一种缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供了一种缺陷检测方法，包括步骤：提供形成有绝缘介质层和图案化金属层的待检测晶圆；对图案化金属层的表面进行第一次缺陷扫描，以获得第一扫描图像，根据第一扫描图像确定图案化金属层的表面的缺陷位置信息；对图案化金属层暴露的部分绝缘介质层进行第二次缺陷扫描，以获得第二扫描图像，根据第二扫描图像确定图案化金属层的底部的缺陷位置信息。本发明专利技术的缺陷检测方法，在对图案化金属层的表面进行常规的第一次缺陷扫描之前或之后，对图案化金属层的底部进行第二次缺陷扫描，第二次缺陷扫描可对图案化金属层的底部内切缺陷进行自动线上检测，解决了现有的检测方法中，难以检测到底部内切缺陷的问题，提高了检测效率，确保了晶圆良率。确保了晶圆良率。确保了晶圆良率。

【技术实现步骤摘要】
一种缺陷检测方法


[0001]本领域涉及半导体集成电路
，具体涉及一种缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]顶层金属铝工艺用于形成顶层铝互连线，一般通过刻蚀铝金属层形成铝互连线。在刻蚀铝金属层过程中，由于侧向刻蚀（或称为钻刻）在铝互连线底部容易产生凹陷状的结构缺陷，此结构缺陷称为底部内切（under cut）缺陷。图1所示为顶层金属铝工艺中产生的底部内切缺陷的透射电镜（TEM）图，图1中显示，在对底部结构层01上沉积的铝金属层进行刻蚀形成铝金属线02时，由于侧向刻蚀效应，在铝金属线的底部形成了关键尺寸为300nm~400nm的底部内切缺陷03。当铝层越厚时，刻蚀偏差越大，底部内切缺陷03关键尺寸越大。图1中所示的300nm~400nm关键尺寸的底部内切缺陷会影响铝互连线的稳定性，最终会造成铝互连线的剥落，导致器件失效。现有技术中，对底部内切缺陷的检测手段包括失效分析（Failure Analysis）阶段进行的切片分析和局部的电镜分析（例如聚焦离子束微观分析，FIB）。然而，这些检测手段需要手动介入，十分耗时，无法对多个lot、多片晶圆进行线上检测，且对晶圆器件区影响较大，可能会导致晶圆的良率损失。
[0003]业界的光学或电子束缺陷检测方法可以对晶圆表面存在的缺陷进行线上（inline）自动检测。该缺陷检测过程为：首先，缺陷扫描（defect scan）机台对待检测晶圆表面进行扫描得到缺陷位置信息；然后将所述缺陷位置信息传送给缺陷复检（defect review）机台，缺陷复检机台根据所述缺陷位置信息对缺陷所在位置的结构进行拍摄得到缺陷图像(image)，并对缺陷图像进行处理和分析，以确定缺陷的真假、类型和影响，作为进行后续良率分析的判断依据。其中，扫描机台的工作原理一般是采用光学检测的方式对待检测晶圆表面进行扫描，将获取的数字化扫描图像信号作邻近芯片间（die to die）的相互对比，之后将对比结果与预设的阈值比较，并留下超过阈值的缺陷位置。这种缺陷检测方法可克服上述的切片分析和电镜分析等方法的不足，具有可自动线上检测、高效且不影响待检测晶圆的良率等优点。然而现有缺陷检测方法中，在对顶层铝互连线进行缺陷检测时，一般只对铝互连线的上表面进行缺陷扫描，以检测铝互连线上表面的缺陷信息。这种检测方法无法得到铝互连线底部的信息，因而无法检测到铝互连线的底部内切缺陷。因此，急需对现有的缺陷检测方法进行改进，以解决现有的缺陷检测方法无法检测铝互连线的底部内切缺陷的问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有的缺陷检测方法无法检测铝互连线的底部内切缺陷的问题，本专利技术提供一种缺陷检测方法，包括以下步骤：提供待检测晶圆，待检测晶圆包括绝缘介质层和形成于绝缘介质层上的图案化金属层，图案化金属层暴露部分绝缘介质层；对图案化金属层的表面进行第一次缺陷扫描，以获得第一扫描图像，并根据第一
扫描图像确定图案化金属层的表面的缺陷位置信息；对图案化金属层暴露的部分绝缘介质层进行第二次缺陷扫描，以获得第二扫描图像，并根据第二扫描图像确定图案化金属层的底部的缺陷位置信息。
[0005]优选地，图案化金属层的底部缺陷包括底部内切缺陷。
[0006]优选地，图案化金属层包括若干间隔排布的金属线。
[0007]优选地，图案化金属层包括图案化Al层，图案化Al层通过Al刻蚀工艺形成。
[0008]优选地，待检测晶圆包括硅片；和/或，绝缘介质层包括SiO2层。
[0009]优选地，第一次缺陷扫描和第二次缺陷扫描包括明场扫描。
[0010]优选地，待检测晶圆包括多个芯片单元，多个芯片单元的结构相同。
[0011]优选地，第一扫描图像包括多个芯片单元的第一图像块，根据第一扫描图像确定图案化金属层的表面的缺陷位置信息的方法包括：设置图案化金属层的表面相应的第一缺陷阈值；将相邻芯片单元的第一图像块进行叠加相消得到对比图像块，根据对比图像块的关键尺寸或面积确定对应芯片单元的缺陷信号值；当芯片单元的缺陷信号值大于第一缺陷阈值时，判定对比图像块对应的位置为缺陷位置，并记录缺陷位置的信息。
[0012]优选地，第二扫描图像包括多个芯片单元的第二图像块，根据第二扫描图像确定图案化金属层的底部的缺陷位置信息的方法包括：设置图案化金属层的底部相应的第二缺陷阈值；将相邻芯片单元的第二图像块进行叠加相消得到对比图像块，根据对比图像块的关键尺寸或面积确定对应芯片单元的缺陷信号值；当芯片单元的缺陷信号值大于第一缺陷阈值时，判定对比图像块对应的位置为缺陷位置，并记录缺陷位置的信息。
[0013]优选地，缺陷位置信息包括缺陷在待检测晶圆中的位置坐标信息，以及缺陷在单个芯片单元中的位置坐标信息。
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供的缺陷检测方法具有以下优点：本专利技术提供的缺陷检测方法，在对图案化金属层的表面进行常规的第一次缺陷扫描之前或之后，增加对图案化金属层的底部进行第二次缺陷扫描，所述第一次缺陷扫描可对图案化金属层的表面缺陷进行有效检测，所述第二次缺陷扫描可对图案化金属层的底部缺陷进行检测，解决了现有的检测方法中，难以检测到图案化金属层的底部内切缺陷的问题；本专利技术提供的检测方法，可实现对底部内切缺陷的自动线上检测，相比于现有的通过切片分析和电镜分析检测底部内切缺陷的方法，可提高检测效率，确保晶圆的良率。
附图说明
[0015]图1所示为顶层金属铝工艺中产生的底部内切缺陷的透射电镜图；图2所示为本专利技术一实施例提供的缺陷检测方法的步骤流程图；图3所示为一实施例提供的待检测晶圆的结构示意图；图4所示为一实施例提供的缺陷检测方法中的第一次缺陷扫描的示意图；图5所示为一实施例提供的缺陷检测方法中的第一次缺陷扫描得到的第一扫描图像；图6所示为一实施例提供的缺陷检测方法中的第二次缺陷扫描的示意图；图7所示为一实施例提供的缺陷检测方法中的第二次缺陷扫描得到的第二扫描图像；
图8所示为一实施例提供的缺陷检测方法中得到的对比图像块的示意图；其中，附图标记说明如下：图1中，01
‑
底部结构层；02
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铝金属线；03
‑
底部内切缺陷；图3~图8中，1
‑
待检测晶圆；11
‑
绝缘介质层；12
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图案化金属层；121
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第一金属线；122
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第二金属线；13
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底部内切缺陷；20
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反射光；3
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明场扫描机台；31
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聚光镜；32
‑
反射镜；33
‑
光学探测器；1211
‑
第一金属线的表面图像块；1221
‑
第二金属线的表面图像块；1212
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第一金属线的底部图像块；1222
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第二金属线的底部图像块；120
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对比图像块。
具体实施方式
[0016]为使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：提供待检测晶圆，所述待检测晶圆包括绝缘介质层和形成于所述绝缘介质层上的图案化金属层，所述图案化金属层暴露部分所述绝缘介质层；对所述图案化金属层的表面进行第一次缺陷扫描，以获得第一扫描图像，并根据所述第一扫描图像确定所述图案化金属层的表面的缺陷位置信息；对所述图案化金属层暴露的部分所述绝缘介质层进行第二次缺陷扫描，以获得第二扫描图像，并根据所述第二扫描图像确定所述图案化金属层的底部的缺陷位置信息。2.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述图案化金属层的底部缺陷包括底部内切缺陷。3.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述图案化金属层包括若干间隔排布的金属线。4.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述图案化金属层包括图案化Al层，所述图案化Al层通过Al刻蚀工艺形成。5.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述待检测晶圆包括硅片；和/或，所述绝缘介质层包括SiO2层。6.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述第一次缺陷扫描和第二次缺陷扫描包括明场扫描。7.如权利要求1所述的缺陷检测方法，其特征在于，所述待检测晶圆包括多个芯片单元，所述多个芯片单元的结构相...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雄，黄灿阳，田野，
申请(专利权)人：广州粤芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：