[發明專利]晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法

在審

• 申請號: 201910383329.3
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN111916364A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 王沿方;王金成;孫威
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平;鄧云鵬

本申請涉及一種晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法，包括：提供表面形成有待測膜層的晶圓，配置腐蝕液，使腐蝕液與待測膜層充分反應并生成待測試劑；收集待測試劑并測量待測試劑中的金屬含量，計算膜層中的金屬含量。上述檢測方法，先對待測膜層進行刻蝕，使金屬離子全部溶于待測試劑，然后對待測試劑中的金屬離子進行檢測，并根據檢測結果計算待測膜層的金屬含量，因此，在本申請中，只需利用常規儀器測量待測試劑中的金屬含量，容易實現，且得到的結果為整個待測膜層中的金屬含量，可實現對整個膜層的金屬含量進行評估。

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法。

背景技術

在半導體器件的制作過程中，晶圓表面金屬的污染會對集成電路的成品率、電性能及可靠性造成嚴重影響，因此，在芯片的生產過程中，對晶圓上的各膜層中的金屬離子含量都有著嚴格的要求，在制備工藝中需要能夠快速并準確地檢測出相關膜層的金屬雜質含量。

目前，常用的檢測方法是采用全反射X射線熒光分析儀設備，將X射線直接打在相關膜層如氮化硅層上，通過與標準樣品的信號對比換算出膜層中金屬離子的含量。但是，該方法存在以下幾個缺點：

(1)全反射X射線熒光分析儀設備非常昂貴，常規實驗室沒有配置該分析設備；

(2)只能對很小區域進行分析，無法做到整個晶圓表面膜層的金屬含量評估；

(3)標準樣品中也可能存在金屬雜質，與標準樣品進行對比換算出來的結構誤差較大。

發明內容

基于此，有必要針對對晶圓上的膜層進行金屬含量分析時所用設備昂貴、無法進行整個膜層進行評估以及檢測結構誤差較大的技術問題，提出一種新的晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法。

一種晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法，包括：

提供表面形成有待測膜層的晶圓，配置腐蝕液，使所述腐蝕液與所述待測膜層充分反應并生成待測試劑；及

收集所述待測試劑并測量所述待測試劑中的金屬含量，計算所述膜層中的金屬含量。

上述晶圓表面膜層金屬含量的檢測方法，先通過腐蝕液與晶圓上的待測膜層充分反應并生成待測試劑，待測膜層中的金屬離子全部溶于待測試劑中，然后測量待測試劑中的金屬含量，從而計算出整個待測膜層的金屬含量。根據待測試劑中的金屬含量計算待測膜層的金屬含量的計算公式為F＝(C*V*N_A/M)/S，F為待測膜層中金屬的含量，C為待測試劑中的對應金屬的含量，V為腐蝕液的體積，N_A為阿伏伽德羅常數，M為被檢測金屬的相對原子質量，S為待測膜層面積。

在本申請的有益效果在于，首先，檢測設備用于檢測溶液中的金屬離子的含量，因此只需要常規的檢測設備如電感耦合等離子體質譜儀便可實現，相比于直接檢測待測膜層中的金屬離子的含量，可以降低對檢測設備的要求；其次，本申請中腐蝕液與整個待測膜層充分反應，因此，最終檢測出的金屬含量是晶圓表面整個待測膜層的金屬含量，而不是局部的金屬含量，能對整片待測膜層的金屬含量進行評估。

在其中一個實施例中，使所述腐蝕液與所述待測膜層充分反應并生成待測試劑的步驟具體包括：將所述晶圓水平放置，取腐蝕液滴于所述待測膜層的表面，所述腐蝕液在所述晶圓表面移動并刻蝕整片所述待測膜層，且所述腐蝕液在完成刻蝕后生成的待測試劑匯聚。

在其中一個實施例中，所述取腐蝕液滴于所述待測膜層的表面的步驟具體為取腐蝕液滴于所述待測膜層表面的一處位置，所述腐蝕液完成刻蝕后生成的待測試劑匯聚于一處。

在其中一個實施例中，所述測量所述待測試劑中的金屬含量是通過電感耦合等離子體質譜儀測量所述待測試劑中的金屬含量。

在其中一個實施例中，所述待測試劑經過膜去溶裝置后進入所述電感耦合等離子體質譜儀。