KR20180009817A - Pecvd 프로세스들 동안 두께 측정을 위한 인-시츄 계측 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시내용의 실시예들은 두께의 균일성을 갖는 필름들을 기판들 상에 형성하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은, 기판의 표면 특성들을 사전에 알지 않고, 기판 상에 증착되는 필름들의 두께 또는 다른 특성들을 측정하는 데에 사용될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 형성되는 복수의 층들의 두께 또는 다른 특성들을 측정하는 데에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 개시내용의 실시예들은 수직 메모리 스택들의 두께를 측정하는 데에 사용될 수 있다.
Description
[0001]
본 개시내용의 실시예들은, 알려지지 않은 표면 특성들을 갖는 기판 로케이션들 상에 형성된 필름들의 특성들을 측정하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다.
[0002]
반도체 산업은 지난 50년 동안 무어의 법칙에 따라서 발전해왔다. 무어의 법칙은 대략적으로, 집적 회로 상의 트랜지스터들의 개수가 약 2년 마다 2배가 된다고 주장한다. 이 법칙에는, 트랜지스터 밀도의 발전이 2-차원적이며, 어느 시점에서 물리학이, 디바이스들이 얼마나 작아질 수 있는지에 대한 한계를 부과한다는 점이 내재되어 있다.
[0003]
최근, 제조업자들은 프로세싱 능력을 증가시키기 위해, 디바이스 구조들을 3차원으로 확장하는 프로세스들을 개발했다. 그러한 디바이스들은 일반적으로, 기판 상에 순차적으로 증착된 다수의 필름들을 특징으로 한다. 일부 경우들에서, 100개 초과의 필름들이 형성될 수 있다. 종래의 반사계측(reflectometry)으로 필름 두께 또는 다른 특성들을 측정할 때, 측정되는 필름의 특성들을 계산하기 위해, 측정되는 필름의 아래에 있는 기판의 특성들이 필요하다. 따라서, 종래의 반사계측은 오직, 아래에 있는 기판이 완전히 알려졌을 때만 적절하게 기능한다. 예컨대, 아래에 있는 기판이 베어 실리콘 웨이퍼(bare silicon wafer), 또는 알려진 블랭킷 필름들의 스택을 갖는 실리콘 웨이퍼일 때이다.
[0004]
그러나, 반도체 프로세싱에서, 프로세싱 챔버들은 일반적으로, 다양한 기판들 상에 필름들을 증착시키는 데에 사용된다. 또한, 필름들은 일반적으로, 패터닝된 표면을 갖는 기판들 상에 증착된다. 패턴이 알려져있는 경우에도, 측정되는 지점은, 측정되는 각각의 기판에 대해서, 패턴의 동일한 영역에 속하지 않을 수 있다.
[0005]
그러므로, 알려지지 않은 표면 특성들을 갖는 기판 로케이션들 상에 형성된 필름들의 특성들을 측정하기 위한 장치 및 방법들이 필요하다.
[0006]
본 개시내용의 실시예들은 두께의 균일성을 갖는 필름들을 기판들 상에 형성하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 일 실시예에서, 장치는 기판 학습(learning) 시스템을 포함한다. 기판 학습 시스템은 중공 원통 튜브, 중공 원통 튜브의 일 단부에 로케이팅된 필름, 및 중공 원통 튜브를 둘러싸는 하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들(capacitance sensors)을 포함한다.
[0007]
다른 실시예에서, 방법은 기판을 프로세싱 챔버 내에 배치하는 단계, 필름을 기판 위에 배치하는 단계 - 필름은 기판으로부터 제1 거리에 떨어져 있음 -, 빔을 필름을 통해 기판 상으로 지향시키는 단계, 및 기판으로부터 위상 변화 정보(phase variation information)를 획득하는 단계를 포함한다.
[0008]
또 다른 실시예에서, 기판의 배향을 결정하기 위한 방법은 광을 기판의 표면에 지향시키는 단계, 기판을 회전시킴으로써 측정 지점들에서 기판 진폭들을 탐색하는 단계, 및 가장 높은 반사율 및 일관된 반사율을 갖는 측정 지점들을 식별하는 단계를 포함한다.
[0009]
본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된, 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 인-시츄 계측 조립체(in-situ metrology assembly)를 예시한다.
[0012] 도 3은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 감쇠기(attenuator)의 측면도이다.
[0013] 도 4는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 부분의 확대도이다.
[0014] 도 5는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 부분의 확대도의 측단면도이다.
[0015] 도 6은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 내부의 하나 또는 그 초과의 스프링들의 측단면도이다.
[0016] 도 7은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 챔버 본체와 챔버 덮개 조립체 사이의 연결 지점의 측단면도이다.
[0017] 도 8은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기(collimator)에 커플링된 광-섬유 묶음(fiber-optic bundle)을 예시한다.
[0018] 도 9는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 광-섬유 묶음의 팁(tip)을 예시한다.
[0019] 도 10은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기의 내부의 섬유 록킹(locking) 시스템을 예시한다.
[0020] 도 11a-11b는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템을 개략적으로 예시한다.
[0021] 도 12는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템에 로케이팅된 필름의 측면도이다.
[0022] 도 13은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템을 활용함으로써 생성된 반사 스펙트럼들의 차트들을 도시한다.
[0023] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해, 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시되는 엘리먼트들이, 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0010] 도 1은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 인-시츄 계측 조립체(in-situ metrology assembly)를 예시한다.
[0012] 도 3은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 감쇠기(attenuator)의 측면도이다.
[0013] 도 4는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 부분의 확대도이다.
[0014] 도 5는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 부분의 확대도의 측단면도이다.
[0015] 도 6은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버의 내부의 하나 또는 그 초과의 스프링들의 측단면도이다.
[0016] 도 7은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 챔버 본체와 챔버 덮개 조립체 사이의 연결 지점의 측단면도이다.
[0017] 도 8은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기(collimator)에 커플링된 광-섬유 묶음(fiber-optic bundle)을 예시한다.
[0018] 도 9는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 광-섬유 묶음의 팁(tip)을 예시한다.
[0019] 도 10은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기의 내부의 섬유 록킹(locking) 시스템을 예시한다.
[0020] 도 11a-11b는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템을 개략적으로 예시한다.
[0021] 도 12는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템에 로케이팅된 필름의 측면도이다.
[0022] 도 13은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템을 활용함으로써 생성된 반사 스펙트럼들의 차트들을 도시한다.
[0023] 이해를 용이하게 하기 위하여, 가능하면, 도면들에 공통되는 동일한 엘리먼트들을 나타내기 위해, 동일한 참조번호들이 사용되었다. 일 실시예에 개시되는 엘리먼트들이, 구체적인 언급 없이 다른 실시예들에서 유익하게 사용될 수 있다는 점이 고려된다.
[0024]
본 개시내용의 실시예들은 두께의 균일성을 갖는 필름들을 기판들 상에 형성하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 본 개시내용의 실시예들은, 기판의 표면 특성들을 사전에 알지 않고, 기판 상에 증착되는 필름들의 두께 또는 다른 특성들을 측정하는 데에 사용될 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은 형성되는 복수의 층들의 두께 또는 다른 특성들을 측정하는 데에 사용될 수 있다. 예컨대, 본 개시내용의 실시예들은 수직 메모리 스택들의 두께를 측정하는 데에 사용될 수 있다.
하드웨어
[0025]
도 1은, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 개략적인 단면도이다. 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 프로세싱되고 있는 기판들 상의 베이스 층의 정보를 사용하지 않고 인-시츄 필름 특성 측정을 수행할 수 있다. 예컨대, 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 플래시 메모리 디바이스들을 위한 필름 스택들을 형성하는 동안 필름들의 두께를 측정할 수 있다.
[0026]
플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 챔버 본체(102), 및 챔버 본체(102) 위에 배치된 덮개 조립체(104)를 포함할 수 있다. 챔버 본체(102) 및 덮개 조립체(104)는 프로세싱 용적(106)을 정의한다. 덮개 조립체(104)는 샤워 헤드(108)를 포함할 수 있다. 가스 소스(110)는, 가스 소스(110)로부터의 하나 또는 그 초과의 프로세싱 가스들이 샤워 헤드(108)를 통해 프로세싱 용적(106)에 전달될 수 있도록, 덮개 조립체(104)에 연결될 수 있다. 기판 지지부(112)는 프로세싱 동안 기판(114)을 지지하기 위해 프로세싱 용적(106)에 배치될 수 있다. 기판 지지부(112)는 기판(114)을 미리 결정된 배향으로 배향시키기 위해 회전될 수 있다. 기판 지지부(112)는, 기판(114)을 기판 지지부(112) 상에 평평하게 유지하기 위해 진공 양립가능한 척킹 메커니즘(vacuum compatible chucking mechanism)을 사용하여 또는 정전기적으로(electrostatically) 기판을 척킹하는 것이 가능할 수 있다. 일 실시예에서, RF(radio frequency) 전력 소스(116)는 매칭 네트워크(matching network; 118)를 통해 기판 지지부(112)에 커플링될 수 있다. RF 전력 소스(116)는 프로세싱을 위한 플라즈마(120)를 생성하기 위해 RF 전력을 기판 지지부(112)와 샤워 헤드(108) 사이에 인가할 수 있다. 일 실시예에서, 플라즈마(120)는 CVD(chemical vapor deposition) 프로세스에 의해 필름들을 증착시키기 위해 사용될 수 있다.
[0027]
플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 또한, 인-시츄 계측 조립체(122)를 포함한다. 인-시츄 계측 조립체(122)는 광 소스(124), 하나 또는 그 초과의 광-섬유 묶음들(126), 및 분광기(spectrograph; 128)를 포함할 수 있다. 광 소스(124) 및 분광기(128)는, 결과적으로 신호 안정성을 개선하는, 광 소스(124) 및 분광기(128)의 기계적 안정성을 개선하기 위해 장착 브라켓(도 2에 도시됨)에 의해 덮개 조립체(104)에 고정될 수 있다. 각각의 광-섬유 묶음(126)은 하나 또는 그 초과의 광-섬유 케이블들을 포함할 수 있다. 각각의 광-섬유 케이블은 약 200 미크론의 내부 직경을 가질 수 있고, 이러한 내부 직경은, 더 작은 내부 직경을 갖는 광-섬유 케이블과 비교할 때, 신호 강도(intensity)를 증가시키고 정렬 감도(alignment sensitivity)를 개선한다. 200 미크론 광-섬유 케이블들의 경우, 색신호 드리프트(chromatic signal drift)는 중요하지 않다.
[0028]
일 실시예에서, 각각의 광-섬유 묶음(126)은 2개의 광-섬유 케이블들을 포함하고, 2개의 광-섬유 케이블 각각은 약 200 미크론의 내부 직경을 가지며, 2개 중 하나는 (광 소스(124)로부터 기판(114)으로의) 소스 신호를 위한 것이고, 하나는 (기판(114)으로부터 반사된) 신호를 수신하기 위한 것이며, 이는, 광 소스(124)와의 록킹 배향과 무관하게, 광-섬유 케이블 내로 주입되는 광의 무감도(insensitivity)를 보장하고 최대 강도를 위한 단일 지점을 가능하게 한다. 하나 또는 그 초과의 광-섬유 묶음들(126) 각각은, 샤워 헤드(108)의 대응하는 관찰 윈도우(130)의 외부에 배치된 제1 단부(132)를 갖는다. 각각의 광-섬유 묶음(126)은 광 소스(124)에 광학적으로 연결된 제2 단부(134), 및 분광기(128)에 광학적으로 커플링된 제3 단부(136)를 갖는다. 인-시츄 계측 조립체(122)는 또한, 제1 단부(132)와 제2 단부(134) 사이에, 그리고 제1 단부(132)와 제3 단부(136) 사이에 배치될 수 있는 광-섬유 케이블 장착부(도 2에 도시됨)를 포함할 수 있다. 각각의 광-섬유 묶음(126)은, 광 소스(124)로부터의 광이 수직 입사로 기판(114) 상의 측정 지점(138)을 향하여 이동하도록, 광 소스(124)로부터의 광을 관찰 윈도우(130)를 통해 기판(114)을 향하여 송신하도록 배열된다. 이어서, 광-섬유 묶음(126)은 수직 입사에서의 기판(114)으로부터의 광의 반사를 캡처링하고, 이어서, 그러한 반사를 분광기(128)를 향하여 송신한다. 광-섬유 묶음(126)은, 측정 지점(138)에서 직경이 약 2 mm 로 조명을 하기 위해, 광 소스(124)로부터의 광을 시준할 수 있다. 시준기(도 3에 도시됨)는 각각의 광-섬유 묶음(126)을 위해 샤워 헤드(108)와 덮개 조립체(104) 사이에 배치될 수 있다. 컴포넌트들, 예컨대, 장착 브라켓, 광-섬유 케이블 장착부, 시준기, 및 샤워 헤드(108)와 덮개 조립체(104) 사이에 배치된 하나 또는 그 초과의 플레이트들은, 더 양호한 예시를 위해 도 1에서는 생략되었다.
[0029]
광 소스(124)는 짧은 지속 기간들로 펄스식(pulsed) 광을 확산시킬 수 있는 플래시(flash) 광 소스일 수 있다. 광 소스(124)는 백색 광 소스일 수 있다. 일 실시예에서, 광 소스(124)는 제논(Xenon) 플래시-램프일 수 있다. 광 소스(124)는, 생성된 광이 다수의 광-섬유 묶음들, 예컨대, 광-섬유 묶음들(126) 및 기준(reference) 광-섬유 묶음(140)을 통해 균질적으로 분배되도록, 디퓨저(diffuser)를 포함할 수 있다. 분광기(128)는 CCD(charged-coupled device) 어레이 광 검출기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 분광기(128)는 약 200 nm 내지 약 2500 nm, 예컨대, 약 200 nm 내지 약 800 nm의 파장 범위를 갖는 비편광(unpolarized light)을 측정할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 광 소스(124)는 자외선(UV) 광을 생성할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 더 많은 DUV(deep ultraviolet) 함량(content)을 갖는 광을 생성하는 광 소스가 사용될 수 있다. 더 많은 DUV 함량을 갖는 광을 생성하기 위한 광 소스의 예들은 플라즈마 구동식(plasma driven) 광 소스들 또는 레이저들이다. 몇몇 실시예에서, IR(infrared range)의 파장을 갖는 광이 사용될 수 있다.
[0030]
관찰 윈도우들(130)은 샤워 헤드(108)를 통해 형성된 개구부들에 배치된 사파이어 윈도우들일 수 있다. 관찰 윈도우들(130)의 사파이어 윈도우들은 UV 등급(grade)일 수 있으며, 이는, UV 등급 사파이어가 열 변화들에 둔감하기 때문에, 신호 드리프트를 방지할 수 있다. 관찰 윈도우들(130)은 다른 재료들, 예컨대, UV 광에 매우 투과적인 MgF2 또는 CaF2로 만들어질 수 있다. 하나 또는 그 초과의 관찰 윈도우들(130)은, 기판(114)의 다양한 방사상 위치들에 대응하도록, 다양한 위치들에 포지셔닝될 수 있다. IR 광이 사용될 때, 관찰 윈도우(130)는 높은 IR 투과성 및 열 안정성을 가질 수 있다.
[0031]
일 실시예에서, 기준 광-섬유 묶음(140)은, 광 소스(124)의 임의의 변동들/드리프트들 오버타임(overtime)을 보상하기 위한 기준 채널을 제공하도록, 광 소스(124)와 분광기(128) 사이에 연결될 수 있다. 기준 광-섬유 묶음(140)은 하나 또는 그 초과의 광-섬유 케이블들을 포함할 수 있고, 광-섬유 케이블 장착부(도 2에 도시됨)에 커플링될 수 있다.
[0032]
플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 시스템 제어기(142)를 포함할 수 있다. 시스템 제어기(142)는 인-시츄 계측 조립체(122)에 연결된다. 시스템 제어기(142)는 제어 소프트웨어를 포함할 수 있다. 동작할 때, 제어 소프트웨어는, 기판(114)의 특성들을 획득하기 위해, 인-시츄 계측 조립체(122)가 측정을 수행하고 인-시츄 계측 조립체(122)로부터 측정 데이터를 수신하고 프로세싱하도록 명령할 수 있다. 시스템 제어기(142)는 또한, 프로세스 레시피들(recipes)을 수행하기 위해, 가스 소스(110), RF 전력 소스(116), 및 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 다른 컴포넌트들에 연결된다.
[0033]
기판(114) 상의 3개의 측정 지점들(138)을 측정하기 위해 3개의 광-섬유 묶음들(126)이 도시되었지만, 프로세스 요건에 따라 더 많은 또는 더 적은 광-섬유 묶음들(126)이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 2개의 플라즈마 프로세싱 챔버들(100)이 나란히 포지셔닝되고 광 소스(124) 및 분광기(128)를 공유할 수 있으며, 6개의 광-섬유 묶음들(126)이 활용된다. 다른 실시예에서, 플라즈마 프로세싱 챔버(100)는 2개의 측들 또는 프로세싱 영역들을 포함할 수 있고, 3개의 광-섬유 묶음들(126)이 각각의 프로세싱 영역에서 사용된다.
[0034]
도 2는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 인-시츄 계측 조립체(122)를 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광 소스(124) 및 분광기(128)는 광 소스(124) 및 분광기(128)의 기계적 안정성을 개선하기 위해 장착 브라켓(202)에 의해 덮개 조립체(104)에 고정되고, 이는 결과적으로 신호 안정성을 개선한다. 섬유 SMA 유지기(retainer)(206)는 신호 안정성을 개선하기 위해 광-섬유 묶음들(126)을 단단히 유지하도록 분광기(128)에 커플링될 수 있다. 섬유 SMA 유지기(206) 없이, 광-섬유 묶음들(126)은 툴 진동, 수동 터치, 및 다른 간섭들에 기인하여 느슨해지기 쉽다. 유사하게, 섬유 SMA 유지기(208)는 광 소스(124)에 커플링될 수 있다. 분광기(128) 및 광 소스(124) 상의 섬유 SMA 유지기들(206, 208)은, 각각, 신호 안정성을 개선하는 것을 돕는다. 광-섬유 케이블 장착부(204)는 광-섬유 묶음들(126) 및 기준 광-섬유 묶음(140)을 고정시키기 위해 덮개 조립체(104) 상에 배치될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광 소스(124)에 커플링된, 6개의 광-섬유 묶음들(126)(1-6으로 라벨링됨) 및 하나의 기준 광-섬유 묶음(140)(7로 라벨링됨), 및 분광기(128)에 커플링된, 6개의 광-섬유 묶음들(126)(1-6으로 라벨링됨) 및 하나의 기준 광-섬유 묶음(140)(7로 라벨링됨)이 존재한다.
[0035]
도 3은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 감쇠기(300)의 평면도이다. 감쇠기(300)는 광-섬유 케이블 장착부(204)에 배치될 수 있고, 기준 광-섬유 묶음(140)에 커플링될 수 있다. 감쇠기(300)는 동심도 시프트(concentricity shift)에 의해 야기된 문제를 회피하기 위해 키잉된(keyed) 섬유일 수 있다. 감쇠기(300)는 공기-갭을 조정하기 위한 노브(knob; 302)를 포함할 수 있다.
[0036]
도 4는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 부분의 확대도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 시준기(402), 가스 박스(404), 제1 차단기(blocker) 플레이트(406), 및 제2 차단기 플레이트(408)가 덮개 조립체(104)와 샤워 헤드(108) 사이에 배치된다. 광-섬유 묶음(126)은 시준기(402)에 커플링될 수 있다. 사파이어 윈도우(410)는 제1 차단기 플레이트(406)에 배치될 수 있고, 광이 통과할 수 있도록 시준기(402)와 정렬될 수 있다. 사파이어 윈도우(410)는 상기 설명된 바와 같은 UV 등급일 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 샤워 헤드(108)에 형성된 관찰 윈도우(130)를 갖는 대신에, 광 소스(124)로부터 생성된 광은, 도 4에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드(108)에 형성된 개구부(412)를 통과하여 기판(114)에 도달한다.
[0037]
도 5는, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 부분의 확대도의 측단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 시준기(402)는 가스 박스(404)에 형성된 개구부(506)를 통해 연장될 수 있다. 개구부(506)는 시준기(402)의 폭보다 약간 더 넓을 수 있고, 이로써 시준기(402)는 시준기(402)를 가스 박스(404) 내에 배치시킬 때의 약간의 오정렬(misalignment)를 용인할 수 있다. 부가적으로, 제1 차단기 플레이트(406)(도 4에 도시됨)에 형성된 리세스의 내부에 배치된 시준기(402)의 바닥부 측은 챔퍼(chamfer; 504)를 갖는다. 챔퍼(504)는 약간의 오정렬이 존재할 때 시준기(402)가 제1 차단기 플레이트(406)의 리세스 내로 슬라이딩하는 것을 돕는다. 광-섬유 묶음(126)은 덮개 조립체(104)에 형성된 개구부를 통해 덮개 조립체(104)를 통해 연장될 수 있고 시준기(402)에 커플링될 수 있다. 광-섬유 묶음(126)의 수직 포지션을 조정하고 광-섬유 묶음(126)을 록킹하기 위해 스터드(stud; 508), 너트(510), 및 스프링(512)이 활용될 수 있다. 스터드(508) 및 너트(510)는 상승된 온도들, 예컨대, 섭씨 250도의 또는 그 초과의 온도들을 견딜 수 있는 비-금속성 재료로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 스터드(508) 및 너트(510)는 PEEK(polyether ether ketone)로 만들어진다. 유지 링(514)은 광-섬유 묶음(126)을 둘러쌀 수 있다. 광-섬유 묶음(126)을 시준기(402) 내부의 제 위치에(in place) 록킹하기 위해, 광-섬유 묶음 록킹 툴(516)이 덮개 조립체(104)의 개구부를 통해 시준기(402) 내에 삽입될 수 있다(세부 사항들은 도 10 참고). 일 실시예에서, 록킹 툴(516)은 앨런 렌치(Allen wrench)이다. 하나 또는 그 초과의 거울(mirror) 조정 툴들(518)이, 시준기(402) 내부의 하나 또는 그 초과의 거울들을 조정하기 위해, 하나 또는 그 초과의 대응하는 개구부들을 통하여 덮개 조립체(104)를 통해 연장될 수 있고, 시준기(402)에 커플링될 수 있다. 툴들(516, 518)은 덮개 조립체(104) 위로 연장되어, 이로써 설정들이, 덮개 조립체(104)를 개방하지 않고 조정될 수 있다.
[0038]
도 6은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 플라즈마 프로세싱 챔버(100)의 내부의 하나 또는 그 초과의 스프링들의 측단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 또는 그 초과의 스프링들(602)은 수직 방향 강성(rigidness)을 제공하기 위해, 덮개 조립체(104)와 가스 박스(404) 사이에 배치된다.
[0039]
도 7은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 챔버 본체(102)와 챔버 덮개 조립체(104) 사이의 연결 지점의 측단면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 챔버 덮개 힌지(702)가 챔버 본체 힌지(704)에 커플링될 수 있고, 래시-방지(anti-lash) 스프링(706)이 챔버 덮개 힌지(702)와 챔버 본체 힌지(704) 사이에 배치될 수 있다. 챔버 덮개 힌지(702), 챔버 본체 힌지(704), 및 래시-방지 스프링(706)의 2개의 세트들이 존재하고, 각각은 프로세싱 챔버(100)의 일 측 상에 배치된다. 챔버 덮개 조립체(104)는, 덮개 조립체(104)의 일 측을 들어올리면서 다른 측을, 2개의 챔버 덮개 힌지들(702)에 의해 형성된 축을 중심으로 회전시킴으로써 개방될 수 있다. 래시-방지 스프링(706)은 개방 이후에 덮개 조립체(104)가 폐쇄될 때마다, 덮개 조립체(104)의 폐쇄 동안 덮개 조립체(104)가 센터링되는 것을 보장함으로써, 챔버 덮개 조립체(104)가 동일한 공간적 위치에 안착되는 것을 돕는다. 결과적으로, 시준기(402)는 수용 가능한 기계적 공차 내에서 제1 차단기 플레이트(406) 상에 적절하게 안착된다.
[0040]
도 8은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기(402)에 커플링된 광-섬유 묶음(126)을 예시한다. 몇몇 실시예들에서, 각각의 광-섬유 묶음(126)은 2개의 광-섬유 케이블들을 포함하고, 따라서, 광-섬유 묶음(126)의 회전 배향은 높은 신호 강도를 위해 중요해진다. 광-섬유 묶음(126)을 배향시키는 데에 일관성을 개선하기 위해, 스크라이브(scribe) 라인(802) 및 마크(mark; 804)가 광-섬유 묶음(126) 상에 형성될 수 있다. 부가적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 광-섬유 묶음(126)의 일관적인 회전 배향을 제공하기 위해, 광-섬유 묶음(126)의 팁(902)이 평평할 수 있다. 팁(902)은 시준기(402) 내에 삽입될 수 있다.
[0041]
도 10은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 시준기(402)의 내부의 섬유 록킹 시스템(1000)을 예시한다. 섬유 록킹 시스템(1000)은 부재(1002), 및 부재(1002)와 광-섬유 묶음(126) 사이에 배치된 볼(ball; 1004)을 포함할 수 있다. 부재(1002)는 거꾸로된 원뿔 형태의 부분(1006)을 가질 수 있다. 광-섬유 묶음(126)의 팁(902)이 시준기(402) 내에 삽입된 후, 부재(1002)의 부분(1006)을 아래로 누르기 위해 광-섬유 묶음 록킹 툴(516)이 사용될 수 있다. 결과적으로, 부분(1006)은 볼(1004)을 밀고, 이는 광-섬유 묶음(126)을 시준기(402) 내부에 록킹한다.
[0042]
인-시츄 계측 조립체(122)는, 측정된 두께의 결과적인 드리프트가 중요하지 않은 지점에 대한 색신호 드리프트를 감소시킨다. 증착 이후 인-시츄 계측 조립체(122)를 사용한 연속적인 측정에 대한 두께 드리프트는 거의 변화되지 않는다. 인-시츄 계측 조립체(122)는 튼튼하고, 높은 정확도(옹스트롬-미만(sub-angstrom) 수준)로 두께를 측정할 수 있다.
[0043]
몇몇 실시예들에서, 도 11a에 도시된 바와 같이, 기판 학습 시스템(1100)이 프로세싱 챔버(100) 내부에 또는 상이한 프로세싱 챔버의 내부에 로케이팅될 수 있다. 기판 학습 시스템(1100)은, 기판(114)을 대면하는(facing) 단부에서 필름(1108)을 갖는 중공 원통 튜브(1102)를 포함할 수 있다. 하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들(1104)은 중공 원통 튜브(1102)를 둘러쌀 수 있다. 중공 원통 튜브(1102)는, 커패시턴스 센서들(1104)과의 전기적 간섭을 방지하기 위해, 전기적 비-전도성 재료로 만들어질 수 있다. 필름(1108)은 다층 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 필름(1108)은 제1 층(1110) 및 기판(114)을 대면하는 제2 층(1112)을 포함할 수 있다. 제1 층(1110)은 투명 캐리어일 수 있고, 제2 층(1112)은 제1 층(1110)과 상이한 굴절률을 갖는 층일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 층(1110)의 굴절률은 제2 층(1112)의 굴절률의 20% 미만이다. 일 실시예에서, 투명 캐리어는 사파이어, 용융 실리카, 유리, 또는 석영으로 만들어지고, 제2 층(1112)은 나이트라이드 또는 옥사이드 층이다. 제1 층(1110)은 약 1 mm 내지 약 3 mm의 범위인 두께를 가질 수 있고, 제2 층(1112)은 약 100 nm 내지 약 500 nm의 범위인 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제2 층(1112)은, 도 11a에서 도시된 바와 같이, 균일한 두께를 갖는다. 다른 실시예들에서, 제2 층(1112)은 불-균일한 두께를 갖는다. 도 12에 도시된 바와 같이, 웨지형(wedged) 필름(1200)은 제1 층(1110) 및 제2 층(1202)을 포함할 수 있다. 제2 층(1202)은 나이트라이드 층일 수 있고, 약 0 nm 내지 약 500 nm의 범위인 불-균일한 두께를 가질 수 있다.
[0044]
필름(1108)과 기판(114) 사이의 거리(D1)는 약 100 nm 내지 약 1000 nm의 범위일 수 있고, 거리(D1)는 커패시턴스 센서들(1104)에 의해 제어될 수 있다. 커패시턴스 센서들(1104)은 필름(1108)으로부터 수직으로 오프셋될(offset) 수 있다. 다시 말해서, 커패시턴스 센서들(1104)은, 필름(1108)의, 기판(114)을 대면하는 표면으로부터의 거리(D2)일 수 있고, 커패시턴스 센서들(1104)은 필름(1108)보다 기판(114)으로부터 더 멀리 있다. 거리(D2)로 인해, 센서들(1104)은 더 양호한 선형성(linearity) 및 정확성을 갖는다. 몇몇 실시예들에서, 다른 센서들, 예컨대, 유도성 근접 센서들(inductive proximity sensors), 레이저 변위 센서들, 또는 비디오 카메라가 있는 이미지 포커싱 시스템이, 거리(D1)를 측정하고 제어하기 위해, 커패시턴스 센서들 대신에 사용될 수 있다. 부가적으로, 광(1106)이 필름(1108)을 통과할 때 기판(114)으로부터의 반사된 신호는 거리(D1)의 지표로서 모니터링될 수 있다. 이러한 신호는 필름(1108)과 기판(114) 사이의 접촉을 방지하기 위한 부가적인 보호 수단(safeguard)으로서 사용될 수 있다. 기판 학습 시스템(1100)의 수직 이동을 제공하기 위해 압전기 모터/스테이지(도시되지 않음)가 활용될 수 있고, 기판 학습 시스템(1100)의 수평 이동을 제공하고 기판 학습 시스템(1100)을 기판(114) 위의 임의의 위치에 포지셔닝하기 위해 기계 스테이지(도시되지 않음)가 활용될 수 있다.
[0045]
도 11b는 도 11a에 도시된 단면(11B)에서의 기판 학습 시스템(1100)의 단면도이다. 도 11b에 도시된 바와 같이, 중공 원통 튜브(1102)를 둘러싸는 4개의 커패시턴스 센서들(1104)이 존재한다. 4개의 커패시턴스 센서들(1104)을 통해, 필름(1108)이 기판(114)의 표면에 대해 가능한 평행하다는 것을 보장하기 위해, 거리(D1)의 4개의 독립적인 측정들이 존재한다. 기판(114)의 표면에 대해 가능한 평행한 필름(1108)을 갖는 것은, 필름(1108)의 하나 또는 그 초과의 코너들이 기판(114)의 표면과 접촉하게 되는 것을 야기할 수 있는 필름(1108)의 틸팅을 방지한다. 각각의 커패시턴스 센서(1104)의 폭은 약 2 mm 내지 약 5 mm의 범위일 수 있다.
[0046]
기판(114)을 프로세싱하기 이전에, 기판 학습 시스템(1100)은 알려진 그리고 다양한(varying) 위상 정보를 기판(114)의 표면으로부터 반사된 광에 부여하는 데에 사용될 수 있다. 이는, 제2 층(1112 또는 1202)을 광 소스(124)(도 1에 도시됨)와 기판(114) 사이의 광(1106)(도 11에 도시됨) 내에 삽입함으로써 성취될 수 있다. 광의 제한된 가간섭성 길이(coherence length)에 기인하여, 제2 층(1112 또는 1202)의 두께 및 거리(D1)는, 전형적인 광대역 광 소스, 예컨대, 광 소스(124)의 경우에 전형적으로 약 3 미크론 미만인 가간섭성 길이의 미만일 수 있다. 그러한 얇은 층을 빔 경로 내에 삽입하는 실제적인 접근법은 제1 층(1110)을 캐리어로서 사용하는 것이다. 제1 층(1110) 및 제2 층(1112 또는 1202)은 알려진 두께들 및 굴절률들을 갖는다. 일 실시예에서, 필름(1108)이 활용된다. 위상 변화 정보는 거리(D1)에 기반하고, 거리(D1)는 필름(1108)을, 미리 결정된 시작 지점으로부터 기판(114)으로부터 멀리 이동시킴으로써 변화될 수 있다. 거리(D1)는 약 100 nm 내지 약 1000 nm로 변할 수 있다. 위상 변화 정보는 필름(1108)을 기판(114)으로부터 멀리 이동시킴으로써, 즉, 거리(D1)를 증가시킴으로써 획득될 수 있다. 기판(114)이 회전될 수 있고, 기판 상의 상이한 위치에서의 위상 변화 정보가 획득될 수 있다. 단계들은, 가장 큰 위상 변화가 보여지는 기판 상의 위치들이 식별될 때까지 반복될 수 있다. 이러한 위치들은 측정 지점들로서 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 필름(1200)이 활용된다. 위상 변화 정보는 필름(1200)이 광(1106)을 가로질러 수평으로(가로로(transversely)) 슬라이딩할 때의 필름 두께 변화에 기반한다. 위상 변화 정보는, 기판 위의 필름의 두께에서의 명백한 변화를 생성하기 위해, 필름(1200)을 광(1106)을 가로질러 측방향으로 이동시킴으로써 획득될 수 있다. 유사하게, 측정 지점들은 상기 설명된 방법을 사용함으로써 식별될 수 있다.
[0047]
도 13은, 본원에서 설명되는 실시예들에 따른 기판 학습 시스템(1100)을 활용함으로써 생성된 반사 스펙트럼들의 차트들을 도시한다. 스펙트럼들은, 거리(D1)가 약 30,000 옹스트롬으로부터 약 1,000 옹스트롬으로 낮아짐에 따라 프린지(fringe) 밀도가 감소되는 것을 보여준다. 그러면, 거리(D1)가 광(1106)의 가간섭성 길이 내에 있는 한, 거리(D1)를 구하기 위해 스펙트럼들을 맞추는(fit) 데에 필름 모델이 사용될 수 있다.
프로세싱
[0048]
본 개시내용의 실시예들은 기판 상의 랜덤 베이스 층 상에 형성된 다수의 필름들의 특성들, 예컨대, 두께의 인-시츄 측정을 위한 방법들을 포함한다. 방법들은, 상기 설명된 인-시츄 계측 조립체(122) 및 플라즈마 프로세싱 챔버(100)를 사용하여 수행될 수 있다. 방법들은, 플래시 메모리 필름 스택들의 형성 동안, 필름 두께를 측정하고 제어하는 데에 사용될 수 있다.
기판 배향 결정
[0049]
기판 상에 다수의 층들을 증착시키기 이전에, 기판 배향이 결정될 수 있다. 최적의 기판 배향은, 기판 상의 측정 지점들의 최적의 조합을 식별함으로써 결정될 수 있다. 측정 지점들은 도 1에 도시된 측정 지점들(138)일 수 있다. 일 실시예에서, 기판 상에 3개의 측정 지점들이 있다. 기판 상에 복수의 가능한 측정 지점들이 있을 수 있고, 3개의 측정 지점들의 최적의 조합이, 비-파괴(non-destructive) 방법에 의해 식별될 수 있다. 비-파괴 방법은 기판의 표면이 수정되지 않는 것을 의미한다. 비-파괴 방법은, 광을 기판의 표면에 지향시키고, 기판을 회전시키고 가장 높은 반사율(예컨대, 패턴 구조는 반사된 광을 산란(scattering) 또는 제거(cancelling)하지 않음) 및 기판 배치 공차에 대한 일관된 반사율(즉, 복합 반사율(complex reflectivity)의 진폭 컴포넌트는 기판 배치의 가변성에 대해 둔감함)을 갖는 측정 지점들의 조합을 찾음으로써 측정 지점들에서 최적의 기판 진폭들을 탐색하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방법은 프로세싱 챔버, 예컨대, 프로세싱 챔버(100)에서 인-시츄 계측 시스템, 예컨대, 인-시츄 계측 조립체(122)를 사용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 방법은 프로세싱 챔버의 외부에서, 예컨대, 사전-정렬기 스테이션(pre-aligner station)에서 수행될 수 있는데, 이는 기판 배향의 매 조정마다 기판의 로딩 및 언로딩을 제거한다.
[0050]
몇몇 실시예들에서, 측정 지점들의 최적의 조합은 옥사이드 층을 기판 상에 증착시키고 다양한 배향들에서 최적의 기판 위상들을 탐색함으로써 식별될 수 있다. 옥사이드 층은 모든 배향으로 기판 상에 증착될 수 있고, 관심 있는 파장 영역에 걸친 사인파형 반사율 응답에서 가장 큰 곡률을 갖는 최적의 측정 지점들, 기판 배치 공차에 대한 일관된 반사율 응답(즉, 복합 반사율은 기판 배치에서의 가변성에 대해 둔감함), 및 가장 큰 피크 진폭(예컨대, 패턴 구조는 반사된 광을 산란 또는 제거하지 않음)을 찾기 위해 신호 변화가 동적으로 모니터링된다. 이러한 방법은 프로세싱 챔버, 예컨대, 프로세싱 챔버(100)에서 인-시츄 계측 시스템, 예컨대, 인-시츄 계측 조립체(122)를 사용하여 수행될 수 있다. 프로세싱 챔버 내부의 기판은 다양한 배향들로 회전될 수 있다.
[0051]
몇몇 실시예들에서, 개시 기판 특징들(starting substrate signatures)의 라이브러리(library)가, 하나 초과의 배향/측정 위치에서 기판의 복합 반사율을 학습함으로써 생성될 수 있다. 기판 배향/배치가 측정 스폿(spot)을 뚜렷한 복합 반사율을 갖는 상이한 패턴 구조들 상에 착상(land)하게 할 때, 특징들의 라이브러리는, 현재의 측정 위치에서 복합 반사율 값들에 가장 근접한 매치를 찾기 위해 탐색 또는 보간될(interpolated) 수 있다. 개시 기판 특징들은 두꺼운 필름, 예컨대, 1000 옹스트롬 또는 그 초과의 두께를 갖는 옥사이드 필름을 단일 기판 상에서 여러 번 다수의 배향들로 성장시킴으로써 획득될 수 있다. 예컨대, 기판 상에서의 약 1000 옹스트롬의 두께를 갖는 제1 옥사이드 필름의 성장 동안의 위상 정보가 기록되고 분석된다. 이어서, 기판의 배향이 변화되고(즉, 기판을 회전시킴), 약 1000 옹스트롬의 두께를 갖는 제2 옥사이드 필름이 기판 상에서 성장된다. 다시, 제2 옥사이드 필름의 성장 동안의 위상 정보가 기록되고 분석된다. 부가적인 두꺼운 옥사이드 필름들은 기판 상에서 상이한 배향들로 성장될 수 있고, 부가적인 옥사이드 필름들의 성장 동안의 위상 정보가 기록되고 분석된다. 각각의 기판 배향에서의 두꺼운 옥사이드 필름들의 광학적 특성들이 기록되고, 기판의 복합 반사율의 후속 계산으로부터 배제된다. 일 실시예에서, 기판의 복합 반사율은 동적 시계열 계산(dynamic time-series calculation)을 사용하여 계산되고, 상이한 기판 배향들에서의 광학적 특성들은 로딩 효과(loading effect)를 상쇄시키거나 현저하게 감소시키기 위해 평균화된다.
복합 반사율을 결정하기 위한 비-파괴 방법
[0052]
일 실시예에서, 측정 지점들에서의 복합 반사율은 비-파괴 방법에 의해 결정될 수 있다. 비-파과 방법은, 알려진 제어 가능한 변화를 분광기의 광학 경로에 도입하기 위해 능동적 광학 엘리먼트를 사용하는 단계를 포함할 수 있다. 기판 학습 시스템(1100)은 능동적 광학 엘리먼트로서 활용될 수 있다. 기판 학습 시스템(1100)을 동작시키는 방법은 알려진 제어 가능한 변화를 분광기의 광학 경로에 도입하기 위한 비-파괴 방법일 수 있다. 비-파괴 방법은 프로세싱 챔버, 예컨대, 프로세싱 챔버(100)에서 기판 학습 시스템(1100)을 사용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 비-파괴 방법은 프로세싱 챔버의 외부의 준비 스테이션(preparation station)에서, 예컨대, 사전-정렬기 스테이션에서 수행될 수 있다. 준비 스테이션에서, 기판의 특성들은, 필름 층들의 성장이 프로세싱 챔버의 내부에서 측정되는 동일한 위치들에서 학습될 수 있다. 기판의 배향을, 프로세싱 챔버로의 로봇식 이송 동안 특징화된 바와 같이 유지하는 것이 중요하다. 이는, 비-파괴 방법에 의해 식별된 측정 지점들이 프로세싱 챔버 내부의 실제 측정 지점들에 대응하는 것을 보장한다. 이러한 비-파괴 방법의 이점은, 옥사이드 층을 기판 상에 증착시키지 않고 기판의 복합 반사율을 정확하게 측정하기 위해, 다수 사이클들의 위상 변화 데이터가 추출될 수 있다는 것이다.
분광기 신호 드리프트의 원인들에 대한 보상
[0053]
시준기, 예컨대, 시준기(402)는 광 빔(light beam) 품질 및 포지션에서의 온도로-인한 변화들을 최소화하기 위해 온도가 안정화될 수 있다. 시준기는, 가능한 가장 뜨거운 주변 온도보다 섭씨 약 5도 더 높은 온도에서의 동작 동안 가열될 수 있고 제어될 수 있다. 광 빔이 지나갈 수 있는 시준기 내부의 컴포넌트들은, 시준기 동작 온도들의 전형적인 범위에 걸쳐서 현저하게 이동하지 않는 온도 불변 빔 경로를 생성하기 위해, 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료, 예컨대, 인바(invar)(64FeNi)로 만들어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 시준기는, 다른 컴포넌트들의 온도로-인한 이동을 보상하기 위해 조정될 수 있는 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, (센서에 의해 검출된 바와 같은) 하나의 광학적 컴포넌트의 온도로-인한 이동들은 능동적으로 제어되는 보상 이동으로 보정된다(corrected). 몇몇 실시예들에서, 온도-보상 신호 분석이 수행될 수 있다. 온도-보상 신호 분석의 일 예는, 열 드리프트에 기인한 신호 왜곡의 알려진/캘리브레이팅된(calibrated) 원인들을 보정하기 위해 열전대(thermocouple) 피드백을 포함할 수 있다. 프로세싱 챔버의 거동 대 온도의 사전 특성화가 수행될 수 있다.
[0054]
몇몇 실시예들에서, 과-충전된 애퍼처들(over-filled apertures)을 갖는 플랫-탑형(flat-topped) 광 빔은, 신호 드리프트를 감소시키기 위해 활용될 수 있다. 광 빔은 애퍼처의 직경보다 더 넓은 빔 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 플랫-탑형 광은 애퍼처를 지나서(샤워 헤드에 형성된 관찰 윈도우 또는 개구부를 통해) 기판에 전달된 또는 애퍼처를 지나서 분광기로 다시 반사된 광에 영향을 주지 않고 측방향으로 이동할 수 있다. 개구부는 도 4에 도시된 개구부(412)일 수 있고, 관찰 윈도우는 도 1에 도시된 관찰 윈도우(130)일 수 있으며, 샤워 헤드는 도 1에 도시된 샤워 헤드(108)일 수 있다. 유사하게, 애퍼처의 직경보다 더 작은 빔 프로파일을 갖는 광 빔이 또한, 동일한 효과를 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 샤워 헤드에 형성된 관찰 윈도우는 실질적으로 더 큰 직경을 가질 수 있어서, 윈도우는 광 빔에 대한 샤워 헤드의 최악의 경우의 이동에 대해 둔감하다. 관찰 윈도우의 직경은 광 빔 직경과 광 빔에 대한 윈도우의 열로-인한 가장 큰 이동의 합보다 더 클 수 있다. 부가적으로, 관찰 윈도우는, 샤워 헤드 아래에 로케이팅된 기판에 대한 임의의 열 효과들을 회피하기 위해 샤워 헤드의 나머지 부분과 유사한 열 풋프린트(thermal footprint)를 가질 수 있고 밀봉될 수 있다.
[0055]
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 이하의 청구항들에 의해서 결정된다.
Claims (15)
- 장치로서,
기판 학습 시스템을 포함하고; 상기 기판 학습 시스템은:
중공 원통 튜브;
상기 중공 원통 튜브의 일 단부에 로케이팅된 필름; 및
상기 중공 원통 튜브를 둘러싸는 하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들(capacitance sensors)을 포함하는,
장치. - 제1 항에 있어서,
상기 필름은 제1 층 및 제2 층을 포함하는 다층 구조이고, 상기 제2 층은 상기 제1 층과 상이한 굴절률을 갖는,
장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 층은 사파이어, 용융 실리카, 유리, 또는 석영을 포함하고, 상기 제2 층은 나이트라이드 또는 옥사이드 층을 포함하는,
장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 층은 약 1 mm 내지 약 3 mm의 범위인 두께를 갖고, 상기 제2 층은 약 100 nm 내지 약 500 nm의 범위인 두께를 갖는,
장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제2 층은 균일한 두께를 갖는,
장치. - 제1 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들은 4개의 커패시턴스 센서들을 포함하는,
장치. - 제1 항에 있어서,
프로세싱 챔버를 더 포함하고, 상기 기판 학습 시스템은 상기 프로세싱 챔버의 내부에 배치되는,
장치. - 제7 항에 있어서,
상기 프로세싱 챔버는:
챔버 본체;
상기 챔버 본체 위에 배치된 덮개 조립체 ― 상기 덮개 조립체는 샤워 헤드를 포함함 ―; 및
인-시츄 계측 조립체(in-situ metrology assembly)를 포함하고, 상기 인-시츄 계측 조립체는:
광 소스;
분광기; 및
하나 또는 그 초과의 광-섬유 묶음들을 포함하는,
장치. - 제8 항에 있어서,
상기 하나 또는 그 초과의 광-섬유 묶음들 각각은 하나 또는 그 초과의 광-섬유 케이블들을 포함하고, 각각의 광-섬유 케이블은 약 200 미크론의 직경을 갖는,
장치. - 방법으로서,
기판을 프로세싱 챔버 내에 배치하는 단계;
필름을 상기 기판 위에 배치하는 단계 ― 상기 필름은 상기 기판으로부터 제1 거리에 떨어져 있음 ―;
빔을 상기 필름을 통해 상기 기판 상으로 지향시키는 단계; 및
상기 기판으로부터 위상 변화 정보(phase variation information)를 획득하는 단계를 포함하는,
방법. - 제10 항에 있어서,
상기 기판으로부터 위상 변화 정보를 획득하는 단계는, 상기 필름을 상기 기판으로부터의 제2 거리로 이동시키는 것을 포함하는,
방법. - 제10 항에 있어서,
상기 기판으로부터 위상 변화 정보를 획득하는 단계는, 상기 기판 위의 필름의 두께에서의 명백한 변화를 생성하기 위해 상기 필름을 측방향으로 시프팅하는 것을 포함하는,
방법. - 제10 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들을 상기 기판 위에 배치하는 단계를 더 포함하고, 상기 하나 또는 그 초과의 커패시턴스 센서들은 상기 기판으로부터 제3 거리에 떨어져 있으며, 상기 제3 거리는, 상기 기판에 대한 상기 필름의 수직 거리를 측정하기 위해 상기 제1 거리보다 더 큰,
방법. - 기판의 배향을 결정하기 위한 방법으로서,
광을 상기 기판의 표면으로 지향시키는 단계;
상기 기판을 회전시킴으로써 측정 지점들에서의 기판 진폭들을 탐색하는 단계; 및
가장 높은 반사율 및 일관된 반사율을 갖는 측정 지점들을 식별하는 단계를 포함하는,
기판의 배향을 결정하기 위한 방법. - 제14 항에 있어서,
하나 또는 그 초과의 옥사이드 필름들을 상기 기판 상에 상이한 배향들로 형성하고 각각의 배향에서의 위상 정보를 분석하는 단계를 더 포함하고, 상기 기판의 복합 반사율(complex reflectivity)은 동적 시계열 계산(dynamic time-series calculation)을 사용하여 계산되며, 상이한 배향들에서의 광학적 특성들이 평균화되는,
기판의 배향을 결정하기 위한 방법.
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