等离子体刻蚀系统的制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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】
[0005]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。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案:
[0007]—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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]优选的，所述预定值为5。
[0011]优选的，所述射频源为多个。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]相较于现有技术，本发明具有如下有益效果:
[0015]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】
[0016]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。
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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】
[0020]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。
[0021]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。
[0022]在通过脉冲信号对光谱仪光栅的开关的控制方法中，其难点在于如何实现脉冲射频源和光谱仪光栅的开关的同步。如果两者同步不好，这样，光谱仪光栅的开关时间点与脉冲射频源的开关时间点不一致，导致光谱采集点可能位于脉冲射频源开启状态或关闭状态的不同位置，或者两者的开关时间不一致，导致采集得到的光强呈现随时间的周期振荡，如图1所示。由于光强的周期振荡，通过光强的变化来实现刻蚀终点的检测不准确或者很难测到刻蚀终点。
[0023]为了使脉冲射频源与光谱仪光栅的开关同步，进而得到稳定的等离子体发射光谱的光强，本发明提供了一种等离子体刻蚀系统。
[0024]如图2所示，本发明实施例提供的等离子体刻蚀系统，包括脉冲信号发生器01、射频源02、终点检测系统03以及反应腔04。
[0025]其中，脉冲信号发生器01能够产生方波信号，所以该脉冲信号发生器01产生的信号包括高电平信号和低电平信号。
[0026]终点检测系统03采用等离子体发射光谱方法进行终点检测，其包括光谱仪31和终点检测计算机32，所述光谱仪31包括光栅。其光栅的开关可以控制采集光强的时间段。当光栅打开时，光谱仪31开始采集反应腔04内的光强，形成光谱。当光栅关闭时，光谱仪31停止采集反应腔04内的光强，没有光谱形成，当光栅再次打开时，继续采集反应腔04内的光强，所以光谱只在光栅打开时才形成，在关闭时不形成光谱。
[0027]在本发明实施例提供的等离子体刻蚀系统中，射频源02和终点检测系统03并联在脉冲信号发生器01和反应腔04之间。由脉冲信号发生器01同步控制射频源02和终点检测系统03中的光谱仪31。当脉冲信号发生器01产生的信号为高电平信号时，该高电平信号能够同时触发射频源01和光谱仪31光栅的开启，从而使射频源01输出射频功率的同时，该高电平信号控制光谱仪31光栅打开，从而使光谱仪31采集反应腔04内的光强。
[0028]具体地，在一个脉冲周期内，当脉冲信号发生器01处于产生高电平信号时间段时，其输出的高电平信号分为两路，一路传送到射频源02，控制射频源02开启输出射频功率，该射频功率促使反应腔04内的物质产生等离子体，对放置在反应腔04内的待刻蚀基底进行等离子体刻蚀。同时，由脉冲信号发生器01产生的高电平信号传送到终点检测系统04，控制该终点检测系统04上的光谱仪31光栅打开，使光谱仪31对反应腔04内的光强进行采集，形成光谱。当脉冲信号发生器01处于产生低电平信号时间段时，此时，低电平信号无法触发射频源02的开启和光谱仪31光栅的打开，因而在反应腔03内也就无法产生等离子体进而无法进行等离子体刻蚀，同时，由脉冲信号发生器01输出的低电平信号也不能控制光谱仪31光栅打开，因而光谱仪31也就不会采集反应腔04内的光强。
[0029]只有当脉冲信号发生器产生的脉冲信号进入下一个脉冲周期的产生高电平信号时间段时，射频源02才能被再次开启并输出射频功率，在反应腔04内进行下一个周期的等离子体刻蚀。同时，高电平信号控制光谱仪31