发明名称 侦测半导体装置缺陷之装置及使用该装置之方法
摘要 本发明提供用以侦测一半导体装置中的缺陷之装置和方法。半导体装置包括复数个导电垫片,举例来说,其可能形成在绝缘层(用来隔绝导电垫片与那些导电垫片之间所形成的导线)之间。电子及/或电洞积聚在那些导电垫片中(举例来说,在导电垫片的表面上)。与导电垫片中之一个有关的差异,是根据在电子及/或电洞的聚积之后,来自导电垫片中之一些的次要电子放射侦测。缺陷的存在是根据所侦测的差异判断。
申请公布号 TW503504 申请公布日期 2002.09.21
申请号 TW090123595 申请日期 2001.09.25
申请人 三星电子股份有限公司 发明人 金亮亨;姜孝千;金德容
分类号 H01L21/66 主分类号 H01L21/66
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种侦测含有复数个导电垫片之一半导体装置中的缺陷之方法,该方法包含:积聚电子在复数个导电垫片中之一些中;在电子积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些之间的一第一差异;积聚电洞在复数个导电垫片中之一些中;在电洞积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些之间的一第二差异;及根据第一差异和第二差异判断在导电垫片之一中是否出现一缺陷。2.如申请专利范围第1项之方法,其中侦测步骤进一步包含施加一主要电子束到复数个导电垫片中之一些。3.如申请专利范围第1项之方法,其中积聚电子步骤包含积聚电子在复数个导电垫片中之一些的表面上,且其中积聚电洞步骤包含积聚电洞在复数个导电垫片中之一些的表面上。4.如申请专利范围第1项之方法,其中积聚电子步骤进一步包含藉由调整施加于复数个导电垫片中之一些的主要电子束的能量积聚电子,且其中积聚电洞步骤进一步包含藉由调整施加于复数个导电垫片中之一些的主要电子束的能量积聚电洞。5.如申请专利范围第4项之方法,其中侦测步骤进一步包含施加一主要电子束到复数个导电垫片中之一些。6.如申请专利范围第1项之方法,其中积聚电子步骤进一步包含使用一离子产生器积聚电子,且其中积聚电洞步骤进一步包含使用离子产生器积聚电洞。7.如申请专利范围第1项之方法,其中侦测一第一差异步骤进一步包含侦测与导电垫片中之一有关的一第一电压差异的步骤,且其中侦测一第二差异步骤进一步包含侦测与导电垫片中之一有关的一第二电压差异的步骤。8.如申请专利范围第7项之方法,其中侦测一第一差异步骤进一步包含根据所侦测的第一电压差异,使一第一亮的影像或一第一暗的影像与导电垫片中之一关联的步骤,且其中侦测一第二差异步骤进一步包含根据所侦测的第二电压差异,使一第二亮的影像或一第二暗的影像与导电垫片中之一关联的步骤。9.如申请专利范围第8项之方法,其中根据第一差异和第二差异判断导电垫片之一中是否出现缺陷的步骤进一步至少包含以下中之一:当导电垫片中之一与一第一暗的影像和一第二亮的影像有关时,判断由一接面漏泄源所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;当导电垫片中之一与一第一亮的影像和一第二暗的影像有关时,判断由导电垫片中之一与半导体装置的一半导体基体间之一非蚀刻接触部分所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;当导电垫片之一与一第一亮的影像和一第二亮的影像有关时,判断由导电垫片之一与半导体装置的一相邻导线间之一短路所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;和当导电垫片之一与一第一暗的影像和一第二暗的影像有关时,判断一物理缺陷出现在导电垫片之一中。10.如申请专利范围第7项之方法,其中判断与导电垫片之一有关的一第一电压差异之步骤,进一步包含根据一标准数値判断第一电压差异的步骤,且其中侦测与导电垫片之一有关的一第二电压差异之步骤,进一步包含根据一标准数値判断第二电压差异的步骤。11.如申请专利范围第7项之方法,其中判断与导电垫片之一有关的一第一电压差异之步骤,进一步包含根据来自导电垫片之一的次要电子放射、和来自复数个导电垫片中之一些的至少一另一个之次要电子放射的比较,判断第一电压差异的步骤;且其中侦测与导电垫片之一有关的一第二电压差异之步骤,进一步包含根据来自导电垫片之一的次要电子放射、和来自复数个导电垫片中之一些的至少一另一个之次要电子放射的比较,判断第二电压差异的步骤。12.如申请专利范围第1项之方法,其中侦测一第一差异的步骤在侦测一第二差异的步骤之前。13.如申请专利范围第1项之方法,其中侦测一第二差异的步骤在侦测一第一差异的步骤之前。14.如申请专利范围第1项之方法,其中积聚电子在导电垫片之一些中的步骤,进一步包含在半导体装置的表面和所选择的半导体装置之背侧间产生一电压差,以提供导电垫片之一些中的电子聚积。15.如申请专利范围第14项之方法,其中积聚电洞在导电垫片之一些中的步骤,进一步包含在半导体装置的表面和所选择的半导体装置之背侧间产生一电压差,以提供导电垫片之一些中的电洞聚积。16.如申请专利范围第15项之方法,其中电压差藉由调整施加于复数个导电垫片中之一些的主要电子束之能量而产生。17.一种用以侦测含有复数个导电垫片之半导体装置中的缺陷之装置,该装置包含:用以积聚电子在复数个导电垫片中之一些中的装置;装置,用以在电子积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些之间的一第一差异;装置,用以积聚电洞在复数个导电垫片中之一些中;装置,用以在电洞积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些之间的一第二差异;及装置,用以根据第一差异和第二差异判断在导电垫片之一中是否出现一缺陷。18.如申请专利范围第17项之装置,其中用以侦测一第一差异的装置,进一步包含根据所侦测的第一电压差异使一第一亮的影像或是一第一暗的影像与导电垫片之一关联的装置;且其中用以侦测一第二差异的装置,进一步包含根据所侦测的第二电压差异使一第二亮的影像或是一第二暗的影像与导电垫片之一相关的装置;且其中根据第一差异和第二差异用以判断缺陷是否出现在导电垫片之一中的装置,进一步包含以下至少一者:装置,用以当导电垫片中之一与一第一暗的影像和一第二亮的影像有关时,判断由一接面漏泄源所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;装置,用以当导电垫片中之一与一第一亮的影像和一第二时的影像有关时,判断由导电垫片中之一与半导体装置的一半导体基体间之一非蚀刻接触部分所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;装置,用以当导电垫片之一与一第一亮的影像和一第二亮的影像有关时,判断由导电垫片之一与半导体装置的一相邻导线间之一短路所引起的电子缺陷出现在导电垫片之一中;和装置,用以当导电垫片之一与一第一暗的影像和一第二暗的影像有关时,判断一物理缺陷出现在导电垫片之一中。19.一种用以侦测一含有复数个导电垫片之半导体装置中的缺陷之装置,该装置包含:一电子束源,配置来施加一主要电子束到半导体装置,该半导体装置具有:一第一状态,其引起电子聚积在复数个导电垫片中之一些;一第二状态,其引起电洞聚积在导电垫片中之一些;和一第三状态,允许侦测来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射;和一资料分析器,配置来:于电子积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些间的一第一差异;于电洞积聚在复数个导电垫片中之一些之后,根据来自复数个导电垫片中之一些的次要电子放射,侦测在复数个导电垫片中之一些间的一第二差异;和根据第一差异和第二差异判断一缺陷是否出现在导电垫片之一中。20.如申请专利范围第19项之装置,进一步包含一场域控制单元,配置来侦测判定将出现缺陷的半导体装置上之位置。21.一种用以侦测一半导体装置中电子缺陷的装置,包含:一子腔室,其中装入一半导体基体;一离子产生器,其可以电洞(阳离子)或电子(阴离子)掺杂半导体基体的表面;一主腔室,其连接到子腔室,且包括一半导体基体装入其上的场域;一电子束源单元,其可施加一主要电子束到放入主腔室中的一半导体基体,以便侦测电子缺陷;一讯号处理单元,其可在主要电子束的施用之后,侦测从半导体基体释出的次要电子之电压差异所引起的电子讯号,然后并放大那些讯号;一资料分析器,可分析由讯号处理单元所处理的电子讯号,判断是否已发生电子缺陷,然后并统计地处理那些电子讯号;一主电脑,可输出从一外部电脑接收、关于半导体基体上物理缺陷的位置之资料,并控制所有的元件;一场域控制单元,可识别从主电脑收到的半导体基体上之物理缺陷的位置;一影像处理单元,可转换讯号处理单元所处理的电子讯号成为一影像,并遵循有关电子缺陷的分类之流程图,回馈影像处理过的电子讯号到主电脑。22.如申请专利范围第21项之用以侦测一半导体装置中电子缺陷的装置,其中场域控制单元包括一场域移动单元,其可在主腔室当中移动场域、和一连接到场域移动单元的雷射干扰仪控制器。23.如申请专利范围第21项之用以侦测一半导体装置中电子缺陷的装置,其中讯号处理单元连接到一影像显示单元,其可透过影像处理视觉化由讯号处理单元所处理的电子讯号。24.一种用以侦测一半导体装置中电子缺陷的方法,包含步骤:准备一半导体装置,其含有复数条导线、用以绝缘那些导线的绝缘层、在一半导体基体上每一绝缘层之间的导电垫片;积聚电子或电洞在导电垫片的表面上;施加一主要电子束于那些导电垫片;在主要电子束的施用之后,藉由侦测导电垫片之间的电压差异(由从导电垫片所释出的次要电子所引起),判断电子缺陷。25.如申请专利范围第24项之用以侦测一半导体装置中电子缺陷的方法,其中在导电垫片的表面上积聚电子或电洞的步骤,使用一离子产生器执行。26.如申请专利范围第24项之用以侦测一半导体装置中电子缺陷的方法,其中在导电垫片的表面上积聚电子或电洞的步骤,是藉由调整主要电子束的能量执行。27.如申请专利范围第24项之用以侦测一半导体装置中电子缺陷的方法,其中判断电子缺陷的步骤,是藉由转换电压差异成为一亮的影像或一暗的影像执行。28.一种用以侦测一半导体装置中的电子缺陷之方法,包含步骤:准备一半导体装置,其含有复数条导线、用以绝缘那些导线的绝缘层、形成在一半导体基体上每一绝缘层之间的导电垫片;积聚电子在导电垫片的表面上;第一,在主要电子束施用于已经积聚了电子的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判断缺陷影像是否是一暗的影像;如果第一侦测的缺陷影像是一暗的影像,积聚电洞在导电垫片的表面上;第二,在主要电子束施用于已经积聚了电洞的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判定其第二侦测的缺陷影像是一暗的影像之导电垫片有物理缺陷,和判定其缺陷影像不是一暗的影像之导电垫片有由接面漏泄源所引起的电子缺陷;如果第一侦测的缺陷影像不是一暗的影像,积聚电洞在导电垫片的表面上;第三,在主要电子束施用于已经积聚了电洞的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判定其第三侦测的缺陷影像是一暗的影像之导电垫片有由非蚀刻接触部分所引起的电子缺陷,和判定其缺陷影像不是一暗的影像之导电垫片有导电垫片和导线之间的短路所引起的电子缺陷。29.如申请专利范围第28项之用以侦测一半导体装置中的电子缺陷之方法,其中在导电垫片的表面上积聚电子或电洞的步骤,是藉由调整主要电子束的能量执行。30.一种用以侦测一半导体装置中的电子缺陷之方法,包含步骤:准备一半导体装置,其含有复数条导线、用以绝缘那些导线的绝缘层、形成在一半导体基体上每一绝缘层之间的导电垫片;积聚电洞在导电垫片的表面上;第一,在主要电子束施用于已经积聚了电洞的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判断缺陷影像是否是一暗的影像;如果第一侦测的缺陷影像是一暗的影像,积聚电子在导电垫片的表面上;第二,在主要电子束施用于积聚有电子的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判定其第二侦测的缺陷影像是一暗的影像之导电垫片有物理缺陷,和判定其缺陷影像不是一暗的影像之导电垫片有由非蚀刻接触部分所引起的电子缺陷;如果第一侦测的缺陷影像不是一暗的影像,积聚电子在导电垫片的表面上;第三,在主要电子束施用于积聚有电子的那些导电垫片之后,侦测从导电垫片之间电压差异(由那些导电垫片所释出之次要电子所引起)获得的一缺陷影像;判定其第三侦测的缺陷影像是一暗的影像之导电垫片有由接面漏泄源所引起的电子缺陷,和判定其缺陷影像不是一暗的影像之导电垫片有导电垫片和导线之间的短路所引起的电子缺陷。31.如申请专利范围第30项之用以侦测一半导体装置中的电子缺陷之方法,其中积聚电子或电洞在导电垫片的表面上之步骤,藉由使用一离子产生器而执行。图式简单说明:图1是一方块图,举例说明依照本发明的具体实施例用来侦测一半导体装置的缺陷之装置。图2是一图表,举例说明依照本发明的具体实施例,次要电子产生量与半导体基体的表面和它的背侧间之电压差的对比。图3A是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电子之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括一非蚀刻接触部分。图3B是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电洞之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括一非蚀刻接触部分。图4A是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电子之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括一接面漏泄源。图4B是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电洞之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括一接面漏泄源。图5A是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电子之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括对一相邻导线的短路。图5B是一概要图,举例说明依照本发明的具体实施例,在那些导电垫片中积聚电洞之后,来自二个导电垫片的缺陷影像,其中之一包括对一相邻导线的短路。图6是一流程图,说明依照本发明的具体实施例,用来侦测一半导体装置中的电子缺陷之运作。图7是一流程图,说明依照本发明的其他具体实施例,用来侦测一半导体装置中的电子缺陷之运作。
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