[发明专利]使用高光谱成像的半导体过程的光学诊断

权利要求书

1.一种用于检测来自半导体加工系统的光信号的光学检测器，该光学检测器被配置用于检测传输穿过安装在该半导体加工系统的壁中的窗口的光信号，该光学检测器包括：

集光光学器件，该集光光学器件被配置用于收集并传输由该窗口传输的光信号；

波长可调谐滤波器，该波长可调谐滤波器用于可调谐地选择该传输光信号的波长；

阵列检测器，该阵列检测器用于检测经波长滤波的光信号；以及

控制器，该控制器用于至少控制该波长可调谐滤波器和该阵列检测器，并且用于存储和处理由该阵列检测器采集的图像。

2.如权利要求1所述的设备，其中，该半导体加工系统是等离子体加工系统，并且该光信号包括等离子体光发射信号。

3.如权利要求1所述的设备，其中，该光信号包括衍射光信号，该衍射光信号是通过从设置在该半导体加工系统中的衬底的表面反射并衍射照射光束而形成的。

4.如权利要求3所述的设备，其中，该波长可调谐滤波器设置在该照射光束中，以用于可调谐地选择该照射光束的波长。

5.如权利要求3所述的设备，其中，该照射光束在该衬底的表面上的入射角为0度，并且以0度的反射角采集该衍射光信号。

6.如权利要求3所述的设备，其中，该照射光束在该衬底的表面上的入射角为0.1度到89度，并且以从0.1度到89度的反射角采集该衍射光信号。

7.如权利要求1所述的设备，其中，该集光光学器件包括集光透镜、转向镜、孔径、偏光器、光纤、或者它们两者或更多者的组合。

8.如权利要求1所述的设备，其中，该波长可调谐滤波器包括可调谐法布里珀罗腔、声光可调谐滤波器、液晶可调谐滤波器、或者它们两者或更多者的组合。

9.如权利要求1所述的设备，其中，该阵列检测器是一维或二维的。

10.如权利要求1所述的设备，其中，该阵列检测器包括CCD检测器阵列、CMOS检测器阵列、光电二极管阵列，或者它们两者或更多者的组合。

11.如权利要求1所述的设备，其中，该控制器被配置为在光谱的深紫外(DUV)、紫外(UV)、可见(VIS)和红外(IR)部分中的一波长范围或者多个重叠或不重叠的波长范围上选择性地调谐该波长可调谐滤波器的通带波长。

12.如权利要求11所述的设备，其中，该控制器被配置为采集图像立方体，该图像立方体由该阵列检测器采集的一组图像组成，该组中的每个图像是在由该波长可调谐滤波器调谐到的瞬时通带波长定义的波长下采集的。

13.一种用于检测从半导体衬底检查系统中的衬底反射的光信号的光学检测器，该光学检测器包括：

集光光学器件，该集光光学器件被配置用于收集并传输该光信号；

波长可调谐滤波器，该波长可调谐滤波器用于可调谐地选择该传输光信号的波长；

阵列检测器，该阵列检测器用于检测经波长滤波的光信号；以及

控制器，该控制器用于至少控制该波长可调谐滤波器和该阵列检测器，并且用于存储和处理由该阵列检测器采集的图像。

14.一种半导体加工系统，包括：

窗口，该窗口安装在该半导体加工系统的壁中；

集光光学器件，该集光光学器件被配置用于收集并传输由该窗口从该半导体加工系统传输的光信号；

波长可调谐滤波器，该波长可调谐滤波器用于可调谐地选择该传输光信号的波长；

阵列检测器，该阵列检测器用于检测经波长滤波的光信号；以及

控制器，该控制器用于至少控制该波长可调谐滤波器和该阵列检测器，并且用于存储和处理由该阵列检测器采集的图像。