半導(dǎo)體元件的制作以及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制作方法，特別是涉及一種在制作工藝中施行缺陷檢測(cè)步驟的半導(dǎo)體元件的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制作工藝技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，半導(dǎo)體元件的尺寸持續(xù)微縮。一般而言，在制作半導(dǎo)體元件的過(guò)程中，必須搭配進(jìn)行缺陷檢測(cè)步驟，以偵測(cè)出半導(dǎo)體元件內(nèi)各部件的尺寸和間距是否落在容許的范圍內(nèi)，用于判別出可能的不良品。
[0003]圖1是半導(dǎo)體基板上具有柵極結(jié)構(gòu)的俯視圖。在此制作工藝階段，半導(dǎo)體基板10上會(huì)具有主動(dòng)區(qū)域12以及絕緣結(jié)構(gòu)14，其中主動(dòng)區(qū)域12會(huì)被絕緣結(jié)構(gòu)14包圍，半導(dǎo)體基板10上還設(shè)置有柵極結(jié)構(gòu)16、20，致使柵極結(jié)構(gòu)16、20可以橫跨過(guò)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)區(qū)域12。通過(guò)此設(shè)計(jì)布局，主動(dòng)區(qū)域12和柵極結(jié)構(gòu)16、20的重疊區(qū)域可作為后續(xù)晶體管元件的載流子流通區(qū)域。
[0004]需注意的是，由于黃光光刻制作工藝及/或蝕刻制作工藝缺陷，柵極結(jié)構(gòu)16可能會(huì)在制作工藝中產(chǎn)生不預(yù)期的缺陷。舉例而言，原本預(yù)定要互相分離的柵極結(jié)構(gòu)16a、16b間可能會(huì)產(chǎn)生不預(yù)期的連續(xù)區(qū)，或稱(chēng)為缺陷區(qū)18。此缺陷區(qū)18會(huì)連接相鄰的柵極結(jié)構(gòu)16a、16b，致使后續(xù)制得的半導(dǎo)體元件喪失其應(yīng)有的電性。因此，有必要在制作工藝過(guò)程中檢測(cè)并標(biāo)記出此缺陷區(qū)18，以避免其相對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體元件被誤判為良品。然而，由于半導(dǎo)體基板10上一般會(huì)存在有柱狀殘留物22，例如是制備柵極結(jié)構(gòu)16、20過(guò)程中所產(chǎn)生的蝕刻殘留物，此殘留物22在缺陷檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的檢測(cè)噪聲，致使無(wú)法有效判別出缺陷區(qū)18的存在。
[0005]因此，有必要提出一種半導(dǎo)體元件的制作方法，特別是關(guān)于一種包括施行缺陷檢測(cè)步驟的半導(dǎo)體元件的制作方法，以解決上述無(wú)法判別出缺陷區(qū)的缺失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，有必要提供一種半導(dǎo)體元件的制作方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺失。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種半導(dǎo)體元件的制作方法，包括下列步驟。首先，提供半導(dǎo)體基板，其上劃分出元件區(qū)域和周邊區(qū)域。接著，在元件區(qū)域內(nèi)形成多個(gè)第一幾何單元，并于周邊區(qū)域形成多個(gè)第二幾何單元，其中各第二幾何單元的臨界尺寸相等于各第一幾何單元的臨界尺寸。之后，全面沉積一介電層，以同時(shí)覆蓋住各第一幾何單元和各第二幾何單元。最后，在介電層上形成多個(gè)焊接墊，其中各焊接墊位于第二幾何單元的正上方。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是現(xiàn)有半導(dǎo)體制作工藝中半導(dǎo)體基板上具有柵極結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0009]圖2是以電子檔案的形式存儲(chǔ)于電腦可讀式存儲(chǔ)媒介的半導(dǎo)體元件設(shè)計(jì)布局的局部俯視圖；
[0010]圖3是具有幾何圖案的第一光掩模俯視圖；
[0011]圖4是具有塊狀幾何圖案的第二光掩模俯視圖；
[0012]圖5是半導(dǎo)體基板上具有幾何圖案的俯視不意圖；
[0013]圖6是沿著圖5內(nèi)的A-A’切線和B-B’切線所繪示的剖面示意圖；
[0014]圖7是半導(dǎo)體基板上形成有焊接墊的俯視示意圖；
[0015]圖8是半導(dǎo)體元件制作方法的流程圖；
[0016]圖9是各種具有臨界尺寸的幾何圖案的不意圖。
[0017]符號(hào)說(shuō)明
[0018]10半導(dǎo)體基板
[0019]12主動(dòng)區(qū)域
[0020]14絕緣結(jié)構(gòu)
[0021]16、20柵極結(jié)構(gòu)
[0022]16a、16b 柵極結(jié)構(gòu)
[0023]18缺陷區(qū)
[0024]22殘留物
[0025]100電子檔案(電子文件)
[0026]102、104、106 幾何圖案
[0027]106a、106b次幾何圖案
[0028]108分離區(qū)域
[0029]200第一光掩模
[0030]202、204、206、216 幾何圖案
[0031]210塊狀區(qū)域
[0032]216a、216b 幾何圖案
[0033]218分離區(qū)域
[0034]230、330 中心區(qū)域
[0035]232、332 環(huán)狀區(qū)域
[0036]300第二光掩模
[0037]310矩形圖案
[0038]400半導(dǎo)體基板
[0039]402、404、406 第一幾何單元
[0040]408、418 間距
[0041]412殘留物
[0042]414淺溝槽絕緣結(jié)構(gòu)
[0043]416第二幾何單元
[0044]416a、416b次幾何單元
[0045]420柵極氧化層
[0046]422柵極電極
[0047]424 墊層
[0048]426掩模層
[0049]430元件區(qū)域
[0050]432周邊區(qū)域
[0051]510、512、514 介電層
[0052]520接觸墊
[0053]524內(nèi)連線
[0054]526接觸插塞
[0055]530焊接墊
[0056]801、802、803、804、805、806 步驟
[0057]910、912、914、916、918、920、922、924 次幾何圖案
【具體實(shí)施方式】
[0058]在下文中，將參照【附圖說(shuō)明】細(xì)節(jié)，該些附圖中的內(nèi)容也構(gòu)成說(shuō)明書(shū)細(xì)節(jié)描述的一部分，并且以可實(shí)行該實(shí)施例的特例描述方式來(lái)繪示。下文實(shí)施例已描述足夠的細(xì)節(jié)使該領(lǐng)域的一般技術(shù)人士得以具以實(shí)施。當(dāng)然，也可采行其他的實(shí)施例，或是在不違背文中所述實(shí)施例的前提下作出任何結(jié)構(gòu)性、邏輯性、及電性上的改變。因此，下文的細(xì)節(jié)描述不應(yīng)被視為是限制，反之，其中所包含的實(shí)施例將由隨附的權(quán)利要求來(lái)加以界定。
[0059]圖2是以電子檔案的形式存儲(chǔ)于電腦可讀式存儲(chǔ)媒介(computer-readablestorage media, CRSM)的半導(dǎo)體元件設(shè)計(jì)布局局部俯視圖。在此階段，半導(dǎo)體元件的設(shè)計(jì)布局電子檔案100會(huì)被存儲(chǔ)于適當(dāng)?shù)碾娔X可讀式存儲(chǔ)媒介中，以供后續(xù)的電腦運(yùn)算處理。如圖2所示，電子檔案100的設(shè)計(jì)布局主要對(duì)應(yīng)至半導(dǎo)體元件中的元件區(qū)域，因此其內(nèi)部的幾何圖案102、104、106可具有不同輪廓、尺寸和間距，以定義出電路中的源/漏極、柵極、接觸插塞、內(nèi)連線等部件。根據(jù)本實(shí)施例，電子檔案100內(nèi)的幾何圖案102、104、106用以定義出電路中的柵極結(jié)構(gòu)的位置，其中，幾何圖案102對(duì)應(yīng)至條狀延伸的柵極結(jié)構(gòu)；幾何圖案104對(duì)應(yīng)至L形的柵極結(jié)構(gòu)；幾何圖案106對(duì)應(yīng)至以T形相向設(shè)置的柵極結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步而言，幾何圖案106還包括兩個(gè)次幾何圖案106a，此次幾何圖案106a、106b以T形底部頭對(duì)頭的方式相向設(shè)置，致使兩者間存在有分離區(qū)域108。
[0060]需注意的是，由于幾何圖案102、104、106的輪廓、尺寸和間距不盡相同，當(dāng)這些輪廓、尺寸和間距不等的幾何圖案102、104、106經(jīng)由后續(xù)制作工藝而被轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上時(shí)，具有較小間距的幾何圖案相較于具有較大間距的幾何圖案會(huì)更容易發(fā)生結(jié)構(gòu)缺陷，舉例而言，此結(jié)構(gòu)缺陷可能是造成分離圖案彼此互連的缺陷。然而，受制于制作工藝殘留物的存在，導(dǎo)致這些缺陷無(wú)法有效地被檢測(cè)出。因此，本發(fā)明提供一種可以有效檢測(cè)出此缺陷的半導(dǎo)體元件制作工藝，以解決上述缺失，下文就此檢測(cè)方式進(jìn)一步的詳述。
[0061]同時(shí)參照?qǐng)D2和圖8，其中圖8是半導(dǎo)體元件制作方法的流程圖。接著，施行步驟801，判斷出布局圖案中具有臨界尺寸(critical dimens1n)的幾何圖案，這些幾何圖案也可以被稱(chēng)為是臨界幾何圖案。具體來(lái)說(shuō)，由于幾何圖案106a、106b間的分離區(qū)域108相較于其他的幾何圖案102、104具有更小的尺寸，因此幾何圖案106a、106b容易在后續(xù)制作工藝中產(chǎn)生制作工藝缺陷。在此情況下，可以標(biāo)示出此具有較小尺寸的幾何圖案106a、106b，以作為后續(xù)檢測(cè)之用。
[0062]圖3是具有幾何圖案的第一光掩模俯視圖。在標(biāo)示出上述的幾何圖案106a、106b之后，接著可以將電子檔案100輸出制作成第一光掩模200，以在第一光掩模200上對(duì)應(yīng)地形成上述的幾何圖案。其中，第一光掩模200可以被區(qū)分成一中心區(qū)域230和一環(huán)狀區(qū)域232，中心區(qū)域230可以對(duì)應(yīng)至后續(xù)半導(dǎo)體元件的元件區(qū)域，或稱(chēng)核心區(qū)域，而環(huán)狀區(qū)域232可以對(duì)應(yīng)至后續(xù)半導(dǎo)體元件的周邊區(qū)域。具體來(lái)說(shuō)，中心區(qū)域230內(nèi)會(huì)被設(shè)置有幾何圖案202、204、206，此幾何圖案202、204、206的輪廓和相對(duì)位置對(duì)應(yīng)于電子檔案100內(nèi)幾何圖案102、104、106的輪廓和相對(duì)位置；而環(huán)狀區(qū)域232內(nèi)會(huì)具有幾何圖案216a、216b，且彼此間具有一分離區(qū)域218，此幾何圖案216a、216b的輪廓即是對(duì)應(yīng)于上述電子檔案100內(nèi)的幾何圖案106a、106b的輪廓。優(yōu)選來(lái)說(shuō)，幾何圖案216可以作為一單元圖案，以周期性的方式排列在環(huán)狀區(qū)域232內(nèi)的各塊狀區(qū)域210內(nèi)，且位于各塊狀區(qū)域210內(nèi)的布局圖案也會(huì)進(jìn)一步周期性地環(huán)繞住中心區(qū)域230，以形成另一周期排列圖案。需注意的是，幾何圖案216的輪廓和尺寸會(huì)相同于幾何圖案206的輪廓和尺寸。
[0063]除了上述的光掩模200之外，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體制作工藝也另會(huì)采用其他光掩模，用于形成位于其他階層的電路布局圖案。圖4是具有塊狀幾何圖案的第二光掩模俯視圖。此第二光掩模300也具有一中心區(qū)域330和一環(huán)狀區(qū)域332，其中環(huán)狀區(qū)域332內(nèi)會(huì)具有多個(gè)沿著中心區(qū)域330的周?chē)O(shè)置的矩形圖案310。優(yōu)選來(lái)說(shuō)，此矩形圖案310用以定義出半導(dǎo)體元件周邊區(qū)域的焊接墊，例如是用作打線用的焊接墊或是倒裝封裝的球狀柵陣列(Flip Chip Ball Grid Array, FCBGA)焊接墊。在后續(xù)制作工藝中，可以設(shè)置金屬細(xì)線或錫球在焊接墊上，致使半導(dǎo)體元件可以通過(guò)焊接墊而電連接至外部電路。
[0064]需注意的是，上述第一光掩模200內(nèi)各塊狀區(qū)域210的位置優(yōu)選會(huì)對(duì)應(yīng)至第二光掩模300內(nèi)各矩形圖案310的位置。換句話說(shuō)，在制備第一光掩模200時(shí)，必須考慮光掩模300內(nèi)各矩形圖案310的位置，致使第一光掩模200內(nèi)群聚的幾何圖案216可以被第二光掩模300內(nèi)的各矩形圖案310涵蓋。
[0065]在制得上述的光掩模200、300之后，接著可以施行步驟802，施行沉積制作工藝、光致抗蝕劑涂布、光刻制作工藝、蝕刻制作工藝以及其他適當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體制作工藝，以將第一光掩模200內(nèi)的布局圖案相應(yīng)地轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體基板上的元件區(qū)域和環(huán)繞元件區(qū)域的周邊區(qū)域內(nèi)，以于半導(dǎo)體基板上形成多個(gè)幾何單元。根據(jù)本實(shí)施例，上述制作工藝為柵極結(jié)構(gòu)制作工藝，其步驟可至少包括:首先，依序在半導(dǎo)體基板上沉積氧化層、導(dǎo)電層以及蓋層。之后，進(jìn)行光