[發明專利]一種改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸差異的方法

有效

• 申請號: 201510249102.1
• 申請日: 2015-05-15
• 公開（公告）號: CN104992928B
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 徐友峰;宋振偉;陳晉;李翔
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/8238
• 分類號: H01L21/8238
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,陳慧弘

技術領域

本發明涉及半導體集成電路制造技術領域，更具體地，涉及一種通過濕法清洗及刻蝕工藝改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸差異的方法。

背景技術

有源區(AA)的關鍵尺寸(CD)是屬于半導體器件中的重要參數。隨著超大規模半導體集成電路制造工藝朝著精密方向的不斷發展，不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異性(即不同晶片的有源區關鍵尺寸之間的偏差程度)越來越受到人們的重視。對于有源區關鍵尺寸要求較高的項目，不同晶片之間有源區關鍵尺寸存在的差異如果較大，就可能會對最終的良率造成不利影響。

目前，本領域技術人員通過采用光刻和干法蝕刻的方法，已在很大程度上對縮小不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異進行了持續的改善，并促進了本領域工藝的不斷進步。

然而，隨著超大規模半導體集成電路制造技術進入到深亞微米階段，光刻的作用正受到越來越明顯的限制。上述利用光刻和干法蝕刻對不同晶片之間有源區關鍵尺寸差異進行改善的方法，由于光刻本身的限制，有源區關鍵尺寸越小、光刻難度越高，因此最終得到的有源區關鍵尺寸在不同晶片之間存在的差異性正變得越來越明顯，并由此帶來了無法完全滿足用戶對有源區關鍵尺寸均勻性需求的問題。

除此之外，當受到各種工藝條件的限制時，也將導致技術人員無法進一步改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異。

人們已開始采用各種其他方法來解決目前存在的不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異問題，以使不同晶片之間有源區的關鍵尺寸變得更加均勻，以滿足用戶不斷增進的需求。例如，采用新的UV(紫外線)光源、雙曝光技術等，可在一定程度上提高不同晶片之間有源區關鍵尺寸的均勻性。

但是，由于各方面的原因，上述這些技術都很難切實滿足用戶的需求。因此，如何利用現有的CMOS平面工藝，有效改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異，成為本領域技術人員需要改進的一個重要課題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸差異的方法，通過設定重復刻蝕和氧化步驟的次數處理關鍵尺寸差值不同的晶片，使得不同晶片之間有源區關鍵尺寸保持一致。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種改善不同晶片之間有源區關鍵尺寸差異的方法，包括以下步驟：

步驟S01：提供經光刻、干刻及光阻去除步驟后有源區圖形通過溝槽定義好的若干晶片，對各所述晶片的有源區關鍵尺寸進行量測，得到不同晶片有源區關鍵尺寸的初始值；

步驟S02：將得到的不同晶片有源區關鍵尺寸初始值與一目標值進行比較，得到兩者之間的差值，其中，所述目標值設定為小于各初始值中的最小值；

步驟S03：根據所述差值建立針對不同晶片的處理程式，然后，逐一對各所述晶片進行處理：先通過濕法刻蝕工藝去除晶片溝槽側壁的自然氧化層，再對晶片進行氧化工藝，使晶片溝槽側壁重新生成一氧化層；

步驟S04：根據所述處理程式，對每個所述晶片重復步驟S03的處理過程，直至各所述晶片有源區關鍵尺寸的處理終值與所述目標值相符合；

其中，利用一整合有光學特征尺寸量測單元的單片清洗機臺，通過光學特征尺寸量測單元量測各所述晶片有源區關鍵尺寸，得到所述初始值，通過將所述初始值與單片清洗機臺的自動反饋系統中預先設定的目標值進行比較，得到兩者之間的差值，并根據該差值，通過所述自動反饋系統給出相應的濕法刻蝕和氧化工藝處理程式來處理晶片。

優選地，所述濕法刻蝕工藝中，采用DHF去除晶片溝槽側壁的自然氧化層。

優選地，所述DHF中HF的含量為0.15～2％。

優選地，所述氧化工藝中，采用氧化性化學品來處理晶片，使晶片溝槽側壁重新生成氧化層。

優選地，所述氧化性化學品為SPM或O₃DIW。

優選地，所述O₃DIW中O₃的濃度為2～20ppm。

優選地，設定的所述目標值與初始值之間的最大差值不大于10nm。

從上述技術方案可以看出，本發明利用濕法刻蝕工藝去除晶片溝槽側壁的自然氧化層，再對晶片進行氧化工藝，使晶片溝槽側壁重新生成一氧化層，通過設定重復刻蝕和氧化步驟的次數處理關鍵尺寸差值不同的晶片，可使不同晶片之間有源區關鍵尺寸保持一致，從而使不同晶片之間有源區關鍵尺寸的差異得以有效改善，方法簡單、容易實施，并可與現有的CMOS平面工藝相兼容。

附圖說明