KR20140033376A - 광학적 종료점 검출 시스템 - Google Patents

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Abstract

프로세스 챔버 세정 프로세스의 종료점을 결정하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 종료점 검출 시스템을 가지는 프로세싱 시스템이: 프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스들에 기인하여 주기적인 세정을 필요로 하는 내부 표면들을 가지는 프로세스 챔버; 및 종료점 검출 시스템을 포함할 수 있고, 이 종료점 검출 시스템은 프로세스 챔버의 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하도록 배치된 광 검출기; 및 광 검출기에 커플링되고 그리고 검출된 반사된 광에 기초하여 세정 프로세스의 종료점을 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.

Description

광학적 종료점 검출 시스템{OPTICAL ENDPOINT DETECTION SYSTEM}
본원 발명의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 장치에 관한 것이다.
기판 프로세스 챔버들에서의 전형적인 프로세싱은 여러 가지 증착물들(deposits)이 프로세스 챔버 벽들 상에 형성되게 한다. 이러한 증착물들은 일반적으로 기판이 존재하지 않는 상태에서 챔버 내에서 세정 프로세스를 실시함으로써 제거된다. 예를 들어 에피택셜 증착 시스템들에서 이용되는 그러한 하나의 세정 프로세스는 염화수소(HCl) 및 고온을 수반한다.
내부 프로세스 챔버 표면들 및 구성요소들이 청정해지도록 보장하기 위해서 세정 프로세스는 충분한 시간 동안 실시되어야 한다. 일부 경우들에서, 세정 프로세스가 너무 긴 기간 동안 실시될 수 있는데, 이는 원치 않는 증착물들을 제거할 뿐만 아니라, 챔버 표면들 및 구성요소들의 상당량의 저하(degradation)를 유발한다. 다른 한편으로, 만약 세정 프로세스가 너무 짧은 기간 동안 실시된다면, 상당량의 증착물들이 프로세스 챔버 표면들 상에 잔류할 수 있고, 결과적으로 프로세스 드리프트(drift) 및/또는 결함들(예를 들어, 입자들)의 증가를 초래한다. 따라서, 일반적으로, 용인하는 프로세스 드리프트 및 증가된 결함들과 챔버 구성요소들의 수명 증가에 대한 요구 사이에서 균형이 이루어진다.
균형점을 발견하기 위한 하나의 방법은, 연장된 시간의 기간 후에, 목측 관찰들(visual observations)을 실시하는 것이다. 그러나, 이는 일반적으로 주관적인(subjective) 프로세스이고 그리고 오류가 발생되기 쉽다. 균형점을 찾기 위한 다른 방법은 (기판들이 프로세스됨에 따른) 프로세스/결함 경향들(trends)에 의존하는 것이다. 그러나, 이는 지루하고 그리고 자원들 및 기판들의 불필요한 사용을 야기한다.
따라서, 본 발명자들은 챔버 세정 프로세스들의 종료점을 결정하기 위한 개선된 방법들 및 장치를 제공하였다.
프로세서 챔버 세정 프로세스의 종료점을 결정하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 종료점 검출 시스템을 가지는 프로세싱 시스템은, 프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스들에 기인하여 주기적인 세정을 필요로 하는 내부 표면들을 가지는 프로세스 챔버; 및 종료점 검출 시스템을 포함할 수 있고, 이 종료점 검출 시스템은 프로세스 챔버의 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하도록 배치된 광 검출기; 및 광 검출기에 커플링되고 검출된 반사된 광에 기초하여 세정 프로세스의 종료점을 결정하도록 구성된 제어기를 포함한다.
일부 실시예들에서, 프로세스 챔버 내에서 실시되는 세정 프로세스를 모니터링하는 방법은, 프로세스 챔버 내에서 실시된 프로세스들로부터 결과적으로 초래된, 프로세스 챔버의 하나 또는 둘 이상의 내부 표면들 상에 증착된 재료를 제거하기 위해서 프로세스 챔버 내에서 세정 프로세스를 실시하는 단계; 세정되는 제 1 내부 표면 상에 광을 비추는(shining) 단계; 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하는 단계; 및 검출된 광에 기초하여 세정 프로세스를 종료시키는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 저장된 명령들(instructions)을 가지는 컴퓨터 판독가능 매체가 제공될 수 있고, 명령들은, 실행될 때, 프로세싱 시스템이 프로세스 챔버 내에서 실시되는 세정 프로세스를 모니터링하는 방법을 실시하게 한다. 방법은 본원에서 개시된 실시예들 중 임의의 실시예를 포함할 수 있다.
본원 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 이하에서 설명된다.
첨부된 도면들에 도시된 발명의 예시적인 실시예들을 참조함으로써, 앞서서 간략하게 요약되고 이하에서 구체적으로 설명되는 본원 발명의 실시예들이 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 발명의 단지 전형적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 프로세스 챔버의 개략적인 횡단면도를 도시한다.
도 2는 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 챔버내에서 실시되는 프로세스를 모니터링하는 방법을 도시한다.
도 3a-b는 상부에 배치된 증착된 재료를 갖는 그리고 내부에 배치된 증착된 재료를 거의 또는 전혀 갖지 않는 프로세스 챔버 표면의 일부로부터 반사된 광을 각각 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에서 공통되는 동일한 요소들을 나타내기 위해서 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척(scale)으로 도시되지 않았고 그리고 명료함을 위해서 단순화되었을 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 특별한 언급 없이 다른 실시예들에서 유리하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
본원 발명의 실시예들은 프로세스 챔버 세정 프로세스의 종료점을 결정하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다. 방법들 및 장치의 실시예들은, 세정 프로세스로 인한 프로세스 챔버 구성요소들 상에서의 마모가 최소화될 수 있도록 하는 한편 불충분한 프로세스 챔버 세정으로 인한 프로세스 드리프트 및 결함들을 최소화하도록, 세정 프로세스에 대한 정확한 종료점 검출을 유리하게 제공할 수 있다.
다양한 프로세스 챔버들이, 본원에서 제공된 교시 내용들에 따른 수정으로부터 이득을 취할 수 있다. 도 1은 본원 발명의 일부 실시예들에 따른 그리고 본원에서 개시된 발명의 방법들을 실시하기에 적합한 반도체 기판 프로세스 챔버(100)의 개략적인 횡단면도이다. 도시된 실시예에서, 프로세스 챔버(100)는 에피택셜 실리콘 증착 프로세스들을 실시하기 위해 적용된다. 하나의 그러한 적합한 반응기는 RP Epi 반응기이고, 캘리포니아 산타클라라 소재의 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있다. 본원 발명의 방법들은 또한 다른 프로세스들을 실시하기 위한 다른 프로세스 챔버들에서 이용될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 프로세스 챔버(100)는, 집적된 반도체 디바이스들 및 회로들의 제조에서 실시되는 다른 프로세스들 중에서도 특히, 증착 프로세스들, 에칭 프로세스들, 플라즈마 강화 증착 및/또는 에칭 프로세스들, 및 열적 프로세스들 중 적어도 하나를 실시하도록 적용될 수 있다. 구체적으로, 그러한 프로세스들은 급속 열적 프로세스들(RTPs), 화학기상증착(CVD) 프로세스들, 및 어닐링 프로세스들, 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
프로세스 챔버(100)는 챔버 본체(110), 지원 시스템들(130), 및 제어기(140)를 예시적으로 포함한다. 챔버 본체(110)는 일반적으로 상부 부분(102), 하부 부분(104), 및 인클로저(enclosure; 120)를 포함한다.
상부 부분(102)은 하부 부분(104) 상에 배치되고 그리고 덮개(lid; 106), 클램프 링(108), 라이너(116), 베이스 플레이트(baseplate; 112), 하나 또는 둘 이상의 상부 램프들(136) 및 하나 또는 둘 이상의 하부 램프들(138), 및 상부 고온계(156)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 덮개(106)는 돔-형 폼 팩터(form factor)를 갖는다; 그러나, 다른 폼 팩터들(예를 들어, 편평한 또는 역-곡선형(reverse-curve) 덮개들)을 가지는 덮개들이 또한 고려된다. 하부 부분(104)은 프로세스 가스 흡입(intake) 포트(114) 및 배기(exhaust) 포트(118)에 커플링되고 그리고 베이스 플레이트 조립체(121), 하부 돔(132), 기판 지지부(124), 예열(pre-heat) 링(122), 기판 리프트 조립체(160), 기판 지지 조립체(164), 하나 또는 둘 이상의 상부 램프들(152) 및 하나 또는 둘 이상의 하부 램프들(154), 및 하부 고온계(158)를 포함한다. 비록 "링"이라는 용어를 이용하여 예열 링(122)과 같은 프로세스 챔버의 특정 구성요소들을 설명하였지만, 이러한 구성요소들의 형상은 반드시 원형일 필요는 없고, 직사각형들, 다각형들, 및 타원형들, 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 임의의 형상을 가질 수 있다는 것이 고려된다.
일반적으로, 기판 지지 조립체(164)는, 기판 지지부(124)에 커플링된 복수의 지지 핀들(166)을 가지는 지지 브라켓(134)을 포함한다. 기판 리프트 조립체(160)는 기판 리프트 샤프트(126) 및 기판 리프트 샤프트(126)의 각각의 패드들(pads; 127) 상에 선택적으로(selectively) 놓이는(resting) 복수의 리프트 핀 모듈들(161)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 리프트 핀 모듈(161)은 선택적인(optional) 베이스(129) 및 베이스(129)에 커플링된 리프트 핀(128)을 포함한다. 대안적으로, 리프트 핀(128)의 바닥 부분이 패드들(127) 상에 직접적으로 놓일 수 있다. 또한, 리프트 핀들(128)을 상승 및 하강시키기 위한 다른 메커니즘들이 이용될 수 있다. 리프트 핀(128)의 상부 부분이 기판 지지부(124) 내의 제 1 개구부(162)를 통해서 이동가능하게 배치된다. 동작 시, 기판 리프트 샤프트(126)는 리프트 핀들(128)과 맞물리도록 이동된다. 맞물릴 때, 리프트 핀들(128)은 기판(125)을 기판 지지부(124) 위로 상승시키거나 기판(125)을 기판 지지부(124) 상으로 하강시킬 수 있다.
지원 시스템들(130)은 프로세스 챔버(100) 내에서 미리-결정된 프로세스들(예를 들어, 에피택셜 실리콘 필름들을 성장시키는 것)을 실행 및 모니터링하기 위해서 이용되는 구성요소들을 포함한다. 그러한 구성요소들은 일반적으로 프로세스 챔버(100)의 여러 가지 하위(sub)-시스템들(예를 들어, 가스 패널(들), 가스 분배 도관들, 진공 및 배기 하위-시스템들, 등) 및 디바이스들(예를 들어, 전원들, 및 프로세스 제어 기구들, 등)을 포함한다.
프로세싱 중에, 기판(125)은 기판 지지부(124) 상에 배치된다. 램프들(136, 138, 152, 및 154)이 적외선(IR) 복사선(즉, 열)의 공급원들이고 그리고, 동작 시, 기판(125)에 걸쳐 미리-결정된 온도 분포를 생성한다. 일부 실시예들에서, 덮개(106), 클램프 링(116), 및 하부 돔(132)이 석영으로 형성된다; 그러나, 다른 IR-투과성 및 프로세스 양립성(compatible) 재료들이 또한 이러한 구성요소들을 형성하기 위해서 이용될 수 있다.
기판을 프로세싱하는 것의 결과로서, 재료들이 프로세스 챔버의 내부 표면들(예를 들어, 라이너(116), 및 덮개(106), 등) 상에 바람직하지 않게 증착될 수 있다. 내부 프로세스 챔버 표면들 상에 증착된 재료들을 제거하는 것에 실패하는 것은 바람직하지 않게, 프로세스 드리프트 및/또는 기판 상에서의 결함 생성으로 이어질 수 있다. 따라서, 증착된 재료들의 적어도 일부를 프로세스 챔버의 내부 표면들로부터 제거하기 위해 세정 프로세스가 주기적으로 실시된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 세정하고자 하는 표면들을 기판들로부터 증착된 재료를 제거하는 반응제(reactant)에 노출시킴으로써, 프로세스 챔버가 세정될 수 있다. 예를 들어, 에피택셜 증착 시스템들에서 이용되는 하나의 그러한 세정 프로세스는, 기판들을 고온으로 가열하는 한편, 기판들을 염산(HCl)에 노출시키는 단계를 포함한다.
세정 프로세스에 의한 프로세스 챔버 구성요소들의 마모가 최소화될 수 있는 한편, 불충분한 프로세스 챔버 세정으로 인한 프로세스 드리프트 및 결함들을 최소화하도록, 세정 프로세스에 대한 정확한 종료점 검출을 제공하기 위해서, 프로세스 챔버(100)는 종료점 검출 시스템(180)을 더 포함한다. 종료점 검출 시스템(180)은 세정 프로세스의 원하는 종료점을 결정하는 것을 용이하게 한다.
종료점 검출 시스템(180)은 일반적으로 광 공급원(182)을 포함한다. 광 공급원(182)은, 원하는 프로세스 챔버 표면으로부터의 검출가능한 반사를 제공하는 임의의 적합한 광 공급원일 수 있다. 예를 들어, 광 공급원(182)은 레이저, 발광 다이오드(LED), 램프, 또는 주변(ambient) 광일 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 공급원(182)은 단일 파장의 광을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 공급원(182)은 복수의 파장들의 광을 제공할 수 있다. 복수의 파장들은 하나 또는 둘 이상의 연속적인 밴드들(bands)로, 또는 복수의 불연속적인(discrete) 파장들로 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 공급원은 약 405 또는 450 nm (예를 들어, 청색 광), 532 nm (예를 들어, 녹색 광), 633, 650, 또는 670 nm (예를 들어, 적색 광), 등의 파장을 가지는 광을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 공급원은 약 실리콘 밴드 갭(예를 들어, 약 1.2 ㎛)까지의 임의의 하나 또는 둘 이상의 파장들을 가지는 광을 제공할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서, 광 공급원(182)은 돔(106) 상에 광을 비추도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 관찰되는 영역이 청정한 것으로 관찰될 때, 프로세스 챔버 표면의 나머지 부분들이 또한 청정하다는 가능성이 있도록, 증착된 재료들의 상대적으로 높은 퍼센트가 증착되는 영역 내의 돔(106) 상에 광을 비추도록 광 공급원(182)이 구성된다. 단지 돔(106)뿐만 아니라, 프로세스 챔버의 임의의 원하는 부분 상에 광을 비추도록 광 공급원이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부에 증착된 재료들을 가지는 그리고 증착된 재료와 하부의 프로세스 챔버 표면이 상이한 방식으로 광을 반사하는 한 세정되어야 하는, 라이너(116), 하부 돔(132), 또는 임의의 다른 프로세스 챔버 표면에 광을 비추도록 광 공급원이 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 종료점 검출 시스템(180)은 광 검출기(184)를 더 포함할 수 있다. 광 검출기는 카메라, 또는 포토다이오드-기반의 광 검출기, 등일 수 있다. 프로세스 챔버 표면으로 및/또는 프로세스 챔버 표면으로부터 광을 안내하기 위해서 광학장치들, 렌즈들, 집광기들, 또는 필터들, 등과 같은 선택적인 구성요소들이 광 공급원 및 광 검출기 중 어느 하나 또는 양자 모두와 함께 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광 검출기 및 광 공급원이 공통 하우징 내에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 검출기 및 광 공급원이 광을 제공하고 검출하도록 개별적으로 배치된 분리된 구성요소들일 수 있다. 일반적으로, 모니터링하고자 하는 프로세스 챔버 표면의 원하는 부분으로 광이 제공되도록 그리고 반사된 광이 광 검출기 상에 입사(impinge)하도록, 광 공급원(182) 및 광 검출기(184)가 임의의 개소에 배치될 수 있다. 예를 들어, 광 공급원 및 광 검출기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 근처에 배치될 수 있거나, 또는 챔버 표면의 원하는 부분(예를 들어, 덮개(106))에 대해서 얕은 각도(shallow angle)로 광을 제공하기 위해서 챔버의 대향 측부들(sides) 상에 배치되는 것을 포함하여, 더 이격되어 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버의 상이한 위치들에서 프로세스 챔버 표면들의 청정도(cleanliness) 및 증착된 재료의 코팅의 두께를 측정하기 위해서, 복수의 광 공급원들 및, 선택적으로, 광 검출기들이 종료점 검출 시스템 내에 제공될 수 있다.
예를 들어, 전술한 에피택셜 증착 프로세스 챔버는 석영 덮개(106)를 포함하고, 석영 덮개 상에는 원치 않는 재료들이 증착된다. 일반적으로, 증착된 재료는, 재료가 증착되지 않으면 청결하고(clear) 투명한 덮개(106)가 갈색 외관(brownish appearance)을 나타내게 한다. 일부 실시예들에서, 특정 파장(예를 들어, 녹색 레이저 포인터-약 532 nm)을 가지는 광이 덮개(106) 상에 비춰질 수 있다. 이는, 광이 덮개(106) 및 덮개(106) 하부의 갈색 코팅으로부터 반사되게 한다. 조합된 광 비임들은, 카메라, 포토다이오드 기반의 검출기에 의해서, 또는 사람의 육안에 의해서 검출될 수 있는 간섭 패턴을 야기한다. 덮개(106) 영역이 청정할 때, 덮개(106) 상에 갈색 코팅이 존재하지 않기 때문에 간섭 패턴이 형성되지 않고, 단일의 정반사(specular reflection)가 관찰된다.
전술한 바와 같이 챔버(310)의 제어를 용이하게 하기 위해 제어기(140)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 제어기(140)는 프로세스 챔버, 제어 시스템들(130), 및 종료점 검출 시스템(180)과 같은 다양한 프로세스 챔버 구성요소들에 커플링될 수 있다. 제어기(140)는 다양한 챔버들을 제어하기 위한 산업적인 셋팅(industrial setting)에서 이용되는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 및 하위-프로세서들 중 하나일 수 있다. 제어기(140)는 중앙 처리 유닛(CPU)(142), 메모리(144), 및 CPU(142)를 위한 지원 회로들(146)을 포함하고 그리고 프로세스 챔버(100)의 여러 가지 구성요소들에 커플링되어 본원에서 설명된 바와 같은 세정 종료점 검출 프로세스의 제어를 용이하게 한다. 일부 실시예들에서, 제어기(140)는, 조작작업자(operator)가 세정 프로세스의 상태를 시각적으로 결정할 수 있도록, 검출된 광을 디스플레이하기 위해서 또는 프로세스의 상태를 시각적으로 나타내기 위해서 디스플레이를 더 포함할 수 있다.
메모리(144)는 CPU(142)에 커플링된다. 메모리(144), 또는 컴퓨터-판독가능 매체는, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 근거리 또는 원거리의 임의의 다른 형태의 디지털 저장장치와 같은 하나 또는 둘 이상의 용이하게 입수가능한 메모리일 수 있다. 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위해서, 지원 회로들(146)이 CPU(142)에 커플링된다. 이러한 회로들은, 캐시, 전원들, 클록 회로들, 입/출력 회로망, 및 하위시스템들, 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 소프트웨어 루틴은, CPU(142)에 의해서 실행될 때, 반응기(reactor)가 본원 발명의 프로세스들을 실시하게 한다. 소프트웨어 루틴은 일반적으로 메모리(144) 내에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 CPU(142)에 의해서 제어되는 하드웨어로부터 원거리에 위치되는 제 2 CPU(미도시)에 의해서 저장 및/또는 실행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 세정 프로세스가 프로세스 챔버 내에서 실시되는 동안, 소프트웨어 루틴이 실행될 수 있다. 소프트웨어 루틴(304)은, CPU(142)에 의해서 실행될 때, 범용 컴퓨터를, 에칭 프로세스가 실시되도록 챔버 동작을 제어하는 특정 목적의 컴퓨터(제어기)(140)로 변환시킨다. 비록 본원 발명의 프로세스가 소프트웨어 루틴으로 구현되는 것으로 설명되지만, 본원에서 개시된 방법 단계들의 일부는 소프트웨어 제어기에 의해서뿐만 아니라 하드웨어 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 본원 발명의 실시예들은 컴퓨터 시스템에서 실행될 때는 소프트웨어로, 주문형 반도체(application specific integrated circuit) 또는 다른 타입의 하드웨어 구현예에서 실행될 때는 하드웨어로, 또는 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본원 발명의 일부 실시예들에 따라 프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스를 모니터링하는 방법(200)을 도시한다. 일반적으로, 방법(200)은 단계(202)에서 시작되고, 단계(202)에서 프로세스가 프로세스 챔버 내에서 실시되어 재료가 프로세스 챔버의 내부 표면들 상에 증착되게 한다. 충분한 재료가 내부 표면들 상에 증착된 후에, 또는 세정 프로세스를 원할 때마다, 방법이 단계(204)로 진행될 수 있고, 단계(204)에서 세정 프로세스가 실시되어 증착된 재료를 프로세스 챔버 내부 표면들로부터 제거할 수 있다.
세정 프로세스가 실시되는 동안, 단계(206)에서 설명된 바와 같이, 세정 프로세스에 의해서 세정되는 제 1 내부 표면 상에 광이 비춰질 수 있다. 광은 전술한 임의의 광 공급원들에 의해서 제공될 수 있고 그리고 연속적으로 또는 주기적으로 제공될 수 있다.
단계(208)에서, 제 1 프로세스 챔버 표면으로부터 반사된 광이 검출될 수 있다. 반사된 광이 패턴, 또는 광의 세기, 등에 기초하여 검출될 수 있고, 그리고 육안으로, 예를 들어 프로세스 챔버의 조작작업자에 의해서, 또는 전술한 바와 같은 검출기를 통해서 검출될 수 있다.
단계(210)에서, 세정 프로세스는 검출된 광에 기초하여 종료될 수 있다. 예를 들어, 만약 검출된 광이 간섭 패턴을 나타낸다면, 증착된 재료가 제 1 프로세스 챔버 표면 상에 잔류하기 때문에, 세정 프로세스가 계속될 수 있다. 그러나, 만약 검출된 광이 간섭 패턴을 나타내지 않는다면(예를 들어, 만약 단일 정반사가 관찰된다면), 증착된 재료가 제 1 프로세스 챔버 표면으로부터 대부분 제거되었기 때문에, 그러면 세정 프로세스가 종료될 수 있다.
일부 실시예들에서, 광의 복수의 상이한 단일 파장들이 제공될 수 있고 그리고 코팅의 두께를 결정하기 위해서 간섭 패턴들이 추가적으로 분석될 수 있다. 예를 들어, 두께 차이들을 결정하기 위해 원형 링(예를 들어, 간섭 패턴)의 크기가 이용될 수 있다. 특정 두께 솔루션(solution)으로 삼각측량(triangulate)하기 위해 복수의 파장들이 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 특정한 증착된 재료들에 대해서 특정 반사들을 결정하기 위해 포토-다이오드 기반의 검출기가 이용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 증착물들과 게르마늄 증착물들을 구분하기 위해 특정 파장들을 이용함으로써, 실리콘 증착물들(1.1 eV의 밴드 갭을 가진다)이 게르마늄 증착물들(0.67 eV의 밴드 갭을 가진다)로부터 구분될 수 있다. 이종의(dissimilar) 밴드 갭들을 가지는 다른 재료들이 또한 유사하게 식별될 수 있다.
예를 들어, 도 3a-b는, 상부에 배치된 증착된 재료를 갖는 그리고 내부에 배치된 증착된 재료를 거의 또는 전혀 갖지 않는 프로세스 챔버 표면의 부분으로부터 반사되는 광을 각각 도시한다. 도 3a는 상부에 증착된 재료들을 갖는 프로세스 챔버 표면의 부분(310)을 도시한다. 이러한 도면으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 광이 프로세스 챔버 표면 및 증착된 재료들로부터 반사될 때, 반사 패턴(312)이 형성된다. 도 3b는 상부에 증착된 재료들을 거의 또는 전혀 가지지 않는 프로세스 챔버 표면의 부분(320)을 도시한다. 이러한 도면으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 증착된 재료들이 존재하지 않는 프로세스 챔버 표면으로부터 광이 반사될 때, 단일 정반사(322)가 형성된다.
비록 도면들 3a-b는, 프로세스 챔버의 투명한 석영 덮개를 통해서 광을 비출 때의 이러한 효과를 도시하지만, 또한 다른 재료들로 형성된 챔버 구성요소들에 대해서도 이러한 동일한 효과가 관찰될 수 있고 그리고 활용될 수 있다. 또한, 표면으로부터 반사된 검출된 광의 분석이 간섭 패턴들로 제한될 필요가 없다. 예를 들어, 증착된 재료들이 프로세스 챔버 표면들로부터 충분하게 제거된 때를 결정하기 위해 반사된 광의 세기의 변동들이 또한 이용될 수 있다.
비록 석영 표면들로부터의 반사들에 대해서 앞서서 설명하였지만, 전술한 방법들 및 장치는, 또한 다른 재료들로 제조된 내부 프로세스 챔버 표면들을 세정하기 위해서 이용되는 세정 프로세스들의 종료점들을 결정하기 위해서 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 방법들은, 알루미늄 또는 스테인리스 강 챔버 표면들(또는 증착된 재료들을 가지는 표면의 커버리지(coverage)의 함수로서 반사들이 변화되는 임의의 그러한 금속 표면), 방사율(emissivity) 변화가 코팅 두께의 함수로서 얻어질 수 있는 세라믹 표면들(예를 들어, SiC, Al2O3, 등), 또는 광택적인(shiny) 금 표면의 고유의 불결성(inherent dirtiness)이 (광택적일 때의 정반사성에 비하여) 비-정반사 패턴을 생성하는 금 도금된 표면들, 등을 세정하는데 대한 종료점들을 검출하기 위해서 이용될 수 있다.
전술한 내용이 본원 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본원 발명의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본원 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있다.

Claims (15)

  1. 종료점 검출 시스템을 가지는 프로세싱 시스템으로서:
    프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스들에 기인하여 주기적인 세정을 필요로 하는 내부 표면들을 가지는 프로세스 챔버; 및
    종료점 검출 시스템을 포함하고,
    상기 종료점 검출 시스템은:
    상기 프로세스 챔버의 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하도록 배치된 광 검출기; 및
    상기 광 검출기에 커플링되고 그리고 상기 검출된 반사된 광에 기초하여 세정 프로세스의 종료점을 결정하도록 구성된 제어기를 포함하는, 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 내부 표면 상에 광을 비추도록 배치된 광 공급원을 더 포함하는, 프로세싱 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 공급원은 레이저, 발광 다이오드(LED), 또는 램프를 포함하는, 프로세싱 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 공급원은 주변 광을 포함하는, 프로세싱 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 공급원은 단일 파장의 광을 방출하는, 프로세싱 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 공급원은 복수의 파장들의 광을 방출하는, 프로세싱 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세스 챔버가 석영 덮개를 포함하고, 그리고 상기 광 공급원이 상기 프로세스 챔버의 외부에 배치되고 그리고 상기 제 1 내부 표면 상에 상기 석영을 통과하는 파장의 광을 비추는, 프로세싱 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기가 포토다이오드 또는 카메라 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는, 프로세싱 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 검출기가 상기 프로세스 챔버의 덮개, 또는 상기 프로세스 챔버의 라이너로부터 반사되는 광을 검출하도록 배치되는, 프로세싱 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 위치들에서 내부 표면들의 청정도 및 증착된 재료의 코팅의 두께를 측정하도록 구성된 복수의 광 공급원들 및 광 검출기들을 더 포함하는, 프로세싱 시스템.
  11. 프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스를 모니터링하는 방법으로서:
    상기 프로세스 챔버 내에서 실시된 프로세스들로부터 결과적으로 초래된, 상기 프로세스 챔버의 하나 또는 둘 이상의 내부 표면들 상에 증착된 재료를 제거하기 위해서 상기 프로세스 챔버 내에서 세정 프로세스를 실시하는 단계;
    세정되는 제 1 내부 표면 상에 광을 비추는 단계;
    상기 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 광에 기초하여 상기 세정 프로세스를 종료시키는 단계를 포함하는, 모니터링 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광은 상기 제 1 프로세스 챔버 표면을 비추는 주변 광, 램프, 발광 다이오드(LED), 또는 레이저 중 하나 이상으로부터의 광을 포함하고,
    상기 광을 검출하는 단계는, 상기 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광을 검출하기 위해서 포토다이오드 또는 카메라 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 광 검출기를 이용하는 단계를 포함하는, 모니터링 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 세정되는 제 1 내부 표면 상에 광을 비추는 단계는, 증착된 재료들의 상대적으로 높은 퍼센트가 증착되는 영역 내의 제 1 내부 표면 상에 광을 비추는 단계를 더 포함하는, 모니터링 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 광을 검출하는 단계는, 상기 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광으로부터 결과적으로 초래되는 간섭 패턴, 또는 상기 제 1 내부 표면으로부터 반사되는 광의 세기 중 어느 하나 또는 양자 모두를 검출하는 단계를 포함하는, 모니터링 방법.
  15. 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    저장된 명령들을 가지고, 상기 명령들은, 실행될 때, 프로세스 챔버 내에서 실시되는 프로세스를 모니터링하는 방법이 실시되게 하며, 상기 모니터링 방법은 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은, 컴퓨터 판독가능 매체.
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