[发明专利]一种提高微粒检测能力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造中的光学缺陷检测技术领域，更具体地，涉及一种在进行暗场光学缺陷检测时可提高针对小尺寸微粒及疏松微粒的检测能力的方法。

背景技术

随着半导体芯片制造技术向更小尺寸的新工艺技术节点迈进，制造过程中产生的更小尺寸的微粒(Particle)，将会大大影响芯片的良率(Yield)和可靠性(Reliability)。光学缺陷检测技术是普遍应用于半导体集成电路芯片制造中的检测方法，分为亮场和暗场光学缺陷检测技术两种。其中，暗场光学缺陷检测技术(Darkfield Inspection)是将入射光在缺陷表面形成的散射光强转换成缺陷信号的一种检测手段，主要用于针对芯片表面微粒的检测。

尽管暗场光学缺陷检测技术具有其它检测技术例如电子束显微镜等不具备的高性能和高效率，但是，暗场光学缺陷检测技术也存在对最小缺陷检测尺寸的检测限制。比如，一种KLA Tencor公司(科磊股份有限公司)生产的型号为Surfscan SP2的机台，只能检测尺寸不小于60纳米的微粒。而且，在暗场光学缺陷检测技术中，半导体硅片(芯片)表层薄膜的粗糙度和微粒的表面形貌，也会影响暗场的检测能力。例如，暗场光学缺陷检测技术反映出对散射光较弱的疏松微粒的检测能力较差，这是由于疏松微粒能吸收一定的入射光；同时，入射光在疏松微粒形成的散射光呈分散状、没有均匀的方向性，这也降低了暗场光学缺陷检测技术的检测能力。如何能够提高暗场光学缺陷检测技术对小尺寸微粒及疏松微粒的检测能力，成为业界亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种提高微粒检测能力的方法，用于对微粒进行暗场光学缺陷检测，通过在被检测硅片上沉积一层氮化物薄膜，可将附着在硅片表面上的小于暗场光学缺陷检测最小缺陷检测尺寸的微粒尺寸放大，并可使疏松微粒具有致密氮化物的表面检测形貌，从而在暗场光学缺陷检测时可成功捕捉到疏松微粒以及小于最小缺陷检测尺寸的微粒的缺陷信号，因此，提高了暗场光学缺陷检测时对小尺寸微粒及疏松微粒的检测能力。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种提高微粒检测能力的方法，用于对微粒进行暗场光学缺陷检测，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：提供一半导体硅片，所述硅片表面附着有微粒，所述微粒包括疏松微粒和/或小于暗场光学缺陷检测的最小缺陷检测尺寸的微粒；

步骤二：在所述硅片上沉积一层氮化物薄膜，所述氮化物薄膜将附着在所述硅片表面的所述微粒覆盖并包裹，以放大所述微粒在暗场光学缺陷检测时的检测尺寸至少达到所述最小缺陷检测尺寸，并使微粒表面具有所述氮化物的表面检测形貌；

步骤三：对所述硅片进行针对表面微粒的暗场光学缺陷检测。

优选的，步骤一中，所述微粒中包括尺寸小于60纳米的微粒。

优选的，步骤二中，所述氮化物为金属氮化物、氮化硅、氮氧化硅其中之一。

优选的，步骤二中，采用物理气相沉积法(Physical Vapor Deposition)、金属有机化合物化学气相沉积法(Metal-organic Chemical Vapor Deposition)或等离子增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Vapor Deposition)沉积所述氮化物薄膜。

优选的，步骤二中，所述氮化物的沉积厚度为5～50nm。

优选的，在步骤二和步骤三之间，增加对所述氮化物薄膜进行退火处理。

优选的，对所述氮化物薄膜进行所述退火处理的温度为300～500℃。

优选的，在步骤二和步骤三之间，增加对所述氮化物薄膜进行紫外线固化处理(UV cure)。

优选的，在步骤二和步骤三之间，增加对所述氮化物薄膜进行等离子体轰击处理，反应气体为氮气或惰性气体。

优选的，进行所述等离子体处理时的等离子体射频功率为100～1000瓦，处理腔体的气压为100毫托～10托。