一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法
【專利摘要】一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，首先建立被檢測產(chǎn)品的通孔導(dǎo)電層測試模塊，在該測試模塊上沉積有相互連通的且參考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)通孔布局尺寸設(shè)計的金屬線；在建立測試模塊的硬掩膜刻蝕工藝中,產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有光阻進行隔離,原來連接各通孔的溝槽結(jié)構(gòu)改進為不連續(xù)的溝槽結(jié)構(gòu)或者通孔結(jié)構(gòu)；然后進行絕緣層通孔刻蝕并在通孔中填銅和平坦化；最后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢測；該方法能避免在檢測刻蝕不足缺陷時的法拉第杯的影響，同時也克服了在銅平坦化后不能檢測到所有通孔缺陷的問題，從而提高了通孔缺陷檢測的成功率，以為工藝窗口的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，為半導(dǎo)體在線制造與良率的提升提供保障。
【專利說明】一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及集成電路制造【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品 通孔刻蝕缺陷的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著集成電路工藝的發(fā)展以及關(guān)鍵尺寸按比例的縮小，半導(dǎo)體器件后段制程中銅 連接通孔的刻蝕不足和通孔缺失的缺陷越來越成為集成電路發(fā)展的瓶頸之一，如先刻蝕硬 掩膜再刻蝕通孔的刻蝕工藝制程，其通孔刻蝕往往受到硬掩膜層刻蝕后清洗工藝、通孔本 體以及通孔刻蝕的光刻工藝的共同影響，造成通孔刻蝕不足缺陷，并對后段通孔刻蝕不足 缺陷的檢測是目前業(yè)界公認難題之一，通孔刻蝕不足缺陷已嚴重制約了半導(dǎo)體器件良率的 提升。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，對后段通孔刻蝕不足缺陷的檢測，目前業(yè)界的先進檢測方法有兩 種：一是在完成刻蝕并在清洗工藝之后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢查，電子束掃描儀檢 測的原理類似SEM(電子顯微鏡）的成像原理，其是通過對晶圓施加一定能量的電子束，通 過電子束與晶圓表面相互作用激發(fā)二次電子，并收集和分析二次電子信號成像的方法；二 是在銅填充平坦化后再做缺陷檢測。
[0004] 然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，目前的這兩種檢測方法，存在以下缺點，一是在完成 刻蝕并在清洗工藝之后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢查時，通孔或者沉孔（刻蝕時沒有打 通的存在缺陷的孔）都會存在法拉第杯的影響，檢測的成功率通常會很低，如圖1和圖2所 示，圖1是電子在法拉第杯中的分布示意圖，圖2是電場線在法拉第杯中的分布示意圖，在 金屬層1表面依次是阻擋層2和絕緣層3,由于法拉第杯的影響，在絕緣層3中的通孔的檢 測成功率通常會很低；二是在銅填充平坦化后再做檢測，但由于目前的通孔的刻蝕工藝如 下：如圖3所示，圖3是原技術(shù)中硬掩膜刻蝕示意圖，在單晶硅層12上依次有N阱層11、 PM0S層（P型金屬-氧化物-半導(dǎo)體層）10、金屬硅化物層9、阻擋層2、絕緣層3、氧化物薄 膜層4、硬掩膜層5、硅氧化物層6、抗反射層7和光阻層8 ;在該半導(dǎo)體器件的硬掩膜層的 刻蝕工藝中，是先在硬掩膜層刻蝕溝槽，然后再在該溝槽中繼續(xù)進行通孔刻蝕，通孔刻蝕工 藝的示意圖如圖4所示，圖4是原技術(shù)中通孔刻蝕示意圖，圖4所示的刻蝕工藝是在圖3所 示的原技術(shù)中硬掩膜刻蝕之后的通孔刻蝕工藝，在該刻蝕工藝中，通孔結(jié)構(gòu)的圖形尺寸小 于硬掩膜刻蝕工藝中的溝槽結(jié)構(gòu)的圖形尺寸，并且，該刻蝕工藝中，是先在硬掩膜層刻蝕溝 槽，然后再在該溝槽中繼續(xù)進行通孔刻蝕，所以，在后段的填銅工藝中，溝槽和通孔中都填 充有銅，所以大部分通孔會被溝槽中的銅線連接起來，導(dǎo)致在通孔缺陷的檢測中，通孔層下 方的電荷仍能通過部分的通孔傳遞到通孔上方，再通過溝槽中的銅線連接傳遞到沉孔中， 所以沉孔與通孔在電子束掃描儀檢測中有一樣的成像，所以能夠檢測到的通孔不足缺陷只 有3/7左右。
[0005] 并且，在原來電子束掃描儀檢測的模塊中，起到電荷導(dǎo)通作用的導(dǎo)電層的金屬線 只是根據(jù)測試產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)設(shè)計的，金屬線與金屬線之間并沒有全部連接在一起，所以 影響了導(dǎo)電層與通孔之間的電荷的導(dǎo)通情況，降低了缺陷檢測的敏感度。
[0006] 因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，以提高 檢測通孔刻蝕缺陷的成功率，為工藝窗口的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，為半導(dǎo)體器件的在線制造 與良率提升提供保障。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的開發(fā)一種有效的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的 檢測方法，以提高檢測通孔刻蝕缺陷的成功率。
[0008] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其首先建立 被檢測產(chǎn)品的通孔導(dǎo)電層測試模塊，在該通孔導(dǎo)電層測試模塊上沉積有相互連通的且參考 被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)通孔布局尺寸進行設(shè)計的金屬線，并且，在建立測試模塊的硬掩膜 刻蝕工藝中，產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有光阻進行隔離，原來連 接各通孔的溝槽結(jié)構(gòu)改進為不連續(xù)的溝槽結(jié)構(gòu)或者通孔結(jié)構(gòu)；然后進行絕緣層通孔刻蝕并 在通孔中填銅和平坦化；最后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢測；該方法能避免在檢測刻蝕 不足缺陷時的法拉第杯的影響，同時也克服了在銅平坦化后不能檢測到所有通孔缺陷的問 題，從而提高了通孔缺陷檢測的成功率，以為工藝窗口的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，為半導(dǎo)體在線 制造與良率的提升提供保障。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0009] 一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，所述產(chǎn)品在通孔刻蝕時至少包括半導(dǎo)體器件 層以及所述半導(dǎo)體器件層上依次形成的金屬硅化物層、阻擋層、絕緣層、氧化物薄膜層、硬 掩膜層、硅氧化物層、抗反射層和光阻層；所述產(chǎn)品在所述絕緣層和所述阻擋層中形成有通 孔，還包括，通過模擬所述產(chǎn)品建立通孔導(dǎo)電層測試模塊，并根據(jù)對所述測試模塊進行檢測 的結(jié)果，來推定所述產(chǎn)品的通孔刻蝕是否存在缺陷，以優(yōu)化所述產(chǎn)品的刻蝕工藝參數(shù)，所述 方法包括如下步驟：
[0010] 步驟S01 :建立通孔導(dǎo)電層測試模塊，首先，在所述產(chǎn)品的所述金屬硅化物層上形 成作為導(dǎo)電層的前層金屬層；然后，在所述前層金屬層上再依次形成與所述產(chǎn)品在通孔刻 蝕時相同的所述阻擋層、所述絕緣層、所述氧化物薄膜層、所述硬掩膜層、所述硅氧化物層、 所述抗反射層和所述光阻層，所述前層金屬層包括至少一層金屬線，所述金屬線位于所述 產(chǎn)品的所述通孔下方；之后，對所述測試模塊進行所述硬掩膜層刻蝕和所述絕緣層的通孔 刻蝕，在所述硬掩膜層刻蝕工藝中，產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有 光阻進行隔離，所述硬掩膜層刻蝕工藝后，在所述硬掩膜層為不連續(xù)的溝槽結(jié)構(gòu)或者通孔 結(jié)構(gòu)，并在所述絕緣層的通孔刻蝕后，停留在所述前層金屬層；所述硬掩膜層上溝槽或者通 孔的關(guān)鍵尺寸大于所述絕緣層中通孔的關(guān)鍵尺寸；所述硬掩膜層上的各溝槽的垂直于所述 硬掩膜層表面方向的內(nèi)接圓柱體或者通孔與所述絕緣層中的通孔同軸；
[0011] 步驟S02 :采用與所述產(chǎn)品相同的工藝對所述測試模塊進行通孔填銅及平坦化， 并去除所述絕緣層圖形結(jié)構(gòu)頂部的所述硅氧化物層、所述硬掩膜層和所述氧化物薄膜層；
[0012] 步驟S03 :用電子束缺陷掃描儀對所述測試模塊的通孔進行檢測，根據(jù)檢測發(fā)現(xiàn) 的通孔缺陷的圖形特征及在所述測試模塊的位置，來推定所述產(chǎn)品具有接近的通孔刻蝕缺 陷及發(fā)生位置，使所述產(chǎn)品的刻蝕工藝參數(shù)得以優(yōu)化。
[0013] 優(yōu)選地，步驟S01中，所述金屬線是參考被檢測產(chǎn)品圖形結(jié)構(gòu)的通孔布局尺寸進 行設(shè)計；被檢測產(chǎn)品圖形結(jié)構(gòu)中設(shè)計的每個通孔處，都通過所述金屬線進行相連；所述金 屬線至少有兩根。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S01中，所述金屬線至少由一根串聯(lián)導(dǎo)線連接在一起。
[0015] 優(yōu)選地，所述串聯(lián)導(dǎo)線與所述金屬線是同時沉積而形成的，所述串聯(lián)導(dǎo)線的至少 一端連接有金屬塊。
[0016] 優(yōu)選地，所述串聯(lián)導(dǎo)線與所述金屬塊采用焊接的連接方式。
[0017] 此處設(shè)計的目的在于，金屬線由串聯(lián)導(dǎo)線連接在一起，串聯(lián)導(dǎo)線連接有金屬塊，并 且金屬線是參考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)的通孔布局尺寸進行設(shè)計，使得被檢測的通孔底部 連接到前層金屬層，此處前層金屬層起到通孔導(dǎo)電層作用，通孔連接情況均是導(dǎo)通狀況，并 保持等電位導(dǎo)通狀態(tài)；將原來的掩模版刻蝕中溝槽結(jié)構(gòu)全部更改為通孔結(jié)構(gòu)，以避免后續(xù) 填銅后將銅線中的通孔連接起來而無法檢測單個通孔的刻蝕情況的問題。
[0018] 優(yōu)選地，步驟S01中的所述硬掩膜層刻蝕方法中可使用與被檢測產(chǎn)品中所述絕緣 層的通孔刻蝕方法中所使用的光罩相同的光罩。
[0019] 優(yōu)選地，步驟S01中所述硬掩膜層刻蝕方法中，所述溝槽或者所述通孔結(jié)構(gòu)的關(guān) 鍵尺寸與現(xiàn)有技術(shù)中所述硬掩膜層上的溝槽刻蝕方法中圖形結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸相同。
[0020] 此處設(shè)計的目的在于，本發(fā)明的方法中未涉及到更改的圖形或工藝步驟，以匹配 被檢測產(chǎn)品的工藝，步驟S01中所述硬掩膜層刻蝕方法中，所述溝槽或者通孔的關(guān)鍵尺寸 可采用調(diào)整光柵到所述光阻層的距離的方法進行調(diào)整放大。
[0021] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，首先建立 了被檢測產(chǎn)品的通孔導(dǎo)電層測試模塊，在該通孔導(dǎo)電層測試模塊上沉積有相互連通的且參 考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)通孔布局尺寸進行設(shè)計的金屬線，并且，在建立測試模塊的硬掩 膜刻蝕工藝中，產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有光阻進行隔離，原來 連接各通孔的溝槽結(jié)構(gòu)改進為不連續(xù)的溝槽結(jié)構(gòu)或者通孔結(jié)構(gòu)；然后進行絕緣層通孔刻蝕 并在通孔中填銅和平坦化；最后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢測；該方法能避免在檢測刻 蝕不足缺陷時的法拉第杯的影響，同時，如果孔沒有被打通，而只是形成了沉孔，則沉孔即 使在填銅并平坦化后，也沒有與金屬線相連，所以電子束掃描儀檢測后的沉孔成像與其他 通孔的成像也不一樣，所以該方法也克服了在原方法中銅平坦化后不能檢測到所有通孔缺 陷的問題，從而提高了通孔缺陷檢測的成功率，以為工藝窗口的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，為半導(dǎo) 體在線制造與良率的提升提供保障。
[0022] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體流程及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023] 圖1是電子在法拉第杯中的分布示意圖；
[0024] 圖2是電場線在法拉第杯中的分布示意圖；
[0025] 圖3是原技術(shù)中硬掩膜刻蝕示意圖；
[0026] 圖4是原技術(shù)中通孔刻蝕示意圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明中一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法的流程框圖；
[0028] 圖6是在本發(fā)明模塊的各層結(jié)構(gòu)上進行硬掩膜層通孔刻蝕方法的示意圖；
[0029] 圖7是本發(fā)明中去除硅氧化物層圖形結(jié)構(gòu)頂部的光阻層和抗反射層的示意圖；
[0030] 圖8是本發(fā)明中在硅氧化物層依次沉積抗反射層和光阻層的示意圖；
[0031] 圖9是本發(fā)明中通孔刻蝕方法的示意圖；
[0032] 圖10是本發(fā)明中刻蝕絕緣層和阻擋層的示意圖；
[0033] 圖11是本發(fā)明中通孔填銅后平坦化步驟的示意圖；
[0034] 圖12是本發(fā)明中前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖13是本發(fā)明中多層金屬線連接而形成的前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖中，1為金屬層，2為阻擋層，3為絕緣層，4為氧化物薄膜層，5為硬掩膜層，6為 娃氧化物層，7為抗反射層，8為光阻層，9為金屬娃化物層，10為PM0S層，11為N講層，12 為單晶硅層，13為前層金屬層，14為金屬線，15為銅，16為串聯(lián)導(dǎo)線，17為金屬塊，18為與 第一層金屬層和第二層金屬層之間的通孔層相同材質(zhì)的金屬線，19為與連接層相同材質(zhì)的 金屬塊，20為與第一層金屬層相同材質(zhì)的金屬塊，21為與第一層金屬層和第二層金屬層之 間的通孔層相同材質(zhì)的金屬塊，22為與第一層金屬層相同材質(zhì)的金屬線，23為與連接層相 同材質(zhì)的金屬線。
【具體實施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖5?13,對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0038] 需要說明的是，在下述實施例中，以55納米邏輯產(chǎn)品為例進行說明，并為檢測該 產(chǎn)品的半導(dǎo)體器件層與第一層金屬層之間的連接層的通孔的刻蝕成功率制作測試模塊。
[0039] 請參閱圖5,圖5是本發(fā)明中一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法的流程框圖；其說 明了一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，所述產(chǎn)品包括半導(dǎo)體器件層以及刻蝕時所述半導(dǎo) 體器件層上依次形成的金屬硅化物層9、阻擋層2、絕緣層3、氧化物薄膜層4、硬掩膜層5、硅 氧化物層6、抗反射層7和光阻層8 ;所述半導(dǎo)體器件層包括單晶硅層12、N阱層11和PM0S 層10 ;所述產(chǎn)品在所述絕緣層3和所述阻擋層2中形成有通孔；通過模擬所述產(chǎn)品建立通 孔導(dǎo)電層測試模塊，并根據(jù)對所述測試模塊進行檢測的結(jié)果，來推定所述產(chǎn)品的通孔刻蝕 是否存在缺陷，以優(yōu)化所述產(chǎn)品的刻蝕工藝參數(shù)；所述方法包括如下步驟：
[0040] 步驟S01 :建立通孔導(dǎo)電層測試模塊；請參閱圖6,圖6是在本發(fā)明模塊的各層結(jié) 構(gòu)上進行硬掩膜層通孔刻蝕方法的示意圖，建立所述通孔導(dǎo)電層測試模塊時，首先在所述 半導(dǎo)體器件層的所述單晶硅層12、所述N阱層11和所述PM0S層10上的所述金屬硅化物層 9上形成作為導(dǎo)電層的前層金屬層13,在所述前層金屬層13上再依次形成與現(xiàn)有產(chǎn)品相同 的各層結(jié)構(gòu)，分別有阻擋層2、絕緣層3、氧化物薄膜層4、硬掩膜層5、硅氧化物層6、抗反射 層7和光阻層8 ;
[0041] 然后再請參閱圖6,圖6是在本發(fā)明模塊的各層結(jié)構(gòu)上進行硬掩膜層通孔刻蝕方 法的示意圖，采用通孔的刻蝕方法，在所述光阻層8、所述抗反射層7、所述硅氧化物層6和 所述硬掩膜層5依次刻蝕通孔，停留在所述氧化物薄膜層4 ;
[0042] 然后請參閱圖7,圖7是本發(fā)明中去除硅氧化物層圖形結(jié)構(gòu)頂部的光阻層和抗反 射層的示意圖，依次刻蝕并去除所述硅氧化物層6圖形結(jié)構(gòu)頂部的所述光阻層8和所述抗 反射層7 ;
[0043] 然后請參閱圖8,圖8是本發(fā)明中在硅氧化物層依次沉積抗反射層和光阻層的示 意圖，在所述硅氧化物層6依次沉積所述抗反射層7和所述光阻層8 ;
[0044] 然后請參閱圖9,圖9是本發(fā)明中通孔刻蝕方法的示意圖，采用通孔的刻蝕方法， 在所述光阻層8、所述抗反射層7、所述硅氧化物層6、所述硬掩膜層5、所述氧化物薄膜層4 依次刻蝕通孔，停留在所述絕緣層3 ;
[0045] 然后請參閱圖10,圖10是本發(fā)明中刻蝕絕緣層和阻擋層的示意圖，采用通孔的刻 蝕方法，繼續(xù)刻蝕所述絕緣層3和所述阻擋層2,停留在所述前層金屬層13 ;
[0046] 步驟S02 :請參閱圖11，圖11是本發(fā)明中通孔填銅后平坦化步驟的示意圖，將所述 通孔導(dǎo)電層測試模塊流片到與被檢測產(chǎn)品同樣的通孔填銅15并平坦化步驟，在所述平坦 化工藝中，采用化學機械拋光法去除所述絕緣層3圖形結(jié)構(gòu)頂部的所述硅氧化物層6、所述 硬掩膜層5和所述氧化物薄膜層4 ;
[0047] 步驟S03 :應(yīng)用電子束缺陷掃描儀檢測通孔的刻蝕不足缺陷，利用有缺陷的通孔 在所述電子束缺陷掃描儀上的不同顯影，找出所有有缺陷的通孔。
[0048] 請參閱圖12,圖12是本發(fā)明中前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)示意圖，圖12中金屬線 14有8根，并由兩根串聯(lián)導(dǎo)線16連接在一起，所述串聯(lián)導(dǎo)線16與所述金屬線14是同時沉 積而形成的，所述串聯(lián)導(dǎo)線16的兩端連接有金屬塊17。
[0049] 在實施例中，所述串聯(lián)導(dǎo)線16與所述金屬塊17采用焊接的連接方式。
[0050] 在實施例中，所述金屬線14是參考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)的通孔布局尺寸進行 設(shè)計，所述金屬線14可與所有所述通孔相連接。
[0051] 金屬線14由兩根串聯(lián)導(dǎo)線16連接在一起，串聯(lián)導(dǎo)線16連接有金屬塊17,并且金 屬線14是參考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)的通孔布局尺寸進行設(shè)計，使得被檢測的通孔底部 連接到前層金屬層13,此處前層金屬層13起到通孔導(dǎo)電層作用，通孔連接情況均是導(dǎo)通狀 況，并保持等電位導(dǎo)通狀態(tài)；將原來的掩模版刻蝕中溝槽結(jié)構(gòu)全部更改為通孔結(jié)構(gòu)，以避免 后續(xù)填銅后將銅線中的通孔連接起來而無法檢測單個通孔的刻蝕情況的問題。
[0052] 在實施例中，步驟S01中的所述硬掩膜層5上的通孔刻蝕方法中所使用的光罩，與 被檢測產(chǎn)品中所述絕緣層3通孔的刻蝕方法中所使用的光罩相同。
[0053] 在實施例中，步驟S01中所述硬掩膜層5上的通孔刻蝕方法中，通孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺 寸與現(xiàn)有技術(shù)中所述硬掩膜層5上的溝槽刻蝕方法中圖形結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸相同；所述硬掩 膜層5上通孔的關(guān)鍵尺寸大于所述絕緣層3中通孔的關(guān)鍵尺寸；所述硬掩膜層5上的通孔 與所述絕緣層3中的通孔同軸。
[0054] 從實施例可知，本發(fā)明的方法中未涉及到更改的圖形或工藝步驟，以匹配被檢測 產(chǎn)品的工藝，步驟S01中所述硬掩膜層5上的通孔刻蝕方法中，所述通孔的關(guān)鍵尺寸采用調(diào) 整光柵到所述光阻層8的距離的方法進行調(diào)整放大，以保證所述硬掩膜層5上的通孔刻蝕 方法中所形成的通孔不被破壞。
[0055] 在另一實施例中，可采用多層金屬線連接而形成的前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)。
[0056] 在圖12中的B-B剖面圖，其是單層金屬線連接而形成的前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié) 構(gòu)，但也可以是多層金屬線連接而形成的前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)；請參閱圖13,圖13 是本發(fā)明中多層金屬線連接而形成的前層金屬層作為導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)示意圖，如在原產(chǎn)品的金 屬娃化物層9上有金屬鶴的連接層，在連接層上有第一層金屬層和第二層金屬層，第一層 金屬層與第二層金屬層之間有通孔層，為了檢測產(chǎn)品中第一層金屬層與第二層金屬層之間 通孔層通孔的刻蝕成功率，則在檢測模塊中形成前層金屬層時，可以先沉積與連接層相同 材質(zhì)的金屬線23,以把與原產(chǎn)品中連接層結(jié)構(gòu)相同的各通孔進行連接，并連接與連接層相 同材質(zhì)的金屬塊19,再沉積與第一層金屬層相同材質(zhì)的金屬線22,以把與原產(chǎn)品中第一層 金屬層結(jié)構(gòu)相同的各金屬線進行連接，并連接與第一層金屬層相同材質(zhì)的金屬塊20,如銅， 然后再沉積與第一層金屬層和第二層金屬層之間的通孔層相同材質(zhì)的金屬線18,以把與原 產(chǎn)品中第一層金屬層和第二層金屬層之間的通孔層結(jié)構(gòu)相同的各通孔進行連接，并連接與 第一層金屬層和第二層金屬層之間的通孔層相同材質(zhì)的金屬塊21，如銅，各金屬塊用相應(yīng) 材質(zhì)的多層金屬線進行連接，以更加有效地增強電荷的導(dǎo)通情況，為缺陷檢測提供更高的 敏感度。
[0057] 從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，首先建立 了被檢測產(chǎn)品的通孔導(dǎo)電層測試模塊，在該通孔導(dǎo)電層測試模塊上沉積有相互連通的且參 考被檢測產(chǎn)品的圖形結(jié)構(gòu)通孔布局尺寸進行設(shè)計的金屬線，并且，在建立測試模塊的硬掩 膜刻蝕工藝中，產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有光阻進行隔離，原來 連接各通孔的溝槽結(jié)構(gòu)改進為不連續(xù)的通孔結(jié)構(gòu)；然后進行絕緣層通孔刻蝕并在通孔中填 銅和平坦化；最后應(yīng)用電子束缺陷掃描儀進行檢測；該方法能避免在檢測刻蝕不足缺陷時 的法拉第杯的影響，同時，如果孔沒有被打通，而只是形成了沉孔，則沉孔即使在填銅并平 坦化后，也沒有與金屬線相連，所以電子束掃描儀檢測后的沉孔成像與其他通孔的成像也 不一樣，所以該方法也克服了在原方法中銅平坦化后不能檢測到所有通孔缺陷的問題，從 而提高了通孔缺陷檢測的成功率，以為工藝窗口的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)參考，為半導(dǎo)體在線制造 與良率的提升提供保障。
[0058] 以上所述的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保 護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在 本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，所述產(chǎn)品在通孔刻蝕時至少包括半導(dǎo)體器件 層以及所述半導(dǎo)體器件層上依次形成的金屬硅化物層、阻擋層、絕緣層、氧化物薄膜層、硬 掩膜層、硅氧化物層、抗反射層和光阻層；所述產(chǎn)品在所述絕緣層和所述阻擋層中形成有通 孔，其特征在于，通過模擬所述產(chǎn)品建立通孔導(dǎo)電層測試模塊，并根據(jù)對所述測試模塊進行 檢測的結(jié)果，來推定所述產(chǎn)品的通孔刻蝕是否存在缺陷，以優(yōu)化所述產(chǎn)品的刻蝕工藝參數(shù)， 所述方法包括如下步驟： 步驟SOI :建立通孔導(dǎo)電層測試模塊，首先，在所述產(chǎn)品的所述金屬硅化物層上形成作 為導(dǎo)電層的前層金屬層；然后，在所述前層金屬層上再依次形成與所述產(chǎn)品在通孔刻蝕時 相同的所述阻擋層、所述絕緣層、所述氧化物薄膜層、所述硬掩膜層、所述硅氧化物層、所述 抗反射層和所述光阻層，所述前層金屬層包括至少一層金屬線，所述金屬線位于所述產(chǎn)品 的所述通孔下方；之后，對所述測試模塊進行硬掩膜層刻蝕和所述絕緣層的通孔刻蝕，在所 述硬掩膜層刻蝕工藝中，產(chǎn)品中各通孔在硬掩膜層的各投影所在各區(qū)域之間有光阻進行 隔離，所述硬掩膜層刻蝕工藝后，在所述硬掩膜層為不連續(xù)的溝槽結(jié)構(gòu)或者通孔結(jié)構(gòu)，并 在所述絕緣層的通孔刻蝕后，停留在所述前層金屬層；所述硬掩膜層上溝槽或者通孔的關(guān) 鍵尺寸大于所述絕緣層中通孔的關(guān)鍵尺寸；所述硬掩膜層上的各溝槽的垂直于所述硬掩膜 層表面方向的內(nèi)接圓柱體或者通孔與所述絕緣層中的通孔同軸； 步驟S02 :采用與所述產(chǎn)品相同的工藝對所述測試模塊進行通孔填銅及平坦化，并去 除所述絕緣層圖形結(jié)構(gòu)頂部的所述硅氧化物層、所述硬掩膜層和所述氧化物薄膜層； 步驟S03 :用電子束缺陷掃描儀對所述測試模塊的通孔進行檢測，根據(jù)檢測發(fā)現(xiàn)的通 孔缺陷的圖形特征及在所述測試模塊的位置，來推定所述產(chǎn)品具有接近的通孔刻蝕缺陷及 發(fā)生位置，使所述產(chǎn)品的刻蝕工藝參數(shù)得以優(yōu)化。
2. 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，步驟S01中，所述 金屬線是參考被檢測產(chǎn)品圖形結(jié)構(gòu)的通孔布局尺寸進行設(shè)計；被檢測產(chǎn)品圖形結(jié)構(gòu)中設(shè)計 的每個通孔處，都通過所述金屬線進行相連；所述金屬線至少有兩根。
3. 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，步驟S01中，所述 金屬線至少由一根串聯(lián)導(dǎo)線連接在一起。
4. 如權(quán)利要求3所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，所述串聯(lián)導(dǎo)線與 所述金屬線是同時沉積而形成的，所述串聯(lián)導(dǎo)線的至少一端連接有金屬塊。
5. 如權(quán)利要求4所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，所述串聯(lián)導(dǎo)線與 所述金屬塊采用焊接的連接方式。
6. 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，步驟S01中的所述 硬掩膜層刻蝕方法中所使用的光罩，與被檢測產(chǎn)品中所述絕緣層的通孔刻蝕方法中所使用 的光罩相同。
7. 如權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品通孔刻蝕缺陷的檢測方法，其特征在于，步驟S01中所述硬 掩膜層刻蝕方法中，溝槽或者通孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸與現(xiàn)有技術(shù)中所述硬掩膜層上的溝槽刻 蝕方法中圖形結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸相同。
【文檔編號】H01L21/66GK104143519SQ201410377465
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】范榮偉, 陳宏璘, 龍吟, 顧曉芳 申請人:上海華力微電子有限公司