清洗机台清洗效率的测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及半导体制造领域，尤其设及一种清洗机台清洗效率的测试方法。
【背景技术】
[0002] 在晶圆表面形成的多晶娃层中，多晶娃层表面在空气中容易被氧化，并生成（自 然)氧化娃层，所述氧化娃层达到饱和后的厚度约40埃。由于在后续刻蚀工艺中，多晶娃与 氧化娃的刻蚀速率相差很大（其速率比可达几十比一），因此虽然氧化娃层的厚度很薄，但 也会对后续的刻蚀工艺造成很大的影响。通常氧化娃层越厚，后续刻蚀后，对应区域的多晶 娃层剩余厚度也越大，相应多晶娃结构的线宽也越大。
[0003] 晶圆上的多晶娃结构在采用化学机械研磨（CMP)方法进行平坦化后，通常需要进 行清洗处理，W去除残留的研磨物等。清洗处理过程对多晶娃表面的氧化娃层形成具有较 大的影响。如果清洗处理后，多晶娃表面生成的氧化娃层厚度不均匀，将导致后续刻蚀处理 后，多晶娃结构(例如多晶娃共源极）的线宽不稳定。不同晶圆表面的氧化娃层厚度的差异 导致不同晶圆间相应多晶娃结构线宽存在较大差异。同一晶圆不同位置的氧化娃层厚度差 异会导致同一晶圆内相应多晶娃结构线宽存在较大差异。运都将影响晶圆的整体良率W及 性能，使不同晶圆之间，或同一晶圆内的不同忍片之间，各半导体结构存在较大的性能差 异。
[0004] 现有多晶娃结构在平坦化后的清洗处理过程可W分为四个步骤：
[0005] (1)兆声波清洗，兆声波清洗通过SCUSC1为氨水、双氧水和超纯水的混合溶液)化 学作用和兆声振动去除掉大部分的研磨过程带来的颗粒和有机物等，其中有机物主要来源 为研磨液和无纺布研磨垫的研磨副产物；
[0006] (2)第一道刷洗(Brush 1)，采用一定的清洗剂W及超纯水清洗，配合刷子对晶圆 表面进行刷洗，采用清洗剂刷洗是为了去除残留在晶圆表面的较小污染物颗粒，再用超纯 水刷洗是为了进一步去除污染物颗粒W及去除残留在晶圆表面的化学药剂(例如氨水），W 免残留化学药剂影响后续工艺；
[0007] (3)第二道刷洗(Brush 2)，采用超纯水配合刷子对晶圆表面进行刷洗，一方面为 了去除晶圆表面的化学药剂，另一方面是为了再次清洗去除残留污染物颗粒；
[000引（4)旋转润湿干燥(spin rinse化y)，润湿剂为超纯水，用于对晶圆表面做最后的 清洗，然后对晶圆进行干燥。
[0009] 上述四个过程通常对应在清洗机台的四个清洗单元中进行。
[0010] 目前尚无有效的测试方法能够及时测试相应清洗机台的清洗处理过程是否正常， 因此无法确定当清洗处理后进行的刻蚀处理出现问题时，是清洗处理过程的原因还是刻蚀 处理过程本身的原因。
【发明内容】
[0011] 本发明解决的问题是提供一种清洗机台清洗效率的测试方法，W及时有效测试出 清洗机台的清洗情况是否正常，从而确定清洗处理后进行的刻蚀处理出现问题时，是清洗 处理过程的原因还是刻蚀处理过程本身的原因，从而能够及时消除相应清洗机台出现清洗 异常时对后续刻蚀处理过程的不利影响。
[0012]为解决上述问题，本发明提供一种清洗机台清洗效率的测试方法，用于测试清洗 机台是否适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清洗，所述清洗机台清洗效率的测试方 法包括：
[0013]提供晶圆；
[0014] 在所述晶圆表面形成多晶娃层，所述多晶娃层具有初始厚度；
[0015] 对所述多晶娃层进行平坦化处理；
[0016] 在所述平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对所述多晶娃层进行清洗处理；
[0017] 在所述清洗处理后，对所述多晶娃层进行刻蚀处理；
[0018] 测试所述刻蚀处理前后所述多晶娃层的厚度差异；
[0019] 根据所述多晶娃的所述厚度差异，判断所述清洗机台是否适合于对半导体结构中 的多晶娃结构进行清洗。
[0020] 可选的，在所述清洗处理前或者所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前，测得所述 多晶娃层的厚度为第一厚度;在所述刻蚀处理后，测得所述多晶娃层的厚度为第二厚度;所 述多晶娃层的厚度差异为所述第一厚度减去所述第二厚度。
[002。 可选的，所述多晶娃层的所述初始厚度为1700A~2200A。
[0022] 可选的，所述平坦化处理采用的方法为化学机械研磨方法。
[0023] 可选的，所述平坦化处理过程中，去除所述多晶娃层的厚度范围为200Λ~400A。
[0024] 可选的，所述刻蚀处理过程中，去除所述多晶娃层的厚度范围为500Λ~lOOOA。
[0025] 可选的，所述清洗处理采用的清洗溶液为氨水，并且在采用氨水进行清洗处理过 程中，同时采用刷子进行磨刷。
[0026] 可选的，所述清洗处理采用的清洗溶液为氨水清洗。
[0027] 可选的，在所述清洗处理前或者所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前，在所述晶 圆上测试m个点的厚度，将m个点的厚度的平均值作为所述第一厚度，m为4至20的整数;在所 述刻蚀处理后，在所述晶圆上测试η个点的厚度，将η个点的厚度平均值作为所述第二厚度， η为4至20的整数。
[0028] 可选的，所述测试方法用于的所述半导体结构为闪存存储单元结构，所述多晶娃 结构为所述闪存存储单元结构中的多晶娃共源极结构。
[0029] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有W下优点：
[0030] 本发明的技术方案中，通过在晶圆表面形成多晶娃层;然后对所述多晶娃层进行 平坦化处理；在所述平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对所述多晶娃层进行清洗处 理;在所述清洗处理后，对所述多晶娃层进行刻蚀处理;测试所述刻蚀处理前后所述多晶娃 层的厚度差异;并根据所述多晶娃的所述厚度差异，判断所述清洗机台是否适合于对半导 体结构中的多晶娃结构进行清洗。由于是利用晶圆模拟产品实际跑货过程来测试相应清洗 处理过程对后续刻蚀速率及刻蚀均匀度的影响，因此，能够通过离线(offline)测试的手段 来侦测清洗机台的清洗效率和清洗效果，判断所述清洗机台的所述清洗处理过程是否异 常，w此进一步判断所述清洗机台是否适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清洗，并 且根据相应测试结果判断清洗机台的清洗作用对后续刻蚀处理过程的影响，从而节省工艺 步骤，节约成本，提高测试效率，提高测试结果准确性。
【附图说明】
[0031] 图1是兆声波清洗单元出现异常时，某产品在刻蚀之后，多晶娃结构线宽偏小，并 连续发生失控的情况；
[0032] 图2至图4是闪存器件形成过程对应的剖面结构示意图；
[0033] 图5是本发明实施例提供的清洗机台清洗效率的测试方法流程示意图；
[0034] 图6至图8是本发明实施例提供的清洗机台清洗效率的测试方法各步骤对应剖面 结构示意图；
[0035] 图9是本实施例所提供的方法运用于某一清洗机台后得到的时间-厚度差异ΔΤ 图；
[0036] 图10是本实施例所提供的方法运用于某一清洗机台后得到的时间-厚度差异ΔΤ 均一性差值图。
【具体实施方式】
[0037] 在【背景技术】中提到的平坦化后多晶娃结构清洗处理过程中，当兆声波清洗单元的 清洗效率下降时，多晶娃结构表面的悬挂键容易被有机自由基占据，导致多晶娃在空气中 的氧化速度急剧下降。甚至出现即使在空气中放置很长时间，多晶娃结构表面的（自然)氧 化娃层也达不到饱和状态。运种情况导致晶圆在后续刻蚀过程中，多晶娃结构中的多晶娃 被更多地刻蚀去除，多晶娃结构的线宽偏小。
[0038] 此外，【背景技术】提到的化ush 1和化ush 2中，采用的刷子材质为多孔柔软的聚乙 締醇(PVA)，在相应刷洗时间，PVA材质的刷子及清洗剂的配比对多晶娃表面氧化娃层的形 成有显著的影响。在化ush 1和化ush 2的刷洗过程中，由于是使用旋转刷洗的方式，晶圆中 屯、区域与刷子始终处于接触状态，导致晶圆中屯、区域的溫度升高，从而使多晶娃与超纯水 中溶解的氧反应速度加快，甚至由于溫度升高的关系，导致晶圆中屯、表面上生成的氧化娃 层厚度大于在空气中的饱和值。在运种条件下，晶圆中屯、会形成较厚的氧化娃层，而晶圆边 缘区域形成的氧化娃层厚度较薄。即便晶圆在空气中长期放置，也无法解决晶圆不同区域 氧化娃层厚度不同的问题，进而导致在刻蚀处理后，不同区域的多晶娃结构线宽不均匀，严 重时会发生sigma形失控或局部关键尺寸失控。当清洗处理过程中，刷洗的质量发生偏移 时，随着刷子使用寿命增加，上述多晶娃结构的线宽均匀度也会进一步变差。
[0039] 图1为兆声波清洗单元出现异常时，某产品在刻蚀之后，多晶娃结构线宽偏小，