一种利用微区覆膜进行缺陷分析的方法技术

本发明专利技术提供一种利用微区覆膜进行缺陷分析的方法，该方法包括提供一基板，其上包括至少一缺陷，于该缺陷的表面制作该微区覆膜，再确认该缺陷的位置后，利用一聚焦离子束显微镜制作该缺陷的一试片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种缺陷分析方法(defect analysis method)，特别是涉及一种利用至少一非破坏性微区覆膜(nondestructive micro-protection)来对半导体芯片或是其它基板进行缺陷分析的方法。
技术介绍
在集成电路的制作过程中，各种工艺的因素常常是环环相扣，也就是说，前一个工艺步骤所产生的缺陷常常在下一个或是之后的工艺中也产生缺陷，以至于造成最后产品成品率上的问题。因此，能实时地对已产生的缺陷做出分析，找出缺陷发生的原因，便成为品质保证技术的核心能力之一。而随着半导体元件尺寸不断的缩小，由半导体工艺所引发并足以对成品率产生影响的缺陷尺寸，亦不断地微小化。在此种趋势之下，要对这些微小的缺陷做精确的横切面分析已经变得越来越不容易，因此各种显微技术不断的产生，以期能藉由对试片制备方法的改良、分析仪器精密度的提升、以及分析仪器与分析原理的交互运用，来克服这个问题。 近年来越来越流行的聚焦离子束显微镜，是一种利用离子束当入射源，来对材料进行分析或加工的仪器。典型的聚焦离子束显微镜中包括液相金属离子源(Liquid Metal Ion Source，LMIS)、电透镜、扫描电极、二次粒子侦测器、轴向移动的试片基座、真空系统、以及抗震动与磁场的装置等。当施加外加电场于通常为液态镓(Gallium，Ga)的液相金属离子源时，会使液态镓形成细小尖端，再利用负电场牵引尖端的镓，将可以导出镓离子束，然后以电透镜聚焦，于经过一连串的变化孔径之后，将可以决定离子束的大小，最后离子束经过二次聚焦到达试片的表面，利用物理碰撞来达到切割、挖洞等目的。目前商用系统中所使用的液相金属离子源大多为镓，此乃因为镓元素具有低熔点、低蒸气压以及良好的抗氧化力等优点。由于聚焦离子束显微镜的发展，使得半导体业界可利用其来制作精密定点的扫描式电子显微镜(SEM)横切面试片或穿透式电子显微镜(TEM)横切面试片，以进行微区分析。 虽然，对于穿透式电子显微镜横切面试片的制作，聚焦离子束显微镜提供了另一种选择，而在合理的工作时数(2-6小时)与成功率(＞90％)的掌握度下，聚焦离子束显微镜实不失为良好的试片制作工具，同时利用穿透式电子显微镜技术来观察试片时，所得到的分辨率与对比度都非常令人满意。然而，当离子撞击试片时，会在试片的表面产生气化和离子化的现象，并因而产生中性原子、离子、电子等，同时也有部份离子会注入试片。而这些注入试片的离子，均具有破坏性，例如当缺陷位于芯片表层时，若直接使用聚焦离子束来进行横切面试片制作时，将会造成缺陷或是试片表面的损伤，较轻微的状况是使试片的表面形成一层含有离子源元素(一般为镓)的非晶质层，而较严重的状况甚至还会产生离子源元素的析出物(两种情形均会破坏试片并影响到缺陷的观察)。而当缺陷并非位于表层时，必需先将缺陷上方所覆盖的膜层去除，使缺陷显露出来并以扫描式电子显微镜或是光学显微镜进行俯视观察，再利用聚焦离子束来进行横切面试片的制作，在这种情况之下，缺陷一样容易受到损伤。 目前新型的聚焦式离子束显微镜，已经有双枪式(dual beam system)的机型。所谓双枪式的机型，即为一种能提供双粒子束(离子束+电子束)的机型，其可利用电子束在缺陷的表面形成一铂(Pt)包覆膜，以提供保护。然而，双枪式的聚焦式离子束显微镜一来价格十分昂贵，不敷成本，二来于制作横切面试片时，也还是存在着问题。请参考图1，图1为现有技术中利用一双枪式的聚焦式离子束显微镜制作一穿透式电子显微镜横切面试片10的示意图。如图1所示，穿透式电子显微镜横切面试片10之上具有多个沟槽12，当沟槽12并未被填充材料所填满时，先前利用电子束所蒸镀的铂不仅包覆住缺陷14也会填进沟槽12之中(两者均未显示于图中)，由于铂的原子量较大，对于电子的散射能力强，使电子不易穿透，故对比差以至于造成黑色块，于观察穿透式电子显微镜横切面试片10时遮住缺陷14，造成观察上的困难。 此外，现有技术中也有利用透明树脂或是胶水于试片表面全面性覆膜的方法，但此种方法仅对提高覆膜与表面层结构的对比有明显的帮助，并不适用于在聚焦式离子束显微镜中寻找并精密确认缺陷的位置，也不适于后续的穿透式电子显微镜观察或是扫描式电子显微镜观察。此乃由于所形成的全面性覆膜导电性不佳，容易造成电荷累积(charging)的问题，而一但电荷累积的问题产生，不仅完全无法精密确认缺陷的位置，亦无法对缺陷做观察，尤其是在缺陷尺寸非常微小的半导体产品中，这个问题更加被突显出来。 因此，如何能提供一种缺陷分析方法，其不仅能对缺陷提供覆膜，以于利用聚焦离子束来进行横切面试片的制作时，可以保护缺陷使缺陷不会受到损伤，又不会因为覆膜的存在而遮住缺陷，同时也不会产生电荷累积的现象，以至于造成无法精密确认缺陷的位置或是无法对缺陷做观察的问题，便成为十分重要的课题。
技术实现思路
因此本专利技术的主要目的在于提供一种利用非破坏性微区覆膜进行缺陷分析的方法，以解决上述问题。 本专利技术提供一种利用至少一微区覆膜进行缺陷分析的方法，该方法包括下列步骤首先提供一基板，该基板之上包括至少一缺陷，再于该缺陷的表面制作该微区覆膜，接着确认该缺陷的位置，最后利用该聚焦离子束显微镜制作该缺陷的一试片。 本专利技术中进行缺陷分析的方法，先在缺陷的附近订定至少一参考标记，再去除膜层以暴露出缺陷所在的膜层，或是先去除膜层至缺陷所在的膜层再订定至少一参考标记，然后于缺陷上制作一非破坏性的微区覆膜，此外，也可以在制作完非破坏性的微区覆膜后，再订定参考标记。如此一来，不仅可以在聚焦离子束显微镜中借着寻找缺陷附近可识别的参考标记来确认缺陷的位置，又可以利用覆盖在缺陷上的“局部的”微区覆膜来保护缺陷。因此，当聚焦离子束不断的打在基板上时，微区覆膜将可以对缺陷提供保护，防止其受到破坏，但却不会遮住缺陷，造成后续观察上的问题。此外，由于微区覆膜仅是“局部的”膜层，不会如全面的覆膜般产生电荷累积的现象，进而衍生无法精密确认缺陷的位置或是无法对缺陷做观察的问题。尤有甚者，于制作微区覆膜之前，也可以选择性地利用一扫描式电子显微镜观察缺陷的俯视结构，并于尔后利用聚焦离子束显微镜制作缺陷的穿透式电子显微镜试片，以及于进行缺陷分析时，利用穿透式电子显微镜来分析缺陷的剖面结构，在这种情况之下，同一个缺陷可经过俯视分析以及横截面分析，无需重新取样，不仅获得更多的缺陷信息，增加了缺陷原因判断的正确性，又可以节省时间，避免掉取样错误的风险。 附图说明 图1为现有技术中利用一双枪式的聚焦式离子束显微镜制作一穿透式电子显微镜横切面试片的示意图。 图2至图6为本专利技术利用至少一微区覆膜进行缺陷分析的结构示意图。 图7至图8为本专利技术利用至少一微区覆膜进行缺陷分析的流程图。 图9为本专利技术方法中利用扫描式电子显微镜观察接触洞的缺陷的俯视结构示意图。 图10为本专利技术方法中利用穿透式电子显微镜沿图9切线10-10’观察接触洞的缺陷的剖面结构示意图。 图11为本专利技术方法中利用扫描式电子显微镜观察位线的缺陷的俯视结构示意图。 图12为本专利技术方法中利用穿透式电子显微镜沿图11切线12-12’观察位线的缺陷的剖面结构示意图。 简单符号说明10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用至少一微区覆膜进行缺陷分析的方法，该进行缺陷分析的方法包括：提供一基板，该基板之上包括至少一缺陷；于该缺陷的表面制作该微区覆膜；确认该缺陷的位置；以及利用一聚焦离子束显微镜制作该缺陷的一试片。

【技术特征摘要】
1.一种利用至少一微区覆膜进行缺陷分析的方法，该进行缺陷分析的方法包括提供一基板，该基板之上包括至少一缺陷；于该缺陷的表面制作该微区覆膜；确认该缺陷的位置；以及利用一聚焦离子束显微镜制作该缺陷的一试片。2.如权利要求1所述的进行缺陷分析的方法，其中该基板包括一晶片或一玻璃基板。3.如权利要求1所述的进行缺陷分析的方法，其中该缺陷为一表面缺陷。4.如权利要求1所述的进行缺陷分析的方法，其中于提供该基板之后，还包括利用至少一显微镜观察该基板；以及于该缺陷的附近订定至少一参考标记。5.如权利要求4所述的进行缺陷分析的方法，其中该显微镜包括一光学显微镜或是一扫描式电子显微镜，且该试片包括一穿透式电子显微镜试片或是一扫描式电子显微镜试片。6.如权利要求4所述的进行缺陷分析的方法，其中该缺陷为一底层缺陷，且于订定该参考标记之后，该方法还包括进行至少一去除膜层(delayer)步骤。7.如权利要求4所述的进行缺陷分析的方法，其中该缺陷为一底层缺陷，且于订定该参考标记之前，该方法还包括进行至少一去除膜层步骤。8.如权利要求4所述的进行缺陷分析的方法，其中于利用该聚焦离子束显微镜确认该缺陷的位置时，先寻找该参考标记，而且该参考标记包括一结构特征(feature)、一聚焦离子束标记或是一激光标记。9.如权利要求1所述的进行缺陷分析的方法，其中于该缺陷的表面制作该微区覆膜之前，该方法还包括利用一扫描式电子显微镜观察该缺陷的俯视结构。10.如权利要求1所述的进行缺陷分析的方法，其中于该缺陷的表面制作该微区覆膜的步骤还包括将微量的一透明材料沾于该缺陷的表面；以及固化该透明材料。11.如权利要求10所述的制作该微区覆膜的步骤，其中将微量的一透明材料沾于该缺陷的表面利用一光学显微镜以及一由一三轴向微控制器所控制的探针(probe)执行。12.如权利要求10所述的制作该微区覆膜的步骤，其中该透明材料包括一透明树脂或是一胶水。13.一种利用至少一微区保护膜进行缺陷分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张景斌，陈定为，施菁菁，
申请(专利权)人：力晶半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]