專利名稱：一種柵極刻蝕方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造方法，特別涉及一種柵極刻蝕方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體集成電路(IC)制造工藝過程，包括三個(gè)基本組成部分，即半導(dǎo)體器件制作、互連和半導(dǎo)體器件隔離。其中，半導(dǎo)體器件隔離的作用是使每個(gè)半導(dǎo)體器件都能彼此獨(dú)立地工作。目前普遍采用的半導(dǎo)體器件隔離技術(shù)是淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation, STI)技術(shù)。淺溝槽隔離技術(shù)是在晶片的襯底中刻蝕出溝槽后，以絕緣材料，例如二氧化硅填充溝槽形成STI。在晶片的襯底中，STI的兩側(cè)被定義為半導(dǎo)體器件的有源區(qū)，在半導(dǎo)體器件的有源區(qū)上方形成柵極。按照IC制造工藝的需要，現(xiàn)有技術(shù)中常常在半導(dǎo)體器件隔離之后再進(jìn)行半導(dǎo)體器件制作，柵極是由襯底表面沉積的多晶硅層光刻和刻蝕形成。衡量刻蝕形成柵極質(zhì)量的重要指標(biāo)之一是特征尺寸(Critical Dimension，⑶)。在IC制造工藝中，要求所述柵極⑶ 保持一致穩(wěn)定，盡量避免柵極CD的浮動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，如圖加所示，對晶片的襯底進(jìn)行半導(dǎo)體器件隔離形成STI201后，在襯底表面200沉積用于制作柵極的多晶硅層202。下面結(jié)合圖2b 2c，說明圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中柵極刻蝕步驟步驟101、光刻晶片襯底表面200沉積的多晶硅層202后，采用終點(diǎn)檢測 (Interferometry Endpoint, IEP)技術(shù)對多晶硅層202進(jìn)行主刻蝕，如圖沘所示，包括襯底表面200、左右兩個(gè)高度不同的STI201、光刻圖案203和剩余的多晶硅層202’。本步驟中的光刻是指，先在晶片襯底表面200沉積的多晶硅層202上涂覆一層光刻膠，按照柵極的掩模板圖案對光刻膠曝光顯影，形成光刻圖案203。本步驟中的主刻蝕采用干法刻蝕，以光刻圖案203為掩膜對多晶硅層202進(jìn)行干法刻蝕。本步驟中的終點(diǎn)檢測(Interferometry Endpoint, IEP)技術(shù)為在主刻蝕多晶硅層202的過程中，通過干涉光譜實(shí)時(shí)檢測晶片的多晶硅層202殘留的厚度，當(dāng)檢測得到晶片剩余的多晶硅層202厚度到達(dá)第一終點(diǎn)時(shí)，停止主刻蝕。步驟102、過刻蝕去除所述剩余的多晶硅層202’形成柵極204，以時(shí)間模式控制所述過刻蝕的第二終點(diǎn)，得到圖2c所示的結(jié)構(gòu)不同高度的STI201、具有不同STI201高度的兩個(gè)晶片的襯底表面200、光刻圖案203和柵極204。本步驟中，過刻蝕采用干法刻蝕，以光刻圖案203為掩膜對剩余的多晶硅層202’ 進(jìn)行干法刻蝕。以時(shí)間模式控制所述過刻蝕的第二終點(diǎn)為，按照經(jīng)驗(yàn)值設(shè)置時(shí)間，按照該設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行過刻蝕，其中，所設(shè)置的時(shí)間一般為采用與過刻蝕同樣的速率，刻蝕所述多晶硅層202所需時(shí)間的30%到50%。但是，主刻蝕和過刻蝕采用的干法刻蝕方法，其對多晶硅層的刻蝕并非嚴(yán)格的各向異性，因此在形成柵極的過程中，柵極CD也會(huì)隨著主刻蝕時(shí)間和過刻蝕時(shí)間的不同而改變，例如，在過刻蝕時(shí)間不變的前提下，主刻蝕時(shí)間越長，柵極CD越小。如圖2c所示，由于前層工藝的不同或工藝條件的改變，在制造不同半導(dǎo)體器件或不同批次同種半導(dǎo)體器件的 IC制造工藝中，半導(dǎo)體器件襯底中的STI高度并不一致，也就是襯底中STI的二氧化硅的含量不同。由于主刻蝕所用的終點(diǎn)檢測技術(shù)采用光學(xué)干涉原理判斷第一終點(diǎn)，因此對主刻蝕時(shí)間的控制受到STI折射率的影響，實(shí)驗(yàn)證明，對于相同多晶硅層，不同STI高度的晶片來說，主刻蝕時(shí)間不同，STI的二氧化硅含量越小，也就是說STI高度越小，主刻蝕時(shí)間越短。 然而在后續(xù)過刻蝕過程中，現(xiàn)有技術(shù)并沒有考慮STI高度的不同對主刻蝕時(shí)間的影響，而是以相同的過刻蝕時(shí)間作為停止過刻蝕的控制條件。因此，所述STI高度造成的主刻蝕時(shí)間的差異和過刻蝕時(shí)間的固定，使得過刻蝕最終形成柵極CD不同，嚴(yán)重影響了柵極刻蝕工藝的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是因?yàn)镾TI高度造成的主刻蝕時(shí)間的差異和過刻蝕時(shí)間的固定，使得最終過刻蝕形成柵極的CD不同，嚴(yán)重影響了柵極刻蝕工藝的穩(wěn)定性。為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種柵極刻蝕方法，應(yīng)用于在襯底上具有淺溝槽隔離和多晶硅層的晶片，其特征在于，設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，及在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，該方法包括測量晶片的淺溝槽隔離高度，確定所述晶片的淺溝槽隔離高度所在的晶片的淺溝槽隔離高度范圍，采用對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行多晶硅層的刻蝕；采用所述晶片的淺溝槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，對剩余的多晶硅層進(jìn)行過刻蝕，得到柵極。一種柵極刻蝕方法，該方法還包括所述晶片的淺溝槽隔離高度不在所設(shè)置的晶片的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)所述晶片的淺溝槽隔離高度重新設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，及重新設(shè)置在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。所述設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間的過程為制作多個(gè)具有淺溝槽隔離和多晶硅層的測試樣片，所述不同測試樣片的淺槽隔離高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)；分別采用終點(diǎn)檢測技術(shù)對所述測試樣片的多晶硅層進(jìn)行主刻蝕，并分別記錄主刻蝕時(shí)間，將其中記錄的最小主刻蝕時(shí)間作為所設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間。所述在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間的過程為設(shè)置多組具有淺溝槽隔離和多晶硅層的測試樣片，不同組測試樣片的淺槽隔離高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)，同一組測試樣片的淺槽隔離高度相同；對于每組測試樣片，采用所設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行多晶硅層的主刻蝕后，分別采用設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間過刻蝕剩余的多晶硅層得到柵極；分別測量所得到柵極的特征尺寸，選取其中符合設(shè)定柵極特征尺寸的測試樣片，將該測試樣片的過刻蝕時(shí)間作為該組測試樣片的淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。所述主刻蝕采用干法刻蝕。所述不同測試樣片的淺槽隔離高度相差50埃到200埃。所述過刻蝕采用干法刻蝕。所述設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間范圍為采用與所述過刻蝕同樣的速率，刻蝕所述多晶硅層所需時(shí)間的30%到50% ；所述設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間相差1秒到10秒。由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明在采用所設(shè)置的最小柵極主刻蝕時(shí)間對晶片的多晶硅層主刻蝕之后，根據(jù)所設(shè)定的晶片不同 STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間控制晶片的多晶硅層過刻蝕，得到符合要求的柵極CD，克服了 STI高度對主刻蝕時(shí)間的影響無法由固定的過刻蝕時(shí)間彌補(bǔ)而造成的柵極CD不同的問題，增加了不同STI高度晶片在柵極刻蝕后的柵極CD穩(wěn)定性。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)柵極刻蝕流程圖；圖加 2c為現(xiàn)有技術(shù)柵極刻蝕剖面示意圖；圖3為本發(fā)明設(shè)置STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間和STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間及柵極刻蝕流程圖；圖如 4b為本發(fā)明柵極刻蝕剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例， 對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明應(yīng)用于在襯底上具有STI和多晶硅層的晶片，制作晶片的方法是按照現(xiàn)有技術(shù)對晶片的襯底進(jìn)行半導(dǎo)體器件隔離形成STI后，在襯底表面沉積用于制作柵極的多晶硅層。下面結(jié)合圖3，詳細(xì)說明本發(fā)明如何設(shè)置晶片的STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，如何設(shè)置STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，及如何進(jìn)行晶片的柵極刻蝕。步驟301、設(shè)置晶片的STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間。具體地，制作多個(gè)具有STI和多晶硅層的測試樣片，不同測試樣片的STI高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)；分別采用終點(diǎn)檢測技術(shù)對測試樣片的多晶硅層進(jìn)行主刻蝕，并分別記錄主刻蝕時(shí)間，將其中記錄的最小主刻蝕時(shí)間作為所設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間。舉一個(gè)例子說明，設(shè)置晶片的STI高度范圍對應(yīng)的最小主刻蝕時(shí)間的具體實(shí)施方式
，其過程如下首先，測量和記錄上述晶片在半導(dǎo)體器件隔離步驟完成后的STI高度，據(jù)此設(shè)置STI高度范圍，本實(shí)施例中，測量得到所述襯底中STI高度范圍是3000埃到3500埃。其次，在確定的STI高度范圍內(nèi)選取若干STI高度值作為不同測試樣片的STI高度；其中，不同測試樣片的STI高度相差50埃到200埃，例如，50埃，100埃或200埃；也可以在STI高度范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要任意選取其他STI高度值。本實(shí)施例中，不同測試樣片的 STI高度相差100埃，選取的六個(gè)STI高度值分別3000埃、3100埃、3200埃、3300埃、3400 埃和3500埃。然后，采用半導(dǎo)體器件的IC制造工藝，制作六個(gè)具有STI和多晶硅層的測試樣片， 每個(gè)測試樣片的STI高度分別為上述選取的STI高度值；其中，不同的STI高度可以由濕法刻蝕控制。最后，采用終點(diǎn)檢測技術(shù)主刻蝕六個(gè)測試樣片，并分別記錄主刻蝕時(shí)間，將得到的最小主刻蝕時(shí)間作為晶片的STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間。本步驟的主刻蝕是與現(xiàn)有技術(shù)的主刻蝕采用相同條件和參數(shù)的干法刻蝕，主刻蝕時(shí)間由終點(diǎn)檢測法測得。需要注意的是，本步驟和以下步驟中提及的STI高度均指同一晶片的STI高度的平均值，晶片中的STI高度可以通過光學(xué)特征尺寸(Optical CriticalDimension, 0CD)或原子力顯微鏡(Atom Forced Microscope, AFM)測量得到，以上所述方法均為現(xiàn)有技術(shù)，不在此贅述。步驟302、設(shè)置在STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。具體地，設(shè)置多組具有STI和多晶硅層的測試樣片，不同組測試樣片的淺槽隔離高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)，同一組測試樣片的淺槽隔離高度相同；對于每組測試樣片，采用所設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行多晶硅層的主刻蝕后，分別采用設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間過刻蝕剩余的多晶硅層得到柵極；分別測量所得到柵極的特征尺寸，選取其中符合設(shè)定柵極特征尺寸的測試樣片，將該測試樣片的過刻蝕時(shí)間作為該組測試樣片的淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。舉一個(gè)例子說明，在STI高度范圍內(nèi)設(shè)置各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間的具體實(shí)施方式
，其過程如下首先，在過刻蝕時(shí)間范圍內(nèi)設(shè)置不同的過刻蝕時(shí)間；其中，采用和現(xiàn)有技術(shù)中過刻蝕同樣的速率刻蝕多晶硅層所需時(shí)間的30%為下限，50%為上限作為過刻蝕時(shí)間范圍，設(shè)置的過刻蝕時(shí)間至少包括下限和上限，其他過刻蝕時(shí)間則在下限和所述上限之間設(shè)置，不同過刻蝕時(shí)間相差1秒到10秒。例如，1秒，5秒或10秒；也可以在所述時(shí)間的下限和所述時(shí)間的上限的范圍內(nèi)，根據(jù)實(shí)際需要任意選取其他時(shí)間點(diǎn)。本實(shí)施例中，過刻蝕時(shí)間下限為 20秒，時(shí)間上限為40秒，不同過刻蝕時(shí)間相差5秒，設(shè)置的五個(gè)不同過刻蝕時(shí)間分別為20 秒，25秒，30秒，35秒和40秒；其次，采用半導(dǎo)體器件的IC制造工藝，制作多組具有STI和多晶硅層的測試樣片。 本實(shí)施例中，根據(jù)步驟301中選取的六個(gè)STI高度值3000埃、3100埃、3200埃、3300埃、 3400埃和3500埃，制作與上述STI高度值對應(yīng)的六組測試樣片，其中，不同組測試樣片的 STI高度值不同，同一組測試樣片的STI高度值相同，每組包括五個(gè)測試樣片，與上述設(shè)置的過刻蝕時(shí)間的數(shù)量相同。接著，采用步驟301所設(shè)置的STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間對每組測試樣片的多晶硅層進(jìn)行主刻蝕，在每組測試樣片的襯底表面得到剩余的多晶硅層。本步驟中的主刻蝕是與現(xiàn)有技術(shù)的主刻蝕采用相同條件和參數(shù)的干法刻蝕，不同之處在于，本步驟中的主刻蝕時(shí)間采用最小柵極主刻蝕時(shí)間。本步驟中，以最小柵極主刻蝕時(shí)間控制測試樣片的主刻蝕是為了防止由于主刻蝕時(shí)間過長使得本步驟中過刻蝕形成的柵極CD過小，無法符合柵極CD要求。在主刻蝕之后，對每組測試樣片，采用上述設(shè)置的五個(gè)過刻蝕時(shí)間分別對每組的五個(gè)測試樣片剩余的多晶硅層進(jìn)行過刻蝕，得到柵極后，分別測量和記錄柵極的CD ；在每一組測試樣片中，選取符合IC制造工藝中柵極CD設(shè)定的測試樣片，將該測試樣片對應(yīng)的過刻蝕時(shí)間作為該組測試樣片STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間；確定六組測試樣片STI高度分別對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間后，建立不同STI高度與柵極過刻蝕時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系。本實(shí)施例中，由對應(yīng)關(guān)系擬合得出STI高度與柵極過刻蝕時(shí)間的線性關(guān)系，做出以STI高度為橫坐標(biāo)(χ軸)，以柵極過刻蝕時(shí)間為縱坐標(biāo)(y軸)的曲線。本步驟中，過刻蝕是與現(xiàn)有技術(shù)的過刻蝕采用相同條件和參數(shù)的干法刻蝕，但是過刻蝕時(shí)間不再采用現(xiàn)有技術(shù)中固定的過刻蝕時(shí)間，而是對同一組測試樣片分別采用上述設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間以上步驟301和步驟302完成了設(shè)置最小柵極主刻蝕時(shí)間和STI高度范圍內(nèi)各個(gè) STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間的步驟。在完成上述步驟301和步驟302之后，以最小柵極主刻蝕時(shí)間和STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間為前提，刻蝕晶片的多晶硅層形成柵極的步驟如下。步驟303、測量晶片的STI高度，判斷STI高度是否在上述步驟301和步驟302設(shè)置的STI高度范圍內(nèi)；如果是，則進(jìn)行步驟304到步驟306，如果不是，則重新進(jìn)行步驟301 和步驟302，根據(jù)晶片的STI高度重新設(shè)置晶片的STI高度范圍所對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，及在晶片的STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，然后再進(jìn)行步驟304 到步驟306。本步驟中，測量晶片中STI高度的方法是，通過0⑶或AFM測量得到，以上所述方法均為現(xiàn)有技術(shù)，不在此贅述。本步驟中，所述晶片是既可以是上述已經(jīng)制作完成的晶片，也可以是按照現(xiàn)有半導(dǎo)體器件的IC制造工藝，在晶片襯底中制作STI和在晶片襯底表面沉積用于柵極刻蝕的多晶硅層之后的新一批次晶片。由于步驟301和步驟302是本發(fā)明提出的柵極刻蝕方法的前提，因此，對同一批次或不同批次的同種類型半導(dǎo)體器件的柵極刻蝕，如果所述晶片的STI高度在步驟301和步驟302的STI高度范圍內(nèi)，則直接進(jìn)行步驟304、步驟305和步驟306。但是，如果由于前層工藝的不穩(wěn)定性，使得晶片的STI高度超出了步驟301中確定的STI高度范圍，那么就需要再從步驟301開始，在本步驟測量得到的STI高度范圍內(nèi)重新設(shè)置最小柵極主刻蝕時(shí)間和各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，然后進(jìn)行步驟304到步驟306。步驟304、光刻晶片襯底表面沉積的多晶硅層后，采用最小柵極主刻蝕時(shí)間主刻蝕多晶硅層，得到剩余的多晶硅層402’，如圖如所示，包括襯底表面400、左右兩個(gè)高度不同的STI401、光刻圖案403和剩余的多晶硅層402，。本步驟中的光刻是指，先在晶片襯底表面400沉積的多晶硅層上涂覆一層光刻膠，按照柵極的掩模板圖案對光刻膠曝光和顯影，形成光刻圖案403。本步驟中的主刻蝕采用干法刻蝕，以光刻圖案403為掩膜對多晶硅層進(jìn)行干法刻蝕。當(dāng)主刻蝕所用時(shí)間達(dá)到最小柵極主刻蝕時(shí)間時(shí)，停止主刻蝕。其中，左右兩個(gè)高度不同的STI401上的剩余的多晶硅層402，高度一致。本步驟中的主刻蝕與現(xiàn)有技術(shù)的主刻蝕采用相同條件和參數(shù)。采用最小柵極主刻蝕時(shí)間，有效避免了現(xiàn)有技術(shù)中由IEP控制主刻蝕造成的主刻蝕時(shí)間不一致，并且還避免了主刻蝕時(shí)間大于最小主刻蝕時(shí)間可能造成的柵極CD偏小問題。步驟305、確定晶片的STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間；本實(shí)施例中，根據(jù)步驟302中做出的曲線，以晶片的STI401高度為橫坐標(biāo)，找到曲線中對應(yīng)的縱坐標(biāo)的值作為晶片的柵極過刻蝕時(shí)間。步驟306、采用柵極過刻蝕時(shí)間過刻蝕剩余的多晶硅層402’形成柵極404，得到如圖4b所示的結(jié)構(gòu)不同高度的STI401、具有不同STI401高度的兩個(gè)晶片的襯底表面400、 光刻圖案403和柵極404。本步驟中，過刻蝕采用干法刻蝕，以光刻圖案403為掩膜對剩余的多晶硅層402’ 進(jìn)行干法刻蝕。當(dāng)過刻蝕所用時(shí)間達(dá)到柵極過刻蝕時(shí)間時(shí)，停止過刻蝕。本步驟中的過刻蝕與現(xiàn)有技術(shù)的過刻蝕采用相同條件和參數(shù)，因此，對不同 STI401高度的晶片，都可以由步驟305得到的柵極過刻蝕時(shí)間準(zhǔn)確控制過刻蝕，得到符合 IC制造工藝要求的柵極⑶。至此，多晶硅柵極刻蝕完成。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種柵極刻蝕方法，應(yīng)用于在襯底上具有淺溝槽隔離和多晶硅層的晶片，其特征在于，設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，及在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，該方法包括測量晶片的淺溝槽隔離高度，確定所述晶片的淺溝槽隔離高度所在的晶片的淺溝槽隔離高度范圍，采用對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行多晶硅層的刻蝕；采用所述晶片的淺溝槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，對剩余的多晶硅層進(jìn)行過刻蝕，得到柵極。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括所述晶片的淺溝槽隔離高度不在所設(shè)置的晶片的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)時(shí)，根據(jù)所述晶片的淺溝槽隔離高度重新設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間， 及重新設(shè)置在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間的過程為制作多個(gè)具有淺溝槽隔離和多晶硅層的測試樣片，所述不同測試樣片的淺槽隔離高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)；分別采用終點(diǎn)檢測技術(shù)對所述測試樣片的多晶硅層進(jìn)行主刻蝕，并分別記錄主刻蝕時(shí)間，將其中記錄的最小主刻蝕時(shí)間作為所設(shè)置晶片的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述在所述淺槽隔離高度范圍內(nèi)各個(gè)淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間的過程為設(shè)置多組具有淺溝槽隔離和多晶硅層的測試樣片，不同組測試樣片的淺槽隔離高度不同且都在設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍內(nèi)，同一組測試樣片的淺槽隔離高度相同；對于每組測試樣片，采用所設(shè)置的淺溝槽隔離高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行多晶硅層的主刻蝕后，分別采用設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間過刻蝕剩余的多晶硅層得到柵極；分別測量所得到柵極的特征尺寸，選取其中符合設(shè)定柵極特征尺寸的測試樣片，將該測試樣片的過刻蝕時(shí)間作為該組測試樣片的淺槽隔離高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述主刻蝕采用干法刻蝕。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述不同測試樣片的淺槽隔離高度相差50 埃到200埃。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述過刻蝕采用干法刻蝕。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間范圍為采用與所述過刻蝕同樣的速率，刻蝕所述多晶硅層所需時(shí)間的30%到50% ；所述設(shè)置的不同過刻蝕時(shí)間相差1秒到10秒。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕方法，在刻蝕晶片的多晶硅層之前，根據(jù)晶片中STI高度范圍，設(shè)置STI高度范圍對應(yīng)的最小柵極主刻蝕時(shí)間，及在STI高度范圍內(nèi)各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間，該方法包括測量所述晶片STI高度；以所設(shè)置的最小柵極主刻蝕時(shí)間主刻蝕多晶硅層；由STI高度確定對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間后；采用柵極過刻蝕時(shí)間過刻蝕剩余的多晶硅層形成柵極。本發(fā)明采用最小柵極主刻蝕時(shí)間進(jìn)行主刻蝕，采用各個(gè)STI高度對應(yīng)的柵極過刻蝕時(shí)間進(jìn)行過刻蝕，從而得到符合柵極特征尺寸要求的柵極，克服了終點(diǎn)檢測中STI高度造成的主刻蝕時(shí)間差異無法由固定的過刻蝕時(shí)間彌補(bǔ)的問題，增強(qiáng)了柵極特征尺寸的穩(wěn)定性。
文檔編號H01L21/66GK102376553SQ20101024815
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月5日
發(fā)明者張海洋, 沈滿華 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司