一、背景

       等離子體刻蝕技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，從電容放電等離子體刻蝕發(fā)展到射頻感應(yīng)等離子體刻蝕，再到電子回旋共振和電子束等離子體刻蝕，21世紀(jì)初出現(xiàn)了多頻率CCP刻蝕系統(tǒng)，技術(shù)不斷進(jìn)步以滿足集成電路制造需求。

二、應(yīng)用概述

       等離子體刻蝕技術(shù)在半導(dǎo)體制造中用于制作微米和納米級別的電路和結(jié)構(gòu)。它也用于其他領(lǐng)域，如制造微機電系統(tǒng)（MEMS）、光電子器件、顯示屏和太陽能電池等。

圖1：等離子體刻蝕

       等離子體刻蝕過程中需將硅片表面曝露于氣態(tài)中產(chǎn)生的等離子體，等離子體通過光刻膠中開出的窗口，與硅片發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)（或這兩種反應(yīng)），從而去掉曝露的表面材料。

       只是通過監(jiān)控被刻蝕膜層所含有的元素發(fā)射光譜并不總是能夠準(zhǔn)確地監(jiān)控刻蝕終點：

       1. 通過監(jiān)控刻蝕腔的物質(zhì)的發(fā)光強度變化曲線，找到刻蝕腔體內(nèi)物質(zhì)的發(fā)光強度變化速率的拐點，可以是刻蝕反應(yīng)物，也可以是刻蝕生成物。對特征譜線的時間發(fā)光曲線求導(dǎo)，建立導(dǎo)數(shù)函數(shù)，獲取波峰波谷，判斷刻蝕終點；

       2. 獲取實時的光學(xué)干涉譜線，獲取波峰波谷信號，根據(jù)刻蝕總厚度，刻蝕速率以及刻蝕總周期，對刻蝕工藝進(jìn)行終點控制。

圖2：等離子體刻蝕原理示意圖

圖3：Etching監(jiān)控光譜

三、實驗裝置

       典型配置如下：

四、結(jié)語

       綜上所述，光譜儀在等離子體刻蝕監(jiān)控中扮演著關(guān)鍵角色，它不僅能夠提供實時的等離子體狀態(tài)信息，還能夠幫助進(jìn)行故障診斷、優(yōu)化工藝參數(shù)、控制刻蝕均勻性以及預(yù)防過刻蝕，從而提高刻蝕工藝的整體性能和產(chǎn)品質(zhì)量。