終點檢測

終點檢測是指在乾法刻蝕不同於濕法腐蝕（它對下面的材料沒有好的選擇比）的情況下，需要進行終點檢測來監測刻蝕工藝並停止刻蝕以減小對下面材料的過度刻蝕。

基本介紹

• 中文名：終點檢測
• 外文名：Endpoint detection

終點檢測系統測量一些不同的參量，如刻蝕速率的變化、在刻蝕中被去除的腐蝕產物的類型或在氣體放電中活性反應劑的變化（見圖1）。用於重點檢測的一種方法是光發射譜。這一測量方法集成在刻蝕腔體中以便進行實時監測。

圖1 等離子刻蝕終點檢測

光發射譜

被激發的基發射出的對應於特定材料的一定波長的光（表1）。在氣體輝光放電中被激發的原子或分子所發出的光可用光發射譜來分析，從而鑑別出該元素。發射的光通過一個帶有允許特殊波長的光通過的帶過濾器的探測器，從而鑑別出被刻蝕的材料。在電漿中，發射光的強度與相關元素的相對濃度有關。根據這一點，終點檢測器能檢測出什麼時候刻蝕材料已被刻完並進行下層材料的刻蝕。光發射譜是終點檢測中最常用的一種方法，因為它易於獲得高的靈敏度。

光發射譜也能用來進行刻蝕反應器的診斷。通過對氮的識別可以判斷一個系統是否漏氣。清洗腔體後由於真空不夠而引起的水汽也可以被檢測出來。通過光發射譜不能獲得反應基的絕對濃度。

表1 在電漿刻蝕中被激發的基因的特徵波長

光學反射檢測法

該法檢測基片表面反射光的變化，即反射光隨被刻蝕的膜厚變化而產生周期性的變化，直至刻蝕終了。可以利用部份等離子光射，也可以加入雷射利用干涉原理進行檢測（如圖2）。

圖2 氦-氖雷射束刻蝕終點檢測裝置示意圖

氣體分析法

該方法可直接由電漿採樣或排氣系統附近採樣，通過氣體分析器進行質譜分析，分析反應氣體的組成，或分析所發生的離子的能量（如圖3）。由於該方法需採用差動排氣系統保持濾質器內的高真空，所以裝置比較龐大，是用於對刻蝕反應機構進行科研分析的場合。

圖3 氣體分析法刻蝕終點檢測裝置簡圖

阻抗監控法

阻抗監控法有兩種：一種是測定刻蝕時的電極電壓變化，記觀察阻抗適配情況加以調整。鋁和鉻等金屬刻蝕前後電極電壓變化的幅度較大，容易判別終點。但矽、二氧化矽、氮化矽刻蝕時，電極電壓幾乎不變，很難採用該法判斷終點。實際使用時，往往將發射光譜法和阻抗監控法組合起來（如圖4）。另一種是蘭米探頭法（如圖5）。將探頭插入等離子場中，然後通過監視探頭電流判斷刻蝕終點。

圖4 發射光譜法和組抗監控法組合使用

圖5 蘭米探頭法