CN101228618A - 一种用于时分复用（tdm）蚀刻工艺中的过程控制的方法和装置 - Google Patents

一种用于时分复用（tdm）蚀刻工艺中的过程控制的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种在时分复用工艺期间控制腔室内压力的方法。在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内根据开环压力控制算法定位节流阀。评估该步骤的压力响应并且将其与期望的压力响应相比。然后，根据对期望压力响应的评估通过比例积分微分控制器对时分复用蚀刻工艺的逐一步骤定位节流阀。

Description

一种用于时分复用（TDM）蚀刻工艺中的过程控制的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2003年4月7日申请的主题为“一种用于时分复用(TDM)蚀刻工艺中的过程控制的方法和装置”的共有美国临时专利申请系列号60/460,932的优先权并且与其相关，该临时专利申请的内容援引于此作为参考。本申请是2004年3月31日申请的主题为“一种用于时分复用(TDM)蚀刻工艺中的过程控制的方法和装置”的共同未审申请系列号10/815,965的部分后续申请，其内容援引于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种半导体晶片加工领域。尤其是，本发明涉及一种用于在时分复用蚀刻和淀积工艺期间控制反应腔室压力的方法和装置。
背景技术
在硅中制作高纵横比特征被广泛应用于在微型机电系统(MEMS)的制造中。这种特征经常具有范围从十几到几百微米的深度。为了确保可制造性，蚀刻工艺必须以高蚀刻速率操作，以维持合理的吞吐量以其它性能要求例如光滑蚀刻断面。
传统的、单一步骤的等离子蚀刻工艺不能同时满足这些要求，已经开发了时分复用蚀刻工艺。Suzuki等(U.S.4,579,623)，Kawasaki等(U.S.4,795,529)和Laermer等(U.S.5,501,893)已经描述了用于蚀刻硅的时分复用(TDM)方法。TDM蚀刻工艺通常采用交替的蚀刻和淀积步骤。例如，在蚀刻硅(Si)衬底时，六氟化硫(SF6)用作蚀刻气体，八氟环丁烷(octofluorocyclobutane，C4F8)作为淀积气体。在蚀刻步骤中，SF6便于硅(Si)的自发和各向同性蚀刻；在淀积步骤，C4F8便于在蚀刻结构的侧壁和底部上的保护聚合物钝化。在之后的蚀刻步骤中，在进行高能和有方向性的离子轰击时，通过之前的淀积步骤而覆在蚀刻结构底部的聚合物膜将被除去以暴露了硅表面，用于进一步蚀刻。在侧壁上的聚合物膜仍然保留着，防止横向蚀刻。TDM工艺在蚀刻和淀积工艺步骤之间循环交替，以使得可以以高蚀刻速率在掩模的硅衬底中限定出高纵横比结构。
在每个工艺步骤中，气体(例如，SF6和C4F8)通过气体入口以在工艺操作单(recipe)所指定的流速引入反应腔室。TDM蚀刻工艺通常在高密度等离子体反应器(即，感应耦合等离子体(ICP)，电子回旋加速器(ECR)等)中进行。
TDM工艺操作单由一系列工艺循环和步骤组成。每个循环由两个或多个控制工艺变量(即，气体流速、腔室压、RF功率、工艺步骤时间、腔室温度、晶片温度等)的工艺步骤组成。在执行整个工艺操作单中的下一个步骤或者循环之前，将一个循环内的步骤重复多次。已知，随着循环重复来改变工艺步骤的参数以提高蚀刻性能，在现有技术中称之为工艺变形(morphing)(见，Teixeira等的U.S.6,417,013)所知的那样。
压力控制是蚀刻和淀积工艺的重要部分。必须仔细控制腔室内的工艺气体的流速和压力，以便提供用于可重复的制造工艺的期望的淀积和蚀刻特性。
TDM等离子体反应器抽空系统通常包括通过节流阀与反应腔室分离的涡轮泵。压力控制器使用来自压力计的反应器腔室压力数据来控制节流阀。控制器打开或关闭节流阀以增加或降低从涡轮泵提供给反应腔室的真空。以这种方式，控制器可以在反应腔室内保持期望的压力。在TDM工艺期间，腔室压力设定点和气流流速在工艺循环内循环地交替。气流可以为单个组分也可以为多组分的混合物。压力控制器必须调节节流阀位置以补偿这些变化的气流和压力状态。理想状态下，压力控制器调节节流阀位置以便即时获得压力设定点而不会出现压力设定点过冲或下冲。
目前可用的节流阀和控制器通常以压力控制模式或位置控制模式工作。在压力控制模式中，控制器监控反应腔室中的压力并且通过调节节流阀的位置来维持设定点压力(即，闭环压力控制)。在位置控制模式中，控制器将节流阀定位在设定点位置，而不监控腔室压力(即，开环压力控制)。
许多研究组已经着眼于用于等离子腔室中过程控制的装置。Kessel等(U.S.4,253,480)描述了一种压力调节器，其采用可调节的电磁阀来控制压力。Kessel教导了指示真空腔室中所使用的许多节流阀的操作的基本机理。测量容器中的实际压力并将其转换为电信号。比较器产生表示实际压力和指令压力之间的差值的调节信号。调节器使用该调节信号以如此方式指引该阀，即，阀部件可以在阀的打开和关闭位置之间的范围内的中间位置之间进行调节。事实上，用在TDM工艺工具中的节流阀按照这些原理进行操作。但是，正如早前所述的那样，在经常交替的TDM工艺步骤的转变期间不能控制压力是个真正的问题，并且不能通过Kessel的技术来解决。
Kaveh等(U.S.5,758,680)和McMillin等(U.S.6,142,163)描述了使用将气体插入抽空系统的压载口(ballast port)来补偿反应腔室中的压力波动，以便将不同工艺步骤之间节流阀的移动减小到最小。他们还公开了一种方法来降低在真空腔室中稳定气体的时间。首先将节流阀预先定位在期望位置上。使用预先确定的估计曲线来估计期望位置。然后，在一个特定的时期内，可以使用比例和微分(PD)控制来控制节流阀的移动。然后，可以使用比例积分和微分(PID)控制来调节节流阀的移动。公开中所教导的这些实例表明用于稳定压力的时期从～20秒钟减少到3-5秒钟。尽管Kaveh和McMillin构思了在工艺步骤从一个变换到下一个时改变气流流速和压力，但是没有教导使用循环和交替的TDM工艺。此外，许多TDM工艺采用仅仅持续几秒钟或更短时间的交替工艺步骤，这使得使用所公开的技术进行压力控制变得不实际。
Brown等(U.S.6,119,710)描述了使用到反应腔室中的可调节的气流以补偿腔室内的压力变化。但是，在许多TDM工艺中，在工艺步骤期间变化的工艺气流流速是不期望的。
Beyer等(U.S.5,944,049)描述了通过控制真空泵的排气侧的排气压力或者在第一个真空泵的压缩阶段上的内部压力来调节腔室压。使用调节真空泵速度或者将惰性气体注入到排气侧中或者真空泵的压缩阶段，来控制反应腔室的压力。Beyer没有教导如何在TDM工艺中使用这种技术。
Puech(美国专利申请20020168467)描述了一种通过以互补的流速将钝性控制气体注入与抽空部分邻近的区域内来控制压力的方法。所控制的钝态气体的流速被调节以便将流入真空外壳中的总气流保持在基本恒定的速率。尽管Puech教导了在TDM工艺中的压力控制，其采用一秒量级的工艺步骤，但该方法没有教导在压力控制中使用主动调节的节流阀。
目前的用于TDM工艺的压力控制、压力控制和位置控制的方法具有局限。在TDM工艺中压力控制模式的一个问题是，实践中，通常在实现快速压力响应时间同时将设定点偏差减小到最小之间存在折中。在以压力设定点过冲的周期为代价下，快速响应时间是可能的。优化可用的压力控制模式算法以将设定点过冲减小到最小会导致较慢的响应时间。随着TDM步骤的持续时间减小，试图达到操作单指定的设定点而花费的时间将会变为工艺时间的重要部分。
目前的在TDM工艺中位置控制模式的方法的问题是不可接受的长压力响应时间。尽管位置模式将工艺过冲减小到最小，较慢的响应时间会导致腔室压力花费大部分的工艺时间来接近所要求的设定点值(即，不依从操作单指定的设定点)。
位置控制模式方法的另一个问题是它是开环压力控制算法。因此，对于气流或者泵浦效率的扰动没有任何校正。这些扰动易于引起工艺压力和随后的工艺性能随时间变化。
因此，需要一种用于TDM工艺的压力控制手段，优选用于采用持续时间为几秒钟或更小的工艺步骤的那些工艺。
现有技术中没有提供本发明所附的优点。
因此，本发明的目的是提供一种改进，其克服了现有技术装置中的缺点并且对半导体工艺领域的发展贡献显著。
本发明的另一个目的是提供一种用于在衬底中各向异性地蚀刻特征的方法，包括步骤：在等离子腔室内使衬底经历交替循环工艺，所述交替循环工艺具有蚀刻步骤和淀积步骤；在所述交替循环工艺的淀积步骤期间，将第一工艺气体引入所述等离子腔室中，用于将膜淀积在衬底上；在所述交替循环工艺的蚀刻步骤期间，将第二工艺气体引入所述等离子腔室中，用于蚀刻衬底；在所述交替循环工艺的至少一个步骤期间，通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间，来调节所述等离子腔室的压力；点火(ignite)等离子体一段用于所述交替循环工艺的淀积步骤和所述交替循环工艺的蚀刻步骤的操作单时间；在所述预定时间期满之后使能(enable)闭环压力控制算法；以及通过闭环压力控制在等离子腔室中将压力控制在操作单指定的压力设定点上一段时间，该时间持续该步骤的剩余时间。
本发明的另一个目的是提供一种在时分复用蚀刻工艺中控制压力的方法，包括以下步骤：通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间，来在所述时分复用工艺的至少一个步骤中调节真空腔室的工艺压力；将至少一种工艺气体引入所述真空腔室中；在所述的预定时间期满之后，使能闭环压力控制算法；以及通过闭环压力将压力控制在操作单指定的压力设定点上一段时间，该时间持续该时分复用工艺的所述步骤的剩余时间。
本发明的又一个目的是提供一种在真空腔室中控制压力的方法，该方法包括以下步骤：通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间，来调节真空腔室中的工艺压力；将气体引入所述真空腔室中；在所述预定时间期满之后使能闭环压力控制算法；以及通过闭环压力控制来在真空腔室中将压力控制在操作单指定的压力设定点上。
本发明的另一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制压力的方法，该方法包括以下步骤：在该腔室内设置衬底；在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内根据开环控制算法定位节流阀；从所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤(step-to-step)，根据闭环压力控制算法定位所述节流阀；以及将所述衬底从该腔室中移出。
而本发明的另一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括以下步骤：在该腔室内设置衬底；在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内将节流阀定位在预定位置；保持所述节流阀的所述预定位置一段预定时间；对于所述时分复用蚀刻工艺的所述步骤的剩余部分，将所述节流阀重新定位在操作单指定的位置上；以及将所述衬底从该腔室中移出。
而本发明的又一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括以下步骤：在该腔室内设置衬底；在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀预设参数控制节流阀；与期望的压力响应相比，评估所述步骤的压力响应；采用控制算法以便根据所述评估步骤修改所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤的所述节流阀预设参数；以及将所述衬底从该腔室中移出。
本发明的另一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制压力执行的方法，该方法包括以下步骤：在该腔室内设置衬底；在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内修改操作单参数的子集的执行时序(timing)；以及将所述衬底从该腔室中移出。
而本发明的另一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括以下步骤：在该腔室内设置衬底；在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀预设参数控制节流阀；与期望的压力响应相比，评估所述步骤的压力响应；采用第一控制算法以便根据所述评估步骤修改所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤的所述节流阀预设参数；根据第二控制算法从所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤定位所述节流阀；以及将所述衬底从该腔室中移出。
前述内容已经概括了本发明的一些相关目的。这些目的应该理解为对本发明的一些更主要的特征和应用仅仅是示例性的。许多其它有益结果可以通过以不同方式应用所公开的发明中或者在公开内容的范围内作变形而获得。因此，除参考权利要求所限定的本发明的范围以外，本发明的其它目的和较全面的理解还可以通过参考本发明的发明内容和具体实施方式并且结合附图来得到。
发明内容
为了概括本发明，本发明包括一种在TDM工艺期间控制真空腔室内压力的方法和装置。
本发明的一个特征是提供一种用于各向异性地蚀刻衬底上的特征的方法。该方法包括以下步骤。将衬底放置在等离子腔室内，并且使其经历具有蚀刻步骤和淀积步骤的交替循环工艺。通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间来调节等离子腔室的压力，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。在所述交替循环工艺的淀积步骤期间，将第一工艺气体例如八氟环丁烷引入所述等离子腔室中，用于将膜淀积在衬底上。点火等离子体一段用于所述交替循环工艺的淀积步骤的操作单时间。在所述预定时间期满之后使能闭环压力控制算法。然后，对于淀积步骤的剩余时间，通过闭环压力控制将压力控制在操作指定的压力设定点上。接下来，再次通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间来调节等离子腔室的压力，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。在所述交替循环工艺的蚀刻步骤期间，将第二工艺气体例如六氟化硫引入所述等离子腔室中，用于蚀刻衬底。点火等离子体一段用于所述交替循环工艺的蚀刻步骤的操作单时间。在所述预定时间期满之后使能闭环压力控制算法。然后，对于蚀刻步骤的剩余时间，通过闭环压力控制将压力控制在操作单指定的压力设定点上。
预定的位置设定点可以通过以下来设定或者得到：
1.交替循环工艺的先前类似步骤的节流阀位置；
2.交替循环工艺的多个先前类似步骤的平均阀位置；或者
3.以前的校准实验。
可以通过从与交替循环工艺的先前类似步骤中的节流阀位置偏移，来调节预定的位置设定点。可以使用预定时间的持续时间的预定函数来改变所述预定的位置设定点。可以根据交替循环工艺的先前类似步骤中的压力性能，例如用于使到达到操作单指定的压力设定点的时间最小化或者使与操作单指定的压力设定点的偏差最小化，来修改所述预定的位置设定点。
预定时间长约0.05到0.5秒。可以根据交替循环工艺的先前类似步骤中的压力性能，例如使用于达到操作单指定的压力设定点的时间最小化或者使与操作单指定的压力设定点的偏差最小化，来修改所述预定时间。
本发明的另一个特征是提供一种在时分复用工艺中控制压力的方法。该方法包括以下步骤。通过将节流阀设定在预定的位置设定点一段预定时间，来在所述时分复用工艺的至少一个步骤内调节真空腔室的工艺压力，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。根据时分复用工艺，将至少一种工艺气体引入所述真空腔室中，用于处理衬底。在所述预定时间期满之后使能闭环压力控制算法。然后通过闭环压力控制算法将真空腔室的压力控制在操作单指定的压力设定点上一段时间，该时间持续所述时分复用工艺的处理步骤的剩余时间。
本发明的又一个特征是提供一种在真空腔室中控制压力的方法。该方法包括以下步骤。通过将节流阀设定在预定的位置设定点上一段预定时间来调节真空腔室的工艺压力，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。将工艺气体引入所述真空腔室中。在所述预定时间期满之后使能闭环压力控制算法。然后，通过闭环压力控制算法来将压力控制在操作单指定的压力设定点上。
本发明的另一个特征是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法。该方法包括以下步骤。在该腔室内设置衬底。在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺。时分复用蚀刻工艺具有借助等离子体在衬底上淀积钝化层的步骤和借助等离子体蚀刻衬底上的材料的步骤。执行工艺循环，其中重复淀积步骤和蚀刻步骤。在时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内根据开环控制算法定位节流阀。开环压力控制算法可以是节流阀位置控制，其可以在所述时分复用蚀刻工艺的步骤内将节流阀保持在恒定位置上。节流阀位置控制可以基于时间的函数，其可以是线性或非线性的。然后，从时分复用蚀刻工艺的逐一步骤根据闭环压力控制算法定位节流阀。闭环压力控制可以是一种比例积分微分控制器。最后，将衬底从该腔室中移出。
而本发明的另一个特征是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法。该方法包括以下步骤。在该腔室内设置衬底。在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺。时分复用蚀刻工艺具有借助等离子体在衬底上淀积钝化层的步骤和借助等离子体蚀刻衬底上的材料的步骤。执行工艺循环，其重复淀积步骤和蚀刻步骤。在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内将节流阀定位在预定位置。将所述节流阀保持所述预定位置一段预定时间，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。所述预定位置可以是从操作单位置设定点中得出的，可以是与所述操作单位置设定点成比例，或置从所述方法位置设定点偏移。所述预定时间可以小于用于时分复用蚀刻工艺的步骤的时间。然后，对于时分复用蚀刻工艺的步骤的剩余部分，将节流阀重新定位到操作单指定的位置上。最后，将衬底从该腔室中移出。
而本发明的又一个目的是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法。该方法包括以下步骤。在该腔室内设置衬底。在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺。时分复用蚀刻工艺具有借助等离子体在衬底上淀积钝化层的步骤和借助等离子体从衬底蚀刻材料的步骤。执行工艺循环，其中重复淀积步骤和蚀刻步骤。在时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀预设参数控制节流阀，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。所述预设参数可以是节流阀的位置或是预设的保持持续时间。将所述步骤的压力响应与期望的压力响应相比，并评估所述步骤的压力响应。期望的压力响应可以是阶跃函数。应用控制算法以根据所述评估步骤修改时分复用蚀刻工艺的逐一步骤的节流阀预设参数。所述控制算法可以是闭环压力控制，其可以是比例积分微分控制器。最后，将所述衬底从该腔室中移出。
本发明的另一个特征是提供一种在蚀刻工艺期间控制压力执行的方法。该方法包括以下步骤。在该腔室内设置衬底。在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺。时分复用蚀刻工艺具有借助等离子体在衬底上淀积钝化层的步骤和借助等离子体从衬底蚀刻材料的步骤。执行工艺循环，其中重复淀积步骤和蚀刻步骤。修改在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内操作单参数的子集的执行时序。对执行时序的修改可以是设定点转变或是设定点的持续时间的开始。执行时序的改变可以改变至少两个工艺变量的执行顺序。最后，将所述衬底从该腔室中移出。
而本发明的另一个特征是提供一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法。该方法包括以下步骤。在该腔室内设置衬底。在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺。时分复用蚀刻工艺具有借助等离子体在衬底上淀积钝化层的步骤和借助等离子体从衬底蚀刻材料的步骤。执行工艺循环，其中重复淀积步骤和蚀刻步骤。在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀的预设参数控制节流阀，以确保腔室压力不会过冲或者下冲期望的工作水平，同时将达到设定点值所需的时间减少到最小。所述预设参数可以是节流阀的位置或预设的保持持续时间。与期望的压力响应相比，评估所述步骤的压力响应。期望的压力响应可以是阶跃函数。应用第一控制算法以根据所述评估步骤修改时分复用蚀刻工艺逐一步骤的节流阀的预设参数。第一控制算法可以是第一闭环压力控制，其可以是第一比例积分微分控制器。然后，根据第二控制算法从所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤重新定位所述节流阀。第二控制算法可以是第二闭环压力控制，其可以是第二比例积分微分控制器。最后，将所述衬底从该腔室中移出。
为了更好地理解本发明以下的详细描述以便更加充分地理解本发明对现有技术的贡献，前述内容已经概括了本发明的主要和重要的特征。下文将要描述本发明的形成本发明权利要求主题的另外特征。本领域技术人员应明了，可以容易地采用所公开的概念和特定的实施例作为修改或设计用于执行与本发明相同目的的其它结构。本领域技术人员也应该认识到，这些等同的结构不会脱离所附权利要求中提出的本发明的精神和范围。
附图说明
图1是示出了等离子体工艺机械主要组件的侧视图；
图2是用于以压力控制模式操作的两步骤TDM工艺的期望的压力对时间响应的图表；
图3是现有技术中用于以压力控制模式操作的两步骤TDM工艺的压力对时间响应的图表；
图4是现有技术中用于以位置控制模式操作的TDM工艺的压力对时间响应的图表；
图5是现有技术中用于在较长时间尺度上以位置控制模式操作的TDM工艺的压力对时间响应的图表；
图6是解释本发明实施例的控制系统的图表；
图7a是解释本发明实施例的控制系统的方框图；
图7b是解释本发明实施例的控制系统的图7a的方框图的延续部分；
图8是在对于不同输入值实现本发明的工艺控制方法时实验实例的压力对时间的图表；
图9是示出了本发明的一个输入值的优化的图表；
图10是在对于不同输入值实现本发明的工艺控制方法时，实验实例的压力对时间的图表；
图11是当实现本发明的工艺控制方法时实验实例的压力对时间的图表，其中蚀刻保持时间被保持为0.25秒钟并且淀积保持时间被保持为0.40秒钟，并且对于蚀刻步骤恒定偏移α＝0.88以及对于蚀刻步骤恒定偏移β＝1.25；
图12是解释本发明另一个实施例的控制系统的方框图；
图13是对于不同输入值实现本发明的工艺控制方法时，实验实例的压力对时间的图表；
图14是重新绘制图13的数据的压力对时间的图表；
图15是现有技术中以节流阀位置控制模式操作的TDM工艺的压力对时间响应的图表；
图16a是解释本发明另一个实施例的控制系统的方框图；
图16b是解释本发明另一个实施例的控制系统的图16a的方框图的延续部分；
图17是示出了对于不同输入值实现如图16a和16b所示的本发明的工艺控制方法的压力对时间的图表；
图18是在对于不同输入值实现如图16a和16b所示的本发明的工艺控制方法时，实验实例的压力对时间的图表；
图19是解释本发明另一个实施例的控制系统的方框图；
图20是在对于不同输入值实现如图19所示的本发明的工艺控制方法时，实验实例的保持时间对TDM迭代(iteration)的图表；
图21是图20中的数据的压力对时间的图表；
图22是图20中的数据在比图21的数据晚些的时刻处的压力对时间的图表；
图23示出了两步骤TDM工艺的步骤转变中的两个不同变量的设定点和输出响应；以及
图24示出了一个实例，其中为了与输出响应同步，设定点变化已经相对于设定点中的变化延迟了。
在附图的多个视图中，相同的附图标记代表相同的部分。
具体实施方式
我们公开了一种通过“保持和释放”的方法控制TDM或者任何交替步骤工艺中的压力的手段。当工艺步骤切换到下一个工艺步骤时，预先定位节流阀。实现控制系统以自动设定节流阀所预先定位的位置值。该设定位置是从先前的同类工艺步骤中的节流阀位置得出的。将节流阀保持在该设定位置一段预定的时间。在保持时间之后，释放节流阀，并且使能闭环循环反馈控制算法(例如，PID循环)用于节流阀来以压力控制模式调节真空腔室中的压力。公开了控制系统和方法。
根据本发明的等离子体蚀刻系统如图1所示。在ICP反应器中，RF发生器100将电力传送到位于反应腔室110上部的线圈105。将该电力传送到通过气体入口(未示出)所引入的一种或多种工艺气体中，以离子化工艺气体(或多种工艺气体)并且形成等离子体120。第二RF发生器115将电力传送到晶片载体130上以便在晶片125上感应DC偏压。抽空系统通过排气管(exhaust manifold)150从反应腔室110连续移去气态物质(即，未反应的气体、挥发性副产物等)。通过节流阀145调节反应腔室110中的压力。通过节流阀控制器140操作节流阀145。通过压力计135测量反应腔室110的压力。压力计135的输出信号作为输入馈送到节流阀控制器140。
图2示出了用于两步骤TDM工艺的多个循环225的期望压力响应200。用于第一步骤205的压力设定点230需要与用于第二步骤210的压力设定点235不同的节流阀位置。由于步骤间的快速上升时间215结合工艺步骤期间从设定点220的最小偏移，因此在TDM工艺中希望快速压力响应。
图3图示地表示出具有压力控制模式下的节流阀控制器的现有技术解决方法。该图示出了用于两步骤TDM工艺的压力响应300对时间的图表，以及相应节流阀位置305。在TDM工艺期间，该控制方法导致从操作单指定的设定点320的压力过冲325。随着TDM步骤310的持续时间降低，压力控制性能进一步降低。此外，相应的节流阀位置315不会实现稳定状态的位置。
图4图示地表示出具有位置控制模式下的节流阀控制器的可选择的现有技术解决方法。该图示出了用于两步骤TDM工艺的压力响应400时间的图表，以及相应节流阀位置405。在TDM工艺期间，该控制方法使用节流阀位置设定点410和415来将节流阀驱动到设定位置。在该示例中，注意到了压力响应420中相对于位置设定点变化的延迟，并且不能实现期望压力402。
图5图示地表示出了当使用位置控制模式控制反应腔室压力时所遇到的另一个问题。该图示出了在相应步骤中使用两种不同气流的具有固定节流阀位置的两步骤TDM工艺的压力响应对时间的图表。观察在长工艺运行(100次迭代)上的压力漂移500。该压力漂移500可以是由于反应腔室壁中温度的增加而导致的。因此，为了保持压力性能的可靠性和可重复性，必须采取其它措施。
图6示出了用于两步骤TDM工艺的压力响应605对时间的图表，具有相应节流阀位置600。正如早前所述的那样，已经证明，由于可能出现压力过冲，很难在工艺步骤间的转变期间进行压力控制。根据本发明的一个实施例，在步骤610的第一阶段630中采用位置控制模式。预先定位节流阀并且将其保持在从先前所执行的步骤的节流阀位置620得出的设定位置635上。在第一阶段630之后，将节流阀从位置控制模式中释放。此时，使能闭环控制反馈控制算法，以便对步骤610的剩余部分应用压力控制模式。
在完成步骤610之后，工艺步骤切换到下一个步骤615。在该步骤615的第一阶段650，节流阀切换到位置模式。节流阀保持在从先前执行的那个步骤的已知节流阀位置640中得出的另一个设定位置655。对于设定的时期650应用位置控制模式，并且在整个时期，将节流阀保持在设定位置655上。在保持周期650届满之后，释放节流阀，并且通过使能用于节流阀的闭环压力反馈控制算法，来将压力控制模式应用于步骤615的剩余部分。可选择的是，在上述步骤中，节流阀可以预先定位在从许多先前的同类步骤中测量出的节流阀位置的平均值得出的位置上。这具有使步骤到步骤的变化平滑的优点。
在许多TDM工艺中，将不同的时间长度分配给保持时期630、650(参见图6)是有益的。而且，灵活调节预定位置635、655而不是取先前工艺步骤中的节流阀的最后位置是有益的。根据本发明的另一个实施例，淀积步骤和蚀刻步骤中的保持时期是独立确定的，在这些保持时期中的节流阀的预定位置值是独立调节的。得出预定位置635、655的调节值的一种方法是，将一系数(multiplier)应用到来自先前执行的那个步骤的节流阀的最后位置。如图6所示，该系数会导致预定位置值635、655与先前步骤值位置620、640的偏移625、645。以这种方式，预定的节流阀位置可以被偏移得或大于或小于先前步骤的位置。
对于两步骤TDM硅蚀刻工艺，在图7a和7b中示出了本实施例的方框图。在图7a中，保持时期表示为“tetch hold”630和“tdep hold”650。步骤时间段表示为“tetch”610和“tdep”615。在开始执行工艺时，这些时间长度可以是工艺操作单的一部分。而且，来自先前步骤的节流阀位置表示为“Etch Position”620和“Dep Position”640。用于在蚀刻时期630中保持节流阀的预定位置从先前的蚀刻步骤中得出并且由因素α来调节。同样，用于在淀积时期650中保持节流阀的预定位置从先前的淀积步骤中得出并且由因素β调节。α和β的值可以在工艺操作单中手动设置或者通过反馈控制循环(例如，PID)自动设置，所述反馈控制循环测量压力并且可以使用该信息来调节预定位置值以在工艺执行过程中将过冲减小到最小并且将用以达到设定点的时间减到最小。参数α和β通常具有在0.5和2.0之间的值，其转换为先前位置的百分之50到百分之200。例如，在α和β设为1.0的情况下，本发明在蚀刻保持期间使用来自先前执行的蚀刻步骤的节流阀位置值620作为所述预定位置值。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，压力控制方案并不需要应用于TDM工艺循环内的所有步骤中。将蚀刻保持长度时期630的值设定为零可以允许该方法反转到现有技术中的闭环压力反馈控制方法。同样，在α和β设置为一(unity)并且蚀刻保持时期630的长度设定为蚀刻步骤时间610的情况下，可以使该方法反转到现有技术中的位置控制模式方法(开环压力控制模式)。
压力控制实例
对于使用本发明的TDM工艺中的任何步骤，对于节流阀需指明两个参数；即，保持时间的持续时间和偏移幅度。
图8图示地表示出了当实现本发明的工艺控制方法时实验性实例。显示了不同长度的蚀刻保持时期的效果。正如所见的那样，如果蚀刻保持时期小于大约0.1秒钟长，则在淀积到蚀刻转变期间出现压力过冲。如果保持时期是大约0.2到0.3秒钟长，则会几乎消除过冲，并且可以将与压力设定点805的偏差减小到最小。随着蚀刻保持时间变长，压力过冲在实验的范围中重新出现。该结果证明，本发明的保持和释放方法确实显著地改善了压力控制能力。
在本发明的另一个实施例中，可以随着工艺进行自动调节预定位置的保持时间，以将设定点过冲减小到最小。图9图示出了根据两步骤TDM硅蚀刻工艺的图8的数据的设定点过冲对预定位置保持时间。随着工艺进行，测量压力过冲的反馈控制循环(例如PID)使用该信息来调节预定位置的保持时间，以将过冲减小到最小。类似的，随着工艺进行，测量到达设定点的时间的反馈控制循环(例如PID)可以使用该信息来调节预定位置的保持时间，以使得到达设定点的时间被减小到最小。
图10用图表示出了当实现本发明工艺控制方法时的实验实例。显示了对于固定的持续时间预定位置偏移的不同值的影响。在负5％蚀刻保持位置调节(α＝0.95)处，压力过冲减小到最小。该结果证明，本发明的保持和释放方法确实显著改善了压力控制能力。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，所述实施例可以应用于每个循环包含两个或多个工艺步骤的多步骤循环工艺。本发明也可以应用于其中在工艺的过程期间在循环内改变压力设定点或其它操作单指定的步骤参数的循环工艺(例如，变形的TDM工艺)。
重要的是，注意到，本发明不需要用于交替工艺内每一步骤类型的保持时间和位置偏差。本发明的另一个实施例将包括引入用于TDM工艺内的至少一个步骤类型的位置保持时间。
图11用图表表示了一个实例，其中尝试在两步骤TDM硅蚀刻工艺中优化压力控制。在图11中，“tetch hold”是0.25秒钟，“tdep hold”是0.4秒钟，α＝0.88以及β＝1.25。与前面的实例(参见3、4和5)相比，在循环TDM工艺操作期间的合成压力轮廓显著改善了，它几乎是方形的。压力较快速地接近设定点值，并且几乎消除了压力过冲和下冲。
图12示出了本发明另一个实施例的方框图。该实施例通过在逐一步骤应用闭环压力控制算法来解决节流阀位置控制的缺点，同时在TDM步骤内保持节流阀位置控制(开环压力控制)。在下文该实施例被描述为应用于两步骤TDM工艺中。该方法也可以应用于在一个循环内具有两个以上步骤的TDM工艺中。类似的，该方法可以应用于TDM工艺内的步骤的任何子集。
一旦TDM工艺参数已经加载，则必须确定初始值以实现期望的工艺压力设定点。这些初始值可以以多种方式确定(例如，在运行工艺之前的离线较准实验，或者在闭环压力控制中使用节流阀进行前几个(或一个)TDM工艺的循环并且使用该值作为下一步骤的起始点)。
例如，两步骤TDM实例，一旦初始化了节流阀值，则工艺执行该循环内的第一步骤(例如，淀积步骤)。在执行该步骤期间，将节流阀设定到位置模式并且将其指引来移动到初始位置。在该步骤的剩余部分中将该阀保持在该位置上。
在该步骤期间，记录与位置设定点相应的压力并且将其与工艺要求压力设定点相比。然后，通过闭环循环控制算法(例如，PID，前馈等)处理该信息，这使得提高了用于该循环内的下一次该步骤类型发生时的节流阀位置。
上述实例示出了在步骤内节流阀保持在恒定值(位置)上。步骤内的节流阀位置可以在该步骤过程期间变化，作为步骤时间的函数。该函数可以是非线性的。
与输入的位置设定点对应的记录的步骤压力可以通过多种方式来确定(例如，从该步骤的压力读数的全部或一些子集来得出)。尤其是，使用接近步骤末端的采样子集是有用的，因为这些值更能表示该步骤的稳定状态压力。这些值可以在步骤内或在循环迭代上(逐一步骤)平滑或者过滤，以改善闭环循环算法的控制。
图13图示地示出了在实现逐一步骤压力控制方法时的实验实例。TDM工艺由三个步骤组成，包括具有相关压力设定点1305的蚀刻步骤，以及具有不同压力设定点1310的淀积步骤。蚀刻压力响应1315的较早区域表明，实际压力小于压力设定点1305。使用闭环循环反馈控制算法(例如，PID等)来逐一步骤调节蚀刻节流阀位置1330，以便消除蚀刻压力偏移。类似的，淀积压力响应的较早区域1320表明，实际压力小于工艺指定的设定点。使用第二闭环循环反馈控制算法(例如，PID)来逐一步骤调节淀积节流阀位置1325，以消除淀积压力偏移。在该实例中，通过对于循环内的步骤将节流阀位置保持恒定，来逐一循环地调节用于至少一个步骤的节流阀位置。在本发明的另一个实施例中，可以以预定方式在循环内改变节流阀的位置，在步骤中的某点进行采样，以及逐一循环地将闭环控制算法应用于节流阀的位置。
图14重新描绘了用于逐一循环的TDM硅蚀刻工艺的淀积步骤的图13的数据。下方的曲线1405示出了作为循环数的函数的压力误差。在这种情况下的压力误差是在淀积步骤末端所记录的实际压力和操作单指定的压力设定点之间的差异。响应压力误差函数1405的值，通过反馈循环来控制节流阀位置1410。在该实施例中，用于淀积步骤的操作单指定的设定点逐一循环保持恒定。现有技术公知逐一循环地改变压力设定点来保持轮廓(profile)控制。对于特定步骤逐一循环地改变压力设定点将会导致该步骤的误差信号，该误差信号反过来由闭环循环控制器校正。
图15示出了用于两步骤TMD工艺的节流阀位置控制的现有方法的图(与图4类似)。尽管该位置控制方法可以用来防止压力响应1505超过压力设定点1510，但存在显著的时间期间1515，其中压力响应1505与操作单指定的设定点1510显著不同。
图16是本发明另一个实施例的方框图。该方法克服了图15所示的现有技术的缺点。该方框图示出了应用于两步骤TMD硅蚀刻工艺的本发明。值得注意的是，可以将相同的方法应用于具有两个或更多个步骤的TMD工艺。此外，该方法可以应用于TMD工艺内步骤的任何子集。
图17是图16的方法的图表表示。该方法通过在转变开始时过驱动输入变量来使在两个不同的设定点之间的转变更短。在压力控制的情况下，节流阀位置是输入变量，其在被释放到操作单指定的值之前被驱动通过操作单指定的设定点一段时间，以优化压力响应1705。
对于由淀积步骤1710和蚀刻步骤1715组成的两步骤TMD硅蚀刻工艺的压力控制来说，该方法需要蚀刻预设节流阀位置1730、蚀刻预设保持时间1740、蚀刻节流阀位置1745、淀积预设节流阀位置1725、淀积预设保持时间1720、以及淀积节流阀位置1735。蚀刻预设节流阀位置1730是在蚀刻步骤1715开始期间的节流阀位置。蚀刻预设保持时间1740是从蚀刻步骤开始以保持蚀刻预设节流阀位置1730的时间长度。蚀刻节流阀位置1745是与用于蚀刻步骤的操作单指定的压力或节流阀位置对应的节流阀位置。
类似的，淀积预设节流阀位置1725是在淀积步骤1710开始期间的节流阀位置。淀积预设保持时间1720是从淀积步骤1710开始用以保持淀积预设节流阀位置1725的时间长度。淀积节流阀位置1735是与用于淀积步骤的操作单指定的压力或节流阀位置对应的节流阀位置。
在TMD工艺的蚀刻步骤1715开始时，节流阀设定到蚀刻预设位置1730上。该位置一直保持到蚀刻预设保持时间1740期满。然后将节流阀位置移动到蚀刻节流阀位置1745。类似的，在TMD工艺的淀积步骤1710开始时，节流阀设定到淀积预设位置1725上。该位置一直保持到淀积预设保持时间1720期满。然后将节流阀位置移动到淀积节流阀位置1735。注意，代替在保持持续期间将节流阀位置保持在恒定位置上，该阀位置可以作为时间的函数以预定方式改变。
为了将压力响应1705到设定点转变的持续时间缩短，将节流阀位置预设值选择为“过冲”设定点位置。例如，如果先前步骤的节流阀位置小于与当前步骤的节流阀位置或者压力设定点对应的节流阀位置，那么当前步骤的预定节流阀位置将大于当前步骤的节流阀位置设定点。类似的，如果先前步骤的节流阀位置大于与当前步骤的节流阀位置或者压力设定点对应的节流阀位置，那么当前步骤的预定节流阀位置将会小于当前步骤的节流阀位置设定点。
预设的节流阀位置(淀积和蚀刻)可以由多种方法确定，包括在运行TMD工艺之前的特征实验，或者通过在工艺期间使用调节预设节流阀位置值的闭环循环反馈算法。预设节流阀位置也可以从操作单指定的位置来得出(例如，应用系数和/或偏移到操作单指定的节流阀位置)。
在上述实例中，在位置预设保持时间的时期中预设位置保持恒定。在本发明的另一个实施例中，所述预设位置可以在预设保持时间期间变化(例如，预设位置是时间的函数，单调增或单调减)。
预设保持时间也可以由多种方法确定，包括在运行TMD工艺之前的特征实验，或者通过在工艺期间使用调节预设时间值的闭环循环反馈算法。
图18示出了应用于两步骤TMD硅蚀刻工艺的图17的方法的实例。注意，压力响应1805达到设定点1810的转变1815的持续时间比现有技术的位置控制的方法显著缩短(比较图15中的持续时间1515和图18中的持续时间1815)。图15和18的工艺参数是相同的。该工艺是两步骤TMD硅蚀刻工艺。
  淀积   蚀刻
  SF6   sccm   ＜5   635
  C4F8   sccm   150   ＜5
  压力   mtorr   30   80
  时间   秒   2   2
图18中的数据的压力控制参数如下所示：
  淀积   蚀刻
  节流阀保持位置   ％   20％   20％
  保持时间   ms   1000   800
图18中所示的数据的节流阀位置从用于该步骤的操作单指定的设定点得出。在淀积和蚀刻步骤中，节流阀保持位置设定为操作单指定的节流阀位置设定点的20％过冲。
在本发明的另一个实施例中，由于通过使用闭环控制算法执行该工艺，可以优化压力控制参数(节流阀保持位置和节流阀保持时间)。图19示出了概要描述用于包含至少一个工艺步骤的TMD工艺的方法的方框图，该方法使用节流阀预设来改善压力控制。该方法需要节流阀保持位置和节流阀保持时间的初始值。这些值可以从先前实验或者工艺历史来确定。随着该工艺进行，将压力响应与操作单指定的设定点相比，产生误差值。该误差值输入到闭环控制器，该控制器输出改善的节流阀保持位置和或节流阀保持时间。
在本发明的另一个实施例中，在整个工艺中保持初始的节流阀保持位置恒定。通过允许闭环控制器仅调节一个变量，位置保持时间，以优化压力过冲响应，简化了控制架构。
类似的，在另一个实施例中，在整个TMD工艺中保持节流阀保持时间恒定。这允许闭环控制器仅调节一个变量，节流阀保持位置，以优化压力过冲响应。
值得注意的是，如果多于一个的TMD工艺使用该方法，则每个步骤可以具有其自身的闭环控制算法。而且，如果使用多个闭环控制算法，则每个步骤可以具有不同的算法。
图20是来自图19所示的方法的实验数据的图表表示。在该实验中，使用两步骤TMD硅蚀刻工艺。该蚀刻工艺的参数如下所示：
  淀积   蚀刻
  SF6   sccm   ＜5   635
  C4F8   sccm   150   ＜5
  压力   mtorr   30   80
  时间   秒   2   2
在这些实验中，保持时间值基于逐一步骤通过控制算法来调节。图20示出了所施加的淀积保持时间作为TMD迭代的函数。为了说明该方法，最初，零值的保持时间被施加到淀积步骤。节流阀保持位置从该步骤中的操作单指定的节流阀位置得出，并且设定为过冲节流阀设定点12％。该图表示出了在65TMD循环(迭代)内520ms的达到稳定状态的淀积保持时间。
在该步骤中的保持时间的初始值可以由多种方式设定，包括从离线实验或先前工艺得到的值。该初始值也可以通过将节流阀保持位置保持直到实际压力达到压力设定点、记录相应的时间并且在下一次发生时使用该保持时间，来在前几个循环中确定。
图20中的实验数据通过应用从位置或压力设定点得到的节流阀保持位置以通过在该位置上改变节流阀保持时间来控制压力响应的形状来产生。可以使用类似的控制算法，其使用操作单导出的保持时间或者使用闭环循环控制算法校正节流阀位置保持时间和保持位置。
图21示出了与图20的数据对应的压力设定点2105、节流阀位置2110、以及压力响应2115。由于0msec的初始保持时间，减少到纯位置控制模式，在步骤2120的末端压力响应2115达到压力设定点2105。
图22示出了在随后时间中图21所示的同样工艺的压力响应。在该点，控制算法已经确了用于淀积2220和蚀刻2225的节流阀位置保持时间的稳定值。压力响应2215更接近地跟随压力设定点2205(与图21所示的压力设定点2105和压力响应2115相比)。
注意，图21的方法可以与图16和19的方法结合以获得压力控制算法，该压力控制算法会导致逐一步骤的闭环循环压力控制、步骤内的开环压力控制，具有第二控制循环，其减少了压力响应时间达到设定点的时间，同时使压力过冲最小化的。
TDM工艺由一系列工艺循环和步骤组成。至少一个操作单参数设定点逐一步骤地变化是很通常的。典型地，在从一个步骤到下一个步骤转变的期间，在新步骤一开始时，同时执行所有设定点的变化。由于工艺输出的不同响应时间，输出响应将不同步。随着TDM工艺的时序减少，仅为整个步骤时间的一小部分的同步误差变得显著。这些误差可以源自在通过设定点时所引起的时间偏移，或者由通过在接收设定点信息和输出响应间的死区时间(dead time)的引入来在元件水平(component level)上所引入的时序误差。图23示出了在两步骤TDM工艺的步骤转变上对于两个不同参数的设定点和输出响应。当输出B响应2325在设定点变化2330之后立即响应，响应A 2310的输出示出了跟随设定点2305的变化之后显著的死区时间2315。这会在A和B输出响应之间出现同步误差2320。
一旦延迟(lag)2315被表征，则能够通过将时序修改应用于(延迟)在前响应对其进行校正，以使得输出响应重新同步化。图24示出了一个实例，其中为了使输出B响应2425与输出A响应2410同步，已经将输出B 2430的设定点变化相对于设定点A 2405的变化延迟了持续时间2420。相反，通过将延迟响应的设定点前置，能够校正延迟2315。
可以将时序修改应用于在步骤转变期间经历过设定点变化的操作单参数的任何子集。注意，每个操作单参数的时序可以独立修改，或者以可以作为另一个参数的时序修改的函数。
注意，在某些情况下，可能期望有目的地将非同步引入在输出响应之间。例如，当两个操作单参数具有显著不同的输出响应时间时，将具有较快速响应的参数的设定点变化延迟可能是有利的。
而且，值得注意的是，对于TDM工艺来说，发生在从一个步骤到下一个步骤的转变期间的设定点变化不需要是同时的。在另一个实施例中，图23所示的方法可以用于在包含不会在步骤转变处同时执行的操作单参数设定点的TDM工艺中，逐一步骤保持或修改操作单参数之间的时序关系。在另一个实施例中，该系统可以监控至少两个操作单参数(例如，压力、气流、RF功率等)的时序性能，并且在TDM工艺期间使用闭环控制算法调节同步。
本发明公开包括所附权利要求的内容以及前述的内容。尽管本发明在某种特定的程度上以其优选形式描述，但是可以理解，本发明公开的内容的优选形式仅仅是示例性的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在部件的构造和组合和配置的细节上作出许多变化。
现已描述了本发明。

Claims (35)

1.一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括：
在该腔室内设置衬底；
在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；
在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内根据开环压力控制算法定位节流阀；
从所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤根据闭环压力控制算法定位所述节流阀；以及
将所述衬底从该腔室中移出。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述时分复用蚀刻工艺还包括：
通过等离子体在所述衬底上淀积钝化层；
通过等离子体从所述衬底蚀刻材料；以及
执行重复淀积步骤和蚀刻步骤的工艺循环。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述开环压力控制算法是节流阀位置控制。
4.如权利要求3所述的方法，其中在所述时分复用蚀刻工艺的步骤内，通过所述节流阀位置控制，将所述节流阀保持在恒定位置。
5.如权利要求3所述方法，其中在所述时分复用蚀刻工艺的步骤内，基于时间的函数，通过所述节流阀位置控制，来定位所述节流阀。
6.如权利要求5所述方法，其中所述时间的函数是线性的。
7.如权利要求5所述方法，其中所述时间的函数是非线性的。
8.如权利要求1所述方法，其中所述闭环压力控制算法是比例积分微分控制器，通过所述比例积分微分控制器定位所述节流阀。
9.一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括：
在该腔室内设置衬底；
在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；
在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内，将节流阀定位在预定位置；
将所述节流阀的所述预定位置保持一段预定时间；
对于所述时分复用蚀刻工艺的所述步骤的剩余部分，将所述节流阀重新定位在操作单指定的位置；以及
将所述衬底从该腔室中移出。
10.如权利要求9所述方法，其中所述时分复用蚀刻工艺还包括：
通过等离子体在所述衬底上淀积钝化层；
通过等离子体从所述衬底蚀刻材料；以及
执行重复淀积步骤和蚀刻步骤的工艺循环。
11.如权利要求9所述方法，其中所述预定位置是从操作单位置设定点中得出的。
12.如权利要求11所述方法，其中所述预定位置与所述操作单位置设定点成比例。
13.如权利要求11所述方法，其中所述预定位置从所述操作单位置设定点偏移。
14.如权利要求9所述方法，其中所述的一段预定时间小于用于所述时分复用蚀刻工艺的所述步骤的时间。
15.一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括：
在该腔室内设置衬底；
在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；
在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀预设参数控制节流阀；
与期望的压力响应相比，评估所述步骤的压力响应；
应用控制算法以根据所述评估步骤在所述时分复用蚀刻工艺逐一步骤修改所述节流阀预设参数；以及
将所述衬底从该腔室中移出。
16.如权利要求15所述方法，其中所述时分复用蚀刻工艺还包括：
通过等离子体在所述衬底上淀积钝化层；
通过等离子体从所述衬底蚀刻材料；以及
执行重复淀积步骤和蚀刻步骤的工艺循环。
17.如权利要求15所述方法，其中所述期望的压力响应是阶跃函数。
18.如权利要求15所述方法，其中所述控制算法是闭环压力控制算法。
19.如权利要求18所述方法，其中所述闭环压力控制算法是比例积分微分控制器，通过所述比例积分微分控制器定位所述节流阀。
20.如权利要求15所述方法，其中所述节流阀预设参数是节流阀位置。
21.如权利要求15所述方法，其中所述节流阀的预设参数是预设的保持时间的持续时间。
22.一种在蚀刻工艺期间控制压力执行的方法，该方法包括：
在该腔室内设置衬底；
在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；
在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤修改操作单参数的子集的执行时序；以及
将所述衬底从该腔室中移出。
23.如权利要求22所述方法，其中所述时分复用蚀刻工艺还包括：
通过等离子体在所述衬底上淀积钝化层；
通过等离子体从所述衬底蚀刻材料；以及
执行重复淀积步骤和蚀刻步骤的工艺循环。
24.如权利要求22所述方法，其中所述执行时序是设定点转变的开始。
25.如权利要求22所述方法，其中所述执行时序是设定点持续时间。
26.如权利要求22所述方法，其中所述修改的执行时序改变至少两个工艺变量的执行顺序。
27.一种在蚀刻工艺期间控制腔室内压力的方法，该方法包括：
在该腔室内设置衬底；
在该腔室内执行时分复用蚀刻工艺；
在所述时分复用蚀刻工艺的至少一个步骤内通过节流阀预设参数控制节流阀；
与期望的压力响应相比，评估所述步骤的压力响应；
应用第一控制算法以便根据所述评估步骤在所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤修改所述节流阀的所述位置预设参数；
根据第二控制算法从所述时分复用蚀刻工艺的逐一步骤定位所述节流阀；以及
将所述衬底从该腔室中移出。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述时分复用蚀刻工艺还包括：
通过等离子体在所述衬底上淀积钝化层；
通过等离子体从所述衬底蚀刻材料；以及
执行重复淀积步骤和蚀刻步骤的工艺循环。
29.如权利要求27所述方法，其中所述期望的压力响应是阶跃函数。
30.如权利要求27所述方法，其中所述第一控制算法是第一闭环压力控制算法。
31.如权利要求30所述方法，其中所述第一闭环压力控制算法是第一比例积分微分控制器，通过所述第一比例积分微分控制器定位所述节流阀。
32.如权利要求27所述方法，其中所述节流阀预设参数是节流阀位置。
33.如权利要求27所述方法，其中所述节流阀预设参数是预设的保持时间的持续时间。
34.如权利要求27所述方法，其中所述第二控制算法是第二闭环压力控制算法。
35.如权利要求34所述方法，其中所述第二闭环压力控制算法是第二比例积分微分控制器，通过所述第二比例积分微分控制器定位所述节流阀。
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