一种刻蚀终点检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及等离子刻蚀技术领域，尤其设及一种刻蚀终点检测系统。
【背景技术】
[0002] 随着半导体器件特征尺寸的缩小W及集成电路晶片制造过程中等离子处理工艺 步骤的数量和复杂度的迅速增加，人们对等离子处理工艺控制的要求变得越来越严格，运 就需要采用实时监控的手段来控制等离子工艺过程的关键阶段。
[0003] 现有技术中等离子处理工艺终点检测的方法有很多，如质谱法、激光干设法和等 离子体阻抗变换法等，但运些方法都有一些缺点。如，质谱法主要通过分析残余的气体，但 在辉光放电区常常漏掉一些短寿命的活性物质；激光干设法只能观测到被刻蚀忍片上的某 一特殊区域，而且，会提高所观测区的刻蚀速率；等离子体阻抗变换法依赖于刻蚀完成时等 离子体中的化学变化，但是运种方法会直接因小讯号电平而损坏，且对膜的种类、压力和其 他工艺参数很敏感。
[0004] 基于此，人们研究出了另一种终点检测法，采用光学发射光谱法（OE巧进行等离 子体刻蚀终点检测，运种方法主要基于在线光谱检测设备对等离子体发射出的光谱进行 实时检测，当刻蚀到不同的物质层时，发射光谱会出现明显的变化，尤其是当达到刻蚀终点 时，因刻蚀材料发生转变，其气体的组成和刻蚀薄膜都会发生化学变化，因此，通过检测刻 蚀过程中刻蚀到不同层物质时，反应物和生成物发射谱线强度可W来判断刻蚀终点。
[0005] 但是，现有技术中上述终点检测方法的检测系统无法及时识别自身系统的异常， 从而导致该检测系统中任一部件出现异常时，无法及时预警而造成晶圆报废。
【发明内容】
[0006] 为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种刻蚀终点检测系统，W解决现有 终点检测方法的检测系统无法及时识别自身系统的异常，从而导致该检测系统中任一部件 出现异常时，无法及时预警而造成晶圆报废的问题。
[0007] 为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案：
[0008] 一种刻蚀终点检测系统，应用于等离子刻蚀腔，该检测系统包括：
[0009] 光源，所述光源用于发射光谱线；
[0010] 单色光谱仪，所述单色光谱仪具有狭缝入口，所述狭缝入口通过第一光纤与所述 光源相连，通过第二光纤与所述等离子刻蚀腔相连，所述单色光谱仪用于对所述狭缝入口 射入的光谱线进行检测，获得当前光谱线的强度；
[0011] 处理器，所述处理器用于判断所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的 强度是否满足第一预设条件，并在所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度 不满足第一预设条件时，发出提示信息。
[0012] 优选的，所述第一预设条件包括：
[0013] 所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的波长与预设波长的误差在预 设误差范围内，且所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度在预设强度范围 内。
[0014] 优选的，所述检测系统还包括：
[0015] 显示屏，所述显示屏与所述单色光谱仪相连，用于对所述单色光谱仪检测到的光 谱线的预设参数进行显示。
[0016] 优选的，所述预设参数包括：光谱线强度及其对应的时间。
[0017] 优选的，所述光谱线强度及其对应的时间在所述显示屏中W坐标轴的形式显示， 其中，横坐标为所述光谱线强度对应的时间轴，纵坐标为所述光谱线强度轴。
[0018] 优选的，所述显示屏中具有至少一个显示窗口，所述显示窗口包括：相对设置的上 边框和下边框，W及相对设置的左边框和右边框，所述显示窗口的参数包括窗口宽度和窗 口高度，所述窗口宽度在所述显示屏中平行于所述时间轴，用时间表征，所述窗口高度平行 于所述光谱线强度轴，用光谱线强度表征；
[0019] 其中，所述上边框对应的光谱线强度值大于所述下边框对应的光谱线强度值，所 述左边框对应的时间小于所述右边框对应的时间，且所述左边框中点对应的光谱线强度值 与其对应时刻的光谱线强度值相同。
[0020] 优选的，所述处理器还用于判断所述显示屏当前显示的显示窗口是否满足第二预 设条件，当所述显示屏当前显示的显示窗口满足第二预设条件时，生成控制信号，控制所述 等离子刻蚀腔停止刻蚀。
[0021] 优选的，所述第二预设条件包括：
[0022] 所述显示屏当前显示的显示窗口中包括第一预设数量连续的第一显示窗口和/ 或第二数量连续的第二显示窗口；
[0023] 其中，在所述第一显示窗口中，所述显示屏中的光谱线从所述第一显示窗口的左 边框中点射入，从所述第一显示窗口的上边框射出；在所述第二显示窗口中，所述显示屏中 的光谱线从所述第二显示窗口的左边框中点射入，从所述第二显示窗口的下边框射出。
[0024] 优选的，所述第二预设条件还包括：
[00巧]所述显示屏当前显示的显示窗口中包括多组显示窗口；其中，每组显示窗口包括： 第一预设数量连续的第一显示窗口和/或第二数量连续的第二显示窗口。
[00%] 优选的，不同组显示窗口对应的第一预设数量和/或第二预设数量不同；不同组 显示窗口中第一显示窗口和/或第二显示窗口的窗口宽度和/或窗口高度不同。
[0027] 与现有技术相比，上述技术方案具有W下优点：
[0028] 本发明实施例所提供的刻蚀终点检测系统，应用于等离子刻蚀腔，该检测系统包 括：光源、单色光谱仪和处理器，所述单色光谱仪具有狭缝入口，所述狭缝入口通过第一光 纤与所述光源相连，通过第二光纤与所述等离子刻蚀腔相连，其中，所述光源用于发射光谱 线，所述单色光谱仪用于对所述狭缝入口射入的光谱线进行检测，获得当前光谱线的强度， 所述处理器用于判断所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度是否满足第 一预设条件，并在所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度不满足第一预设 条件时，发出提示信息，提示工作人员对该检测系统进行校准或维修，解决了现有技术中终 点检测方法的检测系统无法及时识别自身系统的异常，从而导致该检测系统中任一部件出 现异常时，无法及时预警而造成晶圆报废的问题。
【附图说明】
[0029] 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W根据 运些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为本发明一个实施例所提供的刻蚀终点检测系统的结构示意图； 阳03U 图2为图1中A区域的放大图；
[0032] 图3为本发明一个实施例所提供的刻蚀终点检测系统中，单色光谱仪的正面结构 示意图；
[0033] 图4为本发明一个实施例所提供的刻蚀终点检测系统中，单色光谱仪的反面结构 示意图；
[0034] 图5为本发明另一个实施例所提供的刻蚀终点检测系统的结构示意图；
[0035] 图6为一个实施例所提供的刻蚀终点检测系统中，显示屏显示画面示意图；
[0036] 图7-图16为本发明各个实施例所提供的蚀终点检测系统中，所述单色光谱仪检 测到的光谱线强度随着刻蚀时间的变化曲线示意图。
【具体实施方式】
[0037] 正如【背景技术】部分所述，现有技术中上述终点检测方法的检测系统无法及时识别 自身系统的异常，从而导致该检测系统中任一部件出现异常时，无法及时预警而造成晶圆 报废。
[003引有鉴于此，本发明实施例提供了一种刻蚀终点检测系统，包括：
[0039] 光源，所述光源用于发射光谱线；
[0040] 单色光谱仪，所述单色光谱仪具有狭缝入口，所述狭缝入口通过第一光纤与所述 光源相连，通过第二光纤与所述等离子刻蚀腔相连，所述单色光谱仪用于对所述狭缝入口 射入的光谱线进行检测，获得当前光谱线的强度；
[0041] 处理器，所述处理器用于判断所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的 强度是否满足第一预设条件，并在所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度 不满足第一预设条件时，发出提示信息。
[0042] 本发明实施例所提供的刻蚀终点检测系统，应用于等离子刻蚀腔，该检测系统包 括：光源、单色光谱仪和处理器，所述单色光谱仪具有狭缝入口，所述狭缝入口通过第一光 纤与所述光源相连，通过第二光纤与所述等离子刻蚀腔相连，其中，所述光源用于发射光谱 线，所述单色光谱仪用于对所述狭缝入口射入的光谱线进行检测，获得当前光谱线的强度， 所述处理器用于判断所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度是否满足第 一预设条件，并在所述单色光谱仪检测到的所述光源发射的光谱线的强度不满足第一预设 条件时，发出提示信息，提示工作人员对该检测系统进行校准或维修，解决了现有技术中终 点检测方法的检测系统无法及时识别自身系统的异常，从而导致该检测系统中任一部件出 现异常时，无法及时预警而造成晶圆报废的问题。
[0043] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。
[0044] 在W下描述中阐述了具体细节W便于充分理解本发明。但是本发明能够W多种不 同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可W在不违背本发明内涵的情况下做类 似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0045] 等离子体中的原子或分子被电子激发到激发态后，在返回到另一能态的过程中会 发射出特定波长的光线，其波长的计算公式为：A+el-A*+e2，A* -A+hv;其中，A表示另一 能态，A*表