用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法技術

本發明專利技術公開了一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其基于等離子體刻蝕機，且等離子體刻蝕機的反應倉的頂部開設有觀察窗，且觀察窗的上方設置有顯微鏡，用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法包括以下步驟：步驟一：將芯片放入等離子體刻蝕機的反應倉中；步驟二：等離子體刻蝕機的控制系統進行常規設置刻蝕芯片；步驟三：完成刻蝕流程后暫不取出芯片，通過顯微鏡透過觀察窗實時觀察芯片的刻蝕進度；以及步驟四：根據芯片的刻蝕進度確定是否為芯片的刻蝕終點。借此，本發明專利技術的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，實時觀察刻蝕進度，可以精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片的終點。

Monitoring Method for Accurately Determining the Endpoint of Etching Chip in Plasma Etcher

The invention discloses a monitoring method for accurately determining the end point of the etching chip of the plasma etcher, which is based on the plasma etcher and has an observation window at the top of the reaction chamber of the plasma etcher, and a micromirror above the observation window. The monitoring method for accurately determining the end point of the etching chip of the plasma etcher includes the following steps: The chip is placed in the reactor of the plasma etcher; Step 2: The control system of the plasma etcher sets the etching chip routinely; Step 3: After the etching process is completed, the chip is not removed, and the etching progress of the chip is observed in real time through the observation window through the microscope; and Step 4: Determine whether the etching end point of the chip is based on the etching progress of the chip. Therefore, the present invention is used to accurately determine the end point of the etching chip of the plasma etcher, and to observe the etching progress in real time, so as to accurately determine the end point of the etching chip of the plasma etcher.

【技術實現步驟摘要】
用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法
本專利技術是關于芯片分析領域，特別是關于一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法。
技術介紹
芯片是由多層的金屬布線結構與介質通孔層結構構成，而金屬布線層為若干層相似結構，介質與通孔位于每相鄰兩層金屬之間。介質作為金屬層間的絕緣介質，不同層金屬通過金屬鎢做的通孔實現連接。頂層的介質層無通孔且厚度相對其它層較厚，被稱作鈍化層。當芯片內部失效時，需要定位失效關鍵位置，對芯片逐層去層，分析失效原因；而進行芯片電路細節分析時，同樣需要對芯片逐層去層以觀察芯片內部結構。芯片去層是指將芯片的金屬層及金屬層上的介質通孔層(或鈍化層)平整的移除，在刻蝕去層過程中，芯片每次刻蝕完后均需從等離子體刻蝕機中取出觀察刻蝕效果，推測刻蝕厚度，刻蝕與觀察多次交替進行才能完美地將一層介質通孔層恰好去除，一次性準確判斷刻蝕終點能大大提高芯片去層刻蝕效率。對于芯片鈍化層和介質層的去除，現有技術主要采用刻蝕觀察交替法：金相顯微鏡觀察待刻蝕樣品，根據具體樣品的介質層材質、樣品工藝、金相顯微鏡下樣品形貌及工程師個人經驗，估計并設置刻蝕時間，將樣品放入等離子體去層機的刻蝕倉進行刻蝕。刻蝕完畢后取出樣品，再次使用金相顯微鏡觀察樣品，判斷介質層是否去除完畢，如未去除完畢，根據刻蝕前后形貌變化重新估計剩余通孔介質層所需刻蝕時間，將樣品放入等離子體刻蝕機內再次刻蝕。如此刻蝕與觀察交替進行，直至介質層完全刻蝕干凈。而現有技術采用的刻蝕觀察交替法存在以下缺點：1、傳統的刻蝕觀察交替法需要反復估計每次刻蝕所需時間，設置各項刻蝕參數，了解刻蝕氣體的類型、流量、刻蝕功率對刻蝕速率的影響，實際操作過程中經常多次刻蝕才能刻蝕到位，甚至出現刻蝕過度，對工程師經驗要求極高；2、刻蝕觀察交替法在對同一層介質層進行刻蝕時，等離子體刻蝕機在啟動和結束刻蝕時的刻蝕力度與連續刻蝕時并不相同，一次刻蝕十分鐘的刻蝕效果，與分兩次刻蝕每次刻蝕五分鐘的刻蝕效果并不相同，刻蝕終點的判斷難度因此加大；3、等離子體刻蝕機待機時反應倉為真空狀態，每次啟動時要先向反應倉內充氣平衡氣壓，然后通入刻蝕氣體進行刻蝕，刻蝕完畢后需要重新沖入氮氣以除凈反應剩余氣體，然后將反應倉抽成真空，等離子體刻蝕機充氣體和抽真空過程緩慢，比較耗時，往往實際刻蝕反應的時間設置成10分鐘，整個實驗過程歷時110分鐘左右；4、每次觀察刻蝕結果時均需取出芯片，容易造成樣品沾污，影響去層結果；5、工藝不同的芯片對刻蝕氣體的敏感度不同，刻蝕觀察交替法無法實時觀察刻蝕進程，也會造成刻蝕終點的判斷不準。公開于該
技術介紹
部分的信息僅僅旨在增加對本專利技術的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其能夠實時觀察刻蝕進度，精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片的終點。為實現上述目的，本專利技術提供了一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其基于等離子體刻蝕機，且等離子體刻蝕機的反應倉的頂部開設有觀察窗，且觀察窗的上方設置有顯微鏡，用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法包括以下步驟：步驟一：將芯片放入等離子體刻蝕機的反應倉中；步驟二：等離子體刻蝕機的控制系統進行常規設置刻蝕芯片；步驟三：完成刻蝕流程后暫不取出芯片，通過顯微鏡透過觀察窗實時觀察芯片的刻蝕進度；以及步驟四：根據芯片的刻蝕進度確定是否為芯片的刻蝕終點。在一優選的實施方式中，當確定刻蝕進度是芯片的刻蝕終點時，等離子體刻蝕機的控制系統對反應倉進行充入氣體和抽真空操作，完成后取出芯片。在一優選的實施方式中，當確定刻蝕進度不是芯片的刻蝕終點時，重復步驟二及步驟三。在一優選的實施方式中，氣體為氮氣。與現有技術相比，根據本專利技術的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法具有如下有益效果：本專利技術的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，實時觀察刻蝕進度，可以精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片的終點，無需反復對等離子體刻蝕機反復充氣和抽真空以拿出樣品進行觀察。附圖說明圖1是根據本專利技術一實施方式的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法的流程示意圖。圖2是根據本專利技術一實施方式的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法的等離子體刻蝕機的結構示意圖。主要附圖標記說明：1-等離子體刻蝕機，11-真空系統，12-反應倉，2-觀察窗，3-顯微鏡。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本專利技術的保護范圍并不受具體實施方式的限制。除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。如圖1至圖2所示，圖1是根據本專利技術一實施方式的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法的流程示意圖；圖2是根據本專利技術一實施方式的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法的等離子體刻蝕機的結構示意圖。根據本專利技術優選實施方式的一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其基于等離子體刻蝕機1，且等離子體刻蝕機1的反應倉12的頂部開設有觀察窗2，且觀察窗2的上方設置有顯微鏡3，用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法包括以下步驟：步驟一：將芯片放入等離子體刻蝕機1的反應倉12中；步驟二：等離子體刻蝕機1的控制系統進行常規設置刻蝕芯片；步驟三：完成刻蝕流程后暫不取出芯片，通過顯微鏡3透過觀察窗2實時觀察芯片的刻蝕進度；以及步驟四：根據芯片的刻蝕進度確定是否為芯片的刻蝕終點。在一優選的實施方式中，當確定刻蝕進度是芯片的刻蝕終點時，等離子體刻蝕機1的控制系統對反應倉12進行充入氣體和抽真空操作，完成后取出芯片。在一優選的實施方式中，當確定刻蝕進度不是芯片的刻蝕終點時，重復步驟二及步驟三；氣體為氮氣。在實際應用中，在等離子體刻蝕機1的反應倉12的正上方設置觀察窗2，將顯微鏡3與等離子體刻蝕機1按圖2所示整合在一起，顯微鏡3的物鏡正對觀察窗2的正上方。將芯片放入等離子體刻蝕機1的反應倉12中，等離子體刻蝕機1的控制系統進行常規設置刻蝕芯片，每完成一個刻蝕流程后暫不取出芯片，通過反應倉12正上方的顯微鏡3透過觀察窗2實時觀察芯片的刻蝕進度，根據芯片的刻蝕進度確定是否為芯片的刻蝕終點(是否取出芯片)，再對控制系統進行相應操作。當確定刻蝕進度是芯片的刻蝕終點時，等離子體刻蝕機1的控制系統對反應倉12進行充入氣體和抽真空操作(通過真空系統11)，完成后取出芯片。當確定刻蝕進度不是芯片的刻蝕終點時，繼續對芯片進行刻蝕操作并觀察判定刻蝕進度。通過上述描述可在實驗過程中任意時刻觀察樣品(芯片)的刻蝕進度，使用實時觀察法進行試驗，在刻蝕過程中實時觀察樣品變化，準確判斷刻蝕終點，控制刻蝕進度，無需反復對等離子體刻蝕機1反復充氣和抽真空以拿出樣品進行觀察，從而可以精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片的終點。總之，本專利技術的用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法具有如下優點：1、等離子體刻蝕機的觀察窗位置設置在反應倉正上方，更方便觀察樣品的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其基于等離子體刻蝕機，且所述等離子體刻蝕機的反應倉的頂部開設有觀察窗，且所述觀察窗的上方設置有顯微鏡，其特征在于，所述用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法包括以下步驟：步驟一：將芯片放入等離子體刻蝕機的反應倉中；步驟二：所述等離子體刻蝕機的控制系統進行常規設置刻蝕所述芯片；步驟三：完成刻蝕流程后暫不取出所述芯片，通過所述顯微鏡透過所述觀察窗實時觀察所述芯片的刻蝕進度；以及步驟四：根據所述芯片的所述刻蝕進度確定是否為所述芯片的刻蝕終點。

【技術特征摘要】
1.一種用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法，其基于等離子體刻蝕機，且所述等離子體刻蝕機的反應倉的頂部開設有觀察窗，且所述觀察窗的上方設置有顯微鏡，其特征在于，所述用于精確判定等離子體刻蝕機刻蝕芯片終點的監測方法包括以下步驟：步驟一：將芯片放入等離子體刻蝕機的反應倉中；步驟二：所述等離子體刻蝕機的控制系統進行常規設置刻蝕所述芯片；步驟三：完成刻蝕流程后暫不取出所述芯片，通過所述顯微鏡透過所述觀察窗實時觀察所述芯片的刻蝕進度；以及步驟四：根據所述芯片的所述刻蝕進度確定是否為所述芯片...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉波，單書珊，李建強，喬彥彬，
申請(專利權)人：北京智芯微電子科技有限公司，國網信息通信產業集團有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11