專利名稱：利用近紅外線光譜反射的先進處理感測與控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施方式大致與在襯底上制造電子裝置的處理相關(guān)，更明確地，是關(guān)于監(jiān) 控電子裝置制造過程中的處理參數(shù)。
背景技術(shù)：
更快速、功能更強大的集成電路(IC)的需求對IC制造技術(shù)而言是一項新的挑戰(zhàn)， 包括在襯底(如，半導(dǎo)體晶片)上必須蝕刻出高深寬比的特征結(jié)構(gòu)(例如，溝槽及通孔)。 舉例而言，用于某些動態(tài)隨機存取內(nèi)存應(yīng)用中的深溝槽儲存結(jié)構(gòu)需要在半導(dǎo)體襯底中蝕刻 出較深的深寬比溝槽。深的硅溝槽蝕刻通常是在反應(yīng)性離子蝕刻(reactive ion etching, RIE)處理中使用氧化硅掩膜進行。在半導(dǎo)體晶片中蝕刻高深寬比特征結(jié)構(gòu)，并呈現(xiàn)穩(wěn)健性能的傳統(tǒng)系統(tǒng)為 APPLIEDCENTURAHART 蝕刻系統(tǒng)和解耦等離子體源(DecoupledPlasma Source,DPS )系 統(tǒng)，其可由位于SantaClara，California的AppliedMaterials公司獲得。HART 蝕刻系統(tǒng) 利用能夠蝕刻溝槽深寬比高至70 1的MERIE反應(yīng)器，同時維持5百分比的溝槽深度的均 勻性(由中心至邊緣)。然而，為了能夠制造低于90nm的關(guān)鍵尺寸的集成電路，電路設(shè)計者 已經(jīng)提出改善更高深寬比溝槽的均勻性的需求。因此，改善蝕刻性能有助于實現(xiàn)下一代裝 置。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，必須在處理中改善監(jiān)控晶片上的處理參數(shù)，例如晶片的溫度 及特征結(jié)構(gòu)的深度或尺寸。通常，傳統(tǒng)的測量技術(shù)及裝置包括設(shè)在晶片附近的熱電偶或探 針，例如高溫計(pyrometers)或可監(jiān)測襯底溫度的其它探針。其它傳統(tǒng)技術(shù)包括散射測 量學(xué)、光發(fā)射光譜學(xué)、激光干涉測量法及其類似技術(shù)，或者傳統(tǒng)對時間域及/或頻率域的測 量，用以促進蝕刻處理終點。在某些例子中，這些傳統(tǒng)的處理可以提供有用的結(jié)果，但是當(dāng) 溝槽深度、深寬比、以及關(guān)鍵尺寸增加時，可能使傳統(tǒng)的測量技術(shù)無法用于下一代處理。因此，為了提供精確與實時的處理參數(shù)的測量，必須要改進裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容
在此所述的實施例提供一種在使用等離子體制造襯底的處理中獲得處理信息的 方法及裝置。在實施例中，揭示一種處理腔室。該處理腔室包括具有處理空間的腔室主體組件； 噴頭組件，與該腔室主體的頂蓋耦接，且具有可傳遞光學(xué)測量信號的區(qū)域；光學(xué)監(jiān)控組件， 配置在該腔室主體的徑向位置處，用以觀察該處理空間；以及光譜感測系統(tǒng)，配置在垂直于 該噴頭平面的角度上，經(jīng)由該噴頭組件的該可傳遞區(qū)，以觀察該腔室主體的該處理空間。在另一實施例中，揭示光纖纜束，耦接于輻射源以及光譜儀。此光纖纜包括有第一 部，包括至少一個源光纖；第二部，包括復(fù)數(shù)個第一源光纖以及與該輻射源通訊的復(fù)數(shù)個第 一信號光纖，其中該復(fù)數(shù)個第一源光纖的一部分相對于該復(fù)數(shù)個第一信號光纖間隔一段距 離；以及第三部，其包括復(fù)數(shù)個第二源光纖、復(fù)數(shù)個第二信號光纖、以及復(fù)數(shù)個被動光纖。
在另一實施例中，揭示處理襯底的方法。此方法包括蝕刻襯底，該襯底位在蝕刻腔 室內(nèi)的襯底支撐件上，該襯底在有等離子體存在時經(jīng)由圖案化掩膜層而被蝕刻；引入光能 量至該等離子體中，并引導(dǎo)朝向該襯底；收集來自等離子體的第一信號以及第二信號；經(jīng) 由光纖束發(fā)送該第一信號至一檢測器，以及響應(yīng)該收集的信號而控制該蝕刻處理。在另一實施例中，揭示光纖纜束，其耦接至輻射源以及至少一個光譜儀。此光纖纜 束包括復(fù)數(shù)個光纖捆成一束，該束包括第一部，其包括至少一個源光纖，且該源光纖具有與 該輻射源耦接的第一端以及用以引導(dǎo)該光源的光進入處理腔室的第二端；第二部，其包括 復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有可與該至少一個光譜儀通訊的第一端以及用以接收源自該處 理腔室的光學(xué)信號的第二端；以及包括有復(fù)數(shù)個被動光纖的第三部，其中該第二部以及該 第三部是配置在共同半徑(common radius)上，且每一源光纖沿著該共同半徑以至少一個 回傳光纖、至少一個被動光纖、或該回傳光纖與該被動光纖兩者而彼此分隔。
在另一實施例中，揭示處理襯底的方法。此方法包括蝕刻襯底，該襯底位在蝕刻腔 室內(nèi)的襯底支撐件上，當(dāng)有等離子體存在時可經(jīng)由圖案化掩膜層而蝕刻該襯底；引入光能 量至該等離子體中，并引導(dǎo)其朝向該襯底；收集來自該等離子體的第一信號以及第二信號； 經(jīng)由光纖束發(fā)送該第一信號至檢測器，其中該光纖纜束包括第一部，其包括至少一個源光 纖，且該源光纖具有連接于輻射源的第一端以及用以引導(dǎo)該光源的光進入處理腔室的第二 端；第二部，包括復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有與該至少一個光譜儀通訊的第一端以及用以 接收源自該處理腔室的光學(xué)信號的第二端；以及包括有復(fù)數(shù)個被動光纖的第三部，其中該 第二部以及該第三部配置在共同半徑上，且每一源光纖在沿著該共同半徑以至少一個回傳 光纖、至少一個被動光纖、或該回傳光纖及被動光纖兩者而彼此分隔，以及響應(yīng)該收集的信 號而控制該蝕刻處理。在另一實施例中，提供計算機可讀媒體以控制蝕刻處理。在實施例中，計算機可讀 媒體包含多數(shù)指令，當(dāng)該些指令被處理系統(tǒng)執(zhí)行時，可控制在該處理系統(tǒng)中進行的蝕刻處 理；該蝕刻處理包括蝕刻襯底，該襯底位在處理系統(tǒng)的襯底支撐件上，當(dāng)有等離子體存在時 經(jīng)由圖案化掩膜層而蝕刻該襯底；經(jīng)由該等離子體，將光能量導(dǎo)向該襯底；收集來自該等 離子體的第一信號以及第二信號；經(jīng)由光纖束，引導(dǎo)該第一信號至檢測器；以及響應(yīng)該收 集的信號而控制該蝕刻處理。該光纖纜束包括第一部，其包括至少一個源光纖，且該源光纖 具有與輻射源耦接的第一端以及用來引導(dǎo)該光源的光進入處理腔室的第二端；第二部，包 括復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有與該至少一個光譜儀通訊的第一端以及用以接收源自該處 理腔室的光學(xué)信號的第二端；以及包括有復(fù)數(shù)個被動光纖的第三部，其中該第二部以及該 第三部是位在共同半徑上，且每一源光纖在沿著該共半徑以至少一個回傳光纖、至少一個 被動光纖、或該回傳光纖及該被動光纖兩者而彼此分隔。


圖1為處理腔室的一個實施例的剖面視圖。圖2為圖1的噴頭組件的一個實施例的剖面視圖。圖3為光譜感測系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。圖4A為光纖纜束的一個實施例的等角剖面視圖。圖4B圖為光纖纜束的另一實施例的剖面視圖。
圖5圖為光學(xué)傳送組件的一個實施例的剖面示意圖。
圖6A及6B圖示出襯底在蝕刻處理中的剖面示意圖。圖7為襯底在蝕刻處理中的另一實施例的剖面示意圖。圖8示出在微機電系統(tǒng)蝕刻處理中所收集的資料的圖形。圖9示出在蝕刻處理中所收集的等離子體放射資料的圖形。圖10示出硅吸收邊緣的點為襯底溫度的函數(shù)的圖形。圖11示出光學(xué)傳送組件中不同組件的反射的示意圖。圖12示出等離子體過濾方法的一個實施例的示意圖。圖13示出原始的吸收光譜資料與過濾的吸收光譜資料的比較。圖14示出終點檢測方法的一個實施例的流程圖。為了幫助了解，本文中盡可能使用相同的標(biāo)號來標(biāo)示各圖示中共同的相同組件。 應(yīng)理解一個實施例中的組件可以有益地使用在其它的實施例中，而無需進一步的記載。
具體實施例方式在此敘述的實施例是示范性地敘述在蝕刻腔室內(nèi)進行的蝕刻處理，應(yīng)理解在此 敘述的各方面可以使用在其它的腔室及處理中。示例包括有沉積腔室，例如外延沉積腔 室、化學(xué)氣相沉積(CVD)腔室、等離子體增強化學(xué)氣相沉積(PECVD)腔室、物理氣相沉 積(PVD)腔室及其類似的腔室。其它的處理包括等離子體處理以及快速熱處理(rapid thermalprocessing,RTP)腔室、其它處理中的利用高溫及/或需要實時監(jiān)控處理參數(shù)的處 理。圖1為示范性處理腔室100改造為等離子體腔室的實施例的剖面圖。在一個實施 例中，處理腔室100適合于蝕刻襯底144中高深寬比的特征結(jié)構(gòu)。處理腔室100包括腔室主 體102以及蓋子104，其構(gòu)成處理空間106。腔室主體102通常是由鋁、不銹鋼或其它適當(dāng) 的材料所制造。腔室主體102大致包括側(cè)壁108以及底部110。襯底存取端口(未示出) 一般設(shè)置在側(cè)壁108上，并以狹縫閥選擇性地加以密封，以幫助由處理空間106中的襯底支 撐組件148傳出及傳入襯底144。排放口 126設(shè)置在腔室主體102中并將處理空間106連 接到泵系統(tǒng)。泵系統(tǒng)大致包括一或多個泵及節(jié)流閥，用以排空及調(diào)節(jié)處理腔室100的處理 空間106中的壓力。在一個實施例中，泵系統(tǒng)維持處理空間106的壓力在約IOmTorr至約 20Torr的通常操作壓力之間。襯墊112連接于側(cè)壁108的內(nèi)表面以保護處理腔室100的內(nèi) 部。襯墊112也可以配置在襯底支撐組件148的一部分上。襯底支撐組件148配置于處理腔室100的處理空間106的噴頭組件130下方，且 在處理中保持襯底144。襯底支撐組件148的接收襯底表面的平面是大致上平行于噴頭組 件130的平面。在傳統(tǒng)的方法中，襯底支撐組件148大致包括有復(fù)數(shù)個舉升銷(未示出)， 其配置成可從支撐組件148舉起襯底，并有助于以機械手臂(未示出)交換襯底144?？刂破?50連接于處理腔室100?？刂破?50包括中央處理單元(CPU)、復(fù)數(shù)個輸 入/輸出(I/O)裝置、支持電路(例如電源供應(yīng)器、時鐘電路、總線控制器、高速緩沖存儲器 等)、只讀存儲器(ROM)以及隨機存取內(nèi)存(RAM)。蝕刻處理的指令(如下所述)可以儲存 在控制器150內(nèi)的計算機可讀取的媒體上，并以控制器150來執(zhí)行。在一個實施例中，襯底支撐組件148包括裝配平臺162、基底164和靜電卡盤166。裝配平臺162連接于腔室主體102的底部110，包括多個用來導(dǎo)引諸如流體、電力線及感測 引線等其它設(shè)施至基底164及卡盤166的通道。至少一個基底164或卡盤166可包括有至 少一個非必要的嵌埋加熱器176以及復(fù)數(shù)個槽，以控制支撐組件148的水平溫度分布。在 此實施例中，如第1圖所示，設(shè)置兩槽168、170于基底164中，而電阻式加熱器176配置在 卡盤166內(nèi)。槽168、170及加熱器176用以控制基底164的溫度，由此加熱及/或冷卻靜 電卡盤166，并因此至少能部分地控制配置在靜電卡盤166上的襯底144的溫度。蓋子104密封地支撐在腔室主體102的側(cè)壁108上，且可以打開而得以進入處理 腔室100的處理空間106中。蓋子104包括窗口 142，其有助于以光學(xué)方式進行處理監(jiān)控。 在一個實施例中，窗口 142是由藍寶石、石英或其它可傳遞光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140所使用的光學(xué) 信號的適當(dāng)?shù)牟牧纤鶚?gòu)成。處理腔室100包括至少一個光學(xué)測量模塊，例如光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140及/或光學(xué)監(jiān) 控組件128。光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140及光學(xué)監(jiān)控組件128兩者設(shè)置在可觀察或接近腔室主體102 的處理空間106及襯底144兩者或至少其一的位置上。在一個應(yīng)用中，光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140 所分析的光學(xué)信號能夠提供補償進入的圖案不一致性的處理調(diào)整所需的信息(例如關(guān)鍵 尺寸(⑶)、膜厚、 結(jié)構(gòu)的寬度/維度等)、提供處理狀態(tài)的監(jiān)控(例如等離子體的監(jiān)控、溫度 監(jiān)控、CD等)及/或其它功能中的終點檢測。光學(xué)監(jiān)控組件128亦包括窗口 127，而窗口 127大致上徑向地配置在相對于襯底支 撐組件148的腔室主體102上，且可作為光學(xué)放射光譜(opticalemission spectrum,0ES) 監(jiān)控器的功能。此光學(xué)監(jiān)控組件128可設(shè)定成能監(jiān)控等離子體狀態(tài)、腔室匹配的程度、腔室 故障的來源以及處理腔室100內(nèi)其它光學(xué)特性。在此敘述的實施例可采用的光學(xué)監(jiān)控工具 為EyeD 全光譜干涉測量儀模塊，可從SantaClara，California的AppliedMaterials公 司購得。因此，光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140及光學(xué)監(jiān)控組件128兩者或其一能提供關(guān)于圖案的不一 致、處理狀態(tài)的監(jiān)控、及/或終點檢測的信息，而上述信息是可以由相對于襯底144平面的 垂直及側(cè)向配置的有利位置而被監(jiān)控。噴頭組件130連接于蓋子104的內(nèi)部表面。噴頭組件130包括多數(shù)個孔135，該 些孔135是以跨過腔室100內(nèi)的待處理襯底144表面的預(yù)定的方式分布，使氣體由入口端 口 132經(jīng)噴頭組件130進入處理腔室100的處理空間106。噴頭組件130另外包括有可傳 遞光學(xué)測量信號的區(qū)域。噴頭組件130中的光學(xué)上可傳遞區(qū)域或通道138是適合讓光學(xué)監(jiān) 控系統(tǒng)140觀察處理空間106及/或位于襯底支撐組件148上的襯底144。通道138可以 是形成或配置在噴頭組件130上的材料、孔、或多數(shù)個孔，其本質(zhì)上是可傳遞光學(xué)測量系統(tǒng) 140所產(chǎn)生的、以及反射回光學(xué)測量系統(tǒng)的能量波長。通道138配置在大致上垂直襯底144 平面的位置。在一個實施例中，通道138包括平板143，以保護窗口 142免于處理空間106 內(nèi)的嚴峻環(huán)境。平板143可為藍寶石材料、石英材料、以及例如氧化釔(Y2O3)的光學(xué)陶瓷或 其它適當(dāng)?shù)牟牧稀；蛘咭部蓪⑵桨?43配置在介于窗口 142以及處理空間106之間的蓋子 104 中。在一個實施例中，噴頭組件130被設(shè)置成含有復(fù)數(shù)個區(qū)域，用以分別控制流進處 理腔室100的處理空間106中的氣體。在圖1的實施例中，噴頭組件130具有分別連接 于氣體面板的內(nèi)部區(qū)以及外部區(qū)，而氣體面板連接于處理腔室100并經(jīng)由個別的入口端口 132’、132”提供處理及/或清洗氣體至處理空間106。氣體面板連接于氣體源(未示出)以供應(yīng)處理氣體或載氣進入入口端口。處理氣體的例子包括有SiCl4、HBr、NF3、02以及SiF4 等等。載氣的例子包括N2、He、Ar、對于處理是惰性的其它氣體和非反應(yīng)性氣體。 在一個實施例中，光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140能夠測量處理中(在等離子體處理過程中) 及/或處理外(在等離子體處理之前或之后)的⑶、膜厚、以及等離子體特性。光學(xué)監(jiān)控系 統(tǒng)140可以使用一或多個非破壞性光學(xué)測量技術(shù)，例如光譜學(xué)、干涉測量學(xué)、散射測量學(xué)、 反射測量學(xué)及其它相似技術(shù)。舉例而言，可裝設(shè)光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140以進行干涉測量監(jiān)控技 術(shù)(例如，在時間域(time domain)中計算干涉條紋、在頻率域中測量條紋的位置等)，以 實時測量襯底144上形成的結(jié)構(gòu)的蝕刻深度輪廓。對特定應(yīng)用的如何使用光學(xué)監(jiān)控的細節(jié) 已經(jīng)大致揭露在美國專利申請?zhí)朜o. 10/674，568(2003年9月29日申請，美國專利公開號 No. 2004/0203177, 2004 年 10 月 14 日公開)以及美國專利號 No. 6，413，837 (2002 年 7 月 2 日頒布)，上述兩者在此并為參考資料。圖2為噴頭組件130的一個實施例的剖面圖。噴頭組件130大致包括蓋板202、上 氣室平板204與下氣室平板206以及氣體分配板210。上氣室板與下氣室平板204、206是 以空間隔開的關(guān)系而彼此耦接在一起，且配置在形成于蓋板202的凹處270中，并以此限定 噴頭組件130的上部結(jié)構(gòu)。限定在平板204、206之間的內(nèi)部區(qū)134被阻障物236流動式地 分開成至少兩個區(qū)域。在圖2所示的實施例中，阻障物236將內(nèi)氣室218與外氣室220隔 開。通道138通過噴頭組件130而形成以幫助光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140監(jiān)控腔室處理及/或 襯底特性，且包括光學(xué)傳送組件205。通道138大致位于噴頭組件130的幾何中心，且是以 形成在蓋板202、上氣室平板204以及下氣室平板206中的同軸對準孔來限定。一般而言， 通道138以大致上垂直于蓋板202、上氣室平板204、下氣室平板206以及襯底144(未示 出)的組合或其中之一的平面的角度而形成。在一個實施例中，蓋板202以及平板204、206中的每一同軸對準孔適合接收透鏡 組件211以及插塞254，而透鏡組件211以及插塞254是光學(xué)傳送組件205的部件。在一 個實施例中，透鏡元件211是準直器的部件，而準直器以光纖纜束215連接于光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng) 140。窗口 142是密封地配置在通道138中，以防止氣體經(jīng)由噴頭組件130漏到光學(xué)監(jiān) 控系統(tǒng)140。設(shè)置0型環(huán)(并未標(biāo)示在圖2中)將窗口 142密封于上氣室平板204及蓋板 202。蓋板202以及形成在蓋板202、上氣室平板204及下氣室平板206之間的通道138的 額外細節(jié)以及圖1的處理腔室100的額外細節(jié)可參照美國專利申請?zhí)朜o. 11/381,523(2006 年5月3日申請)，其在此通過引用而結(jié)合于此。插塞254設(shè)置成可傳遞光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140所使用的信號。在一個實施例中，插塞 254包括復(fù)數(shù)個通道260，該通道使光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140可與腔室100的處理空間106形成界 面相連接，并避免在通道260中形成等離子體。在一個實施例中，通道260的深寬比(深度 對直徑)至少約為10 1，例如為14 1。在另一實施例中，通道260的直徑為小于或等 于DEBYE長度及/或電子平均自由徑，舉例而言，小于約1. 5mm,例如為0. 9mm。在另一實施 例中，通道260定義開口面積，其中開口面積高達約60 %。插塞254 —般是由與處理化學(xué)性 質(zhì)匹配的材料所制造。在一個實施例中，插塞254是由介電材料所制造，例如陶瓷。在另一 實施例中插塞254為鋁。
為了延長噴頭組件130的使用壽命，氣體分配面板210至少為釔所制造或涂布釔 或其氧化物。在一個實施例中，氣體分配板210是由整塊釔或其氧化物所制造，以提供對含 氟化學(xué)物質(zhì)的耐受性。在其它實施例中氣體分配板210是由整塊氧化釔(Y2O3)所制造。
非必要地或額外地，氣體分配板210可以包括有平板143，其是可傳遞光學(xué)信號 的。平板143可以連接或固定在氣體分配面板210的大致上的幾何中心。在本實施例中， 平板143是由釔或其氧化物所制造，例如整體的Y203。形成于插塞254中的通道260與形成在氣體分配板210中的多個孔262對準。在 使用平板143的應(yīng)用中，該些孔隙262形成在平板143中，并大致上與形成在插塞254中的 通道260對準。該些孔262是群聚在氣體分配面板210的中心，并具有適合且有益于通過 氣體分配板210的光學(xué)信號的有效傳遞的密度、直徑(寬度)、外觀以及開口面積。在一個 實施例中，孔262的數(shù)目與截面外觀與通道260相似。窗口 142使通道260及孔262對氣 體的流動沒有感應(yīng)，但允許光學(xué)上的傳遞。因此，通道260、孔262及窗口 142有助于光學(xué)監(jiān) 控系統(tǒng)140對腔室100內(nèi)的光學(xué)監(jiān)控，而無真空損失或不會對用來限定光學(xué)觀察途徑的結(jié) 構(gòu)造成等離子體損害。圖3為光譜感測系統(tǒng)300的一個實施例的示意圖，其可與圖1的處理腔室100—起 使用。光譜感測系統(tǒng)300以光纖纜束215以及光學(xué)傳送組件205 (將在第4圖中敘述)而與 光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140以及腔室100的處理空間106耦接。光譜感測系統(tǒng)300包括寬頻帶光源 325，用以發(fā)射出具有紫外-可見光(UV-Vis)范圍以及近紅外線范圍(NIR)波長的光。在 另一實施例中，寬頻帶光源325可發(fā)射波長為約200nm至約1800nm的光。寬頻帶光源325 可為汞燈、氘燈、氙燈、鹵素?zé)?、發(fā)光二極管(LEDs)或其組合。寬頻帶光源325可更調(diào)整成 為適以在預(yù)設(shè)頻率下開及關(guān)及/或利用快門開關(guān)預(yù)定時間，例如閃控或閃光。在一個實施 例中，寬頻帶光源325為氙閃光燈，適以發(fā)射出波長在約200nm至約ISOOnm之間的光。光譜感測系統(tǒng)300也包括有至少兩光譜儀320、335，用以接收由處理空間106而 來的光能量。裝設(shè)光譜儀320、335以接收UV-Vis及/或NIR波長內(nèi)的光波長。在一個實 施例中，光譜儀320、335為具有嵌入式控制器的雙通道光譜儀?？裳b設(shè)光譜儀320以處理 NIR波長內(nèi)的光學(xué)信號，同時可裝設(shè)光譜儀335處理UV-Vis波長內(nèi)的光學(xué)信號。在一個應(yīng) 用中，裝設(shè)光譜儀320處理介于約900nm至約1700nm之間的光波長，而裝設(shè)光譜儀335處 理介于約200nm至約800nm之間的光波長。每一光譜儀320、335連接于控制器150，例如藉 由以太網(wǎng)絡(luò)電纜(Ethernet cables) 308連接，其可為局部局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)電纜以及其它電 纜的應(yīng)用。此外，線350可由控制器150供給信號至光譜儀320、335的其一或兩者，使光譜 儀內(nèi)的磁場同步。圖3中示出有各式信號線連接于光譜儀320、335與光學(xué)監(jiān)控組件128以及光學(xué)傳 送組件205。在此實施例中，標(biāo)號為315A至315C的信號線代表光纖纜束215的一或多條 個別的光纖。由寬頻帶光源325而來的寬頻帶光經(jīng)由連接光學(xué)傳送組件205的線315A傳 送至處理空間106，并照射襯底144(將在圖5中更完整敘述)。由襯底144及/或等離子 體305反射的光能量的一部分經(jīng)由線315B及315C回到光譜儀320、335的其一或兩者。例 如，波長介于約900nm至1700nm之間的光被送到光譜儀320，且波長介于約200nm至800nm 之間的光被送到光譜儀335。光學(xué)監(jiān)控組件128連接于信號線330 (連接到光譜儀335)以 提供來自腔室100的回傳信號。信號線330以連接器355與線315C連接。在一個實施例中，回傳信號是來自腔室100內(nèi)的等離子體305的反射能量。信號線330可為金屬線、電纜或光纖纖維。如上所述，為了 OES測量而裝設(shè)光譜儀335，OES測量是處理空間106內(nèi)蝕刻狀態(tài) 的指針。例如，光罩上正被蝕刻的膜的實時監(jiān)控傳送有助于改善蝕刻處理的控制。屏蔽的 吸收層(例如，鉻(Cr))在蝕刻開始時的穿透率(通常為至15%，取決于膜的種類)通 常很小，但是可測量，當(dāng)在蝕刻過程中膜變薄直到完全消失(100%穿透)，穿透率是以預(yù)期 的方式增加，因此可用來指示蝕刻終點。圖4A為光纖纜束215的一個實施例的等角剖面視圖。所示的光纖纜束215由19 條光纖所組成，但若需要的話，可使用更多或更少的光纖。光纖束215中個別的光纖尺寸及 光纖的數(shù)量的選擇在于使光纖纜束215的尺寸最小化，以減少光纖纜束215的整體體積。 請再參照圖3，光纖410及420共同地以線315A表示，且用于傳送寬頻帶光源325的光學(xué) 信號。光纖415及425分別以線315B及315C表示，且用于傳送由襯底144及/或等離子 體305反射的光學(xué)信號。光纖405是“死的”，且可交替使用或用在額外的光學(xué)傳送裝置中。 在一個實施例中，使用光纖405來增加光纖纜束215的機械強度，且稱為結(jié)構(gòu)光纖405。在 一個實施例中，光纖405、410、415、420以及425中的一或多者，為多模光纖。圖4B為光纖纜束215的另一實施例的剖面圖。在本實施例中，每一光纖405、410、 415,420以及425是以部分或區(qū)域方式安排，且每一部分或區(qū)域包括至少一個光纖。例如， 區(qū)域450包括單獨的光纖(410)，區(qū)域455包括6條光纖(包括410、415)，以及區(qū)域460包 括12條光纖(包括405、420、425)。此外，為了清楚起見，光纖410、415、420以及425以“S” 或“R”標(biāo)示，其中“S”表示源光纖，其由寬頻帶光源325傳輸光能量(第3圖)，以及“R”表 示回傳光纖，其是由處理空間106傳送光能量至光譜儀320、335(圖3)。將光纖410s、415R、420s以及425κ設(shè)置成可提供波長的選擇性地衰減。例如，將 光纖410s以及415κ設(shè)定成可衰減綠色及藍色波長，且優(yōu)先傳送紅外線，同時設(shè)定光纖420s 以及425κ以優(yōu)先傳送UV-Vis范圍的波長。此外，在區(qū)域450、455以及460的光纖配置樣 式可最小化或消除光纖之間的串因(cross-talk)。例如，提供NIR波長至處理空間106的 光纖410s位在內(nèi)區(qū)域450中，且第二區(qū)域455為外區(qū)域460的光纖425κ提供了空間分隔。 光纖405、410s、415R、420s，以及425κ的空間分隔有助于光能量的優(yōu)先傳播，而使光纖之間 殘存的串音被最小化或消除。每一區(qū)域450、455、460以彼此為徑向及/或同軸的關(guān)系配置，且包括有大致上圓 形的幾何形狀，其包括大致上圓形、大致上六邊形、及其組合(在其它多邊形中相似于圓形 或六邊形)。例如，區(qū)域455由區(qū)域450徑向向外并以大致上為圓形的幾何形狀配置。相似 的，區(qū)域460由區(qū)域455徑向向外并以大致上為圓形的幾何形狀而配置。在一個實施例中，內(nèi)區(qū)域450大致上位于光纖纜束215的幾何中心，并且第二及第 三區(qū)域455、460大約以內(nèi)部區(qū)域450為中心而同心配置。第二區(qū)域455包括復(fù)數(shù)個源線 (光纖410s)以及復(fù)數(shù)個回傳線(光纖415κ)以交錯的樣式配置，其中沒有源線鄰接任何回 傳線。外部區(qū)域460也包括復(fù)數(shù)個源線(光纖420s)以及復(fù)數(shù)個回傳線(光纖425κ)，其中 一個源光纖420s配置在兩回傳光纖425κ之間。此外，在外部區(qū)域460中每一個回傳光纖 425ε以結(jié)構(gòu)光纖405分隔。圖5為光學(xué)傳送組件205的一個實施例的剖面示意圖。光學(xué)傳送組件205是對準圖1及圖2的通道138而裝設(shè)，且適于從光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140經(jīng)光纖纜束215傳送及接收光 學(xué)信號。光學(xué)傳送組件205包括有光纖纜束215、例如透鏡組件211的透鏡組件(例如準直 器)，其可包括有安裝架505，用于連接蓋板202的上表面、窗口 142以及插塞254。透鏡組 件211用以從光學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)140傳送光能量至光纖纜束215、窗口 142、經(jīng)由插塞254中的 通道260以及配置在氣體分配板210中的孔262而形成光束525，而光束是大致上正交于 (例如大致上垂直)襯底支撐組件148以及配置于其上的襯底144的上表面的平面。類似 地，反射的光能量的全部或大部分朝向孔262以及通道260，且最后經(jīng)光纖纜束215至光學(xué) 監(jiān)控系統(tǒng)140在此所述的實施例提供根據(jù)硅(Si)的光學(xué)吸收邊線(opticalabsorption edge) 的光學(xué)度量，其通常發(fā)生在硅能帶隙的光學(xué)吸收邊線附近。通常當(dāng)溫度增加時，硅能帶隙下 降，而導(dǎo)致硅的吸收邊緣向較低的光能量或較長的波長移動。參照硅的能帶隙在室溫或接 近室溫時約為1. 12eV，對應(yīng)于約1. 107微米(μ m)的光能量，而在約410°C時，硅的能帶隙 下降至約0. 9eV,對應(yīng)于約1. 291 μ m的光能量。換句話說，當(dāng)硅晶片的溫度上升時，硅的不 透明度下降，且該光譜感測系統(tǒng)300監(jiān)控其轉(zhuǎn)折點以從硅晶片提取信息，而此轉(zhuǎn)折點可定 義為介于不透明與透明之間的轉(zhuǎn)變，在個別波長下轉(zhuǎn)折點為溫度及強度變化的函數(shù)。圖6A及6B示出蝕刻處理中的襯底144的剖面示意圖。在圖6A中，層602及圖 案化掩膜610示出在襯底144上。層602可包括單一材料膜(例如介電層、金屬層或集成 電路中所使用的任何其它層)或多層膜的堆棧，其可以是未被圖案化的或是圖案化的。在 隨后的蝕刻處理中，可使用圖案化掩膜610作為蝕刻掩膜來蝕刻層602。層602可使用任 何傳統(tǒng)的薄膜沉積技術(shù)而形成，例如原子層沉積(ALD)、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉 積(CVD)、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)、以及使用由SantaClara，California的 Applied Materials公司提供的例如CENTURA 、ENDURA 或其它處理系統(tǒng)的各自 的處理反應(yīng)器的類似技術(shù)。圖案化掩膜610—般可以是光阻劑掩膜、α-碳(例如非晶體碳)掩膜、硬掩 膜、Santa Clara，California 的 Applied Materials 公司提供的 Advanced Patterning Film (APF)等。在一個示范性實施例中，圖案化掩膜610為光阻劑掩膜。參照圖6A，說明 性地，圖案化掩膜610具有高度614，且包括有結(jié)構(gòu)620及630 (例如，線、壁、圓柱等)，其分 別具有寬度606及618。寬度606是小于寬度618或圖案化掩膜610的任何其它結(jié)構(gòu)的寬 度。在一個實施例中，設(shè)置光譜感測系統(tǒng)300以實時測量在蝕刻處理中對應(yīng)于襯底 144上結(jié)構(gòu)620的高度614的度量。在蝕刻處理中，光學(xué)傳送組件205使用寬頻源325以產(chǎn) 生波長在UV-Vis及NIR范圍(例如從約200nm至約1700nm)內(nèi)的入射光并照射襯底144。 通常此光以大致上垂直于襯底144的方向入射襯底144上約Imm至約12mm的區(qū)域范圍，因 此，在一個應(yīng)用中，光束的直徑尺寸為約Imm至約12mm。在一個實施例中，照射在襯底144 上區(qū)域的光束尺寸直徑約為10mm。在另一個實施例中，光束尺寸是小于或等于4mm，例如直 徑約為1mm。更明確地，光學(xué)傳送組件205照射襯底144的區(qū)域是具有關(guān)鍵維度(例如寬度 606)的結(jié)構(gòu)620所占據(jù)。為增加測量的精確度，來自寬頻帶光源325的入射光的強度可以被調(diào)變及/或脈 沖化以及極化。在一個實施例中，入射光的調(diào)變頻率可以高至約10Hz。一般而言，可裝設(shè)光學(xué)傳送組件205以進行如上所述的干涉度量及/或光譜度量的測量。當(dāng)由光學(xué)傳送組件205輻射出的入射光照射在結(jié)構(gòu)620上時，入射光(射線Rl) 部分地由表面621反射回來(射線R3)，且部分地傳遞進入結(jié)構(gòu)620中(射線R5)。射線R5 更局部地經(jīng)由結(jié)構(gòu)620下的表面605而傳播進入層602 (射線R6)中，且在其中被吸收。射 線R5的一部分(射線R7)被結(jié)構(gòu)620的材料所吸收(例如光阻劑)，且射線R5的一部分反 射回來(射線R4)。此外，照射在接近結(jié)構(gòu)620的區(qū)域603的入射光(射線R2)的一部分可 以局部地傳遞進入層602中(射線R8)，射線R2在其中被吸收，但是同時一部分輻射由層 602反射回來(射線R9)。圖7為蝕刻處理中襯底144的另一實施例的剖面示意圖。在本實施例中，襯底144 為硅(Si)，且使用圖案化掩膜610以及子掩膜612在垂直方向上(方向Z)蝕刻襯底144上 的溝槽715。來自光學(xué)傳送組件205的入射光(射線R10)照射于襯底144上的不同垂直 深度，且射線的一部分(射線Rll)反射回來，而反射是取決于襯底的溫度及/或來自光學(xué) 傳送組件205的光能量的波長。在某些溫度及/或波長下，射線RlO可由襯底144的背面 720反射回來，如圖7所示。不同層的折射率的不連續(xù)性(以數(shù)字725、730、735、以及740 表示)產(chǎn)生明顯的干涉條紋?；诟盗⑷~頻率分析技術(shù)或相同領(lǐng)域的其它分析技術(shù)，可利 用干涉條紋的資料計算出蝕刻深度。圖8是在微機電系統(tǒng)(MEMS)的蝕刻處理中(于波長1. 6 μ m下)所 收集的資料的 圖形800。線805表示在蝕刻處理中收集的干涉信號。根據(jù)第8圖所示的資料，點810表示 約為4. 39 μ m的溝槽深度。圖9是在蝕刻處理中以使用NIR信號的光譜儀320 (圖3)收集 來自腔室100的等離子體放射資料的圖形900。圖10是硅吸收邊緣的點為襯底溫度的函數(shù)的圖形1000。在使用光學(xué)傳送組件205 時，可以發(fā)現(xiàn)約為4nm的光譜分辨率可提供溫度測量的精確度約在2°C以內(nèi)。相對吸收光譜的計算圖11是光學(xué)傳送組件205的不同組件的折射率的示意圖，例如透鏡組件211、窗口 142以及插塞254，其可能與施加于襯底144的光能量發(fā)生干涉。為了補償非預(yù)期的折射率， 提供相對吸收光譜的測定。在標(biāo)示1115的圖標(biāo)中，光纖纜束215提供標(biāo)示為射線R12的光， 其通過透鏡組件211、窗口 142以及插塞254而到達維持在已知溫度(例如約為25°C)的 襯底144的表面。光線被反射而離開襯底144，并經(jīng)由插塞254、窗口 142以及透鏡組件211 至光纖纜束215。反射光(標(biāo)示為射線R13)指示襯底溫度，但其包括源自系統(tǒng)硬件(例如 插塞254、窗口 142以及透鏡組件211)的反射光所導(dǎo)致的誤差。為了計算這項誤差，如1110所示，在腔室中無襯底情況下，經(jīng)由插塞25、窗口 142 以及透鏡組件211提供光線(標(biāo)示為射線R12)。放置光線吸收盤于襯底支撐組件上，以避免 光線經(jīng)由插塞254、窗口 142及透鏡組件211反射回光源。因此，反射回光纖纜束215的光 線主要(如果不是唯一的)從插塞254及/或窗口 142(射線R14)及/或透鏡組件211(射 線R15)所反射的。通過利用1115的參考襯底以及1110的反射誤差所得的信息，可以計算并得到襯 底144的溫度，如1105所示。光纖纜束215提供光線(標(biāo)示為射線R12)，光線經(jīng)由透鏡組 件211、窗口 142及插塞254到達欲確定溫度的襯底144的表面。光線反射離開襯底144， 并經(jīng)由插塞254窗口 142及透鏡組件211至光纖纜束215，如射線R13所標(biāo)示。反射光R13包括有由襯底144、插塞254及/或窗口 142(射線R14)以及透鏡組件211 (射線R15)反 射的光線(射線R13)。利用1110、1115中提到的技術(shù)所得的信息，可以排除插塞254、窗口 142及透鏡組件211反射的光線而計算出襯底144的相對光吸收，并可在已知溫度下計算襯 底反射的光線。也可將燈源輸出差異的校正因子包括在計算中。消除等離子體放射效應(yīng)
在蝕刻處理中，來自等離子體放射的噪聲可以被光譜儀320、335感測到，并可能 提供不精確的信息。因此，期望通過過濾等離子體噪聲以降低或消除等離子體放射，而提供 更精確的光學(xué)信息給光譜儀。圖12是使用寬頻帶光源325的過濾等離子體方法的一個實施例的示意圖。在本 實施例中，寬頻帶光源為燈1202，例如為氙氣閃光燈。字段1205表示燈1202是開啟，且射 線R12朝向襯底144。射線R15表示由襯底144及硬件反射回來，加上來自等離子體305輻 射的回射輻射。字段1210表示燈1202是“關(guān)閉”，且射線R16表示來自等離子體305的輻 射?？梢源_定射線R15以及射線R16的強度“I”，且可經(jīng)由下式計算出硬件及燈的反射光 譜I1 ampon_ 11 amp off在另一實施例中，可以利用中值光譜濾器過濾等離子體放射效應(yīng)。在此實施例中， 使用以下的算法Ai =中值(Ai^n72，Ami，…Ai+n/H，Ai+n/2)其中i =強度，以及n =襯底的數(shù)目。圖13是原始吸收光譜資料與過濾的吸收光譜資料的比較圖形1300。未過濾的吸 收光譜資料是以軌跡1305表示以及過濾的吸收光譜資料是以軌跡1310表示。如圖所示， 來自等離子體放射的尖波強度大致上可以被消除。在操作中，將襯底144提供至如上述配 置的處理腔室內(nèi)，并放置在襯底支撐件上。供給蝕刻氣體至處理腔室中，并點燃等離子體。 被導(dǎo)引到處理腔室上部的光學(xué)可傳遞區(qū)的光纖纜束215可傳送至少一頻率或頻率范圍的 電磁能進入處理腔室中。舉例而言，光纖束可包括含有第一源光纖束的第一主動光纖束以 傳送第一頻率的電磁能至處理腔室，以及用以檢測處理腔室內(nèi)第一頻率的電磁能的第一接 收光纖束。光纖束也可包含有用于傳送率第二頻的第二源光纖束以及第二接收光纖束。光 纖纜束也可包括間隔光纖束(spacing bundle)，其可為第三光纖束，用以將經(jīng)其它主動光 纖束傳遞的信號間的干涉最小化。也可以采用結(jié)構(gòu)光纖束以增強光纖纜束的硬度或機械強 度。光纖纜束215以正交于襯底表面的方式將能量引導(dǎo)向襯底。提供給光纖纜束的 能量能夠以一或多個特定頻率而產(chǎn)生，或者可以是寬頻帶光譜能量。入射能量的至少一部 份由襯底反射回到光纖束，且被光纖束傳送到一或多個光譜分析器。光譜分析器比較反射 能量的光譜特征與入射能量的光譜特征而確定襯底的狀態(tài)，例如蝕刻處理的進度及/或溫 度?？筛鶕?jù)分析反射能量而調(diào)整處理條件。圖14為終點檢測方法1400的一個實施例的流程圖。在1410中，將襯底提供至腔 室100中，并放置在襯底支撐件上。腔室100包括有第一光學(xué)窗口，例如窗口 142，其設(shè)置在 正交于襯底及/或襯底支撐件的平面的位置；以及第二窗口，例如窗口 127，其位在相對于 襯底及/或襯底支撐件的大致的徑向方向上。在1420中，將光罩(例如圖案化掩膜610)放置于鄰近襯底，以助于在襯底上形成圖案。在1430中，將處理氣體導(dǎo)入腔室中，以及在 1440中，在襯底與第一光學(xué)窗口(142)之間產(chǎn)生處理氣體的等離子體。在1450中，將例如 UV-Vis及/或NIR光譜的光能量導(dǎo)入等離子體中并朝向襯底。在處理中，在第一窗口檢測 第一信號(例如由襯底反射的光線)，以及在第二窗口(127)檢測第二信號(例如等離子體 特性的信號指針)，如1460所示。在一個實施例中，第一信號包括IEP度量，并且第二信號 包括OES度量。根據(jù)在窗口 142及/或127所檢測到的IEP及OES度量的其一或兩者，將 1440中所產(chǎn)生的等離子體結(jié)束，如1470所示。舉例而言，IEP度量可包括例如溝槽深度、溝 槽寬度及其它特征的特性以及代表蝕刻進度與溫度指針的度量。OES度量包括等離子體狀 態(tài)指針及蝕刻進度。此外，在結(jié)束等離子體之前，可以根據(jù)在第一窗口所檢測到的信息監(jiān)控 及/或調(diào)整襯底溫度。在此所述的實施例是有關(guān)于使用寬頻帶能量源的IEP以及OES分析，例如在此所 述的寬頻帶光源325及/或燈1202。這些分析的其一或兩者可用以確定其它參數(shù)中的蝕刻 處理終點、襯底溫度、或蝕刻選擇率，且可根據(jù)此分析的其一或兩者調(diào)整處理條件。因此，可 以通過設(shè)置在襯底的徑向關(guān)系上的腔室側(cè)壁中的檢測器，檢測等離子體所放射的電磁能， 并且以設(shè)置在大致上垂直襯底的角度上的檢測器，檢測已知頻率的電磁能或光。等離子體 所發(fā)射的能量及/或已知頻率的光線能夠被分析，并且可與上述的其它分析比較而改善結(jié) 果的精確性。在此所述的實施例提供的處理優(yōu)點包括了達到OES終點及IEP終點的確認(為了 更高的可靠度)，特別是低開口面積的溝槽處理。舉例而言，通過比較此兩種方法，OES及 IEP終點可以用來檢測使用單一終點方法的處理飄移及/或不精確性。對于中心-快速或 Φ'HitStM1J (center-fast or center-slow etch conditions) ifyWM, ^hS^^lii W 評估及監(jiān)控可通過比較IEP 及OES終點的終點時間(平均值)而獲得改善。經(jīng)由光罩以 OES信號除以IEP信號而使OES信號得以被常規(guī)化。此常規(guī)化提供真實的透射測量，其大部 分是與等離子體的亮度及變動無相依性，并允許所測量的光罩光譜透射性與透射性的實時 模式互相比較，因此能夠確定蝕刻過程中蝕刻層的厚度(例如鉻層)。常規(guī)化也允許測量得 到的光罩的光譜透射與實時模式的光譜透射之間互相比較，因此能夠確定蝕刻過程中屏蔽 層的厚度(例如光阻劑)。雖然上述是以實施例的方式呈現(xiàn)本發(fā)明，在不脫離其基本范圍的情況下，本發(fā)明 可推衍出其它以及更進一步的實施例，本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求所確定。
權(quán)利要求
一種處理腔室，其包括腔室主體組件，其具有處理空間；噴頭組件，其耦接至所述腔室主體的頂蓋，且具有可傳遞光學(xué)測量信號的區(qū)域；光學(xué)監(jiān)控裝置，其配置在所述腔室主體的徑向位置處以觀察所述處理空間；以及光譜感測系統(tǒng)，其配置在垂直于所述噴頭平面的角度處經(jīng)由所述噴頭組件的可傳遞區(qū)來觀察所述腔室主體的所述處理空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理腔室，其中，所述光譜感測系統(tǒng)包括光纖束，其中，所述 光纖束還包括第一主動部，其包括復(fù)數(shù)個第一源光纖以及復(fù)數(shù)個第一信號光纖； 第二主動部，其包括復(fù)數(shù)個第二源光纖以及復(fù)數(shù)個第二信號光纖；以及 第三被動部，其包括復(fù)數(shù)個被動光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中，所述復(fù)數(shù)個第一源光纖的一部分相對于所 述復(fù)數(shù)個第一信號光纖以間隔關(guān)系配置，并且其中，所述復(fù)數(shù)個第一源光纖的所述部分以 及所述復(fù)數(shù)個第一信號光纖以大致上圓形的幾何形狀而交替配置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中，每一所述復(fù)數(shù)個第二信號光纖鄰接于至少 一個所述復(fù)數(shù)個第一源光纖以及至少一個所述復(fù)數(shù)個第一信號光纖，并且其中，所述復(fù)數(shù) 個第二信號光纖以大致上圓形的幾何形狀配置，并且所述復(fù)數(shù)個第二源光纖之一置于其 間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理腔室，其中，所述復(fù)數(shù)個第二信號光纖以及所述復(fù)數(shù)個 被動光纖以大致上圓形的幾何形狀配置，并且其中，每一所述復(fù)數(shù)個第二信號光纖以一個 被動光纖而彼此分隔開。
6.一種與輻射源以及至少一個光譜儀耦接的光纖纜束，其包括復(fù)數(shù)個光纖，其捆成一束，所述束包括第一部，其包括至少一個源光纖，且所述源光纖 具有與所述輻射源連接的第一端以及為引導(dǎo)所述輻射源的輻射進入處理腔室而設(shè)置的第~■丄山J而；第二部，其包括復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有與所述至少一個光譜儀通訊的第一端以 及為接收源自所述處理腔室的光學(xué)信號而設(shè)置的第二端；以及第三部，其包括有復(fù)數(shù)個被動光纖，其中，所述第二部以及所述第三部是配置在共半徑 上，且每一源光纖沿著所述共半徑以至少一個所述回傳光纖、至少一個所述被動光纖、或回 傳及被動光纖兩者而彼此分隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖纜束，其中所述第一部、第二部以及第三部以大致上圓 形的幾何形狀而交替配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖纜束，其中，所述第二部包括復(fù)數(shù)個第一源光纖以及復(fù) 數(shù)個第一信號光纖，每一所述復(fù)數(shù)個第二信號光纖系鄰接于至少一個所述復(fù)數(shù)個第一源光 纖以及至少一個所述復(fù)數(shù)個第一信號光纖，并且其中，所述復(fù)數(shù)個第二信號光纖以大致上 圓形的幾何形狀配置，且所述復(fù)數(shù)個第二源光纖之一置于其間。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖纜束，其中，所述第三部包括復(fù)數(shù)個第二信號光纖，其以 大致上圓形的幾何形狀鄰接于所述復(fù)數(shù)個被動光纖，并且其中，每一所述復(fù)數(shù)個第二信號 光纖以一個被動光纖而分隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖纜束，其中，所述光纖纜還包括大致上圓形的幾何形 狀，其包括相對于所述第三部為徑向往內(nèi)的所述第二部，并且所述至少一個源光纖相對于 所述第二部徑向往內(nèi)定位。
11.一種處理襯底的方法，其包括蝕刻襯底，所述襯底設(shè)在在蝕刻腔室內(nèi)的襯底支撐件上，所述襯底在有等離子體存在 下經(jīng)由圖案化掩膜層而被蝕刻；導(dǎo)入光能量進入所述等離子體并朝向所述襯底； 收集來自所述等離子體的第一信號以及第二信號； 經(jīng)由光纖束將所述第一信號發(fā)送至檢測器，其中所述光纖纜束包括 第一部，其包括至少一個源光纖，且所述源光纖具有與輻射源耦接的第一端以及為引 導(dǎo)所述輻射源的輻射進入處理腔室而設(shè)置的第二端；第二部，其包括復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有與所述至少一個光譜儀通訊的第一端以 及為接收源自所述處理腔室的多個光學(xué)信號而設(shè)置的第二端；以及第三部，其包括復(fù)數(shù)個被動光纖，其中，所述第二部以及所述第三部是配置在共半徑 上，且每一源光纖在沿著所述共半徑以至少一個所述回傳光纖、至少一個所述被動光纖、或 所述回傳及所述被動光纖兩者而彼此分隔開；以及 響應(yīng)所收集的所述信號控制所述蝕刻處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一信號由從所述襯底反射的光能量所 產(chǎn)生，并且其中，所述第二信號是由來自所述等離子體的光能量所產(chǎn)生。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述光能量通過所述光纖的所述第一部而被 引導(dǎo)朝向所述襯底，并且其中，所述光能量以與所述襯底平面垂直的角度被引導(dǎo)朝向所述 襯底。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一信號在相對于所述襯底平面為垂直 的角度被所述第二部所收集，并且其中，所述第二信號從相對于所述襯底為徑向的位置收集。
15.一種包含多個指令的計算機可讀媒體，當(dāng)所述指令被處理系統(tǒng)執(zhí)行時，控制在所述 處理系統(tǒng)中執(zhí)行的蝕刻處理，所述蝕刻處理包括蝕刻襯底，所述襯底位于處理系統(tǒng)的襯底支撐件上，所述襯底在等離子體存在下通過 圖案化掩膜層而被蝕刻；引導(dǎo)光能量穿過所述等離子體而朝向所述襯底； 收集來自所述等離子體的第一信號以及第二信號； 經(jīng)由光纖束發(fā)送所述第一信號至檢測器，其中，所述光纖纜束包括 第一部，其包括至少一個源光纖，且所述源光纖具有與輻射源耦接的第一端以及為引 導(dǎo)所述輻射源的輻射進入處理腔室而設(shè)置的第二端；第二部，其包括復(fù)數(shù)個第一回傳光纖，其具有與所述至少一個光譜儀通訊的第一端以 及為接收源自所述處理腔室的多個光學(xué)信號而設(shè)置的第二端；以及第三部，其包括復(fù)數(shù)個被動光纖，其中，所述第二部以及所述第三部是配置在共半徑 上，且每一源光纖在沿著所述共半徑以至少一個所述回傳光纖、至少一個所述被動光纖、或 所述回傳及所述被動光纖兩者而彼此分隔開；以及響應(yīng)所收集的所述信號控制所述蝕刻處理。
全文摘要
所揭示的實施方式提供一種在使用等離子體的襯底處理中獲取處理信息的方法及設(shè)備。在一個實施方式中，提供具有一或多個光學(xué)測量模塊的腔室，該些光學(xué)測量模塊設(shè)置成可于大致垂直的角度上檢測等離子體處理的光能量。由檢測到的光能量所獲得的測量信息可用以確定終點、襯底溫度以及監(jiān)控襯底上的關(guān)鍵尺寸。
文檔編號H01L21/66GK101960580SQ200980107050
公開日2011年1月26日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者連雷, 馬修·芬頓·戴維斯 申請人:應(yīng)用材料公司