本發(fā)明涉及半導(dǎo)體刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)，尤其涉及一種抗干擾集成式刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備是半導(dǎo)體制造過(guò)程中用于監(jiān)控和檢測(cè)刻蝕工藝終點(diǎn)的設(shè)備。刻蝕是制造半導(dǎo)體芯片的關(guān)鍵步驟之一，主要通過(guò)化學(xué)或物理手段從晶圓表面去除特定材料層。在這個(gè)過(guò)程中，準(zhǔn)確地確定刻蝕的終點(diǎn)至關(guān)重要，過(guò)刻蝕或欠刻蝕都會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的作用就是在刻蝕過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控刻蝕的進(jìn)度，并準(zhǔn)確判斷刻蝕何時(shí)達(dá)到目標(biāo)層，確保停止刻蝕的時(shí)機(jī)精確無(wú)誤?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)方法有iep(interferometry?end?point，激光干涉法)和oes(optical?emission?spectroscopy，光學(xué)發(fā)射光譜法)，對(duì)應(yīng)于iep有干涉法刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，對(duì)應(yīng)于oes有光譜法刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，這兩種設(shè)備分別適用于在不同的工藝場(chǎng)景下使用。

2、其中，iep使用場(chǎng)景如下：氙燈光源通過(guò)光纖連接到iep探頭，該探頭位于刻蝕腔體的頂部上方。氙燈光源發(fā)射的光通過(guò)光纖傳輸至探頭，然后照射到晶圓表面；晶圓表面反射回來(lái)的光被iep探頭收集，然后再通過(guò)光纖傳輸?shù)焦庾V模組，光譜模組對(duì)接收到的反射光進(jìn)行分光處理，并對(duì)分光處理后的光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，之后將檢測(cè)到的光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋給控制系統(tǒng)，以檢測(cè)刻蝕深度的實(shí)時(shí)變化，從而確定刻蝕過(guò)程的終點(diǎn)。

3、oes方法使用場(chǎng)景如下：oes探頭從刻蝕腔體側(cè)方觀察窗收集等離子體發(fā)射光，通過(guò)光纖傳輸?shù)焦庾V模組進(jìn)行分光處理；通過(guò)獲取腔體內(nèi)等離子體的發(fā)射光譜，實(shí)時(shí)檢測(cè)工藝過(guò)程中的刻蝕深度，從而確定刻蝕過(guò)程的終點(diǎn)。

4、在實(shí)際應(yīng)用中這兩種設(shè)備具有一定的工藝檢測(cè)局限性，從而導(dǎo)致過(guò)刻蝕或欠刻蝕，而且生產(chǎn)過(guò)程中使用的設(shè)備分散，占用空間大。本技術(shù)意在提供一種整合上述兩種方法的刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備可以同時(shí)提供激光干涉法和光學(xué)發(fā)射光譜法兩種終點(diǎn)檢測(cè)方法；但是當(dāng)把兩種檢測(cè)功能進(jìn)行集成時(shí)，設(shè)備內(nèi)部會(huì)存在一些高壓設(shè)備，在只使用一個(gè)電源輸入的情況下，如頻閃氙燈，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁干擾以及會(huì)產(chǎn)生較大的電流峰值，影響周?chē)娮釉O(shè)備，光譜模組內(nèi)部光電探測(cè)器敏感，容易受到外來(lái)電磁干擾的影響，產(chǎn)生較大的噪聲，影響測(cè)量精度，使設(shè)備無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種抗干擾集成式刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)功能單一化、設(shè)備分散及分布空間大，無(wú)法通過(guò)單一功能設(shè)備精確檢測(cè)多種刻蝕工藝終點(diǎn)的問(wèn)題。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抗干擾集成式刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備，包括：信號(hào)收集模塊、干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊、主板和主板供電模塊。其中，信號(hào)收集模塊用于收集刻蝕腔體內(nèi)的第一光學(xué)信號(hào)或第二光學(xué)信號(hào)；干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊設(shè)置于所述第一光學(xué)信號(hào)的光路上，用于在第一工藝場(chǎng)景下接收所述第一光學(xué)信號(hào)，并將所述第一光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)，以及將所述第一電信號(hào)傳輸給目標(biāo)工控機(jī)；光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊設(shè)置于所述第二光學(xué)信號(hào)的光路上，用于在第二工藝場(chǎng)景下接收所述第二光學(xué)信號(hào)，并將所述第二光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電信號(hào)，以及將所述第二電信號(hào)傳輸給目標(biāo)工控機(jī)；主板與所述干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊和所述光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊電性連接，用于控制干涉終點(diǎn)檢測(cè)模塊和光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊正常工作；主板供電模塊的輸入端與外部電源連接，其輸出端與所述主板電連接，所述主板供電模塊用于給所述主板供電。

3、通過(guò)上述技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：在一臺(tái)刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)整機(jī)中集成兩種刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)模塊，包括干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊和光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊，其中干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊對(duì)應(yīng)于干涉法終點(diǎn)檢測(cè)，光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊對(duì)應(yīng)于光學(xué)發(fā)射光譜法檢測(cè)，將這兩種終點(diǎn)檢測(cè)模塊集成在同一刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備中，可以根據(jù)不同的工藝場(chǎng)景靈活選用不同的檢測(cè)方法，極大提高刻蝕終點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備對(duì)不同工藝場(chǎng)景的適應(yīng)性與精準(zhǔn)度；其次，通過(guò)該集成式設(shè)計(jì)方案可以有效降低設(shè)備占用空間，進(jìn)而有效解決之前分布式布局產(chǎn)品空間占用大、設(shè)備分散的問(wèn)題。

4、優(yōu)選的，所述干涉終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊包括：氙燈光源、升壓供電模塊和第一光譜模組。

5、其中，氙燈光源用于在第一工藝場(chǎng)景下為檢測(cè)提供光源；升壓供電模塊的輸入端與所述外部電源連接，其輸出端與所述氙燈光源連接，所述升壓供電模塊用于給所述氙燈光源供電；第一光譜模組與所述信號(hào)收集模塊連接，用于接收來(lái)自所述信號(hào)收集模塊的所述第一光學(xué)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為所述第一電信號(hào)。

6、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：本方案相對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)中使用單一方法檢測(cè)刻蝕終點(diǎn)的設(shè)備，增加了一個(gè)升壓供電模塊，由于氙燈光源需要較高的供電電壓，而主板供電為低壓供電，為解決這一矛盾，單一為氙燈光源增設(shè)一個(gè)升壓供電模塊，以滿足氙燈光源的高電壓需求；

7、進(jìn)一步的好處在于，采用雙電源設(shè)計(jì)（升壓供電模塊和主板供電模塊），可對(duì)外接電源進(jìn)行分流，避免了不同線路中，峰值電壓、電流的相互干擾。

8、優(yōu)選的，所述光學(xué)發(fā)射光譜終點(diǎn)檢測(cè)功能模塊包括第二光譜模組，所述第二光譜模組和所述信號(hào)收集模塊連接，用于接收來(lái)自所述信號(hào)收集模塊的所述第二光學(xué)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)為所述第二電信號(hào)。

9、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)設(shè)置第二光譜模組，可以在第二工藝場(chǎng)景下使用該模塊接收來(lái)自所述信號(hào)收集模塊的第二光學(xué)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)為所述第二電信號(hào)，以供工控機(jī)是處理分析使用。

10、優(yōu)選的，所述信號(hào)收集模塊包括第一探頭、第一光纖、第二探頭和第二光纖；其中，所述第一光纖為一分二式，包括單光纖端和雙光纖端；其中，所述單光纖端接入所述第一探頭，所述雙光纖端分別連接所述氙燈光源和所述第一光譜模組；所述第二光纖兩端分別連接所述第二探頭和所述第二光譜模組。

11、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：信號(hào)收集模塊中第一探頭通過(guò)第一光纖與所述氙燈光源和所述第一光譜模組連接；第二探頭通過(guò)第二光纖與所述第二光譜模組連接；針對(duì)不同的工藝場(chǎng)景設(shè)置不同的光學(xué)探頭和光學(xué)傳導(dǎo)路徑收集光學(xué)信號(hào)。

12、優(yōu)選的，所述升壓供電模塊包括第一電路板和第一屏蔽外殼，所述第一電路板安裝于所述第一屏蔽外殼內(nèi)部；所述主板供電模塊包括第二電路板和第二屏蔽外殼，所述第二電路板安裝于所述第二屏蔽外殼內(nèi)部。

13、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)分別為第一電路板和第二電路板設(shè)置屏蔽外殼，可以屏蔽升壓供電模塊和主板供電模塊對(duì)外部電子器件的電磁干擾。

14、優(yōu)選的，所述第一光譜模組和所述第二光譜模組外部罩設(shè)有屏蔽罩，所述屏蔽罩用于屏蔽外部電磁干擾；所述第一光譜模組和所述第二光譜模組分別通過(guò)多個(gè)彈性減震緊固件與所述屏蔽罩連接。所述屏蔽罩電性連接有接地導(dǎo)線。

15、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)在第一光譜模組和第二光譜模組外部罩設(shè)有屏蔽罩，可以有效屏蔽外部電磁干擾，特別是有效屏蔽氙燈光源大功率放電時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾。

16、優(yōu)選的，所述氙燈光源包括氙燈本體和氙燈電源；所述氙燈電源與所述升壓供電模塊電連接，并用于對(duì)所述氙燈本體直接供電。

17、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)采用升壓供電模塊為所述氙燈電源供電，可以滿足氙燈電源對(duì)于瞬間高電壓的供電需求。

18、優(yōu)選的，所述升壓供電模塊還包括電容，所述電容用于當(dāng)氙燈光源需要瞬時(shí)高功率放電時(shí)，對(duì)所述氙燈光源供電。進(jìn)一步的，所述升壓供電模塊中包括多個(gè)電容，通過(guò)采用多電容設(shè)計(jì)在瞬時(shí)高壓環(huán)境下起到緩沖作用，最小化對(duì)設(shè)備的電磁沖擊干擾。

19、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：電容可以在氙燈本體不工作的時(shí)候從電網(wǎng)中緩慢充電，儲(chǔ)存電能，當(dāng)氙燈本體需要高功率放電時(shí)，電容快速釋放這些儲(chǔ)存的能量，這樣可以避免對(duì)電網(wǎng)的影響，并確保氙燈本體穩(wěn)定工作。

20、優(yōu)選的，所述升壓供電模塊和所述主板供電模塊通過(guò)濾波組件與所述外部電源連接，所述濾波組件用于將所述外部電源濾波后再分流處理。

21、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)設(shè)置濾波組件可有效減小外接電源電壓波動(dòng)和瞬態(tài)脈沖電流的沖擊，從而保護(hù)設(shè)備免受不穩(wěn)定電源的影響進(jìn)行穩(wěn)定工作，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

22、優(yōu)選的，所述濾波組件包括熱敏電阻，用于在電流突然增大時(shí)提高阻值，以減少對(duì)電源和電路的沖擊。

23、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：熱敏電阻可以在電流突然增大時(shí)迅速提高其阻值，從而限制電流的上升速率，減少對(duì)電源和電路的沖擊，進(jìn)而增加設(shè)備穩(wěn)定性。

24、優(yōu)選的，所述濾波組件包括濾波電路，所述濾波電路用于降低紋波。

25、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)在濾波組件中加入濾波電路，可以有效地濾除電源紋波，提高檢測(cè)精度。

26、優(yōu)選的，還包括設(shè)備外殼，所述主板安裝于所述設(shè)備外殼內(nèi)部，并將所述設(shè)備外殼的內(nèi)部空間分隔為兩個(gè)不同的艙室，所述升壓供電模塊和所述主板供電模塊分別安裝于不同的艙室。

27、通過(guò)上述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的技術(shù)效果是：通過(guò)對(duì)不同電源進(jìn)行分倉(cāng)式設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)兩個(gè)電源之間的干擾隔離效果。

28、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過(guò)集成oes與iep功能并進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)形成一個(gè)整機(jī)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備應(yīng)用到刻蝕場(chǎng)景中的多種工藝，同時(shí)進(jìn)行干涉終點(diǎn)檢測(cè)與等離子體終點(diǎn)檢測(cè)，本發(fā)明縮小了單一功能設(shè)備所占用的較大分散空間，并最小化集成體積提高了空間利用率。

29、進(jìn)一步的效果在于，通過(guò)采用雙電源設(shè)計(jì)，對(duì)電流進(jìn)行分流，避免了高電流峰值對(duì)設(shè)備的影響，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

30、進(jìn)一步的效果在于，通過(guò)對(duì)各部件增設(shè)電磁屏蔽罩將外來(lái)的電磁干擾導(dǎo)入地下，避免電磁干擾對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行與測(cè)試精度造成影響。

31、進(jìn)一步的效果在于，通過(guò)采用多電容設(shè)計(jì)以及各部件電磁屏蔽罩，最小化瞬時(shí)高壓對(duì)設(shè)備的影響，提高了設(shè)備運(yùn)行的工作穩(wěn)定性。