[發(fā)明專利]一種等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810561065.1
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108520852B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 長鑫存儲技術有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 王華英

本發(fā)明教示一種等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測系統(tǒng)及方法。該等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測方法包括，將監(jiān)控片固定于等離子體刻蝕機的下電極組件上，并確定所述監(jiān)控片上的復數(shù)個監(jiān)測點的位置；經(jīng)噴頭流出聚合物反應測試的沉積氣體，所述沉積氣體沉積在所述監(jiān)控片上，形成聚合物；分別獲得所述監(jiān)控片中各所述監(jiān)測點處的所述聚合物的厚度，并將所述聚合物的厚度數(shù)據(jù)之上傳到控制中心，根據(jù)所述聚合物的厚度數(shù)據(jù)來判斷是否達到停機條件；當達到停機條件，所述控制中心控制等離子刻蝕機即時停機。利用本發(fā)明的技術方案，能夠準確的監(jiān)測噴頭異常狀況，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實現(xiàn)對等離子體刻蝕機臺的控制，實現(xiàn)即時停機，從而降低晶圓的報廢，提高產(chǎn)品良率。

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體制造領域，特別是涉及一種等離子刻蝕的噴頭異常監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術

在半導體制造領域，隨著器件的特征尺寸不斷變小，對等離子刻蝕精度的要求也越來越高，多孔性噴頭作為等離子體刻蝕機中的關鍵部件，對于等離子體刻蝕的精度有重要影響。在等離子體刻蝕過程中，由于多孔性噴頭長時間與等離子體作用，噴頭中的孔洞會發(fā)生變形，出現(xiàn)擴孔或者本體脫膠的情況，刻蝕氣體就無法以垂直方式均勻流到晶圓相對應的位置，就會出現(xiàn)有區(qū)域刻蝕氣體變多或變少的情況，出現(xiàn)刻蝕不足(under?etch)，過度刻蝕(over?etch)的情況，都是讓晶圓產(chǎn)生極大的損失，影響產(chǎn)品的良率，尤其是在高深寬比的制程上，影響更是難以估量。

為了控制產(chǎn)品的良率，對于多孔性噴頭的異常監(jiān)測就顯得尤為重要，現(xiàn)有技術中監(jiān)測多孔性噴頭的方法是聚合物反應測試(Polymer?dump?test)，即在等離子體刻蝕機臺每次保養(yǎng)或者打開反應室時，利用經(jīng)過多孔性噴頭的氣體與動能的反應在監(jiān)控片(例如裸硅片)上沉積聚合物，人為用肉眼來判斷多孔性噴頭的異常狀態(tài)。如圖1所示，可以將多孔性噴頭31’分為中心區(qū)域(center)和邊緣區(qū)域(donut?to?edge)，這主要是因為在所述噴頭31’沒有出現(xiàn)異常的時候，也即所述噴頭的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域均沒有異常時，沉積到監(jiān)控片2’上的聚合物5’形狀是圓形；當所述噴頭31’的邊緣區(qū)域出現(xiàn)異常(存在變形區(qū)塊311’)時，沉積在所述監(jiān)控片2’上的所述聚合物5’的形狀不再是一個圓形，而是邊緣存在突出的異常聚合物6’，據(jù)此來判斷所述噴頭31’邊緣區(qū)域出現(xiàn)異常；而當所述噴頭31’的中心區(qū)域出現(xiàn)異常時，由于的孔洞與孔洞之間距離相對較近，經(jīng)過所述噴頭31’中心區(qū)域孔洞匯集到所述監(jiān)控片2’中心區(qū)域的氣體很密集，所以當所述噴頭31’中心區(qū)域的所述變形區(qū)塊311’的形變不大時，沉積到所述監(jiān)控片2’中心區(qū)域的所述聚合物5’的形狀也是如圖1所示的圓形，而且憂郁所述變形區(qū)塊311’流出的氣體會被所述噴頭31’中心區(qū)域的其它正常部位的氣體覆蓋，沉積到所述監(jiān)控片2’中心區(qū)域的所述聚合物5’的均勻性差異也不明顯，人為用肉眼判斷顏色的色差相當不易。因而，現(xiàn)有技術中的聚合物反應測試，存在以下幾個不足之處：①因為每個人的判斷標準不同，而有結(jié)果上的分歧。②聚合物反應測試主要針對多孔性噴頭邊緣出現(xiàn)異常的情況比較有效，對多孔性噴頭中心區(qū)域的異常情況判斷很不理想。③聚合物反應測試只能在機臺異常處理，產(chǎn)品良率異常以及機臺保養(yǎng)開腔時才能測試，對產(chǎn)品的影響范圍比較大。

因此，如何即時有效監(jiān)控等離子體刻蝕機臺中噴頭的異常，根據(jù)噴頭的異常實現(xiàn)即時停機，從而降低晶圓的報廢，提高產(chǎn)品良率成為本領域技術人員亟需解決的一個重要技術問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測方法，用于解決現(xiàn)有技術中等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測方法-聚合物反應測試中，人為判斷時因每個人的判斷標準不同，而有結(jié)果上的分歧的問題；用于解決現(xiàn)有技術中，聚合物反應測試主要針對多孔性噴頭邊緣出現(xiàn)異常的情況比較有效，對多孔性噴頭中心區(qū)域的異常情況判斷很不理想的問題；用于解決現(xiàn)有技術中聚合物反應測試只能在機臺異常處理，產(chǎn)品良率異常以及機臺保養(yǎng)開腔時才能測試，對產(chǎn)品的影響范圍比較大的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測方法，所述等離子蝕刻的噴頭異常監(jiān)測方法至少包括：