專利名稱：柵極刻蝕方法、柵極刻蝕終點檢測方法與系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集成電路制造技術領域，特別涉及一種4冊極刻蝕方法、 柵極刻蝕終點檢測方法與系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有工藝中形成柵極的步驟包括在半導體襯底上定義有源區(qū)；在 所述有源區(qū)之間形成淺溝槽隔離區(qū)；沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及 淺溝槽隔離區(qū)；刻蝕柵層，以形成柵極。其中，所述形成淺溝槽隔離區(qū) 的步驟包括在已定義有源區(qū)的半導體襯底上沉積第一氧化層和氮化層； 刻蝕所述第一氧化層、氮化層和部分半導體襯底，以在所述有源區(qū)之間 形成淺溝槽；在所述淺溝槽內沉積第二氧化層，所述第二氧化層覆蓋氮 化層；平整化所述第二氧化層，以暴露覆蓋所述有源區(qū)的氮化層；去除 氮化層。
通常，在刻蝕柵層以形成柵極時，以位于柵層下方的氧化層作為刻 蝕終止層，并利用光學干涉終點檢測(IEP)或光發(fā)射譜(0ES)確定柵 極刻蝕終點。然而，實際生產發(fā)現(xiàn)，IEP或OES檢測結果顯示柵極刻蝕完 成時，在柵-極根部常存有柵層材料殘余(footing )或凹陷(notching )， 即柵極結構發(fā)生了變化。而柵極作為MOS器件的重要組成部分，其結構的 變化將直接影響MOS器件內導電溝道的形貌變化，繼而在柵極上施加電壓 后，由所述柵極結構的變化導致的器件導電溝道的形貌變化對器件的性 能將產生重大影響。
所述柵極結構的變化可被認為是刻蝕終點檢測誤判造成的，而所述 刻蝕終點檢測誤判可被認為是位于所述柵層下方的氧化層在所述有源區(qū) 和淺溝槽隔離區(qū)之間具有高度差造成的，即作為刻蝕終止層的氧化層在 所述有源區(qū)和淺溝槽隔離區(qū)之間具有高度差，而所述高度差的存在使刻 蝕終點的判定具有不確定性，繼而易形成柵極刻蝕不足或刻蝕過度，進而改變了柵極結構。由此，如何準確確定棚-才及刻蝕終點成為本領域4支術 人員亟待解決的問題。
2006年8月2曰公開的申請?zhí)枮?200510002964.0"的中國專利申請 中提供了一種多晶硅柵極刻蝕終點的檢測方法，該方法包括獲得多晶 硅柵極刻蝕過程中靜電卡盤的偏壓補償功率變化信息；根據(jù)所述的偏壓 補償功率變化信息，確定多晶硅柵極刻蝕過程進入刻蝕終點期；采集獲 取多晶硅柵極刻蝕腔中的特定波長信號強度變化信息；根據(jù)所述特定波 長信號強度變化信息，在所述刻蝕終點期內確定多晶硅柵極刻蝕終點。
對現(xiàn)有技術中存在的刻蝕終點檢測誤判的分析表明，所述刻蝕終點 檢測誤判可被認為是位于所述柵層下方的氧化層在所述有源區(qū)和淺溝槽 隔離區(qū)之間具有高度差造成的。而利用上述對比文件中提供方法確定多 晶硅柵極刻蝕終點時，對檢測終點的判斷依賴于所述特定波長信號強度 變化信息，所述特定波長信號強度變化信息雖可通過IEP或OES獲得，但 是，在獲得所述特定波長信號強度變化信息時，未考慮上述高度差的存 在，致使在所提供的方法中無法克服所述高度差對刻蝕終點檢測的影響， 由此，應用所述方法檢測刻蝕終點時，仍不可避免出現(xiàn)誤判，即仍可能 無法準確地進行刻蝕終點;險測，繼而無法準確地進行4冊#及刻蝕。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕方法，可借助柵極刻蝕終點檢測而準確 地刻蝕柵極，繼而減小柵極結構的變化；本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕終 點檢測方法，可準確檢測柵極刻蝕終點；本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕終 點檢測系統(tǒng)，利用所述系統(tǒng)可準確檢測柵極刻蝕終點。
本發(fā)明提供的一種柵極刻蝕方法，包括 在半導體襯底上定義有源區(qū)； 在所述有源區(qū)之間形成淺溝槽隔離區(qū)； 確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及淺溝槽隔離區(qū)；
執(zhí)行所述柵層的第 一刻蝕過程，并由光學終點檢測確定所述刻蝕過
程進入刻蝕終點區(qū)；
利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；
執(zhí)行所述柵層的第二刻蝕過程，以形成柵極，所述第二刻蝕過程持 續(xù)所述輔助刻蝕時間。
可選地，所述光學終點檢測包括光學干涉終點檢測或光發(fā)射i普終點 檢測；可選地，所述輔助刻蝕時間利用所述高度差與經歷所述第一刻蝕 過程后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得；可選地，所述輔 助刻蝕時間利用所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。
本發(fā)明提供的一種柵極刻蝕終點;險測方法，對刻蝕4冊層以形成所述 柵極的過程進行終點檢測，所述柵層覆蓋半導體襯底有源區(qū)及位于所述 有源區(qū)之間的淺溝槽隔離區(qū)；該方法包括
確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；
利用光學終點檢測確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)，以完成所述 柵層的第一刻蝕過程；
利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；
所述柵層刻蝕過程在進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助刻蝕時間，以 完成所述柵層的第二刻蝕過程并確定刻蝕終點。
檢測；可選地，所述輔助刻蝕時間利用所述高度差與進入刻蝕終點區(qū)后 繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得；可選地，所述輔助刻蝕 時間利用所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。
本發(fā)明提供的一種柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)，包括測量單元、計算 單元、光學終點檢測單元及時間控制單元；
所述測量單元用以確定器件內有源區(qū)與淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差，并將所述高度差發(fā)送至計算單元；
所述計算單元用以接收所述測量單元發(fā)送的所述高度差，并利用所 述高度差確定輔助刻蝕時間，并將所述輔助刻蝕時間作為時間控制信息
發(fā)送至時間控制單元；
所述光學終點檢測單元用以提供光學檢測信息及根據(jù)所述光學檢測 信息確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)，并將所述光學檢測信息發(fā)送至 時間控制單元；
所述時間控制單元用以接收所述計算單元發(fā)送的時間控制信息及所 述光學終點^r測單元發(fā)送的光學4全測信息，以控制所述一冊層刻蝕過程進 入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)的輔助刻蝕時間，確定刻蝕終點。
可選地，所述測量單元包括光學臨界尺寸測量單元、原子力顯^f敞鏡 或掃描電子顯微鏡及數(shù)據(jù)處理器；可選地，所述光學終點檢測單元包括 光學干涉終點檢測單元或光發(fā)射譜終點檢測單元及數(shù)據(jù)處理器。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明提供的柵極刻蝕方法中，利用光學終點檢測與時間控制相結 合的方法確定刻蝕終點，即利用光學終點檢測確定所述柵層刻蝕過程已 進行至有源區(qū)及/或淺溝槽隔離區(qū)表面，換言之，利用光學終點檢測確定 第一刻蝕終點，繼而通過時間控制確定經歷所述第一刻蝕過程后繼續(xù)的 柵極刻蝕過程的刻蝕終點，即通過時間控制確定第二刻蝕終點，可減小 所述高度差造成的刻蝕終點檢測誤判，進而減小柵^l結構的變化，如改 善柵極根部缺陷等；
本發(fā)明提供的柵極刻蝕終點檢測方法中，通過測量所述有源區(qū)和淺 溝槽隔離區(qū)之間的高度差，并利用所述高度差確定輔助刻蝕時間，可獲 取準確的第二刻蝕過程持續(xù)時間，進而準確地確定第二刻蝕終點，即可 準確#全測柵極刻蝕終點。


圖1為說明本發(fā)明實施例的柵極刻蝕方法流程示意圖2為說明本發(fā)明實施例的有源區(qū)與淺溝槽隔離區(qū)之間高度差的結 構示意圖3為說明本發(fā)明實施例的初H及刻蝕終點沖企測方法流程示意圖； 圖4為說明本發(fā)明實施例的柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式
盡管下面將參照附圖對本發(fā)明進行更詳細的描述，其中表示了本發(fā) 明的優(yōu)選實施例，應當理解本領域技術人員可以修改在所述描述的本發(fā) 明而仍然實現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因所述，下列的描述應當被理解為對 于本領域技術人員的廣泛教導，而并不作為對本發(fā)明的限制。
為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細 描述公知的功能和結構，因為它們會使本發(fā)明由于不必要的細節(jié)而混 亂。應當認為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須做出大量實施細節(jié)以實 現(xiàn)開發(fā)者的特定目標，例如按照有關系統(tǒng)或有關商業(yè)的限制，由一個實 施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應當認為這種開發(fā)工作可能是復雜和
規(guī)工作。
在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下列 說明和權利要求書本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均 釆用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助 說明本發(fā)明實施例的目的。
應用本發(fā)明提供的方法刻蝕柵極的步驟包括在半導體襯底上定義 有源區(qū)；在所述有源區(qū)之間形成淺溝槽隔離區(qū)；確定所述有源區(qū)與所述 淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及淺溝槽 隔離區(qū)；執(zhí)行所述柵層的第一刻蝕過程，并由光學終點;險測確定所述刻 蝕過程進入刻蝕終點區(qū)；利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；執(zhí)行所迷柵層的第二刻蝕過程，并持續(xù)所述輔助刻蝕時間，以形成柵極。
圖1為說明本發(fā)明實施例的4冊^l刻蝕方法流程示意圖，應用本發(fā)明 提供的方法刻蝕柵極的具體步驟包括
步驟101:在半導體襯底上定義有源區(qū)，并在所述有源區(qū)之間形成 淺溝槽隔離區(qū)后，確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差。
所述形成淺溝槽隔離區(qū)的步驟包括在已定義有源區(qū)的半導體襯底 上沉積第一氧化層和氮化層；刻蝕所述第一氧化層、氮化層和部分半導 體襯底，以在所述有源區(qū)之間形成淺溝槽；在所述淺溝槽內沉積第二氧 化層，所述第二氧化層覆蓋氮化層；平整化所述第二氧化層，以暴露覆 蓋所述有源區(qū)的氮化層；去除氮化層。
圖2為說明本發(fā)明實施例的有源區(qū)與淺溝槽隔離區(qū)之間高度差的結 構示意圖，如圖2所示，在所述半導體襯底10中，所述有源區(qū)30和淺 溝槽隔離區(qū)50之間具有高度差20,即作為刻蝕終止層的氧化層在所述 有源區(qū)30和淺溝槽隔離區(qū)50之間具有高度差20,所述高度差20的存 在將使以所述氧化層作為刻蝕終止層的柵極40刻蝕終點的判定具有不 確定性，繼而易形成柵極40刻蝕不足或刻蝕過度，進而造成柵極結構 的改變。由此，如何減小所述高度差20對柵極40刻蝕終點判定的影響 成為獲得具有良好形貌的柵極40的指導方向。
所述高度差20可利用光學臨界尺寸測量單元(Optic Critical Dimension, OCD)或其它顯微單元，如原子力顯微鏡(AFM)、掃描電子 顯微鏡(SEM)等獲得。具體的測量方法可應用任何現(xiàn)行的方法，在此 不再贅述。
需說明的是，圖2中僅示出所述有源區(qū)30表面高出所述淺溝槽隔 離區(qū)50表面的實施方式，然而，對于所述淺溝槽隔離區(qū)50表面高出所 述有源區(qū)30表面的實施方式，仍適用本發(fā)明提供的方法與系統(tǒng)。
步驟102:沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及淺溝槽隔離區(qū)。所述柵層優(yōu)選地由多晶硅(poly )或由多晶硅與金屬硅化物等材料
層疊而成。所述柵層用以通過刻蝕過程形成4冊極。
步驟103:執(zhí)行所述柵層的第一刻蝕過程，并由光學終點檢測確定 所述刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)。
所述第一刻蝕過程意指進行至有源區(qū)及/或淺溝槽隔離區(qū)表面氧化 層時經歷的柵極刻蝕過程，利用光學終點檢測可確定所述4冊極刻蝕過程 已進行至有源區(qū)及/或淺溝槽隔離區(qū)氧化層表面；所述光學終點檢測包 括光學干涉終點檢測(IEP)或光發(fā)射鐠終點檢測(0ES)。
利用光學終點檢測確定所述柵極刻蝕過程已進行至有源區(qū)及/或淺 溝槽隔離區(qū)氧化層表面時，確定所述刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)。
步驟104:利用所述高度差確定輔助刻蝕時間。
所述輔助刻蝕時間意指經歷所述第 一刻蝕過程后繼續(xù)柵層刻蝕過 程的持續(xù)時間。所述輔助刻蝕時間可利用所述高度差與經歷所述第 一刻 蝕過程后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得；所述輔助刻蝕 時間還可利用所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)經 由生產數(shù)據(jù)庫獲得，所述統(tǒng)計凄t據(jù)包含對應不同產品的所述高度差與經 歷所述第 一刻蝕過程后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的實際生產數(shù)據(jù)。
通過測量所述高度差，并利用所述高度差確定輔助刻蝕時間，可獲 取準確的第二刻蝕過程持續(xù)時間，進而準確地確定第二刻蝕終點，即可 準確檢測柵極刻蝕終點，以減小所述高度差造成的刻蝕終點檢測誤判， 進而減小柵極結構的變化，如改善柵極根部缺陷等。
步驟105:執(zhí)行所述柵層的第二刻蝕過程，以形成柵極，所述第二 刻蝕過程持續(xù)所述輔助刻蝕時間。
所述第二刻蝕過程意指經歷所述第 一刻蝕過程后繼續(xù)的柵極刻蝕 過程。通過時間控制確定所述笫二刻蝕過程的刻蝕終點，即通過將所述 第二刻蝕過程持續(xù)所述輔助刻蝕時間后，確定柵極刻蝕過程完成。所述柵極刻蝕過程完成后，形成4冊極。
利用光學終點檢測與時間控制相結合的方法確定刻蝕終點，以完成 柵層刻蝕過程，即利用光學終點檢測確定刻蝕過程已進行至氧化層，換 言之，利用光學終點檢測確定柵層第一刻蝕過程的完成情況，繼而通過 時間控制確定經歷所述第 一刻蝕過程后繼續(xù)的柵極第二刻蝕過程的完 成情況，可減小所述高度差造成的刻蝕終點檢測誤判。
本發(fā)明還提供了 一種柵極刻蝕終點檢測方法，對刻蝕柵層以形成所 述柵極的過程進行終點檢測，所述柵層覆蓋半導體襯底有源區(qū)及位于所 述有源區(qū)之間的淺溝槽隔離區(qū)。應用本發(fā)明提供的方法進行柵極刻蝕終
點檢測的步驟包括確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；
利用光學終點檢測確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)，以完成所述柵層
的第一刻蝕過程；利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；將所述柵層刻蝕 過程在進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助刻蝕時間，以完成所述柵層的第 二刻蝕過程并確定刻蝕終點。
圖3為說明本發(fā)明實施例的柵極刻蝕終點檢測方法流程示意圖，如
括
步驟301:確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差。
所述高度差可利用光學臨界尺寸測量單元(Optic Critical Dimension, 0CD )或其它顯樣￡單元，如原子力顯樣t鏡(AFM )、掃描電子 顯樣么鏡(SEM)等獲得。具體的測量方法可應用任何現(xiàn)行的方法，在此 不再贅述。
步驟302:利用光學終點;險測確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)， 以完成所述纟冊層的第 一刻蝕過程。
所述光學終點檢測包括光學干涉終點檢測UEP)或光發(fā)射譜終點 檢測(0ES);利用光學終點檢測可確定所述柵極刻蝕過程已進行至有源區(qū)及/或淺溝槽隔離區(qū)氧化層表面；確定所述對冊4 1刻蝕過程已進行至有 源區(qū)及/或淺溝槽隔離區(qū)氧化層表面時，確定所述刻蝕過程進入刻蝕終 點區(qū)。所述第 一刻蝕過程意指進入刻蝕終點區(qū)之前經歷的柵極刻蝕過 程。
步驟303:利用所述高度差確定輔助刻蝕時間。
所述輔助刻蝕時間意指進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持 續(xù)時間。所述輔助刻蝕時間可利用所述高度差與進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù) 柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得；所述輔助刻蝕時間還可利用 所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)經由生產數(shù)據(jù)庫 獲得，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)包含對應不同產品的所述高度差與經歷所述第 一刻 蝕過程后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的實際生產數(shù)據(jù)。
通過測量所述高度差，并利用所述高度差確定輔助刻蝕時間，可獲 取準確的輔助刻蝕時間，即可準確檢測柵極刻蝕終點。
步驟304:將所述柵層刻蝕過程在進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助 刻蝕時間，以完成所述柵層的第二刻蝕過程并確定刻蝕終點。
通過時間控制確定刻蝕終點，即通過將所述柵層刻蝕過程在進入刻 蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助刻蝕時間時，確定到達4冊極刻蝕終點。所述第 二刻蝕過程意指進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù)的柵極刻蝕過程。
利用光學終點檢測與時間控制相結合的方法確定刻蝕終點，即利用 光學終點檢測確定刻蝕過程已進行至氧化層，換言之，利用光學終點檢 測確定第 一刻蝕終點，繼而通過時間控制確定經歷所述第 一刻蝕過程后 繼續(xù)的棚-才及刻蝕過程的刻蝕終點，即通過時間控制確定第二刻蝕終點， 可減小所述高度差造成的刻蝕終點檢測誤判。
圖4為說明本發(fā)明實施例的柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)結構示意圖，如 圖4所示，本發(fā)明提供了一種柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)，測量單元60、計 算單元70、光學終點檢測單元80及時間控制單元90;所述測量單元60用以確定器件內有源區(qū)與淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差，并將所述高度差
發(fā)送至計算單元；所述計算單元70用以接收所述測量單元發(fā)送的所述高
度差，并利用所述高度差確定輔助刻蝕時間，并將所述輔助刻蝕時間作
為時間控制信息發(fā)送至時間控制單元；所述光學終點沖全測單元80用以提 供光學檢測信息及根據(jù)所述光學檢測信息確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終 點區(qū)，并將所述光學檢測信息發(fā)送至時間控制單元；所述時間控制單元 90用以接收所述計算單元發(fā)送的時間控制信息及所述光學終點檢測單元 發(fā)送的光學檢測信息，以控制所述柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù) 的輔助刻蝕時間，確定刻蝕終點。
利用光學終點檢測單元80可確定所述柵極刻蝕過程已進行至有源區(qū) 及/或淺溝槽隔離區(qū)氧化層表面；確定所述柵極刻蝕過程已進行至有源區(qū) 及/或淺溝槽隔離區(qū)氧化層表面時，可確定所述刻蝕過程進入刻蝕終點 區(qū)。
所述輔助刻蝕時間意指進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù) 時間。所述輔助刻蝕時間可利用所述測量單元60獲得的所述高度差經由 所述計算單元70獲得。具體地，可利用所述計算單元70調用進入刻蝕 終點區(qū)后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得；還可利用所述 計算單元70根據(jù)所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。所述統(tǒng)計數(shù)據(jù) 經由生產數(shù)據(jù)庫獲得，所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)包含對應不同產品的所述高度差與 進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù)柵層刻蝕過程的持續(xù)時間的實際生產數(shù)據(jù)。
通過時間控制單元90確定刻蝕終點，即通過將所述柵層刻蝕過程在 進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助刻蝕時間時，確定到達柵極刻蝕終點。 換言之，所述時間控制單元90接收所述光學終點檢測單元80發(fā)送的光 學檢測信息，并確定所述柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)后，再根據(jù)所述 計算單元7G發(fā)送的時間控制信息控制所述柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū) 后持續(xù)的輔助刻蝕時間，以確定刻蝕終點。所述測量單元6 0包括光學臨界尺寸測量單元、原子力顯微鏡或掃描 電子顯微鏡及數(shù)據(jù)處理器；所述計算單元70包括根據(jù)所述高度差對統(tǒng)計 數(shù)據(jù)進行調用及數(shù)據(jù)處理以確定輔助刻蝕時間的數(shù)據(jù)處理器，或者，根 據(jù)所述高度差及選定的刻蝕速率以確定輔助刻蝕時間的數(shù)據(jù)處理器；所
單元及數(shù)據(jù)處理器；所述數(shù)據(jù)處理器用以在相應單元內進行數(shù)據(jù)或信息 的存儲，以及在上述各單元間進行數(shù)據(jù)或信息的發(fā)送與接收；所述數(shù)據(jù) 處理器中包含上述統(tǒng)計凝:據(jù)。
所述時間控制單元90包括刻蝕制程中可控制時間的任意進程 (program)。所述進程可存儲于計算機可讀介質中。
盡管通過在所述的實施例描述說明了本發(fā)明，和盡管已經足夠詳細 地描述了實施例，申請人不希望以任何方式將權利要求書的范圍限制在 這種細節(jié)上。對于本領域技術人員來說另外的優(yōu)勢和改進是顯而易見的。 因所述，在較寬范圍的本發(fā)明不限于表示和描述的特定細節(jié)、表達的設 備和方法和說明性例子。因所述，可以偏離這些細節(jié)而不脫離申請人總 的發(fā)明概念的精神和范圍。
權利要求
1.一種柵極刻蝕方法，包括在半導體襯底上定義有源區(qū)；在所述有源區(qū)之間形成淺溝槽隔離區(qū)；確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及淺溝槽隔離區(qū)；執(zhí)行所述柵層的第一刻蝕過程，并由光學終點檢測確定所述刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)；利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；執(zhí)行所述柵層的第二刻蝕過程，以形成柵極，所述第二刻蝕過程持續(xù)所述輔助刻蝕時間。
2. 根據(jù)權利要求1所述的柵極刻蝕方法，其特征在于所述光學 終點檢測包括光學干涉終點檢測或光發(fā)射譜終點檢測。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的柵極刻蝕方法，其特征在于所述 輔助刻蝕時間利用所述高度差與經歷所述第 一 刻蝕過程后繼續(xù)柵層刻 蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的柵極刻蝕方法，其特征在于所述 輔助刻蝕時間利用所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。
5. —種柵極刻蝕終點4全測方法，對刻蝕4冊層以形成所述柵極的過 程進行終點檢測，所述柵層覆蓋半導體襯底有源區(qū)及位于所述有源區(qū)之 間的淺溝槽隔離區(qū)；該方法包括確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；利用光學終點檢測確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)，以完成所述 柵層的第一刻蝕過程；利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；所述柵層刻蝕過程在進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)所述輔助刻蝕時間，以完成所述柵層的第二刻蝕過程并確定刻蝕終點。
6.根據(jù)權利要求5所述的柵極刻蝕終點檢測方法，其特征在于:
7. 根據(jù)權利要求5或6所述的棚-極刻蝕終點檢測方法，其特征在 于所述輔助刻蝕時間利用所述高度差與進入刻蝕終點區(qū)后繼續(xù)^"層刻 蝕過程的持續(xù)時間的統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲得。
8. 根據(jù)權利要求5或6所述的柵極刻蝕終點檢測方法，其特征在 于所述輔助刻蝕時間利用所述高度差與選定的刻蝕速率計算獲得。
9. 一種柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)，包括測量單元、計算單元、光 學終點檢測單元及時間控制單元；所述測量單元用以確定器件內有源區(qū)與淺溝槽隔離區(qū)表面的高度 差，并將所述高度差發(fā)送至計算單元；所述計算單元用以接收所述測量單元發(fā)送的所述高度差，并利用所 述高度差確定輔助刻蝕時間，并將所述輔助刻蝕時間作為時間控制信息 發(fā)送至時間控制單元；所述光學終點檢測單元用以提供光學檢測信息及根據(jù)所述光學檢 測信息確定柵層刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)，并將所述光學檢測信息發(fā)送 至時間控制單元；所述時間控制單元用以接收所述計算單元發(fā)送的時間控制信息及 所述光學終點檢測單元發(fā)送的光學檢測信息，以控制所述柵層刻蝕過程 進入刻蝕終點區(qū)后持續(xù)的輔助刻蝕時間，確定刻蝕終點。
10. 根據(jù)權利要求9所述的柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)，其特征在于 所述測量單元包括光學臨界尺寸測量單元、原子力顯微4竟或掃描電子顯 樣i鏡及l(fā)t據(jù)處理器。
11. 根據(jù)權利要求9或1G所述的柵極刻蝕終點檢測系統(tǒng)，其特征 在于點檢測單元及數(shù)據(jù)處理器，
全文摘要
一種柵極刻蝕方法，包括在半導體襯底上定義有源區(qū)；在所述有源區(qū)之間形成淺溝槽隔離區(qū)；確定所述有源區(qū)與所述淺溝槽隔離區(qū)表面的高度差；沉積柵層，所述柵層覆蓋有源區(qū)及淺溝槽隔離區(qū)；執(zhí)行所述柵層的第一刻蝕過程，并由光學終點檢測確定所述刻蝕過程進入刻蝕終點區(qū)；利用所述高度差確定輔助刻蝕時間；執(zhí)行所述柵層的第二刻蝕過程，以形成柵極，所述第二刻蝕過程持續(xù)所述輔助刻蝕時間。本發(fā)明還提供了相應的柵極刻蝕終點檢測方法與系統(tǒng)，可減小所述高度差造成的刻蝕終點檢測誤判，進而減小柵極結構的變化。
文檔編號H01L21/306GK101330007SQ20071004215
公開日2008年12月24日 申請日期2007年6月18日 優(yōu)先權日2007年6月18日
發(fā)明者乒 劉, 張海洋, 馬擎天 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司