[发明专利]俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法。

背景技术

在集成电路制造领域，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)和污染物(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。

在许多表面分析工具中，俄歇电子能谱仪(Auger electron spectroscopy，AES)由于具有表面灵敏、空间分辨率较好以及快速元素识别的特征，经常被用于焊盘表面组分分析。

然而，在利用俄歇电子能谱仪分析焊盘表面组分的过程中，经常会出现荷电效应(charging effect)，所述荷电效应经常导致俄歇电子峰漂移，更严重的则会导致所需能谱的失真。出现荷电效应主要是因为俄歇电子能谱仪是通过其特定的俄歇电子峰位置来识别元素，其中电子束是俄歇电子的激发源，在样品分析过程中，当高速加压的电子束扫描焊盘表面和其周围的钝化层时，由于俄歇电子能谱仪检测样品中的钝化层不是导电材料，所以大量的电子累积在该钝化层表面，这会影响二次电子的收集，也会阻止俄歇电子从焊盘表面溢出，影响俄歇电子能谱仪的信噪比，并导致出现上述的荷电效应。

目前，业界采用了多种俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法来试图减少俄歇电子能谱仪分析过程中所遇到的荷电效应。例如，用铝箔等导电物质包裹俄歇电子能谱仪检测样品，然而由于要分析的检测样品非常小，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，因此这种方法的成功率非常低。

业界还采用另外一种方法来减小荷电效应，即在检测样品表面涂覆银胶或碳胶等导电胶，但是这种方法也具有缺点，即这些导电胶在涂覆过程中非常容易污染焊盘表面，而掩盖所要分析的焊盘表面的真实情况。

此外，业界也试图在检测样品表面电镀铂或者银等导电物质以减小荷电效应，然而在电镀铂或银的过程中也极可能造成检测样品表面的污染，并导致要分析的焊盘表面实际存在的元素信号被大量的铂信号或银信号削弱或干扰，进而无法获取准确的焊盘表面组分分析结果。

因此，提供一种可减小荷电效应，对焊盘表面无损伤且成功率高的俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法，是十分必要的。

发明内容

本发明提供一种俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法，该方法简单实用，成本低，可快速有效的减小荷电效应，并且对需要进行组分分析的检测样品表面不会产生损坏，提高了产品良率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法，包括：提供一俄歇电子能谱仪检测样品；利用稀有气体离子溅射所述俄歇电子能谱仪检测样品表面。

可选的，所述俄歇电子能谱仪检测样品包括：半导体基底；位于所述半导体基底上的焊盘；位于所述焊盘上的钝化层，其中该钝化层具有暴露出部分所述焊盘的开口。

可选的，所述俄歇电子能谱仪包括一离子枪，利用所述离子枪提供所述稀有气体离子，所述离子枪为差分抽气式离子枪，所述离子枪内的真空度为3×10^-6～3.6×10^-6帕斯卡。

可选的，所述稀有气体离子是氩气离子。

可选的，利用稀有气体离子溅射所述俄歇电子能谱仪检测样品表面的时间为10～50秒。

可选的，利用稀有气体离子溅射所述俄歇电子能谱仪检测样品表面的时间为30秒。

可选的，所述稀有气体离子的能量为70～110电子伏特。

可选的，所述稀有气体离子的能量为90电子伏特。

可选的，所述焊盘的材质为铝或铝合金，所述钝化层包括二氧化硅层以及位于该二氧化硅层之上的氮化硅层。

与现有技术相比，本发明提供的俄歇电子能谱仪检测样品的表面处理方法具有以下优点：