KR20100042791A - Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer - Google Patents

Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer Download PDF

Info

Publication number
KR20100042791A
KR20100042791A KR1020080101937A KR20080101937A KR20100042791A KR 20100042791 A KR20100042791 A KR 20100042791A KR 1020080101937 A KR1020080101937 A KR 1020080101937A KR 20080101937 A KR20080101937 A KR 20080101937A KR 20100042791 A KR20100042791 A KR 20100042791A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
analysis
bulk region
bulk
sample
Prior art date
Application number
KR1020080101937A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김재홍
Original Assignee
주식회사 실트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 실트론 filed Critical 주식회사 실트론
Priority to KR1020080101937A priority Critical patent/KR20100042791A/en
Publication of KR20100042791A publication Critical patent/KR20100042791A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2255—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident ion beams, e.g. proton beams
    • G01N23/2258—Measuring secondary ion emission, e.g. secondary ion mass spectrometry [SIMS]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/32—Polishing; Etching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
    • G01N2001/2873—Cutting or cleaving
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G01N2223/081—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission incident ion beam, e.g. proton
    • G01N2223/0816—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission incident ion beam, e.g. proton incident ion beam and measuring secondary ion beam [SIMS]

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for analyzing contamination materials on a bulk region of a wafer is provided to evaluate a metal contamination level per bulk region by directly analyzing a component on the cut surface of the wafer. CONSTITUTION: A wafer with a completed semiconductor device is prepared(S100). A sample for analysis is prepared by cutting the wafer(S110). A bulk region is divided by inspecting the cut surface of the sample for analysis(S130). A component per bulk region is analyzed on the cut part of the sample for analysis(S140).

Description

웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법{Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer}Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer

본 발명은 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼의 벌크 영역 내에 존재하는 메탈(Metal) 등 오염물질을 분석하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a contaminant analysis method for a bulk region of a wafer, and more particularly, to a method for analyzing contaminants such as metal present in a bulk region of a wafer where semiconductor device fabrication is completed.

반도체 디바이스가 정상적으로 동작하기 위해서는 실리콘 웨이퍼의 표면에서 벌크 방향으로 일정 영역에 걸쳐 디펙트 프리 존(Defect free zone)이 존재해야 한다. 이 영역을 결정하는 것은 주로 실리콘 웨이퍼의 특성인 게터링(Gettering) 능력이라 할 수 있으며, 실리콘 웨이퍼의 게터링 능력은 실리콘 웨이퍼가 갖고 있는 산소 농도에 의존하게 된다.In order for the semiconductor device to operate normally, a defect free zone must exist over a predetermined area in the bulk direction on the surface of the silicon wafer. Determining this area can be mainly referred to as a gettering ability, which is a characteristic of a silicon wafer, and the gettering ability of a silicon wafer depends on the oxygen concentration of the silicon wafer.

실리콘 웨이퍼의 게터링 능력을 극대화하기 위해 과거에는 히트 사이클(Heat Cycle)에 중점을 두었으나, 최근에는 반도체 디바이스 제작을 위한 환경이나 기술이 발달하여 히트 사이클보다는 실리콘 웨이퍼의 자체 게터링 능력 확보 가능성에 무게를 두고 개발이 이루어지고 있다. 이런 추세와 더불어 실리콘 웨이퍼의 벌크 영역에 존재하는 디펙트 프리 존에 대한 평가방법의 중요성 또한 부각되고 있는 실 정이다.In order to maximize the gettering capability of silicon wafers, the focus was on the heat cycle in the past, but recently, due to the development of environment and technology for the manufacture of semiconductor devices, the possibility of obtaining the silicon wafer's own gettering ability rather than the heat cycle Development is underway. In addition to this trend, the importance of evaluating defect free zones in the bulk region of the silicon wafer is also emerging.

실리콘 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 대표적인 평가방법에는 화학적인 분석방법과 이온 스케터링(Ion Scattering) 분석방법이 있다. 화학적인 분석방법으로는 WD(Wafer Digestion), PUTP(Poly Si Ultra Trace Profiling), LTOD(Low Temperature Out-diffusion) 등이 있으며, 이온 스케터링 분석방법으로는 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry), DLTS(Deep Level Transient Spectroscopy) 등이 있다. WD법은 실리콘 웨이퍼 약 1g 정도를 조각을 내어 케미컬에 녹인 다음 증발시킨 후 남은 성분을 회수하여 정량적으로 분석하는 방법이고, PUTP법은 폴리실리콘을 형성시킨 후 폴리실리콘 층과 웨이퍼 표면층 사이에 게터링된 성분을 분석하는 방법이다. 또한 LTOD법은 표면의 일정 영역, 즉 자연산화막층을 제거한 후 일정 온도로 다시 가열할 때 나오는 산화층을 회수하여 분석하는 방법이다. 이들 화학적인 분석방법들은 웨이퍼의 벌크 영역을 검사하는 방법이긴 하나, 반도체 디바이스 제작 후의 벌크 영역에 대한 메탈 분석법으로는 이용할 수 없고 반도체 디바이스 제작 전의 베어(Bare) 웨이퍼 분석방법으로 이용할 수 있다.Representative methods for evaluating the bulk region of silicon wafers include chemical analysis and ion scattering. Chemical analysis methods include WD (Wafer Digestion), Poly Si Ultra Trace Profiling (PUTP), and Low Temperature Out-diffusion (LTOD). The ion scattering analysis method includes Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) and Deep Level Transient Spectroscopy (DLTS). WD method is to quantify about 1g of silicon wafer, dissolve it in chemical, and then recover the remaining components after evaporation. To analyze the components. In addition, the LTOD method is a method of recovering and analyzing an oxide layer which is generated when a certain region of the surface, that is, a natural oxide layer is removed and then heated to a constant temperature again. Although these chemical analysis methods are used to inspect the bulk region of the wafer, they cannot be used for metal analysis of the bulk region after semiconductor device fabrication, but can be used as a bare wafer analysis method before semiconductor device fabrication.

이온 스케터링 분석방법은 원하는 메탈 원소를 지정하여 소정 위치에서의 메탈 농도를 정량적으로 분석하는 방법으로서 반도체 디바이스 제작 이후의 분석방법에 해당한다. 이온 스케터링 분석방법 중 특히 SIMS 분석방법은 통상적으로 반도체 디바이스 제작 후 이온 임플란트(Ion Implant) 영역에서의 이온 분포나, 실리콘 표면에서의 오염 정도를 분석하는 용도로 사용되었다. 즉, 반도체 디바이스 제작 완료 후 테스트 과정을 진행해 보면 불량 다이칩이 발견될 수 있는데, 그 원인이 밝 혀지지 않을 시에 시도하는 방법 중 하나가 SIMS를 통한 메탈 분석방법인 것이다.The ion scattering analysis method is a method of quantitatively analyzing metal concentration at a predetermined position by designating a desired metal element, which corresponds to an analysis method after fabrication of a semiconductor device. Among the ion scattering analysis methods, in particular, SIMS analysis method has been commonly used to analyze the distribution of ions in the ion implant region or the degree of contamination on the silicon surface after fabrication of a semiconductor device. In other words, when the semiconductor device manufacturing process is completed and the test process is performed, a defective die chip may be found. One of the methods to try when the cause is not known is metal analysis through SIMS.

그런데 종래의 SIMS 분석방법은 웨이퍼 표면으로부터 벌크 영역 방향으로 분석을 진행(도 1의 화살표 참조)하는 특성상 벌크 마이크로 디펙트 존(Bulk micro defects zone)과 그 상부의 디펙트 프리 존(Defect free zone)에 대한 정보가 한꺼번에 수집되어 검사결과에 오류가 발생할 수 있는 취약점이 있다. 도 1에 나타난 바와 같이 웨이퍼의 벌크 구조는 반도체 디바이스 제작과정 중에 거친 히트 사이클에 의해 디바이스 형성층(10), 디펙트 프리 존(20), 벌크 마이크로 디펙트 존(30)의 세 영역으로 구분될 수 있다.However, in the conventional SIMS analysis method, the bulk micro defects zone and the defect free zone thereon are characterized by performing the analysis in the direction of the bulk region from the wafer surface (see the arrow in FIG. 1). There is a vulnerability that can cause information to be collected at once and cause errors in the test results. As shown in FIG. 1, the bulk structure of the wafer may be divided into three regions of the device formation layer 10, the defect free zone 20, and the bulk micro defect zone 30 by a rough heat cycle during the semiconductor device fabrication process. have.

또한 종래의 SIMS 분석방법은 벌크 마이크로 디펙트 존이 정확히 어느 지점에 위치하는지에 대한 정보를 얻을 수 없기 때문에 벌크 마이크로 디펙트 존에 대한 분석도 불가능하다.In addition, since the conventional SIMS analysis method cannot obtain information about exactly where the bulk micro defect zone is located, it is impossible to analyze the bulk micro defect zone.

그밖에도, 종래의 SIMS 분석방법은 웨이퍼 표면으로부터 벌크 영역으로 무한정 깊이로 측정할 수 없을 뿐만 아니라 깊이 방향으로 원하는 위치에 대한 분석이 불가능한 문제가 있다.In addition, the conventional SIMS analysis method has a problem that it is impossible to measure the depth indefinitely from the wafer surface to the bulk region and also cannot analyze the desired position in the depth direction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 웨이퍼의 벌크 영역을 디펙트 분포에 따라 정확히 구분하고, 구분된 벌크 영역별로 SIMS 분석을 실시하여 메탈 성분을 분석하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법을 제공하는 데 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and precisely classifies a bulk region of a wafer according to a defect distribution, and performs a SIMS analysis on each of the divided bulk regions to analyze a metal region of a wafer. The purpose is to provide a method for analyzing pollutants.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼를 절단하여 절단면에 대하여 벌크 영역별로 성분 분석을 실시하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법을 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention discloses a contaminant analysis method for a bulk region of a wafer in which a wafer is fabricated and semiconductor components are analyzed for each bulk region.

즉, 본 발명에 따른 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법은 (a) 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼를 준비하는 단계; (b) 상기 웨이퍼를 절단하여 분석용 시료를 준비하는 단계; (c) 상기 분석용 시료의 절단면을 검사하여 벌크 영역을 구분하는 단계; 및 (d) 상기 분석용 시료의 절단면에 대하여 벌크 영역별로 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석을 실시하는 단계;를 포함한다.That is, the contaminant analysis method for the bulk region of the wafer according to the present invention comprises the steps of (a) preparing a wafer on which semiconductor device fabrication is completed; (b) cutting the wafer to prepare a sample for analysis; (c) inspecting a cut surface of the analysis sample to classify a bulk region; And (d) performing SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry) analysis for each bulk region of the cut surface of the sample for analysis.

상기 단계 (c)에서는 상기 분석용 시료를 라이트 에칭(Wright Etching)하여 상기 절단면을 확보하는 것이 바람직하다.In the step (c), it is preferable to secure the cut surface by light etching the sample for analysis.

상기 단계 (c)에서는 상기 벌크 영역을 디바이스 형성층, 디펙트 프리 존(Defect free zone), 벌크 마이크로 디펙트 존(Bulk micro defects zone)으로 구분하는 것이 바람직하다.In the step (c), it is preferable to divide the bulk region into a device forming layer, a defect free zone, and a bulk micro defects zone.

상기 단계 (d)에서는, 메탈 원소를 정하여 각 벌크 영역별로 SIMS 분석을 실시하는 것이 바람직하다.In the step (d), it is preferable to determine the metal element and perform SIMS analysis for each bulk region.

본 발명에 따르면 상기 분석용 시료의 벌크 영역별로 수집된 SIMS 분석 데이터를 정상 웨이퍼의 벌크 영역별 SIMS 분석 데이터와 비교하여 웨이퍼의 정상여부를 확인할 수 있다.According to the present invention, it is possible to check whether the wafer is normal by comparing the SIMS analysis data collected for each bulk region of the analysis sample with the SIMS analysis data for each bulk region of the normal wafer.

본 발명에 따르면 웨이퍼의 절단면에 대하여 직접적으로 성분 분석을 실시함으로써 벌크 영역별로 메탈 오염 정도를 정확히 평가할 수 있다. 본 발명은 벌크 마이크로 디펙트 존과 구분하여 디펙트 프리 존에 대한 오염 정도와 그 분포를 확인할 수 있으며, 반도체 디바이스 제작과정에서 오염될 수 있는 모든 원소를 함유하고 있는 벌크 마이크로 디펙트 존이나 게터링 영역에 대한 오염원 분석이 가능하므로 반도체 디바이스 페일(Fail) 원인 분석에 유용하게 적용될 수 있다.According to the present invention, by directly performing component analysis on the cut surface of the wafer, it is possible to accurately evaluate the degree of metal contamination for each bulk region. The present invention can determine the degree of contamination and its distribution for the defect free zone by distinguishing it from the bulk micro defect zone, and the bulk micro defect zone or gettering containing all elements that may be contaminated during semiconductor device fabrication. The pollutant analysis of the region can be usefully applied to the cause analysis of the semiconductor device fail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of performing a contaminant analysis method on a bulk region of a wafer according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법은 웨이퍼 준비(단계 S100), 웨이퍼 절단(단계 S110), 에 칭(단계 S120), 절단면 검사 및 벌크 영역 구분(단계 S130), SIMS 분석(단계 S140) 등의 공정을 차례대로 수행한다.Referring to Figure 2, the contaminant analysis method for the bulk region of the wafer according to a preferred embodiment of the present invention is a wafer preparation (step S100), wafer cutting (step S110), etching (step S120), cut surface inspection and bulk Processes such as area division (step S130) and SIMS analysis (step S140) are performed in this order.

웨이퍼 준비 공정(단계 S100)에서는 반도체 수율 저하 원인을 분석하기 위한 웨이퍼(100)를 준비한다(도 3의 (a) 참조). 이때 웨이퍼(100)로는 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼가 사용된다.In the wafer preparation step (step S100), a wafer 100 for analyzing the cause of semiconductor yield reduction is prepared (see FIG. 3A). In this case, the wafer 100 is used as a wafer in which fabrication of a semiconductor device is completed.

웨이퍼 절단 공정(단계 S110)에서는 측정하고자 하는 웨이퍼의 영역을 작은 조각으로 절단하여 분석용 시료(100a)를 준비한다(도 3의 (b) 참조).In the wafer cutting process (step S110), an area of the wafer to be measured is cut into small pieces to prepare an analysis sample 100a (see FIG. 3B).

에칭 공정(단계 S120)에서는 에칭용액(101)을 이용해 분석용 시료(100a)를 라이트 에칭(Wright Etching)하여 벌크 영역의 구분이 가능하도록 분석용 시료(100a)의 절단면을 확보한다(도 3의 (c) 참조).In the etching process (step S120), the etching sample 101 is light etched using the etching solution 101 to secure a cut surface of the analysis sample 100a so that the bulk region can be distinguished (Fig. 3). (c)).

절단면 검사 및 벌크 영역 구분 공정(단계 S130)에서는 마이크로스코프(Microscope)를 이용하여 분석용 시료(100a)의 절단면을 검사하여 벌크 영역을 구분한다(도 3의 (d) 참조). 이때 벌크 영역은 반도체 디바이스 제작과정 중에 거친 히트 사이클에 의해 디바이스 형성층, 디펙트 프리 존, 벌크 마이크로 디펙트 존의 세 영역으로 구분되며, 각 벌크 영역들은 마이크로스코프에 의해 명확히 식별 가능하다.In the cut plane inspection and bulk region division process (step S130), the bulk region is divided by inspecting the cut surface of the sample for analysis 100a using a microscope (see FIG. 3 (d)). In this case, the bulk region is divided into three regions of the device formation layer, the defect free zone, and the bulk micro defect zone by a rough heat cycle during the semiconductor device fabrication process, and each bulk region can be clearly identified by the microscope.

SIMS 분석 공정(단계 S140)에서는 분석용 시료의 절단면에 대하여 벌크 영역별로 SIMS에 의한 성분 분석을 실시한다(도 3의 (e) 참조). SIMS 분석은 통상의 SIMS 장비를 이용하여 수행하며, 예컨대 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등과 같은 특정 메탈 원소를 선정하여 각 벌크 영역별로 구분하여 진행한다.In the SIMS analysis step (step S140), component analysis by SIMS is performed for each bulk region on the cut surface of the sample for analysis (see FIG. 3E). SIMS analysis is performed by using a conventional SIMS equipment, for example, by selecting a specific metal element such as iron (Fe), nickel (Ni), copper (Cu) and proceeds by dividing each bulk region.

상기와 같은 오염물질 분석 과정을 정상 웨이퍼와 비정상 웨이퍼에 대하여 실시한 후 비교해 보면 도 4에 나타난 바와 같이 종래의 SIMS 분석법으로는 확인할 수 없었던 벌크 영역의 메탈 오염정도 차이를 명확히 확인할 수 있다. 도 4의 (a)는 비정상 웨이퍼에 대한 분석 결과를 보여주는 사진이며, 도 4의 (b)는 정상 웨이퍼에 대한 분석 결과를 보여주는 사진이다. 도 4를 참조하면, 비정상 웨이퍼의 경우 정상 웨이퍼에 비해 상대적으로 디펙트 프리 존의 깊이가 얕고 벌크 마이크로 디펙트 존에 존재하는 디펙트의 사이즈가 큰 것을 확인할 수 있다.As a result of comparing the contaminant analysis process with respect to the normal wafer and the abnormal wafer, as shown in FIG. 4, it is possible to clearly confirm the difference in metal contamination of the bulk region, which could not be confirmed by the conventional SIMS analysis method. Figure 4 (a) is a photograph showing the analysis results for the abnormal wafer, Figure 4 (b) is a photograph showing the analysis results for the normal wafer. Referring to FIG. 4, it can be seen that the abnormal wafer has a smaller depth of the defect free zone and a larger size of the defect present in the bulk micro defect zone than the normal wafer.

도 5는 정상 웨이퍼 및 비정상 웨이퍼에 대하여 종래의 SIMS 분석법을 적용하여 메탈 성분에 의한 오염정도를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 여기서, SIMS 분석은 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu)에 해당하는 3가지 메탈 원소를 선정하여 이를 검출하는 방식으로 실시하였다. 도 5에 나타난 메탈 성분 검출결과를 참조하면, 정상 웨이퍼(Good)와 비정상 웨이퍼(Bad1,Bad2)의 오염정도에는 실질적으로 차이점이 발견되지 않음을 확인할 수 있다. 또한, 철(Fe)의 경우에는 일부 영역에서 비정상적으로 과도하게 검출되는 현상이 나타남을 확인할 수 있다.FIG. 5 is a graph illustrating a result of analyzing contamination by metal components by applying a conventional SIMS method to a normal wafer and an abnormal wafer. Here, SIMS analysis was performed by selecting three metal elements corresponding to iron (Fe), nickel (Ni), and copper (Cu) and detecting them. Referring to the metal component detection results shown in FIG. 5, it can be seen that substantially no difference is found in the degree of contamination between the normal wafers Good and the abnormal wafers Bad1 and Bad2. In addition, in the case of iron (Fe) it can be seen that a phenomenon that is abnormally excessively detected in some areas.

한편, 도 6은 정상 웨이퍼 및 비정상 웨이퍼에 대하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염물질 분석방법을 적용하여 메탈 성분에 의한 오염정도를 분석한 결과를 나타낸 그래프이다. 도 5의 경우와 마찬가지로 SIMS 분석은 철(Fe), 니켈(Ni), 구리(Cu)에 해당하는 3가지 메탈 원소를 선정하여 이를 검출하는 방식으로 실시하였다. 도 6을 참조하면, 상기 3가지 메탈 원소 모두에 대하여 정상 웨이퍼(G)에 비해 비정상 웨이퍼(B1,B2)의 오염물질 검출량이 높게 나타나 오염정도를 명확히 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 6 is a graph showing the result of analyzing the contamination level by the metal component by applying the contaminant analysis method according to a preferred embodiment of the present invention for the normal wafer and the abnormal wafer. As in the case of FIG. 5, SIMS analysis was performed by selecting three metal elements corresponding to iron (Fe), nickel (Ni), and copper (Cu) and detecting them. Referring to FIG. 6, contamination levels of abnormal wafers B1 and B2 are higher than those of the normal wafer G for all three metal elements, and thus the degree of contamination may be clearly confirmed.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오염물질 분석방법에서는 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼를 준비한 후, 측정하고자 하는 부분을 절단하여 분석용 시료를 제작하고, 분석용 시료를 라이트 에칭하여 절단면을 확보한 후 상기 절단면에 대하여 벌크 영역별로 SIMS 분석을 실시하여 선정된 메탈 원소를 검출하는 공정을 진행한다. SIMS 분석 데이터를 수집한 후에는 이를 정상 웨이퍼의 벌크 영역별 SIMS 분석 데이터와 비교하여 웨이퍼의 정상여부를 확인한다.As described above, in the contaminant analysis method according to the preferred embodiment of the present invention, after preparing a wafer on which semiconductor device fabrication is completed, a portion to be measured is cut to prepare an analysis sample, and the sample for analysis is light-etched to cut the cut surface. After securing, the process of detecting the selected metal element by SIMS analysis for each bulk region of the cut surface is performed. After collecting the SIMS analysis data, it is compared with the SIMS analysis data for each bulk area of the normal wafer to check whether the wafer is normal.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.

도 1은 반도체 디바이스 제작 완료 후 웨이퍼의 벌크 구조를 보여주는 사진이다.1 is a photograph showing a bulk structure of a wafer after fabrication of a semiconductor device.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a process of performing a contaminant analysis method on a bulk region of a wafer according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 개략적인 공정도이다.3 is a schematic process diagram of FIG. 2.

도 4는 본 발명을 적용하여 정상 웨이퍼와 비정상 웨이퍼에 대하여 벌크 영역의 오염정도를 확인한 예를 보여주는 사진이다.Figure 4 is a photograph showing an example of confirming the contamination degree of the bulk region for the normal wafer and the abnormal wafer by applying the present invention.

도 5는 종래기술에 따라 수행된 웨이퍼의 벌크 영역별 SIMS 분석 결과를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the results of SIMS analysis for each bulk region of a wafer performed according to the prior art.

도 6은 본 발명에 따라 수행된 웨이퍼의 벌크 영역별 SIMS 분석 결과를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the results of SIMS analysis for each bulk region of a wafer performed according to the present invention.

Claims (5)

(a) 반도체 디바이스 제작이 완료된 웨이퍼를 준비하는 단계;(a) preparing a wafer on which semiconductor device fabrication is completed; (b) 상기 웨이퍼를 절단하여 분석용 시료를 준비하는 단계;(b) cutting the wafer to prepare a sample for analysis; (c) 상기 분석용 시료의 절단면을 검사하여 벌크 영역을 구분하는 단계; 및(c) inspecting a cut surface of the analysis sample to classify a bulk region; And (d) 상기 분석용 시료의 절단면에 대하여 벌크 영역별로 성분 분석을 실시하는 단계;를 포함하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법.(d) conducting component analysis for each bulk region of the cut surface of the sample for analysis; and a contaminant analysis method for the bulk region of the wafer. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서,The method of claim 1, wherein in step (c), 상기 분석용 시료를 라이트 에칭(Wright Etching)하여 상기 절단면을 확보하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법.The method for analyzing the contaminants in the bulk region of the wafer, characterized in that to secure the cut surface by the light etching the analysis sample. 제1항에 있어서, 상기 단계 (c)에서,The method of claim 1, wherein in step (c), 상기 벌크 영역을 디바이스 형성층, 디펙트 프리 존(Defect free zone), 벌크 마이크로 디펙트 존(Bulk micro defects zone)으로 구분하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법.And classifying the bulk region into a device forming layer, a defect free zone, and a bulk micro defects zone. 제1항에 있어서, 상기 단계 (d)에서,The method of claim 1, wherein in step (d), 상기 성분 분석을 위해 벌크 영역별로 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry) 분석을 실시하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오 염물질 분석방법.Contaminant analysis method for the bulk region of the wafer, characterized in that for conducting the component analysis for the bulk region SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry). 제4항에 있어서, 상기 단계 (d)에서,The method of claim 4, wherein in step (d), 상기 분석용 시료의 벌크 영역별로 수집된 SIMS 분석 데이터를 정상 웨이퍼의 벌크 영역별 SIMS 분석 데이터와 비교하여 웨이퍼의 정상여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 벌크 영역에 대한 오염물질 분석방법.And comparing the SIMS analysis data collected for each bulk region of the analysis sample with SIMS analysis data for each bulk region of the normal wafer to determine whether the wafer is normal.
KR1020080101937A 2008-10-17 2008-10-17 Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer KR20100042791A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080101937A KR20100042791A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080101937A KR20100042791A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100042791A true KR20100042791A (en) 2010-04-27

Family

ID=42218048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080101937A KR20100042791A (en) 2008-10-17 2008-10-17 Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100042791A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6265232B1 (en) Yield based, in-line defect sampling method
JP5284792B2 (en) Method and system for classifying defects detected on inspection samples
US6607927B2 (en) Method and apparatus for monitoring in-line copper contamination
JP4992246B2 (en) Method for evaluating Cu in silicon wafer
KR101372995B1 (en) Defect Inspection Method
CN109979840B (en) Method for monitoring precision offset of wafer carrier of defect observation equipment
JP6102277B2 (en) Method for evaluating metal contamination of semiconductor wafer and method for manufacturing semiconductor wafer
US6539272B1 (en) Electric device inspection method and electric device inspection system
US7760930B2 (en) Translation engine of defect pattern recognition
JP5446160B2 (en) Manufacturing method of recycled silicon wafer
KR20100042791A (en) Analysis method of contamination ingredient in the bulk of wafer
JP2005236094A (en) Method for manufacturing semiconductor device, method and system for failure analysis
TWI616964B (en) Wafer metal contamination evaluation method
US7855088B2 (en) Method for manufacturing integrated circuits by guardbanding die regions
CN114062396B (en) Method for detecting molecular pollutants in air and method for forming copper interconnection structure
Tomlinson et al. In-line SEM based ADC for advanced process control
KR20050012500A (en) A defect inspecting method for silicon wafer
KR100817082B1 (en) System for evaluating surface uniformity and method of evaluating the same
KR100301736B1 (en) Failure analysis apparatus of semiconductor integrated circuits and method thereof
KR100460337B1 (en) Method for analyzing semiconductor wafer to improve reliability of analysis data according to yield
Bakker Applied use of advanced inspection systems to measure, reduce, and control defect densities
KR101312545B1 (en) Standard wafer and method for manufacturing the same
CN117995705A (en) Defect detection method and system of semiconductor device
KR20200017959A (en) A method of manufacturing a standard wafer and a method of diagnosing target process contamination using the saem
KR20100034611A (en) Method for verification of process window in semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid