[发明专利]消除多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的方法

说明书

本发明公开了消除多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的方法，涉及微电子领域。该方法为：采用光学线宽测量仪测量多晶硅栅极中原始的底部抗反射层的厚度H1，并设定第一次刻蚀时间；根据设定的第一次刻蚀时间对多晶硅栅极进行第一次刻蚀，并获取第一刻蚀的厚度H2；根据原始的底部抗反射层的厚度H1和第一刻蚀的厚度H2，采用制程控制系统进行监测对所述多晶硅栅极进行第二次刻蚀。本发明在多晶硅栅极刻蚀前，采用光学线宽测量仪测量多晶硅底部抗反射层厚度；通过制程控制系统针对底部抗反射层的厚度，使用相应的刻蚀工艺参数，时时反馈修正刻蚀时间，对多晶硅多晶硅栅极进行刻蚀，达到消除多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的目的，提高了产品的良率。

技术领域

本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种消除多晶硅残余的方法。

背景技术

在65纳米及以下的工艺技术中，工作区和浅沟槽隔离区域会有一定的高度差，由于受到该高度差的影响，在相同光刻条件下，如图1所示，位于衬底c上方的多晶硅栅极a光刻底部抗反射层厚度会有所差异。在相同的刻蚀与清洗的条件下，底部抗反射层较厚的硅片多晶硅栅极刻蚀会有一定的多晶硅残余b，影响整体性能。

为了消除多晶硅残余目前使用的技术手段为：在多晶硅刻蚀底部抗反射层的过程中，观察刻蚀过程中光谱信号变化的情况，根据刻蚀过程中光谱信号的变化趋势确定刻蚀的时间。但存在的问题有：光谱信号确定刻蚀时间有一定误差，当通过光谱信号确定底部抗反射层刻蚀完毕，实际上还有一部分底部抗反射层还未刻蚀完毕。

中国专利(CN 101442001B)公开了一种多晶硅栅极刻蚀的方法，该方法包括完成多晶硅沉积的步骤、完成多晶硅光刻的步骤、及完成多晶硅刻蚀的步骤；所述方法还包括清洗晶片底层背面多晶硅的步骤，该步骤完成清洗晶片底层背面多晶硅的过程。

该专利通过清洗掉晶片底层背面多晶硅，来增加晶片的拉应力，从而可以有效避免栅极足的形成、提高晶片性能。但并没有解决多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的问题。

中国专利(CN 100383931C)公开了一种能够减少刻蚀工艺中颗粒产生的多晶硅栅极刻蚀工艺，包括以下步骤：BT步骤(硬掩膜刻蚀步骤)前稳定步骤1、BT步骤(硬掩膜刻蚀步骤)、主刻步骤前稳定步骤2、主刻步骤1、主刻步骤2、过刻步骤1和过刻步骤2。

该专利兼顾了刻蚀效果和颗粒控制两个方面，根据不同的情况切断或者维持等离子体，在BT步(硬掩膜刻蚀步骤)至主刻步骤的过渡可以切断等离子体，而在主刻步骤至过刻步骤的过渡以及过刻步骤的结束需要维持等离子体的稳定起辉。该发明可以有效地控制反应生产的颗粒对硅片的污染，从而提高芯片成品率。但并没有解决多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的问题。

发明内容

本发明为解决多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的问题，从而提供消除多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的方法的技术方案。

本发明所述消除多晶硅刻蚀工艺中多晶硅残余的方法，包括下述步骤：

步骤1.采用光学线宽测量仪测量多晶硅栅极中原始的底部抗反射层的厚度H1，并设定第一次刻蚀时间；

步骤2.根据设定的第一次刻蚀时间对所述多晶硅栅极进行第一次刻蚀，并获取第一刻蚀的厚度H2；

步骤3.根据原始的底部抗反射层的厚度H1和第一刻蚀的厚度H2，采用制程控制系统进行监测对所述多晶硅栅极进行第二次刻蚀。

优选的，步骤3中采用制程控制系统进行监测对所述多晶硅栅极进行第二次刻蚀的具体过程为：

步骤31.制程控制系统根据原始的底部抗反射层的厚度H1和第一刻蚀的厚度H2获取第二次刻蚀时间；

步骤32.根据所述第二次刻蚀时间对所述多晶硅栅极进行第二次刻蚀。

优选的，步骤31中获取第二次刻蚀时间的具体过程为：