本發(fā)明涉及半導體加工領(lǐng)域，尤其涉及可提高刻蝕終點判斷準確性的基片處理方法與設備。

背景技術(shù)：

集成電路制造工藝是一種平面制作工藝，其結(jié)合光刻、刻蝕、沉積、離子注入等多種工藝，在同一襯底上形成大量各種類型的復雜器件，并將其互相連接以具有完整的電子功能。其中，任何一步工藝出現(xiàn)偏差，都可能會導致電路的性能參數(shù)偏離設計值。目前，隨著超大規(guī)模集成電路的器件特征尺寸不斷地等比例縮小，集成度不斷地提高，對各步工藝的控制及其工藝結(jié)果的精確度提出了更高的要求。

以刻蝕工藝為例，集成電路制造中，常需要利用刻蝕技術(shù)形成各種刻蝕圖形，如接觸孔/通孔圖形、溝槽隔離圖形或柵極圖形等。而等離子體刻蝕（干法刻蝕）是現(xiàn)有刻蝕工藝中最為常用的方法之一，刻蝕的準確度直接關(guān)系到刻蝕圖形的特征尺寸（CD，Critical Dimension）。因此，等離子體刻蝕中刻蝕終點的控制，成為等離子體刻蝕中的一個關(guān)鍵工藝。

光學發(fā)射光譜法（OES）是最常用的終點檢測方法之一，是由于它可以很容易集成在刻蝕機上且不影響刻蝕過程的進行，對反應的細微變化可以進行非 常靈敏的檢測，可以實時的提供刻蝕過程中的許多有用的信息。

OES技術(shù)主要是監(jiān)視等離子體在光譜的UV/VIS（200nm - 1100nm）部分發(fā) 出的輻射。由發(fā)射輻射的光譜確定等離子體的成分，特別是反應性刻蝕物質(zhì)或刻蝕副產(chǎn)物的存在。在刻蝕工藝中，特別是刻蝕終點，由于刻蝕的材料發(fā)生轉(zhuǎn)換，導致等離子體的成分發(fā)生變化，導致發(fā)射光譜的改變。通過不斷地監(jiān)視等離子體發(fā)射，OES終點系統(tǒng)能夠檢測發(fā)射光譜的變化并確定何時所刻蝕的膜層被完全清除。

但是，隨著時間的累積，OES終點監(jiān)測的準確性會逐步降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基片處理方法，包括：

將基片送入由多個壁圍成的反應腔內(nèi)；

向反應腔內(nèi)通入刻蝕氣體，以對基片進行刻蝕；

通過設置在所述壁上的檢測窗口獲取反應腔內(nèi)的光學信號，以確定刻蝕終點；

在刻蝕過程中，在檢測窗口處形成保護氣流，以防止或減少刻蝕氣體或刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口。

可選的，通過在檢測窗口所在的壁上形成自上而下的氣幕，而實現(xiàn)防止或減少刻蝕氣體或刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口。

可選的，反應腔內(nèi)設置有環(huán)，基片設置在所述環(huán)內(nèi)，檢測窗口所在的壁與所述環(huán)共同限定了保護氣流的路徑。

可選的，所述環(huán)之與檢測窗口鄰近處設置有開口，以保證在檢測窗口處可獲得反應腔內(nèi)的光學信號。

可選的，形成保護氣流的氣體包括氬氣或氦氣。

本發(fā)明還提供一種基片處理設備，包括：

由多個壁圍成的反應腔；

設置在反應腔內(nèi)的基座，用于固定基片；

設置在反應腔內(nèi)的氣體噴淋頭，用于引入氣體至反應腔內(nèi)，所述氣體噴淋頭與所述基座之間為等離子體處理區(qū)域；

檢測窗口，設置在所述反應腔的所述壁上，用于獲取反應腔內(nèi)的光學信號，以確定刻蝕終點；

設置在反應腔內(nèi)的環(huán)，所述等離子體處理區(qū)域位于所述環(huán)內(nèi)，檢測窗口所在的壁與所述環(huán)之間形成間隙；

保護氣體入口，設置在所述間隙處，用于引入保護氣體至所述間隙內(nèi)。

可選的，所述環(huán)之與檢測窗口鄰近處設置有開口，以保證在檢測窗口處可獲得反應腔內(nèi)的光學信號。

可選的，所述保護氣體包括氬氣或氦氣。

可選的，還包括：

保護氣體源，用于提供保護氣體；

窗口清洗氣體源，用于提供窗口清洗氣體；

控制器，用于控制保護氣體源在刻蝕過程中通過保護氣體入口向間隙內(nèi)提供保護氣體，控制窗口清洗氣體源在清洗階段通過保護氣體入口向間隙內(nèi)提供清洗氣體，以清洗檢測窗口。

可選的，所述清洗氣體包括氧氣。

本發(fā)明另提供一種基片處理設備，包括：

由多個壁圍成的反應腔；

設置在反應腔內(nèi)的基座，用于固定基片；

設置在反應腔內(nèi)的氣體噴淋頭，用于引入氣體至反應腔內(nèi)，所述氣體噴淋頭與所述基座之間為等離子體處理區(qū)域；

檢測窗口，設置在所述反應腔的所述壁上，用于獲取反應腔內(nèi)的光學信號，以確定刻蝕終點；

保護氣體入口，用于引入保護氣體至所述反應腔內(nèi)，自保護氣體入口進入的保護氣體在檢測窗口的表面形成氣流，以防止或減少刻蝕氣體或刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口。

可選的，還包括：

保護氣體源，用于提供保護氣體；

窗口清洗氣體源，用于提供窗口清洗氣體；

控制器，用于控制保護氣體源在刻蝕過程中通過保護氣體入口向反應腔提供保護氣體，控制窗口清洗氣體源在清洗階段通過保護氣體入口向反應腔提供清洗氣體，以清洗檢測窗口。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的基片處理設備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示設備的變更例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的基片處理方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明。當然本發(fā)明并不局限于該具體實施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

在常規(guī)的基片處理設備中，刻蝕過程所產(chǎn)生的刻蝕副產(chǎn)物（比如，氟碳氣體）可擴散至并沉積于檢測窗口的內(nèi)側(cè)。沉積于檢測窗口的刻蝕副產(chǎn)物可吸收等離子體發(fā)出的光學信號（特定波長的光譜）?？涛g副產(chǎn)物累積的厚度越大，吸收光學信號的能力越強。然而，位于反應腔外的傳感器正是通過自檢測窗口處獲取的光學信號來判斷反應腔內(nèi)化學反應狀態(tài)的變化，進而及時、準確地確定刻蝕終點。由于檢測窗口表面附著的刻蝕副產(chǎn)物對光學信號的吸收，使得透過檢測窗口被檢測到的光學信號強度明顯小于它的實際強度。這個偏差可明顯影響終點監(jiān)測的準確度。

根據(jù)發(fā)明人的上述理論，刻蝕持續(xù)的時間越長，檢測窗口表面累積的刻蝕副產(chǎn)物越厚，終點監(jiān)測的準確度理論上會越差。生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗也與這個推論相符。

基于上述認識和理論，發(fā)明人提出一種新的基片處理設備與方法，其通過在檢測窗口內(nèi)側(cè)的表面形成氣流，防止或減少刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口，以避免或減少刻蝕副產(chǎn)物在檢測窗口的沉積，從而保證終點監(jiān)測的準確性。

圖1是依據(jù)本發(fā)明一個實施例的基片處理設備的結(jié)構(gòu)示意圖。所述基片處理設備可為等離子體刻蝕設備，比如，電容耦合式等離子體設備或電感耦合式等離子體設備。如圖1所示，基片處理設備包括由多個壁21、22與23圍成的反應腔2，其中，壁21為底壁，壁22為側(cè)壁，壁23為頂壁。反應腔2內(nèi)設置有用于固定基片W的基座3、用于引入刻蝕氣體至反應腔2內(nèi)的氣體噴淋頭4，所述氣體噴淋頭4與所述基座3之間為等離子體處理區(qū)域PS?；幚碓O備還可包括等離子體產(chǎn)生裝置，用于將等離子體處理區(qū)域PS的刻蝕氣體解離為等離子體與自由基。到達基片W上表面的等離子體與自由基可將基片W刻蝕成預定的圖案?？涛g所產(chǎn)生的刻蝕副產(chǎn)物與未來得及參與反應的刻蝕氣體會被泵9抽出反應腔2。

反應腔2的壁22上設置有檢測窗口5，用于獲取反應腔2內(nèi)的光學信號，以確定刻蝕終點（何時結(jié)束刻蝕）。為避免或減少刻蝕副產(chǎn)物累積在檢測窗口5上，基片處理設備還設置有環(huán)6與保護氣體入口7。其中，環(huán)6設置在反應腔2內(nèi)，并環(huán)繞等離子體處理區(qū)域PS（即，等離子體處理區(qū)域PS位于環(huán)6內(nèi)）。檢測窗口5所在的壁22與環(huán)6之間形成間隙G。

保護氣體入口7設置在間隙G處，用于引入保護氣體至間隙G內(nèi)。保護氣體可包括氬氣、氦氣或其它不活潑的氣體。自保護氣體入口7進入的保護氣體可在間隙G內(nèi)形成自上而下的氣流（也可稱之為氣幕或保護層），該氣流可避免或減少刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口5。另外，環(huán)6的存在也可減少到達檢測窗口5的刻蝕副產(chǎn)物或等離子體、自由基。

環(huán)6在與檢測窗口5相鄰近的位置處可設置開口65，開口65大小與位置的設置與檢測窗口5處傳感器采集光學信號的角度相關(guān)，以保證在檢測窗口處可充分獲得反應腔內(nèi)的光學信號。

為保護氣體入口7供應氣體的源可包括兩個：用于提供保護氣體的保護氣體源（未圖示），用于提供窗口清洗氣體的窗口清洗氣體源（未圖示）。所述清洗氣體包括氧氣或其它可去除刻蝕副產(chǎn)物的氣體。一控制器（未圖示）可用于控制該兩氣體源與保護氣體入口7的連通狀態(tài)。比如，在刻蝕過程中，可使保護氣體入口7僅被保護氣體源供應保護氣體，以減少副產(chǎn)物在檢測窗口5表面的累積；在窗口清洗階段，可使保護氣體入口7僅被窗口清洗氣體源供應清洗氣體，以清洗檢測窗口5。

圖2是圖1所示設備的變更例。除不包含圖1所示的環(huán)6外，圖2所示設備的結(jié)構(gòu)、工作機理與工作流程與圖1所示設備相同，這里不再贅述。圖2中，雖無部件嚴格約束自保護氣體入口7進入的保護氣體的路徑，但通過設定進入的保護氣體的氣流強度（即，保護氣體的流量），也可保證保護氣體主要沿壁22自上向下流動，藉此可避免或減少刻蝕副產(chǎn)物到達檢測窗口5，進而保證終點檢測的準確性和可靠性。

圖3是基片處理方法的流程圖。圖1與圖2所示設備均可依該方法進行操作。所述方法主要包括以下步驟：

將基片送入由多個壁圍成的反應腔內(nèi)；

向反應腔內(nèi)通入刻蝕氣體，以對基片進行刻蝕；

通過設置在所述壁上的檢測窗口獲取反應腔內(nèi)的光學信號，以確定刻蝕終點；

在刻蝕過程中，在檢測窗口處形成保護氣流，以防止或減少刻蝕氣體或刻蝕副產(chǎn)物接近檢測窗口。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然所述諸多實施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護范圍應以權(quán)利要求書所述為準。