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公開番号2025013944
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-28
出願番号2024187042,2019191140
出願日2024-10-24,2019-10-18
発明の名称干渉終点検出システムにおける内部反射の排除
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人個人
主分類H01L 21/3065 20060101AFI20250121BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】処理チャンバに形成された天井と、処理チャンバの内部に配置された基板支持体及び基板支持体上に載っている基板とを有する処理チャンバの終点検出システムを動作させる方法を提供する。
【解決手段】プラズマ処理チャンバにおいて、透明パネル204は、処理チャンバの天井103に配置され、基板120と基板支持体116に対して第1鋭角αの方向に向けられている。透明パネル204は、終点検出システム164からの入射光ビーム176を、透明パネルに対して第2鋭角βで受光し、入射光ビーム176を、基板120と基板支持体116に対して垂直な角度で基板120へ透過させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
処理チャンバに形成された天井と、
処理チャンバの内部に配置された基板支持体と、
基板支持体上に載っている基板とを有する処理チャンバの終点検出システムを動作させる方法であって、
処理チャンバの天井に配置された透明なパネルであって、基板と基板支持体に対して第１鋭角の方向に向けられたパネルが、終点検出システムからの入射光ビームを、パネルに対して第２鋭角で受光する工程と、
パネルが、入射光ビームを基板及び基板支持体に対して垂直な角度で処理チャンバ内の基板へ透過させる工程とを含む方法。

発明の詳細な説明【背景】
【０００１】
（分野）
本開示の諸実施形態は、概して、半導体処理の終点検出に関し、より詳細には、入射光及び反射光の反射を低減した終点検出システム及び方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【０００２】
（関連技術の説明）
半導体デバイスの形状は、数十年前に最初に導入されて以来、サイズが劇的に小さくなっている。回路密度の増加により、半導体デバイスの製造に使用される処理にはさらなる要求が課されている。例えば、回路密度の増加と共に、ピッチサイズが５０ｎｍ未満の寸法へ急速に減少し、他方で、トレンチの深さなどの垂直寸法は比較的一定のままである。その結果、フィーチャーのアスペクト比、つまり、高さを幅で除算した値が増加している。このような高密度かつサブミクロンのフィーチャーの寸法を精密に制御することは、半導体デバイスの信頼性の高い形成にとって不可欠である。
【０００３】
従来、トランジスタやコンデンサなどの半導体デバイスは、基板の表面をパターニングして、フィーチャーの横方向の寸法を画定し、その後、基板をエッチングして、材料を除去し、フィーチャーを画定することで、形成されている。所望の電気的性能を持つフィーチャーを形成するには、フィーチャーの寸法を、制御仕様内で形成しなければならない。その結果、基板の精密なパターニングとその後のエッチングは、所望の限界寸法を持つフィーチャーの信頼性の高い形成にとって不可欠である。
【０００４】
集積回路製造では、高密度半導体デバイスを形成するために層を構成する必要がある。したがって、プラズマエッチング処理を使用して１つ以上の層を部分的に除去する必要性が生じる場合がある。プラズマエッチングの間に、マスクを利用して、基板に配置されたターゲット層にパターンを転写するが、この時には、ターゲット層の下に配置された層をエッチングしない。この下に配置された層又は基板を目標の深さ又は厚さまで部分的にエッチングするために、干渉終点技術を利用する。干渉計終点システムは、ウェハ表面の種々の界面で反射した反射光波の干渉を使用して、表面のエッチング深さ又は膜厚の変化を認識する。
【０００５】
干渉計は、２つ以上の光路の差を測定するために、両方の光路からの残留光を重ね合わせて干渉縞を生成する。単色光源又は広帯域光源が使用され、複雑なフィルムスタックの表面から反射される。光源の波長範囲内の小さな変化を認識できる。
【０００６】
反射光は、基板上に配置された各層からの信号の組み合わせであり、各層に独特な干渉縞が形成される。終点検出の場合、さまざまな層に対して干渉縞パターンを模擬することができ、その後、エッチング中に測定信号と比較し得る。この方法は非常に効果的で、複数の層が上にある基板のエッチング又は堆積の監視及び終点検出に使用され得る。
【０００７】
透過光及び反射光は、一般に、プラズマエッチングチャンバ内のほぼ平坦で透明な窓を通過する。この時、基板の入射面はエッチングされている。残念ながら、従来の平坦な干渉計終点（ＩＥＰ）検出窓では、エッチング中に著しい内部反射が発生し、基板上のメトリックに対する感度が低下する。ＩＥＰ窓の内部反射を減らすための典型的な方法は、窓の表面に反射防止コーティング（ＡＲＣ）を採用することである。残念ながら、一般に２００ｎｍから８００ｎｍまでの広い波長範囲で内部反射を除去する必要があるにも拘わらず、ＡＲＣは、限られた範囲の諸波長でのみ機能する。
【０００８】
したがって、当技術分野では、終点検出システムの内部反射を排除する効果的な方法が必要になっている。
【概要】
【０００９】
本明細書に提示される諸実施形態は、終点検出システムを動作させる方法、終点検出システム用の透明パネル、及びそれを有する処理チャンバを提供する。処理チャンバは、処理チャンバに形成された天井と、処理チャンバの内部に配置された基板支持体と、基板支持体上に載っている基板とを有する。透明パネルは処理チャンバの天井に配置され、基板と基板支持体に対して第１鋭角の方向に向けられている。透明パネルは、終点検出システムからの入射光ビームを、透明パネルに対して第２鋭角で受光する。透明パネルは、入射光ビームを、基板と基板支持体に対して垂直な角度で処理チャンバ内の基板へ透過させる。
【００１０】
本明細書に提示される諸実施形態は、処理チャンバをさらに提供する。処理チャンバは、側壁と底部を有するチャンバ本体を備える。天井がチャンバ本体の上に取り付けられ、天井とチャンバ本体が処理チャンバの内部空間を画定している。基板支持体は、処理チャンバの内部空間に配置され、処理中に基板を支持するように構成されている。処理チャンバは、終点検出システムをさらに備えている。処理チャンバは、天井に取り付けられた透明パネルをさらに備え、この透明パネルは、終点検出システムが、透明パネルを通して基板と相互に作用できるように構成されている。透明パネルは、基板と基板支持体に対して第１鋭角の方向に向けられている。透明パネルを構成して、終点検出システムからの入射光ビームを、透明パネルに対して第２鋭角で受光する。透明パネルをさらに構成して、入射光ビームを、基板及び基板支持体に対して垂直な角度で、処理チャンバ内の基板へ透過させる。
（【００１１】以降は省略されています）

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