[发明专利]金属硬质掩模一体化刻蚀方法及其控制系统

说明书

本发明公开了一种用于半导体生产制造工艺的金属硬质掩模一体化刻蚀方法，包括执行通孔刻蚀，实时反馈通孔刻蚀RFVpp参数，执行原位去胶，根据实时反馈通孔刻蚀RFVpp参数实时计算沟槽刻蚀步骤的实际刻蚀时间，根据所述实际刻蚀时间执行沟槽刻蚀。发明还公开了一种用于半导体生产制造工艺的金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统。本发明通过监控通孔刻蚀步骤的RFVpp参数的变化来实时调整沟槽刻蚀时间，以应对腔体环境实时变化，进而得到每批次片间产品间一致的残膜厚度，以保证作业制品片间残膜厚度具有一致性。

技术领域

本发明涉及半导体领域，特别是涉及一种金属硬质掩模一体化刻蚀方法。本发明还涉及一种金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统。

背景技术

金属硬掩模一体化刻蚀(MHMAIOetch)技术采取主刻蚀和去胶在同一腔体内进行刻蚀沟槽和通孔，从而大大节约了工艺时间和成本，它除了可带来最大的利益之外，对工艺的要求也更加苛刻。金属硬质掩模一体化刻蚀分为通孔刻蚀和沟槽刻蚀两个主要的步骤，两步均为刻蚀氧化硅膜质。目前，业界金属硬质掩模一体化刻蚀(AIOET)残膜厚度的控制一般是每批次制品固定时间作业，批次每片制品之间无法避免因腔体环境的波动导致的残膜厚度的差异性变大，造成产品的一致性较差，不利于产品质量控制。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种能在线实时调控残膜厚度，能保证作业制品片间残膜厚度具有一致性的金属硬质掩模一体化刻蚀方法

本发明要解决的另一技术问题是提供一种能在线实时调控残膜厚度，能保证作业制品片间残膜厚度具有一致性的金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供用于半导体生产制造工艺的金属硬质掩模一体化刻蚀方法，包括以下步骤：

执行通孔刻蚀，反馈通孔刻蚀RFVpp参数；

执行原位去胶；

根据反馈通孔刻蚀RFVpp参数计算沟槽刻蚀步骤的实际刻蚀时间；

根据所述实际刻蚀时间执行沟槽刻蚀。

为帮助理解RFVpp参数进行说明如下：所谓Vpp乃指RF正弦波的Pick to Pick,通常是Route Means Square(RMS)有效值的2√2倍，参考图1、图2和图3所示

当RF在正的半周期时,Vn电位在电浆形成,吸引负电子电荷往Cathode上的Wafer移动。此时电荷能量为-q×Vn当RF在负的半周期时,将提供正离子电荷+q×(Vp+Vdc)的能量,使正离子电荷往Cathode上的Wafer加速移动。负电子电荷与正离子电荷的移动数量是相同的。

计算Vpp，例如以RF Power250W进行蚀刻时的Vpp,Vdc值，假设在整合的状态下负载阻抗在50Ω的电路所流的电流为I＝√(P/R)＝√(250/50)＝2.236(A)，推而在负载的电压为V＝I×R＝2.236×50＝111.8(V)，此值为Vpp的有效值所以Vpp＝111.8×2√2＝316.22(V)。

可选择的，进一步改进所述的金属硬质掩模一体化刻蚀方法，采用以下公式计算沟槽刻蚀步骤的实际刻蚀时间；

T_A＝T_S+a*[R_a-R_b1]，T_A沟槽刻蚀步骤实际刻蚀时间，T_S沟槽刻蚀步骤标准设定刻蚀时间，a是影响因子(根据实际工艺参数指定)，R_a是RFVpp参数的实际值，R_b1是RFVpp参数的平均值。