阅读说明：本技术 光学发射光谱系统及其校准方法和制造半导体器件的方法 (Optical emission spectroscopy system, method of calibrating the same, and method of manufacturing semiconductor device ) 是由 文丁一 李衡周 宣钟宇 于 2019-07-11 设计创作，主要内容包括：一种光学发射光谱系统可以包括：参考光源；分析器,用于接收和分析从参考光源发射的光；以及校准器,用于校准从参考光源发射的光。校准器可以根据光的入射角改变校准比率。(An optical emission spectroscopy system can include: a reference light source; an analyzer for receiving and analyzing light emitted from a reference light source; and a collimator for collimating the light emitted from the reference light source. The collimator may change the collimating ratio according to the incident angle of the light.)

光学发射光谱系统及其校准方法和制造半导体器件的方法

相关申请的相交引用

本公开要求于2018年8月7日在韩国知识产权局提交的题为：“Optical EmissionSpectroscopy System，Method of Calibrating the Same，and Method Of FabricatingSemiconductor Device”的韩国专利申请No.10-2018-0091994，该申请的全部公开通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种光学发射光谱系统，具体而言，涉及一种用于测量工艺腔室中产生的等离子体的状态的光学发射光谱系统及其校准方法。

背景技术

随着对用于制造半导体器件或平板显示器件的先进工艺的需求不断增长，等离子体处理系统被用于执行各种工艺。在等离子体处理系统中，射频(RF)电力被施加到平台或电极以在等离子体腔室中产生电磁场，并且由电磁场产生的等离子体用于处理基板。

发明内容

根据实施例，一种光学发射光谱系统可以包括：参考光源；分析器，用于接收和分析从所述参考光源发射的光；以及校准器，用于校准从所述参考光源发射的光。所述校准器可以根据所述光的入射角来改变光接收比率。

根据实施例，一种校准光学发射光谱系统的方法可以包括：从参考光源发射光；校准从所述参考光源发射的光；以及分析校准后的光。校准从所述参考光源发射的光可以包括根据光的入射角获得校准因子。

根据实施例，一种制造器件的方法可以包括：校准光学发射光谱系统；使用所述光学发射光谱系统在工艺腔室上执行检查过程；在所述工艺腔室中加载基板；以及在所述基板上执行等离子体工艺。校准所述光学发射光谱系统可以包括根据光的入射角控制所述光的强度。

附图说明

通过参考附图详细描述示例性实施例，特征对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：

图1示出了典型的等离子体处理系统和光学发射光谱系统。

图2示出了入射在图1的光接收部件上的光的放大视图。

图3示出了展示由光学发射光谱系统获得的数据的图。

图4示出了根据一些实施例的光学发射光谱系统。

图5示出了图4的等离子体处理系统和光学发射光谱系统。

图6示出了根据一些实施例的图4的子校准部件。

图7示出了使用图5的等离子体处理系统和光学发射光谱系统制造半导体器件的流程图。

图8A至图8C示出了根据一些实施例的获得图7的校准因子的过程中的阶段。

图9A至图9C示出了根据一些实施例的获得图7的校准因子的过程中的阶段。

图10示出了根据一些实施例的光学发射光谱系统。

图11示出了图10的等离子体处理系统和光学发射光谱系统。

图12示出了使用图11的等离子体处理系统和光学发射光谱系统制造半导体器件的流程图。

图13A示出了根据一些实施例的图10的校准部件。

图13B示出了根据一些实施例的图10的校准部件。

具体实施方式

在根据示例实施例的光学发射光谱系统中，作为用于制造器件的等离子体工艺中使用的光学检查技术的光学发射光谱法(OES)可以用于测量工艺腔室中产生的等离子体的物理特性。在本说明书中，基板可以是例如用于制造半导体器件的半导体晶片、用于制造平板显示器件的玻璃基板等。基板上的等离子体工艺可以是例如蚀刻工艺、化学气相沉积工艺、灰化工艺、清洁工艺等。

工艺腔室中的等离子体的物理特性(例如，电子密度或离子密度)可以是影响等离子体工艺的工艺特性(例如，工艺速率、均质性、均匀性和晶片间可重复性)的参数。例如，工艺腔室中的电子密度可以影响电子的激发、电离和解离。因此，为了有效地执行等离子体工艺，重要的是检查工艺腔室的内部状态并且知道工艺腔室中产生的等离子体的物理特性。

图1示出了在等离子体处理系统中设置的光学发射光谱系统50。参照图1，平台20和喷头30可以设置在工艺腔室10中以彼此面对。来自RF电力部件40的RF电力可以被供应到喷头30以在工艺腔室10中产生等离子体P。典型的光学发射光谱系统50可以包括光接收部件54和分析部件56。窗口11可以设置在工艺腔室10的侧壁中，并且光接收部件54可以通过窗口11接收等离子体光PL(图2)。由光接收部件54接收的等离子体光PL可以被传输到分析部件56以进行分析。

图2示出了入射在图1的光接收部件54上的等离子体光PL。参照图1和图2，入射在光接收部件54上的等离子体光PL可以包括多个入射角的多个光束。入射角之间的差异可以很小。在实践中，等离子体光PL可以是单个光束，但是在本说明书中，等离子体光PL将被描述为多个光束。另外，附图中示出的等离子体光PL的角度可以与实际光的角度不同。作为示例，入射在光接收部件54上的等离子体光PL可以包括第一等离子体光束PL1、第二等离子体光束PL2和第三等离子体光束PL3。第一等离子体光束PL1可以具有第一入射角θ1，第二等离子体光束PL2可以具有第二入射角θ2。第三等离子体光束PL3可以以0°的入射角(即，垂直)入射在光接收部件54上。

入射在光接收部件54上的等离子体光束PL1、PL2和PL3的光强度可以彼此不同，例如工艺腔室10中的等离子体P的分布可以在不同区域之间变化。此外，当设置多个工艺腔室时，针对工艺腔室分别设置的光学发射光谱系统之间的特性(例如，型号或位置)的差异可能导致在每个入射角θ1、θ2和θ3下光学发射光谱系统之间光量的阻尼比存在差异。因此，为了实现更精确的光学发射光谱系统，可以考虑每个入射角θ1、θ2和θ3的光学发射光谱系统之间的光强度的阻尼比。

多个工艺腔室可以执行相同的等离子体工艺。例如，在多个工艺腔室中，等离子体工艺可以在相同的工艺条件(例如，工艺时间、工艺气体等)下执行。在实施例中，在每个工艺腔室中的等离子体工艺之后，可以由针对各个工艺腔室设置的多个光学发射光谱系统来测量OES光谱。

图3是示出了使用多个光学发射光谱系统从多个工艺腔室获得的OES光谱的图。由图3中的曲线①和②描绘的OES光谱是在相同条件下在两个不同工艺腔室中的每个腔室中执行相同等离子体工艺而产生的。虽然可以预期测量结果之间没有差异，但如图3所示，可能存在曲线①和②的OES光谱之间的强度差异。OES光谱之间的这种差异可以由各种原因引起。例如，光接收部件(例如，光纤)的累积使用时间、寿命、型号、失真的差异、窗口11的污染程度的差异和/或其他变化可能会导致OES频谱之间的差异。在这种情况下，可靠地比较从工艺腔室获得的等离子体特性可能是困难的，并且即使在特定腔室中异常地产生等离子体，这种异常也可能不会被光学发射光谱系统感测到。亦即，光学发射光谱系统可能存在低可靠性的困扰。因此，为了提高光学发射光谱过程的可靠性，可以校准从用于各个工艺腔室的多个光学发射光谱系统获得的OES光谱。在实施例中，校准可以包括对由多个光学发射光谱系统获得的OES光谱的强度进行归一化。

图4示出了根据一些实施例的光学发射光谱系统500。图5示出了图4的等离子体处理系统1和光学发射光谱系统500。

等离子体处理系统1可以包括工艺腔室100、平台200、喷头300和RF电力部件400。例如，等离子体处理系统1可以是电容耦合等离子体(CCP)系统、电感耦合等离子体(ICP)系统、微波等离子体系统或任何其他等离子体处理系统。

工艺腔室100可以具有内部空间，在该内部空间中将执行关于基板的等离子体工艺。亦即，可以在内部空间中产生用于处理基板的等离子体。工艺腔室100可以是气密密封的，使得工艺腔室100处于真空状态。工艺腔室100可以包括彼此耦合的上腔室和下腔室，并且可以具有中空六面体形状、中空圆柱形状或任何其他形状。

窗口110可以设置在工艺腔室100中，例如设置在其侧壁中。窗口110可以由玻璃、石英或其他光学透明材料(例如对于待检测和分析的光的波长是透明的)形成。窗口110可以透射红外光、紫外光或可见光。设置有窗口110的开口可以被密封以防止异物进入工艺腔室100或者保持工艺腔室100的真空状态。在某些实施例中，窗口110可以设置在工艺腔室100的顶表面或气体排出部件中，而不是工艺腔室100的侧壁中。在某些实施例中，可以在工艺腔室100中设置多个窗口110。窗口110可以涂覆有抗反射材料，并且可以具有均匀透射特性，而与入射光的波长无关。

工艺腔室100可以包括气体供应孔和气体排出孔。工艺气体可以通过气体供应孔被供应到工艺腔室100中，未反应的源气体和副产物可以通过气体排出孔从工艺腔室100排出。另外，还可以在包括窗口110的开口中设置沉积防护物等。

平台200可以设置在工艺腔室100的内部空间中以支撑基板。平台200可以位于工艺腔室100的内部底表面上。平台200可以具有板形状。作为示例，平台200可以包括静电卡盘以使用静电力来保持基板。平台200可以包括加热器，例如埋在平台200中用于将基板加热到等离子体工艺的温度的加热线。

喷头300可以位于工艺腔室100的内部空间中，例如内部上表面。喷头300可以面向平台200，例如保持基板的平台200的表面。喷头300可以均匀地将工艺气体提供到基板上。喷头300可以用作上电极300，并且在本文中可以被称为上电极300。

RF电力部件400可以向上电极300施加射频(RF)电力，以产生或控制等离子体。RF电力部件400可以包括一个或多个电源部件。在某些实施例中，RF电力部件400可以向另一部件而不是上电极300施加RF电力。作为示例，当下电极被埋在平台200中时，RF电力部件400可以向平台200中的下电极施加RF电力。

当RF电力被施加到工艺腔室100时，可以由平台200和上电极300之间的电位差形成平台200和上电极300之间的电场。因此，可以在工艺腔室100中产生等离子体。可以通过改变平台200和上电极300之间的电位差来控制在基板上产生的等离子体的密度。可以通过调节来自RF电力部件400的RF电力来控制工艺腔室100中的等离子体状态。

参考图4和图5，光学发射光谱系统500可以包括参考光源520、校准器(例如，子校准部件530)、光接收部件540、分析部件560和控制器580。构成光学发射光谱系统500的部件可以根据它们是位于工艺腔室100的内部还是外部而被分为内部部件和外部部件。作为示例，参考光源520和子校准部件530可以位于工艺腔室100内部，并且光接收部件540、分析部件560和控制器580可以位于工艺腔室100的外部。当完成光学发射光谱系统500上的校准过程时，可以从工艺腔室100卸载参考光源520和子校准部件530。

光学发射光谱系统500可以邻近窗口110设置。光学发射光谱系统500可以通过窗口110收集在平台200和上电极300之间的区域中产生的光。

参考光源520可以发射参考光L，以用于校准光学发射光谱系统500。在下文中，为了便于描述，参考光L可以被称为光L。参考光源520可以发射例如紫外光。尽管图4示出了参考光源520具有圆柱形主体的示例，但是可以使用任何特定形状的参考光源520。例如，参考光源520可以径向发射光。参考光源520可以发射多波长光，但是下面的描述将涉及参考光源520发射单色光的示例。

在实践中，光L可以是单个光束，但是在本说明书中，将描述光L包括多个光束。此外，附图中示出的光L的比率和/或角度可以与实际光的比率和/或角度不同。作为示例，入射在光接收部件540上的光L可以包括第一光束L1、第二光束L2和第三光束L3。如上所述，第一光束L1可以具有第一入射角θ1，第二光束L2可以具有第二入射角θ2。第三光束L3可以具有0°的入射角或者可以垂直入射在光接收部件540上。

光接收部件540可以接收从参考光源520发射的光L。光接收部件540可以与窗口110相邻。光接收部件540可以包括光纤。光接收部件540可以将接收的光L传输到分析部件560。分析部件560或分析器可以是光学发射光谱(OES)系统，以分析工艺腔室100中的等离子体状态。例如，分析部件560可以将接收光L转换为电信号，其中接收光L包含与工艺腔室100中等离子体P与基板之间的反应有关的信息，例如分析部件500可以包括光电检测器，并且可以分析电信号，例如可以包括处理器，以获得关于等离子体P和基板之间的反应的信息。分析部件560可以包括显示器。光可以直接入射在分析部件560上，例如入射在其光电检测器上。

子校准部件530可以在参考光源520和光接收部件540之间。子校准部件530可以与参考光源520相邻，例如，没有中间元件。子校准部件530可以具有与参考光源520对应的尺寸，例如可以足够大以使从参考光源520输出的所有光入射在其上。参考光源520、子校准部件530和光接收部件540可以与中心轴线A同轴。

图6示出了根据一些实施例的图4的子校准部件。子校准部件530可以包括遮蔽物。参照图6，子校准部件530可以包括第一遮蔽物531、第二遮蔽物533、第三遮蔽物535、第一狭缝532、第二狭缝534和第三狭缝536。作为示例，子校准部件530可以以板的形式设置，例如扁平的矩形形状。狭缝532、534、536可以沿第一方向而不是第二方向进一步延伸，第一方向和第二方向两者都与中心轴线A正交，并且遮蔽物531、533、535可以对应于狭缝。如果第一遮蔽物531打开，则第一狭缝532透射入射在其上的光。如果第二遮蔽物533打开，则第二狭缝534透射入射在其上的光。如果第三遮蔽物535打开，则第三狭缝536透射入射在其上的光。否则，各个遮蔽物阻止光被相应的狭缝透射。当关闭时，各个遮蔽物可以在参考光源520和相应的狭缝之间，或者可以在相应的狭缝和光接收部件540之间，使得光不从狭缝被透射。如图6所示，可以针对每个狭缝设置单独的遮蔽物。备选地，可以使用具有单个开口的遮蔽物来选择性地允许单独狭缝透射光。

第一狭缝532和第二狭缝534可以关于中心轴线A对称。下文中，假设如果第一狭缝532和第二狭缝534关于中心轴线A对称或者如果第一狭缝532和第二狭缝534对于光接收部件540具有相同入射角，则第一狭缝532和第二狭缝534接收相同的光强度。具体地，第一狭缝532可以关于中心轴线A包括上部第一狭缝和下部第一狭缝，并且可以接收第一入射角t(或第一入射角-θn)的光。类似地，第二狭缝534可以关于中心轴线A包括上部第二狭缝和下部第二狭缝，并且可以接收第二入射角h2(或第二入射角-θn)的光。备选地，可以仅使用或仅设置上部第一狭缝和下部第一狭缝中的一个以及上部第二狭缝和下部第二狭缝中的一个。第三狭缝536可以是单个中心狭缝。

控制器580可以控制子校准部件530的遮蔽物531、533和535以阻挡一些狭缝532、534和536，并打开其他狭缝。控制器580可以选择性地打开和关闭每个遮蔽物531、533和535。作为示例，遮蔽物531、533和535可以以滑动方式打开和关闭，例如从一侧到另一侧滑动或上下滑动。备选地，子校准部件530可以包括快门(例如，圆形快门)、电子遮蔽物(例如，液晶)等，以控制光透射通过狭缝。如图6所示，如果第一遮蔽物531打开，则从参考光源520发射的光L的一部分(例如，具有第一入射角的第一光束L1)透射通过第一狭缝532而入射在光接收部件540上。

返回参考图4和图5，控制器580可以控制参考光源520、子校准部件530、光接收部件540和分析部件560。例如，控制器580可以控制参考光源520、子校准部件530、光接收部件540和分析部件560以校准光学发射光谱系统500。

光学发射光谱系统500可以测量工艺腔室100中的光以监测工艺腔室100中的等离子体状态。工艺腔室100中的等离子体状态可以由设置在工艺腔室100外部的光学发射光谱系统500分析。因此，光学发射光谱系统500可以不影响工艺腔室100的工艺环境。

图7是使用图5的等离子体处理系统1和光学发射光谱系统500制造半导体器件的流程图。参考图7，可以校准光学发射光谱系统500(在S10中)。可以执行光学发射光谱系统500的校准以检查和维持光学发射光谱系统500的工艺环境。光学发射光谱系统500的校准可以包括获得校准因子(在S12中)和/或获得最终校准因子(在S14中)。在某些实施例中，光学发射光谱系统500的校准可以包括改善工艺环境的元件，例如清洁和/或改变部件(例如，窗口等)。

图8A至图8C示出了根据一些实施例的获得校准因子的过程中的阶段(例如，图7的S12)。图8A至图8C的参考光源520可以径向发射光，但是为了便于说明，在图8A至图8C中仅示出了入射在光接收部件540上的光的一部分。

参照图8A，从参考光源520发射的第一光束L1可以通过子校准部件530的第一狭缝532入射在光接收部件540上。这里，控制器580可以控制子校准部件530仅打开第一狭缝532并关闭第二狭缝534和第三狭缝536，使得仅第一光束L1穿过子校准部件530。换言之，仅从参考光源520发射并具有第一入射角θ1的第一光束L1入射在光接收部件540上。控制器580可以使用光接收部件540和分析部件560来获得第一光束L1的校准因子。在下文中，在本说明书中，术语“入射角”和“角度”可以以相同的含义使用。此外，在本说明书中，为了便于描述，已经提及第一光、第二光和第三光，但是光可以是实际上连续的光，例如单个光束，并且如果需要，它可以进一步划分为第一光、第二光、......和第n光。

参照图8B，从参考光源520发射的第二光束L2可以通过子校准部件530的第二狭缝534入射在光接收部件540上。这里，控制器580可以控制子校准部件530仅打开第二狭缝534并关闭第一狭缝532和第三狭缝536，使得仅第二光束L2穿过子校准部件530。换言之，仅从参考光源520发射并具有第二入射角θ2的第二光束L2入射在光接收部件540上。控制器580可以使用光接收部件540和分析部件560获得第二光束L2的校准因子。

参照图8C，从参考光源520发射的第三光束L3可以通过子校准部件530的第三狭缝536入射在光接收部件540上。这里，控制器580可以控制子校准部件530仅打开第三狭缝536并关闭第一狭缝532和第二狭缝534，使得第三光束L3穿过子校准部件530。换言之，仅从参考光源520发射并垂直入射在光接收部件54上的第三光束L3入射在光接收部件540上。控制器580可以使用光接收部件540和分析部件560获得第三光束L3的校准因子。

可以通过执行多个测量过程并基于所获得的测量数据设置参考数据来获得校准因子。作为示例，可以通过比较在相同条件下从第一工艺腔室和第二工艺腔室获得的OES强度的数值来获得校准因子。下表1示出了通过根据实施例的方法获得的校准因子。

【表1】

表1示出了各个入射角(例如，第一入射角至第三入射角)的从第一工艺腔室发射的光的OES光谱强度和各个入射角(例如，第一入射角至第三入射角)的从第二工艺腔室发射的光的OES光谱强度。这里，可以将从第一工艺腔室获得的OES强度设置为参考值，并且可以使用从第一工艺腔室和第二工艺腔室获得的OES强度来获得校准因子。作为示例，每个校准因子可以给出为从第二工艺腔室获得的OES强度与参考值(即，从第一工艺腔室获得的OES强度)的比率中的对应比率。校准因子可以用于校准从多个工艺腔室获得的OES强度。可以改变使用哪个工艺腔室来设置参考值，例如可以基于从第二工艺腔室而不是第一工艺腔室获得的OES强度来设置参考值。

控制器580可以基于被赋予为随光的入射角变化的校准因子来校准入射在光接收部件540上的光的测量强度。作为示例，可以通过将从第二工艺腔室获得的OES强度除以相应的一个校准因子来校准每个获得的OES强度。校准因子可以输入到分析部件560，并且可以应用于校准OES强度。一旦获得校准因子，就可以从工艺腔室100卸载参考光源520。

图9A至图9C示出了根据一些实施例的获得图7的校准因子的阶段(例如，图7的S12)。与具有圆柱形状的参考光源520不同，参考光源520a可以被设置为具有有限的光发射部分，例如可以是点光源。

参考图9A至图9C，可以改变参考光源520a的位置以获得校准因子。在控制器580的控制下，可以放置参考光源520a以向光接收部件540提供相对于光接收部件540的中心轴线具有第一入射角θ1的第一光束L1，然后可以获得第一光束L1的校准因子(例如，参见图9A)。在控制器580的控制下，可以放置参考光源520a以提供相对于光接收部件540的中心轴线具有第二入射角θ2的第一光束L2，然后可以获得第二光束L2的校准因子(例如，参见图9B)。在控制器580的控制下，参考光源520a可以向光接收部件540提供具有第三入射角n3的第三光束L3(例如，参考光源520a可以与光接收部件540共面)，然后可以获得第三光束L3的校准因子(例如，参见图9C)。在这种情况下，即使没有设置上述子校准部件530，也可以获得校准因子。在获得校准因子之后，可以从工艺腔室100卸载参考光源520a。

返回参考图7，控制器580可以根据校准因子获得最终校准因子(在S14中)。获得最终校准因子可以包括将校准因子乘以相应的权重。每个权重可以对应于在每个入射角指定的区域中产生的等离子体的量与等离子体总量的相对比率。作为示例，在由第一入射角θ1指定的区域中的等离子体的量大于在由第三入射角θ3指定的区域中的等离子体的量，且由第三入射角θ3指定的区域中的等离子体的量又大于由第二入射角θ2指定的区域中的等离子体的量的情况下，第三角度的权重可以大于第一角度的权重，第二角度的权重可以大于第三角度的权重。因此，为了均衡等离子体量，可以针对各个角度分配权重。各个角度的权重可以通过各种方法(例如，使用模拟过程或优化算法)来确定。

下面的表2示出了根据示例中的入射角的等离子体光的光量。

【表2】

具有第一入射角的第一等离子体光束PL1	15
		具有第二入射角的第二等离子体光束PL2	50
具有第三入射角的第三等离子体光束PL3	35

控制器580可以使用校准因子和权重来获得最终校准因子。作为示例，可以通过将校准因子乘以相应的权重并将对它们求和来获得最终校准因子。亦即，最终校准因子可以表示为单个常数。如表2所示，第一等离子体光、第二等离子体光和第三等离子体光的权重分别为0.15、0.5和0.35。同时，在执行相同的等离子体工艺的情况下，工艺腔室之间的等离子体分布可以没有差异，因此可以认为等离子体光的权重在腔室之间是相同的。因此，从表1和表2中可见，最终校准因子可以给出为1.3875(即，0.15*0.9166667+0.5*1.1+0.35*2)。一旦获得最终校准因子，可以立即校准从多个工艺腔室获得的OES强度，而无需根据光的相应入射角单独校准OES强度。使用最终校准因子校准OES强度可以包括将从第二工艺腔室获得的OES强度除以最终校准因子。上述表2是一组示例，但是本发明构思不限于此。

一旦完成光学发射光谱系统500的校准，就可以执行工艺腔室100上的检查过程(在S20中)。可以执行检查过程以检查或检察工艺腔室100的内部状态，从而允许更有效地执行等离子体工艺。在光学发射光谱系统500中，可以使用光接收部件540、分析部件560和控制器580来执行对工艺腔室100的检查处理，而无需参考光源520和子校准部件530。在实施例中，工艺腔室100上的检查过程可以包括在工艺腔室100中产生等离子体以及测量和检查等离子体光。

当完成工艺腔室的检查时，可以执行基板上的等离子体工艺(在S30中)。例如，可以将基板加载在工艺腔室100中的平台200上，然后可以在基板上执行等离子体工艺。在本说明书中，基板可以是用于制造半导体器件的半导体晶片、用于制造平板显示器件的玻璃基板等。基板上的等离子体工艺可以是蚀刻工艺、化学气相沉积工艺、灰化工艺、清洁工艺等。

图7示出了在OES校准之后执行等离子体工艺的示例，但是在实施例中，可以在等离子体工艺之后执行OES校准。在实施例中，基板上的等离子体工艺可以执行两次，例如在OES校准之前和之后。

根据一些实施例，光学发射光谱系统及其校准方法可以是不同的。可以考虑校准因子来补偿由入射角之间的差异引起的光强度之间的差异，其中校准因子是根据入射角给出的。因此，可以更精确地计算光学发射光谱系统。此外，当基于最终校准因子校准光学发射光谱系统时，可以更简单地校准光学发射光谱系统。

图10是根据一些实施例的光学发射光谱系统500a。图11示出了图10的等离子体处理系统1和光学发射光谱系统500a。在以下对图10的光学发射光谱系统500a的描述中，与参考图4描述的光学发射光谱系统500的元件基本相同的元件将用相同的附图标记标识，而不对重复描述加以赘述。光学发射光谱系统500a还可以包括校准器，例如校准部件550。与可以单独考虑以不同角度入射的光的子校准部件530相比，校准部件550可以同时校准以不同角度入射在其上的光。

校准部件550可以在参考光源520和光接收部件540之间。校准部件550可以与参考光源520、子校准部件530和光接收部件540在同一中心轴线A上。虽然子校准部件530被示出为在参考光源520和校准部件550之间，但是在某些实施例中，子校准部件530可以被省略或者校准部件550可以在参考光源520和子校准部件530之间。校准部件550可以被设置为具有与参考光源520的尺寸相对应的尺寸，例如使得从参考光源520发射的所有光可以入射在校准部件520上。

校准部件550可以校准入射在光接收部件540上的光L的光学特性(例如，强度)，使得光接收比率根据光L的入射角而改变。作为示例，校准部件550可以根据入射在光接收部件540上的光L的入射角来校准其光量。可以考虑前述权重来制造校准部件550。例如，校准部件550可以被制造成使得具有较高权重的区域的透射率高于具有较低权重的另一区域的透射率。在实施例中，校准部件550可以沿光L的传播方向放置在参考光源520的前面，以允许入射在光接收部件540上的光L的光量分布变得类似于等离子体的分布。校准部件550可以被制造为包括具有不同透射率的多个区域，并且校准部件550的结构可以进行各种改变。

图12示出了使用图11的等离子体处理系统1和光学发射光谱系统500a制造半导体器件的过程的流程图。图13A示出了根据一些实施例的图10的校准部件550a。图13B示出了根据一些实施例的图10的校准部件550b。图12中的步骤S12、S20和S30(例如，获得校准因子、执行检查过程以及执行等离子体工艺)可以以与图7中相同或相似的方式执行，因此将省略对其的详细描述。光学发射光谱系统500a的校准还可以包括使用获得的校准因子设置校准部件550(在S16中)。

参照图13A，校准部件550a可以包括第一滤波器552a、第二滤波器554a和第三滤波器556a。第一滤波器552a可以以与图10的中心轴线A成第一角度θ1放置，第二滤波器554a可以以与中心轴线A成第二角度θ2放置，且第三滤波器556a可以位于包括中心轴线A的平面上。换言之，穿过第一滤波器552a的第一光束L1可以在光接收部件540上具有第一入射角θ1，穿过第二滤波器554a的第二光束L2可以在光接收部件540上具有第二入射角θ2，穿过第三滤波器556a的第三光束L3可以垂直入射在光接收部件540上。第一滤波器552a、第二滤波器554a和第三滤波器556a的透射率可以彼此不同。作为示例，第一滤波器552a的透射率可以低于第二滤波器554a的透射率，并且第二滤波器554a的透射率可以低于第三滤波器556a的透射率。

参照图13B，校准部件550b可以包括第一开口552b、第二开口554b和第三开口556b。第一开口552b可以定位成相对于图10的中心轴线A具有第一角度θ1，第二开口554b可以定位成相对于中心轴线A具有第二角度θ2，并且第三开口556b可以定位在包括中心轴线A的平面上。换言之，穿过第一开口552b的第一光束L1可以在光接收部件540上具有第一入射角θ1，穿过第二开口554b的第二光束L2可以在光接收部件540上具有第二入射角θ2，穿过第三开口556b的第三光束L3可以垂直入射在光接收部件540上。在一些实施例中，第一开口552b、第二开口554b和第三开口556b可以具有彼此不同的尺寸。作为示例，第一开口552b的尺寸可以小于第二开口554b的尺寸，并且第二开口554b的尺寸可以小于第三开口556b的尺寸。已经描述了其中开口被设置为具有孔或圆形形状的示例，但是开口可以被设置为具有狭缝形状或任何其他形状。

校准部件可以包括第一液晶、第二液晶和第三液晶。包括第一液晶、第二液晶和第三液晶的校准部件可以具有与图13A的校准部件550a相同的形状。第一液晶可以定位成与中心轴具有第一角度，第二液晶可以定位成与中心轴具有第二角度，第三液晶可以定位在包括中心轴的平面上。换言之，穿过第一液晶的第一光可以以第一入射角入射到光接收部件540，穿过第二液晶的第二光可以以第二入射角入射到光接收部件540，穿过第三液晶的第三光可以垂直入射在光接收部件540上。控制器580可以向液晶施加不同的电压，使得第一液晶、第二液晶和第三液晶可以具有彼此不同的透射率。作为示例，第一液晶的透射率可以低于第二液晶的透射率，并且第二液晶的透射率可以低于第三液晶的透射率。

根据一些实施例，校准部件550、550a或550b可以以这样的方式配置，使得从光学发射光谱系统500a的参考光源520发射的光的光量分布变得类似于等离子体的分布。由于光学发射光谱系统500a包括校准部件550、550a或550b，为了实现根据入射角差异的透射率差异，可以根据光的入射角控制入射在光接收部件540上的光的强度。因此，可以省略用于改善检查过程的可靠性的附加校准过程。

本文所述的方法、处理和/或操作可以通过要由计算机、处理器、控制器或其他信号处理设备执行的代码或指令来执行。计算机、处理器、控制器或其他信号处理设备可以是本文中所描述的元件或除了本文中所描述的元件之外的元件。因为详细描述了形成方法(或计算机、处理器、控制器或其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用于实现方法实施例的操作的代码或指令可以将计算机、处理器、控制器或其他信号处理设备转换为用于执行本文中所描述的方法的专用处理器。

所公开实施例的计算部件和其它处理特征可以以例如可以包括硬件、软件或两者的逻辑来实现。当至少部分地在硬件中实现时，计算单元、控制单元和其他处理特征可以是例如多种集成电路中的任何一种，其包括但不限于专用集成电路、现场可编程门阵列、逻辑门的组合、片上系统、微处理器或另一类型的处理或控制电路。

当至少部分地在软件中实现时，部件和其他处理特征可以包括例如存储器或其他存储器设备，用于存储要由例如计算机、处理器、微处理器、控制器或其他信号处理设备执行的代码或指令。计算机、处理器、微处理器、控制器或其他信号处理设备可以是本文中所描述的元件或除了本文中所描述的元件之外的元件。因为详细描述了形成方法(或计算机、处理器、微处理器、控制器或其他信号处理设备的操作)的基础的算法，所以用于实现方法实施例的操作的代码或指令可以将计算机、处理器、控制器或其他信号处理设备转换为用于执行本文中所描述的方法的专用处理器。

根据一些实施例，可以提供具有改进的准确度和可靠性的光学发射光谱系统以及校准光学发射光谱系统的方法。

本文已经公开了示例实施例，并且尽管采用了特定术语，但是它们仅用于且将被解释为一般的描述性意义，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如提交本申请的本领域普通技术人员应认识到，除非另有明确说明，否则结合特定实施例描述的特征、特性和/或元素可以单独使用或与结合其它实施例描述的特征、特性和/或元素相结合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的前提下，可以进行形式和细节上的各种改变。