发明名称 半导体制程之终点侦测方法
摘要 一种于处理室42中之基板20系以适于处理基板20上之层30之处理条件进行处理,该处理条件包含一或多种处理气体组成及流速、处理气体激能器之功率位准、处理气体压力及基板温度。随时间量测自基板20之层30上反射之反射光束78之强度,以决定一量得之波形图案。测得之波形图案系与一预设特征波形图案相比较,且当两波形图案系类似或大致相同时,于整个层30被完成处理前,改变处理条件,以改变于基板20上之层30之处理速率或处理选择率。
申请公布号 TW407328 申请公布日期 2000.10.01
申请号 TW088105164 申请日期 1999.03.31
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 麦克N 格林柏恩;托史坦B.里耳
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种于处理室中处理基板之方法,该方法至少包含步骤:(a)将具有一层之基板置于一处理室中;(b)保持处理室内之处理条件,以处理基板上之该层,该处理条件包含一或多种气体成份及流速,气体激发器之操作功率位准,气体压力及基板温度;(c)于步骤(b)中,量测由基板上该层所反射光束随时间变化之强度,以取得一测量之波形图案;及(d)比较量得之波形图案与一预定特征波形图案,且当两波形大致相同时改变处理条件,以便在整层被完全处理前,可改变该基板上该层之处理速率。2.如申请专利范围第1项所述之方法,更包含指引具有一波长之入射光至基板,量测由基板反射之反射光束的强度,及决定发生于处理该基板上该层特定阶段之反射光束之特征波形图案的初始步骤。3.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之步骤(c)包含只量测来自基板上该层反射光束之单波长之步骤。4.如申请专利范围第3项所述之方法,其中上述之步骤(c)包含指引大致包含非极性光之入射光束至基板上之步骤。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述之特征波形图案包含一可重覆的波形振荡,其系发生于反射波形图案之结束峰値或凹入前,该结束峰値或凹入相当于该层处理阶段之完成。6.如申请专利范围第1项所述之方法,其中上述处理条件之改变包含藉由加入一容积率高到足以清洗处理室表面之清洗气体,来改变处理气体之成份。7.一种在不会蚀刻或损坏基板下层情况下,用以蚀刻基板上一层之方法,该方法包含步骤:(a)将基板放置于处理区中,并于处理区中保持第一处理条件,以蚀刻基板上之该层;(b)于蚀刻穿过基板上之整层前,检测一蚀刻终点,藉由导引一入射光束至该层,以形成一反射光束,随时间量测反射光束之强度,以取得一量得波形图案,并比较量得波形图案与预定特征波形图案,以决定蚀刻处理之终点;及(c)于蚀刻终点时,改变第一处理条件至第二处理条件,于整个层被蚀刻穿过前,改变层之蚀刻速率或改变层之相对于下层蚀刻之蚀刻选择率。8.如申请专利范围第7项所述之方法,更包含启始步骤有:于蚀刻测试基板时,指引入射光束至测试基板上之一层,量测反射光束之强度,及决定反射光束之特征波形图案,该光束系于蚀刻处理之一特定阶段取得。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中上述之特征波形图案包含一可重覆的波形振荡,其系发生于反射波形图案之结束峰値或凹入前,该结束峰値或凹入相当于该层处理阶段之完成。10.如申请专利范围第7项所述之方法,其中上述之第一处理条件包含提供第一处理气体,该第一处理气体至少包含可蚀刻基板之蚀刻气体及清洗基板蚀刻时形成于室表面上之蚀刻剂残留物之清洗气体,所选用清洗气体对蚀刻气体之容积流率,系能使蚀刻剂残留物在蚀刻处理完成时可由室表面去除,且其中该第二处理条件包含提供第二处理气体,该第二处理气体至少包括几乎完全不含清洗气体之蚀刻气体。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中之蚀刻气体至少包含一或多种氯、HBr、氮、氧或He-O2;且清洗气体至少包含一或多种NF3.CF4或SF6。12.如申请专利范围第11项所述之方法,其中所选用清洗气体对蚀刻气体之容积流率,系在毋需执行另一个别之清洗步骤来清洗蚀刻室的情况下,能去除室中至少蚀刻2000基板时所形成之蚀刻剂残留物。13.如申请专利范围第12项所述之方法,其中之清洗气体对蚀刻气体之容积流率是界于约1:20至1:1间。14.一种在不会蚀刻或损坏基板下层情况下,用以蚀刻基板上一层之方法,该方法包含步骤:(a)将基板放置于处理区中;(b)于处理区中提供一激能处理气体,该处理气体至少包含蚀刻气体及清洗气体,以蚀刻基板上之该层;(c)于蚀刻穿过基板上之整个层前,检测一蚀刻终点;及(d)改变处理气体之成份以将清洗气体去除,以蚀刻该层之剩下部份,且不会损坏下层。15.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之蚀刻气体至少包含一或多种氯、HBr、氮、氧或He-O2之数;且清洗气体至少包含一或多种NF3.CF4或SF6。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中所选用清洗气体对蚀刻气体之容积流率,系在毋需执行另一个别之清洗步骤来清洗蚀刻室的情况下,能去除室中至少蚀刻2000基板时所形成之蚀刻剂残留物。17.如申请专利范围第16项所述之方法,其中上述之清洗气体对蚀刻气体之容积流率是界于约1:20至1:1间。18.如申请专利范围第14项所述之方法,其中上述之蚀刻终点是由下述步骤所检测:(1)导引一入射光束至基板上之该层,在一足够厚度之该层被蚀穿后,该入射光束可形成一反射光束;(2)量测反射光束随时间变化之强度,以取得一量得波形图案;及(3)比较所量得波形图案与一预设特征波形图案来决定蚀刻终点。19.一种蚀刻基板之方法,该方法至少包含步骤:(a)放置基板于处理区中,并保持处理条件,以蚀刻在基板上之该层;(b)导引一入射光束至基板上之该层,在一足够厚度之该层被蚀穿后,该入射光束可形成一反射光束;及(c)量测反射光束随时间变化之强度,以取得一量得波形图案;及比较所量得波形图案与一预设特征波形图案来决定蚀刻终点,到达蚀刻终点时,于整个层被蚀刻前,改变第一处理条件至第二处理条件,以改变该层之蚀刻速率或改变其蚀刻选择率。20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中上述第一处理条件包含提供第一处理气体,该第一处理气体至少包含可蚀刻基板之蚀刻气体及清洗基板蚀刻时形成于室表面上之蚀刻剂残留物之清洗气体,所选用清洗气体对蚀刻气体之容积流率,系能使蚀刻剂残留物在蚀刻处理完成时可由室表面去除,且其中该第二处理条件包含提供第二处理气体,该第二处理气体至少包括几乎完全不含清洗气体之蚀刻气体。21.如申请专利范围第20项所述之方法,其中上述之蚀刻气体至少包含一或多种氯、HBr、氮、氧或He-O2之数;且清洗气体至少包含一或多种NF3.CF4或SF6。22.一种处理基板并同时清洗处理室之方法,该方法至少包括步骤:(a)放置具有一层之基板至处理室中;(b)于一处理阶段中,提供一激能处理气体至处理室中,以蚀刻基板上之该层;c)于另一处理阶段中,于执行步骤(b)之前或后,提供另一激能处理气体至处理室中,以蚀刻在基板上之该层;及(d)于至少一处理阶段中,量测由基板上该层所反射来光束之强度,以决定一量测波形图案,比较量测波形图案与一预设特征波形图案,并当所量测得波形图案系与预设特征波形图案大致相同时,由一处理阶段改变至另一处理阶段,该处理条件之改变包含以容积率高到足够以去除沉积于处理室表面上之蚀刻剂残留物之清洗气体至激能处理气体中。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中上述之清洗气体包含一或多种之NF3.CF4或SF6。24.一种同时蚀刻基板并清洗蚀刻室之方法,该方法至少包含步骤:(a)放置一基板于该蚀刻室中,该基板包括含矽层,其系至少包含矽元素或矽化合物;(b)提供激能处理气体至蚀刻室,以蚀刻基板上该含矽层并同时清洗形成于室表面上之蚀刻剂残留物,该激能处理气体包含由氯、HBr、氮、氧及He-O2族群中所选出之蚀刻气体,且清洗气体由包含NF3.CF4及SF6群组所选出之清洗气体,所选用蚀刻气体对清洗气体之容积流率系能于蚀刻处理完成时,去除形成于室表面上之蚀刻剂残留物;(c)于步骤(b)中,量测由基板上含矽层所反射光束之强度,以决定一量测得波形图案;及(d)当量测得波形图案系与预设特征波形图案大致相同时,改变处理条件,以去除清洗气体。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中上述步骤(b)中,处理气体包含氯、氮及CF4,其中所选用清洗气体对蚀刻气体之容积流率,系在毋需执行另一个别之清洗步骤来清洗蚀刻室及蚀刻2000基板间的情况下,能去除室中至少蚀刻2000基板时所形成之蚀刻剂残留物。26.如申请专利范围第25项所述之方法,其中该CF4:(Cl2+N2)之容积流率系界于约1:20至约1:1间。图式简单说明:第一图a及第一图b为一基板之典型结构之剖面侧视图,该基板系依据本发明之处理来蚀刻。第二图为依据本发明之半导体设备及终点检测系统之剖面图。第三图a为于基板处理时,用以决定一特征波形图案处理步骤之流程图。第三图b为用以蚀刻一含矽层,量测蚀刻终点,及由第一处理条件改变至第二处理条件之处理步骤流程图。第四图a至第四图c为一入射光束之示意图,该光束具有一可为基板上厚层所吸收(或由上表面反射),以及部份被处理或蚀刻薄层之底及上表面所反射之波长。第五图为由基板上一层所反射之光束的峰値强度图,其示出一汞灯发射频谱中不同波长之波峰。第六图为于蚀刻基板上一层时,不同波长之反射光束的波形频谱。第七图a及第七图b示出用于两不同架构之基板层上之选择特征波形图案及波形频谱。
地址 美国