CN112420541B - 晶圆产品源漏退火工艺的监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，包括：步骤一、在当前晶圆上设置多个测试单元，在当前晶圆上完成晶圆产品的源漏注入，源漏注入也同时注入到测试单元中；步骤二、采用应力记忆技术形成一层应力氮化硅；步骤三、进行源漏退火工艺；步骤四、去除应力氮化硅层；步骤五、测试多个测试单元的方块电阻并形成当前晶圆上的测试单元方块电阻面内分布并进而得到源漏退火工艺在当前晶圆上的当前晶圆温度面内分布；步骤六、根据当前晶圆温度面内分布调整晶圆产品的源漏退火工艺以提高下一晶圆温度面内分布的均匀性。本发明能及时对源漏退火工艺的温度面内分布进行监控，能提高晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度，提高晶圆产品良率。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种晶圆产品源漏退火工艺的监控方法。
背景技术
晶圆产品是指由形成于晶圆上的半导体器件组成的产品，在半导体器件的源漏注入完成之后需要进行源漏退火工艺，源漏退火工艺会影响所形成的源区和漏区的导电性能最后会影响器件电阻即源漏电阻和工作电流；同时在结合了应力记忆技术(SMT) 时，在源漏注入完成之后，还会先形成采用SMT的应力氮化硅，之后在进行源漏退火工艺，这时源漏退火工艺还会将应力氮化硅的应力转移到源区和漏区以及栅极结构上并进而影响沟道区的应力，沟道区的应力改变也会影响器件的工作电流。由此可知，源漏退火工艺会影响器件的电阻和工作电流。但是，由于晶圆的尺寸通常较大，各个区域的工艺条件往往会有差别，例如相同的源漏退火工艺参数在晶圆的不同区域所达到的实际温度也有一定的偏差，最后会使得源漏退火工艺后，晶圆产品的电阻和工作电流在面内分布会不均匀。
现有方法中，业界对晶圆产品源漏退火工艺时电阻以及工作电流均匀度的监控是通过直接探针表征方法(DPCV)或晶圆可接受测试(WAT)获得。当晶圆通过直接探针表征方法或可接受测试测得电阻以及工作电流均匀度存在问题时，会对源漏退火工艺的退火温度进行调整，以保证饱和工作电流的均匀性。但晶圆产品经过源漏退火工艺到最后晶圆可接受测试需要时间，不能实时反馈调节。也即，进行DPCV和WAT测试时，需要在晶圆上完成了晶圆产品的所有工序，一片晶圆完成了所有工序时，后续多片晶圆早已经完成了源漏退火工艺，这使得在经过DPCV和WAT测试发现问题时，已经有很多晶圆完成了源漏退火工艺，这样会造成很多晶圆上的晶圆产品都会出现相同的问题，最后势必会影响产品的良率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，能在源漏退火工艺完成后即可实时对源漏退火工艺的温度面内分布进行监控并能及时作出调整，从而能使下一晶圆温度面内分布的均匀性得到提高，最后能提高晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度，提高晶圆产品良率。
为解决上述技术问题，本发明提供的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法包括如下步骤：
步骤一、在当前晶圆上设置多个测试单元，在所述当前晶圆上完成晶圆产品的源漏注入，所述源漏注入也同时注入到所述测试单元中。
步骤二、采用应力记忆技术在所述当前晶圆表面形成一层应力氮化硅。
步骤三、对所述当前晶圆进行所述晶圆产品的源漏退火工艺。
步骤四、去除所述当前晶圆上的所述应力氮化硅层。
步骤五、测试各所述测试单元的方块电阻并形成所述当前晶圆上的测试单元方块电阻面内分布并通过所述测试单元方块电阻面内分布得到所述晶圆产品的源漏退火工艺在所述当前晶圆上的当前晶圆温度面内分布。
步骤六、根据所述当前晶圆温度面内分布调整所述晶圆产品的源漏退火工艺以提高下一晶圆温度面内分布的均匀性。
进一步的改进是，同一种所述晶圆产品在多片晶圆上生产，在步骤六完成后，以所述下一晶圆作为所述当前晶圆，重复步骤一至步骤六。
进一步的改进是，所述当前晶圆由半导体衬底组成，所述下一晶圆和所述当前晶圆相同。
进一步的改进是，所述半导体衬底包括硅衬底。
进一步的改进是，所述晶圆产品的半导体器件包括逻辑器件或存储器件。
进一步的改进是，所述半导体器件包括栅极结构，所述源漏注入自对准在所述栅极结构两侧形成源区和漏区；沟道区位于所述源区和所述漏区之前且被所述栅极结构覆盖。
进一步的改进是，所述栅极结构包括依次叠加的栅介质层和栅极导电材料层。
进一步的改进是，所述栅介质层为栅氧化层，或者所述栅介质层为高介电常数层。
进一步的改进是，所述栅极导电材料层为多晶硅栅或者为金属栅。
进一步的改进是，步骤五中，采用四探针法测量所述测试单元的方块电阻。
进一步的改进是，步骤一、所述测试单元设置在所述当前晶圆的切割带上。
进一步的改进是，所述切割带的宽度大于等于65μm。
进一步的改进是，各所述测试单元的尺寸大于等于3mm*65μm。
进一步的改进是，所述测试单元均匀分布在所述当前晶圆上。
进一步的改进是，所述测试单元在所述当前晶圆上的分布位置包括上部、下部、左部、右部和中部。
进一步的改进是，所述当前晶圆上的所述测试单元的个数大于等于10。
进一步的改进是，所述半导体器件的技术节点包括32nm、28nm、22nm和20nm以下。
进一步的改进是，步骤三中，所述晶圆产品的源漏退火工艺的温度为900℃～1060℃，退火方式包括尖峰退火、均温退火。
本发明通过在当前晶圆上设置测试单元，能够在源漏退火工艺完成后通过对测试单元进行方块电阻测试能得到测试单元方块电阻面内分布并进而得到当前晶圆上的当前晶圆温度面内分布，所以，本发明能在源漏退火工艺完成后及时得到当前晶圆温度面内分布，这样能对晶圆产品的源漏退火工艺作出及时调整，也即能在下一晶圆进行源漏退火工艺之前就可对晶圆产品的源漏退火工艺进行调整，这样就能提高后续晶圆源漏退火工艺的温度均匀分布均匀性，并进而提高后续晶圆上生产的晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度，从而能提高产品良率。
本发明还能通过对每一片晶圆都进行监控，也即在下一晶圆进行源漏退火工艺时也循环步骤一至步骤六，则能保证对除首片晶圆外的所有晶圆的源漏退火工艺作出很好的调整，能最大限度的提高相同晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度如不同批次(lot)间、同一批次的不同晶圆片间以及同一晶圆片内的晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例晶圆产品源漏退火工艺的监控方法的流程图；
图2是本发明实施例中当前晶圆的曝光单元和裸芯片分布图；
图3是本发明实施例中切割带及测试单元结构图。
具体实施方式
如图1所示，是本发明实施例晶圆产品源漏退火工艺的监控方法的流程图；如图 2所示，是本发明实施例中当前晶圆101的曝光单元和裸芯片分布图；如图3所示，是本发明实施例中切割带及测试单元结构图；本发明实施例晶圆产品源漏退火工艺的监控方法包括如下步骤：
步骤一、在当前晶圆101上设置多个测试单元2，在所述当前晶圆101上完成晶圆产品的源漏注入，所述源漏注入也同时注入到所述测试单元2中。
本发明实施例中，所述测试单元2设置在所述当前晶圆101的切割带上。由图3 所示可知，所述测试单元2设置在所述切割带1上。
所述切割带的宽度大于等于65μm。
各所述测试单元2的尺寸大于等于3mm*65μm。
所述测试单元2均匀分布在所述当前晶圆101上。所述测试单元2在所述当前晶圆101上的分布位置包括上部、下部、左部、右部和中部。所述当前晶圆101上的所述测试单元2的个数大于等于10。
步骤二、采用应力记忆技术在所述当前晶圆101表面形成一层应力氮化硅。
步骤三、对所述当前晶圆101进行所述晶圆产品的源漏退火工艺。
本发明实施例中，所述晶圆产品的源漏退火工艺的温度为900℃～1060℃，退火方式包括尖峰退火、均温退火。
步骤四、去除所述当前晶圆101上的所述应力氮化硅层。
步骤五、测试各所述测试单元2的方块电阻并形成所述当前晶圆101上的测试单元2方块电阻面内分布并通过所述测试单元2方块电阻面内分布得到所述晶圆产品的源漏退火工艺在所述当前晶圆101上的当前晶圆101温度面内分布。
本发明实施例中，采用四探针法测量所述测试单元2的方块电阻。
步骤六、根据所述当前晶圆101温度面内分布调整所述晶圆产品的源漏退火工艺以提高下一晶圆温度面内分布的均匀性。
更优选择为，同一种所述晶圆产品在多片晶圆上生产，在步骤六完成后，以所述下一晶圆作为所述当前晶圆101，重复步骤一至步骤六。
本发明实施例中，所述当前晶圆101由半导体衬底组成，所述下一晶圆和所述当前晶圆101相同。
所述半导体衬底包括硅衬底。
所述晶圆产品的半导体器件包括逻辑器件或存储器件。所述半导体器件的技术节点包括32nm、28nm、22nm和20nm以下。如图2所示，在所述当前晶圆101上集成由多个所述晶圆产品对应的芯片102，芯片102之间设置有切割带1，当晶圆101切割后就会得到各个独立的芯片102。由于所述当前晶圆101的面积比较大，通常需要分多次曝光才能实现所述当前晶圆101上的所有晶圆产品的半导体器件的曝光。
所述半导体器件包括栅极结构，所述源漏注入自对准在所述栅极结构两侧形成源区和漏区；沟道区位于所述源区和所述漏区之前且被所述栅极结构覆盖。
所述栅极结构包括依次叠加的栅介质层和栅极导电材料层。
所述栅介质层为栅氧化层，或者所述栅介质层为高介电常数层。
所述栅极导电材料层为多晶硅栅或者为金属栅。
本发明实施例通过在当前晶圆101上设置测试单元2，能够在源漏退火工艺完成后通过对测试单元2进行方块电阻测试能得到测试单元2方块电阻面内分布并进而得到当前晶圆101上的当前晶圆101温度面内分布，所以，本发明实施例能在源漏退火工艺完成后及时得到当前晶圆101温度面内分布，这样能对晶圆产品的源漏退火工艺作出及时调整，也即能在下一晶圆进行源漏退火工艺之前就可对晶圆产品的源漏退火工艺进行调整，这样就能提高后续晶圆源漏退火工艺的温度均匀分布均匀性，并进而提高后续晶圆上生产的晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度，从而能提高产品良率。
本发明实施例还能通过对每一片晶圆都进行监控，也即在下一晶圆进行源漏退火工艺时也循环步骤一至步骤六，则能保证对除首片晶圆外的所有晶圆的源漏退火工艺作出很好的调整，能最大限度的提高相同晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度如不同批次(lot)间、同一批次的不同晶圆片间以及同一晶圆片内的晶圆产品的电阻和工作电流的均匀度。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、在当前晶圆上设置多个测试单元，在所述当前晶圆上完成晶圆产品的源漏注入，所述源漏注入也同时注入到所述测试单元中；
所述测试单元设置在所述当前晶圆的切割带上；
步骤二、采用应力记忆技术在所述当前晶圆表面形成一层应力氮化硅；
步骤三、对所述当前晶圆进行所述晶圆产品的源漏退火工艺；
步骤四、去除所述当前晶圆上的所述应力氮化硅层；
步骤五、测试各所述测试单元的方块电阻并形成所述当前晶圆上的测试单元方块电阻面内分布并通过所述测试单元方块电阻面内分布得到所述晶圆产品的源漏退火工艺在所述当前晶圆上的当前晶圆温度面内分布；
步骤六、根据所述当前晶圆温度面内分布调整所述晶圆产品的源漏退火工艺以提高下一晶圆温度面内分布的均匀性。
2.如权利要求1所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：同一种所述晶圆产品在多片晶圆上生产，在步骤六完成后，以所述下一晶圆作为所述当前晶圆，重复步骤一至步骤六。
3.如权利要求2所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述当前晶圆由半导体衬底组成，所述下一晶圆和所述当前晶圆相同。
4.如权利要求3所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述半导体衬底包括硅衬底。
5.如权利要求4所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述晶圆产品的半导体器件包括逻辑器件或存储器件。
6.如权利要求5所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述半导体器件包括栅极结构，所述源漏注入自对准在所述栅极结构两侧形成源区和漏区；沟道区位于所述源区和所述漏区之间且被所述栅极结构覆盖。
7.如权利要求6所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述栅极结构包括依次叠加的栅介质层和栅极导电材料层。
8.如权利要求7所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述栅介质层为栅氧化层。
9.如权利要求7所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述栅介质层为高介电常数层。
10.如权利要求7所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述栅极导电材料层为多晶硅栅或者为金属栅。
11.如权利要求1所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：步骤五中，采用四探针法测量所述测试单元的方块电阻。
12.如权利要求1所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述切割带的宽度大于等于65μm。
13.如权利要求12所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：各所述测试单元的尺寸大于等于3mm*65μm。
14.如权利要求1所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述测试单元均匀分布在所述当前晶圆上。
15.如权利要求14所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述测试单元在所述当前晶圆上的分布位置包括上部、下部、左部、右部和中部。
16.如权利要求14或15所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述当前晶圆上的所述测试单元的个数大于等于10。
17.如权利要求5所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：所述半导体器件的技术节点包括32nm、28nm、22nm和20nm以下。
18.如权利要求1所述的晶圆产品源漏退火工艺的监控方法，其特征在于：步骤三中，所述晶圆产品的源漏退火工艺的温度为900℃～1060℃。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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