CN103441089A - 一种湿法刻蚀工艺的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种湿法刻蚀工艺的控制方法，所述方法包括：提供需要进行湿法刻蚀工艺的产品；根据所述产品的数据信息和所述湿法刻蚀工艺的参数信息获取对该产品进行所述湿法刻蚀工艺的工艺条件；根据所述湿法刻蚀工艺的参数信息选择相应的盛放有刻蚀药液的刻蚀设备；通过所述刻蚀设备获取所述刻蚀药液的使用状况数据；判断所述使用状况数据是否符合所述工艺条件，以确定是否对所述产品进行所述湿法刻蚀工艺。本发明可以对产品的湿法刻蚀工艺进行控制，避免了产品在不满足刻蚀条件的药液中进行湿法刻蚀工艺，从而进一步提高了湿法刻蚀工艺的稳定性和可靠性。

Description

一种湿法刻蚀工艺的控制方法

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺控制方法，尤其涉及一种湿法刻蚀工艺的控制方法。 

背景技术

半导体器件作为一种精密度要求很高的产品，在其生产过程中的任何一点误差就会对器件的性能产生影响，这尤其体现在如今结构越发复杂的集成电路器件中。因此，在半导体的生产过程中需要对工艺环节进行控制。 

湿法刻蚀工艺是半导体制造过程中十分常见的工艺手段，大量存在于如今的半导体制造工艺中。在湿法刻蚀工艺中需要使用到湿法刻蚀设备，目前常用的湿法刻蚀设备通常采用生命周期（Life time）和处理产品的数量（Wafer count）这两个指标来衡量湿法刻蚀药液是否可以继续运用于湿法刻蚀工艺中。当上述两个指标中的其中一个超过了设定值之后，那么则表明当前药液已经不能再继续使用，需要进行更换。这可以通过对设备进行设置，从而使得设备在上述两个指标中的任意一个指标达到设定值之后，对湿法刻蚀药液进行更换。 

但是，在实际生产过程中发现，更换好的药液在对不同的产品进行湿法刻蚀过程中所反应出的工艺影响是不同的，在长期的监控中发 现，更换好的新药液在对一部分产品进行处理后，会形成气体残留在硅片的表面，从而影像产品质量，这一部分产品对湿法刻蚀液的敏感度较高，因此较为特殊。而针对这种生产中出现的不利影响，通过实验发现，当新药液被放置一段时间之后，这些气体就会挥发，当挥发完全后，再使用该药液对这一部分特殊产品进行处理就不会形成气体残留的不利影响。因此，为了确保生产过程中的工艺稳定性和工艺质量，十分有必要对这一部分特殊产品的湿法刻蚀工艺进行控制。 

如果需要进行加工的产品是一般产品，用于对其加工的湿法刻蚀新药液就不需要进行等待放置，可以直接用于工艺中；而相反地如果需要进行加工的产品是特殊产品，则用于对其加工的湿法刻蚀新药液就需要进行等待放置，以充分挥发其中对工艺有影响的气体。由于在目前业界所采用的湿法刻蚀设备中只针对生命周期和处理产品数量这两个指标进行管理，而仅通过这两个指标并不能知道所要进行处理的产品是特殊产品还是一般产品。所以不能针对性的对工艺进行控制。而如果普遍采用更换好新药液之后都进行等待，则会使工艺时间增长，进而影响生产进度和效率。 

中国专利（CN203034101U）公开了一种湿法刻蚀并联供液系统，包括药品柜和通过第一管路与药品相连的第一湿法刻蚀设备；还包括第二湿法刻蚀设备，其包括设有第一阀门的内部管路；分别用于控制第一阀门开闭以及控制药品柜的第二控制器的信号输入线路通断的第一控制器，第一控制器与信号输入线路相联；连接在内部管路与药品柜之间的第二管路，第二管路与第一管路并联。该发明能够实 现新的湿法刻蚀设备与旧的药品柜配套使用，省去了对新购置的药品柜在使用中进行日常维护和备件更换等问题，但是其并没有解决上述的针对一般产品和特殊产品所确定湿法刻蚀液的放置时间的技术问题。 

可见，目前尚不存在一种对湿法刻蚀药液进行精细化管控的方法。 

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种湿法刻蚀工艺的控制方法。 

本发明解决技术问题所采用的技术方案为： 

一种湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述方法包括： 

提供需要进行湿法刻蚀工艺的产品； 

根据所述产品的数据信息和所述湿法刻蚀工艺的参数信息获取对该产品进行所述湿法刻蚀工艺的工艺条件； 

根据所述湿法刻蚀工艺的参数信息选择相应的盛放有刻蚀药液的刻蚀设备； 

通过所述刻蚀设备获取所述刻蚀药液的使用状况数据； 

判断所述使用状况数据是否符合所述工艺条件，以确定是否对所述产品进行所述湿法刻蚀工艺。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，提供一设备自动化系统，通过所述设备自动化系统获取所述工艺条件和所述药液的使用状况数据。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，提供一错误发现及分析系统，由所述错误发现及分析系统对所述使用状况数据是否符合所述工艺条件进行判断。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，还提供一生产管理系统，所述方法还包括： 

所述生产管理系统将所述工艺条件发送给所述设备自动化系统； 

所述设备自动化系统向所述刻蚀设备发送需要获取所述刻蚀设备中药液的使用状况数据的信息； 

所述刻蚀设备将所述药液的使用状况数据的信息回复给所述设备自动化系统； 

由所述设备自动化系统将所述工艺条件与所述药液的使用状况数据的信息发送给所述错误发现及分析系统； 

通过错误发现及分析系统将所述工艺条件与所述药液的使用状况数据进行比对。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述方法还包括： 

当所述错误发现及分析系统判断所述药液的使用状况数据不符合所述产品的工艺条件时，所述错误发现及分析系统发送错误报告给所述生产管理系统，所述生产管理系统禁止所述湿法刻蚀设备对产品进行工艺。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述产品的工艺条件包括对于药液的生命周期的要求。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述产品的工艺条件包 括对于药液的处理产品数量的要求。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述药液的使用状况数据包括药液当前的实际使用生命周期数据。 

所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其中，所述药液的使用状况数据包括药液当前的实际处理产品数量数据。 

上述技术方案具有如下优点或有益效果： 

本发明方法通过引入生产管理系统、设备自动化系统和错误发现及分析系统来对湿法刻蚀设备中的药液状态和产品进行湿法刻蚀的工艺条件进行一系列的获取、分析和执行，进而使得对产品进行湿法刻蚀工艺可以进行控制，避免了产品在不满足刻蚀条件的药液中进行湿法刻蚀工艺，从而进一步提高了湿法刻蚀工艺的稳定性和可靠性。 

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。 

图1是本发明方法中的步骤流程示意图。 

具体实施方式

本发明提供一种一种湿法刻蚀工艺的控制方法，可用于技术节点为大于等于130nm、90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm、小于等于22nm等的工艺中。 

本发明的主要思想是通过设备中的药液情况，并根据不同的产品 对药液进行不同的处理，以对生产过程中处理产品所使用的药液进行全方位的管控。 

在本发明方法中包括：生产管理系统（Manufacturing Execution System，简称MES）、设备自动化系统（Equipment Automation Programing，简称EAP）和错误发现及分析系统（Fault Detection and Classification，简称FDC）。 

生产管理系统是用于让自动化系统实现计划的执行系统，其主要负责车间的生产管理和调度执行。该系统可以在统一的平台上集成注入生产调度、产品跟踪、质量控制、设备故障分析、网络报表等管理功能。生产管理系统在产品从工单发出到成品产出的过程中，扮演着生产活动最佳化的信息传递者，当事件发生变化时，借着实时正确的信息、生产执行系统规范、原始工作情况、资料反应及回馈等，迅速作出响应，以减少无附加价值的生产活动，进而提升生产制程的效率。 

设备自动化系统是介于生产管理系统与生产设备之间，用于信息传输、数据收集、流程控制等几个方面，以达到工厂自动化生产的目的。 

错误发现及分析系统用于发现生产过程中的异常状态，并对该异常状态进行相关分析。 

如图1所示，本发明包括以下几个步骤： 

步骤1、当需要进行湿法刻蚀工艺的产品到达湿法刻蚀设备后，生产管理系统将对这批产品进行处理所需要的工艺条件发送给设备自动化系统。 

步骤2、由设备自动化系统向湿法刻蚀设备发送相关的指令。 

步骤3、湿法刻蚀接到有设备自动化系统发送的相关指令后，湿法刻蚀设备获取当前正在使用的药液的生命周期信息和处理产品数量信息回复给设备自动化系统。 

步骤4、设备自动化系统把得到的回复信息发送给错误发现及分析系统。 

步骤5、通过错误发现及分析系统，根据这批产品进行处理所需要的工艺条件对接收到的回复信息进行判断； 

若回复信息相对于工艺条件在规格外，则错误发现及分析系统发送错误报告给生产管理系统，生产管理系统禁止该湿法刻蚀设备在该工艺条件下对产品进行处理。此时，生产管理系统将回复给设备自动化系统不能进行处理的信息，设备自动化系统进而终止这批产品的处理，将其调回保管棚。 

下面结合具体实施例对本发明方法步骤进行详细说明。 

在本实施例中，需要对一批产品进行湿法刻蚀工艺，该批产品可能是对湿法刻蚀液放置时间没有要求的一般产品，也可能是对湿法刻蚀液放置时间有一定要求的特殊产品。无论是一般产品还是特殊产品都具有一对应于该产品的工艺条件（recipe），工艺条件中一般可以包含产品对于刻蚀药液的生命周期的要求与处理产品数量的要求。 

首先，产品被运送到湿法刻蚀设备，此时，生产管理系统把这批产品的工艺条件（recipe）发送给设备自动化系统。 

然后，由设备自动化系统根据工艺条件形成相关询问指令，并发 送给湿法刻蚀设备，以询问当前湿法刻蚀设备正在使用的药液的实际状态，该药液的实际状态包括当前药液的实际生命周期和处理产品数量。 

当湿法刻蚀设备被询问之后，将当前药液的实际状态发送给设备自动化系统。此时，设备自动化系统中包含有产品的工艺条件以及当前湿法刻蚀设备中药液的实际生命周期和处理产品数量。 

由设备自动化系统将上述信息一并发送给错误发现及分析系统，然后通过错误发现及分析系统根据产品的工艺条件以及当前湿法刻蚀设备中药液的实际状态进行判断分析： 

若当前湿法刻蚀设备中药液的实际状态能够满足产品的工艺条件时，则错误发现及分析系统判断为在规格内，即采用当前湿法刻蚀设备中的药液可以对该批产品进行工艺。此时，由设备自动化系统继续进行正常的流程，直至结束。例如：当产品的工艺条件中的对于药液的生命周期要求被设置为100以下和700以上时，若此时湿法刻蚀设备中药液的实际生命周期在800，则湿法刻蚀设备中药液的实际生命周期满足产品的工艺条件中所设定的生命周期要求。 

若当前湿法刻蚀设备中的药液的实际状态不能够满足产品的工艺调价时，则错误发现及分析系统判断为在规格外，即不能采用当前湿法刻蚀设备中的药液对该批产品进行工艺。例如：当产品的工艺条件中对于药液的生命周期要求被设置为100以下和700以上时，若此时湿法刻蚀设备中药液的实际生命周期在500，则湿法刻蚀设备中药液的实际生命周期不能满足产品的工艺条件中的生命周期的要求。此 时，由错误发现及分析系统发送错误报告给生产管理系统，由生产管理系统阻止该湿法刻蚀设备对产品进行该工艺，同时发送不能进行工艺的指令给设备自动化系统，然后，通过设备自动化系统终止对这批产品进行工艺，并且把产品调回保管棚。 

综上所述，通过本发明方法，可以针对每批需进行工艺的产品对于药液的工艺条件判断其是否适应于在当前设备的药液状态下进行工艺，有效避免了产品在不合适进行工艺的药液下进行工艺而导致的一系列问题。 

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。 

Claims (9)

1.一种湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

提供需要进行湿法刻蚀工艺的产品；

根据所述产品的数据信息和所述湿法刻蚀工艺的参数信息获取对该产品进行所述湿法刻蚀工艺的工艺条件；

根据所述湿法刻蚀工艺的参数信息选择相应的盛放有刻蚀药液的刻蚀设备；

通过所述刻蚀设备获取所述刻蚀药液的使用状况数据；

判断所述使用状况数据是否符合所述工艺条件，以确定是否对所述产品进行所述湿法刻蚀工艺。

2.如权利要求1所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，

提供一设备自动化系统，通过所述设备自动化系统获取所述工艺条件和所述药液的使用状况数据。

3.如权利要求2所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，提供一错误发现及分析系统，由所述错误发现及分析系统对所述使用状况数据是否符合所述工艺条件进行判断。

4.如权利要求3所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，还提供一生产管理系统，所述方法还包括：

所述生产管理系统将所述工艺条件发送给所述设备自动化系统；

所述设备自动化系统向所述刻蚀设备发送需要获取所述刻蚀设备中药液的使用状况数据的信息；

所述刻蚀设备将所述药液的使用状况数据的信息回复给所述设备自动化系统；

由所述设备自动化系统将所述工艺条件与所述药液的使用状况数据的信息发送给所述错误发现及分析系统；

通过错误发现及分析系统将所述工艺条件与所述药液的使用状况数据进行比对。

5.如权利要求4所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述错误发现及分析系统判断所述药液的使用状况数据不符合所述产品的工艺条件时，所述错误发现及分析系统发送错误报告给所述生产管理系统，所述生产管理系统禁止所述湿法刻蚀设备对产品进行工艺。

6.如权利要求1所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述产品的工艺条件包括对于药液的生命周期的要求。

7.如权利要求1所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述产品的工艺条件包括对于药液的处理产品数量的要求。

8.如权利要求1所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述药液的使用状况数据包括药液当前的实际使用生命周期数据。

9.如权利要求1所述的湿法刻蚀工艺的控制方法，其特征在于，所述药液的使用状况数据包括药液当前的实际处理产品数量数据。

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