[发明专利]一种通过压强变化判断刻蚀终止点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及PECVD设备刻蚀领域，具体为一种通过压强变化判断刻蚀终止点的方法，它是在PECVD设备进行腔体刻蚀清洗时，判断清洗完成的方法。

背景技术

刻蚀技术(etching technique)，是在半导体工艺中，按照掩模图形或设计要求对半导体衬底表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离的技术。

PECVD设备的刻蚀清洗指：在PECVD设备进行沉积薄膜工艺后，会有薄膜沉积到腔体内壁以及腔体里面的零部件表面上，当薄膜积累过多时，会脱落到晶圆上，严重影响薄膜工艺。所以需要在薄膜脱落前，将它们用刻蚀的方法清洗掉。

刻蚀清洗过程：在腔体内通入氧气、C₂F₆，打开射频，使腔体内产生等离子体，从而发生化学反应，使腔体内壁以及腔体里面的零部件上的薄膜生成气体，排走。

现有技术中，判断刻蚀终止点的方法主要有：发射光谱法、红外光谱法、RF电压监测法、质谱仪法等，其中：

(1)发射光谱法的缺点：腔体需开孔，增加成本及加工复杂性；刻蚀清洗时需采用腔体内辉光刻蚀，辉光刻蚀已逐步被淘汰。

(2)红外光谱法的缺点：成本高，有很强的专利限制(US6191864、US6228277、US6582618、US 6081334、US 5888337、US 5780315、US 5552016和US6878214等)；传感器容易脏，影响精确度。

(3)RF电压监测法的缺点：刻蚀清洗时需采用腔体内辉光刻蚀，辉光刻蚀已逐步被淘汰。

(4)质谱仪法的缺点：成本极高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过压强变化判断刻蚀终止点的方法，解决现有技术中存在的成本较高等问题。

本发明的技术方案是：

一种通过压强变化判断刻蚀终止点的方法，需要判断刻蚀终止点的腔体与排气管道连通，排气管道上设有阀，通过监测腔体内压强变化来判断刻蚀终止点。

所述的通过压强变化判断刻蚀终止点的方法，刻蚀时，排气管道上阀的开度不变，通过监测腔体内压强变化来判断刻蚀终止点。

所述的通过压强变化判断刻蚀终止点的方法，阀的开度17％；刻蚀过程中，当腔体内压强从3torr变为2.5torr时，刻蚀清洗完毕。

本发明的有益效果是：

1、成本低。在PECVD设备中，测压力的器件是必要的器件，只需监测腔内压强就能判断刻蚀清洗的终止点，不需要增加硬件成本。

2、不受专利限制。

3、可靠性高。PECVD工艺的稳定，需要由测压力器件的准确度及稳定可靠来保证。

本发明的原理如下：

当腔体内进行刻蚀清洗时，通入的气体在等离子体态下与腔内的薄膜发生化学反应，这个反应是个放气反应，当反应结束后，若保证排气管道上阀门的开度不变，腔内的压强就会变小。

附图说明

图1为本发明一个实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明需要判断刻蚀终止点的腔体1与排气管道2连通，排气管道2上设有阀3。

实施例1

如图1所示，在PECVD设备进行刻蚀清洗腔体过程中，排气管道2上阀3的开度保持不变，通过监测腔体1内压强的变化来判断刻蚀清洗完毕的方法。

刻蚀流程中，工艺参数如下：

氧气流量：1600sccm；

C₂F₆流量：1600sccm；

阀的开度：17％；

刻蚀过程中，当腔体内压强从3torr变为2.5torr时，刻蚀清洗完毕。

本实施例中，采用压力计监测腔体1内压强的变化。

采用本实施例判断刻蚀终止后，试验数据如下：

表1

  腔内压强  腔内薄膜情况  刻蚀进度  3torr  腔内壁有薄膜(壁的颜色)  开始  2.9-2.4torr(连续变化)  腔内壁颜色逐渐变化  刻蚀进行  13％  颜色消失，变成腔壁材料的颜色  刻蚀完毕