CN103117203A - 一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法 - Google Patents

一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及其方法。该方法包括交替循环的沉积和刻蚀工艺子过程,在每个子过程进行中,时间控制模块控制第一或第二输气阀的启闭,使该子过程的气体输送到工艺腔内,同时检测模块的检测单元检测工艺腔内气体浓度所形成的特征值,通过特征值确定气体的种类和浓度,检测模块的切换单元判断所述特征值是否达到预定的阈值,如果达到预定的阈值,则切换偏压电源输出满足该子过程的偏压功率。本发明将气体输送和偏压功率切换分别由时间控制模块和检测模块控制,通过检测模块监控,可以更精确地控制偏压功率切换时间,克服了气体输送和偏压功率切换时延迟时间不同造成的不同步,提高了整个工艺的稳定性和控制性。

Description

一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种用于补偿气体输送和偏压功率快速切换时不同步的等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法,其中,该等离子体刻蚀工艺包括两个相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程。
背景技术
近年来,汽车电子、航空航天、通讯、计算机等领域对微电子技术要求提高,要求其更趋向于小型化、超轻超薄、性能可靠、功耗低、多功能和低成本方向发展,从而对刻蚀工艺的要求越来越高。
刻蚀工艺包括干法刻蚀和湿法刻蚀。干法刻蚀常采用的为等离子体刻蚀工艺。等离子体是指被电离的气体,主要由电子、离子、原子、分子或自由基等粒子组成的集合体。等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应,使反应气体激活成活性离子,如原子或游离基,这些活性离子扩散到许可时的部位,在哪里与被刻蚀材料反应,形成挥发性反应物而被去除。
等离子体刻蚀工艺已成为半导体未加工领域的一个重要技术,并且随着对刻蚀工艺的要求越来越高,循环刻蚀成为一大趋势,比如用于硅通孔刻蚀工艺。硅通孔刻蚀工艺是一种采用等离子体干法刻蚀的深硅刻蚀工艺,深硅刻蚀工艺一般采用Bosch工艺。Bosch工艺是一种改进的等离子体刻蚀工艺。Bosch工艺是在反应离子刻蚀过程中,反复在侧壁上沉积抗蚀层和钝化侧壁,在保护侧壁的条件下,形成高深宽比的沟槽。在沉积过程中,含碳氟等离子体气体通入反应腔中,能够形成氟化碳类高分子聚合物,沉积在侧壁上和底部,起到侧壁钝化的作用。在刻蚀过程中,含氟的气体进入反应腔中,形成等离子体,由于各向异性刻蚀,将底部的保护膜去除,并进一步刻蚀槽底部,而侧壁上的聚合物保护膜在消失殆尽之前又堆积一层保护膜,反复交替进行这一过程,从而实现高深宽比的刻蚀。
等离子体光谱检测技术(OES)是目前使用最广泛的终点检测手段。其原理是利用检测等离子体中某种反应性化学基团或挥发性基团所发射波长的光强的变化,来实现终点检测。等离子体中的原子或分子被电子激发到激发态后,在返回到另一个能态时,伴随着这一过程所发射出来的光线。光线强度变化可以从反应腔室侧壁上的观测孔进行观测。不同原子或分子所激发的光波波长各不相同,光线强度的变化反应出等离子体中原子或分子浓度的变化。在预期的刻蚀终点处可检测到发射光谱的改变,就是检测到的刻蚀终点。根据被检测得到的光线强度变强或变弱的改变,从而对工艺步骤的终点实时监控。
通常的等离子体刻蚀工艺的处理装置中,利用等离子体光谱检测技术形成的等离子体光谱检测仪来进行终点检测,等离子体光谱检测仪通常包含上千个CCD单元的线性阵列,所监控的波长范围从200nm到1100nm,在等离子体光谱检测仪内,经光电转换、电信号的A/D转换及复杂的数字信号处理后得到数据,再将这些数据送到相应的应用软件处理后就可实时观测等离子体变化的等离子体光谱谱图。
例如,在博世工艺中,利用时间控制模块控制沉积或刻蚀过程,利用等离子体光谱检测仪对工艺过程进行终点检测。在刻蚀或沉积过程交替进行过程中,由时间控制模块同时控制输气阀和偏压电源的开启,然而,由于射频功率切换和气体输送的延迟时间不同,分别为几百毫秒和0.4-0.8秒,较大的延迟时间差造成在射频电源开启和气体输送之间产生较大的异相位,由于气体进入到等离子腔中的浓度,不可能在开始就达到所要求的值,如果这时候施加了满足要求的偏压功率,则不能很好地形成所需的等离子体,导致沉积或刻蚀工艺子过程的工艺质量和稳定性下降,影响到整个工艺的质量和稳定性,比如对图案的刻蚀控制和ER控制等变得困难。
此外,在其他包含快速转换的循环刻蚀工艺中,也会存在气体输送和所施加的偏压电源切换不同步的现象。
因此,需要一种方法能够补偿循环刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换的不同步现象,从而促进气体输送和偏压功率切换达到同步,进一步提高整个工艺的稳定性和可控性。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明的目的在于提供一种补偿循环等离子体刻蚀工艺中气体输送和射频功率在快速切换时不同步的装置及其方法,提高整个工艺的稳定性和可控性。   
本发明提供一种等离子体刻蚀工艺的处理装置,所述刻蚀工艺包括两个相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程,所述装置包含等离子工艺腔和工艺条件辅助单元,所述辅助单元包括第一输气阀、第二输气阀、偏压电源、时间控制模块和检测模块。第一输气阀用于向所述等离子工艺腔输送沉积步骤中的气体;第二输气阀用于向所述等离子工艺腔输送刻蚀步骤中的气体;偏压电源用于提供所述沉积工艺子过程中的偏压功率或提供所述刻蚀工艺子过程中的偏压功率;时间控制模块,用于控制所述沉积或刻蚀工艺子过程的时间,以及第一、第二输气阀的启闭切换;检测模块包括检测单元和切换单元,检测单元用于检测在所述沉积步骤或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体浓度所形成的特征值;切换单元通过所述特征值判断所述沉积或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体种类和浓度,并根据气体种类和浓度,切换所述偏压电源输出满足所述沉积或刻蚀工艺子过程的偏压功率。
优选地,所述检测模块中的检测单元包括等离子体光谱检测仪,所述等离子工艺腔的侧壁上具有一个石英窗,所述等离子体光谱检测仪透过所述石英窗检测输送进工艺腔内气体的特征值,其中,所述特征值为进入所述工艺腔内的所述气体的特征谱中特征峰的强度。
本发明还提供一种等离子体刻蚀的方法,应用于包括相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程,所述沉积和刻蚀工艺子过程具体包括如下步骤:
在所述沉积工艺子过程中:
步骤S11:所述时间控制模块控制开启所述第一输气阀输入在所述沉积工艺子过程中所需气体,同时关闭所述第二输气阀;
步骤S12:所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内的气体浓度所形成的特征值; 
步骤S13:所述切换单元,根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度,当所述特征值达到预定的阈值时,切换所述偏压电源输出所述沉积工艺子过程的偏压功率;以及
在所述刻蚀工艺子过程中:
步骤S21:所述时间控制模块控制开启所述第二输气阀输入在所述刻蚀工艺子过程中所需气体,同时关闭所述第一输气阀;
步骤S22:所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内气体浓度所形成的特征值; 
步骤S23:所述切换单元,根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度,当所述特征值达到预定的阈值时,切换所述偏压电源输出所述刻蚀工艺子过程的偏压功率。
优选地,所述的特征值为进入所述工艺腔内所述气体的特征谱中的特征峰的强度。
优选地,所述沉积工艺子过程气体包括含碳氟气体,所述刻蚀工艺子过程气体包括含氟气体。
优选地,所述含碳氟气体为C4F8,所述含氟气体为SF6
优选地,所述特征值为输入气体的等离子体光谱的特征谱中特征峰的强度。
优选地,所述刻蚀工艺为硅通孔刻蚀工艺。
优选地,所述硅通孔刻蚀工艺为博世工艺。
优选地,所述偏压电源为射频电源。
优选地,所述沉积工艺子过程的射频电源的功率为0-100W,所述刻蚀工艺子过程的射频电源的射频功率为30-1500W。
从上述技术方案可以看出,本发明提供的补偿循环刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的等离子体刻蚀处理装置及其方法,将气体输送和偏压功率切换分别由时间控制模块和检测模块控制,通过检测模块监控通入工艺腔内气体的变化状态,即气体的种类和浓度,可以更加精确的控制偏压功率切换时间,从而克服了气体输送和偏压功率切换的延迟时间不同所造成的不同步现象,提高了整个工艺的稳定性和控制性。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的等离子体处理腔室的示意图,其使用是根据本发明的一个较佳实施例的补偿方法;
图2是本发明的补偿循环等离子体刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的等离子体刻蚀装置的辅助单元的一个较佳实施例的示意图;
图3是本发明的上述较佳实施例补偿循环等离子体刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的方法的流程示意图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的示例上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上当做说明之用,而非用以限制本发明。
通常情况下,刻蚀工艺包括两个相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程,本发明的等离子体刻蚀工艺的处理装置,用于补偿循环刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的问题,该装置包含等离子工艺腔和工艺条件辅助单元。在本发明中,等离子工艺腔可以采用任何种类的,不做任何限定。
请参阅图1,图1为本实施例中的一个等离子体工艺腔室的结构示意图。如图所示,等离子体工艺腔室100具有一个处理腔体102,工艺腔体102基本上为柱形,且处理腔体102侧壁基本上垂直,处理腔体102内具有相互平行设置的上电极109和下电极110。通常,在上电极109与下电极110之间的区域为处理区域P,该区域P将形成高频能量以点燃和维持等离子体。静电夹盘106和下电极110设置于基座111内。在静电夹盘106上方放置待要加工的基片W,该基片W可以是待要刻蚀或加工的半导体基片或者待要加工成平板显示器的玻璃平板。其中,所述静电夹盘106用于夹持基片W。等离子体限制环107位于静电夹盘106两侧,用于将等离子体约束在支撑区域内,通过接地器件108将等离子体限制环接地。
上述图1所示为本实施例中的等离子体刻蚀装置示意图,仅为解释本实施例,不用于限制本发明的范围。
现结合附图2、3,通过具体实施例对本发明的补偿刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的等离子体刻蚀装置的辅助单元和方法作进一步详细说明。需说明的是,附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例,且仅用以方便、明晰地达到辅助说明本发明实施例的目的。
本发明中,采用的刻蚀工艺可以但不限于是硅通孔刻蚀工艺,采用的刻蚀硅通孔的方法可以但不限于是博世工艺。本实施例中,采用博世工艺用以进一步详细解释说明本发明,其它不一一赘述。
本实施例的博世工艺中,采用的偏压电源为射频电源为例进行解释说明,包括沉积和刻蚀工艺两个工艺子过程,但这不用于限制本发明的范围。
请参见图2,图2是用于上述等离子体刻蚀处理装置中的辅助单元方块示意图。其中,辅助单元包括第一输气阀、第二输气阀、偏压电源、时间控制模块和检测模块。本实施例中,a为第一输气阀,b为第二输气阀,a和b的具体位置不作限定,检测模块的检测单元可以是等离子体光谱检测仪,本实施例中以等离子体检测仪进行解释说明,这不用于限制本发明的范围。反应气体包括沉积工艺子过程中的气体和刻蚀工艺子过程中的气体。通常情况下,沉积工艺子过程气体包括含碳氟气体,刻蚀工艺子过程气体包括含氟气体。在本实施例中,含碳氟气体为C4F8,含氟气体为SF6
沉积工艺子过程中所需的工艺气体和刻蚀工艺子过程中所需的工艺气体分别从气体源103-1和103-2中被输入至处理腔体102内。在本实施例中,第一输气阀a用于向处理腔体102内输送沉积工艺子过程中的气体;第二输气阀b用于向处理腔体102内输送刻蚀工艺子过程中的气体。
偏压电源用于提供沉积工艺子过程中的偏压功率或提供刻蚀工艺子过程中的偏压功率。本发明实施例中,偏压电源可以是射频电源,本实施例中,以射频电源为例进行解释说明,但这不用于限制本发明的范围。
如图1所示,射频电源104可以施加在上电极109与下电极110上,用以将射频电源,从而在处理腔体102内部产生大的电场。众所周知,大多数电场线被包含在上电极109和下电极110之间的处理区域P内,此电场对少量存在于处理腔体102内部的电子进行加速,使之与输入的反应气体的气体分子碰撞。这些碰撞导致反应气体的离子化和等离子体的激发,从而在处理腔体102内产生等离子体。反应气体的中性气体分子在经受这些强电场时失去了电子,留下带正电的离子。带正电的离子向着下电极方向加速,与被处理的基片中的中性物质结合,激发基片加工,即刻蚀、沉积工艺子过程等。
在等离子体工艺腔室100的合适的某个位置处设置有排气区域,排气区域与外置的排气装置(例如真空泵泵105)相连接,用以在处理过程中将用过的反应气体及副产品气体抽出工艺腔室100。聚焦环101位于静电夹盘106上,将基片W包围。聚焦环101用于在基片W的周围提供一个相对封闭的环境,改善基片W面上的等离子体的均一性。同时还可以避免基片W的边缘的背侧一面受到处理工艺的影响。
我们知道,沉积或刻蚀工艺子过程的时间是不同的,且沉积或刻蚀工艺子过程中所输入的气体也是不同的,时间控制模块用于控制沉积或刻蚀工艺子过程的时间切换,并且,在时间切换的同时,进行第一输气阀a、第二输气阀b的启闭切换。也就是说,当时间控制模块控制从沉积工艺子过程转换到刻蚀工艺子过程转换的同时,关闭了第一输气阀a,停止输入沉积工艺子过程中所输入的气体,开启了第二输气阀b,向处理腔体102内部输入刻蚀工艺子过程中所输入的气体。
在通常情况下,由于沉积工艺子过程中的偏压功率或提供所述刻蚀工艺子过程中的偏压功率是不同的,在本实施例中,沉积工艺子过程的射频电源的功率可以为0-100W,刻蚀工艺子过程的射频电源的射频功率可以为30-1500W。
时间控制模块也控制了沉积工艺子过程中的偏压功率或提供所述刻蚀工艺子过程中的偏压功率的切换。如背景技术中所述,时间控制模块受控于终点检测手段,由于气体输入存在延迟,而且射频功率的延迟时间小于气体输入的延迟时间,气体进入到等离子腔中的浓度,不可能在开始就达到所要求的值,如果这时候施加了满足要求的偏压功率,不能很好地形成所需的等离子体,导致沉积或刻蚀工艺子过程的工艺质量和稳定性下降。
为了很好地解决上述问题,在本发明的实施例中,增加了检测模块,该模块包括检测单元和切换单元,检测单元用于检测在沉积步骤或刻蚀工艺子过程中进入所述处理腔体102内部气体所形成的等离子体光谱的特征值;切换单元通过所述特征值判断沉积或刻蚀工艺子过程中进入处理腔体102内部气体种类和浓度,并根据气体种类和浓度,切换所述偏压电源输出满足所述沉积或刻蚀工艺子过程的偏压功率。在本发明中,任何一种可以检测出输入处理腔体102内部气体的种类和浓度的检测设备,均可适用于本发明,在本实施例中,采用了等离子体光谱检测技术。
等离子体光谱检测技术原理是利用检测等离子体中某种反应性化学基团或挥发性基团所发射波长的光强的变化,来实现气体性能的检测,例如,气体的种类和浓度。等离子体中的原子或分子被电子激发到激发态后,在返回到另一个能态时,不同原子或分子所激发的光波波长各不相同。
等离子体光谱检测仪通常包含上千个CCD单元的线性阵列,在等离子体光谱检测仪内,经光电转换、电信号的A/D转换及复杂的数字信号处理后得到数据,再将这些数据送到相应的应用软件处理后就可实时观测等离子体变化的等离子体光谱谱图,等离子体光谱谱图中的光线强度等特征值的变化能反应出等离子体中原子或分子浓度的变化。
在实际使用中,等离子工艺腔100的侧壁上可以具有一个石英窗,等离子体光谱检测仪可以包括一台等离子光谱发射仪,其放置于等离子工艺腔100外,透过所述石英窗检测输送进处理腔体102内部气体的特征值,其中,特征值为特征谱中特征峰的强度。需要说明的是,如果本实施例中终点检测手段采用的是等离子体光谱检测技术,那么,本实施例中的检测模块中的检测单元可以合并采用终点检测手段中的等离子光谱发射仪,所不同的是,后续处理等离子体光谱谱图中的数据方式不同,产生的触发信号和方式不同。
以下结合附图3,对本发明的本实施例的补偿循环刻蚀工艺中气体输送和偏压功率切换不同步的补偿方法做详细说明。
首先,在博世工艺开始时,可以但不限于先进行沉积工艺子过程。沉积工艺子过程中时间控制模块控制气体的输送,检测模块控制沉积过程的射频功率,此时的气体可以但不限于是C4F8
步骤S11:时间控制模块发出信号,第一输气阀a打开,同时第二输气阀b关闭,C4F8气体进入处理腔体102内。     
步骤S12:检测模块的检测单元检测处理腔体102内部气体浓度所形成的特征值,本发明中的特征值可以输入气体的特征峰的强度等,根据特征值的峰值强度,可以判断出输入气体的种类和浓度。在本实施例中该特征值为输入气体的等离子体光谱的特征峰的强度。
步骤S13:当判断气体的特征谱中的特征值达到预定的阈值时,例如,处理腔体102内部C4F8的浓度达到了80%,切换单元控制射频电源,改变射频功率为沉积工艺子过程的射频功率。在本实施例中当切换单元判断等离子体光谱的特征谱中显示的特征峰强度达到预定阈值时,将通过控制射频电源来改变射频功率为沉积过程的射频功率;需要说明的是,这里的预定阈值根据实际工艺中气体达到工艺腔内时等离子体光谱的特征谱线的强度(即气体浓度达到了预定的阈值),本实施例的沉积工艺子过程中,选用F的703nm的特征谱线。
本实施例中,沉积工艺子过程的射频功率可以但不限于为0-100W,射频功率变为沉积工艺子过程的射频功率后,气体中的等离子体的稳定时间可以但不限于为0.2-0.4秒,这不用于限制本发明的范围。
然后,可以但不限于进行刻蚀工艺子过程。刻蚀工艺子过程中时间控制模块控制气体的输送,检测模块控制刻蚀工艺子过程的射频功率切换,此时的气体可以但不限于是SF6。   
步骤S21:时间控制模块分别向沉积工艺子过程和刻蚀工艺子过程的第一输气阀a和第二输气阀b发出信号,然后沉积过程的第一输气阀a关闭,而刻蚀过程的第二输气阀b打开,此时,SF6气体进入处理腔体102内部。
步骤S22:检测模块的等离子体光谱检测仪监控工艺腔内气体浓度所形成的特征值,本发明中的特征值可以是输入气体的特征峰的强度等。在本实施例中该特征值为输入气体的等离子体光谱的特征峰的强度,这样就可以通过检测气体的特征值来判断处理腔体102内部气体的种类和浓度。
步骤S23:当判断气体的特征谱中的特征值达到预定的阈值时,例如,处理腔体102内部SF6的浓度达到了80%,切换单元控制射频电源,改变射频功率为刻蚀工艺子过程的射频功率。
在本实施例中当切换单元判断等离子体光谱的特征谱中显示的特征峰强度达到预定阈值时,将通过控制射频电源来改变射频功率为刻蚀过程的射频功率。需要说明的是,这里的预定阈值根据实际工艺中气体达到工艺腔内时等离子体光谱的特征谱线的强度(即气体浓度达到了预定的阈值),本实施例的沉积工艺子过程中,选用F的703nm的特征谱线。
本实施例中,刻蚀工艺子过程的射频功率可以但不限于为30-1500W,射频功率变为刻蚀工艺子过程的射频功率后,气体中的等离子体的稳定时间可以但不限于为0.2-0.4秒,这不用于限制本发明的范围。
在本实施例中,依此反复进行上述沉积和刻蚀工艺子过程,直至形成硅通孔。但这不用于限制本发明的范围。
综上所述,本发明提供的补偿刻蚀工艺中气体输送和偏压功率不同步的等离子体刻蚀工艺的处理装置及刻蚀方法,利用检测模块控制偏压功率的改变,时间控制模块控制气体的输送,从而促进了气体输送和偏压功率切换达到同步,提高了整个工艺的稳定性和可控性。
以上所述的仅为本发明的实施例,所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围,因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种等离子体刻蚀工艺的处理装置,所述刻蚀工艺包括两个相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程,所述装置包含等离子工艺腔和工艺条件辅助单元,其特征在于,所述辅助单元包括:
第一输气阀,用于向所述等离子工艺腔输送沉积步骤中的气体;
第二输气阀,用于向所述等离子工艺腔输送刻蚀步骤中的气体;
偏压电源,用于提供所述沉积工艺子过程中的偏压功率或提供所述刻蚀工艺子过程中的偏压功率;
时间控制模块,用于控制所述沉积或刻蚀工艺子过程的时间,以及第一、第二输气阀的启闭切换; 
检测模块,包括:
   检测单元,用于检测在所述沉积步骤或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体浓度所形成的特征值;
   切换单元,通过所述特征值判断所述沉积或刻蚀工艺子过程中进入所述等离子工艺腔内气体种类和浓度,并根据气体种类和浓度,切换所述偏压电源输出满足所述沉积或刻蚀工艺子过程的偏压功率。
2.根据权利要求1所述的等离子体刻蚀工艺的处理装置,其特征在于,所述检测模块中的检测单元包括等离子体光谱检测仪,所述等离子工艺腔的侧壁上具有一个石英窗,所述等离子体光谱检测仪透过所述石英窗检测输送进工艺腔内气体的特征值,其中,所述特征值为进入所述工艺腔内所述气体的特征谱中特征峰的强度。
3.一种等离子体刻蚀的方法,应用于权利要求1所述的装置中,其包括相互交替循环执行的沉积和刻蚀工艺子过程,其特征在于,所述沉积和刻蚀工艺子过程具体包括如下步骤:
在所述沉积工艺子过程中:
步骤S11:所述时间控制模块控制开启所述第一输气阀输入在所述沉积工艺子过程中所需气体,同时关闭所述第二输气阀;
步骤S12:所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内的气体的浓度所形成的特征值; 
步骤S13:所述切换单元,根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度,当所述特征值达到预定的阈值时,切换所述偏压电源输出所述沉积工艺子过程的偏压功率;以及
在所述刻蚀工艺子过程中:
步骤S21:所述时间控制模块控制开启所述第二输气阀输入在所述刻蚀工艺子过程中所需气体,同时关闭所述第一输气阀;
步骤S22:所述检测模块的检测单元检测在所述等离子体工艺腔内气体浓度所形成的特征值; 
步骤S23:所述切换单元,根据所述特征值判断进入等离子体工艺腔内气体种类和浓度,当所述特征值达到预定的阈值时,切换所述偏压电源输出所述刻蚀工艺子过程的偏压功率。
4.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述的特征值为进入所述工艺腔内所述气体的特征谱中的特征峰的强度。
5.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述沉积工艺子过程气体包括含碳氟气体,所述刻蚀工艺子过程气体包括含氟气体。
6.根据权利要求5所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述含碳氟气体为C4F8,所述含氟气体为SF6
7.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述特征值为输入气体的等离子体光谱的特征谱中特征峰的强度。
8.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述刻蚀工艺为硅通孔刻蚀工艺。
9.根据权利要求8所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述硅通孔工艺为博世工艺。
10.根据权利要求3所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述偏压电源为射频电源。
11.根据权利要求10所述的等离子体刻蚀的方法,其特征在于,所述沉积工艺子过程的射频电源的功率为0-100W,所述刻蚀工艺子过程的射频电源的射频功率为30-1500W。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183514A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 中微半导体设备(上海)有限公司 改善tsv刻蚀工艺的系统及刻蚀终点监测方法
CN104752191A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中微半导体设备(上海)有限公司 Icp等离子体处理腔室及其气体注入装置,硅通孔刻蚀方法
CN104752266A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中微半导体设备(上海)有限公司 一种硅通孔刻蚀装置
CN104944366A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 中国科学院微电子研究所 一种硅深孔工艺的监测方法
CN105679700A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 硅深孔刻蚀方法
CN106783584A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 衬底刻蚀方法
CN106873544A (zh) * 2015-12-14 2017-06-20 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 工艺控制方法及系统、半导体设备
CN106935494A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中微半导体设备(上海)有限公司 一种博世工艺刻蚀硅基片的方法
CN108231621A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法
CN110211870A (zh) * 2019-06-18 2019-09-06 北京北方华创微电子装备有限公司 晶圆减薄方法
CN110627015A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 北京北方华创微电子装备有限公司 Bosch工艺的工艺参数的监控方法、系统和存储介质
WO2023015762A1 (zh) * 2021-08-12 2023-02-16 江苏鲁汶仪器有限公司 一种刻蚀方法
CN116371164A (zh) * 2023-05-12 2023-07-04 安徽臻环生态科技有限公司 低温等离子废气处理系统及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106548914B (zh) * 2015-09-17 2018-10-30 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体处理设备及其清洗系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501893A (en) * 1992-12-05 1996-03-26 Robert Bosch Gmbh Method of anisotropically etching silicon
CN101075554A (zh) * 2006-05-19 2007-11-21 三洋电机株式会社 半导体装置的制造方法
CN101988197A (zh) * 2009-08-03 2011-03-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 深硅刻蚀方法、等离子体加工方法和系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5501893A (en) * 1992-12-05 1996-03-26 Robert Bosch Gmbh Method of anisotropically etching silicon
CN101075554A (zh) * 2006-05-19 2007-11-21 三洋电机株式会社 半导体装置的制造方法
CN101988197A (zh) * 2009-08-03 2011-03-23 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 深硅刻蚀方法、等离子体加工方法和系统

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183514A (zh) * 2013-05-22 2014-12-03 中微半导体设备(上海)有限公司 改善tsv刻蚀工艺的系统及刻蚀终点监测方法
CN104752191A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中微半导体设备(上海)有限公司 Icp等离子体处理腔室及其气体注入装置,硅通孔刻蚀方法
CN104752266A (zh) * 2013-12-31 2015-07-01 中微半导体设备(上海)有限公司 一种硅通孔刻蚀装置
CN104944366A (zh) * 2014-03-26 2015-09-30 中国科学院微电子研究所 一种硅深孔工艺的监测方法
CN105679700B (zh) * 2014-11-21 2019-08-23 北京北方华创微电子装备有限公司 硅深孔刻蚀方法
CN105679700A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 硅深孔刻蚀方法
CN106783584A (zh) * 2015-11-19 2017-05-31 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 衬底刻蚀方法
CN106873544A (zh) * 2015-12-14 2017-06-20 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 工艺控制方法及系统、半导体设备
CN106935494A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 中微半导体设备(上海)有限公司 一种博世工艺刻蚀硅基片的方法
CN106935494B (zh) * 2015-12-31 2019-08-20 中微半导体设备(上海)股份有限公司 一种博世工艺刻蚀硅基片的方法
CN108231621A (zh) * 2016-12-15 2018-06-29 中微半导体设备(上海)有限公司 一种等离子体刻蚀工艺的处理装置及方法
CN110627015A (zh) * 2018-06-22 2019-12-31 北京北方华创微电子装备有限公司 Bosch工艺的工艺参数的监控方法、系统和存储介质
CN110627015B (zh) * 2018-06-22 2023-01-17 北京北方华创微电子装备有限公司 Bosch工艺的工艺参数的监控方法、系统和存储介质
CN110211870A (zh) * 2019-06-18 2019-09-06 北京北方华创微电子装备有限公司 晶圆减薄方法
CN110211870B (zh) * 2019-06-18 2021-08-13 北京北方华创微电子装备有限公司 晶圆减薄方法
WO2023015762A1 (zh) * 2021-08-12 2023-02-16 江苏鲁汶仪器有限公司 一种刻蚀方法
CN116371164A (zh) * 2023-05-12 2023-07-04 安徽臻环生态科技有限公司 低温等离子废气处理系统及方法

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