特征频带获取方法、处理过程监控方法、系统和存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种特征频带的获取方法、等离子体处理过程的监控方法、系统和存储介质，包括将监控事件前的光谱数据和之后的光谱数据进行对比，选出在事件后变化最大的频带作为特征频带，以确定事件的准确发生时间，克服了光谱仪分辨率低，等离子体反应腔环境复杂造成的监控不准确问题，提高了等离子体处理流程的效率和精确度；利用本发明专利技术的方法或者系统，只需要进行一次用于监控的特征频带选择，即适用于相同子过程的重复监控；本发明专利技术涉及的获取方法，可以通过计算机介质存为指令形式，在每次谱线选择时，运行指令实现对光谱数据的自动处理，以得出特征频带，其平台适应性强，可移植度高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
特征频带获取方法、处理过程监控方法、系统和存储介质


[0001]本专利技术涉及等离子体处理
，尤其涉及一种特征频带的获取方法、处理过程监控方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]半导体衬底需要经过一系列处理步骤后才能进行切片、封装以及测试。在处理步骤中，等离子体处理是尤其重要的一个环节。在等离子体处理过程中，经常要涉及多个步骤，每个步骤都需要明确开始和结束的时机，例如对于等离子体刻蚀过程，包括多个子过程，每一子过程的刻蚀对象和条件可能不完全相同。为了提高刻蚀过程的效率和准确性，需要采取手段监控刻蚀进度。
[0003]通常利用反应腔中处于激发态的原子种类来判断当前进度。其原理为半导体衬底某一层受等离子体轰击会产生特定的副产物，副产物被等离子体中的电子轰击后部分原子处于激发态，当激发态原子恢复到基态时会放出与原子对应的几个特定频率的光子，又称谱线，利用外部设备，可以读出光子的波长或频率，每一种类的原子在从激发态到基态时只会释放分立的几种频率的光子。经过实验总结，可以根据谱线反推对应的原子。当知道某一原子出现或消失时即可知道半导体衬底上某一层的刻蚀状态。由此控制进程开始和停止。
[0004]但是，在工艺场景中，反应腔内不只有一种处于激发态的原子向基态回落，其环境更加复杂，受限于光谱仪的分辨率，想要从众多种类中的原子谱线中分辨出当前工艺进度是困难的。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种特征频带的获取方法，用于提高等离子体处理过程中的事件监控精度，包括如下步骤：
[0006]预估所述事件的发生时间；
[0007]获取所述发生时间前的第一光谱数据与所述发生时间后的第二光谱数据；将所述第一光谱数据与第二光谱数据进行运算，得到不同频带的敏感值数据；
[0008]提取所述敏感值数据中的最大值对应的频带作为特征频带。
[0009]可选的，所述第一光谱数据与所述第二光谱数据为不同频带的强度值数据。
[0010]可选的，所述运算包括如下步骤：
[0011]将第一光谱数据与第二光谱数据中相同频带的强度值对应相除得到商值，所述商值与1相减后的绝对值即为所述敏感值。
[0012]可选的，所述运算包括如下步骤：
[0013]将第一光谱数据与第二光谱数据中相同频带的强度值对应相减得到差值，所述差值除以第一光谱数据或第二光谱数据中对应强度值即为所述敏感值。
[0014]可选的，所述敏感值数据以曲线图方式呈现，所述曲线图中的最高波峰或最低波谷即为所述敏感值中的最大值。
[0015]可选的，所述第一光谱数据与第二光谱数据为多次获取的平均值数据。
[0016]可选的，通过光学发射光谱仪获取所述第一光谱数据与第二光谱数据。
[0017]可选的，还包括如下步骤：
[0018]对比所述特征频带在所述第一光谱数据和/或第二光谱数据中对应的强度值是否在所述光学发射光谱仪总的强度值的10％
‑
30％范围内，若在该范围内，则将所述特征频带用于监控所述事件；若不在该范围内，则调整光学发射光谱仪的曝光程度后从获取所述第一光谱数据和第二光谱数据步骤重新执行所述获取方法。
[0019]可选的，所述事件为刻蚀终点事件。
[0020]可选的，所述事件为气体泄露事件。
[0021]可选的，所述事件为空气进入等离子体处理腔室事件。
[0022]进一步的，本专利技术还公开了一种等离子体处理过程的监控方法，包括：使用上述任意一项所述的获取方法得到的特征频带监控所述事件发生的时间。
[0023]进一步的，本专利技术还公开了一种等离子体处理过程的监控系统，包括：
[0024]反应腔，用于进行等离子体处理过程；
[0025]光学发射光谱仪，用于获取等离子体处理过程中事件发生前的第一光谱数据与所述事件发生后的第二光谱数据；
[0026]数据处理模块，用于将所述第一光谱数据与第二光谱数据进行运算，得到不同频带的敏感值数据；
[0027]选择模块，用于选择所述敏感值数据中的最大值对应的特征频带输入监控设备判断所述事件的发生时间。
[0028]可选的，还包括调整模块，用于判断所述特征频带在所述第一光谱数据和/或第二光谱数据中对应的强度值是否在所述光学发射光谱仪总的强度值的10％
‑
30％范围内，若在该范围内，则将所述特征频带用于监控所述事件的发生时间；若不在该范围内，则调整光学发射光谱仪的曝光程度后重新获取所述第一光谱数据和第二光谱数据。
[0029]可选的，所述第一光谱数据和第二光谱数据为通过所述光学发射光谱仪多次获取后的平均值数据。
[0030]可选的，所述事件为等离子体处理过程中的终点事件或等离子体处理设备气体泄漏事件。
[0031]可选的，所述监控设备为所述光学发射光谱仪。
[0032]进一步的，本专利技术还公开了一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，所述指令被执行用于实现上述任一项所述的方法。
[0033]本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种特征频带的获取方法和等离子体处理过程监控方法，根据事件前后的谱线数据对比，可以针对某一个子过程，选出最明显的特征频带来标示过程进度；克服了光谱仪分辨率低，等离子体反应腔环境复杂造成的监控不准确问题，提高了等离子体处理流程的效率和精确度；利用本专利技术的方法或者系统，只需要进行一次用于监控的特征频带选择，即适用于相同子过程的重复监控；本专利技术涉及的获取方法，可以通过计算机介质存为指令形式，在每次频带选择时，运行指令实现对光谱数据的自动处理，以得出目标谱线，其平台适应性强，可移植度高。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本专利技术的一种实施例的特征频带获取方法和处理过程监控方法流程示意图；
[0036]图2为本专利技术的另一种实施例的特征频带获取方法和处理过程监控方法流程示意图；
[0037]图3为本专利技术的一种实施例的等离子体处理过程的监控系统的示意图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]对于使用光学发射光谱仪(OES)来监控等离子体处理过程的进度来说，通常针对要监控的物质查找光谱手册，从对应谱线选出一个或多个频带来标定该物质变化情况，但是面对实际的工艺进程存在诸多困难，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特征频带的获取方法，用于提高等离子体处理过程中的事件监控精度，其特征在于，包括如下步骤：预估所述事件的发生时间；获取所述发生时间前的第一光谱数据与所述发生时间后的第二光谱数据；将所述第一光谱数据与第二光谱数据进行运算，得到不同频带的敏感值数据；提取所述敏感值数据中的最大值对应的频带作为特征频带。2.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述第一光谱数据与所述第二光谱数据为不同频带的强度值数据。3.如权利要求2所述的获取方法，其特征在于，所述运算包括如下步骤：将第一光谱数据与第二光谱数据中相同频带的强度值对应相除得到商值，所述商值与1相减后的绝对值即为所述敏感值。4.如权利要求2所述的获取方法，其特征在于，所述运算包括如下步骤：将第一光谱数据与第二光谱数据中相同频带的强度值对应相减得到差值，所述差值除以第一光谱数据或第二光谱数据中对应强度值即为所述敏感值。5.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述敏感值数据以曲线图方式呈现，所述曲线图中的最高波峰或最低波谷即为所述敏感值中的最大值。6.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述第一光谱数据与第二光谱数据为多次获取的平均值数据。7.如权利要求2所述的获取方法，其特征在于，通过光学发射光谱仪获取所述第一光谱数据与第二光谱数据。8.如权利要求7所述的获取方法，其特征在于，还包括如下步骤：对比所述特征频带在所述第一光谱数据和/或第二光谱数据中对应的强度值是否在所述光学发射光谱仪总的强度值的10％
‑
30％范围内，若在该范围内，则将所述特征频带用于监控所述事件；若不在该范围内，则调整光学发射光谱仪的曝光程度后从获取所述第一光谱数据和第二光谱数据步骤重新执行所述获取方法。9.如权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述事件为刻蚀终点事件。10.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊凡，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：