[发明专利]减少对准容差的方法及其在热处理工艺中的专用设备

说明书

技术领域

本发明涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)制作工艺技术领域，具体涉及一种CMOS制作工艺中的，减少对准容差(Overlay)的方法及其在热处理工艺中的专用设备。

背景技术

现有技术中的CMOS制作工艺按照顺序包括：P，N双阱的形成；浅沟槽隔离(STI，Shadow Trench Isolation)；多晶硅栅形成；轻掺杂质注入等工艺步骤。

其中的浅沟槽隔离工艺步骤是在衬底上制作晶体管有源区之间隔离区的一种工艺，其具体包括三个步骤：槽刻蚀、氧化物填充以及氧化物平坦化。槽刻蚀是指：将硅片放在750摄氏度左右环境中进行氮化物沉积，以形成一层氮化硅；然后再将这层氮化硅进行光刻和刻蚀，在硅片上刻蚀出STI槽。氧化物填充是指：将硅片进行高温氧化，生成一薄层氧化硅；然后再利用化学气象沉积的方式在硅片上沉积出一层氧化硅。氧化物平坦化是指：利用化学机械平坦化(CMP)等手段，将硅片上面沉积出的氧化硅进行研磨抛光；然后再将硅片表面的氮化物去除。

在浅沟槽隔离工艺步骤之后的多晶硅栅形成工艺步骤是指：通过栅氧化层的生长，多晶硅的沉积，以及光刻和刻蚀等步骤形成多晶硅栅的工艺步骤。

通过测试得到，现有技术中经过浅沟槽隔离工艺处理后的硅片上不同位置的STI槽的厚度不同，这也就导致STI槽中的浅沟槽隔离氧化硅的厚度在整片硅片范围内是不同的，具体的说是硅片中心位置附近的浅沟槽隔离氧化硅要厚于边缘附近位置。由于在以后的工艺步骤中还要对硅片进行多次的热处理工艺，例如多晶硅栅形成工艺中形成氧化膜的步骤，以及在源/漏注入工艺中的退火步骤等等，这样硅片上的不同位置的浅沟槽隔离氧化硅在同一热处理工艺中将吸收数量不等的热量，进而会造成硅片的形变。硅片发生的形变将会给在利用光掩膜(Mask)进行光刻的工艺步骤带来不良的影响，具体地说是在显影后会造成形变区域的对准容差增大，即要形成的图形层和前层的最大相对位移增大。一般来讲，如果对准容差超过了关键尺寸(CD)的三分之一，就会影响到产品的良品率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是针对现有技术的CMOS制作工艺中，硅片上的不同位置的氧化硅在后续处理过程中吸热不同，使得硅片发生形变，从而导致对准容差增大的技术问题，提供一种CMOS制作工艺中的，减少对准容差的方法及其在热处理工艺中的专用设备。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种CMOS制作工艺中减少对准容差的方法，包括在浅沟槽隔离步骤之后，多晶硅栅形成步骤之前，以光学散射探测的方法对浅沟槽隔离氧化硅厚度进行测量，得到整个硅片浅沟槽隔离氧化硅厚度分布的步骤；以及

在后续的热处理工艺中根据整个硅片浅沟槽隔离氧化硅厚度分布情况调整不同硅片位置的热处理的温度。

在上述技术方案中，所述以光学散射探测的方法对浅沟槽隔离氧化硅厚度进行测量的步骤，具体是通过在硅片上的由中心至边缘的不同半径位置，取至少5个浅沟槽隔离氧化硅厚度的测量点，以光学散射探测的方法对所述测量点的浅沟槽隔离氧化硅厚度进行测量，得到整个硅片浅沟槽隔离氧化硅厚度分布。

在上述技术方案中，至少5个所述测量点在硅片的同一半径方向上等距离排列。

在上述技术方案中，所述根据整个硅片浅沟槽隔离氧化硅厚度分布情况调整不同硅片位置的热处理的温度为：浅沟槽隔离氧化硅厚度每相差30-50纳米，厚度较低位置的硅片的热处理温度降低1-5摄氏度设置。

在上述技术方案中，所述后续的热处理工艺为多晶硅栅形成工艺中形成氧化膜的步骤，或者在源/漏注入工艺中的退火步骤，或者P，N双阱形成工艺中的退火步骤。

一种上述的方法在热处理工艺中的专用设备，包括：硅片固定装置，加热装置；其中，

所述硅片固定装置，用来将硅片水平夹持，并可将该硅片以硅片中心为轴进行旋转；

所述加热装置，设置在硅片上方，包括距硅片中心不同半径位置设置的多个加热柱，多个所述加热柱可根据其正下方的硅片上不同的氧化硅厚度，以不同的加热温度对硅片进行加热处理。

本发明的CMOS制作工艺中减少对准容差的方法具有以下的有益效果：

本发明的减少对准容差的方法，可以根据整个硅片氧化硅厚度分布，对后续的热处理工艺进行硅片区域温度调整，尽量减小硅片的形变量区域，减少对准容差。

附图说明

图1a是应用本发明一种具体实施方式的CMOS制作工艺中减少对准容差的方法，测量氧化硅层厚度时的测量点分布示意图；