[发明专利]栅极刻蚀方法、栅极刻蚀终点检测方法与系统

权利要求书

1.一种栅极刻蚀方法，包括：

在半导体衬底上定义有源区；

在所述有源区之间形成浅沟槽隔离区；

确定所述有源区与所述浅沟槽隔离区表面的高度差；

沉积栅层，所述栅层覆盖有源区及浅沟槽隔离区；

执行所述栅层的第一刻蚀过程，并由光学终点检测确定所述刻蚀过程进入刻蚀终点区；

利用所述高度差与经历所述第一刻蚀过程后继续栅层刻蚀过程的持续时间的统计数据确定辅助刻蚀时间；

执行所述栅层的第二刻蚀过程，以形成栅极，所述第二刻蚀过程持续所述辅助刻蚀时间。

2.根据权利要求1所述的栅极刻蚀方法，其特征在于：所述光学终点检测包括光学干涉终点检测或光发射谱终点检测。

3.一种栅极刻蚀方法，包括：

在半导体衬底上定义有源区；

在所述有源区之间形成浅沟槽隔离区；

确定所述有源区与所述浅沟槽隔离区表面的高度差；

沉积栅层，所述栅层覆盖有源区及浅沟槽隔离区；

执行所述栅层的第一刻蚀过程，并由光学终点检测确定所述刻蚀过程进入刻蚀终点区；

利用所述高度差与选定的刻蚀速率计算确定辅助刻蚀时间；

执行所述栅层的第二刻蚀过程，以形成栅极，所述第二刻蚀过程持续所述辅助刻蚀时间。

4.根据权利要求3所述的栅极刻蚀方法，其特征在于：所述光学终点检测包括光学干涉终点检测或光发射谱终点检测。

5.一种栅极刻蚀终点检测方法，对刻蚀栅层以形成所述栅极的过程进行终点检测，所述栅层覆盖半导体衬底有源区及位于所述有源区之间的浅沟槽隔离区；该方法包括：

确定所述有源区与所述浅沟槽隔离区表面的高度差；

利用光学终点检测确定栅层刻蚀过程进入刻蚀终点区，以完成所述栅层的第一刻蚀过程；

利用所述高度差与进入刻蚀终点区后继续栅层刻蚀过程的持续时间的统计数据确定辅助刻蚀时间；

所述栅层刻蚀过程在进入刻蚀终点区后持续所述辅助刻蚀时间，以完成所述栅层的第二刻蚀过程并确定刻蚀终点。

6.根据权利要求5所述的栅极刻蚀终点检测方法，其特征在于：所述光学终点检测包括光学干涉终点检测或光发射谱终点检测。

7.一种栅极刻蚀终点检测方法，对刻蚀栅层以形成所述栅极的过程进行终点检测，所述栅层覆盖半导体衬底有源区及位于所述有源区之间的浅沟槽隔离区；该方法包括：

确定所述有源区与所述浅沟槽隔离区表面的高度差；

利用光学终点检测确定栅层刻蚀过程进入刻蚀终点区，以完成所述栅层的第一刻蚀过程；

利用所述高度差与选定的刻蚀速率计算确定辅助刻蚀时间；

所述栅层刻蚀过程在进入刻蚀终点区后持续所述辅助刻蚀时间，以完成所述栅层的第二刻蚀过程并确定刻蚀终点。

8.根据权利要求7所述的栅极刻蚀终点检测方法，其特征在于：所述光学终点检测包括光学干涉终点检测或光发射谱终点检测。

9.一种栅极刻蚀终点检测系统，包括：测量单元、计算单元、光学终点检测单元及时间控制单元；

所述测量单元用以确定器件内有源区与浅沟槽隔离区表面的高度差，并将所述高度差发送至计算单元；

所述计算单元用以接收所述测量单元发送的所述高度差，并利用所述高度差与进入刻蚀终点区后继续栅层刻蚀过程的持续时间的统计数据确定辅助刻蚀时间，并将所述辅助刻蚀时间作为时间控制信息发送至时间控制单元；

所述光学终点检测单元用以提供光学检测信息及根据所述光学检测信息确定栅层刻蚀过程进入刻蚀终点区，并将所述光学检测信息发送至时间控制单元；

所述时间控制单元用以接收所述计算单元发送的时间控制信息及所述光学终点检测单元发送的光学检测信息，以控制所述栅层刻蚀过程进入刻蚀终点区后持续的辅助刻蚀时间，确定刻蚀终点。

10.根据权利要求9所述的栅极刻蚀终点检测系统，其特征在于：所述测量单元包括光学临界尺寸测量单元、原子力显微镜或扫描电子显微镜及数据处理器。

11.根据权利要求9或10所述的栅极刻蚀终点检测系统，其特征在于：所述光学终点检测单元包括光学干涉终点检测单元或光发射谱终点检测单元及数据处理器。