[发明专利]扫描接触孔断路缺陷的方法

说明书

本公开涉及半导体装置的接触孔断路缺陷的检测方法。其中一个实施例提供了一种改进的扫描接触孔断路缺陷的方法，其包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔；以及当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，确定具有断路缺陷的接触孔的位置。

技术领域

本公开涉及半导体装置的检测方法，具体来说，涉及检测半导体装置中的接触孔断路缺陷的方法以及检测结构。

背景技术

在半导体制造工艺中，各个组件制作完成后，需要按照设计要求将组件互相连接以形成完整的电路系统，因此，金属布线是半导体制造工艺中的一个关键环节。通常，为了防止金属层之间短路，在各层金属层之间淀积了介电层(即，隔离层)来起到隔离作用。具体地，在绝缘介质薄膜上淀积金属薄膜，通过穿过隔离层在两层金属层之间形成导电通路的接触孔进行金属互联，从而在晶圆上制作半导体器件。

通常，由于光刻工艺存在精度限制以及环境影响等多方面原因，在形成接触孔时，接触孔刻蚀深度不足，或者局部接触孔可能发生偏移，导致接触孔断路。因此，在正式批量生产前，通常要先对断路的接触孔进行检测，以保证生产出的半导体器件能够正常工作。

随着集成电路技术的不断发展，为了提高电路集成度和速度，大规模集成电路的金属层多采用多层金属布线。多层金属化产生了用金属填充接触孔的需要，以便在金属层之间形成电通路。栓塞即为在通孔中填入的使金属层间电气导通的结构。其中，钨金属具有较强的台阶覆盖和间隙填充能力以及良好的抗电迁移特性，常被选做接触孔填充材料，形成钨塞。

当前对接触孔断路缺陷检测的方法主要有电子束色差区分法。具体地，利用电压衬度像技术，用电子束对刻蚀有接触孔的晶圆表面进行扫描。由于接触孔中注有导电金属(例如，钨)，当用电子束扫描时，具有缺陷的接触孔与不具有缺陷的接触孔表现出的亮度存在差异。通过检测接触孔以及接触孔之外的区域的电子束亮度差，判断接触孔是否断路。但是，传统的电子束扫描方法必须先在晶圆表面进行钨化学气相沉积(W chemical vapordeposition,WCVD)以及钨化学机械平坦化(W chemical mechanical planarization,WCMP)，之后才能通过电子束扫描来检测接触孔缺陷。平坦化是将晶圆表面沉积的高低不平的金属层平坦的工艺，经过平坦化的金属层，表面平坦，有利于金属线制作。

然而，以这种方式，接触孔缺陷无法在当层检验，检测接触孔缺陷所需的时间较长，导致不能及时地调整机台，芯片良品率不高。

因此，存在对于快速检验接触孔断路缺陷的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种新颖的扫描接触孔断路缺陷的方法。

根据本公开的第一方面，提供了一种扫描接触孔断路缺陷的方法，包括：对衬底上的隔离层中刻蚀的接触孔进行超声波扫描；以及根据超声波扫描的结果，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。

根据本公开的第一方面，通过比较对不同接触孔进行超声波扫描得到的波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔。

根据本公开的第一方面，通过比较对接触孔进行超声波扫描得到的波形与参考波形，判定是否存在具有断路缺陷的接触孔，其中，所述参考波形是预定义的参考波形或者通过对接触孔进行超声波扫描得到的所有波形进行平均得到的平均波形。

根据本公开的第一方面，当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，对机台进行维护。

根据本公开的第一方面，当判定不存在具有断路缺陷的接触孔时，对隔离层进行钨化学气相沉积(WCVD)、钨化学机械平坦化(WCMP)和接触孔刻蚀操作，并进行下一次超声波扫描。

根据本公开的第一方面，当判定存在具有断路缺陷的接触孔时，确定具有断路缺陷的接触孔的位置。