[發明專利]物理氣相沉積中鈦或氮化鈦顆粒控片的使用方法

有效

• 申請號: 201611239440.8
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108257885B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 張貴軍
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L21/203;H01L21/304;H01L21/306;C23C14/22
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種物理氣相沉積中鈦或氮化鈦顆粒控片的使用方法，包括：步驟A：提供作為控片的晶圓片；步驟B：在所述晶圓片的表面形成氧化層；步驟C：在所述氧化層上進行物理氣象沉積，以檢測鈦或氮化鈦顆粒質量；步驟D：檢測完成后，采用鎢化學機械研磨方式去除鈦薄膜或氮化鈦薄膜及部分氧化層；其中，研磨去除的氧化層的厚度不超過生長的氧化層的厚度；步驟E：在下一次檢測中，使用研磨后的晶圓片重復步驟C和步驟D；步驟F：當經過多次檢測氧化層被完全消耗掉后，重復執行步驟B至步驟E。上述方法，控片的回收率更高，能夠使控片重復使用的次數更高，降低控片的使用成本。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別是涉及一種物理氣相沉積中鈦或氮化鈦顆?？仄氖褂梅椒ā?/p>

背景技術

控片(control wafer)是用于監控生產制程的晶圓。半導體設備在制程上隨時間或多或少都可能產生飄移，例如設計要生長3000埃厚度的氧化層，同樣一臺設備、采用同樣的制程，經過一段時間后只能生長2500埃。如果該漂移發生在產品生產的過程中，該產品晶圓就需補長500埃，除了成本的增加，時間也有所損失。而還有一些制程，例如蝕刻，則因為無法補救造成產品的報廢。

所以采用控片先跑一遍工序，待各項指標符合設計要求后，再使用產品晶圓進行生產，可以降低次品率。當控片跑完工序后，若指標不符合設計要求，工程師還可以針對性地進行調整。

控片的使用發生在半導體工藝的很多工序中。物理氣相沉積(Physical VaporDeposition，PVD)工藝在很多工序中用來沉積鈦或氮化鈦的薄膜，而該工序對鈦或氮化鈦的顆粒要求非常高。因此，幾乎需要日常性地對該PVD制程進行質量監控，這導致控片的使用頻率非常高。由此，需要控片能夠重復使用，以降低控片的使用成本。

在傳統的使用控片對PVD進行質量監控的方法中，鈦或氮化鈦薄膜一般形成在由晶圓片生長的二氧化硅層上，該二氧化硅層生長的厚度在3000埃左右。檢測完成后，使用酸槽(內含HF溶液)將鈦或氧化鈦薄膜和二氧化硅層一起腐蝕剝離。然后在腐蝕后的晶圓片上再生長二氧化硅層繼續使用。

該方法會因腐蝕造成控片晶圓表面粗糙，導致控片不方便再次使用，控片回收率較低。此外，由于每次都將二氧化硅層完全剝離，導致控片的厚度減薄得非常快，一片控片最多只能重復使用10次左右，導致控片的使用成本較高。

發明內容

基于此，有必要提供一種重復使用次數可大大提高的控片的使用方法。

一種物理氣相沉積中鈦或氮化鈦顆?？仄氖褂梅椒?，包括：

步驟A：提供作為控片的晶圓片；

步驟B：在所述晶圓片的表面形成氧化層；

步驟C：在所述氧化層上進行物理氣象沉積，以檢測鈦或氮化鈦顆粒質量；

步驟D：檢測完成后，采用鎢化學機械研磨方式去除鈦薄膜或氮化鈦薄膜及部分氧化層；其中，研磨去除的氧化層的厚度不超過生長的氧化層的厚度；

步驟E：在下一次檢測中，使用研磨后的晶圓片重復步驟C和步驟D；

步驟F：當經過多次檢測氧化層被完全消耗掉后，重復執行步驟B至步驟E。

在其中一個實施例中，研磨去除的氧化層的厚度不超過生長的氧化層的厚度的1/10。

在其中一個實施例中，所述氧化層的厚度為9000～10000埃；所去掉的氧化層的厚度小于1000埃。

在其中一個實施例中，在每一次步驟B形成的氧化層的厚度相同或不同。

在其中一個實施例中，在步驟B中，采用熱氧化法在晶圓片的表面生長所述氧化層。

在其中一個實施例中，在每一次步驟C之前，還通過洗滌塔對晶圓片進行洗滌處理。