技术摘要：
本申请涉及一种对信号从晶片反射后的角驱动变化灵敏度降低的光纤耦合测量系统。公开一种具有OAP镜准直仪的光学系统，其具有外壳、位于所述外壳内且具有光轴、折叠平面和焦点的OAP镜。光纤线缆耦合到所述外壳且具有第一和第二光纤，所述第一和第二光纤各自具有形成所述  全部
背景技术：
半导体工艺的光学监测是用于控制例如蚀刻、沉积、化学机械抛光和植入的工艺 的行之有效的方法。光学发射光谱法(“OES”)和干涉测量终点(“IEP”)是收集光学信号数据 的两种基本方法。在IEP应用中，通常从外部源(例如闪光灯)供应光，且将光引导到工件上。 在从工件反射后，依据光的波长和工件的复反射系数性质对来源光进行振幅调制。关于工 件状态的信息可从反射的经振幅调制来源光获得。对工件反射系数的提取和建模准许在半 导体工艺期间了解膜厚度、特征大小/深度/宽度以及工件的其它性质。 对工件反射系数的提取和建模通常基于工件是平面的且相对于询问所述工件的 光学系统具有固定的对准。然而，在半导体工艺期间，工件可能会被扰动，且所述扰动通常 会改变与被引导到工件且从工件反射的光以及工件本身相关的定向。举例来说，在半导体 工艺期间，工件可具有不会改变的某一厚度。然而，由于热变化导致工件上的应力变化，工 件的形状可能会从平面变为凸形或凹形。即使厚度仍然相同，工件的弯曲表面也会扰动来 自光学系统的询问光。接着，这种扰动会改变光在反射后的空间和角度性质，且可能通过影 响反射光穿过光学系统以被光学检测器接收和处理的方式而提供错误的结果。
技术实现要素：
在一个方面，本公开提供一种具有离轴抛物面(OAP)镜准直仪的光学系统。在一个 实施例中，所述OAP镜准直仪包含：外壳；OAP镜，其在所述外壳内且具有光轴、折叠平面和焦 点。光纤线缆耦合到所述外壳，所述光纤线缆包括第一和第二光纤，所述第一和第二光纤各 自具有形成所述光纤线缆的共同端面的出口端，其中所述光纤线缆以旋转方式和平移方式 与所述OAP镜对准，使得共同面垂直于所述OAP镜的所述光轴且以所述光轴为中心，且与所 述焦点相距固定距离，且其中所述第一和第二光纤的光轴共同成角度地与所述折叠平面对 准，且所述第一和第二光纤的光轴偏离与所述光轴的平行不超过0.15度。 在另一方面，本公开提供一种用于工件的处理系统。在一个实施例中，所述处理系 5 CN 111599705 A 说　明　书 2/9 页 统包含：处理室，其具有带有视口的顶部以及在处理期间支撑工件的基底。具有准直仪的光 学系统定位于所述视口上，以在处理期间对所述工件进行光学监测。所述准直仪包括：外 壳；OAP镜，其在所述外壳内且具有光轴、折叠平面和焦点；以及光纤线缆，其耦合到所述外 壳。所述光纤线缆包括第一和第二光纤，所述第一和第二光纤各自具有形成所述光纤线缆 的共同端面的出口端，其中所述光纤线缆以旋转方式和平移方式与所述OAP镜对准，使得共 同面垂直于所述OAP镜的所述光轴且以所述光轴为中心，且与所述焦点相距固定距离，且其 中所述第一和第二光纤的光轴共同成角度地与所述折叠平面对准，且所述第一和第二光纤 的所述光轴偏离与所述OAP镜的所述光轴的平行不超过0.15度。光谱仪通过所述第一光纤 光学连接到所述准直仪，且闪光灯通过所述第二光纤光学连接到所述准直仪。 在又一方面，本公开提供一种监测半导体工艺的方法。在一个实施例中，所述监测 方法包含：将工件定位成与具有准直仪的光学系统光学对准，所述光学系统包括外壳、在所 述外壳内且具有光轴、折叠平面和焦点的OAP镜，以及光纤线缆，所述光纤线缆耦合到所述 外壳。所述光纤线缆包括第一和第二光纤，所述第一和第二光纤各自具有形成所述光纤线 缆的共同端面的出口端，其中所述光纤线缆以旋转方式和平移方式与所述OAP镜对准，使得 共同面垂直于所述OAP镜的所述光轴且以所述光轴为中心，且与所述焦点相距固定距离，且 其中所述第一和第二光纤的光轴共同成角度地与所述折叠平面对准，且所述第一和第二光 纤的所述光轴偏离与OAP镜的所述光轴的平行不超过0.15度。通过所述第二光纤收集的光 是来自所述工件的表面的反射光，且通过将光学检测器光学耦合到所述准直仪的所述第二 光纤将所述反射光从所述准直仪发送到所述光学检测器。 附图说明 现参考以下结合附图给出的描述，附图中： 图1A到1B说明展示与光学系统和晶片的对准的角度变化性相关联的一系列问题 的图； 图2说明SiO2膜的理论曲线； 图3说明根据本公开的原理构造的IEP系统的实例的示意图； 图4说明根据本公开的原理构造的基于离轴抛物面(OAP)镜的准直仪的实例； 图5说明在光纤接收器(例如图4的光纤接收器)的光纤通道中使用的光纤线缆实 例的端视图； 图6A到6B展示一组图，其说明与图1A到1B中所展示色度性能相关联的跳动和指向 误差的变化；以及 图7说明根据本公开的原理构造的线上光学监测系统的实例。