缺陷原因分析的方法技术

一种缺陷原因分析方法，包括首先提供一样本，该样本的上表面上具有多个缺陷；接着进行一缺陷检测，以检测出该缺陷的大小及位置；对该样本进行一化学组成分析；再根据该化学组成分析的结果来进行一图谱分析；最后根据该图谱分析的结果来判别该缺陷产生的原因。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种缺陷原因分析(defect root cause analysis)方法，尤其涉及一种用于大尺寸半导体晶片的缺陷原因分析方法。
技术介绍
在半导体生产工艺中，往往会因为一些无法避免的原因而生成细小的微粒或缺陷，而随着半导体工艺中组件尺寸的不断缩小与电路积集度的不断提高，这些极微小的缺陷或微粒对集成电路品质的影响也日趋严重。因此，为维持产品品质的稳定，通常在进行各项半导体工艺的同时，也须针对所生产的半导体组件进行缺陷检测，以根据检测结果来分析造成这些缺陷的根本原因，之后才能进一步通过工艺参数的调整来避免或减少缺陷的产生，以达到提升半导体工艺合格率以及可靠性的目的。 请参考图1，图1为一现有技术的半导体流程示意图。如图1所示，一半导体芯片在制作过程中须经过多道半导体工艺，一般而言，一半导体芯片在一晶片厂中大多经历数千道工序，为说明方便起见，图1中仅以其中的数道工序来说明现有半导体工艺中的缺陷控制方法。如图1所示，工序A10、工序B20、工序C30、工序D40以及工序E50分别代表五道半导体工序，这些半导体工序并不限于使用相同的机械设备或不同的机械设备来进行。而缺陷检测60及缺陷检测70则分别针对完成工序A10与工序C30的半导体芯片进行取样测试。 一旦在缺陷检测60或70中发现有异常状况时，将会再进行进一步的缺陷原因分析，以求找出缺陷发生的根本原因，以便通过工艺上的调整来抑制缺陷的产生。在现有技术的缺陷分析方式中，大多针对缺陷的来源进行逐步检测，以求找出这些缺陷是由那一个工序所造成。举例来说，若在缺陷检测70处发现大量的新增缺陷生成(扣除已于缺陷检测60中发现的缺陷)，那么将会针对缺陷检测60及70间的每一工序做逐站核查，也就是分别对工序B20与工序C30进行测试，倘若发现工序B20完成后未发现缺陷，而在完成工序C30后才发现缺陷的产生，那么就会认定导致这些缺陷的原因在工序C30，而后尝试去调整工序C30中的各项工艺参数，看看能否避免缺陷的生成。 在现有技术缺陷原因分析方式中，除了需要耗费大量的时间来逐步测试各工序外，另存有一个相当大的盲点。在现有技术的缺陷原因分析方式中，虽然能确实找出缺陷发生于哪一个步骤，但是导致该缺陷发生的根本原因却未必来自该步骤，而很有可能是因为前一道工序中的一些小瑕疵，这些小瑕疵对于前道工序可能没什么影响，但是到了后一道工序缺会因此而导致严重的问题。举例来说，假设工序B20与工序C30分别为一蚀刻工序与一沉积工序，对工序B20而言，在该工序中，在半导体芯片表面形成或残留一些杂质或微粒可能并无任何影响，因此在进行缺陷检测时并未发现工序B20有任何问题，然而在进行工序C30的沉积步骤时，先前处在表面的那些杂质或微粒都会因该沉积工序的影响而逐渐长大，因而造成缺陷的产生。在这种状况下，若采用已知的缺陷原因分析方法很可能会因为前面的工序B20没有发生问题而误以为这些缺陷均是工序C30所导致，在这种状况下，不论如何修正工序C30的参数，都不可能使缺陷的发生情形有所改善。 此外，在现有技术的缺陷原因分析方法中，还包括一种利用能量散布光谱仪(energy dispersive spectrometer，EDS)来进行化学组成分析的方法，该方法利用电子束打击测试物体表面的一特定位置，并根据其所激发的特性X光进行分析，以获得该点的化学组成，因此只要通过该缺陷处的资料与背景资料间的比对，即可得出该缺陷的组成成分，对于一个对工艺条件相当熟悉度的工程师而言，这几乎足以判断出该缺陷可能发生的原因。然而由于能量散布光谱仪具有分辨率低、定量能力差、对轻元素的检测能力也不佳等缺点，因此对于一些较小的缺陷(0.2微米以下)均无法有效检测，仅能适用于大颗粒缺陷的分析，随着工艺尺时的不断缩小，各种尺寸小但对成品率破坏极大的缺陷也在不断增加，该方法的适用性也在不断下降。 随着半导体产业工艺的进步以及对经济效益重视，晶片的直径已由过去8时迈向12时，线宽大小亦由过去的0.18微米进入0.13微米甚至0.1微米以下，在这由测试到批量生产的过程中，往往需要对工艺进行大幅的改变与调整，因此，现在迫切需要一种迅速而准确的缺陷原因分析方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种可对小尺寸缺陷进行化学组成分析的缺陷原因分析方法，以解决现有技术中的问题。 本专利技术的最佳实施例公开了一种半导体工艺的缺陷原因分析方法，包括首先提供一样本，该样本之上具有多个缺陷；接着进行缺陷检测，以检测出该缺陷的大小及位置；并根据该缺陷的大小和位置，以适当的仪器与方法来进行一适当的化学组成分析；再根据该化学组成分析结果来进行一图谱分析；最后根据该图谱分析的结果来判断该缺陷产的产生原因。 由于本专利技术的缺陷原因分析方法利用一化学组成分析来检测造成缺陷的材料，并根据产生缺陷的材质来推断其可能发生原因，因此能大幅缩短判断时间并提高缺陷原因分析的灵敏度，达到提升产品合格率和可靠性的目的。 附图说明 图1为一现有技术中一缺陷原因分析方法示意图。 图2为本专利技术中一缺陷原因分析方法示意图。 图3为本专利技术第一实施例中的一缺陷原因分析方法示意图。 图4为本专利技术第一实施例中一组成分布图谱的示意图图5为本专利技术第二实施例中一缺陷原因分析方法示意图。 图6为本专利技术第二实施例中一组成分布图谱的示意图附图标记说明10工序A 20 工序B30工序C 40 序D50制程E 60 缺陷检测70缺陷检测 110 取样12缺陷探测 130 缺陷分类140化学组成分析 150 图谱分析160缺陷原因分析 210 取样220缺陷探测 230 俄歇电子分析 240图谱分析 250 缺陷原因分析262硅氧层 264 钨导线310 取样 320 缺陷探测330 聚焦离子束切割 340 俄歇电子分析350 图谱分析 360 缺陷原因分析具体实施方式请参考图2，图2为本专利技术中缺陷原因分析方法100的示意图。如图2所示，首先，进行取样110，取得一测试样本，借着对该测试样本进行缺陷检验(defect inspection)120，并根据检验的结果进行缺陷分类130，并根据不同的缺陷型态采用适当的仪器/方法来进行行化学组成分析140。 在本专利技术的优选的实施例中，根据该测试样本上的多个缺陷的大小与位置而大致分为三类，并分别以三种不同的方法来进行化学组成分析140。其中，当缺陷主要位于该测试样本下层属于第一缺陷类型，当缺陷主要位于该测试样本表面且缺陷的尺寸较大(大于0.2微米)、具有单一相(singlephase)或为较粗大的粒子(thick 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缺陷原因分析方法，该方法包括下列步骤：提供一样本，所述的样本的上表面上具有多个缺陷；进行一缺陷检测，以探测出所述的缺陷的大小及位置；对所述的样本进行一化学组成分析；根据所述的化学组成分析的结果来进行一图谱 分析；以及根据所述的图谱分析的结果来判断所述的缺陷产生的原因。

【技术特征摘要】
1.一种缺陷原因分析方法，该方法包括下列步骤提供一样本，所述的样本的上表面上具有多个缺陷；进行一缺陷检测，以探测出所述的缺陷的大小及位置；对所述的样本进行一化学组成分析；根据所述的化学组成分析的结果来进行一图谱分析；以及根据所述的图谱分析的结果来判断所述的缺陷产生的原因。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的方法在完成缺陷检测后，还包括一缺陷分类步骤，以便判断所述的缺陷的缺陷种类，并根据所述的缺陷的缺陷种类采用相应的化学成分分析方式。3.根据权利要求1所述的方法，其中当所述的缺陷的尺寸小于0.2微米或是非单相组成粒子时，所述的化学组成分析利用俄歇电子来进行探测。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述的方法利用一扫描式俄歇电子显微镜或一俄歇电子光谱仪来对所述的样本进行化学组成分析。5.根据权利要求1所述的方法，其中当所述的缺陷的尺寸大于0...

【专利技术属性】
技术研发人员：林龙辉，
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]