[發明專利]一種基于諧振器的刻蝕終點檢測系統和方法

在審

• 申請號: 202011619730.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112820661A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: 張忠山;李俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/67
• 代理公司: 北京市正見永申律師事務所 11497
• 代理人: 黃小臨;馮玉清

本發明涉及一種基于諧振器的刻蝕終點檢測系統，包括諧振器，被放置在刻蝕腔體中并與待刻蝕樣品一起被刻蝕；檢測器，與所述諧振器相連接，用于檢測并輸出所述諧振器的參數；和比較器，與所述檢測器相連接，用于接收并比較所述諧振器的參數與預設值。與激光干涉和物質光譜檢測系統相比，諧振器與樣品處于相同環境中，而且與樣品材料相同，因而該系統具有的更高的檢測精度。在該檢測系統中，與激光干涉檢測系統相比，檢測位置放在被刻蝕樣品以外區域，增加了樣品有效面積；與物質光譜檢測系統相比，信號采集與樣品刻蝕獨立，可以實現更小刻蝕面積樣品檢測。

技術領域

本申請涉及半導體刻蝕檢測領域，具體地，涉及一種基于諧振器的刻蝕終點檢測系統和方法。

背景技術

電感耦合等離子體刻蝕是一種重要的納米加工技術，而電感耦合等離子體刻蝕在納米加工中的刻蝕精度是一個重要的技術指標。目前，商用的兩種檢測系統，一種是基于不同等離子體具有輝光波長不同的發射光譜儀(Optical emission spectroscopy，簡稱OES)，另一種是基于激光干涉原理的激光干涉儀(Laser Interferometer，簡稱LI)。但是，OES存在只能刻蝕到不同材料才能判斷終點，而且產生大量的刻蝕副產物的缺陷；LI存在受限激光波長而只能測量厚度大于200nm的薄膜，而且要已知材料的折射率(現實測量存在誤差)的缺陷。

鑒于以上缺陷，對高精度地檢測納米刻蝕終點的檢測系統和方法存在需求。

發明內容

為了解決上述技術問題，提出了本申請。

一方面，本申請的實施例提供了一種基于諧振器的刻蝕終點檢測系統。所述基于諧振器的刻蝕終點檢測系統包括：諧振器，被放置在刻蝕腔體中并與待刻蝕樣品一起被刻蝕；檢測器，與所述諧振器相連接，用于檢測并輸出所述諧振器的參數；和比較器，與所述檢測器相連接，用于接收并比較所述諧振器的參數與預設值。

另一方面，本申請的實施例提供了一種基于諧振器的刻蝕終點檢測方法。所述基于諧振器的刻蝕終點檢測方法包括：在刻蝕腔體中同時刻蝕諧振器與待刻蝕的樣品；檢測所述諧振器的參數；和比較所述諧振器的參數與預設值。

本發明的優點是諧振器與被刻蝕樣品處于相同的環境中，而且與被刻蝕樣品的材料相同，因而根據本發明的實施例的檢測系統具有的更高的檢測精度；與激光干涉檢測系統相比，檢測位置位于被刻蝕樣品以外的區域，增加了樣品有效面積；與物質光譜檢測系統相比，信號采集與樣品刻蝕獨立，可以實現更小刻蝕面積樣品檢測。

附圖說明

通過結合附圖對本申請實施例進行更詳細的描述，本申請的上述以及其他目的、特征和優勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本申請實施例的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本申請實施例一起用于解釋本申請，并不構成對本申請的限制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。

圖1示出根據本發明的實施例的基于諧振器的刻蝕終點檢測系統的示意圖。

圖2示出根據本發明的實施例的基于諧振器的刻蝕終點檢測方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面，將參考附圖詳細地描述根據本申請的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請的一部分實施例，而不是本申請的全部實施例，應理解，本申請不受這里描述的示例實施例的限制。

申請概述

在目前的刻蝕終點檢測系統中，發射光譜儀基于不同等離子體具有不同的輝光波長，但只有刻蝕到不同材料時才能判斷刻蝕終點，而且還產生大量的刻蝕副產物；激光干涉儀基于激光干涉原理，但受限于激光波長而只能測量厚度大于200nm的薄膜，而且還要知道材料的折射率。

因此需要提供能夠高精度地檢測納米刻蝕終點的檢測系統和方法來克服上述缺陷。