TW455973B - Endpoint detection in the fabrication of electronic devices - Google Patents

Description

455973 A7 B7 經濟部智慧財產局具工消f合作社印製

五、發明說明（） 相關申諳案： 本專利申請案係美國專利第09/062,520號申請案之 部份續案，發明名稱為「用於半導體製程之改良式終點偵 測」（“Improved Endpoint Detection for Semiconductor Processes”），申請日期為1998年4月17日》在此併入以 作為參考。 發明領域： 本發明係有關於在一基材製程中的終點偵測。 發明背景： 在電子應用元件之製造中，例如多晶矽、氧化矽與含 金屬層等之半導體、介電質以及導體材料被沉積至基材 上’並蝕刻以形成如閘極圖案、介層（via)、接觸孔以及内 連線等特徵結構=特徵結構通常係利用化學氣相沉積 (chemical vapor deposition, CVD)、物理氣相沉積（physical vapor deposition，PVD)、氧化以及蝕刻製程來形成。例如， 在一典型之蝕刻製程中，一圖案化之光阻遮罩或氧化物硬 遮罩（oxide hard mask)係藉由微影製程形成於一沉積層， 且部分暴露之沉積層被能量化南素氣體蝕刻，如氣氣 (Cl2)、溴化氩（HBr)以及氣化鋼（BC13) «在一典之CVD 製程中，提供至反應室的氣體被分解，以沉積一層於基材 上》在PVD製程中，面向基材之目標被濺鍍，以沉積目 的材料於基材上。 第2T (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -——I — — I —tr* * ———j — — — 1 . 本紙張尺度適用中圉國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公釐> 455973 A7 -------— ____B7__ 五、發明說明（） 傳統沉積與蝕刻製程的問題係在於：對於操作者而 言，實難於判定何時終止製程。例如，在沉積製程中’有 時而要更改製程條件，以改變沉積在基材上之薄層的性 質，或在得到所需之薄層厚度後，停止沉積。在蝕刻製程 中’經常需要停止對一特定層之蝕刻以免過度蝕刻，否則 將會破壞—或多個下層（underlayer),特別是當下層係薄層 時’例如一閘極氧化下層位於一多晶矽或矽層之下。當下 廣谷易受到能量化電漿物種（Species)之影響而被破壞時， 亦需要停止蚀刻製程β 終點偵測法係用於判定一蝕刻或沉積製程喈段之完 成°在一方法中’電漿之放射光譜的變化被分析，以判定 一被沉積或蝕刻層的合成變化，例如在此併入作為參考之 美國專利第4,328,068號所教示者，在一層發生被蝕刻穿 過（etch through)後，暴露具有不同化學組成的下層。然 而’傳統的電漿放射法僅在蝕刻穿過並暴露下層之後，偵 測製程終點，而暴露在電漿下將破壞下層。再者，電漿強 度之變化以及電漿放射所選擇之波長被反應室窗口吸 收，會降低偵測的準確度。· 另一個終點量測方法，即為人所知的干涉法 (interferometry)，在基封上實施的整個製程中，被導向基 材上之一層之光束，有一部分從該層表面被反射，同時有 一部份穿過該層且被一或多個下層反射。多重反射之建設 性與破壞性干涉會造成干涉圈樣，干涉圖樣將歷經週期性 極大值與極小值，其係取決於輻射穿過在基材上處理該層 第3頁 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁j 裝.丨丨—i—訂----線* 經濟部智慧財產局員Η消費合作杜印製 455973 A7 . B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X. 消 费 作 社 印 製 五、發明說明（ 之厚度的路徑長。在處理基材之前，先假定或量測該層的 初始厚度。在處理製程當中，所觀察到被量測之干涉圖樣 的週期性極大值與極小值，係直接與經計算歸納所得該層 的厚度產生關聯（如此將導致傳送穿過該層之輻射的路徑 長改變）’以估算製程的終點，然而，上述之製程需要精 確得知被姓刻看的初始厚度與折射率，而初始厚度與折射 率經常難以獲得，並1在通過—基材之表面或從一基材至 另一基材時，初始厚度與折射率將會改變。被蝕刻層的初 始厚度或折射率之不正確的量測值，將使整個偵測方法失 敗，因為被蝕刻層剩餘厚度的計算（經由被偵測之千涉絛 紋的週期性極大值與極小值）將導致錯估被蝕刻層的最終 厚度。此外，該層常見於製造過程中的厚度與折射率之變 化，將針對每一個在其上沉積或蝕刻之基材要求這些參數 的精確量測值’而此為不切實際的解決方案。因此，上述 万法的功效有限，特别是在量測疊加於薄閘極氧化層上之 多晶發看的剩餘厚度時’因為在下方的閘極氧化層的厚度 會使誤差幅度非常小。 另一個終點量測方法中，即為人所知的摘圓計法 (ellipS〇metry)，當處理基材上之—層時，至少部分從基材 上被處理之一看中反射之極化光束被分析以判定相位與 強度之變化’例如在此併人作為參考之美國專利第 3’874,797號與第3,824’〇17號所揭露者。然而，在不使用 具有多重波長之極化光束的情況下，實難以得到基材上一 屠之厚度的精確量測值。例如在心⑴wVe/e„… 第 !!!!1! 裝 *!! I 訂-— —---I I « <靖先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) 455973 A7 B7 五、發明說明（）

Ellipsometry for Real-Time Process Control of the Plasma Etching of Patterned Samples, Maynard Layadi and Tseng-Chung Li, J. Vac. Sci. Technol. B. 15(1), January/February 1 997所描述者。多重波長以及複數（complex)相位與強度 之量測難以實施。此外，在反應室窗口形成的沉積物會改 變通過窗口之光束的極化狀態，而導致橢囷計之量測錯 誤。 因此，吾人需要一種終點偵測法，可緊跟在一層處理 完成之前或之後，偵測在一基材上進行製程喈段中之變 化，而不會破壞下層β此外更進一步需要一種終點偵測設 備，在蝕刻穿過或沉積一層之前提供偵測訊號，以容許在 適當時間更改蝕刻或沉積製程。吾人亦需要一種終點量測 系統，利用高解析度、低訊雜比以及與強度無關並穿過反 應室的輻射*量測被處理層的剩餘厚度或厚度變化。 發明目的及概述： 本發明的實施例可在準確性與可重複性的前提下，藉 由在基材當中偵測一終點而滿足上述之需求。在一實施例 中，本發明至少包含一反應室用以進行處理一基材的製 程，該反應室至少包含一能夠放射出輻射的輻射源，該輻 射具有在一層厚度中於預先決定之路徑長中被大量吸收 的波長，以及一適於偵測輻射之輻射偵測器。在另一實施 例中，反應室在輻射的路徑上更包含一濾光器，該濾光器 適於選擇性地讓輻射通過。 第5頁 本纸張尺度適用t困國家標準<CNS>A4規格（210 X 297公藿） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ----訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45597 α Α7 __ — Β7 經濟部智慧財產局負工消费合作社印製 五、發明說明（） 就另一方面而言，本發明係有關於一種處理基材的方 法，其中基材係被放置於一製程區並在製程區維持製程條 件，以加工處理在基材上之一層β製程條件包括一或多種 氣體混合物’氣流速車、氣體供能器（energizer)之操作功 率、氣壓以及溫度°所提供的輻射具有在基材之層上之一 厚度中於預先決定的路徑長中被大量吸收的波長。在該層 預先決定之厚度完成製程後，可偵測輻射的變化。 本方法對蝕刻基材上之一層特別有幫助，其中基材係 被放置於一製程區並在製程區維持製程條件，以適於蝕刻 該層。另在基材上提供輻射，該輻射具有在基材上蝕刻一 層之厚度中於預先決定的路徑長中被大量吸收的波長。輻 射的變化可被偵測。 就另一方面而言’本發明係有關於—種選擇波長以判 定在一基材上進行製程之製程終點的方法。該方法至少包 含判定一輻射之特定波長的步驟，當具有該波長之輻射入 射至基材上且接近製程終點時，被反射之輻射的強度會發 生可偵測的變化，該變化係由該輻射在基材上進行製程之 一層中被大量吸收轉變到至少部分該輻射被基材之一或 多個下層反射所引起。 就另一方面而言’本發明至少包含一種在反應室蚀刻 基材上之一層的方法《該方法至少包含下列步驟：將該基 材置於該反應至中，在該反應室中提供一至少包含蚀刻劑 氣髄與清潔氣體的製程氣體，並維持製程條件以蝕刻基材 上之該層且同時清潔該反應室的表面：以及在蝕刻穿過該 第6Τ 本纸張尺度適用中圃國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） 層之前改變該製程氣體的組成，以移除該清潔氣體° 就另一方面而言，本發明係有關於一種用於偵測在一 基材上進行製程之製程終點的設備《該設備至少包含一福 射源，該輻射源所放射之輻射具有在基材之一層上之厚度 中於預先決定的路徑長中被大量吸收的波長，以及一適於 偵測輻射並產生訊號的輻射偵測器。該設備更包括一記憶 體，該記憶體至少包含一電腦可讀取之媒體並内嵌電腦可 讀取程式，該電腦可讀取程式包括一組偵測訊號變化之指 令，以判定製程的終點《 就另一方面而言，本發明係有關於一種基材處理設 備，該設備至少包含一反應室且其中具有適於支撐基材的 底座、一氣體輸送系統適於將氣體引入該反應室、一電漿 產生器適於在該反應室中將氣體能量化、一排氣裝置至少 包含一適於控制反應室氣恩的節流閥門（thrott丨e valve)， 以及一控制器適於控制一或多個氣體輸送系統、電漿產生 器或節流閥門’以更改反應室中有關於終點訊號的製程條 件*該設備更包括一終點偵測系統，該系統至少包含一輻 射源，其所放射之輻射具有在一層之一厚度中於預先決定 的路徑長中被大量吸收的波長，以及一適於偵測輻射並產 生一訊號之輻射偵測器。•記憶體與反應室之控制器連 接’該記憶體至少包含一電腦可讀取之媒體並内嵌電腦可 讀取程式，用以管理基材處理設備的運作β該電腦可讀取 程式包括一組侦測訊號變化之指令，以判定製程的終點並 提供一終點訊號至控制器。 第7頁 本紙張尺度遶用+國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — —------ --— I — I — I 訂·! - ---- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局i工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 式簡單說明」_ 本發明之上述及其它目的、特徵及優點可由下述詳細 說明配合圖式之說明以及所附之申請專利範園而更能得 以彰顯=在以下述詳細說明與圖式例示本發明的特徵時， 原則上每一項特微皆可應用於本發明，而不ιί於特定圏 式，且本發明之範圍包含任何本發明特徵之結合》 第la ®為一基材之示意截面圖，基材上之一層至少部分 地吸收具有預先決定之波長的輻射’並部分地反射 該輻射： 第lb圖為第la圖之基材之另一觀點，在基材上之一層之 一部份被蝕刻後’在該層中呈現輻射之持續吸收； 第lc圖為第lb囷之另一觀點，其係在基材上之一層之蝕 刻部分完成之後，且當輻射至少部分穿過被蝕刻層 以及至少部分被一或多個下層反射； 第2圖為根據本發明之反應室與終點偵測系統之側視示意 圖； 第3圖為一製程之流程囷，用於選擇具有所需波長之適當 福射， 第4圖為一曲線圖，其描述來自於汞燈之放射光譜之不同 波長之輻射強度高唪值，並且至少有部分輻射從基 材上之一層被反射： 第5圓為輻射強度之執跡紀錄曲線圈，輻射來自於汞燈之 放射光譜而具有不同的波長，且輻射至少部分地從 第8肓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Inf--I I I - ill — uf ^--111--- (請先閲讀背面之注帝¥項再填寫本頁) 4 5 5 9 7 A7

五、發明說明（) 基材之被蚀刻層反射，其顯示在特定波長之軌跡紀 錄隨著被蝕刻層的厚度在蝕刻過程中減小而改 變； 第6a圖與第6b圖為顯示輻射強度之軌跡紀錄的曲線圏， 輻射具有預先選定之波長並被基材上之一屠吸 收，且在處理過程中至少部分從基材之一下層反 射； 第7圓為顯示一部分福射軌跡紀錄的曲線圖，該輻射至少 部分地被處理當中之基材反射，並藉由分析一系列 位於軌跡紀錄終點之框格以判定製程終點，每—個 框格皆具有預先設定的訊號高度與時間長度； 第8圖為顯示輻射之反射強度之軌跡紀錄的曲線圖，其係 藉由分析一系列具有由向上和向下視窗所組成之 二行判準（two-column criteria)之框格： 第9囷為處理基材上之一層以及在偵測製程終點後立即更 改製程條件之製程流程圖； 第10圖為示意方塊圖，其描述電腦可讀取程式之製程控 制軟體的控制等級結’構； 第U圖為從基材上之一層反射而來之輻射強度的數學模 型化軌跡紀錄隨著在沉積製程中（如CVD或PVD) 該層發生厚度增加之曲線圖； 第12a圏為顯示從基材反射而來之輻射強度經計算而得之 軌跡紀錄隨者輻射波長增加之曲線圖，基材至少包 含位於矽層舆氧化矽層上之小粒狀多晶矽層；

笫9T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 X 297公釐） ί琦先閲磺背面之沒意事項再填寫本頁) 裳 ----111 訂.！ i -線. 經濟部智慧財產局具工消t合作社印製 〇 597 3 A7 B7 五、發明說明（） 第12b圖為顯示第12a圖中位於基材上之多晶矽層由實驗 所測定之複數折射率數值η和k隨著輻射波長增加 之曲線圖； 第13圈為顯示從基材反射而來之輻射強度經計算而得之 軌跡紀錄的曲線圖，其中輻射具有預先選擇之波 長，並至少部分地從一基材反射，該基材至少包含 一多晶矽層以及位於下方不同厚度之氧化矽層； 第14a圖為顯示從基材反射而來之輻射強度經計算而得之 軌跡紀錄的曲線圖’其中預先選定之輻射波長為 253 7埃，並至少部分從一基材反射，該基材至少包 含一位於矽層與氧化矽層上之鋁層；及 第Mb圖為顯示從基材反射而來之輻射強度經計算而得之 軌跡紀錄的曲線圖’其中預先選定的輻射波長為 3 650埃，並至少部分從第14a圈中的基材反射。 {請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 圖號對照說明： 20 基材 22 層 24 下層 •26 設備 28 反應室 30 製程區 32 底座 34 氣體輸送系統 36 製程氣體供應源 38 氣體排氣口 40 氣流控制器 42 排氣系統 44 節流閥門 ‘ 46 電漿產生器 48 電感器天線 49 天線電源供應器 第10T 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 45 597 3 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 50 第一製程電極 52 第二製程電極 54 電極電壓供應器 56 終點偵測系統 58 輻射源 60 輻射 61 窗口 62 輻射偵測器 64 輻射 66 透境組 68a 、68b 凸透鏡 69 光纖電纜 70 射線焦點 72 定位器 74 主面鏡 76 濾光器 96 小凹陷 100 分量 102 路徑長 104 主分量 106 表層 108 介面層 109 次分量 1 10 控制器 1 12 電腦可讀取程式 1 14 中央處理單元 1 16 記憶體 118 監視器 120 光筆 122 磁碟機 124 製程控制軟體 126 終點偵測軟體 128 製程控制器 130 終點偵測控制器 132 製程選擇器指令集 134 製程定序器指令集 136 反應室管理指令集 138 基材定位指令集 140 氣流控制指令集 142 氣壓控制指令集 144 加熱器控制指令集 146 電漿控制指令集 165 氧化矽層 第11育 本紙張尺度適用t國圉家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） I ------ -----裝-------~訂--------線. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7

-35973 五、發明說明（） 發明詳細說明： (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 本發明有助於偵測一製程階段之完成或製程終點，如 沉積製程或蝕刻製程，上述製程係用於在基材2〇上沉積 或蚀刻半導體、介電質或金料體㈣料㈣構。如第 U圖所示之結構，基材20係指具有如複數個層22輿24 之下層底座，如矽晶圓、複合半導鳢或介電質等。如第& 圖至第lc圖所示，當以典型之飴刻製程蝕刻基材2〇上之 層22時，吾人希望在接近到達下層24或到達之前停止蝕 刻。在另一情況中，當沉積層22於基材22之上時，吾人 希望在層22上接近到達所需厚度時停止沉積。本發明亦 有助於偵測化學氣相沉積與物理氣相沉積製程暗段之完 成，例如當沉積一固定厚度層或由次要層（或晶核 (nucleation)層）之沉積改變至主要層（或生長層）之沉積。以 下的實施例僅用以說明本發明之原理，而並非用以限定本 發明範圍，本發明之範圍包含對通常技藝者而言係顯而易 知之應用。· 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 在做為說明的蝕刻製程中，如第2囷所示，基材20 在設備26中被蝕刻。設備26至少包含反應室28以及在 製程區30中支撐基材20之底座32。反應室28具有用於 處理基材20之製程區30»製程氣體經由氣體輸送系統34 被導入反應室28中。氣體輸送系統34至少包含製程氣體 供應源36、位於基材20週邊的氣體排氣口 38(如第2圖 所示）或架設在反應室頂蓬的噴灑頭（showerhead)(未圖 示），以及用於控制製程氣體流速的氣流控制器40。使用 第12肓 本紙張尺度適用中固國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 455973 A7 ___B7___五、發明說明（） 過的製程氣體與蝕刻劑之副產物係藉由排氣系統4 2從反 應室28排出。排氣系統42至少包含粗略式（r0Ughing)與 渦輪分子式幫浦（未圖示）’以及用於控制反應室28中製程 氣體氣壓的節流閥門44。 能量化氣體或電漿係藉由電漿產生器46從製程氣體 產生。電漿產生器40使RF(無線電頻車）或微波能量與反 應室28之製程區30中的製程氣體結合。例如，電感器天 線（inductor antenna)48至少包含一或多個由天線電源供應 器49驅動的線圈。天線電源供應器49以電感的方式將RF 能量與反應室結合。此外’第一製程電極5 0，如電性接地 的頂蓬或反應室28的侧壁，以及第二製程電極52，如在 基材20下方之RF偏壓底座32，可將反應室28内的氣體 進一步地能量化"第一與第二製程電極50、52係藉由電 極電壓供應器54所提供之RF電壓而互為電性偏壓β作用 於電感器天線48以及第一與第二製程電極50、52之RF 電壓的頻率通常係約在50ΚΗζ與60MHz之間，而更具代 表性之頻率約1 3.56MHz。 反應室2 8更至少包含終點偵測系統5 6，以偵測在基 材20上所進行之製程階段的終點。終點偵測系統56至少 包含從反應室28之外部或内部放射出輻射的輻射源58β 當輻射源58在反應室28之外部時’輻射60穿過反應室 的窗口 61而入射至基材20»輻射源58係提供如紫外線、 紅外線或X射線等'輻射》輻射源58可提供僅含主要波長 的輻射，即如主要具有單一或為數不多之波長的單色光， 第13Τ (請先閱讚背面之泫意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） Α7 Β7 4 5 5 9 7 二 455973 五、發明說明（） 例如氦-氖雷射或钕-镱鋁石榴石雷射（Nd-YAG laser)。在 另一情況中，輻射源58可提供多重波長的輻射，如多色 光，並選擇性地經過過濾而實質上僅讓單一波長的輻射通 過。用於提供多色光之合適的輻射源58包括汞放射燈、 弧光燈（arc lamp)，如氙燈、汞-氙燈或鎢-由素燈，以及發 光二極體（LED) d汞放射燈所產生之多色光譜的波長範圍 約介於200至600奈米（nanometer)之間。輻射源58亦可 包含在反應室28内部產生之電漿所發出的放射線，電衆 放射線一般係多重光譜（multispectral)，亦即可在整個光譜 上提供具有多重波長的輻射。 在某些製程中，最好使用可提供非極化輻射的輻射源 58，例如非極化光。其中一個理由是，從基材20反射而 來的極化輻射強度之變化，可藉由改變能量化氣體或電漿 的吸收特徵而不被察覺。此外，輻射的極化狀態亦會影響 輻射在具有晶想方向結構之材料中的吸收，例如具有除了 立方趙對稱性之晶體。再者，在製程中，當輻射通過沉積 在反應室28之窗口 61上之剩餘薄層時，輻射之極化狀態 將會改變’並且輻射之極化狀態會隨著剩餘薄層之厚度增 加而改變’而上述情況將會導致錯誤的量測值β因此，對 於某些製程而言，有賴於製程氣體之組成以及輻射源之位 置’最妤使用可提供非極化輻射之輻射源58。正向入射於 基材20的輻射可減少上述之效應。由於正向入射的輻射 並不會被保護層結構的高度所阻擋而不能到達廣22與下 層24，因此正向入射可為具有間隔高且窄之特徵結構（如

第U 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（21〇χ 297公;g ) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) ^4----- - 訂-------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455973 A7 B7 五、發明說明（） 在層22與下層24之上的保護層結構）的基材20提供更精 確的終點讀數。然而，反射輻射之偵測並不一定要是正向 入射，亦可利用其它入射角度* 終點偵測系統56更包含輻射偵測器62以用於偵測由 基材20所反射之輻射64»輻射偵測器62至少包含一輻射 感應器，例如光電管（photovoltaic cell)、光二極體、光電 倍增管（photomultiplier)或光電晶Μ可提供回應輕射64之 強度測量值的電子輸出訊號。電子輸出訊號可包含通過電 子元件之電流高低的變化或供給電子元件之電恩的變 化。一適合用於連接輻射偵測器62與反應室28之系統至 少包含光纖電纜69，從反應室28連接至輻射偵測器62 之感應器。 非強制性地，透境组66係用於使輻射源58所發出之 輻射聚焦在基材20上，且/或使至少部分被基材20上之層 22與下層24反射之輻射64聚焦在輻射偵測器62的感應 器上。例如，如第2圖所示，對於由位於反應室28外部 之汞放射燈所構成之輻射源58而言’複數個凸透鏡68a、 6 8b可用於使汞放射燈穿過窗口 61之輻射聚焦在基材20 上之射線焦點70。射線焦點7〇的面積應足夠大，使其能 夠提供基材20之表面構形（topography)的精確量測值。凸 透鏡68a、68b亦可用於使被反射之輻射64聚焦回輻射偵 測器62之感應器上。 非強制性地，定位器72係用於在基材表面上掃描入 射之輻射60,並在基材上定出適當之位置以「置放」（“park”) *15頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 II 訂！---- ·線- 經濟部智慧財產局具工消費合作杜印製 45^973 經濟部智慧財產局員工消费合作社印焚 A7 B7 五、發明說明（） 射線焦點7011定位器72至少包含一或多個主面鏡74可作 小角度旋轉，以使從輻射源58而來之輻射轉尚至基材表 面上不同的位置（如第2圖所示）。在另一情況中，主面鏡 74可將電漿故射線所發出並至少部分被基材20上之層22 與下層24反射之輻射導引回輻射偵測器62上。額外的次 要面鏡（未圖示）可用於截取被反射輻射並聚焦回輻射偵測 器62。定位器72亦可在基材20上掃描光柵圖案（taster pattern)上之輻射·在這種情況下，定位器72更包含一可 移動式鏡臺（stage)(未圖示），輻射源58、透境組66以及 輻射偵測器62即架設在鏡臺上。可移動式鏡臺可透過一 驅動機制，例如步進機馬達，經由設定間距而移動。可移 動式鏡臺可在基材20上掃描或移動射線焦點70。 具有複數個波長的輻射，例如由照射器（丨atnp)或電漿 放射光譜所發出的多色光，可適當地被置於輻射60與64 之入射或反射路徑上的濾光器70過濾》濾光器76通常被 放置在透境组66，但亦可放置於反應室28中的其它位 置，例如在窗口 6 I、在輻射偵測器62前方或輻射源58 之前方。合適的濾光器76至少包含一疊位於透明底座上 的薄層，可選擇性地讓具有所需波長之輻射通過，或由選 擇性地讓具有所需波長之輻射通過的材料所製成的透 鏡。濾光器76亦可包含繞射光柵。繞射光栅具有可將不 含所需波長之輻射分散而讓含有所需波長之輻射通過之 繞射間隔。此外，赤可使用其它合適或等效的濾光方法， 例如在部分吸收材料中經過長路徑所得的輻射衰減，或輻 第16肓 本紙張尺度適用巾國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —-I — — — 111--1 ' — — — ·11[11 I 1 r I - - / <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 455973 A7 經濟部智慧財產局WK工消費合作社印製

______B7_______五、發明說明（） 射偵測器62之訊號經過選擇性濾波，而僅讀取對應具有 所需波長之輻射的訊號。 在本方法中’具有在基材之廣22之厚度中於預先 決定之路徑長中被大量吸收之波長的福射被選定做為終 點偵測。本發明之原理如以下所述。一般而言’當光學吸 收之層22(介質一）位於下層24(介質二）上時，吸收率與反 射率可藉由一總和方程式（summation equation)來大致估 計。在反應室28的製程環境（介質零）中’入射至層22(介 質一）的輻射具有由複數Fresnel係數Γι^ηο-ηΟ/ίηο + αι)所 決定之第一表面反射，其中n〇與n!分別為介質零與介質 一的複數折射率3複數折射率n係定義為n=n_ik，其中n 與 k 分別為折射率（實部）與消光係數（extinction coefficient)(虚部）。未被層22反射的輻射根據複數Fresnel 穿透係數ti=2n〇/(n〇+ni)傳遞至層22。而後’傳遞至層22 之輻射在層22(介質一）中依照深度d的函數以exp(-4?r k!d/A)因子被吸收，其中λ為入射輻射的波長。若入射輻 射在到達層22的後部之前沒有完全被吸收，一些輻射將 根據方程式Γ2 = (η|-η2)/(ηι+η2)反射回去，其中 η〗為層 22(介質二）的複數折射率。在往返吸收過程後所留下的反 射將傳送回介質零當中，並與起初之反射結合，且具有占 = 2;rnidi/A之相位變化，而相位變化係依往返距離而定。 被反射輻射之振幅淨值rnet与ri+ titi r2exp( + 2i5)exp(-4;r hd/ λ)，其中多重反射已被忽略》詳盡的公式可參考 與 E. Wotf 所著之”Principles of Optics”，Pergamon Press 第17T ί請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝.！丨訂------- _線. 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 455973 經濟部智慧財產局貝X.消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） (1 9 6 5)’在此併入以作為參考。當d和k 1狗大時，則以吸 收為主且第二項為零’因而所產生的固定淨反射為厚度d 的函數°然而’一旦d變得夠小時，將不再以吸收為主， 且隨著d之改變，淨反射不再是常數。上述變化係由於第 二項的相位與大小隨著d之改變而改變。隨著深度t並取 決於k!之大小，總反射強度可呈現週期性的變化，且當d! 趨近於零時’振幅將增加；或僅具有如高吸收金屬之層22 的特性。 上述關於輻射之反射與吸收的複雜性質以及與房22 之厚度變化的關聯性，可藉由第la圖至第lc圖中經簡化 後之圖示來說明。請參閲第la圖，首先，入射至層22上 之輻射60的分量1〇〇在厚度d!之層22中於預先決定之路 徑長102中被大量地吸收，且主分量1〇4從層22之表看 106反射。如上所述，為了使分量1〇〇能夠被大量吸收， 所需之路徑長102係取決於輻射60的波長λ、入射角以 及構成層22之材料的消光係數k。例如，如第1 a圖所示， 當行經一段路徑長102之距離小於層22之厚度旬時，分 量100可被大量地吸收。路.徑長102亦可大於層22之厚 度」：，例如分量1〇〇可行經層22之厚度ch並被介面層ι〇8 反射，而後在第二次通過層22之厚度幻時被吸收》在另 一實施例中，分量100亦可被介面層108反射回來，並第 二次通過層22之厚度L，接著被表層106反射回層22, 而後繼續進行多重内反射》 在製程中，層22之厚度將會改變並在蝕刻製程中會 第18Τ 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐.） ----------t--------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 45597b A7 ---------B7_ _ 五、發明說明（） 變得較薄。然而，如第1 b圖所示，即使在具有較小厚度 h足較薄之層22中，輻射分量10〇會持續被吸收。雖然 並非本發明之必要操作過程，但在製程過程中，分量1〇〇 在較薄且部分被蝕刻之層22中持續被吸收可減低終點偵 測訊號解讀錯誤的可能性，再者，當接近一特定製程階段 之終點且在相對較短之時間内訊號強度有顯著變化時，輻 射須測器62偵測總合反射之輻射64之強度的解讀較不複 雜且較易於操作。如上所述，當行經一段路徑長丨〇2之距 離小於層22之厚度d2時，分量可被大量地吸收，但 是大量吸收之路徑長102亦可大於層22之厚度d2。 現在請參閱第lc®，在基材20上所進行的製程接近 終點時’輻射60的分量1〇〇通過基材20上被蝕刻之層22 的剩餘厚度d3，此時d3遠小於預先決定之吸收路徑長 102，並且至少有部分被介於層22與下層24之間的介面 層108反射*以提供被反射輻射之次分量1〇9。在此階段 正當許多其它反射與繞設發生在層22時，對經過簡化之 情形而言，次分量109(從層22與下層24的介面層108反 射）與主分量1〇4(從層22之’上表層1〇6反射）作建設性和 破壞性干涉，以提供被反射輻射64之總和強度並由輻射 偵測器62偵測。此外，若下層24是透明的（閘極氧化層 可以是透明的），則額外的分量可從其它位於介面層1 08 下方之介面反射（未圔示於第lc圖中）< 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） {請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝------ - -訂---------線_ 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製

45597 3 五、發明說明（） _由經驗值所涛索用於終點偵測之哚此妩跡紀缔 具有適當波長而用於終點偵測之輻射，可藉由選擇以 經驗值量測具有不同波長輻射之強度的軌跡紀錄而得β上 述輕射首先在層22中被吸收’而後穿過層22並且至少部 分被一或多個下層24反射《如第3圈所示之流程圖，上 述結果係藉由在基材20之下層24中進行一系列的實驗， 以偵測具有不同波長輻射之強度的軌跡紀錄而得。在第一 步驟80中，使用測量厚度之儀器，如可由位於美國加州

Santa Clara市之KLA-TENCOR公司取得型號UV1050之 儀器’以情確地量測基材2 0上準備沉積或蝕刻之層2 2的 厚度。層22的最終厚度可用於估計整個製程的操作時間. 在下一個步羝82中，當不同波長的輻射照射在基材 20上時，一些基材在反應室28中被蝕刻。基材20至少包 含沉積在100nm厚的氧化矽下層24上之500nm厚的多晶 矽層22。在步驟84中，輻射偵測器62所量測被反射之輻 射84的強度高峰值出現在接近基材20上蝕刻層22之製 程終點時上述製程係以輻射源5 8提供多色光，如汞放 射燈，並以接近垂直之角度聚焦在基材20上》第4圖描 述由汞燈所放射之波長的放射光譜，並且至少有部分輻射 在基材20上之層22與下層24被反射。利用通頻濾光器 (bandpass filter)或單色儀（monochromater)從放射光譜當 中選擇特定的波長般而言，在蝕刻製程的起始階段所 使用的輻射可提供低強度且穩定的被反射輻射64,以降低 對於被反射輻射之變化解讀錯誤所造成的誤差，並在蝕刻 第20耳 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公* ) <請先|0讀背面之注意事瑣鼻填寫本買> 裝--------訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 5597 3 A7 _____B7_____ 五、發明說明（） 終點時使用高強度輻射提供高訊雜比，以利訊號之偵測。 然而，亦可利用以經驗值所得到的最佳化波長，因為輕射 的最佳化波長係取決於層22之組成以及初始與最終厚 度。 在此實施例中，分別對應其強度高峰值波長254、 313、365、405、436以及546nm之輻射被選擇進行進一 步的分析•而後在步驟86及88中，在處理基材20上之 層22當中，對每一個被選擇的波長量測被反射福射64之 強度的軌跡紀錄。第5圖顯示在姓刻過程當令被反射輻射 之強度變化的不同軌跡紀錄。操作者需尋找在大部分蝕刻 製程中’被反射輻射之強度非常穩定且無週期性極大值與 極小值的軌跡紀錄，並在接近蝕刻終點時，於被反射強度 上發生最大變化者9對於較小的波長而言，當被蝕刻層22 的厚度變小時，由於層22不會完全吸收分量1〇〇(如第ic 圖所示），藉由在表層106與介面層108產生的多重反射， 被反射輻射64的軌跡紀錄從穩定值變成具有干涉條紋的 軌跡紀錄。其中大部分未被表層106反射之入射輻射60 的分量100在層22十被吸收。例如，波長254nm之反射 輻射強度的執跡紀錄在20至58秒的蚀刻時間裡為一直 線，其表示分量100在層22當中幾乎完全被吸收，接著 當分量100被介面層108反射並且和被層22之表層106 反射之主分量104發生干涉時，一個單一極小值出現在層 22之蝕刻終點》同樣地，在層22的蝕刻終點，波長313nm 之福射的轨跡紀錄在水平部分之後含有一個單一隨梯式 第21頁 本紙張尺度適用中困國家糅準（CNS)A4規格（210 X 297公度） <請先Mit背面之注意事項再填寫本頁> 裝· -----訂--II---I . 經濟部智慧財產局負工消费合作社印製 A7 _____B7____ 五、發明說明（） 的上升。波長365nm的軌跡紀錄包含直線吸收線，並在到 達終點之前有些微下降，而在到達終點時有一高學值。在 405nm及以上之波長，一些具有極大與極小峰值的震盪出 現在到達終點之前’其表示被姓刻之層22對於具有這些 波長的輻射較無吸收性，反而在到達真正的製程終點前， 以出現多重條紋的方式傳遞輻射，同樣地，在波長436nm 與546nm，製程結束前出現許多的震盪 在波長546ηιη發 生可忽略之吸收可觀察到指數型封包（exp〇nentiai envelope)的概念，但對小於435nm之波長而言，干涉條紋 的大小會快速地減小β 如第5圖所示之軌跡紀綠，在蚀刻過程中其分量1〇〇 在層22中被完全吸收，且在接近終點時至少部分穿過層 22並在介面層反射之輻射的波長被選用於終點偵測。如步 驟90與92所示’若未獲得適當的波長，則以其它的波長 重複上述過程。在本實施例中，在氧化矽下層24上蝕刻 多晶矽層22時，用於偵測製程終點的波長以小於約600nm 較佳，且以介於200nm至600nm更佳》 在步驟94中，被選定具有較佳波長之反射輻射的軌 跡紀錄係由操作者檢視，以決定在基材20上所進行之製 程的結東點，並在終點軌跡紀錄中找出相關的特歡波形。 所想要的結束點可以兩種方式來決定。第一種方式先得知 蝕刻速率，而後即可估計在層22蝕刻所需厚度的時間’ 並從總蝕刻時間中扣除在層22蝕刻所需厚度的時間’即 可決定蝕刻層22之剩餘厚度的終點時間。第二種方式中， 第22Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） <諝先Μ讀背面之ii意事項再填寫本頁) ----丨丨訂· f -------.

經濟部智慧財產扃wr工消f合作社印S 455973 A7 B7 五、發明說明（） 軌跡紀錄可以經驗值來分析可辨識的特徵，並提供所需的 終點時間，以識別出層22之剩餘厚度的軌跡紀錄特徵。 例如，即使層22係強吸收層，當層22係薄層時，少數間 隔約又/ 2 η的條故還是會出現（久為波長，η為折射率的實 部）。若下層24係透明的（如閘極氧化層）且附帶一補償厚 度，則所需的停止點可藉由從層22與下層24之間的介面 反推軌跡紀錄的特徵來決定》在兩者任一情況中，可蝕刻 第二個基材20並利用終點方法結束，而不需要進行第二 次的處理步驟；同時，層22的剩餘厚度亦可被量測D若剩 餘的厚度並非所需要的，則可重複處理程序以得到所需的 厚度。上述過程係作為「製程微調」（“process tuning”）的 一部份，以完成終點偵測之完整製程。 對於即使是在反應室環境中具有衰減或高訊雜比之 反射輻射而言，被選取的特徵波形應具有容易辨識的明類 性質。此外，對於不同的基材20而言，特徵波形應具有 充分的可重複性，以降低在處理大量的基材20時所造成 的終點偵測錯誤》在終點軌跡紀錄中的特徵波形可為尖 泽、凹陷或其組合*例如，第6a闽與第6b圖顯示反射福 射64的波形軌跡紀錄（光譜）之一部分》反射輻射64的波 長為365nm且接近沉積在氧化矽下層24上之多晶矽層22 的介面層108。上述軌跡紀錄來自基材20,且基材上具有 位於厚度5000埃之多晶矽上的圖案化阻礙層，並位於厚 度10 00埃相對較厚之氧化矽層22。如嵌入框格所示，被 選定之特徵波形包含大尖峰前所出現之小尖峰前的小凹 第23頁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝—一一——訂---------線. 經濟部智慧財產局貝工消f合作社印製

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公爱） J 455973 經濟部智慧財產局員工消费合作社印數 A7 B7 五、發明說明（） 陷96。小凹陷可以很容易地藉由用於終點偵測之電腦程式 112辨識出來（第2圖）》在另一實施例中’第6b圖描述被 反射輕射64之軌跡紀錄，該軌跡紀錄係以波長365nm且 至少部分被基材20反射之輻射而得》在厚度65埃之薄氧 化矽下層24上，圖案化阻礙層形成於厚度2000埃且未摻 雜之多晶矽層22上。被選定的特徵波形包含位於相對較 大尖峰訊號之前的小凹陷98,且具有高度的可辨識性與重 複性。 控制器輿電腦系統 反應室與終點偵測系統5 6係藉由反應室之控制器 110來操作。反應室之控制器110執行電腦系統之電腦可 讀取程式112的軟體。電腦系統至少包含中央處理單元 (CPU)l 14 ’例如美國加州Synergy Microsystems公司所生 產之68040微處理器或intel公司所生產之Pentium處理 器。中央處理單元114係連接至記憶體116以及電腦週邊 裝置。記憶體116至少包含電腦可讀取之媒體並内嵌電腦 可讀取程式。記憶體116為硬式之磁碟機〖22較佳，但亦 可為別種記憶體’例如隨機存取記憶體（未圖示）^除記憶 禮116以外’控制器110可包含軟式之磁碟機122與卡式 插槽•如第2圖所示’操作者與控制器u〇之間的介面可 為監視器118與光筆120。光筆no藉由上端之感應器偵 測由監視器118所發出的光。操作者藉由碰觸監視器118 之螢幕上的指定區域，並按下光筆12〇上的按鈕，即可選 第24頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) -----I--訂·11 — I 111 "5^ 45597 3 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 擇特定的螢幕或功能。通常被觸動的區域會改變顏色或顯 示一個新的選單’以確認使用者與控制器Π0之間的通 訊。在較佳實施例中’使用兩個監視器118與光筆120, 一組置於無塵室供操作者使用’另一組置於牆後以供技術 服務人員使用。兩組監視器11 8係同步顯示資訊’但同一 時間只有一個光筆120可以運作。 其它的電腦可讀取程式’例如儲存於其它記憶體（如 軟碟機或其他適當的磁碟機）内的程式，亦可用於操作控 制器11 0。電腦系統之卡式插槽包含單一主機板電腦、類 比與數位輸入/輸出主機板、介面卡以及步進機馬達控制器 主機板。設備26的不同元件皆符合定義主機板、卡槽、 連接器尺寸與型式之 Versa模組化歐洲標準（Versa Modular European standard, VME standard)。VME 標準亦 定義1 6位元資料匯流排與24位元位址匯流排之匯流排結 構， 電腦可讀取程式112 —般包含製程控制軟體124、終 點偵測軟體1 26、系統安全軟體以及其它控制軟體。製程 控制軟體I 2 4至少包含一組程式碼指令，用以操作反應室 2 8與相關元件'終點偵測軟體1 2 6至少包含一組用於操作 終點偵測系統56的指令《電腦可讀取程式可利用任何電 腦可讀取程式語言來撰寫，例如組合語言、C、C + +、Pascal 或Fortran»合適的程式碼可利用一般的文書處理器建於單 一或多個檔案中，並在電腦可使用之媒體（記憶體116)上 儲存或執行。若程式碼係以高喈語言鍵入，則程式碼將被 第25頁 本紙張尺度制中固@家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公爱） f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) isf---— II--訂---------1

455973 五、發明說明（） 編譯，而後㈣瑪與預先編譯之目的碼連結β執行已經編 譯與連結之目的碼時，使用者先行載入目的碼並驅動中央 處理單ϋΗ讀取以及執行程式蜗，以進行程式所指定的 工作。 被選取之預先決定的性質被程式化載入終點偵測軟 禮126。#達到-组所需之判準時，例如㈣測訊號的性 質與預先判定4特徵的性質相似時’終點偵測软體1 %將 分析由輻射侦測器62所提供的訊號軌跡紀錄，並判定製 程終點上述軌跡紀錄係藉由輻射偵測器62中的類比至 數位轉換器（未圏示）提供給控制器11〇〇終點悄測軟雜126 操作控制终點该測控制器1 3 0 ’而終點偵測控制器1 3 〇則 送出訊號以操作輻射源58、輻射偵測器62等終點賴測元 件’並可選擇性地操作透境組66、濾光器76以及其他元 件。終點偵測軟體1 2 6包含一組用於偵測訊號特徵值的指 令’以藉由偵測被反射輻射的強度變化或強度變化率來判 定製程的終點。所需的判準係以程式化輸入終點憤測軟趙 1 26，以識別使用經先前設定之參數或演算法的終點。 在一方法中’如第7®所示，當基材20進行製程時， 利用建立在演算法當中的訊號高度與時間長度，將所量測 到的軌跡紀錄藉由劃出軌跡紀錄終點周圍之榧格而被持 續地分析。一組窗口被程式化，用以偵測被反射強度之軌 跡纪錄的凹陷β較高的窗口可用於引發向上斜率*以用於 債測較晚的終點，或用於引發向上斜率以偵測在軌跡紀錄 之凹陷前的终點^當軌跡紀錄的訊號變得過於陡峭並離開 第26Τ _ … 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） - ---------- 4^· —---J — 一訂----I I 111 . (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局Μ工消t合作社印製 45597 3 A7 B7 五、發明說明（） 經預先程式設計的框格時（「離開框格」，’’WINDOW OUT”），或當軌跡紀錄的訊號變得平緩並進入框格時（「進 入框格」，’’WINDOW IN”），此時便符合第一判準。額外 的框格或窗口相繼地應用在移動中的軌跡紀錄以產生一 組完整的判準，以用於判定在軌跡紀錄中的訊號變化是否 為製程終點或只是雜訊。進入或離開框格的方向亦可指定 為判準的一部分。一組用於設定框格之程式化功能的典型 指令如表1所示》 演算法號碼 （I - 6 2 ) : 1 蚀刻模式：终點-深度（開關） 終點 終點 無 無 波長[1，2](2000-8000,0 表無） 3 6 5 0 3650 自動增益控制等級[Ι，2](40°/〇· 60%, 0表無） 50 無 自動增益控制時間 (5.0-500,0) 5.0 初始無效時間（0.0-999.9) 40.0 窗 口高度（-99.99-99.99) 0.30 -0.50 -0.10 -0.10 窗 口時間（0.1-99.9) 1.0 1.0 10.0 10.0 離開窗口數（1-99, 0表無） 3 3 無 無 進入窗口數（1-99, 0表無） 無 無 無 無 衍生時間（0.0-19.9) 0.0 過度蝕刻（0%-999%) 0 顯示起始等級（〖〇%-9〇%) 50 顯示增益（ 1-200) 20 第27貰 本紙張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先Μ讀背面之注4事項再填寫本頁) 裝 1— 訂.！-----線. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 455973 A7 B7 五、發明說明（） 磁場週期（0.1-5.〇) 1.0 場週期平均數（0-50) 1 高頻通過時間常數（0.0-600.0) 0.0 低頻通過時間常數（〇·0-600.0) 0.0 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在表1所提供的實例中，當在68秒建立二行離開窗 口判準時，一進行中的終點將終止在基材20上所進行的 製程階段》在第8圖所示之實例中，具有二行判準的終點 至少包含一個向上離開的窗口（在62秒時）以及一個向下 離開的窗口（在68秒時），以確保高峰值之偵測^在本例 中，高唪值係與剩餘220埃厚度的多晶矽層聯繫在一起。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 移動框格訊號分析法有助於從被反射輻射強度的變 化中，區別出雜訊尖峰信號與其它的假訊號，以判定製程 之終點，並偵測高峰值、凹陷值、絕對斜率的變化或以上 之組合。移動框格訊號分析法可提供免除雜訊之斜率偵測 的能力。授輿Birang等人之美國專利第5,343,41 2號中有 相關的描述。關於用於收集多通道與多反應室轨跡紀錄訊 號的軟體，可參考授與Cheng等人之歐洲專利第458 324B1 號。以上兩項在此併入以作為參考》 在偵測製程終點當中，在電腦系統上的終點偵測軟體 1 26提供一終點訊號給製程控制軟體1 24，而後製程控制 軟體124將指令傳到製程控制器128，以更改在反應室28 中的製程條件•製程控制器128適於控制一或多個氣體輸 送系統34、電漿產生器46或節流閥門44，以便在反應室 第23頁 用 適 度 尺 張 -紙 I本 Μ 公 97 2 X ο 21 /V 格 規 Μls) S 一準 標 家 國 I圉 455973 A7 B7 五、發明說明（ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 28中更改關於一終點訊號的製程條件。第9圖為處理基材 2 0上之層3 0以及在偵測製程終點後立即更改製程條件之 製程流程圖。在製程流程圈所描述的步驟中，在處理層30 時’第一製程條件維持不變，如光線之輻射聚焦在基材 上’並同時量測光線反射強度的軌跡紀錄。當在反射強度 的軌跡紀綠中量測到特徵值時，第一製程條件將更改為第 二製程條件’例如改變基材20上之層22的蝕刻或沉積速 率、改變姓刻選擇率，或在反應室28中加入體積流速足 狗大的清潔氣體’以便清潔製程區3 0的表面，但並不以 上述為限》 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 姑刻基材20上之層22以及清潔反應室28的製程， 係藉由製程控制軟體丨24來實施，並由製程控制器128執 行β製程控制軟體124的指令包括指示時間、氣體組成、 氣體流速、反應室壓力、反應室溫度' RF功率等級、底 座位置、加熱器溫度以及其它特別製程的參數。第圖 為示意方塊圖’其根據特定的實施例描述電腦可讀取程式 之製程控制軟體12 4的控制等級結構，使用者可利用一光 筆介面將製程集（process set)號碼以及製程反應室號碼輸 入製程選擇器指令集132,以回應顯示在陰極射線管（CRT) 終端機螢幕上的選單。製程集為實施特定製程而預先設定 之製程參數的群组，並以預先定義之號碼以為識別。製程 選擇器指令集132可辨識所需製程的反應室28;以及 (Π)操作製程反應室所需之製程參數集。進行特定製程而 與製程條件相關之製程參數包括：氣體组成、氣體流速、 *29頁 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公爱) ---- 455973 A7 經濟部智慧財產局霣工消t合作社印數 B7____五、發明說明（） 溫度、壓力、RF功率等級（在遥控微波電漿系統之實施例 中另包含微波產生器功率等級）、降溫氣體壓力以及反應 室内·壁溫度。製程選擇器指令集132控制在特定時間反應 室進行何種製程（如蝕刻、沉積、清潔晶圓，清潔反應室、 反應室吸氣、回流等製程）。在一些實施例中，可能有多 於一種以上的製程選擇器指令集132。製程參數係以製作 法的形式提供給使用者’並可利用光筆和監視器介面輪 入。 製程定序器（sequencer)指令集134至少包含用於接受 可識別之製程反應室28與製程選擇器指令集132之製程 參數的程式碼，以及用於控制不同製程反應室之操作的程 式碼。多人使用可輸入製程集號碼以及製程反應室號碼， 而單人使用則可輸入多個製程集號碼以及多個製程反應 室號碼，因此製程定序器指令集1 3 4可依照所需之順序排 定所選擇之製程的時程。製程定序器指令集134最好包括 程式碼以執行下列步驟：（i)監視製程反應室28的操作情 形’以確定反應室是否被使用；（H)判別使用中的反應室 進行何種製程；以及（iii)根據.製程反應室28的可利用性與 製程的類型執行所需的製程。在此可利用傳統用於監視製 程反應室2 8的方法，例如抽驗法（p 〇 11 i n g) a在排定執行製 程之時程時，製程定序器指令集134可將當前反應室28 的製程條件或使用者輸入的特定要求條件，與所欲進行之 製程的製程條件加以比較，或與任何系統程式設計師所欲 加入用以決定排定製程之優先順序的相關因素加以比 第30貫 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂—

n n Λ/m V 線· 本紙張尺度適用中國0家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 45597 3 Α7 Β7 五、發明說明（） 較。 一旦製程定序器指令集134確定即將被執行的製程反 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 應室28與製程集之组合，製程定序器指令集134會藉由 傳遞特定的製程參數給反應室管理指令集136而開始執行 製程。反應室管理指令集136根據由製程定序器指令集 134所決定的製程集來控制反應室28的多重製程作業^例 如’反應室管理指令集136包含在反應室28中用於控制 蚀刻或沉積製程的程式碼.反應室管理指令集136亦可控 制不同反應室元件指令集的執行，而反應室元件指令集係 用於控制反應室元件的操作，以執行選定的製裎集^舉例 而言’反應室元件指令集包括：基材定位指令集、氣流控 制指令集140、氣壓控制指令集！ 42、額外用於在底座裝 有加熱器之反應室的加熱器控制指令集144，以及電漿控 制指令集146。在某些實施例中包含上述之所有指令集， 但在其它的實施例中可能指包含部分的指令集，並依反應 至28的特定架構而定。對於通常技藝者而言，可立即了 解到可包含其它反應室控制指令集，而端視進行何種製程 而定 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 在操作當中，反應室管理指令集136選擇性地排程或 依照被執行的特定製程呼叫製程元件指令集。反應室管理 指令集136將製程元件指令集排程，而排程的方式非常類 似製程定序器指令集排定下一個被執行的製程反應室與 製程集的方式。以典型的情況而言，反應室管理指令集 包含下列步驟：監視不同的反應室元件、根據被執行之製 第31頁 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） 455973 4 5 5 9 7 3 A7 ______________ B7 五、發明說明（） 程集的製程參數決定需要啟動何種元件，以及啟動執行反 應室元件指令集以回應上述兩個步螺。 現在說明反應室元件指令集的操作情形。基材定位指 令集138至少包含用於控制反應室元件的程式碼，而反應 室元件係用於將基材20裝載至底座32上》亦可選用反應 室元件將基材20升至所需的高度，以控制基材2〇與氣體 輸送系統3 4之氣體排氣口 3 8之間的間隔β 製程氣流控制指令集140具有用於控制不同成分之製 程氣雜的程式瑪。製程氣流控制指令集1 4 〇控制安全閉合 闕門的開關位置’並經由接線端鈕（ramp)上/下氣流控制器 以得到所需的氣體流速。製程氣流控制指令集1 4 〇如同所 有其它反應室元件指令集一樣，藉由反應室管理指令集 136呼叫並從反應室管理指令集136接收與所需氣體流速 相關的製程參數。以典型的情況而言，製程氣流控制指令 集140藉由打開氣體供應源與重複下列步驊來操作： 經濟部智慧財產局3工消f合作社印製 讀取必要的流量控制器；（Π)將讀數與從反應室管理指令 集136接收的流速比較；以及（iii)若有需要則調整氣體供 應源的流速。再者，製程氣流控制指令集140包含監視不 安全的氣體流速之步驟。當偵測到不安全的氣體流速時， 將啟動安全閉合閥門》製程氣流控制指令集140亦控制清 潔氣體以及蝕刻與沉積氣體的氣體組成與流速，並依所遘 擇的製程而定·其它的實施例可能包含一種以上的製程氣 流控制指令集140，而每一種指令集控制一特定型式的製 程或一組特定的氣流控制器。

第32T 未紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 455973 Α7 五、發明說明（） 在某些製程中，如氮氣或氩氣等較不活潑的氣體流入 反應室28中，以便在導入反應製程氣體前穩定反應室中 的壓力。在上述製程中，製程氣流控制指令集14〇包含在 一段時間内將惰性氣體送入反應室28的步驟，而後進行 上述之步驟。此外，當液態前導物質汽化為製程氣體時， 例如在沉積矽酸四乙酯（TE0S)玻璃當中，製程氣流控制指 令集140會窝入包含透過氣泡器組件中的液態前導物質使 輸送氣體氣泡化的步驟，例如使用氦氣，或包含導入承載 氣體（如氦氣）至液態注射系統的步驃。在製程當中使用氣 泡器時’製程氣流控制指令集1 40會調節輸送氣體的流 量、氣泡器内的壓力以及氣泡器的溫度，以便得到所需之 製程氣體流速。如以上所述，所需之製程氣體流速將會被 傳遞至製程氣流控制指令集140，以作為製程參數。再者， 製程氣流控制指令集140包含取得製程氣體流速、氣泡器 壓力以及氣泡器的溫度等必要參數的步踢：。取得上述參數 的步驟係針對一給定的製程氣體流速，藉由存取被儲存的 參數表而得。一旦取得必要的參數值後，輸送氣體流速、 氣泡器壓力以及氣泡器的溫度將被監測，並與必要的參數 值比較，以便對照調整。 氣壓控制指令集142至少包含用於控制反應室28之 壓力的程式碼。控制的步驟係藉由調節反應室中排氣系统 42之節流閥門44的孔徑大小來達成β節流閥門44的孔徑 大小被設定於控制反應室的壓力"在設定所需之壓力時， 會考慮質量流速、反應室28的大小以及排氣系統42的幫 第33Τ 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^1 ^1 ^1 ^1 ϋ a— H ϋ I. · I t— n t— K』seJt 1 I 1 I (請先閲讀背面之沒意事項再填窝本頁) 455973 A7 B7 五、發明說明（） 浦壓力等因素《當氣壓控制指令集142被呼叫時，將從反 應室管理指令集136接收到所需之壓力等級，以作為製程 參數。氣壓控制指令集142係藉由讀取一或多個與反應室 28連接的傳統壓力計來量測反應室28内.的壓力，並將量 測值與目標值比較’以從儲存壓力表得到對應於目標值的 PID 值（proportional，integral, and differential)，同時根據 從壓力表得來的PID值調整節流閥門44。在另一情況下， 氣壓控制指令集142可窝入開啟或關閉節流閥門44至特 定的孔徑大小’以調節反應室中f浦抽氣的容量至所需的 標準。 加熱器控制指令集144可依照需要包含控制額外加熱 元件（未圓示）之溫度的程式碼=> 加熱器控制指令集144亦 可被反應室管理指令集〖36呼叫，並接收目標參數、設定 值或溫度參數。加熱器控制指令集14 4藉由量測位於底座 之熱電偶的電壓輸出來測量溫度，並將量到的溫度與設定 值溫度比較’同時利用增加或減少輸入至加熱單元的電流 而彳于到設定的溫度。温度係以量測電壓值經由查詢轉換表 所對應的溫度而得’或利用由喈多項式計算溫度而得。當 加熱底座使用嵌入式迴路時，加熱器控制指令集144將逐 步地控制迴路上之電流的接線端鈕。此外，可另包含内建 式無失誤模式*以偵測製程安全保障並在反應室28未被 適當裝設時關閉加熱器單元的運作。 電漿控制指令集146至少包含用於設定反應室内製程 電極50、52之RF功率等級的程式碼》如同以上針斜反應 第34頁 本紙張尺度適用争困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先K!讀背面之注意事項再填窝本頁) —裝 訂---------線i 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 4 5 6 9 7 3 A7 B7 五、發明說明（） 室元件指令集所描述的情況，電漿控制指令集1 46係被反 應室管理指令集136呼叫。對於使用遙控式電漿產生器46 之實施例而言，電漿控制指令集146可包含用於控制遙控 式電漿產生器（未明示）的程式碼。 被計算之终酞明收敕跡紀錄 在本發明之另一形式中，被反射輻射64的軌跡紀錄 係以數學模式計算，並被儲存以作為演算法测定之參考軏 跡紀錄。軌跡紀錄係先前利用光學吸收模式以及下列參數 經計算而得：層22之參數（如組成成分、折射率、衰減係 數、厚度以及其它光學常數）、蝕刻速率與蝕刻選擇性， 以及位於其上之阻礙層的數量。電腦可讀取程式Π2的终 點偵測軟體1 26被程式設計用於測定輻射64的總反射振 幅’或預測發生在層22處理完畢時的反射輻射強度變化。 例如，第11圖為基材20上之層22之反射輻射64之 強度的數學模型化軌跡紀錄隨著層22厚度增加的曲線 圖。在沉積製程中如CVD、PVD或氧化製程，層22會發 生厚度增加的情形。當層22的厚度達到預先設定的厚度 時’終點偵測法即使用於偵測在基材20上所進行層22之 沉積製程的終點《在沉積製程中，並非在反射輻射64之 強度的軌跡紀錄中尋找特徵值或其它性質，而是在反射輻 射64之強度的軌跡紀錄中消失的特徵值或其它性質能夠 指示出接近製程之终點》此事件的序列僅是如第lb圖與 第lc圓所示之反向序列。如第ic圈所示，起先由於層22 第35貫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公* ) <諝先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) < ί ί n ·1 n ^-5,t fl t tt tf 線- 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 455973 A7 B7 五、發明說明（) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 的厚度只有d3而足夠小到實質上為非吸收層或僅僅吸收 一小部份的輻射，因此入射在基材20上的輻射60被基材 上之層22的表層106與介面層108反射。隨者層22 的厚度在沉積製程當中逐漸變大，入射的輻射有一部分被 表層106反射，而有一部分被位於下方的介面層1〇8反 射，且兩個反射輻射分量104與109由於具有不同的光程 而產生建設性或破壞性干涉，並形成如第1 1圖所示之一 系列的干涉條紋。然而，在接近製程終點時，層22的厚 度h會接近促使入射輻射60之分量100在預先決定之路 徑長上被大量吸收的厚度，此時會發生干涉條紋消失的情 形a當在干涉條纹消失之前或之後的預設時間内發生一或 多個干涉條紋消失的事件時'亦即在預設時間内出現特徵 值時’即可要求終止沉積製程。以經驗法則而言，當反射 輻射的干涉條紋開始出現或消失時，層的厚度d約等於 (0.37 λ )/k’其中k為在基材20上被沉積之層22的衰減係 數° 一模式化軌跡紀錄可用於判定終點偵測的適當特徵 值’且如同在蝕刻製程中，下層24的厚度與材料性質會 影響反射強度之軌跡紀錄的形狀與其它特性。 經濟部智慧財產局S工消费合作社印製 對於具有多層不同組成之複雜系統的製程而言，例如 含有沉積在多晶碎上之碎·化鶏的多組元（multicomponent) 多晶矽化金屬（poly cide)層22，反射輻射強度的軌跡紀錄 將呈現同樣的反應變化，但可藉由矩陣加以更精確地模式 化，而以2x2的矩降來表示多組元層22中的每一個元件I 並利用此2x2的矩陣來計算層22的總吸收率與反射率。 第36頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 455973 A7

五、發明說明（） <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因此，電腦可讀取程式Π2可包含一组含有程式瑪之指令 以用於計算一矩陣。上述之矩陣包含由基材2〇上之層22 的每一個元件得到的總吸收率與反射率所组成的陣列。多 组元層22的特徵結構所引起的侧面變化，亦可以向量加 法配合相位總計反射振幅大小來計算，以決定從層22反 射的強度。因此’程式碼由一組指令組成，並藉由向量加 法配合相位總計反射振幅大小來計算多組元廣22的特徵 結構所引起的側面變化，以測定從層22反射的強度β在 另一情沉中，遞迴法可將層22之反射輻射的軌跡紀錄模 式化。 經濟部智慧財產局貝Η消费合作社印製 這些方程式與特性係以程式的变態設計在電腦可讀 取程式I 1 2的終點偵測軟體1 26中，以數學方法預測被反 射輻射64的強度變化，並辨識在基材20進行製程中所出 現適當的终點訊號或特徵。一般而言，電腦可讀取程式112 的終點偵測軟雄126所包含的程式碼指令係用於：（i)在基 材20進行製程當中，將反射輻射64的軌跡紀錄模式化； (Π)非強制性地從模式化軌跡紀錄中選擇特徵值；（iii)儲存 模式化的軌跡紀錄與/或特徵.值；以及（iv)從輻射偵測器62 偵測一部分的入射輻射訊號，並分析偵測訊號與被儲存的 特徵值相關的特性，且當某些特性足夠相似時，則要求終 止在基材20上所進行的製程。 例如，第12a圖為顯示從基材20反射而來之輻射強 度經計算而得之軌跡紀綠隨者輻射波長增加之曲線圖，基 材20至少包含位於矽層（未圈示）與氧化矽下層24上之小 第37頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 45597 3 A7 87 五、發明說明（）

粒狀多晶矽層22。多晶矽屉，1 Ω A ▽嘈22的厚度為6000埃，而位在 (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 下方的氧化梦層165的厚度為35埃。如第12b围所示， 隨者反射輻射之波長增加，曲線被計算以符合複數折射率 η(實部m k(虚部)的實驗值1注意的是，在波長短時， 衰減係數k變得足夠大而可抑制在層22與下層24發生光 學干涉。發生干涉條紋變小（例如總反射強度的！ 的厚度 d約等於（G.3 7 λ )/k。因此，不論出現或未出現對於總反射 強度的贡獻，從層22表面的下方反射出的總反射強度很 明顯地與波長和衰減係數有關。由於k為層22的材料參 數，因此可選擇適當的輻射波長以產生所需的厚度，而使 被反射輻射64的強度總變化量在蝕刻或沉積製程中變得 明顯’並可用於控制製程。由於衰減係數k與吸收率隨著 波長而變化’因此干涉條紋係出現在剩餘之多晶矽層22 的不同厚度。如上所述’在蝕刻基材20時，可選擇特定 的波長以使干涉條蚊或其它存在於被蝕刻的多晶矽層22 之任何剩餘厚度中且可辨識的特徵出現。 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 在另一實施例中，第Π圖為顯示從基材20反射而來 之輻射強度經計算而得之軌.跡紀錄的曲線圈，其為蝕刻製 程時間的函數，其中輻射64具有預先選擇之波長，並至 少部分地從基材20反射，基材20至少包含厚度2000埃 的多晶矽層22以及位於下方厚度分別為20、100與1〇〇〇 埃的氧化矽層24。在模擬當中，層22的蝕刻速率被設定 為每分鐘2000埃’。應注意的是，開始出現干涉條紋的時 間不僅取決於多晶矽層22的剩餘厚度’且依下層24的厚 第38頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐> 455973 a7 B7 五、發明說明（） (諳先閲讀背*之注意事項再填寫本頁) 度而定。因此，所有曲線在同一時間到達相同的蝕刻點 時，例如在約60秒時到達下廣24與層22的介面，每一 曲線都有不同出現干涉條紋的開始時間，以及不同的干涉 條紋形狀。此例顯示需要經驗式或數學化的方法，用於判 定特定基材20之輻射反射強度的軌跡紀錄，以便在輻射 反射強度的軌跡紀錄中選取適當的特徵或變化，作為判定 製程終點的依據。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 在另一實施例中，第14a圖為顯示從基材20反射而 來之輻射強度經計算而得之轨跡紀錄的曲線圖，其中預先 選定之輻射波長為2537埃’並至少部分從基材20反射， 基材20至少包含位於矽層（未圖示）與氧化矽層24上且厚 度為1000埃的鋁層22。鋁層22的蝕刻速率為每分鐘1〇〇〇 埃。此時的軌跡紀錄係在基材20上蝕刻且以兩種不同厚 度的氧化矽層24經計算而得。兩種不同的厚度分別為30 埃（薄層）與1微米（厚層）。應注意的是，在80%的反射強 度等級時（其係任意選取，作為指示製程終點的訊號變 化）’剩餘未被蝕刻的鋁層22在具有較厚之氧化矽層24 的基材20上約為170埃，而在具有較薄之氧化矽層24的 基材20上則只有約5 5埃。因此，8 0%的反射強度等級可 作為用於偵測製程終點而預先設定反射輻射64之強度變 化的量化等級：然而，必須決定反射輻射64的軌跡紀錄， 以測定基材2 0的特徵，否則會以蝕刻材料錯誤的剩餘厚 度為製程終點。在另一實施例中，第14b圖為顯示從基材 20反射而來之輻射強度經計算而得之軌跡紀錄的曲線

第39T 本紙張尺度適用中3 @家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 455973 A7 B7 五、發明說明（） <請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁> 圖’其中預先選定之輻射波長為3650埃，並至少部分從 同一基材20中反射。再次地，在8 0%的反射強度等級時， 剩餘未被蝕刻的鋁層22在具有較厚之氧化矽層24的基材 20上約為150埃，而在具有較薄之氧化矽層24的基材20 上則約65埃，其顯示下層24的性質所產生的效應。 本發明的製程終點偵測法可顯著地改善基材的良 率’並且特別有助於蝕刻位於薄閘極氧化下層之上的多晶 矽層，而薄閘極氧化下層的厚度可低達25至65埃（比習 知技術的閘極氧化層薄四倍）。藉由在薄閘極氧化層被蝕 刻穿過之前停止蝕刻製程（否則會被破壞），製程終點偵測 法可為基材上的積體電路提供較高的良率。 例一：清潔輿蝕刻盥程 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 在本例中，用於進行沉積或蝕刻製程的反應室2 8必 須清潔以除去殘留在反應室壁上、元件上或其它反應室表 面上的沉積物與污染物；否則，殘留的沉積物將會飄落在 基材上並污染基材20。傳統的蝕刻製程中，在蝕刻1〇〇 至300片晶圓後，反應室2S會被開啟並由操作人使用酸 性物質或溶劑以「濕式清潔」方式擦洗累積的蝕刻殘留 物。清潔過後，反應室2 8進行抽氣2至3小時以除去易 探發的物質而後，在一些仿造的晶圓上進行數次蝕刻’ 直到獲得一致的蝕刻結果為止。在對蝕刻反應室28進行 濕式清潔的停工期間，會造成每一個基材20的成本以及 資本额大量地增加。再者，由於濕式清潔過程係由手工操 第40頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 455973 A7 _________B7 五、發明說明（） 作，反應室表面的潔淨程度皆不盡相同。因此，有必要在 處理基材20當中’減少或消除形成於反應室表面的沉積 物，以減少或排除濕式清潔的步驟。 因此，本發明之另一面向包含與蝕刻製程一同進行的 清潔製程。以一較佳實施例而言，基材20上的第一層22 在蚀刻製程的第一階段中被蝕刻。製程氣體包含高蝕刻速 率之触刻劑氣體，以及可清除形成於反應室壁上之殘留物 的反應室清潔氣體。一製程終點在第一層22被蝕刻穿過 前即刻被偵測到’同時在製程的第二階段改變製程氣體的 組成，移除清潔氣體以蝕刻第一層的剩餘部分，而不會破 壞下方的第二層22*製程第一階段中的清潔氣體可清潔蝕 刻反應室28’而不需要在進行處理一整批的基材20當 中，為了進行濕式清潔工作而停止蝕刻。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 X 消 费 合 作 社 印 製 清潔氣髏亦可在任何用於蝕刻穿過基材20上之層22 的製程暗段加進製程氣體中，而不限定在製程的第一暗 段。例如’多隋段蝕刻製程可用於蝕刻基材20上不同材 料的堆疊層《在此製程中，清潔氣想在至少一個製程隨段 被導入，以除去在先前或之後的隋段中堆積在反應室表面 的蝕刻劑殘留物"多階段蝕刻製程對於蝕刻包含带化鎮與 多晶矽之多晶矽化金屬結構’或在矽晶圊上蝕刻氮化矽廣 或氧化矽層特別有用*雖然在此係以多喈段蝕刻製程蝕刻 上述之各層，但亦可應用於蝕刻其它層，例如金屬層。因 此本製程並不限於上述之實施例與在此提供的方法β 在清ί絮階段中’清潔氣禮被加入姓刻劑氣鱧中，使得 第41頁

45597 3 A7 ______ B7 五、發明說明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 在蝕刻過程中形成於反應室表面的蝕刻劑殘留物，可以在 蝕刻製程結東前幾乎被完全地清除。在較佳實施例中，蝕 刻劑氣體係由氣氣、氮氣、氧氣、溴化氫或氦·氧等氣體 當中之一或多種所组成；而清潔氣體則由無機且不含碳氩 化合物之氟化物氣體所組成’例如氟化氮、氟化碳或氟化 硫。關於清潔氣體對蝕刻劑氣體的體積流量比，最好選擇 能夠在接近蝕刻製程完成時，將蝕刻劑殘留物從反應室表 面完全清除者。在更佳的情況中，選擇清潔氣體對蝕刻劑 氣體的體積流量比，應能夠在處理至少2000個基材20當 中’將蝕刻劑殘留物從反應室表面完全清除，而不需要進 行清潔反應室的步驟。適當的清潔氣髏對蝕刻劑氣體的體 積流量比從約1:20至約1:1，最好從约1:1 〇至約2:3，而 以2:3為最佳。在實驗中發現：依照上述之體積流量比t 幾乎所有反應室表面上的蚀刻劑殘留物會被清除，且不會 磨損反應室表面。再者，在實驗中意外地發現：藉由蝕刻 劑氣體與清潔氣體的結合步驟，可清潔反應室的表面並可 使其回復正常狀態，而不需單獨進行回復反應室之正常狀 態的步驟》 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 蝕刻含矽之層22時，在蝕刻劑氣體组成當中加入清 潔氣體可使合成的製程氣體對於含矽層更易反應，並為蚀 刻相對於氧化矽層為上層之多晶矽層提供高蝕刻率與低 蝕刻選擇比。以典型之情況而言，加入清潔氣體可使蝕刻 選擇比下降到4:1至6:1。傳統蝕刻劑氣體組成所得到的 蝕刻選擇比係從10:1至12:1，當下層暴露在電漿下時， 第42頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） /1 5597 3 A7 B7 五、發明說明（） 此將造成清潔氣體電漿蝕刻或破壞下層24。當下層24非 常薄，大約幾個原子的數量級時’上述情況將更形嚴重。 在蝕刻製程中，基材20首先以由蝕刻劑氣體與清潔 氣體所组成的第一製程氣體蝕刻*蝕刻劑氣體至少包含 120sccm(每分鐘標準立方公分）的漠化氫、30sccm的氣 氣、以及lOsccm的氦-氧氣體（含30%的氧氣）。清潔氣體 的組成成分包含氟化碳，並以清潔氣體總流速之25%的體 積流速（约40sccm)加到姓刹氣禮β氣壓約為4mtorr，.而底 座的溫度約為50QC。清潔氣體可在製程中全面清除所有散 佈在反應室壁上的蝕刻劑殘餘物，而不需要單獨地進行濕、 式清潔的步驟*然而，加入氟化碳氣體會降低蝕刻多晶矽 層相對位於下層之氧化矽層的蝕刻選擇比至約5:1。若蝕 刻製程未在完成下層之蝕刻之前更改，則相對較低的蝕刻 選擇比會造成下層24的快速退化。 蝕刻製程的第一陏段中，當蝕刻製程進行到接近完成 時’終點侦測系統56以程式化設計偵測在基材20上蝕刻 層22的製程终點，亦即約有30nm厚度的多晶矽層留在基 材上》當所選擇的特徵波形被電腦系統偵測到時，第一製 程條件將更改至第二製程條件，以降低蝕刻速率亚增加蝕 刻多晶矽層22相對位於下層之氧化矽層的蝕刻選擇比。 第二製程條件利用以120sccm的溴化氫與i〇sccm的氦-氡 氣體所組成的第二製程氣體（不包含任何的氯氣或氟化碳 加入製程氣體）來蝕刻剩餘厚度30〇埃的多晶矽層22,反 應室28的壓力維持在較高的壓力5 5mTorr，電感源功率等 第《τ 本紙張尺度適用t困國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公爱 (請先閱讀背面之注SW*項再填寫本頁)

裝---- ----訂---------線J 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 455973 A7 ---------B7____ 五、發明說明（） 級為90G瓦，㈤RF偏壓功率等級為^瓦以提供較高約 12的源對偏壓功率比。第二製程氣體組成成分（無氟化碳 絮氣體）提#姓刻多晶碎層才目對位#下看纟氧化珍層的 蝕刻選擇比約為12:1，與清潔氣體與蝕刻劑氣體比較之下 由第軋程氣體得到的蝕刻選擇比高出兩倍以上。此種情 況可顯著地降低對基材2〇上之下層24的破壞。 例二： 在另一實施例中包含p〇lycrystallin£!矽的基材2〇在 第一階段中利用以氣氣、氮氣與氟化碳（可包含氧氣）所組 成的第一製程氣體蝕刻。在較佳的情況中’選擇氯氣、氮 氣與氟化硬對蚀刻劑氣體的體積流量比，應能夠在處理至 少20 00個基材20當中，將蝕刻劑殘留物從反應室表面完 全清除，而不需要進行清潔反應室的步驟。氟化碳：（氯氣+ 氣氣）的趙積流量比以從约1 :2 0至約1 : 1較佳。而後，在 製程的第二階段停止輸入清潔氣體’並以不含清潔氣體的 蚀刻劑氣體蝕刻基材20。可以氟化硫或氟化氮取代氟化 碳。 例三： 多階段製程亦可應用於蚀刻基材20上不同的層22， 且清潔氣禮在至少一個製程暗段被導入，以除去在先前或 之後的階段中堆積在反應室表面的蝕刻劑殘留物。基材至 少包含由矽化鎢與多晶矽所组成之多晶矽化金屬結構^硬 第Μ頁 本紙張尺度適用中0闺家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） f請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁)

-« -IK--— I 訂--------I 經濟邨智慧財產局貝工消費合作社印髮 455973 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作杜印製 五、發明說明（） 化鑛層22係利用以含氣的氣體，如氣氣和氮氣之混合物 (可包含氧氣）’所組成的第一製程氣體蝕刻。氣氣對氮氣 的體積流量比以從約1:3至約1:1，而以2:3較佳β反應室 28的壓力維持在1至lOmTorr，電感源功率等級為200至 800瓦，而RF偏壓功率等級為20至12〇瓦。 在弟一蚀刻暗段，第二蚀刻氣雅被導入反應室28中， 並形成電漿以蚀刻第二層22，例如在矽化鎢層完全被蝕刻 後’蝕刻位於矽化鎢層下方的多晶硬層。多晶梦層22可 以多於一種的蝕刻製程步騾來蝕刻，並以在姓刻製程當中 改變的蝕刻劑氣體組成成分來進行。合適的第二製程氣體 組成成分至少包含流速介於20至1 20sccin的氣氣、流速 介於80至240sccm的溴化氫’以及流速介於2至i〇sccin 的氦-氧氣體。反應室的整力在25至200mTorr之間，輸 入電感器天線的電感源功率等級為200至800瓦，而第一 與第二製程電極50、52的RF偏壓功率等級為2〇至12〇 瓦。 在一或多個第一與第二製程隋段中，清潔氣體被加入 蝕刻劑氣體中，並選擇適當的體積比，使得在蝕刻過程中 形成於反應室表面的蝕刻劑殘留物，可以在蝕刻製程結束 前幾乎被完全地清除。在第一舆第二製程噃段中所形成的 蚀刻劑殘留物，通常係以含有鹵素、竣、氳以及氧的有機 聚合物所組成。當含矽的層2 2被蝕刻時，主要含有氧化 矽化合物的蝕刻劑殘留物，會在蝕刻基材上之矽化鹤與多 晶硬廣期間形成。然而，杜刻劑殘留物的組成成分從第__ 第45頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 * 297公釐） I --------1^— — —丨11-! — —！ — -線 -» <靖先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁> 455973 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印紫 Α7 Β7 五、發明說明（） 層到第二層22會有所不同。第一蝕刻劑殘留物多數由鑛 與矽的物種所組成，第二蝕刻劑殘留物則多數由矽與氧的 物種所組成。因此，清潔氣體在第一或第二製程階段以適 當的II積比加入製程氣體中*以便在第一缺刻製程階段姓 刻矽化鎢層22以及在第二蚀刻製程隨段蝕刻多晶矽層 時，除去分別在第一蝕刻製程喈段以及第二蝕刻製程階段 所形成的第一蝕刻劑殘留物與第二蝕刻劑殘留物·》適當的 清潔氣禮對#刻劑氣想的體積流量比從约1:1 〇至約2:3。 例如，在體積流量為80seem的氣氣與40seem的氮氣之第 一姓刻劑氣體中加入由想積流量8 0 s c c m的氟化碳所組成 的清潔氣體’可提供清潔氣體對第一蝕刻劑氣體的體積流 量比約2 : 3 β 在處理2000個以上的基材20當中，清潔氣體可將蝕 刻劑殘留物完全清除。在一實驗中，超過3000個矽晶圊 基材20接續地在蝕刻反應室28中被蝕刻，並量測被蝕刻 晶囷的蝕刻特徵性質、蝕刻速率以及蝕刻選擇比·矽晶圓 具有厚度1〇〇〇埃的氧化矽下層24、其上復蓋含有厚度 3 000埃之多晶矽與厚度3000埃之矽化鎢的多晶矽化金屬 層22。矽化鎢層22係利用以體積流量為80sccm的氣氣與 40sccm的氮氣之蝕刻劑氣體以及體積流量8〇SCCm的氟化 碳清潔氣想所組成的第一製程氣體來蝕刻，且清潔氣體對 第一蝕刻劑氣體的體積流量比約23.反應室28的壓力維 持在4mTorr，電感源功率等級設定為6〇〇瓦，而rf偏壓 功率等級為60瓦β 第46頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公笼） ---- 1------- 裝 - -----—訂 —---- I -線 — . - , <請先53讀背面之江意事項再填寫本頁) 455973 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（） 蝕刻與清潔製程可均勻地蝕刻基材2〇，並可同時清除 在触刻製程中堆積在反應室的蝕刻劑殘留物，而與蝕刻劑 殘留物層22的厚度和化學計量無關。習知技術中，在處 理200至300片晶圓後，由於蚀刻速率與姓刻選擇比的變 化’以及由堆積在反應室的蝕刻劑殘留物所造成的高度粒 子污染’習知的蝕刻製程必須在僅處理2 0 〇至3 0 0片晶圆 後’清潔與調節改善反應室28。再者，習知技術的清潔製 程，特別是需要由操作人員執行的製程，經常無法均勻地 清除形成於反應室表面的蝕刻劑殘餘沉積物，且無法清除 飄落在基材上並污染基材20的蝕刻劑沉積物。 與習知技術對比之下’本發明的製程可清除反應室表 面上所有的蝕刻劑殘餘物，以降低基材的污染並提高良 率。由於在反應室中降低電漿能量的緣故，與傳統在原位 的（in-situ)電漿清潔步驟比較下，清潔氣體可大量地減少 對反應室造成的腐蝕性破壞。在習知技術中，由於利用高 能電漿清除殘餘物沉積，因此很難避免對反應室表面與元 件造成腐蝕性破壞。藉由減少換裝反應室元件的需要，可 使操作反應室28的成本以及、一個基材20的成本顯著地 降低。此外，清潔氣體可以很有效率地在原位清潔反應室 28，且不需要為了以濕性清潔的方式清潔反應室而停止製 程，因此可增加製程生產量並更進一步地降低每一個基材 的成本。蝕刻與清潔製程至少可增加兩倍的反應室使用 期，並可藉由減少蝕刻劑的副產物飄落並沉積在基材20 上，而增加基材的良率。 第47頁 本纸張尺度適用中0國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） — — — — — i — — — — —— > — — ( — — 1— — — — — — — — — — i * _ > (请先Μ讚背面之注意事項再填窵本頁ί

455973 A7 --—___ B7 五、發明説明（） 上述之說明僅為本發明中的較佳實施例，其它形式的 實施例亦可據以實施。例如，終點禎測製程可用於偵測其 它製程的終點以及用於其他類型的反應室，如對通常技藝 者而言係顯而易知之濺鍍反應室、離子佈植反應室以及其 它沉積反應室，但並不以此為限。因此，所附之申請專利 範圍的精神與範圍並不限定於較佳實施例所描述者。 ----------β------ir---------線. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消旁合作杜印製 -3&4SS- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4現格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 455973 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 1. 一種用於處理一基材之反應室，該反應室至少包含： C請先Mtl背面之注f項再填寫本頁) (a) —輻射源，該輻射源所放射之輻射具有在該基材 之一層之一厚度中於預先決定之路徑長中被大量吸收 之波長；以及 (b) —輻射偵測器，適於侦測該輻射。 2. 如申請專利範圍第1項所述之反應室’其令上述之輻射 至少有部分被該基材上一或多個下層反射，且該輻射偵 測器偵測該輻射之強度的變化。 3·如申請專利範圍第2項所述之反應室’其中上述之輻射 在該層之第一厚度中被大量吸收，並且該輻射至少部分 穿過該層之第二厚度且被該下層反射。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4. 如申請專利範圍第1項所述之反應室，其中上述之輻射 在該層預先決定之路徑長中至少包含一足夠高之吸收 係數’以使該輻射於該層之第一厚度中被吸收，且該輻 射至少部分穿過該層之第二厚度’其中第二厚度小於第 一厚度。 5. 如申請專利範圍第1項所述之反應室’其中上述之輻射 源係位於該反應室的外部。 6. 如申請專利範圍第1項所述之反應室，其中上述之輻射 第49頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4规格（210 * 297公釐) 455973 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 源至少包含一照射器、發光二極艘或雷射。 7·如申請專利範圍第丨項所述之反應室’其中上述之輻射 源至少包含一電漿之放射線。 8.如申請專利範圍第1項所述之反應室，其中上述之輻射 源提供非極化光輻射。 9‘如申請專利範圍第1項所述之反應室’更包含一濾光器 位於該輻射之路徑，該濾光器適於選擇性地讓該輻射通 過》 10_如申請專利範圍第1項所述之反應室’更包含一繞射光 柵位於該輕射之路徑，該繞射光柵適於選擇性地讓該輻 射通過》 1 1 如申請專利範圍第I項所述之反應室’更包含一控制器 適於接收該輻射偵測器之_ 一訊號並分析該訊號，以侦測 出對應於製程階段之一終點的特徵》 12,如申請專利範圍第u項所述之反應室，其中上述之控 制器在侦測到該特徵後，更改該反應室之一製程條件， 該製程條件至少包含一或多個氣體組成、氣髏流速、一 氣«供能器之操作功率、氣體壓力以及溫度。 第 50ΊΓ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公茇） (請先閱讀背面之注ί項再填寫本頁) 裝.I I — — I - - . I I — I----I 經濟部智慧財產局昊工消費合作社印製 I A8B8C8S 455973 、申請專利範圍 13. —種用於處理一基材之反應室，該反應室至少包含一輻 射源，該輻射源所放射之輻射具有在該基材之—層之一 厚度中於預先決定之路徑長中被大量吸收之波長’一適 於偵測該輻射之輻射偵測器，以及一濾光器位於該輻射 之路徑，該濾光器適於選擇性地讓該輻射通過。 14. 如申請專利範圍第13項所述之反應室’其中上述之輻 射至少有部分被該基材反射，且該輻射偵測器偵測該輻 射之強度的變化。 15. 如申請專利範圍第丨4項所述之反應室，其中上述之輻 射在該層之第一厚度中被大量吸收’並且該輻射至少部 分穿過該層之第二厚度且被一或多個下層反射。 16. 如申請專利範圍第π項所述之反應室，其中上述之遽 光器至少包含吸收福射之材料。 17. 如申請專利範圍第π項所述之反應室，其中上述之遽 光器至少包含一繞射光柵。 18. 如申請專利範圍第13項所述之反應室，更包含—控制 器適於接收該輻射偵測器之一訊號並分析該訊號，以4貞 測出對應於製程喈段之一終點的特徵a 第51頁 本紙張尺度適用中國S家標準<CNS)A4規格（210 χ 297公釐） <锖先閱讀背面之vit事項再填寫本頁) ^ -111—— — — — — — — — — — — I 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 费 合 作 社 印 製 888^ ABCD 455973 六、申請專利範圍 19‘如申請專利範圍第is項所述之反應室，其中上述之控 制器在偵測到該特徵後，更改該反應室之一製程條件， 該製程條件至少包含一或多個氣體組成、氣雅流速：一 氣體供能器之操作功率、氣體壓力以及溫度。 20·—種處理基材之方法，該方法至少包含下列步驟： 〇)放置該基材於一製程區： (b) 維持該製程區之製程條件，以處理該基材之一 屠’該製程條件至少包含一或多個氣體組成，氣體流 速、—氣趙供能器之操作功率、氣體壓力以及溫度； (c) 提供具有在該基材上被處理之該層之一厚度中於 預先決定之路徑長中被吸收之波長的輻射；以及 (d) 在處理該層預先決定之厚度後，偵測該輻射之變 化。 21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中.上述福射之 變化係發生在該輻射部分被該基材上之一或多個下層 反射。 22. 如申請專利範園第20項所述之方法，更包含提供一輻 射之步驟，該福射在該層之第—厚度中被大量吸收’龙 且該輻射至少部分穿過該層之第二厚度且被一或多個 下層反射。 第52貰 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------.—'^ -------訂---------線— (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 455973 六、申請專利範圍 As— 23.如申請專利範圍第2〇項所述之方法，至少包含提供一 輻射之步驟，該輻射在該層預先決定之路徑長中至少包 含一足狗高之吸收係數，以使該輻射於該看之第一摩度 中被大量吸收，且該輻射至少部分穿過該層之第二厚 度，其中第二厚度小於第一厚度。 2 4.如申請專利範圍第2 〇項所述之方法，至少包含提供一 非極化光輻射之步》。 25.如申請專利範圍第2〇項所述之方法，至少包含過遽該 輻射’並選擇性地僅讓該輻射通過之步驟。 ------------^—— • - * (請先BII背面之jif項舟琪寫本貢> tr 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 26.如申請專利範圍第20項所述之方法，更包含在偵測到 該輻射之變化後，決定該層之一製程喈段之步戰β 27，如_請專利範園第26項所迷之方法，更包含在偵測到 該輻射之變化後，更改一製程條件之步驟β 28. 如申清專利範圍第27項所述之方法，更包含更改一製 程條件，以改變該基材之該層的蝕刻或沉積速率之步 驟β 29. 如申請專利範困第26項所述之方法，至少包含在包圍 第53頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455973 六、申請專利範圍 一基材之反應室中藉由以足夠高的體積流量比加入一 製程氣體，以更改一製程條件之步驟。 3 0 _種在基材上蝕刻—層之方法，該方法至少包含下列 步驟： (a) 放置該基材於一製程區； (b) 維持該製程區之製程條件，以蝕刻該基材上之該 層； (c) 提供具有在該基材上被處理之該層之一厚度中於 預先決定之路徑長中被大量吸收之波長的輻射；以及 (d) 偵測該輻射之變化。 31.如申請專利範圍第30項所述之方法，至少包含提供一 福射之步驟’該輻射在該層被部分蝕刻後，部分被該基 材上之一或多個下層反射β 32.如申請專利範困第3丨項所述之方法，至少包含提供一 輻射之步郫’該輻射在該:f之第一厚度中被大量吸收， 且該輻射至少部分穿過該層之第二厚度，其中第二厚度 小於第一厚度。 3 3.如申請專利範圍第3 1項所述之方法，更包含在偵測到 該輻射之變化後，更改該反應室之一製程條件之步费， 該製程條件至少包含一或多個氣體組成、氣體流速、_ 第54頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i .^1 n if 1 af 一 ti I . (諳先閱讀背面之注f項再填寫本頁) A8B8C8D8 4 5 5 9 7 3 六、申請專利範圍 氣體供能器之操作功率'氣體壓力以及溫度。 34.如申請專利範園帛3"所述之方法，丨包含在偵測到 該輻射之變化後，決定該層之一蝕刻製程喈段之步郫。 3 5.如申請專利範圍帛30項所述之方法’更包含在偵測到 該輻射之變化後，更改該層蝕刻速率之步騾。 36.—種處理基材之方法，該方法至少包含下列步驟： (a) 放置該基材於一製程區； (b) 維持該製程區之製程條件，以處理該基材之— 層，該製程條件至少包含一或多個氣體组成、氣趙流 速、一氣雜供能器之操作功率、氣禮壓·力以及溫度； (C)提供具有在該基材上被處理之該層之第一厚度中 於預先決定之路徑長中被大量吸收之波長的輻射，且該 輻射至少部分穿過該層之第二厚度並被該基材上之— 或多個下層反射，其中第二厚度小於第一厚度；以及 (d)在該輻射被該下層'反射後，偵測具有該波長之轉 射的變化β 3 7.如申請專利範園第36項所述之方法’其中上述之步驟 (d)至少包含偵測該輻射之強度的步騾。 38.如申請專利範圜第37項所述之方法’其中上述之步笱 第55頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210 * 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 *-------訂--------1 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 t 45597 3 A8B8C8D8 六 經濟部智慧財產局負工消f合作社印« 申請專利範圍 (d)至少包含偵測該輻射之強度之一轨跡紀綠之特徵的 步驟。 39. 如申請專利範圍第38項所述之方法，其更包含將該特 徵與預先測定之特徵相互比較之步驟，且當兩特徵在實 質上相似時，更改該反應室中的製程條件。 40. —種處理基材之方法，該方法至少包含下列步驟： (a) 放置該基材於一製程區，並維持該製程區之製程 條件，以處理該基材之一層； (b) 提供光線至該基材，該光線具有在該基材上之— 層之一厚度中於預先決定之路徑長中被大量吸收之波 長；以及 (c) 在該光線部分被該基材之一或多個下層反射後， 偵測該光線之強度的變化。 41‘如申請專利範圍第40項所述之方法，其中上迷之步驟 (c)至少包含偵測該光線之強度之特徵的步羝《 42. 如申請專利範圍第40項所述之方法，至少包含將非極 化光照射到該基材之步驟。 43. —種選擇一波長之方法，用於判定在一基材上造行一製 程之一製程終點，該方法至少包含決定具有下述特徵之 第56頁 本紙張尺度適用t固國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) (靖先JW讀背面之注帝？W-項再填寫本頁) 衮 訂---------線 455973 8888 ABCD 六、申請專利範圍 ^ 、〜〜揭耵兕射到該基材 並在接近該製程之製程終點時’ φ於在孩基材上被處理 <層大量吸收該輻射轉變為至 w是扃至少有部分被該基材之一 或多個下層反射，使得被反射之 母射的強度會出現可偵 測之變化β 认如申請專利範圍第43項所述之方法，纟少包含計算具 有該波長之輕射的步驟。 如中請專利範圍第43項所述之方法，其中上述之層至 少包含介電質、半導體或金屬β 46, 一種用於愤測在—基材上進行一製程之製程終點之設 備’該設備至少包含： (a) —輻射源’該輻射源所放射之輻射具有在該基材 之一層之一厚度中於預先決定之路徑長中被大量吸收 之波長： 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 (b) —輻射偵測器，適‘偵測該輻射並產生一訊號； 以及 (c) 一記憶體，至少包含一電腦可讀取之媒體並内嵌 電腦可讀取程式，該電腦可讀取程式包括一組偵測該訊 號之變化的指令，以判定該製程之製程終點。 47·如申請專利範圍第46項所述之設備，其中上述之電腦 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 六 經濟部智慧財產局員工消费合作钍印製 V 45 597 g 申請專利範圍 , 押a，以提供一終點侦測訊號 可讀取程式至少包含一組指7 分簋姑上進行该製程之一製程 給一控制器，以便更改在該泰w 條件》 夕呤備’其中上述之電腦 48. 如申請專利範圍第46項所述 丈 ^ 拽A，以偵測該訊號之強度變 可讀取程式至少包含一組指令 化或變化率。 ΐ β ··!£ 母備’其中上述之電月& 49. 如申請專利範圍第46項所述之Λ 1两 —押入，以偵測該訊號之特徵。 可讀取程式至少包含一組指令以谓 50. 如申請專利範圍第49項所述之設備，其中上述之电腦 可讀取程式至少包含一組指令，將該訊號之"軌跡紀錄 模式化，以提供操作者選擇一適當的特澈。 51. —種基材處理設備，該基材處理設備至少包含： (a) —反應室，至少包含一底座適於支撐該反應至中 之一基材、一氣體輸送系蜣適於將氣體導入該反應室、 一電漿產生器適於將該反應室中之氣體能量化、一排氣 裝置至少包含一適於控制該反應室氣壓之節流閥門’以 及一控制器適於控制一或多個氣體輸送系統、電漿產生 器或節流閥門，以更改該反應室中有闞於一終點訊號之 製程條件；以及 (b) —终點偵測系統，至少包含一輕射源，該ϋ射源 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲璜背面之沒意事項再填寫本頁) 哀--------訂---------線 iD8 455973 六、申請專利範圍 所故射之輻射具有在一層之一厚度中於預先決定之路 徑長中被大量吸收之波長、一輻射偵測器適於偵測該輻 射並產生一訊號，以及一記憶體與該反應室之控制器連 接，該記憶體至少包含一電腦可讀取之媒體並内嵌電腦 可讀取程式，用以管理該基材處理設備之運作，該電腦 可讀取程式包括一組偵測訊號變化之指令，以判定一製 程終點並提供一終點訊號至該控制器。 5 2.如申請專利範圍第51項所述之基材處理設備，其中上 述之電腦可讀取程式至少包含一組指令，以偵測該訊號 之強度變化或變化率。 53.如申請專利範圍第52項所述之基材處理設備，其中上 述之電腦可讀取程式至少包含一組指令，以侦測該訊號 之特徵。 5 4 _如申請專利範圍第51項所述之基材處理設備，其中上 述之電腦可讀取程式至〆包含一組指令，將該訊號模式 化，以提供操作者選擇一適當的特徵。 55,—種在反應室中蝕刻基材上之一層的方法，該方法至少 包含下列步驟： (a) 放置該基材於該反應室中； (b) 提供一製程氣體至該反應室中，該製程氣雔至少 __ 第59頁 本紙張尺度適时g國家標翠（CNS)A4規格（210 X 297 H ' -H 1 βϋ 1- n n n^^· I n *u i i ^~c. I n n n I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作杜印製 A8 B8455973 g 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 包含蝕刻劑氣體與清潔氣體，並維持製程條件以蝕刻該 基材上之層，且同時清潔該反應室之表面；以及 (C)在蝕刻穿過該層之前，改變該製程氣體之組成成 分，以移除該清潔氣體= 5 6 ·如申請專利範圍第5 5項所述之方法，其中上述之蚀刻 劑氣體係由氣氣、溴化氫、氮氣、氧氣或氦-氧氣之一 或多種所組成。 57.如申請專利範圍第55項所述之方法，其中上述之清潔 氣體係由氟化氛、氟化竣或氟化硫之一或多種所組成。 5 8.如申請專利範圍第5 5項所述之方法，其中上述之清潔 氣體對蝕刻劑氣體之體積流量比係從1 :20至1:1。 第60頁 本紙張尺度適用尹國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —.1 I--- - I--—- 哀.1 — I — I - I 訂.I — — — — — — — <諝先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)