金属薄膜腐蚀速率的测试装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种金属薄膜腐蚀速率的测试装置，包括恒温容器。沿所述恒温容器的高度方向，所述恒温容器中依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板将所述恒温容器的内腔分隔为依次顺序分布的第一腔体、第二腔体以及第三腔体。其中，所述第一隔板包括第一活动部以及与所述第一活动部连接的第一固定部，所述第一活动部用于控制所述第一腔体与所述第二腔体的连通，所述第二隔板包括第二活动部以及与所述第二活动部连接的第二固定部，所述第二活动部用于控制所述第二腔体与所述第三腔体的连通。本发明专利技术能够避免温度对腐蚀速率的影响、且测量的准确性较高。发明专利技术还提供了一种使用所述的测试装置测试金属薄膜腐蚀速率的方法。速率的方法。速率的方法。

【技术实现步骤摘要】
金属薄膜腐蚀速率的测试装置及其使用方法


[0001]本专利技术涉及金属薄膜腐蚀速率的测试
，特别是涉及一种金属薄膜腐蚀速率的测试装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]在半导体器件中，金属通常被作为导线或阻挡层来使用，化学机械抛光技术(CMP)作为半导体器件制造工艺中的一种有效的平坦化方法，常常被用来去除多的金属以达到平坦化。随着人们对半导体器件的要求越来越高，半导体器件的图案层数也在不断地增加，在金属抛光的过程中，既希望有较高的金属去除速率，又要很好地控制抛光后金属导线的缺陷，如腐蚀。每层中微小的腐蚀都将会使半导体器件的性能大打折扣，甚至丧失，因此控制抛光液对金属的腐蚀速率非常重要。
[0003]由于金属静态腐蚀速率完全由抛光液与待测件表面的金属薄膜化学反应的速率决定，而抛光液与待测件表面的金属薄膜化学反应的速率与反应温度和反应时间息息相关，因此，控制反应温度和反应时间就显得尤为重要。然而，现有的测试装置测量金属薄膜腐蚀速率时，无法避免温度对腐蚀速率的影响，且测量的准确性较差。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种能够避免温度对腐蚀速率的影响、且测量准确性较高的金属薄膜腐蚀速率的测试装置。
[0005]另，还有必要提供一种使用所述测试装置测试金属薄膜腐蚀速率的方法。
[0006]本专利技术至少一实施例提供了一种金属薄膜腐蚀速率的测试装置，包括：
[0007]恒温容器，沿所述恒温容器的高度方向，所述恒温容器中依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板将所述恒温容器的内腔分隔为依次顺序分布的第一腔体、第二腔体以及第三腔体；
[0008]其中，所述第一隔板包括第一活动部以及与所述第一活动部连接的第一固定部，所述第一活动部用于控制所述第一腔体与所述第二腔体的连通，所述第二隔板包括第二活动部以及与所述第二活动部连接的第二固定部，所述第二活动部用于控制所述第二腔体与所述第三腔体的连通。
[0009]在其中一些实施例中，所述恒温容器包括侧壁、位于所述侧壁一端的底部以及位于所述侧壁另一端的盖体，所述底部和所述盖体均与所述侧壁连接，且所述底部和所述盖体相对设置，所述侧壁为加热层。
[0010]在其中一些实施例中，所述测试装置还包括第一计时装置以及第二计时装置，所述第一计时装置位于与所述第一腔体对应的所述侧壁的外表面上，所述第二计时装置位于与所述第二腔体对应的所述侧壁的外表面上。
[0011]在其中一些实施例中，所述测试装置还包括第一驱动装置以及第二驱动装置，所述第一驱动装置和所述第一活动部连接，所述第二驱动装置和所述第二活动部连接。
[0012]本专利技术至少一实施例提供了一种所述的测试装置测试金属薄膜腐蚀速率的方法，包括以下步骤：
[0013]提供具有金属薄膜的待测件，并测量所述金属薄膜的厚度，得到第一厚度值；
[0014]将所述待测件放置在第二腔体中；
[0015]将抛光液加入到所述第一腔体中，并对加入到所述第一腔体中的抛光液进行恒温处理第一预定时间，以使所述第一腔体中的抛光液的温度为预定温度；
[0016]打开所述第一活动部，以使所述第一腔体中的抛光液流至所述第二腔体中，并浸没所述待测件，以使所述第二腔体中的抛光液腐蚀所述待测件中的金属薄膜，并设置腐蚀的时间为第二预设时间；
[0017]打开所述第二活动部，以使所述第二腔体中的抛光液流至所述第三腔体中；
[0018]测量腐蚀后的所述待测件中的金属薄膜的厚度，得到第二厚度值，并根据所述第一厚度值、所述第二厚度值和所述第二预设时间计算得到所述金属薄膜的腐蚀速率；以及
[0019]测试所述第三腔体中抛光液中的金属离子含量，并根据所述金属离子含量计算得到所述金属薄膜的腐蚀速率。
[0020]在其中一些实施例中，测量所述金属薄膜的厚度具体包括以下步骤：
[0021]在所述金属薄膜的表面选取第一测量点；
[0022]采用四探针电阻测试仪测试所述金属薄膜在所述第一测量点处的电阻，得到第一电阻值；以及
[0023]根据所述第一电阻值计算得到所述金属薄膜在所述第一测量点处的厚度；
[0024]测量腐蚀后的所述待测件中的金属薄膜的厚度具体包括以下步骤：
[0025]在腐蚀后的所述金属薄膜的表面选取第二测量点，且使所述第二测量点的位置和所述第一测量点的位置对应；
[0026]采用四探针电阻测试仪测试腐蚀后的所述金属薄膜在所述第二测量点处的电阻，得到第二电阻值；以及
[0027]根据所述第二电阻值计算得到所述金属薄膜在所述第二测量点处的厚度。
[0028]在其中一些实施例中，所述第一预定时间为10min～60min；和/或
[0029]所述预定温度为25℃～75℃；和/或
[0030]所述第二预设时间为10min～60min。
[0031]在其中一些实施例中，测试所述第三腔体中抛光液中的金属离子含量具体包括以下步骤：
[0032]采用电感耦合等离子体质谱仪测试所述第三腔体中抛光液中的金属离子含量。
[0033]在其中一些实施例中，所述抛光液为化学机械抛光液。
[0034]在其中一些实施例中，所述金属薄膜的材料选自铝、铜、钽、钛、钨、钴、钌以及铜中的至少一种。
[0035]本专利技术提供的所述测试装置包括恒温容器，所述恒温容器能够保证所述抛光液的温度，避免抛光液温度、外界温度以及外界温度变化对金属薄膜腐蚀速率的影响，提高了测量的准确性。同时，本专利技术提供的所述测试装置能够采用两种方法测试金属薄膜的腐蚀速率。即一种方法为通过测量金属薄膜的厚度差来测试金属薄膜的腐蚀速率；另一种方法是通过测试抛光液中金属离子的含量来测试金属薄膜的腐蚀速率。相比一种方法测试，本发
明采用两种方法测试能够使得测量结果更加准确，且适用范围更广。
附图说明
[0036]图1为本专利技术提供的测试装置的剖视图；
[0037]图2为图1所示的测试装置的俯视图；
[0038]图3为图1所示的测试装置中的第一隔板的结构示意图；
[0039]图4为图1所示的测试装置中的第二隔板的结构示意图；
[0040]图5为使用图1所示的测试装置测试金属薄膜腐蚀速率的方法流程图。
[0041]附图标记：100
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测试装置；10
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恒温容器；101
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侧壁；102
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底部；103
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盖体；11
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第一腔体；12
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第二腔体；13
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第三腔体；20
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第一隔板；201
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第一活动部；202
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第一固定部；30
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第二隔板；301
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第二活动部；302
‑
第二固定部；40
‑
第一计时装置；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属薄膜腐蚀速率的测试装置，其特征在于，包括：恒温容器，沿所述恒温容器的高度方向，所述恒温容器中依次设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和所述第二隔板将所述恒温容器的内腔分隔为依次顺序分布的第一腔体、第二腔体以及第三腔体；其中，所述第一隔板包括第一活动部以及与所述第一活动部连接的第一固定部，所述第一活动部用于控制所述第一腔体与所述第二腔体的连通，所述第二隔板包括第二活动部以及与所述第二活动部连接的第二固定部，所述第二活动部用于控制所述第二腔体与所述第三腔体的连通。2.如权利要求1所述的金属薄膜腐蚀速率的测试装置，其特征在于，所述恒温容器包括侧壁、位于所述侧壁一端的底部以及位于所述侧壁另一端的盖体，所述底部和所述盖体均与所述侧壁连接，且所述底部和所述盖体相对设置，所述侧壁为加热层。3.如权利要求2所述的金属薄膜腐蚀速率的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括第一计时装置以及第二计时装置，所述第一计时装置位于与所述第一腔体对应的所述侧壁的外表面上，所述第二计时装置位于与所述第二腔体对应的所述侧壁的外表面上。4.如权利要求1所述的金属薄膜腐蚀速率的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括第一驱动装置以及第二驱动装置，所述第一驱动装置和所述第一活动部连接，所述第二驱动装置和所述第二活动部连接。5.一种使用如权利要求1至4中任一项所述的测试装置测试金属薄膜腐蚀速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：提供具有金属薄膜的待测件，并测量所述金属薄膜的厚度，得到第一厚度值；将所述待测件放置在第二腔体中；将抛光液加入到所述第一腔体中，并对加入到所述第一腔体中的抛光液进行恒温处理第一预定时间，以使所述第一腔体中的抛光液的温度为预定温度；打开所述第一活动部，以使所述第一腔体中的抛光液流至所述第二腔体中，并浸没所述待测件，以使所述第二腔体中的抛...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁黎光，蔡爽，王杰，程立，杨小牛，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院，
类型：发明
国别省市：