专利名称：一种红外反射法测硅基图形片表面苯并三唑浓度的方法
技术领域：
本发明涉及检测硅基图形片表面苯并三唑(BTA)浓度领域，更具体的说，涉及一种利用红外反射法检测硅基图形片表面苯并三唑(BTA)浓度的方法。
背景技术：
随着集成电路的快速发展，器件的集成度不断提高，器件特征尺吋越来越小，因此对衬底表面清洁度也越来越高。目前化学机械抛光(CMP)技术在ULSI制造中得到了快速发展，CMP在衬底和多层金属互联结构的层间全局平坦化方面得到了广泛应用，成为制造主流芯片的关键技术。
抛光液在抛光中有十分重要的作用，而BTA是市售抛光液中不可缺少的一种成分，它在抛光液中作为阳极缓蚀剂，可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀。BTA的主要成分是苯并三唑(BTA)，其分子式为C6H5N3，但由于其溶解度较低，且溶解速度缓慢，抛光后硅基图形片上会残留一定量的BTA，它会影响集成电路的成品率、器件的性能及可靠性。因此，检测硅基图形片上以及图形片上的BTA浓度，对降低后期制作中杂质对集成电路带来的影响，有着非常重要的意义。目前，BTA的定量测量方法主要有电位滴定法、极谱法、气相色谱法、液相色谱法、紫外分光光度法等报道，较为常用的为HPLC (高效液相色谱检测法)和GC-MS (GC气相色谱-MS质谱检测法)两种方法。而这些方法有的受晶圆尺寸的限制，有的存在处理后污染残留，有的需要进行加热预处理，有的在处理和操作上较烦琐，均不适用于大尺吋晶圆上对BTA浓度的无损检测。本发明方法使用傅里叶红外光谱仪，采用红外反射法测量硅基图形片表面的BTA浓度。首先，将一定体积不同浓度的BTA按照五点法的位置滴加到十二英吋的晶圆片上，静置半小时，使其扩散均匀，通过对溶液的红外反射定量测量，找出特征峰所在位置(例如实施例中选取波数为1925. (McnT1位置的吸收峰作为特征峰)，建立出定量曲线模型。参照国际通用标准中对BTA污染浓度的规定，在曲线上找出临界点，当浓度值高于临界点浓度值时，被认定为污染超标，需要进一步进行清洗处理。此方法有效地解决了现有方法无法实现大尺寸晶圆表面BTA浓度检测的难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有方法无法检测大尺寸晶圆表面BTA浓度的不足，提供一种全新的检测硅基图形片表面苯并三唑(BTA)的方法。经实验验证，所用方法能够满足国际通用标准中对BTA污染的检测标准。本发明测硅基图形片表面苯并三唑(BTA)的方法，按照下述步骤进行
a.将苯并三唑置于真空或鼓风烘箱中干燥，使用无水乙醇作为溶剂，将干燥后的苯并三唑分别配制成 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.使用微量进样器分别取相同体积(约50yl)的上述配制好的BTA按照“上下左右中”五点法的位置滴加到十二吋的硅基图形片上；
c.将上述十二吋的硅基图形片静置半小时，然后将硅基图形片置于MAP300十二吋晶圆样品台上测试，使用红外反射法测量其浓度；
d.使用TQAnalyst (红外定量分析)建立模型曲线，保存为定量分析标准，其中，所选用建模方法为工作曲线法，具体实施方法为测量出各个浓度的标准样品的溶液的谱图，以其吸光度值作为纵坐标，再以浓度为横坐标，做出相应的工作曲线。由于工作曲线是从实际测定中获得的，它真实地反映了被测组分的浓度与吸收度的关系；
e.检测其它样品的苯并三唑(BTA)溶液浓度时，首先进行检测生成谱图，然后调取上述步骤d的定量分析标准，进行定量分析。 本发明方法解决了在十二吋晶圆样品台上进行苯并三唑(BTA)浓度测量的问题，其他方法均不能满足在十二吋晶圆上对BTA的无损测量。
图I测试位置示意 图2 BTA的红外反射谱 图3曲线模型图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例I :
首先进行样品测试前的准备将苯并三唑置于真空或鼓风烘箱中干燥，去除样品中所含的游离水。使用无水乙醇作为溶剂将苯并三唑分别配制成0. I mol/L、0. 15mol/L、
0.2mol/L、0. 25mol/L、0. 3mol/L的BTA。使用微量进样器取相同体积的配制好的BTA按照五点法的位置滴加到十二吋的硅基图形片上，如图I所示。将滴加有BTA的硅基图形片静置半小时，使其扩散均匀。将静置后的硅基图形片置于map300样品台上，使用Nicolet 6700傅立叶变换红外光谱仪测其红外谱图(见图2)，使用TQ Analyst (红外定量分析)建立模型曲线，步骤如下1、打开TQ Analyst (红外定量分析)软件,选择Description (描述),输入方法名称，选择Simple Beer’s law (简单比尔定律)。2、点击Pathlength (光程)，选择Undecided (未定的)。3、点击 Components (成分)，取消点勾选着的 Use analysis limits(分析范围)，选取 None (use for measuring sample properties),输出相关参数。4、点击Standards (标准)勾选 Show spectrum titles (显不光谱标题)和 show spectrum filesnames (显示光谱文件名称),然后点击Open Standards (打开标准)打开已经采集好的标样谱图。5、打开谱图后输入相对应的标样含量。点击Regions (区域)后,选择Edit Regions(编辑区域)。6、关闭弹出的文字对话框，选取箭头工具，框选特征峰。进行特征峰位置放大。7、选取标峰按钮,按住键盘Shift键,点击鼠标左键,进行峰位选取,如图2所示,实施例中选取波数为1925. (McnT1位置的峰为特征峰。8、在Baseline Type (基线类型)处,选取Twopoints (两点)，在Pointl (点I)和Point2 (点2)输入基线位置，根据国标输入。9、关闭后重新进入了 Regions (区域)窗口，重新选择Edit Regions (编辑区域)按钮。10、在新的窗口下，点击Calibrate (校正)后弹出对话框No Validation Standards (无确认标准)，选取 Calibrate without validation standards (无确认标准校正)后，点击 Continue (继续)按钮进行计算，Coeff (多项式系数)越接近1，说明公式线性度越好，要求0.99以上。上中位置显示为绿色，表示此方法已经验证过，可进行保存及使用。将建立好的模型曲线文件(例如命名为method, qnt)存放在相应的文件夹下，以便以后使用OMNIC软件定量测量时使用。测定抛光清洗后的十二吋晶圆硅基图形片，将样品置于MAP300样品台上，打开OMNIC软件，使用反射法测量其谱图，然后点击谱图分析图标，点击定量设置对话框，打开已建立的方法method, qnt，再点击定量分析按钮，即可利用建立好的模型曲线文件对BTA进行定量分析。实施例2:
首先进行样品测试前的准备将苯并三唑置于真空或鼓风烘箱中干燥，去除样品中所含的游离水。使用无水乙醇作为溶剂将苯并三唑分别配制成0. 15mol/L、0. 2mol/L、
0.25mol/L、0. 3mol/L、0. 35mol/L的BTA。使用微量进样器取相同体积的配制好的BTA按照五点法的位置滴加到十二吋的硅基图形片上，如图I所示。将滴加有BTA的硅基图形片静置半小时，使其扩散均匀。将静置后的硅基图形片置于map300样品台上，使用Nicolet 6700傅立叶变换红外光谱仪测其红外谱图，使用TQ Analyst (红外定量分析)建立模型曲线，步骤如实施例I ;测定抛光后的十二吋晶圆硅基图形片，将样品置于MAP300样品台上，打开OMNIC软件，使用反射法测量其谱图，然后点击谱图分析图标，点击定量设置对话框，打开已建立的方法method, qnt,再点击定量分析按钮，即可利用建立好的模型曲线文件对BTA进行定量分析。以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本发明精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请的权利要求范围之中。
权利要求
1.一种红外反射法测硅基图形片表面苯并三唑浓度的方法，其特征是，按照下述步骤进行 将苯并三唑置于真空或鼓风烘箱中干燥，使用无水乙醇作为溶剂将干燥后的苯并三唑分别配制成 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 ； 使用微量进样器分别取50 u I相同体积的上述配制好的BTA按照“上下左右中”五点法的位置滴加到十二吋的硅基图形片上； 将上述十二吋的硅基图形片静置半小时，然后将硅基图形片置于MAP300十二吋晶圆样品台上测试，使用红外反射法测量其浓度； 使用红外定量分析建立模型曲线，保存为定量分析标准，其中，所选用建模方法为工作曲线法，具体实施方法为测量出各个浓度的标准样品的溶液的谱图，以其吸光度值作为纵 坐标，再以浓度为横坐标，做出相应的工作曲线； (5)检测其它样品的苯并三唑浓度时，首先进行检测生成谱图，然后调取上述步骤(4)的定量分析标准，进行定量分析。
全文摘要
本发明公开了一种红外反射法测硅基图形片表面苯并三唑(BTA)的方法。本发明按照下述步骤进行将干燥后的苯并三唑分别配制成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；上述配制好的BTA按照五点法的位置滴加到十二吋的硅基图形片上，使用红外反射法测量其浓度；使用TQAnalyst(红外定量分析)建立模型曲线，保存为定量分析标准，检测其它样品的苯并三唑(BTA)溶液浓度时，首先进行检测生成谱图，然后调取上述步骤d的定量分析标准，进行定量分析。本发明方法解决了在十二吋晶圆样品台上进行苯并三唑(BTA)浓度测量的问题，其他方法均不能满足在十二吋晶圆上对BTA的无损测量。
文档编号G01N21/35GK102967576SQ20121030842
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月28日 优先权日2012年8月28日
发明者潘国峰, 刘玉岭, 高宝红, 周建伟, 黄妍妍, 邵琳伟 申请人:河北工业大学