本发明涉及半导体刻蚀领域，尤其涉及高精度紫外短波段的刻蚀或薄膜终点检测装置及方法。
背景技术：
1、当前，面向大规模集成电路单原子层级工艺的检测技术是集成电路制造工艺的核心要素，尺寸微缩以及结构三维化是制造工艺演进的主要特征。相应地，特征尺寸的不断缩小对工艺设备的精度提出了越来越高的要求，尤其是刻蚀或薄膜终点检测工艺控制需要达到原子层级的尺度；而结构三维化引起集成电路架构复杂度的逐步增加，高精度刻蚀或薄膜终点检测工艺占比越来越大，从而对每步工艺的均匀度、低损伤、良率要求愈发苛刻。
2、当前公开的中国专利cn20205104331.5公开了一种控制接触孔刻蚀开口形貌的方法，通过光信号的强度来判断刻蚀的进度，但是辉光信号包含多种不同波段的光波，影响探测刻蚀进度时的精准度，容易导致过刻蚀或刻蚀不完全的情况。
技术实现思路
1、本发明的目的在于有效准确检测刻蚀或薄膜终点的一种高精度紫外短波段的终点检测装置及方法。
2、本发明提供了一种高精度紫外短波段的终点检测装置及方法，用于对机台腔室内刻蚀和薄膜过程所产生的光信号进行检测，包括；信号收集模块和处理模块，所述信号收集模块和处理模块通过信号线连接；所述信号收集模块包括探头和光纤，设于所述机台腔室一侧用于获取机台腔室内刻蚀过程中发出的光信号，并将所述光信号传输至处理模块；所述处理模块包括光学模组和cmos探测器，用于处理光信号并通过上位机输出光强曲线。本发明的有益效果在于：初步筛选特定紫外短波段光经过自设计光路进行光信号准确提取与处理，并通过终点检测方法实现了终点检测准确度的提升，本发明具有全开口率适应性并适用于多种紫外短波段的刻蚀和薄膜工艺应用。
3、本申请提出一种高精度紫外短波段的终点检测装置，用于对机台腔室内刻蚀过程所产生的光信号进行检测，包括；信号收集模块和处理模块，所述信号收集模块和处理模块通过信号线连接；所述信号收集模块包括探头和光纤，设于所述机台腔室一侧用于获取机台腔室内刻蚀过程中发出的光信号，并将所述光信号传输至处理模块；所述处理模块包括光学模组和cmos探测器，用于处理光信号并通过上位机输出光强信号曲线。
4、在一些具体的实施例中，所述探头正对机台腔室侧边观察窗进行光信号收集，所述光纤直径为200-500μm，光纤的尾端通过sma接口与装置本体连接将所获取的光信号传输至处理模块。
5、在一些具体的实施例中，所述光学模组依次设置为狭缝、光阑、衰减镜片、反射镜、聚焦镜、滤光片和柱面镜。
6、在一些具体的实施例中，所述衰减镜片是直径12.7mm的紫外熔融石英材质平面镜，中心波长340nm。
7、本申请提出一种高精度紫外短波段的终点检测方法，基于如上述实施例所述的检测装置，包括如下步骤：
8、步骤1，信号收集模块收集机台腔室内刻蚀或薄膜工艺的过程中所发出的光信号；
9、步骤2，通过所述衰减镜片进行光信号的筛选，对所需检测等离子体种类相应的紫外短波段进行增强，并截止其他波段杂光；
10、步骤3，处理模块对光信号进行处理并通过上位机显示光强曲线；
11、步骤4，通过计算光强在2ms时间窗的变化进行判断刻蚀或薄膜终点。
12、在一些具体的实施例中，所述机台腔室内的刻蚀或薄膜工艺为tsv bosch、wac、自由基t i n、po l y si和siarc中的任一种。
13、在一些具体的实施例中，所述机台腔室内的刻蚀或薄膜工艺开口率范围为0.1％-100％。
14、具体的，能够进行检测的刻蚀孔的开口率为0.1％-100％。“刻蚀孔的开口率0.1％-100％”是指在半导体制造过程中，尤其是进行紫外短波段高精度终点检测时，针对不同工艺条件下刻蚀结构(如薄膜、材料层等)的开口大小所占比例的一个范围描述。“开口率”在这里并不是指单个物理孔的横纵比，而是指在刻蚀过程中形成的结构(如通孔、沟槽等)的有效透光或开口区域相对于整个被处理区域(例如晶圆上的掩膜区域)面积的比例。这个比例可以从极小的0.1％到完全开放的100％不等，意味着它可以覆盖从极微细的开口到大面积完全去除材料的各种情况。
15、在一些具体的实施例中，增强检测的等离子体种类相应的紫外短波段范围为292-387nm。
16、具体的，所述紫外短波段检测范围为292-387nm。这个波段范围被特别选定，相对紫外中长波段更加难以检测，此范围涵盖了工艺过程中等离子体光发射的特征波长。等离子体在刻蚀过程中会发射特定波长的紫外线，这些紫外线的光谱特征与刻蚀层材料和工艺条件密切相关。选择292-387nm的波段可以有效捕捉这些特征信号，从而实现对刻蚀过程的实时监控。通过检测这个波段范围内的光强变化通过上位机算法可以非常精确地判断出刻蚀或薄膜终点。通常标志着材料层已被完全去除或达到预设的刻蚀深度，有效防止刻蚀不完全或过刻情况，这对于确保半导体器件的精确制造至关重要。292-387nm的紫外短波段范围的选择使得该检测装置能够适应多种不同的工艺的严苛监测需求，具有广泛的适用性和灵活性。
17、在一些具体的实施例中，所述处理模块对光信号进行处理，包括所处理的紫外短波段目标光信号的波长分辨精度范围为±0.8nm。
18、具体的，检测范围为±0.8nm的信号值，避免了因统计误差与波动带来的测量偏差。此范围与本发明装置的分辨率有关，检测时分辨率越高的装置，可以在保证测量准确度和稳定性的情况下，对于波段接近的特征峰，能够明显的提升对紫外短波段光信号的分辨能力。
19、在一些具体的实施例中，所述通过计算光强在2ms时间窗的变化进行判断刻蚀或薄膜终点是通过计算在2ms时间窗结束时的结束光强相对于起始光强上升或下降幅度值为10％-60％时判断为刻蚀或薄膜终点。
20、本发明的有益效果在于：
21、(1)光线初步筛选：通过衰减镜片进行目标波段292-387nm紫外光进行筛选，抗干扰能力强，从所测目标波段光线进行精准筛选、优化；
22、(2)高度识别性：通过自设计光路实现终点检测的高精度，分辨范围为±0.8nm，具有高度的光学识别准确性；
23、(3)高效的终点检测方法：本发明装置精确计算处理光强数据，进行刻蚀或薄膜终点判断，有效防止过刻蚀或刻蚀不完全的情况以及精准控制薄膜生长厚度；
24、(4)全开口率适用性：能够适用于开口率范围0.1％-100％，具有极低开口率适应性，用于极端工艺环境；
25、(5)紫外短波工艺应用：能够适用于多种紫外短波段的刻蚀或薄膜工艺，包括适用于tsv bosch、wac、自由基tin、poly si和siarc。
1.一种高精度紫外短波段的终点检测装置，其特征在于，用于对机台腔室内刻蚀或薄膜工艺过程所产生的光信号进行检测，包括；
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述探头正对机台腔室侧边观察窗进行光信号收集，所述光纤直径为200-500μm，光纤的尾端通过sma接口与装置本体连接将所获取的光信号传输至处理模块。
3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述光学模组依次设置为狭缝、光阑、衰减镜片、反射镜、聚焦镜、滤光片和柱面镜。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述衰减镜片是直径12.7mm的紫外熔融石英材质平面镜，中心波长340nm。
5.一种高精度紫外短波段的终点检测方法，其特征在于，基于如权利要求1-4任一项所述的检测装置，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述机台腔室内的刻蚀或薄膜工艺为tsvbosch、wac、自由基tin、poly si和siarc中的任一种。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机台腔室内的刻蚀或薄膜工艺开口率范围为0.1％-100％。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，增强检测的等离子体种类相应的紫外短波段范围为292-387nm。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述处理模块对光信号进行处理，包括所处理的紫外短波段目标光信号的波长分辨精度范围为±0.8nm。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过计算光强在2ms时间窗的变化进行判断刻蚀或薄膜终点是通过计算在2ms时间窗结束时的结束光强相对于起始光强上升或下降幅度值为10％-60％时判断为刻蚀或薄膜终点。
