【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路制造，特别涉及一种刻蚀终点检测装置及方法。
技术介绍
1、刻蚀是用化学或物理方法有选择地从基板表面去除不需要的材料的过程，是半导体制造工艺中重要的一个步骤。一般地，刻蚀方法包括干法刻蚀和湿法刻蚀，干法刻蚀包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程，湿法刻蚀利用溶液与待刻蚀材料(如感光膜或金属膜)之间的化学反应来去除待刻蚀材料，具有选择性好、重复性好、生产效率高、设备简单、成本低的优点，在半导体工艺中有着广泛应用。
2、现有湿法刻蚀普遍采用旋转刻蚀工艺，旋转刻蚀过程中，将需要进行刻蚀处理的基板置于载台上，之后旋转载台带动基板旋转，同时向基板喷洒刻蚀液，从而将基板上的待刻蚀材料去除。一般地，为了确保待刻蚀材料完全去除，且避免出现过刻蚀，需要在刻蚀过程中进行刻蚀终点检测以控制刻蚀时间，及时停止刻蚀。
3、目前，普遍采用终点侦测机检测刻蚀终点，终点侦测机利用反射、透射原理检测刻蚀终点。由于不同材料层的反射率不同，且材料层与基板的反射率也不同，所以，在刻蚀过程中，随材料层逐渐被刻蚀，材料层的反光率逐渐发生变化，从而可以根据材料层反射的光信号判断是否达到刻蚀终点。以刻蚀金属膜为例，通常，光几乎不能通过金属膜，金属膜会反射一部分光，所以可以使用终点侦测机的传感器测量金属膜反射的光，当终点侦测机接收从金属膜反射的光信号时,判定为未达到蚀刻终点。当金属膜被完全刻蚀时，光信号只测定透光基板的反射，终点侦测机接收到的反射的光信号发生变化，判断达到蚀刻终点，停止蚀刻。终点侦测机可
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种刻蚀终点检测装置及方法，以解决现有终点侦测机存在的容易出现误判，检测准确性低的技术问题。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提供一种刻蚀终点检测装置，包括：光源、第一孔板、光分离器、第一聚焦透镜、第二孔板、第二聚焦透镜、第一光检测器、第二光检测器和控制器，所述光源、所述第一聚焦透镜、所述第一孔板、所述光分离器和所述第二聚焦透镜沿第一方向依次设置，所述第二孔板沿与所述第一方向垂直的第二方向与所述光分离器相邻设置，所述第一光检测器与所述光分离器相邻设置，所述第二光检测器与所述第二孔板相邻设置，所述控制器分别与所述第一光检测器和所述第二光检测器连接；
3、所述光源提供的入射光经所述第一聚焦透镜聚焦到所述第一孔板上的第一微孔中，从所述第一微孔出射的光入射到所述光分离器，所述光分离器将所述入射光分离为透射光和第一反射光，所述透射光经所述第二聚焦透镜聚焦后照射基板并经所述基板反射后得到第二反射光，所述第二反射光通过第二聚焦透镜和所述光分离器时产生第三反射光，所述第三反射光照射所述第二孔板，通过所述第二孔板上的第二微孔的所述第三反射光的光量随所述基板上待刻蚀的材料层的厚度变化而变化；
4、所述第二光检测器接收通过所述第二微孔的所述第三反射光的光信号，所述第一光检测器接收所述第一反射光的光信号，所述控制器根据所述第一光检测器和所述第二光检测器检测到的所述第一反射光的光信号强度变化和所述第三反射光的光信号强度变化确定刻蚀终点。
5、上述的刻蚀终点检测装置通过光分离器将光源提供的入射光分离为透射光和第一反射光，第一反射光射入第一光检测器，透射光经基板反射后得到第二反射光，第二反射光进一步通过光分离器分离形成第三反射光照射第二孔板，通过第二孔板上的第二微孔的第三反射光的光量随基板上待刻蚀的材料层的厚度变化而变化，通过第二微孔的第三反射光射入第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器分别在刻蚀过程中实时检测第一反射光和通过第二微孔的第三反射光的光信号并发送至控制器，控制器根据接收到的第一反射光的光信号强度变化(入射光变化)和第三反射光的光信号强度变化(射出光变化)确定刻蚀终点。上述的刻蚀终点检测装置通过第一反射光和通过第二微孔的第三反射光的光信号强度变化确定刻蚀终点，其中，通过第二微孔的第三反射光的光信号强度随基板上待刻蚀的材料层的厚度变化而变化，第一反射光来自于光源发射的入射光，第一反射光的光信号强度随光源的光信号强度变化而变化，将通过第二微孔的第三反射光的光信号强度与第一反射光的光信号强度相结合来确定刻蚀终点能够确保刻蚀终点的判断不受光源的光信号强度波动的影响，从而可以有效避免因光源的光信号强度变化而造成刻蚀终点误判。因此，上述的刻蚀终点检测装置能够有效避免因入射光的光信号波动而造成刻蚀终点误判，具有刻蚀终点检测准确性高的有益效果。
6、在其中一个实施例中，所述基板至少包括所述待刻蚀的材料层，所述待刻蚀的材料层设置在所述第二聚焦透镜的聚焦面上，以所述第二聚焦透镜的中心为基准，所述第二聚焦透镜的中心到所述第一孔板的光轴距离为第一距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述聚焦面之间的光轴距离为第二距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述第二孔板之间的光轴距离为第三距离，所述第一距离、所述第二距离和所述第三距离三者相等。
7、在其中一个实施例中，所述控制器被配置为根据所述第一光检测器和所述第二光检测器检测到的所述第一反射光的光信号强度和所述第三反射光的光信号强度计算所述基板的反射率，并将计算得到的所述基板的反射率与预设的反射率设定值进行比较，当所述基板的反射率达到所述反射率设定值时，确定到达刻蚀终点；
8、所述反射率设定值为所述透射光照射到所述聚焦面时，所述控制器根据所述第一光检测器和所述第二光检测器检测到的所述第一反射光的光信号强度和所述第三反射光的光信号强度计算得到的所述基板的反射率。
9、在其中一个实施例中，
10、所述待刻蚀的材料层为感光膜，所述反射率设定值不小于10％；
11、或，
12、所述待刻蚀的材料层为金属膜，所述反射率设定值不大于8％。
13、在其中一个实施例中，
14、所述光分离器的透射率和反射本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种刻蚀终点检测装置，其特征在于，包括：光源、第一孔板、光分离器、第一聚焦透镜、第二孔板、第二聚焦透镜、第一光检测器、第二光检测器和控制器，所述光源、所述第一聚焦透镜、所述第一孔板、所述光分离器和所述第二聚焦透镜沿第一方向依次设置，所述第二孔板沿与所述第一方向垂直的第二方向与所述光分离器相邻设置，所述第一光检测器与所述光分离器相邻设置，所述第二光检测器与所述第二孔板相邻设置，所述控制器分别与所述第一光检测器和所述第二光检测器连接；
2.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述基板至少包括所述待刻蚀的材料层，所述待刻蚀的材料层设置在所述第二聚焦透镜的聚焦面上，以所述第二聚焦透镜的中心为基准，所述第二聚焦透镜的中心到所述第一孔板的光轴距离为第一距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述聚焦面之间的光轴距离为第二距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述第二孔板之间的光轴距离为第三距离，所述第一距离、所述第二距离和第三距离三者相等。
3.根据权利要求2所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述第一光检测器和所述第二光检测器检测到的所述第一反
4.根据权利要求3所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，
5.根据权利要求1至4任一项所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，
6.根据权利要求1至4任一项所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述第一光检测器和所述第二光检测器采用光电二极管或光增倍管。
7.根据权利要求1至4任一项所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述第一微孔和所述第二微孔的孔径均不大于5mm，所述第一微孔和所述第二微孔的孔径相同。
8.一种刻蚀终点检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，根据检测到的所述第一反射光的光信号的光信号强度变化和所述第三反射光的光信号强度变化确定刻蚀终点的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种刻蚀终点检测装置，其特征在于，包括：光源、第一孔板、光分离器、第一聚焦透镜、第二孔板、第二聚焦透镜、第一光检测器、第二光检测器和控制器，所述光源、所述第一聚焦透镜、所述第一孔板、所述光分离器和所述第二聚焦透镜沿第一方向依次设置，所述第二孔板沿与所述第一方向垂直的第二方向与所述光分离器相邻设置，所述第一光检测器与所述光分离器相邻设置，所述第二光检测器与所述第二孔板相邻设置，所述控制器分别与所述第一光检测器和所述第二光检测器连接；
2.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述基板至少包括所述待刻蚀的材料层，所述待刻蚀的材料层设置在所述第二聚焦透镜的聚焦面上，以所述第二聚焦透镜的中心为基准，所述第二聚焦透镜的中心到所述第一孔板的光轴距离为第一距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述聚焦面之间的光轴距离为第二距离，所述第二聚焦透镜的中心到所述第二孔板之间的光轴距离为第三距离，所述第一距离、所述第二距离和第三距离三者相等。
3.根据权利要求2所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述控制器被配置为根据所述第一光检测器和所述第二光检测器检...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，金钟洙，车翰宣，
申请(专利权)人：上海传芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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