专利名称：检测反应腔室内等离子体分布密度的方法
技术领域：
本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种检测反应腔室内等离子体分布密度的方法。
背景技术：
在等离子体环境下进行的半导体硅片加工工艺有很多种，包括刻蚀、物理气相镀膜、 化学气相镀膜等，这些半导体硅片加工工艺都是在等离子体的环境下进行，因此对等离子 体密度以及等离子体密度的均匀性都有较高的要求。在进行半导体硅片加工工艺和硬件的 设计过程中， 一般都要检测半导体硅片加工过程中的等离子体密度的分布情况。
通常使用的可以检测等离子体密度的方法就是使用朗缪探针测量，朗缪探针是根据等 离子体鞘层理论，测量流过加着外加负偏压的探针的电流，计算等离子体的离子密度、电 子密度等。
使用这种方法缺点是需要对探针针尖进行保护，所以一般不会应用于工艺过程中的有 腐蚀性的化学气体形成的等离子体当中，因此只能近似认为用于朗缪探针测试时使用的惰 性气体产生的等离子体分布规律与真正工艺过程等离子体分布规律一致。而且由于探针要 伸入到等离子体中，因此对等离子体会存在一定程度的扰动，因此测量出来的结果与实际 无探针过程测量结果存在偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测方便、检测结果准确的检测反应腔室内等离子体分布密 度的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，包括步骤:
A、 在反应腔室内需检测的位置设置多个检测装置；
B、 通过检测装置检测所在位置的等离子体发射的光谱强度，并通过检测到的光谱强 度，分析反应腔室内等离子体分布密度。
所述的多个检测装置设置在反应腔室内的硅片上表面，用于检测硅片上方空间的等离 子体的密度。
所述的检测装置有5 10个，均布在硅片上表面。
所述的检测装置有5个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中4个均布在硅片的周边 位置。
所述的检测装置有7个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中6个均布在硅片的周边 位置。
所述的检测装置有9个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中8个均布在硅片的周边 位置。
所述的检测装置的上方设有抗等离子体轰击薄膜。 所述的检测装置包括感光元件和数据存储单元。
所述的检测装置检测的信号通过无线系统传输到反应腔室外部的接收装置。 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，由于在反应腔室内需检测的位置设置多个检测装置，然后通过检测装置检测 所在位置的等离子体发射的光谱强度，并通过检测到的光谱强度，分析反应腔室内等离子 体分布密度。检测方便、检测结果准确，主要适用于半导体加工设备的反应腔室，也适用 于其它在等离子体环境下进行工艺的腔室。
图l为本发明的检测方法中，检测装置布置的立面示意图2为本发明的检测方法中，检测装置布置的平面示意图一；
图3为本发明的检测方法中，检测装置布置的平面示意图二。
具体实施例方式
本发明的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，这里的反应腔室主要指半导体硅 片加工设备的反应腔室，也可以是其它的反应腔室，工艺气体在反应腔室内被电离成等离 子体，对半导体硅片进行刻蚀等加工工艺。由于处于等离子状态下，粒子会不断从一个能 级跃迁到另一个能级，从而向外辐射光谱。因此光谱强度的高低可以衡量等离子体的状 态。本发明就是要测量在硅片范围内等离子体发射光谱强度的分布，从而衡量在硅片范围 内等离子体分布的情况。
其较佳的具体实施方式
如图l所示，包括
步骤l、在反应腔室内需检测的位置设置多个检测装置2;
步骤2、通过检测装置检测所在位置的等离子体发射的光谱强度，并通过检测到的光谱强度，分析反应腔室内等离子体分布密度。
步骤1中，多个检测装置2最好设置在反应腔室内的硅片1的上表面，用于检测硅片l上 方空间的等离子体的密度。根据需要也可以设置在其它的位置。检测装置2的数量最好为有 5 10个，也可以是其它的数量，均布在硅片l的上表面，可以是5、 7、 9个等优选的数量。
如图2、图3所示，其中1检测装置2个布置在硅片1的中央部位；其余的均布在硅片l的 周边位置。
检测装置2的上方最好设置抗等离子体轰击薄膜3。 上述的检测装置包括感光元件和数据存储单元。
具体的设置方式是，将感光元件固定于正常的硅片表面，通常的感光器件可以选择一 定大小的CCD阵列(Charge Coupled Device:电荷耦合单元，将光学信号转为电学信号的 单元)，即将腔室内等离子的发射光谱信号转换为电信号，从而确认在每个CCD可以检测到 的方向上光信号的强度，并配合小型的存储单元，将他们固定于正常硅片表面，由于这样 的单元体积一般较小，可以在硅片表面放置多组。从而判断在整个硅片表面等离子体光谱 强度的分布。为了避免这样的电子器件被等离子体轰击，要在这些器件上面镀上一层绝缘 并透明的膜，用于抵抗等离子体的轰击，就可以通过检测装置对硅片加工过程中的等离子 体发射的光谱强度了。
测量完毕后，从数据存储单元中读出这次工艺中等离子体的发射光谱的强度，并分析 等离子体分布的密度。可以看到硅片上方的不同位置，包括各种反应腔室内硬件不对称的 位置等离子体密度。可以从空间上看到等离子体的变化情况，从等离子体发射光谱的强度 在空间上的分布确定各处等离子体的光学信息。
检测装置检测的信号还可以通过无线系统传输到反应腔室外部的接收装置。这样做到 可以观察实时的等离子体发射谱线的变化情况。
使用本发明可以更直观的观察等离子体的状态，从而为诊断和硬件设计提出直接的数 据。也可以确定腔室中是否有打火现象发生，现有技术中观察腔室内的打火现象通常是通 过观察匹配器内调节电容的位置、等离子体的平均发射谱线强度、或打开腔室后观察硬件 各处是否有异常现象来判断。而使用本发明观察光信号强弱及位置，就可以直观的判断出 腔室内什么位置发生打火的现象。
主要适用于半导体加工设备的反应腔室，也适用于其它在等离子体环境下进行工艺的 腔室。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，包括步骤A、在反应腔室内需检测的位置设置多个检测装置；B、通过检测装置检测所在位置的等离子体发射的光谱强度，并通过检测到的光谱强度，分析反应腔室内等离子体分布密度。
2、 根据权利要求l所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的多个检测装置设置在反应腔室内的硅片上表面，用于检测硅片上方空间的等离子体的 密度。
3、 根据权利要求2所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的检测装置有5 10个，均布在硅片上表面。
4、 根据权利要求3所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的检测装置有5个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中4个均布在硅片的周边位置。
5、 根据权利要求3所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的检测装置有7个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中6个均布在硅片的周边位置。
6、 根据权利要求3所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的检测装置有9个，其中l个布置在硅片的中央部位；其中8个均布在硅片的周边位置。
7、 根据权利要求2至6所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在 于，所述的检测装置的上方设有抗等离子体轰击薄膜。
8、 根据权利要求1至6所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在 于，所述的检测装置包括感光元件和数据存储单元。
9、 根据权利要求l所述的检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，其特征在于，所 述的检测装置检测的信号通过无线系统传输到反应腔室外部的接收装置。
全文摘要
本发明公开了一种检测反应腔室内等离子体分布密度的方法，首先在反应腔室内的硅片上表面设置多个检测装置，然后在检测装置的上方设有抗等离子体轰击薄膜，检测装置包括感光元件和数据存储单元。然后通过检测装置检测硅片上方的等离子体发射的光谱强度，并通过检测到的光谱强度分析反应腔室内硅片上方的等离子体分布密度。检测方便、检测结果准确，主要适用于半导体加工设备的反应腔室，也适用于其它在等离子体环境下进行工艺的腔室。
文档编号H01J37/244GK101206990SQ200610169568
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者卓 陈 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司