[发明专利]正入射原位过程监测传感器

权利要求书

1.一种用于在等离子体加工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，该照射系统被配置为照射衬底上的区域，其中入射光束以正入射被引导到该衬底；

收集系统，该收集系统被配置为收集从该衬底上的照射区域反射的反射光束，并且将该反射光束引导到检测器；以及

处理电路，该处理电路被配置为处理该反射光束以抑制背景光，基于参考光束和被处理以抑制该背景光的该反射光束来确定该衬底或形成在其上的结构的性能，并且基于所确定的性能来控制蚀刻过程。

2.如权利要求1所述的装置，进一步包括快门，该快门被配置为周期性地阻挡来自该连续波宽带光源的入射光束以使该收集系统相应地收集该背景光。

3.如权利要求2所述的装置，进一步包括步进电机，该步进电机被配置为在两个位置之间移动该快门，其中在第一位置时，该快门被配置为阻挡该入射光束到达该等离子体加工室，并且在第二位置时，该快门被配置为允许该入射光束进入该等离子体加工室。

4.如权利要求2所述的装置，其中，该快门是斩光轮。

5.如权利要求1所述的装置，其中，该参考光束由该照射系统通过经分束器或反射镜分裂一部分该入射光束而产生，并且随后被引导到该检测器。

6.如权利要求1所述的装置，其中，该连续波宽带光源是具有190nm到2000nm的波长范围的激光驱动宽带光源。

7.如权利要求1所述的装置，其中，该照射系统包括第一洛匈偏振器，并且该入射光束穿过该第一偏振器，然后被引导到该衬底。

8.如权利要求1所述的装置，其中，该收集系统包括第二洛匈偏振器，并且该反射光束穿过该第二偏振器，然后被引导到该检测器。

9.如权利要求1所述的装置，其中，该照射系统包括第一离轴抛物面反射镜和分束器，以将该入射光束引导到该衬底。

10.如权利要求1所述的装置，其中，该收集系统包括第二离轴抛物面反射镜和折叠反射镜，以将该反射光束引导到该检测器。

11.如权利要求1所述的装置，其中，该检测器是双通道宽带高SNR(信噪比)分光计，包括用于接收该反射光束的测量通道和用于接收该参考光束的参考通道。

12.一种等离子体加工系统，该系统包括：

等离子体加工室；以及

正入射反射计，该正入射反射计包括：

连续波宽带光源；

检测器；

照射系统，该照射系统被配置为照射设置在该等离子体加工室中的衬底上的区域，其中入射光束以正入射被引导到该衬底；

收集系统，该收集系统被配置为收集从该衬底上的照射区域反射的反射光束，并且将该反射光束引导到该检测器；以及

处理电路，该处理电路被配置为处理该反射光束以抑制背景光，基于参考光束和被处理以抑制该背景光的该反射光束来确定该衬底或形成在其上的结构的性能，并且基于所确定的性能来控制蚀刻过程。

13.如权利要求12所述的系统，其中，该照射系统和该收集系统安装在管的内部。

14.如权利要求13所述的系统，其中，该管由不锈钢或铝合金制成，并且通过该等离子体加工室的顶壁插入到该等离子体加工室中。

15.如权利要求13所述的系统，其中，该管包括被配置为用作真空密封件的上窗和被配置为防止污染的下窗。

16.如权利要求13所述的系统，其中，该管包括气体供应管道，该气体供应管道被配置为将加工气体或吹扫气体注入到该等离子体加工室中。