金属填充缺陷的检测结构及其方法技术

本发明专利技术提供了本发明专利技术提供一种金属填充缺陷的检测结构，包括：衬底、第一多晶硅层、第一金属层、第二金属层、第二多晶硅层、第三金属层及第四金属层，其中，所述衬底包括对照区域、监控区域及外围区域，所述第一多晶硅层中形成有第一接触孔及第二接触孔；所述第二多晶硅层中形成有第三接触孔及第四接触孔，所述第一接触孔、第一金属层、第三接触孔及第三金属层电性连接且位于所述对照区域，所述第三接触孔、所述第二金属层、第四接触孔及第四金属层电性连接且位于所述监控区域和/或外围区域，利用所述检测结构，能够对第二接触孔和第四接触孔底部金属填充缺陷进行在线监控，从而在批量生产中能够有效监控接触孔底部金属填充缺陷。

Detection structure and method of metal filling defects

The invention provides a metal filling defect detection structure, which comprises a substrate, a first polysilicon layer, a first metal layer, a second metal layer, a second polysilicon layer, a third metal layer and a fourth metal layer, wherein the substrate comprises a reference area, a monitoring area and a peripheral area, wherein the first polysilicon layer is formed with a first contact hole and a second contact hole The second polysilicon layer is formed with a third contact hole and a fourth contact hole, the first contact hole, the first metal layer, the third contact hole and the third metal layer are electrically connected and located in the control area, the third contact hole, the second metal layer, the fourth contact hole and the fourth metal layer are electrically connected and located in the monitoring area and / or the peripheral area, and the inspection method is used By measuring the structure, the metal filling defects at the bottom of the second contact hole and the fourth contact hole can be monitored online, so that the metal filling defects at the bottom of the contact hole can be effectively monitored in the mass production.

【技术实现步骤摘要】
金属填充缺陷的检测结构及其方法
本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种金属填充缺陷的检测结构及其方法。
技术介绍
随着集成电路工艺的发展，半导体工艺器件的尺寸不断微缩，半导体后段图形工艺越来越多采用大马士革工艺，此工艺条件下接触孔的刻蚀与填充往往是制约半导体工艺健康度的关键因素。如果光刻工艺、蚀刻工艺不稳定将导致接触孔关键尺寸变化，当尺寸小到一定程度后，接触孔的金属填充就将成为技术瓶颈，结合填充工艺窗口和机台状况，往往容易产生接触孔金属填充不足的缺陷问题，此缺陷通常处在接触孔底部。正是因为金属填充不足位于接触孔底部，并且集成电路并未产生完全的断路问题，所以在线缺陷扫描无法进行有效的进行接触孔底部金属填充缺陷监控，当产品经由良率测试发现问题时，往往会有大量产品被影响甚至需要报废。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属填充缺陷的检测结构及其方法，以解决在线缺陷扫描无法有效地进行接触孔底部金属填充缺陷监控的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种金属填充缺陷的检测结构，包括：衬底，所述衬底包括依次相连的对照区域、监控区域及外围区域；第一多晶硅层，所述第一多晶硅层覆盖所述衬底，其中，所述对照区域的所述第一多晶硅层中形成有第一接触孔，所述外围区域的所述第一多晶硅层中形成有第二接触孔；第一金属层，所述第一金属层形成于所述对照区域的所述第一多晶硅层上；第二金属层，所述第二金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第一多晶硅层上；第二多晶硅层，所述第二多晶硅层形成于所述第一金属层及所述第二金属层上，其中，所述对照区域的所述第二多晶硅层中形成有第三接触孔，所述监控区域的所述第二多晶硅层中以及所述外围区域的所述第二多晶硅层中形成有第四接触孔；第三金属层，所述第三金属层形成于所述对照区域的所述第二多晶硅层上；以及第四金属层，所述第四金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第二多晶硅层上；其中，根据理想填充工艺的标准，所述第一接触孔及第三接触孔中填满金属使得所述第一接触孔、所述第一金属层、所述第三接触孔与所述第三金属层电性连接；根据批量生产工艺的标准，所述第二接触孔及所述第四接触孔中填充有金属使得所述第二接触孔、所述第二金属层、所述第四接触孔与所述第四金属层电性连接。可选的，在所述金属填充缺陷的检测结构中，所述衬底中形成有位于所述对照区域的第一有源区及位于所述外围区域的第二有源区，其中，所述第一有源区与所述第一接触孔电性连接，所述第二有源区与所述第二接触孔电性连接。可选的，在所述金属填充缺陷的检测结构中，所述第一有源区和所述第二有源区的离子导电类型均为P型，或者，均为N型。可选的，在所述金属填充缺陷的检测结构中，所述第一接触孔、第二接触孔、第三接触孔及第四接触孔中填充的金属的材质为钨、铝或者铜。可选的，在所述金属填充缺陷的检测结构中，所述第一接触孔的数量至少为两个，所述第一接触孔的数量与所述第三接触孔的数量相同。可选的，在所述金属填充缺陷的检测结构中，所述第二接触孔的数量至少为两个；所述第四接触孔的数量至少为两个。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种采用所述金属填充缺陷的检测结构进行的金属填充缺陷的检测方法，包括：扫描所述检测结构以获得对照区域中的第三金属层反映的电压衬度像及监控区域中的第四金属层反映的电压衬度像；将所述第四金属层反映的电压衬度像与所述第三金属层反映的电压衬度像作比较，完成缺陷检测。可选的，在所述金属填充缺陷的检测方法中，以所述第三金属层反映的电压衬度像的明暗程度为参照标准，判断所述第四金属层反映的电压衬度像的明暗程度以检测所述检测结构的第二接触孔或者第四接触孔的底部是否存在金属填充缺陷。可选的，在所述金属填充缺陷的检测方法中，当所述第四金属层反映的电压衬度像比所述第三金属层反映的电压衬度像暗时，所述检测结构的第二接触孔或者第四接触孔的底部存在金属填充缺陷。可选的，在所述金属填充缺陷的检测方法中，采用电子束扫描机台扫描所述检测结构。可选的，在所述金属填充缺陷的检测方法中，采用正电势模式扫描所述检测结构，或者，采用负电势模式扫描所述检测结构。综上，本专利技术提供一种金属填充缺陷的检测结构，包括：衬底、第一多晶硅层、第一金属层、第二金属层、第二多晶硅层、第三金属层及第四金属层，其中，所述衬底包括对照区域、监控区域及外围区域，所述第一多晶硅层中形成有第一接触孔及第二接触孔；所述第二多晶硅层中形成有第三接触孔及第四接触孔，所述第一接触孔、第一金属层、第三接触孔及第三金属层电性连接且位于所述对照区域，所述第三接触孔、所述第二金属层、第四接触孔及第四金属层电性连接且位于所述监控区域和/或外围区域。进一步的，本专利技术还提供一种金属填充缺陷的检测方法，包括：扫描所述检测结构以获得对照区域中的第三金属层反映的电压衬度像及监控区域中的第四金属层反映的电压衬度像；比较第三金属层反映的电压衬度像和第四金属层反映的电压衬度像，完成缺陷检测。利用所述检测结构，能够以所述对照区域的第一接触孔及第三接触孔的金属填充情况为参考标准，对所述第二接触孔和所述第四接触孔底部金属填充缺陷进行在线监控，从而在批量生产中能够有效监控接触孔底部金属填充不完全的缺陷，实时监控批量生产工艺的健康度，提高了批量制造的产品的良率。附图说明图1是本专利技术实施例的金属填充缺陷的检测结构主视示意图；图2是本专利技术实施例的金属填充缺陷的检测结构俯视示意图；其中，附图标记说明：100-衬底，101-第一有源区，102-第二有源区，110-第一多晶硅层，111-第一接触孔，112-第二接触孔，121-第一金属层，122-第二金属层，130-第二多晶硅层，131-第三接触孔，132-第四接触孔，141-第三金属层，142-第四金属层。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的金属填充缺陷的检测结构及其方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。本专利技术提供一种金属填充缺陷的检测结构，参考图1和图2，图1是本专利技术实施例的金属填充缺陷的检测结构主视示意图，图2是本专利技术实施例的金属填充缺陷的检测结构俯视示意图，所述金属填充缺陷的检测结构包括：衬底100、第一多晶硅层110、第一金属层121、第二金属层122、第二多晶硅层130、第三金属层141及第四金属层142，其中，所述衬底100包括对照区域301、监控区域302及外围区域303，所述第一多晶硅层110覆盖所述衬底100，其中，所述对照区域301的所述第一多晶硅层110中形成有第一接触孔111，所述外围区域303的所述第一多晶硅层110中形成有第二接触孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属填充缺陷的检测结构，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底包括依次相连的对照区域、监控区域及外围区域；/n第一多晶硅层，所述第一多晶硅层覆盖所述衬底，其中，所述对照区域的所述第一多晶硅层中形成有第一接触孔，所述外围区域的所述第一多晶硅层中形成有第二接触孔；/n第一金属层，所述第一金属层形成于所述对照区域的所述第一多晶硅层上；/n第二金属层，所述第二金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第一多晶硅层上；/n第二多晶硅层，所述第二多晶硅层形成于所述第一金属层及所述第二金属层上，其中，所述对照区域的所述第二多晶硅层中形成有第三接触孔，所述监控区域的所述第二多晶硅层中以及所述外围区域的所述第二多晶硅层中形成有第四接触孔；/n第三金属层，所述第三金属层形成于所述对照区域的所述第二多晶硅层上；以及/n第四金属层，所述第四金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第二多晶硅层上；/n其中，根据理想填充工艺的标准，所述第一接触孔及第三接触孔中填满金属使得所述第一接触孔、所述第一金属层、所述第三接触孔与所述第三金属层电性连接；根据批量生产工艺的标准，所述第二接触孔及所述第四接触孔中填充有金属使得所述第二接触孔、所述第二金属层、所述第四接触孔与所述第四金属层电性连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种金属填充缺陷的检测结构，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括依次相连的对照区域、监控区域及外围区域；
第一多晶硅层，所述第一多晶硅层覆盖所述衬底，其中，所述对照区域的所述第一多晶硅层中形成有第一接触孔，所述外围区域的所述第一多晶硅层中形成有第二接触孔；
第一金属层，所述第一金属层形成于所述对照区域的所述第一多晶硅层上；
第二金属层，所述第二金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第一多晶硅层上；
第二多晶硅层，所述第二多晶硅层形成于所述第一金属层及所述第二金属层上，其中，所述对照区域的所述第二多晶硅层中形成有第三接触孔，所述监控区域的所述第二多晶硅层中以及所述外围区域的所述第二多晶硅层中形成有第四接触孔；
第三金属层，所述第三金属层形成于所述对照区域的所述第二多晶硅层上；以及
第四金属层，所述第四金属层形成于所述监控区域及所述外围区域的所述第二多晶硅层上；
其中，根据理想填充工艺的标准，所述第一接触孔及第三接触孔中填满金属使得所述第一接触孔、所述第一金属层、所述第三接触孔与所述第三金属层电性连接；根据批量生产工艺的标准，所述第二接触孔及所述第四接触孔中填充有金属使得所述第二接触孔、所述第二金属层、所述第四接触孔与所述第四金属层电性连接。


2.根据权利要求1所述的金属填充缺陷的检测结构，其特征在于，所述衬底中形成有位于所述对照区域的第一有源区及位于所述外围区域的第二有源区，其中，所述第一有源区与所述第一接触孔电性连接，所述第二有源区与所述第二接触孔电性连接。


3.根据权利要求2所述的金属填充缺陷的检测结构，其特征在于，所述第一有源区和所述第二有源区的离子导电类型均为P型，或者，均为N型。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄莉晶，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31