DE102016114935B4 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102016114935B4
DE102016114935B4 DE102016114935.7A DE102016114935A DE102016114935B4 DE 102016114935 B4 DE102016114935 B4 DE 102016114935B4 DE 102016114935 A DE102016114935 A DE 102016114935A DE 102016114935 B4 DE102016114935 B4 DE 102016114935B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
intensity
polymer layer
plasma
trench
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.)
Active
Application number
DE102016114935.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016114935A1 (de
Inventor
Lee-Chuan Tseng
Chang-Ming Wu
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.)
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Original Assignee
Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
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 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd filed Critical Taiwan Semiconductor Manufacturing Co TSMC Ltd
Publication of DE102016114935A1 publication Critical patent/DE102016114935A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016114935B4 publication Critical patent/DE102016114935B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H01L21/30655—Plasma etching; Reactive-ion etching comprising alternated and repeated etching and passivation steps, e.g. Bosch process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
    • B81C1/00436—Shaping materials, i.e. techniques for structuring the substrate or the layers on the substrate
    • B81C1/00555—Achieving a desired geometry, i.e. controlling etch rates, anisotropy or selectivity
    • B81C1/00563—Avoid or control over-etching
    • B81C1/00587—Processes for avoiding or controlling over-etching not provided for in B81C1/00571 - B81C1/00579
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B81C99/0035—Testing
    • B81C99/004—Testing during manufacturing
    • 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
    • H01J37/32—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/03—Static structures
    • B81B2203/0323—Grooves
    • B81B2203/033—Trenches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0111—Bulk micromachining
    • B81C2201/0112—Bosch process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
    • B81C2201/00—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems
    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0132—Dry etching, i.e. plasma etching, barrel etching, reactive ion etching [RIE], sputter etching or ion milling

Landscapes

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

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend:Bereitstellen eines Substrats (204), das mittels einer Zwischenschicht (201) an einem Trägersubstrat (200) befestigt ist, wobei eine Vertiefung (203) zwischen dem Substrat (204) und dem Trägersubstrat (200) vorhanden ist;a. Nach dem Bereitstellen: Strukturieren des Substrats (204);b. Bilden einer Polymerschicht (210) auf dem strukturierten Substrat (204);c. Strukturieren der Polymerschicht (210);d. abwechselnd Wiederholen der Schritte a, b und c;e. Erfassen einer Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion des Plasmas und eines Produkts, das in Schritten a, b und c hergestellt wird, generiert wird, wobei eine Abtastrate der Intensität im Wesentlichen in einem Bereich von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms liegt; undf. Feststellen eines Endpunkts beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts generiert wird, wobei der Endpunkt beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des Emissionslichts festgestellt wird, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts, das in Schritt b hergestellt wird, generiert wird.

Description

  • HINTERGRUND
  • In den letzten Jahren haben der Markt der mikroelektromechanischen Systeme (MEMS) und andere Bereiche der Halbleiterverarbeitung ein rasches Wachstum erfahren. Die MEMS-Herstellung entwickelte sich aus der Prozesstechnologie der Halbleiterbauteilherstellung, einschließlich Abscheideprozesse, Ätzprozesse und anderer Technologien, die kleine Vorrichtungen herstellen können.
  • Eine dieser Technologien, ein Bosch-Prozess, wird allgemein verwendet, um ein Ätzen von Siliziummikrostrukturen mit extrem hohem Seitenverhältnis und hoher Ätzrate zu erreichen, der in der gesamten MEMS-Industrie verwendet wird. Der Bosch-Prozess ist ein stufenweiser Prozess, der durch abwechselnde Schritte eines Siliziumätzens, einer Polymerabscheidung und eines Polymerdurchbruchs gekennzeichnet ist. Der Prozess läuft in einem Zyklus, bis die erforderliche Ätztiefe erreicht ist. Ein Verfahren, das den Bosch-Prozess anwendet, ist beispielsweise bekannt aus der US 2004 / 0 238 489 A1 . Ähnliche Verfahren sind außerdem bekannt aus der US 8 461 052 B2 , der US 2012 / 0 282 715 A1 , der US 2006 / 0 087 644 A1 , der US 2008 / 0 230 510 A1 oder der US 2006 / 0 048 891 A1 .
  • Weitere Verfahren sind bekannt aus der EP 1 210 724 B1 , der US 2014 / 0 119 509 A1 , der US 8 891 711 B1 und der US 2013 / 0 168 740 A1 .
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung am besten verständlich, wenn diese mit den beiliegenden Figuren gelesen wird. Es wird betont, dass gemäß der Standardpraxis in der Industrie verschiedene Merkmale nicht im Maßstab gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenen Merkmale der deutlichen Besprechung wegen beliebig vergrößert oder verkleinert sein.
    • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 2A bis 2E sind Querschnittsansichten bei einem der verschiedenen Arbeitsgänge zur Herstellung einer Grabenstruktur gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 3A bis 3E sind Querschnittsansichten bei einem der verschiedenen Arbeitsgänge zur Herstellung einer Grabenstruktur gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 4 ist eine schematische Ansicht von OES-Signalen von CFx, die im Bosch-Prozess variiert werden, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist eine Grafik, die die Intensität von OES-Signalen des Plasmas, die im Laufe der Zeit variiert, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 6 ist eine Grafik, die die Intensität von OES-Signalen des Plasmas, die im Laufe der Zeit variiert, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 7 ist eine Grafik, die die Intensität von OES-Signalen des Plasmas, die im Laufe der Zeit variiert, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Offenbarung sieht viele verschiedene Ausführungsformen oder Beispiele zur Implementierung verschiedener Merkmale der Offenbarung vor. Spezielle Beispiele von Komponenten und Anordnungen sind in der Folge zur Vereinfachung der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Zum Beispiel kann die Bildung eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der folgenden Beschreibung Ausführungsformen enthalten, in welchen das erste und zweite Merkmal in direktem Kontakt gebildet sind, und kann auch Ausführungsformen enthalten, in welchen zusätzliche Merkmale zwischen den ersten und zweiten Merkmalen gebildet sein können, so dass die ersten und zweiten Merkmale nicht in direktem Kontakt sein mögen. Zusätzlich kann die vorliegende Offenbarung Bezugsnummern und/oder -buchstaben in den verschiedenen Beispielen wiederholen. Diese Wiederholung dient der Einfachheit und Klarheit und legt selbst kein Verhältnis zwischen den verschiedenen besprochenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen fest.
  • Ferner können raumbezogene Begriffe, wie „unterhalb“, „unter“, „niedriger“, „oberhalb“, „oberer“, „auf”, „über“ und dergleichen hier zur einfachen Beschreibung verwendet werden, um ein Verhältnis eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Element(en) oder Merkmal(en) zu beschreiben, die in den Figuren dargestellt sind. Die raumbezogenen Begriffe sollen unterschiedliche Orientierungen der Vorrichtung in Verwendung oder Betrieb zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Orientierung beinhalten. Die Vorrichtung kann anders orientiert (90 Grad oder in anderen Orientierungen gedreht) sein und die raumbezogenen Deskriptoren, die hier verwendet werden, können ebenso dementsprechend interpretiert werden.
  • In der vorliegenden Offenbarung kann sich der Begriff „Halbleitervorrichtung“ auf eine Vertiefung, einen Graben, einen Hohlraum, eine Öffnung oder ein Loch beziehen, die bzw. der in einer Strukturschicht oder einem Substrat gebildet ist.
  • In der vorliegenden Offenbarung ist der Begriff „Graben“ nicht auf eine lange, schmale Grube beschränkt, wie allgemein zur Definition verwendet wird. Der Begriff „Graben“ ist weitreichend auszulegen, so dass er ein rechteckiges Loch, das nicht so lange und schmal geformt ist, ein quadratisches Loch, ein abgerundetes Loch oder ein polygonal geformtes Loch enthält, die alle als „Graben“ für den Zweck dieser Offenbarung angesehen werden.
  • In der vorliegenden Offenbarung kann sich der Begriff „Endpunkt“ auf einen Punkt beziehen, wenn ein Substrat oder eine Strukturschicht zu einer gewünschten Länge geätzt wird. In einigen Ausführungsformen wird der Endpunkt bestimmt, wenn das Substrat oder die Strukturschicht durchgeätzt ist. In einigen alternativen Ausführungsformen wird der Endpunkt bestimmt, wenn eine von zwei Strukturschichten geätzt ist, um eine Grenzfläche zwischen diesen zwei Strukturschichten freizulegen.
  • 1 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß verschiedenen Aspekten der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Verfahren 100 kann auch zum Strukturieren eines Substrats oder einer Strukturschicht verwendet werden. In einigen Ausführungsformen ist das Substrat oder die Strukturschicht von einer Maskenschicht wie einer Fotolackschicht oder einer Hartmaskenschicht bedeckt, die eine Öffnung aufweist, die einen Teil des Substrats oder der Strukturschicht freilegt. Das Verfahren 100 beginnt mit Arbeitsschritt 170 (d.h., einem Bosch-Prozess), der Arbeitsschritte 130, 140 und 150 enthält. In Arbeitsschritt 130 wird das Substrat strukturiert. Das Substrat wird zum Beispiel unter Verwendung der Maskenschicht als Hartmaske geätzt, um einen Graben zu bilden. In Arbeitsschritt 130 wird eine Polymerschicht gebildet. Die Polymerschicht wird zum Beispiel an einer Seitenwand und einer Bodenfläche des Grabens abgeschieden. In Arbeitsschritt 150 wird die Polymerschicht strukturiert. Zum Beispiel wird die Polymerschicht, die auf der Bodenfläche des Grabens abgeschieden ist, strukturiert, z.B. wird die Polymerschicht durchgebrochen. Das Verfahren 100 fährt mit Arbeitsschritt 155 fort, um eine Intensität eines Emissionslichts zu erfassen, das durch eine Reaktion eines Plasmas und eines Produkts, das in Arbeitsschritten 130, 140 und 140 hergestellt wird, generiert wird. Das Verfahren 100 fährt mit Arbeitsschritt 160 fort, um anhand der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts generiert wird, festzustellen, ob ein Endpunkt beim Strukturieren des Substrats erreicht ist. Wenn kein Endpunkt bestimmt wird, fährt das Verfahren 100 wieder mit Arbeitsschritt 170 fort, bis die erforderliche Ätztiefe erreicht ist.
  • Das Verfahren 100 ist nur ein Beispiel. Zusätzliche Arbeitsschritte können vor, während und nach dem Verfahren 100 vorgesehen sein und einige beschriebene Arbeitsschritte können für zusätzliche Ausführungsformen des Verfahrens ersetzt, eliminiert oder verschoben werden. Das Verfahren 100 ist in der Folge in Verbindung mit 2A-2E und 3A-3E beschrieben, die Querschnittsansichten der Halbleitervorrichtung in verschiedenen Stufen eines Herstellungsprozesses sind.
  • 2A bis 2E sind Querschnittsansichten bei einem der verschiedenen Arbeitsgänge zur Herstellung einer Grabenstruktur gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 2A dargestellt, ist ein Substrat 204 vorgesehen. Das hier beschriebene Substrat 204 enthält einen Wafer, über dem Vorrichtungen, wie Halbleitervorrichtungen, MEMS-Vorrichtungen oder andere Vorrichtungen gebildet werden sollen. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 204 ein Halbleitersubstrat, wie ein Bulk-Halbleitersubstrat, enthalten. Das Bulk-Halbleitersubstrat enthält einen elementaren Halbleiter, wie Silizium und/oder Germanium; einen geeigneten Verbindungshalbleiter, wie Siliziumcarbid, Galliumarsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid; einen geeigneten Legierungshalbleiter, wie Siliziumgermanium, Siliziumgermaniumcarbid, Galliumarsenphosphid und/oder Galliumindiumphosphid; oder Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 204 ein mehrschichtiges Substrat enthalten, wie ein Silizium-auf-Isolator- (SOI) Substrat.
  • In einigen Ausführungsformen ist eine zweite Oberfläche 204B des Substrats 204 an einem Trägersubstrat 200 befestigt. Das Trägersubstrat 200 kann einen Wafer oder ein Substrat enthalten, der bzw. das als Träger oder Stütze konfiguriert ist, um das Substrat 204 während der Lieferung oder Herstellung zu tragen, zu stützen oder zu handhaben. Die Dimension, das Material oder die Eigenschaften des Trägersubstrats 200 und jene des Substrats 204 können dieselben oder unterschiedlich sein. Das Substrat 204 und das Trägersubstrat 200 können durch jede geeignete direkte oder indirekte Bondingtechnik aneinandergebunden sein. In einigen Ausführungsformen wird eine Zwischenschicht 201 wie eine Klebeschicht zum Befestigen des Substrats 204 und des Trägersubstrats 200 verwendet. In einigen Ausführungsformen liegt eine Vertiefung 203 zwischen dem Substrat 204 und dem Trägersubstrat 200, so dass ein Teil des Substrats 204 vom Trägersubstrat 200 abgehängt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Vertiefung 203 durch das Substrat 204 und das Trägersubstrat 200 versiegelt werden. In einigen Ausführungsformen ist das Trägersubstrat 200 so gestaltet, dass es verhindert, dass ein Kühlgas, wie Helium oder Stickstoff, in die Vertiefung 203 eindringt und das Erfassen eines Endpunkts stört, wenn das Substrat 204 durchgeätzt wird.
  • Wie in 2A dargestellt, wird eine Maskenschicht 202 mit Öffnungen 206 über dem Substrat 204 gebildet. Die Maskenschicht 202 kann unter Verwendung einer Reihe von Abscheidungsarbeitsschritten, wie eines Beschichtungsarbeitsschritts, eines physikalischen Dampfphasenabscheidungs- (PVD) Arbeitsschritts, eines chemischen Dampfphasenabscheidungs- (CVD) Arbeitsschritts oder sämtlicher anderer geeigneter Arbeitsschritte gebildet werden, auf die ein Strukturierungsprozess zur Bildung der Öffnungen 206 folgt. Ein Teil der ersten Oberfläche 204A des Substrats 204 ist durch die Öffnungen 206 der Maskenschicht 202 freigelegt. In einigen Ausführungsformen kann die Maskenschicht 202 aus einer strukturierten Fotolackschicht gebildet sein. In einigen anderen Ausführungsformen kann die Maskenschicht 202 eine strukturierte Oxidschicht, eine strukturierte Nitridschicht oder eine andere Art von Hartmaske sein, die für den folgenden Bosch-Prozess geeignet ist.
  • Wie in 2B und im Arbeitsschritt 130 in 1 dargestellt, beginnt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritt 130, in dem das Substrat 204 strukturiert wird. In einigen Ausführungsformen wird das Substrat 204 durch die Öffnungen 206 der Maskenschicht 202 geätzt, um Gräben 208 in dem Substrat 204 zu bilden. Die Gräben 208 werden durch Vertiefen der ersten Oberfläche 204A des Substrats 204 gebildet, die durch die Öffnungen 206 der Maskenschicht 202 freigelegt ist. In einigen Ausführungsformen wird in Arbeitsschritt 130 ein reaktionsfähiges Gas auf Fluorbasis (F-basiert) in eine Kammer geleitet, um einen Ätzprozess auszuführen. Beispielsweise ist ein Schwefelhexafluorid- (SF6) Gas als das F-basierte reaktionsfähige Gas zum Ätzen des Substrats 204, das aus Silizium gebildet ist, vorgesehen. In einigen Ausführungsformen können auch andere geeignete Gase wie Argon, Sauerstoff und/oder Helium eingeleitet werden. In Arbeitsschritt 130 wird eine Plasmabehandlung zum Erzeugen von SF6-Plasma durchgeführt, das F-basierte Radikale, Ionen und Elektronen umfasst. Die F-basierten Radikale erreichen das Substrat 204 durch die Öffnungen 206, die in der Maskenschicht 202 gebildet sind, und reagieren mit dem Material des Substrats 204. Somit werden in dem Substrat 204 Gräben gebildet.
  • Wie in 2C und Arbeitsschritt 140 in 1 dargestellt, fährt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritt 140 fort, in dem eine Polymerschicht 210 auf dem strukturierten Substrat 204 gebildet wird. Zum Beispiel wird die Polymerschicht 210 auf einer Seitenwand und einer Bodenfläche des Grabens 208 abgeschieden. In einigen Ausführungsformen wird ein Gas auf Fluorkohlenstoffbasis in die Kammer in Arbeitsschritt 130 eingeleitet, um die Polymerschicht 210 zu bilden. Beispielsweise ist Octafluorcyclobutan- (C4F8) Gas zur Abscheidung vorgesehen. In einigen Ausführungsformen können auch andere Gase wie Argon, Sauerstoff und/oder Helium eingeleitet werden. In Arbeitsschritt 140 wird eine Plasmabehandlung durchgeführt, um das C4F8-Gas zu zersetzen, und dann werden Polymere auf Fluorkohlenstoffbasis aus dem C4F8-Plasma erzeugt. Diese Polymere auf Fluorkohlenstoffbasis werden abgeschieden, um die Polymerschicht 210 auf einer Seitenwand und einer Bodenfläche des Grabens 208 zu bilden.
  • Wie in 2D und Arbeitsschritt 140 in 1 dargestellt, fährt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritt 150 fort, in dem die Polymerschicht 210 strukturiert wird. Zum Beispiel wird die Polymerschicht 210, die auf der Bodenfläche des Grabens 208 abgeschieden ist, durchgebrochen, indem wieder ein F-basiertes reaktionsfähiges Gas vorgesehen wird. Beispielsweise wird Hexafluorid- (SF6) Gas als F-basiertes reaktionsfähiges Gas vorgesehen. In einigen Ausführungsformen können auch andere Gase wie Argon, Sauerstoff und/oder Helium eingeleitet werden. Ähnlich dem Arbeitsschritt 130 wird eine Plasmabehandlung durchgeführt, um SF6-Plasma, Plasma, das F-basierte Radikale, Ionen und Elektronen umfasst, zu erzeugen. Eine Eigenvorspannung wird angewendet, um Ionen zum Boden des Grabens 208 zu beschleunigen, so dass ein Teil der Polymerschicht 210, der auf der Bodenfläche des Grabens gebildet ist, selektiv vor dem folgenden Arbeitsschritt 130 entfernt wird. In einigen Ausführungsformen wird zumindest ein Teil der Polymerschicht 210, der auf der Seitenwand des Grabens 208 liegt, bewahrt, so dass der Umkreis des Grabens 208 geschützt ist, ohne vergrößert zu werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind beispielhafte Prozessbedingungen der Arbeitsschritte 130, 140 und 150 wie in der Folge gezeigt. Gasströmungsrate: zwischen etwa 10 sccm und etwa 1000 sccm; Plasmaleistung: von etwa 100 Watt bis etwa 5000 Watt; Prozessdruck: zwischen etwa 5 mTorr und etwa 500 mTorr. Jede Prozessbedingung in Arbeitsschritten 130, 140 und 150 kann dieselbe sein oder sie können sich voneinander unterscheiden. In einigen Ausführungsformen ist die Eigenvorspannung in Arbeitsschritt 150 höher als in Arbeitsschritt 130, aber nicht darauf beschränkt. Andere Prozessbedingungen können ebenso verwendet werden.
  • Wie in 1 dargestellt, fährt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritt 155 fort, in dem eine Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion eines Plasmas und eines Produkts, das in Arbeitsschritten 170 hergestellt wurde, erfasst wird. Zum Beispiel wird die Intensität des Emissionslichts mit Hilfe einer optischen Emissionsspektroskopie- (OES) Technik erfasst, die in der Folge beschrieben ist. Dann fährt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritt 160 fort, in dem ein Endpunkt beim Strukturieren des Substrats gemäß der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts erzeugt wird, festgestellt wird. Wenn der Endpunkt nicht festgestellt wird, fährt das Verfahren 100 mit Arbeitsschritten 130 bis 150 (d.h., dem Bosch-Prozess 170) wiederholt fort, bis eine gewünschte Grabentiefe erreicht ist. In einigen Ausführungsformen ist der Endpunkt erreicht, wenn das Substrat 205 durchgeätzt ist, um die Vertiefung 203 freizulegen (2E). In einigen anderen Ausführungsformen ist der Endpunkt erreicht, wenn eine Grenzfläche 212A zwischen dem Substrat 204 und der Ätzstoppschicht 212 freigelegt ist (3E) oder wenn eine erforderliche Grabentiefe erreicht ist. Dieser sukzessive Zyklus wird allgemein verwendet, um ein Ätzen von Siliziummikrostrukturen, die in der gesamten MEMS-Industrie verwendet werden, mit hohem Seitenverhältnis (zum Beispiel bis zu 20:1), mit extrem hohem Seitenverhältnis (zum Beispiel bis zu 100:1) oder hoher Ätzrate (zum Beispiel bis zu 20 Mikrometer pro Minute) zu erreichen. Zum Beispiel kann die Struktur mit der Vertiefung 203 unter den Gräben 208, die in 2E dargestellt ist, als bewegliches Element oder Hängeelement der MEMS-Vorrichtungen verwendet werden, wie als eine Feder, eine Prüfmasse oder andere Strukturen. Nach dem Bosch-Prozess wird der Graben 208 mit vertikaler Seitenwand oder einer annähernd vertikalen Seitenwand in dem Substrat 204 gebildet. In einigen Ausführungsformen jedoch kann ein Graben mit einer v-förmigen oder jeder anderen Seitenwandoberflächengeometrie gebildet werden und die Prozessbedingungen zum Bilden des Grabens können abhängig von dem gewünschte Seitenverhältnis und der gewünschten Ätzrate stark variieren.
  • In einigen Beispielen wird der Bosch-Prozess nach Durchführen einer festgesetzten Anzahl von Prozesszyklen beendet. Dieses Verfahren kann jedoch zu einem Überätzen oder Unterätzen führen, da der Endpunkt nicht exakt festgestellt werden kann. Zur Kontrolle der Dimension und des Profils des Grabens ist es wichtig, den Endpunkt während des Prozesses exakt zu erfassen. In einigen Ausführungsformen wird Arbeitsschritt 155 mit Hilfe einer optischen Emissionsspektroskopie- (OES) Technik ausgeführt, um In situ-Plasmaprozessbedingungen zu überwachen, so dass die Intensität des Emissionslichts erfasst werden kann, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts, das in Arbeitsschritt 170 hergestellt wird, erzeugt wird. Die OES-Technik beinhaltet ein Messen der optischen Emission des Plasmas (zum Beispiel Elektronen im Plasma) im UV- und sichtbaren (etwa 200 nm bis 1000 nm) Bereich mit verschiedenen Wellenlängen, die verschiedenen Elementen und Radikalen entsprechen, die in jedem Arbeitsschritt des Bosch-Prozesses (Arbeitsschritt 170) erzeugt wurden. Die optische Emission des Plasmas variiert mit der Produktmenge, die in Arbeitsschritt 170 hergestellt wurde. Wenn die Produktmenge abnimmt, nimmt auch die Intensität der OES-Signale des Plasmas entsprechend der Produktmenge ab. In einigen Ausführungsformen, die in 2E dargestellt sind, endet die Zunahme der Produktmenge, die durch die Reaktion des Plasmas und des Materials des Substrats 204 erzeugt wird, wenn das Substrat 204 durchgeätzt ist und die Vertiefung 203 freiliegt. In einigen Ausführungsformen beginnt die Produktmenge, die durch die Reaktion des Plasmas und des Materials der Ätzstoppschicht 212 erzeugt wird, zuzunehmen, wenn die Grenzfläche 212A zwischen dem Substrat 104 und der Ätzstoppschicht 212 geätzt wird. Wie in 4 dargestellt ist, zeigt die Grafik eine schematische Ansicht der OES-Signale von CFx (das in Arbeitsschritt 140 erzeugt wird), die in dem sukzessiven Zyklus des Bosch-Prozesses gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung variiert werden.
  • In einer realen Situation jedoch, die in 5 dargestellt ist, kann der Endpunkt nicht leicht ermittelt werden, da der rasche Wechsel zwischen Arbeitsschritten 130 bis 150 im Bosch-Prozess eine komplexe Signalvariation verursachen kann. Die Dauer jedes Arbeitsschritts ist einstellbar, um besonderen Anforderungen gerecht zu werden. In einigen Ausführungsformen kann die Dauer jedes Arbeitsschritts in einem Bereich von 0,2 Sekunden bis 10 Sekunden liegen. Wie in 5 erkennbar ist, haben Kurven, die die Intensität der empfangenen OES-Signale zeigen, signifikante Variationen und sind schwierig zu interpretieren.
  • 3A bis 3E sind Querschnittsansichten eines von verschiedenen Arbeitsschritten zur Herstellung einer Grabenstruktur gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 3A bis 3E sehen eine andere Ausführungsform vor, in welcher eine Ätzstoppschicht 212 auf einer zweiten Oberfläche 204B des Substrats 204 gebildet wird und das Substrat 204 von einer ersten Oberfläche 204A zur Bildung eines Grabens 208 geätzt wird. In einigen Ausführungsformen wird der Endpunkt festgestellt, wenn die Ätzstoppschicht 212 freiliegt.
  • Es ist klar, dass 2A bis 2E und 3A bis 3E nur Beispiele sind.
  • Zur Erleichterung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Offenbarung drei Verfahren vor, die imstande sind, eine In situ-Plasmabedingung zu überwachen und den Endpunkt des Bosch-Prozesses festzustellen: (1) Erhöhen der Abtastrate beim Erfassen der Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion eines Plasmas und eines Produkts erzeugt wird; (2) Feststellen des Endpunkts gemäß den Signalen in einem der Arbeitsschritte; oder (3) Anwenden einer Glättungsfunktion an den Prozesssignalen. Jedes der obengenannten Verfahren kann das Erfassen des Endpunkts erleichtern. In einigen Ausführungsformen können zwei dieser drei Verfahren oder alle dieser drei Verfahren, falls notwendig, kombiniert werden.
  • Verfahren (1) erhöht die Abtastrate. Aufgrund des raschen Wechsels unter den Arbeitsschritten können empfangene Signale nicht imstande sein, korrekt auf den Prozess anzusprechen. Ein Erhöhen der Abtastrate lässt mehr Abtastpunkte zu, die in einer Zeitperiode empfangen werden, und somit kann die Exaktheit von OES-Signalen des Plasmas verbessert werden. In einigen anderen Ausführungsformen kann die Abtastrate, die in Verfahren (1) verwendet wird, von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms reichen, wie 1 Punkt/50 ms. Es können jedoch auch andere geeignete Abtastraten verwendet werden.
  • Verfahren (2) stellt den Endpunkt anhand der Signale in einem der Arbeitsschritte 130, 140 und 150 fest, aber nicht in allen Arbeitsschritten 130, 140 und 150. Der Zweck, Signale in nur einem Arbeitsschritt zu erlangen, ist der Ausschluss unnötiger Signale und eine Erleichterung der Interpretation der Kurve. In einigen Ausführungsformen können Signale, die in Arbeitsschritt 130 gefunden werden, verwendet werden. Es können jedoch auch Signale, die nur in Arbeitsschritt 140 und 150 gefunden werden, verwendet werden. Die Verwendung von OES-Signalen, die in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, lässt einen Ausschluss unnötiger Signale zu und lässt die Intensität empfangender OES-Signale klar und leichter interpretierbar werden.
  • Verfahren (3) wendet eine Glättungsfunktion zum Verarbeiten der Signale an, so dass die Signale leichter zu interpretieren sind. Verfahren (3) kann durch sämtliche geeignete Glättungsfunktionen ausgeführt werden. Glättungsfunktionen können die Variationen zwischen Signalen verringern und eine relativ glatte Kurve produzieren, so dass ein Endpunkt leicht ermittelt werden kann. In einigen Ausführungsformen kann ein einfacher gleitender Durchschnitt (Simple Moving Average, SMA) angewendet werden. Zum Beispiel wird der Durchschnittswert von jeweils n (zum Beispiel n = 3) aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten als repräsentativer Wert verwendet. Wenn sukzessive repräsentative Werte berechnet werden, kommt ein neuer, sukzessiv erhaltener Signalabtastpunkt in die Summe und der alte Signalabtastpunkt fällt heraus. Insbesondere, wenn 100 Abtastpunkte ermittelt werden, kann die Signalfunktion durch Verwenden des Durchschnittswertes des 1., 2. und 3. Abtastpunkts als 1. repräsentativen Wert, des Durchschnittswertes des 2., 3. und 4. Abtastpunkts als 2. repräsentativen Wert und so weiter erhalten werden. In einigen anderen Ausführungsformen kann jede andere geeignete Glättungsfunktion zum Verarbeiten des Signals verwendet werden. In einigen anderen Ausführungsformen kann ein gewichteter gleitender Durchschnitts-(Weighted Moving Average, WMA) Algorithmus, ein exponentieller gleitender Durchschnitts-(Exponential Moving Average, EMA) Algorithmus oder jeder andere geeignete Glättungsalgorithmus verwendet werden.
  • 5 und 6 sind Grafiken, die die Intensität von OES-Signalen des Plasmas, die im Laufe der Zeit variiert, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigen. Wie in 6 dargestellt, zeigt eine Grafik das Ergebnis, wenn Verfahren (1), (2) und (3) an den Signalen angewendet werden, die im Bosch-Prozess erfasst werden, während, wie in 5 dargestellt, eine Grafik das ursprüngliche Ergebnis zeigt, wenn weder Verfahren (1), (2) noch (3) angewendet wird. In einigen Ausführungsformen ist die Dauer von Arbeitsschritt 130 0,5 Sekunden, die Dauer von Arbeitsschritt 140 ist 0,4 Sekunden und die Dauer von Arbeitsschritt 150 ist 0,5 Sekunden. Die Dauer jedes Arbeitsschritts kann zum Beispiel im Bereich von 0,2 Sekunden bis 10 Sekunden liegen und kann dieselbe oder unterschiedlich sein. In einigen Ausführungsformen ist SF6Gas als Ätzgas für Arbeitsschritt 130 und 150 vorgesehen und C4F8 ist für Arbeitsschritt 140 vorsehen, ohne aber darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen ist die Eigenvorspannung in Arbeitsschritt 150 höher als in Arbeitsschritt 130.
  • 5 zeigt die Kurven der Intensität von OES-Signalen. Durch Einsatz der OES-Technik werden spezifische Ionenspezies und Radikale entsprechend ihrer optischen Emissionswellenlängen beobachtet. In einigen Ausführungsformen werden CFx (mit der Wellenlänge von etwa 271 nm), CN (mit der Wellenlänge von etwa 387 nm) und F (mit der Wellenlänge von etwa 487 nm) beobachtet, die im Bosch-Prozess hergestellt werden, und ihre optischen Emissionsintensitäten werden in Arbeitsschritt 155 überwacht. In einigen anderen Ausführungsformen jedoch kann auch jedes geeignete Produkt, das mit dem stufenweisen Prozess variiert, zur Überwachung verwendet werden. Die in 5 dargestellte Abtastrate ist 1 Punkt/200 ms (Sammeln von 1 Abtastpunkt pro 200 Mikrosekunden). Alle Signale, die in Arbeitsschritt 130, 140 und 150 hergestellt werden, sind in der Grafik eingezeichnet und es wird keine Glättungsfunktion an den Signalen anwendet.
  • Im Gegensatz dazu zeigt 6 die Kurven, wenn Verfahren (1), (2) und (3) angewendet werden. Zur Ausführung von Verfahren (1) wird eine Abtastrate von 1 Punkt/50 ms (Sammeln von 1 Abtastpunkt pro 50 Mikrosekunden) verwendet. Die Abtastrate ist auf eine viermal schnellere als in 5 erhöht. Somit ist der Wechsel zwischen Arbeitsschritt 130, 140 und 150 sehr schnell (0,5 Sekunden, 0,4 Sekunden bzw. 0,5 Sekunden) und die erhöhte Abtastrate lässt zu, dass mehr Abtastpunkte in einer Zeitperiode empfangen werden, so dass die Exaktheit der OES-Signale des Plasmas verbessert ist und diese korrekt auf den Prozess ansprechen können. Zum Ausführen des Verfahrens (2) sind nur Signale, die in Arbeitsschritt 130 hergestellt wurden, in der Grafik eingezeichnet. Der Grund zur Verwendung von Signalen, die in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, ist der Ausschluss unnötiger Signale, wodurch die Kurven klar und leicht interpretierbar werden. Zum Ausführen des Verfahrens (3) wird ein einfacher gleitender Durchschnittsalgorithmus an den CFx-Signalen angewendet. in 5 wird der Durchschnittswert von jeweils 2 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten als repräsentativer Wert zum Berechnen der Signale verwendet, so dass die ursprüngliche Intensitätskurve geglättet ist.
  • Wie in 5 und 6 erkennbar ist, haben die in 5 dargestellten Kurven signifikante Variationen, die schwierig zu interpretieren sind. Im Gegensatz dazu sind die in 6 dargestellten Kurven leicht interpretierbare Kurven. Wenn die Intensität zu einem relativ stabilen Wert konvergiert, impliziert dies, dass das Substrat 204 durchgeätzt ist und die Variationen der Menge von CFx, CN und F werden langsamer oder hören auf. Daher wird der Endpunkt festgestellt.
  • Es ist klar, dass die drei Verfahren nicht unbedingt in Kombination verwendet werden müssen. Jedes der drei Verfahren kann einzeln verwendet werden, um die Feststellung des Endpunkts im Bosch-Prozess zu erleichtern.
  • In einigen Ausführungsformen wird nur Verfahren (1) zum Ermitteln des Endpunkts im Bosch-Prozess verwendet. Zum Ausführen von Verfahren (1) wird die Abtastrate auf 1 Punkt/50 ms erhöht, ohne aber darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen kann die Abtastrate, die in Verfahren (1) verwendet wird, von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms reichen. Durch Anwenden der schnelleren Abtastrate im Überwachungsprozess werden mehr Abtastpunkte empfangen. Dadurch kann der Abtastfehler, der durch einen raschen Wechsel zwischen Arbeitsschritten 130, 140 und 150 (zum Beispiel 0,5 Sekunden, 0,4 Sekunden bzw. 0,5 Sekunden) verursacht wird, gemildert werden. Somit werden die Kurven der Intensität von empfangenen Signalen leichter zu interpretieren.
  • In einigen Ausführungsformen wird nur Verfahren (2) zum Ermitteln des Endpunkts im Bosch-Prozess verwendet. Zum Ausführen von Verfahren (2) werden nur Signale, die in Arbeitsschritt 130 hergestellt werden, zum Zeichnen der Kurve verwendet. Jedes Produkt, das sich mit dem stufenweisen Prozess ändert, kann als Beobachtungsobjekt angesehen werden. Zum Beispiel können die OES-Signale von CFx, CN, F oder anderen geeigneten Produkten beobachtet werden. Eine Auswahl von Signalen, die in einem Arbeitsschritt hergestellt werden, trägt dazu bei, die komplexen Muster der Kurven aufzuklären.
  • In einigen Ausführungsformen wird nur Verfahren (3) zum Ermitteln des Endpunkts im Bosch-Prozess verwendet. Zum Ausführen von Verfahren (3) wird ein einfacher gleitender Durchschnittsalgorithmus zur Verringerung der Variationen zwischen Signalen und zum sofortigen Zeichnen relativ geglätteter Kurven verwendet; somit kann ein Endpunkt leicht beobachtet werden. In einigen Ausführungsformen wird der Durchschnittswert von jeweils 4 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten als repräsentativer Wert zum Berechnen der Signale verwendet, so dass die ursprüngliche Kurve geglättet wird. In einigen Ausführungsformen können auch andere Glättungsfunktionen angewendet werden.
  • Die Verwendung nur eines der obengenannten Verfahren kann die Kurve leicht interpretierbar machen. Ferner kann in einigen Ausführungsformen die Kombination von zwei dieser Verfahren ein leichtes Ermitteln des Endpunkts im Bosch-Prozess zulassen.
  • In einigen Ausführungsformen, dargestellt in 7, werden Verfahren (1) und (2) verwendet, um den Endpunkt im Bosch-Prozess zu ermitteln. Zum Ausführen von Verfahren (1) kann die Abtastrate im Bereich von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms liegen. In einigen Ausführungsformen ist die Abtastrate etwa 1 Punkt/50 ms. Zum Ausführen von Verfahren (2) werden nur Signale, die in Arbeitsschritt 130 hergestellt werden, verwendet. In einigen anderen Ausführungsformen können auch Signale, die in Arbeitsschritt 140 oder 150 hergestellt werden, verwendet werden. Wie in 7 erkennbar ist, kann der Endpunkt im Bosch-Prozess noch ermittelt werden, wenn die Intensität von CFx Signalen zu einem stabilen Wert konvergiert.
  • In einigen Ausführungsformen werden Verfahren (1) und (3) verwendet, um den Endpunkt im Bosch-Prozess zu ermitteln. Zum Ausführen von Verfahren (1) kann die Abtastrate im Bereich von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms liegen. In einigen anderen Ausführungsformen ist die Abtastrate etwa 1 Punkt/50 ms. Zum Ausführen von Verfahren (3) wird eine Glättungsfunktion wie ein einfacher gleitender Durchschnittsalgorithmus angewendet, um die Signale zu verarbeiten, um den repräsentativen Wert jeweils 3 aufeinanderfolgender Signalabtastpunkte zu berechnen. In einigen anderen Ausführungsformen kann der repräsentative Wert aus jeweils 4 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten, jeweils 5 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten oder beliebigen geeigneten aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten berechnet werden.
  • In einigen Ausführungsformen werden Verfahren (2) und (3) verwendet, um den Endpunkt im Bosch-Prozess zu ermitteln. Zum Ausführen von Verfahren (2) werden nur Signale, die in Arbeitsschritt 130 hergestellt werden, verwendet. In einigen anderen Ausführungsformen können auch Signale, die in Arbeitsschritt 140 oder 150 hergestellt werden, verwendet werden. Zum Ausführen von Verfahren (3) wird ein einfacher gleitender Durchschnittsalgorithmus angewendet, um die Signale zu verarbeiten, um den repräsentativen Wert jeweils 3 aufeinanderfolgender Signalabtastpunkte zu berechnen. Alternativ kann der repräsentative Wert aus jeweils 4 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten, jeweils 5 aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten oder beliebigen geeigneten aufeinanderfolgenden Signalabtastpunkten berechnet werden.
  • Die Erfindung wird durch den Hauptanspruch und die nebengeordneten Patentansprüche definiert. Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die abhängigen Patentansprüche wiedergegeben.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Bereitstellen eines Substrats (204), das mittels einer Zwischenschicht (201) an einem Trägersubstrat (200) befestigt ist, wobei eine Vertiefung (203) zwischen dem Substrat (204) und dem Trägersubstrat (200) vorhanden ist; a. Nach dem Bereitstellen: Strukturieren des Substrats (204); b. Bilden einer Polymerschicht (210) auf dem strukturierten Substrat (204); c. Strukturieren der Polymerschicht (210); d. abwechselnd Wiederholen der Schritte a, b und c; e. Erfassen einer Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion des Plasmas und eines Produkts, das in Schritten a, b und c hergestellt wird, generiert wird, wobei eine Abtastrate der Intensität im Wesentlichen in einem Bereich von 1 Punkt/20 ms bis 1 Punkt/100 ms liegt; und f. Feststellen eines Endpunkts beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts generiert wird, wobei der Endpunkt beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des Emissionslichts festgestellt wird, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts, das in Schritt b hergestellt wird, generiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strukturieren des Substrats (204) das Entfernen von Teilen des Substrats (204) umfasst, um einen Graben (208) zu bilden; das Bilden der Polymerschicht (210) das Abscheiden der Polymerschicht (210) entlang von Seitenwänden und einer Bodenfläche des Grabens (208) umfasst; und das Strukturieren der Polymerschicht (210) das Entfernen der Polymerschicht (210) von der Bodenfläche des Grabens (208) umfasst.
  3. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend: a. Strukturieren eines Substrats (204), wobei das Substrat (204) mittels einer Zwischenschicht (201) an einem Trägersubstrat (200) befestigt ist und eine Vertiefung (203) zwischen dem Substrat (204) und dem Trägersubstrat (200) vorhanden ist; b. Bilden einer Polymerschicht (210) auf dem strukturierten Substrat (204); c. Strukturieren der Polymerschicht (210); d. abwechselnd Wiederholen der Schritte a, b und c; e. Erfassen einer Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion des Plasmas und eines Produkts, das in Schritten a, b und c hergestellt wird, generiert wird; und f. Feststellen eines Endpunkts beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des in Schritt b generierten Emissionslichts.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Ätzstoppschicht (212) auf einer zweiten Oberfläche (204B) des Substrats (204) gebildet ist und das Substrat (204) von einer ersten Oberfläche (204A) zur Bildung eines Grabens (208) strukturiert wird, bis die Ätzstoppschicht (212) durch den Graben (208) freiliegt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Strukturieren des Substrats (204) das Entfernen von Teilen des Substrats (204) umfasst, um den Graben (208) zu bilden; das Bilden der Polymerschicht (210) das Abscheiden der Polymerschicht (210) entlang von Seitenwänden und einer Bodenfläche des Grabens (208) umfasst; und das Strukturieren der Polymerschicht (210) das Entfernen der Polymerschicht (210) von der Bodenfläche des Grabens (208) umfasst.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Befestigen einer ersten Oberfläche (204B) eines ersten Substrats an (204) einem zweiten Substrat (200) mittels einer Zwischenschicht (201), wobei ein Abschnitt des zweiten Substrats (200) eine Vertiefung (203) aufweist, die sich vom ersten Substrat (204) wegerstreckt, so dass die Vertiefung (203) zwischen dem ersten Substrat (204) und dem zweiten Substrat (200) ausgebildet ist; a. nach dem Befestigen der ersten Oberfläche (204B) des ersten Substrats am zweiten Substrat (200): Strukturieren des ersten Substrats (204), um einen Graben (208) zu bilden, wobei das Strukturieren von einer zweiten Oberfläche (204A) des ersten Substrats aus erfolgt, die der ersten Oberfläche (204B) gegenüber liegt; b. Bilden einer Polymerschicht (210) auf Seitenwänden und einer Bodenfläche des Grabens (208); c. Strukturieren der Polymerschicht (210) auf der Bodenfläche des Grabens (208); d. Erfassen einer Intensität eines Emissionslichts, das durch eine Reaktion eines Plasmas und eines Produkts, das in Schritten a, b und c hergestellt wird, generiert wird; e. Anwenden einer Glättungsfunktion zum Verarbeiten der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts generiert wird, wobei die Glättungsfunktion zum Verarbeiten der Intensität des Emissionslichts verwendet wird, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts, das in Schritt b hergestellt wird, generiert wird; und f. abwechselnd Wiederholen der Schritte a, b und c bis zum Feststellen eines Endpunkts beim Strukturieren des Substrats (204) anhand der Intensität des Emissionslichts, das durch die Reaktion des Plasmas und des Produkts, verarbeitet durch die Glättungsfunktion, generiert wird.
DE102016114935.7A 2015-11-30 2016-08-11 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung Active DE102016114935B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562261150P 2015-11-30 2015-11-30
US62/261,150 2015-11-30
US15/088,127 2016-04-01
US15/088,127 US10522429B2 (en) 2015-11-30 2016-04-01 Method of manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016114935A1 DE102016114935A1 (de) 2017-06-01
DE102016114935B4 true DE102016114935B4 (de) 2024-02-22

Family

ID=58692927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016114935.7A Active DE102016114935B4 (de) 2015-11-30 2016-08-11 Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10522429B2 (de)
CN (1) CN106816373B (de)
DE (1) DE102016114935B4 (de)
TW (1) TWI589516B (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150371889A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-24 Applied Materials, Inc. Methods for shallow trench isolation formation in a silicon germanium layer

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040238489A1 (en) 2003-05-09 2004-12-02 David Johnson Envelope follower end point detection in time division multiplexed processes
US20060048891A1 (en) 2002-10-31 2006-03-09 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal
US20060087644A1 (en) 2003-10-28 2006-04-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for etch endpoint detection
US20080230510A1 (en) 2005-08-04 2008-09-25 Nicholas John Appleyard Method of Processing Substrates
EP1210724B1 (de) 1999-09-08 2009-01-14 Advanced Micro Devices, Inc. Verfahren zur bestimmung des plasmaätzendpunktes unter verwendung der hauptkomponentenanalyse von optischen spektren
US20120282715A1 (en) 2010-01-14 2012-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Structure manufacturing method and liquid discharge head substrate manufacturing method
US8461052B2 (en) 2010-03-30 2013-06-11 Denso Corporation Semiconductor device manufacturing method
US20130168740A1 (en) 2012-01-02 2013-07-04 Kun-Lung Chen Integrated compact mems device with deep trench contacts
US20140119509A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Konica Minolta, Inc. Radiation image capturing system
US8891711B1 (en) 2012-12-11 2014-11-18 Amazon Technologies, Inc. Adaptive de-noise filtering

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4241045C1 (de) * 1992-12-05 1994-05-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum anisotropen Ätzen von Silicium
US5565114A (en) 1993-03-04 1996-10-15 Tokyo Electron Limited Method and device for detecting the end point of plasma process
KR100263406B1 (ko) 1993-08-23 2000-11-01 히가시 데쓰로 플라즈마처리의종점검지방법및장치
US6084257A (en) * 1995-05-24 2000-07-04 Lucas Novasensor Single crystal silicon sensor with high aspect ratio and curvilinear structures
DE19961578A1 (de) * 1999-12-21 2001-06-28 Bosch Gmbh Robert Sensor mit zumindest einer mikromechanischen Struktur und Verfahren zur Herstellung
US6982175B2 (en) 2003-02-14 2006-01-03 Unaxis Usa Inc. End point detection in time division multiplexed etch processes
US6916746B1 (en) * 2003-04-09 2005-07-12 Lam Research Corporation Method for plasma etching using periodic modulation of gas chemistry
US20060000799A1 (en) 2004-06-30 2006-01-05 Hyun-Ho Doh Methods and apparatus for determining endpoint in a plasma processing system
GB0516054D0 (en) 2005-08-04 2005-09-14 Trikon Technologies Ltd A method of processing substrates
US8574447B2 (en) * 2010-03-31 2013-11-05 Lam Research Corporation Inorganic rapid alternating process for silicon etch
CN101962166B (zh) * 2010-08-16 2012-07-25 苏州晶方半导体科技股份有限公司 封装结构以及封装方法
CN102556942B (zh) * 2010-12-10 2014-10-22 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 基于温度敏感电阻的热对流加速度传感器芯片的制作方法
JP5839689B2 (ja) * 2011-02-28 2016-01-06 東京エレクトロン株式会社 プラズマエッチング方法及び半導体装置の製造方法並びにコンピュータ記憶媒体
CN102693911A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 上海华虹Nec电子有限公司 干法刻蚀方法
US8987140B2 (en) * 2011-04-25 2015-03-24 Applied Materials, Inc. Methods for etching through-silicon vias with tunable profile angles
US8562785B2 (en) * 2011-05-31 2013-10-22 Lam Research Corporation Gas distribution showerhead for inductively coupled plasma etch reactor
JP6050106B2 (ja) 2011-12-21 2016-12-21 株式会社半導体エネルギー研究所 非水二次電池用シリコン負極の製造方法
US9738512B2 (en) 2012-06-27 2017-08-22 Invensense, Inc. CMOS-MEMS integrated device including multiple cavities at different controlled pressures and methods of manufacture
CN102795593A (zh) * 2012-08-29 2012-11-28 深迪半导体(上海)有限公司 超薄真空密封mems晶圆的加工方法
US8906803B2 (en) * 2013-03-15 2014-12-09 Sandia Corporation Method of forming through substrate vias (TSVs) and singulating and releasing die having the TSVs from a mechanical support substrate
CN103400800B (zh) * 2013-08-14 2015-09-30 中微半导体设备(上海)有限公司 Bosch刻蚀方法
US9640371B2 (en) * 2014-10-20 2017-05-02 Lam Research Corporation System and method for detecting a process point in multi-mode pulse processes

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1210724B1 (de) 1999-09-08 2009-01-14 Advanced Micro Devices, Inc. Verfahren zur bestimmung des plasmaätzendpunktes unter verwendung der hauptkomponentenanalyse von optischen spektren
US20060048891A1 (en) 2002-10-31 2006-03-09 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal
US20040238489A1 (en) 2003-05-09 2004-12-02 David Johnson Envelope follower end point detection in time division multiplexed processes
US20060087644A1 (en) 2003-10-28 2006-04-27 Lam Research Corporation Method and apparatus for etch endpoint detection
US20080230510A1 (en) 2005-08-04 2008-09-25 Nicholas John Appleyard Method of Processing Substrates
US20120282715A1 (en) 2010-01-14 2012-11-08 Canon Kabushiki Kaisha Structure manufacturing method and liquid discharge head substrate manufacturing method
US8461052B2 (en) 2010-03-30 2013-06-11 Denso Corporation Semiconductor device manufacturing method
US20130168740A1 (en) 2012-01-02 2013-07-04 Kun-Lung Chen Integrated compact mems device with deep trench contacts
US20140119509A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Konica Minolta, Inc. Radiation image capturing system
US8891711B1 (en) 2012-12-11 2014-11-18 Amazon Technologies, Inc. Adaptive de-noise filtering

Also Published As

Publication number Publication date
TW201808784A (zh) 2018-03-16
DE102016114935A1 (de) 2017-06-01
US20170154830A1 (en) 2017-06-01
TWI589516B (zh) 2017-07-01
US10522429B2 (en) 2019-12-31
CN106816373A (zh) 2017-06-09
CN106816373B (zh) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011006331B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung
EP2506294B1 (de) Verfahren zum elektronenstrahlinduzierten Ätzen
EP1373129A2 (de) Verfahren zur herstellung von mikromechanischen sensoren und damit hergestellte sensoren
DE102016114935B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE19843984A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Strahlungssensors
DE102018124822A1 (de) Verfahren zum herstellen eines mems-packages mit mehreren tiefen
DE102014104171B4 (de) Halbleiterbauelemente und Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen
EP1899260A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mikromechanischen bauelements sowie mikromechanisches bauelement
DE102005008191B4 (de) Verfahren zur Herstellung von VDMOS-Transistoren
DE102020214925A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Polysilizium-SOI-Substrats mit einer Kavität
DE69008156T2 (de) Verfahren für das Messen der Dimensionen eines Abstandshalters.
DE102013223490A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Oberfläche
DE102006062015B4 (de) Verfahren zum Testen einer Materialschicht in einer Halbleiterstruktur auf Unversehrtheit
DE19743349C2 (de) Verfahren zum Trennen von Halbleiterchips und Verwendung dieses Verfahrens
DE10255850B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiterstrukturen unter Ausbildung einer Signalschicht zur Generierung charakteristischer optischer Plasmaemissionen und integrierter Schaltungschip
DE102012202611A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Mikrosystems
DE102016217123B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines mikromechanischen Bauteils und mikromechanisches Bauteil
DE102007009901B4 (de) Technik zum Strukturieren unterschiedlich verspannter Schichten, die über Transistoren ausgebildet sind, durch verbesserte Ätzsteuerungsstrategien
DE102014223930A1 (de) DRIE-Grabenätzverfahren und entsprechende Grabenstruktur
WO2004017361A2 (de) Verfahren zum selektiven abtragen von material aus der oberfläche eines substrats, maskierungsmaterial für einen wafer und wafer mit einem maskierungsmaterial
DE10236150A1 (de) Verfahren zur Herstellung wenigstens einer kleinen Öffnung in einer Schicht auf einem Substrat und damit hergestellte Bauelemente
DE102013100035B4 (de) Ätzverfahren für III-V Halbleitermaterialien
DE19929776A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Geräts
DE10004391C2 (de) Verfahren zur Durchführung eines Plasmaätzprozesses
DE10342155A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Ätzlöchern und/oder Ätzgräben sowie Membransensoreinheit

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division