等离子体刻蚀工艺中的OES监控技术

采用光学发射光谱(OES)原位检测技术,对等离子体刻蚀机中的等离子体状态进行实时监控,讨论了其在故障诊断、分类、刻蚀终点的判断及控制方面的应用。实验平台为在新研发的高密度等离子体刻蚀机,采用化学气体HBr/Cl₂为刻蚀气体进行多晶硅刻蚀工艺实验,实验过程中所采集的OES数据通过PCA法进行分析,得到与刻蚀过程相关的特征谱线。实验结果表明：OES技术适合于深亚微米等离子体刻蚀工艺过程的终点检测及故障诊断。最后就OES技术未来发展面临的挑战进行了讨论。     

用于实时刻蚀深度控制的光干涉测量法

对等离子体刻蚀工艺过程中进行刻蚀的终点检测主要应用在以下两个方面:一是刻蚀穿透一种材料并在另一种材料的表面刻蚀过程终止,二是在一种材料内刻蚀到所需的深度后终止。在第一种应用中,由于刻蚀过程中不同材料的光发射谱是不一样,因而通常采用OES(光发射谱)方法进行终点检测,在刻蚀去除一种材料进入另一种材料时其光发射谱会产生变化,就可以用作工艺控制的终点检测。然而在第二种应用中,刻蚀过程中并不会出现光发射谱OES的变化,对刻蚀深度的控制通常由设定刻蚀工艺的时间来确定,但这种控制方法在实际工艺中很难达到高的控制精确度和可靠性。     

基于IEP的高密度等离子体刻蚀过程终点检测技术

高密度等离子体刻蚀是当今超大规模集成电路制造过程中的关键步骤.随着集成电路中器件尺寸的缩小及器件集成密度的提高,对刻蚀过程终点的准确判断是目前所面临的一个严峻考验,传统的OES终点检测技术已经远远不能满足深亚微米刻蚀工艺需求.讨论IEP终点检测技术的原理,针对多晶硅栅的等离子体刻蚀工艺,讨论了IEP终点检测技术在深亚微米刻蚀工艺中的应用,IEP预报式终点检测技术已经运用在新近研发的HDP刻蚀机的试验工艺上,最后对IEP终点检测技术未来的发展趋势进行了展望.     

用于实时刻蚀深度控制篚光干涉测量法

对等离子体刻蚀工艺过程中进行刻蚀的终点检测主要应用在以下两个方面：一是刻蚀穿透一种材料并在另一种材料的表面刻蚀过程终止．二是在一种材料内刻蚀到所需的深度后终止。在第一种应用中．由于刻蚀过程中不同材料的光发射谱是不一样．因而通常采用OES（光发射谱）方法进行终点检测。     

等离子体刻Al时的光终点检测法

集成电路中用等离子体刻Al已经日益重要,为了满足VLSI工艺所需要的精确控制,要对刻蚀过程进行监控.使用含氯的刻蚀气体时,由于ALCI分子中电子跃迁的结果,可以观测到很强的波长为261.4毫微米的发射谱线,可以通过这种发射谱线的强度变化来监控剜蚀过程.本文介绍光谱仪和一种简单的固体检测器的应用,检测器是和干涉滤光器连在一起的,光的发射和反射技术都可用来检测等离子体刻Al的终点.     

高密度等离子体刻蚀机中的终点检测技术

高密度等离子体刻蚀是当今超大规模集成电路制造过程中的关键步骤.目前已经开发出许多终点检测技术.文章讨论了终点检测技术的原理,综述了目前主流刻蚀机使用的两种终点检测技术-OES和IEP-的最新进展,讨论了终点检测技术在深亚微米等离子体刻蚀工艺中的应用,以及所面临的挑战.     

专利文献介绍

等离子体刻蚀终点的光学检测法 专利号:美国4415402,发明人:Berry Gelernt,Wallace Wang,申请日期:1981年4月2日。 内容要摘:本专利介绍采用分光光度计检测等离子体刻蚀磷硅玻璃时刻蚀终点的方法,在反应室的一侧开有一个供观察用的窗口,分光光度计通过窗口检测刻蚀过程中产生的光谱。在刻蚀磷硅玻璃时可以观察到两条波长分别为2534.71A和2536.02A的氩线夹着一条波长为2535.65A磷线的光谱。一旦磷硅玻璃层刻蚀完毕,光谱中的磷线立即消失,据此即能准确判断刻蚀完结的时间。     

光谱学在等离子体刻蚀研究中的应用

研究了摄谱系统在CF_3H等离子体工艺研究中的应用。SiO_2的CF_3H等离子体刻蚀速率与等离子体中被测组分的谱线发射强度有关。用CF_3H等离子体刻蚀SiO_2时,HF是一个理想的组分。这种摄谱系统具有控制等离子体刻蚀和沉积两种工艺的潜力,最终能使这些工艺自功化。     

等离子体刻蚀过程的APC技术研究进展

先进过程控制(APC)是一个多层次的控制系统,其包含了实时的设备及工艺控制和非实时的RtR控制.APC引入等离子体刻蚀过程控制可极大提高刻蚀机的使用效率.针对等离子体刻蚀过程,本文分别从实时控制和RtR控制两个不同层次展开了论述,概述了RtR控制器中所使用的线性回归模型和神经网络模型.最后,讨论了APC技术的发展趋势.     

一种面向化学机械抛光终点检测系统的信号处理方法

提出了一种针对基于摩擦的化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）终点检测系统的信号处理方法。该信号处理方法采用小波阈值去噪的方法去除包含在原始测量信号中的噪声;从去噪后的信号中提取卡尔曼滤波新息作为特征信号;根据CMP过程中卡尔曼滤波新息的特征来判断何时达到CMP终点。应用该信号处理方法,进行了铜CMP过程的终点检测试验。试验结果表明,该信号处理方法可以判断出铜CMP过程的终点。