CN103187225A - 一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，在基片外周围设置一移动环，在移动环上设置一通光孔，通过将通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围限制在1∶4-3∶4之间，使得反应气体与待处理基片反应后的产物等离子体化后发出的光通过通光孔和侧壁上的监测窗口，被监测窗口外的光频谱分析仪接收和分析，获得反应产物的信息，可以监视基片的刻蚀过程，从而对反应进程有很好的控制。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及一种检测等离子体刻蚀室内部等离子体的装置。
背景技术
在等离子体刻蚀工艺中，等离子刻蚀装置利用真空反应室的工作原理进行半导体基片的刻蚀加工。真空反应室的工作原理是在真空反应室中通入含有所需刻蚀剂的反应气体，然后再对该真空反应室进行射频能量输入，以激活反应气体，来点燃和维持等离子体，以便对所述基片进行刻蚀加工。随着等离子体对基片进行刻蚀，由于基片包括成分不同的多层化学物质，反应气体跟各层化学物质反应时反应产物不同，通过对该反应产物的等离子体进行光谱探测，可以监视基片的刻蚀过程，从而对反应进程有很好的控制。
目前在检测反应产物的等离子体时常用的做法是在等离子体刻蚀室的侧壁上设置一监测窗口，在等离子体刻蚀室监测窗口外设置一光纤探头，等离子体发出的光线通过监测窗口被光纤探头接收，传递到光纤探头另一端的光谱检测仪，通过分析得出所监测等离子体的成分，实现对等离子体刻蚀过程的准确监测。
然而随着反应的进行，部分等离子体会在监测窗口形成沉积，影响监测窗口的可视性，降低监测效果，解决的办法为将侧壁进行加热以防止等离子体沉积，该方案操作困难且效果不佳。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，包括：一真空反应室，所述真空反应室包括一基座和一侧壁，所述基座上放置待处理基片，所述侧壁上设置有监测窗口，所述真空反应室还包括一移动环，所述移动环位于所述基座上方的基片外周围，所述移动环侧面设置有通光孔，所述通光孔和所述监测窗口大致位于一条直线，所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围为1∶4-3∶4。
所述的移动环可上下移动，当待处理基片放置在基座上方后，移动环向下移动至在水平方向略高于所述基片的位置。
所述通光孔靠近侧壁的一端设置有透光挡板。
所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围为2∶7-4∶7。
所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例为2∶7。
所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例为1∶3。
根据本发明所述的技术方案，在基片外周围设置一移动环，在移动环上设置一通光孔，通过将通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围限制在1∶4-3∶4之间，使得反应气体与待处理基片反应后的产物等离子体化后发出的光通过通光孔和侧壁上的监测窗口，被监测窗口外的光频谱分析仪接收和分析，获得反应产物的信息，可以监视基片的刻蚀过程，从而对反应进程有很好的控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出本发明所述用于监测等离子体刻蚀室内部等离子体的装置结构示意图；
图2示出所述监测装置的局部放大示意图。
具体实施方式
本实施例以较佳的方式描述了一种用于监测等离子体刻蚀室内部等离子体的装置，如图1所述，等离子体刻蚀室包括一真空反应室100，所述真空反应室包括一基座和一侧壁101，侧壁101上设置有监测窗口7，所述基座包括下电极2和位于下电极上方的静电吸盘4，所述静电吸盘4上放置待处理基片3。在基片3周围，环绕设置一移动环5，所述移动环5可以上下移动，当基片3放入等离子体刻蚀室100后，移动环5从刻蚀室100的上方移动略高于基片3的高度后固定，所述移动环侧面设置有通光孔6。所述通光孔6和所述监测窗口7大致位于一条直线。
真空反应腔100连接反应气体输入源110，加工基片3所需的气体通过兼做上电极1的喷淋装置进入真空反应室100，然后再对该真空反应室100进行射频能量输入，以激活反应气体，来点燃和维持等离子体，以便对所述基片3进行刻蚀加工。随着等离子体对基片进行刻蚀，由于基片包括成分不同的多层化学物质，等离子体跟各层化学物质反应时反应产物不同，反应后的产物气体在射频能量场中被点燃激活，形成等离子体，等离子体发出的光通过移动环5侧面设置的通光孔6和检测窗口7被等离子体刻蚀室通外的光频谱分析仪接收分析，由于不同反应产物形成的等离子体发出的光谱不同，通过光频谱分析仪，获得反应产物的信息，可以监视基片的刻蚀过程，从而对反应进程有很好的控制。
通光孔6的孔宽度和孔深度的比例范围在本发明中是一个至关重要的参数，光频谱分析仪通过接收监测窗口7发出的光线对等离子体产物进行分析，若通光孔6的孔宽度和孔深度比例过小，通过通光孔6的光线较少，光频谱分析仪不易探测到等离子体发出的光线，使得监测效果不好。如果孔宽度和孔深度比例过大，等离子体将会通过通光孔6溅射到监测窗口7上，在监测窗口7上形成沉淀，阻碍后续光线的传输。
通过多次实验的反复验证发现，通光孔6的孔宽度和孔深度的比例范围为1∶4-3∶4之间时能很好的完成本发明所述的目的，本实施例选用通光孔6的孔宽度和孔深度的比例为2∶7，也可以为1∶3，实验证明，当通光孔6的孔宽度和孔深度的比例范围为2∶7-4∶7时效果更佳。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (6)
1.一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，包括：一真空反应室，所述真空反应室包括一基座和一侧壁，所述基座上放置待处理基片，所述侧壁上设置有监测窗口，其特征在于：所述真空反应室还包括一移动环，所述移动环位于所述基座上方的基片外周围，所述移动环侧面设置有通光孔，所述通光孔和所述监测窗口大致位于一条直线，所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围为1∶4-3∶4。
2.根据权利要求1所述的一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，其特征在于：所述的移动环在水平方向高于所述基片的位置。
3.根据权利要求1所述的一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，其特征在于：所述通光孔靠近侧壁的一端设置有透光挡板。
4.根据权利要求1所述的一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，其特征在于：所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例为2∶7。
5.根据权利要求1所述的一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，其特征在于：所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例为1∶3。
6.根据权利要求1所述的一种可监测刻蚀过程的等离子体处理装置，其特征在于：所述通光孔的孔宽度和孔深度的比例范围为2∶7-4∶7。
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