本公開的示例總體上涉及一種用于檢測半導體蝕刻操作的終點的方法。
背景技術：
從(cong)數十年前首次引入半(ban)導體(ti)(ti)器件(jian)以(yi)(yi)來(lai)，這(zhe)(zhe)類器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何尺(chi)寸(cun)已大(da)幅減小。不斷(duan)增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)路密(mi)度(du)(du)對用(yong)于(yu)制造半(ban)導體(ti)(ti)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工藝提(ti)出了(le)額外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求。例(li)如(ru)，隨著電(dian)路密(mi)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)，間距(ju)尺(chi)寸(cun)迅速減小到(dao)50nm以(yi)(yi)下(xia)尺(chi)寸(cun)，而垂直尺(chi)寸(cun)(諸如(ru)溝槽深(shen)(shen)度(du)(du))保持相(xiang)對恒定(ding)，結果是(shi)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)(shen)寬(kuan)比(即(ji)，他(ta)們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)度(du)(du)除(chu)以(yi)(yi)寬(kuan)度(du)(du))增加(jia)。精確(que)控制這(zhe)(zhe)種高(gao)(gao)密(mi)度(du)(du)和次微米特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)對于(yu)半(ban)導體(ti)(ti)器件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可靠(kao)(kao)形(xing)成是(shi)關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。常(chang)規地通過(guo)以(yi)(yi)下(xia)方式在(zai)半(ban)導體(ti)(ti)器件(jian)中(zhong)形(xing)成諸如(ru)晶(jing)(jing)體(ti)(ti)管和電(dian)容之(zhi)類的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)：圖案(an)化(hua)基(ji)(ji)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)以(yi)(yi)界(jie)定(ding)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橫向尺(chi)寸(cun)，接著蝕刻(ke)基(ji)(ji)板(ban)以(yi)(yi)去除(chu)材料并(bing)界(jie)定(ding)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)。為了(le)形(xing)成具有所(suo)期望的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)氣性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)，特(te)征(zheng)(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)寸(cun)必須在(zai)精確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規格內形(xing)成。可靠(kao)(kao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)終點(dian)(dian)(dian)檢測(ce)對于(yu)一致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蝕刻(ke)結果是(shi)關(guan)鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，而與傳入晶(jing)(jing)片(pian)、腔室條件(jian)漂移、以(yi)(yi)及腔室之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異無關(guan)。蝕刻(ke)應用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳統終點(dian)(dian)(dian)檢測(ce)依賴于(yu)僅從(cong)當前蝕刻(ke)步驟(zou)實時收集的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發射趨勢或光譜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分析。常(chang)規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)終點(dian)(dian)(dian)系(xi)統需(xu)要(yao)存在(zai)停止(zhi)層、大(da)于(yu)3％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)開放(fang)區域(yu)、或小于(yu)30:1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)深(shen)(shen)寬(kuan)比(har)。然而，在(zai)具有小于(yu)基(ji)(ji)板(ban)表面(mian)積3％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低開放(fang)區域(yu)或大(da)于(yu)30:1(例(li)如(ru)50:1)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)深(shen)(shen)寬(kuan)比(har)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蝕刻(ke)應用(yong)中(zhong)，對于(yu)常(chang)規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)模型算法可能沒有足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子可檢測(ce)以(yi)(yi)從(cong)發射背景噪聲中(zhong)提(ti)取終點(dian)(dian)(dian)信息。在(zai)低開放(fang)區域(yu)和har蝕刻(ke)應用(yong)中(zhong)，檢測(ce)蝕刻(ke)操作的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)終點(dian)(dian)(dian)具有挑戰(zhan)性，因(yin)為等離子體(ti)(ti)發射信號(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)明顯弱(ruo)于(yu)由(you)其(qi)他(ta)因(yin)素(諸如(ru)階躍轉變、與腔室部件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用(yong)或這(zhe)(zhe)些因(yin)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)合)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)(du)變化(hua)。因(yin)此，需(xu)要(yao)改進的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)蝕刻(ke)終點(dian)(dian)(dian)檢測(ce)技術(shu)。

背景技術

0、背景

技術實現思路

1、本文公開(kai)了一種用于(yu)確定用于(yu)在處理(li)腔室中(zhong)(zhong)的基(ji)板(ban)上形成高深寬比(bi)特征和(he)/或低開(kai)放區域(<1％)的蝕(shi)(shi)刻操作的終(zhong)點(dian)的方法(fa)。方法(fa)以獲得參考發射曲(qu)(qu)線開(kai)始。在圖案化基(ji)板(ban)上執行蝕(shi)(shi)刻操作。針對(dui)蝕(shi)(shi)刻循環中(zhong)(zhong)的每一者測量等(deng)離子(zi)體光(guang)發射強度。計(ji)算參考發射與等(deng)離子(zi)體光(guang)發射之(zhi)間的比(bi)率(lv)曲(qu)(qu)線。并(bing)且(qie)基(ji)于(yu)比(bi)率(lv)曲(qu)(qu)線中(zhong)(zhong)的拐點(dian)來確定第(di)一基(ji)板(ban)上的蝕(shi)(shi)刻操作的終(zhong)點(dian)，以基(ji)于(yu)終(zhong)點(dian)來停止第(di)一基(ji)板(ban)的蝕(shi)(shi)刻。

技術特征：

1.一種檢測(ce)半導體基板(ban)的蝕刻操作(zuo)的終點的方(fang)法(fa)，所(suo)述(shu)方(fang)法(fa)包括：

2.如權利要(yao)求1所述(shu)的方法，其中在所述(shu)圖案化基板上的所述(shu)蝕刻操(cao)作是用于形(xing)成具有(you)30:1或更大(da)的高深寬比(bi)的特征(zheng)，并且獲得所述(shu)參考發射(she)進一步包括：

3.如(ru)權利要(yao)求2所述的方法，進一步包(bao)括：

4.如權利要求3所(suo)述的方法，其中所(suo)述差(cha)異曲線能通過將所(suo)述等離子(zi)體光發射中除以或減(jian)去所(suo)述曲線或趨勢模型(xing)來確定。

5.如權利要求1所(suo)述(shu)的(de)方(fang)法，其中在所(suo)述(shu)圖(tu)案化基板上的(de)所(suo)述(shu)蝕刻操作是用(yong)于形成具有頂表面積(ji)的(de)約1％或更小的(de)低開放區域(yu)的(de)特征，并且獲得所(suo)述(shu)參(can)考發射(she)曲線進(jin)一(yi)步包括：

6.如(ru)權利要求5所述(shu)的(de)(de)方法，其中(zhong)存儲所述(shu)參考發(fa)射(she)曲線是針(zhen)對所述(shu)參考發(fa)射(she)曲線的(de)(de)兩個(ge)(ge)或更多個(ge)(ge)波(bo)長(chang)的(de)(de)等離子(zi)體光發(fa)射(she)，并且在所述(shu)蝕刻操作期間測量所述(shu)圖案化基(ji)板的(de)(de)所述(shu)等離子(zi)體光發(fa)射(she)強度是針(zhen)對與所述(shu)參考發(fa)射(she)相同的(de)(de)波(bo)長(chang)中(zhong)的(de)(de)至少兩個(ge)(ge)波(bo)長(chang)。

7.如權利要求6所述的方法，進一步包括：

8.一(yi)種非暫態(tai)計算機(ji)可讀存(cun)儲介(jie)質，包(bao)括程序(xu)產品(pin)，當執(zhi)行(xing)所(suo)述(shu)程序(xu)產品(pin)時(shi)，所(suo)述(shu)程序(xu)產品(pin)被(bei)配置為執(zhi)行(xing)用于檢(jian)測(ce)半(ban)導體基板的(de)蝕刻(ke)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)的(de)終點的(de)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)，所(suo)述(shu)操(cao)作(zuo)(zuo)(zuo)包(bao)括：

9.如權利(li)要求(qiu)8所述(shu)的(de)(de)(de)非暫態計(ji)算機可讀存儲介質，其中在所述(shu)圖(tu)案化基板(ban)上的(de)(de)(de)所述(shu)蝕(shi)刻操作是用于(yu)形(xing)成具有30:1或(huo)更大的(de)(de)(de)高深(shen)寬(kuan)比的(de)(de)(de)特征，并且獲得所述(shu)參考(kao)發射進(jin)一(yi)步包括：

10.如權利要求9所述(shu)的(de)非暫態計(ji)算(suan)機(ji)可(ke)讀存(cun)儲介(jie)質，進一步(bu)包括：

11.如權利要(yao)求(qiu)10所(suo)述的非暫態計(ji)算(suan)機可讀存(cun)儲介質，其中所(suo)述差異曲線(xian)能通過(guo)將(jiang)所(suo)述等離子體光發(fa)射(she)除(chu)以(yi)或減去所(suo)述曲線(xian)或趨勢(shi)模型(xing)來確定。

12.如權利(li)要求(qiu)8所述(shu)(shu)的非暫態計算(suan)機(ji)可(ke)讀存儲介質，其中(zhong)在所述(shu)(shu)圖案(an)化基板上的所述(shu)(shu)蝕刻(ke)操作是用于(yu)形(xing)成具有頂表面(mian)積的約1％或(huo)更小的低(di)開放區域的特征，并且獲得所述(shu)(shu)參考發射(she)曲(qu)線進一(yi)步(bu)包括(kuo)：

13.如(ru)權利(li)要求12所述(shu)(shu)的(de)非(fei)暫態(tai)計算機可讀存儲(chu)介質，其中(zhong)(zhong)存儲(chu)所述(shu)(shu)參考(kao)發射(she)(she)曲線(xian)是(shi)針(zhen)對所述(shu)(shu)參考(kao)發射(she)(she)曲線(xian)的(de)兩個(ge)(ge)或更多個(ge)(ge)波(bo)長的(de)等離子(zi)體(ti)光發射(she)(she)，并且在所述(shu)(shu)蝕刻(ke)操作期間測量(liang)所述(shu)(shu)圖案化基板的(de)所述(shu)(shu)等離子(zi)體(ti)光發射(she)(she)強度是(shi)針(zhen)對與所述(shu)(shu)參考(kao)發射(she)(she)相同的(de)波(bo)長中(zhong)(zhong)的(de)至少兩個(ge)(ge)波(bo)長。

14.如權利要求13所述(shu)的非(fei)暫態計算機(ji)可讀存(cun)儲介(jie)質(zhi)，進一步包括：

15.一種系統，包括：

16.如權利要求(qiu)15所(suo)述的(de)系統，其中在(zai)所(suo)述圖案(an)化基板上的(de)所(suo)述蝕刻操作是用于形(xing)成具有30:1或更大的(de)高深寬比的(de)特征，并且(qie)獲得所(suo)述參考發射進一步包(bao)括：

17.如(ru)權利要求16所述的系統，進一步包括：

18.如權利要求(qiu)15所(suo)述(shu)(shu)的系統，其中(zhong)在(zai)所(suo)述(shu)(shu)圖案化基(ji)板(ban)上的所(suo)述(shu)(shu)蝕(shi)刻操作是(shi)用于形(xing)成具有(you)頂表面積的約1％或(huo)更小(xiao)的低開放區域(yu)的特征，并且獲得(de)所(suo)述(shu)(shu)參考(kao)發射曲線進一步(bu)包括(kuo)：

19.如權(quan)利要求18所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)的(de)系(xi)統，其中存儲(chu)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)參考發(fa)射(she)曲(qu)線是(shi)針(zhen)對所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)參考發(fa)射(she)曲(qu)線的(de)兩(liang)個(ge)或更多個(ge)波(bo)長(chang)的(de)等離子(zi)體(ti)(ti)光發(fa)射(she)，并且在所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)蝕(shi)刻(ke)操作(zuo)期間測量所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)圖案化基(ji)板的(de)所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)等離子(zi)體(ti)(ti)光發(fa)射(she)強(qiang)度是(shi)針(zhen)對與所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)參考發(fa)射(she)相(xiang)同的(de)波(bo)長(chang)中的(de)至少兩(liang)個(ge)波(bo)長(chang)。

20.如權利要求19所述的系(xi)統，進一步包括(kuo)：

技術總結
本文公開了一種用于確定用于在處理腔室中的基板上形成高深寬比特征和/或低開放區域(<1％)的蝕刻操作的終點的方法。方法以獲得參考發射曲線開始。在圖案化基板上執行蝕刻操作。針對蝕刻循環中的每一者測量等離子體光發射強度。計算參考發射與等離子體光發射之間的差異曲線。并且基于拐點檢測或通過差異曲線中的圖案識別的其他獨特特征來確定第一基板上的蝕刻操作的終點，以停止第一基板的蝕刻。

技術研發人員：連磊,Q·沃克,王澤芳,小石真一
受保護的技術使用者：應用材料公司
技術研發日：
技術公布日：2024/9/23