CN103545231A - 镍侵蚀缺陷在线检测方法 - Google Patents

镍侵蚀缺陷在线检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103545231A
CN103545231A CN201310496415.8A CN201310496415A CN103545231A CN 103545231 A CN103545231 A CN 103545231A CN 201310496415 A CN201310496415 A CN 201310496415A CN 103545231 A CN103545231 A CN 103545231A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nickel
defect
current value
configuration parameter
electron beam
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310496415.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103545231B (zh
Inventor
范荣伟
王恺
龙吟
倪棋梁
陈宏璘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Original Assignee
Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Huali Microelectronics Corp filed Critical Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority to CN201310496415.8A priority Critical patent/CN103545231B/zh
Publication of CN103545231A publication Critical patent/CN103545231A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103545231B publication Critical patent/CN103545231B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及一种镍侵蚀缺陷在线检测方法，用于在CMOS器件制备工艺中检测镍侵蚀缺陷，包括如下步骤：a)、电子束扫描仪以第一配置参数扫描CMOS器件一表面区域，滤除非线条状缺陷，第一配置参数包括第一电流值；b)、电子束扫描仪以第二配置参数扫描该表面区域，滤除线条状缺陷，第二配置参数包括第二电流值；c)、以透射电镜在暗场下扫描该表面区域，确定是否存在镍侵蚀缺陷；d)、若存在镍侵蚀缺陷，通过失效分析对镍侵蚀缺陷进行核实与分类；e)、切换至另一表面区域，回到步骤a）继续执行。其中，第一电流值小于第二电流值。该方法准确率高、实施简单，易于在半导体行业内推广。

Description

镍侵蚀缺陷在线检测方法
技术领域
本发明涉及半导体加工制造领域，更具体地说，涉及一种镍侵蚀缺陷在线检测方法。
背景技术
随着集成电路工艺的发展以及关键尺寸按比例缩小，以及CMOS器件性能要求的不断提高，金属硅化物的生长工艺受到越来越大的挑战，若工艺不够优化，很容易产生严重的系统性缺陷，例如，镍侵蚀缺陷会导致严重的漏电，并使器件完全失效，从而对CMOS器件良率有极大影响。
对镍侵蚀漏电缺陷的检测是目前业界公认的难题之一，目前业界常用的检测方法通常有两种：一是通过终端测试，此方法有效但耗时过长，不利于缩短研发周期；二是应用电子束扫描仪先检测出所有漏电缺陷，进而通过大量的失效分析确认镍侵蚀缺陷，此方法也需大量的失效分析工作，并且在CMOS制备工艺前期由于有各种各样的漏电缺陷存在，会对镍侵蚀缺陷的检测形成干扰，从而使对镍侵蚀缺陷检测的准确率非常低。
因此，提供一种可靠而准确的镍侵蚀缺陷检测方法，是本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镍侵蚀缺陷检测方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种镍侵蚀缺陷在线检测方法，用于在CMOS器件制备工艺中检测镍侵蚀缺陷，包括如下步骤：a)、电子束扫描仪以第一配置参数扫描CMOS器件一表面区域，滤除非线条状缺陷，第一配置参数包括第一电流值；b)、电子束扫描仪以第二配置参数扫描该表面区域，滤除线条状缺陷，第二配置参数包括第二电流值；c)、以透射电镜在暗场下扫描该表面区域，确定是否存在镍侵蚀缺陷；d)、若存在镍侵蚀缺陷，通过失效分析对镍侵蚀缺陷进行核实与分类；e)、切换至另一表面区域，回到步骤a）继续执行。其中，第一电流值小于第二电流值。
优选地，第一电流值取值范围为7-20nA，第二电流值取值范围为80-110nA。
优选地，在步骤d)之后、步骤e)之前还包括步骤f)：根据失效分析结果确定第一配置参数和第二配置参数，第一、第二扫描参数还包括电子束扫描仪的着陆电压及像素尺寸。
优选地，电子束扫描仪的着陆电压的取值范围为500～1500eV，像素尺寸的取值范围为10～60nm。
优选地，在步骤b)之后、步骤c）之前还包括步骤g）：若电子束扫描仪信噪比大于等于1.5时，执行步骤c）；若电子束扫描仪信噪比小于1.5时，执行步骤e)。
本发明提供的镍侵蚀缺陷在线检测方法，通过逐步检测的工艺进行由粗到精的检测，进而一步步地筛选出镍侵蚀缺陷，可在CMOS器件制备工艺中在线高效检测镍侵蚀缺陷，准确率高、实施简单，易于在半导体行业内推广。
附图说明
图1示出本发明一实施例的镍侵蚀缺陷在线检测方法流程示意图；
图2示出电子束扫描仪配置为第一电流参数时镍侵蚀缺陷影响周围连接孔的漏电情况示意图；
图3示出电子束扫描仪配置为第二电流参数时镍侵蚀缺陷影响周围连接孔的漏电情况示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
CMOS器件的制备工艺包括多个工艺步骤，例如，依次包括但不限于如下工艺步骤：提供半导体衬底；形成沟槽及有源区；沉积介质层；形成离子肼；生长多晶硅栅极；形成第一支撑体；形成超浅PN结；形成第二支撑体；形成深PN结；沉积金属硅化物阻挡层；形成表面介电层；形成接触孔；钨栓塞平坦化；以及在线检测等工艺。本检测方法在钨栓塞平坦化工艺进行，可视为在线检测工艺的一工艺步骤，用于对CMOS器件的镍侵蚀缺陷进行在线检测。
如图1所示，本发明一实施例提供的镍侵蚀缺陷在线检测方法，包括如下步骤：
步骤S10、电子束扫描仪以第一配置参数扫描CMOS器件一表面区域，滤除非线条状缺陷，第一配置参数包括第一电流值。
具体地，将电子束扫描仪以第一配置参数进行配置，选定CMOS器件一表面区域进行检测。其中，第一配置参数中采用第一电流值，其取值范围为7-20nA。
若存在镍侵蚀缺陷，CMOS器件漏电，其NMOS区域导通，镍侵蚀缺陷区域会影响周围的钨栓塞区域，在电子束扫描仪以低电流参数（如第一电流值）工作时，通过电子束扫描仪观察镍侵蚀缺陷所在区域，其会呈现出线条状的形状，如图2所示。而其他的漏电缺陷，例如位错缺陷、划伤以及部分CMOS器件本身缺陷会在电子束扫描仪中呈现点状或其他不规则形状，这明显不同于线条状形貌。
因此，上述步骤S10中，可通过电子束扫描仪的观测或图像识别等措施，滤除非线条状缺陷、保留线条状缺陷，极大程度上缩小镍侵蚀缺陷的检测范围。
步骤S11、电子束扫描仪以第二配置参数扫描该表面区域，滤除线条状缺陷，第二配置参数包括第二电流值。
具体地，将电子束扫描仪以第二配置参数进行配置，继续对步骤S10中选定的表面区域进行检测。其中，第二配置参数中采用第二电流值，其取值范围为80-110nA。
在电子束扫描仪以高电流参数（如第二电流值）工作时，NMOS区域会产生截止作用，同时镍侵蚀缺陷对周围钨连接孔的漏电影响将减弱甚至消失，从而通过电子束扫描仪观察时，镍侵蚀缺陷也将集中在一个固定的点，如图3所示；而对器件本身的一些漏电或者一些物理缺陷，例如条状的硅残留而言，则会呈现线条状或其他不规则形状。
因此，上述步骤S11中，可通过电子束扫描仪的观测或图像识别等措施，滤除线条状缺陷、保留点状缺陷，以进一步缩小镍侵蚀缺陷的检测范围。
步骤S12、以透射电镜在暗场下扫描该表面区域，确定是否存在镍侵蚀缺陷。
通过透射电镜对CMOS器件表面进行检测时，镍侵蚀缺陷在明场条件下不明显，而在暗场条件下则呈明显的阴影区域。
因此，以透射电镜在暗场条件下对CMOS器件同一表面区域进行观察，可进一步缩小镍侵蚀缺陷的检测范围。
步骤S13、若存在镍侵蚀缺陷，通过失效分析对镍侵蚀缺陷进行核实与分类。
为提高检测的准确率，该步骤S13中，通过失效分析方法对镍侵蚀缺陷进行核实；为对CMOS器件制备工艺的优化提供明确的指导，还对镍侵蚀缺陷进行细化的分类，以供分析各类缺陷的成因、确定CMOS器件制备工艺中存在的问题，以便进行优化。
该步骤中采用的失效分析方法已为现有技术所充分公开。
步骤S14、切换至另一表面区域，回到步骤S10继续执行。其中，第一电流值小于第二电流值。
具体地，切换至CMOS器件一新的表面区域检测镍侵蚀缺陷，再依次进行上述各步骤，直至扫描完整个CMOS器件表面。
根据对镍侵蚀缺陷的分辨率的不同要求，电子束扫描仪的扫描范围为10-80nm，通常可采用50nm，即每50nm对CMOS器件上表面进行一次扫描。
根据上述检测方法进一步改进的实施方式，在步骤S13之后、步骤S14之前还包括如下步骤：根据失效分析结果确定第一配置参数和第二配置参数，第一、第二扫描参数还包括电子束扫描仪的着陆电压及像素尺寸。
该步骤根据对镍侵蚀缺陷的有效检测结果，得出电子束扫描仪的更理想的配置参数，以便在后续对其他表面区域进行检测时使用，从而提供一基于回馈的参数修正方式，随着检测次数的增加，电子束扫描仪可逐步获得最佳的配置参数。
具体地，电子束扫描仪的着陆电压的取值范围为500～1500eV，像素尺寸的取值范围为10～60nm。
进一步地，在步骤S11之后、步骤S12之前，还包括如下步骤：若电子束扫描仪信噪比大于等于1.5时，执行步骤S12；若电子束扫描仪信噪比小于1.5时，执行步骤S14。根据多次实验得到的统计结果，本发明将信噪比小于1.5的缺陷从镍侵蚀缺陷的检测结果中滤除，进一步提供检测的准确率。
可以理解，CMOS器件制备工艺包括多个工艺步骤，各工艺步骤在现有技术公开的范围内可进行组合替换，只要利用电子束扫描仪及透射电镜对镍侵蚀缺陷进行逐步筛选式的检测，均应视为基于本发明的思想所作的变形设计，应落入本发明的保护范围。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种镍侵蚀缺陷在线检测方法，用于在CMOS器件制备工艺中检测镍侵蚀缺陷，包括如下步骤：
a)、电子束扫描仪以第一配置参数扫描CMOS器件一表面区域，滤除非线条状缺陷，所述第一配置参数包括第一电流值；
b)、所述电子束扫描仪以第二配置参数扫描该表面区域，滤除线条状缺陷，所述第二配置参数包括第二电流值；
c)、以透射电镜在暗场下扫描该表面区域，确定是否存在镍侵蚀缺陷；
d)、若存在镍侵蚀缺陷，通过失效分析对镍侵蚀缺陷进行核实与分类；若不存在，进至步骤e)；
e)、切换至另一所述表面区域，回到所述步骤a）继续执行。
其中，所述第一电流值小于第二电流值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电流值取值范围为7-20nA，所述第二电流值取值范围为80-110nA。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤d)之后、所述步骤e)之前还包括步骤f)：根据失效分析结果确定所述第一配置参数和第二配置参数，所述第一、第二扫描参数还包括所述电子束扫描仪的着陆电压及像素尺寸。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电子束扫描仪的着陆电压的取值范围为500～1500eV，像素尺寸的取值范围为10～60nm。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤b)之后、步骤c）之前还包括步骤g）：若所述电子束扫描仪信噪比大于等于1.5时，执行所述步骤c）；若所述电子束扫描仪信噪比小于1.5时，执行所述步骤e)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述CMOS器件制备工艺至少包括钨栓塞平坦化工艺，所述检测方法在钨栓塞平坦化工艺之后进行。
CN201310496415.8A 2013-10-21 2013-10-21 镍侵蚀缺陷在线检测方法 Active CN103545231B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310496415.8A CN103545231B (zh) 2013-10-21 2013-10-21 镍侵蚀缺陷在线检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310496415.8A CN103545231B (zh) 2013-10-21 2013-10-21 镍侵蚀缺陷在线检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103545231A true CN103545231A (zh) 2014-01-29
CN103545231B CN103545231B (zh) 2016-03-02

Family

ID=49968569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310496415.8A Active CN103545231B (zh) 2013-10-21 2013-10-21 镍侵蚀缺陷在线检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103545231B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109839391A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 三星电子株式会社 检测缺陷的方法和用于执行该方法的设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268768A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Hitachi Ltd 集束イオンビーム装置
US20050194536A1 (en) * 2002-11-06 2005-09-08 Masanari Furiki Charged particle beam apparatus
JP2005311386A (ja) * 2005-05-06 2005-11-04 Hitachi Ltd ウエハ検査装置
JP2012114021A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターン評価方法及びそのシステム
CN102569115A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 无锡华润上华半导体有限公司 半导体器件缺陷的检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268768A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Hitachi Ltd 集束イオンビーム装置
US20050194536A1 (en) * 2002-11-06 2005-09-08 Masanari Furiki Charged particle beam apparatus
JP2005311386A (ja) * 2005-05-06 2005-11-04 Hitachi Ltd ウエハ検査装置
JP2012114021A (ja) * 2010-11-26 2012-06-14 Hitachi High-Technologies Corp 回路パターン評価方法及びそのシステム
CN102569115A (zh) * 2010-12-23 2012-07-11 无锡华润上华半导体有限公司 半导体器件缺陷的检测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109839391A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 三星电子株式会社 检测缺陷的方法和用于执行该方法的设备
CN109839391B (zh) * 2017-11-29 2024-03-29 三星电子株式会社 检测缺陷的方法和用于执行该方法的设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN103545231B (zh) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Donovan et al. Early detection of electrical defects in deep trench capacitors using voltage contrast inspection
US7474107B2 (en) Buried short location determination using voltage contrast inspection
CN110783214B (zh) 晶片级测试方法及其测试结构
US7339391B2 (en) Defect detection method
CN109920742B (zh) 一种半导体器件失效检测方法
US20070296447A1 (en) Monitoring pattern for detecting a defect in a semiconductor device and method for detecting a defect
CN103021897A (zh) 半导体器件电性失效的检测方法
CN103811369A (zh) 铜连接孔刻蚀不足缺陷在线检测方法
US8593167B2 (en) Semiconductor device test method and apparatus, and semiconductor device
CN104316813A (zh) 判定异常短接位置的电压衬度方法
CN103545231B (zh) 镍侵蚀缺陷在线检测方法
KR20080061938A (ko) 웨이퍼 상의 공정 결함 검사 방법
US6963206B2 (en) System and method of evaluating gate oxide integrity for semiconductor microchips
CN103943527B (zh) 采用电容测试结构检测多晶硅栅极刻蚀缺陷的方法
US20070197020A1 (en) Inline method to detect and evaluate early failure rates of interconnects
CN102353697B (zh) 在线测评缺陷的方法
CN107346751B (zh) 测试结构及其形成方法以及测试方法
US9244112B2 (en) Method for detecting an electrical defect of contact/via plugs
CN103904000B (zh) 采用电容衬度测试结构检测多晶硅底部桥连缺陷的方法
CN103065991B (zh) 半导体器件之重复缺陷的检测方法
CN106098583B (zh) 针对多晶硅氧化物栅极缺失的电子束扫描检测方法
CN103887196B (zh) 采用小窗口图形测试结构检测多晶硅底部桥连缺陷的方法
CN104332420A (zh) 用于多晶硅层的失效点定位的方法
JP3654434B2 (ja) 試験用コンタクトチェーンおよびそれに関連するデバッグ方法
CN108508333B (zh) 后端介电材料的可靠性评估方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant