光学发射光谱仪的校准器的制作方法

示例实施例涉及一种光学发射光谱仪的校准器。更具体地，示例实施例涉及一种用于校准光学发射光谱仪的校准器，该校准器可以诊断等离子体腔室中的等离子体状态。

背景技术：

通常，使用等离子体处理设备的等离子体腔室中的等离子体，可以在半导体基底上形成层，和/或可以蚀刻或清洁/灰化半导体基底上的层。可以根据等离子体状态确定用于形成和/或蚀刻和/或清洁层的条件。因此，为了提高半导体装置的生产率，可以使用光学发射光谱仪(opticalemissionspectroscopy，oes)来诊断等离子体状态。然而，oes中的误差会导致等离子体状态的不准确诊断。因此，会需要校准oes。

在从等离子体腔室拆卸oes之后，可以将参考光照射到oes。可以将参考光的光谱与在等离子体处理中输入到oes中的实际光的光谱进行比较，以校准oes。

通过从等离子体腔室拆卸oes，并通过将拆卸的oes转移到包括参考光源的校准设备，oes的这种校准可以是可能的。此外，在校准oes之后，可以用等离子体腔室重新组装oes。结果，用于校准oes的时间会很长。此外，在校准期间，oes会在oes的转移期间被污染。

技术实现要素：

示例实施例提供了一种光学发射光谱仪(oes)的校准器，所述校准器可以能够在等离子体处理设备中校准oes。

根据一些示例实施例，可以提供一种oes的校准器。校准器可以包括：盖，被配置为与等离子体腔室的顶板可拆卸地结合；参考光源，位于盖处，参考光源被配置为通过等离子体腔室向oes照射参考光；以及控制器，被配置为通过将入射到oes的参考光的光谱与在等离子体腔室中执行的等离子体处理期间入射到oes的实际光的光谱进行比较来校准光学发射光谱仪。

根据一些示例实施例，可以提供一种oes的校准器。校准器可以包括：盖，被配置为与等离子体腔室的顶板附接和拆卸；参考光源，位于盖处，参考光源被配置为通过等离子体腔室向oes照射参考光；镜子，位于盖下方，镜子相对于竖直方向倾斜，镜子被配置为将在竖直方向上入射到等离子体腔室的参考光朝向视口反射，视口位于等离子体腔室的侧壁处；漫射器，被配置为使从镜子反射的参考光漫射；准直器，被配置为沿水平方向引导由漫射器漫射的参考光；以及控制器，被配置为通过将穿过准直器入射到oes的参考光的光谱与在等离子体腔室中执行的等离子体处理期间入射到oes的实际光的光谱进行比较来校准光学发射光谱仪。

根据一些示例实施例，可以提供一种oes的校准器。校准器可以包括：盖，被配置为与等离子体腔室的顶板拆卸和附接；参考光源，位于盖处，参考光源被配置为通过等离子体腔室向oes照射参考光；镜子，位于盖下方，镜子相对于竖直方向倾斜，镜子被配置为将在竖直方向上入射到等离子体腔室的参考光朝向位于等离子体腔室的侧壁处的视口反射；漫射器，被配置为使从镜子反射的参考光朝向视口漫射；透镜，被配置为聚集由漫射器漫射的参考光；以及控制器，被配置为通过将穿过透镜入射到oes的参考光的光谱与在等离子体腔室中执行的等离子体处理期间入射到oes的实际光的光谱进行比较来校准oes。

根据一些示例实施例，在等离子体处理之后，具有参考光源的盖可以与等离子体腔室的顶板组装。参考光源可以通过视口将参考光照射到oes。控制器可以将输入到oes中的参考光的光谱与在等离子体处理中输入到oes中的实际光的光谱进行比较，以校准oes。因此，可以在不从等离子体腔室拆卸oes的情况下校准oes，以减少用于校准oes的时间。此外，因为可以不需要转移oes，所以oes不会被污染。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解示例实施例。图1至图8表示如这里所述的非限制性示例实施例。

图1是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图。

图2是示出图1中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图。

图3是示出图2中的校准器的镜子的放大的剖视图。

图4是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的剖视图。

图5是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图。

图6是示出图5中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图。

图7是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图。

图8是示出图7中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细地解释示例实施例。

图1是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图，图2是示出图1中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图，以及图3是示出图2中的校准器的镜子的放大的剖视图。

参照图1至图3，根据一些示例实施例的光学发射光谱仪(oes)的校准器可以包括盖110、参考光源120、盖支架130、光源支架140、镜子150、漫射器160和控制器170。

oess可以接收可在等离子体腔室c中产生的光，例如，从等离子体发射的实际光。oess可以通过光纤f接收光。实际光可以通过安装在等离子体腔室c的侧壁处的视口p传输到oess。光纤f可以连接在视口p和oess之间。

盖110可以与等离子体腔室c的顶板可拆卸地结合。盖子(未示出)可以在等离子体处理期间覆盖等离子体腔室c的顶板。在执行等离子体处理之前和/或之后(例如，在多次执行等离子体处理之后)，可以从等离子体腔室c拆卸盖子。代替盖子的盖110可以与等离子体腔室c的顶板结合。因此，盖110可以具有用于完全覆盖等离子体腔室c的顶板的尺寸。附加地和/或可选地，为了减少噪声影响，盖110可以具有用于在等离子体腔室c中形成暗室的黑色。

在一些示例实施例中，盖110可以具有与盖子的圆板形状基本相同的圆板形状。盖110可以具有至少两个第一销孔114。可形成在等离子体腔室c的上端处的至少两个销可以分别插入到第一销孔114中。例如，通过将销插入到第一销孔114中，可以将盖110与等离子体腔室c的顶板组装。此外，可以通过从第一销孔114拉出销来将盖110从等离子体室c的顶板拆卸下来。因此，校准器可以具有容易适用于可执行校准操作的各种等离子体腔室c的便携式结构。各种等离子体腔室c可以对应于来自各种供应商的各种模型；本发明构思可以不限于具体供应商和/或等离子体腔室c的具体模型。

在一些示例实施例中，第一销孔114可以定位在盖110的直径线上。例如，第一销孔114可以布置为相对于盖110的中心点以相同间隙彼此间隔开。可选地，第一销孔114可以包括以相同间隙彼此间隔开的至少三个孔。

可选地或附加地，盖110还可以包括至少两个第二销孔118。由于等离子体腔室c可以具有不同的尺寸，所以第二销孔118可以用于使盖110与具有不同尺寸的等离子体腔室c可拆卸地结合。第二销孔118可以定位在盖110的直径线上位于第一销孔114的内侧。可以将尺寸小于等离子体腔室c的尺寸的另一等离子体腔室的销插入到第二销孔118中。此外，盖110还可以包括在第二销孔118内的至少两个第三销孔。

盖110可以具有光学孔112，从参考光源120产生的参考光可以穿过光学孔112。在一些示例实施例中，光学孔112可以具有矩形形状；然而，发明构思可以不限于此。

参考光源120可以布置在盖110的外表面上。因此，参考光源120可以定位在等离子体腔室c的外部。参考光源120可以将参考光照射到等离子体腔室c中，例如，可以在竖直方向上将参考光照射到等离子体腔室中。

在一些示例实施例中，参考光源120可以使用盖支架130固定到盖110的外表面。螺栓可以插入到盖110的固定孔116中以将参考光源120固定到盖110。盖支架130可以布置在参考光源120的侧表面上。

可以使用光源支架140将用于发射参考光的参考光源120的发射器插入到盖110的光学孔112中。参考光源120可以预先与盖110结合。因此，当可以将销插入到第一销孔114中时，盖110可以与等离子体腔室c的顶板结合，以在等离子体腔室c中形成暗室。同时，参考光源120的发射器可以在竖直方向上自动地和/或手动地对准。

主体管122可以从光学孔112的下端延伸到等离子体腔室c中。主体管122可以在竖直方向上将来自参考光源120的参考光引导到等离子体室c中。

镜子150可以在相对于竖直方向的倾斜方向上布置在主体管122中。镜子150可以将从参考光源120照射到等离子体腔室c中的参考光朝向视口p反射。因为视口p可以布置在等离子体腔室c的侧壁上，所以镜子150可以相对于竖直方向以大约45°的角度倾斜。

漫射器160可以布置在镜子150和视口p之间。为了减少从镜子150反射的参考光的方向，漫射器160可以朝向视口p漫射参考光。

等离子体腔室c的顶板(例如，盖110的下表面)和用于支撑基板的静电卡盘(esc)e之间的空间可以具有低的高度。为了使漫射器160的中心点与具有低的高度的空间中的视口p的中心点重合，会需要减小由镜子150和esce之间的干扰引起的漫射器160的尺寸。当漫射器160可以具有小尺寸时，由于漫射器160的组装公差，参考光不会具有例如期望的强度的特定强度。

因此，镜子150可以具有高于esce定位的上端，以及低于esce定位的下端。镜子150可以不干扰esce。结果，漫射器160可以具有大尺寸，以便可以向参考光提供期望的强度。

控制器170可以将入射到oess的实际光的光谱与参考光的光谱进行比较。参考光的光谱的强度可以存储在控制器170中，例如，存储在与控制器170相关联的存储器中。因此，控制器170可以根据比较结果获得(例如，计算)增益和偏差值。控制器170可以从增益和偏差值输出用于校准oess的oes数据。控制器170可以以被配置为执行软件的硬件来实现，当由硬件执行所述软件时，使硬件执行这样的功能。硬件可以是或可以包括处理器，诸如中央处理单元(cpu)和/或场可编程门阵列(fpgs)。这些功能可以作为一个或更多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读媒介上或在有形的非暂时性计算机可读媒介上传输。软件模块可以留在随机存取存储器(ram)、闪存、只读存储器(rom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cdrom或者本领域中已知的任何其它形式的存储媒介中。

图4是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的剖视图。

参照图4，根据一些示例实施例的oes的校准器可以包括盖110、参考光源120a、漫射器160和控制器170。

盖110可以具有与图1中的盖110的结构基本相同的结构。因此，为简洁起见，这里可以省略关于盖110的任何进一步说明。

参考光源120a可以布置在盖110的内表面上。因此，参考光源120a可以定位在等离子体腔室c中。参考光源120a可以在水平方向上朝向漫射器160和视口p照射参考光。因此，校准器可以不包括用于反射参考光的镜子。

漫射器160可以具有与图1中的漫射器160的结构和功能基本相同的结构和功能。因此，为简洁起见，这里可以省略关于漫射器160的任何进一步说明。

控制器170可以具有与图1中的控制器170的功能基本相同的功能。因此，为简洁起见，这里可以省略关于控制器170的任何进一步说明。

图5是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图，图6是示出图5中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图。

除了还包括准直器之外，根据该示例实施例的oes的校准器可以包括与图1中的校准器的元件基本相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，并且为了简洁起见，这里可以省略关于相同元件的任何进一步的说明。

参照图5和图6，校准器还可以包括准直器180。准直器180可以布置在漫射器160和oess之间。准直器180可以定位在等离子体腔室c的外部或内部。

准直器180可以沿水平方向引导由漫射器160漫射的参考光。具体地，准直器180可以将由漫射器160漫射的参考光的一部分引导到水平方向。因此，参考光可以具有通过准直器180改善的均匀性。结果，oess可以接收参考光的具有通过准直器180的改善的均匀性的部分。

图7是示出根据一些示例实施例的oes的校准器的分解透视图，图8是示出图7中的校准器与等离子体处理设备的等离子体腔室组装的剖视图。

除了还包括透镜之外，oes的校准器可以包括与图1中的校准器的元件基本相同的元件。因此，相同的附图标记可以指代相同的元件，为了简洁起见，这里可以省略关于相同元件的任何进一步的说明。

参照图7和图8，该示例性实施例的校准器还可以包括透镜190。透镜190可以布置在漫射器160和oess之间。透镜190可以定位在等离子体腔室c的外部或内部。

透镜190可以聚集由漫射器160漫射的参考光。例如，透镜190可以聚集由漫射器160漫射的参考光的一部分。因此，参考光可以具有通过透镜190的改善的均匀性。结果，oess可以接收参考光的具有通过透镜190的改善的均匀性的部分。

根据一些示例实施例，在等离子体处理之后(例如，在经过一段时间之后或在具体的预定时间之后)，具有参考光源的盖可以与等离子体腔室的顶板组装。参考光源可以通过视口朝向oes照射参考光。控制器可以将输入到oes中的参考光的光谱与在等离子体处理中输入到oes中的实际光的光谱进行比较，以校准oes。因此，可以在不从等离子体腔室拆卸oes的情况下校准oes。因此，可以实现校准oes的时间的减少。此外，因为可以不需要转移oes，所以oes不会被污染。

上述是一些示例实施例的举例说明，而不应解释为对其进行限制。尽管已经描述了一些示例实施例，但是本领域的普通技术人员将容易理解的是，在实质上不脱离本发明的新颖教导和优点的情况下，在示例实施例中进行许多修改是可能的。因此，所有这些修改旨在包括在如权利要求中限定的本发明的范围内。在权利要求中，功能性限定旨在覆盖这里描述的执行所述功能时的结构，不仅覆盖结构等同物而且覆盖等同结构。因此，将理解的是，上述是对各种示例实施例的举例说明，并且不应被解释为受限于所公开的特定示例实施例，对所公开的示例实施例的修改以及其它示例实施例旨在包括在所附权利要求的范围内。