[发明专利]设备去除率监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体设备去除率的监测方法。

背景技术

在半导体制造领域，设备的去除率是一项非常重要的监测指标，其不仅能够用于对设备本身性能的监测反馈，而且对去除工艺的终点选择有很大影响。在大多数工厂，大多数时候会使用晶圆表面的覆盖薄膜层(Blanket Film)的去除率作为被监测对象。然而，由于覆盖薄膜层的监测晶圆与图案化的生产晶圆(production wafer)之间存在差异，设备去除率异常的检出率往往比较低。

一般而言，还可以采用图案化的短环晶圆(short loop wafer)作为监测对象，因为其相对生产晶圆而言只存在非常小的差异，因此具有更大的设备异常检出率敏感性。然而，采用图案化的短环晶圆作为监测对象会导致生产成本大幅增加，这是因为：首先，图案化的晶圆较难被循环再利用，或者循环再利用的成本和时间消耗较大；其次，图案化的晶圆需要更多的制备时间，由此导致该晶圆循环周期的时间延长。

发明内容

本发明的目的在于提出一种更优选的设备去除率监测方法。

本发明所采用的技术手段是：一种设备去除率监测方法，通过预定时间内晶圆上的待去除层的厚度去除量除以所述预定时间，得到所述去除率，其中：所述晶圆为生产晶圆，所述生产晶圆包括衬底，位于衬底上的停止层，形成在停止层上的待去除层。

更进一步的，所述待去除层为待蚀刻层，所述待蚀刻层上形成有图案化的掩膜层。

首先测量待蚀刻层的厚度PRE；然后采用干法蚀刻设备对所述图案化的掩膜层暴露的待蚀刻层进行蚀刻，同时并采用终点侦测设备监测蚀刻过程，并使得对待蚀刻层的蚀刻过程停止在停止层上；收集蚀刻过程进行的时间T_EPD，并计算去除率ER＝PRE/T_EPD。

首先测量待蚀刻层的厚度PRE；然后采用蚀刻设备对所述图案化的掩膜层暴露的待蚀刻层进行蚀刻，仅对部分厚度待蚀刻层进行蚀刻，蚀刻停止于待蚀刻层本身；同时采用高级过程控制设备监测蚀刻过程并得到蚀刻过程进行的时间T_EPD；测量此时被暴露的待蚀刻层的剩余厚度POS，并计算去除率ER＝(PRE-POS)/T_EPD。

优选的，所述待蚀刻层由两个以上单层复合叠加形成，独立计算每个单层的去除率。

当所述待蚀刻层由两个以上单层复合叠加形成时，蚀刻前首先测量待蚀刻层中各个单层的厚度PRE₁、PRE₂......PRE_n；然后采用干法蚀刻设备对所述图案化的掩膜层暴露的各个单层依次进行蚀刻，同时并采用终点侦测设备监测蚀刻过程，并使得对待蚀刻层的蚀刻过程停止在停止层上；从终点侦测设备中收集各个单层的蚀刻时间T_EPD1、T_EPD2......T_EPDn，并计算各单层的去除率：

ER₁＝PRE₁/T_EPD1；

ER₂＝PRE₂/T_EPD2；

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ER_n＝PRE_n/T_EPDn。

当所述待蚀刻层由两个以上单层复合叠加形成时，蚀刻前首先测量待蚀刻层中各个单层的厚度PRE₁、PRE₂......PRE_n；然后采用干法蚀刻设备对所述图案化的掩膜层暴露的各个单层依次进行蚀刻，同时并采用终点侦测设备以及高级过程控制设备监测蚀刻过程，并使得对待蚀刻层的蚀刻过程停止在最接近停止层的单层本身；从终点侦测设备以及高级过程控制设备中收集各个单层的蚀刻时间T_EPD1、T_EPD2......T_EPDn，测量此时被暴露的最接近停止层的单层的剩余厚度POS_n，并计算各单层的去除率：

ER₁＝PRE₁/T_EPD1；

ER₂＝PRE₂/T_EPD2；

......