[发明专利]监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工制造领域，更具体地说，涉及一种监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法。

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，以及半导体工艺制造复杂性的提高，电子束扫描仪(E-beam)在半导体生产中得到越来越多的应用，比如55纳米及以下技术节点的钨连接孔和铜连接孔的蚀刻不足缺陷，以及位错漏电缺陷和镍管道漏电缺陷等均需要利用E-beam进行检测，而且在目前的工艺中是无可替代的。为了保证电子束缺陷扫描仪数据的准确性，防止E-beam自身的性能变化对工艺带来不利影响；因而，需要长期对E-beam机台性能进行监控，而对其缺陷检出率的监控是其中最有代表性的一环节。

目前常用的监控E-beam机台缺陷检出率的手段为，以一枚标准晶圆在机台端定期进行扫描，比较每次E-beam检出的缺陷结果，以跟踪E-beam缺陷检出率的变化趋势。此方法的问题在于，由于E-beam是通过电子束扫描成像，对扫描的区域具有一定程度的破坏作用，使得该枚标准晶圆上长期被扫描区域的灰度会明显低于其他区域，所以重复以同一枚标准晶圆来测试E-beam机台的缺陷检出率是明显不可靠的监控手段。

因此，提供一种准确、可靠地监控电子束扫描仪缺陷检出率的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监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法，包括如下步骤：a)、在CMOS晶圆的第一区域建立三个测试单元，分别为第一、第二和第三测试单元，每一测试单元分别包括NMOS区和PMOS区；b)、在第一测试单元垂直形成多个第一连接孔并在其中填充金属，在第二测试单元垂直形成多个第二连接孔并在其中填充金属，在第三测试单元垂直形成多个第三连接孔并在其中填充金属；其中，第一连接孔底端连接PMOS区，第二连接孔底端连接NMOS区的有源区，第三连接孔底端连接NMOS区的栅极区；c)、以电子束扫描仪分别扫描第一、第二和第三测试单元，分别通过与第一、第二和第三连接孔的标准灰度的比对来检测第一、第二和第三连接孔并记录各自的检出率；d)、更换下一枚CMOS晶圆，回到步骤a)重复进行。

优选地，第一区域位于CMOS晶圆的切割道，步骤a)具体包括：在切割道定义出各测试单元，并在各测试单元上分别形成P肼和N肼，对P肼进行N型掺杂以形成NMOS区，对N肼进行P型掺杂以形成PMOS区。

优选地，步骤b)具体包括步骤：b1)、在各测试单元表面分别沉积一金属硅化物阻挡层；b2)、对位于各测试单元PMOS区和NMOS区的金属硅化物阻挡层进行光刻以去除；b3)、在各测试单元表面分别沉积一介电层；b4)、光刻第一测试单元N肼区上方的介质层以形成第一连接孔，光刻第二测试单元Ｐ肼区上方的介质层以形成第二连接孔，光刻第三测试单元NMOS区的栅极区上方的介质层以形成第三连接孔，随后分别在第一、第二和第三连接孔中填充金属。

本发明提供的监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法，在每枚晶圆上建立一个或多个与晶圆上芯片单元结构类似的测试单元，并在测试单元上形成高、中、低三个灰度阶的连接孔，E-beam以正负载模式对晶圆上的测试单元依次进行扫描以检出其中各灰度阶的连接孔；因各类缺陷在以E-beam观测时会呈现各自不同的灰度阶，即缺陷类型与灰度阶是一一对应的关系，对各灰度阶连接孔的检出率可反映出对各类型缺陷的检出率；当晶圆为在生产线上流转的晶圆时，即可实现对E-beam缺陷检出率的监控与跟踪。每个测试单元仅经一次电子束扫描，避免了给被扫描区域带来的破坏与随之产生的缺陷检出率失准，该监控方法准确、可靠，利于在半导体行业领域内推广。

附图说明

图1示出本发明一实施例的监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法流程示意图；

图2A-2B示出本发明一实施例的晶圆芯片单元结构示意图及电子束扫描仪扫描芯片单元所得图像示意图；

图3A-3C示出本发明一实施例的电子束扫描仪分别扫描第一、第二和第三测试单元所得图像示意图。

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。

如图1所示，本发明一实施例提供的监控电子束扫描仪缺陷检出率的方法，包括如下步骤：

步骤S10、在CMOS晶圆的第一区域建立三个测试单元，分别为第一、第二和第三测试单元，每一测试单元均包括NMOS区和PMOS区。