KR970023954A - 고조파 검출 분광술에 의한 진공에서의 분자종을 감응성있게 검출하기 위한 방법과 시스템(method and system for sensitive detection of molecular species in a vacuum by harmonic absorption spectrography) - Google Patents
고조파 검출 분광술에 의한 진공에서의 분자종을 감응성있게 검출하기 위한 방법과 시스템(method and system for sensitive detection of molecular species in a vacuum by harmonic absorption spectrography) Download PDFInfo
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Abstract
고조파 검출 분광학의 신규한 방법과 시스템이 제공된다. 상기 방법은 적어도 하나의 벽에 의해 한정되는 샘플영역이 있는 셀을 제공한다. 이 셀은 상기 샘플영역과 접하고 아울러 주변 방향의 셀을 밀봉하도록 배치된 표면을 갖는 광투과 윈도우를 내포하는 각각의 입출 포트(entry/exit port)인 적어도 하나의 입출력 포트를 갖는다. 샘플개스는 셀중심축에 대해 평행한 방향으로 샘플영역을 흐르고, 상기 셀은 상기 대기압 보다 낮은 기압에서 동작한다. 적어도 하나의 광투과 윈도우를 통해 셀로 광빔이 향하도록 하기 위해 주파수 및/또는 진폭 변조광원이 제공된다. 광원 변조진폭은 샘플영역에서 검출된 기체상 분자종으로 인한 흡수 모양의 중심에서 고조파 신호의 값을 거의 극대화시키는 값으로 설정되고, 광원의 중심주파수가 조정됨에 따라 흡수 모양의 중심에 로크되거나 또는 상기 모양을 포함하는 주파수 범위 이상으로 반복적으로 스캔된다. 다음에 스펙트럼이 생성되어 개별적으로 기록되거나 또는 평균화될 수 있다. 검출기는 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통해 셀에 존재하는 광빔을 측정하기 위해 제공된다. 광원과 검출기는 셀의 외부에 존재하며 샘플영역과 분리되어있는 챔버내에 내장되며, 상기 챔버와 샘플영역은 광투과 윈도우중 적어도 하나를 통해 서로 광학적으로 통신하도록 배치된다. 챔버 내부의 압력은 대기압에 비해 포지티브인 값으로 제어된다. 상기 방법은 샘플내의 기체상 분자종을 검출하기 위해 이용될 수 있다. 반도체 처리에 있어서 특별한 응용이 발견된다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
도 1은 1기압 대 변조 진폭의 전체 압력에 대한 흡수 영역 중심에서의 제 2 고조파신호를 묘사하는 그래프,
도 2A와 도 2B는 본 발명에 따른 기체상 분자종을 검출하기 위한 시스템의 단면 및 투시도,
도 3은 3개의 내부 챔버에서의 물분자의 부분압에 대한 것으로, 외부 챔버에서의 물분자로 인한 제 2 고조파신호와 내부 챔버에서의 물분자로 인한 제 2 고조파신호비 대 외부 챔버에서의 압력을 나타내는 비교 그래프.
도 4는 3개의 내부챔버에서의 물분자의 부분압에 대한 것으로, 외부 챔버에서의 물분자로 인한 신호와 내부 챔버에서의 물분자로 인한 신호비 대 외부 챔버에서의 압력을 나타내는 비교 그래프,
도 5는 외부 챔버에서의 물분자로 인한 신호와 내부챔버에서의 물분자로 인한 신호비 대 제 2 및 제 4 고조파 검출을 위한 외부 챔버의 압력과, 광원 주파수의 어떠한 변조도 없는 검출을 위한 비교 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 기체상 분자종을 검출하기 위한 시스템을 포함하는 반도체 처리장치의 단면도를 예시하는 도면.
Claims (37)
- 고조파 검출 분광술로 샘플내의 기체상 분자종을 검출하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 벽에 의해 한정되는 샘플영역이 있는 셀을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 셀은 적어도 하나의 광 입/출 포트를 구비하고, 각각의 입/출 포트는 상기 샘플영역과 대향하고 아울러 원주 방향으로 상기 셀을 밀봉하도록 배치되는 표면이 있는 광투과 윈도우를 포함하며, 샘플개스는 셀 중심축과 평행하게 샘플영역을 흐르고, 상기 셀은 대기압 또는그 이하의 압력에서 동작하며; 광빔을 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통해 상기 셀에 지향시키고, 샘플 영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 흡수 모양의 중심에서의 고조파 신호의 값을 최대화시키는 값으로 광원 변조 진폭을 설정하기 위한 주파수 및/또는 진폭 변조 광원을 제공하는 단계와; 흡수 모양의 중심에 로크되거나 또는 상기 모양을 포함하는 주파수 범위 이상으로 반복적으로 스캔되도록 광원의 중심주파수를 조정하여 개별적으로 기록되거나 또는 원하는대로 평균화되도록 스펙트럼을 발생시키는 단계와; 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통과하여 셀에 존재하는 광빔을 측정하기 위한 검출기를 제공하는 단계를 포함하며; 상기 광원과 검출기는 셀외부에 있으며 샘플영역과는 분리되어 있는 챔버내에 내장되고, 상기 챔버와 샘플영역은 적어도 하나의 광투과 윈도우를 통과하여 서로 광학적으로 통신하도록 배치되며, 대기압에 비해 정압인 값으로 챔버내의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 2 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양 폭의 대략 2.2배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 4 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양 폭의 대략 3.9배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 챔버내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 측정된 신호의 퍼센티지를 최대화하기 위해 챔버 내부의 압력을 제어하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 챔버 압력은 오러피스 또는 배압 조정기를 사용하여 제어 되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 가압개스를 챔버내에 도입하여 챔버에서 개스를 선택적으로 배기시키는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 주파수 및/또는 진폭 변조 광원은 다이오드 레이저인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 분자종은 수증기인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 상기 분자종은 진공 챔버로부터 또는 대략 대기압에서 동작하는 챔버로부터 배출된 개스에서 검출된 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 셀은 진공 챔버와 진공 펌프 사이에 배치되어 진공 챔버 및 진공 펌프와 통신하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 진공챔버는 반도체 처리장치의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 반도체 처리장치는 에칭장치, CVD 증착장치, 이온 주입장치, 스퍼터링장치, 급속한 열처리장치로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 반도체 처리장치는 에칭장치인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진공챔버내에 플라즈마를 생성하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 진공 챔버내에 반응성 개스를 도입하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 방법.
- 고조파 검출 분광술로 샘플내의 기체상 분자종을 검출하는 방법에 있어서, 진공 펌프와 통신하는 진공 챔버를 제공하여 이 진공 챔버를 배기시키는 단계와; 적어도 하나의 벽에 의해 한정되는 샘플영역이 있는 셀을 제공하는 단계를 포함하는데, 상기 셀은 적어도 하나의 광 입/출 포트를 구비하고, 각각의 입/출 포트는 상기 샘플 영역과 대향하고 아울러 원주 방향으로 상기 셀을 밀봉하도록 배치되는 표면이 있는 광투과 윈도우를 포함하며, 샘플개스는 셀 중심축과 평행하게 샘플영역을 흐르고, 상기 셀은 대기압 또는 그 이하의 압력에서 동작하며; 광빔을 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통해 상기 셀에 지향시키고, 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 흡수 모양의 중심에서의 고조파 신호의 값을 대략 최대화시키는 값으로 광원 변조 진폭을 설정하기 위한 주파수 및/또는 진폭 변조 광원을 제공하는 단계와; 흡수 모양의 중심에 로크되거나 또는 상기 모양을 포함하는 주파수 범위 이상으로 반복적으로 스캔되도록 광원의 중심주파수를 조정하여 개별적으로 기록되거나 또는원하는대로 평균화되도록 스펙트럼을 발생시키는 단계와; 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통과하여 셀에 존재하는 광빔을 측정하기 위한 검출기를 제공하는 단계를 포함하며; 상기 광원과 검출기는 셀외부에 있으며 샘플영역과는 분리 되어있는 챔버내에 내장되고, 상기 챔버와 샘플영역은 적어도 하나의 광투과 윈도우를 통과하여 서로 광학적으로 통신하도록 배치되며, 대기압에 비해 정압인 값으로 챔버내의 압력을 제어하는 짓을 특징으로 하는 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 2 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양의 폭의 대략 2.2배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 4 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 진출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양의 폭의 대략 3,9배로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 16 항에 있어서, 상기 챔버 내부의 압력은 상기 챔버내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 전체 신호의 퍼센티지를 대략 최대화하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 고조파 검출 분광술로 샘플내의 기체상 분자종을 검출하는 시스템에 있어서, 적어도 하나의 벽에 의해 한정되는 샘플영역이 있는 셀을 포함하는데, 상기 셀은 적어도 하나의 광 입/출 포트를 구비하고, 각각의 입/출 포트는 상기 샘플영역과 대향하고 아울러 원주 방향으로 상기 셀을 밀봉하도록 배치되는 표면이 있는 광투과 윈도우를 포함하며, 샘플개스는 셀 중심축과 평행하게 샘플영역을 흐르고, 상기 셀은 대기압 또는 그 이하의 압력에서 동작하며 광빔을 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통해 상기 선에 지향시키는 광원과, 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 흡수 모양의 중심에서의 고조파 신호의 값을 대략 최대화시키는 값으로 광원 변조 진폭을 설정하기 위한 수단을 구비하는 주파수 및/또는 진폭 변조 광원 시스템과; 흡수 모양의 중심에 로크되거나 또는 상기 모양을 포함하는 주파수 범위 이상으로 반복적으로 스캔되도록 광원의 중심주파수를 조정하여 개별적으로 기록되거나 또는 원하는대로 평균화되도록 스펙트럼을 발생시키는 수단과; 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통과하여 셀에 존재하는 광빔을 측정하기 위한 검출기를 구비하며; 상기 광원과 검출기는 셀외부에 있으며 샘플영역과는 분리되어있는 챔버내에 내장되고, 상기 챔버와 샘플영역은 적어도 하나의 광투과 윈도우를 통과하여 서로 광학적으로 통신하며, 대기압에 비해 정압인 값으로 챔버내의 압력을 제어하는 수단인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 2 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양의 폭의 대략 2.2배인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 4 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양의 폭의 대략 3.9배인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 챔버 내부의 압력은 챔버내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 전체 신호의 퍼센티지를 대략 최대화하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 챔버 압력 제어 수단은 챔버에 연결되는 가압 개스 유입구와 배기 개스 출구를 구비한 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 24 항에 있어서, 상기 챔버 압력 제어 수단은 오러피스 또는 배압조정기를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 주파수 및/또는 진폭 변조 광원은 다이오드 레이저인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 분자종은 수증기인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 20 항에 있어서, 상기 셀은 진공 챔버와 진공 펌프 사이에 배치되어 진공챔버 및 진공 펌프와 통신하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 28 항에 있어서, 상기 진공챔버는 반도체 처리장치의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 29 항에 있어서, 상기 반도체 처리장치는 에칭장치, CVD 장치, 이온주입장치, 스퍼터링장치 및 급속한 열처리장치로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 30 항에 있어서, 상기 반도체 처리장치는 에칭장치인 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 28 항에 있어서, 상기 진공챔버는 플라즈마 분위기를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 28 항에 있어서, 상기 진공챔버는 반응성 개스 분위기를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 배기를 위해 진공펌프와 통신하는 진공챔버와; 적어도 하나의 벽에 의해 한정되는 샘플영역이 있는 것을 구비하고 고조파 검출 분광술로 샘플내의 기체상 분자종을 검출하기 위한 시스템을 구비하는데, 상기 셀은 적어도 하나의 광 입/출 포트를 구비하고, 각각의 입/출 포트는 상기 샘플영역과 대향하고 아울러 원주 방향으로 상기 셀을 밀봉하도륵 배치되는 표면이 있는 광투과 윈도우를 포함하며, 샘플개스는 셀 중심축과 평행하게 샘플영역을 흐르고, 상기 셀은 대기압 또는 그 이하의 압력에서 동작하며; 광빔을 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통해 상기 셀에 지향시키는 광원과, 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 흡수 모양의 중심에서의 고조파 신호의 값을 대략 최대화시키는 값으로 광원 변조 진폭을 설정하기 위한 수단과, 흡수 모양의 중심에 로크되거나 또는 상기 모양을 포함하는 주파수 범위 이상으로 반복적으로 스캔되도록 광원의 중심주파수를 조정하는 수단과, 개별적으로 기록되거나 또는 평균화되도록 스펙트럼을 발생시키는 수단을 구비하는 주파수 및/또는 진폭 변조 광원 시스템과; 적어도 하나의 광투과 윈도우중 하나를 통과하여 셀에 존재하는 광빔을 측정하기 위한 검출기를 구비하며; 상기 광원과 검출기는 셀외부에 있으며 샘플영역과는 분리되어 있는 챔버내에 내장되고, 상기 챔버와 샘플영역은 적어도 하나의 광투과 윈도우를 통과하여 서로 광학적으로 통신하며, 대기압에 비해 정압인 값으로 챔버내의 압력을 제어하는 수단인 것을 특징으로 하는 반도체 처리 장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 2 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수폭의 대략 2.2배인 것을 특징으로 하는 반도체 처리 장치.
- 제 34 항에 있어서, 상기 고조파 신호는 제 4 고조파 신호이고, 변조진폭은 샘플영역내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 스펙트럼 흡수 모양 폭의 대략 3.9배인 것을 특징으로 하는 반도체 처리 장치.
- 제 34 항에 있어서, 챔버 내부의 압력은 챔버내의 검출된 기체상 분자종으로 인한 전체 신호의 퍼센트지를 최대화하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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