DE10329389A1

DE10329389A1 - Verfahren zur Kompensierung von Ätzratenungleichförmigkeiten mittels Ionenimplantation

Info

Publication number: DE10329389A1
Application number: DE10329389A
Authority: DE
Inventors: Matthias Schaller; Christoph Schwan; Carsten Hartig
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2023-07-01
Also published as: DE10329389B4; US20040266200A1; US7098140B2

Abstract

Die Ätzgleichförmigkeit wird verbessert, indem eine zu ätzende Schicht der Einwirkung eines Ionenstrahls ausgesetzt wird, um eine Ionenspezies zu implantieren, wobei mindestens ein Implantationsparameter entsprechend lokalen Ätzraten der spezifizierten Materialschicht variiert wird. Auf diese Weise werden Ätzungsgleichförmigkeiten, die durch Anlagenungleichförmigkeiten und rezeptspezifische Eigenschaften hervorgerufen werden, deutlich reduziert.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Herstellung von Mikrostrukturen, etwa von integrierten Schaltungen, mikromechanischen Strukturen und dergleichen, und betrifft insbesondere die Herstellung von Strukturelementen durch Abtragen von Material in einer Ätzanlage.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Gegenwärtig werden Mikrostrukturen in eine Vielzahl von Produkten integriert. Ein Beispiel in dieser Hinsicht ist die Verwendung von integrierten Schaltungen, die auf Grund ihrer relativ geringen Kosten und hohen Leistungsfähigkeit zunehmend in vielen Arten von Geräten verwendet werden, wodurch eine verbesserte Steuerung und ein verbesserter Betrieb dieser Geräte möglich ist. Auf Grund wirtschaftlicher Aspekte sind die Hersteller von Mikrostrukturen, etwa von integrierten Schaltungen, mit der Aufgabe konfrontiert, ständig die Leistungsfähigkeit dieser Mikrostrukturen zu verbessern und/oder die Herstellungskosten mit jeder neuen Bauteilgeneration, die auf dem Mark erscheint, zu reduzieren. Die Herstellung von Mikrostrukturen wird typischerweise bewerkstelligt, indem eine große Anzahl im Wesentlichen identischer Bauteile auf einem einzelnen Substrat hergestellt werden, wobei viele Herstellungsschritte, etwa das Abscheiden von Materialschichten und das Strukturieren der Materialschichten mittels Ätzen, gleichzeitig für alle Bauteile auf dem Substrat ausgeführt werden. Somit gibt es ein ständiges Bestreben auf diesem industriellen Gebiet, um die Substratgröße stetig zu vergrößern, um damit möglichst viele Bauelemente auf einem einzelnen Substrat anzuordnen, wodurch die Produktionsausbeute gesteigert wird.
Andererseits kann das Vergrößern der Substratgröße eine Reihe von Problemen hinsichtlich der Substrathantierung und der Prozessgleichförmigkeit über die gesamte Substratfläche hinweg nach sich ziehen. Das Problem der Prozessungleichförmigkeiten wird noch verschärft, wenn sich die kritischen Abmessungen von Strukturelementen verringern, da entsprechende Prozesstoleranzen, d. h. maximal zulässige Abweichungen von einem Entwurfswert, ebenso reduziert werden müssen, wofür eine verbesserte Prozesssteuerung erforderlich ist.
Ein wichtiger Prozessablauf bei der Herstellung von Mikrostrukturen, etwa von technisch fortschrittlichen integrierten Schaltungen, ist das Übertragen eines in einer Maskenschicht enthaltenen Musters in eine Materialschicht, die unter der Maskenschicht angeordnet ist, indem freigelegte Bereiche der unteren Materialschicht geätzt werden, während Bereiche, die von der Maskenschicht bedeckt sind, im Wesentlichen bewahrt bleiben. Somit ist ein hohes Maß an Anisotropie beim Materialabtrag erforderlich, um das gewünschte Muster mit einem Minimum an Unterätzung zu erhalten. Ätzprozesse dieser Art sind als sogenannte Trockenätzprozesse gestaltet, die in einer gasförmigen Atmosphäre unter Erzeugung eines anisotropen Teilchenbeschusses ausgeführt werden. Im Gegensatz dazu zeigen Nassätzprozesse typischerweise eine im Wesentlichen identische Ätzrate in allen Richtungen, d. h., dies ist ein isotroper Prozess, und daher ermöglichen sie nicht die Herstellung von Strukturelementen in einer Materialschicht mit einer Dicke in der Größenordnung der lateralen Abmessungen der Strukturelemente. Die Ätzrate ist hierbei definiert als die Dickenverringerung einer spezifizierten Materialschicht pro Zeiteinheit. Beispielsweise kann die Ätzrate durch Nanometer pro Minute oder gleichen ausgedrückt werden. Idealerweise zeigt ein Ätzprozess eine hohe Selektivität zu dem Material der Maskenschicht, die häufig als eine Photolackschicht bereitgestellt wird, und ferner zu dem Material, das unter dem zu entfernenden Material angeordnet ist. Ferner ist eine relativ hohe Ätzrate in vertikaler Richtung und eine vernachlässigbare Ätzrate in der horizontalen Richtung bevorzugt, sofern nicht ein gewisses Maß an Unterätzung oder ein isotropes Ätzverhalten gewünscht wird.
Es wurden zahlreiche Ätzanlagen entwickelt, die mehr oder weniger den oben genannten Erfordernissen entsprechen. Wenn die Abmessungen der Substrate ständig größer werden, wird es zunehmend schwierig, die Prozessgleichförmigkeit, d. h. eine im Wesentlichen konstante Ätzrate, innerhalb der gesamten Prozesskammer beizubehalten. Insbesondere stellt es sich als äußerst schwierig heraus, im Wesentlichen konstante Bedingungen über eine Entfernung von ungefähr einigen 100 mm aufrecht zu erhalten, so dass für Substratgrößen von modernen integrierten Schaltungen, d. h. von 200 mm oder sogar 300 mm, die Ätzanlagen so ausgestaltet sind, um der Reihe nach einzelne Substrate zu prozessieren. Gegenwärtig wird eine Vielzahl von Anlagenkonfigurationen verwendet, um Scheiben anisotrop oder isotrop zu ätzen. Zum Beispiel haben Parallelplattenreaktoren für einzelne Scheiben einen relativ einfachen Aufbau, wobei das Substrat auf eine von zwei parallelen Elektroden angeordnet wird, um eine Plasmaatmosphäre über der Substratoberfläche zu errichten. Das Erreichen einer geeigneten Ätzratengleichmäßigkeit über die gesamte Substratoberfläche hinweg erfordert jedoch eine optimale Gasverteilung, die durch einen sogenannten Duschkopf bereitgestellt wird, wobei dies allerdings schwierig zu erreichen ist für Substrate mit einem großen Durchmesser.
Ein weiterer Typ einer Trockenätzanlage ist der sogenannte magnetverstärkte reaktive Ionenätzer, in welchem das Magnetron-Prinzip von Sputterabscheideanlagen verwendet wird, um den Anregungsprozess für primäre Elektronen bei geringeren Gasdrücken zu verbessern. Eine weitere Art von Ätzanlagen wird durch nachgeschaltete Ätzer repräsentiert, in denen die reaktiven Spezies in einem von der tatsächlichen Prozesskammer entfernten Plasma erzeugt werden und anschließend zur Prozesskammer transportiert werden. Da diese Ätzanlagen nicht die Richtungsabhängigkeit geladener Teilchen, die auf die Substratoberfläche gelenkt werden, aufweisen, ist das entsprechende Ätzverhalten isotrop. Eine noch weitere Anlagenausgestaltung, die eine gute Linienbreitensteuerung, Selektivität und geringe durch Teilchenbeschuss hervorgerufene Schäden ermöglicht, beruht auf elektrodenlosen, hoch dichten Plasmaquellen mit geringem Druck.
Trotz der vielen Erfolge, die bei der Entwicklung moderner Ätzanlagen erreicht werden, zeigt es sicht dennoch, dass Ätzratenungleichförmigkeiten im Bereich von einigen Prozent auftreten können, abhängig von der speziellen Ätzanlage und dem angewendeten Ätzrezept. In einigen Anwendungen kann die Ätzratenungleichförmigkeit einen deutlichen Einfluss auf das Verhalten der fertiggestellten Bauelemente ausüben. Beispielsweise erfordern moderne integrierte Schaltungen, die entsprechend anspruchsvoller CMOS-Technologien hergestellt werden, äußerst dünne Gateisolationsschichten, um die Herstellung von Feldeffekttransistoren mit einer Gatelänge im Bereich deutlich unter einem Mikrometer zu ermöglichen. Folglich erfordert das Strukturieren einer darüber liegenden Gateelektrode, die typischerweise als dotierte Polysiliziumschicht bereitgestellt wird, einen äußerst anisotropen genauen Ätzprozess, der zuverlässig an der Gateisolationsschicht gestoppt werden kann, ohne unnötig diese Schicht zu schädigen. Eine Ungleichförmigkeit der Ätzrate kann zu einer entsprechenden Ungleichförmigkeit der Gateisolationsschichten und damit des Transistorverhaltens der Bauteile führen, die an unterschiedlichen Bereichen des Substrats angeordnet sind. Ein weiteres Beispiel hinsichtlich einer minimalen Ätzungleichförmigkeit ist die Herstellung von Kontaktdurchführungen und Gräben in einem Dielektrikum mit kleinem ε, das zunehmend bei der Herstellung von Metallisierungsschichten auf Kupferbasis verwendet wird.
In einigen Lösungsansätzen zur Herstellung dieser Metallisierungsschichten werden die Kontaktdurchführungen zuerst hergestellt und anschließend werden die Gräben geätzt, ohne dass eine Ätzstoppschicht verwendet wird, so dass damit die Gesamtpermittivität des Dielektrikums mit kleinem ε nicht unnötig beeinträchtigt wird. Da die schließlich erhaltene Tiefe der Gräben lediglich durch die Ätzzeit gesteuert ist, kann eine entsprechende Ungleichförmigkeit der Ätzrate zu einer entsprechenden Variation der Grabentiefe führen und damit eine deutliche Leitfähigkeitsfluktuation nach dem Füllen der Gräben mit Kupfer nach sich ziehen.
Angesichts der oben dargestellten Probleme besteht ein Bedarf für eine verbesserte Technik, die eine erhöhte Ätzratengleichförmigkeit in modernen Ätzanlagen bereitstellen kann. Die vorliegende Erfindung richtet sich an diverse Verfahren und Systeme, die einige oder alle der zuvor genannten Probleme lösen oder zumindest verringern können.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an ein Verfahren und ein Prozessanlagensystem, in welchem eine Ätzratenungleichförmigkeit einer spezifizierten Ätzanlage kompensiert oder zumindest deutlich reduziert werden kann, indem eine spezifizierte Ionenspezies in eine zu ätzende Materialschicht implantiert wird, während zumindest ein Implantationsparameterwert, etwa die Dosis der implantierten Ionen, entsprechend der lokalen Ätzratenvariation geändert wird. Die vorliegende Erfindung nutzt die Tatsache aus, dass die Implantation von Ionen in einer Materialschicht signifikant die Ätzrate dieses Materials ändern kann, wenn es einer speziellen reaktiven Ätzumgebung ausgesetzt wird.
Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bestimmen von Schwankungen in der Ätzrate für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept über das Substrat hinweg, d. h. lokale Variationen, wenn das Ätzrezept in der Ätzanlage ausgeführt wird. Eine Prozessschicht wird über einem Substrat gebildet. Ferner wird ein Ionenimplantationsprozess ausgeführt, um Ionen in die Prozessschicht, die über dem Substrat gebildet ist, zu implantieren, wobei mindestens ein Pa rameter des Ionenimplantationsprozesses auf der Grundlage der bestimmten Schwankungen über die Substratfläche hinweg in der Ätzrate bestimmt wird. Schließlich wird das Ätzrezept auf die über dem Substrat gebildete Prozessschicht angewendet, nachdem der Ionenimplantationsprozess ausgeführt ist.
Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bestimmen von Schwankungen über die Substratfläche hinweg einer Ätzrate beim Ausführen eines Ätzrezepts in einer Ätzanlage für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept. Auf der Grundlage der Schwankungen über die Substratfläche hinweg in der Ätzrate wird mindestens ein Parameter eines Implantationsprozesses, der mit einer Prozessschicht durchgeführt wird, die dem Ätzrezept in der Ätzanlage unterzogen wird, bestimmt. Ferner wird der Ionenimplantationsprozess mit dem bestimmten mindestens einen Parameter mit der Prozessschicht ausgeführt.
Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bestimmen von Schwankungen in der Ätzrate über eine Substratfläche hinweg beim Ausführen eines Ätzrezepts in einer Ätzanlage für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept. Ferner wird auf der Grundlage der bestimmten Schwankungen in der Ätzrate über die Substratfläche hinweg mindestens ein Parameter eines Ionenimplantationsprozesses bestimmt, der Schwankungen über die Substratfläche hinweg in Implantationsgebieten erzeugt, die durch Durchführen des Implantationsprozesses gebildet werden. Schließlich wird der Ionenimplantationsprozess auf mindestens eine Prozessschicht angewendet, die dem Ätzrezept in der Ätzanlage zu unterziehen ist.
Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Ionenimplantation ausgeführt, die mit vorhergehenden und nachfolgenden Herstellungsprozessen verträglich ist, wobei eine Korrelation zwischen Ätzratenungleichförmigkeiten eines nachfolgenden Ätzprozesses und mindestens einem Implantationsparameterwert, beispielsweise der Dosis, ermittelt wird und der Implantationsprozess auf der Grundlage dieser Korrelation gesteuert wird.
Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bestimmen einer lokalen Ätzrate an mehreren Positionen auf einem ersten Substrat für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept, wobei das Ätzrezept so gestaltet ist, um eine Schicht eines spezifizierten Materials, die auf dem ersten Substrat gebildet ist, zu entfernen. Anschließend werden Ionen in eine Schicht des spezifizierten Materials implantiert, die auf einem zweiten Substrat gebildet ist, bevor das zweite Substrat einem Ätzprozess mit dem spezifizierten Ätzrezept in der spezifizierten Ätzanlage unterzogen wird, wobei ein oder mehrere Implantationsparameter auf der Grundlage der lokalen Ätzrate, die aus dem ersten Substrat ermittelt wurde, eingestellt werden.
Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden einer ersten Schicht eines spezifizierten Materials auf einem ersten Substrat und das Ätzen der ersten Schicht, wobei eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept verwendet werden. Anschließend wird eine zweite Schicht des spezifizierten Materials auf einem zweiten Substrat und/oder dem ersten Substrat gebildet und eine spezifizierte Ionengattung wird in die zweite Schicht entsprechend spezifizierter Implantationsparameter implantiert. Danach wird die zweite Schicht unter Anwendung der spezifizierten Ätzanlage und des spezifizierten Ätzrezepts geätzt und es wird eine Differenz zwischen einer ersten Ätzrate beim Ätzen der ersten Schicht und einer zweiten Ätzrate beim Ätzen der zweiten Schicht an einer vordefinierten Position auf dem ersten und dem zweiten Substrat bestimmt.
Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein verbessertes Prozesssystem eine Ätzanlage, die ausgebildet ist, entsprechend einem spezifizierten Prozessrezept betrieben zu werden. Ferner umfasst das System eine Ätzratenmessanlage, die ausgestaltet ist, um eine lokale Ätzrate an mehreren unterschiedlichen Positionen eines Substrats zu bestimmen. Das System umfasst ferner eine Implantationsanlage und eine Steuereinheit, die funktionsmäßig mit der Ätzratenmessanlage und der Implantationsanlage verbunden ist. Die Steuereinheit ist so ausgebildet, um die lokalen Ätzraten zu ermitteln und mindestens einen Implantationsparameter der Implantationsanlage auf der Grundlage der lokalen Ätzraten zu steuern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird; es zeigen:
1 schematisch eine Ätzanlage, die eine gewisse Ätzratenungleichförmigkeit über ein einzelnes Substrat hinweg erzeugt;
2 schematisch ein Schichtdickenmessgerät, das die Bestimmung einer lokalen Ätzrate gemäß anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglicht;
3 schematisch eine Ionenimplantationsanlage, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist; und
4 schematisch ein fortschrittliches Prozesssystem mit einer Messanlage zum Bestimmen einer lokalen Ätzrate, einer Ionenimplantationsanlage und einer Steuereinheit, die funktionsmäßig damit verbunden ist, um einen Implantationsparameter auf der Grundlage der lokalen Ätzrate gemäß anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu steuern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
Bekanntlich kann das Einführen von Dotierstoffen in eine Materialschicht das Verhalten der Schicht während eines Ätzprozesses deutlich ändern. Es wird angenommen, dass eine Beschädigung der kristallinen Struktur oder eine Änderung der Nahordnung von im Wesentlichen amorphen Materialschichten zu einer unterschiedlichen Ätzrate im Vergleich zu der nicht dotierten Materialschicht führen kann. Dieser Effekt wird vorteilhafter Weise von der vorliegenden Erfindung ausgenutzt, um eine Ätzrate, die in einer spezifizierten Ätzanlage bei Betrieb gemäß einem spezifizierten Ätzrezept erzeugt wird, zu modifizieren.
Mit Bezug zu 1 wird nun ein repräsentativer Ätzprozess detaillierter beschrieben. Eine Ätzanlage 100, die ein beliebiger Typ sein kann, wie er zuvor beschrieben ist, oder die eine beliebige geeignete Ätzanlagenkonfiguration gegenwärtiger oder künftiger Anlagen sein kann, umfasst eine Prozesskammer 101 mit einem Einlass 104 zum Zuleiten reaktiver Gase und Trägergase, und mit einem Auslass 105, der mit geeigneten Mitteln (nicht gezeigt) verbunden ist, um einen spezifizierten Druck in der Prozesskammer 101 zu erzeugen und beizubehalten. Der Einlass 104 kann mit einer Einrichtung zum gleichförmigen Verteilen der reaktiven Gase, etwa einem Duschkopf 103, verbunden sein. Ein Substrathalter 102 ist in einer geeigneten geometrischen Anordnung bezüglich einer Plasmaanregungseinrichtung 106 und dem Duschkopf 103 vorgesehen. Ferner ist die Plasmaanregungseinrichtung 106, beispielsweise eine Spule, so vorgesehen, um Hochfrequenzenergie in die Prozesskammer 101 zur Erzeugung einer Plasmaatmosphäre einzukoppeln. Es sollte beachtet werden, dass das Bereitstellen des Duschkopfes 103 und der Plasmaanregungseinrichtung 106 lediglich beispielhafter Natur ist. Die folgenden Ausführungen lassen sich auch auf eine beliebige moderne Ätzanlage für einzelne Substrate, wie sie gegenwärtig verfügbar ist, anwenden. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die vorliegende Erfindung mit einer beliebigen Art einer Ätzanlage verwendbar ist, die beim Ausführen von Ätzprozessen in halbleiterherstellenden Abläufen eingesetzt werden können.
Während des Betriebs der Ätzanlage 100 gemäß einem spezifizierten Ätzrezept, d. h. mit einem entsprechenden Satz an Prozessparametern, etwa der Art der reaktiven Gase, der Dichte ionisierter Teilchen, die durch die Plasmaanregungseinrichtung 106 erzeugt werden, einer Vorspannung, die zwischen der Plasmaatmosphäre und dem Substrathalter 102 erzeugt wird, dem Gasdruck innerhalb der Prozesskammer 101, der Ätzzeit und dergleichen, wird ein Substrat 107 auf dem Substrathalter 102 angeordnet, wobei eine Schicht 108 auf dem Substrat gebildet ist, die mittels einer Maskenschicht 109, die beispielsweise als Photolack aufgebaut sein kann, zu strukturieren ist. Es sollte beachtet werden, dass das Bereitstellen der strukturierten Maskenschicht 109 lediglich anschaulicher Natur ist, da das Übertragen eines spezifizierten Musters in die darunter liegende Materialschicht 108 ein typischer Prozessablauf bei der Herstellung integrierter Schaltungen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Ätzprozesse zum Erzeugen gemusterter Strukturen eingeschränkt und kann ebenso auf einem gleichmäßigen Materialabtrag angewendet werden, um beispielsweise eine Dicke einer spezifizierten Materialschicht zu reduzieren. In diesem Falle kann die Maskenschicht 109 weggelassen werden.
Während des Ätzprozesses führt die Einwirkung der reaktiven Spezies, was durch die Pfeile 111 angedeutet ist, auf freigelegte Bereiche der Schicht 108 zu einem Materialabtrag, wodurch zunehmend das Muster der Maskenschicht 109 in die darunter liegende Materialschicht 108 übertragen wird. Zum Beispiel kann, wie zuvor erläutert ist, die Materialschicht 108 eine dielektrische Schicht mit kleinem ε während der Herstellung von Gräben repräsentieren, wobei in einigen Ätzabläufen das Ende des Ätzprozesses und damit die endgültig erreichte Tiefe der Gräben lediglich durch die Ätzrate, d. h. durch die Ätzzeit, definiert ist. Ein Beispiel für eine nichtstrukturierte Materialschicht 108 kann der Abtrag der Schicht 108 sein, wenn diese Schicht als eine Opferschicht für einen gewissen Zweck abgeschieden worden ist. In anderen Fällen muss unter Umständen die Dicke der Schicht 108 auf einen spezifizierten Wert so gleichförmig wie möglich verringert werden. Die Materialschicht 108 kann beispielsweise auch eine Schicht aus Polysilizium sein, wobei Gateelektrodenelemente durch den Ätzprozess gebildet werden können. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht auf die Herstellung von einer speziellen Art von Strukturelementen, oder Mustern oder anderen Arten von Material, die die Materialschicht 108 bilden, eingeschränkt gesehen werden, sofern derartige Einschränkungen nicht explizit in den angefügten Patentansprüchen erwähnt sind.
Auf Grund der Anlageneigenschaften, etwa dem Aufbau des Duschkopfes 103, der Plasmaanregungseinrichtung 106, dem Abstand des Duschkopfes 103 von dem Substrathalter 102, und auf Grund des verwendeten Prozessrezeptes können unterschiedliche Ätzraten an unterschiedlichen Positionen über die Oberfläche des Substrats 107 hinweg auftreten. Beispielsweise kann, wie in 1 gezeigt ist, die Ätzrate an einer Position 110a am Rand des Substrats 107 geringer sein als eine Ätzrate an einer zentralen Position 110b, so dass entsprechende Gräben eine größere Tiefe in der Mitte 110b im Vergleich zum Rand 110a aufweisen können. Es sollte beachtet werden, dass die Ätzratenungleichförmigkeit eine beliebige andere Verteilung über den gesamten Oberflächenbereich des Substrats 107 hinweg annehmen kann und dass diese typischerweise in Abhängigkeit von der speziellen Ätzanlage 100 und dem spezifizierten verwendeten Ätzrezept variiert. Die Schwankungen in der Ätzrate können lokal sehr unterschiedlich sein.
Typischerweise ist die Ätzanlage 100 mit einem Messgerät (nicht gezeigt) ausgestattet, das die Bestimmung eines Endpunktes des Ätzprozesses durch beispielsweise Analyse der von den Nebenprodukten, die während des Ätzprozesses freigesetzt werden, empfangenen spektroskopischen Daten ermöglicht. Wenn daher das entsprechende Messgerät das Ende des Ätzvorganges anzeigt, wobei möglicherweise eine gewisse Überätzzeit vorgesehen ist, kann eine Dickenvariation der Materialschicht 108 oder eine Variation des in der Materialschicht 108 gebildeten Musters in Bezug auf die Positionen 110a und 110b auftreten. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine optische Messeinrichtung, etwa ein Ellipsometer (nicht gezeigt) vorgesehen sein, das ausgebildet ist, eine Dicke der Materialschicht 108 während diverser Phasen des Ätzprozesses zu bestimmen. Durch Vergleichen entsprechender Schichtdicken an den Positionen 110a und 110b in Hinblick auf die verstrichene Ätzzeit können dann entsprechende Ätzraten während der diversen Phasen des Ätzprozesses bestimmt werden.
2 zeigt schematisch eine Messanlage 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei eine oder mehrere Eigenschaften der Materialschicht 108 bestimmt werden können, nachdem der Ätzprozess abgeschlossen ist. In einigen Ausführungsformen kann die Messanlage 200 eine Schichtdickenmessanlage repräsentieren, die ausgebildet ist, eine Schichtdicke an diversen Positionen eines Substrats zu ermitteln, etwa in Form einer Ellipsometermessanlage. In anderen Ausführungsformen kann die Messanlage 200 einen Strahlungssensor 201, einen Strahlungsdetektor 202 und eine Steuerung 203, die mit dem Empfänger 202 verbunden ist, aufweisen. Der Sender 201 kann so gestaltet sein, um einen Strahl, beispielsweise einen Lichtstrahl mit einer oder mehreren geeigneten Wellenlängen, auf eine spezifizierte Position, etwa die Position 110a, 110b, des Substrats 107 auszusenden, wobei der Empfänger 202 reflektierte und/oder gestreute Strahlung detektiert und ein entsprechendes Signal der Steuerung 203 zuleitet. Aus den Eigenschaften des reflektierten und/oder gestreuten Strahles kann die Steuerung 203 dann Eigenschaften der gemusterten Schicht 108 ableiten, die mit der lokalen Ätzrate an der entsprechenden Position des Substrats 107 in Beziehung stehen. Beispielsweise können die Tiefe von Gräben und/oder die Winkel der Seitenwände und dergleichen mittels der Steuerung 203 bestimmt werden und kann dann mit der entsprechenden lokalen Ätzrate in Beziehung gesetzt werden. In einer Ausführungsform repräsentiert das in der Schicht 108 gebildete Muster das Muster eines Produktsubstrats, so dass der Einfluss der Musterart, das herzustellen ist, auch berücksichtigt wird, wenn eine "effektive" lokale Ätzrate bestimmt wird. In anderen Ausführungsformen können die lokalen Ätzraten für das spezifizierte Material der Schicht 108 auf der Grundlage eines nicht strukturierenden Ätzprozesses bestimmt werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen können mehrere Ätzratenmessungen über die gesamte Substratfläche 107 hinweg oder einen spezifizierten Bereich davon ausgeführt werden, um eine "Ungleichförmigkeitskarte" der spezifizierten Ätzanlage 100 und des spezifizierten Ätzrezepts zu erzeugen.
Die Variation der von der Messanlage 200 detektierten lokalen Ätzraten kann kompensiert werden oder zumindest reduziert werden bei nachfolgenden Substraten, die in der Ätzanlage 100 mit dem spezifizierten Ätzrezept zu prozessieren sind, indem eine entsprechend angepasste Ionenimplantation ausgeführt wird, um in nicht gleichförmiger Weise spezifizierte Ionengattungen in die Materialschicht 108 vor dem Ätzen der Schicht 108 zu implantieren.
3 zeigt schematisch eine typische Ionenimplantationsanlage 300, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Die Ionenimplantationsanlage 300 umfasst eine Ionenquelle 301, die mit einer Strahlleitung 302 verbunden ist. Eine Beschleunigungsstufe 303 ist so gestaltet, um die ionisierten Teilchen bis zu einer spezifizierten Energie zu beschleunigen. Strahlformende Quadrupolmagnete 304 und 307 sind um die Strahlleitung 302 herum angeordnet, wobei ein Ablenkmagnet 305 dazwischen angeordnet ist. Ein Analysierschlitz 306 ist vorgesehen, so dass im Wesentlichen Teilchen einer spezifizierten Gattung mit einer Energie innerhalb eines zulässigen kleinen Bereiches durch den Analysierschlitz 306 gelangen können. Ein Substrathalter 308 ist am Ende der Strahlleitung 302 angeordnet und ist typischerweise so gestaltet, dass dieser zumindest in einer transversalen Richtung bewegbar ist. Der bewegbare Substrathalter 308 kann einen Faraday-Behälter 309 aufweisen, der das Überwachen des Strahlstroms ermöglicht.
Während des Betriebs der Implantationsanlage 300 wird ein Substrat, etwa das Substrat 107, mit einer darauf gebildeten Materialschicht 108 auf dem Substrathalter 308 montiert und wird der Einwirkung eines Ionenstrahls 310 mit einer Energie und einer Dosis, wie sie durch die Parametereinstellung der Ionenimplantationsanlage 300 definiert sind, ausgesetzt. Es sollte beachtet werden, dass in konventionellen Ionenimplantationsprozessen die Energie des Ionenstrahls 310, seine Dosis und die entsprechende Implantationszeit so ge wählt wird, um ein erforderliches Dotierprofil möglichst gleichförmiger Weise über das Substrat 107 hinweg zu erreichen. Typischerweise sind die lateralen Abmessungen des Ionenstrahls 310 deutlich geringer als die Größe des Substrats 107 und somit werden der Ionenstrahl 310, das Substrat 107 oder beide entsprechend verfahren, um die gesamte Oberfläche des Substrats 107 abzutasten, wobei die abtastende Bewegung so gesteuert wird, um im Wesentlichen eine gleichförmige Dosis über die gesamte Fläche des Substrats 107 zu erhalten. Im Gegensatz dazu werden erfindungsgemäß ein oder mehrere Prozessparameter der Implantationsanlage 300 auf der Grundlage der lokalen Ätzraten gesteuert, die beispielsweise mittels der Messanlage 200 in 2 ermittelt wurden.
In einer speziellen Ausführungsform kann die Bewegung des Substrathalters 308 so gesteuert werden, um die lokale Implantationsdosis der lokalen Ätzrate, beispielsweise entsprechend den Positionen 110a und 110b, anzupassen. Wenn z. B. eine Ionenimplantation mit einer. spezifizierten Parametereinstellung die Ätzrate der spezifizierten Materialschicht 108 erhöht, kann der Substrathalter 308 so gesteuert werden, um eine erhöhte Dosis an den peripheren Gebieten 110a zu erzielen, um damit die entsprechende lokale Ätzrate in einem nachfolgenden Ätzprozess in der Anlage 100 entsprechend dem spezifizierten Ätzrezept zu steigern, um somit Ätzratenungleichförmigkeiten und damit Dickenungleichförmigkeiten und/oder strukturelle Ungleichförmigkeiten zu kompensieren oder zumindest zu reduzieren. In anderen Ausführungsformen kann der Betrieb des Ablenkmagnet 305 und/oder der strahlformenden Quadrupolmagnete 304 und 307 zusätzlich oder alternativ zur Steuerung des Substrathalters 208 so gesteuert werden, um eine geforderte ungleichförmige Implantationsdosis entsprechend den lokalen Ätzraten zu erhalten.
Die Ionengattungen, die in die Materialschicht 108 vor dem Ätzen dieser Schicht implantiert werden, können auf der Grundlage von Prozesserfordernissen bei der Herstellung der Bauteile auf dem Substrat 107 und auf der Grundlage des Einflusses, den die Ionengattungen auf die spezifizierte Materialschicht 108 beim Ätzen dieser Schicht mit der Anlage 100 und dem spezifizierten Ätzrezept ausüben, ausgewählt werden. Wenn es beispielsweise erforderlich, dass eine Änderung elektrischer Eigenschaften der Materialschicht 108 nach dem Ätzen im Wesentlichen nicht geändert wird, kann eine im Wesentlichen inerte Ionenspezies, etwa Ionen von Edelgasen, ausgewählt werden. In anderen Fällen können Ionen der selben Art, wie sie ursprünglich in der Materialschicht 108 enthalten sind, implantiert werden, so dass die elektrischen Eigenschaften nach der Implantation im Wesentlichen bewahrt blei ben. Wenn eine akzeptable Ionengattung ausgewählt ist, kann eine geeignete Energie zur Positionierung der Ionen innerhalb der Schicht 108 durch Simulationsberechnungen und/oder durch Experiment ermittelt werden. In einer Ausführungsform wird eine Energie der Ionenspezies, die in nicht gleichförmiger Weise in die Materialschicht 108 zu implantieren ist, so gesteuert, dass die Ionenspezies im Wesentlichen auf die Schicht 108 beschränkt ist, ohne im Wesentlichen in Bereiche einzudringen, die unter der Schicht 108 liegen.
Wenn die Art der Ionengattungen, die zu implantieren sind, nicht kritisch für die weiteren Bearbeitungsprozesse ist, kann die Art der Ionenspezies ausgewählt werden, indem lediglich deren Einfluss auf den Ätzprozess in Betracht gezogen wird, um eine effiziente Ätzratenmodifizierung mittels einer moderaten Variation der Implantationsdosis zu erreichen. Eine entsprechende Kategorisierung von Ionengattungen kann experimentell ermittelt werden, wie dies nachfolgend erläutert ist.
Nach dem Erzeugen der erforderlichen ungleichförmigen Implantation in der Materialschicht 108 wird das Substrat in der Ätzanlage 100 entsprechend dem spezifizierten Ätzrezept geätzt, wie dies mit Bezug zu 1 beschrieben ist. Es kann vorteilhaft sein, dass mehrere Substrate 107 im Wesentlichen die gleiche Implantationsdosis erhalten und dann mittels der Ätzanlage 100 entsprechend dem spezifizierten Prozessrezept prozessiert werden. In einer Ausführungsform können die lokalen Ätzraten eines oder mehrer der Substrate 107 dann so bestimmt werden, um die Gültigkeit der momentan verwendeten Parametereinstellung der Ionenimplantationsanlage 300 zu verifizieren. Zum Beispiel können die mehreren Substrate 107 gemessen und die entsprechenden Messergebnisse, d. h. die entsprechenden Ätzraten gemittelt werden, um einen repräsentativen Satz an lokalen Ätzraten zu erhalten, auf deren Grundlage die Parametereinstellung der Ionenimplantationsanlage 300 dann so eingestellt werden kann, um das Kompensieren oder Reduzieren von Ungleichförmigkeiten in dem Ätzprozess zu verbessern und/oder um kontinuierlich die Parameter der Ionenimplantationsanlage 300 einer Änderung des Ätzprozesses im Laufe der Zeit anzupassen.
In einer speziellen Ausführungsform kann eine Korrelation zwischen einer Ätzratenmodifizierung, die durch eine spezielle Parametereinstellung der Ionenimplantationsanlage hervorgerufen wird, und einem spezifizierten Material oder mehreren Materialien, die in einer oder mehreren spezifischen Ätzanlage gemäß einem oder mehreren spezifizierten Ätzrezepten zu ätzen sind, in der folgenden Weise ermittelt werden.
Zunächst werden mehrere Substrate, etwa die Substrate 107 mit der spezifizierten Materialschicht 108 hergestellt und einer Ionenimplantation unterworfen, wobei für jedes Substrat 107 ein Parameterwert eines spezifizierten Implantationsparameters unterschiedlich gewählt wird. Z. B. können die Ionenspezies, das vertikale Dotierprofil innerhalb der Schicht 108, die Dosis, die Energie, ein Implantationsneigungswinkel und dergleichen variiert werden. Danach werden die mehreren Substrate 107 in einer spezifizierten Ätzanlage, etwa der Anlage 100, mit einem spezifizierten Ätzrezept prozessiert. In anderen Ausführungsformen können zwei oder mehrere unterschiedliche Ätzanlagen in Hinblick auf spezifische Ätzrezepte verwendet werden, um Informationen über mehrere Ätzanlagen und mehrere Ätzrezepte zu erhalten. Dazu wird eine ausreichende Menge an Substraten 107 hergestellt, wobei die mehreren Substrate 107 in Gruppen eingeteilt werden, wobei jede Gruppe im Wesentlichen die gleiche Ionenimplantationsparametereinstellung erfahren hat. Jedes Mitglied einer entsprechenden Gruppe kann dann mit einer speziellen Ätzanlage und einem speziellen Ätzrezept prozessiert werden. In anderen Ausführungsformen müssen die mehreren Substrate 107 nicht notwendigerweise gleichzeitig hergestellt werden, und stattdessen können ein oder mehrere Substrate 107 nach der Ionenimplantation und dem Ätzen des Substrats wieder bearbeitet werden und eine neue Materialschicht 108 wird gebildet und dem Ionenstrahl mit einem unterschiedlich gewählten Parameterwert ausgesetzt. Somit können nach dem Ätzen des Substrats 107 entsprechende lokale Ätzraten bestimmt werden, beispielsweise durch eine Messanlage, wie sie in 2 gezeigt ist, und können mit einem entsprechenden Parameterwert des betrachteten Ionenimplantationsparameters korreliert werden. Wenn beispielsweise die Art der Ionenspezies den zu variierenden Ionenimplantationsparameter repräsentiert, kann die Abhängigkeit der Ätzrate von der Art der in die Schicht 108 implantierten Ionen als Korrelation ausgedrückt werden. In ähnlicher Weise kann die Abhängigkeit zwischen einer Ätzrate der Schicht 108 und einem beliebigen entsprechenden Implantationsparameter ermittelt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise der Einfluss einer variierenden Dosis auf die Ätzrate bestimmt werden, da einige Materialien ein äußerst unterschiedliches Verhalten bei niedriger und hoher Dosis aufweisen. In anderen Fällen kann der Einfluss der Lage der Spitzenwertkonzentration, die im Wesentlichen durch die Ionenenergie und die Art der verwendeten Ionen bestimmt ist, mit dem Ätzverhalten in Beziehung gesetzt werden. Eine entsprechende Korrelation kann wichtig sein bei der Kompensierung oder Reduzierung von Ätzungleichförmigkeiten einer dicken Schicht 108, wenn eine Dotierstoffkonzentration innerhalb der Schichtdicke deutlich variieren kann. In anderen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Implantationsparameter gleichzeitig für jedes der mehreren Substrate 107 variiert werden, wenn angenommen wird, dass ein synergetischer Effekt auftreten kann, der die Wirkung deutlich übersteigen kann, die durch das individuelle Variieren der zwei oder mehreren Parameter erreicht wird. Es sollte beachtet werden, dass die Ätzrate für jedes der Substrate 107 an einer vordefinierten Position bestimmt werden kann, so dass eine entsprechende Ungleichförmigkeit des betrachteten Ätzprozesses als vernachlässigbar erachtet werden kann. In anderen Fällen können mehrere vordefinierte Positionen zum Bestimmen lokaler Ätzraten verwendet werden, und diese Ätzraten können für jede der vordefinierten Positionen gemittelt werden, um eine einzelne globale Ätzrate für jedes der Substrate 107 zu ermitteln.
In ähnlicher Weise wird die Ätzrate für die undotierte Schicht 108 bestimmt. Aus diesen Messwerten kann eine entsprechende Korrelation ermittelt werden, die einen oder mehrere spezifische Implantationsparameter mit der globalen Ätzrate für die spezifizierte Materialschicht 108 in Beziehung setzt, wenn diese in einer spezifizierten Ätzanlage entsprechend einem spezifizierten Ätzrezept prozessiert wird. Wie zuvor erläutert ist, kann eine entsprechende Korrelation für mehrere unterschiedliche Materialschichten 108, mehrere unterschiedliche Ätzanlagen und mehrere unterschiedliche Ätzrezepte erstellt werden. Sodann wird eine spezifische Ungleichförmigkeit des betrachteten Ätzprozesses durch Messen lokaler Ätzraten an vordefinierten Substratpositionen bestimmt. Es sollte beachtet werden, dass diese lokalen Ätzraten auch gleichzeitig mit dem Bestimmen der globalen Ätzrate bestimmt werden können, wenn die Bestimmung der globalen Ätzrate auf Messwerten der mehreren vordefinierten Substratpositionen beruht. Wenn eine entsprechende Ungleichförmigkeitskarte ermittelt ist, kann eine geeignete Ionenspezies aus den oben erhaltenen Messergebnissen ausgewählt werden und es können ein oder mehrere Implantationsparameter gewählt werden, die zum Kompensieren oder Reduzieren der Ätzungleichförmigkeiten verwendet werden sollen. In jenen Fällen, in denen die ermittelte Korrelation keine Messwerte aufweist, die sich auf die tatsächlich bestimmte Ätzungleichförmigkeit beziehen, kann ein entsprechender Zwischenwert durch Interpolation, Fitten oder andere Datenmanipulationsarten, wie sie im Stand der Technik gut bekannt sind, ermittelt werden.
Die Ungleichförmigkeitskarte und entsprechende Werte für den einen oder mehreren Implantationsparameterwerte, die zum im Wesentlichen Kompensieren der Ungleichförmigkeiten erforderlich sind, können dann verwendet werden, um die Ionenimplantation durch beispielsweise entsprechendes Steuern der Ionenstrahlabtastung zu steuern, wie dies mit Bezug zu 3 erläutert ist. Nach dem Prozessieren eines oder mehrerer Produktsubstrate gemäß den oben erstellten Korrelationen kann die Ätzratenungleichförmigkeit, d. h. die Ungleichförmigkeitskarte, für das eine oder die mehreren Produktsubstrate erstellt werden und kann verwendet werden, um die zuvor verwendeten Parameterwerte zu aktualisieren oder zu verfeinern, um die Genauigkeit des Prozesses zu verbessern und/oder um subtile Anlagenschwankungen, die während des Betriebs einer entsprechenden Ätzanlage beim Prozessieren einer großen Anzahl von Substraten auftreten, auszugleichen.
4 zeigt schematisch ein fortschrittliches Prozesssystem 400 gemäß einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das System 400 umfasst eine Messanlage 410, die ausgebildet ist, eine Ungleichförmigkeitskarte eines Substrats zu erstellen, das mit einer spezifizierten Ätzanlage gemäß einem spezifizierten Ätzrezept geätzt wurde. Beispielsweise kann die Messanlage 410 so aufgebaut sein und in einer ähnlichen Weise betrieben werden, wie dies zuvor mit Bezug zu 2 erläutert ist. In einer anschaulichen Ausführungsform kann die Messanlage 410 ein Streuungsmessinstrument sein. Das System 400 umfasst ferner eine Ionenimplantationsanlage 420 mit mindestens einer Einrichtung, die das Variieren mindestens eines Implantationsparameters während des Prozessierens eines Substrats ermöglicht. Beispielsweise kann ein bewegbarer Substrathalter 421 vorgesehen sein, der die Steuerung der Dosis ermöglicht, mit welcher spezifizierte Teile eines Substrats bestrahlt werden. Es sollte beachtet werden, dass zusätzlich oder alternativ andere Anlagenparameter, etwa die Implantationsenergie, die Strahlform und dergleichen während des Prozessierens eines Substrats variiert werden können, um die lokale Modifizierung der Implantation zu ermöglichen. Des weiteren ist eine Steuereinheit 430 vorgesehen und ist funktionsmäßig mit der Messanlage 410 und der Implantationsanlage 420 verbunden. In einer Ausführungsform kann die Steuereinheit 430 eine Bibliothek 431 aufweisen oder mit dieser verbunden sein, die mindestens eine Korrelation zwischen mindestens einem Implantationsparameter und einer Ätzungleichförmigkeitskarte enthält, die mit der spezifizierten Ätzanlage bei Betrieb mit dem spezifizierten Ätzrezept erhalten wurde.
Während des Betriebs empfängt das System 400 Messergebnisse von einem oder mehreren Substraten, die in der Messanlage 410 prozessiert werden, und die eine darauf gebildete spezifizierte Materialschicht aufweisen, die zuvor mittels der spezifizierten Ätzanlage mit dem spezifizierten Ätzrezept geätzt worden sind. Das Messergebnis kann von der Steuereinheit 430 empfangen und entsprechend bearbeitet werden, beispielsweise kann dieses mit einer in der Bibliothek 418 gespeicherten Korrelation verglichen werden, um einen geeigneten Implantationsparameterwert einer spezifizierten Substratposition zuzuweisen. Die Steuereinheit 430 kann ferner so ausgestaltet sein, um ein Steuersignal zu der Ionenimplatationsanlage 420, beispielsweise zu dem bewegbaren Substrathalter 421, zuzuleiten, um damit den Implantationsprozess gemäß dem von der Steuereinheit 430 ausgesandten Steuersignal zu modifizieren. Beispielsweise kann der relevante Parameter die Dosis einer spezifizierten Ionengattung sein und die Bewegung des Substrathalters 421 kann durch die Steuereinheit 430 so gesteuert werden, dass die dosisinduzierte Ätzratenmodifizierung im Wesentlichen die Ätzungleichförmigkeiten reduziert oder gar kompensiert, die durch die Messanlage 410 eines zuvor geätzten Substrats bestimmt wurden. Somit ermöglicht das System 400 die Steuerung der Ionenimplantationsanlage 420 auf der Grundlage von Messergebnissen der Ungleichförmigkeit in einer im Wesentlichen automatisierten Weise.
Es gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt eine Technik bereit, die vorteilhafter Weise die Möglichkeit des lokalen Variierens eines Ionenimplantationsprozesses nutzt und diese Eigenschaft mit der Tatsache verknüpft, dass eine Ionenimplantation eine deutliche Wirkung auf die Ätzrate eines spezifizierten Materials ausüben kann. Somit kann die Prozessgleichförmigkeit bestehender und künftiger Ätzanlagen deutlich verbessert werden, wodurch die Herstellung äußerst größenreduzierter Mikrostrukturen ermöglicht wird und/oder die Produktionsausbeute verbessert wird.
Weitere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.

Claims

Verfahren mit: Bestimmen für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept von Schwankungen über ein Substrat hinweg der Ätzrate beim Ausführen des Ätzrezepts in der Ätzanlage; Bilden einer Prozessschicht über einem Substrat; Durchführen eines Ionenimplantatinsprozesses, um Ionen in die über dem Substrat gebildete Prozessschicht zu implantieren, wobei mindestens ein Parameter des Ionenimplantationsprozesses auf der Grundlage der bestimmten Schwankungen über die Substratfläche hinweg in der Ätzrate bestimmt wird; und Ausführen des Ätzrezeptes an der über dem Substrat gebildeten Prozessschicht, nachdem der Ionenimplantationsprozess ausgeführt ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausführen des Ionenimplantationsprozesses mit dem bestimmten mindestens einen Parameter an einer Prozessschicht, die über mindestens einem nachfolgenden prozessierten Substrat gebildet ist, bevor das Ätzrezept an der über dem mindestens einen nachfolgend prozessierten Substrat gebildeten Prozessschicht ausgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ätzrate auf der Grundlage von Messungen bestimmt wird, die beim Ausführen des Ätzvorganges gemacht werden.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ätzrate auf der Grundlage von Messungen bestimmt wird, die nach Beendigung des Ätzprozesses durchgeführt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Erstellen einer Beziehung zwischen dem mindestens einem Implantationsparameter und einer Ätzrate für die Prozessschicht und dem spezifizierten Ätzrezept umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei eine Implantationsdosis so variiert wird, um im Wesentlichen die Ätzratenschwankungen über die Substratfläche hinweg auf der Grundlage der Beziehung zu kompensieren.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Implantationsenergie so gewählt wird, dass eine Spitzenkonzentration implantierter Ionen innerhalb einer Dicke der Prozessschicht liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ionen so gewählt werden, dass sie eine Diffusionsaktivität aufweisen, die geringer als ein vorbestimmter Schwellwert bei Temperaturen nachfolgender Herstellungsprozesse ist.
Verfahren mit: Bestimmen für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept von Schwankungen in der Ätzrate über eine Substratfläche hinweg bei Ausführen des Ätzrezepts in der Ätzanlage; Bestimmen auf der Grundlage der Schwankungen in der Ätzrate über die Substratfläche hinweg mindestens eines Parameters eines Ionenimplantationsprozesses, der an der Prozessschicht auszuführen ist, die dem Ätzrezept in der Ätzanlage unterzogen wird; und Durchführen des Ionenimplantationsprozesses mit dem bestimmten mindestens einen Parameter an der Prozessschicht.
Das Verfahren nach Anspruch 9, das ferner Ausführen des Ätzrezepts an der Prozessschicht umfasst, nachdem der Ionenimplantationsprozess ausgeführt ist.
Das Verfahren nach Anspruch 9, das ferner umfasst: Ausführen des Ionenimplantationsprozesses mit dem bestimmten Parametern an Prozessschichten, die über nachfolgend prozessierten Substraten gebildet sind, bevor das Ätzrezept in der Ätzanlage an den Prozessschichten ausgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei der bestimmte mindestens eine Parameter des Ionenimplantationsprozesses bestimmt wird, um die Schwankungen über die Substratoberfläche hinweg in der Ätzrate zu kompensieren.
Verfahren mit: Bestimmen für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept von Schwankungen in der Ätzrate über eine Substratfläche hinweg bei Ausführen des Ätzrezepts in der Ätzanlage; Bestimmen auf der Grundlage der bestimmten Schwankungen in der Ätzrate über die Substratfläche hinweg mindestens eines Parameters eines Ionenimplantationsprozesses, der Schwankungen über die Subratoberfläche hinweg in Implantationsgebieten erzeugt, die durch Durchführen des Implantationsprozesses gebildet werden; und des Ionenimplantationsprozesses an mindestens einer Prozessschicht, die dem Ätzrezept in der Ätzanlage zu unterziehen ist.
Das Verfahren nach Anspruch 13, das ferner das Ausführen des Ionenimplantionsprozesses an zusätzlichen Prozessschichten umfasst, die dem Ätzrezept in der Ätzanlage zu unterziehen sind.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ätzrate auf der Grundlage von Messungen bestimmt wird, die nach dem Ausführen des Ätzrezepts durchgeführt wurden.
Das Verfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst: Erstellen einer Abhängigkeit zwischen dem mindestens einem Implantationsparameter und einer Ätzrate für die mindestens eine Prozessschicht und dem spezifizierten Ätzrezept.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei eine Implantationsdosis so variiert wird, um im Wesentlichen Ätzratenschwankungen über die Substratfläche hinweg auf der Grundlage der Abhängigkeit im Wesentlichen zu kompensieren.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei eine Implantationsenergie so gewählt wird, dass eine Spitzenwertkonzentration implantierter Ionen innerhalb einer Dicke der mindestens einen Prozessschicht liegt.
Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Ionen so ausgewählt werden, dass sie eine Diffusionsaktivität aufweisen, die kleiner als ein vordefinierter Schwellwert bei Temperaturen von nachfolgenden Herstellungsprozessen ist.
Verfahren mit: Bestimmen für eine spezifizierte Ätzanlage und ein spezifiziertes Ätzrezept einer lokalen Ätzrate an mehreren Positionen über ein erstes Substrat hinweg, das einem Ätzprozess zum Entfernen von Teilen einer Schicht spezifizierten Materials, die auf dem Substrat gebildet ist, unterzogen wurde; und Implantieren von Ionen in eine Schicht spezifizierten Materials, die auf einen nachfolgend prozessierten Substrat vor Ausführung eines Ätzprozesses mit dem spezifizierten Ätzrezept in der spezifizierten Ätzanlage an dem nachfolgend prozessierten Substrat gebildet ist, wobei ein oder mehrere Implantationsparameter auf der Grundlage der von dem ersten Substrat ermittelten lokalen Ätzrate eingestellt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 20, das ferner umfasst: Ermitteln einer Abhängigkeit zwischen dem einen oder mehreren Implantationsparametern und einer Ätzrate für die spezifizierte Materialschicht und das spezifizierte Ätzrezept.
Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei eine Implantationsdosis so variiert wird, um lokale Ätzratenungleichförmigkeiten auf der Grundlage der Abhängigkeit im Wesentlichen zu kompensieren.
Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei eine Implantationsenergie so gewählt wird, dass eine Spitzenwertkonzentration implantierter Ionen innerhalb der Dicke der spezifizierten Materialschichten liegt;
Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Ionen so ausgewählt werden, dass diese eine Diffusionsaktivität aufweisen, die kleiner als ein vordefinierter Schwellwert bei Temperaturen nachfolgender Herstellungsprozesse ist.
Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei die lokale Ätzrate für mehrere erste Substrate gemittelt wird, um gemittelte lokale Ätzrate zu ermitteln.
Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei die lokale Ätzrate auf der Grundlage von Messungen bestimmt wird, die während des Ätzvorganges ausgeführt werden.
Das Verfahren nach Anspruch 20, wobei die lokale Ätzrate auf der Grundlage von Messungen bestimmt wird, die nach Beendigung des Ätzprozesses durchgeführt werden.
Verfahren mit: Bilden einer ersten Schicht eines spezifizierten Materials auf einem ersten Substrat; Ätzen der ersten Schicht unter Anwendung einer spezifizierten Ätzanlage und eines spezifizierten Ätzrezepts; Bilden einer zweiten Schicht des spezifizierten Materials auf einem zweiten Substrat und/oder dem ersten Substrat; Implantieren einer spezifizierten Ionengattung entsprechend spezifizierter Implantationsparameter in die zweite Schicht; Ätzen der zweiten Schicht unter Anwendung der spezifizierten Ätzanlage und des spezifizierten Ätzrezepts; und Bestimmen einer Differenz zwischen einer ersten Ätzrate beim Ätzen der ersten Schicht und einer zweiten Ätzrate beim Ätzen der zweiten Schicht an einer vordefinierten Position auf dem ersten und dem zweiten Substrat.
Das Verfahren nach Anspruch 28, das ferner umfasst: Bilden mehrerer zweiter Schichten und Ändern mindestens eines Implantationsparameterwertes beim Implantieren der spezifizierten Ionengattung in jede der mehreren zweiten Schichten, um mehrere Ätzratendifferenzen zu bestimmen.
Das Verfahren nach Anspruch 29, das ferner Bestimmen einer lokalen Ätzrate an mehreren vordefinierten Positionen des ersten Substrats umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 30, das ferner umfasst: Auswählen geeigneter Werte des mindestens einen Implantationsparameters für jede vordefinierte Position so, dass eine erwartete Differenz der Ätzrate der mehreren vordefinierten Positionen innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt, wenn die spezifizierten Ionengattungen in die zweite Schicht gemäß den ausgewählten geeigneten Werten implantiert werden.
Das Verfahren nach Anspruch 31, das ferner umfasst: Ätzen mindestens einer der zweiten Schichten, Bestimmen der lokalen Ätzraten und Feinabstimmen der ausgewählten Parameterwerte auf der Grundlage der lokalen Ätzraten.
Prozesssystem mit: einer Ätzratenmesseinrichtung, die ausgebildet ist, eine lokale Ätzrate an mindestens einigen unterschiedlichen Positionen auf einem Substrat zu bestimmen; einer Implantationsanlage; und einer Steuereinheit, die funktionsmäßig mit der Ätzratenmesseinrichtung und der Implantationsanlage verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, um die lokalen Ätzraten zu ermitteln und mindestens einen Implantationsparameter der Implantationsanlage auf der Grundlage der lokalen Ätzraten zu steuern.
Das verbesserte Prozesssystem nach Anspruch 33, wobei die Steuereinheit einen Parameterbestimmungsabschnitt aufweist, der ausgebildet ist, einen Wert mindestens eines Implantationsparameters einer spezifizierten Position auf dem Substrat zuzuordnen, von der erwartet wird, dass diese im Wesentlichen eine spezifizierte lokale Ätzrate zeigt.