时分多工工艺中的用于终点的波长选择的利记博彩app

专利名称：：时分多工工艺中的用于终点的波长选择的利记博彩app
技术领域：
：本发明通常涉及半导体晶片处理的领域。更具体地，本发明涉及在时分多工刻蚀和淀积工艺过程中确定刻蚀工艺的终点。发明背景在许多微机电(MEMS)器件的制作过程中，需要完成材料层的刻蚀，使其停止在下面的层上(例如，绝缘体上硅(SOI)-清除硅(Si)层，停止在下面的二氧化硅(Si02)层上)。允许刻蚀工艺在第一层已被移除之后的时间继续进行可能导致下面的停止层的厚度减少，或者导致特征轮廓劣化(在本领域中被称为关于SOI应用的"凹槽")。结果，在刻蚀等等离子体处理工艺中非常重要的是，应当精确地判断等离子体处理的终点，以便无延迟地结束等离子体处理。作为用于检测等离子体处理的终点的方法，本领域中公知一种方法，其中检测处理腔室中的等离子体中包含的特定物质的光谱的任何改变，基于该改变来检测终点。该方法是基于离子体含量随着在基板上的刻蚀而发生变化的观察结果而构思出来的，其目的是通过监测特定物质的光谱强度中的变化来精确地检测刻蚀工艺的实时终点。通常用于检测等离子体工艺终止时间的该方法是发射光谱测定法(OES)。OES对等离子体源发射的光进行分析，以得出关于等离子体工艺的化学和物理状态的推断。在半导体处理中，该技术通常用于在等离子体刻蚀工艺过程中检测材料界面。该OES技术涉及对等离子体发射的辐射进行监测，该辐射通常在光谱的紫外线/可见光范围(200nm1100nm)部分中。图1示出了典型的OES配置的示意图。等离子体的成分，特别是反应性刻蚀物种或刻蚀副产物的存在性，将确定所发射的辐射的光谱(即，强度相对于波长)。在刻蚀工艺过程中，特别是在材料转变的过程中，等离子体的成分发生变化，导致发射光谱中的改变。通过连续地检测等离子体发射，OES终点系统便可以检测该改变，并且使用该改变来确定膜何时被完全清除。例如，当OES信号下降低于预定的阈值水平时，该转变用于触发"终点"。特别地，与终点相关的大部分信息通常包含在与刻蚀过程中消耗的反应物或者生成的刻蚀副产物对应的少数波长内。用于开发OES终点策略的一种常见方法是，采集终点前和终点后状态期间的许多等离子体发射光谱(发射强度相对于波长)。可以使用许多种方法确定终点波长候选区域。可以通过统计方法来选择用于终点检测的光谱区域，诸如因素分析或者主要成分分析(参看授予Angdl等人的US专利5,658,423)。用于确定终点候选者的另一策略是通过构造终点前(主刻蚀)和终点后(过刻蚀)光谱之间的差异图。一旦候选区域已被选择，则为这些候选区域指配可能的化学物种(即，来自离解气体前体或者刻蚀产物的反应性物种)。该指配在确定策略的成功性时并不是关键的，但是在理解和优化波长选择过程时很有帮助。许多参考文献，包括Zaidel等人的"TablesofSpectralLines"和Pearse等人的"TheIdentificationofMolecularSpectra"，并结合工艺化学知识，可用于指定对于候选谱线的可能物种身份。对于六氟化硫(SF6)等离子体中的硅刻蚀工艺而言的可能终点候选者的示例往往是687nm和703nm处的氟谱线以及440nm处的氟化硅(SiF)发射带。一旦这些区域已被确定，便可以使用相同的OES策略处理后继部分。尽管这些OES方法对于单步骤工艺、或者具有有限数目的分立刻蚀步骤的工艺(诸如刻蚀起始，其后进行主刻蚀)而言作用良好，但是难于将OES应用到具有迅速的和周期性的等离子体扰动的等离子体工艺。在授予Laermer等人的美国专利5,501,893、授予Okudaira等人的美国专利4,985,114和授予Kawasaki等人的美国专利4,795,529中，公开了该时分多工(TDM)工艺的示例。Laermer等人公开了一种TDM工艺，其使用一连串交替的刻蚀和淀积步骤将高宽长比特征刻蚀到Si中。图2(a)2(d)是用于深硅刻蚀的一种TDM工艺的图示示例。该TDMSi刻蚀工艺通常是在反应器中执行，该反应器配置有高密度等离子体源，其典型地是电感耦合等离子体(ICP)，并且结合有射频(RF)偏置基板电极。在用于Si的TDM刻蚀工艺中使用的最常见的工艺气体是六氟化硫(SF6)和八氟环丁烷(C4F8)。SF6典型地用作刻蚀气体，而C4F8用作淀积气体。在刻蚀步骤的过程中，SF6有助于Si的自发的和各向同性的刻蚀(图2(a)和2(b));在淀积步骤中，C4Fs有助于将保护性聚合物淀积到刻蚀结构的侧壁以及底部上(图2(c))。TDMSi刻蚀工艺在刻蚀和淀积工艺步骤之间循环交替，使得能够将高宽长比结构定义到受到掩蔽的Si基板中。一旦在刻蚀步骤中对Si基板进行高能和定向离子轰击，通过前面的淀积步骤涂覆在刻蚀结构底部的聚合物膜将被移除，从而暴露出Si结构，以进行进一步的刻蚀(图2(d))。由于刻蚀结构的侧壁上的聚合物膜未经历直接离子轰击，因此其将保留，用于抑制横向刻蚀。使用TDMSi刻蚀方法使得能够在高的刻蚀速率下将高宽长比特征定义到Si结构中。图2(e)示出了使用TDM工艺刻蚀的硅结构的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。8如图3中所示，TDMSi刻蚀工艺中的刻蚀步骤300和淀积步骤305的等离子体发射光谱显著不同，这是由于在淀积和刻蚀步骤中存在的不同等离子体条件(例如，工艺气体类型、压力、RF功率等)。如图4中所示，将传统的OES方法应用到TDM硅刻蚀工艺中导致周期性的终点迹线400，并且其不能用于检测终点。对于TDMSi刻蚀，可以预期，大多数刻蚀终点信息包含在工艺的刻蚀部分中。授予Becker等人的美国专利6,200,822示出了一种从TDMSi刻蚀工艺的等离子体发射中提取终点信息的方法。Becker等人通过使用外部提供的触发事件(典型的是从一个工艺步骤到下一工艺步骤的转变)，仅在刻蚀步骤期间检查等离子体中的至少一个物种(对于Si刻蚀典型的是F或SiF)的发射强度。通过使用外部触发事件，结合延迟功能和采样保持(峰值保持)电路，在后继刻蚀步骤中观测到的发射强度可以被接合在一起，以获得本质上非周期性的发射信号。在随后的淀积步骤期间，刻蚀步骤中的这些物种的发射强度的值被保持在最后的已知值处。通过这样的方式，周期性的发射信号被转换为与可用于工艺终点确定的阶跃函数相似的曲线。该方法的局限性在于，除了需要在触发事件和获取刻蚀步骤期间的发射数据之间的用户输入延迟之外，还需要外部提供的触发事件。在用于增加OES方法灵敏度的努力中，授予Jerde等人的美国专利4,491,499公开了，测量发射光谱的窄带，同时测量以该窄带为中心的较宽的背景带的强度。通过该方式，可以从终点信号中减去背景信号，结果得到窄带信号的更加精确的值。因此，需要一种用于TDM等离子体工艺的终点策略，其不需要外部触发事件和在触发事件之后的用户输入延迟，该用户输入延迟用于使等离子体发射数据的采集与工艺步骤同步。现有技术中未提供伴随本发明出现的优点。因此，本发明的目的在于提供一种改进方案，其克服了现有技术设备的不足，并且对半导体处理技术的发展有显著的贡献。本发明的另一目的在于提供一种用于在基板中刻蚀特征的方法，其包括步骤使基板在等离子体腔室中经历交替的处理；监测等离子体发射强度的变化；使用包络跟随器算法，从所述等离子体发射强度中提取幅度信息；并且在基于所述监测步骤的时间处中断所述交替工艺。本发明的另一目的在于提供一种在时分多工工艺其间建立终点的方法，其包括步骤使基板经历时分多工工艺；基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；监测由时分多工工艺生成的信号的属性；基于所述计算步骤的所述比率，调节所述监测步骤；使用包络跟随器处理由时分多工工艺生成的周期性信号的所述调节后的属性；并且在基于处理步骤的时间处中断时分多工工艺。本发明的另一目的在于提供一种用于在时分多工工艺期间建立终点的方法，该方法包括步骤通过在刻蚀步骤中与反应性刻蚀气体接触来刻蚀基板表面，以从基板表面除去材料并且提供暴露表面；在钝化步骤中使基板表面钝化，在此期间，在前面的刻蚀步骤中暴露出的表面被钝化层覆盖，由此形成了临时刻蚀停止层；交替重复刻蚀步骤和钝化步骤；基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；通过使用包络跟随器算法，分析等离子体发射的至少一个波长区域的强度；基于所述计算步骤的所述比率，调节所述分析步骤；并且在取决于所述分析步骤的时间处中断时分多工工艺。本发明的另一目的在于提供一种用于在时分多工工艺期间建立终点的方法，其包括步骤使基板经历时分多工工艺；基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；监测由时分多工工艺生成的信号的属性；基于所述计算步骤的所述比率，调节所述监测步骤；使用峰值保持和衰减算法处理由时分多工工艺生成的周期性信号的所述调节后的属性；并且在基于处理步骤的时间处中断时分多工工艺。前文概述了本发明的某些相关目的。这些目的应被解释为仅为本发明的某些较显著的特征和应用的说明。通过以不同的方式应用所公开的本发明或者在公开内容的范围内修改本发明可以获得许多其他的有利结果。因此，除了参考权利要求所限定的本发明的范围，通过结合附图参考发明概述和优选实施例详述，可以获得本发明的其他目的和对本发明的更加全面的理解。
发明内容出于概述本发明的目的，本发明包括一种用于在交替循环刻蚀工艺或者时分多工工艺期间建立终点的方法和装置。应当注意，该工艺的等离子体发射强度可以是周期性的。本发明的特征在于提供一种用于在基板中刻蚀特征的方法。待刻蚀的基板可以包含硅或者III族元素和/或V族元素，诸如砷化镓。该方法包括下列步骤。基板被安置在等离子体腔室中，并且经历交替的处理。该交替处理可以仅包括刻蚀步骤，仅包括淀积步骤，包括至少一个刻蚀步骤和至少一个淀积步骤，或者包括多个刻蚀步骤和多个淀积步骤。此外，在该交替循环工艺中，至少一个工艺参数可以随时间变化。使用已知的发射光谱测定技术监测等离子体发射强度的变化。该监测可以对等离子体发射强度的多个区域进行。可以使用统计方法，诸如因素分析或者通过离线分析，来选择该多个等离子体发射强度区域。该离线分析可以通过使用光谱区分来确定。此外，该多个等离子体发射强度区域可被背景校正。可以对多个等离子体发射强度区域执行数学运算。使用包络跟随器算法，从等离子体发射强度的复杂波形中提取幅度信息。该包络跟随器算法可以使用多个峰值检测算法，并且可以通过轮转方式来顺序重置。而且，该重置可以基于如下时钟周期，该始终周期比所关注的最低频率的半周期更长。当在基于监测步骤的时间处到达终点时，该交替处理被中断。本发明的另一特征在于提供一种在时分多工工艺期间建立终点的方法。该方法包括下列步骤。使基板在真空腔室中经历时分多工工艺。使用已知的发射光谱测定技术监测由时分多工工艺生成的周期性信号的属性，诸如发射强度或者等离子体阻抗。该监测可以对等离子体发射强度的多个区域进行。可以使用统计方法，诸如因素分析或者通过离线分析，来选择该多个等离子体发射强度区域。该离线分析可以通过使用光谱区分确定。此外，该属性监测可被背景校正。具体来讲，基于来自刻蚀副产物的等离子体发射选择第一波长区域，并且基于来自等离子体背景的等离子体发射选择第二波长区域。计算第一波长区域相对于第二波长区域的比率，随后使用该比率调节属性监测。可以对多个等离子体发射强度区域执行数学运算。使用包络跟随器算法处理由时分多工工艺生成的周期性信号的背景校正属性。该包络跟随器算法可以使用多个峰值检测算法，可以通过轮转方式来顺序重置，并且可以并行处理。而且，该重置可以基于如下时钟周期，该时钟周期至少是时分多工工艺的工艺周期的一半。此外，可以对提取的幅度检测信号进行进一步的处理，包括使用无限脉冲响应滤波器或者有限脉冲响应滤波器进行滤波的数字信号处理。在基于处理步骤的适当时间处到达终点时，使时分多工工艺中断。本发明的另一特征在于提供一种在时分多工工艺期间建立终点的方法。该方法包括下列步骤。使基板在真空腔室中经历时分多工工艺。在刻蚀步骤中通过与反应性刻蚀气体接触来对基板表面进'行各向异性刻蚀，以从基板表面除去材料并且提供暴露表面。然后在钝化步骤过程中使基板表面钝化，其中在前面的刻蚀步骤中暴露的表面被钝化层覆盖，由此形成了临时刻蚀停止层。在时分多工工艺的时间长度内交替重复刻蚀步骤和钝化步骤。使用已知的发射光谱测定技术监测等离子体发射的至少一个波长区域，并且通过使用包络跟随器算法对其进行分析。具体来讲，基于来自刻蚀副产物的等离子体发射选择第一波长区域，并且基于来自等离子体背景的等离子体发射选择第二波长区域。计算第一波长区域相对于第二波长区域的比率，然后使用该比率调节对于等离子体发射强度的监测。当在基于分析步骤的时间处到达终点时，时分多工工艺被中断。本发明的另一特征在于提供一种在时分多工工艺期间建立终点的方法。该方法包括下列步骤。使基板在真空腔室中经历时分多工工艺。使用已知的发射光谱测定技术监测由时分多工工艺生成的周期性信号的属性，诸如发射强度或者等离子体阻抗。此外，该监测可以对等离子体发射强度的多个区域进行。该属性监测可被背景校正。具体来讲，基于来自刻蚀副产物的等离子体发射选择第一波长区域，并且基于来自等离子体背景的等离子体发射选择第二波长区域。计算第一波长区域相对于第二波长区域的比率，然后使用该比率来调节对于属性的监测。可以使用统计方法，诸如因素分析或者通过离线分析，来选择该多个等离子体发射强度区域。该离线分析可以通过使用光谱区分来确定。可以对多个等离子体发射强度区域执行数学运算。使用峰值保持和衰减算法处理由时分多工工艺生成的周期性信号的背景校正属性。该峰值保持和衰减算法可以使用线性衰减算法或者非线性衰减算法。此外，可以对提取的幅度检测信号进行进一步的处理，包括使用无限脉冲响应滤波器或者有限脉冲响应滤波器进行滤波的数字信号处理。当在基于处理步骤的时间处到达终点时，使时分多工工艺中断。前文概略地而非广泛地描述了本发明的更加相关和重要的特征，以便于可以更好地理解下面的本发明的详细描述，由此可以更全面地认识本发明对本领域的贡献。下文将描述本发明的另外的特征，其形成了本发明的权利要求的主题。本领域的技术人员应当认识到，所公开的概念和具体实施例可容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同特征的其他结构的基础。本领域的技术人员还应当认识到，该等效构造并未偏离如附属权利要求限定的本发明的精神和范围。图1是典型的发射光谱测定法配置的示意图；图2是一种类型的用于深硅刻蚀的TDM工艺的图示示例；图3是用于深硅刻蚀工艺的淀积和刻蚀等离子体发射光谱的强度相对于波长的曲线图；图4是用于典型的深硅刻蚀工艺的等离子体发射强度相对于时间的曲线图，其关注的是440nm峰值周围的发射光谱；图5是用于TDM工艺的改进的OES技术的框图；图6是用于深硅刻蚀工艺的等离子体发射强度相对于波长的曲线图，其关注的是在已清除硅之前和之后的来自刻蚀B步骤的发射频谱；图7是用于深硅刻蚀工艺的差异(刻蚀后-刻蚀前)等离子体发射强度相对于波长的曲线图，用于确定终点候选者；图8是用于深硅刻蚀工艺的刻蚀部分的在440mn区域周围的等离子体发射强度相对于波长的曲线图；图9是用于深硅刻蚀工艺的等离子体发射强度相对于时间的曲线图，其关注的是信号(440nm)和背景(445nm);图10是用于深硅刻蚀工艺的等离子体发射强度相对于时间的曲线图，其关注的是信号(440nm)和背景(445nm),并且示出了440nm信号与445nm背景的比率；图11是在刻蚀过程中通过440nm信号与445nm背景的比率获得的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图12是包络跟随器TDM终点算法的流程图；图13是在已经应用有限响应滤波器之后使用来自图11的数据的用于深硅刻蚀工艺的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图14是使用包络跟随器算法、并将峰值保持和重置应用到图13的滤波输入数据的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图15是使用包络跟随器算法、并将多个峰值保持和顺序重置应用到图13的滤波输入数据的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图16是使用包络跟随器算法确定顺序峰值保持电路的最大值的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图17是使用应用于TDM刻蚀工艺的本发明的包络跟随器的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图18是在应用FIR滤波器之前和之后使用包络跟随器信号的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；；图19是示出了具有滤波包络跟随器终点迹线的初始校正发射输入数据的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图20是峰值保持和衰减TDM终点算法的流程图；图21是示出了应用于相同的输入数据的线性和非线性衰减函数的示例的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图22是示出了具有线性衰减的峰值保持的示例的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图23是示出了应用于滤波后输入数据的具有线性衰减的峰值保持的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；图24是示出了在应用FIR滤波器之前和之后的具有衰减的峰值保持信号的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图；并且图25是示出了具有滤波峰值保持衰减终点迹线的初始校正发射输入数据的校正等离子体发射强度相对于时间的曲线图。在数个附图中相似的参考字符表示相似的部件。具体实施方式我们公开了一种在不使用同步的触发事件的情况下，通过分析等离子体发射的至少一个波长区域的强度，来检测时分多工(TDM)工艺中的不同材料之间的转变的装置。选择这些波长区域，以减少在一连串交替的刻蚀和淀积步骤期间发生的信号强度的宽的变化。在小的波长范围上，没有主发射谱线，等离子体背景发射几乎是恒定的。因此，在未发生刻蚀时，两个邻近的波长区域(在该示例中在440nm和443nm处)的比率具有接近1的值。假如仔细地选择波长，则在淀积和刻蚀步骤中这都是成立的。因此，随着工艺在淀积和刻蚀步骤之间交替，该比率的值仅略微改变并且保持接近一个等于1的值。通过显示两个波长区域的比率，显著减少了原始数据中的宽的变化，这使得可以在不掩饰终点处出现的小的改变的情况下进行进一步的信号处理。由于TDM工艺的周期性和重复性本质，因此通过设计，该工艺具有与其相关联的许多特性频率。作为示例，考虑两个步骤的TDM硅刻蚀工艺，其由顺序重复多次的5秒钟刻蚀步骤和5秒钟淀积步骤组成(参看下面的表1)。一个特性频率是0.1Hz，其由总周期时间(10秒)确定。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>应当注意，淀积和刻蚀步骤在化学特性、RF偏置功率和压力方面不同，导致了显著不同的发射光谱。图5的框图示出了用于TDM工艺的改进OES技术的概况。如本领域中所公知地构造TDM工艺。TDM工艺的等离子体发射光谱(对于等离子体发射来讲，通常在200~1100nm内)的至少一个区域被确认用于工艺终点检测。在TDM刻蚀工艺的过程期间的整个时间内，对该光谱区域进行监测。来自TDM工艺的原始发射信号在本质上是周期性的。存在许多种方法，用于在不使终点检测算法与TDM工艺同步的情况下检测TDM工艺中的材料转变。这些方法包括包络跟随器算法，和峰值保持和衰减算法，以及应用信号处理滤波器。包络跟随器技术可用于从复杂波形中提取幅度信息。包络跟随器算法由并行操作的两个或多个峰值保持例程组成，以轮转的方式顺序地对它们重置。第二种技术由峰值保持算法结合衰减算法组成。峰值保持算法被应用于输入数据。将输入数据值与峰值保持值比较。如果输入值小于保持峰值，则允许峰值按照用户定义函数随时间下降。衰减函数可以是线性的或非线性的。当输入值大于衰减保持值时，将峰值更新为输入值，并且衰减算法重新开始。结果，每当输入数据值超过保持值时，该算法便重置其自身，由此不再要求使算法与TDM工艺同步。本发明的可替换的实施例在应用终点检测算法之前对原始数据进行滤波。滤波的示例包括但不限于，有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)滤波器。相似地，一旦已经通过终点检测算法对信号进行了处理，则可以对得到的终点迹线进行滤波，以改善最终信号的信噪比特性。同样地，可以应用FIR、IIR和其他的滤波器。应当注意，该方法不限于两个步骤的循环过程。实际上，通常将该过程中的刻蚀部分进一步细分为多个子步骤。而且，同样重要的是应当注意，在每个重复循环内的工艺参数不需要逐个周期地保持恒定。例如，在硅的TDM刻蚀期间，通常在该工艺过程期间内，逐渐地降低淀积步骤的效率，以保持轮廓控制(在本领域中被称为工艺变形)。在变形工艺中，在某些刻蚀或淀积步骤之间进行小的参数改变，该参数包括但不限于，RF偏置功率、工艺压力、ICP功率等。这些改变还可以包括改变TDM周期内的工艺步骤的持续时间。用于在TDM工艺中确定材料转变的第三种方法是在不使用峰值检测算法的情况下使用FIR、IIR或者相似的滤波器对数据滤波。与Litvak等人在WO91/18283中教授的相反，为了有效率，不需要在整个完整数目的等离子体调制周期期间应用滤波器。尽管这些方法是相对于使用基于SF6/C4Fs的工艺的深Si刻蚀来演示，但是假如利用了TDM工艺，则这些方法也是有效的，与化学特性无关。这些方法对于检测其他材料中的材料转变也是有用的，诸如介电材料和金属，其中使用了重复的TDM工艺。硅刻蚀示例TDM程序被用于刻蚀绝缘体上硅(SOI)晶片。下面的表2中列出了该程序。下面的示例将本发明应用于3个步骤的TDMSi刻蚀工艺。表2工艺参数度量单位淀积刻蚀A刻t虫BSFe流量Sccm150100dF8流量Sccm7011Ar流量Sccm404040压力mTorr222323RF偏置功率W11212ICP功率W150015001500步骤时间秒637这些实验是在商用UnaxisShuttlelock系列的深硅刻蚀(DSE)工具上执行的。使用商用UnaxisSpectraworks发射光谱仪在1Hz频率处采集发射光谱。为了确定所关注的光谱区域，对测试晶片进行刻蚀，并且在已清除硅层(工艺终点)之前和之后分析淀积和刻蚀B两者中的等离子体发射光谱。由于预计在该工艺的淀积阶段期间几乎没有刻蚀，因此图6关注的是在已清除硅之前600和之后605的来自刻蚀B的发射光谱。注意在450nm附近的刻蚀光谱中的微小差异。为了确定终点候选者，逐点地构造差异光谱。在图7中示出了得到的光谱。用于终点检测的候选者出现在440nm(700)和686nm(705)处。440nm峰值可被指配到SiF发射(刻蚀产物-随着硅的清除而下降)，而686nm峰值可被指配到F发射(反应物-随着硅的清除而增加)。如前面图4中示出的，440nm区域内的值相对于时间的图线示出，随着刻蚀进行，在振荡信号的峰峰值中仅仅有微小下降，并且难于确定工艺终点。基于440nm发射峰值构造了改进的终点策略。图8示出了终点前SOO和终点后805的刻蚀B发射光谱的放大的视图，以便于更加精密地检查440mn峰值。为了减少相关噪声，监测了两个光谱区域，即窄的440nm峰值810(SiF发射)和用于背景校正的以约445nm为中心的19较宽的光谱区域S15。图9示出了在300至400秒的总刻蚀时间范围内，440nm和445nm处的发射强度的放大的视图。应当注意，信号900(440nm)和背景905(445nm)区域在较高强度的淀积步骤期间彼此跟踪良好(相等或平行)，但是在刻蚀B步骤910的终点附近发散。构造440nm信号(被示为R1)与445nm背景(被示为R3)的比率，结果得到图10中示出的数据。注意该比率信号1000的周期性和重复性的本质。图11示出了刻蚀过程中的背景校正信号(440nmSiF/445nm背景的比率)。注意600秒附近的连续峰值高度1100中的显著下降。图12示出了包络跟随器TDM终点算法的流程图。一旦已获得数据，可以在应用包络跟随器之前对该数据进行滤波。图13示出了在应用有限响应滤波器(5点滑动平均)之后的由图11得出的数据1300。图14和15示出了本发明的包络跟随器算法的第一步骤。图14是峰值保持算法1400的曲线图，其将重置1410应用到图13的滤波后输入数据1405。而图15是使用多个峰值保持(1500和1505)的包络跟随器算法的曲线图，其将顺序的重置应用到图13的滤波后输入数据1510。用于图14和15的数据是在1Hz处获得的。包络跟随器算法的下一步骤是确定顺序峰值保持电路1610的最大值1600(参看图16)。图17示出了结果得到的用于该过程的包络跟随器1700。注意在550秒附近的量值下降1705。一旦已计算出包络跟随器，则可以应用额外的滤波，以进一步增加信噪比。图18示出了在应用FIR滤波器(45秒滑动平均)之前1800和之后1805的包络跟随器信号。总而言之，图19示出了具有滤波后包络跟随器终点迹线1905的初始校正发射输入数据。随后可以使用公知的技术(诸如阈值交叉检测或者导数处理)对滤波后包络跟随器迹线进行进一步的处理，以确定"终点"发生的时间。图20示出了峰值保持和衰减TDM终点算法的流程图。一旦已获得数据并且已对其进行滤波(再次参考图13，在lHz处获得，并且通过5点滑动平均滤波)，则应用峰值保持和衰减算法。图21示出了应用于相同的输入数据2110的线性2100和非线性2105的衰减函数的示例。图22示出了具有55秒线性衰减(例如，当前峰值将在55个采样间隔中衰减到零值)的峰值保持2200的示例。该数据是在1Hz处获得的。图23示出了应用到滤波后输入数据2305的具有线性衰减2300的峰值保持。为了进一步改善终点迹线的信噪比特性，在峰值保持衰减算法之后应用FIR滤波器。图24示出了在应用FIR滤波器(30秒滑动平均)之前2400和之后2405的具有衰减的峰值保持。总而言之，图25示出了具有滤波后峰值保持衰减终点迹线2505的初始校正发射输入数据2500。随后可以使用公知的技术(诸如阈值交叉检测或者导数处理)对滤波后峰值保持衰减迹线进行进一步的处理，以确定"终点"发生的时间。本公开内容包括附属权利要求中包含的内容以及前面描述的内容。尽管通过具有一定程度的特殊性的本发明的优选形式描述了本发明，但是应当理解，该优选形式的公开内容仅作为示例，并且在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以釆用关于构造细节以及部件组合和配置的许多改变方案。权利要求1.一种在时分多工工艺期间建立终点的方法，所述方法包括步骤使基板经历时分多工工艺；基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；监测由时分多工工艺生成的信号的属性；基于所述计算步骤的所述比率，调节所述监测步骤；使用包络跟随器处理由时分多工工艺生成的周期性信号的所述调节后的属性；并且在基于处理步骤的时间处，中断时分多工工艺。2.如权利要求1所述的方法，其中所述属性是等离子体发射强度。3.如权利要求2所述的方法，多个等离子体发射强度区域。4.如权利要求3所述的方法，域是使用统计方法选择的。5.如权利要求4所述的方法，分析。6.如权利要求5所述的方法，域是使用离线分析选择的。7.如权利要求6所述的方法，区分。其中所述监测步骤进一步包括监测其中所述多个等离子体发射强度区其中所述统计方法进一步包括因素其中所述多个等离子体发射强度区其中所述离线分析进一步包括光谱8.如权利要求3所述的方法，其中所述监测步骤进一步包括针对所述多个等离子体发射强度区域执行数学运算。9.如权利要求l所述的方法，其中所述属性是等离子体阻抗。10.如权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤进一步包括使用多个峰值检测算法。11.如权利要求IO所述的方法，其中所述多个峰值检测算法是并行处理的。12.如权利要求IO所述的方法，其中所述多个峰值检测算法是以轮转方式顺序重置的。13.如权利要求12所述的方法，其中所述重置进一步包括如下时钟周期，该时钟周期是时分多工工艺的工艺周期的至少一半。14.如权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤进一步包括对提取的幅度检测信号进行的后处理。15.如权利要求14所述的方法，其中所述后处理是数字信号处理。16.如权利要求15所述的方法，其中所述数字信号处理包括滤波器。17.如权利要求16所述的方法，其中所述滤波器是无限脉冲响应滤波器。18.如权利要求16所述的方法，其中所述滤波器是有限脉冲响应滤波器。19.一种在时分多工工艺期间建立终点的方法，所述方法包括步骤a.在刻蚀步骤中通过与反应性刻蚀气体接触来刻蚀基板的表面，以从基板的表面除去材料并提供暴露的表面；b.在钝化步骤中使基板的表面钝化，在此期间，在前面的刻蚀步骤中暴露出的表面被钝化层覆盖，由此形成了临时刻蚀停止层；c.交替重复刻蚀步骤和钝化步骤；d.基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；e.基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；f.计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；g.通过使用包络跟随器算法分析等离子体发射的至少一个波长区域的强度；h.基于所述计算步骤的所述比率，调节所述分析步骤；并且i.在取决于所述分析步骤的时间处，中断时分多工工艺。20.—种在时分多工工艺期间建立终点的方法，所述方法包括步骤使基板经历时分多工工艺；基于来自刻蚀副产物的等离子体发射，选择第一波长区域；基于来自等离子体背景的等离子体发射，选择第二波长区域；计算所述第一波长区域相对于所述第二波长区域的比率；监测由时分多工工艺生成的信号的属性；基于所述计算步骤的所述比率，调节所述监测步骤；使用峰值保持和衰减算法处理由时分多工工艺生成的周期性信号的所述调节后的属性；并且在基于处理步骤的时间处，中断时分多工工艺。21.如权利要求20所述的方法，其中所述属性是等离子体发射强度。22.如权利要求20所述的方法，其中所述处理步骤进一步包括使用线性衰减算法。23.如权利要求20所述的方法，其中所述处理步骤进一步包括使用非线性衰减算法。24.如权利要求20所述的方法，其中所述处理步骤进一步包括对提取的幅度检测信号进行的后处理。25.如权利要求24所述的方法，其中所述后处理是数字信号处理。26.如权利要求25所述的方法，其中所述数字信号处理包括滤波器。27.如权利要求26所述的方法，其中所述滤波器是无限脉冲响应滤波器。28.如权利要求26所述的方法，其中所述滤波器是有限脉冲响应滤波器。全文摘要本发明提供了一种用于在交替循环刻蚀工艺或者时分多工工艺期间建立终点的方法。基板被安放在等离子体腔室中并且经历具有刻蚀步骤和淀积步骤的交替循环工艺。使用已知的发射光谱测定技术监测等离子体发射强度的变化。基于来自刻蚀副产物的等离子体发射选择第一波长区域，并且基于来自等离子体背景的等离子体发射选择第二波长区域。计算第一波长区域相对于第二波长区域的比率，并且使用该比率调节对由时分多工工艺生成的信号的属性进行的监测。当在基于监测步骤的时间处到达终点时，交替循环工艺被中断。文档编号G01L21/30GK101248507SQ200680030983公开日2008年8月20日申请日期2006年8月17日优先权日2005年8月23日发明者大卫·约翰逊,鲁塞尔·韦斯特曼申请人:奥立孔美国公司