。参考信号g(t)对应于第二光线的电信号12，其可以是光线的电信号12本身，或者是对电信号12加工得到，是等离子体中与第二光线对应物质的浓度相关的函数。如果第二光线与反应物或副产物对应，由于远离基片w处的反应物或副产物的浓度变化显著小于基片w附近的反应物或副产物浓度变化，因此参考信号g(t)随时间变化的曲线相较于反应信号f(t)随时间变化的曲线要平缓得多。如果第二光线是对应于除了反应物和副产物以外的物质，那么该物质浓度不因等离子体处理工艺的反应本身而变化，由此参考信号g(t)在理想情况下是与反应物或副产物浓度不相关的常数。目标函数Y是反应信号f(t)和参考信号g(t)的函数，并且能够将反应信号和参考信号因外部干扰所产生的信号抖动相抵消，因此目标函数是与外部干扰信号不相关的函数。
[0041]进一步的，分析单元333包括加工模块、设定模块和判断模块，其中加工模块对电信号Ιι和12分别加工形成第一光强信号(反应信号)和第二光强信号(参考信号)以扩大电信号^和12的差值。举例来说，加工模块可以对电信号^进行大于1倍的乘方运算将其放大而得到反应信号f(t)，而对于电信号12进行小于1倍的乘方运算以将其缩小而得到参考信号g(t)。那么两个电信号的运算结果的波动情况被扩大，利于在运算结果波动较小的情况下提高信噪比。设定模块则根据第一光强信号Ii和第二光强信号12建立目标函数Y = F (f (t)，g (t))。在本实施例中，目标函数Y = f (t) -g (t)，由于第二光强信号12受反应物或副产物浓度变化的影响相对于第一光强信号Ii较小甚至完全不受其影响，因此Y=f(t)-g(t)也可以认为是等离子体中与反应物或副产物浓度相关而与外部干扰信号不相关的函数，且f(t)-g(t)消除了由外部干扰引起的信号抖动。判断模块根据目标函数确定等离子体处理工艺到达终点并输出检测信号。具体来说，判断模块可以简单将当前时刻f(t)-g(t)的运算结果与设定值比较，例如当第一光强信号与反应物浓度对应时，若比较结果大于设定值，判断反应物因不再消耗而浓度增加，由此判定到达工艺终点。判断模块也可以对函数￥ = €(0^(0运算例如通过求导得出拐点来确定工艺终点，或采用求导、积分或多种运算相结合复杂算法来精确确定工艺终点，本发明并不加以限制。此外，目标函数Y =F(f(t)，g(t))也可以是除了减法之外的其他结合加减乘除、求导、积分或多种运算的复杂函数，只要能够抵消第一光强信号和第二光强信号因外部干扰信号(如气体流量、气压、射频功率等工艺条件的变化)而非等离子体处理工艺本身的反应变化所引起的信号抖动即可。
[0042]在图5所示曲线的?\时刻，反应信号(第一光强信号)f(t)的曲线发生抖动，同时参考信号(第二光强信号)g(t)的曲线也发生抖动，说明处理腔室内存在外部干扰如气体流量、气压、射频功率的变化。由于反应信号f(t)与参考信号g(t)两者的运算结果(本实施例中为差值)已经消除了外部信号的抖动且并未产生突变，因此判断模块不会判断产生工艺终点。如果反应信号f(t)与参考信号g(t)两者的运算结果产生突变，那么判断模块判断这一突变是由等离子体处理工艺反应本身所引起的，将发出检测信号提示等离子体处理工艺到达工艺终点。
[0043]进一步的，终点监测单元还可包括与分析单元相连的控制单元(图中未示)，控制单元响应于分析单元所发出的检测信号，根据检测信号控制处理腔室内的工艺条件。例如在博世工艺中，当监测到刻蚀步骤到达刻蚀终点时，分析单元发出检测信号，控制单元则根据检测信号改变反应气体类型、流量和压力等工艺条件以切换进行沉积步骤。
[0044]上述实施例虽然是以两个窗口为例说明本发明的等离子体处理装置和工艺监测方法，但本领域技术人员容易想到的在处理腔室的侧壁上也可以设置不同高度的三个、四个或更多个可透过等离子体光辐射的窗口。例如当形成三个窗口时，可以第一窗口透过的等离子体光辐射的光强信号作为反应信号，分别以第二和第三窗口透过的等离子体光辐射的光强信号作为两个参考信号，将反应信号与两个参考信号分别比较，再对比较结果进行运算或逻辑判定从而监测是否到达工艺终点；或者也可以对第二和第三窗口透过的等离子体光辐射的光强信号进行处理而得到新的参考信号，将反应信号与新的参考信号比较并根据比较结果监测是否到达工艺终点。
[0045]图6所示为本发明另一实施例的等离子体处理装置的示意图。本实施例的等离子体处理装置为电感耦合型，包括处理腔室61、射频源62和终点监测单元63。处理腔室61内的底部设置基座612如静电卡盘，待处理基片W被放置在基座612上，处理腔室61顶部设置气体喷淋头613，气体喷淋头用于从外部反应气体源将反应气体引入腔室内。处理腔室的顶板外侧上方配置有电感耦合线圈，射频源62通过匹配器(图中未示)与该线圈连接，其提供的射频电流流入线圈并围绕该线圈产生磁场，进而在处理腔室61内感生出电场，以此对注入到腔室内的反应气体进行电离并产生等离子体，以对基片W进行相应处理。在气体喷淋头613与基片W之间的空间，水平配置一阻挡组件615，用于选择性地仅使自由基通过而抑制阳离子通过。利用该阻挡组件615，可减小等离子体的能量，阻止阳离子到达基片对基片上轰击造成损伤。在本实施例中，阻挡组件615由两个重叠的板件组成，每个板件具有多个贯通孔615a，并且上板件的通孔与下板件的通孔不重叠。一般来说阳离子会受基座产生的偏置电压吸引而沿直线移动，自由基由于是中性的不被偏置电压吸引而随机移动，因此在两个板件通孔不重叠的情况下，通过了上板件通孔的阳离子碰撞到下板件的实体部分而无法穿过下板件，但自由基不是直线移动仍可通过下板件的通孔，结果能够使得从等离子体中选择性地使自由基通过。阻挡组件优选的是用陶瓷(如氧化铝等)或石英等电介质材料制成或者阻挡组件表面具有陶瓷或石英涂层，以防止自由基由于与导电材料接触而失活。本实施例中的阻挡组件仅为示例，在其他实施例中，阻挡组件615也可以为单层板，通过向阻挡组件施加负的直流电压在阻挡组件的表面产生厚的鞘层，来防止阳离子和电子通过通孔。
[0046]阻挡组件615实际将处理腔室划分为了等离子产生空间和等离子体处理空间上下两部分，由于仅利用自由基对基片进行处理，因此阻挡组件615上方的等离子体光辐射的光强信号受等离子体处理工艺反应的影响非常小。本实施例中将第二窗口 614b设置于处理腔室61的侧壁611的位于阻挡组件上方处，将第一窗口 614a设置于侧壁611的位于阻挡组件下方处，由此从第一窗口 314a所透过的等离子体光辐射中获得第一光强信号受等离子体反应本身影响程度要显著小于第二窗口 314b所透过的等离子体光辐射中获得的第二光强信号。在这种情况下，虽然第一窗口 614a的位置仍然与基座对应，但第二窗口 614b并不必须要远远高于第一窗口，只要两个窗口分别位于阻挡组件上下方即可。较佳的第一窗口 314a位于基片W上方0-100_，第二窗口 314b位于基片上方10mm-500mm。第二窗口314b终点监测单元63将第一光强信号与第二光强信号运算以消除第一光强信号由除等离子体处理工艺的反应本身之外的干扰所引起的抖动并根据运算结果检测等离子体处理工艺的终点。终点监测单元63的功能以及工作原理与上述实施例相同，在此不再赘述。对于侧壁形成大于2个窗口的情况，应确保用于获得反应信号的窗口位于阻挡组件下方，用于获得参考信号的窗口位于阻挡组件上方。
[0047]图7所示为本发明等离子体处理工艺监测方法的流程示意图，该监测方法可应用于上述第一实施例和第二实施例的等离子体处理装置，其包括以下步骤:
[0048]S1:从第一窗口透过的等离子体光辐射中获得第一光强信号以及从第二窗口透过的等离子体光辐射中获得第二光强信号，其中第一光强信号与等离子体处理工艺的反应物浓度或副产物浓度对应。
[0049]该步骤中，首先从由第一窗口透过的等离子体的光辐射中抽取第一光线、从由第二窗口透过的等离子体的光辐射中抽取第二光线，其中第一光线与等离子体处理工艺的反应物或副产物相关联。然后实时将第一光线和第二光线转换为相应的电信号；接着对第一光线和第二光线的电信号分别加工形成第一光强信号和第二光强信号，第一光强信号和第二光强信号的