一種在晶片刻蝕工藝中控制關鍵尺寸偏差的方法
2023-05-13 22:51:36 1
專利名稱：一種在晶片刻蝕工藝中控制關鍵尺寸偏差的方法
技術領域：
本發明涉及半導體刻蝕工藝領域，具體涉及在晶片刻蝕工藝中控制關鍵尺寸偏差的方法。
背景技術：
在矽片刻蝕過程中，對CD(critical demension，關鍵尺寸)偏差均勻性的控制非常重要，CD偏差就是在工藝前後矽片上線條寬度的變化量。這個寬度反映了側向刻蝕的多少，CD偏差在整個矽片上的分布均勻性直接影響到了矽片製作器件的性能，因此得到好的CD偏差的均勻性非常重要，CD偏差的均勻性與靜電卡盤的溫度有很密切的關係，對溫度的變化很敏感。目前主要利用離線的CD SEM的測量結果得到CD偏差的均勻性，在進行刻蝕之前和刻蝕後進行CD的測量，用它們相減的結果得到CD偏差。另外一種測量CD偏差的方法就是利用集成在設備上的CD測量工具，即OCD(optical criticaldemension，光學關鍵尺寸測量儀)，但目前的應用都是得到整個矽片表面測量CD偏差的平均值，由這個平均的效果去指導下一步矽片的刻蝕工藝過程，以及工藝時間的調整。
其缺點在於，利用OCD測量CD偏差都是取整片矽片的平均值，進行片間的調節，沒有進行片內調節；在OCD反饋控制進行的調節中只有粗略的進行時間調整，沒有對工藝參數調整；進行片內調節的CD測量技術往往是離線測量，佔用了大量時間。
目前還存在一種靜電卡盤雙區溫控的方式，即分為內外圈進行溫度的控制，但對於溫度的調整是基於矽片上溫度的測量以及離線的CD偏差的測量結果進行的，沒有用於在線綜合CD偏差的測量結果進行調節。
其缺點在於，調整的實時性較差，沒有起到實時控溫的作用，也沒有和在線測量工具整合在一起，集成性差。
發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提供一種高效、快捷的控制關鍵尺寸(CD)偏差的方法。
(二)技術方案為達到上述目的，本發明有以下步驟通過試驗測試，建立包含晶片CD偏差均勻性與靜電卡盤內外圈溫度的對應關係的數據表，該對應關係是指數值不理想的晶片CD偏差均勻性與可使之變為理想狀態的靜電卡盤的內外圈溫度的數據對應關係；實際工藝過程中，首先，測得一片晶片的CD偏差均勻性，若該CD偏差均勻性的數值不理想，則調整當前的靜電卡盤內外圈溫度至所述數據表中對應的靜電卡盤內外圈溫度值。其中，還包括，工藝人員根據工藝要求的需要間歇性的檢測當前晶片的CD偏差均勻性，且每當該CD偏差均勻性的數值不理想時，都調整當前的靜電卡盤內外圈溫度至所述數據表中對應的靜電卡盤內外圈溫度值。
(三)有益效果由於採用以上技術方案，本發明與已有技術相比，
1.採用在線集成的OCD測量設備。不僅考慮在整片矽片上的平均效果，更是對片內的工藝結果進行測量，從而提高每片矽片的工藝質量。克服了離線分析在用時及人力消耗上的缺點。
2.實現在線測量，並進行反饋控制CD偏差的均勻性，節約了測量時間，並提高了自動化程度。在刻蝕前後進行測量，將測量的結果與模型中的數據進行匹配，通過算法擬合得到對應的靜電卡盤內外圈的溫度，及時進行控制，實現溫度控制，提高下一片矽片的質量。
3.適應更小尺寸的在線監測及反饋控制的要求。在更小尺寸下，對於各種工藝及硬體條件的要求更加嚴格，所以需要這樣精確並實時進行各種參數的調節。圖3對比未經調整以及用此方法經調整後CD偏差的結果，顯然CD偏差的均勻性顯著提高。
圖1是本發明的靜電卡盤結構示意圖；圖2是本發明實施例的CD均勻性與靜電卡盤內外圈溫度曲線示意圖；圖3是本發明實施例的設備連接示意圖；以上附圖中，1、加熱棒；2、靜電卡盤；3、外圈；4、內圈。
具體實施例方式
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
如圖1所示，為靜電卡盤結果示意圖。矽片置於靜電卡盤2上，對應著靜電卡盤2上內圈4和外圈3的分布，矽片上也分成內外區，一般刻蝕速率在內外圈不是很相同，這樣造成了CD偏差的不同，加熱棒1可對外圈3和內圈3分別進行溫控。
如圖2所示，首先建立CD偏差的均勻性與靜電卡盤內外圈溫度的關係曲線。通過進行大量在靜電卡盤內外圈溫度不同的情況下的實驗，測量其CD偏差的均勻性，得到對應的靜電卡盤內外圈溫度與CD偏差均勻性之間的關係曲線，並進行曲線擬合，將這些對應數據保存到數據表中，作為計算的基礎。
(實施例一)如圖3所示，在工藝進行中，主要利用了光學CD測量裝置11，光學CD測量裝置11可以集成到刻蝕設備上，在進行一片矽片的刻蝕前，傳輸平臺12將送入光學CD測量裝置11中對矽片的CD值進行測量得到CD值N1，隨後傳輸平臺將矽片傳輸到反應腔室14中，刻蝕完成後，再次送入光學CD測量裝置11中，測量其CD值為N2，N2-N1即可得到偏差值。
將得到的矽片CD偏差值送到工控機13，分析其CD偏差均勻性數值，將得到矽片CD偏差均勻性數值與圖2的溫度曲線進行擬合、進行一一對應，得到靜電卡盤2內外圈溫度的對應信息，從而對靜電卡盤2的內外圈溫度進行調節，改善矽片內CD偏差的均勻性。
另外，對於工藝要求比較高的時候，為了及時的對工藝過程進行調整，還可以間歇性的進行以上所述的CD偏差均勻性檢測，並根據CD偏差均勻性檢測結構及時調整靜電卡盤2的內外圈溫度。
內外圈不同的靜電卡盤溫度對CD偏差有很好的調節效果，主要是因為CD偏差對溫度較敏感，所以應用靜電卡盤內外的溫度加熱系統對其內外的溫度進行調節，對改善CD偏差有很好的效果。並且提高了工藝的效率，節約了離線檢測CD的時間。
權利要求
1.一種在晶片刻蝕工藝中控制工藝關鍵尺寸偏差的方法，其特徵在於所述方法包括如下步驟通過試驗測試，建立包含晶片CD(critical demension，關鍵尺寸)偏差均勻性與靜電卡盤內外圈溫度的對應關係的數據表，該對應關係是指數值不理想的晶片CD偏差均勻性與可使之變為理想狀態的靜電卡盤的內外圈溫度的數據對應關係；實際工藝過程中，首先，由光學關鍵尺寸測量工具測得一片晶片的CD偏差均勻性，若該CD偏差均勻性的數值不理想，則調整當前的靜電卡盤內外圈溫度至所述數據表中對應的靜電卡盤內外圈溫度值。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括工藝人員根據工藝要求的需要間歇性的檢測當前晶片的CD偏差均勻性，且每當該CD偏差均勻性的數值不理想時，都調整當前的靜電卡盤內外圈溫度至所述數據表中對應的靜電卡盤內外圈溫度值。
全文摘要
本發明提供了一種在晶片刻蝕工藝中控制關鍵尺寸偏差的方法，本發明建立一個包含晶片CD(critical demension，關鍵尺寸)偏差均勻性與靜電卡盤內外圈溫度的對應關係的數據表，該方法整合在線測量CD偏差的工具，將其應用在控制靜電卡盤的內外圈溫度中，並實時反饋CD偏差，實時測量刻蝕前後的CD偏差均勻性，通過對比該數據表的對應的靜電卡盤內外圈溫度，對下靜電卡盤內外圈溫度進行調節，使其CD偏差的均勻性更好。
文檔編號C23F1/12GK1848388SQ200510126450
公開日2006年10月18日 申請日期2005年12月9日 優先權日2005年12月9日
發明者陳卓 申請人:北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司