[发明专利]监测干法刻蚀过程的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测方法及系统，尤其是一种监测干法刻蚀过程的方法及系统。

背景技术

在薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)的制造过程中，有些流程需要进行干法刻蚀，在玻璃基板上形成所需的膜层图案。刻蚀工艺通常在等离子体腔室内进行，将适当量的刻蚀气体通入到等离子体腔室中，在高频波的激发下形成等离子体，对玻璃基板上没有被光刻胶保护的部分进行刻蚀。

刻蚀过程一般会伴随有200nm-800nm波段的发射光谱，该发射光谱从气相反应物及被刻蚀膜层表面与等离子反应形成的产物基团中释放出来，随着刻蚀反应的进行，玻璃基板上表面膜层会逐渐耗尽，上层膜参与等离子体激发的化学反应会逐渐减弱，反应产物减少。

刻蚀进行到膜层界面时，下层的薄膜将暴露于等离子体的轰击之下，下层薄膜表面与等离子体发生反应形成产物基团，随着反应的进行，这种产物基团逐渐增加。这种等离子体内的化学变化可以通过光传感器检测发射光谱信号的强度表现出来。通过对反应腔室中发射光谱的波长及强度进行监测能达到监测刻蚀过程的目的。IC半导体刻蚀中常用到的刻蚀终点检测设备(End Point Detect，简称EPD)就是依靠特定发射光谱的变化来判断是否达到刻蚀终点。

TFT产品制造是连续的批量化生产，对精度要求很高。干刻设备使用一定时期以后，工艺室内的设备会发生一系列的变化，如真空橡胶阀老化，等离子体腔室的内壁板上沉积有金属刻蚀的大量副产物，或副产物堵塞电极气体供应孔道等。虽然这些变化在设备自身设定参数的变化范围内，并不足以引起报警，但有时会影响产品质量。

目前，常用的设备方面监测的方法是记录刻蚀过程每一设定步骤的设备参数(如压力、气体流量等)。这种方法由于要记录的设备参数很多，数据量很大，人工记录数据有限，并且对比的效率低，不能及时反应设备的状态。而影响产品质量的因素很多，设备的原因只是其中之一。

现在常规的产品监测方法大多数是在刻蚀之后或除胶之后对产品进行分批抽测，检查产品的图案或对关键尺寸进行测定。这种方法效率低且有滞后性，当发现不良产品时，往往已造成一定损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种监测干法刻蚀过程的方法及系统，有效解决现有监测方法程序滞后、效率低等缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种监测干法刻蚀过程的方法，包括：

步骤100、采集等离子体腔室内设定光谱物质在刻蚀过程中的光谱参数，并根据所述光谱参数生成工作变化曲线；

步骤200、将所述工作变化曲线与预先存储的标准变化曲线进行比较，当比较偏差超出设定阈值时，输出报警信息；

其中，所述步骤200之后还包括：

步骤210、根据接收到的停机信号停止刻蚀过程；

步骤220、将所述对比偏差对应的异常数据与数据库中的历史数据作对比，若有记录，则按照所述数据库中相应的诊断信息给出诊断提示；若无记录，则执行步骤230；

所述数据库中存储有各种异常情况下的异常数据、由所述异常数据生成的异常变化曲线、以及与每种异常情况对应的诊断信息；

步骤230、对所述工作变化曲线进行分析，并确定诊断信息；

步骤240、将所述异常数据及确定的诊断信息存储到数据库中。

其中，所述步骤100具体为：

步骤110、根据接收到的开始刻蚀的控制信号，开始采集光谱参数；

步骤120、将所述光谱参数转换成电压信号；

步骤130、将所述电压信号转换成数字信号；

步骤140、根据所述数字信号生成工作变化曲线。

其中，所述步骤200具体为：将工作变化曲线与数据库中存储的标准变化曲线进行比较，获得对比偏差，当所述对比偏差超出设定阈值时，输出停机信号和/或报警信息，当所述对比偏差未超出设定阈值时，输出正常信息。

所述步骤100之前还包括：根据刻蚀物质选择需要监测的所述设定光谱物质。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种监测干法刻蚀过程的系统，包括：

采集装置，用于采集等离子体腔室内设定光谱物质在刻蚀过程中的光谱参数；

监测装置，与所述采集装置相连接，对所述光谱参数进行处理，根据处理结果判断所述刻蚀过程是否正常，并根据判断结果输出控制信号；

控制装置，与所述监测装置相连接，根据所述控制信号控制所述刻蚀过程的进行；