基於光學發射光譜法監測等離子體的光譜峰
發布時間:2023-10-24 責任編輯:lina
【導讀】海洋光學(Ocean Optics)長期以來一直為半導體工藝設備供應商的新材料研究提供強大支持,同時協助用戶克服等離子刻蝕、沉積、塗(tu)層(ceng)和(he)清(qing)潔(jie)等(deng)方(fang)麵(mian)的(de)困(kun)難(nan)和(he)挑(tiao)戰(zhan)。海(hai)洋(yang)光(guang)學(xue)的(de)光(guang)譜(pu)儀(yi),基(ji)於(yu)光(guang)學(xue)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu),被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)監(jian)測(ce),並(bing)在(zai)刻(ke)蝕(shi)終(zhong)點(dian)檢(jian)測(ce)方(fang)麵(mian)表(biao)現(xian)出(chu)色(se)。
海洋光學(Ocean Optics)長期以來一直為半導體工藝設備供應商的新材料研究提供強大支持,同時協助用戶克服等離子刻蝕、沉積、塗(tu)層(ceng)和(he)清(qing)潔(jie)等(deng)方(fang)麵(mian)的(de)困(kun)難(nan)和(he)挑(tiao)戰(zhan)。海(hai)洋(yang)光(guang)學(xue)的(de)光(guang)譜(pu)儀(yi),基(ji)於(yu)光(guang)學(xue)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)技(ji)術(shu),被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)監(jian)測(ce),並(bing)在(zai)刻(ke)蝕(shi)終(zhong)點(dian)檢(jian)測(ce)方(fang)麵(mian)表(biao)現(xian)出(chu)色(se)。
實驗配置:
實驗采用光學發射光譜(OES)方法,分別使用紫外波段的ST微型光譜儀、通用型SR4光譜儀以及高分辨率的HR4和HR6光譜儀進行測試。
所有光譜儀均配置了25µm的狹縫,積分時間設定為1秒,平均次數設置為1,滑動平均設置在0-1之間。根據具體使用情境,積分時間分別設定為200ms、400ms或600ms,最後對光譜數據進行了歸一化處理。
我們使用了一種係統,用於進行批量等離子體刻蝕和等離子體增強化學氣相沉積(PECVD),並監測了氧氣和四氟化碳在99 SCCM和50 SCCM的流速下的等離子體情況(SCCM標準立方厘米每分鍾)。氧氣可用於清洗腔內表麵或與其他氣體混合用於蝕刻,而四氟化碳則用於蝕刻矽、氧化矽、氮化矽等材料。
每個光譜儀都連接一根400µm的光纖,並通過相應的法蘭光纖轉接頭以及工業級附件連接到腔室中,以在50W、200W和400W的功率下進行等離子體檢測。
圖1:所有測量都使用工業標準的等離子體沉積和蝕刻工具。右下角為海洋光學光譜儀。
實驗結果測試所用光譜儀均表現出色,可以根據不同的測試需求選擇合適的光譜儀和配置,包括特定等離子體氣體檢測、光學分辨率要求以及熱穩定性需求(尤其在工藝環境中存在溫度變化較大的情況下)。這為用戶提供了更大的靈活性,以滿足各種應用場景需求。
測量氧等離子體——50W功率
相比SR和ST,HR4和HR6的響應更好,光譜峰也更明顯。
SR和ST具有相當的響應,但ST光譜數據呈現出更清晰的峰(如圖2所示)。
圖2:HR係列光譜儀在低功率條件下測量氧等離子體時具有更好的性能。
測量四氟化碳——400W功率
圖3中可以更清楚地看到HR4和HR6光譜儀相較於另外兩個型號的優勢。
HRxilieguangpuyidejincoushejihechusedeguangxuefenbianlv,shiqinenggoutigonggengjiazhunquedeguangpushuju,zaidenglizitixiangguanyingyongzhongbiaoxianchuse。yincizaijiangguangxuefasheguangpu(OES)技術應用到等離子體監測過程中,HR係列光譜儀是理想的選擇。
圖3:在測量400W功率(本次實驗中最高功率設置)條件下的四氟化碳等離子體時,HR係列光譜儀在更寬的波長範圍內獲得更好的光譜數據。
在等離子體監測應用中,HR係列光譜儀的另一個顯著優勢是其能夠覆蓋更廣泛的光譜範圍,包括從紫外到短波近紅外波段。
通常,大多數OES係統僅能覆蓋紫外至可見波段,因為這是關鍵反應發生的波段,例如氧氣峰值產生或損失的終點檢測。
erzaishijiyingyongchangjingzhong,jinhongwaiboduandexinhaoyefeichangzhongyao。yinweizaidigonglvtiaojianxia,denglizitixinhaogengduocunzaiyujinhongwaiboduan,caozuoyuankenengwufatouguoshichuangguanchadenglizitidehuiguang。
在這種情況下,HR光譜儀可以探測到等離子體的近紅外峰,幫助確認等離子體輝光的存在,這是一項非常實用的功能(如圖4所示)。
圖4:即使在低功率設置下的等離子體,HR6光譜儀在>700 nm波段也有較強的光譜響應。
總結
光guang譜pu學xue方fang法fa在zai測ce量liang等deng離li子zi體ti發fa射she光guang譜pu和he監jian測ce等deng離li子zi體ti蝕shi刻ke過guo程cheng方fang麵mian被bei證zheng明ming是shi一yi種zhong高gao效xiao的de技ji術shu。通tong過guo結jie合he光guang譜pu硬ying件jian和he技ji術shu,半ban導dao體ti設she備bei供gong應ying商shang能neng夠gou持chi續xu改gai進jin和he完wan善shan其qi蝕shi刻ke過guo程cheng和he技ji術shu。
新一代的海洋光學光譜儀,特別是HR係列高分辨率光譜儀,提供了出色的光學測量設備。
海(hai)洋(yang)光(guang)學(xue)的(de)光(guang)學(xue)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)測(ce)量(liang)係(xi)統(tong)和(he)先(xian)進(jin)的(de)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)算(suan)法(fa)進(jin)一(yi)步(bu)優(you)化(hua)了(le)刻(ke)蝕(shi)過(guo)程(cheng),特(te)別(bie)適(shi)用(yong)於(yu)等(deng)離(li)子(zi)體(ti)刻(ke)蝕(shi)過(guo)程(cheng)的(de)監(jian)測(ce)和(he)控(kong)製(zhi)。這(zhe)為(wei)芯(xin)片(pian)設(she)計(ji)和(he)製(zhi)造(zao)領(ling)域(yu)的(de)工(gong)業(ye)客(ke)戶(hu)和(he)集(ji)成(cheng)商(shang)提(ti)供(gong)了(le)優(you)質(zhi)的(de)光(guang)學(xue)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),有(you)助(zhu)於(yu)提(ti)高(gao)生(sheng)產(chan)效(xiao)率(lv)和(he)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)。
關於海洋光學
作為世界領先的光學解決方案提供商,海洋光學(Ocean Optics)的光譜產品應用於半導體、照明及顯示、工業控製、環境監測、生命科學生物、醫藥研究、教育等領域。其產品包括光譜儀、化學傳感器、計量檢測設備、光纖、透鏡等。作為光纖光譜儀的發明者,如今海洋光學在全球已售出超過60萬套的光纖光譜儀。
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