專利名稱：互連階段的工藝控制的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及半導體制造，尤其涉及一種用于在工件的互連階段上執(zhí)行工藝控制的方法及裝置。
背景技術(shù)：
制造業(yè)技術(shù)爆炸衍生出許多新穎及革新的制造工藝。今日的制造工藝中，特別是半導體制造工藝，號稱含有大量的重要步驟。這些工藝步驟通常事關(guān)重大，也因此，需要有許多通常被精密調(diào)整的輸入來維持適當?shù)闹圃炜刂啤?br> 半導體器件制造需要許多不連續(xù)的工藝步驟，以從半導體原材料創(chuàng)造出完成封裝的半導體器件。從半導體材料的初始生長、將半導體晶體切割成獨立晶片、制造階段(蝕刻、摻雜、離子注入或類似步驟)，到封裝以及完成器件的最終測試等各種工藝都互不相同，且在包含不同控制計劃的不同制造位置中均有其特定的工藝。
一般而言，對半導體晶片的組(group)執(zhí)行的許多工藝步驟，而所謂的組有時候稱為批(lot)。舉例來說，由各種不同材料所構(gòu)成的工藝層可形成在半導體晶片之上。而后，利用已知的光刻技術(shù)可在該工藝層上形成光刻膠圖形層。典型地，接著使用作為掩膜的光刻膠圖形層而在該工藝層上進行蝕刻工藝。該蝕刻工藝在該工藝層中形成的各種特征或?qū)ο?。這樣的特征用于作為例如晶體管的柵極電極結(jié)構(gòu)。很多時候，也會在該半導體晶片的襯底上形成溝槽隔離結(jié)構(gòu)，以隔離半導體晶片的電性區(qū)域?？墒褂玫母綦x結(jié)構(gòu)的一個例子是淺溝槽隔離(shallow trench isolation，STI)結(jié)構(gòu)。
半導體制造設備中的制造工具一般會與制造框架或處理模塊的網(wǎng)絡連結(jié)。每一種制造工具一般都與設備接口連接。該設備接口連接到連結(jié)制造網(wǎng)絡的機械接口，由此方便制造工具與制造框架間的通信。該機械接口一般可當作先進工藝控制(advanced process control，APC)系統(tǒng)的一部分。該APC系統(tǒng)會激活控制腳本(script)，以作為能自動擷取執(zhí)行制造工藝所需數(shù)據(jù)的軟件程序。
圖1顯示了典型的半導體晶片105。該半導體晶片105典型包括多個配置于格柵150中的獨立半導體芯片103。利用已知的光刻工藝及設備，可在一個或多個待圖形化的工藝層上形成光刻膠圖形層。作為光刻工藝的一部分，一般依照所用的特定掩膜而定，同時通過分檔器(stepper)執(zhí)行大約一到四個芯片103區(qū)域的曝光工藝。干式或濕式的蝕刻工藝中，該已圖形化光刻膠層可用作掩膜來執(zhí)行底層或材料層(例如多晶硅、金屬或絕緣材料層)的蝕刻工藝，以將所欲的圖形轉(zhuǎn)移至該底層上。該光刻膠圖形層由多個特征所構(gòu)成，例如將被復制在底部工藝層中的直線型特征或開口型特征。
現(xiàn)在移至圖2，圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)工藝流程的流程示意圖。制造系統(tǒng)可處理多個與批次/批相關(guān)的半導體晶片105(方塊210)。在對半導體晶片105執(zhí)行各種工藝以后，該制造系統(tǒng)在該經(jīng)處理的半導體晶片105上執(zhí)行最終的電性測試(方塊220)。該最終的電性測試包含量測多個電性參數(shù)，如與半導體晶片105上一個或多個位置有關(guān)的電阻測量。通過該量測系統(tǒng)，電性測試數(shù)據(jù)可用來決定該半導體晶片105上所形成的各種接觸和/或通孔的互連特征(方塊230)。
在決定各種互連特征(例如互連電阻等)后，可由該制造系統(tǒng)通過對其它工藝所作的調(diào)整來計算調(diào)整量，以修改后續(xù)所處理的半導體晶片105的互連特征(方塊240)。按照計算所得的調(diào)整量，系統(tǒng)可對后續(xù)在半導體晶片105上執(zhí)行的處理步驟進行調(diào)整(方塊250)。
在與現(xiàn)行方法有關(guān)的問題中，一般包括在半導體晶片105上進行完多數(shù)工藝以后，互連參數(shù)的特征已經(jīng)形成。一般來說，在實際處理半導體晶片105之后只能正確地顯現(xiàn)互連特征。因此，由于互連結(jié)構(gòu)的處理系實質(zhì)上完成，而再無工藝步驟或僅有極少的工藝步驟，所以按現(xiàn)今方法基本上就欠缺反饋校正能力。運用現(xiàn)今處理技術(shù)，由于實際處理半導體晶片105以后便已決定互連特征，因此很難控制互連特征，并且沒有效果。此外在互連結(jié)構(gòu)形成的時間周期與最終電性測試完成的時間周期之間會延遲，因而降低校正互連結(jié)構(gòu)誤差的可能性。
本發(fā)明用于克服或至少具有降低上述一個或多個以上提出的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個方面中，提供一種用于執(zhí)行互連階段工藝控制的方法。在工件上進行工藝步驟。取得工件上與互連位置有關(guān)的制造數(shù)據(jù)。按照該制造數(shù)據(jù)執(zhí)行互連特征控制過程。該互連特征控制過程包含控制關(guān)于與該工件互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)的工藝，以控制與該互連位置相關(guān)的特征。
在本發(fā)明的另一方面中，提供一種執(zhí)行互連階段工藝控制的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括處理工件的處理工具。該系統(tǒng)也包括操作的連接到處理工具的工藝控制器。該工藝控制器可根據(jù)與工件有關(guān)的制造數(shù)據(jù)來執(zhí)行互連特征控制過程。該互連特征控制過程包括控制關(guān)于與該工件互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。
在本發(fā)明的再一方面中，提供一種執(zhí)行互連階段工藝控制的裝置。該裝置包括可根據(jù)與工件有關(guān)的制造數(shù)據(jù)用于執(zhí)行互連特征控制過程的工藝控制器。該互連特征控制過程包括控制關(guān)于與該工件互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。
在本發(fā)明的又一方面中，提供一種用于執(zhí)行互連階段工藝控制的以各種指令編碼的計算機可讀取程序儲存裝置。當由計算機執(zhí)行時，該以各種指令編碼的計算機可讀取程序儲存裝置執(zhí)行以下方法，此方法包括在工件上執(zhí)行工藝步驟；取得有關(guān)該工件上的互連位置的制造數(shù)據(jù)；以及按照制造數(shù)據(jù)進行互連特征控制過程。該互連特征控制過程包括控制關(guān)于與該工件互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。


通過參考下列詳細說明配合所附圖式可令本發(fā)明更為清楚易懂，而相同的組件符號指相同的組件，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的半導體晶片工藝中的簡單示意圖；圖2說明了在半導體晶片制造期間，現(xiàn)有技術(shù)工藝流程的簡化流程示意圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明示意性實施例的系統(tǒng)方塊示意圖；圖4說明了根據(jù)本發(fā)明的一個示意性實施例的圖3中一個或多個子控制器的詳細方塊示意圖；圖5說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的具連接觸的半導體晶片的橫截面示意圖；圖6說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的圖5中半導體晶片阻擋層的橫截面示意圖；圖7說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的具通孔的半導體晶片的橫截面示意圖；圖8說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的圖3中表示互連控制單元的更詳細的方塊示意圖；圖9說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的圖3中所示的系統(tǒng)的更詳細的方塊示意圖；圖10說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的流程示意圖；以及圖11說明了根據(jù)本發(fā)明一個示意性實施例的圖10所指的互連特征控制過程的方法的更詳細的流程示意圖。
然而，本發(fā)明容許有不同修改及其它形式，而本發(fā)明特定的實施例已由圖式作范例而顯示并且已在此詳細地描述。然而，應了解的是，在此所描述的特定實施例并非用以將本發(fā)明限定為所揭示的特定形式，相反地，在不背離本發(fā)明的精神與范疇的情況下，所有修改、等效及其它形式均涵蓋權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍中。
具體實施例方式
本發(fā)明說明的實施例如以下所述。為了力求清楚，本說明書中實際實施例的所有特征并未全部敘述。當然，在任何實際實施例的研發(fā)中，必須有為數(shù)眾多的特定執(zhí)行決定以達成研發(fā)者的特定目標，諸如在每個執(zhí)行中彼此不同的系統(tǒng)兼容及有關(guān)商業(yè)兼容的限制。而且，應了解的是，研發(fā)展努力可能復雜而耗時，但是對獲得此項揭露的助益的本領域技術(shù)人員而言，這不過是例行工作。
半導體制造包含許多不連續(xù)工藝。很多時候，工件(例如半導體晶片105，半導體器件等)通過多種制造工藝工具而逐步制成。本發(fā)明的實施例用于執(zhí)行工藝控制，以影響諸如半導體晶片105接觸和/或通孔等多種位置的互連特征。本發(fā)明的實施例也用于調(diào)整數(shù)種控制半導體晶片105上各種工藝步驟的參數(shù)，例如控制屏蔽線路產(chǎn)生、控制內(nèi)層介電層(ILD layer)厚度、控制互連位置的幾何形狀、控制預金屬介電層、控制阻擋層等參數(shù)。本發(fā)明的實施例還可用以執(zhí)行晶片電性測試，以決定半導體晶片105互連位置的電阻系數(shù)，并且執(zhí)行控制調(diào)整以調(diào)修改該互連位置的電性特征。
現(xiàn)在移至圖3，該圖說明了根據(jù)本發(fā)明實施例所示的系統(tǒng)300的方塊圖。該系統(tǒng)300的工藝控制器310能控制各種與處理工具910相關(guān)的操作程序。該系統(tǒng)300能取得諸如關(guān)于制造半導體晶片105的測量數(shù)據(jù)、工具狀態(tài)數(shù)據(jù)等制造相關(guān)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)300也可以包括測量工具950，以取得與制造半導體晶片105有關(guān)的測量數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)300也包括數(shù)據(jù)庫單元340。該數(shù)據(jù)庫單元340用于儲存多種數(shù)據(jù)，諸如制造相關(guān)數(shù)據(jù)、與操作該系統(tǒng)300有關(guān)的數(shù)據(jù)(例如制造工具910狀態(tài)、半導體晶片105狀態(tài)等)。該數(shù)據(jù)庫單元340可通過該制造工具910所執(zhí)行的有關(guān)多項工藝運作來儲存工具狀態(tài)數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)庫單元340可以包括數(shù)據(jù)庫服務器342，以由該數(shù)據(jù)庫服務器342將工具狀態(tài)數(shù)據(jù)和/或其它與制造半導體晶片105有關(guān)的制造數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫存儲單元345。
該系統(tǒng)300也包括能進行多項電性測試，以提供半導體晶片105上各種互連位置(如接觸和/或通孔)的電性特征相關(guān)數(shù)據(jù)的晶片電測試(wafer electrical test，WET)單元330。該系統(tǒng)300可包括有多個能控制在半導體晶片105上所執(zhí)行各種工藝步驟的子控制器350。舉例來說，該工藝控制器310可提供預定的電特征值，如預設用于特定互連位置的電阻系數(shù)值，其可供該子控制器350使用來計算執(zhí)行在半導體晶片105上的各種控制工藝步驟的控制調(diào)整。以下，在圖4中以及以下所附的敘述將更詳盡地說明及敘述這些子控制器350。
此外，該系統(tǒng)300可包括能控制半導體晶片105上的互連位置特征(如通孔或接觸)的互連控制單元360。在圖8中以及以下所附的敘述會更詳細地說明及敘述該互連控制單元360。該系統(tǒng)300能執(zhí)行各種控制調(diào)整以影響半導體晶片105上各種互連位置的特征，例如控制通孔和/或接觸的電阻系數(shù)。
該工藝控制器310、子控制器350、和/或互連控制單元360可為軟件、硬件或可以是獨立單元或可整合至與該系統(tǒng)300有關(guān)的計算機系統(tǒng)中的韌體單元。再者，圖3所說明的方塊圖所表示的各種組件也可通過系統(tǒng)傳輸線315而與其它組件通信。該系統(tǒng)傳輸線315可為計算機總線、硬件專用傳輸線、電話系統(tǒng)傳輸線、無線傳輸鏈或其它可由從本揭露獲益的本領域技術(shù)人員所執(zhí)行的傳輸線。
現(xiàn)在移至圖4，該圖是根據(jù)本發(fā)明實施例所說明的子控制器350更詳細的方塊示意圖。該子控制器350可包括各種控制單元，如屏蔽線路控制單元410、互連幾何形狀控制單元420、金屬線路間的內(nèi)層介電(inner-layer dielectric，ILD)層控制單元430、預金屬介電(pre-metaldielectric，PMD)層控制單元440、和/或各種其它控制單元，以控制在半導體晶片105上所執(zhí)行的工藝步驟。來自由該工藝控制器310預設的晶片電測試單元330和互連特征的數(shù)據(jù)，可由該子控制器350使用以控制半導體晶片105各種部分，如該屏蔽線路、該內(nèi)層介電層，該幾何形狀層及該預金屬介電層。
現(xiàn)在移至圖5至7，這些圖式顯示了具溝槽和/或通孔的半導體晶片105的橫截面示意圖。圖5顯示了置于襯底層530上的內(nèi)層介電層520。在該內(nèi)層介電層520中，可形成溝槽540。而該溝槽540則可用于形成各種結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，該溝槽540可用以形成接觸。在一個實施例中，該溝槽540可用于執(zhí)行制作金屬線、接觸和/或通孔的鑲嵌工藝；然而，其它由從本揭露獲益的本領域技術(shù)人員所周知的工藝也可用于制作金屬線、接觸和/或通孔。該溝槽540也可沿該阻擋層510而排列，以隔離內(nèi)層介電層520與該溝槽540。一般來說，該溝槽540被充填如鉭或銅等金屬以形成互連位置。某些形成在該溝槽540上的互連特征(如電阻系數(shù)等)可影響該屏蔽線路控制單元410，如此可調(diào)整影響阻擋層510形成的控制參數(shù)。阻擋層510更詳細地顯示于圖6中。該阻擋層510可包括鉭層610、鉭氮化物層620、及預金屬介電層630。該鉭氮化物層620可定位于該鉭層610與該預金屬介電層630之間。調(diào)整該預金屬介電層630可影響阻擋層510，并轉(zhuǎn)而影響由溝槽540形成的接觸的特征。該內(nèi)層介電層控制單元430能控制該預金屬介電層630的處理，以影響該阻擋層510，因而影響溝槽540的特征。調(diào)整該阻擋層510的組成(例如鉭/鉭氮化物/鉭組成物)會影響互連特征(例如電阻系數(shù))。此外，調(diào)整形成該阻擋層510(請參圖6)的薄膜厚度至特定比例也可影響該互連特征(例如電阻系數(shù))。本發(fā)明的實施例也可應用其它金屬沉積工藝，以影響互連的特征(例如電阻系數(shù))。
現(xiàn)在移至圖6，可控制環(huán)繞該溝槽540的形成物以影響形成于該溝槽540的通孔的特征。舉例來說可控制該內(nèi)層介電層520以影響從該溝槽540所形成通孔的特征。該內(nèi)層介電層控制單元430也可通過控制該內(nèi)層介電層520特征來影響該溝槽540的特征。此外，互連幾何形狀控制單元420也可控制溝槽540的幾何形狀，進而影響金屬沉積到溝槽540以形成互連的金屬沉積量。因此，該子控制器350可用于影響互連位置(諸如以金屬充填而形成通孔的溝槽540)的電性特征。
圖7表示形成有通孔750于其中的半導體晶片105的橫截面示意圖。在一個實施例中，介電層720沉積在該襯底層530上，而該介電層720上則形成有金屬層730。該金屬層730可包括鋁和/或銅。在一個實施例中，可使用鑲嵌工藝形成金屬線路705。該通孔750一般形成為與兩金屬表面(如圖7所示的兩金屬線路705)形成電性耦合。該兩金屬線路705可由介電層740分隔開。因此，該通孔750可用于互連以該介電層740隔開的兩金屬線路705。由填有如銅的金屬充填物質(zhì)760的溝槽540形成通孔750(請參圖5)。該通孔750也可通過屏蔽線路710而與該介電層740隔離。
該通孔750和/或其它接觸的電阻系數(shù)會影響到由已處理的半導體晶片105所制造的器件的操作。因此，在預期可容許范圍內(nèi)控制電阻系數(shù)可以產(chǎn)生由半導體晶片105所制造的更精準處理的器件。屏蔽線路控制單元410能夠控制屏蔽線路710的特征，從而影響到沉積于金屬層730上的通孔750的特征。因此，運用子控制器350可以達到影響例如接觸及通孔的互連位置的電性特征的反饋和/或前饋控制。運用本發(fā)明的實施例，可對關(guān)于與互連相關(guān)的一個或多種結(jié)構(gòu)(如該內(nèi)層介電層520、預金屬介電層630、阻擋層510、屏蔽線路710、溝槽540、通孔750、金屬線路705等)工藝進行控制，以調(diào)整互連特征(如電阻系數(shù))。
現(xiàn)在移至圖8，該圖說明了互連控制單元360的更詳細的方塊示意圖。該互連控制單元360可接收與該經(jīng)處理的半導體晶片105有關(guān)的測量數(shù)據(jù)。該測量數(shù)據(jù)可包括與該阻擋層510、內(nèi)層介電層630、預金屬介電層520和/或溝槽形成的有關(guān)用以形成互連位置的測量值。該互連控制單元360也可接收來自子控制器350的控制數(shù)據(jù)，并與從由工藝控制器310所指定的互連特征而影響的控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。利用該測量數(shù)據(jù)和/或控制數(shù)據(jù)，該互連控制單元360可在半導體晶片105所執(zhí)行的多個工藝步驟時進行調(diào)整，以影響半導體晶片105上所形成的互連位置特征(例如該半導體晶片105上所形成接觸或通孔的電阻系數(shù))。
互連控制單元360可包括能預測或決定出可能電特征(如半導體晶片105上形成的通孔的電阻系數(shù))的通孔電特征計算單元810。該互連控制單元360也可包括接觸電特征計算單元820以預測或決定半導體晶片105上所形成的接觸的可能電特征。然后關(guān)于該通孔和/或其它接觸的電特征數(shù)據(jù)可由該互連處理控制單元830予以審核。該互連處理控制單元830能調(diào)整各種工藝步驟，如金屬沉積工藝、互連區(qū)阻擋層510處理、預金屬介電層630處理、和/或預金屬介電層520處理，這些工藝步驟皆為可受到調(diào)整數(shù)據(jù)影響而控制該子控制器350操作的處理步驟。換言之，該互連處理控制單元830能夠計算互連位置的可能電特征，并且將適當?shù)男Ｕ龜?shù)據(jù)提供給該系統(tǒng)300各部來執(zhí)行互連位置的校正控制。
現(xiàn)在移至圖9，該圖是根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)300的更詳細的方塊圖。在處理工具910a，910b上利用多個控制輸入信號或通過線路923或網(wǎng)絡所提供的制造參數(shù)來制造半導體晶片105。線路923上的控制輸入信號或制造參數(shù)會通過機械接口915a，915b而由計算機系統(tǒng)930傳送到處理工具910a，910b中。第一及第二機械接口915a，915b一般位于處理工具910a，910b的外部。另一個實施例中，該第一及第二機械接口915a，915b位與該制造工具910a，910b之內(nèi)。而該半導體晶片105則被提供至多個處理工具910并由多個處理工具910所承載。在一個實施例中，以手動方式提供半導體晶片105至處理工具910中。另一實施例中，以自動化方式來提供半導體晶片105至該處理工具910(例如半導體晶片105以機械移送)。在一個實施例中，多個半導體晶片105按批次(如堆棧在卡匣中)而運送到該處理工具910。
在一個實施例中，該計算機系統(tǒng)930會在線路923上將控制輸入信號或制造數(shù)據(jù)傳送至該第一及第二機械接口915a，915b。計算機系統(tǒng)930能控制工藝操作。在一個實施例中，該計算機系統(tǒng)930為工藝控制器。計算機系統(tǒng)930可連接到含有許多軟件程序和數(shù)據(jù)集合(set)的計算機儲存單元932中。該計算機系統(tǒng)930可具有一個或多個能執(zhí)行下述操作的信號處理器(未顯示)。該計算機系統(tǒng)930應用制造模塊940以在線路923上產(chǎn)生控制輸入信號。在一個實施例中，該制造模塊940包含決定在線路923上要傳送到該處理工具910a，910b的多個控制輸入?yún)?shù)的制造方法。
在一個實施例中，該制造模塊940定義出執(zhí)行特定制造工藝的工藝方法和輸入控制。該線路923上欲為處理工具A910a所用的控制輸入信號(或控制輸入?yún)?shù))由該第一機械接口915a所接收并處理。線路923上欲為處理工具B910b所用的控制輸入信號則由該第二機械接口915b所接收并處理。用于半導體制造工藝的處理工具910a，910b例如為分檔器、蝕刻工藝工具、沉積工具、以及類似工具等。
由該處理工具910a，910b所處理的一個或多個半導體晶片105也能傳送到測量工具950以取得測量數(shù)據(jù)。該測量工具950可為散播測量數(shù)據(jù)擷取工具、覆蓋錯誤量測工具、關(guān)鍵尺寸量測工具以及類似工具等。在一個實施例中，測量工具950審核一個或多個經(jīng)處理的半導體晶片105。測量數(shù)據(jù)分析單元960則可校正、組織、及分析來自該測量工具950的數(shù)據(jù)。測量數(shù)據(jù)是指各種橫跨半導體晶片105所形成的器件的物理或電性特征。例如，取得的測量數(shù)據(jù)可為線寬測量值、溝槽深度、側(cè)壁角度、厚度、電阻及類似特征。測量數(shù)據(jù)也可用于決定目前經(jīng)處理的半導體晶片的缺陷以用來改善處理工具910的性能。
如上所述，來自測量數(shù)據(jù)分析單元960的分析的測量數(shù)據(jù)、來自晶片電測試單元330的電性特征數(shù)據(jù)、和/或來自數(shù)據(jù)庫單元的數(shù)據(jù)都可由互連控制單元360來接收。該互連控制單元360可決定通孔和/或接觸可能和/或?qū)嶋H的電性特征。針對這樣的決定，互連控制單元360可以提供與工藝調(diào)整有關(guān)的數(shù)據(jù)至該處理子控制器350。該子控制器350則可對制造半導體晶片105上所執(zhí)行的各項工藝計算所欲執(zhí)行的反饋和/或前饋校正。與反饋和/或前饋校正有關(guān)的數(shù)據(jù)則可由該子控制器350傳送到計算機系統(tǒng)930。然后該計算機系統(tǒng)930可以對由系統(tǒng)所執(zhí)行的后續(xù)工藝進行相對應的控制調(diào)整。
現(xiàn)在移至圖10，該圖是本發(fā)明實施例的流程示意圖。系統(tǒng)300系執(zhí)行在半導體晶片105上的處理(方塊1010)。在半導體晶片105處理過程中，一般而言，須取得諸如測量數(shù)據(jù)和/或晶片測試數(shù)據(jù)的制造數(shù)據(jù)。系統(tǒng)300可取得與經(jīng)處理的半導體晶片105有關(guān)的測量數(shù)據(jù)(方塊1020)。而后分析該測量數(shù)據(jù)以決定如阻擋層特征、預金屬介電層電特征、內(nèi)層介電層特征、溝槽特征、及類似特征等諸多特征(方塊1030)。該系統(tǒng)300也可取得與該半導體晶片105上各種互連位置的電性特征有關(guān)的晶片電性測試數(shù)據(jù)(方塊1040)。系統(tǒng)300會分析該晶片電性測試數(shù)據(jù)以決定各種特征，例如在該半導體晶片105上所形成的特定接觸和/或通孔的電阻值(方塊1050)。
在測量數(shù)據(jù)和/或晶片電性測試數(shù)據(jù)的分析上，系統(tǒng)300會執(zhí)行互連特征控制過程以影響半導體晶片105上互連位置(例如通孔、接觸等)的特征(方塊1060)。反饋和/或前饋校正可用于控制半導體晶片105上所形成的互連特征。該互連特征控制過程更詳細的執(zhí)行步驟提供在圖11中并且附帶說明如下?；ミB特征控制工藝的數(shù)據(jù)可用于執(zhí)行半導體晶片上的105后續(xù)工藝，以令接觸和/或通孔的特征落于可接受的預期容許范圍中(方塊1070)。
現(xiàn)在移至圖11，其說明了如圖10的方塊1060所示的執(zhí)行互連特征控制過程的更詳細的步驟流程示意圖。系統(tǒng)300計算與通孔和/或接觸有關(guān)的相關(guān)參數(shù)(方塊1110)。例如，該系統(tǒng)300可計算在半導體晶片105上所形成的接觸或通孔有關(guān)的內(nèi)層介電層厚度、阻擋層特征、屏蔽線路特征、和/或溝槽幾何形狀特征。系統(tǒng)300可使用晶片電性測試數(shù)據(jù)、互連參數(shù)特征、和/或與互連形成物有關(guān)的儲存數(shù)據(jù)，以決定在半導體晶片105上所形成的互連位置特征(方塊1120)。該互連特征也與該半導體晶片105上所形成的互連位置的實際或預期特征有關(guān)。該系統(tǒng)300會決定半導體晶片105上互連位置的實際或預期電性特征是否落在預期可接受的容許范圍中(方塊1130)。響應落在預期可接受范圍內(nèi)的應用特征決定，系統(tǒng)300會持續(xù)處理半導體晶片105(方塊1140)而不會大幅修改或置換工藝。
當互連位置的實際或預期特征決定落在可接受范圍之外時，將執(zhí)行控制調(diào)修改以變更互連特征(方塊1150)。該控制調(diào)整可包括調(diào)整該內(nèi)層介電層厚度、預金屬介電層特征、阻擋層厚度、屏蔽線路特征、溝槽特征以及類似特征等。子控制器350接收來自該互連控制單元360的數(shù)據(jù)，用以影響在半導體晶片105上所執(zhí)行的工藝步驟，而影響該互連位置的特征。圖11敘述的完整步驟大致上會產(chǎn)生執(zhí)行如圖10方塊1060中所述的互連特征控制過程的工藝。
利用本發(fā)明實施例，可執(zhí)行影響互連位置特征的控制調(diào)整，以增加在半導體晶片105處理中所形成的器件的操作的正確性。工藝控制技術(shù)也可用于影響半導體晶片105上所形成的互連位置的細微(subtle)特征，因而可以改善由半導體晶片105所制造的器件的性能。
本發(fā)明所授的原則也能夠在先進工藝控制(Advanced ProcessControl，APC)框架，如KLA Tencor公司所提供的催化系統(tǒng)下執(zhí)行。按照先進工藝控制框架，該催化系統(tǒng)使用Semiconductor Equipment andMaterial International(SEMI)Computer Integrated Manufacturing(CIM)框架所兼容的系統(tǒng)技術(shù)。CIM(用于CIM框架領域構(gòu)造的SEMIE81-0699臨時說明)及APC(用于CIM框架先進工藝控制組件的SEMIE93-0999臨時說明)均可以從SEMI公開取得。該APC框架是執(zhí)行本發(fā)明所教示的控制策略的較佳平臺。在一些實施例中，該APC框架為全廠(factory-wide)軟件系統(tǒng)；因此，本發(fā)明所教示的控制策略也能實際應用在工廠層面上任何一種半導體制造工具。該APC框架也能用在遠程訪問及工藝性能監(jiān)控。另外，通過運用APC框架，數(shù)據(jù)儲存會更方便、更具靈活性，也比局部驅(qū)動裝置更為便宜。APC框架因在寫入必要軟件碼時有大量彈性，故可用于更復雜的控制類型。
部署本發(fā)明所教示的控制策略至該APC框架上可能需要很多軟件構(gòu)件。除了在APC框架內(nèi)的構(gòu)件外，對于涉及控制系統(tǒng)的各半導體制造工具內(nèi)寫入計算機腳本。當半導體制造廠激活控制系統(tǒng)中的半導體制造工具時，一般會調(diào)用腳本以激活該工藝控制器所需要的動作例如覆疊控制器。該控制方法一般會在這些腳本中定義并且執(zhí)行。這些腳本的研發(fā)可包括在控制系統(tǒng)研發(fā)的主要部分。本發(fā)明所教示的原則也能夠在其它類型的制造框架下執(zhí)行。
上述僅為本發(fā)明的特定實施例而已，本發(fā)明也可以由從此處揭示獲益的本領域技術(shù)人員所顯而易見的不同等效的方式來進行修飾及執(zhí)行。而且，除了下述的權(quán)利要求之外，在此所示的詳細構(gòu)成及設計并非用以限定本發(fā)明。因此，上述其特定實施例被可置換或修飾，且所有的各種變化均視為落在本發(fā)明的范疇及精神內(nèi)。據(jù)此，在此所尋求的保護如權(quán)利要求書所述。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括在工件上執(zhí)行工藝步驟；取得與該工件上的互連位置有關(guān)的制造數(shù)據(jù)；以及按照該制造數(shù)據(jù)執(zhí)行互連特征控制過程，該互連特征控制過程包括控制與該工件上的互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在該工件上執(zhí)行工藝步驟還包括在半導體晶片(105)上執(zhí)行該工藝步驟。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在工件上執(zhí)行工藝步驟包括在該半導體晶片(105)上形成互連位置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中在該半導體晶片(105)上形成互連位置包括在該半導體晶片(105)上形成通孔(750)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中在該半導體晶片(105)上形成互連位置包括在該半導體晶片(105)上形成接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中取得與該工件上的互連位置有關(guān)的制造數(shù)據(jù)還包括取得與該經(jīng)處理的半導體晶片(105)有關(guān)的晶片電性測試數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行互連特征控制過程還包括控制阻擋層工藝、內(nèi)層介電層工藝、預金屬介電工藝、和金屬沉積工藝的至少其中一種。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行互連特征控制過程還包括修改該互連位置的電阻系數(shù)。
9.一種用于執(zhí)行互連階段的處理系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括處理工件的處理工具(910)；以及操作上連接到該處理工具的工藝控制器(310)，該工藝控制器(310)根據(jù)與該工件有關(guān)的制造數(shù)據(jù)來執(zhí)行互連特征控制過程，而該互連特征控制過程包括控制與該工件上的互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。
10.當通過計算機執(zhí)行時，一種具有指令編碼的計算機可讀取程序儲存裝置執(zhí)行一種方法，包括在工件上執(zhí)行工藝步驟；取得與該工件上的互連位置有關(guān)的制造數(shù)據(jù)；以及按照該制造數(shù)據(jù)執(zhí)行互連特征控制過程，該互連特征控制過程包括控制與該工件上的互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的工藝，以控制與該互連位置有關(guān)的特征。
全文摘要
一種用于在互連階段執(zhí)行工藝控制的方法和裝置。在工件上進行工藝步驟。取得工件上與互連位置有關(guān)的制造數(shù)據(jù)。按照該制造數(shù)據(jù)進行互連特征控制過程。該互連特征控制過程包括控制關(guān)于與該工件互連位置有關(guān)的結(jié)構(gòu)的工藝，以控制與該互連位置相關(guān)的特征。
文檔編號H01L21/66GK1685494SQ03823251
公開日2005年10月19日 申請日期2003年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月30日
發(fā)明者R·J·張, E·O·格林 申請人:先進微裝置公司