金属硬质掩模一体化刻蚀方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术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。发明专利技术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。本发明专利技术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。

Integrated etching method and control system of hard metal mask

【技术实现步骤摘要】
金属硬质掩模一体化刻蚀方法及其控制系统
本专利技术涉及半导体领域，特别是涉及一种金属硬质掩模一体化刻蚀方法。本专利技术还涉及一种金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
在
技术实现思路
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。本专利技术的
技术实现思路
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。本专利技术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专利技术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，本专利技术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PicktoPick,通常是RouteMeansSquare(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RFPower250W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；TA＝TS+a*[Ra-Rb1]，TA沟槽刻蚀步骤实际刻蚀时间，TS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)，Ra是RFVpp参数的实际值，Rb1是RFVpp参数的平均值。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，实时反馈通孔刻蚀RFVpp参数，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。本专利技术提供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，包括：参数获取模块，其适用于执行通孔刻蚀时，获取通孔刻蚀RFVpp参数；计算模块，其适用于根据通孔刻蚀RFVpp参数计算获得沟槽刻蚀实际刻蚀时间；控制模块，其适用于控制刻蚀机执行通孔刻蚀、原位去胶和沟槽刻蚀的工艺顺序和工作时长；其中，沟槽刻蚀时长为计算模块提供的沟槽刻蚀实际刻蚀时间。可选择的，进一步改进所述的金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统，计算模块采用以下公式计算沟槽刻蚀步骤的实际刻蚀时间；TA＝TS+a*[Ra-Rb1]，TA沟槽刻蚀步骤实际刻蚀时间，TS沟槽刻蚀步骤标准设定刻蚀时间，a是影响因子，Ra是RFVpp参数的实际值，Rb1是RFVpp参数的平均值。可选择的，进一步改进所述的金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统，实时反馈通孔刻蚀RFVpp参数，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。本专利技术的原理如下金属硬质掩模一体化刻蚀主要分为通孔(PV)刻蚀、原位去胶、沟槽(TR)刻蚀三个步骤，金属硬质掩模一体化刻蚀的残膜厚度的定义主要通过沟槽(TR)刻蚀步骤决定。刻蚀过程中RFvpp参数可以有效地反映刻蚀速率的变化，因为刻蚀速率的变化对通孔(PV)刻蚀步骤和沟槽(TR)刻蚀步骤RFvpp变化趋势一致，通孔刻蚀步骤的RFVpp参数可作为表征腔体实时刻蚀速率的指标。由于沟槽刻蚀步骤在通孔刻蚀步骤之后，因此可以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步骤的刻蚀时间，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。附图说明本专利技术附图旨在示出根据本专利技术的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本专利技术附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本专利技术附图不应当被解释为限定或限制由根据本专利技术的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1是RFVpp参数原理说明示意图一。图2是RFVpp参数原理说明示意图二。图3是RFVpp参数原理说明示意图三。图4是现有技术和本专利技术刻蚀方法流程对比示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本专利技术的其他优点与技术效果。本专利技术还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离专利技术总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。参考图4所示，本专利技术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第一实施例，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；根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属硬质掩模一体化刻蚀方法，其用于半导体生产制造工艺中，其特征在于，包括以下步骤：/n执行通孔刻蚀，反馈通孔刻蚀RFVpp参数；/n执行原位去胶；/n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；/n根据所述实际刻蚀时间执行沟槽刻蚀。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属硬质掩模一体化刻蚀方法，其用于半导体生产制造工艺中，其特征在于，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。


2.如权利要求1所述的金属硬质掩模一体化刻蚀方法，其特征在于：采用以下公式计算沟槽刻蚀步骤的实际刻蚀时间；
TA＝TS+a*[Ra-Rb1]，TA沟槽刻蚀步骤实际刻蚀时间，TS沟槽刻蚀步骤标准设定刻蚀时间，a是影响因子，Ra是RFVpp参数的实际值，Rb1是RFVpp参数的平均值。


3.如权利要求1所述的金属硬质掩模一体化刻蚀方法，其特征在于：实时反馈通孔刻蚀RFVpp参数，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。


4.一种金属硬质掩模一体化刻蚀控制系统，其用于半导体生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄达斐，吴晓彤，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31