CN101599433B - 半导体刻蚀方法及刻蚀系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体刻蚀方法及半导体刻蚀系统,该方法包括步骤:利用当前刻蚀参数值对至少一个晶片刻蚀,在所述晶片上刻蚀出刻蚀图形;测量所述刻蚀图形的实际深度;计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值;将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值,利用目标刻蚀参数值执行下一次刻蚀。所述半导体刻蚀系统包括:刻蚀装置、测量装置和反馈装置。本发明的半导体刻蚀方法及半导体刻蚀系统可以在刻蚀的过程中减小误差,提高了刻蚀图形的刻蚀精度,并且使不在同一次刻蚀的刻蚀图形之间的差别减小。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,特别涉及半导体刻蚀方法及刻蚀系统。
背景技术
随着器件特征尺寸的缩小,对器件制造的精确度要求越来越高。在半导体制造的过程中,要通过刻蚀从晶片表面去除不需要的材料。刻蚀的要求取决于要制作的特征图形的类型,如铝合金连线、多晶硅栅、浅沟槽隔离区。由于器件的结构复杂,因此晶片具有大量需要不同刻蚀参数的材料,这就使得刻蚀的精确程度很难控制。同时,刻蚀又受到气压、电源功率、刻蚀气体含量、刻蚀气体在刻蚀腔的气流分布,以及刻蚀时间等诸多外界条件的影响,因此刻蚀很难做到精确的控制。随着特征尺寸的缩小,刻蚀工艺中对尺寸的控制要求更严格,但特征尺寸的缩小使得刻蚀精度也更难以控制和检测,同时随着新工艺的出现同样给刻蚀过程带来的更大的困难和更高的要求。例如,大马士革(damascene)工艺是刻蚀介质层以形成沟槽,然后向该沟槽内淀积铜来覆盖介质上的图形,因为沟槽中要淀积铜形成金属互连,所以沟槽的深度就与金属连线的电阻有直接关系,也就是沟槽的深度与器件的电学特性有直接的关系,因此精确控制沟槽的刻蚀深度成为一个非常重要的问题。
在2007年12月5日公告的公告号为CN100353508C的中国专利中,给出了一种精确控制铝线宽的方法,该方法在刻蚀后通过刻蚀铝的机器上的自动反馈系统进行线宽测量,如果线宽符合要求则进行下一片刻蚀,如果线宽不符合要求则由自动反馈系统进行调整,根据调整后的参数进行下一片刻蚀。随着半导体制造中特征尺寸的缩小,允许的误差范围也越来越小,因此这种设定误差范围来检测刻蚀结果的办法不能精确的控制刻蚀的精确度。因为该方法仅仅在线宽不符合要求时进行反馈,来调整刻蚀参数,符合要求就不进行参数调整,因此该方法只能把误差维持在一定的范围,不能有效的减小误差。而且采用这种方法,即使是沟槽线宽符合要求,不在同一次刻蚀的沟槽之间可能存在较大的差别,从而使制造出的器件之间存在较大差别。
同样的,在其它刻蚀图形的刻蚀中也存在不能减小误差,以及不在同一次刻蚀的刻蚀图形之间可能存在较大的差别,从而使制造出的器件之间存在较大差别的问题。
发明内容
本发明提供了一种半导体刻蚀方法及刻蚀系统,可以在刻蚀的过程中减小误差,提高了刻蚀图形的刻蚀精度,并且使不在同一次刻蚀的刻蚀图形之间的差别减小。
本发明提供了一种半导体刻蚀方法,包括步骤:
利用当前刻蚀参数值对至少一个晶片刻蚀,在所述晶片上刻蚀出刻蚀图形;
测量所述刻蚀图形的实际深度;
计算出所述刻蚀图形的实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值;
将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值,利用所述目标刻蚀参数值执行下一次刻蚀。
其中,
所述的当前刻蚀参数值可以包括当前刻蚀时间,所述的目标刻蚀参数值可以包括目标刻蚀时间。
所述目标刻蚀时间计算方法可以包括:确定刻蚀所述偏差值的刻蚀时间,如果所述刻蚀图形的实际深度大于目标深度,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间-所述偏差值的刻蚀时间;否则目标刻蚀时间=当前刻蚀时间+所述偏差值的刻蚀时间。
所述的当前刻蚀参数值可以包括当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀速率。
测量所述刻蚀图形的实际深度的方法可以包括:用光学特征尺寸测量设备测量所述沟槽的深度。
相应的,本发明还提供了一种半导体刻蚀系统,该刻蚀系统包括:
刻蚀装置,用于在当前刻蚀参数值下对至少一个晶片进行刻蚀,在完成刻蚀之后将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值;
测量装置,用于测量利用所述刻蚀装置在晶片上刻蚀出的刻蚀图形的实际深度;
反馈装置,用于计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。
所述的当前刻蚀参数值还可以包括当前刻蚀时间,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀时间。
所述的反馈装置还可以包括:
存储模块,用于存储当前刻蚀参数值和目标深度;
计算模块,用于根据存储的当前刻蚀参数值和目标深度,计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。
所述的刻蚀装置还可以包括刻蚀参数转换单元,用于将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值。
所述的当前刻蚀参数值还可以包括当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀速率。
与现有技术相比,上述技术方案具有以下优点:
上述技术方案提供的半导体刻蚀方法,在刻蚀之后对刻蚀图形的深度进行测量,并利用测量结果调整刻蚀参数值,这样,经过每次刻蚀参数值的调整,使刻蚀的偏差不断减小,因此上述方案提供的半导体刻蚀方法可以在刻蚀的过程中有效地减小刻蚀的误差,使提高刻蚀图形的刻蚀精度成为可能,而且该方法使不在同一次刻蚀的晶片之间的刻蚀图形深度差别减小。
上述技术方案提供的半导体刻蚀方法的可选方式,通过调整刻蚀时间实现刻蚀参数值的调整,便于刻蚀参数值的简单、精确控制。
上述技术方案提供的半导体刻蚀系统,通过测量装置将每次刻蚀图形的实际深度的测量结果发送给反馈装置,反馈装置计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。刻蚀装置调整刻蚀参数值进行下一次的刻蚀,这样,经过每次刻蚀装置进行刻蚀参数值的调整,使刻蚀的偏差不断减小,提高了刻蚀图形深度的刻蚀精度,而且使不在同一次刻蚀的晶片之间的刻蚀图形深度差别减小。
附图说明
图1是本发明的半导体刻蚀方法一实施例的流程图;
图2是晶片上的沟槽内填充的金属的电阻与该沟槽刻蚀时间的关系图;
图3是本发明的半导体刻蚀系统一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明,使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图,重点在于示出本发明的主旨。
为了清楚,在下面的描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在半导体刻蚀当中,由于刻蚀速率受到刻蚀环境,例如气压、电源功率、温度等的影响,发生漂移,因此在刻蚀沟槽时,很难把沟槽的深度严格控制在一个数值,使得刻蚀的沟槽深度不是当前刻蚀参数值应该达到的目标刻蚀深度。因此,相同的当前刻蚀参数值下,不在同一次刻蚀的晶片,由于环境发生改变,因此可能刻蚀的刻蚀图形的深度不相同。如果刻蚀图形为金属导线槽,那么金属导线槽的深度将影响到金属导线的电阻。使得不在同一次刻蚀的晶片生产的器件的电学特性不同。
在传统技术中的刻蚀方法包括步骤:预先设定当前刻蚀参数值和允许的误差范围,采用当前刻蚀参数值,进行第一次刻蚀,在刻蚀之后对刻蚀完的晶片抽样测试,如果测试结果在允许的误差范围内,就判定所述刻蚀操作满足产品要求,即检测合格,然后继续用当前刻蚀参数值进行第二次刻蚀;如果检测不合格,则反馈测试结果,将当前刻蚀参数值进行调整,采用调整后的当前刻蚀参数值进行第二次刻蚀。换言之,如果刻蚀第一次刻蚀的晶片抽样检测合格,在第二次的刻蚀过程中,就不再反馈第一次刻蚀的晶片的刻蚀结果。这样虽然两次刻蚀的晶片都在允许的误差范围内,这种方法并不能使第二次刻蚀的误差减小,而且第一次刻蚀沟槽深度和第二次刻蚀的沟槽深度之间可能存在较大的偏差。例如,需要的沟槽深度为1200nm,允许的误差范围是30nm,第一次刻蚀的晶片上的沟槽深度为1170nm,第二次刻蚀的晶片上的沟槽深度为1230nm,虽然第一次和第二次刻蚀的沟槽深度都在允许的误差范围内,但是这两次的晶片沟槽深度差别为60nm,超出了30nm的误差范围,因此使得制造出的器件的性能差别较大。
本发明提供了一种半导体刻蚀方法,包括步骤:
利用当前刻蚀参数值对至少一个晶片刻蚀,在所述晶片上刻蚀出刻蚀图形,例如沟槽、通孔或者其它形状,所述刻蚀包括干法刻蚀和湿法刻蚀;
测量所述刻蚀图形的实际深度;
计算出所述刻蚀图形的实际深度和目标深度的偏差值,并根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值;
将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值,利用所述目标刻蚀参数值执行下一次刻蚀。
上述技术方案提供的半导体刻蚀方法,在刻蚀之后对刻蚀图形的深度进行测量,并利用测量结果调整刻蚀参数值,因为误差的出现通常是因为刻蚀环境的改变,因此这样前一次晶片刻蚀之后都将测量之后的刻蚀结果反馈到后一次的刻蚀过程中,经过不断的调整过程,使得每次晶片的刻蚀参数值的调整能补偿刻蚀环境的改变。这样,经过每次刻蚀参数值的调整,使刻蚀的偏差不断减小,因此上述方案提供的半导体刻蚀方法可以在刻蚀的过程中有效地减小刻蚀的误差,使实际深度更接近目标深度,使得提高刻蚀图形的刻蚀精度成为可能,而且使不在同一次刻蚀的晶片的实际深度更加接近,从而使所述晶片生产的器件的电学特性更接近,而且更接近目标值。
换言之,传统方法中对“反馈”技术的应用仅用以判断所述当前刻蚀参数值是否适当,即,利用所述“反馈”技术调整所述当前刻蚀参数值;而在本发明中,则是在确定所述当前刻蚀参数值适当的前提下,利用所述“反馈”技术为在刻蚀不同晶片时提供环境保障,使实际刻蚀环境尽量维持在利用所述当前刻蚀参数值提供的刻蚀环境中。
在上述半导体刻蚀方法中:
所述的当前刻蚀参数值可以包括当前刻蚀时间,所述的目标刻蚀参数值可以包括目标刻蚀时间。因为调整刻蚀时间操作简便,精确度高,因此该方案中对当前刻蚀时间进行调整,便于刻蚀参数值的简单、精确控制。
所述目标刻蚀时间计算方法可以包括:确定刻蚀所述偏差值的刻蚀时间,如果所述刻蚀图形的实际深度大于目标深度,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间-所述偏差值的刻蚀时间;否则目标刻蚀时间=当前刻蚀时间+所述偏差值的刻蚀时间。
所述的当前刻蚀参数值可以包括当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀速率。
测量所述刻蚀图形的实际深度的方法可以包括:用光学特征尺寸测量设备测量所述沟槽的深度。
相应的,本发明还提供了一种半导体刻蚀系统,该刻蚀系统包括:
刻蚀装置,用于在当前刻蚀参数值下对至少一个晶片进行刻蚀,在完成刻蚀之后将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值;
测量装置,用于测量利用所述刻蚀装置在晶片上刻蚀出的刻蚀图形的实际深度;
反馈装置,用于计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。
其中,
所述的当前刻蚀参数值还可以包括当前刻蚀时间,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀时间。
所述的反馈装置还可以包括:
存储模块,用于存储当前刻蚀参数值和目标深度;
计算模块,用于根据存储的当前刻蚀参数值和目标深度,计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。
所述的刻蚀装置还可以包括刻蚀参数转换单元,用于将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值。
所述的当前刻蚀参数值还可以包括当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀速率。
图1是本发明的的半导体刻蚀方法一实施例的流程图,下面结合图1对本实施例的刻蚀方法做更详细描述,该刻蚀方法包括以下步骤:
在本实施例中选择使用干法刻蚀装置进行刻蚀。
预先根据所要刻蚀的刻蚀图形的目标深度2809埃,计算刻蚀参数值:目标刻蚀速率53埃/秒,在该目标刻蚀速率下达到目标深度2809埃所需的刻蚀时间53秒。因为所述目标刻蚀速率取决于:刻蚀腔内的气压值、电源功率、气体含量、气流在刻蚀腔的分配率等参数值,因此通过将刻蚀腔内的气压设为150mT,电源功率设为800W,刻蚀气体中四氟化碳、氩气、氧气的比例设为150∶150∶4,刻蚀腔边缘和中间的进气量设为1:使得目标刻蚀速率为53埃/秒。
步骤A101:利用当前刻蚀参数值对至少一个晶片刻蚀,在所述晶片上刻蚀出刻蚀图形。
具体为:将多个晶片,例如16个、20个、25个晶片放入刻蚀腔内,在上述目标刻蚀速率和目标刻蚀时间条件下,同时对所述晶片进行刻蚀。所述晶片包括衬底、在衬底上形成的介质层以及覆盖在介质层上的刻蚀阻挡图形,具体为在每个晶片的介质层中刻蚀出至少一个沟槽,例如20个、30个、50个沟槽。
在本实施例中,利用等离子体刻蚀反应器,具体可以为圆桶式等离子体刻蚀机、平板反应器或者顺流刻蚀系统。例如采用平板反应器,将晶片的背面朝下放置于接地的阴极上面,射频电源信号加在反应器的上电极。由于等离子体电势总是高于地电势,因而四氟化碳(CF4)、氩(Ar)、氧气(O2)的混合气体的等离子体轰击晶片的表面,由于这种刻蚀方法距有很强的刻蚀方向性,从而能在平行电场方向获得高的各向异性刻蚀剖面,以达到好的线宽控制。因此采用该刻蚀方法对晶片进行刻蚀,可在晶片上刻蚀出在平行电场方向剖面很好的沟槽。
步骤A102:测量所述刻蚀图形的实际深度。
具体为:从刻蚀的16个晶片中抽出2个,这2个晶片上每个晶片上选择10个沟槽,对沟槽的实际深度进行测量。
在传统方法中,通常测量晶片被刻蚀后沟槽底部剩余的厚度,然后用晶片的厚度减去剩余厚度,得到沟槽的实际深度,但是由于传统的方法是测量刻蚀图形密度很低的空旷区(open pat)刻蚀后剩下的膜厚度,来间接反映刻蚀掉了多少,因此对于沟槽密集区的沟槽的实际深度就存在较大误差。在本实施中,采用光学特征尺寸测量设备(Optical CD,OCD)针对有规则的沟槽密集区的10个沟槽进行测量,利用反射光束的干涉,形成一组有规律的谱线,通过分析这些谱线,得到沟槽的实际深度,这就消除了传统方法中的误差,使得误差大大减小,从而得到较准确的沟槽的实际深度。
将测量到的20个沟槽的实际深度求平均值,得到沟槽的平均的实际深度,例如3132埃。
步骤A103:计算出所述刻蚀图形的实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值。
由于刻蚀时间和刻蚀深度成正比,因此通过调整刻蚀时间可以比较精确地调整刻蚀的沟槽深度。因此,该步骤中目标刻蚀参数值包括目标刻蚀时间。
根据测量和计算得到的沟槽深度计算出实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值,确定达到目标深度所需的目标刻蚀时间。例如,本实施例中,沟槽的实际深度为3132埃,目标深度为2809埃,3132埃-2809埃=53埃为正值,说明实际深度比目标深度大53埃,因此需要将刻蚀的实际深度变浅,因为刻蚀时间和刻蚀深度成正比,可以得到在刻蚀速率为53埃/秒下,刻蚀53埃需要的刻蚀时间为1秒,从而利用当前刻蚀时间和应该调整的时间可得到第二晶片刻蚀的目标刻蚀时间,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间53秒-1秒=52秒。如果实际深度比目标深度小53埃,则目标刻蚀时间=用当前刻蚀时间+1秒。
另外,所述的当前刻蚀参数值也可以包括当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值也可以包括目标刻蚀速率,因此,在步骤A103中也可以利用沟槽的实际深度,例如3132埃,以及目标深度,例如2809埃,计算出偏差值53埃,根据所述偏差值53埃确定达到目标深度2809埃应该将刻蚀速率减少1埃/秒,所需的目标刻蚀速率为52埃/秒。因为目标刻蚀速率受刻蚀腔内的气压、电源功率以及刻蚀腔内的气体成份等情况影响,因此可以通过改变蚀腔内的气压、电源功率以及刻蚀腔内的气体成份等条件来实现目标刻蚀速率的调整,例如可以通过降低刻蚀的电源功率来减小目标刻蚀速率,从而使刻蚀的实际深度减小。
步骤A104:将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值,利用所述目标刻蚀参数值执行下一次刻蚀。
计算出目标刻蚀时间52秒之后,将当前刻蚀时间调整为目标刻蚀时间52秒,以目标刻蚀时间52秒进行下一次刻蚀。
或者计算出目标刻蚀速率之后,将当前刻蚀速率调整为目标刻蚀速率,以目标刻蚀速率进行下一次刻蚀。
或者计算出目标刻蚀时间和目标刻蚀速率,将当前刻蚀时间和当前刻蚀速率同时调整。
之后继续进行步骤A102、A103、A104。
上述技术方案提供的半导体刻蚀方法,通过对每一次的刻蚀结果进行测量,将测量结果进行反馈,用来调整刻蚀参数值,这样,通过对目标刻蚀时间或目标刻蚀速率的调整补偿了造成偏差值的刻蚀环境参数的漂移,经过每次刻蚀参数值的调整,使刻蚀的误差不断减小,因此上述方案提供的半导体刻蚀方法,在刻蚀过程中有效地减小了刻蚀的误差,提高了沟槽深度的刻蚀精度,同时使各次刻蚀的晶片之间的刻蚀图形的实际深度差别减小。
除此之外,上述方案的可选刻蚀方法还带来了进一步的有益效果,例如在金属互连线的制造过程中发现,如图2所示,图2的横坐标为刻蚀时间,纵坐标为沟槽内金属的电阻值。从图2中可以看出,沟槽内金属的电阻和刻蚀时间成反比。沟槽内的金属也就是金属互连线,因此通过对刻蚀参数值,也就是刻蚀时间的调整有效控制金属互连线的电阻,从而使不是同次刻蚀过程生产的器件的电学特性更加接近。
图3是本发明的半导体刻蚀系统一实施例的结构示意图,下面参见图3对本发明的实施例做详细说明。为了更清晰易懂,图3示意性的画了6个晶片。
本实施例中,半导体刻蚀系统包括:
刻蚀装置10,用于对晶片11进行刻蚀,刻蚀出沟槽13。所述刻蚀装置10包括湿法刻蚀装置和干法刻蚀装置。在本实施例中,所述刻蚀装置10为干法刻蚀装置。刻蚀装置10还包括刻蚀参数转换单元14,可以在每一次刻蚀之后将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值。
测量装置15,用于测量沟槽13的实际深度,如果是大于一个沟槽则计算沟槽的平均的实际深度,将实际深度传送给反馈装置16。本实施例中利用OCD设备作为测量设备进行沟槽的实际深度的测量。
反馈装置16,用于接收所述实际深度,并根据实际深度得到目标刻蚀时间或者目标刻蚀速率,再将目标刻蚀时间或目标刻蚀速率发送至所述刻蚀装置10。
反馈装置16包括:
存储模块17,用于存储当前刻蚀时间或当前刻蚀速率,以及目标深度;和
计算模块18,用于接收实际深度,并计算实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定目标刻蚀时间或目标刻蚀速率后,将所述目标刻蚀时间或目标刻蚀速率发送至刻蚀装置。
所述的目标刻蚀时间计算方法包括确定刻蚀所述偏差值的刻蚀时间,如果所述沟槽深度大于目标深度,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间-所述偏差值的刻蚀时间;否则目标刻蚀时间=当前刻蚀时间+所述偏差值的刻蚀时间。
所述的目标刻蚀速率,因为目标刻蚀速率受刻蚀装置内的气压、电源功率以及刻蚀装置内的气体成份等情况影响,因此可以通过改变蚀装置内的气压、电源功率以及刻蚀装置内的气体成份等条件来实现目标刻蚀速率的调整,例如如果实际刻蚀深度大于目标刻蚀深度,可以通过降低刻蚀的电源功率来减小目标刻蚀速率,从而使刻蚀的实际深度减小。
刻蚀装置以所述目标刻蚀参数值继续下一次刻蚀操作。
所述存储模块17可以是计算机或任何存储装置。
所述计算模块18可以是运行于计算机中的任何计算软件。可选的,计算模块18利用沟槽的实际深度,例如3132埃,目标深度,例如2809埃计算出偏差值53埃,根据所述偏差值53埃确定达到目标深度2809埃所需的目标刻蚀时间=53秒-1秒=52秒。同时将将目标刻蚀时间52秒存储到存储模块17,作为下一次晶片刻蚀的当前刻蚀时间。
另外,计算模块18也可以利用沟槽的实际深度,例如3132埃和目标深度,例如2809埃,计算出偏差值53埃,根据所述偏差值53埃确定达到目标深度2809埃所需的目标刻蚀速率为52埃/秒。因为目标刻蚀速率受刻蚀装置内的气压、电源功率以及刻蚀装置内的气体成份等情况影响,因此计算模块18也可以根据所述偏差值53埃确定达到目标深度2809埃所需的刻蚀电源功率。
上述技术方案提供的半导体刻蚀系统,通过对每一次的刻蚀结果进行测量,将测量结果进行反馈,用来调整刻蚀装置的刻蚀参数值,这样,经过每次刻蚀参数值的调整,使刻蚀的误差不断减小,因此上述方案提供的半导体刻蚀系统,有效地减小了刻蚀的误差,提高了刻蚀图形的刻蚀精度,而且使各次刻蚀的晶片之间的刻蚀图形的差别减小。
另外上述实施例中,所述晶片也可以只包括衬底,也可以包括金属层,也就是将该刻蚀方法和刻蚀系统也可以用于衬底的刻蚀当中或者金属层的刻蚀当中,形成例如浅沟槽隔离区,铝合金复合层需要严格控制刻蚀深度的刻蚀过程当中。
另外本发明的半导体刻蚀方法和半导体刻蚀系统也可以采用湿法刻蚀,如果采用湿法刻蚀,由于湿法刻蚀的刻蚀速率包括刻蚀的溶液浓度、刻蚀温度等等因素,因此可以通过调整刻蚀的溶液浓度、刻蚀温度等等因素实现刻蚀速率的调整。
在65nm及以下的小尺寸工艺中,因为误差范围很小,所以利用现有方法很难将刻蚀保持在允许的误差范围之内,而利用本发明的刻蚀方法及刻蚀系统可以通过每一次的调整逐渐减小误差,使刻蚀更精确。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已,本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种半导体刻蚀方法,其特征在于,包括步骤:
利用当前刻蚀参数值对至少一个晶片刻蚀,在所述晶片上刻蚀出刻蚀图形;
测量所述刻蚀图形的实际深度;
计算出所述刻蚀图形的实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值;
将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值,利用所述目标刻蚀参数值执行下一次刻蚀;
所述的当前刻蚀参数值包括当前刻蚀时间或者当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀时间或者目标刻蚀速率;
所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值计算方法包括:确定刻蚀所述偏差值的刻蚀时间,如果所述刻蚀图形的实际深度大于目标深度,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间-所述偏差值的刻蚀时间;否则目标刻蚀时间=当前刻蚀时间+所述偏差值的刻蚀时间。
2.如权利要求1所述的半导体刻蚀方法,其特征在于,测量所述刻蚀图形的实际深度的方法包括:用光学特征尺寸测量设备测量所述刻蚀图形的深度。
3.一种半导体刻蚀系统,其特征在于,该刻蚀系统包括:
刻蚀装置,用于在当前刻蚀参数值下对至少一个晶片进行刻蚀,在完成刻蚀之后将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值;
测量装置,用于测量利用所述刻蚀装置在晶片上刻蚀出的刻蚀图形的实际深度;
反馈装置,用于计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置;
所述的当前刻蚀参数值包括当前刻蚀时间或者当前刻蚀速率,所述的目标刻蚀参数值包括目标刻蚀时间或者当前刻蚀速率;
所述偏差值确定达到目标深度所需的目标刻蚀参数值计算方法包括:确定刻蚀所述偏差值的刻蚀时间,如果所述刻蚀图形的实际深度大于目标深度,目标刻蚀时间=当前刻蚀时间-所述偏差值的刻蚀时间;否则目标刻蚀时间=当前刻蚀时间+所述偏差值的刻蚀时间。
4.如权利要求3所述的半导体刻蚀系统,其特征在于,所述的反馈装置包括:
存储模块,用于存储当前刻蚀参数值和目标深度;
计算模块,用于根据存储的当前刻蚀参数值和目标深度,计算出所述实际深度和目标深度的偏差值,根据所述偏差值确定达到目标深度的目标刻蚀参数值,并将所述目标刻蚀参数值反馈给刻蚀装置。
5.如权利要求4所述的半导体刻蚀系统,其特征在于,所述的刻蚀装置还包括刻蚀参数转换单元,用于将当前刻蚀参数值调整为目标刻蚀参数值。
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