[發明專利]摻雜多晶硅薄膜的應力監控方法及半導體器件的制造方法

有效

• 申請號: 202010918686.8
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111816583B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 劉鵬;蔡丹華;余忠寅
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01B21/20;G01B21/32;G01L1/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種摻雜多晶硅薄膜的應力監控方法，其特征在于，包括：

在若干晶圓監控片上制造出摻雜多晶硅薄膜，并對所述若干晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜進行離子摻雜濃度測量和應力參數測量，以根據測量所獲得的離子摻雜濃度數據和應力參數數據進行相關性分析，建立摻雜多晶硅薄膜所對應的應力參數與離子摻雜濃度之間的相關性；

在當前的晶圓監控片上制造出摻雜多晶硅薄膜，并測量所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜中的離子摻雜濃度；

根據測量出的所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜中的離子摻雜濃度以及所述相關性，計算出所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜的應力參數，以判斷所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜是否滿足當前的應力參數要求。

2.如權利要求1所述的應力監控方法，其特征在于，采用散點相關性一元一次方程來對所述離子摻雜濃度數據和應力參數數據進行的曲線擬合，以對所獲得的離子摻雜濃度數據和應力參數數據進行相關性分析，并建立所述應力參數與離子摻雜濃度之間的函數關系模型。

3.如權利要求2所述的應力監控方法，其特征在于，所述函數關系模型為應力參數與離子摻雜濃度呈斜率為負的線性正比例函數。

4.如權利要求1所述的應力監控方法，其特征在于，在所述若干晶圓監控片上制造出摻雜多晶硅薄膜和在當前的晶圓監控片制造出摻雜多晶硅薄膜步驟均包括：

在所述晶圓監控片的正面和背面上，形成介質阻擋層；

采用原位摻雜工藝，在所述晶圓監控片的正面和背面上的介質阻擋層上形成摻雜多晶硅薄膜。

5.如權利要求1所述的應力監控方法，其特征在于，還包括：根據判斷結果，確定后續制造摻雜多晶硅薄膜的工藝參數。

6.一種監控系統，其特征在于，包括：

相關性建立模組，用于獲取若干晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜的離子摻雜濃度數據和應力參數數據，并對所述離子摻雜濃度數據和應力參數數據進行相關性分析，建立摻雜多晶硅薄膜所對應的應力參數與離子摻雜濃度之間的相關性；

測量模組，用于對所述若干晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜進行離子摻雜濃度測量，以及，用于測量當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜中的離子摻雜濃度；

判斷模組，用于根據所述測量模組對所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜中的離子摻雜濃度的測量結果以及所述相關性建立模組所建立的相關性，計算出所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜的應力參數，以判斷所述當前的晶圓監控片上制造出的摻雜多晶硅薄膜是否滿足當前的應力參數要求。

7.一種半導體器件的制造方法，其特征在于，包括：

采用權利要求1~5中任一項所述的摻雜多晶硅薄膜的應力監控方法，或者，采用權利要求6所述的監控系統，確定當前應力參數要求所對應的摻雜多晶硅薄膜的制造工藝參數；

提供一晶圓，并根據所述制造工藝參數，在所述晶圓上形成所需的摻雜多晶硅薄膜。

8.如權利要求7所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，在所述晶圓上形成所需的摻雜多晶硅薄膜之后，還包括：

對所述摻雜多晶硅薄膜進行退火處理；

對所述摻雜多晶硅薄膜進行光刻和刻蝕，以形成圖形化結構。

9.如權利要求8所述的半導體器件的制造方法，其特征在于，所述圖形化結構包括MEMS器件的振膜、MEMS器件的背板、MEMS器件的熱感應微結構、柵極、柵極以外的電極、電阻和熔絲中的至少一種。