在低开放区域和或高深宽比蚀刻应用中的终点检测的制作方法

本公开的示例总体上涉及一种用于检测半导体蚀刻操作的终点的方法。
背景技术：
从数十年前首次引入半导体器件以来，这类器件的几何尺寸已大幅减小。不断增加的电路密度对用于制造半导体器件的工艺提出了额外的要求。例如，随着电路密度的增加，间距尺寸迅速减小到50nm以下尺寸，而垂直尺寸(诸如沟槽深度)保持相对恒定，结果是特征的深宽比(即，他们的高度除以宽度)增加。精确控制这种高密度和次微米特征的尺寸对于半导体器件的可靠形成是关键的。常规地通过以下方式在半导体器件中形成诸如晶体管和电容之类的特征：图案化基板的表面以界定特征的横向尺寸，接着蚀刻基板以去除材料并界定特征。为了形成具有所期望的电气性能的特征，特征的尺寸必须在精确的规格内形成。可靠的终点检测对于一致的蚀刻结果是关键的，而与传入晶片、腔室条件漂移、以及腔室之间的差异无关。蚀刻应用中的传统终点检测依赖于仅从当前蚀刻步骤实时收集的发射趋势或光谱的分析。常规的终点系统需要存在停止层、大于3％的开放区域、或小于30:1的高深宽比(har)。然而，在具有小于基板表面积3％的低开放区域或大于30:1(例如50:1)的高深宽比(har)的蚀刻应用中，对于常规的模型算法可能没有足够的离子可检测以从发射背景噪声中提取终点信息。在低开放区域和har蚀刻应用中，检测蚀刻操作的终点具有挑战性，因为等离子体发射信号的变化明显弱于由其他因素(诸如阶跃转变、与腔室部件的相互作用或这些因素的组合)引起的强度变化。因此，需要改进的蚀刻终点检测技术。

背景技术

0、背景

技术实现思路

1、本文公开了一种用于确定用于在处理腔室中的基板上形成高深宽比特征和/或低开放区域(<1％)的蚀刻操作的终点的方法。方法以获得参考发射曲线开始。在图案化基板上执行蚀刻操作。针对蚀刻循环中的每一者测量等离子体光发射强度。计算参考发射与等离子体光发射之间的比率曲线。并且基于比率曲线中的拐点来确定第一基板上的蚀刻操作的终点，以基于终点来停止第一基板的蚀刻。

技术特征：

1.一种检测半导体基板的蚀刻操作的终点的方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有30:1或更大的高深宽比的特征，并且获得所述参考发射进一步包括：

3.如权利要求2所述的方法，进一步包括：

4.如权利要求3所述的方法，其中所述差异曲线能通过将所述等离子体光发射中除以或减去所述曲线或趋势模型来确定。

5.如权利要求1所述的方法，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有顶表面积的约1％或更小的低开放区域的特征，并且获得所述参考发射曲线进一步包括：

6.如权利要求5所述的方法，其中存储所述参考发射曲线是针对所述参考发射曲线的两个或更多个波长的等离子体光发射，并且在所述蚀刻操作期间测量所述图案化基板的所述等离子体光发射强度是针对与所述参考发射相同的波长中的至少两个波长。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括：

8.一种非暂态计算机可读存储介质，包括程序产品，当执行所述程序产品时，所述程序产品被配置为执行用于检测半导体基板的蚀刻操作的终点的操作，所述操作包括：

9.如权利要求8所述的非暂态计算机可读存储介质，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有30:1或更大的高深宽比的特征，并且获得所述参考发射进一步包括：

10.如权利要求9所述的非暂态计算机可读存储介质，进一步包括：

11.如权利要求10所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述差异曲线能通过将所述等离子体光发射除以或减去所述曲线或趋势模型来确定。

12.如权利要求8所述的非暂态计算机可读存储介质，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有顶表面积的约1％或更小的低开放区域的特征，并且获得所述参考发射曲线进一步包括：

13.如权利要求12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中存储所述参考发射曲线是针对所述参考发射曲线的两个或更多个波长的等离子体光发射，并且在所述蚀刻操作期间测量所述图案化基板的所述等离子体光发射强度是针对与所述参考发射相同的波长中的至少两个波长。

14.如权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质，进一步包括：

15.一种系统，包括：

16.如权利要求15所述的系统，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有30:1或更大的高深宽比的特征，并且获得所述参考发射进一步包括：

17.如权利要求16所述的系统，进一步包括：

18.如权利要求15所述的系统，其中在所述图案化基板上的所述蚀刻操作是用于形成具有顶表面积的约1％或更小的低开放区域的特征，并且获得所述参考发射曲线进一步包括：

19.如权利要求18所述的系统，其中存储所述参考发射曲线是针对所述参考发射曲线的两个或更多个波长的等离子体光发射，并且在所述蚀刻操作期间测量所述图案化基板的所述等离子体光发射强度是针对与所述参考发射相同的波长中的至少两个波长。

20.如权利要求19所述的系统，进一步包括：

技术总结
本文公开了一种用于确定用于在处理腔室中的基板上形成高深宽比特征和/或低开放区域(<1％)的蚀刻操作的终点的方法。方法以获得参考发射曲线开始。在图案化基板上执行蚀刻操作。针对蚀刻循环中的每一者测量等离子体光发射强度。计算参考发射与等离子体光发射之间的差异曲线。并且基于拐点检测或通过差异曲线中的图案识别的其他独特特征来确定第一基板上的蚀刻操作的终点，以停止第一基板的蚀刻。

技术研发人员：连磊,Q·沃克,王泽芳,小石真一
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23