[發明專利]共享接觸孔及其刻蝕缺陷檢測方法

在審

• 申請號: 201911107360.0
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110854092A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 潘逢佳;王愷
• 申請（專利權）人: 上海華力集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/544;H01L21/66
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

本發明公開了一種用于半導體器件制造過程中的共享接觸孔刻蝕缺陷檢測方包括：在半導體器件中形成所述共享接觸孔，共享接觸孔下方是該半導體器件有源區，共享接觸孔與該半導體器件多晶硅柵之間電性隔離；對共享接觸孔進行電子束掃描缺陷檢測的電壓襯度模式檢測判斷是否存在刻蝕缺陷。本發明所提供技術方案解決目前現有監控方式面臨著接觸孔蝕刻工藝窗口監測的反饋時間長及靈敏度不夠的問題。本發明采用短制程將多晶硅線換為絕緣介質(如氮化硅)線的方法，可跳過(不執行)多道離子注入且無需鍺硅制程，無需設計額外測試圖形或光罩，可實現在有源區和多晶硅柵共享接觸孔上高靈敏度地對蝕刻工藝窗口進行監測。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種用于檢測刻蝕缺陷的共享接觸孔。本發明還涉及一種利用所述共享接觸孔進行刻蝕缺陷檢測的方法。

背景技術

隨著集成電路技術的不斷發展，為了提高電路集成度和速度，大規模集成電路的金屬層多采用多層金屬布線。多層金屬化產生了用金屬填充接觸孔的需要，以便在金屬層之間形成電通路。在晶圓生產過程中，由于技術節點不斷升級，工藝尺寸逐漸減小，對接觸孔的蝕刻工藝窗口要求越來越高。通常，由于光刻工藝存在精度限制以及環境影響等多方面原因，在形成接觸孔時，接觸孔刻蝕深度不足，或者局部接觸孔可能發生偏移，導致接觸孔斷路。因此，在正式批量生產前，通常要先對斷路的接觸孔進行檢測，以保證生產出的半導體器件能夠正常工作。

目前，使用電子束掃描缺陷檢測確認蝕刻工藝窗口，需要用到全制程(即器件生產全部工藝流程)晶圓，反饋周期較長。而且由于不同位置的接觸孔的蝕刻工藝窗口不同，且工藝窗口最小的接觸孔為有源區和多晶硅柵的共享接觸孔，該種接觸孔的蝕刻不足問題在檢測中靈敏度較低，不易檢測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種在半導體器件生產過程中形成的共享接觸孔，其能用于有源區和多晶硅柵共享接觸孔刻蝕缺陷檢測。

本發明要解決的另一技術問題是提供一種在半導體器件生產過程中用于有源區和多晶硅柵共享接觸孔刻蝕缺陷檢測的方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的共享接觸孔，該共享接觸孔形成在半導體器件制造過程中用于共享接觸孔刻蝕缺陷檢測，該共享接觸孔形成于半導體器件襯底有源區上方，共享接觸孔與該半導體器件多晶硅柵之間采用絕緣介質線。

可選擇的，進一步改進所述的共享接觸孔，所述絕緣介質線采用氮化硅形成。

可選擇的，進一步改進所述的共享接觸孔，所述共享接觸孔采用鎢栓塞。

栓塞即為在通孔中填入的使金屬層間電氣導通的結構。

本發明提供一種用于半導體器件制造過程中利用上述任意一項所述共享接觸孔的共享接觸孔刻蝕缺陷檢測方法，包括：

S1，在半導體器件中形成所述共享接觸孔，共享接觸孔下方是該半導體器件有源區，共享接觸孔與該半導體器件多晶硅柵之間電性隔離；

S2，對共享接觸孔進行電子束掃描缺陷檢測的電壓襯度模式檢測判斷是否存在刻蝕缺陷。

可選擇的，進一步改進所述的共享接觸孔刻蝕缺陷檢測方法，實施步驟S2時,判斷所述共享接觸孔底部的電壓襯度信號是否為明場，若電壓襯度信號為暗場則存在刻蝕缺陷，若電壓襯度信號為明場則不存在刻蝕缺陷。電子束掃描檢測的明場信號和暗場信號是反映接觸孔的導電性的，如果是明場信號表示是通路，則說明刻蝕正常，如果是暗場信號則表示斷路，則說明刻蝕不足。