CN112466732B - 半导体工艺设备和等离子体启辉方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体工艺设备和等离子体启辉方法，其中，半导体工艺设备包括：反应腔室；进气组件，用于向所述反应腔室中通入反应气体；上电极组件，用于将所述反应气体激发成等离子体；监测器，用于在所述等离子体点火时，监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度；控制器，用于判断所述监测器监测到的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；在等离子体点火成功后，控制所述上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配。本发明可以提高刻蚀效果的一致性。

Description

半导体工艺设备和等离子体启辉方法

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体涉及一种半导体工艺设备和等离子体启辉方法。

背景技术

目前，利用等离子体设备进行半导体制造的工艺已经得到了广泛应用，以刻蚀工艺为例，一般的工艺过程主要包括射频匹配步骤和刻蚀步骤。其中，在射频匹配步骤，射频机构向反应腔室中施加用于将反应气体激发为等离子体的电磁场，以及进行阻抗匹配调节反射功率，当射频机构上的反射功率达到目标反射功率后，进入刻蚀步骤，以对待加工工件进行刻蚀。

但是，对于上述的刻蚀工艺，射频匹配步骤的时长受到多个因素的影响(例如点火时间和阻抗匹配时间)，因此，射频匹配步骤的时长并不确定，从而导致刻蚀工艺的总时长也不确定，进而影响产品的均一性。

在一对比例中，其将射频匹配步骤的时长设置为固定时长，以此来解决射频匹配步骤的时长不确定的问题。但是，如前文所述，射频匹配步骤受到多个因素的影响，采用固定时长的射频匹配步骤难以保证阻抗匹配完成，也就是说，在进入刻蚀步骤后，可能存在射频机构的反射功率依然较高，反应腔室中的等离子体仍不稳定等情况，进而导致工艺结果受到影响，严重时将会导致工艺失败。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺设备和等离子体启辉方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种半导体工艺设备，包括：

反应腔室；

进气组件，用于向所述反应腔室中通入反应气体；

上电极组件，用于将所述反应气体激发成等离子体；

监测器，用于在所述等离子体点火时，监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度；

控制器，用于判断所述监测器监测到的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；在等离子体点火成功后，控制所述上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配。

可选地，还包括；

下电极组件，用于向所述工艺腔室中的卡盘施加射频偏压；

所述控制器还用于，在控制所述上电极组件进行了第一预设时长的阻抗匹配后，控制所述下电极组件向所述卡盘施加射频偏压，并进行第二预设时长的阻抗匹配。

可选地，所述监测器用于根据所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，生成与所述电磁辐射强度正相关的模拟量信号；

所述控制器用于判断所述电磁辐射监测模块在预设监测时长内生成的所述模拟量信号是否持续大于预设阈值，若是，则确定所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度达到所述预设强度。

可选地，所述预设监测时长在200ms至1000ms之间。

可选地，所述预设强度与目标强度之比大于或等于1∶10，所述目标强度为所述反应腔室中的等离子体在所述上电极组件完成阻抗匹配后达到的电磁辐射强度。

可选地，所述反应腔室的侧壁上设置有监测窗，所述监测器位于所述反应腔室外，所述监测器通过所述监测窗监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度。

本发明还提供一种等离子体启辉方法，应用于上述的半导体工艺设备，包括：

向反应腔室中通入反应气体，通过上电极组件将所述反应气体激发成等离子体；

监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度；

判断所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；

在等离子体点火成功后，控制所述上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配。

可选地，还包括：

在控制所述上电极组件进行了第一预设时长的阻抗匹配后，通过下电极组件向所述反应腔室中的卡盘施加射频偏压，并控制所述下电极组件进行第二预设时长的阻抗匹配。

可选地，所述监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，包括：根据所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，生成与所述电磁辐射强度正相关的模拟量信号；

所述判断所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，包括：判断所述模拟量信号在预设监测时长内是否持续大于预设阈值，若是，则确定所述反应腔室中的等离子体的电磁辐射强度达到所述预设强度。

可选地，所述预设监测时长在200ms至1000ms之间。

有益效果：

采用本发明的半导体工艺设备，其通过监测器可以更加快速准确地监测到等离子体是否点火成功，并在等离子体点火成功后控制上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配，这样，在进行第一预设时长的阻抗匹配之前，可以确保等离子体点火成功，从而保证了不同待加工件的刻蚀效果的一致性。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为一实施例中等离子体刻蚀工艺的流程图；

图2为另一示例中等离子体刻蚀工艺的流程图；

图3为本发明实施例提供的半导体工艺设备的示意图；

图4为本发明实施提供的等离子体启辉方法的流程图之一；

图5为本发明实施提供的等离子体启辉方法的流程图之二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在一示例中，半导体工艺设备包括：反应腔室、设置在反应腔室顶部的第一射频机构、以及设置在反应腔室底部的第二射频机构和静电卡盘。图1为一实施例中等离子体刻蚀工艺的流程图，如图1所示，该刻蚀工艺具体如下：

S1、执行工艺稳定(stable)步骤。其中，工艺稳定步骤具体包括：向反应腔室中通入反应气体，通过摆阀将反应腔室中的压力调整至目标压力，调节静电卡盘的温度至目标温度等。

当反应腔室中的压力、静电卡盘的温度等参数趋于稳定后，进入射频匹配步骤S2。射频匹配步骤S2具体包括：

S21、第一射频机构加载射频信号以在反应腔室中施加用于将反应气体激发成等离子体的电磁场(进行等离子体点火)，同时进行阻抗匹配以调整第一射频机构的反射功率。

S22、判断第一射频机构的反射功率是否达到目标反射功率(例如20W)。若是，执行步骤S23；若否，则发出报警信号。

S23、判断第二射频机构所需加载的射频信号是否满足预设功率，若是，则执行步骤S24；若否则执行步骤S3。

S24、第二射频机构加载射频信号以在静电卡盘上形成用于吸引等离子体的电磁场，同时进行阻抗匹配以调整第二射频机构的反射功率。

S25、判断第二射频机构的反射功率是否达到目标反射功率，若是，则执行步骤S3；若否则发出报警信号。

S3、对待加工工件进行刻蚀。

需要说明的是，在本示例中，第一射频机构的目标反射功率和第二射频机构的目标反射功率可以相同也可以不同，在此不做限制。在射频匹配步骤S2，除判断第一射频机构的反射功率和第二射频机构的反射功率是否达到目标反射功率外，还可以判断其他参数是否达到目标数值，其他参数可以包括：反应腔室中的压力、静电卡盘上的温度、以及第一射频机构中内外射频线圈之间的电流比例等。当上述参数均达到目标数值后，再进入步骤S3以对待加工工件进行刻蚀。

其中，第一射频机构中内外射频线圈上的预设电流比例，可以是指***频线圈的电流值I1与***频线圈和外射频线圈上的电流值I2之和的比值，该比值可以设置为0.5±0.1。

在本示例中，对步骤S3(即刻蚀步骤，下文为表述清楚，均将对待加工工件进行刻蚀的步骤称为刻蚀步骤)的时长是一个定值，该时长由待加工工件的目标刻蚀形貌和目标刻蚀速率决定。而射频匹配步骤S2的时长则是一个变量，其中等离子体点火时间的长短和阻抗匹配时间的长短均难以确定，从而造成射频匹配步骤S2的时长难以确定。通过统计得知，对于同一种刻蚀工艺，其射频匹配步骤S2的时长的差异可以达到2秒，而刻蚀工艺的总时长一般仅为12秒左右，由此可见，该时长差异占刻蚀工艺的总时长的比重较大，因此会严重影响刻蚀工艺结果。

例如，对于同一种刻蚀工艺而言，在对某一个待加工工件进行刻蚀时，其射频匹配步骤S2的时长为2秒，刻蚀步骤S3为10秒，其总时长为12秒。对另一个待加工工件进行刻蚀时，由于等离子体点火时间或者阻抗匹配时间的差异，射频匹配步骤S2的时长可能变为4秒，而刻蚀步骤S3仍为10秒，刻蚀工艺的总时长则为14秒。这样，两个不同时长的刻蚀工艺导致两个待加工工件的工艺结果不一致，进而影响产品的均一性。

图2为另一示例中等离子体刻蚀工艺的流程图，如图2所示，在该示例中，刻蚀工艺包括：

S1'、执行工艺稳定步骤。

在本示例中，工艺稳定步骤与图1所示的刻蚀工艺中的工艺稳定步骤相同，在此不再赘述。图2与图1的工艺流程的区别在于，在图2所示的工艺流程中，射频匹配步骤S2'为一固定时长，因此，在本示例中主要对射频匹配步骤S2'进行说明。具体地，射频匹配步骤S2'具体包括：

S21'、第一射频机构加载射频信号，以在反应腔室中施加用于将反应气体激发成等离子体的电磁场，同时进行阻抗匹配以调整第一射频机构的反射功率，直至达到第一预设时长，并在达到第一预设时长后，执行步骤S22'。

S22'、判断第二射频机构所需加载的射频信号的功率是否满足预设功率，若是，则执行步骤S23'，若否，则执行步骤S3'。

S23'、第二射频机构加载射频信号，以在静电卡盘上形成用于吸引等离子体的电磁场，同时进行阻抗匹配以调整第二射频机构的反射功率，直至达到第二预设时长，并在达到第二预设时长后，执行步骤S3'。

S3'、对待加工工件进行刻蚀。

该示例中的刻蚀工艺相较于图1中所示的刻蚀工艺而言，其不再以判断出第一射频机构/第二射频机构的反射功率是否达到目标反射功率作为是否进入刻蚀步骤S3'的依据，而是将步骤S21'和步骤S23'设定为一个固定的时长，以使射频匹配步骤S2'也为一固定的时长，当射频匹配步骤S2'持续的时间达到该固定的时长后，即进入刻蚀步骤S3'。这样，可以使刻蚀工艺的总时长为一定值，从而改善前文所述的不同工件的刻蚀效果不一致的问题。

然而，发明人在研究中发现，导致工艺结果产生差异的主要因素在于等离子体在反应腔室中的存续时间，采用图2所示的刻蚀工艺，虽然可以使刻蚀工艺的总时长为一定值，但是，在刻蚀工艺中，等离子体的存续时间可能不同。

具体而言，在反应腔室中，等离子体在点火成功之后才会出现，而在图2所示的刻蚀工艺中，等离子体点火发生在射频匹配步骤S2'中，由于射频匹配步骤S2'采用固定时长，因此，等离子体点火时间的长短直接决定了等离子体的存续时间的长短，也就是说，在图2所示的刻蚀工艺中，在射频匹配步骤S2'，等离子体点火时间越短，等离子体的存续时间越长，等离子体点火时间越长，等离子体的存续时间越短。但是，等离子体点火时间的长短受到多种因素(例如反应腔室内反应气体的压力、反应气体的种类和射频信号的功率等)影响，导致等离子体点火时间的长短难以确定，所以导致在射频匹配步骤S2'中，等离子体的存续时间也难以确定，而如前文所述，等离子体的存续时间的不同是导致工艺结果产生差异的主要原因，因此，采用图2所示的刻蚀工艺仍然难以保证工艺结果的均一性。更重要的是，点火时间的不确定性甚至会导致刻蚀工艺失败，例如，在射频匹配步骤S2'中，倘若等离子体点火时间被意外的延长(例如点火失败)，那么，将导致阻抗匹配还未完成即进入刻蚀步骤S3'，此时，将会出现第一射频机构/第二射频机构的反射功率依然较高，反应腔室中的等离子体仍不稳定等情况，进而导致工艺结果受到影响，严重时将会导致工艺失败。

有鉴于此，本发明实施例提供一种半导体工艺设备，图3为本发明实施例提供的半导体工艺设备的示意图，如图3所示，该半导体工艺设备包括：反应腔室1、进气组件(图中未示出)、上电极组件21、监测器3、控制器(图中未示出)。进气组件用于向反应腔室1中通入反应气体。上电极组件21用于将反应气体激发成等离子体。监测器3用于在等离子体点火时，监测反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度；控制器用于判断监测器3监测到的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；在等离子体点火成功后，控制上电极组件21进行第一预设时长的阻抗匹配。

在本发明实施例中，在进行等离子体点火之前还需要进行工艺稳定步骤，具体与图1所示的工艺稳定步骤相同，在此不再赘述。在等离子体点火时，进气组件向反应腔室1中通入反应气体，并通过上电极组件21向反应腔室1中施加电磁场，以将反应气体激发成等离子体。在此过程中，监测器3监测反应腔室1中的电磁辐射强度，控制器则判断监测器3监测到的电磁辐射强度是否达到预设强度，并以此来确定等离子体点火是否成功，当控制器判断出等离子体点火成功时，控制器则控制上电极组件21进行第一预设时长的阻抗匹配。

当阻抗匹配结束后，可以对待加工工件进行等离子体刻蚀，对待加工工件进行等离子体刻蚀的时长可以是一个定值，该时长由待加工工件的目标刻蚀形貌和目标刻蚀速率决定。具体地，可以利用反应腔室1中的等离子体对待加工工件5的表面进行轰击，以使待加工工件5上的半导体材料的化学键被打断，从而使待加工工件5上需要被刻蚀掉的半导体材料与反应气体发生反应后生成挥发性物质，进而脱离待加工工件5。

采用本发明实施例的半导体工艺设备，其通过监测器3可以更加快速准确地监测到等离子体点火是否成功，并在等离子体点火成功后再进行第一预设时长的阻抗匹配，这样，在进行阻抗匹配之前，可以确保等离子体点火成功，而等离子体点火成功后，反应腔室1中则会出现等离子体，此时，由于阻抗匹配的时长和后续的刻蚀的时长均为定值，因此，在整个刻蚀工艺中，反应腔室1中等离子体的存续时间是固定的，从而保证了不同待加工件的刻蚀效果的一致性。

下面对本发明实施例的半导体工艺设备进行详细说明，在本发明实施例中，上电极组件21包括第一射频电源211、第一匹配器212和射频线圈213，其中，第一射频电源211通过第一匹配器212与射频线圈213连接，射频线圈213可以设置在反应腔室1顶部的介质窗11的上方。

在本发明实施例中，在上电极组件21进行阻抗匹配时，上电极组件21所需达到的目标反射功率可以根据实际需要确定，例如，上电极组件21所需达到的目标反射功率可以设置为20W、10W甚至5W。第一预设时长为一定值，其具体数值可以根据实际需要确定，但是，该数值应当大于或等于上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的最大时长。

具体而言，由于上电极组件21在进行阻抗匹配时受到多种因素的影响(例如反应气体压力、反应气体种类等)，因此，对于同一种刻蚀工艺，在分别对多个待加工工件5进行刻蚀时，上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长可能不同，而上述的上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的最大时长则是指，在分别对多个待加工工件5进行刻蚀时，上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长中的最大值。在本发明实施例中，可以将第一预设时长设置的尽量大，从而确保上电极组件21进行阻抗匹配结束后，上电极组件21的反射功率能够达到目标反射功率。

以对3件待加工工件5分别进行一次刻蚀工艺为例，其中，在对3件待加工工件5进行的刻蚀工艺中，除上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长不同外，其余条件均相同。在对第一件待加工工件5进行刻蚀工艺时，上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长为2秒；在对第二件待加工工件5进行刻蚀工艺时，上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长为1秒；在对第三件待加工工件5进行刻蚀工艺时，上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的时长为3秒。那么，在考虑第一预设时长时，第一预设时长应当大于或等于3秒，从而确保上电极组件21进行阻抗匹配结束后，上电极组件21的反射功率能够达到目标反射功率。

在一些具体实施例中，半导体工艺设备还包括；下电极组件22，用于向反应腔室1中的卡盘4施加射频偏压，卡盘4可以为静电卡盘。控制器还用于，在控制上电极组件21进行了第一预设时长的阻抗匹配后，控制下电极组件22向卡盘4施加射频偏压，并进行第二预设时长的阻抗匹配。

在本发明实施例中，第一预设时长与第二预设时长可以相同也可以不同，具体根据实际需要确定。在下电极组件22向卡盘4施加射频偏压之前，可以先判断下电极组件22加载的射频信号的功率是否大于预设功率(例如5W)，若是，则使下电极组件22加载射频信号，若否，则说明下电极组件22无需加载射频信号，因此，可以使在上电极组件21进行阻抗匹配结束后直接对待加工工件5进行刻蚀。

需要说明的是，在上电极组件21和下电极组件22进行阻抗匹配的同时，还可以对通入的反应气体的流量、压力、射频线圈213上的电流分配比例、以及对用于承载待加工工件5的静电卡盘的温度进行调整，其中，射频线圈213包括***频线圈和环绕***频线圈的外射频线圈，射频线圈213上的电流比例可以是指，***频线圈的电流值与***频线圈和外射频线圈上的电流值之和的比值。

在本发明实施例中，卡盘4设置在反应腔室1的底部。下电极组件22包括第二射频电源221和第二匹配器222，第二射频电源221通过第二匹配器222与卡盘4连接。

在本发明实施例中，第二预设时长应大于或等于下电极组件22将反射功率调整至目标反射功率所需的最大时长，其理由与前文所述的第一预设时长大于或等于上电极组件21将反射功率调整至目标反射功率所需的最大时长的理由相同，在此不再赘述。

在一些具体实施例中，监测器3具体用于，根据反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度，生成与电磁辐射强度正相关的模拟量信号。控制器具体用于，判断监测器3在预设监测时长内生成的模拟量信号是否持续大于预设阈值，若是，则确定反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度达到预设强度。

在本发明实施例中，采用模拟量信号表征反应腔室1中的等离子体的电磁辐射强度，可以提高控制器的采集频率，有利于降低控制器的判断误差。模拟量信号可以包括电流信号和/或电压信号，从而有利于满足不同的控制器对于输入信号的不同需求。例如，控制器可以判断监测器3在预设监测时长内生成的电流信号是否持续大于预设电流阈值；和/或，控制器可以判断监测器3在预设监测时长内生成的电压信号是否持续大于预设电压阈值。若控制器判断出，监测器3生成的电流信号持续大于预设电流阈值时；和/或，监测器3生成的电压信号持续大于预设电压阈值时，则确定反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度达到预设强度。

在一些具体实施例中，预设监测时长可以设置在200ms至1000ms之间，预设强度与目标强度之比大于或等于1∶10，目标强度为反应腔室1中的等离子体在上电极组件21完成阻抗匹配后达到的电磁辐射强度。

在本发明实施例中，当控制器判断出反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度未达到预设强度时，可以发出报警信号，该报警信号用于提示等离子体点火失败，以便于工作人员或计算机采取相应补救操作。采用上述的预设监测时长和预设强度，可以使控制器在尽量短的时间内确定出等离子体是否点火成功，从而提高控制器的时效性和可信赖性。

在一些具体实施例中，等离子体反应腔室1的侧壁上设置有监测窗H，监测器3位于反应腔室1外，监测器3通过监测窗H监测反应腔室1中等离子体的电磁辐射强度。

在本发明实施例中，监测器3设置在反应腔室1外，安装简便，监测窗H可以采用非金属材料制备得到，从而有利于反应腔室1中等离子体的电磁辐射穿过，提高监测器3监测的准确性。

本发明还提供一种等离子体启辉方法，图4为本发明实施提供的等离子体启辉方法的流程图之一，如图4所示，该等离子体启辉方法包括：

S11、向反应腔室中通入反应气体，通过上电极组件将反应气体激发成等离子体。

S12、监测反应腔室中等离子体的电磁辐射强度。

S13、判断反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定点火成功，并执行步骤S141。

S141、控制上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配。

在本发明实施例中，等离子体点火的过程在前文已有详细说明，在此不再赘述，需要说明的是，在此过程中，当判断出等离子体点火成功后，则进行第一预设时长的阻抗匹配；当判断出等离子体点火失败后，则可以发出报警信号，该报警信号用于提示等离子体点火失败。

在本发明实施例中，上电极组件进行阻抗匹配时，还可以对通入的反应气体的流量、压力，以及对用于承载待加工工件的卡盘的温度进行调整。

在步骤S141之后，可以对反应腔室中的待加工工件进行刻蚀，具体可以根据待加工工件的目标刻蚀形貌，使反应腔室中的等离子体对待加工工件的表面进行轰击，以使待加工工件上的半导体材料的化学键被打断，从而使待加工工件上需要被刻蚀掉的半导体材料与反应气体发生反应后生成挥发性物质，进而脱离待加工工件。

采用本发明实施例的等离子体启辉方法，其在在等离子体点火成功后才进行第一预设时长的阻抗匹配，这样，在进行第一预设时长的阻抗匹配之前，可以确保等离子体点火成功，而等离子体点火成功后，反应腔室中则会出现等离子体，此时，由于上电极组件进行阻抗匹配的时长和后续的刻蚀步骤的时长均为定值，因此，在整个刻蚀工艺中，反应腔室中等离子体的存续时间是固定的，从而保证了不同待加工工件的刻蚀效果的均一性。

图5为本发明实施提供的等离子体启辉方法的流程图之二，如图5所示，在一些具体实施例中，在步骤S141之后，等离子体启辉方法还包括：

S142、通过下电极组件向反应腔室中的卡盘施加射频偏压，并控制下电极组件进行第二预设时长的阻抗匹配。

在本发明实施例中，在执行步骤S11之前，可以先判断上电极组件加载的射频信号的功率是否大于预设功率，例如5W，若是，则执行步骤S11，若否，则说明上电极组件21无需加载射频信号，此时，工艺结束。在执行步骤S142之前，可以先判断下电极组件加载的射频信号的功率是否大于预设功率，例如5W，若是，则执行步骤S142，若否，则说明下电极组件22无需加载射频信号，此时，可以对待加工工件进行刻蚀。

在一些具体实施例中，监测反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，包括：根据反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，生成与电磁辐射强度正相关的模拟量信号。判断反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，包括：判断模拟量信号在预设监测时长内是否持续大于预设阈值，若是，则确定反应腔室中的等离子体的电磁辐射强度达到预设强度。

在一些具体实施例中，预设监测时长在200ms至1000ms之间。

在一些具体实施例中，预设强度与目标强度之比大于或等于1∶10，目标强度为反应腔室中的等离子体在第一射频匹配子步骤最终达到的电磁辐射强度。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种半导体工艺设备，其特征在于，包括：

反应腔室；

进气组件，用于向所述反应腔室中通入反应气体；

上电极组件，用于将所述反应气体激发成等离子体；

监测器，用于在所述等离子体点火时，监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度；

控制器，用于判断所述监测器监测到的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；在等离子体点火成功后，控制所述上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配；

所述第一预设时长为一定值，所述定值大于或等于所述上电极组件将反射功率调整至目标反射功率所需的最大时长。

2.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，还包括；

下电极组件，用于向所述反应腔室中的卡盘施加射频偏压；

所述控制器还用于，在控制所述上电极组件进行了第一预设时长的阻抗匹配后，控制所述下电极组件向所述卡盘施加射频偏压，并进行第二预设时长的阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的半导体工艺设备，其特征在于，

所述监测器用于根据所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，生成与所述电磁辐射强度正相关的模拟量信号；

所述控制器用于判断所述电磁辐射监测模块在预设监测时长内生成的所述模拟量信号是否持续大于预设阈值，若是，则确定所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度达到所述预设强度。

4.根据权利要求3所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述预设监测时长在200ms至1000ms之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述预设强度与目标强度之比大于或等于1∶10，所述目标强度为所述反应腔室中的等离子体在所述上电极组件完成阻抗匹配后达到的电磁辐射强度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，所述反应腔室的侧壁上设置有监测窗，所述监测器位于所述反应腔室外，所述监测器通过所述监测窗监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度。

7.一种等离子体启辉方法，应用于如权利要求1至6中任意一项所述的半导体工艺设备，其特征在于，包括：

向反应腔室中通入反应气体，通过所述上电极组件将所述反应气体激发成等离子体；

监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度；

判断所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，若是，则确定等离子体点火成功；

在等离子体点火成功后，控制所述上电极组件进行第一预设时长的阻抗匹配。

8.根据权利要求7所述的等离子体启辉方法，其特征在于，还包括：

在控制所述上电极组件进行了第一预设时长的阻抗匹配后，通过下电极组件向所述反应腔室中的卡盘施加射频偏压，并控制所述下电极组件进行第二预设时长的阻抗匹配。

9.根据权利要求7所述的等离子体启辉方法，其特征在于，

所述监测所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，包括：根据所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度，生成与所述电磁辐射强度正相关的模拟量信号；

所述判断所述反应腔室中等离子体的电磁辐射强度是否达到预设强度，包括：判断所述模拟量信号在预设监测时长内是否持续大于预设阈值，若是，则确定所述反应腔室中的等离子体的电磁辐射强度达到所述预设强度。

10.根据权利要求9所述的等离子体启辉方法，其特征在于，所述预设监测时长在200ms至1000ms之间。