半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括：在若干襯底表面形成底部抗反射薄膜和圖形化層，所述圖形化層暴露出部分底部抗反射薄膜表面；以所述圖形化層為掩膜，刻蝕若干襯底表面的底部抗反射薄膜，直至暴露出襯底表面為止，形成底部抗反射層；測試底部抗反射層以獲得第一尺寸；所述第一尺寸通過不同的實(shí)驗(yàn)條件獲得，通過量測整片晶圓各個(gè)區(qū)域的第一尺寸以得到最優(yōu)方案；最優(yōu)襯底被繼續(xù)刻蝕以在襯底內(nèi)形成開口；在形成開口之后，測試所述開口以獲得第二尺寸；其余的襯底被重工，去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次形成圖形化層和底部抗反射層，以繼續(xù)做第一尺寸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，由此反復(fù)。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法減少工藝時(shí)間、節(jié)省成本、提高工藝效率。
【專利說明】半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路向亞微米尺寸發(fā)展，器件的集成度不斷提高，而器件尺寸不斷縮小，因而對(duì)器件尺寸精確度的要求更為嚴(yán)格。在目前的半導(dǎo)體器件制造中，常采用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(STI, Shallow Trench Insulation)進(jìn)行襯底內(nèi)的有源區(qū)之間的隔離。圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0003]請(qǐng)參考圖1，在襯底100表面形成掩膜薄膜101 ;在掩膜薄膜101表面形成底層抗反射薄膜102 ;在底層抗反射薄膜102表面形成光刻膠層103。
[0004]請(qǐng)參考圖2，以所述光刻膠層103為掩膜，刻蝕所述底層抗反射薄膜102和掩膜薄膜101，直至暴露出襯底100表面為止，形成底層抗反射層102a和掩膜層101a。
[0005]請(qǐng)參考圖3，以所述掩膜層IOla為掩膜，刻蝕所述襯底100，在所述襯底100內(nèi)形成溝槽104，所述溝槽104用于填充滿介質(zhì)材料，以在所述溝槽104內(nèi)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0006]為了保證工藝制程能夠使所形成的淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)需求，在形成溝槽104之后，需要對(duì)所述溝槽104的尺寸進(jìn)行檢測，并針對(duì)檢測得到的溝槽尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以改進(jìn)形成所述溝槽104的工藝制程，直至得到最優(yōu)的工藝制程。
[0007]然而，現(xiàn)有對(duì)溝槽尺寸進(jìn)行檢測，直至得到最優(yōu)的工藝制程的過程復(fù)雜，且成本較聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，減少工藝時(shí)間、節(jié)省成本、且提高工藝效率。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，包括:
[0010]步驟S101，提供若干襯底；
[0011]步驟S102，在所述若干襯底表面形成底部抗反射薄膜、以及位于所述底部抗反射薄膜表面的圖形化層，所述圖形化層暴露出部分底部抗反射薄膜表面；
[0012]步驟S103，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕若干襯底表面的底部抗反射薄膜，直至暴露出襯底表面為止,形成底部抗反射層；
[0013]步驟S104，測試所述底部抗反射層的尺寸，獲得第一尺寸；
[0014]當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S105，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕所述襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口 ；
[0015]步驟S106，在所述襯底內(nèi)形成開口之后，測試所述開口的尺寸，獲得第二尺寸；
[0016]當(dāng)所述第一尺寸不符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S107，去除所述圖形化層和底部抗反射層；
[0017]在去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次執(zhí)行步驟S102至步驟S104，直至所獲得的第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸為止。
[0018]可選的，所述襯底為半導(dǎo)體襯底。
[0019]可選的，所述圖形化層覆蓋的區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。
[0020]可選的，所述半導(dǎo)體襯底表面還形成有器件層，所述底部抗反射層形成于所述器件層表面。
[0021]可選的，所述第一尺寸為相鄰底部抗反射層之間的距離。
[0022]可選的，所述第二尺寸為開口頂部尺寸。
[0023]可選的，所述襯底和底部抗反射層之間還形成有掩膜層。
[0024]可選的，所述掩膜層的材料為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合，所述掩膜層的材料與底部抗反射層的材料不同。
[0025]可選的，所述襯底的數(shù)量大于或等于5個(gè)，且形成各襯底表面的圖形化層和底部抗反射薄膜的工藝不同。
[0026]可選的，所述圖形化層的材料為光刻膠。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0028]在以圖形化層為掩膜刻蝕形成底部抗反射層之后，對(duì)所述底部抗反射層進(jìn)行測試以獲得第一尺寸，當(dāng)所述第一尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，在進(jìn)行后續(xù)刻蝕襯底的工藝，當(dāng)所述第一尺寸不符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，則去除所述圖形化層電和底部抗反射層，并再次形成底部抗反射薄膜和圖形化層進(jìn)行刻蝕，以形成新的底部抗反射層，直至底部抗反射層的尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸為止。所述第一尺寸通過不同的實(shí)驗(yàn)條件獲得，通過量測整片晶圓各個(gè)區(qū)域(Shootor die)的第一尺寸以得到最優(yōu)方案；最優(yōu)襯底被繼續(xù)用于刻蝕以在襯底內(nèi)形成開口 ；在形成開口之后，測試所述開口以獲得第二尺寸。而其余的不符合要求的襯底被重復(fù)前序工藝，即去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次形成圖形化層和底部抗反射層，以繼續(xù)做第一尺寸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，直至第一尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸位置，由此反復(fù)。上述過程中，無需對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，以此避免了襯底的浪費(fèi)，能夠節(jié)省成本；而且，在形成底部抗反射層之后即進(jìn)行檢測，使得工藝時(shí)間縮短，提高了測試效率；此外，在形成底部抗反射層之后進(jìn)行檢測，能夠更準(zhǔn)確地確定影響開口尺寸的工藝步驟。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1至圖3是現(xiàn)有技術(shù)形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的流程示意圖；
[0031]圖5至圖10是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有對(duì)溝槽尺寸進(jìn)行檢測，直至得到最優(yōu)的工藝制程的過程復(fù)雜，且成本較高。
[0033]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，為了獲得最佳的工藝制程以形成符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的溝槽，需要在完成每一批次的刻蝕溝槽的工藝之后，對(duì)該批次所形成的溝槽尺寸、深度、以及相鄰溝槽之間的距離進(jìn)行測試，針對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以調(diào)整該批次的工藝制程，再以調(diào)整后的工藝制程進(jìn)行下一批次的溝槽形成工藝。由于無法保證各批次所采用的工藝制程是否能夠獲取符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的溝槽，因此每一批次的襯底數(shù)量不超過5片，以減少損失。然而，每完成一批次的溝槽形成工藝，再對(duì)該批次的溝槽進(jìn)行測試，使得工藝時(shí)間拉長、且工藝復(fù)雜；而且，當(dāng)襯底形成有不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的溝槽時(shí)，所述襯底無法繼續(xù)使用，導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提聞。
[0034]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其中，在以圖形化層為掩膜刻蝕形成底部抗反射層之后，對(duì)所述底部抗反射層進(jìn)行測試以獲得第一尺寸，當(dāng)所述第一尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，在進(jìn)行后續(xù)刻蝕襯底的工藝，當(dāng)所述第一尺寸不符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，則去除所述圖形化層電和底部抗反射層，并再次形成底部抗反射薄膜而和圖形化層進(jìn)行刻蝕，已形成新的底部抗反射層，直至底部抗反射層的尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸為止。上述過程中，無需對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，以此避免了襯底的浪費(fèi)，能夠節(jié)省成本；而且，在形成底部抗反射層之后即進(jìn)行檢測，使得工藝時(shí)間縮短，提高了測試效率；此外，在形成底部抗反射層之后進(jìn)行檢測，能夠更準(zhǔn)確地確定影響開口尺寸的工藝步驟。
[0035]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0036]請(qǐng)參考圖4，圖4是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的流程示意圖，包括:
[0037]步驟S101，提供若干襯底；
[0038]步驟S102，在所述若干襯底表面形成底部抗反射薄膜、以及位于所述底部抗反射薄膜表面的圖形化層，所述圖形化層暴露出部分底部抗反射薄膜表面；
[0039]步驟S103，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕若干襯底表面的底部抗反射薄膜，直至暴露出襯底表面為止,形成底部抗反射層；
[0040]步驟S104，測試所述底部抗反射層的尺寸，獲得第一尺寸；
[0041]當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S105，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕所述襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口 ；
[0042]步驟S106，在所述襯底內(nèi)形成開口之后，測試所述開口的尺寸，獲得第二尺寸；
[0043]當(dāng)所述第一尺寸不符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S107，去除所述圖形化層和底部抗反射層；
[0044]在去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次執(zhí)行步驟S102至步驟S104，直至所獲得的第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸為止。
[0045]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0046]圖5至圖10是本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]請(qǐng)參考圖5，執(zhí)行步驟S101，提供若干襯底200 ;步驟S102，在所述若干襯底200表面形成底部抗反射薄膜201、以及位于所述底部抗反射薄膜201表面的圖形化層202，所述圖形化層202暴露出部分底部抗反射薄膜201表面。
[0048]所述襯底200為用于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(DOE, Design Of Experiments)的襯底，即通過在所述襯底200內(nèi)或表面形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，并檢測所形成的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的尺寸是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以確定形成所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的工藝是否符合設(shè)計(jì)需求。
[0049]在本實(shí)施例中，所述襯底200為半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底包括:硅襯底、硅鍺襯底、碳化硅襯底、絕緣體上硅襯底、絕緣體上鍺襯底、玻璃襯底或II1-V族化合物襯底(例如氮化鎵襯底或砷化鎵襯底等)。本實(shí)施例中，所述襯底200為硅襯底。[0050]在本實(shí)施例中，由于后續(xù)在刻蝕底部抗反射薄膜201之后，即對(duì)所形成的底部抗反射層進(jìn)行檢測，因此，所述襯底200不會(huì)被消耗，在節(jié)省成本的同時(shí)，還能夠增加進(jìn)行同一批次工藝制程的襯底200數(shù)量，從而節(jié)省半導(dǎo)體形成和檢測的時(shí)間。同一批次的襯底200數(shù)量大于或等于5個(gè)；本實(shí)施例中，同一批次的襯底200數(shù)量200為5個(gè)，而且同一批次的各襯底200表面的圖形化層202和底部抗反射薄膜201的形成工藝各不相同，從而通過測試同一批次的刻蝕結(jié)果，在后續(xù)刻蝕底部抗反射薄膜201之后，能夠獲得不同工藝對(duì)所形成的底部抗反射層尺寸的影響。
[0051]所述圖形化層202用于定義所述襯底的有源區(qū)，即所述圖形化層202覆蓋的區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)(ACT)，所述有源區(qū)的襯底200表面用于形成器件結(jié)構(gòu)，例如晶體管的柵極結(jié)構(gòu)、熔絲結(jié)構(gòu)、電容結(jié)構(gòu)或電阻結(jié)構(gòu)等。在本實(shí)施例中，所述圖形化層202的材料為光刻膠，所述圖形化層202的形成工藝為:采用旋涂工藝在襯底200表面形成光刻膠薄膜；對(duì)所述光刻膠薄膜進(jìn)行曝光顯影，以暴露出部分底部抗反射薄膜，形成圖形化層。其中，所述底部抗反射薄膜201用于在曝光顯影的過程中，防止光線在圖形化層202的底部發(fā)生漫反射，保證所形成的圖形化層202的圖形精確標(biāo)準(zhǔn)。
[0052]本實(shí)施例中，所述襯底200和底部抗反射薄膜201層之間還形成有掩膜薄膜203，所述掩膜薄膜203用于作為后續(xù)在襯底200內(nèi)刻蝕形成開口的掩膜。所述掩膜薄膜203的形成工藝為化學(xué)氣相沉積工藝，所述掩膜薄膜203的材料為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一種或多種組合；本實(shí)施例中，所述掩膜薄膜203的材料與底部抗反射薄膜201的材料不同，使所述掩膜薄膜203和底部抗反射薄膜201之間具有刻蝕選擇性，在后續(xù)刻蝕底部抗反射薄膜201時(shí)，保留所述掩膜薄膜203。本實(shí)施例中，所述掩膜薄膜203的材料為氮化硅。所述底部抗反射薄膜201的材料為有機(jī)材料或不透光材料，在本實(shí)施例中為氮氧化硅。
[0053]此外，本實(shí)施例中，所述襯底200和掩膜薄膜203之間還形成有襯墊氧化層，所述襯墊氧化層的形成工藝為熱氧化工藝或化學(xué)氣相沉積工藝，所述襯墊氧化層用于增強(qiáng)襯底200和掩膜薄膜203之間的結(jié)合能力，保證后續(xù)以掩膜層為掩膜刻蝕形成的開口形貌良好。
[0054]在另一實(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底表面還形成有器件層，所述底部抗反射層形成于所述器件層表面；所述器件層包括用于半導(dǎo)體器件、用于電連接所述半導(dǎo)體器件的電互連結(jié)構(gòu)、用于電隔離所述半導(dǎo)體器件和電互連結(jié)構(gòu)的絕緣層，后續(xù)形成的掩膜層作為刻蝕所述器件結(jié)構(gòu)的掩膜。
[0055]請(qǐng)參考圖6，執(zhí)行步驟S103，以所述圖形化層202為掩膜，刻蝕若干襯底200表面的底部抗反射薄膜201 (如圖5所示)，直至暴露出襯底200表面為止，形成底部抗反射層201a。
[0056]所述刻蝕底部抗反射薄膜201的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝，刻蝕形成的底部抗反射層201a和圖形化層202作為后續(xù)刻蝕形成掩膜層的掩膜。所形成的底部抗反射層201a的側(cè)壁相對(duì)于襯底200表面垂直，且所述底部抗反射層201a的側(cè)壁與圖形化層202的側(cè)壁齊平，即所述底部抗反射層201a平行于襯底200表面方向的圖形與所述圖形化層202的圖形保持一致。后續(xù)能夠通過測試所述圖形化層202的圖形尺寸獲取所述底部抗反射層201a的尺寸，通過分析所獲得的底部抗反射層201a的尺寸，能夠得知形成所述底部抗反射層201a的工藝是否能夠滿足設(shè)計(jì)需求。
[0057]在形成后續(xù)開口的過程中，多種因素會(huì)對(duì)所形成的開口尺寸造成影響，其中包括所述底部抗反射層201a的尺寸和形貌、所述圖形化層的尺寸和形貌、后續(xù)形成的掩膜層的尺寸和形成、以及后續(xù)刻蝕襯底200的工藝。為了使所形成的開口尺寸滿足設(shè)計(jì)需求，需要確定工藝過程中造成開口尺寸發(fā)生偏差的具體工藝步驟，并對(duì)該工藝步驟的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以改善所形成的開口尺寸和形貌。本實(shí)施例中，在形成底部抗反射層201a之后即對(duì)所述底部抗反射層201a進(jìn)行測試，能夠得到所形成的底部抗反射層201a的尺寸是否滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而知曉形成所述底部抗反射層201a的工藝是否滿足技術(shù)需求。而且，由于在形成底部抗反射層201a之后即進(jìn)行測試，不會(huì)對(duì)襯底200造成消耗，避免造成浪費(fèi)，從而節(jié)省工藝成本。此外，在形成底部抗反射層201a之后即進(jìn)行測試，則無需形成后續(xù)的開口，且檢測底部抗反射層201a尺寸的方法簡單、時(shí)間較短，從而能夠減少實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(DOE)的總體時(shí)間。
[0058]請(qǐng)參考圖7，執(zhí)行步驟S104，測試所述底部抗反射層201a的尺寸，獲得第一尺寸。
[0059]在形成底部抗反射層201a之后，刻蝕所述襯底200之前，測試所述底部抗反射層201a的尺寸，若所述底部抗反射層201a的尺寸不符合預(yù)設(shè)尺寸，則不必再繼續(xù)后續(xù)的刻蝕掩膜薄膜203和襯底的工藝，從而能夠避免對(duì)襯底的消耗，而且能夠使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(DOE)的時(shí)間縮短；若所述底部抗反射層201a的尺寸能夠符合預(yù)設(shè)尺寸，即說明形成圖形化層202、底部抗反射薄膜201 (如圖5所示)、以及刻蝕底部抗反射薄膜201的工藝能夠滿足技術(shù)需求；并且能夠繼續(xù)后續(xù)刻蝕掩膜薄膜203和襯底200的工藝，以此能夠確定刻蝕掩膜薄膜203和襯底200的工藝是否能夠滿足技術(shù)需求，因此更易于確定并改善所形成開口的尺寸和形貌產(chǎn)生影響的工藝步驟。
[0060]本實(shí)施例中，所述第一尺寸為相鄰底部抗反射層201a之間的距離⑶I ;此外，還需要對(duì)所述底部抗反射層201a的特征尺寸均勻度(O)U, Critical Dimension Uniformity)進(jìn)行檢測，即檢測整體晶圓表面所有第一尺寸的均勻度。其中，由于所述底部抗反射層201a平行于襯底200表面方向的圖形與所述圖形化層202的圖形保持一致，因此，通過測試所述圖形化層202的平行于襯底200表面方向的圖形尺寸，即能夠獲得所述底部抗反射層201a的尺寸；具體的，通過測試所述圖形化層202平行于襯底200表面方向的尺寸、以及相鄰圖形化層202之間的距離，即能夠得到相鄰底部抗反射層201a之間的距離CD1。在本實(shí)施例中，測試所述圖形化層202平行于襯底200表面方向尺寸的方法為顯影后檢測(ADI，AfterDevelop Inspection)方法。需要說明的是,本實(shí)施例中，需要對(duì)整片晶圓襯底200各個(gè)區(qū)域的第一尺寸進(jìn)行測量，而測量整片襯底200各區(qū)域第一尺寸的方式為全局特征尺寸(FullMapping⑶)的測量方式,能夠?qū)σr底200的各區(qū)域(shoot or die)進(jìn)行測量,從而能夠獲取整片襯底200表面的底層抗反射層的第一尺寸，以及第一尺寸的均勻度。
[0061]請(qǐng)參考圖8，當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S105，以所述圖形化層202為掩膜，刻蝕所述襯底200，在所述襯底200內(nèi)形成開口 204。
[0062]所述預(yù)設(shè)尺寸為所述底部抗反射層201a符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，即說明前序形成底部抗反射薄膜201(如圖5所示)、形成圖形化層202、以及刻蝕底部抗反射薄膜201的工藝制程能夠滿足技術(shù)需求。
[0063]當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，以所述圖形化層202為掩膜，刻蝕所述襯底200以形成開口 204，則通過測試所形成的開口 204尺寸和形貌，能夠單獨(dú)判斷所述刻蝕工藝是否能夠滿足技術(shù)需求，更易確定具體發(fā)生問題的工藝步驟，使得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(DOE)所得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確，同時(shí)減少了襯底200的消耗，從而節(jié)省成本。
[0064]所述刻蝕襯底200的工藝為各向異性的干法刻蝕工藝,在本實(shí)施例中，所述襯底200為硅襯底，所述各向異性的干法刻蝕工藝對(duì)所述硅襯底進(jìn)行刻蝕。本實(shí)施例中，所述襯底200和底部抗反射層201a之間還具有掩膜薄膜203 (如圖5所示)，在刻蝕所述襯底200之前，以所述圖形化層202和底部抗反射層201a為掩膜刻蝕掩膜薄膜203，直至暴露出襯底200表面為止，形成掩膜層203a。所述掩膜層203a相對(duì)于襯底200具有刻蝕選擇性，且具有一定的物理強(qiáng)度，能夠在刻蝕襯底200的過程中，保持掩膜層203a圖形的穩(wěn)定性。此夕卜，本實(shí)施例中，所述掩膜層203a和襯底200之間還具有襯墊氧化層，在刻蝕所述掩膜薄膜203之后，刻蝕所述襯墊氧化層直至暴露出襯底200表面，所述襯墊氧化層能夠增強(qiáng)掩膜層203a和襯底200之間的結(jié)合能力，以保證刻蝕形成的開口 204形貌。
[0065]請(qǐng)參考圖9，執(zhí)行步驟S106，在所述襯底200內(nèi)形成開口 204之后，測試所述開口204的尺寸,獲得第二尺寸。
[0066]通過對(duì)所獲得的第二尺寸進(jìn)行分析和判斷，能夠?qū)π纬砷_口 204的刻蝕工藝進(jìn)行改善，直至所述開口 204的形貌和尺寸滿足設(shè)計(jì)需求。本實(shí)施例中，所述第二尺寸為開口204的頂部尺寸CD2 ;此外，還需要對(duì)開口 204的特征尺寸均勻度(CDU，Critical DimensionUniformity)進(jìn)行檢測，即檢測整體晶圓表面所有第二尺寸的均勻度。本實(shí)施例中，所述測試開口 204尺寸的方法為刻蝕后檢查(AEI,After Etch Inspection)方法；具體的,在形成所述開口 204之后，對(duì)所述襯底200進(jìn)行切片，以暴露出如圖9所示的剖面結(jié)構(gòu)，采用掃描電鏡(SEM,Scan Electron Microscope)對(duì)所述剖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，以獲取所述第二尺寸的數(shù)據(jù)。
[0067]請(qǐng)參考圖10，當(dāng)所述第一尺寸不符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S107，去除所述圖形化層202 (如圖7所示)和底部抗反射層201a (如圖7所示)。
[0068]由于所述第一尺寸不符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸，以所述底部抗反射層201a為掩膜刻蝕掩膜薄膜203和襯底200之后，所形成的開口尺寸也無法符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，不必繼續(xù)對(duì)襯底200進(jìn)行刻蝕，以避免對(duì)襯底200的浪費(fèi)。本實(shí)施例中，當(dāng)所述第一尺寸不符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，去除所述圖形化層202和底部抗反射層201a，并對(duì)形成所述圖形化層202和底部抗反射層201a的工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以改進(jìn)后的工藝在下一批次的襯底表面形成圖形化層202和底部抗反射層201a，因此，需要去除所述圖形化層202和底部抗反射層201a。在去除所述圖形化層202和底部抗反射層201a之后，再次執(zhí)行步驟S102至步驟S104，直至所獲得的第一尺寸符合底部抗反射層201a的預(yù)設(shè)尺寸為止。
[0069]其中，去除圖形化層202和底部抗反射層201a的工藝為濕法清洗工藝，由于所述掩膜薄膜203與底部抗反射層201a之間具有刻蝕選擇性，因此所述濕法清洗工藝不易對(duì)所述掩膜薄膜203表面造成損傷，使得去除所述圖形化層202和底部抗反射層201a后的襯底200能夠被重復(fù)利用，從而減少了襯底200的損耗，節(jié)省生產(chǎn)成本。
[0070]本實(shí)施例中，在以圖形化層為掩膜刻蝕形成底部抗反射層之后，對(duì)所述底部抗反射層進(jìn)行測試以獲得第一尺寸，當(dāng)所述第一尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，在進(jìn)行后續(xù)刻蝕襯底的工藝，當(dāng)所述第一尺寸不符合預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，則去除所述圖形化層和底部抗反射層，并再次形成底部抗反射薄膜和圖形化層進(jìn)行刻蝕，以形成新的底部抗反射層，直至底部抗反射層的尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸為止。所述第一尺寸通過不同的實(shí)驗(yàn)條件獲得，通過量測整片晶圓各個(gè)區(qū)域的第一尺寸以得到最優(yōu)方案；最優(yōu)襯底被繼續(xù)用于刻蝕以在襯底內(nèi)形成開口 ；在形成開口之后，測試所述開口以獲得第二尺寸。而其余的不符合要求的襯底被重復(fù)前序工藝，即去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次形成圖形化層和底部抗反射層，以繼續(xù)做第一尺寸的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，直至第一尺寸符合預(yù)設(shè)尺寸位置，由此反復(fù)。上述過程中，無需對(duì)襯底進(jìn)行刻蝕，以此避免了襯底的浪費(fèi)，能夠節(jié)省成本；而且，在形成底部抗反射層之后即進(jìn)行檢測，使得工藝時(shí)間縮短，提高了測試效率；此外，在形成底部抗反射層之后進(jìn)行檢測，能夠更準(zhǔn)確地確定影響開口尺寸的工藝步驟。
[0071]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括: 步驟S101，提供若干襯底； 步驟S102，在所述若干襯底表面形成底部抗反射薄膜、以及位于所述底部抗反射薄膜表面的圖形化層，所述圖形化層暴露出部分底部抗反射薄膜表面； 步驟S103，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕若干襯底表面的底部抗反射薄膜，直至暴露出襯底表面為止，形成底部抗反射層； 步驟S104，測試所述底部抗反射層的尺寸，獲得第一尺寸； 當(dāng)所述第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S105，以所述圖形化層為掩膜，刻蝕所述襯底，在所述襯底內(nèi)形成開口 ； 步驟S106，在所述襯底內(nèi)形成開口之后，測試所述開口的尺寸，獲得第二尺寸； 當(dāng)所述第一尺寸不符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸時(shí)，執(zhí)行步驟S107，去除所述圖形化層和底部抗反射層； 在去除所述圖形化層和底部抗反射層之后，再次執(zhí)行步驟S102至步驟S104，直至所獲得的第一尺寸符合底部抗反射層的預(yù)設(shè)尺寸為止。
2.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底為半導(dǎo)體襯底。
3.如權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述圖形化層覆蓋的區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。
4.如權(quán)利要求2所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底表面還形成有器件層，所述底部抗反射層形成于所述器件層表面。
5.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第一尺寸為相鄰底部抗反射層之間的距離。
6.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述第二尺寸為開口頂部尺寸。
7.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底和底部抗反射層之間還形成有掩膜層。
8.如權(quán)利要求7所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述掩膜層的材料為氮化娃、氧化娃、氮氧化娃中的一種或多種組合，所述掩膜層的材料與底部抗反射層的材料不同。
9.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述襯底的數(shù)量大于或等于5個(gè)，且形成各襯底表面的圖形化層和底部抗反射薄膜的工藝不同。
10.如權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述圖形化層的材料為光刻膠。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK103824802SQ201410078926
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】張振興 申請(qǐng)人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司