[发明专利]一种缺陷检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体中缺陷的检测方法，特别涉及一种带电粒子束检测方法。

背景技术

目前，在半导体集成电路工艺制造晶圆的过程中，晶圆内金属连线的孔洞或杂质颗粒缺陷和金属连线间短路是主要的失效模式，对晶圆成品率有很大影响。

带电粒子束检测法可以对待测导体中的缺陷进行分析，结合图1～图4说明当待测导体分别为有孔洞或杂质颗粒缺陷的金属连线和相互间发生短路的金属连线时，该方法的检测原理：

(1)带电粒子束检测金属连线的孔洞或杂质颗粒缺陷

步骤1、把金属连线的两端接到一个相同的电位V₀上，并在两端分别接电流表；

本步骤中，当两端接地时，作为特例，相同电位V₀＝0伏；

步骤2、带电粒子束沿金属连线方向检测，测量和记录检测点的位置和对应的电流I₁和I₂，做出电流变化曲线，并分析确定缺陷位置；

本步骤中，带电粒子束检测方向是沿金属连线并从左端开始到右端结束，如图1所示，包括金属连线10，金属连线中的缺陷20，金属连线10一端串联电流表30，金属连线10另一端串联电流表40，金属连线10两端的共同接地端50，带电粒子束60，带电粒子束检测点70；

本步骤中，带电粒子束60将带有恒定束流的带电电子束或带电离子束照射到金属连线10的表面，带电电子束或带电离子束产生的恒定电流将会分别流向金属连线10接地的两端，并定义流向电流表30一端的电流为I₁，流向电流表40一端的电流为I₂，带电粒子束检测点70在金属连线10上的位置由x表示；

其中，带电电子束由扫描电子显微镜(SEM，Scanning electron microscope)提供，带电离子束由聚焦带电离子束(FIB，Focused ion beam)提供；

图2为带电粒子束在金属连线上检测时的等效电路图，包括并联电阻R₁和电阻R₂，与电阻R₁串联的电流表30，与电阻R₂串联的电流表40，并联电阻R₁和R₂共同接地的接地端50，并联电路总电流I，流过R₁的电流I₁和流过R₂的电流I₂，其中电阻R₁是检测点70向左到接地端的电阻，电阻R₂是检测点70向右到接地端的电阻，并联电路总电流I就是带电粒子束总电流；

本步骤中，I₁可用电流表30测量，I₂可用电流表40测量，电流变化曲线具体是指：一条以x为横坐标，对应的电流I₂和I₁的诸多线性组合之一：电流I₂和I₁的差值(I₂-I₁)为纵坐标的曲线a1，另一条以x为横坐标，对应的为纵坐标的直线a2，如图3所示，包括曲线a1，直线a2；

对电流变化曲线a1和直线a2的分析如下：

首先定义金属连线10的x处的线电阻率：

ρ_l(x)＝ρ(x)/S    (0.1)

其中ρ_l(x)：金属连线x处的线电阻率，ρ(x)：金属连线x处的电阻率，S：金属连线横截面积。在S相同的均匀材料的金属连线上，ρ(x)相同，则ρ_l(x)也相同。

结合图1和图2，电阻R₁和R₂可表示为：