通过表面等离子体共振(SPR)的一致埋入金属空穴侦测制造技术

本发明专利技术公开通过表面等离子体共振(SPR)的一致埋入金属空穴侦测，具体涉及一种方法及设备提供用于使用SPR以一致侦测金属沉积之后半导体晶圆的埋入空穴。实施例包含：于晶圆的第一、第二及第三邻近晶粒中形成第一、第二及第三金属结构；对该第一、第二及第三金属结构进行一致的表面等离子体共振(SPR)；侦测分别对应于该第一、第二及第三金属结构的第一、第二及第三表面等离子体共振波长；将该第一表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较；以及基于该比较而判定该第一金属结构中有无埋入空穴。

【技术实现步骤摘要】

本揭露关于例如集成电路的半导体装置的制造。本揭露尤指关于能应用于侦测半导体晶圆上有缺陷的金属组件。
技术介绍
在半导体晶圆上的金属沉积期间，举例而言，通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、电化学电镀(ECP)或无电镀覆(ELP)，可能因例如不适当的质量传输、反应动力学、污染基板等各种因子而在穿孔或沟槽中形成不适当的填充或空穴。在半导体晶圆中(例如在沟槽硅化物结构中)存在有埋入空穴可能会导致严重的可靠度问题。然而，埋入空穴目前不能通过表面扫瞄而侦测，该表面扫瞄例如为亮场检查(BFI)、扫瞄式电子显微镜(SEM)等。另外，通过电子束(Ebeam)的晶圆检查也为具挑战性的。这种缺陷目前仅在后制时期通过故障分析(FA)晶圆的切片或通过显示开路或接触阻抗增加的电子测试(ET)资料而被强调出来。因此，存在用于能一致侦测金属沉积之后的半导体晶圆的埋入空穴的方法及设备的需求。
技术实现思路
本揭露的一个方面是使用表面等离子体共振(SPR)一致侦测金属沉积之后半导体晶圆的埋入空穴的方法。本揭露的其它方面是包含能侦测半导体晶圆上的埋入空穴的改良的表面等离子体共振仪器的设备。本揭露的另外方面及其它特征将于下列描述中阐述，而其中部分描述对于本领域技术人员而言在审视下文过后会是清楚明白的，或者本领域技术人员可从本揭露的实行而得知。本揭露的优点可如所附权利要求书中特定指出者实现及获得。依照本揭露，某些技术功效通过一种方法而部分达到，该方法包含：于晶圆的第一、第二及第三邻近晶粒中形成第一、第二及第三金属结构；对该第一、第二及第三金属结构进行一致的表面等离子体共振；侦测分别对应于该第一、第二及第三金属结构的第一、第二及第三表面等离子体共振波长；将该第一表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较；以及基于该比较而判定该第一金属结构中有无埋入空穴。本揭露的方面包含形成钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钴(Co)、铝(Al)、钽(Ta)及/或氮化钽(TaN)的该第一、第二及第三金属结构。其它方面包含形成为穿孔、沟槽或栅极的该第一、第二及第三金属结构。进一步方面包含通过化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、电化学镀覆(ECP)及/或无电镀覆(ELP)而形成该第一、第二及第三金属结构。另外方面包含该埋入空穴是由氧化物、空气或有机残留物而形成。另一方面包含若该比较表示该埋入空穴的存在，则重工该第一金属结构。其它方面包含重工该第一金属结构是通过：退火该第一金属结构；以及进行远程等离子体处理。进一步方面包含重工该第一金属结构是通过不进行远程等离子体处理而退火该第一金属结构。另外方面包含测试该第一金属结构的该重工是通过：对重工后的该第一金属结构进行表面等离子体共振；以及将对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长与该第三表面等离子体共振波长之间的差值与该阈值比较。本揭露的其它方面是一种设备，其包含：能侦测半导体晶圆上的埋入空穴的改良的表面等离子体共振仪器，该改良的表面等离子体共振仪器具有至少一光源、一棱镜及一侦测器；以及具有多个晶粒的半导体晶圆，而该多个晶粒是相对于该改良的表面等离子体共振仪器而以入射该光源的角度而置放。该设备的方面包含该设备是配置成对三个相同形成的金属结构进行表面等离子体共振，各结构于该多个晶粒内的相邻晶粒中形成。其它方面包含该表面等离子体共振是以一致的方式进行。进一步方面包含该三个相同形成的金属结构的其中一个是目标结构，而该三个相同形成的金属结构的其余二个是第一及第二参考结构。另外方面包含该侦测器是配置成侦测对应于该目标结构的表面等离子体共振波长与分别对应于该第一及第二参考结构的第一及第二表面等离子体共振波长。另一方面包含比较模块，其配置成将对应于该目标结构的侦测后的该表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值、以及该第二表面等离子体共振波长与对应于该目标结构的侦测后的该表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较。其它方面包含该比较模块配置成基于该比较而判定该目标结构中有无埋入空穴。本揭露的又一方面是一种方法，其包含：提供具有第一、第二及第三金属结构的晶圆，该第一、第二及第三金属结构分别形成在该晶圆的第一、第二及第三邻近晶粒中；对该第一、第二及第三金属结构进行表面等离子体共振；侦测对应于该第一金属结构的第一表面等离子体共振波长、对应于该第二金属结构的第二表面等离子体共振波长及对应于该第三金属结构的第三表面等离子体共振波长；将该第一表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较；以及基于该比较而判定该第一金属结构是否不适当地形成。本揭露的方面包含若判定为不适当地形成，则重工该第一金属结构或报废该晶圆。其它方面包含重工该第一金属结构是通过以或不以远程等离子体处理来退火该第一金属结构。进一步方面包含测试该重工是通过：对重工后的该第一金属结构进行表面等离子体共振；以及将对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长之间的差值与该阈值比较。本揭露的另外方面及技术功效将对本领域技术人员由下文详细描述而变得轻易地清楚明白，其中，本揭露的实施例是通过深思熟虑以完成本揭露的最佳模式的说明方式而简化描述。如同将了解的，本揭露能为其它及不同的实施例，且其数种细节能完全不悖离本揭露以各种显而易见的方面而修饰。因此，图式及描述是视为本质说明性且不为限制性。附图说明在所附图式的图中，本揭露以范例的方式而非限制的方式说明，且相同的元件符号视为类似组件，且其中：图1说明依据示例实施例的用于侦测金属沉积之后半导体晶圆中的埋入空穴的一致SPR处理流程；图2示意说明依据示例实施例的基于该一致SPR处理流程而侦测金属沉积之后的半导体晶圆中的埋入空穴的范例；以及图3说明依据示例实施例的用于侦测金属沉积之后半导体晶圆中的埋入空穴的一致SPR处理流程的范例。符号说明101、103、105、107、109、111、113、301、303、305、307、309、311、313、315、317、319、321步骤201、203、205金属结构207、209、211晶粒213半导体晶圆215光源217棱镜219侦测器221比较模块223、225、227光波229、231、233SPR波长235埋入空穴237金属-介电界面。具体实施方式在下文描述中，出于解释目的，数种特定细节是为了提供示例实施例的通透理解而阐述。然而，应了解的是，不用这些特定细节或以不同配置也可实行示例实施例。在其他情况下，已知结构及装置是以方块图形式显示以避免不必要混淆示例实施例。另外，除非另有所指，表示成份、反应条件及使用于说明书及权利要求书中的数量、比例及数字特性是通过词语“约”而在所有情况中理解为修饰用。本揭露对付且解决在随本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：于晶圆的第一、第二及第三邻近晶粒中形成第一、第二及第三金属结构；对该第一、第二及第三金属结构进行一致的表面等离子体共振(SPR)；侦测分别对应于该第一、第二及第三金属结构的第一、第二及第三表面等离子体共振波长；将该第一表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较；以及基于该比较而判定该第一金属结构中有无埋入空穴。

【技术特征摘要】
2015.07.16 US 14/800,9401.一种方法，其包括：于晶圆的第一、第二及第三邻近晶粒中形成第一、第二及第三金属结构；对该第一、第二及第三金属结构进行一致的表面等离子体共振(SPR)；侦测分别对应于该第一、第二及第三金属结构的第一、第二及第三表面等离子体共振波长；将该第一表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及该第三表面等离子体共振波长与该第一表面等离子体共振波长之间的差值与阈值比较；以及基于该比较而判定该第一金属结构中有无埋入空穴。2.如权利要求1所述的方法，包括形成钨(W)、铜(Cu)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钴(Co)、铝(Al)、钽(Ta)及/或氮化钽(TaN)的该第一、第二及第三金属结构。3.如权利要求1所述的方法，其中，该第一、第二及第三金属结构包括穿孔、沟槽或栅极。4.如权利要求1所述的方法，包括通过化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、物理气相沉积(PVD)、电化学镀覆(ECP)及/或无电镀覆(ELP)而形成该第一、第二及第三金属结构。5.如权利要求1所述的方法，其中，该埋入空穴包括氧化物、空气或有机残留物。6.如权利要求1所述的方法，更包括若该比较表示该埋入空穴的存在，则重工该第一金属结构。7.如权利要求6所述的方法，包括重工该第一金属结构是通过：退火该第一金属结构；以及进行远程等离子体处理。8.如权利要求6所述的方法，包括重工该第一金属结构是通过：退火该第一金属结构而不进行远程等离子体处理。9.如权利要求6所述的方法，包括测试该第一金属结构的该重工是通过：对重工后的该第一金属结构进行表面等离子体共振；以及将对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长与该第二表面等离子体共振波长之间的差值及对应于重工后的该第一金属结构的表面等离子体共振波长与该第三表面等离子体共振波长之间的差值与该阈值比较。10.一种设备，其包括：改良的表面等离子体共振(SPR)仪器，其能侦测半导体晶圆上的埋入空穴，该改良的表面等离子体共振仪器具有至少一光源、一棱镜及一侦测器；以及半导体晶圆，具有多个晶粒，而该多个晶粒相对于该改良的表面等离子体共振仪器而以入射该光源的角度而置...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·贾亚辛兰，S·K·帕蒂尔，
申请(专利权)人：格罗方德半导体公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY