專利名稱：對晶片淺溝道隔離槽加工過程進(jìn)行控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對晶片淺溝道隔 離槽加工過程進(jìn)行控制的方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路制造過程中，常常需要在晶片上通過蝕刻方式生成淺溝道隔離 槽(STI)結(jié)構(gòu)。對于同一種晶片來說，STI深度的不同會對晶片的性能造成顯著影響。因 此為了保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，需要嚴(yán)格控制STI深度的變化范圍，使其均方差盡量小。但實際生產(chǎn)中，同一批次生產(chǎn)的晶片的STI深度往往變化很小，但不同批次生產(chǎn) 出來的同一種晶片的STI深度差別卻很大，這就會嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，降低成品 率，使生產(chǎn)成本上升。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種對晶片淺溝道隔離槽加工過程進(jìn)行控制 的方法，能夠使不同批次生產(chǎn)的同種晶片的STI深度的變化范圍在可接受的范圍內(nèi)。該方 法包括如下步驟預(yù)先獲取淺溝道隔離槽STI深度與主蝕刻時間之間的線性關(guān)系；對通過主蝕刻過程得到的晶片STI深度進(jìn)行測量，得到實際STI深度與目標(biāo)STI 深度的偏移量，根據(jù)所述偏移量以及預(yù)先獲取的所述線性關(guān)系，得到對主蝕刻時間進(jìn)行主 蝕刻時間的調(diào)整值，根據(jù)所述調(diào)整值對主蝕刻時間進(jìn)行調(diào)整。從以上技術(shù)方案可以看出，根據(jù)STI深度與主蝕刻時間之間的線性關(guān)系，由測量 得到的實際STI深度與目標(biāo)STI深度的偏移量，得到對主蝕刻時間進(jìn)行主蝕刻時間的調(diào)整 值，再根據(jù)該調(diào)整值對主蝕刻時間進(jìn)行調(diào)整，從而可以控制不同批次生產(chǎn)的STI深度的變 化范圍在可接受范圍內(nèi)。


圖1示出了根據(jù)公式(1)所示STI深度與主蝕刻過程時間的關(guān)系通過反饋機制調(diào) 整蝕刻時間的流程。
具體實施例方式發(fā)明人通過反復(fù)研究實驗發(fā)現(xiàn)，在同等條件下，STI深度與用于生成STI結(jié)構(gòu)的蝕 刻過程(稱為主蝕刻過程)的時間成正比。因此，發(fā)明人提出一種通過反饋機制調(diào)整蝕刻 時間的方法，從而達(dá)到控制STI深度的目的。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步 的詳細(xì)闡述。本發(fā)明實施例研究了同等條件下STI深度與主蝕刻過程時間之間的關(guān)系。χ軸表示主蝕刻過程時間，單位為秒，y軸表示STI深度，單位為納米(nm)。通過線性擬合可以得 到公式(1)y = 42. 07x+1844. 8, (1)相關(guān)系數(shù)R2 = 0.9995。以上公式僅用于示例，并不用以限制本發(fā)明，在不同條件 下得到的線性擬合公式可能不同。圖1示出了根據(jù)公式(1)所示STI深度與主蝕刻過程時間的關(guān)系通過反饋機制調(diào) 整蝕刻時間的流程，包括如下步驟步驟101 對于第η批次的晶片，按照該批次的主蝕刻時間TIn對晶片進(jìn)行主蝕刻 過程，構(gòu)造出STI結(jié)構(gòu)。首次執(zhí)行時η = 1，主蝕刻時間TIn按照現(xiàn)有技術(shù)的STI加工方法確定。步驟102 對第η批次得到的晶片STI深度進(jìn)行測量，得到晶片STI深度的測量值 DEn;步驟103 根據(jù)所述第η批次晶片STI深度測量值DEn、本批次的主蝕刻時間ΤΙη、 目標(biāo)STI深度DEtl以及前述線性擬合的公式(1)，得到下一批次的主蝕刻時間ΤΙη+1，如公式 (2)所示TIn+1 = TIn-SI X (DEn-DE0)。 (2)其中，ΤΙη+1 第η+1批次的主蝕刻時間；TIn 第η批次的主蝕刻時間；SI 主蝕刻時間與STI深度線性擬合的斜率的倒數(shù)，即公式(1)中χ的系數(shù)的倒 數(shù)，在本實施例中，SI = 1/42. 07 ；DEn 本批次的STI深度；DE0 預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)STI深度。公式⑵中，(DEn-DE0)為測量得到的實際STI深度相對于目標(biāo)STI深度的偏移量； 而SIX (DEn-DEtl)得到的就是主蝕刻時間的調(diào)整值。例如，測量得到的本批次STI深度DEn是4100埃，設(shè)定的目標(biāo)STI深度DEtl是4050 埃，而本批次的主蝕刻時間TIn是55秒，通過計算得到下一批貨的制成時間Tin是53. 8秒。公式⑵中直接將第η批次的主蝕刻時間Tln減去SI X (DEn-DE0)得到第η+1批次 的主蝕刻時間ΤΙη+1，但實際生產(chǎn)過程中，可能出現(xiàn)如下情況從第η批到第η+1批對主蝕刻 時間的調(diào)整結(jié)果是減小主蝕刻時間，從第η+1批到第η+2批對主蝕刻時間的調(diào)整結(jié)果又是 增大主蝕刻時間，為了防止出現(xiàn)這種反復(fù)振蕩調(diào)整，可以將SIX (DEn-DEtl)再乘以一個調(diào)整 因子α，所得結(jié)果作為主蝕刻時間的調(diào)整值。調(diào)整因子α滿足0< α <1。則所述公式 變?yōu)門In+1 = TIn-SI X (DEn-DE0) Xa0 ⑶步驟104 判斷是否進(jìn)行下一批次蝕刻，若是，轉(zhuǎn)至步驟101，否則結(jié)束蝕刻過程。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種對晶片淺溝道隔離槽加工過程進(jìn)行控制的方法，包括如下步驟預(yù)先獲取淺溝道隔離槽STI深度與主蝕刻時間之間的線性關(guān)系；對通過主蝕刻過程得到的晶片STI深度進(jìn)行測量，得到實際STI深度與目標(biāo)STI深度的偏移量，根據(jù)所述偏移量以及預(yù)先獲取的所述線性關(guān)系，得到對主蝕刻時間進(jìn)行主蝕刻時間的調(diào)整值，根據(jù)所述調(diào)整值對主蝕刻時間進(jìn)行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)先獲取淺溝道隔離槽STI深度與主 蝕刻時間之間的線性關(guān)系包括預(yù)先通過實驗獲得淺溝道隔離槽STI深度與用于加工所述淺溝道隔離槽的主蝕刻過 程時間的測量值，并對所述測量值進(jìn)行線性擬合，得到STI深度相對于主蝕刻過程時間的 斜率的倒數(shù)Si。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對通過主蝕刻過程得到的晶片STI深 度進(jìn)行測量，得到實際STI深度與目標(biāo)STI深度的偏移量，根據(jù)所述偏移量以及預(yù)先獲取的 所述線性關(guān)系，得到對主蝕刻時間進(jìn)行主蝕刻時間的調(diào)整值，根據(jù)所述調(diào)整值對主蝕刻時 間進(jìn)行調(diào)整包括A、對于第η批次的晶片，按照該批次的主蝕刻時間Tln對晶片進(jìn)行主蝕刻過程，構(gòu)造出 STI結(jié)構(gòu)；B、對第η批次得到的晶片STI深度進(jìn)行測量，得到晶片STI深度的測量值DEn；C、計算所述STI深度測量值DEn相對于目標(biāo)STI深度Deci的偏移量，將所述偏移量乘以 預(yù)先獲得的STI深度相對于主蝕刻過程時間的斜率的倒數(shù)Si，得到主蝕刻時間的調(diào)整值；D、根據(jù)所述主蝕刻時間的調(diào)整值對第η批次的主蝕刻時間Tln進(jìn)行調(diào)整，得到第η+1批 次的主蝕刻時間ΤΙη+1，令η = η+1，并轉(zhuǎn)至步驟A。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C為計算所述STI深度測量值DEn相對于目標(biāo)STI深度Deci的偏移量，將所述偏移量乘以預(yù) 先獲得的STI深度相對于主蝕刻過程時間的斜率的倒數(shù)SI以及調(diào)整因子α得到主蝕刻時 間的調(diào)整值，所述調(diào)整因子α滿足0 < α < 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對晶片淺溝道隔離槽加工過程進(jìn)行控制的方法，包括如下步驟預(yù)先獲取淺溝道隔離槽(STI)深度與主蝕刻時間之間的線性關(guān)系；對通過主蝕刻過程得到的晶片STI深度進(jìn)行測量，得到實際STI深度與目標(biāo)STI深度的偏移量，根據(jù)所述偏移量以及預(yù)先獲取的所述線性關(guān)系，得到對主蝕刻時間進(jìn)行主蝕刻時間的調(diào)整值，根據(jù)所述調(diào)整值對主蝕刻時間進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明能夠使不同批次生產(chǎn)的同種晶片的STI深度的變化范圍在可接受的范圍內(nèi)。
文檔編號H01L21/66GK101901779SQ20091008573
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者趙林林 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司