一種等離子處理裝置及其處理方法
【專利摘要】一種等離子反應(yīng)腔，包括：一個(gè)射頻電源輸出射頻功率到所述等離子反應(yīng)腔；一個(gè)等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)光學(xué)信號(hào)；一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)并輸出到所述射頻電源；其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置接收所述脈沖信號(hào)并處理所述檢測(cè)到的反應(yīng)腔內(nèi)的光學(xué)信號(hào)。本發(fā)明能夠在不同脈沖時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)不同脈沖階段的功率特性對(duì)檢測(cè)到的等離子光學(xué)信號(hào)作出及時(shí)的調(diào)整，最終獲得穩(wěn)定、可靠的光學(xué)信號(hào)及時(shí)反應(yīng)等離子反應(yīng)腔內(nèi)的狀態(tài)。
【專利說明】一種等離子處理裝置及其處理方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體刻蝕工藝的等離子處理裝置及其處理方法，特別是用于脈沖型等離子反應(yīng)腔的終點(diǎn)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]集成電路制造工藝是一種平面制作工藝，其結(jié)合光刻、刻蝕、沉積、離子注入等多種工藝，在同一襯底表面形成大量各種類型的復(fù)雜器件，并將其互相連接已具有完整的電子功能。隨著集成電路的器件的特征尺寸不斷地縮小，集成度不斷地提高，對(duì)各步工藝的監(jiān)控及其工藝結(jié)果的精確度提出了更高的要求。
[0003]刻蝕工藝是集成電路制造工藝中最復(fù)雜的工序之一。精確監(jiān)控刻蝕工藝的刻蝕終點(diǎn)顯得尤為重要。在專利號(hào)為US4861419的美國專利中提供一種通過光學(xué)發(fā)射光譜法(OES)判斷等離子體刻蝕工藝的刻蝕終點(diǎn)監(jiān)控方法。采用OES判斷等離子體刻蝕工藝的刻蝕終點(diǎn)監(jiān)控方法包括:確定所檢測(cè)的元素，所述元素為所要刻蝕的膜層的成分；采集所述元素的光強(qiáng)度，所述光強(qiáng)度與所述元素的濃度相關(guān)；隨著刻蝕工藝的進(jìn)行，在刻蝕終點(diǎn)，膜層物質(zhì)被刻蝕完畢，所述元素在刻蝕腔的濃度減小，反應(yīng)室內(nèi)檢測(cè)到的所述元素的光強(qiáng)度開始減小，此時(shí)，即為刻蝕終點(diǎn)。
[0004]隨著加工工藝的發(fā)展，部分刻蝕工藝需要采用脈沖型等離子來實(shí)現(xiàn)刻蝕目標(biāo)，在刻蝕過程中施加到等離子 反應(yīng)腔的射頻電源不是持續(xù)穩(wěn)定的功率，而是會(huì)隨著時(shí)間的變化發(fā)生功率變化，甚至突變。典型的脈沖型等離子可以使施加的射頻功率在開通和關(guān)閉之間切換，調(diào)節(jié)開通時(shí)間占整個(gè)處理周期的比例也就是占空比來實(shí)現(xiàn)對(duì)刻蝕形貌和速度的調(diào)節(jié)。在射頻電源開通時(shí)反應(yīng)腔內(nèi)刻蝕狀態(tài)與傳統(tǒng)刻蝕過程相同，關(guān)閉時(shí)等離子在極短時(shí)間內(nèi)熄滅(幾個(gè)微秒)，只有自由基仍然存在，可以繼續(xù)進(jìn)行刻蝕，但是刻蝕的效果與開通時(shí)間不同。脈沖型等離子的特性會(huì)造成等離子發(fā)光頻譜和發(fā)光強(qiáng)度隨著脈沖頻率突變，傳統(tǒng)的刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)裝置會(huì)把在等離子熄滅狀態(tài)時(shí)的光學(xué)信號(hào)誤認(rèn)為是等離子刻蝕終點(diǎn)的信號(hào)，目標(biāo)材料層刻蝕還未完成，就停止了刻蝕，嚴(yán)重干擾正常的等離子刻蝕終點(diǎn)判斷。
[0005]所以，在實(shí)際應(yīng)用脈沖等離子刻蝕工藝時(shí)，現(xiàn)有的判斷等離子體刻蝕工藝的刻蝕終點(diǎn)的監(jiān)控裝置和方法不能準(zhǔn)確地監(jiān)控等離子體刻蝕工藝的刻蝕終點(diǎn)，需要改進(jìn)現(xiàn)有刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)裝置和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種能準(zhǔn)確地監(jiān)控脈沖型等離子體刻蝕工藝的等離子反應(yīng)腔及其刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)方法。
[0007]本發(fā)明的一種等離子處理裝置，包括:一種等離子處理裝置，其特征在于:包括:等離子反應(yīng)腔；射頻電源，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以輸出射頻功率到所述等離子反應(yīng)腔并產(chǎn)生等離子體；等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以檢測(cè)所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的光學(xué)信號(hào)，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置還包括一信號(hào)采集快門；脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述信號(hào)采集快門相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述信號(hào)采集快門，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器，所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器包括一信號(hào)輸出端連接到一計(jì)算機(jī)。
[0008]本發(fā)明還提供一種等離子處理裝置，包括:等離子反應(yīng)腔；射頻電源，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以輸出射頻功率到所述等離子反應(yīng)腔并產(chǎn)生等離子體；等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以檢測(cè)所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的光學(xué)信號(hào)；脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。
[0009]本發(fā)明所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器包括一個(gè)快門使光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器在檢測(cè)信號(hào)和屏蔽信號(hào)之間進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一刻蝕工藝過程終點(diǎn)檢測(cè)裝置。所述等離子處理裝置為一等離子體刻蝕裝置。
[0010]本發(fā)明還提供一種等離子處理裝置的處理方法，所述等離子處理裝置包括等離子反應(yīng)腔以及與所述等離子反應(yīng)腔相連接的射頻電源和等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，所述處理方法包括:提供一脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。所述提供一脈沖信號(hào)發(fā)生器的步驟中，所述脈沖信號(hào)被供應(yīng)到所述射頻電源的射頻信號(hào)發(fā)生器，使射頻信號(hào)發(fā)生器輸出脈沖型射頻信號(hào)，產(chǎn)生脈沖型等離子體，所述脈沖型射頻信號(hào)具有高功率輸出階段和低功率輸出階段。
[0011]所述脈沖頻率大于500hz小于500Khz。脈沖型射頻信號(hào)包括高功率射頻輸出和等離子熄滅階段時(shí)，對(duì)等離子狀態(tài)檢測(cè)為在高功率射頻輸出階段檢測(cè)光學(xué)信號(hào)，屏蔽等離子熄滅階段的光學(xué)信號(hào)。脈沖型射頻信號(hào)中低功率射頻輸出階段輸出功率大于零，等離子仍然處于點(diǎn)燃狀態(tài)時(shí)，所述對(duì)等離子狀態(tài)檢測(cè)為放大低功率射頻輸出階段的光學(xué)信號(hào)或調(diào)低高功率射頻輸出階段的光學(xué)信號(hào)，或者是屏蔽高功率輸出階段或低功率輸出階段之一的信號(hào)。所述等離子處理裝置為一等離子體刻蝕裝置，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)包括檢測(cè)刻蝕工藝過程的終點(diǎn)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明能夠在不同脈沖時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)不同脈沖階段的功率特性對(duì)檢測(cè)到的等離子光學(xué)信號(hào)作出及時(shí)的調(diào)整，最終獲得穩(wěn)定、可靠的光學(xué)信號(hào)及時(shí)反應(yīng)等離子反應(yīng)腔內(nèi)的狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)在檢測(cè)脈沖型等離子體時(shí)獲得的光學(xué)信號(hào)；
[0014]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)裝置示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明在檢測(cè)脈沖型等離子體時(shí)獲得的光學(xué)信號(hào)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]由【背景技術(shù)】可知，通過傳統(tǒng)的終點(diǎn)檢測(cè)裝置不能在輸入射頻功率是脈沖狀態(tài)下精確的檢測(cè)到刻蝕終點(diǎn)。本發(fā)明提出將輸入射頻功率源的脈沖信號(hào)同步的提供給終點(diǎn)檢測(cè)裝置。
[0017]如圖2所示為本發(fā)明終點(diǎn)檢測(cè)裝置示意圖，圖中本發(fā)明的等離子處理裝置I包括一個(gè)等離子反應(yīng)腔100，反應(yīng)腔100內(nèi)通入反應(yīng)氣體，射頻電源10向反應(yīng)腔內(nèi)100的電極或線圈施加射頻電場，使反應(yīng)氣體電離形成等離子體。一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器20產(chǎn)生脈沖信號(hào)用于控制射頻電源10，使射頻電源輸入到反應(yīng)腔100的射頻信號(hào)輸出功率以脈沖頻率高低切換，比如0N/0FF切換，或者高功率/低功率切換。不同的功率輸入使得反應(yīng)腔內(nèi)的等離子具有不同的狀態(tài)，相應(yīng)的等離子體發(fā)光也會(huì)如圖1中所示的同步變化。一個(gè)光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器30安裝在反應(yīng)腔側(cè)壁能夠觀測(cè)到等離子的位置處，并將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)32。光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器30可以是CCD感應(yīng)器或者其它光學(xué)傳感器，感應(yīng)等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體發(fā)出的頻譜的光線，并測(cè)量反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)氣體和反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)應(yīng)等離子的發(fā)光強(qiáng)度。計(jì)算機(jī)32對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波、比較、存儲(chǔ)、運(yùn)算等動(dòng)作后輸出信號(hào)給監(jiān)控整個(gè)等離子處理的處理軟件34。本發(fā)明的脈沖信號(hào)發(fā)生器20產(chǎn)生的脈沖信號(hào)通過導(dǎo)線11輸入到射頻電源，同時(shí)還包括一個(gè)同步導(dǎo)線12輸入到光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器。光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器30在收到脈沖信號(hào)后，在脈沖信號(hào)處于OFF狀態(tài)或低功率狀態(tài)時(shí)，光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器內(nèi)的快門被切換到屏蔽狀態(tài)。所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器內(nèi)的快門可以是機(jī)械的快門，如相機(jī)內(nèi)的多片可移動(dòng)的擋片，也可以是電子式的，如現(xiàn)有專利US6914630所述的:通過一個(gè)電子快門電路控制CCD感應(yīng)器處于接收光學(xué)信號(hào)狀態(tài)或者光學(xué)信號(hào)屏蔽狀態(tài)?；蛘咭部梢允荂CD控制電路內(nèi)的一段程序，根據(jù)接收到脈沖信號(hào)，作出接收光學(xué)信號(hào)或者屏蔽光學(xué)信號(hào)的處理。所以每個(gè)脈沖周期內(nèi)只有射頻輸出功率處于高輸出狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的光學(xué)信號(hào)才會(huì)被光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器30檢測(cè)，并被作為刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)的判斷依據(jù)。現(xiàn)有光學(xué)檢測(cè)器的掃描速度以及后續(xù)計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算的較慢，每秒僅能取樣幾次或者幾十次，相對(duì)于現(xiàn)在常見的脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)頻率范圍是500HZ-500Khz，所以不能通過光學(xué)探測(cè)器30本身的取樣直接判斷脈沖輸出是在高功率或是低功率狀態(tài)。
[0018]如圖3所示為本發(fā)明在檢測(cè)脈沖型等離子體時(shí)獲得的光學(xué)信號(hào)示意圖，圖中只有射頻輸出功率處于高功率狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的光學(xué)信號(hào)。由于屏蔽了會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾的信號(hào)所以本發(fā)明終點(diǎn)檢測(cè)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)刻蝕終點(diǎn)的精確檢測(cè)。本發(fā)明的光學(xué)檢測(cè)器通過脈沖信號(hào)來同步地選擇需要進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)間段，同時(shí)屏蔽不具有參考價(jià)值的時(shí)間段，能夠獲得更能反應(yīng)等離子處理狀態(tài)的信號(hào)。
[0019]該脈沖信號(hào)可以通過一根傳輸同步信號(hào)的導(dǎo)線12來傳輸，也可以是通過無線的電磁場發(fā)射的方式，在光學(xué)檢測(cè)器設(shè)置一個(gè)信號(hào)接收端接收脈沖信號(hào)器即可。其它能夠?qū)崿F(xiàn)同步信號(hào)傳輸?shù)难b置均屬于本發(fā)明范圍。
[0020]脈沖同步信號(hào)傳輸?shù)焦鈱W(xué)檢測(cè)器內(nèi)后也可以不是通過機(jī)械的快門，而是通過內(nèi)部控制電路來使光學(xué)檢測(cè)器不接收光學(xué)信號(hào)。作為另一種方案，脈沖同步信號(hào)也可以直接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)根據(jù)接收到的脈沖同步信號(hào)將來自光學(xué)檢測(cè)器的信號(hào)進(jìn)行處理，留下高輸出功率時(shí)間段內(nèi)的信號(hào)，屏蔽低輸出功率時(shí)間段內(nèi)的信號(hào)。包括光學(xué)檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)、控制軟件在內(nèi)的等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置中任何一個(gè)部件都可以相應(yīng)設(shè)置接收脈沖信號(hào)的端口，或者同時(shí)設(shè)置能夠屏蔽低功率輸出時(shí)間段內(nèi)光學(xué)信號(hào)的硬件或軟件。
[0021]本發(fā)明脈沖等離子體除了 0N/0FF這類的等離子點(diǎn)燃與熄滅的交替外，也可以是射頻功率大小的交替，此時(shí)等離子體一直處于點(diǎn)燃狀態(tài)，只是發(fā)光亮度交替變化。在功率較低時(shí)，等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置檢測(cè)到的光學(xué)信號(hào)仍然對(duì)等離子刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)具有意義，所以也可以作為參考信號(hào)。當(dāng)脈沖信號(hào)中低功率時(shí)間比高功率時(shí)間還長時(shí)，檢測(cè)低功率時(shí)間段內(nèi)的光學(xué)信號(hào)更容易獲得穩(wěn)定的代表等離子狀態(tài)的信號(hào)。比如占空比小于30%如只有10%時(shí)，高功率時(shí)間段很短，現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)無法采樣時(shí)間太短的信號(hào)，不能全面反應(yīng)等離子反應(yīng)狀態(tài)。此時(shí)用低功率時(shí)間段內(nèi)的光學(xué)信號(hào)作為刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)依據(jù)更能反應(yīng)等離子反應(yīng)狀態(tài)。與之相反的，如果占空比大于70%，如90%時(shí)，則可以對(duì)高功率時(shí)間段內(nèi)的射頻信號(hào)進(jìn)行采樣而屏蔽低功率時(shí)間段的信號(hào)。所以本發(fā)明能夠在不同脈沖時(shí)間段內(nèi)，根據(jù)不同脈沖階段的功率特性對(duì)檢測(cè)到的等離子光學(xué)信號(hào)作出及時(shí)的調(diào)整，最終獲得穩(wěn)定、可靠的光學(xué)信號(hào)及時(shí)反應(yīng)等離子反應(yīng)腔內(nèi)的狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明所述的對(duì)光學(xué)檢測(cè)信號(hào)的處理除了上述選擇高功率輸出階段和低功率輸出階段之一作為反映等離子狀態(tài)的信號(hào)，同時(shí)放棄其它階段的信號(hào)這種處理方法外。其它處理方法，比如調(diào)整檢測(cè)到的光學(xué)信號(hào)的強(qiáng)度，或者綜合比較多個(gè)脈沖信號(hào)來選擇所要取樣的時(shí)間段以適應(yīng)多種不同的脈沖等離子狀態(tài):第二個(gè)脈沖射頻信號(hào)添加到等離子反應(yīng)腔，最終的等離子發(fā)光亮度是兩個(gè)脈沖射頻功率輸出的綜合作用結(jié)果，此時(shí)等離子體會(huì)存在至少3個(gè)不同狀態(tài)；一個(gè)脈沖射頻電源但是其輸出脈沖型功率的占空比是隨著時(shí)間逐漸變化的，不同時(shí)間具有不同的等離子狀態(tài)。這些具有復(fù)雜等離子狀態(tài)的脈沖等離子處理方法需要，計(jì)算機(jī)或者控制軟件內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的程序選擇最佳的、具有代表性的等離子體光學(xué)信號(hào)來采樣，或者可以對(duì)采樣到的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，在電路中對(duì)電信號(hào)強(qiáng)度作部分放大或縮小或者在計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)字化的信息作加工處理獲得修正后的信號(hào)強(qiáng)度，以使其更能反應(yīng)等離子反應(yīng)腔內(nèi)真實(shí)的狀態(tài)。
[0023]本發(fā)明終點(diǎn)檢測(cè)裝置除了可以用于等離子刻蝕反應(yīng)腔，也可以用于其它反應(yīng)腔，如等離子去光刻膠(strip)反應(yīng)腔，在光刻膠被去除完成后，C02、H20等光刻膠與氧氣反應(yīng)生成的產(chǎn)物就會(huì)迅速減少，相應(yīng)的能夠在等離子體的光譜信號(hào)中觀測(cè)到；其它等離子處理工藝，只要包括:通入反應(yīng)氣體初始時(shí)光學(xué)信號(hào)處于第一狀態(tài)，在反應(yīng)完成時(shí)等離子體光學(xué)信號(hào)處于第二狀態(tài)的至少兩個(gè)狀態(tài)的工藝，均可以應(yīng)用本發(fā)明方法來監(jiān)控反應(yīng)狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子處理裝置，其特征在于:包括: 等離子反應(yīng)腔； 射頻電源，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以輸出射頻功率到所述等離子反應(yīng)腔并產(chǎn)生等離子體； 等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以檢測(cè)所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的光學(xué)信號(hào)，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置還包括一信號(hào)采集快門； 脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述信號(hào)采集快門相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述信號(hào)采集快門，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器，所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器包括一信號(hào)輸出端連接到一計(jì)算機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述等離子處理裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集快門為一快門，使所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器在信號(hào)檢測(cè)和信號(hào)屏蔽之間進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1或2所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一刻蝕工藝過程終點(diǎn)檢測(cè)裝置。
5.如權(quán)利要求1或2所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子處理裝置為一等離子體刻蝕裝置。
6.一種等離子處理裝置，其特征在于:包括: 等離子反應(yīng)腔； 射頻電源，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以輸出射頻功率到所述等離子反應(yīng)腔并產(chǎn)生等離子體； 等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，與所述等離子反應(yīng)腔相連接，用以檢測(cè)所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的光學(xué)信號(hào)； 脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器，所述光學(xué)信號(hào)檢測(cè)器包括一信號(hào)輸出端連接到一計(jì)算機(jī)。
8.如權(quán)利要求6或7所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置為一刻蝕工藝過程終點(diǎn)檢測(cè)裝置。
9.如權(quán)利要求6所述等離子處理裝置，其特征在于，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置內(nèi)包括一控制端，所述控制端與所述脈沖信號(hào)發(fā)生器相連接，以根據(jù)接受到的脈沖信號(hào)同步地選擇對(duì)等離子狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)或停止檢測(cè)。
10.一種等離子處理裝置的處理方法，所述等離子處理裝置包括等離子反應(yīng)腔以及與所述等離子反應(yīng)腔相連接的射頻電源和等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，所述處理方法包括: 提供一脈沖信號(hào)發(fā)生器，與所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置相連接，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并同步輸出到所述射頻電源和所述等離子狀態(tài)檢測(cè)裝置，以同步控制所述等離子反應(yīng)腔內(nèi)等離子體的產(chǎn)生和等離子狀態(tài)檢測(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述處理方法，其特征在于，所述脈沖信號(hào)被供應(yīng)到所述射頻電源，使射頻電源輸出與所述脈沖信號(hào)同步的脈沖型射頻信號(hào)，產(chǎn)生脈沖型等離子體，所述脈沖型射頻信號(hào)具有高功率輸出階段和低功率輸出階段。
12.如權(quán)利要求10所述處理方法，其特征在于，所述脈沖信號(hào)的頻率大于500hz小于500Khz。
13.如權(quán)利要求11所述處理方法，其特征在于，所述脈沖型射頻信號(hào)包括高功率輸出階段和等離子體熄滅階段，所述對(duì)等離子狀態(tài)的檢測(cè)為在所述脈沖型等離子體的高功率輸出階段檢測(cè)所述等離子體的光學(xué)信號(hào)，在所述脈沖型等離子體的等離子體熄滅階段屏蔽所述等離子體的光學(xué)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求11所述處理方法，其特征在于，所述低功率輸出階段中輸出功率大于零，且等離子仍處于點(diǎn)燃狀態(tài)。
15.如權(quán)利要求14所述處理方法，其特征在于，所述對(duì)等離子狀態(tài)檢測(cè)為接收所述脈沖型等離子體在低功率輸出階段的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并放大所述電信號(hào)的幅度；或者接收所述脈沖型等離子體在高功率輸出階段的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并減小所述電信號(hào)的幅度。
16.如權(quán)利要求14所述處理方法，其特征在于，所述對(duì)等離子狀態(tài)的檢測(cè)為檢測(cè)高功率輸出階段或低功率輸出階段之一的光學(xué)信號(hào)，屏蔽另一個(gè)階段的光學(xué)信號(hào)。
17.如權(quán)利要求10 所述處理方法，其特征在于，所述等離子處理裝置為一等離子體刻蝕裝置，所述等離子狀態(tài)檢測(cè)包括檢測(cè)刻蝕工藝過程的終點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103943447SQ201310017593
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月17日
【發(fā)明者】楊平, 黃智林, 倪圖強(qiáng) 申請(qǐng)人:中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司