專利名稱：一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法。
背景技術(shù)：
在超大規(guī)模集成電路的工藝過程中，需要在硅片上加工出極細微尺寸的圖形(Pattern)。而這些圖形最主要的形成方式，就是使用刻蝕技術(shù)將在光刻膠上形成的圖形，準確無誤的轉(zhuǎn)移到位于光刻膠下面的介質(zhì)材料上，從而形成整個集成電路的復雜結(jié)構(gòu)。因此，刻蝕圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)，在集成電路工藝中占有極為重要的地位。隨著集成電路中的器件集成密度及復雜度的不斷增加，對工藝過程的嚴格控制就顯得尤為的重要了。這需要采用實時監(jiān)控的手段來控制工藝過程的關(guān)鍵階段，如在多晶硅柵的刻蝕過程中，如何對主刻階段與過刻階段之間的刻蝕終點進行實時檢測，是獲得高質(zhì)量的器件的關(guān)鍵問題。
在終點檢測系統(tǒng)中，通常采用的算法如下

其中基于神經(jīng)網(wǎng)絡的主元素分析法，由于其高的靈敏度和較強的數(shù)據(jù)處理功能，被廣泛的應用于終點檢測中。隨著被刻蝕圖形面積的不斷縮減，加上神經(jīng)網(wǎng)絡算法本身高的檢測靈敏度和純粹的數(shù)據(jù)處理(無須預知)，使得無法充分保證該算法對刻蝕終點檢測的可靠性。
在統(tǒng)計算法中，另外一種廣泛應用的是基于多變量的信噪比分析方法，如上所示，在具備預知的前提下，該方法通過在多維坐標中對終點檢測信號信噪比的分析和處理，選擇出具有最大信噪比的終點檢測信號。該算法的缺點是強大的計算量，這限制了該算法在刻蝕終點檢測中的實際應用。
因此，既要滿足算法的靈敏度和可操作性，又要滿足算法對刻蝕終點檢測的可靠性，無疑是當前終點檢測算法面臨的一大難題。
隨著集成電路中器件關(guān)鍵尺寸的按比例縮減和圖形密度的加大，對于刻蝕工藝終點檢測算法要求越來越高，如何準確可靠的找到刻蝕終點，成為目前的難點。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，發(fā)明的目的是設計一種一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，該算法能有效的對終點檢測信號進行模式識別，進而可靠的進行終點檢測。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，包括A、基于等離子體刻蝕工藝過程中狀態(tài)變遷情況建立馬爾可夫模型；B、在進行等離子體刻蝕過程中，獲得相應的狀態(tài)變遷圖譜；C、將所述的狀態(tài)變遷圖譜與所述的馬爾可夫模型比較，確定刻蝕工藝的終點。
所述的步驟A包括基于等離子體刻蝕工藝過程中電泳信號強度與時間變化的關(guān)系建立對應的馬爾可夫模型，馬爾可夫模型包括多個狀態(tài)。
所述的步驟B包括在進行等離子體刻蝕過程中，獲得當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息。
所述的步驟C包括C1、基于當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息及所述的馬爾可夫模型計算當前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)換概率；C2、根據(jù)所述的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點。
所述的步驟C2包括根據(jù)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點處兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時間點，根據(jù)所述時間點確定刻蝕工藝的終點。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，首先、基于等離子體刻蝕工藝過程中狀態(tài)變遷情況建立馬爾可夫模型；其次、在進行等離子體刻蝕過程中，獲得相應的狀態(tài)變遷圖譜；最后、將狀態(tài)變遷圖譜與馬爾可夫模型比較，確定刻蝕工藝的終點。可以準確可靠的找到刻蝕終點，控制刻蝕過程，提高刻蝕質(zhì)量。


圖1為典型OES終點檢測圖譜；圖2為本發(fā)明所述的終點檢測結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明所得終點檢測圖譜；圖4為本發(fā)明所述的終點檢測結(jié)構(gòu)圖二。
具體實施例方式
為對本發(fā)明有進一步的了解，下面將對本發(fā)明采用的隱馬爾可夫模型進行描述。
所述的隱馬爾可夫模型為一種被廣泛應用的模型，其包含多個狀態(tài)，相應的形式化描述為HMM＝(S，O，A，B，π)。
1.S表示模型中的狀態(tài)(即輸出)，其的狀態(tài)數(shù)為N。對于一些實際應用，雖然狀態(tài)是隱藏的，但模型的每一個狀態(tài)都與一些物理意義相聯(lián)系，同時這些狀態(tài)之間也相互聯(lián)系，而且可以從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)移到其它狀態(tài)。所有獨立的狀態(tài)定義為S＝{S1，S2，…，SN}，且用qt來表示t時刻的狀態(tài)。
2.0表示每個狀態(tài)的觀察值，每個狀態(tài)上對應的可能的觀察值的數(shù)目為M。觀察值對應于模型系統(tǒng)的實際輸出，我們記這些觀察值為W＝{w1，w2，…，wM}。
3.狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣A＝{aij}，其中aij＝P(qt+1＝Sj|qt＝Si)，1≤i，j≤N。aij表示從狀態(tài)i轉(zhuǎn)移到狀態(tài)j的概率，aij滿足aij≥0，j i，…；且∑aij＝1。
4.輸出觀察值概率分布矩陣B＝{bj(k)}，其中bj(k)表示在Sj狀態(tài)下，t時刻出現(xiàn)wk的概率，即bj(k)＝P(在t時刻wk|qt＝Sj)，1≤j≤N，1≤k≤M。bj(k)滿足bj(k)≥0)且∑bjk＝1。
5.初始狀態(tài)分布向量π＝{πi}，其中πi＝P(q1＝Si)，1≤i≤N，，即在t＝1時刻處于狀態(tài)Si的概率。πi∑滿足∑πi＝1。
基于上述描述，本發(fā)明正是利用在刻蝕終點信號圖譜的分析的基礎上，通過求得圖譜中觀察值和其中的隱含狀態(tài)，并在此基礎上求出狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變概率{aij}。然后，通過對每個狀態(tài)的線性和多項式擬合的基礎上，根據(jù)兩個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變概率來確定終點附近兩隱含狀態(tài)的轉(zhuǎn)變的時間點，進而實現(xiàn)對刻蝕終點的有效檢測和控制。
本發(fā)明所述的一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法的具體實現(xiàn)過程包括以下步驟
1、基于等離子體刻蝕工藝過程中狀態(tài)變遷情況建立馬爾可夫模型；其方法是基于等離子體刻蝕工藝過程中電泳信號強度與時間變化的關(guān)系建立對應的馬爾可夫模型，馬爾可夫模型包括多個狀態(tài)。
2、在進行等離子體刻蝕過程中，獲得相應的狀態(tài)變遷圖譜；獲得當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息。
3、將所述的狀態(tài)變遷圖譜與所述的馬爾可夫模型比較，確定刻蝕工藝的終點。
具體過程為1)、基于當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息及所述的馬爾可夫模型計算當前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)換概率；2)、根據(jù)所述的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點。根據(jù)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點處兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時間點，根據(jù)所述時間點確定刻蝕工藝的終點。
上述的馬爾可夫算法中，一個隱馬爾可夫模型描述一組有限的狀態(tài)，其中的某一個狀態(tài)可以一定的概率轉(zhuǎn)移到另外的狀態(tài)(終止狀態(tài)除外)，同時在轉(zhuǎn)移時產(chǎn)生輸出，輸出按一定的概率產(chǎn)生，并且輸出數(shù)目有限。
隱馬爾可夫模型(Hide Markov Model，HMM)是一個在自然語言理解領(lǐng)域應用十分廣泛的統(tǒng)計模型，特別是在漢語分詞和圖像識別上，因其高的分辨效率而被廣泛關(guān)注。
其具體實施例結(jié)合

如下實施例1圖1為本發(fā)明實施例1刻蝕終點檢測圖譜，從該圖譜中可以看出，通過傳統(tǒng)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡的算法，是很難識別終點附近的轉(zhuǎn)折點的。
圖2為對應于實施例1的馬爾可夫模型，通過將圖1的圖譜進行馬爾可夫分解，將整個圖1的圖譜分成兩部分，一部分對應于狀態(tài)1，兩外一部分對應于狀態(tài)2，狀態(tài)1和狀態(tài)2的隱含狀態(tài)方程是通過對觀察值的線性或多項式擬合得到的。接下來，通過求解狀態(tài)1和狀態(tài)2之間的轉(zhuǎn)變概率，得到狀態(tài)1和2之間的轉(zhuǎn)變點，從而準確的檢測刻蝕終點實施例2圖3為本發(fā)明實施例2刻蝕終點檢測圖譜，從該圖譜中可以看出，通過傳統(tǒng)的基于神經(jīng)網(wǎng)絡的算法，是很難識別終點附近的轉(zhuǎn)折點的。
圖4為對應于實施例2的馬爾可夫模型，其中的內(nèi)部小圖為預知的終點位置附近信號圖譜，通過將圖3的圖譜進行馬爾可夫分解，將整個圖3的圖譜分成三部分，一部分對應于狀態(tài)0，中間部分對應于狀態(tài)1~M(該位置對應于終點附近信號圖譜)，最后一部分對應于狀態(tài)M+1。狀態(tài)0到狀態(tài)M+1的隱含狀態(tài)方程是通過對觀察值的線性或多項式擬合得到的。接下來，通過求解狀態(tài)0和狀態(tài)1之間的轉(zhuǎn)變概率，以及狀態(tài)M到狀態(tài)M+1之間的轉(zhuǎn)變概率就可求得得到狀態(tài)1和2之間的轉(zhuǎn)變點，從而準確定位刻蝕終點。
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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，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(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，其特征在于，包括A、基于等離子體刻蝕工藝過程中狀態(tài)變遷情況建立馬爾可夫模型；B、在進行等離子體刻蝕過程中，獲得相應的狀態(tài)變遷圖譜；C、將所述的狀態(tài)變遷圖譜與所述的馬爾可夫模型比較，確定刻蝕工藝的終點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，其特征在于，所述的步驟A包括基于等離子體刻蝕工藝過程中電泳信號強度與時間變化的關(guān)系建立對應的馬爾可夫模型，馬爾可夫模型包括多個狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，其特征在于，所述的步驟B包括在進行等離子體刻蝕過程中，獲得當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，其特征在于，所述的步驟C包括C1、基于當前時刻的狀態(tài)參數(shù)信息及所述的馬爾可夫模型計算當前狀態(tài)到下一狀態(tài)的轉(zhuǎn)換概率；C2、根據(jù)所述的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體刻蝕工藝的終氣檢測方法，其特征在于，所述的步驟C2包括根據(jù)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)變概率確定刻蝕工藝的終點處兩狀態(tài)轉(zhuǎn)變的時間點，根據(jù)所述時間點確定刻蝕工藝的終點。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種等離子體刻蝕工藝的終點檢測方法，首先、基于等離子體刻蝕工藝過程中狀態(tài)變遷情況建立馬爾可夫模型；其次、在進行等離子體刻蝕過程中，獲得相應的狀態(tài)變遷圖譜；最后、將狀態(tài)變遷圖譜與馬爾可夫模型比較，確定刻蝕工藝的終點?？梢詼蚀_可靠的找到刻蝕終點，控制刻蝕過程，提高刻蝕質(zhì)量。
文檔編號H01L21/3065GK1812067SQ20051000296
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月27日
發(fā)明者許仕龍 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