[發(fā)明專利]半導(dǎo)體加工設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710117026.8
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN108538743A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖德志
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張?zhí)焓?/td>

本發(fā)明提供了半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括腔室和光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置，在腔室的腔室壁上設(shè)置有透明窗，光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置包括透鏡、不透光的筒體、光電轉(zhuǎn)換器和接收器；透鏡和光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在筒體內(nèi)，透鏡，與透明窗相對設(shè)置，用于將腔室內(nèi)自透明窗出射的光信號聚焦至光電轉(zhuǎn)換器上；光電轉(zhuǎn)換器，用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送至接收器；接收器，用于接收光電轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電信號，以根據(jù)電信號監(jiān)測腔室內(nèi)的工藝狀態(tài)。本發(fā)明提供的半導(dǎo)體加工設(shè)備，其光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體工業(yè)上的應(yīng)用，而且成本較低、結(jié)構(gòu)簡單；不需要采用現(xiàn)有的算法軟件進行譜線復(fù)原處理，從而使得整個過程相對較簡單，而且操作工程師不需要對譜線進行分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體加工設(shè)備。

背景技術(shù)

工藝的終點控制技術(shù)是半導(dǎo)體工藝生產(chǎn)中比較關(guān)鍵的技術(shù)。隨著刻蝕關(guān)鍵尺寸的逐漸減小和基片膜層結(jié)構(gòu)的逐漸復(fù)雜，對終點控制的要求也就越來越高。現(xiàn)有的實現(xiàn)工藝終點控制的方法主要是光學(xué)發(fā)射光譜(Optical Emission Spectroscopy，簡稱OES)監(jiān)測方法，其主要原理是：獲取工藝刻蝕過程中產(chǎn)生的聚合物發(fā)射出的光信號，根據(jù)該光信號的光譜采用閾值控制方法或斜率控制方法來準(zhǔn)確抓取工藝終點。

請參閱圖1，圖1為具有現(xiàn)有的采用OES監(jiān)測裝置的腔室的結(jié)構(gòu)示意圖，該OES監(jiān)測裝置主要應(yīng)用了包含光譜儀和算法軟件的光譜儀系統(tǒng)，具體地，腔室1內(nèi)產(chǎn)生的等離子體2輻射出的光信號經(jīng)過光纖optical fiber進入光譜儀spectrometer經(jīng)過光柵grating衍射分光后再聚焦至電荷耦合元件(Charge-coupled Device，簡稱CCD)進行光電信號轉(zhuǎn)換后經(jīng)過放大器amplifier進行信號放大，放大后的信號還需要通過算法軟件recorder進行譜線復(fù)原處理，由于工藝氣體放電輻射的特征譜線的強度隨著時間的變化反應(yīng)工藝過程的變化，因此，需要在線監(jiān)測該特征譜線。

由于上述在OES控制裝置會存在以下問題：

其一，光譜儀系統(tǒng)的價格一般較為昂貴，造成成本較高；

其二，需要借助光譜儀系統(tǒng)中的算法軟件進行譜線復(fù)原處理，使得整個過程較復(fù)雜；

其三，特征譜線是經(jīng)光柵衍射分光后的信號，其強度很弱，對于特定的集成化光譜儀其CCD放大能力一定情況下，特征譜線強度可能在整個光譜范圍內(nèi)其強度并不是很強，這樣就會造成信噪比較低，不能準(zhǔn)確反映工藝過程變化以及拐點變化趨勢不明顯；

其四，針對復(fù)雜應(yīng)用時，例如，當(dāng)工藝過程中，兩個工藝步驟間采用同一特征譜線作為標(biāo)定監(jiān)測，如SF₆與C₄F₈均采用F原子譜線時，能否單獨通過檢測F的輻射強度來反映過程變化，是否還需進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，需要工程師進行確認(rèn)，此時對工程師要求較高，需對光譜分析有一定的掌握；最后，復(fù)雜的算法與數(shù)據(jù)分析處理對使用者要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，提出了一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置不僅能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體工業(yè)上的應(yīng)用，而且成本較低、結(jié)構(gòu)簡單；不需要采用現(xiàn)有的算法軟件進行譜線復(fù)原處理，從而使得整個過程相對較簡單，而且操作工程師不需要對譜線進行分析。

為解決上述問題之一，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，包括腔室和光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置，在所述腔室的腔室壁上設(shè)置有透明窗，所述光學(xué)發(fā)射光譜監(jiān)測裝置包括透鏡、不透光的筒體、光電轉(zhuǎn)換器和接收器；所述透鏡和所述光電轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述筒體內(nèi)，所述透鏡，與所述透明窗相對設(shè)置，用于將所述腔室內(nèi)自所述透明窗出射的光信號聚焦至光電轉(zhuǎn)換器上；所述光電轉(zhuǎn)換器，用于將所述光信號轉(zhuǎn)換為電信號并發(fā)送至接收器；所述接收器，用于接收所述光電轉(zhuǎn)換器發(fā)送的電信號，以根據(jù)所述電信號監(jiān)測腔室內(nèi)的工藝狀態(tài)。