基于蚀刻波形数据的进气调节方法、装置及蚀刻设备与流程

本发明涉及蚀刻控制，尤其涉及一种基于蚀刻波形数据的进气调节方法、装置及蚀刻设备。

背景技术：

1、随着集成电路技术节点持续向纳米尺度推进，干法蚀刻的图形转移精度对芯片良率与性能的影响日益突出。当前，主流蚀刻设备多采用盘状进气装置或分散式多点进气口向反应腔室输送工艺气体，然而当前蚀刻设备的气体流量分配高度依赖预设的微孔孔径及管路分流比等硬件结构，属于被动式分布策略，难以依据工艺过程的实时变化进行动态调节；同时，由于晶圆制备对气体浓度的敏感性差异愈加显著，固定式气流分配难以有效补偿晶圆局部区域的气体浓度偏差，从而难以满足晶圆蚀刻均匀性的严苛要求。因此，亟需提供一种能够提高蚀刻设备进气控制精准性，从而提高晶圆蚀刻均匀性的技术方案。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于蚀刻波形数据的进气调节方法、装置及蚀刻设备，提高了蚀刻设备的进气调节可靠性和精准性，从而有利于提高晶圆蚀刻均匀性。

2、为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种基于蚀刻波形数据的进气调节方法，所述方法包括：

3、在通过蚀刻设备对晶圆进行蚀刻的过程中，采集所述晶圆的每个监测区域的蚀刻反应特征光谱；

4、根据所有所述监测区域的蚀刻反应特征光谱，生成所有所述监测区域的蚀刻波形数据；

5、根据所有所述监测区域的蚀刻波形数据，确定所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率；

6、根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

7、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所有所述监测区域的蚀刻反应特征光谱，生成所有所述监测区域的蚀刻波形数据，包括：

8、确定所述晶圆的蚀刻反应产物类型参数，并根据所述蚀刻反应产物类型参数，确定所有所述监测区域的光谱特征波长参数；

9、对于每一所述监测区域，根据所述监测区域的光谱特征波长参数，从所述监测区域的蚀刻反应特征光谱中，确定所述监测区域在所述光谱特征波长参数下的光强数值序列，并根据获取到的所述监测区域在所述光谱特征波长参数下的参考基准强度值，对所述光强数值序列进行归一化处理，得到处理后的所述光强数值序列，作为所述监测区域的蚀刻波形数据。

10、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所有所述监测区域的蚀刻波形数据，确定所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率，包括：

11、确定每个所述监测区域的基准波形数据的参考平均光谱强度数据，以及根据每个所述监测区域的蚀刻波形数据，确定每个所述监测区域的目标平均光谱强度数据；

12、根据每个所述监测区域的参考平均光谱强度数据以及目标平均光谱强度数据，确定每个所述监测区域的蚀刻波形偏差率；

13、其中，对于每一所述监测区域，所述监测区域的蚀刻波形偏差率为：

14、εi=（ii- iref）/ iref；

15、εi为所述监测区域的蚀刻波形偏差率，ii为所述监测区域的目标平均光谱强度数据，iref为所述监测区域的参考平均光谱强度数据。

16、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作，包括：

17、获取所有所述监测区域的蚀刻波形偏差阈值；

18、根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率的绝对值以及蚀刻波形偏差阈值，判断所有所述监测区域中是否存在所述蚀刻波形偏差率的绝对值大于或等于所述蚀刻波形偏差阈值的至少一个目标监测区域；

19、当判断结果为是时，根据所有所述目标监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

20、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所有所述目标监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作，包括：

21、获取所有所述目标监测区域的当前进气参数，以及确定所有所述目标监测区域的补偿增益系数；所述当前进气参数包括当前进气流量值或者当前进气浓度值；

22、根据所有所述目标监测区域的当前进气参数、补偿增益系数以及蚀刻波形偏差率，计算所有所述目标监测区域的进气调整参数；所述进气调整参数包括进气流量调整参数或者进气浓度调整参数；

23、根据所有所述目标监测区域的进气调整参数，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

24、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，对于每一所述目标监测区域，所述目标监测区域的进气调整参数为：

25、△fi= fi，current* k *（-εi）；

26、△fi为所述目标监测区域的进气调整参数，fi，current为所述目标监测区域的当前进气参数，k为所述目标监测区域的补偿增益系数。

27、作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，对于每一所述目标监测区域，所述目标监测区域的补偿增益系数是通过以下方式确定出的：

28、获取所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数；

29、根据所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数、参考平均光谱强度数据以及当前进气参数，确定所述目标监测区域的补偿增益系数；

30、其中，所述目标监测区域的补偿增益系数k为：

31、k = β *（iref/ fi，current）；

32、β为所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数，β =△itest/△ftest，△ftest为所述目标监测区域的标定进气调整参数，△itest为所述目标监测区域的标定光谱强度变化量参数。

33、本发明第二方面公开了一种基于蚀刻波形数据的进气调节装置，所述装置包括：

34、采集模块，用于在通过蚀刻设备对晶圆进行蚀刻的过程中，采集所述晶圆的每个监测区域的蚀刻反应特征光谱；

35、生成模块，用于根据所有所述监测区域的蚀刻反应特征光谱，生成所有所述监测区域的蚀刻波形数据；

36、确定模块，用于根据所有所述监测区域的蚀刻波形数据，确定所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率；

37、调节模块，用于根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

38、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述生成模块根据所有所述监测区域的蚀刻反应特征光谱，生成所有所述监测区域的蚀刻波形数据的方式具体包括：

39、确定所述晶圆的蚀刻反应产物类型参数，并根据所述蚀刻反应产物类型参数，确定所有所述监测区域的光谱特征波长参数；

40、对于每一所述监测区域，根据所述监测区域的光谱特征波长参数，从所述监测区域的蚀刻反应特征光谱中，确定所述监测区域在所述光谱特征波长参数下的光强数值序列，并根据获取到的所述监测区域在所述光谱特征波长参数下的参考基准强度值，对所述光强数值序列进行归一化处理，得到处理后的所述光强数值序列，作为所述监测区域的蚀刻波形数据。

41、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述确定模块根据所有所述监测区域的蚀刻波形数据，确定所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率的方式具体包括：

42、确定每个所述监测区域的基准波形数据的参考平均光谱强度数据，以及根据每个所述监测区域的蚀刻波形数据，确定每个所述监测区域的目标平均光谱强度数据；

43、根据每个所述监测区域的参考平均光谱强度数据以及目标平均光谱强度数据，确定每个所述监测区域的蚀刻波形偏差率；

44、其中，对于每一所述监测区域，所述监测区域的蚀刻波形偏差率为：

45、εi=（ii- iref）/ iref；

46、εi为所述监测区域的蚀刻波形偏差率，ii为所述监测区域的目标平均光谱强度数据，iref为所述监测区域的参考平均光谱强度数据。

47、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述调节模块根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作的方式具体包括：

48、获取所有所述监测区域的蚀刻波形偏差阈值；

49、根据所有所述监测区域的蚀刻波形偏差率的绝对值以及蚀刻波形偏差阈值，判断所有所述监测区域中是否存在所述蚀刻波形偏差率的绝对值大于或等于所述蚀刻波形偏差阈值的至少一个目标监测区域；

50、当判断结果为是时，根据所有所述目标监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

51、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述调节模块根据所有所述目标监测区域的蚀刻波形偏差率，对所述蚀刻设备进行进气调节操作的方式具体包括：

52、获取所有所述目标监测区域的当前进气参数，以及确定所有所述目标监测区域的补偿增益系数；所述当前进气参数包括当前进气流量值或者当前进气浓度值；

53、根据所有所述目标监测区域的当前进气参数、补偿增益系数以及蚀刻波形偏差率，计算所有所述目标监测区域的进气调整参数；所述进气调整参数包括进气流量调整参数或者进气浓度调整参数；

54、根据所有所述目标监测区域的进气调整参数，对所述蚀刻设备进行进气调节操作。

55、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，对于每一所述目标监测区域，所述目标监测区域的进气调整参数为：

56、△fi= fi，current* k *（-εi）；

57、△fi为所述目标监测区域的进气调整参数，fi，current为所述目标监测区域的当前进气参数，k为所述目标监测区域的补偿增益系数。

58、作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，对于每一所述目标监测区域，所述目标监测区域的补偿增益系数是通过以下方式确定出的：

59、获取所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数；

60、根据所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数、参考平均光谱强度数据以及当前进气参数，确定所述目标监测区域的补偿增益系数；

61、其中，所述目标监测区域的补偿增益系数k为：

62、k = β *（iref/ fi，current）；

63、β为所述目标监测区域的进气调整-光谱强度映射系数，β =△itest/△ftest，△ftest为所述目标监测区域的标定进气调整参数，△itest为所述目标监测区域的标定光谱强度变化量参数。

64、本发明第三方面公开了一种蚀刻设备，所述蚀刻设备包括蚀刻设备本体以及集成在所述蚀刻设备本体中的进气调节装置，所述进气调节装置包括：

65、存储有可执行程序代码的存储器；

66、与所述存储器耦合的处理器；

67、所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的基于蚀刻波形数据的进气调节方法。

68、本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的基于蚀刻波形数据的进气调节方法。

69、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

70、本发明实施例中，在通过蚀刻设备对晶圆进行蚀刻的过程中，采集晶圆的每个监测区域的蚀刻反应特征光谱，并根据所有监测区域的蚀刻反应特征光谱，生成所有监测区域的蚀刻波形数据；根据所有监测区域的蚀刻波形数据，确定所有监测区域的蚀刻波形偏差率，以对蚀刻设备进行进气调节操作。可见，实施本发明能够通过各监测区域的蚀刻波形数据，确定各监测区域的蚀刻波形偏差率，以实现蚀刻设备的自适应进气调节过程，这样，提高了蚀刻设备的进气调节可靠性和精准性，进而有利于提高晶圆蚀刻均匀性和降低晶圆间生产差异性，从而有利于推进晶圆制备工艺的开发进程。