[發(fā)明專利]監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011159540.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開（公告）號(hào): CN112002640B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余忠寅;蔡丹華;劉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯集成電路制造（紹興）有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/324
• 分類號(hào): H01L21/324;H01L21/66
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發(fā)明提供了一種監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法，其在對(duì)待退火處理的膜層進(jìn)行退火處理之后，對(duì)具有所述膜層的晶圓監(jiān)控片進(jìn)行應(yīng)力參數(shù)測(cè)量,所述應(yīng)力參數(shù)包括應(yīng)力大小、翹曲度和曲率半徑等，顯然能夠?qū)A監(jiān)控片在退火前后發(fā)生的形變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而能夠根據(jù)應(yīng)力參數(shù)測(cè)量結(jié)果來(lái)判斷退火工藝的穩(wěn)定性是否符合要求，易于實(shí)現(xiàn)，且由于應(yīng)力大小、翹曲度等應(yīng)力參數(shù)可以是對(duì)晶圓監(jiān)控片進(jìn)行直接測(cè)量而獲得，因此準(zhǔn)確性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)

目前的集成電路制造工藝包括很多道制造工序，例如包括沉積、光刻、刻蝕、離子注入、平坦化等，以基于一晶圓來(lái)形成相應(yīng)的半導(dǎo)體器件。而在這些制造工序中，通常還會(huì)為了修復(fù)離子注入損傷、激活摻雜離子、使非晶物結(jié)晶、形成硅化物、使晶格重排并消除應(yīng)力等各種原因來(lái)對(duì)晶圓進(jìn)行退火處理，退火處理的方法例如快速熱退火工藝(rapidthermal annealing，RTA)等。

在集成電路的制作過(guò)程中，任何工藝參數(shù)的波動(dòng)都將可能導(dǎo)致形成的半導(dǎo)體器件的失效，顯然，各道退火工藝的穩(wěn)定性（即各道退火工序所使用的退火機(jī)臺(tái)的穩(wěn)定性）會(huì)直接影響半導(dǎo)體器件的性能，因此對(duì)退火工藝的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是非常必要的。

目前常規(guī)的用于監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法是：對(duì)退火工藝處理后的監(jiān)控片進(jìn)行方塊電阻量測(cè)，且通常使用四探針?lè)▉?lái)量測(cè)方塊電阻，準(zhǔn)確度低，已經(jīng)不能滿足高性能產(chǎn)品的需要。

因此，亟需改進(jìn)監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法，以滿足高性能產(chǎn)品的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一目的在于提供一種監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法，能夠滿足高性能產(chǎn)品的需要。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種監(jiān)控退火工藝穩(wěn)定性的方法，包括：

提供晶圓監(jiān)控片，在所述晶圓監(jiān)控片的表面上形成待退火處理的膜層；

對(duì)所述待退火處理的膜層進(jìn)行退火處理；

對(duì)退火處理后的具有所述膜層的晶圓監(jiān)控片進(jìn)行應(yīng)力參數(shù)測(cè)量；

根據(jù)所述應(yīng)力參數(shù)測(cè)量結(jié)果，判斷所述退火處理的工藝穩(wěn)定性。

可選地，所述待退火處理的膜層包括摻雜多晶硅薄膜、呈非晶狀態(tài)且在退火處理后能變?yōu)榫B(tài)的薄膜、離子注入損傷能通過(guò)退火處理修復(fù)的膜層、通過(guò)退火處理能轉(zhuǎn)變?yōu)楣杌锏哪印⒃谕嘶鹛幚砗竽馨l(fā)生晶格重排的膜層中的至少一種。

可選地，當(dāng)所述待退火處理的膜層為摻雜多晶硅薄膜時(shí)，在所述晶圓監(jiān)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(jiān)控片的正面和背面上形成未摻雜的多晶硅層；對(duì)所述未摻雜的多晶硅層進(jìn)行N型或P型離子注入，以形成摻雜多晶硅薄膜；

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

可選地，在對(duì)所述待退火處理的膜層進(jìn)行退火處理之后且在進(jìn)行所述應(yīng)力參數(shù)測(cè)量之前，先去除所述晶圓監(jiān)控片的背面上的未摻雜的多晶硅層或者摻雜多晶硅薄膜。

可選地，在所述晶圓監(jiān)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(jiān)控片的正面和背面上形成氧化層。

可選地，所述的方法還包括：在對(duì)所述待退火處理的膜層進(jìn)行退火處理之前，先對(duì)所述待退火處理的膜層進(jìn)行第一次應(yīng)力參數(shù)測(cè)量；在退火處理后進(jìn)行所述應(yīng)力測(cè)量之后，根據(jù)所述第一次應(yīng)力參數(shù)測(cè)量和退火處理后的應(yīng)力參數(shù)測(cè)量的結(jié)果之差，判斷所述退火處理的工藝穩(wěn)定性。