一种气体分配盘内微孔深度的检测方法与流程

1.本发明涉及微孔深度检测技术领域，具体涉及一种气体分配盘内微孔深度的检测方法。


背景技术：

2.等离子蚀刻工艺是半导体制造过程中至关重要的环节，是通过对反应气体进行离子化产生等离子体，产生的等离子体在晶圆表面的膜层进行刻蚀的过程。等离子蚀刻工艺通常采用气体分配装置，将反应气体由不同的输送路径送入反应腔室内，有效避免了容易反应的气体在气体分配装置中的接触，消除了气体在进入反应腔室之前发生反应的可能。
3.气体分配盘一般会在盘内区域(一般直径为300-500mm)均匀分布若干微孔，由于微孔的直径较小，为了保证使用效果，因此需要对微孔的深度进行测定，微孔的深度一般应在
±
0.05mm的合格范围内。现有工艺中，通常采用塞规对微孔的深度进行测定，主要包括以下步骤：(1)根据微孔的孔径大小选择塞规的尺寸，然后用卡尺归零；(2)将塞规放入需检测的微孔内，用卡尺尾部对微孔外剩余部分的塞规长度进行检测，得到微孔的深度。但是，该方法不仅检测效率较低，而且检测结果不稳定，对于检测者的操作手法要求较高。不仅如此，气体分配盘内微孔的底部一般为倒锥形结构，因为锥角的存在导致微孔深度的测定往往存在误差。
4.因此，提供一种检测效率较高并且准确性高的气体分配盘内微孔深度的检测方法具有重要意义。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本发明的目的在于提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，与现有技术相比，本发明提供的检测方法不仅具有较高的检测效率，而且检测结果具有较高的准确性。
6.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
8.(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
9.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
10.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
11.(4)根据待测微孔的直径、待测微孔底部的锥角数据以及步骤(3)得到的所述允许偏差值，确定测试用标准直径和标准直径对应的理论归零值，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
12.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深
度。
13.本发明中，所述气体分配盘内微孔的结构包括两部分，所述微孔的上端是圆柱形直管，所述直管的下端连接有倒锥形结构，所述倒锥形结构沿竖直方向截面的底部成v形夹角，所述v形夹角为孔底锥角，本发明中所述微孔的深度为圆柱形直管上端到圆柱形直管下端之间的距离。本发明提供的检测方法主要从两个方面提高深度的检测精度，一方面通过采用底端面为球面的测头能够降低孔底锥角对深度检测的影响，另一方面通过选择合适的标准直径和理论归零值对测头归零，进一步提升检测精度。本发明提供的检测方法能够提高深度的检测效率，提高检测精度，并且确保产品的准确性和可靠性。
14.优选地，步骤(1)所述微孔的顶部直径为1.2-3.8mm，例如可以是1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm或3.8mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
15.优选地，步骤(1)所述锥角数据包括孔底锥角的角度。
16.优选地，步骤(1)所述孔底锥角的角度为120-140
°
，例如可以是120
°
、122
°
、124
°
、126
°
、128
°
、130
°
、132
°
、134
°
、136
°
、138
°
或140
°
，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
17.优选地，步骤(1)所述标准直径为1-3mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm或3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
18.优选地，步骤(2)所述理论归零值的计算方法为：理论归零值＝理论检测深度-已知深度。
19.优选地，步骤(3)所述偏差分析的方法为：设定偏差值，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度；
20.根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，若影响值达到设计标准，则设定的偏差值为允许偏差值。
21.优选地，步骤(3)所述设计标准的范围为-0.01至0.01mm，例如可以是-0.01mm、-0.008mm、-0.006mm、-0.004mm、-0.002mm、0mm、0.002mm、0.004mm、0.006mm、0.008mm或0.01mm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
22.优选地，步骤(3)所述正偏差直径的计算方法为：正偏差直径＝标准直径+偏差值。
23.优选地，所述负偏差直径的计算方法为：负偏差直径＝标准直径-偏差值。
24.优选地，步骤(3)所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值。
25.优选地，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度。
26.优选地，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度。
27.作为本发明的优选技术方案，所述检测方法包括以下步骤：
28.(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
29.所述微孔的顶部直径为1.2-3.8mm，所述锥角数据包括孔底锥角的角度，所述孔底锥角的角度为120-140
°
，所述标准直径为1-3mm；
30.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测
深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
31.所述理论归零值＝理论检测深度-已知深度；
32.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
33.所述偏差分析的方法为：设定偏差值，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度；根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，若影响值达到-0.01至0.01mm的范围内，则设定的偏差值为允许偏差值；
34.所述正偏差直径＝标准直径+偏差值，所述负偏差直径＝标准直径-偏差值，所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度；
35.(4)根据待测微孔的顶部直径、待测微孔底部的锥角数据以及步骤(3)得到的所述允许偏差值，确定测试用标准直径和标准直径对应的理论归零值，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
36.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。
37.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
38.本发明提供的检测方法能够提高气体分配盘内微孔深度的检测效率，提高检测精度，并且确保产品的准确性和可靠性。
附图说明
39.图1是本发明实施例1中测头测定气体分配盘上微孔深度的示意图；
40.其中，1-微孔的顶部直径；2-孔底锥角。
具体实施方式
41.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
42.实施例1
43.本实施例提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
44.(1)图1为测头测定气体分配盘上微孔深度的示意图，如图1所示，微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径1以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
45.所述微孔的顶部直径1为3.8mm，所述孔底锥角2的角度为120
°
，所述标准直径为3mm；
46.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
47.所述理论归零值＝理论检测深度-已知深度，所述理论归零值为0.865mm；
48.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
49.所述偏差分析的方法为：设定偏差值为0.1mm，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，所述正偏差直径＝标准直径+偏差值＝3.1mm，所述负偏差直径＝标准直径-偏差值＝2.9mm，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度，根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度＝-0.008，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度＝0.008，即影响值达到-0.01至0.01mm的范围内，则标准直径的允许偏差为0.1mm；
50.(4)根据待测微孔的顶部直径1为3.8mm、待测微孔底部的孔底锥角2的角度为120
°
以及步骤(3)得到的所述允许偏差值为0.1mm，确定测试用标准直径为3mm和标准直径对应的理论归零值为0.865mm，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
51.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。
52.实施例2
53.本实施例提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
54.(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
55.所述微孔的顶部直径为2mm，所述孔底锥角的角度为140
°
，所述标准直径为3mm；
56.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
57.所述理论归零值＝理论检测深度-已知深度，所述理论归零值为0mm；
58.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
59.所述偏差分析的方法为：设定偏差值为0.1mm，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，所述正偏差直径＝标准直径+偏差值＝3.1mm，所述负偏差直径＝标准直径-偏差值＝2.9mm，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度，根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度＝-0.004，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度＝0.003，即影响值达到-0.01至0.01mm的范围内，则标准直径的允许偏差为0.1mm；
60.(4)根据待测微孔的顶部直径为2mm、待测微孔底部的孔底锥角的角度为140
°
以及步骤(3)得到的所述允许偏差值为0.1mm，确定测试用标准直径为3mm和标准直径对应的理论归零值为0mm，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
61.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。
62.实施例3
63.本实施例提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
64.(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
65.所述微孔的顶部直径为1.6mm，所述孔底锥角的角度为140
°
，所述标准直径为3mm；
66.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
67.所述理论归零值＝理论检测深度-已知深度，所述理论归零值为0mm；
68.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
69.所述偏差分析的方法为：设定偏差值为0.1mm，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，所述正偏差直径＝标准直径+偏差值＝3.1mm，所述负偏差直径＝标准直径-偏差值＝2.9mm，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度，根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度＝-0.003，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度＝0.003，即影响值达到-0.01至0.01mm的范围内，则标准直径的允许偏差为0.1mm；
70.(4)根据待测微孔的顶部直径为1.6mm、待测微孔底部的孔底锥角的角度为140
°
以及步骤(3)得到的所述允许偏差值为0.1mm，确定测试用标准直径为3mm和标准直径对应的理论归零值为0mm，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
71.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。
72.实施例4
73.本实施例提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
74.(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；
75.所述微孔的顶部直径为1.2mm，所述孔底锥角的角度为130
°
，所述标准直径为1mm；
76.(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；
77.所述理论归零值＝理论检测深度-已知深度，所述理论归零值为0mm；
78.(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；
79.所述偏差分析的方法为：设定偏差值为0.1mm，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，所述正偏差直径＝标准直径+偏差值＝3.1mm，所述负偏差直径＝标准直径-偏差值＝2.9mm，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度；根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度＝-0.005，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度＝0.005，即影响值达到-0.01至0.01mm的范围内，则标准直径的允许偏差为0.1mm；
80.(4)根据待测微孔的顶部直径为1.2mm、待测微孔底部的孔底锥角的角度为130
°
以
及步骤(3)得到的所述允许偏差值为0.1mm，确定测试用标准直径为1mm和标准直径对应的理论归零值为0mm，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；
81.(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。
82.对比例1
83.本对比例提供一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
84.根据待测微孔的顶部直径为3.8mm、待测微孔底部的孔底锥角的角度为120
°
，选择直径为3mm的塞规并用卡尺进行归零，将塞规垂直插入待测微孔内，采用卡尺尾部对塞规露出微孔的剩余部分进行检测，得到微孔深度。
85.实施例1相较于对比例1而言，实施例1考虑到微孔的孔底锥角对深度测量时的影响，一方面通过采用底端面为球面的测头能够提高检测精度，另一方面通过理论归零值对测头归零，进一步提升检测精度。因此，本发明提供的检测方法能够提高深度的检测效率，提高检测精度，并且确保产品的准确性和可靠性。
86.申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

技术特征：
1.一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：(1)微孔的底部为倒锥形结构，测头的底端面为球面，根据微孔的顶部直径以及微孔底部的锥角数据，确定测头底端面的标准直径；(2)采用步骤(1)所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；(3)对步骤(1)所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；(4)根据待测微孔的顶部直径、待测微孔底部的锥角数据以及步骤(3)得到的所述允许偏差值，确定测试用标准直径和标准直径对应的理论归零值，然后根据理论归零值将测头归零，得到归零后的测头；(5)将步骤(4)得到的所述归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)所述微孔的顶部直径为1.2-3.8mm。3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)所述锥角数据包括孔底锥角的角度。4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)所述孔底锥角的角度为120-140
°
。5.根据权利要求1-4任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(1)所述标准直径为1-3mm。6.根据权利要求1-5任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(2)所述理论归零值的计算方法为：理论归零值＝理论检测深度-已知深度。7.根据权利要求1-6任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)所述偏差分析的方法为：设定偏差值，根据设定的偏差值得到正偏差直径和负偏差直径，然后分别采用正偏差直径和负偏差直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到正偏差检测深度和负偏差检测深度；根据所述正偏差检测深度、负偏差检测深度和理论检测深度计算影响值，若影响值达到设计标准，则设定的偏差值为允许偏差值。8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)所述设计标准的范围为-0.01至0.01mm。9.根据权利要求7或8所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)所述正偏差直径的计算方法为：正偏差直径＝标准直径+偏差值；优选地，所述负偏差直径的计算方法为：负偏差直径＝标准直径-偏差值。10.根据权利要求7-9任一项所述的检测方法，其特征在于，步骤(3)所述影响值包括正偏差影响值和负偏差影响值；优选地，所述正偏差影响值＝正偏差检测深度-理论检测深度；优选地，所述负偏差影响值＝负偏差检测深度-理论检测深度。

技术总结
本发明涉及一种气体分配盘内微孔深度的检测方法，所述检测方法包括：首先确定测头底端面的标准直径；然后，采用所述标准直径的测头对已知深度的微孔进行检测，得到理论检测深度，根据理论检测深度和已知深度得到理论归零值；之后，对所述标准直径进行偏差分析，得到标准直径的允许偏差值；接着，根据理论归零值将测头归零；最后，将归零后的测头垂直插入待测微孔内，测定待测微孔的深度。本发明提供的检测方法不仅具有较高的检测效率，而且检测结果具有较高的准确性。具有较高的准确性。具有较高的准确性。


技术研发人员：姚力军 潘杰 昝小磊 王竑贺
受保护的技术使用者：宁波江丰芯创科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/5