CN104465444A - 延长测试晶圆使用寿命的方法 - Google Patents

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柳祚钺
龙吟
倪棋梁
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Abstract

本发明公开了延长测试晶圆使用寿命的方法，涉及集成电路制造工艺领域。该方法应用于电子束缺陷扫描仪抓取率检测中，包括：提供一已被电子束缺陷扫描仪扫描后的测试晶圆，所述测试晶圆的表面形成有亚稳态的化学键；采用离子溶液去除所述亚稳态的化学键，所述离子溶液的PH值为：PH>8.5或PH<5.5。本发明通过将测试晶圆与离子溶液充分接触，以修复由于电子束扫描对测试晶圆造成损坏，使测试晶圆够长期有效的监控电子束缺陷扫描仪抓取率，避免更换检测晶圆带来的多余的数据收集工作以及抓取率长期数据产生偏差，进而保证在线缺陷数据的可靠性与稳定性，为大批量晶圆生成提供良率保障达到了提高晶圆使用寿命的目的。

Description

延长测试晶圆使用寿命的方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造工艺领域，尤其涉及一种延迟晶圆使用寿命的方法。
背景技术
随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，以及半导体工艺制造复杂性的提高，电子束缺陷扫描仪(E-beam)在半导体生产中得到越来越多的应用，比如55纳米及以下技术节点的钨连接孔和铜连接孔的蚀刻不足缺陷，以及位错漏电缺陷和镍管道漏电缺陷等均需要E-beam的检测与监控，而且是无可替代的。为了电子束缺陷扫描仪数据的准确性，需要长期对机台性能进行监控，而抓取率的监控是其中最有代表性的。
目前常用的监控机台抓取率的手段为，应用标准晶圆在机台端定期进行扫描，比较长期扫描的缺陷结果。此方法的问题在于，由于E-beam是通过电子束扫描成像，对扫描的晶圆具有一定程度的破坏作用，重复扫描会影响结果的准确性，所以晶圆使用寿命都非常低。以未被扫描区域的最高灰阶度为243，最低灰阶度为105为例：被扫描区域的最高灰阶度为196，最低灰阶度为88，被扫描区域的灰阶度明显低于未被扫描区域。
中国专利(CN 102162832 A)公开了本发明提供一种晶圆参数的检测方法，包括：探针单元与晶圆上的第一测试区域接触；所述探针单元与测试机台连接，开启所述测试机台上的测试键，所述测试机台利用测试模块测量所述第一测试区域中测试点的所有参数；所述探针单元移位至所述晶圆上的第二测试区域，并与所述第二测试区域接触，所述测试机台利用测试模块测量所述第二测试区域中测试点的所有参数；所述探针单元移位至所述晶圆上剩余的测试区域，直至完成所述晶圆上所有测试区域中测试点的所有参数测试。
该专利提供的晶圆参数的检测方法不仅节省了晶圆参数的检测时间，并且降低了在接触性测试中探针单元的接触频率，大大延长了探针单元的使用寿命，有利于减少检测晶圆参数的成本。但并没有解决由电子束扫描对晶圆造成损坏，而降低晶圆寿命的问题。
中国专利(CN 103219223 A)公开了一种去除晶圆残留溴化氢的装置及方法，去除晶圆残留溴化氢的方法应用了去除晶圆残留溴化氢的装置，于所述冷却台上放置表面残留有溴化氢的晶圆；所述喷淋嘴向所述晶圆的上表面喷洒所述高温氮气，以汽化残留在所述晶圆表面的溴化氢；所述酸排气管将所述冷却腔内的所述高温氮气及汽化后的所述溴化氢排出所述冷却腔。
该专利可很好地去除晶圆表面残留的溴化氢，减少产品缺陷的机率，提高了晶圆的生产工艺，同时成本较低，延长了设备的使用寿命。但并没有解决由电子束扫描对晶圆造成损坏，而降低晶圆寿命的问题。
发明内容
本发明为解决由电子束扫描对晶圆造成损坏，而降低晶圆寿命的问题。从而提供延长测试晶圆使用寿命的方法的技术方案。
本发明所述延长测试晶圆使用寿命的方法，应用于电子束缺陷扫描仪抓取率检测中，包括：
提供一已被电子束缺陷扫描仪扫描后的测试晶圆，所述测试晶圆的表面形成有亚稳态的化学键；
采用离子溶液去除所述亚稳态的化学键，所述离子溶液的PH值为：PH>8.5或PH<5.5。
优选的，将离子溶液采用旋转喷淋的方式喷洒至所述测试晶圆表面，以去除所述亚稳态的化学键。
优选的，所述测试晶圆上设置有经过钨平坦化研磨后形成的钨接触孔结构。
优选的，所述离子溶液对所述测试晶圆没有损害。
优选的，采用浸泡的方式将所述测试晶圆，浸泡于所述离子溶液中，以去除所述亚稳态的化学键。
优选的，所述的离子溶液为氢氟酸离子溶液。
优选的，所述离子溶液为氨水离子溶液。
本发明的有益效果：
本发明通过将测试晶圆与离子溶液充分接触，以修复由于电子束扫描对测试晶圆造成损坏(测试晶圆表面的产生亚稳态的化学键)，使测试晶圆够长期有效的监控电子束缺陷扫描仪抓取率，避免更换检测晶圆带来的多余的数据收集工作以及抓取率长期数据产生偏差，进而保证在线缺陷数据的可靠性与稳定性，为大批量晶圆生成提供良率保障达到了提高晶圆使用寿命的目的。
附图说明
图1为晶圆经电子束扫描的示意图；
图2为晶圆经电子束扫描后表面材质处于亚稳态状态的示意图；
图3为本发明中测试晶圆表面的亚稳态化学键吸附离子溶液中的原理图；
图4为本发明中经离子溶液修复后的测试晶圆示意图。
附图中：1.测试晶圆；2.钨连接孔；3.电子束；4.亚稳态化学键；5.离子溶液。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
如图1至图4所示，本发明提供延长测试晶圆使用寿命的方法，应用于电子束缺陷扫描仪抓取率检测中，包括：提供一已被电子束缺陷扫描仪扫描后的测试晶圆1，测试晶圆1的表面形成有亚稳态的化学键；采用离子溶液5去除亚稳态的化学键，离子溶液5的PH值为：PH>8.5或PH<5.5。将离子溶液5采用旋转喷淋的方式喷洒至测试晶圆1表面且充分接触，这样测试晶圆1表面的亚稳态化学键4会吸附离子溶液5中的离子而被修复，以去除亚稳态的化学键4达到稳态结构。而离子溶液5中失去的离子电荷所占比例较小，可以忽略。由于测试晶圆1上设置有经过钨平坦化研磨后形成的钨接触孔2结构，离子溶液5对钨连接孔2及测试晶圆没有损害，且在一定条件下能有效修复亚稳态化学键4。离子溶液5为氢氟酸离子溶液或氨水离子溶液。
本发明的技术原理是，在被电子束缺陷扫描仪的电子束3扫描过的测试晶圆1(如图1所示)，表面会产生亚稳态化学键4(如图2所示)，这些亚稳态化学键4是不可逆的，随着扫描次数的增加，亚稳态状态越严重。此亚稳态可以通过化学富含离子的离子溶液5进行修复，正离子与负离子结合(如图3所示)，从而达到修复测试晶圆1表面亚稳态化学键4的目的(如图4所示)。
在优选的实施例中，采用浸泡的方式将测试晶圆1，浸泡于离子溶液5中，以去除亚稳态的化学键4。测试晶圆1表面的亚稳态化学键4会吸附附近离子溶液5中的离子而被修复，达到稳态结构，而此过程不可逆，所以失去少量电荷的离子溶液5不会对其产生其他影响。同时，如果使离子溶液5进行震动效果更好。
本发明可以有效延长E-beam抓取率检测晶圆的使用寿命，大大减轻了扫描机台因为收集抓取率数据而造成的产能影响，此方法可应用于工厂内E-beam机台抓取率检测晶圆，为在线产品监控提供必要条件，为产品研发提供便利条件。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.延长测试晶圆使用寿命的方法，应用于电子束缺陷扫描仪抓取率检测中，其特征在于，包括：
提供一已被电子束缺陷扫描仪扫描后的测试晶圆，所述测试晶圆的表面形成有亚稳态的化学键；
采用离子溶液去除所述亚稳态的化学键，所述离子溶液的PH值为：PH>8.5或PH<5.5。
2.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，将离子溶液采用旋转喷淋的方式喷洒至所述测试晶圆表面，以去除所述亚稳态的化学键。
3.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，所述测试晶圆上设置有经过钨平坦化研磨后形成的钨接触孔结构。
4.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，所述离子溶液对所述测试晶圆没有损害。
5.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，采用浸泡的方式将所述测试晶圆，浸泡于所述离子溶液中，以去除所述亚稳态的化学键。
6.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，所述的离子溶液为氢氟酸离子溶液。
7.如权利要求1所述延长测试晶圆使用寿命的方法，其特征在于，所述离子溶液为氨水离子溶液。
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