狹長圖形的srp分析方法
【專利摘要】本發(fā)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；激光標(biāo)記處狹長圖形區(qū)域。反復(fù)研磨及SRP探針測試直到研磨的垂直深度大于需要分析的深度；對探針測試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行按序排列得到原始深度-電阻值數(shù)據(jù)；對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行SRP數(shù)據(jù)處理得到最終的分布曲線。對于沒有專用監(jiān)控圖形的硅片，在產(chǎn)品制造完成后，出現(xiàn)需調(diào)查注入擴(kuò)散等問題的情況時(shí)，可以有效的進(jìn)行驗(yàn)證，避免再流片調(diào)查等耗時(shí)耗力的工作，有效加快產(chǎn)品良率和工藝改善的進(jìn)程。
【專利說明】狹長圖形的SRP分析方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造領(lǐng)域，特別是指一種針對硅片摻雜的狹長圖形的SRP分 析方法。

【背景技術(shù)】
[0002] SRP(Spreading Resistance Profiling擴(kuò)展電阻測試）是對娃片樣品的截面進(jìn)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(shù)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(jìn)行研磨，得到與底座1相同傾斜角的斜面6 ;三，樣品進(jìn)入SRP 機(jī)臺(tái)進(jìn)行測試，其中SRP的兩探針在斜面上通過步進(jìn)式移動(dòng)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(jīng)過校準(zhǔn)曲線轉(zhuǎn)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(yīng)位置的深度值。以 上數(shù)據(jù)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(shù)都無法實(shí)現(xiàn)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(shí)（如晶圓發(fā)生低良率或特性惡化，懷疑摻雜失效，而硅片設(shè)計(jì)時(shí)并未準(zhǔn)備 專用圖形以供進(jìn)行SMS或者SRP分析時(shí)），由于圖形寬度或面積過小，常規(guī)SRP分分析不 直接適用（通常要求圖形在200umX 200um以上），SMS用于分析元素濃度而不是載流子濃 度，過于狹長的圖形同樣不利于分析，不適用。常用方法是：1.通過選用光片重新流片，再 現(xiàn)摻雜相關(guān)工藝過程，后續(xù)對光片進(jìn)行相關(guān)分析；2.重新設(shè)計(jì)芯片或硅片版圖，在其中，放 入專用SRP監(jiān)控用大圖形，在硅片出現(xiàn)問題時(shí)，通過監(jiān)控植入的大圖形來了解摻雜情況；這 兩種方法都存在財(cái)力、時(shí)間成本高的問題，同時(shí)這兩種方法難以覆蓋到整個(gè)晶圓的監(jiān)控。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種狹長圖形的SRP分析方法，實(shí)現(xiàn)對硅片 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(fā)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(gè)邊緣角上用激光打標(biāo)機(jī)刻出標(biāo)記，標(biāo)出狹長 圖形區(qū)域；
[0009] 第三步，利用確定角度的底座進(jìn)行第一次研磨，研磨出的斜面與上表面的交界線 確保位于標(biāo)記的圖形區(qū)域內(nèi)，平行且接近于標(biāo)記的圖形長邊；
[0010] 第四步，進(jìn)行第一次研磨后的第一次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的 圖形長邊線停止，由光學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的針痕點(diǎn)，各點(diǎn)的序號為 1-N1，1為交界線上的點(diǎn)，N1為圖形邊界上的點(diǎn)，對應(yīng)的測試有效點(diǎn)數(shù)為nl，測試的有效深 度為dl ;
[0011] 第五步，在第一研磨的基礎(chǔ)上，對斜面進(jìn)行第二次的推進(jìn)研磨；
[0012] 第六步，進(jìn)行第二次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的圖形長邊線停止， 由光學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的針痕序號為N21-N22,以保證第二次測試的 圖形內(nèi)的測試深度區(qū)域與第一次測試的測試深度區(qū)域能夠銜接；
[0013] 第七步，在第二次研磨的基礎(chǔ)上，對斜面進(jìn)行第三次的推進(jìn)研磨；
[0014] 第八步，進(jìn)行第三次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的圖形長邊線停止， 由光學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的序號為N31-N32,確保第三次測試的圖形內(nèi) 的測試深度區(qū)域與第二次測試的測試深度區(qū)域能夠銜接；
[0015] 第九步，重復(fù)上述步驟進(jìn)行，進(jìn)行第4、5、…、n次反復(fù)的研磨與測試，直到第n次 研磨后交界線到標(biāo)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(shí)，由光 學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的序號為Nnl-Nn2,確保第n次測試的圖形內(nèi)的測 試深度區(qū)域與第n-1次測試的測試深度區(qū)域能夠銜接，測試的點(diǎn)數(shù)為nn ;
[0016] 第十步，將各次測試得到的不同深度段的數(shù)值按各數(shù)據(jù)點(diǎn)序號進(jìn)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(jìn)行SRP數(shù)據(jù)處理，獲取電阻率、載流子濃度的深度分 布特性曲線。
[0018] 進(jìn)一步地，所述第一步中，角度a滿足

【權(quán)利要求】
1. 一種狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：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(gè)邊緣角上用激光打標(biāo)機(jī)打出標(biāo)記，標(biāo)出狹長圖形 的區(qū)域； 第三步，利用確定角度的底座進(jìn)行第一次研磨，研磨出的斜面與上表面的交界線確保 位于標(biāo)記的圖形區(qū)域內(nèi)，平行且接近于標(biāo)記的圖形長邊； 第四步，進(jìn)行第一次研磨后的第一次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的圖形 長邊線停止，由光學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的針痕點(diǎn)，各點(diǎn)序號為1_Ν1，1 為交界線上的點(diǎn)，NI為圖形邊界上的點(diǎn)，對應(yīng)的測試有效點(diǎn)數(shù)為nl，測試的有效深度為dl ; 第五步，在第一研磨的基礎(chǔ)上，對斜面進(jìn)行第二次的推進(jìn)研磨； 第六步，進(jìn)行第二次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的圖形長邊線停止，由光 學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的針痕序號為N21-N22,以保證第二次測試的圖形 內(nèi)的測試深度區(qū)域與第一次測試的測試深度區(qū)域能夠銜接； 第七步，在第二次研磨的基礎(chǔ)上，對斜面進(jìn)行第三次的推進(jìn)研磨； 第八步，進(jìn)行第三次SRP測試，測試范圍從交界線開始至標(biāo)記的圖形長邊線停止，由光 學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位于圖形區(qū)域內(nèi)的序號為N31-N32,確保第三次測試的圖形內(nèi)的測 試深度區(qū)域與第二次測試的測試深度區(qū)域能夠銜接； 第九步，重復(fù)上述步驟進(jìn)行反復(fù)的研磨與測試，直到第η次研磨后交界線到標(biāo)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(shí)，由光學(xué)顯微鏡觀察針痕，確認(rèn)位 于圖形區(qū)域內(nèi)的序號為Nnl-Nn2,確保第η次測試的圖形內(nèi)的測試深度區(qū)域與第η-1次測試 的測試深度區(qū)域能夠銜接，測試的點(diǎn)數(shù)為rm ; 第十步，將各次測試得到的不同深度段的數(shù)值按各數(shù)據(jù)點(diǎn)序號進(jìn)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(jìn)行SRP數(shù)據(jù)處理，獲取電阻率、載流子濃度的深度分布特 性曲線。
2. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：所述第一步中，研磨角 度α滿足a S arcsinC^)，Dmin為待測圖形內(nèi)的最小結(jié)深或擴(kuò)散深度值，S為SRP的測試 步徑值；保證每個(gè)關(guān)注層次內(nèi)至少有20個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，深度誤差控制在< 5%。
3. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：所述第二步，打標(biāo)的深 度要大于待測的深度，確保后續(xù)多次研磨后的SRP分析都能準(zhǔn)確定位出狹長圖形區(qū)域的邊 界。
4. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：所述第四步，確定該段 深度信息Dl的方法是通過光學(xué)顯微鏡檢查位于待測圖形內(nèi)的針痕點(diǎn)序號及數(shù)量，每個(gè)針 痕都有唯一且一一對應(yīng)的序號、深度值、SRP電阻值，由激光標(biāo)記判斷針痕點(diǎn)是否在圖形內(nèi)， 第一次測試獲得的序號、深度、電阻數(shù)據(jù)是待測狹長圖形的表層數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：所述第六步，由光學(xué)顯 微鏡觀察針痕，確認(rèn)N21小于N1，確保第二次測試的圖形內(nèi)的測試深度區(qū)域與第一次測試 的測試深度區(qū)域能夠銜接。
6. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：所述第九步，確定第 η次研磨后測試確定的第η段深度信息的方法是由針痕點(diǎn)的序號和數(shù)量來確立，該段深度 內(nèi)，終點(diǎn)即最深處針痕點(diǎn)為由光學(xué)顯微鏡確立的待測圖形邊界處針痕；起點(diǎn)為第η-1次測 試深度段的終點(diǎn)。
7. 如權(quán)利要求1所述的狹長圖形的SRP分析方法，其特征在于：得到狹長圖形的整個(gè) 電阻深度分布的方法是，第η次測試得到代表深度的數(shù)據(jù)點(diǎn)，按照序號順序由小到大排列， 1-Ν1-Ν22-Ν32--Νη2,其中Νη2點(diǎn)是代表待測圖形最深處信息的數(shù)據(jù)點(diǎn)，深度值、電阻值 與序號一一對應(yīng)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(shù)據(jù)處 理軟件，對一系列深度-SRP電阻值進(jìn)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(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】賴華平 申請人:上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司