本發明提供一種提高混合刻蝕工藝穩定性的方法，該方法使刻蝕腔對晶圓在不同功率和刻蝕時間下刻蝕。控制系統對功率和刻蝕時間實時采集，并對功率、時間及該運算系數進行乘積，得到與該刻蝕工序對應的刻蝕量，已知的初始刻蝕量與運算得到的刻蝕量相加得到累積刻蝕量，將累積刻蝕量與已知的基準刻蝕量比較，若累積刻蝕量小于基準刻蝕量，則對其它刻蝕工序逐個重復以上步驟，直到累積刻蝕量達到基準刻蝕量，才對刻蝕腔進行維護保養。該方法可根據混合作業中不同刻蝕工藝的刻蝕強度計算刻蝕腔中接觸部件的損耗，及時計算出刻蝕腔的維護保養周期，避免刻蝕腔部件損耗過大，造成部件異常和腔體環境變化，從而導致晶圓出現顆粒污染等問題。

技術領域

本發明涉及一種提高晶圓制程工藝穩定性的方法，特別是涉及一種提高混合刻蝕工藝穩定性的方法。

背景技術

在銅互連工藝中，無法通過干法刻蝕金屬銅來完成圖形化工藝，所以銅互連工藝采用金屬鑲嵌式工藝來完成布線，稱為大馬士革工藝。如圖1a～圖1h所示，大馬士革工藝最主要的特點就是不需要進行金屬刻蝕，而是先在圖1a的金屬層01上的介質層02上刻蝕好金屬布線結構，經過涂光刻膠后，在曝光和顯影，然后通過電鍍工藝填入金屬銅，最后用化學機械研磨的方法實現銅互連布線。大馬士革刻蝕工藝需要完成兩種結構刻蝕：一種為金屬層間接觸通孔結構，另一種為導線溝槽結構工藝。根據刻蝕通孔和溝槽結構形成工藝不同分為單大馬士革工藝和雙大馬士革工藝。單大馬士革工藝如圖1a～圖1h所示，圖1b是通孔03的刻蝕，圖1c銅04的填充，圖1d是對填充后上層多余的銅進行研磨使其與介質層02的表面齊平；圖1e是對頂層溝槽圖形002的形成，圖 1f是頂層溝槽05的光刻；圖1g對溝槽05進行電化學鍍膜工藝；圖1h是對層多余銅04的研磨。單大馬士革工藝中，通孔03和溝槽05獨立刻蝕，并獨立進行后續銅04填充和研磨工藝，形成獨立的導通結構。

雙大馬士革工藝如圖2a～圖2d所示，圖2a中，包含有基底101、摻碳氮化硅102、第一液源硅氧薄膜103、氮化硅104、第二液源硅氧薄膜105以及底部抗反射層106的半導體多層結構中，在該半導體多層結構上進行曝光，形成通孔圖形100，圖2b是在通孔圖形上進行刻蝕形成通孔03，圖2c在該通孔03中形成光刻膠001回刻，圖2d是形成溝槽05。雙大馬士革工藝中，對通孔03和溝槽05獨立刻蝕，形成通孔和溝槽雙結構后進行銅填充和研磨。

在通孔和溝槽進行獨立刻蝕過程中，所使用的金屬介質層均是一樣的，刻蝕過程中產生的聚合物也一樣。在目前大量產刻蝕工藝中，一般是根據刻蝕介質層的種類和生成聚合物的種類來定義作業模式，一樣的被刻蝕介質層可以在同一個作業模式下進行作業。因此在半導體制造工藝上常常將通孔刻蝕和溝槽刻蝕定義為同一個作業模式，即兩者混合作業。對于兩者混合作業過程中由于工藝差異導致的工藝不穩定性，大多是通過對腔體的自清潔作用來消除，這種方法在一定程度上可以有效地消除不同制程產生聚合物差異累積。但是對于不同制程導致的物理轟擊作用差異，僅僅依靠自清潔工藝是難以消除和解決的，因為刻蝕過程的物理轟擊，又稱物理刻蝕作用，它除了刻蝕會產生不同程度聚合物外，更重要的是物理轟擊作用會對腔體部件產生不同程度的刻蝕損傷，例如聚焦環的損傷，會帶來更多的刻蝕污染顆粒源，如圖3所示，不同程度物理轟擊強度下聚焦環凹嵌程度不同，聚合物累積不同，導致后續被濺射的顆粒程度不同。嚴重情況下甚至造成某些部件被損壞，因此急需一種新方法來改善和解決不同工藝帶來的物理轟擊造成的部件損傷等。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種提高混合刻蝕工藝穩定性的方法，用于解決現有技術中由于刻蝕腔體與接觸部件的損耗過大，造成部件異常和腔體環境變化，從而導致晶圓出現顆粒污染等問題。