CN103363909B - 一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法，包含：1、钴硅化合物形成后，反射光谱量测工具在线对形成钴硅化合物的区域照射探测光束；2、反射光谱计量工具接收由形成钴硅化合物的区域反射回来的探测光束；3、反射光谱计量工具根据反射回来的探测光束做出其反射光谱；4、反射光谱计量工具根据反射光谱做出其相应的光的本征曲线；5、根据光的反射光谱的本征曲线判断形成钴硅化合物的区域中各化合物的比例是否符合工艺要求，若是，则对晶圆进行后续工序，若否，则停止异常的工艺生产。本发明采用反射光谱快速在线检测钴硅化合物质量，避免造成大量的成本和时间的浪费，减少损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体领域中的晶圆加工质量检测技术，具体涉及一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法。
背景技术
硅化钴具有低电阻率和高热稳定性，使其成为应用于0.18/0.90um节点的超大规模集成电路的合适材料。
硅化钴通常由分为两步的热过程形成：
Co + Si --- CoSi （450°C）；
CoSi + Si --- CoSi2 （700°C）；
根据上式，先在450°C的情况下，将钴和硅通过热过程化合为一硅化钴（CoSi），然后再加热至700°C，在700°C的情况下，将一硅化钴（CoSi）与硅通过热过程化和为二硅化钴（CoSi2），即通常所说的硅化钴。
热量控制对于钴硅化合物来说至关重要，通过提高低温退火的温度，硅上的钴薄膜转化为一硅化二钴（Co2Si）和一硅化钴（CoSi），最后形成为表面电阻最小的硅化钴。
该CoSi、Co2Si、CoSi2都属于钴硅化合物。
目前，根据半导体器件工艺要求或功能要求的不同，需要采用不同的钴硅化合物，或者采用不同钴硅化合物的混合比例。利用不同的热处理温度，可以形成不同混合比例的钴硅化合物。
现有技术中对于钴硅化合物质量的检测需要在晶圆进行金属化工艺，完成晶圆的加工后，再进行WAT（wafer accept test，晶圆可接受测试，用于测试晶圆的电性、电阻、电容），最后才能通过测试探针接触电阻来完成对钴硅化合物质量的检测。其缺点在于，使用该方法来对非正常的钴硅化合物进行检测，是一个很长的工艺循环，造成了大量成本和时间的浪费。
发明内容
本发明提供了一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法，不需要在晶圆完成加工后再对钴硅化合物质量进行检测，直接可在线对钴硅化合物质量进行检测，方便了钴硅化合物的检测工艺，节省成本。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法，其特点是，该方法包含以下步骤：
步骤1、前期已经在晶圆上生成有半导体结构，再在该半导体结构上进一步形成钴硅化合物，晶圆上钴硅化合物形成完成后，反射光谱量测工具在线对形成钴硅化合物的区域照射探测光束；
步骤2、反射光谱计量工具接收由形成钴硅化合物的区域反射回来的探测光束；
步骤3、反射光谱计量工具根据反射回来的探测光束做出其反射光谱；
步骤4、反射光谱计量工具根据反射光谱做出其相应的光的本征曲线；
步骤5、根据光的反射光谱的本征曲线判断形成钴硅化合物的区域中各化合物的比例是否符合工艺要求，若是，则对晶圆继续进行后续工序，若否，则停止异常的工艺生产。
上述步骤4中的光的本征曲线采用N-K曲线。
上述的钴硅化合物至少包含硅化钴和一硅化钴中的一种化合物。
本发明一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法和现有技术相比，其优点在于，本发明采用反射光谱拟合计量系统来检测钴硅化合物薄膜的质量，不需要等到晶圆加工工艺都完成后再通过探针接触来对钴硅化合物质量进行检测，直接可在线实时对形成的钴硅化合物进行质量检测，方便了钴硅化合物质量的检测工艺，从而很快地检测出沉积或热处理工艺中的异常情况，从而停止异常的工艺生产，避免造成大量的成本和时间的浪费。
附图说明
图1为本发明一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法的方法流程图；
图2为本发明一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法的一种实施例的半导体器件的示意图；
图3为本发明一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法的一种实施例的N-K曲线图；
图4为本发明一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法的另一种实施例的N-K曲线图。
具体实施方式
以下结合附图，具体说明本发明的实施例。
在半导体晶圆厂中，配置有许多反射光谱计量工具，用于进行晶圆加工工艺中的各种厚度测量，反射光谱计量工具采用NOVA公司或KT公司的反射光谱拟合计量系统。
如图1所示，一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法的实施例，该方法包含以下步骤：
步骤1、如图2所示，为一种已经形成有钴硅化合物1的半导体器件实施例的结构示意图。在硅衬底上的中部区域形成有栅极氧化物2，在栅极氧化物2上形成有N+多晶硅3，在栅极氧化物2与N+多晶硅3的两侧形成有侧壁边衬4，该侧壁边衬4由二氧化硅或四氮化三硅生成。在侧壁边衬4的底部形成有扩展交界5。在硅衬底上两边的区域上生成有深源漏接触交界6，在该深源漏接触交界6上生成有钴硅化合物1的薄膜。
钴硅化合物1中通常包含有CoSi、CoSi2和Co2Si。本发明中，钴硅化合物1至少包含有CoSi和CoSi2中的一种。
前期已经在晶圆上生成有上述的半导体结构，再在该半导体结构上进一步形成钴硅化合物1薄膜，当晶圆上形成钴硅化合物1的工序完成后，直接在线利用反射光谱量测工具对形成钴硅化合物1的区域照射探测光束。
步骤2、探测光束照射到钴硅化合物1区域上后进行反射，反射光谱计量工具接收由形成钴硅化合物1的区域反射回来的探测光束。
利用探测光束对硅衬底上的钴硅化合物1进行厚度测量时，由于钴硅化合物1内各化合物比例的不同情况，会产生不同的反射光谱。
步骤3、反射光谱计量工具根据反射回来的探测光束做出其反射光谱。
步骤4、反射光谱计量工具根据反射光谱做出其相应的光的本征曲线，本发明中，光的本征曲线采用N-K曲线。
如图3和图4所示，为在866C和820C两种热处理温度下形成的钴硅化合物1的N-K曲线。可见在不同的热处理温度下，各钴硅化合物1的反射光谱会产生不同的本征曲线，通过本征曲线可便捷地说明所形成的钴硅化合物与本产品所需要的钴硅化合物存在差别，从而很快地检测出沉积或热处理工艺中的异常情况。
步骤5、根据光的反射光谱的本征曲线，判断形成钴硅化合物1的区域中各化合物的比例是否符合工艺要求，若是，则对晶圆继续进行后续工序，若否，则说明所形成的钴硅化合物与本产品所需要的钴硅化合物存在差别，很快地检测出沉积或热处理工艺中的异常情况，并停止异常的工艺生产，减少损失。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (2)
1.一种基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
步骤1、前期已经在晶圆上生成有半导体结构，再在该半导体结构上进一步形成钴硅化合物，晶圆上钴硅化合物形成完成后，反射光谱量测工具在线对形成钴硅化合物的区域照射探测光束进行厚度检测；
步骤2、反射光谱计量工具接收由形成钴硅化合物的区域反射回来的探测光束；
步骤3、反射光谱计量工具根据反射回来的探测光束做出其反射光谱；
步骤4、反射光谱计量工具根据反射光谱做出其相应的光的本征曲线；光的本征曲线采用N-K曲线；
步骤5、根据光的反射光谱的本征曲线判断形成钴硅化合物的区域中各化合物的比例是否符合工艺要求，若是，则对晶圆继续进行后续工序，若否，则停止异常的工艺生产。
2.如权利要求1所述的基于反射光谱拟合的快速钴硅化合物质量检测方法，其特征在于，所述的钴硅化合物至少包含硅化钴和一硅化钴中的一种化合物。
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