清洗机台清洗效率的测试方法
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， 并 连续发生失控(out of control，00C)的情况，图1中的一个点代表抽样检测的一个样品的 相应多晶娃结构关键尺寸。图1中的横坐标代表时间，纵坐标代表产品中多晶娃结构的线宽 尺寸，白色Ξ角点代表线宽正常的情况，黑色Ξ角点代表线宽异常的情况。如图1所示，由于 现有技术中没有有效的方法侦测清洗单元的清洗效率，同时现有的量测手段无法测量出晶 圆表面的氧化娃厚度，因此一旦某个清洗单元的清洗出现异常，将会影响到大量的产品，如 图1中虚线框10包围的情况所示，连续几天的产品都出现多晶娃结构线宽偏小的情况。
[0040] 如图2,在闪存器件形成过程中，包括提供半导体衬底100,形成位于所述半导体衬 底100上的氧化娃层110,形成位于氧化娃层110上的浮栅层120,形成浮栅层120上的介质层 130。在上述Ξ层结构中形成一个凹槽（未示出），然后在所述凹槽侧壁内形成位于浮栅层 120上的控制栅150,所述凹槽收缩为开口，然后在所述开口侧壁形成侧墙140,最后在开口 中填充满多晶娃材料层160。
[0041] 如图3,进行化学机械研磨，W对多晶娃材料层160进行平坦化，从而去除多余部分 的多晶娃材料，形成多晶娃共源极161。
[0042] 如图4,在后续过程中，多晶娃共源极161将经历清洗处理步骤，然后经历刻蚀处理 步骤，该刻蚀处理步骤不可避免地将进一步去除一部分多晶娃，使多晶娃共源极161成为多 晶娃共源极162,此时多晶娃共源极162的线宽会小于多晶娃共源极161的线宽。
[0043] 为了保证多晶娃共源极162的性能，需要保证多晶娃共源极162的线宽在合适范 围。
[0044] 但是，正如前面所分析，在多晶娃化学机械研磨后，相应的清洗处理过程会对多晶 娃表面的氧化娃层形成有显著的影响，例如在清洗处理过程中，兆声波清洗单元的清洗效 率下降会导致多晶娃结构的线宽偏小，Brush 1和化ush 2过程会导致多晶娃结构的线宽不 均匀。可见，相应的清洗处理过程会影响后续刻蚀步骤的刻蚀速率和刻蚀均匀度，即清洗处 理过程对刻蚀处理过程的刻蚀速率和刻蚀均匀度都有密切影响。
[0045] 现有技术中，没有对清洗机台进行有效测试的方法。并且，由于晶圆表面氧化娃的 厚度均匀性随着刷子寿命的增大逐渐变差。如果采用产品直接进行测试，由于产品的测量 位置有限(例如每片晶圆通常测量5个点，局部结果偏差的位置量测不到），不能测量到所有 点的相应数值，所W产品的测量数据无法及时反映刷子状态的变化。
[0046] 同时，现有的测试方法也不能侦测到刷子的状态。目前研磨之后得到的线宽数据 只能反应平坦化研磨过程后的状态，无法体现清洗处理过程对刻蚀速率的影响。而刻蚀之 后的线宽因受到多方面的影响，也难W用于判断刻蚀速率变化是否与研磨前的清洗处理过 程相关。
[0047] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0048] 本发明实施例提供一种清洗机台清洗效率的测试方法，请结合参考图5至图8,图5 是本实施例提供的清洗机台清洗效率的测试方法流程示意图，图6至图8是本实施例提供的 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。
[0049] 请结合对图5和图6，提供晶圆200。
[0050] 本实施例中，所述晶圆200为裸晶圆（bare wafer),采用裸晶圆可W节省工艺成本 和工艺步骤。
[0051] 请结合对图5和图6,在晶圆200表面形成多晶娃层210,多晶娃层210具有初始厚度 TOo
[0052] 本实施例中，多晶娃层210的初始厚度TO可W为17()0A~^2200A。多晶娃层210的 初始厚度TO控制在ΠΟΟΛ~2200A，目的是使初始厚度TO尽量等于真实产品相应多晶娃结 构的厚度，从而提高测试结果的准确性。
[0053] 请继续参考图5,本实施例在形成多晶娃层210后，对多晶娃层210进行平坦化处 理。
[0054] 本实施例中，所述平坦化处理采用的方法可W为化学机械研磨方法。
[0055] 本实施例中，对多晶娃层210进行平坦化处理，W使得多晶娃层210的表面状态与 实际产品相应多晶娃结构的表面状态相似。所述平坦化处理过程中，去除所述多晶娃层210 的厚度范围为200Λ~400A。如果研磨去除太多的多晶娃，会导致对刻蚀速率的测试结果 不准确。如果去除太少的多晶娃，多晶娃层210的表面状态无法达到实际产品相应多晶娃结 构的表面状态。
[0056] 请结合对图5和图7,在平坦化处理后，测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度 Tlo
[0057] 本实施例中，第一厚度T1的测试过程可W为:在所述清洗处理前，且在后续刻蚀处 理前，在所述晶圆200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Tl，m 为4至20的整数。
[0058] 具体的，本实施例中，m为9,即选择多晶娃层210上的9个点，W测试出9个厚度值。 运9个点尽量是均匀分散在整个多晶娃层210上的点。
[0059] 需要说明的是，其它实施例中，也可W在所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前， 测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度T1，并且，m的值可W为4至20的其它整数。
[0060] 本实施例中，对上述各个点所在多晶娃层210厚度的测试，可W采用化A-Tencor ASET-F5X机台进行。
[0061] 本实施例中，还可W同时计算m个点的厚度的均一性(均匀度），即计算每个具体厚 度与厚度平均值(即第一厚度T1)的差异，从而得出整个多晶娃层210的厚度是否均匀。
[0062] 请继续参考图5,本实施例在测得第一厚度T1后，在待测试的清洗机台中，对多晶 娃层210进行清洗处理。
[0063] 本实施例中，所述清洗处理的过程可W包括前述四个过程，具体为兆声波清洗、 Brush UBrush 2和旋转润湿干燥。
[0064] 本实施例中，Brush 1的过程中，采用的清洗溶液可W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，即进行刷洗。
[0065] 需要说明的是中，其它实施例中，所述清洗处理采用的清洗溶液为氨水清洗，并且 不进行磨刷。通过不同清洗条件对应实施例的比较，还能够得到不同的清洗条件对刻蚀速 率及均匀度有着显著影响。例如，在氨水清洗和刷子磨刷的共同作用下，相应清洗处理过程 对多晶娃层210表面的氧化娃的去除速率远高于只有氨水清洗的情况。同时刷子的机械摩 擦作用还使得晶圆200中央的氧化娃层厚度远高于边缘，从而造成中央刻蚀速率远低于边 缘。
[0066] 请继续参考图5，本实施例在清洗处理后，对多晶娃层210进行刻蚀处理。
[0067] 本实施例中，所述刻蚀处理过程中，去除所述多晶娃层210的厚度范围为 50?)Λ ~ΙΟΟΟΑ。
[0068] 通过对平坦化处理过程中去除多晶娃层210厚度的控制，W及在刻蚀处理过程中 去除多晶娃层210厚度的控制，本实施例保证在刻蚀后剩余的多晶娃层210厚度在1000盖 左右，即第二厚度Τ2在在1000入左右，从而可W用产品原本所有的量测程式去量测，同时， 保证测量结果的准确性高。
[0069] 请结合对图5和图8,刻蚀处理后，测得所述多晶娃层210的厚度为第二厚度T2。
[0070] 本实施例中，第二厚度T2的测试过程可W为:在所述刻蚀处理后，在所述晶圆200 上测试η个点的厚度，将η个点的厚度平均值作为第二厚度Τ2，η为4至20的整数。具体的，本 实施例中，η为9,即选择多晶娃层210上的9个点，W测试出9个厚度值。运9个点尽量是均匀 分散在整个多晶娃层210上的点。需要说明的是，其它实施例中，η的值可W为4至20的其它 整数。
[0071] 上述各个点所在多晶娃层210厚度的测试可W采用化A-Tencor ASET-F5X机台进 行。
[0072] 本实施例中，还可W同时计算η个点的厚度的均一性(均匀度），即计算每个具体厚 度与厚度平均值(即第二厚度Τ2)的差异，从而得出整个多晶娃层210的厚度是否均匀。
[0073] 需要说明的是，其它实施例中，也可W在所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前， 测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度Τ1。在所述刻蚀处理后，测得所述多晶娃层210的 厚度为第二厚度Τ2。
[0074] 请继续参考图5,计算刻蚀处理前后多晶娃层210的厚度差异ΔΤ(ΔΤ图中未标 注)。
[0075] 本实施例中，多晶娃层210的厚度差异ΔΤ为第一厚度Τ1减去所述第二厚度Τ2,即 ΔΤ = Τ1-Τ2〇 [0076] 需要说明的是，本实施例中，还能够同时得到厚度差异ΔΤ的均一性差值，因为正 如前面所述，第一厚度Τ1是由m个点的平均值得到的，第二厚度Τ2是由η个点的平均值得到 的，并且本实施例中，m和η均为9,可见厚度差异Δ Τ事实上是9个点的平均值。本实施例中， 当上述前后两次的9个点都取在相同位置时，每个点都能够得到一个厚度差异，因此，就能 够计算每个具体厚度差异与作为平均值的厚度差异Δ Τ的差别大小(绝对值），从而得到厚 度差异AT的均一性差值。
[0077] 请继续参考图5,根据多晶娃的厚度差异，判断所述清洗机台的清洗处理过程是否 出现异常，进而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。
[0078] 本实施例中，当所述清洗机台的清洗作用对所述半导体结构中所述多晶娃结构的 刻蚀产生不利影响时，判断所述清洗机台不适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清 洗，当所述清洗机台的清洗作用未对所述半导体结构中所述多晶娃结构的刻蚀产生不利影 响时，判断所述清洗机台适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清洗。
[0079] 具体的，上述不利影响可W表现为清洗处理过程对刻蚀效率(刻蚀速率)和刻蚀均 匀性(刻蚀均一性)产生不利影响，后续通过测试结果中的图9和图10表示。而具体的每批产 品的判断标准，可W根据每批产品的要求设定。但无论标准如何，本实施例所提供的测试方 法都能够提供相应的测试结果，W供判断。其中，图10所示结果的一种计算公式如下：
[0080]
[0081]公式中，X为每个点中T1与T2的厚度差异，η在本实施例中等于m，且等于9。
[0082] 图9和图10为本实施例所提供的方法运用于某一清洗机台后得到的结果示意图。 图9为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Δ T图，图10为 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A T均一性差值图。
[0083] 图9和图10中的横坐标都是时间，不同的是图9中的纵坐标为(刻蚀处理后）多晶娃 层210的厚度差异Δ Τ( Δ Τ = Τ1-Τ2)，而图10中的纵坐标为厚度差异Δ T的均一性差值。即正 如前面提到的，厚度差异Δ Τ的均一性差值为其它9个厚度差异与作为平均值的厚度差异Δ Τ的差异大小绝对值。由厚度差异Δ Τ的均一性差值的解释也可W知道，厚度差异Δ Τ的均一 性差值始终大于等于零，当等于零时，说明厚度差异A Τ的均一性最好。
[0084] 在一段时间内，例如每天一次，采用本实施例所提供的方法对相应清洗机台进行 测试，得到图9和图10所示结果。当测试结果中，呈现白色Ξ角点时，说明相应的晶圆200上， 多晶娃层210的厚度差异Δ T始终保持在正常范围内，并且相应的厚度差异Δ T的均一性差 值较小，厚度差异AT的均一性较好。而当结果中，出现黑Ξ角点时，说明相应的晶圆200上， 多晶娃层210的厚度差异Δ T出现较大波动(或者严重偏大，或者严重偏小），或者厚度差异 ΔΤ的均一性差值较大，厚度差异ΔΤ的均一性较差。此时，就可W判断出，是相应清洗机台 出现了异常情况，从而判断出相应机台不适合于进行清洗工作。在经过调整和维护等措施 之后，及时解决清洗机台（相应清洗单元)的问题，从而防止真实产品受影响。
[0085] 需要说明的是，对于同一次量测，图9和图10不一定同时超出规格（即出现异常）。 即当Δ T出现异常时，Δ T的均一性差值不一定异常，反之亦然。
[0086] 本实施例上述图9和图10所示结果能够反应刻蚀速率及刻蚀均匀度的变化趋势， 而刻蚀速率可W反映兆声波清洗单元的清洗效率，刻蚀均匀度可W反映磨刷清洗单元的清 洗效率。当我们怀疑清洗单元可能出现异常或者刻蚀之后的线宽超出控制范围时，可W采 用本实施例提供的测试方法进行测试，从而测出相应清洗单元的状态，并及时澄清是清洗 处理过程发生异常还是刻蚀过程发生异常，W免影响到更多的产品。
[0087] 本实施例中，所述测试方法所用于的半导体结构可W为闪存存储单元结构，所述 多晶娃结构可W为闪存存储单元结构中的多晶娃共源极结构，因此具体的半导体结构和多 晶娃共源极结构可W参考图2至图4。通过本实施例所提供的方法，能够在制作如图2至图4 所示的闪存存储单元结构时，及时测试出相应清洗机台的清洗条件是否正常(是否出现异 常），从而避免大批次产品都因清洗机台的清洗条件异常，而导致产品的多晶娃共源极结构 出现问题。
[0088] 本实施例所提供的测试方法中，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，从而通过离线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。
[0089] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当W权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 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，其特征在于，包括： 提供晶圆； 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； 对所述多晶硅层进行平坦化处理； 在所述平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对所述多晶硅层进行清洗处理； 在所述清洗处理后，对所述多晶硅层进行刻蚀处理； 测试所述刻蚀处理前后所述多晶硅层的厚度差异； 根据所述多晶硅的所述厚度差异，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。2. 如权利要求1所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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，测得所述多晶硅层的厚度为第一厚度;在所述 刻蚀处理后，测得所述多晶硅层的厚度为第二厚度;所述多晶硅层的厚度差异为所述第一 厚度减去所述第二厚度。3. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述多晶硅层 的所述初始厚度为17001-22:00A。4. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述平坦化处 理采用的方法为化学机械研磨方法。5. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述平坦化处 理过程中，去除所述多晶硅层的厚度范围为200/\~40()/\。6. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述刻蚀处理 过程中，去除所述多晶硅层的厚度范围为500A~100()A。7. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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。8. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述清洗处理 采用的清洗溶液为氨水清洗。9. 如权利要求2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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。10. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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，所述多晶硅结构为所述闪存存储单元结构中 的多晶硅共源极结构。
【专利摘要】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硅结构进行清洗，所述清洗机台清洗效率的测试方法包括：提供晶圆；在晶圆表面形成多晶硅层，多晶硅层具有初始厚度；对多晶硅层进行平坦化处理；在平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对多晶硅层进行清洗处理；在清洗处理后，对多晶硅层进行刻蚀处理；测试刻蚀处理前后多晶硅层的厚度差异；根据多晶硅的厚度差异，判断清洗机台是否适合于对半导体结构中的多晶硅结构进行清洗。所述测试方法能够及时有效测试出清洗机台的清洗情况是否正常，从而消除相应清洗机台出现清洗异常时，对后续刻蚀处理过程产生的不利影响。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN105486529
【申请号】CN201510988275
【发明人】秦海燕, 李儒兴, 程君
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日
【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， 并 连续发生失控(out of control，00C)的情况，图1中的一个点代表抽样检测的一个样品的 相应多晶娃结构关键尺寸。图1中的横坐标代表时间，纵坐标代表产品中多晶娃结构的线宽 尺寸，白色Ξ角点代表线宽正常的情况，黑色Ξ角点代表线宽异常的情况。如图1所示，由于 现有技术中没有有效的方法侦测清洗单元的清洗效率，同时现有的量测手段无法测量出晶 圆表面的氧化娃厚度，因此一旦某个清洗单元的清洗出现异常，将会影响到大量的产品，如 图1中虚线框10包围的情况所示，连续几天的产品都出现多晶娃结构线宽偏小的情况。
[0040] 如图2,在闪存器件形成过程中，包括提供半导体衬底100,形成位于所述半导体衬 底100上的氧化娃层110,形成位于氧化娃层110上的浮栅层120,形成浮栅层120上的介质层 130。在上述Ξ层结构中形成一个凹槽（未示出），然后在所述凹槽侧壁内形成位于浮栅层 120上的控制栅150,所述凹槽收缩为开口，然后在所述开口侧壁形成侧墙140,最后在开口 中填充满多晶娃材料层160。
[0041] 如图3,进行化学机械研磨，W对多晶娃材料层160进行平坦化，从而去除多余部分 的多晶娃材料，形成多晶娃共源极161。
[0042] 如图4,在后续过程中，多晶娃共源极161将经历清洗处理步骤，然后经历刻蚀处理 步骤，该刻蚀处理步骤不可避免地将进一步去除一部分多晶娃，使多晶娃共源极161成为多 晶娃共源极162,此时多晶娃共源极162的线宽会小于多晶娃共源极161的线宽。
[0043] 为了保证多晶娃共源极162的性能，需要保证多晶娃共源极162的线宽在合适范 围。
[0044] 但是，正如前面所分析，在多晶娃化学机械研磨后，相应的清洗处理过程会对多晶 娃表面的氧化娃层形成有显著的影响，例如在清洗处理过程中，兆声波清洗单元的清洗效 率下降会导致多晶娃结构的线宽偏小，Brush 1和化ush 2过程会导致多晶娃结构的线宽不 均匀。可见，相应的清洗处理过程会影响后续刻蚀步骤的刻蚀速率和刻蚀均匀度，即清洗处 理过程对刻蚀处理过程的刻蚀速率和刻蚀均匀度都有密切影响。
[0045] 现有技术中，没有对清洗机台进行有效测试的方法。并且，由于晶圆表面氧化娃的 厚度均匀性随着刷子寿命的增大逐渐变差。如果采用产品直接进行测试，由于产品的测量 位置有限(例如每片晶圆通常测量5个点，局部结果偏差的位置量测不到），不能测量到所有 点的相应数值，所W产品的测量数据无法及时反映刷子状态的变化。
[0046] 同时，现有的测试方法也不能侦测到刷子的状态。目前研磨之后得到的线宽数据 只能反应平坦化研磨过程后的状态，无法体现清洗处理过程对刻蚀速率的影响。而刻蚀之 后的线宽因受到多方面的影响，也难W用于判断刻蚀速率变化是否与研磨前的清洗处理过 程相关。
[0047] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明 的具体实施例做详细的说明。
[0048] 本发明实施例提供一种清洗机台清洗效率的测试方法，请结合参考图5至图8,图5 是本实施例提供的清洗机台清洗效率的测试方法流程示意图，图6至图8是本实施例提供的 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。
[0049] 请结合对图5和图6，提供晶圆200。
[0050] 本实施例中，所述晶圆200为裸晶圆（bare wafer),采用裸晶圆可W节省工艺成本 和工艺步骤。
[0051] 请结合对图5和图6,在晶圆200表面形成多晶娃层210,多晶娃层210具有初始厚度 TOo
[0052] 本实施例中，多晶娃层210的初始厚度TO可W为17()0A~^2200A。多晶娃层210的 初始厚度TO控制在ΠΟΟΛ~2200A，目的是使初始厚度TO尽量等于真实产品相应多晶娃结 构的厚度，从而提高测试结果的准确性。
[0053] 请继续参考图5,本实施例在形成多晶娃层210后，对多晶娃层210进行平坦化处 理。
[0054] 本实施例中，所述平坦化处理采用的方法可W为化学机械研磨方法。
[0055] 本实施例中，对多晶娃层210进行平坦化处理，W使得多晶娃层210的表面状态与 实际产品相应多晶娃结构的表面状态相似。所述平坦化处理过程中，去除所述多晶娃层210 的厚度范围为200Λ~400A。如果研磨去除太多的多晶娃，会导致对刻蚀速率的测试结果 不准确。如果去除太少的多晶娃，多晶娃层210的表面状态无法达到实际产品相应多晶娃结 构的表面状态。
[0056] 请结合对图5和图7,在平坦化处理后，测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度 Tlo
[0057] 本实施例中，第一厚度T1的测试过程可W为:在所述清洗处理前，且在后续刻蚀处 理前，在所述晶圆200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Tl，m 为4至20的整数。
[0058] 具体的，本实施例中，m为9,即选择多晶娃层210上的9个点，W测试出9个厚度值。 运9个点尽量是均匀分散在整个多晶娃层210上的点。
[0059] 需要说明的是，其它实施例中，也可W在所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前， 测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度T1，并且，m的值可W为4至20的其它整数。
[0060] 本实施例中，对上述各个点所在多晶娃层210厚度的测试，可W采用化A-Tencor ASET-F5X机台进行。
[0061] 本实施例中，还可W同时计算m个点的厚度的均一性(均匀度），即计算每个具体厚 度与厚度平均值(即第一厚度T1)的差异，从而得出整个多晶娃层210的厚度是否均匀。
[0062] 请继续参考图5,本实施例在测得第一厚度T1后，在待测试的清洗机台中，对多晶 娃层210进行清洗处理。
[0063] 本实施例中，所述清洗处理的过程可W包括前述四个过程，具体为兆声波清洗、 Brush UBrush 2和旋转润湿干燥。
[0064] 本实施例中，Brush 1的过程中，采用的清洗溶液可W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，即进行刷洗。
[0065] 需要说明的是中，其它实施例中，所述清洗处理采用的清洗溶液为氨水清洗，并且 不进行磨刷。通过不同清洗条件对应实施例的比较，还能够得到不同的清洗条件对刻蚀速 率及均匀度有着显著影响。例如，在氨水清洗和刷子磨刷的共同作用下，相应清洗处理过程 对多晶娃层210表面的氧化娃的去除速率远高于只有氨水清洗的情况。同时刷子的机械摩 擦作用还使得晶圆200中央的氧化娃层厚度远高于边缘，从而造成中央刻蚀速率远低于边 缘。
[0066] 请继续参考图5，本实施例在清洗处理后，对多晶娃层210进行刻蚀处理。
[0067] 本实施例中，所述刻蚀处理过程中，去除所述多晶娃层210的厚度范围为 50?)Λ ~ΙΟΟΟΑ。
[0068] 通过对平坦化处理过程中去除多晶娃层210厚度的控制，W及在刻蚀处理过程中 去除多晶娃层210厚度的控制，本实施例保证在刻蚀后剩余的多晶娃层210厚度在1000盖 左右，即第二厚度Τ2在在1000入左右，从而可W用产品原本所有的量测程式去量测，同时， 保证测量结果的准确性高。
[0069] 请结合对图5和图8,刻蚀处理后，测得所述多晶娃层210的厚度为第二厚度T2。
[0070] 本实施例中，第二厚度T2的测试过程可W为:在所述刻蚀处理后，在所述晶圆200 上测试η个点的厚度，将η个点的厚度平均值作为第二厚度Τ2，η为4至20的整数。具体的，本 实施例中，η为9,即选择多晶娃层210上的9个点，W测试出9个厚度值。运9个点尽量是均匀 分散在整个多晶娃层210上的点。需要说明的是，其它实施例中，η的值可W为4至20的其它 整数。
[0071] 上述各个点所在多晶娃层210厚度的测试可W采用化A-Tencor ASET-F5X机台进 行。
[0072] 本实施例中，还可W同时计算η个点的厚度的均一性(均匀度），即计算每个具体厚 度与厚度平均值(即第二厚度Τ2)的差异，从而得出整个多晶娃层210的厚度是否均匀。
[0073] 需要说明的是，其它实施例中，也可W在所述清洗处理后，且在所述刻蚀处理前， 测得所述多晶娃层210的厚度为第一厚度Τ1。在所述刻蚀处理后，测得所述多晶娃层210的 厚度为第二厚度Τ2。
[0074] 请继续参考图5,计算刻蚀处理前后多晶娃层210的厚度差异ΔΤ(ΔΤ图中未标 注)。
[0075] 本实施例中，多晶娃层210的厚度差异ΔΤ为第一厚度Τ1减去所述第二厚度Τ2,即 ΔΤ = Τ1-Τ2〇 [0076] 需要说明的是，本实施例中，还能够同时得到厚度差异ΔΤ的均一性差值，因为正 如前面所述，第一厚度Τ1是由m个点的平均值得到的，第二厚度Τ2是由η个点的平均值得到 的，并且本实施例中，m和η均为9,可见厚度差异Δ Τ事实上是9个点的平均值。本实施例中， 当上述前后两次的9个点都取在相同位置时，每个点都能够得到一个厚度差异，因此，就能 够计算每个具体厚度差异与作为平均值的厚度差异Δ Τ的差别大小(绝对值），从而得到厚 度差异AT的均一性差值。
[0077] 请继续参考图5,根据多晶娃的厚度差异，判断所述清洗机台的清洗处理过程是否 出现异常，进而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。
[0078] 本实施例中，当所述清洗机台的清洗作用对所述半导体结构中所述多晶娃结构的 刻蚀产生不利影响时，判断所述清洗机台不适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清 洗，当所述清洗机台的清洗作用未对所述半导体结构中所述多晶娃结构的刻蚀产生不利影 响时，判断所述清洗机台适合于对半导体结构中的多晶娃结构进行清洗。
[0079] 具体的，上述不利影响可W表现为清洗处理过程对刻蚀效率(刻蚀速率)和刻蚀均 匀性(刻蚀均一性)产生不利影响，后续通过测试结果中的图9和图10表示。而具体的每批产 品的判断标准，可W根据每批产品的要求设定。但无论标准如何，本实施例所提供的测试方 法都能够提供相应的测试结果，W供判断。其中，图10所示结果的一种计算公式如下：
[0080]
[0081]公式中，X为每个点中T1与T2的厚度差异，η在本实施例中等于m，且等于9。
[0082] 图9和图10为本实施例所提供的方法运用于某一清洗机台后得到的结果示意图。 图9为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Δ T图，图10为 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A T均一性差值图。
[0083] 图9和图10中的横坐标都是时间，不同的是图9中的纵坐标为(刻蚀处理后）多晶娃 层210的厚度差异Δ Τ( Δ Τ = Τ1-Τ2)，而图10中的纵坐标为厚度差异Δ T的均一性差值。即正 如前面提到的，厚度差异Δ Τ的均一性差值为其它9个厚度差异与作为平均值的厚度差异Δ Τ的差异大小绝对值。由厚度差异Δ Τ的均一性差值的解释也可W知道，厚度差异Δ Τ的均一 性差值始终大于等于零，当等于零时，说明厚度差异A Τ的均一性最好。
[0084] 在一段时间内，例如每天一次，采用本实施例所提供的方法对相应清洗机台进行 测试，得到图9和图10所示结果。当测试结果中，呈现白色Ξ角点时，说明相应的晶圆200上， 多晶娃层210的厚度差异Δ T始终保持在正常范围内，并且相应的厚度差异Δ T的均一性差 值较小，厚度差异AT的均一性较好。而当结果中，出现黑Ξ角点时，说明相应的晶圆200上， 多晶娃层210的厚度差异Δ T出现较大波动(或者严重偏大，或者严重偏小），或者厚度差异 ΔΤ的均一性差值较大，厚度差异ΔΤ的均一性较差。此时，就可W判断出，是相应清洗机台 出现了异常情况，从而判断出相应机台不适合于进行清洗工作。在经过调整和维护等措施 之后，及时解决清洗机台（相应清洗单元)的问题，从而防止真实产品受影响。
[0085] 需要说明的是，对于同一次量测，图9和图10不一定同时超出规格（即出现异常）。 即当Δ T出现异常时，Δ T的均一性差值不一定异常，反之亦然。
[0086] 本实施例上述图9和图10所示结果能够反应刻蚀速率及刻蚀均匀度的变化趋势， 而刻蚀速率可W反映兆声波清洗单元的清洗效率，刻蚀均匀度可W反映磨刷清洗单元的清 洗效率。当我们怀疑清洗单元可能出现异常或者刻蚀之后的线宽超出控制范围时，可W采 用本实施例提供的测试方法进行测试，从而测出相应清洗单元的状态，并及时澄清是清洗 处理过程发生异常还是刻蚀过程发生异常，W免影响到更多的产品。
[0087] 本实施例中，所述测试方法所用于的半导体结构可W为闪存存储单元结构，所述 多晶娃结构可W为闪存存储单元结构中的多晶娃共源极结构，因此具体的半导体结构和多 晶娃共源极结构可W参考图2至图4。通过本实施例所提供的方法，能够在制作如图2至图4 所示的闪存存储单元结构时，及时测试出相应清洗机台的清洗条件是否正常(是否出现异 常），从而避免大批次产品都因清洗机台的清洗条件异常，而导致产品的多晶娃共源极结构 出现问题。
[0088] 本实施例所提供的测试方法中，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，从而通过离线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。
[0089] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本 发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当W权利要求所 限定的范围为准。
【主权项】
1. 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，其特征在于，包括： 提供晶圆； 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； 对所述多晶硅层进行平坦化处理； 在所述平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对所述多晶硅层进行清洗处理； 在所述清洗处理后，对所述多晶硅层进行刻蚀处理； 测试所述刻蚀处理前后所述多晶硅层的厚度差异； 根据所述多晶硅的所述厚度差异，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。2. 如权利要求1所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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，测得所述多晶硅层的厚度为第一厚度;在所述 刻蚀处理后，测得所述多晶硅层的厚度为第二厚度;所述多晶硅层的厚度差异为所述第一 厚度减去所述第二厚度。3. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述多晶硅层 的所述初始厚度为17001-22:00A。4. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述平坦化处 理采用的方法为化学机械研磨方法。5. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述平坦化处 理过程中，去除所述多晶硅层的厚度范围为200/\~40()/\。6. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述刻蚀处理 过程中，去除所述多晶硅层的厚度范围为500A~100()A。7. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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。8. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，所述清洗处理 采用的清洗溶液为氨水清洗。9. 如权利要求2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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。10. 如权利要求1或2所述的清洗机台清洗效率的测试方法，其特征在于，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，所述多晶硅结构为所述闪存存储单元结构中 的多晶硅共源极结构。
【专利摘要】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硅结构进行清洗，所述清洗机台清洗效率的测试方法包括：提供晶圆；在晶圆表面形成多晶硅层，多晶硅层具有初始厚度；对多晶硅层进行平坦化处理；在平坦化处理后，在待测试的清洗机台中，对多晶硅层进行清洗处理；在清洗处理后，对多晶硅层进行刻蚀处理；测试刻蚀处理前后多晶硅层的厚度差异；根据多晶硅的厚度差异，判断清洗机台是否适合于对半导体结构中的多晶硅结构进行清洗。所述测试方法能够及时有效测试出清洗机台的清洗情况是否正常，从而消除相应清洗机台出现清洗异常时，对后续刻蚀处理过程产生的不利影响。
【IPC分类】G01M99/00
【公开号】CN105486529
【申请号】CN201510988275
【发明人】秦海燕, 李儒兴, 程君
【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月24日
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