專利名稱：控制和促進等離子體起輝的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體加工工藝，尤其涉及一種控制和促進等離子體起輝的方法。
背景技術：
在半導體加工工藝中，比如進行干法刻蝕，或稱為等離子體刻蝕過程中，通常需要在 等離子體的環(huán)境下進行。在一些工藝刻蝕步驟中，需要在較低的氣壓下進行，并且在這樣 的條件下，等離子體起輝需要保持穩(wěn)定。例如在多晶硅刻蝕工藝中，典型的主刻蝕工藝 (Main Etch)氣壓約在20mT以下。在加上射頻功率后，激發(fā)腔室內的氣體，使其從氣體狀態(tài) 轉換為等離子體狀態(tài)。在這個過程中，氣體吸收射頻功率，被電離、激發(fā)、離解等，在開 始的過程，由于大量氣體分子仍處于中性氣體狀態(tài)，激發(fā)過程較困難，即開始的起輝過程 較困難，但待穩(wěn)定起輝后，保持等離子體的狀態(tài)則相對容易。
為了使氣體在低氣壓時順利起輝，人們通常會在開始時加入預起輝步驟，在此步驟中 加大氣壓或射頻功率，使氣體較容易起輝，進入等離子狀態(tài)，隨后在己經穩(wěn)定起輝的狀態(tài) 下，降低氣壓和功率，使之達到正常值，在這個過程中，等離子體連續(xù)起輝。預起輝過程 也可以加入一定比例的容易起輝的氣體，如氬氣等，使氣體狀態(tài)較易轉換成等離子體狀 態(tài)。
現(xiàn)有技術中，在通常的預起輝步驟中，人們常用時間控制預起輝過程，即為預起輝步 驟設置較短的時間，此時間一般是通過估計和經驗得到，使其能滿足使等離子體起輝的時 間，此后工藝步驟切換為下一步。
上述現(xiàn)有技術至少存在以下缺點
無法確保預先估計的預起輝時間完全滿足真正的工藝過程。如果此時間設置不合適， 對接下來的工藝過程會有較大影響。例如時間設置的較短，可能等離子體未能實現(xiàn)穩(wěn)定起 輝，轉為下一步，下一步工藝中仍然無法得到穩(wěn)定的等離子體；如果時間設置過長，雖然 可以得到穩(wěn)定的等離子體，但是由于高功率和高氣壓的加入，使刻蝕得到的工藝結果與預 期不相符，或產生較多的顆粒，無法滿足工藝需求
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能準確控制等離子體起輝的過程和促進等離子體起輝的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的
本發(fā)明的控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的歩驟前，設置等離 子體預起輝的歩驟，所述等離子體預起輝的步驟包括 首先，設定等離子體光譜強度的閾值；
然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測等離子體的光譜強度，當該光譜強度大于等 于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
本發(fā)明的控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離 子體預起輝的步驟，所述等離子體預起輝的步驟包括 首先，設定匹配器的輸出電壓的閾值；
然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器的輸出電壓，當該輸出電壓大于等于 所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
本發(fā)明的控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離 子體預起輝的步驟，所述等離子體預起輝的步驟包括 首先，設定匹配器調節(jié)電容的閾值；
然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器調節(jié)電容的值，當該調節(jié)電容的值大 于等于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明所述的控制和促進等離子體起輝的方 法，由于等離子體預起輝的步驟包括首先，設定等離子體光譜強度的閾值；然后，在等
離子體預起輝的過程中，檢測等離子體的光譜強度，當該光譜強度大于等于所述閾值時， 停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟?；蛘呃闷ヅ淦鞯妮敵?電壓信號或匹配器調節(jié)電容的值作為預起輝步驟停止的標志。能準確控制等離子體起輝過 程。


圖l為本發(fā)明控制和促進等離子體起輝的方法具體實施例一的工藝流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明的控制和促進等離子體起輝的方法，其較佳的具體實施例一如圖l所示，在等 離子體正常起輝的歩驟前，設置等離子體預起輝的步驟， 等離子體預起輝的步驟具體包括 首先，設定等離子體光譜強度的閾值。 這個閾值可以通過試驗方法確定，具體包括
在預起輝歩驟的工藝條件下，可以采用容易起輝的工藝條件。檢測等離子體達到穩(wěn)定 時的光譜強度值，并設定所述的閾值小于等于等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值。
閾值可以為等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值的75%—85%，如75%、 80%、 85%等。
然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測等離子體的光譜強度，當該光譜強度大于等 于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
檢測等離子體的光譜強度時，可以設置多個光譜采集點，當所述N個光譜采集點的光 譜強度連續(xù)大于等于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起 輝的步驟。采集點的個數也可以通過試驗的方法確定。即在第一步使用此易起輝的工藝條 件時，記錄光譜強度穩(wěn)定時期的強度值，設置為A，再觀察穩(wěn)定時間，根據每秒光譜采樣點 的數量，計算需要的光譜采集點個數N。
在進行等離子體的光譜強度檢測時，可以使用在目前刻蝕上必備的發(fā)射光譜檢測設 備，而不必增加額外的設備。
處于等離子體狀態(tài)的物質，由于處于電離和復合的平衡過程，電離過程持續(xù)進行，并 以光子的形式輻射能量，當等離子體處于穩(wěn)定狀態(tài)時，發(fā)射光譜強度較穩(wěn)定，即檢測此等 離子體的特征譜線強度時，強度較平穩(wěn)；如果等離子體未達到穩(wěn)定，從等離子體的發(fā)射光 譜上，可以看到其光譜強度處于波動中，不能達到穩(wěn)定。因此通過光學發(fā)射光譜檢測，可 以得到等離子體狀態(tài)是否穩(wěn)定的信息。
本發(fā)明在不容易起輝的步驟前加入容易起輝的預起輝步驟，并利用光譜的信息，自動 判斷和決定在正常起輝步驟之前增加的預起輝步驟的時間，使用了等離子體的光學信息進 行判斷，可以確保預起輝步驟起輝穩(wěn)定，并避免持續(xù)時間過長。使預起輝步驟達到應該具 有的開始等離子體穩(wěn)定起輝的作用，且不會給工藝帶來影響。
本發(fā)明也可以利用其它信號作為預起輝步驟停止的標志，例如匹配器的輸出電壓信 號、匹配器調節(jié)電容的值等信號。 具體實施例二
在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離子體預起輝的步驟
首先，設定匹配器的輸出電壓的閾值；然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器的輸出電壓，當該輸出電壓大于等于 所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。 具體實施例三
在等離子體正常起輝的歩驟前，設置等離子體預起輝的歩驟 首先，設定匹配器調節(jié)電容的閾值；
然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器調節(jié)電容的值，當該調節(jié)電容的值大 于等于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
本發(fā)明還可以利用其它信號作為預起輝步驟停止的標志，同樣利用上述過程，確定等 離子體穩(wěn)定過程的電壓和電容值，這里的判斷標準包括信號上升過程中達到穩(wěn)定時期值的 75%~85%;或對于某些下降的信號，降到穩(wěn)定時期值的125%~115%。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都 應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離子體預起輝的步驟，其特征在于，所述等離子體預起輝的步驟包括首先，設定等離子體光譜強度的閾值；然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測等離子體的光譜強度，當該光譜強度大于等于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
2、 根據權利要求l所述的控制和促進等離子體起輝的方法，其特征在于，所述的閾值 通過試驗方法確定，具體包括在所述預起輝歩驟的工藝條件下，檢測等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值； 設定所述的閾值小于等于等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值。
3、 根據權利要求2所述的控制和促進等離子體起輝的方法，其特征在于，所述的閾值 為等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值的75%—85%。
4、 根據權利要求3所述的控制和促進等離子體起輝的方法，其特征在于，所述的閾值 為等離子體達到穩(wěn)定時的光譜強度值的80% 。
5、 根據權利要求l所述的控制和促進等離子體起輝的方法，其特征在于，所述檢測等 離子體的光譜強度時，設置多個光譜采集點，當所述多個光譜采集點的光譜強度連續(xù)大于 等于所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟。
6、 根據權利要求l所述的控制和促進等離子體起輝的方法，其特征在于，所述等離子 體預起輝的步驟中起輝的工藝條件比正常起輝的步驟中起輝的工藝條件容易。
7、 一種控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離 子體預起輝的步驟，其特征在于，所述等離子體預起輝的步驟包括首先，設定匹配器的輸出電壓的閾值；然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器的輸出電壓，當該輸出電壓大于等于 所述閾值時，停止所述等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
8、 一種控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離 子體預起輝的步驟，其特征在于，所述等離子體預起輝的步驟包括首先，設定匹配器調節(jié)電容的閾值；然后，在等離子體預起輝的過程中，檢測匹配器調節(jié)電容的值，當該調節(jié)電容的值大 于等于所述闡值時，停止所述等離子體預起輝的歩驟，進行等離子體正常起輝的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制和促進等離子體起輝的方法，在等離子體正常起輝的步驟前，設置等離子體預起輝的步驟，在預起輝的步驟中，首先，設定等離子體光譜強度的閾值；然后，檢測等離子體的光譜強度，當該光譜強度大于等于閾值時，停止等離子體預起輝的步驟，進行等離子體正常起輝的步驟。利用光譜的信息，自動判斷和決定預起輝步驟的時間，可以確保預起輝步驟起輝穩(wěn)定，并避免持續(xù)時間過長。能準確控制等離子體起輝過程。
文檔編號H01L21/00GK101409975SQ20071017581
公開日2009年4月15日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權日2007年10月12日
發(fā)明者卓 陳 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司