一种离化率检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种离化率检测装置及方法，涉及微电子加工技术领域，能够准确检测溅射粒子的离化率。该离化率检测装置包括检测晶片和第一直流电源，所述检测晶片上设置有测试孔，所述测试孔底部设置有导电箔，所述导电箔连接所述第一直流电源的负极，所述第一直流电源的正极接地，在连接所述导电箔和所述第一直流电源之间的线路上设有电流检测单元，所述测试孔顶部叠加设置有至少一层第一栅网和至少一层第二栅网，所述第一栅网用于阻挡电子到达所述导电箔，所述第二栅网用于阻挡工作气体离子到达所述导电箔。本发明专利技术用于检测溅射粒子的离化率。

Device and method for detecting ionization rate

The invention discloses a method and a device for detecting the ionization rate, which relates to the technical field of microelectronic processing. The ionization rate detection device comprises a detection chip and the first DC power supply, the detection chip is arranged on the test hole, the test hole is arranged at the bottom part of the conductive foil, the conductive foil is connected to the first DC power supply anode cathode, the first DC power supply grounding in connected between the conductive the foil and the first DC power supply line is provided with a current detecting unit, the test hole at the top of stack is provided with at least one layer of the first grid and at least one layer of the second grid, the first grid for blocking the electron reaches the conductive foil, the second grid for reaching the conductive foil blocking work gas ion. The invention is used for detecting the ionization rate of the sputtered particles.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微电子加工
，尤其涉及一种离化率检测装置及方法。
技术介绍
薄膜工艺包括深孔(槽)填充工艺，具体地，深孔(槽)填充工艺用于实现深宽比比较高的孔(槽)的侧壁和基底部的薄膜覆盖，深孔(槽)填充工艺的难度较高，已经成为业内重点研究的对象。通常通过提高溅射粒子的离化率，然后通过负偏压加速溅射过程中产生的金属离子的方式，提高金属离子的方向性，进而较好地实现深孔(槽)的填充。由以上所述可知，溅射粒子的离化率越高，通过深孔(槽)填充工艺可以填充的孔槽就越深。因此，对溅射粒子的离化率进行准确检测非常重要。现有技术中提供的离化率检测装置如图1所示，在该离化率检测装置中，检测晶片1’上需要检测溅射粒子的离化率的位置处设有测试孔，测试孔下设置有铜箔2’，铜箔2’连接电阻R的一端，电阻R的另一端连接直流电源的负极，直流电源的正极接地，通过与电阻R并联的电压表检测电阻R两端的电压，即可计算得到流经电阻R的电流，从而计算出到达铜箔2’的溅射过程中产生的金属离子数量，进而能够计算出溅射粒子的离化率。但是，本申请的专利技术人发现，到达每一个测试孔下的铜箔2’上的粒子并不全是金属离子，还包含了电子、金属原子、工作气体离子和工作气体原子等。其中，金属原子和工作气体原子呈电中性，对于检测结果无影响。但是，电子和工作气体离子均带有电荷，将严重影响到检测所得的溅射粒子的离化率的精确度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离化率检测装置及方法，用于准确检测溅射粒子的离化率。为达到上述目的，本专利技术提供一种离化率检测装置，采用如下技术方案：一种离化率检测装置包括：检测晶片和第一直流电源，所述检测晶片上设置有测试孔，所述测试孔底部设置有导电箔，所述导电箔连接所述第一直流电源的负极，所述第一直流电源的正极接地，在连接所述导电箔和所述第一直流电源之间的线路上设有电流检测单元，所述测试孔顶部叠加设置有至少一层第一栅网和至少一层第二栅网，所述第一栅网用于阻挡电子到达所述导电箔，所述第二栅网用于阻挡工作气体离子到达所述导电箔。由于本专利技术中提供的离化率检测装置包括叠加设置于测试孔顶部的至少一层第一栅网和至少一层第二栅网，其中，第一栅网用于阻挡电子到达导电箔，第二栅网用于阻挡工作气体离子到达导电箔，从而使得只有溅射过程中产生的金属离子和原子能够到达导电箔，由于不带电的原子对电流检测单元检测出的电流的大小无影响，因此，通过电流检测单元检测出的电流的大小能够准确反映到达导电箔的金属离子的数量，从而使得根据该电流计算得出的溅射粒子的离化率更准确，进而实现了对溅射粒子的离化率的准确检测。此外，本专利技术还提供一种离化率检测方法，该离化率检测方法包括使用以上所述的离化率检测装置检测溅射粒子的离化率，所述离化率检测方法具体包括：在所述第一栅网上施加负电压，在所述第二栅网上施加正电压；通过所述电流检测单元检测所述导电箔和所述第一直流电源之间的电流；根据所述电流计算溅射粒子的离化率。由于本专利技术提供的离化率检测方法中，在第一栅网上施加负电压，在第二栅网上施加正电压，从而使得第一栅网能够阻挡电子到达导电箔，第二栅网能够阻挡工作气体离子到达导电箔，从而使得只有溅射过程中产生的金属离子和原子能够到达导电箔，由于不带电的原子对电流检测单元检测出的电流的大小无影响，因此，通过电流检测单元检测出的电流的大小能够准确反映到达导电箔的金属离子的数量，从而使得根据该电流计算得出的溅射粒子的离化率更准确，进而实现了对溅射粒子的离化率的准确检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的离化率检测装置的示意图；图2为本专利技术实施例中的离化率检测装置的示意图；图3为本专利技术实施例中的测试孔所在位置的截面示意图；图4为本专利技术实施例中的第一栅网对电子和第二栅网对工作气体离子的阻挡过程示意图；图5为本专利技术实施例中的离化率检测方法的流程图。附图标记说明：1—检测晶片；11—测试孔；12—导电箔；2—第一直流电源；3—电流检测单元；4—第一栅网；5—第二栅网；6—第二直流电源；7—第三直流电源；8—绝缘支架；81—第一过孔；82—第二过孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种离化率检测装置，如图2所示，该离化率检测装置包括检测晶片1和第一直流电源2，其中，检测晶片1上设置有测试孔11，测试孔11底部设置有导电箔12，导电箔12连接第一直流电源2的负极，第一直流电源2的正极接地，在连接导电箔12和第一直流电源2之间的线路上设有电流检测单元3，如图3所示，测试孔11顶部叠加设置有至少一层第一栅网4和至少一层第二栅网5，第一栅网4用于阻挡电子e-到达导电箔12，第二栅网5用于阻挡工作气体离子到达导电箔12。其中，测试孔11顶部可以先设置一层或多层第一栅网4(或第二栅网5)，然后再在第一栅网4(或第二栅网5)上方设置一层或多层第二栅网5(或第一栅网4)，也可以第一栅网4和第二栅网5混乱叠加设置，本专利技术实施例对此不进行限定。上述电流检测单元3可以包括电流表，也可以包括电阻R和并联在电阻R两端的电压表，当电流检测单元3包括电流表时，电流表显示的电流值即为导电箔12和第一直流电源2之间的电流，当电流检测单元3包括电阻R和并联在电阻R两端的电压表时，通过电压表显示的电压值除以电阻R的电阻值，则可以得到导电箔12和第一直流电源2之间的电流。示例性地，当使用上述离化率检测装置检测金属铜(Cu)的离化率，工作气体为Ar(Ar主要起起辉作用)时，第一栅网4用于阻挡电子e-到达导电箔12，第二栅网5用于阻挡Ar+到达导电箔12，从而使得只有Cu2+和原子能够到达导电箔12。通常测试孔11的直径为10mm，为了使第一栅网4和第二栅网5完全遮盖住测试孔11，本专利技术实施例中的第一栅网4和第二栅网5的直径需要大于10mm，示例性地，第一栅网4的直径大于等于14mm，第二栅网5的直径大于等于12mm。另外，为了防止第一栅网4和第二栅网5的相互接触对检测结果的影响，本专利技术实施例中优选，第一栅网4和第二栅网5之间的距离大于等于3mm。由于本专利技术实施例中提供的离化率检测装置包括叠加设置于测试孔顶部的至少一层第一栅网4和至少一层第二栅网5，其中，第一栅网4用于阻挡电子到达导电箔12，第二栅网5用于阻挡工作气体离子到达导电箔12，从而使得只有溅射过程中产生的金属离子和原子能够到达导电箔12，由于不带电的原子对电流检测单元3检测出的电流的大小无影响，因此，通过电流检测单元3检测出的电流的大小能够准确反映到达导电箔12的金属离子的数量，从而使得根据该电流计算得出的溅射粒子的离化率更准确，进而实现了对溅射粒子的离化率的准确检测。此外，由于使用本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离化率检测装置，包括检测晶片和第一直流电源，所述检测晶片上设置有测试孔，所述测试孔底部设置有导电箔，所述导电箔连接所述第一直流电源的负极，所述第一直流电源的正极接地，在连接所述导电箔和所述第一直流电源的线路上设有电流检测单元，其特征在于，所述测试孔顶部叠加设置有至少一层第一栅网和至少一层第二栅网，所述第一栅网用于阻挡电子到达所述导电箔，所述第二栅网用于阻挡工作气体离子到达所述导电箔。

【技术特征摘要】
1.一种离化率检测装置，包括检测晶片和第一直流电源，所述检测晶片上设置有测试孔，所述测试孔底部设置有导电箔，所述导电箔连接所述第一直流电源的负极，所述第一直流电源的正极接地，在连接所述导电箔和所述第一直流电源的线路上设有电流检测单元，其特征在于，所述测试孔顶部叠加设置有至少一层第一栅网和至少一层第二栅网，所述第一栅网用于阻挡电子到达所述导电箔，所述第二栅网用于阻挡工作气体离子到达所述导电箔。2.根据权利要求1所述的离化率检测装置，其特征在于，所述测试孔顶部从上至下依次设置有一层所述第一栅网和一层所述第二栅网；所述第一栅网为施加负电压的导电网格；所述第二栅网为施加正电压的导电网格。3.根据权利要求2所述的离化率检测装置，其特征在于，施加在所述第一栅网上的负电压的大小为-10V～-15V；施加在所述第二栅网上的正电压的大小为10V～15V。4.根据权利要求2所述的离化率检测装置，其特征在于，施加在所述第一栅网上的负电压的大小可调；施加在所述第二栅网上的正电压的大小可调。5.根据权利要求2所述的离化率检测装置，其特征在于，所述离化率检测装置还包括第二直流电源和第三直流电源；所述第二直流电源的负极与所述第一栅网连接，所述第二直流电源的正极接地；所述第三直流电源的正极与所述第二栅网连接，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵崇军，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11