[发明专利]利用偏振光确定特征参数的方法和装置

权利要求书

1．一种在材料处理期间在位确定和/或监视材料一个或多个特征参数的方法，其特征在于包括：

使已知偏振状态的光束射向材料；

分析从材料反射的光束以确定偏振状态的变化；

监视一段时间内偏振状态的变化以获取偏振状态变化的周期；以及

根据所获的周期计算材料一个或多个特征参数。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于射向材料步骤中的光束为一束或多束相干光束。

3．如权利要求2所述的方法，其特征在于每束光束的入射角和/或波长不同。

4．如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于光束为激光束。

5．如权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于光束为线偏振、椭圆偏振或圆偏振光。

6．如权利要求1-5中任意一项所述的方法，其特征在于射向材料步骤或分析步骤中的偏振状态是固定不变的或者调制的。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于射向材料步骤或分析步骤包括采用固定偏振装置来确定光束偏振状态。

8．如权利要求6所述的方法，其特征在于射向材料步骤或分析步骤包括采用调制装置来调制光束。

9．如权利要求8所述的方法，其特征在于调制装置为调制单元、旋转分析仪单元、旋转起偏振镜单元或旋转补偿器单元。

10．如权利要求1-9中任意一项所述的方法，其特征在于材料为固态、液态或气态物质。

11．如权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于材料由一种或多种物质组成。

12．如权利要求11所述的方法，其特征在于多种物质分布在层内或以化合物形式分布。

13．如权利要求11或12所述的方法，其特征在于所述物质包括多晶硅、氮化硅、二氧化硅和SIMOX。

14．如权利要求1-13中任意一项所述的方法，其特征在于材料为包含多晶硅层或SIMOX层的半导体基片。

15．如权利要求8-14中任意一项所述的方法，其特征在于分析步骤至少包括以下步骤：

使材料反射的光束通过调制装置；

用滤光片滤光反射光束以去除或抑制光学噪声；

用光检测装置检测反射光束；

利用模数转换装置将来自检测装置的模拟信号转换为数值信号；以及

处理来自检测装置或转换装置的信号。

16．如权利要求15所述的方法，其特征在于在滤光步骤中采用激光线干涉滤光片而在处理步骤中采用包括计算机的处理装置。

17．如权利要求15所述的方法，其特征在于在处理装置内利用椭偏仪测量术方程处理来自检测装置或转换装置的信号。

18．如权利要求1-17中任意一项所述的方法，其特征在于特征参数包括材料总厚度或每层厚度、淀积和去除的材料厚度、物质或构成材料的物质以及材料温度。

19．一种在表面刻蚀或淀积处理期间在位确定和/或监视材料厚度变化速率的方法，其特征在于包括如权利要求1-18中任意一项所述的方法，并且进一步包括以下步骤：

通过将根据所获周期得到的材料特征厚度除以刻蚀或淀积特征厚度所需时间计算速率。

20．一种在材料处理期间在位确定和/或监视材料一个或多个特征参数的装置，其特征在于包括：

已知偏振状态的光源；

使光束射向材料的装置；

分析材料反射光束的装置；

监视一段时间内偏振状态的变化以获取偏振状态变化周期的装置；以及

处理装置，用于根据所获的周期计算材料一个或多个特征参数。

21．如权利要求20所述的装置，其特征在于光束为一束或多束相干光束。

22．如权利要求21所述的装置，其特征在于每束光束的入射角和/或波长不同。

23．如权利要求20-22中任意一项所述的装置，其特征在于光束为激光束。