机械性刮伤检测的方法
【专利摘要】本发明揭示了一种机械性刮伤检测的方法，该方法包括：提供无图形晶圆；在所述无图形晶圆上制备有机涂层，以形成有机涂层晶圆；将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理，以形成疑似刮伤晶圆；在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm～50nm的抗氧化层，以形成抗氧化层晶圆；对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理；对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查。本发明的机械性刮伤检测的方法，能够将细小的刮伤灵敏的检测出来。
【专利说明】机械性刮伤检测的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种机械性刮伤检测的方法。
【背景技术】
[0002]在集成电路制造过程中，晶圆刮伤(Scratch)时影响产品良率的重要因素。依照刮伤的特性，晶圆刮伤可以细分为宏观刮伤(Macro-Scratch)与细微刮伤(Micro-Scratch)。宏观刮伤由于刮伤的面积较大,会造成产品晶圆直接报废，细微刮伤会造成某些区域电性能有问题，导致良率不佳，所以，在集成电路制造过程需要对晶圆的机械性刮伤进行检测。
[0003]在现有技术中，机械性刮伤检测的方法分为以下两种:一、使用无图形晶圆(BareWafer)，一般无图形晶圆为单晶硅晶圆、表面沉积氮化物的单晶硅晶圆或表面沉积氧化物的单晶硅晶圆，在疑似造成刮伤的反应腔上跑货，或在疑似造成刮伤的传送路径跑货，然后检验无图形晶圆的刮伤缺陷，但由于该方法的无图形晶圆表面较硬，对机械性刮伤检测的敏感度不高；二、在无图形晶圆上均匀沉积了光刻胶，用沉积了光刻胶的无图形晶圆在疑似造成刮伤的反应腔上跑货，或在疑似造成刮伤的传送路径跑货，然后检验无图形晶圆的刮伤缺陷，该方法中的光刻胶较软，很容易留下痕迹，所以在世界范围内得到广泛应用，但是该方法对细小的刮伤痕迹仍然不明显，所以还是很难被检测出来。如图1所示，图1为现有技术中机械性刮伤检测时对细小刮伤的扫面照片，可见，在图中无法找到细小的刮伤，所以，现有技术的机械性刮伤检测方法无法满足对细小刮伤检测的需要。
[0004]因此，如何提供一种机械性刮伤检测的方法，能将细小的刮伤灵敏的检测出来，已成为本领域技术人员需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种机械性刮伤检测的方法，能够将细小的刮伤灵敏的检测出来。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种机械性刮伤检测的方法，用于测试疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，所述方法包括:
[0007]提供无图形晶圆；
[0008]在所述无图形晶圆上制备有机涂层，以形成有机涂层晶圆；
[0009]将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理，以形成疑似刮伤晶圆；
[0010]在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层，以形成抗氧化层晶圆；
[0011]对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理；
[0012]对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查，检查氧化处理后的所述抗氧化层晶圆是否存在刮伤，如存在刮伤，则确定所述疑似造成刮伤的反应腔或传送路径是造成刮伤的反应腔或传送路径，如不存在刮伤，则确定所述疑似造成刮伤的反应腔或传送路径不是造成刮伤的反应腔或传送路径。
[0013]进一步的，采用灰化反应腔对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理。
[0014]进一步的,在所述氧化处理步骤中，氧气的流量为2000sccm?lOOOOsccm,温度为IOO0C- 300°C，压力为 500mT ?700mT，时间为 5s ?30s。
[0015]进一步的，所述氧化处理的气体还包括惰性气体，所述惰性气体流量为500sccm ?lOOOsccm。
[0016]进一步的,所述氧化处理的气体还包括氢气体,所述氢气体的流量为500sccm?1000sccmo
[0017]进一步的，采用炉管或化学气相沉积反应腔对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理。
[0018]进一步的，所述抗氧化层为碳氧化硅、氮化钛、碳化硅及氮氧化钛中的一种或几种的组合。
[0019]进一步的,所述无图形晶圆为单晶娃晶圆、表面沉积氣化物的单晶娃晶圆或表面沉积氧化物的单晶硅晶圆。
[0020]进一步的，在形成疑似刮伤晶圆的过程中，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理I?100次。
[0021 ] 进一步的，所述有机涂层的材料为光刻胶或有机抗反射涂层材料。
[0022]进一步的，所述有机涂层的厚度为50nm?5000nm。
[0023]进一步的，采用光学缺陷扫描机或电子缺陷扫描机对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查。
[0024]与现有技术相比，本发明提供的机械性刮伤检测的方法具有以下优点:
[0025]1、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，抗氧化层的厚度仅为5nm?50nm，不能将刮伤位置的有机涂层覆盖，在氧化处理时，刮伤位置附近的有机涂层被氧化燃烧，使得刮伤位置附近的抗氧化层下方没有有机涂层，刮伤位置附近的抗氧化层由于应力发生变形，使得刮伤缺陷的表现形式改变并且缺陷的信号得到放大。
[0026]2、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，所述氧化处理在氮气及水蒸气的一种或两种的组合气氛下进行，使得有机涂层更容易被氧化。
[0027]3、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理多次，可以使反应腔或传送路径一定能在有机涂层晶圆上留下刮伤痕迹，避免的由于概率性问题而无法留下刮伤痕迹影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为现有技术中机械性刮伤检测时对细小刮伤的扫面照片；
[0029]图2为本发明一实施例中机械性刮伤检测的方法的流程图；
[0030]图3a-图3e为本发明一实施例中机械性刮伤检测的方法的示意图；
[0031]图4为本发明一实施例中机械性刮伤检测时对细小刮伤的扫面照片。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合示意图对本发明的机械性刮伤检测的方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。
[0033]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0034]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0035]本发明的核心思想在于，提供一种机械性刮伤检测的方法，该方法在以所述有机涂层晶圆测试疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，形成疑似刮伤晶圆，在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层，形成抗氧化层晶圆，所述抗氧化层很薄，无法将所述有机涂层的刮伤部分覆盖，随后对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理，氧化处理使得刮伤位置附近的抗氧化层下方有机涂层氧化燃烧而消失，刮伤位置附近的抗氧化层由于应力发生变形，对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查时，很容易检测到变形的缺陷。
[0036]请参考图2，图2为本发明一实施例中机械性刮伤检测的方法的流程图，结合图2及本发明的核心思想，本发明提供一种机械性刮伤检测的方法，包括以下步骤:
[0037]步骤SOI,提供无图形晶圆；
[0038]步骤S02，在所述无图形晶圆上制备有机涂层，以形成有机涂层晶圆；
[0039]步骤S03，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理，以形成疑似刮伤晶圆；
[0040]步骤S04,在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层，以形成抗氧化层晶圆；
[0041]步骤S05，对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理；
[0042]步骤S06，对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查。
[0043]以下请参考图2和图3a_图3e详细说明本发明的机械性刮伤检测的方法的具体过程，其中，图3a_图3e为本发明一实施例中机械性刮伤检测的方法的示意图。
[0044]首先进行步骤SOI，提供无图形晶圆101，在本实施例中无图形晶圆101为无图形的单晶硅晶圆，因为单晶硅晶圆不易被氧化，但无图形晶圆101并不限于无图形的单晶硅晶圆，如表面沉积氮化物的单晶硅晶圆或表面沉积氧化物的单晶硅晶圆亦可作为无图形晶圆 101。
[0045]接着进行步骤S02，在无图形晶圆101上制备有机涂层102，形成有机涂层晶圆。在本实施例中，有机涂层102的材料为光刻胶，因为光刻胶材质较软，在步骤S03中很容易被刮伤，且在步骤S05中容易发生氧化燃烧，但其它有机材料，如有机抗反射涂层材料(Ant1-Reflective Coating,简称ARC),只要可以被氧化燃烧的材料,亦在本发明的思想范围之内。可选的，有机涂层102的厚度为50nm?5000nm，以达到较佳的刮伤和燃烧效果，具体的有机涂层102的厚度并不做限制。较佳的有机涂层102的厚度为100nm、500nm、1000nm、2000nm 或 4000nm。
[0046]然后进行步骤S03，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理，以形成疑似刮伤晶圆。在进行步骤S03时，需先确定疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，即发现有产品晶圆(Product Wafer)的良率存在问题或有缺陷(Defect)问题时，先根据产品晶圆在哪些反应腔或传送路径经过(Run)，选择有可能造成刮伤的反应腔或传送路径为疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，以所述有机涂层晶圆为测试晶圆(Test Wafer)，在疑似造成刮伤的反应腔或传送路径模拟有问题的产品晶圆同样的Run，以测试疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，其中疑似造成刮伤的反应腔或传送路径为待测试的反应腔或传送路径。在步骤S03中，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理I?100次，可以使反应腔或传送路径一定能在有机涂层晶圆上留下刮伤痕迹，避免的由于概率性问题而无法留下刮伤痕迹影响。
[0047]随后进行步骤S04,在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层103，形成抗氧化层晶圆。在本实施例中，抗氧化层103为碳氧化硅，碳氧化硅在随后的步骤S05中不会被氧化，且质地比较硬，但其它的材料，如氮化钛、碳化硅及氮氧化钛，或以上几种材料的组合，亦在本发明的思想范围之内。在本实施例中，抗氧化层103要足够薄，以保证不会覆盖有机涂层102上被刮伤的部分，较佳的，抗氧化层103的厚度为10nm、15nm、20nm、30nm、40nmo
[0048]再接着进行步骤S05，对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理。在本实施例中，采用灰化反应腔对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理，灰化反应腔能提供氧气的气氛，使有机涂层102的刮伤部分能得到有效地氧化燃烧，但其它可以提供氧气环境的反应腔，如炉管或化学气相沉积反应腔，亦在本发明的思想范围之内。较佳的，所述氧化处理的氧气的流量为2000sccm?lOOOOsccm,其中 sccm指的是 standard-state cubic centimeter per minute,为标况毫升每分，温度为100°C?300°C，压力为500mT?700mT，其中mT为毫托，时间为5s?30s。氧化处理的时间为5s?30s，以保证有机涂层102的刮伤部分会被氧化燃烧，又不至于全部的有机涂层102都被氧化燃烧，但具体的时间并不做限制，由氧化过程中氧气的流量及温度配合控制。优选的，氧化处理的时间为8s、10s、15s、20s或25s，氧气的流量为 3000sccm、5000sccm、6000sccm、7000sccm、8000sccm、9000sccm,温度为 120°C、150°C、200°C、25(TC。较佳的，氧化处理的气体还可包括惰性气体，使氧化反应能稳定进行，加入的惰性气体如氮气或IS气等，所述惰性气体流量为500sccm?lOOOsccm,优选600sccm、650sccm、800sccm、900sccm。较佳的，所述氧化处理的气体还可包括氢气体，使有机涂层102更容易被氧化，所述氢气体可以为氢气、水蒸气或其它含氢的化合物，其中，氢气体的流量为500sccm?lOOOsccm,优选650sccm、800sccm、900sccm。在氧化处理时，刮伤位置附近的有机涂层102被氧化燃烧，使得刮伤位置附近的抗氧化层103下方没有有机涂层102，刮伤位置附近的抗氧化层103由于应力发生变形，使得刮伤缺陷的表现形式改变并且缺陷的信号得到放大。
[0049]最后进行步骤S06，对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查，检查氧化处理后的所述抗氧化层晶圆是否存在刮伤，如存在刮伤，则疑似造成刮伤的反应腔或传送路径为造成刮伤的反应腔或传送路径，如果没有刮伤，则疑似造成刮伤的反应腔或传送路径就不是造成刮伤的反应腔或传送路径，需重新选定疑似造成刮伤的反应腔或传送路径进行测试。较佳的，采用光学缺陷扫描机或电子缺陷扫描机对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查，当缺陷的信号被放大时，甚至肉眼可以直接观测到。如图4所示，图4为本发明一实施例中机械性刮伤检测时对细小刮伤的扫面照片，由图4可以看出，抗氧化层103由于应力发生变形，很容易即被电子缺陷扫描机检测出来，与图1对比，本发明的机械性刮伤检测的方法具有很明显的优势，灵敏度高。
[0050]综上所述，本发明提供一种机械性刮伤检测的方法，该方法在以所述有机涂层晶圆测试疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，形成疑似刮伤晶圆，在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层，形成抗氧化层晶圆，所述抗氧化层很薄，无法将所述有机涂层的刮伤部分覆盖，随后对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理，氧化处理使得刮伤位置附近的抗氧化层下方有机涂层氧化燃烧而消失，刮伤位置附近的抗氧化层由于应力发生变形，对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查时，很容易检测到变形的缺陷。与现有技术相比，本发明提供的含有机械性刮伤检测的方法具有以下优点:
[0051]1、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，抗氧化层的厚度仅为5nm?50nm,不能将刮伤位置的有机涂层覆盖，在氧化处理时，刮伤位置附近的有机涂层被氧化燃烧，使得刮伤位置附近的抗氧化层下方没有有机涂层，刮伤位置附近的抗氧化层由于应力发生变形，使得刮伤缺陷的表现形式改变并且缺陷的信号得到放大。
[0052]2、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，所述氧化处理在氮气及水蒸气的一种或两种的组合气氛下进行，使得有机涂层更容易被氧化。
[0053]3、本发明提供的机械性刮伤检测的方法，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理多次，可以使反应腔或传送路径一定能在有机涂层晶圆上留下刮伤痕迹，避免的由于概率性问题而无法留下刮伤痕迹影响。
[0054]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种机械性刮伤检测的方法，用于测试疑似造成刮伤的反应腔或传送路径，所述方法包括: 提供无图形晶圆； 在所述无图形晶圆上制备有机涂层，以形成有机涂层晶圆； 将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理，以形成疑似刮伤晶圆； 在所述疑似刮伤晶圆上制备厚度为5nm?50nm的抗氧化层，以形成抗氧化层晶圆； 对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理； 对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查，检查氧化处理后的所述抗氧化层晶圆是否存在刮伤，如存在刮伤，则确定所述疑似造成刮伤的反应腔或传送路径是造成刮伤的反应腔或传送路径，如不存在刮伤，则确定所述疑似造成刮伤的反应腔或传送路径不是造成刮伤的反应腔或传送路径。
2.如权利要求1中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，采用灰化反应腔对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理。
3.如权利要求2所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，在所述氧化处理步骤中，氧气的流量为2000sccm?lOOOOsccm，温度为100°C?300°C，压力为500mT?700mT，时间为5s?30s。
4.如权利要求3所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述氧化处理的气体还包括惰性气体，所述惰性气体流量为500sccm?lOOOsccm。
5.如权利要求3所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述氧化处理的气体还包括氢气体，所述氢气体的流量为500sccm?lOOOsccm。
6.如权利要求1中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，采用炉管或化学气相沉积反应腔对所述抗氧化层晶圆进行氧化处理。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述抗氧化层为碳氧化硅、氮化钛、碳化硅及氮氧化钛中的一种或几种的组合。
8.如权利要求1-6中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述无图形晶圆为单晶娃晶圆、表面沉积氣化物的单晶娃晶圆或表面沉积氧化物的单晶娃晶圆。
9.如权利要求1-6中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，在形成疑似刮伤晶圆的过程中，将所述有机涂层晶圆进入所述疑似造成刮伤的反映腔或传送路径模拟工艺处理I?100次。
10.如权利要求1-6中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述有机涂层的材料为光刻胶或有机抗反射涂层材料。
11.如权利要求10所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，所述有机涂层的厚度为 50nm ?5000nm。
12.如权利要求1-6中任意一项所述的机械性刮伤检测的方法，其特征在于，采用光学缺陷扫描机或电子缺陷扫描机对氧化处理后的所述抗氧化层晶圆进行缺陷检查。
【文档编号】H01L21/66GK103681392SQ201210328713
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】戴腾, 吴浩 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司