干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法，屬于集成電路領(lǐng)域。干法工藝穩(wěn)定性的判斷方法包括：通過獲取干法工藝前后，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；基于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)定性和匹配性。本發(fā)明中，通過膜厚信息實(shí)現(xiàn)了干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷。
【專利說明】干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域，具體地說，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)】
[0002]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°C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。
[0003]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)?，在去膠過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)器件的電性能帶來很大的影響。
[0004]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，在工藝開發(fā)和工藝轉(zhuǎn)移過程中，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)。
[0005]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)的工藝條件展開和工藝機(jī)臺(tái)匹配時(shí)，只能通過最終的電學(xué)特性來判斷工藝匹配程度，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。
[0006]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，這類不同，也只能在最終的產(chǎn)品電學(xué)特性中得到反饋。
[0007]綜上，現(xiàn)有手段無法及時(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】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問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)問題。
[0009]為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問題，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:
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，獲取干法工藝前后，娃光片表面自然氧化膜和熱氧化膜的厚度差包括:
[0014]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；
[0015]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；
[0016]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。
[0017]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:
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液。
[0021]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650C I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液處。
[0022]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I?3T，反應(yīng)溫度為200?300°C，反應(yīng)功率為1000?2500W，02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。
[0023]為了部分或全部克服、部分或全部解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種干法工藝匹配性的判斷方法，其可以包括:
[0024]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；
[0025]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；
[0026]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分別與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，判斷干法工藝的匹配性。
[0027]與現(xiàn)有的方案相比，本發(fā)明中，通過獲取干法工藝前后，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；基于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)定性和匹配性，從而通過膜厚信息實(shí)現(xiàn)了干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中干法工藝穩(wěn)定性的判斷方法流程圖；
[0029]圖2所示為圖1實(shí)施例中步驟101的具體流程圖；[0030]圖3所示為圖1實(shí)施例中步驟102的具體流程圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中干法工藝匹配性的判斷方法流程圖；
[0032]圖5為現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明中氧化膜增加和損失量的對(duì)照?qǐng)D；
[0033]圖6為現(xiàn)有技術(shù)干法去膠和本發(fā)明方案對(duì)產(chǎn)品電阻阻值的影響對(duì)照?qǐng)D。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下將配合圖式及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，藉此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題并達(dá)成技術(shù)功效的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
[0035]本發(fā)明的下述實(shí)施例中，通過獲取干法工藝前后，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)定性和匹配性，從而通過膜厚信息實(shí)現(xiàn)了干法工藝穩(wěn)定性和匹配性的判斷。
[0036]本發(fā)明下述實(shí)施例中，以非產(chǎn)品晶圓為例進(jìn)行說明。
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中干法工藝穩(wěn)定性的判斷方法流程圖；如圖1所示，其可以包括:
[0038]步驟101、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；
[0039]步驟102、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；
[0040]步驟103、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。
[0041]圖2所示為圖1實(shí)施例中步驟101的具體流程圖；如圖2所示，步驟101可以具體包括:
[0042]步驟111、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；
[0043]步驟121、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；
[0044]步驟131、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。
[0045]本實(shí)施例中，所述第一清洗液可以包括:稀釋的氫氟酸、硫酸雙氧水混合物、及I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液。I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液實(shí)際上是氨水和雙氧水的混合物。其中，氫氟酸去除表面自然氧化膜，硫酸雙氧水混合物及I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液是去除晶圓表面的顆粒。
[0046]至于第一清洗液中各個(gè)組分的比重關(guān)系，并無具體限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求靈活配置。
[0047]但是，對(duì)于第一清洗液的組成等，本發(fā)明實(shí)施例只是示意性的進(jìn)行說明。實(shí)際上，根據(jù)不同類型的干法工藝要求，可以選擇有其他化學(xué)組分構(gòu)成的第一清洗液，只要達(dá)到同樣的技術(shù)效果即可。
[0048]圖3所示為圖1實(shí)施例中步驟102的具體流程圖；如圖3所示，步驟102可以具體包括:
[0049]步驟112、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；[0050]步驟122、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。
[0051]本實(shí)施例中，所述第二清洗液可以包括:硫酸雙氧水混合物及65°C I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液處。硫酸雙氧水混合物及I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液用于除晶圓表面的顆粒。
[0052]至于第二清洗液中各個(gè)組分的比重關(guān)系，并無具體限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需求靈活配置。
[0053]但是，對(duì)于第二清洗液的組分等，本發(fā)明實(shí)施例只是示意性的進(jìn)行說明。實(shí)際上，根據(jù)不同類型的干法工藝要求，也可以選擇有其他化學(xué)組分構(gòu)成的第二清洗液，只要可以達(dá)到同樣的技術(shù)效果即可。
[0054]在上述實(shí)施例中，所述干法工藝條件可以為:反應(yīng)壓力為I~3T，反應(yīng)溫度為200~300°C，反應(yīng)功率為1000~2500W，02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。具體的化學(xué)反應(yīng)如下:
[0055]
【權(quán)利要求】
1.一種干法工藝穩(wěn)定性的判斷方法，其特征在于，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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，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 法工藝后的所述娃光片，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一清洗液包括:稀釋的氫氟酸、硫酸雙氧水混合物、及I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二清洗液包括:硫酸雙氧水混合物及65°C I號(hào)標(biāo)準(zhǔn)清洗液處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述干法工藝條件為:反應(yīng)壓力為I~3T,反應(yīng)溫度為200~300°C，反應(yīng)功率為1000~2500W，02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。
7.一種干法工藝匹配性的判斷方法，其特征在于，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分別與預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，判斷干法工藝的匹配性。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，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。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，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； 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。
【文檔編號(hào)】H01L21/66GK103646890SQ201310630263
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】荊泉, 任昱, 呂煜坤, 張旭升 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司