透明膜层的厚度缺陷检测方法

摘要

本发明提供一种透明膜层的厚度缺陷检测方法，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法包括：提供一待测区域，所述待测区域具有透明膜层；通过电子束照射所述待测区域；通过电子束缺陷检测仪检测所述待测区域。本发明提供的透明膜层的厚度缺陷检测方法中，通过电子束照射待测区域的透明膜层，由于同种材质电子作用深度相同，在透明膜层出现厚度变薄时，电子作用到衬底晶体硅上，由于透明氧化物膜层的电阻率小于衬底晶体硅，在氧化物膜层聚集的电子多与衬底硅，从而可通过电子束缺陷检测仪检测出来明亮的区域是电子多的氧化物膜层厚于暗的区域，从而有效准确地抓出缺陷，及时发现制程中的问题，提升产品良率。

权利要求

1.一种透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法包括：提供一待测区域，所述待测区域具有透明膜层；

通过电子束照射所述待测区域；

通过电子束缺陷检测仪检测所述待测区域；

当所述透明膜层具有 以上的高度差时，通过所述电子束缺陷检测仪观察到明暗分界区域。

2.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，沿所述明暗分界区域的分界线方向选定另一待测区域，再次进行透明膜层的厚度缺陷检测。

3.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述电子束的参数包括：电压为100V～800V，电流为10nA～50nA。

4.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述待测区域的数量为多个，多个所述待测区域均匀分布。

5.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述透明膜层的厚度大于等于

6.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述透明膜层的材料包括氧化硅。

7.如权利要求1所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述透明膜层位于晶体硅衬底上。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法还包括：记录检测数据，建立数据库。

9.如权利要求1至7中任意一项所述的透明膜层的厚度缺陷检测方法，其特征在于，所述待测区域包括器件区域和/或无效区域。

说明书

透明膜层的厚度缺陷检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种透明膜层的厚度缺陷检测方法。

背景技术

[0002] 由于半导体制造的工艺复杂程度不断地提高，为了能够在实际的生产过程中及时的发现问题并采取相应的措施，一般都会在制造过程配置一定数量的缺陷检测设备。缺陷检测设备通常包括光学显微镜和电子信号检测机台，其中，光学显微镜包括光学明场缺陷扫描仪和光学暗场缺陷扫描仪，电子信号检测机台包括扫描电子显微镜和电子束缺陷检测仪。

[0003] 目前，通常可在晶圆上的待测区域采用取样多个点的厚度测量来表征整片晶圆的厚度情况；在研发阶段可通过切片观察横截面从而获得透明膜层的厚度。局部厚度的测量和切片看横截面都不能全面体现产品表面及各种不同图案形状的透明膜层的厚度是否都属于正常范围。

[0004] 目前半导体制造工艺中的一般缺陷检测是可通过缺陷检测设备中光学的明场和暗场原理并根据光学信号来进行对比，从而找出异常，然后确认缺陷情况。然而对于透明膜层，通常的光学信号检测机台不能识别较薄的透明材质，变薄变厚在光学信号下几乎无差异，无法识别出透明膜层的缺陷情况。

[0005] 因此，如何对透明膜层的厚度缺陷进行检测是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种透明膜层的厚度缺陷检测方法，解决透明膜层的厚度缺陷检测问题。

[0007] 为了解决上述问题，本发明提供一种透明膜层的厚度缺陷检测方法，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法包括：

[0008] 提供一待测区域，所述待测区域具有透明膜层；

[0009] 通过电子束照射所述待测区域；

[0010] 通过电子束缺陷检测仪检测所述待测区域。

[0011] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，当所述透明膜层具有 以上的高度差时，通过所述电子束缺陷检测仪观察到明暗分界区域。

[0012] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，沿所述明暗分界区域的分界线方向选定另一待测区域，再次进行透明膜层的厚度缺陷检测。

[0013] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述电子束的参数包括：电压为100V～800V，电流为10nA～50nA。

[0014] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述待测区域的数量为多个，多个所述待测区域均匀分布。

[0015] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述透明膜层的厚度大于等于[0016] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述透明膜层的材料包括氧化硅。

[0017] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述透明膜层位于晶体硅衬底上。

[0018] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，还包括：记录检测数据，建立数据库。

[0019] 可选的，在所述透明膜层的厚度缺陷检测方法中，所述待测区域包括器件区域和/或无效区域。

[0020] 本发明提供的透明膜层的厚度缺陷检测方法中，通过电子束照射待测区域的透明膜层，由于电子作用深度相同，在透明膜层出现厚度变薄时，到衬底晶体硅上，由于透明氧化物膜层的电阻率小于衬底晶体硅，在氧化物膜层聚集的电子多于衬底硅，从而可通过电子束缺陷检测仪检测出来明亮的区域是电子多的氧化物膜层厚于暗的区域，从而有效准确地抓出缺陷，及时发现制程中的问题，提升产品良率。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例的透明膜层的厚度缺陷检测方法的流程图；

[0022] 图2为本发明实施例的透明膜层的剖面示意图；

[0023] 图3为本发明实施例的透明膜层的厚度缺陷检测结果示意图。

具体实施方式

[0024] 为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

[0025] 如图1和图2所示，本发明提供的一种透明膜层的厚度缺陷检测方法，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法包括：

[0026] 步骤S10、提供一待测区域，所述待测区域具有透明膜层；

[0027] 步骤S20、通过电子束照射所述待测区域；

[0028] 步骤S30、通过电子束缺陷检测仪检测所述待测区域。

[0029] 下面更为详细的介绍透明膜层的厚度缺陷检测方法中的各步骤。

[0030] 首先，按步骤S10提供一待测区域，例如可采用至少一片晶圆上的三个芯片进行检测，本实施例主要涉及半导体制造技术，待测区域可位于晶圆表面以及其它需要所形成的一定面积的区域，可以保证至少有三个相同区域用作对比，都可以用来进行检测，所述待测区域具有透明膜层，透明膜层的厚度情况通常不能较佳的被光学缺陷检测设备检测出来。

[0031] 为了更好的体现检测结果，所述待测区域的数量为多个，多个所述待测区域均匀分布，其中均匀分布包括在一片晶圆的不同芯片的同一区域实现均匀选择，被测器件的面积较大或不规则等，可将需要检测的面积区域划分为多个连续或者不连续的部分，通过检测选定的待测区域从而可确定检测结果，对于大面积的产品可以节省时间，并通过相对标准化的设定从而统一检测结果，对于不规则的产品区域，通过均匀分布的选定可得到更准确的检测结果，均匀分布可通过对称方式或按比例选择等多种方式按产品类型来实现均分。

[0032] 在本实施例中，所述透明膜层的厚度大于等于 透明膜层的厚度是指正常情况下或标准参数的指标，当透明膜层的厚度较小时，电子束作用于待测区域，电子聚集量的差异不足以通过灰度差异来体现而不能较好的检测出透明膜层的异常。

[0033] 可选的，所述透明膜层的材料包括氧化硅，当电子照射在氧化硅层上，利用电子束信号源，氧化硅和氧化硅的底部材料的电阻率不同，氧化硅变薄甚至没有之后电子会直接作用在底部材料上，产生的电阻会远大于氧化硅，故在可检测到氧化硅或氧化硅厚一些的区域部分会较亮，而氧化硅变薄或者没有的区域部分会较暗，从而能区分氧化硅的厚度是否出现变薄等异常，可适应于其它透明膜层的检测。

[0034] 可选的，所述透明膜层位于晶体硅衬底上，以晶体硅衬底作为透明膜层的底部材料，在晶体硅衬底上可直接形成透明膜层，然后再进行后续工艺。

[0035] 接着，按步骤S20通过电子束照射所述待测区域，电子束信号作用在待测区域表面，电子作用深度相同，在透明膜层出现厚度变薄时，电子束作用到衬底晶体硅上，由于透明氧化物膜层的电阻率小于衬底晶体硅，在氧化物膜层聚集的电子多于衬底硅，从而可通过电子束缺陷检测仪检测出来明亮的区域是电子多的氧化物膜层厚于暗的区域。

[0036] 可选的，所述电子束的参数包括：电压为100V～800V，电流为10nA～50nA，通过对产生电子束的参数设定可对应不同厚度及材料等的要求，例如，电压的设定包括100V、200V、300V、400V、500V、600V、700V或800V，电流的设定包括10nA、20nA、30nA、40nA或50nA。

[0037] 然后，按照步骤S30，通过电子束缺陷检测仪检测所述待测区域，得到待测区域的表面，从而可以观察到透明膜层是否出现异常情况，有效准确的确定缺陷。

[0038] 继续参考图2所示，当所述透明膜层具有 以上的高度差时，即透明膜层的厚度不均匀等情况出现 以上的高度差，如图中B1区域透明膜层的厚度要比B2区域的更厚，通过所述电子束缺陷检测仪观察到明暗分界区域，在电子束照射时，电子作用深度相同，当出高低不平的高度差时，电子束穿透透明膜层到达衬底，呈现出待测区域的电阻不均匀，图2所示对应可如图3中B部分所示，B2区域透明膜层厚度R2小于B1区域透明膜层厚度R1，同时透明膜层的电阻率小于衬底电阻率，使得在B2区域聚焦的电子少于B1区域，因此呈现出电子聚集少的B2区域是暗的或者黑的，而电子聚集多的B1区域显示为亮的，以此可以表现透明膜层的异常情况，其中图3中A部分所示为透明膜层的厚度正常时可观察得到。

[0039] 为了进一步检测，沿所述明暗分界区域的分界线方向选定另一待测区域，再次进行透明膜层的厚度缺陷检测，当待测区域出现明暗分界区域时，在分界线方向重新选定另一待测区域，也就是为了扩大检测范围，通过沿明暗分界线的移动来检测更好的区域是否也出现有厚度缺陷，由于明暗分界通过是线性的，明暗分界线方向即其沿伸的方向，从而可进一步确定透明膜层的厚度缺陷的范围等，在具体的实施方式中可至少选择三颗芯片通过扫描对比进行透明膜层的厚度缺陷检测，即沿明暗分界线方向也可以是在不同的芯片之间来进行。整个所选区域扫描结束即可呈现明暗分界，可通过至少三个相同区域的对比来体现厚度异常的位置。

[0040] 为了便于分析，所述透明膜层的厚度缺陷检测方法还包括：记录检测数据，建立数据库，检测数据可以包括产品信息、缺陷位置/大小、数量等，可以直接在数据库中体现检测结果。

[0041] 可选的，所述待测区域包括器件区域和/或无效区域，器件区域可以形成各种器件结构等有效结构，无效区域为非直接起作用的区域或者空白区域等，由于形成的透明膜层通常都会包括器件区域和无效区域，在不同的区域内都可以从不同方面体现透明膜层的厚度状况。

[0042] 本发明提供的透明膜层的厚度缺陷检测方法中，通过电子束照射待测区域的透明膜层，电子作用深度相同，在透明膜层出现厚度变薄时，电子束作用到衬底晶体硅上，由于透明氧化物膜层的电阻率小于衬底晶体硅，在氧化物膜层聚集的电子多于衬底硅，，从而可通过电子束缺陷检测仪检测出来明亮的区域是电子多的氧化物膜层厚于暗的区域，从而有效准确地抓出缺陷，及时发现制程中的问题，提升产品良率。

[0043] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。