晶圆金属元素分析方法及分析系统与流程

本发明涉及半导体检测领域，特别是涉及一种晶圆金属元素分析方法及分析系统。

背景技术：

1、在半导体制程工艺中，金属、有机物及颗粒残留等情况会引起晶圆表面洁净度变差，形成缺陷。例如，在晶圆表面存在金属污染时，会造成pn结漏电现象，导致氧化物的击穿电压降低，以及载流子生命周期的减少。其中，pn结是由一个n型掺杂区和一个p型掺杂区紧密接触所构成的。金属污染缺陷区域仅分布在小范围或者不规则区域，并且金属污染浓度是以单位面积的金属原子数来衡量。在现有的金属污染检测方式中，不能精准的定量小范围缺陷区域的浓度，无法确认污染源位置，导致解决问题的时效性较差。因此，存在待改进之处。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆金属元素分析方法及分析系统，用于解决现有的金属污染检测方式检测不精确的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆金属元素分析方法，包括：

3、刻蚀晶圆表面的硅化物；

4、通过承接台承接所述晶圆；

5、通过旋转轴驱动所述承接台转动；

6、通过扫描管于所述晶圆表面牵引提取液运动，以收集金属离子溶液；

7、改变所述旋转轴于所述承接台上的位置，以使得所述扫描管进行不同区域扫描；以及

8、进行所述提取液的金属元素浓度检测，以确认所述晶圆污染源位置。

9、在本发明的一个实施例中，所述改变所述旋转轴于所述承接台上的位置，以使得所述扫描管进行不同区域扫描的步骤，包括：

10、测试晶圆表面粒子，以确定缺陷区域；

11、判断所述缺陷区域是否经过晶圆圆心；

12、当所述缺陷区域不经过所述晶圆圆心时，设置所述旋转轴的轴线与所述晶圆的圆心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆的圆心轴线转动；

13、当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，计算所述缺陷区域上两点间线段的最大距离，并记为缺陷距离，设置所述旋转轴的轴线与所述缺陷距离的中心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心轴线转动。

14、在本发明的一个实施例中，在所述当所述缺陷区域不经过所述晶圆圆心时，设置所述旋转轴的轴线与所述晶圆的圆心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆的圆心轴线转动的步骤中：

15、当所述缺陷区域不经过所述晶圆圆心时，在所述缺陷区域上，设置所述扫描管沿着靠近所述晶圆圆心或者远离所述晶圆圆心的方向移动，并在所述扫描管移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆圆心往复转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行扇环扫描。

16、在本发明的一个实施例中，在所述扫描管移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆圆心往复转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行扇环扫描的步骤中：

17、在所述扫描管移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆圆心往复转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行扇环扫描时，扇环区域的最小半径为所述缺陷区域与所述晶圆圆心间的最小距离，所述扇环区域的最大半径为所述缺陷区域与所述晶圆圆心间的最大距离，所述扇环区域的圆心角为所述晶圆圆心与所述缺陷区域边缘相切夹角。

18、在本发明的一个实施例中，在所述当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，计算所述缺陷区域上两点间线段的最大距离，并记为缺陷距离，设置所述旋转轴的轴线与所述缺陷距离的中心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心轴线转动的步骤中：

19、当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，在所述缺陷区域上，设置所述扫描管沿着靠近所述缺陷距离的中心或者远离所述缺陷距离的中心的方向移动，并在所述扫描管在移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行圆形扫描。

20、在本发明的一个实施例中，在所述扫描管在移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行圆形扫描的步骤中：

21、在所述扫描管移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行圆形扫描时，圆形区域的直径为所述缺陷距离。

22、本发明还提出一种晶圆金属元素分析系统，包括：

23、气相分解沉积装置，以刻蚀晶圆表面的硅化物；

24、金属离子溶液收集装置，包括：

25、承接台，以承接所述晶圆；

26、旋转轴，移动连接于所述承接台上，所述旋转轴驱动所述承接台转动；以及

27、扫描管，于所述晶圆表面牵引提取液运动；

28、其中，所述旋转轴于不同位置驱动所述承接台转动，以使得所述扫描管进行不同区域扫描；

29、金属离子分析装置，进行所述提取液的金属元素浓度检测，以确认所述晶圆污染源位置。

30、在本发明的一个实施例中，所述金属离子溶液收集装置，还包括：

31、晶圆表面颗粒度检测仪，测试晶圆表面粒子，以确定缺陷区域；以及

32、动力源，用于控制所述旋转轴转动；

33、其中，当所述缺陷区域不经过晶圆圆心时，所述动力源控制所述旋转轴沿所述晶圆圆心转动；

34、当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，计算所述缺陷区域上两点间线段的最大距离，并记为缺陷距离，所述动力源控制所述旋转轴沿所述缺陷距离的中心转动。

35、在本发明的一个实施例中，所述承接台设有滑槽，所述旋转轴于所述滑槽内滑动，所述旋转轴与所述承接台卡扣配合，其中，当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，所述缺陷距离的中心和所述晶圆圆心的连线与所述滑槽所在的直线段平行。

36、在本发明的一个实施例中，所述金属离子溶液收集装置还包括伸缩杆和转动杆，所述伸缩杆的一端与所述扫描管连接，所述伸缩杆的另一端与所述转动杆连接。

37、如上所述，本发明的晶圆金属元素分析方法及分析系统，意想不到的效果是：本申请的旋转轴驱动承接台和晶圆进行旋转，扫描管在晶圆上方通过牵引提取液，可对晶圆上的一圆环面进行离子浓度收集。在改变旋转轴驱动承接台的转动轴线时，可使得扫描管对晶圆上的不同区域进行离子浓度收集。本申请可准确收集缺陷区域金属污染的液滴，实现精准检测浓度，确定分布范围；有利于快速高效解决缺陷问题，确认污染来源，提高产品良率。

技术特征：

1.一种晶圆金属元素分析方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种晶圆金属元素分析方法，其特征在于，所述改变所述旋转轴于所述承接台上的位置，以使得所述扫描管进行不同区域扫描的步骤，包括：

3.根据权利要求2所述的一种晶圆金属元素分析方法，其特征在于，在所述当所述缺陷区域不经过所述晶圆圆心时，设置所述旋转轴的轴线与所述晶圆的圆心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆的圆心轴线转动的步骤中：

4.根据权利要求3所述的一种晶圆金属元素分析方法，其特征在于，在所述扫描管移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述晶圆圆心往复转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行扇环扫描的步骤中：

5.根据权利要求2所述的一种晶圆金属元素分析方法，其特征在于，在所述当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，计算所述缺陷区域上两点间线段的最大距离，并记为缺陷距离，设置所述旋转轴的轴线与所述缺陷距离的中心轴线重合，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心轴线转动的步骤中：

6.根据权利要求5所述的一种金属元素分析方法，其特征在于，在所述扫描管在移动后，控制所述旋转轴驱动所述承接台沿所述缺陷距离的中心转动，以使得所述扫描管对所述缺陷区域进行圆形扫描的步骤中：

7.一种晶圆金属元素分析系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的晶圆金属元素分析系统，其特征在于，所述金属离子溶液收集装置，还包括：

9.根据权利要求8所述的晶圆金属元素分析系统，其特征在于，所述承接台设有滑槽，所述旋转轴于所述滑槽内滑动，所述旋转轴与所述承接台卡扣配合，其中，当所述缺陷区域经过所述晶圆圆心时，所述缺陷距离的中心和所述晶圆圆心的连线与所述滑槽所在的直线段平行。

10.根据权利要求7所述的晶圆金属元素分析系统，其特征在于，所述金属离子溶液收集装置还包括伸缩杆和转动杆，所述伸缩杆的一端与所述扫描管连接，所述伸缩杆的另一端与所述转动杆连接。

技术总结
本发明提供一种晶圆金属元素分析方法及分析系统，晶圆金属元素分析方法包括：刻蚀晶圆表面的硅化物；通过承接台承接所述晶圆；通过旋转轴驱动所述承接台转动；通过扫描管于所述晶圆表面牵引提取液运动，以收集金属离子溶液；改变所述旋转轴于所述承接台上的位置，以使得所述扫描管进行不同区域扫描；以及进行所述提取液的金属元素浓度检测，以确认所述晶圆污染源位置。本发明可准确收集缺陷区域金属污染的液滴，实现精准检测浓度，确定分布范围。

技术研发人员：刘云,刘波,余学会,陆潇波
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4