[發明專利]微型探測器及缺陷量測方法

有效

• 申請號: 201910263956.3
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN111785650B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 林本堅;林崇榮;金雅琴;蔡宜霈
• 申請（專利權）人: 林崇榮
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01R31/28;G01R31/302
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發明是提供一種微型探測器及缺陷量測方法，微型探測器包含一基板、一鰭狀結構、一浮動柵極、一感測柵極、一讀取柵極以及一天線層。鰭狀結構位于基板上。浮動柵極位于基板上，浮動柵極與鰭狀結構彼此垂直交叉。感測柵極位于鰭狀結構的一側。讀取柵極形成于鰭狀結構的另一側。天線層連接感測柵極，其位于感測柵極上方。天線層接觸一外部能量源后產生一引致電荷，透過一耦合效應將引致電荷儲存于浮動柵極內。借此，可透過計算引致電荷推估晶圓制程中的缺陷分布。

技術領域

本發明是關于一種微型探測器及應用此微型探測器的缺陷量測方法；更特別言之，透過量測此微型探測器的電性特性，得以即時檢測一半導體器件于晶圓制造過程中所產生的缺陷者。

背景技術

現代電子器件已逐漸朝向尺寸緊湊、高功效方面發展。多半電子器件是由半導體構成，于半導體制造過程中，微影(Photolithography)技術為決定關鍵尺寸(CD，CriticalDimension)的重要步驟。目前使用的ArF浸潤式準分子激光微影技術，不易達到20nm以下的精密尺寸。因此，隨著制程微縮，極紫外線(EUV，Extreme?Ultraviolet)微影技術已成為目前重要的發展趨勢之一。

EUV光源主要由高溫、高密度的電漿中激發取得。電漿產生的高能光線經聚光鏡聚光，穿過中間焦點(IF,Intermediate?Focus)，經照明光學系統整形后，照亮反射型光罩(Reflective?mask)，光罩反射后的EUV光線，經投影光學系統成像于光阻，并形成所需圖樣(Pattern)。

目前已有多家晶圓制造廠投入了大量的研究資源于EUV微影系統上。然而，在EUV微影系統中，仍存在有例如缺乏光源能、光阻抗涂布均勻度以及偵測系統等問題。其中，EUV微影技術遭受閃焰效應(Flare?Effect)、散射光(Scattered?light)效果的影響，加上其光學原理基本上是經由多個反射投影光學系統的反光鏡，導致關鍵尺寸的失真和均勻性的損失問題更為嚴重。

EUV的閃焰效應主要是不希望產生的散射光與表面粗糙所造成，影響圖樣制程后所呈現的關鍵尺寸(Critical?Dimension)。因此，許多利用光學觀測的方法已被發展。

一種偵測EUV的繞射(Diffraction)與閃焰效應的方法，是設置一相干EUV散射測量顯微鏡(CSM，Coherent?EUV?Scattering?Microscopy)系統，此系統中的EUV感光耦合元件偵測器(CCD?Detector，Charge-Coupled?Device?Detector)可以偵測并成像EUV光罩的繞射圖案。通過觀察繞射圖像的缺陷信號(Defect?Signal)可反應EUV繞射與閃焰效應的程度。

另一種方法，是設計一光罩(Layout?mask)，用以定義連接點(Contact)與金屬線(Metal?line)之間的垂直位移與水平位移位置。當圖樣(Pattern)完成后，透過掃瞄式電子顯微鏡(CD-SEM，Critical?Dimension?Scanning?Electron?Microscope)計量學量測圖樣的位移程度。通過觀察圖樣的位移量可反應EUV的閃焰效應。

然而，上述方法所需的設備，往往過于復雜，且基于其原理，無法即時并準確地得到缺陷量測結果。

發明內容

本發明揭示一種微型探測器及缺陷量測方法，其是可透過量測電性特性，計算因外部能量源所引致的引致電荷分布，進而可回推因外部能量源所導致的缺陷。