[發明專利]等離子運行狀態實時監控方法、晶圓監測件和監控系統

在審

• 申請號: 201711230315.5
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109839388A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 劉季霖;吳狄
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發明公開了等離子運行狀態實時監控方法、晶圓監測件和監控系統，該方法包含：步驟1，在晶圓監測基體上設置反應物涂層制備晶圓監測件；步驟2，將晶圓監測件與第n批待等離子處理晶圓產品置于等離子反應腔中，反應物涂層面朝向待監測的等離子體；步驟3，開啟等離子體反應腔，生成等離子體，按等離子處理晶圓產品同樣的工藝條件進行等離子處理；步驟4，將經等離子處理后的第n批晶圓監測件與標準等離子運行狀態的等離子體處理的晶圓監測件或第m批等離子體處理的晶圓監測件進行比較，判斷等離子工作是否正常，m、n取自然數，且m＜n。本發明的實時監控方法，不影響晶圓產品的生產，能大幅降低晶圓的報廢率，監測成本低，操作方法簡便。

技術領域

本發明涉及一種等離子體的檢測方法，具體涉及一種反應腔等離子運行狀態實時監控方法、該方法使用的晶圓監測件和監控系統。

背景技術

等離子體指部分或完全電離的氣體，且自由電子和離子所帶正、負電荷的總和完全抵消，宏觀上呈現中性電。等離子體又叫做電漿，是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產生的正負電子組成的離子化氣體狀物質，它廣泛存在于宇宙中，常被視為是除去固、液、氣外，物質存在的第四態。

等離子體主要作用是能對各種材料的表面改性處理：如表面清洗、表面活化、表面刻蝕、表面接枝、表面沉積、表面聚合以及等離子體輔助化學氣相沉積。

等離子體的主要用途包含：1）半導體IC行業，如用于蝕刻小孔，精細線路的加工；IC芯片表面清洗；綁定打線；沉積薄膜等；2）PCB制作，如清洗作用，改善可悍性；表面改性，增加親水性，增強結合力；蝕刻作用，去鉆污，去除電鍍夾膜；3）纖維行業，對紡織纖維表面改性；4）生物和醫療行業，如對半透膜表面親水的改性；醫療器械的清洗。

等離子體處理設備，通過向真空反應腔室引入含有適當刻蝕劑或淀積源氣體的反應氣體，然后再對該反應腔室施加射頻能量，以解離反應氣體生成等離子體，用來對放置于反應腔室內的基片表面進行加工。

在用到等離子體的機臺上，如容性耦合等離子體CCP (capacitively coupledplasma)，電感耦合等離子體 ICP (Inductive Coupled Plasma)，硅通孔TSV (throughsilicon via)，物理氣相沉積PVD (Physical Vapor Deposition)等，等離子體的狀態和穩定性對最終產品質量至關重要。

目前尚無簡單、廉價、直觀的辦法對量產的機臺等離子的運行狀態進行實時監控，一旦等離子體的狀態發生變化，將導致大批量晶圓報廢，造成巨大損失。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術由于缺乏有效的監測手段，造成晶圓報廢率較大造成生產成本居高不下的問題，提出了一種方便、簡單、且廉價的監控方法，其能實時監測等離子體的運行狀態，大幅地降低晶圓報廢率，且不影響晶圓產品的正常生產。

為了達到上述目的，本發明提供了一種等離子運行狀態實時監控方法，其包含：

步驟1，在晶圓監測基體上設置反應物涂層制備晶圓監測件；

步驟2，將晶圓監測件與第n批待等離子處理晶圓產品一起置于等離子反應腔中，反應物涂層面朝向待監測的等離子體，其中，n取自然數；

步驟3，開啟等離子體反應腔，生成等離子體，按等離子處理晶圓產品同樣的工藝條件進行等離子處理；

步驟4，將經等離子處理后的第n批晶圓監測件與標準等離子運行狀態的等離子體處理的晶圓監測件或第m批等離子體處理的晶圓監測件進行比較，從而判斷等離子工作是否正常，其中，m取自然數，且m＜n。

較佳地，所述的晶圓監測基體選擇待等離子處理晶圓樣品或與晶圓樣品同樣的襯底。

較佳地，所述的反應物涂層的活性成分為一種或多種與等離子體反應后能發生顏色變化的化合物。