[發(fā)明專利]俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910055898.1
• 申請日: 2009-08-04
• 公開（公告）號: CN101988911A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊瑞娟
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: G01N23/227
• 分類號: G01N23/227;G01N1/28
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，尤其涉及一種俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法。

背景技術(shù)

在集成電路制造領(lǐng)域，焊盤(bonding?pad)作為一半導體器件與另一半導體器件或電子元件間形成連接以構(gòu)成電子電路模塊的承接組件，在半導體器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中具有非常重要的作用，因此，要求焊盤必須具有良好的導電性和高可靠性。通常半導體器件的焊盤形成工藝包括如下步驟：首先，在半導體基底上形成導電層，其中所述導電層的材質(zhì)可以是鋁或鋁合金中的一種或其組合；接著，刻蝕所述導電層以形成焊盤圖形；然后，在已經(jīng)形成有焊盤圖形的導電層上形成鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分所述焊盤圖形的開口。然而，在半導體器件的制造過程中，焊盤表面經(jīng)常會被殘留物(residues)和污染物(contamination)所影響，導致半導體器件的可靠性降低，進而導致產(chǎn)品的良率下降。因此，必須對焊盤表面的組分進行有效的監(jiān)控。

在許多表面分析工具中，俄歇電子能譜儀(Auger?electron?spectroscopy，AES)由于具有表面靈敏、空間分辨率較好以及快速元素識別的特征，經(jīng)常被用于焊盤表面組分分析。

然而，在利用俄歇電子能譜儀分析焊盤表面組分的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)荷電效應(yīng)(charging?effect)，所述荷電效應(yīng)經(jīng)常導致俄歇電子峰漂移，更嚴重的則會導致所需能譜的失真。出現(xiàn)荷電效應(yīng)主要是因為俄歇電子能譜儀是通過其特定的俄歇電子峰位置來識別元素，其中電子束是俄歇電子的激發(fā)源，在樣品分析過程中，當高速加壓的電子束掃描焊盤表面和其周圍的鈍化層時，由于俄歇電子能譜儀檢測樣品中的鈍化層不是導電材料，所以大量的電子累積在該鈍化層表面，這會影響二次電子的收集，也會阻止俄歇電子從焊盤表面溢出，影響俄歇電子能譜儀的信噪比，并導致出現(xiàn)上述的荷電效應(yīng)。

目前，業(yè)界采用了多種俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法來試圖減少俄歇電子能譜儀分析過程中所遇到的荷電效應(yīng)。例如，用鋁箔等導電物質(zhì)包裹俄歇電子能譜儀檢測樣品，然而由于要分析的檢測樣品非常小，在包裹過程中很難定位，難以確保要分析的焊盤區(qū)域被暴露出來，因此這種方法的成功率非常低。

業(yè)界還采用另外一種方法來減小荷電效應(yīng)，即在檢測樣品表面涂覆銀膠或碳膠等導電膠，但是這種方法也具有缺點，即這些導電膠在涂覆過程中非常容易污染焊盤表面，而掩蓋所要分析的焊盤表面的真實情況。

此外，業(yè)界也試圖在檢測樣品表面電鍍鉑或者銀等導電物質(zhì)以減小荷電效應(yīng)，然而在電鍍鉑或銀的過程中也極可能造成檢測樣品表面的污染，并導致要分析的焊盤表面實際存在的元素信號被大量的鉑信號或銀信號削弱或干擾，進而無法獲取準確的焊盤表面組分分析結(jié)果。

因此，提供一種可減小荷電效應(yīng)，對焊盤表面無損傷且成功率高的俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法，該方法簡單實用，成本低，可快速有效的減小荷電效應(yīng)，并且對需要進行組分分析的檢測樣品表面不會產(chǎn)生損壞，提高了產(chǎn)品良率。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法，包括：提供一俄歇電子能譜儀檢測樣品；利用稀有氣體離子濺射所述俄歇電子能譜儀檢測樣品表面。

可選的，所述俄歇電子能譜儀檢測樣品包括：半導體基底；位于所述半導體基底上的焊盤；位于所述焊盤上的鈍化層，其中該鈍化層具有暴露出部分所述焊盤的開口。

可選的，所述俄歇電子能譜儀包括一離子槍，利用所述離子槍提供所述稀有氣體離子，所述離子槍為差分抽氣式離子槍，所述離子槍內(nèi)的真空度為3×10^-6～3.6×10^-6帕斯卡。

可選的，所述稀有氣體離子是氬氣離子。

可選的，利用稀有氣體離子濺射所述俄歇電子能譜儀檢測樣品表面的時間為10～50秒。

可選的，利用稀有氣體離子濺射所述俄歇電子能譜儀檢測樣品表面的時間為30秒。

可選的，所述稀有氣體離子的能量為70～110電子伏特。

可選的，所述稀有氣體離子的能量為90電子伏特。

可選的，所述焊盤的材質(zhì)為鋁或鋁合金，所述鈍化層包括二氧化硅層以及位于該二氧化硅層之上的氮化硅層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的俄歇電子能譜儀檢測樣品的表面處理方法具有以下優(yōu)點：