一種金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造工廠生產控制領域，更具體地，涉及一種通過Ero檢測金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的方法。
【背景技術】
[0002]金屬硬掩模一體化刻蝕(MHM A1 etch)技術采取主刻蝕和去膠在同一腔體內進行刻蝕溝槽和通孔，從而大大節約了工藝時間和成本，它除了可帶來最大的利益之外，對工藝的要求也更加苛刻。
[0003]在刻蝕過程中，通孔(via)的過刻蝕(Over etch amount)量必須得到保證，以確保在一定的膜厚和腔體環境變化范圍內所有的通孔都打開。
[0004]現有技術都是采用在工藝研發過程中生長1.5倍到2倍的層間膜，然后在刻蝕后通過少量的物理斷面樣品，來計算通孔的過刻蝕量。例如，以a代表層間膜厚度，b代表總刻蝕量，則過刻蝕量即為(b_a)。
[0005]在金屬硬掩模一體化刻蝕中，需要保證過刻蝕量在安全的范圍中，即需要保證(b-a) > O且處于一定的范圍中，而在現有的實際生產中還缺乏簡單可行的監測方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的檢測方法，通過利用光譜Ero系統進行非破壞性的實時監測，可減少工藝研發的成本，加強生產監測，降低風險。
[0007]為實現上述目的，本發明的技術方案如下:
[0008]一種金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的檢測方法，包括以下步驟:
[0009]步驟SOl:提供一集成有光譜Ero系統的金屬硬質掩模一體化刻蝕腔體，按照工藝菜單進行通孔刻蝕，并通過所述光譜Ero系統建立刻蝕生成物光譜信號強度隨時間變化的光譜曲線；
[0010]步驟S02:定義所述光譜曲線的斜率變化率按時間順序在一定的連續時間內達到第一閾值時為通孔部分接觸銅階段、達到第二閾值時為通孔完全接觸銅階段；
[0011]步驟S03:自通孔完全接觸銅的時間點開始計算通孔的過刻蝕時間，并通過控制過刻蝕時間，將通孔的過刻蝕量控制在一定范圍。
[0012]優選地，所述生成物光譜信號強度與通孔刻蝕生成物濃度對應。
[0013]優選地，所述生成物光譜信號強度與通孔刻蝕速率對應。
[0014]優選地，步驟S02中，所述一定的連續時間為3?5秒。
[0015]優選地，步驟S02中，所述第一閾值為大于等于30%。
[0016]優選地，步驟S02中，所述第二閾值為小于-30%。
[0017]優選地，所述通孔的過刻蝕量范圍為30?50%。
[0018]優選地，步驟S02中，將通孔部分接觸銅之前的階段定義為通孔未接觸銅階段。
[0019]優選地，在通孔未接觸銅階段，所述光譜曲線的斜率變化率在一定的連續時間內小于30%。
[0020]優選地，所述一定的連續時間為3?5秒。
[0021 ] 從上述技術方案可以看出，本發明在金屬硬質掩模一體化刻蝕過程中，根據通孔接觸銅之后刻蝕速率降低的原理，通過EH)系統光譜強弱的變化帶來的光譜曲線斜率的變化，可以知道刻蝕進行到哪個階段，并可以從通孔完全接觸到底層銅開始計算通孔的過刻蝕時間，從而得以判斷通孔的過刻蝕量，作為工藝評價和量產監測的依據。通過利用光譜EPD系統進行非破壞性的實時監測，可減少工藝研發的成本，加強生產監測，降低風險。
【附圖說明】
[0022]圖1是通孔的刻蝕速率示意圖；
[0023]圖2是刻蝕生成物光譜信號強度隨時間變化的光譜曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0025]在采用金屬硬掩模一體化刻蝕(MHM A1 etch)技術進行通孔(via)的刻蝕過程中，通孔的過刻蝕(Over etch amount)量必須得到保證，以確保在一定的膜厚和腔體環境變化范圍內所有的通孔都打開。
[0026]本發明的目的在于克服現有技術存在的在實際生產中缺乏對通孔過刻蝕量進行有效監測的缺陷，提供一種金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的檢測方法，通過利用光譜EH)系統進行非破壞性的實時監測，可減少工藝研發的成本，加強生產監測，降低風險。
[0027]在以下本發明的【具體實施方式】中，本發明的一種金屬硬質掩模一體化刻蝕通孔過刻蝕量的檢測方法，包括以下步驟:
[0028]步驟SOl:提供一集成有光譜EH)系統的金屬硬質掩模一體化刻蝕腔體，按照工藝菜單進行通孔刻蝕，并通過所述光譜Ero系統建立刻蝕生成物光譜信號強度隨時間變化的光譜曲線；
[0029]步驟S02:定義所述光譜曲線的斜率變化率按時間順序在一定的連續時間內達到第一閾值時為通孔部分接觸銅階段、達到第二閾值時為通孔完全接觸銅階段；
[0030]步驟S03:自通孔完全接觸銅的時間點開始計算通孔的過刻蝕時間，并通過控制過刻蝕時間，將通孔的過刻蝕量控制在一定范圍。
[0031]請參閱圖1，圖1是通孔的刻蝕速率示意圖。如圖1所示，圖中的曲線代表通孔的刻蝕速率變化曲線。在通孔未接觸銅階段，具有較大的刻蝕速率，且曲線較平緩；當進入通孔部分接觸銅階段后，刻蝕速率急速下降，曲線顯示出較大的斜率；之后，當通孔完全接觸金屬銅之后的刻蝕速率又會變得平緩，直至飽和狀態。
[0032]由于刻蝕速率的下降，刻蝕生成物(副產物)產生的速率也隨之降低，通過光譜Ero系統偵測到的生成物光譜強度也相應減弱。通過信號的觀察，即可以知道刻蝕進行到哪個階段；從通孔完全接觸到底層銅開始計算通孔的過刻蝕時間，通過控制過刻蝕時間，即可將通孔的過刻蝕量控制在一定范圍。
[0033]請參閱圖2，圖2是刻蝕生成物光譜信號強度隨時間變化的光譜曲線示意圖。如圖2所示，圖中橫坐標為刻蝕時間，縱坐標