[发明专利]一种改善不同晶片之间有源区关键尺寸差异的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，更具体地，涉及一种通过湿法清洗及刻蚀工艺改善不同晶片之间有源区关键尺寸差异的方法。

背景技术

有源区(AA)的关键尺寸(CD)是属于半导体器件中的重要参数。随着超大规模半导体集成电路制造工艺朝着精密方向的不断发展，不同晶片之间有源区关键尺寸的差异性(即不同晶片的有源区关键尺寸之间的偏差程度)越来越受到人们的重视。对于有源区关键尺寸要求较高的项目，不同晶片之间有源区关键尺寸存在的差异如果较大，就可能会对最终的良率造成不利影响。

目前，本领域技术人员通过采用光刻和干法蚀刻的方法，已在很大程度上对缩小不同晶片之间有源区关键尺寸的差异进行了持续的改善，并促进了本领域工艺的不断进步。

然而，随着超大规模半导体集成电路制造技术进入到深亚微米阶段，光刻的作用正受到越来越明显的限制。上述利用光刻和干法蚀刻对不同晶片之间有源区关键尺寸差异进行改善的方法，由于光刻本身的限制，有源区关键尺寸越小、光刻难度越高，因此最终得到的有源区关键尺寸在不同晶片之间存在的差异性正变得越来越明显，并由此带来了无法完全满足用户对有源区关键尺寸均匀性需求的问题。

除此之外，当受到各种工艺条件的限制时，也将导致技术人员无法进一步改善不同晶片之间有源区关键尺寸的差异。

人们已开始采用各种其他方法来解决目前存在的不同晶片之间有源区关键尺寸的差异问题，以使不同晶片之间有源区的关键尺寸变得更加均匀，以满足用户不断增进的需求。例如，采用新的UV(紫外线)光源、双曝光技术等，可在一定程度上提高不同晶片之间有源区关键尺寸的均匀性。

但是，由于各方面的原因，上述这些技术都很难切实满足用户的需求。因此，如何利用现有的CMOS平面工艺，有效改善不同晶片之间有源区关键尺寸的差异，成为本领域技术人员需要改进的一个重要课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种改善不同晶片之间有源区关键尺寸差异的方法，通过设定重复刻蚀和氧化步骤的次数处理关键尺寸差值不同的晶片，使得不同晶片之间有源区关键尺寸保持一致。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种改善不同晶片之间有源区关键尺寸差异的方法，包括以下步骤：

步骤S01：提供经光刻、干刻及光阻去除步骤后有源区图形通过沟槽定义好的若干晶片，对各所述晶片的有源区关键尺寸进行量测，得到不同晶片有源区关键尺寸的初始值；

步骤S02：将得到的不同晶片有源区关键尺寸初始值与一目标值进行比较，得到两者之间的差值，其中，所述目标值设定为小于各初始值中的最小值；

步骤S03：根据所述差值建立针对不同晶片的处理程式，然后，逐一对各所述晶片进行处理：先通过湿法刻蚀工艺去除晶片沟槽侧壁的自然氧化层，再对晶片进行氧化工艺，使晶片沟槽侧壁重新生成一氧化层；

步骤S04：根据所述处理程式，对每个所述晶片重复步骤S03的处理过程，直至各所述晶片有源区关键尺寸的处理终值与所述目标值相符合；

其中，利用一整合有光学特征尺寸量测单元的单片清洗机台，通过光学特征尺寸量测单元量测各所述晶片有源区关键尺寸，得到所述初始值，通过将所述初始值与单片清洗机台的自动反馈系统中预先设定的目标值进行比较，得到两者之间的差值，并根据该差值，通过所述自动反馈系统给出相应的湿法刻蚀和氧化工艺处理程式来处理晶片。

优选地，所述湿法刻蚀工艺中，采用DHF去除晶片沟槽侧壁的自然氧化层。

优选地，所述DHF中HF的含量为0.15～2％。

优选地，所述氧化工艺中，采用氧化性化学品来处理晶片，使晶片沟槽侧壁重新生成氧化层。

优选地，所述氧化性化学品为SPM或O₃DIW。

优选地，所述O₃DIW中O₃的浓度为2～20ppm。

优选地，设定的所述目标值与初始值之间的最大差值不大于10nm。

从上述技术方案可以看出，本发明利用湿法刻蚀工艺去除晶片沟槽侧壁的自然氧化层，再对晶片进行氧化工艺，使晶片沟槽侧壁重新生成一氧化层，通过设定重复刻蚀和氧化步骤的次数处理关键尺寸差值不同的晶片，可使不同晶片之间有源区关键尺寸保持一致，从而使不同晶片之间有源区关键尺寸的差异得以有效改善，方法简单、容易实施，并可与现有的CMOS平面工艺相兼容。

附图说明