專利名稱：在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體工藝，更具體地說，涉及一種在ONO制造工藝中檢測Cu含 量的方法。
背景技術(shù)：
非揮發(fā)性存儲(chǔ)器電路具有集成度高、成本低、可在線擦除等優(yōu)點(diǎn)，由此被廣泛應(yīng)用 于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域。非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的工藝通常采用浮柵結(jié)構(gòu)。而0N0(氧化物-氮化物-氧 化物，Oxide-Nitride-Oxide)介電結(jié)構(gòu)具有較高的相對介電常數(shù)、較高的擊穿電場，較低的 漏電特性等優(yōu)點(diǎn)，由此被廣泛應(yīng)用于小尺寸的非揮發(fā)性存儲(chǔ)器中，用做非揮發(fā)性存儲(chǔ)器的 浮柵結(jié)構(gòu)。在ONO介電結(jié)構(gòu)的制造工藝中，在制造ONO結(jié)構(gòu)的許多步驟中會(huì)引入金屬“污染”， 該金屬污染會(huì)影響產(chǎn)品性能。因此，在ONO介電結(jié)構(gòu)的制造工藝中，例如ICP-MS(電感耦合 等離子體質(zhì)譜)被用于檢測多種元素含量。通過利用ICP-MS檢測晶片上金屬原子的含量， 可保證產(chǎn)品的質(zhì)量。更具體地說，ICP-MS采用感應(yīng)耦合等離子體(ICP)作為電離源，其主體 是一個(gè)由三層石英套管組成的炬管，炬管上端繞有負(fù)載線圈，三層管從里到外分別通載氣， 輔助氣和冷卻氣，負(fù)載線圈由高頻電源耦合供電，產(chǎn)生垂直于線圈平面的磁場。尤其地，在ONO介電結(jié)構(gòu)的制造工藝中，銅(Cu)元素的含量是一個(gè)比較重要的參 量，由此在工藝過程中會(huì)利用ICP-MS檢測裝置來檢測Cu元素的含量，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。但是，硅(Si)元素加上氯(Cl)的質(zhì)量數(shù)之和與Cu的質(zhì)量數(shù)相近，從而會(huì)干擾ONO 介電結(jié)構(gòu)的制造工藝過程中對Cu元素的含量的檢測。更具體地說，由于Si元素的質(zhì)量數(shù) 是28，Cl元素的兩種同位素的質(zhì)量數(shù)分別是35和37 ；這樣，質(zhì)量數(shù)為35的Cl與質(zhì)量數(shù)為 28的Si相加得到總質(zhì)量數(shù)為63，質(zhì)量數(shù)為37的Cl與質(zhì)量數(shù)為28的Si相加得到總質(zhì)量 數(shù)為65 ；而Cu有兩種天然同位素Cu-63Cu-65，它們的質(zhì)量數(shù)正好分別為63和65 ；因此， 在利用ICP-MS檢測裝置檢測Cu元素的含量時(shí)，如果同時(shí)檢測到Si與Cl，則有可能出現(xiàn)將 Si與Cl的組合誤檢為Cu的情況。這樣，就造成了在測量金屬污染情況的時(shí)候容易將Cu元 素的含量誤檢為不符合規(guī)定，從而使得產(chǎn)品不能被大批量生產(chǎn)，降低了產(chǎn)率，并提高了產(chǎn)品 成本。因此，希望能夠提出一種能夠緩解或者消除上述誤檢測情況的新的方案。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的可能將Si與Cl的組合誤檢為Cu的技術(shù)問題，本發(fā)明 提出了一種在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，所述方法包括凈化步驟，用于降低Cl 元素含量；以及檢測步驟，用于在凈化步驟之后檢測Cu元素含量。通過凈化步驟降低Cl元素的含量，從而降低了 Cl元素對Cu元素含量檢測的干 擾，降低了由于同時(shí)檢測到Si和Cl而將Si和Cl的組合誤檢為Cu元素的風(fēng)險(xiǎn)，從而比較 真實(shí)地反應(yīng)晶片上Cu元素的含量。
在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，所述方法包括在執(zhí)行凈化步驟之 前執(zhí)行熱氧化步驟，用于對晶片進(jìn)行熱氧化。在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，在凈化步驟中，利用NH3來降低 Cl元素含量。在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，在凈化步驟中，使SiH2Cl2與NH3 產(chǎn)生如下化學(xué)反應(yīng)3SiH2Cl2+4NH3 — Si3N4+6HCl+6H2。在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，在如下條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)溫 度介于600°C -1000°C之間，氣體流量介于50立方厘米至10升之間，壓力介于0. 2Torr至 760ΤΟΠ·之間。在該反應(yīng)條件下，能夠有效地促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。由此，該凈化步驟還包 括排除HCl氣體。在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，在凈化步驟結(jié)束之后執(zhí)行檢測步
馬聚ο在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，同時(shí)執(zhí)行凈化步驟以及檢測步 驟。這樣，一方面可以加快檢測速度，另一方面可以更優(yōu)選地消除Cl對檢測的干擾。在上述在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法中，在凈化步驟開始之后執(zhí)行檢測步 驟，并且在檢測步驟開始時(shí)仍執(zhí)行凈化步驟。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法的流程圖。注意，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi) 容進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的核心思想是通過凈化步驟(尤其是利用NH3)來降低Cl元素的含量，從 而降低了 Cl元素對Cu元素含量檢測的干擾，降低了由于同時(shí)檢測到Si和Cl而將Si和Cl 的組合誤檢為Cu元素的風(fēng)險(xiǎn)，從而比較真實(shí)地反應(yīng)晶片上Cu元素的含量?，F(xiàn)在將參照圖1來描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在ONO 制造工藝中檢測Cu含量的方法的流程圖。如圖1所示，在步驟Sl中，為了制造ONO結(jié)構(gòu)，晶片被熱氧化。隨后，在對晶片進(jìn) 行熱氧化之后，利用ICP-MS檢測裝置來檢測晶片中的金屬Cu的含量。更具體地說，首先，在步驟S2中，NH3氣體被導(dǎo)入氣體通道，從而與熱氧化后的晶片 及該晶片的周圍環(huán)境接觸。隨后，在步驟S3中，所導(dǎo)入的氣體在如下條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)溫度介于 6000C -1000°C之間，氣體流量介于50立方厘米至10升之間，壓力介于0. 2Torr至760Torr 之間。即，產(chǎn)生這樣的化學(xué)反應(yīng):3SiH2Cl2+4NH3 — Si3N4+6HCl+6H2，其中，Cl元素從 SiH2Cl2 轉(zhuǎn)移至 HCl。
此后，在在步驟S4中，化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體HCl被排出，從而從晶片的周圍環(huán)境 中排除了 Cl元素，這樣就能夠?yàn)楹罄m(xù)的測量Cu元素含量的步驟制造了一個(gè)“清潔”的環(huán)境。最后，在步驟S5中，可利用例如ICP-MS檢測裝置來檢測晶片中的金屬Cu的含量。 在該步驟中，由于之前已經(jīng)通過步驟S2至步驟S4的利用NH3進(jìn)行的凈化步驟降低了晶片 內(nèi)部以及晶片環(huán)境中的Cl元素的含量，從而降低了 Cl元素對Cu元素含量檢測的干擾，降 低了由于同時(shí)檢測到Si和Cl而將Si和Cl的組合誤檢為Cu元素的風(fēng)險(xiǎn)，從而比較真實(shí)地 反應(yīng)晶片上Cu元素的含量。需要注意的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，雖然圖1所示的本發(fā)明實(shí)施例是 依次執(zhí)行步驟S2至步驟S5的，實(shí)際上，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不局限于此。例如，除了可以在包 含步驟S2至步驟S4的凈化步驟結(jié)束之后執(zhí)行檢測步驟S5之外，還可以同時(shí)執(zhí)行凈化步驟 以及檢測步驟。更具體地說，可以在執(zhí)行步驟S2至步驟S4的同時(shí)執(zhí)行步驟S5。并且，可以 在凈化步驟開始之后(即在步驟S2開始之后)執(zhí)行檢測步驟(步驟S5)，并且在檢測步驟 開始時(shí)仍執(zhí)行繼續(xù)凈化步驟。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可以理解的是，雖然以上述流程中的各個(gè)步驟說明了 本發(fā)明，但是本發(fā)明并不排除除了上述步驟之外其它步驟的存在。本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可 以理解的是，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在所描述的步驟中加入其它步驟以 形成其它結(jié)構(gòu)或者實(shí)現(xiàn)其它目的。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的是，可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對本發(fā)明 進(jìn)行各種改變和變形。所描述的實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明；本發(fā)明并不 限于所述實(shí)施例，而是僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
一種在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，所述方法包括凈化步驟，用于降低Cl元素含量；以及檢測步驟，用于在凈化步驟之后檢測Cu元素含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，所述方 法包括在執(zhí)行凈化步驟之前執(zhí)行熱氧化步驟，用于對晶片進(jìn)行熱氧化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，在 凈化步驟中，利用NH3來降低Cl元素含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，在 凈化步驟中，使SiH2Cl2與NH3產(chǎn)生如下化學(xué)反應(yīng)3SiH2Cl2+4NH3 — Si3N4+6HCl+6H2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，在如下 條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)溫度介于600°C -1000°C之間，氣體流量介于50立方厘米至10升之 間，壓力介于0. 2Torr至760Torr之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，所述凈 化步驟包括排除HCl氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，在 凈化步驟結(jié)束之后執(zhí)行檢測步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，同 時(shí)執(zhí)行凈化步驟以及檢測步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法，其特征在于，在 凈化步驟開始之后執(zhí)行檢測步驟，并且在檢測步驟開始時(shí)仍執(zhí)行凈化步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種在ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法。本發(fā)明所提供的ONO制造工藝中檢測Cu含量的方法包括凈化步驟，用于降低Cl元素含量；以及檢測步驟，用于在凈化步驟之后檢測Cu元素含量。在本發(fā)明中，通過凈化步驟降低Cl元素的含量，從而降低了Cl元素對Cu元素含量檢測的干擾，降低了由于同時(shí)檢測到Si和Cl而將Si和Cl的組合誤檢為Cu元素的風(fēng)險(xiǎn)，從而比較真實(shí)地反應(yīng)晶片上Cu元素的含量。
文檔編號(hào)H01L21/66GK101937859SQ20101025054
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者郭國超 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司