一种诊断射频等离子体模式转变的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种诊断射频等离子体模式转变的方法，包括一等离子体和一增强电荷耦合器件相机，包括以下步骤：步骤S1、所述等离子体根据一脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；步骤S2、所述增强电荷耦合器件相机在一脉冲触发信号的作用下触发快门，并拍摄所述步骤S1中的所述等离子体的放电过程；其中，所述步骤S1中，所述工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式；所述步骤S1的所述脉冲调制信号与所述步骤S2中的所述脉冲触发信号为时间同步的信号。还涉及一种诊断射频等离子体模式转变的的系统。其优点在于，通过使脉冲调制信号与脉冲触发信号为同步信号，使得ICCD相机能够仅在等离子体进行放电时进行拍摄，获取等离子体的放电过程及形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种诊断射频等离子体模式转变的方法及其系统
本专利技术涉及干法刻蚀
，尤其涉及一种诊断射频等离子体模式转变的方法及其系统。
技术介绍
在对半导体晶圆进行干法刻蚀时，主要采用射频辉光等离子体刻蚀。但是射频辉光等离子体刻蚀存在一些缺陷，如随着等离子体(Plasma)的放电强度的提高或者晶圆表面有导电物体，等离子体的放电会从大面积均匀的ALPHA模式转变到GAMMA模式，且这一转变是在瞬间完成，无法观察到这一转变过程。此外，即使使用高速电荷耦合器件(Charge-CoupledDevice，CCD)相机，由于曝光时间的限制，也无法观察到转变的全过程以及相应的形貌。因此，亟需一种能够观察并诊断射频辉光放电模式转变的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种诊断射频等离子体模式转变的方法及其系统。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种诊断射频等离子体模式转变的方法，包括一等离子体和一增强电荷耦合器件(IntensifiedCharge-CoupledDevice，ICCD)相机，包括以下步骤：步骤S1、所述等离子体根据一脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；步骤S2、所述增强电荷耦合器件相机在一脉冲触发信号的作用下触发快门，并拍摄所述步骤S1中的所述等离子体的放电过程；其中，所述步骤S1中，所述工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式；所述步骤S1的所述脉冲调制信号与所述步骤S2中的所述脉冲触发信号为时间同步的信号。优选地，在所述步骤S2中，所述增强电荷耦合器件相机的拍摄模式为叠加模式。优选地，在所述步骤S2中，所述增强电荷耦合器件相机的曝光时间为0.5ns～100ns。优选地，还包括：步骤A1、一信号发生器(Waveformgenerator)同时向一功率放大器(PowerAmplifier)和所述增强电荷耦合器件相机输出一脉冲信号；步骤A2、所述功率发生器根据所述脉冲信号向所述等离子体输出一脉冲调制信号；步骤A3、所述增强电荷耦合器件相机根据所述脉冲信号形成一脉冲触发信号。优选地，在所述步骤S2中，包括：步骤S21、所述增强电荷耦合器件相机接收所述脉冲触发信号；步骤S22、一示波器(Oscilloscope)将所述脉冲触发信号与所述脉冲调制信号进行对比，若所述脉冲触发信号与所述脉冲调制信号相同，继续下一步骤，反之，重复步骤S21；步骤S23、触发所述增强电荷耦合器件相机的快门，并拍摄所述步骤S1中的所述等离子体的放电过程。还提供一种诊断射频等离子体模式转变的系统，包括：一等离子体，所述等离子体用于根据一脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；一增强电荷耦合器件相机，所述增强电荷耦合器件相机用于在一脉冲触发信号的作用下拍摄所述等离子体的放电过程；其中，所述脉冲调制信号和所述脉冲触发信号为时间同步的信号；所述工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式。优选地，还包括：一功率放大器，所述功率放大器与所述等离子体进行信号连接，所述功率放大器用于向所述等离子体输出所述脉冲调制信号。优选地，还包括：一信号发生器，所述信号发生器分别与所述增强电荷器件相机和所述功率放大器进行信号连接，所述信号发生器用于分别向所述增强电荷器件相机和所述功率放大器同时输出一脉冲信号。优选地，还包括：一示波器，所述示波器分别与所述增强电荷耦合器件相机和所述功率放大器进行信号连接，所述示波器用于显示并对比所述脉冲触发信号和所述脉冲调制信号。本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：本专利技术的一种诊断射频等离子体模式转变的方法及系统，通过使脉冲调制信号与脉冲触发信号为同步信号，使得ICCD相机能够仅在等离子体进行放电时进行拍摄，获取等离子体的放电过程及形貌，精确获取等离子体由ALPHA模式放电到GAMMA模式放电的转变。附图说明图1是本专利技术的一个示意性实施例的诊断射频等离子体模式转变的方法流程图。图2是本专利技术的一个示意性实施例的诊断射频等离子体模式转变的方法信号同步的流程图。图3是本专利技术的一个优选实施例的诊断射频等离子体模式转变的方法步骤S2的流程图。图4是本专利技术的一个示意性实施例的诊断射频等离子体模式转变的系统的结构框架图。图5是本专利技术的一个优选实施例的诊断射频等离子体模式转变的系统的结构图。其中的附图标记为：功率放大器1；增强电荷耦合器件相机2；等离子体3；信号发生器4；示波器5；匹配网络6；控制装置7；电压探头8。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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动的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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。本专利技术的诊断射频等离子体模式转变的方法的一个示意性实施例，包括等离子体和ICCD相机，等离子体用于进行辉光放电，ICCD相机用于拍摄等离子体辉光放电过程，其工作流程如图1所示，包括以下步骤：步骤S1、等离子体根据脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；步骤S2、ICCD相机在脉冲触发信号的作用下触发快门，并拍摄步骤S1中等离子体的放电过程。具体的，为了能够捕捉到等离子体的放电模式转变过程，等离子体的工作模式为等离子体的工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式。并且，为了能够获取该等离子体的放电转变过程，ICCD相机触发快门的时机需要与等离子体放电的时机同步，即脉冲调制信号与脉冲触发信号为时间同步的信号。采用上述技术方案，通过将脉冲触发信号与脉冲调制信号进行同步，使得等离子体接收到脉冲调制信号在ALPHA模式和GAMMA模式共存的模式下进行放电时，ICCD相机能够实时同步拍摄等离子体的放电过程。进一步地，为了确保ICCD相机能够精确捕捉等离子体的放电模式转变过程，ICCD相机的曝光时间控制在5ns～100ns，并且ICCD相机拍摄模式为叠加模式。ICCD相机进行叠加模式拍摄的优势在于，ICCD相机能够多次触发快门，观察不同时间段内的等离子体放电形貌。通过ICCD相机的短爆光时间以及可叠加图像，解决了现有技术中无法捕捉射频等离子体模式转变过程的问题，从而放置干法刻蚀工艺中打弧(Arcing)现象的发生。进一步地，为了实现脉冲调制信号和脉冲触发信号的同步，如图2所示，本专利技术的诊断射频等离子体模式转变的方法还包括以下步骤：步骤A1、使用信号发生器同时向一功率放大器和ICCD相机输出脉冲信号；步骤A2、功率放大器根据接收到的脉冲信号向等离子体输出脉冲调制信号；步骤A3、ICCD相机根据接收到的脉冲信号形成脉冲触发信号。上述步骤A1～A3在步骤S1之前进行。利用信号发生器同时向功率放大器和ICCD相机输出脉冲信号，确保功率放大器输出的脉冲调制信号和ICCD相机的脉冲触发信号同步，进而确保等离子体在放电时，ICCD相机能够同步拍摄等离子体的放电过程。进一步地，为了确保ICCD相机仅在等离子体放电时进行拍摄，本专利技术的诊断射频等离子体模式转变的方法还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，包括一等离子体和一增强电荷耦合器件相机，包括以下步骤：步骤S1、所述等离子体根据一脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；步骤S2、所述增强电荷耦合器件相机在一脉冲触发信号的作用下触发快门，并拍摄所述步骤S1中的所述等离子体的放电过程；其中，所述步骤S1中，所述工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式；所述步骤S1的所述脉冲调制信号与所述步骤S2中的所述脉冲触发信号为时间同步的信号。

【技术特征摘要】
1.一种诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，包括一等离子体和一增强电荷耦合器件相机，包括以下步骤：步骤S1、所述等离子体根据一脉冲调制信号在一工作模式下进行放电；步骤S2、所述增强电荷耦合器件相机在一脉冲触发信号的作用下触发快门，并拍摄所述步骤S1中的所述等离子体的放电过程；其中，所述步骤S1中，所述工作模式为ALPHA模式和GAMMA模式共存的工作模式；所述步骤S1的所述脉冲调制信号与所述步骤S2中的所述脉冲触发信号为时间同步的信号。2.根据权利要求1所述的诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述增强电荷耦合器件相机的拍摄模式为叠加模式。3.根据权利要求1所述的诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述增强电荷耦合器件相机的曝光时间为0.5ns～100ns。4.根据权利要求1所述的诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，还包括：步骤A1、一信号发生器同时向一功率发生器和所述增强电荷耦合器件相机输出一脉冲信号；步骤A2、所述功率发生器根据所述脉冲信号向所述等离子体输出一脉冲调制信号；步骤A3、所述增强电荷耦合器件相机根据所述脉冲信号形成一脉冲触发信号。5.根据权利要求1所述的诊断射频等离子体模式转变的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，包括：步骤S21、所述增强电荷耦合器件相机获取所述脉冲触发信号；步骤S22、一示波器将所述脉冲触发信号与所述脉冲调制信号进行对比，若所述脉冲触发信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，孙磊，李全波，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31