專利名稱：用于測(cè)量紫外線(uv)的光強(qiáng)度的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及用于測(cè)量光強(qiáng)的裝置及方法，尤其涉及一種用于收集某區(qū)域中的光的探測(cè)器，其特征在于該區(qū)域被小于約270納米的輻射照射并且在其中放置或安裝測(cè)量設(shè)備是受到限制的。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，眾所周知的是，不希望的電荷聚集可以出現(xiàn)在EPROM裝置的浮柵(可能的話)、和/或集成電路的其他區(qū)域上。如果沒有去除或使電荷聚集中性化，這種電荷聚集將導(dǎo)致高電壓，且引起對(duì)電路的電氣損壞或是改變裝置的操作。電荷聚集易于出現(xiàn)在制造集成電路常用的諸多處理步驟中的一個(gè)或多個(gè)過程中。舉例而言，電荷聚集可以出現(xiàn)在退火處理過程中、金屬灰化或蝕刻處理過程中、在通孔與墊形成步驟之后等等。集成電路典型為采用3至5個(gè)導(dǎo)電金屬層，在制造過程中其包括大約5至7個(gè)有助于電荷聚集的處理步驟。在裝置的制造進(jìn)行中，擦除電荷聚集是重要的。
在制造過程中，通過周期性地將集成電路暴露于窄頻帶的紫外輻射源，就可以去除電荷聚集?，F(xiàn)有的去除電荷的方法典型利用汞電極燈，其產(chǎn)生約254nm的波長的窄頻帶光譜。汞燈發(fā)射高能量光子，其傳播通過集成電路堆疊，以將能量賦予儲(chǔ)存的電子和捕獲的電子以及其它可能存在的電荷。這些賦能的電子克服了先前限定電子與其他電荷的能障，使得在集成電路內(nèi)的電子與電子空穴或正電荷之間能夠出現(xiàn)重組，或者能夠漏出該裝置，從而擦除或消散制造過程中出現(xiàn)的電荷聚集。窄頻帶的紫外光曝光也提高了集成電路的其他區(qū)域上電荷的遷移率。然而，使用窄頻帶輻射源是相當(dāng)緩慢，甚者可能并未穿透到需要去除電荷聚集的那些區(qū)域，這是因?yàn)榧呻娐吠ǔＳ稍S多不同類型的層所構(gòu)成，某些層完全吸收或防止窄頻帶輻射曝光下面的層。
另一種方法及設(shè)備包括將集成電路暴露于低波長的寬頻帶輻射源，波長范圍為紫外波長到真空紫外波長。利用采用相對(duì)于上述窄頻帶波長曝光工具的寬頻帶輻射的裝置與方法，獲得幾個(gè)數(shù)量級(jí)的效率，從而提供了較快的產(chǎn)出以及更有效地去除了電荷聚集。而且，由于采用了寬頻帶輻射圖案，也就克服了集成電路的各層的吸收。對(duì)于寬頻帶輻射曝光的感興趣的波長通常限定在約270nm至約180nm。
希望得到的是準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)用于電荷擦除的波長。舉例而言，空氣中以及用于集成電路制造的材料中對(duì)光的吸收會(huì)衰減光。目前的輻射計(jì)對(duì)于小于約270nm的波長時(shí)的使用是不實(shí)際或效率低的。許多市場(chǎng)上可買到的輻射計(jì)裝置包括吸收感興趣的波長的材料。而且，目前的輻射計(jì)與探測(cè)器典型測(cè)量與感興趣的波長重疊的寬范圍波長，從而減小該輻射計(jì)與探測(cè)器對(duì)感興趣的范圍的靈敏度。另外，希望得到的是具有在實(shí)際的處理?xiàng)l件下測(cè)量由燈泡所發(fā)出的光譜的能力(相對(duì)于測(cè)量燈泡本身的光譜)，這是因?yàn)榭赡艽嬖谟绊懝鈴臒襞輦鬏數(shù)教幚砬粌?nèi)的晶片位置的許多變量。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開了用于監(jiān)測(cè)約180納米(nm)至約270nm的波長范圍的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器(in situ probe)及手持式探測(cè)器。在一個(gè)實(shí)施例中，一種手持式探測(cè)器包括反射及擴(kuò)散層，適于收集光；波導(dǎo)，具有與反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長，且對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
一種現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器包括波導(dǎo)，具有與光源進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于該波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長，且對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
一種用于監(jiān)測(cè)電荷擦除工具中的電荷擦除效率的集成設(shè)備，包括輻射腔，其包含光源，適于發(fā)射約180nm至約270nm波長的寬頻帶輻射；處理腔，包括現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)約180nm至約270nm的寬頻帶輻射的強(qiáng)度，該現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器包含波導(dǎo)，其具有與光源進(jìn)行光通信的一端以及與傳感器進(jìn)行光通信的另一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率，該探測(cè)器還包含位于該波導(dǎo)與傳感器的中間的濾波器，其中該濾波器適于吸收大于約270nm的波長；及平板，位于該輻射腔與處理腔的中間，其中該平板對(duì)于約180nm至約270nm的波長是透射的。
一種用于監(jiān)測(cè)配置用于去除或消散集成電路制造過程中的電荷聚集的電荷擦除工具發(fā)出的輻射的方法，包括在電荷擦除工具的處理腔中的一個(gè)位置放置探測(cè)器，該探測(cè)器包含適于反射及擴(kuò)散輻射的反射及擴(kuò)散層、具有與反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信的一端的波導(dǎo)、與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信的傳感探測(cè)器、及位于波導(dǎo)與傳感器的中間的濾波器，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率，且該濾波器適于去除大于約270nm的波長；以足以去除該處理腔的環(huán)境空氣的流動(dòng)速率使惰性氣體流入處理腔；從該電荷擦除工具的輻射腔中的光源發(fā)射輻射；在反射及擴(kuò)散層上將由該電荷擦除工具的光源所發(fā)出的輻射反射及擴(kuò)散至波導(dǎo)；以及利用濾波器去除大于約270nm的波長的輻射且將該輻射傳送到傳感器，其中該探測(cè)器的響應(yīng)度類似于電荷擦除效率曲線。
根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，用于監(jiān)測(cè)由配置用于去除或消散在集成電路的制造過程中的電荷聚集的電荷擦除工具所發(fā)出的輻射的方法包括在電荷擦除工具的處理腔中的一個(gè)位置，約為基板的位置處固定探測(cè)器，該探測(cè)器包含具有與光源進(jìn)行光通信的一端的波導(dǎo)、與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信的傳感器、及位于該波導(dǎo)與傳感器的中間的濾波器，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率，且該濾波器適于去除大于約270nm的波長；以足以去除該處理腔的環(huán)境空氣的流動(dòng)速度率使惰性氣體流入處理腔；從該電荷擦除工具的輻射腔中的光源發(fā)射輻射；在反射及擴(kuò)散層上將由該電荷擦除工具的光源所發(fā)出的輻射反射及擴(kuò)散至波導(dǎo)；以及利用濾波器去除大于約270nm的波長的輻射且將該輻射傳送到傳感器，其中該探測(cè)器的響應(yīng)度類似于電荷擦除效率曲線。
根據(jù)以下附圖以及詳細(xì)說明例證上述及其他的特點(diǎn)。


現(xiàn)在參照附圖，其為范例性的實(shí)施例，且其中相似的元件用相同的附圖標(biāo)記表示圖1示出了用于在集成電路制造過程中擦除電荷聚集的示例性曝光工具的橫截面圖；
圖2圖形示出了作為波長函數(shù)的電荷擦除效率；圖3圖形示出了光譜，其說明作為無電極式微波驅(qū)動(dòng)燈泡的波長函數(shù)的強(qiáng)度；圖4示出了探測(cè)器的剖面橫截面圖；圖5是擴(kuò)散墊與光圈塊件的等角圖；圖6是放大的橫截面圖，其示出了光圈塊件的光圈對(duì)與擴(kuò)散反射層上固定標(biāo)靶區(qū)域之間的關(guān)系；圖7圖示了探測(cè)器的響應(yīng)靈敏度曲線，相比較于作為相對(duì)于波長的透射百分比函數(shù)的電荷擦除效率輪廓；及圖8圖示了用于探測(cè)器的一種合適的傳感器的靈敏度曲線。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明描述了一種在現(xiàn)場(chǎng)使用或手持使用的探測(cè)器、以及一種使用該探測(cè)器的方法，以準(zhǔn)確測(cè)量小于約為270nm的波長的光強(qiáng)度。該探測(cè)器特別適用于測(cè)量在電荷擦除工具中釋放的寬頻帶光的強(qiáng)度，諸如轉(zhuǎn)讓給Axcelis技術(shù)公司的美國專利申請(qǐng)第10/000,772號(hào)所述的探測(cè)器，該申請(qǐng)?jiān)诒疚闹腥恳胱鳛閰⒖肌，F(xiàn)在參考圖1，用于擦除或消散集成電路制造過程中的電荷聚集的示例性電荷擦除工具10通常包括處理腔20和輻射腔30。處理腔20包括支撐物22(例如夾盤)，基板24可放置在該支撐物22上，其中基板24包括部分或完整制造的集成電路。支撐物22可進(jìn)一步包括獨(dú)立的加熱裝置。輻射腔30通常包括光源32和反射器34。光源32適于發(fā)出波長為小于約270nm的輻射，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該輻射有效地擦除或消散在集成電路的制造過程中出現(xiàn)的電荷聚集。對(duì)于這些波長(低于約270nm)為光學(xué)透明的平板40位于處理腔20與輻射腔30的中間。處理腔20與輻射腔30也可分別包括氣體入口與出口(共同表示為26與36)，用于以足以去除環(huán)境氧氣(其已知吸收小于約270nm的波長)的流動(dòng)速率而使惰性氣體流動(dòng)。
圖2圖示了光譜，其示出了作為波長的函數(shù)的電荷擦除效率，其為集成電路的制造過程中測(cè)得的。對(duì)于大于約為270nm的波長，電荷擦除不會(huì)在任何可測(cè)量的程度發(fā)生。并不期望大于約為270nm的波長的強(qiáng)度的增加會(huì)產(chǎn)生任何可測(cè)量程度的電荷消散。對(duì)于小于約為270nm的波長，電荷擦除效率通常隨著波長從約270nm減小至約200nm而增大。雖然因?yàn)橛糜诋a(chǎn)生該擦除效率曲線的從光源發(fā)出的這些波長的寬頻帶光線能量較少從而導(dǎo)致精確的函數(shù)相關(guān)性難以確定，但是在低于200nm時(shí)也會(huì)出現(xiàn)電荷擦除效率的穩(wěn)定狀態(tài)。
為了發(fā)出小于約270nm的波長，一種無電極式的微波驅(qū)動(dòng)燈泡優(yōu)選用作電荷擦除工具10的光源32，以用于發(fā)出約270nm至約180nm的寬頻帶的輻射圖案。在使用過程中，優(yōu)選冷卻該燈泡，例如通過連續(xù)地使非吸收氣體(例如氮?dú)?流入輻射腔。適用于實(shí)現(xiàn)電荷擦除或電荷消散的一種無電極式的微波燈泡的一個(gè)范例光譜如圖3所示。這種特定的燈泡是市場(chǎng)上可以買到的Axcelis技術(shù)公司出品的商標(biāo)名稱為HL。在使用過程中，探測(cè)器的光收集部分位于處理腔20內(nèi)所希望的位置上。理想而言，光收集部分位于類似于處理腔的集成電路位置的位置，即位于類似于含有部分或完整制造的集成電路的基板24的平面上，該集成電路隨后將暴露于電荷擦除輻射。按照此種方式，可有利地準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)波長，以確保以電荷擦除波長充分曝光基板，從而提供改進(jìn)的生產(chǎn)率與產(chǎn)量。此外，監(jiān)測(cè)波長是代表了實(shí)際曝光的條件。
現(xiàn)在參考圖4，示出了一般示為100的示例性手持式探測(cè)器，其適用于監(jiān)測(cè)波長，該波長有效地去除或消散了集成電路的制造過程中出現(xiàn)的電荷聚集。手持式探測(cè)器100通常包括光通信的擴(kuò)散墊120、波導(dǎo)130、濾波器140和傳感器150。優(yōu)選的是，進(jìn)而提供了顯示器以轉(zhuǎn)換由傳感器150產(chǎn)生的電信號(hào)，以提供表示低于約270nm的波長強(qiáng)度光譜的視覺顯示。反之，一種現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器不具有擴(kuò)散墊，這是因?yàn)椴▽?dǎo)130可放置在電荷擦除工具的一個(gè)位置以接收光源發(fā)送的輻射。例如，可以定位并定向波導(dǎo)以接收在類似于基板的平面的位置的光線，繼而其可用于準(zhǔn)確確定電荷擦除過程中即將沖擊基板的輻射。
擴(kuò)散墊120是光收集元件，且接收來自電荷擦除工具10的處理腔20內(nèi)所有方向的光線。例如，擴(kuò)散墊120直接接收來自光源32的光、以及間接接收來自反射器34的光、以及間接接收來自該擦除工具的壁與其他組件的光，其中光源32用于發(fā)出足以用于電荷擦除的寬頻帶輻射，反射器34設(shè)置在光源32的后方。擴(kuò)散墊120擴(kuò)散反射所接收的光，使得傳感器150檢測(cè)的光代表入射到擴(kuò)散墊120上的所有光線。如圖5所更為清楚地示出，擴(kuò)散墊120通常包括支撐物122與形成于其上的反射層124?；?22優(yōu)選能夠與擴(kuò)散反射層124形成堅(jiān)固接合，且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)黃銅是極佳的用作基板122的材料。
擴(kuò)散反射層124可以是針對(duì)其擴(kuò)散、反射性質(zhì)而在光學(xué)工業(yè)中眾所周知的多種材料中的任意一種。優(yōu)選的是，擴(kuò)散墊120不吸收所希望的波長，即低于約270nm的波長。此外，針對(duì)支撐物122與反射層124所選取的材料是適用于其使用環(huán)境的。
由于其擴(kuò)散反射與高溫的性質(zhì)而用于高強(qiáng)度的紫外環(huán)境的適當(dāng)反射材料是包括(且無意受限于)碳酸鎂、氧化鎂、硫化鋇以及各種氟碳塑膠，例如聚四氟乙烯。在優(yōu)選實(shí)施例中，擴(kuò)散墊120是由高純度的硫化鋇制造的，其具有大于約90％的總反射率。適合的高純度的硫化鋇是市場(chǎng)上可以買到的，美國紐約Munsell Color Services公司的商標(biāo)名稱為Munsell White Reflectance Coating的零件編號(hào)1181759，將其作為一種乳劑。將該乳劑涂覆于適合的支撐物122上，其干燥為具有近乎完美的擴(kuò)散性與反射性的非自我輻射粉末狀的涂層。對(duì)于某些選取的波長的絕對(duì)反射率示于表1中。
表1

支撐物122的厚度僅為足以為反射層的結(jié)構(gòu)提供支撐的厚度，優(yōu)選的是該反射層將具有0.001英寸或更小的厚度。支撐物122可具有低至如約1至約3mm的厚度，這產(chǎn)生了在約1mm至約3mm的受照射表面內(nèi)具有反射表面的設(shè)備。
光圈塊件126與擴(kuò)散墊120相鄰安裝。波導(dǎo)130的一端位于光圈塊件126內(nèi)以接收擴(kuò)散墊120反射的光。如圖6更清楚地示出，光圈128、129置于光圈塊件126中，定位光圈128、129以在擴(kuò)散反射層124上限定固定尺寸的橢圓形標(biāo)靶區(qū)域T。標(biāo)靶區(qū)域T的尺寸與形狀(其都必須位于擴(kuò)散反射層124的涂層區(qū)域內(nèi))是由光圈128、129的尺寸、光圈129與標(biāo)靶區(qū)域之間的距離以及光圈128、129的視線與擴(kuò)散反射層124所成的角度而決定的。
光圈128、129的尺寸不嚴(yán)格。例如，對(duì)于隔開0.375英寸的光圈128、129及從光圈129到標(biāo)靶區(qū)域中心具有0.375英寸的視線、且具有15度的視角而言，約0.030英寸的光圈直徑將產(chǎn)生可容納于具有約1/4英寸乘以3/4英寸的范圍的區(qū)域內(nèi)的標(biāo)靶區(qū)域。優(yōu)選的是，由光圈128、129所建立的視線是以銳角(優(yōu)選為約10度至約30度)照射擴(kuò)散反射層124的。
在優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)130是呈容納于殼體132內(nèi)的光纖的形式。對(duì)于手持式裝置而言，波導(dǎo)130的長度比現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器所采用的長度更長。手持式探測(cè)器通常用于確定處理腔的多個(gè)位置的一致性，且因此必須具有足夠的長度以到達(dá)用于決定一致性所需的所有位置。作為對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器需要固定長度，這是因?yàn)槠渫ǔＮ挥陔姾刹脸ぞ叩奶幚砬粌?nèi)的固定位置。對(duì)于較長的光路徑長度，優(yōu)選的是用作波導(dǎo)130的材料對(duì)于感興趣的波長具有最小的吸收率，這是因?yàn)榭偽章适遣▽?dǎo)長度的函數(shù)。如果存在顯著地吸收，則所造成的凈響應(yīng)對(duì)于兩個(gè)探測(cè)器是不同的。這通常是不可接受的情況，因?yàn)橐话阆Ｍ氖怯墒殖质交颥F(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)器所提供的光譜是彼此相關(guān)聯(lián)的。
優(yōu)選的是，波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率，更為優(yōu)選的是，對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約60％的透射率，進(jìn)一步優(yōu)選的是，對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約70％的透射率，最為優(yōu)選的是，對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約80％的透射率。當(dāng)然，根據(jù)電荷擦除的應(yīng)用，對(duì)于這些希望的透射率可以采用更小的波長范圍，只要對(duì)于小于約270nm的波長出現(xiàn)充分的寬頻帶輻射曝光而且有效去除或消散了電荷聚集就可以。對(duì)于更短的波導(dǎo)長度，可容許更多的吸收，而不會(huì)不利地影響靈敏度。合適的波導(dǎo)材料包括熔凝的硅土、二氧化硅、摻雜的二氧化硅、聚合物、交互聚合物等等。在優(yōu)選實(shí)施例中，波導(dǎo)130是由熔凝硅土制造的。一種合適的市場(chǎng)上可買到的波導(dǎo)材料是德國的Heraeus公司出品的商標(biāo)為SUPRASIL的材料。
殼體132可以是能夠耐受該探測(cè)器所暴露的環(huán)境的任何材料。在優(yōu)選實(shí)施例中，殼體132是由諸如黃銅的金屬所制造的?？梢愿淖儦んw132的尺寸及形狀，使其不會(huì)阻斷即將到達(dá)標(biāo)靶區(qū)域的光。在某些情形下，這種要求可以控制視線的角度，且將其限制為較小的角度，諸如為約5度至約15度。
波導(dǎo)130的另一端裝配有濾波器140，其可容納在濾波器殼體142內(nèi)。優(yōu)選的是，濾波器140具有類似于視為有效電荷擦除的波長傳輸曲線。在優(yōu)選實(shí)施例中，濾波器140去除大于約270nm的波長到傳感器150的傳輸。對(duì)于大于約270nm的波長，將探測(cè)器100的靈敏度設(shè)計(jì)為顯著減小，這是因?yàn)檫@些波長對(duì)于電荷擦除的影響很小。如同圖2先前所述及表示的，最大電荷擦除的期望波長出現(xiàn)在小于約270nm的波長。而且，由于擦除工具10中采用的目前的光源32典型地對(duì)于小于約270nm的波長具有低強(qiáng)度，因此通過去除大于約270nm的波長到傳感器150的傳輸而使探測(cè)器100的靈敏度最大化。而且，通過去除大于約270nm的波長，探測(cè)器的光譜響應(yīng)靈敏度曲線精密匹配圖2所示的電荷擦除效率曲線。
更為優(yōu)選的是，通過濾波器140的約為270nm或更大的波長的透射率小于約10％，而對(duì)于大于約270nm的波長具有減小的透射率，更為優(yōu)選的是具有小于5％的透射率，進(jìn)一步優(yōu)選的是具有小于3％的透射率，且最為優(yōu)選的是具有小于2％的透射率。對(duì)于約180nm至約270nm的波長，濾波器優(yōu)選對(duì)于其峰值波長具有大于約10％的透射率，更為優(yōu)選的是對(duì)于其峰值波長具有大于約20％的透射率，進(jìn)一步優(yōu)選的是對(duì)于其峰值波長具有大于約30％的透射率，且最為優(yōu)選的是對(duì)于其峰值波長具有大于約40％的透射率。在理想條件下，濾波器140對(duì)于約180nm至約270nm的波長提供了100％的透射率，且對(duì)于大于約270nm的波長為完全不透明的，即正方形函數(shù)。用于探測(cè)器100的合適的濾波器是市場(chǎng)上可買到的Acton研究公司的零件編號(hào)186-B。這種特定的濾波器對(duì)于約180nm的波長具有約32.8％的峰值波長透射率，和約40nm的半最大值全寬度(FWHM)。術(shù)語“半最大值全寬度(FWHM)”在下文中定義為當(dāng)波長輪廓落至其峰值(或最大值)的一半時(shí)所跨過的寬度。如前文所述，理想而言，F(xiàn)WHM是跨過感興趣的波長光譜，即180nm至約270nm，或是對(duì)于235nm的約90nm的FWHM。
傳感器150(例如響應(yīng)至少為約180nm至約270nm的輻射的光電二極管)接收由波導(dǎo)130的另一端收集的光。圖8圖示了響應(yīng)度，為合適的傳感器波長的函數(shù)。盡管傳感器150具有延伸至約550nm的非零靈敏度，但先前所述的濾波器140將排除此區(qū)域。此外，盡管該靈敏度是非平坦的，其在感興趣的波長區(qū)域呈現(xiàn)出優(yōu)選的斜率(即類似于圖2所示的電荷擦除效率曲線的斜率)，其有助于校正探測(cè)器100的整體響應(yīng)，使得整個(gè)探測(cè)系統(tǒng)的靈敏度是類似于希望的擦除效率曲線。
優(yōu)選的傳感器150是一種磷化鎵光電二極管，其為市場(chǎng)上可以買到的奧地利的Roithner Lasertechnik公司出品的型號(hào)EPD-150-0。這種特定光電二極管的響應(yīng)度對(duì)于440nm為0.12A/W。傳感器150將輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其可利用其間的電連接器152而將該電信號(hào)顯示在顯示裝置中。
在手持式探測(cè)器的操作中，探測(cè)器的擴(kuò)散墊是定位于處理腔中的期望位置，相對(duì)于光源約為90度。按照這種方式，擴(kuò)散及反射照射標(biāo)靶區(qū)域的紫外輻射，且此反射輻射的一小部分進(jìn)入光圈組128、129，且傳送至波導(dǎo)130。擴(kuò)散反射層124與光圈128、129的組合提供了入射射線的充分?jǐn)U散，使得探測(cè)器的角度響應(yīng)本質(zhì)為接近余弦，因此可準(zhǔn)確測(cè)量以發(fā)散角照射的紫外輻射。在現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器的操作過程中，波導(dǎo)相對(duì)于光源軸向固定在處理腔中，且由光源發(fā)出的輻射直接進(jìn)入波導(dǎo)，優(yōu)選的是，波導(dǎo)固定在類似于所要處理的基板位置的一個(gè)位置。由現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器或手持式探測(cè)器傳輸至波導(dǎo)130的輻射接著通過濾波器140并且傳輸至傳感器150。傳感器150將輻射轉(zhuǎn)換為與特定波長與強(qiáng)度相關(guān)的電信號(hào)。傳感器150可進(jìn)一步包括與顯示裝置的電連接，以供顯示轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)。
在連續(xù)使用手持式探測(cè)器的過程中，擴(kuò)散反射層124可能會(huì)被加熱，而諸如氧化鎂、碳酸鎂和硫化鋇的材料隨著其溫度的升高而表現(xiàn)出反射率的增大?？梢赃M(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償以適應(yīng)作為溫度函數(shù)的反射率變化，或是可以控制探測(cè)器的使用方式以使得溫度的影響最小化，例如通過間歇測(cè)量光。例如，探測(cè)器100可用于以測(cè)量模式操作約10秒，接著為關(guān)斷15秒，以允許在進(jìn)行另一個(gè)10秒的測(cè)量之前冷卻表面。
有利的是，本文所述的探測(cè)器及方法提供了對(duì)于有效地擦除電荷的那些波長的準(zhǔn)確測(cè)量。該探測(cè)器僅對(duì)于實(shí)現(xiàn)電荷擦除的那些波長是靈敏的；大于約270nm的波長被該探測(cè)器的光電二極管濾掉，從而提供最大的靈敏度。而且，該探測(cè)器的靈敏度響應(yīng)精密跟蹤電荷擦除效率響應(yīng)。此外，該探測(cè)器是提供了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量能力以及手持式能力。由于在電荷擦除工具中有很多組件可以改變?nèi)肷涞綐?biāo)靶基板上的光的光譜，因此在工具內(nèi)和類似于放置基板(即在晶片的平面中)的位置來測(cè)量紫外光，具有顯著的商用優(yōu)點(diǎn)。
同樣有利的是，該探測(cè)器對(duì)從基板上的整個(gè)半球入射的光提供準(zhǔn)確測(cè)量，即約為2π球面度，其可隨著位置不同而改變。該探測(cè)器也提供測(cè)量每個(gè)電荷擦除效率的加權(quán)后的測(cè)量值的能力。可容易地校準(zhǔn)該探測(cè)器，以測(cè)量電荷擦除工具中采用的特定光源的強(qiáng)度。例如，所要測(cè)量的感興趣的波長頻帶通常很寬。在該頻帶內(nèi)，電荷擦除效率是可隨著波長不同而有所差異的。一般而言，較小的波長是更為有效及有效去除或消散電荷聚集的。因此，在某些應(yīng)用中，希望加權(quán)該探測(cè)器對(duì)于入射到基板上的發(fā)射光譜的較小波長端的靈敏度，使得其對(duì)于波長范圍的較小端的擦除效率的小而可能顯著的變化靈敏。
而且，該探測(cè)器提供了一種用于確定光源一致性的裝置。光源能夠隨著運(yùn)用時(shí)間而變化，如此，該探測(cè)器提供了一種用于測(cè)量不同位置的裝置，使得可以考慮光源的不一致性。按照這種方式，適當(dāng)?shù)钠毓饬靠墒┘拥郊呻娐芬匀コ蛳㈦姾删奂?br> 盡管已經(jīng)參照范例性實(shí)施例而描述了本發(fā)明的內(nèi)容，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在未偏離本發(fā)明內(nèi)容范疇的情況下，可以進(jìn)行多種變化并且可代入其元件的等價(jià)物。此外，本發(fā)明內(nèi)容是可進(jìn)行諸多修改以使特定的情況或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)而未偏離其本質(zhì)的范疇。因此，本發(fā)明內(nèi)容是不限于作為預(yù)期實(shí)施本發(fā)明的最佳模式公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明內(nèi)容包括屬于隨附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種手持式探測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)約180nm至約270nm的波長范圍，該手持式探測(cè)器包含反射及擴(kuò)散層，適于收集光；波導(dǎo)，具有與該反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與該波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于該波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長，且對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
2.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中該反射及擴(kuò)散層包含硫酸鋇、碳酸鎂、氧化鎂或氟碳塑膠。
3.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中該濾波器對(duì)于約270nm或更大的波長的透射率小于該濾波器對(duì)于小于約270nm的波長的最大透射率的約10％。
4.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中該濾波器對(duì)于約270nm或更大的波長的透射率小于該濾波器對(duì)于小于約270nm的波長的最大透射率的約5％。
5.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中將該波導(dǎo)選定為對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
6.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中將該波導(dǎo)選定為對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約60％的透射率。
7.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中將該波導(dǎo)選定為對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約80％的透射率。
8.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，進(jìn)一步包含殼體，其放置在該波導(dǎo)周圍。
9.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中該探測(cè)器對(duì)約180nm至約270nm的輻射展現(xiàn)出的靈敏度比不具有濾波器的探測(cè)器更強(qiáng)。
10.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，其中該波導(dǎo)以相對(duì)于由反射及擴(kuò)散層所限定的平面的銳角與該反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信。
11.如權(quán)利要求1所述的手持式探測(cè)器，進(jìn)一步包含光圈塊件，其適用于提供該波導(dǎo)與反射及擴(kuò)散層的光通信，其中該波導(dǎo)以相對(duì)于反射及擴(kuò)散層約10度至約30度的角度放置在該光圈塊件中。
12.一種現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)約180nm至約270nm的波長范圍，該現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器包含波導(dǎo)，具有與光源進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與該波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于該波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長，且對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
13.如權(quán)利要求12所述的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，其中該濾波器對(duì)于約270nm或更大的波長的透射率小于該濾波器對(duì)于小于約270nm的波長的最大透射率的約10％。
14.如權(quán)利要求12所述的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，其中將該波導(dǎo)選定為對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
15.如權(quán)利要求12所述的現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，其中該探測(cè)器對(duì)約180nm至約270nm的輻射展現(xiàn)出的靈敏度比不具有濾波器的探測(cè)器更強(qiáng)。
16.一種整合式設(shè)備，用于監(jiān)測(cè)電荷擦除工具中的電荷擦除效率，該設(shè)備包含輻射腔，包含光源，其適于發(fā)出寬頻帶輻射或者波長在約180nm至約270nm范圍內(nèi)的輻射；處理腔，包含現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)約180nm至約270nm的寬頻帶輻射的強(qiáng)度，該現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器包含波導(dǎo)，其具有與該光源進(jìn)行光通信的一端以及與傳感器進(jìn)行光通信的另一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率，以及位于該波導(dǎo)與該傳感器的中間的濾波器，其中該濾波器適于吸收大于約270nm的波長；及平板，位于該輻射腔與處理腔的中間，其中該平板可透射約180nm至約270nm的波長。
17.如權(quán)利要求16所述的整合式設(shè)備，其中該波導(dǎo)的一端固定在基板位置附近的處理腔中。
18.如權(quán)利要求16所述的整合式設(shè)備，其中該探測(cè)器對(duì)約180nm至約270nm的寬頻帶輻射展現(xiàn)出的靈敏度比不具有濾波器的探測(cè)器更強(qiáng)。
19.如權(quán)利要求16所述的整合式設(shè)備，其中該濾波器對(duì)于約270nm或更大的波長的透射率小于該濾波器對(duì)于小于約270nm的波長的最大透射率的約10％。
20.如權(quán)利要求16所述的整合式設(shè)備，其中該濾波器對(duì)于約270nm或更大的波長的透射率小于該濾波器對(duì)于小于約270nm的波長的最大透射率的約5％。
21.一種用于監(jiān)測(cè)電荷擦除工具中發(fā)出的輻射的方法，該工具被配置成用于在集成電路的制造過程中去除或消散電荷聚集，該方法包含將探測(cè)器放置在電荷擦除工具的處理腔中的一個(gè)位置，該探測(cè)器包含反射及擴(kuò)散層，適用于反射及擴(kuò)散輻射；波導(dǎo)，具有與反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長；以足以去除該處理腔的環(huán)境空氣的流動(dòng)速度使惰性氣體流入處理腔中；從該電荷擦除工具的輻射腔中的光源發(fā)射輻射；在該反射及擴(kuò)散層上將由該電荷擦除工具的光源所發(fā)出的輻射反射及擴(kuò)散到波導(dǎo)；及利用該濾波器去除波長大于約270nm的輻射且將該輻射傳輸?shù)絺鞲衅?，其中該探測(cè)器的響應(yīng)度類似于電荷擦除效率曲線。
22.一種用于監(jiān)測(cè)電荷擦除工具中發(fā)出的輻射的方法，該工具被配置成用于在集成電路的制造過程中去除或消散電荷聚集，該方法包含將探測(cè)器固定在基板位置附近的電荷擦除工具的處理腔中的一個(gè)位置，該探測(cè)器包含波導(dǎo)，具有與光源進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感器，與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器，位于該波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長；以足以去除該處理腔的環(huán)境空氣的流動(dòng)速度使惰性氣體流入處理腔中；從該電荷擦除工具的輻射腔中的光源發(fā)射輻射；在該反射及擴(kuò)散層上將由該電荷擦除工具的光源所發(fā)出的輻射反射及擴(kuò)散到波導(dǎo)；及利用該濾波器去除波長大于約270nm的輻射且將該輻射傳輸?shù)絺鞲衅鳎渲性撎綔y(cè)器的響應(yīng)度類似于電荷擦除效率曲線。
全文摘要
一種用于測(cè)量光線強(qiáng)度的設(shè)備及方法，包括探測(cè)器的使用。該探測(cè)器配置用于監(jiān)測(cè)約180納米(nm)至約270(nm)的波長范圍。該探測(cè)器包含反射及擴(kuò)散層(120)，適用于收集光；波導(dǎo)(130)，具有與反射及擴(kuò)散層進(jìn)行光通信的一端，其中該波導(dǎo)對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率；傳感探測(cè)器(150)，與波導(dǎo)的另一端進(jìn)行光通信；及濾波器(140)，位于波導(dǎo)與傳感器的中間，其中該濾波器適于去除大于約270nm的波長，且對(duì)于約180nm至約270nm的波長具有大于約50％的透射率。
文檔編號(hào)H01L21/336GK1735794SQ200380106346
公開日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者A·雅諾斯, B·張 申請(qǐng)人:艾克塞利斯技術(shù)公司