一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统技术方案

本实用新型专利技术教示一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统。包括，等离子刻蚀腔、控制中心及膜厚量测机，等离子刻蚀腔内设有用于承载监控片的下电极组件和位于下电极组件上方的上电极组件，上电极组件连接气体输入管路；上电极组件包括喷头以及与喷头相匹配组装的盖组件；气体输入管路与上电极组件的所述盖组件相连通；膜厚量测机的测量端设置于等离子刻蚀腔中；控制中心与膜厚量测机相连，用于接收监控片中各所述监测点的位置信息和厚度数据，并以此分析判断是否达到停机条件。利用本实用新型专利技术的技术方案，能够准确的监测喷头异常状况，并根据监测结果实现对等离子体刻蚀机台的控制，实现即时停机，从而降低晶圆的报废，提高产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统
本技术涉及一种半导体制造领域，特别是涉及一种等离子刻蚀的喷头异常监测系统。
技术介绍
在半导体制造领域，随着器件的特征尺寸不断变小，对等离子刻蚀精度的要求也越来越高，多孔性喷头作为等离子体刻蚀机中的关键部件，对于等离子体刻蚀的精度有重要影响。在等离子体刻蚀过程中，由于多孔性喷头长时间与等离子体作用，喷头中的孔洞会发生变形，出现扩孔或者本体脱胶的情况，刻蚀气体就无法以垂直方式均匀流到晶圆相对应的位置，就会出现有区域刻蚀气体变多或变少的情况，出现刻蚀不足(underetch)，过度刻蚀(overetch)的情况，都是让晶圆产生极大的损失，影响产品的良率，尤其是在高深宽比的制程上，影响更是难以估量。为了控制产品的良率，对于多孔性喷头的异常监测就显得尤为重要，现有技术中监测多孔性喷头的方法是聚合物反应测试(Polymerdumptest)，即在等离子体刻蚀机台每次保养或者打开反应室时，利用经过多孔性喷头的气体与动能的反应在监控片(例如裸硅片)上沉积聚合物，人为用肉眼来判断多孔性喷头的异常状态。如图1所示，可以将多孔性喷头31’分为中心区域(center)和边缘区域(donuttoedge)，这主要是因为在所述喷头31’没有出现异常的时候，也即所述喷头的中心区域和边缘区域均没有异常时，沉积到监控片2’上的聚合物5’形状是圆形；当所述喷头31’的边缘区域出现异常(存在变形区块311’)时，沉积在所述监控片2’上的所述聚合物5’的形状不再是一个圆形，而是边缘存在突出的异常聚合物6’，据此来判断所述喷头31’边缘区域出现异常；而当所述喷头31’的中心区域出现异常时，由于的孔洞与孔洞之间距离相对较近，经过所述喷头31’中心区域孔洞汇集到所述监控片2’中心区域的气体很密集，所以当所述喷头31’中心区域的所述变形区块311’的形变不大时，沉积到所述监控片2’中心区域的所述聚合物5’的形状也是如图1所示的圆形，而且忧郁所述变形区块311’流出的气体会被所述喷头31’中心区域的其它正常部位的气体覆盖，沉积到所述监控片2’中心区域的所述聚合物5’的均匀性差异也不明显，人为用肉眼判断颜色的色差相当不易。因而，现有技术中的聚合物反应测试，存在以下几个不足之处：①因为每个人的判断标准不同，而有结果上的分歧。②聚合物反应测试主要针对多孔性喷头边缘出现异常的情况比较有效，对多孔性喷头中心区域的异常情况判断很不理想。③聚合物反应测试只能在机台异常处理，产品良率异常以及机台保养开腔时才能测试，对产品的影响范围比较大。因此，如何即时有效监控等离子体刻蚀机台中喷头的异常，根据喷头的异常实现即时停机，从而降低晶圆的报废，提高产品良率成为本领域技术人员亟需解决的一个重要技术问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统，用于解决现有技术中等离子蚀刻的喷头异常监测方法-聚合物反应测试中，人为判断时因每个人的判断标准不同，而有结果上的分歧的问题；用于解决现有技术中，聚合物反应测试主要针对多孔性喷头边缘出现异常的情况比较有效，对多孔性喷头中心区域的异常情况判断很不理想的问题；用于解决现有技术中聚合物反应测试只能在机台异常处理，产品良率异常以及机台保养开腔时才能测试，对产品的影响范围比较大的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统，所述喷头异常监测系统包括：等离子刻蚀腔、控制中心及膜厚量测机，所述等离子刻蚀腔内设置有用于承载监控片的下电极组件和位于所述下电极组件上方的上电极组件，所述上电极组件连接气体输入管路，用于提供聚合物反应测试的沉积气体；所述上电极组件包括喷头以及与所述喷头相匹配组装的盖组件；所述气体输入管路与所述上电极组件的所述盖组件相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头输送进所述等离子体刻蚀腔中，以便于所述监控片的上表面形成聚合物；所述膜厚量测机的测量端设置于所述刻蚀腔中，用于获得所述监控片中各监测点位置的所述监控片的厚度及所述监控片和所述聚合物的总厚度；所述控制中心与所述膜厚量测机相连，用于接收所述监控片中各所述监测点的位置信息和厚度数据，并以此分析判断是否达到停机条件。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述气体输入管路包括外管路和内管路；所述外管路与所述盖组件相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头的中心区域输送进所述等离子刻蚀腔中；所述内管路与所述盖组件的相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头的边缘区域输送进所述等离子刻蚀腔中。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述控制中心定义所述监控片包括若干分区；在每个分区内设置有若干所述监测点。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述监控片包括多个分区，以所述监控片中心为圆心，从圆心到圆周沿半径方向依次包括第一分区、第二分区及第三分区，其中，所述第一分区的形状为圆形，所述第二分区和所述第三分区的形状为圆环形；在每个分区内分别设置若干所述监测点。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述第一分区包括3个或3个以上的所述监测点，均匀分布在中心圆上，所述第一分区内所述监测点到所述圆心的距离相等；所述第二分区及在所述第二分区外围的其他分区包括3个或3个以上的所述监测点，每个圆环形分区中的所述监测点均匀分布在所属分区对应的圆环区内，并且与所述圆心的距离相等。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述监控片包括多个相等的扇区；在每个扇区分别设置若干所述监测点。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，任意一个扇区都设置有3个或3个以上的所述监测点，分布在所述扇区对称轴所在的半径上，位于所述扇区顶点处的所述监测点共属于其他扇区。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述喷头的直径小于所述监控片的直径。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述监控片包含硅片晶圆。作为本技术上述的喷头异常监测系统的改进，所述硅片晶圆的直径包括300毫米。本技术提供一种使用上述等离子蚀刻的喷头异常监测系统进行等离子蚀刻的喷头异常监测的方法，所述等离子蚀刻的喷头异常监测方法至少包括：将监控片固定于等离子体刻蚀机的下电极组件上，并确定所述监控片上的复数个监测点的位置；经喷头流出聚合物反应测试的沉积气体，所述沉积气体沉积在所述监控片上，以形成聚合物；分别获得所述监控片中各所述监测点处的所述聚合物的厚度，并将所述聚合物的厚度数据上传到控制中心，根据所述聚合物的厚度数据来判断是否达到停机条件；当达到停机条件，所述控制中心控制所述等离子刻蚀机即时停机。作为本技术上述的喷头异常监测方法的改进，获得所述监控片中各所述监测点位置的所述聚合物的厚度的步骤包括：所述聚合物形成之前，使用膜厚量测机测量所述监控片中各所述监测点处的所述监控片的厚度，并将各所述监测点处的位置信息和厚度数据上传到所述控制中心，作为前值；所述聚合物形成之后，使用所述膜厚量测机测量所述监控片中各监测点处的所述监控片和所述聚合物的总厚度，并将各所述监测点处的位置信息和厚度数据上传到所述控制中心，作为后值；使用所述后值中的厚度数据减去所述前值中的厚度数据，以获得所述监控片中各所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统，其特征在于，包括：等离子刻蚀腔、控制中心及膜厚量测机，所述等离子刻蚀腔内设有用于承载监控片的下电极组件和位于所述下电极组件上方的上电极组件，所述上电极组件连接气体输入管路，用于提供聚合物反应测试的沉积气体；所述上电极组件包括喷头以及与所述喷头相匹配组装的盖组件；所述气体输入管路与所述上电极组件的所述盖组件相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头输送进所述等离子刻蚀腔中，以便于所述监控片的上表面形成聚合物；所述膜厚量测机的测量端设置于所述等离子刻蚀腔中，用于获得所述监控片中各监测点位置的所述监控片的厚度及所述监控片和所述聚合物的总厚度；所述控制中心与所述膜厚量测机相连，用于接收所述监控片中各所述监测点的位置信息和厚度数据，并以此分析判断是否达到停机条件。

【技术特征摘要】
1.一种等离子蚀刻的喷头异常监测系统，其特征在于，包括：等离子刻蚀腔、控制中心及膜厚量测机，所述等离子刻蚀腔内设有用于承载监控片的下电极组件和位于所述下电极组件上方的上电极组件，所述上电极组件连接气体输入管路，用于提供聚合物反应测试的沉积气体；所述上电极组件包括喷头以及与所述喷头相匹配组装的盖组件；所述气体输入管路与所述上电极组件的所述盖组件相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头输送进所述等离子刻蚀腔中，以便于所述监控片的上表面形成聚合物；所述膜厚量测机的测量端设置于所述等离子刻蚀腔中，用于获得所述监控片中各监测点位置的所述监控片的厚度及所述监控片和所述聚合物的总厚度；所述控制中心与所述膜厚量测机相连，用于接收所述监控片中各所述监测点的位置信息和厚度数据，并以此分析判断是否达到停机条件。2.根据权利要求1所述的喷头异常监测系统，其特征在于，所述气体输入管路包括外管路和内管路，所述外管路与所述盖组件相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头的中心区域输送进所述等离子刻蚀腔中；所述内管路与所述盖组件的相连通，用于将所述沉积气体经由所述喷头的边缘区域输送进所述等离子刻蚀腔中。3.根据权利要求1所述的喷头异常监测系统，其特征在于，所述控制中心定义所述监控片包括若干分区；在每个分区内设置有若干所述监测点...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34