[發明專利]一種檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法

有效

• 申請號: 201210432250.3
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102944196A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 王愷;陳宏璘;龍吟;倪棋梁;郭明升
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01B15/04
• 分類號: G01B15/04
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法。

背景技術

隨著半導體工藝的發展和器件特征尺寸的縮小，對生產工藝精確度和穩定性的要求也愈發苛刻，甚至是幾個納米的誤差也會造成良率損失，其中尤以多晶硅柵和圓形接觸孔的特征尺寸更為敏感。圓度作為圓形接觸孔工藝標準的技術參數之一，其重要性在65納米甚至是45納米以下的工藝中越來越高。

在45納米以下的工藝中，圓形精度缺失可能間接導致半導體器件工作性能偏離正常值，例如漏電等；更嚴重情況下會導致器件無法工作，例如接觸孔間距太小引起短路。在現有技術下，對圓形接觸孔的圓度測量一般采取抽樣的方法，根據接觸孔的形狀和尺寸，在晶圓的各個位置隨機選取一定比例的接觸孔，以局部測量的平均值代表晶圓上接觸孔的整體圓度測量值。

這種局部選點、隨機抽樣的測量方法經常造成以偏概全的現象，無法全面地反映出接觸孔的工藝水平。其一，在形成接觸孔的工藝中，無法保證在曝光、刻蝕和清洗的步驟中由于雜質等影響，造成的單個、偶發的圓形接觸孔圓度不達標的現象被檢測到，接觸孔圓度達標不能代表所有接觸孔都符合工藝要求；其二，在接觸孔比較密集的區域，由于間距較小，對圓度的精確度要求較高，隨機抽樣得方法不能保證工藝最為薄弱的位置被測量到。

發明內容

根據現有技術存在的缺陷，現提供一種檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，具體包括：

一種檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，采用電子束掃描設備對半導體晶圓上的圓形接觸孔進行掃描；所述半導體晶圓下包括襯底，所述襯底與低電位相接；其中，在所述半導體晶圓上設置多個檢測電路結構，設置一個所述檢測電路結構的具體步驟包括：

步驟a，在所述半導體晶圓上設置N型有源區和P型有源區；

步驟b，采用二氧化硅隔離所述N型有源區和所述P型有源區；所述N型有源區設置在P型阱中，所述P型有源區設置在N型阱中；

步驟c，采用多晶硅柵橋接所述N型有源區和所述P型有源區，在兩個有源區和所述多晶硅柵之間用柵氧化層隔離以形成互不導通的各自獨立部分；

步驟d，在所述N型有源區上連接有圓形接觸孔，在所述P型有源區和所述多晶硅柵上連接有橢圓形接觸孔；

步驟e，采用所述電子束掃描設備檢測所述圓形接觸孔的圓度。

優選的，該檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，其特征在于，在所述半導體晶圓上以陣列的形式重復排列所述檢測電路結構。

優選的，該檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，其中，當所述圓形接觸孔的圓度符合標準時，所述N型有源區與所述P型阱形成PN結，所述PN結反向截至使所述半導體晶圓表面上的正電荷無法通過所述襯底與所述低電位相接；堆積在所述半導體晶圓表面的所述正電荷吸引電子反射導致所述電子束掃描設備收集到較少的二次電子，并導致所述圓形接觸孔較暗。

優選的，該檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，其中，當所述圓形接觸孔的圓度符合標準時，所述P型有源區與所述N型阱形成PN結，所述PN結正向導通使所述半導體晶圓表面的正電荷通過所述襯底與所述低電位連接，所述電子束掃描設備收集到較多的二次電子導致所述橢圓形接觸孔較亮。

優選的，該檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，其中，當所述圓形接觸孔的圓度腹部和標準時，所述圓形接觸孔與所述多晶硅柵短接，堆積在所述圓形接觸孔表面的電子通過所述多晶硅柵以及所述橢圓形接觸孔與所述P型有源區連接而導致所述電子減少，所述圓形接觸孔變亮。

優選的，該檢測半導體圓形接觸孔圓度的方法，其中，在所述電子束掃描設備中設置一個計算裝置，所述電子束掃描設備分列掃描所述半導體晶圓上的所述檢測電路結構后，所述計算裝置根據掃描結果計算不合格的所述圓形接觸孔的數量，并表示成百分比結果。

上述技術方案的有益效果是：可以有效、全面地反映出接觸孔圓度的工藝水平，為45納米以下的先進接觸孔工藝開發提供支持，縮短開發周期。

附圖說明

圖1是本發明的實施例中檢測電路結構的結構示意圖；

圖2是本發明的實施例中N型有源區的剖面圖；

圖3是本發明的實施例中P型有源區的剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。