專利名稱：一種在晶片刻蝕工藝中控制關(guān)鍵尺寸偏差的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體刻蝕工藝領(lǐng)域，具體涉及在晶片刻蝕工藝中控制關(guān)鍵尺寸偏差的方法。
背景技術(shù)：
在硅片刻蝕過(guò)程中，對(duì)CD(critical demension，關(guān)鍵尺寸)偏差均勻性的控制非常重要，CD偏差就是在工藝前后硅片上線條寬度的變化量。這個(gè)寬度反映了側(cè)向刻蝕的多少，CD偏差在整個(gè)硅片上的分布均勻性直接影響到了硅片制作器件的性能，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(guān)系，對(duì)溫度的變化很敏感。目前主要利用離線的CD SEM的測(cè)量結(jié)果得到CD偏差的均勻性，在進(jìn)行刻蝕之前和刻蝕后進(jìn)行CD的測(cè)量，用它們相減的結(jié)果得到CD偏差。另外一種測(cè)量CD偏差的方法就是利用集成在設(shè)備上的CD測(cè)量工具，即OCD(optical criticaldemension，光學(xué)關(guān)鍵尺寸測(cè)量?jī)x)，但目前的應(yīng)用都是得到整個(gè)硅片表面測(cè)量CD偏差的平均值，由這個(gè)平均的效果去指導(dǎo)下一步硅片的刻蝕工藝過(guò)程，以及工藝時(shí)間的調(diào)整。
其缺點(diǎn)在于，利用OCD測(cè)量CD偏差都是取整片硅片的平均值，進(jìn)行片間的調(diào)節(jié)，沒(méi)有進(jìn)行片內(nèi)調(diào)節(jié)；在OCD反饋控制進(jìn)行的調(diào)節(jié)中只有粗略的進(jìn)行時(shí)間調(diào)整，沒(méi)有對(duì)工藝參數(shù)調(diào)整；進(jìn)行片內(nèi)調(diào)節(jié)的CD測(cè)量技術(shù)往往是離線測(cè)量，占用了大量時(shí)間。
目前還存在一種靜電卡盤雙區(qū)溫控的方式，即分為內(nèi)外圈進(jìn)行溫度的控制，但對(duì)于溫度的調(diào)整是基于硅片上溫度的測(cè)量以及離線的CD偏差的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行的，沒(méi)有用于在線綜合CD偏差的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)。
其缺點(diǎn)在于，調(diào)整的實(shí)時(shí)性較差，沒(méi)有起到實(shí)時(shí)控溫的作用，也沒(méi)有和在線測(cè)量工具整合在一起，集成性差。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種高效、快捷的控制關(guān)鍵尺寸(CD)偏差的方法。
(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明有以下步驟通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，建立包含晶片CD偏差均勻性與靜電卡盤內(nèi)外圈溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表，該對(duì)應(yīng)關(guān)系是指數(shù)值不理想的晶片CD偏差均勻性與可使之變?yōu)槔硐霠顟B(tài)的靜電卡盤的內(nèi)外圈溫度的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系；實(shí)際工藝過(guò)程中，首先，測(cè)得一片晶片的CD偏差均勻性，若該CD偏差均勻性的數(shù)值不理想，則調(diào)整當(dāng)前的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度至所述數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度值。其中，還包括，工藝人員根據(jù)工藝要求的需要間歇性的檢測(cè)當(dāng)前晶片的CD偏差均勻性，且每當(dāng)該CD偏差均勻性的數(shù)值不理想時(shí)，都調(diào)整當(dāng)前的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度至所述數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度值。
(三)有益效果由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與已有技術(shù)相比，
1.采用在線集成的OCD測(cè)量設(shè)備。不僅考慮在整片硅片上的平均效果，更是對(duì)片內(nèi)的工藝結(jié)果進(jìn)行測(cè)量，從而提高每片硅片的工藝質(zhì)量。克服了離線分析在用時(shí)及人力消耗上的缺點(diǎn)。
2.實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，并進(jìn)行反饋控制CD偏差的均勻性，節(jié)約了測(cè)量時(shí)間，并提高了自動(dòng)化程度。在刻蝕前后進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量的結(jié)果與模型中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，通過(guò)算法擬合得到對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈的溫度，及時(shí)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)溫度控制，提高下一片硅片的質(zhì)量。
3.適應(yīng)更小尺寸的在線監(jiān)測(cè)及反饋控制的要求。在更小尺寸下，對(duì)于各種工藝及硬件條件的要求更加嚴(yán)格，所以需要這樣精確并實(shí)時(shí)進(jìn)行各種參數(shù)的調(diào)節(jié)。圖3對(duì)比未經(jīng)調(diào)整以及用此方法經(jīng)調(diào)整后CD偏差的結(jié)果，顯然CD偏差的均勻性顯著提高。


圖1是本發(fā)明的靜電卡盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的CD均勻性與靜電卡盤內(nèi)外圈溫度曲線示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)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(nèi)圈。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，為靜電卡盤結(jié)果示意圖。硅片置于靜電卡盤2上，對(duì)應(yīng)著靜電卡盤2上內(nèi)圈4和外圈3的分布，硅片上也分成內(nèi)外區(qū)，一般刻蝕速率在內(nèi)外圈不是很相同，這樣造成了CD偏差的不同，加熱棒1可對(duì)外圈3和內(nèi)圈3分別進(jìn)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(nèi)外圈溫度的關(guān)系曲線。通過(guò)進(jìn)行大量在靜電卡盤內(nèi)外圈溫度不同的情況下的實(shí)驗(yàn)，測(cè)量其CD偏差的均勻性，得到對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度與CD偏差均勻性之間的關(guān)系曲線，并進(jìn)行曲線擬合，將這些對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)表中，作為計(jì)算的基礎(chǔ)。
(實(shí)施例一)如圖3所示，在工藝進(jìn)行中，主要利用了光學(xué)CD測(cè)量裝置11，光學(xué)CD測(cè)量裝置11可以集成到刻蝕設(shè)備上，在進(jìn)行一片硅片的刻蝕前，傳輸平臺(tái)12將送入光學(xué)CD測(cè)量裝置11中對(duì)硅片的CD值進(jìn)行測(cè)量得到CD值N1，隨后傳輸平臺(tái)將硅片傳輸?shù)椒磻?yīng)腔室14中，刻蝕完成后，再次送入光學(xué)CD測(cè)量裝置11中，測(cè)量其CD值為N2，N2-N1即可得到偏差值。
將得到的硅片CD偏差值送到工控機(jī)13，分析其CD偏差均勻性數(shù)值，將得到硅片CD偏差均勻性數(shù)值與圖2的溫度曲線進(jìn)行擬合、進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，得到靜電卡盤2內(nèi)外圈溫度的對(duì)應(yīng)信息，從而對(duì)靜電卡盤2的內(nèi)外圈溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，改善硅片內(nèi)CD偏差的均勻性。
另外，對(duì)于工藝要求比較高的時(shí)候，為了及時(shí)的對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，還可以間歇性的進(jìn)行以上所述的CD偏差均勻性檢測(cè)，并根據(jù)CD偏差均勻性檢測(cè)結(jié)構(gòu)及時(shí)調(diào)整靜電卡盤2的內(nèi)外圈溫度。
內(nèi)外圈不同的靜電卡盤溫度對(duì)CD偏差有很好的調(diào)節(jié)效果，主要是因?yàn)镃D偏差對(duì)溫度較敏感，所以應(yīng)用靜電卡盤內(nèi)外的溫度加熱系統(tǒng)對(duì)其內(nèi)外的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，對(duì)改善CD偏差有很好的效果。并且提高了工藝的效率，節(jié)約了離線檢測(cè)CD的時(shí)間。
權(quán)利要求
1.一種在晶片刻蝕工藝中控制工藝關(guān)鍵尺寸偏差的方法，其特征在于所述方法包括如下步驟通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試，建立包含晶片CD(critical demension，關(guān)鍵尺寸)偏差均勻性與靜電卡盤內(nèi)外圈溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表，該對(duì)應(yīng)關(guān)系是指數(shù)值不理想的晶片CD偏差均勻性與可使之變?yōu)槔硐霠顟B(tài)的靜電卡盤的內(nèi)外圈溫度的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系；實(shí)際工藝過(guò)程中，首先，由光學(xué)關(guān)鍵尺寸測(cè)量工具測(cè)得一片晶片的CD偏差均勻性，若該CD偏差均勻性的數(shù)值不理想，則調(diào)整當(dāng)前的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度至所述數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括工藝人員根據(jù)工藝要求的需要間歇性的檢測(cè)當(dāng)前晶片的CD偏差均勻性，且每當(dāng)該CD偏差均勻性的數(shù)值不理想時(shí)，都調(diào)整當(dāng)前的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度至所述數(shù)據(jù)表中對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在晶片刻蝕工藝中控制關(guān)鍵尺寸偏差的方法，本發(fā)明建立一個(gè)包含晶片CD(critical demension，關(guān)鍵尺寸)偏差均勻性與靜電卡盤內(nèi)外圈溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)表，該方法整合在線測(cè)量CD偏差的工具，將其應(yīng)用在控制靜電卡盤的內(nèi)外圈溫度中，并實(shí)時(shí)反饋CD偏差，實(shí)時(shí)測(cè)量刻蝕前后的CD偏差均勻性，通過(guò)對(duì)比該數(shù)據(jù)表的對(duì)應(yīng)的靜電卡盤內(nèi)外圈溫度，對(duì)下靜電卡盤內(nèi)外圈溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其CD偏差的均勻性更好。
文檔編號(hào)C23F1/12GK1848388SQ200510126450
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者陳卓 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司