半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)對(duì)IC (Integrated Circuit，集成電路)的檢測(cè)分析方式主要有OM(Optical Microscopy,光學(xué)顯微鏡)、SEM (Scanning electron microscopy,掃描式電子顯微鏡)、縱切與染色、RIE刻蝕(Reactive 1n Etching,反應(yīng)離子刻蝕)、CMP (ChemicalMechanical Polishing,化學(xué)機(jī)械平坦化)、濕法腐蝕、EMMI (Emiss1n Microscope,微光顯微鏡)、元素成分分析等。針對(duì)環(huán)境顆粒異物類(lèi)的缺陷還可以做KLA掃描(KLA設(shè)備是一種表面缺陷檢測(cè)設(shè)備)，KLA設(shè)備是針對(duì)半導(dǎo)體的表面缺陷進(jìn)行檢查分析的儀器，該設(shè)備利用激光掃描樣品的整個(gè)表面，通過(guò)探測(cè)器收集到的信號(hào)，快速地將缺陷(包括微粒、劃傷、坑點(diǎn)、污染、痕跡等)進(jìn)行分類(lèi)，統(tǒng)計(jì)每一種缺陷的數(shù)量并且測(cè)量出相應(yīng)的缺陷尺寸，最后給出整個(gè)表面的缺陷分布圖以及檢測(cè)報(bào)告，并能夠根據(jù)預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，給出檢測(cè)樣品合格與否的判斷與元素成分的分析等。
[0003]在上述的多種檢測(cè)方式中，OM和SEM主要用于觀察形貌并采集圖像，是使用最為廣泛的基礎(chǔ)觀察分析工具；縱切與染色主要用于觀察剖面和確認(rèn)有無(wú)注入及注入結(jié)深等；RIE刻蝕與AIE刻蝕主要用于在分析過(guò)程中去除表面不需要的圖形層，以便于對(duì)缺陷圖形層進(jìn)行下一步深入分析；CMP主要用于精確樣品制備；濕法腐蝕主要用于解封及去層等；EMMI主要用于漏電類(lèi)失效的定點(diǎn)分析；KLA掃描主要針對(duì)顆粒異物凹坑之類(lèi)缺陷，確認(rèn)其尺寸分布和影響面積；元素成分分析主要用于確定缺陷物質(zhì)的化學(xué)成分及含量等。
[0004]隨著技術(shù)的發(fā)展，分析手段越來(lái)越先進(jìn)，但仍有一些特殊缺陷不容易被發(fā)現(xiàn)和檢測(cè)。比如在 DM0S(Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor,雙重?cái)U(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體)產(chǎn)品的制造過(guò)程中，有一類(lèi)被稱(chēng)為“Pin-hole (針孔)”類(lèi)的缺陷。這種缺陷主要存在于金屬層中，此類(lèi)缺陷最大的特點(diǎn)是特征尺寸小(一般最長(zhǎng)方向的長(zhǎng)度約在微米數(shù)量級(jí))，形狀為不規(guī)則的孔洞(如同針孔一般)。同時(shí)又因?yàn)榻饘賹宇伾珳\，反射率高，所以直接對(duì)金屬層采用常規(guī)的顯微鏡檢查及KLA掃描等手段很難檢測(cè)出缺陷來(lái)。但是此類(lèi)缺陷的存在會(huì)影響產(chǎn)品的壽命和可靠性，是實(shí)際產(chǎn)品制造過(guò)程中必須要解決的難題。
[0005]因此，如何方便地對(duì)半導(dǎo)體器件中的針孔類(lèi)缺陷進(jìn)行檢測(cè)成為亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是基于上述問(wèn)題，提出了一種新的半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)技術(shù)，可以方便地檢測(cè)到半導(dǎo)體器件中的針孔類(lèi)缺陷，避免針孔類(lèi)缺陷的存在影響半導(dǎo)體器件的使用壽命和可靠性。
[0007]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法，包括:在形成有氧化層的襯底表面生長(zhǎng)金屬層，所述金屬層位于所述氧化層的上方；在所述金屬層的表面涂覆光刻膠，以形成對(duì)所述金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域的保護(hù)層；依次對(duì)涂覆有所述光刻膠的襯底進(jìn)行金屬層蝕刻和氧化層蝕刻；去除所述襯底表面的光刻膠；刻蝕掉所述金屬層；檢測(cè)所述氧化層是否存在缺陷，以確定半導(dǎo)體器件是否存在缺陷。
[0008]在該技術(shù)方案中，由于金屬層中的針孔類(lèi)缺陷尺寸較小、形狀不規(guī)則，且金屬層顏色較淺導(dǎo)致金屬層中的針孔類(lèi)缺陷不易檢測(cè)，而本申請(qǐng)中通過(guò)形成對(duì)金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域的保護(hù)層，使得在對(duì)涂覆有光刻膠的襯底進(jìn)行金屬層蝕刻時(shí)，只能蝕刻掉金屬層中有缺陷的區(qū)域，從而使得在進(jìn)行氧化層蝕刻時(shí)，也只能蝕刻掉對(duì)應(yīng)于金屬層中有缺陷區(qū)域的氧化層(即金屬層中有缺陷區(qū)域下方的氧化層)，進(jìn)而可以將金屬層中針孔類(lèi)缺陷放大轉(zhuǎn)移到氧化層中，在需要檢測(cè)金屬層中是否存在針孔類(lèi)缺陷時(shí)，只需檢測(cè)氧化層中是否存在缺陷即可，使得能夠容易地檢測(cè)到半導(dǎo)體器件中的針孔類(lèi)缺陷，避免此類(lèi)缺陷的存在影響半導(dǎo)體器件的使用壽命和可靠性。同時(shí)，由于檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單，因此也可以降低對(duì)半導(dǎo)體器件的檢測(cè)成本。
[0009]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述在形成有氧化層的襯底表面生長(zhǎng)金屬層的步驟具體為:在形成有所述氧化層的襯底表面生長(zhǎng)第一層金屬層；在所述第一層金屬層的表面生長(zhǎng)第二層金屬層。
[0010]在該技術(shù)方案中，第一層金屬層作為氧化層和第二層金屬層之間的緩沖連接層，可以減小接觸電阻。
[0011]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述對(duì)涂覆有所述光刻膠的襯底進(jìn)行金屬層蝕刻的步驟具體為:依次對(duì)涂覆有所述光刻膠的襯底進(jìn)行所述第二層金屬層的蝕刻和所述第一層金屬層的蝕刻。
[0012]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一金屬層為鈦層，所述第二金屬層為鋁層。
[0013]在該技術(shù)方案中，對(duì)第二層金屬層和第一層金屬層進(jìn)行蝕刻所使用的蝕刻液是不同的，因此需要依次對(duì)第二層金屬層和第一層金屬層進(jìn)行蝕刻，即對(duì)第一層金屬層(鈦層)進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用鈦腐蝕液，對(duì)第二層金屬層(鋁層)進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用鋁腐蝕液。
[0014]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述第一金屬層的厚度為4500埃至5500埃，所述第二金屬層的厚度為23000埃至33000埃。
[0015]在該技術(shù)方案中，第一金屬層的厚度優(yōu)選為5000埃,第二金屬層的厚度優(yōu)選為28000 埃。
[0016]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述金屬層的表面涂覆光刻膠之后，以及在形成對(duì)所述金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域的保護(hù)層之前，還包括:對(duì)所述金屬層表面的光刻膠進(jìn)行顯影處理；對(duì)經(jīng)過(guò)顯影處理的光刻膠進(jìn)行固化處理。
[0017]在該技術(shù)方案中，由于只需檢測(cè)出金屬層中是否存在缺陷，因此無(wú)需在涂覆光刻膠之后進(jìn)行曝光形成圖形，只需進(jìn)行顯影處理即可。
[0018]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，在所述去除所述襯底表面的光刻膠之后，以及刻蝕掉所述金屬層之前，還包括:對(duì)去除所述光刻膠之后的襯底表面進(jìn)行清洗。
[0019]通過(guò)對(duì)去除光刻膠之后的襯底表面進(jìn)行清洗，可以避免在襯底表面殘留有機(jī)和臟污而影響對(duì)金屬層的刻蝕效果。
[0020]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述氧化層的厚度為900埃至1100埃。
[0021]在該技術(shù)方案中，氧化層的厚度優(yōu)選為1000埃。
[0022]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述光刻膠的厚度為28000埃至38000埃。
[0023]在該技術(shù)方案中，光刻膠的厚度優(yōu)選為33000埃，以確保金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域能夠不被蝕刻掉。
[0024]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，通過(guò)對(duì)所述氧化層的表面進(jìn)行掃描，以檢測(cè)所述氧化層是否存在缺陷。
[0025]通過(guò)以上技術(shù)方案，可以方便地檢測(cè)到半導(dǎo)體器件中的針孔類(lèi)缺陷，避免針孔類(lèi)缺陷的存在影響半導(dǎo)體器件的使用壽命和可靠性
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法的示意流程圖；
[0027]圖2A至圖2F示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0029]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來(lái)實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施例的限制。
[0030]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法的示意流程圖。
[0031]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體器件的缺陷檢測(cè)方法，包括:步驟102，在形成有氧化層的襯底表面生長(zhǎng)金屬層，所述金屬層位于所述氧化層的上方；步驟104，在所述金屬層的表面涂覆光刻膠，以形成對(duì)所述金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域的保護(hù)層；步驟106，依次對(duì)涂覆有所述光刻膠的襯底進(jìn)行金屬層蝕刻和氧化層蝕刻；步驟108，去除所述襯底表面的光刻膠；步驟110，刻蝕掉所述金屬層；步驟112，檢測(cè)所述氧化層是否存在缺陷，以確定半導(dǎo)體器件是否存在缺陷。
[0032]在該技術(shù)方案中，由于金屬層中的針孔類(lèi)缺陷尺寸較小、形狀不規(guī)則，且金屬層顏色較淺導(dǎo)致金屬層中的針孔類(lèi)缺陷不易檢測(cè)，而本申請(qǐng)中通過(guò)形成對(duì)金屬層中無(wú)缺陷區(qū)域的保護(hù)層，使得在對(duì)涂覆有光刻膠的襯底進(jìn)行金屬層蝕刻時(shí)，只能蝕刻掉金屬層中有缺陷的區(qū)域，從而使得在進(jìn)行氧化層蝕刻時(shí)，也只能蝕刻掉對(duì)應(yīng)于金屬層中有缺陷區(qū)域的氧化層(即金屬層中有缺陷區(qū)域下方的氧化層)，進(jìn)而可以將金屬層中針孔類(lèi)缺陷放大轉(zhuǎn)移到氧化層中，在需要檢測(cè)金屬層中是否存在針孔類(lèi)缺陷時(shí)，只需檢測(cè)氧化層中是否存在缺陷即可，使得能夠容易地檢測(cè)到半導(dǎo)體器件中的針孔類(lèi)缺陷，避免此類(lèi)缺陷的存在影響半導(dǎo)體器件的使用壽命和可靠性。同時(shí)，由于檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單，因此也可以降低對(duì)半導(dǎo)體器件的檢測(cè)成本。
[0033]在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述在形成有氧化層的襯底表面生長(zhǎng)金屬層的步驟具體為:在形成有所述氧化層的襯底表面生長(zhǎng)第一層金屬層；在所述第一層金屬層的表面生長(zhǎng)第二層金屬層。
[0034]在該技術(shù)方案中，第一層金屬層作為氧化層和第二層金屬層之間的緩沖連接層，可以減小接觸電阻。