一種深層雜質(zhì)元素的探測方法
【專利摘要】一種深層雜質(zhì)元素的探測方法，包括：步驟S1：提供具有功能膜層之待探測晶圓；步驟S2：通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度；步驟S3：減薄功能膜層，直至雜質(zhì)元素所在深度與待探測晶圓之表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍；步驟S4：通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量。本發(fā)明首先通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度，然后減薄功能膜層厚度，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】
一種深層雜質(zhì)元素的探測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種深層雜質(zhì)元素的探測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，雜質(zhì)元素污染尤其是金屬雜質(zhì)污染對半導(dǎo)體器件的性能影響非常之大，金屬雜質(zhì)污染水平的高低直接決定著CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)產(chǎn)品的白色像素水平，最終影響拍照效果。顯然地，在半導(dǎo)體器件制造中對金屬雜質(zhì)污染的監(jiān)測顯得尤為重要。
[0003]目前，業(yè)界對金屬雜質(zhì)污染的監(jiān)控僅局限于使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)，其存在自身的固有缺陷。例如，對淺層雜質(zhì)元素的探測較為精準(zhǔn)，但對深層雜質(zhì)元素的探測卻無法進(jìn)行。其主要因?yàn)殡s質(zhì)元素位于深層，所述電感耦合等離子質(zhì)譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進(jìn)而影響探測的準(zhǔn)確性。另一方面，在尚能尚子注入中往往會引入尚能量的金屬雜質(zhì)污染，所述金屬雜質(zhì)污染之分布深度遠(yuǎn)超出電感耦合等離子質(zhì)譜儀的探測極限。
[0004]尋求一種使用方便，并可有效探測深層雜質(zhì)元素的探測方法已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。
[0005]故針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了本發(fā)明一種深層雜質(zhì)元素的探測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)深層雜質(zhì)元素探測的方法局限性大，且所述電感耦合等離子質(zhì)譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進(jìn)而影響探測的準(zhǔn)確性，或者探測深度超出電感耦合等離子質(zhì)譜儀的探測極限而無法進(jìn)行等缺陷提供一種深層雜質(zhì)元素的探測方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種深層雜質(zhì)元素的探測方法，所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，包括:
[0008]執(zhí)行步驟S1:提供具有功能膜層之待探測晶圓；
[0009]執(zhí)行步驟S2:通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度；
[0010]執(zhí)行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質(zhì)元素所在深度與待探測晶圓之表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍；
[0011]執(zhí)行步驟S4:通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量。
[0012]可選地，所述減薄待探測晶圓之功能膜層厚度的方法為濕法刻蝕。
[0013]可選地，所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于3000埃。
[0014]可選地，所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于Ιμπι。
[0015]可選地，所述雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離小于3000埃。
[0016]可選地，所述功能膜層為氧化物膜層或硅底材。
[0017]可選地，所述雜質(zhì)元素為金屬離子雜質(zhì)。
[0018]可選地，所述金屬離子雜質(zhì)為重金屬離子雜質(zhì)。
[0019]綜上所述，本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法首先通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度，然后減薄待探測之晶圓的功能膜層厚度，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法流程圖；
[0021]圖2所示為使用本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法進(jìn)行深層雜質(zhì)元素探測的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說明。
[0023]眾所周知，雜質(zhì)元素污染尤其是金屬雜質(zhì)污染對半導(dǎo)體器件的性能影響非常之大，金屬雜質(zhì)污染水平的高低直接決定著CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)產(chǎn)品的白色像素水平，最終影響拍照效果。顯然地，在半導(dǎo)體器件制造中對金屬雜質(zhì)污染的監(jiān)測顯得尤為重要。
[0024]目前，業(yè)界對金屬雜質(zhì)污染的監(jiān)控僅局限于使用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)，其存在自身的固有缺陷。例如，對淺層雜質(zhì)元素的探測較為精準(zhǔn)，但對深層雜質(zhì)元素的探測卻無法進(jìn)行。其主要因?yàn)殡s質(zhì)元素位于深層，所述電感耦合等離子質(zhì)譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進(jìn)而影響探測的準(zhǔn)確性。另一方面，在尚能尚子注入中往往會引入尚能量的金屬雜質(zhì)污染，所述金屬雜質(zhì)污染之分布深度遠(yuǎn)超出電感耦合等離子質(zhì)譜儀的探測極限。
[0025]請參閱圖1，圖1所示為本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法流程圖。所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，包括:
[0026]執(zhí)行步驟S1:提供具有功能膜層之待探測晶圓；
[0027]執(zhí)行步驟S2:通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度；
[0028]執(zhí)行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍；
[0029]執(zhí)行步驟S4:通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量。
[0030]非限制性地，例如所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于3000埃。更具體地，例如所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于lwii。所述雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離小于3000埃。所述功能膜層為氧化物膜層或硅底材。所述減薄待探測晶圓之功能膜層厚度的方法為濕法刻蝕。所述深層雜質(zhì)元素的探測方法所探測的雜質(zhì)元素為金屬離子雜質(zhì)。進(jìn)一步地，所述深層雜質(zhì)元素的探測方法所述探測的雜質(zhì)元素為重金屬離子雜質(zhì)。
[0031]為了更直觀的揭露本發(fā)明之技術(shù)方案，凸顯本發(fā)明之有益效果，現(xiàn)結(jié)合【具體實(shí)施方式】為例，對本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法進(jìn)行闡述。在【具體實(shí)施方式】中，所述待探測之晶圓的功能膜層厚度、材質(zhì)，功能膜層之減薄的厚度等僅為列舉，不應(yīng)視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0032]請參閱圖2，并結(jié)合參閱圖1，圖2所示為使用本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法進(jìn)行深層雜質(zhì)元素探測的結(jié)構(gòu)示意圖。所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，包括:
[0033]執(zhí)行步驟S1:提供具有功能膜層11之待探測晶圓I;
[0034]執(zhí)行步驟S2:通過二次離子質(zhì)譜儀(未圖示)表征待探測晶圓I之雜質(zhì)元素(未圖示)的深度hi;
[0035]作為具體的實(shí)施方式，非限制性地，例如所述雜質(zhì)元素距離具有功能膜層11之待探測晶圓I表面的距離為hi= 1.5μηι。
[0036]執(zhí)行步驟S3:減薄待探測晶圓I之功能膜層11，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層11減薄后之待探測晶圓I表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀(未圖示)的可探測深度范圍；
[0037]作為【具體實(shí)施方式】，所述待探測晶圓I之功能膜層11為氧化物膜層或硅底材。所述待探測晶圓I之功能膜層11的減薄方法為濕法刻蝕。所述待探測晶圓I之功能膜層11的減薄厚度h:*h2=l.2?1.4μπι。則，所述雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層11減薄后之待探測晶圓I表面的距離h3為h3=1000?3000埃。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，容易知曉地，所述雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層11減薄后之待探測晶圓I表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀(未圖示)的可探測深度范圍。
[0038]執(zhí)行步驟S4:通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀(未圖示)探測雜質(zhì)元素的含量。
[0039]明顯地，本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法首先通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓I之雜質(zhì)元素的深度，然后減薄待探測之晶圓I的功能膜層11厚度，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層11減薄后之待探測晶圓I表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0040]綜上所述，本發(fā)明深層雜質(zhì)元素的探測方法首先通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度，然后減薄待探測之晶圓的功能膜層厚度，直至雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，包括: 執(zhí)行步驟Si:提供具有功能膜層之待探測晶圓； 執(zhí)行步驟S2:通過二次離子質(zhì)譜儀表征待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度； 執(zhí)行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質(zhì)元素所在深度與待探測晶圓之表面的距離屬于電感耦合等離子質(zhì)譜儀的可探測深度范圍； 執(zhí)行步驟S4:通過電感耦合等離子質(zhì)譜儀探測雜質(zhì)元素的含量。2.如權(quán)利要求1所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述減薄待探測晶圓之功能膜層厚度的方法為濕法刻蝕。3.如權(quán)利要求1所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于3000埃。4.如權(quán)利要求3所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述待探測晶圓之雜質(zhì)元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于Ιμπι。5.如權(quán)利要求1所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述雜質(zhì)元素所在深度與功能膜層減薄后之待探測晶圓表面的距離小于3000埃。6.如權(quán)利要求1?5任一權(quán)利要求所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述功能膜層為氧化物膜層或硅底材。7.如權(quán)利要求1?5任一權(quán)利要求所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述雜質(zhì)元素為金屬離子雜質(zhì)。8.如權(quán)利要求7所述深層雜質(zhì)元素的探測方法，其特征在于，所述金屬離子雜質(zhì)為重金屬離子雜質(zhì)。
【文檔編號】H01L21/66GK105870029SQ201610212541
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】袁立軍, 賴朝榮, 蘇俊銘
【申請人】上海華力微電子有限公司