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CN104241158A - 监控退火设备出现小颗粒尺寸缺陷的方法 - Google Patents

监控退火设备出现小颗粒尺寸缺陷的方法 Download PDF

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Publication number
CN104241158A
CN104241158A CN201410469249.7A CN201410469249A CN104241158A CN 104241158 A CN104241158 A CN 104241158A CN 201410469249 A CN201410469249 A CN 201410469249A CN 104241158 A CN104241158 A CN 104241158A
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CN
China
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monitoring
semiconductor substrate
defect
semiconductor
sized particles
Prior art date
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Pending
Application number
CN201410469249.7A
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English (en)
Inventor
何理
许向辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Original Assignee
Shanghai Huali Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Shanghai Huali Microelectronics Corp filed Critical Shanghai Huali Microelectronics Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

本发明提供一种监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，用于在半导体设备进行工艺监控，包括；提供监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底，所述监控用半导体衬底没有图形；将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺；在半导体工艺之后，将所述监控用半导体衬底上形成氧化层；基于形成有氧化层的监控用半导体衬底进行缺陷扫描判断，获得所述半导体设备的小尺寸颗粒缺陷的情况。

Description

监控退火设备出现小颗粒尺寸缺陷的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法。
背景技术
半导体行业制造日新月异，半导体器件的特征尺寸在不断减小。伴随着线宽的变小缺陷对半导体器件的良率会产生更大的影响。为了提升良率需要采用各种技术手段以减少半导体工艺过程中的缺陷。
生产中发现很多的缺陷因为尺寸过小，使用现有的检测设备很难在当前工艺步骤快速的检测到，而要等到后续的工艺步骤中通过其他手段加以侦测，有点甚至要等到小尺寸缺陷上面生长了厚的氧化层或者硅结构后才能被发现。这样会严重影响发现问题的时效性，让很多的产品因为同过问题机台而造成无法挽回的损伤。同时也会造成这些受影响的产品没有办法通过一些相关的补救措施来挽回损失。
比如对于退火工艺，现有技术的监控方法是：将待工艺半导体衬底与光片(bare wafer，通常没有图形，又称为监控片)一同放置在退火设备中进行退火工艺。当退火工艺完成后，将光片放置在光片扫描设备中，对光片表面的颗粒缺陷情况进行颗粒缺陷扫描。由于受到光片扫描设备的能力限制，对于较大尺寸的颗粒缺陷(尺寸大于0.12微米)，光片扫描设备能够扫描并且监控，而对于较小尺寸的颗粒缺陷(尺寸在0.12微米以下)，光片扫描设备则无法扫描监控。较小的颗粒缺陷在经过多次半导体工艺(包括膜层生长)之后才能被发现。这可能导致产品良率降低甚至产品报废。
因此需要能快速有效监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，用于快速发现退火工艺中的小尺寸颗粒缺陷的情况，避免对后续的工艺步骤产生影响。
发明内容
本发明解决的问题提供一种快速有效监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，能够快速发现退火工艺中的小尺寸颗粒缺陷的情况，避免对后续的工艺步骤产生影响，提高半导体芯片的质量。
为解决上述问题，本发明提供一种监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，用于在半导体设备进行工艺监控，包括；
提供监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底，所述监控用半导体衬底没有图形；
将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺；
在半导体工艺之后，将所述监控用半导体衬底上形成氧化层；
基于形成有氧化层的监控用半导体衬底进行缺陷扫描判断，获得所述半导体设备的小尺寸颗粒缺陷的情况。
可选地，所述监控用半导体衬底以及所述生产用半导体衬底的材质为硅，所述氧化层的材质为氧化硅。
可选地，通过刻蚀工艺将所述氧化层从所述监控用半导体衬底上去除，以实现所述监控用半导体衬底的循环利用。
可选地，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。
可选地，所述氧化层的厚度范围为500-2000埃。
可选地，所述氧化层利用炉管TEOS工艺制作。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺，之后在监控用半导体衬底上形成氧化层，若所述半导体设备异常导致所述监控用半导体衬底上形成小尺寸颗粒缺陷，则该氧化层可将所述小颗粒缺陷放大，使得在后续对该形成有氧化层的监控用半导体衬底进行分析时可以利用现有的缺陷扫描设备判断小尺寸颗粒缺陷的情况。
附图说明
图1是本发明一个实施例的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法的流程示意图；
图2-图3是本发明一个实施例的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法的流程示意图。
具体实施方式
对于退火设备出现的小尺寸颗粒缺陷，尤其是在0.1微米左右的小尺寸颗粒缺陷，通过现有的缺陷扫描机台无法监控，也就无法判断退火设备出现的小尺寸颗粒缺陷。
为解决上述问题，本发明提供一种监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，用于在半导体设备进行工艺监控，参考图1-图3，图1是本发明一个实施例的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法的流程示意图，图2-图3是本发明一个实施例的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法的流程示意图。
首先，执行步骤S1，提供监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底，所述监控用半导体衬底没有图形，所述监控用半导体衬底和生产用半导体衬底的材质均为硅，图2中示出了监控用半导体衬底1，所述监控用半导体衬底1为没有任何图形的半导体衬底，这样可以降低监控成本，也可以避免图形对后续小尺寸颗粒缺陷产生影响。
接着，执行步骤S2，将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺；作为一个实施例，所述半导体工艺为退火工艺，所述半导体设备为退火设备。
在该半导体工艺(本实施例中为退火工艺)完毕后，作为示意，监控用半导体衬底1上形成有小尺寸颗粒缺陷(尺寸在1微米左右或大于1微米)。若此时将监控用半导体衬底1进行缺陷扫描，则由于颗粒缺陷太小而无法测量，为了将上述缺陷放大，使得现有的缺陷扫描机台能够扫描和测量，后续将在该监控用半导体上沉积一层材料层，该材料层覆盖缺陷，在缺陷所在位置的材料层会有明显的变形和凸起，因此可以在后续利用缺陷扫描机台进行监控。所述材料层可以为氧化层、氮化层甚至金属层。
作为优选的实施例，为了考虑可以循环利用所述监控用半导体衬底以及减少沉积材料层的成本，优选地，苏搜狐材料层为氧化层。即执行步骤S3，在半导体工艺之后，将所述监控用半导体衬底1上形成氧化层3，所述氧化层3覆盖缺陷2，并且缺陷2所在位置的氧化层3有明显的凸起和变形，因而后续可以利用缺陷扫描机台进行测试。
作为一个实施例，所述氧化层3利用炉管TEOS工艺制作。为了获得较好的缺陷放大效果，所述氧化层的厚度范围为500-2000埃。
接着，执行步骤S4，基于形成有氧化层3的监控用半导体衬底1进行缺陷扫描判断，获得所述半导体设备的小尺寸颗粒缺陷的情况。
作为本发明的优选实施例，在进行缺陷扫描判断完毕后，还可以通过刻蚀工艺将所述氧化层从所述监控用半导体衬底上去除，以实现所述监控用半导体衬底的循环利用，进一步降低监控成本。作为一个实施例，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。
综上，本发明将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺，之后在监控用半导体衬底上形成氧化层，若所述半导体设备异常导致所述监控用半导体衬底上形成小尺寸颗粒缺陷，则该氧化层可将所述小颗粒缺陷放大，使得在后续对该形成有氧化层的监控用半导体衬底进行分析时可以利用现有的缺陷扫描设备判断小尺寸颗粒缺陷的情况。
因此，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，用于在半导体设备进行工艺监控，其特征在于，包括；
提供监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底，所述监控用半导体衬底没有图形；
将所述监控用半导体衬底以及生产用半导体衬底按照相同的半导体工艺流程在所述半导体设备中进行半导体工艺；
在半导体工艺之后，将所述监控用半导体衬底上形成氧化层；
基于形成有氧化层的监控用半导体衬底进行缺陷扫描判断，获得所述半导体设备的小尺寸颗粒缺陷的情况。
2.如权利要求1所述的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，其特征在于，所述监控用半导体衬底以及所述生产用半导体衬底的材质为硅，所述氧化层的材质为氧化硅。
3.如权利要求1所述的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，其特征在于，通过刻蚀工艺将所述氧化层从所述监控用半导体衬底上去除，以实现所述监控用半导体衬底的循环利用。
4.如权利要求3所述的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，其特征在于，所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺。
5.如权利要求1所述的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，其特征在于，所述氧化层的厚度范围为500-2000埃。
6.如权利要求1所述的监控退火设备出现小尺寸颗粒缺陷的方法，其特征在于，所述氧化层利用炉管TEOS工艺制作。
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PB01 Publication
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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