通过采用平面离子流探测装置获得的参数控制等离子工艺制造方法及图纸

揭示了用平面离子流（ＰＩＦ）探测装置探测和／或获取参数（如该等离子体势和该离子通量）的绝对值和／或相对变化的方法和装置。接着用该探测和／或获取的值控制该等离子处理工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
0001本专利技术大体涉及基板制造寺支术，尤其涉及测量等离子室内的相对平均等离子体势的方法和装置。
技术介绍
0002在基4反，如半导体晶片、MEMS器具、或例如用于平 板显示器制作的玻璃面板的处理中，经常4吏用等离子。作为该处理 的一部分，该基板被分为多个印模(die)，或矩形区域，每个将成 为集成电路。4妄着该基板经一系列步骤处理，其中为了在其上形成 电气元件，材料被选择性移除(蚀刻法)及沉积(沉积法)。0003在等离子处理的一个例子中，蚀刻之前，基板被硬化 乳液薄膜(也即是，如光刻胶掩膜)覆盖。接着该硬化乳液区域被 选择性移除，导致部分下层(underlying layer)暴露出来。接着将 该基板放在等离子处理室内具有单极或两才及电极的基;f反支撑结构 (称为卡盘)上。4姿着适当的蚀刻气体源(如，C4F8、 C4F6、 CHF3、 CH2F3、 CF4、 CH3F、 C2F4、 N2、 02、 Ar、 Xe、 He、 H2、 NH3、 SF6、 BC13、 Cb等)流入该室。施加RF能源至该室以形成等离子。0004为避免与下面存在的概念混淆，为了形成等离子施加 的所有RF能源净皮称为"室RF"。通过应用室RF产生的等离子，导致 电离物种的形成并且还从该气体源得到中性分子片段(基团)，其蚀刻该基板暴露区域的表面化学反应。可通过电容手4殳或者感应手4殳施加该RF能源。该RF能源可在单频率 或在多种频率(如2MHz、 27MHz和60MHz )施加。该RF能源4吏得 该等离子相对于该室接地的势能(通常称为"等离子体势")升高。 在实际应用中，该等离子体势与时间有关，与用于维持该等离子所 施加的室RF功率一致。然而，我们将大体上简化我们的讨-论，在不 影响相关性的情况下，改为集中在该等离子体势的时间平均(均 度)。这个平均的等离子体势用Vp表示。0005在将该室RF电容耦合至等离子的情况下，Y吏用耦合电 容器。通常这个电容器， 一般指的是级间耦合电容器(阻断电容器， 级间耦合电容器)，连4妄在该基板支撑物与该室RF源之间。本领域 技术人员熟知，当通过该级间耦合电容器施加室RF能源时，直流电 压将形成于该级间耦合电容器。此处该电压被称为室偏压(Vehamber bias)。由于该电容器连4妄至该基一反支撑物，该室偏压也4戈表该基才反 支撑物相对于室接地的电压。该室偏压应当谨慎区分于下面要定义 和讨论的"探针偏压"(Vb)。0006在爿夸该RF能源感应摔禺合至该室的情况下，该基^反支撑 物可被认为在O室偏压(Vehamberbias = 0 )。对于所有RF能源耦合方案， 该室壁(除该基板支撑物外)也将获得相对于室接地的电势(我们 定义其为V^,)。然而，对于大多数实际重要性的应用，V^,倾向于 大体上等于该室4妾:t也。0007另外，存在包围该全部等离子的等离子外壳层，并且 其用于将该等离子从该室壁和该基4反支撑物分开。包围该全部等离 子的该外壳层还包含电场。带电粒子通过该外壳区域将受到缘于该 场的力，且将遭受能源的净收益或者净损失。该获得的净能源将取 决于该基板表面/壁与该等离子之间的该电势差及其时间依赖性。该 电势差被称为"外壳电势"(Vsheath)。ii0008乂人前面的讨i仑可以看到，在该基^反支撑物上方存在等 离子的情况下，该外壳电势由该等离子体势减去该室偏压得到(Vchambersheath=Vp - Vchamberbias )。在该壁表面上方存在等离子的情况 下，该外壳电势由该等离子体势减去该壁电压得到(Vchambersheath=Vp -Vwall)。注意由于该等离子体势与时间有关，那么也可以预计该 外壳电势将与时间有关。0009上述讨论^义仅针对与典型的等离子处理有关的一些参凄史(如外壳电势)。通常，上述处理结果的品质4主往每文感i也取决于 一些参数，包4舌例如该带电粒种沖击能，由于该带电粒种主要通过 该基板上方的该外壳获得能量，其往往对应于该外壳电势。然而， 该外壳电势的直4妄测量通常是不现实的。0010同样影响处理结果的另外的示例性的参凄t是电离气体传送至该基才反的速度(即离子粒子通量)。然而，直4妻测量该离子 粒子通量往往很难执行。时常地，在这些以及其它参数的绝对测量 值不存在的情况下，这些以及其它参数的变化可能产生也可用于控 制该等离子过程的有价值的信息。因此，即使不可能绝对测量，也 需要监测这些以及其它参数值的相对变化。0011鉴于以上，本专利技术揭示了不同的理论基础并提出了间 接确定某些与等离子过程有关的参数的绝对值和/或监测其相对变 化的不同技术。本专利技术进一步揭示了使用测量和/或监测结果控制等 离子过程的不同方面。
技术实现思路
0012本专利技术涉及，在一个实施例中，用于控制基一反处理过 程的方法，该基4反处理过程配置为在基才反处理室内用等离子处理基12板。该方法包4舌4是供PIF (平面离子流)测量装置，该PIF测量装置至少包括PIF探针，该探针具有当用等离子处理基板时暴露于该 等离子的等离子外壳的表面。该方法还包括使用通过该PIF探针提 供能源至该等离子的能量源，交替产生该PIF装置的充电阶段和静 态阶#殳。该方法又包4舌确定(ascertain )时间tp。int 2 ，该时间tp。int 2 代表该PIF测量装置的充电阶段的时间，其中透过该等离子外壳的 第一势差等于该等离子的等离子体势。该方法进一步包括确定时间 tP。int3，该时间<吒表该PIF测量装置的充电阶^殳的时间，其中透过该 等离子外壳的第二势差等于浮置电势，该浮置电势代表没有电流流 经该PIF探针时充电阶段透过该等离子外壳的势差值。当施加RF 至该PIF纟笨针时，得到在时间tp。int 3的该浮置电势。进而，该方法包括如果时间tp。int2与时间tp。int3的时间差满足预定条件，产生控制信号以在该基板处理过程中产生至少一个警才艮及转变(transition )。0013在另一个实施例中，本专利技术涉及用于控制基;fe处理过 程的方法，该基才反处理过程配置为在基才反处理室内用等离子处理基 板。该方法包括提供PIF (平面离子流)测量装置，该PIF测量装 置至少包括PIF探针，该探针具有当用等离子处理基板时暴露于该 等离子的等离子外壳的表面。该方法还包括使用通过该PIF探针提 供能源至该等离子的能量源，交替产生该PIF装置的充电阶段和静态阶段。该方法又包括确定时间tp。int2，该时间tp。int2代表该PIF测量装置的充电阶段的时间，其中透过该等离子外壳的第 一势差等于该等离子的等离子体势。该方法进一步包括确定在时间tp。iM2的揮: 针偏压，该在时间tp。int2的探针偏压代表在时间tp。int2该PIF探针表 面与地面的势差。该方法还包i舌如果在时间tp。int 2的该纟罙4十偏压满 足预定条件，产生控制信号以在该基^反处理过程中产生至少一个警 报及转变。10014在又一实施例中，本专利技术涉及用于控制基板处理过程 的方法，该基才反处理过程配置为在基板处理室内用等离子处理基板。该方法包括提供PIF (平面离子流)测量装置，该PIF测量装置 至少包括PIF探针，该探针具有当用等离子处理基板时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制基板处理工艺的方法，所述基板处理工艺配置为用基板处理室内的等离子处理基板，包括：　提供ＰＩＦ（平面离子流）测量装置，所述ＰＩＦ测量装置包括至少一个ＰＩＦ探针，其具有当用所述等离子处理所述基板时，暴露于所述等离子的等离子外壳 的表面；　用配置为通过所述ＰＩＦ探针提供能量至所述等离子的能量源，交替产生所述ＰＩＦ装置的充电阶段及静态阶段；　确定时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　２］，所述时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　２］代表所述ＰＩＦ测量装置的所述充电阶段的时间，其中跨越所 述等离子外壳的第一势差等于所述等离子的等离子体势；　确定时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　３ａ］，所述时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　３ａ］代表所述ＰＩＦ测量装置的所述充电阶段的时间，其中跨越所述等离子外壳的第二势差等于浮置电势，所述浮置电势代表当没有电流 流经所述ＰＩＦ探针时，在所述充电阶段跨越所述等离子外壳的势差值；以及　如果所述时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　２］与所述时间ｔ↓［ｐｏｉｎｔ　３ａ］之间的时间差满足预定条件，产生控制信号以在所述基板处理工艺中产生至少一个警报及转变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯凯尔，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]