專利名稱：：清除標準晶圓表面污染物的方法及測厚設備的校正方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及半導體技術，尤其涉及清除標準晶圓表面污染物的方法及測厚設備的校正方法。
背景技術：
：隨著半導體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，半導體制作工藝已經(jīng)進入納米時代，為了適應各項電子產(chǎn)品越做越小，功能越做越強的趨勢，半導體制程中的線寬也由原先的0.18微米發(fā)展到現(xiàn)今的0.13微米甚至90nm的制程。而伴隨著芯片功能越用越強，元件越做越小的趨勢而來的，便是對制程中各種不同環(huán)節(jié)的技術要求越來越高。由于元件越來越小，而內(nèi)部線路越做越復雜，使制程中對各項參數(shù)的細微變化更敏感，原先可以容許的制程條件誤差，在元件體積大幅縮小后，可能會對元件的性能造成極大的影響，因此，為達到良好的元件性能，對制程條件的要求必定會日趨嚴謹。膜層厚度以及圖案的控制是兩個半導體制程中應用較多的工藝參數(shù)，這就要求測量膜層厚度的設備以及圖案的掃描設備自身性能的穩(wěn)定，才能夠得到準確的測量或者掃描結果，因此，設備工程師會對設備進行校正以維持設備的穩(wěn)定性。例如申請?zhí)枮?3153591的中國專利申請文件就提供了一種半導體用掃描設備的校正方法，通過具有標準圖案的標準校正片校驗設備，以得到準確穩(wěn)定的校正結果。在半導體制程中，從一個空白晶圓到形成一個半導體器件的過程需要形成、除去若干膜層，因此，保證每一膜層的厚度一致性成為提高半導體器件產(chǎn)品良率的關鍵因素。每次測量膜層厚度之前，也需要采用標準晶圓來校正膜層厚度測量設備，以保證設備測試結果的穩(wěn)定性。以半導體器件制程中應用最多的氧化硅層厚度的測量為例，所用的標準晶圓為從表面形成有氧化硅層的產(chǎn)品晶圓中任意選出的，調(diào)整測量設備，測量氧化硅層的厚度，得到一標準值，之后，每次校準設備時，都測量此標準晶圓，如果所測得的氧化硅層厚度與標準值相符，則設備穩(wěn)定，可進行產(chǎn)品晶圓的測量，如果測得的氧化硅層厚度與標準值不同，則調(diào)整設備，繼續(xù)測量標準晶圓，直至測量到的標準晶圓的厚度與標準值相同。但是，在采用上述方法校正晶圓上氧化層厚度的檢測設備時，發(fā)現(xiàn)對于新選用的標準晶圓，連續(xù)幾個月檢測的標準晶圓的厚度都呈持續(xù)上升的趨勢，如圖3所示，為從2月4日至6月20日(每天一份檢測數(shù)據(jù))表面形成有氧化硅層的標準晶圓在檢測設備中檢測到的厚度變化趨勢圖，厚度上升至一定程度之后，檢測出的標準晶圓的厚度開始趨于穩(wěn)定，這明顯不是檢測設備自身不穩(wěn)定造成的。通過研究發(fā)現(xiàn)，標準晶圓表面的氧化硅層不斷吸附環(huán)境中的污染物粒子導致氧化層厚度不斷增加，這些污染物粒子包括有機氧化物、無機氣體分子等。為了消除標準晶圓表面吸附污染物粒子導致厚度增加的缺陷，保證厚度測量設備測量結果的一致性，測量標準晶圓厚度之后，設備工程師通常根據(jù)經(jīng)驗人為的調(diào)高測試設備的基準值，但這種方法又引入了新的不準確因素，而且不能準確的反映設備性能的變化，失去了使用標準晶圓檢測設備穩(wěn)定性的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有技術中標準晶圓不斷吸附環(huán)境中的污染物粒子導致厚度不斷增加，造成的厚度檢測結果不穩(wěn)定，不能準確反映檢測設備穩(wěn)定性的缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種清除標準晶圓表面的污染物的方法，所述標準晶圓表面具有膜層，將標準晶圓在50。C至350。C的溫度條件下烘焙。其中，所述標準晶圓表面的膜層為氧化硅層。其中，優(yōu)選的溫度范圍為90。C至150°C。其中，烘焙時間為0.5分鐘至5分鐘。其中，優(yōu)選的烘焙時間為1.5分鐘至3分鐘。其中，所述的標準晶圓為表面形成有氧化硅層的空白晶圓。所述晶圓還可以是位于半導體制程的任何階段但表面形成有氧化硅層的晶圓，例如具有多個膜層或者具有多個器件層但表層為氧化硅層的晶圓。所述的晶圓材料為純的半導體硅或者摻雜的半導體硅，還可以是絕緣體上硅或者鍺等半導體材料。本發(fā)明還提供了一種校正膜層厚度測量設備的方法，包括如下步驟，提供標準晶圓，所述標準晶圓表面具有膜層；測量所述膜層厚度并將其設定為標準值；將標準晶圓在5(TC至35(TC的溫度條件下烘焙；將烘焙過的標準晶圓放入膜層測量設備測量其厚度，若測量到的厚度與標準值不符，調(diào)整膜層厚度測量設備直至測量到的膜層厚度與標準值相同。其中，所述標準晶圓表面的膜層為氧化硅層。其中，優(yōu)選的溫度范圍為90。C至150°C。其中，烘焙時間為0.5分鐘至5分鐘，優(yōu)選1.5分鐘至3分鐘。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明提供的清除標準晶圓表面的污染物的方法，采用烘焙的方法將標準晶圓表面膜層吸附的各種污染物粒子除去，可保證標準晶圓表面膜層的厚度保持恒定，而且本發(fā)明工藝簡單，不會影響標準晶圓表面膜層的厚度，且中間不會？I入其它的污染物粒子。2、本發(fā)明提供的校正膜層厚度測量設備的方法，利用表面具有一定厚度膜層的標準晶圓，并將所述膜層厚度設定為標準值，在校正膜層厚度檢測設備之前，將標準晶圓在50。C至35(TC的溫度條件下烘焙，去除標準晶圓表面膜層吸附的污染物粒子，保證標準晶圓自身厚度的恒定，并以膜層的標準值為基準，校正膜層測量設備，可保持膜層檢測設備測量性能的穩(wěn)定性。圖1為標準晶圓的結構示意圖；圖2為表面吸附有污染物粒子的晶圓結構示意圖；圖3是現(xiàn)有技術中表面形成有氧化硅層的標準晶圓連續(xù)四個月的時間在檢測設備中檢測到的厚度變化趨勢圖；圖4是本發(fā)明表面形成有氧化硅層的標準晶圓連續(xù)二個月的時間在檢測設備中檢測到的厚度變化趨勢圖；圖5為本發(fā)明校正膜層厚度測量設備的方法的工藝流程圖。具體實施方式下面結合附圖以及具體實施例對本發(fā)明的技術方案做一詳細說明。實施例1參考附圖l所示，為一標準晶圓的結構示意圖，圖中l(wèi)l為半導體基體，所述的標準晶圓11可以是空白晶圓還可以是位于半導體制程的任何階段但表面形成有氧化硅層的晶圓，例如具有多個膜層或者具有多個器件層但表層為氧化硅層的晶圓。所述的晶圓為純的半導體硅或者摻雜的半導體硅，還可以是絕緣體上硅或者鍺等半導體材料。12為半導體基體上的膜層，所述的膜層12可以是氧化物、氮化物、氮氧化物等各種絕緣材料，還可以是多晶硅、單晶硅等半導體材料，本發(fā)明更好的適用的是氧化物如氧化硅等絕緣材料。由于所述的標準晶圓總是處在一定的環(huán)境中，因此，環(huán)境中存在的各種不帶電粒子就會通過物理吸附吸附在膜層12上，例如含有碳鏈的有機物分子、02分子等，而環(huán)境中存在帶有電荷的離子時，這種帶有電荷的離子就會通過化學作用吸附在膜層12上，這些帶電離子例如HC1、HF等各種無機酸離子，如附圖2所示，這種吸附在膜層上的帶電離子或者不帶電的粒子就成為膜層12上的污染物粒子13,這些污染物粒子13會導致膜層12厚度的不斷增大，因此，當不同時間測試標準晶圓表面膜層12的厚度時，測得的膜層12的厚度就會不斷的增加，如圖3所示，幾個月后，測量到的膜層12厚度才能趨于穩(wěn)定。由于標準晶圓表面膜層12的厚度被當作標準值，用于校正測試設備的穩(wěn)定性，因此，必須去除導致膜層12厚度的不斷增大的污染物粒子13，保證標準晶圓自身膜層厚度的穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明提供了一種清除標準晶圓表面的污染物的方法，所述標準晶圓表面具有膜層；將標準晶圓在50。C至35(TC的溫度條件下烘焙，即可去除膜層12表面的污染物粒子13，根據(jù)污染物粒子13厚度的大小，烘焙時間可以在0.5分鐘至5分鐘。污染物粒子13的厚度較大的情況下，烘焙時間可以根據(jù)情況適當?shù)难娱L，或者可以進行多次烘焙。本發(fā)明優(yōu)選的烘焙溫度為9(TC至15(TC，較好的烘焙時間為1.5分鐘至3分鐘。本發(fā)明對烘焙標準晶圓的設備沒有過多的限制，但建議選用半導體制程中通用的烘焙設備，或者帶有烘焙功能的其它半導體設備。在本發(fā)明的一個具體實施例中，采用半導體領域通用的烘焙設備，在120。C的溫度條件下，烘焙2分鐘，去除晶圓表層的污染物粒子，在厚度測量設備上測量的膜層厚度與標準值相同。本發(fā)明的具體實施例中，也嘗試采用烘焙溫度為80。C、IO(TC、140°C、200°C、250°C、30(TC等溫度范圍，烘焙的時間分別為5分鐘、4分鐘、3分鐘、2分鐘、l分鐘、0.5分鐘等，都能夠得到較好的去除污染物粒子的效果，最后測得的晶圓表面膜層的厚度都與標準值相同。其中，本發(fā)明采用的標準晶圓是從表面形成有氧化硅層的產(chǎn)品晶圓中任意選出的一個，可以是表面形成有氧化硅層的空白晶圓，還可以是位于半導體制程的任何階段但表面形成有氧化硅層的晶圓，例如具有多個膜層或者具有多個器件層但表層為氧化硅層的晶圓。所述的晶圓材料可以是純的半導體硅或者摻雜的半導體硅，還可以是絕緣體上硅或者鍺等半導體材料。如圖4所示，為從4月13日至5月8日(每天檢測一次)，采用本發(fā)明提供的方法清除晶圓表面膜層吸附的污染物粒子之后，表面形成有氧化硅層的標準晶圓在檢測設備中檢測到的厚度的變化趨勢圖，從圖4中可以看出，測量的膜層的厚度幾乎沒有什么變化，兩次測量的膜層厚度之差的平均值為0.14埃，各次測量的膜層厚度的平均公差為0.04埃2。如表1所示，為附圖3中相鄰兩次測量的膜層厚度之差的平均值以及各次測量的膜層厚度的平均公差與附圖4中兩次測量的膜層厚度之差的平均值以及各次測量的膜層厚度的平均公差的數(shù)值比較。表1現(xiàn)有技術測量的膜厚與本發(fā)明烘焙標準晶圓后測量的膜厚變化比較工藝方法測試時期(月.曰)兩次測量的膜層厚度之差(埃)各次測量的平均公差(埃2)現(xiàn)有技術02.04~03.032.090.68<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>從表中可以看出，本發(fā)明的方法很好的清除了晶圓表面膜層吸附的污染物粒子，保證了標準晶圓表面膜層每次測量結果的一致性。實施例2本發(fā)明還提供了一種校正膜層厚度測量設備的方法，包括如下步驟，參考附圖5，步驟101，提供一標準晶圓，所述標準晶圓表面具有膜層；步驟102,檢測所述膜層厚度并將其設定為標準值；步驟103，將標準晶圓在50。C至350°C的溫度條件下烘焙；步驟104,校正膜層厚度測量設備，將烘焙過的標準晶圓放置入膜層測量設備測量其厚度，若測量到的厚度與標準值不符，校正膜層厚度測量設備直至測量到的厚度與標準值相同。本實施例所述的標準晶圓參考實施例1中的描述，首先，檢測標準晶圓上的膜層厚度，并將其設定為標準值，之后，將標準晶圓在5(TC至35(TC的溫度條件下烘焙，即可去除膜層12表面的污染物粒子13，才艮據(jù)污染物粒子13厚度的大小，烘焙時間可以在0.5分鐘至5分鐘；由于膜層測量設備每次測量之前，都需要進行校正，以保證其測量結果的穩(wěn)定性，銀錫先將標準晶圓在膜層測量設備中測量標準晶圓膜層的厚度，如果測量到的膜層厚度與標準值相同，說明膜層厚度測量設備性能穩(wěn)定，即可開始產(chǎn)品晶圓的測試，如果測量到的膜層厚度與標準值不符，說明膜層測試設備可能有缺陷，因此，需校正膜層厚度測量設備，直至測量到的膜層厚度與標準值相同，然后開始產(chǎn)品晶圓膜層厚度的測量，這樣可以保證不同時間或者不同次數(shù)測量的膜層厚度的準確性。由于消除了標準晶圓厚度的變化對測試結果的影響，保證了測量結果的準確性和穩(wěn)定性，也有利于檢測檢測膜層測量設備的性能變化。雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。權利要求1、一種清除標準晶圓表面的污染物的方法，所述標準晶圓表面具有膜層，其特征在于，將標準晶圓在50℃至350℃的溫度條件下烘焙。2、根據(jù)權利要求1所述清除標準晶圓表面的污染物的方法，其特征在于，所述標準晶圓表面具有的一定厚度的膜層為氧化硅。3、根據(jù)權利要求1或者2所述清除標準晶圓表面的污染物的方法，其特征在于，將標準晶圓在90。C至150。C的溫度條件下烘焙。4、根據(jù)權利要求1或者2所述清除標準晶圓表面的污染物的方法，其特征在于，標準晶圓的烘焙時間為0.5分鐘至5分鐘。5、根據(jù)權利要求4所述清除標準晶圓表面的污染物的方法，其特征在于，標準晶圓的烘焙時間為1.5分鐘至3分鐘。6、根據(jù)權利要求1或者2所述清除標準晶圓表面的污染物的方法，其特征在于，所述的標準晶圓材料為硅或者絕緣體上硅或者鍺。7、一種校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，包括如下步驟提供標準晶圓，所述標準晶圓表面具有膜層；測量所述膜層厚度并將其設定為標準值；將標準晶圓在50。C至35(TC的溫度條件下烘焙；將烘焙過的標準晶圓放入膜層測量設備測量其厚度，若測量到的厚度與標準值不符，調(diào)整膜層厚度測量設備直至測量到的膜層厚度與標準值相同。8、根據(jù)權利要求7所述校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，所述標準晶圓表面具有的一定厚度的膜層為氧化硅。9、根據(jù)權利要求7或者8所述校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，將標準晶圓在90。C至150。C的溫度條件下烘焙。10、根據(jù)權利要求7或者8所述校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，標準晶圓的烘焙時間為0.5分鐘至5分鐘。11、根據(jù)權利要求10所述校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，標準晶圓的烘焙時間為1.5分鐘至3分鐘。12、根據(jù)權利要求7或者8所述校正膜層厚度測量設備的方法，其特征在于，所述的標準晶圓材料為硅或者絕緣體上硅或者鍺。全文摘要一種清除標準晶圓表面的污染物的方法，所述標準晶圓表面具有膜層，將標準晶圓在50℃至350℃的溫度條件下烘焙，可去除標準晶圓表面的污染物粒子，使標準晶圓的膜層厚度測量值維持穩(wěn)定。本發(fā)明還提供了一種校正膜層厚度測量設備的方法，由于消除了標準晶圓厚度的變化對測試結果的影響，保證了測量結果的準確性和穩(wěn)定性，也有利于檢測檢測膜層測量設備的性能變化。文檔編號H01L21/00GK101154557SQ20061011688公開日2008年4月2日申請日期2006年9月30日優(yōu)先權日2006年9月30日發(fā)明者博嚴,呂秋玲,王小勇,陳淑美申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司