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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201310398681.7(22)申请日 2013.09.04H01L 21/66(2006.01)(71)申请人无锡华润上华科技有限公司地址 214028 江苏省无锡市国家高新技术产业开发区新洲路8号(72)发明人胡骏(74)专利代理机构无锡互维知识产权代理有限公司 32236代理人王爱伟(54) 发明名称一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法(57) 摘要本发明公开了一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，其中：在两个硅片上分别生长氧化硅层，并测量各自厚度，形成氧化硅晶圆，将其中一个氧化硅晶圆表面涂上一层均匀的HMDS涂层，然后将设。
2、有HMDS涂层的氧化硅晶圆与另外一个氧化硅晶圆一并送入湿法腐蚀机台内，采用相同的时间T进行腐蚀，腐蚀后测量两片晶圆的厚度，并通过腐蚀前后晶圆的厚度差D/腐蚀时间T计算得出各自的腐蚀速率A1和A2，使用A1与A2之间的差值来判断HMDS涂层的厚度和成分异常情况。本发明通过腐蚀速率的快慢来间接判断HMDS涂层的厚度或成分是否异常，实现HMDS的在线监控，避免产品缺陷及大量报废，降低成本。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图2页(10)申请公布号 CN 104425301 A(43)申请公布日 2015.03.18CN 104。
3、425301 A1/1页21.一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，其特征在于：在两个硅片上分别生长氧化硅层，形成氧化硅晶圆，并测量各自厚度，将其中一个氧化硅晶圆表面涂上一层均匀的HMDS涂层，然后将设有HMDS涂层的氧化硅晶圆与另外一个未设置HMDS涂层的氧化硅晶圆一并送入湿法腐蚀机台内，采用相同的腐蚀时间T进行腐蚀，腐蚀后测量两片晶圆的厚度，并通过腐蚀前后晶圆的厚度差D/腐蚀时间T计算得出各自的腐蚀速率A1和A2，使用A1与A2之间的差值来判断HMDS涂层的厚度异常或成分异常情况，当A1-A2的差值超出额定范围后，判断HMDS涂层的厚度过厚或者过薄，或者HMDS涂层的成分异常。2.根据权。
4、利要求1所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，其特征在于：所述硅片表面设置的氧化硅层采用炉管热氧化的方法在硅片表面沉积形成，氧化硅层的厚度在400埃600埃。3.根据权利要求1所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，其特征在于：所述湿法腐蚀过程中，腐蚀液采用掺有表面活性剂的氧化物蚀刻缓冲液BOE溶液，腐蚀时间T在40秒80秒之间。4.一种使用权利要求1所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法实现的高压器件栅极氧化硅制程方法，其特征在于：每天采用所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法检测一次HMDS涂层，若出现A1-A2的差值超出额定范围，表明HMDS涂层异常，停线检查，待检测出A1-A。
5、2的差值符合额定范围后，继续栅极氧化硅制程。权 利 要 求 书CN 104425301 A1/3页3一种监测光刻胶粘结层 HMDS 异常的方法技术领域0001 本发明涉及一种半导体器件制程技术，尤其涉及一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法。背景技术0002 制程高压器件的栅极氧化硅主要包括厚栅氧（高压）和薄栅氧（低压）两种器件类型，在工艺流程上会先生长厚栅氧（400埃600埃）,然后进行低压区厚栅氧的光刻和湿法腐蚀，露出硅衬底，最后在硅衬底表面生长薄栅氧（20埃40埃）。其中光刻步骤包括涂胶、曝光、显影。因为在涂胶工艺中，所用到的光刻胶绝大多数是疏水的，而晶片21表面的羟基和残留的水分子是亲。
6、水的，如果在晶片21表面直接涂胶的话，会造成光刻胶22和晶片21的粘合性较差，甚至造成局部的间隙或气泡，从而影响光刻效果和显影。为了解决这一问题，涂胶工艺中引入了一种化学制剂，六甲基二矽烷，英文全名叫Hexamethyldisilazane（HMDS）。这一层HMDS23在经过显影去胶等一系列步骤之后将被基本去除，如1所示。0003 现有工艺的问题在于：当涂刷的HMDS厚度不稳定的时候，会造成严重的缺陷。如果HMDS过厚，会影响显影去胶的能力，去胶之后，晶圆表面会有HMDS或与之相关的副产物残留（如图2所示），在氧化硅湿法腐蚀步骤，由于残留物覆盖在氧化硅表面，阻碍了氧化硅的腐蚀，最终造成氧化硅。
7、残留。相反，如果HMDS过薄（如图3所示），会导致光刻胶粘结不牢，造成光刻胶的剥离与漂移。这两种缺陷，都会严重影响良品率。0004 由此可见，HMDS的厚度对芯片的缺陷和良品率具有重要的影响。但是由于HMDS很薄，只有几个分子层的厚度（5nm)，目前业界没有在线、快速检测HMDS厚度的有效方法，造成对HMDS厚度的监测变得很困难，即而影响芯片制程的效率及质量。发明内容0005 本发明目的是提供一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，使用该方法，可以在线对HMDS是否异常进行监测，保证芯片的良品率，降低生产成本。0006 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的。
8、方法，在两个硅片上分别生长氧化硅层，形成氧化硅晶圆，并测量各自厚度，将其中一个氧化硅晶圆表面涂上一层均匀的HMDS涂层，然后将设有HMDS涂层的氧化硅晶圆与另外一个未设置HMDS涂层的氧化硅晶圆一并送入湿法腐蚀机台内，采用相同的腐蚀时间T进行腐蚀，腐蚀后测量两片晶圆的厚度，并通过腐蚀前后晶圆的厚度差D/腐蚀时间T计算得出各自的腐蚀速率A1和A2，使用A1与A2之间的差值来判断HMDS涂层的厚度异常或成分异常情况，当A1-A2的差值超出额定范围后，判断HMDS涂层的厚度过厚或者过薄，或者HMDS涂层的成分异常。0007 在其中一实施例中，所述硅片表面设置的氧化硅层采用炉管热氧化的方法在硅片表面沉。
9、积形成，氧化硅层的厚度在400埃600埃。0008 在其中一实施例中，所述湿法腐蚀过程中，腐蚀液采用掺有表面活性剂的氧化物说 明 书CN 104425301 A2/3页4蚀刻缓冲液BOE溶液，腐蚀时间T在40秒80秒之间。0009 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种使用所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法实现的高压器件栅极氧化硅制程方法，每天采用所述的监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法检测一次HMDS涂层，若出现A1-A2的差值超出额定范围，表明HMDS涂层异常，停线检查，待检测出A1-A2的差值符合额定范围后，继续栅极氧化硅制程。0010 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术。
10、相比具有下列优点：0011 1.本发明通过检测设置有HMDS涂层与未设置HMDS涂层的两个氧化硅晶圆的腐蚀速率A1、A2，计算两者的差值，判断该差值是否在额定范围内，超出即为HMDS涂层出现异常，利用这样的方式间接在线度量HMDS涂层厚度，避免因HMDS涂层厚度或成分异常而影响芯片良品率，降低生产成本；0012 2.由于通过湿法腐蚀方式检测，不仅对HMDS涂层厚度进行监测，同时当HMDS的成分发生异常时，腐蚀速率也会受到影响，因此使用该方法可以有效避免因HMDS涂层厚度或成分异常而造成的产品缺陷和大量报废；0013 3.对HMDS涂层厚度监测为每天一次，在线检测，不影响正常生产安排，且当HMD。
11、S涂层出现异常时，可以及时停线检查，杜绝因HMDS涂层不良而造成的不良品产生。附图说明0014 图1是背景技术中高压器件栅极氧化硅的制程流程图；0015 图2是背景技术中HMDS涂层过厚所产生的不良品过程示意图；0016 图3是背景技术中HMDS涂层过薄所产生的不良品过程示意图；0017 图4是本发明实施例一的检测方法过程示意图。0018 其中：11、硅片；12、氧化硅层；13、HMDS涂层；21、晶片；22、光刻胶；23、HMDS。具体实施方式0019 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：0020 实施例一：参见图4所示，一种监测光刻胶粘结层HMDS异常的方法，在两个硅片11上分别生长。
12、氧化硅层12，并测量各自厚度，将其中一个氧化硅晶圆表面涂上一层均匀的HMDS涂层13，然后将设有HMDS涂层13的氧化硅晶圆与另外一个未设置HMDS涂层13的氧化硅晶圆一并送入湿法腐蚀机台内，采用相同的时间T进行腐蚀，腐蚀后测量两片晶圆的厚度，分别将厚度值与腐蚀前测得的厚度进行比较，获得厚度变化值D，并通过D/T计算得出各自的腐蚀速率A1和A2，使用A1与A2之间的差值来判断HMDS涂层13的厚度异常或成分异常情况，当A1-A2的差值超出额定范围后，判断HMDS涂层13异常，即HMDS涂层13存在厚度过厚或者过薄，或者HMDS涂层13成分异常的问题。0021 如图4所示，若设定差值额定范围为在。
13、没有图案的两个硅片11表面分别采用炉管热氧化的方法沉积一层厚的氧化硅，测量其厚度均为500埃。然后由光刻机台在一个氧化硅晶圆表面涂上一层均匀的HMDS涂层13（一个生产厚度）。将有HMDS涂层13和没有HMDS涂层13的氧化硅晶圆都送入湿法腐蚀机台，腐蚀液采用掺有表面活性剂的氧化物蚀刻缓冲液BOE溶液（主要成分HF与NH4F），采用固定时间60秒进行腐蚀，腐蚀后测量两片氧化硅晶圆的厚度，测得：没有HMDS涂层的氧化硅晶圆的腐蚀速率为说 明 书CN 104425301 A3/3页5有HMDS涂层13的氧化硅晶圆，腐蚀液会先溶解HMDS涂层13，再腐蚀氧化硅，因此得到的氧化硅腐蚀速率为两者的差值2。
14、0是正是腐蚀液在处理HMDS上的损耗，符合额定范围，表明HMDS涂层13的厚度及成份正常。可以进行高压器件的栅极氧化硅的制程。0022 相反的，若测得没有HMDS涂层13的氧化硅晶圆的腐蚀速率是100而有HMDS涂层13的氧化硅晶圆的腐蚀速率为两者的差值为那么则表明HMDS涂层13过厚，因为HMDS涂层13厚度越厚，腐蚀液在去除HMDS时的损耗就越多，实际腐蚀氧化硅的时间就越少，氧化硅的腐蚀速率也就越低。若有HMDS涂层13的氧化硅晶圆的腐蚀速率为90两者的差值为那么则表明HMDS涂层13过薄。或者HMDS成分本身或者机台出现异常，也将被检测出非正常差值，一旦检出则便需要停线检查，避免不良品的。
15、产出。0023 在高压器件的栅极氧化硅制程中，本检测操作每天测试一次，在线检测，因此检测方便，做到对HMDS涂层13厚度及成分是否正常进行监测，发现问题能及时阻止，无需对HMDS涂层13本身的厚度进行测量，以腐蚀速率来间接判断，当检出异常后，停线检查，直至数据正常后再次开始生产，减少不良品的数量，降低成本。0024 综上所述实施例仅表达了本发明的集中实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是对于本领域的普通技术人员来说，在不拖累本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都是属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。说 明 书CN 104425301 A1/2页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 104425301 A2/2页7图4说 明 书 附 图CN 104425301 A。