一種紅外反射法測矽基圖形片表面苯並三唑濃度的方法
2024-03-23 13:05:05
專利名稱：一種紅外反射法測矽基圖形片表面苯並三唑濃度的方法
技術領域：
本發明涉及檢測矽基圖形片表面苯並三唑(BTA)濃度領域，更具體的說，涉及一種利用紅外反射法檢測矽基圖形片表面苯並三唑(BTA)濃度的方法。
背景技術：
隨著集成電路的快速發展，器件的集成度不斷提高，器件特徵尺吋越來越小，因此對襯底表面清潔度也越來越高。目前化學機械拋光(CMP)技術在ULSI製造中得到了快速發展，CMP在襯底和多層金屬互聯結構的層間全局平坦化方面得到了廣泛應用，成為製造主流晶片的關鍵技術。
拋光液在拋光中有十分重要的作用，而BTA是市售拋光液中不可缺少的一種成分，它在拋光液中作為陽極緩蝕劑，可以吸附在金屬表面形成一層很薄的膜，保護銅及其它金屬免受大氣及有害介質的腐蝕。BTA的主要成分是苯並三唑(BTA)，其分子式為C6H5N3，但由於其溶解度較低，且溶解速度緩慢，拋光後矽基圖形片上會殘留一定量的BTA，它會影響集成電路的成品率、器件的性能及可靠性。因此，檢測矽基圖形片上以及圖形片上的BTA濃度，對降低後期製作中雜質對集成電路帶來的影響，有著非常重要的意義。目前，BTA的定量測量方法主要有電位滴定法、極譜法、氣相色譜法、液相色譜法、紫外分光光度法等報導，較為常用的為HPLC (高效液相色譜檢測法)和GC-MS (GC氣相色譜-MS質譜檢測法)兩種方法。而這些方法有的受晶圓尺寸的限制，有的存在處理後汙染殘留，有的需要進行加熱預處理，有的在處理和操作上較煩瑣，均不適用於大尺吋晶圓上對BTA濃度的無損檢測。本發明方法使用傅立葉紅外光譜儀，採用紅外反射法測量矽基圖形片表面的BTA濃度。首先，將一定體積不同濃度的BTA按照五點法的位置滴加到十二英吋的晶圓片上，靜置半小時，使其擴散均勻，通過對溶液的紅外反射定量測量，找出特徵峰所在位置(例如實施例中選取波數為1925. (McnT1位置的吸收峰作為特徵峰)，建立出定量曲線模型。參照國際通用標準中對BTA汙染濃度的規定，在曲線上找出臨界點，當濃度值高於臨界點濃度值時，被認定為汙染超標，需要進一步進行清洗處理。此方法有效地解決了現有方法無法實現大尺寸晶圓表面BTA濃度檢測的難題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，克服現有方法無法檢測大尺寸晶圓表面BTA濃度的不足，提供一種全新的檢測矽基圖形片表面苯並三唑(BTA)的方法。經實驗驗證，所用方法能夠滿足國際通用標準中對BTA汙染的檢測標準。本發明測矽基圖形片表面苯並三唑(BTA)的方法，按照下述步驟進行
a.將苯並三唑置於真空或鼓風烘箱中乾燥，使用無水乙醇作為溶劑，將乾燥後的苯並三唑分別配製成 0. I mol/L -0. 15mol/L、0. 15mol/L_0. 2mol/L、0. 2mol/L_0. 25mol/L、0. 25mol/L -0. 3mol/L、0. 3mol/L_0. 35mol/L 的 BTA ；b.使用微量進樣器分別取相同體積(約50yl)的上述配製好的BTA按照「上下左右中」五點法的位置滴加到十二吋的矽基圖形片上；
c.將上述十二吋的矽基圖形片靜置半小時，然後將矽基圖形片置於MAP300十二吋晶圓樣品臺上測試，使用紅外反射法測量其濃度；
d.使用TQAnalyst (紅外定量分析)建立模型曲線，保存為定量分析標準，其中，所選用建模方法為工作曲線法，具體實施方法為測量出各個濃度的標準樣品的溶液的譜圖，以其吸光度值作為縱坐標，再以濃度為橫坐標，做出相應的工作曲線。由於工作曲線是從實際測定中獲得的，它真實地反映了被測組分的濃度與吸收度的關係；
e.檢測其它樣品的苯並三唑(BTA)溶液濃度時，首先進行檢測生成譜圖，然後調取上述步驟d的定量分析標準，進行定量分析。 本發明方法解決了在十二吋晶圓樣品臺上進行苯並三唑(BTA)濃度測量的問題，其他方法均不能滿足在十二吋晶圓上對BTA的無損測量。
圖I測試位置示意 圖2 BTA的紅外反射譜 圖3曲線模型圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例I :
首先進行樣品測試前的準備將苯並三唑置於真空或鼓風烘箱中乾燥，去除樣品中所含的游離水。使用無水乙醇作為溶劑將苯並三唑分別配製成0. I mol/L、0. 15mol/L、
0.2mol/L、0. 25mol/L、0. 3mol/L的BTA。使用微量進樣器取相同體積的配製好的BTA按照五點法的位置滴加到十二吋的矽基圖形片上，如圖I所示。將滴加有BTA的矽基圖形片靜置半小時，使其擴散均勻。將靜置後的矽基圖形片置於map300樣品臺上，使用Nicolet 6700傅立葉變換紅外光譜儀測其紅外譜圖(見圖2)，使用TQ Analyst (紅外定量分析)建立模型曲線，步驟如下1、打開TQ Analyst (紅外定量分析)軟體,選擇Description (描述),輸入方法名稱，選擇Simple Beer’s law (簡單比爾定律)。2、點擊Pathlength (光程)，選擇Undecided (未定的)。3、點擊 Components (成分)，取消點勾選著的 Use analysis limits(分析範圍)，選取 None (use for measuring sample properties),輸出相關參數。4、點擊Standards (標準)勾選 Show spectrum titles (顯不光譜標題)和 show spectrum filesnames (顯示光譜文件名稱),然後點擊Open Standards (打開標準)打開已經採集好的標樣譜圖。5、打開譜圖後輸入相對應的標樣含量。點擊Regions (區域)後,選擇Edit Regions(編輯區域)。6、關閉彈出的文字對話框，選取箭頭工具，框選特徵峰。進行特徵峰位置放大。7、選取標峰按鈕,按住鍵盤Shift鍵,點擊滑鼠左鍵,進行峰位選取,如圖2所示,實施例中選取波數為1925. (McnT1位置的峰為特徵峰。8、在Baseline Type (基線類型)處,選取Twopoints (兩點)，在Pointl (點I)和Point2 (點2)輸入基線位置，根據國標輸入。9、關閉後重新進入了 Regions (區域)窗口，重新選擇Edit Regions (編輯區域)按鈕。10、在新的窗口下，點擊Calibrate (校正)後彈出對話框No Validation Standards (無確認標準)，選取 Calibrate without validation standards (無確認標準校正)後，點擊 Continue (繼續)按鈕進行計算，Coeff (多項式係數)越接近1，說明公式線性度越好，要求0.99以上。上中位置顯示為綠色，表示此方法已經驗證過，可進行保存及使用。將建立好的模型曲線文件(例如命名為method, qnt)存放在相應的文件夾下，以便以後使用OMNIC軟體定量測量時使用。測定拋光清洗後的十二吋晶圓矽基圖形片，將樣品置於MAP300樣品臺上，打開OMNIC軟體，使用反射法測量其譜圖，然後點擊譜圖分析圖標，點擊定量設置對話框，打開已建立的方法method, qnt，再點擊定量分析按鈕，即可利用建立好的模型曲線文件對BTA進行定量分析。實施例2:
首先進行樣品測試前的準備將苯並三唑置於真空或鼓風烘箱中乾燥，去除樣品中所含的游離水。使用無水乙醇作為溶劑將苯並三唑分別配製成0. 15mol/L、0. 2mol/L、
0.25mol/L、0. 3mol/L、0. 35mol/L的BTA。使用微量進樣器取相同體積的配製好的BTA按照五點法的位置滴加到十二吋的矽基圖形片上，如圖I所示。將滴加有BTA的矽基圖形片靜置半小時，使其擴散均勻。將靜置後的矽基圖形片置於map300樣品臺上，使用Nicolet 6700傅立葉變換紅外光譜儀測其紅外譜圖，使用TQ Analyst (紅外定量分析)建立模型曲線，步驟如實施例I ;測定拋光後的十二吋晶圓矽基圖形片，將樣品置於MAP300樣品臺上，打開OMNIC軟體，使用反射法測量其譜圖，然後點擊譜圖分析圖標，點擊定量設置對話框，打開已建立的方法method, qnt,再點擊定量分析按鈕，即可利用建立好的模型曲線文件對BTA進行定量分析。以上實施例僅為舉例說明，非起限制作用。任何未脫離本發明精神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於本申請的權利要求範圍之中。
權利要求
1.一種紅外反射法測矽基圖形片表面苯並三唑濃度的方法，其特徵是，按照下述步驟進行 將苯並三唑置於真空或鼓風烘箱中乾燥，使用無水乙醇作為溶劑將乾燥後的苯並三唑分別配製成 0. lmol/L-0. 15mol/L、0. 15mol/L_0. 2mol/L、0. 2mol/L_0. 25mol/L、0. 25mol/L-0. 3mol/L、0. 3mol/L_0. 35mol/L 的 BTA ； 使用微量進樣器分別取50 u I相同體積的上述配製好的BTA按照「上下左右中」五點法的位置滴加到十二吋的矽基圖形片上； 將上述十二吋的矽基圖形片靜置半小時，然後將矽基圖形片置於MAP300十二吋晶圓樣品臺上測試，使用紅外反射法測量其濃度； 使用紅外定量分析建立模型曲線，保存為定量分析標準，其中，所選用建模方法為工作曲線法，具體實施方法為測量出各個濃度的標準樣品的溶液的譜圖，以其吸光度值作為縱 坐標，再以濃度為橫坐標，做出相應的工作曲線； (5)檢測其它樣品的苯並三唑濃度時，首先進行檢測生成譜圖，然後調取上述步驟(4)的定量分析標準，進行定量分析。
全文摘要
本發明公開了一種紅外反射法測矽基圖形片表面苯並三唑(BTA)的方法。本發明按照下述步驟進行將乾燥後的苯並三唑分別配製成0.1mol/L-0.15mol/L、0.15mol/L-0.2mol/L、0.2mol/L-0.25mol/L、0.25mol/L-0.3mol/L、0.3mol/L-0.35mol/L的BTA；上述配製好的BTA按照五點法的位置滴加到十二吋的矽基圖形片上，使用紅外反射法測量其濃度；使用TQAnalyst(紅外定量分析)建立模型曲線，保存為定量分析標準，檢測其它樣品的苯並三唑(BTA)溶液濃度時，首先進行檢測生成譜圖，然後調取上述步驟d的定量分析標準，進行定量分析。本發明方法解決了在十二吋晶圓樣品臺上進行苯並三唑(BTA)濃度測量的問題，其他方法均不能滿足在十二吋晶圓上對BTA的無損測量。
文檔編號G01N21/35GK102967576SQ20121030842
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月28日 優先權日2012年8月28日
發明者潘國峰, 劉玉嶺, 高寶紅, 周建偉, 黃妍妍, 邵琳偉 申請人:河北工業大學