机台监测方法与流程

专利检索2025-12-02  1


本申请涉及半导体制造领域,尤其是涉及一种机台监测方法。


背景技术:

1、离子注入(implantation)是半导体制造工艺中的一种关键技术。在半导体制造工艺中,为了保持离子注入过程的稳定性,需要定期对机台进行监测。

2、目前,高剂量的离子注入工艺常用电阻(rs)检测法对机台进行监测,低剂量的普通离子注入常用热波(thermal wave,简称tw)检测法对机台进行监测。

3、然而,先进制程往往会引入高剂量的共离子注入来控制掺杂离子的分布,这些离子由于自身特性在进行快速热退火之后材料不会产生导电性能,导致离子注入实际情况难以通过电阻检测法或热波检测法进行监测,进而给不同机台之间的工作匹配增加了难度。


技术实现思路

1、基于此,本申请提供一种机台监测方法,包括:

2、提供机台组,机台组包括同种机型的多个机台;提供与机台一一对应的多个测试晶圆,测试晶圆包括第一衬底;

3、采用多个机台于对应的第一衬底上分别形成离子植入层;

4、对各离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺,并获取各离子植入层剩余的多个第一厚度;

5、根据多个第一厚度判断机台组中的多个机台是否匹配。

6、在一些实施例中,去除工艺包括化学机械抛光工艺。

7、在一些实施例中,根据多个第一厚度判断机台组中的多个机台是否匹配,包括:

8、获取预设剩余厚度范围;

9、将多个第一厚度与预设剩余厚度范围进行对比;若第一厚度超出预设剩余厚度范围,判断第一厚度对应的机台与同一机台组中的其他机台不匹配。

10、在一些实施例中,判断第一厚度对应的机台与同一机台组中的其他机台不匹配之后,还包括:对剩余离子植入层重复进行预设工艺时间的去除工艺,直至离子植入层剩余的厚度未超出预设剩余厚度范围。

11、在一些实施例中,采用多个机台于对应的第一衬底上形成多个离子植入层,包括:

12、于多个第一衬底上一一对应地形成多个半导体材料层;

13、采用多个机台对各半导体材料层远离第一衬底的表面进行离子注入工艺,以于各半导体材料层内远离第一衬底的一侧形成离子植入层。

14、在一些实施例中,离子注入工艺包括共离子注入工艺。共离子注入工艺过程中采用的注入离子包括碳、锗、氟及氮中的至少两种。离子植入层包括:碳锗与活性离子共掺杂半导体材料层、碳氟与活性离子共掺杂半导体材料层、碳氮与活性离子共掺杂半导体材料层、锗氟与活性离子共掺杂半导体材料层、锗氮与活性离子共掺杂半导体材料层或氟氮与活性离子共掺杂半导体材料层;其中,活性离子包括硼、磷或砷。

15、在一些实施例中,采用外延生长工艺于多个第一衬底上一一对应地形成多个半导体材料层;半导体材料层包括二氧化硅层和氮化硅层中的至少一种。

16、在一些实施例中,半导体材料层的厚度大于离子注入工艺的预设注入深度。

17、在一些实施例中,对各离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺,并获取各离子植入层剩余的多个第一厚度之后,机台监测方法还包括:

18、对保留的多个半导体材料层远离对应第一衬底的表面进行平坦化处理。

19、在一些实施例中,采用化学机械抛光机执行化学机械抛光工艺;

20、对各离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺之前,机台监测方法还包括:

21、提供对照晶圆,对照晶圆包括第二衬底;

22、于第二衬底上形成待去除层;

23、采用化学机械抛光机对待去除层进行预设工艺时间的化学机械抛光工艺,并获取待去除层剩余的第二厚度;

24、将第二厚度与标准剩余厚度进行对比,以判断化学机械抛光机是否处于正常状态。

25、本申请具有如下意想不到的技术效果:

26、本申请实施例中,提供与机台组中的多个机台一一对应的多个测试晶圆,各测试晶圆均包括第一衬底;采用前述的多个机台对各自对应的测试晶圆的第一衬底进行掺杂,以于对应的第一衬底上形成离子植入层。之后,对各离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺,并获取各离子植入层经过去除工艺后剩余的多个第一厚度,从而可以根据各第一厚度来判断对应机台对衬底的掺杂情况,并据此判断机台组中的多个机台是否匹配。这样,通过获取机台组中的机台正常工作时各离子植入层经过预设工艺时间的去除工艺后剩余的预设剩余厚度范围,将任一机台剩余的第一厚度与相应地预设剩余厚度范围作比较。如此,通过比较易测量的任一机台剩余的第一厚度与预设剩余厚度范围,当该机台组中任一机台剩余的第一厚度超出该预设剩余厚度范围时,说明该去除速率所对应的机台与同一机台组的其他机台不匹配。因此,本申请实施例可以用于测试机台组中各机台之间是否能够匹配,实现快速准确定位出不匹配的机台,有利于确保各种参数的稳定。

27、本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。



技术特征:

1.一种机台监测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的机台监测方法,其特征在于,所述去除工艺包括化学机械抛光工艺。

3.根据权利要求1所述的机台监测方法,其特征在于,所述根据多个第一厚度判断所述机台组中的多个所述机台是否匹配,包括:

4.根据权利要求3所述的机台监测方法,其特征在于,所述判断所述第一厚度对应的所述机台与同一所述机台组中的其他所述机台不匹配之后,还包括:对剩余离子植入层重复进行预设工艺时间的去除工艺,直至所述离子植入层剩余的厚度未超出所述预设剩余厚度范围。

5.根据权利要求1所述的机台监测方法,其特征在于,所述采用多个所述机台于对应的所述第一衬底上形成多个离子植入层,包括:

6.根据权利要求5所述的机台监测方法,其特征在于,所述离子注入工艺包括共离子注入工艺;所述共离子注入工艺过程中采用的注入离子包括:碳、锗、氟及氮中的至少两种;所述离子植入层包括:碳锗与活性离子共掺杂半导体材料层、碳氟与活性离子共掺杂半导体材料层、碳氮与活性离子共掺杂半导体材料层、锗氟与活性离子共掺杂半导体材料层、锗氮与活性离子共掺杂半导体材料层或氟氮与活性离子共掺杂半导体材料层;其中,活性离子包括硼、磷或砷。

7.根据权利要求5所述的机台监测方法,其特征在于,采用外延生长工艺于多个所述第一衬底上一一对应地形成多个所述半导体材料层;所述半导体材料层包括二氧化硅层和氮化硅层中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的机台监测方法,其特征在于,所述半导体材料层的厚度大于所述离子注入工艺的预设注入深度。

9.根据权利要求8所述的机台监测方法,其特征在于,所述对各所述离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺,并获取各所述离子植入层剩余的多个第一厚度之后,所述机台监测方法还包括:

10.根据权利要求2所述的机台监测方法,其特征在于,采用化学机械抛光机执行所述化学机械抛光工艺;


技术总结
本申请涉及一种机台监测方法,该机台监测方法包括:提供机台组,机台组包括同种机型的多个机台;提供与机台一一对应的多个测试晶圆,测试晶圆包括第一衬底;采用多个机台于对应的第一衬底上形成多个离子植入层;对各离子植入层进行预设工艺时间的去除工艺,并获取各离子植入层剩余的多个第一厚度;根据多个第一厚度判断机台组中的多个机台是否匹配。该机台监测方法可以判断机台组中的多个机台是否匹配,确保工艺制程的稳定。

技术研发人员:刁勤超,方晓宇,郭宜婷,程挚,朱正浩
受保护的技术使用者:合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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