[发明专利]等离子体刻蚀工艺的终点监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体刻蚀工艺，特别涉及等离子体刻蚀工艺的终点监控方法。

背景技术

集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其结合光刻、刻蚀、沉积、离子注入等多种工艺，在同一衬底表面形成大量各种类型的复杂器件，并将其互相连接已具有完整的电子功能。随着集成电路的器件的特征尺寸不断地缩小，集成度不断地提高，对各步工艺的监控及其工艺结果的精确度提出了更高的要求。

刻蚀工艺是集成电路制造工艺中最复杂的工序之一。精确监控刻蚀工艺的刻蚀终点显得尤为重要。在专利号为5658423的美国专利中提供一种通过光学发射光谱法(OES)判断等离子体刻蚀工艺的刻蚀终点监控方法。采用OES判断等离子体刻蚀工艺的刻蚀终点监控方法包括：确定所检测的元素，所述元素为所要刻蚀的膜层的成分；采集所述元素的光强度，所述光强度与所述元素的浓度相关；随着刻蚀工艺的进行，在刻蚀终点，膜层物质被刻蚀完毕，所述元素在刻蚀腔的浓度减小，反应室内检测到的所述元素的光强度开始减小，此时，即为刻蚀终点。

但是，在实际刻蚀工艺中发现，所述采用OES判断等离子体刻蚀工艺的刻蚀终点的监控方法容易受到工艺环境的影响，不能准确地监控等离子体刻蚀工艺的刻蚀终点。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种等离子刻蚀工艺的终点监控方法，以解决现有等离子体刻蚀工艺的终点监控方法。

为解决上述问题，本发明提供一种等离子体刻蚀工艺的终点监控方法，所述刻蚀工艺在刻蚀腔内进行，包括：

获取实时刻蚀信号，所述刻蚀信号对应于刻蚀腔内的光信号的强度；

在所述刻蚀信号中搜索峰值，所述搜索峰值包括搜索一个上升沿和搜索一个下降沿，所述峰值对应于刻蚀工艺的终点。

可选地，所述刻蚀信号的获取过程包括：采集刻蚀腔内的光信号，所述光信号的波长与刻蚀腔内的等离子体相对应；将所述光信号输入到转换器，所述转化器对所述光信号进行筛选，选出至少对应于一个波长的光信号，并将所述光信号转换为第一电信号；将所述第一电信号传输到处理器，所述处理器对所述第一电信号进行处理得到刻蚀信号。

可选地，对所述第一电信号进行处理至少包括对所述第一电信号进行求导处理。

可选地，所述上升沿的搜索过程包括：选取P个连续的时间段，P大于1，并采集每个时间段终点的刻蚀信号，依次记为I₁、I₂......I_n、I_n+1......I_P，如果所选取的P个刻蚀信号值依次增加，则得到所述刻蚀信号的上升沿；如果I_n+1小于或等于I_n，则从I_n+1开始重新选取P个连续的时间段，采集并比较每个时间段终点的刻蚀信号，直至得到P个依次增加的刻蚀信号，认为得到刻蚀信号的上升沿。

可选地，所述P个时间段等长。

可选地，P的值大于4。

可选地，所述下降沿的搜索过程包括：选取Q个连续的时间段，Q大于1，并采集每个时间段终点的刻蚀信号，依次记为I_i+1、I_i+2......I_i+n、I_i+n+1......I_i+Q，如果所选取的Q个刻蚀信号值依次下降，则得到所述刻蚀信号的下降沿；如果I_i+n小于或等于I_i+n+1，则从I_i+n+1开始重新选取Q个连续的时间段，采集并比较每个时间段终点的刻蚀信号，直至得到Q个依次减小的刻蚀信号，认为得到刻蚀信号的下降沿。

可选地，所述Q个时间段等长。

可选地，Q的值大于4。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

提供了一种通过搜索刻蚀信号的峰值，监控刻蚀终点的方法，所述方法精度高，且易于实现；

进一步，本发明的实施例中，刻蚀信号的强度对应于刻蚀腔内的刻蚀反应物或刻蚀生成物的发光强度的变化率，所以刻蚀信号的强度不易受刻蚀环境的影响，即监控的精度不易受刻蚀环境影响。

附图说明

图1是在刻蚀终点附近，刻蚀腔内的物质的发光强度随时间的变化关系示意图；

图2是本发明的实施例中所提供的一种获取刻蚀信号的装置；

图3为本发明的第一实施例所提供的等离子体刻蚀工艺的终点监控方法的流程示意图；