本发明涉及一种利用博世法进行刻蚀的方法，以提高工艺结果的稳定性，还涉及一种改善博世法刻蚀工艺终点监测准确性的方法。
背景技术：
随着半导体技术不断发展，目前半导体器件的特征尺寸已经变得非常小， 希望在二维的封装结构中增加半导体器件的数量变得越来越困难，因此三维封装成为一种能有效提高芯片集成度的方法。目前的三维封装包括基于金线键合的芯片堆叠（Die Stacking）、封装堆叠（Package Stacking）和基于硅通孔 （Through Silicon Via，TSV）的三维（3D）堆叠。其中，利用硅通孔的三维堆叠技术具有以下三个优点：（1）高密度集成；（2）大幅地缩短电互连的长度，从而可以很好地解决出现在二维系统级芯片（SOC）技术中的信号延迟等问题；（3）利用硅通孔技术，可以把具有不同功能的芯片（如射频、内存、 逻辑、MEMS等）集成在一起来实现封装芯片的多功能。因此，所述利用硅通孔互连结构的三维堆叠技术日益成为一种较为流行的芯片封装技术。
在硅通孔技术应用中，通常要对硅等材料进行深通孔刻蚀，通过刻蚀形成的深通孔在芯片和芯片之间、硅片与硅片之间制作垂直导通，从而实现芯片和芯片之间的互连。在大多数情况下，硅通孔制作都需要打通不同的材料层，而由此形成的通孔必须满足轮廓控制要求（如侧壁垂直度和粗糙度等）， 因此硅通孔刻蚀工艺成为硅通孔制作技术的关键。
为了提高通孔的侧壁的垂直度和粗糙度的要求，现有刻蚀硅通孔时通常采用Bosch（博世）刻蚀工艺，其具体过程为：提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有具有开口的光刻胶掩膜层；进行刻蚀步骤：向刻蚀腔室中通入刻蚀气体（比如：SF6），刻蚀气体被解离为等离子体，对所述半导体衬底进行刻蚀，形成刻蚀孔；进行沉积步骤：向刻蚀腔室中通入沉积气体（比如： CF4），沉积气体被解离为等离子体，在刻蚀孔的侧壁形成聚合物，所述聚合物在下一刻蚀步骤时保护已形成的刻蚀孔的侧壁不会被刻蚀到，从而保证整个Bosch（博世）刻蚀过程的各向异性；重复上述刻蚀步骤和沉积步骤，直至在半导体衬底中形成硅通孔。
但是，现有技术Bosch（博世）刻蚀过程中，刻蚀工艺的稳定性仍有待改善。并且，随着博世刻蚀工艺的持续改善，现有的监测设备越来越难以准确地判断出刻蚀终点。
技术实现要素：
本发明提供一种改善博世法刻蚀工艺终点监测准确性的方法，包括：
获取博世法刻蚀工艺的工艺菜单；
更改工艺菜单中某些步骤的气压参数，以使该工艺菜单中刻蚀步骤与沉积步骤的气压相等；
对于气压参数被更改的步骤，调整工艺菜单中该步骤的其它参数，以补偿其气压参数的更变；
根据该更改气压参数和调整其它参数的步骤，获得新的工艺菜单；
执行该新的工艺菜单，以进行刻蚀。
可选的，调整其它参数的步骤中，通过调整该步骤的执行时长来补偿气压参数的变更。
可选的，调整其它参数的步骤中，通过调整该步骤的射频源功率来补偿气压参数的变更。
可选的，调整其它参数的步骤中，通过同时调整该步骤的执行时长和射频源功率来补偿气压参数的变更。
可选的，执行该新的工艺菜单后，检测刻蚀结果，假如发现该其它参数的调整未能完全补偿该气压参数的变更，则继续对该步骤的其它参数进行调整。
可选的，执行该新的工艺菜单后，检测刻蚀结果，假如发现该其它参数的调整的补偿作用超出该气压参数的变更，则继续对该步骤的其它参数进行调整。
可选的，采用光学发射光谱原位检测技术对刻蚀终点进行监测。
可选的，该工艺菜单中刻蚀步骤与沉积步骤采用不同的反应气体。
本发明还提供一种利用博世法进行刻蚀的方法，所述方法包括交替进行的刻蚀步骤和沉积步骤，其特征在于，所述刻蚀步骤与所述沉积步骤在同一气压值下进行。
本发明另提供一种利用博世法进行刻蚀的方法，包括设置工艺菜单的步骤与执行该工艺菜单以进行刻蚀的步骤，所述工艺菜单中包含刻蚀步骤与沉积步骤；
其中，所述设置工艺菜单的步骤包括设置工艺参数的步骤，所述工艺参数包括可瞬变参数与渐变参数，在设置工艺参数的步骤中，将刻蚀步骤与沉积步骤的渐变参数设置为相同。
可选的，所述渐变参数包括反应腔的气压。
附图说明
图1是本发明用于改善刻蚀终点监测准确性的一种实施方式的流程示意图。
具体实施方式
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。
Bosch蚀刻方法的工艺特点通常会导致硅通孔的侧壁上部及底部存在环型扇贝花纹 （scallop），扇贝花纹的尺寸在50nm～100nm左右，其会影响后续薄膜的沉积，形成缺陷， 导致电流泄露，最终影响到产品性能及可靠性。
通常有几种措施可供选择以改善扇贝花纹现象：第一种是在完成硅通孔蚀刻之后增加额外干法蚀刻步骤，对扇贝花纹进行处理；第二种是在硅通孔蚀刻之后，生长一层热氧化层，然后去除该热氧化层。然而此两种方法效果并不理想，且有以下问题：对于增加额外干法蚀刻的方法，需要选择合适的气体和条件，且均匀性将变差，该方法对扇贝花纹现象的改善程度为20～30%；对于形成并去除热氧化层的方法，需要额外的热预算，特别是对主要是后端制程的三维封装应用范围受到限制，且目前的结果并不理想，改善程度小于10%。
由于上述两种方法成本高且改善效果不明显，业界在实际生产中普遍会采用低成本的第三种措施：缩短每一刻蚀步骤和每一沉积步骤的执行时长。大量的事实也一再表明：随着刻蚀步骤与沉积步骤的时长变短，扇贝花纹的尺寸确实可大幅缩小。
稳定性不佳的原因分析
然而，发明人发现，刻蚀步骤与沉积步骤所执行时长的缩短也会导致一系列问题或者说使原本已存在的技术问题更加恶化：比如，刻蚀终点越来越难以准确确定；又比如，刻蚀结果的稳定性变得更差。尽管业界普遍认为，刻蚀结果的不稳定性、刻蚀终点监测结果的不准确性在很大程度上是由系统本身的复杂度决定的，而与刻蚀步骤、沉积步骤本身的执行时长的相关性不大，但发明人却持相反不同观点，理由如下：
博世工艺的刻蚀步骤与沉积步骤虽是在同一反应腔内进行的，但它们所需的环境参数（比如，反应腔气压、射频源功率、通入的反应气体等）存在巨大差异，这使得从理想的刻蚀环境（指的是反应腔的环境参数基本符合刻蚀步骤所需的参数要求）切换或转换成理想的沉积环境（指的是反应腔的环境参数基本符合沉积步骤所需的参数要求）的过程中，必然存在一个过渡阶段，在该过渡阶段，反应腔的环境持续由适宜刻蚀转变为适宜沉积。在上述过渡阶段，聚合物沉积的速度是持续变化的（更准确地讲，是持续变大的），但其速度变化的快慢并无明显的规律；在上述理想的沉积环境所持续存在的阶段（以下简称“稳定沉积阶段”）内，聚合物沉积的速度是所需的，也是大致恒定的。也就是说，在一个沉积步骤中，所沉积的聚合物的量（或者厚度）由两部分（即，过渡阶段所沉积的量、稳定沉积阶段所沉积的量）加总而成，其中，过渡阶段所沉积的量是不固定的，也是没法准确预估的。
在通常情况（每一沉积步骤的执行时间较长时）下，过渡阶段所持续的时间会远小于稳定沉积阶段所持续的时间，这就使得过渡阶段所沉积的聚合物的量在该沉积步骤所形成的聚合物的总量中所占的比重很小，进而使得每一沉积步骤所形成的聚合物的量仍是大体稳定/恒定的。然而，为抑制扇贝花纹而采取的大幅缩短沉积步骤的执行时长这一措施，则会使得每一沉积步骤所形成的聚合物的量变得不稳定。这是因为，在一个沉积步骤中，过渡阶段的时长几乎是恒定的或者是变化极小的，沉积步骤执行时长的缩短会严重缩短稳定沉积阶段的时长，这使得过渡阶段对沉积步骤的影响明显加大（即，过渡阶段所沉积的聚合物的量在该沉积步骤所形成的聚合物的总量中所占的比重较大），进而将过渡阶段的不稳定性传导至沉积步骤（也就是说，一个沉积步骤所形成的聚合物的量相比于其它沉积步骤可能是明显不同的）。
同样的，从理想的沉积环境切换为理想的刻蚀环境也存在一个过渡阶段，不同的是，在该过渡阶段，反应腔的环境持续由适宜沉积转变为适宜刻蚀。在该过渡阶段，刻蚀的速度是持续变化的，但其速度变化的快慢并无明显的规律；在上述理想的刻蚀环境所持续存在的阶段（以下简称“稳定刻蚀阶段”）内，刻蚀的速度是所需的，也是大致恒定的。为抑制扇贝花纹而采取的大幅缩短刻蚀步骤的执行时长这一措施，则会使得每一刻蚀步骤所去除物质的量变得不稳定。
由于每一刻蚀步骤和每一沉积步骤的作用结果均变得不稳定，自然也会使得整个博世刻蚀工艺的结果变得不稳定。
刻蚀终点监测结果变得不准确的原因分析
现有的刻蚀终点监测设备通常是通过实时检测反应腔内的参与反应物或刻蚀副产物的存量的变化来判断刻蚀终点的。反应腔内环境的变化（特别是反应腔气压的变化）会严重影响到上述检测结果的准确性。通常而言，反应腔内气压越稳定（比如，如前面所描述过的稳定刻蚀阶段或稳定沉积阶段）、稳定的时间越长，越容易获得精确的刻蚀终点。反之，假如反应腔内气压持续变化、且变化得无规律（比如，如前面所描述的过渡阶段），就会导致很难判定出刻蚀终点，即便获得刻蚀终点，其错误的几率也很大。
为抑制扇贝花纹而采取的大幅缩短刻蚀步骤的执行时长这一措施，使得环境不稳定的过渡阶段的时长显著变长，环境稳定的稳定刻蚀阶段的时长显著缩短，这显然有碍于获取准确的刻蚀终点。
发明人的改进思路及解决方案
由以上分析可知，上述问题产生的原因均在于，由刻蚀切换至沉积或由沉积切换至刻蚀的过程中，过渡阶段所持续或占据的时间太长，或者说，过渡阶段的时长占整个刻蚀步骤或整个沉积步骤的比重太大。并且，假如能够大幅缩减甚或消除上述过渡阶段，那么必然可大幅改善工艺结果的稳定性和刻蚀终点监测结果的准确性。
要从刻蚀步骤切换为沉积步骤或从沉积步骤切换为刻蚀步骤，反应腔通常需经历几个参数的变化，包括：（1）、需将反应腔的气体由一种反应气体（比如，刻蚀气体）基本置换为另一种气体（比如，沉积气体）；（2）、需将反应腔的腔内气压由适宜沉积调整为适宜刻蚀或由适宜刻蚀调整为适宜沉积（刻蚀步骤的气压与沉积步骤的气压通常有较大差异）；（3）、将施加于反应腔的射频源功率（其用途是将反应气体解离为等离子体）由适宜刻蚀变更为适宜沉积，或由适宜沉积变更为适宜刻蚀；（4）、将施加于反应腔的偏置源功率（其用途是控制带电粒子运动的方向）由适宜刻蚀变更为适宜沉积，或由适宜沉积变更为适宜刻蚀。上述几个变化通常是同时开始进行的。但是，参数（1）、（3）、（4）的调整速度远快于参数（2）（即反应腔气压）的调整速度。这决定了，加快在切换过程中反应腔气压的调整速度必然可大幅缩减过渡阶段的时长。
基于此，发明人提出以下解决方案：将博世刻蚀工艺中刻蚀步骤与沉积步骤的气压设置/设定/设计为相等，这样就可大大降低过渡阶段的时长，从而有效提高工艺结果的稳定性和刻蚀终点监测结果的准确性。以下不同实施方式的检测结果也充分验证了上述功效。
实施方式1
本发明的实施方式1涉及一种改善博世法刻蚀工艺终点监测准确性的方法，该终点监测可采用常用的光学发射光谱（OES）原位检测技术或其它常规技术实施。所述改善终点监测准确性的方法，如图1所示，包括：
步骤S1：获取博世法刻蚀工艺的工艺菜单。
该工艺菜单可以是预先存取在刻蚀装置内、其有效性已经验证的工艺菜单，可通过该刻蚀装置的操作界面调取、显示该工艺菜单。后续步骤（如步骤S2、S3）对工艺菜单的更改、调整也均可通过该操作界面完成。
由于是博世法刻蚀工艺，该工艺菜单中至少存在交替往复的刻蚀步骤与沉积步骤。比如，从时刻T1时，采取措施M10、M11、M12等，以使反应腔进入刻蚀步骤；从时刻T2时，停止措施M10、M11、M12等，并采取措施M20、M21、M22等，使反应腔自刻蚀步骤切换为沉积步骤；从时刻T3起，停止措施M20、M21、M22等，并采取措施M10、M11、M12等，使反应腔自沉积步骤切换为刻蚀步骤；以此顺序来回往复，直至收到刻蚀终点监测装置发出的停止信号。其中，所采取的这些措施中，主要包括对反应腔参数（或者说反应腔环境参数）的调整或设置，比如，将反应腔气压（以下“反应腔气压”也可简称为“气压”）调整为某一特定值、以某一流速向反应腔内通入某一反应气体、将反应腔的射频源功率调整为某一特定值，以及将反应腔的偏置源功率调整为某一特定值等。通常而言，该工艺菜单中刻蚀步骤与沉积步骤所采用的反应气体、反应腔气压等均有巨大差异，以适应不同反应的需要。
步骤S2：更改工艺菜单中某些步骤的气压参数，以使该工艺菜单中刻蚀步骤与沉积步骤的气压相等。
通常可通过将工艺菜单中所有沉积步骤的反应腔气压调整为与刻蚀步骤相同来实现，也可通过将工艺菜单中所有刻蚀步骤的反应腔气压调整为与沉积步骤相同来实现。当然，通过同时调整刻蚀步骤与沉积步骤的反应腔气压也可使它们趋于相同。
步骤S3：对于气压参数被更改的步骤，调整工艺菜单中该步骤的其它参数，以补偿其气压参数的更变。
气压参数的调整通常会对其所在步骤的结果带来影响，比如，导致刻蚀速率变慢，或导致沉积速率变快等。通过其它参数的相反调整可补偿甚或消除该影响。通常，可通过调整该步骤的执行时长来补偿气压参数的变更，也可通过调整该步骤的射频源功率来补偿气压参数的变更，或者可通过同时调整该步骤的执行时长和射频源功率来补偿气压参数的变更。另外，通常也要调节反应气体的流速（单位时间内通入至反应腔的流量）来平衡所述气体参数的变更。
步骤S4：根据该更改气压参数和调整其它参数的步骤，获得新的工艺菜单。
步骤S5：执行该新的工艺菜单，以进行刻蚀。
另外，在执行该新的工艺菜单后，可进一步检测其刻蚀结果（即，观察刻蚀最终所形成的半导体结构），假如发现该其它参数的调整未能完全补偿该气压参数的变更，则继续对该步骤的其它参数进行调整；假如发现该其它参数的调整的补偿作用超出该气压参数的变更，则继续对该步骤的其它参数进行反方向调整。
实施方式2
本发明的实施方式2涉及一种利用博世法进行刻蚀的方法，该刻蚀方法既可提高刻蚀结果的稳定性，也方便刻蚀终点的监测，从而可获得更准确的刻蚀终点。所述方法包括交替进行的刻蚀步骤和沉积步骤，其特征在于，所述刻蚀步骤与所述沉积步骤在同一气压值下进行。
实施方式2与实施方式1有很多的共同之处。因而，如何将它们的气压值调整为相同，以及如何对气压值的变更作出补偿等，均可参考实施方式1。
有必要补充一点，本发明对现有技术作出改进的一个关键点是：大幅缩减过渡阶段的时长。而过渡阶段的时长是由变化最慢的参数决定的，具体到博世刻蚀工艺，就是由反应腔气压的切换或变化速度决定的。通过使刻蚀步骤与沉积步骤的气压值保持恒定，自然可大大缩减过渡阶段的时长。经此改进后，过渡阶段的时长通常会由反应腔内气体的切换时间（因为它现在已是变化最慢的参数了）决定；这里所说的“反应腔内气体的切换时间”指的是将反应腔由充满刻蚀气体的状态（更确切地讲，是以刻蚀气体为最主要部分的状态）逐渐变换为充满沉积气体的状态（更确切地讲，是以沉积气体为最主要部分的状态）所需的时间，或是将反应腔由充满沉积气体的状态逐渐变换为充满刻蚀气体的状态所需的时间。假如随着刻蚀工艺的技术发展，需要在实施方式1、2的基础上，进一步缩减过渡阶段的时长，以进一步改善工艺结果的稳定性和终点监测的稳定性，那么可通过优化（或者说缩短）通气和换气的时间来实现。现有技术中，一些缩短换气时间的常用措施，如加大通气速度、在MFC（Mass Flow Controller，质量流量控制器）前设置气体缓冲室等都可被应用进来。
再说明一点，反应腔内气压的变化、反应腔内气体种类及数量的转化等之所以速度较慢，就在于反应腔气压状态、反应腔内气体种类的状态等均属于渐变参数，即，只能因不断的累积而变化，不会直接跳变。而施加在反应腔的射频源功率、偏置源功率却可以是瞬变的。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多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。