KR20060063909A - 스펙트럼 반사계 광신호의 전자적 공간 필터링을 위한방법과 시스템 - Google Patents

스펙트럼 반사계 광신호의 전자적 공간 필터링을 위한방법과 시스템 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼의 플라즈마 프로세싱 종료점을 결정하는 방법은 광원을 제공 하는 단계, 및 광원에서부터 반도체 웨이퍼의 활성 표면까지 광을 시준하고 정열하는 렌즈 시스템을 제공하는 단계를 포함한다. 다수의 광검출기 섬유는 광원에서부터 렌즈 시스템까지 광을 전달하는 광원섬유 사이에 개재되어있다. 반도체 웨이퍼의 활성 표면으로부터의 반사광은 다수의 검출기 광섬유에 의해 수신되고 영상 분광계로 보내진다. 수신된 반사광은 영상 분광계에 의해 분석되고, 모델 광신호와 매칭된다. 매칭된 광신호는 플라즈마 프로세싱의 종료점 또는 다른 상태를 결정하도록 선택된다.
플라즈마 프로세싱의 종료점 결정, 광검출기 섬유, 스펙트럼 반사계, 영상 분광계

Description

스펙트럼 반사계 광신호의 전자적 공간 필터링을 위한 방법과 시스템 {METHOD AND SYSTEM FOR ELETRONIC SPATIAL FILTERING OF SPECTRAL REFLECTOMETER OPTICAL SIGNALS}
발명의 배경
1. 발명의 분야
본 발명은 스펙트럼 반사측정법 (reflectometry) 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광역빔 반사측정법, 영상 분광사진기법, 및 2-D CCD (Two Dimensional Charge-Coupled Device) 어레이 분석을 이용하는 반도체 제조에서의 종료점 검출에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
집적 회로, 메모리 셀 등과 같은 반도체 구조의 제조시, 피쳐 (feature), 구조, 및 구성 요소들이 반도체 웨이퍼 상의 일련의 제조 프로세스 단계에서 정의되고, 패턴화되고, 구성되어, 다층의 집적된 구조를 생성한다. 반도체 웨이퍼는 반도체 제조 프로세스 동안 많은 공정을 통해 프로세싱된다. 층은 더해지고, 구조와 피쳐가 정의되고, 패턴화되고, 에칭되고, 제거되고, 연마되고, 정밀 제어되는 환경에서 많은 다른 프로세스가 수행되며, 그동안 반도체 웨이퍼와 그 위에서 정의되고 구성되는 피쳐들은 자세하게 모니터링되고 분석되어 각 프로세스의 종료 점을 매우 정밀하게 결정한다.
일반적으로, 각 프로세스 이 후에, 웨이퍼는 이전 프로세스가 허용가능한 정밀도 수준으로 처리되었는지, 그리고 최소의 에러 또는 불균일도로 완료되었는지를 확인하기 위해, 검사된다. 웨이퍼를 통해 수행되는 각 프로세스의 다양한 공정 변수들 (예를 들면, 이벤트 타이밍, 가스 압력, 농도, 온도 등) 은, 임의의 변수들의 변화를 빠르게 식별하고 웨이퍼가 검사될 때 발견된 어떠한 에러 또는 불균일도와도 잠재적으로 서로 연관시킬 수 있도록 기록된다. 그러나, 현재 구조와 장치는 인-시츄 모니터링 (in-situ monitoring) 과, 경제적인 수준의 제조를 위해 플요한 정밀도를 달성하기 위한 분석 및 소비자와 생산자 요구에 적절하게 부합되는 수준으로 제조할 수 있는 효율성이 필요하다.
하나의 일반적인 제조 프로세스는 플라즈마 에칭이다. 반도체 제조시, 플라즈마 에칭은 일반적으로 전도체 및 유전체 재료를 에칭하여 그 피쳐와 구조를 정의하기 위해 사용된다. 포토레지스트 마스크로 정의되는 기판 위에 성막된 선택 층을 에칭할 수 있는 플라즈마 에칭 챔버가 일반적으로 사용된다. 일반적으로, 프로세싱 챔버는 프로세싱 가스를 수용하도록 구성되고, 무선 주파수 (RF) 전력은 프로세싱 챔버에서의 하나 이상의 전극에 인가된다. 챔버 내의 압력은 특정한 소망의 프로세스에 따라 제어된다. 원하는 RF 전력을 전극들에 인가하는데에 있어서, 챔버 내의 프로세스 가스는 활성화되어 플라즈마가 생성된다. 플라즈마는 반도체 웨이퍼의 선택층의 원하는 에칭을 수행하도록 만들어진다. 다른 실시형태에서, 플라즈마는 성막 프로세스에서도 또한 이용될 수 있다.
플라즈마 에칭 공정의 인-시츄 모니터링 및 분석은 일반적으로 스펙트럼의 반사측정법 또는 레이저 간섭법을 포함한다. 예를 들어, 스펙트럼의 반사계 또는 레이저 간섭계는, 일단 주어진 양의 재료가 웨이퍼 상에서 제거되거나 더해지면 에칭 및 성막 단계가 정지할 수 있도록 하는 종료점 표시 (call) 를 프로세스에 제공하기 위해 반도체 웨이퍼 상의 박막 및 박막 구조의 특성을 측정하는 데에 이용된다. 또한, 그 프로세스는 하부 층으로부터 특정한 미리 설정된 거리 내부로 에칭되는 때를 결정하는 데에 이용된다. 현재의 반사측정법이 갖고 있는 하나의 문제점은, 일반적으로 대략 다이 (die; 웨이퍼 상에서 반복되는 패턴의 기본 단위) 사이즈의 직경을 갖는 광 방사선 (명목상 200~1000 nm 의 파장이고 이하 광이라 한다) 의 빔을 이용하여 웨이퍼를 검사하는 것이다.
만약 예를 들어, 내장형 동적 랜덤 엑세스 메모리 (EDRAM; embedded dynamic random access memory) 제조의 경우와 같이, 반사계 측정시 해당 피쳐가 단지 빔 영역의 아주 작은 부분만을 점유한다면, 신호의 콘트라스트는 매우 좋지 않을 것이다. 이를 극복하는 하나의 방법은 매우 작은 빔 (이하 "스팟"이라 함), 을 사용하는 것이며 그것이 해당영역 내로 들어올 때까지 다이의 내부에서 스팟 주변을 향한다. 이러한 방법은 레이저 간섭법에서 이용될 수도 있다.
그러나, 이 방법을 구현하기 위해서, 추가적인 영상 카메라, 위치측정 하드웨어, 및 영상 인식 알고리즘이 필요하다.
도 1 은 인-시츄 모니터링 하드웨어 및 프로세스를 나타내는 일반적인 플라즈마 에칭 시스템 (100) 을 나타낸다. 플라즈마 에칭 챔버 (102) 는 척 (chunk; 104) 위에 배치된 웨이퍼 (106) 를 갖는다. 인-시츄 프로세스 모니터링을 적용시키기 위해서, 플라즈마 에칭 시스템 (100) 은 다양한 추가적인 피쳐와 구조를 채택할 수 있다. 예를 들어, 도 1 에 나타난 플라즈마 에칭 시스템 (100) 은 에칭 챔버 (100) 위에 있는 관찰구 (108)을 포함한다. 오퍼레이터의 소망, 프로세스 응용 등에 따라, 광역빔으로부터 레이저와 검출기에 이르기까지의 임의의 다수의 광원을 포함할 수도 있는 광학 스위트 (optics suite; 112) 이 일반적으로 포함된다. 어떠한 애플리케이션에서는, 피쳐 또는 해당영역과 관계되는 광학 스위트 (112) 의 위치 측정, 또는 개별적으로 탑재된 레이저원 (116) 의 위치측정을 위해 x-y 변환 단계 (110) 가 포함된다.
일반적으로 카메라 (114) 는 상업적으로 이용 가능한 패턴 인식 소프트웨어와 결합 된 일반적으로 조명용 백색 광원을 구비한다. 일반적인 구현에서, 카메라 (114) 는 전체 웨이퍼 또는 그것의 어떤 넓은 서브섹션을 본다. 일단 카메라 (114) 와 패턴 인식 소프트웨어가 해당영역을 확인하면, x-y 변환 단계 (110) 는, 광학 스위트 (112) 를 구동하여 해당영역 상의 스팟의 위치를 측정하여, 종료점을 결정한다. 일반적인 스펙트럼의 반사측정계 구성에서, 광역빔 (120) 은 웨이퍼 (106) 위로부터 지향되고, 반사광은 본질적으로 동일한 광역빔 (120) 의 경로를 통과하여 되돌아간다.
어떤 애플리케이션에서는, 레이저원 (116) 은 플라즈마 에칭 챔버 (102) 최상부에 위치하는 대신에 측면 상에 위치한다. x-y 변환 단계 (110) 와 유사한 x-y 변환 단계에 의해 구동되는 레이저원 (116) 은 광학 스위트 (112) 에 의해 정 확하게 지향된다. 그 후 검출기 (118)는 레이저 간섭기 시스템으로 반사된 광적 패턴을 수신하고 분석한다.
그러나 또 다른 시스템에서는, 조명용 광원 및 패턴 인식 소프트웨어를 가지는 카메라 (114) 는, "전체-웨이퍼" 가 핫 스팟 (hot spot) 과 같은 플라즈마 에칭에 대한 일반화된 모든 웨이퍼의 응답, 웨이퍼의 에지가 중심부보다 더 빨리 에칭되는지의 여부 등을 결정하도록 구현된다. 일반적으로, 이러한 유형의 시스템은, 웨이퍼에서의 특정 상태 변화의 표시로서의 특정한 파장을 찾기 위해 필터 또는 필터의 조합을 사용한다.
전술한 스펙트럼 반사측정계, 레이저 간섭계, 및 필터링 프로세스 각각은 당해 기술분야에서 잘 알려져 있다. 도 1 에서 설명된 하나의 제한은, 시스템이 더 정밀하고, 더 복잡하게 됨에 따라, 추가적인 하드웨어가 부가된다는 것이다. 추가적인 하드웨어는 일반적으로 많은 비용이 소모되는 챔버 설계의 재검토와 변형을 필요로 하고, 정확도의 증가는 예상하거나 원했던 정도보다 덜하게 된다.
전술한 광에서, 하드웨어 위치측정 시스템 없이 웨이퍼 다이의 일부분의 자동 선택에 의해, 완전한 에칭-투-깊이 (etch-to-depth) 측정, 또는 상대적인 깊이 변화 측정을 할 수 있도록 하는 방법 및 시스템이 필요하다.
발명의 요약
따라서, 본 발명은 광역빔의 단일성을 이용하여 협소한 스팟 간섭법의 정밀성을 달성하는 종료점 및 에칭-투-깊이 결정에 관한 방법 및 시스템을 제공함으로 써 이러한 필요를 충족시킨다. 본 발명은 프로세스, 장치, 시스템, 디바이스, 방법, 또는 컴퓨터가 판독가능 매체를 포함하면서 매우 많은 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시형태는 이하에서 설명된다.
일 실시형태에서, 웨이퍼 표면의 플라즈마 에칭 공정의 종료점의 결정 방법이 제공된다. 웨이퍼의 표면은 에칭된 피쳐를 갖고, 그 방법은 웨이퍼 표면상에 시준된 광을 인가하여, 웨이퍼의 표면으로부터 반사된 광을 검출하는 단계를 포함한다. 반사광은 이산 검출 영역에 의해 검출되고, 각 검출 영역은 주파수 대역을 통과하는 유일한 신호를 나타내도록 구성된다. 또한 이 방법은 모델 광신호와 서로 연관시키기 위해 검출 영역 중의 하나의 영역을 확인하는 단계를 포함한다. 플라즈마 에칭 공정의 종료점은 검출된 영역 중에서 확인된 하나의 영역으로부터의 피드백에 기초하여 실행된다. 종료점 실행은 표면상의 피쳐가 에칭되는 동안 수행된다.
또 다른 실시형태에서, 웨이퍼 에칭 시스템이 제공된다. 이 시스템은 웨이퍼 표면의 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정할 수 있고, 그 웨이퍼 표면은 에칭된 특징을 갖는다. 이 시스템은 웨이퍼 표면으로부터의 반사광을 검출하는 검출기를 포함한다. 반사광은 이산 검출 영역에 의해 검출된다. 각 검출 영역은 주파수 대역을 통과하는 특정한 광신호를 발생시키도록 구성된다. 검출 영역중 하나는 모델 광신호와 서로 연관되도록 구성되고, 그것에 의해 플라즈마 에칭 공정의 종료점은 검출 영역중에서 확인된 하나로의 영역으로부터의 피드백에 기초한다.
종래 기술에 비하여 본 발명의 이점은 매우 많다. 본 발명의 탁월한 이득과 장점 및 이점은, 이전에는 좁은 스팟 간섭법의 정밀성 및 복잡성으로만 얻을 수 있었던 몇몇 기능을 간단한 광역빔 반사측정법으로 실현될 수 있다는 것이다. 본 발명의 실시형태는 별도의 카메라, 및 부수적인 별도의 조명 시스템을 필요로 하지 않고, 패턴 인식 소프트웨어, 또는 동력화된 변환 단계 시스템을 필요로 하지 않는다. 실시형태들은 단일의 광역빔이 아닌, 일련의 평행한 협역 빔 반사측정계들을 본질적으로 필요로 하는 광역빔 반사측정법을 사용하여, 좁은 스팟 간섭법의 정밀성을 가져다 주었다.
또 다른 이점은 상당한 챔버 변형 없이, 어떠한 방식으로든 플라즈마 형성 및 플라즈마 흐름을 간섭하지 않고, 그리고 막대한 변환 단계, 광학 스위트를 요구하지 않고, 광 다발, 및 추가적이고 계속적인 시스템의 변형을 요구하는 기타의 것들 없이, 플라즈마 프로세싱 시스템과 본 발명의 실시형태들을 통합시킬 수 있는 기능이 있다는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 본 발명 원리의 예를 이용하여 설명하고, 첨부된 도면과 결합된 이하의 상세한 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도면의 간단한 설명
본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은, 본 발명의 예시적인 실시형태를 나타내고, 설명과 함께 본 발명의 원리를 기술하는 데에 이용된다.
도 1 은 인-시츄 모니터링 하드웨어를 나타내는 일반적인 플라즈마 에칭 시 스템 및 프로세스를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분광계 검출 및 분석 시스템이다.
도 3 은 발명의 일 실시형태에 따른 웨이퍼 표면을 지향하는 렌즈 시스템의 광섬유 개구 (aperture) 를 나타낸다.
도 4 는 발명의 일 실시형태에 따른 분광 측정법 검출 및 분석 구성요소의 의 블록도이다.
도 5a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 영상 분광계의 입구 슬릿에서의 검출기 섬유 어레이를 나타낸다.
도 5b 는 발명의 일 실시형태에 따른, 2-D CCD 어레이 검출의 예시적인 플롯 및 분석을 나타낸다.
도 6a 는 발명의 일 실시형태에 따른, 반도체 웨이퍼에 투사되는 예시적인 빔 스팟과, 광섬유 틈 안에서의 검출기 섬유의 일반적인 위치를 나타낸다.
도 6b 는 발명의 일 실시형태에 따른, 예시적인 다이 상으로의 6a 의 빔 스팟의 투사를 나타낸다.
도 7 은 발명의 일 실시형태에 따른, 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정하기 위한 방법을 설명하는 흐름도이다.
바람직한 실시형태에 관한 상세한 설명
플라즈마 에칭 공정에서 프로세스 종료점을 결정하는데 다이의 어느 영역을 사용할지를 결정하고 선택하는 발명이 설명된다. 바람직한 실시형태에서, 스펙 트럼의 반사 측정법을 이용하여 광신호를 검출 및 분석하는 방법 및 시스템은, 다수의 광신호로부터의 출력을 결정하기 위한 2-D CCD 검출기를 구현하고, 그 후 본질적으로 완전한 에칭-투-깊이 및 종료점 결정을 가능하게 하기 위해, 분석된 신호를 모델 종료점이나 정확한 깊이 신호와 매칭시켜, 본질적으로 완전한 에칭-투-깊이와 종료점 결정을 가능하게 한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 위한 많은 상세한 설명이 제공된다. 그러나, 당업자에게는 본 발명이 이러한 상세한 설명의 일부 또는 전부가 없이 행해질 수도 있는 것으로 이해될 것이다. 한편, 공지된 공정 프로세스는 본 발명이 불필요하게 불명료해지는 것을 방지하기 위해서 자세히 설명하지는 않았다.
전체적으로, 본 발명의 실시형태는 종료점 결정 또는 에칭-투-깊이 기능을 제공하고, 그것은 설계-강화된 추가적인 챔버 하드웨어, 부피가 큰 패턴 인식 소프트웨어 등이 없이 행해진다. 전술한 바와 같이, 일반적인 스펙트럼 반사계 시스템은 광대역의 광원을 사용하고, 직경 약 12.5 mm 인 평균 스팟 크기를 갖는 광역빔 스팟을 갖는다. 일반적으로 다이 내부의 피쳐를 결정해 두지는 않는다. 백색광이 위로부터 웨이퍼 표면을 지향하고, 반사광은 상부로 반사되며, 웨이퍼로부터의 반사율이 파장의 함수로서 분석된다. 가중 평균은 하드 마스크, 에칭된 피쳐의 유형, 개방된 공간의 영역, 패턴 밀도 등과 같은 그러한 피쳐 및 구조를 고려한 가중 평균을 이용하여 다이를 통과하는 모든 응답을 분석하는 데에 이용된다. 가중 평균을 계산하는데 이용되는 알고리즘이, 예를 들어, 매우 일정하고 균일한 피쳐 레이아웃을 가지는 패턴 또는 다이와 같이, 특정한 구조에 대해 유용할 수도 있지만, 제한이 없지는 않다. 예를 들어 설명하면, 반사계 측정의 해당 피쳐가 단지 빔 영역의 아주 작은 부분만을 점유한다면 (예를 들면 EDRAM 패턴 및 모양), 신호 콘트라스트는 매우 좋지 않을 것이다.
피쳐가 광대역 스펙트럼 반사계의 스팟 크기의 아주 작은 부분만을 점유하는, 영역의 분석에 관한 이러한 문제점을 극복하는 하나의 방법은, 보다 작은 크기의 빔을 사용하는 것이다. 예를 들면, 레이저 간섭계 시스템에서 사용하는 것과 같은 간단한 레이저는 약 50 ㎛ 의 스팟 크기를 가질 수 있다. 약 15 ㎟ 의 큰 다이에서는, 레이저의 작은 스팟은 스팟 크기에 비해 넓은 영역을 커버하도록 지향되어야 하지만, 특정한 해당피쳐를 확인하고 분석하는 보다 중요한 기능이 달성된다. 전술한 바와 같이, 다이 내부 곳곳에 스팟을 이동시키기 위해서는, 영상 카메라, 고성능 영상 인식 알고리즘, 광학 스위트, x-y 변환 단계 등이 모두 필요하다.
본 발명의 실시형태는 협역 스팟의 몇몇 이점을 얻으려 하지만, 광역 스팟 분광측정 기술 구현의 단순성과 용이함을 유지한다. 특히, 챔버 설계 변형을 필요로 하거나, 또는 원하는 플라즈마 특징에 방해가 될 수도 있는 추가적인 카메라, 단계 등은 더해지지 않는다. 본 발명의 실시형태는 EDRAM 또는 다른 내장형 메모리 셀 또는 다른 그러한 피쳐들을 포함하는 다이의 예에서와 같이 다른 것들을 무시하면서 광역 스팟 자취의 영역 중 일부를 분석하고자 한다.
본 발명의 실시형태는 다이 상에서의 빔을 "조종"하기 위해 본질적으로 완전히 전자 기술을 사용하여, 해당영역을 확인하고 분석한다. 약 12.5 ㎜ 의 큰 직경의 빔은 광섬유 다발로부터 방출되는 광을 시준하는 렌즈 시스템을 이용하여 형성된다. 일반적인 웨이퍼 다이 사이즈가 약 12.5 ㎜ 이기 때문에 예시적으로 12.5 ㎜ 의 스팟 크기가 설명되는 것이다. 더 크거나 또는 더 작은 스팟은 프로세싱 파라미터 및 원하는 값에 따라 구현될 수 있다. 웨이퍼로부터의 반사광은 동일한 렌즈 시스템을 통해 다시 돌아가서 섬유 다발 개구로 되돌아온다. 섬유 다발은 검출기 섬유라고도 하는 집합 섬유를 또한 포함하고, 그것은 이 반사광을 분광계로 전달한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분광계 검출 및 분석 시스템 (130) 이다. 분광계 검출 및 분석 시스템 (130) 의 구성요소는 광원 (134), 광원 광섬유 다발 (136), 렌즈 시스템 (132), 검출기 섬유 다발 (140), 및 영상 분광계 (138) 를 포함한다.
일 실시형태에서, 광원 (134) 은 대략 다이 크기 정도의 자취 안에서 웨이퍼 표면상에 광역 스팟으로 투사될 정도의 광대역의 광원을 제공하기 위해, 일반적으로 250 내지 1000 ㎚ 범위의 파장을 커버하는 넓은 스펙트럼 소스를 포함한다. 다른 실시형태에서, 광원 (134) 은 크세논 플래시램프와 같은 펄스 광원, 중수소/할로겐과 같은 이중 광원, 또는 할로겐 광원과 발광다이오드의 조합으로 될 수 있다.
광원 광섬유 다발 (136) 은 광원 (134) 으로부터 렌즈 시스템 (132) 으로 광을 전달한다. 일 실시형태에서, 광원 광섬유 다발은 광을 전달시키기 위한 다수의 섬유를 포함하고, 예시적인 다발은 60~200 개의 섬유를 포함하고, 섬유의 직 경, 제조 경제성 등과 같은 요소들에 따라 적게는 20 개 정도에서 약 200 개까지의 범위를 갖는다. 본 발명의 일 실시형태에서, 광섬유 다발 (136) 에서 선택된 섬유는 멀티-모드 광섬유이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 렌즈 시스템 (132) 은, 광을 시준하고, 광원 광섬유 다발 (136) 에 의해 광원 (134) 으로부터 수신된 광을 확산시키도록 제공된다. 렌즈 시스템 (132) 은 광을 시준하고, 직경 약 12.5 ㎜ 인 스팟으로 광을 분산시키며, 광을 웨이퍼 표면 (106) 과 정렬시킨다 (도 1 참조). 발명의 일 실시형태에서, 렌즈 시스템 (132) 은 플라즈마 에칭 챔버의 최상부에 있고 플라즈마 에칭 챔버의 내부를 볼 수 있게 하는 관찰구 상에 위치하여, 플라즈마 에칭 챔버 외부에 위치에 있다.
본 발명의 일 실시형태로서, 렌즈 시스템 (132) 은 광원 광섬유 다발 (136) 을 통해 광원 (134) 으로부터 수신된 광을 시준하고 지향시킬 뿐만 아니라, 추가적으로 렌즈 시스템 (132) 은 광원 섬유 (136a; 도 3 참조) 와 함께 검출기 섬유 (140a; 도 3 참조) 에 개재된다. 렌즈 시스템 (132) 은 그것에 의해 웨이퍼 (106; 도 1) 표면에서 광원 (134) 으로부터 수신된 광을 지향시키고, 웨이퍼 (106) 표면으로부터의 반사광을 수신한다. 수신된 광은 검출기 섬유 다발 (140) 에 의해 영상 분광계 (138) 로 전달된다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 때른 웨이퍼 (106; 도 1 참조) 표면을 지향하도록 이루어진 렌즈 시스템 (134; 도 2 참조) 의 광섬유 개구 (135) 를 나타낸다. 도 3 은 웨이퍼 (106) 의 표면을 지향하도록 이루어진 렌즈 시스템 (132) 의 광섬유 개구 (135) 로부터 통해서 본 렌즈 시스템 (132) 내의 광원 섬유 (136a) 및 검출기 섬유 (140a) 의 어레이에 관한 일 실시형태를 나타낸다. 검출기 섬유 (140a) 를 나타내는 어두운 원은 광원 섬유 (136a) 를 나타내는 흰 원에 개재되어있다. 일 실시형태에서, 검출기 섬유 (140a) 는 렌즈 시스템 (134) 의 광섬유 개구 (135) 에서 나타낸 광섬유 패턴 전체에 분산되어 있다. 그러한 분산은 검출기 섬유 (140a) 가, 웨이퍼 (106) 표면에 지향된 빔의 실질적으로 모든 자취로부터의 반사를 수용하도록 보장한다.
도 2 를 다시 참조하면, 검출기 섬유 다발 (140) 은 검출기 섬유 (140a; 도 3 참조) 에 의해 수신된 광을 영상 분광계 (138) 로 전달한다. 발명의 일 실시형태에서, 검출기 섬유 다발 (140) 은 13 개의 검출기 섬유 (140a) 를 포함하고, 다른 실시형태에서는 검출기 섬유 (140a) 의 개수가, 필요한 해상도 및 영상 분광계 (138) 의 수용력 또는 용량에 따라 약 5개 내지 약 15 개 범위를 가질 수 있다. 일 실시형태에서, 영상 분광계 (138) 은 2-D CCD 검출기 어레이를 포함하며, 이하 보다 상세하게 설명된다.
도 4 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 분광측정 검출 및 분석 구성 요소의 블록 도이다. 렌즈 시스템 (132) 은 광원 섬유 (136a; 도 3 참조) 가 개재된 검출기 섬유 (140a) 를 포함한다. 검출기 섬유 (140a) 는 렌즈 시스템 (132) 으로부터 검출기 섬유 다발 (140) 을 통해서 영상 분광계 (138) 까지 라우팅 되어 있다. 후술하는 바와 같이, 영상 분광계 (138) 에서, 검출기 섬유 (140a) 는 영상 분광계 입구 슬릿 (142) 과 수직으로 배치되어 있다.
도 5a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 영상 분광계 (138; 도 4 참조) 의 입구 슬릿 (142) 내의 검출기 섬유 (140a) 의 어레이을 나타낸다. 전술한 바와 같이, 렌즈 시스템 (134; 도 4 참조) 내의 광원 섬유 (136a; 도 3 참조) 가 개재된 검출기 섬유 (140a) 는, 검출기 섬유 다발 (140; 도 4 참조) 을 통해 영상 분광계 (138) 로 라우팅 된다. 본 발명의 일 실시형태에서, 검출기 섬유 (140a) 는 수직으로 정렬되어 입구 슬릿 (142) 을 실질적으로 정확하게 채운다. 본 발명의 일 실시형태에서, 적어도 다섯 개의 검출기 섬유 (140a) 는 입구 슬릿 (142) 에 어레이된다. 다른 실시형태에서, 렌즈 시스템 (134; 도 2 참조) 의 광섬유 개구 (135; 도 3 참조) 로 개재된 수만큼의 검출기 섬유 (140a) 가, 입구 슬릿 (142) 에 배치되고, 일 실시형태에서는, 13 개의 검출기 섬유 (140a) 가 입구 슬릿 (142) 으로 라우팅 되어 정렬된다. 일 실시형태에서, 검출기 섬유 (140a) 의 개수는 영상 분광측정계 (138) 의 용량에 의해 제한되어, 그 안의 다른 섬유로부터의 광과의 오버랩을 방지하고, 본 발명의 일 실시형태에서, 두 개 이상의 영상 분광계 (138) 는 원하거나 필요한 피쳐 해상도 (feature resolution) 를 위해 충분한 개수의 검출기 섬유 (140a) 를 공급할 수 있도록 구성된다.
일 실시형태에서, 입구 슬릿 (142) 내부의 단일 검출기 섬유 (140a) 의 특정 위치와 렌즈 시스템 (134) 에서의 특정 위치 사이의 정확한 관계는 결정 또는 유지되지 않고, 종료점 결정 또는 에칭-투-깊이 결정을 포함하는 프로세스 분석은 정확한 검출기 섬유 (140a) 의 위치를 고려하지 않고 분석된 파장을 기초로 한다. 이하 보더 자세히 설명되는 바와 같이, 파장 분석은 웨이퍼 (106; 도 1 참조) 상의 해당영역을 결정하는 데에 이용되며, 일단 해당영역이 확인되면, 그 피쳐로부터의 반사율 분석은 렌즈 시스템 (134) 또는 그 입구 슬릿 (142) 에서의 검출기 섬유 (140a) 의 위치와 관계없이 진행된다. 또 다른 실시형태에서, 엄격한 대응이 유지되어 렌즈 시스템 (134) 에서의 특정한 위치와 수직으로 배향된 입구 슬릿 (142) 내부의 위치 사이에서 각 검출기 섬유 (140a) 에 대한 본질적으로 정확한 위치적 부합을 보장한다.
도 5b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 2-D CCD 어레이 검출 및 분석의 예시적인 플롯 (150) 을 나타낸다. 2-D CCD 어레이 분석은 당해 기술분야에서 공지되었고, 도 5b 는 종료점 검출과 에칭-투-깊이 측정 및 모니터링을 위한 발명의 실시형태에 따른 구현예를 나타낸다. 도 5b 에서, 상위 x-축 (152) 및 좌측 y-축 (154) 은 플롯 (150) 의 차원 (dimension) 을 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에서 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 의 차원은 픽셀 단위로 표현된다. 일 실시형태에서, 상위 x-축 길이가 1024 픽셀이고, 일 실시형태에서는, 상위 x-축 길이가 2048 픽셀이다. 일 실시형태에서, 좌측 y-축 높이는 128 픽셀이고, 일 실시형태에서는, 좌측 y-축 높이가 256 픽셀이다. 일 실시형태에서, 선택된 플롯 (150) 의 차원은 어레이된 광 정보를 플롯팅하는 스케일을 설정한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 하위 x-축은 광 정보의 파장을 나타낸다. 2-D CCD 어레이의 플롯 (150) 은 장치의 어레이에 의해 측정된, 다수의 검출기 섬유로부터의 측정 정보를 나타내고, 그 정보는 원하는 차원 또는 스케일로 파장 스펙트럼을 따라서 플롯팅된다. 우측 y-축 (158) 을 따르는 수직 방향에서, 각각 의 검출기 섬유 (140a; 도 5b 참조) 는 신호의 크기에 기초하여 알맞은 스케일로 플롯팅되고, 도 5a 에 도시된 각각의 검출기 섬유 (140a) 는 2-D CCD 플롯 (150) 에서 대응되는 위치를 갖는다. 설명된 실시형태에서 Fibre1 은 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 의 바닥 영역을 따라서 플롯팅되고, Fibre13 은 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 의 최상부 영역을 따라서 플롯팅되며, Fibre2 ~12 (미도시) 은 두 극한 사이에서 플롯팅된다. 일 실시형태에서, 도시를 명확하게 하고 분리되고 별개인 검출기 플롯을 지각하기 쉽게 하기 위하여, 원하는 픽셀 (미도시) 의 개수는 수직적중된 각 검출기 섬유 (140a) 신호들 사이의 빈공간 또는 완충 영역에 따라 선택된다.
도 5a 및 5b 에 설명된 실시형태에서 나타난 바와 같이, 각 검출기 섬유 (140a) 는 본질적으로 모든 파장 스펙트럼들을 통과하는 어레이된 데이타를 만든다. 이러한 방식으로, 반도체 웨이퍼상의 다이 크기에 해당하는 영역을 본질적으로 통과하는 반사율 정보를 집합적으로 제공하는, 각 검출기 섬유 (140a) 로부터의 신호는 모니터링되고 분석될 수 있다. 일 실시형태에서, 모니터링 및 분석은, 최상의 신호 콘트라스트, 또는 반사된 신호에서의 최상의 콘텐츠 정보를 실시간으로 주어진 프로세스에 대해 제공하면서, 검출기 섬유 (140a) 의 수학적 선택과 검출기 섬유 (140a) 의 조합을 가능하게 한다. 이는 런 타임에서 시험, 분석, 및 모니터링을 하는 검출기 섬유 (140a) 또는 검출기 섬유 (140a) 의 조합의 결정을 가능하게 한다. 일 실시형태에서, 공정 진행 (즉, 종료점), 막의 두께 (즉, 에칭-투-깊이) 및 다수의 원하는 프로세스 파라미터 중 임의의 것을 평가하기 위 해, 각 신호, 각 해당 신호, 및/또는 각 신호의 조합은 프로세스의 유형, 제조의 단계, 제조된 구조, 패턴 밀도 등에 대해 다수의 모델 중 임의의 것과도 비교될 수 있다. 검출기 섬유 (140a) 선택은 적합한 모델과의 최상의 매칭에 의해 실시간으로 이루어지고, 그 후 검출기 섬유 (140a), 또는 검출기 섬유 (140a) 의 조합은 적합하거나 원했던 제조 프로세스를 트래킹 (tracking) 한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 영상 분광계 (138; 도 4 참조) 내부에 있는 2-D CCD 검출기 어레이는, 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 을 표시하기 위해 적어도 다섯 개의 검출기 섬유 (140a) 로부터, 영상 분광계 (138) 가 정확히 분석할 수 있는 개수의 섬유까지의 신호를 분석한다. 각 검출기 섬유 (140a) 로부터의 신호는 영상 분광계 (138) 내부의 2-D CCD 검출기 어레이의 다른 영역에 의해 독립적으로 검출되고, 결과 데이타는 종료점 알고리즘, 및 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 에 별개로 표시된다.
일 실시형태에서, 알고리즘은 종료점 레시피가 특정한 검출기 섬유 (140a) 의 출력을 이용하도록 프로그래밍되어 종료점을 결정하는 메뉴얼 모드이다. 선택된 검출기 섬유 (140a) 는 웨이퍼 유형, 다이 상의 패턴, 및 다른 파라미터에 의존한다. 일 실시형태에서, 선택된 검출기 섬유 (140a) 는 2-D CCD 어레이 플롯 (150) 상에 나타난 패턴을 관찰함으로써 결정된다. 그러한 실시형태에서, 엄격한 대응은, 영상 분광계 (138; 도 4 참조) 의 입구 슬릿 (142; 도 5a 참조) 과 관련되는 검출기 섬유 (140a) 의 위치와, 광섬유 개구 (135; 도 3 참조) 사이에서 반드시 유지되고, 플라즈마 에칭 챔버 내의 웨이퍼 (106; 도 1 참조) 의 배향을 알게 되고 유지될 것이다.
또 다른 실시형태에서는, 알고리즘이 모든 검출기 섬유 (140a) 로부터의 신호상에서 병렬적으로 실행되고, 최대의 신호 콘트라스트를 나타내는 신호가 종료점 결정을 위해 선택된다.
그러나 또 다른 실시형태에서, 알고리즘은 모든 검출기 섬유 (140a) 로부터의 신호 상에서 병렬적으로 실행되고, 신호들은 각 신호로부터 에러 레벨을 사용하여 조정되어 장치로 돌아오는 종료점을 결정한다. 이 실시형태에서, 각 섬유로부터의 신호는 모델과 실시간으로 비교된다. 각 검출기 섬유에 있어서, 모델의 파라미터들 (예를 들어, 웨이퍼 상의 층 두께, 개방 영역, 표면의 거칠기 등) 은 모델과 검출기 섬유로부터의 신호 사이에서 최상의 "바람직한 부합"을 달성하기 위해 조절된다. 바람직한 부합은 모델이 각 검출기 섬유 (140a) 에 의해 되돌아오는 웨이퍼로부터의 실제 신호와 얼마나 잘 매칭되는지 나타내는 에러 신호로 볼 수 있다. 장치로 되돌아오는 종료점은 그 후 최소 에러 신호를 갖는 섬유 신호로부터 계산된다. 일 실시형태에서, 소정의 제한 이하의 에러 신호가 없다면, 시스템은 장치로 경보를 보낼 것이다.
도 6a 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 반도체 웨이퍼 상으로 투사되는 예시적인 빔 스팟 (160), 및 광섬유 개구 (135; 도 3 참조) 에서의 검출기 섬유 (140a) 의 대표적인 위치를 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에서, 전술한 바와 같이, 빔 스팟 (160) 의 직경은 약 12.5㎜ 이다. 도 6a 에 설명되는 바와 같이, 검출기 섬유 (140a) 의 대표적인 위치는 빔 스팟 (160) 으로부터의 반사광의 수용을 위한 본질적으로 완전한 커버리지를 제공한다. 일 실시형태에서, 그러한 커버리지는 산란, 감쇄, 간섭 등 실제 광의 전달을 포함한다.
도 6b 는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 예시적인 다이 (162) 상으로의 도 6a 의 빔 스팟 (160) 의 투사를 나타낸다. 광섬유 개구 (135) 에서의 검출기 섬유 (140a) 의 대표적인 위치들은 다시 나타나며, 해당영역 (164, 166) 은 예시적인 다이 (162) 에서 확인된다. 본 발명의 일 실시형태에 따라, 13 개의 검출기 섬유 (140a) 는 본질적으로 전체 영역 또는 예시적인 다이 (162) 의 영역으로부터의 광신호를 제공한다. 전술한 바와 같이, 예시적인 다이 (162) 의 본질적으로 전체 영역을 통과하는 반사율에 대한 정보는 모니터링되고 분석된다. 일 실시형태에서, 모니터링 및 분석은, 주어진 프로세스에서 실시간동안, 검출기 섬유 (140a) 나, 반사된 시그니쳐 중에서 최상의 콘텐츠 정보 또는 최대의 신호 콘트라스트를 제공하는 검출기 섬유 (140a) 의 조합에 대한 수학적 선택을 실시간으로 할 수 있게 한다. 도 6b 에서, 해당영역 (164) 은, 특정한 피쳐, 구조, 셀 등에 관한 모델과 매칭시켜 검출기 섬유 (140a-1) 를 통해 신호를 돌려보내고, 이를 위해 특정 프로세싱 (예를 들어, 종료점, 에칭-투-깊이 등) 의 상태 또는 정도가 요구된다. 일단 매칭이 확인되면, 검출기 섬유 (140a-1) 는, 원하는 프로세싱 상태 또는 정도가 달성될 때까지 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
일 실시형태에서, 2-D CCD 검출기 어레이를 갖는 영상 분광계 (138; 도 4 참조) 를 통해 프로세싱된 수신된 광신호와 특정한 파라미터에 관한 모델 프로세싱 신호 사이에서 매칭이 확인된다. 도 6b 에서, 검출기 섬유 (140a-1) 는 특히 확인 가능한 섬유 또는 확인 가능한 위치에 있을 수도 있고 그렇지 않을 수도 있지만, 되돌아온 신호는 매칭되어 특히 종료점, 에칭-투-깊이 등과 같은 원하는 파라미터를 확인하게 된다.
유사하게, 해당영역 (166) 은 검출기 섬유 (140a-2 및 140a-3) 으로부터의 신호, 또는 섬유 검출기 (140a-2 및 140a-3) 으로부터의 신호 조합에 의해 확인될 수 있다. 일단 매칭이 확인되면, 검출기 섬유 (140a-2, 140a-3), 독립적으로 또는 조합으로, 실시간 모니터링되고 분석되어 원하는 상태나 진행을 확인한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태는, 검출기 섬유 (140a), 또는 검출기 섬유 (140a) 의 조합으로부터 수신된 신호 또는 신호의 조합을, 프로세스의 유형, 제조의 단계, 제조된 구조, 패턴 밀도 등에 적합한 임의의 다수의 모델과 매칭하는 것을 제공하여, 프로세스 진행 (즉, 종료점), 막 깊이 (즉, 에칭-투-깊이), 및 다수의 원하는 프로세스 파라미터 중 임의의 것을 런-타임 정밀도를 부여하면서 실시간으로 평가한다. 검출기 섬유 (140a) 선택은 적합한 모델과의 최상의 매칭을 통해 실시간으로 수행되고, 그 후 검출기 섬유 (140a), 또는 검출기 섬유 (140a) 의 조합은 제조공정을 통해 적합하거나 원하는 프로세스를 트래킹한다.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정을 나타내는 것에 관한 방법을 설명하는 흐름도 (170) 이다. 이 방법은 플라즈마 에칭 기판을 수용하는 공정 (172) 에서부터 시작한다. 일례로, 기판은 다수의 정의된 구조를 가지고 제조 프로세스에 적응되는 반도체 웨이퍼이다. 구조는 집적 회로, 메모리 셀 등과 같은 반도체 웨이퍼 내부 및 상부에서 제조되는 임 의의 유형이 될 수 있다. 일 실시형태에서, 그 구조는 메모리 셀 구조의 산란된 영역을 갖는 비교적 큰 면적의 일반적으로 개방되거나 형체가 없는 공간을 가지는 내장형 동적 랜덤 엑세스 메모리 구조이다.
그 방법은 기판이 플라즈마 에칭 챔버에서 위치 조정되는 공정 (174) 으로 계속된다. 예시적인 챔버는 도 1 에서 일반적으로 설명된다. 일 실시형태에서, 플라즈마 에칭 챔버는 챔버의 최상부에, 플라즈마 에칭 챔버 안에서 프로세스되는 웨이퍼의 최상부 표면 또는 활성 표면에 시각적 접근을 제공하는 관찰구를 갖고 있다.
공정 (176) 에서, 기판은 조명된다. 광원은 광섬유 다발을 통해 관찰구 상에 위치되는 렌즈 시스템으로 광을 전달한다. 일 실시형태에서, 광섬유 다발은 약 60 ~ 약 200 개의 범위를 가질 수도 있는 다수의 광섬유를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 광섬유 다발은 약 20 ~ 약 200 개의 범의를 가질 수도 있는 다수의 광섬유를 포함한다. 렌즈 시스템에서, 광은 시준되고 웨이퍼 표면에 정렬되며, 직경이 약 12.5㎜ 인 스팟을 가지는 빔으로 전달된다. 일 실시형태에서, 12.5㎜ 의 스팟 크기는 약 12.5㎜ 크기의 예시적인 다이 (웨이퍼 상에서 반복되는 패턴의 기본단위) 와 서로 연관시키기 위해 선택되지만, 스팟 크기는 제조 요구조건, 패턴 유형, 밀도, 분포, 및 어느 스팟 크기가 그에 따라 변형되는지에 기초한 다수의 공정 파라미터 중 임의의 것에 따라, 더 커지거나 또는 더 작아질 수도 있다.
그 방법은 광이 기판 표면으로부터 반사되고 다수의 검출기 광섬유에 의해 검출되는 공정 (178) 으로 계속된다. 검출기 광섬유에는 렌즈 시스템 내의 광원 광섬유 및 광섬유 개구가 개재된다. 일 실시형태에서, 13 개의 검출기 섬유에는, 빔 스팟과 반사광의 완전한 수용 커버리지를 보장하기 위해 광섬유 개구를 통과하도록 분산된 60~200 개의 광원 광섬유가 개재된다.
다음으로, 공정 (180) 에서, 검출된 광은 검출기 광섬유 다발을 경유하여 렌즈 시스템에서 영상 분광계로 전달된다. 검출기 섬유에 광원 섬유가 개재되어 있고 빔 스팟의 본질적인 완전한 수용 범위를 제공하는 광섬유 개구를 통과하여 분산되어 있음에 따라, 각 검출기 광섬유는 기판 표면으로부터의 위치 또는 특정 위치와 부합하도록 검출된 광을 전달한다.
이 방법은 다수의 검출기 광섬유 각각으로부터의 검출된 광을 영상 분광계로 분석하는 공정 (182) 으로 계속된다. 영상 분광계는 검출된 광을 분석하기 위한 2-D CCD 검출기 어레이를 포함하고, 일 실시형태에서, 각각의 검출된 반사신호에 대하여 광 스펙트럼을 통과하는 그래픽 디스플레이를 제공한다.
이 방법은 하나 이상의 검출기 광섬유가 선택되고 분석에 기초하여 종료점을 찾아내는 공정 (184) 을 포함한다. 일 실시형태에서, 종료점 결정은, 특정한 검출기 광섬유로부터의 신호가 선택되고 종료점을 결정하는 알고리즘을 이용한 분석에 기초한다. 예를 들면, 알고 있는 피쳐가 기판상의 알고 있는 위치에 있고, 알려진 검출기 섬유가 특징에 대응되는 알려진 위치에 정렬되어 있는 환경에서, 알고 있는 검출기 섬유는 그 알고 있는 피쳐의 종료점에 관하여 모니터링되고 그 모델과 매칭된다.
또 다른 실시형태에서, 종료점을 알리는 표시는 종료점 알고리즘이 모든 검출기 광섬유로부터의 신호 상에서 병렬적으로 실행되는 분석에 기초한다. 각 신호는 모든 신호중 최대의 신호 콘트라스트를 확인하기 위해 검사된다. 그 특정한 신호가 선택되고, 선택된 신호를 되돌려보내는 광섬유는 종료점 시그니쳐와의 매칭을 위해 모니터링된다.
그러나 또 다른 실시형태에서, 앞선 실시형태와 유사하게, 종료점 결정은 종료점 알고리즘이 모든 검출기 광섬유로부터의 신호와 병렬적으로 실행되는 분석에 기초한다. 이 실시형태에서, 종료점 알고리즘은 각 신호로부터의 에러 레벨을 이용하는 모든 신호들 사이에서 조정한다. 신호는 선택되고, 그 신호는 종료점 신호와 매칭되어 종료점을 찾아낸다. 일 실시형태에서, 상대적인 에러 레벨이 변경되면 웨이퍼를 에칭하는 동안 선택 섬유를 바꿀 수 있다. 예를 들면, 두 개의 섬유가 웨이퍼 프로세스의 시작에서는 매우 유사한 에러들을 돌려보낸다면 선택 섬유가 변경될 수도 있지만, 에러들은 프로세스 동안 상이하게 전개된다. 일단 종료점을 알리는 표시가 만들어지면, 그 방법은 종료된다.
전술한 실시형태를 상기시켜보면, 본 발명은 컴퓨터 시스템에 저장된 데이터를 포함하는 다양한 컴퓨터로 구현된 공정을 채택할 수도 있다. 이러한 공정들은 물리량들의 물리적 조작을 필요로 한다. 보통, 불필요함에도, 이 양들은 저장, 변형, 결합, 비교, 및 그 외 다른 방법으로 조작될 수 있는, 전기적 또는 자기적 신호의 형태를 취한다. 또한, 조작의 수행은 생성, 확인, 결정, 또는 비교와 같은 용어로 종종 언급된다.
발명의 양태는 또한 컴퓨터 판독 가능 매체 상에서 컴퓨터 판독 가능 코드로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 장치이다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 또한 컴퓨터 코드가 구현되는 전자기적 캐리어 웨이브도 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 하드 드라이브, 네트워크 가능한 저장장치 (NAS), 판독-전용 메모리 (read-only mamory; ROM), 랜덤-엑세스 메모리 (random-access memory; RAM) , CD-ROM, CD-R, CD-RW, 자기 테이프, 및 다른 광학데이터 저장 장치 및 비광학데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 시스템과 결합된 네트워크 전반에 분산될 수 있어 컴퓨터 판독가능 코드가 분산된 유형으로 저장되고 실행된다.
앞서 이해의 명확성을 위해 발명을 다소 자세하게 설명되었지만, 첨부되는 특허청구범위 내에서 임의의 변화와 변형은 실행될 수도 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 실시형태들은 예시적인 것이고, 제한적인 것이 아니며, 본 발명은 여기서 설명된 세부사항에 한정되지 않지만, 첨부되는 특허청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서 변형될 수도 있다.

Claims (16)

  1. 에칭된 피쳐 (feature) 를 가지는 웨이퍼 표면의 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정하는 방법으로서,
    상기 웨이퍼 표면상에 시준 광 (collimated light) 을 인가하는 단계;
    상기 웨이퍼 표면으로부터 반사광을 검출하는 단계로서, 상기 반사광은 이산 검출 영역에 의해 검출되고, 각각의 검출 영역은 주파수 대역을 통과하는 유일한 신호를 나타내도록 구성되는 단계;
    모델 광신호와 서로 연관시키기 위해 상기 검출 영역 중 하나의 검출 영역을 확인하는 단계; 및
    상기 검출 영역 중에서 확인된 하나의 검출 영역으로부터의 피드백에 기초하여 상기 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 생성하는 단계로서, 상기 종료점의 생성은 상기 웨이퍼 표면의 피쳐의 에칭 동안에 수행되는 단계를 포함하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시준광은 광원 광섬유 다발을 통해 소스로부터 렌즈의 광섬유 개구로 수광되고, 상기 렌즈는 시준하고, 상기 시준광을 상기 웨이퍼 표면으로 향하도록 하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유 개구는 광검출기 섬유를 포함하고, 상기 광검출기 섬유는 상기 광섬유 개구에서 상기 광원 광섬유 다발로부터 광원 섬유 사이에 개재되는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이산 검출 영역이 광검출기 섬유에 의해 한정되고, 상기 이산 검출 영역은 상기 광검출기 섬유에 의해 반사광이 검출되는 상기 웨이퍼 표면상의 위치에 대응되는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출된 반사광을 상기 웨이퍼 표면으로부터 영상 분광계로 전달하는 단계;
    상기 검출된 반사광을 상기 영상 분광계로 분석하는 단계;
    상기 분석된 검출 반사광으로부터의 광신호를 모델 광신호와 매칭하는 단계; 및
    상기 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정하기 위해 상기 매칭된 광신호를 선택하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 분광계는 상기 검출된 반사광을 분석하기 위한 2 차원 전하 결합 장치 (2D-CCD; two dimensional charge coupled device) 어레이를 포함하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 2D-CCD 어레이는 각각의 검출 영역에 관한 주파수 대역을 통과하는 유일한 신호를 표시하도록 구성되는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 분석된 검출 반사광으로부터의 광신호를 모델 광신호와 매칭하는 단계는, 평행한 다수의 광검출기 섬유 각각으로부터의 광신호를 상기 모델 광신호와 매칭시키고 최대 신호 콘트라스트를 확인함으로써 수행되는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 확인된 최대 신호 콘트라스트를 선택하는 단계 및, 종료점 시그니쳐와의 매칭을 위해 상기 선택된 신호를 모니터링 하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 검출 반사광으로부터의 광신호를 모델 광신호와 매칭시키는 단계는, 평행한 다수의 광검출기 섬유 각각으로부터의 광신호를 상기 모델 광신호와 매칭하고, 최대 허용 가능한 에러 레벨을 확인하기 위해 상기 다수의 광검출기 섬유 각각으로부터의 광신호를 조정함으로써 수행되는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    최대 허용가능한 에러 레벨 이하의 최소 에러 레벨을 갖는 플라즈마 프로세스의 종료점을 결정하기 위해, 상기 다수의 광검출기 섬유 각각으로부터의 상기 광신호 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는, 플라즈마 에칭 공정의 종료점 결정 방법.
  12. 에칭된 피쳐를 갖는 웨이퍼 표면의 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정할 수 있는 웨이퍼 에칭 시스템으로서,
    상기 웨이퍼 표면으로부터의 반사광을 검출하는 검출기를 포함하고,
    상기 반사광은 이산 검출 영역에 의해 검출되고, 각 검출 영역은 주파수 대역을 통과하는 특정 광신호를 생성하도록 구성되며, 상기 검출 영역 중 하나는 모델 광신호와 서로 연관되도록 구성되고, 그것에 의해 상기 플라즈마 에칭 공정의 종료점이 상기 검출 영역 중 확인된 하나의 검출 영역으로부터의 피드백에 기초하는, 웨이퍼 에칭 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    모델 광신호와 서로 연관되도록 구성된 상기 검출 영역들 중 하나의 검출 영역이 결정될 때, 상기 검출 영역들 중 하나의 검출 영역의 상기 특정 광신호는 상기 검출 영역들 중 확인된 하나의 검출 영역에서 나오며, 상기 플라즈마 에칭 공정의 종료점을 결정하는데 사용되는, 웨이퍼 에칭 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    내부 영역, 외부, 및 상기 외부로부터 상기 내부 영역으로의 시각적 접근을 제공하는 관찰구를 갖는, 플라즈마 프로세싱 챔버;
    상기 플라즈마 프로세싱 챔버의 상기 내부 영역 내에 위치된 반도체 웨이퍼의 활성 표면상으로 상기 관찰구를 통해 디렉팅되는 광역빔 광을 제공하도록 구성되는, 광원;
    다수의 검출기 광섬유 각각은 검출 종료부 및 분석 종료부를 가지며, 각각의 검출 종료부는 렌즈 시스템의 광섬유 개구 내에 위치하는, 다수의 검출기 광섬유;
    상기 다수의 검출기 광섬유 각각의 분석 종료를 수신하는, 영상 분광계; 및
    상기 다수의 검출기 광섬유 각각으로부터 수신된 광신호를 분석하는, 2D-CCD 검출기 어레이를 구비하고,
    상기 플라즈마 에칭 공정의 종료점은 상기 다수의 검출기 광섬유 각각으로부터 수신된 광신호의 분석에 기초하여 결정되는, 웨이퍼 에칭 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 검출기 광섬유로부터 수신된 광신호의 분석은, 상기 플라즈마 에칭 공정에 대한 소망의 종료점을 위해 상기 다수의 검출기 광섬유 각각으로부터 수신된 상기 광신호와 모델 광신호를 매칭시키는 것을 포함하는, 웨이퍼 에칭 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 CCD 검출기 어레이는 하나 이상의 분석된 수신 광신호의 플롯을 제공하는, 웨이퍼 에칭 시스템.
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