CN112713113B - 倾斜角度预测方法及装置、设备监控方法、介质及设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种刻蚀孔倾斜角度预测方法、刻蚀设备监控方法、刻蚀孔倾斜角度预测装置、计算机可读存储介质及电子设备。该蚀孔倾斜角度预测方法包括：确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；获取刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。本公开实施简单成本低，且可达到实时预测当前刻蚀产品的刻蚀孔倾斜角度的目的。

Description

倾斜角度预测方法及装置、设备监控方法、介质及设备

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，具体而言，涉及一种刻蚀孔倾斜角度预测方法、刻蚀设备监控方法、刻蚀孔倾斜角度预测装置、计算机可读存储介质及电子设备。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，对半导体集成电路中电容器的性能要求也越来越高，例如，通过提高电容器的集成度，以增大存储的数据量。

为了提高电容器的集成度，通常将电容器设计成竖直状态，然而，随着刻蚀设备的磨损，晶圆侧边的电容器容易发生倾斜，进而可能导致倾斜的电容器失效甚至倒塌的情况发生。

为了监控电容孔的倾斜角度，现有通常采用扫描式电子显微镜(ScanningElectron Microscope，SEM)来测量电容器的倾斜角度，然而该方法测量的成本高，并且测量的实时性差。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种刻蚀孔倾斜角度预测方法、刻蚀设备监控方法、刻蚀孔倾斜角度预测装置、计算机可读存储介质及电子设备，以提供一种可以提高测量实时性并降低成本的倾斜角度预测方法。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本发明的实践而习得。

根据本公开的第一方面，提供一种刻蚀孔倾斜角度预测方法，所述方法包括：

确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

在所述刻蚀速率变化曲线超出所述预设变化范围时，确定所述刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

可选的，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围包括：

在所述刻蚀设备在不同运行阶段的相同刻蚀条件下，刻蚀监测样品和刻蚀样品，所述刻蚀样品和所述监测样品的结构尺寸相同；

获取所述监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线；

检测所述刻蚀样品中刻蚀孔的最大倾斜角度；

在所述最大倾斜角度小于或等于所述预设角度的情况下，根据所述刻蚀速率随时间变化的曲线确定所述预设变化范围。

可选的，根据所述刻蚀速率随时间变化的曲线确定所述预设变化范围包括：

以所述刻蚀速率随时间变化的曲线为基准设置最大刻蚀速率曲线和最小刻蚀速率曲线；

将所述最大刻蚀速率曲线和所述最小刻蚀速率曲线之间的区域确定为所述预设变化范围。

可选的，所述监测样品表面待刻蚀物为氧化物、氮化物、有机硅化物中的一种或多种。

可选的，所述刻蚀样品中刻蚀孔包括所述刻蚀样品在不同区域的刻蚀孔。

可选的，获取所述监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线包括：

获取所述监测样品表面不同区域的待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线。

可选的，在所述刻蚀样品为晶圆的情况下，相应的所述监测样品表面不同区域包括：中心区域、侧边区域、靠近中心的区域和靠近侧边的区域中的至少一个。

可选的，确定的所述刻蚀速率的预设变化范围为：450～600nm/s。

可选的，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围包括：

获取所述刻蚀设备在所述运行阶段初期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第一参考刻蚀速率的第一比值；

根据所述第一比值、及所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定第一预设比值距离变化曲线；

获取所述刻蚀设备在所述运行阶段后期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第二参考刻蚀速率的第二比值；

根据所述第二比值、及所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定第二预设比值距离变化曲线；

检测所述运行阶段后期的刻蚀样品不同刻蚀位置处的刻蚀孔的倾斜角度，所述刻蚀样品和所述监测样品的结构尺寸相同；

在所述倾斜角度小于或等于所述预设角度的情况下，根据所述第一预设比值距离变化曲线、所述第二预设比值距离变化曲线，确定所述预设变化范围。

可选的，获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线包括：

确定当前所述监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率与第三参考刻蚀速率的第三比值；

根据所述第三比值、及当前所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定所述刻蚀速率变化曲线。

可选的，所述第一参考刻蚀速率为所述运行阶段初期的监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率；

所述第二参考刻蚀速率为所述运行阶段后期的监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率；

所述第三参考刻蚀速率为当前所述监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率。

可选的，所述预设角度为5度。

可选的，所述方法还包括：

在所述刻蚀孔的倾斜角度超过所述预设角度时，更换所述刻蚀设备的聚焦环。

根据本公开的第二方面，提供一种刻蚀设备监控方法，所述方法包括：

根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；

在所述刻蚀孔的倾斜角度超过所述预设角度时，向所述刻蚀设备发送报警信息。

根据本公开的第三方面，提供一种刻蚀孔倾斜角度预测装置，包括：

刻蚀速率变化范围确定模块，用于确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

刻蚀速率获取模块，用于获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

倾斜角度确定模块，用于在所述刻蚀速率变化曲线超出所述预设变化范围时，确定所述刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

根据本公开的第四方面，提供一种刻蚀设备监控装置，包括：

确定模块，用于根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；

报警模块，用于在所述刻蚀孔的倾斜角度超过所述预设角度时，向所述刻蚀设备发送报警信息。

根据本公开的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，或上述的刻蚀设备监控方法。

根据本公开的第六方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，或上述的刻蚀设备监控方法。

本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开示例性实施方式中的刻蚀孔倾斜角度预测方法，通过检测监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率来预测刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度，可以准确地预测倾斜角度是否在预设角度范围内，从而指导实际的生产。并且，由于监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率是一个极易获得的检测量，因此，本公开示例性实施方式中的刻蚀孔倾斜角度预测方法，实施简单成本低，可以达到实时预测当前刻蚀产品的刻蚀孔倾斜角度的目的，进而可以为刻蚀设备的运行时间及维修时机的确定提供可靠的依据。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1示意性示出了DRAM的存储单元的结构示意图；

图2示意性示出了一种刻蚀设备的截面示意图；

图3示意性示出了一种晶圆侧边的电容器发生倾斜的结构示意图；

图4示意性示出了一种晶圆侧边的电容器发生倒塌的结构示意图；

图5示意性示出了一种刻蚀设备在运行阶段运行前期的等离子体的离子分布图；

图6示意性示出了图5对应的等离子体所轰击出的电容孔及其局部放大图；

图7示意性示出了一种刻蚀设备在运行阶段运行后期的等离子体的离子分布图；

图8示意性示出了图7对应的等离子体所轰击出的电容孔及其局部放大图；

图9示意性示出了一种晶圆的截面示意图；

图10示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的一种刻蚀孔倾斜角度预测方法的流程图；

图11示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的刻蚀孔倾斜角度预测方法中一种晶圆在中心区域的刻蚀速率随时间变化的曲线；

图12示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的刻蚀孔倾斜角度预测方法中一种晶圆在侧边区域的刻蚀速率随时间变化的曲线；

图13示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的刻蚀孔倾斜角度预测方法中一种晶圆在靠近中心的区域的刻蚀速率随时间变化的曲线；

图14示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的刻蚀孔倾斜角度预测方法中一种晶圆在靠近侧边的区域的刻蚀速率随时间变化的曲线；

图15示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率随刻蚀位置的相对距离的变化曲线示意图；

图16示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的一种刻蚀设备监控方法的流程图；

图17示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的一种刻蚀孔倾斜角度预测装置的框图；

图18示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的一种刻蚀设备监控装置的框图；

图19示意性示出了根据本公开的示例性实施例提供的一种电子设备的模块示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在DRAM集成电路设备中，存储单元阵列典型地以行和列布置，使得特定的存储单元可以通过指定其阵列的行和列来寻址。字线将行连接到一组探测单元中数据的位线读出放大器。然后在读取操作中，选择或者“列选择”读取放大器中的数据子集用于输出。

参照图1，示出了DRAM的存储单元的结构示意图，图1中，DRAM中的每个存储单元通常包括电容器101和晶体管102，晶体管102的栅极与字线103相连、漏极与位线104相连、源极与电容器101相连，字线103上的电压信号能够控制晶体管102的打开或关闭，进而通过位线104读取存储在电容器101中的数据信息，或者通过位线104将数据信息写入到电容器101中进行存储。DRAM主要是以电容器101中存储的电荷的形式来存储数据的。

对于一个设置有多个存储单元的DRAM芯片而言，电容器的高度越高，电容器所能存储的电荷越多。另外，在电容器的高度固定的情况下，提高电容器的集成度可以在现有的面积内形成更多的电容器，从而也可以增大整个DRAM芯片中的电容器的总存储电荷量，进而增大可存储的数据量。例如，可以通过将电容器设计成竖直状态，在保证电容器具有足够的高度的情况下，以提高电容器的集成度，进而提高电容器的总存储数据量。

随着电容器的高度增大，在晶圆上加工电容器的难度会增大，加工出的电容器的质量也会下降。为了提高加工的效率和质量，通常会在如图2所示的刻蚀设备200中增设一个聚焦环(Focus Ring)201，通过在刻蚀腔体内的晶圆202外周设置聚焦环201来限制晶圆202的刻蚀区域，以确保用于轰击晶圆202的等离子体工作在有效区域内。

然而，在刻蚀设备运行一段时间后，特别是在Focus Ring受到磨损后，用于轰击晶圆的靠近晶圆侧边的等离子体会从Focus Ring的磨损处外溢而发生损失。此时，靠近内部的等离子体会向侧边运动去补偿损失掉的侧边的等离子体，导致靠近晶圆侧边的用于轰击晶圆的等离子体产生横向速度，进而导致其所刻蚀的电容器发生倾斜，即如图3所示的晶圆301侧边的电容器302发生倾斜。发生倾斜的电容器302可能会因为无法与焊盘对接而失效，甚至在倾斜比较严重的时候，电容器302会发生倒塌而造成附近电容器短路的情况发生，例如，如图4所示的电容器401倒塌在附近电容器402上的情况发生。

参照图5，示出了刻蚀设备在一个运行阶段的运行前期Focus Ring未磨损情况下的等离子体的离子分布图，图6是图5对应的等离子体所轰击出的电容孔601及其局部放大图；参照图7，示出了刻蚀设备在一个运行阶段的运行后期Focus Ring磨损情况下的等离子体的离子分布图，图8是图7对应的等离子体所轰击出的电容孔及其局部放大图。对比图7和图5可以看出，图5中的用于轰击晶圆501的侧边等离子体502均是朝向晶圆501的。而图7中用于轰击晶圆701的侧边等离子体702有向外运动的趋势(图中箭头所示)，即侧边的等离子体有横向速度，导致该等离子体轰击出的侧边电容孔801如图8所示发生倾斜的角度明显大于图6中的侧边电容孔601的倾斜角度。

需要说明的是，上述所提到的侧边区域，可以是如图9所示的晶圆901的距离晶圆中心120mm的外周区域。其中，具体的距离晶圆中心的长度可以根据实际情况确定，本示例性实施例对此不作特殊限定。

基于上述电容孔出现倾斜情况的描述，在刻蚀过程中，对刻蚀设备所刻蚀出的电容孔的倾斜角度进行检测，成为现有刻蚀过程中必要的步骤。然而，如果直接对刻蚀后的产品进行切割，并进行电容孔倾斜角度检测，其所需要的成本较高，而且并不能提前帮助进行设备监控，以精准控制更换Focus Ring的时间。

而且现有技术中，主要是通过SEM来检测电容孔的倾斜角度。由于电容孔的深度一般远大于宽度，因此，需要使用专门的高长宽比成像模式来拍摄SEM图像，而使用该成像模式在实施时，既费时又价格昂贵，无法帮助确定精确更换Focus Ring的时间。

基于此，为了减小晶圆侧边的电容器发生倾斜的概率，在晶圆的刻蚀过程中，确定合适的更换Focus Ring的时间，避免更换过早而造成浪费，避免更换过晚而加工出次品。以在保证电容器加工质量的前提下，降低加工的成本。本公开示例性实施方式提供了一种刻蚀孔倾斜角度预测方法，以达到实时预测当前刻蚀产品的刻蚀孔倾斜角度，为刻蚀设备的运行时间及维修时机提供依据。

参照图10，示出了根据本公开的示例性实施例的一种刻蚀孔倾斜角度预测方法的流程图。如图10所示，该用于刻蚀设备的刻蚀孔倾斜角度预测方法可以包括以下步骤：

步骤S1010，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

步骤S1020，获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

步骤S1030，在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

由于Focus Ring在发生磨损的时候，会导致晶圆侧边的等离子体的运动方向发生改变，这种改变则会导致刻蚀设备的刻蚀速率发生变化，并且刻蚀速率的变化也会导致所刻蚀的电容孔等刻蚀孔的倾斜角度发生变化，因此，本公开示例性实施方式中的刻蚀孔倾斜角度预测方法，通过检测监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率来预测刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度，可以准确地预测倾斜角度是否在预设角度范围内，从而指导实际的生产。并且，由于监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率是一个极易获得的检测量，因此，本公开示例性实施方式中的刻蚀孔倾斜角度预测方法，实施简单成本低，可以达到实时预测当前刻蚀产品的刻蚀孔倾斜角度的目的，进而可以为刻蚀设备的运行时间及维修时机的确定提供可靠的依据。

下面，将以两种不同的实施方式对本示例性实施例中的刻蚀孔倾斜角度预测方法进行详细的说明。

实施方式一：

在步骤S1010中，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围包括：在刻蚀设备在不同运行阶段的相同刻蚀条件下，刻蚀监测样品和刻蚀样品，刻蚀样品和监测样品的结构尺寸相同；获取监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线；检测刻蚀样品中刻蚀孔的倾斜角度；在倾斜角度小于或等于预设角度的情况下，根据刻蚀速率随时间变化的曲线确定预设变化范围。

在本示例性实施方式中，通过刻蚀设备在不同运行阶段的相同刻蚀条件下，分别刻蚀监测样品和刻蚀样品，其中，监测样品的结构尺寸与刻蚀样品的结构尺寸相同，也与刻蚀产品的结构尺寸是相同的。由于刻蚀样品与刻蚀产品的材质相同，都是由多层复杂结构组成，因此，刻蚀样品的刻蚀速率较难获取；而监测样品的表面铺设有一层较厚的待刻蚀物，在同样的刻蚀条件下，监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率是容易监测得到的。由于刻蚀样品和监测样品的刻蚀条件相同，通过监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率所反映的刻蚀条件，同样也是刻蚀样品的刻蚀条件。

在实际应用中，监测样品的表面待刻蚀物可以为氧化物、氮化物、有机硅化物的一种或多种，本示例性实施方式对此不作特殊限定。

通过获取监测样品在不同运行阶段的表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线，可以对刻蚀设备在整个运行阶段内，即相邻两次维修节点之间的时间段内的整个的刻蚀速率进行把握，以达到量化的目的。从而可以为整个运行阶段建立一个标准，便于对刻蚀设备进行监控。

由于刻蚀设备在整个运行阶段会加工不同批次的刻蚀产品，本示例性实施方式中，为了节约刻蚀速率获取的成本和时间，可以在同一台刻蚀设备上使用相同磨损程度的Focus Ring同时对刻蚀样品和监测样品进行刻蚀，以满足相同刻蚀条件的要求。另外，还可以在同一台刻蚀设备上同时使用不同磨损程度的Focus Ring对多对刻蚀样品和监测样品进行刻蚀，获得刻蚀设备在整个运行阶段内不同运行时间段，即不同磨损程度的FocusRing对应的刻蚀速率；从而可以将Focus Ring的磨损程度与刻蚀速率建立关系。又由于Focus Ring的磨损程度直接与刻蚀孔的倾斜角度有关，因此，可以通过Focus Ring的磨损程度建立刻蚀速率与刻蚀孔的倾斜角度之间的关系。

在完成对刻蚀样品的刻蚀之后，需要对刻蚀样品中的刻蚀孔的倾斜角度进行测量，具体的测量方法可以参考现有的SEM方法，对刻蚀样品进行切割，获得SEM图像，并确定出刻蚀孔的倾斜角度。由于Focus Ring的磨损主要影响的是刻蚀样品侧边的刻蚀孔，因此，主要是对刻蚀样品SEM图像侧边的刻蚀孔倾斜角度进行测量，获得刻蚀样品的刻蚀孔的最大倾斜角度。

本公开示例性实施方式中，将刻蚀样品中刻蚀孔的最大倾斜角度小于或等于预设角度的刻蚀样品确定为合格品，并根据合格品在刻蚀过程中获得的刻蚀速率随时间变化的曲线确定为预设变化范围。从而可以确定出刻蚀设备在整个运行阶段的加工过程中，加工出的合格品的范围。

需要说明的是，本公开示例性实施方式虽然也使用了SEM图像来测量倾斜角度，但只是对有限的刻蚀样品进行测量，以获得刻蚀速率的预设变化范围，即建立标准。在之后刻蚀产品的刻蚀孔倾斜角度判断过程中，无需对刻蚀产品进行SEM图像获取，因此在很大程度上节约了经济成本，也节约了时间成本。

在实际应用中，为了最大程度的节约资源，确定合适的更换Focus Ring的时间，可以确定出刻蚀孔的最大倾斜角度接近或者等于预设角度的刻蚀样品，并根据该刻蚀样品在刻蚀过程中获得的刻蚀速率随时间变化的曲线确定为预设变化范围。其中，预设角度的大小可以根据实际情况确定，本示例性实施方式对此不作限定。

在具体的根据刻蚀速率随时间变化的曲线确定预设变化范围包括：以刻蚀速率随时间变化的曲线为基准设置最大刻蚀速率曲线和最小刻蚀速率曲线；将最大刻蚀速率曲线和最小刻蚀速率曲线之间的区域确定为预设变化范围。例如，可以以刻蚀样品的倾斜角度接近预设角度时对应的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线作为最大刻蚀速率曲线，再以平均刻蚀速率为基准，镜像确定一个最小刻蚀速率曲线，即得到预设变化范围。本示例性实施方式对于具体的预设变化范围确定方式不作限定。

本示例性实施方式中，可以将监测样品表面划分为不同的区域，相应的刻蚀样品中的刻蚀孔也可以划分为不同区域的刻蚀孔，从而分区域，获取刻蚀设备在运行阶段内的刻蚀样品在不同区域的刻蚀孔所对应的刻蚀速率随时间变化的曲线，来确定预设变化范围。以分区域对所有的刻蚀孔的倾斜角度均进行实时检测，从而也可以对刻蚀设备除过Focus Ring的磨损程度之外的其他情况进行监测，提高刻蚀设备监测的准确性，提高设备加工的良品率。

下面以晶圆为例，对不同区域进行进一步解释说明。在所述刻蚀样品为晶圆的情况下，相应的监测样品表面的不同区域包括：中心区域、侧边区域、靠近中心的区域和靠近侧边的区域中的至少一个。通过上述不同区域的刻蚀孔及刻蚀速率随时间变化的曲线来确定预设变化范围，获得的某一类晶圆在上述不同区域的最大刻蚀速率曲线1101和最小刻蚀速率曲线1102如图11-图14所示。其中，图11对应的是中心区域，图12对应的是侧边区域，图13对应的是靠近中心的区域，图14对应的是靠近侧边的区域。

可选的，本示例性实施方式中，对于晶圆而言，所确定的刻蚀速率的预设变化范围可以为：450～600nm/s。

进一步的，如图11-图14所示，根据实际情况可以对晶圆不同的区域设置不同的预设变化范围。例如，随着运行时间的推移，运行阶段还可以划分为第一运行区间1103和第二运行区间1104；其中，中心区域在第一运行区间1103的预设变化范围为：520～590nm/s；中心区域在第二运行区间1104的预设变化范围为：540～580nm/s；侧边区域在第一运行区间1103的预设变化范围为：460～540nm/s；侧边区域在第二运行区间1104的预设变化范围为：480～520nm/s；靠近中心的区域在第一运行区间1103的预设变化范围为：500～580nm/s；靠近中心的区域在第二运行区间1104的预设变化范围为：520～560nm/s；靠近侧边的区域在第一运行区间1103的预设变化范围为：480～560nm/s；靠近侧边的区域在第二运行区间1104的预设变化范围为：500～540nm/s。通过不同的运行区间可以更准确地确定预设变化范围，具体的不同运行区间的范围可以根据实际情况确定，本示例性实施方式对此不作限定。

在步骤S1020中，在获得预设变化范围后，可以获取刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线。

由于监测样品的表面是由待刻蚀物铺设而成，便于对监测样品表面的刻蚀速率进行获取，例如，可以根据刻蚀后待刻蚀物的剩余厚度来确定刻蚀速率。本示例性实施方式中，获取的当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线，如图11-图14中的曲线1105所示。

需要说明的是，步骤S1010中的不同运行阶段的监测样品是用来建立预设变化范围标准时使用的监测样品；而步骤S1020中当前运行阶段的监测样品，则是刻蚀设备在正常运行过程中，使用监测样品进行设备检测时所使用的监测样品。

在步骤S1030中，可以将上述刻蚀速率变化曲线与预设变化范围进行比较，在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。说明当前刻蚀孔过倾斜，其所对应的运行区间的Focus Ring的磨损程度过大，需要对该Focus Ring进行更换。在当前刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，更换所述刻蚀设备的聚焦环Focus Ring。

同样的，还可以确定出当前刻蚀孔对应的区域，将相同区域的刻蚀速率变化曲线与预设变化范围进行比较，可以提高监测的精确度。例如，如果当前刻蚀孔对应的区域是中心区域，则将该刻蚀孔与图11中的预设变化范围进行比较；如果当前刻蚀孔对应的区域是侧边区域，则将该刻蚀孔与图12中的预设变化范围进行比较；如果当前刻蚀孔对应的区域是靠近中心区域，则将该刻蚀孔与图13中的预设变化范围进行比较；如果当前刻蚀孔对应的区域是靠近侧边区域，则将该刻蚀孔与图14中的预设变化范围进行比较，本示例性实施方式对于具体的区域不作特殊限定。

在实际应用中，还可以在图11-图14所示的曲线中设置截止线1106，如果当前刻蚀孔的刻蚀速率变化曲线超过截止线1106，则可以确定需要对刻蚀设备进行一次全面检查，以保证刻蚀设备正常运行。具体的截止线1106的位置可以参考预设变化范围来确定，例如，距离预设变化范围20mm/s等，本示例性实施方式对此不作特殊限定。

本示例性实施方式一以监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率随时间变化的曲线为基础，获得了刻蚀速率的预设变化范围，以及当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线，来确定刻蚀孔的倾斜角度。本示例性实施方式二则以监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率与刻蚀位置的相对距离的变化曲线为基础，来获得刻蚀速率的预设变化范围，以及当前监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率变化曲线。具体如下：

实施方式二：

参照图15，示出了本示例性实施方式提供的监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率随刻蚀位置的相对距离的变化曲线示意图。在步骤S1010中，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围包括：

获取刻蚀设备在运行阶段初期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第一参考刻蚀速率的第一比值；根据第一比值、及监测样品表面不同刻蚀位置距监测样品中心位置的距离，确定第一预设比值距离变化曲线1501。其中，第一参考刻蚀速率为运行阶段初期的监测样品中心位置的平均刻蚀速率。

在实际应用中，运行阶段初期，Focus Ring的磨损程度较小，因此，刻蚀样品的刻蚀孔的倾斜角度也较小，例如，图15中第一预设比值距离变化曲线1501对应的刻蚀孔的最大倾斜角度为1度；可以以第一预设比值距离变化曲线1501为下限来确定预设变化范围。

获取刻蚀设备在运行阶段后期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第二参考刻蚀速率的第二比值；根据第二比值、及监测样品表面不同刻蚀位置距监测样品中心位置的距离，确定第二预设比值距离变化曲线1502。其中，第二参考刻蚀速率为运行阶段后期的监测样品中心位置的平均刻蚀速率。

在实际应用中，运行阶段后期，Focus Ring的磨损程度较大，因此，刻蚀样品的刻蚀孔的倾斜角度也较大，例如，图15中第二预设比值距离变化曲线1502对应的刻蚀孔的最大倾斜角度为5度；可以以第二预设比值距离变化曲线1502为上限来确定预设变化范围。

检测运行阶段后期的刻蚀样品中刻蚀孔的倾斜角度，在倾斜角度小于或等于预设角度的情况下，根据第一预设比值距离变化曲线、第二预设比值距离变化曲线，确定预设变化范围。此处仅检测运行阶段后期的刻蚀样品中刻蚀孔的倾斜角度的原因是：只要后期的倾斜角度小于或等于预设角度，那么前期的倾斜角度肯定小于预设角度。因此，以该第一预设比值距离变化曲线1501为下限，以第二预设比值距离变化曲线1502为上限，可以确定出预设变化范围。

在实际应用中，预设角度可以根据实际情况设定，例如，5度，本示例性实施方式对此不作限定。

在步骤S1020中，在获得预设变化范围后，可以获取刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线。

具体可以包括：确定当前监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第三参考刻蚀速率的第三比值；根据第三比值、及当前监测样品表面不同刻蚀位置距监测样品中心位置的距离，确定刻蚀速率变化曲线。其中，第三参考刻蚀速率为当前监测样品中心位置的平均刻蚀速率。

需要说明的是，步骤S1010中的不同运行阶段的监测样品是用来建立预设变化范围标准时使用的监测样品；而步骤S1020中当前运行阶段的监测样品，则是刻蚀设备在正常运行过程中，使用监测样品进行设备检测时所使用的监测样品。

在步骤S1030中，可以将当前获取的刻蚀速率变化曲线与预设变化范围进行比较，在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。说明当前刻蚀孔过倾斜，其所对应的运行区间的Focus Ring的磨损程度过大，需要对该Focus Ring进行更换。在当前刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，更换所述刻蚀设备的聚焦环Focus Ring。

在本示例性实施方式中，当第三比值随距离的刻蚀速率变化曲线超出第一预设比值距离变化曲线和第二预设比值距离变化曲线之外时，确定当前刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

在本公开的示例性实施例提供的刻蚀孔倾斜角度预测方法，通过两种不同的实施方式来对预设变化范围进行确定，在实际应用中，可以两种方式均采用，也可以只采用其中一种方式，本示例性实施方式对此不作限定。

参照图16，示出了根据本公开的示例性实施例的一种刻蚀设备监控方法的流程图。如图16所示，该方法包括：

步骤S1610，根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；

步骤S1620，在刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，向刻蚀设备发送报警信息。

本示例性实施方式提供的刻蚀设备监控方法，在刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，可以确定出Focus Ring的磨损程度过大，需要对该Focus Ring进行更换，此时，通过向刻蚀设备发送报警信息，可以通知工作人员对刻蚀设备进行检测，并对Focus Ring进行更换或对刻蚀设备进行维修。

具体的根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度，已经在上述实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

此外，在本示例实施例中，还提供了一种刻蚀孔倾斜角度预测装置。参考图17，该刻蚀孔倾斜角度预测装置1700可以包括：刻蚀速率变化范围确定模块1710、刻蚀速率获取模块1720和倾斜角度确定模块1730，其中：

刻蚀速率变化范围确定模块1710，用于确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

刻蚀速率获取模块1720，用于获取刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

倾斜角度确定模块1730，用于在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

上述中各刻蚀孔倾斜角度预测装置的虚拟模块的具体细节已经在对应的刻蚀孔倾斜角度预测方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

此外，在本示例实施例中，还提供了一种刻蚀设备监控装置。参考图18，该刻蚀设备监控装置1800可以包括：确定模块1810和报警模块1820，其中：

确定模块1810，用于根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；并且上述实施例中对于刻蚀孔倾斜角度预测方法的具体细节已经在对应的刻蚀孔倾斜角度预测方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

报警模块1820，用于在刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，向刻蚀设备发送报警信息。

在实际应用中，报警信息可以通过文字报警、语音报警等方式发送，本示例性实施例对此不作特殊限定。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了刻蚀孔倾斜角度预测装置和刻蚀设备监控装置的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图19来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备1900。图19显示的电子设备1900仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图19所示，电子设备1900以通用计算设备的形式表现。电子设备1900的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1910、上述至少一个存储单元1920、连接不同系统组件(包括存储单元1920和处理单元1910)的总线1930、显示单元1940。

其中，所述存储单元1920存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1910执行，使得所述处理单元1910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元1910可以执行如图10中所示的步骤S1010，确定刻蚀设备在运行阶段内的刻蚀速率的预设变化范围，运行阶段指的是刻蚀设备在相邻两次维修节点之间的时间段；步骤S1020，确定当前刻蚀孔的刻蚀速率变化曲线；步骤S1030，在刻蚀速率变化曲线超出预设变化范围时，确定当前刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。或可以执行如图16中所示的步骤S1610，根据上述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；步骤S1620，在刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度时，向刻蚀设备发送报警信息。

存储单元1920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)19201和/或高速缓存存储单元19202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)19203。

存储单元1920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块19205的程序/实用工具19204，这样的程序模块19205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备1900也可以与一个或多个外部设备1970(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1900交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1950进行。并且，电子设备1900还可以通过网络适配器1960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器1960通过总线1930与电子设备1900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (7)

1.一种刻蚀孔倾斜角度预测方法，其特征在于，所述方法包括：

确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

在所述刻蚀速率变化曲线超出所述预设变化范围时，确定所述刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度；

其中，确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围包括：获取所述刻蚀设备在所述运行阶段初期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第一参考刻蚀速率的第一比值；根据所述第一比值、及所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定第一预设比值距离变化曲线；获取所述刻蚀设备在所述运行阶段后期的监测样品表面不同刻蚀位置的待刻蚀物的刻蚀速率与第二参考刻蚀速率的第二比值；根据所述第二比值、及所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定第二预设比值距离变化曲线；检测所述运行阶段后期的刻蚀样品不同刻蚀位置处的刻蚀孔的倾斜角度，所述刻蚀样品和所述监测样品的结构尺寸相同；在所述倾斜角度小于或等于所述预设角度的情况下，根据所述第一预设比值距离变化曲线、所述第二预设比值距离变化曲线，确定所述预设变化范围；

获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线包括：确定当前所述监测样品表面不同刻蚀位置的刻蚀速率与第三参考刻蚀速率的第三比值；根据所述第三比值、及当前所述监测样品表面不同刻蚀位置距所述监测样品中心位置的距离，确定所述刻蚀速率变化曲线；

所述第一参考刻蚀速率为所述运行阶段初期的监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率；所述第二参考刻蚀速率为所述运行阶段后期的监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率；所述第三参考刻蚀速率为当前所述监测样品表面中心位置的平均刻蚀速率。

2.根据权利要求1所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，其特征在于，所述预设角度为5度。

3.根据权利要求1所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述刻蚀孔的倾斜角度超过所述预设角度时，更换所述刻蚀设备的聚焦环。

4.一种刻蚀设备监控方法，其特征在于，所述方法包括：

根据权利要求1~3任一项所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，确定刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度是否超过预设角度；

在所述刻蚀孔的倾斜角度超过所述预设角度时，向所述刻蚀设备发送报警信息。

5.一种刻蚀孔倾斜角度预测装置，用于如权利要求1所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，其特征在于，包括：

刻蚀速率变化范围确定模块，用于确定刻蚀设备在不同运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率的预设变化范围；

刻蚀速率获取模块，用于获取所述刻蚀设备在当前运行阶段的监测样品表面待刻蚀物的刻蚀速率变化曲线；

倾斜角度确定模块，用于在所述刻蚀速率变化曲线超出所述预设变化范围时，确定所述刻蚀设备当前所刻蚀的刻蚀产品的刻蚀孔的倾斜角度超过预设角度。

6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~3中任意一项所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，或权利要求4所述的刻蚀设备监控方法。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1~3中任意一项所述的刻蚀孔倾斜角度预测方法，或权利要求4所述的刻蚀设备监控方法。

Images