CN107301960A - 晶圆金属污染的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种晶圆金属污染的评估方法，包括步骤：对晶圆进行多次化学处理；对所述晶圆依次进行表面检查、扫描电镜‑X射线能谱分析以及缺陷分类；通过对晶圆进行多次化学处理，与现有评估方法相比，能够在后续对晶圆的处理中检测到晶圆内部更深位置处的缺陷，以增加金属污染检测的精度，提高晶圆金属污染的评估的准确性；并且本发明进行两次表面检查、两次扫描电镜‑X射线能谱分析以及两次缺陷分类，并将两次的结果进行综合分析，从而能够更加精确得获得金属污染的信息，准确的对晶圆金属污染进行评估。
Description
技术领域
本发明涉及半导体缺陷分析领域，特别涉及一种晶圆金属污染的评估方法。
背景技术
在半导体制程中，金属离子被称为可移动离子污染源，在半导体材料中有很强的可移动性，会造成氧化物-多晶硅栅结构缺陷、PN结漏电流增加、少数载流子寿命减少、阈值电压的改变，对器件的良率和可靠性有严重的危害。TXRF元素分析仪(Total X-ray Fluorescence)只能达到1E10atoms/cm2的精度，但更小量的金属离子难以侦测，TXRF元素分析仪显示没有金属离子超标，但实际上仍然存在金属污染的可能性。
日本专利(JP2009-139148)与日本专利(JP2005-063984)均记载了一种评估金属污染的方法，例如：采用扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)进行表面扫描；采用LS与SP-3进行表面检查，尤其是，LS能够区分晶体原生凹坑(COP)与颗粒(particles)；采用化学分析进行金属污染评估。
而为了评估金属污染物，日本专利(JP2015-220296)记载了以下步骤：
首先对晶圆进行清洗(wafer cleaning)；然后对所述晶圆进行化学处理(chemical treatment)；然后对所述晶圆进行高感度表面检查(high sensibilitysurface inspection)；接着对所述晶圆进行扫描电镜-X射线能谱分析(SEM-EDX)；接着对所述晶圆中检查出的缺陷进行缺陷分类(Defect classification)；然后对所述晶圆进行投射电镜观察(TEM)；最后根据上述检测结果依次对晶圆进行缺陷体积计算、金属密度计算、表面金属浓度计算以及晶圆大量金属浓度分析，最终得到金属污染物的评估结果。
但是，上述方法均只能检测到晶圆表面以及晶圆内部较浅位置上的金属污染物，当金属污染物在晶圆内部较深的位置时，则很难检测到。因此，如何能尽量检测到晶圆内部大多数的金属污染物是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种晶圆金属污染的评估方法，解决现有技术中只能检测到晶圆表面以及晶圆内部较浅位置上的金属污染物的问题。
本发明的技术方案是一种晶圆金属污染的评估方法，包括以下步骤：
步骤S01：对晶圆进行多次化学处理；
步骤S02：对所述晶圆依次进行表面检查、扫描电镜-X射线能谱分析以及缺陷分类。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，在步骤S01中，对晶圆进行两次化学处理。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，每进行一次化学处理之后，都需要完成步骤S02，然后再进行下一次化学处理。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，在步骤S01与步骤S02重复完成之后，还包括步骤S03：对所述晶圆依次进行投射电镜观察、缺陷体积计算、金属密度计算、表面金属浓度计算以及晶圆大量金属浓度分析。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，将第一次表面检查的数据与第二次表面检查的数据进行结合分析，其结合方法为：将所述第一次表面检查与第二次表面检查中重合的缺陷作为一个缺陷，不重合的缺陷作为附加缺陷。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，所述晶圆总缺陷包括重合缺陷与不重合缺陷。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，所述缺陷分类的方法是：将所述表面检查中重合的缺陷中种类相同的缺陷作为一种缺陷，所述重合的缺陷中种类不同的缺陷作为表面检查的两种缺陷。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，根据两次所述缺陷分类的数据以及由所述投射电镜观察得到的缺陷深度计算缺陷的体积。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，根据两次所述扫描电镜-X射线能谱分析结果计算金属的密度。
进一步的，在所述晶圆金属污染的评估方法中，对于镍硅化物的污染采用稀释的氢氟酸进行化学处理。
与现有技术相比，本发明提供的晶圆金属污染的评估方法具有以下有益效果：
1、本发明通过对晶圆进行多次化学处理，与现有评估方法相比，能够在后续对晶圆的处理中检测到晶圆内部更深位置处的缺陷，以增加金属污染检测的精度，提高晶圆金属污染的评估的准确性；
2、本发明进行两次表面检查、两次扫描电镜-X射线能谱分析以及两次缺陷分类，并将两次的结果进行综合分析，从而能够更加精确得获得金属污染的信息，准确的对晶圆金属污染进行评估。
附图说明
图1为本发明一实施例中晶圆金属污染的评估方法的流程图。
图2a～2c为本发明一实施例中存在缺陷的晶圆的剖面图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
本发明的核心思想是：本发明通过对晶圆进行多次化学处理，与现有评估方法相比，能够在后续对晶圆的处理中检测到晶圆内部更深位置处的缺陷，以增加金属污染检测的精度，提高晶圆金属污染的评估的准确性；本发明进行两次表面检查、两次扫描电镜-X射线能谱分析以及两次缺陷分类，并将两次的结果进行综合分析，从而能够更加精确得获得金属污染的信息，准确的对晶圆金属污染进行评估。
图1为本发明一实施例中晶圆金属污染的评估方法的流程图，如图1所示，本发明提出一种晶圆金属污染的评估方法，包括以下步骤：
步骤S01：对晶圆进行多次化学处理；
步骤S02：对所述晶圆依次进行表面检查、扫描电镜-X射线能谱分析以及缺陷分类。
在步骤S01中，通过对晶圆进行多次化学处理，使得晶圆内部更深位置处的缺陷能够被检测到，从而增加金属污染检测的精度，使得评估结果更加准确。对于镍硅化物的污染采用稀释的氢氟酸进行化学处理。
可以理解的是，本实施例中提及的晶圆内部较浅位置及晶圆内部更深位置是相对而言，所述晶圆内部较浅位置相对于晶圆内部更深位置其在晶圆内部距离晶圆表面更近，所述晶圆内部更深处位置相对于晶圆内部较浅位置其在晶圆内部距离晶圆表面更远。
本发明通过对晶圆进行多次化学处理，使得晶圆内部更深位置处的缺陷能够被检测到，请参照图2a～2c所示，其为存在缺陷的晶圆的剖面图。如图2a所示，在晶圆10内部存在不同深度的两个缺陷：第一缺陷11与第二缺陷12，所述第一缺陷11相对于第二缺陷12位于晶圆内部的更深位置处。现有的晶圆金属污染评估的方法只能够检测到位于晶圆内部较浅位置处的第二缺陷12，如图2b所示，位于晶圆内部更深位置处的第一缺陷11则由于方法限制无法被检测到，但其实该缺陷是存在的，这种检测结果导致金属污染评估的结果不准确。通过本发明所提供的一种晶圆金属污染的评估方法，对晶圆进行多次化学处理，则在后续对晶圆的处理中能够检测到第一缺陷11，如图2c所示，从而增加金属污染检测的精度，提高晶圆金属污染的评估的准确性。
在步骤S02中，对经过化学处理的晶圆依次进行表面检查、扫描电镜-X射线能谱分析(SEM-EDX)以及缺陷分类。
优选的，对晶圆进行两次化学处理。并且每进行一次化学处理，则对晶圆进行一次表面检查、扫描电镜-X射线能谱分析(SEM-EDX)以及缺陷分类，然后再进行下一次化学处理。
将第一次表面检查的数据与第二次表面检查的数据进行结合分析，其结合方法为：将所述第一次表面检查与第二次表面检查中重合的缺陷作为一个缺陷，不重合的缺陷作为附加缺陷。所述晶圆总缺陷包括重合缺陷与不重合缺陷。所述缺陷分类的方法是：将表面检查中所述重合的缺陷中种类相同的缺陷作为原始缺陷，所述重合的缺陷中种类不同的缺陷作为表面检查的两种缺陷。
本发明进行两次表面检查、两次扫描电镜-X射线能谱分析以及两次缺陷分类，并将两次的结果进行综合分析，从而能够更加精确得获得金属污染的信息，准确的对晶圆金属污染进行评估。
在步骤S01与步骤S02重复完成之后，还包括步骤S03：对所述晶圆依次进行投射电镜观察(TEM)、缺陷体积计算、金属密度计算、表面金属浓度计算以及晶圆大量金属浓度分析。
所述投射电镜观察可以得到缺陷的深度，缺陷体积的计算根据两次所述缺陷分类的数据以及由所述投射电镜观察得到的缺陷深度计算。所述金属密度根据两次所述扫描电镜-X射线能谱分析结果计算。最终根据所述缺陷体积以及所述金属密度完成表面金属浓度的计算，从而对晶圆中大量的金属进行浓度分析，得到晶圆金属污染的评估结果。
综上所述，本发明提供的晶圆金属污染的评估方法，通过对晶圆进行多次化学处理，与现有评估方法相比，能够在后续对晶圆的处理中检测到晶圆内部更深位置处的缺陷，以增加金属污染检测的精度，提高晶圆金属污染的评估的准确性；本发明进行两次表面检查、两次扫描电镜-X射线能谱分析以及两次缺陷分类，并将两次的结果进行综合分析，从而能够更加精确得获得金属污染的信息，准确的对晶圆金属污染进行评估。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (10)
1.一种晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01：对晶圆进行多次化学处理；
步骤S02：对所述晶圆依次进行表面检查、扫描电镜-X射线能谱分析以及缺陷分类。
2.如权利要求1所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，在步骤S01中，对晶圆进行两次化学处理。
3.如权利要求2所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，每进行一次化学处理之后，都需要完成步骤S02，然后再进行下一次化学处理。
4.如权利要求3所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，在步骤S01与步骤S02重复完成之后，还包括步骤S03：对所述晶圆依次进行投射电镜观察、缺陷体积计算、金属密度计算、表面金属浓度计算以及晶圆大量金属浓度分析。
5.如权利要求4所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，将第一次表面检查的数据与第二次表面检查的数据进行结合分析，其结合方法为：将所述第一次表面检查与第二次表面检查中重合的缺陷作为一个缺陷，不重合的缺陷作为附加缺陷。
6.如权利要求5所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，所述晶圆总缺陷包括重合缺陷与不重合缺陷。
7.如权利要求5所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，所述缺陷分类的方法是：将所述表面检查中重合的缺陷中种类相同的缺陷作为一种缺陷，所述重合的缺陷中种类不同的缺陷作为表面检查的两种缺陷。
8.如权利要求7所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，根据两次所述缺陷分类的数据以及由所述投射电镜观察得到的缺陷深度计算缺陷的体积。
9.如权利要求7所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，根据两次所述扫描电镜-X射线能谱分析结果计算金属的密度。
10.如权利要求1～9中任一项所述的晶圆金属污染的评估方法，其特征在于，对于镍硅化物的污染采用稀释的氢氟酸进行化学处理。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110534406A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 防止晶圆被金属离子污染的方法及系统 |
| CN111341684A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-06-26 | 胜科纳米（苏州）有限公司 | 半导体晶圆制造中铝焊盘质量的表征方法 |
| US12472581B2 (en) | 2021-04-20 | 2025-11-18 | Disco Corporation | Method of processing a substrate and system for processing a substrate |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569121A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-11 | 叶伟清 | 一种检测晶圆内部的杂质的方法 |
| JP2014041030A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体基板の不純物分析方法 |
| JP2015220296A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 信越半導体株式会社 | 汚染評価方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8143078B2 (en) * | 2009-12-23 | 2012-03-27 | Memc Electronic Materials, Inc. | Methods for monitoring the amount of contamination imparted into semiconductor wafers during wafer processing |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102569121A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-11 | 叶伟清 | 一种检测晶圆内部的杂质的方法 |
| JP2014041030A (ja) * | 2012-08-21 | 2014-03-06 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 半導体基板の不純物分析方法 |
| JP2015220296A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 信越半導体株式会社 | 汚染評価方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110534406A (zh) * | 2018-05-24 | 2019-12-03 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 防止晶圆被金属离子污染的方法及系统 |
| US11742196B2 (en) | 2018-05-24 | 2023-08-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Systems and methods for metallic deionization |
| CN111341684A (zh) * | 2020-03-03 | 2020-06-26 | 胜科纳米（苏州）有限公司 | 半导体晶圆制造中铝焊盘质量的表征方法 |
| US12472581B2 (en) | 2021-04-20 | 2025-11-18 | Disco Corporation | Method of processing a substrate and system for processing a substrate |
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