[發(fā)明專利]用于等離子體刻蝕的先進(jìn)工藝控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110392794.7
• 申請(qǐng)日: 2011-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN102426421A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李程;張瑜;楊渝書
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): G05B15/02
• 分類號(hào): G05B15/02
• 代理公司: 隆天國際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 郝新慧;張?jiān)≡?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種用于等離子體刻蝕的先進(jìn)工藝控制方法。

背景技術(shù)

美國專利(公開號(hào)：US?2008/0233662A1，“ADVANCED?PROCESS?CONTROL?FOR?SEMICONDUCTOR?PROCESSING”)描述了先進(jìn)制程控制APC(Advanced?Process?Control)的基本概念以及在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的應(yīng)用。一般而言，APC工作流程是從Lithography(光刻)完成以后開始的，晶圓(Wafer)先進(jìn)入OCD(光學(xué)關(guān)鍵尺寸度量)機(jī)臺(tái)采集曝光后檢測ADI數(shù)據(jù)(即，顯影后，形成于光刻膠之上的圖形的參數(shù))，然后APC系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定好的算法以及OCD機(jī)臺(tái)所采集的信息計(jì)算出最佳等離子刻蝕時(shí)間，隨后將該數(shù)值發(fā)送到刻蝕機(jī)臺(tái)，刻蝕機(jī)臺(tái)以APC發(fā)送的參數(shù)生成工藝菜單，對(duì)Wafer進(jìn)行刻蝕。

然而，在上述流程中，由于無法在刻蝕過程中實(shí)時(shí)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，業(yè)界現(xiàn)行的方案大多是基于lot?to?lot(批次間)等級(jí)的先進(jìn)制程控制，即用先前批次產(chǎn)品的測量結(jié)果反饋給APC系統(tǒng)后，輸出改進(jìn)的參數(shù)對(duì)后續(xù)批次產(chǎn)品的刻蝕進(jìn)行改進(jìn)。由于上述方法由于是基于批次的控制，若某批次條件出現(xiàn)異常，則整批產(chǎn)品會(huì)被返工甚至報(bào)廢，損失較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于等離子體刻蝕的先進(jìn)工藝控制方法，能夠使用先進(jìn)的光學(xué)探測方案收集刻蝕數(shù)據(jù)，并與APC(先進(jìn)制程控制)系統(tǒng)結(jié)合，達(dá)到晶圓內(nèi)(within?wafer)或晶片之間(wafer?to?wafer)級(jí)別的APC解決方案，從而精確控制刻蝕過程，提高刻蝕質(zhì)量和良品率，減少返工和廢棄率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，本發(fā)明提供一種用于等離子體刻蝕的先進(jìn)工藝控制方法，包括下述步驟：S1：通過刻蝕機(jī)對(duì)一晶圓進(jìn)行刻蝕；S2：對(duì)所述晶圓的至少一個(gè)刻蝕參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集；S3：根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)調(diào)整所述晶圓當(dāng)前的刻蝕參數(shù)，然后轉(zhuǎn)入步驟S1，直至完成刻蝕。

在該方案中，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S3中具體包括：通過APC系統(tǒng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，輸出反饋結(jié)果給刻蝕機(jī)；所述刻蝕機(jī)根據(jù)所接收到的反饋結(jié)果，生成所述晶圓當(dāng)前的刻蝕參數(shù)。

在該方案中，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述步驟S2具體包括：S21：將來自光源的入射光處理成平行偏振光，并通過加裝在刻蝕機(jī)臺(tái)上電極的保偏光纖傳輸，垂直入射到所述晶圓的刻蝕圖案上；S22：經(jīng)由所述保偏光纖將所述晶圓刻蝕圖案上的反射光引出，并采集所述反射光的光譜；S23：將所述采集的光譜發(fā)送給計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)進(jìn)行處理，以獲得與所述晶圓刻蝕圖案有關(guān)的至少一個(gè)刻蝕參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在采集所述反射光的光譜時(shí)，還包括：不斷旋轉(zhuǎn)所述保偏光纖來調(diào)整入射光的TE模偏振方向，使得所采集的反射光的光譜的特征Q因子最大，其中Q因子為所述反射光的光譜的諧振中心頻率與諧振頻率帶寬之比。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，當(dāng)所述刻蝕圖案為溝槽時(shí)，通過使所述入射光的TE模偏振方向垂直于溝槽的延伸方向，來獲得最大化的特征Q因子。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，當(dāng)所述刻蝕圖案為通孔陣列時(shí)，通過使所述入射光的TE模偏振方向平行于所述通孔陣列的對(duì)稱軸方向，來獲得最大化的特征Q因子。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)對(duì)所述采集的反射光進(jìn)行處理的步驟包括：接收所述反射光的光譜；基于一預(yù)設(shè)值應(yīng)用時(shí)域有限差分方法對(duì)所述反射光的光譜進(jìn)行分析擬合，得到與所述刻蝕圖案有關(guān)的刻蝕參數(shù)的中間結(jié)果，其中所述預(yù)設(shè)值包括所述刻蝕圖案的設(shè)計(jì)參數(shù)；基于所述預(yù)設(shè)值對(duì)所述中間結(jié)果進(jìn)行篩選，排除不合理的值，以獲得與所述刻蝕圖案有關(guān)的刻蝕參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方案，本發(fā)明還提供一種用于等離子體刻蝕的先進(jìn)工藝控制APC方法，其特征在于，包括下述步驟：S1’：通過刻蝕機(jī)對(duì)一晶圓進(jìn)行刻蝕；S2’：對(duì)所述晶圓的至少一個(gè)刻蝕參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；S3’：根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)確定下一晶圓的刻蝕參數(shù)；S4’：根據(jù)所確定的刻蝕參數(shù)對(duì)下一晶圓進(jìn)行刻蝕。

在該方案中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述步驟S3’中具體包括：通過APC系統(tǒng)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，輸出反饋結(jié)果給刻蝕機(jī)；所述刻蝕機(jī)根據(jù)所接收到的反饋結(jié)果，生成下一晶圓的刻蝕參數(shù)。