等离子体去胶工艺的终点检测系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及等离子体去胶工艺的终点检测系统和 方法。
【背景技术】
[0002] 光刻胶除了在光刻过程中用作从光刻掩模板到晶圆片的图像转移媒介，还用作刻 蚀时不需刻蚀区域的保护膜。当刻蚀完成后，光刻胶已经不再有用，需要将其彻底去除，完 成去除光刻胶的过程的工序就是去胶。
[0003] 常用的去胶方法有溶剂去胶、氧化去胶以及等离子体去胶三种。其中，等离子体去 胶是利用高频电磁场使氧气在高频电场作用下电离形成等离子体，等离子体的氧化能力非 常强，与光刻胶反应使光刻胶变成易挥发的物质被排出系统，达到去胶的目的。
[0004] 为了降低等离子体损伤，等离子体去胶工艺主要采用远程等离子体进行去胶。所 谓远程等离子体就是利用等离子源在反应腔室之外合成等离子体，然后利用气流、电场、磁 场等将等离子体引入反应腔室。
[0005] 对于远程等离子体去胶工艺来说，由于产生等离子体的区域与反应腔室不在同一 区域，因此在反应腔室的芯片表面没有等离子体的产生，因而也就不会产生等离子体发射 光谱（0ES)，所以，不能利用等离子体发射光谱（0ES)的方式对去胶工艺进行终点检测，需 要采用其它方式对远程等离子体去胶工艺的终点进行检测。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种等离子体去胶工艺的终点检测系统和方法。该等离 子体去胶工艺的终点检测系统和方法利用反应腔室的气体或粒子对特定光吸收的特性和 光的吸收原理对远程等离子体去胶工艺进行终点检测。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
[0008] -种等离子体去胶工艺的终点检测方法，包括，
[0009] 产生预设光；所述预设光能够被反应腔室内的特定气体或粒子所吸收，所述特定 气体或粒子是在等离子体去胶工艺中被消耗的气体或粒子，或者，所述特定气体或粒子是 在等离子体去胶工艺中产生的气体或粒子；
[0010] 获取所述预设光在射入反应腔室之前的的入射光强；
[0011] 获取经过反应腔室后从所述反应腔室射出的所述预设光的出射光强；
[0012] 比较所述入射光强和所述出射光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值，如果 是，则确定等离子体去胶工艺达到终点；
[0013] 其中，所述预设阈值是应腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，进入反应腔室前 的入射光强L和穿过反应腔室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的比较结果。
[0014] 可选地，所述光强为所述预设光的所有波长的光的强度。
[0015] 可选地，所述光强为至少一个特定波长的光的强度。
[0016] 可选地，所述等离子体去胶工艺为远程等离子体去胶工艺。
[0017] 可选地，所述预设阈值是反应腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，测出的进入 反应腔室前的入射光强L和穿过反应腔室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的差值 ，所述比较所述入射光强和所述出射光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值，如 果是，则等离子体去胶工艺达到终点，具体为，
[0018] 将所述入射光强和所述出射光强相减，得到两者的测量差值；
[0019] 判断所述测量差值是否不小于Icrl^，如果是，确定等离子体去胶工艺达到终点。
[0020] 可选地，所述所述预设阈值是反应腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，测出的 进入反应腔室前的入射光强1〇和穿过反应腔室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的比 值Ic/Imin，所述比较所述入射光强和所述出射光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值， 如果是，则等离子体去胶工艺达到终点，具体为，
[0021] 将所述入射光强和所述出射光强相除，得到两者的测量比值；
[0022] 判断所述测量比值是否不小于，如果是，确定等离子体去胶工艺达到终点。
[0023] -种等离子体去胶工艺的终点检测系统，包括，入射光源、第一光谱仪或第一能量 计数器、反应腔室、第二光谱仪或第二能量计数器以及终点检测计算器；
[0024] 其中，所述第一光谱仪或第一能量计数器位于所述入射光源和反应腔室之间，第 二光谱仪或第二能量计数器位于所述反应腔室和所述终点检测计算器之间；
[0025] 所述入射光源用于产生预设光，所述预设光能够被反应腔室内的特定气体或粒子 所吸收，所述特定气体或粒子在等离子体去胶工艺中被消耗；
[0026] 所述第一光谱仪或第一能量计数器用于获取所述预设光在射入反应腔室之前的 入射光强；
[0027] 所述第二光谱仪或第二能量计数器用于获取预设光经过反应腔室后从所述反应 腔室射出的出射光强；
[0028] 所述终点检测计算机用于比较所述入射光强和所述出射光强。
[0029] 可选地，还包括，位于所述入射光源和所述反应腔室之间的扩束镜和准直透镜。
[0030] 可选地，还包括，位于所述反应腔室和所述第二光谱仪或第二能量计数器之间的 聚束镜。
[0031] 可选地，还包括，位于所述入射光源和所述第一光谱仪或第一能量计数器之间的 分光器。
[0032] 在等离子体去胶过程中，反应腔室内的特定气体或粒子在等离子体的作用下会与 光刻胶发生反应被消耗掉，这些气体或粒子会吸收一定波长的预设光。根据吸收光谱的公 式I= 可以得出
【主权项】
1. 一种等离子体去胶工艺的终点检测方法，其特征在于，包括， 产生预设光；所述预设光能够被反应腔室内的特定气体或粒子所吸收，所述特定气体 或粒子是在等离子体去胶工艺中被消耗的气体或粒子，或者，所述特定气体或粒子是在等 离子体去胶工艺中产生的气体或粒子； 获取所述预设光在射入反应腔室之前的的入射光强； 获取经过反应腔室后从所述反应腔室射出的所述预设光的出射光强； 比较所述入射光强和所述出射光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值，如果是，则 确定等离子体去胶工艺达到终点； 其中，所述预设阈值是应腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，进入反应腔室前的入 射光强Itl和穿过反应腔室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的比较结果。
2. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光强为所述预设光的所有波长 的光的强度。
3. 根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述光强为至少一个特定波长的光 的强度。
4. 根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述等离子体去胶工艺为 远程等离子体去胶工艺。
5. 根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述预设阈值是反应腔室 内没有进行等离子体去胶工艺时，测出的进入反应腔室前的入射光强Itl和穿过反应腔室之 后从反应腔室射出的出射光强Imin的差值IcrImin，所述比较所述入射光强和所述出射光强， 并判断比较结果是否不小于预设阈值，如果是，则等离子体去胶工艺达到终点，具体为， 将所述入射光强和所述出射光强相减，得到两者的测量差值； 判断所述测量差值是否不小于IcrImin，如果是，确定等离子体去胶工艺达到终点。
6. 根据权利要求1-3任一项所述的检测方法，其特征在于，所述所述预设阈值是反应 腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，测出的进入反应腔室前的入射光强Itl和穿过反应腔 室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的比值IcZImin，所述比较所述入射光强和所述出射 光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值，如果是，则等离子体去胶工艺达到终点，具体 为， 将所述入射光强和所述出射光强相除，得到两者的测量比值； 判断所述测量比值是否不小于IcZImin，如果是，确定等离子体去胶工艺达到终点。
7. -种等离子体去胶工艺的终点检测系统，其特征在于，包括，入射光源、第一光谱仪 或第一能量计数器、反应腔室、第二光谱仪或第二能量计数器以及终点检测计算器； 其中，所述第一光谱仪或第一能量计数器位于所述入射光源和反应腔室之间，第二光 谱仪或第二能量计数器位于所述反应腔室和所述终点检测计算器之间； 所述入射光源用于产生预设光，所述预设光能够被反应腔室内的特定气体或粒子所吸 收，所述特定气体或粒子在等离子体去胶工艺中被消耗； 所述第一光谱仪或第一能量计数器用于获取所述预设光在射入反应腔室之前的入射 光强； 所述第二光谱仪或第二能量计数器用于获取预设光经过反应腔室后从所述反应腔室 射出的出射光强； 所述终点检测计算机用于比较所述入射光强和所述出射光强。
8. 根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，还包括，位于所述入射光源和所述反 应腔室之间的扩束镜和准直透镜。
9. 根据权利要求7或8所述的检测系统，其特征在于，还包括，位于所述反应腔室和所 述第二光谱仪或第二能量计数器之间的聚束镜。
10. 根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，还包括，位于所述入射光源和所述 第一光谱仪或第一能量计数器之间的分光器。
【专利摘要】本发明提供了一种等离子体去胶工艺的终点检测方法和检测系统，检测方法，包括，产生预设光；所述预设光能够被反应腔室内的特定气体或粒子所吸收，所述特定气体或粒子是在等离子体去胶工艺中被消耗的气体或粒子或者产生的气体或粒子；获取所述预设光在射入反应腔室之前的入射光强；获取经过反应腔室后从所述反应腔室射出的所述预设光的出射光强；比较所述入射光强和所述出射光强，并判断比较结果是否不小于预设阈值，如果是，则确定等离子体去胶工艺达到终点；其中，所述预设阈值是应腔室内没有进行等离子体去胶工艺时，进入反应腔室前的入射光强I0和穿过反应腔室之后从反应腔室射出的出射光强Imin的比较结果。
【IPC分类】H01L21-66, H01J37-32, H01J37-244
【公开号】CN104733336
【申请号】CN201310705627
【发明人】杨平, 万磊
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月19日