[发明专利]一种刻蚀速率均一度的监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制作技术领域，尤其涉及一种刻蚀速率均一度的监测方法及装置。

背景技术

在半导体器件制作领域，尤其是在显示技术的构图领域，刻蚀技术（etching techniΔIue）是一种把未被抗蚀剂掩蔽的薄膜层除去，从而在薄膜上得到与抗蚀剂膜上完全相同图形的工艺。

一般地，刻蚀方式包括刻蚀和湿法刻蚀两大类。刻蚀主要包括等离子体刻蚀法。等离子体刻蚀是采用高频辉光放电反应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀的部位，与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性生成物而被去除。

在刻蚀过程中，对刻蚀速率的均一度监测非常重要，如果刻蚀速率不均匀，会产生某些区域刻蚀不到位，某些区域过刻的现象，会造成器件不良。

理论上等离子体刻蚀是等厚度进行刻蚀的，即在某一时刻被刻蚀膜层各处被刻蚀掉的厚度相等。实际实施时，因为腔体内各处的等离子体浓度不一致，且浓度的一致性无法精确控制，被刻蚀膜层附近等离子体浓度较大的区域刻蚀速率较大，附近等离子体浓度较小的区域刻蚀速率较小。

一般情况下，测试反应腔体内的刻蚀速率的均一度需要对测试玻璃先后进行刻蚀、剥离、测试等工序，然后通过统计一张玻璃上每个点位的刻蚀数据，计算得出刻蚀反应腔体的刻蚀速率和均一度等参数。这种做法的缺点是不能对刻蚀反应腔体的刻蚀速率均一度进行实时监测。另外，现有技术测试反应腔体内的刻蚀速率的均一度是在刻蚀之后通过人工测试进行的，一般的测试至少在2-3个小时之内完成，需要耗费一定的人力成本。

发明内容

本发明实施例提供的一种刻蚀速率均一度的监测方法及装置，以实现实时对刻蚀的反应腔体内等离子体刻蚀速率均一度的监测。

本发明实施例提供的所述刻蚀速率均一度的监测方法包括以下步骤：

在刻蚀过程中，实时采集刻蚀的反应腔体内反应物或生成物的光谱信号的强度值；

根据所述光谱信号的强度值，确定所述反应物或生成物光谱信号的强度值变化阶段对应的起始时间和终止时间；

根据所述起始时间、终止时间以及预设的被刻蚀膜层的厚度，确定刻蚀速率的最大值和最小值；

根据所述刻蚀速率的最大值和最小值确定刻蚀速率的均一度。

较佳地，所述根据光谱信号的强度值，确定所述生成物光谱信号的强度值变化阶段对应的起始时间和终止时间，包括：

从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值归一化后的归一化值的增加量，所述增加量大于第一阈值对应的时间点为所述第一起始时间，自所述第一起始时间开始，所述发光光强值归一化后的归一化值达到最大值对应的时间点为第一终止时间；

或者从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值变化量的增加量以及减少量，所述发光光强值变化量的增加量大于第二阈值对应的时间为第二起始时间，自所述第二起始时间开始，所述发光光强值变化量的减少量小于第三阈值对应的时间为第二终止时间；

或者从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值增加量百分比，所述发光光强值增加量百分比大于第四阈值对应的时间点为第三起始时间，自所述第三起始时间开始，所述发光光强值增加量百分比大于第五阈值对应的时间为第三终止时间。

较佳地，所述根据光谱信号的强度值，确定所述生成物光谱信号的强度值变化阶段对应的起始时间和终止时间，包括：

从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值归一化后的归一化值的减少量，所述减少量大于第六阈值对应的时间点为所述第四起始时间，自所述第四起始时间开始，所述发光光强值归一化后的归一化值达到最小值对应的时间点为第四终止时间；

或者从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值变化量的减少量以及增加量，所述发光光强值变化量的减少量大于第七阈值对应的时间为第五起始时间，自所述第五起始时间开始，所述发光光强值变化量的增加量大于第八阈值对应的时间为第五终止时间；

或者从刻蚀开始起计时，比较当前时刻与前一时刻发光光强值减少量百分比，所述发光光强值减少量百分比大于第九阈值对应的时间点为第六起始时间，自所述第六起始时间开始，所述发光光强值减少量百分比大于第十阈值对应的时间为第六终止时间。

较佳地，根据如下公式确定所述刻蚀速率的最大值和最小值：

ER_max=d/(a*t1+b)；

ER_min=d/(a*t2+b)；