[發(fā)明專利]電路圖案的設(shè)計(jì)方法和半導(dǎo)體裝置的快速熱退火方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910196892.6
• 申請(qǐng)日: 2009-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN102033971A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 居建華;寧先捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;H01L21/324
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電路圖案的設(shè)計(jì)方法和半導(dǎo)體裝置的快速熱退火方法。

背景技術(shù)

集成電路制造技術(shù)都是先根據(jù)需要設(shè)計(jì)出電路圖案，然后根據(jù)電路圖案制作掩膜版，依次利用多個(gè)掩膜版經(jīng)過(guò)一系列淀積、曝光、刻蝕和退火等工藝，從而在一個(gè)晶片中同時(shí)完成重復(fù)排列的多個(gè)芯片的制作。對(duì)于多芯片的產(chǎn)品，由于不同芯片基于各自的應(yīng)用背景，具有不同的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，相應(yīng)設(shè)計(jì)出的電路圖案就各有差異，使得在整個(gè)晶片的有效區(qū)域(field)內(nèi)電路圖案表現(xiàn)出明顯不均勻性。

例如，射頻電路芯片中有源區(qū)和柵極的分布密度都很小，而嵌入式存儲(chǔ)器電路芯片中有源區(qū)或柵極具有較大的分布密度，另一方面，即使同一芯片中也會(huì)存在具有不同有源區(qū)或柵極分布密度的區(qū)域。有源區(qū)或柵極等半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的分布密度的這種差異，可能會(huì)導(dǎo)致在對(duì)晶片進(jìn)行快速熱退火工藝(rapid?thermal?annealing，RTA)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致晶片局部溫度的差別，從而影響最終在整個(gè)晶片上制造的芯片電學(xué)性能的均勻度。

公開號(hào)為101454870A的中國(guó)專利公開了一種在快速熱退火工藝過(guò)程中跨晶片的有限區(qū)域提供均勻溫度的方法，具體包括：通過(guò)測(cè)量該有限區(qū)域的第一部分中的第一結(jié)構(gòu)的密度，確定該第一部分中的第一反射率。接著，該方法通過(guò)測(cè)量該有限區(qū)域的第二部分中的第二結(jié)構(gòu)的密度，確定該第二部分中的第二反射率。具體地，該第一結(jié)構(gòu)包括擴(kuò)散填充形狀和多晶硅導(dǎo)體填充形狀(非有源偽結(jié)構(gòu))；并且該第二結(jié)構(gòu)包括有源電路結(jié)構(gòu)，然后比較所述第一反射率和第二反射率，通過(guò)調(diào)節(jié)第一結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散填充形狀和多晶硅導(dǎo)體填充形狀的重疊量來(lái)使第一反射率和第二反射率平衡。

上述方法通過(guò)在電路圖案設(shè)計(jì)時(shí)在特定區(qū)域增加填充形狀來(lái)相應(yīng)的增加芯片中偽結(jié)構(gòu)(虛擬柵極或虛擬有源區(qū))，從而平衡整個(gè)晶片上各個(gè)部分對(duì)RTA輻射的反射率，進(jìn)而改善RTA的工藝均勻性。

然而問(wèn)題在于，對(duì)于某些電路的特定區(qū)域通常不允許增加所述偽結(jié)構(gòu)(以下稱為虛擬結(jié)構(gòu))，例如，射頻電路中電感下面的特定區(qū)域以及金屬-介質(zhì)-金屬(metal-insulator-metal，MIM)電容器下面的特定區(qū)域，原因是在這些特定區(qū)域設(shè)置虛擬結(jié)構(gòu)可能影響電路的電性表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問(wèn)題是如何提供一種快速熱退火方法來(lái)減少的溫度不均勻現(xiàn)象以避免增加虛擬結(jié)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體裝置電性的影響。

本發(fā)明解決的問(wèn)題是如何提供一種電路圖案設(shè)計(jì)方法來(lái)減少的溫度不均勻現(xiàn)象以避免采用虛擬結(jié)構(gòu)對(duì)半導(dǎo)體裝置電性的影響。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電路圖案的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

建立器件電性參數(shù)、退火溫度和STI圖案分布密度之間的三元對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且，建立器件電性參數(shù)和柵極圖案長(zhǎng)度的二元對(duì)應(yīng)關(guān)系；

獲得特定區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域的STI圖案分布密度的差值；

根據(jù)所述三元對(duì)應(yīng)關(guān)系找到所述STI圖案分布密度的差值對(duì)應(yīng)的電性參數(shù)差值；

根據(jù)所述二元對(duì)應(yīng)關(guān)系找到所述電性參數(shù)的差值對(duì)應(yīng)的柵極圖案長(zhǎng)度的差值；

由所述柵極圖案長(zhǎng)度的差值調(diào)整特定區(qū)域的柵極圖案長(zhǎng)度。

所述獲得特定區(qū)域與目標(biāo)區(qū)域的STI圖案分布密度的差值，包括以下步驟：

獲得目標(biāo)區(qū)域的STI圖案分布密度D₀；

獲得特定區(qū)域的STI圖案分布密度D_x；

計(jì)算所述D_x與D₀的差值。

所述獲得目標(biāo)區(qū)域的STI圖案分布密度D₀包括以下步驟：

根據(jù)半導(dǎo)體裝置的設(shè)計(jì)要求確定目標(biāo)電性參數(shù)；

由所述器件電性參數(shù)、退火溫度和STI圖案分布密度的三元對(duì)應(yīng)關(guān)系，找到目標(biāo)電性參數(shù)所對(duì)應(yīng)的STI圖案分布密度，也即所述目標(biāo)區(qū)域的STI圖案分布密度D₀。

所述獲得特定區(qū)域的STI圖案分布密度D_x包括以下步驟：

將電路圖案劃分為多個(gè)重復(fù)的區(qū)域；

分別檢測(cè)各個(gè)區(qū)域的有源區(qū)圖案分布密度A_x和柵極圖案的分布密度P_x；

根據(jù)公式D_x＝(1-A_x)×(1-P_x)計(jì)算各個(gè)區(qū)域的STI圖案分布密度；

判斷各個(gè)區(qū)域的STI圖案分布密度是否等于目標(biāo)區(qū)域STI圖案分布密度；如果否，則將該區(qū)域作為所述特定區(qū)域。

所述特定區(qū)域?yàn)樘摂M結(jié)構(gòu)敏感區(qū)。

所述電性參數(shù)包括飽和電流或閾值電壓。