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專利名稱：用于檢測半導(dǎo)體器件中的缺陷的裝置及使用該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測半導(dǎo)體器件中的缺陷的裝置，更具體地說，涉及檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置及使用該裝置的方法。
已知利用電子束檢驗(yàn)裝置，沿著形成的柵極的層疊結(jié)構(gòu)的壁，測試延伸到隔離層之間的半導(dǎo)體摻雜區(qū)的接觸空穴。利用電子束檢驗(yàn)裝置，在線監(jiān)視形成在半導(dǎo)體襯底中的接觸空穴是處于開的狀態(tài)，還是處于不開的狀態(tài)。如果在接觸空穴中有未蝕刻材料層(例如，氧化物或氮化物層)，初級(jí)電子不能正常流動(dòng)到硅襯底，使得電子積聚在未蝕刻材料層的表面上。然后，可能從硅襯底的表面發(fā)射大量的次級(jí)電子。隨著次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)的不同，對于發(fā)射大量次級(jí)電子的部分，即與不存在未蝕刻材料層的部分相比較，存在未蝕刻材料層的部分，可以顯示更亮(白)或更暗(黑)的圖像。然而，這種方法不能夠穩(wěn)定地檢測出所有的未蝕刻情況，并且進(jìn)一步在將材料淀積到接觸空穴中之前完成。
因此，希望提供改進(jìn)的方法和裝置，用于在半導(dǎo)體器件制造過程中檢測電缺陷。
發(fā)明綜述根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，提供了用于檢測半導(dǎo)體器件中的缺陷的方法和裝置，所述半導(dǎo)體器件包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤。所述方法包含在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子，在電子積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第一差別。空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中，空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第二差別。基于第一差別和第二差別，確定在導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，檢測操作包含給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束。在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的表面處積聚電子和空穴。通過將施加給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的初級(jí)電子束的能量至調(diào)節(jié)第一水平，可以積聚電子，通過將施加給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的初級(jí)電子束的能量調(diào)節(jié)至第二水平，可以積聚空穴。也可以利用離子發(fā)生器積聚電子和/或空穴。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，檢測與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第一電壓差別和與該導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第二電壓差別。檢測操作可以進(jìn)一步包含基于檢測到的第一電壓差別，將第一亮圖像或者第一暗圖像與該導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系，基于檢測的第二電壓差別，將第二亮圖像或者第二暗圖像與該導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系。可以基于標(biāo)準(zhǔn)值確定電壓差別。還可以是，基于從一個(gè)導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子和多個(gè)導(dǎo)電焊盤中至少另一個(gè)導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子相比，確定電壓差別。
在本發(fā)明的其它的實(shí)施例中，確定缺陷是否存在可以包含當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像或第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，確定由結(jié)漏源引起的電缺陷存在于該導(dǎo)電焊盤中。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，還可以確定存在于該導(dǎo)電焊盤中的電缺陷是由該導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體襯底之間的未蝕刻接觸部分引起的。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，可以進(jìn)一步確定存在于該導(dǎo)電焊盤中的電缺陷是由該導(dǎo)電焊盤與半導(dǎo)體器件的相鄰導(dǎo)線之間的短路引起的。當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，也可以確定存在于該導(dǎo)電焊盤中的物理缺陷。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，通過選擇在半導(dǎo)體器件的表面和半導(dǎo)體器件的背面之間產(chǎn)生電壓差，以便在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子。可以通過選擇在半導(dǎo)體器件的表面和半導(dǎo)體器件的背面之間產(chǎn)生電壓差，以便在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴。可以通過調(diào)整施加給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的初級(jí)電子束的能量，可以產(chǎn)生電壓差。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于檢測包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤的半導(dǎo)體器件中的缺陷的裝置。該裝置包含電子束源，用于給半導(dǎo)體器件施加具有第一態(tài)、第二態(tài)和第三態(tài)的初級(jí)電子束，所述第一態(tài)使電子積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中，所述第二態(tài)使空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中，所述第三態(tài)允許檢測從多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子。該裝置還包含數(shù)據(jù)分析儀，用于在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第一差別；在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第二差別。基于第一差別和第二差別，該數(shù)據(jù)分析儀還用于確定在導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷。該裝置還可以包含平臺(tái)控制單元，用來檢測半導(dǎo)體器件上已經(jīng)被確定存在的缺陷的位置。
圖2是曲線圖，說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，次級(jí)電子的產(chǎn)生量與半導(dǎo)體襯底表面和其背側(cè)之間的電壓差之間的關(guān)系曲線。
圖3A是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積電子之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含未蝕刻接觸部分。
圖3B是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積空穴之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含未蝕刻接觸部分。
圖4A是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積電子之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含結(jié)泄露源。
圖4B是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積空穴之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含結(jié)泄露源。
圖5A是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積電子之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含與相鄰導(dǎo)線的短路。
圖5B是示意圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在導(dǎo)電焊盤中累積空穴之后，利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含與相鄰導(dǎo)線的短路。
圖6是流程圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，說明用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的操作。
圖7是流程圖，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，說明用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的操作。
最佳實(shí)施例的描述下文將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的最佳實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以不同的方式來實(shí)施，不應(yīng)認(rèn)為是對這里所例舉的實(shí)施例的限制。更確切地說，提供的這些實(shí)施例使得本公開更充分更全面，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說這些實(shí)施例將全面?zhèn)鬟_(dá)本發(fā)明的范圍。全文中相同的標(biāo)號(hào)指的是相同的部件，信號(hào)線和其上的信號(hào)可以通過相同的參考標(biāo)號(hào)來表示。
現(xiàn)在參考

圖1，將進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置。圖1所示的裝置包含子腔13，構(gòu)成子腔13以便容納用于形成半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底(半導(dǎo)體晶片)。所示的裝置還包含裝卸單元(handler unit)11，可以用來裝載半導(dǎo)體襯底；主腔15，可以包含一個(gè)平臺(tái)，在平臺(tái)中裝載半導(dǎo)體襯底。圖中示出了與主腔15和子腔13連接的真空控制單元16。此真空控制單元16可以用來控制腔室的真空狀態(tài)。可以用圖形對準(zhǔn)單元35來識(shí)別裝載在主腔15中的半導(dǎo)體襯底上的圖形圖像，例如，用如顯微鏡的光學(xué)裝置。圖形對準(zhǔn)單元35可以進(jìn)一步構(gòu)造為通過保存在存儲(chǔ)器中的原始圖像粗略地設(shè)定與識(shí)別的圖像對準(zhǔn)。
注意上面參考裝置描述了本發(fā)明，所述裝置既可以檢測缺陷也可以形成半導(dǎo)體器件。然而，應(yīng)理解本發(fā)明并不限于此，各個(gè)實(shí)施例中的裝置不需要包含圖1所示的所有方框。
為了檢測半導(dǎo)體襯底上的電缺陷，所述半導(dǎo)體襯底放在主腔15中，圖1所示的裝置還包含與主腔15連接的電子束源單元19。此電子束源單元19的構(gòu)造是發(fā)射初級(jí)電子束。發(fā)射的初級(jí)電子束可以具有引起半導(dǎo)體襯底中的電子累積的第一態(tài)、引起空穴的累積的第二態(tài)和檢測從半導(dǎo)體襯底發(fā)射的次級(jí)電子的第三態(tài)。信號(hào)處理單元21的結(jié)構(gòu)是在施加初級(jí)電子束之后，用來檢測由從半導(dǎo)體襯底釋放的次級(jí)電子的電壓差別產(chǎn)生的電信號(hào)并放大檢測的電信號(hào)。
還示出了與子腔13耦合的離子發(fā)生器17，其構(gòu)造是當(dāng)襯底位于子腔13中時(shí)，用來在半導(dǎo)體襯底表面上摻雜正空穴(陽離子)和/或電子(陰離子)。與電子束源單元19類似，此離子發(fā)生器17也可以用來檢測半導(dǎo)體襯底中的電缺陷，以便這些缺陷可以例如按照缺陷的類型分類。
圖1所示的裝置還包括與信號(hào)處理單元21連接的圖像顯示單元23，其構(gòu)造成例如利用圖像處理技術(shù)產(chǎn)生由信號(hào)處理單元21處理的電信號(hào)的可視圖像。構(gòu)成與信號(hào)處理單元21連接的數(shù)據(jù)分析儀25以便分析由信號(hào)處理單元21處理的電信號(hào)，確定電缺陷是否已經(jīng)出現(xiàn)，然后進(jìn)一步處理電信號(hào)，例如統(tǒng)計(jì)。
為了基于例如從外部計(jì)算機(jī)26接收的數(shù)據(jù)，識(shí)別半導(dǎo)體襯底上缺陷例如物理缺陷的位置，圖1所示的裝置還包含主計(jì)算機(jī)27，其構(gòu)造成輸出關(guān)于半導(dǎo)體襯底上的缺陷位置的數(shù)據(jù)并控制平臺(tái)控制單元37，所述數(shù)據(jù)可以從外部計(jì)算機(jī)26接收，平臺(tái)控制單元37包含激光干涉儀控制器29和平臺(tái)移動(dòng)單元31。
注意，在識(shí)別物理缺陷的位置之前，為了精確地對準(zhǔn)半導(dǎo)體襯底，可以設(shè)定對準(zhǔn)標(biāo)記的基準(zhǔn)(參考)點(diǎn)。為了基于保存在主計(jì)算機(jī)27中的對準(zhǔn)標(biāo)記在半導(dǎo)體襯底上設(shè)定對準(zhǔn)標(biāo)記，可以相互比較兩個(gè)標(biāo)記，然后利用平臺(tái)控制單元37調(diào)節(jié)半導(dǎo)體襯底。
圖1所示的裝置還包含圖像處理單元33，其構(gòu)成為處理從主計(jì)算機(jī)27接收的物理缺陷位置數(shù)據(jù)，并向平臺(tái)控制單元37反饋圖像處理數(shù)據(jù)。圖像處理單元33的結(jié)構(gòu)還能夠進(jìn)一步處理由信號(hào)處理單元21處理的電信號(hào)，將它們轉(zhuǎn)換成亮圖像或暗圖像，并將亮圖像或暗圖像反饋給主計(jì)算機(jī)27。這種處理可以部分基于由主計(jì)算機(jī)27保存的電缺陷分類流程圖。
當(dāng)圖1所示的裝置包含一些用于檢測半導(dǎo)體器件中的缺陷的控制器型部件時(shí)，應(yīng)理解為與本發(fā)明有關(guān)的操作系統(tǒng)并不限于圖1所示的特定的部件組。例如，處理單元21、數(shù)據(jù)分析儀25和主計(jì)算機(jī)27可以結(jié)合在一個(gè)組中或所描述的其它權(quán)能組中。
通過背景來進(jìn)一步描述本發(fā)明，現(xiàn)在將參考圖2進(jìn)一步描述次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)。下面將描述從不同的襯底如氧化物層和硅釋放的次級(jí)電子的系數(shù)。圖2是說明次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)隨著半導(dǎo)體襯底的表面(上側(cè))和背面之間的電壓差而變化的曲線圖。在圖2中，X軸代表半導(dǎo)體襯底的表面和背面之間的電壓差，所述電壓可以由給襯底施加的初級(jí)電子束來產(chǎn)生。Y軸代表次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)，它是從半導(dǎo)體襯底釋放的次級(jí)電子與例如由初級(jí)電子束導(dǎo)入的電子之比。具體來說，對于硅來說的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)和對于氧化物層來說的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)分別由圖2中的SEsi和SEox來表示。
參考圖2，如果次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)不超過1，則從半導(dǎo)體晶片表面釋放的電子數(shù)比給該表面施加的電子數(shù)少。因此，在半導(dǎo)體襯底的表面上、例如在形成在半導(dǎo)體襯底中的導(dǎo)電焊盤的表面處累積電子。相反，如果次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)超過1，從半導(dǎo)體晶片的表面釋放的電子數(shù)比施加給該表面的電子數(shù)多。因此，在半導(dǎo)體襯底的表面上、例如在形成在半導(dǎo)體襯底中的導(dǎo)電焊盤的表面處累積空穴。換句話說，當(dāng)在次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)少于1的電壓差范圍內(nèi)工作時(shí)，可以積聚過量的電子。當(dāng)在次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)大于1的電壓差范圍內(nèi)工作時(shí)，可以積聚過量的空穴。
根據(jù)本發(fā)明，可以采用半導(dǎo)體襯底的表面上電子或空穴的積聚來檢測電缺陷和/或給電缺陷分類，例如，利用圖1的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置。利用圖1的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置的離子發(fā)生器17和/或電子束源單元19，可以在半導(dǎo)體器件的表面上積聚電子或空穴。在圖2中，只顯示了對于硅的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)的分布和對于氧化物層的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)的分布。然而，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明還可以應(yīng)用到具有離子或電子發(fā)生區(qū)和空穴發(fā)生區(qū)的其它材料。
參考圖3-5示意性地示出的例子，現(xiàn)在將進(jìn)一步描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例關(guān)于檢測不同類型的缺陷的操作。如下面將要描述的，所示的電缺陷起因類型包含出現(xiàn)在未蝕刻接觸部分中的電阻缺陷、由結(jié)泄露源引起的泄漏缺陷和導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)線之間的短路。
如圖3-5所示，半導(dǎo)體器件包含多個(gè)柵圖形，每個(gè)柵圖形都是通過順序累積柵絕緣層(未示出)和導(dǎo)電層108及頂絕緣層110而形成的，導(dǎo)線108由多晶硅層104和硅化物層106例如硅化鎢層構(gòu)成，其可以起柵極的作用。還在半導(dǎo)體器件中形成了覆蓋每個(gè)柵圖形的隔離層112。在隔離層112之間，形成了與雜質(zhì)區(qū)116例如源和漏區(qū)電連接的導(dǎo)電焊盤114。每個(gè)導(dǎo)電焊盤114由已摻雜了雜質(zhì)的多晶硅層、鎢層、鋁層或銅層形成。采用柵極作為導(dǎo)線108的例子的同時(shí)，它們還可以是位線。此外，為了簡化對本發(fā)明的說明，在描述和說明半導(dǎo)體器件的具體結(jié)構(gòu)和材料的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不僅限于此具體結(jié)構(gòu)和/或材料。
圖3A和3B是利用兩個(gè)導(dǎo)電焊盤說明缺陷圖像(檢測次級(jí)電子發(fā)射得到的亮或暗圖像)的示意圖，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含未蝕刻接觸部分。這里采用的術(shù)語“未蝕刻部分”指的是導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體襯底之間的未蝕刻絕緣材料的區(qū)域，作為制造過程中不充分蝕刻的結(jié)果可能留下未蝕刻的絕緣材料。在僅說明兩個(gè)導(dǎo)電焊盤來簡化說明本發(fā)明的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解一般可以有大量的導(dǎo)電焊盤存在于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例受測試的半導(dǎo)體器件中。
圖3A顯示了對于導(dǎo)電焊盤114a和114b，利用高能初級(jí)束，通過增加半導(dǎo)體襯底100的表面和背面之間的電壓差，次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)(即參考圖2，已經(jīng)使其小于1)在可能積聚電子的區(qū)中的缺陷圖像，所述電子是將作為次級(jí)電子被釋放的電子。在這種情況下，從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子數(shù)比施加給導(dǎo)電焊盤的次級(jí)電子數(shù)少，結(jié)果，電子積聚在導(dǎo)電焊盤114a和114b的表面。注意，這里所用的“積聚”電子(或空穴，即區(qū)中減少的電子數(shù))指的是能夠增加電子(或空穴)數(shù)來改變次級(jí)電子發(fā)射水平，并且應(yīng)當(dāng)理解為對于導(dǎo)電焊盤的材料來說，一個(gè)導(dǎo)電焊盤中的“積聚”水平可以是正常的電子水平，只要在另一個(gè)導(dǎo)電焊盤中存在可檢測的電子數(shù)差，以便提供如這里要進(jìn)一步描述的可檢測電壓差別即可。
如圖3A所示，與具有開口接觸部分的另一個(gè)導(dǎo)電焊盤114b相比，更多的電子積聚在具有未蝕刻接觸部分150的導(dǎo)電焊盤114b中。與導(dǎo)電焊盤114a相比，未蝕刻接觸部分減少了從導(dǎo)電焊盤114b移動(dòng)到半導(dǎo)體襯底100的電子數(shù)，由未蝕刻接觸部分導(dǎo)致電子積聚水平差。
利用圖1的電缺陷檢測裝置，可以向包含兩個(gè)導(dǎo)電焊盤114a和114b的半導(dǎo)體襯底100的表面施加初級(jí)電子束，以便提供跨越襯底100的、所需要的電壓差。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一般還可以用由實(shí)驗(yàn)確定的不同的功率水平來施加初級(jí)電子束，測量次級(jí)電子以提供電壓差別讀數(shù)，用于根據(jù)本發(fā)明檢測缺陷。遺留在未蝕刻接觸部分150中的許多電子給未蝕刻接觸部分提供了比開口接觸部分更大的排斥力。因此，具有未蝕刻接觸部分150的導(dǎo)電焊盤114b釋放比具有開口部分的導(dǎo)電焊盤114a更多的次級(jí)電子。結(jié)果，導(dǎo)電焊盤114b可以與基于檢測到的次級(jí)電子發(fā)射水平的亮圖像相聯(lián)系。
圖3B顯示了利用低能初級(jí)束積聚空穴，通過降低半導(dǎo)體襯底100表面和背面之間的電壓差，導(dǎo)電焊盤中的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)在可以積聚空穴的區(qū)中(即，參考圖2，已經(jīng)使其大于1)的缺陷圖像。在這種情況下，從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子數(shù)比施加給導(dǎo)電焊盤的次級(jí)電子數(shù)多，結(jié)果，在導(dǎo)電焊盤114c和114d的表面上積聚了空穴(h)。如圖3B所示，與具有開口接觸部分的另一個(gè)導(dǎo)電焊盤114c相比，在具有未蝕刻接觸部分的導(dǎo)電焊盤114d中留下了更多的空穴。與開口部分相比，未蝕刻接觸部分阻止了更多的空穴移向半導(dǎo)體襯底100，由未蝕刻接觸部分導(dǎo)致了空穴積聚的不同。
如參考圖3A所描述的，可以給包含兩個(gè)導(dǎo)電焊盤114c和114d的半導(dǎo)體襯底100的表面施加初級(jí)電子束，例如利用圖1的電缺陷檢測裝置，來檢測導(dǎo)電焊盤114c和114d的次級(jí)電子發(fā)射水平。導(dǎo)電焊盤114c和114d表面上遺留的空穴對于次級(jí)電子來說起陷阱的作用，否則這些次級(jí)電子將被釋放。由于導(dǎo)電焊盤114c和114d中積聚的空穴的數(shù)量的不同，具有未蝕刻接觸部分150的導(dǎo)電焊盤114d比具有開口接觸部分的導(dǎo)電焊盤114c釋放更少的次級(jí)電子。結(jié)果，具有未蝕刻接觸部分150的導(dǎo)電焊盤114d可以與基于檢測的次級(jí)電子發(fā)射水平的暗圖像相聯(lián)系。
圖4A和4B是示意圖，顯示了兩個(gè)導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像，其中一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含結(jié)泄露源。更具體地說，圖4A顯示了通過增加襯底100的表面和背面之間的電壓差，使次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)小于1的缺陷圖像。在這種條件下，如參考圖3A所描述的，電子積聚在導(dǎo)電焊盤114e和114f的表面上。然而，對于具有泄露源部分160的導(dǎo)電焊盤114f來說，由于遺留在導(dǎo)電焊盤114f中的一些電子泄露到泄露源部分160，因此，與導(dǎo)電焊盤114e相比，積聚了更少的電子(e)。
如上所述，可以給包含導(dǎo)電焊盤114e和114f的半導(dǎo)體襯底100的表面施加初級(jí)電子束，例如利用電缺陷檢測裝置，來檢測導(dǎo)電焊盤114e和114f的次級(jí)電子發(fā)射水平。如果半導(dǎo)體襯底100是P型的，具有N型結(jié)區(qū)，如圖4A所示，由于通過泄露源部分160泄露電子，減少了從具有泄露源部分160的導(dǎo)電焊盤114f釋放的次級(jí)電子數(shù)。結(jié)果，導(dǎo)電焊盤114f可以與基于檢測的次級(jí)電子發(fā)射水平的暗圖像相聯(lián)系。
如果半導(dǎo)體襯底100是N型的，具有P型結(jié)區(qū)，此襯底可以變?yōu)榉雌r底，不會(huì)改變每個(gè)導(dǎo)電焊盤114e和114f的表面電荷。結(jié)果，具有泄露部分160的導(dǎo)電焊盤114f和另一個(gè)導(dǎo)電焊盤114g的圖像可能彼此沒有差別。
圖4B顯示了使次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)大于1處的缺陷圖像以及在導(dǎo)電焊盤114g和114h表面上積聚的空穴(h)。然后可以將初級(jí)電子束施加給包含導(dǎo)電焊盤114g和114h的半導(dǎo)體襯底的表面，例如，利用圖1所示的電缺陷檢測裝置，來檢測導(dǎo)電焊盤114g和114h的次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)。
如果，如圖4B所示，半導(dǎo)體襯底100是P型的，具有N型結(jié)區(qū)，此襯底可以變?yōu)榉雌靡r底，不會(huì)改變每個(gè)導(dǎo)電焊盤114g和114h的表面電荷。結(jié)果，具有泄露源部分160的導(dǎo)電焊盤114h和另一個(gè)導(dǎo)電焊盤114g的缺陷圖像可能彼此沒有區(qū)別。另一方面，如果半導(dǎo)體襯底是N型的，具有P型結(jié)區(qū)，襯底100變?yōu)檎蚱谩?jù)此，基于通過泄露源部分160的空穴泄露，具有泄露源部分160的導(dǎo)電焊盤114h可以與亮圖像相聯(lián)系，與導(dǎo)電焊盤114g相比，允許從導(dǎo)電焊盤114h發(fā)射的次級(jí)電子發(fā)射水平更高。
圖5A和5B是示意圖，顯示了利用圖1的檢測裝置，兩個(gè)導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像，一個(gè)導(dǎo)電焊盤包含導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)線之間的短路。圖5A顯示了使次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)小于1處的缺陷圖像，電子(e)積聚在導(dǎo)電焊盤114i和114j的表面上。如上所述，然后將初級(jí)電子束施加給包含導(dǎo)電焊盤114i和114j的半導(dǎo)體襯底100的表面，例如，利用圖1的電缺陷檢測裝置，來檢測次級(jí)電子的發(fā)射水平。
如果在導(dǎo)電焊盤114j和具有電子的導(dǎo)線108之間存在短路，例如，如圖5A所示，在硅化物層106存在的地方，電子不能泄露出到導(dǎo)線108，結(jié)果許多電子留在導(dǎo)電焊盤114j的表面處。因此，當(dāng)施加初級(jí)電子束以檢測次級(jí)電子發(fā)射水平時(shí)，從導(dǎo)電焊盤114j釋放的次級(jí)電子量更高，并且可以與亮圖像相聯(lián)系。
圖5B顯示了使次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)小于1的缺陷圖像，在導(dǎo)電焊盤114k和114l的表面上積聚了空穴(h)。如上所述，然后給包含導(dǎo)電焊盤114k和114l的半導(dǎo)體襯底的表面施加初級(jí)電子束，以檢測次級(jí)電子發(fā)射水平。由于導(dǎo)電焊盤114l與具有電子的導(dǎo)線108短路，例如圖5B所示的硅化物層106，空穴(h)泄露出到導(dǎo)線108，使得與另一個(gè)導(dǎo)電焊盤114k相比，留在導(dǎo)電焊盤114l表面上的空穴更少。因此，從導(dǎo)電焊盤114l釋放的次級(jí)電子量相對增加，以便導(dǎo)電焊盤114l可以與亮圖像相聯(lián)系。
如圖3-5所示，可以通過檢測由從導(dǎo)電焊盤表面釋放的次級(jí)電子引起的電壓差別、并且將此電壓差別轉(zhuǎn)換為與導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的亮圖像或暗圖像，來檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷。在圖3至5中，互相比較導(dǎo)電焊盤，以確定與導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的圖像是暗的還是亮的。然而，應(yīng)當(dāng)理解確定導(dǎo)電焊盤應(yīng)與亮圖像還是與暗圖像相聯(lián)系還可以基于預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn)電壓，例如，通過實(shí)驗(yàn)而得到的標(biāo)準(zhǔn)電壓。
此外，通過調(diào)整初級(jí)電子束的能量，以在導(dǎo)電焊盤114a到114l表面上積聚的電子和/或空穴為基礎(chǔ)描述了圖3至5。然而，也可以利用離子發(fā)生器例如圖1的離子發(fā)生器17直接摻雜導(dǎo)電焊盤。
圖中已經(jīng)示出的不同電缺陷類型包含電阻型缺陷未蝕刻部分、如通過導(dǎo)電焊盤114j和導(dǎo)線108之間的短路來說明的漏電缺陷。當(dāng)在導(dǎo)電焊盤114b和114j的表面上積聚電子時(shí)，這些具體的缺陷可以導(dǎo)致檢測到的缺陷圖像呈同樣的亮水平。然而，希望能夠?qū)⒊霈F(xiàn)的電缺陷的種類分類和識(shí)別。希望這種分類和識(shí)別能提高制造工藝，通過制造工藝中正確的操作來減少或避免各種缺陷的出現(xiàn)。
現(xiàn)在將參考圖6和7所示本發(fā)明的實(shí)施例流程圖，描述檢測缺陷的各種方法，這些方法是為了進(jìn)一步給缺陷的類型分類。圖6和圖7的描述是參考圖3-5所示的半導(dǎo)體器件來進(jìn)行的，所述半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體襯底100、多個(gè)導(dǎo)線108、絕緣層110和112以及形成在每個(gè)絕緣層之間的導(dǎo)電焊盤114a-114l。
圖6是流程圖，顯示了例如利用圖1所示的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置，來檢測和分類半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法的例子。
通過使次級(jí)電子發(fā)射系數(shù)小于1，例如通過使初級(jí)電子束的能量高，電子積聚在導(dǎo)電焊盤的表面，開始方框201的操作。在檢測水平給導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤表面釋放的次級(jí)電子(方框203)。這樣，可以檢測到第一電壓差別，從第一電壓差別得到第一缺陷圖像(方框203)，確定第一缺陷圖像是暗圖像還是亮圖像(方框205)。
如果第一缺陷圖像是暗圖像(方框205)，通過調(diào)整使初級(jí)電子束的能量為低水平，空穴積聚在導(dǎo)電焊盤的表面(方框207)。給導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤表面釋放的次級(jí)電子(方框209)。這樣，可以檢測到導(dǎo)電焊盤之間的第二電壓差別，從第二電壓差別得到第二缺陷圖像(方框209)。確定第二缺陷圖像是暗圖像還是亮圖像(方框211)。
如果第二缺陷圖像是暗圖像(方框209)，初級(jí)電子束的能量具有最低值(方框213)，確定具有暗缺陷圖像的導(dǎo)電焊盤具有物理缺陷(方框215)。然而，如圖6所示的實(shí)施例，如果缺陷圖像是暗圖像，但初級(jí)電子束的能量不是最低值，操作返回方框207，繼續(xù)如上所述的操作，但逐步逼近減小初級(jí)束的能量水平，直到初級(jí)束達(dá)到最低值。如果第二缺陷圖像不是暗圖像(方框211)，該導(dǎo)電焊盤被歸類為具有由結(jié)漏源引起的缺陷圖像(方框217)。
如果第一缺陷圖像不是暗圖像(方框205)，降低初級(jí)電子束的能量，空穴積聚在導(dǎo)電焊盤的表面(方框307)。在測試水平給導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤的表面釋放的次級(jí)電子(方框309)。據(jù)此，可以檢測導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別，從此電壓差別得到第二缺陷圖像(這里此圖像也可以稱為第三檢測的缺陷圖像)(方框309)。確定第二缺陷圖像是否是暗圖像(方框311)。如果第二缺陷圖像是暗圖像(方框311)，確定導(dǎo)電焊盤具有由未蝕刻接觸部分引起的電缺陷(方框317)。如果第二缺陷圖像不是暗圖像(方框311)，確定初級(jí)電子束的能量是否具有最低值(方框313)。如果初級(jí)電子束的能量具有最低值(方框313)，將不具有暗圖像的導(dǎo)電焊盤歸類為具有由接觸部分和導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷(方框315)。如果初級(jí)束的能量值仍然在最低水平，操作返回方框307，重復(fù)上述操作(一次或多次)，逐漸減小初級(jí)束的能量水平，直到得到最低值。
總結(jié)圖6所示的缺陷檢測和分類操作，當(dāng)在電子積聚在半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤的表面上之后，利用檢測電缺陷的裝置，檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷時(shí)，具有暗圖像的導(dǎo)電焊盤可以表示物理缺陷或由結(jié)泄露導(dǎo)致的電缺陷存在于半導(dǎo)體器件中。在表面上積聚空穴后，具有結(jié)泄露的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像是相反的，而具有物理缺陷的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像不是相反的。
當(dāng)電子積聚在導(dǎo)電焊盤的表面上，導(dǎo)電焊盤具有不是暗的缺陷圖像時(shí)，這表示可能存在由接觸部分和導(dǎo)線之間的短路或未蝕刻接觸部分引起的電缺陷。空穴積聚在表面上后，具有未蝕刻接觸部分的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像是相反的，而包含接觸部分和線之間的短路的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像不是相反的。
圖7是流程圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明，例如利用圖1所示的檢測電缺陷的裝置，檢測和歸類半導(dǎo)體的電缺陷的操作的實(shí)施例。總的來說，圖7與圖6所示的操作的差別在于空穴積聚條件先于電子積聚條件。還將參考其中采用離子發(fā)生器17的實(shí)施例來描述圖7，在參考圖1的具體裝置描述操作的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不限于此。
利用離子發(fā)生器17，通過在半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤的表面積聚空穴開始的操作，所述半導(dǎo)體器件裝載在圖1的子腔13中(方框401)。將半導(dǎo)體器件裝入主腔15中(方框403)，在測試水平給積聚有空穴的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤的表面釋放的次級(jí)電子(方框404)。據(jù)此，可以得到導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別，從此電壓差別得到第一缺陷圖像(方框404)。確定第一缺陷圖像是否是暗圖像(方框405)。
如果第一缺陷圖像是暗圖像(方框405)，從主腔15卸載該半導(dǎo)體器件，并裝載到子腔13中(方框407)。利用離子發(fā)生器17在該半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子(方框409)。在測試水平給積聚有電子的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤的表面釋放的次級(jí)電子(方框410)。據(jù)此，可以得到導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別，從該電壓差別得到第二缺陷圖像(方框410)。判斷第二缺陷圖像是否是暗的(方框411)。如果第二缺陷圖像是暗的(方框411)，具有暗缺陷圖像的導(dǎo)電焊盤被歸類為具有物理缺陷(方框413)。如果第二缺陷圖像不是暗圖像(方框411)，該導(dǎo)電焊盤被歸類為具有由未蝕刻接觸部分引起的電缺陷(方框415)。
如果第一缺陷圖像不是暗圖像(方框405)，該半導(dǎo)體器件也從主腔15卸載，并裝載到子腔13中(方框507)。利用離子發(fā)生器17在半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子(方框509)。給積聚有電子的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束，檢測從導(dǎo)電焊盤表面釋放的次級(jí)電子(方框510)。據(jù)此，可以得到每個(gè)導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別，從此電壓差別得到第二缺陷圖像(這里也稱為第三檢測缺陷圖像)(方框510)。確定此第二缺陷圖像是否是暗圖像(方框511)。如果第二缺陷圖像是暗圖像(方框511)，具有此暗圖像的導(dǎo)電焊盤被歸類為具有由結(jié)泄露源引起的電缺陷(方框513)。如果第二缺陷圖像不是暗的(方框511)，該導(dǎo)電焊盤被歸類為具有由接觸部分和導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷(方框515)。
總結(jié)參考圖7所描述的操作，在空穴積聚在半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電焊盤的表面上之后，當(dāng)檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷時(shí)，顯示暗缺陷圖像的導(dǎo)電焊盤表示在半導(dǎo)體器件中存在物理缺陷或由未蝕刻接觸部分引起的電缺陷。電子積聚在表面上之后，具有未蝕刻接觸部分的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像是相反的，而具有物理缺陷的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像不是相反的。空穴積聚在導(dǎo)電焊盤的表面上之后，當(dāng)導(dǎo)電焊盤不具有暗圖像(亮圖像)時(shí)，這表示存在由結(jié)泄露或接觸部分和導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷。然而，電子積聚在表面上之后，包含接觸部分和導(dǎo)線之間短路的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像不是相反的，而具有結(jié)泄露源的導(dǎo)電焊盤的缺陷圖像是相反的。
在附圖和說明中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的典型的、說明性的實(shí)施例，盡管采用了具體的術(shù)語，它們只是用在一般和描述的意義上，不是為了限定。在下面的權(quán)利要求中提出了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測半導(dǎo)體器件中缺陷的方法，所述半導(dǎo)體器件包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤，該方法包括在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子；電子積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測在上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第一差別；在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴；空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測在上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第二差別；和基于第一差別和第二差別，確定在多個(gè)導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述檢測步驟還包括給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述積聚電子的步驟包括在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子，以及其中所述積聚空穴的步驟包括在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤的表面上積聚空穴。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述積聚電子的步驟還包括通過調(diào)整給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加的初級(jí)電子束的能量，來積聚電子，其中所述積聚空穴的步驟還包括通過調(diào)整給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加的初級(jí)電子束的能量，來積聚空穴。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述檢測步驟還包括給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述積聚電子的步驟還包括利用離子發(fā)生器積聚電子，其中所述積聚空穴的步驟還包括利用離子發(fā)生器積聚空穴。
7.權(quán)利要求1的方法，其中檢測第一差別的步驟還包括檢測與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第一電壓差別的步驟，其中檢測第二差別的步驟還包括檢測與該導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第二電壓差別的步驟。
8.權(quán)利要求7的方法，其中檢測第一差別的步驟還包括基于檢測到的第一電壓差別，將第一亮圖像或者第一暗圖像與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的步驟，其中檢測第二差別的步驟還包括基于檢測到的第二電壓差別，將第二亮圖像或者第二暗圖像與該導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的步驟。
9.權(quán)利要求8的方法，其中基于第一差別和第二差別確定在導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷的步驟還包括至少下列一個(gè)步驟當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像和第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由結(jié)泄露源引起的電缺陷；當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由該導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底之間的未蝕刻接觸部分引起的電缺陷；當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由該導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體器件的相鄰導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷；和當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在物理缺陷。
10.權(quán)利要求7的方法，其中與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第一電壓差別的確定步驟還包括基于標(biāo)準(zhǔn)值確定第一電壓差別的步驟，其中檢測與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第二電壓差別的步驟還包括基于標(biāo)準(zhǔn)值卻第二電壓差別的步驟。
11.權(quán)利要求7的方法，其中確定與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第一電壓差別的步驟還包括基于從該導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子和從多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的至少另一個(gè)發(fā)射的次級(jí)電子相比較，確定第一電壓差別的步驟，其中與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的第二電壓差別的檢測步驟還包括基于從一個(gè)導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子和從多個(gè)導(dǎo)電焊盤的至少另一個(gè)發(fā)射的次級(jí)電子相比較，確定第二電壓差別的步驟。
12.權(quán)利要求1的方法，其中檢測第一差別的步驟先于檢測第二差別的步驟。
13.權(quán)利要求1的方法，其中檢測第二差別的步驟先于檢測第一差別的步驟。
14.權(quán)利要求1的方法，其中在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子的步驟還包括選擇在半導(dǎo)體器件的表面和半導(dǎo)體器件的背面之間產(chǎn)生電壓差，以便在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子。
15.權(quán)利要求14的方法，其中在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴的步驟還包括選擇在半導(dǎo)體器件的表面和半導(dǎo)體器件的背面之間產(chǎn)生電壓差，以便在上述這些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴。
16.權(quán)利要求15的方法，其中通過調(diào)整給多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤施加的初級(jí)電子束能量，產(chǎn)生電壓差。
17.一種用于檢測包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤的半導(dǎo)體器件中的缺陷的裝置，該裝置包括用于在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子的裝置；電子積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第一差別的裝置；用于在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴的裝置；空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第二差別的裝置；基于第一差別和第二差別，檢測在導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷的裝置。
18.權(quán)利要求17的裝置，其中用于檢測第一差別的裝置還包括基于檢測的第一電壓差別，將第一亮圖像或第一暗圖像與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的裝置，和其中用于檢測第二差別的裝置還包括基于檢測的第二電壓差別，將第二亮圖像或第二暗圖像與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的裝置，以及其中基于第一差別和第二差別，用于確定缺陷是否存在于導(dǎo)電焊盤之一中的裝置還包括至少下列一個(gè)裝置當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像和第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由結(jié)泄露源導(dǎo)致的電缺陷的裝置；當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由該導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底之間的未蝕刻接觸部分導(dǎo)致的電缺陷的裝置；當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一亮圖像和第二亮圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在由該導(dǎo)電焊盤和半導(dǎo)體器件的相鄰導(dǎo)線之間的短路導(dǎo)致的電缺陷的裝置；和當(dāng)一個(gè)導(dǎo)電焊盤與第一暗圖像和第二暗圖像相聯(lián)系時(shí)，確定在該導(dǎo)電焊盤中存在物理缺陷的裝置。
19.一種用于檢測包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤的半導(dǎo)體器件中的缺陷的裝置，該裝置包括電子束源，用于給半導(dǎo)體器件施加具有第一態(tài)、第二態(tài)和第三態(tài)的初級(jí)電子束，所述第一態(tài)導(dǎo)致在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚電子，所述第二態(tài)導(dǎo)致在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中積聚空穴，所述第三態(tài)允許檢測從多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子；和數(shù)據(jù)分析儀，用于在電子積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測在上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第一差別，和在空穴積聚在多個(gè)導(dǎo)電焊盤中的一些導(dǎo)電焊盤中之后，基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子，檢測上述這些導(dǎo)電焊盤之間的第二差別，以及基于第一差別和第二差別，確定在導(dǎo)電焊盤之一中是否存在缺陷。
20.權(quán)利要求19的裝置，還包括平臺(tái)控制單元，用于檢測半導(dǎo)體器件上已經(jīng)確定存在的缺陷的位置。
21.一種用于檢測半導(dǎo)體器件中電缺陷的裝置，包括；在其中裝載半導(dǎo)體襯底的子腔；離子發(fā)生器，能夠用空穴(陽離子)或電子(陰離子)摻雜半導(dǎo)體襯底的表面；與子腔相連的主腔，包含裝載半導(dǎo)體襯底的平臺(tái)；電子束源單元，能夠給放置在主腔中的半導(dǎo)體襯底施加初級(jí)電子束，以檢測電缺陷；信號(hào)處理單元，能夠檢測電信號(hào)，然后放大電信號(hào)，所述電信號(hào)是在施加初級(jí)電子束之后，由從半導(dǎo)體襯底釋放的次級(jí)電子的電壓差別而得到的；數(shù)據(jù)分析儀，能夠分析由信號(hào)處理單元處理的電信號(hào)，確定電缺陷是否已經(jīng)出現(xiàn)，然后統(tǒng)計(jì)處理該電信號(hào)；主計(jì)算機(jī)，能夠輸出從外部計(jì)算機(jī)接收的、關(guān)于半導(dǎo)體器件上物理缺陷位置的數(shù)據(jù)，并且控制所有的部件；平臺(tái)控制單元，能夠識(shí)別從主計(jì)算機(jī)接收的、半導(dǎo)體器件上物理缺陷的位置；圖像處理單元，能夠?qū)⒂尚盘?hào)處理單元處理的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像，并將此圖像處理電信號(hào)反饋給主計(jì)算機(jī)，接著是關(guān)于電缺陷歸類的流程。
22.權(quán)利要求21的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置，其中平臺(tái)控制單元包含平臺(tái)移動(dòng)單元和激光干涉器控制器，所述平臺(tái)移動(dòng)單元能夠在主腔中移動(dòng)平臺(tái)，所述激光干涉器控制器連接到平臺(tái)移動(dòng)單元。
23.權(quán)利要求21的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的裝置，其中信號(hào)處理單元與圖像顯示單元相接，所述圖像顯示單元可以通過圖像處理使由信號(hào)處理單元處理的電信號(hào)顯示為圖像。
24.一種用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，包括步驟準(zhǔn)備半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)導(dǎo)線、用于絕緣導(dǎo)線的絕緣層以及在每個(gè)絕緣層之間的導(dǎo)電焊盤；在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子或空穴；給導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束；通過檢測導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別確定電缺陷，所述電壓差別是在施加初級(jí)電子束之后，由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的。
25.權(quán)利要求24的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，其中利用離子發(fā)生器進(jìn)行在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子或空穴的步驟。
26.權(quán)利要求24的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，其中通過調(diào)整初級(jí)電子束的能量，進(jìn)行在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子或空穴的步驟。
27.權(quán)利要求24的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，其中通過將電壓差別轉(zhuǎn)換為亮圖像或暗圖像，進(jìn)行確定電缺陷的步驟。
28.一種用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，包括步驟準(zhǔn)備半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)導(dǎo)線、用于絕緣導(dǎo)線的絕緣層以及在每個(gè)絕緣層之間的導(dǎo)電焊盤；在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子；在給積聚有電子的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第一次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定缺陷圖像是否是暗圖像；如果第一次檢測的缺陷圖像是暗圖像，在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚空穴；在給積聚有空穴的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第二次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定第二次檢測的缺陷圖像是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有物理缺陷，其缺陷圖像不是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由結(jié)泄露源導(dǎo)致的電缺陷；如果第一次檢測的缺陷圖像不是暗圖像，在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚空穴；在給積聚有空穴的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第三次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定第三次檢測的圖像是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由未蝕刻接觸部分導(dǎo)致的電缺陷，其缺陷圖像不是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷。
29.權(quán)利要求28的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，其中通過調(diào)整初級(jí)電子束的能量，進(jìn)行在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子或空穴的步驟。
30.一種用于檢測半導(dǎo)體器件中電缺陷的方法，包括步驟準(zhǔn)備半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體器件包含半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)導(dǎo)線、用于絕緣導(dǎo)線的絕緣層以及在每個(gè)絕緣層之間的導(dǎo)電焊盤；在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚空穴；在給積聚有空穴的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第一次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定缺陷圖像是否是暗圖像；如果第一次檢測的缺陷圖像是暗圖像，在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子；在給積聚有電子的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第二次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定第二次檢測的缺陷圖像是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有物理缺陷，其缺陷圖像不是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由未蝕刻接觸部分導(dǎo)致的電缺陷；如果第一次檢測的缺陷圖像不是暗圖像，在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子；在給積聚有電子的導(dǎo)電焊盤施加初級(jí)電子束之后，第三次檢測從導(dǎo)電焊盤之間的電壓差別得到的缺陷圖像，所述電壓差別是由從導(dǎo)電焊盤釋放的次級(jí)電子而導(dǎo)致的；確定第三次檢測的圖像是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由結(jié)泄露源導(dǎo)致的電缺陷，其缺陷圖像不是暗圖像的導(dǎo)電焊盤具有由導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)線之間的短路引起的電缺陷。
31.權(quán)利要求30的用于檢測半導(dǎo)體器件中的電缺陷的方法，其中利用離子發(fā)生器，進(jìn)行在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子或空穴的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于檢測半導(dǎo)體器件中的缺陷的方法和裝置。所述半導(dǎo)體器件包含多個(gè)導(dǎo)電焊盤,例如可以形成在用于絕緣導(dǎo)電焊盤和導(dǎo)電焊盤之間的導(dǎo)線的絕緣層之間。在一些導(dǎo)電焊盤中、例如在導(dǎo)電焊盤的表面上積聚電子和/或空穴。積聚電子和/或空穴之后,基于從上述這些導(dǎo)電焊盤發(fā)射的次級(jí)電子,檢測與一個(gè)導(dǎo)電焊盤相聯(lián)系的差別。基于檢測的差別確定缺陷的存在。
文檔編號(hào)G01R31/307GK1355558SQ0113642
公開日2002年6月26日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月23日
發(fā)明者金亮亨, 姜孝千, 金德容 申請人:三星電子株式會(huì)社