[发明专利]一种检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法，通过对所述晶圆的钝化层渗透荧光分子来检测。本发明提供的检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法，利用荧光分子渗透到针孔里，通过荧光观察来检测半导体晶圆钝化层上的针孔缺陷。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法。

背景技术

在半导体晶圆制造中，必须准确检测钝化层(Passivation)有没有针孔缺陷以确保晶圆的良率。目前业界应用传统的化学针孔缺陷检测法。应用磷酸和硝酸混合液浸泡晶圆样品一定的时间后，用光学显微镜观察晶圆上有没有针孔缺陷。应用这种传统的化学针孔缺陷检测法有许多局限性。例如，如果针孔缺陷没有从钝化层穿透到底下的金属层(非贯穿性针孔)，那就不能被检测出。

发明内容

由于芯片钝化层针孔缺陷尺寸通常在纳米级，目前现有的定位方法，如强酸腐蚀配合光学显微镜的方法，无法定位到纳米级的缺陷；扫描电子显微镜难以观测大面积范围内的纳米级缺陷，效率低；强酸腐蚀方法会腐蚀到钝化层下方的金属层或是电路，对芯片造成不可逆的破坏；同时对非贯穿性的针孔缺陷无法检出。

本发明提供一种检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法，应用荧光分子渗透到针孔里，再用荧光显微镜检测针孔，最后用聚焦离子束(FIB)切割/扫描电镜(SEM)检测，此方法可以快速检测出贯穿性针孔和非贯穿性针孔。

具体地，本发明提供了一种检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法，通过对所述晶圆的钝化层渗透荧光分子来检测。

本发明提供的检测半导体晶圆钝化层上针孔缺陷的方法，利用荧光分子渗透到针孔里，通过荧光观察来检测半导体晶圆钝化层上的针孔缺陷。

在一些实施例中，所述荧光分子的极性与所述钝化层材料的极性相似。

在一些实施例中，所述荧光分子的粒径小于10nm，优选为不大于5nm。

在一些实施例中，所述荧光分子为水溶性荧光分子。

在一些实施例中，所述荧光分子包括荧光素、罗丹明B、罗丹明6G、三(8-羟基喹啉)铝。

在一些实施例中，所述检测为：用荧光显微镜或者共聚焦显微镜追踪进入到所述晶圆钝化层缺陷中的荧光分子。

进一步地，所述检测还包括：采用聚焦离子束切割对所述晶圆钝化层中的缺陷处理，然后进行扫描电镜检测。

在一些实施例中，采用荧光分子配置的荧光溶液浸泡所述晶圆，然后进行检测。

在一些实施例中，所述荧光溶液的浓度为1-1000ppm。

在一些实施例中，所述荧光溶液浸泡所述晶圆的时间为0.1-100小时。

在一些实施例中，所述晶圆在所述荧光溶液浸泡前进行清洁。

在一些实施例中，所述晶圆在所述荧光溶液浸泡前采用有机溶剂擦拭，使其表面洁净。

在一些实施例中，所述晶圆浸泡所述荧光溶液后进行清洗和干燥，然后进行检测。

在一些实施例中，所述清洗采用有机溶剂淋洗，去除表面多余的荧光分子残留。

进一步地，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、丙酮中的任一种或多种。

本发明与现有技术相比至少具有以下有益效果：

(1)本发明利用荧光分子渗透到针孔里，通过荧光观察来检测半导体晶圆钝化层上的针孔缺陷。

(2)本发明选用的荧光分子与钝化层材料的极性相似，有利于荧光分子进入到钝化层的针孔缺陷中。