[發明專利]刻蝕終點檢測方法

在審

• 申請號: 201410652851.4
• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104392946A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 羅永堅;張頌周;任昱;朱駿;呂煜坤;張旭升
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01J37/32
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體涉及一種刻蝕終點檢測方法。

背景技術

半導體制造過程中，刻蝕工藝都采用等離子干法刻蝕(Plasma?Dry?Etch)，即晶圓(wafer)放入腔體(chamber)中，控制通入需要的氣體和壓強，加上射頻產生等離子體(Plasma)，用等離子體對晶圓進行刻蝕工藝。刻蝕是否到達終點是生產中需要精確控制的。

刻蝕在到達終點前后，根據刻蝕的反應膜不同，等離子體中某些波長的光譜會發生變化，因此用光學探測儀器對這些光譜的強度進行探測和計算，可以獲知刻蝕過程是否達到終點。

但對于一些沒有配備專門的光學終點檢測儀(EPD)的機臺，就不可能通過這種方式了解刻蝕的終點。因此，在不增加成本的情況下，采用另外的方式探測刻蝕的終點非常必要。

發明內容

為了克服以上問題，本發明旨在提供一種刻蝕終點檢測方法，通過射頻電源適配器的參數變化來監測刻蝕是否達終點。

為了實現上述目的一種刻蝕終點檢測方法，在具有射頻電源適配器的刻蝕反應腔中進行，其特征在于，在刻蝕過程中采用所述適配器來進行終點檢測，包括以下步驟：

步驟01：將襯底放入所述刻蝕反應腔中，并采用所述適配器的參數來監測所述刻蝕反應腔內的阻抗；

步驟02：對所述襯底進行刻蝕工藝；

步驟03：所述適配器的參數發生突變，停止刻蝕。

優選地，所述步驟01具體包括：將襯底放入所述刻蝕反應腔中，并采用所述適配器的Vpp所檢測的電壓變化來監測所述刻蝕反應腔內的阻抗變化。

優選地，所述步驟03具體包括：所述適配器的Vpp所檢測的電壓發生突變，停止刻蝕。

優選地，所述步驟01具體包括：將襯底放入所述刻蝕反應腔中，并采用所述適配器的電容變化來監測所述刻蝕反應腔內的阻抗變化。

優選地，所述步驟03具體包括：所述適配器的電容發生突變，停止刻蝕。

優選地，所述步驟01具體包括：將襯底放入所述刻蝕反應腔中，并采用所述適配器的電阻變化來監測所述刻蝕反應腔內的阻抗變化；所述步驟03具體包括：所述適配器的電阻發生突變，停止刻蝕。

優選地，所述的刻蝕工藝為等離子干法刻蝕工藝。

本發明的刻蝕終點檢測方法，通過射頻電源適配器的參數變化來監測刻蝕是否達終點，從而在無需另外安裝終點檢測系統的條件下，利用刻蝕反應腔自身具有的射頻電源適配器就可以進行有效地終點檢測，簡化了操作步驟，節約了成本。

附圖說明

圖1為本發明的刻蝕終點檢測方法的流程示意圖

圖2為本發明的一個較佳實施例的射頻電源適配器的Vpp電路示意圖

圖3a為本發明的一個較佳實施例的射頻電源適配器的Vpp所檢測到的三個襯底的電壓曲線示意圖

圖3b為本發明的一個較佳實施例的采用終點檢測設備檢測到的三個襯底的曲線示意圖

具體實施方式

為使本發明的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本發明的內容作進一步說明。當然本發明并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發明的保護范圍內。

本發明的刻蝕終點檢測方法，在具有射頻電源適配器的刻蝕反應腔中進行，在刻蝕過程中采用適配器來進行終點檢測；其原理為：在等離子體干法刻蝕過程中，通常包括：通入反應氣體，控制反應壓強，并加入射頻電壓，從而產生等離子體來實現干法刻蝕。由于不同的刻蝕反應腔的阻抗不同，為了使射頻電壓功率完全施加到刻蝕反應腔中而避免產生反射，需要在刻蝕反應腔體前端設置一射頻電源適配器；該射頻電源適配器可以根據反應腔內的阻抗變化來調整自身的阻抗(包括電容和電阻)大小以適配發生變化的阻抗，從而使射頻電源的輸出功率完全施加到刻蝕反應腔體而沒有反射功率。該適配器由可自動調節的電容和電阻組成的電路構成，從而來自動適配反應腔的阻抗。反應腔內的微小變化就有可能導致反應腔的阻抗發生變化，從而使得適配器中的電容和電阻作出相應調整來適配反應腔的阻抗。因此，通過監控適配器的一些參數變化就可以判斷出反應腔中發生變化；具體來說，在刻蝕終點前后，由于刻蝕結構的材料種類和結構會發生變化，從而導致刻蝕反應腔中的等離子體成分、襯底本身的阻抗發生突變，進一步導致反應腔的阻抗發生突變，而射頻電源適配器的一些參數也會發生突變；因此，可以利用射頻電源適配器的一些參數發生突變來判斷已到達刻蝕終點，并停止刻蝕。