[发明专利]监控退火工艺稳定性的方法

说明书

本发明提供了一种监控退火工艺稳定性的方法，其在对待退火处理的膜层进行退火处理之后，对具有所述膜层的晶圆监控片进行应力参数测量,所述应力参数包括应力大小、翘曲度和曲率半径等，显然能够对晶圆监控片在退火前后发生的形变进行监测，进而能够根据应力参数测量结果来判断退火工艺的稳定性是否符合要求，易于实现，且由于应力大小、翘曲度等应力参数可以是对晶圆监控片进行直接测量而获得，因此准确性高。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种监控退火工艺稳定性的方法。

背景技术

目前的集成电路制造工艺包括很多道制造工序，例如包括沉积、光刻、刻蚀、离子注入、平坦化等，以基于一晶圆来形成相应的半导体器件。而在这些制造工序中，通常还会为了修复离子注入损伤、激活掺杂离子、使非晶物结晶、形成硅化物、使晶格重排并消除应力等各种原因来对晶圆进行退火处理，退火处理的方法例如快速热退火工艺(rapidthermal annealing，RTA)等。

在集成电路的制作过程中，任何工艺参数的波动都将可能导致形成的半导体器件的失效，显然，各道退火工艺的稳定性（即各道退火工序所使用的退火机台的稳定性）会直接影响半导体器件的性能，因此对退火工艺的稳定性进行监测，是非常必要的。

目前常规的用于监控退火工艺稳定性的方法是：对退火工艺处理后的监控片进行方块电阻量测，且通常使用四探针法来量测方块电阻，准确度低，已经不能满足高性能产品的需要。

因此，亟需改进监控退火工艺稳定性的方法，以满足高性能产品的需要。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种监控退火工艺稳定性的方法，能够满足高性能产品的需要。

为实现上述目的，本发明提供一种监控退火工艺稳定性的方法，包括：

提供晶圆监控片，在所述晶圆监控片的表面上形成待退火处理的膜层；

对所述待退火处理的膜层进行退火处理；

对退火处理后的具有所述膜层的晶圆监控片进行应力参数测量；

根据所述应力参数测量结果，判断所述退火处理的工艺稳定性。

可选地，所述待退火处理的膜层包括掺杂多晶硅薄膜、呈非晶状态且在退火处理后能变为晶态的薄膜、离子注入损伤能通过退火处理修复的膜层、通过退火处理能转变为硅化物的膜层、在退火处理后能发生晶格重排的膜层中的至少一种。

可选地，当所述待退火处理的膜层为掺杂多晶硅薄膜时，在所述晶圆监控片的表面上形成所述待退火处理的膜层的步骤包括：在所述晶圆监控片的正面和背面上形成未掺杂的多晶硅层；对所述未掺杂的多晶硅层进行N型或P型离子注入，以形成掺杂多晶硅薄膜；

或者，当所述待退火处理的膜层为掺杂多晶硅薄膜时，在所述晶圆监控片的表面上形成待退火处理的膜层的步骤包括：通过原位掺杂工艺在所述晶圆监控片的正面和背面上形成掺杂多晶硅薄膜。

可选地，在对所述待退火处理的膜层进行退火处理之后且在进行所述应力参数测量之前，先去除所述晶圆监控片的背面上的未掺杂的多晶硅层或者掺杂多晶硅薄膜。

可选地，在所述晶圆监控片的正面和背面上形成未掺杂的多晶硅层或者掺杂多晶硅薄膜之前，先在所述晶圆监控片的正面和背面上形成氧化层。

可选地，所述的方法还包括：在对所述待退火处理的膜层进行退火处理之前，先对所述待退火处理的膜层进行第一次应力参数测量；在退火处理后进行所述应力测量之后，根据所述第一次应力参数测量和退火处理后的应力参数测量的结果之差，判断所述退火处理的工艺稳定性。