[发明专利]提高侧墙角均匀度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工制作技术，具体涉及提高侧墙角均匀度的方法。

背景技术

目前，集成电路技术已经进入超大规模集成电路时代，随着集成电路的工艺尺寸越来越精细，对于从晶圆(wafer)加工到各种后续处理工艺都提出了更高更细致的技术要求。其中，Poly film的关键尺寸均匀度(CriticalDimensional Uniformity，CDU)就是衡量Poly Etch工序加工质量优劣的重要指标参数，所述的关键尺寸是否均匀，会在很大程度上影响wafer的良率(yield)以及最终加工得到的门电路的工作性能，因此各集成电路制造工艺商都在努力寻找提高CDU的方法。

poly film的厚度是Poly film关键尺寸的其中一个参数，在现有技术条件下，该参数可以达到的最小误差范围为±3％——比如，对于设计要求厚度为100纳米的poly film，目前实际加工所能得到的尺寸大约在97～103纳米的范围内，而经过对实际加工过程的测量和统计，所述3％的误差范围在进行栅极刻蚀(Poly Etch)工序的过程中，会导致刻蚀后的poly关键尺寸出现±2％的误差，此时poly关键尺寸主要体现为侧墙角度(Sidewall Angle，SWA)，经过Poly Etch工序后形成的wafer表面的剖面结构如图1所示，所述SWA即为残留的poly film与栅氧化物层(Gate Oxide)的夹角——在理想情况下(即设计要求)所述SWA应当为90度，由于poly film厚度的误差会导致加工得到的SWA以90度为基准出现±2％的误差。

进一步地，所述SWA的尺寸又对于最终得到的器件性能具有关键性的影响——通过实际测量统计和理论计算，SWA出现2％的误差将会导致最终加工得到的MOS管出现5％的饱和电流偏差。可见，SWA的CDU对于最终加工得到的电路器件和整个集成电路的工作性能具有巨大的影响。

为了减小SWA的误差所造成的器件性能的漂移，业界尝试采用通过减小Poly film厚度的误差范围以减小SWA变化范围的方法，但是在实际应用中，进一步缩小Poly film厚度±3％的误差范围几乎是无法实现的——原因主要在于成本控制方面，为了进一步缩小这3％的误差，就需要提高整条生产线的设计精度和降低系统误差，而这对于生产线上的加工设备而言就意味着几倍甚至十几倍地增加设备成本，从而在实际工业生产上很难进行应用。

发明内容

本发明提供一种提高侧墙角均匀度的方法，能够有效提高Poly Etch后得到的SWA的均匀度，且不会导致成本的显著增加。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种提高侧墙角均匀度的方法，应用于栅极刻蚀流程中的抗反射涂层打开Barc open工序，该方法包括：

根据实验统计值生成栅极薄膜的厚度与Barc open工序中使用的刻蚀环境参数的对应关系，在对晶圆进行Barc open前，测量晶圆上栅极薄膜的厚度；

根据测量得到的栅极薄膜的厚度、以及所述栅极薄膜的厚度与Barcopen工序中使用的刻蚀环境参数的对应关系，设定Barc open工序中使用的刻蚀环境参数的取值，并采用设定值的刻蚀环境参数进行Barc open工序。

所述根据实验统计值生成栅极薄膜的厚度与Barc open工序中使用的刻蚀环境参数的对应关系的方法包括：

通过实验得到对于各种栅极薄膜厚度，经过Barc open工序能够得到理想侧墙角形状的刻蚀环境参数的经验值；

利用所述栅极薄膜厚度及其对应的刻蚀环境参数的经验值，拟合得到表示所述栅极薄膜厚度与Barc open工序中使用的该刻蚀环境参数对应关系的曲线。

所述刻蚀环境参数包括：刻蚀气体的浓度、刻蚀气体的气压、流量以及偏置电压中一个或多个参数的组合。

当所述刻蚀环境参数为偏置电压时，所述栅极薄膜的厚度与Barc open工序中使用的刻蚀环境参数的对应关系为二维坐标平面内一条斜率小于0的直线，其斜率和截距由制程工艺决定。