[发明专利]晶圆后段制程控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工艺，特别涉及一种晶圆后段制程控制方法。

背景技术

在集成电路制造工艺中，器件的特征尺寸对器件的性能表现至关重要。当器件的特征尺寸能满足预设的要求时，其往往能够使得器件的电阻、电容特性得到极大地提升，降低信号延迟及功耗，提高电子迁移率等。

半导体晶圆的制造必须历经一工艺流程，该流程包括诸如刻蚀和光刻等各种不同的半导体晶圆工艺步骤。在传统的制造流程上会包括300～400步骤，其中每一步骤都会影响该半导体晶圆上器件的最终形貌，即影响器件的特征尺寸，从而影响器件的各种电特性。在传统的工艺流程上会区分为两类主要的次工艺流程，分别为前段制程(front end of line，FEOL)和后段制程(back end of line，BEOL)。

传统的前段制程由晶圆的激光标记开始，和接下来浅沟槽隔离的形成、形成P阱和N阱的离子注入、多晶硅的刻蚀，以及诸如晶体管结构的漏极和源极等多种区域的离子注入。

后段制程可包括金属层的形成，以及在晶圆上不同层的金属层间金属互连线、接触孔(via contact)的形成，通常有两层或更多金属层。在形成上述后段制程的结构时，通常将使用化学气相沉积工艺(CVD)、光刻工艺(Lithography)、刻蚀工艺(Etch)、物理气相沉积工艺(PVD)以及化学机械研磨工艺(CMP)等工艺步骤，各工艺步骤之间都具有相关性，即前一步骤的误差往往将在后续步骤中连锁反应，从而最终导致器件的特征尺寸不能满足预设要求，降低了器件性能。

请参考图1，其为现有的晶圆后段制程中在物理气相沉积工艺后的器件剖面示意图。如图1所示，在经过了化学气相沉积工艺、光刻工艺、刻蚀工艺及物理气相沉积工艺后，往往会出现形成的膜层过厚或者过薄的情况，当形成的膜层过薄的时候，对后续的化学机械研磨工艺提出了挑战，即给予化学机械研磨工艺的膜层将会比较薄，从而对化学机械研磨工艺的控制要求比较高；当形成的膜层过薄的时候，又需要在化学机械研磨工艺的时候，去除更多的膜层，从而使得所形成的器件的特征尺寸能够满足预设的要求。特别地，一膜层在晶圆的不同区域往往将形成不同的器件结构，如图1所示的，例如利用同一掺杂碳的二氧化硅(又称黑钻石，Black Diamond，BD)层形成大马士革结构(Dual damascene structure，DD)、隔离衬垫区(Isolation pad area，ISO)、晶圆可接受测试区(wafer acceptance test，WAT)，因此更需要工艺的精确控制，以提高器件的可靠性。现有技术中，各工艺的工艺条件已设定，往往在发生了明显的工艺误差之后，例如大批产品的特征尺寸不合格等情况下，才会调整后段制程中有关工艺的工艺条件，从而降低了产品的可靠性。此外，由于后段制程中所涉及的工艺步骤非常之多，通过最终产品的不合格很难发现具体问题出在哪个工艺步骤，由此，也给工艺调整带来了非常大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆后段制程控制方法，以解决现有的晶圆后段制程中不能及时解决制造工艺误差，从而降低了产品可靠性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆后段制程控制方法，包括：多道半导体晶圆制造工艺以及至少一道用以调整半导体晶圆制造工艺的控制工艺。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述控制工艺包括前馈控制及反馈控制。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述半导体晶圆制造工艺包括：化学气相沉积工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、物理气相沉积工艺及化学机械研磨工艺中的一种或多种。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述前馈控制包括第一前馈控制，用以调整所述刻蚀工艺，其中，所述第一前馈控制的反馈参数为所述化学气相沉积工艺的工艺结果。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述前馈控制还包括第二前馈控制，用以调整所述刻蚀工艺，其中，所述第二前馈控制的反馈参数为所述光刻工艺的工艺结果。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述反馈控制包括第一反馈控制，用以调整所述刻蚀工艺，其中，所述第一反馈控制的反馈参数为所述刻蚀工艺的工艺结果。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，调整所述刻蚀工艺包括：调整所述刻蚀工艺的工艺时间和/或调整所述刻蚀工艺的刻蚀气体流量。

可选的，在所述的晶圆后段制程控制方法中，所述前馈控制还包括第三前馈控制，用以调整所述物理气相沉积工艺，其中，所述第三前馈控制的反馈参数为所述刻蚀工艺的工艺结果。