[发明专利]一种通过测量晶片上的参考图形从而控制晶片刻蚀时间的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体芯片制造领域中一种通过测量晶片上的参考图形从而控制晶片刻蚀时间的方法。

背景技术

半导体刻蚀工艺，是指互连材料淀积在硅片表面，然后有选择的去除它，就形成了由光刻技术定义的电路图形。这一有选择地去除材料的工艺过程，叫做刻蚀。刻蚀是在显影检查完后进行的。刻蚀工艺的正确进行很关键，否则芯片不能正常工作。更重要的是，一旦材料被刻蚀去掉，在刻蚀过程中的错误将很难纠正。不正确刻蚀的硅片只能报废，从而带来损失。

刻蚀的基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。有图形的光刻胶层在刻蚀中不受到腐蚀源显著的侵蚀。掩蔽膜用来在刻蚀中保护硅片上的区域而有选择地刻蚀掉未被光刻胶保护的区域。

在刻蚀工艺中，刻蚀时间的控制非常重要。刻蚀时间太短，则会造成刻蚀不完全，从而有互连材料残留，造成芯片错误。如果刻蚀时间太长，则会造成刻蚀太过，也会影响芯片性能。

现在的半导体芯片制造中，通常采用两种方法来控制刻蚀时间。

第一种是人工调节程序。用人工来检测刻蚀后的尺寸状况。这样需要工程师时刻关注产线状况，一旦发现尺寸有所偏离，就要及时调整。缺点是需要大量的人力关注。如果在节假日，或者无人值守，就会出现刻蚀异常。

第二种是建立自动控制程序(Auto process control，简称APC。)自动控制程序可以自动按照设定的程序控制刻蚀时间。但是缺点是本方法只能按照批(Lot)次来进行时间控制，就是说能自动设定每批的刻蚀时间。对于一批内的每片晶片，则不能分别调整刻蚀时间。在技术要求不高的环境下，可以选用本方法。但是在制程达到90nm以下的时候，栅极尺寸要求很高，对每片晶片的刻蚀时间控制都有所不同，于是本方法风险很大，容易造成刻蚀异常。

发明内容

本发明针对以上的问题，提出了一种通过测量晶片上的参考图形从而控制晶片刻蚀时间的方法。本方法可以用于单片晶片的刻蚀时间控制，从而可以实现对一个批次中的每片晶片刻蚀时间的单独控制。

技术方案：

一种通过测量晶片上的参考图形(Reference Pattern)从而控制晶片刻蚀时间的方法，包括以下步骤：

A：测量晶片上的参考图形在刻蚀前的厚度尺寸；

B：根据步骤A中的尺寸和目标厚度尺寸之间的差值和刻蚀时间之间的线性关系，确定刻蚀时间；

C：刻蚀机台根据步骤B中得到的数据对硅片的刻蚀时间进行控制。

作为本发明的一种优选方式，所述步骤A中的参考图形位于晶片上芯片与芯片之间的切割道上。

作为本发明的一种优选方式，所述参考图形由刻蚀之前的工艺所完成。

作为本发明的一种优选方式，所述参考图形的俯视图为无边矩形或者正方形，内接有两条以上的规则排列的互连线条。

作为本发明的一种优选方式，所述参考图形的俯视图为无边矩形或者正方形边长均小于100微米。

作为本发明的最佳优选方式，所述参考图形的无边矩形或者正方形为边长为60微米和80微米的矩形。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线条为直线条。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线条宽度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线的宽度为0到200纳米。

作为本发明的最佳优选方式，所述互连线条的宽度为128纳米。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线条之间相隔距离一致。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线条之间的距离为50到1000纳米。

作为本发明的一种优选方式，所述互连线条之间的距离为160到590纳米。

作为本发明的最佳优选方式，所述互连线条之间的距离为228纳米。

有益效果

本发明可以实现自动对每批每次的晶片进行测量，计算，得出刻蚀时间，从而可以自动控制单片晶片的刻蚀时间，减少了刻蚀误差。

附图说明

图1为参考图形的俯视示意图。

图2为参考图形一个方向上的放大侧视示意图。

图3为参考图形刻蚀前后厚度的差值和刻蚀时间的线性关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明。

一种通过测量晶片上的参考图形(Reference pattern)从而控制晶片刻蚀时间的方法，包括以下步骤：

A：测量晶片上的参考图形在刻蚀前的厚度尺寸。