一种半导体制程的材料残余状态检测方法技术

本公开实施例提供了一种半导体制程的材料残余状态检测方法，半导体制程用于制备半导体结构，半导体结构包括目标区域，材料位于目标区域且至少包括第一元素，目标区域的面积记为S

【技术实现步骤摘要】
一种半导体制程的材料残余状态检测方法


[0001]本公开涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体制程的材料残余状态检测方法。

技术介绍

[0002]在半导体结构的制备过程中，常会用到先将半导体材料沉积到目标区域，然后通过刻蚀等工艺去除部分半导体材料形成目标结构后，再将最先沉积的半导体材料去除的工艺操作。在上述工艺步骤中，若最先沉积的半导体材料去除的不够干净即存在材料残留的情况，容易对后续制程产生不利的影响，并影响最终形成的半导体结构的电性能。
[0003]因此，在很多情况中，需要对最先沉积的半导体材料的残余情况进行检测。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种半导体制程的材料残余状态检测方法，所述半导体制程用于制备半导体结构，所述半导体结构至少包括目标区域，所述材料位于所述目标区域且至少包括第一元素，所述目标区域的面积记为S
t
；所述目标区域至少包括待测区域，所述待测区域的面积记为S0；其中，所述半导体结构包括至少一个标准半导体结构和至少一个待测半导体结构；所述检测方法包括：
[0005]对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k；
[0006]对所述待测半导体结构执行第二处理操作，以确定所述目标区域是否存在材料残留，包括：
[0007]获取所述待测半导体结构在第一制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第一检测强度I1，并基于所述k、所述I1及所述S0计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1；<br/>[0008]获取所述待测半导体结构在第二制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第二检测强度I2，并基于所述k、所述I2及所述S0计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2；
[0009]基于所述W1、所述W2、所述S
t
和所述S0进行计算以获得计算结果，并基于所述计算结果判断所述目标区域是否存在材料残留。
[0010]在一些实施例中，所述待测区域及位于所述待测区域外的所述目标区域上均设置有目标结构，将位于所述目标结构之间的部分定义为有效区域，所述材料位于所述有效区域；将所述有效区域位于所述待测区域部分的面积记为S1；所述检测方法包括：
[0011]对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k；
[0012]对所述待测半导体结构执行第二处理操作，以确定所述目标区域是否存在材料残留，包括：
[0013]获取所述待测半导体结构在第一制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第一检测强度I1，并基于所述k、所述I1及所述S1计算第一制程结束时所述待测区域内
的所述第一元素的含量W1；
[0014]获取所述待测半导体结构在第二制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第二检测强度I2，并基于所述k、所述I2及所述S1计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2；
[0015]基于所述W1、所述W2、所述S
t
和所述S0进行计算以获得计算结果，并基于所述计算结果判断所述目标区域是否存在材料残留。
[0016]在一些实施例中，对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k，包括：
[0017]获取所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第三检测强度I3；
[0018]执行湿式化学处理工艺，以获取第二制程结构时所述标准半导体结构位于所述目标区域的所述第一元素的材料残留量W
X1
；
[0019]基于所述W
X1
及所述I3确定所述半导体结构的修正系数k。
[0020]在一些实施例中，获取所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第三检测强度I3，包括：
[0021]采用X射线荧光光谱分析法获取第一制程结束时，所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第四检测强度I4；
[0022]采用X射线荧光光谱分析法获取第二制程结束时，所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第五检测强度I5；
[0023]基于所述I4及所述I5确定所述第一元素的第三检测强度I3。
[0024]在一些实施例中，基于所述W
X1
及所述I3确定所述半导体结构的修正系数k，包括：
[0025]将所述W
X1
代入下述关系式(1)，计算得出第二制程执行时引入待测区域的所述第一元素的含量W
X2
；
[0026][0027]将所述I3及所述W
X2
代入下述关系式(2)，计算得出所述半导体结构的修正系数k：
[0028][0029]将所述I3及所述W
X2
代入下述关系式(3)，计算得出所述半导体结构的修正系数k：
[0030][0031]其中，M为第一元素的相对原子质量。
[0032]在一些实施例中，基于所述k、所述I1及所述S0计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1，包括：
[0033]将所述k、所述I1及所述S0代入下述关系式(4)，计算得出所述第一元素的含量W1：
[0034][0035]基于所述k、所述I2及所述S0计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2，包括：
[0036]将所述k、所述I2及所述S0代入下述关系式(5)，计算得出所述第一元素的含量W2：
[0037][0038]其中，M为第一元素的相对原子质量。
[0039]在一些实施例中，基于所述W1、所述W2、所述S
t
和所述S0进行计算以获得计算结果，包括：
[0040]将所述W1、所述S
t
和所述S0代入如下关系式(6)，计算得出第一制程结束时位于所述目标区域的所述第一元素的含量W
a1
，
[0041][0042]将所述W2、所述S
t
和所述S0代入如下关系式(7)，计算得出第二制程结束时位于目标区域的所述第一元素的含量W
a2
：
[0043][0044]将所述W
a2
和所述W
a1
进行做差运算以获得计算结果W
a3
：
[0045]基于所述计算结果判断所述目标区域是否存在材料残留，包括：
[0046]当W
a3
≤0时，所述目标区域不存在材料残留；
[0047]当W
a3
＞0时，所述目标区域存在材料残留。
[0048]在一些实施例中，基于所述k、所述I1及所述S1计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1，包括：
[0049]将所述k、所述I1及所述S1代入下述关系式(8)，计算得出所述第一元素的含量W1：
[0050][0051]基于所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体制程的材料残余状态检测方法，其特征在于，所述半导体制程用于制备半导体结构，所述半导体结构至少包括目标区域，所述材料位于所述目标区域且至少包括第一元素，所述目标区域的面积记为S
t
；所述目标区域至少包括待测区域，所述待测区域的面积记为S0；其中，所述半导体结构包括至少一个标准半导体结构和至少一个待测半导体结构；所述检测方法包括：对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k；对所述待测半导体结构执行第二处理操作，以确定所述目标区域是否存在材料残留，包括：获取所述待测半导体结构在第一制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第一检测强度I1，并基于所述k、所述I1及所述S0计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1；获取所述待测半导体结构在第二制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第二检测强度I2，并基于所述k、所述I2及所述S0计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2；基于所述W1、所述W2、所述S
t
和所述S0进行计算以获得计算结果，并基于所述计算结果判断所述目标区域是否存在材料残留。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述待测区域及位于所述待测区域外的所述目标区域上均设置有目标结构，将位于所述目标结构之间的部分定义为有效区域，所述材料位于所述有效区域；将所述有效区域位于所述待测区域部分的面积记为S1；所述检测方法包括：对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k；对所述待测半导体结构执行第二处理操作，以确定所述目标区域是否存在材料残留，包括：获取所述待测半导体结构在第一制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第一检测强度I1，并基于所述k、所述I1及所述S1计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1；获取所述待测半导体结构在第二制程结束时位于所述待测区域内的所述第一元素的第二检测强度I2，并基于所述k、所述I2及所述S1计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2；基于所述W1、所述W2、所述S
t
和所述S0进行计算以获得计算结果，并基于所述计算结果判断所述目标区域是否存在材料残留。3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，对所述标准半导体结构执行第一处理操作，以确定所述半导体结构的修正系数k，包括：获取所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第三检测强度I3；执行湿式化学处理工艺，以获取第二制程结构时所述标准半导体结构位于所述目标区域的所述第一元素的材料残留量W
X1
；基于所述W
X1
及所述I3确定所述半导体结构的修正系数k。4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，获取所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第三检测强度I3，包括：
采用X射线荧光光谱分析法获取第一制程结束时，所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第四检测强度I4；采用X射线荧光光谱分析法获取第二制程结束时，所述标准半导体结构位于所述待测区域的所述第一元素的第五检测强度I5；基于所述I4及所述I5确定所述第一元素的第三检测强度I3。5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，基于所述W
X1
及所述I3确定所述半导体结构的修正系数k，包括：将所述W
X1
代入下述关系式(1)，计算得出第二制程执行时引入待测区域的所述第一元素的含量W
X2
；将所述I3及所述W
X2
代入下述关系式(2)，计算得出所述半导体结构的修正系数k：或者，将所述I3及所述W
X2
代入下述关系式(3)，计算得出所述半导体结构的修正系数k：其中，M为第一元素的相对原子质量。6.根据权利要求1或5所述的检测方法，其特征在于，基于所述k、所述I1及所述S0计算第一制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W1，包括：将所述k、所述I1及所述S0代入下述关系式(4)，计算得出所述第一元素的含量W1：基于所述k、所述I2及所述S0计算第二制程结束时所述待测区域内的所述第一元素的含量W2，包括：将所述k、所述I2及所述S0代入下述关系式(5)，计算得出所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万亚雄，王盈智，王士欣，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：