JPH0860361A - 物理蒸着中の膜堆積速度モニター方法および装置 - Google Patents

物理蒸着中の膜堆積速度モニター方法および装置

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JPH0860361A
JPH0860361A JP7012752A JP1275295A JPH0860361A JP H0860361 A JPH0860361 A JP H0860361A JP 7012752 A JP7012752 A JP 7012752A JP 1275295 A JP1275295 A JP 1275295A JP H0860361 A JPH0860361 A JP H0860361A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 堆積基板の上方を通過する光の減衰量をモニ
ターすることにより、プロセス変数の変動を正確に検知
すること。 【構成】 光学的減衰の計測に基づく堆積速度モニター
は、半導体デバイス上に薄い金属膜を堆積するのに用い
られるスパッタリングシステムのような堆積装置に使用
される為に説明されている。光線（２２）は、堆積源
（１４）および堆積基板（１０）の間の領域を通過す
る。光線（２２）は、その光（２２）が検出器（１８）
で検出される前に、源（１４）から基板（１０）に搬送
される材料によって減衰される。堆積環境を通過する光
（２２）の減衰レベルは、経験的に、材料が基板上に堆
積される速度に関係する。光吸収堆積速度モニターは、
プロセス変数を調節し、一定の堆積速度を維持する為に
用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、膜堆積、特に、膜堆積
モニターに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の半導体デバイスにおける構造の縮
小サイズにより、半導体プロセス装置において極端な要
求が出てきた。これらの要求に対する１つの解答は、プ
ロセスモニタリングを改善し、そのプロセスモニタリン
グに基づき改善されたプロセスコントロールを実行する
ことである。現場プロセス(in situ process) のモニタ
リングは、モニターされるべき処理ステップの発達を許
容し、一貫したプロセス結果を確実にするために、入力
パワー、ガス圧、ソースの寿命、その他のプロセス変数
が適切に補償されることを確実にしている。プロセスモ
ニタリングのレベルを高めることも、コストを減少させ
る。半導体装置の複雑性および各ウエハ上に形成される
デバイスの数のため、各ウエハの便益(start) は実質的
な出資を表わす。そのため、ステップが適切に終了して
いることを確実にする為、重要なウエハ処理ステップの
進行をモニターすることがしばしば望ましい。
【０００３】半導体デバイスプロセスにおいて重要プロ
セスステップの１つは、デバイスプロセスの他のタイプ
と同様に、金属膜の堆積である。堆積された金属膜は、
相互接続ライン、バス構造、ショットキー障壁、オーミ
ック接触、あるいは他のデバイス構造を形成する。適切
な厚さの金属膜を堆積することは、相互接続ラインまた
は金属層から形成された他のデバイスの性能にとって、
とても重要なことである。非常に薄い金属膜が堆積され
る場合、その膜から形成された相互接続ラインは許容で
きない抵抗を有するかもしれないし、後のプロセスステ
ップの間あるいはデバイスの通常動作の間のいずれか
に、断線になる高い可能性を有するかもしれない。不要
な厚さの金属膜の堆積は、膜堆積に必要以上の時間がか
かり、膜厚が後のプロセスステップの公差を越えるかも
しれないという理由からも望ましくない。したがって、
金属膜の厚さを適切なレベルに維持することが望まし
い。幾つかのプロセス変数の変動(process variation)
は正確に予想できないことから、現場プロセスモニタリ
ングシステムを利用することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】フィルム層の堆積をモ
ニターする為に使用されてきた膜厚(thickness) モニタ
ーの一つの型は、水晶発振器に基づく膜厚モニターであ
る。このような膜厚モニターでは、材料が堆積される基
板の付近に水晶発振器が配置される。材料が基板に堆積
されるにつれて、水晶発振器上に金属も堆積される。水
晶発振器上に蓄積される材料は、発振器の質量、すなわ
ち、発振器の共振周波数を変える。電気的に発振器の共
振周波数の変動を検出することにより、発振器の露出面
に堆積された材料の全ての量は算出できる。水晶発振器
はしばしば故障し、その結果、そのプロセス実行中のプ
ロセス情報が不足し、膜厚モニターを交換することが必
要になる。その結果、許容できない半導体プロセス装置
の停止期間(down time) が生じる。さらに、水晶発振器
が信頼性良く機能するとしても、連続使用について感知
性はますます小さくなり、ついに膜厚モニターとして機
能しなくなる。最後に、水晶発振器は、通常、堆積基板
上に堆積された材料の膜厚をサンプリングするのではな
く、その代わりに、そのような発振器は基板付近の材料
の堆積をサンプリングする。
【０００５】そこで本発明は、堆積基板の上方を通過す
る光の減衰量をモニターすることにより、プロセス変数
の変動を正確に検知することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の一態
様によると、堆積速度モニターは堆積基板と、その堆積
基板の上方に光を照射する光源を有する。光検出器は上
記堆積基板の上方を当該光が通過した後、当該光を受け
るように配置されている。
【０００７】本発明の他の態様によると、堆積速度は材
料が堆積される基板の上方にビーム光を通過させること
によりモニターされる。ビーム光の強度は、堆積基板上
に何も材料が堆積されていない間に当該堆積基板の上方
をビーム光が通過した後、そのビーム光の強度が測定さ
れる。そのビーム光の強度は、その基板に材料が堆積さ
れている間に２度の測定がなされる(measured a second
time)。
【０００８】
【実施例】本発明は堆積速度（又は堆積率）をモニター
する方法および装置に関する。本発明による堆積速度モ
ニターは、堆積中の堆積基板の上方を通過した信号の減
衰に基づくことが好ましい。特に、本発明の好適実施例
は、堆積基板上の膜堆積速度の測定するプロセスシステ
ムで実施されてもよい。本発明の好適実施例において
は、光源が堆積源と堆積基板の間の領域を貫通し、光検
出器上に照射する。堆積源および基板間の領域を通過す
る光は、堆積源から基板に移送される粒子物質が存在す
ると減衰される。減衰量は、材料が堆積源から堆積基板
に材料が流れる速度に関係する。
【０００９】金属膜は、例えば化学蒸着法（ＣＶＤ）あ
るいは物理蒸着法（ＰＶＤ）により、堆積することがで
きる。ＰＶＤは一般用語であり、蒸発およびスパッタリ
ング技術の両方を含む。金属膜のスパッタ堆積におい
て、堆積される金属を有するターゲットは、金属膜が堆
積される基板の上方に配置される。スパッタリングのタ
ーゲットは、通常、当該ターゲットに負電圧を印加でき
るＤＣあるいは高周波電源に接続される。一般的に、グ
ロー放電を維持できるガスが、ターゲットおよび堆積基
板の間の領域に導入される。しばしば、グロー放電媒体
としてアルゴンが用いられる。グロー放電は、スパッタ
リングターゲットと堆積基板との間の領域で確立され
る。グロー放電領域からの正イオンはターゲットへと速
度が増し、十分な運動エネルギーをもって衝突し、金属
分子あるいは原子がターゲットの表面から放出される。
ターゲットからの金属原子は基板上に集まり、堆積基板
の表面上に金属膜を形成する。
【００１０】薄膜のスパッタ堆積に用いられるターゲッ
トは、老成効果を経る(experiencean aging effect)。
例えば、所定の入力電力レベルで得られる堆積速度は、
ターゲットの老成が進むにつれて減少することが認めら
れてきた。図１は、この現象を示す。図１は、ターゲッ
トの寿命(lifetime)内で、異なる時間について、スパッ
タリング源に入力された電力レベルにおける堆積速度の
依存性を示す。曲線Ａは、新しいターゲットに対し、変
化する電力レベルで達成された堆積速度を示し、曲線Ｂ
は寿命の終了近くのターゲットについて達成された堆積
速度を図示する。図１から２つの重要点が明らかにな
る。第１に、堆積速度のような重要なプロセス特性は、
その堆積システムにおいて処理されるデバイスの歩留り
および品質に影響を与え得る形で(in ways) 、所定の(a
given piece of)プロセス装置に対する操作間で(from
run to run) 変わるかもしれない。第２に、堆積システ
ム内の現場のプロセス特性を測定することにより、さら
に、プロセス特性における観測された変動に応じて、ス
パッタリング源の入力電力のようなプロセス変数を調節
することにより、堆積システムのプロセス特性はより明
白に所望のレベルに維持することができる。
【００１１】最後に、本発明の好適実施例はプロセス装
置内での膜の堆積をモニターする為に用いてもよい。例
えば、本発明の好適実施例は、そのような金属膜の堆積
中に半導体デバイスの表面上に金属膜層が堆積される速
度を測定する為に用いられてもよい。１つの好適実施例
が図２に示されている。図２は、プロセス環境の例を示
すもので、特に、物理蒸着システムの概要図である。堆
積基板１０はサポート１２上に配置され、好ましくは、
堆積源１４と平行に置かれる。堆積は、堆積源１４から
堆積基板１０の表面への材料の移動によって生じる。電
力は、好ましくはコントローラー２６により制御される
電源２８から堆積源１４に入力される。スパッタ堆積の
一例は、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマ
テリアルズ社から入手できるエンドラ(Endura)５５００
である。ワング(Wang)氏は、米国特許第５，１０５，５
７０にてスパッタ堆積システムを記述している。
【００１２】光源１６は、図２の２０によって表示され
ているが、光を堆積基板１０と堆積源１４との間の領域
２２を通して照射する。光２０は堆積基板と堆積源との
間の領域を通過し、領域２２を通過した光２０を集める
為に配置された光検出器１８に至る。堆積中に検出器１
８によって集められた光２０の強度を、堆積処理が始ま
る前に光検出器により集められた光の強度と比較するこ
とにより、本発明の実施例は材料が堆積される速度をモ
ニターすることができる。
【００１３】図２により図示されたプロセスシステム
は、堆積源１４から堆積基板１０に材料を移動させるこ
とにより膜を堆積する。実際問題として、堆積源１４の
表面から運搬される材料は、堆積される特定材料および
実行される堆積技術によって様々な形をとり得る。例え
ば、アルミニウム膜のスパッタ堆積では、アルミニウム
分子はスパッタリングターゲット１４から堆積基板１０
までの領域２２を横切って運搬される。多くのプロセス
システムにとって典型的な堆積条件の下で、可視光は源
１４から基板１０に通過する粒状物質により減衰される
ことが本発明者によって観察された。これらの観察に基
づき、光の減衰量は減衰計測がなされる時の源１４から
基板１０に移動する粒状物質の密度の関数であることが
確信されている。
【００１４】光学的な減衰のレベルから絶対的堆積速度
を決定することは、多くのプロセス変数が関係すること
から困難である。観察された減衰と堆積速度との間の経
験的関連性を確立することが通常はより実用的である。
これは、所定の堆積配置形状内で実施される堆積処理の
特定形式に対して確立される。換言すれば、観察された
減衰と堆積速度の間の関係は、所定の型のプロセス装置
内で、ある種の材料の堆積に対し、経験的に決定しても
よい。膜の堆積速度と光検出器１８による信号出力との
関係は、図３により概略的に図示されている。このよう
な関係は、特定の堆積材料および堆積配置形状に対し、
経験に基づき発展されるべきものである。また、個別的
なプロセス装置及び堆積材料に対し、光吸収と堆積速度
との関係を確立することが好ましいかもしれない。この
種の較正(calibration) は、通常、プロセス装置および
光減衰率モニターの両方の通常操作環境の中で実施され
るであろう。較正は、プロセス装置についての主なサー
ビスがなされるとき、あるいは再較正が必要になるとき
には繰り返されることが好ましい。
【００１５】堆積速度の絶対値を決定することは、現在
の堆積速度モニターの使用にとって必要なことではな
い。例えば、本システムの可能な応用例の一つは、スパ
ッタ堆積システムにおけるスパッタリングターゲットの
老成によって生じた堆積速度の変動をモニターすること
である。そのようなシステムの堆積速度におけるターゲ
ットの老成効果は、前述したように、図１に図示されて
いる。ターゲットの老成効果を示すスパッタリングシス
テムにおいて、ターゲット効率の減少は、所定の入力電
力レベルで領域２２（図２）の粒子状物質における同様
な密度の減少により反映される。この粒子密度の減少
は、計測された相対光学減衰における相対的あるいは比
例的減少をモニターすることにより、正確に追跡するこ
とができる。本発明の好適実施例において、信号プロセ
ッサー(signal processor)２４は、図３に概略的に表示
されたような、典型的な新しい堆積源に対して観察され
た光学減衰に関する情報を記憶する、あるいは特定の堆
積源の操作上の履歴を記憶してもよい。後の減衰計測
は、信号プロセッサー２４内の前の基線(baseline)デー
タと比較することができる。本発明の特に好適な実施例
では、信号プロセッサー２４からのデータはコントロー
ラー２６に供給され、閉ループ制御システムを形成す
る。そのため、コントローラー２６は電源２８からター
ゲット１４に入力された電力を調節し、ターゲットの老
成を補償する。
【００１６】図１に図示された現象を正確に追跡するた
めに必要な情報の全ては、ターゲットの寿命として、固
定されたプロセス条件における光学的減衰の変動をモニ
ターすることによって導くことができる。これらの計測
が、新たに装着されたターゲットに対して観察される堆
積速度の分数あるいは百分率として、現在の堆積速度を
与えることが好ましい。したがって、所定のプロセス条
件の下で堆積材料のうちに領域２２（図２）を通過する
光の光学的減衰は、新しく装着されたターゲットに対し
計測されることが好ましい。後の堆積は、新しいターゲ
ットで観察された減衰レベルに対し同一のプロセス条件
での光学的減衰における変化を計測することにより、特
性が記述される。この相対計測は、信号プロセッサー２
４に結合あるいは信号プロセッサー２４内にある制御シ
ステムの閉ループあるいは他の型に簡単に組み込まれ
る。図１のグラフにより特徴付けられたようなシステム
に対しては、スパッタリングシステムに入力された電力
は、ターゲットの老成効果を補償する為、相対光学的減
衰の変動に応答して変化し得る。そのため、相対光学的
減衰をそれが一定レベルになるように制御することによ
り、堆積速度における操作間の変動を最小限にすること
ができる。実際には、プロセス条件に対する必要な調節
頻度は変えてもよい。したがって、閉ループ制御システ
ムを伴って実現できる一定のモニターおよび制御が必要
か、あるいは堆積速度が少数の操作毎にモニターされる
必要があるか、は所望のプロセス制御のレベルによって
決定される。
【００１７】所定の操作内であっても、堆積速度は相対
減衰計測から決定できる。本発明の好適実施例におい
て、光学システムの変動は当初に計測された数値に対す
る光吸収計測を行なうことにより補償してもよい。その
ため、光学面の不整列(misalignment)あるいは汚れ(fou
ling) のような光学システムにおける操作間の変動は、
補償できる。堆積が始まる前に、光強度は、信号プロセ
ッサー２４に信号を出力する光検出器１８で計測され
る。信号プロセッサー２４は将来の計測あるいは計算に
使用するため、光検出器１８の出力に対応する信号を記
憶する。全ての後の計測は、初期値と比較して、あるい
は初期値に対する比として行なわれる。操作間あるいは
所定操作内のいずれか一方の源の強度における変動は、
源１６により出力された光の光路に沿って、ビームスプ
リッタおよび参照検出器(reference detector)を有する
ことにより計測し得る。そのため、堆積速度モニター
は、源１６により出力された光強度の変動を計測でき、
補償することができる。
【００１８】最も都合がよいのは、光源１６がレーザの
場合である。実用上、半導体レーザが本発明にとって非
常に有用である。というのは、低コストであり、簡単に
入手でき、レーザの大きさが小さく、よく適合した光検
出器を即座に利用できるからである。もしグロー放電プ
ラズマや他の高温黒体のような光学的ノイズ源がプロセ
ス環境内に存在する場合、光学的ノイズ源から容易に区
別できるレーザ周波数を選択することが望ましい。ま
た、レーザ光の周波数でのみ透過性のフィルターを光検
出器１８の前に配置してもよい。他の実施例では、レー
ザ信号は電気的または機械的にせん断され(chopped) 、
信号検出はチョッピング周波数で同期し得る。例えば、
電気チョッパ１７は光源１６を変調するために使用で
き、チョッパ１７は同期信号を光検出器１８に供給して
もよい。一般的には半導体レーザを伴う場合なので、操
作過程において、その最適の動作温度あるいはその近く
の温度でレーザを維持することが通常は望ましい。プロ
セス環境内で、レーザを冷却するか、レーザを主な熱源
から離れた位置に配置するか、いずれか一つを達成する
ことは通常は困難なことではない。また、ファイバ光学
装置は半導体あるいは他のレーザからの光をプロセス環
境内に結合する為に使用できる。光ファイバは堆積シス
テムにおいて典型的に用いられる高真空環境に簡単に適
合するので、この目的には非常に適している。
【００１９】もし、適切な波長を有するレーザが利用で
きない場合、適当な入力光信号をタングステンハロゲン
ランプのような広帯域光から形成することができる。も
し、プロセス環境における特定のノイズ源波長または吸
収ラインを避けることが望ましいのであれば、光源の前
にバンドパスフィルターを用いて、光出力から狭い波長
範囲を選択できる。フィルターまたは回折格子のいずれ
か一方が、波長範囲を選択するのに用いられ、堆積源１
４と基板１０との間の領域を通して照射される光信号が
形成される。同様のフィルターまたは回折格子は、領域
２２と光検出器１８との間の光路に沿って配置されても
よい。他の実施例では、広いスペクトル入力光源を堆積
領域に向け、狭いフィルターまたは回折格子を光検出器
および堆積領域の間に配置することができる。
【００２０】光源１６に適合する波長の光検出器１８を
用いるのが通常は望ましい。いろいろな光検出器が利用
可能であり、どのような適切な光検出器を用いてもよ
い。
【００２１】例えば、広い面積のフォトダイオードは潜
在的な整列問題を最小限にする点で好ましいかもしれな
い。信号検出を促進するため、機械的あるいは電気的に
光源１６をせん断し、光検出器をチョッパに同期させる
ことが好ましい。チョッピングは、堆積環境においてほ
とんどノイズがないシステムでは必要ないかもしれな
い。
【００２２】堆積基板１０は、例えば、集積回路デバイ
ス処理を受けるシリコンウエハでもよいし、基板は液晶
に用いられるガラス基板あるいは他のタイプの堆積基板
でもよいであろう。サポート１２は、静電チャック、真
空チャックまたはプロセス装置の技術で周知な支持装置
の他のものでもよい。例えば、サポート１２はクランプ
リングを備えた、あるいはスプリングクリップを備えて
決まった場所に半導体ウエハを保持する用途に適したプ
レートでもよい。堆積源１４は蒸着源またはスパッタリ
ングターゲットでもよい。光学面がプロセス環境内で十
分に保護されることが確実になっている点で相対的にほ
とんど困難性がないので、本発明の堆積速度モニター
は、通常、簡単に物理蒸着システムで実施される。しか
し、もし光化学反応が重要な特定のＣＶＤ装置内で起こ
る場合には望ましくないかもしれないが、化学蒸着シス
テムで本発明による堆積速度モニターを使用することが
可能である。化学蒸着システムにおける光学面は、一般
的に、冷却により、あるいは光学面上方の不活性ガス(i
nert gas) を流すことにより、保護されなければならな
い。パルスモードで本発明の堆積速度モニターを操作
し、光学面上の光化学堆積を最小限にすることが望まし
いかもしれない。化学蒸着システムにおいて、堆積源１
４はイオンのシャワーヘッド源でもよく、それはグロー
放電（ＣＶＤ）システムのアノードでもよい。
【００２３】本発明の特に好適な実施例では、堆積速度
モニターは物理蒸着による薄い金属膜の堆積に対するプ
ロセスモニターとして使用できる。例えば、堆積速度モ
ニターは金属膜の堆積の為のスパッタリングシステムに
使用してもよい。次の説明(discussion)を簡単にするた
め、図４に示されると共に、ここで記述され、図２で図
示された構造と類似する構造は、図４では同一の符号で
識別される。図４に図示された実施例において、金属分
子あるいは原子はターゲット１４から放出され、基板１
０の表面に堆積される。堆積基板は、例えばシリコンウ
エハでもよく、その上に集積回路が形成されていく。光
源１６は、第１ミラー３２から或いはミラー組立体(ass
embly of mirrors) から、スパッタリングターゲット１
４間の領域２２の方に光線を照射する。光線２０は、そ
れは検出器３４に入射する前に、第２ミラー３４又はミ
ラー組立体に入射する。光源１６および線形光検出器１
８の両方は、この実施例において、スパッタリング環境
から遠隔に配置されている。この方式では、これらの構
成部品(components)の操作温度は最適化され、堆積材料
のこれらの構成部品上の堆積材料の可能性は最小限にな
る。
【００２４】本発明による堆積速度モニターは、図４に
図示されたような物理蒸着システムのプロセス制御のた
めに用いることができる。例えば、特定のプロセス条件
の下で堆積に伴う光学的減衰は、新しい堆積源に対応し
た減衰値と比較してもよい。その後、堆積源の寿命にわ
たる堆積速度の変動は、例えば堆積源に入力された高周
波電力のレベルを増加することによって補償される。周
期的ベースで堆積速度をモニターすることにより、薄膜
堆積特性は堆積源の寿命にわたって一定レベル付近に維
持することができる。通常は、堆積速度モニターは物理
蒸着システム内の制御システム内に結合あるいは統合さ
れる。ターゲットの老成以外のプロセス変数は、それら
が薄膜堆積速度に影響を与えるのであれば、同様に、モ
ニターし、補償してもよい。
【００２５】シールド３６は、図４で一般的に図示され
ているように、スパッタリング領域を囲むように配置さ
れてもよい。スパッタされた材料の通路を妨げる為に、
かつ、スパッタリングターゲット１４に露出した視線よ
りシールド３６の外の光学面をシールドする為に、長く
て細い光学ポート(optical ports) ３８がシールド３６
の壁から伸びている。物理蒸着源は、主に材料を源から
の視路線(line of sight path)に沿って堆積する。した
がって、光学面がスパッタリングターゲット１４から露
出した視線に露出していなければ、ほとんどの堆積材料
は当該光学面に堆積されず、光吸収膜厚モニターの有用
寿命(useful lifetime) は長くなる。この一般的な方策
は、堆積システムの他の型に組み込まれた堆積速度モニ
ターに用いられてもよい。
【００２６】図４には、光源１６から領域２２の光路に
沿って配置されたビームスプリッタ４０および参照検出
器４２が図示されている。光源１６の出力強度が操作過
程のデータ収集に十分な障害になる程に変化するシステ
ムでは、ビームスプリッタ４０と参照検出器４２が含め
られ、光源１６の出力強度の変動を補償してもよい。ビ
ームスプリッタ４０は光源１６により生成された光の一
部を分岐し(split off) 、分岐された光を参照検出器４
２に照射する。光源１６による光パワー出力を変化させ
て一定レベルに出力光パワーを維持する光源制御システ
ムに、検出器４２の出力が結合されてもよい。
【００２７】また、参照検出器４２は、光検出器１８の
出力が比較あるいは比がとられる参考として用いられて
もよい。そのような実施例では、参照検出器４２の出力
が信号プロセッサ２４（図示せず）に結合されることが
好ましい。この本発明の実施例は、また光源１６による
パワー出力の不慮の変動に対する補償にも役立つ。さら
に、このシステムはレーザによるパワー出力における意
図的(intentional) 変動を補償する為に使用することが
できる。もし、領域２２の粒状物質の密度が十分に高く
なる場合には、光源１６によるパワー出力を増加させ、
光減衰を計測する為に検出器１８での十分な光信号を得
ることが必要かもしれない。システムに入力されたパワ
ーの変更は、光検出器１８により出力された信号が比較
あるいは比がとられる参考として、検出器４２の使用を
介して再較正することなく、調節することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、堆積基板の上方を通過する光の減衰量をモ
ニターすることにより、プロセス変数の変動を正確に検
知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、老成するスパッタリングターゲットを
有する堆積システムにおける、異なる入力電源で達成さ
れた堆積速度を示すグラフ。
【図２】図２は、本発明の好適実施例による堆積速度モ
ニターを示す図。
【図３】堆積速度と光検出器からの出力信号との間の関
係を示すグラフ。
【図４】本発明の他の実施例を示す図。
【符号の説明】
１０…基板、１２…サポート、１４…堆積源、１６…光
源、１８…光検出器、２０…光、２２…領域、２４…信
号プロセッサ、２６…コントローラ、２８…電源、３２
…第１ミラー、３４…第２ミラー、３６…シールド、３
８…光学ポート、４０…ビームスプリッタ、４２…参照
検出器。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 堆積速度モニターであって、堆積基板を
    保持するのに適した固定治具と、前記固定治具の上方に
    光を照射する(directs) 光源と、前記光が前記固定治具
    の上方を通過した後に前記光を受ける為に配置された光
    検出器とを備え、前記光検知器は堆積処理を始める前に
    第１信号を生成し、堆積処理中に第２信号を生成するモ
    ニター装置。
  2. 【請求項２】 堆積基板として半導体ウエハを更に備え
    る請求項１記載のモニター装置。
  3. 【請求項３】 前記光源は半導体レーザーを備える請求
    項１記載のモニター装置。
  4. 【請求項４】 前記第２信号と前記第１信号の比をとる
    手段を更に備える請求項１記載のモニター装置。
  5. 【請求項５】 前記光検出器により生成された前記第１
    信号および前記第２信号に応答して堆積パラメーターを
    調整する制御システムを更に備える請求項１記載のモニ
    ター装置。
  6. 【請求項６】 物理蒸着システムであって、半導体ウエ
    ハを保持するのに適した固定治具と、前記固定治具の付
    近に配置された堆積源と、実質的に反射を有することな
    く前記堆積源及び前記固定治具間の領域を通して光を照
    射する光源と、前記光が前記固定治具の上方を通過した
    後に前記光を受ける為に配置された光検出器とを備え、
    前記光検出器は堆積処理を始める前に第１信号を生成
    し、堆積処理中に第２信号を生成する物理蒸着システ
    ム。
  7. 【請求項７】 物理蒸着システムであって、前記堆積源
    はスパッタリングターゲットである請求項６記載の物理
    蒸着システム。
  8. 【請求項８】 前記固定治具及び前記堆積源の周囲に配
    置されたシールドを更に備え、前記シールドは少なくと
    も１つの光学ポート(optical port)を有し、前記少なく
    とも１つの光学ポートを前記光が通過する請求項６記載
    の物理蒸着システム。
  9. 【請求項９】 前記固定治具に向かって前記光を照射す
    るように配置された第１ミラーと、前記光検出器に向か
    って前記光を照射するように配置された第２ミラーと、
    を更に備える請求項８記載の物理蒸着システム。
  10. 【請求項１０】 前記光検出器により生成された信号に
    応答して堆積パラメーターを調節する制御システムを更
    に備える請求項８記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 前記堆積源に結合された電源を更に備
    え、前記電源は前記制御システムに結合され、少なくと
    も部分的に前記制御システムによって制御される請求項
    １０記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記第２信号と前記第１信号の比をと
    る手段を更に備える請求項６記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 前記光検出器により生成された前記
    第１信号および前記第２信号に応答して堆積パラメータ
    ーを調整する制御システムを更に備える請求項１２記載
    のシステム。
  14. 【請求項１４】 基板上に材料を堆積する方法であっ
    て、 堆積基板に堆積環境を与えるステップと、 前記堆積基板の上方に光線を通過させるステップと、 前記堆積基板上に材料が堆積されない間に前記光線の第
    １強度を測定するステップと、 前記堆積基板上に材料膜を堆積するステップと、 前記基板上に前記材料が堆積されている間に前記光線の
    第２強度を測定するステップと、を備える方法。
  15. 【請求項１５】 前記第１強度及び前記第２強度から堆
    積率速度を計算するステップを更に備える請求項１４記
    載の方法。
  16. 【請求項１６】 第１の光学ポートを通じて、かつ第２
    の光学ポートを通じて前記光線を通過させるステップを
    更に備える請求項１４記載の方法。
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