狹長圖形的srp分析方法
2023-08-05 05:19:01
狹長圖形的srp分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種狹長圖形的SRP分析方法，包含如下步驟：確定研磨角度；雷射標記處狹長圖形區域。反覆研磨及SRP探針測試直到研磨的垂直深度大於需要分析的深度；對探針測試得到的數據進行按序排列得到原始深度-電阻值數據；對原始數據進行SRP數據處理得到最終的分布曲線。對於沒有專用監控圖形的矽片，在產品製造完成後，出現需調查注入擴散等問題的情況時，可以有效的進行驗證，避免再流片調查等耗時耗力的工作，有效加快產品良率和工藝改善的進程。
【專利說明】狹長圖形的SRP分析方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及集成電路製造領域，特別是指一種針對矽片摻雜的狹長圖形的SRP分 析方法。
【背景技術】
[0002] SRP(Spreading Resistance Profiling擴展電阻測試）是對娃片樣品的截面進行 雙探針測試，從而得出載流子濃度和電阻率的縱深分布的一種分析方法，如圖1所示，其工 作過程如下：一，確定樣品2和底座1，其中樣品2的圖形長寬大小要在數百微米以上，以確 保測試斜面6能覆蓋所需的深度，底座1為帶指定角度的模塊，如17'，34'，1° 9'，2° 52' 等；二，樣品粘貼在底座1上進行研磨，得到與底座1相同傾斜角的斜面6 ;三，樣品進入SRP 機臺進行測試，其中SRP的兩探針在斜面上通過步進式移動和接觸，兩針間存在5mv電壓， 通過電流測量換算等，得到兩針間的電阻值；四，該電阻值經過校準曲線轉換為電阻率和載 流子濃度，而針每次接觸所處的位置，通過角度及距離換算，得到針對應位置的深度值。以 上數據綜合，就可得到樣品的電阻率或載流子濃度的深度分布曲線（如圖2)。
[0003] 無論SRP或SIMS技術都無法實現對狹長圖形的分析，原因如下：
[0004] 遇到需了解狹長圖形（寬度< 50um，長度彡100um的圖形）的載流子濃度或電阻 率的深度分布時（如晶圓發生低良率或特性惡化，懷疑摻雜失效，而矽片設計時並未準備 專用圖形以供進行SMS或者SRP分析時），由於圖形寬度或面積過小，常規SRP分分析不 直接適用（通常要求圖形在200umX 200um以上），SMS用於分析元素濃度而不是載流子濃 度，過於狹長的圖形同樣不利於分析，不適用。常用方法是：1.通過選用光片重新流片，再 現摻雜相關工藝過程，後續對光片進行相關分析；2.重新設計晶片或矽片版圖，在其中，放 入專用SRP監控用大圖形，在矽片出現問題時，通過監控植入的大圖形來了解摻雜情況；這 兩種方法都存在財力、時間成本高的問題，同時這兩種方法難以覆蓋到整個晶圓的監控。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題在於提供一種狹長圖形的SRP分析方法，實現對矽片 上狹長圖形的載流子濃度或電阻率的深度分布分析。
[0006] 為解決上述問題，本發明所述的狹長圖形的SRP分析方法，包含如下步驟：
[0007] 第一步，確定研磨用底座的角度a ;
[0008] 第二步，在待分析狹長圖形上的四個邊緣角上用雷射打標機刻出標記，標出狹長 圖形區域；
[0009] 第三步，利用確定角度的底座進行第一次研磨，研磨出的斜面與上表面的交界線 確保位於標記的圖形區域內，平行且接近於標記的圖形長邊；
[0010] 第四步，進行第一次研磨後的第一次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的 圖形長邊線停止，由光學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的針痕點，各點的序號為 1-N1，1為交界線上的點，N1為圖形邊界上的點，對應的測試有效點數為nl，測試的有效深 度為dl ;
[0011] 第五步，在第一研磨的基礎上，對斜面進行第二次的推進研磨；
[0012] 第六步，進行第二次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的圖形長邊線停止， 由光學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的針痕序號為N21-N22,以保證第二次測試的 圖形內的測試深度區域與第一次測試的測試深度區域能夠銜接；
[0013] 第七步，在第二次研磨的基礎上，對斜面進行第三次的推進研磨；
[0014] 第八步，進行第三次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的圖形長邊線停止， 由光學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的序號為N31-N32,確保第三次測試的圖形內 的測試深度區域與第二次測試的測試深度區域能夠銜接；
[0015] 第九步，重複上述步驟進行，進行第4、5、…、n次反覆的研磨與測試，直到第n次 研磨後交界線到標記的圖形長邊線的垂直深度超過待分析的深度，最終完成測試時，由光 學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的序號為Nnl-Nn2,確保第n次測試的圖形內的測 試深度區域與第n-1次測試的測試深度區域能夠銜接，測試的點數為nn ;
[0016] 第十步，將各次測試得到的不同深度段的數值按各數據點序號進行排序組合，得 到待測圖形的電阻深度分布；
[0017] 第十一步，對電阻深度分布進行SRP數據處理，獲取電阻率、載流子濃度的深度分 布特性曲線。
[0018] 進一步地，所述第一步中，角度a滿足
【權利要求】
1. 一種狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：包含如下步驟： 第一步，確定研磨用底座的角度α ; 第二步，在待分析狹長圖形上的四個邊緣角上用雷射打標機打出標記，標出狹長圖形 的區域； 第三步，利用確定角度的底座進行第一次研磨，研磨出的斜面與上表面的交界線確保 位於標記的圖形區域內，平行且接近於標記的圖形長邊； 第四步，進行第一次研磨後的第一次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的圖形 長邊線停止，由光學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的針痕點，各點序號為1_Ν1，1 為交界線上的點，NI為圖形邊界上的點，對應的測試有效點數為nl，測試的有效深度為dl ; 第五步，在第一研磨的基礎上，對斜面進行第二次的推進研磨； 第六步，進行第二次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的圖形長邊線停止，由光 學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的針痕序號為N21-N22,以保證第二次測試的圖形 內的測試深度區域與第一次測試的測試深度區域能夠銜接； 第七步，在第二次研磨的基礎上，對斜面進行第三次的推進研磨； 第八步，進行第三次SRP測試，測試範圍從交界線開始至標記的圖形長邊線停止，由光 學顯微鏡觀察針痕，確認位於圖形區域內的序號為N31-N32,確保第三次測試的圖形內的測 試深度區域與第二次測試的測試深度區域能夠銜接； 第九步，重複上述步驟進行反覆的研磨與測試，直到第η次研磨後交界線到標記的圖 形長邊線的垂直深度超過待分析的深度，最終完成測試時，由光學顯微鏡觀察針痕，確認位 於圖形區域內的序號為Nnl-Nn2,確保第η次測試的圖形內的測試深度區域與第η-1次測試 的測試深度區域能夠銜接，測試的點數為rm ; 第十步，將各次測試得到的不同深度段的數值按各數據點序號進行排序組合，得到待 測圖形的電阻深度分布； 第十一步，對電阻深度分布進行SRP數據處理，獲取電阻率、載流子濃度的深度分布特 性曲線。
2. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：所述第一步中，研磨角 度α滿足a S arcsinC^)，Dmin為待測圖形內的最小結深或擴散深度值，S為SRP的測試 步徑值；保證每個關注層次內至少有20個數據點，深度誤差控制在< 5%。
3. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：所述第二步，打標的深 度要大於待測的深度，確保後續多次研磨後的SRP分析都能準確定位出狹長圖形區域的邊 界。
4. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：所述第四步，確定該段 深度信息Dl的方法是通過光學顯微鏡檢查位於待測圖形內的針痕點序號及數量，每個針 痕都有唯一且一一對應的序號、深度值、SRP電阻值，由雷射標記判斷針痕點是否在圖形內， 第一次測試獲得的序號、深度、電阻數據是待測狹長圖形的表層數據。
5. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：所述第六步，由光學顯 微鏡觀察針痕，確認N21小於N1，確保第二次測試的圖形內的測試深度區域與第一次測試 的測試深度區域能夠銜接。
6. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：所述第九步，確定第 η次研磨後測試確定的第η段深度信息的方法是由針痕點的序號和數量來確立，該段深度 內，終點即最深處針痕點為由光學顯微鏡確立的待測圖形邊界處針痕；起點為第η-1次測 試深度段的終點。
7. 如權利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特徵在於：得到狹長圖形的整個 電阻深度分布的方法是，第η次測試得到代表深度的數據點，按照序號順序由小到大排列， 1-Ν1-Ν22-Ν32--Νη2,其中Νη2點是代表待測圖形最深處信息的數據點，深度值、電阻值 與序號一一對應得到深度由零到待測深度位置的一系列深度-SRP電阻值；依靠 SRP數據處 理軟體，對一系列深度-SRP電阻值進行處理，得到待測圖形的深度、電阻率載流子濃度特 性。
【文檔編號】H01L21/66GK104377144SQ201410604621
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】賴華平 申請人:上海華虹宏力半導體製造有限公司