磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法
【专利摘要】一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，在此方法中，根据产品待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值，并根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值，然后根据各批次晶圆的所述产品待蚀刻层的不同所对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，当所述氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行补酸。此外，根据所述补酸的量推算所述氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。
【专利说明】 磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种湿式蚀刻工艺的控制方法，且特别是有关于一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率(etching rate,缩写为E/R)的方法。
【背景技术】
[0002]在目前湿式蚀刻的工艺中，利用磷酸进行氮化硅的蚀刻是现行技术。然而，由于磷酸对氧化物蚀刻率过高可能会将使硅受到损害；反之氧化物蚀刻率过低则会造成氧化物析出的缺陷(defect)，因此现行湿式蚀刻磷酸机台控制氧化物蚀刻率为工艺控制的重要一环。
[0003]就目前的湿式蚀刻磷酸机台来看，其具有的控制氧化物蚀刻率的功能为机台参数固定批次间隔(即批次晶圆的批次数)，给予固定量的酸更换，如图1所示。
[0004]在图1显示的是一般由磷酸机台参数设定(如步骤100)固定批次间隔，给予固定量的酸更换的补酸过程，主要是先进行步骤102，选择性测试磷酸槽的氧化物蚀刻率，此为可选择性施作的步骤；意指该步骤可以施作或可以不施作，或有时做、有时不做，或者以一定频度来做、或是特定条件下来做。在步骤102之后，选择批次晶圆进行磷酸工艺，以批次数来决定何时补酸，请见步骤104-106。如果批次数已达预定次数N次(如步骤106)，就进行某固定量的补酸(如步骤108)，前述“某固定量”可以预先设定，再重设批次数为0 (如步骤101);如未达预定次数就继续进行下一批次的磷酸工艺(如步骤106)并增加批次数。
[0005]然而，各批次晶圆(LOT)因氮化硅膜厚不同、氧化硅溶入磷酸的量不一等因素，定批次间隔给予定量的酸更换的设定，便会造成有时氧化物蚀刻率忽高忽低不稳定的跳动，产生氧化物蚀刻率过高或过低所衍生的风险。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率(E/R)的方法，以精确控制氧化物蚀刻率的变动，并避免氧化物蚀刻率不稳定的问题发生。
[0007]本发明提出一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，包括根据产品待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值，并根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值，然后根据各批次晶圆的所述产品待蚀刻层的不同所对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，当所述氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行补酸。此外，根据所述补酸的量，可推算所述氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。
[0008]本发明另提出一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，包括根据待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值，并根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值，然后根据各批次晶圆的所述待蚀刻层的不同所对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，当所述氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行补酸。此外，根据所述补酸的量，可推算氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。
[0009]在本发明的实施例中，上述待蚀刻层为不同产品待蚀刻层中蚀刻量相同的膜层。
[0010]在本发明的实施例中，上述方法能根据所述氧化物蚀刻率模拟值，决定所述各批次晶圆在所述磷酸工艺期间所述补酸的量与时机。
[0011 ] 在本发明的实施例中，上述推算所述氧化物蚀刻率模拟值的步骤包括:当所述氧化物蚀刻率模拟值接近所述管制界线，选择所述各批次晶圆中片数较少的进行所述磷酸工艺；或者选择所述氧化物蚀刻率下降值中蚀刻率下降较少的进行所述磷酸工艺。
[0012]在本发明的实施例中，上述补酸的量与所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度成正比。
[0013]基于上述，本发明能通过预先设定于数据库的氧化物蚀刻率下降值与氧化物蚀刻率上升值，来解决先前技术定批次间隔给予定量的酸更换所衍生的氧化物蚀刻率忽高忽低的风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下，其中:
[0015]图1是已知的一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法。
[0016]图2是依照本发明的一实施例的一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法。
[0017]图3是模拟例一的批次数与蚀刻率之间的关系图。
【具体实施方式】
[0018]图2是依照本发明的一实施例的一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法。
[0019]在图2中，可依照需求选择根据待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值(如步骤200)，上述待蚀刻层可为不同产品中蚀刻量相同的膜层；或者选择根据产品待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值。
[0020]假使待蚀刻层为不同产品中材料蚀刻量相同的膜层，则不需看产品差异即可控制氧化物蚀刻率的变化，这样的方法所需要的对应数据少，且能以先前取得的数值带入不同产品中的相同待蚀刻层。另一方面，假使是根据产品待蚀刻层的不同预设氧化物蚀刻率下降值，则可依照批次晶圆的产品的不同而精确控制氧化物蚀刻率的变化。
[0021]然后，根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值(如步骤202);举例来说，上述补酸的量会与所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度成正比。补酸的量少，氧化物蚀刻率上升少；反之，补酸的量多，氧化物蚀刻率上升多。
[0022]在数据库得到以上默认值后，可选择性地确认磷酸槽的氧化物蚀刻率(如步骤204)，然后选择批次晶圆进行磷酸工艺(如步骤206)。
[0023]之后，于步骤208，根据各批次晶圆对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，且可利用如计算机的类的设备或软件进行程序运算得到此仿真值。在步骤208中，主要是模拟磷酸槽因批次晶圆进行磷酸工艺所导致的氧化物蚀刻率下降情形。如果是以步骤200的默认值进行仿真，则各批次晶圆之间的差异是以待蚀刻层的不同为准。[0024]随后，于步骤210，确定是否氧化物蚀刻率模拟值已超出管制界线。当步骤208所模拟得到的氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行步骤212-216来进行补酸的程序，决定各批次晶圆在磷酸工艺期间所述补酸的量与时机，使磷酸氧化物蚀刻率回到管制界线内；反之，如氧化物蚀刻率模拟值未超出管制界线，表示磷酸氧化物蚀刻率在安全范围，则可选择性进行步骤204，选择性测试磷酸槽的氧化物蚀刻率与进行步骤206。文中的“选择性”意指该步骤可做或可不做，或有时做、有时不做，或者以一定频度来做、或是特定条件下来做。
[0025]在步骤212，根据步骤202中的补酸的量，推算所述氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。在此阶段中，可通过如计算机的类的设备或软件进行程序运算，来仿真是否磷酸槽氧化物蚀刻率回到管制界线内(如步骤214)，并因应须提升的氧化物蚀刻率多少选定补酸的量。在执行被选的补酸(如步骤216)的程序之后，可选择性进行步骤206测试磷酸槽的氧化物蚀刻率，与进行下批次晶圆的磷酸工艺(如步骤208)。
[0026]模拟例一
[0027]设定各产品磷酸的应用的氧化物蚀刻率下降值，如表一。表一显示对应内含产品01至产品03的磷酸工艺的氧化物蚀刻率变化。基本上，磷酸拔除的氮化硅膜较多，氧化物蚀刻率下降值就较大。
[0028]表一
[0029]
【权利要求】
1.一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于所述方法包括: 根据产品待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值； 根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值； 根据各批次晶圆的所述产品待蚀刻层的不同所对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，当所述氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行补酸；以及 根据所述补酸的量，推算所述氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。
2.如权利要求1所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于所述方法还包括根据所述氧化物蚀刻率模拟值，决定所述各批次晶圆在所述磷酸工艺期间所述补酸的量与时机。
3.如权利要求1所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:推算所述氧化物蚀刻率模拟值的步骤包括:当所述氧化物蚀刻率模拟值接近所述管制界线，选择所述各批次晶圆中片数较少的进行所述磷酸工艺。
4.如权利要求1所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:推算所述氧化物蚀刻率模拟值的步骤包括:当所述氧化物蚀刻率模拟值接近所述管制界线，选择所述氧化物蚀刻率下降值中蚀刻率下降较少的进行所述磷酸工艺。
5.如权利要求1所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:所述补酸的量与所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度成正比。
6.一种磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于所述方法包括: 根据待蚀刻层的不同预设在进行磷酸工艺对应的多个氧化物蚀刻率下降值； 根据补酸的量的不同预设多个氧化物蚀刻率上升值； 根据各批次晶圆的所述待蚀刻层的不同所对应的所述氧化物蚀刻率下降值，推算一氧化物蚀刻率模拟值，当所述氧化物蚀刻率模拟值超出管制界线，则进行补酸；以及 根据所述补酸的量，推算所述氧化物蚀刻率上升值，以决定所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度。
7.如权利要求6所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:所述待蚀刻层为不同产品中蚀刻量相同的膜层。
8.如权利要求6所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于所述方法还包括根据所述氧化物蚀刻率模拟值，决定所述各批次晶圆在所述磷酸工艺期间所述补酸的量与时机。
9.如权利要求6所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:推算所述氧化物蚀刻率模拟值的步骤包括:当所述氧化物蚀刻率模拟值接近所述管制界线，选择所述各批次晶圆中片数较少的进行所述磷酸工艺。
10.如权利要求6所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:推算所述氧化物蚀刻率模拟值的步骤包括:当所述氧化物蚀刻率模拟值接近所述管制界线，选择所述氧化物蚀刻率下降值中蚀刻率下降较少的进行所述磷酸工艺。
11.如权利要求6所述的磷酸工艺控制氧化物蚀刻率的方法，其特征在于:所述补酸的量与所述氧化物蚀刻率模拟值的上升程度成正比。
【文档编号】H01L21/311GK103456622SQ201210167894
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月28日 优先权日:2012年5月28日
【发明者】李成材, 江家兴, 范育嘉, 陈松宽, 王兴华, 杨淳吉, 庄宗仁 申请人:华邦电子股份有限公司