[发明专利]晶圆颗粒检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种晶圆颗粒检测方法。

背景技术

在半导体工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。如何清除晶圆表面的污染和异物质颗粒一直是半导体技术领域的研究热点，而在清洁之后如何对晶圆表面的清洁度进行检测也成为半导体体技术人员关心的问题。

光学检测方法，由于具有不破坏晶圆表面的清洁度、可实时检测等的优点成为最常用的晶圆检测方法之一。所述光学检测方法使用光学散射强度测量技术来探测晶圆表面颗粒的有无、颗粒在晶圆表面的空间分布等。

参考图1，示出了现有技术中光学晶圆颗粒检测装置一实施例的示意图。如图所示，所述晶圆颗粒检测装置主要包括入射光路、待测晶圆13和探测光路，其中，入射光路包括激光器10、凸透镜11，所述激光器10用于发出测量光，凸透镜11用于对所述测量光进行会聚，在其他实施例中也可以使用球面或非球面反射镜来聚焦测量光，所述测量光通过掠入射方式投射至待测晶圆13上，在待测晶圆13表面形成探测光斑。本领域技术人员发现入射角大于或等于70°时，颗粒散射信号强，测量效果较佳。

所述待测晶圆13放置于晶圆卡盘12上，所述晶圆卡盘12可以移动和旋转，所述晶圆卡盘12带动待测晶圆13进行移动和旋转，使探测光斑完成对待测晶圆13的螺旋式扫描。在扫描过程中，如果测量光束投射到颗粒上，会被颗粒散射，被散射的光束具有一定的空间立体角。

探测光路包括反射镜组14和探测器15，所述反射镜组14用于将散射光反射至探测器15的探测面上，所述探测器15用于对散射光进行探测，获得散射光束的空间立体角分布情况、散射光束的光强，从而获得待测晶圆13上颗粒的分布情况，具体地，所述探测器15为光电倍增管。

然而，集成电路的特征尺寸遵循着摩尔定律而逐渐减小，根据国际半导体技术蓝图(International Technology Roadmap for Semiconductors，ITRS)的预测，在2012年，集成电路的半周期长度预计将会进入22nm技术代，在无图形晶圆表面上需要检测到的污染颗粒的直径将达到11nm，这样的最小颗粒检测尺寸已经小于当前设备的检测极限。

下面以直径为14nm的SiO₂颗粒为例进行说明。现有技术中，激光器发出波长为355nm的测量光，以掠射角入射至待测晶圆的表面上，形成的探测光斑大小通常为5×15微米。直径为14nm的颗粒使散射光散射到全部2π方位角的光强为1.174×10^-3ppm，也就是说，由直径为14nm的颗粒散射到全部2π方位角的光强为测量光光强的1.174×10^-12。

颗粒尺寸较小，那么颗粒的散射截面面积会较小，而由于散射强度与颗粒的散射截面成正比，因此较小尺寸的颗粒所形成的散射光信号非常小，这样小的散射光信号会淹没在探测器的噪音中，从而无法被检测到。

而在实际应用中，现有的检测设备已经无法精确检测到直径30nm的SiO₂颗粒。

由此可见，现有技术的晶圆检测方法遇到了检测极限，已无法满足当前以及未来集成电路污染颗粒的检测要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种晶圆颗粒检测方法，以提高晶圆上颗粒的检测极限。

为解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆颗粒检测方法，包括：在待测的测试晶圆表面形成金属薄膜，同时形成包围测试晶圆表面颗粒的金属薄膜外壳；对所述测试晶圆进行检测，在所述检测中，基于所述测试晶圆上颗粒对测量光的散射所形成的散射光信号，获得测试晶圆上颗粒的尺寸和空间分布信息；检测完成后去除测试晶圆上的金属薄膜。所述颗粒包括二氧化硅颗粒、二氧化氮颗粒。

所述金属薄膜的材料为金、银、铂、钛或铝。

所述金属薄膜的厚度在0.5～10nm的范围内。

所述金属薄膜的材料为铝，所述金属薄膜的厚度大于或等于2nm。

所述金属薄膜的厚度为2nm。

所述去除待测晶圆上的金属薄膜的步骤包括：通过化学溶液清洗所述金属薄膜。

所述金属薄膜的材料为铝，通过氢氟酸清洗所述金属薄膜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过在待测晶圆上形成金属薄膜，从而在待测晶圆上的颗粒上形成金属薄膜外壳，所述金属薄膜外壳可以增强散射光信号，提高了晶圆上颗粒的检测精度。

附图说明

图1是现有技术晶圆检测装置一实施例的示意图；