CN110739241A - 一种单片晶圆测试多台设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单片晶圆测试多台设备的方法，包括以下步骤：应力测试仪对裸硅晶圆进行应力前置测试，获取前置应力值；将裸硅晶圆置入化学气相沉积设备中，对应力测试后的裸硅晶圆沉积氮化硅，膜厚测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行膜厚和折射率测试，获取氮化硅膜厚和折射率作为化学气相沉积设备测机参数，以及应力测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行后置应力测试，获取第一后置应力值。本方案省去多道传统检测工艺步骤，简化测机工艺流程，缩短了检测周期，减少测机片的使用，提高检测效率。

Description

一种单片晶圆测试多台设备的方法

技术领域

本发明涉及半导体检测领域，尤其涉及一种单片晶圆测试多台设备的方法。

背景技术

在半导体制造领域中，每一台设备生产前都需要经过测机，以鉴别设备是否可以正常运行，避免废片的产生。设备的测机方式为各设备准备各自专用测试片作业，作业完成后用量测设备量测相关特性值，看是否在一定的范围内，以鉴别每台机是否正常运行。但这个过程需要使用多种不同的测试片，分别对不同设备进行测试，所以业界都在探寻一种单片晶圆测试多台设备的方法。

发明内容

为此，需要提供一种单片晶圆测试多台设备的方法，解决多种测试片对不同设备进行测试时造成操作复杂且成本高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种单片晶圆测试多台设备的方法，包括以下步骤：

应力测试仪对裸硅晶圆进行应力前置测试，获取前置应力值；

将裸硅晶圆置入化学气相沉积设备中，对应力测试后的裸硅晶圆沉积氮化硅，膜厚测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行膜厚和折射率测试，获取氮化硅膜厚和折射率作为化学气相沉积设备测机参数，以及应力测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行后置应力测试，获取第一后置应力值；

将测试后带有所述氮化硅的硅晶圆置入氦离子植入设备中；

对具有所述氮化硅的硅晶圆进行氦离子植入，应力测试仪对氦离子植入后的氮化硅进行测试，获取第二后置应力值，将第一后置应力值和第二后置应力值作为氦离子植入设备测机参数。

进一步地，还包括以下步骤：

将氦离子植入后带有氮化硅的硅晶圆置入金属沉积设备中；

金属沉积设备对氦离子植入后带有氮化硅的硅晶圆进行金属沉积，电阻测试仪对沉积后的金属薄膜进行测试，获取金属薄膜表面第一电阻值，将金属薄膜表面第一电阻值作为金属沉积设备测机参数；

进一步地，还包括以下步骤：

将金属沉积设备测机完成后带有金属薄膜的硅晶圆置入回火设备中进行高温回火，电阻测试仪对带有回火后的金属薄膜的硅晶圆进行测试，获取回火后的金属薄膜表面第二电阻值，将第一电阻值和第二电阻值作为回火设备的测机参数。

进一步地，还包括以下步骤：

将带有回火后的金属薄膜的硅晶圆置入湿式金属蚀刻设备中蚀刻液进行浸泡蚀刻，电阻测试仪对浸泡蚀刻后的金属薄膜进行电阻测试，获取蚀刻后的金属薄膜表面的第三电阻值，将第二电阻值和第三电阻值作为湿式金属蚀刻设备的测机参数。

区别于现有技术，上述技术方案，采用应力测试仪对裸硅晶圆进行应力前置测试，获取前置应力值；随后将裸硅晶圆置入化学气相沉积设备中，对裸硅晶圆沉积氮化硅后，获取氮化硅膜厚和折射率，并作为化学气相沉积设备测机参数，以及第一后置应力值，通过对膜厚和折射率参数来检测化学气相沉积设备是否可以正常运行。随后将测试后带有所述氮化硅的硅晶圆置入氦离子植入设备中，获取第二后置应力值，将第一后置应力值和第二后置应力值作为氦离子植入设备测机参数，以测试氦离子植入设备是否可以正常运行。采用化学气相沉积设备测机完成的测试片代替低电阻测试片，用测试氮化硅应力变化的方式来检测离子植入的效果，即可减少一片测试片的使用，从而省去多道传统检测工艺步骤，简化测机工艺流程，缩短了检测周期，减少测机片的使用，提高检测效率。

附图说明

图1为具体实施方式所述检测化学气相沉积设备、氦离子植入设备的流程图；

图2为具体实施方式所述检测金属沉积设备的流程图；

图3为具体实施方式所述检测回火设备的流程图；

图4为具体实施方式所述检测湿式金属蚀刻设备的流程图。

附图标记说明：

1、化学气相沉积设备；

2、裸硅晶圆；

3、应力测试仪；

4、膜厚测试仪；

5、氮化硅；

6、氦离子植入设备；

7、金属沉积设备；

8、电阻测试仪；

9、金属薄膜；

10、回火设备；

11、回火后的金属薄膜；

12、湿式金属蚀刻设备；

13、蚀刻后的金属薄膜。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，本实施例提供了一种单片晶圆测试多台设备的方法，本方法可以应用在自动化机台控制设备中，机台控制设备可以实现对晶圆加工制作仪器的控制、测试仪器的控制和晶圆的传送，机台控制设备的控制器可以运行本方法。包括以下步骤：首先应力测试仪3对裸硅晶圆2进行应力前置测试，获取前置应力值；将裸硅晶圆2置入化学气相沉积设备1中，对应力测试后的裸硅晶圆2沉积氮化硅5，膜厚测试仪4对沉积氮化硅5的硅晶圆进行膜厚和折射率测试，获取氮化硅5膜厚和折射率作为化学气相沉积设备1测机参数，以及应力测试仪3对沉积氮化硅5的硅晶圆进行后置应力测试，获取第一后置应力值，通过膜厚和折射率参数来检测化学气相沉积设备1是否可以正常运行；将测试后带有所述氮化硅5的硅晶圆置入氦离子植入设备6中；对具有所述氮化硅5的硅晶圆进行氦离子植入，应力测试仪3对氦离子植入后的氮化硅5进行测试，获取第二后置应力值，将第一后置应力值和第二后置应力值作为氦离子植入设备6测机参数，以测试氦离子植入设备6是否可以正常运行。采用化学气相沉积设备1测机完成后的测试片代替传统检测氦离子植入设备6中的低电阻测试片，用测试氮化硅5应力变化的方式来检测氦离子植入的效果，即可减少一片测试片的使用，从而省去多道传统检测工艺步骤，简化测机工艺流程，缩短了检测周期，减少测机片的使用，提高检测效率。

请参阅图2，在本实施例中，还包括以下步骤：将氦离子植入后带有氮化硅5的硅晶圆置入金属沉积设备7中。金属沉积设备7对氦离子植入后带有氮化硅5的硅晶圆进行金属沉积，电阻测试仪8对沉积后的金属薄膜9进行测试，获取金属薄膜9表面的第一电阻值，将金属薄膜9表面第一电阻值作为金属沉积设备7测机参数。离子植入测机完的带有氮化硅5的硅晶圆具有很大的阻值，可以用来代替传统测机时用的高电阻硅晶圆，从而节省一片测机片的使用。所述的金属沉积可以包括电镀，蒸镀、溅镀等金属沉积工艺。

请参阅图3，在本实施例中，还包括以下步骤：将金属沉积设备7测机完成后带有金属薄膜9的硅晶圆置入回火设备10中进行高温回火，电阻测试仪8对带有回火后的金属薄膜11的硅晶圆进行测试，获取回火后的金属薄膜11表面的第二电阻值，将第一电阻值和第二电阻值作为回火设备10的测机参数，以检测回火设备10是否可以正常运行。将带有金属薄膜9的硅晶圆置入回火设备10中，代替传统回火测机时用的专用测试片，从而节省一片测机片的使用。同时还可以将金属沉积设备7测机完成后的第一电阻值作为高温回火前的设备参数代替回火测机中的前置电阻测试参数，将其与作为回火后电阻测试仪8测得的第二电阻值参数进行对比，减少一道测机步骤，从而达到降低操作难度，提高测机效率，节省成本的目的。

请参阅图4，在本实施例中，还包括以下步骤：将带有回火后的金属薄膜11的硅晶圆置入湿式金属蚀刻设备12中蚀刻液进行浸泡蚀刻，电阻测试仪8对浸泡蚀刻后的金属薄膜13进行电阻测试，获取蚀刻后的金属薄膜13表面的第三电阻值，将第二电阻值和第三电阻值作为湿式金属蚀刻设备12的测机参数，同时将第三电阻值换算成金属薄膜的厚度，以检测湿式金属蚀刻设备12是否达到正常运行标准。回火后带有金属薄膜的硅晶圆可代替传统湿式金属蚀刻设备12专用的测试片，从而节省一片测机片的使用。且经过高温回火后的的电阻测试相当于湿式金属蚀刻设备12测机时的前置电阻测试，相较于传统的测机步骤来说，减少了一道的测机步骤，从而达到降低操作难度，提高测机效率，节省成本的目的。

需要说明的是，本发明通过研究设备测机后的测机片投入其他设备后对其产生的影响，通过检测设备检出，并总结规律，用以替代其他设备的测机片，必要时可变更相应机台的测机方式。从而实现单片硅晶圆测试多台设备。经过研究，CVD(化学气相沉积设备),氦离子植入机,sputter(金属沉积设备),回火设备10,湿式金属蚀刻机这些设备经过研究，可使用单片晶圆按一定顺序流片来完成这几种设备的测机。

尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单片晶圆测试多台设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

应力测试仪对裸硅晶圆进行应力前置测试，获取前置应力值；

将裸硅晶圆置入化学气相沉积设备中，对应力测试后的裸硅晶圆沉积氮化硅，膜厚测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行膜厚和折射率测试，获取氮化硅膜厚和折射率作为化学气相沉积设备测机参数，以及应力测试仪对沉积氮化硅的硅晶圆进行后置应力测试，获取第一后置应力值；

将测试后带有所述氮化硅的硅晶圆置入氦离子植入设备中；

对具有所述氮化硅的硅晶圆进行氦离子植入，应力测试仪对氦离子植入后的氮化硅进行测试，获取第二后置应力值，将第一后置应力值和第二后置应力值作为氦离子植入设备测机参数。

2.如权利要求1所述的一种单片晶圆测试多台设备的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将氦离子植入后带有氮化硅的硅晶圆置入金属沉积设备中；

金属沉积设备对氦离子植入后带有氮化硅的硅晶圆进行金属沉积，电阻测试仪对沉积后的金属薄膜进行测试，获取金属薄膜表面第一电阻值，将金属薄膜表面第一电阻值作为金属沉积设备测机参数。

3.如权利要求2所述的一种单片晶圆测试多台设备的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将金属沉积设备测机完成后带有金属薄膜的硅晶圆置入回火设备中进行高温回火，电阻测试仪对带有回火后的金属薄膜的硅晶圆进行测试，获取回火后的金属薄膜表面第二电阻值，将第一电阻值和第二电阻值作为回火设备的测机参数。

4.如权利要求3所述的一种单片晶圆测试多台设备的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将带有回火后的金属薄膜的硅晶圆置入湿式金属蚀刻设备中蚀刻液进行浸泡蚀刻，电阻测试仪对浸泡蚀刻后的金属薄膜进行电阻测试，获取蚀刻后的金属薄膜表面的第三电阻值，将第二电阻值和第三电阻值作为湿式金属蚀刻设备的测机参数。

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