[發(fā)明專利]柵區(qū)刻蝕方法和系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010572274.X
• 申請日: 2010-12-03
• 公開（公告）號: CN102487000A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李健;楊兆宇;肖玉潔;朱旋;胡駿
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司;無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/28
• 分類號: H01L21/28
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種柵區(qū)刻蝕方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著超大規(guī)模集成電路(ULSI，Ultra?Large?Scale?Integration)的飛速發(fā)展，集成電路制造工藝變得越來越復(fù)雜和精細(xì)，對刻蝕效果的要求也越來越嚴(yán)格。在現(xiàn)有MOS器件的制造過程中，柵多晶硅的刻蝕是其中非常重要的步驟，柵多晶硅是否刻蝕干凈，嚴(yán)重影響到后續(xù)工藝以及器件的性能。

現(xiàn)有技術(shù)中柵多晶硅的刻蝕方法，主要分為主刻蝕和過刻蝕兩步進(jìn)行，主刻蝕過程主要是利用柵層(一般為柵多晶硅層Si)的成分與柵介質(zhì)層(一般為SiO₂)成分的不同，采取掃描刻蝕停止點(diǎn)的方式，使主刻蝕過程自動停止在柵介質(zhì)層表面，也就是刻蝕設(shè)備中主刻蝕過程中一旦掃描到SiO₂材料，即停止主刻蝕過程，從而進(jìn)入過刻蝕過程，過刻蝕通過固定刻蝕時間和刻蝕速率的方式，刻蝕掉STI淺溝槽的SiO₂層周邊的柵多晶硅，進(jìn)而形成柵區(qū)。

但是，在柵多晶硅的刻蝕完成后，往往會出現(xiàn)柵多晶硅的殘留，如圖1所示，即在采用上述刻蝕步驟形成柵區(qū)1的過程中，對柵區(qū)之外的柵多晶硅的刻蝕往往會刻蝕不干凈，出現(xiàn)柵多晶硅殘留區(qū)2，從而影響后續(xù)工藝的進(jìn)行，影響器件的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種柵區(qū)刻蝕方法和系統(tǒng)，可將柵區(qū)之外的柵多晶硅刻蝕干凈，進(jìn)而提高器件的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種柵區(qū)刻蝕方法，包括：

提供第一批次晶片，所述晶片包括有源區(qū)和去除掉STI隔離氧化層上的氮化物之后的STI區(qū)；

至少測量所述第一批次晶片中的其中一晶片的所述有源區(qū)表面與所述STI區(qū)表面的高度差；

根據(jù)所述高度差調(diào)整STI隔離氧化層的清洗時間，得出清洗時間的修正值；

采用所述清洗時間的修正值對第一批次部分或全部晶片進(jìn)行STI隔離氧化層清洗；

在完成STI隔離氧化層清洗的第一批次晶片表面上形成柵介質(zhì)層和柵層，對所述柵層進(jìn)行主刻蝕和過刻蝕，形成柵區(qū)。

優(yōu)選的，所述清洗時間的修正值為使所述高度差達(dá)到目標(biāo)高度差的清洗時間，所述目標(biāo)高度差為柵多晶硅刻蝕過程中過刻蝕的刻蝕厚度。

優(yōu)選的，所述得出清洗時間的修正值的過程包括：

根據(jù)所述目標(biāo)高度差與所述清洗時間，得出此時STI隔離氧化層的清洗速率；

根據(jù)所述高度差與所述清洗速率，得出所述清洗時間的修正值。

優(yōu)選的，測量所述其中一晶片的所述有源區(qū)表面與所述STI區(qū)表面的高度差具體為：

將第一批次晶片依次分成多個部分，測量第一部分中的其中一晶片的所述有源區(qū)表面與所述STI區(qū)表面的高度差。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種柵區(qū)刻蝕系統(tǒng)，包括：

測量單元，用于至少測量第一批次晶片中的其中一晶片的有源區(qū)表面與STI區(qū)表面的高度差；

修正單元，用于根據(jù)所述高度差調(diào)整STI隔離氧化層的清洗時間，得出清洗時間的修正值；

反饋單元，用于采用所述清洗時間的修正值對第一批次部分或全部晶片進(jìn)行STI隔離氧化層清洗。

優(yōu)選的，所述修正單元包括：

速率計算單元，用于根據(jù)所述目標(biāo)高度差與所述清洗時間，得出此時STI隔離氧化層的清洗速率；

修正值計算單元，用于根據(jù)所述高度差與所述清洗速率，得出所述清洗時間的修正值。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種柵區(qū)刻蝕方法，包括：

提供第一批次晶片，所述晶片包括有源區(qū)和去除掉STI隔離氧化層上的氮化物之后的STI區(qū)；

至少測量所述第一批次晶片中的其中一晶片的所述有源區(qū)表面與所述STI區(qū)表面的高度差；

根據(jù)所述高度差調(diào)整后續(xù)柵多晶硅刻蝕過程中過刻蝕的時間，得到過刻蝕時間的修正值，所述過刻蝕時間的修正值為按照正常過刻蝕速率，刻蝕掉所述高度差厚度的柵層所需的過刻蝕時間；

清洗掉所述第一批次晶片表面上的STI隔離氧化層，在所述第一批次晶片表面上形成柵介質(zhì)層和柵層；

采用所述過刻蝕時間的修正值，對所述第一批次晶片的柵層進(jìn)行刻蝕，形成柵區(qū)。

優(yōu)選的，得出所述過刻蝕時間的修正值的過程包括：

根據(jù)所述目標(biāo)高度差和正常的過刻蝕時間，得出此時刻蝕設(shè)備的過刻蝕速率；

根據(jù)所述高度差和所述過刻蝕速率，得出所述過刻蝕時間的修正值。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種柵區(qū)刻蝕系統(tǒng)，包括：