[发明专利]原位水汽生成工艺实时检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，且特别涉及原位水汽生成工艺实时检测方法。 

背景技术

原位水汽生成(In-Situ Steam Generation，ISSG)方法是一种通过高温水汽氛围来生长氧化层的工艺，其生长氧化层的速度较快，并且，采用原位水汽生成方法所生长出的栅氧化膜，相对于采用炉管湿法氧化而获得的栅氧化膜，有着更为突出的电学性能。具体来说，在采用快速热制程(RTP)设备执行原位水汽生成方法时，升降温的速度较快，同时作为单晶圆工艺设备的快速热制程设备，相对于通常同时氧化几十片晶圆的炉管，快速热制程设备中的晶圆接触到的气体源比较充分，也使得氧化层的生长速度较快，因此，使用快速热制程设备进行原位水汽生长的制程时间比较短。虽然高掺杂的公共源极区使得氧原子更容易透过其扩散，但因为制程时间较短，氧原子并没有足够的时间与硅反应以形成氧化硅，相应地，掺杂区域和非掺杂区域的氧化反应速度就相差不大。因此，通过所述原位水汽生成的方法可以精确地控制高掺杂的公共源极区氧化层生长的厚度。此外，原位水汽生成工艺为低压制程，其生长的氧化层的厚度也比较均匀，从而可以改善微笑效应。 

总而言之，原位水汽生成方法在深亚微米集成电路器件制造中具有广阔应用前景。关于原位水汽生成方法的制作工艺，可进一步参考申请号为200910196205.0、名称为“分裂栅间氧化层的制造方法”的中国专利申请。 

采用原位水汽生成工艺时，通常通过对其所生长氧化层的厚度进行监控和检测，进而实现对原位水汽生成工艺的控制。目前，通常采用光学量测的方法，例如采用KLV F5X等光学机台，对原位水汽生成工艺中所生长的氧化层进行检测，然而采用光学机台进行检测，具有较多限制条件，受环境影响也较为明显， 膜层结构越复杂，光学检测越难，可靠性也越低，往往无法在氧化层生长停止之后进行测量得到可靠结果，从而无法起到对工艺生产过程进行实时有效监测和调整的作用。 

发明内容

本发明提出一种原位水汽生成工艺实时检测方法，能够实时有效地对工艺中氧化层的生长进行检测，实施简便，结果更为稳定和精确，节约了工艺时间，提高了生产效率。 

为了实现上述技术目的，本发明提出一种原位水汽生成工艺实时检测方法，包括：采用Quantox测量机台对多层膜结构中总的氧化层厚度进行多次测量，并分别记录所述氧化层厚度及其对应的氧化时间；根据所述氧化层厚度T与所述氧化时间t的关系满足：T＝k*t+m，判断所随后工艺中的氧化层厚度T与对应的氧化时间t是否满足相同的线形关系；若所测量的多个氧化层厚度T与其对应的氧化时间t不满足相同的线形关系，对氧化层的生长进行调整，并重复上述步骤，直至氧化层厚度T与其各自对应的氧化时间t满足相同的线形关系。 

可选的，对于相同的膜层结构，所述氧化层厚度T与所述氧化时间t的线性比率k仅与用于生长氧化层的第一材料层的氧化率有关。 

可选的，所述第一材料层为氮化硅。 

可选的，至少采用Quantox测量机台测量三组氧化层厚度及其对应的氧化时间。 

可选的，所述判断所测量的氧化层厚度T与对应的氧化时间t是否满足相同的线形关系包括：分别根据所测量的氧化层厚度T和对应的氧化时间t计算其对应的线形比率k，当所计算的线形比率k相同时，则所述氧化层厚度T与对应的氧化时间t满足相同的线形关系。 

可选的，所述判断所测量的氧化层厚度T与对应的氧化时间t是否满足相同的线形关系包括：根据所测量的任意两组氧化层厚度及其对应的氧化时间的值，绘出线性曲线；当所测量的其它氧化层厚度及其对应的氧化时间落在所绘出的线性曲线或其延长线上时，则氧化层厚度T与对应的氧化时间t满足相同的线性关系。 

可选的，所述测量的多组氧化层厚度T与其对应的氧化时间t不满足相同的线形关系包括：各组氧化层厚度T与其对应的氧化时间t之间的线性比率相差很大。 

本发明的有益效果为：相对于常规的光学检测方法，尤其对于多层膜结构，不仅实施简便，而且结果更为稳定和精确，能够有效地对原位水汽生成工艺是否稳定进行判断和监控，既节约了工艺时间，也提高了生产效率。 

附图说明

图1为本发明阶梯状氧化层场板制作方法一种实施方式的流程示意图； 

图2为图1所示步骤S11一种具体实施方式的剖面示意图； 

图3为氧化层厚度T与对应的氧化时间t的线性曲线图。 

具体实施方式