[发明专利]采用反射辐射监控衬底处理

权利要求书

1.一种衬底处理设备，包括：

(a)一个能处理衬底的腔室；

(b)一个提供辐射的辐射源；

(c)一个辐射检测器，用于在处理期间检测从所述衬底反射的辐射并产生一个信号；和

(d)一个带通滤波器，所述带通滤波器过滤所述信号以便可选择地通过相对于其它信号分量的由所述衬底上正被处理的特征反射的辐射所产生的信号分量，从而相对于其它信号分量增加特征反射的辐射的信号分量的强度。

2.根据权利要求1的设备，其中所述带通滤波器可选择地通过由反射辐射所产生的与特征反射的辐射频率相关的选定的通带频率范围内的信号分量。

3.根据权利要求2的设备，其中所述通带频率范围的中心约为对应于具有所检测的振荡调制幅值的特征反射辐射频率的中心频率。

4.根据权利要求3的设备，其中所述通带频率范围包括所述中心频率的±10％范围内的频率。

5.根据权利要求2的设备，其中所述沟槽成形特征在衬底上的绝缘材料中被蚀刻，并且其中所述通带频率为约0.09Hz到约0.11Hz。

6.根据权利要求2的设备，其中所述辐射源是一个非相干辐射源，所述辐射源包括提供多波长或相位辐射的等离子发射体，并且其中所述通带频率可被选择以提供来自所述非相干辐射源的相干长度。

7.根据权利要求6的设备，其中所述相干长度是在特征反射辐射中可观察的干扰效应的长度。

8.根据权利要求6的设备，其中根据公式λ²/nΔλ选择所述相干长度，其中n是被蚀刻层的折射率，λ是等离子体发射光谱的中心波长，Δλ是波长范围，相当于通带频率。

9.根据权利要求8的设备，其中选择相干长度以便λ²/nΔλ大于被蚀刻层的厚度。

10.根据权利要求2的设备，其中所述辐射源发射中心约为254纳米频率的辐射，所述带通滤波器对应于约为1.5纳米的波长范围Δλ。

11.根据权利要求1的设备，其中所述带通滤波器经过一个或多个周期处理信号，且其中在每个周期中，所述信号被过滤以使对应于来自所述衬底中被蚀刻特征的反射辐射的频率的信号分量通过，同时减弱对应于来自所述衬底的其它部分的反射辐射的频率的信号分量。

12.根据权利要求11的设备，其中周期数量是约为1到约10个周期。

13.根据权利要求1的设备，其中所述带通滤波器包括一个电信号处理器。

14.根据权利要求13的设备，其中所述电信号处理器包括一个数字信号处理器。

15.根据权利要求1的设备还包括一个辐射偏振器，适于将所述辐射偏振至基本上平行于衬底中正被处理的特征的主取向的偏振角，或基本上垂直于所述主取向的偏振角。

16.根据权利要求15的设备，其中所述特征包括主取向，并且其中所述辐射被偏振到基本上平行于所述主取向的第一偏振角和基本上垂直于所述主取向的第二偏振角。

17.根据权利要求1的设备，其中所述腔室包括衬底支撑件、气体入口、气体激励器和排气装置；且其中所述装置还包括：

一个控制器，用以(1)分析所述信号以检测与处理结束点相关的信号特性，所述特性包括所述信号中的谷值、峰值、向上倾斜、或向下倾斜；和(2)操作所述衬底支撑件、气体供给装置、气体激励器和排气装置中的一个或多个，以便根据对所述信号特性的检测来改变处理条件。

18.一种衬底处理方法包括：

(a)将衬底放置在处理区中；

(b)设置被激励气体的处理条件以处理所述衬底；

(c)在所述处理区中提供辐射源；

(d)检测在处理所述衬底期间从所述衬底反射的辐射并产生信号；和

(e)过滤所述信号以便可选择地通过相对于其它信号分量由所述衬底上正被处理的特征反射的辐射所产生的信号分量，从而相对于其它信号分量增加特征反射的辐射的信号分量的强度。

19.根据权利要求18的方法，包括过滤所述信号以便可选择地通过由反射辐射所产生的具有通带频率范围内的频率的信号分量。