用于确定实时蚀刻速率的浅角干涉工艺及装置制造方法及图纸

一种用于确定等离子体媒介蚀刻过程期间的实时蚀刻速率的工艺过程和装置。实时蚀刻速率确定包括监测由直射光束和从晶片表面反射的光束产生的干涉图样。用于记录干涉图样的观察角度几乎平行于晶片平面，并处于将被去除的层上的固定焦点处。直射光束和反射光束是在等离子体处理期间在原处生成的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺，更具体地，涉及用于测量实时蚀刻速率的装置和方法
技术介绍
在集成电路制造中，半导体衬底或晶片经受到多道工艺步骤。其中一种工艺步骤包括蚀刻在晶片上构建的材料以便有选择地去除某些部分，以形成在集成电路制造中利用的各种特征。去除的部分通过通常采用有机光致抗蚀剂掩模形成的图案来限定。一种类型的蚀刻工艺采用干法化学处理，其通常指使用具有与要被蚀刻的材料发生反应的活性反应物种的等离子体，以便挥发并有选择地去除暴露的部分。另一种类型的蚀刻工艺(有时称为灰化)与光致抗蚀剂发生反应，以便从晶片挥发和剥离光致抗蚀剂掩模。与等离子体蚀刻(灰化)工艺相关的一个问题在于难以确定蚀刻步骤何时完成。这种困难的发生是因为基于预定的蚀刻速率，等离子体技术通常是时控的工艺。预定的蚀刻速率通过执行校准步骤来识别，其中基于在已知的时间间隔中去除的衬底量来确定相对的蚀刻速率。由于对于实际器件制造期间的蚀刻步骤，在校准步骤期间使用的精确条件(即，压强、气流、电场等)会在某种程度上发生变化，因此时控工艺是不精确的，且仅能提供关于等离子体蚀刻过程何时完成的一个估计。基于时间的工艺不能提供实时的蚀刻速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定从晶片上剥离光致抗蚀剂涂层的实时剥离速率的工艺过程，该工艺过程包括：将其上具有光致抗蚀剂涂层的晶片放置在等离子体反应室中，其中该反应室包括端口；将光探测器耦合至该端口，其中光探测器包括处于几乎平行于晶片［表面和］ 平面的观察角度的接收光学系统，其中该接收光学系统固定地聚焦于光致抗蚀剂表面上的焦点处；生成包括活性反应物种的等离子体，并将光致抗蚀剂暴露于该活性反应物种；监测通过光探测器接收的干涉信号，其中［该］干涉信号是从直射光束 和通过晶片反射和折射的光束中产生的，其中该直射、反射和折射光束是在反应室中产生的...

【技术特征摘要】
US 2001-7-13 09/905,0321.一种用于确定从晶片上剥离光致抗蚀剂涂层的实时剥离速率的工艺过程，该工艺过程包括将其上具有光致抗蚀剂涂层的晶片放置在等离子体反应室中，其中该反应室包括端口；将光探测器耦合至该端口，其中光探测器包括处于几乎平行于晶片[表面和]平面的观察角度的接收光学系统，其中该接收光学系统固定地聚焦于光致抗蚀剂表面上的焦点处；生成包括活性反应物种的等离子体，并将光致抗蚀剂暴露于该活性反应物种；监测通过光探测器接收的干涉信号，其中[该]干涉信号是从直射光束和通过晶片反射和折射的光束中产生的，其中该直射、反射和折射光束是在反应室中产生的，并处于相同的波长；从干涉信号中提取干涉图样；以及根据下述关系从干涉信号中计算实时蚀刻速率RR=λ/(2Tn2-1)]]>其中λ是通过等离子体、或通过光致抗蚀剂和活性反应物种之间的反应、或通过用于加热晶片的内部灯原位产生的光束波长；T是干涉图样中两个连续最小值之间的时间周期间隔；n是在λ处测量的光致抗蚀剂的折射率。2.根据权利要求1的工艺过程，其中λ选自发射波长在紫外区域中的物种。3.根据权利要求1的工艺过程，其中λ是等离子体中发射的所选物种的波长，其中该波长没有由等离子体与光致抗蚀剂反应而发射的物种。4.根据权利要求1的工艺过程，其中λ是由等离子体与光致抗蚀剂反应而发射的所选物种的波长。5.根据权利要求1的工艺过程，其中λ是由用于加热晶片的内部灯发射的波长。6.根据权利要求1的工艺过程，其中光致抗蚀剂包括酚部分，其中λ选自包括309nm和431nm的波长组中。7.根据权利要求1的工艺过程，其中T是干涉图样中两个连续最大值之间的时间周期间隔。8.根据权利要求1的工艺过程，还包括同时探测终点，其中测量该终点包括监测所选反应物或反应产物的光发射强度信号，其中当所选反应产物的光发射强度约为零时，确定该终点。9.根据权利要求1的工艺过程，还包括同时探测终点，其中测量该终点包括监测所选反应物或反应产物的光发射强度信号，其中当信号的合适比率或信号组合和信号衍生物以适当的滤波经历了显著变化时，确定该终点。10.根据权利要求8的工艺过程，其中终点光发射强度信号包括和由直射光束和反射光束产生的强度信号相同的波长。11.根据权利要求1的工艺过程，其中所监测信号的强度的变化性不影响干涉图样的周期性。12.根据权利要求1的工艺过程，其中使用插值过程估计两个数据点之间的最小值的时间位置。13.根据权利要求1的工艺过程，还同时以用于测量实时蚀刻速率的光探测器探测终点，其中测量终点包括监测所选反应产物的光发射强度信号，其中当所选反应产物的光发射强度约为零时，确定该终点。14.一种用于确定实时蚀刻速率的工艺过程，所述过程包括将具有反射表面和其上的膜涂层的平面晶片暴露在等离子体中；在膜涂层的表面上并以几乎平行于晶片平面的观察角度监测焦点，其中监测步骤包括记录由相同波长的直射光束、反射光束和折射光束产生的干涉信号；以及根据下述关系从干涉信号中计算实时蚀刻速率RR=λ/(2Tn2-1)]]>其中λ是光束的波长；T是由干涉信号产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A卡多索，A贾诺斯，
申请(专利权)人：艾克塞利斯技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]