KR20190069616A - 선택적 식각률 모니터 - Google Patents

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Abstract

실시예들은 실시간 식각률 센서, 및 실시간 식각률 센서를 사용하기 위한 방법들을 포함한다. 실시예에서, 실시간 식각률 센서는 공진 시스템 및 전도성 하우징을 포함한다. 공진 시스템은 공진 몸체, 공진 몸체의 제1 표면 위에 형성된 제1 전극, 공진 몸체의 제2 표면 위에 형성된 제2 전극, 및 제1 전극 위에 형성된 희생 층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 전극의 적어도 일부는 희생 층에 의해 커버되지 않는다. 실시예에서, 전도성 하우징은 공진 시스템을 고정시킬 수 있다. 추가적으로, 전도성 하우징은 제1 전극과 접촉하고, 전도성 하우징의 내부 에지의 적어도 일부는 희생 층으로부터 이격될 수 있다.

Description

선택적 식각률 모니터
실시예들은 반도체 제조를 위한 식각 프로세스들의 분야에 관한 것으로, 특히, 라디칼 전용 식각 프로세스들에서의 실시간 식각률 모니터링을 제공하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
반도체 식각 프로세스들에서, 식각률을 실시간으로 모니터링하는 것이 종종 어렵다. 그에 의해, 식각률들은 전형적으로, 오직 막의 시작 두께와 막의 종료 두께 사이의 차이를 계산하고 이 차이를 총 처리 시간으로 나누는 것에 의해서만 결정될 수 있다. 그러나, 식각률을 실시간으로 모니터링하는 것은, 다른 장점들 중에서도, 식각 프로세스들이 정확하며, 더 높은 정도의 반복성을 갖도록 식각 프로세스들을 조정하는 데에 사용될 수 있는 추가적인 정보를 제공한다는 것을 이해해야 한다.
실시간 식각률 모니터링을 제공하기 위한 일부 해결책들이 개발되었다. 예를 들어, 광학 방출 분광법(OES) 및 흡수 분광법은 전통적인 플라즈마 식각 챔버들에서 사용된 해결책들이다. OES에서, 플라즈마로부터의 광학 방출의 강도는 식각률과 상관될 수 있다. 흡수 분광법에서, 프로세스 체적을 통하는 가시선 경로가 필요하다. 그러나, 프로세스 체적을 통하는 가시선은 대용량 제조 장비에서 종종 이용가능하지 않다.
실시예들은 실시간 식각률 센서, 및 실시간 식각률 센서를 사용하기 위한 방법들을 포함한다. 실시예에서, 실시간 식각률 센서는 공진 시스템 및 전도성 하우징을 포함한다. 공진 시스템은 공진 몸체, 공진 몸체의 제1 표면 위에 형성된 제1 전극, 공진 몸체의 제2 표면 위에 형성된 제2 전극, 및 제1 전극 위에 형성된 희생 층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 전극의 적어도 일부는 희생 층에 의해 커버되지 않는다. 실시예에서, 전도성 하우징은 공진 시스템을 고정시킬 수 있다. 추가적으로, 전도성 하우징은 제1 전극과 접촉하고, 전도성 하우징의 내부 에지의 적어도 일부는 희생 층으로부터 이격될 수 있다.
추가적인 실시예들은 라디칼 전용 식각 프로세스 툴을 포함할 수 있다. 실시예에서, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴은 원격 플라즈마 챔버, 및 원격 플라즈마 챔버에 결합된 주 처리 챔버를 포함할 수 있다. 실시예에서, 주 처리 챔버는 상부 및 이온 필터에 의해 상부로부터 분리된 하부, 및 하부의 페디스털 주위에 형성된 펌프 라이너를 포함한다. 실시예에서, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴은 또한, 주 처리 챔버의 하부에 위치된 실시간 식각률 센서를 포함할 수 있다. 실시예에서, 실시간 식각률 센서는 공진 시스템 및 전도성 하우징을 포함한다. 공진 시스템은 공진 몸체, 공진 몸체의 제1 표면 위에 형성된 제1 전극, 공진 몸체의 제2 표면 위에 형성된 제2 전극, 및 제1 전극 위에 형성된 희생 층을 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1 전극의 적어도 일부는 희생 층에 의해 커버되지 않는다. 실시예에서, 전도성 하우징은 공진 시스템을 고정시킬 수 있다. 추가적으로, 전도성 하우징은 제1 전극과 접촉하고, 전도성 하우징의 내부 에지의 적어도 일부는 희생 층으로부터 이격될 수 있다.
추가적인 실시예들은 폐루프 프로세스 레시피를 이용하여 기판을 식각하기 위한 방법들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 방법은 처리 챔버에 있는 기판에 대해 프로세스 레시피를 실행하는 단계를 포함할 수 있다. 프로세스 레시피는 하나 이상의 프로세스 파라미터, 및 처리 챔버에 위치된 실시간 식각률 센서로부터 획득된 출력들로부터 결정가능한 종료점 기준을 포함할 수 있다. 그 다음, 방법은, 실시간 식각률 센서로부터의 하나 이상의 출력을 분석함으로써 종료점 기준이 충족되는지 여부를 결정하는 것에 의해 계속될 수 있다. 그 다음, 실시예들은 일단 종료점 기준이 충족되면 프로세스 레시피를 종료하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 종료점 기준은 제거된 물질의 총 두께이며, 종료점 기준이 충족되는지를 결정하는 데에 사용되는, 실시간 식각률 센서로부터의 하나 이상의 출력은, 프로세스 레시피를 실행하기 이전의 실시간 식각률 센서의 공진 주파수 및 프로세스 레시피가 개시된 이후의 실시간 식각률 센서의 현재 공진 주파수일 수 있다.
도 1은, 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 처리를 구현하기 위한 처리 툴의 개략도이다.
도 2a는, 실시예에 따른, 실시간 식각률 모니터링을 제공하는 데에 사용될 수 있는 센서의 단면도이다.
도 2b는, 실시예에 따른, 도 2a의 센서의 평면도이다.
도 2c는, 추가적인 실시예에 따른, 하나 초과의 물질에 대한 실시간 식각률 모니터링을 제공하는 데에 사용될 수 있는 센서의 평면도이다.
도 2d는, 추가적인 실시예에 따른, 하나 초과의 물질에 대한 실시간 식각률 모니터링을 제공하는 데에 사용될 수 있는 센서의 평면도이다.
도 3a는, 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 프로세스를 구현하기 위한 처리 툴의 개략도로서, 센서의 위치를 도시한다.
도 3b는, 추가적인 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 프로세스를 구현하기 위한 처리 툴의 개략도로서, 펌프 라이너 내에 통합된 센서를 도시한다.
도 4는, 실시예에 따른, 폐루프 프로세스 제어를 위해 센서를 사용하기 위한 프로세스를 설명하는 프로세스 흐름도이다.
도 5는, 실시예에 따른, 기판 대 기판 피드포워드 프로세스 제어를 위해 센서를 사용하기 위한 프로세스를 설명하는 프로세스 흐름도이다.
도 6은, 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 프로세스의 식각률을 실시간으로 모니터링하는 것을 포함하는 프로세스들과 함께 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도를 예시한다.
라디칼 전용 식각 프로세스에서의 실시간 식각률 모니터링을 위해 센서를 사용하기 위한 시스템들 및 방법들이, 다양한 실시예들에 따라 설명된다. 이하의 설명에서, 실시예들의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정한 세부 사항들이 열거된다. 실시예들이 이러한 특정한 세부 사항들 없이 실시될 수 있다는 점이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 다른 경우들에서, 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해, 잘 알려진 양상들은 상세하게 설명되지 않는다. 또한, 첨부 도면들에 도시된 다양한 실시예들은 예시적인 표현들이며, 반드시 비례에 맞춰 도시되지는 않는다는 점을 이해해야 한다.
위에서 언급된 바와 같이, 실시간 식각률 모니터링은 식각 프로세스의 다양한 프로세스 결과들을 개선하는 데에 사용될 수 있는 정보를 제공한다. OES 및 흡수 분광법이 플라즈마 식각 작동들에서 사용되었지만, 이들은 라디칼 전용 식각 프로세스들에서 상당히 제한된다. 예를 들어, 라디칼 전용 식각 프로세스에서는 OES가 실현가능하지 않은데, 이는 기판이 식각되는 프로세스 체적에 있는 라디칼 종들로부터 상당한 광학 방출이 없기 때문이다. 흡수 분광법에서는, 위에서 설명된 가시선 요건들에 추가하여, 식각에 사용되는 많은 라디칼 종들에 의한 광의 흡수가 심자외선(UV) 주파수들에서 가장 강하다. 이에 따라, 측정들에 필요한 광학계는 복잡하고 비싸다. 게다가, 배경 모분자들에 비해 비교적 적은 라디칼들이 존재하기 때문에, 흡수 분광법에서의 신호 대 잡음비가 불량하다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 라디칼 전용 식각 프로세스는 물질을 제거하기 위해 실질적으로 라디칼 종들에 의존하는 식각 프로세스이다. 도 1은, 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 프로세스를 구현하는 데에 사용될 수 있는 처리 툴(100)의 개략적인 단면도이다. 실시예에서, 처리 툴(100)은 원격 플라즈마를 포함할 수 있다. 하나 이상의 처리 가스는 밸브들(도시되지 않음)을 통해 원격 플라즈마 챔버(110) 내로 유동될 수 있다. 처리 가스들은, 이온들(124) 및 라디칼들(126)을 포함하는 플라즈마를 형성하기 위해 전원(예를 들어, 무선 주파수 공급원)을 이용하여 이온화될 수 있다. 그 다음, 플라즈마는 원격 플라즈마 수송 영역(112)을 통해 주 처리 챔버(116)로 수송될 수 있다. 실시예에서, 주 처리 챔버(116)는 상부 영역(117) 및 하부 영역(118)을 포함할 수 있다. 상부 영역(117) 및 하부 영역(118)은 이온 필터(122)에 의해 분리될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 이온 필터(122)는 또한, 원격 플라즈마 챔버(110)와 주 처리 챔버(116) 사이의 수송 영역(112) 또는 다른 중간 챔버에 위치될 수 있다.
실시예에 따르면, 이온 필터(122)는 이온들(124)이 주 처리 챔버(116)의 하부 영역(118)으로 전달되는 것을 방지할 수 있는 한편, 동시에, 라디칼 종들(126)이 주 처리 챔버(116)의 하부 영역(118)으로 전달되는 것을 허용한다. 예를 들어, 상부 영역(117)에서는, 라디칼 종들(126) 대 이온들(124)의 비율은 대략 1:1일 수 있고, 하부 영역(118)에서는, 라디칼 종들(126) 대 이온들(124)의 비율은 대략 25,000:1 이상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 라디칼 종들(126) 대 이온들(124)의 비율은 대략 100,000:1 이상일 수 있다. 라디칼들(126) 대 이온들(124)의 높은 비율로 인해, 그러한 처리 툴(100)을 사용하는 식각 프로세스들은 라디칼 전용 식각 프로세스로 고려될 수 있다. 그 다음, 라디칼 종들(126)은 페디스털(106) 상에 위치된 기판(105)의 표면과 상호작용할 수 있다. 실시예에서, 라디칼들(126)의 유동을 기판(105)을 향해 지향시키기 위해, 페디스털(106)의 둘레 주위에 펌프 라이너(108)가 형성될 수 있다. 도 1에 예시된 라디칼 전용 식각 프로세스 툴(100)은 사실상 예시적인 것이며, 다양한 실시예들의 양상들을 불명료하게 하지 않기 위해, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 구성요소들(예를 들어, 특히, 진공 펌프들, 가열 요소들, 전기 구성요소들)을 제거함으로써 매우 단순화된 것을 이해해야 한다. 특정 실시예에서, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴(100)은 캘리포니아주 산타클라라의 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드(Applied Materials, Inc.)에 의해 제조된 프로듀서®(Producer®) 셀렉트라™(Selectra™) 식각 시스템일 수 있다.
OES 및 흡수 분광법은 그러한 라디칼 전용 식각 프로세스들에서의 실시간 식각률 모니터링을 위한 실행가능한 해결책들이 아니기 때문에, 본원에 설명된 실시예들은 식각률 모니터링을 위해 공진 시스템을 사용하는 센서를 포함한다. 공진 시스템은 공진 몸체의 공진 주파수의 변화를 측정한다. 공진 시스템의 질량이 변화함에 따라, 공진 몸체의 공진 주파수는 단조롭게 변화한다. 그러한 센서가 라디칼 전용 식각 프로세스에서의 식각률을 모니터링하는 데에 사용될 때, 공진 시스템은, 공진 몸체의 한 면 위에 형성되고 처리 툴(100)의 라디칼들에 노출되는 희생 막을 포함할 수 있다. 라디칼들은 희생 막을 식각하고, 공진 시스템의 전체 질량은 감소한다. 공진 시스템의 질량의 감소는, 실시간으로 측정되는, 공진 몸체의 공진 주파수의 증가를 야기하고, 공진 주파수의 변화율은 공진 시스템의 질량의 변화율로 변환된다. 그 다음, 막 물질의 밀도가 알려져 있으므로, 공진 시스템의 질량의 변화율은 두께의 변화율로 변환될 수 있다.
공진 시스템들을 사용하는 센서들은, 증착 프로세스들(예를 들어, 증발, 스퍼터링 등)에 대한 실시간 증착률들을 제공하기 위해, 과거에 사용되었다. 그러나, 이전의 식각 용액들은, 다양한 이유로, 공진 시스템들을 사용하는 센서들을 활용할 수 없었다. 하나의 이유는, 이전의 식각 프로세스들(예를 들어, 반응성 이온 식각(RIE))이 순전히 물질 제거 프로세스가 아니라는 것이다. 예를 들어, 물질이 제거되고 있을 때, 추가적인 부산물들이 기판 상에 재증착될 수 있다. 예를 들어, RIE를 이용한 규소 식각에서, 중합체가 표면들 상에 재증착될 수 있다. 이러한 중합체는 이방성 식각을 개선하지만, 또한, 기판의 질량을 증가시킨다. 이에 따라, 공진 시스템을 갖는 센서가 그러한 식각 프로세스에 사용된다면, 중합체 재증착에 기인하는 질량의 증가가 또한 존재할 것이기 때문에, 제거된 막의 총 질량이 정확히 결정될 수 없다. 추가적으로, 플라즈마에서의 이온들의 존재 및 RF 전력은, 센서로부터의 신호와의 상당한 간섭을 생성한다. 그에 의해, 적합한 신호 대 잡음비를 갖는 신뢰성있는 판독을 획득하기가, 라디칼 전용 식각 프로세스에서의 프로세스 환경과 비교하여 훨씬 더 어렵다.
이제 도 2a를 참조하면, 실시예에 따른, 라디칼 전용 식각 프로세스 동안 실시간 식각률 모니터링을 제공하는 데에 사용될 수 있는 센서(250)의 단면도가 도시된다. 실시예에서, 센서(250)는 공진 시스템(261) 및 하우징(266)을 포함할 수 있다. 실시예들은 공진 몸체(262), 제1 전극(264), 제2 전극(265), 및 희생 층(270)을 포함하는 공진 시스템(261)을 포함할 수 있다.
공진 몸체(262)는 공진 시스템(261)의 질량이 변화할 때 공진 주파수를 변화시키는 물질일 수 있다. 실시예에서, 공진 몸체(262)는 압전 물질일 수 있다. 예를 들어, 공진 몸체(262)는 석영, 사파이어, 반도체 물질들, 예컨대, 규소, 게르마늄, 또는 다른 III-V 반도체 물질들, 납 지르코네이트 티타네이트(PZT) 등일 수 있다.
실시예에서, 공진 시스템(261)은 공진 몸체(262)의 제1 표면 상에 형성된 제1 전극(264), 및 제1 표면에 대향하는, 공진 몸체(262)의 제2 표면 상에 형성된 제2 전극(265)을 포함할 수 있다. 제1 전극(264) 및 제2 전극(265)은 임의의 적합한 전도성 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 전극들(264, 265)은 알루미늄 등일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 및 제2 전극들(264, 265)은 공진 몸체(262)의 전체 표면을 커버하지 않지만, 실시예들은 그러한 구성들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 전극들(264, 265)은 공진 몸체(262)의 전체 표면을 커버할 수 있다. 추가적으로, 실시예들은, 상이한 표면적들을 갖는 제1 및 제2 전극들(264, 265)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(265)은 제1 전극(264)보다 더 작은 표면적을 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 및 제2 전극들(264, 265)의 표면적들은 실질적으로 동일할 수 있다.
실시예에서, 공진 시스템(261)은 제1 전극(264)의 표면 상에 형성된 희생 층(270)을 포함할 수 있다. 희생 층(270)의 추가는 공진 시스템(261)의 질량을 변화시키고, 따라서 공진 몸체(262)의 공진 주파수를 변경한다. 이에 따라, 위에서 설명된 바와 같이, 식각 프로세스 동안 희생 층(270)의 두께가 감소될 때, 공진 몸체(262)의 공진 주파수가 단조롭게 변화한다. 실시예에서, 희생 막(270)은 라디칼 전용 식각 프로세스를 이용하여 식각될 동일한 물질이다. 예를 들어, 희생 막(270)은 유전체 물질, 반도체 물질, 또는 금속성 물질일 수 있다.
희생 층(270)은 알려진 두께(T)로 형성될 수 있다. 실시예에서, 희생 층(270)의 두께(T)는, 처리되는 기판으로부터 후속하여 식각될 물질의 두께를 초과할 수 있다. 식각이 감산식 프로세스(subtractive process)이기 때문에, 희생 층(270)의 두께(T)를 증가시키는 것은, 센서(250)가 교체 또는 보수될 필요가 있기 전의 센서(250)의 수명을 증가시킨다. 예를 들어, 희생 층(270)의 두께(T)는, 센서(250)를 교체할 필요 없이, 주어진 식각 프로세스 레시피를 여러 번 실행하기에 충분할 수 있다. 실시예에서, 희생 층(270)의 두께(T)는, 희생 층(270)이 완전히 제거되기 전에 프로세스 레시피가 10회 이상 실행되는 것을 허용하도록 선택될 수 있다. 추가적인 실시예들은, 희생 층(270)이 완전히 제거되기 전에 프로세스 레시피가 1백회 이상 실행되는 것을 허용할 수 있다. 추가적인 실시예들은, 희생 층(270)이 완전히 제거되기 전에 프로세스 레시피가 1천회 이상 실행되는 것을 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 희생 층은 희생 층(270)이 완전히 제거되기 전에 프로세스 레시피가 1만회 실행되는 것을 허용하는 두께(T)를 가질 수 있다.
실시예에서, 희생 층(270)은 제1 전극(264)의 적어도 일부가 노출된 채로 남아 있도록 제1 전극(264)의 일부 위에 형성된다. 제1 전극(264)에 대한 전기 접촉이 이루어질 수 있는 위치를 제공하기 위해 제1 전극의 적어도 일부가 노출된다. 예를 들어, 희생 층(270)은 제1 전극(264)의 중심에 형성될 수 있으며, 희생 층(270)의 둘레 주위에 제1 전극(264)의 노출된 부분을 남긴다.
실시예에서, 공진 시스템(261)은 하우징(266)에 의해 고정될 수 있다. 실시예에서, 하우징(266)은 전도성 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(266)은 주파수 브리지(267)와 제1 전극(264) 사이에 전기 연결을 제공할 수 있다. 실시예에서, 제2 전극(265)은 주파수 브리지(267)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하우징(266)은 제1 전극(264)이 접지 전위에 유지되도록 접지될 수 있다.
이제 도 2b를 참조하면, 실시예에 따른, 센서(250)의 평면도가 도시된다. 실시예에서, 하우징(266)의 내부 에지(268)는 갭(G)만큼 희생 층(270)으로부터 이격된다. 갭(G)은 제1 전극(264)의 일부를 노출시킨다. 실시예에서, 갭(G)은 대략 5 mm 이하일 수 있다. 실시예에서, 갭(G)은 제1 전극(264)의 반경의 대략 5% 이하일 수 있다. 예시된 실시예에서, 희생 층(270)이 하우징(266)의 개구부와 동일한 형상이고 하우징(266)의 개구부 내에 실질적으로 중앙에 위치되기 때문에, 하우징(266)의 내부 에지(268)와 희생 층의 둘레 사이의 갭(G)은 실질적으로 균일하다. 그러나, 실시예들은 그러한 구성들로 제한되지 않으며, 갭(G)은 하우징의 내부 에지(268)와 희생 층(270)의 둘레 사이의 모든 지점들에서 실질적으로 동일하지 않을 수 있다. 예를 들어, 희생 층(270)은 하우징(266)의 개구부와 상이한 형상일 수 있고/있거나 희생 층(270)은 하우징(266)의 개구부 내에 실질적으로 중앙에 위치되지 않을 수 있다. 실시예들에서, 하우징(266)과 제1 전극(264) 사이의 연결은 내부 에지(268)를 따라 연속적이지 않지만; 그러한 실시예들에서, 갭(G)은 하우징(266)과 제1 전극(264) 사이의 불연속 연결 위치들 중 하나 이상에 대해 여전히 존재한다.
제1 전극(264)이 라디칼 전용 식각 프로세스의 라디칼들에 노출되기 때문에, 실시예들은, 희생 층(270)을 식각하는 데에 사용되는 라디칼 전용 식각 프로세스에 실질적으로 저항성이 있는 물질로 형성된 제1 전극(264)을 포함한다. 그렇지 않으면, 제1 전극(264)은 희생 층(270)과 함께 식각될 수 있고, 여러 문제들이 발생할 것이다. 하나의 그러한 문제는, 공진 시스템(261)의 질량의 변화가 제1 전극(264)의 물질 손실 및 희생 층(270)의 물질 손실의 합일 것이라는 점일 것이다. 그에 의해, 공진 몸체(262)의 공진 주파수의 변화는 희생 층(270)의 식각률에만 대응하지는 않을 것이다. 추가적으로, 라디칼 전용 식각 프로세스에 의한 제1 전극(264) 및/또는 하우징(266)의 제거는 센서(250)의 사용가능한 서비스 수명을 감소시킨다.
예시된 실시예에서, 센서(250)는 단일 희생 층(270)을 포함하는 공진 시스템(261)을 갖는 것으로 도시된다. 그러나, 실시예들은 그러한 구성들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 다수의 희생 층들(2701-270n)이 제1 전극(264) 위에 형성될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 희생 층들 각각이 서로에 대해 선택적으로 높은 식각을 갖는 한, 여러 개의 상이한 식각 레시피들에 대해 실시간 식각률들을 제공하기 위해 단일 센서(250)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 산화규소 층의 제1 식각이 모니터링될 수 있고, 그 다음, QCM(250)을 변경할 필요 없이 규소 층의 제2 식각이 모니터링될 수 있다. 다수의 희생 층들(2701-270n)을 포함하는 일부 예시적인 실시예들이 도 2c 및 2d의 평면도들에 도시된다.
도 2c에 예시된 실시예에서, 복수의 희생 층들(2702-270n)은 제1 희생 층(2701) 주위의 동심 링들에 형성된다. 실시예에서, 각각의 희생 층(2701-270n)은 실질적으로 동일한 두께일 수 있다. 추가적인 실시예에서, 희생 층들(2701-270n) 중 2개 이상은 상이한 두께들을 가질 수 있다. 상이한 두께들을 갖는 희생 층들을 제공하는 것은, 센서(250)가 보수될 필요가 있기 전의 더 긴 서비스 수명을 허용할 수 있다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 처리는, 제2 희생 층(2702)에 대응하는 제2 물질의 두께보다 더 큰, 제1 희생 층(2701)에 대응하는 제1 물질의 두께를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 그에 의해, 제2 희생 층(2702)의 두께보다 더 큰 두께를 갖는 제1 희생 층(2701)을 갖는 센서(250)는, 희생 층들 양쪽 모두가, 대략 동일한 개수의 기판들이 처리된 후에 완전히 소모되는 것을 보장할 수 있다.
추가적인 실시예들은, 제1 전극(264)의 표면 위에 동심 링들 이외의 패턴들로 형성된 복수의 희생 층들(2701-270n)을 포함한다. 예를 들어, 도 2d에서, 각각의 희생 층(2701-270n)은 상이한 영역에 형성된다. 일부 실시예들에서, 희생 층들(2701-270n) 각각은 서로 이격될 수 있다. 다른 실시예들에서, 희생 층들(2701-270n) 각각은 하나 이상의 다른 희생 층과 접촉할 수 있다. 게다가, 각각의 희생 층(2701-270n)은 실질적으로 동일한 면적을 갖는 것으로 도시되지만, 실시예들은 그러한 구성들로 제한되지 않으며, 각각의 희생 층(2701-270n)의 면적은 서로 상이할 수 있다. 도 2c와 관련하여 설명된 실시예와 유사하게, 각각의 희생 층(2701-270n)의 두께는 서로 실질적으로 유사할 수 있거나, 각각의 희생 층(2701-270n)의 두께는 상이할 수 있다.
이제 도 3a를 참조하면, 실시예에 따른, 센서(250)를 포함하는 처리 툴(300)의 개략도가 도시된다. 실시예에서, 센서(250)는 탐침(382)에 의해, 처리 툴(300) 외부에 위치된 모니터(383)에 전기적으로 결합될 수 있다. 모니터(383)는 공진을 모니터링하기 위한 회로(예를 들어, 주파수 브리지) 및 식각률을 실시간으로 모니터링하는데 필요한 임의의 다른 전기 구성요소들 및/또는 회로를 포함할 수 있다. 추가적인 실시예들은, 처리 툴(300)에서의 식각 프로세스를 제어하는 데에 사용되는 컴퓨터 시스템(도시되지 않음)과 통신가능하게 결합된 모니터(383)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 탐침(382)은 처리 툴(300)에 있는 포트(384)를 통해 삽입될 수 있다. 예를 들어, 탐침(382)은, 페디스털(306)에 근접한, 처리 툴(300)의 하부 영역(318) 내에 삽입될 수 있다. 센서(250)를 하부 영역(318)에 위치시키는 것은, 센서(250)가, 원격 플라즈마에 형성된 이온들과의 실질적인 상호작용 없이 라디칼들에 노출되는 것을 초래한다. 실시예에서, 센서(250)는, 제1 전극의 면이, 처리 동안 기판(도시되지 않음)이 배치될 수 있는 페디스털(306)의 면과 실질적으로 평행하도록 배향될 수 있다. 도 3a에 도시되지 않았지만, 실시예들은, 펌프 라이너와 페디스털(306) 사이에 또는 펌프 라이너의 외부에 위치된 센서(250)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 센서(250)는, 희생 층(270)의 식각률이, 페디스털 상에 위치된 기판 상에 형성된 물질의 식각률에 상관가능하고 이를 나타내는 것을 허용하는, 처리 툴(300)에서의 위치에 위치될 수 있다.
도 3b에 예시된 추가적인 실시예에서, 센서(250)는 처리 툴(300)의 하부 영역(318)의 펌프 라이너(308) 내에 통합될 수 있다. 예시된 바와 같이, 센서(250)가 개구부에 착좌된 상태에서 탐침(382)은 펌프 라이너(308)의 개구부를 통해 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극의 면은 페디스털(306)을 향해 배향될 수 있고, 처리 동안 기판이 배치될 수 있는 페디스털(306)의 표면에 대해 실질적으로 수직일 수 있다. 센서(250)를 펌프 라이너(308)와 통합하는 것은, 센서(250)를 지나가는 라디칼들의 유동이, 처리 툴(300)에서 처리되는 기판(도시되지 않음)을 지나가는 라디칼들의 유동과 실질적으로 유사한 것을 허용한다. 실시예에서, 센서(250)는, 희생 층(270)의 식각률이, 페디스털 상에 위치된 기판 상에 형성된 물질의 식각률에 상관가능하고 이를 나타내는 것을 허용하는, 처리 툴(300)에서의 위치에 위치될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 센서(250)는 탐침(382)을 연장 또는 수축시킴으로써 처리 툴(300) 내에서 변위될 수 있다. 도 3b에 화살표로 예시된 바와 같이, 탐침(382)은 센서(250)가 게이트 밸브(385)를 통과하고 처리 툴(300)의 하부 영역(318)으로부터 제거되도록 수축될 수 있다. 예를 들어, 밸브(385)는 처리 툴(300)의 하부 영역(318)을 대기 챔버(386)로부터 분리시킬 수 있다. 실시예에서, 대기 챔버(386)는, 하부 영역(318)의 라디칼들로부터 격리된, 센서(250)를 위한 저장 챔버일 수 있다. 이에 따라, 센서(250)가 대기 챔버(386)에 위치될 때, 센서는 희생 층을 제거하는 데에 사용되는 식각 프로세스에 노출되지 않을 것이다. 실시예에서, 대기 챔버(286)는 대기 챔버(286)를 퍼징하기 위한 가스 라인들 및 진공 펌프를 포함할 수 있다. 이러한 구성은, 센서(250)의 사용가능한 서비스 수명을 증가시킬 수 있고/있거나, 센서(250)의 사용가능한 서비스 수명이 초과된 후에 센서(250)가 교체될 때 처리 툴(300)의 정지시간을 감소시킬 수 있는 여러 추가적인 장점들을 제공한다.
예를 들어, 일부 실시예들에서, 처리 툴(300)에서 처리되는 모든 기판에 대한 실시간 식각률 모니터링을 제공하는 것이 필수적이지 않을 수 있다(예를 들어, 실시간 식각률은 기판들의 각각의 로트의 단일 기판에 대해서만 모니터링될 수 있거나, 실시간 식각률은 매 제2, 제3, 제4, 제5 등의 기판마다 또는 임의의 다른 원하는 샘플링 계획에 따라 모니터링될 수 있다). 그에 의해, 실시예들은, 센서(250)의 사용가능한 서비스 수명을 연장하기 위해, 활성 식각률 모니터링이 필요하지 않을 때마다 센서(250)를 대기 챔버(386) 내로 후퇴시키는 것을 포함한다. 대기 챔버(386)가 처리 압력까지 퍼징되고 펌핑 다운될 수 있기 때문에(즉, 대기 챔버(386)는 로드 록과 유사하게 기능할 수 있음), 주 처리 챔버는 센서(250)의 사용들 사이에서 감압될 필요가 없다. 게다가, 인 시튜 챔버 세정 작동 동안, 센서(250)는 대기 챔버(386) 내로 후퇴됨으로써 보호될 수 있다. 그에 의해, 그렇지 않으면 공격적인 식각 화학반응으로 인해 센서(250)의 사용가능한 서비스 수명을 실질적으로 감소시킬 수 있는 처리 작동이, 센서(250)를 손상시키는 것 없이 구현될 수 있다.
대기 챔버(386) 및 게이트 밸브(385)를 포함하는 실시예들에서, 센서(250)는 또한, 주 처리 챔버를 감압 및/또는 개방할 필요없이 교체될 수 있다. 대신에, 사용된 센서(250)를 검색하고 교체 센서(250)를 삽입하기 위해 대기 챔버(386)가 감압되고 개방될 수 있다. 대기 챔버(386)가 주 처리 챔버보다 더 작기 때문에, 대기 챔버(386)를 처리 압력까지 다시 펌핑 다운하는 데에 필요한 시간이 감소된다. 게다가, 주 처리 챔버는 개방될 필요가 없고, 센서(250)가 교체된 후에 주 처리 챔버를 시즈닝할 필요가 없다.
위에서 언급된 바와 같이, 식각률들을 실시간으로 모니터링하는 능력은, 단일 기판 또는 복수의 기판들의 처리 동안 사용되는, 다양한 처리 결과들을 개선하는 여러 장점들을 제공한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 실시간 식각률 모니터링은 식각 프로세스 레시피가, 제거된 물질의 실제 두께에 따르는 것을 허용하는 폐루프 프로세스 제어를 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 실시간 식각률 모니터링이 가능해질 때, 단일 처리 레시피를 실행하는 다수의 처리 툴 간의 챔버 매칭이 구현될 수 있다. 추가적인 실시예들은, 다수의 기판들이, 기판 대 기판 피드포워드 제어를 사용하는 것에 의해 처리되기 때문에, 식각 프로세스 레시피를 정밀화하는 것을 허용할 수 있다. 추가적인 실시예들은, 프로세스 툴 유지보수가 필요할 때의 더 정확한 결정을 허용하는 챔버 양호상태 모니터링을 허용할 수 있다.
특정 실시예에서, 위에서 설명된 것들과 실질적으로 유사한 센서(250)는 폐루프 프로세스 제어로 구현된 식각 프로세스 레시피들을 가능하게 하는 데에 사용될 수 있다. 이전에, 실시간 식각률 모니터링이 구현될 수 없을 때, 프로세스 레시피는 미리 설정된 처리 지속기간에 의존한다. 미리 설정된 지속기간에 의존하는 것은, (예를 들어, 챔버 조건들에서의 변동들, 하부 영역 내로의 라디칼들의 일관되지 않은 유동, 기판들에 대한 이전의 처리 작동들의 불일치들 등으로 인해) 처리 챔버에서의 조건들이 기판들 간에 변화될 수 있기 때문에 문제가 될 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 것들과 같은 센서(250)를 포함하는 실시예들은, 시간 의존적이지 않은 폐루프 프로세스 제어를 구현하는 능력을 제공한다. 대신에, 처리 레시피의 종료점은 제거된 물질의 실제 두께에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 처리 레시피가 30 nm의 물질 두께를 제거하도록 설계되면, 기판으로부터 물질의 제거를 시간에 기초하여 근사화하는 대신에 일단 센서(250)가 30 nm의 물질 두께가 기판으로부터 제거되었다는 것을 표시하는 출력들을 생성하면 처리 레시피가 종료될 수 있다. 폐루프 프로세스 제어를 사용하는 예시적인 프로세스 레시피는, 도 4에 예시된 프로세스 흐름도(490)에 도시된다.
처리 작동(491)으로 시작하여, 실시예들은 라디칼 전용 식각 프로세스 레시피를 실행하는 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 처리 레시피는 식각 프로세스에 사용될 임의의 개수의 처리 파라미터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 레시피는 프로세스 파라미터들, 예컨대, 원하는 기판 온도, 하나 이상의 처리 가스의 유량, 처리 챔버에서의 압력 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 처리 레시피는 하나 이상의 종료점 기준을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나의 종료점 기준은, 센서(250)로부터 획득된 출력들로부터 결정가능한 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 종료점 기준은, 위에서 설명된 바와 같이, 공진 몸체(262)의 공진 주파수의 변화에 의해 결정될 수 있는, 기판으로부터 제거된 물질의 총 두께일 수 있다.
이제 처리 작동(492)을 참조하면, 실시예들은 하나 이상의 종료점 기준이 충족되는지를 결정하기 위해 센서(250)로부터 획득된 출력들을 분석함으로써 계속될 수 있다. 예를 들어, 센서(250)는, 공진 몸체(262)의 (처리 레시피의 개시 이전의) 초기 공진 주파수와 공진 몸체(262)의 현재 공진 주파수를 비교함으로써, 물질의 원하는 두께가 기판으로부터 제거되었는지를 결정할 수 있다. 원하는 종료점 기준이 충족되지 않을 때, 프로세스(490)는 처리 작동(491)으로 되돌려질 수 있고, 처리 레시피가 계속 실행된다. 실시예에서, 처리 작동(492)은 실질적으로 연속적으로 또는 미리 결정된 간격들로(예를 들어, 매 5 초 이하마다, 매 1 초 이하마다, 매 .01 초 이하마다, 또는 임의의 다른 원하는 간격으로) 구현될 수 있다. 실시예에 따르면, 원하는 종료점 기준이 일단 충족되었다면, 프로세스는 처리 작동(493)으로 계속될 수 있고, 처리 레시피는 종료될 수 있다.
추가적인 실시예에서, 센서(250)는 챔버 매칭을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 챔버 매칭은 다수의 처리 툴들이 복수의 기판들을 병렬로 처리하는 것을 허용한다. 적절히 매칭된 챔버들에서, 각각의 기판의 프로세스 결과는, 심지어 이들이, 상이한 챔버들에서 처리된 경우에도 실질적으로 동일하다. 이에 따라, 기판들의 상이한 로트들 또는 배치들(batches) 사이의 차이들이 최소화될 수 있고, 프로세스 균일성이 개선된다. 예를 들어, 각각의 처리 툴이, 도 4와 관련하여 위에서 설명된 처리와 유사한 폐루프 처리 레시피를 구현하기 위해 센서(250)를 활용할 때, 어느 처리 툴이 사용되는지에 관계없이, 매 기판으로부터 제거된 물질의 두께는 실질적으로 동일할 것이다. 그에 의해, 심지어 처리 툴들이, 처리 조건들의 변동들로 인해 상이한 식각률들을 갖는 경우에도, 프로세스 결과는 여전히 매우 균일할 수 있다.
추가적인 실시예에 따르면, 센서(250)를 이용한 실시간 식각률 모니터링은 또한, 처리 레시피의 기판 대 기판 피드포워드 제어를 허용할 수 있다. 그러한 실시예는, 실시간 식각률 모니터링이, 각각의 기판이 처리된 후에 처리 레시피가 수정되는 것을 허용하기 때문에 특히 유익할 수 있다. 그러므로, (예를 들어, 챔버 청정도 등으로 인해) 심지어 처리 툴 내의 처리 조건들이 변화될 때에도, 균일한 프로세스 결과가 여전히 획득될 수 있다. 처리 레시피의 기판 대 기판 피드포워드 제어를 사용하기 위한 프로세스의 예가 도 5의 프로세스 흐름(590)에 예시된다.
실시예에서, 프로세스는, 처리 챔버에 있는 제1 기판에 대해 처리 레시피를 실행함으로써 처리 작동(591)으로 시작할 수 있다. 실시예에서, 처리 레시피는 라디칼 전용 식각 프로세스를 위한 레시피이다. 실시예에서, 처리 레시피는 식각 프로세스에 사용될 임의의 개수의 처리 파라미터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 레시피는 처리 파라미터들, 예컨대, 원하는 기판 온도, 하나 이상의 처리 가스의 유량, 처리 챔버에서의 압력 등을 포함할 수 있다. 실시예에서, 프로세스 레시피는 하나 이상의 종료점 기준을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 하나의 종료점 기준은, 센서(250)로부터 획득된 출력들로부터 결정가능한 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 종료점 기준은, 위에서 설명된 바와 같이, 공진 몸체(262)의 공진 주파수의 변화에 의해 결정될 수 있는, 제거된 물질의 총 두께일 수 있다.
실시예에서, 프로세스 흐름은, 종료점 기준이 충족되었는지 여부를 결정하기 위해 센서(250)의 출력들이 분석되는 처리 작동(592)으로 진행된다. 종료점 기준이 충족되지 않았다면, 프로세스는 도시된 바와 같이 작동(591)으로 되돌려질 수 있다. 종료점 기준이 충족된 경우, 절차는 처리 작동(593)으로 진행될 수 있고, 프로세스 레시피는 종료된다. 그 이후, 절차는, 제1 기판의 처리로부터의 데이터가 피드포워드되고 제2 기판에 대한 사용을 위해 처리 레시피를 수정하는 데에 사용되는 처리 작동(594)으로 진행될 수 있다. 실시예에서, 처리 레시피는 프로세스 레시피의 처리 파라미터들 중 하나 이상을 변화시킴으로써 수정될 수 있다. 예를 들어, 종료점 기준이, 프로세스 레시피의 실행 동안 도달할 것으로 예상되는 것보다 더 오래 걸리는 경우, 처리 레시피의 처리 파라미터들 중 하나 이상은 종료점 기준들에 도달하는 데에 필요한 시간을 감소시키기 위해 (예를 들어, 기판 온도를 증가시키는 것, 처리 가스들의 유량을 증가시키는 것 등에 의해) 수정될 수 있다. 그러므로, 실시예들은, 제2 기판에 대한 사용을 위해 프로세스 레시피를 수정하기 위해서, 제1 기판에 대해 실행된 처리 레시피로부터의 피드포워드 정보를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 그에 의해, 프로세스 레시피는 원하는 결과가 더 효율적인 방식으로 획득되는 것을 허용하기 위해 정밀화될 수 있다.
게다가, 프로세스 흐름(590)은 프로세스 챔버 양호상태 모니터링을 허용하도록 연장될 수 있다. 특히, 실시예들은, 처리 작동(595)에 예시된 바와 같이, 챔버 유지보수가 필요하도록 상당히 충분한 변동이 존재하는지를 결정하기 위해, 수정된 프로세스 레시피를 본래의 프로세스 레시피와 비교하는 추가적인 작동을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수정된 프로세스 레시피를 본래의 프로세스 레시피와 비교하는 것은 본래의 프로세스 레시피 및 수정된 프로세스 레시피의 처리 파라미터들 중 하나 이상 사이의 차이들을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 실시예에서, 챔버 유지보수는 챔버 조건들에 대한 임의의 조정, 예컨대, 챔버 세정 또는 하나 이상의 구성요소의 서비스 수명의 끝에 있는 것으로 결정된 하나 이상의 구성요소의 교체 및/또는 보수를 포함할 수 있다.
실시예에서, 챔버 세정이 필요하다는 것을 나타내는 상당한 변동은, 본래의 프로세스 레시피 및 수정된 프로세스 레시피의 프로세스 파라미터들 중 하나 이상의 프로세스 파라미터의 차이가, 미리 결정된 임계값을 초과할 때일 수 있다. 실시예에서, 미리 결정된 임계값은 주어진 프로세스 파라미터에서의 최대 백분율 변화일 수 있다. 예를 들어, 미리 결정된 임계값은 주어진 프로세스 파라미터에서의 25% 이상의 변화일 수 있다. 실시예에서, 각각의 프로세스 파라미터는 상이한 미리 결정된 임계값을 가질 수 있다. 예를 들어, 처리 가스의 유량에서의 백분율 변화에 대한 미리 결정된 임계값은 기판의 온도에서의 백분율 변화에 대한 미리 결정된 임계값보다 더 클 수 있다. 추가적인 실시예에서, 미리 결정된 임계값은 주어진 처리 파라미터에 대한 최대 또는 최소 값일 수 있다. 예를 들어, 기판 온도에 대한 미리 결정된 임계값은 최대 온도일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 미리 결정된 임계값의 유형은 프로세스 파라미터에 따를 수 있다. 예를 들어, 처리 레시피의 하나 이상의 프로세스 파라미터는, 프로세스 파라미터의 최대 백분율 변화로서 주어진 미리 결정된 임계값을 가질 수 있고, 처리 레시피의 다른 프로세스 파라미터들은 최대 및/또는 최소값으로서 주어진 미리 결정된 임계값을 가질 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 실시예에 따라, 처리 툴의 예시적인 컴퓨터 시스템(660)의 블록도가 예시된다. 실시예에서, 컴퓨터 시스템(660)은 처리 툴에 결합되고 처리 툴에서의 처리를 제어한다. 컴퓨터 시스템(660)은 근거리 통신망(LAN), 인트라넷, 엑스트라넷, 또는 인터넷의 다른 기계들에 연결(예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 컴퓨터 시스템(660)은 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 서버 또는 클라이언트 기계로서, 또는 피어-투-피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서 피어 기계로서 작동할 수 있다. 컴퓨터 시스템(660)은 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 셋톱 박스(STB), 휴대 정보 단말기(PDA), 셀룰러 전화기, 웹 기기, 서버, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 기계에 의해 취해질 작동들을 명시하는 (순차적 또는 다른 방식의) 명령어들의 세트를 실행할 수 있는 임의의 기계일 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(660)에 대해 단일 기계만이 예시되어 있지만, "기계"라는 용어는 또한, 본원에 설명된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하도록 명령어들의 세트(또는 복수의 세트들)를 개별적으로 또는 공동으로 실행하는 기계들(예를 들어, 컴퓨터들)의 임의의 집합을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
컴퓨터 시스템(660)은, 실시예들에 따라 프로세스를 수행하기 위해 컴퓨터 시스템(660)(또는 다른 전자 디바이스들)을 프로그래밍하는 데에 사용될 수 있는, 명령어들이 저장된 비일시적 기계 판독가능 매체를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품, 또는 소프트웨어(622)를 포함할 수 있다. 기계 판독가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장 또는 송신하기 위한 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 기계 판독가능(예를 들어, 컴퓨터 판독가능) 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터) 판독가능 저장 매체(예를 들어, 판독 전용 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 디바이스 등), 기계(예를 들어, 컴퓨터) 판독가능 전송 매체(전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호들(예를 들어, 적외선 신호들, 디지털 신호들 등)) 등을 포함한다.
실시예에서, 컴퓨터 시스템(660)은, 버스(630)를 통해 서로 통신하는, 시스템 프로세서(602), 주 메모리(604)(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 예컨대, 동기식 DRAM(SDRAM) 또는 램버스 DRAM(RDRAM) 등), 정적 메모리(606)(예를 들어, 플래시 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 등) 및 이차 메모리(618)(예를 들어, 데이터 저장 디바이스)를 포함한다.
시스템 프로세서(602)는 하나 이상의 범용 처리 디바이스, 예컨대, 마이크로시스템 프로세서, 중앙 처리 유닛 등을 나타낸다. 더 구체적으로, 시스템 프로세서는 복합 명령어 세트 컴퓨팅(CISC) 마이크로시스템 프로세서, 축소 명령어 세트 컴퓨팅(RISC) 마이크로시스템 프로세서, 초장 명령어(VLIW) 마이크로시스템 프로세서, 다른 명령어 세트들을 구현하는 시스템 프로세서, 또는 명령어 세트들의 조합을 구현하는 시스템 프로세서들일 수 있다. 시스템 프로세서(602)는 또한, 하나 이상의 특수 목적 처리 디바이스, 예컨대, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 시스템 프로세서(DSP), 네트워크 시스템 프로세서 등일 수 있다. 시스템 프로세서(602)는 본원에 설명된 작동들을 수행하기 위해 처리 로직(626)을 실행하도록 구성된다.
컴퓨터 시스템(660)은 다른 디바이스들 또는 기계들과 통신하기 위해 시스템 네트워크 인터페이스 디바이스(608)를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(660)은 또한, 비디오 디스플레이 유닛(610)(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드 디스플레이(LED) 또는 음극선관(CRT)), 문자숫자식 입력 디바이스(612)(예를 들어, 키보드), 커서 제어 디바이스(614)(예를 들어, 마우스) 및 신호 발생 디바이스(616)(예를 들어, 스피커)를 포함할 수 있다.
이차 메모리(618)는, 본원에 설명된 방법론들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상을 구현하는 명령어들의 하나 이상의 세트(예를 들어, 소프트웨어(622))가 저장되어 있는 기계 액세스가능 저장 매체(631)(또는 더 구체적으로는 컴퓨터 판독가능 저장 매체)를 포함할 수 있다. 또한, 소프트웨어(622)는 컴퓨터 시스템(660)에 의한 소프트웨어의 실행 동안 완전하게 또는 적어도 부분적으로 주 메모리(604) 내에 그리고/또는 시스템 프로세서(602) 내에 상주할 수 있으며, 주 메모리(604) 및 시스템 프로세서(602)는 또한, 기계 판독가능 저장 매체를 구성한다. 소프트웨어(622)는 시스템 네트워크 인터페이스 디바이스(608)를 통해 네트워크(620)를 경유하여 추가로 송신 또는 수신될 수 있다.
예시적인 실시예에서 기계 액세스가능 저장 매체(631)가 단일 매체인 것으로 도시되어 있지만, "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는 명령어들의 하나 이상의 세트를 저장하는 단일 매체 또는 복수 매체들(예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 데이터베이스 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는 또한, 기계에 의한 실행을 위해 명령어들의 세트를 저장하거나 인코딩할 수 있으며 기계로 하여금 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 이에 따라, "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는, 솔리드 스테이트 메모리들, 및 광학 및 자기 매체들(그러나 이에 제한되지는 않음)을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
전술한 명세서에서, 특정한 예시적인 실시예들이 설명되었다. 다음의 청구항들의 범위로부터 벗어나지 않고 그에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이에 따라, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 실시간 식각률 센서로서,
    공진 시스템 ― 상기 공진 시스템은:
    공진 몸체;
    상기 공진 몸체의 제1 표면 위에 형성된 제1 전극;
    상기 공진 몸체의 제2 표면 위에 형성된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 위에 형성된 희생 층 ― 상기 제1 전극의 적어도 일부는 상기 희생 층에 의해 커버되지 않음 ― 을 포함함 ―; 및
    상기 공진 시스템을 고정시키기 위한 전도성 하우징 ― 상기 전도성 하우징은 상기 제1 전극과 접촉하고, 상기 전도성 하우징의 내부 에지의 적어도 일부는 상기 희생 층으로부터 이격됨 ― 을 포함하는, 실시간 식각률 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 희생 층은 하나 이상의 라디칼 전용 식각 프로세스에서 상기 제1 전극에 대해 선택적으로 식각되는 물질인, 실시간 식각률 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 희생 층은 유전체 물질, 반도체 물질, 또는 전도성 물질인, 실시간 식각률 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 희생 층은 상기 전도성 하우징과 접촉하지 않는, 실시간 식각률 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    복수의 희생 층들을 더 포함하고, 상기 복수의 희생 층들 각각은 서로에 대해 그리고 상기 제1 전극에 대해 식각 선택적인, 실시간 식각률 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공진 몸체는 석영, 사파이어, 규소, 게르마늄, 또는 납 지르코네이트 티타네이트인, 실시간 식각률 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전기적으로 결합된 주파수 브리지를 더 포함하는, 실시간 식각률 센서.
  8. 라디칼 전용 식각 프로세스 툴로서,
    원격 플라즈마 챔버;
    상기 원격 플라즈마 챔버에 결합된 주 처리 챔버 ― 상기 주 처리 챔버는:
    상부;
    하부 ― 상기 상부는 이온 필터에 의해 상기 하부로부터 분리됨 ―; 및
    상기 하부의 페디스털 주위에 형성된 펌프 라이너를 포함함 ―; 및
    상기 주 처리 챔버의 상기 하부에 위치된 실시간 식각률 센서를 포함하고, 상기 실시간 식각률 센서는:
    공진 시스템 ― 상기 공진 시스템은:
    공진 몸체;
    상기 공진 몸체의 제1 표면 위에 형성된 제1 전극;
    상기 공진 몸체의 제2 표면 위에 형성된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극 위에 형성된 희생 층 ― 상기 제1 전극의 적어도 일부는 상기 희생 층에 의해 커버되지 않음 ― 을 포함함 ―; 및
    상기 공진 시스템을 고정시키기 위한 전도성 하우징 ― 상기 전도성 하우징은 상기 제1 전극과 접촉하고, 상기 전도성 하우징의 내부 에지의 적어도 일부는 상기 희생 층으로부터 이격됨 ― 을 포함하는, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실시간 식각률 센서는, 상기 주 처리 챔버의 하부에 있는 포트를 통과하는 탐침에 의해 상기 주 처리 챔버의 외부의 모니터에 결합되는, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 펌프 라이너는 상기 페디스털과 상기 실시간 식각률 센서 사이에 위치되는, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 탐침은 상기 펌프 라이너의 개구부를 통과하고, 상기 실시간 식각률 센서는 상기 펌프 라이너를 통해 상기 개구부에 착좌되는, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴.
  12. 제9항에 있어서,
    게이트 밸브에 의해 상기 주 챔버의 하부로부터 분리된 대기 챔버를 더 포함하고, 상기 탐침은, 상기 실시간 식각률 센서가 상기 대기 챔버와 상기 주 챔버의 하부 사이에서 이동가능하도록 상기 밸브를 통해 후퇴가능한, 라디칼 전용 식각 프로세스 툴.
  13. 폐루프 프로세스 레시피를 이용하여 기판을 식각하기 위한 방법으로서,
    처리 챔버에 있는 기판에 대해 프로세스 레시피를 실행하는 단계 ― 상기 프로세스 레시피는 하나 이상의 프로세스 파라미터, 및 상기 처리 챔버에 위치된 실시간 식각률 센서로부터 획득된 출력들로부터 결정가능한 종료점 기준을 포함함 ―;
    상기 실시간 식각률 센서로부터의 하나 이상의 출력을 분석함으로써 상기 종료점 기준이 충족되는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 종료점 기준이 일단 충족되면 상기 프로세스 레시피를 종료하는 단계를 포함하는, 폐루프 프로세스 레시피를 이용하여 기판을 식각하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 종료점 기준은 제거된 물질의 총 두께이고, 상기 종료점 기준이 충족되는지를 결정하는 데에 사용되는, 상기 실시간 식각률 센서로부터의 하나 이상의 출력은, 상기 프로세스 레시피를 실행하기 이전의 상기 실시간 식각률 센서의 공진 주파수 및 상기 프로세스 레시피가 개시된 이후의 상기 실시간 식각률 센서의 현재 공진 주파수를 포함하는, 폐루프 프로세스 레시피를 이용하여 기판을 식각하기 위한 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 폐루프 프로세스 레시피는 복수의 처리 챔버들 사이의 챔버 매칭을 제공하기 위해 복수의 처리 챔버들로 구현되는, 폐루프 프로세스 레시피를 이용하여 기판을 식각하기 위한 방법.
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