预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法技术

本发明专利技术公开了一种预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，采用不同掩膜工艺得到不同掩膜厚度；保证刻蚀开口面积相同，采用相同刻蚀工艺刻蚀不同掩膜厚度并量测刻蚀深度；建立刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型；采用同一掩膜工艺得到同一掩膜厚度；保证刻蚀掩膜厚度相同，采用相同刻蚀工艺刻蚀掩膜掩蔽之外的不同刻蚀开口面积并量测刻蚀深度；建立刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型；根据刻蚀深度和刻蚀掩膜厚度的关系、刻蚀深度和刻蚀开口面积的关系，建立刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型。本发明专利技术用以预测不同刻蚀开口面积和不同刻蚀掩膜厚度所需刻蚀参数，进一步的指导刻蚀工艺。进一步的指导刻蚀工艺。进一步的指导刻蚀工艺。

【技术实现步骤摘要】
预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及一种预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法。

技术介绍

[0002]芯片制造中有两种基本的刻蚀工艺：干法刻蚀和湿法腐蚀。在干法刻蚀工艺中，不同光刻版所对应的刻蚀开口面积不同，刻蚀开口面积会影响刻蚀气氛；不同掩膜厚度会影响刻蚀等离子体进入沟槽的数目，不同等离子体数目及氛围会导致刻蚀沟槽深度不同。
[0003]而现有技术没有通过刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度来建立与刻蚀深度的关系模型，在对半导体衬底进行刻蚀的实际应用中，无法预测不同的刻蚀开口面积和不同的刻蚀掩膜厚度所需的刻蚀参数。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题中的至少一个，本专利技术提供的技术方案为：
[0005]一种预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，
[0006]采用不同掩膜工艺得到不同掩膜厚度；保证刻蚀开口面积相同，采用相同的刻蚀工艺刻蚀不同掩膜厚度并量测刻蚀深度；建立刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型；
[0007]采用同一掩膜工艺得到同一掩膜厚度；保证刻蚀掩膜厚度相同，采用相同的刻蚀工艺刻蚀掩膜掩蔽之外的不同刻蚀开口面积并量测刻蚀深度；建立刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型；
[0008]根据刻蚀深度和刻蚀掩膜厚度的关系、刻蚀深度和刻蚀开口面积的关系，建立刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型。
[0009]本专利技术进一步设置为验证刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型的准确性。
[0010]本专利技术进一步设置为所述刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝A
×
D+B，其中h为刻蚀深度，D为刻蚀掩膜厚度，A、B为常数，拟合得到刻蚀掩膜厚度与刻蚀深度的线性关系，确定常数A和常数B。
[0011]本专利技术进一步设置为所述刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝C
×
lgs+E，其中h为刻蚀深度，s为刻蚀开口面积比，C、E为常数，拟合得到刻蚀开口面积比与刻蚀深度的对数关系，确定常数C和常数E。
[0012]本专利技术进一步设置为所述刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝a
×
D+b
×
lgs+c，其中h为刻蚀深度，D为刻蚀掩膜厚度，s为刻蚀开口面积比，a、b、c为常数，拟合得到刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的关系，确定常数a、常数b和常数c。
[0013]本专利技术进一步设置为根据刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型及刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型，得到刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝a
×
D+b
×
lgs+c，其中h为刻蚀深度，D为刻蚀掩膜厚度，s为刻蚀开口面积比，a、b、c为常数，拟合得到刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的关系，确定常数a、常数b和常数c。
[0014]本专利技术进一步设置为采用不同的刻蚀开口面积比S
i
、不同刻蚀掩膜厚度D
i
的衬底进行刻蚀，并测量得到刻蚀深度H
i
，将刻蚀开口面积比S
i
和刻蚀掩膜厚度D
i
代入刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型，计算得到预测刻蚀深度h
ianlys
，对预测刻蚀深度h
ianlys
和刻蚀深度H
i
进行误差验证，若|h
ianlys
‑
H
i
|/h
ianlys
≤15％，则刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型拟合准确。
[0015]本专利技术进一步设置为所述不同掩膜工艺包括光刻工艺制作不同厚度光刻胶、镀膜、刻蚀工艺得到不同厚度介质层或金属层。
[0016]本专利技术进一步设置为所述采用相同的刻蚀工艺中的刻蚀条件包括刻蚀时间、气体种类、气体流量、腔压和温度。
[0017]本专利技术进一步设置为所述刻蚀深度的测量采用台阶仪、白光干涉仪或原子力显微镜，所述刻蚀掩膜厚度的测量采用台阶仪、原子力显微镜、椭偏仪、膜厚仪或白光干涉仪。
[0018]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0019]本专利技术通过在相同的刻蚀工艺下及保证刻蚀掩膜厚度相同下收集不同刻蚀开口面积和刻蚀深度数据，建立刻蚀开口面积比和刻蚀深度的关系模型；通过在相同的刻蚀工艺下及保证刻蚀开口面积相同下收集不同刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度数据，建立刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的关系模型；根据刻蚀开口面积比和刻蚀深度的关系模型、刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的关系模型，拟合得到刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的关系，建立刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的关系模型，用以预测不同刻蚀开口面积和不同刻蚀掩膜厚度所需刻蚀参数，进一步的指导刻蚀工艺。
[0020]本专利技术还通过采用不同的刻蚀开口面积比、不同刻蚀掩膜厚度的衬底以模型中相同的刻蚀工艺进行刻蚀，并测量得到实际刻蚀深度，将刻蚀开口面积比和刻蚀掩膜厚度带入模型得到预测刻蚀深度，对实际刻蚀深度和预测刻蚀深度进行误差验证，从而对模型的准确度进行校验。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例流程图。
具体实施方式
[0022]为进一步了解本专利技术的内容，结合附图及实施例对本专利技术作详细描述。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0024]结合附图1，本专利技术技术方案是一种预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，
[0025]采用不同掩膜工艺得到不同掩膜厚度；保证刻蚀开口面积相同，采用相同的刻蚀
工艺刻蚀不同掩膜厚度并量测刻蚀深度；建立刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型；
[0026]采用同一掩膜工艺得到同一掩膜厚度；保证刻蚀掩膜厚度相同，采用相同的刻蚀工艺刻蚀掩膜掩蔽之外的不同刻蚀开口面积并量测刻蚀深度；建立刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型；
[0027]根据刻蚀深度和刻蚀掩膜厚度的关系、刻蚀深度和刻蚀开口面积的关系，建立刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型。
[0028]在本实施例中，还验证刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型的准确性。
[0029]在本实施例中，所述刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝A
×
D+B，其中h为刻蚀深度，D为刻蚀掩膜厚度，A、B为常数，拟合得到刻蚀掩膜厚度与刻蚀深度的线性关系，确定常数A和常数B。
[0030]在本实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，采用不同掩膜工艺得到不同掩膜厚度；保证刻蚀开口面积相同，采用相同的刻蚀工艺刻蚀不同掩膜厚度并量测刻蚀深度；建立刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型；采用同一掩膜工艺得到同一掩膜厚度；保证刻蚀掩膜厚度相同，采用相同的刻蚀工艺刻蚀掩膜掩蔽之外的不同刻蚀开口面积并量测刻蚀深度；建立刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型；根据刻蚀深度和刻蚀掩膜厚度的关系、刻蚀深度和刻蚀开口面积的关系，建立刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型。2.根据权利要求1所述的预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，验证刻蚀掩膜厚度及刻蚀开口面积和刻蚀深度的模型的准确性。3.根据权利要求1或2所述的预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，所述刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝A
×
D+B，其中h为刻蚀深度，D为刻蚀掩膜厚度，A、B为常数，拟合得到刻蚀掩膜厚度与刻蚀深度的线性关系，确定常数A和常数B。4.根据权利要求3所述的预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，所述刻蚀开口面积比和刻蚀深度的模型的表达式为：h＝C
×
lgs+E，其中h为刻蚀深度，s为刻蚀开口面积比，C、E为常数，拟合得到刻蚀开口面积比与刻蚀深度的对数关系，确定常数C和常数E。5.根据权利要求4所述的预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，所述刻蚀开口面积比s＝S1/(S0
‑
S1
‑
S2)，其中S0为衬底整片面积，S1为刻蚀开口面积，S2为统一去边面积；刻蚀开口面积S1＝Stren
×
N0，其中Stren为光刻版周期性图案中刻蚀沟槽的面积，N0为周期个数；统一去边面积S2＝π(R2‑
r2)，其中晶圆半径R，计量去边距离r。6.根据权利要求4所述的预测刻蚀开口面积及刻蚀掩膜厚度和刻蚀深度模型的方法，其特征在于，根据刻蚀掩膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟浩，盛况，任娜，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：