流量补偿方法与流程

本发明涉及半导体制造工艺，更具体地说，涉及半导体制造工艺中对液体流量的控制方法。

背景技术：

随着半导体工业的发展，极大规模集成电路(VLSI)以及超大规模集成电路(ULSI)已经被广泛的应用。相比以往的集成电路，极大规模集成电路和超大规模集成电路具有更复杂的多层结构，更小的特征尺寸。无应力平坦化技术能够克服传统的化学机械平坦化技术在超微细特征尺寸集成电路中的缺陷。无应力抛光技术基于电化学原理，能够无机械应力的对金属互联结构进行平坦化。无应力抛光技术需要使用到能够导电的抛光液，抛光液通过喷头喷射至晶圆表面。喷头同时还作为电化学抛光工艺中的电极，与具有电极的夹具配合以制造电场，用于对特定区域晶圆表面进行电化学抛光工艺。

图1揭示了喷头喷射抛光液的示意图。在图1所示的实施例中，喷头102向上方喷射抛光液，喷头内部提供一定的液体压力和流量，使得在喷头的上方形成一定高度的液柱104。液柱104与晶圆的表面(通常是下表面)接触形成一定的液体覆盖面积，在液体覆盖面积内进行电化学抛光工艺。

在电化学抛光工艺中，施加的电流电压、晶圆的运动速度、实际由抛光液液柱所形成的液体覆盖范围(即抛光范围)决定了去除率及均匀性等工艺结果。在对于均匀性要求极高的极大规模集成电路和超大规模集成电路领域，各种工艺参数的一致性显得尤为重要。由于晶圆可能需要在不同的工艺腔室中进行加工，因此需要使得各个工艺腔室的工艺参数都保持一 致。在这些工艺参数中，施加的电压电流和晶圆的运动速度都是直接能够控制的参数，因此容易进行控制。但抛光范围是由各个喷头所喷射的抛光液液柱所决定，抛光范围受到多个因素的影响，因此是影响工艺结果均匀性的最重要的参数。

技术实现要素：

本发明旨在提出中通过调节流量来实现液柱高度统一的方法。

根据本发明的一实施例，提出一种流量补偿方法，包括：

选择一个腔体作为基准腔体，向基准腔体中输入液体，基准腔体的喷口喷射液体形成液柱，记录液柱高度为基准高度，记录基准腔体的液体流量为基准流量；

选择另一腔体作为对照腔体，向对照腔体中输入液体，对照腔体的喷口喷射液体形成液柱，调节对照腔体的流体流量以使得对照腔体的液柱达到基准高度，记录对照腔体的液体流量为对照流量，计算对照流量与基准流量的差值为该对照腔体的补偿值；

继续选择其他腔体作为对照腔体并分别计算各个对照腔体的补偿值，直至参与工艺流程的所有腔体的补偿值都计算完毕；

在工艺流程中，向基准腔体提供的液体为基准流量，向其他腔体提供的液体流量为：基准流量+该腔体的补偿值。

在一个实施例中，液体是抛光液。

在一个实施例中，喷头向上方喷射液体。

在一个实施例中，各个对照腔体的补偿值记录在数据库中，供控制系统调用。

本发明在不同工艺腔室中使用不同的液体流量，通过流量补偿来消除其他因素对液柱高度的影响，实现了液柱高度的统一。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了喷头喷射抛光液的示意图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的流量补偿方法的流程图。

具体实施方式

晶圆表面的抛光面积主要是由与晶圆表面接触的抛光液的液柱高度所决定的。液柱高度是喷头内的液体流量和液体压强的直接结果。在不同的工艺腔室中，由于喷头的直径、供液泵至喷头的管路长度及布置方案都不同，使得各个喷头处的液体压强不同。这样，如果给不同的工艺腔室中的喷头提供相同的液体流量，那么由于液体压强的差异，会使得所喷出的抛光液液柱高度不同，造成抛光面积的不同，引起均匀性的不足。因为喷头的直径、供液泵至喷头的管路长度及布置方案无法改变，因此调节不同工艺腔室中的液体流量来使得液柱高度统一成为一种合理的选择。

通常相同流量下液柱高度和最终出口端液体压力成正比，即受到管路长度和喷头至供液泵的垂直高度差影响。随着管路越长，产生的压降越大，达到标准液柱高度所需的流量也越大。并且腔体的垂直高度差异也会影响最终液柱高度，当腔体距离供液泵的垂直落差越大，达到标准液柱高度所需的流量也越大。

本发明提出一种流量补偿方法，通过在不同工艺腔室中的流量补偿来实现各个工艺腔室中液柱高度的统一。

参考图2所示，图2揭示了根据本发明的一实施例的流量补偿方法的流程图，包括如下的步骤：

S1、选择一个腔体作为基准腔体，向基准腔体中输入液体，基准腔体的喷口喷射液体形成液柱，记录液柱高度为基准高度，记录基准腔体的液体流量为基准流量。

S2、选择另一腔体作为对照腔体，向对照腔体中输入液体，对照腔体的喷口喷射液体形成液柱，调节对照腔体的流体流量以使得对照腔体的液柱达到基准高度，记录对照腔体的液体流量为对照流量，计算对照流量与基准流量的差值为该对照腔体的补偿值。

S3、继续选择其他腔体作为对照腔体并分别计算各个对照腔体的补偿值，直至参与工艺流程的所有腔体的补偿值都计算完毕。除基准腔体以外的每一个其他腔体的补偿值都会被记录在数据库中，由控制系统调用。

S4、在工艺流程中，向基准腔体提供的液体为基准流量，向其他腔体提供的液体流量为：基准流量+该腔体的补偿值。控制系统会从数据库中调用各个腔体的补偿值，将补偿值叠加到基准流量上之后应用于各个腔体。

该工艺适用于电化学抛光工艺，喷头喷射的液体是抛光液。通常，该方法用于控制喷头向上喷射液体以形成液柱的设备。

本发明在不同工艺腔室中使用不同的液体流量，通过流量补偿来消除其他因素对液柱高度的影响，实现了液柱高度的统一。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。