[发明专利]控制多晶硅栅极关键尺寸均匀性的方法

说明书

本发明提供了一种控制多晶硅栅极关键尺寸均匀性的方法，包括：第一步骤：建立密封的反应腔体内的托盘的表面的各个距离处，反应腔侧壁上生成的SiO₂Cl₄析出的氧离子浓度与反应腔侧壁使用时数之间的第一关系；第二步骤：建立氧离子浓度和关键尺寸的第二关系；第三步骤：利用化学气相沉积在反应腔侧壁上生成预定厚度的SiO₂Cl₄；第四步骤：将晶圆置于托盘之上；第五步骤：根据建立的所述第一关系和所述第二关系，基于期望得到的多晶硅栅极尺寸以及使用的反应腔的反应腔侧壁使用时数，设置反应腔体内的托盘的不同区域的温度；第六步骤：在设置的温度下，对晶圆进行多晶硅刻蚀。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种控制多晶硅栅极关键尺寸均匀性的方法。

背景技术

随着集成电路技术进入超大规模集成电路时代，集成电路的工艺尺寸向40/28nm以及更细的结构发展，对晶圆加工提出更高更细致的技术要求。其中，晶圆的多晶硅栅极的关键尺寸和面内均匀性日益成为多晶硅刻蚀的重要参数，所述的关键尺寸决定器件门电路的工作性能，对晶圆的良率的影响越来越敏感。

现有技术中进行多晶硅刻蚀时的装置示意如图1，包括：晶圆、晶圆托盘和反应腔体；所述晶圆置于托盘之上；反应腔体为密封的扁平状的圆柱体。

在进行多晶硅刻蚀时，利用真空腔体内的高能量等离子气体对多晶硅进行物理轰击和化学腐蚀，而腔体侧壁表面提前生产的SiO₂Cl₄经轰击产生的氧离子脱离侧壁，与多晶硅反应，使关键尺寸和均匀度发生变化；因氧离子是从侧壁析出，越靠近侧壁的多晶硅获得较多氧离子，越远获得较少氧离子。

同时，侧壁使用时数越长，表面越粗糙，可供析出的氧离子越多，同样影响多晶硅关键尺寸和均匀性。在集成电路工艺尺寸向超细方向发展的过程中，多晶硅的关键尺寸和均匀性的变化越来越敏感。

但是，在现有技术中，仅仅实现了对多晶硅关键尺寸平均值进行调节，无法准确控制晶圆面内的均匀性。

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，提供一种能够精确控制多晶硅栅极关键尺寸均匀性的方法。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种控制多晶硅栅极关键尺寸均匀性的方法，包括：第一步骤：建立密封的反应腔体内的托盘的表面的各个距离处，反应腔侧壁上生成的SiO₂Cl₄析出的氧离子浓度与反应腔侧壁使用时数之间的第一关系；第二步骤：建立氧离子浓度和关键尺寸的第二关系；第三步骤：利用化学气相沉积在反应腔侧壁上生成预定厚度的SiO₂Cl₄；第四步骤：将晶圆置于托盘之上；第五步骤：根据建立的所述第一关系和所述第二关系，基于期望得到的多晶硅栅极尺寸以及使用的反应腔的反应腔侧壁使用时数，设置反应腔体内的托盘的不同区域的温度；第六步骤：在设置的温度下，对晶圆进行多晶硅刻蚀。

优选地，在第一步骤中，通过数据采集建立所述关系。

优选地，所述关系反映了不同反应腔侧壁使用时数下，多晶硅栅极的关键尺寸在托盘表面内的分布。

优选地，所述关系建立了反应腔侧壁使用时数和多晶硅栅极尺寸及均匀性的关系。

优选地，反应腔体为密封的扁平状的圆柱体。

优选地，在第五步骤中，在设置反应腔体内的托盘的不同区域的温度之前，可以在反应腔中安装具有预定使用时数的腔体侧壁。

优选地，在第六步骤中，使得反应腔侧壁表面生成的SiO₂Cl₄经轰击产生的氧离子脱离侧壁而与多晶硅反应；