一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法
2023-06-25 01:40:11
專利名稱：一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法
技術領域：
本發明 涉及集成電路測試領域，特別涉及一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法。
背景技術：
在集成電路製造領域中，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成電子電路模塊的承接組件，在半導體器件的內部結構中 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；然後，在已經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，在半導體器件的製造過程中，焊盤表面經常會被殘留物 (residues)或汙染物(contamination)所影響，導致半導體器件的可靠性降低，進而導致產 品的良率下降。因此，必須對焊盤表面的組分進行有效的監控。現有技術中，通常採用俄歇電子能譜(Auger electron spectroscopy，AES)來確定
焊盤表面的組分，從而判斷焊盤表面是否有殘留物或汙染物。俄歇電子能譜為通過檢測 俄歇電子的能量來識別樣品表面元素組分的技術，其通過電子束轟擊樣品，激發出樣品 表面物質的原子的內層電子，外層電子向內層躍遷過程中所釋放的能量，可能以X光的 形式放出，即產生特徵X射線，也可能又使核外另一電子激發成為自由電子，這種自由 電子就是俄歇電子。對於一個原子來說，激發態原子在釋放能量時只能進行一種發射 特徵X射線或俄歇電子。原子序數大的元素，特徵X射線的發射機率較大，原子序數小 的元素，俄歇電子發射機率較大，因此，俄歇電子能譜適用於輕元素的分析。俄歇電子 能量是發射出電子的元素所特有的，因此只要測定出俄歇電子的能量，對照現有的俄歇 電子能量圖表，即可確定樣品表面的成份。但是在對晶片表面的焊盤進行俄歇電子能譜分析時，由於晶片中的大部分焊盤 未接地，且焊盤周圍的鈍化材料不是導電材料，因此使用電子束轟擊晶片會使其表面產 生一定的負電荷積累，從而會阻止俄歇電子從焊盤表面溢出，這就是俄歇電子能譜中的 荷電效應(charging effect)。荷電效應可導致俄歇電子能譜失真，嚴重的可能會導致不能 獲得所需俄歇電子能譜。現有技術中的消除荷電效應的方法包括離子中和法、採用鋁箔法等，但各種方 法均各有缺點，如採用離子中和法中和焊盤表面積聚的負電荷時，由於時間不易掌握， 很容易最終又造成了正電荷聚集的荷電效應，同時採用離子束轟擊晶片表面時也會對芯 片表面產生損傷，並且採用離子束中和法的成本比較高；而採用鋁箔等導電物質包裹檢 測晶片的方法時，由於檢測晶片非常小，在包裹過程中很難定位，難以確保要分析的焊 盤區域被暴露出來，因此這種方法需要額外的輔助工具才能完成精細的定位，而相關輔 助工具的成本很高。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，以解 決檢測樣品受到電子束照射時，在樣品表面形成荷電效應，導致不能獲得所需俄歇電子 能譜或使得到的俄歇電子能譜失真的問題。為解決上述技術問題，本發明提供一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，包 括以下步驟提供一原始檢測樣品，所述原始檢測樣品包括半導體基底、位於所述半導體基 底上的焊盤以及位於所述焊盤上的鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分所述焊盤的開 Π ；將所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域接地。可選的，所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域為所述鈍化層或所述焊盤 或所述鈍化層和所述焊盤。可選的，所述將所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域接地的步驟包括 使用可凝固的流動導體將所述需進行檢測分析的區域與接地導體連接，之後使所述流動 導體凝固。可選的，所述可凝固的流動導體為導電膠水。可選的，所述接地導體為所述半導體基底上的焊盤中的接地焊盤。可選的，所述接地導體為俄歇電子能譜測試儀的樣品座。可選的，所述使用可凝固的流動導體將所述需進行檢測分析的區域與接地導體 連接的步驟包括使用細針蘸取所述流動導體，點在需進行檢測分析的區域附近，用所 述細針引導所述流動導體將所述需進行檢測分析的區域與所述接地導體連接。可選的，所述使所述流動導體凝固的步驟包括對所述流動導體進行加熱，使其 凝固。本發明提供的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法通過將樣品被測區域接地，可 有效消除進行俄歇電子能譜檢測時樣品表面的荷電效應，從而獲得準確的俄歇電子能 譜。該樣品製備方法德操作簡單易行，無須大成本的投入即可取得明顯的有益效果。
圖1為本發明的一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法示意圖；圖2為本發明的另一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法示意圖。 圖3為未對原始檢測樣品進行處理即進行俄歇電子能譜測試後獲取的俄歇電子 能譜圖；圖4是採用本發明實施例所提供的檢測樣品製備方法後對檢測樣品進行俄歇電 子能譜測試後獲取的俄歇電子能譜圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發 明的具體實施方式
做詳細的說明。
本發明所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法可利用多種替換方式實現，下 面是通過較佳的實施例來加以說明，當然本發明並不局限於該具體實施例，本領域內的 普通技術人員所熟知的一般的替換無疑涵蓋在本發明的保護範圍內。其次，本發明利用示意圖進行了詳細描述，在詳述本發明實施例時，為了便於 說明，示意圖不依一般比例局部放大，不應以此作為對本發明的限定。請參閱圖1，圖1為本發明的一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法示意圖。如 圖1所示，一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，包括以下步驟首先，提供一原始檢測樣品，所述原始檢測樣品包括半導體基底1、位於所述半 導體基底1上的焊盤以及位於所述焊盤上的鈍化層(圖中未示)，所述鈍化層具有暴露出 部分所述焊盤的開口。其中，所述焊盤中具有接地的焊盤，所述半導體基底1中形成有 半導體器件結構。所述焊盤的材質可以為鋁或鋁合金中的一種或其組合。圖1中，焊盤 3為接地的焊盤，而焊盤2則為未接地的需通過俄歇電子能譜對其表面成分進行檢測的焊盤。其次，使用可凝固的流動導體4將所述的未接地焊盤2與接地焊盤3連接。所 述可凝固的流動導體可採用導電膠水。連接所述未接地焊盤2和接地焊盤3時，將所述 原始檢測樣品放置於光學顯微鏡下，用細針，如廢舊探針蘸取一點導電膠水，點在需要 分析的未接地焊盤2附近。由於導電膠水具有一定的流動性，藉助光學顯微鏡的放大觀 察作用，使用所述細針引導導電膠水將未接地焊盤2和接地焊盤3連接。最後，對所述流動導體4進行加熱，使所述流動導體4凝固。所述加熱方法可 以是將所述檢測樣品放置在加熱臺上或烤箱內烘烤，使所述未接地焊盤2通過凝固後的 導電膠與所述接地焊盤3電性連通接地。請參閱圖2，圖2為本發明的另一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法示意圖。 如圖2所示，一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，包括以下步驟首先，提供一原始檢測樣品，所述原始檢測樣品包括半導體基底1、位於所述半 導體基底1上的焊盤以及位於所述焊盤上的鈍化層(圖中未示)，所述鈍化層具有暴露出 部分所述焊盤的開口。其中，所述焊盤中無法確定是否有接地焊盤或無法確定接地焊盤 的具體位置，所述半導體基底1中形成有半導體器件結構。所述焊盤的材質可以為鋁或 鋁合金中的一種或其組合。圖2中，焊盤2為未接地的需通過俄歇電子能譜對其表面成 分進行檢測的焊盤。其次，使用可凝固的流動導體4將所述的未接地焊盤2與俄歇電子能譜測試儀的 導電接地的樣品座5相連。所述樣品座5為檢測樣品的承載裝置，進行俄歇電子能譜測 試時，檢測樣品須放置於所述樣品座5上之後再通過俄歇電子能譜測試儀開始測試。所 述樣品座5為金屬接地的導體，可從俄歇電子能譜測試儀上取下或重新安裝在俄歇電子 能譜測試儀上。所述可加熱凝固的流動導體可採用導電膠水。連接所述未接地焊盤2與 樣品座5時，將所述樣品座5連同其承載著的所述原始檢測樣品放置於光學顯微鏡下，用 細針，如廢舊探針蘸取導電膠水，點在所述需要分析的未接地焊盤2附近，藉助光學顯 微鏡的放大觀察作用，使用所述細針引導所述導電膠水將未接地焊盤2與樣品座5連接。最後，對所述流動導體4進行加熱，使所述流動導體4凝固。所述加熱方法可 以是將所述檢測樣品連同所述樣品座5 —同放置在加熱臺上或烤箱內烘烤，使所述未接地焊盤2通過凝固後的導電膠與所述樣品座5電性連通接地。 由於需通過俄歇電子能譜對其表面成分進行檢測的焊盤2本身未接地，直接利 用電子束對其進行轟擊進而進行俄歇電子能譜檢測時，焊盤2的表面必然積聚一定的負 電荷積累，從而會阻止俄歇電子從焊盤2的表面溢出，從而導致俄歇電子能譜失真或導 致不能獲得所需俄歇電子能譜。本發明的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法即是在對焊 盤2進行俄歇電子能譜檢測之前，使焊盤2與接地的導體導通，從而在進行俄歇電子能譜 檢測時，焊盤2表面由於電子束攻擊產生的負電荷能夠得到有效的疏導，不會產生負電 荷積累，保證了俄歇電子能夠從焊盤2的表面順利溢出，從而可產生準確的俄歇電子能 譜對焊盤2表面的元素組分進行分析。若所述原始檢測樣品的鈍化層上具有殘留物(residues)或汙染物 (contamination),需要進行俄歇電子能譜檢測分析時，則可用細針在所述殘留物或汙染物 的四周點上所述可凝固的流動導體，藉助光學顯微鏡的放大觀察作用，再使用所述細針 引導所述流動導體與接地導體連接，然後再使所述流動導體凝固，從而使所述鈍化層上 有殘留物或汙染物的部分接地，改善俄歇電子能譜檢測分析結果的準確性。所述流動導 體同樣可以為導電膠水，所述接地導體可以為所述接地焊盤3或所述樣品座5，使所述流 動導體凝固的方法同樣可以是對所述流動導體進行加熱，所述加熱方法可以是將所述檢 測樣品或將所述檢測樣品連同所述樣品座5 —同放置在加熱臺上或烤箱內烘烤。請參考圖3至圖4，圖3為未對原始檢測樣品進行處理即進行俄歇電子能譜測試 後獲取的俄歇電子能譜圖，圖4是採用本發明實施例所提供的檢測樣品製備方法後對檢 測樣品進行俄歇電子能譜測試後獲取的俄歇電子能譜圖。比較圖3和圖4可以明顯看出， 由於受荷電效應的嚴重影響，未對原始檢測樣品進行處理即進行俄歇電子能譜測試後獲 取的俄歇電子能譜圖失真非常嚴重，無法針對該圖進行元素組分分析，而採用本發明實 施例所提供的檢測樣品製備方法後對檢測樣品進行俄歇電子能譜測試後獲取的俄歇電子 能譜圖中，各個俄歇電子峰均沒有產生移位和失真，並且非常清楚容易辨別。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的 精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的 範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，包括以下步驟提供一原始檢測樣品，所述原始檢測樣品包括半導體基底、位於所述半導體基底上 的焊盤以及位於所述焊盤上的鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分所述焊盤的開口；將所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域接地。
2.如權利要求1所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述原始檢 測樣品上需進行檢測分析的區域為所述鈍化層或所述焊盤或所述鈍化層和所述焊盤。
3.如權利要求1或2所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述將 所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域接地的步驟包括使用可凝固的流動導體將 所述需進行檢測分析的區域與接地導體連接，之後使所述流動導體凝固。
4.如權利要求3所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述可凝固 的流動導體為導電膠水。
5.如權利要求3所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述接地導 體為所述半導體基底上的焊盤中的接地焊盤。
6.如權利要求3所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述接地導 體為俄歇電子能譜測試儀的樣品座。
7.如權利要求3中所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述使用 可凝固的流動導體將所述需進行檢測分析的區域與接地導體連接的步驟包括使用細針 蘸取所述流動導體，點在需進行檢測分析的區域附近，用所述細針引導所述流動導體將 所述需進行檢測分析的區域與所述接地導體連接。
8.如權利要求3所述的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，其特徵在於，所述使所述 流動導體凝固的步驟包括對所述流動導體進行加熱，使其凝固。
全文摘要
本發明提供一種俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法，包括以下步驟提供一原始檢測樣品，所述原始檢測樣品包括半導體基底、位於所述半導體基底上的焊盤以及位於所述焊盤上的鈍化層，所述鈍化層具有暴露出部分所述焊盤的開口；將所述原始檢測樣品上需進行檢測分析的區域接地。本發明提供的俄歇電子能譜檢測樣品的製備方法通過將樣品被測區域接地，可有效消除進行俄歇電子能譜檢測時樣品表面的荷電效應，從而獲得準確的俄歇電子能譜。該樣品製備方法的操作簡單易行，無須大成本的投入即可取得明顯的有益效果。
文檔編號G01N23/227GK102023173SQ20091019557
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月11日 優先權日2009年9月11日
發明者張啟華, 趙燕麗, 高強 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司