[發(fā)明專利]用于檢測等離子體腔室內的微弧的方法和系統

有效

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• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN109671608B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 吳豐光;張致國;劉旭水;白峻榮;郭守文;李幸璁
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

一些實施例涉及一種系統。該系統包括配置為輸出RF信號的射頻(RF)發(fā)生器。傳輸線耦合到RF發(fā)生器。等離子體腔室經由傳輸線耦合到RF發(fā)生器，其中，等離子體腔室被配置為基于RF信號產生等離子體。微弧檢測元件被配置為基于RF信號來確定等離子體腔室中是否已經發(fā)生微弧。本發(fā)明的實施例還提供了用于檢測等離子腔室內的微弧的方法和系統。

技術領域

本發(fā)明的實施例一般地涉及半導體技術領域，更具體地，涉及用于檢測等離子腔室內的微弧的方法和系統。

背景技術

諸如等離子體增強化學汽相沉積(PE-CVD)系統、等離子體蝕刻系統和濺射系統的半導體生產設備廣泛用于在現代電子設備的生產的整個過程中。該半導體生產設備可以包含內襯有介電材料的處理室，該介電材料在處理室的內部含有等離子體。由于等離子體具有比處理室的側壁更高的電勢，因此可能發(fā)生介電材料的擊穿，從而在處理室內引起微弧。在一些情況下，微弧引起來自處理室側壁的污染物聚集在處理室中正在處理的晶圓上，從而導致有缺陷的晶圓。

發(fā)明內容

根據本發(fā)明的一方面，提供了一種用于檢測等離子體腔室內的微弧的系統，包括：射頻(RF)發(fā)生器，被配置為輸出射頻信號；傳輸線，耦合到所述射頻發(fā)生器；等離子體腔室，經由所述傳輸線耦合到所述射頻發(fā)生器，其中，所述等離子體腔室被配置為基于所述射頻信號產生等離子體；以及微弧檢測元件，被配置為基于所述射頻信號來確定在所述等離子體腔室中是否已經發(fā)生微弧。

根據本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢測等離子體腔室內的微弧的方法，所述方法包括：產生射頻信號，所述射頻信號具有射頻(RF)頻率的射頻電流；通過傳輸線將所述射頻信號提供給所述等離子體腔室；使用靠近所述傳輸線的閉合路徑導電環(huán)路來產生磁場信號，所述磁場信號具有與通過所述閉合路徑導電環(huán)路的磁通量的大小成比例的幅值，由于所述射頻電流通過所述傳輸線而產生所述磁通量；以大于所述射頻頻率的采樣頻率對所述磁場信號進行采樣，從而提供多個磁場樣本；以及基于所述多個磁場樣本確定所述等離子體腔室中是否已經發(fā)生微弧。

根據本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于檢測等離子體腔室內的微弧的系統，包括：射頻(RF)發(fā)生器，被配置為輸出射頻信號；傳輸線，耦合到所述射頻發(fā)生器；等離子體腔室，經由所述傳輸線耦合到射頻發(fā)生器，其中，所述等離子體腔室被配置為基于所述射頻信號產生等離子體；磁傳感器，包括靠近所述傳輸線的閉合導電路徑，所述磁傳感器被配置為基于由于所述射頻信號通過所述閉合導電路徑的磁通量來生成磁場信號；以及微弧檢測邏輯，被配置為在所述等離子體處于穩(wěn)態(tài)的第一時間段內確定所述磁場信號的平均穩(wěn)態(tài)最大幅值，并且還被配置為確定所述磁場信號的幅值在第二時間段內是否超過所述平均穩(wěn)態(tài)最大幅值的第一預定倍數，以確定所述等離子體腔室中是否存在第一類型的微弧。

附圖說明

圖1示出了用于檢測在等離子體腔室內發(fā)生的微弧的系統的一些實施例的框圖。

圖2示出了根據圖1的由流過傳輸線的電流產生的磁場的一些實施例。

圖3示出了傳輸線或板的一些實施例。

圖4示出了傳輸線或板的另一些實施例。

圖5示出了包括閉合導電環(huán)路和微弧檢測電路的微弧檢測元件的一些實施例。

圖6示出了說明在等離子體腔室內發(fā)生微弧事件時由微弧檢測元件測量的磁場信號的時序圖和圖表。

圖7示出了檢測在等離子體腔室內發(fā)生的微弧的一些實施例的方法。

具體實施方式

現在將參照附圖來描述本發(fā)明，其中，相同的參考標號在整個說明書中用于指示相同的元件，并且其中，示出的結構不一定按比例繪制。應該理解的是，該詳細描述和相應附圖不以任何方式限制本發(fā)明的范圍，并且該詳細描述和附圖僅提供了一些實例來說明本發(fā)明構思可以體現其自身的一些方式。