用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其基于等离子体刻蚀机，且等离子体刻蚀机的反应仓的顶部开设有观察窗，且观察窗的上方设置有显微镜，用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法包括以下步骤：步骤一：将芯片放入等离子体刻蚀机的反应仓中；步骤二：等离子体刻蚀机的控制系统进行常规设置刻蚀芯片；步骤三：完成刻蚀流程后暂不取出芯片，通过显微镜透过观察窗实时观察芯片的刻蚀进度；以及步骤四：根据芯片的刻蚀进度确定是否为芯片的刻蚀终点。借此，本发明专利技术的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，实时观察刻蚀进度，可以精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片的终点。

Monitoring Method for Accurately Determining the Endpoint of Etching Chip in Plasma Etcher

The invention discloses a monitoring method for accurately determining the end point of the etching chip of the plasma etcher, which is based on the plasma etcher and has an observation window at the top of the reaction chamber of the plasma etcher, and a micromirror above the observation window. The monitoring method for accurately determining the end point of the etching chip of the plasma etcher includes the following steps: The chip is placed in the reactor of the plasma etcher; Step 2: The control system of the plasma etcher sets the etching chip routinely; Step 3: After the etching process is completed, the chip is not removed, and the etching progress of the chip is observed in real time through the observation window through the microscope; and Step 4: Determine whether the etching end point of the chip is based on the etching progress of the chip. Therefore, the present invention is used to accurately determine the end point of the etching chip of the plasma etcher, and to observe the etching progress in real time, so as to accurately determine the end point of the etching chip of the plasma etcher.

【技术实现步骤摘要】
用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法
本专利技术是关于芯片分析领域，特别是关于一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法。
技术介绍
芯片是由多层的金属布线结构与介质通孔层结构构成，而金属布线层为若干层相似结构，介质与通孔位于每相邻两层金属之间。介质作为金属层间的绝缘介质，不同层金属通过金属钨做的通孔实现连接。顶层的介质层无通孔且厚度相对其它层较厚，被称作钝化层。当芯片内部失效时，需要定位失效关键位置，对芯片逐层去层，分析失效原因；而进行芯片电路细节分析时，同样需要对芯片逐层去层以观察芯片内部结构。芯片去层是指将芯片的金属层及金属层上的介质通孔层(或钝化层)平整的移除，在刻蚀去层过程中，芯片每次刻蚀完后均需从等离子体刻蚀机中取出观察刻蚀效果，推测刻蚀厚度，刻蚀与观察多次交替进行才能完美地将一层介质通孔层恰好去除，一次性准确判断刻蚀终点能大大提高芯片去层刻蚀效率。对于芯片钝化层和介质层的去除，现有技术主要采用刻蚀观察交替法：金相显微镜观察待刻蚀样品，根据具体样品的介质层材质、样品工艺、金相显微镜下样品形貌及工程师个人经验，估计并设置刻蚀时间，将样品放入等离子体去层机的刻蚀仓进行刻蚀。刻蚀完毕后取出样品，再次使用金相显微镜观察样品，判断介质层是否去除完毕，如未去除完毕，根据刻蚀前后形貌变化重新估计剩余通孔介质层所需刻蚀时间，将样品放入等离子体刻蚀机内再次刻蚀。如此刻蚀与观察交替进行，直至介质层完全刻蚀干净。而现有技术采用的刻蚀观察交替法存在以下缺点：1、传统的刻蚀观察交替法需要反复估计每次刻蚀所需时间，设置各项刻蚀参数，了解刻蚀气体的类型、流量、刻蚀功率对刻蚀速率的影响，实际操作过程中经常多次刻蚀才能刻蚀到位，甚至出现刻蚀过度，对工程师经验要求极高；2、刻蚀观察交替法在对同一层介质层进行刻蚀时，等离子体刻蚀机在启动和结束刻蚀时的刻蚀力度与连续刻蚀时并不相同，一次刻蚀十分钟的刻蚀效果，与分两次刻蚀每次刻蚀五分钟的刻蚀效果并不相同，刻蚀终点的判断难度因此加大；3、等离子体刻蚀机待机时反应仓为真空状态，每次启动时要先向反应仓内充气平衡气压，然后通入刻蚀气体进行刻蚀，刻蚀完毕后需要重新冲入氮气以除净反应剩余气体，然后将反应仓抽成真空，等离子体刻蚀机充气体和抽真空过程缓慢，比较耗时，往往实际刻蚀反应的时间设置成10分钟，整个实验过程历时110分钟左右；4、每次观察刻蚀结果时均需取出芯片，容易造成样品沾污，影响去层结果；5、工艺不同的芯片对刻蚀气体的敏感度不同，刻蚀观察交替法无法实时观察刻蚀进程，也会造成刻蚀终点的判断不准。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其能够实时观察刻蚀进度，精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片的终点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其基于等离子体刻蚀机，且等离子体刻蚀机的反应仓的顶部开设有观察窗，且观察窗的上方设置有显微镜，用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法包括以下步骤：步骤一：将芯片放入等离子体刻蚀机的反应仓中；步骤二：等离子体刻蚀机的控制系统进行常规设置刻蚀芯片；步骤三：完成刻蚀流程后暂不取出芯片，通过显微镜透过观察窗实时观察芯片的刻蚀进度；以及步骤四：根据芯片的刻蚀进度确定是否为芯片的刻蚀终点。在一优选的实施方式中，当确定刻蚀进度是芯片的刻蚀终点时，等离子体刻蚀机的控制系统对反应仓进行充入气体和抽真空操作，完成后取出芯片。在一优选的实施方式中，当确定刻蚀进度不是芯片的刻蚀终点时，重复步骤二及步骤三。在一优选的实施方式中，气体为氮气。与现有技术相比，根据本专利技术的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法具有如下有益效果：本专利技术的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，实时观察刻蚀进度，可以精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片的终点，无需反复对等离子体刻蚀机反复充气和抽真空以拿出样品进行观察。附图说明图1是根据本专利技术一实施方式的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法的流程示意图。图2是根据本专利技术一实施方式的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法的等离子体刻蚀机的结构示意图。主要附图标记说明：1-等离子体刻蚀机，11-真空系统，12-反应仓，2-观察窗，3-显微镜。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。如图1至图2所示，图1是根据本专利技术一实施方式的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法的流程示意图；图2是根据本专利技术一实施方式的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法的等离子体刻蚀机的结构示意图。根据本专利技术优选实施方式的一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其基于等离子体刻蚀机1，且等离子体刻蚀机1的反应仓12的顶部开设有观察窗2，且观察窗2的上方设置有显微镜3，用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法包括以下步骤：步骤一：将芯片放入等离子体刻蚀机1的反应仓12中；步骤二：等离子体刻蚀机1的控制系统进行常规设置刻蚀芯片；步骤三：完成刻蚀流程后暂不取出芯片，通过显微镜3透过观察窗2实时观察芯片的刻蚀进度；以及步骤四：根据芯片的刻蚀进度确定是否为芯片的刻蚀终点。在一优选的实施方式中，当确定刻蚀进度是芯片的刻蚀终点时，等离子体刻蚀机1的控制系统对反应仓12进行充入气体和抽真空操作，完成后取出芯片。在一优选的实施方式中，当确定刻蚀进度不是芯片的刻蚀终点时，重复步骤二及步骤三；气体为氮气。在实际应用中，在等离子体刻蚀机1的反应仓12的正上方设置观察窗2，将显微镜3与等离子体刻蚀机1按图2所示整合在一起，显微镜3的物镜正对观察窗2的正上方。将芯片放入等离子体刻蚀机1的反应仓12中，等离子体刻蚀机1的控制系统进行常规设置刻蚀芯片，每完成一个刻蚀流程后暂不取出芯片，通过反应仓12正上方的显微镜3透过观察窗2实时观察芯片的刻蚀进度，根据芯片的刻蚀进度确定是否为芯片的刻蚀终点(是否取出芯片)，再对控制系统进行相应操作。当确定刻蚀进度是芯片的刻蚀终点时，等离子体刻蚀机1的控制系统对反应仓12进行充入气体和抽真空操作(通过真空系统11)，完成后取出芯片。当确定刻蚀进度不是芯片的刻蚀终点时，继续对芯片进行刻蚀操作并观察判定刻蚀进度。通过上述描述可在实验过程中任意时刻观察样品(芯片)的刻蚀进度，使用实时观察法进行试验，在刻蚀过程中实时观察样品变化，准确判断刻蚀终点，控制刻蚀进度，无需反复对等离子体刻蚀机1反复充气和抽真空以拿出样品进行观察，从而可以精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片的终点。总之，本专利技术的用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法具有如下优点：1、等离子体刻蚀机的观察窗位置设置在反应仓正上方，更方便观察样品的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其基于等离子体刻蚀机，且所述等离子体刻蚀机的反应仓的顶部开设有观察窗，且所述观察窗的上方设置有显微镜，其特征在于，所述用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法包括以下步骤：步骤一：将芯片放入等离子体刻蚀机的反应仓中；步骤二：所述等离子体刻蚀机的控制系统进行常规设置刻蚀所述芯片；步骤三：完成刻蚀流程后暂不取出所述芯片，通过所述显微镜透过所述观察窗实时观察所述芯片的刻蚀进度；以及步骤四：根据所述芯片的所述刻蚀进度确定是否为所述芯片的刻蚀终点。

【技术特征摘要】
1.一种用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法，其基于等离子体刻蚀机，且所述等离子体刻蚀机的反应仓的顶部开设有观察窗，且所述观察窗的上方设置有显微镜，其特征在于，所述用于精确判定等离子体刻蚀机刻蚀芯片终点的监测方法包括以下步骤：步骤一：将芯片放入等离子体刻蚀机的反应仓中；步骤二：所述等离子体刻蚀机的控制系统进行常规设置刻蚀所述芯片；步骤三：完成刻蚀流程后暂不取出所述芯片，通过所述显微镜透过所述观察窗实时观察所述芯片的刻蚀进度；以及步骤四：根据所述芯片的所述刻蚀进度确定是否为所述芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，单书珊，李建强，乔彦彬，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11