安迪·古德伊尔

自动端点检测

当你等离子蚀刻晶圆时，在完美的蚀刻深度停止对器件性能是至关重要的。在蚀刻过程中使用自动端点技术提供实时反馈和控制，准确检测何时停止。在这篇博客中，我们揭示了通过自动端点技术实现蚀刻控制的技术。

端点技术

有几种技术存在，了解每种技术的优点以及它们如何适合您的蚀刻要求以实现您所需要的是至关重要的。

OES监测等离子体的光学发射——不同波长的光强度。等离子体的光谱包含许多发射峰，每个峰对应于等离子体内的一个特定原子或分子种类。我们可以通过检测变化来检测蚀刻何时从一层过渡到另一层，例如，当铬层被移除时，铬排放量下降。

OES端点套件包括通过光纤电缆连接到室视口窗口的光谱仪，如图1所示。这将数据馈送到PC上，PC可以被编程来检测端点签名，如图2所示为典型的端点跟踪。

由于OES依赖于等离子体发射，它通常需要快速的蚀刻速率和/或相对较大的开放(蚀刻)区域，最好是全晶圆，以提供足够的蚀刻副产物以获得最强的端点信号。

如果蚀刻多层结构，OES已被证明可以检测到薄至10nm的埋层，提供精确的深度控制。

OES还提供有关腔室和工艺运行状况的有用信息，可以更全面地了解加工环境，在某些情况下还可以提前警告潜在问题。当运行等离子清洗过程时，它非常有用，因为它可以检测到侧壁上的材料何时被清除。

图1所示。OES端点设置

图2所示。光刻胶去除的OES端点

激光干涉法是将小激光光斑(直径~20-60μm，波长670、905或980nm)聚焦在晶圆表面，测量反射光强度，直接监测晶圆。

一个特殊的摄像机安装在蚀刻室的顶部(图3)，提供晶圆表面的电视图像，并将激光光斑聚焦到晶圆上。相机还收集反射的激光，以提供晶圆反射率的测量。通过移动相机的x-y表，光斑可以定位在晶圆表面的一个特定点上。激光光斑通常放置在晶圆的一个开放区域，理想情况下是靠近晶圆中心的>100x100μm。

激光干涉法的优点是可以测量小样品(如晶圆片)，并可以测量透明层内的蚀刻深度。

由于在每次运行中都需要手动定位光斑，激光端点通常不用于生产环境，除非在晶圆中心附近提供更大的测试区域(高达1x1mm)。

在一些应用中，如万博电脑网页版登录金属蚀刻，可能会有一个简单的反射率变化的层被删除。如果蚀刻一个透明层，蚀刻深度可以通过计数反射强度的波纹来测量。这些波纹来自于层内厚度变化时的干涉效应，如图4所示。

如果晶圆具有多层结构，则反射率轨迹可能更复杂，通常需要反射率建模和仔细选择端点算法，以在正确的深度停止蚀刻。

当激光聚焦在单个小光斑上时，端点迹将非常清晰地显示层间界面，特别是在高对比度条件下，见图3的上迹。如果通过纹波计数“刻蚀到深度”，则精度通常为+/1%或更低，假设存在足够数量的纹波，且层的折射率具有良好的特征。

然而，与所有端点技术一样，绝对深度精度也取决于蚀刻速率、采样/平滑速率和跨晶圆均匀性。

在牛津狗万正网地址仪器，我们可以提供各种OES和LI系统，从具有成本效益的通用套件到具有复杂端点算法的高灵敏度系统。

图3所示。激光端点设置

图4所示。激光终点痕迹显示移除
硅晶圆片上的透明层。

下面的表1显示了一些典型的标准，表2显示了应用程序指南。万博电脑网页版登录如需更多信息，请与我们联系plasma-experts@oxinst.com。

表1。端点技术的典型标准

表2。端点技术的典型应万博电脑网页版登录用。