差值相较于第一光线和第二光线的电信号的差值得以扩大。
[0050]S2:将第一光强信号与第二光强信号运算以将由与等离子体处理工艺的反应变化无关的外部干扰信号所引起的第一光强信号和第二光强信号的抖动相抵消，并根据运算结果检测等离子体处理工艺的终点。
[0051]该步骤中，首先根据第一光强信号和第二光强信号建立目标函数Y = F(f (t)，g (t))，目标函数Y = F (f (t)，g (t))能够将第一光强信号f (t)和第二光强信号g (t)因外部干扰信号造成的信号抖动相抵消，是与外部干扰信号不相关的函数；然后根据该目标函数检测等离子体处理工艺的终点并输出检测信号，例如通过采用求导、积分或多种运算相结合的复杂算法来确定工艺终点。
[0052]综上所述，本发明所提出的等离子体处理装置及工艺监测方法，通过将从由离基片较远的第二窗口所透过的等离子体光辐射中获得的、受等离子体反应影响较小的第二光强信号来作为参考信号，将从靠近基片的第一窗口所透过的等离子体光辐射中获得的、与反应物或副产物对应的受等离子体反应影响大的第一光强信号来作为反应信号，根据反应信号与参考信号的运算结果进行终点监测，当处理腔室内产生的等离子体受与等离子体处理工艺本身的反应变化无关的外部干扰信号(如工艺条件的变化)时，由于反应信号和参考信号同时受该外部干扰的影响，两者运算后该干扰得以抵消，从而能够避免因外部干扰造成的等离子体处理工艺终点的误判，进而提高终点监测的准确性。
[0053]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【主权项】
1.一种等离子体处理装置，包括: 处理腔室，其底部设有用于承载待处理基片的基座、顶部设有用于向所述处理腔室内输入反应气体的气体喷淋头； 射频源，用于将所述处理腔室内的反应气体电离以生成等离子体； 其特征在于，还包括: 形成于所述处理腔室侧壁不同高度的至少包括第一窗口和第二窗口的多个可透过等离子体光辐射的窗口，所述第一窗口具有与所述基片的位置相对应的第一高度，所述第二窗口具有大于所述第一高度的第二高度；以及 终点监测单元，其从由所述第二窗口透过的等离子体光辐射中获得第二光强信号以及从由所述第一窗口所透过的等离子体光辐射中获得第一光强信号，将所述第一光强信号与所述第二光强信号运算以将由与等离子体处理工艺的反应变化无关的外部干扰信号所引起的所述第一光强信号和第二光强信号的抖动相抵消，并根据运算结果检测所述等离子体处理工艺的终点，其中所述第一光强信号与所述等离子体处理工艺的反应物浓度或副产物浓度对应。2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述终点监测单元包括: 过滤单元，用于从由所述第一窗口透过的等离子体光辐射中抽取第一光线以及从由所述第二窗口透过的等离子体光辐射中抽取第二光线，其中所述第一光线与所述等离子体处理工艺的反应物或副产物相关联；光信号转换单元，用于实时将所述第一光线和第二光线转换为相应的电信号；以及分析单元，根据所述第一光线的电信号和第二光线的电信号得到所述第一光强信号和所述第二光强信号并建立目标函数Y = F (f (t)，g (t))，根据该目标函数检测所述等离子体处理工艺的终点并输出检测信号，其中f(t)为所述第一光强信号，g(t)为所述第二光强信号，所述目标函数是与所述外部干扰信号不相关的函数。3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述分析单元包括: 加工模块，对所述第一光线和第二光线的电信号加工形成所述第一光强信号和第二光强信号以扩大该第一光线和第二光线的电信号的差值； 设定模块，根据所述第一光强信号和第二光强信号建立所述目标函数； 判断模块，根据所述目标函数确定所述等离子体处理工艺到达终点并输出所述检测信号。4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述终点监测单元还包括控制单元，其根据所述检测信号控制所述处理腔室内的工艺条件。5.根据权利要求1至4任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第二光线与所述等离子体处理工艺的反应物或副产物相关联或不相关联。6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括水平配置于所述气体喷淋头和所述基片之间的、用于从所述等离子体中选择性地使自由基通过的阻挡组件；所述第二窗口位于所述阻挡组件上方，所述第一窗口位于所述阻挡组件下方。7.根据权利要求1或6所述的等离子体处理装置，其特征在于，所述第一窗口位于所述基片上方0-100mm ;所述第二窗口位于所述基片上方10mm-500mm。8.一种等离子体处理工艺的监测方法，应用于一等离子体处理装置，该等离子体处理装置包括处理腔室和射频源，该处理腔室底部设有用于承载待处理基片的基座、顶部设有用于向所述处理腔室内输入反应气体的气体喷淋头，该射频源用于将所述处理腔室内的反应气体电离以生成等离子体；其中，所述处理腔室侧壁的不同高度处形成至少包括第一窗口和第二窗口的多个可透过等离子体光辐射的窗口，所述第一窗口具有与所述基片的位置对应的第一高度，所述第二窗口具有大于所述第一高度的第二高度；所述等离子体处理装置可选择地水平配置一位于所述第一窗口和第二窗口之间、用于从所述等离子体中选择性地使自由基通过的阻挡组件； 所述监测方法包括以下步骤: S1:从所述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所述第二窗口透过的等离子体光辐射中获得第二光强信号，所述第一光强信号与所述等离子体处理工艺的反应物浓度或副产物浓度对应； S2:将所述第一光强信号与所述第二光强信号运算以将由与所述等离子体处理工艺的反应变化无关的外部干扰信号所引起的所述第一光强信号和第二光强信号的抖动相抵消，并根据运算结果检测所述等离子体处理工艺的终点。9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，步骤S1包括: 511:从由所述第一窗口透过的等离子体的光辐射中抽取第一光线以及从由所述第二窗口透过的等离子体的光辐射中抽取第二光线，其中所述第一光线与等离子体处理工艺的反应物或副产物相关联； 512:实时将所述第一光线和第二光线转换为相应的电信号；以及 513:对所述第一光线和第二光线的电信号分别加工形成所述第一光强信号和第二光强信号以扩大所述第一光线和第二光线的电信号的差值。10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，步骤S2包括: 521:根据所述第一光强信号和第二光强信号建立目标函数Y = F(f(t)，g(t))，其中f(t)为所述第一光强信号，g(t)为所述第二光强信号，所述目标函数是与所述外部干扰信号不相关的函数；以及 522:根据该目标函数检测所述等离子体处理工艺的终点并输出检测信号。11.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，还包括: S3:根据所述等离子体处理工艺的终点监测结果控制所述处理腔室内的工艺条件。12.根据权利要求8至11任一项所述的监测方法，其特征在于，所述第二光线与所述刻蚀反应物或刻蚀产物相关联或不相关联。
【专利摘要】本发明公开了一种等离子体处理装置，包括处理腔室，处理腔室内设有承载基片的基座和输入反应气体的气体喷淋头。多个可透过等离子体光辐射的窗口形成于处理腔室侧壁的不同高度上且至少包括第一和第二窗口。第一窗口具有与基片位置对应的第一高度，第二窗口具有大于第一高度的第二高度。终点监测单元从第二窗口所透过的等离子体光辐射中获得第二光强信号，从第一窗口所透过的等离子体光辐射中获得与反应物浓度或副产物浓度对应的第一光强信号，对第一和第二光强信号运算以抵消外部干扰造成的第一光强信号和第二光强信号的抖动并根据运算结果检测等离子体处理工艺的终点，从而消除外部干扰对工艺终点判断的影响，提高终点监测的准确性。
【IPC分类】H01J37/32, H01L21/687
【公开号】CN105405735
【申请号】CN201410417654
【发明人】李俊良
【申请人】中微半导体设备(上海)有限公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年8月22日