金属薄膜的检测方法技术

一种金属薄膜的检测方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。本发明专利技术方案可以实时辨识金属薄膜的异常情况，有效地避免在半导体衬底上形成的产品的良率降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体工艺领域，尤其是一种金属薄膜的检测方法。
技术介绍
在半导体工艺中，通过金属布线实现器件之间的连接，实现电信号的传递。具体而言，需要通过沉积工艺或者溅射工艺形成金属薄膜，随后刻印图形以形成互连金属线以及填充通孔。随着半导体器件的高度集成化及高性能化的进展，对金属薄膜的规范性也提出了越来越高的要求，包括金属薄膜的类型、尺寸准确度，以及所述金属薄膜与晶圆之间的对准精度。例如，如果采用错误的金属类型形成薄膜，将影响导电速率，甚至导致器件失效。如果金属薄膜的尺寸大于预设规格，沉积在晶圆边缘位置的金属薄膜容易导致后续工艺的缺陷。例如导致金属柱状剥离缺陷(metalpillarpeelingdefect)，进而发生导电层短路(bridge)现象，降低产品的良率。以钨沉积工艺为例，如果钨薄膜的尺寸大于预设规格，延伸至晶圆的边缘区域，由于晶圆的边缘在纵向上呈圆弧形，处于圆弧斜面区域(bevelarea)上的钨薄膜将无法被后续化学机械抛光(CMP)工艺去除。对于铝溅射工艺，当铝薄膜延伸至晶圆的边缘区域，且铝刻蚀工艺未能将圆弧斜面区域上的铝薄膜去除干净时，也存在发生剥离缺陷的风险。而残留的金属薄膜一旦发生剥离(peeling)，将有可能以金属颗粒的形式落到晶圆的功能区域，进而引起短路现象。如果金属薄膜尺寸小于预设规格，由于边缘图案缺失，也有可能导致在晶圆边缘处的良率降低的问题。如果金属薄膜与晶圆之间的对准精度不够，发生了整体偏移，也即在中心对称的不同区域，同时发生金属薄膜尺寸大于以及小于预设规格的情况，这将有可能导致上述两种问题同时发生，降低晶圆的良率。现有技术中通常采用的是延后检测或反馈式纠错的处理方式。具体而言，在对机台进行例行检查时，才会以调整形成金属薄膜的工艺参数，以及对金属薄膜与晶圆的对准精度进行控制，或者在发生低良率(lowyield)事件之后，才会查找原因并追溯至产线。在现有的处理方式中，由于反馈周期较长，发生问题时引起的危害较大。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种金属薄膜的检测方法，可以实时辨识金属薄膜的异常情况，有效地避免在半导体衬底上形成的产品的良率降低。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种金属薄膜的检测方法，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。可选的，所述多个预设位置包括：分布于外边缘线以外的第一检测点和分布于内边缘线以内的第二检测点，所述外边缘线是以所述半导体衬底的边缘为基准向内收缩第一距离得到的，所述内边缘线是以所述半导体衬底的边缘为基准向内收缩第二距离得到的，所述第一距离小于所述第二距离。可选的，根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常包括：如果至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，和/或至少一个所述第二检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，则判断所述金属薄膜出现异常。可选的，判断所述金属薄膜出现异常包括：如果存在至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，并且存在至少一个所述第二检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，则判断所述金属薄膜的图案发生偏移。可选的，判断所述金属薄膜出现异常包括：如果存在至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，并且全部的所述第二检测点的光反射率值位于所述预设阈值范围之内，则判断所述金属薄膜的尺寸大于预设规格。可选的，判断所述金属薄膜出现异常包括：如果存在至少一个所述第二检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，并且全部的所述第一检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，则判断所述金属薄膜的尺寸小于预设规格。可选的，多个所述第一检测点与所述半导体衬底的中心点等距，多个所述第二检测点与所述半导体衬底的中心点等距。可选的，多个所述第一检测点在以所述半导体衬底的中心点为圆心的同一圆周上呈均匀排列，多个所述第二检测点在以所述半导体衬底的中心点为圆心的同一圆周上呈均匀排列。可选的，所述金属薄膜的检测方法还包括：对于多个所述第一检测点的光反射率值，选择最接近所述预设阈值范围中心值的所述光反射率值作为第一极值点；对于多个所述第二检测点的光反射率值，选择最远离所述预设阈值范围中心值的所述光反射率值作为第二极值点；记录所述第一极值点和所述第二极值点。可选的，所述金属薄膜的材料为金属单质或金属化合物。可选的，所述金属薄膜的形成工艺选自：沉积工艺和溅射工艺。可选的，所述检测光反射率值包括：采用预设波长的光源检测所述光反射率值，所述预设波长包括100纳米至1000纳米。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：本专利技术实施例提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。采用本专利技术实施例的方案，可以实时辨识金属薄膜的异常情况，有效地避免在半导体衬底上形成的产品的良率降低。进一步，通过在第一检测点和第二检测点检测光反射率值，本专利技术实施例可以结合获得的多个光反射率值，进一步判断所述金属薄膜的尺寸错误类型，从而对工艺过程中可能出现的问题类型进行预判，有助于减少排查步骤，提高解决效率。进一步，本专利技术实施例可以在检测到金属薄膜的异常情况时，存储所述金属薄膜的异常记录并且发出警示信息，有效地提醒操作者及时处理，减少再次发生同样问题的频率，有效地降低同类型问题导致的损失。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种金属薄膜的检测方法的流程图；图2是本专利技术实施例中的一种半导体衬底的俯视示意图；图3是本专利技术实施例中的一种半导体衬底的剖面示意图；图4是本专利技术实施例中的一种金属薄膜异常情况下的半导体衬底的俯视示意图。具体实施方式如前所述，随着半导体器件的高度集成化及高性能化的进展，对金属薄膜的规范性也提出了越来越高的要求，包括金属薄膜的类型、尺寸准确度，以及所述金属薄膜与晶圆之间的对准精度。但是，在现有技术中，并没有实时检测的方法，对所述金属薄膜的规范性进行判断，一旦发生金属薄膜异常问题，往往导致巨大损失。本专利技术的专利技术人经过研究发现，上述问题的关键是，现有技术中通常采用的是延后检测或反馈式纠错的处理方式。具体而言，在对机台进行例行检查时，才会以调整形成金属薄膜的工艺参数，以及对金属薄膜与晶圆的对准精度进行控制，或者在发生低良率(lowyield)事件之后，才会查找原因并追溯至产线。在现有的处理方式中，由于反馈周期较长，发生问题时引起的危害较大。本专利技术实施例提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。采用本专利技术实施例的方案，可以实时辨识金属薄膜的异常情况，有效地避免晶圆的良率降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属薄膜的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。

【技术特征摘要】
1.一种金属薄膜的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底的表面具有金属薄膜，所述半导体衬底的表面分中心区域和包围所述中心区域的边缘区域；在所述边缘区域内的多个预设位置，检测光反射率值；根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常。2.根据权利要求1所述的金属薄膜的检测方法，其特征在于，所述多个预设位置包括：分布于外边缘线以外的第一检测点和分布于内边缘线以内的第二检测点，所述外边缘线是以所述半导体衬底的边缘为基准向内收缩第一距离得到的，所述内边缘线是以所述半导体衬底的边缘为基准向内收缩第二距离得到的，所述第一距离小于所述第二距离。3.根据权利要求2所述的金属薄膜的检测方法，其特征在于，根据所述多个预设位置的光反射率值与预设阈值范围的关系，判断所述金属薄膜是否出现异常包括：如果至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，和/或至少一个所述第二检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，则判断所述金属薄膜出现异常。4.根据权利要求3所述的金属薄膜的检测方法，其特征在于，判断所述金属薄膜出现异常包括：如果存在至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，并且存在至少一个所述第二检测点的光反射率值超出所述预设阈值范围，则判断所述金属薄膜的图案发生偏移。5.根据权利要求3所述的金属薄膜的检测方法，其特征在于，判断所述金属薄膜出现异常包括：如果存在至少一个所述第一检测点的光反射率值在所述预设阈值范围之内，并且全部的所述第二检测点的光反射率值位于所述预设阈值范围之内，则判断所述金属薄膜的尺寸大于预设规格。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙洪福，姜国伟，丁同国，梁海林，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31