[發明專利]監控退火工藝穩定性的方法

有效

• 申請號: 202011159540.6
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112002640B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 余忠寅;蔡丹華;劉鵬
• 申請（專利權）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號: H01L21/324
• 分類號: H01L21/324;H01L21/66
• 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

1.一種監控退火工藝穩定性的方法，其特征在于，用于判斷退火機臺在保養后的穩定性，所述方法包括：

提供晶圓監控片，在所述晶圓監控片的表面上形成待退火處理的膜層；

對所述待退火處理的膜層進行退火處理；

對退火處理后的具有所述膜層的晶圓監控片進行應力參數測量；

將所述應力參數測量的結果加入到集成電路制造的統計過程控制系統，以根據所述應力參數測量的結果，判斷所述退火處理的工藝穩定性，以確定所述退火機臺因保養而產生的不穩定因素，并確定所述不穩定因素所導致的退火工藝條件相對規定工藝條件的波動是否影響所要制造的產品性能的穩定性，進而及時報警并進行異常處理和產品低良回查，其中，所述不穩定因素所導致的所述波動包括退火溫度、退火功率、退火時間、退火氣體種類和退火氣體流量中的至少一種工藝參數相對規定的工藝參數范圍的波動。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述待退火處理的膜層包括摻雜多晶硅薄膜、呈非晶狀態且在退火處理后能變為晶態的薄膜、離子注入損傷能通過退火處理修復的膜層、通過退火處理能轉變為硅化物的膜層、在退火處理后能發生晶格重排的膜層中的至少一種。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當所述待退火處理的膜層為摻雜多晶硅薄膜時，在所述晶圓監控片的表面上形成所述待退火處理的膜層的步驟包括：在所述晶圓監控片的正面和背面上形成未摻雜的多晶硅層；對所述未摻雜的多晶硅層進行N型或P型離子注入，以形成摻雜多晶硅薄膜；

或者，當所述待退火處理的膜層為摻雜多晶硅薄膜時，在所述晶圓監控片的表面上形成待退火處理的膜層的步驟包括：通過原位摻雜工藝在所述晶圓監控片的正面和背面上形成摻雜多晶硅薄膜。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在對所述待退火處理的膜層進行退火處理之后且在進行所述應力參數測量之前，先去除所述晶圓監控片的背面上的未摻雜的多晶硅層或者摻雜多晶硅薄膜。

5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，在所述晶圓監控片的正面和背面上形成未摻雜的多晶硅層或者摻雜多晶硅薄膜之前，先在所述晶圓監控片的正面和背面上形成氧化層。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：在對所述待退火處理的膜層進行退火處理之前，先對所述待退火處理的膜層進行第一次應力參數測量；在退火處理后進行所述應力測量之后，根據所述第一次應力參數測量和退火處理后的應力參數測量的結果之差，判斷所述退火處理的工藝穩定性。

7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，當所述待退火處理的膜層為摻雜多晶硅薄膜或通過退火處理能轉變為硅化物的膜層時，在對所述待退火處理的膜層進行退火處理之后且在進行所述應力參數測量之前或之后，還對退火處理后的晶圓監控片進行方塊電阻測量；且在進行所述應力參數測量之后，根據所述應力參數測量和所述方塊電阻測量的結果，判斷所述退火處理的工藝穩定性。

8.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，還包括：

對所述待退火處理的膜層進行退火處理之前，對所述晶圓監控片進行第一次顆粒水平測量；

在對所述晶圓監控片進行退火處理之后且在進行所述應力參數測量之前或之后，對所述退火處理后的所述晶圓監控片進行第二次顆粒水平測量；

根據所述第二次顆粒水平測量和第一次顆粒水平測量的結果，判斷所述退火處理的機臺內部的潔凈度是否合格。

9.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其特征在于，還包括：

對所述待退火處理的膜層進行退火處理之前，對所述晶圓監控片上的待退火處理的膜層進行第一次厚度測量；

在對所述晶圓監控片進行退火處理之后且在進行所述應力參數測量之前或之后，對所述晶圓監控片上的所述膜層進行第二次厚度測量；

根據所述應力參數測量、所述第一次厚度測量和所述第二次厚度測量的結果，判斷所述退火處理的工藝穩定性。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：根據判斷結果，調整所述退火處理的工藝條件，以滿足后續退火處理需求。