[发明专利]待刻蚀层的刻蚀速率分布曲线的数据库、形成及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件制造工艺，特别涉及一种待刻蚀层的刻蚀速率分布曲线的数据库、形成方法及其使用方法。

 

背景技术

为使芯片表面光滑和平坦，在集成电路制造过程中，通常需要对芯片进行研磨。目前一般是使用化学机械研磨（CMP）方法来实现研磨过程，其原理是通过化学反应和机械作用来研磨剥除沉积在芯片表面的多余的薄层，使芯片表面光滑平坦。

图1为采用现有的化学机械研磨设备进行研磨的示意图。如图1所示，图中标号100表示位于旋转台上的研磨垫，标号101表示研磨液喷嘴，标号102表示用于固定芯片103的研磨头。研磨过程中，研磨液喷嘴101向研磨垫100上喷洒研磨液104，研磨液104向周边扩散。当研磨垫100旋转时，研磨垫100通过研磨液104作用对芯片103进行研磨。

但是在上述研磨过程中，由于研磨液104是从研磨液喷嘴101喷洒到研磨垫100上研磨液喷嘴101所对应的某一圆周上，随着研磨垫100转动，研磨液104向周边不同的圆周扩散，因此在其它不同圆周处研磨液104的分布不同。越靠近该圆周的位置研磨液104分布越多，越远离该圆周的位置研磨液104分布越少，这种不均匀的分布将影响研磨后芯片表面的平滑度。

例如，在制作栅极的过程中，需要对沉积在晶片上的栅极材料层进行化学机械研磨，以调整栅极材料层表面的平整度，使晶片上各处栅极材料层的厚度均匀。然而，由于化学机械研磨设备本身和研磨方式的原因，研磨后的栅极材料层上距晶片中心不同距离位置处的厚度会存在一定的偏差。图2示出了化学机械研磨后晶片上栅极材料层的厚度分布。如图2所示，分别对不同晶片201和202进行测量，结果显示：晶片201和晶片202上栅极材料层的厚度分布不均匀。

当通过刻蚀研磨后的栅极材料层来形成栅极时，刻蚀工艺会将栅极材料层厚度的不均匀性传递下去，导致晶片上不同位置处的栅极厚度差异较大，进而导致每个管芯内的半导体器件分布不均匀，影响半导体器件的电学性质。

因此，目前急需一种制作半导体器件的方法，以解决整个晶片上材料层厚度不均匀的问题，改善半导体器件电学性质，提高良品率。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为了解决现有技术中材料层的厚度分布均匀性较差的问题，本发明提出一种待刻蚀层的刻蚀速率分布曲线的数据库，包括在以下刻蚀条件下形成的多条第一曲线，所述第一曲线为所述待刻蚀层上各点的刻蚀速率随各点离待刻蚀层的中心距离不同而形成的分布曲线，所述刻蚀条件为：在刻蚀机台底电极板的中心温度和边缘温度相同的情况下，分别进行中心进气、边缘进气和均等进气。

优选地，所述数据库还包括在以下刻蚀条件下形成的多条第二曲线，所述第二曲线为所述待刻蚀层上各点的刻蚀速率随各点离待刻蚀层的中心距离不同而形成的分布曲线，所述刻蚀条件为：在所述刻蚀机台底电极板的所述中心温度和所述边缘温度不同的情况下，分别进行所述中心进气、所述边缘进气和所述均等进气。

优选地，所述数据库还包括多条第三曲线，所述第三曲线是通过从多条所述第一曲线和多条所述第二曲线中选择两条作为第一被选曲线和第二被选曲线，并依据以下公式计算得到的：

其中，v₁和v₂分别表示所述第一被选曲线和所述第二被选曲线上离待刻蚀层的中心距离不同的各点的刻蚀速率；v₃表示所述第三曲线上离待刻蚀层的中心距离不同的各点的刻蚀速率；t₁表示在所述第一被选曲线对应的刻蚀条件下的刻蚀时间；t₂表示在所述第二被选曲线对应的刻蚀条件下的刻蚀时间。

优选地，所述数据库还包括多条第四曲线，所述第四曲线是通过从多条所述第一曲线和多条所述第二曲线中任选至少三条作为被选曲线，并依据以下公式计算得到的：