[发明专利]蚀刻工具工艺指标方法和装置

说明书

本申请是申请号为201010604277.7，申请日为2010年12月14日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“蚀刻工具工艺指标方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是由Kanarik等人在2006年3月28日提交的、名称为“Process For Wafer Temperature Verification in Etch Tools”、申请号为11/392,356的美国专利申请的部分继续申请，为所有目的而将其通过参考并入此处。

技术领域

本发明涉及半导体器件的制备。更具体地说，本发明涉及为用于制备半导体器件的蚀刻工具提供工艺指标。

背景技术

在半导体晶圆处理过程中，所述半导体器件的特征是通过熟知的图案化和蚀刻工艺在晶圆上形成。在这些工艺中，光刻胶（PR）材料被沉积在所述晶圆上，然后暴露于由光掩模（reticle）过滤过的光中。然后，在不被光刻胶材料保护的部分，光刻胶下方的晶圆材料被蚀刻从而在所述晶圆上形成所需特征。在半导体工艺中通常要测量的特征性质是特征尺寸（CD）、蚀刻速率、载荷（loading）、轮廓、选择性、弓度（bow）等。在制造中有更多的很重要的“规格”。CD是要考虑的一个重要的参数，这部分是因为它限定了特定节点。

在同一个半导体处理器件中和完全相同的半导体处理器件之间，甚至在不同类型的半导体工艺器件之间处理不同晶圆的可重复性正成为半导体行业中最相关的问题之一。仅仅蚀刻一次特征是不够的，所述特征必须能够在整个晶圆上再现，并能够始终在每个工具加工的每个晶圆上再现。可重复性之所以重要是因为要在每个晶圆上蚀刻大量的（比如万亿个）晶体管，其中每天要处理大量的晶圆。可重复性包括一致性（一个晶圆内）、不同晶圆间、不同批次间、不同处理室间、在不同时间的、甚至在采取传送工艺的具有不同硬件的两个处理室之间。如何实现如此一致而稳定的可重复性是工业界的一大难题。

尝试获得这种一致性的一种方法是尝试在不同工具之间、或单一工具随着时间的变化期间，尽可能地保持工具的校准度和一致性。其原理是如果工具完全相同的话，那么结果也完全相同。在实践中，这是有用的，但是不能完全解决这个问题。例如，可以验证工具已被校准，但是如果室壁上有污垢的话，或者如果部件被损耗的话，那么结果还是不一致的。可以使用无图案蚀刻（blanket etch）测试来得到等离子体工作状态，但是这些无图案测试通常与图案化晶圆结果（比如CD）不是相互关联的，而能够预测所述图案化晶圆结果是非常重要的。重要的是在蚀刻昂贵的图案化晶圆之前，了解处理室是否已准备好正确地蚀刻所述昂贵的图案化晶圆。

发明内容

为了实现上述技术目标，并出于本发明的目的，本发明中提供了一种为蚀刻室提供工艺指标的方法。将具有无图案蚀刻层的晶圆提供到所述蚀刻室中。对所述无图案蚀刻层执行无图案蚀刻。在所述执行无图案蚀刻完成后，在所述无图案蚀刻层上方沉积无图案沉积层。测量所述无图案蚀刻层的厚度和所述无图案沉积层的厚度。使用测量到的厚度确定工艺指标。

在本发明的另一种表现形式中，提供了一种形成半导体特征的方法。将具有无图案蚀刻层的晶圆提供到所述蚀刻室中。对所述无图案蚀刻层执行无图案蚀刻。在所述执行无图案蚀刻完成后，在所述无图案蚀刻层上方沉积无图案沉积层。测量所述无图案蚀刻层的厚度和所述无图案沉积层的厚度。使用测量到的厚度确定工艺指标。如果所述工艺指标在阈值外的话微调（tune）该所述蚀刻室。重复前述步骤，直到工艺指标值在阈值范围内。在所述工艺指标值在所述阈值范围内之后，将图案化的晶圆提供到所述蚀刻室中。蚀刻所述图案化的晶圆以形成半导体特征。

在本发明的另一种表现形式中，提供了一种为蚀刻室提供工艺指标的方法。将具有无图案蚀刻层的第一晶圆提供到所述蚀刻室中。对所述无图案蚀刻层执行无图案蚀刻。从所述蚀刻室除去所述第一晶圆。将第二晶圆提供到所述蚀刻室中。在所述第二晶圆上方沉积无图案沉积层。测量所述第一晶圆的所述无图案蚀刻层的厚度。测量所述第二晶圆的所述无图案沉积层的厚度。使用测量到的厚度确定工艺指标。

下面在发明的详细说明中，结合以下各图，对本发明的上述和其它特征进行更加详细的描述。

附图说明

本发明通过例示方式进行说明，而不是进行限制性说明，并且在附图的图例里，相同的标注数字代表相同的要素，并且其中：

图1是本发明的一个实施方式中使用的在蚀刻层中形成特征的高阶流程图。