CN112902870B - 蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，属于半导体生产制造技术领域。该方法包括提供测试晶圆，所述测试晶圆包括衬底、第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次形成于所述衬底的顶表面，所述衬底内设置有电容接触结构；将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔；去除所述第二介质层，以形成量测晶圆；将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状；根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。该方法简单便捷，可准确判断待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷，提高对蚀刻机台的检测效率。
Description
技术领域
本公开涉及半导体生产制造技术领域，尤其涉及一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法。
背景技术
动态随机存储器是计算机中常用的半导体存储器件，通常包括多个重复的存储单元组成的阵列。每个存储单元包括电容器和晶体管，其中电容器用于存储数据，晶体管可控制电容器对于数据的存取。具体地，晶体管的栅极电连接至动态随机存储器的字线，晶体管的一个源/漏区电连接至动态随机存储器的位线，另一个源/漏区则通过电容接触结构连接至电容器，从而达到数据存储和输出的目的。
随着集成电路制程的发展，动态随机存储器的存储单元的几何尺寸不断减小，对应的电容器在基底上的横向面积逐渐减小。为了获得较大的电容，通常会在基底上形成堆叠层，并采用蚀刻机台在堆叠层中形成暴露电容接触结构的电容孔，从而使后续形成的电容结构具有较大的接触面积，从而获得具有高电容值的电容结构。然而，随着电容孔的深宽比的不断提高，蚀刻机台在刻蚀时存在未能刻穿堆叠层的情况，使得对应的电容孔底部未能暴露出电容接触结构，降低了器件良率。然而，现有技术中对蚀刻机台的检测方法无法检测出该刻蚀缺陷。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，该方法简单便捷，可准确判断待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷，提高对蚀刻机台的检测效率。
为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：
根据本公开的第一个方面，提供一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，包括：
提供测试晶圆，所述测试晶圆包括衬底、第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次形成于所述衬底的顶表面，所述衬底内设置有电容接触结构；
将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔；
去除所述第二介质层，以形成量测晶圆；
将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状；
根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
在本公开的一种示例性实施例中，在形成所述电容孔的步骤之后，在去除所述第二介质层的步骤之前还包括：
于所述电容孔内形成第四支撑层，所述第四支撑层至少覆盖所述电容孔的底部及侧壁。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第四支撑层的厚度为8-12nm。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第四支撑层的材料包含氮化钛。
在本公开的一种示例性实施例中，所述去除所述第二介质层，以形成量测晶圆包括：
利用研磨工艺去除所述第二介质层，以及所述第一介质层上方的所述第四支撑层，以形成所述量测晶圆。
在本公开的一种示例性实施例中，在形成所述量测晶圆的步骤之后，在将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状的步骤之前，还包括：
将所述量测晶圆的电容孔进行清洗，以去除所述量测晶圆的电容孔表面的杂质。
在本公开的一种示例性实施例中，采用稀释的氢氟酸溶液将所述量测晶圆的电容孔进行清洗。
在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷包括：
利用缺陷检测机台获取所述量测晶圆的电容孔的图像；
比较所述量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，判断所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
在本公开的一种示例性实施例中，所述比较所述量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，判断所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷包括：
当所述量测晶圆的全部或部分电容孔的图像亮度与所述正常电容孔的图像亮度不同时，判断所述待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷；当所述量测晶圆的全部电容孔的图像亮度与所述正常电容孔的图像亮度相同时，判断所述待测蚀刻机台不存在刻蚀缺陷。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一介质层包括依次形成的第一支撑层、第一绝缘层和第二支撑层，所述第二介质层包括依次形成的第二绝缘层和第三支撑层。
在本公开的一种示例性实施例中，在将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔的步骤之前，还包括；
于所述第三支撑层背离所述衬底的表面沉积掩膜层，所述掩膜层覆盖所述第三支撑层；
于所述掩膜层背离所述衬底的表面形成具有图形的光刻胶层，所述光刻胶层覆盖部分所述掩膜层。
在本公开的一种示例性实施例中，所述掩膜层包括依次形成的多晶硅层、氧化物层和碳层。
在本公开的一种示例性实施例中，所述光刻胶层具有多个开口，所述开口在所述衬底上的正投影与所述电容接触结构至少部分重叠。
在本公开的一种示例性实施例中，将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔包括：
以所述光刻胶层作为掩膜，以所述衬底作为停止层，刻蚀部分所述掩膜层、部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成所述电容孔。
在本公开的一种示例性实施例中，在将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔的步骤之后，在去除所述第二介质层，以形成量测晶圆步骤之前还包括：
去除所述光刻胶层和所述掩膜层。
本公开提供的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，通过将测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分第二介质层和部分第一介质层，以形成电容孔。待形成电容孔后，去除第二介质层，以形成量测晶圆。随后将该量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测该量测晶圆内电容孔的形状，通过比较量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，确定待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。该方法中，由于在形成电容孔后去除了第二介质层，使得电容孔的深度降低。因此，在使用缺陷检测机台进行检测时，能够清楚地检测到量测晶圆电容孔的图像，判断量测晶圆内是否存在缺陷电容孔，进而确定待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。该方法简单便捷，可准确判断待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷，大大提高对蚀刻机台的检测效率，方便技术人员对有缺陷的蚀刻机台及时维护，进一步提高产品的良率。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本公开示例性实施例中蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法流程示意图；
图2是本公开另一示例性实施例中蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法流程示意图；
图3是本公开又一示例性实施例中蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法流程示意图；
图4是本公开再一示例性实施例中蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法流程示意图；
图5是本公开一示例性实施例中蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法分步流程示意图；
图6是本公开示例性实施例中测试晶圆结构示意图；
图7是本公开示例性实施例中形成掩膜层和光刻胶层结构示意图；
图8是本公开示例性实施例中形成电容孔结构示意图；
图9是本公开示例性实施例中形成第四支撑层结构示意图；
图10是本公开示例性实施例中量测晶圆结构示意图；
图11是本公开示例性实施例中量测晶圆的电容孔的图像。
图中主要元件附图标记说明如下：
100-衬底；200-第一介质层；210-第一支撑层；220-第一绝缘层；230-第二支撑层；300-第二介质层；310-第二绝缘层；320-第三支撑层；400-电容接触结构；500-掩膜层；510-多晶硅层；520-氧化物层；530-碳层；600-光刻胶层；610-开口；700-正常电容孔；700a-缺陷电容孔；800-第四支撑层。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
相关技术中，在半导体制造工艺中，为了获得较大的电容，通常会在基底上形成堆叠层，并采用蚀刻机台在堆叠层中形成暴露电容接触结构的电容孔。蚀刻机台在刻蚀时存在未能刻穿堆叠层的情况，使得对应的电容孔底部未能暴露出电容接触结构，即形成缺陷电容孔。该缺陷电容孔的底部未能暴露电容接触结构，进而导致基于该缺陷电容孔制作的电容器无法与电容接触结构接触，导致器件良率降低。此外，该缺陷电容孔的下口径通常小于上口径。因此，在后续制备过程中，容易倾倒，进而造成电容器短路。
目前，对蚀刻机台进行刻蚀缺陷检测时，通常将形成有电容孔的高度较高的堆叠层结构直接于缺陷检测机台处进行扫描，获得电容孔图像。之后通过分析扫描获得的电容孔的图像，检测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。然而，在实际应用中，由于目前的堆叠层结构具有较高的高度，形成的电容孔的深度较深，扫描获得的电容孔的图像之间差异不大，因此，无法准确辨别缺陷电容孔，进而无法准确判断蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
如图1所示，本公开实施方式中提供一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，包括以下步骤：
步骤S100，提供测试晶圆，所述测试晶圆包括衬底、第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次形成于所述衬底的顶表面，所述衬底内设置有电容接触结构；
步骤S200，将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔；
步骤S300，去除所述第二介质层，以形成量测晶圆；
步骤S400，将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状；
步骤S500，根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
本公开提供的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，通过将测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分第二介质层和部分第一介质层，以形成电容孔。待形成电容孔后，去除第二介质层，以形成量测晶圆。随后将该量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测该量测晶圆内电容孔的形状，通过比较量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，确定待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。该方法中，由于在形成电容孔后去除了第二介质层，使得电容孔的深度降低。因此，在使用缺陷检测机台进行检测时，能够清楚地检测到量测晶圆电容孔的图像，判断量测晶圆内是否存在缺陷电容孔，进而确定待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。该方法简单便捷，可准确判断待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷，大大提高对蚀刻机台的检测效率，方便技术人员对有缺陷的蚀刻机台及时维护，进一步提高产品的良率。
下面结合附图对本公开实施方式提供的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法的各步骤进行详细说明：
在步骤S100中，提供测试晶圆，所述测试晶圆包括衬底、第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次形成于所述衬底的顶表面，所述衬底内设置有电容接触结构。
如图6所示，测试晶圆包括衬底100、第一介质层200和第二介质层300。其中，衬底100可以为硅衬底或硅、锗、硅锗化合物等其他合适的衬底材料。在本公开一些实施例中，衬底100选用硅衬底。当然不限于此，在其他一些实施例中，衬底100也可以选用本领域公知的其他衬底。
衬底100内设置有电容接触结构400，电容接触结构400用于与后续形成的电容结构电连接，从而控制电容结构的充电与放电。电容接触结构400的材料可以是金属钨。电容接触结构400的数量为多个，相邻两个电容接触结构400通过其间的衬底100或第一介质层200相互隔绝。本公开中，测试晶圆的形成过程包括：提供衬底100，该衬底100内设置有电容接触结构400；于衬底100顶表面沉积形成第一介质层200，第一介质层200覆盖衬底100的表面；于第一介质层200背离衬底100的表面沉积形成第二介质层300，第二介质层300覆盖第一介质层200的表面。第一介质层200和第二介质层300的形成具体可采用过化学气相沉积法、原子层沉积法或物理气相沉积法等。本公开中，形成第一介质层200和第二介质层300的方法不做限定，具体可有技术人员根据实际需求进行选择。
在本公开一些实施例中，第一介质层200包括依次形成的第一支撑层210、第一绝缘层220和第二支撑层230。第一支撑层210形成于衬底100的顶表面，第一绝缘层220形成于第一支撑层210背离衬底100的表面，第二支撑层230形成于第一绝缘层220背离衬底100的表面。第二介质层300包括依次形成的第二绝缘层310和第三支撑层320。第二绝缘层310形成于第二支撑层230背离衬底100的表面，第三支撑层320形成于第二绝缘层310背离衬底100的表面。第一支撑层210、第一绝缘层220和第二支撑层230的材料可以选自二氧化硅、氮硼化硅或氮化硅等材料。在具体一实施例中，第一支撑层210选自氮化硅或氮硼化硅，第一绝缘层220选自二氧化硅，第二支撑层230选自氮化硅。第二绝缘层310和第三支撑层320的材料也可以选自二氧化硅、氮硼化硅或氮化硅等材料，在具体一实施例中，第二绝缘层310选自二氧化硅，第三支撑层320选自氮化硅。
在本公开另一些实施例中，衬底100可以包括多个有源区和用于限定多个有源区的隔离结构（图中未显示），每个有源区中界定有两个源/漏区。衬底100内可形成多条字线（图中未显示）和多条位线（图中未显示），每条字线与衬底100中的有源区相交并分隔两个源/漏区，用于与晶体管的栅极电连接。每条位线与相应的有源区相交并与其中一个源/漏区电接触，电容接触结构400设置于衬底100并对应于另一个源/漏区。
在步骤S200中，将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔。
在该步骤中，利用待测蚀刻机台对测试晶圆进行刻蚀，形成电容孔。在半导体生产制造中，定期会对各个机台进行保养维护。在本公开中，待测蚀刻机台可以是保养维护后的蚀刻机台，也可以是未进行保养维护，处于任何时段的蚀刻机台。
如图8所示，在该步骤中，利用待测蚀刻机台刻蚀部分第二介质层300和部分第一介质层200，在第一介质层200和第二介质层300中形成电容孔。刻蚀形成的电容孔可能为正常电容孔700，也可能为缺陷电容孔700a。电容孔的数量为多个，当待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷时，待测蚀刻机台在刻蚀时存在未能刻穿第一介质层200的情况，使得对应的电容孔底部未能暴露出电容接触结构400，即形成缺陷电容孔700a。该缺陷电容孔700a的底部未能暴露电容接触结构400，进而导致基于该缺陷电容孔700a制作的电容器无法与电容接触结构400接触，导致器件良率降低。
如图2所示，在本公开一些实施例中，在步骤S200之前还包括：
步骤S100-1，于所述第三支撑层背离所述衬底的表面沉积掩膜层，所述掩膜层覆盖所述第三支撑层；
步骤S100-2，于所述掩膜层背离所述衬底的表面形成具有图形的光刻胶层，所述光刻胶层覆盖部分所述掩膜层。
如图7所示，在步骤S100-1中，于第三支撑层320的背离衬底100的表面沉积掩膜层500，掩膜层500覆盖第三支撑层320。在本公开一些实施例中，掩膜层500的材料可以选自多晶硅、碳、硅及其化合物等其他合适材料，具体可以选自二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳等中的一种或多种，在此不做限定。本公开中，掩膜层500可以包含多层结构。如图7所示，掩膜层500包括形成于第三支撑层320表面的多晶硅层510、形成于多晶硅层510表面氧化物层520和形成于氧化物层520表面的碳层530。当然，在其他实施例中，掩膜层500也可以包括其他材料层，具体本公开不做限定。
继续如图7所示，在步骤S100-2中，于掩膜层500背离衬底100的表面形成具有图形的光刻胶层600，光刻胶层600覆盖部分掩膜层500的顶表面。光刻胶层600具有多个开口610，开口610在衬底100上的正投影与电容接触结构400至少部分重叠。开口610用于刻蚀形成电容孔。
待形成光刻胶层600后，进行步骤S200，将形成有掩膜层500和光刻胶层600的测试晶圆进行刻蚀，以形成电容孔。具体地，以光刻胶层600作为掩膜，以衬底100作为停止层，刻蚀部分掩膜层500、部分第二介质层300和部分第一介质层200，以形成电容孔。
如图2所示，在本公开一些实施例中，在步骤S200之后，在步骤S300之前还包括：
步骤S200-1，去除所述光刻胶层和所述掩膜层。
如图7、图8所示，在该步骤中，去除光刻胶层600和剩余掩膜层500后，形成如图8所示的结构体。该结构体中，电容孔包括能够暴露电容接触结构400的正常电容孔700和存在刻蚀缺陷未能暴露电容接触结构400的缺陷电容孔700a。
如图3所示，在本公开一些实施例中，在步骤S200之后，步骤S300之前还包括：
步骤S200-2，于所述电容孔内形成第四支撑层，所述第四支撑层至少覆盖所述电容孔的底部及侧壁。
如图9所示，在该步骤中，在电容孔孔内形成第四支撑层800，第四支撑层800至少覆盖电容孔的底部和侧壁。第四支撑层800的厚度为8-12nm。在此需说明的是，第四支撑层800的厚度应小于电容孔宽度的1/2，以避免过厚的第四支撑层800将电容孔填充，影响后续对电容孔形状的检测。在具体一实施例中，第四支撑层800的材料选自氮化钛。在半导体制造工艺中，电容结构的电极板材料一般选用氮化钛。本公开中第四支撑层800选用氮化钛，其中，氮化钛不仅具有较强的硬度，防止利用研磨工艺去除所述第二介质层后电容孔结构倾倒，而且可以模拟后续形成上电极板后的电容孔结构，更加精确的检测待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
在一些实施例中，当步骤S200-1完成后，即待光刻胶层600和掩膜层500去除后，再进行步骤S200-2。当然，在另一些实施例中，也可在步骤S200-1之前进行步骤S200-2，沉积形成第四支撑层800，之后再将光刻胶层600、掩膜层500以及第二介质层300上方的第四支撑层800去除，同样可形成如图9所示的结构。
在步骤S300中，去除所述第二介质层，以形成量测晶圆。
如图9、图10所示，在该步骤中，去除第二介质层300，形成量测晶圆。该步骤中，去除第二介质层300后，获得了较低高度的量测晶圆，以及较低深度的电容孔。
在本公开一些实施例中，步骤S300包括：利用研磨工艺去除所述第二介质层，以及所述第一介质层上方的所述第四支撑层，以形成所述量测晶圆。
如图9所示，形成的第四支撑层800覆盖电容孔的底部和侧壁。该步骤中，利用研磨工艺将第二介质层300，以及第一介质层200上方的第四支撑层800去除，以获得如图10所示的量测晶圆。该量测晶圆包括衬底100和第一介质层200，以及形成于第一介质层200内的电容孔。
如图4所示，在本公开一些实施例中，在步骤S300之后，步骤S400之前还包括：
步骤S300-1，将所述量测晶圆的电容孔进行清洗，以去除所述量测晶圆的电容孔表面的杂质。
该步骤中，对电容孔进行清洗，以去除电容孔内的杂质。此时，在步骤S200-2中形成的第四支撑层800，能够保护电容孔的形状在清洗过程中不受影响，保证后续对电容孔形状检测的准确性。在本公开一些实施例中，采用稀释的氢氟酸溶液将量测晶圆的电容孔进行清洗，以去除电容孔表面的杂质。稀释的氢氟酸溶液不仅清洗效果好，且不会损伤第四支撑层800，为后续电容孔的检测以及电容结构的形成提供保障。该步骤中，稀释倍数可根据实际情况进行设定，具体本公开不做限定。
在步骤S400中，将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状。
在该步骤中，利用缺陷检测机台对量测晶圆的电容孔进行检测。缺陷检测机台可以为缺陷扫描机台，扫描机台对量测晶圆进行缺陷扫描，可以获得量测晶圆电容孔的图像。
在步骤S500中，根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
该步骤中，根据缺陷检测机台检测获得的电容孔的形状结构，确定待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
如图5所示，在本公开一些实施例中，步骤S500包括：
步骤S510，利用缺陷检测机台获取所述量测晶圆的电容孔的图像；
步骤S520，比较所述量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，判断所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
当待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷时，刻蚀形成的缺陷电容孔的深度相较正常电容孔的深度较浅，相对应的量测晶圆电容孔的图像与正常电容孔的图像不同。在本公开一些实施例中，缺陷电容孔700a检测获得的图像亮度与正常电容孔700的图像亮度不同。因此，在实际检测中，直接通过比较量测晶圆的电容孔和正常电容孔的图像亮度，即可判断出待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
在本公开一些实施例中，步骤S520包括：
当量测晶圆部分或全部电容孔的图像亮度与正常电容孔的亮度不同时，则判断待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷。当量测晶圆全部电容孔的图像与正常电容孔的图像亮度相同时，判断待测蚀刻机台不存在刻蚀缺陷。
如图11所示，采用缺陷检测机台获得的量测晶圆的各个电容孔的图像亮度不同。在此需说明的是，不同缺陷电容孔700a由于缺陷程度不同，因此，其对应的图像亮度会有差异，但总体而言，每个缺陷电容孔700a的图像亮度均与正常电容孔700的图像亮度不同。在本公开一些实施例中，缺陷电容孔700a的图像亮度高于正常电容孔700的图像亮度。在本公开另一些实施例中，缺陷电容孔700a的图像亮度低于正常电容孔700的图像亮度，具体亮度由缺陷电容孔700a的自身缺陷程度决定，本公开对此不做限定。
需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。
应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。
Claims (10)
1.一种蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，包括：
提供测试晶圆，所述测试晶圆包括衬底、第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层依次形成于所述衬底的顶表面，所述衬底内设置有电容接触结构，所述第一介质层包括依次形成的第一支撑层、第一绝缘层和第二支撑层，所述第二介质层包括依次形成的第二绝缘层和第三支撑层；
将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔；
于所述电容孔内形成第四支撑层，所述第四支撑层至少覆盖所述电容孔的底部及侧壁，所述第四支撑层的厚度为8-12nm，所述第四支撑层的材料包含氮化钛；
去除所述第二介质层，以形成量测晶圆；
将所述量测晶圆的电容孔进行清洗，以去除所述量测晶圆的电容孔表面的杂质；
将所述量测晶圆传递至缺陷检测机台，检测所述量测晶圆的电容孔的形状；
根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷，当待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷时，刻蚀形成的缺陷电容孔的深度相较正常电容孔的深度较浅，相对应的量测晶圆电容孔的图像与正常电容孔的图像不同。
2.根据权利要求1所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，所述去除所述第二介质层，以形成量测晶圆包括：
利用研磨工艺去除所述第二介质层，以及所述第一介质层上方的所述第四支撑层，以形成所述量测晶圆。
3.根据权利要求1所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，采用稀释的氢氟酸溶液将所述量测晶圆的电容孔进行清洗。
4.根据权利要求1所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，所述根据所述量测晶圆的电容孔的形状，确定所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷包括：
利用缺陷检测机台获取所述量测晶圆的电容孔的图像；
比较所述量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，判断所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷。
5.根据权利要求4所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，所述比较所述量测晶圆的电容孔的图像与正常电容孔的图像，判断所述待测蚀刻机台是否存在刻蚀缺陷包括：
当所述量测晶圆的全部或部分电容孔的图像亮度与所述正常电容孔的图像亮度不同时，判断所述待测蚀刻机台存在刻蚀缺陷；当所述量测晶圆的全部电容孔的图像亮度与所述正常电容孔的图像亮度相同时，判断所述待测蚀刻机台不存在刻蚀缺陷。
6.根据权利要求1所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，在将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔的步骤之前，还包括；
于所述第三支撑层背离所述衬底的表面沉积掩膜层，所述掩膜层覆盖所述第三支撑层；
于所述掩膜层背离所述衬底的表面形成具有图形的光刻胶层，所述光刻胶层覆盖部分所述掩膜层。
7.根据权利要求6所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，所述掩膜层包括依次形成的多晶硅层、氧化物层和碳层。
8.根据权利要求6所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，所述光刻胶层具有多个开口，所述开口在所述衬底上的正投影与所述电容接触结构至少部分重叠。
9.根据权利要求6所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔包括：
以所述光刻胶层作为掩膜，以所述衬底作为停止层，刻蚀部分所述掩膜层、部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成所述电容孔。
10.根据权利要求9所述的蚀刻机台的刻蚀缺陷的检测方法，其特征在于，在将所述测试晶圆传递至待测蚀刻机台内，刻蚀部分所述第二介质层和部分所述第一介质层，以形成电容孔的步骤之后，在去除所述第二介质层，以形成量测晶圆步骤之前还包括：
去除所述光刻胶层和所述掩膜层。
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| CN117316798B (zh) * | 2023-09-28 | 2025-03-21 | 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 | 确定产生外延缺陷的部件的方法、装置及介质 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946571A (en) * | 1997-08-29 | 1999-08-31 | United Microelectronics Corp. | Method of forming a capacitor |
| TW586181B (en) * | 2002-12-25 | 2004-05-01 | Macronix Int Co Ltd | Method of fabricating shallow trench isolation |
| CN1516258A (zh) * | 2003-01-06 | 2004-07-28 | 旺宏电子股份有限公司 | 浅沟渠隔离区的制造方法 |
| CN101290900A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 刻蚀监测方法 |
| CN101593691A (zh) * | 2008-05-26 | 2009-12-02 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 沟槽的刻蚀方法 |
| CN103822812A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 半导体器件测试样品的制作方法 |
| CN109524300A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-26 | 上海华力微电子有限公司 | 一种刻蚀方法及半导体器件 |
| CN110832631A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-21 | 长江存储科技有限责任公司 | 用于检测深度特征中的缺陷的方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100517627C (zh) * | 2006-12-28 | 2009-07-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 检测接触孔蚀刻缺陷的方法 |
| JP2009140970A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Elpida Memory Inc | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
| JPWO2009125805A1 (ja) * | 2008-04-09 | 2011-08-04 | 株式会社ニコン | 表面検査方法および表面検査装置 |
| CN102087959B (zh) * | 2009-12-04 | 2013-07-17 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 动态随机存取存储器及其电容器的制造方法 |
| CN107689362B (zh) * | 2017-09-30 | 2023-12-01 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体存储器及其电容轮廓形成方法 |
| CN108717936A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-30 | 长鑫存储技术有限公司 | 双面电容器结构及其制备方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946571A (en) * | 1997-08-29 | 1999-08-31 | United Microelectronics Corp. | Method of forming a capacitor |
| TW586181B (en) * | 2002-12-25 | 2004-05-01 | Macronix Int Co Ltd | Method of fabricating shallow trench isolation |
| CN1516258A (zh) * | 2003-01-06 | 2004-07-28 | 旺宏电子股份有限公司 | 浅沟渠隔离区的制造方法 |
| CN101290900A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 刻蚀监测方法 |
| CN101593691A (zh) * | 2008-05-26 | 2009-12-02 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | 沟槽的刻蚀方法 |
| CN103822812A (zh) * | 2014-03-10 | 2014-05-28 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 半导体器件测试样品的制作方法 |
| CN109524300A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-26 | 上海华力微电子有限公司 | 一种刻蚀方法及半导体器件 |
| CN110832631A (zh) * | 2019-10-12 | 2020-02-21 | 长江存储科技有限责任公司 | 用于检测深度特征中的缺陷的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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| 深沟槽工艺产品晶片周边硅针缺陷的解决方法;丘志春;《电子与封装》;第第13卷卷(第第7期期);第35-37页 * |
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