[發明專利]兩次刻蝕成型圖形的關鍵尺寸的控制方法

有效

• 申請號: 201210344778.5
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN103681250A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 郭曉波;李偉峰;孟鴻林
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/20
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王函

1.一種兩次刻蝕成型圖形的關鍵尺寸的控制方法，其特征在于，包括步驟如下：

(1)在硅片上生長薄膜層；

(2)第一圖形層的光刻，關鍵尺寸和套刻精度的測量；

(3)第一圖形層的刻蝕，光刻膠去除；

(4)第二圖形層的光刻，關鍵尺寸和套刻精度的測量；

(5)第二圖形層的刻蝕，形成對稱結構的圖形；

(6)對稱結構圖形的關鍵尺寸的測量；

(7)將上述對稱圖形的關鍵尺寸差異折算成第二圖形層的套刻精度；

(8)將上述折算后的第二圖形層的套刻精度反饋到第二圖形層的光刻機，通過光刻機的套刻精度補正系統修正下一批次硅片的第二圖形層的套刻精度，從而實現對上述對稱圖形的關鍵尺寸的控制。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的硅片是光片，或者是已完成一些半導體常見工藝的硅片。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的硅片是已經完成了導通溝槽制造工藝的硅片。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的薄膜層是二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、金屬硅化物、金屬鋁中的一種或多種組合而成的一層或多層薄膜層。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的薄膜層由二氧化硅薄膜層和多晶硅薄膜層組成。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(3)和(5)中，所述的刻蝕能夠刻蝕步驟(1)所形成的一層或多層薄膜層。

7.根據權利要求1或6所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，在第一圖形層的刻蝕之后，根據工藝需求，增加一步注入工藝。

8.根據權利要求1或6所述的方法，其特征在于，在步驟(3)和(5)中，所述的刻蝕是業界常用的多晶硅干法刻蝕，即含氯氣、溴化氫和氧氣混合氣體的等離子體干法刻蝕。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述的薄膜層由二氧化硅薄膜層和多晶硅薄膜層組成，即先在硅片上依次生長二氧化硅薄膜層、多晶硅薄膜層；在步驟(3)和(5)中，所述的刻蝕能夠刻蝕步驟(1)所形成多晶硅薄膜層，但不能刻蝕步驟(1)所形成二氧化硅薄膜層；所述的注入工藝以第一圖形層刻蝕后的多晶硅薄膜層作為注入阻擋層，經退火后形成第一注入層。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(4)中，所述的第二圖形層的光刻，是以步驟(3)所形成的第一圖形層為對準層，光刻后形成的光刻膠的圖形用于后續步驟（5）第二次刻蝕的阻擋層。

11.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述的對稱結構圖形的關鍵尺寸的測量，是指分別測量X方向和Y方向兩組對稱圖形的關鍵尺寸。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟(6)中，所述的測量，必須選擇硅片中的至少5個曝光單元進行測量，其中必須有4個以上曝光單元位于硅片的周邊位置，且在每個曝光單元內，必須測量分別位于曝光單元4個角的所述的X方向和Y方向兩組對稱圖形的關鍵尺寸。

13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(7)中，所述的第二圖形層的套刻精度，包括以下參數：X方向偏移量、Y方向偏移量、X方向硅片縮放比例、Y方向硅片縮放比例、硅片旋轉角度、硅片正交性、X方向曝光單元縮放比例、Y方向曝光單元縮放比例、曝光單元旋轉角度、曝光單元正交性，其中X方向偏移量和Y方向偏移量使用如下公式計算：

X方向偏移量=X方向對稱結構圖形關鍵尺寸的差異/2

Y方向偏移量=Y方向對稱結構圖形關鍵尺寸的差異/2

獲得上述X方向偏移量和Y方向偏移量后，再使用業界通用的公式計算出其他套刻精度參數。

14.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟(8)之后增加如下步驟：第三圖形層光刻，然后再同時以光刻膠圖形以及第二圖形層刻蝕后的多晶硅薄膜層作為注入阻擋層進行注入工藝，經退火后形成第二注入層。