JP2007531999A - Plasma etch endpoint detection method using VI probe diagnostic method - Google Patents
Plasma etch endpoint detection method using VI probe diagnostic method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007531999A JP2007531999A JP2007506334A JP2007506334A JP2007531999A JP 2007531999 A JP2007531999 A JP 2007531999A JP 2007506334 A JP2007506334 A JP 2007506334A JP 2007506334 A JP2007506334 A JP 2007506334A JP 2007531999 A JP2007531999 A JP 2007531999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- harmonics
- electrical parameters
- plasma processing
- mhz
- harmonic
- 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.)
- Withdrawn
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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
-
- 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
-
- 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
- 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System 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
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
Abstract
プラズマ処理チャンバを効果的にモニターするための、無線周波(RF)電源(例:約2MHz、約27MHzあるいは約60MHz)に対応する電気パラメータを提供できるVI−プローブと、電気パラメータのそれぞれにハーモニクスを提供できる市販のプローブ製品にカップリングされる、及び/または含まれるプロセッサと、電気パラメータの1つ並びにプラズマ処理ステップのためのエンドポイント検出用関連ハーモニクスの1つを選択できるプロセッサにカップリングされたコントローラと、を含んだプラズマ処理制御システム。電気パラメータは、電圧、位相及び電流を含むことができ、プラズマ処理適用形態は誘電エッチングであってもよい。本発明の実施例によるシステムは特に製造環境での誘電エッチングに適している。
【選択図】 図7A VI-probe that can provide electrical parameters corresponding to a radio frequency (RF) power source (eg, about 2 MHz, about 27 MHz, or about 60 MHz) for effective monitoring of the plasma processing chamber, and harmonics for each of the electrical parameters Coupled to a processor that can be coupled to and / or included in a commercially available probe product that can be provided and one of the electrical parameters and associated harmonics for endpoint detection for the plasma processing step A plasma processing control system including a controller. The electrical parameters can include voltage, phase and current, and the plasma processing application can be dielectric etching. The system according to embodiments of the present invention is particularly suitable for dielectric etching in a manufacturing environment.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は半導体加工結果を改善するための方法とシステムとに関する。特に、誘電エッチングのエンドポイント検出法に関する。 The present invention relates to a method and system for improving semiconductor processing results. In particular, it relates to a method for detecting an end point of dielectric etching.
プラズマ処理システムは実用化されて久しい。この数年来、誘電結合プラズマ源、電子サイクロトロン共鳴(ECR)源、容量源、等々を利用したプラズマ処理システムが実用化され、半導体基板やガラスパネルを加工するために様々に利用されてきた。 The plasma processing system has been in practical use for a long time. For the past several years, plasma processing systems using dielectric coupled plasma sources, electron cyclotron resonance (ECR) sources, capacitive sources, etc. have been put into practical use and have been used in various ways for processing semiconductor substrates and glass panels.
典型的には、加工時に複数の蒸着(被膜)ステップ及び/又はエッチングステップが関与する。蒸着処理時に、加工材料が基板表面(ガラスパネルまたはウェハーの表面)に被膜(蒸着)される。例えば、多様な形態のシリコン、二酸化シリコン、窒化シリコン、並びに金属等を含んだ蒸着層及び/又は成長層が基板の表面に形成される。それとは逆に、エッチングは基板表面の所定領域から材料を選択的に除去するためにも実施できる。例えば、バイア、コンタクト及び/又はトレンチ等のエッチ加工部が基板の層内に形成される。エッチング法によっては、プラズマ照射面を同時的にエッチングして被膜させる化学作用及び/又はパラメータが利用される。 Typically, multiple deposition (coating) steps and / or etching steps are involved during processing. During the deposition process, the processing material is coated (deposited) on the substrate surface (glass panel or wafer surface). For example, a deposition layer and / or a growth layer including various forms of silicon, silicon dioxide, silicon nitride, metal, and the like are formed on the surface of the substrate. Conversely, etching can also be performed to selectively remove material from certain areas of the substrate surface. For example, etch features such as vias, contacts and / or trenches are formed in the layer of the substrate. Depending on the etching method, chemical action and / or parameters for simultaneously etching and coating the plasma irradiation surface are used.
プラズマは、例えば、誘導結合、ECR、マイクロ波及び容量結合プラズマ法を含んだ様々なプラズマ発生法で発生及び/又は維持できる。例示的容量結合型のプラズマ処理システム150が図1に図示されている。プラズマ処理システム150の多くのコンポーネントは従来のものであり、例えば、カルフォルニア州フレモントのラムリサーチコーポレーションが製造販売するプラズマエッチャのエクセランシリーズ(例えば、2300エクセランフレックス)である。
The plasma can be generated and / or maintained by various plasma generation methods including, for example, inductively coupled, ECR, microwave and capacitively coupled plasma methods. An exemplary capacitively coupled
図1で示すプラズマ処理システム150はチャンバ100を含む。チャンバ100は、エッチ副産物を処理して排出するために、真空ポンプ(例:“ポンプ”)を利用した排出通路を提供する容器を提供する。チャンバ100はこの例示的プラズマ処理システムではアースされている。図1で示す例において、同様にアースされている上方電極104は、エッチャント原料ガス(例:“供給原料ガス”)供給機構として機能する。エッチャント原料ガスは入口からチャンバ内に導入され、プラズマ領域102内で上方電極104と静電チャック(ESC)108との間に供給される。静電チャック108は下方電極106の上方に提供されている。処理対象のウェハー109はESC108上に搭載される。
The
下方電極106は無線周波(RF)搬送システムによってエネルギー付与される。RF搬送システムはRF整合回路網110とRF電源118を含んでいる。V−Iプローブ112がRF整合回路網110の出力部にカップリングでき、フィードバック制御目的で、RF電源118により供給されるパラメータを測定する。図1の例では、RF電源118は約2MHz周波数と約27MHz周波数の両方を下方電極106に供給する。RF電源がRF電力を下方電極106及びESC108に供給すると、プラズマが点火され、プラズマ領域102で維持されて、ウェハー109をエッチング処理する。
The
プローブセンサー(V−Iプローブ112)はRF電源の下流で、可能な限りESCに接近して配置される。しかし、どれほどESCに接近してプローブを設置できるかには維持の問題が絡む。1例として、V−Iプローブ112はESCから約8インチから約9インチ離れている。V−Iプローブ112とデジタル信号プロセッサ(DSP)114は集積型製品の一部でもあり得る。そのような市販のプローブ製品はマサチューセッツ州アンドオーバーのMKSインスツールメント社のMKS・ENI製品であるVI−PROBE−4100周波数スキャンプローブである。別のそのような市販製品はスマートPIMであり、アイルランドのダブリンのストラータムプロセスウェア社(旧名“サイエンティフィックシステムズ社”)から入手できる。それぞれのそのような市販製品は多様なRF電源周波数の電圧、電流及び位相のパラメータ情報を検出できる。さらに、それぞれはファーストフーリエ変換(FFT)あるいはDPSの他の適した方法でこれらパラメータのハーモニクスを提供することができる。従って、プラズマ処理システム150の信号122はV−Iプローブ112で測定される各パラメータの全ての関連ハーモニクスを含むことができる。エッチプロセスモジュールコントローラ116はこの情報を利用してプラズマ処理ステップを制御する。
The probe sensor (V-I probe 112) is placed downstream of the RF power source and as close to the ESC as possible. However, how close the ESC can be to install the probe involves maintenance issues. As an example, the
プラズマシステムでのエッチング処理に共通なプロセスコントロールはエンドポイントの検出である。エンドポイントを決定する従来の方法は、(1)レーザ干渉法及び反射法、(2)発光スペクトロスコピー法、(3)直接観察法、(4)質量スペクトロスコピー法、及び(5)時間ベース予測法、等である。従来のプラズマ処理法では、他を引き離して発光スペクトロスコピー法あるいは光学手段が最も広範に使用される方法である。曝露領域が約50%であるような適用(例:金属)等、多くの処理ステップでは、発光法は成功するであろう。しかし、この方法の有効性はエッチング速度並びに全エッチング面積によって規制される。特に、光学的エンドポイント検出はバイアのごとき高アスペクト比誘電エッチングでは一般的にさほど有効ではない。多くのそのような誘電エッチングでは典型的には非常に小さい曝露面積であり、恐らくは全酸化表面積または誘電膜のうちの1%程度である。これらの適用のための技術が進歩するに連れて光学方法の信頼性はますます低下している。 A common process control for etching in plasma systems is endpoint detection. Conventional methods for determining endpoints include (1) laser interferometry and reflection, (2) emission spectroscopy, (3) direct observation, (4) mass spectroscopy, and (5) time-based prediction. Law, etc. In the conventional plasma processing method, the light emission spectroscopy method or the optical means is the most widely used method by separating the others. For many processing steps, such as applications where the exposed area is about 50% (eg metal), the luminescence method will be successful. However, the effectiveness of this method is limited by the etching rate as well as the total etching area. In particular, optical endpoint detection is generally not very effective in high aspect ratio dielectric etching such as vias. Many such dielectric etches typically have very small exposed areas, perhaps as much as 1% of the total oxidized surface area or dielectric film. As technology for these applications progresses, the reliability of optical methods is increasingly decreasing.
さらに近年、上述したような市販プローブシステムからのパラメータがエンドポイントを検出する試みに使用されてきた。そのような方法は一般的には特定パラメータ(典型的には基本的な波形)をエンドポイント検出のために使用してきた。しかし、そのような方法は異なるタイプのエッチング及び/又は処理ステップのための最も高感度なエンドポイント検出法ではないであろう。よって、従来の方法は製造環境にさほど適していないであろう。旧来の方法の共通の問題点には、製造ウェハー間環境の取扱い多様性並びに限られた曝露面積のエッチング処理ステップでの低感度が含まれる。 More recently, parameters from commercial probe systems such as those described above have been used in attempts to detect endpoints. Such methods have generally used specific parameters (typically basic waveforms) for endpoint detection. However, such a method may not be the most sensitive endpoint detection method for different types of etching and / or processing steps. Thus, conventional methods may not be well suited for manufacturing environments. Common problems with traditional methods include the handling diversity of the manufacturing wafer-to-wafer environment as well as the low sensitivity in the limited exposed area etching process steps.
よって、プロセスの異なるエッチングステップに順応及び最良化でき、製造環境に適したフレキシブルなエンドポイント検出法方法が求められている。特に、誘電エッチング処理ステップのごとき適用形態でのさらに信頼性が高いエンドポイント検出法が求められている。 Therefore, there is a need for a flexible endpoint detection method that can adapt and optimize for different etching steps in the process and that is suitable for the manufacturing environment. In particular, there is a need for a more reliable endpoint detection method for applications such as dielectric etching processing steps.
本発明の1実施例によれば、プラズマ処理制御システムは、プラズマ処理チャンバを効率的にモニターするためのV−Iプローブを含む。このプローブはRF電源(例:約2MHz、約27MHz、または約60MHz)に対応する電気パラメータを提供することができる。プラズマ処理システムはさらにそれぞれの電気パラメータに対するハーモニクスを提供できる市販のプローブ製品にカップリングされた、及び/又は含まれたプロセッサ、並びに少なくとも1つの電気パラメータと、プラズマ処理適用のエンドポイント検出のための関連ハーモニクスの1つを選択できるプロセッサにカップリングされたコントローラを含む。電気パラメータは電圧、位相及び電流を含むことができ、プラズマ処理は誘電エッチングであってもよい。本発明の実施例によるシステムは製造環境での誘電エッチングに特に向いている。 According to one embodiment of the present invention, a plasma processing control system includes a VI probe for efficiently monitoring a plasma processing chamber. The probe can provide electrical parameters corresponding to an RF power source (eg, about 2 MHz, about 27 MHz, or about 60 MHz). The plasma processing system further includes a processor coupled to and / or included in a commercially available probe product that can provide harmonics for each electrical parameter, as well as at least one electrical parameter and endpoint detection for the plasma processing application. It includes a controller coupled to a processor that can select one of the associated harmonics. The electrical parameters can include voltage, phase and current, and the plasma treatment can be a dielectric etch. The system according to embodiments of the present invention is particularly suited for dielectric etching in a manufacturing environment.
本発明の別実施例によれば、エンドポイント検出方法は、製造エンドポイント検出キャリブレーションを実行するステップと、製造環境エンドポイント検出を実行するステップの一般的な方法を含むことができる。製造エンドポイント検出キャリブレーションの実行ステップは、(i)サンプルウェハーに対するプラズマエッチングの実行ステップ、(ii)エンドポイントを検出するために選択ハーモニクスプロットを経験的に決定するステップ、及び(iii)エンドポイントを示すハーモニクスパラメータを取得するステップを含んでいる。製造環境エンドポイント検出の実行ステップは、(i)製造用ウェハー上にプラズマエッチングを実行するステップ、(ii)選択されたハーモニクスプロットを入手するステップ、(iii)エンドポイントを検出するために選択されたハーモニクスプロットを分析するステップ、(iv)エンドポイントが検出されなければプラズマエッチングを継続するステップ、(v)エンドポイントが検出されたらプラズマエッチングを中止するステップ、及び(vi)エンドポイント後処理を実行するステップを含んでいる。 In accordance with another embodiment of the present invention, the endpoint detection method may include a general method of performing manufacturing endpoint detection calibration and performing manufacturing environment endpoint detection. The manufacturing endpoint detection calibration execution steps include: (i) performing plasma etching on the sample wafer; (ii) empirically determining a selected harmonic plot to detect the endpoint; and (iii) endpoint. Obtaining a harmonic parameter indicative of The steps of performing manufacturing environment endpoint detection are selected to (i) perform plasma etching on the production wafer, (ii) obtain a selected harmonic plot, and (iii) detect the endpoint. Analyzing the harmonic plot, (iv) continuing plasma etching if an endpoint is not detected, (v) stopping plasma etching if an endpoint is detected, and (vi) post-endpoint processing. Includes steps to perform.
以下において、本発明のこれら及び他の特徴を添付図面に基づいてさらに詳細に説明する。 In the following, these and other features of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
本発明を添付図面に図示した実施例を参照に付して詳細に解説する。以下の説明において、本発明の理解を助けるために多数の特定な詳細が記載されている。それら全てを実行せずとも本発明の実施は可能である。周知の技術の解説は省略されている。本発明の特徴と利点は図面と以下の説明で理解されよう。 The invention will now be described in detail with reference to an embodiment illustrated in the accompanying drawings. In the following description, numerous specific details are set forth to assist in understanding the present invention. The present invention can be implemented without executing all of them. Descriptions of known techniques are omitted. The features and advantages of the invention will be understood from the drawings and the following description.
前述のように、V−Iプローブは電流、電圧及び位相パラメータの測定に利用できる。さらに、それぞれのハーモニクスは信号処理(例:図1のDSP114)を通して決定できる。基本パラメータまたは第1パラメータを含むこれらパラメータは本発明の実施例に従ったエンドポイント検出法で考察できる。さらに、これら方法は、例えば図1のRF電源118で提供されるような異なる周波数に対応できる。本発明の実施例に従った方法は、与えられたRF周波数でエンドポイント検出のための特定パラメータ及び関連ハーモニクスの選択を可能にする。例えば、特定の実施例で、約2MHzのRF信号用の電圧パラメータの第2ハーモニクスがエンドポイントの信頼できる検出に使用できる。特定利用のための最良エンドポイント検出のための周波数、ハーモニクス及びパラメータの選択方法を以下でさらに詳細に説明する。
As mentioned above, the V-I probe can be used to measure current, voltage and phase parameters. Further, each harmonic can be determined through signal processing (eg,
本発明の実施例によれば、製造エンドポイント検出キャリブレーション法と製造環境エンドポイント検出法が提供される。一般的に、製造エンドポイント検出キャリブレーション法は、エンドポイント検出のために与えられた周波数に対する最良ハーモニクスとパラメータの選択を提供する。さらに、製造環境エンドポイント検出法は、製造環境の様々な処理ステップのためのエンドポイント検出の処理制御を提供する。 According to embodiments of the present invention, a manufacturing endpoint detection calibration method and a manufacturing environment endpoint detection method are provided. In general, manufacturing endpoint detection calibration methods provide selection of the best harmonics and parameters for a given frequency for endpoint detection. Furthermore, the manufacturing environment endpoint detection method provides process control of endpoint detection for various processing steps of the manufacturing environment.
製造研究環境では、本発明の実施例による一般的方法は以下の如くである。ウェハーの試験エッチング(例:2個から100個)を実施できる。利用可能なハーモニクス(基本のものを含む)がそれぞれ検討され、どのパラメータへのどのハーモニクスがエンドポイントで最良の識別子(シグネチャー)を提供するかを検討して決定できる。さらに、製造環境における処理多様性を提供するよう、試験エッチング用に適したウェハーを選択しなければならない。例えば、検出マージンを最適にするように“名目的”処理ウェハーを選択することができる。 In a manufacturing research environment, a general method according to an embodiment of the present invention is as follows. Test etching of the wafer (eg 2 to 100) can be performed. Each of the available harmonics (including the basic ones) is examined, and it can be determined by examining which harmonic to which parameter provides the best identifier (signature) at the endpoint. In addition, suitable wafers for test etching must be selected to provide process diversity in the manufacturing environment. For example, a “nominal” processing wafer can be selected to optimize the detection margin.
図2では、本発明の実施例による製造研究エンドポイント検出キャリブレーション法のフロー図を符号200で示す。このフロー図を開始ステップ202で始めることができる。次に、試験ウェハーまたはサンプルウェハーの基板を所定時間エッチングできる(ステップ204)。次に、エッチングのエンドポイント時間を、例えば“経験的”決定手段である独立手段で決定できる(ステップ206)。サンプルウェハーのエンドポイントを経験的に決定する1つの方法は、サンプルウェハーのエッチング位置でのスキャン電子顕微鏡(SEM)分析である。このようにエンドポイントを前もって決定することで、それぞれのハーモニクスプロットでのエンドポイント検出時間が“ピンポイント”で決定できる。従って、エンドポイントの所定決定法(例:サンプルウェハーのSEM分析)が存在でき、さらにどれが最適な相関エンドポイント指標を提供するかを経験的に決定するための全利用可能プロットの観察が存在できる。 In FIG. 2, a flow diagram of a manufacturing research endpoint detection calibration method according to an embodiment of the present invention is shown at 200. This flow diagram can begin at start step 202. Next, the substrate of the test wafer or sample wafer can be etched for a predetermined time (step 204). Next, the etch endpoint time can be determined by an independent means, eg, an “empirical” determination means (step 206). One method of empirically determining the sample wafer endpoint is scanning electron microscope (SEM) analysis at the sample wafer etch location. Thus, by determining the end point in advance, the end point detection time in each harmonic plot can be determined by “pin point”. Thus, there can be a predetermined endpoint determination method (eg, SEM analysis of sample wafers), and there is an observation of all available plots to empirically determine which provides the optimal correlation endpoint indicator. it can.
次に、エンドポイント時間が検出されていない場合には、決定ボックス208はプロセスをステップ204へ戻すことができる。それ以外の場合は、エンドポイント時間を超えて新しい基板をエッチングし、V−Iプローブ信号を記録する(ステップ210)。次に、電圧、電流及び位相を含む与えられたRF周波数のためのハーモニクスプロットを、知られたエンドポイント時間の近くで最も高感度なエンドポイントの識別子を決定するように分析並びに比較することができる(ステップ212)。次に、エンドポイントハーモニクスアルゴリズムを定義することができる(ステップ214)。もちろん、実施例によっては第1ハーモニクスまたは基本的な波形が、実施例によるエンドポイント検出には最も適しているであろう。1実施例では、約2MHzの電圧パラメータのための第2ハーモニクスが、誘電エッチングのための最良エンドポイント検出を提供するとされた。さらに、ステップ214は、選択ハーモニクスからエンドポイントを選択する数理的方法(すなわち“アルゴリズム”)を選択するステップを含んでもよい。可能なアルゴリズムまたは方法については後に詳説する。1実施例では、選択されたアルゴリズム並びにハーモニクス/パラメータの組み合わせを、例えば図1のエッチプロセスモジュールコントローラ116のソフトウエアでプログラム処理することができる。図2に戻って、プロセスは新基板をエッチングで継続する(ステップ216)。次に、エンドポイント精度を独立手段で確認する(ステップ218)。プロセスはステップ220で終了する。
Next, if the endpoint time has not been detected, decision box 208 can return the process to step 204. Otherwise, the new substrate is etched beyond the endpoint time and the VI probe signal is recorded (step 210). Next, a harmonic plot for a given RF frequency including voltage, current and phase can be analyzed and compared to determine the most sensitive endpoint identifier near the known endpoint time. Yes (step 212). Next, an endpoint harmonic algorithm can be defined (step 214). Of course, in some embodiments, the first harmonic or basic waveform may be most suitable for endpoint detection according to the embodiment. In one embodiment, the second harmonic for a voltage parameter of about 2 MHz was supposed to provide the best endpoint detection for dielectric etching. Further,
図3は、本発明の実施例による製造環境エンドポイント検出のフロー図350である。プロセスは開始300で始めることができる。先ず、ウェハーを搭載する(ステップ302)。次に、ウェハーのエッチングを開始する(ステップ304)。次に、V−Iプローブ信号をモニターしながら基板(例:製造ウェハー)をエッチングする。次に、V−I信号を測定し(ステップ308)、分析する(ステップ310)。分析には、従来アルゴリズムを利用したプロットからのエンドポイント検出を含む。さらに、複数の信号(例:電圧及び位相)を組み合わせた多変量技術を含み、傾斜検出における変化、強度比較、あるいは従来の光学検出法で使用されるいかなる標準技術等の方法が使用できる。さらに、検出方法へ時間窓を組み込んで、エンドポイントが予想される時間範囲をハーモニクスプロット上に効果的に強調してもよい。プロットからのエンドポイント検出については、図4に関してさらに詳説する。
FIG. 3 is a flow diagram 350 of manufacturing environment endpoint detection according to an embodiment of the present invention. The process can begin at
図3において、ステップ310の後でエンドポイントが検出されていない場合には、決定ボックス312はプロセスをエッチングを継続するステップ314へ戻すことができる。ステップ314からのプロセスはその後ステップ308へ進むことができる。エンドポイントが検出されている場合は、指定追加時間のエッチングあるいは別の化学処理または他の処理の実施等のエンドポイント後処理を実行できる(ステップ316)。プロセスはステップ318で終了する。
In FIG. 3, if no endpoint has been detected after step 310,
本発明の実施例で使用できる処理法並びにウェハースタックの組み合わせは数多い。本発明の実施例による試験法で使用する1例を以下の表に示す。図4から図6は関連ハーモニクス波形を示しており、後に詳説する。 There are many combinations of processing methods and wafer stacks that can be used in embodiments of the present invention. An example for use in a test method according to an embodiment of the present invention is shown in the following table. 4 to 6 show related harmonic waveforms, which will be described in detail later.
図4は、本発明の実施例によるエンドポイント検出のための電圧ハーモニクス波形のグラフ400を示している。これは、エンドポイント検出のための基本的または第2ハーモニクスプロットのいずれかの使用の可能性を示す例示的波形である。前述の如く、一般的な方法は、与えられたRF周波数でのパラメータ(例:電圧、電流または位相)の最良ハーモニクスを決定することである。一般的に、1波形を別のものよりも好適にする特徴には、ウェハー間で反復並びに再生可能なものと共に、エンドポイントに関する最大強度変化が含まれる。この反復性は製造環境にとって重要な特徴の1つである。
FIG. 4 shows a
図4で、波形402は、約27MHzのRF周波数のための電圧パラメータの第1ハーモニクス(すなわち基本的)プロットを示す。このグラフから、領域406に対応するエンドポイントを決定することができる。この決定をする1つの方法はトラフを探すためのアルゴリズムであり、おそらく小操作(より高い周波数)を平滑にするためのフィルタリングステップが含まれるであろう。前述の如く、エンドポイントが時間における所定ポイントの前あるいは後に生じる可能性は低いため、遅延要因を“ブラケット(囲む)”すなわちエンドポイント周囲の窓の形成に使用できる。他の可能な方法には、信号、導関数、比率あるいはいかなるその他の標準技術での強度差異の利用が含まれる。図1のエッチプロセスモジュールコントローラ116は、例えばソフトウエア制御によってプログラムされた、エンドポイント検出のためにトラフのフィルタリングおよび識別を実行できる。図4では、波形404は約2MHzのRF周波数のための電圧パラメータの第2ハーモニクスプロットを示している。同様に、図示の如く波形はエンドポイント検出のための特徴を示している。従って本発明の実施例では、波形402または波形404のいずれかを効果的に選択並びに使用することでエンドポイントを検出できる。
In FIG. 4,
図5は、本発明の実施例によるエンドポイント検出のための位相ハーモニクス波形のグラフ500を示している。波形502は、約27MHzのRF周波数のための位相パラメータの第1ハーモニクス(すなわち基本)プロットを示している。図示の如く、このグラフからエンドポイントを決定できる。波形504は約2MHzのRF周波数のための位相パラメータの第2ハーモニクスプロットを示している。図から理解されるように、その約2MHz位相パラメータの第2ハーモニクスでは、その約27MHz位相パラメータの基本プロットよりもエンドポイント決定が困難であろう。従って、別パラメータ及び/またはハーモニクスを選択して約2MHzRFのためのエンドポイントを決定してもよい。
FIG. 5 shows a
図6は、本発明の実施例によるエンドポイント検出のための電流ハーモニクス波形のグラフ600を示す。波形602は、約2MHzのRF周波数のための電流パラメータの第2ハーモニクスプロットを示している。図示の如く、このグラフからエンドポイントを決定できる。従って、電圧、位相及び電流パラメータはそれぞれ、本発明の実施例によるエンドポイント検出に適したハーモニクスを有することができる。他の例では、その他のパラメータ及び/またはハーモニクスが最良エンドポイント検出プロットを提供するであろう。
FIG. 6 shows a
RF電源を上部電極及び下部電極に提供するシステムでは、VI−プローブには下部電極だけ、上部電極だけ、あるいは2つの電極それぞれが提供できる。図7は別実施例を示しており、VI−プローブ732及び関連DSP734には上部電極704が提供されている。VI−プローブ712とDSP714には下部電極708が提供されている。上部電極704には、RF整合回路網730、RF電源728、及び接地チャンバ700から上部電極704を絶縁するための電極絶縁体738を含む関連コンポーネントも提供されている。図7の実施例では、エンドポイント信号をV−Iプローブ712、V−Iプローブ732あるいは両方のV−Iプローブから測定することができる。
In systems that provide RF power to the upper and lower electrodes, the VI-probe can be provided with only the lower electrode, only the upper electrode, or each of the two electrodes. FIG. 7 shows another embodiment, where the VI-
本発明を数々の好適実施例で説明したが、本発明の範囲内で変更が可能である。例えば、例示的実施例では電圧、位相、及び電流の3つのパラメータを挙げたが、あらゆる適した数のパラメータ及び/またはパラメータの組み合わせを利用できる。さらに、システムによっては別のハーモニクスが好ましい場合があり、別システムや利用法に対しては経験的に決定すればよい。同様に、V−Iプローブシステムが改良されるにつれて、さらに多くの位相システムハーモニクスを利用することができ、従ってこのような利用可能なハーモニクスは本発明の範囲内である。さらに別例として、第5、第6、第7等のハーモニクスプロットが本発明の実施例による最良エンドポイントを提供するかもしれない。約2MHz、約27MHz及び約60MHzのRF周波数を例として挙げたが、他のRF周波数または適した型の周波数をプラズマ処理システム等に利用してもよい。本発明のシステム並びに方法の実施には他にも多くの変更例がある。添付の請求の範囲には本発明の範囲内の変更例が全て含まれる。 While the invention has been described in terms of a number of preferred embodiments, modifications are possible within the scope of the invention. For example, although the exemplary embodiment lists three parameters: voltage, phase, and current, any suitable number of parameters and / or combinations of parameters can be utilized. Further, depending on the system, other harmonics may be preferable, and the other system and usage may be determined empirically. Similarly, as the V-I probe system is improved, more phase system harmonics can be utilized, and thus such available harmonics are within the scope of the present invention. As yet another example, fifth, sixth, seventh, etc. harmonic plots may provide the best endpoints according to embodiments of the present invention. Although RF frequencies of about 2 MHz, about 27 MHz, and about 60 MHz are listed as examples, other RF frequencies or suitable types of frequencies may be utilized in plasma processing systems and the like. There are many other variations on the implementation of the system and method of the present invention. The appended claims include all modifications within the scope of the present invention.
Claims (22)
無線周波(RF)発生装置が作動すると複数の電気パラメータに関するデータを提供するように設計されており、プラズマ処理チャンバの電極と前記無線周波(RF)発生装置にカップリングされたプローブと;
前記プローブにカップリングされ、前記複数の電気パラメータのそれぞれのために複数のハーモニクスを提供するように設計されたプロセッサと;
前記プロセッサにカップリングされ、プラズマ処理ステップのエンドポイント検出のために前記複数の電気パラメータの1つ並びに複数のハーモニクスの1つを選択するように設計されたコントローラと、
を含んでいるシステム。 A plasma processing control system comprising:
Designed to provide data relating to a plurality of electrical parameters when the radio frequency (RF) generator is activated, electrodes of a plasma processing chamber and a probe coupled to the radio frequency (RF) generator;
A processor coupled to the probe and designed to provide a plurality of harmonics for each of the plurality of electrical parameters;
A controller coupled to the processor and designed to select one of the plurality of electrical parameters as well as one of a plurality of harmonics for endpoint detection of a plasma processing step;
Including system.
与えられた電気パラメータ及び該与えられた電気パラメータの与えられたハーモニクスを識別する第1データを受領するステップと;
RF発生装置が作動すると複数の電気パラメータに関する第2データを提供するように設計されており、プラズマ処理チャンバの電極と無線周波(RF)発生装置にカップリングされたプローブと、
前記第2データから、前記複数の電気パラメータの特定電気パラメータのための特定ハーモニクスに関する第3データを提供するように設計され、前記特定電気パラメータは前記与えられた電気パラメータと同タイプであり、前記特定ハーモニクスは前記与えられたハーモニクスと同一オーダーであることを特徴とする、前記プローブにカップリングされたプロセッサと、
を含んだプラズマ処理制御システムを提供するステップと;
前記第3データを検出に利用するステップと、
を含んだ方法。 An endpoint detection method for a plasma processing step in a plasma processing chamber comprising:
Receiving first data identifying a given electrical parameter and a given harmonic of the given electrical parameter;
A probe designed to provide second data regarding a plurality of electrical parameters upon activation of the RF generator, coupled to an electrode of the plasma processing chamber and a radio frequency (RF) generator;
Designed to provide, from the second data, third data relating to specific harmonics for specific electrical parameters of the plurality of electrical parameters, the specific electrical parameters being of the same type as the given electrical parameters, A processor coupled to the probe, wherein the specific harmonics are in the same order as the given harmonics;
Providing a plasma processing control system comprising:
Using the third data for detection;
Including methods.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/813,829 US20050217795A1 (en) | 2004-03-30 | 2004-03-30 | Method of plasma etch endpoint detection using a V-I probe diagnostics |
PCT/US2005/011214 WO2005098091A2 (en) | 2004-03-30 | 2005-03-30 | A method of plasma etch endpoint detection using a v-i probe diagnostics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007531999A true JP2007531999A (en) | 2007-11-08 |
Family
ID=35052981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007506334A Withdrawn JP2007531999A (en) | 2004-03-30 | 2005-03-30 | Plasma etch endpoint detection method using VI probe diagnostic method |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20050217795A1 (en) |
JP (1) | JP2007531999A (en) |
KR (1) | KR20070020226A (en) |
CN (1) | CN1998069A (en) |
TW (1) | TW200610051A (en) |
WO (1) | WO2005098091A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016054159A (en) * | 2009-11-19 | 2016-04-14 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | Methods and apparatus for controlling plasma processing system |
WO2024019020A1 (en) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing device and endpoint detection method |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100937164B1 (en) * | 2007-12-20 | 2010-01-15 | 정진욱 | Process monitoring apparatus and the method of the same |
KR20110046437A (en) * | 2008-07-07 | 2011-05-04 | 램 리써치 코포레이션 | Rf biased capacitively coupled electrostatic probe device for characterizing a film in a plasma processing chamber |
US8440061B2 (en) * | 2009-07-20 | 2013-05-14 | Lam Research Corporation | System and method for plasma arc detection, isolation and prevention |
CN102209425B (en) * | 2011-01-08 | 2012-07-18 | 大连理工大学 | Radio frequency discharge plasma diagnostic device |
US9197196B2 (en) * | 2012-02-22 | 2015-11-24 | Lam Research Corporation | State-based adjustment of power and frequency |
US10297433B2 (en) * | 2016-07-05 | 2019-05-21 | Bruker Daltonik Gmbh | Suppressing harmonic signals in ion cyclotron resonance mass spectrometry |
US10269545B2 (en) * | 2016-08-03 | 2019-04-23 | Lam Research Corporation | Methods for monitoring plasma processing systems for advanced process and tool control |
US10395896B2 (en) | 2017-03-03 | 2019-08-27 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for ion energy distribution manipulation for plasma processing chambers that allows ion energy boosting through amplitude modulation |
JP2022545774A (en) | 2019-08-19 | 2022-10-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Method and apparatus for controlling RF parameters at multiple frequencies |
CN114063479B (en) * | 2021-11-12 | 2024-01-23 | 华科电子股份有限公司 | Radio frequency power supply control method and system applied to multi-output module of etching machine |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US236465A (en) * | 1881-01-11 | Furnace for burning cane-trash | ||
US1538538A (en) * | 1924-04-28 | 1925-05-19 | Wood Marie Elizabeth | Pad for children's chairs |
US2254466A (en) * | 1938-04-15 | 1941-09-02 | Albert Lisa | High-chair pad |
US2652183A (en) * | 1950-06-15 | 1953-09-15 | Hlivka Bernice | Baby holder for children's chairs |
US3578380A (en) * | 1969-03-07 | 1971-05-11 | Rosalind R Jacobus | Sanitary cover for shopping cart seat |
US4659143A (en) * | 1986-01-27 | 1987-04-21 | Maclennan Diane | Food catcher for attaching to table |
US4848834A (en) * | 1989-01-24 | 1989-07-18 | Ron Linski | Infant food catch |
US5121938A (en) * | 1991-03-04 | 1992-06-16 | Invacare Corporation | Slip covers for wheelchairs |
US6129417A (en) * | 1991-08-19 | 2000-10-10 | Melissa Cohen-Fyffe | Shopping cart clean seat cover |
US5458732A (en) * | 1992-04-14 | 1995-10-17 | Texas Instruments Incorporated | Method and system for identifying process conditions |
US5238293A (en) * | 1992-09-08 | 1993-08-24 | Gibson Donna S | Shopping cart seat cover |
US5547250A (en) * | 1994-10-21 | 1996-08-20 | Childers; Shirley A. | Cart caddy for shopping carts |
US5576629A (en) * | 1994-10-24 | 1996-11-19 | Fourth State Technology, Inc. | Plasma monitoring and control method and system |
US5678888A (en) * | 1996-10-15 | 1997-10-21 | Sowell; Christy-Anne M. | Shopping cart child seat cover |
US6116162A (en) * | 1997-10-09 | 2000-09-12 | Santa Cruz; Cathy D. | Combination protective bumper and placemat |
US6237998B1 (en) * | 1999-02-17 | 2001-05-29 | Sandra Stephens Aprile | Baby seat cover |
US6428098B1 (en) * | 1999-11-16 | 2002-08-06 | Florence B. Allbaugh | Child seat liner |
US20010048235A1 (en) * | 2000-01-21 | 2001-12-06 | Hartranft Amy M. | Seat cover For Shopping cart child seat |
US6631950B1 (en) * | 2000-06-26 | 2003-10-14 | Balanced Health, Inc. | Protective cover for a high chair |
JP3708031B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-10-19 | 株式会社日立製作所 | Plasma processing apparatus and processing method |
US6517155B1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-11 | Marc Landine | Disposable shopping cart seat liner |
US6655734B2 (en) * | 2001-08-30 | 2003-12-02 | Herbistic Enterprises, Llc | Disposable sanitary seat cover |
-
2004
- 2004-03-30 US US10/813,829 patent/US20050217795A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-03-29 TW TW094109817A patent/TW200610051A/en unknown
- 2005-03-30 KR KR1020067020681A patent/KR20070020226A/en not_active Application Discontinuation
- 2005-03-30 JP JP2007506334A patent/JP2007531999A/en not_active Withdrawn
- 2005-03-30 WO PCT/US2005/011214 patent/WO2005098091A2/en active Application Filing
- 2005-03-30 CN CNA2005800104724A patent/CN1998069A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016054159A (en) * | 2009-11-19 | 2016-04-14 | ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation | Methods and apparatus for controlling plasma processing system |
WO2024019020A1 (en) * | 2022-07-21 | 2024-01-25 | 東京エレクトロン株式会社 | Plasma processing device and endpoint detection method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20050217795A1 (en) | 2005-10-06 |
WO2005098091A3 (en) | 2007-03-15 |
KR20070020226A (en) | 2007-02-20 |
WO2005098091B1 (en) | 2007-04-26 |
TW200610051A (en) | 2006-03-16 |
WO2005098091A2 (en) | 2005-10-20 |
CN1998069A (en) | 2007-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007531999A (en) | Plasma etch endpoint detection method using VI probe diagnostic method | |
CN107424898B (en) | Cleaning method of plasma processing apparatus | |
TWI656573B (en) | Dry etching treatment feature control using optical emission spectroscopy of waferless dry cleaning | |
KR100780021B1 (en) | Plasma processing method and plasma processing apparatus | |
KR101570552B1 (en) | Detection of arcing events in wafer plasma processing through monitoring of trace gas concentrations | |
KR101164828B1 (en) | Methods and apparatus for monitoring a process in a plasma processing system by measuring self-bias voltage | |
KR100549052B1 (en) | Plasma processing apparatus | |
KR100499229B1 (en) | Plasma processing apparatus for processing semiconductor wafer using plasma | |
JP5709912B2 (en) | Method and apparatus for determining an endpoint of a cleaning or conditioning process in a plasma processing system | |
JP5246836B2 (en) | Process performance inspection method and apparatus for plasma processing apparatus | |
EP0878842A1 (en) | Method and apparatus for monitoring processes using multiple parameters of a semiconductor wafer processing system | |
US20060100824A1 (en) | Plasma processing apparatus, abnormal discharge detecting method for the same, program for implementing the method, and storage medium storing the program | |
US20030183335A1 (en) | Methods and apparatus for determining an etch endpoint in a plasma processing system | |
WO2000017907A1 (en) | Apparatus and method for endpoint detection in non-ionizing gaseous reactor environments | |
KR20070057983A (en) | Methods and apparatus for monitoring a process in a plasma processing system by measuring impedance | |
KR20070068420A (en) | Methods and apparatus for monitoring a process in a plasma processing system by measuring a plasma frequency | |
US10436717B2 (en) | Compositional optical emission spectroscopy for detection of particle induced arcs in a fabrication process | |
KR20070095241A (en) | Substrate processing apparatus, deposit monitoring apparatus, and deposit monitoring method | |
US20200126829A1 (en) | Maintenance control method of controlling maintenance of processing device and control device | |
JP2002299322A (en) | Plasma processing apparatus and plasma processing method | |
JP2017027995A (en) | Etching end point detection method and control apparatus for plasma processing apparatus | |
JP2002110642A (en) | Plasma treatment method | |
JP3959318B2 (en) | Plasma leak monitoring method, plasma processing apparatus, plasma processing method, and computer program | |
WO2003077303A1 (en) | Plasma processing method, seasoning end detection method, and plasma processing device | |
de Castro et al. | End-point detection of polymer etching using Langmuir probes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080328 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20091001 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20091001 |