在多模式脈沖處理中檢測處理點的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及多模式脈沖處理，并且更具體而言，涉及在多模式脈沖處理中精確地檢測端點的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]典型的蝕刻處理利用光學發(fā)射頻譜分析來確定何時達到蝕刻處理的端點。典型的等離子體蝕刻處理包含數(shù)量級為幾秒(sec)至幾十分鐘的處理時間。蝕刻化學過程、壓力、溫度、偏置電壓、RF頻率、RF電壓、RF電流和RF功率在整個蝕刻處理中實質(zhì)上是恒定的。等離子體包含處理化學品(例如處理氣體)和蝕刻副產(chǎn)品。蝕刻副產(chǎn)品發(fā)射出對應(yīng)的特征光學頻
L曰O
[0003]很多更新的等離子體處理是多模式脈沖的等離子體處理，并能夠包含多個不同的處理。每個處理被利用于每個周期的一部分，并且稱作階段。舉例而言，多模式處理能夠包含沉積階段、突破階段、和蝕刻階段。不幸的是，化學品、壓力、溫度、偏置電壓、RF頻率、RF電壓、RF電流和RF功率中的每個可能在多模式脈沖處理中的每個階段變化。作為結(jié)果，可變多模式脈沖處理條件防止典型的端點檢測系統(tǒng)精確地識別多模式脈沖處理的端點，因為光學頻譜在可變多模式脈沖處理條件下會變化。此外，對阻擋層的過蝕刻能夠?qū)е乱g刻的層的過量蝕刻深度，這可能使由蝕刻處理形成的特征損傷或者變形。
[0004]鑒于上述情況，需要精確地檢測多模式脈沖處理的端點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]大致而言，本發(fā)明通過提供精確地檢測多模式脈沖處理的端點的系統(tǒng)和方法，從而滿足了這些需要。應(yīng)該理解的是本發(fā)明可以以大量方式實現(xiàn)，包含作為處理、設(shè)備、系統(tǒng)、計算機可讀介質(zhì)、或者器件。本發(fā)明的若干創(chuàng)造性實施方式如下所述。
[0006]—個實施例提供一種識別在多模式脈沖處理中選擇的處理點的系統(tǒng)和方法，其包含向等離子體處理室中選擇的晶片施加多模式脈沖處理，所述多模式脈沖處理包含多個周期，這些周期中的每一個至少包含多個不同階段中的一個。在對選擇的晶片的多個周期期間，對于選擇的至少一個階段收集至少一個處理輸出變量。
[0007]該方法還能夠包含分析所收集的所述至少一個處理輸出變量，并從所分析的至少一個處理輸出變量識別選擇的處理點。從包絡(luò)(envelope)識別所選擇的多模式脈沖處理點能夠包含識別多模式脈沖處理的端點。在針對選擇的晶片的多個期間的周期，對于選擇的至少一個階段收集至少一個處理輸出變量能夠包含:以約IHz至約10000Hz之間的采樣率收集至少一個處理輸出變量。
[0008]分析所收集的至少一個處理輸出變量能夠包含:確定所收集的至少一個處理輸出變量的包絡(luò)。從所分析的所述至少一個處理輸出變量識別所選擇的多模式脈沖處理點能夠包含:從所收集的至少一個處理輸出變量的包絡(luò)識別多模式脈沖處理點。從所分析的至少一個處理輸出變量識別選擇的多模式脈沖處理點能夠包含:識別與包絡(luò)的斜率的選擇趨勢對應(yīng)的選擇的多模式脈沖處理點。
[0009]分析所收集的至少一個處理輸出變量還能夠或者替代地包含針對多模式脈沖處理的選擇的處理點識別模板。從分析的至少一個處理輸出變量識別選擇的多模式脈沖處理點能夠包含:將針對選擇的處理點的模板匹配至收集的至少一個處理輸出變量。針對多模式脈沖處理的選擇的處理點識別模板能夠包含:在對于(包含或者不包含選擇的晶片的)多個晶片的多模式脈沖處理期間的所監(jiān)控的至少一個處理輸出變量的曲線。
[0010]所收集的至少一個處理輸出變量能夠從在多模式脈沖處理期間從等離子體發(fā)射的光學發(fā)射頻譜選擇。所收集的至少一個處理輸出變量能夠從在多模式脈沖處理期間從晶片的頂表面反射的反射頻譜選擇。
[0011]所收集的至少一個處理輸出變量能夠在每個不同階段變化。每個不同階段能夠具有的持續(xù)時間約為2秒至約20秒之間。
[0012]對于先前的一個或多個階段的收集的處理輸出變量中的至少一個的第一軌道能夠與所選擇的一個或多個階段的對應(yīng)的所收集的處理輸出變量的第二軌道比較。能夠?qū)τ谝粋€或多個接下來的軌道計算多變量分析統(tǒng)計，并且當接下來軌道的多變量分析統(tǒng)計超過閾值時，能夠識別選擇的處理點。
[0013]至少一個處理輸出變量能夠包含光的多個波長。多模式脈沖處理能夠在每個不同階段改變。所監(jiān)控的輸出處理變量能夠至少包含發(fā)射頻譜、反射頻譜、RF諧波、RF電壓、RF電流、RF阻抗、處理室溫度和/或處理室壓力中的一個。
[0014]另一個實施例提供一種多模式脈沖等離子體處理系統(tǒng)，其包含:等離子體處理室，其被配置為對晶片執(zhí)行等離子體處理，所述等離子體處理室包含多個傳感器，每個傳感器配置為檢測至少一個對應(yīng)的輸出處理變量。至少一個偏置源、至少一個RF源、和至少一個氣體源耦接至等離子體處理室?？刂破黢罱又恋入x子體處理室、多個傳感器、至少一個偏置源、至少一個RF源、和至少一個氣體源中的每個。控制器至少包含一個多模式脈沖等離子體處理配方和在計算機可讀介質(zhì)上實施的至少一個多模式脈沖等離子體處理點檢測邏輯，該至少一個多模式脈沖等離子體處理點檢測邏輯包含:用于對等離子體處理室中的所選擇的晶片施加多模式脈沖處理的計算機可執(zhí)行邏輯，該多模式脈沖處理包含多個周期，這些周期中的每一個包含一個或多個不同階段。用于在對于所選擇的晶片的周期期間，針對所選擇的至少一個階段收集至少一個處理輸出變量的計算機可執(zhí)行邏輯、用于分析所收集的至少一個處理輸出變量的計算機可執(zhí)行邏輯、用于從分析的至少一個處理輸出變量識別選擇的處理點的計算機可執(zhí)行邏輯。
[0015]公開的實施例的優(yōu)點在于更精確地、快速地從多模式脈沖等離子體處理的階段中的改變區(qū)分多模式處理的端點。公開的實施例的優(yōu)點還在于在多模式脈沖等離子體處理期間，從多模式脈沖等離子體處理的階段中的改變區(qū)分其他處理點，而非端點。更準確而言，快速識別處理點和/或端點提供更精確的多模式脈沖等離子體處理控制，減小整體處理時間，并增加多模式脈沖等離子體處理的生產(chǎn)量。
[0016]根據(jù)結(jié)合附圖的舉例而言示出本發(fā)明的原理的下面的具體說明可以得知本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0017]本發(fā)明通過結(jié)合附圖的下面的具體說明變得容易理解。
[0018]圖1A是用于實現(xiàn)本公開的實施例的多模式脈沖處理系統(tǒng)100的概要圖。
[0019]圖1B是用于實現(xiàn)本公開的實施例的多模式脈沖處理的圖示。
[0020]圖2A-C示出用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理期間與晶片的表面相互作用的反射光。
[0021]圖2D是流程圖，其示出了用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理期間執(zhí)行的方法操作的總覽。
[0022]圖3是流程圖，其示出了用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理中識別所選擇的處理點時執(zhí)行的方法操作。
[0023]圖4A-4E示出了用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期期間收集的所選擇的處理輸出變量的曲線圖。
[0024]圖5是流程圖，其示出了用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理中識別選擇的處理點時執(zhí)行的方法操作。
[0025]圖6A和6B是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期中所收集的檢測到的光強度的曲線圖。
[0026]圖6C是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期中收集的多于一個的檢測到的變量的曲線圖。
[0027]圖6D是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期中收集的反射光強度的曲線圖。
[0028]圖6E是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期期間，一個或多個所選擇的處理變量的模式的曲線圖。
[0029]圖6F是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理的多個周期期間，與一個或多個選擇的處理變量的曲線圖相比的模式的端點部分的曲線圖。
[0030]圖6G是用于實現(xiàn)本公開的實施例的在曲線圖與模式的端點部分之間的差異距離的曲線圖。
[0031]圖7是流程圖，其示出了用于實現(xiàn)本公開的實施例的在多模式脈沖處理中識別選擇的處理點時執(zhí)行的方法操作。
[0032]圖8是進行根據(jù)本發(fā)明的處理的示例計算機系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0033]現(xiàn)在將說明在多模式脈沖處理期間精確地檢測選擇的處理點(諸如端點或者其他點)的系統(tǒng)和方法的若干示例性實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以知曉，本發(fā)明可以不用本文記載的一些或者所有的具體細節(jié)而被付諸實踐。
[0034]在蝕刻處理中，被蝕刻的表面包含若干層(諸如一個或多個掩模層)作為最上面的層，隨后是掩模層底下要蝕刻的一個或多個層。阻擋層典型地包含在要蝕刻的層的下方。阻擋層典型地比要蝕刻的層具有更慢的蝕刻速率。
[0035]當蝕刻處理突破了阻擋層時，等離子體的光學頻譜將包含阻擋層的特征光學頻譜。該突破點然后能夠被用于識別端點。因此當蝕刻處理蝕刻通過正被蝕刻的層并過蝕刻至阻擋層的一定深度時，能夠監(jiān)控等離子體的光學頻譜來識別蝕刻處理的端點。
[0036]多模式脈沖處理包含多個處理。多個處理中的每個被利用于相對短的持續(xù)時間，被稱為階段。舉例而言，多模式處理能夠包含沉積階段、突破階段、和蝕刻階段。每個階段能夠短至約10秒或者長于10秒。這些階段在每個單個的多模式脈沖處理周期中快速連續(xù)地執(zhí)行。多個周期施加到要蝕刻的層，以實現(xiàn)期望的蝕刻結(jié)果。
[0037]如上所述，典型的光學發(fā)射頻譜方法在多模式脈沖處理系統(tǒng)中無法良好工作。能夠監(jiān)控來識別多模式脈沖處理的端點的變量有很多。舉例而言，能夠監(jiān)控光的一個或多個波長。一個或多個波長的光能夠由等離子體發(fā)射作為光學發(fā)射。附加地或替代地，一個或多個波長的光可以是從