[发明专利]清洗溶液的监测方法及其监测系统

说明书

本发明提供了一种清洗溶液的监测方法及其监测系统，清洗溶液的监测方法，包括：提供一裸硅晶圆，将所述裸硅晶圆放入含有双氧水的清洗溶液中清洗，所述裸硅晶圆的表面自然形成介质层；检测所述裸硅晶圆表面的所述介质层的厚度，并判断所述介质层的厚度是否位于所述介质层的目标厚度范围内，若否，则认定所述清洗溶液的配方异常。通过在裸硅晶圆清洗后，对裸硅晶圆表面的介质层厚度进行检测，通过判断介质层厚度是否正常来判断清洗溶液是否正常，当裸硅晶圆表面的介质层厚度超出正常目标厚度范围时，则是由于清洗溶液中混入了刻蚀介质层的溶液，及时发现清洗溶液的异常并进行更换异常的清洗溶液，避免大量的裸硅晶圆报废。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种清洗溶液的监测方法及其监测系统。

背景技术

晶圆的清洗技术是影响晶圆成品良率、器件的品质及可靠性最重要的因素之一。

清洗的主要目的是清除晶圆表面的污染，如微粒、有机物及金属离子等杂质。硅片在进入相关工艺前都要保证晶圆的清洁程度，所以在相关制程前都需要对晶圆进行化学清洗，再用超纯水清洗使晶圆表面达到要求的洁净度，使制造出来的半导体器件能够具有设计的电学特性。

为了使制造出来的半导体器件符合设计的相关电学特性，都会侦测相关的制造设备制程环境有稳定的性能。传统工艺是通过用晶圆表面的微粒来侦测设备制程环境是否符合生产条件，比如常见用硅晶圆（这样的晶圆对设备工艺环境有更高的灵敏度要求，所以一般侦测清洗酸环境的微粒情况都是用硅晶圆）通过相关的设备测试硅表面的微粒情况来表征设备的干净程度。

但是上述侦测手段有一个致命的弱点，假如某一个清洗的酸（SPM、SC1或者SC2）由于误操作混入了晶圆制造的氢氟酸、BOE溶液或者其他刻蚀二氧化硅材料的酸，由于清洗溶液中是不测试刻蚀二氧化硅速率的，又由于清洗溶液中也不会测试其他物质的含量，所以采用以上方法是无法检查出清洗溶液中异常，但是清洗溶液出现异常后，会造成大量的晶圆报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洗溶液的监测方法及其监测系统，以解决清洗溶液出现异常后，会造成大量的晶圆报废的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种清洗溶液的监测方法，包括：

提供一裸硅晶圆，将所述裸硅晶圆放入含有双氧水的清洗溶液中清洗，所述裸硅晶圆的表面自然形成介质层；

检测所述裸硅晶圆表面的所述介质层的厚度，并判断所述介质层的厚度是否位于所述介质层的目标厚度范围内，若否，则认定所述清洗溶液的配方异常。

可选的，所述清洗溶液的配方异常包括所述清洗溶液内混入氢氟酸溶液或者BOE溶液。

可选的，检测到所述介质层的厚度异常后，报警设备发出报警声音，提醒操作人员更换清洗溶液。

可选的，所述介质层的目标厚度范围为7.7埃-8.3埃。

可选的，所述介质层为氧化层。

可选的，所述清洗溶液包括SPM、SC1或者SC2中的一种。

可选的，采用扫描电子显微镜或者椭偏仪检测所述裸硅晶圆表面的所述介质层层的厚度。

可选的，所述裸硅晶圆放入含有双氧水的清洗溶液中清洗时间为4min-6min。

基于同一发明构思，本发明还提供一种清洗溶液的监测系统，包括：

清洗设备，用于利用含有双氧水的清洗溶液去除裸硅晶圆表面的微粒并在所述裸硅晶圆表面生成介质层；

检测设备，用于检测所述裸硅晶圆表面的介质层是否低于所述介质层的目标厚度；

控制设备，用于判断所述介质层的厚度是否位于所述介质层的目标厚度范围内，若否，则认定所述清洗溶液的配方异常。