监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法

摘要

本发明一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法，通过于在线产品晶圆上建立一个或多个缺陷测试模块；将通孔中的填充金属平坦化后，以该缺陷测试模块为扫描区域，建立图片抓取程式，并由电子束缺陷扫描仪扫描缺陷测试模块，其中，根据缺陷测试模块中通孔与有源区的接触面积不同，其扫描结果也不同；然后，将缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判断电子束缺陷扫描仪检测缺陷的能力，进而准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度，保证在线缺陷数据的可靠性和稳定性，从而提高晶圆的良率。

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方 法。

背景技术

随着集成电路工艺的发展与关键尺寸按比例缩小，以及半导体工艺制造复杂性的提 高，电子束缺陷扫描仪(E-beam defect scan tool)在半导体生产工艺中得到越来越广泛的应 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电子束缺陷扫描仪的检测与监控，而且这在现有工艺过程 中是无可替代的。为保证电子束缺陷扫描仪检测与长期监控缺陷的可靠性和稳定性，如何 精确监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度以防止电子束缺陷扫描仪自身的性能变化对工艺带 来不利影响就显得十分重要。

现有技术中，电子束缺陷扫描仪灵敏度的监控方法常通过在标准晶圆上事先设计好缺 陷，并采用电子束缺陷扫描仪标准晶圆上的缺陷进行定期扫描，进而比较长期扫描的缺陷 结果，从而反映出电子束缺陷扫描仪的灵敏度状况。然而，上述电子束缺陷扫描仪灵敏度 监控方法的问题在于，由于所设计的缺陷无等级差异，即所设计的缺陷信号强度非常接近， 所以无法精确反应出电子束缺陷扫描仪是的灵敏度情况，于此同时，电子束缺陷扫描仪是 通过电子束扫描成像，对扫描的晶圆具有一定程度的破坏作用，所以重复扫描会影响扫描 结果的准确性。

图1为现有技术中电子束缺陷扫描仪扫描前后灰阶度对比示意图，由图1可知，被扫 描区域100’的灰阶度明显低于未被扫描区域100。一般而言，未被扫描区域100的高灰阶 度区域的灰阶度可达240～250，低灰阶度区域的灰阶度可达100～110；被扫描区域100’的 高灰阶度区域的灰阶度一般只有190～200，低灰阶度区域的灰阶度也仅为80～90。由于电 子束缺陷扫描仪的监控结果基本以灰阶度数据进行分析，待测的标准晶圆扫描前后的灰阶 度差异，会使得先后进行扫描的电子束缺陷扫描仪扫描结果具有一定偏差，无法保证电子 束缺陷扫描仪检测与长期监控缺陷的可靠性和稳定性，从而影响在线缺陷数据的可靠性和 稳定性。

因此，如何准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度，保证在线缺陷数据的 可靠性和稳定性，进而提高晶圆的良率是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的为，针对上述问题，提出了一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法， 该方法通过于在线产品晶圆上建立一个或多个缺陷测试模块，采用电子束缺陷扫描仪进行 扫描，将缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判断电子 束缺陷扫描仪检测缺陷的能力，进而准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度， 保证在线缺陷数据的可靠性和稳定性，从而提高晶圆的良率。

为实现上述目的，本发明一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法，包括：

于在线产品晶圆上建立一个或多个缺陷测试模块，所述缺陷测试模块为标准SRAM 结构中改变通孔与有源区的接触面积得到；

在所述通孔中的填充金属平坦化后，以所述缺陷测试模块为扫描区域，建立图片抓取 程式，通过电子束缺陷扫描仪扫描所述缺陷测试模块，其中，根据所述缺陷测试模块中通 孔与有源区的接触面积不同，扫描结果也不同；

将所述缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判断所 述电子束缺陷扫描仪检测缺陷的能力，进而监控所述电子束缺陷扫描仪的灵敏度。

优选地，所述缺陷测试模块位于在线产品晶圆的切割道上。

优选地，所述缺陷测试模块为多个，其中所述多个缺陷测试模块间的通孔与有源区的 接触面积互不相同。

优选地，所述多个缺陷测试模块间的通孔与有源区的接触面积互不相同时，扫描结果 具有不同的灰阶度。其中，所述缺陷测试模块中的通孔完全与有源区相连时，扫描结果最 亮；所述缺陷测试模块中的通孔完全与有源区不相连时，扫描结果最暗。

优选地，将多个所述缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相 对比，判断所述电子束缺陷扫描仪检测多个缺陷的能力，进而监控所述电子束缺陷扫描仪 的灵敏度。

优选地，所述电子束缺陷扫描仪采用的是正电势工作条件。

优选地，所述金属为钨。

从上述技术方案可以看出，本发明一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法，通过于 在线产品晶圆上建立一个或多个缺陷测试模块；将通孔中的填充金属平坦化后，以该缺陷 测试模块为扫描区域，建立图片抓取程式，并由电子束缺陷扫描仪扫描缺陷测试模块，其 中，根据缺陷测试模块中通孔与有源区的接触面积不同，其扫描结果也不同；然后，将缺 陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判断电子束缺陷扫描 仪检测缺陷的能力，进而准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度，保证在线缺 陷数据的可靠性和稳定性，从而提高晶圆的良率。

附图说明

为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例 进行详细描述，其中：

图1为现有技术中电子束缺陷扫描仪扫描前后灰阶度对比示意图；

图2a为标准SRAM结构示意图；

图2b为电子束缺陷扫描仪扫描标准SRAM结构的影像示意图；

图3为缺陷测试模块中通孔与有源区接触面积变化时电子束缺陷扫描仪扫描结果的 亮暗示意图；

图4a为本发明一具体实施例中缺陷测试模块的结构示意图；

图4b为本发明一具体实施例中电子束缺陷扫描仪扫描缺陷测试模块的影像示意图；

图5为本发明监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法的一具体实施例的流程图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本 发明能够在不同的示例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图 示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。

上述及其它技术特征和有益效果，将结合附图对本发明监控电子束缺陷扫描仪灵敏度 的方法的一较佳实施例进行详细说明。

图5为本发明监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法的一具体实施例的流程图。以下将 具体说明本发明一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法，其包括如下步骤：

步骤S01：于在线产品晶圆上建立一个或多个缺陷测试模块，该缺陷测试模块为标准 SRAM结构中改变通孔与有源区的接触面积得到。

请参阅图2a和图4a，具体来说，选取在线产品晶圆的切割道或者其他非产品相关位 置，建立一个或者多个缺陷测试模块，其中该缺陷测试模块是由同一个标准SRAM结构， 仅通过改变通孔220与有源区210的接触面积而得到的，如图2a为标准SRAM结构示意 图。

在本实施例中，该在线产品晶圆上具有不同等级的多个缺陷测试模块，其中所说的不 同等级根据缺陷测试模块中通孔220与有源区210的接触面积来进行定义的，比如说通孔 220全部连接到有源区210中(PMOS/NEWLL)；3/4面积连接到有源区210，1/4面积连接 到浅沟道隔离区；1/2面积连接到有源区210，1/2面积连接到浅沟道隔离区；1/4面积连 接到源区，3/4面积连接到浅沟道隔离区；以及通孔220完全连接到浅沟道隔离区。

更进一步地，上述缺陷测试模块中不同区域的通孔220与有源区210的接触面积可以 相同，也可以彼此不同，对此不作限制。如图4a所示，其仿照标准SRAM的有源区210， 通孔220和栅极230的关键尺寸，并将SRAM结构中的有源区210进行改动，即将通孔 220的1/2面积坐落在有源区210上，另外1/2面积坐落在浅沟道隔离区上，后续工序按 照正常SRAM工艺进行。以此可以建立通孔220在有源区210上面积为1/8、1/4、3/8、 5/8、3/4、7/8或全部坐落在浅沟道隔离区上等的缺陷测试模块，方法与上述同理，在此不 再一一赘述。

步骤S02：在通孔中的填充金属平坦化后，以缺陷测试模块为扫描区域，建立图片抓 取程式，通过电子束缺陷扫描仪扫描缺陷测试模块，其中，根据缺陷测试模块中通孔与有 源区的接触面积不同，扫描结果也不同。

请参阅图2b、图3和图4b，在通孔220中填充钨金属并平坦化钨金属后，扫描于在 线产品晶圆上所建立的一个或者多个缺陷测试模块，按正负载条件建立图片抓取程式，优 选地，采用的是正电势工作条件建立图片抓取程式来通过电子束缺陷扫描仪进行扫描缺陷 测试模块的。更进一步地，多个缺陷测试模块间的通孔220与有源区210的接触面积互不 相同时，扫描结果具有不同的灰阶度。

如图3所示，为缺陷测试模块中通孔220与有源区210接触面积变化时电子束缺陷扫 描仪扫描结果的亮暗示意图，由图3可知，当缺陷测试模块中的通孔220完全与有源区 210相连时，扫描结果最亮；当缺陷测试模块中的通孔220完全与有源区210不相连时， 扫描结果最暗；当陷测试模块中的通孔220部分与有源区210相连时，扫描结果处于最亮 和最暗之间，并且随着陷测试模块中通孔220与有源区210的接触面积的减小，其扫描结 果越来越暗。

步骤S03：将缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判 断电子束缺陷扫描仪检测缺陷的能力，进而监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度。

请参阅图2b和4b，具体来说，将缺陷测试模块的扫描结果与预设的标准SRAM结构 扫描结果相对比，比较该缺陷测试模块与标准SRAM结构不相同区域处扫描结果的灰阶 度，也即比较缺陷测试模块中的缺陷区域的灰阶度与标准SRAM结构中同样区域的灰阶 度是否相同。若二者相同，说明电子束缺陷扫描仪不能检测出此缺陷，其灵敏度不符合要 求；若二者不相同，说明电子束缺陷扫描仪不能检测出此缺陷，其灵敏度符合要求，最终 实现监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的目的。

在本实施例中，选取多个不同等级的缺陷测试模块，其具有不同的灰阶度，根据其与 预设的标准SRAM结构扫描结果进行对比，用来检测电子束缺陷扫描仪扫描不同等级缺 陷的能力，实现监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的目的。

可以准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度，同时避免了多次扫描相同晶 圆产生的灰阶度差异。

综上所述，本发明一种监控电子束缺陷扫描仪灵敏度的方法，通过于在线产品晶圆上 建立一个或多个缺陷测试模块；将通孔中的填充金属平坦化后，以该缺陷测试模块为扫描 区域，建立图片抓取程式，并由电子束缺陷扫描仪扫描缺陷测试模块，其中，根据缺陷测 试模块中通孔与有源区的接触面积不同，其扫描结果也不同；然后，将缺陷测试模块的扫 描结果与预设的标准SRAM结构扫描结果相对比，判断电子束缺陷扫描仪检测缺陷的能 力，进而准确、有效的在线监控电子束缺陷扫描仪的灵敏度，保证在线缺陷数据的可靠性 和稳定性，从而提高晶圆的良率。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范 围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同变化，同理均应包含在本发明的 保护范围内。