180861. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szilíciumoxid, szilíciumnitrid és szilícium plazmamarási végpontjának, valamint plazmás fotoreziszt eltávolítási végpontjának jelzésére
5 180851 6 monokromátor alkalmas. Ha csupán egyetlen vonalat kívánunk figyelni, a monokromátort színszűrővel helyettesíthetjük. Világos, hogy egyetlen színszűrő lényegesen olcsóbb, és egyszerűbb megoldást tesz lehetővé, mint egy bonyolult monokromátor alkalmazása, azonban azt is látni kell, hogy a monokromátor segítségével a színkép lényegesen szélesebb spektruma vizsgálható. így például lehetőség van arra, hogy két egymás után következő folyamat — például szilícium kimarása lakkvédelemmel, majd a marás befejezése után a lakkréteg eltávolítása — az egyes célszerűen kiválasztott komponensek színképe alapján nyomon követhető legyen, így például a korábban alkalmazott módszerrel a szilícium marása során a 704 nm hullámhossznál a fluort követhetjük nyomon, majd a marás befejezése után, egy másik gázra átkapcsolva, a 483,5 nm hullámhosszúságon a szénmonoxidot. Természetesen célszerű lenne és az egész berendezést lényegesen olcsóbbá tenné, ha mind a marási, mind pedig a lakkeltávolítási folyamatnál egyazon reakcióterméket lehetne figyelemmel kísérni, mert ekkor a drága monokromátor helyett egyetlen színszűrőt alkalmazhatnánk. Ez azonban a korábbi eljárásokban nem valósítható meg, mert például a szilícium vagy szilícium tartalmú anyagok marásához használatos CF4, 02 és nemesgáz összetételű marógáz esetén a marási reakció következtében nem keletkezik szénmonoxid és a megfigyelhető szénmonoxid jel csak a CF4 és 02 közvetlen reakciójából származó alacsony és állandó érték. Ugyanakkor lakkleszedésnél a főleg oxigént tartalmazó gáz használata esetén nem keletkezik a lakkleszedési reakció előrehaladására jellemző mennyiségű fluor. A színszűrével vagy monokromátorral kiválasztott fényjel detektálásra és rögzítésre nagyon gyenge és csak vizuálisan értékelhető. A vizuális értékelés általában nem alkalmas mennyiségi analízisre. Ezért szokásos a monokromatizált jelet egy megfelelően választott hullámhossz tartományban érzékeny 17 fotoelektronsokszorozóval erősíteni, amely a fényjelet valójában nA, esetleg pA erősségű áramjellé alakítja át. Ez az áramjel azután a 18 erősítővel tovább erősíthető és például a 19 vonalíróval az idő függvényében rögzíthető vagy megfelelő elektronikai átalakítás után szabályozásra felhasználható. Az előzőekben már leírtuk, hogy a szilíciumtartalmú rétegek marása során is keletkezhet a marási sebességgel arányos mennyiségben szénmonoxid, ha a szokásosan alkalmazott CF4, 02 és nemesgáz tartalmú gázelegyhez néhány térfogat százalékban hidrogéngázt adunk. Ekkor a korábban bemutatott egyenlet értelmében a marással kapcsolatosan keletkező COF2-ből CO keletkezik. A keletkező szénmonoxid koncentrációja egy adott réteg marása során állandó és mindaddig nem változik, míg a marási folyamat egy más szilíciumtartalmú réteghez el nem ér, amikor a reakcióban keletkező COF2 mennyisége ugrásszerűen megváltozik és vele együtt a belőle keletkező CO mennyisége is. Természetesen a marási folyamat során ily módon keletkező CO ugyanazzal a szűrővel detektálható, mint a lakkeltávolítás során keletkező CO, azaz ha a technológia során valamely szilíciumtartalmú réteg kimarása után a fotoreziszt lakk eltávolítása is szükségessé válik, ez a folyamat az érzékelő rendszer változtatása nélkül időben nyomon követhető. A találmány szerinti berendezés továbbfejlesztése abban áll, hogy a berendezésnek csak egyetlen szűrője (lehet színszűrő vagy interferencia szűrő) és egy detektora van a reakciókamra ablaka és az erősítő bemenete között. Természetesen ez az összeállítás is tartalmazhat a szűrő helyett monokromátort, azonban mivel csak egyetlen hullámhosszt figyelünk, erre a drága, bonyolult helyigényes készülékre nincs szükség. A találmány szerinti berendezésnél célszerű, ha az erősítő kimenete és a reakciókamrában elhelyezett nagyfrekvenciás jelforrás bemenete közé 20 beavatkozó szervet, pl. jelátalakítót kapcsolunk, mivel így a maró vezérlése automatikusan, emberi beavatkozás nélkül megvalósítható. Az előbbiekben már utaltunk arra, hogy a reakció menetének nyomon követése során a legnagyobb problémát az jelenti, hogy az egyik reakció befejezése után az egyik hullámhosszúságú fényjel detektálásáról át kell állni egy másik hullámhosszúságú fényjel detektálására és ennek során vagy színszűrőt kell cserélni, vagy pedig a monokromátort kell átállítani. Ugyanakkor az is figyelembe veendő, hogy a fluor és a szénmonoxid legintenzívebb vonalai (704 nm, illetőleg 483.5 nm) egymástól távol vannak és az ilyen széles tartományban működő fotoelektronsokszorozó meglehetősen drága. Az ilyen rendszernek szemmel láthatóan nagy előnye, hogy nem szükséges a viszonylag drága monokromátor alkalmazása, mivel nem szükséges különböző hullámhosszak detektálása. Helyette a lényegesen olcsóbb, csupán egy szűk hullámhossztartományban fényt átengedő színszűrő alkalmazható. Emellett még az egész berendezés helyszükséglete is lényegesen lecsökken. Az is kétségtelen, hogy ebben az esetben nem szükséges az sem, hogy a detektor a korábbi módszerben megkívánt széles hullámhossztartományban működjön. Elegendő egy szükebb hullámhossztartományú fotoelektronsokszorozó. Az ilyen szűkebb hullámhossztartományú fotodetektor természetesen olcsóbb, mint egy széles hullámhossz tartományban működő. A gyakorlati tapasztalatok alapján ez a szokásosabb is. Nem elhanyagolható előnye az eljárásunkban alkalmazott 483.5 nm-es CO jel detektálásának az sem, hogy a kémiai reakcióban keletkező CO jele ugyanazon marási sebesség mellett sokkal nagyobb a szokásosan detektált fluor jelnél és így a regisztrálás során előnyösen változik a jel/zaj viszony is. Amint a bevezető részben már említettük, a félvezető technológiában rendszerint nem egyetlen szilíciumtartalmú réteg fordul elő fotoreziszt réteggel befedve, hanem többréteges szerkezettel kell dolgozni. Ilyen esetben az is feltétel, hogy a legfelső réteg kimarása után a marási folyamatot azonnal befejezzük, mielőtt a következő réteg marása megkezdődne. A korábban alkalmazott módszerekben a két réteg közötti átmenet regisztrálása nehéz. Az érzékelésre felhasznált fluor nagy koncentrációban van jelen és a kémiai reakciók közötti sebességkülönbségből adódó változás csak néhány százalékot tesz ki. Ez a változás nem elegendően érzékeny, azaz olcsó detektor esetében elveszik a zajos háttéren. A fluoremisszió kis intenzitása miatt az ezen változást hasznosító eljárások a külső fény teljes kizárását követelik meg és bonyolult optikai rendszert alkalmaznak. Az eljárásunk szerint alkalmazott CO detektálásnál a koncentráció változással arányos jelváltozás a 700 nm körüli tartományból a 480 nm körüli tartományba tevődik át, ahol az alapzaj lényegesen kisebb és a jelhez képest elhanyagolható. Emiatt a különböző szilíciumtartalmú vékony rétegek határán az egyik rétegből a másikba történő átlépés jelentős jelváltozásként érzékelhető. Megoldásunkban tehát nem szükséges bonyolult optikai rendszer a zaj és a jel lehetséges legjobb szétválasztásához, sőt a szűrőn kívül minden optikai alkatrész elhagyható. Nem lép fel különleges igény a fény teljes kizárására sem. Ezért nem kell az érzékelő rendszert a plazmamaróval szorosan egybeépíteni, azaz tetszőleges plazmamaróhoz alkalmazható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3,
