[發明專利]等離子體刻蝕系統

有效

• 申請號: 201310719121.7
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104733279B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 楊平;黃智林
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及等離子體刻蝕領域，尤其涉及一種等離子體刻蝕系統。

背景技術

在等離子體刻蝕過程中，由于對刻蝕材料沒有好的選擇比，因此需要刻蝕終點檢測來檢測刻蝕工藝并停止刻蝕以減小對下面材料的過度刻蝕。

終點檢測系統測量一些不同的參數，如刻蝕速率的變化、在刻蝕中被去除的腐蝕產物的類型或氣體放電中活性反應劑的變化。用于終點檢測的一種方法是發射光譜法。這一測量方法集成在刻蝕腔室中以便進行實時監測。

在連續波射頻等離子體刻蝕過程中，采用基于光強變化對刻蝕終點進行檢測。但是，由于光強的變化與等離子體有關，在雙頻或多頻脈沖等離子體中，等離子體發射光譜的強度會隨著射頻脈沖而周期性的變化，因此，應用在連續波射頻等離子體中的基于光強變化進行終端檢測的系統雙頻脈沖等離子體刻蝕過程中不能使用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種等離子體刻蝕系統，以實現對脈沖等離子體刻蝕工藝的終點檢測。

為了實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種等離子體刻蝕系統，包括，射頻源、終點檢測系統以及反應腔，所述終點檢測系統包括光譜儀，所述光譜儀包括光柵，其中，所述射頻源和所述光譜儀分別與所述反應腔連接，所述射頻源和所述光譜儀并聯連接；所述射頻源由第一脈沖信號控制，所述光譜儀光柵的開關由第二脈沖信號控制，所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號同步。

較優地，所述射頻源為第一脈沖射頻源，所述第一脈沖信號和所述第二脈沖信號為由第二脈沖射頻源產生，所述第一脈沖射頻源和所述光譜儀并聯連接在第二脈沖射頻源和所述反應腔之間。

較優地，還包括，位于所述第二脈沖射頻源和所述光譜儀之間的脈沖計數器，所述脈沖計數器用于累計所述脈沖的數量，當所述脈沖的數量達到預定值后，控制所述光譜儀光柵的開關。

較優地，所述終點檢測系統利用特定波長光的發射光譜進行檢測；所述特定波長光是等離子體刻蝕過程中的反應氣體或者反應副產物產生的特定波長的光。

較優地，所述終點檢測系統利用特定波長光的吸收光譜進行檢測；所述特定波長光是等離子體刻蝕過程中的反應氣體或者反應副產物產生的特定波長的光。

相較于現有技術，本發明具有如下有益效果：

本發明提供的等離子體刻蝕系統為脈沖等離子體刻蝕系統，其中，用于控制射頻源的第一脈沖信號和用于控制終點檢測系統的光譜儀光柵開關的第二脈沖信號同步。由于該兩脈沖信號同步，脈沖等離子體的產生與光柵的開關同步，也就是說，當產生等離子體時，光柵打開，當不產生等離子體時，光柵關閉。這樣，光譜儀檢測到的光強為產生等離子體時的光強，因而，檢測到的光強是連續的，而不是脈沖性的，所以當光強發生變化時，則表明等離子體刻蝕工藝達到終端。因而通過本發明提供的等離子體刻蝕系統能夠檢測脈沖等離子體刻蝕工藝的終點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是脈沖電源與光譜儀光柵開關不同步導致的光強隨時間周期性振蕩的示意圖；

圖2是本發明實施例的一種等離子體刻蝕系統的結構示意圖；

圖3是本發明實施例的另一種等離子體刻蝕系統的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在脈沖等離子體刻蝕系統中，為了實現對刻蝕終點的檢測，可以通過脈沖信號對光譜儀光柵的開關進行控制，以實現光譜儀光柵在脈沖信號為高頻信號時打開，在脈沖信號為低頻信號時關閉，這樣采集到的光強為連續的，因而可以通過光強的變化實現對等離子體刻蝕工藝的終點檢測。