CN110546749A - 用于蚀刻处理监测的高级光学传感器、系统和方法 - Google Patents

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田新康
孟庆玲
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Abstract

用于在等离子体处理室中进行原位蚀刻监测的装置、系统和方法。该装置包括连续波宽带光源;照射系统,其被配置成利用具有固定偏振方向的入射光束照射基板上的区域,来自宽带光源的入射光束由光闸进行调制;收集系统,其被配置成收集从所照射的基板上的区域反射的反射光束,并且将该反射光束引导至检测器;以及处理电路。处理电路被配置成处理反射光束以抑制背景光,根据经处理的光确定性质值以及基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。

Description

用于蚀刻处理监测的高级光学传感器、系统和方法
背景技术
本公开内容涉及原位蚀刻处理监测,并且更具体地涉及用于等离子体蚀刻处理的实时原位膜性质监测的方法、系统和装置。
在制造半导体设备、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)和某些光电设备(PV)的过程中,等离子体蚀刻处理通常与光刻技术结合使用。
在许多类型的设备例如半导体设备中,在覆盖第二材料层的顶部材料层中执行等离子体蚀刻处理,并且重要的是,一旦蚀刻处理在顶部材料层中形成开口或图案就必须准确地停止蚀刻处理,而不继续蚀刻下面的第二材料层。蚀刻处理的持续时间必须被准确地控制,以便实现在下面的材料的顶部处的精准的蚀刻停止,或者获得精确的垂直尺寸的蚀刻特征。
出于控制蚀刻处理的目的,采用了各种方法,其中一些方法依赖于分析等离子体处理室中气体的化学性质,以便推断出蚀刻处理是否已经进行到例如化学组成与被蚀刻的层的材料不同的下面的材料层。
替选地,原位计量设备(光学传感器)可以用于在蚀刻处理期间直接测量蚀刻的顶层,并提供反馈控制以在一旦已经达到某个垂直特征则准确地停止蚀刻处理。例如,在通用垫片应用中,用于膜厚度监测的原位光学传感器的目标是在触地(软着陆)之前在几纳米处停止各向异性氧化物蚀刻,然后切换到各向同性蚀刻以实现理想的垫片轮廓。此外,原位计量设备可以用于在蚀刻处理期间对膜和蚀刻特征进行实时的实际测量,以确定关于可以用于控制蚀刻处理和/或控制后续处理(例如,补偿某个超出规格尺寸的处理)的结构的大小的信息。
前述“背景技术”描述是出于总体上呈现本公开内容的上下文的目的。在本背景技术部分中所描述的范围内,发明人的工作以及在提交时可能不具有现有技术的资格的描述方面,均未被明确或暗含地承认为针对本发明的现有技术。
发明内容
本公开内容的方面包括一种用于在等离子体处理室中进行原位蚀刻监测的装置。该装置包括连续波宽带光源;照射系统,其被配置成利用具有固定偏振方向的入射光束照射基板上的区域,来自宽带光源的入射光束由光闸进行调制;收集系统,其被配置成收集从所照射的基板上的区域反射的反射光束,并且将该反射光束引导至检测器;以及处理电路。处理电路被配置成处理反射光束以抑制背景光,根据经处理的光确定性质值以及基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。
本公开内容的另一方面包括一种等离子体处理系统。该系统包括等离子体处理室和斜入射反射仪。斜入射反射仪包括:连续波宽带光源;检测器;照射系统,其被配置成利用具有固定偏振方向的入射光束照射在等离子体处理室中沉积的基板上的区域,来自宽带光源的入射光束由光闸进行调制;收集系统,其被配置成收集从所照射的基板上的区域反射的反射光束,并且将该反射光束引导至检测器;以及处理电路。处理电路被配置成处理反射光束以抑制背景光,根据经处理的光确定性质值并且基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。
本公开内容的另一方面包括一种用于原位蚀刻监测的方法。该方法包括:在蚀刻处理期间获取与反射光束相关联的背景校正光谱,该反射光束由具有固定偏振方向的调制入射光束从在等离子体处理室中沉积的基板区域的反射来形成,来自宽带光源的入射光束使用光闸进行调制;使用训练模型确定与背景校正光谱相关联的性质值;以及基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。
以上段落是通过总体介绍的方式提供的,并不旨在限制所附权利要求的范围。通过参考以下结合附图的详细描述,将最佳地理解所描述的实施方式以及其他优点。
附图说明
将容易地获得对本公开内容及其许多伴随的优点的更完整理解,因为通过参考结合附图考虑的以下详细描述,它们将变得更好理解,在附图中:
图1是根据一个示例的用于蚀刻处理监测的系统的示意图;
图2是根据一个示例的光学传感器的示意图;
图3是根据一个示例的光学传感器的示意图;
图4A是根据一个示例的用于获得参考光束的示例性配置的示意图;
图4B是根据一个示例的用于获得参考光束的示例性配置的示意图;
图5A是根据一个示例的光调制/光闸模块的框图;
图5B是示出根据一个示例的光闸的时序图的示意图;
图6是示出光学传感器的示例性配置的示意图;
图7是示出根据一个示例的配备有光学传感器的等离子体处理室的示意图;
图8是示出根据一个示例的用于蚀刻处理的原位监测的方法的流程图;
图9是示出示例性结果的示意图;以及
图10是根据一个示例的控制器的示例性框图。
具体实施方式
现在参照附图,其中,贯穿几个视图,相似的附图标记表示相同或相应的部分,以下描述涉及用于在半导体制造中对图案化的或未图案化的晶片的等离子体处理进行实时原位膜性质监测的系统和相关方法。
在整个说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的引用是指结合该实施方式描述的特定的特征、结构、材料或特性包括在至少一个实施方式中,但并不表示它们存在于每个实施方式中。因此,整个说明书中在各处出现的短语“在一个实施方式中”不一定是指同一实施方式。此外,特定的特征、结构、材料或特性可以以任何适当的方式组合在一个或更多个实施方式中。
图1是根据一个示例的配备有光学传感器102的等离子体处理系统100的侧视图。等离子体处理系统100包括等离子体处理室112。
光学传感器102可以是包括照射系统104和收集系统106的斜入射反射仪。光学传感器102被配置用于在等离子体处理室112中进行等离子体蚀刻处理期间测量来自基板116上的照射区域114的反射光。照射区域114能够根据基板116的大小来调节。照射系统104和收集系统106可以位于等离子体处理室112的外部。
在光学传感器102中,光源108用于形成用于基板照射的入射光束110。在实施方式中,光源108是宽带光源例如连续波(CW)宽带光源,例如利用具有长寿命的灯泡(>9000小时)例如ENERGETIQ的EQ-99X LDLSTM在宽光谱UV(紫外光)-Vis(可见光)-NIR(近红外光)(即190nm-2000nm)上提供具有非常高亮度的光的激光驱动等离子体光源(LDLS)。光源108可以在被光闸128调制之后被光纤耦接到照射系统104。
光源108可以安装在等离子体处理室112或容纳光学传感器102的任何壳体附近,或者可以不安装在等离子体处理室112或容纳光学传感器102的任何壳体附近,并且在远程安装的情况下,如在本文中稍后描述的,入射光束110可以通过光纤或通过一组光学部件例如镜、棱镜和透镜馈送到等离子体处理室112附近的其他部件。光学传感器102还可以包括用于入射光束和反射光束的中继光学器件和偏振器。在一个示例中,中继光学器件使用反射物镜以最小化光学像差。
入射光束110从基板116被反射以形成反射光束118。光学传感器102还包括用于测量反射光束118的光谱强度的检测器例如光谱仪120(例如,测量光谱仪),例如超宽带(UBB)光谱仪(即180nm-1080nm)。光谱仪120的测量光谱仪可以光纤耦接到收集系统106。光学传感器102还可以包括安装在等离子体处理室112的壁上的一个或更多个光学窗口。在一个示例中,光学传感器102可以包括彼此相对地安装在等离子体处理室112的壁上的两个光学窗口122、124。第一窗口122透射入射光束110,并且第二窗口124透射反射光束118。
一定百分比的入射光束110被引导至光谱仪120(即,参考光谱仪)的参考通道。其目的是监测入射光束110的光谱强度,以便可以在测量过程中考虑入射光束110的任何强度变化。这种强度变化可能由于例如光源108的输出功率的漂移而发生。在一个实施方式中,参考光束的强度可以通过一个或更多个光电二极管等来测量。例如,光电二极管可以检测参考光束并提供与入射光束110的强度成比例的参考信号,入射光束110的强度在整个照射光谱(例如,UV-VIS-NIR)上积分。
在一个实现中,可以使用一组光电二极管来测量参考光束的强度。例如,这组光电二极管可以包括分别跨越UV-VIS-NIR波长的三个光电二极管。可以在这组光电二极管的每个光电二极管的前面安装滤波器。例如,对于光源108的强度变化,可以使用带通滤波器监测光谱的一部分(例如,UV、VIS、NIR)。在一个实现中,参考光束可以使用棱镜或光栅来分散进入这组光电二极管。可以跟踪和校正光源108的光谱相关的强度变化,而无需使用参考光谱仪。用于获得参考光束的示例性配置在下面讨论的图4A和图4B中示出。
通过斩波轮或光闸128调制入射光束110,以在当入射光束110被阻挡时考虑由光谱仪120的测量通道测量到的光背景(即,不指示入射光束110的反射光的光,例如等离子发射光或背景光)。
向控制器126提供测量的反射光束118的光谱强度和测量的参考光束的光谱强度,该控制器126处理测量的反射光束118的光谱强度以抑制光背景,并使用特定算法例如机器学习方法来确定感兴趣的层性质(例如,特征尺寸、光学性质)来控制等离子体蚀刻处理,如下面进一步所描述的。
光学传感器102和相关方法还可以使用在参考晶片(校准)例如裸硅晶片上的周期性测量,以补偿光学传感器或蚀刻室部件漂移,如在本文中稍后所描述的。
入射光束110和反射光束118相对于基板116的法线倾斜入射角θ(AOI),该入射角可以从大于零到小于90度变化,或者替选地从大于30度到小于90度变化,优选地是大于60度到小于90度。高入射角(例如85度)对于具有有限顶部通道或不具有顶部通道的等离子体处理室112可能是优选的。
图2是根据一个示例的光学传感器102的示意图。入射光束110从光源108传递到照射光学模块202和反射物镜204,该反射物镜204形成具有适当直径和焦点的入射光束110,以在基板116上实现一定的照射区域大小114。照射光学器件可以包括针孔220(例如100μm)。入射光束110也可以穿过中性密度滤光器。
基板116上的照射区域114的大小可以从50微米变化到60mm(毫米)或更大。由于圆形光束截面和非常大的入射角,被照射的区域是椭圆形的(即点状)。椭圆的长径和短径之比通常在2到10之间,其中较高的值对应于较大的入射角。照射区域114的大小可以取决于在基板116上被测量的结构的大小和特性,并且可以被调节以确保良好的信号,并且对于85度的入射角优选地是1mm×10mm、2mm×20mm、3mm×30mm或5mm×58mm,或者对于64度的入射角优选地是5mm×11.5mm、6mm×14mm、8mm×18mm。照射区域114可以覆盖基板116上的多个结构。因此,检测到的光学性质(例如,折射率)可以代表与基板116的结构相关联的特征的平均值。反射物镜204可以包括凹面镜206和凸面镜208。
在实施方式中,入射光束110可以穿过椭圆孔,这致使在基板116上产生圆形的照射点。椭圆孔可以位于针孔220之后的入射光束110的路径中。在一些实现中,椭圆孔可以被修改以产生具有不同形状(例如,矩形、正方形)的照射点。对椭圆孔的细微修改可用于例如基于被测量的结构的大小和特性来有效地优化基板上被照射区域的大小和形状。
在实施方式中,入射光束110然后穿过偏振器210,偏振器210对到达基板116的入射光束110施加线性偏振。偏振器210可以是具有高消光比,大的e射线和o射线分离的Rochon偏振器,例如MgF2 Rochon偏振器。入射光束110的偏振增加了反射仪信号的信噪比,从而与非偏振的入射光束相比,提高了测量准确度并提高了对特征尺寸测量的灵敏度。
在穿过偏振器210之后,入射光束110到达安装在等离子体处理室112的壁上的第一光学窗口122。第一光学窗口122允许入射光束110进入等离子体处理室112的内部。
第二光学窗口124允许反射光束118通过而从等离子体处理室112出去,因此可以测量其强度。取决于等离子体处理室112的配置,即所使用的等离子体源的类型,窗口122、124可以是石英、熔融石英或蓝宝石,这取决于等离子体的应用以及等离子体的化学性质有多强。
反射光束118穿过第二偏振器212,以使得能够仅测量从基板116反射的p偏振光。在穿过第二偏振器212之后,反射光束118穿过第二反射物镜214。第二反射物镜214可以类似于反射物镜204。第二反射物镜214可以包括凹面镜216和凸面镜218。
在穿过第二反射物镜214之后,反射光束118可以经由光纤被收集并且被引导至光谱仪120的测量通道。第二反射物镜214可以将反射光束118聚焦在检测器上,例如,光纤耦接到光谱仪120的测量通道。反射光束118可以穿过在反射光束118的路径中位于光纤224之前的针孔222。
图3是根据一个示例的光学传感器102的示意图。在一个实施方式中,反射物镜204可以包括照射系统104中的离轴抛物面镜302和收集系统106中的第二离轴抛物面镜304。入射光束110经由光纤310从照射光学模块202穿过离轴抛物面镜302,然后穿过光瞳306,然后穿过偏振器210。反射光束118穿过光瞳308,并且穿过第二离轴抛物面镜304,以将反射光束聚焦到至检测器的光纤312中。
在另一实施方式中,可以使用图2和图3的原位光学传感器102,其他光学部件,例如镜、棱镜、透镜、空间光调制器、数字微镜设备等,来使入射光束110和反射光束118转向。图2和图3的光学传感器102的配置和部件布局不必一定精确地如图2和图3所示,但是光束可以通过附加的光学部件折叠和转向,以便于将原位光学传感器封装到适合于安装在等离子体处理室112的壁上的紧凑封装件中。
图4A是根据一个示例的用于获得参考光束的示例性配置。入射光束110从光闸128进一步行进到用于将一定百分比的入射光束110引导至光谱仪120的参考通道的中的镜402。参考光束可以使用透镜404聚焦到光纤中。
图4B是根据一个示例的用于获得参考光束的另一示例性配置。入射光束110的路径中的偏振器210(例如,Rochon偏振器)或分束器可以用于将光引导至光谱仪120的参考通道中。棱镜406可以用于将参考光束聚焦到光纤中。在一个实现中,可以使用连接到控制器126的一个或更多个光电检测器(例如,UV、Vis、NIR)来测量参考光束的强度,如先前在本文中所讨论的。
图5A是根据一个示例的光调制/光闸模块的框图。在一个实施方式中,光闸128可以在两个位置之间来回移动以阻挡或允许入射光束110进入等离子体处理室112。光闸128可以包括步进马达。具有步进马达的光闸128提供高的切换速度以及高的可重复性和可靠性。可以经由与光谱仪120同步的光闸控制器500来控制光闸128。数据获取模块502连接到光谱仪120的参考通道和光谱仪120的测量通道。在一个实施方式中,光闸128可以是连续旋转斩波器。
图5B是示出根据一个示例的光闸128的时序图的示意图。电荷耦合器件(CCD)的读取具有清理周期。当光闸打开时,入射光束110到达基板116,因此,由光谱仪120的测量通道测量的光指示反射光束118和等离子体发射。可以测量M个周期(即CCD积分/数据读取)并取平均值,以提高信噪比(SNR)。当光闸关闭时,入射光束110不到达基板116,因此由光谱仪120的测量通道测量的光指示等离子体发射。可以测量N个周期(即CCD积分/数据读取)并取平均值以提高SNR。因此,控制器126可以处理所收集的强度(例如,减去等离子体强度),以便根据反射光强度确定特征尺寸(例如,厚度)。
图6是示出光学传感器102的示例性配置的示意图。示意图600示出了具有位于等离子体处理室112的顶部的两个光学窗口122、124的等离子体处理室112。示意图602示出了具有在等离子体处理室112的侧壁上的两个光学窗口122、124的光学传感器102的第二配置。
图7是示出根据一个示例的配备有光学传感器102的等离子体处理室112的示意图。在一个实施方式中,光学传感器102可以包括被配置成提供具有不同AOI的多个入射光束的多个照射系统,例如,第一照射系统702和第二照射系统704。第一照射系统702被配置成具有第一AO1并且第二照射系统704具有第二AO1。用于第一照射系统702和第二照射系统704的光源108可以是单个光源。
具有第一AOI的入射光束706到达安装在等离子体处理室112的壁上的第一光学窗口708,以提供入射光束706进入等离子体处理室112的内部的通道。
入射光束706从基板116被反射以形成反射光束710。第二光学窗口712允许反射光束710通过以从等离子体处理室112出去以被第一收集系统714收集。第二AOI处的第二入射光束716到达提供第二入射光束716进入等离子体处理室112的内部的通道的第三光学窗口718。入射光束716从基板116被反射以形成第二反射光束720。第四光学窗口722提供第二反射光束720到达等离子体处理室112的外部的通道。第二反射光束720由第二收集系统724引导至耦接到光谱仪120的光纤。
可以使用多种方法根据收集的光谱确定物理特征。例如,可以通过参考库以将检测到的光谱与预存储的光谱相匹配来确定物理特征。在一个实施方式中,可以使用直接物理回归模型获得未图案化的晶片的膜厚度。回归模型可以用于测量具有简单图案,例如2D线的临界尺寸(CD)。
在某些实施方式中,可以使用机器学习技术(例如,神经网络、信息模糊网络)。监督训练方法训练初始光谱与目标端点光谱之间的关系。在机器学习方法的训练阶段期间,收集样本中的光谱。可以从CD计量工具获得与每个样本相关联的性质。然后,使用收集到的数据和每个样本的性质来训练模型。
在实时应用阶段,该训练的关系用于根据每个晶片的初始光谱预测目标点。将在蚀刻处理期间收集的光谱与该预测的光谱进行比较,以检测每个晶片的目标端点。
图8是示出根据一个示例的用于蚀刻处理的原位监测的方法800的流程图。在步骤802,蚀刻处理配方开始。在步骤806的特定时间Time A≥0秒的蚀刻(步骤804)之后,通过测量来自基板116的反射光束的强度并测量背景光的强度来获取背景校正的光谱。来自基板116的反射光束具有固定的偏振。如先前在本文中所描述的,通过使用宽带光源照射基板116的区域来获得光谱。入射光束由光闸调制。反射光束使用检测器的测量通道来收集。
在步骤808,预测算法基于训练模型814分析所获取的光谱,并将特定性质值(例如,厚度)与该光谱相关联。
然后,在步骤810,响应于确定已经实现了性质值,处理进行到步骤812。响应于确定未实现的性质值,处理返回到步骤806。在步骤812,控制器126可以修改蚀刻处理,例如,切换或停止配方。
算法还可以在一个或更多个参考基板(校准),例如裸露的硅晶片和/或薄膜晶片上使用周期性测量,以补偿光学传感器或蚀刻室部件漂移。在系统的校准期间,光束可以从裸露的(即,未图案化的)硅晶片或其他已知性质的晶片反射。反射光束用于校准光学传感器102中的任何变化,该变化例如由于等离子处理的产物使窗口(例如,光学窗口122、124)混浊而引起。当在等离子体处理系统100中已经处理了预定数量的晶片时,可以应用重新校准。
图9是示出示例性结果的示例性示意图。将在本文中公开的光学传感器102对厚度的检测与其他检测方法和模型进行了比较。例如,可以使用具有M个位置的参考晶片图。发明人从表示晶片图中的层厚度范围的M个位置中选择了N个位置。所选择的N个位置在示意图900中由圆圈表示。示意图900中所示的曲线的线性性质表明,利用在本文中所描述的光学传感器102进行的测量(垂直轴)与利用另一工具进行的测量之间具有良好的一致性。
接下来,参照图10描述根据示例性实施方式的控制器126的硬件描述。在图10中,控制器126包括执行在本文中描述的处理的CPU 1000。处理数据和指令可以存储在存储器1002中。这些处理和指令还可以存储在存储介质盘1004例如硬盘驱动器(HDD)或便携式存储介质上,或者可以远程存储。此外,要求保护的改进不受存储本发明处理的指令的计算机可读介质的形式的限制。例如,指令可以存储在CD、DVD、闪存、RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、硬盘或与控制器126通信的任何其他信息处理设备中,例如服务器或计算机。
此外,要求保护的改进可以提供为与CPU 1000和操作系统例如Solaris、Apple macOS TM和本领域的技术人员已知的其他系统结合来执行的实用应用程序、后台守护程序或操作系统的部件或其组合。
为了实现控制器126,硬件元件可以通过本领域的技术人员已知的各种电路元件来实现。例如,CPU 1000可以是美国英特尔公司的Xenon或Core处理器或美国AMD公司的Opteron处理器,或者可以是本领域的普通技术人员之一将识别的其他处理器类型。替选地,如本领域的普通技术人员之一将识别的,CPU 1000可以在FPGA、ASIC、PLD上或使用分立逻辑电路来实现。此外,CPU 1000可以被实现为并行地协同工作以执行上述发明过程的指令的多个处理器。
图10中的控制器126还包括用于与网络1028接口的网络控制器1006,例如美国英特尔公司的英特尔以太网PRO网络接口卡。可以理解的是,网络1028可以是公共网络例如因特网,或者专用网络例如LAN或WAN网络,或者其任意组合,并且还可以包括PSTN或ISDN子网。网络1028也可以是有线的,例如以太网络,或者可以是无线的,例如包括EDGE、3G和4G无线蜂窝系统的蜂窝网络。无线网络也可以是 或任何其他已知的无线通信形式。
控制器126还包括显示器控制器1008,例如美国NVIDIA公司的GTX或图形适配器,以用于与显示器1010接口,例如惠普HPL2445w LCD监测器。通用I/O接口1012与显示器1010上或与显示器1010分开的键盘和/或鼠标1014以及可选触摸屏面板1016接口。通用I/O接口还连接到各种外围装置1018,包括打印机和扫描仪,例如惠普公司的
在控制器126中还设置了声音控制器1020,例如Creative公司的Sound以与扬声器/麦克风1022接口,从而提供声音和/或音乐。
通用存储控制器1024将存储介质磁盘1004与用于互连控制器126的所有部件的通信总线1026连接,该通信总线1026可以是ISA、EISA、VESA、PCI或类似的总线。为了简洁起见,在本文中省略了显示器1010、键盘和/或鼠标1014以及显示器控制器1008、存储控制器1024、网络控制器1006、声音控制器1020和通用I/O接口1012的一般特征和功能的描述,因为这些特征是已知的。
包括前述描述中的特征的系统向用户提供了许多优点。具体地,倾斜入射偏振光学系统提供了对顶层性质监测的增加的灵敏度。另外,从基板116反射的p偏振光的收集产生更好的信号纯度。
显然,根据以上教导,许多修改和变化是可能的。因此,应理解的是,在所附权利要求书的范围内,本发明可以以不同于在本文中具体描述的方式来实施。
因此,前述讨论仅公开和描述了本发明的示例性实施方式。如本领域的技术人员将理解的,在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下,本发明可以以其他特定形式来实现。因此,本发明的公开内容旨在是说明性的,而不是限制本发明以及其他权利要求的范围。包括在本文中的教导的任何容易辨别的变型的本公开内容部分地限定了前述权利要求术语的范围,使得不将发明主题贡献于公众。

Claims (20)

1.一种用于在等离子体处理室中进行原位蚀刻监测的装置,所述装置包括:
连续波宽带光源;
照射系统,其被配置成利用具有固定偏振方向的入射光束照射基板上的区域,来自所述宽带光源的入射光束由光闸进行调制;
收集系统,其被配置成:
收集从所照射的所述基板上的区域反射的反射光束,以及
将所述反射光束引导至检测器;以及
处理电路,其被配置成:
处理所述反射光束以抑制背景光,
根据经处理的光确定性质值,以及
基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述宽带光源是激光驱动的等离子体光源。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述照射系统包括Rochon偏振器;并且
所述收集系统包括被配置成使得从所述基板反射的p偏振光能够到达所述检测器的第二Rochon偏振器。
4.根据权利要求1所述的装置,其中,所述照射系统和所述收集系统包括反射中继光学器件。
5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述反射中继光学器件包括离轴抛物面镜。
6.根据权利要求4所述的装置,其中,所述反射中继光学器件包括凹面镜和凸面镜。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述入射光束相对于所述基板的法线具有0至90度之间的入射角。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述入射角在45度至90度之间。
9.根据权利要求8所述的装置,其中,所述入射角是85度或64度。
10.根据权利要求1所述的装置,还包括被配置成在两个位置之间移动所述光闸的步进马达,其中,在第一位置处,所述光闸被配置成阻挡所述入射光束到达所述等离子体处理室,并且在第二位置处,所述光闸被配置成允许所述入射光束进入所述等离子体处理室。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述光闸是斩波轮。
12.根据权利要求1所述的装置,还包括:
第二照射系统,其被配置成利用具有第二入射角的第二入射光束照射所述基板的所述区域,所述第二入射角与来自所述照射系统的入射光束的入射角不同,所述第二入射光束从所述基板反射以形成第二反射光束;
第二收集系统,其被配置成:
收集所述第二反射光束,以及
将所述第二反射光束引导至所述检测器。
13.根据权利要求1所述的装置,还包括:
第一光学窗口,其被配置成透射所述入射光束;
第二光学窗口,其被配置成透射所述反射光束;并且
其中,所述第一光学窗口和所述第二光学窗口彼此相对地安装在所述等离子体处理室的壁上。
14.根据权利要求1所述的装置,还包括:
第一光学窗口,其被配置成透射所述入射光束;
第二光学窗口,其被配置成透射所述反射光束;并且
其中,所述第一光学窗口和所述第二光学窗口安装在所述等离子体处理室的顶壁上。
15.根据权利要求1所述的装置,还包括:
参考系统,其被配置成将一定百分比的所述入射光束引导至所述检测器的参考通道。
16.根据权利要求1所述的装置,其中,所述检测器是超宽带光谱仪。
17.一种等离子体处理系统,所述系统包括:
等离子体处理室;以及
斜入射反射仪,其包括:
连续波宽带光源,
检测器,
照射系统,其被配置成利用具有固定偏振方向的入射光束照射在所述等离子体处理室中沉积的基板上的区域,来自所述宽带光源的入射光束由光闸进行调制,
收集系统,其被配置成:
收集从所照射的所述基板上的区域反射的反射光束,以及
将所述反射光束引导至所述检测器,以及
处理电路,其被配置成:
处理所述反射光束以抑制背景光,
根据经处理的光确定性质值,以及
基于所确定的性质值来控制蚀刻处理。
18.根据权利要求17所述的系统,其中,所述宽带光源是激光驱动的等离子体光源。
19.一种用于原位蚀刻监测的方法,所述方法包括:
在蚀刻处理期间获取与反射光束相关联的背景校正光谱,所述反射光束由具有固定偏振方向的调制入射光束从在等离子体处理室中沉积的基板的区域的反射来形成,来自宽带光源的入射光束使用光闸进行调制;
使用训练模型确定与所述背景校正光谱相关联的性质值;以及
基于所确定的性质值来控制所述蚀刻处理。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,所述训练模型在当所述基板未被图案化时是回归模型,并且所述训练模型在当所述基板被图案化时是机器学习算法。
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