[發明專利]用于原位測量樣本的蝕刻深度的輝光放電光譜方法和系統

有效

• 申請號: 201580034089.6
• 申請日: 2015-04-28
• 公開（公告）號: CN106662531B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: S·理查德;J-P·加斯頓;O·阿克;P·沙蓬
• 申請（專利權）人: 堀場喬賓伊馮公司
• 主分類號: G01N21/67
• 分類號: G01N21/67
• 代理公司: 11247 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 牛南輝;楊曉光

1.一種用于原位測量樣本的蝕刻深度的輝光放電測譜法系統，所述系統包括：

-輝光放電燈，其適于接納固體樣本并且形成輝光放電蝕刻等離子體，所述樣本在同一面上具有被暴露于所述蝕刻等離子體的第一區域和免受所述蝕刻等離子體影響的第二區域；

-測譜儀，其耦合到所述輝光放電燈，所述測譜儀適于通過光學發射譜和/或通過質譜，測量根據所述第一區域暴露于所述等離子體的時間的代表所述輝光放電等離子體的至少一個信號；

-根據暴露于所述等離子體的時間原位測量通過蝕刻所述樣本的所述第一區域而產生的腐蝕凹口的深度的系統；

其特征在于，測量所述腐蝕凹口的深度的所述系統包括：

-光源，其適于發射光束；

-光學分束器，其適于在空間上或成角度地將所述光束分成第一入射束和第二入射束；

-所述輝光放電燈適于提供朝向所述第一區域的第一光學路徑和朝向所述樣本的所述第二區域的第二光學路徑，所述輝光放電燈包括陽極，所述陽極具有第一軸向開口和相對于所述陽極的軸偏移的第二開口；

-光學裝置，其適于分別將所述第一入射束沿著所述第一光學路徑向著所述第一區域引導并且將所述第二入射束沿著所述第二光學路徑向著所述第二區域引導，以分別地通過在所述第一區域上的反射來形成第一反射束，通過在所述第二區域上的反射來形成第二反射束，所述第一軸向開口適于使所述第一入射束和所述第一反射束通過，所述第二開口適于使所述第二入射束和所述第二反射束通過；

-光學重組裝置，其適于重組所述第一反射束和所述第二反射束并且形成干涉測量束；

-檢測裝置，其適于接收所述干涉測量束并且檢測根據所述第一區域暴露于所述等離子體的時間的干涉測量信號；

-處理裝置，其適于處理所述干涉測量信號，以確定根據所述第一區域暴露于所述等離子體的時間的所述腐蝕凹口的所述深度(d)。

2.根據權利要求1所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述檢測裝置和所述處理裝置適于處理所述干涉測量信號并且從其提取根據所述第一區域暴露于所述等離子體的時間的所述干涉測量信號的幅度(A)和相位(PHI)的測量。

3.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述第一入射束形成相對于所述樣本的所述第一區域的表面的法線的小于10度的入射角。

4.根據權利要求3所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述入射角等于5度。

5.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述樣本形成所述放電燈的陰極，并且其中，所述第二開口設置有光學窗口，所述光學窗口適于使所述第二入射束和所述第二反射束通過。

6.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述光學分束器包括至少一個偏振分束棱鏡。

7.根據權利要求6所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述光學分束器包括Wollaston棱鏡并且所述光學重組裝置包括另一個Wollaston棱鏡，并且其中，適于分別地將所述第一入射束向著所述第一區域引導并且將所述第二入射束向著所述第二區域引導的所述光學裝置包括透鏡光學系統，所述Wollaston棱鏡布置在所述透鏡光學系統的焦平面上。

8.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述光學分束器和所述光學重組裝置被合并到一起。

9.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述測譜儀包括經由開口耦合到所述放電燈的質譜儀，所述質譜儀適于通過質譜測量代表所述輝光放電等離子體的電離物種的至少一個信號。

10.根據權利要求1或2所述的輝光放電測譜法系統，其中，所述測譜儀包括經由光學窗口或經由透鏡光學系統耦合到所述放電燈的光譜儀，所述光譜儀適于測量代表所述輝光放電等離子體的激發物種的至少一個光學發射信號。