CN1629624A - 监控晶圆缺陷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种监控晶圆缺陷的方法。该方法是首先提供一晶圆，该晶圆上存在有一缺陷，接着进行一化学处理步骤，以扩大晶圆上的缺陷，之后在晶圆上形成一共形材料层，然后使用扫描仪器找出晶圆上的缺陷。本发明因为采用化学处理步骤，以扩大晶圆上的缺陷处，因此可以彰显晶圆上的缺陷处，突破了现有的扫描仪器的侦测极限，能够及早反应出产品上小于奈米级以下的缺陷，不需额外添购昂贵的扫描仪器，即可达到比原先只利用扫描仪器例如是亮场检知器(Bright field inspector)更好的效果。

Description

监控晶圆缺陷的方法

技术领域

本发明涉及一种监控晶圆缺陷的方法，特别是涉及一种监控奈米缺陷的监控晶圆缺陷的方法。

背景技术

所谓的集成电路，就是把特定电路所需得各种组件及线路，缩小并制作在大小仅及2公分或更小的面积上的一种电子产品。因为集成电路大多是由数以万计，大小需由显微镜才能观看得到的固态电子组件所组合而成的，因此又可称为微电子组件。上述的微电子组件若存有缺陷，则将造成由此微电子组件构成的电子装置故障，所以业界皆使用一些扫描仪器，实时监测制程中的晶圆或产品上的缺陷，以提高产品的良品率。

现有习知的监控晶圆缺陷的方法，是在关键制程之后将晶圆取出，利用扫描仪器来监测该晶圆上的缺陷。然而，在随着组件尺寸的缩小，缺陷也愈来愈微小的趋势下，现有的扫描仪器的灵敏度无法检测出奈米级以下的缺陷。

由此可见，上述现有的监控晶圆缺陷的方法仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的监控晶圆缺陷的方法的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但是长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的监控晶圆缺陷的方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及其专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的监控晶圆缺陷的方法，能够改进一般现有的监控晶圆缺陷的方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述现有的监控晶圆缺陷的方法所存在的缺陷，而提供一种新的监控晶圆缺陷的方法，所要解决的技术问题是使其利用一些化学处理步骤彰显缺陷处，该化学处理步骤例如是蚀刻制程，可将原先侦测不到的微细孔洞缺陷扩大，突破现有扫描仪器的侦测极限，及早反应出产品上小于奈米级以下的缺陷，进而可以检测出奈米级以下的缺陷，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种监控晶圆缺陷的方法，其包括以下步骤：提供一晶圆，该晶圆上存在有一缺陷；进行一化学处理步骤，以扩大该缺陷；在该晶圆上形成一共形材料层；以及侦测该晶圆上的该缺陷。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的化学处理步骤包括一蚀刻处理步骤。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的蚀刻处理步骤所使用的一蚀刻液包括一氢氟酸(HF)溶液。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的氢氟酸溶液的浓度是介于0.01％至20％之间。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的进行化学处理步骤的时间为10秒至500秒。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形材料层包括一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形金属层包括一共形钛层。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形材料层的厚度是介于10埃至500埃。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的缺陷包括一奈米缺陷。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种监控晶圆缺陷的方法，其包括以下步骤：提供一晶圆，该晶圆上附着有一缺陷，其中该缺陷包括微粒以及制程所造成的孔洞缺陷；进行一化学处理步骤，以移除该微粒并扩大该孔洞缺陷；在该晶圆的上方形成一共形材料层；以及侦测该晶圆上的该孔洞缺陷。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的化学处理步骤包括一蚀刻处理步骤。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的蚀刻处理步骤所使用的一蚀刻液包括氢氟酸(HF)溶液。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的氢氟酸溶液的浓度是介于0.01％至20％之间。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的进行化学处理步骤的时间为10秒至500秒。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形材料层包括一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形金属层包括一共形钛层。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的共形材料层的厚度是介于10埃至500埃。

前述的监控晶圆缺陷的方法，其中所述的微粒包括一奈米微粒。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种监控晶圆缺陷的方法，该方法是首先提供一晶圆，该晶圆上存在有一缺陷，接着进行一化学处理步骤，以扩大晶圆上的缺陷，该化学处理步骤例如是蚀刻制程。之后在晶圆上形成一共形材料层，然后使用扫描仪器侦测晶圆上的缺陷，该扫描仪器例如是亮场检知器(Bright fieldinspector)。

本发明所提出的一种监控晶圆缺陷的方法，除了应用在监控晶圆表面上或是晶圆上的材料层表面的孔洞缺陷，更可以监控晶圆上因为附着有微粒，而使在晶圆上所形成的材料层中会形成的孔洞缺陷。

借由上述技术方案，本发明因为采用化学处理步骤，以扩大晶圆上的缺陷处，因此可以彰显晶圆上的缺陷处，突破了现有的扫描仪器的侦测极限，能够及早反应出产品上小于奈米级以下的缺陷，不需额外添购昂贵的扫描仪器，即可达到比原先只利用扫描仪器例如是亮场检知器(Bright fieldinspector)更好的效果。

综上所述，本发明特殊的监控晶圆缺陷的方法，具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大改进，在技术上有较大进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的监控晶圆缺陷的方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是依照本发明一较佳实施例的一种监控晶圆缺陷的方法的步骤流程图。

图2A是晶圆上存在有一缺陷的简要示意图。

图2B是晶圆经过化学处理后，使晶圆上的缺陷扩大的简要示意图。

图2C是在晶圆上形成共形材料层后的简要示意图。

图3是依照本发明另一较佳实施例的一种监控晶圆缺陷的方法的步骤流程图。

图4A是晶圆上因附着有一微粒，而使在晶圆上所形成的材料层中会形成一孔洞缺陷的简要示意图。

图4B是晶圆经过化学处理后，使晶圆上的缺陷扩大的简要示意图。

图4C是在晶圆上形成共形材料层后的简要示意图。

100、120：步骤                  140、160：步骤

300、320：步骤                  340、360：步骤

200、400：晶圆                  202、204、412：缺陷

206、414：共形材料层            402：隔离组件结构

404、408：材料层                406：微粒

410：孔洞缺陷

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的监控晶圆缺陷的方法其具体方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1所示，是依照本发明一较佳实施例的一种监控晶圆缺陷的方法的步骤流程图。本发明一较佳实施例提出的监控晶圆缺陷的方法，其步骤流程如下：

步骤100：请参阅图2A所示，提供一晶圆200，且该晶圆200上存在有一缺陷202，该缺陷202例如是孔洞缺陷，且缺陷202包括奈米级缺陷。

步骤120：请参阅图2B所示，进行一化学处理步骤，以扩大其缺陷202，该化学处理步骤例如是蚀刻处理步骤，尤其是使用浓度介于0.01％至20％之间氢氟酸(HF)溶液，进行蚀刻的时间为10秒至500秒，移除晶圆200表面的厚度约10埃至1000埃，使晶圆200上的缺陷204范围扩大。

步骤140：请参阅图2C所示，在晶圆200上形成一层共形材料层206，厚度约介于10埃至500埃，其后续是供扫描仪器侦测之用。该共形材料层206例如是一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层，厚度是介于10埃至500埃之间，其中的共形金属层的材质例如是共形钛层，其厚度例如是150埃。

步骤160：以扫描仪器侦测晶圆上的缺陷，扫描仪器侦测的原理是利用缺陷处与非缺陷处对光的吸收或反射程度具有不同的差异性而找出晶圆上的缺陷处，该扫描仪器例如是亮场检知器(Bright field inspector)。

经由进行上述的步骤100至步骤160可以得知，本发明因为采用化学处理步骤，扩大晶圆200上的缺陷202处，因此可以彰显晶圆200上的缺陷202处，突破了现有的扫描仪器的侦测极限，及早反应出产品上小于奈米级以下的缺陷，不需额外添购昂贵的扫描仪器，即可达到比原先只利用扫描仪器更好的效果。

该实施例的步骤100中所提供的晶圆200，可以是硅基底或已形成材料层的晶圆，只要是硅基底或已形成材料层的晶圆上存在有缺陷202例如是孔洞缺陷皆可应用，经过步骤120进行一化学处理步骤，以扩大其缺陷202，可以使缺陷202更加明显，甚至奈米级的缺陷202亦可显现出来，而可达到比原先只利用扫描仪器更好的效果，该扫描仪器例如是可变亮场检知器(Change of bright field inspector)。

接着，请再参阅图3所示，是依照本发明另一较佳实施例的一种监控晶圆缺陷的方法的步骤流程图。本发明另一较佳实施例提出的一种监控晶圆缺陷的方法，其步骤流程如下：

步骤300：请参阅图4A所示，提供一晶圆400，该晶圆400的材质例如是半导体硅基底。且基底中已形成有组件隔离结构402，以定义出主动区，而该组件隔离结构402例如是利用区域氧化法(Local oxidation，LOCOS)而形成的场氧化层(Field oxide)或是浅沟渠隔离(Shallow trenchisolation，STI)结构。此外，在主动区中是已制作有主动组件404(例如是闸极)，且主动组件404上是形成有另一材料层408，用以隔离相邻的主动组件404。然而，在形成材料层408之前，倘若主动组件404的表面上附着有一微粒406，后续在沉积材料层408时，将因微粒406之故而容易在微粒406底下形成一孔洞缺陷410。该微粒406可以非常微小，例如是奈米微粒。

特别是，当上述的材料层408是利用高密度电浆化学气相沉积法(HDP-CVD)而形成的材料层(例如是氧化硅或者是氮化硅等介电材料层)时，在微粒406底下产生孔洞缺陷412的情形会特别明显。

上述产生孔洞缺陷412的现象，亦可能发生在金属内联机制程当中。例如，当定义出的金属导线表面附着有微粒时，后续在金属导线上沉积介电层时，也是容易会在微粒底下产生孔洞缺陷。同样的，倘若介电层是利用高密度电浆化学气相沉积所形成时，在微粒底下产生孔洞缺陷的情形会特别明显。

在上述的情况中，所形成孔洞缺陷412是因为微粒406而产生的，因此该孔洞缺陷412会波埋在微粒106底下以及介电层108中而不易被察觉。而且当微粒406尺寸太小(奈米级微粒)时，微粒406以及孔洞缺陷412更不易被发现。而孔洞缺陷412的存在有可能会造成漏电流。因此，本发明提供了一种监控缺陷的方法，以能实时的监测出微小的微粒以及孔洞缺陷的存在，现将其详细说明如下。

步骤320：请参阅图4B所示，进行一化学处理步骤，以扩大其缺陷，该化学处理步骤例如是蚀刻处理步骤，尤其是使用浓度介于0.01％至20％之间氢氟酸(HF)溶液，进行蚀刻的时间为10秒至500秒。该化学处理步骤会将微粒406去除，同时使孔洞缺陷412裸露出来并扩大其范围，而孔洞缺陷412表面被移除的厚度约10埃至1000埃。

步骤340：请参阅图4C所示，在晶圆400上形成一层共形材料层414，该共形材料层414的厚度约介于10埃至500埃，其后续是供扫描仪器侦测之用。该共形材料层414例如是一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层，厚度是介于10埃至500埃之间，其中的共形金属层的材质例如是共形钛层，其厚度例如是150埃。

步骤360：以扫描仪器侦测晶圆400上的孔洞缺陷410，扫描仪器侦测的原理是利用缺陷412处与非缺陷处对光的吸收或反射程度具有不同的差异性而找出晶圆400上的缺陷412处，该扫描仪器例如是可变亮场检知器(Change of bright field inspector)。

经由进行上述步骤300至步骤360可以得知，本发明因为采用化学处理步骤，扩大晶圆400上的缺陷412处，因此可以彰显晶圆400上的缺陷412处，突破了现有扫描仪器的侦测极限，及早反应产品上小于奈米级以下的缺陷412，不需额外添购昂贵的扫描仪器，而可达到比原先只利用扫描仪器更好的效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (18)

1、一种监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供一晶圆，该晶圆上存在有一缺陷；

进行一化学处理步骤，以扩大该缺陷；

在该晶圆上形成一共形材料层；以及

侦测该晶圆上的该缺陷。

2、根据权利要求1所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的化学处理步骤包括一蚀刻处理步骤。

3、根据权利要求2所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的蚀刻处理步骤所使用的一蚀刻液包括一氢氟酸(HF)溶液。

4、根据权利要求3所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的氢氟酸溶液的浓度是介于0.01％至20％之间。

5、根据权利要求1所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的进行化学处理步骤的时间为10秒至500秒。

6、根据权利要求1所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形材料层包括一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层。

7、根据权利要求6所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形金属层包括一共形钛层。

8、根据权利要求1所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形材料层的厚度是介于10埃至500埃。

9、根据权利要求1所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的缺陷包括一奈米缺陷。

10、一种监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其包括以下步骤：

提供一晶圆，该晶圆上附着有一缺陷，其中该缺陷包括微粒以及制程所造成的孔洞缺陷；

进行一化学处理步骤，以移除该微粒并扩大该孔洞缺陷；

在该晶圆的上方形成一共形材料层；以及

侦测该晶圆上的该孔洞缺陷。

11、根据权利要求10所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的化学处理步骤包括一蚀刻处理步骤。

12、根据权利要求11所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的蚀刻处理步骤所使用的一蚀刻液包括氢氟酸(HF)溶液。

13、根据权利要求12所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的氢氟酸溶液的浓度是介于0.01％至20％之间。

14、根据权利要求10所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的进行化学处理步骤的时间为10秒至500秒。

15、根据权利要求10所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形材料层包括一共形金属层、一共形介电层或一共形多晶硅层。

16、根据权利要求15所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形金属层包括一共形钛层。

17、根据权利要求10所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的共形材料层的厚度是介于10埃至500埃。

18、根据权利要求10所述的监控晶圆缺陷的方法，其特征在于其中所述的微粒包括一奈米微粒。

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