[发明专利]等离子体刻蚀系统

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体刻蚀领域，尤其涉及一种等离子体刻蚀系统。

背景技术

在等离子体刻蚀过程中，由于对刻蚀材料没有好的选择比，因此需要刻蚀终点检测来检测刻蚀工艺并停止刻蚀以减小对下面材料的过度刻蚀。

终点检测系统测量一些不同的参数，如刻蚀速率的变化、在刻蚀中被去除的腐蚀产物的类型或气体放电中活性反应剂的变化。用于终点检测的一种方法是发射光谱法。这一测量方法集成在刻蚀腔室中以便进行实时监测。

在连续波射频等离子体刻蚀过程中，采用基于光强变化对刻蚀终点进行检测。但是，由于光强的变化与等离子体有关，在双频或多频脉冲等离子体中，等离子体发射光谱的强度会随着射频脉冲而周期性的变化，因此，应用在连续波射频等离子体中的基于光强变化进行终端检测的系统双频脉冲等离子体刻蚀过程中不能使用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种等离子体刻蚀系统，以实现对脉冲等离子体刻蚀工艺的终点检测。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种等离子体刻蚀系统，包括，射频源、终点检测系统以及反应腔，所述终点检测系统包括光谱仪，所述光谱仪包括光栅，其中，所述射频源和所述光谱仪分别与所述反应腔连接，所述射频源和所述光谱仪并联连接；所述射频源由第一脉冲信号控制，所述光谱仪光栅的开关由第二脉冲信号控制，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号同步。

优选的，所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号为由同一脉冲信号发生器产生，所述射频源和所述光谱仪并联连接在所述脉冲信号发生器和所述反应腔之间。

优选的，还包括，位于所述脉冲信号发生器和所述光谱仪之间的脉冲计数器，所述脉冲计数器用于累计所述脉冲的数量，当所述脉冲的数量达到预定值后，控制所述光谱仪光栅的开关。

优选的，所述预定值为5。

优选的，所述射频源为多个。

优选的，所述终点检测系统利用特定波长光的发射光谱进行检测；所述特定波长光是等离子体刻蚀过程中的反应气体或者反应副产物产生的特定波长的光。

优选的，所述终点检测系统利用特定波长光的吸收光谱进行检测；所述特定波长光是等离子体刻蚀过程中的反应气体或者反应副产物产生的特定波长的光。

相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的等离子体刻蚀系统为脉冲等离子体刻蚀系统，其中，用于控制射频源的第一脉冲信号和用于控制终点检测系统的光谱仪光栅开关的第二脉冲信号同步。由于该两脉冲信号同步，脉冲等离子体的产生与光栅的开关同步，也就是说，当产生等离子体时，光栅打开，当不产生等离子体时，光栅关闭。这样，光谱仪采集的光强为产生等离子体时的光强，而当反应腔内不产生等离子体时，光谱仪不采集光强，因而，检测到的光强是连续的，而不是脉冲性的，所以当光强发生变化时，则表明等离子体刻蚀工艺达到终端。因而通过本发明提供的等离子体刻蚀系统能够检测脉冲等离子体刻蚀工艺的终点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是脉冲电源与光谱仪光栅开关不同步导致的光强随时间周期性振荡的示意图；

图2是本发明实施例的一种等离子体刻蚀系统的结构示意图；

图3是本发明实施例的另一种等离子体刻蚀系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在脉冲等离子体刻蚀系统中，为了实现对刻蚀终点的检测，可以通过脉冲信号对光谱仪光栅的开关进行控制，以实现光谱仪光栅在脉冲信号为高电平信号时打开，在脉冲信号为低电平信号时关闭，这样采集到的光强为连续的，因而可以通过光强的变化实现对等离子体刻蚀工艺的终点检测。