扫描接触孔断路缺陷的方法技术

本公开涉及半导体装置的接触孔断路缺陷的检测方法。其中一个实施例提供了一种改进的扫描接触孔断路缺陷的方法，其包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔；以及当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，确定具有断路缺陷的接触孔的位置。

Method of scanning the defect of the contact hole

The present disclosure relates to a detection method for contact hole opening defects of semiconductor devices. One of the embodiments provides an improved method for scanning the contact hole breakage defect, which includes the ultrasonic scanning of the etching contact holes in the isolation layer on the substrate; determine whether there is a contact hole with a circuit breaker based on the results of the ultrasonic scan; and when determining the presence of contact with a circuit breaker. The location of contact holes with open circuit defects is determined when holes are formed.

【技术实现步骤摘要】
扫描接触孔断路缺陷的方法
本公开涉及半导体装置的检测方法，具体来说，涉及检测半导体装置中的接触孔断路缺陷的方法以及检测结构。
技术介绍
在半导体制造工艺中，各个组件制作完成后，需要按照设计要求将组件互相连接以形成完整的电路系统，因此，金属布线是半导体制造工艺中的一个关键环节。通常，为了防止金属层之间短路，在各层金属层之间淀积了介电层(即，隔离层)来起到隔离作用。具体地，在绝缘介质薄膜上淀积金属薄膜，通过穿过隔离层在两层金属层之间形成导电通路的接触孔进行金属互联，从而在晶圆上制作半导体器件。通常，由于光刻工艺存在精度限制以及环境影响等多方面原因，在形成接触孔时，接触孔刻蚀深度不足，或者局部接触孔可能发生偏移，导致接触孔断路。因此，在正式批量生产前，通常要先对断路的接触孔进行检测，以保证生产出的半导体器件能够正常工作。随着集成电路技术的不断发展，为了提高电路集成度和速度，大规模集成电路的金属层多采用多层金属布线。多层金属化产生了用金属填充接触孔的需要，以便在金属层之间形成电通路。栓塞即为在通孔中填入的使金属层间电气导通的结构。其中，钨金属具有较强的台阶覆盖和间隙填充能力以及良好的抗电迁移特性，常被选做接触孔填充材料，形成钨塞。当前对接触孔断路缺陷检测的方法主要有电子束色差区分法。具体地，利用电压衬度像技术，用电子束对刻蚀有接触孔的晶圆表面进行扫描。由于接触孔中注有导电金属(例如，钨)，当用电子束扫描时，具有缺陷的接触孔与不具有缺陷的接触孔表现出的亮度存在差异。通过检测接触孔以及接触孔之外的区域的电子束亮度差，判断接触孔是否断路。但是，传统的电子束扫描方法必须先在晶圆表面进行钨化学气相沉积(Wchemicalvapordeposition,WCVD)以及钨化学机械平坦化(Wchemicalmechanicalplanarization,WCMP)，之后才能通过电子束扫描来检测接触孔缺陷。平坦化是将晶圆表面沉积的高低不平的金属层平坦的工艺，经过平坦化的金属层，表面平坦，有利于金属线制作。然而，以这种方式，接触孔缺陷无法在当层检验，检测接触孔缺陷所需的时间较长，导致不能及时地调整机台，芯片良品率不高。因此，存在对于快速检验接触孔断路缺陷的需求。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种新颖的扫描接触孔断路缺陷的方法。根据本公开的第一方面，提供了一种扫描接触孔断路缺陷的方法，包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；以及根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。根据本公开的第一方面，通过比较对不同接触孔进行超声波扫描得到的波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。根据本公开的第一方面，通过比较对接触孔进行超声波扫描得到的波形与参考波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔，其中，所述参考波形是预定义的参考波形或者通过对接触孔进行超声波扫描得到的所有波形进行平均得到的平均波形。根据本公开的第一方面，当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，对机台进行维护。根据本公开的第一方面，当判定不存在具有断路缺陷的接触孔时，对隔离层进行钨化学气相沉积(WCVD)、钨化学机械平坦化(WCMP)和接触孔刻蚀操作，并进行下一次超声波扫描。根据本公开的第一方面，当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，确定具有断路缺陷的接触孔的位置。根据本公开的第一方面，通过确定具有断路缺陷的接触孔的绝对坐标来确定具有断路缺陷的接触孔的位置，其中，所述绝对坐标指的是具有断路缺陷的接触孔相对于晶圆圆心的绝对位置。根据本公开的第一方面，当接触孔规则排布时，通过确定具有断路缺陷的接触孔的相对坐标来确定具有断路缺陷的接触孔的位置，其中，所述相对坐标包括所述具有断路缺陷的接触孔在其所在管芯中的多个规则排布的接触孔中的位置，以及所述具有断路缺陷的接触孔所在的管芯的中心相对于晶圆圆心的相对位置。根据本公开的第一方面，所述超声波扫描是在气体成分固定的环境中进行的。根据本公开的第一方面，基于具有断路缺陷的接触孔的位置，对具有断路缺陷的接触孔进行物性分析。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得更为清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是图解说明传统的利用电子束扫描接触孔断路缺陷的方法的流程图。图2是图解说明根据本公开示例性实施例的利用超声波扫描接触孔断路缺陷的方法的流程图。图3是图解说明根据本公开示例性实施例的对不同接触孔进行超声波扫描的结构的示意图。图4是图解说明根据本公开示例性实施例的对不同接触孔进行超声波扫描得到的波形的示意图。图5是图解说明根据本公开示例性实施例，比较对接触孔进行超声波扫描得到的波形与对所有波形进行平均得到的平均波形，来判定是否存在具有断路缺陷的接触孔的示意图。图6是图解说明根据本公开示例性实施例的具有断路缺陷的接触孔的绝对位置的示意图。图7是图解说明根据本公开示例性实施例的具有断路缺陷的接触孔的相对位置的示意图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式本申请的专利技术人发现，当前主要通过电子束扫描来检测晶圆上的接触孔缺陷。但是，利用这种方式，接触孔缺陷无法在当层进行检验，而且每次只能扫描很小一部分的图案，因此检测出接触孔缺陷所需的时间较长，从而检测出接触孔缺陷后对机台进行调整所需的反应时间较长，以致不能够及时地对机台进行维护，而且存在漏检的风险。本申请的专利技术人经过研究，发现传统的利用电子束机台扫描接触孔缺陷所花费的时间较长的原因重点在于，在利用电子束扫描接触孔缺陷时，需要先向接触孔注入导电金属(例如，钨)来使其构成导电通路。具体原理是，当电子束未扫描至接触孔时，电子束发出的电荷没有可以释放的导电通路，扫描亮度完全为暗。相比之下，当电子束扫描至接触孔时，电子束发出的电荷通过导电金属形成的导电通路被释放，扫描亮度为亮。因此，根据一个实施例，电子束扫描必须在WCVD和WCMP过程完成之后才能进行。由于WCVD和WCMP需要耗费一定量的时间，因此利用电子束扫描接触孔缺陷所花费的时间较长。无损检测是在不损坏器件或原材料的工作状态的前提下，对检验不见的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波检测也叫超声检测，是无损检测中的一种。超声波是频率高于20000Hz的声波，具有频率高、波长短、衍射不严重、具有良好的定向性、穿透能力强、在固体中传输损失小、探测深度大等诸多优点，在医学、工业、军事、农业上有诸多应用。在微电子器件制造业中也可用来对大规模集成电路进行检查。超声波扫描有多种扫描方式，其中常用的是A型扫描，横坐标代表时间，纵坐标代表反射波的强度或幅值。超声波扫描的具体原理是，当微电子器件中存在缺陷时，缺陷处和非缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扫描接触孔断路缺陷的方法，其特征在于，包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；以及根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。

【技术特征摘要】
1.一种扫描接触孔断路缺陷的方法，其特征在于，包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；以及根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过比较对不同接触孔进行超声波扫描得到的波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过比较对接触孔进行超声波扫描得到的波形与参考波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔，其中，所述参考波形是预定义的参考波形或者通过对接触孔进行超声波扫描得到的所有波形进行平均得到的平均波形。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，对机台进行维护。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当判定不存在具有断路缺陷的接触孔时，对隔离层进行钨化学气相沉积(WCVD)、钨化学机械平坦化(WCMP)和接触孔刻蚀操作，并进行下一次超声波扫描。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：许平康，方桂芹，黄仁德，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32