TWI240326B - Method and apparatus for determining an etch property using an endpoint signal - Google Patents
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Description
1240326 五、發明說明（1)
^ 此申請案是有關於代理人摘要第228 1 60USUS6YA PR0V 號於本申睛案同日所提出、命名為『終點偵測的方法及設 備』，聯合未決申請案6〇/ 。此申請案的内容係包含於此 來作為參考。 一、 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種以電漿來處理基板的方法與設 ^ ^特別疋有關於一種在電漿蝕刻期間、確定在基板上 的一層之蝕刻特性的現場方法與設備。
二、 【先前技術】 上會ΐίίϊΐί製造工業中之積體電路(IC)的製造典型 彳積装卜％ ΐ A建立與幫助從一基板上移除材料與將材料 :電浆，學。簡言之，€聚係在真空條件下 所供^ ^充内猎著將電子加熱而讓電子有足以承受與 加熱：電離子化碰撞的能量而形成的。再者，所 出在預定條件（例如室壓、 選擇 來產生欲在虛理备^ 孔體流速荨4)下的特定組氣體
材料期間的钱刻ίί内：：之特定製程(例如從純^ 程）所適合的帶電/種將材料加入至基板期間的沈積製 說在餘刻製程期間/Λ 應種類之聚集。舉例來 認這樣的系統是遵循著二，漿處理系統的狀態且為了確 率之空間一致性修間隔時’則監控餘刻率與触刻 月匕疋十分重要的。在目前製造實踐中，
$ 7頁 1240326 系統確認係通常藉著執行一系列的確認基板且測量結果蝕 刻率，蝕刻率一致性、以便決定是否繼續生產或實施諸如 處理室之濕清洗的系統維護而實施的。此外，蝕刻率與蝕 刻率一致性之確定方法包含有基板切開（亦即犧牲基板）與 SEM (掃描電子顯微鏡）分析。使用SEμ顯微圖，可測量確認 基板上、不同位置處的特性蝕刻深度，且在結合蝕刻時間 時，可獲得蝕刻率與蝕刻率一致性的資訊。
因而’會延長重要的系統製造時間且消耗確認基板， 因此在几長的確認製程期間會導致較大的製造成本。再 者，製造基板與確認基板實質上可為不同的，因此，導致 ，統確認的錯誤結論。舉例來說，確認基板上之量測蝕刻 率不是必然會反映出製造晶圓上的實際蝕刻率。 工、【發明内容】 本發明提供用以決定—蝕刻製程期間之一蝕刻性質的 方法與系統’其中該方法會優勢地解決上面所指出的缺 本發明之 的電衆處理系統，其包含有：一處理室
总、Γ Γ w土，丁、肌六匕言有：一處理室；一診斷系統，其 ，連f至該，理室且係建構成來測量至少一終點信號；以 ":ί制器’其係連接至該診斷系統且係建構成從終Μ 與層後來現場決定蝕刻動作的一蝕刻率與一蝕刻率一 」，少其中之:者，#中，該厚度包含有—最小厚度、 厚度、一平均厚度與一厚度範圍至少其中之一者。
1240326 五、發明說明（3) 本發明之另一目的是提供一種用以決定一電 =之-基板上的層㈣之-㈣性質的現場決定糸 =包含有：設置該層之一厚度，#中該厚度包含有一 一最大厚度、一平均厚度與-厚度範圍至少1 者；钱刻該基板上的該層；使用連接至該理 糸統之一診斷系統來測量至少一終點信號，其中該至小一 2點信號包含有-終點反轉點；以及，從該厚度層對ς線 关反轉點期間之一時間與該蝕刻動作之一起始時間間二 差距之一比率來決定該蝕刻率。。
四、【實施方式】 根據本發明的實施例得知’在圖1中描述著一種 系統1，其包含有一電漿處理室1〇、連接至處理室:〇 ::診斷系統12，與連接至診斷系統12的一控制器“ J制器1 4係建構成來接收來自於診斷系統】2的至少一心 ^並從該至少—終點信號來確定諸如_率或姓刻率 二的：刻特性。在圖i中所述的實施例中，丨羊 用電漿來進行材料處理。期望來說， 理 乐、、死i會包含有一蝕刻室。
系統1根可Ύ中所述的本發明說明實施例得知，電漿處理 含有電聚處理室1〇、其上附加著欲進行處理之 鱼（例如半導體晶圓或液晶顯示面板）的基板支， :晶=^統舉例來說基板25可為—半導體基板、 液晶顯不。舉例來說電漿處理室丨〇係可建構成
第9頁 1240326 五、發明說明（4) 便於在鄰近於基板2^志^ + 齑俨汴入土 表面處之處理區15中產生電漿。經由 乳體/主入糸統（未圖示）夾 ^ 左田 物，並調整處理壓力。兴離子化氣體或氣體混合 用於調節直空泵夺统3η牛4來s兒，控制機構（未圖示）係可 私@ + 4^ ^ Γ 期望來說，電漿係用來建立特定 處移除材料。電聚ί理季二來幫基板25之露出表面 板、30 0毫#基板或更大系二 1係可建構成來處理2°。毫米基 H來說’可藉著槽溝閥（未圖示）與室餵食器（未圖 不）來讓基板25經由機械美祐楂、主么从七推j , 不園 田機槭基板傳送系統來傳送出入電漿處 ，/、之機械基板傳送系統處會由固設在基板支撐 =基板舉起針(未圖示)來進行接收並藉著其内固= =置來進仃機械化傳送。一旦從基板傳送系統接收到基板 25，則將其降低至基板支撐20的一個上表面處。 舉例來說，可經由一個靜電夾住系統來將基板託附加 ^基板支撐20。此外，舉例來說基板支撐2〇可更進一步包 3 f包含著會接收來自於基板支撐2〇處的熱並將熱傳送至 熱父換系統（未圖示）、或在加熱時會將熱從熱交換系統傳 送來之一再循環冷卻流的一冷卻系統。再者，舉例來說可 經由一背側氣體系統來將氣體輸送至基板25的背侧，以便 改善基板2 5與基板支樓2 0間的氣間隙熱導性。當溫度過高丨 或過低而需要基板的溫度控制時，則可使用這樣的一種系 統。在其它實施例中，則可包含有諸如防熱元件或電熱t 加熱器/冷卻器的加熱元件。 舉例來說，電漿處理室10可更進一步包含有由一風箱
1240326 五、發明說明（5) (未圖示）所圍繞的一垂直傳 係連接至基板支撐20與電聚處^未圖示），其中該風箱 垂直傳送裝置而不讓電漿處理〜至内:且係建構成密封住 例來說，風箱遮蔽（未圖示）传^的氣壓過低。另外，舉 建構成保護風箱不受處理電漿m板支撐2。、且係 透過中’如圖2所*，基板支撐2°可包含有 一 會連接至處理空間15中之處理電漿的
:電極。舉例來說，基板支揮20係可藉著從一無線電發電 由I阻抗匹配網路50傳送至基板支撐2〇之無線電力 而電氣偏壓在一無線電電壓下。無線電偏壓可用來加熱電 子，以便形成並維持電漿。在此構造中，系統可當作反應 性離子蝕刻（RIE )反應器般運作，其中室與上氣體注入電 極會當作基礎表面。無線電偏壓之典型頻率可介於1MHz至 100MHz ’較佳之情況為ΐ3·56ΜΗζ。電漿處理所用的無線電 系統是相關技術中所已知者。
又’於多重頻率下將無線電力施加至基板支撐電極。 此外’阻抗匹配網路5 〇用來藉著讓反射電力最化小的方 式、而增加至電漿處理室10内之電漿處的無線電力傳輸。 至於匹配網路拓譜（例如L類型、Τ類型等等）與自動控制方 法乃是相關技術中所已知者。 繼續參照圖2，舉例來說，可讓處理氣體經由氣體注 入系統（未圖示）而導入處理區1 5。舉例來說，處理氣體可
1240326 五、發明說明（6) 包含有諸如氧化物蝕刻應用之用的氬氣、CF4與氧氣或氬 氣、C4F8與氧氣的氣體混合物，或諸如氧氣/ 一氧化碳/氬 氣/c4f8、氧氣/ 一氧化碳/氩氣/C5F8、氧氣/ 一氧化碳/氬氣 /C4F6、氧氣/氬氣/C4F6、氧氣/氬氣/c5F8、氮氣/氫氣的其 他化學藥品與相關技術中的其他類似化學藥品。氣體注入 系統可包含有一喷水頭，其中處理氣體係從氣體輸送系統 (未圖示）、經由一氣體注入壓力通風系統（未圖示）被提 供、一系列擋板（未圖示）與多孔喷水頭氣體注入板（未圖 示）而至處理區15的。至於氣體注入乃是真空處理相關技 術中所已知者。 舉例來說，真空泵系統3 0可包含有具有每秒（與更大） 5000升之抽吸速能力的一渦輪分子真空泵（TMP)，與用來 抑制室壓的閘門閥。在乾電漿蝕刻所用之習用電漿處理裝 置中’ 一般使用每秒1000至3000升的TMP。TMP對於低壓、 典型上來說是小於50毫托的處理是相當有用的。在較高壓 力下，TMP抽吸速度會顯著下降。而對於高壓處理（亦即大 於1 0 0毫托）來說，則可使用機械升壓泵與粗略泵。此外， 監控室壓（未圖示）之用的裝置係可連接至電漿處理室1〇。 舉例來說，壓力測量裝置可為MKS儀器公司（And〇ver，MA) 的商業化產品、Type 62 8B Baratron絕對電容氣壓計。 、控制器1 4包含有一微處理器、記憶體，與能夠產生出· =以與至電漿處理系統1之輪入溝通並加以啟動之控制信 ^丄同時監控至電聚處理系統！的之輸出的一數位1/〇崞。 ，控制器1 4係可連接至無線電產生器40、阻抗匹配網 1240326 五、發明說明（7)
路50、氣體注入系統（未圖示），真空泵系統3〇與背側氣體 輸送系統（未圖示）、基板/基板支撐溫度測量系統（未圖 示）與靜電爽住系統（未圖示），並可與它們交換資訊。舉 例來虎，圮丨思體中所儲存之程式係可根據所儲存之處理配 方而用來啟動電漿處理系統1的前述組件。控制器1 4之 一種案例為位在德州Austin之戴爾公司所生產的DELL PRECISION WORKSTATION 610TM 。
診斷系統1 2可包含有一光學診斷子系統。光學診斷子 系統可包含有諸如用來測量來自於電漿所放射之總光線強 度的（矽）光電二極體或光電倍增管（PMT)之一偵測器。診 斷系統lj可再包含有諸如一窄頻干擾濾片的一光學濾片。 在另一實施例中，診斷系統12可包含有一線性CCD(電荷耦 合裝置）、C I D (電荷注入裝置）陣列與諸如光柵或稜鏡的光 線分散裝置至少其中之一者。另外，診斷系統丨2可包含有 用來測量一既定波長處光線的一分光鏡（例如光柵/偵測器 系統），或用來測量光線光譜、諸如像美國專利第 5, 888, 337號所述之裝置的一分光儀（例如具有一旋轉光 柵）。此外’診斷系統1 2也可包含有與光學診斷系統與用 來控制光學診斷系統之操作的控制器丨4連接的一處理器。 舉例來說’診斷系統12可包含有來自於Peak Sens〇r I Systems或Verity儀器公司的一高解析度〇ES感測器。這樣 的0ES感測器具有橫越紫外光、可見光（VIS)與近紅外 光（NIR)光請的寬光譜帶。解析度為幾近14埃，亦即該感 測器能夠收集從2 4 0至1 〇 〇 〇 nm的5 5 5 0個波長。該感測器係
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五、發明說明（8) 配備依序整合著20 48個像幸綠糾「^11击以^>^ 光纖光學線性CCD陣列的南靈敏性縮影 =，儀#減經由I —與捆纟光學光纖所傳 輸出自光學光纖之光線係使用一固定光栅而J 列上。類似於上述的結構，放射穿過- 纖的輸入端之上。“特別i t:ί 於光學光 -谷自特別為一既定光譜範圍（UV、Vis與 各八：i合勺：：分光儀會形成一處理室所用的感測器。 扭I，儀曰包3有一獨立的A/D轉換器。同時在最後時，
射光4 秒的間隔即可記錄下一全放 ㈣ί 沴斷系統12可包含一電子診斷系、统，而該電子蛉 =以包電含壓有探用針來難Λ漿處理系統1之電子性質： 中之一 I \ 奴針、一電力計與一光譜分析器至少其 形成電電漿處理系統經常使用無線電力來 即誘來讓無線電能經由一電子連接元件(亦 電壓探針之電子：ί等）而連接至電漿。而使用例如電流-線雷值二t 置係可於電子（無線電）電路内、諸如無 流之時何地方來實施的"匕外，諸如電壓或電· 散傅里葉系别I電子信號測量會容許將信號轉換成使用離 後，傅里葦# (假定一周期性信號）的頻率空間。之 可加以於-盥二4或對一時間變化信號、頻率光譜來說）係 现工/、刀析，以便描繪電漿處理系統1的狀態特
第14頁 1240326 五、發明說明（9) 徵。而從一電壓信號、電流信號、阻抗信號或其諧波信號 即可弄清楚終點信號。而一電壓-電流探針可為例如於 2001年1月8日所申請之延宕中美國專利申請案第 60/259, 862號、或於1995年11月14日發給Sematech公司之 美國專利案第5, 46 7, 0 1 3號中所詳細描述的裝置，在此包 各自全部内容以茲參考。
在又一實施例中，診斷系統1 2可包含有測量電漿處理 系統1外之放射無線電場有用的一寬頻無線電天線。而從 ’^放射彳a 5虎或50波彳曰號即可弄清楚終點信號。商業化可用 之寬頻無線電天線乃是諸如Antenna Research Model RAM-22 0 ( 0· 1MHz至300MHz)的寬頻天線。於2002年7月3日 所同時申請之延宕中美國專利申請第6〇/393，1〇1號、延宕 中美國專利申請案第60/393, 103號與延宕中美國專利申請 案第6 0 / 3 9 3，1 0 5號中有對於寬頻無線電天線之使用更詳細 的描述’在此包含上述文件全部内容以茲參考。 在又實施例中，從連接至一阻抗匹配網路、以便監 控該阻抗匹配網路中之電容器設定的一診斷系統12即可弄 清楚終點信號。而阻抗匹配_玖i从 _ 机^配、、罔路可為例如圖2至5中的阻抗 匹配網路5 0、圖4中的阻抗匹配絪％ 7 j t r丄 _ ^ 0 , 仇匕配、，祠路74與圖5中的阻抗匹配 網路〇 4。 在說明實施例中，如圖3所干 人 L . ^ , 圃d所不’除了圖1至2所示的那 些兀件之外，電漿處理系統1可更 j又巴含有例如一靜 、或 氣:式旋轉直流磁場系統6〇，以便於潛在地增加 電漿後度與/或改善電漿處理均句性。再者，控制器"係
第15頁 1240326 五、發明說明（10) 連接至該旋轉磁場系統6 〇，以便 度。至於旋轉磁場之設計與安I J郎疑轉速度與場強 已知者。 、女裝乃疋該項技藝之相關人士 在說明實施例中，如圖4所示， 統1可更包含有例如一上電極7〇， A :、、之電漿處理系 從無線電產生器72連接穿過阻抗匹配網說可讓無線電力 施加至上電極之典型頻率可從1()^_ 、，周路74。將無線電力 ..ff ARnMH / +T^10MHz 至200MHz，而較佳之 率可從〇.麗2至3_，而較佳之情況為=
制器“係連接至無線電產生器72與阻抗匹配網二者，以便 於控制施加至上電極70的無線電力。至於上電極之設計與 安裝乃是該項技藝之相關人士已知者。 在說明實施例中’如圖5所示，圖1之電漿處理系統可 更包含有例如一誘導線圈80，就其來說可讓無線電力透過 無線電產生器8 2而連接穿過阻抗匹配網路8 4。無線電力係 誘導地從誘導線圈80、經由介電窗（未圖示）而連接至電漿 處理區4 5。將無線電力施加至誘導線圈8 〇之典型頻率可從 10MHz至100MHz，而較佳之情況為ΐ3·56ΜΗζ。同樣地，將 電力施加至夾盤電極之典型頻率可從〇· 1ΜΗζ至3〇龍2，而 較佳之情況為13· 56MHz。此外，可使用插槽式法拉第遮蔽 物（未圖示），以便減少誘導線圈8〇與電漿間的電容耦合。 再者，控制器1 4係連接至無線電產生器82與阻抗匹配網路 8 4，以便於控制施加至誘導線圈8 〇的電力。在又一實施例 中’與上述電壓器耦合電漿（TCP)反應器不同者，誘導線
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五、發明說明（π) 圈80可為與電漿處理區15連接的『盤狀』線圈或『煎餅 狀』線圈。至於誘導耦合電漿（ICP)源或變壓器柄合”電 (TCP)源之設計與安裝乃是該項技藝之相關人士已知者二 又，可使用電子回旋加速共振器（ECR)來形成電衆。 在又另一實施例中，可從He 1 icon波之發動來形成電聚。 在又另一實施例中，可由傳播表面波來形成電漿。至於」 述之電漿來源乃是該項技藝之相關人士已知者。 、 在下列的討論中，將呈現出確定用以電漿處理系統j 中之基板上一層蝕刻之蝕刻率與蝕刻率一致性的現場方 法，其中使用光學放射光譜儀（0ES)來作為一案例。然 而，所討論之方法係不因此解說呈現而受限於該範圍内。 再度參照圖1至5，診斷系統1 2可包含有用來測量從電 漿所放射之光線之輕射或光譜輻射的一光學診斷子系統。 舉例來說，圖6呈現出來自於處理空間1 5中電漿所放射出 之既定波長光線的終點信號丨00 ,與其第一次微分丨18。終 點發信號1 0 0可進一步包含有終點反轉點丨丨〇，其中終點信 號100中之一明顯變化會構成處理的一构成過程的終點。 舉例來說’在蝕刻反應期間所呈現、其濃度（亦即光譜輻 射）在〜點期間會衣退（如同圖6)或增加的相對應於特定化 學成分之光線放射係可選擇來作為監控之目的用。 馨籲 在本發明的一實施例中，包含著一厚度T之材料層的 餘^率 係可從厚度T對餘刻處理之起始處（亦即信號終 點100中的時間％ = 〇處）與終點反轉點110期間之一時間t間· 的時間間隔之比率來決定的。在此情況下
1240326 五、發明說明（12) E三」_ (Η。）（1) 其中Ε為蝕刻率。 = 在本發明的另一實施例中，包含著一最小厚度'a、一 =大厚度Tmax與一平均厚度八_材料層的蝕刻率，其係可從 Y】、厚度對間始於蝕刻處理之起始處（亦即信號終點1 〇 0中 的^間％ 〇處）、至終點反轉點11 0之起始時間11 2 (見圖6 ) 的時間間隔之比率來決定的。在此情況下 5= - (’112（2) ’ t。為蝕刻處理的起始時間，而tn2為終點 久褥點1 1 ϋ的起始時間。 5在本發明的另一實施例中，包含著一最水厘译τ _ :ί ί JT:X與—平均厚度1材料層的蝕刻率，ί Γ可從 的時^ :二始於蚀刻處理之起始處(亦即信號終點100中 扪牙间％-〇處）、至終點反轉點11〇之終 的時間問隐* I + 、止時間11 4 (見圖6) 扪吋間間隔之比率來決定的。在此情況下 H (3) 而t114為終點 其中E為蝕刻率，扒為蝕刻處理的起始 反轉點11 0的終止時間。 '曰 在本發明的另一實施例中，包含 a 平均厚度對開始於蝕刻處理之起始虛f _^剡率，其係可從 σ 、亦即信號終點1 0 0中
最大厚度Tmax與一平均厚度T„ean材料層 2厚、 於m丨索押一.，的蝕刻率，其係可從
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1240326 五、發明說明（13) 的時間tG = 〇處）、至相對應於終點反轉點丨丨〇中之反折點或 終點信號100之第一次微分1 18最大處（斜率為負）的終點反 轉點11 0之反折時間116(見圖6)的時間間隔之比率來決定 的。在此情況下 Ξ = 、(4) 其中E為蝕刻率，tG為蝕刻處理的起始時間，而tu6為如上 所述之終點反轉點1 1 〇的反折時間。
在本發明的另一實施例中，包含著一最小厚度Tmin、一 最☆厚度7_、一平均厚度T_n與一平均範圍DT材料的蝕 刻率’其係可從最大蝕刻率Emax、最小蝕刻率Emin、最大厚 度、厚度範圍與終點反轉點11 〇之時間距DT(如圖6所述的 1 2 0 )的比率來決定的。在此情況下 繼％^(Δ 1) /咖 Ε職 (5) 其中DE為餘刻率一致性。由於近似於Ε2，故可將方 程式（5 )簡化為 (6) △丑三 ^—(5Δί - ΛΓ) 在本發明的另一實施例中，包含著一最小厚度Tmin、-最大厚度Tmax與一平均厚度Tmean材料層的蝕刻率，其係可從 診斷系統12之兩個以上的信號、諸如圖7A與7B所示的終點 信號1 0 0 A與1 〇 〇 b來決定的。終點發信號1 〇 〇 A可例如相對應 於來自於化學成分、其濃度會在終點期間衰退的放射’而
第19頁 1240326 五、發明說明（14) 終點發信號1 0 0 B可例如相對應於來自於化學成分、其濃产 會在終點期間上升的放射。一個以上之比率信號係^接^ 從兩個以上的信號、諸如藉著由各瞬間時間時之終點信號 100A除以終點信號100B所確定的比率信號13〇 (圖7C)W〜 定的。此外，一個以上之差分信號係可從一個以上的比率 信號、諸如由比率信號1 30之第一次微分所得的差分信號 1 4 0 (圖7D)來決定的。舉例來說，第一微分係可使用第一 次方（在剷或往後）差分圖表或第二次方（中間）差分圖表來 估計的。如上所述，蝕刻率係可從平均厚度對開二於蝕 處理之起始處（亦即信號終點1〇(^、100B中的時間t "
處）、至相對應於比率信號130中之反折點（圖7C)0 G 號140之最大處142(斜率為負）（圖7D)的比率來、、办定刀: 此情況下 ，、疋的。在 E = (7) 其中E為餘刻率，t〇為姓刻處理的起始時間， 應於差分信號140中之負斜率最大處142的時14^，’、本相對 刻率一致性係可從如上所述的方程式（6)來決B定的。者，蝕 如上所述，於圖6所示之終點信號可包一 過濾）的終點信號。X，在其中信號對雜訊：：始（未 些情況下，可能需要過滤終點信號為低的某, 滑。在這樣的情況下，•號過遽可包含有；咸平 均值與有限脈衝應變數施加至原始信號至少其運具）平 舉例來說，圖8A與8B呈現出典型原始終點信號丨〇 =、者。
1240326 五、發明說明（15) 1 0 1 β ’與使用—移動平均所相對應的修勻終點信號i 5 〇 A、 1 5 0 B。又，在獲得終點信號或比率信號的微分時，可明確 或隱含強制進行額外的過濾。舉例來說，可使用如上所述 的簡單差分圖表、簡單差分與平滑（亦即差分信號的移動 平均值）與Savitsky-Golay過遽法其中之一者來實施信號 差分。稍後，在代理人備忘錄第22B 1 60USUS6YA PR0V號、 命名為『終點的偵測方法與設備』的延宕中美國專利申請 案第6 0 /號中將提供更多細節，而該申請案係將全部包含 於此以茲參考。 圖9呈現出本發明一實施例中、用以確定電漿處理系 統中之基板上蝕刻層的蝕刻特性之現場方法。該方法係加 以說明於流程圖2〇〇中，開始於設置例如圖J至5所述之電 $處理系統中的基板上所蝕刻之厚度。而該厚度可例如包 含有為一最小厚度、一最大厚度、一平均厚度與一厚度範 圍至少其中之一者。在蝕刻該層前，一般已知有一層$】 的，度。在步驟22 0中，使用該項技藝之相關人士已知的 電裝乾蝕刻製程、並於蝕刻起始時間開始蝕刻該層。 旦在步驟2 30中’使用與處理室連接之一診斷系統來測 =至少一終點信號，其中使用處理室以便利於為電漿處理 f統規定的製程。診斷系統可包含有一光學診斷子系统 :電子診斷子系統至少其中之一者。舉例來說，光學吟鼢 子糸統可包含有一偵測器、一光學濾片、一光栅、—^ _ ，、一單光鏡與分光儀至少其中之一者。另外，舉例$ 說’電子診斷子系統可包含有一電壓探針、一電流探針
1240326 五、發明說明（16) 一 2二1析T、~外部無線電天線、一電力計盘電容5| < 定監控器至少其中夕 ^ 丨”尾谷态设 如上所述的終點反轉：者：$於至少:：：點信號可包含有 始時間、-終止時^。此外，終點反轉點可包含有一起 少一終點信號可包;；一反折時間。另外’舉例來說，至 在步驟24〇中含#有從電聚所放射之光線的光譜輻射。 來银刻電漿處理系用至/ —終點信號與厚度來決定用 蝕刻率係可從最^厂之土板上層的蝕刻率。舉例來說， 之起始時間間的時ϋ對終點反轉點之起始時間與層蝕刻 又，餘刻率係可】】f =率來決定的(見方程式⑺）。 蝕刻之起始時門門^大厚度對終點反轉點之起始時間與層 (3))1，^=時^比率來決定的（見方程式 間與層餘刻之起妗眛Z從平均厚度對終點反轉點之反折時 式⑷）」；Γ_!間間的時間差比率來決定的（見方程 是-第-終點信ΐ與：有兩個終點信號’即 決定的。比率:信時之兩信號的比率來 轉點包含有-起始時點反轉點，其中終點反 外，蝕刻率係可從=止時間與一反折時間。此 法任-者的比率信Ϊ:;Ϊ:程式⑺至⑷或⑺中之* 流程圖2〇〇中所描述之 其^定終點反轉點的—時//f Μ包含有步驟250 ’ 點之時間時期係可從圖6抝。舉例來說，終點反轉 分、或從_中144所表：表:之終點信號的第-微 〜點仏號的比率信號第一 第22頁 1240326 五、發明說明（17) 微分來決定的。 在步驟2 6 0中，蝕刻率一致性係從步驟240中所決定的 蝕刻率、步驟2 5 0中所決定的終點反轉點之時間時期與蝕 刻層之厚度範圍來決定的。舉例來說，蝕刻率一致性係可 利用方程式（6 )來決定的。
雖然上面僅已經詳細描述本發明的確切示範性實施 例，但是該項技藝之相關人士將容易在未實質脫離本發明 之嶄新技術與優點下、理解示範性實施例中可能的修正 例。因此，所有這樣的修正例係意圖包含於本發明的範圍 内0
第23頁 1240326 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 從本發明之示範性實施例的詳細描述、伴隨附圖，則 將可更明顯且更容易理解本發明的這些與其他優點。 圖1是顯示出本發明一實施例的電漿處理系統之簡化 方塊圖， 圖2是顯示出本發明另一實施例的電漿處理系統之示 意圖； 圖3是顯示出本發明另一實施例的電漿處理系統之示 意圖；
圖4是顯示出本發明另一實施例的電漿處理系統之示 意圖； 圖5是顯示出本發明另一實施例的電漿處理系統之示 意圖； 圖6是說明本發明一實施例的一示範性終點信號； 圖7A-7D是說明顯示出本發明另一實施例的各種示範 性終點信號之一系列圖表； 圖8A — 8B是說明本發明另一實施例的一示範性原始與 過濾過之終點信號； 圖9是呈現出本發明一實施例、為電漿處理系統中之 一基板上的層蝕刻用之一蝕刻性質的現場決定方法。 元件符號說明： 1〜電漿處理系統 1 0〜電漿處理室
第24頁 1240326 圖式簡單說明 1 2〜診斷系統 1 4〜控制器 1 5、4 5〜處理區 2 5〜基板 20〜基板支撐 3 0〜真空泵系統 40、72、82〜無線電產生器 5 0、7 4、8 4〜阻抗匹配網路 6 0〜旋轉磁場系統 終點信號
7 0〜上電極 8 0〜誘導線圈 100 、 100A 、 100B 、 101A 、 101B〜 101A、101B〜原始終點信號 11 0〜終點反轉點 11 2〜終點反轉點之起始時間 11 4〜終點反轉點之終止時間 11 6〜終點反轉點之反折時間 11 8〜終點信號之第一次微分 120〜終點反轉點之時間距DT 1 3 0〜比率信號 1 4 0〜差分信號 142〜比率信號中之反折點或差分信號之最大處 150A、150B〜修勻終點信號
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Claims (1)
1240326 案號 921294U 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第6項的電漿處理系統，其中，該终點 反轉點包含有一起始時間、一終止時間與一反折時間、。”、 8 ·如申請專利範圍第7項的電漿處理系統，其中，該蝕刻 率係從該層之該最小厚度對該終點反轉點之該起始 一比率來決定的。 n的 ^如申請專利範圍第7項的電聚處理系統，其中，該蝕 η係從該層之該最大厚度對該終點反轉點之該終止 一比率來決定的。 了间的 10·如申請專利範圍第7項的電漿處理系統，其巾，該 率係從該層之該平均厚度斜# & λ g ^ -比率來決定的反轉點之該反折時間的11·如申請專利範圍第8項的電漿處理系統，其中，該蝕刻 月 曰 修正― 率一致性△ E係從 來決定的，其中Tmax為該 :ΔΤ為該厚度範圍、該起始時間與：終止 τ間間的k間差’而Ε為該|虫刻率。 12·如申請專利範圍第工項的電聚處理系統，其中，—比率，號係從-第-終點信號對1二終點信號的—比率來決 定的。 、 1 3 ·如申明專利範圍第1 2項的電漿處理系統，其中，該比 率信號包含有一終點反轉點。 1 4·如申請專利範圍第1 3項的電漿處理系統，其中，該終 點反轉點包含有一起始時間、一終止時間與一反折時間。 1 5.如申請專利範圍第14項的電漿處理系統，其中，該蝕 第27頁 1240326 _案號92129414_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 刻率係從該層之該最小厚度對該比率信號中的該終點反轉 點之該起始時間的一比率來決定的。 1 6.如申請專利範圍第1 4項的電漿處理系統，其中，該蝕 刻率係從該層之該最大厚度對該比率信號中的該終點反轉 點之該終止時間的一比率來決定的。 1 7.如申請專利範圍第1 4項的電漿處理系統，其中，該蝕 刻率係從該層之該平均厚度對該比率信號中的.該終點反轉 點之該反折時間的一比率來決定的。 1 8.如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，其中，該至少 一終點信號係有關於從該電漿處理系統來之放射光線的一 光譜輻射。 1 9.如申請專利範圍第1項的電漿處理系統，其中，該至少 一終點信號係加以過濾的。 20. —種電漿處理系統中之基板蝕刻之蝕刻性質的現場決 定方法，用以決定一電漿處理系統中之一基板上的層蝕刻 之一蝕刻性質，該方法包含以下步驟： 設置該層之一厚度，其中該厚度包含有一最小厚度、 一最大厚度、一平均厚度與一厚度範圍至少其中之一者； 蝕刻該基板上的該層； 使用連接至該電漿處理系統之一診斷系統來測量至少 一終點信號，其中該至少一終點信號包含有一終點反轉 點；以及， 從該厚度層對該終點反轉點期間之一時間與該蝕刻動 作之一起始時間間的一差距之一比率來決定該钮刻率。
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修正 •如申凊專利範圍第2 0項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之性質的現場決定方法，其中，該診斷系統包含有一 光學診斷子系統與一電子診斷子系統至少其中之一者。 22.如申請專利範圍第21項的電漿處理系統中之基板蝕刻 $餘刻性質的現場決定方法，其中，該光學診斷子系統包 έ有 偵測器、一光學濾片、一光柵與一稜鏡至少其中之 一者。 、 2 3 ·如申5青專利範圍第21項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之银刻性貪的現場決定方法，其中，該光學診斷子系統包
含有一分光儀與一單光鏡至少其中之一者。 24·如申請專利範圍第21項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之I虫刻丨生吳的現場決定方法，其中，該電子診斷子系統包 含有一電壓探針、一電流探針、一光譜分析器、一外部無 線電天線、一電力計與一電容器設定監控器至少其中之一 者。 25.如申請專利範圍第2〇項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之蝕刻性質的現場決定方法，其中，該終點反轉點包含有 一起始時間、一終止時間與一反折時間。
26·如申請專利範圍第25項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之蝕刻性質的現場決定方法，其中，該厚度為該層的該最 小厚度’而該時間為該終點反轉點的該起始時間。 27.如申請專利範圍第25項的電漿處理系統中之基板蝕刻 ，蝕刻性質的現場決定方法，其中，該蝕刻率係^足該層之 該最大厚度對該至少一終點信號其中一者中的該終點反轉
第29頁 1240326 —-----El^_92129414 年月日 修正 六、申請專利範圍 ' ~ '— 點之該終止時間的一比率來決定的。 28·如申請專利範圍第25項的電漿處理系統中之基板蝕刻 ，餘刻性質的現場決定方法，其中，該蝕刻率係從該層之 該平均厚度對該至少一終點信號其中一者中的該終點反轉 點之該反折時間的一比率來決定的。 29·如申請專利範圍第2〇項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之餘刻性質的現場決定方法，其中，該至 少一終點信號包含有兩個終點信號。 3〇·如申請專利範圍第29項的電漿處理系統中之基板蝕刻 j蝕刻性質的現場決定方法，其中，一比率信號係從一第 一終點信號對一第二終點信號的一比率來決定的。 31. 如申請專利範圍第30項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之蝕刻性質的現場決定方法，其中，該比率信號包含有一 終點反轉點。 32. 如申請專利範圍第31項的電漿處理系統中之基板蝕刻 j蝕刻性質的現場決定方法，其中，該終點反轉點包含有 一起始時間、一終止時間與一反折時間。 33_如申請專利範圍第32項的電漿處理系統中之基板蝕刻 ，钮刻性質的現場決定方法，其中，該#刻率係從該層之 §亥最小厚度對該比率信號中的該終點反轉點之該起始時間 的一比率來決定的。 34·如申請專利範圍第32項的電漿處理系統中之基板蝕刻 之敍刻性質的現場決定方法，其中，該蝕刻率係從該層之 °亥最大厚度對該比率信號中的該終點反轉點之該終止時間
第30頁 1240326 曰 皇號 9212QAU 六、申請專利範圍 的一比率來決定的。 3二申Λ?範圍第32項的電衆處理系統中之基板敍刻 該平均厚：：現場決定方法，其中，該蝕刻率係從該層之 2厚度對該比率信號中的該終點反轉點之該反折時 的—比率來& ^。 β反折時間 3:二申二”範圍第2°項的電聚處理系統中之基板蝕刻 有關p i場決定方法’其中，1亥至少 '终點信號係 有關於彳之该電漿處理系統來之放射光線的一光碰輕射。 申Λ專利範圍第20項的電E處理系統中之H敍刻 的現場決定方法，其…至少-終點信號係 專㈣圍第20項的電衆處理系統中之基板姓刻 為ίΐ! Γ見場決定方法’其中，胃方法更包含步驟： 3 q 1由^點信號之該終點反轉點決定一時間期間。 之蝕二Λ 範圍第38項的電衆處理系統中之基板蝕刻 ί=ϊ的現場決定方法，其中’該方法更包含步驟： 範園、該終點反轉點之該時間期間與該層之該厚度 摩巳圍來決疋一餘刻率一致性。 4:.::Λ專第31項的電衆處理系統中之基板㈣ ==的現場決定方法，其中，該方法更包含步驟： 為该比率化唬之該終點反轉點決定一時間期 41.如申請專利範圍第4〇項的電漿 0 ° 從該蝕刻率、該綠點反轉點之法更包3 V驟. 千I、點反轉點之3玄時間期間與該層之該厚度
第31頁 1240326
—_ 案號 9212Q4U 六、申請專利範圍 範圍來決定一姓刻率一致性。 42·如申請專利範圍第9項的電漿處理系統，其中，該餘刻 率一致性△ £係從來決定的，其中T 二=度、ΔΤ為該厚度範圍、Δΐ為該起始時間與該終止 「曰Ί間的時間差，而Ε為該蝕刻率。 43·如申請專利範圍第10項的電漿處理系統，童 ^、 ，遠名虫 刈率一致性△ Ε係從來決定的，其中τ 取大厗度、△ T為該厚度範圍、△ t為該起始時間與 時間間的時間差，而β為該蝕刻率。 、W终止
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