干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法.pdf

本发明公开了一种干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，包括如下步骤：(1)通过在非器件区增加至少一个监控结构增大开口密度；(2)采用等离子刻蚀方法监控终点。本发明通过增加监控结构，或者当刻蚀层膜质和刻蚀底层膜质相同时，通过增加不同于刻蚀材料的膜质监控结构来增加刻蚀的停止层，同时使开口密度增加到大于3％，从而使用等离子刻蚀终点检测的方法监控刻蚀终点，可以精确控制CD和残膜厚度，大幅度增加刻蚀工艺窗口。

1、  一种干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过在非器件区增加至少一个监控结构增大开口密度；
(2)采用等离子刻蚀方法监控终点。

2、  如权利要求1所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，所述小开口密度结构中刻蚀层的膜质与刻蚀底层的膜质相同，所述监控结构的膜质与刻蚀层的膜质不同。

3、  如权利要求2所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，所述的刻蚀层为多晶硅，所述的监控结构为硅局部氧化隔离区。

4、  如权利要求1到3任一项所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，步骤(1)所述的增大开口密度是指开口密度增大到3％以上。

5、  如权利要求4所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，所述监控结构在平面上为方块图形。

6、  如权利要求5所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，所述方块图形为一个整块方块。

7、  如权利要求5所述的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，其特征在于，所述方块图形为多个方块排列组合而成的图形。

干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法
技术领域
本发明涉及一种刻蚀工艺中监控刻蚀终点的方法，具体涉及一种刻蚀小开口密度结构中监控刻蚀终点的方法。
背景技术
在干法刻蚀工艺中经常会有小开口密度结构的刻蚀制程(例如隧道窗口Tunnel，发射窗口EW)，开口密度小(一般情况下小于3％)，或者当刻蚀层膜质和刻蚀底层膜质相同时，都只能用时间控制，很难用等离子体刻蚀终点检测(EDP，end point monitor)，导致关键尺寸(CD)和残膜厚度难以控制，从而影响了干法刻蚀窗口。图1所示是现有干法刻蚀小开口密度结构的示意图，其中刻蚀底层3为外延硅(EPi Silicon)，刻蚀层2为多晶硅(Poly Silicon)，光刻胶1曝光后在器件区形成光刻胶图形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法，它可以精确控制CD和残膜厚度，大幅度增加刻蚀工艺窗口。
为解决上述技术问题，本发明的干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的方法包括如下步骤：(1)通过在非器件区增加至少一个监控结构增大开口密度；(2)采用等离子刻蚀方法监控终点。
本发明通过增加不同于刻蚀材料的膜质监控结构来增加刻蚀的停止层，同时使开口密度增加到大于3％，可以精确控制CD和残膜厚度，大幅度增加刻蚀工艺窗口。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有干法刻蚀小开口密度结构的示意图；
图2是本发明增加监控结构的示意图；
图3是本发明干法刻蚀小开口密度结构监控刻蚀终点的示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明在刻蚀小开口密度结构时(如EW)，首先通过在非器件区增加至少一个监控结构4增大开口密度。
当刻蚀层2的膜质与刻蚀底层3的膜质相同时(如EW刻蚀，刻蚀底层3为外延硅，刻蚀层2为多晶硅)，监控结构4的膜质应当与刻蚀层2的膜质不同，图中监控结构4为硅局部氧化隔离区，这样相当于设立了刻蚀停止层，便于进一步用等离子刻蚀方法监控终点。光罩在非器件区(Dummy area)和EW窗口(器件区)同时打开，光刻胶1曝光后在器件区形成光刻胶图形，且设计在非器件区的CD2远远大于EW窗口(器件区)的CD1，开口监控结构密度增大(通常大于3％)。
监控结构在平面上可以为常用的方块图形，该方块图形可为一个整块方块，也可以为多个方块排列组合而成的图形。
如图3所示，在干刻的时候，本发明进一步采用等离子刻蚀方法监控终点，利用在大面积非器件区刻蚀速率快，先终点探测到在非器件区底下硅局部氧化隔离区的氧化膜而终止刻蚀。在EW刻蚀时，利用在非器件区大面积开口刻蚀速率快，先终点探测到在底下硅局部氧化隔离区的氧化膜刻蚀停止层，且根据不同EW制程要求也可进行一定量过刻蚀。
综上所述，本发明通过上述方法增加不同于刻蚀材料的膜质监控结构，从而增加刻蚀的停止层，同时使开口密度增加到大于3％，可以精确控制CD和残膜厚度，大幅度增加刻蚀工艺窗口。