晶圆表面膜层金属含量的检测方法技术

本申请涉及一种晶圆表面膜层金属含量的检测方法，包括：提供表面形成有待测膜层的晶圆，配置腐蚀液，使腐蚀液与待测膜层充分反应并生成待测试剂；收集待测试剂并测量待测试剂中的金属含量，计算膜层中的金属含量。上述检测方法，先对待测膜层进行刻蚀，使金属离子全部溶于待测试剂，然后对待测试剂中的金属离子进行检测，并根据检测结果计算待测膜层的金属含量，因此，在本申请中，只需利用常规仪器测量待测试剂中的金属含量，容易实现，且得到的结果为整个待测膜层中的金属含量，可实现对整个膜层的金属含量进行评估。

【技术实现步骤摘要】
晶圆表面膜层金属含量的检测方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆表面膜层金属含量的检测方法。
技术介绍
在半导体器件的制作过程中，晶圆表面金属的污染会对集成电路的成品率、电性能及可靠性造成严重影响，因此，在芯片的生产过程中，对晶圆上的各膜层中的金属离子含量都有着严格的要求，在制备工艺中需要能够快速并准确地检测出相关膜层的金属杂质含量。目前，常用的检测方法是采用全反射X射线荧光分析仪设备，将X射线直接打在相关膜层如氮化硅层上，通过与标准样品的信号对比换算出膜层中金属离子的含量。但是，该方法存在以下几个缺点：(1)全反射X射线荧光分析仪设备非常昂贵，常规实验室没有配置该分析设备；(2)只能对很小区域进行分析，无法做到整个晶圆表面膜层的金属含量评估；(3)标准样品中也可能存在金属杂质，与标准样品进行对比换算出来的结构误差较大。
技术实现思路
基于此，有必要针对对晶圆上的膜层进行金属含量分析时所用设备昂贵、无法进行整个膜层进行评估以及检测结构误差较大的技术问题，提出一种新的晶圆表面膜层金属含量的检测方法。一种晶圆表面膜层金属含量的检测方法，包括：提供表面形成有待测膜层的晶圆，配置腐蚀液，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂；及收集所述待测试剂并测量所述待测试剂中的金属含量，计算所述膜层中的金属含量。上述晶圆表面膜层金属含量的检测方法，先通过腐蚀液与晶圆上的待测膜层充分反应并生成待测试剂，待测膜层中的金属离子全部溶于待测试剂中，然后测量待测试剂中的金属含量，从而计算出整个待测膜层的金属含量。根据待测试剂中的金属含量计算待测膜层的金属含量的计算公式为F＝(C*V*NA/M)/S，F为待测膜层中金属的含量，C为待测试剂中的对应金属的含量，V为腐蚀液的体积，NA为阿伏伽德罗常数，M为被检测金属的相对原子质量，S为待测膜层面积。在本申请的有益效果在于，首先，检测设备用于检测溶液中的金属离子的含量，因此只需要常规的检测设备如电感耦合等离子体质谱仪便可实现，相比于直接检测待测膜层中的金属离子的含量，可以降低对检测设备的要求；其次，本申请中腐蚀液与整个待测膜层充分反应，因此，最终检测出的金属含量是晶圆表面整个待测膜层的金属含量，而不是局部的金属含量，能对整片待测膜层的金属含量进行评估。在其中一个实施例中，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂的步骤具体包括：将所述晶圆水平放置，取腐蚀液滴于所述待测膜层的表面，所述腐蚀液在所述晶圆表面移动并刻蚀整片所述待测膜层，且所述腐蚀液在完成刻蚀后生成的待测试剂汇聚。在其中一个实施例中，所述取腐蚀液滴于所述待测膜层的表面的步骤具体为取腐蚀液滴于所述待测膜层表面的一处位置，所述腐蚀液完成刻蚀后生成的待测试剂汇聚于一处。在其中一个实施例中，所述测量所述待测试剂中的金属含量是通过电感耦合等离子体质谱仪测量所述待测试剂中的金属含量。在其中一个实施例中，所述待测试剂经过膜去溶装置后进入所述电感耦合等离子体质谱仪。在其中一个实施例中，所述待测膜层为氮化硅层。在其中一个实施例中，所述腐蚀液包括氢氟酸。在其中一个实施例中，所述腐蚀液的体积配比为49％质量分数氢氟酸：去离子水＝1:0.8～1:1.5。在其中一个实施例中，所述晶圆的尺寸不超过8寸，根据所述氮化硅层的厚度调整所述腐蚀液的用量，当所述氮化硅层的厚度不超过时，取2mL所述腐蚀液，当所述氮化硅层的厚度超过时，每增加对应增加1mL所述腐蚀液。在其中一个实施例中，所述腐蚀液的用量不超过10mL。附图说明图1为本申请一实施例中晶圆表面膜层金属含量检测方法的步骤流程图；图2为膜去溶装置示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示为晶圆表面膜层金属含量检测方法的步骤流程图，该检测方法包括以下步骤：步骤S100：提供表面形成有待测膜层的晶圆，配置腐蚀液，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂。在半导体器件的制备过程中，先在晶圆表面形成膜层，在形成膜层之后以及在进入下一步工艺之前，需要判断该膜层中的金属杂质是否超标，若超标，则需重新调整工艺条件，若未超标，则进入下一步工序，以避免器件制备完成后由于相关膜层金属含量不符合要求而返工所造成的浪费成本且增长制造周期的问题，因此，在形成膜层后，可抽取部分样品进行检测。在本申请中，并不是直接对固态膜层进行检测，而是先对待测膜层进行腐蚀生成待测试剂，使待测膜层中的金属离子全部溶于待测试剂中，然后再检测待测试剂中的金属离子的含量，从而计算出待测膜层的金属含量，由此既可以用常规检测仪器进行检测，也可以对整个膜层的金属含量进行评估。在一实施例中，使腐蚀液与待测膜层充分反应并生成待测试剂的具体步骤包括：将晶圆水平放置，取腐蚀液滴于待测膜层的表面，腐蚀液在晶圆表面移动并刻蚀整片待测膜层，且腐蚀液在完成刻蚀后生成的待测试剂汇聚。在本实施例中，通过取一定量的腐蚀液滴于待测膜层的表面，使腐蚀液与待测膜层充分反应，腐蚀液与待测膜层充分反应后，与晶圆表面接触，由于腐蚀液能与待测膜层充分反应，腐蚀液与待测膜层的接触角较小，腐蚀液与当前位置的待测膜层反应完成后，与下层的晶圆接触，使得腐蚀液的接触角变大，接触角的变化促使腐蚀液自发朝向其他位置的待测膜层移动，以逐渐腐蚀整个待测膜层且生成的待测试剂最终汇聚，方便检测设备获取待测试剂进行检测。通过上述方式对待测膜层进行腐蚀，只需要配置少量腐蚀液对待测膜层进行腐蚀，利用腐蚀液与待测膜层的接触角和腐蚀液与晶圆的接触角不同，腐蚀液液滴可以自发移动以逐渐刻蚀待测膜层，最终生成的待测试剂汇聚，方便待测试剂的收集，即，上述腐蚀方式所用的腐蚀液用量较小，可节约试剂，且腐蚀完后便于收集待测试剂。在一些实施例中，腐蚀液可滴于待测膜层表面的任意一处位置，腐蚀液与待测膜层反应后的待测试剂最终也汇聚成一滴，由此便于收集。在一实施例中，在晶圆表面形成的待测膜层一般为介质层，需要限定介质层的金属离子的含量以确保介质层性能的稳定。在一具体的实施例中，该介质层为氮化硅层。当进行检测的待测膜层为氮化硅层时，所用的腐蚀液用氢氟酸配置而成，氢氟酸与氮化硅能于常温下进行反应，只需将腐蚀液滴于氮化硅层表面，无需其他附加条件，腐蚀液便能自发与整个氮化硅层进行反应。在一具体实施例中，腐蚀液的体积配比为49％氢氟酸：去离子水＝1:0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆表面膜层金属含量的检测方法，其特征在于，包括：/n提供表面形成有待测膜层的晶圆，配置腐蚀液，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂；及/n收集所述待测试剂并测量所述待测试剂中的金属含量，计算所述待测膜层中的金属含量。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆表面膜层金属含量的检测方法，其特征在于，包括：
提供表面形成有待测膜层的晶圆，配置腐蚀液，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂；及
收集所述待测试剂并测量所述待测试剂中的金属含量，计算所述待测膜层中的金属含量。


2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，使所述腐蚀液与所述待测膜层充分反应并生成待测试剂的步骤具体包括：将所述晶圆水平放置，取腐蚀液滴于所述待测膜层的表面，所述腐蚀液在所述晶圆表面移动并刻蚀整片所述待测膜层，且所述腐蚀液在完成刻蚀后生成的待测试剂汇聚。


3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述取腐蚀液滴于所述待测膜层的表面的步骤具体为取腐蚀液滴于所述待测膜层表面的一处位置，所述腐蚀液完成刻蚀后生成的待测试剂汇聚于一处。


4.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述测量所述待测试剂中的金属含量是通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沿方，王金成，孙威，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32