IC制造业极大地依赖于半导体设备的投入。随着硅片尺寸大直径化、设备精度和自动化程度的提高,芯片制造企业的设备总投资在成倍的增长,设备折旧负担也在急剧增加。目前,设备成本折旧与维修费用已经占据了芯片总成本的最大比重。因此设备能否达到最大利用率,提高生产设备的生产效能(Uptime)是决定芯片成本的最大因素。本文结合了300mm铜互连电介质刻蚀工艺,从解决硬件故障、优化工艺参数等以下六方面研究了提升刻蚀设备生产效能的问题。1.采用定期优化静电除电参数法和静电除电终点侦测技术,解决了刻蚀设备静电吸盘放电异常现象,提高了设备硬件稳定性,延长静电吸盘的使用寿命超过80%。2.采用氢氮气还原辅助清洗技术,解决了铜互连氮化硅扩散阻挡层刻蚀速率不稳定问题。研究结果表明刻蚀机制程绩效管理(CPK)的指标得到很大提高。3.对比刻蚀反应室三氧化二钇镀层(Y203)和阳极膜镀层的不同涂层材料,研究了刻蚀反应室内部的颗粒污染问题,结果表明采用三氧化二钇可以明显减少反应室的颗粒污染。4.应用先进自动制程控制(APC)技术,实现了对刻蚀沟槽宽度和深度等关键尺寸的严格控制,提高了反应室工艺的一致性,达到了提高设备效能的目的。5.通过优化刻蚀设备的保养计划,延长反应室保养周期(MTBC),并减少预防保养的时间和提高清扫保养的成功率,提高了刻蚀设备的生产效能。6.应用系统法管理设备参数的稳定性,采用设备参数管理系统(IEMS)和故障侦测系统(FDC),提高了设备故障的侦测能力,也为解决设备故障提供了方向和数据支持。本文研究结果表明采用以上技术降低了设备维护费用,延长了设备保养周期,提升了铜互连电介质刻蚀设备的生产效能,同时研究结果还改善了刻蚀工艺稳定性,减少了刻蚀过程中的颗粒污染,提高了生产成品率。