固定型双波长金属膜刻蚀工艺终点控制仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型作为一种控制仪器，是提升半导体集成电路在晶圆刻蚀制造工艺过程中，可变光波长的单色仪探测仪终点系统性能，属于国家集成电路先进装备制造产业技术领域。本实用新型专利主要解决了信噪比和单色仪反复切换导致机械磨损，引起故障这两个缺点，在这样的项目背景下，一种无机械传动装置的多波长刻蚀工艺终点控制仪,大大的提高了探测器的灵敏度和可靠性，这样就可以达到减少废品率的目的。
【专利说明】
固定型双波长金属膜刻蚀工艺终点控制仪
技术领域
[0001] 本实用新型集成电路先进装备制造产业技术领域，尤其设及固定型双波长金属膜 刻蚀工艺终点控制仪。
【背景技术】
[0002] 在半导体集成电路晶圆刻蚀制造工艺过程中，通常用可变光波长的单色仪来探测 终点。但是可变光波长的单色仪存在下面2个缺点：
[0003] 1)由于可变光波长单色仪（如图1所示）是通过把入射光经过入口狭缝，再经过光 栅把不同波长的光衍射到不同的角度，再经过用W选择波长的出口狭缝，把单色波长的光 入射到光探测器上，光探测器把光的强度转换成光电流信号。运个光电流的信号强度是与 光的强度成正比的，通过旋转光栅相对于入射光的角度，从出口狭缝射出光波长会随着变 化。
[0004] 由于整个系统的光通量被出入狭缝W及光栅的低反射和衍射效率所限制，最后能 到达光探测器上的光强是相当弱的。因而，它所对应的散粒噪声均方根电流波动的幅度为：
[0005]
[0006] 其中g是一个电子的电荷，Af在运被认为是噪声的赫兹带宽，I是某一单波长的 光电流的信号。
[0007] 所W，由散粒噪声引起的信噪比为：
[000引
[0009] 从运里可W看出，光电流越大，信噪比就越高；而光栅可变单色仪的光通量不大， 因而信噪比相对来说会比较低。
[0010] 2)在刻蚀晶圆上的金属工艺制程中，有二道工序，其中的一道要用到396nm的波 长，运一波长对应于侣原子的发射光。而下一道工序要用到704nm的波长，它对应于氣原子 的发射光。在同一片晶圆上要连续用到运两个波长，意味着单色仪要反复地在运两个波长 之间切换。由于光栅单色仪采用的是机械传动装置，如反复切换，会导致机械磨损，引起故 障。
[0011] 针对运两个缺陷，我们提出了一种改进型的固定型双波长 [001^ 金属膜刻蚀工艺终点控制仪。
【发明内容】
[0013]本方案用固定的单色滤波片来替代光栅单色仪。其中关键的部件是单色滤光片。 如图2所示，从光纤发出的光经过透镜形成平行光入射到单色滤波片上，从滤波片滤出的单 色波长光入射到光探测器上产生光电流。对于同样的光波长，从滤光片单色仪得到的光电 流比光纤单色仪得到的光电流要大600倍。因此滤光片单色仪的散粒信噪比要比光纤单色 仪的散粒信噪比高24倍。运样就解决了光纤单色仪散粒信噪比不高的问题。对于要在两个 波长之间不断切换引起机械磨损的问题，本方案采用两个探测器，一个探测器用396皿波长 的滤波片，另一个探测器用704nm波长的滤波片，两个波长的切换采用电子切换，免除了机 械磨损引起的低可靠性。
【附图说明】
[0014] 图1可变光波长单色仪。
[0015] 图2单色滤光片。
[0016] 1.透镜;2.单色滤光片;3.探测器。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图2对本实用新型进一步说明，并详细阐述具体实施方法。
[0018] 如图2所示，从光纤发出的光经过透镜1形成平行光入射到单色滤波片2上，从单色 滤波片2滤出的单色波长光入射到光探测器3上产生光电流。对于同样的光波长，从滤光片 单色仪得到的光电流比光纤单色仪得到的光电流要大600倍。因此滤光片单色仪的散粒信 噪比要比光纤单色仪的散粒信噪比高24倍。运样就解决了光纤单色仪散粒信噪比不高的问 题。对于要在两个波长之间不断切换引起机械磨损的问题，本方案采用两个探测器，一个探 测器用396皿波长的滤波片，另一个探测器用704nm波长的滤波片，两个波长的切换采用电 子切换，免除了机械磨损引起的低可靠性。
【主权项】
1. 固定型双波长金属膜刻蚀工艺终点控制仪，包括:透镜、单色滤光片和探测器;其特 征是从光纤发出的光经过透镜形成平行光入射到单色滤波片上，从滤波片滤出的单色波长 光入射到光探测器上产生光电流。2. 根据权利要求1所述的固定型双波长金属膜刻蚀工艺终点控制仪，其特征是在探测 器和透镜之间放置单色滤光片，用于过滤出所需波长的光。3. 根据权利要求1所述的固定型双波长金属膜刻蚀工艺终点控制仪，其特征是用两个 探测器，一个探测器用396nm波长的滤波片，另一个探测器用704nm波长的滤波片。
【文档编号】H01L21/66GK205680657SQ201620015484
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年1月9日 公开号201620015484.1, CN 201620015484, CN 205680657 U, CN 205680657U, CN-U-205680657, CN201620015484, CN201620015484.1, CN205680657 U, CN205680657U
【发明人】睢智峰
【申请人】上海陛通半导体能源科技股份有限公司