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優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法.pdf

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優化 隔離 刻蝕 工藝 方法
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申請專利號:

CN201210501020.8

申請日:

2012.11.29

公開號:

CN102983096B

公開日:

2015.01.28

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法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H01L 21/762申請日:20121129|||公開
IPC分類號: H01L21/762 主分類號: H01L21/762
申請人: 上海華力微電子有限公司
發明人: 許進; 王國兵; 唐在峰; 呂煜坤; 張旭昇
地址: 201203 上海市浦東新區張江高科技園區高斯路497號
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專利代理機構: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237 代理人: 陸花
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210501020.8

授權公告號:

102983096B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.04.17|||2013.03.20

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,該方法通過先調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽,并進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;然后根據器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;最后,根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。從而改變了以往只能粗略評估淺槽隔離頂部形貌的缺點,實現了精確控制在線制品的形貌和最終的電性,大大提高淺槽隔離開發效率和產品良率的方法。

權利要求書

權利要求書一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,其特征在于,該方法包括如下步驟:
在對淺槽隔離進行頂部刻蝕時,調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽;
對不同刻蝕時間下得到的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;
根據器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;
根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。
如權利要求1所述的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,其特征在于,所述頂部圓化弧度測量采用的是光學線寬測量儀。
如權利要求1所述的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,其特征在于,所述電性規格指的是器件的擊穿電壓。
如權利要求1所述的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,其特征在于,所述淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系由以下公式定義:
T=b*H;
其中,T為刻蝕時間;H為淺溝槽頂部圓化弧度;b為計算系數。
如權利要求4所述的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,其特征在于,所述器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢由以下公式定義:
H=a*W;
其中,H為淺溝槽頂部圓化弧度;W為器件的電性規格;a為計算系數。

說明書

說明書優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法
技術領域
本發明涉及半導體制造技術領域,尤其涉及一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法
背景技術
隨著半導體器件關鍵尺寸的減小,淺槽隔離的形貌對器件的電性影響越來越敏感,尤其當淺槽隔離形貌中底部和頂部拐角不夠圓化時,很容易出現漏電現象,最終導致器件失效,而且圓化程度對器件的電性有著重要影響。
在65nm及以下的工藝技術中,為提高電路性能,獲得更高的器件密度,使用和發展了淺槽隔離技術,溝槽的深度和形貌對器件有著以下極其重要的影響:
1)隨著半導體器件關鍵尺寸的減小,淺槽隔離的形貌對器件的電性影響越來越敏感,尤其當淺槽隔離形貌中底部和頂部拐角不夠圓化時,很容易出現漏電現象,甚至能導致器件擊穿(punch through),最終導致器件失效,而且圓化程度對器件的電性有著重要影響,其中,頂部拐角ɑ如圖1所示,器件擊穿電壓與頂部拐角圓化弧度之間的關系如圖2所示;
2)溝槽的形貌(角度,側壁光滑度,底部的圓滑度等等)對后續工藝以致最終的器件影響很大。
然而,在淺槽隔離工藝技術日趨成熟的同時存在著以下的一些問題:
1)產品刻蝕的過程中,由于刻蝕腔體的氛圍,參數的漂移等不確定因素的改變,容易造成溝槽的頂部圓化的弧度遠離設定的規格。目前,在線是無法測量圓化程度,只能在產品最后電性測試時才能發現,從而導致在線的大批制品的電性漂移,良率低下而無法彌補;
2)在已知制品電性漂移的情況下,由于以往沒有監測淺槽隔離頂部圓化,在線調整沒有依據,使得無法對程式進行精確快速調整,導致產品斷線以致影響產能,給生產帶來巨大的損失;
以往掃描電子顯微鏡是應用電子束在樣品表面掃描激發二次電子成像的電子顯微鏡,存在只能量測線寬,無法測量淺槽隔離頂部弧度和角度的弊端,因而無法準確反饋實際信息。
而光學線寬測量儀,是通過分析吸收得到的從樣品表面反射回來的光譜曲線所含的信息,以達到測量的目的。由于光學的特殊性質,其不僅可以測量樣品的線寬,還可以測量膜厚和形貌等,對圓弧測量有十分強大的功能。
因此,如何優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,以精確控制在線制品的淺溝槽進行頂部圓化弧度和最終的電性成為目前業界亟需解決的技術問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,以精確控制在線制品的淺溝槽進行頂部圓化弧度和最終的電性。
為解決上述問題,本發明提出一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,該方法包括如下步驟:
在對淺槽隔離進行頂部刻蝕時,調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽;
對不同刻蝕時間下得到的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;
根據器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;
根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。
可選的,所述頂部圓化弧度測量采用的是光學線寬測量儀。
可選的,所述電性規格指的是器件的擊穿電壓。
可選的,所述淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系由以下公式定義:
T=b*H;
其中,T為刻蝕時間;H為淺溝槽頂部圓化弧度;b為計算系數。
可選的,所述器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢由以下公式定義:
H=a*W;
其中,H為淺溝槽頂部圓化弧度;W為器件的電性規格;a為計算系數。
與現有技術相比,本發明通過先調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽,并進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;然后根據器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;最后,根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。從而改變了以往只能粗略評估淺槽隔離頂部形貌的缺點,實現了精確控制在線制品的形貌和最終的電性,大大提高淺槽隔離開發效率和產品良率的方法。
附圖說明
圖1為淺溝槽頂部圓化弧度拐角的示意圖;
圖2為器件擊穿電壓與頂部拐角圓化弧度之間的關系示意圖;
圖3為本發明實施例提供的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法的流程圖;
圖4為現有的調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式的流程圖;
圖5為本發明實施例提供的調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式的流程圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本發明提出的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書,本發明的優點和特征將更清楚。
本發明的核心思想在于,提供一種優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法,該方法通過先調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽,并進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;然后根據器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;最后,根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。從而改變了以往只能粗略評估淺槽隔離頂部形貌的缺點,實現了精確控制在線制品的形貌和最終的電性,大大提高淺槽隔離開發效率和產品良率的方法。
請參考圖3,圖3為本發明實施例提供的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法的流程圖,如圖3所示,本發明實施例提供的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法包括如下步驟:
在對淺槽隔離進行頂部刻蝕時,調整刻蝕時間以獲得不同刻蝕時間下的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽;
對不同刻蝕時間下得到的不同頂部圓化弧度形貌的淺溝槽進行頂部圓化弧度測量,建立淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系;具體的,所述頂部圓化弧度測量采用的是光學線寬測量儀;
根據器件的電性規格,具體的,根據器件的擊穿電壓與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢,得到不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度;
根據不同電性規格的器件實際對應的淺溝槽頂部圓化弧度以及淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系,計算并調節刻蝕時間,以精確控制并穩定器件的淺溝槽頂部圓化弧度。
其中,所述淺溝槽頂部圓化弧度與刻蝕時間之間的對應關系由以下公式定義:
T=b*H;
在該式中,T為刻蝕時間;H為淺溝槽頂部圓化弧度;b為計算系數。
其中,所述器件的電性規格與淺溝槽頂部圓化弧度之間的趨勢由以下公式定義:
H=a*W;
在該式中,H為淺溝槽頂部圓化弧度;W為器件的電性規格;a為計算系數。
關于采用本發明實施例提供的優化淺槽隔離刻蝕工藝的方法帶來的效果請參考圖4及圖5,其中,圖4為現有的調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式的流程圖,其對刻蝕制程的監控區間如圖4中虛線框內所示,圖5為本發明實施例提供的調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式的流程圖,其對刻蝕制程的監控區間如圖5中虛線框內所示,經計算,在目前的技術條件下,整個刻蝕程式的優化需要3~4個循環來調整程式,每個循環的跨度為1個月,因而調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式需要將近3個月的時間。因此,采用現有的調整優化一個淺槽隔離的刻蝕程式不僅浪費人力與物力資源,而且不能精確控制。
而當引入本發明實施例提供的光學線寬測量儀后,整個刻蝕程式的優化只需要1~2個循環來調整程式,每個循環只需3天,因此,整個周期可以縮短至1個星期,從而可以大大節約人力與物力的支出,并且可以精確控制。并且本發明實施例提供的方法通過利用光學線寬測量儀來量測溝槽頂部圓化的值,以及通過溝槽頂部圓化的值與電性之間的關系來及時的判斷溝槽頂部的形貌是否在規格范圍之內。若超過規格,在線及時快速反饋和調整淺槽隔離頂部圓化刻蝕時間,精確控制并穩定在線產品溝槽頂部圓化弧度以獲得穩定的電性結果。
顯然,本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣,倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內,則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。

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