[发明专利]监控退火机台温度的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及半导体工艺监控方法，尤其涉及一种监控退火机台温度的方法。

【背景技术】

随着半导体制程的不断发展，金属硅化物作为一种可以降低接触电阻的介质层使用越来越普遍。对半导体工艺中退火机台温度的监控需要有效的方法，目前退火机台温度监控普遍使用注入控片，先期进行离子注入，然后退火激活后测量方块电阻，方块电阻对退火机台具有一定的敏感性，因此方块电阻的变化可以反应出退火温度的变化，但是注入控片通常需要在较高的温度下(＞950℃)才可以激活并具有较高的敏感性，监控温度的范围高于950℃，对低于此温度的退火机台温度监控缺乏一种有效的控制手段。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种用于低温监控的监控退火机台温度的方法。

一种监控退火机台温度的方法，包括下列步骤：

在晶圆片表面形成钴金属层，与钴金属保护层；

对所述晶圆片进行退火工艺，以形成钴硅化物层；

对所述晶圆片进行刻蚀工艺，移除未反应形成钴硅化物层的所述钴金属层后，测量所述钴硅化物层的电阻值；

根据电阻值与温度值的对应关系数据库，得出监控温度值，再根据该监控温度值监控退火机台温度。

优选地，防止所述钴金属被氧化的所述钴金属保护层覆盖于所述钴金属层。

优选地，所述钴金属保护层为钛层或氮化钛层或钛层和氮化钛层结合。

优选地，所述钴金属层厚度为

优选地，所述钛层厚度为

优选地，所述氮化钛层厚度为

优选地，所述钛层和氮化钛层结合为所述钛层覆盖于所述氮化钛层，所述氮化钛层覆盖于所述钛层。

优选地，所述监控温度值为550℃～610℃。

优选地，所述钴金属层采用低温化学气相沉积或物理气相沉积制得。

优选地，所述退火工艺采用500℃～900℃的退火温度进行快速退火。

上述监控退火机台温度的方法，采用钴金属沉积在晶圆片上经退火工艺和刻蚀工艺处理后，测量其形成的钴硅化物方块电阻值，并利用所述钴硅化物方块电阻与温度值的对应关系获取对应温度值，再利用该温度值实现对退火机台温度的监控，因钴硅化物的方块电阻对退火温度敏感区间为500℃～900℃，该温度区间在退火机台温度监控中属于低温范畴，因此实现了退火机台的低温监控实现了低温退火机台温度的监控，保证退火机台低温温度的稳定。

【附图说明】

图1为一实施例中钴金属层与钴金属保护层剖面示意图。

图2为另一实施例中钴金属层与钴金属保护层剖面示意图。

图3为另一实施例中钴金属层与钴金属保护层剖面示意图。

图4为一实施例的钴硅化物方块电阻与温度关系曲线图。

【具体实施方式】

在半导体工艺进入0.18微米以下制程的时候，钴硅化物(Co Salicide)作为一种新型的金属硅化物而广泛使用。与钛硅化物(Ti Salicide)最大的不同在于，Co Salicide的退火温度较低，在500℃～900℃之间，这样的温度区间对快速退火机台属于低温控制范畴。Co Salicide发生相转变(从高阻相CoSi转变成低阻相CoSi₂)的温度区间为550℃～610℃，因此钴硅化物层方块电阻阻值会发生很大的变化，即钴硅化物方块电阻对这个区间的退火温度非常敏感。其中，Co Salicide相转变温度区间的中心温度为570℃。

一种监控退火机台温度的方法，包括以下步骤：

(1)在监控晶圆片表面沉积钴(Co)金属层与钴(Co)金属保护层；

如图1为一实施例中钴金属层30与钴金属保护层20剖面示意图。沉积前，需对监控晶圆片进行处理，必须保证沉积前的控制片上没有SiO₂残留，必须是洁净的Si表面。否则的话，钴就不会与Si进行反应生成金属硅化物。对监控晶圆片处理后，在监控晶圆片表面采用化学气相沉积法或物理气相沉积法将钴金属沉积于晶圆片表面形成钴金属层30，同时在钴金属层30表面沉积钴金属保护层20，因为钴金属对用氧环境比较敏感，采用钴金属保护层来保护钴金属不被氧化。钴金属保护层20可以为钛(Ti)层21、氮化钛(TiN)层23、钛(Ti)层21和氮化钛层(TiN)23的结合或其他防钴金属被氧化的材料。钴金属层30沉积的厚度一般为TiN层23沉积的厚度一般为Ti层21沉积厚度一般为左右。采用上述厚度范围，既能够控制成本，又便于测得阻值。