量测校准方法及监控量测设备稳定性方法与流程

本公开的实施例涉及一种量测校准方法及监控量测设备稳定性的方法。

背景技术：

1、空气分子污染(airborne molecular contamination，amc)，通常表现为空气中气相有机污染物吸附在晶片表面形成污染薄膜。amc会严重危害半导体制程工艺并导致成品率下降，如amc会造成半导体栅极氧化、薄膜生长和光刻过程中表面侵蚀。因此，有效监控amc在晶片表面吸附行为和生长情况对于控制半导体制程工艺和提高成品率极为重要。

2、amc泛指洁净室空气中含有的一系列污染物，其常以气体、蒸汽或浮尘的状态出现，主要包括无机化合物、有机金属化合物和有机化合物，如二氧化硫(so2)、甲醛(hcho)、硫化氢(h2s)、氟化氢(hf)、氨(nh3)、六甲基二硅烷(hmds)等。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种量测校准方法及监控量测设备稳定性的方法，通过对晶片表面吸附空气分子污染的生长规律进行动态监测并基于监测得到的规律对晶片的介质膜的厚度的量测进行校准，可以避免量测前去除空气分子污染对晶片造成的损伤。

2、本公开至少一个实施例提供一种量测校准方法，该方法包括：制备表面覆盖介质膜的标准晶片；对标准晶片进行预处理；获取预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式；根据空气分子污染层的生长公式，对与标准晶片具有相同存放环境的待测晶片的表面的介质膜的量测厚度进行校准，以获取待测晶片表面的介质膜的校准厚度；其中，标准晶片和待测晶片的表面具有相同类型的介质膜。

3、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，对标准晶片进行预处理，包括：对标准晶片进行稳定化处理；和/或，对标准晶片表面的空气分子污染层进行清扫处理。

4、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，获取预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式，包括：记录预处理后的标准晶片的介质膜的厚度变化，得到预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的厚度的生长曲线，进而得到空气分子污染层的生长公式。

5、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，记录预处理后的标准晶片的介质膜的厚度变化，得到预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的厚度的生长曲线，包括：记录预处理后的标准晶片的介质膜的初始厚度；在不同存放时间，分别对预处理后的标准晶片的介质膜的厚度进行量测，得到预处理后的标准晶片的介质膜的多个实时厚度，不同存放时间为等时间间隔或非等时间间隔；将多个实时厚度分别减去初始厚度得到不同存放时间下的空气分子污染层的厚度；根据不同存放时间下的空气分子污染层的厚度得到空气分子污染层的厚度的生长曲线。

6、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，空气分子污染层的生长公式表示为：amc＝a*(1-e-k*t)，其中，amc表示时间t时空气污染层的厚度，k＝kdes，cair表示环境中空气分子污染浓度，kabs表示空气分子污染在晶片表面瞬时吸附速率，kdes表示空气分子污染在晶片表面瞬时解吸速率。

7、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，获取预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式，包括：对空气分子污染层的厚度的生长曲线进行拟合得到a和k。

8、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，根据空气分子污染层的生长公式，对待测晶片的介质膜的量测厚度进行校准，包括：对待测晶片的介质膜进行量测得到待测晶片的介质膜的量测厚度；根据空气分子污染层的生长公式计算得到待测晶片表面的空气分子污染层的厚度；将待测晶片的介质膜的量测厚度减去待测晶片表面的空气分子污染层的厚度，得到待测晶片的介质膜的校准厚度。

9、例如，在本公开至少一个实施例提供的量测校准方法中，对标准晶片进行稳定化处理包括：采用热处理、氧化处理使得介质膜的厚度稳定；对标准晶片表面的空气分子污染层进行清扫处理包括：采用热处理、溶剂清洗、激光清扫去除空气分子污染层。

10、本公开至少一个实施例还提供一种监控量测设备稳定性的方法，包括：获取待测晶片，其中待测晶片的表面具有指定厚度的介质膜；采用量测设备，获取待测晶片的介质膜的量测厚度；采用本公开至少一个实施例提供的量测校准方法，对待测晶片的介质膜的量测厚度进行校准，得到待测晶片的介质膜的校准厚度；基于校准厚度，评估量测设备的稳定性。

11、例如，在本公开至少一个实施例提供的监控量测设备稳定性的方法中，基于校准厚度，评估量测设备的稳定性，包括：比较校准厚度与指定厚度的偏差，偏差不大于阈值，则量测设备的稳定性良好，否则，所述量测设备的稳定性差。

12、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

13、本公开的量测校准方法具有如下有益效果：

14、该量测校准方法通过对晶片表面空气分子污染吸附和生长规律进行动态监测，然后通过其规律修正晶片的介质膜厚度，实现了对介质膜量测厚度的校准，提高了获取的介质膜厚度的精度；同时，该量测校准方法不需要对待测晶片的表面空气分子污染层进行清扫处理，有效避免了清扫处理可能带来的晶片损伤。将本公开的量测校准方法应用于监控量测设备，还有效提高了量测设备的日常监控和校准的准确性，从而提高量测设备的长期稳定性。

技术特征：

1.一种量测校准方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的量测校准方法，其特征在于，所述对所述标准晶片进行预处理，包括：

3.根据权利要求1所述的量测校准方法，其特征在于，获取预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式，包括：

4.根据权利要求3所述的量测校准方法，其特征在于，记录所述预处理后的标准晶片的介质膜的厚度变化，得到所述预处理后的标准晶片表面的所述空气分子污染层的厚度的生长曲线，包括：

5.根据权利要求3或4所述的量测校准方法，其特征在于，所述空气分子污染层的生长公式表示为：amc＝a*(1-e-k*t)，其中，amc表示时间t时空气污染层的厚度，k＝kdes，cair表示环境中空气分子污染浓度，kabs表示空气分子污染在晶片表面瞬时吸附速率，kdes表示空气分子污染在晶片表面瞬时解吸速率。

6.根据权利要求5所述的量测校准方法，其特征在于，获取所述预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式，包括：

7.根据权利要求1所述的量测校准方法，其特征在于，根据所述空气分子污染层的生长公式，对所述待测晶片的介质膜的量测厚度进行校准，包括：

8.根据权利要求2所述的量测校准方法，其特征在于，对所述标准晶片进行稳定化处理包括：采用热处理、氧化处理使得所述介质膜的厚度稳定；

9.一种监控量测设备稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的监控量测设备稳定性的方法，其特征在于，所述基于所述校准厚度，评估所述量测设备的稳定性，包括：

技术总结
本公开提供了一种量测校准方法及监控量测设备稳定性的方法，该量测校准方法包括：制备表面覆盖介质膜的标准晶片；对标准晶片进行预处理；获取预处理后的标准晶片表面的空气分子污染层的生长公式；根据空气分子污染层的生长公式，对与标准晶片具有相同存放环境的待测晶片的表面的介质膜的量测厚度进行校准，以获取待测晶片表面的介质膜的校准厚度；标准晶片和待测晶片的表面具有相同类型的介质膜。该量测校准方法通过对晶片表面空气分子污染吸附和生长规律进行动态监测，然后通过其规律修正晶片的介质膜厚度，实现了介质膜量测厚度的校准，提高了获取介质膜厚度的精度。

技术研发人员：金秀龙,翟冬梅,张戎,罗昺寰,张云,李仲禹
受保护的技术使用者：上海精测半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13