CN104729910A - 一种刮伤重复实验快速验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种刮伤重复实验快速验证方法，包括：氮化物生长步骤，用于在重复性实验控片的二氧化硅层上生长一层氮化物层；马拉松实验步骤，用于使得生长有氮化物层的重复性实验控片在待检测机台上进行重复性马拉松实验；缺陷放大步骤，用于将完成马拉松实验步骤的重复性实验控片浸入到氢氟酸中，并且在预定时间之后将重复性实验控片从氢氟酸中取出，在清洗重复性实验控片后将重复性实验控片放入缺陷检测机台进行扫描。

Description

一种刮伤重复实验快速验证方法

技术领域

本发明涉及半导体制造良率提升领域，更具体地说，本发明涉及一种刮伤重复实验快速验证方法。

背景技术

随着半导体集成电路的尺寸越来越小，缺陷监测也变得越来越重要。在晶圆缺陷中，刮伤缺陷也占了一定的比重。其中包括弧形的在研磨过程中产生的研磨刮伤和由于机械传送中的零件发生倾斜而导致的机械刮伤。刮伤严重的情况会在晶圆表面形成凹陷，比较容易被监测到；而刮伤轻微的情况，尤其当这种轻微刮伤发生在机械刮伤一类中，就比较难以锁定问题机台。

在机械刮伤产生的轻微刮伤，一般会针对可能发生问题的机台进行马拉松实验(即通过重复性实验来验证)。图1和图2是根据现有技术的重复性实验验证的示意图。但是由于比较浅的刮伤比较难检测到，并且由于马拉松实验所用的晶圆会较正常生产线跑的晶圆来的薄，一般都是用控片(未经过任何生产工艺的晶圆)来进行实验，而控片10的表面一般都是一层二氧化硅层20，在重复实验后如果有轻微的刮伤30产生，刮伤后曝露出来的一般是单晶硅成分，采用现有的缺陷监测很难区分二氧化硅和单晶硅的区别，因此即使马拉松实验能够重复出刮伤，但由于控片表面的结构只有硅和硅化物，这种结构会使检测到这种缺陷的能力降低，难以锁定问题机台。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种刮伤重复实验快速验证方法，该方法能够比较容易地抓到这种马拉松实验而产生的非常浅的凹坑，快速锁定问题机台，减少受影响的晶圆。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种刮伤重复实验快速验证方法，包括：氮化物生长步骤，用于在重复性实验控片的二氧化硅层上生长一层氮化物层；马拉松实验步骤，用于使得生长有氮化物层的重复性实验控片在待检测机台上进行重复性马拉松实验；缺陷放大步骤，用于将完成马拉松实验步骤的重复性实验控片浸入到氢氟酸中，并且在预定时间之后将重复性实验控片从氢氟酸中取出，在清洗重复性实验控片后将重复性实验控片放入缺陷检测机台进行扫描。

优选地，氮化物层40的厚度介于50A-1000A之间。

优选地，利用去离子水清洗重复性实验控片。

优选地，在马拉松实验步骤中，在重复性马拉松实验完成后，重复性实验控片上出现机械刮伤。

优选地，所述机械刮伤破坏氮化物层，并且同时将氮化物层下面的二氧化硅层曝露出来。

优选地，在缺陷放大步骤中，曝露出来的二氧化硅层与氢氟酸发生化学反应。

优选地，化学反应的反应式为：4HF+SiO₂→SiF₄+2H₂O；4HF+Si→SiF₄+2H₂。

优选地，在缺陷放大步骤中，机械刮伤被放大成放大缺陷。

优选地，缺陷放大步骤中的所述预定时间是可调节的。

优选地，所述氮化物层是氮化硅层。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据现有技术的重复性实验验证的示意图。

图2示意性地示出了根据现有技术的重复性实验验证的示意图。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的刮伤重复实验快速验证方法的氮化物生长步骤。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的刮伤重复实验快速验证方法的马拉松实验步骤。

图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的刮伤重复实验快速验证方法的缺陷放大步骤。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

图3至图5示意性地示出了根据本发明优选实施例的刮伤重复实验快速验证方法的各个步骤。

如图3至图5所示，根据本发明优选实施例的刮伤重复实验快速验证方法包括：

氮化物生长步骤，用于在重复性实验控片10的二氧化硅层20上生长一层氮化物层40，如图3所示，氮化物层40的厚度可以根据已有刮伤缺陷来判断；优选地，氮化物层40的厚度可以介于50A-1000A之间。例如，所述氮化物层是氮化硅层。

马拉松实验步骤，用于使得生长有氮化物层40的重复性实验控片10在待检测机台上进行重复性马拉松实验。马拉松实验完成后一般会出现较轻微的刮伤50，如图4所示，这种刮伤50由于是机械刮伤会破坏表面的氮化物层40，并且同时将氮化物下面的硅化物曝露出来。该步骤中采用的马拉松实验可以采取现有技术的任意适当的步骤。

缺陷放大步骤，用于将完成马拉松实验步骤的重复性实验控片10浸入到氢氟酸中，并且在预定时间之后将重复性实验控片10从氢氟酸中取出，例如利用去离子水清洗重复性实验控片10后将重复性实验控片10放入缺陷检测机台进行扫描。当然，所述预定时间是可调节的。

扫描结果存在如下两种情况：

结果1：如果有轻微刮伤：由于曝露出来的硅化物会通过方程式4HF+SiO₂→SiF₄+2H₂O；4HF+Si→SiF₄+2H₂进行反应，由于酸的各向同性原理，有刮伤的位置下方的硅化物会被破坏，从而刮伤50最终形成如图5所示的放大缺陷60，通过检测机台很容易被发现。

结果2：如果没有刮伤，则浸入氢氟酸后不会有什么反应，在检测机台下未发现缺陷。此时则可以直接对其他的待测试机台进行重复性实验，针对其他的待测试机台重复上述步骤。

由此，在本发明中，可依旧使用控片晶圆，但是在这层控片通过热氧化的方式在其表面生长一层氮化硅。通过重复性实验之后，会出现刮伤的区域氮化硅会被去除，将氮化硅下面的二氧化硅曝露出来，之后通过浸泡氢氟酸的方式，由化学反应方程式4HF+SiO₂→SiF₄+2H₂O；4HF+Si→SiF₄+2H₂，在该反应下，原本曝露出来的二氧化硅由于酸的各向同性会被掏出一个放大缺陷，这样的一个坑洞非常容易被检测机台晶圆缺陷所侦测到，快速锁定刮伤的问题机台。较之前只有硅和硅化物的刮伤更容易被侦测到。

可以看出，对于机械刮伤这种晶圆缺陷是一种影响时间长、影响晶圆数量多、同时又难以快速锁定机台(重复性实验也很难锁定)的缺陷，并且针对机械刮伤可能在很多机台都有可能发生的情况，在要求出货速度和出货的晶圆代工厂中，不太可能同时停下大量怀疑机台去等重复性实验的结果。因此，本发明能够保证在重复性实验下很容易检测到刮伤的缺陷，节约大量的时间，并且方法简单成本极低。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于包括：

氮化物生长步骤，用于在重复性实验控片的二氧化硅层上生长一层氮化物层；

马拉松实验步骤，用于使得生长有氮化物层的重复性实验控片在待检测机台上进行重复性马拉松实验；

缺陷放大步骤，用于将完成马拉松实验步骤的重复性实验控片浸入到氢氟酸中，并且在预定时间之后将重复性实验控片从氢氟酸中取出，在清洗重复性实验控片后将重复性实验控片放入缺陷检测机台进行扫描。

2.根据权利要求1所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，氮化物层的厚度介于50A-1000A之间。

3.根据权利要求1或2所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，利用去离子水清洗重复性实验控片。

4.根据权利要求1或2所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，在马拉松实验步骤中，在重复性马拉松实验完成后，重复性实验控片上出现机械刮伤。

5.根据权利要求4所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，所述机械刮伤破坏氮化物层，并且同时将氮化物层下面的二氧化硅层曝露出来。

6.根据权利要求5所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，在缺陷放大步骤中，曝露出来的二氧化硅层与氢氟酸发生化学反应。

7.根据权利要求6所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，化学反应的反应式为：4HF+SiO₂→SiF₄+2H₂O；4HF+Si→SiF₄+2H₂。

8.根据权利要求1或2所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，在缺陷放大步骤中，机械刮伤被放大成放大缺陷。

9.根据权利要求1或2所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，缺陷放大步骤中的所述预定时间是可调节的。

10.根据权利要求1或2所述的刮伤重复实验快速验证方法，其特征在于，所述氮化物层是氮化硅层。