[发明专利]钝化层微裂纹的检测方法

说明书

本发明提供一种钝化层微裂纹的检测方法，包括将待检测样品浸入腐蚀溶液，腐蚀溶液通过钝化层中的微裂纹进入与微裂纹接触的金属层，腐蚀金属层以形成相对微裂纹较大的、且在光学显微镜下呈黑色的金属腐蚀空洞，由于钝化层在光学显微镜下呈透明状态及尺寸较小而无法观察到的微裂纹，可通过观察金属腐蚀空洞的分布获取。本发明采用的检测方法中腐蚀溶液会进入所有与金属层接触的微裂纹以形成金属腐蚀空洞，相对于现有的剖面观察技术，可以整体反应钝化层中微裂纹的分布情况，且整个检测过程为化学腐蚀过程，不产生新的应力，不会在钝化层中形成新的微裂纹以对检测结果造成干扰，且不需要用到大型昂贵的检测设备，检测方法简单，检测成本低。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种钝化层微裂纹的检测方法。

背景技术

芯片钝化层是一种保护芯片内部电路结构免受外界(水气、腐蚀性气体、杂质或外力)影响的保护层。钝化层的微裂纹会导致水、气或杂质等通过微裂纹进入，腐蚀或者影响钝化层保护下的金属层的电性能，从而造成芯片失效或者可靠性降低。由于微裂纹尺寸较小，一般处于几十纳米或者更小的尺度，而且由于可见光可以透过钝化层，故在光学显微镜下无法观察到微裂纹。

目前检测钝化层微裂纹的主要技术是通过制作样品的剖面(剖面的制作大部分通过机械方法制作或者用聚焦离子束切割)，然后用扫描电子显微镜观察剖面是否有微裂纹。这种检测方法具有以下不足之处：(1)剖面的微裂纹不足以反映芯片钝化层中微裂纹的分布情况，这是因为微裂纹并不是在钝化层中均匀分布，单一剖面的微裂纹并不足以反应微裂纹在钝化层中的分布情况；(2)机械方法制作待检测样品剖面的过程中会产生应力，由于钝化层均由脆性材料组成，机械应力会导致新的微裂纹出现并会对原有微裂纹形貌产生影响，且采用聚焦离子束切割制作的剖面尺寸非常小，很难反应长尺寸剖面的情况，更难以反映整个钝化层的情况；(3)需要大型设备，如需要扫描电子显微镜，聚焦离子束切割设备，晶圆切割设备等，操作复杂，耗时较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钝化层微裂纹的检测方法，以整体反应钝化层中微裂纹的分布情况。

为了达到上述目的，本发明提供一种钝化层微裂纹的检测方法，包括:

将待检测样品浸入腐蚀溶液，所述腐蚀溶液通过钝化层中的微裂纹进入与所述微裂纹接触的金属层，腐蚀所述金属层以形成金属腐蚀空洞；以及

在光学显微镜下观察所述金属腐蚀空洞的分布。

可选的，所述腐蚀溶液包括盐酸或硝酸。

可选的，所述腐蚀溶液中还加有表面活性剂。

可选的，所述腐蚀溶液包括3％重量的表面活性剂、8％重量的盐酸及89％重量的去离子水。

可选的，将待检测样品浸入腐蚀溶液之前，还包括采用表面活性剂对所述钝化层进行处理，增加钝化层中微裂纹界面被所述腐蚀溶液浸润的能力。

可选的，采用表面活性剂对所述钝化层进行处理之前，还包括对所述待检测样品进行清洗以去除所述微裂纹中和/或所述钝化层表面的沾污，使所述微裂纹完整暴露。

可选的，对所述待检测样品进行清洗采用的清洗溶液包括氢氟酸、硝酸及氢氟酸与硝酸的混合溶液。

可选的，所述清洗溶液包括2％的硝酸、2％重量的氢氟酸及96％重量的去离子水。

可选的，还包括在第一设定温度范围对所述待测样品进行清洗，和/或在第二设定温度范围将所述待检测样品浸入腐蚀溶液。

可选的，所述第一设定温度范围和第二设定温度范围均为40℃～60℃。

可选的，所述腐蚀溶液中还添加有缓冲试剂。

可选的，所述缓冲试剂包括醋酸溶液。