专利名称：控制和促进等离子体起辉的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体加工工艺，尤其涉及一种控制和促进等离子体起辉的方法。
背景技术：
在半导体加工工艺中，比如进行干法刻蚀，或称为等离子体刻蚀过程中，通常需要在 等离子体的环境下进行。在一些工艺刻蚀步骤中，需要在较低的气压下进行，并且在这样 的条件下，等离子体起辉需要保持稳定。例如在多晶硅刻蚀工艺中，典型的主刻蚀工艺 (Main Etch)气压约在20mT以下。在加上射频功率后，激发腔室内的气体，使其从气体状态 转换为等离子体状态。在这个过程中，气体吸收射频功率，被电离、激发、离解等，在开 始的过程，由于大量气体分子仍处于中性气体状态，激发过程较困难，即开始的起辉过程 较困难，但待稳定起辉后，保持等离子体的状态则相对容易。
为了使气体在低气压时顺利起辉，人们通常会在开始时加入预起辉步骤，在此步骤中 加大气压或射频功率，使气体较容易起辉，进入等离子状态，随后在己经稳定起辉的状态 下，降低气压和功率，使之达到正常值，在这个过程中，等离子体连续起辉。预起辉过程 也可以加入一定比例的容易起辉的气体，如氩气等，使气体状态较易转换成等离子体状 态。
现有技术中，在通常的预起辉步骤中，人们常用时间控制预起辉过程，即为预起辉步 骤设置较短的时间，此时间一般是通过估计和经验得到，使其能满足使等离子体起辉的时 间，此后工艺步骤切换为下一步。
上述现有技术至少存在以下缺点
无法确保预先估计的预起辉时间完全满足真正的工艺过程。如果此时间设置不合适， 对接下来的工艺过程会有较大影响。例如时间设置的较短，可能等离子体未能实现稳定起 辉，转为下一步，下一步工艺中仍然无法得到稳定的等离子体；如果时间设置过长，虽然 可以得到稳定的等离子体，但是由于高功率和高气压的加入，使刻蚀得到的工艺结果与预 期不相符，或产生较多的颗粒，无法满足工艺需求
发明内容
本发明的目的是提供一种能准确控制等离子体起辉的过程和促进等离子体起辉的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的
本发明的控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的歩骤前，设置等离 子体预起辉的歩骤，所述等离子体预起辉的步骤包括 首先，设定等离子体光谱强度的阈值；
然后，在等离子体预起辉的过程中，检测等离子体的光谱强度，当该光谱强度大于等 于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
本发明的控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离 子体预起辉的步骤，所述等离子体预起辉的步骤包括 首先，设定匹配器的输出电压的阈值；
然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器的输出电压，当该输出电压大于等于 所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
本发明的控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离 子体预起辉的步骤，所述等离子体预起辉的步骤包括 首先，设定匹配器调节电容的阈值；
然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器调节电容的值，当该调节电容的值大 于等于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的控制和促进等离子体起辉的方 法，由于等离子体预起辉的步骤包括首先，设定等离子体光谱强度的阈值；然后，在等
离子体预起辉的过程中，检测等离子体的光谱强度，当该光谱强度大于等于所述阈值时， 停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。或者利用匹配器的输出 电压信号或匹配器调节电容的值作为预起辉步骤停止的标志。能准确控制等离子体起辉过 程。
图l为本发明控制和促进等离子体起辉的方法具体实施例一的工艺流程图。
具体实施方式
本发明的控制和促进等离子体起辉的方法，其较佳的具体实施例一如图l所示，在等 离子体正常起辉的歩骤前，设置等离子体预起辉的步骤， 等离子体预起辉的步骤具体包括 首先，设定等离子体光谱强度的阈值。 这个阈值可以通过试验方法确定，具体包括
在预起辉歩骤的工艺条件下，可以采用容易起辉的工艺条件。检测等离子体达到稳定 时的光谱强度值，并设定所述的阈值小于等于等离子体达到稳定时的光谱强度值。
阈值可以为等离子体达到稳定时的光谱强度值的75%—85%，如75%、 80%、 85%等。
然后，在等离子体预起辉的过程中，检测等离子体的光谱强度，当该光谱强度大于等 于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
检测等离子体的光谱强度时，可以设置多个光谱采集点，当所述N个光谱采集点的光 谱强度连续大于等于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起 辉的步骤。采集点的个数也可以通过试验的方法确定。即在第一步使用此易起辉的工艺条 件时，记录光谱强度稳定时期的强度值，设置为A，再观察稳定时间，根据每秒光谱采样点 的数量，计算需要的光谱采集点个数N。
在进行等离子体的光谱强度检测时，可以使用在目前刻蚀上必备的发射光谱检测设 备，而不必增加额外的设备。
处于等离子体状态的物质，由于处于电离和复合的平衡过程，电离过程持续进行，并 以光子的形式辐射能量，当等离子体处于稳定状态时，发射光谱强度较稳定，即检测此等 离子体的特征谱线强度时，强度较平稳；如果等离子体未达到稳定，从等离子体的发射光 谱上，可以看到其光谱强度处于波动中，不能达到稳定。因此通过光学发射光谱检测，可 以得到等离子体状态是否稳定的信息。
本发明在不容易起辉的步骤前加入容易起辉的预起辉步骤，并利用光谱的信息，自动 判断和决定在正常起辉步骤之前增加的预起辉步骤的时间，使用了等离子体的光学信息进 行判断，可以确保预起辉步骤起辉稳定，并避免持续时间过长。使预起辉步骤达到应该具 有的开始等离子体稳定起辉的作用，且不会给工艺带来影响。
本发明也可以利用其它信号作为预起辉步骤停止的标志，例如匹配器的输出电压信 号、匹配器调节电容的值等信号。 具体实施例二
在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离子体预起辉的步骤
首先，设定匹配器的输出电压的阈值；然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器的输出电压，当该输出电压大于等于 所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。 具体实施例三
在等离子体正常起辉的歩骤前，设置等离子体预起辉的歩骤 首先，设定匹配器调节电容的阈值；
然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器调节电容的值，当该调节电容的值大 于等于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
本发明还可以利用其它信号作为预起辉步骤停止的标志，同样利用上述过程，确定等 离子体稳定过程的电压和电容值，这里的判断标准包括信号上升过程中达到稳定时期值的 75%~85%;或对于某些下降的信号，降到稳定时期值的125%~115%。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任 何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都 应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离子体预起辉的步骤，其特征在于，所述等离子体预起辉的步骤包括首先，设定等离子体光谱强度的阈值；然后，在等离子体预起辉的过程中，检测等离子体的光谱强度，当该光谱强度大于等于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
2、 根据权利要求l所述的控制和促进等离子体起辉的方法，其特征在于，所述的阈值 通过试验方法确定，具体包括在所述预起辉歩骤的工艺条件下，检测等离子体达到稳定时的光谱强度值； 设定所述的阈值小于等于等离子体达到稳定时的光谱强度值。
3、 根据权利要求2所述的控制和促进等离子体起辉的方法，其特征在于，所述的阈值 为等离子体达到稳定时的光谱强度值的75%—85%。
4、 根据权利要求3所述的控制和促进等离子体起辉的方法，其特征在于，所述的阈值 为等离子体达到稳定时的光谱强度值的80% 。
5、 根据权利要求l所述的控制和促进等离子体起辉的方法，其特征在于，所述检测等 离子体的光谱强度时，设置多个光谱采集点，当所述多个光谱采集点的光谱强度连续大于 等于所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤。
6、 根据权利要求l所述的控制和促进等离子体起辉的方法，其特征在于，所述等离子 体预起辉的步骤中起辉的工艺条件比正常起辉的步骤中起辉的工艺条件容易。
7、 一种控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离 子体预起辉的步骤，其特征在于，所述等离子体预起辉的步骤包括首先，设定匹配器的输出电压的阈值；然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器的输出电压，当该输出电压大于等于 所述阈值时，停止所述等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
8、 一种控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离 子体预起辉的步骤，其特征在于，所述等离子体预起辉的步骤包括首先，设定匹配器调节电容的阈值；然后，在等离子体预起辉的过程中，检测匹配器调节电容的值，当该调节电容的值大 于等于所述阐值时，停止所述等离子体预起辉的歩骤，进行等离子体正常起辉的步骤。
全文摘要
本发明公开了一种控制和促进等离子体起辉的方法，在等离子体正常起辉的步骤前，设置等离子体预起辉的步骤，在预起辉的步骤中，首先，设定等离子体光谱强度的阈值；然后，检测等离子体的光谱强度，当该光谱强度大于等于阈值时，停止等离子体预起辉的步骤，进行等离子体正常起辉的步骤。利用光谱的信息，自动判断和决定预起辉步骤的时间，可以确保预起辉步骤起辉稳定，并避免持续时间过长。能准确控制等离子体起辉过程。
文档编号H01L21/00GK101409975SQ20071017581
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者卓 陈 申请人:北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司