刻蚀终点检测方法
【专利摘要】本发明提供了一种刻蚀终点检测方法，在具有射频电源适配器的刻蚀反应腔中进行，其在刻蚀过程中采用适配器来进行终点检测，包括以下步骤：将衬底放入刻蚀反应腔中，并采用适配器的参数来监测刻蚀反应腔内的阻抗；对衬底进行刻蚀工艺；适配器的参数发生突变，停止刻蚀。本发明的刻蚀终点检测方法，通过射频电源适配器的参数变化来监测刻蚀是否达终点，从而在无需另外安装终点检测系统的条件下，利用刻蚀反应腔自身具有的射频电源适配器就可以进行有效地终点检测，简化了操作步骤，节约了成本。
【专利说明】刻蚀终点检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体【技术领域】，具体涉及一种刻蚀终点检测方法。
【背景技术】
[0002]半导体制造过程中，刻蚀工艺都采用等离子干法刻蚀1)1-7 2化10，即晶圆放入腔体((^￡111113610中，控制通入需要的气体和压强，加上射频产生等离子体
，用等离子体对晶圆进行刻蚀工艺。刻蚀是否到达终点是生产中需要精确控制的。
[0003]刻蚀在到达终点前后，根据刻蚀的反应膜不同，等离子体中某些波长的光谱会发生变化，因此用光学探测仪器对这些光谱的强度进行探测和计算，可以获知刻蚀过程是否达到终点。
[0004]但对于一些没有配备专门的光学终点检测仪(￡90)的机台，就不可能通过这种方式了解刻蚀的终点。因此，在不增加成本的情况下，采用另外的方式探测刻蚀的终点非常必要。
【发明内容】
[0005]为了克服以上问题，本发明旨在提供一种刻蚀终点检测方法，通过射频电源适配器的参数变化来监测刻蚀是否达终点。
[0006]为了实现上述目的一种刻蚀终点检测方法，在具有射频电源适配器的刻蚀反应腔中进行，其特征在于，在刻蚀过程中采用所述适配器来进行终点检测，包括以下步骤:
[0007]步骤01:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的参数来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗；
[0008]步骤02:对所述衬底进行刻蚀工艺；
[0009]步骤03:所述适配器的参数发生突变，停止刻蚀。
[0010]优选地，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的仆？所检测的电压变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化。
[0011〕 优选地，所述步骤03具体包括:所述适配器的仆？所检测的电压发生突变，停止刻蚀。
[0012]优选地，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的电容变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化。
[0013]优选地，所述步骤03具体包括:所述适配器的电容发生突变，停止刻蚀。
[0014]优选地，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的电阻变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化；所述步骤03具体包括:所述适配器的电阻发生突变，停止刻蚀。
[0015]优选地，所述的刻蚀工艺为等离子干法刻蚀工艺。
[0016]本发明的刻蚀终点检测方法，通过射频电源适配器的参数变化来监测刻蚀是否达终点，从而在无需另外安装终点检测系统的条件下，利用刻蚀反应腔自身具有的射频电源适配器就可以进行有效地终点检测，简化了操作步骤，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的刻蚀终点检测方法的流程示意图
[0018]图2为本发明的一个较佳实施例的射频电源适配器的仆？电路示意图
[0019]图33为本发明的一个较佳实施例的射频电源适配器的乂卯所检测到的三个衬底的电压曲线示意图
[0020]图36为本发明的一个较佳实施例的采用终点检测设备检测到的三个衬底的曲线示意图
【具体实施方式】
[0021]为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
[0022]本发明的刻蚀终点检测方法，在具有射频电源适配器的刻蚀反应腔中进行，在刻蚀过程中采用适配器来进行终点检测；其原理为:在等离子体干法刻蚀过程中，通常包括:通入反应气体，控制反应压强，并加入射频电压，从而产生等离子体来实现干法刻蚀。由于不同的刻蚀反应腔的阻抗不同，为了使射频电压功率完全施加到刻蚀反应腔中而避免产生反射，需要在刻蚀反应腔体前端设置一射频电源适配器；该射频电源适配器可以根据反应腔内的阻抗变化来调整自身的阻抗(包括电容和电阻)大小以适配发生变化的阻抗，从而使射频电源的输出功率完全施加到刻蚀反应腔体而没有反射功率。该适配器由可自动调节的电容和电阻组成的电路构成，从而来自动适配反应腔的阻抗。反应腔内的微小变化就有可能导致反应腔的阻抗发生变化，从而使得适配器中的电容和电阻作出相应调整来适配反应腔的阻抗。因此，通过监控适配器的一些参数变化就可以判断出反应腔中发生变化；具体来说，在刻蚀终点前后，由于刻蚀结构的材料种类和结构会发生变化，从而导致刻蚀反应腔中的等离子体成分、衬底本身的阻抗发生突变，进一步导致反应腔的阻抗发生突变，而射频电源适配器的一些参数也会发生突变；因此，可以利用射频电源适配器的一些参数发生突变来判断已到达刻蚀终点，并停止刻蚀。
[0023]以下将结合附图1-2和具体实施例对本发明的刻蚀终点检测方法作进一步详细说明。图1为本发明的刻蚀终点检测方法的流程示意图，图2为本发明的一个较佳实施例的射频电源适配器的电路示意图。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
[0024]请参阅图1，本实施例的刻蚀终点检测方法，在等离子体干法刻蚀反应腔中进行，包括以下步骤:
[0025]步骤01:将衬底放入刻蚀反应腔中，并采用适配器的参数来监测刻蚀反应腔内的阻抗；
[0026]具体的，包括:将衬底放入刻蚀反应腔中，并采用适配器的仆？所检测的电压变化来监测刻蚀反应腔内的阻抗变化；在其它实施例中，该步骤01可以为:将衬底放入刻蚀反应腔中，并采用适配器的电容或电阻变化来监测刻蚀反应腔内的阻抗变化。
[0027]这里，请参阅图2，射频电源适配器中的仆？电路示意图，仆？是射频电源适配器的一个参数，用于检测如图2中所示的适配器中的可变电阻上的电压，当适配器的电阻或电容发生变化时，^所检测到的电压也发生变化，从而可以用仆？来监控刻蚀终点。
[0028]步骤02:对衬底进行刻蚀工艺；
[0029]具体的，这里刻蚀工艺为等离子体干法刻蚀工艺；包括:通入反应气体，控制反应压强，并加入射频电压，从而产生等离子体来进行干法刻蚀。
[0030]步骤03:适配器的参数发生突变，停止刻蚀。
[0031]具体的，适配器的仆？所检测的电压发生突变，表明所刻蚀的结构或材料种类发生变化，进而表明刻蚀达到终点，则停止刻蚀。在其它实施例中，适配器的电容或电阻发生突变，则停止刻蚀；这是因为，电容或电阻突变，表明所刻蚀的结构或材料种类发生变化，进而表明刻蚀达到终点，则停止刻蚀。
[0032]请参阅图33和图31图33为本发明的一个较佳实施例的射频电源适配器的乂卯所检测到的电压曲线示意图；图此为本发明的一个较佳实施例的采用终点检测设备检测到的曲线示意图。图％中分别监测的两种结构分别为第一结构和第二结构，其显示了刻蚀第一结构和刻蚀第二结构所对应的刻蚀终点；为了比较，图36中也分别监测刻蚀第一结构和刻蚀第二结构所对应的刻蚀终点；在图33和图36中的曲线发生明显突变的位置即为刻蚀终点，图33中拐点的位置3和6为刻蚀终点，图36中拐点的位置^和(1为刻蚀终点，拐点3和0是刻蚀第一结构所对应的刻蚀终点；拐点6和(1是刻蚀第二结构所对应的刻蚀终点；可见，位置3和6分别与位置0和(1相对应；因此，采用本发明的方法，利用适配器的仆？所检测到的刻蚀终点时间与采用现有的终点检测设备所检测到的刻蚀终点时间极为相近，这表明采用本发明的方法也能够准确地检测出刻蚀终点，
[0033]综上所述，本发明的刻蚀终点检测方法，通过射频电源适配器的参数变化来监测刻蚀是否达终点，从而在无需另外安装终点检测系统的条件下，利用刻蚀反应腔自身具有的射频电源适配器就可以进行有效地终点检测，简化了操作步骤，节约了成本。
[0034]虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。
【权利要求】
1.一种刻蚀终点检测方法，在具有射频电源适配器的刻蚀反应腔中进行，其特征在于，在刻蚀过程中采用所述适配器来进行终点检测，包括以下步骤: 步骤01:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的参数来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗； 步骤02:对所述衬底进行刻蚀工艺； 步骤03:所述适配器的参数发生突变，停止刻蚀。
2.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的参数仆？所检测的电压变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化；所述步骤03具体包括:所述适配器的仆？所检测的电压发生突变，停止刻蚀。
3.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的电容变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化。
4.根据权利要求3所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述步骤03具体包括:所述适配器的电容发生突变，停止刻蚀。
5.根据权利要求1所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述步骤01具体包括:将衬底放入所述刻蚀反应腔中，并采用所述适配器的电阻变化来监测所述刻蚀反应腔内的阻抗变化。
6.根据权利要求5所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述步骤03具体包括:所述适配器的电阻发生突变，停止刻蚀。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的刻蚀终点检测方法，其特征在于，所述的刻蚀工艺为等离子干法刻蚀工艺。
【文档编号】H01L21/66GK104392946SQ201410652851
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】罗永坚, 张颂周, 任昱, 朱骏, 吕煜坤, 张旭升 申请人:上海华力微电子有限公司