[發明專利]一種改進接觸孔線寬均一性的刻蝕方法

有效

• 申請號: 201410138996.2
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103915378B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 高騰飛;荊泉;張頌周;任昱;呂煜坤;張旭升
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 王宏婧

技術領域

本發明屬于微電子技術領域，尤其涉及一種改進接觸孔線寬均一性的刻蝕方法。

背景技術

在12英寸65nm及以下的工藝技術中，接觸孔的形成始終都是一項具有挑戰性的工藝，接觸孔的導通直接影響芯片功能的實現。然而，光刻套準精度的工藝技術已面臨瓶頸，改進的空間已經很小。隨著形成晶圓的技術節點的不斷更新，不僅接觸孔越來越小且越來越密集，晶圓的尺寸也不斷增大，這些因素對接觸孔的導通會造成風險。

目前，形成接觸孔的現行技術方案如下：在接觸孔刻蝕程式開發過程中，使用普通線寬測量儀測量樣品晶圓，收取其上的多個（一般為9-13個）接觸孔線寬全映射（Full?map）數據，如接觸孔線寬的均一性不穩定，則重新調試接觸孔刻蝕程序工藝，在新一次的接觸孔刻蝕程序開發過程中，同樣使用普通線寬測量儀測量新的樣品晶圓，收取其上的接觸孔線寬全映射數據，反復進行上述過程以調試接觸孔刻蝕程序工藝。當監控的接觸孔線寬的均一性穩定時，將已調試好的接觸孔刻蝕程序工藝運用在實際批量生產中。

但是，僅僅依靠普通線寬測量儀收取少量的線寬數據，顯然不能精準的體現接觸孔線寬在整個晶圓上的均一性。此外，普通線寬測量儀取樣有限（一般只取1-2個樣品晶圓），接觸孔刻蝕前不同批次的硅片在生長上的光刻工藝也有一定變化，雖然在接觸孔刻蝕程式開發過程中運用已調試好的接觸孔刻蝕程序工藝，卻不能實時地反饋及修正不同批次的硅片的光刻差異，因此，實際批量生產的接觸孔線寬在整個晶圓上的均一性并不穩定。即使在接觸孔刻蝕程式開發過程中，雖然針對晶圓中間和邊緣使用了不同的刻蝕氣體流量，然而，所使用的不同的刻蝕氣體流量也是固定不變的，并不會根據前面條件的不同而實時修正每片晶圓中間和邊緣的刻蝕氣體流量。

由于接觸孔線寬的均一性穩定對制造芯片的良率穩定性有很大幫助，因此接觸孔線寬的均一性就顯得尤為重要。然而，現有技術方案在實際批量生產中，如圖1所示，晶圓上的接觸孔線寬的均一性并不穩定，而本發明正是需要解決上述問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種改進接觸孔線寬均一性的刻蝕方法。

為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種改進接觸孔線寬均一性的刻蝕方法，其包括：

步驟一，利用光學線寬測量儀測量并收取前批次晶圓上的中間部分的接觸孔線寬全映射數據和邊緣部分的接觸孔線寬全映射數據以建立一數據庫；

步驟二，通過所述數據庫將得到的前批次晶圓中間部分的接觸孔線寬全映射數據的平均值和晶圓邊緣部分的接觸孔線寬全映射數據的平均值，與工藝要求的接觸孔線寬相比，分別得到前批次晶圓中間部分的寬差和晶圓邊緣部分的寬差；

步驟三，一APC系統根據前批次所述晶圓中間部分的寬差和晶圓邊緣部分的寬差，以及根據刻蝕氣體流量與接觸孔線寬的線性關系，調整后批次每片晶圓中間部分和晶圓邊緣部分的刻蝕氣體流量；

步驟四，在接觸孔刻蝕工藝步驟中，通過所述APC系統實時修正后批次每片晶圓中間部分和晶片邊緣部分的刻蝕氣體流量，返回步驟一。

進一步的，在所述步驟二中，

前批次所述晶圓中間部分的寬差的計算公式為：

ΔA=Z-L1????（公式1）

前批次所述晶圓邊緣部分的寬差的計算公式為：

ΔB=Z-L2????（公式2）

其中，Z為工藝要求的接觸孔線寬，L1為前批次晶圓中間部分的接觸孔線寬全映射數據的平均值，L2為前批次晶圓邊緣部分的接觸孔線寬全映射數據的平均值，ΔA為前批次晶圓中間部分的寬差，ΔB為前批次晶圓邊緣部分的寬差，Z、L1、L2、ΔA和ΔB的單位均為nm。

進一步的，在所述步驟三中，所述線性關系為：每增加3sccm刻蝕氣體流量，接觸孔線寬增大1nm；每減小3sccm刻蝕氣體流量，接觸孔線寬減小1nm。

進一步的，在所述步驟三中，

所述APC系統調整后批次每片晶圓中間部分的刻蝕氣體流量的計算公式為：

C=3*ΔA????（公式3）

所述APC系統調整后批次每片晶圓邊緣部分的刻蝕氣體流量的計算公式為：

E=3*ΔB????（公式4）

其中，C為后批次晶圓中間部分的刻蝕氣體調整流量，E為后批次晶圓邊緣部分的刻蝕氣體調整流量；

公式3：若C為正值，表示增加后批次晶圓中間部分的刻蝕氣體流量的流量值，若C為負值，表示減少后批次晶圓中間部分的刻蝕氣體流量的流量值；