[发明专利]确定湿法刻蚀工艺窗口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术，特别涉及一种确定湿法刻蚀工艺窗口的方法。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，为达到检测工艺窗口(process check)的目的，现有技术中对不同的晶圆进行湿法刻蚀，在刻蚀的酸浓度一定的情况下，每片晶圆分别采用不同的刻蚀时间得到不同的刻蚀厚度。例如，在浅沟槽隔离(STI)的制作工序中为控制STI与有源区(AA)的高度差，则需要对STI的湿法刻蚀进行工艺窗口检测，将STI在不同晶圆上分别刻蚀得到不同的高度，从而得到STI与AA的不同高度差，所述不同的高度差在后续晶圆允收测试(WAT)中得到电性结果是不同的，根据客户的要求，在所得到的所有电性结果中选择需要的电性结果，也就是说选择需要的电性结果所对应的STI的刻蚀厚度，即在STI的所述刻蚀厚度范围内，都是可以接受的。举例来说，假设每个晶圆对应的刻蚀厚度为10毫米(mm)、20mm、30mm、40mm、50mm和60mm，经过WAT测试，符合客户要求的电性结果所对应的刻蚀厚度为30～50mm，其他刻蚀厚度都不符合要求，即工艺窗口为30～50mm，也就是说在实际刻蚀过程中，刻蚀厚度在30～50mm的范围内，都是可以接受的。

需要说明的是，WAT测试是在其他制程都完成后才进行的测试，所以很可能所得到的测试结果会受到后续其他制程的影响，因为其他制程对每片晶圆的影响是不同的，使得一些测试结果不清楚是否是因为在湿法刻蚀过程中的刻蚀厚度超出容忍值而导致WAT测试结果不符合客户要求。根据上述举例，很可能具有20mm刻蚀厚度的晶圆也在工艺窗口范围内，但是由于后续其他制程的影响，导致其电性结果不合格。因此，其他制程对每片晶圆的影响不同，导致工艺窗口检测的结果不准确成为现在困扰人们的一个问题所在。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是：如何准确得到湿法刻蚀的工艺窗口。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种确定湿法刻蚀工艺窗口的方法，该方法在同一晶圆上进行，将该晶圆垂直酸槽液面浸入酸槽中的酸液，利用晶圆上不同高度先后浸入酸液中的时间不同，改变所述晶圆上不同高度位置上的刻蚀厚度；根据所述晶圆上不同高度位置上的刻蚀厚度所对应的电性测试结果确定湿法刻蚀工艺窗口。

所述晶圆在浸入酸槽中酸液的过程中每下降或者上升一定高度停顿浸泡预定时间。

晶圆上不同高度位置上的刻蚀厚度为：

A＝a*{(D-y)/v1+INT[(D-y)/h1]*t1+(D-y)/v2+INT[(D-y)/h2]*t2+t}，其中，A为晶圆上不同高度位置上的刻蚀厚度，a为刻蚀速率，v1为下降的速率，h1为下降高度，t1为每下降h1高度时的停顿浸泡时间，v2为上升的速率，h2为上升高度，t2为每上升h2高度时的停顿浸泡时间，t为下降完成后浸泡时间，D为晶圆直径，y是以与酸槽液面垂直相交的点为原点，建立坐标轴的Y轴上的任一值，其对应晶圆上的不同位置；*表示乘号，/表示除号，+表示加号，-表示减号，()表示小括号，[]表示中括号，{}表示大括号。

由上述的技术方案可见，本发明通过将同一晶圆垂直于酸槽液面，逐渐接触酸槽中的酸液，利用晶圆上不同高度的部分先后浸入酸液中的时间不同，改变同一晶圆不同高度位置的刻蚀厚度，从而在同一晶圆上实现刻蚀梯度。这样，在其他制程都完成后进行WAT测试时，由于其他制程对同一晶圆的影响是相同的，所以工艺窗口的检测结果是在同一前提下得到的，因此是准确的。与现有技术采用多个晶圆逐个得到刻蚀厚度相比，不但提高了效率，而且由于同一晶圆受到后续制程的影响是相同的，所以检测工艺窗口的结果就更加明朗清晰。

附图说明

图1为本发明以与酸槽液面垂直相交的点为原点，建立坐标轴的示意图。

图2为本发明实施例得到晶圆上具有梯度的刻蚀厚度的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说明，表示结构的示意图会不依一般比例作局部放大，不应以此作为对本发明的限定，此外，在实际的制作中，应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。