[发明专利]掺杂多晶硅薄膜的应力监控方法及半导体器件的制造方法

说明书

本发明提供了一种掺杂多晶硅薄膜的应力监控方法及半导体器件的制造方法，由于先建立了掺杂多晶硅薄膜所对应的应力参数与离子掺杂浓度之间的相关性，因此能通过量测当前制造出的掺杂多晶硅薄膜中的离子掺杂浓度，即可根据相关性判断出当前制造出的掺杂多晶硅薄膜是否符合当前的应力参数要求，进而可以将现有技术的两道应力量测工序简化为一道离子掺杂浓度量测工序，由此简化了监控流程，缩短量测时间，大大降低了监控成本，避免了产能浪费，提高了监控效率。且监控频次可以从每次机台保养检测更改为每次掺杂多晶硅制造工艺结束后进行，监控频次大大提高，操作简单，能实现实时监控，避免工艺监控流程容易出现混乱的问题。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，特别涉及一种多晶硅薄膜的应力监控方法、监控系统及半导体器件的制造方法。

背景技术

掺杂的多晶硅在微电子机械(Micro Electro Mechanical System，简称MEMS)器件及其他集成电路器件中是一种非常重要的材料，掺杂的多晶硅薄膜的应力与器件性能密切相关，尤其会影响到例如麦克风、红外热传感器等MEMS器件的性能。因此，精确监控掺杂的多晶硅薄膜的应力参数（例如应力大小、翘曲度、曲率半径等），对于优化掺杂的多晶硅薄膜的加工过程以及改善器件性能是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于一种掺杂多晶硅薄膜应力监控方法、监控系统及半导体器件的制造方法，能够快速、准确监控掺杂多晶硅薄膜的应力参数，优化掺杂多晶硅薄膜的加工过程以及改善器件性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种掺杂多晶硅薄膜的应力监控方法，包括以下步骤：

建立掺杂多晶硅薄膜所对应的应力参数与离子掺杂浓度之间的相关性；

测量当前所制造出的掺杂多晶硅薄膜中离子掺杂浓度，并根据所述测量的结果以及所述相关性，判断当前所制造出的掺杂多晶硅薄膜是否满足所述当前的应力参数要求。

可选地，建立掺杂多晶硅薄膜所对应的应力参数与离子掺杂浓度之间的相关性的步骤包括：

在若干晶圆监控片上制造掺杂多晶硅薄膜，并对所制造出的掺杂多晶硅薄膜进行离子掺杂浓度测量和应力参数测量，以获得所需的离子掺杂浓度数据和应力参数数据；

对所获得的离子掺杂浓度数据和应力参数数据进行相关性分析，以建立掺杂多晶硅薄膜所对应的应力参数与离子掺杂浓度之间的相关性。

可选地，采用散点相关性一元一次方程来对所述离子掺杂浓度数据和应力参数数据进行的曲线拟合，以对所获得的离子掺杂浓度数据和应力参数数据进行相关性分析，并建立所述应力参数与离子掺杂浓度之间的函数关系模型。

可选地，所述函数关系模型为应力参数与离子掺杂浓度呈斜率为负的线性正比例函数。

可选地，当前所制造出的掺杂多晶硅薄膜形成在当前的晶圆监控片上，且在所述若干晶圆监控片上制造掺杂多晶硅薄膜和在当前的晶圆监控片制造的掺杂多晶硅薄膜步骤均包括：

在所述晶圆监控片的正面和背面上，形成介质阻挡层；

采用原位掺杂工艺，在所述晶圆监控片的正面和背面上的介质阻挡层上形成掺杂多晶硅薄膜。

可选地，所述的应力监控方法，还包括：根据判断结果，确定后续制造掺杂多晶硅薄膜的工艺参数。

基于同一发明构思，本发明还提供一种监控系统，包括：

相关性建立模组，用于建立掺杂多晶硅薄膜所对应的应力参数与离子掺杂浓度之间的相关性；

测量模组，用于测量当前所制造出的掺杂多晶硅薄膜中离子掺杂浓度；