[發明專利]一種檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法

在審

• 申請號: 202010140845.6
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111341683A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 張南;華佑南;李曉旻
• 申請（專利權）人: 勝科納米（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京崇智專利代理事務所(普通合伙) 11605
• 代理人: 趙麗娜

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法，通過對所述晶圓的鈍化層滲透熒光分子來檢測。本發明提供的檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法，利用熒光分子滲透到針孔里，通過熒光觀察來檢測半導體晶圓鈍化層上的針孔缺陷。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法。

背景技術

在半導體晶圓制造中，必須準確檢測鈍化層(Passivation)有沒有針孔缺陷以確保晶圓的良率。目前業界應用傳統的化學針孔缺陷檢測法。應用磷酸和硝酸混合液浸泡晶圓樣品一定的時間后，用光學顯微鏡觀察晶圓上有沒有針孔缺陷。應用這種傳統的化學針孔缺陷檢測法有許多局限性。例如，如果針孔缺陷沒有從鈍化層穿透到底下的金屬層(非貫穿性針孔)，那就不能被檢測出。

發明內容

由于芯片鈍化層針孔缺陷尺寸通常在納米級，目前現有的定位方法，如強酸腐蝕配合光學顯微鏡的方法，無法定位到納米級的缺陷；掃描電子顯微鏡難以觀測大面積范圍內的納米級缺陷，效率低；強酸腐蝕方法會腐蝕到鈍化層下方的金屬層或是電路，對芯片造成不可逆的破壞；同時對非貫穿性的針孔缺陷無法檢出。

本發明提供一種檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法，應用熒光分子滲透到針孔里，再用熒光顯微鏡檢測針孔，最后用聚焦離子束(FIB)切割/掃描電鏡(SEM)檢測，此方法可以快速檢測出貫穿性針孔和非貫穿性針孔。

具體地，本發明提供了一種檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法，通過對所述晶圓的鈍化層滲透熒光分子來檢測。

本發明提供的檢測半導體晶圓鈍化層上針孔缺陷的方法，利用熒光分子滲透到針孔里，通過熒光觀察來檢測半導體晶圓鈍化層上的針孔缺陷。

在一些實施例中，所述熒光分子的極性與所述鈍化層材料的極性相似。

在一些實施例中，所述熒光分子的粒徑小于10nm，優選為不大于5nm。

在一些實施例中，所述熒光分子為水溶性熒光分子。

在一些實施例中，所述熒光分子包括熒光素、羅丹明B、羅丹明6G、三(8-羥基喹啉)鋁。

在一些實施例中，所述檢測為：用熒光顯微鏡或者共聚焦顯微鏡追蹤進入到所述晶圓鈍化層缺陷中的熒光分子。

進一步地，所述檢測還包括：采用聚焦離子束切割對所述晶圓鈍化層中的缺陷處理，然后進行掃描電鏡檢測。

在一些實施例中，采用熒光分子配置的熒光溶液浸泡所述晶圓，然后進行檢測。

在一些實施例中，所述熒光溶液的濃度為1-1000ppm。

在一些實施例中，所述熒光溶液浸泡所述晶圓的時間為0.1-100小時。

在一些實施例中，所述晶圓在所述熒光溶液浸泡前進行清潔。

在一些實施例中，所述晶圓在所述熒光溶液浸泡前采用有機溶劑擦拭，使其表面潔凈。

在一些實施例中，所述晶圓浸泡所述熒光溶液后進行清洗和干燥，然后進行檢測。

在一些實施例中，所述清洗采用有機溶劑淋洗，去除表面多余的熒光分子殘留。

進一步地，所述有機溶劑包括乙醇、異丙醇、丙酮中的任一種或多種。

本發明與現有技術相比至少具有以下有益效果：

(1)本發明利用熒光分子滲透到針孔里，通過熒光觀察來檢測半導體晶圓鈍化層上的針孔缺陷。

(2)本發明選用的熒光分子與鈍化層材料的極性相似，有利于熒光分子進入到鈍化層的針孔缺陷中。