[发明专利]半导体器件的针孔类缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件的针孔类缺陷检测方法。

背景技术

半导体行业内对IC(Integrated Circuit，集成电路)的检测分析方式主要有OM(Optical Microscopy，光学显微镜)、SEM(Scanning electron microscopy，扫描式电子显微镜)、纵切与染色、RIE刻蚀(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)、CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械平坦化)、湿法腐蚀、EMMI(Emission Microscope，微光显微镜)、元素成分分析等。针对环境颗粒异物类的缺陷还可以做KLA扫描(KLA设备是一种表面缺陷检测设备)，KLA设备是针对半导体的表面缺陷进行检查分析的仪器，该设备利用激光扫描样品的整个表面，通过探测器收集到的信号，快速地将缺陷(包括微粒、划伤、坑点、污染、痕迹等)进行分类，统计每一种缺陷的数量并且测量出相应的缺陷尺寸，最后给出整个表面的缺陷分布图以及检测报告，并能够根据预先设定的标准，给出检测样品合格与否的判断与元素成分的分析等。

在上述的多种检测方式中，OM和SEM主要用于观察形貌并采集图像，是使用最为广泛的基础观察分析工具；纵切与染色主要用于观察剖面和确认有无注入及注入结深等；RIE刻蚀与AIE刻蚀主要用于在分析过程中去除表面不需要的图形层，以便于对缺陷图形层进行下一步深入分析；CMP主要用于精确样品制备；湿法腐蚀主要用于解封及去层等；EMMI主要用于漏电类失效的定点分析；KLA扫描主要针对颗粒异物凹坑之类缺陷，确认其尺寸分布和影响面积；元素成分分析主要用于确定缺陷物质的化学成分及含量等。

随着技术的发展，分析手段越来越先进，但仍有一些特殊缺陷不容易被发现和检测。比如在DMOS(Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor，双重扩散金属氧化半导体)产品的制造过程中，有一类被称为“Pin-hole(针孔)”类的缺陷。这种缺陷主要存在于金属层中，此类缺陷最大的特点是特征尺寸小(一般最长方向的长度约在微米数量级)，形状为不规则的孔洞(如同针孔一般)。同时又因为金属层颜色浅，反射率高，所以直接对金属层采用常规的显微镜检查及KLA扫描等手段很难检测出缺陷来。但是此类缺陷的存在会影响产品的寿命和可靠性，是实际产品制造过程中必须要解决的难题。

因此，如何方便地对半导体器件中的针孔类缺陷进行检测成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的半导体器件的缺陷检测技术，可以方便地检测到半导体器件中的针孔类缺陷，避免针孔类缺陷的存在影响半导体器件的使用寿命和可靠性。

有鉴于此，本发明提出了一种半导体器件的针孔类缺陷检测方法，包括：在形成有氧化层的衬底表面生长金属层，所述金属层位于所述氧化层的上方；在所述金属层的表面涂覆光刻胶，以形成对所述金属层中无针孔类缺陷的区域的保护层；依次对涂覆有所述光刻胶的衬底进行金属层蚀刻和氧化层蚀刻；去除所述衬底表面的光刻胶；刻蚀掉所述金属层；检测所述氧化层是否存在缺陷，以确定半导体器件是否存在针孔类缺陷。

在该技术方案中，由于金属层中的针孔类缺陷尺寸较小、形状不规则，且金属层颜色较浅导致金属层中的针孔类缺陷不易检测，而本申请中通过形成对金属层中无缺陷区域的保护层，使得在对涂覆有光刻胶的衬底进行金属层蚀刻时，只能蚀刻掉金属层中有缺陷的区域，从而使得在进行氧化层蚀刻时，也只能蚀刻掉对应于金属层中有缺陷区域的氧化层(即金属层中有缺陷区域下方的氧化层)，进而可以将金属层中针孔类缺陷放大转移到氧化层中，在需要检测金属层中是否存在针孔类缺陷时，只需检测氧化层中是否存在缺陷即可，使得能够容易地检测到半导体器件中的针孔类缺陷，避免此类缺陷的存在影响半导体器件的使用寿命和可靠性。同时，由于检测工艺简单，因此也可以降低对半导体器件的检测成本。

在上述技术方案中，优选地，所述在形成有氧化层的衬底表面生长金属层的步骤具体为：在形成有所述氧化层的衬底表面生长第一层金属层；在所述第一层金属层的表面生长第二层金属层。

在该技术方案中，第一层金属层作为氧化层和第二层金属层之间的缓冲连接层，可以减小接触电阻。

在上述技术方案中，优选地，所述对涂覆有所述光刻胶的衬底进行金属层蚀刻的步骤具体为：依次对涂覆有所述光刻胶的衬底进行所述第二层金属层的蚀刻和所述第一层金属层的蚀刻。