이다.
광학적 측정값으로부터 재료의 물리적 특성을 결정하기 위해서, 반드시 상술한 수학식에 근거한 수학적 모델이 사용되어야만 한다. 이런 방법 중 하나가 "응용 광학(Applied Optics)" 14, 1, (1975) 220에 디.이. 애스펜(D.E. Aspnes)와 에이.에이. 스터드나(A.A. Studna)에 의해 기술되어 있으며, 일본 저널 응용 물리학(Japanese Journal Applied Physics), 29, 11, (1990) 2514에 와이. 하야시(Y. Hayashi)에 의해 기술되어 있고, 하기와 같이 규정하고 있다.
a와 b의 값은 하기한 바에 따라 포토 검출기로부터 실험적으로 결정될 수 있다.
여기서, I0는 분석 편광기의 완전한 1회전에 걸친 평균 반사 강도이고, Ik는 분석 편광기가 각도(Ak)일 때 측정된 강도이다.
각 극성 상태의 타원 측정법의 측정값 변화는 Ψ를 위한 하나의 값과 Δ를 위한 하나의 값을 산출한다. 따라서, 최상의 종래 기술로도 공지되어 있거나 추정된 다른 파라미터 값을 제공하여 단지 두 개의 표면 특성만이 결정될 수 있다.
종래 기술의 방법은 조건을 변화시켜 다수의 측정값을 취함에 의해 이 제한을 극복하려고 시도해왔다. 이런 기술 중 하나는 미국 특허 제 5166752호에 기술되어 있으며, 상기 특허에서는 레이저빔의 입사각을 변화시켜 Ψ와 Δ를 결정하는 기술을 개시하고 있다. 상기 예에서, 각도의 변화는 표면상에 광의 초점을 맞추도록 하나 이상의 렌즈를 통해 안내되는 평행한 광에 의해 달성된다.
다른 시도는 입사각이 상이한 동일하게 구성되어있는 복수개의 타원 측정기를 제공하는 것이다.
공지된 종래 기술은 실시간으로 표면 파라미터를 효과적으로 모니터링할 수 없다. 더욱이, 실시간으로 에칭 속도와 증착 속도를 측정할 수 있는 타원 측정법의 기초 기술이 없다. 비록 현재의 방법이 중요한 표면 파라미터를 측정할 수는 있지만, 정밀한 입사각 제어와 주의 깊은 기계적, 광학적 정렬을 필요로 한다.
즉석에서, 실시간에 처리할 수 있는 재료내의 표면 파라미터를 결정 및/또는 모니터링하는 방법과 장치가 필요하다.
본 발명은 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 즉석에서(in-situ) 결정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 특히, 하나 이상의 특성 파라미터의 즉석에서 실시간(real time)으로 결정하기 위한 변조 단일 빔 타원 측정법 기술(modified single beam ellipsometry technique)에 관한 것이다.
도 1은 플라즈마 에칭에서 웨이퍼의 특성 파라미터를 모니터링 및/또는 결정하기 위한 장치의 개략도.
도 2는 극성 상태의 주기성을 표면층 두께와 함께 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 에칭 속도의 실시간 결정을 도시하는 도면.
도 4, 도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 에칭 종료점 검출의 결정을 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 처리 동안 즉석에서, 실시간에 재료의 하나 이상의 특성을 결정 및/또는 모니터링하기 위한 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 타원 측정법에 의한 표면 특성의 결정 및/또는 모니터링에 관련된 종래 기술의 명백한 하나 이상의 제한들을 극복하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들은 하기의 기술로부터 명백해진다.
따라서, 본 발명의 특징은 재료의 처리 동안 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 모니터링 및/또는 즉석에서 결정하는 방법에 있으며, 상기 방법은 재료에 공지된 극성의 광을 안내하는 단계와, 극성 상태의 변화를 결정하도록 재료로부터 반사된 광을 분석하는 단계와, 극성 상태의 변화의 주기성을 얻도록 시간에 걸져 극성 상태의 변화를 모니터링하는 단계와, 얻어진 주기성으로부터 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 계산하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명의 다른 특성은 에칭 또는 증착 처리에서 재료의 두께의 변화 속도를 모니터링 및/또는 즉석에서 결정하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 공지된 재료에 공지된 극성의 광을 안내하는 단계와, 극성 상태의 변화를 결정하도록 재료로부터 반사된 광을 분석하는 단계와, 극성 상태의 변화의 주기성을 얻도록 시간에 대한 극성 상태의 변화를 모니터링 하는 단계와, 특성 두께를 에칭 또는 증착하기 위해 소요되는 시간으로 얻어진 주기성으로부터 유도된 재료의 특성 두께를 나눔으로써 상기 속도를 계산하는 단계를 포함한다.
재료로부터 반사된 광을 분석하는 단계는 회전 분석기 또는 편광기를 통해 반사광을 안내하는 단계와, 포토 검출기로 광을 검출하는 단계와, 처리 수단에서 포토 검출기로부터의 신호를 처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
처리 수단에서 포토검출기로부터의 신호를 처리하는 단계는 타원 측정법의 수학식을 사용하여 컴퓨터로 적절하게 수행될 수 있다.
계산된 하나 이상의 특성 파라미터는 하나 이상의 공지된 파라미터에 의존할 수 있다. 응용예에서, 만약, 재료가 무엇인지를 알지 못하고 증착 또는 제거된 재료의 두께를 안다면, 재료를 감정할 수 있다. 표면 온도도 본 발명의 선택된 형태에서 계산될 수 있다.
상기 방법은 상이한 주기성의 다수의 신호를 감정하도록 예로서, 포토 검출기로부터의 신호상에 푸리에 변환(Fourier transform)을 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
얻어진 주기성은 커브 피팅(curve fitting) 기술에 의해 적절하게 계산될 수 있다.
공지된 극성의 광을 재료에 안내하는 단계는 다수의 광빔을 안내할 수 있고, 각 빔은 상이한 각도와, 상이한 파장 또는 양쪽 모두를 가질 수 있다. 그후, 극성 상태의 변화는 상이한 각도와 파장에 대해 모니터링된다.
따라서, 본 발명의 다른 특징은 재료의 처리 동안 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 모니터링 및/또는 즉석에서 결정하는 장치에 관한 것이고, 상기 장치는 공지된 극성의 광원과, 재료에 광을 안내하는 수단과, 극성 상태의 변화를 결정하도록 재료로부터 반사된 광을 분석하는 수단과, 극성 상태의 변화의 주기성을 얻도록 시간에 대한 극성 상태의 변화를 모니터링하는 수단과, 얻어진 주기성으로부터 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 계산하기 위한 처리 수단을 포함한다.
이해를 돕기 위해 본 발명의 선택된 실시예가 하기의 도면을 참조로 기술된다.
도 1을 참조하면, 플라즈마 에칭 동안 재료의 표면을 모니터링 및 검출하기 위한 장치가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 재료는 폴리실리콘 웨이퍼(6)이다. 상기 장치는 코렌트(coherent) 광원(1)을 포함하고, 본 경우에 있어서는 상기 광원은 레이저이다. 도 1의 실시예에서, 상기 광원(1)은 지멘스(Siemens)로부터의 LGR 7631A 모델의 헬륨 네온 레이저이다. 레이저는 전원(2)과 조합되어 있다.
입사 빔(3)의 극성 상태는 고정된 편광기(5)에 의해 결정된다. 입사 빔(3)은 선형적으로 편광되거나, 타원형으로 편광되거나, 원형으로 편광될 수 있다. 편광이 어떠한 것이든 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서 반드시 고정되어야만 한다. 고정된 편광기(5)가 분리된 소자를 필요로하지 않도록 레이저(1)내에 통합되는 것도 생각해볼 수 있다.
입사 빔은 각도(Ψ)로 반도체 웨이퍼(6)상에 충돌하고, 회전 편광기(7)를 향해 반사된다. 종래 기술의 타원 측정법의 방법에 있어서, 각도(Ψ)를 아는 것은 중요한 일이다. 하기의 기술로부터 명백해지는 바와 같이, 본 발명의 방법에 있어서는 이 각도를 아는 것은 중요한 것이 아니다.
회전 편광기(7)는 모듈화된 전원(8)에 의해 결정된 공지된 주파수로 회전한다. 본 실시예에서 시술된 편광기는 두 개의 속도, 고속(3Hz) 저속(1.5Hz)를 갖는다. 비록 회전 편광기가 선택되었지만, 반사 빔의 극성을 변조하는 어떠한 소자도 사용될 수 있다.
비록 선택된 실시예가 고정 편광기(5)와 회전 편광기(7)에 관하여 기술되지만, 반대의 형태도 사용될 수 있다. 즉, 광원에 인접한 편광기가 회전하고, 검출기에 인접한 편광기가 고정될 수 있다. 이 배열은 다수의 빔을 사용할 때 유리하다.
레이저 선 간섭 필터(9)는 반사 빔(10)으로부터 소정의 광학적 노이즈를 여과한다. 검출기(11)는 검출기(11)상에 입사되는 광의 강도에 비례하는 아날로그 신호(12)를 발생시킨다. 검출기(11)는 전원(13)에 의해 여기된다. 도 1의 실시예에서, 검출기(11)는 하마마츠(Hammamatsu) 포토 멀티파이어이고, 전원(13)은 고전압 전원이다.
신호(12)는 PCL718 A/D 변환기(14)에서 아날로그에서 디지탈로 변환된다. 디지탈 신호(15)는 컴퓨터(16)에서 처리된다.
상기 장치는 다양한 작업에 사용될 수 있다. 도 1 에서, 상기 장치는 상부 전극(18)과 하부전극(19)을 가진 챔버(17)를 포함하는 플라즈마 에칭장치에 적용되어 있으며, 상기 챔버(17)의 위에는 웨이퍼(6)가 장착된다. 입구 광학창(20)과 출구 광학창(21)이 챔버벽에 장착된다.
일 실시예에서, 웨이퍼(6)는 SiO2층의 상단부상에 폴리실리콘 층을 가진다. 폴리실리콘은 3.6의 굴절 지수(N2)를 가지며, SiO2는 1.457의 굴절 지수(N3)를 갖는다. 레이저는 632.8nm의 파장(λ)과 폴리실리콘 층의 표면에서 70°의 입사각을 갖는다. 상기 층에서의 위상 변위(δ)와 프레넬 계수는 하기의 수학식으로부터 얻어진다.
여기서, N은 굴절 지수이고 d는 두께이다.
본 수학식은 공지되어 있는 것으로, 2페이지에서 언급한 애잠과 바샤라에 기술되어 있다.
본 발명자는 반사 레이저광의 극성상태가 웨이퍼(6) 표면층의 두께 변화와 함께 주기적으로 변한다는 것을 발견했다. 도 2는 폴리실리콘 웨이퍼(6)에 대한 Ψ와 Δ의 주기성을 도시하고 있다. 명백하게 도시된 바와 같이, 이들 파라미터는 막두께와 함께 주기적으로 변화된다. 폴리 실리콘 층의 전형적인 에칭 두께(G)와 대응하는 극성 상태의 Ψ와 Δ의 값은 하기와 같다.
G = 0Å Δ = 180° Ψ = 14.59°
G = 300Å Δ = 26.59° Ψ = 27.23°
G = 450Å Δ = 20.68° Ψ = 29.24°
상술한 장치는 에칭 공정 동안 시간의 함수에 따른 반사 빔의 극성 상태를 모니터링하도록 사용된다. 3페이지에서 이미 기술한 수학식을 사용하여 포토 멀티파이어(11)로부터의 신호는 극성 상태로 변환되고, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같은 시간에 대한 플롯을 나타낸다. 결과적인 플롯은 재료의 특성량을 증착하는(에칭하는)데 소요되는 시간과 동일한 주기를 가진 주기성을 갖는다. 폴리실리콘의 이 특성량은 90nm이다. 따라서, 에칭 속도(반대로, 증착 공정의 성장 속도)는 직접적으로 결정된다.
여기서, Er은 에칭 속도이고, Tc는 특성적인 두께이며, P는 증착 및 제거될 재료의 특성 두께에 소용되는 시간을 초단위로 나타낸 것이다.
다른 재료의 특성 두께는 이론적 또는 실험적으로 결정될 수 있다. 일단 특성 두께가 결정되면 에칭 속도는 극성 상태의 주기성으로부터 직접적으로 실시간으로 즉석에서 얻을 수 있다.
상기 특성 두께는 재료와 마찬가지로 파장의 함수이다. 더 짧은 파장에 있어서, 파장의 기능은 동일한 재료에서 더 작다. 632.8nm의 파장(HeNe 레이저)에서 복수의 재료의 특성 두께는 하기의 표에 나타나 있다. 특성 두께에 따른 파장은 부가적인 판별력으로서 복합 시스템에 사용될 수 있다.
재료 Tc(nm)
폴리실리콘 90
질화실리콘 129.1
SiO2 140
전체 주기를 측정하여 에칭 속도를 결정할 필요는 없다. 커브(curve) 모델링 기술을 신호 처리에 이용하여 단지 며칠후의 주기성을 예측할 수 있다. 데이터의 량이 증가함에 따라 예측의 신뢰성도 증가된다.
에칭 속도는 플라즈마 처리 시간에 대한 에칭 속도의 플롯으로 표시될 수 있다. 다른 모드의 이런 플롯이 도 3에 도시된다. 도 3은 폴리실리콘과 시목스(SIMOX)에서 플라즈마 처리 시간에 대한 에칭 속도의 플롯을 도시한다. 플라즈마 챔버의 압력은 200mT이고, 가스 흐름은 SF6가 20sccm이고 He가 10sccm이며, 플라즈마의 파워 강도는 0.57W/cm2RF이다. 도 1의 장치를 사용하여 즉석에서 실시간으로 측정값이 취해진다. 재료의 굴절 지수를 알 필요가 없다.
합금 재료에서 상이한 에칭 속도를 결정하는 것이나 얻어진 재료의 에칭 속도로부터 합금 성분을 감정하는 것도 가능하다. 합금의 극성상태의 변화의 주기성은 개별적인 성분의 주기성을 초월한다. 상기 주기성은 푸리에(Fourier) 변환 기술을 사용하여 분리되고, 상술한 바와 같이 분석될 수 있다.
다른 파라미터들은 실험적인 데이터로부터 결정될 수 있다. 만약, 제거 또는 증착된 재료의 두께나 양을 안다면, 재료는 주기의 수를 계산함에 의해 감정될 수 있다. 예로서, 만약, 시간에 대한 플롯이나 극성 상태가 5주기를 나타내고, 제거된 전체 재료가 450nm으로 측정된다면, 재료는 폴리실리콘이다(450nm을 5로 나누면 90nm이 나오고, 이는 폴리실리콘의 특성 두께이다).
종료점은 극성 상태의 다른 변화를 모니터링함에 의해 결정된다. 도 4는 하기 수학식의 플롯을 도시한다.
여기서, νs는 극성 상태이고, t는 시간이다. 종료점은 명백히 드러난다.
종료점은 시간과 함께 극성 상태를 직접적으로 모니터링함에 의해 결정될 수도 있다. 도 5는 시간에 대한 극성 상태의 플롯을 도시한다(이경우에는 Ψ가 플롯된다). 극성 상태의 주기성이 명백히 나타나고, 종료점이 용이하게 구분된다.
도 6은 시간에 대한 극성 상태(Δ)의 플롯을 도시하고 있다. 다시, 극성의 주기성은 명백하게 나타나고, 종료점이 용이하게 구분된다.
만약, 다른 파라미터를 알고 있다면, 상기 방법은 에칭이나 증착 동안 표면 온도를 측정하도록 사용될 수 있다. 이는 특성 두께가 온도에 의존하는 굴절 지수의 함수이기 때문에 가능하다.
선택된 실시예의 기술은 일반적으로 플라즈마 에칭 동안 재료의 특성 파라미터를 모니터링하고 결정하는 것에 관하여 기술되었다. 타원 측정장치의 기술 분야의 숙련자들에게는 여기에 기재된 기술이 소정의 상황에만 제한되는 것이 아니라, 어떠한 표면 변형 처리에도 사용될 수 있음을 명백히 알 수 있을 것이다.
비록, 도 1의 장치가 단일 빔 타원 특정 장치를 도시하고 있지만, 본 방법과 장치는 다중 빔 시스템에도 확장 적용될 수 있다. 이는 만약, 큰 웨이퍼의 모니터링이 표면을 가로질러 다수의 지점에서 발생할 때 유용할 수 있다. 이 경우에 있어서, 회전 편광기는 상술한 바와 같이 광원에 인접하게 배치되는 것이 가장 편리하다. 다중 빔 장치에서는 각각의 광원이 상이한 각도에서 재료에 입사될 수 있고, 상이한 파장을 가질 수 있다. 다중 빔은 본 방법과 장치를 복잡한 시스템에 적용하는 것을 용이하게 한다.
본 발명은 본 기술이 적어도 하기의 상황에 적용될 수 있으리라 생각한다.
* 에칭 속도 제어
* 증착 속도 제어
* 화학적 구성 검출
* 오염물 검출
* 다중-파장 분석
* 표면 온도 검출
* 표면 동질성 검출
* 층 두께 측정
상술한 바들이 본 발명의 예시가되는 실시예에 의해 주어지는 반면에, 본 기술 분야의 숙련자들에게 여기에 기술된 발명의 넓은 범위와 영역을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변용이 이루어질 수 있음은 명백하다.

Claims (30)

  1. 재료를 처리하는 동안 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 즉석에서 결정 및 모니터링하는 방법에 있어서,
    재료에서 공지된 극성의 광을 안내하는 단계와,
    극성 상태의 변화를 결정하도록 재료로부터 반사된 광을 분석하는 단계와,
    극성 상태 변화의 주기성을 얻도록 시간에 대한 극성 상태의 변화를 모니터링 하는 단계와,
    얻어진 주기성으로부터 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 계산하는 단계를 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 안내 단계의 광은 하나 이상의 코렌트 광(coherent light)의 빔인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 각 빔은 상이한 입사각 또는 상이한 파장인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광은 레이저인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광은 선형으로 편광되거나, 타원형으로 편광되거나, 또는 원형으로 편광되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 안내 단계 또는 분석 단계의 극성은 고정 또는 변조되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 분석 단계의 안내 단계는 광의 극성 상태를 결정하기 위해 고정된 극성 수단을 사용하는 것을 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 안내 또는 분석 단계는 광을 변조하기 위한 변조 수단을 사용하는 것을 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 변조 수단은 변조기 소자, 회전 분석기 소자, 회전 편광기 소자 또는 회전 보정기(compensator) 소자인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 고체, 유체, 기체인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항에 있어서, 상기 재료는 단일 또는 복수개의 물질로 형성되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 복수개의 물질은 층으로 배열되거나, 또는 합성된 형태로 배열되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 물질은 폴리실리콘, 질화실리콘, 산화실리콘 및 시목스(SIMOX)를 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료는 폴리실리콘 또는 시목스 층을 가진 반도체 웨이퍼인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  15. 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 분석 단계는 변조 수단을 통해 재료로부터 반사된 광을 안내하는 단계와,
    광학적 노이즈를 감소 또는 제거시키기 위해 여과 수단으로 반사광을 여과하는 단계와,
    광 검출 수단으로 반사광을 검출하는 단계와,
    아날로그를 디지탈로 변환하는 수단으로 검출 수단으로부터의 아날로그 신호를 디지탈 신호로 변환하는 단계와,
    검출 수단 또는 변환 수단으로부터의 신호를 처리하는 단계 중 하나 이상의 단계를 추가로 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 여과 단계에는 레이저 선 간섭 필터가 사용되고, 처리 단계에는 컴퓨터를 포함하는 처리 수단이 사용되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 처리 수단에서 검출 수단 또는 변환 수단으로부터의 신호를 처리하기 위해 타원 측정법의 수학식이 사용되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 특성 파라미터는 전체 또는 각 층의 재료 두께와, 증착 또는 제거된 재료 두께와, 물질 또는 재료를 형성하는 물질과, 재료의 온도인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 단계를 포함하는 표면 에칭 또는 증착시에 재료의 두께 변화 속도를 즉석에서 결정 및 모니터링하는 방법에 있어서,
    특성 두께(characteristic thickness)를 에칭 또는 증착시키기 위해 필요한 시간으로 얻어진 주기성으로부터 유도된 재료의 특성 두께를 나눔으로써 상기 속도를 계산하는 재료의 두께 변화 속도 결정 및 모니터링 방법.
  20. 재료 처리 동안 하나 이상의 특성 파라미터를 즉석에서 결정 및 모니터링하기 위한 장치에 있어서,
    공지된 극성의 광원과,
    재료에 광을 안내하는 수단과,
    재료로부터 반사된 광을 분석하는 수단과,
    극성 상태의 변화의 주기성을 얻도록 시간에 대한 극성 상태의 변화를 모니터링 하는 수단과,
    얻어진 주기성으로부터 재료의 하나 이상의 특성 파라미터를 계산하는 처리 수단을 포함하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 광은 코렌트이고, 하나 이상의 빔을 갖는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 각 빔은 상이한 입사각 또는 상이한 파장을 갖는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광은 레이저인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광은 선형으로 편광되거나, 타원형으로 편광되거나, 또는 원형으로 편광되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  25. 제 20 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 고정된 편광기 수단과 변조 수단을 추가로 포함하고, 상기 편광기 수단과 변조 수단은 각각 안내 수단과 분석 수단내에 배열되어 있거나 또는 그 역으로 배열되어 있는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 변조 수단은 변조기 소자, 회전 분석기 소자, 회전 편광기 소자 또는 회전 보정기 소자인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  27. 제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 모니터링 수단은 반사광의 광학적 노이즈를 감소 또는 제거하기 위한 여과 수단과, 반사광을 검출하기 위한 포토 검출기를 구비하는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 포토 검출기는 포토멀티파이어(photomultiplier)의 형태인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  29. 제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 수단은 컴퓨터의 형태인 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
  30. 제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 입사광이 안내되는 입구창 및 반사광이 안내되는 출구창과, 챔버 내에 배열된 상부 전극 및 하부 전극을 추가로 포함하고, 상기 재료는 사용할 때에 하부 전극상에 배치되는 특성 파라미터 결정 및 모니터링 장치.
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