一种监控晶圆制造技术

本实用新型专利技术提供了一种监控晶圆，所述监控晶圆包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层。使用本实用新型专利技术提供的监控晶圆对机台进行监控检测，可在不改变实际生产线检测设备的本身特性的情况下，提高对监控晶圆的缺陷检出率，从而提高机台的监控灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造
，特别涉及一种监控晶圆。
技术介绍
在半导体器件的制造过程中，晶圆需经过各个工艺流程的加工设备进行加工制造，而于制造过程中，晶圆表面可能会留有污染物，如颗粒物、金属粒子、有机物等。图1为晶圆表面检测到的污染物(图1虚线圈内)的示意图，这些附着于晶圆上的污染物，可能会影响后续所形成的器件的性能。这些污染物可能来源于空气环境中，也可能来源于晶圆的加工设备中。随着半导体芯片的集成度越来越高，对晶圆表面的清洁度要求也越来越严格，因此对生产工艺流程中的加工设备的监控，特别是加工设备的清洁度的监控显得尤为重要。图2为使用监控晶圆对机台进行监控测试的流程示意图。如图2所示，使用监控晶圆对机台进行监控测试，尤其是对机台的清洁度进行监控测试时，将一监控晶圆放置于机台内运行，该监控晶圆一般为裸晶圆或于裸晶圆上生长有硅薄膜的晶圆片；所述监控晶圆于机台内运行完毕后，使用检测设备对监控晶圆进行检测，并根据检测设备检测出的缺陷判断机台的清洁度，从而确认机台是否异常。上述监控方法中，需使用检测设备对监控晶圆进行缺陷检测，再根据检测结果判定机台的异常状况。现有的晶圆缺陷的检测设备，其工作的基本原理是将光学显微镜下获得的芯片上的图像转换成为数据图像，然后通过与相邻芯片上的数据图像进行比较来检测缺陷所在的位置。然而，由于裸晶圆及裸晶圆上生长有硅薄膜的晶圆片，均没有经过蚀刻而形成图形，因此检测设备对于裸晶圆及裸晶圆上生长有硅薄膜的晶圆片的检测灵敏度较低。这种情况下往往导致量产中的产品已检测到缺陷，但是使用裸晶圆对加工设备进行监控检测时却未能侦测到异常，使得异常机台继续投入使用，造成更多不良的晶圆片，甚至更多的不良影响批次。图3为生产中的晶圆产品于日常抽检时的缺陷数量图，在图3中，横坐标代表日期，纵坐标代表晶圆上的缺陷数量。图4为对机台进行日常监控测试时监控晶圆上的缺陷数量图，在图4中，横坐标代表日期，纵坐标代表监控晶圆上的缺陷数量。参考图3与图4所示，当机台处于异常状态下，生产的晶圆产品中已检测到大量缺陷(如图3中虚线框所示)，然而在对应的时间段内使用监控晶圆对异常机台进行监控测试时，监控晶圆上的缺陷数量于正常范围内波动(如图4中虚线框所示)，并未检测到异常，即使用上述监控晶圆对机台进行监控的灵敏度低，无法及时监控到机台异常。因此，有必要提供一种监控晶圆以提高机台的监控灵敏度，及时发现和解决实际生产中的问题，并且不改变生产线上工艺设备的特性本身。
技术实现思路
为解决现有技术中，对生产工艺流程中的加工设备的监控，特别是加工设备的清洁度的监控的灵敏度较低的问题。本技术提供一种监控晶圆，包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层。可选的，图形化的膜层为图形化的氧化层。可选的，监控晶圆还包括形成于所述裸晶圆上的缓冲层和形成于所述缓冲层上的金属层，所述图形化的氧化层形成于所述金属层上。可选的，图形化的氧化层的材质为二氧化硅。可选的，缓冲层的材质为二氧化硅。可选的，金属层的材质为铜或铝。可选的，图形化的膜层为图形化的金属层。可选的，监控晶圆还包括形成于所述裸晶圆上的缓冲层，所述图形化的金属层形成于所述缓冲层上。可选的，图形化的金属层的材质为铜或铝。可选的，缓冲层的材质是二氧化硅。可选的，图形化的膜层的图形为矩形阵列。与现有技术相比，本技术提供的监控晶圆包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层，即所述监控晶圆表面具有图形，可在不改变生产线上检测设备的本身特性的前提下，使得检测设备对监控晶圆上的缺陷具有更高的缺陷检出率，从而提高机台的监控灵敏度。进一步的，本技术提供的监控晶圆具有金属层，当对带有液体参与的机台进行监控测试时，所述金属层可与机台内的液体接触，由于金属置于空气中，金属表面可自然形成一金属氧化物薄膜，金属氧化膜为带有极性的群组，有利于空气或水中的微量有机分子附着于晶圆表面上。因此利用金属薄膜的这一特质，能更为明显的体现机台的清洁度状况，同时检测设备也能更容易的检测到监控晶圆上的缺点，当设备处于异常状况时，能及时的发现异常，以避免不良影响扩大化。附图说明图1为晶圆表面的污染物示意图；图2为使用监控晶圆对机台进行监控测试的流程示意框图；图3为生产中的晶圆产品于日常抽检时的缺陷数量图；图4为现有技术中对机台进行监控测试时监控晶圆上缺陷数量图；图5为本技术实施例一的监控晶圆的结构示意图；图6为本技术实施例二的监控晶圆的结构示意图；图7为本技术实施例三的监控晶圆的结构示意图；图8采用现有技术的监控晶圆以及本技术实施例二的监控晶圆对机台进行监控检测时的缺陷数量对比图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步说明，以便对本技术的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解。但是，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本技术的具体限定。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。专利技术人发现，通常晶圆缺陷检测设备对带有图形的晶圆的检测灵敏度均大于对裸晶圆的检测灵敏度，基于此，本技术提供一种监控晶圆，所述监控晶圆包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层。由于所述监控晶圆上形成有图形化的膜层，使得检测设备对监控晶圆上的缺陷具有了更高的缺陷检出率，提高机台的监控灵敏度。下面结合剖面示意图对本技术的监控晶圆进行更详细的描述。图5为本技术实施一的监控晶圆的结构示意图，如图5所示，所述监控晶圆包括裸晶圆110以及形成于所述裸晶圆110上的图形化的膜层120。较佳的，所述图形化的膜层120是图形化的金属层，所述图形化的金属层具有图形，其是通过图形化工艺(比如光刻和刻蚀工艺)形成。由于金属置于空气中，金属表面易被氧化形成一金属氧化物薄膜，金属氧化物薄膜为带有极性的群组(如‐OH)，因此当有机分子带有极性群组时，则会以氢键或疏水键附着于金属氧化膜上，有利于空气或水中的微量有机分子附着于晶圆表面上。例如当采用该监控晶圆进行机台的清洁度监控时，利用金属薄膜的这一特质，能更为明显的体现机台的清洁度状况，同时检测设备也能更容易的检测到监控晶圆上的缺点，从而可及时发现机台的异常状况，避免不良影响的扩大。当然，本技术并不限制图形化的膜层120的材质，所述图形化的膜层120也可以为图形化的氧化层或者图形化的氮化层。此外，本技术提供的监控晶圆还可以是于所述裸晶圆上至少形成有两层薄膜，并对其中一层或多层薄膜进行图形化(光刻和蚀刻)，形成带有图形的晶圆片。优选方案中，所述监控晶圆上沉积的多层薄膜中包含一金属薄膜，所述金属薄膜至少部分暴露出来。利用该监控晶圆进行机台的清洁度监控时，所述机台往往包含带有液体参与的部分，所述暴露出来的金属薄膜可与机台内的液体接触。如上所述，由于金属表面易被氧化形成金属氧化膜薄膜，所述金属氧化物薄膜为带有极性的群组，从而有利于液体中的微量有机分子附着于晶圆表面上。进一步的，所述监控晶圆上的多层薄膜均由不与机台内的液体发生反应的材质制成，例如，所述液体是水，那么除金属层外的其它薄膜的材质为二氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)、氮氧化硅(Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监控晶圆，其特征在于：所述监控晶圆包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层、金属层和缓冲层，所述图形化的膜层形成于所述金属层上，所述金属层形成于所述缓冲层上。

【技术特征摘要】
1.一种监控晶圆，其特征在于：所述监控晶圆包括裸晶圆以及形成于所述裸晶圆上的图形化的膜层、金属层和缓冲层，所述图形化的膜层形成于所述金属层上，所述金属层形成于所述缓冲层上。2.如权利要求1所述的监控晶圆，其特征在于：所述图形化的膜层为图形化的氧化层。3.如权利要求2所述的监控晶圆，其特征在于：所述图形化的氧化层的材质为二氧化硅。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王智东，傅俊，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造天津有限公司，中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12