CN104713588A - 一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法 - Google Patents

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Abstract

一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，包括：提供具有断裂键之氧化层的晶圆；步骤S2：将晶圆传输至电子显微镜真空腔体中，并置于静电吸盘上移动；步骤S3：晶圆吸附电子显微镜真空腔体中可能存在的大分子有机物；步骤S4：在可能吸附有大分子有机物的晶圆上涂覆光刻胶，并通过缺陷检测，判断是否存在缺陷；步骤S5：通过缺陷的判断，进而判定洁净度。本发明通过在具有高活性断裂键之氧化层的晶圆表面涂覆光刻胶，并依据光刻胶与大分子有机物结合后的异常变化进行缺陷检查，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度，不仅成本低廉、操作简单，而且对所述电子显微镜真空腔体洁净度的监控行之有效，值得推广使用。

Description

一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法。
背景技术
集成电路的制造工艺是由多种单向工艺组合而成的，简单来说主要的单向工艺通常包含三类：薄膜制备工艺，图像转移工艺和掺杂工艺。为了能够满足芯片复杂功能之运算的要求，芯片上电路图形的关键尺寸不断地缩小，先进的集成电路制造工艺光刻技术已经开始采用远紫外光光刻、电子束投影光刻和离子束投影光刻，以及X射线光刻等。特别地，当电路图形关键尺寸进入到20nm以下技术节点时，传统意义上的光学检测设备由于分辨率的限制，很难捕捉到一些关键图形的细小缺陷，这严重的阻碍了各种新工艺的开发和芯片良率的提升。
通常地，为了清楚分析微米，甚至纳米尺寸之缺陷的形貌，必须利用电子显微镜的观察才能将缺陷之形貌表征清楚，而现有的电子显微镜的缺陷捕捉原理为，首先将晶圆通过机械的方式传送至电子显微镜真空腔体的静电吸盘上，然后再将缺陷扫描设备中所得到的缺陷位置导入到电子显微镜，最后通过静电吸盘下面之轨道的移动，将所述晶圆上缺陷位置置于所述电子显微镜的电子枪下方进行拍照，并与相邻芯片上相同位置的图形进行比对。如果发现信号存在差别，设备便判断出缺陷所在的位置，同时将存在差异的点进行居中和拍照。
但是，为了使得所述静电吸盘下方的轨道移动的顺畅，在设备的日常维护保养中，需要对所述移动部件和机构添加润滑油类。明显地，在所述电子显微镜的极低工作真空度下，所述润滑油类的微量残留和挥发都极有可能吸附到晶圆之表面，进而产生大量的缺陷。
容易知道地，在现有的铜互连工艺中，将金属阻挡层生长之后的晶圆置于电子显微镜下观察，可明显发现所述晶圆被污染，而在铜金属线上形成大量的孔洞。因而，对于所述电子显微镜真空腔体的污染情况进行必要的监控对提高产品的质量已势在必行。
寻求一种成本低廉、操作简便，且行之有效的监控所述电子显微镜真空腔体之污染情况的方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，按照传统的方法进行晶圆缺陷检查的过程中，在电子显微镜的极低工作真空度下，润滑油类的微量残留和挥发都极有可能吸附到晶圆之表面，进而产生大量的缺陷等问题提供一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，包括：
执行步骤S1：提供具有断裂键之氧化层的晶圆；
执行步骤S2：将具有断裂键之氧化层的晶圆传输至电子显微镜真空腔体中，并置于静电吸盘上移动；
执行步骤S3：具有断裂键之氧化层的晶圆吸附电子显微镜真空腔体中可能存在的大分子有机物；
执行步骤S4：在可能吸附有大分子有机物的所述晶圆上涂覆光刻胶，并通过缺陷检测，判断晶圆上是否存在缺陷；
执行步骤S5：通过缺陷的判断，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度。
可选地，所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，进一步包括：
执行步骤S6：将步骤S5中已完成监控的所述晶圆进行除胶工艺，以去除涂覆在所述晶圆之氧化层表面的光刻胶，并循环执行步骤S1。
可选地，所述静电吸盘的移动方式为在其X方向和Y方向的最大距离进行循环重复移动。
可选地，所述具有断裂键之氧化层的晶圆的制备，进一步包括：
执行步骤S11：在所述晶圆表面生长疏松结构之氧化层；
执行步骤S12：将具有疏松结构之氧化层的晶圆快速退火，在高温条件下短时间处理；
执行步骤S13：高温条件下热处理，以获得具有断裂键之氧化层的晶圆。
可选地，所述晶圆表面生长的疏松结构之氧化层的膜厚为50～1000nm。
可选地，所述高温条件为温度等于1000℃。
可选地，所述氧化层之断裂键易于与大分子有机物结合。
可选地，所述大分子有机物源自于设备和机构之间起润滑功效之润滑油类。
可选地，所述晶圆在静电吸盘上进行移动的方式，为模拟工作状态下的移动。
可选地，通过晶圆上缺陷的数量，判定电子显微镜真空腔体的污染程度。
综上所述，本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法通过在具有高活性断裂键之氧化层的晶圆表面涂覆光刻胶，并依据光刻胶与大分子有机物结合后的异常变化进行缺陷检查，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度，不仅成本低廉、操作简单，而且对所述电子显微镜真空腔体洁净度的监控行之有效，值得推广使用。
附图说明
图1所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法之流程图；
图2所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法所采用的晶圆之结构示意图；
图3所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法所用的晶圆吸附大分子有机物的结构示意图；
图4所示为本发明监控电子显微镜真空洁净的方法之原理图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法之流程图。所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，包括：
执行步骤S1：提供具有断裂键之氧化层的晶圆；
执行步骤S2：将具有断裂键之氧化层的晶圆传输至电子显微镜真空腔体中，并置于静电吸盘上移动；
执行步骤S3：具有断裂键之氧化层的晶圆吸附电子显微镜真空腔体中可能存在的大分子有机物；
执行步骤S4：在可能吸附有大分子有机物的所述晶圆上涂覆光刻胶，并通过缺陷检测，判断晶圆上是否存在缺陷；
执行步骤S5：通过缺陷的判断，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度。
优选地，为了降低监控成本，本发明所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，进一步包括：
执行步骤S6：将步骤S5中已完成监控的所述晶圆进行除胶工艺，以去除涂覆在所述晶圆之氧化层表面的光刻胶，并循环执行步骤S1，实现重复利用和监控。
为了更直观的揭露本发明之技术方案，凸显本发明之有益效果，现结合具体的实施方式对本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法进行阐述。在具体实施方式中所涉及的具体工艺参数等不应视为对本发明技术方案的限制。
请参阅图2～图4，图2所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法所采用的晶圆之结构示意图。图3所示为本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法所用的晶圆吸附大分子有机物的结构示意图。图4所示为本发明监控电子显微镜真空洁净的方法之原理图。作为具体地实施方式，在步骤S1中，所述具有断裂键之氧化层的晶圆的制备，进一步包括：
执行步骤S11：在所述晶圆10表面生长疏松结构之氧化层11；
执行步骤S12：将具有疏松结构之氧化层11的晶圆10快速退火，在高温条件下短时间处理；
执行步骤S13：高温条件下短时间热处理，以获得具有断裂键之氧化层11的晶圆10，且所述氧化层10之断裂键活性高，易于与大分子有机物12结合。
请继续参阅图2，并结合参阅图1，所述晶圆10表面生长的疏松结构之氧化层11的膜厚为50～1000nm。在获得所述具有断裂键之氧化层11的晶圆10时，所述高温条件为温度等于1000℃。所述氧化层11之断裂键活性高，易于与大分子有机物结合。其中，所述大分子有机物12源自于设备和机构之间起润滑功效之润滑油类。具体地，即所述氧化层11之断裂键的活性高低可通过与所述大分子有机物12的结合能力进行判断，作为本领域技术人员通晓之判定技能，在此不予赘述。
请继续参阅图3，并结合参阅图1，在执行步骤S2：将具有断裂键之氧化层11的晶圆10传输至电子显微镜真空腔体(未图示)中，并置于静电吸盘上移动。为了增强对电子显微镜真空腔体洁净度监控的严谨性，优选地，所述晶圆10在静电吸盘上进行移动的方式，采用模拟工作状态下的快速移动。更具体地，即所述静电吸盘的移动方式为在其X方向和Y方向的最大距离进行循环重复移动。同时，所述氧化层11之断裂键具有高活性，易于与电子显微镜真空腔体内的大分子有机物12结合，故在所述晶圆的移动过程中，从润滑剂类中所残留和挥发的大分子有机物12便吸附在具有断裂键之氧化层11的晶圆10上。
请参阅图4，并结合参阅图1，作为本领域技术人员，容易理解地，由于受到大分子有机物12污染的影响，势必导致光刻胶(未图示)的异常反应，进而通过缺陷检测，判断晶圆10上是否存在缺陷13。在步骤S5中，通过缺陷13的判断，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度。即，观察发现在晶圆10上存在缺陷13，则判定为电子显微镜真空腔体存在污染。通过晶圆上缺陷13的数量，可以判定电子显微镜真空腔体的污染程度。
作为监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法所采用的晶圆10，可以在使用后通过现有的除胶工艺除去所述光刻胶，在利用快速退火工艺进行处理，以实现重复的利用和监控。
明显地，本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法通过在具有高活性断裂键之氧化层11的晶圆10表面涂覆光刻胶，并依据光刻胶与大分子有机物12结合后的异常变化进行缺陷13的检查，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度，不仅成本低廉、操作简单，而且对所述电子显微镜真空腔体洁净度的监控行之有效，值得推广使用。
综上所述，本发明监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法通过在具有高活性断裂键之氧化层的晶圆表面涂覆光刻胶，并依据光刻胶与大分子有机物结合后的异常变化进行缺陷检查，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度，不仅成本低廉、操作简单，而且对所述电子显微镜真空腔体洁净度的监控行之有效，值得推广使用。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，包括：
执行步骤S1：提供具有断裂键之氧化层的晶圆；
执行步骤S2：将具有断裂键之氧化层的晶圆传输至电子显微镜真空腔体中，并置于静电吸盘上移动；
执行步骤S3：具有断裂键之氧化层的晶圆吸附电子显微镜真空腔体中可能存在的大分子有机物；
执行步骤S4：在可能吸附有大分子有机物的所述晶圆上涂覆光刻胶，并通过缺陷检测，判断晶圆上是否存在缺陷；
执行步骤S5：通过缺陷的判断，进而判定电子显微镜真空腔体的洁净度。
2.如权利要求1所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，进一步包括：
执行步骤S6：将步骤S5中已完成监控的所述晶圆进行除胶工艺，以去除涂覆在所述晶圆之氧化层表面的光刻胶，并循环执行步骤S1。
3.如权利要求1所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述静电吸盘的移动方式为在其X方向和Y方向的最大距离进行循环重复移动。
4.如权利要求1所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述具有断裂键之氧化层的晶圆的制备，进一步包括：
执行步骤S11：在所述晶圆表面生长疏松结构之氧化层；
执行步骤S12：将具有疏松结构之氧化层的晶圆快速退火，在高温条件下短时间处理；
执行步骤S13：高温条件下热处理，以获得具有断裂键之氧化层的晶圆。
5.如权利要求4所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述晶圆表面生长的疏松结构之氧化层的膜厚为50～1000nm。
6.如权利要求4所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述高温条件为温度等于1000℃。
7.如权利要求4所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述氧化层之断裂键易于与大分子有机物结合。
8.如权利要求7所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述大分子有机物源自于设备和机构之间起润滑功效之润滑油类。
9.如权利要求1所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，所述晶圆在静电吸盘上进行移动的方式，为模拟工作状态下的移动。
10.如权利要求1所述的监控电子显微镜真空腔体洁净度的方法，其特征在于，通过晶圆上缺陷的数量，判定电子显微镜真空腔体的污染程度。
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