[發(fā)明專利]檢測接觸孔蝕刻缺陷的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610148818.3
• 申請日: 2006-12-28
• 公開（公告）號: CN101211805A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許向輝;閻海濱;陳思安;陳宏璘
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制作方法，尤其涉及半導(dǎo)體器件制作過程中，檢測接觸孔蝕刻缺陷的方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，集成電路中所含器件的數(shù)量不斷增加，單一芯片上所容納的器件數(shù)已由以往的數(shù)千個器件提高至數(shù)萬個器件，而器件的尺寸也因集成度的提升而不斷地縮小。因此，對如此密集分布的電路及數(shù)量龐大的器件而言，為了確保芯片的運作特性及可靠度，對晶圓的檢查或品管工作變得更加重要。

在半導(dǎo)體工藝中，主要通過光學(xué)檢測技術(shù)確定晶圓缺陷，并進(jìn)一步追蹤缺陷產(chǎn)生的原因，進(jìn)而改善生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品良率。顯然，晶片檢測是實際生產(chǎn)過程中重要步驟。申請?zhí)枮?8115227的中國專利申請中提到，在半導(dǎo)體制造工藝中，多采用自動方法檢測晶圓缺陷，然而一般都是在形成完半導(dǎo)體器件以后再對缺陷進(jìn)行檢測的，因為無法實時檢測，會造成大量的芯片浪費。

在所有的晶圓缺陷檢測中，包括對接觸孔缺陷的檢測。接觸孔缺陷包括在制造電性接觸孔的蝕刻工藝中，若蝕刻不完全，會造成電性操作特性的損壞。一般來講，工藝設(shè)備的設(shè)置錯誤、蝕刻工藝條件控制不良、操作上人為的疏漏或上述的各種組合均會造成不穩(wěn)定或異常的蝕刻狀態(tài)，如圖1所示的蝕刻不完全現(xiàn)象(圖中橢圓標(biāo)示部分)，進(jìn)而損害電性操作。

現(xiàn)有檢測接觸孔蝕刻缺陷的方法，如圖2所示，執(zhí)行步驟S101在晶圓上形成介電層；執(zhí)行步驟S102將待曝光接觸孔圖形轉(zhuǎn)移至介電層上，沿待曝光接觸孔圖形蝕刻介電層至露出晶圓，形成接觸孔；執(zhí)行步驟S103在接觸孔內(nèi)填充導(dǎo)電物質(zhì)；執(zhí)行步驟S104研磨導(dǎo)電物質(zhì)；執(zhí)行步驟S105將晶圓放入電子束掃描檢測機(jī)臺，對接觸孔進(jìn)行逐個檢測，比較各個接觸孔內(nèi)導(dǎo)電物質(zhì)的導(dǎo)電能力。

現(xiàn)有技術(shù)在接觸孔內(nèi)填充滿導(dǎo)電物質(zhì)后或者在芯片被制造出來后通過電子束掃描檢測機(jī)臺(e-beam)檢測接觸孔的導(dǎo)電能力才發(fā)現(xiàn)蝕刻不完全的缺陷。這樣會導(dǎo)致異常蝕刻狀態(tài)無法實時被檢測，進(jìn)而造成了大量的芯片浪費；并且用電子束掃描檢測機(jī)臺(e-beam)檢測時，會對每個接觸孔的導(dǎo)電能力進(jìn)行檢測，因此檢測一片晶圓需要花大約20小時，時間太長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種檢測接觸孔蝕刻缺陷的方法，防止無法實時被檢測異常蝕刻狀態(tài)，而造成大量的芯片浪費；并且防止檢測時間過長。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種檢測接觸孔蝕刻缺陷的方法，包括下列步驟：

a.將晶圓分為半導(dǎo)體器件工作區(qū)和半導(dǎo)體器件虛擬區(qū)，所述半導(dǎo)體器件虛擬區(qū)位于半導(dǎo)體工作區(qū)邊緣；

b.在晶圓上形成介電層；

c.蝕刻介電層至露出晶圓，在半導(dǎo)體器件工作區(qū)形成接觸孔，在半導(dǎo)體器件虛擬區(qū)形成虛擬接觸孔；

d.將晶圓放入檢測設(shè)備，檢測虛擬接觸孔蝕刻是否完全；

e.如檢測出虛擬接觸孔蝕刻完全，檢測結(jié)束，如檢測出虛擬接觸孔蝕刻不完全，檢測離虛擬接觸孔最近的接觸孔蝕刻是否完全；

f.如檢測出接觸孔蝕刻完全，檢測結(jié)束，如檢測出接觸孔蝕刻仍不完全，由邊緣向中心依次類推檢測接觸孔蝕刻是否完全。

檢測虛擬接觸孔的設(shè)備為電子掃描顯微鏡，電子掃描顯微鏡的放大倍率為10000～15000倍。

所述虛擬接觸孔直徑與接觸孔直徑相同。

所述虛擬接觸孔的數(shù)量為至少一個。

步驟c包括：形成待曝光接觸孔圖形和待曝光虛擬接觸孔圖形；將待曝光待曝光接觸孔圖形和待曝光虛擬接觸孔圖形轉(zhuǎn)移至光罩上，形成接觸孔圖形和虛擬接觸孔圖形；將光罩上的接觸孔圖形和虛擬接觸孔圖形轉(zhuǎn)移至介電層上；沿接觸孔圖形和虛擬接觸孔圖形蝕刻介電層至露出晶圓，在半導(dǎo)體器件工作區(qū)形成接觸孔，在半導(dǎo)體器件虛擬區(qū)形成虛擬接觸孔。

用圖形布局軟件形成待曝光虛擬接觸孔圖形。

用電子束寫入裝置或激光束寫入裝置將待曝光虛擬接觸孔圖形轉(zhuǎn)移至光罩上。