[发明专利]一种等离子体蚀刻方法及系统

说明书

本发明涉及半导体器件加工技术领域，提供了一种等离子体蚀刻方法及系统，在蚀刻过程中，实时监测蚀刻腔体中光谱的变化，并且根据该光谱变化识别不同的蚀刻阶段，根据识别结果，在当前蚀刻阶段完成时自动切换至下一蚀刻阶段，由此可以灵活控制蚀刻时间并根据蚀刻阶段调整相关参数，实现蚀刻过程的精确控制。本发明的上述方法能够提高蚀刻产出的产品一致性。产品的反射率、及收敛性明显改善，并且衬底的靶心命中率也明显提升。等离子体蚀刻装置将光谱检测装置与等离子体蚀刻装置结合，通过终端实现二者的通信连接，操作简单，无额外的装置成本，易于实现。

技术领域

本发明涉及半导体器件加工技术领域，特别涉及一种等离子体蚀刻方法及系统。

背景技术

半导体器件加工中，蚀刻是必不可少的处理过程。其中干法蚀刻。例如ICP(Inductively Coupled Plasma，电感耦合等离子体)蚀刻是一种重要的蚀刻手段。尤其对衬底的蚀刻，ICP蚀刻显得尤为重要。例如对蓝宝石衬底的蚀刻过程，通常包括ME(mainetch，主蚀刻)和OE(Over Etch，过蚀刻)，整个蚀刻过程为：设置好整体ICP蚀刻程序，包括时间，功率(ME+OE)；作业中，按照设置的固定程序进行蚀刻，完成蚀刻作业。

上述蚀刻过程整体上执行一线设定好的蚀刻程序，例如蚀刻时间、蚀刻功率都是预先设定好的，但是在蚀刻过程中无法识别不同的蚀刻阶段，难以精确地更换不同的蚀刻程度，这就导致不同蚀刻过程产出的产品的一致性较差。

发明内容

鉴于现有技术中蚀刻过程存在的不足及缺陷，本发明提供一种等离子体蚀刻方法及系统。本发明采用光谱检测装置与蚀刻装置相结合的方式，在蚀刻过程中实时监测蚀刻腔室内的光谱变化，根据光谱变化识别判断不同的蚀刻阶段，由此可以准确判断并切换蚀刻阶段，保证不同蚀刻过程的产出的产品一致性。

根据本发明的一个实施例，提供一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待蚀刻的衬底置于蚀刻腔体中进行蚀刻；

在蚀刻过程中，探测所述蚀刻腔体中的光谱；

根据所述光谱的变化判断不同的蚀刻阶段；

根据蚀刻阶段的判断结果调整蚀刻过程。

可选地，将待蚀刻的衬底置于蚀刻腔体中进行蚀刻之前还包括：预先设定好不同的蚀刻程序，不同蚀刻程序对应不同的蚀刻阶段。

可选地，待蚀刻的所述衬底为单一衬底或复合衬底。

可选地，当所述衬底为单一衬底时，根据蚀刻阶段的判断结果调整蚀刻过程包括：根据所述光谱判断当前蚀刻阶段结束后，自动切换至下一蚀刻程序。

可选地，当所述衬底为复合衬底时，根据蚀刻阶段的判断结果调整蚀刻过程包括：根据所述光谱判断当前材料层蚀刻完成，自动切换至下一材料层的蚀刻。

可选地，根据蚀刻阶段的判断结果调整蚀刻过程还包括：根据所述判断结果调节当前蚀刻阶段的蚀刻参数和/或控制当前蚀刻阶段的蚀刻时间。

可选地，所述等离子体蚀刻方法还包括：根据所述光谱判断每一蚀刻阶段的蚀刻时间。

根据本发明的另一实施例，提供一种用于执行本发明所的等离子体蚀刻方法的等离子体蚀刻系统，该蚀刻系统包括等离子蚀刻装置、光谱检测装置及终端，

所述等离子体蚀刻装置包括蚀刻腔室，所述蚀刻腔室用于放置待蚀刻的衬底，所述蚀刻腔室包括透光窗口，以向所述蚀刻腔室外辐射光谱；

所述光谱检测装置包括：

探测器，所述探测器在所述透光窗口处探测所述蚀刻腔室内蚀刻衬底产生的离子的光谱；

转换器，与所述探测器连接并将所述探测器探测的光谱信息转换为波长数据；