一种激光退火机台退火温度的监控方法技术

本发明专利技术提供一种激光退火机台退火温度的监控方法，在待测晶圆上形成零标记层图形；对待测晶圆表面进行离子注入和激光退火工艺；量测待测晶圆在Z方向上的电阻，获得电阻测量值；在待测晶圆上形成套刻层图形；量测零标记层图形和套刻层图形之间的套刻精度，获得X方向值和Y方向值；根据量测的X方向值、Y方向值以及电阻测量值，调整激光退火机台的退火温度。本发明专利技术实现了对激光退火机台三维方向的监控，可以提前预测片内激光退火温度波动对后续工艺光刻层套刻精度的影响，进而及时调整激光退火温度的均一性，改善产品的套刻精度，提高产品良率。率。率。

A monitoring method for annealing temperature of laser annealing machine

【技术实现步骤摘要】
一种激光退火机台退火温度的监控方法


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，具体涉及一种激光退火机台退火温度的监控方法。

技术介绍

[0002]随着大规模的集成电路技术的不断发展，CMOS器件的尺寸不断地减小，结深也越来越浅，这就对热扩散提出更为严格的要求。双波长激光退火拥有着温度高停留时间短的优势而被广泛应用。
[0003]目前，业界对激光退火温度波动的监控是通过利用量测硅片的Z方向上的电阻变的化来实现的，如图1所示。但激光温度波动对二维平面上的影响，比如对后续光刻工艺套刻精度(OVL)X/Y方向的影响，仅仅通过监测电阻的方法无法实现，而目前业界并没有提前监控这种影响的解决方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种激光退火机台退火温度的监控方法，用以实现对激光退火机台退火温度三维方向的监控。
[0005]本专利技术提供一种激光退火机台退火温度的监控方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、在待测晶圆上形成零标记层图形；
[0007]步骤二、对所述待测晶圆表面进行离子注入和激光退火工艺；
[0008]步骤三、量测所述待测晶圆在Z方向上的电阻，获得电阻测量值；
[0009]步骤四、在所述待测晶圆上形成套刻层图形；
[0010]步骤五、量测所述零标记层图形和所述套刻层图形之间的套刻精度，获得X方向值和Y方向值；
[0011]步骤六、根据量测的所述X方向值、所述Y方向值以及所述电阻测量值，调整所述激光退火机台的退火温度。
[0012]优选地，步骤一包括如下步骤：
[0013]步骤a、提供待测晶圆，在所述待测晶圆表面生长一垫氧化层，在所述垫氧化层表面生长一氮化硅掩膜层；
[0014]步骤b、在所述氮化硅掩膜层表面涂布零标记层光刻胶并进行曝光和显影；
[0015]步骤c、以所述零标记层光刻胶为掩膜，利用等离子刻蚀法在所述晶圆中刻蚀形成沟槽，然后采用湿法清洗工艺去除所述零标记层光刻胶和刻蚀残余物；
[0016]步骤d、在所述沟槽中填充氧化物并对所述氧化物进行退火，由填充于所述沟槽中的所述氧化物组成所述零标记层图形。
[0017]优选地，步骤a中所述衬垫氧化层采用炉管工艺形成，反应温度为700C
‑
900C，厚度为20A～100A；所述氮化硅掩膜层采用炉管工艺形成，反应温度为700C
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800C，厚度为20A～90A。
[0018]优选地，步骤b中所述零标记层光刻胶的厚度为12000A～23000A。
[0019]优选地，步骤c中所述沟槽的深度为1200A～3500A。
[0020]优选地，步骤d中在生长所述氧化物填充所述沟槽的同时，所述氧化物还会延伸到所述沟槽外的所述氮化硅掩膜层表面；
[0021]之后还包括采用以所述氮化硅掩膜层为刻蚀停止层的化学机械研磨工艺的步骤，化学机械研磨工艺后所述沟槽外的所述氧化物被去除；
[0022]之后还包括去除所述氮化硅掩膜层和所述垫氧化层的步骤。
[0023]优选地，步步骤d中所述氧化物采用高密度等离子工艺或者采用高纵横比工艺生长，厚度为3000A～6000A。
[0024]优选地，步骤d中所述对氧化物退火的温度范围为800C
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1200℃，时间为0.5h～5h。
[0025]优选地，步骤二中所述离子注入的杂质离子为硼，剂量为1E15～5E15，能量为3K～10K。
[0026]优选地，步骤二中所述激光退火的温度为1100C
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1200C，扫描方式包括弧形扫描和直线扫描。
[0027]优选地，步骤三中所述电阻的量测采用四探针法。
[0028]优选地，步骤四中采用涂布套刻层光刻胶并进行曝光和显影形成由显影后的所述套刻层光刻胶组成的套刻层图形。
[0029]优选地，所述套刻层光刻胶的厚度为1000A～4000A。
[0030]优选地，步骤五中量测套刻精度采用的是先进图像量度型标识。
[0031]优选地，所述零标记层图形和所述套刻层图形包括多个，单个尺寸都为长8um～16um，宽1um～5um。
[0032]本专利技术先在测试晶圆上形成零标记层图形，之后进行离子注入和激光退火工艺，接着量测待测晶圆在Z方向上的电阻，获得电阻测量值，之后再形成一层套刻层图形，之后量测所述零标记层图形和所述套刻层图形之间的套刻精度，获得X方向值和Y方向值，从而实现对激光退火机台三维方向的监控。本专利技术能提前预测片内激光退火温度波动对后续工艺光刻层刻套精度的影响，然后根据量测的X方向值、Y方向值以及电阻测量值及时调整激光退火机台退火温度的均一性，达到改善产品的套刻精度和提高产品良率的技术效果。
附图说明
[0033]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0034]图1显示为激光退火机台脱机状态电阻图；
[0035]图2显示为激光退火温度不均一性使套刻精度异常的示意图；
[0036]图3显示为本专利技术实施例的激光退火机台退火温度的监控方法的流程图；
[0037]图4
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图14显示为本专利技术实施例方法各步骤中的器件结构示意图；
[0038]图15显示为本专利技术实施例的激光退火温度均一使套刻精度正常的示意图。
具体实施方式
[0039]以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下
文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0040]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0041]除非上下文明确要求，否则整个申请文件中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0042]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0043]激光退火温度不均一性会对后续光刻工艺套刻精度(OVL)X/Y方向有一定程度的响应，如图1中框11对应的激光退火温度分布造成图2中产品OVL X/Y方向的异常分布。如果能在产品片进行激光退火之前，通过量测X/Y方向的套刻精度以及Z方向的电阻值，实现了对激光退火机台三维方向的监控，及时调整激光退火温度以及均匀度，这样不仅会改善产品片的套刻精度，也会提高产品片的良率。因此，本专利技术提出一种激光退火机台退火温度的监控方法。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0044]如图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在待测晶圆上形成零标记层图形；步骤二、对所述待测晶圆表面进行离子注入和激光退火工艺；步骤三、量测所述待测晶圆在Z方向上的电阻，获得电阻测量值；步骤四、在所述待测晶圆上形成套刻层图形；步骤五、量测所述零标记层图形和所述套刻层图形之间的套刻精度，获得X方向值和Y方向值；步骤六、根据量测的所述X方向值、所述Y方向值以及所述电阻测量值，调整所述激光退火机台的退火温度。2.根据权利要求1所述的激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，步骤一包括如下步骤：步骤a、提供待测晶圆，在所述待测晶圆表面生长一垫氧化层，在所述垫氧化层表面生长一氮化硅掩膜层；步骤b、在所述氮化硅掩膜层表面涂布零标记层光刻胶并进行曝光和显影；步骤c、以所述零标记层光刻胶为掩膜，利用等离子刻蚀法在所述晶圆中刻蚀形成沟槽，然后采用湿法清洗工艺去除所述零标记层光刻胶和刻蚀残余物；步骤d、在所述沟槽中填充氧化物并高温退火，由填充于所述沟槽中的所述氧化物组成所述零标记层图形。3.根据权利要求2所述的激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，步骤a中所述衬垫氧化层采用炉管工艺形成，反应温度为700C
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900C，厚度为20A～100A；所述氮化硅掩膜层采用炉管工艺形成，反应温度为700C
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800C，厚度为20A～90A。4.根据权利要求2所述的激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，步骤b中所述零标记层光刻胶的厚度为12000A～23000A。5.根据权利要求2所述的激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，步骤c中所述沟槽的深度为1200A～3500A。6.根据权利要求2所述的激光退火机台退火温度的监控方法，其特征在于，步骤d中在生长所述氧化物填充所述沟槽的同时，所述氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜兰，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：