[实用新型]一种晶圆温度检测系统

说明书

本实用新型公开了一种晶圆温度检测系统，干法刻蚀过程中检测晶圆温度，属于半导体制造技术领域，包括：光谱接收模块，接收反应腔内反应生成物各元素的发射光谱；光谱收集模块，处理接收的发射光谱以从发射光谱中收集特定元素的发射光谱作为目标发射光谱；光电转换模块，用于通过光电转换将目标发射光谱处理成相应的目标光谱曲线；处理模块，用于根据干法刻蚀设备的刻蚀工序控制光谱收集模块的开关，以及用于处理目标光谱曲线计算出晶圆温度。上述技术方案的有益效果是：可以侦测干法刻蚀过程中晶圆的实际温度，为分析干法刻蚀过程中晶圆的应力变化及线宽控制提供可能性。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种适用于在干法刻蚀过程中检测晶圆温度的晶圆温度检测系统。

背景技术

干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。

干法刻蚀工艺在干法刻蚀设备内完成，待处理的晶圆放置在干法刻蚀设备的反应腔内的静电吸盘上，静电吸盘上设置有加热装置和冷却装置，以使晶圆在刻蚀过程中维持适宜的温度。在干法刻蚀过程中，晶圆上的实际温度会影响晶圆的应力，而晶圆应力的变化会影响晶圆内互连结构的稳定性，因此研究各阶段晶圆的应力变化在半导体制造过程中至关重要。现有技术中，干法刻蚀设备只能侦测静电吸盘上的温度，而没有途径侦测刻蚀过程中晶圆上的实际温度。

发明内容

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种晶圆温度检测系统，适用于在干法刻蚀过程中检测晶圆温度，旨在解决现有技术中，干法刻蚀设备无法侦测刻蚀过程中晶圆的实际温度的问题。本实用新型采用如下技术方案：

一种晶圆温度检测系统，适用于在干法刻蚀过程中检测晶圆温度，干法刻蚀在一干法刻蚀设备的反应腔内进行，所述反应腔内设置有射频发射器，晶圆温度检测系统包括：

光谱接收模块，用于接收所述反应腔内各元素的发射光谱；

光谱收集模块，连接所述光谱接收模块，用于处理接收的所述发射光谱以从所述发射光谱中收集特定元素的所述发射光谱作为目标发射光谱；

光电转换模块，连接所述光谱收集模块，用于通过光电转换将所述目标发射光谱处理成相应的目标光谱曲线；

处理模块，连接所述光电转换模块，用于根据所述干法刻蚀设备的刻蚀工序控制所述光谱收集模块的开关，以及用于处理所述目标光谱曲线计算出晶圆温度。

较佳的，上述晶圆温度检测系统中，所述光谱接收模块为光纤。

较佳的，上述晶圆温度检测系统中，所述光谱收集模块为所述干法刻蚀设备上的光学发射光谱采集设备。

较佳的，上述晶圆温度检测系统中，所述特定元素为刻蚀副产物。

较佳的，上述晶圆温度检测系统中，所述刻蚀工序包括多个物理刻蚀阶段和多个稳定阶段，于所述物理刻蚀阶段内所述射频发生器开启，于所述稳定阶段内所述射频发生器关闭。

较佳的，上述晶圆温度检测系统中，所述处理模块包括：

监听单元，用于监听所述干法刻蚀设备的刻蚀进程并输出监听结果；

处理单元，连接所述监听单元，用于处理所述监听结果，并于所述刻蚀进程进入所述稳定阶段时输出一开启指令至所述光谱收集模块；以及

于所述刻蚀进程进入所述物理刻蚀阶段时输出一关闭指令至所述光谱收集模块。