[发明专利]非晶碳膜的膜厚监测方法

说明书

本发明公开了一种非晶碳膜的膜厚监测方法，包括如下步骤：步骤一、采用乙炔作为碳源气体进行非晶碳膜生长，乙炔存储在乙炔钢瓶中且乙炔钢瓶中采用丙酮作为乙炔的溶剂。步骤二、通过实时监测所述乙炔钢瓶中的所述乙炔用量来在线监测所述非晶碳膜的厚度。本发明能快速预测非晶碳膜的厚度，节约晶圆、时间和人力成本。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路的制造方法，特别涉及一种非晶碳膜(APF)的膜厚监测方法。

背景技术

在半导体集成电路制造中，通常采用乙炔即C₂H₂作为碳源生长APF，生长工艺能采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺。乙炔通常是储存在乙炔钢瓶(Tank)中且乙炔钢瓶中采用丙酮作为乙炔的溶剂。由丙酮溶剂的沸点为56.6℃，易挥发,在生产过程中，随着钢瓶内乙炔的消耗，乙炔气流里的丙酮含量越来越高，导致APF厚度不稳定,为此需要频繁的更换Tank；同时也会增加对APF膜厚的测试频率以及对APF生长机台的测机频率；而由于APF厚度不稳定，在每天进行一次的日常检测(Daily Monitor)中，容易出现APF膜厚超出规格范围(Out Of Specification，OOS)的情形；当APF膜厚超范围时，需要停机进行检测并进行相应的工艺调整和重新测试，测试时需要消耗半导体衬底如硅衬底形成的晶圆(Wafer)；APF生长机台将停机而不能生成，所以会影响生产时间；同时，还需要额外的人手进行处理，会增加人力成本，所以现有对晶圆以及时间和人力(Manpower)都会造成浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种非晶碳膜的膜厚监测方法，能快速预测非晶碳膜的厚度，节约晶圆、时间和人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的非晶碳膜的膜厚监测方法，包括如下步骤：

步骤一、采用乙炔作为碳源气体进行非晶碳膜生长，所述乙炔存储在乙炔钢瓶中且所述乙炔钢瓶中采用丙酮作为所述乙炔的溶剂。

步骤二、通过实时监测所述乙炔钢瓶中的所述乙炔用量来在线监测所述非晶碳膜的厚度。

进一步的改进是，步骤一中采用PECVD工艺生长所述非晶碳膜。

进一步的改进是，所述非晶碳膜形成在半导体衬底的晶圆表面。

进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。

进一步的改进是，在进行步骤二之前，还包括确定所述乙炔钢瓶中的所述乙炔用量和所述非晶碳膜的厚度的关系曲线的步骤。

进一步的改进是，所述关系曲线通过对收集之前已生产的所述非晶碳膜的厚度和对应的所述乙炔钢瓶中的所述乙炔用量的数据得到。

进一步的改进是，将所述乙炔用量控制在所述关系曲线为线性曲线的范围内。

进一步的改进是，在所述关系曲线的线性曲线范围内，随着所述乙炔用量的减小，所述乙炔钢瓶中的丙酮挥发增加，用于生长所述非晶碳膜的所述乙炔中的丙酮含量增加，所述非晶碳膜的厚度变小。

进一步的改进是，将所述乙炔用量控制在5千克～10.5千克。

进一步的改进是，步骤二之后，还包括如下步骤：

步骤三、根据对所述非晶碳膜的厚度的监测结果，对步骤一中所述非晶碳膜的生长工艺条件进行调整，使所述非晶碳膜保持在规格范围(Spec)内。

进一步的改进是，步骤三中，通过对所述非晶碳膜的生长工艺的时间进行调整，使所述非晶碳膜保持在规格范围内。

进一步的改进是，所述非晶碳膜的生长机台在无故障时会连续不断的进行生产，在生产过程中还包括每天进行一次的日常检测。