CN102023173A

CN102023173A - 一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法

Info

Publication number: CN102023173A
Application number: CN2009101955733A
Authority: CN
Inventors: 张启华; 赵燕丽; 高强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明提供一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，包括以下步骤：提供一原始检测样品，所述原始检测样品包括半导体基底、位于所述半导体基底上的焊盘以及位于所述焊盘上的钝化层，所述钝化层具有暴露出部分所述焊盘的开口；将所述原始检测样品上需进行检测分析的区域接地。本发明提供的俄歇电子能谱检测样品的制备方法通过将样品被测区域接地，可有效消除进行俄歇电子能谱检测时样品表面的荷电效应，从而获得准确的俄歇电子能谱。该样品制备方法的操作简单易行，无须大成本的投入即可取得明显的有益效果。

Description

一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试领域，特别涉及一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法。

背景技术

在集成电路制造领域中，焊盘(bonding pad)作为一半导体器件与另一半导体器件或电子元件间形成连接以构成电子电路模块的承接组件，在半导体器件的内部结构中具有非常重要的作用，因此，要求焊盘必须具有良好的导电性和高可靠性。通常半导体器件的焊盘形成工艺包括如下步骤：首先，在半导体基底上形成导电层，其中所述导电层的材质可以是铝或铝合金中的一种或其组合；接着，刻蚀所述导电层以形成焊盘图形；然后，在已经形成有焊盘图形的导电层上形成钝化层，所述钝化层具有暴露出部分所述焊盘图形的开口。然而，在半导体器件的制造过程中，焊盘表面经常会被残留物(residues)或污染物(contamination)所影响，导致半导体器件的可靠性降低，进而导致产品的良率下降。因此，必须对焊盘表面的组分进行有效的监控。

现有技术中，通常采用俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy，AES)来确定焊盘表面的组分，从而判断焊盘表面是否有残留物或污染物。俄歇电子能谱为通过检测俄歇电子的能量来识别样品表面元素组分的技术，其通过电子束轰击样品，激发出样品表面物质的原子的内层电子，外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量，可能以X光的形式放出，即产生特征X射线，也可能又使核外另一电子激发成为自由电子，这种自由电子就是俄歇电子。对于一个原子来说，激发态原子在释放能量时只能进行一种发射：特征X射线或俄歇电子。原子序数大的元素，特征X射线的发射几率较大，原子序数小的元素，俄歇电子发射几率较大，因此，俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。俄歇电子能量是发射出电子的元素所特有的，因此只要测定出俄歇电子的能量，对照现有的俄歇电子能量图表，即可确定样品表面的成份。

但是在对芯片表面的焊盘进行俄歇电子能谱分析时，由于芯片中的大部分焊盘未接地，且焊盘周围的钝化材料不是导电材料，因此使用电子束轰击芯片会使其表面产生一定的负电荷积累，从而会阻止俄歇电子从焊盘表面溢出，这就是俄歇电子能谱中的荷电效应(charging effect)。荷电效应可导致俄歇电子能谱失真，严重的可能会导致不能获得所需俄歇电子能谱。

现有技术中的消除荷电效应的方法包括离子中和法、采用铝箔法等，但各种方法均各有缺点，如采用离子中和法中和焊盘表面积聚的负电荷时，由于时间不易掌握，很容易最终又造成了正电荷聚集的荷电效应，同时采用离子束轰击芯片表面时也会对芯片表面产生损伤，并且采用离子束中和法的成本比较高；而采用铝箔等导电物质包裹检测芯片的方法时，由于检测芯片非常小，在包裹过程中很难定位，难以确保要分析的焊盘区域被暴露出来，因此这种方法需要额外的辅助工具才能完成精细的定位，而相关辅助工具的成本很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，以解决检测样品受到电子束照射时，在样品表面形成荷电效应，导致不能获得所需俄歇电子能谱或使得到的俄歇电子能谱失真的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，包括以下步骤：

提供一原始检测样品，所述原始检测样品包括半导体基底、位于所述半导体基底上的焊盘以及位于所述焊盘上的钝化层，所述钝化层具有暴露出部分所述焊盘的开口；

将所述原始检测样品上需进行检测分析的区域接地。

可选的，所述原始检测样品上需进行检测分析的区域为所述钝化层或所述焊盘或所述钝化层和所述焊盘。

可选的，所述将所述原始检测样品上需进行检测分析的区域接地的步骤包括：使用可凝固的流动导体将所述需进行检测分析的区域与接地导体连接，之后使所述流动导体凝固。

可选的，所述可凝固的流动导体为导电胶水。

可选的，所述接地导体为所述半导体基底上的焊盘中的接地焊盘。

可选的，所述接地导体为俄歇电子能谱测试仪的样品座。

可选的，所述使用可凝固的流动导体将所述需进行检测分析的区域与接地导体连接的步骤包括：使用细针蘸取所述流动导体，点在需进行检测分析的区域附近，用所述细针引导所述流动导体将所述需进行检测分析的区域与所述接地导体连接。

可选的，所述使所述流动导体凝固的步骤包括对所述流动导体进行加热，使其凝固。

本发明提供的俄歇电子能谱检测样品的制备方法通过将样品被测区域接地，可有效消除进行俄歇电子能谱检测时样品表面的荷电效应，从而获得准确的俄歇电子能谱。该样品制备方法德操作简单易行，无须大成本的投入即可取得明显的有益效果。

附图说明

图1为本发明的一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法示意图；

图2为本发明的另一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法示意图。

图3为未对原始检测样品进行处理即进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图；

图4是采用本发明实施例所提供的检测样品制备方法后对检测样品进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法可利用多种替换方式实现，下面是通过较佳的实施例来加以说明，当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的普通技术人员所熟知的一般的替换无疑涵盖在本发明的保护范围内。

其次，本发明利用示意图进行了详细描述，在详述本发明实施例时，为了便于说明，示意图不依一般比例局部放大，不应以此作为对本发明的限定。

请参阅图1，图1为本发明的一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法示意图。如图1所示，一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，包括以下步骤：

首先，提供一原始检测样品，所述原始检测样品包括半导体基底1、位于所述半导体基底1上的焊盘以及位于所述焊盘上的钝化层(图中未示)，所述钝化层具有暴露出部分所述焊盘的开口。其中，所述焊盘中具有接地的焊盘，所述半导体基底1中形成有半导体器件结构。所述焊盘的材质可以为铝或铝合金中的一种或其组合。图1中，焊盘3为接地的焊盘，而焊盘2则为未接地的需通过俄歇电子能谱对其表面成分进行检测的焊盘。

其次，使用可凝固的流动导体4将所述的未接地焊盘2与接地焊盘3连接。所述可凝固的流动导体可采用导电胶水。连接所述未接地焊盘2和接地焊盘3时，将所述原始检测样品放置于光学显微镜下，用细针，如废旧探针蘸取一点导电胶水，点在需要分析的未接地焊盘2附近。由于导电胶水具有一定的流动性，借助光学显微镜的放大观察作用，使用所述细针引导导电胶水将未接地焊盘2和接地焊盘3连接。

最后，对所述流动导体4进行加热，使所述流动导体4凝固。所述加热方法可以是将所述检测样品放置在加热台上或烤箱内烘烤，使所述未接地焊盘2通过凝固后的导电胶与所述接地焊盘3电性连通接地。

请参阅图2，图2为本发明的另一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法示意图。如图2所示，一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，包括以下步骤：

首先，提供一原始检测样品，所述原始检测样品包括半导体基底1、位于所述半导体基底1上的焊盘以及位于所述焊盘上的钝化层(图中未示)，所述钝化层具有暴露出部分所述焊盘的开口。其中，所述焊盘中无法确定是否有接地焊盘或无法确定接地焊盘的具体位置，所述半导体基底1中形成有半导体器件结构。所述焊盘的材质可以为铝或铝合金中的一种或其组合。图2中，焊盘2为未接地的需通过俄歇电子能谱对其表面成分进行检测的焊盘。

其次，使用可凝固的流动导体4将所述的未接地焊盘2与俄歇电子能谱测试仪的导电接地的样品座5相连。所述样品座5为检测样品的承载装置，进行俄歇电子能谱测试时，检测样品须放置于所述样品座5上之后再通过俄歇电子能谱测试仪开始测试。所述样品座5为金属接地的导体，可从俄歇电子能谱测试仪上取下或重新安装在俄歇电子能谱测试仪上。所述可加热凝固的流动导体可采用导电胶水。连接所述未接地焊盘2与样品座5时，将所述样品座5连同其承载着的所述原始检测样品放置于光学显微镜下，用细针，如废旧探针蘸取导电胶水，点在所述需要分析的未接地焊盘2附近，借助光学显微镜的放大观察作用，使用所述细针引导所述导电胶水将未接地焊盘2与样品座5连接。

最后，对所述流动导体4进行加热，使所述流动导体4凝固。所述加热方法可以是将所述检测样品连同所述样品座5一同放置在加热台上或烤箱内烘烤，使所述未接地焊盘2通过凝固后的导电胶与所述样品座5电性连通接地。

由于需通过俄歇电子能谱对其表面成分进行检测的焊盘2本身未接地，直接利用电子束对其进行轰击进而进行俄歇电子能谱检测时，焊盘2的表面必然积聚一定的负电荷积累，从而会阻止俄歇电子从焊盘2的表面溢出，从而导致俄歇电子能谱失真或导致不能获得所需俄歇电子能谱。本发明的俄歇电子能谱检测样品的制备方法即是在对焊盘2进行俄歇电子能谱检测之前，使焊盘2与接地的导体导通，从而在进行俄歇电子能谱检测时，焊盘2表面由于电子束攻击产生的负电荷能够得到有效的疏导，不会产生负电荷积累，保证了俄歇电子能够从焊盘2的表面顺利溢出，从而可产生准确的俄歇电子能谱对焊盘2表面的元素组分进行分析。

若所述原始检测样品的钝化层上具有残留物(residues)或污染物(contamination)，需要进行俄歇电子能谱检测分析时，则可用细针在所述残留物或污染物的四周点上所述可凝固的流动导体，借助光学显微镜的放大观察作用，再使用所述细针引导所述流动导体与接地导体连接，然后再使所述流动导体凝固，从而使所述钝化层上有残留物或污染物的部分接地，改善俄歇电子能谱检测分析结果的准确性。所述流动导体同样可以为导电胶水，所述接地导体可以为所述接地焊盘3或所述样品座5，使所述流动导体凝固的方法同样可以是对所述流动导体进行加热，所述加热方法可以是将所述检测样品或将所述检测样品连同所述样品座5一同放置在加热台上或烤箱内烘烤。

请参考图3至图4，图3为未对原始检测样品进行处理即进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图，图4是采用本发明实施例所提供的检测样品制备方法后对检测样品进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图。比较图3和图4可以明显看出，由于受荷电效应的严重影响，未对原始检测样品进行处理即进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图失真非常严重，无法针对该图进行元素组分分析，而采用本发明实施例所提供的检测样品制备方法后对检测样品进行俄歇电子能谱测试后获取的俄歇电子能谱图中，各个俄歇电子峰均没有产生移位和失真，并且非常清楚容易辨别。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种俄歇电子能谱检测样品的制备方法，包括以下步骤：

将所述原始检测样品上需进行检测分析的区域接地。

2.如权利要求1所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述原始检测样品上需进行检测分析的区域为所述钝化层或所述焊盘或所述钝化层和所述焊盘。

3.如权利要求1或2所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述将所述原始检测样品上需进行检测分析的区域接地的步骤包括：使用可凝固的流动导体将所述需进行检测分析的区域与接地导体连接，之后使所述流动导体凝固。

4.如权利要求3所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述可凝固的流动导体为导电胶水。

5.如权利要求3所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述接地导体为所述半导体基底上的焊盘中的接地焊盘。

6.如权利要求3所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述接地导体为俄歇电子能谱测试仪的样品座。

7.如权利要求3中所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述使用可凝固的流动导体将所述需进行检测分析的区域与接地导体连接的步骤包括：使用细针蘸取所述流动导体，点在需进行检测分析的区域附近，用所述细针引导所述流动导体将所述需进行检测分析的区域与所述接地导体连接。

8.如权利要求3所述的俄歇电子能谱检测样品的制备方法，其特征在于，所述使所述流动导体凝固的步骤包括对所述流动导体进行加热，使其凝固。