專利名稱：可重復(fù)使用的晶圓控片及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種晶圓控片的形成方法，特別是有關(guān)于一種可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法。
在一般的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中，晶圓必需經(jīng)過許多個(gè)制造步驟才能形成需要的集成電路；若是其中任何一個(gè)制造步驟的調(diào)整控制不當(dāng)而使得其在晶圓上的作用與預(yù)定的作用不合便會(huì)導(dǎo)致晶圓的報(bào)廢。因此，在實(shí)際的生產(chǎn)線中，每當(dāng)某一制造步驟的各參數(shù)調(diào)整完成，普遍會(huì)以此制造步驟處理控片(monitor wafer)進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)檢測(cè)分析證實(shí)制造步驟施加在控片的作用與預(yù)定要施加在晶圓上的作用相等，才會(huì)確定此制造步驟能正確地處理實(shí)際要處理的晶圓。舉例來說，在進(jìn)行沉積程序之前，為確認(rèn)所沉積之薄膜的厚度與均勻度等符合所需以及確認(rèn)沉積過程所產(chǎn)生的顆粒(會(huì)在后續(xù)制程形成污染)是否在允許范圍內(nèi)，會(huì)先將薄膜形成在控片上，待確認(rèn)正確后才將薄膜形成在實(shí)際要用來制造集成電路用的晶圓上。此外，離子植入制程所使用的晶圓控片亦可利用不同種類的離子，例如，硼、磷、砷，植入至晶圓中以形成P型或N型晶圓，藉此，可用以當(dāng)成一離子植入機(jī)的日程控片(daily monitor)。
然而，由于傳統(tǒng)的晶圓控片的制程所形成者僅能使用一次，因此，對(duì)于半導(dǎo)體制程而言，傳統(tǒng)的晶圓控片的晶圓控片的成本并不低。因此，在實(shí)際生產(chǎn)線上的晶圓控片必須能夠反復(fù)使用以降低成本。換句話說，每次使用過后，必須將控片恢復(fù)到被測(cè)試的制程步驟處理前的狀況，以確?？仄拿看问褂枚际菍?duì)應(yīng)的相同的反應(yīng)狀況。鑒于上述的種種原因，我們更需要一種新的晶圓控片的形成方法，以便于提升后續(xù)制程的產(chǎn)率以及良率。
本發(fā)明的一個(gè)目的是在提供一種形成晶圓控片的方法。本發(fā)明能利用預(yù)先形成第一保護(hù)層與第二保護(hù)層于晶圓上，以便于能夠形成可重復(fù)使用的晶圓控片。藉此，本方法可節(jié)省制程成本，以達(dá)到符合經(jīng)濟(jì)上效益的目的。此外，由于本發(fā)明的方法能相容于傳統(tǒng)制程中，所以，本發(fā)明的方法簡(jiǎn)易且可適用于深次微米的技術(shù)中。
根據(jù)以上所述的目的，本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體制程的晶圓控片的形成方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，首先提供一晶圓底材。然后，形成一氧化層于晶圓底材上。接著，形成一非晶硅層于氧化層上。之后，進(jìn)行一離子植入制程以摻雜非晶硅層。其次，進(jìn)行一回火制程以形成一晶圓控片。在回火制程后，可進(jìn)行一量測(cè)程序以測(cè)定方塊電阻值(Rs)，并進(jìn)行日程監(jiān)控。另一方面，當(dāng)日程監(jiān)控完成后，若需進(jìn)行其他條件的監(jiān)控，則上述的晶圓控片可進(jìn)行一移除制程以去除晶圓底材上的非晶硅層與氧化層，并重復(fù)上述步驟。藉此，可達(dá)到反復(fù)使用晶圓控片的目的。
參考

圖1A至圖1C所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，首先提供一半導(dǎo)體底材100。然后，形成第一保護(hù)層110，于半導(dǎo)體底材100上，且第一保護(hù)層110包含一介電層，其中，第一保護(hù)層110是用以保護(hù)半導(dǎo)體底材100不受后續(xù)制程的影響。接著，形成一第二保護(hù)層120于第一保護(hù)層110上，其中，第二保護(hù)層120可用以替代半導(dǎo)體底材100進(jìn)行后續(xù)制程的反應(yīng)。之后，對(duì)第二保護(hù)層120進(jìn)行一特定半導(dǎo)體制程的處理程序130A以形成一晶圓控片140。接著，利用晶圓控片140進(jìn)行特定半導(dǎo)體制程的監(jiān)控程序130B以進(jìn)行特定半導(dǎo)體制程的日程監(jiān)控。另一方面，當(dāng)監(jiān)控程序130B完成后，若需進(jìn)行其他特定半導(dǎo)體制程的監(jiān)控程序，則上述晶圓控片140可進(jìn)行一移除制程150以去除半導(dǎo)體底材上的第二保護(hù)層120與第一保護(hù)層110，并重復(fù)上述步驟，如圖1D所示。
參考圖2A至圖2D所示，在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，首先提供一半導(dǎo)體底材200，例如，硅底材。然后，形成一氧化層210于半導(dǎo)體底材200上，其中，氧化層210系利用一濕式氧化法于980℃溫度下所形成，且氧化層的厚度約為1000埃。接著，形成一非晶硅層(amorphous polysilicon)220于氧化層210上，其中，非晶硅層220是利用硅烷(silane)于530℃溫度下所形成，且非晶硅層220的厚度約為2000埃。之后，進(jìn)行一離子植入制程230以摻雜非晶硅層220并形成P型或N型離子植入層220A，其中，離子植入制程230的摻質(zhì)包含包含三A族離子，例如，硼(B)離子，或五A族離子，例如，砷(As)離子、磷(P)離子，而離子植入制程230的摻雜濃度約為2E15，且離子植入制程230的摻雜能量約為50KeV。其次，進(jìn)行一回火制程240以形成一晶圓控片250，其中，回火制程240包含一快速高溫回火制程(Rapid Thermal Annealing；RTA)，而回火制程240還包含一約為950℃至1100℃的溫度范圍，且較佳溫度約為1050℃。在回火制程240后，可利用晶圓控片250進(jìn)行一離子植入制程的監(jiān)控程序260以測(cè)定晶圓控片250的方塊電阻值(Rs)，并進(jìn)行日程監(jiān)控。另一方面，當(dāng)日程監(jiān)控完成后，若需進(jìn)行其他條件的監(jiān)控，則上述晶圓控片250可進(jìn)行一移除制程270以去除半導(dǎo)體底材200上的非晶硅層220與氧化層210，并重復(fù)上述步驟，如圖2E所示；其中，移除制程270還包含硝酸(HNO3)和氫氟酸(HF)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，提供一種形成晶圓控片的方法。本發(fā)明能利用預(yù)先形成一氧化層與一非晶硅層于晶圓底材上，以便于形成可重復(fù)使用的晶圓控片。參考圖3所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示使用本發(fā)明的晶圓控片所得到的效果與傳統(tǒng)的晶圓控片所得到的效果相符合，亦即，本發(fā)明所使用的晶圓控片確實(shí)能取代傳統(tǒng)的晶圓控片，且可重復(fù)使用以符合產(chǎn)業(yè)上的利用性。藉此，本方法可節(jié)省制程成本，以達(dá)到符合經(jīng)濟(jì)上效益的目的。此外，由于本發(fā)明的方法能相容于傳統(tǒng)制程中，所以本發(fā)明的方法簡(jiǎn)易且可適用于深次微米的技術(shù)中。
當(dāng)然，本發(fā)明除了可能用在離子植入制程的監(jiān)控上，也可能用在任何半導(dǎo)體制程的監(jiān)控上。而且，本發(fā)明利用形成氧化層與非晶硅層于晶圓底材上以制作可反復(fù)使用的晶圓控片，迄今仍未發(fā)展用在關(guān)于半導(dǎo)體控片方面。對(duì)深次微米的制程而言，本方法為一較佳可行的晶圓控片的形成方法。
顯然地，依照上面實(shí)施例中的描述，本發(fā)明可能有許多的修正與差異。因此需要在其附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)加以理解，除了上述詳細(xì)的描述外，本發(fā)明還可以廣泛地在其他的實(shí)施例中施行。
上述僅為本發(fā)明的一較佳實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種晶圓控片的形成方法，該晶圓控片的形成方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體底材；形成第一保護(hù)層于該半導(dǎo)體底材上，該第一保護(hù)層用以保護(hù)該半導(dǎo)體底材不受后續(xù)制程的影響；與形成第二保護(hù)層于該第一保護(hù)層上以形成該晶圓控片，該第二保護(hù)層可用以替代該半導(dǎo)體底材進(jìn)行后續(xù)制程的反應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述半導(dǎo)體底材的材質(zhì)包含一硅底材。
3.如權(quán)利要求1所述的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第一保護(hù)層包含一介電層。
4.如權(quán)利要求3所述的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述介電層更包含一氧化層。
5.如權(quán)利要求1所述的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第二保護(hù)層包含一非晶硅層。
6.一種可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，該可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體底材；形成第一保護(hù)層于該半導(dǎo)體底材上，該第一保護(hù)層用以保護(hù)該半導(dǎo)體底材不受后續(xù)制程的影響；形成第二保護(hù)層于該第一保護(hù)層上以形成該晶圓控片，該第二保護(hù)層可用以替代該半導(dǎo)體底材進(jìn)行后續(xù)制程的反應(yīng)；與對(duì)該晶圓控片進(jìn)行一特定半導(dǎo)體制程的處理程序，以便于利用該晶圓控片進(jìn)行后續(xù)該特定半導(dǎo)體制程的日程監(jiān)控程序。
7.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述半導(dǎo)體底材的材質(zhì)包含一硅底材。
8.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第一保護(hù)層包含一介電層。
9.如權(quán)利要求8所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述介電層更包含一氧化層。
10.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第一保護(hù)層的厚度系為1000埃。
11.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第二保護(hù)層的厚度系為2000埃。
12.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述第二保護(hù)層包含一非晶硅層。
13.如權(quán)利要求6所述的可重復(fù)使用的晶圓控片的形成方法，其特征在于，上述特定半導(dǎo)體制程包含一離子植入制程。
14.一種晶圓控片的重復(fù)使用方法，該晶圓控片的重復(fù)使用方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體底材；形成第一保護(hù)層于該半導(dǎo)體底材上，該第一保護(hù)層用以保護(hù)該半導(dǎo)體底材不受后續(xù)制程的影響；形成第二保護(hù)層于該第一保護(hù)層上以形成該晶圓控片，該第二保護(hù)層可用以替代該半導(dǎo)體底材進(jìn)行后續(xù)制程的反應(yīng)；對(duì)該晶圓控片進(jìn)行一特定半導(dǎo)體制程的處理程序；利用該晶圓控片進(jìn)行后續(xù)該特定半導(dǎo)體制程的日程監(jiān)控程序；與進(jìn)行一移除制程以依序去除該第二保護(hù)層與該第一保護(hù)層。
15.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之半導(dǎo)體底材的材質(zhì)包含一硅底材。
16.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之第一保護(hù)層包含一介電層。
17.如權(quán)利要求16所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之介電層更包含一氧化層。
18.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之第一保護(hù)層的厚度系為1000埃。
19.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之第二保護(hù)層的厚度系為2000埃。
20.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述之第二保護(hù)層包含一非晶硅層。
21.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述的特定半導(dǎo)體制程包含一離子植入制程。
22.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述的移除制程包含一硝酸。
23.如權(quán)利要求14所述的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述的移除制程包含一氫氟酸。
24.一種離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，該離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法包含下列步驟提供一硅底材；形成一氧化層于該硅底材上；形成一非晶硅層于該氧化層上；進(jìn)行一離子植入制程以摻雜該非晶硅層；進(jìn)行一回火制程以形成一晶圓控片；利用該晶圓控片進(jìn)行一量測(cè)程序以測(cè)定該晶圓控片的方塊電阻值，并進(jìn)行日程監(jiān)控；與進(jìn)行一移除制程以去除該硅底材上的該非晶硅層與該氧化層。
25.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述氧化層的形成方法更包含一濕式氧化法。
26.如權(quán)利要求25所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述濕式氧化法的操作溫度更包含980℃。
27.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述氧化層的形成厚度包含1000埃。
28.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述非晶硅層的形成方法更包含一硅烷。
29.如權(quán)利要求28所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述硅烷的操作溫度更包含530℃。
30.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述非晶硅層的形成厚度包含2000埃。
31.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述離子植入制程的摻質(zhì)包含一P型離子。
32.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述離子植入制程的摻質(zhì)包含一N型離子。
33.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述離子植入制程的摻雜濃度約為2E15。
34.如權(quán)利要求24所述的晶圓控片的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述離子植入制程的摻雜能量約為50KeV。
35.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述回火制程更包含一快速高溫回火制程。
36.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述回火制程還包含一溫度范圍約為950℃至1100℃。
37.如權(quán)利要求36所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述溫度范圍的較佳溫度約為1050℃。
38.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述移除制程包含一硝酸。
39.如權(quán)利要求24所述的離子植入制程的晶圓控片的重復(fù)使用方法，其特征在于，上述移除制程包含一氫氟酸。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種半導(dǎo)體制程的晶圓控片的形成方法。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，首先提供一晶圓底材。然后，形成一氧化層于晶圓底材上。接著，形成一非晶硅層于氧化層上。之后，進(jìn)行一離子植入制程以摻雜非晶硅層與氧化層。其次，進(jìn)行一回火制程以形成一晶圓控片。在回火制程后，可進(jìn)行一量測(cè)程序以測(cè)定方塊電阻值(Rs)，并進(jìn)行日程監(jiān)控。另一方面，當(dāng)日程監(jiān)控完成后，濕法控片晶圓底材上的非晶硅層與氧化層，晶圓控片可以重復(fù)使用，降低日程監(jiān)控成本。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1466170SQ0212280
公開日2004年1月7日 申請(qǐng)日期2002年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月4日
發(fā)明者吳金剛, 黃晉德, 劉靚一, 李修遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司