本发明专利技术提供了一种离线检测非图案化表面缺陷的方法，该方法在用于离线检测的具有非图案化晶片表面或具有非图案化薄膜或介质层的晶片表面制作具有高折射率和低吸收系数k的薄膜层作为介质制成半导体样品，用光学检测法检测所述半导体样品中所述非图案化晶片表面或非图案化薄膜或介质层的表面缺陷，利用高折射率介质中入射光波长减小的特性，增大表面缺陷的散射光强度，该离线检测非图案化表面缺陷的方法在无需改变检测仪器的光源发出的入射光波长以及其他物理条件的前提下，提高了离线检测非图案化表面缺陷的灵敏度，同时节约检测成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体测试方法，特别涉及。
技术介绍
现有的半导体制造主要是在晶片(wafer)的器件面上制作各种半导体器件，半导体制造工艺流程中的主要工序包括在具有衬底的晶片器件面上沉积薄膜或介质层、光刻后刻蚀薄膜或介质层，使其图案化形成半导体器件结构、化学机械研磨使晶片表面平坦化等。晶片按照半导体制造工艺流程在不同设备中完成不同工序。为了提高实际生产中半导体器件的良率，往往需要通过离线检测了解各道工序所用设备的状况以及工艺控制情况， 化学气相沉积(CVD)或扩散(diffusion)等方法生长薄膜或介质层的工序,离线检测该工序中生长的薄膜或介质层是否存在大量缺陷的方法就是按照工序要求在衬底100表面生长薄膜或介质层101后，不进行后续的光刻和刻蚀步骤，直接检测薄膜或介质层的表面缺陷102，如图I所示，其中将未经过光刻和刻蚀的薄膜或介质层，称为非图案化薄膜或介质层101。现有技术中，将具有空白衬底或者非图案化薄膜或介质层的晶片作为半导体样品，对半导体样品中空白衬底或者非图案化薄膜或介质层的表面缺陷的离线检测，称为非图案化表面缺陷的离线检测。非图案化表面缺陷的离线检测目的是通过观察表面缺陷102的位置和形状，分析造成表面缺陷102的原因，从而调整半导体制造工艺或对设备进行维修以避免产生表面缺陷102。表面缺陷102 —般分为两大类微粒和孔洞，但是，并非所有尺寸的微粒或孔洞都会视为表面缺陷102，一般只有当微粒或孔洞的尺寸不小于可容忍最小缺陷尺寸时，才视为表面缺陷102，而对尺寸不大于可容忍最小缺陷尺寸的微粒或孔洞可以忽略。在半导体制造中，可容忍最小缺陷尺寸一般定为二分之一特征尺寸(⑶)，也就是说非图案化表面缺陷102离线检测要求必须检测出尺寸不小于二分之一 CD的微粒或孔洞的位置和形状。现有技术中，非图案化表面缺陷102离线检测的方法主要是光学检测法，该方法首先将空白衬底或具有非图案化薄膜或介质层101的晶片作为样品放置在检测仪器的载物台上，检测时由检测仪器的光源发出一定波长(λ)的入射光，并将入射光聚焦成光束以特定角度照射在非图案化薄膜或介质层101的表面，入射光可以是可见光、紫外光等，入射光的光束在没有表面缺陷102的非图案化薄膜或介质层101表面发生折射和反射及散射现象，而在表面缺陷102的微粒或孔洞处产生更强烈的散射现象，接着由光束探测器收集散射现象中发出的散射光，最后通过分析散射光光谱检测表面缺陷102的位置、形状和大小。但是，随着半导体制造业的发展，半导体器件CD不断缩小，对非图案化表面缺陷102离线检测的要求也越来越高，成为对半导体测试技术的挑战。根据瑞利散射原理,当入射光波长与产生散射的微粒尺寸在同一数量级情况下，散射光强度与入射光波长(λ)的四次方成反比，与微粒面积的六次方成正比。在特定的检测波长下，当待检测表面缺陷102的微粒或孔洞的尺寸缩小时，散射光强度也随之减弱，由于光束探测器对散射光强度的灵敏度限制而无法收集和分析散射光光谱，信噪比减弱，也就不能有效的检测区分出表面缺陷102。现有的解决方式有采用入射光波长较小的光源，对入射光进行极化，增加入射光的发射功率等，这些方法都是从改变检测仪器的物理条件角度着手，所需成本高，不易实现。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是随着待检测表面缺陷的微粒或孔洞的尺寸缩小,需要改变光束探测器的物理条件,成本过高。为解决上述问题，本专利技术的技术方案具体是这样实现的一种离线检测非图案化表面缺陷的方法，提供具有衬底或者在所述衬底上具有非图案化薄膜或介质层的晶片，该方法包括所述衬底表面或者所述非图案化薄膜或介质层表面形成薄膜层，作为半导体样品，所述薄膜层对所述非图案化表面缺陷离线检测中入射光的折射率高于真空；用光学检测法检测所述半导体样品中所述衬底或者非图案化薄膜或介质层的表面缺陷。所述薄膜层对所述入射光的折射率大于等于I. 5。所述薄膜层对所述入射光的吸收系数小于等于O. 01。所述薄膜层的厚度范围是50埃到5000埃。所述薄膜层的本征缺陷个数小于等于100个。所述薄膜层是硅化物或者有机物。所述硅化物用化学气相沉积、高温化学气相沉积或者等离子体增强化学气相沉积制作；所述有机物涂覆在所述非图案化薄膜或介质层表面。一种离线检测非图案化表面缺陷的方法，该方法还包括在所述化学气相沉积、高温化学气相沉积或者等离子体增强化学气相沉积硅化物之后湿法清洗所述硅化物的表面；或者在所述涂覆有机物之后烘焙所述有机物。所述硅化物是二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅，所述有机物是光刻胶或者底部抗反射层。由上述的技术方案可见，本专利技术提出一种离线检测非图案化表面缺陷的方法，在晶片器件面待检测的非图案化薄膜或介质层表面形成高折射率的薄膜层，利用该薄膜层的高折射率改变入射光波长，增加入射光在微粒或孔洞处发生散射时产生的散射光强度，从而在不改变检测仪器光源发出的入射光波长以及其他物理条件的前提下，提高对小尺寸微粒或孔洞等表面缺陷的分辨灵敏度，同时节约了检测成本。附图说明图I为现有技术中离线检测非图案化表面缺陷的半导体样品剖面结构示意图；图2 3为本专利技术离线检测非图案化表面缺陷的半导体样品剖面结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术提供了，该方法在表面缺陷检测之前，在晶片器件面待检测的非图案化薄膜或介质层表面形成高折射率的薄膜层，利用该薄膜层的高折射率改变入射光波长，增加入射光在微粒或孔洞处发生散射时产生的散射光强度，从而在不改变检测仪器光源发出的入射光波长以及其他物理条件的前提下，提高对小尺寸微粒或孔洞等表面缺陷的分辨灵敏度，同时节约了检测成本。具体实施例一 下面结合图2 3的离线检测非图案化表面缺陷的半导体样品剖面示意图详细说明本专利技术提出的离线检测非图案化表面缺陷的半导体样品制备方法的具体步骤。步骤101、在晶片器件面的非图案化薄膜或介质层201表面沉积高折射率低吸收系数硅化物302，得到如图3所示的结构；本步骤中，首先提供如图2所示的具有非图案化薄膜或介质层201的晶片100，在非图案化薄膜或介质层201的表面缺陷202为微粒或孔洞；在非图案化薄膜或介质层201表面沉积硅化物302的方法可以是化学气相沉积(MOCVD)、高温气相沉积或离子体增强化学气相沉积(PECVD)等现有技术中常用的沉积方法，硅化物302可以是二氧化硅、氮化硅或氮氧化硅等；沉积硅化物302的厚度范围达到50到1000埃，例如50埃、3000埃或5000埃；硅化物302对入射光的折射率(nl)的范围是大于等于I. 5，例如1. 5、I. 7或2 ;硅化物.302对入射光的吸收系数(k)的范围是小于等于O. 01，例如0. 01、0. 009或O. 008。步骤102、湿法清洗硅化物302 ；本步骤中，湿法清洗硅化物302表面的目的是减少硅化物302表面的微粒和缺陷，避免将硅化物302表面的微粒和缺陷误认为非图案化薄膜或介质层201的表面缺陷202。需要注意的是，这里并没有采用CMP抛光硅化物302表面的方法，因为CMP会为硅化物302表面带来更多的附加缺陷。湿法清洗硅化物302表面后，对每片晶片的硅化物302要求其本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非图案化表面缺陷的离线检测方法，提供具有衬底或者在所述衬底上具有非图案化薄膜或介质层的晶片，该方法包括：所述衬底表面或者所述非图案化薄膜或介质层表面形成薄膜层，作为半导体样品，所述薄膜层对所述非图案化表面缺陷离线检测中入射光的折射率高于真空；用光学检测法检测所述半导体样品中所述衬底或者非图案化薄膜或介质层的表面缺陷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡华勇，林益世，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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