[发明专利]刻蚀方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种刻蚀方法。

背景技术

集成电路制造工艺是一种平面制作工艺，其结合光刻、刻蚀、沉积、离子注入等多种工艺，在同一衬底上形成大量各种类型的复杂器件，并将其互相连接以具有完整的电子功能。其中，任何一步工艺出现偏差，都可能会导致电路的性能参数偏离设计值。目前，随着超大规模集成电路的器件特征尺寸不断地等比例缩小，集成度不断地提高，对各步工艺的控制及其工艺结果的精确度提出了更高的要求。

以刻蚀工艺为例，集成电路制造中，常需要利用刻蚀技术形成各种刻蚀图形，如接触孔/通孔图形、沟槽隔离图形或栅极图形等，如果因控制不当使上述刻蚀图形的特征尺寸(CD，Critical Dimension)出现偏差，将直接影响到电路的性能，降低产品的成品率。

然而，实际生产中，存在多种影响刻蚀结果的因素，主要可以将其分为两类：一类是刻蚀前的在先工艺偏差对刻蚀结果的影响，如待刻蚀的材料层的沉积厚度的不同，光刻形成的刻蚀掩膜图形CD的不同等均会造成刻蚀结果的不同。另一类是刻蚀工艺本身对刻蚀结果的影响，如当衬底上所要刻蚀的各图形的大小、形状及分布密度存在较大差异时，会使得刻蚀结果不同；另外，还有可能是因刻蚀设备本身的不稳定因素引起，如多次刻蚀工艺后刻蚀设备的工作腔室内的环境会有一定的变化，这一变化会导致刻蚀速率发生变化，刻蚀结果出现偏差。

为了实现对刻蚀结果的严格控制，于2006年8月9日公开的公开号为CN1816905A的中国专利申请中提出了一种利用前一批的刻蚀结果对后一批的刻蚀条件进行调整的刻蚀方法。

图1为现有刻蚀方法中一批衬底的流动示意图，图2为现有的刻蚀方法的流程图，下面结合图1和图2简单介绍一下现有的刻蚀方法。首先，在刻蚀前利用光刻设备110依次在各批衬底上形成刻蚀掩膜图形(S101)；然后，将前一批衬底传送至光学特征尺寸(OCD，Optical CriticalDimension)测量设备120，以检测得到该前一批的各衬底的刻蚀掩膜图形的相关参数(S102)。

接着，根据测量得到的前一批的各衬底刻蚀掩膜图形的参数分别确定各衬底的刻蚀条件(S103)，再将该衬底传送至刻蚀设备130，按确定好的条件依次对该前一批各衬底进行刻蚀(S104)；刻蚀后，将该前一批刻蚀后的衬底传送至清洗设备140进行清洗，去除刻蚀后衬底上的残留物(S105)。

在前一批衬底进行刻蚀、清洗的同时，光刻设备110可以对后一批衬底进行光刻处理，再将后一批衬底传送至OCD测量设备120进行测量，得到后一批衬底的光刻后的刻蚀掩膜图形的相关参数(S106)。

再接着，将清洗后的该前一批各衬底再次传送至OCD测量设备120，测量得到前一批衬底的刻蚀结果(S107)。本步测量通常有两种方法，一种是抽样测量方法，即在一批衬底中只抽取一个衬底进行刻蚀图形的测量，另一种则是依次对一批内的各个衬底进行刻蚀图形的测量，然后取其平均值。随着对半导体工艺精度要求的提高，现在一般会采用后一种方法。

然后，根据前一批各衬底的平均的刻蚀结果及OCD测量设备120测得的后一批衬底的刻蚀掩膜图形的参数确定后一批衬底的刻蚀条件(S108)，再利用该新的刻蚀条件在刻蚀设备130内对后一批衬底进行刻蚀(S109)。

可以看到，现有的刻蚀方法通过在刻蚀前进行OCD测量，避免了在先工艺对刻蚀结果的影响；通过利用前一批衬底的平均刻蚀结果对后一批衬底的刻蚀条件进行调整，在一定程度上弥补了刻蚀工艺本身的不稳定对刻蚀图形的影响。

但是，随着器件集成度的提高，对工艺精度的要求也进一步提高，仅仅在批与批之间对刻蚀工艺的差异性进行调整已经不够，希望能够对片与片之间刻蚀工艺的差异进行监测，实现更高精度的刻蚀控制。

发明内容

本发明提供一种刻蚀方法，以进一步提高刻蚀工艺的刻蚀精度。

本发明提供的一种刻蚀方法，包括步骤：

刻蚀前一衬底；

检测后一衬底的刻蚀掩膜图形；

检测所述前一衬底的刻蚀图形；

根据所述前一衬底的刻蚀图形检测结果及所述后一衬底的刻蚀掩膜图形的检测结果确定所述后一衬底的刻蚀条件；

按照所述后一衬底的刻蚀条件对所述后一衬底进行刻蚀。

其中，所述刻蚀掩膜图形的检测结果包括刻蚀掩膜图形的特征尺寸，所述刻蚀图形的检测结果包括刻蚀图形的特征尺寸和/或刻蚀深度。