CN114582700A - 刻蚀终点检测方法及装置 - Google Patents

刻蚀终点检测方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114582700A
CN114582700A CN202210204493.5A CN202210204493A CN114582700A CN 114582700 A CN114582700 A CN 114582700A CN 202210204493 A CN202210204493 A CN 202210204493A CN 114582700 A CN114582700 A CN 114582700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
spectrometer
etching
integration time
pulse
period
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210204493.5A
Other languages
English (en)
Inventor
常晓阳
王新河
林晓阳
赵巍胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202210204493.5A priority Critical patent/CN114582700A/zh
Publication of CN114582700A publication Critical patent/CN114582700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32963—End-point detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917—Plasma diagnostics
    • H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
    • H01J37/32972—Spectral analysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26—Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

本发明提供一种刻蚀终点检测方法及装置，该刻蚀终点检测方法包括：根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。本发明可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。

Description

刻蚀终点检测方法及装置
技术领域
本发明涉及集成电路制造技术领域，具体地，涉及一种刻蚀终点检测方法及装置。
背景技术
随着集成电路技术的快速发展，器件的核心尺寸在不断缩小，传统的等离子诱导损伤对器件运行性能有重大的影响，等离子体脉冲刻蚀技术能够很好地解决传统连续等离子体刻蚀遇到的诸多问题，特别是等离子诱导损伤器件敏感的工艺制备过程以及14nm节点以下的工艺制备过程。与传统的连续等离子体刻蚀相比，等离子体脉冲刻蚀技术有更好的选择，因此可以提高刻蚀速率，减少刻蚀过程中聚合物的生成，提升刻蚀的均匀性以及减少紫外线辐射损伤。
目前等离子体刻蚀常用的终点检测技术主要采用光发射光谱法(OES)，其原理是利用检测等离子体中某种反应性化学基团或原子所发射波长光强的变化来实现刻蚀终点检测，通常过程是基于刻蚀过程中真空腔室的气体成分连续进行光发射谱采集，由此获取腔室中的气体反应物和生成物信息，比照待刻蚀样品的膜层结构所含原子信息，进而判断等离子体刻蚀的进程，实现终点检测。但是此过程要求刻蚀腔体内的等离子体处于连续和稳定的状态，否则刻蚀背景的等离子体状态会直接引起光谱光强的变化。而在等离子体脉冲刻蚀过程中，光谱仪采集积分周期同可调参数脉冲周期存在强干扰，二者周期相近或脉冲周期大于光谱仪积分周期时会导致光谱光强存在剧烈的无序或周期性变化，失去了等离子体脉冲刻蚀过程终点检测功能，因此一般的光发射光谱法无法在等离子体脉冲刻蚀过程使用。
还有一种方案是激光干涉终点检测(IEP)，采用的双光束激光干涉测量的方法，其原理是当激光垂直入射薄膜表面时，在透明薄膜前被反射的光线与穿透该薄膜后被下层材料反射的光线相互干涉，在一定的条件下，薄膜厚度的变化会导致干涉光强的变化。但是，考虑到集成电路元器件在制造过程中通常涉及多个不同材料膜层的连续刻蚀，激光干涉终点检测方式对不同材料的折射率有一定的要求，否则可能无法采集到刻蚀膜层足够光强下的上表面反射信号和下表面反射信号，导致判断结果出现偏差，难以满足多膜层多材料刻蚀的终点检测需求。
综上，目前等离子体脉冲刻蚀工艺过程中的终点检测方法面临着以下问题：
1.使用激光干涉法可实现等离子脉冲刻蚀的终点判断，但是由于激光干涉方法检测过程依赖选择的测试点位和刻蚀材料的折射率，激光必须聚焦在晶片被刻蚀的点位上，并且所选点位面积大小和粗糙度信息都会对测试产生影响，因此在终点判断过程中由于选择点位的实际情况以及材料折射率情况，容易出现终点的误判，刻蚀终点判断功能受到限制。
2.使用传统的等离子体刻蚀所用的光发射光谱法对刻蚀材料无要求，但是对刻蚀过程中等离子体的稳定性有较高的要求。对于周期性脉冲刻蚀，光谱仪采集积分周期同可调参数脉冲周期存在强干扰，当二者周期处于相近似量级或脉冲周期大于光谱仪积分周期时，光发射光谱法无法应用于等离子体脉冲刻蚀的过程中。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种刻蚀终点检测方法及装置，以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种刻蚀终点检测方法，包括：
根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
在其中一种实施例中，还包括：
根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定所述光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定光谱仪积分时间包括：
根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期；
根据目标刻蚀脉冲周期与光谱仪最小积分时间的比较结果确定光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，根据目标刻蚀脉冲周期与光谱仪最小积分时间的比较结果确定光谱仪积分时间包括：
当光谱仪最小积分时间小于或等于目标刻蚀脉冲周期时，根据目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间；
当光谱仪最小积分时间大于目标刻蚀脉冲周期时，根据光谱仪最小积分时间和目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据周期系数和目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间。
本发明实施例还提供一种刻蚀终点检测装置，包括：
正向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
负向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
目标光谱信号数据模块，用于根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
刻蚀终点检测模块，用于根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
在其中一种实施例中，还包括：
光谱仪积分时间模块，用于根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，光谱仪积分时间模块包括：
目标刻蚀脉冲周期单元，用于根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期；
光谱仪积分时间单元，用于根据目标刻蚀脉冲周期与光谱仪最小积分时间的比较结果确定光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，光谱仪积分时间单元具体用于：
当光谱仪最小积分时间小于或等于目标刻蚀脉冲周期时，根据目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间；
当光谱仪最小积分时间大于目标刻蚀脉冲周期时，根据光谱仪最小积分时间和目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据周期系数和目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的刻蚀终点检测方法的步骤。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现所述的刻蚀终点检测方法的步骤。
本发明实施例的刻蚀终点检测方法及装置先根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据，再根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据，然后根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据以检测刻蚀终点，可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1是本发明实施例中刻蚀终点检测方法的流程图；
图2是本发明另一实施例中刻蚀终点检测方法的流程图；
图3是本发明实施例中等离子脉冲信号触发光发射谱信号采集的示意图；
图4是本发明实施例中确定光谱仪积分时间的流程图；
图5是本发明实施例中脉冲周期与光谱采集周期关系的示意图；
图6是本发明实施例中等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声过滤原理图；
图7是本发明实施例中刻蚀终点检测装置的结构框图；
图8是本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
鉴于现有技术中的终点检测方法受限，本发明实施例提供一种刻蚀终点检测方法及装置，在等离子体脉冲刻蚀过程中运用脉冲信号触发机制，在等离子体脉冲的高功率上升沿触发光谱仪采集等离子体刻蚀过程中的光谱数据，其积分时间不超过刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的最小值，然后在下降沿触发光谱仪采集背景噪声中的光谱数据，其积分时间同高功率阶段采集时间一致，但积分值为负值。将相同积分时间内的值进行叠加，过滤掉刻蚀周期内的噪声值，确保了光发射光谱信息采集的稳定和光谱强度一致，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。以下结合附图对本发明进行详细说明。
图1是本发明实施例中刻蚀终点检测方法的流程图。图2是本发明另一实施例中刻蚀终点检测方法的流程图。如图1-图2所示，刻蚀终点检测方法包括：
S101：根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据。
图3是本发明实施例中等离子脉冲信号触发光发射谱信号采集的示意图。如图3所示，本发明针对的是等离子体脉冲刻蚀的终点检测，在射频功率或偏置功率开启脉冲循环时，腔体内的等离子状态会发生变化。脉冲循环包括了只有射频功率的脉冲循环、只有偏置功率的脉冲循环、同步存在射频功率和偏振功率的脉冲循环、射频功率和偏振功率同时存在且为脉冲循环，以及射频功率和偏振功率同时存在且为恒定的五种状态。一个脉冲循环周期内，等离子体状态基本呈现出两种不同的阶段，包括脉冲刻蚀的高功率段和功率完全关闭或恒定的低功率段，其中高功率段主要用于等离子体对刻蚀材料的刻蚀，而低功率或零功率段主要降低刻蚀界面的负电荷积累以及反应物质对已刻蚀界面的修复反应。因此在低功率阶段或零功率阶段基本不对样品进行刻蚀，该阶段的光谱信息也主要是背景噪声。
一实施例中，还包括：根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定光谱仪积分时间。
其中，刻蚀脉冲周期一般是可调的工艺参数，其周期量级上一般可比拟光谱仪积分周期，处于微秒至秒的量级，如若设置的刻蚀脉冲周期远小于光谱仪最小积分时间，同样可以采用该方法进行采样，只需要光谱仪采样周期跨越数个刻蚀脉冲周期即可。若设置脉冲周期比拟光谱仪最小积分或远大于最小积分时间，则需要光谱仪采集的正负积分时间不大于脉冲周期的高功率时间与低功率时间的最小值，而脉冲周期的占空比(一般指高功率时间比低功率时间)一般处于10:1至1:10之间。
图4是本发明实施例中确定光谱仪积分时间的流程图。如图4所示，根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定光谱仪积分时间包括：
S201：根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期。
其中，目标刻蚀脉冲周期为刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的最小值。
图5是本发明实施例中脉冲周期与光谱采集周期关系的示意图。如图5所示，刻蚀脉冲正向周期τon处于高功率刻蚀阶段，刻蚀脉冲信号的上升沿触发光谱仪进行发光光谱的信号采集，其采集的光谱仪积分时间为t+，信号值为正；刻蚀脉冲负向周期τoff处于功率关闭阶段或者低功率刻蚀阶段，刻蚀脉冲信号的下降沿触发光谱仪进行发光光谱的信号采集，其采集的光谱仪积分时间为t-,信号值为负，t+＝t-。一般的等离子体脉冲刻蚀中，τon+τoff的总时间在微秒至秒的量级，τon：τoff约为0.1-10之间，
S202：根据目标刻蚀脉冲周期与光谱仪最小积分时间的比较结果确定光谱仪积分时间。
其中，光谱仪设备硬件性质所决定光谱仪最小积分时间tmin，一般约为几毫秒，是光谱仪采集信息的最小时间。
一实施例中，S202包括：
1、当光谱仪最小积分时间小于或等于目标刻蚀脉冲周期时，根据目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间。
具体实施时，当光谱仪最小积分时间小于目标刻蚀脉冲周期或二者基本可比拟，则光谱仪积分时间等于目标刻蚀脉冲周期，t+＝t-＝Min(τon，τoff)。
2、当光谱仪最小积分时间大于目标刻蚀脉冲周期时，根据光谱仪最小积分时间和目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据周期系数和目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间。
具体实施时，当光谱仪最小积分时间大于目标刻蚀脉冲周期时，根据如下公式确定周期系数：
Figure BDA0003528611330000061
其中，N为周期系数，是经过向上取整的tmin/Min(τon，τoff)；tmin为光谱仪最小积分时间；Min(τon，τoff)为目标刻蚀脉冲周期。
根据如下公式确定光谱仪积分时间：
t+＝t-＝N×Min(τon，τoff)；
其中，t+＝t-＝光谱仪积分时间。
在此状态下，光谱仪积分时间内存在数个刻蚀脉冲周期。该情况下，光谱仪仍可以完成对背景噪音的过滤，提升光谱仪采集信息的信噪比。
S102：根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据。
S103：根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据。
图6是本发明实施例中等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声过滤原理图。如图6所示，等离子体脉冲刻蚀工艺主要在工艺过程中采用RF射频脉冲功率值的变化进行刻蚀，在整个脉冲工艺过程中，光谱仪采用正常方式采集的信号为总光强信号，该信号随刻蚀周期变化，并且包含整个系统环境的背景噪声值，此信号无法用于等离子体脉冲刻蚀的终点判断。当设置脉冲刻蚀的设备采用上升沿触发光谱仪正向积分，下降沿触发光谱仪负向积分时，正向光谱积分数据11为高功率段有效刻蚀时间内的等离子体光谱总数据。负向光谱积分数据12为低功率段无刻蚀时间内的光谱总数据，正向积分时间与负向积分时间相同，二者之间符号相反，该周期的有效积分总值为目标光谱信号数据13，表示除去背景噪声后刻蚀时间内所采集到的有效的光谱信号数据，是正向光谱积分数据11与负向光谱积分数据12的叠加。该光谱信号数据包含了刻蚀膜层元素的发射光谱光强值，即可体现当前刻蚀膜层的元素状态，进而判断出刻蚀终点。
S104：根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
具体实施时，可以根据各光强曲线的变化速率检测刻蚀终点。例如，当目标刻蚀层的上一膜层中包含的元素浓度急剧下降时，表明上一膜层刻蚀完毕，达到目标刻蚀层的刻蚀终点。
图1所示的刻蚀终点检测方法的执行主体可以为计算机。由图1所示的流程可知，本发明实施例的刻蚀终点检测方法先根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据，再根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据，然后根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据以检测刻蚀终点，可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
以上层AlGaAs下层GaAs薄膜为例，要求将AlGaAs刻蚀完成，不损伤GaAs薄膜。先设置脉冲工艺参数，主要包括刻蚀脉冲周期、占空比、功率、刻蚀气体、压强和温度等。
将脉冲周期设置为800ms，τon：τoff＝1:3，光谱仪最小积分时间为5ms，则t+＝t-＝Min(τon，τoff)＝200ms。当脉冲周期设置为800μs，τon：τoff＝1:3，光谱仪最小积分时间为5ms，则
Figure BDA0003528611330000071
Figure BDA0003528611330000072
t+＝t-＝N×Min(τon，τoff)＝5ms。
设置刻蚀脉冲信号上升沿和下降沿触发方式。在完成刻蚀机和光谱仪设备设置后，即可开启工艺过程，采集光谱仪信号，分别对光强信号进行正向积分和负向积分，根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据。
本发明可以过滤等离子体脉冲刻蚀中的噪声信息，提升刻蚀过程的信噪比，实现脉冲刻蚀周期下的持续稳定检测。在本实施例中，需要关注刻蚀膜层中Al元素所在等离子中的发光谱数据，如根据Al元素的性质以及元素发光谱数据库，Al元素原子在Cl2/BCl3/Ar的刻蚀气体环境下发出308.2nm波长的光，当该波光强值剧烈下降时，Al元素的浓度急剧下降，表明AlGaAs材料已经刻蚀完成，由此确定刻蚀膜层状态情况，最终完成刻蚀终点的检测过程。
综上，本发明实施例的刻蚀终点检测方法通过对等离子体脉冲刻蚀的射频功率或偏置功率脉冲的上升沿触发和下降沿触发，分别进行光谱仪所对应的正向时间积分和负向时间积分的信号采集，次序采集等时间脉冲的高功率段等离子体刻蚀光谱信号和低功率段(或零功率段)等离子体刻蚀光谱信号，叠加采样时间积分信号数据即可滤掉等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，提升了等离子体脉冲刻蚀过程中光谱仪采集数据的信噪比，能够有效的检查出不同膜层结构中所含有的元素成分，完成对刻蚀膜层精确判断，反馈调节刻蚀状态，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种刻蚀终点检测装置，由于该装置解决问题的原理与刻蚀终点检测方法相似，因此该装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图7是本发明实施例中刻蚀终点检测装置的结构框图。如图7所示，刻蚀终点检测装置包括：
正向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
负向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
目标光谱信号数据模块，用于根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
刻蚀终点检测模块，用于根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
在其中一种实施例中，还包括：
光谱仪积分时间模块，用于根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，光谱仪积分时间模块包括：
目标刻蚀脉冲周期单元，用于根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期；
光谱仪积分时间单元，用于根据目标刻蚀脉冲周期与光谱仪最小积分时间的比较结果确定光谱仪积分时间。
在其中一种实施例中，光谱仪积分时间单元具体用于：
当光谱仪最小积分时间小于或等于目标刻蚀脉冲周期时，根据目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间；
当光谱仪最小积分时间大于目标刻蚀脉冲周期时，根据光谱仪最小积分时间和目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据周期系数和目标刻蚀脉冲周期确定光谱仪积分时间。
综上，本发明实施例的刻蚀终点检测装置先根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据，再根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据，然后根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据以检测刻蚀终点，可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的刻蚀终点检测方法中全部步骤的一种计算机设备的具体实施方式。图8是本发明实施例中计算机设备的结构框图，参见图8，所述计算机设备具体包括如下内容：
处理器(processor)801和存储器(memory)802。
所述处理器801用于调用所述存储器802中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的刻蚀终点检测方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
综上，本发明实施例的计算机设备先根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据，再根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据，然后根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据以检测刻蚀终点，可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
本发明实施例还提供能够实现上述实施例中的刻蚀终点检测方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的刻蚀终点检测方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
根据目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
综上，本发明实施例的计算机可读存储介质先根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据，再根据刻蚀脉冲信号的下降沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定负向光谱积分数据，然后根据正向光谱积分数据和负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据以检测刻蚀终点，可以有效过滤等离子体脉冲刻蚀中的背景噪声，实现高精度的脉冲刻蚀终点检测及控制。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元，或装置都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。
在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

Claims (10)

1.一种刻蚀终点检测方法，其特征在于，包括：
根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
根据刻蚀脉冲信号的下降沿、所述光谱仪积分时间和所述光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
根据所述正向光谱积分数据和所述负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
根据所述目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
2.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，还包括：
根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定所述光谱仪积分时间。
3.根据权利要求2所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定所述光谱仪积分时间包括：
根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期；
根据所述目标刻蚀脉冲周期与所述光谱仪最小积分时间的比较结果确定所述光谱仪积分时间。
4.根据权利要求3所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，根据所述目标刻蚀脉冲周期与所述光谱仪最小积分时间的比较结果确定所述光谱仪积分时间包括：
当所述光谱仪最小积分时间小于或等于所述目标刻蚀脉冲周期时，根据所述目标刻蚀脉冲周期确定所述光谱仪积分时间；
当所述光谱仪最小积分时间大于所述目标刻蚀脉冲周期时，根据所述光谱仪最小积分时间和所述目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据所述周期系数和所述目标刻蚀脉冲周期确定所述光谱仪积分时间。
5.一种刻蚀终点检测装置，其特征在于，包括：
正向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的上升沿、光谱仪积分时间和光谱仪信号确定正向光谱积分数据；
负向光谱积分数据模块，用于根据刻蚀脉冲信号的下降沿、所述光谱仪积分时间和所述光谱仪信号确定负向光谱积分数据；
目标光谱信号数据模块，用于根据所述正向光谱积分数据和所述负向光谱积分数据确定目标光谱信号数据；
刻蚀终点检测模块，用于根据所述目标光谱信号数据检测刻蚀终点。
6.根据权利要求5所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，还包括：
光谱仪积分时间模块，用于根据光谱仪最小积分时间、刻蚀脉冲正向周期和刻蚀脉冲负向周期确定所述光谱仪积分时间。
7.根据权利要求6所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述光谱仪积分时间模块包括：
目标刻蚀脉冲周期单元，用于根据刻蚀脉冲正向周期与刻蚀脉冲负向周期的比较结果确定目标刻蚀脉冲周期；
光谱仪积分时间单元，用于根据所述目标刻蚀脉冲周期与所述光谱仪最小积分时间的比较结果确定所述光谱仪积分时间。
8.根据权利要求7所述的刻蚀终点检测装置，其特征在于，所述光谱仪积分时间单元具体用于：
当所述光谱仪最小积分时间小于或等于所述目标刻蚀脉冲周期时，根据所述目标刻蚀脉冲周期确定所述光谱仪积分时间；
当所述光谱仪最小积分时间大于所述目标刻蚀脉冲周期时，根据所述光谱仪最小积分时间和所述目标刻蚀脉冲周期确定周期系数，根据所述周期系数和所述目标刻蚀脉冲周期确定所述光谱仪积分时间。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述的刻蚀终点检测方法的步骤。
10.一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至4任一项所述的刻蚀终点检测方法的步骤。
CN202210204493.5A 2022-03-02 2022-03-02 刻蚀终点检测方法及装置 Pending CN114582700A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210204493.5A CN114582700A (zh) 2022-03-02 2022-03-02 刻蚀终点检测方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210204493.5A CN114582700A (zh) 2022-03-02 2022-03-02 刻蚀终点检测方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114582700A true CN114582700A (zh) 2022-06-03

Family

ID=81772120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210204493.5A Pending CN114582700A (zh) 2022-03-02 2022-03-02 刻蚀终点检测方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114582700A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163176A (ja) * 1996-12-03 1998-06-19 Meidensha Corp 半導体素子の製造方法
CN101221891A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子刻蚀设备的刻蚀终点检测装置与方法
CN101675495A (zh) * 2007-02-02 2010-03-17 雷克萨斯研究有限公司 用于测量等离子体刻蚀工艺的工艺参数的方法和装置
WO2010081343A1 (zh) * 2009-01-14 2010-07-22 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种半导体刻蚀工艺的终点控制方法和装置
CN107403723A (zh) * 2017-06-20 2017-11-28 上海华力微电子有限公司 一种改善刻蚀关键尺寸稳定性的方法
CN107546141A (zh) * 2016-06-28 2018-01-05 中微半导体设备(上海)有限公司 监测等离子体工艺制程的装置和方法
CN107546094A (zh) * 2016-06-28 2018-01-05 中微半导体设备(上海)有限公司 监测等离子体工艺制程的等离子体处理装置和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163176A (ja) * 1996-12-03 1998-06-19 Meidensha Corp 半導体素子の製造方法
CN101221891A (zh) * 2007-01-12 2008-07-16 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种等离子刻蚀设备的刻蚀终点检测装置与方法
CN101675495A (zh) * 2007-02-02 2010-03-17 雷克萨斯研究有限公司 用于测量等离子体刻蚀工艺的工艺参数的方法和装置
WO2010081343A1 (zh) * 2009-01-14 2010-07-22 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种半导体刻蚀工艺的终点控制方法和装置
CN107546141A (zh) * 2016-06-28 2018-01-05 中微半导体设备(上海)有限公司 监测等离子体工艺制程的装置和方法
CN107546094A (zh) * 2016-06-28 2018-01-05 中微半导体设备(上海)有限公司 监测等离子体工艺制程的等离子体处理装置和方法
CN107403723A (zh) * 2017-06-20 2017-11-28 上海华力微电子有限公司 一种改善刻蚀关键尺寸稳定性的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100769607B1 (ko) 반도체 웨이퍼의 처리방법 및 처리장치
US8300313B2 (en) Method for manufacturing an optical transmission filter with extended out-of-band blocking
JP4563584B2 (ja) プラズマ・エッチング工程の精度を改善する方法および装置
JP4925507B2 (ja) スペクトル干渉法を用いる膜厚制御
EP0917642B1 (en) Improved thickness monitoring
TWI528452B (zh) Plasma processing device and plasma processing method
TWI575104B (zh) 用於在電漿沉積過程中測定薄膜之厚度的方法
KR20050047097A (ko) 광대역 반사측정법을 이용한 공정 엔드포인트 검색방법
TW200818364A (en) Neural network methods and apparatuses for monitoring substrate processing
US20040040658A1 (en) Semiconductor fabricating apparatus and method and apparatus for determining state of semiconductor fabricating process
CN114582700A (zh) 刻蚀终点检测方法及装置
US8045173B2 (en) Adaptive linear filter for real time noise reduction in surface plasmon resonance systems
JPH11142650A (ja) グリッド偏光子
TW200949932A (en) Etching amount calculating method, storage medium, and etching amount calculating apparatus
CN101458445B (zh) 一种用于探测刻蚀终点的装置及方法
US7074342B2 (en) Method of manufacturing optical crystal element of laser
US6855567B1 (en) Etch endpoint detection
Meng et al. Fractal superconducting nanowires detect infrared single photons with 91% polarization-independent system efficiency and 19 ps timing resolution
US11569135B2 (en) Plasma processing method and wavelength selection method used in plasma processing
CN114582699A (zh) 刻蚀终点检测方法及装置
TWI633575B (zh) Plasma processing device for monitoring technology process and monitoring plasma treatment Technical process approach
JPS5948928A (ja) 弱吸収性の薄膜の厚みの調節デバイス
JP2001059193A (ja) Ｘ線マスクの製造方法およびその装置
CN107546094A (zh) 监测等离子体工艺制程的等离子体处理装置和方法
JP2001099622A (ja) 深さ測定装置及び深さ測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination