CN103871954A - 一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，包括下列步骤：测量不同曝光条件下不同形貌的光刻胶的角度；建立上述测量结果与浅槽隔离刻蚀关键尺寸之间的关系，以定义浅沟槽隔离关键尺寸控制步骤的刻蚀时间。本发明通过利用光学线宽测量仪检测量化光刻胶形貌的角度，调整浅沟槽隔离刻蚀线宽控制步骤的刻蚀时间，从而精确控制浅槽隔离的关键尺寸，改变以往只能粗略根据光刻胶线宽来调整浅沟槽线宽的缺点，做到在光刻胶线宽和角度同时变化的情况下精确控制浅沟槽的关键尺寸，大大提高浅槽隔离开发效率和产品良率。

Description

一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法
技术领域
本发明涉及半导体浅沟槽隔离技术，尤其涉及一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法。
背景技术
随着半导体器件尺寸的减小，浅沟槽隔离的关键尺寸对器件的电性影响和最终的良率越来越敏感。
在65nm及以下的工艺技术中，为提高电路性能，获得更高的器件密度，使用和发展了浅沟槽隔离技术，沟槽的关键尺寸对器件电性和良率有着极其重要的影响：随着半导体器件关键尺寸的减小，浅槽隔离的大小对器件的电性影响越来越敏感，而且在有些区域，当尺寸发生很小变化时，电性可能会产生突变，如图1所示；沟槽的尺寸对产品的良率或最终的稳定性也有巨大影响：当浅沟槽尺寸在某极限区间变化时，会导致良率的急剧下降甚至到零，导致产品报废，如图2所示。
中国专利（CN102983096A）公开了一种优化浅槽隔离刻蚀工艺的方法，该方法通过先调整刻蚀时间以获得不同刻蚀时间下的不同顶部圆化弧度形貌的浅沟槽，并进行顶部圆化弧度测量，建立浅沟槽顶部圆化弧度与刻蚀时间之间的对应关系；然后根据器件的电性规格与浅沟槽顶部圆化弧度之间的趋势，得到不同电性规格的器件实际对应的浅沟槽顶部圆化弧度；最后，根据不同电性规格的器件实际对应的浅沟槽顶部圆化弧度以及浅沟槽顶部圆化弧度与刻蚀时间之间的对应关系，计算并调节刻蚀时间，以精确控制并稳定器件的浅沟槽顶部圆化弧度。
在浅沟槽隔离工艺技术日趋成熟的同时存在着以下的一些问题：
1）在工作区域不同曝光条件下，传统量测方法只能量测光刻胶顶部的线宽，不能量测光刻胶的角度，无法得到光刻胶角度和浅沟槽的关键尺寸的关系；
2）产品曝光时，由于曝光机台本身偏移等原因，会使光刻胶的线宽和角度发生偏移；
3）产品刻蚀的过程中，由于刻蚀腔体的氛围，参数的漂移等不确定因素的改变，容易造成沟槽顶部的关键尺寸远离设定的规格；
4）在光刻机和刻蚀机台同时变化的情况下，会导致在线无法判断浅沟槽的尺寸变化根源，在线产品无法顺利流通，给生产带来巨大的损失；
以往扫描电子显微镜是应用电子束在样品表面扫描激发二次电子成像的电子显微镜，存在只能量测线宽，无法测量光刻胶角度的弊端，因而无法准确反馈光刻胶形貌的实际信息。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，通过利用光学线宽测量仪检测量化工作区光刻胶的角度，建立角度和浅沟槽线宽之间的关系，通过调整浅槽隔离刻蚀线宽控制步骤的刻蚀时间，从而精确控制浅沟槽顶部线宽，改变以往只能根据光刻胶的线宽来调控浅沟槽隔离线宽的缺点，大大提高浅沟槽隔离开发效率和产品良率的方法。
为了达到上述目的，本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，包括下列步骤：
测量不同曝光条件下不同形貌的光刻胶的角度；
建立上述测量结果与浅槽隔离刻蚀关键尺寸之间的关系，以定义浅沟槽隔离关键尺寸控制步骤的刻蚀时间。
上述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其中，通过调整工作区光刻胶曝光时的聚焦获得具有不同角度的光刻胶形貌。
上述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其中，运用光学线宽测量仪量测不同聚集下得到的不同光刻胶形貌的角度。
上述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其中，收集所有晶圆刻蚀后的关键尺寸，建立刻蚀前后线宽差与光刻胶角度对应的关系模型，根据关系模型选择刻蚀时间，使得在不同光刻胶角度下得到相同浅沟槽线宽。
与已有技术相比，本发明的有益效果在于：
通过利用光学线宽测量仪检测量化光刻胶形貌的角度，调整浅沟槽隔离刻蚀线宽控制步骤的刻蚀时间，从而精确控制浅槽隔离的关键尺寸，改变以往只能粗略根据光刻胶线宽来调整浅沟槽线宽的缺点，做到在光刻胶线宽和角度同时变化的情况下精确控制浅沟槽的关键尺寸，大大提高浅槽隔离开发效率和产品良率。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1是现有技术中不同线宽对应器件饱和电流示意图；
图2是现有技术中不同的线宽对应器件良率示意图；
图3是本发明优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法中在光刻胶角度下得到相同浅沟槽线宽示意图；
图4是本发明优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法中在另一个光刻胶角度下得到相同浅沟槽线宽示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，首先测量不同曝光条件下不同形貌的光刻胶的角度，然后建立上述测量结果与浅槽隔离刻蚀关键尺寸之间的关系，以定义浅沟槽隔离关键尺寸控制步骤的刻蚀时间。
具体地，在现有工艺流程中，调整工作区光刻胶曝光时的聚焦，来获得具有不同角度的光刻胶形貌；运用光学线宽测量仪，精确量测不同聚焦下得到的不同光刻胶形貌的角度，对不同光刻胶形貌的晶圆使用同一支菜单进行刻蚀，并收集所有晶圆刻蚀后的关键尺寸。光学线宽测量仪，是通过分析吸收得到的从样品表面反射回来的光谱曲线所含的信息，以达到测量的目的。由于光学的特殊性质，其不仅可以测量样品的线宽，还可以测量膜厚和形貌等，对角度测量有十分强大的功能。
建立刻蚀前后线宽差与光刻胶角度对应的关系模型，参看图3所示，具体包括下列公式：
CD0bias=CD0AE1-CDAD1
其中，CD0AE1为角度angle0刻蚀后的关键尺寸，CDAD1为刻蚀前的关键尺寸，CD0bias为角度angle0刻蚀前后的关键尺寸差；
CD1bias=CD1AE1-CDAD1
其中，CD1AE1为角度angle1刻蚀后的关键尺寸，CDAD1为刻蚀前的关键尺寸，CD1bias为角度angle1刻蚀前后的关键尺寸差；
CD0bias=2*THK2/tg(angle0)
CD1bias=2*THK2/tg(angle1)
其中，tg(angle0)和tg(angle1)分别为不同光刻胶角度的正切函数，THK2为BARC底部抗反射涂层(Bottom Anti-Reflective Coating)的厚度。
根据建立的关系模型，选择合适的刻蚀时间，从而达到不同光刻胶角度下得到相同浅沟槽线宽的目的，精确控制并稳定在线产品的关键尺寸，参看图4所示，具体包括下列公式：
CDAE1=CDAD1+CD0bias+d*t0=CDAD1+CD1bias+d*t1
其中，t0和t1分别为对应angle0和angle1的trim时间，d为trim速率。
本发明通过利用光学线宽测量仪检测量化光刻胶形貌的角度，调整浅沟槽隔离刻蚀的时间，从而精确控制浅沟槽隔离的关键尺寸，改变以往只能粗略根据光刻胶线宽来调整浅沟槽线宽的缺点，做到在光刻胶线宽和角度同时变化的情况下精确控制浅沟槽的关键尺寸，大大提高浅槽隔离开发效率和产品良率。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其特征在于，包括下列步骤：
测量不同曝光条件下不同形貌的光刻胶的角度；
建立上述测量结果与浅槽隔离刻蚀关键尺寸之间的关系，以定义浅沟槽隔离关键尺寸控制步骤的刻蚀时间。
2.根据权利要求1所述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其特征在于，通过调整工作区光刻胶曝光时的聚焦获得具有不同角度的光刻胶形貌。
3.根据权利要求2所述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其特征在于，运用光学线宽测量仪量测不同聚集下得到的不同光刻胶形貌的角度。
4.根据权利要求1所述优化浅槽隔离刻蚀线宽的方法，其特征在于，收集所有晶圆刻蚀后的关键尺寸，建立刻蚀前后线宽差与光刻胶角度对应的关系模型，根据关系模型选择刻蚀时间，使得在不同光刻胶角度下得到相同浅沟槽线宽。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104362085A (zh) * 2014-09-30 2015-02-18 上海华力微电子有限公司 一种调节高压器件电性的多晶硅刻蚀方法
CN104900510A (zh) * 2015-06-29 2015-09-09 上海华力微电子有限公司 刻蚀映射关系模型和控制浅槽隔离刻蚀关键尺寸的方法
CN106252253A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 上海华力微电子有限公司 一种测试有源区顶部圆滑度的方法
CN108091560A (zh) * 2017-12-07 2018-05-29 上海华力微电子有限公司 优化不同透光率下浅槽隔离刻蚀形貌的方法
CN109065465A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 上海华力集成电路制造有限公司 浅沟槽隔离台阶高度稳定性测量方法
CN109143951A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 亚智科技股份有限公司 制程监控方法与制程监控***
CN117742067A (zh) * 2023-12-25 2024-03-22 广州新锐光掩模科技有限公司 相移光掩模版的制备方法、装置及光刻方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6808942B1 (en) * 2003-05-23 2004-10-26 Texas Instruments Incorporated Method for controlling a critical dimension (CD) in an etch process
US20060015206A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Tokyo Electron Limited Formula-based run-to-run control
CN102955378A (zh) * 2012-11-12 2013-03-06 上海集成电路研发中心有限公司 光刻胶形貌表征方法
CN102983096A (zh) * 2012-11-29 2013-03-20 上海华力微电子有限公司 优化浅槽隔离刻蚀工艺的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6808942B1 (en) * 2003-05-23 2004-10-26 Texas Instruments Incorporated Method for controlling a critical dimension (CD) in an etch process
US20060015206A1 (en) * 2004-07-14 2006-01-19 Tokyo Electron Limited Formula-based run-to-run control
CN102955378A (zh) * 2012-11-12 2013-03-06 上海集成电路研发中心有限公司 光刻胶形貌表征方法
CN102983096A (zh) * 2012-11-29 2013-03-20 上海华力微电子有限公司 优化浅槽隔离刻蚀工艺的方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104362085A (zh) * 2014-09-30 2015-02-18 上海华力微电子有限公司 一种调节高压器件电性的多晶硅刻蚀方法
CN104362085B (zh) * 2014-09-30 2017-11-14 上海华力微电子有限公司 一种调节高压器件电性的多晶硅刻蚀方法
CN104900510A (zh) * 2015-06-29 2015-09-09 上海华力微电子有限公司 刻蚀映射关系模型和控制浅槽隔离刻蚀关键尺寸的方法
CN104900510B (zh) * 2015-06-29 2018-01-26 上海华力微电子有限公司 刻蚀映射关系模型和控制浅槽隔离刻蚀关键尺寸的方法
CN106252253A (zh) * 2016-08-31 2016-12-21 上海华力微电子有限公司 一种测试有源区顶部圆滑度的方法
CN106252253B (zh) * 2016-08-31 2019-02-01 上海华力微电子有限公司 一种测试有源区顶部圆滑度的方法
CN109143951A (zh) * 2017-06-27 2019-01-04 亚智科技股份有限公司 制程监控方法与制程监控***
CN108091560A (zh) * 2017-12-07 2018-05-29 上海华力微电子有限公司 优化不同透光率下浅槽隔离刻蚀形貌的方法
CN109065465A (zh) * 2018-07-13 2018-12-21 上海华力集成电路制造有限公司 浅沟槽隔离台阶高度稳定性测量方法
CN117742067A (zh) * 2023-12-25 2024-03-22 广州新锐光掩模科技有限公司 相移光掩模版的制备方法、装置及光刻方法

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