一種深層雜質元素的探測方法
【專利摘要】一種深層雜質元素的探測方法，包括：步驟S1：提供具有功能膜層之待探測晶圓；步驟S2：通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度；步驟S3：減薄功能膜層，直至雜質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譜儀的可探測深度范圍；步驟S4：通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量。本發明首先通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度，然后減薄功能膜層厚度，直至雜質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譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結果準確可靠。
【專利說明】
一種深層雜質元素的探測方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種深層雜質元素的探測方法。
【背景技術】
[0002]眾所周知，雜質元素污染尤其是金屬雜質污染對半導體器件的性能影響非常之大，金屬雜質污染水平的高低直接決定著CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)產品的白色像素水平，最終影響拍照效果。顯然地，在半導體器件制造中對金屬雜質污染的監測顯得尤為重要。
[0003]目前，業界對金屬雜質污染的監控僅局限于使用電感耦合等離子質譜儀(ICP-MS)，其存在自身的固有缺陷。例如，對淺層雜質元素的探測較為精準，但對深層雜質元素的探測卻無法進行。其主要因為雜質元素位于深層，所述電感耦合等離子質譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進而影響探測的準確性。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污染，所述金屬雜質污染之分布深度遠超出電感耦合等離子質譜儀的探測極限。
[0004]尋求一種使用方便，并可有效探測深層雜質元素的探測方法已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。
[0005]故針對現有技術存在的問題，本案設計人憑借從事此行業多年的經驗，積極研究改良，于是有了本發明一種深層雜質元素的探測方法。
【發明內容】
[0006]本發明是針對現有技術中，傳統深層雜質元素探測的方法局限性大，且所述電感耦合等離子質譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進而影響探測的準確性，或者探測深度超出電感耦合等離子質譜儀的探測極限而無法進行等缺陷提供一種深層雜質元素的探測方法。
[0007]為實現本發明之目的，本發明提供一種深層雜質元素的探測方法，所述深層雜質元素的探測方法，包括:
[0008]執行步驟S1:提供具有功能膜層之待探測晶圓；
[0009]執行步驟S2:通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度；
[0010]執行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質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譜儀的可探測深度范圍；
[0011]執行步驟S4:通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量。
[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，所述雜質元素為金屬離子雜質。
[0018]可選地，所述金屬離子雜質為重金屬離子雜質。
[0019]綜上所述，本發明深層雜質元素的探測方法首先通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度，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譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結果準確可靠。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發明深層雜質元素的探測方法流程圖；
[0021]圖2所示為使用本發明深層雜質元素的探測方法進行深層雜質元素探測的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為詳細說明本發明創造的技術內容、構造特征、所達成目的及功效，下面將結合實施例并配合附圖予以詳細說明。
[0023]眾所周知，雜質元素污染尤其是金屬雜質污染對半導體器件的性能影響非常之大，金屬雜質污染水平的高低直接決定著CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensor，CIS)產品的白色像素水平，最終影響拍照效果。顯然地，在半導體器件制造中對金屬雜質污染的監測顯得尤為重要。
[0024]目前，業界對金屬雜質污染的監控僅局限于使用電感耦合等離子質譜儀(ICP-MS)，其存在自身的固有缺陷。例如，對淺層雜質元素的探測較為精準，但對深層雜質元素的探測卻無法進行。其主要因為雜質元素位于深層，所述電感耦合等離子質譜儀的采樣錐容易造成堵塞，進而影響探測的準確性。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污染，所述金屬雜質污染之分布深度遠超出電感耦合等離子質譜儀的探測極限。
[0025]請參閱圖1，圖1所示為本發明深層雜質元素的探測方法流程圖。所述深層雜質元素的探測方法，包括:
[0026]執行步驟S1:提供具有功能膜層之待探測晶圓；
[0027]執行步驟S2:通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度；
[0028]執行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質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譜儀的可探測深度范圍；
[0029]執行步驟S4:通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量。
[0030]非限制性地，例如所述待探測晶圓之雜質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元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于lwii。所述雜質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。所述深層雜質元素的探測方法所探測的雜質元素為金屬離子雜質。進一步地，所述深層雜質元素的探測方法所述探測的雜質元素為重金屬離子雜質。
[0031]為了更直觀的揭露本發明之技術方案，凸顯本發明之有益效果，現結合【具體實施方式】為例，對本發明深層雜質元素的探測方法進行闡述。在【具體實施方式】中，所述待探測之晶圓的功能膜層厚度、材質，功能膜層之減薄的厚度等僅為列舉，不應視為對本發明技術方案的限制。
[0032]請參閱圖2，并結合參閱圖1，圖2所示為使用本發明深層雜質元素的探測方法進行深層雜質元素探測的結構示意圖。所述深層雜質元素的探測方法，包括:
[0033]執行步驟S1:提供具有功能膜層11之待探測晶圓I;
[0034]執行步驟S2:通過二次離子質譜儀(未圖示)表征待探測晶圓I之雜質元素(未圖示)的深度hi;
[0035]作為具體的實施方式，非限制性地，例如所述雜質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]執行步驟S3:減薄待探測晶圓I之功能膜層11，直至雜質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譜儀(未圖示)的可探測深度范圍；
[0037]作為【具體實施方式】，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。作為本領域技術人員，容易知曉地，所述雜質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譜儀(未圖示)的可探測深度范圍。
[0038]執行步驟S4:通過電感耦合等離子質譜儀(未圖示)探測雜質元素的含量。
[0039]明顯地，本發明深層雜質元素的探測方法首先通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓I之雜質元素的深度，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譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結果準確可靠。
[0040]綜上所述，本發明深層雜質元素的探測方法首先通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度，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譜儀的可探測深度范圍，最后通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量，不僅在取樣過程中采樣錐不會堵塞，而且探測結果準確可靠。
[0041]本領域技術人員均應了解，在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，可以對本發明進行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權利要求書及等同物的保護范圍內時，認為本發明涵蓋這些修改和變型。
【主權項】
1.一種深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述深層雜質元素的探測方法，包括: 執行步驟Si:提供具有功能膜層之待探測晶圓； 執行步驟S2:通過二次離子質譜儀表征待探測晶圓之雜質元素的深度； 執行步驟S3:減薄待探測晶圓之功能膜層，直至雜質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譜儀的可探測深度范圍； 執行步驟S4:通過電感耦合等離子質譜儀探測雜質元素的含量。2.如權利要求1所述深層雜質元素的探測方法，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.如權利要求1所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述待探測晶圓之雜質元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于3000埃。4.如權利要求3所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述待探測晶圓之雜質元素的深度距離功能膜層之表面的距離大于Ιμπι。5.如權利要求1所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述雜質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.如權利要求1?5任一權利要求所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述功能膜層為氧化物膜層或硅底材。7.如權利要求1?5任一權利要求所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述雜質元素為金屬離子雜質。8.如權利要求7所述深層雜質元素的探測方法，其特征在于，所述金屬離子雜質為重金屬離子雜質。
【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