TW516245B - Evaluation method of semiconductor wafer and its apparatus - Google Patents

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Description

516245 A7 B7 五、發明説明(1) 【發明所屬之技術領域】 --------i---裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係關於矽晶圓等半導體晶圓(以下有時會單稱爲 晶圓)之缺陷評價裝置及方法,詳言之,係關於一種利用Cu 沉積法的半導體晶圓之評價方法及裝置,其係將銅析出至 晶圓表面,藉此正確地分析半導體晶圓之表面缺陷的分布 、密度等。 【習知技術】 … ί-- 由於半導體元件之集成度增加,晶圓的品質對於半導 體元件之收獲率及可靠性有很大的影響。半導體晶圓的品 質係歷經結晶成長步驟、晶圓加工步驟及裝置製造步驟所 有步驟後所決定的,而晶圓中的缺陷大致可分爲主要在矽 之晶錠成長中所產生的結晶缺陷(crystal defect);以及加工 時所形成之加工損傷及外部污染源所導致的缺陷。 經濟部智慧財/$-局資工消骨合作社印製 一般來說,製造矽晶圓時會歷經兩個步驟,亦即:使 用切克勞斯基(Czochralski; CZ)法或浮動區熔(Floating Zone ;FZ)法來製造單結晶晶錠的結晶成長步驟;以及切斷此單 結晶晶錬’並且將至少一主面加工成鏡面狀的晶圓加工步 驟。若要更詳細說明該步驟,則晶圓加工步驟具有:切斷 單結晶晶錠而獲得薄圓板狀之晶圓的切斷步驟;爲了防止 由該切斷步驟所獲得之晶圓發生破裂、缺口,而對其外周 部進行去角取面的去角取面步驟;使此晶圓平坦化的磨光 步驟;將經過去角取面及磨光步驟之晶圓上所殘留的加工 畸變予以去除的蝕刻步驟;使該晶圓表面鏡面化的硏磨(拋 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -4 - 516245 A7 B7 五、發明説明(2) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 光)步驟;以及洗滌經過硏磨的晶圓,而將附著於此的硏磨 劑及異物予以去除的洗滌步驟。上述晶圓加工步驟顯示主 要的步驟,也可另外加上熱處理步驟等的步驟,或是替換 步驟順序。 一般在晶圓的缺陷當中,麈埃等外部的污染源 (contamination)可利用蝕刻或洗滌步驟而容易地去除,但如 果是Cu等之金屬,則也有進入晶圓內部而難以去除的污染 源。此污染有時會導致缺陷的產生。而存在於所成長之單 結晶內的缺陷、氧析出物、積層缺陷、金屬析出物等之結 晶缺陷(crystal defect)主要是在單結晶之成長過程中所產生 的,因此並無法利用洗滌步驟來加以去除。尤其就這當中 的半導體晶圓之表面缺陷(s u r f a c e d e f e c t)來說,以微細缺陷 而廣爲人知的C〇P(Crystal Originated Particle:結晶起因之 微粒)等缺陷並無法利用過去一般的洗滌步驟來加以去除, 因此在結晶成長步驟或晶圓加工步驟必須抑制該缺陷的產 生。 / 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 這種COP等之缺陷會對氧化膜耐壓特性有所影響,也 就是即使在半導體晶圓上形成半導體元件之步驟中也會持 續產生影響,並且成爲使半導體元件的收獲率及可靠性降 低的主要原因。因此在裝置製造步驟中,於晶圓上形成半 導體元件之前,確認這些缺陷的正確分布、密度,從半導 體元件之收獲率管理方面來看是非常重要的。 過去,爲了分析剛剛經過鏡面硏磨後之晶圓的表面結 晶缺陷,主要是使用雷射散射法。例如,在利用稱爲SC1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -5 - 516245 A7 B7 五、發明説明(3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 組成之NH4〇H : H2〇2 : H2〇 = l : 1 : 8的藥水洗滌晶圓之後, 使用雷射散射粒子計數機(Laser Scattering Particle Counter) ,對晶圓表面照射具有一定波長的雷射,並且感測該散亂 的信號,以分析晶圓的表面缺陷。 然而,利用前述習知的方法會有以下的問題點。亦即 ,在使用過去的雷射散射粒子計數機的情況下,對於缺陷 的檢測極限爲0.1 2 // m左右,因此並無法檢測出此大小以 下的COP。但即使是0.12# m以下無法檢測出的微細缺陷 ,也會影響到氧化膜耐壓等的品質。 換言之,由於無法得到有關晶圓表面之缺陷的正確情 報,因此不僅無法進行後續步驟所製造之半導體元件的收 獲率管理,也無法找出在製造晶圓時抑制缺陷之產生的有 .效方法。解決該問題的評價法可考慮Cu沉積法。·
Cu沉積法係一種可正確地測量半導體晶圓之缺陷的位 置,並且提高對於半導體晶圓之缺陷的檢測極限,對於更 微細的缺陷亦可正確地加以測量、分析的晶圓之評價法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具體的晶圓之評價方法係於晶圓表面上形成預定厚度 的絕緣膜,並且破壞前述晶圓表面附近所形成之缺陷部位 上的絕緣膜,而將Cu等之電解物質析出(沉積)至缺陷部位 。亦即,Cu沉積法係一種在溶解有Cu離子的液體(例如甲 醇)中,對晶圓表面所形成的氧化膜施加電位時,在氧化膜 劣化的部位就會有電流流通,並且使Cu離子變成Cu而予 以析出的評價法。在氧化膜容易劣化的部分已知有COP等 缺陷的存在。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐] — -6- 516245 A7 B7 五、發明説明(4) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經過Cu沉積之晶圓的缺陷部位可在聚光燈下或直接用 肉眼加以分析來評價其分布及密度,還可利用顯微鏡觀察 、透射型電子顯微鏡(TEM)或掃描型電子顯微鏡(SEM)等來 確認。 【發明之揭示】 在上述Cu沉積法中,除了耗費陳化處理的時間之外, 爲了有效地使用甲醇等,還必須使用同一甲醇來處理複數 片晶圓,整體上會相當耗費評價的測量時間,此外,感度 雖然不錯,但在測量値之穩定性上卻有其困難。尤其在剛 開始評價後之値的偏差及裝置間的偏差很大。 關於此穩定性,可知Cu沉積所使用之溶媒中的Cu濃 .度非常重要。然而,除此之外,也確知有Fe或Ni等存在 的情況下,評價會變得不穩定。在處理複數片晶圓時,若 使用同一甲醇,則會有雜質進入或堆積,因而有導致這種 不穩定性主因之金屬混入等的問題存在。 經濟部智惡財產局S工消費合作社印製 本發明之第1目的在於提供一種利用Cu沉積法的半導 體晶圓之評價方法及裝置,其係可藉由管理銅濃度並且加 以評價,來進行穩定的缺陷觀察,且可正確地分析缺陷的 分布及密度,並且抑制裝置間、批次間等之偏差’以進行 穩定的評價,還可藉由使用Cu標準液來縮短前處理時間’ 以進行迅速的評價。 本發明之第2目的在於提供一種利用Cu沉積法的半導 體晶圓之評價裝置及方法,其係可於每一片晶圓更換溶媒 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -7 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印^ 516245 A7 B7 五、發明説明(5) ,並且有效地加以處理,且可在短時間內進行晶圓之評價 ,更可排除污染所導致的晶圓之評價不穩定性主因,以精 密度良好地進行晶圓之缺陷的評價。 爲了解決上述課題,本發明半導體晶圓之評價方法之 第1樣態係利用一種包括:於半導體晶圓表面上形成預定 厚度之絕緣膜的步驟;以及破壞該半導體晶圓表面附近所 形成之缺陷部位上的絕緣膜,並且使溶媒中的銅沉積在該 缺陷部位的步驟之Cu沉積法.,並且將該溶媒中的硐濃度調 節在0.4至30ppm的範圍,來評價半導體晶圓。 以現行的方法來說,已知在批次初期的測量値會有很 大的偏差,被檢測出的缺陷非常地少。這可能是因爲溶媒 ,例如甲醇中的銅濃度不足所導致。本發明者致力調查的 結果,發現最好有〇.4ppm以上的銅存在甲醇中。此外,當 甲醇中的銅濃度成爲超過30ppm之過濃狀態時,會在一部 分的缺陷引起電場集中,因而也會產生不易看見其他缺陷 部分的問題。所以,Cu濃度最好在0.4至3Oppm左右。 此濃度亦可對於使用仿真晶圓之陳化處理的時間加以 調節。所謂仿真晶圓係在處理實際上想要評價之晶圓(被評 價晶圓)之前,使裝置上升(尤其是電極之淸除)時所使用的 晶圓,而且並不使用特別的晶圓,只要是形成有與被評價 晶圓相同之氧化膜的晶圓或形成氧化膜前的晶圓即可。過 去仿真晶圓的處理(陳化處理)係以電極之淸淨化及Cu之離 子化等爲目的來進行。但是,於溶媒中要使多少程度的Cu 離子化等通常並未受到管理’因此一般係以一定的時間(例 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -------^--------訂 IW----- (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) -8- 516245 A7 ____B7_ 五、發明説明(6) 如1小時左右)來處理。 然而,即使進行1小時左右的處理,有時測量値還是 會有很大的偏差而不穩定。這在測量容器之影響及測量裝 置之不同及反覆測量下會有很大的變動。在這種狀態下並 無法進行正確的評價,因此使評價値穩定的對策成爲當務 之急。根據本發明者之檢討,發現溶媒中的Cu離子濃度特 別重要’使Cu濃度成爲某濃度範圍即可進行穩定的評價, 因而實現了本發明。 ,二 此濃度可藉由先前所示之仿真晶ΒΓ之處理(陳化處理), 並且將容器(評價用之容器)之大小等列入考慮,來確認析出 多少程度並且加以處理。亦即,只要調節每一評價裝置之 仿真晶圓的處理時間,並且管理成位於上述濃度範圍內即 可。然而,根據此方法,仿真晶圓之處理(Cu之離子化)需 要特別長的時間,因而不易進行迅速的評價。即使1小時 左右的陳化處理也有不足夠的情況,有時還需要更長時間 的處理。 / 本發明者發現,爲了使評價穩定化,比起處理仿真晶 圓之時間,溶媒中的Cu離子濃度更爲重要。因此爲了縮短 評價時間,即使不進行仿真晶圓處理(陳化處理),亦可藉由 將硫酸銅或硝酸銅等之事先已知銅濃度的Cu標準液添加於 溶媒之甲醇中來進行。藉此調節銅濃度時即可進行迅速的 評價,因而較爲理想。而且測量値也穩定。 此外,只要利用Cu標準液的添加,在剛開始形成某個 一定濃度以上,之後便幾乎不需要再進行調節,但是亦可 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· ’訂 經濟部智慧財產局Μ工消費合作社印製 -9 - 516245 A7 _B7_ 五、發明説明(7) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一邊管理前述溶媒中的傳導率,一邊進行評價。傳導率會 隨著Cu濃度而變化,因此只要維持在某個一定的傳導率以 上即可,但即使是Cu以外的金屬(離子)等也可能會使傳導 率變化,因此必須加以注意。 再者,可知在進行Cu沉積時,Fe或Ni會妨礙銅的析 出,而且會妨礙正確的缺陷之評價。尤其,溶媒中含有 lOppb以上的Fe、Μ時更爲顯著。因此最好將溶媒中的Fe 濃度及/或Ni濃度管理在5ppb以下,來進行評價。… 過去利用Cu沉積法評價半導體晶圓的裝置具有:處理 容器;設置於該處理容器內的下部電極;相對於該下部電 極保持預定間隔而設置的上部電極;以及在這些電極間產 生電場的外部電源,且係將半導體晶圓載置於該下部電極 的上面,同時將溶媒注入該處理容器內,然後使銅離子沉 積在目的之晶圓的缺陷部位上,以進行晶圓之評價。 經濟部智慧財產局員工消骨合作社印製 此習知的評價裝置中係使用可施加外部電壓的銅所構 成的上部電極。過去的jCu沉積法必須藉由陳化處理(仿真 晶圓之處理),從上部電極使銅離子化,因此上部電極必須 使用銅電極。然而,另一方面由於使用銅電極,因此必須 要有用來淸除銅電極的陳化處理。 上述本發明之評價方法之第1樣態中,在溶媒中添加 Cu標準液的情況下,可使用玻璃電極、對銅進行過金電鍍 的電極、白金電極、金電極或碳電極作爲上部電極。所謂 玻璃電極係於玻璃基板上貼有氧化錫、ITO(銦-錫氧化物)等 的透明電極膜者。在此種情況下,即無須使用銅電極,因 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -10- 516245 A7 B7 五、發明説明(8) 而具有不需要進行用來淸除該電極之陳化處理的優點。 本發明半導體晶圓之評價方法之第1樣態的特徵爲: 在具有:處理容器;設置於該處理容器內的下部電極;相 對於該下部電極保持預定間隔而設置的上部電極;以及在 這些電極間產生電場的外部電源,並且將半導體晶圓載置 於該下部電極的上面,同時將溶媒注入該處理容器內,然 後利用Cu沉積法評價半導體晶圓的裝置中,上部電極爲玻 璃電極、對銅進行過金電鍍的電極、白金電極、金電極或 碳電極。 此裝置係在將Cu標準液添加於溶媒中時所使用者,使 用上述銅以外之材料所構成的電極時,洗滌較爲容易,且 可省略耗費時間的陳化處理,以大幅縮短處理時間。尤其 藉由使用玻璃電極等的透明電極,可利用使紫外線通過電 極而照射至晶圓表面等的光學效果來謀求感度的提高。 本發明半導體晶圓之評價裝置之第2樣態係利用Cu沉 積法評價半導體晶圓的裝置,其特徵爲具有:上部電極; 相對於該上部電極保持預定間隔而設置的下部電極;以及 在這些電極間產生電場的外部電源,並且將溶媒注入該下 部電極之上面所載置的半導體晶圓之表面,而可利用表面 張力使該注入的溶媒保持於半導體晶圓表面。具體而言, 係使晶圓與上部電極之距離靠近,以利用表面張力將溶媒 儲存於晶圓表面者。 如果於上述上部電極穿設溶媒注入口,並且從該溶媒 注入口注入溶媒,則會有注入作業變得容易的便利性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -11 - 516245 A7 B7 五、發明説明(9) 最好可利用電極間隔調整構件來調整及維持上述上部 電極及下部電極間之間隔。此間隔只要是將可利用表面張 力維持溶媒的範圍內及晶圓之厚度等列入考慮,並且加以 適當調整即可。亦即,只要依所使用的溶媒之性質及測量 環境(室溫等)來設定即可。例如,以調節過Cll濃度之甲醇 作爲溶媒的情況下’最好調整成與晶圓表面保持〇.3mm至 1.5mm左右之間隔。若形成比ι·5ιηιη還大的間隔時,利用 表面張力之保持會變得困難,因而有時會因爲稍微傾斜等 而使溶媒溢出。另外,若是比〇.3mm還小的間隔,則甲醇 中的Cu濃度(Cu的絕對量)會變少,因而有時可能會無法進 行充分的析出。由於晶圓大小的不同,晶圓厚度各不相同 ,但是6英吋晶圓或8英吋晶圓中,上部電極與下部電極 之間隔只要大致設定在1mm至2.3mm左右即可。另外,良P 使是更大口徑的晶圓,只要考慮其厚度並且加以適當設定 即可。 藉由再設置本身具有用來將上述下部電極維持在水平 狀態之調整功能的水平保持具,可將整個裝置維持在水平 狀態,且可實現良好的晶圓評價。 於上述上部電極可使用在玻璃基板上貼有氧化錫、 ITO(銦-錫氧化物)等透明電極膜的玻璃電極或對銅進行過金 電鍍的電極。 藉由再設置用來固定上述下部電極之上面所載置之半 導體晶圓的機構,即可解決所有因爲表面張力而使晶圓浮 起等的不良狀況。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2Κ)Χ;297公釐) nn- n-ϋ ———«VI——· nn λιϋ ml in (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 經濟部智慈財產局員工消骨合作社印¾ -12- 516245 經濟部智慧財產局8工消費合作社印製 A7 __B7_五、發明説明(彳d 本發明半導體晶圓之評價方法之第2樣態的特徵係使 用一種包括:於半導體晶圓表面上形成預定厚度之絕緣膜 的步驟;以及破壞該半導體晶圓表面附近所形成之缺陷部 位上的絕緣膜,益且使溶媒中的銅沉積在該缺陷部位的步 驟之Cu沉積法,並且在利用表面張力使該溶媒保持於半導 體晶圓表面的狀態下,使銅沉積。 本發明方法之第2樣態的基本步驟流程可謂與過去的 方法相同,但是本發明方法之第,2樣態並不需要陳化處理 ,而且係利用表面張力將溶媒保持於晶圓表面,因此Cu沉 積步驟中所使用的裝置之構成與過去不同,而且步驟也不 相同。 本發明方法之第2樣態中,最好藉由在上述溶媒中添 加Cu標準液來調節銅濃度。 【圖面之簡單說明】 第1圖係本發明半導體晶圓之評價方法之第1樣態的 一步驟順序例的流程圖。 第2圖係本發明半導體晶圓之評價裝置之第1樣態的 一實施形態的槪略說明圖。 第3圖係本發明半導體晶圓之評價方法之第1樣態的 其他步驟順序例的流程圖。 第4圖係本發明半導體晶圓之評價裝置之第2樣態的 一實施形態的槪略說明圖。 第5圖係實驗例中不同處理片數的甲醇中Cu濃度之變 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. ^ Φ -13- 516245 A7 B7 _ 五、發明説明(ιί 化及評價値之變化的曲線圖。 第6圖係實驗例1中第1片之顯微鏡觀察結果照片。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第7圖係實驗例1中第23片之顯微鏡觀察結果照片。 第8圖係實驗例2中添加了 Cu標準液之評價(甲醇中 銅濃度0.3 83ppm)的顯微鏡觀察結果照片。 第9圖係實驗例2中添加了 Cu標準液之評價(甲醇中 銅濃度4.45ppm)的顯微鏡觀察結果照片。 第10圖係實驗例2中添加了 Cu標準液之評價·(甲醇中 銅濃度34.Oppm)的顯微鏡觀察結果照片。 第11圖係實驗例3中以甲醇中Cu濃度0.857ppm評價 後的顯微鏡觀察結果照片。 第12圖係實驗例3之於甲醇中Cu濃度0.8 57ppm添加 200PPb的 Ni,並且加以評價後的顯微鏡觀察結果照片。 第13圖係實驗例3之於甲醇中Cu濃度0.857ppm添加 200ppb的 Fe,並且加以評價後的顯微鏡觀察結果照片。 第14圖係實施例2/中晶圓上之銅析出物的顯微鏡觀察 結杲照片。 經濟部智慧財產局S工消費合作社印製 主要元件對照表 10 半導體晶圓之評價裝置 12 處理容器 14 下部電極 14a 連接端子 16 上部電極 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14 - 516245 A7 B7 五、發明説明(Θ 16a 連接端子 18 晶圓保持部 20 直流電源 22 溶媒 30 半導體晶圓之評價裝置 32 下部電極 32a 連接端子 34 上部電極 34a 連接端子 36 電極間隔調整構件 38 晶圓保持具 40 溶媒注入口 42 水平保持具 44 空間 45 輔助支撐具 46 吸引機構(真空吸附機構) F 氧化膜 W 晶圓(被檢查晶圓) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 經濟部智慈財產局員工消費合作社印製 【發明之最佳實施形態】 以下根據添附圖面中的第1圖至第4圖來說明本發明 之實施形態,只要不脫離本發明技術性思想之範圍,當然 可在圖示例以外有各種的變形。 第1圖係本發明使用Cu沉積法的半導體晶圓之評價方 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公釐) " _ -15- 516245 A7 B7__ 五、發明説明(d (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 法之第1樣態的一步驟順序例的流程圖。首先,準備一個 作爲評價對象的被評價晶圓W(第1圖的步驟100)。對此晶 圓W進行必要的前處理。所謂前處理係洗滌此晶圓W(第1 圖的步驟102),再將晶圓W投入氧化爐,並且進行熱氧化 以於晶圓上形成氧化膜F(第1圖的步驟104)。此氧化膜的 厚度並沒有特別的限定,通常爲25nm左右。 然後,對於表面被稱爲熱氧化膜的絕緣膜F所覆蓋的 上述晶圓W,爲了在晶圓與下部^電極之間確保電性通路, 而對晶圓背側的一部分進行蝕刻(第1圖的步驟106)。雖然 也可對晶圓的所有背側進行飩刻,但是本發明之評價方法 只要確保最小的電性通路即已足夠。另外,通常此蝕刻只 要使用氟化氫(HF)之蒸氣進行即可。 接下來會用純水洗滌此晶圓,以除去蝕刻氣體等之殘 留物(步驟108)。然後,即可對於形成有此氧化膜的被評價 晶圓實施Cu沉積(第1圖的步驟112)。 經濟部智慧財產局ϋ貝工消費合作社印製 第2圖係本發明半導體晶圓之評價裝置之第1樣態的 一實施形態的槪略說明圖。在第2圖中,符號1 〇係本發明 第1樣態之半導體晶圓之評價裝置,係用來作爲進行Cu沉 積的裝置。 該評價裝置10具有處理容器12。於該處理容器12保 持預定間隔配置有對銅進行過金電鍍的下部電極(電極板)14 及後述材質所構成的上部電極(電極板)16。表面由氧化膜F 所覆蓋的晶圓W係設置於晶圓保持部1 8而可位在該下部電 極1 4與上部電極1 6之間。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇χ297公釐) — -16- 516245 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 _B7_五、發明説明( 此外,在過去的Cu沉積裝置當中,上部電極係使用銅 電極,而且爲了進行該銅電極的淸除,也必須進行陳化處 理。然而,如後文所述,本發明方法之第1樣態中,在使 用Cu標準液以調節銅濃度的情況下,即無須利用陳化處理 來調節Cu濃度,而可使用玻璃電極、對銅進行過金電鍍的 電極、白金電極、金電極或碳電極等銅以外的電極作爲上 部電極16。因此,不再需要使用銅電極,也不需要進行用 來淸除該電極之陳化處理,因而具有可謀求處理時間之大 幅縮短的優點。 於該下部電極14及上部電極16分別連接有連接端子 14a及16a。該連接端子14a、16a係連接於直流外部電源20 。其係由該外部電源20以可變動狀態對該下部及上部電極 14、16施加電壓,而在這些電極14、16間形成一定的電場 〇 於該處理容器12注入有溶媒(電解劑)22。該溶媒22可 使用甲醇。本發明方法中,必須將此溶媒22中的銅濃度調 節在0.4至30ppm的範圍。此銅濃度亦可藉由調節陳化處 理時間來進行,但最好係藉由在溶媒中添加Cu標準液來調 節。使用此Cu標準液的情況下,如上所述,由於可使用玻 璃電極等作爲上部電極16,因此不需要使用銅電極,也不 需要陳化處理。 通常,在開始進行Cu沉積的階段中,會利用仿真晶圓 來進行陳化處理。陳化處理通常會進行大約1個小時左右( 第1圖的步驟110)。需要這麼長時間的理由係爲了淸除電 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •装' 、11 it • 17- 516245 A7 _B7__ 五、發明説明(θ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本覓) 極、或是爲了確保充分的時間以使銅離子化。具體而言, 係例如注入甲醇,並且對浸泡在甲醇中的銅電極板施加負 的偏壓,使銅離子化,以作爲溶媒(電解劑)。 接下來在卸除仿真晶圓之後,將目的晶圓(被評價晶圓 )w安裝於晶圓保持部18。然後對前述下部電極14及上部 電極1 6施加外部電壓,使銅離子沉積在目的晶圓W的缺陷 部位上(第1圖的步驟1 1 2)。在前述使銅沉積的階段中所施 加的電場強度通常在3至10MV/cm的範圍內。 ... 將進行過這種Cu沉積的晶圓加以洗滌、乾燥(第1圖 的步驟1 14),並且利用目視或顯微鏡(例如以50倍、大約 3.5mm之視野作橫向掃描)來評價晶圓上所形成的析出銅(析 出至有缺陷存在的地方)之數目及分布(第1圖的步驟116)。 經濟部智慧財產局員工消贫合作社印¾ 第3圖係本發明評價方法之第1樣態的其他步驟順序 例的流程圖。第3圖的情況係使用於溶媒22添加有Cu標 準液者,藉此,在第2圖的Cu沉積裝置10當中,可使用 銅以外的電極,例如玻璃電極、對銅進行過金電鍍的電極 、白金電極、金電極或碳電極等作爲上部電極16。該結果 ’即不需要陳化處理(第1圖的步驟1 10),而可大幅縮短處 理時間。 第4圖係本發明半導體晶圓之評價裝置之第2樣態的 一實施形態的槪略說明圖。在第4圖中,符號30係本發明 第2樣態之半導體晶圓之評價裝置,係用來作爲進行Cll沉 積的裝置。 該評價裝置30具有下部電極32。該下部電極32係使 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 516245 A7 B7 五、發明説明(β (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 用對銅進行過金電鍍者。於該下部電極32的上方保持預定 間隔相對向設有上部電極34。下部電極32及上部電極34 之相對向間隔可由設置於該電極32、34之端緣部的電極間 隔調整搆件36來維持,且可做適當的調整。該電極間隔調 整構件3 6係由玻璃等製作而成。 於該下部電極32及上部電極34分別連接有連接端子 3 2a及34a。該連接端子32a及34a係連接於直流外部電源 。其係由該外部電源20以可變動狀態對該下部及上部電極 32、34施加電壓,而在這些電極32、34間形成一定的電場 〇 表面由氧化膜F所覆蓋的晶圓W係設置於該下部電極 32的上面而可位於該下部電極32與上部電極34之間。符 號38係由矽膠等所製成的晶圓保持具,其係設置在晶圓W 與電極間隔調整構件36之間的下部電極32上面以支撐晶 圓W的側面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第4圖的例子當中&該晶圓保持具3 8係形成於平板上 ,該晶圓保持具38的上方會由上部電極34之下面、電極 間隔調整構件36之側面及晶圓W之側面所包圍而形成一個 空間44。但是,此空間44不需要形成於整個晶圓保持具 38的上方,而可如第4圖的假想線所示,配置由氟樹脂等 所形成的輔助支撐具45,以輔助性地支撐晶圓W及上部電 極34,而且亦可設置未圖示之保護用蓋體,以避免外部污 染之侵入或接觸到電極34、36等情形。 符號40係穿設在上部電極34的溶媒注入口。該溶媒 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -19- 516245 A7 _B7_ 五、發明説明(θ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 注入口 40的穿設位置並沒有特別的限定,但是最好如圖示 例所示穿設在中央部。溶媒22可從該溶媒注入口 40注入 至晶圓W的表面上。此注入之溶媒22可藉由將該晶圓W 之表面與上部電極34之間隔調整成適當的接近間隔,而如 第4圖所示,形成由表面張力的力量將溶媒22保持於晶圓 W表面的狀態。 於上述下部電極32的下面安裝有水平保持具42。該水 平保持具42可水平地保持該下部麗極32,換言之〃具有水 平調整功能而可將整個評價裝置30保持成水平狀態。如上 所述,本發明之評價裝置30係利用表面張力將溶媒22保 持於晶圓W的表面,因此當此評價裝置30傾斜時,溶媒 22會從晶圓W的表面溢出,但由於係利用上述水平保持具 42加以保持而使整個評價裝置30成爲水平狀態,因此可防 止溶媒22從晶圓W之表面溢出的事故發生。所以,在本發 明當中,先使評價裝置30形成水平狀態再開始進行Cu沉 積是很重要的。 / 經濟部智慧財產局員工消費合作社印髮 此外,由於晶圓W有可能受到在上部電極3 4與晶圓W 之間作用的表面張力的影響而浮起,因此最好事先形成一 種設置用來固定下部電極32之上面所載置之晶圓W的晶圓 固定機構,如第4圖的假想線所示,例如設置將晶圓W的 背面加以真空吸附保持的吸引機構46,而可固定晶圓W的 構成。 如上所述,本評價裝置30並不使用前述處理容器(第1 圖的符號12)這種用來儲存溶媒的容器。因此不會與其他容 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)~~ — •20- 516245 A7 B7 五、發明説明(θ 器等接觸,而可避免容器等之污染等所導致的金屬污染。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 而且,在本評價裝置30中係使用添加有一定濃度之Cu 標準液的溶媒(甲醇)。因此不需要使用Cu電極作爲上部電 極34,於是可省卻Cu電極之洗滌步驟等的陳化處理時間。 使用Cu濃度被控制在一定濃度的溶媒,則可使用玻璃 電極或對銅進行過金電鍍的電極來作爲上部電極34。使用 如上述使Cu濃度成爲一定的溶媒,上部電極34便不需要 受到特別的限定。 ., … 總之,可使用與例如對銅進行過金電鍍之下部電極32 相同的電極、或玻璃電極、金電極、白金電極、碳電極及 其他電極來作爲上部電極34。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如上所述,由於使用銅以外的電極作爲上部電極34, 因此可省略過去爲了使電極淸淨化而耗費時間的陳化處理 時間。亦即,與Cu電極相較,電極之洗滌較爲容易因而較 爲理想。而且,C u電極在使用當中,表面會受到氧化而成 爲不導體之狀態。由於使用玻璃電極或對銅進行過金電鍍 的電極,這些即不會受到氧化,而可穩定地進行長時間的 評價。 尤其,藉由使用玻璃電極作爲上部電極34,可觀察所 注入之溶媒擴散於晶圓上的狀態,且可穩定地供給溶媒, 而且可利用使紫外線通過電極而照射至晶圓表面等謀求高 感度化之光學效果。玻璃電極係於石英板等之玻璃基板上 貼有透明電極膜者。另外,此電極亦可是於玻璃以外的透 明基板形成電極膜者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 516245 A7 ____B7 __ 五、發明説明(θ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 繼之,對於本發明半導體晶圓之評價方法之第2樣態 加以說明。另外,本發明半導體晶圓之評價方法之第2樣 態的步驟順序雖然與具體使用的評價裝置不同,但是與前 述第3圖所示本發明之評價方法之第1樣態的其他步驟順 序例的流程圖相同,因此省略重複的作圖而使用第3圖來 加以說明。 本發明半導體晶圓之評價方法之第2樣態的特徵係在 利用表面張力將溶媒保持於晶圓表面的狀態下,使銅沉積 〇 經濟部智慧財產苟8工消費合作社印製 就整體的半導體晶圓之評價方法來說,陳化處理前基 本上係進行與第1圖所示之方法相同的處理。亦即,準備 一個作爲評價對象之被評價晶圓W(第3圖的步驟100),並 且對此晶圓W進行必要的前處理。所謂前處理係洗滌此晶 圓(第3圖的步驟102),再將晶圓W投入氧化爐,並且進行 熱氧化以於晶圓上形成氧化膜F(第3圖的步驟104)。接下 來,爲了在晶圓W之上/部與下部間確保電性通路,會利用 氟化氫(HF)蒸氣等蝕刻晶圓W背側的一部分(第3圖的步驟 1 06)。再接下來會用純水洗滌以除去蝕刻氣體等之殘留物( 第3圖的步驟108),然後即可對於形成有此氧化膜的被評 價晶圓實施Cu沉積(第3圖的步驟112)。 本發明方法之第2樣態中,進行Cu沉積的手法與本發 明方法之第1樣態不同,本發明方法之第2樣態所使用的 Cu沉積裝置(第4圖)與第1圖的Cu沉積裝置完全不同。本 發明方法之第2樣態係使用第4圖所示之本發明的Cu沉積 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22- 516245 A7 _ B7_ _ 五、發明説明(2() (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝置,首先設置被評價晶圓W,並且將上部電極34與被評 價晶圓W表面設置成距離1 mm左右。此間隔係視晶圓w 之厚度及溶媒22之表面張力、Cu沉積所需之溶媒的量而作 適當調整。 接下來,從上部電極34之溶媒注入口 44注入Cu濃度 已受到控制的甲醇溶液(溶媒)22。此時,甲醇(溶媒)22會緩 緩地擴散於晶圓W表面與電極32、34之間。並且保持成僅 於晶圓W之表面有甲醇(溶媒)22存在。 此時,由於甲醇(溶媒)22之表面張力的影響,晶圓W 可能會吸附在上部電極34側(浮起),因此晶圓W背面最好 以真空吸附機構46等加以吸入保持,以避免因爲表面張力 的影響而浮起。 在此狀態下,對上部電極34及下部電極32施加外部 電極,使銅離子沉積在晶圓W之缺陷部位上(第3圖的步驟 11 2)。如上所述,即可使銅析出至晶圓表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將進行過這種Cu沉積的晶圓加以洗滌、乾燥(第3圖 的步驟1 14),並且利用目視或顯微鏡評價晶圓上所形成的 析出銅(析出至有缺陷存在的地方)之數目及分布(第3圖的 步驟1 16)。 此外,在Cu沉積後,溶媒22會被丟棄,並且使用新 的溶媒,依序評價被檢查晶圓。亦即,本發明方法可稱爲 每片晶圓使用不同甲醇(溶媒)的評價方法。 本發明方法之第2樣態係如上述有效使用表面張力, 使甲醇(溶媒)僅存在於晶圓W上,因此來自外部的污染較 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23 - 516245 A7 B7 五、發明説明(21) 少。而且,係每次進行完Cu沉積後即丟棄甲醇(溶媒),因 此具有雜質不會堆積等的優點。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 習知方法係一開始便使用大量的甲醇(溶媒)。有很多被 評價晶圓的情況下,關於甲醇(溶媒)的使用量並沒有太大的 問題,但是想要評價幾片晶圓時也需要大量的甲醇,因此 大多會浪費溶媒。本發明方法(裝置)之第2樣態中,溶媒( 甲醇)只要有可利用表面張力維持的量供給至晶圓上即可, 因而也具有可減少溶媒的優點。 .; 此外’本發明方法(裝置)之第2樣態並不使用過去的處 理容器,因此容易以相同的裝置處理不同口徑的晶圓。過 去必須配合各種口徑準備不同的處理容器,或是事先配合 大口徑來加大處理容器,因此有時會浪費溶媒的使用。本 :發明之裝置係只要將溶媒保持於晶圓表面上,因此基本上 並不需要改變裝置本身的大小,只要製作例如8英吋晶圓 用的裝置,則利用電極間隔調整構件或晶圓保持(固定)機構 之微細調整,亦可容易地評價其他口徑的晶圓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且,本發明方法之第2樣態係使用將Cu濃度事先調 整過的溶媒,因而可省略過去耗費時間的電極之淸淨化或 Cu電極之離子化等的陳化處理時間,而可在短時間內進行 有效的晶圓評價。 實施例 以下舉出實施例來更爲具說明本發明之方法,但這些 僅爲例示性說明,並非狹義的解釋。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -24 - 516245 A7 ___ B7__ 五、發明説明(23 (實驗例1) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本I) (甲醇中C U濃度及c u沉積測量結果之穩定性的確認) 使用6英吋CZ鏡面硏磨晶圓作爲被檢查晶圓。利用第 2.圖的裝置(只是使用銅電極作爲上部電極),以第1圖所示 之上述步驟處理23片晶圓,並且加以評價。 但是,使熱氧化(第1圖的步驟104)所形成的氧化膜厚 度形成25 nm,背側蝕刻(第1圖的步驟106)中的蝕刻係使用 氟化氫(HF)之蒸氣,Cu沉積(第1圖的步驟112)中的施加電 場係以5MV/cm進行5分鐘。此外,本實驗例係在5MV/cm 下,先進行1小時的陳化處理。 陳化處理後,依序處理每一片上述被檢查晶圓,並且 利用Cu沉積確認所出現的缺陷數目及甲醇中的銅濃度。 缺陷數目係利用顯微鏡觀察(50倍、大約3.5mm之視野 )朝晶圓之直徑方向於一直線上掃描並且觀察缺陷,而算出 析出銅(缺陷)之每單位面/積的個數(個/cm2)。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 甲醇中的銅濃度係對採樣100微升的溶媒,並且加進 100毫升的1%硝酸,然後以ICP-MS進行評價。 該結果顯示於第5圖。隨著處理片數的增加,Cu濃度 會增加,也可明顯地觀察到Cu沉積的缺陷。可知雖有若干 的偏差,但在第4片以後即可穩定地進行評價。 代表性之關於缺陷狀態的顯微鏡觀察結果顯示於第6 圖及第7圖。第6圖係第1片的觀察結果,第7圖係第23 片的觀察結果。第1片雖然無法觀察到缺陷,但在第23片 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公瘦1 ~ -25- 516245 A7 B7 五、發明説明(23 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 即可明顯地觀察到缺陷。從第4片以後即可看到與第7圖 相同的缺陷。由此可知,爲了使Cu沉積穩定化’甲醇中的 銅濃度,尤其是評價開始時的偏差會影響到初期的Cu濃度 〇 但是,當Cu濃度達到某程度以上時,Cu沉積的數目 本身應該不會變化而可穩定地測量。此臨界濃度大約在 0.4ppm左右,在這以下即無法淸楚觀察到缺陷,而使測量 變得不穩定。 … (實驗例2) (使用添加了 Cu標準液之甲醇的Cu沉積之確認) 由上述實驗例1可明瞭,爲了使測量穩定化,甲醇中 .銅濃度的管理非常重要。然而如上所述,反覆進行測量或 延長陳化處理時間,並且使甲醇中之銅濃度上升都相當耗 費時間。因此,已在評價被檢查樣本前,確認了藉由添加 已知的溶液是否可以評價Cu濃度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Cu標準液係使用市面上販售的CuS〇4· 5H2〇(關東化學 社製)。使用此標準液,將甲醇中的Cu濃度調整成大約 0.3ppm、0.8ppm、4.0pm、30ppm,然後以與實驗例1相同的 裝置及步驟進行評價。此實驗例2係進行30分鐘的陳化處 理(用來淸除電極的處理)。 結果,實際上甲醇中的Cu濃度會變成〇.3 83ppm、 0.886、4.45、3 4ppm。Cu沉積的結果在0.3 83時係如第8圖 所示,只能看到淺淺的缺陷狀態,有時並無法計數缺陷。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -26- 516245 A7 B7 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 若爲0.8 86、4.45ppm ’則可觀察到第9圖所示之明顯缺陷。 若添加非常濃的Cu標準液而成爲34ppm ’有時會觀察到第 10圖所示之異常缺陷。這有可能是因爲發生電場集中而出 現的。即使是這種狀態’也會成爲使評價値偏差的原因, 因此關於上限最好在30ppm左右。 如以上所述,當C u濃度未滿0.4 p p m時,測量偏差的 情形會變得明顯,因此需要在這以上的Cu濃度。Cu濃度 除了可藉由陳化處理來調整之外,> 還可由外部添加…Cu標準 液來調整。如果是這種方法則可縮短評價的前處理(陳化處 理)時間,而且非常有效。 繼之,在Cu沉積的不穩定要素中,當然也有其他的主 要因素。從上述實驗例1可以明瞭,Cu濃度在0.4pPm以上 時,測量値會變得穩定,但是在穩定的資料當中,也可看 到若干的偏差。對於該原因深入調查的結果,可知有妨礙 Cu析出的物質存在。也就是有Cu以外的重金屬,例如Fe 或Ni存在。 / 經濟部智慧財產局8工消費合作社印¾ (實驗例3) 使甲醇中的Cu濃度變成〇.857ppm來進行評價。於此 添加Fe及/或Ni並且進行評價。使用與實驗例1相同的裝 置,基本的Cu沉積方法亦與實驗例1相同。 (1) 什麼都不添加的情況下,如第1 1圖所示,可明顯地 觀察到缺陷。 (2) 添加了 200ppb的Ni之情況下,如第12圖所示,無 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -27- 516245 A7 B7 1 --..... - - - - — \ — 五、發明説明( 法觀察到缺陷。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (3) 添加了 200ppb的Fe之情況下,如第13圖所示,無 法觀察到缺陷。 (4) 添加了 89.78ppb的Νι及57.36ppb的Fe之情況下, 與第11圖及第1 2圖同樣地無法觀察到缺陷。 (5) Cu 濃度 i.17ppm、Ni 濃度 20ppb、Fe 濃度 1〇PPb 的 情況下,與第1 1圖及第1 2圖同樣地無法觀察到缺陷。 因此,可知藉由管理甲醇中的Fe、Ni濃度,,尤其將其 管理在5ppb以下,可進行更爲穩定的Cu沉積之評價。 (實施例1 :本發明方法之第1樣態) 使用6英吋CZ鏡面硏磨晶圓作爲被檢查晶圓。本實施 例係使用上部電極爲玻璃電極的第2圖之裝置,然後以第3 圖所示之步驟處理被檢查晶圓並且加以評價。玻璃電極係 於石英板貼有透明電極膜者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 溶媒係使用添加有lOppm之Cu標準液的甲醇,隨之( 不進行陳化處理)使銅沉積,來評價晶圓的缺陷。亦即,並 未進行在使用Cu電極時所實施的在5MV/cm下,先進行1 小時或30分鐘的陳化處理。使銅沉積的條件或缺陷的評價 法與上述實驗例1相同。 其結果,即使在上部電極不使用銅電極,且不進行陳 化處理,也可觀察到與第9圖相同的明顯缺陷。 (實施例2 :本發明方法之第2樣態) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' ' -28- 516245 A7 B7 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 準備一個6英吋CZ矽晶圓(鏡面硏磨後的晶圓)作爲評 價對象之被評價晶圓。對此晶圓進行前處理,亦即洗滌晶 圓,再將晶圓投入氧化爐,然後在氧環境中進行900°C的 9 5分鐘熱處理,以形成2 5 n m的熱氧化膜。 接下來,爲了在晶圓與下部電極之間確保電性通路, 利用氟酸蒸氣對晶圓背側的一部分進行蝕刻。再用純水洗 滌以除去蝕刻氣體等之殘留物。然後對於形成有此氧化膜 的被評價晶圓實施Cu沉積。 . … 本實施例係使用第4圖所示之CiT沉積裝置,首先利用 矽膠等保持被評價晶圓的外周部,使其位置不致偏移,並 且以大約1.6mm的間隔(距離被評價晶圓表面約1mm)設置 電極。此間隔的調整只要是以可將電流不通過的固定厚度 之玻璃夾在上部電極與下部電極之間的形式保持即可。接 下來,將Cu濃度受到控制的溶媒(本實施例係甲醇溶媒)從 上部電極所開設的溶媒注入口朝晶圓中央部注入。 如上述進行時,由於表面張力的影響,即可保持成只 有晶圓表面有甲醇的存在。 經濟部智慧財產局員工消f合作社印^ 甲醇溶液係使用事先控制過Cu濃度者。具體而言,將 Cu標準液,例如市面上販售的CuS〇4· 5H2〇(關東化學社製 )等添加於溶媒中來準備。最好使用此標準液,並且將Cu 濃度調整爲0.4至30ppm左右。 本實施例係使用Cu濃度約爲lppm的甲醇。用試管將 此甲醇滴下,並且利用表面張力滴成不會從晶圓上方溢出 的程度。甲醇會在晶圓與上部電極之間擴散至整個晶圓。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) •29- 516245 A7 B7 五、發明説明(2》 本實施例係每一片晶圓,大約滴下1 8毫升的溶媒。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 然後,對上部電極與下部電極之間進行5MV/cm、5分 鐘的電場施加。在Cu沉積後,用純水洗滌,並且使其自然 乾燥,再利用顯微鏡觀察(50倍、大約3.5mm之視野)朝晶 圓之直徑方向於一直線上掃描晶圓上的銅析出物,並且觀 察缺陷,而算出析出銅之每單位面積的個數(個/cm2)。顯微 鏡觀察的結果顯示於第14圖。如第14圖所明示,可觀察 到環狀的析出銅。 … 如以上所述,根據本發明方法之第2樣態,由於不進 行陳化處理,因此可明顯縮短檢查時間。此外,雖然反覆 上述操作,並且評價複數片晶圓,但反覆測量的結果,仍 可穩定地觀察缺陷。 (比較例) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用過去的Cu沉積裝置,將1公升的溶媒放進處理容 器來進行Cu沉積。另外〃在沉積於想要評價之晶圓之前, 進行1小時的陳化處理。進行完Cu沉積之結果,此過去的 裝置亦可檢測出與第1 4圖相同的缺陷。 有時雖然不更換溶媒(甲醇)而反覆此操作,並且評價複 數片晶圓,但反覆測量的結果卻會變得不易看見缺陷。調 查此原因的結果,可知Fe及Ni的濃度增加了。有可能是 從被評價晶圓帶進這些金屬,或是附著於處理容器的金屬 析出所導致。 如以上所述,本發明方法之第2樣態係不使用用來儲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -30- 516245 A7 _ B7_ 五、發明説明( (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 存溶媒的處理容器來實施,因此外在污染較少,而且係每 一片皆更換溶媒來處理,因此從其他晶圓帶進的污染等之 堆積也會變少,因而可明顯減少污染所導致的不穩定因素 。此外,亦可減少溶媒的量。 再者,藉由使用事先已調整過Cu濃度的溶媒,即不需 要電極之淸除及Cu電極之離子化等的陳化處理時間,因而 可進行迅速的評價。而且亦可使用玻璃電極或進行過金電 鍍的銅電極來作爲上部電極,因而更加減少了電極之劣化 及污染源。 【產業上的利用可能性】 如上所述,根據本發明方法之第1樣態,可藉由管理 銅濃度並且加以評價,來進行穩定的缺陷觀察,且可正確 地分析缺陷之分布及密度,並且抑制裝置間、批次間的偏 差,因而具有可進行穩定之評價的效果。 經濟部智慧財產局工消費合作社印製 而且,根據本發明方法之第1樣態,可藉由使用Cu標 準液來縮短前處理時間,因而具有可進行迅速之評價的效 果。 再者,根據本發明方法之第1樣態,藉由在溶媒添加 Cu標準液,同時使用本發明裝置之利用玻璃電極等銅以外 之電極作爲上部電極的第1樣態,可容易地管理銅濃度’ 並且進行穩定的缺陷觀察,且可正確迅速地分析缺陷之分 布及密度。 另一方面,根據本發明方法(裝置)之第2樣態,可在短 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) -31 - 516245 A7 B7 五、發明説明(2$ 時間內評價晶圓,更可排除污染所導致的晶圓評價之不穩 定性因素,以進行精密度良好的晶圓之缺陷評價。 --I- ........ -:-· - - - -J— - Hi ^-- - n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局g(工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32 -

Claims (1)

  1. 516245 B8 C8 __D8 六、申請專利範圍 1. 一種半導體晶圓之評價方法,其特徵係使用一種包括 :於半導體晶圓表面上形成預定厚度之絕緣膜的步驟;以 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 及破壞該半導體晶圓表面附近所形成之缺陷部位上的絕緣 膜’並且使溶媒中的銅沉積在該缺陷部位的步驟之Cu沉積 法’並且將該溶媒中的銅濃度調節在0.4至30ppm的範圍 而加以評價。 2. 如申請專利範圍第1項之半.導體晶圓之評價方法,其 中,使用甲醇作爲前述溶媒。 , … 3·如申請專利範圍第1項或第2項之半導體晶圓之評價 方法,其中,將前述溶媒中的Fe濃度及/或濃度管理在 5ppb以下而加以評價。 4. 如申請專利範圔第1項或第2項之半導體晶圓之評價 方法,其中,藉由在前述溶媒中添加Cll標準液來調節銅濃 度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5. 如申請專利範圍第4項之半導體晶圓之評價方法,其 中,使用一種在具有處理容器;設置於該處理容器內的下 部電極;相對於該下部電極保持預定間隔而設置的上部電 極;以及在這些電極間產生電場的外部電源,並且將半導 體晶圓載置於該下部電極的上面,同時將溶媒注入該處理 容器內,然後利用Cu沉積法評價半導體晶圓的裝置中,該 上部電極爲玻璃電極、對銅進行過金電鍍的電極、白金電 極、金電極或碳電極的半導體晶圓之評價裝置,不進行陳 化處理而加以評價。 6. —種半導體晶圓之評價裝置,其特徵爲:在具有:處 本紙張尺度逋用中國國家梂準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -33- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 516245 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 理容器;設置於該處理容器內的下部電極;相對於該下部 電極保持預定間隔而設置的上部電極;以及在這些電極間 產生電場的外部電源,並且將半導體晶圓載置於該下部電 極的上面,同時將溶媒注入該處理容器內,然後利用Cu沉 積法評價半導體晶圓的裝置中,該上部電極爲玻璃電極、 對銅進行過金電鍍的電極、.白金電極、金電極或碳電極。 7. —種半導體晶圓之評價裝置,係利用Cu沉積法評價 半導體晶圓的裝置,其特徵爲具有:上部電極;相對於該 上部電極保持預定間隔而設置的下部電極;以及在這些電 極間產生電場的外部電源,並且將溶媒注入該下部電極之 上面所載置的半導體晶圓之表面,而可利用表面張力使該 注入的溶媒保持於半導體晶圓表面。 8. 如申請專利範圍第7項之半導體晶圓之評價裝置,其 中,於前述上部電極穿設溶媒注入口,並且從該溶媒注入 口注入溶媒。 9. 如申請專利範圍第j項或第8項之半導體晶圓之評價 裝置,其中,又設置用來調整及維持前述上部電極及下部 電極間之間隔的電極間隔調整構件。 10. 如申請專利範圍第7項或第8項之半導體晶圓之評 價裝置,其中,又設置本身具有用來將前述下部電極維持 在水平狀態之調整功能的水平保持具。 U.如申請專利範圍第7項或第8項之半導體晶圓之評 價裝置,其中,於前述上部電極使用玻璃電極或對銅進行 過金電鍍的電極。 本紙張尺度逋用中國國家梯準(CNS ) Α4規格(210 X 297公釐) -----\-1------:τ----. (請先閲却背面之注意事項再填寫本頁) -34- 516245 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 12. 如申請專利範圍第7項或第8項之半導體晶圓之評 價裝置’其中,又設置用來固定前述下部電極之上面所載 置之半導體晶圓的機構。 13. —種半導體晶圓之評價方法,其特徵係使用一種包 括:於半導體晶圓表面上形成預定厚度之絕緣膜的步驟; 以及破壞該半導體晶圓表面附近所形成之缺陷部位上的絕 緣膜,並且使溶媒中的銅沉積在該缺陷部位的步驟之Cu沉 積法,並且在利用表面張力使該溶媒保持於半導體晶圓表 面的狀態下,使銅沉積。 14. 如申請專利範圍第13項之半導體晶圓之評價方法, 其中,藉由在前述溶媒中添加Cu標準液來調節銅濃度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝· 訂 i# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家梂準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35-
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