[發(fā)明專(zhuān)利]干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310630263.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103646890A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊泉;任昱;呂煜坤;張旭升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L21/66
• 分類(lèi)號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 上海天辰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;陶金龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法。

背景技術(shù)

干法去膠工藝是指在一定溫度、壓力和功率作用下，使氧氣與光刻膠發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到去除光刻膠目的反應(yīng)過(guò)程。在產(chǎn)能的需求下，為了達(dá)到較快的反應(yīng)速率，通常需求250℃以上高溫條件。在這種高溫條件下，氧氣會(huì)與硅表面發(fā)生擴(kuò)散為主的熱氧化反應(yīng)，消耗襯底硅，在晶圓表面生成10～20A厚的熱氧化膜。該氧化膜的性質(zhì)會(huì)對(duì)離子摻雜深度比較淺的工藝步驟產(chǎn)生較大的影響，從而影響器件的電性能。

在110納米節(jié)點(diǎn)之前，干法去膠工藝通常使用氧氣和氮?dú)猓谌ツz過(guò)程中生成的表面熱氧化膜對(duì)器件電性能的影響不大。但是，隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小，在90納米、65納米乃至45納米階段，干法去膠工藝也在不斷發(fā)展，使用的多種氣體的混合工藝氣體，比如使用氧氣、氫氣、氮?dú)獾幕旌瞎に嚉怏w，而且隨著摻雜能量的不同，各工藝氣體的配比亦隨之變化。這種情況下，干法去膠工藝過(guò)程中所形成的表面熱氧化膜厚度已不可忽略。尤其在一般的CMOS工藝中，通常伴有十幾道離子注入工藝，因此，干法去膠工藝中表面熱氧化膜累積效應(yīng)和疊加影響會(huì)對(duì)器件的電性能帶來(lái)很大的影響。

另外，不同設(shè)備供應(yīng)商、不同型號(hào)間的設(shè)備工藝匹配上，由于機(jī)臺(tái)型號(hào)和構(gòu)造的不同，在工藝開(kāi)發(fā)和工藝轉(zhuǎn)移過(guò)程中，干法去膠工藝所生成的氧化膜對(duì)器件電性能的影響，也成為設(shè)備或者工藝的一個(gè)重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)干法去膠工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷時(shí)，通常只依賴(lài)于晶圓的缺陷結(jié)果。但是，這種方案僅適用于產(chǎn)品工藝開(kāi)發(fā)的初期，一旦基準(zhǔn)條件確定，在后續(xù)的工藝條件展開(kāi)和工藝機(jī)臺(tái)匹配時(shí)，只能通過(guò)最終的電學(xué)特性來(lái)判斷工藝匹配程度，這通常需要一個(gè)月甚至一個(gè)半月的時(shí)間，延長(zhǎng)了機(jī)臺(tái)的評(píng)價(jià)周期以及遲滯了產(chǎn)能提升的需求。

現(xiàn)有技術(shù)中，在判斷工藝的匹配時(shí)，使用膜厚量測(cè)儀僅對(duì)干法去膠工藝所產(chǎn)生的熱氧化膜厚度進(jìn)行監(jiān)控。但是，以熱氧化膜的厚度相同并不代表膜質(zhì)的相同，而熱氧化膜在化學(xué)藥液中的反應(yīng)速率主要與熱氧化膜的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)直接相關(guān)。離子去膠工藝是由干法去膠和濕法清洗兩步工藝完成，膜質(zhì)的差異會(huì)導(dǎo)致表面熱氧化膜在濕法清洗液中的損失量不同，從而引發(fā)器件性能的區(qū)別，這類(lèi)不同，也只能在最終的產(chǎn)品電學(xué)特性中得到反饋。

綜上，現(xiàn)有手段無(wú)法及時(shí)而準(zhǔn)確的反饋膜質(zhì)的信息，從而不能對(duì)干法去膠工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行精確的判斷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)臺(tái)間的工藝匹配進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法，用以部分或全部克服、部分或全部解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問(wèn)題。

為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種干法工藝穩(wěn)定性的判斷方法，其包括：

獲取干法工藝前后，硅光片表面自然氧化膜和初始熱氧化膜的厚度差；

對(duì)干法工藝后的硅光片進(jìn)行清洗，獲取清洗前后熱氧化膜的損失率；

根據(jù)自然氧化膜和熱氧化膜的厚度差和清洗前后熱氧化膜的損失率，判斷干法工藝穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，獲取干法工藝前后，硅光片表面自然氧化膜和熱氧化膜的厚度差包括：

使用第一清洗液處理硅光片，并量取在所述硅光片表面形成的自然氧化膜厚度；

在選定的干法工藝條件下，對(duì)所述硅光片進(jìn)行光刻膠去除處理，并量取在所述硅光片表面形成的初始熱氧化膜的厚度；

根據(jù)自然氧化膜的厚度和干法工藝處理后的所述初始熱氧化膜的厚度，獲取干法工藝前后硅光片表面自然氧化膜和熱氧化膜的厚度差。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，對(duì)干法工藝后的硅光片進(jìn)行清洗，獲取清洗前后熱氧化膜的損失率包括：

使用第二清洗液處理干法工藝后的所述硅光片，并量取在所述硅光片表面形成的最終熱氧化膜的厚度；

根據(jù)利用所述第二清洗液處理后最終的熱氧化膜的厚度，以及干法工藝處理后的所述硅光片表面形成初始熱氧化膜的厚度，獲取清洗前后熱氧化膜的損失率。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第一清洗液包括：稀釋的氫氟酸、硫酸雙氧水混合物、及1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述第二清洗液包括：硫酸雙氧水混合物及65℃?1號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液處。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述干法工藝條件為：反應(yīng)壓力為1～3T，反應(yīng)溫度為200～300℃，反應(yīng)功率為1000～2500W，O2氣體流量為5000～9000sccm，H2/N2氣體流量為1000～4000sccm，反應(yīng)時(shí)間為60～100s。