定位结构及其定位方法 【技术领域】
本发明是有关于一种定位结构及其定位方法，且特别是有关于在显微镜观察下用以定位半导体试片的定位结构及其定位方法。
背景技术
为了提升半导体组件的合格率，晶圆必须具有良好的闸氧化层完整性(GateOxide Integrity；GOI)、低p/n接合漏电流(junction leakage)与足够的污染物吸附量(gettering capacity)。上述这些晶圆特性都和晶圆的制造过程息息相关。举例来说，闸氧化层完整性与p/n接合漏电流都和晶圆中主动层的晶格微粒(Crystal Originated Particle，COP)数量有关。晶格微粒数目越多，则闸氧化层完整性越差，p/n接合漏电流越大。而p/n接合漏电流还和晶圆主动层的污染物浓度有关，污染物浓度越大，p/n接合漏电流也越大。
在公知技术中，通常先以显微镜，例如微光显微镜(emission microscope，EMMI)，来观察闸氧化层完整性。若在观察时发现闸氧化层中存在缺陷，则再以扫描电镜(scanning electron microscope，SEM)、聚焦离子束、电性分析或其它物理手段进一步地量测分析此缺陷的特性。典型的闸氧化层完整性试片大小约为1000微米×1000微米，但其闸氧化层的缺陷却十分微小，实际尺寸约为0.1微米×0.1微米。另一方面，随着显微镜放大倍率的增加，显微镜下的视野缩小至122微米×122微米，而此时微光显微镜所能解析的发光缺陷大小约为5微米×5微米。
也就是说，若使用微光显微镜观察此1000微米×1000微米的闸氧化层完整性试片，在122微米×122微米的视野范围内，0.1微米×0.1微米大小的缺陷会呈现出大小约为5微米×5微米的发光亮点。由于发光缺陷及试片的尺寸差距太大，因此虽然可从微光显微镜观察到试片中存在发光缺陷，但却难以确定发光缺陷在晶圆上的正确实体位置，如此使得进一步量测分析此发光缺陷时，十分难以定位此发光缺陷的位置。
公知技术提供一种以雷射记号来改善缺陷定位问题的方法。先以微光显微镜观察试片中发光缺陷的位置，然后将试片移至雷射机台，在该发光缺陷地位置附近烧出记号，以帮助在接下来的量测分析中定位此发光缺陷的位置。然而，在此过程中，由于微光显微镜与雷射机台并未整合在一起，因此必须依靠肉眼调整雷射光聚焦的大概位置。此雷射烧出的位置不但可能与实际缺陷位置间具有很大的距离误差，而且更可能会在晶圆上造成新的人工缺陷(artificial defect)，因而影响闸氧化层实际的电性与物性表现。再者，这种定位问题也使得失效分析(Failure Analysis，FA)难以顺利进行，降低整个晶圆测试过程的效率。
【发明内容】
因此本发明的目的就是在提供一种定位结构，供在显微镜观察时定位一半导体试片，正确地定位半导体试片中的缺陷位置，避免公知人工缺陷影响实际缺陷的特性。
本发明的另一目的是在提供一种定位闸氧化层完整性试片的缺陷的方法，提高半导体试片定位的正确性，并改善失效分析的流程以增进测试过程的效率。
根据本发明的上述目的，提出一种定位结构及其定位方法。此定位结构包含若干个点状图案以及若干个尺状图案位于该半导体试片上。各尺状图案具有一直线图案以及若干个刻度，其中两相邻的该些点状图案间以该些尺状图案之一连接，将该半导体试片划分为若干个区域。此定位方法包含：首先，在半导体试片上形成该定位结构，再以显微镜观察半导体试片，此时再施加一电压使半导体试片的缺陷发光。最后，根据定位结构，定位该发光缺陷的详细位置。
依照本发明一较佳实施例，该半导体试片为一闸氧化层完整性试片，该试片包含一硅基板，一闸氧化层位于该硅基板之上，一多晶硅层位于该闸氧化层之上以及一氧化层位于该多晶硅层之上。该些点状图案以及该些尺状图案的材质包含金属铝。该定位结构还包含若二个参考图案，环绕于该些区域的最外围以标示各个区域。
再者，该些区域为方形区域，且各区域的尺寸为10000平方微米，且该些点状图案的尺寸小于25平方微米。各尺状图案具有若干个不同种类的刻度，以指示各区域中的详细位置。此外，该定位方法还包含根据该定位结构，利用雷射光在该发光缺陷的周围烧出一记号，以帮助定位该发光缺陷的详细位置。
本发明是在半导体试片上形成一定位结构，并利用定位结构的图案帮助在显微镜观察下正确地定位发光缺陷的详细位置。此定位结构形成于晶圆中原本为金属层的位置，为一简单易于实施的制程，易于整合于测试过程之中，以改善失效分析的流程并增进测试过程的效率。而且，当要进一步量测分析此发光缺陷时，根据本发明可清楚地找到发光缺陷的详细位置，且不会对其造成人工缺陷的破坏，因此能够正确地且完整地完成闸氧化层完整性的检测。
【附图说明】
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
图1A是本发明的一较佳实施例的流程图；
图1B是本发明的一较佳实施例中的闸氧化层完整性试片的侧面示意图；
图2A是本发明的定位结构的一较佳实施例的示意图；以及
图2B是图2A的定位结构的放大示意图。
【具体实施方式】
图1A是本发明的一较佳实施例的流程图，而图1B是此较佳实施例中的闸氧化层完整性试片的侧面示意图。此较佳实施例是以本发明的定位结构来定位一闸氧化层完整性试片的缺陷的详细位置。如图1B所示，此闸氧化层完整性试片110包含一硅基板112，位于该硅基板112上为一闸氧化层114，位于该闸氧化层114上为一多晶硅层116以及位于该多晶硅层116上为一氧化层118。
本发明的定位方法是先在闸氧化层完整性试片110上形成定位结构122(步骤102)。再以微光显微镜132观察闸氧化层完整性试片110，此时再施加一电压使闸氧化层完整性试片110的缺陷发光(步骤104)。其中，此微光显微镜132以电感偶合组件(Charge Coupled Device，CCD)侦测器来侦测发光缺陷所发出的可见光以及红外光。最后，根据本发明的定位结构122，定位该发光缺陷的详细位置(步骤106)。
图2A是本发明的定位结构的一较佳实施例的示意图，而图2B是图2A的定位结构的放大示意图。如图2A所示，本发明的定位结构122包含若干个点状图案202以及若干个尺状图案204，该些尺状图案204连接该些点状图案202，将闸氧化层完整性试片110划分为若干个方形区域210。整个闸氧化层完整性试片110的大小约为1000微米×1000微米，而各方形区域210的尺寸约为100微米×100微米，即10000平方微米，以符合显微镜下的视野范围所需。
在此较佳实施例中，该定位结构122还包含若干个参考图案206，环绕于该些方形区域210的最外围，一对一地对应以标示各个方形区域210。再者，在此较佳实施例中，本发明的定位结构122的材质包含金属铝，且形成于图1B的氧化层118的上方，即公知金属层的位置，因此其制程简单，可使测试过程的试片制备步骤轻易地达成。
如图2B所示，各尺状图案204具有一直线图案以及若干个不同种类的刻度214a、214b及214c，分别表示50微米、10微米及5微米，如此以详细地指示各方形区域210中发光缺陷212的位置。在此较佳实施例中，该些点状图案202的尺寸为3微米×3微米，刻度214a的尺寸为0.3微米×3微米，刻度214b的尺寸为0.3微米×2微米以及刻度214c的尺寸为0.3微米×1微米。由于微光显微镜所能解析的发光缺陷大小约为5微米×5微米，因此上述的各图案的尺寸必须小于25平方微米，才不会阻碍微光显微镜侦测发光缺陷。
再者，在本发明的定位方法中，根据定位结构122定位发光缺陷的详细位置的步骤，可有多种不同的实施方式。举例来说，除了直接读取本发明的定位结构以了解发光缺陷位置的外，本发明可使用显微镜搭配分析程序，参照图2A中的点状图案202、尺状图案204及参考图案206的不同形状以及尺寸，将检测出的发光缺陷位置储存于位置缓存器中，以供另一量测机台参照而正确地定位出发光缺陷的位置，如此相互配合而改进失效分析的过程。
而且，因为本发明的定位结构为位于试片上的实体结构，其位置固定且不易被量测过程破坏，因此根据其所定位出的缺陷位置数据可供不同的量测机台流通使用。此外，本发明还可以雷射光配合定位结构，在发光缺陷的周围烧出一记号，以帮助定位该发光缺陷的详细位置。由于雷射机台在聚焦时有本发明的定位结构的辅助，因此其烧出的记号可更接近发光缺陷，而且可避免在晶圆上造成人工缺陷，因此减少公知雷射记号影响闸氧化层实际电性与物性表现的问题。