一種在線監測離子損傷的方法技術

本發明專利技術提供一種在線監測離子損傷的方法，屬于半導體制造技術領域。該方法包括以下步驟：在晶圓上生成介質層以制備形成測試晶圓；所述測試晶圓與生產晶圓在基本相同工藝條件下完成高能離子工藝步驟；測量所述測試晶圓的界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數；基于所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數判斷所述測試晶圓的離子損傷程度，以反映所述生產晶圓在所述高能離子工藝步驟形成的離子損傷。該方法能實現離子損傷的在線監測，效率高、成本低，有利于提高高能離子工藝的產品性能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供，屬于半導體制造
。該方法包括以下步驟：在晶圓上生成介質層以制備形成測試晶圓；所述測試晶圓與生產晶圓在基本相同工藝條件下完成高能離子工藝步驟；測量所述測試晶圓的界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數；基于所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數判斷所述測試晶圓的離子損傷程度，以反映所述生產晶圓在所述高能離子工藝步驟形成的離子損傷。該方法能實現離子損傷的在線監測，效率高、成本低，有利于提高高能離子工藝的產品性能。【專利說明】
本專利技術屬于半導體制造
，涉及半導體制造中所使用的高能離子工藝，尤其涉及一種在線檢測由該高能離子工藝所帶來的離子損傷的方法。
技術介紹
在半導體制造過程中，經常使用高能量的離子(即高能離子)來實現多種半導體工藝過程，例如，等離子刻蝕、離子注入工藝等，均使用高能離子來作用于晶圓表面。并且，半導體業界已經認識，高能離子工藝雖然具有很多優點并已經廣泛使用，但是，其存在的弊端是，高能離子工藝處理后，會給晶圓表面直接帶來損傷，并會在晶圓表面殘留表面電荷(即表面電荷)，該殘留表面電荷也可能會帶來殘留電荷損傷；這些損傷均是直接或間接地有高能離子工藝所導致，因此，在本文中統稱為“離子損傷”。明顯地，高能離子工藝所帶來的離子損傷會影響所生產的器件的性能穩定性、可靠性等。業界也一直追求減小其離子損傷，例如，中國專利申請號為CN200810207334.0、名稱為“減少等離子刻蝕工藝的殘留方法”的專利中，提出了減少殘留表面電荷，以降低離子損傷。但是，各種各樣的減少離子損傷的方法中，是難以完全避免離子損傷的，因此，在高能離子工藝中，如果能夠在線檢測反映出高能離子工藝的損傷，是可以通過在預定范圍內調整工藝參數來減小離子損傷的。但是，現有技術中，在高能離子工藝實際應用于半導體制造中時，高能離子工藝完成后難以實現在線檢測，一般是需要等到整體工藝完成之后、或者等到形成適用于測試機臺測試的結構之后，通過對器件結構進行電學參數測試，根據分析異常的電學參數，由電學原理推斷是否因工藝中離子能量過高而導致了表面電荷積累等離子損傷，然后再根據分析結果調整工藝。這種方法具有如下缺點:(一)只能在器件結構形成后才可以測量，通過電學參數反推高能離子對晶圓表面的損傷，不能實現直接地在線檢測，如果某一高能離子工藝步驟的離子損傷影響大，需要其他許多工藝步驟完成后才可能獲知其結果并才可以采取改進措施，明顯地，易導致良率降低、成本增高，并且耗時長，無法及時監控離子損傷；(二)高能離子工藝完成后、檢測之前，還引入了許多其他工藝步驟，容易導致測試結果不準確，或者難以判斷測試結果的不正常是否由于高能離子工藝步驟所導致。有鑒于此，有必要提出一種直接地在線監測離子損傷的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于，實現直接地在線檢測高能離子工藝所導致的離子損傷。本專利技術的又一目的在于，提高離子損傷的檢測準確性，并縮短檢測時間、降低檢測成本。為實現以上目的或者其他目的，本專利技術提供，其包括以下步驟: 在晶圓上生成介質層以制備形成測試晶圓； 所述測試晶圓與生產晶圓在基本相同工藝條件下完成高能離子工藝步驟； 測量所述測試晶圓的界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數；以及基于所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數判斷所述測試晶圓的離子損傷程度，以反映所述生產晶圓在所述高能離子工藝步驟形成的離子損傷。按照本專利技術一實施例的在線監測離子損傷的方法，其中，完成所述高能離子工藝步驟中，將所述測試晶圓與所述生產晶圓在同一條件下同時完成所述高能離子工藝步驟。按照本專利技術又一實施例的在線監測離子損傷的方法，其中，完成所述高能離子工藝步驟中，模擬所述生產晶圓的高能離子工藝步驟的工藝條件，使所述測試晶圓置于基本同于所述生產晶圓對應的工藝條件下進行高能離子工藝步驟。在之前所述任一實施例的在線監測離子損傷的方法中，優選地，所述介質層大于或等于500埃。在之前所述任一實施例的在線監測離子損傷的方法中，優選地，所述高能離子工藝為等離子刻蝕或者離子注入。在之前所述任一實施例的在線監測離子損傷的方法中，所述高能離子工藝為等離子刻蝕，所述生產晶圓上的介質層被等離子刻蝕以構圖形成溝槽。在之前所述任一實施例的在線監測離子損傷的方法中，優選地，所述測試晶圓上的介質層的材料和/或制備方法分別對應與所述生產晶圓上的介質層的材料和/或制備方法相同。在之前所述任一實施例的在線監測離子損傷的方法中，優選地，所述測量步驟中所使用的測量設備可以為QUANTOX XP 200。按照本專利技術還一實施例的在線監測離子損傷的方法，其中，在完成高能離子工藝步驟之后、測量步驟之前，還包括步驟: 將所述測試晶圓置放一段時間以穩定其殘留表面電荷。按照本專利技術再一實施例的在線監測離子損傷的方法，其中，判斷所述測試晶圓的離子損傷程度的步驟中，包括將測量的所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數與基礎數據進行比較計算。按照本專利技術再又一實施例的在線監測離子損傷的方法，其中，判斷所述測試晶圓的離子損傷程度的步驟中，包括將測量的所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數與預定參數值進行比較；如果大于或等于所述預定參數值，則調節高能離子工藝的參數以減小對生產晶圓的離子損傷；如果小于所述預定參數值，則表示高能離子工藝對所述生產晶圓的離子損傷在可接受范圍內。本專利技術的技術效果是，利用測試晶圓在與生產晶圓在基本相同工藝條件下完成高能離子工藝步驟，通過方便地測量其參數以準確反映生產晶圓所受的離子損傷，因此，實現了對離子損傷的直接在線監測，縮短了監測時間并降低了監測成本；通過及時獲取監測結果，有利于快速準確反映調整工藝參數以使其后批次的生產晶圓免受過大的晶圓損傷，進而有利于提聞聞能尚子工藝的廣品性能。【專利附圖】【附圖說明】從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本專利技術的上述和其他目的及優點更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的標號表示。圖1是按照本專利技術一實施例的在線監測離子損傷的方法流程示意圖。圖2是測試晶圓示意圖。圖3是按照本專利技術又一實施例的在線監測離子損傷的方法流程示意圖。【具體實施方式】下文將參考附圖更全面地描述本專利技術，附圖中示出了本專利技術的優選實施例。但是，本專利技術可以采用許多不同的形式來實施，而不應視為局限于本文闡述的實施例。相反，提供這些實施例以使本文公開透徹且完整，它們將充分地將本專利技術的范圍傳達給本領域技術人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區域的厚度，并且，由于刻蝕引起的圓潤等形狀特征未在附圖中示意出。在本文中，“高能離子”是屬于本領域技術人員所理解和定義的范疇，其作用于半導體襯底表面時會導致半導體襯底的表面形成殘留表面電荷和缺陷等離子損傷。“高能離子工藝”是應用高能離子來實現對半導體襯底實現物理的或者化學的作用的方法，其包括但不限于等離子刻蝕工藝、離子注入工藝。離子損傷包括高能離子直接地或者間接地作用半導體襯底所帶來的各種損傷，例如，界面缺陷、殘留電荷損傷等。圖1所示為按照本專利技術一實施例的在線監測離子損傷的方法流程示意圖。如圖1所示，在該實施例中，高能離子工藝為等離子刻蝕，其應用于生產晶圓表面的溝槽的刻蝕。生產晶圓是指在半導體襯底本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在線監測離子損傷的方法，其特征在于，包括以下步驟：在晶圓上生成介質層以制備形成測試晶圓；所述測試晶圓與生產晶圓在基本相同工藝條件下完成高能離子工藝步驟；測量所述測試晶圓的界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數；以及基于所述界面缺陷、和殘留表面電荷量和/或表面電壓參數判斷所述測試晶圓的離子損傷程度，以反映所述生產晶圓在所述高能離子工藝步驟形成的離子損傷。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李晶，
申請(專利權)人：無錫華潤上華科技有限公司，
類型：發明
國別省市：