本發(fā)明涉及半導(dǎo)體缺陷分析領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓金屬污染的評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制程中，金屬離子被稱(chēng)為可移動(dòng)離子污染源，在半導(dǎo)體材料中有很強(qiáng)的可移動(dòng)性，會(huì)造成氧化物-多晶硅柵結(jié)構(gòu)缺陷、pn結(jié)漏電流增加、少數(shù)載流子壽命減少、閾值電壓的改變，對(duì)器件的良率和可靠性有嚴(yán)重的危害。txrf元素分析儀(totalx-rayfluorescence)只能達(dá)到1e10atoms/cm²的精度，但更小量的金屬離子難以偵測(cè)，txrf元素分析儀顯示沒(méi)有金屬離子超標(biāo)，但實(shí)際上仍然存在金屬污染的可能性。

日本專(zhuān)利(jp2009-139148)與日本專(zhuān)利(jp2005-063984)均記載了一種評(píng)估金屬污染的方法，例如：采用掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜(sem-edx)進(jìn)行表面掃描；采用ls與sp-3進(jìn)行表面檢查，尤其是，ls能夠區(qū)分晶體原生凹坑(cop)與顆粒(particles)；采用化學(xué)分析進(jìn)行金屬污染評(píng)估。

而為了評(píng)估金屬污染物，日本專(zhuān)利(jp2015-220296)記載了以下步驟：

首先對(duì)晶圓進(jìn)行清洗(wafercleaning)；然后對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)處理(chemicaltreatment)；然后對(duì)所述晶圓進(jìn)行高感度表面檢查(highsensibilitysurfaceinspection)；接著對(duì)所述晶圓進(jìn)行掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析(sem-edx)；接著對(duì)所述晶圓中檢查出的缺陷進(jìn)行缺陷分類(lèi)(defectclassification)；然后對(duì)所述晶圓進(jìn)行投射電鏡觀察(tem)；最后根據(jù)上述檢測(cè)結(jié)果依次對(duì)晶圓進(jìn)行缺陷體積計(jì)算、金屬密度計(jì)算、表面金屬濃度計(jì)算以及晶圓大量金屬濃度分析，最終得到金屬污染物的評(píng)估結(jié)果。

但是，上述方法均只能檢測(cè)到晶圓表面以及晶圓內(nèi)部較淺位置上的金屬污染物，當(dāng)金屬污染物在晶圓內(nèi)部較深的位置時(shí)，則很難檢測(cè)到。因此，如何能 盡量檢測(cè)到晶圓內(nèi)部大多數(shù)的金屬污染物是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓金屬污染的評(píng)估方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中只能檢測(cè)到晶圓表面以及晶圓內(nèi)部較淺位置上的金屬污染物的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種晶圓金屬污染的評(píng)估方法，包括以下步驟：

步驟s01：對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理；

步驟s02：對(duì)所述晶圓依次進(jìn)行表面檢查、掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及缺陷分類(lèi)。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，在步驟s01中，對(duì)晶圓進(jìn)行兩次化學(xué)處理。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，每進(jìn)行一次化學(xué)處理之后，都需要完成步驟s02，然后再進(jìn)行下一次化學(xué)處理。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，在步驟s01與步驟s02重復(fù)完成之后，還包括步驟s03：對(duì)所述晶圓依次進(jìn)行投射電鏡觀察、缺陷體積計(jì)算、金屬密度計(jì)算、表面金屬濃度計(jì)算以及晶圓大量金屬濃度分析。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，將第一次表面檢查的數(shù)據(jù)與第二次表面檢查的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合分析，其結(jié)合方法為：將所述第一次表面檢查與第二次表面檢查中重合的缺陷作為一個(gè)缺陷，不重合的缺陷作為附加缺陷。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，所述晶圓總?cè)毕莅ㄖ睾先毕菖c不重合缺陷。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，所述缺陷分類(lèi)的方法是：將所述表面檢查中重合的缺陷中種類(lèi)相同的缺陷作為一種缺陷，所述重合的缺陷中種類(lèi)不同的缺陷作為表面檢查的兩種缺陷。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，根據(jù)兩次所述缺陷分類(lèi)的數(shù)據(jù)以及由所述投射電鏡觀察得到的缺陷深度計(jì)算缺陷的體積。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，根據(jù)兩次所述掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析結(jié)果計(jì)算金屬的密度。

進(jìn)一步的，在所述晶圓金屬污染的評(píng)估方法中，對(duì)于鎳硅化物的污染采用稀釋的氫氟酸進(jìn)行化學(xué)處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的晶圓金屬污染的評(píng)估方法具有以下有益效果：

1、本發(fā)明通過(guò)對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，與現(xiàn)有評(píng)估方法相比，能夠在后續(xù)對(duì)晶圓的處理中檢測(cè)到晶圓內(nèi)部更深位置處的缺陷，以增加金屬污染檢測(cè)的精度，提高晶圓金屬污染的評(píng)估的準(zhǔn)確性；

2、本發(fā)明進(jìn)行兩次表面檢查、兩次掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及兩次缺陷分類(lèi)，并將兩次的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，從而能夠更加精確得獲得金屬污染的信息，準(zhǔn)確的對(duì)晶圓金屬污染進(jìn)行評(píng)估。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中晶圓金屬污染的評(píng)估方法的流程圖。

圖2a～2c為本發(fā)明一實(shí)施例中存在缺陷的晶圓的剖面圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本發(fā)明實(shí)例時(shí)，為了便于說(shuō)明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)對(duì)此作為本發(fā)明的限定。

本發(fā)明的核心思想是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，與現(xiàn)有評(píng)估方法相比，能夠在后續(xù)對(duì)晶圓的處理中檢測(cè)到晶圓內(nèi)部更深位置處的缺陷，以增加金屬污染檢測(cè)的精度，提高晶圓金屬污染的評(píng)估的準(zhǔn)確性；本發(fā)明進(jìn)行兩次表面檢查、兩次掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及兩次缺陷分類(lèi)，并將兩次的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，從而能夠更加精確得獲得金屬污染的信息，準(zhǔn)確的對(duì)晶圓金屬污染進(jìn)行評(píng)估。

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中晶圓金屬污染的評(píng)估方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明提出一種晶圓金屬污染的評(píng)估方法，包括以下步驟：

步驟s01：對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理；

步驟s02：對(duì)所述晶圓依次進(jìn)行表面檢查、掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及缺陷分類(lèi)。

在步驟s01中，通過(guò)對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，使得晶圓內(nèi)部更深位置處的缺陷能夠被檢測(cè)到，從而增加金屬污染檢測(cè)的精度，使得評(píng)估結(jié)果更加準(zhǔn)確。對(duì)于鎳硅化物的污染采用稀釋的氫氟酸進(jìn)行化學(xué)處理。

可以理解的是，本實(shí)施例中提及的晶圓內(nèi)部較淺位置及晶圓內(nèi)部更深位置是相對(duì)而言，所述晶圓內(nèi)部較淺位置相對(duì)于晶圓內(nèi)部更深位置其在晶圓內(nèi)部距離晶圓表面更近，所述晶圓內(nèi)部更深處位置相對(duì)于晶圓內(nèi)部較淺位置其在晶圓內(nèi)部距離晶圓表面更遠(yuǎn)。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，使得晶圓內(nèi)部更深位置處的缺陷能夠被檢測(cè)到，請(qǐng)參照?qǐng)D2a～2c所示，其為存在缺陷的晶圓的剖面圖。如圖2a所示，在晶圓10內(nèi)部存在不同深度的兩個(gè)缺陷：第一缺陷11與第二缺陷12，所述第一缺陷11相對(duì)于第二缺陷12位于晶圓內(nèi)部的更深位置處?，F(xiàn)有的晶圓金屬污染評(píng)估的方法只能夠檢測(cè)到位于晶圓內(nèi)部較淺位置處的第二缺陷12，如圖2b所示，位于晶圓內(nèi)部更深位置處的第一缺陷11則由于方法限制無(wú)法被檢測(cè)到，但其實(shí)該缺陷是存在的，這種檢測(cè)結(jié)果導(dǎo)致金屬污染評(píng)估的結(jié)果不準(zhǔn)確。通過(guò)本發(fā)明所提供的一種晶圓金屬污染的評(píng)估方法，對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，則在后續(xù)對(duì)晶圓的處理中能夠檢測(cè)到第一缺陷11，如圖2c所示，從而增加金屬污染檢測(cè)的精度，提高晶圓金屬污染的評(píng)估的準(zhǔn)確性。

在步驟s02中，對(duì)經(jīng)過(guò)化學(xué)處理的晶圓依次進(jìn)行表面檢查、掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析(sem-edx)以及缺陷分類(lèi)。

優(yōu)選的，對(duì)晶圓進(jìn)行兩次化學(xué)處理。并且每進(jìn)行一次化學(xué)處理，則對(duì)晶圓進(jìn)行一次表面檢查、掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析(sem-edx)以及缺陷分類(lèi)，然后再進(jìn)行下一次化學(xué)處理。

將第一次表面檢查的數(shù)據(jù)與第二次表面檢查的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合分析，其結(jié)合方法為：將所述第一次表面檢查與第二次表面檢查中重合的缺陷作為一個(gè)缺陷，不重合的缺陷作為附加缺陷。所述晶圓總?cè)毕莅ㄖ睾先毕菖c不重合缺陷。所述缺陷分類(lèi)的方法是：將表面檢查中所述重合的缺陷中種類(lèi)相同的缺陷作為原 始缺陷，所述重合的缺陷中種類(lèi)不同的缺陷作為表面檢查的兩種缺陷。

本發(fā)明進(jìn)行兩次表面檢查、兩次掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及兩次缺陷分類(lèi)，并將兩次的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，從而能夠更加精確得獲得金屬污染的信息，準(zhǔn)確的對(duì)晶圓金屬污染進(jìn)行評(píng)估。

在步驟s01與步驟s02重復(fù)完成之后，還包括步驟s03：對(duì)所述晶圓依次進(jìn)行投射電鏡觀察(tem)、缺陷體積計(jì)算、金屬密度計(jì)算、表面金屬濃度計(jì)算以及晶圓大量金屬濃度分析。

所述投射電鏡觀察可以得到缺陷的深度，缺陷體積的計(jì)算根據(jù)兩次所述缺陷分類(lèi)的數(shù)據(jù)以及由所述投射電鏡觀察得到的缺陷深度計(jì)算。所述金屬密度根據(jù)兩次所述掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析結(jié)果計(jì)算。最終根據(jù)所述缺陷體積以及所述金屬密度完成表面金屬濃度的計(jì)算，從而對(duì)晶圓中大量的金屬進(jìn)行濃度分析，得到晶圓金屬污染的評(píng)估結(jié)果。

綜上所述，本發(fā)明提供的晶圓金屬污染的評(píng)估方法，通過(guò)對(duì)晶圓進(jìn)行多次化學(xué)處理，與現(xiàn)有評(píng)估方法相比，能夠在后續(xù)對(duì)晶圓的處理中檢測(cè)到晶圓內(nèi)部更深位置處的缺陷，以增加金屬污染檢測(cè)的精度，提高晶圓金屬污染的評(píng)估的準(zhǔn)確性；本發(fā)明進(jìn)行兩次表面檢查、兩次掃描電鏡-x射線(xiàn)能譜分析以及兩次缺陷分類(lèi)，并將兩次的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，從而能夠更加精確得獲得金屬污染的信息，準(zhǔn)確的對(duì)晶圓金屬污染進(jìn)行評(píng)估。

上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍。