[發(fā)明專利]一種等離子處理系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210317750.2
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102820197A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉如彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/244
• 分類號: H01J37/244;H01J37/32
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;徐雯瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠產(chǎn)生等離子的機(jī)構(gòu)的終點(diǎn)探測裝置，特別涉及一種等離子處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，在一個(gè)等離子反應(yīng)腔中施加高頻的射頻電場使等離子反應(yīng)腔中的反應(yīng)氣體形成等離子體，利用該等離子體對等離子反應(yīng)腔內(nèi)的基片或晶圓進(jìn)行高精度加工。在加工進(jìn)行到一定程度，如刻蝕的目標(biāo)材料被刻蝕穿透時(shí)就需要判斷是否要停止當(dāng)前加工步驟進(jìn)入下一步加工步驟。對是否刻蝕到達(dá)終點(diǎn)的判斷通常是利用一個(gè)在等離子反應(yīng)腔側(cè)壁的觀測窗來取樣等離子反應(yīng)腔內(nèi)的等離子發(fā)光頻譜和相應(yīng)的強(qiáng)度，并對取樣所得的光學(xué)信號進(jìn)行分析得到的。取樣所得的信號被送到OES?(optical?emission?spectroscopy）分析特定的頻譜強(qiáng)度的變化是否滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)，如果達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)則當(dāng)前處理步驟結(jié)束準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)步驟。但是由于等離子反應(yīng)腔內(nèi)的等離子體是由施加到等離子反應(yīng)腔內(nèi)的射頻電場來維持的，射頻電場通常是由多個(gè)射頻電源供電，為了加工工藝的需要，射頻電場強(qiáng)度需要隨時(shí)調(diào)整，所以反應(yīng)腔中射頻電場是隨時(shí)波動(dòng)的，相應(yīng)的等離子體也是在波動(dòng)中的。另一方面，終點(diǎn)探測的標(biāo)準(zhǔn)對于等離子體發(fā)射強(qiáng)度的變化非常敏感，射頻電源輸入的一個(gè)小的波動(dòng)可能會導(dǎo)致一個(gè)蝕刻點(diǎn)的錯(cuò)誤探測，因此，這種終點(diǎn)探測法的可靠性便被大大降低，要提高可靠性就要濾除這些紋波，但是這樣做又會將有效信息給濾除造成相應(yīng)精度降低。所以，現(xiàn)有技術(shù)中，采集的采樣光學(xué)信號大都是來自反應(yīng)腔體中進(jìn)行的等離子體，因而，無法獲得對處理終點(diǎn)探測既可靠又高精度的探測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種等離子處理系統(tǒng)，能夠避免受射頻電源輸入波動(dòng)的影響，確保了終點(diǎn)探測的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種等離子處理系統(tǒng)，包含等離子反應(yīng)腔體，一個(gè)控制器控制等離子反應(yīng)腔體內(nèi)等離子處理流程，一個(gè)真空氣泵通過排氣管道將等離子反應(yīng)腔體內(nèi)的氣體排出，還包含：

采氣管道，所述的采氣管道連接在排氣管道上，采集排氣管道中的氣體；

一個(gè)采樣等離子體發(fā)生裝置對流經(jīng)采氣管道的氣體電離形成采樣等離子體；

所述控制器探測所述采氣管道中形成的采樣等離子體信號，并根據(jù)所述采樣等離子體信號控制所述等離子處理流程。

所述的采樣等離子體發(fā)生裝置包含：一個(gè)以上電極，所述的一個(gè)以上電極設(shè)置在采氣管道上，所述一個(gè)以上電極中至少一個(gè)電極連接有一個(gè)高壓電源。

所述的高壓電源的電壓范圍為500V~10kV，頻率范圍為100Hz~20kHz。

所述的采樣等離子體發(fā)生裝置包含：一個(gè)線圈，所述的線圈的兩端之間連接有射頻電源。

所述的射頻電源的頻率范圍為1MHz~100MHz。

所述的采氣管道的直徑的數(shù)量級為毫米級。

所述的采氣管道的直徑范圍為0.1mm~20mm。

所述的采氣管道的材料為玻璃或設(shè)有透明窗口的陶瓷。

所述的采氣管道上進(jìn)氣的一端還設(shè)有進(jìn)氣泵。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

能夠避免受射頻電源輸入波動(dòng)的影響，確保了終點(diǎn)探測的可靠性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種等離子處理系統(tǒng)的實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖，其中一個(gè)電極接地；

圖2為本發(fā)明一種等離子處理系統(tǒng)的實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)示意圖，其中一個(gè)電極不與任何物體相連；

圖3為本發(fā)明一種等離子處理系統(tǒng)的實(shí)施例之二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個(gè)較佳的具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

如圖1~3所示，一種等離子處理系統(tǒng)，包含排氣管道4，該排氣管道4連接外部的等離子反應(yīng)腔體5與真空氣泵6，還包含：采氣管道1、采樣等離子體發(fā)生裝置。反應(yīng)腔體5內(nèi)還包括一個(gè)反應(yīng)等離子體發(fā)生裝置，所述反應(yīng)等離子體發(fā)生裝置施加大功率的射頻電磁場到反應(yīng)腔內(nèi)，用來電離反應(yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體，其頻率可以是2M-60MHZ的射頻電場，功率可以是50-10000W的高功率。從而使得反應(yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)氣體對待處理基片進(jìn)行等離子加工。

所述等離子處理系統(tǒng)還包括一個(gè)控制器，控制所述等離子處理系統(tǒng)中所運(yùn)行的處理流程，比如從主刻蝕（main?etch）階段進(jìn)入過刻蝕（over?etch）階段，或者從過刻蝕階段到停止刻蝕。在不同階段轉(zhuǎn)換時(shí)控制器能夠相應(yīng)的改變通入反應(yīng)腔的反應(yīng)氣體流量、種類，或者施加的射頻電場種類和功率大小，以適應(yīng)不同階段的需要。