CN114324187B - 监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质，在对刻蚀机台进行WAC工艺时，通过光谱EPD模块获取刻蚀机台内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线，并通过对EPD曲线进行微分处理，可获取EPD微分曲线，并通过获取EPD曲线中的峰值信号及对峰值信号的分析，即可对刻蚀腔体进行颗粒掉落的判定；本发明通过光谱EPD模块可直接监测刻蚀腔体内在进行WAC工艺时，是否有颗粒掉落，从而便于后续工艺操作，可减少人力，提高判定准确率，避免由于颗粒掉落对刻蚀腔体及晶圆的污染，从而可提高监测效率，降低损失，降低对晶圆质量的影响程度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质。
背景技术
半导体制造工艺中，在刻蚀腔体内的等离子体与晶圆进行反应时，会在刻蚀腔体的内壁及其部件的表面产生残余物，该残余物会对后续的晶圆质量造成影响。通常在晶圆完成工艺处理后，会将晶圆移出刻蚀腔体，随后在刻蚀腔体内通入工艺气体，利用工艺气体电离形成的等离子体对刻蚀腔体进行无晶圆自动清洁(Waferless Auto Clean，简称WAC)工艺，以利用工艺气体产生的等离子体对暴露在等离子体中的刻蚀腔体的内壁和其他部件的表面进行刻蚀清洁。WAC是在上一片晶圆完成刻蚀工艺后，清洁刻蚀腔体，在WAC完成后传入下一片晶圆继续进行刻蚀，刻蚀后再进行WAC，如此循环，实现晶圆刻蚀制程的量产工作。该清洁步骤的目的旨在减少刻蚀腔体内的残余物，以减少残余物导致的腔室记忆效应，并降低晶圆缺陷率。
随着集成电路工艺的发展，刻蚀腔体内处理晶圆精度的要求越来越高，对刻蚀腔体内的环境要求越来越严格，芯片作为高精度器件，其生产过程中容易遭受污染。控制与减少污染能有效提高芯片出品率，增加利润。然而，在WAC处理过程中，容易导致刻蚀腔体内附着的残余物不稳定，使得附着在刻蚀腔体内的残余物可能会因为WAC处理发生掉落，造成对刻蚀腔体的污染，对后续制程造成影响。
因此，提供一种监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质，实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质，用于解决现有技术中难以对刻蚀腔体内掉落颗粒进行有效监测的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种监测刻蚀腔体颗粒的方法，包括以下步骤：
提供具有光谱EPD模块的刻蚀机台；
对所述刻蚀机台进行WAC工艺，并通过所述光谱EPD模块获取刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线；
对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线；
获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定。
可选地，进行颗粒掉落的判定的方法包括：
根据实际颗粒掉落与光谱信号强度变化的情况，在所述EPD微分曲线中设定阈值；
当所述峰值信号在一定的连续时间内超出所述阈值时，判定为颗粒掉落。
可选地，所述连续时间为3秒～5秒。
可选地，获取所述EPD微分曲线中的峰值信号的方法包括在一定的连续时间内获取所述EPD微分曲线中斜率产生正负变化的信号值。
可选地，还包括对所述EPD微分曲线进行一次或二次微分处理的步骤。
可选地，当所述刻蚀机台判定为具有颗粒掉落时，所述刻蚀机台还包括启动报警部件的步骤。
可选地，所述报警部件包括声报警器、光报警器及声光报警器中的一种。
本发明还提供一种监测刻蚀腔体颗粒的装置，所述监测刻蚀腔体颗粒的装置包括：
WAC模块，所述WAC模块配置为对所述刻蚀腔体进行WAC工艺；
光谱EPD模块，所述光谱EPD模块配置为提供对进行所述WAC工艺的刻蚀腔体内的光谱信号强度随时间变化的EPD曲线；
数据处理模块，所述数据处理模块配置为对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线；
选择判定模块，所述选择判定模块配置为获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，并对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定。
本发明还提供一种服务器，所述服务器包括：采集器、存储器和处理器，所述采集器用于采集EPD曲线，所述采集器、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法。
如上所述，本发明的监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质，在对刻蚀机台进行WAC工艺时，通过光谱EPD模块获取刻蚀机台内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线，并通过对EPD曲线进行微分处理，可获取EPD微分曲线，并通过获取EPD曲线中的峰值信号及对峰值信号的分析，即可对刻蚀腔体进行颗粒掉落的判定；本发明通过光谱EPD模块可直接监测刻蚀腔体内在进行WAC工艺时，是否有颗粒掉落，从而便于后续工艺操作，可减少人力，提高判定准确率，避免由于颗粒掉落对刻蚀腔体及晶圆的污染，从而可提高监测效率，降低损失，降低对晶圆质量的影响程度。
附图说明
图1显示为本发明实施例中进行监测刻蚀腔体颗粒的操作流程示意图。
图2显示为本发明实施例中的光谱信号强度随时间变化的EPD曲线图。
图3显示为本发明实施例中对EPD曲线进行一次微分后的EPD微分曲线。
图4显示为本发明实施例中对EPD曲线进行二次微分后的EPD微分曲线。
图5显示为本发明实施例中监测刻蚀腔体颗粒的装置的结构框图。
图6显示为本发明实施例中服务器的模块连接图。
元件标号说明
110 采集器
120 处理器
130 存储器
A 峰值信号
a 峰值子区域
C 阈值
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
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发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有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方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。
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，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，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。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
如图1，示意了一种监测刻蚀腔体颗粒的方法，具体包括以下步骤：
S1：提供具有光谱EPD模块的刻蚀机台；
S2：对所述刻蚀机台进行WAC工艺，并通过所述光谱EPD模块获取刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线；
S3：对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线；
S4：获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定。
本实施例通过所述刻蚀机台中的所述光谱EPD模块，在对所述刻蚀机台进行所述WAC工艺时，通过所述光谱EPD模块可获取刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的所述EPD曲线，并通过对所述EPD曲线进行微分处理，可获取所述EPD微分曲线，并通过获取所述EPD曲线中的所述峰值信号，及对所述峰值信号的分析，即可对所述刻蚀腔体进行颗粒掉落的判定；本实施例通过所述光谱EPD模块可直接监测所述刻蚀腔体内在进行所述WAC工艺时，是否有颗粒掉落，从而便于后续工艺操作，可减少人力，提高判定准确率，避免由于颗粒掉落对所述刻蚀腔体及晶圆的污染，从而可提高监测效率，降低损失，降低对晶圆质量的影响程度。
以下结合附图对本实施例中的关于所述监测刻蚀腔体颗粒的方法作进一步的解释说明，具体包括：
首先，执行步骤S1，提供具有光谱EPD模块的刻蚀机台。
具体的，在现有的刻蚀机台中设有WAC(Waferless Auto Clean)模块，所述WAC模块配置为对所述刻蚀腔体进行WAC工艺，以利用工艺气体产生的等离子体对暴露在等离子体中的所述刻蚀腔体的内壁和其他部件的表面进行刻蚀清洁，目的旨在减少所述刻蚀腔体内的残余物，以减少因晶圆刻蚀所产生的残余物导致的腔室记忆效应，以降低晶圆缺陷率。
现有的刻蚀机台中，通常设有光谱EPD模块，通过终点监测方式用来检测薄膜的刻蚀完成程度，通过收集在等离子体刻蚀过程中物质因化学变化所产生的发射光谱曲线，以判定等离子体刻蚀物质的程度。
从而，通过所述刻蚀机台中的所述光谱EPD模块可获取在进行所述WAC工艺过程中，刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线，以用来分析刻蚀腔体内颗粒的脱落情况。
接着，进行步骤S2，对所述刻蚀机台进行WAC工艺，并通过所述光谱EPD模块获取刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线。
具体的，可通过所述光谱EPD模块，在进行所述WAC工艺的同时，获得所述刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的所述EPD曲线，如图2显示了在本实施例中的WAC不同阶段的颗粒掉落探测信号模拟曲线，当所述刻蚀腔体内存在颗粒掉落时，会造成曲线的波动，可检测到颗粒信号增强，形成波峰，后续在颗粒被蚀刻之后信号曲线形状会恢复平稳。因此，对所述EPD曲线中的波峰进行分析，可有效获得所述刻蚀腔体内的颗粒掉落情况。
接着，进行步骤S3，对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线。
具体的，通过对所述EPD曲线进行微分处理可进一步的过滤掉一些干扰波峰，如根据工艺需求，一些颗粒的掉落是在工艺可允许的范围内的，从而通过对所述EPD曲线进行微分处理可获得更加平滑的所述EPD微分曲线，以提高监测准确率。如图3，示意了本实施例中，在对所述EPD曲线进行一次微分处理后，获得的关于所述EPD曲线的光谱信号强度变化速率随时间变化的所述EPD微分曲线。
进一步的，根据工艺需求，还可包括对所述EPD微分曲线进行一次或二次的微分处理的步骤，如图4，本实施例中，对所述EPD曲线进行了二次微分，即对所述EPD曲线进行了一次微分处理获得关于所述EPD曲线的光谱信号强度变化速率随时间变化的所述EPD微分曲线后，又再次进行了微分处理，以获得更加平滑的关于所述EPD曲线的光谱信号强度变化速率的变化速率随时间变化的所述EPD微分曲线，使得所述EPD微分曲线上的峰值信号A更加明显。关于对所述EPD曲线进行微分处理的次数，可根据需要进行选择，如可为一次微分或两次微分等，此处不作过分限制，关于所述微分处理的方法，可根据现有有关微分处理的方式进行，此处不作赘述。
接着，进行步骤S4，获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定。
作为示例，进行颗粒掉落的判定的方法可包括：
根据实际颗粒掉落与光谱信号强度变化的情况，在所述EPD微分曲线中设定阈值；
当所述峰值信号在一定的连续时间内超出所述阈值时，判定为颗粒掉落。
具体的，如图4，其中，虚线代表了工程师根据实际颗粒掉落与光谱信号强度变化速率的变化速率随时间变化的情况，设定的光谱信号强度变化速率的变化速率的阈值为C，该阈值C与颗粒本身、蚀刻速率相关以及工艺标准有关，本实施例中对阈值C的选取不作限定。其中，所述峰值信号A在一定的连续时间内超出所述阈值C，可判定为颗粒掉落。
进一步的，所述连续时间可为3秒～5秒，如在连续时间为3秒、4秒或5秒内等，若所述峰值信号A超出所述阈值C，可判定为颗粒掉落，以进一步的提高监测精准度。
作为示例，获取所述EPD微分曲线中的所述峰值信号A的方法包括在一定的连续时间内获取所述EPD微分曲线中斜率产生正负变化的信号值。
具体的，如图4，当在一定的连续时间内获取的在相同时间内的8个峰值子区域a的光谱信号强度变化速率的变化速率的斜率产生了正负变化的信号值，从而可定义为所述峰值信号A。而后在所述峰值信号A中选择是否有超出所述阈值C的峰值信号，从而可判定是否有颗粒掉落。
进一步的，当所述刻蚀机台判定为具有颗粒掉落时，所述刻蚀机台还包括启动报警部件的步骤。其中，所述报警部件可包括声报警器、光报警器及声光报警器中的一种。
具体的，当所述刻蚀机台判定具有颗粒掉落时，若所述刻蚀机台的报警部件启动，则可提醒工作人员进行及时处理，以提高效率。关于所述报警部件的种类，可包括声报警器、光报警器及声光报警器中的一种，此处不作过分限制。
如图5，本实施例还提供一种监测刻蚀腔体颗粒的装置，所述监测刻蚀腔体颗粒的装置包括WAC模块、光谱EPD模块、数据处理模块及选择判定模块，其中，所述WAC模块配置为对所述刻蚀腔体进行WAC工艺，所述光谱EPD模块配置为提供对进行所述WAC工艺的刻蚀腔体内的光谱信号强度随时间变化的EPD曲线，所述数据处理模块配置为对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线，所述选择判定模块配置为获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，并对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定。
需要说明的是，应理解以上所述装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种具有信号处理能力的集成电路。所述监测刻蚀腔体颗粒的各步骤或以上各个模块可以通过处理元件中的硬件或者软件形式的指令完成。
例如，以上这些模块可以是被配置成所述监测刻蚀腔体颗粒的方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等；再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器；或者，这些模块还可以集成在一起，以片上系统(System-On-a-Chip，简称SOC)的形式实现。
本实施例还提供一种服务器，所述服务器包括：采集器110、存储器130和处理器120，所述采集器110用于采集EPD曲线，采集器110、所述存储器130和所述处理器120之间互相通信连接，所述存储器130中存储有计算机指令，所述处理器120通过执行所述计算机指令，从而执行所述监测刻蚀腔体颗粒的方法。
具体的，所述处理器120和所述存储器130可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。所述处理器120可以为一个或多个集成电路，如ASIC、DSP、FPGA或者其他可以调用程序代码的处理器，如CPU，或者由集成电路与处理器的组合。所述存储器130作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。所述处理器120通过运行存储在所述存储器130中的非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，从而实现所述监测刻蚀腔体颗粒的方法。所述存储器130可以包括存储程序区和存储数据区，其中，所述存储程序区可存储至少一个模块所需要的应用程序；存储数据区可存储所述处理器120所创建的数据等。在一些实施例中，所述存储器130可包括相对于所述处理器120远程设置的远程存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至所述处理器120，所述网络包括但不局限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。一个或多个上述模块可存储在所述存储器130中，被所述处理器120执行如图1～4所示的所述监测刻蚀腔体颗粒的方法，所述服务器具体细节可以对应参阅所述监测刻蚀腔体颗粒的方法所对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行所述监测刻蚀腔体颗粒的方法。
具体的，本领域技术人员可以理解，实现上述监测刻蚀腔体颗粒的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序完成的，所述计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述计算机可读取存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等，所述计算机可读取存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合，此处不作限制。
综上所述，本发明的监测刻蚀腔体颗粒的方法、装置、服务器及可读存储介质，在对刻蚀机台进行WAC工艺时，通过光谱EPD模块获取刻蚀机台内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线，并通过对EPD曲线进行微分处理，可获取EPD微分曲线，并通过获取EPD曲线中的峰值信号及对峰值信号的分析，即可对刻蚀腔体进行颗粒掉落的判定；本发明通过光谱EPD模块可直接监测刻蚀腔体内在进行WAC工艺时，是否有颗粒掉落，从而便于后续工艺操作，可减少人力，提高判定准确率，避免由于颗粒掉落对刻蚀腔体及晶圆的污染，从而可提高监测效率，降低损失，降低对晶圆质量的影响程度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种监测刻蚀腔体颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供具有光谱EPD模块的刻蚀机台；
对所述刻蚀机台进行WAC工艺，并通过所述光谱EPD模块获取刻蚀腔体内光谱信号强度随时间变化的EPD曲线；
对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线；
获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定，其中，获取所述EPD微分曲线中的峰值信号的方法包括在一定的连续时间内获取所述EPD微分曲线中斜率产生正负变化的信号值；以及进行颗粒掉落的判定的方法包括：
根据实际颗粒掉落与光谱信号强度变化的情况，在所述EPD微分曲线中设定阈值；
当所述峰值信号在一定的连续时间内超出所述阈值时，判定为颗粒掉落。
2.根据权利要求1所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法，其特征在于：所述连续时间为3秒~5秒。
3.根据权利要求1所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法，其特征在于：还包括对所述EPD微分曲线进行一次或二次微分处理的步骤。
4.根据权利要求1所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法，其特征在于：当所述刻蚀机台判定为具有颗粒掉落时，所述刻蚀机台还包括启动报警部件的步骤。
5.根据权利要求4所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法，其特征在于：所述报警部件包括声报警器、光报警器及声光报警器中的一种。
6.一种监测刻蚀腔体颗粒的装置，其特征在于，所述监测刻蚀腔体颗粒的装置包括：
WAC模块，所述WAC模块配置为对所述刻蚀腔体进行WAC工艺；
光谱EPD模块，所述光谱EPD模块配置为提供对进行所述WAC工艺的刻蚀腔体内的光谱信号强度随时间变化的EPD曲线；
数据处理模块，所述数据处理模块配置为对所述EPD曲线进行微分处理，获取EPD微分曲线；
选择判定模块，所述选择判定模块配置为获取所述EPD微分曲线中的峰值信号，并对所述峰值信号进行分析，以进行颗粒掉落的判定，其中，获取所述EPD微分曲线中的峰值信号的方法包括在一定的连续时间内获取所述EPD微分曲线中斜率产生正负变化的信号值；以及进行颗粒掉落的判定的方法包括：
根据实际颗粒掉落与光谱信号强度变化的情况，在所述EPD微分曲线中设定阈值；
当所述峰值信号在一定的连续时间内超出所述阈值时，判定为颗粒掉落。
7.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括：采集器、存储器和处理器，所述采集器用于采集EPD曲线，所述采集器、所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1~5中任一所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1~5中任一所述的监测刻蚀腔体颗粒的方法。
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