[發明專利]通孔與下層金屬線對準偏差的檢測方法

有效

• 申請號: 201310496439.3
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103515265A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 倪棋梁;陳宏璘;龍吟
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L23/544
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明涉及集成電路制造工藝領域，尤其涉及一種通孔與下層金屬線對準偏差的檢測方法。

背景技術

隨著大規模集成電路制造朝著集成度更高，關鍵尺寸不斷縮小以及器件結構越來越復雜的方向發展，對集成電路制造工藝的精度和可重復性要求越來越高。為滿足集成電路整體電學性能的要求，在芯片的具體制造過程中，不同結構的電路圖形常一層層的疊堆在一起。其中，集成電路前段制造工藝的疊堆主要是柵極和接觸孔，后段的疊堆主要是通孔和金屬線。由于通孔和金屬線在后段是多層的重復結構，尤其在一些先進工藝中其具有多達10層的重復結構，因此如何精確檢測通孔與金屬線的對準偏差，以保證集成電路制造工藝的精度和可重復性，進而提升產品的良率就顯得尤為重要。

在現有技術中，常通過光學方法來檢測通孔與金屬線的對準偏差值，以控制集成電路制造工藝的精度和可重復性。但由于光學方法本身受到波長分辨率大小的限制，當器件尺寸不斷縮小時，這種方法就不能用來精確檢測通孔與金屬線的對準偏差，從而無法保證集成電路制造工藝的精度和可重復性，進而也不能滿足工藝精確控制的要求來提升產品的良率。

因此，尋找一種精確檢測通孔和下層金屬線間對準偏差的方法對于提升器件的質量就顯得十分重要。

發明內容

本發明的目的為，針對上述問題，提出了一種通孔與下層金屬線對準偏差的檢測方法，該方法通過在晶圓上分別布置與切割線平行，呈中心對稱且互不相連的第一金屬線和第二金屬線，其中，第一金屬線和第二金屬線具有沿豎直方向以定值t遞增或遞減的多條凸起金屬線，掃描位于第一金屬線和第二金屬線之間并與凸起金屬線一一對應的通孔，將通孔的影像數據與無對準偏差的標準影像數據進行對比，以精確檢測出通孔與下層金屬線的對準偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復性，進而提升了產品的良率。

為實現上述目的，本發明一種通孔與下層金屬線對準偏差的檢測方法，包括如下步驟：

步驟S01，于晶圓上分別布置與切割線平行的第一金屬線和第二金屬線，所述第一金屬線和第二金屬線具有沿豎直方向以定值t遞增或遞減的n條凸起金屬線，其中，n為大于2的整數；所述第一金屬線與第二金屬線呈中心對稱且互不相連；

步驟S02，掃描位于所述第一金屬線和第二金屬線之間并與所述凸起金屬線一一對應的通孔，以獲得所述通孔的影像數據，其中，所述凸起金屬線與通孔相連時掃描結果顯示為亮，所述凸起金屬線與通孔不相連時掃描結果顯示為暗；

步驟S03，將所述通孔的影像數據與無對準偏差的標準影像數據進行對比，以檢測出所述通孔與下層金屬線的對準偏差，其中，所述無對準偏差的標準影像數據為所述第一金屬線和第二金屬線的最長凸起金屬線與通孔相連，其他凸起金屬線與通孔不相連時的掃描結果。

進一步地，所述第一金屬線和第二金屬線還分別連接有一P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件，其中，所述第一金屬線和第二金屬線是與所述P型離子井和金屬鎢接觸孔器件上的接觸孔相連。

進一步地，所述通孔的影像數據是通過掃描式電子顯微鏡掃描所述通孔實現的。

進一步地，所述通孔與下層金屬線的對準偏差包括正X方向上的對準偏差和負X方向上的對準偏差。其中，所述對準偏差是正X方向還是負X方向是由所述第一金屬線和第二金屬線的最長凸起金屬線所對應的通孔的亮暗變化來確定。

進一步地，所述凸起金屬線的寬度范圍為10nm～50nm。

進一步地，所述定值t的范圍為1nm～30nm。

進一步地，所述通孔的影像數據與無對準偏差的標準影像數據進行對比，以計算出所述有亮暗變化通孔的數量k。

進一步地，當k為小于2的整數時，所述的通孔對準偏差為0；k為大于或等于2的整數時，所述的通孔與下層金屬線對準偏差為(k-1)*t。

從上述技術方案可以看出，本發明一種通孔與下層金屬線對準偏差的檢測方法，通過在晶圓上分別布置與切割線平行的，呈中心對稱且互不相連的第一金屬線和第二金屬線，其中，第一金屬線和第二金屬線具有沿豎直方向以定值t遞增或遞減的多條凸起金屬線，掃描位于第一金屬線和第二金屬線之間并與凸起金屬線一一對應的通孔，將通孔的影像數據與無對準偏差的標準影像數據進行對比，以精確檢測出通孔與下層金屬線的對準偏差，保證了集成電路制造工藝的精度和可重復性，進而提升了產品的良率。

附圖說明

為能更清楚理解本發明的目的、特點和優點，以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細描述，其中：

圖1為P型離子井和金屬鎢接觸孔的器件結構示意圖；