[发明专利]基于废气阻抗的端点检测

说明书

  

与本专利申请有关的相互参照文件

    根据美国专利法第35 篇第119条第e项（U.S.C.§119（e）），本专利申请主张下述美国临时专利申请的优先权，下述临时专利申请的全部内容被用作本专利申请的参考，并组成本专利申请的一部分：美国临时申请序列号No.61/036，831，题为“工艺腔远程等离子体清洁过程的端点检测”（待审检察号FRTH004USP ）申请日08年3月14日，待审。

技术领域

本发明涉及对电子器件生产过程的监测和控制方法，尤其涉及一种对蚀刻制程或工艺腔清洁过程的监控系统与方法。工艺腔清洁过程可通过远程等离子体源或其它化学手段完成。

背景技术

等离子体蚀刻、干化学蚀刻、化学气相沉积（CVD）和等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）制程是半导体、平板显示器、光电技术和纺织品生产的重要组成部分。蚀刻包括等离子体型与简单的化学反应物型，用于选择性地除去部分薄膜或进行其它表面处理。化学气相沉积和等离子体增强型化学气相沉积制程通常用于低温下沉积介电薄膜，据以作为防蚀消耗层或介电层。

与采用化学气相沉积（CVD）方法或等离子体增强型化学气相沉积（PECVD）方法沉积介电薄膜相关的一项非加值但很重要的制程步骤是对工艺腔及其相关连的部件进行等离子体清洁，以便清除沉积制程之后残留的薄膜。在沉积制程中，薄膜被有目的地沉积在基板上，例如但不限于半导体基板。半导体基板从工艺腔中取出后，便对工艺腔进行清洁，此举是沉积制程成功与否的关键步骤，但却非半导体元件制造的一部分。工艺腔清洁的一般方式是应用等离子体使沉积的薄膜挥发。

大多数以等离子体为基础的制程均运用到施加射频功率使工艺腔清洁气体分解的基本原理。因为清洁工艺腔是一个必不可少但无加值效果的步骤，清洁时间应尽量减少到最短。此外，过长的清洁过程会减损工艺腔组件的品质，因而产生影响良率（yield）的粒子。因此，为了尽量降低生产成本同时最大限度地提高制程步骤的良率，必须通过端点检测手段及时停止清洁步骤。

许多已有的射频端点检测方法是基于监测输送射频功率的各组成部分。当薄膜脱离工艺腔部件时，由薄膜挥发而产生的副产品在等离子体中的容积降低。这种等离子体成份容积的变化引起射频功率传输电路的阻抗发生改变，因此而导致射频电压，电流，相位角和自偏置电压的相应改变。通过监测这些讯号的变化，可以准确判定射频端点。值得注意的是，由于讯号分析算法的补偿功能，各批作业的薄膜类型，薄膜厚度或图案密度不必一致，也可让端点检测器正常工作。

现已有多种仪器被设计成能在半导体制程时监测输送射频功率的组件，以此确定原位等离子体工艺腔清洁步骤的端点。

发明内容

本发明公开的实施例对应的系统和方法，在下面的说明书和权利要求书里将做进一步的说明。结合附图及权利要求书，通过下述描述本发明公开的实施例的优势和特性将显而易见。

依据本发明公开的实施例，提供一种与排气管道（foreline）（废气管道或排气管道）有关的测量工艺腔清洁过程排放气体的阻抗的系统。该系统包括一远程等离子体源、一工艺腔、一排气管、一电极组件、一射频功率传输网路和一检测器。远程等离子体源与工艺腔相连，并提供工艺腔用于清洁工艺腔的气体。排气管也与工艺腔相连，工艺腔清洁气体通过排气管从工艺腔排出。位于排气管中的电极组件暴露于从工艺腔排出的废气中。电极组件与射频功率传输网路连接，接收射频功率传输网络的射频信号。施加于电极组件的射频信号引发电极组件与排气管间的等离子体放电。与电极组件相连的检测器检测输送射频信号的各个组成部分，以确定工艺腔清洁步骤的端点。端点可根据与电极组件与排气管间的等离子体放电相关的阻抗变化被探测到。