[发明专利]一种改进接触孔线宽均一性的刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明属于微电子技术领域，尤其涉及一种改进接触孔线宽均一性的刻蚀方法。

背景技术

在12英寸65nm及以下的工艺技术中，接触孔的形成始终都是一项具有挑战性的工艺，接触孔的导通直接影响芯片功能的实现。然而，光刻套准精度的工艺技术已面临瓶颈，改进的空间已经很小。随着形成晶圆的技术节点的不断更新，不仅接触孔越来越小且越来越密集，晶圆的尺寸也不断增大，这些因素对接触孔的导通会造成风险。

目前，形成接触孔的现行技术方案如下：在接触孔刻蚀程式开发过程中，使用普通线宽测量仪测量样品晶圆，收取其上的多个（一般为9-13个）接触孔线宽全映射（Full map）数据，如接触孔线宽的均一性不稳定，则重新调试接触孔刻蚀程序工艺，在新一次的接触孔刻蚀程序开发过程中，同样使用普通线宽测量仪测量新的样品晶圆，收取其上的接触孔线宽全映射数据，反复进行上述过程以调试接触孔刻蚀程序工艺。当监控的接触孔线宽的均一性稳定时，将已调试好的接触孔刻蚀程序工艺运用在实际批量生产中。

但是，仅仅依靠普通线宽测量仪收取少量的线宽数据，显然不能精准的体现接触孔线宽在整个晶圆上的均一性。此外，普通线宽测量仪取样有限（一般只取1-2个样品晶圆），接触孔刻蚀前不同批次的硅片在生长上的光刻工艺也有一定变化，虽然在接触孔刻蚀程式开发过程中运用已调试好的接触孔刻蚀程序工艺，却不能实时地反馈及修正不同批次的硅片的光刻差异，因此，实际批量生产的接触孔线宽在整个晶圆上的均一性并不稳定。即使在接触孔刻蚀程式开发过程中，虽然针对晶圆中间和边缘使用了不同的刻蚀气体流量，然而，所使用的不同的刻蚀气体流量也是固定不变的，并不会根据前面条件的不同而实时修正每片晶圆中间和边缘的刻蚀气体流量。

由于接触孔线宽的均一性稳定对制造芯片的良率稳定性有很大帮助，因此接触孔线宽的均一性就显得尤为重要。然而，现有技术方案在实际批量生产中，如图1所示，晶圆上的接触孔线宽的均一性并不稳定，而本发明正是需要解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种改进接触孔线宽均一性的刻蚀方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种改进接触孔线宽均一性的刻蚀方法，其包括：

步骤一，利用光学线宽测量仪测量并收取前批次晶圆上的中间部分的接触孔线宽全映射数据和边缘部分的接触孔线宽全映射数据以建立一数据库；

步骤二，通过所述数据库将得到的前批次晶圆中间部分的接触孔线宽全映射数据的平均值和晶圆边缘部分的接触孔线宽全映射数据的平均值，与工艺要求的接触孔线宽相比，分别得到前批次晶圆中间部分的宽差和晶圆边缘部分的宽差；

步骤三，一APC系统根据前批次所述晶圆中间部分的宽差和晶圆边缘部分的宽差，以及根据刻蚀气体流量与接触孔线宽的线性关系，调整后批次每片晶圆中间部分和晶圆边缘部分的刻蚀气体流量；

步骤四，在接触孔刻蚀工艺步骤中，通过所述APC系统实时修正后批次每片晶圆中间部分和晶片边缘部分的刻蚀气体流量，返回步骤一。

进一步的，在所述步骤二中，

前批次所述晶圆中间部分的宽差的计算公式为：

ΔA=Z-L1    （公式1）

前批次所述晶圆边缘部分的宽差的计算公式为：

ΔB=Z-L2    （公式2）

其中，Z为工艺要求的接触孔线宽，L1为前批次晶圆中间部分的接触孔线宽全映射数据的平均值，L2为前批次晶圆边缘部分的接触孔线宽全映射数据的平均值，ΔA为前批次晶圆中间部分的宽差，ΔB为前批次晶圆边缘部分的宽差，Z、L1、L2、ΔA和ΔB的单位均为nm。

进一步的，在所述步骤三中，所述线性关系为：每增加3sccm刻蚀气体流量，接触孔线宽增大1nm；每减小3sccm刻蚀气体流量，接触孔线宽减小1nm。

进一步的，在所述步骤三中，

所述APC系统调整后批次每片晶圆中间部分的刻蚀气体流量的计算公式为：

C=3*ΔA    （公式3）

所述APC系统调整后批次每片晶圆边缘部分的刻蚀气体流量的计算公式为：

E=3*ΔB    （公式4）

其中，C为后批次晶圆中间部分的刻蚀气体调整流量，E为后批次晶圆边缘部分的刻蚀气体调整流量；

公式3：若C为正值，表示增加后批次晶圆中间部分的刻蚀气体流量的流量值，若C为负值，表示减少后批次晶圆中间部分的刻蚀气体流量的流量值；